WO2012102131A1 - 弾性波素子およびそれを用いた弾性波装置 - Google Patents

弾性波素子およびそれを用いた弾性波装置 Download PDF

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film
mass
addition film
electrode
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生田　貴紀
田中　宏行
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京セラ株式会社
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    • H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02937—Means for compensation or elimination of undesirable effects of chemical damage, e.g. corrosion

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave element such as a surface acoustic wave (SAW) element and an elastic wave device using the same.
  • SAW surface acoustic wave
  • An acoustic wave device having a piezoelectric substrate and an IDT (InterDigital Transducer) electrode (excitation electrode) provided on the main surface of the piezoelectric substrate is known (for example, Patent Document 1 or 2).
  • the IDT electrode has a plurality of electrode fingers extending in a direction orthogonal to the traveling direction of the elastic wave.
  • the elastic wave element converts the electric signal into an elastic wave and converts the elastic wave into an electric signal using the piezoelectric effect.
  • Patent Documents 1 and 2 of the techniques the protective layer made of SiO 2 (SiO 2 film) is covered over the IDT electrode on the main surface of the piezoelectric substrate.
  • the protective layer contributes to suppression of corrosion of the IDT electrode, compensation for temperature changes in the characteristics of the IDT electrode, and the like.
  • Patent Documents 1 and 2 propose forming an adhesion layer between the IDT electrode and the protective layer in order to improve the adhesion (Patent Document 1, paragraph 0011, Patent Document 2). Paragraph 0107).
  • the adhesion layer is formed thin so as not to affect the propagation of SAW. Specifically, the adhesion layer is 50 to 100 mm (paragraph 0009 of Patent Document 1) or 1% or less of the SAW wavelength (paragraph 0108 of Patent Document 2).
  • a high-band filter can be realized by increasing the electromechanical coupling coefficient.
  • An acoustic wave device includes a piezoelectric substrate, an electrode finger disposed on an upper surface of the piezoelectric substrate, and a mass addition film disposed on the upper surface of the electrode finger, and the mass addition film
  • the width in the cross section is the smallest on the upper side.
  • An elastic wave device includes the elastic wave element described above and a circuit board on which the elastic wave element is attached.
  • the electromechanical coupling coefficient can be increased by the smallest value.
  • FIG. 1A is a plan view of a SAW element according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line Ib-Ib in FIG. 2 (a) to 2 (e) are cross-sectional views corresponding to FIG. 1 (b) for explaining a method of manufacturing a SAW element.
  • FIG. 3A and FIG. 3B are cross-sectional views illustrating an example of a method for forming a mass-added film in a trapezoidal shape.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are cross-sectional views illustrating another example of a method for forming a mass addition film in a trapezoidal shape.
  • FIGS. 5C are diagrams for explaining the operation of the SAW element of the comparative example and the embodiment.
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining the operation of the SAW element of another comparative example and embodiment.
  • FIG. 7A and FIG. 7B are diagrams illustrating calculation result examples for explaining the operation of the SAW element according to the embodiment.
  • FIGS. 8A to 8F are cross-sectional views showing modifications of the SAW element.
  • FIG. 9A and FIG. 9B are graphs showing the reflection coefficient ⁇ 1 and the electromechanical coupling coefficient K 2 per electrode finger.
  • FIGS. 10A and 10B are other graphs showing the reflection coefficient ⁇ 1 and the electromechanical coupling coefficient K 2 per electrode finger. It is another graph which shows the reflection coefficient (GAMMA) 1 per electrode finger.
  • FIG. 12A and FIG. 12B are diagrams for explaining how to obtain the lower limit of the preferable range of the thickness of the mass addition film. It is a graph which shows the minimum of the example of the preferable range of the thickness of a mass addition film
  • FIG. 1A is a plan view of a SAW element 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line Ib-Ib in FIG.
  • the SAW element 1 may be either upward or downward, but hereinafter, for convenience, the orthogonal coordinate system xyz is defined and the positive side in the z direction (FIG. 1 (a ) On the front side of the paper surface and the upper side of the paper surface in FIG.
  • the SAW element 1 includes a substrate 3, an IDT electrode 5 and a reflector 7 provided on the upper surface 3a of the substrate 3, and a mass addition film 9 provided on the IDT electrode 5 and the reflector 7 (FIG. 1B). And a protective layer 11 (FIG. 1B) that covers the upper surface 3 a from above the mass addition film 9.
  • the SAW element 1 may have wiring for inputting / outputting signals to / from the IDT electrode 5.
  • the substrate 3 is constituted by a piezoelectric substrate.
  • the substrate 3 is composed of a single crystal substrate having piezoelectricity such as a lithium tantalate (LiTaO 3 ) single crystal, a lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal, or the like. More preferably, the substrate 3 is constituted by a 128 ° ⁇ 10 ° YX cut LiNbO 3 substrate.
  • the planar shape and various dimensions of the substrate 3 may be set as appropriate.
  • the thickness (z direction) of the substrate 3 is 0.2 mm to 0.5 mm.
  • the IDT electrode 5 has a pair of comb-like electrodes 13.
  • Each comb-like electrode 13 includes a bus bar 13a (FIG. 1A) extending in the SAW propagation direction (x direction) and a plurality of electrode fingers 13b extending from the bus bar 13a in a direction orthogonal to the propagation direction (y direction). And have.
  • the two comb-like electrodes 13 are provided so as to mesh with each other (the electrode fingers 13b cross each other).
  • FIG. 1A is a schematic diagram, and in practice, a plurality of pairs of comb-like electrodes having a larger number of electrode fingers may be provided.
  • a ladder-type SAW filter in which a plurality of IDT electrodes 5 are connected by a system such as a series connection or a parallel connection may be configured, or a dual mode SAW resonance in which a plurality of IDT electrodes 5 are arranged along the X direction.
  • a filter or the like may be configured.
  • weighting by apodization may be performed by making the lengths of the plurality of electrode fingers different.
  • the IDT electrode 5 is formed of, for example, a material mainly containing Al (including an Al alloy).
  • the Al alloy is, for example, an Al—Cu alloy.
  • Al as a main component basically means that Al is used as a material. However, a material mixed with impurities other than Al that can be naturally mixed in the manufacturing process of the SAW device 1 is also possible. Including. Hereinafter, the same meaning is used when the expression “principal component” is used.
  • the IDT electrode 5 may be composed of a plurality of metal layers. Various dimensions of the IDT electrode 5 are appropriately set according to electrical characteristics required for the SAW element 1. As an example, the thickness e (FIG. 1B) of the IDT electrode 5 is 100 nm to 300 nm.
  • the IDT electrode 5 may be directly disposed on the upper surface 3a of the substrate 3 or may be disposed on the upper surface 3a of the substrate 3 via another member.
  • Another member is, for example, Ti, Cr, or an alloy thereof.
  • the thickness of the other member has a thickness that does not substantially affect the electrical characteristics of the IDT electrode 5 (for example, Ti In this case, the thickness is set to 5% of the thickness of the IDT electrode 5).
  • the plurality of electrode fingers 13b are provided such that the pitch (repetition interval) p (FIG. 1B) is equal to, for example, a half wavelength of the SAW wavelength ⁇ at a frequency to be resonated.
  • the wavelength ⁇ (2p) is, for example, 1.5 ⁇ m to 6 ⁇ m.
  • the width w1 (FIG. 1B) of each electrode finger 13b is appropriately set according to the electrical characteristics required for the SAW element 1, and is, for example, 0.4p to 0.6p with respect to the pitch p. .
  • the reflector 7 is formed in a lattice shape having a pitch substantially equal to the pitch p of the electrode fingers 13 b of the IDT electrode 5.
  • the reflector 7 is formed of the same material as the IDT electrode 5 and has a thickness equivalent to that of the IDT electrode 5.
  • the mass addition film 9 is for improving the electrical characteristics of the IDT electrode 5 and the reflector 7.
  • the mass addition film 9 is provided over the entire upper surfaces of the IDT electrode 5 and the reflector 7.
  • the material constituting the mass addition film 9 is, for example, a material whose elastic wave propagation speed is slower than the material constituting the IDT electrode 5 and the reflector 7 (such as Al or Al alloy), or the IDT electrode 5 and the reflection.
  • a material whose main component is a material satisfying at least one of the materials (accounting for Al or Al alloy) constituting the container 7 and the material having a different acoustic impedance compared to the material constituting the protective layer 11 (described later) It is constituted by.
  • the difference in acoustic impedance is preferably a certain amount or more, for example, 15 MRayl or more, more preferably 20 MRayl or more.
  • a suitable material of the mass addition film 9 and a suitable thickness t (FIG. 1B) of the mass addition film 9 will be described later.
  • the mass addition film 9 is formed so that the width in the cross section becomes the smallest on the upper side when the cross section in the direction orthogonal to the longitudinal direction (y direction) of the electrode finger 13b is viewed. And the width in this section is larger on the lower side than on the upper side. In other words, the mass addition film 9 is formed so that the upper surface portion is narrower than the lower surface portion when viewed in the y direction.
  • the mass addition film 9 has a trapezoidal cross section.
  • the length of the lower base of the trapezoid of the mass addition film 9 is, for example, equal to the width w1 of the electrode finger 13b. A preferable range of the length (width w2) of the upper base of the trapezoid will be described later.
  • the protective layer 11 is provided over substantially the entire upper surface 3a of the substrate 3, covers the IDT electrode 5 and the reflector 7 on which the mass addition film 9 is provided, and includes the IDT electrode 5 and the reflector 7 on the upper surface 3a. The part exposed from the reflector 7 is covered.
  • a thickness T (FIG. 1B) from the upper surface 3a of the protective layer 11 is set to be larger than the thickness e of the IDT electrode 5 and the reflector 7.
  • the thickness T is 200 nm to 700 nm, which is 100 nm or more thicker than the thickness e.
  • the protective layer 11 is made of a material whose main component is an insulating material.
  • the protective layer 11 is formed of a material mainly composed of material such as SiO 2 that when temperature increases the propagation velocity of the acoustic wave becomes faster, thereby suppress the variation in characteristics due to changes in temperature be able to. That is, an acoustic wave device excellent in temperature compensation can be obtained. Note that the propagation speed of an elastic wave of a general material such as a material constituting the substrate 3 becomes slow as the temperature rises.
  • the surface of the protective layer 11 be free from large irregularities. Since the propagation speed of the elastic wave propagating on the piezoelectric substrate changes under the influence of the irregularities on the surface of the protective layer 11, if there are large irregularities on the surface of the protective layer 11, the resonance frequency of each manufactured acoustic wave element. A large variation will occur in this case. Therefore, if the surface of the protective layer 11 is made flat, the resonance frequency of each acoustic wave element is stabilized. Specifically, the flatness of the surface of the protective layer 11 is desirably 1% or less of the wavelength of the elastic wave propagating on the piezoelectric substrate.
  • FIG. 2 (a) to 2 (e) are cross-sectional views corresponding to FIG. 1 (b) for each manufacturing process for explaining the outline of the method for manufacturing the SAW element 1.
  • FIG. The manufacturing process proceeds in order from FIG. 2 (a) to FIG. 2 (e).
  • the various layers change in shape and the like with the progress of the process, but common symbols may be used before and after the change.
  • a conductive layer 15 to be the IDT electrode 5 and the reflector 7 and an additional layer 17 to be the mass addition film 9 are formed.
  • the conductive layer 15 is formed on the upper surface 3a by a thin film forming method such as a sputtering method, a vapor deposition method, or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
  • the additional layer 17 is formed by the same thin film forming method.
  • a resist layer 19 is formed as a mask for etching the additional layer 17 and the conductive layer 15 as shown in FIG.
  • a negative or positive photosensitive resin thin film is formed by an appropriate thin film forming method, and a part of the thin film is removed at a non-arranged position of the IDT electrode 5 and the reflector 7 by a photolithography method or the like. Is done.
  • the additional layer 17 and the conductive layer 15 are etched by an appropriate etching method such as RIE (Reactive Ion Etching). Thereby, the IDT electrode 5 and the reflector 7 provided with the mass addition film 9 are formed. Thereafter, as shown in FIG. 2D, the resist layer 19 is removed by using an appropriate chemical solution.
  • RIE Reactive Ion Etching
  • a thin film to be the protective layer 11 is formed by an appropriate thin film forming method such as a sputtering method or a CVD method. At this time, unevenness is formed on the surface of the thin film to be the protective layer 11 due to the thickness of the IDT electrode 5 and the like. Then, if necessary, the surface is flattened by chemical mechanical polishing or the like, and a protective layer 11 is formed as shown in FIG. Note that a part of the protective layer 11 may be removed by a photolithography method or the like in order to expose a pad 39 (FIG. 15) described later or the like before or after planarization.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining an example of a method for forming the mass addition film 9 in a trapezoidal shape. Specifically, FIG. 3 (a) is an enlarged view of a region IIIa in FIG. 2 (b), and FIG. 3 (b) is an enlarged view of a region IIIb in FIG. 2 (c).
  • the resist layer 19 that is a mask is also slightly etched. Therefore, as shown in FIG. 3A, the surface shapes of the resist layer 19 and the additional layer 17 indicated by solid lines are changed from the shape indicated by the dotted line EL1 to the shape indicated by the dotted line EL2 as the etching progresses. Will gradually move to.
