WO2022014440A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2022014440A1
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哲也 木村
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device.
  • Patent Document 1 discloses an elastic wave device using a lamb wave as a plate wave.
  • a piezoelectric substrate is provided on the support.
  • the piezoelectric substrate consists of LiNbO 3 or LiTaO 3 .
  • An IDT electrode is provided on the upper surface of the piezoelectric substrate.
  • a voltage is applied between the plurality of electrode fingers connected to one potential of the IDT electrode and the plurality of electrode fingers connected to the other potential. This encourages Lamb waves.
  • Reflectors are provided on both sides of the IDT electrode. As a result, an elastic wave resonator using a plate wave is constructed.
  • Patent Document 2 discloses an example of a ladder type filter.
  • a plurality of elastic wave devices are connected by a plurality of wirings.
  • the plurality of wires includes a wire connected to a hot potential and a wire connected to a ground potential.
  • the wiring connected to the hot potential and the wiring connected to the ground potential face each other.
  • an unnecessary bulk wave may be excited. This bulk wave propagates in the thickness direction of the piezoelectric substrate. Therefore, it may be reflected on the support.
  • an unnecessary bulk wave signal may be taken out by one of the wirings.
  • the unwanted bulk wave signal may be extracted by one of the opposing busbars. In these cases, ripple may occur in the frequency characteristics of the elastic wave device.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device capable of suppressing ripples in frequency characteristics.
  • the elastic wave device is provided on the support substrate, the piezoelectric layer provided on the support substrate, the functional electrodes provided on the piezoelectric layer, and the piezoelectric layer, respectively.
  • the region directly under the electrode membrane is defined as the region directly under the electrode membrane and the region overlapping the first electrode membrane or the second electrode membrane in a plan view
  • the piezoelectricity in at least a part of the electrode membrane intermembrane region.
  • the thickness of the layer is thinner than the thickness of the piezoelectric layer in the region immediately below the electrode film.
  • an elastic wave device capable of suppressing ripples in frequency characteristics.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of an elastic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line I-I in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing the reflection characteristics of the first embodiment of the present invention and the comparative example.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example in which an unnecessary bulk wave propagates in a comparative example.
  • FIG. 6 is a plan view of the series arm resonator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross section shown in FIG. 3 of the elastic wave device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross section shown in FIG. 3 of the elastic wave device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross section shown in FIG. 3 of the elastic wave device according to the first modification of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross section shown in FIG. 3 of the elastic wave device according to the second modification of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross section shown in FIG. 3 of the elastic wave device according to the third modification of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross section shown in FIG. 3 of the elastic wave device according to the first modification of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross section shown in
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross section shown in FIG. 3 of the elastic wave device according to the fourth modification of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a plan view of the elastic wave device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 15 (a) is a schematic perspective view showing the appearance of an elastic wave device using a bulk wave in a thickness slip mode
  • FIG. 15 (b) is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 15 (a).
  • FIG. 17A is a schematic front sectional view for explaining a Lamb wave propagating in the piezoelectric film of the elastic wave device
  • FIG. 17B is a thickness slip propagating in the piezoelectric film in the elastic wave device.
  • It is a schematic front sectional view for explaining the bulk wave of a mode.
  • FIG. 18 is a diagram showing the amplitude direction of the bulk wave in the thickness slip mode.
  • FIG. 19 is a diagram showing resonance characteristics of an elastic wave device using a bulk wave in a thickness slip mode.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between d / 2p and the specific band as a resonator when the distance between the centers of adjacent electrodes is p and the thickness of the piezoelectric layer is d.
  • FIG. 21 is a plan view of an elastic wave device that utilizes a bulk wave in a thickness slip mode.
  • FIG. 22 is a diagram showing a map of the specific band with respect to Euler angles (0 °, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d / p is brought as close to 0 as possible.
  • FIG. 23 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device using a Lamb wave.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • elastic wave resonators are shown by a schematic diagram in which two diagonal lines are added to a polygon.
  • the elastic wave device 10 has a plurality of elastic wave resonators.
  • the elastic wave device 10 is a filter device. More specifically, in this embodiment, the elastic wave device 10 is a ladder type filter.
  • the plurality of elastic wave resonators include a series arm resonator S1, a series arm resonator S2, a series arm resonator S3, a series arm resonator S4, a series arm resonator S5 and a series arm resonator S6, and a parallel arm resonator P1. , Parallel arm resonator P2 and parallel arm resonator P3.
  • Each elastic wave resonator has a functional electrode.
  • Each elastic wave resonator of this embodiment uses a bulk wave in a thickness slip mode as a main wave. More specifically, each elastic wave resonator uses a bulk wave in the thickness slip primary mode as the main wave. Each elastic wave resonator may be a resonator that uses a plate wave such as a ram wave as a main wave. On the other hand, in the present embodiment, the SH wave is excited as an unnecessary bulk wave in each elastic wave resonator.
  • the elastic wave device 10 has a piezoelectric layer 14.
  • a plurality of elastic wave resonators are configured on the piezoelectric layer 14.
  • a plurality of wiring electrode films, a first signal terminal 25, a second signal terminal 26, and a plurality of ground terminals 27 are provided on the piezoelectric layer 14.
  • the elastic wave resonators are connected to each other by a wiring electrode membrane.
  • the plurality of wiring electrode films include a first electrode film 28 and a second electrode film 29.
  • the first electrode film 28 and the second electrode film 29 face each other.
  • the first electrode film 28 and the second electrode film 29 are each drawn from different elastic wave resonators.
  • the first electrode film 28 is a wiring electrode film connecting the series arm resonator S1 and the parallel arm resonator P1.
  • the second electrode film 29 is a wiring electrode film connecting the parallel arm resonator P2 and the ground terminal 27. That is, the first electrode film 28 and the second electrode film 29 are each connected to the functional electrode. Further, the first electrode film 28 is connected to the hot potential, and the second electrode film 29 is connected to the ground potential.
  • first electrode film 28 and the second electrode film 29 are not limited to the above.
  • first electrode film 28 and the second electrode film 29 may be connected to the same functional electrode.
  • the first electrode film 28 may be connected to the ground potential and the second electrode film 29 may be connected to the hot potential.
  • the first electrode film 28 and the second electrode film 29 may be arranged so as to be connected to different potentials and to face each other.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line I-I in FIG.
  • the elastic wave device 10 has a piezoelectric substrate 12.
  • the piezoelectric substrate 12 has a support member 13 and the piezoelectric layer 14.
  • the support member 13 is composed of only a support substrate.
  • the support substrate is a silicon substrate in this embodiment.
  • the material of the support substrate is not limited to the above, and sapphire or the like may be used, for example.
  • the piezoelectric layer 14 has a first main surface 14a and a second main surface 14b.
  • the first main surface 14a and the second main surface 14b face each other.
  • the second main surface 14b is the main surface on the support member 13 side.
  • the plurality of wiring electrode films are provided on the first main surface 14a.
  • the piezoelectric layer 14 is a lithium niobate layer in this embodiment. More specifically, the piezoelectric layer 14 is a LiNbO 3 layer. However, the piezoelectric layer 14 may be a lithium tantalate layer such as a LiTaO 3 layer.
  • the elastic wave device 10 has a region directly under the electrode film.
  • the region directly below the electrode film is a region that overlaps with the first electrode film 28 or the second electrode film 29 in a plan view. More specifically, the region directly under the electrode film includes the region directly under the first electrode film E1 and the region directly under the second electrode film E2.
  • the region immediately below the first electrode film E1 is a region that overlaps with the first electrode film 28 in a plan view.
  • the region immediately below the second electrode film E2 is a region that overlaps with the second electrode film 29 in a plan view.
  • the elastic wave device 10 has an electrode membrane intermembrane region E3.
  • the inter-electrode film region E3 is a region located between the first electrode film 28 and the second electrode film 29 in a plan view. More specifically, the inter-electrode film region E3 is a region located between the adjacent first electrode film 28 and the second electrode film 29. In the present embodiment, the electrode film is not provided in the electrode film intermembrane region E3.
  • the thickness of the piezoelectric layer 14 in the region directly under the first electrode film E1 is d1
  • the thickness of the piezoelectric layer 14 in the region directly under the second electrode film E2 is d2
  • the thickness of the piezoelectric layer 14 in the inter-electrode film region E3 is defined as d2. Let it be d3.
  • the thickness d3 in the inter-electrode film region E3 is thinner than the thickness d1 in the region directly under the first electrode film E1 and the thickness d2 in the region E2 directly under the second electrode film.
  • the thickness d3 in at least a part of the inter-electrode film region E3 may be thinner than the thickness of the piezoelectric layer 14 in the region directly under the electrode film. That is, the thickness d3 in at least a part of the inter-electrode film region E3 may be thinner than at least one of the thickness d1 in the region directly under the first electrode film E1 and the thickness d2 in the region E2 directly under the second electrode film. ..
  • the elastic wave device 10 the influence of unnecessary bulk waves on the frequency characteristics can be suppressed, and the ripple in the frequency characteristics can be suppressed. This will be shown below by comparing the present embodiment and comparative examples.
  • the comparative example is different from the first embodiment in that the thickness of the piezoelectric layer in the region directly under the first electrode film, the region directly under the second electrode film, and the region between the electrode films is the same.
  • the reflection characteristic as the frequency characteristic between the first electrode film and the second electrode film was measured.
  • the reflection characteristics between the first electrode film and the second electrode film were measured.
  • FIG. 4 is a diagram showing the reflection characteristics of the first embodiment and the comparative example.
  • the reflection characteristic shown in FIG. 4 is the relationship between S11 and the frequency.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example in which an unnecessary bulk wave propagates in a comparative example. Arrow B in FIG. 5 indicates a part of an unnecessary bulk wave.
  • the thickness d1 of the piezoelectric layer 14 in the region immediately below the first electrode film E1 is different from the thickness d3 of the piezoelectric layer 14 in the inter-electrode film region E3.
  • the electromechanical coupling coefficients can be made different from each other in the region directly under the first electrode film and the region between the electrode films E3.
  • the mode of propagation of unnecessary bulk waves can be different from each other.
  • the relationship between the second electrode film direct area E2 and the electrode film area E3 is the same as the relationship between the first electrode film area E1 and the electrode film area E3. Therefore, it is possible to suppress the unnecessary bulk wave from propagating uniformly between the first electrode film 28 and the second electrode film 29. Therefore, the influence of the unnecessary bulk wave on the reflection characteristic can be suppressed, and the ripple in the reflection characteristic as the frequency characteristic can be suppressed.
  • a plurality of series arm resonators are connected in series to each other between the first signal terminal 25 and the second signal terminal 26. More specifically, the series arm resonator S1, the series arm resonator S2, the series arm resonator S3, the series arm resonator S4, the series arm resonator S5 and the series arm resonator S6 are connected in this order. ..
  • the parallel arm resonator P1 is connected between the connection point between the series arm resonator S1 and the series arm resonator S2 and the ground potential.
  • the parallel arm resonator P2 is connected between the connection point between the series arm resonator S3 and the series arm resonator S4 and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P3 is connected between the connection point between the series arm resonator S5 and the series arm resonator S6 and the ground potential.
  • Each series arm resonator and each parallel arm resonator may be, for example, a resonator divided in series.
  • Each parallel arm resonator is connected to the ground potential via any of the ground terminals 27 shown in FIG.
