TW201826580A - 彈性波裝置 - Google Patents

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門田道雄
田中秀治
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國立大學法人東北大學
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Abstract

[課題]提供一種TCF良好，且能夠提高共振器的Q及阻抗比的彈性波裝置。 　　[解決手段]具有：包含70質量%以上二氧化矽(SiO2 )的基板(11)、由設於基板(11)上的LiTaO3 或LiNbO3 結晶所形成的壓電薄膜(12)、接於壓電薄膜(12)而設置的簾狀電極(13)。

Description

彈性波裝置
[0001] 本發明係有關於彈性波裝置。
[0002] 近年來因為行動電話與智慧手機的普及，因為接近50的許多帶(band)集中於2.4GHz以下，與相鄰帶的間隔變得非常窄，為了不要干涉相鄰的帶，極力要求具有陡的頻率特性，且溫度特性佳的濾波器及雙工器等。又，為了實現具有陡的頻率特性的濾波器及雙工器，需要具有大阻抗比及高Q的共振器。其中，Q雖然是表示濾波器的陡度的參數，但除了陡度以外，濾波器的插入損耗也有影響。Q越高的話，插入損耗也變小，行動電話及智慧手機的電池消耗會變少。因此，在濾波器中，要求良好的插入損耗、良好的溫度特性、更佳的陡度，在該共振器中，要求高Q及大阻抗比。此外，因為Q的值與阻抗比成正，與頻帶成反比，在幾乎相同頻帶的情況下，Q與阻抗比呈比例關係。 　　[0003] 表面聲波(SAW)濾波器因為相依於該頻帶所用的壓電基板的電機耦合係數(耦合係數)，從前，常使用由在濾波器的頻帶具有必要的耦合係數的LT(LiTaO3 結晶)或LN(LiNbO3 結晶)所形成的壓電基板。但是，該等基板的頻率溫度特性(TCF)為從-40ppm/℃到-120ppm/℃，不能說是好的。此外，頻率溫度特性(TCF)的理論式用以下的式子來定義。 　　[0004]其中，V(T)為在溫度T的激振聲速。又，在實測時成為TCF=(f(45℃)-f(25℃))/(20×f(25℃))。其中，f(T)為測定到的頻率，在共振器中測定共振頻率及/或反共振頻率，在濾波器中測定中心頻率。此外，實測時，相對於溫度而頻率沒有線性變化時，藉由將測定溫度內的頻率的最大變化量除以測定溫度範圍，能求出每1℃的頻率變化量。 　　[0005] 其中，為了得到必要的耦合係數及良好的TCF，本發明者們開發一種將具有負的TCF的LT、LN基板、與具有正的TCF的SiO2 薄膜作組合，而作為SiO2 薄膜/高密度電極/LT或LN基板的構造，再將因電極所引起的SiO2 膜上的凸部除去而使表面平坦化的表面聲波濾波器(例如，參照非專利文獻1)。根據該構造，能得到比較良好的-10ppm/℃的TCF，而能得到與LT或LN基板單體的特性相同的阻抗比及Q。該共振器的阻抗比為60dB、Q為800左右。 　　[0006] 此外，水晶基板雖然頻率溫度特性良好，但表示壓電性的耦合係數低，無法滿足智慧手機及行動電話所必要的濾波器的頻帶。又，利用AlN(氮化鋁)薄膜的體波的濾波器，其共振器的Q為2000，與SAW濾波器相比濾波器特性雖較陡，但頻率溫度特性為-30ppm/℃，不能說是好的。 [先前技術文獻] [非專利文獻] 　　[0007] 　　[非專利文獻1]問田道雄、中尾武志、西山健次、谷口典生、冬爪敏之，「具有良好的溫度特性的小型表面聲波雙工器」、電氣情報通信學會論文誌A、2013年、Vol.J96-A、No.6、pp.301-308
[發明所欲解決的課題] 　　[0008] 在非專利文獻1中所記載的彈性波濾波器中，雖能得到較良好的TCF，但因SiO2 薄膜為柱狀構造多晶膜，該共振器的Q及阻抗比與LT及LN基板單體的特性為相同程度，有頻率特性的陡度依然是不充分的這種課題。 　　[0009] 因為本發明為著目於這種課題而完成者，目的為提供一種TCF良好，且能夠提高共振器的Q及阻抗比的彈性波裝置。 [解決課題的手段] 　　[0010] 為了達到上述目的，本發明的彈性波裝置為利用表面聲波的彈性波裝置，具有：包含70質量%以上二氧化矽(SiO2 )的基板；由設於前述基板上的LiTaO3 或LiNbO3 結晶所形成的壓電薄膜；接於前述壓電薄膜而設置的簾狀電極。其中，壓電薄膜也包含壓電薄板。 　　[0011] 本發明的彈性波裝置中，基板，其體波的橫波聲速接近LT及LN的橫波聲速，為3,400至4,800m/s較佳。該等基板的多為等向性的基板，在X,Y,Z方向雖不具異方向性，但因壓電單結晶即水晶基板有異方向性，而具有不同的性質。因此，更佳為當使用水晶基板時，該水晶基板所傳遞的前述表面聲波的聲速，比在前述壓電薄膜傳遞的前述表面聲波的聲速還快。又，該聲速差為300m/s以上較佳，為600m/s以上則更佳。又，本發明的彈性波裝置中，前述表面聲波為漏表面聲波(LSAW)較佳。再來，具有50%以上SH(shear horizontal)成分、更佳為具有65%以上的LSAW較佳。又，前述表面聲波為聲速為4,500m/s以上的S波也可以。此外，所用的表面聲波是否為漏表面聲波，由基板的歐拉角來理論地求出。 　　[0012] 包含70質量%以上的二氧化矽(SiO2 )的基板，相對於表面聲波(SAW)能得到正的TCF。因此，在本發明的彈性波裝置中，藉由將由具有負的TCF的LiTaO3 結晶(LT)或LiNbO3 結晶(LN)所形成的壓電薄膜，設於具有正的TCF的基板上，能得到接近0ppm/℃的良好的TCF。又，藉由將由LT或LN所形成的壓電薄膜，設為激振漏表面聲波(LSAW)的歐拉角，將基板，設為與LT或LN的LSAW的聲速同程度或具有其以上的聲速的歐拉角，能夠使用在壓電薄膜沒有洩漏成分的LSAW的模式。因此，能夠得到比在LT或LN基板單體的特性，例如比15到20dB還大的阻抗比。又，該阻抗比在頻帶相同的情形，Q相當於6倍到10倍，能夠得到非常好的陡度及插入損耗的特性。又，耦合係數雖然僅些微變化但也能夠比壓電薄膜自身還大。 　　[0013] 本發明的彈性波裝置，在前述基板與前述壓電薄膜之間，具有被接地的短路電極及/或絕緣性的接合膜也可以。此時，例如，具有簾狀電極/壓電薄膜/基板、簾狀電極/壓電薄膜/接合膜/基板、簾狀電極/壓電薄膜/短路電極/基板、簾狀電極/壓電薄膜/短路電極/接合膜/基板、或簾狀電極/壓電薄膜/接合膜/短路電極/基板的構造。此時，即便具有短路電極及接合膜，不會損失良好的特性，能到良好的TCF、以及高Q及阻抗比。特別是當具有短路電極時，能夠提高耦合係數、能夠降低漏表面聲波的傳遞損失。此外，接合膜藉由無吸聲速性，硬的材質所形成者較佳，例如由Si膜或SiO2 膜所形成也可以。 　　[0014] 本發明的彈性波裝置，前述簾狀電極，在前述壓電薄膜上，以至少下部埋入前述壓電薄膜、及/或以至少上部從前述壓電薄膜突出的方式設置也可以。此時，無論是何種構造，都具有良好的特性，能得到高阻抗比。特別是在簾狀電極的全體或下部埋入壓電薄膜的構造時，聲速變快，有利於高頻化。此外，此時，使壓電薄膜與基板之間電性短路也可以。 　　[0015] 本發明的彈性波裝置，前述基板包含80質量%二氧化矽(SiO2 )為佳、99質量%以上且未滿100質量%較佳、包含100質量%溶融石英更佳、由壓電單結晶即水晶基板所形成則更佳。又，前述基板所傳遞的前述表面聲波的聲速為3,400至4,800m/s也可以。又，前述基板由除了水晶以外的等向性的基板所形成，前述壓電薄膜厚度為0,001mm以上且未滿0.01mm也可以。又，前述基板由水晶基板所形成，傳遞的前述表面聲波的聲速為4,500m/s以上、或4,800m/s以上、或5,000m/s以上也可以。無論是其等的何種構造，都具有良好的特性，能得到良好的TCF、以及高Q及阻抗比。此外，水晶基板的情形，因為具有比等向性的基板還大的正的TCF，不必執著於壓電薄膜的厚度。 　　[0016] 除了水晶以外的等向性的基板，雖然對彈性波的傳遞方向沒有相依性，但使用水晶時，因為具有異方向性，根據使用的水晶基板的方位角及傳遞方向(歐拉角)而特性有所不同，選擇適合的歐拉角是重要的。本發明的彈性波裝置，首先，期望能選擇潮流角度(PFA)約為0的歐拉角。歐拉角若越遠離0的話，彈性波會難以在與簾狀電極傾斜的方向傳遞。PFA約顯現0的水晶基板的歐拉角為與(0°±5°、0°～180°、40°±12°)、(10°±5°、0°～180°、42°±8°)、(20°±5°、0°～180°、50°±8°)、(0°±5°、0°～180°、0°±5°)、(10°±5°、0°～180°、0°±5°)、(20°±5°、0°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～180°、90°±5°)、(10°±5°、0°～180°、90°±5°)、(20°±5°、0°～180°、90°±5°)等價的方位角。 　　[0017] 又，本發明的彈性波裝置，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、0°～125°、0°±5°)、(0°±5°、0°～36°、90°±5°)、(0°±5°、172°～180°、90°±5°)、(0°±5°、120°～140°、30°～49°)、(0°±5°、25°～105°、0°±5°)、(0°±5°、0°～45°、15°～35°)、(0°±5°、10°～20°、60°～70°)、(0°±5°、90°～180°、30°～45°)、(0°±5°、0°±5°、85°～95°)、(90°±5°、90°±5°、25°～31°)、(0°±5°、90°±5°、-3°～3°)也可以。又，前述基板，其歐拉角為(20°±5°、120°±10°、115°±10°)、(0°±5°、90°±5°、0°±10°)、(0°±5°、90°±5°、75°±10°)、(0°±5°、0°±5°、0°±10°)、(0°±5°、0°±5°、60°±10°)也可以。該等情形表現出良好的TCF。 　　[0018] 又，為了得到更高的Q及阻抗比的特性，為以下的聲速及歐拉角、膜厚較佳。亦即，本發明的彈性波裝置，前述基板，其傳遞的前述表面聲波的聲速為4,500m/s以上，且歐拉角為(0°±5°、70°～165°、0°±5°)、或(0°±5°、95°～155°、90°±5°)也可以。較佳為基板其傳遞表面聲波的聲速為4,800m/s以上，歐拉角為(0°±5°、90°～150°、0°±5°)或(0°±5°、103°～140°、90°±5°)則更佳、再來基板其傳遞的表面聲波的聲速為5,000m/s以上，歐拉角為(0°±5°、100°～140°、0°±5°)或(0°±5°、110°～135°、90°±5°)較佳。 　　[0019] 又，本發明的彈性波裝置，前述基板，其瑞利波及表現出LSAW的TCF為正的歐拉角為(0°±5°、0°～132°、0°±5°)、(0°±5°、0°～18°、0°±5°)、(0°±5°、42°～65°、0°±5°)、(0°±5°、126°～180°、0°±5°)，前述壓電薄膜由LiTaO3 結晶所形成，歐拉角為(0°±5°、82°～148°、0°±5°)也可以。此時，基板其歐拉角為(0°±5°、0°～12°、0°±5°)、(0°±5°、44°～63°、0°±5°)、(0°±5°、135°～180°、0°±5°)則更佳。此外，壓電薄膜其歐拉角為(0°±5°、90°～140°、0±5°)則更佳。該組合能得到特別良好的TCF。 　　[0020] 又，本發明的彈性波裝置，前述基板，其瑞利波及表現出LSAW的TCF為正的歐拉角為(0°±5°、0°～42°、90°±5°)、(0°±5°、170°～190°、90°±5°)、(0°±5°、0°～45°、90°±5°)、(0°±5°、123°～180°、90°±5°)，前述壓電薄膜由LiTaO3 結晶所形成，歐拉角為(0°±5°、80°～148°、0°±5°)也可以。此時，基板其歐拉角為(0°±5°、0°～34°、90°±5°)、(0°±5°、126°～180°、90°±5°)則更佳。又，壓電薄膜其歐拉角為(0°±5°、90°～140°、0°±5°)較佳、再來(0°±5°、95°～143°、0°±5°)又更佳、再來(0°±5°、103°～125°、0°±5°)又再更佳。 　　[0021] 又，本發明的彈性波裝置，前述基板，其具有高聲速的LSAW的歐拉角為(1°～39°、100°～150°、0°～20°或70°～120°或160°～180°)，前述壓電薄膜由LiTaO3 結晶所形成，歐拉角為(0°±5°、80°～148°、0°±5°)也可以。再來，基板其具有5,000m/s前後的高聲速fast shear的歐拉角為(20°±5°、120°±10°、115°±10°)、(0°±5°、90°±5°、0°±10°)、(0°±5°、90°、75°±10°)、(0°±5°、0°、0°±10°)、(0°±5°、0°、60°±10°)也可以。 　　[0022] 又，本發明的彈性波裝置，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、0°～23°、0°±5°)、(0°±5°、32°～69°、0°±5°)、(0°±5°、118°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～62°、90°±5°)、(0°±5°、118°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～72°、30°～60°)、(0°±5°、117°～180°、30°～60°)，前述壓電薄膜由LiTaO3 結晶所形成，歐拉角為(0°±5°、80°～148°、0°±5°)也可以。此時，基板的歐拉角為(0°±5°、0°～12°、0°±5°)、(0°±5°、37°～66°、0°±5°)、(0°±5°、132°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～50°、90°±5°)、(0°±5°、126°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～17°、30°～60°)、(0°±5°、35°～67°、30°～60°)、(0°±5°、123°～180°、30°～60°)則較佳。 　　[0023] 又，本發明的彈性波裝置，前述壓電薄膜由LiTaO3 結晶所形成，歐拉角為(90°±5°、90°±5°、33°～55°)、(90°±5°、90°±5°、125°～155°)也可以。又，前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，歐拉角為(90°±5°、90°±5°、38°～65°)、(90°±5°、90°±5°、118°～140°)也可以。 　　[0024] 又，本發明的彈性波裝置，前述壓電薄膜由LiTaO3 結晶所形成，具有前述彈性波的波長的0.001倍～2倍的厚度也可以。此時，壓電薄膜的厚度為彈性波的波長的0.01倍～0.6倍較佳、0.02倍～0.6倍更佳、0.03倍～0.4倍又再佳、0.03倍～0.3倍再更佳。 　　