JPWO2018173918A1

JPWO2018173918A1 - 弾性波装置

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Publication number: JPWO2018173918A1
Application number: JP2019507612A
Authority: JP
Inventors: 克也大門; 康政谷口
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2020-01-16
Anticipated expiration: 2038-03-15
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Abstract

ＩＤＴ電極の厚みが大きい場合であっても、エッジ領域の音速を十分に低めることができる、弾性波装置を提供する。逆速度面が楕円形である圧電性基板２上に、ＩＤＴ電極３が設けられており、ＩＤＴ電極３を覆うように誘電体膜１３が設けられており、ＩＤＴ電極３における電極密度（％）をｙ（％）、ＩＤＴ電極３の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）をｘ（％）とした場合、ＩＤＴ電極３の電極密度ｙに応じて、ＩＤＴ電極３の波長規格化膜厚ｘがｙ＝０．３４５２ｘ２−６．０９６４ｘ＋３６．２６２…式（１）を満たすｘ以上とされており、ＩＤＴ電極３の交差領域が、交差幅方向中央の中央領域と、中央領域の交差幅方向一方外側及び他方外側に設けられた第１，第２のエッジ領域とを有し、第１，第２のエッジ領域上における誘電体膜１３の膜厚が、中央領域における誘電体膜１３の膜厚に比べて薄くされている、弾性波装置１。

Description

本発明は、レイリー波を利用した弾性波装置に関する。

従来、レイリー波を利用した弾性波装置において、横モードによるリップルの抑圧が求められている。例えば、下記の特許文献１に記載の弾性波装置においては、エッジ領域の音速を低めることにより、横モードリップルの抑圧が図られている。より詳細には、第１，第２の電極指が弾性波伝搬方向において重なり合っている領域内において、電極指の延伸方向両端にエッジ領域が設けられている。このエッジ領域における誘電体膜の膜厚が、エッジ領域間に挟まれた中央領域上における誘電体膜の膜厚よりも厚くされている。それによって、エッジ領域の音速が低められている。

特開２０１５−１１１９２３号公報

従来、積層されている誘電体膜の厚みを増加させることなどによりＩＤＴ電極に加えられる質量を増加させていた。それによって、音速を低めることができると考えられていた。

しかしながら、本願発明者らは、ＩＤＴ電極の厚みが大きい場合に、エッジ領域における誘電体膜の膜厚を大きくすると、逆に音速が高くなることを見出した。エッジ領域における音速が相対的に高くなると、横モードを抑圧することができなくなる。

本発明は、本願発明者らにより見出された上記新たな課題を解決すべくなされたものである。すなわち、本発明の目的は、ＩＤＴ電極の厚みが大きい場合であっても、エッジ領域における音速を十分に低くすることができる、弾性波装置を提供することにある。

本発明に係る弾性波装置は、逆速度面が楕円形である圧電性基板と、前記圧電性基板上に設けられたＩＤＴ電極と、前記ＩＤＴ電極を覆うように前記圧電性基板上に設けられた誘電体膜とを備え、レイリー波を利用しており、前記ＩＤＴ電極が、複数本の第１の電極指と、前記複数本の第１の電極指と間挿し合っている複数本の第２の電極指とを有し、前記第１及び第２の電極指の延伸方向と直交する方向が弾性波伝搬方向であり、前記第１の電極指と前記第２の電極指を弾性波伝搬方向からみたときに重なり合っている領域を交差領域とし、前記第１，第２の電極指の延伸方向を交差幅方向とし、前記ＩＤＴ電極における電極密度（％）をｙ（％）、前記ＩＤＴ電極の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）（ｈは厚み、λはＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長）をｘ（％）とした場合、前記ＩＤＴ電極の電極密度ｙに応じて前記ＩＤＴ電極の波長規格化膜厚ｘがｙ＝０．３４５２ｘ^２−６．０９６４ｘ＋３６．２６２…式（１）を満たすｘ以上とされており、前記ＩＤＴ電極の前記交差領域が、前記交差幅方向中央の中央領域と、前記中央領域の交差幅方向一方外側及び他方外側に設けられた第１，第２のエッジ領域とを有し、前記第１，第２のエッジ領域上における前記誘電体膜の膜厚が、前記中央領域における前記誘電体膜の膜厚に比べて薄くされている。