  • the ends of the parallel arm resonator P1 and the parallel arm resonator P2 on the ground potential side are commonly connected to the ground potential.
  • the above circuit configuration is an example, and the circuit configuration of the elastic wave device 10 is not particularly limited.
  • the functional electrode of each elastic wave resonator is an IDT electrode. This configuration is shown below.
  • FIG. 6 is a plan view of the series arm resonator in the first embodiment.
  • the wiring electrode film and the like are omitted.
  • the IDT electrode 11 is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14. As a result, the series arm resonator S1 is configured.
  • the IDT electrode 11 has a first bus bar 16 and a second bus bar 17, and a plurality of first electrode fingers 18 and a plurality of second electrode fingers 19.
  • the first bus bar 16 and the second bus bar 17 face each other.
  • the first bus bar 16 and the second bus bar 17 are connected to different wiring electrode films, respectively.
  • the first bus bar 16 and the second bus bar 17 have different potentials from each other.
  • the first electrode finger 18 is the first electrode in the present invention.
  • the plurality of first electrode fingers 18 are periodically arranged. One end of each of the plurality of first electrode fingers 18 is connected to the first bus bar 16.
  • the second electrode finger 19 is the second electrode in the present invention.
  • the plurality of second electrode fingers 19 are periodically arranged. One end of each of the plurality of second electrode fingers 19 is connected to the second bus bar 17.
  • the plurality of first electrode fingers 18 and the plurality of second electrode fingers 19 are interleaved with each other.
  • the IDT electrode 11 may be made of a single-layer metal film or may be made of a laminated metal film.
  • the series arm resonator S1 and each of the other elastic wave resonators utilize a bulk wave in the thickness slip mode as the main wave.
  • the series arm resonator S1 and each other elastic wave resonator may be a resonator that uses a plate wave such as a lamb wave as the main wave.
  • the SH wave is excited as an unnecessary bulk wave in each elastic wave resonator.
  • the direction in which the first electrode finger 18 and the second electrode finger 19 face each other is defined as the electrode finger facing direction.
  • the plan view is a direction seen from above in FIG. 3 and the like.
  • the region where adjacent electrode fingers overlap each other when viewed from the electrode finger facing direction is the crossing region D.
  • the crossing region D is a region of the IDT electrode 11 including the electrode finger at one end to the electrode finger at the other end in the direction facing the electrode finger. More specifically, the crossing region D extends from the outer edge portion of the electrode finger at one end in the direction facing the electrode finger to the outer edge portion of the electrode finger at the other end in the direction facing the electrode finger. including.
  • the series arm resonator S1 has a plurality of excitation regions C.
  • the excitation region C is also a region where adjacent electrode fingers overlap each other when viewed from the direction in which the electrode fingers face each other.
  • Each excitation region C is a region between a pair of electrode fingers. More specifically, the excitation region C is a region from the center of one electrode finger in the direction facing the electrode finger to the center of the other electrode finger in the direction facing the electrode finger. Therefore, the crossover region D includes a plurality of excitation regions C. The bulk wave in the thickness slip mode is excited in each excitation region C.
  • the crossover region D is an excitation region.
  • the support member 13 is composed of only a support substrate.
  • the support member 13 may be a laminate of a support substrate and an insulating layer.
  • the piezoelectric layer 14 is provided on the insulating layer.
  • a silicon oxide layer, silicon nitride, tantalum oxide, or the like can be used as the material of the insulating layer.
  • the support member 13 is provided with a through hole 13a as a hollow portion.
  • a piezoelectric layer 14 is provided so as to cover the through hole 13a of the support member 13.
  • the entire crossover region D overlaps with the through hole 13a.
  • at least a part of the IDT electrode 11 may overlap with the through hole 13a.
  • the hollow portion is not limited to the through hole.
  • the hollow portion may be, for example, a hollow portion.
  • the hollow portion is composed of, for example, a recess provided in the support member. More specifically, the hollow portion is formed by sealing the concave portion with a piezoelectric layer or the like. Alternatively, the piezoelectric layer may be provided with a recess that opens on the support member side. As a result, the cavity may be formed. In this case, the support member may not be provided with a recess or a through hole.
  • the plurality of elastic wave resonators in the elastic wave device 10 share the piezoelectric substrate 12.
  • Each elastic wave resonator other than the series arm resonator S1 also has an IDT electrode like the series arm resonator S1.
  • the support member 13 is provided with a plurality of cavities. Each cavity is provided so as to overlap at least a part of the IDT electrode of each elastic wave resonator in a plan view.
  • the parallel arm resonator P1 and the parallel arm resonator P2 are adjacent elastic wave resonators.
  • the first electrode film 28 is connected to one bus bar of the parallel arm resonator P1.
  • the second electrode film 29 is connected to one bus bar of the parallel arm resonator P2.
  • the bus bar to which the first electrode film 28 is connected and the bus bar to which the second electrode film 29 is connected have different potentials from each other.
  • the bus bar to which the first electrode film 28 is connected is adjacent to the bus bar to which the second electrode film 29 is connected.
  • the inter-electrode film region E3 is located between the bus bar to which the first electrode film 28 is connected and the bus bar to which the second electrode film 29 is connected.
  • the arrangement of the electrode membrane intermembrane region E3 is not limited to the above.
  • the distance L between the first electrode film 28 and the second electrode film 29 is the elastic wave resonance to which the first electrode film 28 and the second electrode film 29 are connected.
  • the length is different from the opening length M of the elastic wave resonator different from the child.
  • the opening length of the elastic wave resonator means the distance between a pair of bus bars of the elastic wave resonator.
  • the opening length of the series arm resonator S3 is M3
  • the opening length of the series arm resonator S6 is M6.
  • the distance L may be longer or shorter than, for example, the shortest opening length M among the opening lengths M of the other elastic wave resonators.
  • the distance L may be longer or shorter than the shortest opening length of the opening lengths M6, for example.
  • the thickness d3 in at least a part of the inter-electrode film region E3 is thinner than at least one of the thickness d1 in the region directly under the first electrode film E1 and the thickness d2 in the region E2 directly under the second electrode film. I just need it.
  • the thickness of the piezoelectric layer 14 in the crossover region D may be the same as the thickness d1 and the thickness d2.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross section shown in FIG. 3 of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that the piezoelectric layer 34 is not provided in a part of the interelectrode film region E3.
  • the thickness d3 of the piezoelectric layer 34 in almost the entire area E3 between the electrode films is 0.
  • the elastic wave device of the present embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment.
  • the unnecessary bulk wave propagates through the piezoelectric layer 34 and the support member 13 in the region directly under the first electrode film E1 and the region E2 directly under the second electrode film.
  • the unnecessary bulk wave propagates only in the support member 13 in the inter-electrode membrane region E3. Therefore, also in the present embodiment, as in the first embodiment, the mode of propagation of unnecessary bulk waves can be different from each other in the region directly under the first electrode film and the region between the electrode films E3.
  • the relationship between the second electrode film direct area E2 and the electrode film area E3 is the same as the relationship between the first electrode film area E1 and the electrode film area E3. Therefore, the influence of unnecessary bulk waves on the frequency characteristics can be suppressed, and the ripple in the frequency characteristics can be suppressed.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross section shown in FIG. 3 of the elastic wave device according to the third embodiment.
  • This embodiment is different from the second embodiment in that the dielectric film 45 is provided on the support member 13 in the electrode intermembrane region E3. Except for the above points, the elastic wave device of the present embodiment has the same configuration as the elastic wave device of the second embodiment.
  • the piezoelectric layer 34 and the support member 13 are laminated in the region directly under the first electrode film E1 and the region E2 directly under the second electrode film.
  • the dielectric film 45 and the support member 13 are laminated.
  • the relationship between the second electrode film direct area E2 and the electrode film area E3 is the same as the relationship between the first electrode film area E1 and the electrode film area E3. Therefore, the influence of unnecessary bulk waves on the frequency characteristics can be suppressed, and the ripple in the frequency characteristics can be suppressed.
  • the dielectric film 45 is provided in all of the portions of the inter-electrode film region E3 where the piezoelectric layer 34 is not provided in a plan view. It should be noted that the dielectric film 45 may be provided in at least a part of the portion of the inter-electrode film region E3 in which the piezoelectric layer 34 is not provided in a plan view.
  • the Young's modulus of the dielectric film 45 is smaller than the Young's modulus of the support substrate. Thereby, the unnecessary bulk wave can be effectively attenuated. Therefore, the ripple in the frequency characteristic can be effectively suppressed.
  • the material of the dielectric film 45 it is preferable to use silicon oxide, silicon nitride or a resin. Thereby, the unnecessary bulk wave can be attenuated more reliably.
  • the material of the dielectric film 45 is not limited to the above.
  • the piezoelectric layer 14 may be provided in the entire inter-electrode film region E3.
  • the dielectric film 45 may be provided on the piezoelectric layer 14 in the electrode film-to-electrode region E3.
  • the dielectric film 45 has a first surface 45a and a second surface 45b.
  • the first surface 45a and the second surface 45b face each other.
  • the second surface 45b is the surface on the support member 13 side. Both the first surface 45a and the second surface 45b are flat.
  • the thickness of the dielectric film 45 is constant.
  • the thickness of the dielectric film 45 is the same as the thickness of the piezoelectric layer 34. More specifically, the thickness of the dielectric film 45 is the same as the thickness d1 of the piezoelectric layer 34 in the region directly under the first electrode film E1 and the thickness d2 of the piezoelectric layer 34 in the region E2 directly under the second electrode film. ..
  • the first surface 45a of the dielectric film 45 is flush with the first main surface 14a of the piezoelectric layer 34.
  • the second surface 45b of the dielectric film 45 is flush with the second main surface 14b of the piezoelectric layer 34.
  • the thickness of the dielectric film 45 and the shape of the first surface 45a are not limited to the above.
  • the first to fourth modifications of the third embodiment, wherein only the thickness of the dielectric film or the shape of the first surface is different from the third embodiment are shown below. Also in the first to fourth modifications, the ripple in the frequency characteristic can be suppressed as in the third embodiment.
  • the dielectric film 45 reaches between the first electrode film 28 and the second electrode film 29. More specifically, when the first electrode film 28 and the second electrode film 29 are viewed from facing each other, the first electrode film 28, the second electrode film 29, and the dielectric film 45 Are overlapping. In this case, the capacitance between the first electrode film 28 and the second electrode film 29 can be increased.
  • a recess 43a is provided in the support member 43 in the electrode film intermembrane region E3.
  • the recess 43a is open on the surface side of the support member 43 where the piezoelectric layer 34 is provided.
  • the recess 43a is provided in all of the portions of the inter-electrode membrane region E3 where the piezoelectric layer 34 is not provided in a plan view.
  • the recess 43a may be provided in at least a part of the portion of the inter-electrode membrane region E3 where the piezoelectric layer 34 is not provided in a plan view.
  • the dielectric film 45 reaches the inside of the recess 43a. More specifically, the dielectric film 45 is provided on the bottom surface of the recess 43a.
  • the dielectric film 45A reaches between the first electrode film 28 and the second electrode film 29, as in the first modification. However, the dielectric film 45A does not have to reach between the first electrode film 28 and the second electrode film 29.
