JP2022011770A - 弾性表面波素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】音響的な損失を低減し、よりＱ値の高い弾性表面波素子を提供する
【解決手段】弾性表面波素子は、圧電基板１１と、その上面に形成された一対のバスバー２ａ、２ｂと、これらバスバー２ａ、２ｂから櫛歯状に伸び出す複数の電極指２ａ、２ｂと、が設けられた一対のＩＤＴ電極を備え、電極指３ａ、３ｂが交差していない非交差領域ＲＢにおける電極指３ａ、３ｂの厚みが、交差領域ＺＡＢにおける当該電極指３ａ、３ｂの厚みよりも小さい。
【選択図】図１
【解決手段】弾性表面波素子は、圧電基板１１と、その上面に形成された一対のバスバー２ａ、２ｂと、これらバスバー２ａ、２ｂから櫛歯状に伸び出す複数の電極指２ａ、２ｂと、が設けられた一対のＩＤＴ電極を備え、電極指３ａ、３ｂが交差していない非交差領域ＲＢにおける電極指３ａ、３ｂの厚みが、交差領域ＺＡＢにおける当該電極指３ａ、３ｂの厚みよりも小さい。
【選択図】図１
Description
本発明は周波数信号を弾性表面波に変換する弾性表面波素子に関する。
無線通信を用途とし、広帯域で急峻な遷移特性を有するフィルタやデュプレクサを構成するための共振子の開発が進められている。例えば圧電基板としてＬｉＮｂＯ３を用い、圧電基板の表面に酸化ケイ素などからなる温度補償膜を設けたＴＣ－ＳＡＷ（Temperature Compensated-Surface Acoustic Wave）素子は、温度変化に伴う特性の変動が小さく、比較的高いＱ値が得られることが知られている。
一方で、増大し続ける通信トラフィックに対応するため、デュプレクサやフィルタには、さらに広帯域で急峻な遷移特性を有し、低損失である特性が求められている。このような要求に応えるうえで、共振子を構成するＳＡＷのＱ値は重要な指標の一つであり、これを改善するための様々な検討が行われている。
特許文献１には、対向して配置された２つのバスバー間の領域について、バスバーが伸びる方向に沿って、電極指が交錯する中央励起領域、及びその両脇の内縁領域、さらに両脇の外縁領域の５つの領域を設けた電気音響変換器が記載されている。この電気音響変換器は、内縁領域に位置する電極指の幅を大きくしたり、狭くしたりすることなどにより、Ｑ値が高くスプリアスの少ないピストンモードで動作する構成となっている。
また、引用文献２には、ＩＤＴ電極である第１の電極指と第２の電極指との交差領域を中央部とその両側の低音速部とに分け、低音速部よりも中央部電極指を厚くした弾性波装置が記載されている。
しかしながら、特許文献１、２のいずれにも、バスバーに接続された電極指が交差する領域の外側におけるこれら電極指の特徴に係る技術は記載されていない。
しかしながら、特許文献１、２のいずれにも、バスバーに接続された電極指が交差する領域の外側におけるこれら電極指の特徴に係る技術は記載されていない。
本発明はこのような事情の下になされたものであり、音響的な損失を低減し、よりＱ値の高い弾性表面波素子を提供する。
本弾性表面波素子は、圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された一対のバスバーと、これらバスバーの各々から対向するバスバーに向かって互いに櫛歯状に伸び出す複数の電極指と、を備え、これら複数の電極指の並び方向に沿って見たとき、一方のバスバーに接続された電極指と、他方のバスバーに接続された電極指とが交差する領域である交差領域が形成された一対のＩＤＴ電極を備え、
前記交差領域の外側の非交差領域における前記電極指の厚みが、前記交差領域における当該電極指の厚みよりも小さいことを特徴とする。
前記圧電基板上に形成された一対のバスバーと、これらバスバーの各々から対向するバスバーに向かって互いに櫛歯状に伸び出す複数の電極指と、を備え、これら複数の電極指の並び方向に沿って見たとき、一方のバスバーに接続された電極指と、他方のバスバーに接続された電極指とが交差する領域である交差領域が形成された一対のＩＤＴ電極を備え、
前記交差領域の外側の非交差領域における前記電極指の厚みが、前記交差領域における当該電極指の厚みよりも小さいことを特徴とする。
上述の弾性表面波素子は、以下の構成を備えていてもよい。
（ａ）前記複数の電極指の並び方向に沿って見たとき、前記交差領域は、これら電極指の端部が含まれる領域である２つの端部領域を含み、これら端部領域は、その内側の交差領域よりも、弾性表面波の伝播速度が遅い低音速領域となっていること。
（ｂ）（ａ）において、前記電極指は、前記非交差領域に設けられた第１電極指膜と、前記交差領域に設けられ、前記第１電極指膜よりも厚みが大きい第２電極指膜とを接続して構成されることと、前記端部領域にて、前記第１電極指膜の前記バスバーに接続される端部とは反対側の端部である先端部と、前記第２電極指膜の前記第１電極指膜側の端部である基端部とを積層して接続すると共に、当該端部領域に含まれる前記第２電極指膜の前記基端部とは反対側の端部である先端部と、前記電極指の厚みを大きくして、前記弾性表面波の伝播速度を低速にするための伝播速度調節膜とを積層することにより、前記低音速領域を形成すること。
（ｃ）（ｂ）において、前記第１電極指膜は、前記圧電基板上の前記第２電極指膜の形成領域以外の領域に形成された誘電体からなる支持膜上に形成されていると共に、当該第１電極指膜の先端部は、前記第２電極指膜の基端部の上面側に積層されていることと、前記伝播速度調節膜は、前記第２電極指膜の先端部の上面側に積層されていること。さらに前記伝播速度調節膜は、前記非交差領域側の前記支持膜上に向けて延伸された延伸部を備えること。
（ｄ）（ｂ）、（ｃ）において、前記非交差領域には、前記一対のバスバーの各々について、一方のバスバーに接続された複数の前記電極指の先端部と、他方のバスバーとの間に、これらの先端部から離れて、他方のバスバーから伸び出す複数のダミー電極指が形成されていること。また、前記ダミー電極指の厚みが、前記交差領域における前記電極指の厚みよりも小さいこと。