  • the additional layer 17 located under the outer peripheral portion of the lower surface of the resist layer 19 is exposed, and this portion is exposed.
  • the additional layer located below the outer peripheral portion of the lower surface of the slightly etched resist layer 19 is exposed, this part is etched, and the trapezoidal mass-added film 9 is obtained by gradually progressing such etching.
  • the etching conditions for example, in the case of etching by RIE, the composition ratio of the etching gas and the applied voltage
  • the side surface of the resist layer 19 is more inclined.
  • the side surface of the mass addition film 9 also becomes more inclined. That is, the shape of the mass addition film 9 can be controlled by changing the etching conditions.
  • FIG. 4 (a) and 4 (b) are diagrams illustrating another example of a method of forming the mass addition film 9 in a trapezoidal shape.
  • FIG. 4A is a diagram corresponding to an enlarged view of region IIIa in FIG. 2B during the transition from FIG. 2A to FIG. 2B (exposure process)
  • FIG. 4B is an enlarged view of a region IIIa in FIG.
  • the resist layer 19 is configured by positive photolithography. Therefore, as shown in FIG. 4A, light is irradiated to the non-arranged position of the IDT electrode 5 and the like through the mask 21. And the part irradiated with light is removed and the resist layer 19 becomes a shape shown in FIG.4 (b).
  • the resist layer 19 located under the light shielding portion of the mask 21 is not basically removed because it is not irradiated with light, but the portion located under the outer peripheral portion of the light shielding portion of the mask 21 is not covered with the light shielding portion.
  • the light diffracted at the edge is irradiated, and the upper surface side is removed.
  • the resist layer 19 has a trapezoidal shape in which the upper surface side portion is smaller than the lower surface side portion.
  • the etching direction of the additional layer 17 easily tilts, and the additional layer 17 is etched into a trapezoidal shape as indicated by a dotted line EL3 in FIG. 4B.
  • the shape of the mass addition film 9 can be controlled by changing the exposure conditions.
  • FIGS. 5 (a) to 5 (c), FIGS. 6 (a) and 6 (b), and FIGS. 7 (a) and 7 (b), the operation of the comparative example will be described.
  • the operation of the SAW element 1 of the embodiment will be described.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view for explaining the operation of the SAW element 101 of the first comparative example.
  • the SAW element 101 is in a state where the mass addition film 9 and the protective layer 11 are not provided in the SAW element 1 of the embodiment.
  • the SAW element 1 When a voltage is applied to the substrate 3 by the IDT electrode 5, SAW propagating along the upper surface 3a is induced in the vicinity of the upper surface 3a of the substrate 3 as indicated by an arrow y1. Further, the SAW is reflected at the boundary between the electrode finger 13b and the gap portion (non-arrangement region of the electrode finger 13b) as indicated by the arrow y2. And the standing wave which makes the pitch of the electrode finger 13b a half wavelength is formed by SAW shown by arrows y1 and y2. The standing wave is converted into an electric signal having the same frequency as that of the standing wave, and is extracted by the electrode finger 13b. In this way, the SAW element 1 functions as a resonator or a filter.
  • the SAW element 101 when the temperature rises, the propagation speed of the elastic wave in the substrate 3 becomes slow and the gap portion becomes large. As a result, the resonance frequency is lowered and the desired characteristics may not be obtained. Further, since the IDT electrode 5 is exposed upward, it is easy to touch moisture and there is a risk of corrosion.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view for explaining the operation of the SAW element 201 of the second comparative example.
  • the SAW element 201 is in a state without the mass addition film 9 in the SAW element 1 of the embodiment.
  • the protective layer 11 is added to the SAW element 101 of the first comparative example.
  • the protective layer 11 is provided in the SAW element 201, the induced SAW propagates not only in the substrate 3 but also in the protective layer 11, as indicated by the arrow y3.
  • the protective layer 11 is formed of a material such as SiO 2 whose propagation speed of elastic waves increases as the temperature rises. Therefore, as a whole SAW propagating through the substrate 3 and the protective layer 11, the speed change due to the temperature rise is suppressed. That is, the protective layer 11 compensates for a change in the characteristics of the substrate 3 due to a temperature rise. In addition, the probability that the IDT electrode 5 is exposed to moisture is reduced by the protective layer 11, and thus the risk of corrosion is reduced.
  • the electromechanical coupling coefficient decreases.
  • the IDT electrode 5 is made of Al or an Al alloy and the protective layer 11 is made of SiO 2 , the acoustic properties of the IDT electrode 5 and the protective layer 11 are approximated, and the electrode finger 13b and the gap The boundary with the part becomes acoustically ambiguous. In other words, the reflection coefficient at the boundary between the electrode finger 13b and the gap portion decreases.
  • FIG. 5B as indicated by the arrow y4 smaller than the arrow y2 in FIG. 5A, the reflected wave of SAW is not sufficiently obtained, and the desired characteristics may not be obtained.
  • FIG.5 (c) is sectional drawing explaining the effect
  • the SAW element 1 has the protective layer 11, a temperature characteristic compensation effect and the like can be obtained in the same manner as the SAW element 201 of the second comparative example. Further, in the case where the mass addition film 9 is formed of a material whose propagation speed of elastic waves is slower than that of the IDT electrode 5, the electrode finger is shown so that the position of the arrow y5 is lower than the position of the arrow y3. In the vicinity of 13b, the SAW is prevented from excessively moving to the protective layer 11, and as a result, the electromechanical coupling coefficient is increased.
  • the mass addition film 9 is formed of a material whose acoustic impedance is somewhat different from that of the IDT electrode 5 and the protective layer 11, the reflection coefficient at the boundary position between the electrode finger 13b and the gap portion is high. Become. As a result, it is possible to obtain a sufficient reflected wave of SAW as indicated by the arrow y2.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view illustrating the operation of the SAW element 301 of the third comparative example.
  • the SAW element 301 has a rectangular mass addition film 309 instead of the trapezoidal mass addition film 9 in the embodiment.
  • a plurality of points BP indicate an example of the vibration center of SAW.
  • SAW is distributed in the vicinity of the surface of the substrate 3 in the non-arrangement region (gap part) of the electrode finger 13b, and is distributed in the mass addition film 309 in the arrangement region of the electrode finger 13b.
  • the locus of the vibration center of the SAW is separated from the surface of the substrate 3 in the arrangement region of the electrode finger 13b. As a result, the electromechanical coupling coefficient is reduced.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view illustrating the operation of the SAW element 1 of the embodiment.
  • a plurality of points BP indicate an example of the vibration center of SAW.
  • the SAW element 1 since the mass of the mass addition film 9 is reduced at the boundary between the non-arrangement position and the arrangement position of the electrode finger 13b, the substrate 3 at the center of vibration of the SAW as compared with the SAW element 301. The transition from to the mass addition film 9 becomes gentle, and the center of vibration of the SAW passes through the electrode finger 13b as indicated by a point BP1. That is, the vibration center of SAW approaches the substrate 3. As a result, the electromechanical coupling coefficient is increased.
  • FIGS. 7 (a) shows changes of the electromechanical coupling coefficient K 2 in the case of changing the shape of the mass adding film 9.
  • FIG. 7A is obtained by simulation calculation.
  • the calculation conditions are as follows.
  • Substrate 3 material 128 ° YX cut LiNbO 3 substrate
  • IDT electrode 5 material Al Material of the protective layer 11: SiO 2 Material of mass addition film 9: Ta 2 O 5
  • Normalized thickness e / ⁇ of IDT electrode 5 0.08 Normalized thickness T / ⁇ of protective layer 11: 0.33 Normalized thickness of mass addition film 9 t / ⁇ : 0.05 Normalized length w1 / p of the bottom of the mass addition film 9: 0.50
  • the normalized length w2 / p of the upper base of the mass addition film 9 was changed in the range of 0.35 to 0.50.
  • the horizontal axis represents the normalized length w2 / p of the upper base of the mass adding film 9
  • the vertical axis represents the electromechanical coupling coefficient K 2.
  • membrane 9 will also reduce as a whole. Therefore, regardless of the shape of the mass adding film, simply may have higher electromechanical coupling coefficient K 2 by volume of the mass adding film is reduced. Therefore, the influence of the decrease in the volume of the mass addition film when the volume of the mass addition film 9 is reduced by changing the thickness t of the mass addition film was examined.
  • FIG. 7 (b) shows a change of the electromechanical coupling coefficient K 2 while changing the thickness t of the mass adding film.
  • FIG. 7B is obtained by simulation calculation, and the calculation conditions are substantially the same as the calculation conditions of FIG. 7A except for the conditions related to the mass-added film.
  • the mass addition film is rectangular (the mass addition film 309 of the third comparative example), and its normalized thickness t / ⁇ is changed in the range of 0.03 to 0.05. It was.
  • the horizontal axis represents the normalized thickness t / lambda of the mass adding film 309
  • the vertical axis represents the electromechanical coupling coefficient K 2.
  • 8 (a) to 8 (f) are cross-sectional views showing modifications of the SAW element.
  • the shape of the electrode finger 25 is different from the shape of the electrode finger 13b shown in FIG. Specifically, the side surface along the longitudinal direction of the electrode finger 25 is inclined so as to expand as it approaches the upper surface of the substrate 3. More specifically, the electrode finger 25 is formed so that the cross-sectional shape becomes a trapezoid when the cross section in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the electrode finger 25 is viewed.
  • the length of the lower base of the mass addition film 9 is equal to the length of the upper base of the electrode finger 25, and the mass addition film 9 and the electrode finger 25 have an inclination angle with respect to the upper surface 3a of these side surfaces. They are identical to each other.
  • the SAW element shown in FIGS. 8B and 8C has a trapezoidal electrode finger 25 in the same manner as the SAW element shown in FIG. Is equivalent to the length of the upper base of the electrode finger 25.
  • the side surface of the mass addition film 9 is inclined more than the side surface of the electrode finger 25.
  • the side surface of the mass addition film 9 is smaller in inclination than the side surface of the electrode finger 25.
  • the upper surface portion of the mass addition film 9 is made narrower than the lower surface portion, thereby improving the electromechanical coupling coefficient K 2 as described above. The effect is obtained. Further, in the electrode finger 25, the upper surface side portion is made narrower than the lower surface side portion, so that the transition from the substrate 3 to the mass addition film 9 at the vibration center of the SAW becomes more gradual. it is expected that K 2 is further improved.
  • the electrode fingers 25 in FIGS. 8A to 8C are formed into a trapezoidal shape by, for example, relatively shortening the etching time as in the mass addition film 9.
  • the inclination angles of the side surfaces of the electrode finger 25 and the mass addition film 9 can be determined by appropriately setting the etching conditions in consideration of the difference between the etching rate of the mass addition film 9 and the etching rate of the electrode finger 25.
  • the size is the same or different.
  • the inclination angles of the side surfaces of the electrode finger 25 and the mass addition film 9 are the same or different from each other by performing mask formation and etching separately in the electrode finger 25 and the mass addition film 9. .
  • the mass addition film in which the upper surface portion is formed narrower than the lower surface portion when viewed in the longitudinal direction of the electrode finger 25. 26, 27 and 28.
  • the mass addition films 26, 27, and 28 have a shape different from the trapezoidal shape.
  • the mass addition film 26 in FIG. 8D has a shape in which another rectangle having a width smaller than the rectangle is overlapped on one rectangle when viewed in the longitudinal direction of the electrode finger 25. Yes.
  • Such a shape is realized, for example, by performing mask formation and etching in two steps.
  • the mass-added film 27 in FIG. 8E has a shape in which the corners between the upper surface and the side surface are chamfered by a flat surface or a curved surface (curved surface in FIG. 8E) when viewed in the longitudinal direction of the electrode finger 25. Yes.
  • a shape is realized, for example, by appropriately setting etching conditions such as adjustment of etching time, like the trapezoidal mass addition film 9.
  • the mass addition film 28 in FIG. 8 (f) has a generally dome shape when viewed in the longitudinal direction of the electrode finger 25. In this case, the upper side in the cross section of the mass addition film 28 is almost close to a point. Such a shape is realized by, for example, the surface tension of the material that is formed by printing the material to be the mass addition film 28 on the electrode finger 25.
  • the electrode fingers are trapezoidal electrode fingers 25, but may be rectangular electrode fingers 13b.
  • each of the mass adding film like the mass adding film 9, exhibit the effect of the gradual transition from the substrate 3 of the vibration center of the SAW to the mass adding film and thus improve the electromechanical coupling coefficient K 2 is To do.
  • Suitable material and thickness of mass-added film a suitable material and thickness t of the mass addition film 9 will be examined.
  • the mass addition film is rectangular (the mass addition film 309 of the third comparative example).
  • a suitable material and thickness for the mass addition film 309 are also suitable for the mass addition film 9.
  • the substrate 3 is a 128 ° YX cut LiNbO 3 substrate
  • the IDT electrode 5 is made of Al
  • the protective layer 11 is made of SiO 2 .
  • FIG. 9A and FIG. 9B are graphs showing the reflection coefficient ⁇ 1 and the electromechanical coupling coefficient K 2 per electrode finger 13b.
  • FIG. 9A and FIG. 9B are obtained by simulation calculation.