  • the thickness of the dielectric film 45A is not constant. More specifically, the thickness of the dielectric film 45A is the thickest in the center in the direction in which the first electrode film 28 and the second electrode film 29 face each other. The thickness of the dielectric film 45A becomes thinner as the distance from the center thereof increases.
  • the first surface 45c of the dielectric film 45A is convex so as to be separated from the support member 13. In this modification, the shape of the first surface 45c is a curved surface.
  • the dielectric film 45B reaches between the first electrode film 28 and the second electrode film 29, as in the first modification. However, the dielectric film 45B does not have to reach between the first electrode film 28 and the second electrode film 29.
  • the thickness of the dielectric film 45B is not constant. More specifically, the thickness of the dielectric film 45B is the thinnest in the center in the direction in which the first electrode film 28 and the second electrode film 29 face each other. The thickness of the dielectric film 45B becomes thicker as the distance from the center thereof increases.
  • the first surface 45d of the dielectric film 45B has a convex shape so as to approach the support member 13. In other words, the first surface 45d is concave. In this modification, the shape of the first surface 45d is a curved surface.
  • the elastic wave device when an unnecessary bulk wave signal propagates between the wiring electrode membranes in the filter device, an example in which the influence of the signal can be suppressed is shown.
  • the elastic wave device according to the present invention may be an elastic wave resonator.
  • the first electrode film and the second electrode film may be, for example, a first electrode finger and a second electrode finger.
  • the intermembrane region is located between the first electrode finger and the second electrode finger.
  • the region directly below the first electrode film is a region that overlaps with the first electrode finger in a plan view
  • the region directly below the second electrode film is a region that overlaps with the second electrode finger in a plan view.
  • the first electrode film and the second electrode film may be a first bus bar and a second bus bar.
  • the interelectrode membrane region is located between the first bus bar and the second bus bar.
  • the region directly below the first electrode film is a region that overlaps with the first bus bar in a plan view
  • the region directly below the second electrode film is a region that overlaps with the second bus bar in a plan view.
  • the functional electrode is not limited to the IDT electrode.
  • the elastic wave device is an elastic wave resonator.
  • FIG. 13 is a plan view of the elastic wave device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • the functional electrode has an upper electrode 51A and a lower electrode 51B.
  • the upper electrode 51A is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14.
  • the lower electrode 51B is provided on the second main surface 14b of the piezoelectric layer 14.
  • the upper electrode 51A and the lower electrode 51B face each other with the piezoelectric layer 14 interposed therebetween.
  • the upper electrode 51A and the lower electrode 51B are connected to different potentials from each other.
  • the region where the upper electrode 51A and the lower electrode 51B face each other is the excitation region.
  • a first electrode film 58 and a second electrode film 59 are provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14.
  • the first electrode film 58 and the second electrode film 59 are wiring electrode films.
  • the first electrode film 58 is connected to the upper electrode 51A.
  • a connection electrode 52 is provided on the second main surface 14b of the piezoelectric layer 14.
  • the connection electrode 52 is connected to the lower electrode 51B.
  • the piezoelectric layer 14 is provided with a through hole.
  • the connection electrode 52 passes through the through hole and is connected to the second electrode film 59. Therefore, the second electrode film 59 is connected to the lower electrode 51B via the connection electrode 52.
  • the first electrode film 58 and the second electrode film 59 face each other.
  • the region directly under the first electrode film E1 in the piezoelectric layer 14, the region directly under the second electrode film E2, and the region between the electrode films E3 are configured. Has been done. That is, the thickness d3 of the piezoelectric layer 14 in the inter-electrode film region E3 is thinner than the thickness d1 of the piezoelectric layer 14 in the region directly under the first electrode film E1 and the thickness d2 of the piezoelectric layer 14 in the region E2 directly under the second electrode film. ..
  • the mode of propagation of unnecessary bulk waves can be different from each other.
  • the relationship between the second electrode film direct area E2 and the electrode film area E3 is the same as the relationship between the first electrode film area E1 and the electrode film area E3. Therefore, the ripple in the frequency characteristic can be suppressed.
  • BAW Bit Acoustic Wave
  • the first electrode film and the second electrode film may be wiring electrode membranes connected to different elastic wave resonators.
  • the support member in the following example corresponds to the support substrate in the present invention.
  • FIG. 15 (a) is a schematic perspective view showing the appearance of an elastic wave device using a bulk wave in a thickness slip mode
  • FIG. 15 (b) is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 15 (a).
  • the elastic wave device 1 has a piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3.
  • the piezoelectric layer 2 may be made of LiTaO 3.
  • the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is Z-cut, but may be rotary Y-cut or X-cut.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, but in order to effectively excite the thickness slip mode, it is preferably 40 nm or more and 1000 nm or less, and more preferably 50 nm or more and 600 nm or less.
  • the piezoelectric layer 2 has first and second main surfaces 2a and 2b facing each other.
  • the electrode 3 and the electrode 4 are provided on the first main surface 2a.
  • the electrode 3 is an example of the “first electrode”
  • the electrode 4 is an example of the “second electrode”.
  • a plurality of electrodes 3 are connected to the first bus bar 5.
  • the plurality of electrodes 4 are connected to the second bus bar 6.
  • the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4 are interleaved with each other.
  • the electrode 3 and the electrode 4 have a rectangular shape and have a length direction.
  • the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in a direction orthogonal to the length direction. Both the length direction of the electrodes 3 and 4 and the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 are directions intersecting with each other in the thickness direction of the piezoelectric layer 2.
  • the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in the direction of crossing in the thickness direction of the piezoelectric layer 2.
  • the length directions of the electrodes 3 and 4 may be replaced with the directions orthogonal to the length directions of the electrodes 3 and 4 shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b). That is, in FIGS. 15 (a) and 15 (b), the electrodes 3 and 4 may be extended in the direction in which the first bus bar 5 and the second bus bar 6 are extended. In that case, the first bus bar 5 and the second bus bar 6 extend in the direction in which the electrodes 3 and 4 extend in FIGS. 15 (a) and 15 (b).
  • a pair of structures in which the electrode 3 connected to one potential and the electrode 4 connected to the other potential are adjacent to each other are provided in a direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4.
  • the case where the electrode 3 and the electrode 4 are adjacent to each other does not mean that the electrode 3 and the electrode 4 are arranged so as to be in direct contact with each other, but that the electrode 3 and the electrode 4 are arranged so as to be spaced apart from each other. Point to. Further, when the electrode 3 and the electrode 4 are adjacent to each other, the electrode connected to the hot electrode or the ground electrode, including the other electrodes 3 and 4, is not arranged between the electrode 3 and the electrode 4.
  • This logarithm does not have to be an integer pair, and may be 1.5 pairs, 2.5 pairs, or the like.
  • the distance between the centers of the electrodes 3 and 4, that is, the pitch is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the width of the electrodes 3 and 4, that is, the dimensions of the electrodes 3 and 4 in the opposite direction are preferably in the range of 50 nm or more and 1000 nm or less, and more preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
  • the distance between the centers of the electrodes 3 and 4 is the center of the dimension (width dimension) of the electrode 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 3 and the electrode 4 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 4. It is the distance connected to the center of the dimension (width dimension) of.
  • the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 is the direction orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric layer 2. This does not apply when a piezoelectric material having another cut angle is used as the piezoelectric layer 2.
  • “orthogonal” is not limited to the case of being strictly orthogonal, and is substantially orthogonal (the angle formed by the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 and the polarization direction is, for example, 90 ° ⁇ 10 °). Within the range).
  • a support member 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 via an insulating layer 7.
  • the insulating layer 7 and the support member 8 have a frame-like shape and have through holes 7a and 8a as shown in FIG. As a result, the cavity 9 is formed.
  • the cavity 9 is provided so as not to interfere with the vibration of the excitation region C of the piezoelectric layer 2. Therefore, the support member 8 is laminated on the second main surface 2b via the insulating layer 7 at a position where it does not overlap with the portion where at least one pair of electrodes 3 and 4 are provided.
  • the insulating layer 7 may not be provided. Therefore, the support member 8 may be directly or indirectly laminated on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2.
  • the insulating layer 7 is made of silicon oxide. However, in addition to silicon oxide, an appropriate insulating material such as silicon nitride or alumina can be used.
  • the support member 8 is made of Si. The plane orientation of Si on the surface of the piezoelectric layer 2 side may be (100), (110), or (111).
  • the Si constituting the support member 8 preferably has a high resistance having a resistivity of 2 k ⁇ or more, and more preferably has a high resistance having a resistivity of 4 k ⁇ or more.
  • the support member 8 can also be configured by using an appropriate insulating material or semiconductor material.
  • the plurality of electrodes 3, 4 and the first and second bus bars 5, 6 are made of an appropriate metal or alloy such as an Al or AlCu alloy.
  • the electrodes 3 and 4 and the first and second bus bars 5 and 6 have a structure in which an Al film is laminated on a Ti film.
  • An adhesive layer other than the Ti film may be used.
  • an AC voltage is applied between the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4. More specifically, an AC voltage is applied between the first bus bar 5 and the second bus bar 6.
  • d / p is 0. It is said to be 5 or less. Therefore, the bulk wave in the thickness slip mode is effectively excited, and good resonance characteristics can be obtained. More preferably, d / p is 0.24 or less, in which case even better resonance characteristics can be obtained.
  • the Q value is unlikely to decrease even if the logarithm of the electrodes 3 and 4 is reduced in order to reduce the size. This is because the propagation loss is small even if the number of electrode fingers in the reflectors on both sides is reduced. Further, the reason why the number of the electrode fingers can be reduced is that the bulk wave in the thickness slip mode is used. The difference between the lamb wave used in the elastic wave device and the bulk wave in the thickness slip mode will be described with reference to FIGS. 17 (a) and 17 (b).
  • FIG. 17A is a schematic front sectional view for explaining a Lamb wave propagating in a piezoelectric film of an elastic wave device as described in Patent Document 1.
  • the wave propagates in the piezoelectric film 201 as shown by an arrow.
  • the first main surface 201a and the second main surface 201b face each other, and the thickness direction connecting the first main surface 201a and the second main surface 201b is the Z direction.
  • the X direction is the direction in which the electrode fingers of the IDT electrodes are lined up.
  • the wave propagates in the X direction as shown in the figure.
  • the piezoelectric film 201 vibrates as a whole because it is a plate wave, the wave propagates in the X direction, so reflectors are arranged on both sides to obtain resonance characteristics. Therefore, a wave propagation loss occurs, and the Q value decreases when the size is reduced, that is, when the logarithm of the electrode fingers is reduced.
  • the wave is generated by the first main surface 2a and the second main surface of the piezoelectric layer 2. It propagates substantially in the direction connecting 2b, that is, in the Z direction, and resonates. That is, the X-direction component of the wave is significantly smaller than the Z-direction component. Since the resonance characteristic is obtained by the propagation of the wave in the Z direction, the propagation loss is unlikely to occur even if the number of electrode fingers of the reflector is reduced. Further, even if the logarithm of the electrode pair consisting of the electrodes 3 and 4 is reduced in order to promote miniaturization, the Q value is unlikely to decrease.
  • the amplitude direction of the bulk wave in the thickness slip mode is opposite in the first region 451 included in the excitation region C of the piezoelectric layer 2 and the second region 452 included in the excitation region C.
