WO2018146910A1 - 弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置 - Google Patents

弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置 Download PDF

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三村　昌和
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Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device using a piston mode, a high-frequency front end circuit, and a communication device.
  • an IDT electrode is provided on a piezoelectric substrate. Furthermore, a dielectric layer is provided on the piezoelectric substrate, and the dielectric layer covers the IDT electrode.
  • a region where the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers of the IDT electrode overlap when viewed from the elastic wave propagation direction is a crossing region.
  • the crossing region has a central region located in the center and edge regions located on both outer sides of the central region in a direction orthogonal to the elastic wave propagation direction.
  • the IDT electrode further has a gap region on both outer sides of the edge region of the crossing region.
  • the edge area is a low sound speed area whose sound speed is lower than the sound speed in the central area.
  • the gap region is a high sound velocity region where the sound velocity is higher than the sound velocity in the central region.
  • Patent Document 1 discloses that a low sound velocity region is formed by providing a titanium strip in the dielectric layer in the edge region.
  • the titanium strip is provided in the dielectric layer so as to be separated from the surface of the IDT electrode in the thickness direction.
  • the film thickness of the portion between the IDT electrode surface and the titanium strip in the dielectric layer is about 80% of the film thickness of the portion between the IDT electrode surface and the dielectric layer surface in the dielectric layer.
  • Patent Document 1 shows an embodiment in which 128 ° Y-cut LiNbO 3 is used as a piezoelectric body, that is, an embodiment using Rayleigh waves, and spurious due to higher-order transverse modes can be reduced under the above conditions.
  • the above conditions can be applied to general surface acoustic waves such as Love waves.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device, a high-frequency front-end circuit, and a communication device that use Love waves and can effectively suppress transverse mode spurious.
  • An elastic wave device includes a piezoelectric body, an IDT electrode provided on the piezoelectric body, a first dielectric film provided on the piezoelectric body and covering the IDT electrode,
  • the IDT electrode includes a first bus bar and a second bus bar facing each other, a plurality of first electrode fingers having one end connected to the first bus bar, and one end connected to the second bus bar.
  • the elastic wave propagation direction is the first direction
  • the elastic wave propagation direction is When the direction orthogonal to the second direction is a second direction, the first electrode finger and the second electrode finger have a crossing region that overlaps in the first direction, and the crossing region is
  • the first electrode finger and the second electrode finger in the second direction A central region located in the center, and in the second direction, the first edge region disposed outside the central region on the first bus bar side, and in the second direction, A second edge region disposed on the outer side of the central region on the second bus bar side, and in the second direction, on the outer side of the first edge region on the first bus bar side.
  • a love wave is used as the elastic wave, and a mass-added film is provided in the first dielectric film in the first edge region and the second edge region, and the first dielectric film In the body membrane, the IDT electrode and the The film thickness of the portion located between the mass addition film is T1, and the film thickness of the portion located between the surface of the first dielectric film opposite to the piezoelectric body and the mass addition film is When T2, T1 / (T1 + T2) ⁇ 0.5.
  • sound speeds of the first edge region and the second edge region are lower than sound speeds of the central region, and the first gap region and the The sound speed of the second gap region is higher than the sound speed of the first edge region and the second edge region.
  • a second dielectric film provided on the first dielectric film is further provided.
  • the mass addition film contains Ti as a main component.
  • the first dielectric film is made of silicon oxide.
  • the second dielectric film is made of silicon nitride.
  • the acoustic wave device further includes a second dielectric film provided on the first dielectric film, and the electrode finger pitch of the IDT electrode is used.
  • the thickness of the second dielectric film is 0.005 ⁇ or more and 0.015 ⁇ or less. In this case, the moisture resistance is unlikely to deteriorate and the frequency adjustment can be performed efficiently.
  • the high-frequency front-end circuit according to the present invention includes an elastic wave device configured according to the present invention and a power amplifier.
  • the communication device includes a high-frequency front-end circuit configured according to the present invention and an RF signal processing circuit.
  • an elastic wave device a high-frequency front-end circuit, and a communication device that use a Love wave and can effectively suppress transverse mode spurious.
  • FIG. 1 is a plan view of an acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the normalized integral overlap value of the basic mode and the sound speed ratio V2 / V1.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the position T1 / (T1 + T2) in the thickness direction of the mass addition film in the first dielectric film and the sound velocity ratio V2 / V1.
  • FIG. 1 is a plan view of an acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing a thickness-direction displacement distribution at the resonance frequency when Rayleigh waves are used.
  • FIG. 8 is a diagram showing a displacement distribution in the thickness direction at the resonance frequency when a Love wave is used.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the thickness of the second dielectric film, the position T1 / (T1 + T2) in the thickness direction of the mass addition film in the first dielectric film, and the sound speed ratio V2 / V1. is there.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the sound velocity ratio V2 / V1 and the normalized integral overlap value when the position T1 / (T1 + T2) in the thickness direction of the mass addition film is 0.109.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the sound velocity ratio V2 / V1 and the normalized integral overlap value when the position T1 / (T1 + T2) in the thickness direction of the mass addition film is 0.109.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the sound velocity ratio V2 / V1 and the normalized integral overlap value when the position T1 / (T1 + T2) in the thickness direction of the mass addition film is 0.473.
  • FIG. 12 shows the minimum normalized integral mode overlap integral value and the thickness of the mass-added film when the thickness of the second dielectric film is in the range of 0.005 ⁇ or more and 0.015 ⁇ or less. It is a figure which shows the relationship with position T1 / (T1 + T2) of a direction.
  • FIG. 13 is a front sectional view of an acoustic wave device according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • 14 (a) to 14 (c) are cross-sectional views corresponding to the portion along the line III-III in FIG.
  • FIG. 15A and FIG. 15B are cross-sectional views corresponding to the portion along the line III-III in FIG. 1 for explaining an example of the method for manufacturing the acoustic wave device of the first embodiment.
  • 16 (a) and 16 (b) are cross-sectional views corresponding to a portion taken along line III-III in FIG. 1, for explaining a modification of the manufacturing method shown in FIG.
  • FIG. 17 is a configuration diagram of a communication apparatus having a high-frequency front end circuit.
  • FIG. 1 is a plan view of an acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • a first dielectric film and a second dielectric film which will be described later, are omitted.
  • the acoustic wave device 1 has a piezoelectric substrate 2 as a piezoelectric body.
  • An IDT electrode 3 is provided on the piezoelectric substrate 2.
  • an elastic wave is excited.
  • the elastic wave device 1 uses a Love wave as an elastic wave.
  • the piezoelectric substrate 2 is made of 0 ° YX LiNbO 3 .
  • the piezoelectric substrate 2 may be a piezoelectric body that is strongly excited by Love waves, and is made of, for example, ⁇ 20 ° to 30 ° Y—X LiNbO 3 or ⁇ 10 ° to 40 ° Y—X LiTaO 3. Also good.
  • an upper limit value and a lower limit value are included.
  • the reflector 6a and the reflector 6b are arranged on both sides of the IDT electrode 3 in the elastic wave propagation direction.
  • the elastic wave device of this embodiment is a 1-port type elastic wave resonator.
  • the elastic wave device according to the present invention is not limited to a 1-port type elastic wave resonator.
  • the IDT electrode 3 has a first bus bar 4a and a second bus bar 5a facing each other.
  • the IDT electrode 3 has a plurality of first electrode fingers 4b, one end of which is connected to the first bus bar 4a.
  • the IDT electrode 3 has a plurality of second electrode fingers 5b, one end of which is connected to the second bus bar 5a.
  • the plurality of first electrode fingers 4b and the plurality of second electrode fingers 5b are interleaved with each other.
  • the IDT electrode 3 has a crossing region A, which is a portion where the first electrode finger 4b and the second electrode finger 5b overlap in the elastic wave propagation direction.
  • the elastic wave propagation direction is defined as a first direction x
  • the direction orthogonal to the elastic wave propagation direction is defined as a second direction y.
  • the crossing region A has a central region B located at the center of the first electrode finger 4b and the second electrode finger 5b in the second direction y.
  • the crossing region A has a first edge region Ca and a second edge region Cb arranged outside the central region B in the second direction y.
  • the first edge region Ca is located on the first bus bar 4a side
  • the second edge region Cb is located on the second bus bar 5a side.
  • the first edge region Ca and the second edge region Cb are a first low sound velocity region and a second low sound velocity region whose sound velocity is lower than that of the central region B.
  • the speed of sound is the propagation speed in the propagation direction of elastic waves.
  • the first edge area Ca and the second edge area Cb are provided as areas where the sound speed is lower than the sound speed of the central area B.
  • a mass addition film 7 is provided above in order to reduce the sound speed.
  • the edge means the tip of the first electrode finger 4 b of the IDT electrode 3.
  • the first edge region Ca is a region extending from the edge, which is the tip of the plurality of second electrode fingers 5b, toward the central region B side.
  • the first edge region Ca includes the edge of the second electrode finger 5b
  • the first edge region Ca extends not only in the portion where the second electrode finger 5b is provided but also in the elastic wave propagation direction in the IDT electrode 3. This is the region of the sound velocity V2. That is, the first edge region Ca includes not only the tip side portion including the edge of the second electrode finger 5b but also all the regions obtained by extending the tip side portion in the elastic wave propagation direction.
  • region Cb is an area
  • the second edge region Cb is not only the distal end portion including the edge of the first electrode finger 4b, but also between the proximal end portion of the second electrode finger 5b and the first and second electrode fingers 4b, 5b.
  • the region also includes a region and is extended in the elastic wave propagation direction in the IDT electrode 3.
  • the IDT electrode 3 has a first gap region Da located outside the first edge region Ca in the second direction y.
  • the IDT electrode 3 has a second gap region Db located outside the second edge region Cb in the second direction y.
  • the first gap region Da is a region between the first edge region Ca and the first bus bar 4a.
  • the second gap region Db is a region between the second edge region Cb and the second bus bar 5a.
  • the gaps in the first gap region Da and the second gap region Db are between the tips of the first and second electrode fingers 4b and 5b and the second bus bar 5a and the first bus bar 4a. Refers to each area. Since this gap is included, it is expressed as the first gap region Da and the second gap region Db, but the first gap region Da and the second gap region Db are not only gaps but also gaps. Is an area extending in the elastic wave propagation direction in the IDT electrode 3.
  • the first gap region Da and the second gap region Db are a first high sound velocity region and a second high sound velocity region, in which the sound velocity is higher than the sound velocity in the central region B.
  • the first high sound velocity region only needs to be provided outside the first edge region Ca on the first bus bar 4a side in the second direction y, and the second high sound velocity region is the second high sound velocity region.