本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記ＩＤＴ電極が、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、ＡｕまたはＣｕからなり、前記ＩＤＴ電極の波長規格化膜厚ｘ（％）が、前記ＩＤＴ電極の材料に応じて下記の表１に示す値以上とされている。この場合には、横モードをより効果的に抑制することができる。

本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極が、複数の金属膜が積層されている積層金属膜からなり、前記ｙが、前記積層金属膜の密度である。この場合には、積層金属膜からなるＩＤＴ電極を用いた場合であっても、横モードによるリップルを効果的に抑制することができる。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極の前記第１，第２のエッジ領域の前記交差幅方向外側に、前記第１，第２のエッジ領域における前記誘電体膜の膜厚よりも、前記誘電体膜の膜厚が厚い領域が設けられている。

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記第１，第２のエッジ領域の前記交差幅方向外側に、前記第１の電極指または前記第２の電極指の一方のみが存在する第１，第２のギャップ領域が設けられている。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記第１の電極指の先端と前記第２のギャップ領域を隔てて先端が対向している第１のダミー電極指と、前記第２の電極指の先端と前記第１のギャップ領域を隔てて先端が対向している第２のダミー電極指とをさらに備え、前記第１，第２のギャップ領域の前記交差幅方向外側に、それぞれ、第１，第２のダミー領域が設けられている。

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記圧電性基板がニオブ酸リチウムからなる。

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記圧電性基板が、圧電膜と、前記圧電膜に直接または間接に積層されており、前記圧電膜を伝搬する弾性波よりも伝搬するバルク波の音速が高速である、高音速材料からなる高音速材料層とを備える。

本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記圧電膜と前記高音速材料層との間に積層されており、伝搬するバルク波の音速が、前記圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも低速である、低音速材料層がさらに備えられている。

本発明に係る弾性波装置によれば、ＩＤＴ電極の厚みが大きい場合であってもエッジ領域の音速を確実に低めることができる。従って、横モードリップルを効果的に抑制することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の交差幅方向に沿う断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の電極構造を示す模式的平面図である。図３は、ＩＤＴ電極がＰｔからなる場合のＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と、弾性波の音速（ｍ／秒）との関係を示す図である。図４は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置を説明するための正面断面図である。図５は、第２の実施形態の弾性波装置における、交差幅方向に沿う断面図である。図６は、ＩＤＴ電極がＡｕからなる場合のＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と、弾性波の音速（ｍ／秒）との関係を示す図である。図７は、ＩＤＴ電極がＷからなる場合のＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と、弾性波の音速（ｍ／秒）との関係を示す図である。図８は、ＩＤＴ電極がＴａからなる場合のＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と、弾性波の音速（ｍ／秒）との関係を示す図である。図９は、ＩＤＴ電極がＭｏからなる場合のＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と、弾性波の音速（ｍ／秒）との関係を示す図である。図１０は、ＩＤＴ電極がＣｕからなる場合のＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と、弾性波の音速（ｍ／秒）との関係を示す図である。図１１は、ＩＤＴ電極が、Ｍｏ膜と、Ａｌ膜との積層金属膜からなる場合のＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と、弾性波の音速（ｍ／秒）との関係を示す図である。図１２は、ＩＤＴ電極が、Ｐｔ膜と、Ａｌ膜との積層金属膜からなる場合のＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と、弾性波の音速（ｍ／秒）との関係を示す図である。図１３は、ＳｉＯ_２膜の膜厚の増加に対して、音速が低下する下限値の電極の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と、電極密度（％）との関係を示す図である。