[0025] 又，本發明的彈性波裝置，前述基板，其瑞利波及表現出LSAW的TCF為正的歐拉角為(0°±5°、0°～132°、0°±5°)、(0°±5°、0°～18°、0°±5°)、(0°±5°、42°～65°、0°±5°)、(0°±5°、126°～180°、0°±5°)，前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，歐拉角為(0°±5°、75°～165°、0°±5°)較佳、更佳為(0°±5°、100°～160°、0°±5°)。此時，基板的歐拉角為(0°±5°、0°～12°、0°±5°)、(0°±5°、44°～63°、0°±5°)、(0°±5°、135°～180°、0°±5°)則更佳。又，此時，前述壓電薄膜具有前述表面聲波的波長的0.001倍～2倍的厚度較佳、0.01倍～0.6倍更佳、0.012倍～0.6倍又再佳、0.02倍～0.5倍再更佳、0.03倍～0.33倍又再更佳。 　　[0026] 又，本發明的彈性波裝置，前述基板，其瑞利波及表現出LSAW的TCF為正的歐拉角為(0°±5°、0°～42°、90°±5°)(0°±5°、90°～155°、90°±5°)、(0°±5°、0°～45°、90°±5°)、(0°±5°、123°～180°、90°±5°)，前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，歐拉角為(0°±5°、70°～170°、0°±5°)也可以。此時，基板的歐拉角為(0°±5°、0°～34°、90°±5°)、(0°±°、126°～180°、90°±5°)則更佳。又，此時，前述壓電薄膜具有前述表面聲波的波長的0.001倍～2倍的厚度較佳、0.01倍～0.5倍更佳、0.02倍～0.33倍又再佳、0.06倍～0.3倍再更佳。 　　[0027] 又，本發明的彈性波裝置，前述基板，其具有高聲速的LSAW的歐拉角為(1°～39°、100°～150°、0°～20°或70°～120°或160°～180°)，前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，歐拉角為(0°±5°、95°～160°、0°±5°)也可以。又，基板其歐拉角為(1°～39°、100°～150°、0°～20°或70°～120°或160°～180°)，前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，歐拉角為(0°±5°、25°～51°、0°±5°)也可以。 　　[0028] 又，本發明的彈性波裝置，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、90°～178°、0°±5°)、(0°±5°、80°～160°、90°±5°)，前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，激發瑞利波的歐拉角為(0°±5°、35°～70°、0°±5°)、較佳為(0°±5°、45°～63°、0°±5°)、更佳為(0°±5°、48°～60°、0°±5°)。又，此時，LSAW及表現出瑞利波的TCF為正的基板的歐拉角為(0°±5°、90°～178°、0°±5°)、及(0°±5°、125°～160°、90°±5°)較佳。 　　[0029] 又，本發明的彈性波裝置，前述基板其歐拉角為(0°±5°、0°～16°、0°±5°)、(0°±5°、42°～64°、0°±5°)、(0°±5°、138°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～30°、90°±5°)、(0°±5°、130°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～28°、30°～60°)、(0°±5°、42°～70°、30°～60°)、(0°±5°、132°～180°、30°～60°)，前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，歐拉角為(0°±5°、75°～165°、0°±5°)、更佳為(0°±5°、90°～160°、0°±5°)。此時，基板的歐拉角為(0°±5°、43°～61°、0°±5°)、(0°±5°、147°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～15°、90°±5°)、(0°±5°、134°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～23°、30°～60°)、(0°±5°、43°～67°、30°～60°)、(0°±5°、137°～180°、30°～60°)則較佳。 　　[0030] 又，本發明的彈性波裝置，前述基板其歐拉角為(0°±5°、32°～118°、0°±5°)、(0°±5°、0°～30°、90°±5°)、(0°±5°、173°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～142°、30°～60°)，前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，歐拉角為(0°±5°、35°～70°、0°±5°)、更佳為(0°±5°、45°～63°、0°±5°)。此時，基板的歐拉角為(0°±5°、40°～102°、0°±5°)、(0°±5°、0°～17°、90°±5°)、(0°±5°、175°～180°、90°±5°)、(0°±5°、13°～130°、30°～60°)則較佳。 　　[0031] 又，本發明的彈性波裝置，利用的表面聲波為基本模式、高次模式都可以。利用高次模式時，壓電薄膜具有：表面聲波的波長的0.35倍～9.3倍的厚度較佳。又，在基板與壓電薄膜之間具有短路電極時，壓電薄膜具有：表面聲波的波長的0.5倍～9倍的厚度較佳。該等情形都能得到高阻抗比。 　　[0032] 其中，歐拉角(φ、θ、ψ)為右旋座標系，為表現基板及壓電薄膜的切斷面、表面聲波的傳遞方向者。亦即，相對於構成基板的結晶、及LT或LN的結晶軸X、Y、Z，將Z軸作為旋轉軸將X軸向反時針旋轉φ，得到X’軸。接著，將X’軸作為旋轉軸將Z軸向反時針旋轉θ，得到Z’軸。此時，將Z軸作為法線，將X軸面作為基板及壓電薄膜的切斷面。又，將Z’軸作為旋轉軸將X’軸向反時針旋轉ψ的方向作為表面聲波的傳遞方向。又，將藉由該等旋轉而Y軸移動所得到的，與X’軸及Z’軸垂直的軸作為Y’軸。 　　[0033] 藉由將歐拉角以此方式定義，例如，40°旋轉Y板X方向傳遞以歐拉角表示為(0°、130°、0°)、40°旋轉Y板90°X方向傳遞以歐拉角表示為(0°、130°、90°)。 　　[0034] 此外，本發明的彈性波裝置，基板及壓電薄膜不僅具有上述的歐拉角，是具有結晶等價的歐拉角者也可以。這種情形都能夠得到更良好的TCF、以及高Q及阻抗比的特性。又，當將基板及壓電薄膜以所期望的歐拉角來切出時，相對於歐拉角的各成分，會有發生最大±0.5°左右的誤差的可能性。關於IDT的形狀，相對於傳遞方向ψ，會有產生±3°左右的誤差的可能性。關於彈性波的特性，(φ、θ、ψ)的歐拉角之中，關於φ、ψ，±5°左右的偏移所造成的特性差幾乎不存在。 [發明的效果] 　　[0035] 根據本發明，能提供一種TCF良好，且能夠提高共振器的Q及阻抗比的彈性波裝置。
[0037] 以下，基於圖式說明關於本發明的實施形態。 　　圖1至圖43表示的本發明的實施形態的彈性波裝置。 　　如圖1(b)所示，本發明的實施形態的彈性波裝置10具有：基板11、設於該基板11之上的壓電薄膜12、設於該壓電薄膜12之上的簾狀電極(IDT)13。 　　[0038] 基板11包含70質量%以上的SiO2 。基板11，例如，由水晶、pyrex(註冊商標)玻璃、溶融石英、硼矽酸玻璃、合成石英、或石英玻璃等形成。壓電薄膜12由LiTaO3 結晶(LT)或LiNbO3 結晶(LN)所形成。又，彈性波共振器的情形，具有夾持簾狀電極13而設置的，由多數條電極指所形成的反射器14。 　　[0039] 簾狀電極(IDT)13由1組形成，分別具有：匯流排、及在相對於匯流排的長度方向的垂直方向上作延伸，並連接至匯流排的複數電極指21。各IDT13以複數電極指21互相交互的方式(咬合的方式)配置。各IDT13其各電極指21的間距幾乎維持一定。當電極指21為m條時，將(m-1)/2=N稱為對數。將相鄰的電極指21(中央)間的長度設為l的話，2l=λ成為1周期，相當於以彈性波裝置來激振的彈性波的波長。 　　[0040] 各反射器14沿著表面聲波的傳遞方向，在簾狀電極13之間隔出間隔，從兩側將簾狀電極13夾在中間而設置。各反射器14具有：1組匯流排、及架設在各匯流排間並延伸的複數電極指。各反射器14，其各電極指的間距以與簾狀電極13的各電極指的間距幾乎相同的間距，維持一定。 　　[0041] 此外，為了進行比較，圖1(a)示出從前的彈性波裝置50。如圖1(a)所示，從前的彈性波裝置50具有：在由LT或LN形成的壓電基板51之上，形成簾狀電極(IDT)52的構造。又，具有各1組的反射器53來夾持簾狀電極52。 　　[0042] 此外，以下，將歐拉角(φ、θ、ψ)單以(φ、θ、ψ)來表示。又，將壓電薄膜12及簾狀電極13、簾狀電極52的厚度以相對於所使用的彈性波裝置的波長λ的倍率來表示。又，作為基板11，只要沒有特別強調，係使用水晶基板11。又，以下所示的基板11及壓電薄膜12的歐拉角也可以是結晶學等價的歐拉角。 　　[0043] [LT、LN、水晶的各基板等的特性的具體例] 　　圖2(a)及(b)，分別表示關於在圖1(a)所示的從前的彈性波裝置50中，在由(0°、110°、0°)的LT基板所形成的壓電基板51、及在由(0°、132°、0°)的LT基板所形成的壓電基板51之上，分別形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極52而製作的SAW共振器，所得到的阻抗(Z)的頻率特性。 　　[0044] 如圖2(a)所示，(0°、110°、0°)LT基板的情形，在共振頻率fr與反共振頻率fa之間具有大波紋，fr與fa之間的頻帶BW[=(fa-fr)/fr]為5.2%、共振阻抗與反共振阻抗的比(Z比)為53dB。又，如圖2(b)所示，(0°、132°、0°)LT基板的情形，在fr與fa之間的波紋被改善了，BW為3.8%、阻抗的比為63dB。 　　[0045] 圖3(a)及(b)，分別表示關於在圖1(b)所示的彈性波裝置10中，將LT的壓電薄膜12與水晶基板11組合的在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、130°、90°)水晶基板11、及在(0°、120°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、130°、0°)水晶基板11之上，分別形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13者，所得到的阻抗(Z)的頻率特性。 　　[0046] 阻抗比如圖3(a)所示，(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、130°、90°)水晶基板11的情形，LT的歐拉角雖與圖2(a)相同，但波紋消失，BW為6.1%約變大20%、阻抗比為77.5dB變大24.5dB，大幅地改良了。該阻抗比的增加在Q相當於10倍以上。又，如圖3(b)所示，(0°、120°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、130°、0°)水晶基板11的情形，BW為5.5%、阻抗比為77.0dB，與圖2(b)相比，BW變大，阻抗比也變大15dB，大幅地改良了。該等阻抗比的增加在Q相當於10倍以上。從該結果得知，可以說藉由使用水晶基板11，與LT基板單體的情形相比，能夠得到非常好的陡度及插入損耗的特性。又，耦合係數雖然僅些微變化但也能夠增大。 　　[0047] 此外，在(0°、130°、90°)水晶基板11及(0°、130°、0°)水晶基板11中，LSAW與瑞利波雖被激振(參照圖5、圖7及圖8)，但圖3的特性為使用LSAW者。使用瑞利波時的SAW，完全不會確認到響應或僅確認到微小的響應。 　　[0048] 圖4(a)及(b)，分別表示關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、130°、30°)水晶基板11、及在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、130°、60°)水晶基板11之上，分別形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13者，所得到的阻抗(Z)的頻率特性。圖4(a)及(b)都在頻帶內產生大波紋，無法得到良好的特性。但是，水晶的ψ為85°、95°、-5°、5°時，與圖3(a)及(b)得到相同的特性。所以，因為根據Al厚與歐拉角會有產生大波紋的情形，Al厚與歐拉角的選定很重要。 　　[0049] 圖5表示在(0°、130°、ψ)水晶基板11中，求出瑞利波及LSAW的聲速的傳遞方向ψ相依性者。如圖5所示，ψ=0°、90°的水晶基板11的LSAW聲速，雖然是約5,000m/s的高聲速，但在ψ=30°、60°的LSAW聲速是約3,800m/s的低聲速。此外，相對於傳遞方向ψ的聲速V的切線δV/δψ為0時，成為PFA(潮流角度(Power Flow Angle))=0。圖5的瑞利波在ψ=0°、35°、90°，漏表面聲波在ψ=0°、42°、90°附近，成為PFA=0。 　　[0050] 如圖3至圖5所示，所使用的LT薄膜12的LSAW聲速為4100m/s，相對於此，使用LSAW聲速為3,800m/s的低聲速即(0°、130°、30°)及(0°、130°、60°)的水晶基板11時，Al厚為0.08波長時無法得到良好的特性，使用LSAW聲速為5,000m/s左右的高聲速的(0°、130°、0°)及(0°、130°、90°)的水晶基板11時，能得到良好的特性。又，如圖2及圖3所示，在(0°、110°、0°)LT基板與(0°、132°、0°)LT基板中，前者雖然有大洩漏成分，但特性改善效果大。從該等結果可推測，作為特性提升的主因，相較於LT薄膜12而藉由LSAW接合高聲速的水晶基板11，LT薄膜12的LSAW的洩漏成分成為0。 　　[0051] 圖6(a)及(b)，分別表示關於在具有高聲速的(110)面(001)方向傳遞Si基板及c藍寶石基板，分別接合(0°、132°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)，在其上分別形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的SAW共振器，所得到的阻抗(Z)的頻率特性。如圖6(a)所示，使用Si基板時，BW為4.4%、阻抗的比為69dB。又，如圖6(a)所示，使用藍寶石基板時，BW為5.7%、阻抗的比為68dB。 　　[0052] 圖6(a)及(b)所示的特性與圖2(b)的LT基板單體的SAW共振器的特性相比，雖BW較大、阻抗比從5到6dB變得良好，但圖3所示的LT薄膜12/水晶基板11有更良好的特性。水晶、LT、LN等的壓電基板除了瑞利波以外，雖然LSAW被激發，但因為Si基板及藍寶石基板沒有壓電性，在SAW模式之中僅激發瑞利波。