WO2022014495A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2022014495A1
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electrode
piezoelectric layer
film
elastic wave
wave device
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PCT/JP2021/025977
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French (fr)
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峰文 大内
武志 中尾
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/566—Electric coupling means therefor
    • H03H9/568—Electric coupling means therefor consisting of a ladder configuration

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 first electrode film and the second electrode film which face each other and have different potentials from each other, between at least a part of the first electrode film and the piezoelectric layer, and the second electrode. It includes a dielectric film provided on at least one of between at least a part of the film and the piezoelectric layer.
  • an elastic wave device capable of suppressing ripples in frequency characteristics.
  • FIG. 1 is a plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line I-I in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II-II 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 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 first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line I-I in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 4
  • FIG. 7 is a plan view of the elastic wave device according to the second modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross section shown in FIG. 2 of the elastic wave device according to the second 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 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 modified example 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.
  • 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 modified example of the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic plan view of the elastic wave device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
  • FIG. 15 is a circuit diagram of an elastic wave device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a plan view of the elastic wave device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. FIG.
  • FIG. 18A is a schematic perspective view showing the appearance of an elastic wave device using a bulk wave in a thickness slip mode
  • FIG. 18B is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 18 (a).
  • FIG. 20 (a) is a schematic front sectional view for explaining a Lamb wave propagating in the piezoelectric film of the elastic wave device
  • FIG. 20 (b) 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. 21 is a diagram showing the amplitude direction of the bulk wave in the thickness slip mode.
  • FIG. 22 is a diagram showing resonance characteristics of an elastic wave device that utilizes a bulk wave in a thickness slip mode.
  • FIG. 23 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. 24 is a plan view of an elastic wave device that utilizes a bulk wave in a thickness slip mode.
  • FIG. 25 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. 26 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device using a Lamb wave.
  • FIG. 1 is a plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line I-I in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • the elastic wave device 10 has a piezoelectric substrate 12 and an IDT electrode 11.
  • the piezoelectric substrate 12 has a support member 13 and a piezoelectric layer 14.
  • the support member 13 is composed of only a support substrate.
  • the support member 13 may be, for example, a laminated body including a support substrate and an 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 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 piezoelectric layer 14 is a lithium niobate layer in this embodiment. More specifically, the piezoelectric layer 14 is a LiNbO 3 layer.
  • the piezoelectric layer 14 may be a lithium tantalate layer such as a LiTaO 3 layer.
  • the support substrate is a silicon substrate in this embodiment.
  • the material of the support substrate is not limited to the above.
  • the IDT electrode 11 is provided on the piezoelectric layer 14.
  • 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 is the first electrode film in the present invention.
  • the second bus bar 17 is the second electrode film in the present invention. As shown in FIG. 3, the first bus bar 16 and the second bus bar 17 face each other.
  • a dielectric film 15 is provided between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14, and between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14, respectively. On the other hand, the dielectric film 15 is not provided in the portion of the piezoelectric layer 14 between the first bus bar 16 and the second bus bar 17.
  • the material of the dielectric film 15 for example, silicon oxide, silicon nitride, resin, or the like can be used.
  • the first bus bar 16 and the second bus bar 17 are connected to different potentials from each other.
  • the first bus bar 16 is connected to the hot potential and the second bus bar 17 is connected to the ground potential.
  • the potential to which the first bus bar 16 and the second bus bar 17 are connected is not limited to the above.
  • the first bus bar 16 may be connected to the ground potential and the second bus bar 17 may be connected to the hot potential.
  • the plurality of first electrode fingers 18 and the plurality of second electrode fingers 19 shown in FIG. 1 are at least a pair of electrodes in the present invention. At least one pair of electrodes are opposed to each other. More specifically, 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. In the following, the first electrode finger 18 and the second electrode finger 19 may be simply referred to as an electrode finger.
  • the IDT electrode 11 may be made of a single-layer metal film or may be made of a laminated metal film.
  • the elastic wave device 10 a plurality of electrode fingers as at least one pair of electrodes are functional electrodes in the present invention.
  • An elastic wave is excited by applying an AC voltage to the functional electrode in the IDT electrode 11.
  • the elastic wave device 10 uses a bulk wave in a thickness slip mode as a main wave. More specifically, the elastic wave device 10 uses a bulk wave in the thickness slip primary mode as the main wave.
  • the elastic wave device 10 may be an elastic wave device that uses a plate wave such as a lamb wave as a main wave.
  • the SH wave is excited as an unnecessary bulk wave.
  • 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. 2 or FIG.
