JP5152342B2 - 弾性表面波装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば共振子や帯域フィルタなどに用いられる弾性表面波装置に関し、詳細には、絶縁層により被覆されたＩＤＴ電極を有する弾性表面波装置に関する。

移動体通信システムなどに用いられるデュプレクサ（ＤＰＸ：Duplexer）やＲＦフィルタでは、広帯域かつ良好な温度特性の両方が要求されている。広帯域かつ良好な温度特性の両方を満たす弾性表面波装置として、例えば特許文献１には、ＬｉＴａＯ_３基板に埋め込まれたＡｌからなるＩＤＴ電極を有する弾性表面波装置が開示されている。特許文献１に開示された弾性表面波装置のように、ＩＤＴ電極を圧電基板に埋め込むことにより、大きな電気機械結合係数（ｋ^２）が得られる。その結果、広い帯域が実現される。

ＷＯ２００６／０１１４１７ Ａ１号公報

ＩＤＴ電極が圧電基板に埋め込まれた弾性表面波装置において、より大きな電気機械結合係数（ｋ^２）を得るためには、ＩＤＴ電極の密度を高くすることが好ましい。また、挿入損失を小さくする観点から、ＩＤＴ電極の電極指を低い比抵抗の材料により厚く形成し、電極指の抵抗を小さくすることが好ましい。

しかしながら、ＩＤＴ電極の密度を大きくしたり、ＩＤＴ電極を厚くしたりすると、弾性波の音速が遅くなる傾向にあった。このため、例えば、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ帯といった高周波数帯の弾性波を利用する弾性表面波装置を作製しようとすると、ＩＤＴ電極の電極指のピッチを狭くしなければならないという問題があった。電極指のピッチを狭くすると、弾性表面波装置の静電気耐性が低くなる傾向にあった。

本発明の目的は、電気機械結合係数（ｋ^２）が大きく、かつ低挿入損失であって、高い静電気耐性を有する弾性表面波装置を提供することにある。

本発明に係る弾性表面波装置は、圧電体と、ＩＤＴ電極とを備えている。圧電体には、複数本の溝が形成されている。ＩＤＴ電極は、複数本の電極指を有する。各電極指の一部は、溝内に位置している。電極指は、第１の電極層と、第２の電極層とを有する。第１の電極層は、溝の内部に位置している。第２の電極層は、第１の電極層の上に形成されている。第２の電極層は、溝の上端面よりも上側に位置している。本発明に係る弾性表面波装置では、第１の電極層の平均密度（ρ_ａ）の３乗と、第１の電極層の平均スティフネス（Ｃ４４_ａ）との積の１／２乗（ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２が、第２の電極層の平均密度（ρ_ｂ）の３乗と、第２の電極層の平均スティフネス（Ｃ４４_ｂ）との積の１／２乗（ρ_ｂ ^３×Ｃ４４_ｂ）^１／２よりも大きい。

本発明に係る弾性表面波装置のある特定の局面では、（ρ_ｂ ^３×Ｃ４４_ｂ）^１／２＜６．５４×１０^１０≦（ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２が満たされる。この構成によれば、挿入損失をより低くすると共に静電気耐性をより高くすることができる。

本発明に係る弾性表面波装置の他の特定の局面では、（ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２＜５．０×１０^１１がさらに満たされる。この構成によれば、挿入損失をより低くすると共に静電気耐性をより高くすることができる。

本発明に係る弾性表面波装置の別の特定の局面では、第２の電極層は、実質的に、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなるものである。

本発明に係る弾性表面波装置のさらに他の特定の局面では、第１の電極層は、実質的に、Ｔｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ及びＡｕからなる群から選ばれた金属または該群から選ばれた少なくとも１種の金属を主成分とする合金からなるものである。

