WO2015137089A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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    • H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02834—Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device using a plate wave, and more particularly to an elastic wave device using a LiTaO 3 substrate.
  • Patent Document 1 discloses an SH wave element using the SH0 mode, which is the basic mode of the SH wave.
  • Patent Document 1 discloses that the delay time temperature coefficient TCD can be made substantially zero by setting the thickness of the LiTaO 3 substrate to a predetermined thickness.
  • the TCD can be almost zero if an electrode material film such as gold or aluminum is formed to a thickness of about 0.2 ⁇ m.
  • the Al-converted wavelength normalized thickness of the IDT electrode is as extremely thin as 0.000625 ⁇ . That is, a very thin electrode film having a wavelength of 0.1% or less must be formed.
  • the film thickness of the electrode is not so thin as about 0.2 ⁇ m.
  • the electrode film thickness is about 2 nm for use in the 4 nm and 1 GHz band.
  • the object of the present invention is to utilize a SH0 mode plate wave propagating through a LiTaO 3 substrate, the Al-converted wavelength-standardized thickness of the IDT electrode is thicker than before, the temperature characteristics are good, and the manufacture is An object is to provide an easy acoustic wave device.
  • Acoustic wave device is a LiTaO 3 substrate is provided on the main surface of the LiTaO 3 substrate, and an IDT electrode composed mainly of Al or Al, fundamental SH wave is mainly A plate wave of the SH0 mode, which is a mode, is used.
  • the wavelength normalized thickness of the LiTaO 3 substrate normalized by the wavelength determined by the electrode finger pitch of the IDT electrode of the LiTaO 3 substrate, and the terms of Al wavelength normalized thickness of the IDT electrode the following One of the combinations shown in Table 1 is satisfied.
  • Acoustic wave device is a LiTaO 3 substrate is provided on the main surface of the LiTaO 3 substrate, and an IDT electrode composed mainly of Al or Al, fundamental SH wave is mainly A plate wave of the SH0 mode, which is a mode, is used.
  • the wavelength normalized thickness of the LiTaO 3 substrate normalized by the wavelength determined by the electrode finger pitch of the IDT electrode of the LiTaO 3 substrate, and the duty of the IDT electrode is shown in Table 2 below Satisfy any combination.
  • An elastic wave device includes a LiTaO 3 substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and the LiTaO 3 substrate. is provided on the first major surface, an IDT electrode composed mainly of Al or Al, the LiTaO 3 is provided on the second major surface of the substrate, through the LiTaO 3 substrate and the IDT electrode And a conductive film provided so as to be opposed to each other, and utilizes a SH0 mode plate wave, which is a fundamental mode mainly composed of SH waves.
  • the conductive film is not short-circuited.
  • the wavelength normalized thickness of the LiTaO 3 substrate normalized by the wavelength determined by the electrode finger pitch of the IDT electrode of the LiTaO 3 substrate, and the duty of the IDT electrode Table 4 One of the combinations shown in is satisfied.
  • An acoustic wave device includes a LiTaO 3 substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and the LiTaO 3 substrate is provided on the first major surface, an IDT electrode composed mainly of Al or Al, the LiTaO 3 is provided on the second major surface of the substrate, through the LiTaO 3 substrate and the IDT electrode And a conductive film provided so as to be opposed to each other, and utilizes a SH0 mode plate wave, which is a fundamental mode mainly composed of SH waves.
  • the conductive film is short-circuited.
  • An acoustic wave device includes a LiTaO 3 substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and the LiTaO 3 substrate is provided on the first major surface, an IDT electrode composed mainly of Al or Al, the LiTaO 3 is provided on the second major surface of the substrate, through the LiTaO 3 substrate and the IDT electrode And a conductive film provided so as to be opposed to each other, and utilizes a SH0 mode plate wave, which is a fundamental mode mainly composed of SH waves.
  • the conductive film is short-circuited.
  • the wavelength normalized thickness of the LiTaO 3 substrate normalized by the wavelength determined by the electrode finger pitch of the IDT electrode of the LiTaO 3 substrate, and the duty of the IDT electrode is shown in Table 6 below Satisfy any combination.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the wavelength normalized thickness of the Al film, the wavelength normalized thickness of the LiTaO 3 substrate, and the degree of improvement in temperature characteristics in the acoustic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship among the duty, the wavelength normalized thickness of the LiTaO 3 substrate, and the temperature characteristic improvement degree in the acoustic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the wavelength normalized thickness of the Al film, the wavelength normalized thickness of the LiTaO 3 substrate, and the temperature characteristic improvement degree in the acoustic wave device of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship among the duty, the wavelength normalized thickness of the LiTaO 3 substrate, and the temperature characteristic improvement degree in the acoustic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the wavelength normalized thickness of the Al film, the wavelength normalized thickness of the LiTaO
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship among the duty, the wavelength normalized thickness of the LiTaO 3 substrate, and the temperature characteristic improvement degree in the elastic wave device of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the wavelength normalized thickness of the Al film, the wavelength normalized thickness of the LiTaO 3 substrate, and the temperature characteristic improvement degree in the acoustic wave device of the third embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship among the duty in the acoustic wave device of the third embodiment, the normalized wavelength thickness of the LiTaO 3 substrate, and the temperature characteristic improvement degree.