  • 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 elastic wave device 10 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 features of this embodiment are the dielectric material between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14 as the first electrode film, and between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14 as the second electrode film.
  • the membrane 15 is provided.
  • the comparative example is different from the first embodiment in that it does not have the dielectric film.
  • the reflection characteristic as the frequency characteristic between the first bus bar and the second bus bar was measured.
  • the reflection characteristics between the first bus bar and the second bus bar 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 dielectric film 15 is provided between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14, and between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14, respectively. There is. Since the dielectric film 15 is provided, the electromechanical coupling coefficient changes as compared with the case where the dielectric film 15 is not provided. Thereby, the influence on the reflection characteristic by the unnecessary bulk wave can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the ripple in the reflection characteristic as the frequency characteristic.
  • the thickness of the dielectric film 15 provided between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14 is the dielectric provided between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14. It is the same as the thickness of the body membrane 15. However, the thicknesses of the dielectric films 15 may be different from each other.
  • the dielectric film 15 provided between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14 and the dielectric film 15 provided between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14 are integrally provided. ing. However, the dielectric film 15 provided between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14 and the dielectric film 15 provided between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14 are separate. It may be provided as a dielectric film.
  • 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 cavity 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 the piezoelectric layer 14 or the like.
  • the piezoelectric layer 14 may be provided with a recess that opens on the support member 13 side.
  • the cavity may be formed.
  • the support member 13 may not be provided with a recess or a through hole.
  • the dielectric film 15 may be provided on at least one of them.
  • the dielectric film 15 is not provided between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14.
  • the dielectric film 15 is also not provided on the piezoelectric layer 14 in the portion between the first bus bar 16 and the second bus bar 17.
  • a dielectric film 15 is provided between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14. Even in this case, the ripple in the frequency characteristic can be suppressed.
  • the dielectric film 15 is provided between the entire first bus bar 16 and the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14. Thereby, the ripple in the frequency characteristic can be suppressed more reliably and effectively.
  • FIG. 7 shows an example of a case where the elastic wave device uses a plate wave as a second modification of the first embodiment.
  • a pair of reflectors 22A and 22B are provided on both sides of the IDT electrode 11 in the electrode finger facing direction on the piezoelectric layer 14.
  • the resonance characteristic can be suitably improved.
  • the IDT electrode 11 is configured in the same manner as in the first embodiment.
  • the dielectric film 15 is provided in the same manner as in the first embodiment. Therefore, it is possible to suppress the ripple in the frequency characteristic.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a portion corresponding to the cross section shown in FIG. 2 of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • the dielectric film 35 is provided on the piezoelectric layer 14 between the first bus bar 16 as the first electrode film and the second bus bar 17 as the second electrode film. In that respect, it differs from the first embodiment.
  • This embodiment is also different from the first embodiment in that the dielectric film 35 is a laminated film.
  • the elastic wave device of the present embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment.
  • the dielectric film 35 has a first layer 35a and a second layer 35b.
  • a second layer 35b is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14.
  • the first layer 35a is laminated on the second layer 35b.
  • the material of the first layer 35a and the material of the second layer 35b are different from each other.
  • the material of the first layer 35a and the material of the second layer 35b may be the same.
  • the first layer 35a is arranged in the same manner as in the first embodiment. More specifically, a first layer 35a is provided between the first bus bar 16 and the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14, respectively. The first layer 35a is not provided on the piezoelectric layer 14 in the portion between the first bus bar 16 and the second bus bar 17.
  • the second layer 35b is provided between the first bus bar 16 and the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14. Further, the second layer 35b is also provided on the piezoelectric layer 14 in a portion between the first bus bar 16 and the second bus bar 17. More specifically, the second layer 35b is also provided between the plurality of electrode fingers of the IDT electrode 11 and the piezoelectric layer 14, and also between the electrode fingers on the piezoelectric layer 14.
  • h1 be the thickness of the portion of the dielectric film 35 located between the first bus bar 16 and the second bus bar 17 in a plan view.
  • h2 be the thickness of the portion of the dielectric film 35 between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14.
  • h3 be the thickness of the portion of the dielectric film 35 between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14.
  • the thickness h1 is thinner than both the thickness h2 and the thickness h3.
  • the thickness h1 may be thinner than at least one of the thickness h2 and the thickness h3.
  • the dielectric film 35 is provided between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14, and between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14. Therefore, the electromechanical coupling coefficient changes as compared with the case where the dielectric film 35 is not provided. Thereby, the influence on the frequency characteristic by the unnecessary bulk wave can be suppressed, and the ripple in the frequency characteristic can be suppressed.