本発明に係る弾性表面波装置のさらに別の特定の局面では、第１の電極層は、実質的に、Ｃｕ，Ｔｉ，ＮｉまたはＮｉＣｒからなるものである。

本発明に係る弾性表面波装置のまた他の特定の局面では、第１及び第２の電極層の少なくとも一方は、複数の金属膜からなる。第１の電極層が複数の金属膜からなる場合は、第１の電極層の平均密度（ρ_ａ）は、第１の電極層を構成する各金属膜の密度と膜厚との積の総和を各金属膜の膜厚の総和で除算した値となる。第１の電極層の平均スティフネス（Ｃ４４_ａ）は、第１の電極層を構成する各金属膜の平均スティフネスと膜厚との積の総和を各金属膜の膜厚の総和で除算した値となる。第２の電極層が複数の金属膜からなる場合は、第２の電極層の平均密度（ρ_ｂ）は、第２の電極層を構成する各金属膜の密度と膜厚との積の総和を各金属膜の膜厚の総和で除算した値となる。第２の電極層の平均スティフネス（Ｃ４４_ｂ）は、第２の電極層を構成する各金属膜の平均スティフネスと膜厚との積の総和を各金属膜の膜厚の総和で除算した値となる。

なお、本発明において、「金属膜」には、実質的に合金からなる膜が含まれるものとする。

本発明に係る弾性表面波装置のまた別の特定の局面では、圧電体がＬｉＴａＯ_３基板またはＬｉＮｂＯ_３基板である。

本発明に係る弾性表面波装置のさらにまた他の特定の局面では、圧電体がＬｉＴａＯ_３基板である。

本発明に係る弾性表面波装置のさらにまた別の特定の局面では、ＬｉＴａＯ_３基板のオイラー角（φ，θ，ψ）のθは、１２０°以上１４０°以下である。

本発明に係る弾性表面波装置では、溝の内部に位置している第１の電極層の平均密度（ρ_ａ）の３乗と平均スティフネス（Ｃ４４_ａ）との積の１／２乗（ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２が、溝の上端面よりも上側に位置している第２の電極層の平均密度（ρ_ｂ）の３乗と平均スティフネス（Ｃ４４_ｂ）との積の１／２乗（ρ_ｂ ^３×Ｃ４４_ｂ）^１／２よりも大きくされているため、電気機械結合係数（ｋ^２）が大きく、かつ低挿入損失であって、高い静電気耐性を有する弾性表面波装置を提供することができる。

図１は、実施形態に係る弾性表面波装置の略図的断面図である。 図２は、実施形態に係る弾性表面波装置の略図的平面図である。 図３は、第１の実施例並びに第１及び第２の比較例における音速を表すグラフである。 図４は、第１の比較例に係る弾性表面波装置の略図的断面図である。 図５は、第２の比較例に係る弾性表面波装置の略図的断面図である。 図６は、第１の実施例及び第１の比較例における第１の電極層の波長規格化厚さと音速との関係を表すグラフである。 図７は、Ａｌ膜の波長規格化厚さと音速との関係を表すグラフである。図７中、符号１２６を附した菱形で示すデータは、オイラー角のθが１２６°である場合のデータである。図７中、符号１３０を附したデータは、オイラー角のθが１３０°である場合のデータである。図７中、符号１３６を附した正方形で示すデータは、オイラー角のθが１３６°である場合のデータである。 図８は、波長規格化膜厚とシート抵抗との関係を表すグラフである。 図９は、第１の実施例並びに第１及び第２の比較例におけるストップバンドを表すグラフである。 図１０は、第１の実施例並びに第１及び第２の比較例における比帯域を表すグラフである。 図１１は、第２の実施例並びに第３及び第２の比較例における音速を表すグラフである。 図１２は、第２の実施例並びに第３及び第２の比較例におけるストップバンドを表すグラフである。 図１３は、第２の実施例並びに第３及び第２の比較例における比帯域を表すグラフである。 図１４は、第３の実施例並びに第４及び第２の比較例における音速を表すグラフである。 図１５は、第３の実施例並びに第４及び第２の比較例におけるストップバンドを表すグラフである。 図１６は、第３の実施例並びに第４及び第２の比較例における比帯域を表すグラフである。 図１７は、変形例に係る弾性表面波装置の略図的断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１は、本実施形態に係る弾性表面波装置１の略図的断面図である。図２は、本実施形態に係る弾性表面波装置１の略図的平面図である。図１及び図２に示すように、弾性表面波装置１は、圧電体１０を備えている。圧電体１０は、適宜の圧電材料により形成することができる。具体的には、圧電体１０は、例えば、ＬｉＴａＯ_３基板やＬｉＮｂＯ_３基板などにより構成することができる。なかでも、圧電体１０は、ＬｉＴａＯ_３基板により構成されていることが好ましく、より詳細には、オイラー角（φ，θ，ψ）のθが１２０°〜１４０°であるＬｉＴａＯ_３基板により構成されていることがより好ましい。さらに詳細には、圧電体１０は、オイラー角が（０±５°，１２０°〜１４０°，０±５°）であるＬｉＴａＯ_３基板により構成されていることがより好ましい。

