JP2019165284A - 弾性波装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＤＴ電極の耐電力性の低下を抑えつつ、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波の強度を低減する。【解決手段】ＩＤＴ電極３は、圧電体基板２上に形成されている。第１酸化ケイ素膜４は、ＩＤＴ電極３を覆うように圧電体基板２上に形成されている。高音速誘電体膜５は、第１酸化ケイ素膜４を覆うように第１酸化ケイ素膜４上に形成されている。第２酸化ケイ素膜６は、高音速誘電体膜５上に形成されている。圧電体基板２の材料は、ニオブ酸リチウムである。高音速誘電体膜５では、伝搬する縦波音速が第１酸化ケイ素膜４を伝搬する縦波音速よりも高速である。高音速誘電体膜５は、圧電体基板２の厚さ方向Ｄ１における第１主面２１からの距離が（ｔ１＋ｔ２）×０．４２以下の位置に形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に弾性波装置に関し、より詳細には、圧電体基板及び酸化ケイ素膜を備える弾性波装置に関する。

従来、レイリー波をメインモードとして利用する弾性波装置（弾性表面波装置）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の弾性波装置は、ＬｉＮｂＯ_３基板と、少なくともＩＤＴ電極を含む電極と、第１の酸化ケイ素膜と、第２の酸化ケイ素膜と、を備える。電極は、ＬｉＮｂＯ_３基板上に形成されている。第１の酸化ケイ素膜は、電極が形成されている領域の残りの領域に、電極の膜厚と等しくなるように形成されている。第２の酸化ケイ素膜は、電極及び第１の酸化ケイ素膜を覆うように形成されている。

国際公開第２００７／０９７１８６号

特許文献１に記載の弾性波装置では、レイリー波の反共振周波数よりも高周波数側に、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波が発生するという問題があった。

本発明の目的は、ＩＤＴ電極の耐電力性の低下を抑えつつ、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波の強度を低減することができる弾性波装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る弾性波装置は、レイリー波をメインモードとして利用する。前記弾性波装置は、圧電体基板と、ＩＤＴ電極と、第１酸化ケイ素膜と、高音速誘電体膜と、第２酸化ケイ素膜と、を備える。前記圧電体基板は、主面を有する。前記ＩＤＴ電極は、前記圧電体基板の前記主面上に形成されている。前記第１酸化ケイ素膜は、前記ＩＤＴ電極を覆うように前記圧電体基板上に形成されている。前記高音速誘電体膜は、前記第１酸化ケイ素膜を覆うように前記第１酸化ケイ素膜上または前記圧電体基板上に形成されている。前記高音速誘電体膜では、伝搬する縦波音速が前記第１酸化ケイ素膜を伝搬する縦波音速よりも高速である。前記第２酸化ケイ素膜は、前記高音速誘電体膜上に形成されている。前記圧電体基板の材料はニオブ酸リチウムである。前記高音速誘電体膜は、前記ＩＤＴ電極から離れている。前記高音速誘電体膜は、前記圧電体基板の厚さ方向における前記主面からの距離が（ｔ１＋ｔ２）×０．４２以下の位置に形成されている。ｔ１は前記第１酸化ケイ素膜の厚さであり、ｔ２は前記第２酸化ケイ素膜の厚さである。

本発明の別の態様に係る弾性波装置は、レイリー波をメインモードとして利用する。前記弾性波装置は、圧電体基板と、ＩＤＴ電極と、第１酸化ケイ素膜と、高音速誘電体膜と、第２酸化ケイ素膜と、を備える。前記圧電体基板は、主面を有する。前記ＩＤＴ電極は、前記圧電体基板の前記主面上に形成されている。前記第１酸化ケイ素膜は、前記ＩＤＴ電極を覆うように前記圧電体基板上に形成されている。前記高音速誘電体膜は、前記第１酸化ケイ素膜を覆うように前記第１酸化ケイ素膜上または前記圧電体基板上に形成されている。前記第２酸化ケイ素膜は、前記高音速誘電体膜上に形成されている。前記圧電体基板の材料はニオブ酸リチウムである。前記高音速誘電体膜は、前記ＩＤＴ電極から離れている。前記高音速誘電体膜は、前記圧電体基板の厚さ方向における前記主面からの距離が（ｔ１＋ｔ２）×０．４２以下の位置に形成されている。ｔ１は前記第１酸化ケイ素膜の厚さであり、ｔ２は前記第２酸化ケイ素膜の厚さである。前記高音速誘電体膜は、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素及びダイヤモンドライクカーボンのうち少なくとも１つの材料を含む。

本発明によれば、ＩＤＴ電極の耐電力性の低下を抑えつつ、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波の強度を低減することができる。