從此可以推測，比起使用Si基板及藍寶石基板，使用水晶基板11能夠得到良好的特性，是因為相對於所使用的水晶基板11與LT薄膜12使用相同LSAW，在Si基板及藍寶石基板中，與LT薄膜相比體波的橫波聲速較大，且使用與所使用LT薄膜的LSAW不同的瑞利波。 　　[0053] 從以上的結果可以得知，相對於所使用的LT、LN等的壓電薄膜12，體波的橫波的聲速接近，將比該聲速還快的以SH成分作為主成分的高聲速的基板作為基底基板來接合，能得到良好的特性。壓電薄膜12與基板的LSAW的聲速差，若越大則越好，例如300m/s 以上較佳，600m/s以上則更佳。 　　[0054] 圖7(a)及(b)，分別表示(0°、θ、0°)水晶基板11的瑞利波與LSAW的，聲速及TCF的θ相依性。又，在圖7(c)表示LSAW的縱波的變位成分U1、SH成分U2、SV成分U3的於基板表面的變位比例。如圖7(a)所示，在θ=70°～165°得到4,500m/s以上、在θ=90°～150°得到4,800m/s以上、在θ=100°～140°得到5,000m/s以上的高聲速。又，如圖7(b)所示，瑞利波在θ=0°～132°時TCF成為正、LSAW在θ=0°～18°、43°～66°、132°～180°時TCF成為正。在LSAW具有負的TCF的LT及LN的組合中，在該瑞利波及LSAW具有TCF成為正的歐拉角的水晶基板11較佳，能夠得到接近0ppm/℃的良好TCF。更佳為，藉由組合具有+5ppm/℃以上的TCF，瑞利波的θ=0°～130°、在LSAW的θ=0°～16°、44°～65°、135°～180°的水晶基板11，能得到更良好的TCF。又，如圖7(c)所示，能得知在LSAW聲速大的θ=70°～165°，SH成分(U2成分)成為50%以上而變多。 　　[0055] 圖8(a)及(b)，分別表示(0°、θ、90°)水晶基板11的瑞利波與LSAW的，聲速及TCF的θ相依性。又，在圖8(c)表示LSAW的縱波的變位成分U1、SH成分U2、SV成分U3的於基板表面的變位比例。如圖8(a)所示，在θ=90°～150°得到4,500m/s以上、在θ=103°～143°得到4,800m/s以上、在θ=110°～135°得到5,000m/s以上的高聲速。又，如圖8(b)所示，瑞利波在θ=0°～42°、170°～180°時TCF成為正、LSAW在θ=0°～41°、123°～180°時TCF成為正。在LSAW具有負的TCF的LT及LN的組合中，在瑞利波及LSAW具有TCF成為正的歐拉角的水晶基板11較佳，能夠得到接近0ppm/℃的良好TCF。更佳為，藉由組合具有+5ppm/℃以上的TCF，在瑞利波中θ=0°～39°、172°～180°、在LSAW中θ=0°～39°、126°～180°的水晶基板11，能得到更良好的TCF。又，如圖8(c)所示，能得知在LSAW聲速大的θ=85°～165°，SH成分(U2成分)成為65%以上而變多。 　　[0056] 圖9表示各種歐拉角的水晶基板11的聲速。圖9所示的歐拉角的水晶基板11中，在ψ=0°～20°、70°～120°、160°～180°，能得到4,500m/s以上的高聲速。又，雖未圖示，但在(1°～39°、100°～150°、0°～20°)、(1°～39°、100°～150°、70°～120°)、(1°～39°、100°～150°、160°～180°)，能得到高聲速的LSAW。 　　[0057] 在彈性波裝置中，使LSAW不斜向傳遞，使用潮流角度接近0的方向(LSAW的傳遞方向的切線為0的傳遞方向)的基板較佳。在圖9所示的歐拉角的水晶基板11中，潮流角度接近0的方向為(0°±5°、θ、35°±8°)、(10°±5°、θ、42°±8°)、(20°±5°、θ、50°±8°)、(0°±5°、θ、0°±5°)、(10°±5°、θ、0°±5°)、(20°±5°、θ、0°±5°)、(0°±5°、θ、90°±5°)、(10°±5°、θ、90°±5°)、(20°±5°、θ、90°±5°)，使用該等歐拉角的基板較佳。 　　[0058] [具有LT薄膜/水晶基板的構造的彈性波裝置的具體實施例] 　　圖10(a)及(b)，分別表示(0°、θ、0°)LT基板的瑞利波與LSAW的，聲速及電機耦合係數(耦合係數：coupling factor)的θ相依性。又，圖10(c)表示(0°、θ、0°)LT基板的LSAW的，TCF的θ相依性。如圖10(a)及(b)所示，LT基板一般使用洩漏成分小，且耦合係數為4%以上、θ=120°～146°的LSAW。此時的聲速Vm(使基板表面電性短路時的聲速)為4,000～4,100m/s。不過，因為濾波器的頻帶相依於所使用的基板的耦合係數，有選擇滿足所期望的頻帶的耦合係數的必要。根據本發明的實施形態的彈性波裝置10，因為在LT之下若使用同程度或高聲速的基板則洩漏成分會變小，使用耦合係數大的θ=65°～148°，藉由使用與此時的聲速3,700～4,100m/s同程度或比其還高聲速的水晶基板11，能得到良好的特性。 　　[0059] 又，如圖10(c)所示，LT基板的LSAW的TCF都是負的，為-30～-70ppm/℃。在LT基板單體所使用的θ=120°～146°的LSAW的TCF約為-33ppm/℃，但藉由具有瑞利波及LSAW的正的TCF的水晶基板11，亦即圖7所示的瑞利波的(0°、0°～130°、0°)、LSAW的(0°、132°～180°、0°)的水晶基板11、或圖8所示的瑞利波的(0°、0°～39°、90°)、(0°、172°～180°)、LSAW的(0°、0°～41°、90°)、(0°、123°～180°、90°)的水晶基板11的組合，能夠得到LT基板單體的TCF的1/3以下的良好的TCF。 　　[0060] 圖11(a)及(b)，分別表示關於在(0°、θ、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、115°～145°、0°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的共振器的頻帶及阻抗比的，LT的θ相依性。此外，圖11(a)及(b)的圖形中的θ為水晶基板11的θ。如圖11(a)所示，LT在θ=82°～148°，能得到3.5%的頻帶。又，如圖11(b)所示，LT在θ=85°～148°能夠得到70dB以上、LT在θ=90°～140°能夠得到73dB以上、LT在θ=95°～135°能夠得到75dB以上的阻抗比。 　　[0061] 圖12(a)表示關於在Al厚0.08波長時的，圖12(b)表示關於在Al厚0.2波長時的，在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、θ、0°)水晶基板11之上，形成Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的彈性波共振器的阻抗比的，水晶的θ相依性。在圖12(a)中，實線表示共振器的fr～fa間的頻帶內無波紋的特性、虛線表示有波紋的特性。水晶在(0°、115°～145°、0°)得到良好的阻抗比但除此之外會看見波紋。不過，在圖12(b)中幾乎不會看到波紋，在任何方位角都能得到大的阻抗。因此，根據Al電極厚，阻抗比的θ相依性會有所不同。此外，雖未圖示，但Al電極厚在0.08波長以上時會得到Al電極厚接近0.2波長的特性。Al電極為0.08波長時，從圖7(b)中，考慮到水晶的LSAW成為正的TCF的範圍時，水晶基板11為(0°、132°～145°、0°)較佳、為(0°、135°～145°、0°)更佳。此時，藉由組合具有負的TCF的LT薄膜12、以及具有正的TCF的水晶基板11，能將彈性波裝置10的TCF大幅地改善。特別是，在水晶基板11為(0°、135°～145°、0°)時，能得到更良好的TCF。 　　[0062] 圖13(a)及(b)，分別表示關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12/(0°、130°、0°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長及0.2波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的彈性波共振器的頻帶及阻抗比的，LT的膜厚相依性。如圖13(a)所示，LT的膜厚在0.02波長～2波長，能得到3%以上的頻帶。又，如圖13(b)所示，Al厚為0.08波長時，LT的膜厚在0.01波長～0.6波長能夠得到70dB以上、在0.02波長～0.4波長能夠得到73dB以上、在0.03波長～0.3波長能夠得到75dB的阻抗比。另一方面，Al厚為0.2波長時，LT厚在2波長以下能夠得到70dB的阻抗比、在0.02波長～0.043波長能夠得到73dB以上、在0.03波長～0.33波長能夠得到75dB的阻抗比。此外，Al厚為0.1波長～0.3波長時，也表現出與Al厚為2波長時幾乎相同的值。 　　[0063] 圖14(a)及(b)，分別表示關於在(0°、θ、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、100°～175°、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的彈性波共振器的頻帶及阻抗比的，LT的θ相依性。此外，圖14(a)及(b)的圖形中的θ為水晶基板11的θ。如圖14(a)所示，除去水晶基板11的θ=165°、175°的話，LT在θ=75°～155°能得到3.5%的頻帶。又，如圖14(b)所示，LT在θ=80°～152°能夠得到70dB以上、LT在θ=90°～140°能夠得到73dB以上、LT在θ=95°～135°能夠得到75dB以上、LT在θ=103°～125°能夠得到約77dB以上的阻抗比。 　　[0064] 圖15(a)，表示關於在(0°、120°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、θ、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的彈性波共振器的阻抗比的，水晶基板11的θ相依性。圖中，實線表示共振器的頻帶內無波紋的特性、虛線表示有波紋的特性。另一方面，圖15(b)表示LT厚為0.15波長時、Al厚為0.1波長、且LT厚為1.25波長及2波長時，Al厚為0.2波長的，阻抗比與歐拉角θ的關係。 　　[0065] 在Al厚的0.08波長的圖15(a)中，水晶在(0°、100°～165°、90°)能得到良好的阻抗比。從圖8(b)來看，在Al厚的0.08波長附近，成為水晶的瑞利波及LSAW為正的TCF的水晶基板11的歐拉角為(0°、123°～165°、90°±5°)較佳、成為+5ppm/℃以上的TCF的水晶的歐拉角(0°、126°～165°、90°±5°)更佳、成為+7ppm/℃以上的TCF的(0°、127°～165°、90°±5°)又更佳。此時，藉由組合具有負的TCF的LT薄膜12、以及具有正的TCF的水晶基板11，能將彈性波裝置10的TCF大幅地改善。特別是，在水晶基板11為(0°、127°～165°、90°±5°)時，能得到更良好的TCF。 　　[0066] 圖15(c)表示Al厚為0.1波長時的，(0°、120°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、125.25°、90°)水晶基板11的頻率特性。在該水晶的方位角中，在特定的Al厚會在頻帶內產生波紋，因此使圖15(b)的阻抗比變得比其他方位角還小。特別是因為與(0°、126°、0°)LT薄膜12組合時容易發生大的波紋，期望能避免(0°、126°、0°)LT薄膜12與(0°、125.25°、90°)水晶基板11的組合。 　　[0067] 圖16(a)及(b)，分別表示關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12/(0°、128°、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長及0.2波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的彈性波共振器的頻帶及阻抗比的，LT的膜厚相依性。如圖16(a)所示，能得到與圖13(a)幾乎相同的特性，LT的膜厚在0.04波長以上2波長以下，能得到3%以上的頻帶。又，如圖16(b)所示，能得到與圖13(a)幾乎相同的特性，Al厚為0.08波長時，LT的膜厚在0.01波長～0.6波長能夠得到70dB以上、在0.02波長～0.4波長能夠得到73dB以上、在0.03波長～0.3波長能夠得到75dB的阻抗比。另一方面，Al厚為0.2波長時，LT厚在2波長以下能夠得到70dB的阻抗比、在0.02波長～0.043波長能夠得到73dB以上、在0.03波長～0.33波長能夠得到75dB的阻抗比。此外，在Al厚為0.1波長以下，表現出與0.08波長相同程度的值，Al厚為0.1波長～0.3波長時，表現出與Al厚為0.2波長時幾乎相同的值。 　　[0068] 圖17(a)及(b)，分別表示關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12/(0°、45°、0°)水晶基板11之上，形成厚度為0.12波長及0.2波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的LT薄膜12的厚度為0.15波長時的阻抗(Z)的頻率特性、及阻抗比的LT的膜厚相依性。其中，所使用的(0°、45°、0°)水晶基板11其瑞利波的TCF為正的25ppm/℃、瑞利波的聲速為3270m/s、LSAW的聲速為3950m/s。如圖17(a)所示，頻率在3GHz為低時，能得到75dB的良好阻抗比。又，如圖17(b)所示，LT的膜厚在0.43波長以下，能得到70dB以上的阻抗比。因此，藉由將Al電極少許加厚，即便LSAW聲速低的基板也能得到良好的特性。 　　[0069] 圖18表示關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12/(20°、120°、115°)水晶基板11，及(0°、110°、0°)LT薄膜12/(0°、130°、0°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的阻抗比的LT的膜厚相依性。其中，所使用的(20°、120°、115°)水晶基板11具有激振聲速5000m/s前後的高聲速的S波(fast shear wave)的方位角、(0°、130°、0°)水晶基板11為具有激振高聲速的LSAW的方位角者。如圖18所示，使用(0°、130°、0°)水晶基板11者，能得到70dB以上的阻抗比的僅在LT厚為0.8波長以下時，相對於此，使用高聲速的S波的(20°、120°、115°)水晶基板11者，在LT厚為10波長也能得到72dB的阻抗比，雖圖未示，但LT厚為20波長也能得到70dB。這樣的高聲速S波的歐拉角有：(20°±5°、120°±10°、115°±10°)、(0°±5°、90°±5°、0°±10°)、(0°±5°、90°、75°±10°)、(0°±5°、0°、0°±10°)、(0°±5°、0°、60°±10°)。 　　