  • FIG. 1A and FIG. 1B are schematic plan views schematically showing a front sectional view and an electrode structure of an acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • the LiTaO 3 substrate 2 has a first main surface 2a and a second main surface 2b opposite to the first main surface 2a.
  • the IDT electrode 3 is made of Al in this embodiment.
  • the IDT electrode 3 may be mainly composed of Al.
  • “mainly comprising Al” refers to a structure made of an alloy containing 50% by weight or more of Al, or a structure containing 50% by weight or more of Al in a laminated structure of Al and another metal film.
  • Plate waves are classified into Lamb waves (mainly in the elastic wave propagation direction and piezoelectric material thickness direction) and SH waves (mainly in the SH component) according to the displacement component. Furthermore, Lamb waves are classified into a symmetric mode (S mode) and an antisymmetric mode (A mode). When folded at a line half the thickness of the piezoelectric body, the one where the displacement overlaps is the symmetric mode, and the one where the displacement is in the opposite direction is the anti-symmetric mode. The numerical value indicates the number of nodes in the thickness direction.
  • the A1 mode Lamb wave is a first-order antisymmetric mode Lamb wave.
  • FIG. 2 shows the states of the S mode and A mode of the Lamb wave and the propagation mode of the SH wave.
  • the direction of the arrow indicates the direction of elastic wave displacement
  • FIG. 5 shows the relationship between the wavelength normalized thickness of the LiTaO 3 substrate 2, the wavelength normalized thickness of the Al film constituting the IDT electrode 3, and the temperature characteristic improvement degree in the acoustic wave device of the first embodiment. Indicates.
  • the Euler angles of the LiTaO 3 substrate 2 are (0 °, 120 °, 0 °).
  • the duty of the IDT electrode 3 was 0.5.
  • the wavelength normalized thickness is a value obtained by standardizing the thickness of an electrode mainly composed of a LiTaO 3 substrate or Al by ⁇ , where ⁇ is a wavelength determined by the electrode finger pitch of the IDT electrode 3.
  • the temperature characteristic improvement degree (TCF SH0 -TCF SAW ) / TCF SAW indicates the improvement degree of the frequency temperature coefficient TCF. More specifically, a surface acoustic wave device conventionally used for communication was prepared as a reference device. The specifications of the surface acoustic wave device as the reference device are as follows.
  • Substrate LiTaO 3 substrate with Euler angles (0 °, 132 °, 0 °).
  • TCF SH0 of the elastic wave device of the above embodiment is ⁇ 20 ppm / ° C.
  • TCF SAW of the surface acoustic wave device is ⁇ 50 ppm / ° C.
  • the temperature characteristic improvement degree changes when the thickness of Al and the thickness of the LiTaO 3 substrate are changed. If any combination shown in Table 7 below is satisfied, it can be seen that the degree of improvement in temperature characteristics in FIG. Therefore, it can be seen that the temperature characteristics can be improved by selecting the wavelength standardized thickness of the LiTaO 3 substrate 2 and the wavelength standardized thickness of Al so as to satisfy any combination shown in Table 7 below. .
  • the standardized thickness of Al is 0.04 or more, and therefore, the manufacture is facilitated even when the frequency is increased.
  • FIG. 3 is a front sectional view of an acoustic wave device according to a second embodiment of the present invention.
  • the conductive film 4 is provided on the second main surface 2 b of the LiTaO 3 substrate 2.
  • the elastic wave device 11 is structurally similar to the elastic wave device 1 except that the conductive film 4 is provided.
  • the conductive film 4 is not short-circuited. That is, it is in a floating state.
  • FIG. 7 shows the thickness of the LiTaO 3 substrate 2, that is, the wavelength normalized thickness, the wavelength normalized thickness of the Al film constituting the IDT electrode 3, and the temperature characteristic improvement degree in the acoustic wave device of the second embodiment. The relationship is shown.
  • the Euler angles of the LiTaO 3 substrate 2 are (0 °, 120 °, 0 °).
  • the duty of the IDT electrode 3 was 0.5.