  • the calculation conditions are as follows. Normalized thickness e / ⁇ of IDT electrode 5: 0.08 Normalized thickness T / ⁇ of protective layer 11: 0.25
  • the normalized thickness t / ⁇ of the mass addition film 309 was changed in the range of 0.01 to 0.05.
  • Material of the mass adding film 309 WC, TiN, TaSi 2 Acoustic impedance of each material (unit: MRayl): SiO 2 : 12.2 Al: 13.5 WC: 102.5 TiN: 56.0 TaSi 2 : 40.6
  • the horizontal axis indicates the normalized thickness t / ⁇ of the mass addition film 309.
  • the vertical axis represents the reflection coefficient ⁇ 1 per electrode finger 13b.
  • the vertical axis in FIG. 9 (b) shows an electromechanical coupling coefficient K 2.
  • lines L1, L2, and L3 correspond to the case where the mass addition film 309 is made of WC, TiN, and TaSi 2 , respectively.
  • the line LS1 indicates the lower limit of the range are generally preferred reflection coefficient gamma 1.
  • line LS2 indicates the lower limit of the range are generally the electromechanical coupling coefficient K 2 preferred.
  • the reflection coefficient ⁇ 1 is set to a generally preferred range while the electromechanical coupling coefficient K 2 is kept in a generally preferred range. Is confirmed to be possible.
  • the mass addition film 309 is formed of various virtual materials having the same acoustic impedance Z S and different Young's modulus E and density ⁇ (cases No. 1 to No. 7), the reflection coefficient ⁇ 1 and the electric machine the coupling coefficient K 2 was calculated.
  • FIG. 10A and FIG. 10B are graphs showing the results calculated based on the above conditions.
  • the horizontal axis is No.
  • the vertical axis indicates the reflection coefficient ⁇ 1 or the electromechanical coupling coefficient K 2 per electrode finger 13b.
  • a line L5 indicates the calculation result.
  • the reflection coefficient gamma 1 are identical acoustic impedance Z S, the Young's modulus E is small, it becomes larger as the density ⁇ is greater. No. 1-No.
  • the rate of change of the reflection coefficient ⁇ 1 in FIG. 3 to No. 7 is larger than the rate of change of the reflection coefficient ⁇ 1 in FIG. In other words, No. In the vicinity of 3, there is room to find critical significance.
  • Such a change in the reflection coefficient ⁇ 1 is considered to be caused by the difference in the propagation speed of the elastic wave of the material constituting the mass addition film 309 as follows.
  • the vibration-distributed distribution is more dispersed in the mass-added film 309 having a slower propagation speed of elastic waves where the vibration distribution is concentrated on the mass-added film 309. It is considered that the reflection coefficient is effectively higher than that of the mass addition film 309 in which the propagation speed of the elastic wave is fast.
  • the propagation speed of the elastic wave of SiO 2 is 5560 m / s, and the propagation speed of the elastic wave of Al is 5020 m / s. Therefore, no.
  • the propagation speed of elastic waves of the mass addition films 309 of 1 and 2 is slower than the propagation speed of elastic waves of the protective layer 11 and the IDT electrode 5.
  • the propagation speed of elastic waves of the mass addition films 309 of 3 to 7 is faster than the propagation speed of elastic waves of the protective layer 11 and the IDT electrode 5. Therefore, the above-mentioned No.
  • the change in the change rate of the reflection coefficient in the vicinity of 3 can also be explained by the propagation speed of the elastic wave.
  • the propagation speed of the elastic wave of SiO 2 and Al when the horizontal axis is regarded as the propagation speed of the elastic wave is indicated by lines LV1 and LV2.
  • the electromechanical coupling coefficient K 2 shown in FIG. 10 (b), the Young's modulus E and density ⁇ is also vary, are within the preferred range.
  • the mass addition film 309 is a material having an acoustic impedance different from that of the material forming the protective layer 11 and the IDT electrode 5 and having a lower elastic wave propagation speed than the material forming the protective layer 11 and the IDT electrode 5.
  • the material having a larger acoustic impedance than the material forming the protective layer 11 and the IDT electrode 5 has a slower propagation speed of the elastic wave than the material forming the protective layer 11 and the IDT electrode 5. It is easy to satisfy the conditions and the selection of materials is easy.
  • Examples of such a material include Ta 2 O 5 , TaSi 2 , and W 5 Si 2 .
  • These physical properties (acoustic impedance Z S , elastic wave propagation velocity V, Young's modulus E, density ⁇ ) are as follows.
  • WC and TiN exemplified in FIG. 9A do not satisfy the condition that the elastic wave propagation speed is slower than the material forming the protective layer 11 and the IDT electrode 5 (WC V: 6504 m / s, TiN V: 10721 m / s).
  • TaSi for 2 more difference of about 20MRayl acoustic impedance between the Al and SiO 2 more (difference of about 20MRayl acoustic impedance between the Al and SiO 2)
  • Ta 2 O 5 is close to the acoustic impedance of the acoustic impedance protective layer 11 and the IDT electrode 5 than (line L3 in to FIG. 9 (a))
  • the reflection coefficient was calculated and the knowledge about the above materials was confirmed.
  • the calculation conditions are as follows. Normalized thickness e / ⁇ of IDT electrode 5: 0.08 Normalized thickness T / ⁇ of protective layer 11: 0.27, 0.30 or 0.33 The normalized thickness t / ⁇ of the mass addition film 309 was changed in the range of 0.01 to 0.09.
  • FIG. 11 is a graph showing the results calculated based on the above conditions.
  • the horizontal and vertical axes are the same as the vertical and horizontal axes in FIG.
  • the lines L7, L8, and L9 correspond to the cases where the normalized thickness T / ⁇ of the protective layer 11 is 0.27, 0.30, and 0.33, respectively (the lines L7, L8, and L9 are substantially the same). overlapping).
  • Ta 2 O 5 has a lower acoustic wave propagation speed than TiN (line L2 in FIG. 9A), although the acoustic impedance is close to the acoustic impedance of the protective layer 11. Therefore, the reflection coefficient is high.
  • the normalized thickness T / ⁇ of the protective layer 11 generally does not affect the reflection coefficient.
  • a preferable range of the thickness t of the mass addition film 309 will be examined.
  • a lower limit value of a preferable range of the thickness t of the mass addition film 309 (hereinafter, “preferable range” may be omitted and simply referred to as a “lower limit value”) is examined.
  • FIG. 12A is a graph schematically showing the reflection coefficient ⁇ all of the IDT electrode 5 (all electrode fingers 13b).
  • the horizontal axis indicates the frequency f
  • the vertical axis indicates the reflection coefficient ⁇ all .
  • the frequency band (f 1 to f 2 ) in which the reflection coefficient ⁇ all is approximately 1 (100%) is called a stop band.
  • the reflection coefficient ⁇ all in the stop band need not be completely 1, and for example, a frequency band in which the reflection coefficient ⁇ all is 0.99 or more may be specified as the stop band.
  • the interval between these changes may be specified as the stop band.
  • the reflection coefficient ⁇ all of the IDT electrode 5 is determined by the reflection coefficient ⁇ 1 per electrode finger 13b, the number of electrode fingers 13b, and the like. It is generally known that when the reflection coefficient ⁇ 1 becomes small, the width SB of the stop band becomes small.
  • FIG. 12B is a graph schematically showing the electrical impedance Ze of the IDT electrode 5.
  • the horizontal axis indicates the frequency f
  • the vertical axis indicates the absolute value
  • takes a minimum value at the resonance frequency f 3 and takes a maximum value at the anti-resonance frequency f 4 .
  • the upper end f 2 of the stop band and the antiresonance frequency f 4 change in a state where the lower end f 1 of the stop band and the resonance frequency f 3 coincide. Rate of change of this time, towards the stop band of the upper end f 2 is greater than the anti-resonance frequency f 4.
  • the resonance frequency f 3 spurious in the frequency band (width Delta] f) between the anti-resonance frequency f 4 is generated.
  • a desired filter characteristic or the like may not be obtained.
  • the upper end f2 of the stop band indicated by a line L12 assuming that the frequency higher than the antiresonance frequency f 4, as shown in phantom in the region Sp2 (two-dot chain line), spurious, antiresonance frequency It occurs at a higher frequency than f 4. In this case, the influence of spurious on the filter characteristics and the like is suppressed.
  • the upper end f 2 of the stop band is preferably higher frequency than the anti-resonance frequency f 4.
  • the reflection coefficient of the IDT electrode 5 may be adjusted so that the upper end f 2 of the stop band is higher than the antiresonance frequency f 4 . Since the reflection coefficient of the IDT electrode 5 increases linearly as the normalized thickness t / ⁇ of the mass addition film 309 increases as shown in FIGS. 9 and 11, the normalized thickness t / of the mass addition film 309 increases.
  • the upper end f 2 of the stop band can be set to a frequency higher than the antiresonance frequency f 4 .
  • the normalized thickness t / lambda of the mass adding film 309 upper f 2 of the stop band by a higher becomes thicker than the anti-resonance frequency f 4, between the resonance frequency f 3 and the anti-resonance frequency f 4 Spurious generation is suppressed in the frequency band (width ⁇ f).
  • the reflection coefficient ⁇ 1 is affected by the normalized thickness T / ⁇ of the protective layer 11.
  • the width ⁇ f is affected by the normalized thickness T / ⁇ of the protective layer 11. Therefore, the normalized thickness t / ⁇ of the mass addition film 309 is preferably determined according to the normalized thickness T / ⁇ of the protective layer 11.
  • the normalized thickness t / ⁇ at which the upper end f 2 of the stop band is equivalent to the antiresonance frequency f 4 is calculated by changing the normalized thickness T / ⁇ of the protective layer 11, and the normalized thickness t / ⁇ is calculated based on the calculation result.
  • the lower limit value of the normalized thickness t / ⁇ was defined by the normalized thickness T / ⁇ .
  • FIG. 13 is a graph for explaining the normalized thickness t / ⁇ in which the upper end f 2 of the stop band is higher than the antiresonance frequency f 4 , and a case where the material of the mass addition film 309 is Ta 2 O 5 is taken as an example. Yes.
  • the horizontal axis represents the normalized thickness T / ⁇ of the protective layer 11
  • the vertical axis represents the normalized thickness t / ⁇ of the mass addition film 309.
  • the solid line LN1 is to the upper end f 2 of the stop band showed the calculation result of the normalization thickness t / lambda made equal to the antiresonance frequency f 4.
  • the normalized thickness e / ⁇ of the IDT electrode 5 was set to 0.08 ⁇ .
  • the upper end f 2 of the stop band is normalized thickness t / lambda made equal to the antiresonance frequency f 4, it was possible to derive a suitably approximated curve by a quadratic curve.
  • the minimum value of the normalized thickness t / ⁇ is larger than the maximum value (0.01) of the normalized thickness of the adhesion layer shown in Patent Document 2.
  • an upper limit value of a preferable range of the thickness t of the mass addition film 309 (hereinafter, “preferable range” may be omitted and simply referred to as an “upper limit value”) is examined.
  • the reflection coefficient increases as the normalized thickness t / ⁇ of the mass addition film 309 increases. Therefore, the upper limit value of the normalized thickness t / ⁇ is a range in which the mass addition film 309 is not exposed from the protective layer 11.
  • the thickness e / ⁇ of the IDT electrode 5 is set to the thickness of a general SAW element. In light of e / ⁇ , it is estimated to be less than 0.1 and can be defined as the following equation.
  • Upper limit value: t / ⁇ T / ⁇ 0.1
  • FIG. 14 A preferable range of the normalized thickness t / ⁇ derived from the above study is shown in FIG. 14 using Ta 2 O 5 as an example.
  • the horizontal and vertical axes indicate the normalized thickness T / ⁇ of the protective layer 11 and the normalized thickness t / ⁇ of the mass addition film 309, as in FIG.
  • a line LL1 indicates a lower limit value (corresponding to the line LN1 in FIG. 13), and a line LH1 indicates an upper limit value.
  • a hatched region between these lines is a preferable range of the normalized thickness t / ⁇ of the mass addition film 309.
  • the line LH5 indicates the upper limit (0.01) of the normalized thickness of the adhesion layer shown in Patent Document 2.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing the SAW device 51 according to the present embodiment.
  • the SAW device 51 constitutes, for example, a filter or a duplexer.
  • the SAW device 51 includes a SAW element 31 and a circuit board 53 on which the SAW element 31 is mounted.
  • the SAW element 31 is configured as, for example, a so-called wafer level package SAW element.
  • the SAW element 31 includes the above-described SAW element 1, a cover 33 that covers the SAW element 1 side of the substrate 3, a terminal 35 that penetrates the cover 33, and a back surface portion 37 that covers the opposite side of the substrate 3 from the SAW element 1. have.
  • the cover 33 is made of resin or the like, and a vibration space 33a for facilitating SAW propagation is formed above the IDT electrode 5 and the reflector 7 (on the positive side in the z direction).
  • a wiring 38 connected to the IDT electrode 5 and a pad 39 connected to the wiring 38 are formed on the upper surface 3 a of the substrate 3.
  • the terminal 35 is formed on the pad 39 and is electrically connected to the IDT electrode 5.