（ｅ）（ｂ）～（ｅ）において、前記第１電極指膜及び前記伝播速度調節膜の密度が、前記第２電極指膜よりも小さいこと。
（ｆ）前記ＩＤＴ電極が形成された弾性表面波素子の上面側の少なくとも一部領域には、誘電体膜が形成されていること。このとき、前記圧電基板は、ＬｉＮｂＯ３であり、前記誘電体膜は、前記圧電基板の周波数温度特性とは反対の方向に周波数が変化する周波数温度特性を有する酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、またはフッ素ドープ酸化ケイ素からなる誘電体材料群から選択された材料により構成されること
（ｇ）前記圧電基板は、ＬｉＮｂＯ３であり、オイラー角(φ，θ，ψ)表記におけるそのカット角がφ、ψ＝０±１０°、θ＝３８±１０°であること。
（ａ）前記複数の電極指の並び方向に沿って見たとき、前記交差領域は、これら電極指の端部が含まれる領域である２つの端部領域を含み、これら端部領域は、その内側の交差領域よりも、弾性表面波の伝播速度が遅い低音速領域となっていること。
（ｂ）（ａ）において、前記電極指は、前記非交差領域に設けられた第１電極指膜と、前記交差領域に設けられ、前記第１電極指膜よりも厚みが大きい第２電極指膜とを接続して構成されることと、前記端部領域にて、前記第１電極指膜の前記バスバーに接続される端部とは反対側の端部である先端部と、前記第２電極指膜の前記第１電極指膜側の端部である基端部とを積層して接続すると共に、当該端部領域に含まれる前記第２電極指膜の前記基端部とは反対側の端部である先端部と、前記電極指の厚みを大きくして、前記弾性表面波の伝播速度を低速にするための伝播速度調節膜とを積層することにより、前記低音速領域を形成すること。
（ｃ）（ｂ）において、前記第１電極指膜は、前記圧電基板上の前記第２電極指膜の形成領域以外の領域に形成された誘電体からなる支持膜上に形成されていると共に、当該第１電極指膜の先端部は、前記第２電極指膜の基端部の上面側に積層されていることと、前記伝播速度調節膜は、前記第２電極指膜の先端部の上面側に積層されていること。さらに前記伝播速度調節膜は、前記非交差領域側の前記支持膜上に向けて延伸された延伸部を備えること。
（ｄ）（ｂ）、（ｃ）において、前記非交差領域には、前記一対のバスバーの各々について、一方のバスバーに接続された複数の前記電極指の先端部と、他方のバスバーとの間に、これらの先端部から離れて、他方のバスバーから伸び出す複数のダミー電極指が形成されていること。また、前記ダミー電極指の厚みが、前記交差領域における前記電極指の厚みよりも小さいこと。
（ｅ）（ｂ）～（ｅ）において、前記第１電極指膜及び前記伝播速度調節膜の密度が、前記第２電極指膜よりも小さいこと。
（ｆ）前記ＩＤＴ電極が形成された弾性表面波素子の上面側の少なくとも一部領域には、誘電体膜が形成されていること。このとき、前記圧電基板は、ＬｉＮｂＯ３であり、前記誘電体膜は、前記圧電基板の周波数温度特性とは反対の方向に周波数が変化する周波数温度特性を有する酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、またはフッ素ドープ酸化ケイ素からなる誘電体材料群から選択された材料により構成されること
（ｇ）前記圧電基板は、ＬｉＮｂＯ３であり、オイラー角(φ，θ，ψ)表記におけるそのカット角がφ、ψ＝０±１０°、θ＝３８±１０°であること。
本弾性表面波素子によれば、圧電基板上に設けられた一対のＩＤＴ電極において、交差領域の外側の非交差領域における電極指の厚みが、交差領域における当該電極指の厚みよりも小さく構成されているので、弾性表面波の散乱に伴う損失が低減され、Ｑ値をより高くすることができる。
図１は、第１実施形態に係る弾性表面波素子（ＳＡＷ素子）の基本構成を示している。同図には、温度補償機能を備えたＴＣ（Temperature Compensate）－ＳＡＷ素子として構成されると共に、閉じ込めモードの一例として、ピストンモードで動作するＳＡＷ素子の構成例を示してある。
図１（ａ）はＳＡＷ素子に設けられるＩＤＴ電極の一部を拡大して模式的に示した拡大平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）中、Ａ－Ａ’の破線で示す位置におけるＳＡＷ素子の縦断側面図である。さらに図１（ｃ）は、図１（ａ）中に示すＹ軸方向に沿って見たＳＡＷの伝播速度の分布図、図１（ｃ）は、同方向に沿って見たＳＡＷの振幅の分布図である。
図１（ａ）はＳＡＷ素子に設けられるＩＤＴ電極の一部を拡大して模式的に示した拡大平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）中、Ａ－Ａ’の破線で示す位置におけるＳＡＷ素子の縦断側面図である。さらに図１（ｃ）は、図１（ａ）中に示すＹ軸方向に沿って見たＳＡＷの伝播速度の分布図、図１（ｃ）は、同方向に沿って見たＳＡＷの振幅の分布図である。
本例のＳＡＷ素子は、ＳＡＷを励振させる矩形状の圧電基板１１上に形成されたＩＤＴ電極を備える。以下の説明では、矩形状の圧電基板１１（但し、平面形状の記載は省略した）の長辺に沿った方向を縦方向（図１（ａ）中のＸ方向）、短辺に沿った方向を横方向（同図中のＹ方向）ともいう。
ＩＤＴ電極は、例えば圧電基板１１の各長辺に沿って縦方向に伸びるように設けられ、各々信号ポート１２ａ、１２ｂに接続された２本のバスバー２ａ、２ｂと、各バスバー２ａ、２ｂから横方向に向けて伸びるように形成された多数本の電極指３ａ、３ｂとを備えている。
圧電基板１１を構成する圧電材料としては、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、スカンジウム（Ｓｃ）ドープ窒化アルミニウムなどを用いる場合を例示することができる。
また、本実施の形態に係る圧電基板１１には、（ｉ）非圧電体材料からなる基板の表面に、圧電薄膜を形成したものや（ｉｉ）非圧電材料と圧電材料とを積層した積層基板が含まれる。（ｉ）としては、非圧電材料であるサファイア基板の表面に、窒化アルミニウムの圧電薄膜を形成する場合が例示できる。また、（ｉｉ）としては、非圧電材料であるシリコン基板と圧電材料であるＬｉＴａＯ３基板とを積層した積層基板を例示できる。