  • the second edge region Cb may be provided on the second bus bar 5a side.
  • the IDT electrode 3 is made of Cu.
  • the IDT electrode 3 may be made of a metal other than Cu.
  • a metal having a relatively high density such as Au, Pt, W, Ta, or Mo, is preferably used in addition to Cu.
  • the IDT electrode 3 may be composed of a laminated metal film in which a plurality of metal films are laminated.
  • a metal film made of a metal having a relatively low electrical resistance such as Al may be laminated on the metal film made of a metal having a relatively high density as described above.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
  • a first dielectric film 8 is provided on the piezoelectric substrate 2.
  • the first dielectric film 8 covers the IDT electrode 3.
  • the first dielectric film 8 is made of silicon oxide such as SiO 2 .
  • the absolute value of a frequency temperature coefficient can be made small and a frequency temperature characteristic can be improved.
  • the surface of the IDT electrode 3 can be protected, and the IDT electrode 3 is hardly damaged.
  • the material of the first dielectric film 8 is not limited to the above, and may be, for example, silicon oxynitride or tellurium oxide.
  • the second dielectric film 9 is provided on the first dielectric film 8.
  • the second dielectric film 9 is made of silicon nitride such as SiN.
  • the material of the second dielectric film 9 is not limited to the above, and may be, for example, aluminum oxide, aluminum nitride, or silicon oxynitride.
  • FIG. 2 shows a cross section of the acoustic wave device 1 along the first direction in the central region.
  • FIG. 3 shows a cross section of the acoustic wave device 1 along the first direction in the first edge region.
  • the mass addition film 7 is provided in the first dielectric film 8 in the first edge region.
  • the first dielectric film 8 includes a first layer 8a and a second layer 8b provided on the first layer 8a.
  • the mass addition film 7 is provided on the first layer 8a, and the mass addition film 7 is covered with the second layer 8b.
  • the thickness of the portion located between the IDT electrode 3 and the mass addition film 7 is T1, and the first dielectric film 8 is opposite to the piezoelectric substrate 2 side.
  • the film thickness of the portion located between the surface and the mass addition film 7 is T2.
  • the position in the thickness direction of the mass addition film 7 can be represented by T1 / (T1 + T2).
  • T1 / (T1 + T2) ⁇ 0.5.
  • the mass addition film 7 is disposed at a position closer to the IDT electrode 3 than the surface of the first dielectric film 8 opposite to the IDT electrode 3 side.
  • the mass addition film 7 is provided in the second edge region.
  • the mass addition film 7 has a strip shape extending in the first direction x. In a plan view, the mass addition film 7 overlaps the plurality of first electrode fingers 4b and the plurality of second electrode fingers 5b. In addition, the mass addition film
  • the mass addition film 7 is mainly composed of Ti.
  • the main component means that 50% by weight or more of the mass addition film 7 may be made of Ti, and the mass addition film 7 may be made of Ti alone.
  • the material of the mass addition film 7 is not limited to the above.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. In FIG. 4, the boundary between the first layer and the second layer is indicated by a broken line.
  • the protruding portion 8c is provided on the surface of the first dielectric film 8 opposite to the piezoelectric substrate 2 side.
  • the protrusion 8 c is a protrusion along the shape of the mass addition film 7.
  • the dimension in the thickness direction of the protrusion 8 c is substantially the same as the film thickness of the mass addition film 7. Note that “substantially the same” means that the filter characteristics of the acoustic wave device are the same so as not to deteriorate.
  • the second dielectric film 9 is also provided with a protruding portion along the protruding portion 8 c of the first dielectric film 8.
  • the film thickness T of the first dielectric film 8 in the central region B is the sum of the film thickness T1 and the film thickness T2.
  • the film thickness of the first dielectric film 8 refers to the film thickness of the portion of the first dielectric film 8 on the IDT electrode 3.
  • the film thickness T is the sum of the film thickness T1, the film thickness T2, and the film thickness of the mass addition film 7.
  • the material of the piezoelectric substrate 2 and the materials and film thicknesses of the IDT electrode 3, the first dielectric film 8, the second dielectric film 9, and the mass addition film 7 are as follows.
  • the wavelength defined by the electrode finger pitch of the IDT electrode 3 is ⁇ .
  • Each film thickness is shown as a film thickness normalized to the wavelength ⁇ .
  • Each film thickness is not limited to the following values.
  • Piezoelectric substrate Material 0 ° YX LiNbO 3 IDT electrode: Material Cu, film thickness 0.05 ⁇ First dielectric film: material SiO 2 , film thickness 0.275 ⁇ Second dielectric film: material SiN, film thickness 0.01 ⁇ Mass addition film: material Ti, film thickness 0.0566 ⁇
  • the mass addition film 7 is provided in the first edge area Ca and the second edge area Cb, the first edge area Ca and the second edge area than the sound speed in the central area B are provided.
  • the acoustic velocity of the elastic wave at Cb is low.
  • the sound velocity of the elastic wave in the central region B is V1
  • the sound velocity of the elastic wave in the first edge region Ca and the second edge region Cb is V2.
  • the first edge area Ca is set as the first low sound speed area
  • the second edge area Cb is set as the second low sound speed area.
  • the mass addition film 7 is made of Ti, but the material of the mass addition film 7 may be any material that has a higher density than the first dielectric film 8.
  • the density of the mass adding film 7, 4000 kg / m 3 or more, is preferably at 25000kg / m 3 or less. If the density of the mass addition film 7 is too low, the thickness of the first low sound velocity region, the second low sound velocity region, and the central region becomes excessively large so that the necessary difference is obtained. Voids and cracks may occur in the first dielectric film 8 formed on the film 7.
  • the film thickness for making the difference in sound speed necessary will be excessively small, so that the dispersion of the film thickness with respect to the film thickness value becomes large, and the dispersion of the sound speed difference becomes large. .
  • the first electrode finger 4b is the only part located in the first gap region Da.
  • the part located in the second gap region Db is only the second electrode finger 5b.
  • the sound velocity of the elastic wave in the first gap region Da and the second gap region Db is higher than the sound velocity of the elastic wave in the central region B.
  • the acoustic velocity of the elastic wave in the first and second gap regions Da and Db is V3.
  • the first gap region Da and the second gap region Db are the first high sound velocity region and the second high sound velocity region that have higher sound speed than the central region B.
  • the first low sound velocity region and the second low sound velocity region are arranged outside the central region B, and the first high sound velocity region and the second low sound velocity region are outside the first high sound velocity region and the second low sound velocity region.
  • a sound speed region and a second high sound speed region are arranged.
  • the dimension along the second direction y of the first low sound velocity region and the second low sound velocity region is defined as the width of the first low sound velocity region and the second low sound velocity region.
  • the elastic wave device 1 uses the piston mode.
  • the spurious due to the higher-order transverse mode is referred to as transverse mode spurious.
  • FIG. 1 shows the relationship between the above sound velocities V1 to V3. In addition, it shows that a sound speed is high as it goes to the left side in FIG.
  • the feature of this embodiment is that a Love wave is used, and the mass addition film 7 is provided at a position where T1 / (T1 + T2) ⁇ 0.5 in the first dielectric film. . Thereby, transverse mode spurious can be effectively suppressed. This will be described below.
  • the normalized integral overlap value of the basic mode described in JP 2013-518455 A is used as an index of the magnitude of the effect of suppressing the transverse mode spurious by the piston mode. The closer the integral value is to 1, the more lateral mode spurious is suppressed.
  • a dimension along the second direction y of the crossing region is defined as a crossing width.
  • the value of the anisotropy coefficient is a value when 0 ° YX LiNbO 3 is used for the piezoelectric substrate and a Love wave is used as in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the normalized integral overlap value of the basic mode and the sound speed ratio V2 / V1.
  • the overlapped integral value of the normalized fundamental mode is about 0.989, which is a value close to 1, and is almost constant.
  • the sound speed ratio V2 / V1 is greater than 0.98, the integrated value decreases rapidly. Therefore, the transverse mode spurious can be effectively suppressed under the condition that the sound speed ratio V2 / V1 is 0.98 or less.
  • Piezoelectric substrate Material 0 ° YX LiNbO 3 IDT electrode: Material Cu, film thickness 0.05 ⁇ First dielectric film: material SiO 2 , film thickness 0.275 ⁇ Second dielectric film: material SiN, film thickness 0.01 ⁇ Mass addition film: material Ti, film thickness 0.0566 ⁇ Elastic wave used: Love wave
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the position T1 / (T1 + T2) in the thickness direction of the mass addition film in the first dielectric film and the sound velocity ratio V2 / V1.
  • the mass addition film is provided in the first dielectric film at a position where T1 / (T1 + T2) ⁇ 0.5, the sound velocity ratio V2 / V1 becomes 0.98 or less, and the transverse mode spurious is obtained. Can be effectively suppressed.
  • the relationship shown in FIG. 6 in the elastic wave device 1 using the Love wave is greatly different from the case of using the Rayleigh wave. This is because the displacement distribution in the thickness direction is greatly different between when the Love wave is used and when the Rayleigh wave is used.
  • the displacement distribution in the comparative example using the Rayleigh wave and the displacement distribution in the present embodiment are shown in FIGS. 7 and 8 below.
  • the elastic wave device of the comparative example is different from that of the first embodiment in that the piezoelectric substrate is made of 128 ° YX LiNbO 3 where the Rayleigh wave is strongly excited.
  • FIG. 7 is a diagram showing the thickness direction displacement distribution at the resonance frequency when Rayleigh waves are used.
  • FIG. 8 is a diagram showing a displacement distribution in the thickness direction at the resonance frequency when a Love wave is used.
  • the displacement shown in FIG.7 and FIG.8 is a displacement in the part in which the mass addition film
  • the displacement due to the Rayleigh wave is maximum near the surface of the first dielectric film on the side opposite to the piezoelectric substrate side.
  • the displacement due to the Love wave is maximum in the vicinity of the IDT electrode.
  • the mass addition film in the first dielectric film is positioned closer to the IDT electrode side than the second dielectric film side in the first dielectric film.
  • the acoustic wave device 1 has the second dielectric film.
  • the frequency is adjusted by adjusting the thickness of the second dielectric film.
  • the mass addition film is provided in the first low sound velocity region and the second low sound velocity region, and the mass addition film is not provided in the central region. Therefore, the rate of change of the sound velocity V2 in the first low sound velocity region and the second low sound velocity region with respect to the change in the film thickness of the second dielectric film is different from the rate of change of the sound velocity V1 in the central region. is there. Therefore, the sound speed ratio V2 / V1 may change by adjusting the film thickness of the second dielectric film.