  • the back surface portion 37 includes a back electrode for discharging a charge charged on the surface of the substrate 3 due to a temperature change or the like, and an insulating layer covering the back electrode.
  • the circuit board 53 is constituted by, for example, a so-called rigid printed wiring board.
  • a mounting pad 55 is formed on the mounting surface 53 a of the circuit board 53.
  • the SAW element 31 is arranged with the cover 33 side facing the mounting surface 53a.
  • the terminals 35 and the mounting pads 55 are bonded by solder 57. Thereafter, the SAW element 31 is sealed with a sealing resin 59.
  • the substrate 3 is an example of a piezoelectric substrate
  • the protective layer 11 is an example of an insulating layer.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various modes.
  • the acoustic wave element is not limited to a SAW element (in the narrow sense).
  • it may be a so-called boundary acoustic wave element (however, included in a broad sense SAW element) in which the thickness of the insulating layer (11) is relatively large (for example, 0.5 ⁇ to 2 ⁇ ).
  • the boundary acoustic wave element it is not necessary to form the vibration space (33a), and thus the cover 33 and the like are also unnecessary.
  • the insulating layer (11) is not an essential requirement, and the insulating layer is provided only for the purpose of preventing corrosion and may be thinner than the thickness of the electrode finger.
  • the mass-added film can be made of, for example, a material whose propagation speed of elastic waves is slower than that of the electrode finger material, so that the reflection coefficient can be increased and the SAW reflection efficiency is improved. Therefore, the confinement effect in the SAW resonator is improved. Thereby, for example, there is an effect that loss can be reduced.
  • the additional layer is formed such that the upper surface side portion is narrower than the lower surface side portion, so that the vibration center of the SAW rapidly changes to the surface of the electrode finger. It is suppressed, and the effect of improving the electromechanical coupling coefficient is achieved.
  • the acoustic wave element is not limited to a wafer level package.
  • the SAW element does not have the cover 33 and the terminal 35, and the pad 39 on the upper surface 3 a of the substrate 3 and the mounting pad 55 of the circuit board 53 may be directly bonded by the solder 57.
  • a vibration space may be formed by a gap between the SAW element 1 (protective layer 11) and the mounting surface 53a of the circuit board 53.
  • the mass addition film is preferably provided over the entire surface of the electrode.
  • the mass addition film may be provided only on a part of the electrode, such as provided only on the electrode finger. Further, the mass addition film may be provided only on a part of the center side in the longitudinal direction of the electrode finger. Further, the mass addition film may be provided not only on the upper surface of the electrode but also on the side surface.
  • the material of the mass addition film may be a conductive material or an insulating material. Specifically, conductive materials such as tungsten, iridium, tantalum, and copper, and insulating materials such as Ba x Sr 1-x O 3 , Pb x Zn 1-x O 3 , and ZnO 3 are listed as materials for the mass addition film. Can do. Further, WC or the like that is not a preferable material in FIG. 9A may also be a material for the mass addition film.
  • the mass addition film By forming the mass addition film with an insulating material, it is possible to suppress corrosion of the electrode and stabilize the electrical characteristics of the acoustic wave device, compared to the case where the mass addition film is formed of a metal material. This is because a pinhole may be formed in the insulating layer made of SiO 2 , and when this pinhole is formed, moisture penetrates into the electrode portion, but the electrode is formed on the electrode. This is because if a metal film made of a material different from the material is disposed, corrosion due to the battery effect between different metals may occur due to the infiltrated moisture. Therefore, if the mass-added film is formed of an insulating material such as Ta 2 O 5 , the battery effect hardly occurs between the electrode and the mass-added film. Therefore, a highly reliable elastic wave element in which corrosion of the electrode is suppressed. It can be.
  • the upper surface of the insulating layer (11) may have irregularities so as to be convex at the position of the electrode fingers. In this case, the reflection coefficient can be further increased. As described with reference to FIG. 2 (e), the unevenness may be formed due to the thickness of the electrode finger during the formation of the insulating layer, or the surface of the insulating layer may be formed on the electrode finger. It may be formed by etching in the region between.
  • the material of the electrode is not limited to Al and alloys containing Al as a main component.
  • the material of the insulating layer is not limited to SiO 2, and may be silicon oxide other than SiO 2 , for example.
  • SAW element elastic wave element
  • Substrate piezoelectric substrate
  • 3a Upper surface
  • IDT electrode electrode
  • membrane membrane
  • Protective layer insulating layer

Abstract

　ＳＡＷ素子１は、基板３と、基板３の上面３ａに配置された電極指１３ｂと、電極指１３ｂの上面に配置された質量付加膜９とを有する。質量付加膜９は、電極指１３ｂが伸びている方向に直交する方向における断面を見たときに、該断面における幅が上辺で最も小さくなっている。このような形状からなる質量付加膜９を電極指１３ｂの上面に配置したことによって、電気機械結合係数を高くすることができる。

Description

弾性波素子およびそれを用いた弾性波装置
　本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）素子等の弾性波素子およびそれを用いた弾性波装置に関する。
　圧電基板と、圧電基板の主面上に設けられたＩＤＴ（InterDigital Transducer）電極（励振電極）とを有する弾性波素子が知られている（例えば特許文献１または２）。ＩＤＴ電極は、弾性波の進行方向に直交する方向に延びる複数の電極指を有する。そして、弾性波素子は、圧電効果を利用して、電気信号の弾性波への変換および弾性波の電気信号への変換を行う。
　なお、特許文献１および２の技術では、ＳｉＯ２からなる保護層（ＳｉＯ２膜）がＩＤＴ電極の上から圧電基板の主面に被せられている。保護層は、ＩＤＴ電極の腐食抑制、ＩＤＴ電極の特性の温度変化の補償等に寄与している。また、特許文献１および２では、ＩＤＴ電極と保護層との密着性を向上させるために、これらの間に密着層を形成することを提案している（特許文献１の段落００１１、特許文献２の段落０１０７）。特許文献１および２において、密着層は、ＳＡＷの伝搬に影響を及ぼさないように薄く形成されている。具体的には、密着層は、５０～１００Å（特許文献１の段落０００９）もしくはＳＡＷの波長の１％以下（特許文献２の段落０１０８）とされている。
　弾性波素子においては、電気機械結合係数の向上が望まれることがある。例えば、電気機械結合係数を大きくすることにより、高帯域フィルタを実現することができる。
　従って、電気機械結合係数を高くすることが可能な弾性波素子および弾性波装置が提供されることが望ましい。
特開平８－２０４４９３号公報 特開２００４－１１２７４８号公報
　本発明の一態様に係る弾性波素子は、圧電基板と、該圧電基板の上面に配置された電極指と、該電極指の上面に配置された質量付加膜と、を備え、前記質量付加膜は、前記電極指が伸びている方向に直交する方向における断面を見たときに、該断面における幅が上辺で最も小さい。
　本発明の一態様に係る弾性波装置は、上記の弾性波素子と、該弾性波素子が取り付けられた回路基板と、を備える。
　上記の構成によれば、電極指の上面に質量付加膜を配置し、該質量付加膜を、電極指が伸びている方向に直交する方向における断面を見たときに、該断面における幅が上辺で最も小さいことによって、電気機械結合係数を高くすることができる。