  • 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 third embodiment.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of dielectric films are provided. Specifically, the first dielectric film 45A is provided between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14. A second dielectric film 45B is provided between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14. Further, it differs from the first embodiment in that the thickness of the first dielectric film 45A and the thickness of the second dielectric film 45B are different. Except for the above points, the elastic wave device of the present embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment. However, the first dielectric film 45A and the second dielectric film 45B may be provided integrally.
  • the thickness of the second dielectric film 45B is thicker than the thickness of the first dielectric film 45A.
  • the thickness 2 of the first dielectric film 45A and the thickness of the second dielectric film 45B are different from each other.
  • the thickness of the first dielectric film 45A is thicker than the thickness of the second dielectric film 45B. Even in this case, the ripple in the frequency characteristic can be effectively suppressed.
  • 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 fourth embodiment.
  • the thickness of the portion of the piezoelectric layer 54 that overlaps with the first bus bar 16 in a plan view is different from the thickness of the portion of the piezoelectric layer 54 that overlaps with the second bus bar 17 in a plan view. It is different from the embodiment of 1. Further, it differs from the first embodiment in that the dielectric film 15 is not provided between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14. Except for the above points, the elastic wave device of the present embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment.
  • the piezoelectric layer 54 has a first region E1, a second region E2, and a third region E3.
  • the first region E1 is a region that overlaps with the first bus bar 16 as the first electrode film in a plan view.
  • the second region E2 is a region that overlaps with the second bus bar 17 as the second electrode film in a plan view.
  • the third region E3 is a region that does not overlap with the first electrode film and the second electrode film in a plan view.
  • the thickness of the piezoelectric layer 54 in the first region E1 is d1, the thickness of the piezoelectric layer 54 in the second region E2 is d2, and the thickness of the piezoelectric layer 54 in the third region E3 is d3.
  • the thickness d1 and the thickness d2 are different from each other. More specifically, the thickness d1 is thicker than the thickness d2. Thereby, in the first region E1 and the second region E2, the mode of propagation of unnecessary bulk waves can be different from each other. Thereby, also in the first bus bar 16 and the second bus bar 17, the mode of propagation of unnecessary bulk waves can be different from each other. Further, a dielectric film 15 is provided between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14. As a result, the electromechanical coupling coefficient changes as compared with the case where the dielectric film 15 is not provided. Therefore, the influence of unnecessary bulk waves on the frequency characteristics can be effectively suppressed, and the ripple in the frequency characteristics can be effectively suppressed.
  • the dielectric film 15 is provided only between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14.
  • the dielectric film 15 may be provided on at least one of the space between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 14 and the space between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 14.
  • the thickness d3 of the piezoelectric layer 54 in the third region E3 is the same as the thickness d2 of the piezoelectric layer 54 in the second region E2.
  • the thickness d1 and the thickness d2 in the first region E1 may be different from each other, and the relationship between the thicknesses in the piezoelectric layer 54 is not limited to the above.
  • the thickness d1 and the thickness d3 are the same.
  • the thickness d2 is thinner than the thickness d1 and the thickness d3.
  • the dielectric film 15 is provided between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 54A.
  • the dielectric film 15 is not provided between the first bus bar 16 and the piezoelectric layer 54A. Even in this case, the ripple in the frequency characteristic can be effectively suppressed.
  • the total thickness of the thickness d2 and the dielectric film 15 provided between the second bus bar 17 and the piezoelectric layer 54A is the same as the thickness d1 and the thickness d3.
  • the IDT electrode 11 can be easily formed and the productivity can be increased.
  • the relationship between the thickness of each region of the piezoelectric layer 54A and the thickness of the dielectric film 15 is not limited to the above.
  • the influence of the signal can be suppressed. It should be noted that the propagation and extraction of unnecessary bulk wave signals may also occur between the wiring electrode membranes in the filter device.
  • the elastic wave device is a filter device is shown.
  • FIG. 13 is a schematic plan view of the elastic wave device according to the fifth embodiment.
  • elastic wave resonators are shown by a schematic diagram in which two diagonal lines are added to a polygon.
  • the elastic wave device 60 has a plurality of elastic wave resonators.
  • the elastic wave device 60 is a filter device.
  • Each elastic wave resonator of the elastic wave apparatus 60 has an IDT electrode.
  • Each IDT electrode includes a pair of busbars and a plurality of electrode fingers as functional electrodes.
  • the first electrode film 68 and the second electrode film 69 are wiring electrode films.
  • the first electrode film 68 and the second electrode film 69 are provided on the piezoelectric layer 14, and a plurality of elastic wave resonators are configured on the piezoelectric layer 14.