図１Ａは、本発明の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線断面図である。 図２は、同上の弾性波装置におけるセザワ波の変位図である。 図３は、同上の弾性波装置に関し、厚さ方向の位置とセザワ波の変位量との関係を示すグラフである。 図４は、同上の弾性波装置におけるインピーダンスの周波数特性図である。 図５Ａは、同上の弾性波装置に関し、酸化ケイ素膜及び高音速誘電体膜の厚さが０．３３λで、かつ圧電体基板のオイラー角が（０°，３６°，０°）である場合における酸化ケイ素膜全体に対する第１酸化ケイ素膜の割合とセザワ波の音速との関係を示すグラフである。図５Ｂは、同上の弾性波装置に関し、酸化ケイ素膜及び高音速誘電体膜の厚さが０．３６λで、かつ圧電体基板のオイラー角が（０°，３６°，０°）である場合における酸化ケイ素膜全体に対する第１酸化ケイ素膜の割合とセザワ波の音速との関係を示すグラフである。図５Ｃは、同上の弾性波装置に関し、酸化ケイ素膜及び高音速誘電体膜の厚さが０．３９λで、かつ圧電体基板のオイラー角が（０°，３６°，０°）である場合における酸化ケイ素膜全体に対する第１酸化ケイ素膜の割合とセザワ波の音速との関係を示すグラフである。 図６Ａは、同上の弾性波装置に関し、酸化ケイ素膜及び高音速誘電体膜の厚さが０．３３λで、かつ圧電体基板のオイラー角が（０°，３８°，０°）である場合における酸化ケイ素膜全体に対する第１酸化ケイ素膜の割合とセザワ波の音速との関係を示すグラフである。図６Ｂは、同上の弾性波装置に関し、酸化ケイ素膜及び高音速誘電体膜の厚さが０．３６λで、かつ圧電体基板のオイラー角が（０°，３８°，０°）である場合における酸化ケイ素膜全体に対する第１酸化ケイ素膜の割合とセザワ波の音速との関係を示すグラフである。図６Ｃは、同上の弾性波装置に関し、酸化ケイ素膜及び高音速誘電体膜の厚さが０．３９λで、かつ圧電体基板のオイラー角が（０°，３８°，０°）である場合における酸化ケイ素膜全体に対する第１酸化ケイ素膜の割合とセザワ波の音速との関係を示すグラフである。 図７Ａは、同上の弾性波装置に関し、酸化ケイ素膜及び高音速誘電体膜の厚さが０．３３λで、かつ圧電体基板のオイラー角が（０°，４０°，０°）である場合における酸化ケイ素膜全体に対する第１酸化ケイ素膜の割合とセザワ波の音速との関係を示すグラフである。図７Ｂは、同上の弾性波装置に関し、酸化ケイ素膜及び高音速誘電体膜の厚さが０．３６λで、かつ圧電体基板のオイラー角が（０°，４０°，０°）である場合における酸化ケイ素膜全体に対する第１酸化ケイ素膜の割合とセザワ波の音速との関係を示すグラフである。図７Ｃは、同上の弾性波装置に関し、酸化ケイ素膜及び高音速誘電体膜の厚さが０．３９λで、かつ圧電体基板のオイラー角が（０°，４０°，０°）である場合における酸化ケイ素膜全体に対する第１酸化ケイ素膜の割合とセザワ波の音速との関係を示すグラフである。 図８は、本発明の実施形態の変形例１に係る弾性波装置の断面図である。 図９は、本発明の実施形態の変形例２に係る弾性波装置の断面図である。

以下、実施形態に係る弾性波装置について、図面を参照して説明する。

以下の実施形態等において参照する図１Ａ、図１Ｂ、図２、図８及び図９は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

（実施形態）
（１）弾性波装置の全体構成
実施形態に係る弾性波装置１は、例えば、レイリー波をメインモードとして利用する弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）共振子である。弾性波装置１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、圧電体基板２と、ＩＤＴ（ＩＤＴ：Interdigital Transducer）電極３と、第１酸化ケイ素膜４と、高音速誘電体膜５と、第２酸化ケイ素膜６と、を備えている。図１Ａでは、ＩＤＴ電極３にドットのハッチングを付してあるが、このハッチングは、断面を表すものではなく、ＩＤＴ電極３と圧電体基板２との関係を分かりやすくするために付してあるにすぎない。また、図１Ａでは、第１酸化ケイ素膜４、高音速誘電体膜５及び第２酸化ケイ素膜６の図示を省略している。

圧電体基板２の材料は、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）である。圧電体基板２は、第１主面（主面）２１を有している。ＩＤＴ電極３は、圧電体基板２の第１主面２１上に形成されている。ここでいう「第１主面（主面）」とは、圧電体基板２において最も面積の大きい面のことをいう。

第１酸化ケイ素膜４は、ＩＤＴ電極３を覆うように圧電体基板２上に形成されている。高音速誘電体膜５は、図１Ｂに示すように、第１酸化ケイ素膜４を覆うように第１酸化ケイ素膜４上に形成されている。第２酸化ケイ素膜６は、高音速誘電体膜５上に形成されている。高音速誘電体膜５は、図１Ｂに示すように、ＩＤＴ電極３に接触しないように、第１酸化ケイ素膜４を介してＩＤＴ電極３から離れた位置に設けられている。