図１（ａ）は本発明の実施形態に係るＳＡＷ素子の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ－Ｉｂ線における断面図である。 図２（ａ）～図２（ｅ）はＳＡＷ素子の製造方法を説明する、図１（ｂ）に対応する断面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、質量付加膜を台形に形成する方法の例を説明する断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、質量付加膜を台形に形成する方法の他の例を説明する断面図である。 図５（ａ）～図５（ｃ）は比較例および実施形態のＳＡＷ素子の作用を説明する図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は他の比較例および実施形態のＳＡＷ素子の作用を説明する図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は実施形態のＳＡＷ素子の作用を説明する計算結果例を示す図である。 図８（ａ）～図８（ｆ）は、ＳＡＷ素子の変形例を示す断面図である。 図９（ａ）および図９（ｂ）は電極指１本当たりの反射係数Γ１および電気機械結合係数Ｋ２を示すグラフである。 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は電極指１本当たりの反射係数Γ１および電気機械結合係数Ｋ２を示す他のグラフである。 電極指１本当たりの反射係数Γ１を示す他のグラフである。 図１２（ａ）および図１２（ｂ）は質量付加膜の厚みの好ましい範囲の下限の求め方を説明する図である。 質量付加膜の厚みの好ましい範囲の例の下限を示すグラフである。 質量付加膜の厚みの好ましい範囲の例を示すグラフである。 本発明の実施形態に係るＳＡＷ装置を示す断面図である。
　以下、本発明の実施形態に係るＳＡＷ素子およびＳＡＷ装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
（ＳＡＷ素子の構成および製造方法）
　図１（ａ）は本発明の実施形態に係るＳＡＷ素子１の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ－Ｉｂ線における断面図である。なお、ＳＡＷ素子１は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側（図１（ａ）の紙面手前側、図１（ｂ）の紙面上方）を上方として、上面、下面等の用語を用いるものとする。
　ＳＡＷ素子１は、基板３と、基板３の上面３ａに設けられたＩＤＴ電極５および反射器７と、ＩＤＴ電極５および反射器７上に設けられた質量付加膜９（図１（ｂ））と、上面３ａを質量付加膜９の上から覆う保護層１１（図１（ｂ））とを有している。なお、ＳＡＷ素子１は、この他にも、ＩＤＴ電極５に信号の入出力を行うための配線等を有していてもよい。
　基板３は、圧電基板によって構成されている。具体的には、例えば、基板３は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）単結晶，ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）単結晶等の圧電性を有する単結晶の基板によって構成されている。より好適には、基板３は、１２８°±１０°Ｙ－ＸカットのＬｉＮｂＯ３基板によって構成されている。基板３の平面形状および各種寸法は適宜に設定されてよい。一例として、基板３の厚み（ｚ方向）は、０．２ｍｍ～０．５ｍｍである。
　ＩＤＴ電極５は、一対の櫛歯状電極１３を有している。各櫛歯状電極１３は、ＳＡＷの伝搬方向（ｘ方向）に延びるバスバー１３ａ（図１（ａ））と、バスバー１３ａから上記伝搬方向に直交する方向（ｙ方向）に伸びる複数の電極指１３ｂとを有している。２つの櫛歯状電極１３同士は、互いに噛み合うように（電極指１３ｂが互いに交差するように）設けられている。
　なお、図１（ａ）等は模式図であり、実際には、これよりも多数の電極指を有する複数対の櫛歯状電極が設けられてよい。また、複数のＩＤＴ電極５が直列接続や並列接続等の方式で接続されたラダー型ＳＡＷフィルタが構成されてもよいし、複数のＩＤＴ電極５をＸ方向に沿って配置した２重モードＳＡＷ共振器フィルタ等が構成されてよい。また、複数の電極指の長さを異ならせることによって、アポタイズによる重み付けを行ってもよい。
　ＩＤＴ電極５は、例えば、Ａｌを主成分とする材料（Ａｌ合金を含む）によって形成されている。Ａｌ合金は、例えば、Ａｌ－Ｃｕ合金である。なお、「Ａｌを主成分とする」とは、基本的にはＡｌを材料とするものであるが、ＳＡＷ装置１の製造過程等において自然に混入しうるＡｌ以外の不純物等が混ざった材料も含む。以下、主成分との表現を用いた場合も同様の意味である。また、ＩＤＴ電極５は、複数の金属層から構成されてもよい。ＩＤＴ電極５の各種寸法は、ＳＡＷ素子１に要求される電気特性等に応じて適宜に設定される。一例として、ＩＤＴ電極５の厚みｅ（図１（ｂ））は、１００ｎｍ～３００ｎｍである。
　なお、ＩＤＴ電極５は、基板３の上面３ａに直接配置されていてもよいし、別の部材を介して基板３の上面３ａに配置されていてもよい。別の部材は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、あるいはこれらの合金等である。このようにＩＤＴ電極５を別の部材を介して基板３の上面３ａに配置する場合は、別の部材の厚みはＩＤＴ電極５の電気特性に殆ど影響を与えない程度の厚み（例えば、Ｔｉの場合はＩＤＴ電極５の厚みの５％の厚み）に設定される。
　複数の電極指１３ｂは、そのピッチ（繰り返し間隔）ｐ（図１（ｂ））が、例えば、共振させたい周波数でのＳＡＷの波長λの半波長と同等となるように設けられている。波長λ（２ｐ）は、例えば、１．５μｍ～６μｍである。各電極指１３ｂの幅ｗ１（図１（ｂ））は、ＳＡＷ素子１に要求される電気特性等に応じて適宜に設定され、例えば、ピッチｐに対して０．４ｐ～０．６ｐである。
　反射器７は、ＩＤＴ電極５の電極指１３ｂのピッチｐと概ね同等のピッチの格子状に形成されている。反射器７は、例えば、ＩＤＴ電極５と同一の材料によって形成されるとともに、ＩＤＴ電極５と同等の厚みに形成されている。
　質量付加膜９は、ＩＤＴ電極５および反射器７の電気特性を向上させるためのものである。質量付加膜９は、例えば、ＩＤＴ電極５および反射器７の上面の全面に亘って設けられている。質量付加膜９を構成する材料は、例えば、ＩＤＴ電極５および反射器７を構成する材料（ＡｌまたはＡｌ合金等）に比較して弾性波の伝搬速度が遅くなる材料、あるいはＩＤＴ電極５および反射器７を構成する材料（ＡｌまたはＡｌ合金等）、および保護層１１を構成する材料（後述）に比較して音響インピーダンスが異なる材料のうち、少なくとも一方の条件を満たす材料を主成分とする材料によって構成されている。音響インピーダンスの相違は、ある程度以上であることが好ましく、例えば、１５ＭＲａｙｌ以上、より好ましくは２０ＭＲａｙｌ以上であることが好ましい。質量付加膜９の好適な材料および質量付加膜９の好適な厚みｔ（図１（ｂ））については後述する。
　質量付加膜９は、電極指１３ｂの長手方向（ｙ方向）に直交する方向における断面を見たときに、該断面における幅が上辺で最も小さくなるように形成されている。そして、この断面における幅は、下辺では上辺よりも大きくなっている。換言すれば、質量付加膜９は、ｙ方向に見て、上面側部分が下面側部分よりも狭く形成されている。ＳＡＷ素子１において質量付加膜９の断面形状は台形状になっている。質量付加膜９の台形の下底の長さは、例えば、電極指１３ｂの幅ｗ１と同等である。台形の上底の長さ（幅ｗ２）の好ましい範囲については後述する。
　保護層１１は、例えば、基板３の上面３ａの概ね全面に亘って設けられており、質量付加膜９が設けられたＩＤＴ電極５および反射器７を覆うとともに、上面３ａのうちＩＤＴ電極５および反射器７から露出する部分を覆っている。保護層１１の上面３ａからの厚みＴ（図１（ｂ））は、ＩＤＴ電極５および反射器７の厚みｅよりも大きく設定されている。例えば、厚みＴは、厚みｅよりも１００ｎｍ以上厚く、２００ｎｍ～７００ｎｍである。
　保護層１１は、絶縁性を有する材料を主成分とする材料からなる。好適には、保護層１１は、温度が上昇すると弾性波の伝搬速度が速くなるＳｉＯ２などの材料を主成分とする材料によって形成されており、これによって温度の変化による特性の変化を小さく抑えることができる。すなわち温度補償に優れた弾性波素子とすることができる。なお、基板３を構成する材料など、一般的な材料は、温度が上昇すると弾性波の伝搬速度は遅くなる。
　また保護層１１の表面は、大きな凹凸がないようにしておくことが望ましい。圧電基板上を伝搬する弾性波の伝搬速度は保護層１１の表面の凹凸に影響を受けて変化するため、保護層１１の表面に大きな凹凸が存在すると、製造された各弾性波素子の共振周波数に大きなばらつきが生じることとなる。したがって、保護層１１の表面を平坦にしておけば、各弾性波素子の共振周波数が安定化する。具体的には、保護層１１の表面の平坦度を、圧電基板上を伝搬する弾性波の波長の１％以下とすることが望ましい。
　図２（ａ）～図２（ｅ）は、ＳＡＷ素子１の製造方法の概要を説明する、製造工程毎の図１（ｂ）に対応する断面図である。製造工程は、図２（ａ）から図２（ｅ）まで順に進んでいく。なお、各種の層は、プロセスの進行に伴って形状等が変化するが、変化の前後で共通の符号を用いることがあるものとする。
　図２（ａ）に示すように、まず、基板３の上面３ａ上には、ＩＤＴ電極５および反射器７となる導電層１５、ならびに質量付加膜９となる付加層１７が形成される。具体的には、まず、スパッタリング法、蒸着法またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的気相堆積）法等の薄膜形成法によって、上面３ａ上に導電層１５が形成される。次に、同様の薄膜形成法によって、付加層１７が形成される。
　付加層１７が形成されると、図２（ｂ）に示すように、付加層１７および導電層１５をエッチングするためのマスクとしてのレジスト層１９が形成される。具体的には、ネガ型もしくはポジ型の感光性樹脂の薄膜が適宜な薄膜形成法によって形成され、フォトリソグラフィー法等によってＩＤＴ電極５および反射器７等の非配置位置において薄膜の一部が除去される。
　次に、図２（ｃ）に示すように、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）等の適宜なエッチング法によって、付加層１７および導電層１５のエッチングを行う。これによって、質量付加膜９が設けられたＩＤＴ電極５および反射器７が形成される。その後、図２（ｄ）に示すように、適宜な薬液を用いることによって、レジスト層１９は除去される。
　そして、図２（ｅ）に示すように、スパッタリング法もしくはＣＶＤ法等の適宜な薄膜形成法によって保護層１１となる薄膜が形成される。この時点においては、保護層１１となる薄膜の表面には、ＩＤＴ電極５等の厚みに起因して凹凸が形成されている。そして、必要に応じて化学機械研磨等によって表面が平坦化され、図１（ｂ）に示すように、保護層１１が形成される。なお、保護層１１は、平坦化の前もしくは後において、後述するパッド３９（図１５）等を露出させるために、フォトリソグラフィー法等によって一部が除去されてもよい。
　図３（ａ）および図３（ｂ）は、質量付加膜９を台形に形成する方法の例を説明する図である。具体的には、図３（ａ）は、図２（ｂ）の領域ＩＩＩａの拡大図、図３（ｂ）は、図２（ｃ）の領域ＩＩＩｂの拡大図である。
　付加層１７および導電層１５のエッチングにおいては、わずかながらマスクであるレジスト層１９もエッチングされる。従って、図３（ａ）において示すように、実線で示されたレジスト層１９および付加層１７の表面形状は、エッチングの進行に伴って、点線ＥＬ１で示される形状から、点線ＥＬ２で示される形状へと順次移行していく。
　すなわち、エッチングの初期段階（図３（ａ）において実線で示されたレジスト層１９）では、レジスト層１９の下面外周部の下に位置していた付加層１７が露出するようになり、この部分がエッチングされ、さらにエッチングが進行すると、今度は、若干エッチングされたレジスト層１９（図３（ａ）において点線ＥＬ１で示されたレジスト層１９）の下面外周部の下に位置していた付加層１７が露出するようになり、この部分がエッチングされ、このようなエッチングが徐々に進行することによって台形状の質量付加膜９が得られる。
　そこで、レジスト層１９の側面がよりいっそうエッチングされるようにエッチング条件（例えば、ＲＩＥによるエッチングの場合は、エッチングガスの組成比や印加電圧）を設定すれば、レジスト層１９の側面がより傾斜した状態となり、これに伴って質量付加膜９の側面もより傾斜したものとなる。すなわち、エッチングの条件を変えることによって質量付加膜９の形状を制御することができる。
　図４（ａ）および図４（ｂ）は、質量付加膜９を台形に形成する方法の他の例を説明する図である。具体的には、図４（ａ）は、図２（ａ）から図２（ｂ）へ遷移する間（露光工程）における図２（ｂ）の領域ＩＩＩａの拡大図に相当する図であり、図４（ｂ）は、図２（ｂ）の領域ＩＩＩａの拡大図である。
　この例においては、レジスト層１９は、ポジ型のフォトリソグラフィーによって構成されている。従って、図４（ａ）に示すように、マスク２１を介してＩＤＴ電極５等の非配置位置に対して光が照射される。そして、光が照射された部分が除去されて、レジスト層１９は、図４（ｂ）に示す形状となる。
　このとき、マスク２１の遮光部の下に位置するレジスト層１９は、光が照射されないため基本的には除去されないが、マスク２１の遮光部の外周部の下に位置する部分は、遮光部の縁で回折した光が照射され、その上面側が除去される。その結果、レジスト層１９は、上面側部分が下面側部分よりも小さい台形状となる。そうすると図３において説明したように、付加層１７のエッチング方向が傾斜しやすくなり、図４（ｂ）において点線ＥＬ３に示すように、付加層１７は台形状にエッチングされる。なお、この例においても、露光条件などを変えることによって、質量付加膜９の形状を制御することができる。
　図５（ａ）～図５（ｃ）、図６（ａ）および図６（ｂ）、ならびに、図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して、比較例の作用を説明するとともに、実施形態のＳＡＷ素子１の作用を説明する。
　図５（ａ）は、第１の比較例のＳＡＷ素子１０１の作用を説明する断面図である。ＳＡＷ素子１０１は、実施形態のＳＡＷ素子１において質量付加膜９および保護層１１がない状態のものとなっている。
　ＩＤＴ電極５によって基板３に電圧が印加されると、矢印ｙ１によって示すように、基板３の上面３ａ付近において上面３ａに沿って伝搬するＳＡＷが誘起される。また、ＳＡＷは、矢印ｙ２によって示すように、電極指１３ｂとギャップ部（電極指１３ｂの非配置領域）との境界において反射する。そして、矢印ｙ１およびｙ２で示すＳＡＷによって電極指１３ｂのピッチを半波長とする定在波が形成される。定在波は、当該定在波と同一周波数の電気信号に変換され、電極指１３ｂによって取り出される。このようにして、ＳＡＷ素子１は、共振子もしくはフィルタとして機能する。
　しかし、ＳＡＷ素子１０１においては、その温度が上昇すると、基板３における弾性波の伝搬速度が遅くなり、また、ギャップ部が大きくなる。その結果、共振周波数が低くなり、所望の特性が得られないおそれがある。また、ＩＤＴ電極５は、上方に露出されていることから、水分に触れやすく、腐食のおそれがある。