  • the film thickness of the second dielectric film after frequency adjustment is preferably in the range of 0.005 ⁇ or more and 0.015 ⁇ or less.
  • the second dielectric film also has a function as a moisture-resistant protective film. If the thickness of the second dielectric film is too thin after the frequency adjustment, the moisture resistance may deteriorate. On the other hand, if the thickness of the second dielectric film is too large, the amount of change in frequency relative to the amount of change in film thickness becomes small, and it may be difficult to perform frequency adjustment efficiently.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the thickness of the second dielectric film, the position T1 / (T1 + T2) in the thickness direction of the mass addition film in the first dielectric film, and the sound speed ratio V2 / V1. is there.
  • the solid line indicates the result when the thickness of the second dielectric film is 0.01 ⁇ .
  • the broken line shows the result when the thickness of the second dielectric film is 0.005 ⁇ .
  • the alternate long and short dash line indicates the result when the thickness of the second dielectric film is 0.015 ⁇ .
  • the sound speed ratio V2 / V1 is different due to the difference in film thickness of the second dielectric film.
  • T1 / (T1 + T2) 0.109
  • the sound speed ratio V2 / V1 is 0.9773 when the thickness of the second dielectric film is 0.015 ⁇
  • the sound speed ratio V2 / V1 is 0.9784.
  • the sound speed ratio V2 / V1 changes within a range of 0.9773 or more and 0.9784 or less by adjusting the film thickness of the second dielectric film. Become. The smaller the change in the sound speed ratio V2 / V1 due to the different film thicknesses of the second dielectric film, the more difficult it is to deviate from the optimum piston mode conditions in the acoustic wave device 1. The change in the sound velocity ratio V2 / V1 becomes smaller as the position T1 / (T1 + T2) in the thickness direction of the mass addition film is closer to 0.4, and the transverse mode spurious can be more reliably suppressed.
  • the preferable range of the position in the thickness direction of the mass addition film was examined in more detail.
  • T1 / (T1 + T2) in the thickness direction of the mass-added film the relationship between the sound speed ratio V2 / V1 and the normalized overlap integral value of the basic mode was obtained.
  • the conditions are as follows.
  • FIG. 10 and FIG. 11 show the relationship between the sound speed ratio V2 / V1 obtained above and the normalized integral overlap value of the basic mode.
  • the position T1 / (T1 + T2) in the thickness direction of the mass addition film was set to 0.109 and 0.473.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the sound velocity ratio V2 / V1 and the normalized integral overlap value when the position T1 / (T1 + T2) in the thickness direction of the mass-added film is 0.109.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the sound velocity ratio V2 / V1 and the normalized integral overlap value when the position T1 / (T1 + T2) in the thickness direction of the mass addition film is 0.473.
  • Each one-dot chain line in FIG. 10 indicates the sound velocity ratio V2 / V1 when the thickness of the second dielectric film is 0.005 ⁇ , 0.01 ⁇ , and 0.015 ⁇ . The same applies to each dot-and-dash line in FIG.
  • the sound speed ratio V2 / V1 with respect to the amount of change in the film thickness of the second dielectric film is 0.9878 when 0.015 ⁇ .
  • the overlapped integral value of the normalized basic mode can be set to a larger value.
  • FIG. 12 shows the minimum normalized integral mode overlap integral value and the thickness of the mass-added film when the thickness of the second dielectric film is in the range of 0.005 ⁇ or more and 0.015 ⁇ or less. It is a figure which shows the relationship with position T1 / (T1 + T2) of a direction.
  • the position in the thickness direction of the mass addition film is preferably in the range of 0.24 ⁇ T1 / (T1 + T2) ⁇ 0.49.
  • the overlap integral value of the normalized fundamental mode can be 0.9876 or more.
  • the position in the thickness direction of the mass addition film is more preferably in the range of 0.32 ⁇ T1 / (T1 + T2) ⁇ 0.44.
  • the overlap integral value of the normalized fundamental mode can be set to 0.9880 or more, and the integral value can be made closer to 1. Therefore, the transverse mode spurious can be more effectively and more reliably suppressed.
  • the first high sound velocity region and the second high sound velocity region are between the first bus bar 4a and the first edge region Ca and between the second bus bar 5a and the second high sound velocity region. Between the two edge regions Cb. Note that the first high sound speed region and the second high sound speed region may be provided in the first bus bar 4a and the second bus bar 5a.
  • the piezoelectric body is the piezoelectric substrate 2, but the piezoelectric body may be the piezoelectric thin film 22 as in the modification of the first embodiment shown in FIG. 13.
  • a low sound velocity film 23 may be provided on the surface of the piezoelectric thin film 22 opposite to the surface on which the IDT electrode 3 is provided.
  • a high sound speed member 24 may be provided on the surface of the low sound speed film 23 opposite to the piezoelectric thin film 22 side.
  • the low acoustic velocity film 23 is a membrane in which the acoustic velocity of the bulk wave propagating is lower than the acoustic velocity of the elastic wave propagating through the piezoelectric thin film 22.
  • the low acoustic velocity film 23 is made of, for example, a material mainly composed of glass, silicon oxynitride, tantalum oxide, or a compound obtained by adding fluorine, carbon, or boron to silicon oxide.
  • the material of the low sound velocity film 23 may be a material having a relatively low sound velocity.
  • the high sound velocity member 24 is a member in which the sound velocity of the bulk wave propagating is higher than the sound velocity of the elastic wave propagating through the piezoelectric thin film 22.
  • the high acoustic velocity member 24 is made of, for example, aluminum nitride, aluminum oxide, silicon carbide, silicon oxynitride, silicon, a DLC film, or a material mainly composed of diamond.
  • the material of the high sound speed member 24 may be a material having a relatively high sound speed.
  • the high sound speed member 24 may be a high sound speed film or a high sound speed substrate. As described above, when the low sound velocity film 23 and the high sound velocity member 24 are provided, the energy of the elastic wave can be effectively confined.
  • FIGS. 15A and 15B are cross-sectional views corresponding to the portion along the line III-III in FIG. 1, for explaining an example of the method of manufacturing the acoustic wave device of the first embodiment. is there.
  • FIGS. 15A and 15B are cross-sectional views corresponding to the portion along the line III-III in FIG. 1 for explaining an example of the method for manufacturing the acoustic wave device of the first embodiment. is there.
  • the boundary between the first layer and the second layer is indicated by a broken line.
  • the piezoelectric substrate 2 is prepared.
  • the IDT electrode 3 is formed on the piezoelectric substrate 2.
  • the IDT electrode 3 can be formed by, for example, a sputtering method or a vapor deposition method.
  • a first layer 8 a is formed on the piezoelectric substrate 2 so as to cover the IDT electrode 3.
  • the first layer 8a can be formed by, for example, a sputtering method.
  • a protrusion along the shape of the IDT electrode 3 is formed on the surface of the first layer 8a opposite to the piezoelectric substrate 2 side.
  • the surface of the first layer 8a is planarized. Thereby, the protrusion is removed and the film thickness of the first layer 8a is adjusted. Note that the planarization of the surface of the first layer 8a is not necessarily performed. In this case, what is necessary is just to adjust the film thickness of the 1st layer 8a in the case of formation of the 1st layer 8a.
  • the thickness of the portion of the first layer 8a on the IDT electrode 3 corresponds to the thickness T1 shown in FIG.
  • the mass addition film 7 is formed on the first layer 8a.
  • the mass addition film 7 is formed in the first edge region and the second edge region.
  • a film for the mass addition film 7 is formed on the first layer 8a by a sputtering method, a vapor deposition method, or the like.
  • the film for the mass addition film 7 is patterned by photolithography and etching.
  • the mass addition film 7 may be formed by a lift-off method.
  • the second layer 8 b is formed on the first layer 8 a so as to cover the mass addition film 7.
  • the second layer 8b can be formed by, for example, a sputtering method.
  • the first dielectric film 8 can be formed, and the mass addition film 7 can be disposed in the first dielectric film 8.
  • a protruding portion 8 c is formed along the shape of the IDT electrode 3 on the surface of the first dielectric film 8 opposite to the piezoelectric substrate 2 side.
  • a second dielectric film 9 is laminated on the first dielectric film 8. 16A and 16B, the surface of the first dielectric film 8 opposite to the piezoelectric substrate 2 side is flattened after the step shown in FIG. 15A. After that, the second dielectric film 9 may be formed on the first dielectric film 8.
  • the elastic wave device is a one-port type elastic wave resonator.
  • this invention can be applied suitably also for elastic wave apparatuses other than the above.
  • the elastic wave device can be used as a duplexer for a high-frequency front end circuit. This example is described below.
  • FIG. 17 is a configuration diagram of a communication apparatus having a high-frequency front end circuit.
  • components connected to the high-frequency front-end circuit 230 for example, the antenna element 202 and the RF signal processing circuit (RFIC) 203 are also shown.
  • the high-frequency front end circuit 230 and the RF signal processing circuit 203 constitute a communication device 240.
  • the communication device 240 may include a power supply, a CPU, and a display.
  • the high-frequency front-end circuit 230 includes a switch 225, duplexers 201A and 201B, filters 231, 232, low-noise amplifier circuits 214, 224, and power amplifier circuits 234a, 234b, 244a, 244b. Note that the high-frequency front-end circuit 230 and the communication device 240 in FIG. 17 are examples of the high-frequency front-end circuit and the communication device, and are not limited to this configuration.
  • the duplexer 201A includes filters 211 and 212.
  • the duplexer 201B includes filters 221 and 222.
  • the duplexers 201 ⁇ / b> A and 201 ⁇ / b> B are connected to the antenna element 202 via the switch 225.
  • the said elastic wave apparatus may be duplexers 201A and 201B, and may be filters 211, 212, 221 and 222.
  • the elastic wave device may be an elastic wave resonator constituting the duplexers 201A, 201B and the filters 211, 212, 221, 222.
  • the elastic wave device is also applicable to a multiplexer having three or more filters, such as a triplexer in which the antenna terminals of three filters are shared, and a hexaplexer in which the antenna terminals of six filters are shared. Can do.
  • the acoustic wave device includes an acoustic wave resonator, a filter, a duplexer, and a multiplexer including three or more filters.
  • the multiplexer is not limited to the configuration including both the transmission filter and the reception filter, and may be configured to include only the transmission filter or only the reception filter.
  • the switch 225 connects the antenna element 202 and a signal path corresponding to a predetermined band in accordance with a control signal from a control unit (not shown), and is configured by, for example, a SPDT (Single Pole Double Throw) type switch. .