また、本実施の形態に係る圧電基板１１には、（ｉ）非圧電体材料からなる基板の表面に、圧電薄膜を形成したものや（ｉｉ）非圧電材料と圧電材料とを積層した積層基板が含まれる。（ｉ）としては、非圧電材料であるサファイア基板の表面に、窒化アルミニウムの圧電薄膜を形成する場合が例示できる。また、（ｉｉ）としては、非圧電材料であるシリコン基板と圧電材料であるＬｉＴａＯ３基板とを積層した積層基板を例示できる。
圧電材料としてＬｉＮｂＯ３を用いる場合、オイラー角(φ，θ，ψ)表記におけるＬｉＮｂＯ３のカット角はφ、ψ＝０±１０°、θ＝３８±１０°であるもの、またはφ、ψ＝０±１０°、θ=-８５±１５°であるもの、またはφ、ψ＝０±１０°、θ＝１３１±１５°または、φ＝０±１０°、θ=-９０±１０°、ψ=－９０±１０°であるものを例示できる。
圧電材料としてＬｉＴａＯ３を用いる場合、オイラー角(φ，θ，ψ)表記におけるＬｉＴａＯ３のカット角はφ、ψ＝０±１０°、θ＝１３２±１５°であるもの、またはφ、ψ＝０±１０°、θ=-９０±１５°であるものを例示できる。
圧電材料としてＬｉＴａＯ３を用いる場合、オイラー角(φ，θ，ψ)表記におけるＬｉＴａＯ３のカット角はφ、ψ＝０±１０°、θ＝１３２±１５°であるもの、またはφ、ψ＝０±１０°、θ=-９０±１５°であるものを例示できる。
図１（ａ）に示すように、一方のバスバー２ａに接続された電極指３ａは、対向する位置に配置されたバスバー２ｂ側へ向けて伸び出すように設けられている。また他方のバスバー２ｂに接続された電極指３ｂは、前記一方のバスバー２ａへ向けて伸び出すように設けられている。そして、電極指３ａ、３ｂの並び方向に沿って見たとき、一方のバスバー２ａに接続された電極指３ａと、他方のバスバー２ｂに接続された電極指３ｂとが互い違いに交差して配置されている。
上述のように、電極指３ａ、３ｂが交差して配置された領域は、ＩＤＴ電極の交差領域に相当する。また、交差領域から見て各バスバー２ａ、２ｂ側には、一方のバスバー２ａ、２ｂに接続された電極指３ａ、３ｂの先端部が、他方のバスバー２ｂ、２ａに到達していないことにより、電極指３ａ、３ｂが交差していない領域が２つ形成されている。これらの領域は、非交差領域（「ギャップ領域」とも呼ぶ場合がある）ＲＢに相当する。
さらに、既述の交差領域は、これら電極指３ａ、３ｂの端部が含まれる領域である２つの端部領域ＥＢを含む。図１、図２、においては、交差領域のうち、これら端部領域ＥＢを除いた領域に「ＺＡＢ」の符号を付してある（後述の図５、図６、図９において同じ）。
また、各バスバー２ａ、２ｂが形成されている２つの領域をバスバー領域ＳＢとも呼ぶ。
また、各バスバー２ａ、２ｂが形成されている２つの領域をバスバー領域ＳＢとも呼ぶ。
上述の構成を備える第１実施形態のＳＡＷ素子において、各電極指３ａ、３ｂは、非交差領域ＲＢにおける電極指３ａ、３ｂの厚みが、交差領域ＺＡＢにおける当該電極指３ａ、３ｂの厚みよりも小さくなるように構成されている。
形成されている領域（交差領域ＺＡＢ、非交差領域ＲＢ）に応じて電極指３ａ、３ｂの厚みを相違させる手法として、例えば図１に示すＳＡＷ素子は、互いに厚みの異なる第１電極指膜３１と第２電極指膜３２とを接続して電極指３ａ、３ｂを形成した構成となっている。
形成されている領域（交差領域ＺＡＢ、非交差領域ＲＢ）に応じて電極指３ａ、３ｂの厚みを相違させる手法として、例えば図１に示すＳＡＷ素子は、互いに厚みの異なる第１電極指膜３１と第２電極指膜３２とを接続して電極指３ａ、３ｂを形成した構成となっている。
このとき、非交差領域ＲＢに設けられた第１電極指膜３１よりも、交差領域ＺＡＢに設けられた第２電極指膜３２の厚みを大きくする（第２電極指膜３２よりも第１電極指膜３１の厚みを小さくする）ことにより、図１に示す構成の電極指３ａ、３ｂを構成することができる。第１電極指膜３１と第２電極指膜３２との厚みを相違させる理由については、後段で説明する。
さらに図１に示すＩＤＴ電極においては、閉じ込めモードであるピストンモードにてＳＡＷ素子を動作させるため、２つの端部領域ＥＢにおいて、その内側の交差領域ＺＡＢよりも、ＳＡＷの伝播速度が遅い低音速領域を設けている。
端部領域ＥＢを低音速領域とする具体的な手法として、既述の第１電極指膜３１と第２電極指膜３２とを上下に積層して接続している。またこれらの電極膜３１、３２の接続位置とは反対側に設けられた第２電極指膜３２の先端部には、電極指３ａ、３ｂの厚みを大きくするための伝播速度調節膜３３が設けられている。
なお、ＳＡＷ素子を閉じ込めモードで動作させるにあたり、ピストンモードを利用することは必須の要件ではない。
端部領域ＥＢを低音速領域とする具体的な手法として、既述の第１電極指膜３１と第２電極指膜３２とを上下に積層して接続している。またこれらの電極膜３１、３２の接続位置とは反対側に設けられた第２電極指膜３２の先端部には、電極指３ａ、３ｂの厚みを大きくするための伝播速度調節膜３３が設けられている。
なお、ＳＡＷ素子を閉じ込めモードで動作させるにあたり、ピストンモードを利用することは必須の要件ではない。
以下の説明では、第１電極指膜３１における、バスバー２ａ、２ｂに接続される一方側の端部を基端部、当該基端部とは反対側の端部を先端部と呼ぶ。また、第２電極指膜３２における、第１電極指膜３１と接続される一方側の端部を基端部、当該基端部とは反対側の端部を先端部と呼ぶ。
このとき、図１（ａ）、（ｂ）に示すＳＡＷ素子は、第１電極指膜３１の先端部と、第２電極指膜３２の基端部とが上下に積層して接続され、当該積層された部分が既述の端部領域ＥＢに設けられている。また第２電極指膜３２の先端部は、電極指３ａ、３ｂの先端部の厚みを大きくして、ＳＡＷの伝播速度を低速にするための伝播速度調節膜３３上に積層され、当該第２電極指膜３２を積層した部分が端部領域ＥＢに設けられている。