　図５（ｂ）は、第２の比較例のＳＡＷ素子２０１の作用を説明する断面図である。ＳＡＷ素子２０１は、実施形態のＳＡＷ素子１において質量付加膜９がない状態のものとなっている。換言すれば、第１の比較例のＳＡＷ素子１０１に保護層１１を付加したものとなっている。
　ＳＡＷ素子２０１においては、保護層１１が設けられていることから、矢印ｙ３によって示すように、誘起されるＳＡＷは、基板３だけでなく、保護層１１においても伝搬する。ここで、例えば、保護層１１は、温度が上昇すると弾性波の伝搬速度が速くなるＳｉＯ２などの材料によって形成されている。従って、基板３および保護層１１を伝搬するＳＡＷ全体としては、温度上昇による速度の変化が抑制されることになる。すなわち、保護層１１によって、温度上昇による基板３の特性変化が補償される。また、保護層１１によってＩＤＴ電極５は水分に触れる蓋然性が低減され、ひいては、腐食のおそれが低減される。
　しかし、ＳＡＷの振動が基板３から保護層１１に移り過ぎると、ＳＡＷから電気信号への変換等が十分になされないようになる。すなわち、電気機械結合係数が低下する。また、ＩＤＴ電極５がＡｌもしくはＡｌ合金で形成され、保護層１１がＳｉＯ２で形成された場合においては、ＩＤＴ電極５と保護層１１とで音響的な性質が近似し、電極指１３ｂとギャップ部との境界が音響的に曖昧になる。換言すれば、電極指１３ｂとギャップ部との境界における反射係数が低下する。その結果、図５（ｂ）において図５（ａ）の矢印ｙ２よりも小さい矢印ｙ４によって示すように、ＳＡＷの反射波が十分に得られず、所望の特性が得られないおそれがある。
　図５（ｃ）は、実施形態のＳＡＷ素子１の作用を説明する断面図である。
　ＳＡＷ素子１は、保護層１１を有していることから、第２の比較例のＳＡＷ素子２０１と同様に、温度特性の補償効果等が得られる。また、質量付加膜９がＩＤＴ電極５よりも弾性波の伝搬速度が遅くなる材料によって形成されている場合においては、矢印ｙ５の位置を矢印ｙ３の位置よりも下方にして示すように、電極指１３ｂ付近においてＳＡＷが保護層１１に移り過ぎることが抑制され、その結果、電気機械結合係数が高くなる。さらに、質量付加膜９が、音響インピーダンスがＩＤＴ電極５および保護層１１の音響インピーダンスとある程度相違する材料によって形成されている場合には、電極指１３ｂとギャップ部との境界位置における反射係数が高くなる。その結果、矢印ｙ２によって示すように、ＳＡＷの反射波を十分に得ることが可能となる。
　図６（ａ）は、第３の比較例のＳＡＷ素子３０１の作用を説明する断面図である。ＳＡＷ素子３０１は、実施形態における台形状の質量付加膜９に代えて、矩形状の質量付加膜３０９を有したものとなっている。
　図６（ａ）において、複数の点ＢＰは、ＳＡＷの振動中心の一例を示している。ＳＡＷは、電極指１３ｂの非配置領域（ギャップ部）においては、基板３の表面付近に分布し、電極指１３ｂの配置領域においては、質量付加膜３０９に分布する。換言すれば、ＳＡＷの振動中心の軌跡は、電極指１３ｂの配置領域において基板３の表面から離れる。その結果、電気機械結合係数は小さくなる。
　図６（ｂ）は、実施形態のＳＡＷ素子１の作用を説明する断面図である。
　図６（ｂ）において、複数の点ＢＰ（ＢＰ１含む）は、ＳＡＷの振動中心の一例を示している。ＳＡＷ素子１においては、電極指１３ｂの非配置位置と配置位置との境界において、質量付加膜９の質量が少なくなっていることから、ＳＡＷ素子３０１に比較して、ＳＡＷの振動中心の基板３から質量付加膜９への遷移は緩やかとなり、ＳＡＷの振動中心は点ＢＰ１に示されるように、電極指１３ｂを通る。すなわち、ＳＡＷの振動中心は、基板３に近づく。その結果、電気機械結合係数は大きくなる。
　図７（ａ）は、質量付加膜９の形状を変化させたときの電気機械結合係数Ｋ２の変化を示している。
　図７（ａ）は、シミュレーション計算によって得られたものである。
　計算条件は、以下のとおりである。
　基板３の材料：１２８°Ｙ－ＸカットのＬｉＮｂＯ３基板
　ＩＤＴ電極５の材料：Ａｌ
　保護層１１の材料：ＳｉＯ２
　質量付加膜９の材料：Ｔａ２Ｏ５
　ＩＤＴ電極５の正規化厚みｅ／λ：０．０８
　保護層１１の正規化厚みＴ／λ：０．３３
　質量付加膜９の正規化厚みｔ／λ：０．０５
　質量付加膜９の下底の正規化長さｗ１／ｐ：０．５０
　質量付加膜９の上底の正規化長さｗ２／ｐ：０．３５～０．５０の範囲で変化させた。
　図７（ａ）において、横軸は、質量付加膜９の上底の正規化長さｗ２／ｐを示し、縦軸は、電気機械結合係数Ｋ２を示している。今回の計算条件では、ｗ２／ｐ＝０．５のとき、ｗ２／ｐ＝ｗ１／ｐである。すなわち、ｗ２／ｐ＝０．５のとき、質量付加膜の形状は矩形である（質量付加膜は、第３の比較例の質量付加膜３０９である）。
　この計算結果より、質量付加膜９を台形にすることによって（ｗ２／ｐを０．５未満とすることによって）、電気機械結合係数Ｋ２が高くなることが確認された。より具体的には、ｗ２／ｗ１が０．７以上１．０未満の場合において電気機械結合係数Ｋ２が高くなることが確認された。なお、質量付加膜９を矩形状から少しでも台形状にすれば、電気機械結合係数Ｋ２が高くなる効果が得られると考えられるが、シミュレーション計算上は、ｗ２／ｗ１が０．９８のとき（ｗ２／ｐが０．４９のとき）に効果が発現されることが確認できている。
　ここで、質量付加膜９を台形にすると、質量付加膜９の体積も全体として減少する。従って、質量付加膜の形状に関わらず、単に質量付加膜の体積が減少したことによって電気機械結合係数Ｋ２が高くなった可能性がある。そこで、質量付加膜の厚さｔを変化させることによって質量付加膜９の体積を減少させた場合における、質量付加膜の体積の減少の影響を調べた。
　図７（ｂ）は、質量付加膜の厚さｔを変化させたときの電気機械結合係数Ｋ２の変化を示している。
　図７（ｂ）は、シミュレーション計算によって得られたものであり、その計算条件は、質量付加膜に係る条件以外については、図７（ａ）の計算条件と概ね同一である。
　図７（ｂ）の計算においては、質量付加膜は矩形（第３の比較例の質量付加膜３０９）とされ、その正規化厚みｔ／λを０．０３～０．０５の範囲で変化させた。
　図７（ｂ）において、横軸は、質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λを示し、縦軸は、電気機械結合係数Ｋ２を示している。
　図７（ｂ）から、質量付加膜の厚みｔを減少させて質量付加膜の体積を減少させた場合には、電気機械結合係数Ｋ２は減少している。従って、図７（ａ）における電気機械結合係数Ｋ２の向上は、単純な質量付加膜の体積の減少によるものではなく、その形状の変化に起因するものであることが確認された。
　また、図７（ａ）においては、ｗ２／ｐを小さくしていくと、電気機械結合係数Ｋ２の上昇は頭打ちとなる（ｗ２／ｐ＝０．４）。これは、図７（ｂ）の結果から、体積の減少による電気機械結合係数Ｋ２の減少によるものと考えられる。
　図８（ａ）～図８（ｆ）は、ＳＡＷ素子の変形例を示す断面図である。
　図８（ａ）のＳＡＷ素子は、電極指２５の形状が図１（ｂ）等に示した電極指１３ｂの形状と相違する。具体的には、電極指２５の長手方向に沿った側面が、基板３の上面に近づくにつれて広がるように傾斜している。より具体的には、電極指２５は、電極指２５の長手方向に直交する方向における断面を見たときに、断面形状が台形になるように形成されている。なお、質量付加膜９の下底の長さは、電極指２５の上底の長さと同等とされ、また、質量付加膜９と電極指２５とは、これらの側面の上面３ａに対する傾斜角が互いに同一とされている。
　図８（ｂ）および図８（ｃ）のＳＡＷ素子は、図８（ａ）のＳＡＷ素子と同様に、台形状の電極指２５を有し、また、質量付加膜９の下底の長さは、電極指２５の上底の長さと同等とされている。ただし、図８（ｂ）のＳＡＷ素子においては、質量付加膜９の側面は、電極指２５の側面よりも傾斜が大きくなっている。逆に、図８（ｃ）のＳＡＷ素子においては、質量付加膜９の側面は、電極指２５の側面よりも傾斜が小さくなっている。
　図８（ａ）～図８（ｃ）のいずれにおいても、質量付加膜９において、上面側部分が下面側部分よりも狭くされることによって、上述したように、電気機械結合係数Ｋ２の向上の効果が得られる。さらに、電極指２５においても、上面側部分が下面側部分よりも狭くされることによって、ＳＡＷの振動中心の基板３から質量付加膜９への遷移がさらに緩やかになり、ひいては、電気機械結合係数Ｋ２がさらに向上することが期待される。
　なお、図８（ａ）～図８（ｃ）の電極指２５は、例えば、質量付加膜９と同様に、エッチングの時間を比較的短くすることなどによって、台形状とされる。電極指２５および質量付加膜９の側面の傾斜角は、質量付加膜９のエッチング速度と電極指２５のエッチング速度との差を考慮して適宜にエッチングの条件が設定されることなどによって、互いに同一または異なる大きさとされる。または、電極指２５および質量付加膜９の側面の傾斜角は、電極指２５と質量付加膜９とで、別個に、マスクの形成およびエッチングが行われることによって、互いに同一または異なる大きさとされる。
　図８（ｄ）～図８（ｆ）のＳＡＷ素子は、質量付加膜９と同様に、電極指２５の長手方向に見て、上面側部分が下面側部分よりも狭く形成された質量付加膜２６、２７および２８を有している。ただし、質量付加膜２６、２７および２８は、台形状とは異なる形状とされている。
　具体的には、図８（ｄ）の質量付加膜２６は、電極指２５の長手方向に見て、一の矩形の上に当該矩形よりも幅が狭い他の矩形を重ねた形状とされている。このような形状は、例えば、マスクの形成およびエッチングを２回に分けて行うことによって実現される。
　図８（ｅ）の質量付加膜２７は、電極指２５の長手方向に見て、上面と側面との角部が平面もしくは曲面（図８（ｅ）では曲面）によって面取りされた形状となっている。このような形状は、例えば、台形状の質量付加膜９と同様に、エッチングの時間の調整など、エッチングの条件を適宜に設定することによって実現される。
　図８（ｆ）の質量付加膜２８は、電極指２５の長手方向に見て、概略ドーム状とされている。この場合の質量付加膜２８の断面における上辺はほぼ点に近い。このような形状は、例えば、質量付加膜２８となる材料を電極指２５上に印刷して形成すると、該材料の表面張力によって実現される。
　なお、図８（ｄ）～図８（ｆ）のＳＡＷ素子においては、電極指は、台形状の電極指２５とされているが、矩形状の電極指１３ｂとされてもよい。
　図８（ｄ）～図８（ｆ）のいずれの質量付加膜においても、質量付加膜９と同様に、上面側部分が下面側部分よりも狭くされることによって、電極指２５の配置領域と非配置領域との境界において、質量付加膜の質量が減少される。その結果、いずれの質量付加膜も、質量付加膜９と同様に、ＳＡＷの振動中心の基板３から質量付加膜への遷移を緩やかにする作用を奏し、ひいては、電気機械結合係数Ｋ２が向上する。
（質量付加膜の好適な材料および厚み）
　以下、質量付加膜９の好適な材料および厚みｔについて検討する。ただし、以下の検討におけるシミュレーション計算においては、質量付加膜は矩形（第３の比較例の質量付加膜３０９）とされている。しかし、質量付加膜９は、質量付加膜３０９を改良したものであるから、質量付加膜３０９における好適な材料および厚みは、質量付加膜９においても好適な材料および厚みである。
　また、以下の検討においては、質量付加膜の奏する作用のうち、反射係数の増大の作用に着目する。ただし、反射係数の増大の作用に着目して選定した好適な材料および厚みは、電気機械結合係数Ｋ２に関しても好適なものであることを随所にて確認する。
　以下の検討において、特に断りがない限り、基板３は１２８°Ｙ－ＸカットのＬｉＮｂＯ３基板であり、ＩＤＴ電極５はＡｌからなり、保護層１１はＳｉＯ２からなるものとする。
　図９（ａ）および図９（ｂ）は、電極指１３ｂの１本当たりの反射係数Γ１および電気機械結合係数Ｋ２を示すグラフである。
　図９（ａ）および図９（ｂ）は、シミュレーション計算によって得られたものである。計算条件は、以下のとおりである。
　ＩＤＴ電極５の正規化厚みｅ／λ：０．０８
　保護層１１の正規化厚みＴ／λ：０．２５
　質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λ：０．０１～０．０５の範囲で変化させた。
　質量付加膜３０９の材料：ＷＣ、ＴｉＮ、ＴａＳｉ２
　各材料の音響インピーダンス（単位はＭＲａｙｌ）：
　　　　ＳｉＯ２：１２．２　　Ａｌ：１３．５
　　　　ＷＣ：１０２．５　　ＴｉＮ：５６．０　　ＴａＳｉ２：４０．６
　図９（ａ）および図９（ｂ）において、横軸は質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λを示している。図９（ａ）において縦軸は電極指１３ｂの１本当たりの反射係数Γ１を示している。図９（ｂ）において縦軸は電気機械結合係数Ｋ２を示している。
　図９（ａ）および図９（ｂ）において、線Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ、質量付加膜３０９がＷＣ、ＴｉＮおよびＴａＳｉ２からなる場合に対応している。図９（ａ）において、線ＬＳ１は、反射係数Γ１の一般的に好ましいとされる範囲の下限を示している。図９（ｂ）において、線ＬＳ２は、電気機械結合係数Ｋ２の一般的に好ましいとされる範囲の下限を示している。
　これらの図より、質量付加膜３０９が設けられることによって、電気機械結合係数Ｋ２を一般的に好ましいとされる範囲に留めつつ、反射係数Γ１を一般的に好ましいとされる範囲とすることが可能であることが確認された。
　また、これらの図より、質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λが大きくなるほど、反射係数Γ１および電気機械結合係数Ｋ２が高くなっていることが窺える。このような傾向は、いずれの材料によって質量付加膜３０９が形成された場合においても生じている。
　一般には、音波が伝搬する媒質間における音響インピーダンスの差が大きいほど反射波は大きい。しかし、ＴａＳｉ２（線Ｌ３）は、ＴｉＮ（線Ｌ２）に比較して、音響インピーダンスが小さく、ひいては、ＳｉＯ２との音響インピーダンスの差が小さいにも関わらず、反射係数Γ１が大きくなっている。以下では、この理由について検討する。
　音響インピーダンスＺＳが互いに同一で、ヤング率Ｅおよび密度ρが互いに異なる種々の仮想材料によって質量付加膜３０９を形成した場合（ケースＮｏ．１～Ｎｏ．７）について、反射係数Γ１および電気機械結合係数Ｋ２を計算した。
　計算条件は、以下のとおりである。
　ＩＤＴ電極５の正規化厚みｅ／λ：０．０８
　保護層１１の正規化厚みＴ／λ：０．３０
　質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λ：０．０３
　質量付加膜３０９の物性値：
　　　　　　　　　ＺＳ　　　　　Ｅ　　　　　　ρ
　　　　　　　（ＭＲａｙｌ）（ＧＰａ）（１０３ｋｇ／ｍ３）
　　　Ｎｏ．１：　５０　　　　１００　　　　２５．０
　　　Ｎｏ．２：　５０　　　　２００　　　　１２．５
　　　Ｎｏ．３：　５０　　　　３００　　　　　８．３３
　　　Ｎｏ．４：　５０　　　　４００　　　　　６．２５
　　　Ｎｏ．５：　５０　　　　５００　　　　　５．００
　　　Ｎｏ．６：　５０　　　　６００　　　　　４．１７
　　　Ｎｏ．７：　５０　　　　７００　　　　　３．５７
　　　なお、ＺＳ＝√（ρＥ）である。