  • a SPDT Single Pole Double Throw
  • the number of signal paths connected to the antenna element 202 is not limited to one and may be plural. That is, the high frequency front end circuit 230 may support carrier aggregation.
  • the low noise amplifier circuit 214 is a reception amplification circuit that amplifies a high frequency signal (here, a high frequency reception signal) via the antenna element 202, the switch 225, and the duplexer 201A and outputs the amplified signal to the RF signal processing circuit 203.
  • the low noise amplifier circuit 224 is a reception amplification circuit that amplifies a high-frequency signal (here, a high-frequency reception signal) that has passed through the antenna element 202, the switch 225, and the duplexer 201B, and outputs the amplified signal to the RF signal processing circuit 203.
  • the power amplifier circuits 234a and 234b are transmission amplifier circuits that amplify the high frequency signal (here, the high frequency transmission signal) output from the RF signal processing circuit 203 and output the amplified signal to the antenna element 202 via the duplexer 201A and the switch 225.
  • the power amplifier circuits 244a and 244b are transmission amplifier circuits that amplify the high-frequency signal (here, the high-frequency transmission signal) output from the RF signal processing circuit 203 and output the amplified signal to the antenna element 202 via the duplexer 201B and the switch 225. .
  • the RF signal processing circuit 203 processes the high-frequency reception signal input from the antenna element 202 via the reception signal path by down-conversion or the like, and outputs a reception signal generated by the signal processing.
  • the RF signal processing circuit 203 performs signal processing on the input transmission signal by up-conversion or the like, and outputs a high-frequency transmission signal generated by the signal processing to the low noise amplifier circuit 224.
  • the RF signal processing circuit 203 is, for example, an RFIC.
  • the communication apparatus may include a BB (baseband) IC. In this case, the BBIC processes the received signal processed by the RFIC.
  • the BBIC processes the transmission signal and outputs it to the RFIC.
  • the reception signal processed by the BBIC and the transmission signal before the signal processing by the BBIC are, for example, an image signal or an audio signal.
  • the high-frequency front end circuit 230 may include other circuit elements between the above-described components.
  • the high-frequency front end circuit 230 may include a duplexer according to a modification of the duplexers 201A and 201B instead of the duplexers 201A and 201B.
  • the filters 231 and 232 in the communication device 240 are connected between the RF signal processing circuit 203 and the switch 225 without passing through the low noise amplifier circuits 214 and 224 and the power amplifier circuits 234a, 234b, 244a and 244b.
  • the filters 231 and 232 are also connected to the antenna element 202 via the switch 225, similarly to the duplexers 201A and 201B.
  • the high-frequency front-end circuit 230 and the communication device 240 configured as described above, by including the elastic wave device of the present invention, an acoustic wave resonator, a filter, a duplexer, a multiplexer including three or more filters, and the like.
  • the elastic wave device of the present invention by including the elastic wave device of the present invention, an acoustic wave resonator, a filter, a duplexer, a multiplexer including three or more filters, and the like.
  • the elastic wave device, the high-frequency front-end circuit, and the communication device according to the embodiment of the present invention have been described with reference to the embodiment and its modified examples, but are realized by combining arbitrary components in the above-described embodiment and modified examples.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, various modifications conceived by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention, and the high-frequency front-end circuit and communication device according to the present invention.
  • Various built-in devices are also included in the present invention.
  • the present invention can be widely used in communication devices such as mobile phones as an elastic wave resonator, a filter, a duplexer, a multiplexer, a front-end circuit, and a communication device that can be applied to a multiband system.

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Abstract

ラブ波を利用しており、横モードスプリアスを効果的に抑制することができる弾性波装置を提供する。　弾性波装置１はラブ波を用いており、さらに、圧電基板２（圧電体）と、圧電基板２上に設けられたＩＤＴ電極３と、圧電基板２上に設けられており、ＩＤＴ電極３を覆っている第１の誘電体膜と、を備える。ＩＤＴ電極３においては中央領域Ｂ、第１，第２のエッジ領域Ｃａ，Ｃｂ及び第１，第２のギャップ領域Ｄａ，Ｄｂがこの順序で配置されている。第１のエッジＣａ領域及び第２のエッジＣｂ領域において、質量付加膜７が第１の誘電体膜中に設けられており、第１の誘電体膜において、ＩＤＴ電極３と質量付加膜７との間に位置する部分の膜厚をＴ１とし、第１の誘電体膜の圧電基板２側とは反対側の面と質量付加膜７との間に位置する部分の膜厚をＴ２としたときに、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＜０．５である。

Description

弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置
　本発明は、ピストンモードを利用した弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置に関する。
　従来、不要波を抑制するために、ピストンモードを利用した弾性波装置が提案されている。
　例えば、下記の特許文献１には、ピストンモードを利用した弾性波装置の一例が示されている。この弾性波装置では、圧電基板上にＩＤＴ電極が設けられている。さらに、圧電基板上には誘電体層が設けられており、誘電体層はＩＤＴ電極を覆っている。そして、弾性波伝搬方向から視たときにＩＤＴ電極の複数の第１の電極指と複数の第２の電極指とが重なっている領域が、交叉領域である。特許文献１に記載の弾性波装置では、交叉領域は、弾性波伝搬方向に直交する方向において、中央に位置する中央領域と、中央領域の両外側に位置するエッジ領域とを有する。ＩＤＴ電極は、交叉領域のエッジ領域の両外側にさらにギャップ領域を有する。
　エッジ領域は、中央領域における音速よりも音速が低い低音速領域である。ギャップ領域は、中央領域における音速よりも音速が高い高音速領域である。このように、中央領域、低音速領域及び高音速領域をこの順序で配置することにより、弾性波のエネルギーを閉じ込め、かつ高次の横モードによるスプリアスを抑制している。
　さらに、特許文献１では、エッジ領域において誘電体層内にチタンストリップを設けることにより、低音速領域を構成することが開示されている。チタンストリップは、誘電体層内において、ＩＤＴ電極表面から厚み方向に離して設けられている。誘電体層におけるＩＤＴ電極表面とチタンストリップとの間の部分の膜厚は、誘電体層におけるＩＤＴ電極表面と誘電体層表面との間の部分の膜厚の約８０％である。
特開２０１２－１８６８０８号公報