（２）弾性波装置の各構成要素
（２．１）圧電体基板
圧電体基板２は、例えば、Γ°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）単結晶である。Γ°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム単結晶は、ニオブ酸リチウム単結晶の３つの結晶軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とした場合に、Ｘ軸を中心としてＹ軸からＺ軸方向にΓ°回転した軸を法線とする面で切断したニオブ酸リチウム単結晶であって、Ｘ軸方向に弾性表面波が伝搬する単結晶である。Γ°は、例えば、３８°である。圧電体基板２のカット角は、カット角をΓ、圧電体基板２のオイラー角を（φ，θ，ψ）とすると、Γ＝θ＋９０である。但し、Γと、Γ±１８０×ｎは同義である（結晶学的に等価である）。

圧電体基板２のカット角Γは、３８°に限らず、例えば、３６°〜４０°内の値であればよい。圧電体基板２は、厚さ方向に沿った第１方向Ｄ１（以下、「厚さ方向Ｄ１」ともいう）において互いに背向（互いに反対側に位置）する第１主面２１及び第２主面２２を有している。

（２．２）ＩＤＴ電極
ＩＤＴ電極３は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ又はこれらの金属のいずれかを主体とする合金などの適宜の金属材料により形成することができる。また、ＩＤＴ電極３は、これらの金属又は合金からなる複数の金属膜を積層した構造を有していてもよい。ＩＤＴ電極３は、例えば、白金（Ｐｔ）とアルミニウム（Ａｌ）とを積層した構造である。ＩＤＴ電極３の電極指周期で定まる弾性波の波長をλとした場合、白金層の厚さは、例えば、０．０２λであり、アルミニウム層の厚さは、例えば、０．０３λである。

ＩＤＴ電極３は、圧電体基板２上に形成されている。詳しくは、ＩＤＴ電極３は、圧電体基板２の第１主面２１上に形成されている。ＩＤＴ電極３は、図１Ａに示すように、第１バスバー３１と、第２バスバー３２と、複数（図示例では２つ）の第１電極指３３と、複数（図示例では３つ）の第２電極指３４と、を含む。

第１バスバー３１及び第２バスバー３２は、圧電体基板２の厚さ方向（第１方向）Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２を長手方向とする長尺状である。ＩＤＴ電極３では、第１バスバー３１と第２バスバー３２とは、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２との両方に直交する第３方向Ｄ３において互いに対向している。つまり、第２バスバー３２は、第３方向Ｄ３において第１バスバー３１に対向している。

複数の第１電極指３３は、第１バスバー３１に接続されており、第２バスバー３２に向かって延びている。つまり、複数の第１電極指３３は、第１バスバー３１から第３方向Ｄ３に沿って延びている。複数の第１電極指３３の各々の先端は、第２バスバー３２とは離れている。複数の第１電極指３３は、例えば、互いの長さ及び幅が同じである。

複数の第２電極指３４は、第２バスバー３２に接続されており、第１バスバー３１に向かって延びている。つまり、複数の第２電極指３４は、第２バスバー３２から第３方向Ｄ３に沿って延びている。複数の第２電極指３４の各々の先端は、第１バスバー３１とは離れている。複数の第２電極指３４は、例えば、互いの長さ及び幅が同じである。図１Ａでは、複数の第２電極指３４の長さ及び幅は、複数の第１電極指３３の長さ及び幅それぞれと同じである。

ＩＤＴ電極３では、複数の第１電極指３３と複数の第２電極指３４とが、第２方向Ｄ２において、１本ずつ交互に互いに離隔して並んでいる。したがって、第１バスバー３１の長手方向（第２方向Ｄ２）において隣り合う第１電極指３３と第２電極指３４とは離れている。

複数の第１電極指３３と複数の第２電極指３４とを含む一群の電極指は、複数の第１電極指３３と複数の第２電極指３４とが、第２方向Ｄ２において、離隔して並んでいる構成であればよく、複数の第１電極指３３と複数の第２電極指３４とが交互に互いに離隔して並んでいない構成であってもよい。例えば、第１電極指３３と第２電極指３４とが１本ずつ離隔して並んでいる領域と、第１電極指３３又は第２電極指３４が第２方向Ｄ２において２つ並んでいる領域と、が混在してもよい。ＩＤＴ電極３における複数の第１電極指３３及び複数の第２電極指３４それぞれの数は特に限定されない。