[0070] 圖19(a)～(c)，分別表示在(0°、θLT 、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、θquartz 、0°)水晶基板11、在(0°、θLT 、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、θquartz 、90°)水晶基板11、在(0°、θLT 、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、θquartz 、30°～60°)水晶基板11中，TCF的θquartz 的相依性。圖19(c)的水晶基板11的30°～60°為傳遞方向，因應水晶基板11的θ而PFA=0的傳遞方向會有少許變化，但PFA=0的傳遞方向都會在30°～60°的範圍內。LT薄膜12表示有關在最適方位角(0°、80°～148°、0°)之中，表現出圖10(c)所示的TCF的絕對值的幾乎最大值的(0°、125°、0°)、表現出最小值的(0°、80°、0°)及(0°、148°、0°)。如圖19(a)～(c)所示，在LT薄膜12的TCF的一半，能實現實用的-20～+20ppm/℃的水晶基板11的方位角為(0°±5°、0°～23°、0°±5°)、(0°±5°、32°～69°、0°±5°)、(0°±5°、118°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～62°、90°±5°)、(0°±5°、118°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～72°、30°～60°)、(0°±5°、117°～180°、30°～60°)。能實現更良好的-10～+10ppm/℃的水晶基板11的方位角為(0°±5°、0°～12°、0°±5°)、(0°±5°、37°～66°、0°±5°)、(0°±5°、132°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～50°、90°±5°)、(0°±5°、126°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～17°、30°～60°)、(0°±5°、35°～67°、30°～60°)、(0°±5°、123°～180°、30°～60°)。 　　[0071] [具有LN薄膜/水晶基板的構造的彈性波裝置的具體實施例] 　　圖20(a)及(b)表示(0°、θ、0°)LN基板的瑞利波與LSAW的，聲速及電機耦合係數的θ相依性。又，圖20(c)表示(0°、θ、0°)LN基板的瑞利波與LSAW的TCF的θ相依性。如圖20(a)及(b)所示，LN基板一般使用洩漏成分小且耦合係數大的θ=131°～154°的LSAW、或耦合係數大的θ=90°附近的LSAW、及在基板表面聲速低的電極，且使用洩漏成分為0的愛波(Love wave)等。所使用的LSAW的聲速Vm為4,150～4,450m/s。 　　[0072] 又，如圖20(c)所示，LT基板的LSAW的TCF都是負的，LN基板單體所使用的θ=131°～154°及θ=90°附近的LSAW的TCF為-73～-93ppm/℃，並不佳。 　　[0073] 圖21表示關於組合LSAW聲速為4,250m/s的(0°、131°、0°)LN薄膜12(厚度0.15波長)、及LSAW聲速為5,040m/s的(0°、115°、90°)水晶基板11(參照圖8(a))，而在LN薄膜12之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波共振器，所得到的阻抗(Z)的頻率特性。如圖21所示，阻抗比為79.3dB，與LN基板單體的從前的SAW特性相比變大19dB。因此，即便使用LN，也與LT時一樣能得到良好的特性。亦即，使用耦合係數大的LN薄膜12，藉由使用與此時的LSAW聲速同程度或比聲速還高聲速的水晶基板11，能得到良好的特性。 　　[0074] 圖22(a)，表示關於在(0°、θ、0°)LN薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、130°、0°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長及0.2波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，對LSAW及瑞利波所得到的彈性波共振器的阻抗比的，LN的θ相依性。如圖22(a)所示，LSAW的情形，示出Al厚0.08波長及0.2波長時的共振器的阻抗比，在中央擴大的阻抗比70dB以上的實線表現出無波紋的良好特性、兩側的70dB以下的虛線表現出有波紋的特性。在Al厚為0.08波長時且LN在θ=100°～160°、Al厚為0.2波長時LN在θ=70°～165°，能得到大阻抗比。Al厚為0.06波長到0.09波長時，表現出與Al厚為0.08波長相同的阻抗比。Al厚為0.09波長到0.22波長時，表現出與0.2波長相同的阻抗比。另一方面，瑞利波的情形，示出Al厚為0.08波長時的共振器的阻抗比，LN在θ=35°～70°能夠得到70dB以上、在θ=45°～63°能得到75dB以上的大阻抗比。 　　[0075] 圖22(b)，表示關於在(0°、131°、0°)LN薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、θ、0°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長及0.2波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，對LSAW所得到的彈性波共振器的阻抗比，以及在(0°、55°、0°)LN薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、θ、0°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，對瑞利波所得到的彈性波共振器的阻抗比的水晶基板11的θ相依性。圖中，表示向兩側分開的75dB以下的阻抗比的是，在頻帶內有波紋的特性、表示阻抗比75dB以上的值的是無波紋的良好特性。如圖22(b)所示，使用(0°、131°、0°)LN薄膜12者，即便Al厚為0.08波長，水晶在θ=120°～145°，雖然能得到大阻抗比，但在Al厚為0.2波長時，在全方位角能得到大阻抗比。此外，Al厚為0.06波長到0.09波長時，表現出與Al厚為0.08波長相同的阻抗比。Al厚為0.09波長到0.22波長時，表現出與0.2波長相同的阻抗比。Al厚為0.08波長時，從圖7(b)得到，水晶基板11的LSAW的TCF為正的歐拉角為(0°、132°～180°、0°±5°)，而成為+5ppm/℃的TCF的歐拉角為(0°、135°～180°、0°±5°)。此時，藉由組合具有負的TCF的LN薄膜12、以及具有正的TCF的水晶基板11，能將彈性波裝置10的TCF大幅地改善。從圖7(b)及圖22(b)的結果中，考慮到TCF與阻抗比，水晶基板11的歐拉角為(0°、132°～145°、0°±5°)較佳、為(0°、135°～145°、0°±5°)更佳。另一方面，如圖22(b)所示，使用(0°、55°、0°)LN薄膜12者，如實線所示，水晶基板11的歐拉角在(0°、90°～178°、0°±5°)能得到70dB的阻抗比。又，虛線部分有波紋，阻抗比示出70dB以下的特性。在該水晶基板11的方位角中，LSAW或瑞利波的任一者都表現出TCF正。 　　[0076] 圖23(a)及(b)，分別表示關於在(0°、131°、0°)LN薄膜12/(0°、130°、0°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長及0.2波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的彈性波共振器的頻帶及阻抗比的，LN的膜厚相依性。如圖23(a)所示，LN的膜厚在0.03波長～2波長，能得到7%以上的頻帶。又，如圖23(b)所示，Al厚為0.08波長時，LN的膜厚在0.012波長～0.6波長能夠得到70dB以上、在0.02波長～0.5波長能夠得到73dB以上、在0.03波長～0.33波長能夠得到75dB的阻抗比。Al厚為0.2波長時，LT的膜厚在0.012波長～2波長能夠得到70dB以上、在0.02波長～0.7波長能夠得到73dB以上、在0.03波長～0.4波長能夠得到75dB以上的阻抗比。 　　[0077] 圖24(a)，表示關於在(0°、θ、0°)LN薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、130°、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長及0.2波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，對LSAW及瑞利波所得到的彈性波共振器的阻抗比的，LN的θ相依性。如圖24(a)所示，LSAW的情形，示出Al厚0.08波長及0.2波長時的共振器的阻抗比，阻抗比70dB以上的中央的實線在頻帶內表現出無波紋的特性、兩側的70dB以下的虛線表現出有波紋的特性。在Al厚為0.08波長時且LN在θ=95°～155°、Al厚為0.2波長時在θ=70°～170°，能得到大阻抗比。此外，Al厚為0.06波長到0.09波長時，表現出與Al厚為0.08波長相同的阻抗比。Al厚為0.09波長到0.22波長時，表現出與0.2波長相同的阻抗比。另一方面，瑞利波的情形，示出Al厚為0.08波長時的共振器的阻抗比，LN在θ=25°～51°能夠得到70dB以上、在θ=29°～47°能得到75dB以上的阻抗比。 　　[0078] 圖24(b)，表示關於在(0°、131°、0°)LN薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、θ、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長及0.2波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，對LSAW所得到的彈性波共振器的阻抗比、以及在(0°、38°、0°)LN薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、θ、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，對瑞利波所得到的彈性波共振器的阻抗比的，水晶基板11的θ相依性。如圖24(b)所示，LSAW的情形，阻抗比70dB以上的中央的實線在頻帶內表現出無波紋的特性、兩側的70dB以下的虛線表現出有波紋的特性。在Al厚為0.08波長時，且水晶在θ=95°～155°、Al厚為0.2波長時在全方位角，能得到大阻抗比。此外，Al厚為0.06波長到0.09波長時，表現出與Al厚為0.08波長相同的阻抗比。Al厚為0.09波長到0.22波長時，表現出與0.2波長相同的阻抗比。另一方面，從圖8(b)得到，水晶基板11，其LSAW的TCF為正的歐拉角為(0°、132°～180°、90°±5°)、成為+5ppm/℃的TCF的歐拉角為(0°、126°～180°、90°±5°)。此時，藉由組合具有負的TCF的LN薄膜12、以及具有正的TCF的水晶基板11，能將彈性波裝置10的TCF大幅地改善。從圖8(b)及圖24(b)的結果中，考慮到TCF與阻抗比，水晶基板11的歐拉角為(0°、123°～155°、90°±5°)較佳、為(0°、126°～155°、90°±5°)更佳。再更佳的是，水晶的LSAW的TCF為+7ppm/℃以上的(0°、127°～155°、90°±5°)。另一方面，瑞利波的情形，水晶基板11的歐拉角在(0°、80°～160°、90°±5°)能得到70dB的阻抗比、在(0°、115°～145°、90°±5°)能得到75dB的阻抗比。將LSAW及瑞利波表現出正TCF的方位角納入考慮後，期望水晶基板11的歐拉角為(0°、125°～160°、90°±5°)。 　　[0079] 圖25(a)及(b)，分別表示關於在(0°、131°、0°)LN薄膜12/(0°、115°、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長及0.2波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的彈性波共振器的頻帶及阻抗比的，LN的膜厚相依性。如圖25(a)所示，LN的膜厚在0.012波長～2波長，能得到5%以上的頻帶。又，如圖25(b)所示，Al厚為0.08波長時，LN的膜厚在0.01波長～0.5波長能夠得到70dB以上、在0.02波長～0.33波長能夠得到73dB以上、在0.06波長～0.3波長能夠得到75dB的阻抗比。另一方面，Al厚為0.2波長時，LN的膜厚在0.01波長～2波長能夠得到70dB以上、在0.02波長～0.43波長能夠得到73dB以上、在0.06波長～0.36波長能夠得到75dB以上的阻抗比。 　　[0080] 圖26(a)～(c)，分別表示在(0°、θLN 、0°)LN薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、θquartz 、0°)水晶基板11、在(0°、θLN 、0°)LN薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、θquartz 、90°)水晶基板11、在(0°、θLN 、0°)LN薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、θquartz 、30°～60°)水晶基板11中，TCF的θquartz 的相依性。圖26(c)的水晶基板11的30°～60°為傳遞方向，因應水晶基板11的θ而PFA=0的傳遞方向會有少許變化，但PFA=0的傳遞方向都會在30°～60°的範圍內。LN薄膜12表示有關在最適方位角(0°±5°、75～165°、0°±5°)之中，示出圖20(c)所示的LSAW的TCF的絕對值的最小值的(0°、154°、0°)、示出最大值的(0°、85°、0°)、及瑞利波的最適方位(0°、38°、0°)。如圖26(a)～(c)所示，能實現TCF的實用的-20～+20ppm/℃的水晶基板11的方位角，在LSAW中，為(0°±5°、0°～16°、0°±5°)、(0°±5°、42°～64°、0°±5°)、(0°±5°、138°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～30°、90°±5°)、(0°±5°、130°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～28°、30°～60°)、(0°±5°、42°～70°、30°～60°)、(0°±5°、132°～180°、30°～60°)在瑞利波中，為(0°±5°、32°～118°、0°±5°)、(0°±5°、0°～30°、90°±5°)、(0°±5°、173°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～142°、30～60°)。