このとき、図１（ａ）、（ｂ）に示すＳＡＷ素子は、第１電極指膜３１の先端部と、第２電極指膜３２の基端部とが上下に積層して接続され、当該積層された部分が既述の端部領域ＥＢに設けられている。また第２電極指膜３２の先端部は、電極指３ａ、３ｂの先端部の厚みを大きくして、ＳＡＷの伝播速度を低速にするための伝播速度調節膜３３上に積層され、当該第２電極指膜３２を積層した部分が端部領域ＥＢに設けられている。
このように、交差領域ＺＡＢの両脇に設けられた端部領域ＥＢに、第１電極指膜３１の先端部と第２電極指膜３２の基端部、または第２電極指膜３２の先端部と伝播速度調節膜３３との積層構造を設け、交差領域ＺＡＢよりも電極指３ａ、３ｂの厚みが大きい領域を形成する。この結果、端部領域ＥＢでのＳＡＷの伝播速度を、交差領域ＺＡＢでのＳＡＷの伝播速度より低速とすることができる。一方、非交差領域ＲＢに設けられている第１電極指膜３１の厚みは、交差領域ＺＡＢの第２電極指膜３２、及び端部領域ＥＢの積層部分の厚みより小さいのでこれらの領域ＺＡＢ、ＥＢよりも伝播速度が高速となる。
上述の構成により、図１（ｃ）に示すＳＡＷの伝播速度の分布を形成することができ、この結果、図１（ｄ）に示す振幅分布を有するピストンモードのＳＡＷを励振することが可能である。
上述の構成により、図１（ｃ）に示すＳＡＷの伝播速度の分布を形成することができ、この結果、図１（ｄ）に示す振幅分布を有するピストンモードのＳＡＷを励振することが可能である。
また、図１に示す構成のＳＡＷ素子において、第１電極指膜３１及び伝播速度調節膜３３の密度が、第２電極指膜３２よりも小さくなるように、これらの金属膜の材料を選定してもよい。
例えば、第１電極指膜３１及び伝播速度調節膜３３を構成する金属としてアルミニウム（Ａｌ）を選択したとき、伝播速度調節膜３３を構成する金属としては、プラチナ（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）を選択する場合を例示することができる。
例えば、第１電極指膜３１及び伝播速度調節膜３３を構成する金属としてアルミニウム（Ａｌ）を選択したとき、伝播速度調節膜３３を構成する金属としては、プラチナ（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）を選択する場合を例示することができる。
また、第１電極指膜３１及び伝播速度調節膜３３を構成する金属が、第２電極指膜３２を構成する金属（第１の金属）よりも密度の小さい金属（第２の金属）を用いた２種以上の金属からなる合金ないしは積層構造である場合は、第２の金属を体積比で５０％以上含む主構成材料として第１電極指膜の実効的な密度を低減してもよい。
さらにまた、後述のようにＳＡＷ素子に誘電体膜５を形成する場合には、第１電極指膜３１、伝播速度調節膜３３の密度が、誘電体膜５の密度に近い材料を使用することで、第１電極指膜３１におけるＳＡＷの反射が弱まるという効果も得られる。このような材料の例としては、誘電体膜５が酸化ケイ素（ＳｉＯ２）により構成されているとき、第１電極指膜３１、伝播速度調節膜３３をアルミニウム（Ａｌ）により構成する場合を例示できる。
なお、図１（ａ）においては記載を省略してあるが、圧電基板１１とＩＤＴ電極（バスバー２ａ、２ｂや電極指３ａ、３ｂなど）との間には、これらのＩＤＴ電極の付着性を向上させるためのチタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）からなる下地膜を設けてもよい。
なお、図１（ａ）においては記載を省略してあるが、圧電基板１１とＩＤＴ電極（バスバー２ａ、２ｂや電極指３ａ、３ｂなど）との間には、これらのＩＤＴ電極の付着性を向上させるためのチタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）からなる下地膜を設けてもよい。
以上に説明した構成に加え、本例のＳＡＷ素子は、図１（ａ）に示すように、圧電基板１１を構成する圧電材料の周波数温度特性の影響を補償する温度補償機能を備えたＴＣ－ＳＡＷ素子として構成してもよい。
ＴＣ－ＳＡＷ素子においては、ＩＤＴ電極（バスバー２ａ、２ｂ、電極指３ａ、３ｂ）が形成された圧電基板１１の上面に、誘電体膜５が形成（「装荷」ともいう）されている。なお、図示内容が煩雑になることを避けるため、図１（ａ）などの平面図においては、誘電体膜５の記載を省略（誘電体膜５の下面側を透視した状態を記載）してある。
ＴＣ－ＳＡＷ素子においては、ＩＤＴ電極（バスバー２ａ、２ｂ、電極指３ａ、３ｂ）が形成された圧電基板１１の上面に、誘電体膜５が形成（「装荷」ともいう）されている。なお、図示内容が煩雑になることを避けるため、図１（ａ）などの平面図においては、誘電体膜５の記載を省略（誘電体膜５の下面側を透視した状態を記載）してある。
ＴＣ－ＳＡＷ素子に装荷される誘電体膜５は、圧電基板１１の圧電材料とは反対の周波数温度特性を有するものが用いられる。例えば圧電基板１１の圧電材料が、温度の上昇に伴って励振される周波数が低下する負の周波数温度特性を有している場合には、温度の上昇に伴って周波数が上昇する正の周波数温度特性を有する誘電体膜５が装荷される。反対に正の周波数温度特性を有する圧電材料からなる圧電基板１１に対しては、負の周波数温度特性を有する誘電体膜５が装荷される。このように、圧電基板１１とは反対の周波数温度特性を持つ誘電体膜５を装荷することにより、ＳＡＷ素子の周囲の温度変化の影響を低減することができる。
例えば既述のＬｉＮｂＯ３は負の周波数温度特性を有する。そこで、ＬｉＮｂＯ３により構成された圧電基板１１に対しては、正の周波数温度特性を有する二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素（化学量論比に特段の限定はなく、ＳｉＮＯであってもよいし、ＳｉＯ２に窒素をドープしたものであってもよい）やフッ素をドープした二酸化ケイ素の誘電体膜５を装荷する場合を例示することができる。これらの材料からなる誘電体膜５は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）やスパッタリングなどの手法によって装荷することができる。