  • FIG. 18 schematically shows a bulk wave when a voltage at which the electrode 4 has a higher potential than that of the electrode 3 is applied between the electrode 3 and the electrode 4.
  • the first region 451 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 orthogonal to the thickness direction of the piezoelectric layer 2 and dividing the piezoelectric layer 2 into two, and the first main surface 2a.
  • the second region 452 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second main surface 2b.
  • the elastic wave device 1 at least one pair of electrodes consisting of the electrodes 3 and 4 is arranged, but since the waves are not propagated in the X direction, they are composed of the electrodes 3 and 4.
  • the number of pairs of electrodes does not have to be multiple. That is, it is only necessary to provide at least one pair of electrodes.
  • the electrode 3 is an electrode connected to a hot potential
  • the electrode 4 is an electrode connected to a ground potential.
  • the electrode 3 may be connected to the ground potential and the electrode 4 may be connected to the hot potential.
  • at least one pair of electrodes is an electrode connected to a hot potential or an electrode connected to a ground potential as described above, and is not provided with a floating electrode.
  • FIG. 19 is a diagram showing the resonance characteristics of the elastic wave device shown in FIG.
  • the design parameters of the elastic wave device 1 that has obtained this resonance characteristic are as follows.
  • Insulation layer 7 1 ⁇ m thick silicon oxide film.
  • Support member 8 Si.
  • the length of the excitation region C is a dimension along the length direction of the electrodes 3 and 4 of the excitation region C.
  • the distances between the electrodes of the electrode pairs consisting of the electrodes 3 and 4 are all the same in the plurality of pairs. That is, the electrodes 3 and 4 are arranged at equal pitches.
  • d / p is more preferably 0.5 or less. Is 0.24 or less. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between this d / 2p and the specific band as a resonator of the elastic wave device.
  • the ratio band is less than 5% even if d / p is adjusted.
  • the specific band can be set to 5% or more by changing d / p within that range. That is, a resonator having a high coupling coefficient can be constructed.
  • the specific band can be increased to 7% or more.
  • the logarithm of at least one pair of electrodes may be one pair.
  • the piezoelectric layer 2 has a thickness variation
  • a value obtained by averaging the thickness may be adopted.
  • FIG. 21 is a plan view of an elastic wave device that utilizes a bulk wave in a thickness slip mode.
  • a pair of electrodes having an electrode 3 and an electrode 4 is provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2.
  • K in FIG. 21 is the crossover width.
  • the logarithm of the electrodes may be one pair. Even in this case, if the d / p is 0.5 or less, the bulk wave in the thickness slip mode can be effectively excited.
  • FIG. 22 is a diagram showing a map of the specific band with respect to Euler angles (0 °, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d / p is brought as close to 0 as possible.
  • the portion shown with hatching in FIG. 11 is a region where a specific band of at least 5% or more can be obtained, and when the range of the region is approximated, the following equations (1), (2) and (3) are approximated. ).
  • Equation (1) (0 ° ⁇ 10 °, 20 ° ⁇ 80 °, 0 ° ⁇ 60 ° (1- ( ⁇ -50) 2/900) 1/2) or (0 ° ⁇ 10 °, 20 ° ⁇ 80 °, [180 ° -60 ° (1- ( ⁇ - 50) 2/900) 1/2] ⁇ 180 °) ... equation (2) (0 ° ⁇ 10 °, [ 180 ° -30 ° (1- ( ⁇ -90) 2/8100) 1/2] ⁇ 180 °, any [psi) ... Equation (3)
  • the specific band can be sufficiently widened, which is preferable.
  • FIG. 23 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device using a Lamb wave.
  • the broken line in FIG. 23 indicates the position of the cavity 9 as seen from the piezoelectric layer 83 side.
  • the elastic wave device 81 has a support substrate 82.
  • the support substrate 82 is provided with a recess opened on the upper surface.
  • the piezoelectric layer 83 is laminated on the support substrate 82.
  • the cavity 9 is configured.
  • An IDT electrode 84 is provided on the piezoelectric layer 83 above the cavity 9. Reflectors 85 and 86 are provided on both sides of the IDT electrode 84 in the elastic wave propagation direction. In FIG. 23, the outer peripheral edge of the cavity 9 is shown by a broken line.
  • the IDT electrode 84 has first and second bus bars 84a and 84b, a plurality of electrodes 84c as first electrode fingers, and a plurality of electrodes 84d as second electrode fingers.
  • the plurality of electrodes 84c are connected to the first bus bar 84a.
  • the plurality of electrodes 84d are connected to the second bus bar 84b.
  • the plurality of electrodes 84c and the plurality of electrodes 84d are interleaved with each other.
  • a lamb wave as a plate wave is excited by applying an AC electric field to the IDT electrode 84 on the cavity 9. Since the reflectors 85 and 86 are provided on both sides, the resonance characteristic due to the Lamb wave can be obtained.
  • the thickness d of the piezoelectric layer 2 shown in FIG. 16 or the like is the thickness in the excitation region C.
  • each elastic wave resonator uses the thickness slip mode as the main wave.
  • the elastic wave device 81 shown in FIG. 23 may be used as each elastic wave resonator.
  • each elastic wave resonator uses a lamb wave, which is a plate wave, as the main wave.
  • the first bus bar 84a and the second bus bar 84b, or the electrodes 84c and 84d of the elastic wave device 81 may be the first electrode film and the second electrode film in the present invention.
  • piezoelectric layer 43 ... support member 43a ... recesses 45, 45A, 45B ... dielectric films 45a, 45b ... first and second surfaces 45c, 45d ... first surface 51A ... upper electrode 51B ... lower electrode 52 ... Connection electrodes 58, 59 ... First and second electrode films 80 ... Elastic wave device 81 ... Elastic wave device 82 ... Support substrate 83 ... Piezoelectric layer 84 ... IDT electrodes 84a, 84b ... First and second bus bars 84c , 84d ... Electrodes 85, 86 ... Reflector 201 ... Piezoelectric film 201a, 201b ... First and second main surfaces 451 and 452 ... First and second regions C ... Excitation region D ... Crossing regions P1 to P3 ... Parallel arms Resonator S1 to S6 ... Series arm resonator VP1 ... Virtual plane