能實現更良好的-10～+10ppm/℃的水晶基板11的方位角，在LSAW中，為(0°±5°、43°～61°、0°±5°)、(0°±5°、147°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～15°、90°±5°)、(0°±5°、134°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～23°、30°～60°)、(0°±5°、43°～67°、30°～60°)、(0°±5°、137°～180°、30°～60°)。在瑞利波中，為(0°±5°、40°～102°、0°±5°)、(0°±5°、0°～17°、90°±5°)、(0°±5°、175°～180°、90°±5°)、(0°±5°、13°～130°、30～60°)。 　　[0081] 圖27，表示關於在(90°、90°、ψ)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、132.75°、90°)水晶基板11、及(90°、90°、ψ)LN薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的縱波型的漏表面聲波共振器的彈性波裝置10，阻抗比的LT的ψ相依性。如圖27所示，使用LT薄膜12者在ψ=33°～55°、125°～155°時、使用LN薄膜12者在ψ=38°～65°、118°～140°時，能得到70dB以上的阻抗比。 　　[0082] [水晶以外的基板的檢討] 　　作為基板11，也進行有關水晶以外的材料的檢討。圖28表示關於作為基板11使用溶融石英基板，在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/溶融石英基板之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的阻抗(Z)的頻率特性。又，表7中示出溶融石英等，基板11等的薄膜所使用的各種材料的常數。如表7所示，所使用的溶融石英其SiO2 為100質量%，體波的橫波的聲速為約3,757m/s。如圖28所示，溶融石英基板能得到76dB的良好阻抗比。如表7所示，SiO2 膜與溶融石英為相同常數，以SiO作為成分的膜為SiOF及SiON等的膜，將SiO以外的成分作為Z時，在SiOx Zy 的化學式中，示出x相對於x+y為30%以上的膜。該膜能得到與SiO2 膜相同的特性。 　　[0083][0084] 圖29表示關於作為基板11使用派熱克斯玻璃(Pyrex glass)、硼矽酸玻璃、合成石英、溶融石英、石英玻璃的基板，分別在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/各種基板之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的阻抗比的膜厚相依性。如圖29所示，在SiO2 的含有率高的溶融石英、合成石英、石英玻璃的基板中，在LT的膜厚為0.52波長以下時、在SiO2 的含有率為70～80質量%左右的派熱克斯玻璃、硼酸玻璃的基板中，在LT的膜厚為0.34波長以下時，能夠得到70dB以上的良好的阻抗比。此外，確認到取代LT薄膜而使用LN薄膜時也能得到同樣的特性。 　　[0085] 圖30表示關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12/SiO2 膜/高音速基板、及(0°、131°、0°)LN薄膜12/SiO2 膜/高音速基板之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的LSAW的阻抗比的SiO2 膜的膜厚相依性。在表7所示的藍寶石及氧化鋁(Al2 O3 )、SiC等的橫波聲速為5,900m/s以上的高聲速基板上僅形成LT薄膜及LN薄膜時，如圖6(b)的c藍寶石基板之例，僅能得到70dB以下的阻抗比。不過。如圖30所示，藉由在高聲速基板與薄膜的邊界，形成0.15波長的SiO2 膜，在LT薄膜能得到73dB、在LN薄膜能得到78dB的大阻抗比。又，在SiO2 膜的膜厚為0.3波長以上時，在LT薄膜能到75dB、在LN薄膜能得到79dB的大的阻抗比。因為形成厚的SiO2 膜的基板會彎曲，使SiO2 膜過厚並不好。因此，SiO2 膜的膜厚期望能是1波長以下，若可以的話為0.5波長以下。 　　[0086] [關於簾狀電極的檢討] 　　進行關於簾狀電極13的最適厚度及金屬化比的檢討。圖31(a)及(b)，分別表示關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上，形成各種材質的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的彈性波共振器的頻帶及阻抗比的，簾狀電極13的厚度相依性。作為簾狀電極13使用由Al、Cu、Mo或Pt所形成者。又，簾狀電極13的金屬化比為0.5。 　　[0087] 如圖31(a)所示，簾狀電極13無論是何種材質，電極厚度在0.005～0.2波長都能得到4%以上的頻帶。又，如圖31(b)所示，簾狀電極13由密度2,699kg/m3 的Al所形成時，電極厚度在0.005～0.32波長能夠得到70dB以上、在0.005～0.28波長能夠得到73dB以上、在0.005～0.25波長能夠得到75dB以上的阻抗比。又，簾狀電極13由密度8,930kg/m3 的Cu所形成時，電極厚度在0.005～0.20波長能夠得到70dB以上、在0.005～0.19波長能夠得到73dB以上、在0.005～0.18波長能夠得到75dB以上的阻抗比。 　　[0088] 又，簾狀電極13由密度10,219kg/m3 的Mo所形成時，電極厚度在0.005～0.28波長能夠得到70dB以上、在0.005～0.27波長能夠得到73dB以上、在0.005～0.20波長能夠得到75dB以上的阻抗比。又，簾狀電極13由密度21,400kg/m3 的Pt所形成時，電極厚度在0.005～0.20波長能夠得到70dB以上、在0,005～0.13波長能夠得到73dB以上、在0.005～0.11波長能得到75dB以上的阻抗比。 　　[0089] 因此，根據電極的種類最適的厚度會有所不同，越低密度的電極，能得到大阻抗比的最適厚度的範圍越廣。從中可以發現最適厚度的範圍相依於電極的密度。最適厚度的範圍與電極的密度間的關係示於表8。表8中的「A」表示得到70dB以上的阻抗比的條件、「B」表示得到73dB以上的阻抗比的條件、「A」表示得到75dB以上的阻抗比的條件。當使用合金及多層電極膜時，從電極厚度與理論的電極密度來求出平均密度，基於該平均密度，從表8求出最適的電極厚度即可。此外，表8的關係可以確認到壓電薄膜12由LN形成時也能夠適用。 　　[0090][0091] 圖32(a)及(b)，分別表示關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上，形成各材質的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的彈性波共振器的頻帶及阻抗比的，簾狀電極的金屬化比相依性。各簾狀電極13分別設為從圖31(b)求出的最適膜厚。亦即，簾狀電極13為Al時電極厚度為0.08波長、Cu時為0.045波長、Mo時為0.05波長、Pt時為0.03波長。 　　[0092] 如圖32(a)所示，簾狀電極13無論是何種材質，金屬化在比0.5還小時，能得到最寬的頻帶。又，如圖32(b)所示，根據電極的種類，阻抗比變高的金屬化比，亦即最適的金屬化比會有所不同。表9表示最適金屬化比與電極的密度間的關係。表9中的「A」表示得到高阻比(約75.5dB以上)的條件、「B」表示得到更高阻抗比(約76.5dB以上)的條件、「C」表示得到最高阻抗比(約77.5dB以上)的條件。當使用合金及多層電極膜時，從電極厚度與理論的電極密度來求出平均密度，基於該平均密度，從表9求出最適的金屬化比即可。此外，表9的關係可以確認到壓電薄膜12由LN形成時也能夠適用。 　　[0093][0094] [水晶基板、壓電薄膜、簾狀電極及短路電極的配置的變形例] 　　圖1(b)中，作為彈性波裝置10雖示出IDT(簾狀電極)13/壓電薄膜12/水晶基板11的構造，但包含短路電極31，也考慮到圖33(a)～(d)所示的構造。此外，在圖33中，示出壓電薄膜12由LiTaO3 結晶(LT)所形成，基板11由水晶基板所形成的例子。圖33(a)為由IDT13/壓電薄膜12(LT)/基板11所形成的構造，與圖1(b)為相同構造。圖33(b)為IDT13/壓電薄膜12(LT)/短路電極31/基板11。圖33(c)為壓電薄膜12(LT)/IDT13/基板11，有IDT13埋入基板11之側者(上圖)、以及埋入壓電薄膜12之側者(下圖)。圖33(d)為短路電極31/壓電薄膜12(LT)/IDT13/基板11，有IDT13埋入基板11之側者(上圖)、以及埋入壓電薄膜12之側者(下圖)。 　　[0095] 圖34(a)及(b)，分別表示關於如圖33(a)～(d)的4個構造的彈性波裝置10，所得到的彈性波共振器的頻帶及阻抗比的，LT的膜厚相依性。其中，壓電薄膜12為(0°、110°、0°)LT薄膜、水晶基板11為(0°、132.75°、90°)水晶基板、IDT13是厚度為0.08波長的Al電極。此外，短路電極31，因為是薄電極面以覆蓋水晶基板11及壓電薄膜12的表面全體而設置者，該電極面全體被電性短路。又，短路電極31為未連接至IDT13的浮動電極。 　　[0096] 如圖34(a)所示，LT的膜厚無論是何種膜厚，以圖33(a)所示的IDT/LT/水晶的構造，都能得到最寬的頻帶。又，如圖34(b)所示，以圖33(a)所示的DT/LT/水晶、及圖33(b)所示的IDT/LT/短路電極/水晶的構造，能夠得到大的阻抗比。此外，雖必要的頻帶因用途而有所不同，但因為阻抗比會機械地對Q有大影響，因此越大越好。因此，即便是圖33(b)所示的構造，也能與圖33(a)所示的構造相同的條件得到一樣的效果。 　　[0097] 又，如圖35所示，彈性波裝置10可以設置成IDT13的全體埋入壓電薄膜12、下部埋入壓電薄膜12而上部從壓電薄膜12突出也可以。圖35中，分別表示關於該等2個構造及圖33(a)的構造的彈性波裝置10，所得到的阻抗比的壓電薄膜12的膜厚相依性。其中，壓電薄膜12為(0°、110°、0°)LT薄膜、水晶基板11為(0°、132.75°、90°)水晶基板、IDT13是厚度為0.08波長的Al電極。如圖35所示，LT的膜厚只要是0.5波長以下的任何構造都能得到很相似的阻抗比。又，如圖25所示，在IDT13埋入壓電薄膜12的構造中，與未埋入的構造相比，聲速快、對高頻化應是有利的。 　　[0098] [有接合膜的變形例] 　　在圖1(c)所示，彈性波裝置10在水晶基板11與壓電薄膜12之間具有絕緣性的接合膜32也可以。接合膜32由吸聲速性小且材質硬者所形成較佳，例如，由五氧化鉭(Ta2 O5 )、氧化鋅(ZnO)、二氧化矽(SiO2 )、多晶Si、或氮化矽(Six Ny ：x,y為整數)等所形成。 　　[0099] 圖36(a)及(b)，分別表示關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/接合膜32/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的彈性波共振器的聲速、頻帶及阻抗比的，接合膜32的膜厚相依性。作為接合膜32使用五氧化鉭(Ta2 O5 )、氧化鋅(ZnO)、二氧化矽(SiO2 )、多晶Si、或氮化矽(Six Ny ：x,y為整數)。所用的接合膜32的材料常數表示於表7。此外，表7雖非用於檢討，但也表示作為接合膜32所能使用的材料的材料常數。 　　[0100] 如圖36(a)～(c)所示，接合膜32在由體橫波聲速[(C44 E /密度)1/2 ]大幅地低於水晶的聲速的Ta2 O5 或ZnO所形成時，隨著接合膜32的膜厚增加，SAW的聲速急速地變小，頻帶也急速地變窄，阻抗比也急速地變小。又，接合膜32在由橫波聲速快的Six Ny 所形成時，隨著接合膜32的膜厚增加，SAW的聲速變大，頻帶些微地變窄，阻抗比些微地變小。又，接合膜32在由橫波聲速接近水晶的聲速的多結晶Si或SiO2 所形成時，隨著接合膜32的膜厚增加，SAW的聲速些微地變化，頻帶也些微地變窄，但不認為阻抗比在接合膜32的厚度3波長為止會大大幅度的變動。特別是SiO2 膜的情形，因為有正的TCF，對TCF改善是有效的，SiO2 膜在0.1波長以上時TCF改善正5ppm/℃以上、在0.2波長以上時改善正10ppm/℃以上。又，即便水晶的方位角θ偏移±10°程度，也能得到相同TCF。而且，如圖36(c)所示，SiO2 膜在1.2波長以下時沒有阻抗比的劣化。又，如圖36(b)所示，SiO2 膜在0.3波長以下時頻帶沒有減少，在0.5波長能夠確保94%的頻帶。又，以前述SiO作為主成分的SiOx Zy 膜，也能得到與SiO2 相同的特性。 　　[0101] 從表7及圖36明白接合膜32與其最適厚度間的關係，與體橫波聲速相依。使用接合膜32時的彈性波裝置10的特性，如圖36(c)所示，在接合膜32的厚度為0.34波長以下時，與體橫波聲速幾乎沒有關係，能得到大的阻抗比。不過，雖是其以上的厚度的話，接合膜32的最適厚度與接合膜32的體橫波聲速大大地相依。又，接合膜32的厚度在0.13波長以下，能得到更大的阻抗比、接合膜32的厚度在0.04波長以下，能再得到更大的阻抗比。 　　[0102] 表10表示接合膜32的橫波聲速、與接合膜32的最適膜厚間的關係。表10中的「A」表示得到高阻比(約70dB以上)的條件、「B」表示得到更高阻抗比(約73dB以上)的條件、「C」表示得到最高阻抗比(約75dB以上)的條件。此外，表10的關係可以確認到壓電薄膜12由LN形成時也能夠適用。 　　[0103][0104] [接合膜為複數時的變形例] 　　進行有關接合層32為2層時的檢討。求出關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/接合膜32的第1層/接合膜32的第2層/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，共振器的阻抗比的接合膜32的第1層及第2層的膜厚相依性。此時，將表10所示的橫波聲速不同的4種材料，分別作為Vs1、Vs2、Vs3、Vs4，將其中的2個作為接合膜32的第1層及第2層求出關於各種組合的結果。又，將Vs1作為Ta2 O5 、將Vs2作為ZnO、將Vs3作為SiO2 、將Vs4作為Six Ny 檢討。 　　[0105] 檢討結果之中，將接合膜32的第1層及第2層分別作為Vs3膜及Vs4膜、Vs4膜及Vs3膜、Vs2膜及Vs3膜、Vs1膜及Vs3膜時的Vs3(SiO2 )膜的膜厚相依性的結果，表示於圖37(a)～(d)。各圖中的數值，表示接合膜32的膜之內，與Vs3不同者的膜的厚度(波長)。又，表11中示出由該等檢討結果得到的接合膜32的第1層及第2層的組合與最適合的合計膜厚間的關係。表11中的「A」表示得到高阻比(約70dB以上)的條件、「B」表示得到更高阻抗比(約73dB以上)的條件、「C」表示得到最高阻抗比(約75dB以上)的條件。表現出良好阻抗比的條件在接合膜32的第1層滿足表10的條件、第1層及第2層的合計膜厚滿足表11的條件的話即可。