  • the wiring electrode film as the first electrode film 68 and the wiring electrode film as the second electrode film 69 are each drawn from different elastic wave resonators. That is, the first electrode film 68 and the second electrode film 69 are each connected to a plurality of electrode fingers as functional electrodes via a bus bar.
  • the first electrode film 68 is connected to the hot potential
  • the second electrode film 69 is connected to the ground potential.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
  • the first electrode film 68 and the second electrode film 69 face each other. Similar to the first embodiment, the dielectric film 15 is provided between the first electrode film 68 and the piezoelectric layer 14, and between the second electrode film 69 and the piezoelectric layer 14, respectively. Since the dielectric film 15 is provided, the electromechanical coupling coefficient changes as compared with the case where the dielectric film 15 is not provided. Thereby, the influence on the frequency characteristic by the unnecessary bulk wave can be suppressed, and the ripple in the frequency characteristic can be suppressed.
  • the circuit configuration in this embodiment is shown below.
  • FIG. 15 is a circuit diagram of the elastic wave device according to the third embodiment.
  • the elastic wave device 60 is a ladder type filter.
  • the plurality of elastic wave resonators of the present embodiment include 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, and parallel.
  • the elastic wave device 60 has a first signal terminal 65 and a second signal terminal 66.
  • a series arm resonator S1 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.
  • the elastic wave device 60 has a plurality of ground terminals 67. Each parallel arm resonator is connected to the ground potential via any of the ground terminals 67.
  • the circuit configuration described above is an example, and the circuit configuration of the elastic wave device 60 is not particularly limited.
  • the first electrode film 68 is a wiring electrode film connecting the series arm resonator S1 and the parallel arm resonator P1.
  • the second electrode film 69 is a wiring electrode film connecting the parallel arm resonator P2 and the ground terminal 67.
  • the distance L between the first electrode film 68 and the second electrode film 69 is an elastic wave resonator different from each elastic wave resonator to which the first electrode film 68 and the second electrode film 69 are connected.
  • the length is different from the opening length M of.
  • the opening length of the elastic wave resonator means the distance between a pair of bus bars of the elastic wave resonator. As shown in FIG.
  • 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 IDT electrodes of the series arm resonator S1 and the parallel arm resonator P1 are connected to the first electrode film 68 of the first electrode film 68 and the second electrode film 69, respectively.
  • the IDT electrode of the parallel arm resonator P2 is connected to the second electrode film 69.
  • An IDT electrode connected to both the first electrode film 68 and the second electrode film 69 may be provided.
  • FIG. 16 is a plan view of the elastic wave device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • the functional electrode has an upper electrode 71A and a lower electrode 71B.
  • the upper electrode 71A is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14.
  • the lower electrode 71B is provided on the second main surface 14b of the piezoelectric layer 14.
  • the upper electrode 71A and the lower electrode 71B face each other with the piezoelectric layer 14 interposed therebetween.
  • the upper electrode 71A and the lower electrode 71B are connected to different potentials from each other.
  • the region where the upper electrode 71A and the lower electrode 71B face each other is the excitation region.
  • a first electrode film 68 and a second electrode film 69 are provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14.
  • the first electrode film 68 and the second electrode film 69 are wiring electrode films.
  • the first electrode film 68 is connected to the upper electrode 71A.
  • a connection electrode 72 is provided on the second main surface 14b of the piezoelectric layer 14.
  • the connection electrode 72 is connected to the lower electrode 71B.
  • the piezoelectric layer 14 is provided with a through hole.
  • the connection electrode 72 passes through the through hole and is connected to the second electrode film 69. Therefore, the second electrode film 69 is connected to the lower electrode 71B via the connection electrode 72.
  • the first electrode film 68 and the second electrode film 69 face each other.
  • the dielectric film 15 is provided. Since the dielectric film 15 is provided, the electromechanical coupling coefficient changes as compared with the case where the dielectric film 15 is not provided. Thereby, the influence on the frequency characteristic by the unnecessary bulk wave can be suppressed, and 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. 18A is a schematic perspective view showing the appearance of an elastic wave device using a bulk wave in a thickness slip mode
  • FIG. 18B is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 18 (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. 18 (a) and 18 (b). That is, in FIGS. 18A and 18B, 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. 18A and 18B.
  • 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. 20 (a) and 20 (b).
  • FIG. 20A 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. 21 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. 22 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. 23 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. 24 is a plan view of an elastic wave device that utilizes a bulk wave in a thickness slip mode.
  • the elastic wave device 80 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. 24 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. 25 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. 26 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device using a Lamb wave.