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Abstract

周波数特性におけるリップルを抑制することができる、弾性波装置を提供する。　本発明の弾性波装置１０は、支持基板と、支持基板上に設けられている圧電層１４と、圧電層１４上に設けられている機能電極と、圧電層１４上にそれぞれ設けられており、互いに対向し合っており、かつ互いに異なる電位である第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９とを備える。平面視において第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９の間に位置する領域を電極膜間領域Ｅ３とし、平面視において第１の電極膜２８または第２の電極膜２９と重なっている領域を電極膜直下領域（第１，第２の電極膜直下領域Ｅ１，Ｅ２）としたときに、電極膜間領域Ｅ３の少なくとも一部における圧電層１４の厚みが、電極膜直下領域における圧電層１４の厚みよりも薄い。

Description

弾性波装置
　本発明は、弾性波装置に関する。
　従来、ＬｉＮｂＯ３またはＬｉＴａＯ３からなる圧電膜を伝搬する板波を利用した弾性波装置が知られている。例えば、下記の特許文献１では、板波としてのラム波を利用した弾性波装置が開示されている。この弾性波装置においては、支持体上に圧電基板が設けられている。圧電基板はＬｉＮｂＯ３またはＬｉＴａＯ３からなる。圧電基板の上面にＩＤＴ電極が設けられている。ＩＤＴ電極の一方電位に接続される複数の電極指と、他方電位に接続される複数の電極指との間に電圧が印加される。それによって、ラム波が励振される。このＩＤＴ電極の両側には反射器が設けられている。それによって、板波を利用した弾性波共振子が構成されている。
　下記の特許文献２には、ラダー型フィルタの例が開示されている。このラダー型フィルタにおいては、複数の弾性波装置が複数の配線により接続されている。複数の配線は、ホット電位に接続される配線及びグラウンド電位に接続される配線を含む。ホット電位に接続される配線及びグラウンド電位に接続される配線が対向し合っている。
特開２０１２－２５７０１９号公報 特開２０１１－１８２０９６号公報
　特許文献１に記載のような弾性波共振子においては、不要なバルク波が励振されることがある。このバルク波は、圧電基板の厚み方向に伝搬する。そのため、支持体において反射されることがある。特許文献２のように、異なる電位に接続される配線が対向し合っている場合には、一方の配線により、不要なバルク波の信号が取り出されることがある。あるいは、不要なバルク波の信号は、対向し合うバスバーのうち一方により取り出されることもある。これらの場合、弾性波装置の周波数特性においてリップルが生じるおそれがある。
　本発明の目的は、周波数特性におけるリップルを抑制することができる、弾性波装置を提供することにある。
　本発明に係る弾性波装置は、支持基板と、前記支持基板上に設けられている圧電層と、前記圧電層上に設けられている機能電極と、前記圧電層上にそれぞれ設けられており、互いに対向し合っており、かつ互いに異なる電位である第１の電極膜及び第２の電極膜とを備え、平面視において前記第１の電極膜及び前記第２の電極膜の間に位置する領域を電極膜間領域とし、平面視において前記第１の電極膜または前記第２の電極膜と重なっている領域を電極膜直下領域としたときに、前記電極膜間領域の少なくとも一部における前記圧電層の厚みが、前記電極膜直下領域における前記圧電層の厚みよりも薄い。
　本発明によれば、周波数特性におけるリップルを抑制することができる、弾性波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略図的平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の回路図である。 図３は、図１中のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態及び比較例の反射特性を示す図である。 図５は、比較例において、不要バルク波が伝搬する例を示す断面図である。 図６は、本発明の第１の実施形態における直列腕共振子の平面図である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の、図３に示した断面に相当する部分を示す断面図である。 図８は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の、図３に示した断面に相当する部分を示す断面図である。 図９は、本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る弾性波装置の、図３に示した断面に相当する部分を示す断面図である。 図１０は、本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係る弾性波装置の、図３に示した断面に相当する部分を示す断面図である。 図１１は、本発明の第３の実施形態の第３の変形例に係る弾性波装置の、図３に示した断面に相当する部分を示す断面図である。 図１２は、本発明の第３の実施形態の第４の変形例に係る弾性波装置の、図３に示した断面に相当する部分を示す断面図である。 図１３は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。 図１４は、図１３中のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。 図１５（ａ）は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の外観を示す略図的斜視図であり、図１５（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図である。 図１６は、図１５（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。 図１７（ａ）は、弾性波装置の圧電膜を伝搬するラム波を説明するための模式的正面断面図であり、図１７（ｂ）は、弾性波装置における、圧電膜を伝搬する厚み滑りモードのバルク波を説明するための模式的正面断面図である。 図１８は、厚み滑りモードのバルク波の振幅方向を示す図である。 図１９は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の共振特性を示す図である。 図２０は、隣り合う電極の中心間距離をｐ、圧電層の厚みをｄとした場合のｄ／２ｐと共振子としての比帯域との関係を示す図である。 図２１は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の平面図である。 図２２は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，θ，ψ）に対する比帯域のマップを示す図である。 図２３は、ラム波を利用する弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。
　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、第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。図２は、第１の実施形態に係る弾性波装置の回路図である。図１においては、弾性波共振子を、多角形に２本の対角線を加えた略図により示す。
　図１及び図２に示すように、弾性波装置１０は複数の弾性波共振子を有する。弾性波装置１０はフィルタ装置である。より具体的には、本実施形態では、弾性波装置１０はラダー型フィルタである。複数の弾性波共振子は、直列腕共振子Ｓ１、直列腕共振子Ｓ２、直列腕共振子Ｓ３、直列腕共振子Ｓ４、直列腕共振子Ｓ５及び直列腕共振子Ｓ６、並びに並列腕共振子Ｐ１、並列腕共振子Ｐ２及び並列腕共振子Ｐ３である。各弾性波共振子はそれぞれ、機能電極を有する。
　本実施形態の各弾性波共振子は、主要波として厚み滑りモードのバルク波を利用している。より具体的には、各弾性波共振子は、主要波として厚み滑り１次モードのバルク波を利用している。なお、各弾性波共振子は、主要波としてラム波などの板波を利用する共振子であってもよい。他方、本実施形態では、各弾性波共振子において、不要バルク波として、ＳＨ波が励振される。
　図１に示すように、弾性波装置１０は圧電層１４を有する。圧電層１４上において、複数の弾性波共振子が構成されている。さらに、圧電層１４上には複数の配線電極膜、第１の信号端子２５、第２の信号端子２６及び複数のグラウンド端子２７が設けられている。弾性波共振子同士は、配線電極膜により接続されている。複数の配線電極膜は、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９を含む。
　第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９は対向し合っている。第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９は、それぞれ、異なる弾性波共振子から引き出されている。具体的には、本実施形態では、第１の電極膜２８は、直列腕共振子Ｓ１及び並列腕共振子Ｐ１を接続している配線電極膜である。第２の電極膜２９は、並列腕共振子Ｐ２及びグラウンド端子２７を接続している配線電極膜である。すなわち、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９はそれぞれ、機能電極に接続されている。さらに、第１の電極膜２８はホット電位に接続され、第２の電極膜２９はグラウンド電位に接続される。
　もっとも、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９の配置は上記に限定されない。例えば、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９は、同じ機能電極に接続されていてもよい。第１の電極膜２８がグラウンド電位に接続され、第２の電極膜２９がホット電位に接続されてもよい。第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９は、互いに異なる電位に接続されるように、かつ対向し合うように配置されていればよい。
　図３は、図１中のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
　弾性波装置１０は圧電性基板１２を有する。圧電性基板１２は、支持部材１３と、上記圧電層１４とを有する。本実施形態では、支持部材１３は支持基板のみからなる。支持基板は、本実施形態ではシリコン基板である。もっとも、支持基板の材料は上記に限定されず、例えばサファイアなどを用いてもよい。
　圧電層１４は第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂを有する。第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂは対向し合っている。第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂのうち第２の主面１４ｂが支持部材１３側の主面である。第１の主面１４ａに、上記複数の配線電極膜が設けられている。圧電層１４は、本実施形態では、ニオブ酸リチウム層である。より具体的には、圧電層１４はＬｉＮｂＯ３層である。もっとも、圧電層１４は、例えばＬｉＴａＯ３層などの、タンタル酸リチウム層であってもよい。
　弾性波装置１０は電極膜直下領域を有する。電極膜直下領域は、平面視において第１の電極膜２８または第２の電極膜２９と重なっている領域である。より具体的には、電極膜直下領域は、第１の電極膜直下領域Ｅ１及び第２の電極膜直下領域Ｅ２を含む。第１の電極膜直下領域Ｅ１は、平面視において第１の電極膜２８と重なる領域である。第２の電極膜直下領域Ｅ２は、平面視において第２の電極膜２９と重なる領域である。さらに、弾性波装置１０は電極膜間領域Ｅ３を有する。電極膜間領域Ｅ３は、平面視において第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９の間に位置する領域である。より具体的には、電極膜間領域Ｅ３は、隣り合う第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９の間に位置する領域である。本実施形態では、電極膜間領域Ｅ３には電極膜は設けられていない。
　以下においては、第１の電極膜直下領域Ｅ１における圧電層１４の厚みをｄ１、第２の電極膜直下領域Ｅ２における圧電層１４の厚みをｄ２、電極膜間領域Ｅ３における圧電層１４の厚みをｄ３とする。
　本実施形態の特徴は、電極膜間領域Ｅ３における厚みｄ３が、第１の電極膜直下領域Ｅ１における厚みｄ１、及び第２の電極膜直下領域Ｅ２における厚みｄ２よりも薄いことにある。もっとも、電極膜間領域Ｅ３の少なくとも一部における厚みｄ３が、電極膜直下領域における圧電層１４の厚みよりも薄ければよい。すなわち、電極膜間領域Ｅ３の少なくとも一部における厚みｄ３が、第１の電極膜直下領域Ｅ１における厚みｄ１、及び第２の電極膜直下領域Ｅ２における厚みｄ２のうち少なくとも一方よりも薄ければよい。それによって、弾性波装置１０において、不要バルク波による周波数特性に対する影響を抑制することができ、周波数特性におけるリップルを抑制することができる。これを、本実施形態及び比較例を比較することにより、以下において示す。
　比較例は、第１の電極膜直下領域、第２の電極膜直下領域及び電極膜間領域における圧電層の厚みが同じである点において、第１の実施形態と異なる。第１の実施形態において、第１の電極膜及び第２の電極膜の間の、上記周波数特性としての反射特性を測定した。同様に、比較例において、第１の電極膜及び第２の電極膜の間の反射特性を測定した。
　図４は、第１の実施形態及び比較例の反射特性を示す図である。図４に示す反射特性は、Ｓ１１と周波数との関係である。図５は、比較例において、不要バルク波が伝搬する例を示す断面図である。図５中の矢印Ｂは、不要バルク波の一部を示す。