  • the conductive film 4 is made of an Al film and has a thickness of 50 nm.
  • FIG. 10 shows changes in the temperature characteristic improvement degree when the duty of the IDT electrode and the thickness of the LiTaO 3 substrate are changed.
  • the duty was varied between 0.3 and 0.7, and the wavelength normalized thickness of Al constituting the IDT electrode 3 was 0.1.
  • the IDT electrode in this embodiment may be a laminate of an Al film and another metal film as long as it is mainly Al.
  • an Al-converted wavelength normalized thickness may be used as the wavelength normalized thickness of the IDT electrode.
  • the Al-converted wavelength normalized thickness means a thickness using a converted film thickness equivalent to the Al film thickness when Al is the main component.
  • the wavelength normalized thickness of the Al film is 0.05
  • the wavelength normalized thickness of the Pt film is 0.005.

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Abstract

　ＩＤＴ電極のＡｌ換算波長規格化厚みが従来よりも厚く、かつ、温度特性が良好であり、製造容易な弾性波装置を提供する。　ＬｉＴａＯ３基板２の主面２ａにＩＤＴ電極３が設けられており、ＳＨ波が主体の基本モードであるＳＨ０モードの板波を利用している、弾性波装置１。ＬｉＴａＯ３基板２のＩＤＴ電極３の電極指ピッチで定まる波長により規格化したＬｉＴａＯ３基板２の波長規格化厚みと、ＩＤＴ電極３のＡｌ換算波長規格化厚みとが、下記の表１に示すいずれかの組み合わせを満たしている。

Description

弾性波装置
　本発明は、板波を利用した弾性波装置に関し、より詳細には、ＬｉＴａＯ３基板を用いた弾性波装置に関する。
　従来、ＬｉＴａＯ３を用いたＳＨ波素子が得られている。例えば下記の特許文献１には、ＳＨ波の基本モードである、ＳＨ０モードを利用したＳＨ波素子が開示されている。特許文献１では、ＬｉＴａＯ３基板の厚みを所定の厚みとすることにより、遅延時間温度係数ＴＣＤをほぼ０とし得ることが開示されている。また、１０ＭＨｚ帯で用いるＳＨ波素子の場合、金やアルミニウムなどの電極材料膜を膜厚０．２μｍ程度に形成すれば、ＴＣＤをほぼ０とし得ることが示されている。
特開２００４－２６０３８１号公報
　特許文献１に記載の電極膜厚は、ＳＨ波素子の電極指ピッチで定まる波長で規格化すると、ＩＤＴ電極のＡｌ換算波長規格化厚みが０．０００６２５λと非常に薄くなる。すなわち、波長の０．１％以下の非常に薄い電極膜を形成しなければならない。特許文献１の実施例のように、１０ＭＨｚ程度の周波数で用いる場合には、電極の膜厚は０．２μｍ程度とさほど薄くはならない。しかしながら、５００ＭＨｚのような高周波帯で用いようとした場合には、電極膜厚は４ｎｍ、１ＧＨｚ帯で用いるには電極膜厚は約２ｎｍとなる。このように電極膜厚が薄くなると、電極指の抵抗が非常に大きくなる。そのため、損失が大きくなるという問題があった。加えて、電極膜厚が薄くなり過ぎると、微細なピッチの電極指を高精度に形成することも非常に困難となる。
　本発明の目的は、ＬｉＴａＯ３基板を伝搬するＳＨ０モードの板波を利用しており、ＩＤＴ電極のＡｌ換算波長規格化厚みが従来よりも厚く、かつ、温度特性が良好であり、しかも製造が容易な弾性波装置を提供することにある。
　本願の第１の発明に係る弾性波装置は、ＬｉＴａＯ３基板と、該ＬｉＴａＯ３基板の主面に設けられており、ＡｌまたはＡｌを主体とするＩＤＴ電極とを備え、ＳＨ波が主体の基本モードである、ＳＨ０モードの板波を利用している。第１の発明では、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長により規格化した前記ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、前記ＩＤＴ電極のＡｌ換算波長規格化厚みとが、下記の表１に示すいずれかの組み合わせを満たしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　本願の第２の発明に係る弾性波装置は、ＬｉＴａＯ３基板と、該ＬｉＴａＯ３基板の主面に設けられており、ＡｌまたはＡｌを主体とするＩＤＴ電極とを備え、ＳＨ波が主体の基本モードである、ＳＨ０モードの板波を利用している。