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。

なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の交差幅方向に沿う断面図であり、図２は第１の実施形態の弾性波装置の電極構造を示す模式的平面図である。なお、図２では、後述の誘電体膜の図示は省略されている。図１及び図２に示すように、弾性波装置１は、圧電性基板２を有する。本実施形態では、圧電性基板２は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）からなる。本発明においては、圧電性基板２は、逆速度面が楕円の形状を有する材料からなる。より具体的には、ｋｘ^２＋（１＋Γ）×ｋｙ^２＝ｋ０^２及びΓ＞−１を満たす。ここで、ｋｘは波数ベクトルの縦方向成分、ｋｙは波数ベクトルの横方向成分、ｋ０は主伝搬方向の波数ベクトルである。

圧電性基板２上に、ＩＤＴ電極３及び反射器４，５が設けられている。それによって、１ポート型の弾性波共振子が構成されている。

ＩＤＴ電極３は、第１，第２のバスバー６，７を有する。第１のバスバー６に、複数本の第１の電極指８の一端が接続されている。第２のバスバー７に、複数本の第２の電極指９の一端が接続されている。複数本の第１の電極指８と、複数本の第２の電極指９とは互いに間挿している。

また、必須ではないが、ＩＤＴ電極３は、第１，第２のダミー電極指１０，１１を有する。第１のダミー電極指１０は、一端が第２のバスバー７に接続されている。第１のダミー電極指１０の先端は、交差幅方向においてギャップを隔てて第１の電極指８の先端と対向されている。このギャップ部分が、後述の第２のギャップ領域に相当する。

第２のダミー電極指１１の一端が第１のバスバー６に接続されている。他端である先端は、ギャップを隔てて、第２の電極指９の先端と対向されている。

弾性波装置１において、弾性波が伝搬する方向は、第１，第２の電極指８，９の延びる方向と直交する方向である。そして、第１の電極指８と第２の電極指９とを弾性波伝搬方向からみた場合に、第１の電極指８と第２の電極指９が重なり合っている領域が交差領域である。この交差領域の第１，第２の電極指８，９の延びる方向の寸法が、交差幅である。従って、以下、第１，第２の電極指８，９が延びる方向を交差幅方向とする。交差幅方向は、弾性波伝搬方向と直交している。

図１は、図２の矢印Ａ−Ａ線に沿う部分の断面図、すなわち、上述した交差幅方向に沿う断面図である。この断面では、第１の電極指８と第１のダミー電極指１０とがギャップを隔てて対向している部分が図示されている。

弾性波装置１では、ＩＤＴ電極３を覆うように、誘電体膜１３が積層されている。本実施形態では、誘電体膜１３は、酸化ケイ素膜としてのＳｉＯ_２膜である。もっとも、誘電体膜１３を構成する材料としては、ＳｉＯＮなど他の誘電体であってもよい。また、酸化ケイ素ＳｉＯ_ＸにおけるＸは２以外でもよい。

図１に示すように、交差幅方向中央に位置している誘電体膜部分１３ａの膜厚に比べ、交差幅方向において両側に位置している誘電体膜部分１３ｂ，１３ｃの膜厚が薄くなっている。

ここで、図２に示すように、ＩＤＴ電極３の交差幅方向に沿う各領域を、以下のように規定する。交差領域Ｂは前述したように、第１の電極指８と第２の電極指９とが弾性波伝搬方向からみたときに重なり合っている領域である。交差領域Ｂは、中央領域Ｍと、第１，第２のエッジ領域Ｘ１，Ｘ２とを有する。第１のエッジ領域Ｘ１は、中央領域Ｍの交差幅方向一方の外側方向に位置しており、第２のエッジ領域Ｘ２は、中央領域Ｍの交差幅方向他方の外側方向に位置している。

交差領域Ｂの交差幅方向の一方の外側に、第１のギャップ領域Ｃ１が、他方の外側に第２のギャップ領域Ｃ２が設けられる。図１では、第１のギャップ領域Ｃ２が設けられている部分が図示されている。図２に示すように、第１のギャップ領域Ｃ１の交差幅方向外側に、第１のダミー領域Ｄ１が、第２のギャップ領域Ｃ２の交差幅方向外側に第２のダミー領域Ｄ２が位置している。第１，第２のダミー領域Ｄ１，Ｄ２は、それぞれ、第２のダミー電極指１１及び第１のダミー電極指１０が存在している部分に相当する。第１のダミー領域Ｄ１の交差幅方向外側は、第１のバスバー領域Ｅ１である。第２のダミー領域Ｄ２の交差幅方向外側には、第２のバスバー領域Ｅ２が位置している。