　特許文献１においては、圧電体として１２８°ＹカットＬｉＮｂＯ３を用いた場合、すなわちレイリー波を用いた実施形態を示し、上記条件において、高次の横モードによるスプリアスを低減し得るとしている。そして、上記条件がラブ波などの弾性表面波全般に適用され得るとしている。
　しかしながら、弾性波としてラブ波を用いて上記条件を適用した場合に、高次の横モードによるスプリアスを十分に抑制できないという問題があることが、本願発明者の実験により明らかになった。
　本発明の目的は、ラブ波を利用しており、横モードスプリアスを効果的に抑制することができる弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置を提供することにある。
　本発明に係る弾性波装置は、圧電体と、前記圧電体上に設けられているＩＤＴ電極と、前記圧電体上に設けられており、前記ＩＤＴ電極を覆っている第１の誘電体膜とを備え、前記ＩＤＴ電極が、互いに対向し合う第１のバスバー及び第２のバスバーと、前記第１のバスバーに一端が接続された複数の第１の電極指と、前記第２のバスバーに一端が接続されており、かつ前記複数の第１の電極指と間挿し合っている複数の第２の電極指と、を有し、弾性波伝搬方向を第１の方向とし、弾性波伝搬方向に直交する方向を第２の方向としたときに、前記第１の電極指と前記第２の電極指とが前記第１の方向において重なり合っている部分である交叉領域を有し、前記交叉領域が、前記第２の方向における前記第１の電極指及び前記第２の電極指の中央に位置している中央領域と、前記第２の方向において、前記中央領域の前記第１のバスバー側の外側に配置されている、第１のエッジ領域と、前記第２の方向において、前記中央領域の前記第２のバスバー側の外側に配置されている、第２のエッジ領域とを有し、前記第２の方向において、前記第１のエッジ領域の前記第１のバスバー側の外側に配置されている、第１のギャップ領域と、前記第２の方向において、前記第２のエッジ領域の前記第２のバスバー側の外側に配置されている、第２のギャップ領域とが設けられており、弾性波としてラブ波を用いており、前記第１のエッジ領域及び前記第２のエッジ領域において、質量付加膜が前記第１の誘電体膜中に設けられており、前記第１の誘電体膜において、前記ＩＤＴ電極と前記質量付加膜との間に位置する部分の膜厚をＴ１とし、前記第１の誘電体膜の前記圧電体側とは反対側の面と前記質量付加膜との間に位置する部分の膜厚をＴ２としたときに、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＜０．５である。
　本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記第１のエッジ領域及び前記第２のエッジ領域の音速が、前記中央領域の音速よりも低速であり、前記第１のギャップ領域及び前記第２のギャップ領域の音速が、前記第１のエッジ領域及び前記第２のエッジ領域の音速よりも高速である。
　本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記第１の誘電体膜上に設けられている第２の誘電体膜がさらに備えられており、前記第１の誘電体膜において、０．２４≦Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４９である。この場合には、周波数調整を行った場合にも、横モードスプリアスをより一層効果的に、かつより一層確実に抑制することができる。
　本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記第１の誘電体膜において、０．３２≦Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４４である。この場合には、横モードスプリアスをより一層効果的に、かつより一層確実に抑制することができる。
　本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記質量付加膜がＴｉを主成分とする。
　本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記第１の誘電体膜が酸化ケイ素からなる。
　本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記第２の誘電体膜が窒化ケイ素からなる。
　本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記第１の誘電体膜上に設けられている第２の誘電体膜がさらに備えられており、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される波長をλとした場合に、前記第２の誘電体膜の厚みが０．００５λ以上、０．０１５λ以下である。この場合には、耐湿性が劣化し難く、かつ周波数調整を効率的に行うことができる。
　本発明に係る高周波フロントエンド回路は、本発明に従い構成された弾性波装置と、パワーアンプとを備える。
　本発明に係る通信装置は、本発明に従い構成された高周波フロントエンド回路と、ＲＦ信号処理回路とを備える。
　本発明によれば、ラブ波を利用しており、横モードスプリアスを効果的に抑制することができる弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。 図２は、図１中のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。 図３は、図１中のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。 図４は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図５は、正規化された基本モードの重なり積分値と、音速比Ｖ２／Ｖ１との関係を示す図である。 図６は、第１の誘電体膜中における質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）と、音速比Ｖ２／Ｖ１との関係を示す図である。 図７は、レイリー波を利用した場合の、共振周波数における厚み方向の変位分布を示す図である。 図８は、ラブ波を利用した場合の、共振周波数における厚み方向の変位分布を示す図である。 図９は、第２の誘電体膜の膜厚と、第１の誘電体膜中における質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）と、音速比Ｖ２／Ｖ１との関係を示す図である。 図１０は、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．１０９の場合における、音速比Ｖ２／Ｖ１と正規化された基本モードの重なり積分値との関係を示す図である。 図１１は、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．４７３の場合における、音速比Ｖ２／Ｖ１と正規化された基本モードの重なり積分値との関係を示す図である。 図１２は、第２の誘電体膜の膜厚が０．００５λ以上、０．０１５λ以下の範囲内の場合における、正規化された基本モードの重なり積分値の最小値と、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）との関係を示す図である。 図１３は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る弾性波装置の正面断面図である。 図１４（ａ）～図１４（ｃ）は、第１の実施形態の弾性波装置の製造方法の一例を説明するための、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う部分に相当する断面図である。 図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第１の実施形態の弾性波装置の製造方法の一例を説明するための、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う部分に相当する断面図である。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、図１５に示す製造方法の変形例を説明するための、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う部分に相当する断面図である。 図１７は、高周波フロントエンド回路を有する通信装置の構成図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。なお、図１においては、後述する第１の誘電体膜及び第２の誘電体膜を省略している。
　弾性波装置１は圧電体としての圧電基板２を有する。圧電基板２上には、ＩＤＴ電極３が設けられている。ＩＤＴ電極３に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。弾性波装置１は、弾性波としてラブ波を利用する。本実施形態では、圧電基板２は、０°Ｙ－Ｘ　ＬｉＮｂＯ３からなる。なお、圧電基板２は、ラブ波が強く励振される圧電体であればよく、例えば、－２０°～３０°Ｙ－Ｘ　ＬｉＮｂＯ３や－１０°～４０°Ｙ－Ｘ　ＬｉＴａＯ３からなっていてもよい。なお、上記カット角の例においては、上限値及び下限値を含む。
　ＩＤＴ電極３の弾性波伝搬方向両側には、反射器６ａ及び反射器６ｂが配置されている。本実施形態の弾性波装置は１ポート型の弾性波共振子である。なお、本発明に係る弾性波装置は１ポート型の弾性波共振子に限定されない。
　図１に示すように、ＩＤＴ電極３は、互いに対向し合う第１のバスバー４ａ及び第２のバスバー５ａを有する。ＩＤＴ電極３は、第１のバスバー４ａに一端が接続されている、複数の第１の電極指４ｂを有する。さらに、ＩＤＴ電極３は、第２のバスバー５ａに一端が接続されている、複数の第２の電極指５ｂを有する。
　複数の第１の電極指４ｂと複数の第２の電極指５ｂとは、互いに間挿し合っている。ＩＤＴ電極３は、第１の電極指４ｂと第２の電極指５ｂとが弾性波伝搬方向において重なり合っている部分である交叉領域Ａを有する。ここで、弾性波伝搬方向を第１の方向ｘとし、弾性波伝搬方向に直交する方向を第２の方向ｙとする。このとき、交叉領域Ａは、第２の方向ｙにおける第１の電極指４ｂ及び第２の電極指５ｂの中央に位置している中央領域Ｂを有する。交叉領域Ａは、第２の方向ｙにおける中央領域Ｂの外側に配置された第１のエッジ領域Ｃａ及び第２のエッジ領域Ｃｂを有する。第１のエッジ領域Ｃａは第１のバスバー４ａ側に位置し、第２のエッジ領域Ｃｂは第２のバスバー５ａ側に位置している。
　そして、後述するように、第１のエッジ領域Ｃａ及び第２のエッジ領域Ｃｂは、中央領域Ｂの音速よりも音速が低い、第１の低音速領域及び第２の低音速領域である。なお、本明細書において、音速とは弾性波の伝搬方向における伝搬速度である。
　上記のように、第１のエッジ領域Ｃａ及び第２のエッジ領域Ｃｂは、中央領域Ｂの音速より音速が低い領域として設けられている。後述するように、第１のエッジ領域Ｃａ及び第２のエッジ領域Ｃｂでは、音速を低めるために上方に、質量付加膜７が設けられている。ここで、エッジとは、ＩＤＴ電極３の第１の電極指４ｂの先端をいうものとする。第１のエッジ領域Ｃａは、複数本の第２の電極指５ｂの先端であるエッジから、中央領域Ｂ側に向かって延ばされた領域である。もっとも、第１のエッジ領域Ｃａは、第２の電極指５ｂのエッジを含むが、第２の電極指５ｂが設けられている部分だけでなく、ＩＤＴ電極３において、弾性波伝搬方向に延ばされている、音速Ｖ２の領域である。すなわち、第１のエッジ領域Ｃａは、第２の電極指５ｂのエッジを含む先端側部分だけでなく、この先端側部分を弾性波伝搬方向に延長した領域全てを含む。
　第２のエッジ領域Ｃｂは、逆に、第１の電極指４ｂの先端であるエッジを含み、該エッジから中央領域Ｂ側に向かって延ばされた領域である。第２のエッジ領域Ｃｂも、第１の電極指４ｂのエッジを含む先端側部分だけでなく、第２の電極指５ｂの基端側部分及び第１，第２の電極指４ｂ，５ｂ間の領域をも含み、ＩＤＴ電極３内において弾性波伝搬方向に延ばされている。
　ＩＤＴ電極３は、第１のエッジ領域Ｃａの第２の方向ｙにおける外側に位置している第１のギャップ領域Ｄａを有する。ＩＤＴ電極３は、第２のエッジ領域Ｃｂの第２の方向ｙにおける外側に位置している第２のギャップ領域Ｄｂを有する。第１のギャップ領域Ｄａは、第１のエッジ領域Ｃａと第１のバスバー４ａとの間の領域である。第２のギャップ領域Ｄｂは、第２のエッジ領域Ｃｂと第２のバスバー５ａとの間の領域である。なお、第１のギャップ領域Ｄａ及び第２のギャップ領域Ｄｂにおけるギャップとは、第１，第２の電極指４ｂ，５ｂの先端と、第２のバスバー５ａ及び第１のバスバー４ａとの間の各領域をいう。このギャップを含んでいるため、上記第１のギャップ領域Ｄａ及び第２のギャップ領域Ｄｂと表現しているが、第１のギャップ領域Ｄａ及び第２のギャップ領域Ｄｂは、ギャップだけでなく、ギャップをＩＤＴ電極３内において弾性波伝搬方向に延長した領域である。
　そして、後述するように、第１のギャップ領域Ｄａ及び第２のギャップ領域Ｄｂは、中央領域Ｂの音速よりも音速が高い、第１の高音速領域及び第２の高音速領域である。
　このように、中央領域Ｂ、第１，第２の低音速領域、及び第１，第２の高音速領域をこの順序で配置することにより、弾性波のエネルギーを閉じ込め、かつ高次の横モードによるスプリアスを抑制している。