　第２の発明では、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長により規格化した前記ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、前記ＩＤＴ電極のデューティとが、下記の表２に示すいずれかの組み合わせを満たしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　本願の第３の発明に係る弾性波装置は、第１の主面と、該第１の主面とは反対側の第２の主面とを有するＬｉＴａＯ３基板と、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第１の主面に設けられており、ＡｌまたはＡｌを主体とするＩＤＴ電極と、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第２の主面に設けられており、前記ＩＤＴ電極と前記ＬｉＴａＯ３基板を介して対向するように設けられた導電膜とを備え、ＳＨ波が主体の基本モードである、ＳＨ０モードの板波を利用している。前記導電膜は短絡されていない。
　第３の発明では、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長により規格化した前記ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、前記ＩＤＴ電極のＡｌ換算波長規格化厚みとが、下記の表３に示すいずれかの組み合わせを満たしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　本願の第４の発明に係る弾性波装置は、第１の主面と、該第１の主面とは反対側の第２の主面とを有するＬｉＴａＯ３基板と、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第１の主面に設けられており、ＡｌまたはＡｌを主体とするＩＤＴ電極と、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第２の主面に設けられており、前記ＩＤＴ電極と前記ＬｉＴａＯ３基板を介して対向するように設けられた導電膜とを備え、ＳＨ波が主体の基本モードである、ＳＨ０モードの板波を利用している。前記導電膜は短絡されていない。
　本願の第４の発明では、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長により規格化した前記ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、前記ＩＤＴ電極のデューティとが、下記の表４に示すいずれかの組み合わせを満たしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　本願の第５の発明に係る弾性波装置は、第１の主面と、該第１の主面とは反対側の第２の主面とを有するＬｉＴａＯ３基板と、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第１の主面に設けられており、ＡｌまたはＡｌを主体とするＩＤＴ電極と、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第２の主面に設けられており、前記ＩＤＴ電極と前記ＬｉＴａＯ３基板を介して対向するように設けられた導電膜とを備え、ＳＨ波が主体の基本モードである、ＳＨ０モードの板波を利用している。前記導電膜は短絡されている。
　第５の発明では、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長により規格化した前記ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、前記ＩＤＴ電極のＡｌ換算波長規格化厚みとが、下記の表５に示す組み合わせを満たしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　本願の第６の発明に係る弾性波装置は、第１の主面と、該第１の主面とは反対側の第２の主面とを有するＬｉＴａＯ３基板と、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第１の主面に設けられており、ＡｌまたはＡｌを主体とするＩＤＴ電極と、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第２の主面に設けられており、前記ＩＤＴ電極と前記ＬｉＴａＯ３基板を介して対向するように設けられた導電膜とを備え、ＳＨ波が主体の基本モードである、ＳＨ０モードの板波を利用している。前記導電膜は短絡されている。