他方、誘電体膜部分１３ａは、上記中央領域Ｍ上に位置している。そして、誘電体膜部分１３ｂは、第１のエッジ領域Ｘ１上から第１のバスバー領域Ｅ１までの部分の上方に位置している。他方、誘電体膜部分１３ｃは、第２のエッジ領域Ｘ２上から、第２のバスバー領域Ｅ２上に至るように設けられている。

従って、交差領域Ｂにおいては、中央領域Ｍ上に誘電体膜部分１３ａが位置しており、第１，第２のエッジ領域Ｘ１，Ｘ２上に相対的に薄い誘電体膜部分１３ｂ，１３ｃが位置している。

従来、ＩＤＴ電極上に積層されている誘電体膜の厚みが厚くなると、質量付加効果により音速が低くなると考えられていた。しかしながら、前述したように、本願発明者らは、ＩＤＴ電極の膜厚がある値以上の場合には、逆に、誘電体膜の厚みが大きくなると音速が高くなることを初めて見出した。

本実施形態の弾性波装置１の特徴は、ＩＤＴ電極３の電極密度をｙ（％）とし、ＩＤＴ電極３の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）をｘ（％）とした場合、ＩＤＴ電極３の電極密度ｙに応じてＩＤＴ電極３の波長規格化膜厚ｘが、ｙ＝０．３４５２ｘ^２−６．０９６４ｘ＋３６．２６２…式（１）を満たすｘ以上とされていることにある。それによって、中央領域Ｍの音速に比べ、第１，第２のエッジ領域Ｘ１，Ｘ２の音速が低くなっている。従って、音速差により横モードを効果的に抑制することができ、横モードリップルを抑制することができる。以下、これをより詳細に説明する。

図３は、ＩＤＴ電極がＰｔからなる場合のＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と、弾性波の音速（ｍ／秒）との関係を示す図である。なお、ＳｉＯ_２膜は、ＩＤＴ電極の全体を覆い、ＳｉＯ_２膜の上面は平坦とした。また、ＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）における、ｈはＳｉＯ_２膜の厚みであり、λはＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長である。図３においては、ＩＤＴ電極３の波長規格化膜厚が、１００ｈ／λ（％）で、１．５％、２％、２．５％、３％、３．５％、４％、４．５％、５％、５．５％及び６％の各場合についての結果が示されている。

図３から明らかなように、ＩＤＴ電極３がＰｔからなる場合には、ＩＤＴ電極３の波長規格化膜厚が、３未満では、ＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚が増加するにつれ音速は低下している。すなわち、従来の知見と同じである。

しかしながら、ＩＤＴ電極３の波長規格化膜厚が３以上の場合には、ＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚が増加するにつれ、音速は高くなっている。

弾性波装置１では、ＩＤＴ電極３の波長規格化膜厚ｘは、上記式（１）を満たすｘ以上とされている。ここで、図３に示すＩＤＴ電極３の波長規格化膜厚が３の場合、上記式（１）を満たす。従って、ＩＤＴ電極３がＰｔからなる場合、式（１）を満たすｘは、３となる。

よって、図１及び図２に示すように、第１，第２のエッジ領域Ｘ１，Ｘ２における誘電体膜部分１３ｂ，１３ｃの膜厚は、中央領域Ｍ上の誘電体膜部分１３ａの膜厚よりも薄くなっているため、第１，第２のエッジ領域Ｘ１，Ｘ２の音速が、中央領域Ｍの音速よりも低くなっている。すなわち、第１，第２のエッジ領域Ｘ１，Ｘ２が中央領域Ｍよりも低音速の領域となりピストンモードを利用することにより、横モードを抑制することが可能とされている。