図２に示すように、圧電体１０の上には、電極３０が形成されている。電極３０は、ＩＤＴ電極３７を有する。弾性表面波伝搬方向ｄにおけるＩＤＴ電極３７の両側には、反射器３３，３４が配置されている。ＩＤＴ電極３７は、互いに間挿し合う第１及び第２のくし歯電極３１，３２を備えている。第１のくし歯電極３１は、第１の端子３５に電気的に接続されている。一方、第２のくし歯電極３２は、第２の端子３６に電気的に接続されている。

第１のくし歯電極３１は、第１のバスバー３１ａと、第１のバスバー３１ａに接続されている複数の第１の電極指３１ｂとを備えている。複数の第１の電極指３１ｂは、相互に略平行に配置されている。第２のくし歯電極３２は、第２のバスバー３２ａと、第２のバスバー３２ａに接続されている複数の第２の電極指３２ｂとを備えている。複数の第２の電極指３２ｂは、相互に平行に配置されている。複数の第２の電極指３２ｂと複数の第１の電極指３１ｂとは、弾性表面波の伝搬方向ｄにおいて交互に配置されている。第１の電極指３１ｂと第２の電極指３２ｂとのそれぞれの一部は、圧電体１０に形成されている複数本の溝１０ａ内に位置している。

図１に示すように、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂは、第１の電極層２１と第２の電極層２２とを備えている。第１の電極層２１は、圧電体１０に形成されている複数本の溝１０ａ内に形成されている。第１の電極層２１の表面と、圧電体１０の溝１０ａが形成されていない部分の表面とは、略面一とされている。

第２の電極層２２は、第１の電極層２１の上に形成されている。第２の電極層２２は、溝１０ａの上端面よりも上側に位置している。すなわち、第２の電極層２２は、溝１０ａの内部に形成されておらず、溝１０ａの外に形成されている。

本実施形態では、第１の電極層２１の平均密度（ρ_ａ（ｋｇ／ｍ^３））の３乗と平均スティフネス（Ｃ４４_ａ（Ｎ／ｍ^２））との積の１／２乗（ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２が、第２の電極層２２の平均密度（ρ_ｂ（ｋｇ／ｍ^３））の３乗と平均スティフネス（Ｃ４４_ｂ（Ｎ／ｍ^２））との積の１／２乗（ρ_ｂ ^３×Ｃ４４_ｂ）^１／２よりも大きく設定されている〔（ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２＞（ρ_ｂ ^３×Ｃ４４_ｂ）^１／２〕。すなわち、本実施形態では、平均密度をρとし、平均スティフネスをＣ４４としたとき、（ρ^３×Ｃ４４）^１／２が大きい第１の電極層２１が溝１０ａ内に埋設され、（ρ^３×Ｃ４４）^１／２が小さい第２の電極層２２が溝１０ａの上端面よりも上側に形成されている。

これにより、以下の実施例においても裏付けられるように、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂの密度を高くしつつ、弾性表面波の音速を高くすることができる。従って、電気機械結合係数（ｋ^２）を大きくすることができる。

また、弾性表面波の音速を高くすることができるため、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂのピッチ（波長）を大きくすることができる。よって、静電気耐性を高くすることができる。また、弾性表面波装置１の製造容易性を高めることができる。

さらに、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂのピッチ（波長）を大きくすることができるため、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂの断面積を大きくすることができる。よって、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂの抵抗を低くすることができる。従って、挿入損失を小さくすることができる。

すなわち、本実施形態によれば、電気機械結合係数（ｋ^２）が大きく、かつ低挿入損失であって、高い静電気耐性を有する弾性表面波装置を提供することができる。なお、この効果は、圧電体１０のオイラー角に関わらず得られる効果である。