　第６の発明では、前記ＬｉＴａＯ３基板の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長により規格化した前記ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、前記ＩＤＴ電極のデューティとが、下記の表６に示すいずれかの組み合わせを満たしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　本発明（第１～第６の発明）によれば、ＳＨ０モードの板波を利用しており、しかも温度特性が良好であり、かつ製造容易な弾性波装置を提供することが可能となる。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図であり、図１（ｂ）はその電極構造を示す模式的平面図である。 図２（ａ）～図２（ｆ）は、順に、Ｓ０モード、Ｓ１モード、Ａ０モード、Ａ１モード、ＳＨ０モード、ＳＨ１モードを説明するための模式図である。 図３は、第２の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図４は、第３の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図５は、第１の実施形態の弾性波装置におけるＡｌ膜の波長規格化厚みと、ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、温度特性改善度との関係を示す図である。 図６は、第１の実施形態の弾性波装置におけるデューティと、ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、温度特性改善度との関係を示す図である。 図７は、第２の実施形態の弾性波装置におけるＡｌ膜の波長規格化厚みと、ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、温度特性改善度との関係を示す図である。 図８は、第２の実施形態の弾性波装置におけるデューティと、ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、温度特性改善度との関係を示す図である。 図９は、第３の実施形態の弾性波装置におけるＡｌ膜の波長規格化厚みと、ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、温度特性改善度との関係を示す図である。 図１０は、第３の実施形態の弾性波装置におけるデューティと、ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、温度特性改善度との関係を示す図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　（第１の実施形態）
　図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図及び電極構造を模式的に示す模式的平面図である。
　弾性波装置１は、ＬｉＴａＯ３基板２を有する。ＬｉＴａＯ３基板２のオイラー角は、（０°±５°，１２０°±１０°，０°±５°）の範囲内であることが好ましい。この範囲内であれば、板波としてのＳＨ０モードを効率良く励振し得る。
　ＬｉＴａＯ３基板２は、第１の主面２ａと、第１の主面２ａとは反対側の第２の主面２ｂとを有する。
　第１の主面２ａ上に、ＩＤＴ電極３が形成されている。図１（ｂ）は、ＩＤＴ電極３の電極構造を示す。ＩＤＴ電極３は、複数本の電極指３ａと、複数本の電極指３ｂとを有する。複数本の電極指３ａと複数本の電極指３ｂとが間挿し合っている。
　なお、特に図示はしないが、第２の主面２ｂにも、ＩＤＴ電極３とＬｉＴａＯ３基板２を介して対向するようにＩＤＴ電極を設けてもよい。
　ＩＤＴ電極３は、本実施形態では、Ａｌからなる。もっとも、ＩＤＴ電極３は、Ａｌを主体としていてもよい。ここで、Ａｌを主体とするとは、Ａｌを５０重量％以上含む合金からなる構成、あるいはＡｌと他の金属膜との積層構造においてＡｌが５０重量％以上を含む構成をいうものとする。
　弾性波装置１は、ＳＨ成分が主体であるＳＨ波の基本モードであるＳＨ０モードの板波を利用している。なお、ＳＨ波が主体とするモードには、ＳＨ０モードの他、ＳＨ波が主体であるＳＨ１モードなどの高次モードも存在する。ＳＨ波が主体であると表現しているのは、励振される板波が、ＳＨ波以外の成分をも含むためである。
　板波は、変位成分に応じてラム波（弾性波伝搬方向、および圧電体厚み方向の成分が主）とＳＨ波（ＳＨ成分が主）に分類される。更に、ラム波は対称モード（Ｓモード）と反対称モード（Ａモード）に分類される。圧電体厚みの半分のラインで折り返したとき、変位が重なるものを対称モード、変位が反対方向のものを反対称モードとしている。数値は厚み方向の節の数を示している。ここで、Ａ１モードラム波とは、１次反対称モードラム波である。図２に、これらラム波のＳモードとＡモード、およびＳＨ波の伝搬モードの様子を示す。図２の（ａ）～図２（ｄ）においては矢印の向きが、図２（ｅ）、図２（ｆ）においては紙面厚み方向が、それぞれ弾性波の変位方向を示す。
　本願発明者らは、ＬｉＴａＯ３基板と、Ａｌを主体とする電極とを用い、温度特性の改善と製造工程の簡略化を図るべく種々検討した。その結果、ＬｉＴａＯ３基板の厚みすなわち波長規格化厚みと、ＩＤＴ電極の厚みもしくはデューティを特定の範囲とすれば、上記課題を達成し得ることを見出し、本発明をなすに至った。以下、これを具体的に説明する。
　図５は、第１の実施形態の弾性波装置において、ＬｉＴａＯ３基板２の波長規格化厚みと、ＩＤＴ電極３を構成しているＡｌ膜の波長規格化厚みと、温度特性改善度との関係を示す。
　上記実施形態の弾性波装置１においては、ＬｉＴａＯ３基板２のオイラー角は（０°，１２０°，０°）とした。また、ＩＤＴ電極３のデューティは０．５とした。
　なお、波長規格化厚みとは、ＩＤＴ電極３の電極指ピッチで定まる波長をλとし、このλでＬｉＴａＯ３基板やＡｌを主体とする電極の厚みを規格化した値である。
　温度特性改善度（ＴＣＦＳＨ０－ＴＣＦＳＡＷ）／ＴＣＦＳＡＷとは、周波数温度係数ＴＣＦの改善度を示す。より詳細には、従来通信用に用いられている弾性表面波装置を基準デバイスとして用意した。この基準デバイスとしての弾性表面波装置の仕様は以下の通りである。