此外，如圖37(a)～(d)所示，當第2層為SiO2 膜時，藉由選擇第1層的層的種類及厚度，能在SiO2 膜為1.5波長以下得到75dB以上的阻抗比。 　　[0106][0107] 接著，進行有關接合層32為3層時的檢討。求出關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/接合膜32的第1層/接合膜32的第2層/接合膜32的第3層/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.08波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，共振器的阻抗比的接合膜32的第3層的膜厚相依性。此時，將表10所示的橫波聲速不同的4種材料，分別作為Vs1、Vs2、Vs3、Vs4，將其中的3個作為接合膜32的第1層、第2層及第3層求出關於各種組合的結果。又，將Vs1作為Ta2 O5 、將Vs2作為ZnO、將Vs3作為SiO2 、將Vs4作為Six Ny 檢討。 　　[0108] 檢討結果之中，將接合膜32的第1層作為Vs3(厚度0.1波長)、將第2層作為Vs4(厚度0.1波長)、將3層目作為Vs1、Vs2、Vs3、或Vs4的結果表示於圖38(a)。如圖38(a)所示，第3層為Vs1(Ta2 O5 )膜或Vs2(ZnO)膜時，在膜厚1波長以下能得到70dB以上的阻抗比，第3層為Vs3(SiO2 )膜或Vs4(Six Ny )膜時，在膜厚5波長以下能得到75dB程度的阻抗比。 　　[0109] 又，檢討結果之中，將接合膜32的第1層作為Vs4(厚度0.1波長)、將第2層作為Vs3(厚度0.1波長)、將3層目作為Vs1、Vs2、Vs3、或Vs4的結果表示於圖38(b)。如圖38(b)所示，第3層為Vs1(Ta2 O5 )膜或Vs2(ZnO)膜時，在膜厚1波長以下能得到70dB以上的阻抗比，第3層為Vs3(SiO2 )膜或Vs4(Six Ny )膜時，在膜厚5波長以下能得到73dB程度的阻抗比。 　　[0110] 又，表12中示出由該等檢討結果得到的接合膜32的第1層~第3層的組合與最適合的合計膜厚間的關係。表12中的「A」表示得到高阻比(約70dB以上)的條件、「B」表示得到更高阻抗比(約73dB以上)的條件。表現出良好阻抗比的條件在接合膜32的第1層滿足表10的條件、第1層~第3層的合計膜厚滿足表12的條件的話即可。此外，在接合膜32為4層以上時，第1層也必須要滿足表10。 　　此外，求出聲速等的材料的常數，使用公知的常數。又，薄膜為2個以上的膜的混合膜時，作為各自的膜的相加平均即可。 　　此外，如圖38(a)及(b)所示，當第1層或第2層為SiO2 膜時，藉由選擇SiO2 膜以外的層的種類及厚度，能在SiO2 膜為1.5波長以下得到75dB以上的阻抗比。 　　[0111][0112] [關於利用表面聲波的高次模式時的檢討] 　　以彈性波裝置10進行關於利用表面聲波的高次模式時的檢討。圖39表示關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.6波長的Al的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的阻抗(Z)的頻率特性。圖39所示，在1.25GHz確認為基本模式(0-th)、在3.6GHz確認為其高次模式(1-th)。 　　[0113] 圖40表示關於由各種材料所形成的簾狀電極13，在高次模式中的彈性波裝置10的阻抗比與電極厚的關係。在這裡，作為彈性波裝置10，使用在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波長)/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上，形成厚度為0.6波長的各種簾狀電極13的彈性波裝置10者。如圖40所示，得知根據電極的種類最適的厚度會有所不同，越低密度的電極，能得到大阻抗比的最適厚度的範圍越廣，最適厚度變高。最適厚度的範圍與電極的密度間的關係示於表13。表13的簾狀電極13的金屬化比為0.5。 　　[0114][0115] 作為簾狀電極13使用合金及多層電極膜時，從電極厚度與理論的電極密度來求出平均密度，基於該平均密度，從表13求出最適的電極厚度即可。又，因為表13是使用金屬化比為0.5者，考慮金屬化比，例如金屬化比為0.25時，因為電極的厚度成為0.5/0.25=2，考慮表13的2倍的厚度即可。 　　[0116] 進行關於利用表面聲波的高次模式時的壓電薄膜12的厚度的檢討。圖41中，分別表示關於圖33(a)的所示的IDT13/壓電薄膜12/水晶基板11的構造、及圖33(b)所示的IDT13/壓電薄膜12/短路電極31/水晶基板11的構造的彈性波裝置10，所得到的阻抗比的壓電薄膜12的膜厚相依性。其中，壓電薄膜12為(0°、110°、0°)LT薄膜、水晶基板11為(0°、132.75°、90°)水晶基板、IDT13是厚度為0.2波長的Au電極。如圖41所示，沒有短路電極31的圖33(a)的構造中在LT的膜厚為0.35～9.3波長時、有短路電極31的圖33(b)的構造中在LT的膜厚為0.5～9波長時，能得到70dB以上的阻抗比。此外，確認到取代LT薄膜而使用LN薄膜時也能得到同樣的特性。 　　[0117] 圖42(a)及(b)，分別表示關於在(0°、110°、0°)LT薄膜12/(0°、θ、0°)水晶基板11、及(0°、110°、0°)LT薄膜12/(0°、θ、90°)水晶基板11之上，形成Au的簾狀電極13的彈性波裝置10，所得到的彈性波共振器的高次模式(1-th)的阻抗比的，水晶基板11的θ相依性。其中，將LT的厚度設為0.5波長(λ)、1波長、2波長、4波長的4種類。又，簾狀電極13的厚度設為0.2波長。 　　[0118] 如圖42(a)及(b)所示，LT的膜厚在0.5~4波長時，幾乎在所有的θ的範圍，能得到約70dB以上的阻抗比。這應該是因為與基本模式時一樣，即便LT的膜厚變厚，簾狀電極13的Au的厚度也較0.2波長還厚。 　　[0119] [本發明的實施形態的彈性波裝置的製造方法] 　　如圖43所示，彈性波裝置10由以下的方式來製造。首先，準備由LT或LN所形成的壓電基板12a(參照圖43(a))，在水晶基板11之上接合該壓電基板12a(參照圖43(b)的左圖)。又，在壓電基板12a與水晶基板11之間，形成短路電極31及接合膜32的情形，在水晶基板11之上接合短路電極31及接合膜32後，在其之上接合壓電基板12a(參照圖43(b)的右圖)。各基板及膜雖可以利用黏接劑來接合，但將接合面以電漿等來進行活性化處理而接合，即以所謂的直接接合來接合也可以。 　　[0120] 接合後，將壓電基板12a研磨成薄膜狀(壓電薄膜12)(參照圖43(c))。在該壓電薄膜12的表面，形成由Al等所形成的電極膜，在其上塗佈光阻後，進行圖案化(曝光、顯像)蝕刻，藉由將光阻除去，形成簾狀電極13及反射器14(參照圖43(d))。之後，藉由將不要的部分分離，而能夠製造彈性波裝置10(參照圖43(e))。此外，在圖43(c)～(e)中，雖示出圖43(b)的左圖的情形，但在圖43(b)的右圖的情形，能夠製造在水晶基板11與壓電薄膜12之間具有短路電極31及接合膜32的彈性波裝置10。
[0121]
10‧‧‧彈性波裝置
11‧‧‧基板(水晶基板)
12‧‧‧壓電薄膜(LT薄膜、LN薄膜)
12a‧‧‧壓電基板
13‧‧‧簾狀電極(IDT)
21‧‧‧電極指
14‧‧‧反射器
31‧‧‧短路電極
32‧‧‧接合膜
50‧‧‧從前的彈性波裝置
51‧‧‧壓電基板
52‧‧‧簾狀電極(IDT)
53‧‧‧反射器
[0036] 　　以下，當沒特別說明時，將由厚度0.08波長的鋁電極所形成的簾狀電極記載成Al-IDT。 　　[圖1]表示(a)由Al-IDT/壓電基板所形成的從前的彈性波裝置、(b)本發明的實施形態的彈性波裝置、(c)本發明的實施形態的彈性波裝置的具有接合膜的變形例的斜視圖。 　　[圖2]從前的彈性波共振器的(a)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT基板、(b)Al-IDT/(0°、132°、0°)LT基板的，表示阻抗(Z)的頻率特性的圖形(圖中，將Z為最小及最大的頻率分別表示成共振頻率(fr)、反共振頻率(fa)，將阻抗分別稱為Zr、Za，將頻帶以(fa-fa)/fr來表示，阻抗比以20×LOG(Za/Zr)來表示)。 　　[圖3]表示具有(a)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、130°、90°)水晶基板、(b)Al-IDT/(0°、120°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、130°、0°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，阻抗(Z)的頻率特性的圖形。 　　[圖4]表示具有(a)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、130°、30°)水晶基板、(b)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、130°、60°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，阻抗(Z)的頻率特性的圖形。 　　[圖5]表示在(0°、130°、ψ)水晶基板(quartz)中，瑞利波(Rayleigh)及LSAW的聲速(Phase velocity)的傳遞方向(Propagation direction)ψ相依性的圖形。 　　[圖6]表示具有(a)Al-IDT/(0°、132°、0°)LT薄膜/(110)Si基板、(b)Al-IDT/(0°、132°、0°)LT薄膜/c的藍寶石基板的構造的彈性波共振器的，阻抗(Z)的頻率特性的圖形。 　　[圖7]表示在(0°、θ、0°)水晶基板(quartz)中，(a)瑞利波(Rayleigh)及LSAW的聲速(Phase velocity)、(b)瑞利波與LSAW的TCF、(c)LSAW的縱波的變位成分U1、SH成分U2、SV(shear vertical)成分U3的於基板表面的變位比例的θ相依性的圖形。 　　[圖8]表示在(0°、θ、90°)水晶基板(quartz)中，(a)瑞利波(Rayleigh)及LSAW的聲速(Phase velocity)、(b)瑞利波與LSAW的TCF、(c)LSAW的縱波的變位成分U1、SH成分U2、SV成分U3的於基板表面的變位比例的θ相依性的圖形。 　　[圖9]表示在(φ、θ、ψ)水晶基板(quartz)中，各種φ及θ的聲速(Phase velocity)的ψ相依性的圖形。 　　[圖10]表示在(0°、θ、0°)LT基板中，(a)瑞利波(Rayleigh)及LSAW的聲速(Phase velocity)(圖中，實線(vf )及虛線(vm )分別表示LT基板表面電性開路時及短路時的聲速)、(b)瑞利波(Rayleigh)與LSAW的電機耦合係數(coupling factor)、(c)LSAW的TCF的θ相依性的圖形。 　　[圖11]表示具有Al-IDT/(0°、θ、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、115°～145°、0°)水晶基板的構造的彈性波共振器的(a)頻帶(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的θ相依性的圖形(各圖形中的θ為水晶基板的θ)。 　　[圖12]表示具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、θ、0°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，(a)Al厚為0.08波長、(b)Al厚為0.2波長時的阻抗比(Impedance ratio)的θ相依性的圖形(在共振・反共振頻率間，實線表示無波紋的特性、虛線表示有波紋的特性)。 　　[圖13]表示具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、130°、0°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，Al厚為0.08波長及0.2波長時的(a)頻帶(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚相依性的圖形。 　　[圖14]表示具有Al-IDT/(0°、θ、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、100°～175°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的(a)頻帶(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的θ相依性的圖形(各圖形中的θ為水晶基板的θ)。 　　[圖15]表示具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(0°、θ、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，(a)LT厚為0.15波長且Al厚為0.08波長、(b)LT厚為0.15波長且Al厚為0.1波長、以及LT厚為1.25波長及2波長且Al厚為0.2波長時的，阻抗比(Impedance ratio)的θ相依性的圖形(在共振・反共振頻率間，實線表示無波紋的特性、虛線表示有波紋的特性)、(c)表示在(b)中，水晶基板的θ=125.25°時的阻抗(Z)的頻率特性的圖形。 　　[圖16]表示具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(0°、128°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，Al厚為0.08波長及0.2波長時的(a)頻帶(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚相依性的圖形。 　　[圖17]表示具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、45°、0°)水晶基板的構造的彈性波共振器的(a)阻抗(Z)的頻率特性、(b)Al厚為0.12波長及0.2波長時的阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚相依性的圖形。 　　[圖18]表示具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(20°、120°、115°)水晶基板、及Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(0°、130°、0°)水晶基板的構造的彈性波共振器的阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚相依性的圖形。 　　