なお、ＳＡＷ素子に温度補償機能を持たせることは必須の要件ではない。この場合には、圧電性を有さない窒化ケイ素などにより圧電基板１１の表面を覆い、保護膜としてもよい。
なお、ＳＡＷ素子に温度補償機能を持たせることは必須の要件ではない。この場合には、圧電性を有さない窒化ケイ素などにより圧電基板１１の表面を覆い、保護膜としてもよい。
以上に説明した、厚みが異なる第１電極指膜３１、第２電極指膜３２により電極指３ａ、３ｂを構成し、端部領域ＥＢにて第１電極指膜３１と第２電極指膜３２、第２電極指膜３２と伝播速度調節膜３３が積層されたＳＡＷ素子を製造する。具体例としては、これらを別々に成膜する場合を例示することができる。
例えば圧電基板１１の上面に、アルミニウムからなる所定の膜厚の金属膜を成膜した後、エッチングなどによりバスバー２ａ、２ｂ、第１電極指膜３１、伝播速度調節膜３３をパターニングする。次いで、第１電極指膜３１や伝播速度調節膜３３などがパターニングされた圧電基板１１の上面に端部領域ＥＢにおける積層部分が残るように、リフトオフ法などを用いて前記アルミニウムの金属膜よりも膜厚の厚い銅の金属膜を、第２電極指膜３２として成膜、パターニングする。
これにより、第１電極指膜３１と、これよりも厚みが大きい第２電極指膜３２とを接続して電極指３ａ、３ｂを構成することができる。また、端部領域ＥＢに第１電極指膜３１、第２電極指膜３２及び第２電極指膜３２、伝播速度調節膜３３の積層部分を設けることにより、低音速領域を形成することができる。
これにより、第１電極指膜３１と、これよりも厚みが大きい第２電極指膜３２とを接続して電極指３ａ、３ｂを構成することができる。また、端部領域ＥＢに第１電極指膜３１、第２電極指膜３２及び第２電極指膜３２、伝播速度調節膜３３の積層部分を設けることにより、低音速領域を形成することができる。
その他のＳＡＷ素子の概略の設計変数を示しておくと、ＳＡＷ素子の設計周波数に対応する波長λに対し、電極指３ａ、３ｂの中心線間の距離ｄは、λ／２に設定される。また、音響エネルギーを十分に閉じ込める観点から非交差領域ＲＢの幅寸法は、１．６ｄ～６ｄ（０．８λ～３λ）、好適には２ｄ～４ｄ（１λ～２λ）程度に設定されるのが好ましい。
ただし、音響エネルギーを閉じ込める高音速領域を形成できるようにバスバー２ａ、２ｂを例えば第１電極指膜３１と同一の金属膜で形成することで、上記の制限を取り除き、非交差領域ＲＢの幅寸法を０．１ｄ～１ｄ程度にすることも可能となる。
ただし、音響エネルギーを閉じ込める高音速領域を形成できるようにバスバー２ａ、２ｂを例えば第１電極指膜３１と同一の金属膜で形成することで、上記の制限を取り除き、非交差領域ＲＢの幅寸法を０．１ｄ～１ｄ程度にすることも可能となる。
以上に説明した構成のＳＡＷ素子において、第１電極指膜３１、第２電極指膜３２を接続することにより、非交差領域ＲＢにおける電極指３ａ、３ｂの厚みが、交差領域ＺＡＢにおける当該電極指３ａ、３ｂの厚みよりも小さくなるように構成する理由について説明する。
図１（ｃ）に示すピストンモードで動作するＳＡＷ素子は、基本的に導波路の幅を均一にすることが可能である。このため、従来のＳＡＷ素子にて採用されていた、電極指の長さを次第に変化させるアポダイゼーションの手法と比較して実効的電気機械結合係数の劣化が小さく、スプリアスを抑制できる利点がある。
図１（ｃ）に示すピストンモードで動作するＳＡＷ素子は、基本的に導波路の幅を均一にすることが可能である。このため、従来のＳＡＷ素子にて採用されていた、電極指の長さを次第に変化させるアポダイゼーションの手法と比較して実効的電気機械結合係数の劣化が小さく、スプリアスを抑制できる利点がある。
一方で、非交差領域ＲＢは、ＩＤＴ内部にＳＡＷを閉じ込める役割を担うところ、当該非交差領域ＲＢの構成を最適化する検討例は少ない。そこで本願発明者は、ピストンモードを含む閉じ込めモードで動作するＳＡＷ素子に好適な非交差領域ＲＢの構造を検討した。
圧電基板１１の圧電材料が一般的な凸状のスローネスカーブを有している場合、ＩＤＴの交差領域ＺＡＢにて励振され、圧電基板１１上を導波するＳＡＷは、音速が早い領域である非交差領域ＲＢに進入すると、音速の相違から反射される。この結果、ＩＤＴの交差領域ＺＡＢ内にＳＡＷを閉じ込めることができる。
しかしながら、一般的に、構造的に不連続な部分で波動が反射される場合、反射と同時に散乱が生じることが知られている。上述のＳＡＷ素子においても、ＳＡＷが非交差領域ＲＢにて反射される際の散乱の発生は、当該ＳＡＷ素子の音響的な損失の増大につながる。
しかしながら、一般的に、構造的に不連続な部分で波動が反射される場合、反射と同時に散乱が生じることが知られている。上述のＳＡＷ素子においても、ＳＡＷが非交差領域ＲＢにて反射される際の散乱の発生は、当該ＳＡＷ素子の音響的な損失の増大につながる。
そこで発明者は、非交差領域ＲＢにおける電極指３ａ、３ｂの厚みに着目した。当該領域における電極指３ａ、３ｂの厚みを小さくすることにより、非交差領域ＲＢ内における電極指３ａ、３ｂが設けられている領域と、これら電極指３ａ、３ｂが設けられていない領域との構造的な相違を小さくすることができる。
この結果、非交差領域ＲＢの構造的な対称性が高くなるため、当該構造により、ＳＡＷが非交差領域ＲＢに進入する際の散乱が抑えられ、低損失のＳＡＷ素子を構成することができると考えられる。
この結果、非交差領域ＲＢの構造的な対称性が高くなるため、当該構造により、ＳＡＷが非交差領域ＲＢに進入する際の散乱が抑えられ、低損失のＳＡＷ素子を構成することができると考えられる。
以上に説明した設計思想の妥当性を検証するため、図１（ａ）、（ｂ）を用いて説明した構成のＳＡＷ素子のモデルを作成し、ＦＥＭ（Finite Element Method）により特性解析を行った。
設計変数を列挙すると、ＩＤＴのピッチ４μｍ、交差領域ＺＡＢの幅５１．４μｍ、端部領域ＥＢの幅２．６μｍ、非交差領域ＲＢの幅１３μｍ、第１電極指膜３１、第２電極指膜３２の電極材料は銅（Ｃｕ）、第１電極指膜３１、伝播速度調節膜３３の厚み８８ｎｍ、第２電極指膜３２の厚み２６０ｎｍであり、誘電体膜５として厚み１．４μｍの酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を装荷した。また圧電基板１１の圧電材料は、１２６．５ＸＹカット（オイラー角表記にて(φ，θ，ψ)＝(０°，３６．５°，０°)）のＬｉＮｂＯ３である。