　基板：オイラー角（０°，１３２°，０°）のＬｉＴａＯ３基板。
　ＩＤＴ電極：Ａｌ膜からなり、波長規格化厚みｈ／λ＝０．１。
　ＩＤＴ電極のデューティ＝０．５。
　上記基準デバイスとしての弾性表面波装置の共振周波数の周波数温度特性をＴＣＦＳＡＷとした。上記温度特性改善度におけるＴＣＦＳＨ０は、本実施形態のＳＨ０モードを利用した弾性波装置の周波数温度係数を示す。従って、（ＴＣＦＳＨ０－ＴＣＦＳＡＷ）／ＴＣＦＳＡＷは、上記基準デバイスのＴＣＦに対する本実施形態の弾性波装置のＴＣＦ改善度を示すこととなる。上記弾性波装置１の温度特性ＴＣＦＳＨ０の方が良好であれば、図５の温度特性改善度は負の値となる。逆に、従来の弾性表面波装置の周波数温度係数ＴＣＦの方が良好であれば、図５の縦軸は正の値となる。
　例えば、上記実施形態の弾性波装置のＴＣＦＳＨ０が－２０ｐｐｍ／℃であり、上記弾性表面波装置のＴＣＦＳＡＷが－５０ｐｐｍ／℃とする。この場合、上記温度特性改善度は｛－２０－（－５０）｝／（－５０）＝－０．６となる。すなわち、この場合には、弾性波装置１は、従来の弾性表面波装置に比べて、ＴＣＦが６０％分改善されていることになる。
　図５から明らかなように、Ａｌの厚みと、ＬｉＴａＯ３基板の厚みを変化させれば、温度特性改善度が変化することがわかる。そして、下記の表７に示すいずれかの組み合わせを満たせば、図５の温度特性改善度が０よりも小さいことがわかる。従って、下記の表７に示すいずれかの組み合わせを満たすように、ＬｉＴａＯ３基板２の波長規格化厚みと、Ａｌの波長規格化厚みを選択することにより、温度特性の改善を図り得ることがわかる。しかも、この場合、Ａｌの波長規格化厚みは、０．０４以上であり、従って、高周波化を図った場合においても、製造が容易となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　図６は、ＩＤＴ電極のデューティと、ＬｉＴａＯ３基板の厚みを変化させた場合の温度特性改善度の変化を示す。なお、デューティは０．３～０．７の間で変化させ、ＩＤＴ電極３を構成しているＡｌの波長規格化厚みは０．１とした。ＬｉＴａＯ３基板２のオイラー角は（０°，１２０°，０°）とした。
　図６から明らかなように、ＬｉＴａＯ３基板の厚みと、デューティを下記の表８に示すいずれかの組み合わせとすることにより、温度特性改善度が０よりも小さいことがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
　従って、表８に示すいずれかの組み合わせを採用することにより、温度特性を改善できる。しかも、Ａｌの波長規格化厚みは０．１であるため、製造容易な弾性波装置を提供し得ることもわかる。
　（第２の実施形態）
　図３は、本発明の第２の実施形態の弾性波装置の正面断面図である。第２の実施形態の弾性波装置１１では、ＬｉＴａＯ３基板２の第２の主面２ｂ上に導電膜４が設けられている。導電膜４が設けられていることを除いては、構造的には、弾性波装置１１は弾性波装置１と同様である。第２の実施形態では、導電膜４は短絡されていない。すなわち浮いた状態とされている。
　導電膜４は、Ａｌからなる。もっとも、導電膜４はＡｌを主体とするものであってもよい。さらに導電膜４は、ＡｌまたはＡｌを主体とするものに限らず、他の金属からなるものであってもよい。
　第２の実施形態の弾性波装置１１においても、ＩＤＴ電極３に交流電圧を印加することにより、ＳＨ０モードの板波を励振することができる。この場合においても、ＬｉＴａＯ３基板２のオイラー角が（０°±５°，１２０°±１０°，０°±５°）であれば、ＳＨ波を効率よく励振することができる。
　図７は、第２の実施形態の弾性波装置において、ＬｉＴａＯ３基板２の厚みすなわち波長規格化厚みと、ＩＤＴ電極３を構成しているＡｌ膜の波長規格化厚みと、温度特性改善度との関係を示す。
　なお、ＬｉＴａＯ３基板２のオイラー角は（０°，１２０°，０°）とした。また、ＩＤＴ電極３のデューティは０．５とした。導電膜４はＡｌからなり、その厚みは５０ｎｍとした。温度特性改善度の評価におけるＴＣＦＳＡＷは、第１の実施形態の実験例で用いた基準デバイスの周波数温度係数を用いた。
　図７から明らかなように、Ａｌの厚みと、ＬｉＴａＯ３基板の厚みを変化させれば、温度特性改善度が変化することがわかる。そして、下記の表９に示すいずれかの組み合わせを満たせば、図７の温度特性改善度が０よりも小さいことがわかる。従って、下記の表９に示すいずれかの組み合わせを満たすように、ＬｉＴａＯ３基板２の波長規格化厚みと、Ａｌの波長規格化厚みを選択することにより、温度特性の改善を図り得ることがわかる。しかも、この場合、Ａｌの波長規格化厚みは、０．０４以上であり、従って、高周波化を図った場合においても、製造が容易となる。
　図８は、ＩＤＴ電極のデューティと、ＬｉＴａＯ３基板の厚みを変化させた場合の温度特性改善度の変化を示す。なお、デューティは０．３～０．７の間で変化させ、ＩＤＴ電極３を構成しているＡｌの波長規格化厚みは０．１とした。
　なお、ＬｉＴａＯ３基板２のオイラー角は（０°，１２０°，０°）とした。導電膜４は、Ａｌ膜により形成し、その厚みは５０ｎｍとした。
　図８から明らかなように、ＬｉＴａＯ３基板の厚みと、デューティを下記の表１０に示すいずれかの組み合わせとすることにより、温度特性改善度が０よりも小さいことがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　従って、表１０に示すいずれかの組み合わせを採用することにより、温度特性を改善できる。しかも、Ａｌの波長規格化厚みが０．１であるため、製造容易な弾性波装置を提供し得ることがわかる。