（２．３）第１酸化ケイ素膜及び第２酸化ケイ素膜
第１酸化ケイ素膜４及び第２酸化ケイ素膜６は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含む誘電体膜である。第１酸化ケイ素膜４は、図１Ｂに示すように、ＩＤＴ電極３を覆うように圧電体基板２上に形成されている。詳しくは、第１酸化ケイ素膜４は、ＩＤＴ電極３を覆うように圧電体基板２の第１主面２１上に形成されている。「ＩＤＴ電極３を覆う」とは、第１酸化ケイ素膜４以外の別の膜がＩＤＴ電極３に接触しないように、ＩＤＴ電極３の全体を覆う状態をいう。第２酸化ケイ素膜６は、高音速誘電体膜５上に形成されている。第１酸化ケイ素膜４の厚さｔ１は、例えば、０．０６λであり、第２酸化ケイ素膜６の厚さｔ２は、例えば、０．２９λである。したがって、第１酸化ケイ素膜４及び第２酸化ケイ素膜６を含む酸化ケイ素膜（以下、「酸化ケイ素膜７」ともいう）全体の厚さｔ３は、０．３５λである。

ところで、圧電体基板２の材料であるニオブ酸リチウムは、線膨張係数が大きい。これに対して、実施形態に係る弾性波装置１のように、ニオブ酸リチウムとは逆の線膨張係数を有する酸化ケイ素膜７（第１酸化ケイ素膜４及び第２酸化ケイ素膜６）を圧電体基板２上に形成することによって、周波数温度特性を向上させることができる。この場合、酸化ケイ素膜７の厚さが厚くなるほど周波数温度特性は良くなるが、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波の強度が大きくなるという問題がある。つまり、周波数温度特性とセザワ波の強度とはトレードオフの関係にある。

（２．４）高音速誘電体膜
高音速誘電体膜５は、例えば、窒化ケイ素を含む誘電体膜である。高音速誘電体膜５は、図１Ｂに示すように、第１酸化ケイ素膜４を覆うように第１酸化ケイ素膜４上に形成されている。詳しくは、高音速誘電体膜５は、第１酸化ケイ素膜４における圧電体基板２側の第２主面と反対側の第１主面に沿って形成されている。高音速誘電体膜５の厚さは、例えば、０．０３λである。高音速誘電体膜５では、伝搬する縦波音速が第１酸化ケイ素膜４を伝搬する縦波音速よりも高速である。

ところで、高音速誘電体膜５は、図１Ｂに示すように、圧電体基板２の第１主面２１と、第１主面２１からの距離がｔ３の０．４２倍の位置との間に配置されていることが好ましい。言い換えると、高音速誘電体膜５は、圧電体基板２の厚さ方向（第１方向）Ｄ１における第１主面２１からの距離がｔ３×０．４２以下の位置に形成されていることが好ましい。ここで、ｔ３は、酸化ケイ素膜７の厚さであって、第１酸化ケイ素膜４の厚さｔ１と第２酸化ケイ素膜６の厚さｔ２との和である。この構成によれば、周波数温度特性を良くしつつセザワ波の強度を小さくすることができる。

（３）弾性波装置の特性
（３．１）実施例１
（３．１．１）解析結果
図２は、実施形態に係る弾性波装置１におけるセザワ波の変位分布を示すシミュレーション結果である。図２の実線はセザワ波が励振していない場合の素子の変位の状態を表し、図２の二点鎖線はセザワ波が励振している場合のある一時刻での素子の変位の状態を表している。図３は、実施形態に係る弾性波装置１における、厚さ方向（第１方向Ｄ１）の位置とセザワ波の変位量との関係を示すグラフである。図３における位置０．０は、圧電体基板２の第１主面２１の位置であり、位置１．０は、第２酸化ケイ素膜６における圧電体基板２と反対側の面の位置である。また、図３では、酸化ケイ素膜７の厚さｔ３が０．３０λである場合を実線で示し、厚さｔ３が０．３３λである場合を破線で示し、厚さｔ３が０．３６λである場合を一点鎖線で示している。

図２から、第２酸化ケイ素膜６の上記面の近傍では、二点鎖線ａ１に示すように、セザワ波が圧電体基板２の厚さ方向である第１方向Ｄ１に振動していることが分かる。一方、圧電体基板２の第１主面２１上に形成されているＩＤＴ電極３の近傍では、二点鎖線ａ２に示すように、セザワ波が弾性波の伝搬方向である第２方向Ｄ２に振動していることが分かる。

図３から、酸化ケイ素膜７の厚さｔ３が０．３０λ、０．３３λ及び０．３６λのいずれであっても、圧電体基板２の第１主面２１からの距離が厚さｔ３の０．４２倍の位置で、セザワ波の変位量がほぼ０ｎｍになっていることが分かる。つまり、圧電体基板２の第１主面２１からの距離が酸化ケイ素膜７の厚さｔ３の０．４２倍の位置で、変位方向の変化が生じていると考えられる。

そして、図２及び図３から、圧電体基板２の第１主面２１からの距離が酸化ケイ素膜７の厚さｔ３の０．４２倍の位置よりも圧電体基板２側の領域では、セザワ波は、弾性波の伝搬方向（第２方向Ｄ２）に振動していると考えられる。すなわち、圧電体基板２の第１主面２１からの距離が酸化ケイ素膜７の厚さｔ３の０．４２倍の位置よりも圧電体基板２側の領域では、縦波の振動になっていると考えられる。