　図４に示すように、比較例の反射特性では、図４に示す周波数帯域の全域においてリップルが生じていることがわかる。図５に示すように、比較例においては、例えば、第１の電極膜２８から伝搬した不要バルク波が、支持基板において反射する。不要バルク波の信号は、第２の電極膜２９により取り出される。そのため、図４に示すリップルが生じている。一方で、第１の実施形態の反射特性では、リップルが抑制されていることがわかる。
　例えば、第１の電極膜２８から第２の電極膜２９に不要バルク波が伝搬する場合、一部のバルク波は、圧電層１４における第１の電極膜直下領域Ｅ１に位置する部分を通る。他の一部のバルク波は、圧電層１４における、第１の電極膜直下領域Ｅ１に位置する部分、及び電極膜間領域Ｅ３に位置する部分を通る。第１の実施形態では、第１の電極膜直下領域Ｅ１における圧電層１４の厚みｄ１が、電極膜間領域Ｅ３における圧電層１４の厚みｄ３と異なる。これにより、第１の電極膜直下領域Ｅ１及び電極膜間領域Ｅ３において、電気機械結合係数を互いに異ならせることができる。そのため、第１の電極膜直下領域Ｅ１及び電極膜間領域Ｅ３において、不要バルク波の伝搬の態様を互いに異ならせることができる。第２の電極膜直下領域Ｅ２及び電極膜間領域Ｅ３の関係も、第１の電極膜直下領域Ｅ１及び電極膜間領域Ｅ３の関係と同様である。よって、不要バルク波が、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９の間において一様に伝搬することを抑制できる。従って、不要バルク波による反射特性に対する影響を抑制することができ、周波数特性としての反射特性におけるリップルを抑制することができる。
　以下において、本実施形態の構成をより詳細に説明する。
　図２に示すように、第１の信号端子２５及び第２の信号端子２６の間に、複数の直列腕共振子が互いに直列に接続されている。より具体的には、直列腕共振子Ｓ１、直列腕共振子Ｓ２、直列腕共振子Ｓ３、直列腕共振子Ｓ４、直列腕共振子Ｓ５及び直列腕共振子Ｓ６が、この順序において接続されている。直列腕共振子Ｓ１及び直列腕共振子Ｓ２の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ１が接続されている。直列腕共振子Ｓ３及び直列腕共振子Ｓ４の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ２が接続されている。直列腕共振子Ｓ５及び直列腕共振子Ｓ６の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ３が接続されている。各直列腕共振子及び各並列腕共振子は、例えば、直列分割された共振子であってもよい。
　なお、各並列腕共振子はそれぞれ、図１に示すいずれかのグラウンド端子２７を介してグラウンド電位に接続される。本実施形態では、並列腕共振子Ｐ１及び並列腕共振子Ｐ２のグラウンド電位側の端部が、グラウンド電位に共通接続される。もっとも、上記の回路構成は一例であって、弾性波装置１０の回路構成は特に限定されない。
　本実施形態においては、各弾性波共振子の機能電極はＩＤＴ電極である。この構成を以下において示す。
　図６は、第１の実施形態における直列腕共振子の平面図である。なお、図６においては、配線電極膜などは省略している。
　圧電層１４の第１の主面１４ａにＩＤＴ電極１１が設けられている。これにより、直列腕共振子Ｓ１が構成されている。ＩＤＴ電極１１は、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７と、複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９とを有する。第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７は対向し合っている。第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７はそれぞれ、異なる配線電極膜に接続されている。第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７は互いに異なる電位である。
　第１の電極指１８は本発明における第１電極である。複数の第１の電極指１８は周期的に配置されている。複数の第１の電極指１８の一端はそれぞれ、第１のバスバー１６に接続されている。第２の電極指１９は本発明における第２電極である。複数の第２の電極指１９は周期的に配置されている。複数の第２の電極指１９の一端はそれぞれ、第２のバスバー１７に接続されている。複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９は互いに間挿し合っている。ＩＤＴ電極１１は、単層の金属膜からなっていてもよく、あるいは積層金属膜からなっていてもよい。
　直列腕共振子Ｓ１においては、ＩＤＴ電極１１に交流電圧を印加することにより弾性波が励振される。上述したように、第１の実施形態では、直列腕共振子Ｓ１及び他の各弾性波共振子は、主要波として厚み滑りモードのバルク波を利用している。なお、直列腕共振子Ｓ１及び他の各弾性波共振子は、主要波としてラム波などの板波を利用する共振子であってもよい。他方、第１の実施形態では、各弾性波共振子において、不要バルク波として、ＳＨ波が励振される。
　ここで、平面視において、第１の電極指１８及び第２の電極指１９が対向する方向を電極指対向方向とする。平面視とは、図３などにおける上方から見る方向である。電極指対向方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域が交叉領域Ｄである。交叉領域Ｄは、ＩＤＴ電極１１の、電極指対向方向における一方端の電極指から他方端の電極指までを含む領域である。より具体的には、交叉領域Ｄは、上記一方端の電極指の、電極指対向方向における外側の端縁部から、上記他方端の電極指の、電極指対向方向における外側の端縁部までを含む。
　さらに、直列腕共振子Ｓ１は、複数の励振領域Ｃを有する。励振領域Ｃも、電極指対向方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域である。なお、各励振領域Ｃはそれぞれ、１対の電極指間の領域である。より詳細には、励振領域Ｃは、一方の電極指の電極指対向方向における中心から、他方の電極指の電極指対向方向における中心までの領域である。よって、交叉領域Ｄは、複数の励振領域Ｃを含む。厚み滑りモードのバルク波は、各励振領域Ｃにおいて励振される。他方、直列腕共振子Ｓ１が板波を利用する場合には、交叉領域Ｄが励振領域である。
　第１の実施形態では、支持部材１３は支持基板のみからなる。もっとも、支持部材１３は、支持基板及び絶縁層の積層体であってもよい。この場合、絶縁層上に圧電層１４が設けられている。絶縁層の材料としては、例えば、酸化ケイ素層、窒化ケイ素または酸化タンタルなどを用いることができる。
　図６中の破線により示すように、支持部材１３には空洞部としての、貫通孔１３ａが設けられている。支持部材１３の貫通孔１３ａを覆うように、圧電層１４が設けられている。平面視において、交叉領域Ｄの全部が、貫通孔１３ａと重なっている。なお、平面視において、ＩＤＴ電極１１の少なくとも一部が貫通孔１３ａと重なっていればよい。
　もっとも、空洞部は貫通孔に限られるものではない。空洞部は、例えば中空部であってもよい。中空部は、例えば、支持部材に設けられた凹部により構成される。より具体的には、該凹部が圧電層などにより封止されることによって、中空部が構成される。あるいは、圧電層に、支持部材側に開口する凹部が設けられていてもよい。これにより、空洞部が構成されていてもよい。この場合、支持部材には、凹部または貫通孔は設けられていなくともよい。
　弾性波装置１０における複数の弾性波共振子は、圧電性基板１２を共有している。直列腕共振子Ｓ１以外の各弾性波共振子も、直列腕共振子Ｓ１と同様に、ＩＤＴ電極を有する。さらに、支持部材１３には、複数の空洞部が設けられている。各空洞部は、平面視において、各弾性波共振子のＩＤＴ電極の少なくとも一部と重なるように設けられている。
　図１に戻り、並列腕共振子Ｐ１及び並列腕共振子Ｐ２は隣り合う弾性波共振子である。そして、第１の電極膜２８は、並列腕共振子Ｐ１の一方のバスバーに接続されている。第２の電極膜２９は、並列腕共振子Ｐ２の一方のバスバーに接続されている。なお、第１の電極膜２８が接続されているバスバー及び第２の電極膜２９が接続されているバスバーは、互いに異なる電位である。第１の電極膜２８が接続されているバスバーは、第２の電極膜２９が接続されているバスバーと隣接している。本実施形態では、電極膜間領域Ｅ３は、第１の電極膜２８が接続されているバスバーと、第２の電極膜２９が接続されているバスバーとの間に位置している。もっとも、電極膜間領域Ｅ３の配置は上記に限定されない。
　ところで、図１に示すように、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９の間の距離Ｌは、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９が接続された各弾性波共振子とは別の弾性波共振子の開口長Ｍとは異なる長さである。弾性波共振子の開口長とは、該弾性波共振子の１対のバスバー間の距離をいう。例えば、直列腕共振子Ｓ３の開口長はＭ３であり、直列腕共振子Ｓ６の開口長はＭ６である。距離Ｌは、例えば、上記別の弾性波共振子の開口長Ｍのうち最も短い開口長より長くてもよく、短くてもよい。直列腕共振子Ｓ６のように開口長Ｍ６が一定でない場合には、距離Ｌは例えば、開口長Ｍ６のうち最も短い開口長より長くてもよく、短くてもよい。
　上述したように、電極膜間領域Ｅ３の少なくとも一部における厚みｄ３が、第１の電極膜直下領域Ｅ１における厚みｄ１、及び第２の電極膜直下領域Ｅ２における厚みｄ２のうち少なくとも一方よりも薄ければよい。例えば、電極膜間領域Ｅ３に、いずれかの弾性波共振子の交叉領域Ｄが含まれる場合、交叉領域Ｄにおける圧電層１４の厚みは、厚みｄ１及び厚みｄ２と同じであってもよい。
　図７は、第２の実施形態に係る弾性波装置の、図３に示した断面に相当する部分を示す断面図である。
　図７に示すように、本実施形態は、電極膜間領域Ｅ３の一部において、圧電層３４が設けられていない点で、第１の実施形態と異なる。図７に示す部分においては、電極膜間領域Ｅ３のほぼ全部における圧電層３４の厚みｄ３は０である。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第１の実施形態の弾性波装置１０と同様の構成を有する。
　本実施形態では、不要バルク波は、第１の電極膜直下領域Ｅ１及び第２の電極膜直下領域Ｅ２においては、圧電層３４及び支持部材１３を伝搬する。他方、不要バルク波は、電極膜間領域Ｅ３においては、支持部材１３のみを伝搬する。よって、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、第１の電極膜直下領域Ｅ１及び電極膜間領域Ｅ３において、不要バルク波の伝搬の態様を互いに異ならせることができる。第２の電極膜直下領域Ｅ２及び電極膜間領域Ｅ３の関係も、第１の電極膜直下領域Ｅ１及び電極膜間領域Ｅ３の関係と同様である。従って、不要バルク波による周波数特性に対する影響を抑制することができ、周波数特性におけるリップルを抑制することができる。
　図８は、第３の実施形態に係る弾性波装置の、図３に示した断面に相当する部分を示す断面図である。
　本実施形態は、電極膜間領域Ｅ３において、支持部材１３上に誘電体膜４５が設けられている点で、第２の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第２の実施形態の弾性波装置と同様の構成を有する。
　本実施形態では、第１の電極膜直下領域Ｅ１及び第２の電極膜直下領域Ｅ２においては、圧電層３４及び支持部材１３が積層されている。他方、電極膜間領域Ｅ３においては、誘電体膜４５及び支持部材１３が積層されている。これにより、第１の電極膜直下領域Ｅ１における不要バルク波が伝搬する部分、及び電極膜間領域Ｅ３おける不要バルク波が伝搬する部分において、電気機械結合係数を互いに異ならせることができる。そのため、第１の電極膜直下領域Ｅ１及び電極膜間領域Ｅ３において、不要バルク波の伝搬の態様を互いに異ならせることができる。第２の電極膜直下領域Ｅ２及び電極膜間領域Ｅ３の関係も、第１の電極膜直下領域Ｅ１及び電極膜間領域Ｅ３の関係と同様である。従って、不要バルク波による周波数特性に対する影響を抑制することができ、周波数特性におけるリップルを抑制することができる。
　誘電体膜４５は、平面視において、電極膜間領域Ｅ３における、圧電層３４が設けられていない部分のうち全部に設けられている。なお、誘電体膜４５は、平面視において、電極膜間領域Ｅ３における、圧電層３４が設けられていない部分のうちの少なくとも一部に設けられていればよい。
　誘電体膜４５のヤング率は支持基板のヤング率よりも小さいことが好ましい。それによって、不要バルク波を効果的に減衰させることができる。従って、周波数特性におけるリップルを効果的に抑制することができる。誘電体膜４５の材料としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素または樹脂を用いることが好ましい。それによって、不要バルク波をより確実に減衰させることができる。もっとも、誘電体膜４５の材料は上記に限定されない。
　なお、図３に示す第１の実施形態と同様に、電極膜間領域Ｅ３の全部において、圧電層１４が設けられていてもよい。この場合、電極膜間領域Ｅ３において、圧電層１４上に誘電体膜４５が設けられていてもよい。
　図８に示すように、誘電体膜４５は第１の面４５ａ及び第２の面４５ｂを有する。第１の面４５ａ及び第２の面４５ｂは対向し合っている。第１の面４５ａ及び第２の面４５ｂのうち、第２の面４５ｂが支持部材１３側の面である。第１の面４５ａ及び第２の面４５ｂの双方は平坦である。誘電体膜４５の厚みは一定である。第３の実施形態においては、誘電体膜４５の厚みは圧電層３４の厚みと同じである。より具体的には、誘電体膜４５の厚みは、第１の電極膜直下領域Ｅ１における圧電層３４の厚みｄ１、及び第２の電極膜直下領域Ｅ２における圧電層３４の厚みｄ２と同じである。誘電体膜４５の第１の面４５ａは、圧電層３４の第１の主面１４ａと面一とされている。同様に、誘電体膜４５の第２の面４５ｂは、圧電層３４の第２の主面１４ｂと面一とされている。
　もっとも、誘電体膜４５の厚み及び第１の面４５ａの形状などは上記に限定されない。誘電体膜の厚みまたは第１の面の形状のみが第３の実施形態と異なる、第３の実施形態の第１～第４の変形例を以下において示す。第１～第４の変形例においても、第３の実施形態と同様に、周波数特性におけるリップルを抑制することができる。