設計変数を列挙すると、ＩＤＴのピッチ４μｍ、交差領域ＺＡＢの幅５１．４μｍ、端部領域ＥＢの幅２．６μｍ、非交差領域ＲＢの幅１３μｍ、第１電極指膜３１、第２電極指膜３２の電極材料は銅（Ｃｕ）、第１電極指膜３１、伝播速度調節膜３３の厚み８８ｎｍ、第２電極指膜３２の厚み２６０ｎｍであり、誘電体膜５として厚み１．４μｍの酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を装荷した。また圧電基板１１の圧電材料は、１２６．５ＸＹカット（オイラー角表記にて(φ，θ，ψ)＝(０°，３６．５°，０°)）のＬｉＮｂＯ３である。
これに対する比較形態として、図２（ａ）、（ｂ）に構成を示す、厚みの均一な電極指３０ａ、３０ｂを設けたＳＡＷ素子のモデルを作成し、同様のＦＥＭ解析を行った。電極指３０ａ、３０ｂの厚みは２６０ｎｍで一定とした点と、その上面に厚み８８ｎｍの銅の伝播速度調節膜３３を設けて端部領域ＥＢを低音速領域とした点、以外の設計変数は、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１実施形態に係るＳＡＷ素子と同様である。
第１実施形態及び比較形態に係るＳＡＷ素子のＦＥＭ解析の結果を図３、図４に示す。
図３はＳＡＷの周波数変化に対するアドミッタンスの変化を示し、図４はＳＡＷの周波数変化に対するＱ値の一種であるＢｏｄｅ Ｑの変化を示している。
Ｂｏｄｅ Ｑは、以下の（１）式に基づき算出される。
Ｂｏｄｅ Ｑ＝（ω｜Ｓ１１｜ｇｒｏｕｐ＿ｄｅｌａｙ（Ｓ１１））
／（１－｜Ｓ１１｜２） …（１）
ここでω｜Ｓ１１｜はＳＡＷ素子の反射係数Ｓ１１の角周波数、ｇｒｏｕｐ＿ｄｅｌａｙ（Ｓ１１）は反射係数Ｓ１１の群遅延、｜Ｓ１１｜は反射係数Ｓ１１の振幅である。
図３はＳＡＷの周波数変化に対するアドミッタンスの変化を示し、図４はＳＡＷの周波数変化に対するＱ値の一種であるＢｏｄｅ Ｑの変化を示している。
Ｂｏｄｅ Ｑは、以下の（１）式に基づき算出される。
Ｂｏｄｅ Ｑ＝（ω｜Ｓ１１｜ｇｒｏｕｐ＿ｄｅｌａｙ（Ｓ１１））
／（１－｜Ｓ１１｜２） …（１）
ここでω｜Ｓ１１｜はＳＡＷ素子の反射係数Ｓ１１の角周波数、ｇｒｏｕｐ＿ｄｅｌａｙ（Ｓ１１）は反射係数Ｓ１１の群遅延、｜Ｓ１１｜は反射係数Ｓ１１の振幅である。
図３に示す結果によれば、第１実施形態に係るＳＡＷ素子は、従来構成である比較形態に係るＳＡＷ素子とほぼ同等のアドミタンス特性を示し、スプリアスが抑圧された良好な特性が得られることを確認できた。
一方、図４のＢｏｄｅ Ｑの値については、その最大値が比較形態に係るＳＡＷ素子において約２４００である一方、第１実施形態に係るＳＡＷ素子では約２５００となった。このように、第１実施形態に係るＳＡＷ素子は、従来構成のものと比較して１００程度のＢｏｄｅ Ｑの改善が見られ、低損失のＳＡＷ素子であると言える。
一方、図４のＢｏｄｅ Ｑの値については、その最大値が比較形態に係るＳＡＷ素子において約２４００である一方、第１実施形態に係るＳＡＷ素子では約２５００となった。このように、第１実施形態に係るＳＡＷ素子は、従来構成のものと比較して１００程度のＢｏｄｅ Ｑの改善が見られ、低損失のＳＡＷ素子であると言える。
本実施の形態のＳＡＷ素子によれば以下の効果がある。圧電基板１１上に設けられた一対のＩＤＴ電極において、交差領域ＺＡＢの外側の非交差領域ＲＢにおける電極指３ａ、３ｂの厚みが、交差領域ＺＡＢにおける当該電極指３ａ、３ｂの厚みよりも小さく構成されているので、ＳＡＷの散乱に伴う損失が低減され、Ｑ値をより高くすることができる。
ここで図５に示すように、本例のＳＡＷ素子の非交差領域ＲＢには、バスバー２ａ、２ｂの各々について、一方のバスバー２ａ、２ｂに接続された複数の電極指３ａ、３ｂの端部と、他方のバスバー２ｂ、２ａとの間に、これらの端部から離れて、他方のバスバー２ｂ、２ａから伸び出す複数のダミー電極指３４を形成してもよい（後述の図６、図９に示すＳＡＷ素子において同じ）。
このとき、非交差領域ＲＢに設けられるダミー電極指３４の厚みは、交差領域ＺＡＢにおける電極指３ａ、３ｂの厚み（図５に示す例では、第２電極指膜３２の厚み）よりも小さくすることが好ましい。これにより、交差領域ＺＡＢに対して、高音速な領域が形成でき、かつ、構造の周期性も交差領域ＺＡＢと同等にすることが可能となる。
また、ダミー電極指３４を交差領域ＺＡＢにおける電極指３ａ、３ｂの厚みより大きくした場合、弾性波が音速の異なる領域に侵入する際にも反射が生じるため、弾性波をより効果的に交差領域ＺＡＢ内に閉じ込めることが可能となる。
このとき、非交差領域ＲＢに設けられるダミー電極指３４の厚みは、交差領域ＺＡＢにおける電極指３ａ、３ｂの厚み（図５に示す例では、第２電極指膜３２の厚み）よりも小さくすることが好ましい。これにより、交差領域ＺＡＢに対して、高音速な領域が形成でき、かつ、構造の周期性も交差領域ＺＡＢと同等にすることが可能となる。
また、ダミー電極指３４を交差領域ＺＡＢにおける電極指３ａ、３ｂの厚みより大きくした場合、弾性波が音速の異なる領域に侵入する際にも反射が生じるため、弾性波をより効果的に交差領域ＺＡＢ内に閉じ込めることが可能となる。
次いで、図６（ａ）、（ｂ）に示す第２実施形態に係るＳＡＷ素子の構成について説明する。第２実施形態に係るＳＡＷ素子においては、第２電極指膜３２の基端部の上面側に第１電極指膜３１の先端部が積層され、第２電極指膜３２の先端部の上面側に伝播速度調節膜３３が積層されている。この点において、各々、第１電極指膜３１の先端部、伝播速度調節膜３３が第２電極指膜３２の下面側に積層された第１実施形態に係るＳＡＷ素子と異なる。