　図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、上記の条件に基づいて計算した結果を示すグラフである。横軸は、Ｎｏ．を示し、縦軸は、電極指１３ｂの１本当たりの反射係数Γ１または電気機械結合係数Ｋ２を示している。線Ｌ５は計算結果を示している。
　図１０（ａ）において、反射係数Γ１は、音響インピーダンスＺＳが同一であっても、ヤング率Ｅが小さく、密度ρが大きいほど大きくなっている。また、Ｎｏ．１～Ｎｏ．３における反射係数Γ１の変化率は、Ｎｏ．３～Ｎｏ．７における反射係数Γ１の変化率よりも大きくなっている。換言すれば、Ｎｏ．３付近において、臨界的意義を見出す余地がある。
　このような反射係数Γ１の変化は、以下のように、質量付加膜３０９を構成する材料の弾性波の伝搬速度の相違によって生じているものと考えられる。まず、導波路理論より、振動分布は弾性波の伝搬速度の遅い媒質の領域ほど大きくなる。一方、Ｎｏ．１～Ｎｏ．７の仮想材料の弾性波の伝搬速度Ｖは、以下のようになる（単位はｍ／ｓ）。なお、Ｖ＝√（Ｅ／ρ）である。
　Ｎｏ．１：　２０００　Ｎｏ．２：　４０００　Ｎｏ．３：　６０００
　Ｎｏ．３：　８０００　Ｎｏ．４：１００００　Ｎｏ．６：１２０００
　Ｎｏ．７：１４０００
　従って、同等の音響インピーダンスの質量付加膜３０９であっても、振動分布が質量付加膜３０９に集中する弾性波の伝搬速度が遅い質量付加膜３０９の方が、振動分布が周りに分散してしまう弾性波の伝搬速度が速い質量付加膜３０９よりも、実効的に反射係数が高くなると考えられる。
　また、ＳｉＯ２の弾性波の伝搬速度は５５６０ｍ／ｓ、Ａｌの弾性波の伝搬速度は５０２０ｍ／ｓである。従って、Ｎｏ．１および２の質量付加膜３０９の弾性波の伝搬速度は、保護層１１およびＩＤＴ電極５の弾性波の伝搬速度よりも遅く、Ｎｏ．３～７の質量付加膜３０９の弾性波の伝搬速度は、保護層１１およびＩＤＴ電極５の弾性波の伝搬速度よりも速い。従って、上述したＮｏ．３付近における反射係数の変化率の変化も、弾性波の伝搬速度によって説明できる。
　なお、図１０（ａ）において、横軸を弾性波の伝搬速度とみなしたときのＳｉＯ２およびＡｌの弾性波の伝搬速度を線ＬＶ１およびＬＶ２によって示す。また、図１０（ｂ）に示す電気機械結合係数Ｋ２は、ヤング率Ｅおよび密度ρが変化しても、好ましい範囲内に収まっている。
　以上のとおり、質量付加膜３０９は、保護層１１およびＩＤＴ電極５を形成する材料と音響インピーダンスが相違し、かつ保護層１１およびＩＤＴ電極５を形成する材料よりも弾性波の伝搬速度が遅い材料からなることが好ましい。なお、保護層１１およびＩＤＴ電極５を形成する材料よりも音響インピーダンスが小さい材料よりも、大きい材料の方が、保護層１１およびＩＤＴ電極５を形成する材料よりも弾性波の伝搬速度が遅いという条件を満たしやすく、材料の選定が容易である。
　このような材料としては、例えば、Ｔａ２Ｏ５、ＴａＳｉ２、Ｗ５Ｓｉ２が挙げられる。これらの物性値（音響インピーダンスＺＳ、弾性波の伝搬速度Ｖ、ヤング率Ｅ、密度ρ）は、以下のとおりである。
　　　　　　　　ＺＳ　　　　　Ｖ　　　　Ｅ　　　　　　ρ
　　　　　　（ＭＲａｙｌ）（ｍ／ｓ）（ＧＰａ）（１０３ｋｇ／ｍ３）
　Ｔａ２Ｏ５　：３３．８　　４３５２　　１４７　　　７．７６
　ＴａＳｉ２　：４０．６　　４４３８　　１８０　　　９．１４
　Ｗ５Ｓｉ２　：６７．４　　４４６５　　３０１　　　１５．１
　なお、図９（ａ）において例示したＷＣおよびＴｉＮは、保護層１１およびＩＤＴ電極５を形成する材料よりも弾性波の伝搬速度が遅いという条件を満たさない（ＷＣのＶ：６５０４ｍ／ｓ、ＴｉＮのＶ：１０７２１ｍ／ｓ）。
　ＴａＳｉ２（図９（ａ）の線Ｌ３）よりもさらに音響インピーダンスが保護層１１およびＩＤＴ電極５の音響インピーダンスに近いＴａ２Ｏ５（ＡｌおよびＳｉＯ２との音響インピーダンスの差が２０ＭＲａｙｌ程度）について反射係数を計算し、上記の材料に関する知見について確認を行った。
　計算条件は、以下のとおりである。
　ＩＤＴ電極５の正規化厚みｅ／λ：０．０８
　保護層１１の正規化厚みＴ／λ：０．２７、０．３０または０．３３
　質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λ：０．０１～０．０９の範囲で変化させた。
　図１１は上記の条件に基づいて計算した結果を示すグラフである。横軸および縦軸は図９（ａ）の縦軸および横軸と同様である。なお、線Ｌ７、Ｌ８およびＬ９は、それぞれ、保護層１１の正規化厚みＴ／λが０．２７、０．３０および０．３３の場合に対応している（線Ｌ７、Ｌ８およびＬ９はほぼ重なっている）。
　図１１において、Ｔａ２Ｏ５は、ＴｉＮ（図９（ａ）の線Ｌ２）に比較して、音響インピーダンスが保護層１１の音響インピーダンスに近いにも関わらず、弾性波の伝搬速度が遅いことから、反射係数が高くなっている。
　図１１においては、保護層１１の正規化厚みＴ／λは、概ね、反射係数に影響を及ぼさないという結果となっている。
　次に、質量付加膜３０９の厚みｔの好ましい範囲について検討する。まず、質量付加膜３０９の厚みｔの好ましい範囲の下限値（以下、「好ましい範囲の」を省略して単に「下限値」ということがある。）について検討する。
　図１２（ａ）は、ＩＤＴ電極５（全ての電極指１３ｂ）の反射係数Γallを模式的に示すグラフである。図１２（ａ）において横軸は周波数ｆを示し、縦軸は反射係数Γallを示している。
　反射係数Γallが概ね１（１００％）となる周波数帯（ｆ１～ｆ２）は、ストップバンドと呼ばれている。なお、実用上、ストップバンドにおける反射係数Γallは、完全に１である必要はなく、例えば、反射係数Γallが０．９９以上である周波数帯がストップバンドとして特定されてよい。また、一般に、ストップバンドの下端ｆ１もしくは上端ｆ２においては、反射係数Γallが急激に変化するから、この変化の間がストップバンドと特定されてもよい。
　ＩＤＴ電極５の反射係数Γallは、電極指１３ｂの１本当たりの反射係数Γ１および電極指１３ｂの本数等によって決定される。そして、反射係数Γ１が小さくなると、ストップバンドの幅ＳＢは小さくなることが一般的に知られている。
　図１２（ｂ）は、ＩＤＴ電極５の電気的なインピーダンスＺｅを模式的に示すグラフである。
　図１２（ｂ）において横軸は周波数ｆを示し、縦軸はインピーダンスの絶対値｜Ｚｅ｜を示している。一般に知られているように、｜Ｚｅ｜は、共振周波数ｆ３において極小値をとり、反共振周波数ｆ４において極大値をとる。また質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λを変えるとストップバンドの下端ｆ１と共振周波数ｆ３とが一致した状態でストップバンドの上端ｆ２と反共振周波数ｆ４とが変化する。このときの変化の割合は、ストップバンドの上端ｆ２の方が反共振周波数ｆ４よりも大きい。
　ここで、仮に、ストップバンドの上端ｆ２が、線Ｌ１１で示す、反共振周波数ｆ４よりも低い周波数であると仮定すると、領域Ｓｐ１において仮想線（２点鎖線）で示すように、共振周波数ｆ３と反共振周波数ｆ４との間の周波数帯（幅Δｆ）においてスプリアスが発生する。その結果、所望のフィルタ特性等が得られないおそれがある。
　一方、ストップバンドの上端ｆ２が、線Ｌ１２で示す、反共振周波数ｆ４よりも高い周波数であると仮定すると、領域Ｓｐ２において仮想線（２点鎖線）で示すように、スプリアスは、反共振周波数ｆ４よりも高い周波数において発生する。この場合、スプリアスがフィルタ特性等に及ぼす影響は抑制される。
　従って、ストップバンドの上端ｆ２は反共振周波数ｆ４よりも高い周波数であることが好ましい。ここでストップバンドの上端ｆ２は反射係数に依存するから、ストップバンドの上端ｆ２が反共振周波数ｆ４よりも高い周波数となるようにＩＤＴ電極５の反射係数を調整すればよい。そして、ＩＤＴ電極５の反射係数は図９や図１１において示したように質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λが大きくなるほど直線的に増加するから、質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λを調整することによってストップバンドの上端ｆ２を反共振周波数ｆ４よりも高い周波数とすることができる。すなわち、質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λをストップバンドの上端ｆ２が反共振周波数ｆ４よりも高くなる厚みとすることによって、共振周波数ｆ３と反共振周波数ｆ４との間の周波数帯（幅Δｆ）においてスプリアスの発生が抑制される。
　ここで、図１１に示したように、反射係数Γ１は、保護層１１の正規化厚みＴ／λの影響を受ける。また、幅Δｆは、保護層１１の正規化厚みＴ／λの影響を受ける。そこで、質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λは、保護層１１の正規化厚みＴ／λに応じて決定されることが好ましい。
　そこで、ストップバンドの上端ｆ２が反共振周波数ｆ４と同等となる正規化厚みｔ／λを保護層１１の正規化厚みＴ／λを変化させて算出し、その計算結果に基づいて、正規化厚みｔ／λの下限値を正規化厚みＴ／λによって規定した。
　図１３は、ストップバンドの上端ｆ２が反共振周波数ｆ４よりも高くなる正規化厚みｔ／λを説明するグラフであり、質量付加膜３０９の材料をＴａ２Ｏ５とした場合を例にとっている。
　図１３において、横軸は保護層１１の正規化厚みＴ／λを示し、縦軸は質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λを示している。実線ＬＮ１は、ストップバンドの上端ｆ２が反共振周波数ｆ４と同等となる正規化厚みｔ／λの計算結果を示したものである。なお、計算において、ＩＤＴ電極５の正規化厚みｅ／λは、０．０８λとした。
　実線ＬＮ１によって示されるように、ストップバンドの上端ｆ２が反共振周波数ｆ４と同等となる正規化厚みｔ／λは、２次曲線により好適に近似曲線を導き出すことが可能であった。
　具体的には、以下のとおりである。
　Ｔａ２Ｏ５：
　　　ｔ／λ＝0.5706（Ｔ／λ）２－0.3867（Ｔ／λ）＋0.0913
　ＴａＳｉ２：
　　　ｔ／λ＝0.3995（Ｔ／λ）２－0.2675（Ｔ／λ）＋0.0657
　Ｗ５Ｓｉ２：
　　　ｔ／λ＝0.2978（Ｔ／λ）２－0.1966（Ｔ／λ）＋0.0433
　なお、いずれの下限値の式においても、正規化厚みｔ／λの極小値は、特許文献２において示された密着層の正規化厚みの最大値（０．０１）よりも大きい。特許文献１は、密着層の厚みが波長によって正規化されていないので比較が難しい。しかし、正規化された厚みが大きくなるように、周波数を高く（例えばＵＭＴＳの最大周波数２６９０ＭＨｚ）、弾性波の伝搬速度を遅く（例えば３０００ｍ／ｓ）しても、λ＝１．１μｍであり、特許文献１の密着層の厚さの最大値（１００Å）は０．０１λ未満である。
　次に、質量付加膜３０９の厚みｔの好ましい範囲の上限値（以下、「好ましい範囲の」を省略して単に「上限値」ということがある。）について検討する。
　図９（ａ）および図１１に示したように、質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λが大きくなるほど反射係数が高くなる。従って、正規化厚みｔ／λの上限値は、質量付加膜３０９が保護層１１から露出しない範囲ということになる。
　正規化厚みｔ／λの下限値と同様に、正規化厚みｔ／λの上限値を式によって規定するならば、例えば、ＩＤＴ電極５の厚さｅ／λを、一般的なＳＡＷ素子における厚さｅ／λに照らして０．１未満と見積もり、下記の式のように規定できる。
　上限値：ｔ／λ＝Ｔ／λ－０．１
　以上の検討から導かれる正規化厚みｔ／λの好ましい範囲を、Ｔａ２Ｏ５を例にとり、図１４に示す。
　図１４において、横軸および縦軸は、図１３と同様に、保護層１１の正規化厚みＴ／λおよび質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λを示している。線ＬＬ１は下限値を示し（図１３の線ＬＮ１に対応）、線ＬＨ１は上限値を示している。これらの線の間のハッチングされた領域が質量付加膜３０９の正規化厚みｔ／λの好ましい範囲である。なお、線ＬＨ５は、特許文献２において示された密着層の正規化厚みの上限値（０．０１）を示している。
（ＳＡＷ装置の構成）
　図１５は、本実施形態に係るＳＡＷ装置５１を示す断面図である。
　ＳＡＷ装置５１は、例えば、フィルタもしくはデュプレクサを構成している。ＳＡＷ装置５１は、ＳＡＷ素子３１と、ＳＡＷ素子３１が実装される回路基板５３とを有している。
　ＳＡＷ素子３１は、例えば、いわゆるウェハレベルパッケージのＳＡＷ素子として構成されている。ＳＡＷ素子３１は、上述したＳＡＷ素子１と、基板３のＳＡＷ素子１側を覆うカバー３３と、カバー３３を貫通する端子３５と、基板３のＳＡＷ素子１とは反対側を覆う裏面部３７とを有している。
　カバー３３は、樹脂等によって構成されており、ＳＡＷの伝搬を容易化するための振動空間３３ａをＩＤＴ電極５および反射器７の上方（ｚ方向の正側）に構成している。基板３の上面３ａ上には、ＩＤＴ電極５と接続された配線３８と、配線３８に接続されたパッド３９とが形成されている。端子３５は、パッド３９上において形成され、ＩＤＴ電極５と電気的に接続されている。裏面部３７は、例えば、特に図示しないが、温度変化等によって基板３表面にチャージされた電荷を放電するための裏面電極と当該裏面電極を覆う絶縁層とを有している。
　回路基板５３は、例えば、いわゆるリジッド式のプリント配線基板によって構成されている。回路基板５３の実装面５３ａには、実装用パッド５５が形成されている。
　ＳＡＷ素子３１は、カバー３３側を実装面５３ａに対向させて配置される。そして、端子３５と実装用パッド５５は、半田５７によって接着される。その後、ＳＡＷ素子３１は封止樹脂５９によって封止される。
　なお、以上の実施形態において、基板３は圧電基板の一例であり、保護層１１は絶縁層の一例である。
　本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
　弾性波素子は、（狭義の）ＳＡＷ素子に限定されない。例えば、絶縁層（１１）の厚さが比較的大きい（例えば０．５λ～２λ）、いわゆる弾性境界波素子（ただし、広義のＳＡＷ素子に含まれる。）であってもよい。なお、弾性境界波素子においては、振動空間（３３ａ）の形成は不要であり、ひいては、カバー３３等も不要である。
　弾性波素子において、絶縁層（１１）は必須の要件ではなく、また、絶縁層は、腐食防止のみを目的として設けられ、電極指の厚みよりも薄くされてもよい。これらの場合においても、質量付加膜は、例えば、電極指の材料よりも弾性波の伝搬速度の遅い材料により形成されることにより、反射係数を大きくすることができ、ＳＡＷの反射効率が良くなるためＳＡＷの共振子内における閉じ込め効果が向上する。これにより、例えば、損失を少なくすることができるといった効果を奏する。また、これらの場合においても、実施形態と同様に、付加層が、上面側部分が下面側部分よりも狭く形成されることによって、ＳＡＷの振動中心が電極指の表面に急激に遷移することが抑制され、電気機械結合係数が向上するという効果が奏される。