　（第３の実施形態）
　図４は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。弾性波装置２１では、ＬｉＴａＯ３基板２の第２の主面２ｂに導電膜４が設けられている。この導電膜４は、グラウンド電位に接続され、短絡されている。構造的には、導電膜４が設けられていることを除いては、弾性波装置２１は弾性波装置１と同様である。従って同一部分については同一の参照番号を付することにより、その説明を省略する。
　導電膜４は、Ａｌからなる。もっとも、導電膜４はＡｌを主体とするものであってもよい。さらに導電膜４は、ＡｌまたはＡｌを主体とするものに限らず、他の金属からなるものであってもよい。
　図９は、第３の実施形態の弾性波装置において、ＬｉＴａＯ３基板２の厚みすなわち波長規格化厚みと、ＩＤＴ電極３を構成しているＡｌ膜の波長規格化厚みと、温度特性改善度との関係を示す。
　第３の実施形態では、ＬｉＴａＯ３基板２のオイラー角は（０°，１２０°，０°）とした。また、ＩＤＴ電極３のデューティは０．５とした。導電膜４はＡｌ膜からなり、その厚みは５０ｎｍとした。
　図９から明らかなように、Ａｌの厚みと、ＬｉＴａＯ３基板の厚みを変化させれば、温度特性改善度が変化することがわかる。そして、下記の表１１に示す組み合わせを満たせば、図９の温度特性改善度が０よりも小さいことがわかる。従って、下記の表１１に示す組み合わせを満たすように、ＬｉＴａＯ３基板２の波長規格化厚みと、Ａｌの波長規格化厚みを選択することにより、温度特性の改善を図り得ることがわかる。しかも、この場合、Ａｌの波長規格化厚みは、０．０４以上であり、従って、高周波化を図った場合においても、製造が容易となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
　図１０は、ＩＤＴ電極のデューティと、ＬｉＴａＯ３基板の厚みを変化させた場合の温度特性改善度の変化を示す。なお、デューティは０．３～０．７の間で変化させ、ＩＤＴ電極３を構成しているＡｌの波長規格化厚みは０．１とした。
　図１０から明らかなように、ＬｉＴａＯ３基板の厚みと、デューティを下記の表１２に示すいずれかの組み合わせとすることにより、温度特性改善度が０よりも小さいことがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
　従って、表１２に示すいずれかの組み合わせを採用することにより、温度特性を改善でき、しかも製造容易な弾性波装置を提供し得ることがわかる。
　前述したように、本実施形態におけるＩＤＴ電極はＡｌを主体とする限り、Ａｌ膜と他の金属膜との積層体であってもよい。その場合には、ＩＤＴ電極の波長規格化厚みとして、Ａｌ換算波長規格化厚みを用いればよい。Ａｌ換算波長規格化厚みとは、Ａｌを主体とする場合Ａｌ膜厚相当の換算膜厚を用いた厚みを意味する。例えば、Ａｌ膜とＰｔ膜との積層体からなる場合、Ａｌ膜の波長規格化厚みを０．０５、Ｐｔ膜の波長規格化厚みを０．００５とする。この場合、ＩＤＴ電極全体のＡｌ換算波長規格化厚みは、０．０５＋０．００５×７．９２６＝０．０８９６となる。ここで、７．９２６は、Ｐｔの密度とＡｌの密度との比＝２１４００／２７００＝７．９２６で求められる比である。なお、当然のことながら、Ａｌのみからなる場合、Ａｌ換算波長規格化厚みはＡｌ膜の波長規格化厚みと等しい。
　なお、上記実施形態では、弾性波共振子を例にとり説明したが、本発明は、弾性波共振子に限らず、複数のＩＤＴ電極が設けられた弾性波フィルタなどの適宜の電極構造の弾性波装置に広く適用することができる。
　また、導電膜４は、ＴｉＡｕ，Ｎｉ，Ｃｒなどの他の金属で形成されていてもよい。また、導電膜４は、金属だけでなく、ＺｎＯやＩＴＯなどの導電性化合物を用いて形成されていてもよい。
　さらに、ＩＤＴ電極３の上面の全面または一部を保護するように被覆膜が形成されていてもよい。このような膜としては、スパッタリングにより容易に形成し得る材料からなるものが好ましい。従って、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮまたはＡｌＮなどが好ましい。
　また、オイラー角（φ，θ，ψ）は、下記の式（Ａ）によって板波特性が実質上等価となるオイラー角であってもよい。
　式（Ａ）
　Ｆ（φ，θ，ψ）＝Ｆ（６０°＋φ，－θ，ψ）
 　　　　　　　　 ＝Ｆ（６０°－φ，－θ，１８０°－ψ）
 　　　　　　　　 ＝Ｆ（φ，１８０°＋θ，１８０°－ψ）
 　　　　　　　　 ＝Ｆ（φ，θ，１８０°＋ψ）
１…弾性波装置
２…ＬｉＴａＯ３基板
２ａ，２ｂ…第１，第２の主面
３…ＩＤＴ電極
３ａ，３ｂ…電極指
４…導電膜
１１，２１…弾性波装置

Claims (6)