なお、第１，第２のギャップ領域Ｃ１，Ｃ２では、弾性波伝搬方向において、第１の電極指８または第２の電極指９の一方のみが存在する。従って、第１，第２のギャップ領域Ｃ１，Ｃ２の音速は、第１，第２のエッジ領域Ｘ１，Ｘ２よりも高速となる。そして、第１，第２のダミー領域Ｄ１，Ｄ２の音速は、第２のダミー電極指１１及び第１のダミー電極指１０が設けられているため、第１，第２のエッジ領域Ｘ１，Ｘ２と同じ音速となる。そして、交差幅方向において最も外側に位置している第１，第２のバスバー領域Ｅ１，Ｅ２では、全域においてメタライズされているため、音速は第１，第２のダミー領域Ｄ１，Ｄ２よりも低音速となる。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図であり、図５はその交差幅方向に沿う断面図である。第２の実施形態の弾性波装置２１では、圧電性基板２２が、支持基板２２ａ上に、高音速材料層２２ｂ、低音速材料層２２ｃ及び圧電膜２２ｄをこの順序で積層した構造を有する。

圧電膜２２ｄは、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）からなる。低音速材料層２２ｃは、伝搬するバルク波の音速が、圧電膜２２ｄを伝搬する弾性波の音速よりも低い材料からなる。高音速材料層２２ｂは、伝搬するバルク波の音速が、圧電膜２２ｄを伝搬する弾性波の音速よりも高い材料からなる。このような低音速材料層２２ｃ及び高音速材料層２２ｂを構成する材料については特に限定されず、アルミナ、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素などの適宜セラミックスやＤＬＣなどの様々な材料を用いることができる。すなわち、上記音速関係を満たす限り、適宜の材料を用いて高音速材料層２２ｂ及び低音速材料層２２ｃを形成することができる。

支持基板２２ａは、シリコンやアルミナなどの適宜の材料からなる。なお、支持基板２２ａを高音速材料で構成することにより、高音速材料層２２ｂを省略してもよい。また、低音速材料層２２ｃは、必須ではなく、省略されてもよい。

従って、支持基板２２ａ及び高音速材料層２２ｂ上に圧電膜２２ｄが積層されていてもよい。また、高音速材料からなる支持基板上に圧電膜２２ｄが積層されている構造であってもよい。

上記のように、圧電膜２２ｄがタンタル酸リチウムからなる場合であっても、圧電性基板２２のように、高音速材料層２２ｂが少なくとも圧電膜２２ｄに直接または間接に積層されておれば、圧電性基板２２の逆速度面は、楕円の形状となる。従って、この場合においても、第１の実施形態の場合と同様に、ＩＤＴ電極３の波長規格化膜厚が、電極密度に応じてある値以上になれば、誘電体膜の厚みが増加するにつれ、弾性波の音速は高くなることになる。

第２の実施形態の弾性波装置２１では、誘電体膜２３が、相対的に厚い誘電体膜部分２３ａ，２３ｄ，２３ｅと、相対的に薄い誘電体膜部分２３ｂ，２３ｃとを有する。誘電体膜部分２３ｂ，２３ｃは図１に示した第１，第２のエッジ領域Ｘ１，Ｘ２に相当する領域に位置している。従って、第２の実施形態の弾性波装置２１においても、中央領域Ｍと、第１，第２のエッジ領域Ｘ１，Ｘ２との音速差により、横モードを効果的に抑制することができる。

なお、図５に示すように、第１，第２のダミー領域及び第１，第２のバスバー領域の上方の誘電体膜部分２３ｄ，２３ｅの厚みは、中央領域における誘電体膜部分２３ａの厚みと等しくしてもよい。すなわち、第１，第２のエッジ領域よりも交差幅方向において、外側の領域においては、誘電体膜の厚みは、第１，第２のエッジ領域上の誘電体膜の厚みよりも厚くてもよい。

また、誘電体膜部分２３ｄ，２３ｅの膜厚は、誘電体膜部分２３ａの膜厚と異なっていてもよい。もっとも、誘電体膜部分２３ａと誘電体膜部分２３ｄ，２３ｅの膜厚が等しい場合、製造工程の簡略化を果たし得る。