[圖19]表示具有(a)(0°、θLT 、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、θquartz 、0°)水晶基板、(b) (0°、θLT 、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、θquartz 、90°)水晶基板、(c) (0°、θLT 、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、θquartz 、30°～60°)水晶基板中，θLT =80°、125°、148°時的，TCF的θquartz 的相依性的圖形。 　　[圖20]表示在(a)(0°、θ、0°)LN基板的表面電性開路(Vf )及短路(Vm )時的瑞利波(Rayleigh)與LSAW的聲速(Phase velocity)、(b)瑞利波(Rayleigh)與LSAW的電機耦合係數(coupling factor)、(c)瑞利波(Rayleigh)與LSAW的TCF的θ相依性的圖形。 　　[圖21]表示具有Al-IDT/(0°、131°、0°)LN薄膜(厚度0.15波長)/(0°、115°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，阻抗(Z)的頻率特性的圖形。 　　[圖22]表示具有(a)Al-IDT/(0°、θ、0°)LN薄膜(厚度0.15波長)/(0°、130°、0°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，相對於LSAW及瑞利波的阻抗比(Impedance ratio)的，θ相依性的圖形、表示具有(b)Al-IDT/(0°、131°、0°)LN薄膜(厚度0.15波長)/(0°、θ、0°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，Al厚為0.08波長及0.2波長時的，相對於LSAW的阻抗比(Impedance ratio)、以及具有Al-IDT/(0°、55°、0°)LN薄膜(厚度0.15波長)/(0°、θ、0°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，Al厚為0.08波長時的，相對於瑞利波的阻抗比(Impedance ratio)的，θ相依性的圖形(在共振・反共振頻率間，實線表示無波紋的特性、虛線表示有波紋的特性)。 　　[圖23]表示具有Al-IDT/(0°、131°、0°)LT薄膜/(0°、130°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，Al厚為0.08波長及0.2波長時的(a)頻帶(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的LN的膜厚相依性的圖形。 　　[圖24]表示具有(a)Al-IDT/(0°、θ、0°)LN薄膜(厚度0.15波長)/(0°、130°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，相對於LSAW及瑞利波的阻抗比(Impedance ratio)的，θ相依性的圖形、表示具有(b)Al-IDT/(0°、131°、0°)LN薄膜(厚度0.15波長)/(0°、θ、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，Al厚為0.08波長及0.2波長時的，相對於LSAW的阻抗比(Impedance ratio)、以及具有Al-IDT/(0°、38°、0°)LN薄膜(厚度0.15波長)/(0°、θ、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，Al厚為0.08波長時的，相對於瑞利波的阻抗比(Impedance ratio)的，θ相依性的圖形(在共振・反共振頻率間，實線表示無波紋的特性、虛線表示有波紋的特性)。 　　[圖25]表示具有Al-IDT/(0°、131°、0°)LN薄膜/(0°、115°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，Al厚為0.08波長及0.2波長時的(a)頻帶(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的LN的膜厚相依性的圖形。 　　[圖26]表示具有(a)(0°、θLN 、0°)LN薄膜(厚度0.15波長)/(0°、θquartz 、0°)水晶基板、(b) (0°、θLN 、0°)LN薄膜(厚度0.15波長)/(0°、θquartz 、90°)水晶基板、(c) (0°、θLN 、0°)LN薄膜(厚度0.15波長)/(0°、θquartz 、30°～60°)水晶基板中，θLT =38°、85°、154°時的，TCF的θquartz 的相依性的圖形。 　　[圖27]表示具有Al-IDT/(90°、90°、ψ)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、132.75°、90°)水晶基板、及Al-IDT/(90°、90°、ψ)LN薄膜(厚度0.15波長)/(0°、132.75°、90°)水晶基板的構造的縱波型的漏表面聲波共振器的阻抗比(Impedance ratio)的ψ相依性的圖形。 　　[圖28]表示具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/溶融石英基板的構造的彈性波共振器的阻抗(Z)的頻率特性的圖形。 　　[圖29]表示具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/各種基板的構造的彈性波共振器的阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚相依性的圖形。 　　[圖30]表示具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/SiO2 膜/高聲速基板、及Al-IDT/(0°、131°、0°)LN薄膜/SiO2 膜/高聲速基板的構造的彈性波共振器的，LSAW的阻抗比(Impedance ratio)的SiO2 膜的膜厚相依性的圖形。 　　[圖31]表示具有各種IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、132.75°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的(a)頻帶(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的，各種材質的簾狀電極的厚度(Electrode thickness)相依性的圖形。 　　[圖32]表示具有各種IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/0°、132.75°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的(a)頻帶(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的，各種材質的簾狀電極的金屬化比(Metalization ratio)相依性的圖形(金屬化比=2×電極寬度/波長)。 　　[圖33]表示具有(a)IDT/壓電薄膜/基板的構造、(b)IDT/壓電薄膜/短路電極/基板的構造、(c)壓電薄膜/IDT/基板(上圖：IDT埋入基板側者、下圖：IDT埋入壓電薄膜側者)、(d)短路電極/壓電薄膜/IDT/基板(上圖：IDT埋入基板側者、下圖：IDT埋入壓電薄膜側者)的構造的彈性波裝置的正視圖。 　　[圖34]表示具有(0°、110°、0°)LT薄膜、及(0°、132.75°、90°)水晶基板的，圖33(a)～(d)所示的各構造的彈性波共振器的(a)頻帶(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的，LT的膜厚相依性的圖形。 　　[圖35]表示具有(0°、110°、0°)LT薄膜、及(0°、132.75°、90°)水晶基板的，具有Al-IDT的一部分或全部埋入LT薄膜的構造、及具有Al-IDT未埋入LT薄膜的彈性波共振器的阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚相依性的圖形。 　　[圖36]表示具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/接合膜/(0°、132.75°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的(a)聲速(Phase velocity)、(b)頻帶(Bandwidth)、(c)阻抗比(Impedance ratio)的，接合膜(Boundary film)的膜厚相依性的圖形。 　　[圖37]表示具有(a)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/SiO2 /Six Ny /(0°、132.75°、90°)水晶基板、(b)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/Six Ny /SiO2 /(0°、132.75°、90°)水晶基板、(c)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/ZnO/SiO2 /(0°、132.75°、90°)水晶基板、(d)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/Ta2 O5 /SiO2 /(0°、132.75°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的阻抗比(Impedance ratio)的，SiO2 的膜厚相依性的圖形。 　　[圖38]表示具有(a)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/SiO2 /Six Ny /接合膜的第3層/(0°、132.75°、90°)水晶基板、(b)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/Six Ny /SiO2 /接合膜的第3層/(0°、132.75°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，接合膜的第3層由各種材料所形成時的阻抗比(Impedance ratio)的，接合膜的第3層(Third layer film)的膜厚相依性的圖形。 　　[圖39]表示具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、132.75°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的阻抗(Z)的頻率特性的圖形。 　　[圖40]表示具有各種IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波長)/(0°、132.75°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，高次模式中的阻抗比(Impedance ratio)的，各種材質的簾狀電極的厚度(Electrode thickness)相依性的圖形。 　　[圖41]表示具有Au-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(0°、132.75°、90°)水晶基板、及Au-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/短絡電極/(0°、132.75°、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚相依性的圖形。 　　[圖42]表示具有(a)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(0°、θ、0°)水晶基板、(b)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(0°、θ、90°)水晶基板的構造的彈性波共振器的，在LT的各種膜厚的，高次模式(1-th)中的阻抗比(Impedance ratio)的θ相依性的圖形。 　　[圖43]表示關於本發明的實施形態的彈性波裝置的製造方法的側視圖。

Claims (49)

  1. 一種利用表面聲波的彈性波裝置，具有： 　　包含70質量%以上的二氧化矽(SiO2 )的基板； 　　由設於前述基板上的LiTaO3 結晶或LiNbO3 結晶所形成的壓電薄膜； 　　接至前述壓電薄膜而設置的簾狀電極。
  2. 如請求項1所記載的彈性波裝置，其中，在前述基板與前述壓電薄膜之間，具有短路電極及/或絕緣性的接合膜。
  3. 如請求項1或2所記載的彈性波裝置，其中，在前述基板傳遞的前述表面聲波的聲速，比在前述壓電薄膜傳遞的前述表面聲波的聲速還快。
  4. 如請求項1至3中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述簾狀電極，在前述壓電薄膜上，以至少下部埋入前述壓電薄膜、及/或以至少上部從前述壓電薄膜突出的方式設置。
  5. 如請求項1至4中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板由水晶基板所形成。
  6. 如請求項1至5中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其體波(bulk wave)的橫波聲速為3,400至4,800m/s。
  7. 如請求項1至4及6中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板由等向性的基板所形成； 　　前述壓電薄膜的厚度為0,001mm以上且未滿0.01mm。
  8. 如請求項1至7中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板由水晶基板所形成，且傳遞的前述表面聲波的聲速為4,500m/s以上。
  9. 如請求項1至7中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板由水晶基板所形成，且傳遞的前述表面聲波的聲速為4,800m/s以上。
  10. 如請求項1至7中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板由水晶基板所形成，且傳遞的前述表面聲波的聲速為5,000m/s以上。
  11. 如請求項1至10中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板由水晶基板所形成，且傳遞的前述表面聲波為以SH成分作為主成分的漏彈性波、或聲速為4,500m/s以上的S波。