一般的に、縦波音速の速い媒質中を伝搬する縦波の音速は速くなる。そのため、縦波の振動をしている領域に縦波音速の速い媒質を設けることによって、上記領域内を伝搬するセザワ波の音速を速くすることができる。実施形態に係る弾性波装置１では、図１Ｂに示すように、圧電体基板２の第１主面２１からの距離が酸化ケイ素膜７の厚さｔ３（＝ｔ１＋ｔ２）の０．４２倍の位置よりも圧電体基板２側に、高音速誘電体膜５を設けている。その結果、高音速誘電体膜５が設けられていない場合と比較して、セザワ波の音速を速くすることができる。

ところで、図１Ｂに示す弾性波装置１において、第１酸化ケイ素膜４がない構造も考えられる。この場合、ＩＤＴ電極３は、高音速誘電体膜５によって覆われることになる。つまり、高音速誘電体膜５がＩＤＴ電極３に接触する。この構造では、高音速誘電体膜５が、ＩＤＴ電極３の第１電極指３３及び第２電極指３４に接触しているため、セザワ波の音速を速くすることはできるが、第１電極指３３及び第２電極指３４の耐電力性が低下するという問題がある。したがって、高音速誘電体膜５がＩＤＴ電極３に接触しないように、ＩＤＴ電極３が第１酸化ケイ素膜４で覆われていることが好ましい。言い換えると、高音速誘電体膜５は、ＩＤＴ電極３に接触しないように、第１酸化ケイ素膜４を介してＩＤＴ電極３から物理的に離れていることが好ましい。

（３．１．２）周波数特性
図４は、実施形態に係る弾性波装置１におけるセザワ波のインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。図４では、高音速誘電体膜５が設けられていない場合のインピーダンスの周波数特性を破線で示し、高音速誘電体膜５が設けられている場合のインピーダンスの周波数特性を実線で示している。

図４から、高音速誘電体膜５が設けられている場合には、高音速誘電体膜５が設けられていない場合と比較して、セザワ波の音速が速くなることによって、セザワ波の強度が小さくなっていることが分かる。つまり、実施形態に係る弾性波装置１によれば、ＩＤＴ電極３の耐電力性の低下を抑えつつ、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波の強度を低減することができる。

（３．２）実施例２
図５Ａ〜図７Ｃは、実施形態に係る弾性波装置１において、酸化ケイ素膜７の厚さｔ３に対する第１酸化ケイ素膜４の厚さｔ１の割合（比率）とセザワ波の音速との関係を示すグラフである。図５Ａ〜図５Ｃでは、圧電体基板２のカット角Γは３６°であり、図６Ａ〜図６Ｃでは、圧電体基板２のカット角Γは３８°であり、図７Ａ〜図７Ｃでは、圧電体基板２のカット角Γは４０°である。図５Ａ、図６Ａ及び図７Ａでは、酸化ケイ素膜７の厚さｔ３は０．３０λであり、図５Ｂ、図６Ｂ及び図７Ｂでは、酸化ケイ素膜７の厚さｔ３は０．３３λであり、図５Ｃ、図６Ｃ及び図７Ｃでは、酸化ケイ素膜７の厚さｔ３は０．３６λである。また、図５Ａ〜図７Ｃにおける「×印」は、高音速誘電体膜５が設けられていない場合のセザワ波の音速である。ここで、酸化ケイ素膜７の厚さｔ３は、実施形態と同様に、第１酸化ケイ素膜４の厚さｔ１と第２酸化ケイ素膜６の厚さｔ２との和である。

図５Ａ〜図７Ｃから、酸化ケイ素膜７の厚さｔ３に対する第１酸化ケイ素膜４の厚さｔ１の割合が０．４２以下の場合には、高音速誘電体膜５が設けられていない場合（図中の「×印」）と比較して、セザワ波の音速が速くなっていることが分かる。また、酸化ケイ素膜７の厚さｔ３に対する第１酸化ケイ素膜４の厚さｔ１の割合が０．４２よりも大きい場合には、高音速誘電体膜５が設けられていない場合と比較して、セザワ波の音速が遅くなっていることが分かる。

実施形態に係る弾性波装置１によれば、酸化ケイ素膜７の厚さｔ３に対する第１酸化ケイ素膜６の厚さｔ１の割合が０．４２以下となるように、第１酸化ケイ素膜４の厚さｔ１及び第２酸化ケイ素膜６の厚さｔ２をそれぞれ設計することで、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波の強度を低減することができる。

上述のように、圧電体基板２のカット角Γは３８°に限らず、３６°であってもよいし、４０°であってもよい。つまり、圧電体基板２のカット角Γが３６°以上で、かつ４０°以下であれば、レイリー波をメインモードとして利用することができる。