一方、（ρ^３×Ｃ４４）^１／２が大きい第１の電極層２１の少なくとも一部を溝１０ａの上端面よりも上側に配置した場合は、電気機械結合係数（ｋ^２）が小さくなる傾向にある。

また、（ρ^３×Ｃ４４）^１／２が小さい第２の電極層２２を溝１０ａ内に配置した場合は、反射係数が小さくなる傾向にある。

また、（ρ^３×Ｃ４４）^１／２が小さい第２の電極層２２を設けず、（ρ^３×Ｃ４４）^１／２が大きい第１の電極層２１のみを厚く形成することにより第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂの低抵抗化を図った場合は、弾性表面波の音速が低くなる。このため、電極指３１ｂ、３２ｂのピッチが狭くなる傾向にある。従って、静電気耐性が低くなると共に、弾性表面波装置の製造容易性が低くなる傾向にある。

電気機械結合係数（ｋ^２）をより大きくし、かつ挿入損失をより小さくすると共に静電気耐性をより高くする観点からは、第１の電極層２１と第２の電極層２２とが（ρ_ｂ ^３×Ｃ４４_ｂ）^１／２＜６．５４×１０^１０≦（ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２を満たすように形成されていることが好ましく、（ρ_ｂ ^３×Ｃ４４_ｂ）^１／２＜６．５４×１０^１０≦（ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２＜５．０×１０^１１を満たすように形成されていることがさらに好ましい。

第１及び第２の電極層２１，２２の構成は、（ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２＞（ρ_ｂ ^３×Ｃ４４_ｂ）^１／２の関係を満たす限りにおいて、特に限定されない。第１及び第２の電極層２１，２２のそれぞれは、ひとつの金属膜により構成されていてもよいし、複数の金属膜の積層体により構成されていてもよい。

第１の電極層２１がひとつの金属膜により構成されている場合は、（ρ^３×Ｃ４４）^１／２（但し、ρは金属膜の密度、Ｃ４４は平均スティフネス）が大きな金属または合金材料により第１の電極層２１を形成することが好ましく、（ρ^３×Ｃ４４）^１／２が６．５４×１０^１０以上である金属または合金材料により第１の電極層２１を形成することがより好ましい。具体的には、第１の電極層２１は、実質的に、Ｔｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ及びＡｕからなる群から選ばれた金属または該群から選ばれた少なくとも１種の金属を主成分とする合金からなるものであることが好ましい。なかでも、第１の電極層２１は、実質的に、Ｃｕ，Ｔｉ，ＮｉまたはＮｉＣｒからなるものであることがより好ましい。

第２の電極層２２がひとつの金属膜により構成されている場合は、（ρ^３×Ｃ４４）^１／２が小さな金属または合金材料により第２の電極層２２を形成することが好ましく、（ρ^３×Ｃ４４）^１／２が６．５４×１０^１０よりも小さい金属材料により第２の電極層２２を形成することがより好ましい。具体的には、第２の電極層２２は、実質的に、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなるものであることが好ましい。

第１の電極層２１が複数の金属膜の積層体により構成されている場合は、第１の電極層２１の平均密度（ρ_ａ（ｋｇ／ｍ^３））は、第１の電極層２１を構成する各金属膜の密度と膜厚との積の総和を各金属膜の膜厚の総和で除算した値となる。第１の電極層２１の平均スティフネス（Ｃ４４_ａ（Ｎ／ｍ^２））は、第１の電極層２１を構成する各金属膜の平均スティフネスと膜厚との積の総和を各金属膜の膜厚の総和で除算した値となる。

また、第２の電極層２２が複数の金属膜の積層体により構成されている場合は、第２の電極層２２の平均密度（ρ_ｂ（ｋｇ／ｍ^３））は、第２の電極層２２を構成する各金属膜の密度と膜厚との積の総和を各金属膜の膜厚の総和で除算した値となる。第２の電極層２２の平均スティフネス（Ｃ４４_ｂ（Ｎ／ｍ^２））は、第２の電極層２２を構成する各金属膜の平均スティフネスと膜厚との積の総和を各金属膜の膜厚の総和で除算した値となる。