  12. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其傳遞的前述表面聲波的聲速為4,500m/s以上，且歐拉角(Euler angles)為(0°±5°、70°～165°、0°±5°)、(0°±5°、95°～155°、90°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  13. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、0°～125°、0°±5°)、(0°±5°、0°～36°、90°±5°)、(0°±5°、172°～180°、90°±5°)、(0°±5°、120°～140°、30°～49°)、(0°±5°、25°～105°、0°±5°)、(0°±5°、0°～45°、15°～35°)、(0°±5°、10°～20°、60°～70°)、(0°±5°、90°～180°、30°～45°)、(0°±5°、0°±5°、85°～95°)、(90°±5°、90°±5°、25°～31°)、(0°±5°、90°±5°、-3°～3°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  14. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(20°±5°、120°±10°、115°±10°)、(0°±5°、90°±5°、0°±10°)、(0°±5°、90°±5°、75°±10°)、(0°±5°、0°±5°、0°±10°)、(0°±5°、0°±5°、60°±10°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  15. 如請求項1至14中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述壓電薄膜由LiTaO3 結晶所形成，且歐拉角為(90°±5°、90°±5°、33°～55°)、(90°±5°、90°±5°、125°～155°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  16. 如請求項1至14中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，且歐拉角為(90°±5°、90°±5°、38°～65°)、(90°±5°、90°±5°、118°～140°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  17. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、0°～132°、0°±5°)、(0°±5°、0°～18°、0°±5°)、(0°±5°、42°～65°、0°±5°)、(0°±5°、126°～180°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角； 　　前述壓電薄膜由LiTaO3 結晶所形成，且歐拉角為(0°±5°、82°～148°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  18. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、0°～42°、90°±5°)、(0°±5°、170°～190°、90°±5°)、(0°±5°、0°～45°、90°±5°)、(0°±5°、123°～180°、90°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角； 　　前述壓電薄膜由LiTaO3 結晶所形成，且歐拉角為(0°±5°、80°～148°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  19. 如請求項18所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、126°～180°、90°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  20. 如請求項18或19所記載的彈性波裝置，其中，前述壓電薄膜，其歐拉角為(0°±5°、103°～125°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  21. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(1°～39°、100°～150°、0°～20°或70°～120°或160°～180°)、或與其結晶學等價的歐拉角； 　　前述壓電薄膜由LiTaO3 結晶所形成，且歐拉角為(0°±5°、80°～148°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  22. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、0°～23°、0°±5°)、(0°±5°、32°～69°、0°±5°)、(0°±5°、118°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～62°、90°±5°)、(0°±5°、118°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～72°、30°～60°)、(0°±5°、117°～180°、30°～60°)、或與其結晶學等價的歐拉角； 　　前述壓電薄膜由LiTaO3 結晶所形成，且歐拉角為(0°±5°、80°～148°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  23. 如請求項17至22中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述壓電薄膜具有：前述表面聲波的波長的0.001倍～2倍的厚度。
  24. 如請求項17至22中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述壓電薄膜具有：前述表面聲波的波長的0.01倍～0.6倍的厚度。
  25. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、0°～132°、0°±5°)、(0°±5°、0°～18°、0°±5°)、(0°±5°、42°～65°、0°±5°)、(0°±5°、126°～180°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角； 　　前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，且歐拉角為(0°±5°、75°～165°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  26. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、0°～42°、90°±5°)、(0°±5°、90°～155°、90°±5°)、(0°±5°、0°～45°、90°±5°)、(0°±5°、123°～180°、90°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角； 　　前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，且歐拉角為(0°±5°、70°～170°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  27. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(1°～39°、100°～150°、0°～20°或70°～120°或160°～180°)、或與其結晶學等價的歐拉角； 　　前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，且歐拉角為(0°±5°、95°～160°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  28. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、90°～178°、0°±5°)、(0°±5°、80°～160°、90°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角； 　　前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，且歐拉角為(0°±5°、35°～70°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  29. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、0°～16°、0°±5°)、(0°±5°、42°～64°、0°±5°)、(0°±5°、138°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～30°、90°±5°)、(0°±5°、130°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～28°、30°～60°)、(0°±5°、42°～70°、30°～60°)、(0°±5°、132°～180°、30°～60°)、或與其結晶學等價的歐拉角； 　　前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，且歐拉角為(0°±5°、75°～165°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  30. 如請求項1至11中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述基板，其歐拉角為(0°±5°、32°～118°、0°±5°)、(0°±5°、0°～30°、90°±5°)、(0°±5°、173°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～142°、30°～60°)、或與其結晶學等價的歐拉角； 　　前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成，且歐拉角為(0°±5°、35°～70°、0°±5°)、或與其結晶學等價的歐拉角。
  31. 如請求項25、27、28、29、或30所記載的彈性波裝置，其中，前述壓電薄膜具有：前述表面聲波的波長的0.001倍～2倍的厚度。
  32. 如請求項25、27、28、29、或30所記載的彈性波裝置，其中，前述壓電薄膜具有：前述表面聲波的波長的0.012倍～0.6倍的厚度。
  33. 如請求項26、27、28、29、或30所記載的彈性波裝置，其中，前述壓電薄膜具有：前述表面聲波的波長的0.01倍～0.5倍的厚度。
  34. 如請求項1至33中任1項所記載的彈性波裝置，其中，在前述基板與前述壓電薄膜之間具有：包含30%以上的SiO2 或SiO的Si含有膜； 　　前述基板，其體波的橫波聲速為5,900m/s以上； 　　前述Si含有膜具有：前述表面聲波的波長的0.15倍～1倍的厚度。
  35. 如請求項1至33中任1項所記載的彈性波裝置，其中，在前述基板與前述壓電薄膜之間具有：包含30%以上的SiO2 或SiO的Si含有膜； 　　前述基板，其體波的橫波聲速為5,900m/s以上； 　　前述Si含有膜具有：前述表面聲波的波長的0.3倍～0.5倍的厚度。
  36. 如請求項1至35中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述簾狀電極因應其密度具有如表1所示的厚度：
  37. 如請求項1至36中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述簾狀電極因應其密度具有如表2所示的金屬化比：
  38. 如請求項1至37中任1項所記載的彈性波裝置，其中，在前述基板與前述壓電薄膜之間具有：絕緣性的接合膜； 　　前述接合膜的厚度為0.34波長以下。
  39. 如請求項1至37中任1項所記載的彈性波裝置，其中，在前述基板與前述壓電薄膜之間具有：絕緣性的接合膜； 　　前述接合膜由1層或複數層所形成，且最靠前述壓電薄膜側的層，因應其體橫波聲速具有如表3所示的厚度：
  40. 如請求項39所記載的彈性波裝置，其中，前述接合膜由2層所形成，且因應各層的體橫波聲速，前述壓電薄膜側的層具有如表3所示的厚度，各層的合計膜厚具有如表4所示的厚度：
  41. 如請求項39所記載的彈性波裝置，其中，前述接合膜由3層所形成，且因應各層的體橫波聲速，最靠前述壓電薄膜側的層具有如表3所示的厚度，各層的合計膜厚具有如表5所示的厚度：
  42. 如請求項38至41中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述接合膜之中最靠前述壓電薄膜側的層或第2靠近前述壓電薄膜的層，由包含30%以上的SiO2 或SiO的膜所形成，且具有前述表面聲波的波長的0.001倍～1.2倍的厚度。
  43. 如請求項38至41中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述接合膜之中最靠前述壓電薄膜側的層或第2靠近前述壓電薄膜的層，由包含30%以上的SiO2 或SiO的膜所形成，且具有前述表面聲波的波長的0.001倍～0.3倍的厚度。
  44. 如請求項39所記載的彈性波裝置，其中，前述接合膜由4層以上所形成，且最靠前述壓電薄膜側的層因應其體橫波聲速具有如表3所示的厚度。
  45. 如請求項1至44中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述表面聲波由高次模式所形成； 　　前述簾狀電極因應其密度具有如表6所示的厚度：
  46. 如請求項1至45中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述表面聲波由高次模式所形成； 　　前述壓電薄膜具有：前述表面聲波的波長的0.35倍～9.3倍的厚度。
  47. 如請求項1至46中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述表面聲波為漏表面聲波。
  48. 如請求項1至16中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述表面聲波為縱波型的漏表面聲波。
  49. 如請求項1至15及請求項25至46中任1項所記載的彈性波裝置，其中，前述壓電薄膜由LiNbO3 結晶所形成； 　　前述表面聲波為瑞利波(Rayleigh wave)。
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