　弾性波素子は、ウェハレベルパッケージのものに限定されない。例えば、ＳＡＷ素子は、カバー３３および端子３５等を有さず、基板３の上面３ａ上のパッド３９と、回路基板５３の実装用パッド５５とが半田５７によって直接接着されてもよい。そして、ＳＡＷ素子１（保護層１１）と回路基板５３の実装面５３ａとの隙間によって振動空間が形成されてよい。
　質量付加膜は、電極の全面に亘って設けられることが好ましい。ただし、質量付加膜は、電極指のみに設けられるなど、電極の一部にのみ設けられてもよい。さらに、質量付加膜は、電極指の長手方向に見て中央側の一部のみに設けられるなどしてもよい。また、質量付加膜は、電極の上面だけでなく、側面にも設けられてもよい。質量付加膜の材料は、導電材料であってもよいし、絶縁材料であってもよい。具体的には、タングステン、イリジウム、タンタル、銅などの導電材料、ＢａｘＳｒ１－ｘＯ３、ＰｂｘＺｎ１－ｘＯ３、ＺｎＯ３などの絶縁材料を質量付加膜の材料として挙げることができる。また、図９（ａ）において好ましい材料とされなかったＷＣ等も質量付加膜の材料とされてよい。
　質量付加膜を絶縁材料により形成することによって、質量付加膜を金属材料によって形成したものに比べ、電極の腐食を抑制し弾性波素子の電気特性を安定化させることができる。なぜならば、ＳｉＯ２からなる絶縁層にはピンホールが形成されることがあり、このピンホールが形成されると、これを介して電極部分まで水分が浸入することとなるが、電極上に電極材料と異なる材料からなる金属膜が配置されていると、浸入した水分によって、異種金属間の電池効果よる腐食が発生するおそれがあるからである。よって、質量付加膜をＴａ２Ｏ５などの絶縁材料によって形成すれば、電極と質量付加膜との間において電池効果は殆ど起きないため、電極の腐食が抑制された信頼性の高い弾性波素子とすることができる。
　絶縁層（１１）の上面は、電極指の位置において凸となるように、凹凸を有していてもよい。この場合、反射係数をさらに高くすることができる。当該凹凸は、図２（ｅ）を参照して説明したように、絶縁層の成膜時に電極指の厚みに起因して形成されるものであってもよいし、絶縁層の表面を電極指の間の領域においてエッチングして形成されるものであってもよい。
　基板は、１２８°±１０°Ｙ－ＸカットのＬｉＮｂＯ３基板の他にも、例えば、３８．７°±Ｙ－ＸカットのＬｉＴaＯ３などを用いることができる。電極（電極指）の材料は、ＡｌおよびＡｌを主成分とする合金に限定されず、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｔｉであってもよい。絶縁層の材料は、ＳｉＯ２に限定されず、例えば、ＳｉＯ２以外の酸化珪素であってもよい。
　１…ＳＡＷ素子（弾性波素子）、３…基板（圧電基板）、３ａ…上面、５…ＩＤＴ電極（電極）、９…質量付加膜、１１…保護層（絶縁層）。

Claims (9)

  1. 　圧電基板と、
    　該圧電基板の上面に配置された電極指と、
    　該電極指の上面に配置された質量付加膜と、を備え、
    　該質量付加膜は、前記電極指が伸びている方向に直交する断面を見たときに、該断面における幅が上辺で最も小さい、弾性波素子。
  2. 　前記質量付加膜が配置された前記電極指と、前記圧電基板の上面のうち前記電極指から露出する部分とを覆い、前記圧電基板の上面からの厚みが前記電極指および前記質量付加膜の合計の厚みよりも大きい絶縁層をさらに備える、請求項１に記載の弾性波素子。
  3. 　前記絶縁層は酸化珪素を主成分とする、請求項２に記載の弾性波素子。
  4. 　前記質量付加膜は、前記電極指の材料および前記絶縁層の材料よりも音響インピーダンスが大きく、かつ前記電極指の材料および前記絶縁層の材料よりも弾性波の伝搬速度が遅い材料を主成分とする、請求項２または３に記載の弾性波素子。
  5. 　前記質量付加膜は絶縁材料を主成分とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波素子。
  6. 　前記質量付加膜は、前記断面における形状が台形である、請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波素子。
  7. 　前記台形の下底に対する前記台形の上底の長さの比が０．７以上１．０未満である、請求項６に記載の弾性波素子。
  8. 　前記電極指は、該電極指の長手方向に沿った側面が、前記圧電基板の上面に近づくにつれて広がるように傾斜している、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波素子。
  9. 　請求項１～８のいずれか１項に記載の弾性波素子と、
    　該弾性波素子が取り付けられた回路基板と、を備える弾性波装置。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015170528A1 (ja) * 2014-05-07 2015-11-12 株式会社村田製作所 弾性表面波装置
US9496846B2 (en) 2013-02-15 2016-11-15 Skyworks Filter Solutions Japan Co., Ltd. Acoustic wave device and electronic apparatus including same
KR20180075584A (ko) * 2015-12-25 2018-07-04 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치
JPWO2018116680A1 (ja) * 2016-12-20 2019-06-27 株式会社村田製作所 弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置
WO2021060523A1 (ja) * 2019-09-27 2021-04-01 株式会社村田製作所 弾性波装置及びフィルタ装置
US11070193B2 (en) 2017-11-24 2021-07-20 Murata Manufacturing Co., Ltd. Elastic wave device, radio-frequency front-end circuit, and communication device
US11336255B2 (en) 2017-02-16 2022-05-17 Acoustic Wave Device Labo., Ltd. Acoustic wave element and method for manufacturing same
WO2022118970A1 (ja) * 2020-12-04 2022-06-09 株式会社村田製作所 弾性波装置
WO2023048144A1 (ja) * 2021-09-21 2023-03-30 株式会社村田製作所 弾性波装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2905616B1 (en) * 2012-10-01 2017-01-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Elastic wave element and elastic wave sensor using same
KR102576924B1 (ko) * 2016-03-09 2023-09-11 (주)와이솔 네거티브 프로파일 메탈 구조를 갖는 saw 공진기 및 이의 제조 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001168671A (ja) * 1999-12-07 2001-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波デバイスとその製造方法
JP2005065050A (ja) * 2003-08-18 2005-03-10 Seiko Epson Corp 弾性表面波素子、弾性表面波素子の製造方法および電子機器
JP2006109287A (ja) * 2004-10-08 2006-04-20 Alps Electric Co Ltd 弾性表面波素子及びその製造方法
JP2006237750A (ja) * 2005-02-22 2006-09-07 Seiko Epson Corp 弾性表面波素子および電子機器
JP2007221416A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品及びこの電子部品を用いた電子機器
JP2008079275A (ja) * 2007-02-27 2008-04-03 Kyocera Corp 弾性表面波素子及び弾性表面波装置
WO2009125536A1 (ja) * 2008-04-10 2009-10-15 株式会社村田製作所 弾性境界波装置及びその製造方法
WO2010098139A1 (ja) * 2009-02-27 2010-09-02 エプソントヨコム株式会社 弾性表面波共振子、弾性表面波発振器、及び電子機器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1290258C (zh) * 2001-12-28 2006-12-13 松下电器产业株式会社 弹性表面波装置以及应用该装置的电子部件和复合模件
US7148610B2 (en) * 2002-02-01 2006-12-12 Oc Oerlikon Balzers Ag Surface acoustic wave device having improved performance and method of making the device
US7141909B2 (en) * 2003-06-17 2006-11-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Surface acoustic wave device
WO2005083881A1 (ja) * 2004-03-02 2005-09-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. 弾性表面波装置
WO2007034832A1 (ja) * 2005-09-20 2007-03-29 Kyocera Corporation 弾性表面波素子及び弾性表面波装置
DE102005055871A1 (de) * 2005-11-23 2007-05-24 Epcos Ag Elektroakustisches Bauelement

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001168671A (ja) * 1999-12-07 2001-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波デバイスとその製造方法
JP2005065050A (ja) * 2003-08-18 2005-03-10 Seiko Epson Corp 弾性表面波素子、弾性表面波素子の製造方法および電子機器
JP2006109287A (ja) * 2004-10-08 2006-04-20 Alps Electric Co Ltd 弾性表面波素子及びその製造方法
JP2006237750A (ja) * 2005-02-22 2006-09-07 Seiko Epson Corp 弾性表面波素子および電子機器
JP2007221416A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品及びこの電子部品を用いた電子機器
JP2008079275A (ja) * 2007-02-27 2008-04-03 Kyocera Corp 弾性表面波素子及び弾性表面波装置
WO2009125536A1 (ja) * 2008-04-10 2009-10-15 株式会社村田製作所 弾性境界波装置及びその製造方法
WO2010098139A1 (ja) * 2009-02-27 2010-09-02 エプソントヨコム株式会社 弾性表面波共振子、弾性表面波発振器、及び電子機器

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11863156B2 (en) 2013-02-15 2024-01-02 Skyworks Filter Solutions Japan Co., Ltd. Acoustic wave device including multi-layer interdigital transducer electrodes
US9496846B2 (en) 2013-02-15 2016-11-15 Skyworks Filter Solutions Japan Co., Ltd. Acoustic wave device and electronic apparatus including same
US10439585B2 (en) 2013-02-15 2019-10-08 Skyworks Filter Solutions Japan Co., Ltd. Acoustic wave device including multiple dielectric films
WO2015170528A1 (ja) * 2014-05-07 2015-11-12 株式会社村田製作所 弾性表面波装置
US10644671B2 (en) 2014-05-07 2020-05-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Surface acoustic wave device
KR20180075584A (ko) * 2015-12-25 2018-07-04 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치
KR102011468B1 (ko) 2015-12-25 2019-08-16 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치
JPWO2018116680A1 (ja) * 2016-12-20 2019-06-27 株式会社村田製作所 弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置
US11336255B2 (en) 2017-02-16 2022-05-17 Acoustic Wave Device Labo., Ltd. Acoustic wave element and method for manufacturing same
US11070193B2 (en) 2017-11-24 2021-07-20 Murata Manufacturing Co., Ltd. Elastic wave device, radio-frequency front-end circuit, and communication device
WO2021060523A1 (ja) * 2019-09-27 2021-04-01 株式会社村田製作所 弾性波装置及びフィルタ装置
WO2022118970A1 (ja) * 2020-12-04 2022-06-09 株式会社村田製作所 弾性波装置
WO2023048144A1 (ja) * 2021-09-21 2023-03-30 株式会社村田製作所 弾性波装置

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