　なお、第１の高音速領域は、第２の方向ｙにおいて、第１のエッジ領域Ｃａの第１のバスバー４ａ側の外側に設けられていればよく、第２の高音速領域は、第２の方向ｙにおいて、第２のエッジ領域Ｃｂの第２のバスバー５ａ側に設けられていればよい。
　本実施形態では、ＩＤＴ電極３はＣｕからなる。なお、ＩＤＴ電極３はＣｕ以外の金属からなっていてもよい。ＩＤＴ電極３には、Ｃｕ以外に、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、ＴａまたはＭｏなど、比較的密度が高い金属が好適に用いられる。ＩＤＴ電極３は、複数の金属膜が積層された積層金属膜からなっていてもよい。例えば、Ａｌなどの電気抵抗が比較的低い金属からなる金属膜が上記のような比較的密度が高い金属からなる金属膜に積層されていてもよい。
　図２は、図１中のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。図３は、図１中のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
　図２に示すように、圧電基板２上には、第１の誘電体膜８が設けられている。第１の誘電体膜８はＩＤＴ電極３を覆っている。本実施形態では、第１の誘電体膜８はＳｉＯ２などの酸化ケイ素からなる。これにより、周波数温度係数の絶対値を小さくすることができ、周波数温度特性を改善することができる。加えて、ＩＤＴ電極３の表面を保護することができ、ＩＤＴ電極３が破損し難い。なお、第１の誘電体膜８の材料は上記に限定されず、例えば、酸窒化ケイ素や酸化テルルなどであってもよい。
　第１の誘電体膜８上には、第２の誘電体膜９が設けられている。本実施形態では、第２の誘電体膜９はＳｉＮなどの窒化ケイ素からなる。第２の誘電体膜９の膜厚を調整することにより、周波数調整を容易に行うことができる。なお、第２の誘電体膜９の材料は上記に限定されず、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムや酸窒化ケイ素であってもよい。
　なお、図２は、中央領域における上記第１の方向に沿う弾性波装置１の断面を示す。図３は、第１のエッジ領域における第１の方向に沿う弾性波装置１の断面を示す。図３に示すように、第１のエッジ領域においては、第１の誘電体膜８中に質量付加膜７が設けられている。
　より具体的には、第１の誘電体膜８は、第１の層８ａと、第１の層８ａ上に設けられている第２の層８ｂとを有する。第１のエッジ領域において、第１の層８ａ上に質量付加膜７が設けられており、かつ質量付加膜７は第２の層８ｂにより覆われている。
　ここで、第１の誘電体膜８において、ＩＤＴ電極３と質量付加膜７との間に位置する部分の膜厚をＴ１とし、第１の誘電体膜８の圧電基板２側とは反対側の面と質量付加膜７との間に位置する部分の膜厚をＴ２とする。このとき、質量付加膜７の厚み方向の位置を、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）により表すことができる。弾性波装置１においては、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＜０．５である。このように、質量付加膜７は、第１の誘電体膜８のＩＤＴ電極３側とは反対側の面よりも、ＩＤＴ電極３に近い位置に配置されている。第２のエッジ領域においても、第１のエッジ領域と同様に質量付加膜７が設けられている。
　図１に戻り、質量付加膜７は、第１の方向ｘに延びる帯状の形状である。平面視において、質量付加膜７は、複数の第１の電極指４ｂ及び複数の第２の電極指５ｂに重なっている。なお、質量付加膜７は、平面視において、少なくとも１つの第１の電極指４ｂまたは少なくとも１つの第２の電極指５ｂに重なるように設けられていればよい。本実施形態では、質量付加膜７はＴｉを主成分とする。なお、主成分とするとは、質量付加膜７の５０重量％以上が、Ｔｉからなるものであればよいことを意味し、質量付加膜７は、Ｔｉのみからなるものであってもよい。なお、質量付加膜７の材料は上記に限定されない。
　図４は、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４においては、第１の層と第２の層との境界を破線により示す。
　本実施形態では、第１のエッジ領域Ｃａ及び第２のエッジ領域Ｃｂにおいて、第１の誘電体膜８の圧電基板２側とは反対側の面に突出部８ｃが設けられている。突出部８ｃは、質量付加膜７の形状に沿う突出部である。突出部８ｃの厚み方向の寸法は、質量付加膜７の膜厚と実質的に同じである。なお、実質的に同じとは、弾性波装置のフィルタ特性を劣化させない程度に同じであることをいう。第２の誘電体膜９にも、第１の誘電体膜８の突出部８ｃに沿う突出部が設けられている。
　弾性波装置１においては、中央領域Ｂにおける第１の誘電体膜８の膜厚Ｔは、膜厚Ｔ１と膜厚Ｔ２との合計である。ここで、本明細書において、第１の誘電体膜８の膜厚とは、第１の誘電体膜８のＩＤＴ電極３上の部分の膜厚をいうものとする。
　なお、第１の誘電体膜８の突出部８ｃ及び第２の誘電体膜９の突出部は設けられていなくともよい。この場合には、膜厚Ｔは、膜厚Ｔ１、膜厚Ｔ２及び質量付加膜７の膜厚の合計である。突出部を有しない第１の誘電体膜８及び第２の誘電体膜９を得るに際しては、例えば、製造工程において、第１の誘電体膜８の圧電基板２側とは反対側の面を平坦化すればよい。
　本実施形態においては、圧電基板２の材料並びにＩＤＴ電極３、第１の誘電体膜８、第２の誘電体膜９及び質量付加膜７の材料及び膜厚は以下の通りである。ここで、ＩＤＴ電極３の電極指ピッチにより規定される波長をλとする。上記各膜厚を波長λに規格化された膜厚として示す。なお、各膜厚は下記の値に限定されない。
　圧電基板：材料０°Ｙ－Ｘ　ＬｉＮｂＯ３
　ＩＤＴ電極：材料Ｃｕ、膜厚０．０５λ
　第１の誘電体膜：材料ＳｉＯ２、膜厚０．２７５λ
　第２の誘電体膜：材料ＳｉＮ、膜厚０．０１λ
　質量付加膜：材料Ｔｉ、膜厚０．０５６６λ
　図１に戻り、第１のエッジ領域Ｃａ及び第２のエッジ領域Ｃｂにおいて、質量付加膜７が設けられていることにより、中央領域Ｂにおける音速より第１のエッジ領域Ｃａ及び第２のエッジ領域Ｃｂにおける弾性波の音速が低くなっている。ここで、中央領域Ｂにおける弾性波の音速をＶ１、第１のエッジ領域Ｃａ及び第２のエッジ領域Ｃｂにおける弾性波の音速をＶ２とする。このとき、Ｖ１＞Ｖ２である。このように、第１のエッジ領域Ｃａを、第１の低音速領域とし、第２のエッジ領域Ｃｂを、第２の低音速領域とする。
　本実施形態では、質量付加膜７はＴｉからなるが、質量付加膜７の材料は第１の誘電体膜８より密度が高い材料であればよい。質量付加膜７の密度は、４０００ｋｇ／ｍ３以上、２５０００ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましい。質量付加膜７の密度が低すぎると、第１の低音速領域及び第２の低音速領域と中央領域との音速差を必要な大きさとするための膜厚が過度に厚くなるため、質量付加膜７上に形成した第１の誘電体膜８内にボイドやクラックが生じることがある。質量付加膜７の密度が高すぎると、音速差を必要な大きさとするための膜厚が過度に小さくなるため、膜厚値に対する膜厚のばらつきが大きくなり、上記音速差のばらつきが大きくなる。
　ＩＤＴ電極３において、第１のギャップ領域Ｄａに位置している部分は、第１の電極指４ｂのみである。第２のギャップ領域Ｄｂに位置している部分は、第２の電極指５ｂのみである。それによって、中央領域Ｂにおける弾性波の音速より第１のギャップ領域Ｄａ及び第２のギャップ領域Ｄｂにおける弾性波の音速が高くなっている。ここで、第１，第２のギャップ領域Ｄａ，Ｄｂにおける弾性波の音速をＶ３とする。このとき、Ｖ３＞Ｖ１である。このように、第１のギャップ領域Ｄａ及び第２のギャップ領域Ｄｂは、中央領域Ｂよりも音速が高い、第１の高音速領域及び第２の高音速領域である。
　第２の方向ｙにおいて、中央領域Ｂの外側に第１の低音速領域及び第２の低音速領域が配置され、第１の低音速領域及び第２の低音速領域の外側に第１の高音速領域及び第２の高音速領域が配置されている。ここで、第１の低音速領域及び第２の低音速領域の第２の方向ｙに沿う寸法を第１の低音速領域及び第２の低音速領域の幅とする。第１の低音速領域及び第２の低音速領域の幅及び各音速Ｖ１～Ｖ３を調整することにより、中央領域Ｂにおける第２の方向ｙの弾性波の変位分布をほぼ一定にすることができる。これによりピストンモードが成立することにより、高次の横モードによるスプリアスを抑制することができる。このように、弾性波装置１はピストンモードを利用している。なお、以下においては、高次の横モードによるスプリアスを横モードスプリアスと記載する。
　上記のような各音速Ｖ１～Ｖ３の関係を図１に示す。なお、図１における左側に向かうにつれて、音速が高いことを示す。
　本実施形態の特徴は、ラブ波を利用しており、かつ質量付加膜７が第１の誘電体膜中において、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＜０．５となる位置に設けられていることにある。それによって、横モードスプリアスを効果的に抑制することができる。これを以下において説明する。
　まず、ピストンモードを利用した弾性波装置においては、第１の低音速領域及び第２の低音速領域と中央領域Ｂとの音速比Ｖ２／Ｖ１が０．９８以下となる場合に、横モードスプリアスを効果的に抑制し得る。これを以下において示す。
　ピストンモードにより横モードスプリアスを抑制する効果の大きさの指標には、特表２０１３－５１８４５５号公報中に記載されている正規化された基本モードの重なり積分値が用いられる。上記積分値が１に近いほど、横モードスプリアスが抑制されていることとなる。
　音速比Ｖ２／Ｖ１と正規化された基本モードの重なり積分値との関係を、以下の条件において求めた。ここで、交叉領域の第２の方向ｙに沿う寸法を交叉幅とする。
　交叉幅：１０λ
　第１の高音速領域及び第２の高音速領域と中央領域との音速比Ｖ３／Ｖ１：１．０８
　異方性係数（下記の式［１］の１＋Γ）：１．２４
　第１の低音速領域及び第２の低音速領域の幅：下記の式［１］に従い設定
　なお、下記の式［１］は、日本国特表２０１３－５１８４５５号公報（対応の国際公開番号はＷＯ２０１１／０８８９０４）中の式［数５］で示されている式である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、上記異方性係数の値は、本実施形態のように、圧電基板に０°Ｙ－Ｘ　ＬｉＮｂＯ３を用い、ラブ波を利用する場合の値である。
　この条件において、音速比Ｖ２／Ｖ１を変化させた場合の、基本モードの第２の方向ｙにおける変位分布の変化を求めた。これを用いて正規化された基本モードの重なり積分値を求めたものが、下記の図５に示す関係である。
　図５は、正規化された基本モードの重なり積分値と、音速比Ｖ２／Ｖ１との関係を示す図である。
　図５に示すように、音速比Ｖ２／Ｖ１が０．９８以下の条件では、正規化された基本モードの重なり積分値は約０．９８９と１に近い値となり、ほぼ一定である。しかしながら、音速比Ｖ２／Ｖ１が０．９８より大きくなると、上記積分値は急激に小さくなる。従って、音速比Ｖ２／Ｖ１が０．９８以下の条件では、横モードスプリアスを効果的に抑制することができる。
　そして、次に、第１の誘電体膜中における質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）と、音速比Ｖ２／Ｖ１との関係を求めた。なお、条件は以下の通りである。
　圧電基板：材料０°Ｙ－Ｘ　ＬｉＮｂＯ３
　ＩＤＴ電極：材料Ｃｕ、膜厚０．０５λ
　第１の誘電体膜：材料ＳｉＯ２、膜厚０．２７５λ
　第２の誘電体膜：材料ＳｉＮ、膜厚０．０１λ
　質量付加膜：材料Ｔｉ、膜厚０．０５６６λ
　使用する弾性波：ラブ波
　図６は、第１の誘電体膜中における質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）と、音速比Ｖ２／Ｖ１との関係を示す図である。
　図６に示すように、第１の誘電体膜中における質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．５未満の場合に、音速比Ｖ２／Ｖ１が０．９８以下となっていることがわかる。
　従って、質量付加膜が第１の誘電体膜中において、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＜０．５となる位置に設けられていることにより、音速比Ｖ２／Ｖ１が０．９８以下となり、横モードスプリアスを効果的に抑制することができる。
　上記効果は、ラブ波を利用した場合における特有の効果である。これを以下において説明する。
　ラブ波を利用している弾性波装置１における図６に示す関係は、レイリー波を利用した場合とは大きく異なる。これは、ラブ波を利用した場合とレイリー波を利用した場合とにおいて、厚み方向における変位分布が大きく異なることによる。レイリー波を用いた比較例における変位分布及び本実施形態における変位分布を下記の図７及び図８において示す。なお、比較例の弾性波装置は、圧電基板が、レイリー波が強く励振される１２８°Ｙ－Ｘ　ＬｉＮｂＯ３からなる点において第１の実施形態と異なる。