（４）効果
実施形態に係る弾性波装置１では、上述のように、圧電体基板２の第１主面２１からの距離が、第１酸化ケイ素膜４の厚さｔ１と第２酸化ケイ素膜６の厚さｔ２との和である酸化ケイ素膜７の厚さｔ３の０．４２倍の位置よりも圧電体基板２側の領域に高音速誘電体膜５を設けている。そのため、高音速誘電体膜５が設けられていない場合と比較して、上記領域内を伝搬するセザワ波の音速を速くすることができ、その結果、セザワ波の強度を小さくすることができる。言い換えると、実施形態に係る弾性波装置１によれば、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波の強度（サイズ）を低減することができる。

また、実施形態に係る弾性波装置１では、上述のように、高音速誘電体膜５は、第１酸化ケイ素膜４を介してＩＤＴ電極３から物理的に離れている。そのため、高音速誘電体膜５がＩＤＴ電極３の電極指（第１電極指３３及び第２電極指３４）に接触することによる電極指の耐電力性の低下を抑えることができる。

（５）変形例
実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

（５．１）変形例１
実施形態の変形例１に係る弾性波装置１Ａについて、図８を参照して説明する。

変形例１に係る弾性波装置１Ａは、図８に示すように、圧電体基板２Ａと、ＩＤＴ電極３Ａと、第１酸化ケイ素膜４Ａと、高音速誘電体膜５Ａと、第２酸化ケイ素膜６Ａと、を備えている。なお、圧電体基板２Ａ、ＩＤＴ電極３Ａ、第１酸化ケイ素膜４Ａ及び第２酸化ケイ素膜６Ａについては、実施形態に係る弾性波装置１の圧電体基板２、ＩＤＴ電極３、第１酸化ケイ素膜４及び第２酸化ケイ素膜６と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。

高音速誘電体膜５Ａは、図８に示すように、ＩＤＴ電極３の電極指（第１電極指３３及び第２電極指３４）の長手方向（紙面に垂直な方向）から見て、ＩＤＴ電極３に沿った形状に形成されている。詳しくは、高音速誘電体膜５Ａは、圧電体基板２Ａの厚さ方向（第１方向）Ｄ１において、凹凸形状に形成されている。さらに詳しくは、高音速誘電体膜５Ａは、圧電体基板２Ａの厚さ方向Ｄ１において、ＩＤＴ電極３Ａの電極指に対応する位置では圧電体基板２Ａと反対側に凸となり、ＩＤＴ電極３Ａの電極指間では圧電体基板２Ａ側に凸となる形状である。この場合においても、高音速誘電体膜５Ａは、ＩＤＴ電極３Ａに接触しないように、第１酸化ケイ素膜４Ａを介してＩＤＴ電極３Ａから物理的に離れている（図８参照）。

この構成においても、圧電体基板２Ａの第１主面２１Ａからの距離が酸化ケイ素膜７Ａの厚さｔ３の０．４２倍の位置よりも圧電体基板２Ａ側の領域に高音速誘電体膜５Ａを設けることによって、上記領域内を伝搬するセザワ波の強度を小さくすることができる。つまり、変形例１に係る弾性波装置１Ａによれば、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波の強度を低減することができる。ここで、酸化ケイ素膜７Ａの厚さｔ３は、実施形態と同様に、第１酸化ケイ素膜４Ａの厚さｔ１と第２酸化ケイ素膜６Ａの厚さｔ２との和である。

（５．２）変形例２
実施形態の変形例２に係る弾性波装置１Ｂについて、図９を参照して説明する。

変形例２に係る弾性波装置１Ｂは、図９に示すように、圧電体基板２Ｂと、ＩＤＴ電極３Ｂと、第１酸化ケイ素膜４Ｂと、高音速誘電体膜５Ｂと、第２酸化ケイ素膜６Ｂと、を備えている。なお、圧電体基板２Ｂ、ＩＤＴ電極３Ｂ、第１酸化ケイ素膜４Ｂ及び第２酸化ケイ素膜６Ｂについては、実施形態に係る弾性波装置１の圧電体基板２、ＩＤＴ電極３、第１酸化ケイ素膜４及び第２酸化ケイ素膜６と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。

高音速誘電体膜５Ｂは、図９に示すように、第１酸化ケイ素膜４Ｂを覆うように圧電体基板２Ｂ上に形成されている。詳しくは、高音速誘電体膜５Ｂは、ＩＤＴ電極３Ｂの複数の電極指に対応する位置では圧電体基板２Ｂと反対側に突出し、複数の電極指よりも外側の位置で圧電体基板２Ｂに接触している。この場合においても、高音速誘電体膜５Ｂは、ＩＤＴ電極３Ｂに接触しないように、第１酸化ケイ素膜４Ｂを介してＩＤＴ電極３Ｂから物理的に離れている（図９参照）。