このため、第１及び第２の電極層２１，２２の少なくとも一方が、複数の金属膜の積層体により構成されている場合は、第１の電極層２１を構成する複数の金属膜のなかに、第２の電極層２２を構成する電極膜よりも密度及び平均スティフネスのうちの少なくとも一方が小さい金属または合金材料からなる金属膜があってもよい。また、第２の電極層２２を構成する複数の金属膜のなかに、第１の電極層２１を構成する電極膜よりも密度及び平均スティフネスのうちの少なくとも一方が大きい金属または合金材料からなる金属膜があってもよい。

第１及び第２の電極層２１，２２に使用し得る金属材料例の（ρ^３×Ｃ４４）^１／２を下記の表１に示す。但し、下記の表１に示す金属材料は、単なる一例であって、第１及び第２の電極層２１，２２に使用し得る金属や合金は、下記の表１に示す金属材料に限定されない。

また、本実施形態では、弾性表面波装置の例として共振子を挙げて説明したが、本発明の弾性表面波装置は共振子に限定されず、例えば、弾性波を利用したフィルタであってもよい。フィルタの具体例としては、例えば、縦結合共振子型フィルタやラダー型フィルタ等が挙げられる。

（第１の実施例並びに第１及び第２の比較例）
第１の実施例として、以下の条件にて、図１及び図２に示す弾性表面波装置１を作製し、圧電体１０のオイラー角の各θにおける弾性表面波装置１の音速とストップバンドと比帯域とを測定した。音速の測定結果を図３及び図６に示すグラフにおいて実線で表す。ストップバンドの測定結果を図９に示すグラフにおいて実線で示す。比帯域の測定結果を図１０に示すグラフにおいて実線で示す。

ここで、音速とは、弾性表面波の位相速度（ｍ／秒）を意味する。

ストップバンドとは、グレーティング構造で弾性表面波の閉じこもる範囲（広さ）を意味し、（Ｖｓｕ−Ｖｓｌ）／Ｖｓｌで表される。但し、Ｖｓｕは、電気的短絡グレーティング構造におけるストップバンドの上端側の音速であり、Ｖｓｌは、電気的短絡グレーティング構造におけるストップバンドの下端側の音速である。ストップバンドは、反射係数と相関する。

比帯域は、（Ｖｏｌ−Ｖｓｌ）／Ｖｓｌで表される。比帯域は、電気機械結合係数（ｋ^２）と相関する。なお、ストップバンドや比帯域を求める場合は、Ｖｓｕ＝Ｖｏｕとなる。但し、Ｖｏｌは、電気的開放グレーティング構造におけるストップバンドの下端側の音速であり、Ｖｏｕは、電気的開放グレーティング構造におけるストップバンドの上端側の音速である。

第１の実施例の条件：
圧電体１０：オイラー角（０°，θ，０°）のＬｉＴａＯ_３基板
第１の電極層２１：Ｃｕ膜（（ρ^３×Ｃ４４）^１／２＝１．９１×１０^１１）
第１の電極層２１の波長規格化厚さ（ｈ／λ）：０．１
第２の電極層２２：Ａｌ膜（（ρ^３×Ｃ４４）^１／２＝２．２７×１０^１０）
第２の電極層２２の波長規格化厚さ（ｈ／λ）：０．０１〜０．０５

第１の比較例として、図４に示すように、圧電体１０に溝を形成せずに、圧電体１０の上に第１及び第２の電極層２１，２２の両方を形成したこと以外は第１の実施例と同様の条件にて弾性表面波装置を作製し、圧電体１０のオイラー角の各θにおける弾性表面波装置１の音速とストップバンドと比帯域とを測定した。音速の測定結果を図３及び図６に示すグラフにおいて一点破線で表す。ストップバンドの測定結果を図９に示すグラフにおいて一点破線で示す。比帯域の測定結果を図１０に示すグラフにおいて一点破線で示す。