より詳細には、圧電基板１１上の第２電極指膜３２の形成領域以外の領域には、温度補償膜である例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ２）誘電体からなる支持膜６が形成されている。第１電極指膜３１は、この支持膜６の上面側に形成され、バスバー２ａ、２ｂと第２電極指膜３２との間をブリッジ状に接続する構成となっている。このとき、当該第１電極指膜３１の先端部が、第２電極指膜３２の基端部の上面側に積層された状態となる。
また、伝播速度調節膜３３は、第２電極指膜３２の先端部の上面側に直接、積層される。なお、第１電極指膜３１伝播速度調節膜３３の上面側に、窒化ケイ素などからなる保護膜を設けてもよい。
また、伝播速度調節膜３３は、第２電極指膜３２の先端部の上面側に直接、積層される。なお、第１電極指膜３１伝播速度調節膜３３の上面側に、窒化ケイ素などからなる保護膜を設けてもよい。
例えば圧電基板１１上の非交差領域ＲＢに、直接、第１電極指膜３１を設ける場合には、当該第１電極指膜３１が第２電極指膜３２の基端部と接触していることに伴う、微弱な励振の発生に伴う損失が生じるおそれがある。
これに対して図６（ａ）、（ｂ）に示す第２実施形態のように、圧電性を有さない誘電体からなる支持膜６上に第１電極指膜３１を設けることにより、上述の微弱な励振を抑圧し、さらなる損失の低減を図ることできる可能性がある。
これに対して図６（ａ）、（ｂ）に示す第２実施形態のように、圧電性を有さない誘電体からなる支持膜６上に第１電極指膜３１を設けることにより、上述の微弱な励振を抑圧し、さらなる損失の低減を図ることできる可能性がある。
図７、図８は、第２実施形態に係るＳＡＷ素子のモデルを作成し、ＦＥＭ解析を行って、第１実施形態に係るＳＡＷ素子の特性と比較したものである。
図６（ａ）、（ｂ）に示す構成上の相違を除いて、各設計変数は第１実施形態のシミュレーションモデルと同様である。
図６（ａ）、（ｂ）に示す構成上の相違を除いて、各設計変数は第１実施形態のシミュレーションモデルと同様である。
図７に示す結果によれば、第２実施形態に係るＳＡＷ素子は、既述の第１実施形態に係るＳＡＷ素子とほぼ同等のアドミタンス特性を示し、スプリアスが抑圧された良好な特性が得られることを確認できた。
また、図８のＢｏｄｅ Ｑの値についても、ＦＥＭ解析上、第１、第２実施形態のいずれのＳＡＷ素子においてもその最大値が約２５００となった。このように、第３実施形態に係るＳＡＷ素子は、第１実施形態に係るＳＡＷ素子と同等の特性を有し、図２～図４を用いて説明した従来構成に係るＳＡＷ素子と比較して低損失の特性を有する。
また、図８のＢｏｄｅ Ｑの値についても、ＦＥＭ解析上、第１、第２実施形態のいずれのＳＡＷ素子においてもその最大値が約２５００となった。このように、第３実施形態に係るＳＡＷ素子は、第１実施形態に係るＳＡＷ素子と同等の特性を有し、図２～図４を用いて説明した従来構成に係るＳＡＷ素子と比較して低損失の特性を有する。
次いで図９に示す第３実施形態に係るＳＡＷ素子は、図６を用いて説明した第２実施形態に係るＳＡＷ素子に対し、ＩＤＴ電極の電気機械結合係数の改善を図るための延伸部３３１を設けた構成である。
即ち、当該ＳＡＷ素子においては、伝播速度調節膜３３ａが非交差領域ＲＢ側の支持膜６上に向けて延伸された延伸部３３１を備えている。
即ち、当該ＳＡＷ素子においては、伝播速度調節膜３３ａが非交差領域ＲＢ側の支持膜６上に向けて延伸された延伸部３３１を備えている。
当該延伸部３３１を設けると、非交差領域ＲＢに設けられた第１電極指膜３１との間で電位の異なる電極３３１、３１が交互に並ぶことから静電容量が形成される。一方で、延伸部３３１は圧電性を持たない誘電体からなる支持膜６上に形成されるため、ＳＡＷを励振しない。
このため、ＳＡＷ共振子の静電容量のみを増大させることが可能となり、延伸部３３１がない場合と比較して容量比が大きくなり、実効的な電気機械結合係数を低下させることができる。
なお、延伸部３３１を圧電基板１１上に形成した場合には、延伸部３３１にて生じるＳＡＷの励振によって、スプリアス応答が生じるため、フィルタやデュプレクサの共振子として用いることが不適当なＳＡＷ素子となるおそれがある。
なお、延伸部３３１を圧電基板１１上に形成した場合には、延伸部３３１にて生じるＳＡＷの励振によって、スプリアス応答が生じるため、フィルタやデュプレクサの共振子として用いることが不適当なＳＡＷ素子となるおそれがある。
図１０、図１１は、第３実施形態に係るＳＡＷ素子のモデルを作成し、ＦＥＭ解析を行って、図２に示す比較形態に係るＳＡＷ素子の特性と比較したものである。
延伸部３３１の長さを６．４μｍ（短）、１２．８μｍ（長）と変化させた点を除いて、各設計変数は第３実施形態のシミュレーションモデルと同様である。
延伸部３３１の長さを６．４μｍ（短）、１２．８μｍ（長）と変化させた点を除いて、各設計変数は第３実施形態のシミュレーションモデルと同様である。
図１０に示す結果によれば、延伸部３３１を設けた第３実施形態に係るＳＡＷ素子は、いずれも比較形態に係るＳＡＷ素子と比べて、反共振点が共振点側に移動し、急峻な遷移特性を示すと共に、スプリアスが抑圧された良好な特性が得られることを確認できた。また、延伸部３３１を長くしていくと、反共振点は共振点側にさらに移動する傾向が見られた。
また、Ｂｏｄｅ Ｑの値については、延伸部の長短に係わらず、第３実施形態に係るＳＡＷ素子では約２７００となり、従来構成のものと比較して３００程度のＢｏｄｅ Ｑの改善が見られ、低損失のＳＡＷ素子が得られた。
以上、図１、図５、図６、図９を用いて説明した各実施形態に係るＳＡＷ素子において、温度変化に伴う膨張・伸縮の影響を抑制するため、圧電基板１１の底面側に熱膨張率の小さい支持基板を貼り合わせてもよい。支持基板としてはシリコン（Ｓｉ）、水晶（ＳｉＯ２）、ガラス、ダイヤモンド（Ｃ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）を例示することができる。さらに支持基板と圧電基板１１との間に誘電体層（例えば二酸化ケイ素）や金属層を形成してもよい。
さらにまた、非交差領域ＲＢと交差領域ＺＡＢとの間で電極指３ａ、３ｂの厚み相違させる手法は、厚みの異なる第１電極指膜３１と第２電極指膜３２とを接続する手法を用いる場合に限定されない。