この構成においても、圧電体基板２Ｂの第１主面２１Ｂからの距離が酸化ケイ素膜７Ｂの厚さｔ３の０．４２倍の位置よりも圧電体基板２側の領域に高音速誘電体膜５Ｂを設けることによって、上記領域内を伝搬するセザワ波の強度を小さくすることができる。つまり、変形例２に係る弾性波装置１Ｂによれば、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波の強度を低減することができる。ここで、酸化ケイ素膜７Ｂの厚さｔ３は、実施形態と同様に、第１酸化ケイ素膜４Ｂの厚さｔ１と第２酸化ケイ素膜６Ｂの厚さｔ２との和である。

（５．３）その他の変形例
以下、実施形態及び変形例１，２のその他の変形例を列挙する。

実施形態及び変形例１，２では、高音速誘電体膜５，５Ａ，５Ｂが窒化ケイ素を含む誘電体膜である場合を例示した。これに対して、高音速誘電体膜５，５Ａ，５Ｂは、窒化ケイ素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）及びダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）のうち少なくとも１つの材料を含む誘電体膜であればよい。

実施形態及び変形例１，２では、高音速誘電体膜５，５Ａ，５Ｂの厚さが０．０３λである場合を例示した。ここで、高音速誘電体膜５，５Ａ，５Ｂの厚さが０．００５λ未満である場合には、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波の音速を高音速誘電体膜５によって速くすることができず、セザワ波の強度を小さくすることができない。また、高音速誘電体膜５，５Ａ，５Ｂの厚さが０．０５λ以上である場合には、高音速誘電体膜５，５Ａ，５Ｂの応力が大きくなってしまう。そのため、高音速誘電体膜５，５Ａ，５Ｂの厚さは、０．００５λ以上で、かつ０．０５λ未満であることが好ましい。

第２酸化ケイ素膜６，６Ａ，Ｂ上に、酸化ケイ素膜以外の別の膜が形成されていてもよい。

（まとめ）
以上説明した実施形態等から以下の態様が開示されている。

第１の態様に係る弾性波装置（１；１Ａ；１Ｂ）は、レイリー波をメインモードとして利用する。弾性波装置（１；１Ａ；１Ｂ）は、圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）と、ＩＤＴ電極（３；３Ａ；３Ｂ）と、第１酸化ケイ素膜（４；４Ａ；４Ｂ）と、高音速誘電体膜（５；５Ａ；５Ｂ）と、第２酸化ケイ素膜（６；６Ａ；６Ｂ）と、を備える。圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）は、第１主面（２１；２１Ａ；２１Ｂ）を有する。ＩＤＴ電極（３；３Ａ；３Ｂ）は、圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）の第１主面（２１；２１Ａ；２１Ｂ）上に形成されている。第１酸化ケイ素膜（４；４Ａ；４Ｂ）は、ＩＤＴ電極（３；３Ａ；３Ｂ）を覆うように圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）上に形成されている。高音速誘電体膜（５；５Ａ；５Ｂ）は、第１酸化ケイ素膜（４；４Ａ；４Ｂ）を覆うように第１酸化ケイ素膜（４；４Ａ；４Ｂ）上または圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）上に形成されている。高音速誘電体膜（５；５Ａ；５Ｂ）では、伝搬する縦波音速が第１酸化ケイ素膜（４；４Ａ；４Ｂ）を伝搬する縦波音速よりも高速である。第２酸化ケイ素膜（６；６Ａ；６Ｂ）は、高音速誘電体膜（５；５Ａ；５Ｂ）上に形成されている。圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）の材料はニオブ酸リチウムである。高音速誘電体膜（５；５Ａ；５Ｂ）は、ＩＤＴ電極（３；３Ａ；３Ｂ）から離れている。高音速誘電体膜（５；５Ａ；５Ｂ）は、圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）の厚さ方向（Ｄ１）における第１主面（２１；２１Ａ，２１Ｂ）からの距離が（ｔ１＋ｔ２）×０．４２以下の位置に形成されている。ｔ１は第１酸化ケイ素膜（４；４Ａ；４Ｂ）の厚さであり、ｔ２は第２酸化ケイ素膜（６；６Ａ；６Ｂ）の厚さである。

第１の態様によれば、ＩＤＴ電極（３；３Ａ；３Ｂ）の耐電力性の低下を抑えつつ、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波の強度を低減することができる。