第２の比較例として、図５に示すように、圧電体１０に溝を形成せずに、圧電体１０の上に波長規格化厚さ０．１のＡｌ電極層４０を形成したこと以外は第１の実施例と同様の条件にて弾性表面波装置を作製し、圧電体１０のオイラー角の各θにおける弾性表面波装置１の音速とストップバンドと比帯域とを測定した。音速の測定結果を図３に示すグラフにおいて二点破線で表す。ストップバンドの測定結果を図９に示すグラフにおいて二点破線で示す。比帯域の測定結果を図１０に示すグラフにおいて二点破線で示す。

なお、これら図３，図９及び図１０並びに下記の図１１〜図１６において、符号１０１を附した実線は、第２の電極層２２の波長規格化厚さ（ｈ／λ）が０．０１である実施例のデータを表す。符号１０２を附した実線は、第２の電極層２２の波長規格化厚さ（ｈ／λ）が０．０２である実施例のデータを表す。符号１０３を附した実線は、第２の電極層２２の波長規格化厚さ（ｈ／λ）が０．０３である実施例のデータを表す。符号１０４を附した実線は、第２の電極層２２の波長規格化厚さ（ｈ／λ）が０．０４である実施例のデータを表す。符号１０５を附した実線は、第２の電極層２２の波長規格化厚さ（ｈ／λ）が０．０５である実施例のデータを表す。符号２０１を附した一点破線は、第２の電極層２２の波長規格化厚さ（ｈ／λ）が０．０１である比較例のデータを表す。符号２０２を附した一点破線は、第２の電極層２２の波長規格化厚さ（ｈ／λ）が０．０２である比較例のデータを表す。符号２０３を附した一点破線は、第２の電極層２２の波長規格化厚さ（ｈ／λ）が０．０３である比較例のデータを表す。符号２０４を附した一点破線は、第２の電極層２２の波長規格化厚さ（ｈ／λ）が０．０４である比較例のデータを表す。符号２０５を附した一点破線は、第２の電極層２２の波長規格化厚さ（ｈ／λ）が０．０５である比較例のデータを表す。なお、図９では、描画の便宜上、符号１０１を附した実線と、符号１０５を附した実線のみを描画している。

図３に示すように、圧電体１０のオイラー角のθの大きさに関わらず、第１の電極層２１が圧電体１０の溝１０ａ内に埋め込まれている第１の実施例の方が、第１の比較例よりも音速が高いことがわかる。この結果から、（ρ^３×Ｃ４４）^１／２が大きい第１の電極層２１を圧電体１０内に埋め込むことにより、音速を高くできることがわかる。

また、図６に示すように、第１の電極層２１が圧電体１０内に埋め込まれていない第１の比較例では、第１の電極層２１の波長規格化厚さが厚くなるに従って音速が急激に低くなることがわかる。このため、第１の比較例では、第１の電極層２１の波長規格化厚さを厚くした場合、音速が低くなってしまう。また、音速が低くなってしまうため、所望の周波数を実現するためには、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂのピッチを小さくする必要がある。このため、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂの断面積を小さくする必要がある。よって、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂの抵抗を低くすることも困難となる。従って、第１の比較例の構成の弾性表面波装置では、小さい挿入損失と高い静電気耐性とを実現させることは困難である。

また、図７に示すように、圧電体１０の上にＡｌ電極層４０を形成した場合は、Ａｌ電極層４０の波長規格化厚さの増大に従って音速が大きく低下する。このため、圧電体１０の上にＡｌ電極層４０を形成した場合においても、第１の比較例の場合と同様に、小さい挿入損失と高い静電気耐性とを実現させることは困難である。

それに対して、第１の電極層２１が圧電体１０内に埋め込まれている第１の実施例では、第１の電極層２１の波長規格化厚さが厚くなってもそれほど音速が低下しない。このため、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂのピッチを大きくできるため、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂの断面積を大きくできる。

さらに、第１の電極層２１がＣｕである場合は、ＣｕはＡｌよりも導電性が高いため、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂをＡｌ電極層で形成する場合と比較して、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂのシート抵抗を小さくすることができる。具体的には、図８に示すように、波長規格化厚さが０．０３であるＣｕからなる第１の電極層２１と、波長規格化厚さが０．１であるＡｌからなる第２の電極層２２とからなる、波長規格化厚さが０．１３である電極指のシート抵抗（Ω／ｓｑｕａｒｅ）は、波長規格化厚さが０．１４であるＡｌ膜のシート抵抗と同等となる。