例えば厚みの均一な金属膜を形成し、電極指３ａ、３ｂをパターニングした後、非交差領域ＲＢの電極指３ａ、３ｂの一部をエッチングにより一部削って、当該非交差領域ＲＢの電極指３ａ、３ｂの厚みを小さくしてもよい。
例えば厚みの均一な金属膜を形成し、電極指３ａ、３ｂをパターニングした後、非交差領域ＲＢの電極指３ａ、３ｂの一部をエッチングにより一部削って、当該非交差領域ＲＢの電極指３ａ、３ｂの厚みを小さくしてもよい。
以上に説明したＳＡＷ素子は、図１、図５、図６、図９に示す単体のＳＡＷ素子にて電子部品として利用することができる。また、圧電基板１１を縦方向に広げ、ＩＤＴ電極の前後に、グレーティング反射器を設けてもよい。
さらに当該ＳＡＷ素子は、共通の圧電基板１１に複数のＩＤＴ電極を設けた弾性波共振器や弾性波フィルタにも適用することができる。
さらに当該ＳＡＷ素子は、共通の圧電基板１１に複数のＩＤＴ電極を設けた弾性波共振器や弾性波フィルタにも適用することができる。
そしてフィルタ、デュプレクサ、クアッドプレクサ、その他フィルタ機能を有するデバイスに本例のＳＡＷ素子は用いることができる。また当該デバイスは、ＰＡＭｉＤ、ＰＡｉＤ、ＰＡＤなどと呼ばれるパワーアンプデュプレクサモジュール(Power Amp Integrated Duplexer)、ＤｉＦＥＭなどと呼ばれるダイバーシティ受信用モジュール(Diversity Front End Module)に組み込むことができる。
ＺＡＢ 交差領域
ＥＢ 端部領域
ＲＢ 非交差領域
１１ 圧電基板
２ａ、２ｂ バスバー
３ａ、３ｂ 電極指
３１ 第１電極指膜
３２ 第２電極指膜
３３ 伝播速度調節膜
３３１ 延伸部
５ 誘電体膜
６ 支持膜
ＥＢ 端部領域
ＲＢ 非交差領域
１１ 圧電基板
２ａ、２ｂ バスバー
３ａ、３ｂ 電極指
３１ 第１電極指膜
３２ 第２電極指膜
３３ 伝播速度調節膜
３３１ 延伸部
５ 誘電体膜
６ 支持膜
Claims (11)
- 圧電基板と、
前記圧電基板上に形成された一対のバスバーと、これらバスバーの各々から対向するバスバーに向かって互いに櫛歯状に伸び出す複数の電極指と、を備え、これら複数の電極指の並び方向に沿って見たとき、一方のバスバーに接続された電極指と、他方のバスバーに接続された電極指とが交差する領域である交差領域が形成された一対のＩＤＴ電極を備え、
前記交差領域の外側の非交差領域における前記電極指の厚みが、前記交差領域における当該電極指の厚みよりも小さいことを特徴とする弾性表面波素子。 - 前記複数の電極指の並び方向に沿って見たとき、前記交差領域は、これら電極指の端部が含まれる領域である２つの端部領域を含み、これら端部領域は、その内側の交差領域よりも、弾性表面波の伝播速度が遅い低音速領域となっていることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素子。
- 前記電極指は、前記非交差領域に設けられた第１電極指膜と、前記交差領域に設けられ、前記第１電極指膜よりも厚みが大きい第２電極指膜とを接続して構成されることと、
前記端部領域にて、前記第１電極指膜の前記バスバーに接続される端部とは反対側の端部である先端部と、前記第２電極指膜の前記第１電極指膜側の端部である基端部とを積層して接続すると共に、当該端部領域に含まれる前記第２電極指膜の前記基端部とは反対側の端部である先端部と、前記電極指の厚みを大きくして、前記弾性表面波の伝播速度を低速にするための伝播速度調節膜とを積層することにより、前記低音速領域を形成することと、を特徴とする請求項２に記載の弾性表面波素子。 - 前記第１電極指膜は、前記圧電基板上の前記第２電極指膜の形成領域以外の領域に形成された誘電体からなる支持膜上に形成されていると共に、当該第１電極指膜の先端部は、前記第２電極指膜の基端部の上面側に積層されていることと、
前記伝播速度調節膜は、前記第２電極指膜の先端部の上面側に積層されていることと、を特徴とする請求項３に記載の弾性表面波素子。 - 前記伝播速度調節膜は、前記非交差領域側の前記支持膜上に向けて延伸された延伸部を備えることを特徴とする請求項４に記載の弾性表面波素子。
- 前記非交差領域には、前記一対のバスバーの各々について、一方のバスバーに接続された複数の前記電極指の端部と、他方のバスバーとの間に、これらの端部から離れて、他方のバスバーから伸び出す複数のダミー電極指が形成されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一つに記載の弾性表面波素子。
- 前記ダミー電極指の厚みが、前記交差領域における前記電極指の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の弾性表面波素子。
- 前記第１電極指膜及び前記伝播速度調節膜の密度が、前記第２電極指膜よりも小さいことを特徴とする請求項３ないし７のいずれか一つに記載の弾性表面波素子。
- 前記ＩＤＴ電極が形成された弾性表面波素子の上面側の少なくとも一部領域には、誘電体膜が形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の弾性表面波素子。
- 前記圧電基板は、ＬｉＮｂＯ３であり、前記誘電体膜は、前記圧電基板の周波数温度特性とは反対の方向に周波数が変化する周波数温度特性を有する酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、またはフッ素ドープ酸化ケイ素からなる誘電体材料群から選択された材料により構成されることを特徴とする請求項９に記載の弾性表面波素子。
- 前記圧電基板は、ＬｉＮｂＯ３であり、オイラー角(φ，θ，ψ)表記におけるそのカット角がφ、ψ＝０±１０°、θ＝３８±１０°であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の弾性表面波素子。
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