　図９に示す第１の変形例においては、誘電体膜４５が、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９の間に至っている。より具体的には、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９が対向し合う方向から見たときに、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９と、誘電体膜４５とが重なっている。この場合には、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９の間における静電容量を大きくすることができる。
　図１０に示す第２の変形例においては、電極膜間領域Ｅ３において、支持部材４３に凹部４３ａが設けられている。凹部４３ａは、支持部材４３における、圧電層３４が設けられている面側において開口している。本変形例においては、凹部４３ａは、平面視において、電極膜間領域Ｅ３における、圧電層３４が設けられていない部分のうち全部に設けられている。なお、凹部４３ａは、平面視において、電極膜間領域Ｅ３における、圧電層３４が設けられていない部分のうちの少なくとも一部に設けられていればよい。誘電体膜４５は凹部４３ａ内に至っている。より具体的には、凹部４３ａの底面上に、誘電体膜４５が設けられている。
　図１１に示す第３の変形例においては、第１の変形例と同様に、誘電体膜４５Ａは、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９の間に至っている。もっとも、誘電体膜４５Ａは、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９の間に至っていなくともよい。誘電体膜４５Ａの厚みは一定ではない。より具体的には、誘電体膜４５Ａの厚みは、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９が対向し合う方向における中央において最も厚い。誘電体膜４５Ａの厚みは、該中央から離れるほど薄くなっている。誘電体膜４５Ａの第１の面４５ｃは、支持部材１３から離れるように凸状となっている。本変形例では、第１の面４５ｃの形状は曲面状である。
　図１２に示す第４の変形例においては、第１の変形例と同様に、誘電体膜４５Ｂは、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９の間に至っている。もっとも、誘電体膜４５Ｂは、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９の間に至っていなくともよい。誘電体膜４５Ｂの厚みは一定ではない。より具体的には、誘電体膜４５Ｂの厚みは、第１の電極膜２８及び第２の電極膜２９が対向し合う方向における中央において最も薄い。誘電体膜４５Ｂの厚みは、該中央から離れるほど厚くなっている。誘電体膜４５Ｂの第１の面４５ｄは、支持部材１３に近づくように凸状となっている。言い換えれば、第１の面４５ｄは凹状となっている。本変形例では、第１の面４５ｄの形状は曲面状である。
　第１～第３の実施形態では、フィルタ装置における配線電極膜間において不要バルク波の信号が伝搬する場合に、該信号の影響を抑制できる例を示した。もっとも、本発明に係る弾性波装置は弾性波共振子であってもよい。この場合、第１の電極膜及び第２の電極膜は、例えば、第１の電極指及び第２の電極指であってもよい。この場合、電極膜間領域は第１の電極指及び第２の電極指の間に位置する。第１の電極膜直下領域は、平面視において第１の電極指と重なっている領域であり、第２の電極膜直下領域は、平面視において第２の電極指と重なっている領域である。あるいは、第１の電極膜及び第２の電極膜は、第１のバスバー及び第２のバスバーであってもよい。この場合、電極膜間領域は第１のバスバー及び第２のバスバーの間に位置する。第１の電極膜直下領域は、平面視において第１のバスバーと重なっている領域であり、第２の電極膜直下領域は、平面視において第２のバスバーと重なっている領域である。
　機能電極はＩＤＴ電極には限定されない。以下において、弾性波装置が弾性波共振子である場合の、上記とは別の例を示す。
　図１３は、第４の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。図１４は、図１３中のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
　図１３及び図１４に示すように、本実施形態においては、機能電極が上部電極５１Ａ及び下部電極５１Ｂを有する。上部電極５１Ａは圧電層１４の第１の主面１４ａに設けられている。下部電極５１Ｂは圧電層１４の第２の主面１４ｂに設けられている。上部電極５１Ａ及び下部電極５１Ｂは圧電層１４を挟み対向し合っている。上部電極５１Ａ及び下部電極５１Ｂは互いに異なる電位に接続される。上部電極５１Ａ及び下部電極５１Ｂが対向し合っている領域が励振領域である。
　図１３に示すように、圧電層１４の第１の主面１４ａには、第１の電極膜５８及び第２の電極膜５９が設けられている。本実施形態では、第１の電極膜５８及び第２の電極膜５９は配線電極膜である。第１の電極膜５８は上部電極５１Ａに接続されている。他方、圧電層１４の第２の主面１４ｂには、接続電極５２が設けられている。接続電極５２は下部電極５１Ｂに接続されている。圧電層１４には貫通孔が設けられている。接続電極５２は、貫通孔を通り、第２の電極膜５９に接続されている。よって、第２の電極膜５９は、接続電極５２を介して下部電極５１Ｂに接続されている。
　第１の電極膜５８及び第２の電極膜５９は対向し合っている。本実施形態においては、図３に示す第１の実施形態の構成と同様に、圧電層１４における第１の電極膜直下領域Ｅ１、第２の電極膜直下領域Ｅ２及び電極膜間領域Ｅ３が構成されている。すなわち、第１の電極膜直下領域Ｅ１における圧電層１４の厚みｄ１及び第２の電極膜直下領域Ｅ２における圧電層１４の厚みｄ２よりも、電極膜間領域Ｅ３における圧電層１４の厚みｄ３は薄い。よって、第１の電極膜直下領域Ｅ１及び電極膜間領域Ｅ３において、不要バルク波の伝搬の態様を互いに異ならせることができる。第２の電極膜直下領域Ｅ２及び電極膜間領域Ｅ３の関係も、第１の電極膜直下領域Ｅ１及び電極膜間領域Ｅ３の関係と同様である。従って、周波数特性におけるリップルを抑制することができる。
　本実施形態の弾性波装置のようなＢＡＷ（Ｂｕｌｋ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ）を、図１に示したようなフィルタ装置に適用してもよい。この場合、第１の実施形態と同様に、第１の電極膜及び第２の電極膜は、異なる弾性波共振子に接続された配線電極膜であってもよい。
　以下において、厚み滑りモード及び板波の詳細を説明する。以下の例における支持部材は、本発明における支持基板に相当する。
　図１５（ａ）は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の外観を示す略図的斜視図であり、図１５（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図であり、図１６は、図１５（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。
　弾性波装置１は、ＬｉＮｂＯ３からなる圧電層２を有する。圧電層２は、ＬｉＴａＯ３からなるものであってもよい。ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３のカット角は、Ｚカットであるが、回転ＹカットやＸカットであってもよい。圧電層２の厚みは、特に限定されないが、厚み滑りモードを効果的に励振するには、４０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下であることがより好ましい。圧電層２は、対向し合う第１，第２の主面２ａ，２ｂを有する。第１の主面２ａ上に、電極３及び電極４が設けられている。ここで電極３が「第１電極」の一例であり、電極４が「第２電極」の一例である。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）では、複数の電極３が、第１のバスバー５に接続されている。複数の電極４は、第２のバスバー６に接続されている。複数の電極３及び複数の電極４は、互いに間挿し合っている。電極３及び電極４は、矩形形状を有し、長さ方向を有する。この長さ方向と直交する方向において、電極３と、隣りの電極４とが対向している。電極３，４の長さ方向、及び、電極３，４の長さ方向と直交する方向はいずれも、圧電層２の厚み方向に交叉する方向である。このため、電極３と、隣りの電極４とは、圧電層２の厚み方向に交叉する方向において対向しているともいえる。また、電極３，４の長さ方向が図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示す電極３，４の長さ方向に直交する方向と入れ替わってもよい。すなわち、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）において、第１のバスバー５及び第２のバスバー６が延びている方向に電極３，４を延ばしてもよい。その場合、第１のバスバー５及び第２のバスバー６は、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）において電極３，４が延びている方向に延びることとなる。そして、一方電位に接続される電極３と、他方電位に接続される電極４とが隣り合う１対の構造が、上記電極３，４の長さ方向と直交する方向に、複数対設けられている。ここで電極３と電極４とが隣り合うとは、電極３と電極４とが直接接触するように配置されている場合ではなく、電極３と電極４とが間隔を介して配置されている場合を指す。また、電極３と電極４とが隣り合う場合、電極３と電極４との間には、他の電極３，４を含む、ホット電極やグラウンド電極に接続される電極は配置されない。この対数は、整数対である必要はなく、１．５対や２．５対などであってもよい。電極３，４間の中心間距離すなわちピッチは、１μｍ以上、１０μｍ以下の範囲が好ましい。また、電極３，４の幅、すなわち電極３，４の対向方向の寸法は、５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲であることが好ましく、１５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲であることがより好ましい。なお、電極３，４間の中心間距離とは、電極３の長さ方向と直交する方向における電極３の寸法（幅寸法）の中心と、電極４の長さ方向と直交する方向における電極４の寸法（幅寸法）の中心とを結んだ距離となる。
　また、弾性波装置１では、Ｚカットの圧電層を用いているため、電極３，４の長さ方向と直交する方向は、圧電層２の分極方向に直交する方向となる。圧電層２として他のカット角の圧電体を用いた場合には、この限りでない。ここにおいて、「直交」とは、厳密に直交する場合のみに限定されず、略直交（電極３，４の長さ方向と直交する方向と分極方向とのなす角度が例えば９０°±１０°の範囲内）でもよい。
　圧電層２の第２の主面２ｂ側には、絶縁層７を介して支持部材８が積層されている。絶縁層７及び支持部材８は、枠状の形状を有し、図１６に示すように、貫通孔７ａ，８ａを有する。それによって、空洞部９が形成されている。空洞部９は、圧電層２の励振領域Ｃの振動を妨げないために設けられている。従って、上記支持部材８は、少なくとも１対の電極３，４が設けられている部分と重ならない位置において、第２の主面２ｂに絶縁層７を介して積層されている。なお、絶縁層７は設けられずともよい。従って、支持部材８は、圧電層２の第２の主面２ｂに直接または間接に積層され得る。
　絶縁層７は、酸化ケイ素からなる。もっとも、酸化ケイ素の他、酸窒化ケイ素、アルミナなどの適宜の絶縁性材料を用いることができる。支持部材８は、Ｓｉからなる。Ｓｉの圧電層２側の面における面方位は（１００）であってもよく、（１１０）であってもよく、（１１１）であってもよい。支持部材８を構成するＳｉは、抵抗率２ｋΩ以上の高抵抗であることが好ましく、抵抗率４ｋΩ以上の高抵抗であることがより好ましい。もっとも、支持部材８についても適宜の絶縁性材料や半導体材料を用いて構成することができる。
　上記複数の電極３，４及び第１，第２のバスバー５，６は、Ａｌ、ＡｌＣｕ合金などの適宜の金属もしくは合金からなる。本実施形態では、電極３，４及び第１，第２のバスバー５，６は、Ｔｉ膜上にＡｌ膜を積層した構造を有する。なお、Ｔｉ膜以外の密着層を用いてもよい。
　駆動に際しては、複数の電極３と、複数の電極４との間に交流電圧を印加する。より具体的には、第１のバスバー５と第２のバスバー６との間に交流電圧を印加する。それによって、圧電層２において励振される厚み滑りモードのバルク波を利用した、共振特性を得ることが可能とされている。また、弾性波装置１では、圧電層２の厚みをｄ、複数対の電極３，４のうちいずれかの隣り合う電極３，４の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐは０．５以下とされている。そのため、上記厚み滑りモードのバルク波が効果的に励振され、良好な共振特性を得ることができる。より好ましくは、ｄ／ｐは０．２４以下であり、その場合には、より一層良好な共振特性を得ることができる。
　弾性波装置１では、上記構成を備えるため、小型化を図ろうとして、電極３，４の対数を小さくしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。これは、両側の反射器における電極指の本数を少なくしても、伝搬ロスが少ないためである。また、上記電極指の本数を少なくできるのは、厚み滑りモードのバルク波を利用していることによる。弾性波装置で利用したラム波と、上記厚み滑りモードのバルク波の相違を、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）を参照して説明する。
　図１７（ａ）は、特許文献１に記載のような弾性波装置の圧電膜を伝搬するラム波を説明するための模式的正面断面図である。ここでは、圧電膜２０１中を矢印で示すように波が伝搬する。ここで、圧電膜２０１では、第１の主面２０１ａと、第２の主面２０１ｂとが対向しており、第１の主面２０１ａと第２の主面２０１ｂとを結ぶ厚み方向がＺ方向である。Ｘ方向は、ＩＤＴ電極の電極指が並んでいる方向である。図１７（ａ）に示すように、ラム波では、波が図示のように、Ｘ方向に伝搬していく。板波であるため、圧電膜２０１が全体として振動するものの、波はＸ方向に伝搬するため、両側に反射器を配置して、共振特性を得ている。そのため、波の伝搬ロスが生じ、小型化を図った場合、すなわち電極指の対数を少なくした場合、Ｑ値が低下する。