第１，第２の実施形態の弾性波装置１，２１では、１ポート型の弾性波共振子につき示したが、本発明の弾性波装置は、縦結合共振子型弾性波フィルタなどの他の弾性波装置であってもよい。

次に、ＩＤＴ電極３が様々な金属からなる場合、あるいは積層金属膜からなる場合に、式（１）を満たすｘ以上の電極膜厚であれば、上記のように、本発明の効果が得られることを、図６〜図１３を参照して説明する。

図６〜図１０は、ＩＤＴ電極がそれぞれ、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、ＭｏまたはＣｕからなる場合のＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と、弾性波の音速（ｍ／秒）との関係を示す図である。図６〜図１０においても、ＳｉＯ_２膜が、ＩＤＴ電極全体を覆い、ＳｉＯ_２膜の上面は平坦とした。

図６から明らかなように、Ａｕの場合、ｘが３．５％以上であれば、ＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚（％）が増加するにつれ、音速が高くなることがわかる。よって、式（１）を満たすｘが３．５％以上であればよいことがわかる。同様に、図７より、Ｗの場合には、ｘが３．５％以上であればよい。また、図８より、Ｔａの場合は、ｘが４％以上であればよい。

図９より、Ｍｏの場合は、ｘが８％以上であればよいことがわかる。図１０より、Ｃｕの場合には、ｘが９％以上であればよいことがわかる。すなわち、ＩＤＴ電極がＰｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、ＡｕまたはＣｕの場合、下記の表２に示すように、電極の材料に応じて、ｘが表２に示す値以上であればよいことがわかる。

図１３は、上記ｘの下限値と、ＩＤＴ電極３の電極密度との関係を示す図である。図１３に示す曲線が、上述した式（１）で示される曲線である。よって、図１３において、ある電極密度のＩＤＴ電極の場合、この曲線を含む点から右側の点、すなわち、電極膜厚が上記曲線上の点以上であれば、本発明に従って、誘電体膜の膜厚の調整により、横モードリップルを抑制することができる。

なお、ＩＤＴ電極３は、複数の金属膜を積層してなる積層金属膜からなるものであってもよい。積層金属膜の場合の例を、図１１及び図１２に示す。図１１は、積層金属膜がＭｏ膜とＡｌ膜の積層金属膜からなる場合の例である。図１１は、ＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）と、弾性波の音速との関係を示す図である。

なお、ここでは積層金属膜の全体の波長規格化膜厚が１．５、２．５、３．５、４．５、５．５、６．５、７．５、８．５、９．５、１１．５、１２．５、１３．５、１４．５％とし、積層金属膜としての電極密度は２５、２７．５、３０、３２．５、３５、３７．５、４０、４２．５、４５、４７．５または５０％とした。なお、Ａｌ膜の膜厚を一定とし、Ｍｏ膜の厚みを変化させ、電極密度を変化させた。

図１２は、積層金属膜が、Ｐｔ膜とＡｌ膜の場合の例である。図１２は、ＳｉＯ_２膜の波長規格化膜厚（％）と、弾性波の音速との関係を示す図である。ここでは、積層金属膜の全体の波長規格化膜厚は、１．５、２．５、３．５、４．５、５．５または６．５％とした。電極密度は、膜厚比を調整することにより、それぞれ、２５、２７．５、３０、３２．５、３５、３７．５、４０、４２．５、４５、４７．５、及び５０％とした。すなわち、Ａｌ膜の膜厚を一定とし、Ｐｔ膜の膜厚を変化させ、電極密度を変化させた。

図１１から明らかなように、Ｍｏ膜と、Ａｌ膜との積層金属膜の場合、ｘ（％）が７．５以上であればよい。図１２より、Ｐｔ膜と、Ａｌ膜との積層金属膜の場合には、ｘ（％）が２．５以上であればよいことがわかる。すなわち、下限値は、上記式（１）を満たすｘ（％）と一致している。