第２の態様に係る弾性波装置（１；１Ａ；１Ｂ）は、レイリー波をメインモードとして利用する。弾性波装置（１；１Ａ；１Ｂ）は、圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）と、ＩＤＴ電極（３；３Ａ；３Ｂ）と、第１酸化ケイ素膜（４；４Ａ；４Ｂ）と、高音速誘電体膜（５；５Ａ；５Ｂ）と、第２酸化ケイ素膜（６；６Ａ；６Ｂ）と、を備える。圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）は、第１主面（２１；２１Ａ；２１Ｂ）を有する。ＩＤＴ電極（３；３Ａ；３Ｂ）は、圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）の第１主面（２１；２１Ａ；２１Ｂ）上に形成されている。第１酸化ケイ素膜（４；４Ａ；４Ｂ）は、ＩＤＴ電極（３；３Ａ；３Ｂ）を覆うように圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）上に形成されている。高音速誘電体膜（５；５Ａ；５Ｂ）は、第１酸化ケイ素膜（４；４Ａ；４Ｂ）を覆うように第１酸化ケイ素膜（４；４Ａ；４Ｂ）上または圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）上に形成されている。第２酸化ケイ素膜（６；６Ａ；６Ｂ）は、高音速誘電体膜（５；５Ａ；５Ｂ）上に形成されている。圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）の材料はニオブ酸リチウムである。高音速誘電体膜（５；５Ａ；５Ｂ）は、ＩＤＴ電極（３；３Ａ；３Ｂ）から離れている。高音速誘電体膜（５；５Ａ；５Ｂ）は、圧電体基板（２；２Ａ；２Ｂ）の厚さ方向（Ｄ１）における第１主面（２１；２１Ａ；２１Ｂ）からの距離が（ｔ１＋ｔ２）×０．４２以下の位置に形成されている。ｔ１は第１酸化ケイ素膜（４；４Ａ；４Ｂ）の厚さであり、ｔ２は第２酸化ケイ素膜（６；６Ａ；６Ｂ）の厚さである。高音速誘電体膜（５；５Ａ；５Ｂ）は、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素及びダイヤモンドライクカーボンのうち少なくとも１つの材料を含む。

第２の態様によれば、ＩＤＴ電極（３；３Ａ；３Ｂ）の耐電力性の低下を抑えつつ、レイリー波のスプリアスとなるセザワ波の強度を低減することができる。

１，１Ａ，１Ｂ 弾性波装置
２，２Ａ，２Ｂ 圧電体基板
２１，２１Ａ，２１Ｂ 第１主面（主面）
２２，２２Ａ，２２Ｂ 第２主面
３，３Ａ，３Ｂ ＩＤＴ電極
３１ 第１バスバー
３２ 第２バスバー
３３ 第１電極指
３４ 第２電極指
４，４Ａ，４Ｂ 第１酸化ケイ素膜
５，５Ａ，５Ｂ 高音速誘電体膜
６，６Ａ，６Ｂ 第２酸化ケイ素膜
７，７Ａ，７Ｂ 酸化ケイ素膜（第１酸化ケイ素膜及び第２酸化ケイ素膜）
Ｄ１ 第１方向（厚さ方向）
Ｄ２ 第２方向
Ｄ３ 第３方向
ｔ１ 第１酸化ケイ素膜の厚さ
ｔ２ 第２酸化ケイ素膜の厚さ
ｔ３ 酸化ケイ素膜の厚さ

Claims (2)

1. レイリー波をメインモードとして利用する弾性波装置であって、
   主面を有する圧電体基板と、
   前記圧電体基板の前記主面上に形成されているＩＤＴ電極と、
   前記ＩＤＴ電極を覆うように前記圧電体基板上に形成されている第１酸化ケイ素膜と、
   前記第１酸化ケイ素膜を覆うように前記第１酸化ケイ素膜上または前記圧電体基板上に形成されており、伝搬する縦波音速が前記第１酸化ケイ素膜を伝搬する縦波音速よりも高速である高音速誘電体膜と、
   前記高音速誘電体膜上に形成されている第２酸化ケイ素膜と、を備え、
   前記圧電体基板の材料はニオブ酸リチウムであり、
   前記高音速誘電体膜は、
   前記ＩＤＴ電極から離れており、かつ、
   前記第１酸化ケイ素膜の厚さをｔ１とし、前記第２酸化ケイ素膜の厚さをｔ２とした場合に、前記圧電体基板の厚さ方向における前記主面からの距離が（ｔ１＋ｔ２）×０．４２以下の位置に形成されている、
   弾性波装置。
2. レイリー波をメインモードとして利用する弾性波装置であって、
   主面を有する圧電体基板と、
   前記圧電体基板の前記主面上に形成されているＩＤＴ電極と、
   前記ＩＤＴ電極を覆うように前記圧電体基板上に形成されている第１酸化ケイ素膜と、
   前記第１酸化ケイ素膜を覆うように前記第１酸化ケイ素膜上または前記圧電体基板上に形成されている高音速誘電体膜と、
   前記高音速誘電体膜上に形成されている第２酸化ケイ素膜と、を備え、
   前記圧電体基板の材料はニオブ酸リチウムであり、
   前記高音速誘電体膜は、
   前記ＩＤＴ電極から離れており、かつ、
   前記第１酸化ケイ素膜の厚さをｔ１とし、前記第２酸化ケイ素膜の厚さをｔ２とした場合に、前記圧電体基板の厚さ方向における前記主面からの距離が（ｔ１＋ｔ２）×０．４２以下の位置に形成されており、
   前記高音速誘電体膜は、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素及びダイヤモンドライクカーボンのうち少なくとも１つの材料を含む、
   弾性波装置。

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