  1. 　ＬｉＴａＯ３基板と、該ＬｉＴａＯ３基板の主面に設けられており、ＡｌまたはＡｌを主体とするＩＤＴ電極とを備え、ＳＨ波が主体の基本モードである、ＳＨ０モードの板波を利用しており、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長により規格化した前記ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、前記ＩＤＴ電極のＡｌ換算波長規格化厚みとが、下記の表１に示すいずれかの組み合わせを満たしている、弾性波装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  2. 　ＬｉＴａＯ３基板と、該ＬｉＴａＯ３基板の主面に設けられており、ＡｌまたはＡｌを主体とするＩＤＴ電極とを備え、ＳＨ波が主体の基本モードである、ＳＨ０モードの板波を利用しており、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長により規格化した前記ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、前記ＩＤＴ電極のデューティとが、下記の表２に示すいずれかの組み合わせを満たしている、弾性波装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  3. 　第１の主面と、該第１の主面とは反対側の第２の主面とを有するＬｉＴａＯ３基板と、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第１の主面に設けられており、ＡｌまたはＡｌを主体とするＩＤＴ電極と、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第２の主面に設けられており、前記ＩＤＴ電極と前記ＬｉＴａＯ３基板を介して対向するように設けられた導電膜とを備え、ＳＨ波が主体の基本モードである、ＳＨ０モードの板波を利用しており、前記導電膜が短絡されておらず、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長により規格化した前記ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、前記ＩＤＴ電極のＡｌ換算波長規格化厚みとが、下記の表３に示すいずれかの組み合わせを満たしている、弾性波装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
  4. 　第１の主面と、該第１の主面とは反対側の第２の主面とを有するＬｉＴａＯ３基板と、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第１の主面に設けられており、ＡｌまたはＡｌを主体とするＩＤＴ電極と、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第２の主面に設けられており、前記ＩＤＴ電極と前記ＬｉＴａＯ３基板を介して対向するように設けられた導電膜とを備え、ＳＨ波が主体の基本モードである、ＳＨ０モードの板波を利用しており、前記導電膜が短絡されておらず、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長により規格化した前記ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、前記ＩＤＴ電極のデューティとが、下記の表４に示すいずれかの組み合わせを満たしている、弾性波装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
  5. 　第１の主面と、該第１の主面とは反対側の第２の主面とを有するＬｉＴａＯ３基板と、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第１の主面に設けられており、ＡｌまたはＡｌを主体とするＩＤＴ電極と、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第２の主面に設けられており、前記ＩＤＴ電極と前記ＬｉＴａＯ３基板を介して対向するように設けられた導電膜とを備え、ＳＨ波が主体の基本モードである、ＳＨ０モードの板波を利用しており、前記導電膜が短絡されており、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長により規格化した前記ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、前記ＩＤＴ電極のＡｌ換算波長規格化厚みとが、下記の表５に示す組み合わせを満たしている、弾性波装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
  6. 　第１の主面と、該第１の主面とは反対側の第２の主面とを有するＬｉＴａＯ３基板と、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第１の主面に設けられており、ＡｌまたはＡｌを主体とするＩＤＴ電極と、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記第２の主面に設けられており、前記ＩＤＴ電極と前記ＬｉＴａＯ３基板を介して対向するように設けられた導電膜とを備え、ＳＨ波が主体の基本モードである、ＳＨ０モードの板波を利用しており、前記導電膜が短絡されており、
    　前記ＬｉＴａＯ３基板の前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチで定まる波長により規格化した前記ＬｉＴａＯ３基板の波長規格化厚みと、前記ＩＤＴ電極のデューティとが、下記の表６に示すいずれかの組み合わせを満たしている、弾性波装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
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