　図７は、レイリー波を利用した場合の、共振周波数における厚み方向の変位分布を示す図である。図８は、ラブ波を利用した場合の、共振周波数における厚み方向の変位分布を示す図である。なお、図７及び図８に示す変位は、質量付加膜が設けられていない部分における変位である。圧電基板におけるＩＤＴ電極が設けられている面の位置を、厚み方向の位置の基準とする。
　図７に示すように、レイリー波による変位は、第１の誘電体膜の圧電基板側とは反対側の面付近において最大となっている。これに対して、図８に示すように、ラブ波による変位は、ＩＤＴ電極付近において最大となっている。変位が大きい位置に上記質量付加膜を配置することにより、音速を低くする効果は大きくなる。よってレイリー波を利用する比較例とは異なり、ラブ波を利用する本実施形態では、質量付加膜をＩＤＴ電極に近い位置に配置するほど、音速比Ｖ２／Ｖ１を小さくすることができる。
　つまり、ラブ波を利用する本実施形態では、第１の誘電体膜中の質量付加膜を、第１の誘電体膜中における、第２の誘電体膜側よりもＩＤＴ電極側に近い位置に配置することで、音速比Ｖ２／Ｖ１を小さくすることができ、横モードスプリアスを抑制することができる。
　ところで、上述したように、弾性波装置１は第２の誘電体膜を有する。弾性波装置１の製造に際し、第２の誘電体膜の膜厚を調整することにより、周波数の調整を行う。ここで、第１の低音速領域及び第２の低音速領域においては質量付加膜が設けられており、中央領域においては質量付加膜が設けられていない。そのため、第２の誘電体膜の膜厚の変化に対する第１の低音速領域及び第２の低音速領域における音速Ｖ２の変化の割合と、中央領域における音速Ｖ１の変化の割合とが異なることがある。よって、第２の誘電体膜の膜厚の調整により、音速比Ｖ２／Ｖ１が変化することがある。第２の誘電体膜の膜厚を異ならせたことによる音速比Ｖ２／Ｖ１の変化が小さいことが望ましい。それによって、より一層確実にピストンモードの最適な条件とすることができ、横モードスプリアスをより一層確実に抑制することができる。
　周波数調整後の第２の誘電体膜の膜厚は、０．００５λ以上、０．０１５λ以下の範囲内であることが好ましい。第２の誘電体膜がＳｉＮなどからなる場合、第２の誘電体膜は耐湿保護膜としての機能も有する。周波数調整後において第２の誘電体膜の膜厚が薄すぎると、耐湿性が劣化するおそれがある。他方、第２の誘電体膜の膜厚が厚すぎると、膜厚の変化量に対する周波数の変化量が小さくなり、周波数調整を効率的に行い難くなるおそれがある。
　ここで、図６に示した結果と併せて、第２の誘電体膜の膜厚が０．００５λの場合及び０．０１５λの場合における質量付加膜の位置と音速比Ｖ２／Ｖ１との関係を下記の図９に示す。
　図９は、第２の誘電体膜の膜厚と、第１の誘電体膜中における質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）と、音速比Ｖ２／Ｖ１との関係を示す図である。図９において、実線は第２の誘電体膜の膜厚が０．０１λのときの結果を示す。破線は第２の誘電体膜の膜厚が０．００５λのときの結果を示す。一点鎖線は第２の誘電体膜の膜厚が０．０１５λのときの結果を示す。
　図９に示すように、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．４の場合には、第２の誘電体膜の膜厚に関わらず、音速比Ｖ２／Ｖ１がほぼ一定となっていることがわかる。よって、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＝０．４であることが好ましい。この場合には、周波数調整を行った場合においても、音速比Ｖ２／Ｖ１はほぼ変化しない。それによって、弾性波装置１において、より一層確実にピストンモードの最適な条件とすることができる。従って、横モードスプリアスを効果的に、かつより一層確実に抑制することができる。
　他方、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．４以外の場合は、第２の誘電体膜の膜厚が異なることにより、音速比Ｖ２／Ｖ１が異なる。例えば、図９に示すように、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＝０．１０９の場合、第２の誘電体膜の膜厚が０．０１５λのときは音速比Ｖ２／Ｖ１は０．９７７３であり、上記膜厚が０．００５λのときは音速比Ｖ２／Ｖ１は０．９７８４となっている。よって、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＝０．１０９の場合、第２の誘電体膜の膜厚の調整により、音速比Ｖ２／Ｖ１は０．９７７３以上、０．９７８４以下の範囲内において変化することとなる。第２の誘電体膜の膜厚が異なることによる音速比Ｖ２／Ｖ１の変化が小さいほど、弾性波装置１において、ピストンモードの最適な条件から外れ難くなる。上記音速比Ｖ２／Ｖ１の変化は、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．４に近いほど小さくなり、より一層確実に横モードスプリアスを抑制することができる。
　ここで、質量付加膜の厚み方向の位置の好ましい範囲をより詳細に検討した。質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）を異ならせて、音速比Ｖ２／Ｖ１と正規化された基本モードの重なり積分値との関係を求めた。なお、条件は以下の通りである。
　交叉幅：１０λ
　音速比Ｖ３／Ｖ１：１．０８
　異方性係数（１＋Γ）：１．２４
　第１の低音速領域及び第２の低音速領域の幅：第２の誘電体膜がＳｉＮからなり、膜厚が０．０１λである場合の音速比を用いて、上記の式［数１］（特表２０１３－５１８４５５号公報の式［数５］を参照）で求めた値
　上記において求めた音速比Ｖ２／Ｖ１と正規化された基本モードの重なり積分値との関係を下記の図１０及び図１１に示す。なお、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）は、０．１０９及び０．４７３とした。
　図１０は、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．１０９の場合における、音速比Ｖ２／Ｖ１と正規化された基本モードの重なり積分値との関係を示す図である。図１１は、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．４７３の場合における、音速比Ｖ２／Ｖ１と正規化された基本モードの重なり積分値との関係を示す図である。図１０中の各一点鎖線は、第２の誘電体膜の膜厚が０．００５λ、０．０１λ、０．０１５λのときの音速比Ｖ２／Ｖ１をそれぞれ示す。図１１中における各一点鎖線も同様である。
　図１０に示すように、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．１０９の場合には、第２の誘電体膜の膜厚が上記好ましい範囲内である場合、正規化された基本モードの重なり積分値の最小値は、０．００５λのときの０．９８６９であり、比較的大きい値となっている。
　他方、図１１に示す、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．４７３の場合には、第２の誘電体膜の膜厚の変化量に対して音速比Ｖ２／Ｖ１の変化量が小さいことがわかる。よって、第２の誘電体膜の膜厚が上記好ましい範囲における正規化された基本モードの重なり積分値の最小値は、０．０１５λのときの０．９８７８であり、上記範囲内全体において、正規化された基本モードの重なり積分値をより一層大きい値とすることができる。
　ここで、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）を異ならせて上記と同様の検討を行い、第２の誘電体膜の膜厚を上記好ましい範囲内としたときの、正規化された基本モードの重なり積分値の最小値をそれぞれ求めた。
　図１２は、第２の誘電体膜の膜厚が０．００５λ以上、０．０１５λ以下の範囲内の場合における、正規化された基本モードの重なり積分値の最小値と、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）との関係を示す図である。
　図１２に示すように、質量付加膜の厚み方向の位置Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）が０．４に近いほど、正規化された基本モードの重なり積分値の最小値を大きくし得ることがわかる。質量付加膜の厚み方向の位置は０．２４≦Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４９の範囲内とすることが好ましい。それによって、正規化された基本モードの重なり積分値を０．９８７６以上とすることができる。質量付加膜の厚み方向の位置は、０．３２≦Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４４の範囲内とすることがより好ましい。それによって、正規化された基本モードの重なり積分値を０．９８８０以上とすることができ、上記積分値をより一層１に近づけることができる。従って、横モードスプリアスをより一層効果的に、かつより一層確実に抑制することができる。
　図１に示す第１の実施形態においては、第１の高音速領域及び第２の高音速領域は、第１のバスバー４ａと第１のエッジ領域Ｃａとの間及び第２のバスバー５ａと第２のエッジ領域Ｃｂとの間に設けられている。なお、第１の高音速領域及び第２の高音速領域は、第１のバスバー４ａ内及び第２のバスバー５ａ内に設けられていてもよい。
　ところで、第１の実施形態では、圧電体は圧電基板２であるが、図１３に示す第１の実施形態の変形例のように、圧電体は圧電薄膜２２であってもよい。例えば、圧電薄膜２２のＩＤＴ電極３が設けられている面とは反対側の面には、低音速膜２３が設けられていてもよい。低音速膜２３の圧電薄膜２２側とは反対側の面には、高音速部材２４が設けられていてもよい。
　ここで、低音速膜２３とは、圧電薄膜２２を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低速な膜である。低音速膜２３は、例えば、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタルまたは酸化ケイ素にフッ素、炭素やホウ素を加えた化合物を主成分とする材料などからなる。なお、低音速膜２３の材料は、相対的に低音速な材料であればよい。
　高音速部材２４とは、圧電薄膜２２を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速な部材である。高音速部材２４は、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素、ケイ素、ＤＬＣ膜またはダイヤモンドを主成分とする材料などからなる。なお、高音速部材２４の材料は、相対的に高音速な材料であればよい。
　高音速部材２４は、高音速膜であってもよく、あるいは、高音速基板であってもよい。このように、低音速膜２３及び高音速部材２４を有する場合、弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。
　以下において、本実施形態の弾性波装置１の製造方法の一例を説明する。
　図１４（ａ）～図１４（ｃ）は、第１の実施形態の弾性波装置の製造方法の一例を説明するための、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う部分に相当する断面図である。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第１の実施形態の弾性波装置の製造方法の一例を説明するための、図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う部分に相当する断面図である。なお、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）においては、第１の層と第２の層との境界を破線により示す。
　図１４（ａ）に示すように、圧電基板２を用意する。次に、圧電基板２上にＩＤＴ電極３を形成する。ＩＤＴ電極３は、例えば、スパッタリング法や蒸着法により形成することができる。
　次に、図１４（ｂ）に示すように、圧電基板２上に、ＩＤＴ電極３を覆うように、第１の層８ａを形成する。第１の層８ａは、例えば、スパッタリング法などにより形成することができる。このとき、第１の層８ａの圧電基板２側とは反対側の面には、ＩＤＴ電極３の形状に沿う突出部が形成される。次に、第１の層８ａの上記面の平坦化を行う。これにより、上記突出部を除去し、かつ第１の層８ａの膜厚を調整する。なお、第１の層８ａの上記面の平坦化は、必ずしも行わなくともよい。この場合には、第１の層８ａの形成に際し、第１の層８ａの膜厚を調整すればよい。第１の層８ａのＩＤＴ電極３上の部分の膜厚が、図３に示した膜厚Ｔ１に相当する。
　次に、図１４（ｃ）に示すように、第１の層８ａ上に、質量付加膜７を形成する。質量付加膜７は、上記第１のエッジ領域及び上記第２のエッジ領域に形成する。質量付加膜７の形成に際し、例えば、第１の層８ａ上に質量付加膜７用の膜をスパッタリング法や蒸着法などにより形成する。次に、質量付加膜７用の膜を、フォトリソグラフィ法及びエッチングによりパターニングする。あるいは、質量付加膜７は、リフトオフ法により形成してもよい。