従って、積層金属膜の場合、その積層金属膜を構成している電極材料の密度及び膜厚より、積層金属膜の全体の密度を求める。求められた密度に基づき、積層金属膜からなるＩＤＴ電極３の波長規格化膜厚の下限値ｘ（％）を求めればよい。

１，２１…弾性波装置
２…圧電性基板
３…ＩＤＴ電極
４，５…反射器
６，７…第１，第２のバスバー
８，９…第１，第２の電極指
１０，１１…第１，第２のダミー電極指
１３…誘電体膜
１３ａ〜１３ｃ…誘電体膜部分
２２…圧電性基板
２２ａ…支持基板
２２ｂ…高音速材料層
２２ｃ…低音速材料層
２２ｄ…圧電膜
２３…誘電体膜
２３ａ〜２３ｅ…誘電体膜部分

Claims

逆速度面が楕円形である圧電性基板と、
前記圧電性基板上に設けられたＩＤＴ電極と、
前記ＩＤＴ電極を覆うように前記圧電性基板上に設けられた誘電体膜とを備え、レイリー波を利用しており、
前記ＩＤＴ電極が、複数本の第１の電極指と、前記複数本の第１の電極指と間挿し合っている複数本の第２の電極指とを有し、前記第１及び第２の電極指の延伸方向と直交する方向が弾性波伝搬方向であり、前記第１の電極指と前記第２の電極指を弾性波伝搬方向からみたときに重なり合っている領域を交差領域とし、前記第１，第２の電極指の延伸方向を交差幅方向とし、前記ＩＤＴ電極における電極密度（％）をｙ（％）、前記ＩＤＴ電極の波長規格化膜厚１００ｈ／λ（％）（ｈは厚み、λはＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長）をｘ（％）とした場合、前記ＩＤＴ電極の電極密度ｙに応じて前記ＩＤＴ電極の波長規格化膜厚ｘがｙ＝０．３４５２ｘ^２−６．０９６４ｘ＋３６．２６２…式（１）を満たすｘ以上とされており、前記ＩＤＴ電極の前記交差領域が、前記交差幅方向中央の中央領域と、前記中央領域の交差幅方向一方外側及び他方外側に設けられた第１，第２のエッジ領域とを有し、前記第１，第２のエッジ領域上における前記誘電体膜の膜厚が、前記中央領域における前記誘電体膜の膜厚に比べて薄くされている、弾性波装置。
前記ＩＤＴ電極が、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、ＡｕまたはＣｕからなり、前記ＩＤＴ電極の波長規格化膜厚ｘ（％）が、前記ＩＤＴ電極の材料に応じて下記の表１に示す値以上とされている、請求項１に記載の弾性波装置。
前記ＩＤＴ電極が、複数の金属膜が積層されている積層金属膜からなり、前記ｙが、前記積層金属膜の密度である、請求項１に記載の弾性波装置。
前記ＩＤＴ電極の前記第１，第２のエッジ領域の前記交差幅方向外側に、前記第１，第２のエッジ領域における前記誘電体膜の膜厚よりも、前記誘電体膜の膜厚が厚い領域が設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
前記第１，第２のエッジ領域の前記交差幅方向外側に、前記第１の電極指または前記第２の電極指の一方のみが存在する第１，第２のギャップ領域が設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
前記第１の電極指の先端と前記第２のギャップ領域を隔てて先端が対向している第１のダミー電極指と、前記第２の電極指の先端と前記第１のギャップ領域を隔てて先端が対向している第２のダミー電極指とをさらに備え、前記第１，第２のギャップ領域の前記交差幅方向外側に、それぞれ、第１，第２のダミー領域が設けられている、請求項５に記載の弾性波装置。
前記圧電性基板がニオブ酸リチウムからなる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
前記圧電性基板が、圧電膜と、前記圧電膜に直接または間接に積層されており、前記圧電膜を伝搬する弾性波よりも伝搬するバルク波の音速が高速である、高音速材料からなる高音速材料層とを備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
前記圧電膜と前記高音速材料層との間に積層されており、伝搬するバルク波の音速が、前記圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも低速である、低音速材料層をさらに備える、請求項８に記載の弾性波装置。