従って、第１の電極層２１が圧電体１０内に埋め込まれている第１の実施例では、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂの電気抵抗を小さくすることができる。よって、挿入損失を小さくすることができる。

さらに、第１の実施例では、第１及び第２の電極指３１ｂ、３２ｂのピッチを大きくできるため、静電気耐性を高めることができる。すなわち、高い静電気耐性と小さな挿入損失とを両立させることができる。

次に、図９を参照しつつ、第１の実施例並びに第１及び第２の比較例におけるストップバンドについて説明する。図９に示すように、第１の電極層２１が圧電体１０内に埋め込まれていない第１の比較例では、ストップバンドが比較的大きくなる。このため、第１の比較例では、ＩＤＴ電極３７の反射係数が過度に大きいため、設計自由度が低くなる。さらに、このＩＤＴ電極３７を用いて縦結合共振子型フィルタを作製した場合は、フィルタの急峻性が悪くなる。

また、第１の電極層２１が圧電体１０内に埋め込まれている第１の実施例におけるストップバンドは、従来広く用いられていたＡｌ電極層４０を用いる第２の比較例におけるストップバンドと同等である。また、図１０に示すように、第１の実施例と、第１及び第２の比較例とでは、比帯域はほぼ同等である。従って、Ａｌ電極層４０を用いる弾性表面波装置に関する従来のノウハウの適用が容易であり、弾性表面波装置の設計が容易である。

（第２及び第３の実施例並びに第３及び第４の比較例）
第２の実施例として、第１の電極層２１の材質をＴｉ（（ρ^３×Ｃ４４）^１／２＝６．５４×１０^１０）に変更したこと以外は、上記の第１の実施例と同じ構成を有する弾性表面波装置を作製し、音速とストップバンドと比帯域とを測定した。

第３の比較例として、第１の電極層２１の材質をＴｉに変更したこと以外は、上記の第１の比較例と同じ構成を有する弾性表面波装置を作製し、音速とストップバンドと比帯域とを測定した。

第２の実施例及び第３の比較例における音速とストップバンドと比帯域とを、それぞれ図１１〜図１３に示す。

第３の実施例として、第１の電極層２１の材質をＮｉ（（ρ^３×Ｃ４４）^１／２＝２．５４×１０^１１）に変更したこと以外は、上記の第１の実施例と同じ構成を有する弾性表面波装置を作製し、音速とストップバンドと比帯域とを測定した。

第４の比較例として、第１の電極層２１の材質をＮｉに変更したこと以外は、上記の第１の比較例と同じ構成を有する弾性表面波装置を作製し、音速とストップバンドと比帯域とを測定した。

第３の実施例及び第４の比較例における音速とストップバンドと比帯域とを、それぞれ図１４〜図１６に示す。

図１１及び図１４に示すように、第１の電極層２１の材質がＴｉまたはＮｉである場合も、圧電体１０のオイラー角のθの大きさにかかわらず、第１の電極層２１が圧電体１０の溝１０ａ内に埋め込まれている第１の実施例の方が、第１の比較例よりも音速が高いことがわかる。従って、第１の実施例の場合と同様に、高い静電気耐性と小さな挿入損失とを両立させることができる。

また、図１２及び図１５に示すように、第１の電極層２１が圧電体１０内に埋め込まれている第２及び第３の実施例におけるストップバンドは、従来広く用いられていたＡｌ電極層４０を用いる第２の比較例におけるストップバンドと同等である。また、図１３及び図１６に示すように、第２及び第３の実施例と、第２の比較例とでは、比帯域はほぼ同等である。従って、第１の電極層２１の材質がＴｉまたはＮｉである場合も、Ａｌ電極層４０を用いる弾性表面波装置に関する従来のノウハウの適用が容易であり、弾性表面波装置の設計が容易である。