　次に、図１５（ａ）に示すように、第１の層８ａ上に、質量付加膜７を覆うように、第２の層８ｂを形成する。第２の層８ｂは、例えば、スパッタリング法などにより形成することができる。これにより、第１の誘電体膜８を形成することができ、第１の誘電体膜８中に質量付加膜７を配置することができる。このとき、第１の誘電体膜８の圧電基板２側とは反対側の面には、ＩＤＴ電極３の形状に沿う突出部８ｃが形成される。
　次に、図１５（ｂ）に示すように、第１の誘電体膜８上に、第２の誘電体膜９を積層する。なお、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、図１５（ａ）に示す工程の後に第１の誘電体膜８の圧電基板２側とは反対側の面を平坦化してもよく、しかる後、第１の誘電体膜８上に第２の誘電体膜９を形成してもよい。
　第１の実施形態及び第１の実施形態の変形例では、弾性波装置が１ポート型の弾性波共振子である例を示した。なお、本発明は上記以外の弾性波装置にも好適に適用することができる。
　上記弾性波装置は、高周波フロントエンド回路のデュプレクサなどとして用いることができる。この例を下記において説明する。
　図１７は、高周波フロントエンド回路を有する通信装置の構成図である。なお、同図には、高周波フロントエンド回路２３０と接続される各構成要素、例えば、アンテナ素子２０２やＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）２０３も併せて図示されている。高周波フロントエンド回路２３０及びＲＦ信号処理回路２０３は、通信装置２４０を構成している。なお、通信装置２４０は、電源、ＣＰＵやディスプレイを含んでいてもよい。
　高周波フロントエンド回路２３０は、スイッチ２２５と、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂと、フィルタ２３１，２３２と、ローノイズアンプ回路２１４，２２４と、パワーアンプ回路２３４ａ，２３４ｂ，２４４ａ，２４４ｂとを備える。なお、図１７の高周波フロントエンド回路２３０及び通信装置２４０は、高周波フロントエンド回路及び通信装置の一例であって、この構成に限定されるものではない。
　デュプレクサ２０１Ａは、フィルタ２１１，２１２を有する。デュプレクサ２０１Ｂは、フィルタ２２１，２２２を有する。デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂは、スイッチ２２５を介してアンテナ素子２０２に接続される。なお、上記弾性波装置は、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂであってもよいし、フィルタ２１１，２１２，２２１，２２２であってもよい。上記弾性波装置は、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂや、フィルタ２１１，２１２，２２１，２２２を構成する弾性波共振子であってもよい。
　さらに、上記弾性波装置は、例えば、３つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたトリプレクサや、６つのフィルタのアンテナ端子が共通化されたヘキサプレクサなど、３以上のフィルタを備えるマルチプレクサについても適用することができる。
　すなわち、上記弾性波装置は、弾性波共振子、フィルタ、デュプレクサ、３以上のフィルタを備えるマルチプレクサを含む。そして、該マルチプレクサは、送信フィルタ及び受信フィルタの双方を備える構成に限らず、送信フィルタのみ、または、受信フィルタのみを備える構成であってもかまわない。
　スイッチ２２５は、制御部（図示せず）からの制御信号に従って、アンテナ素子２０２と所定のバンドに対応する信号経路とを接続し、例えば、ＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｐｏｌｅ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチによって構成される。なお、アンテナ素子２０２と接続される信号経路は１つに限らず、複数であってもよい。つまり、高周波フロントエンド回路２３０は、キャリアアグリゲーションに対応していてもよい。
　ローノイズアンプ回路２１４は、アンテナ素子２０２、スイッチ２２５及びデュプレクサ２０１Ａを経由した高周波信号（ここでは高周波受信信号）を増幅し、ＲＦ信号処理回路２０３へ出力する受信増幅回路である。ローノイズアンプ回路２２４は、アンテナ素子２０２、スイッチ２２５及びデュプレクサ２０１Ｂを経由した高周波信号（ここでは高周波受信信号）を増幅し、ＲＦ信号処理回路２０３へ出力する受信増幅回路である。
　パワーアンプ回路２３４ａ，２３４ｂは、ＲＦ信号処理回路２０３から出力された高周波信号（ここでは高周波送信信号）を増幅し、デュプレクサ２０１Ａ及びスイッチ２２５を経由してアンテナ素子２０２に出力する送信増幅回路である。パワーアンプ回路２４４ａ，２４４ｂは、ＲＦ信号処理回路２０３から出力された高周波信号（ここでは高周波送信信号）を増幅し、デュプレクサ２０１Ｂ及びスイッチ２２５を経由してアンテナ素子２０２に出力する送信増幅回路である。
　ＲＦ信号処理回路２０３は、アンテナ素子２０２から受信信号経路を介して入力された高周波受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号を出力する。また、ＲＦ信号処理回路２０３は、入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された高周波送信信号をローノイズアンプ回路２２４へ出力する。ＲＦ信号処理回路２０３は、例えば、ＲＦＩＣである。なお、通信装置は、ＢＢ（ベースバンド）ＩＣを含んでいてもよい。この場合、ＢＢＩＣは、ＲＦＩＣで処理された受信信号を信号処理する。また、ＢＢＩＣは、送信信号を信号処理し、ＲＦＩＣに出力する。ＢＢＩＣで処理された受信信号や、ＢＢＩＣが信号処理する前の送信信号は、例えば、画像信号や音声信号等である。なお、高周波フロントエンド回路２３０は、上述した各構成要素の間に、他の回路素子を備えていてもよい。
　なお、高周波フロントエンド回路２３０は、上記デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂに代わり、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂの変形例に係るデュプレクサを備えていてもよい。
　他方、通信装置２４０におけるフィルタ２３１，２３２は、ローノイズアンプ回路２１４，２２４及びパワーアンプ回路２３４ａ，２３４ｂ，２４４ａ，２４４ｂを介さず、ＲＦ信号処理回路２０３とスイッチ２２５との間に接続されている。フィルタ２３１，２３２も、デュプレクサ２０１Ａ，２０１Ｂと同様に、スイッチ２２５を介してアンテナ素子２０２に接続される。
　以上のように構成された高周波フロントエンド回路２３０及び通信装置２４０によれば、本発明の弾性波装置である、弾性波共振子、フィルタ、デュプレクサ、３以上のフィルタを備えるマルチプレクサ等を備えることにより、ラブ波を利用した場合において、横モードスプリアスを効果的に抑制することができる。
　以上、本発明の実施形態に係る弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置について、実施形態及びその変形例を挙げて説明したが、上記実施形態及び変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施形態や、上記実施形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る高周波フロントエンド回路及び通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
　本発明は、弾性波共振子、フィルタ、デュプレクサ、マルチバンドシステムに適用できるマルチプレクサ、フロントエンド回路及び通信装置として、携帯電話機などの通信機器に広く利用できる。
１…弾性波装置
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
４ａ，５ａ…第１，第２のバスバー
４ｂ，５ｂ…第１，第２の電極指
６ａ，６ｂ…反射器
７…質量付加膜
８…第１の誘電体膜
８ａ，８ｂ…第１，第２の層
８ｃ…突出部
９…第２の誘電体膜
１６…開口部
２２…圧電薄膜
２３…低音速膜
２４…高音速部材
２０１Ａ，２０１Ｂ…デュプレクサ
２０２…アンテナ素子
２０３…ＲＦ信号処理回路
２１１，２１２…フィルタ
２１４…ローノイズアンプ回路
２２１，２２２…フィルタ
２２４…ローノイズアンプ回路
２２５…スイッチ
２３０…高周波フロントエンド回路
２３１，２３２…フィルタ
２３４ａ，２３４ｂ…パワーアンプ回路
２４０…通信装置
２４４ａ，２４４ｂ…パワーアンプ回路

Claims (10)

  1. 　圧電体と、
    　前記圧電体上に設けられているＩＤＴ電極と、
    　前記圧電体上に設けられており、前記ＩＤＴ電極を覆っている第１の誘電体膜と、
    を備え、
    　前記ＩＤＴ電極が、互いに対向し合う第１のバスバー及び第２のバスバーと、前記第１のバスバーに一端が接続された複数の第１の電極指と、前記第２のバスバーに一端が接続されており、かつ前記複数の第１の電極指と間挿し合っている複数の第２の電極指と、を有し、
    　弾性波伝搬方向を第１の方向とし、弾性波伝搬方向に直交する方向を第２の方向としたときに、前記第１の電極指と前記第２の電極指とが前記第１の方向において重なり合っている部分である交叉領域を有し、
    　前記交叉領域が、前記第２の方向における前記第１の電極指及び前記第２の電極指の中央に位置している中央領域と、前記第２の方向において、前記中央領域の前記第１のバスバー側の外側に配置されている、第１のエッジ領域と、前記第２の方向において、前記中央領域の前記第２のバスバー側の外側に配置されている、第２のエッジ領域と、を有し、
    　前記第２の方向において、前記第１のエッジ領域の前記第１のバスバー側の外側に配置されている、第１のギャップ領域と、前記第２の方向において、前記第２のエッジ領域の前記第２のバスバー側の外側に配置されている、第２のギャップ領域と、が設けられており、
    　弾性波としてラブ波を用いており、
    　前記第１のエッジ領域及び前記第２のエッジ領域において、質量付加膜が前記第１の誘電体膜中に設けられており、
    　前記第１の誘電体膜において、前記ＩＤＴ電極と前記質量付加膜との間に位置する部分の膜厚をＴ１とし、前記第１の誘電体膜の前記圧電体側とは反対側の面と前記質量付加膜との間に位置する部分の膜厚をＴ２としたときに、Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＜０．５である、弾性波装置。
  2. 　前記第１のエッジ領域及び前記第２のエッジ領域の音速が、前記中央領域の音速よりも低速であり、前記第１のギャップ領域及び前記第２のギャップ領域の音速が、前記第１のエッジ領域及び前記第２のエッジ領域の音速よりも高速である、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記第１の誘電体膜上に設けられている第２の誘電体膜をさらに備え、
    　前記第１の誘電体膜において、０．２４≦Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４９である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記第１の誘電体膜において、０．３２≦Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．４４である、請求項３に記載の弾性波装置。
  5. 　前記質量付加膜がＴｉを主成分とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記第１の誘電体膜が酸化ケイ素からなる、請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 　前記第２の誘電体膜が窒化ケイ素からなる、請求項３または４に記載の弾性波装置。
  8. 　前記第１の誘電体膜上に設けられている第２の誘電体膜をさらに備え、
    　前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される波長をλとした場合に、前記第２の誘電体膜の厚みが０．００５λ以上、０．０１５λ以下である、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　請求項１～８のいずれか１項に記載の弾性波装置と、
    　パワーアンプと、
    を備える、高周波フロントエンド回路。
  10. 　請求項９に記載の高周波フロントエンド回路と、
    　ＲＦ信号処理回路と、
    を備える、通信装置。
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