　これに対して、図１７（ｂ）に示すように、弾性波装置１では、振動変位は厚み滑り方向であるから、波は、圧電層２の第１の主面２ａと第２の主面２ｂとを結ぶ方向、すなわちＺ方向にほぼ伝搬し、共振する。すなわち、波のＸ方向成分がＺ方向成分に比べて著しく小さい。そして、このＺ方向の波の伝搬により共振特性が得られるため、反射器の電極指の本数を少なくしても、伝搬損失は生じ難い。さらに、小型化を進めようとして、電極３，４からなる電極対の対数を減らしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。
　なお、厚み滑りモードのバルク波の振幅方向は、図１８に示すように、圧電層２の励振領域Ｃに含まれる第１領域４５１と、励振領域Ｃに含まれる第２領域４５２とで逆になる。図１８では、電極３と電極４との間に、電極４が電極３よりも高電位となる電圧が印加された場合のバルク波を模式的に示してある。第１領域４５１は、励振領域Ｃのうち、圧電層２の厚み方向に直交し圧電層２を２分する仮想平面ＶＰ１と、第１の主面２ａとの間の領域である。第２領域４５２は、励振領域Ｃのうち、仮想平面ＶＰ１と、第２の主面２ｂとの間の領域である。
　上記のように、弾性波装置１では、電極３と電極４とからなる少なくとも１対の電極が配置されているが、Ｘ方向に波を伝搬させるものではないため、この電極３，４からなる電極対の対数は複数対ある必要はない。すなわち、少なくとも１対の電極が設けられてさえおればよい。
　例えば、上記電極３がホット電位に接続される電極であり、電極４がグラウンド電位に接続される電極である。もっとも、電極３がグラウンド電位に、電極４がホット電位に接続されてもよい。本実施形態では、少なくとも１対の電極は、上記のように、ホット電位に接続される電極またはグラウンド電位に接続される電極であり、浮き電極は設けられていない。
　図１９は、図１６に示す弾性波装置の共振特性を示す図である。なお、この共振特性を得た弾性波装置１の設計パラメータは以下の通りである。
　圧電層２：オイラー角（０°，０°，９０°）のＬｉＮｂＯ３、厚み＝４００ｎｍ。
　電極３と電極４の長さ方向と直交する方向に視たときに、電極３と電極４とが重なっている領域、すなわち励振領域Ｃの長さ＝４０μｍ、電極３，４からなる電極の対数＝２１対、電極間中心距離＝３μｍ、電極３，４の幅＝５００ｎｍ、ｄ／ｐ＝０．１３３。
　絶縁層７：１μｍの厚みの酸化ケイ素膜。
　支持部材８：Ｓｉ。
　なお、励振領域Ｃの長さとは、励振領域Ｃの電極３，４の長さ方向に沿う寸法である。
　本実施形態では、電極３，４からなる電極対の電極間距離は、複数対において全て等しくした。すなわち、電極３と電極４とを等ピッチで配置した。
　図１９から明らかなように、反射器を有しないにも関わらず、比帯域が１２．５％である良好な共振特性が得られている。
　ところで、上記圧電層２の厚みをｄ、電極３と電極４との電極の中心間距離をｐとした場合、前述したように、本実施形態では、ｄ／ｐは０．５以下、より好ましくは０．２４以下である。これを、図２０を参照して説明する。
　図１９に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しｄ／２ｐを変化させ、複数の弾性波装置を得た。図２０は、このｄ／２ｐと、弾性波装置の共振子としての比帯域との関係を示す図である。
　図２０から明らかなように、ｄ／２ｐが０．２５を超えると、すなわちｄ／ｐ＞０．５では、ｄ／ｐを調整しても、比帯域は５％未満である。これに対して、ｄ／２ｐ≦０．２５、すなわちｄ／ｐ≦０．５の場合には、その範囲内でｄ／ｐを変化させれば、比帯域を５％以上とすることができ、すなわち高い結合係数を有する共振子を構成することができる。また、ｄ／２ｐが０．１２以下の場合、すなわちｄ／ｐが０．２４以下の場合には、比帯域を７％以上と高めることができる。加えて、ｄ／ｐをこの範囲内で調整すれば、より一層比帯域の広い共振子を得ることができ、より一層高い結合係数を有する共振子を実現することができる。従って、本願の第２の発明のように、ｄ／ｐを０．５以下とすることにより、上記厚み滑りモードのバルク波を利用した、高い結合係数を有する共振子を構成し得ることがわかる。
　なお、前述したように、少なくとも１対の電極の対数は、１対でもよい。
　なお、例えば、圧電層２が厚みばらつきを有する場合には、その厚みを平均化した値を採用してもよい。
　図２１は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の平面図である。弾性波装置８０では、圧電層２の第１の主面２ａ上において、電極３と電極４とを有する１対の電極が設けられている。なお、図２１中のＫが交叉幅となる。前述したように、本発明の弾性波装置では、電極の対数は１対であってもよい。この場合においても、上記ｄ／ｐが０．５以下であれば、厚み滑りモードのバルク波を効果的に励振することができる。
　図２２は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，θ，ψ）に対する比帯域のマップを示す図である。図１１のハッチングを付して示した部分が、少なくとも５％以上の比帯域が得られる領域であり、当該領域の範囲を近似すると、下記の式（１）、式（２）及び式（３）で表される範囲となる。
　（０°±１０°，０°～２０°，任意のψ）　　…式（１）
　（０°±１０°，２０°～８０°，０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　または　（０°±１０°，２０°～８０°，［１８０°－６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２］～１８０°）　　…式（２）
　（０°±１０°，［１８０°－３０°（１－（ψ－９０）２／８１００）１／２］～１８０°，任意のψ）　　…式（３）
　従って、上記式（１）、式（２）または式（３）のオイラー角範囲の場合、比帯域を十分に広くすることができ、好ましい。
　図２３は、ラム波を利用する弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。なお、図２３中の破線は、圧電層８３側から見た空洞部９の位置を示す。
　弾性波装置８１は、支持基板８２を有する。支持基板８２には、上面に開いた凹部が設けられている。支持基板８２上に圧電層８３が積層されている。それによって、空洞部９が構成されている。この空洞部９の上方において圧電層８３上に、ＩＤＴ電極８４が設けられている。ＩＤＴ電極８４の弾性波伝搬方向両側に、反射器８５，８６が設けられている。図２３において、空洞部９の外周縁を破線で示す。ここでは、ＩＤＴ電極８４は、第１，第２のバスバー８４ａ，８４ｂと、複数本の第１の電極指としての電極８４ｃ及び複数本の第２の電極指としての電極８４ｄとを有する。複数本の電極８４ｃは、第１のバスバー８４ａに接続されている。複数本の電極８４ｄは、第２のバスバー８４ｂに接続されている。複数本の電極８４ｃと、複数本の電極８４ｄとは間挿し合っている。
　弾性波装置８１では、上記空洞部９上のＩＤＴ電極８４に、交流電界を印加することにより、板波としてのラム波が励振される。そして、反射器８５，８６が両側に設けられているため、上記ラム波による共振特性を得ることができる。
　なお、図１６などに示す上記圧電層２の厚みｄは、励振領域Ｃにおける厚みである。
　図１に示す第１の実施形態では、各弾性波共振子は主要波として厚み滑りモードを利用している。なお、各弾性波共振子として、図２３に示す弾性波装置８１が用いられてもよい。この場合、各弾性波共振子は、主要波として、板波であるラム波を利用する。もっとも、弾性波装置８１の第１のバスバー８４ａ及び第２のバスバー８４ｂ、または電極８４ｃ及び電極８４ｄが、本発明における第１の電極膜及び第２の電極膜であってもよい。
１…弾性波装置
２…圧電層
２ａ…第１の主面
２ｂ…第２の主面
３，４…第１，第２電極
５，６…第１，第２のバスバー
７…絶縁層
７ａ…貫通孔
８…支持部材
８ａ…貫通孔
９…空洞部
１０…弾性波装置
１１…ＩＤＴ電極
１２…圧電性基板
１３…支持部材
１３ａ…貫通孔
１４…圧電層
１４ａ，１４ｂ…第１，第２の主面
１６，１７…第１，第２のバスバー
１８，１９…第１，第２の電極指
２５，２６…第１，第２の信号端子
２７…グラウンド端子
２８，２９…第１，第２の電極膜
３４…圧電層
４３…支持部材
４３ａ…凹部
４５，４５Ａ，４５Ｂ…誘電体膜
４５ａ，４５ｂ…第１，第２の面
４５ｃ，４５ｄ…第１の面
５１Ａ…上部電極
５１Ｂ…下部電極
５２…接続電極
５８，５９…第１，第２の電極膜
８０…弾性波装置
８１…弾性波装置
８２…支持基板
８３…圧電層
８４…ＩＤＴ電極
８４ａ，８４ｂ…第１，第２のバスバー
８４ｃ，８４ｄ…電極
８５，８６…反射器
２０１…圧電膜
２０１ａ，２０１ｂ…第１，第２の主面
４５１，４５２…第１，第２領域
Ｃ…励振領域
Ｄ…交叉領域
Ｐ１～Ｐ３…並列腕共振子
Ｓ１～Ｓ６…直列腕共振子
ＶＰ１…仮想平面

Claims (15)

  1. 　支持基板と、
    　前記支持基板上に設けられている圧電層と、
    　前記圧電層上に設けられている機能電極と、
    　前記圧電層上にそれぞれ設けられており、互いに対向し合っており、かつ互いに異なる電位である第１の電極膜及び第２の電極膜と、
    を備え、
    　平面視において前記第１の電極膜及び前記第２の電極膜の間に位置する領域を電極膜間領域とし、平面視において前記第１の電極膜または前記第２の電極膜と重なっている領域を電極膜直下領域としたときに、前記電極膜間領域の少なくとも一部における前記圧電層の厚みが、前記電極膜直下領域における前記圧電層の厚みよりも薄い、弾性波装置。
  2. 　前記電極膜間領域の少なくとも一部において、前記圧電層が設けられていない、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記電極膜間領域の少なくとも一部において、前記支持基板に凹部が設けられている、請求項２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記電極膜間領域の少なくとも一部に前記圧電層が設けられている、請求項１に記載の弾性波装置。
  5. 　前記電極膜間領域の少なくとも一部に設けられている、誘電体膜をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記誘電体膜が酸化ケイ素、窒化ケイ素または樹脂からなる、請求項５に記載の弾性波装置。
  7. 　ＳＨ波が励振される、請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　前記圧電層が、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムからなる、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記機能電極が、互いに対向し合う少なくとも１対の電極を含み、
    　厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されている、請求項８に記載の弾性波装置。
  10. 　前記機能電極が、互いに対向し合う少なくとも１対の電極を含み、
    　前記圧電層の厚みをｄ、隣り合う前記電極の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐ≦０．５である、請求項８に記載の弾性波装置。
  11. 　前記機能電極がＩＤＴ電極であり、前記電極が前記ＩＤＴ電極の電極指である、請求項９または１０に記載の弾性波装置。
  12. 　前記圧電層を構成しているニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムのオイラー角（φ，θ，ψ）が、以下の式（１）、式（２）または式（３）の範囲にある、請求項９～１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
    　（０°±１０°，０°～２０°，任意のψ）　　…式（１）
    　（０°±１０°，２０°～８０°，０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　または　（０°±１０°，２０°～８０°，［１８０°－６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２］～１８０°）　　…式（２）
    　（０°±１０°，［１８０°－３０°（１－（ψ－９０）２／８１００）１／２］～１８０°，任意のψ）　　…式（３）
  13. 　前記機能電極がＩＤＴ電極であり、板波を利用可能に構成されている、請求項１～８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  14. 　前記圧電層が、互いに対向し合う第１の主面及び第２の主面を有し、
    　前記第１の主面に前記第１の電極膜及び前記第２の電極膜が設けられており、
    　前記機能電極が、前記第１の主面に設けられている上部電極と、前記第２の主面に設けられている下部電極とを有し、
    　前記上部電極及び前記下部電極が対向している、請求項１～８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  15. 　複数の弾性波共振子を有するフィルタ装置であって、
    　前記複数の弾性波共振子がそれぞれ前記機能電極を有し、各前記機能電極がＩＤＴ電極であり、各前記ＩＤＴ電極がそれぞれ１対のバスバーを含み、前記１対のバスバーが互いに異なる電位であり、
    　前記第１の電極膜が、隣り合う前記弾性波共振子のうち一方の弾性波共振子の前記バスバーに接続されており、前記第２の電極膜が、該隣り合う弾性波共振子のうち他方の弾性波共振子の前記バスバーに接続されており、
    　前記電極膜間領域が、前記第１の電極膜が接続されている前記バスバーと、前記第２の電極膜が接続されている前記バスバーとの間に位置している、請求項１～１３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
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