（変形例）
図１７は、本変形例に係る弾性表面波装置の略図的断面図である。図１７に示すように、第１の電極層２１を第１の金属膜２１ａ及び第２の金属膜２１ｂで構成し、第２の電極層２２を第１の金属膜２２ａ及び第２の金属膜２２ｂで構成してもよい。この場合であっても、第１の電極層２１の（ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２が第２の電極層２２の（ρ_ｂ ^３×Ｃ４４_ｂ）^１／２よりも大きい場合は、上記実施形態と同様の効果が得られる。

なお、本変形例において、ρ_ａは、第１の金属膜２１ａの密度と膜厚との積と、第２の金属膜２１ｂの密度と膜厚との積との総和を第１の電極層２１の膜厚で除算して得られる。Ｃ４４_ａは、第１の金属膜２１ａの平均スティフネスと膜厚との積と、第２の金属膜２１ｂの平均スティフネスと膜厚との積との総和を第１の電極層２１の膜厚で除算して得られる。

ρ_ｂは、第１の金属膜２２ａの密度と膜厚との積と、第２の金属膜２２ｂの密度と膜厚との積との総和を第２の電極層２２の膜厚で除算して得られる。Ｃ４４_ｂは、第１の金属膜２２ａの平均スティフネスと膜厚との積と、第２の金属膜２２ｂの平均スティフネスと膜厚との積との総和を第２の電極層２２の膜厚で除算して得られる。

１…弾性表面波装置
１０…圧電体
１０ａ…圧電体に形成されている溝
２１…第１の電極層
２１ａ…第１の金属膜
２１ｂ…第２の金属膜
２２…第２の電極層
２２ａ…第１の金属膜
２２ｂ…第２の金属膜
３０…電極
３１…第１のくし歯電極
３１ａ…第１のバスバー
３１ｂ…第１の電極指
３２…第２のくし歯電極
３２ａ…第２のバスバー
３２ｂ…第２の電極指
３３，３４…反射器
３５…第１の端子
３６…第２の端子
３７…ＩＤＴ電極
４０…Ａｌ電極層
Ｃ４４_ａ…第１の電極層の平均スティフネス
ρ_ａ…第１の電極層の密度
Ｃ４４_ｂ…第２の電極層の平均スティフネス
ρ_ｂ…第２の電極層の密度

Claims (10)

1. 複数本の溝が形成された圧電体と、
   一部が前記複数本の溝内に位置する複数本の電極指を有するＩＤＴ電極とを備え、
   前記電極指は、前記溝の内部に位置する第１の電極層と、前記第１の電極層の上に形成されており、前記溝の上端面よりも上側に位置する第２の電極層とを有し、
   前記第１の電極層の平均密度（ρ_ａ）の３乗と、前記第１の電極層の平均スティフネス（Ｃ４４_ａ）との積の１／２乗（ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２が、第２の電極層の平均密度（ρ_ｂ）の３乗と、第２の電極層の平均スティフネス（Ｃ４４_ｂ）との積の１／２乗（ρ_ｂ ^３×Ｃ４４_ｂ）^１／２よりも大きい、弾性表面波装置。
2. （ρ_ｂ ^３×Ｃ４４_ｂ）^１／２＜６．５４×１０^１０≦（ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２を満たす、請求項１に記載の弾性表面波装置。
3. （ρ_ａ ^３×Ｃ４４_ａ）^１／２＜５．０×１０^１１をさらに満たす、請求項２に記載の弾性表面波装置。
4. 前記第２の電極層は、実質的に、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性表面波装置。
5. 前記第１の電極層は、実質的に、Ｔｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ及びＡｕからなる群から選ばれた金属または該群から選ばれた少なくとも１種の金属を主成分とする合金からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の弾性表面波装置。
6. 前記第１の電極層は、実質的に、Ｃｕ，Ｔｉ，ＮｉまたはＮｉＣｒからなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の弾性表面波装置。
7. 前記第１及び第２の電極層の少なくとも一方は、複数の金属膜からなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の弾性表面波装置。
8. 前記圧電体がＬｉＴａＯ_３基板またはＬｉＮｂＯ_３基板である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の弾性表面波装置。
9. 前記圧電体がＬｉＴａＯ_３基板である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の弾性表面波装置。
10. 前記ＬｉＴａＯ_３基板のオイラー角（φ，θ，ψ）のθは、１２０°以上１４０°以下である、請求項９に記載の弾性表面波装置。

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