  • the broken line in FIG. 26 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. 26, 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.

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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。　本発明に係る弾性波装置１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（第１，第２の電極指１８，１９）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（第１のバスバー１６）及び第２の電極膜（第２のバスバー１７）と、第１の電極膜の少なくとも一部と圧電層１４との間、及び第２の電極膜の少なくとも一部と圧電層１４との間のうち少なくとも一方に設けられている誘電体膜１５とを備える。

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、前記第１の電極膜の少なくとも一部と前記圧電層との間、及び前記第２の電極膜の少なくとも一部と前記圧電層との間のうち少なくとも一方に設けられている誘電体膜とを備える。
　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、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７は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る弾性波装置の平面図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の、図２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４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１２は、本発明の第４の実施形態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５の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。 図１４は、図１３中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１５は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の回路図である。 図１６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１７は、図１６中のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 図１８（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１８（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図である。 図１９は、図１８（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。 図２０（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２０（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２１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２２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２３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２４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２５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２６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、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１に示すように、弾性波装置１０は、圧電性基板１２と、ＩＤＴ電極１１とを有する。図２に示すように、圧電性基板１２は、支持部材１３と、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。もっとも、支持部材１３は、例えば、支持基板及び絶縁層を含む積層体であってもよい。
　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。
　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。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。
　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ない。
　図１に戻り、圧電層１４上にＩＤＴ電極１１が設けられている。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は、本発明における第１の電極膜である。第２のバスバー１７は、本発明における第２の電極膜である。図３に示すように、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と圧電層１４との間、及び第２のバスバー１７と圧電層１４との間にはそれぞれ、誘電体膜１５が設けられている。他方、圧電層１４上における、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７の間の部分には、誘電体膜１５は設けられていない。誘電体膜１５の材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素または樹脂などを用いることができる。
　第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７は、互いに異なる電位に接続される。本実施形態では、第１のバスバー１６はホット電位に接続され、第２のバスバー１７はグラウンド電位に接続される。もっとも、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７が接続される電位は上記に限定されない。例えば、第１のバスバー１６がグラウンド電位に接続され、第２のバスバー１７がホット電位に接続されてもよい。
　一方で、図１に示す複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９は、本発明における少なくとも１対の電極である。少なくとも１対の電極は互いに対向し合っている。より具体的には、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。なお、以下においては、第１の電極指１８及び第２の電極指１９を単に電極指と記載することもある。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。
　弾性波装置１０においては、少なくとも１対の電極としての複数の電極指が、本発明における機能電極である。ＩＤＴ電極１１における機能電極に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。本実施形態では、弾性波装置１０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、弾性波装置１０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、弾性波装置１０は、主要波としてラム波などの板波を利用する弾性波装置であってもよい。他方、本実施形態では、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２または図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、弾性波装置１０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、弾性波装置１０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。
　本実施形態の特徴は、第１の電極膜としての第１のバスバー１６と圧電層１４との間、及び第２の電極膜としての第２のバスバー１７と圧電層１４との間に誘電体膜１５が設けられていることにある。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、上記誘電体膜を有しない点において第１の実施形態と異なる。第１の実施形態において、第１のバスバー及び第２のバスバーの間の、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のバスバー及び第２のバスバー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のバスバー１６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のバスバー１７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。
　図３に示すように、本実施形態においては、第１のバスバー１６と圧電層１４との間、及び第２のバスバー１７と圧電層１４との間にそれぞれ、誘電体膜１５が設けられている。誘電体膜１５が設けられていることにより、誘電体膜１５が設けられていない場合と比較して、電気機械結合係数が変化する。それによって、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る。従って、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。
　弾性波装置１０においては、第１のバスバー１６と圧電層１４との間に設けられている誘電体膜１５の厚みは、第２のバスバー１７と圧電層１４との間に設けられている誘電体膜１５の厚みと同じである。もっとも、上記各誘電体膜１５の厚みは互いに異なっていてもよい。
　第１のバスバー１６と圧電層１４との間に設けられている誘電体膜１５、及び第２のバスバー１７と圧電層１４との間に設けられている誘電体膜１５は、一体として設けられている。もっとも、第１のバスバー１６と圧電層１４との間に設けられている誘電体膜１５、及び第２のバスバー１７と圧電層１４との間に設けられている誘電体膜１５は、別個の誘電体膜として設けられていてもよい。
　図１に戻り、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。
　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１４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１４に、支持部材１３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１３には、凹部または貫通孔は設けられていなくともよい。
　なお、第１の電極膜としての第１のバスバー１６の少なくとも一部と圧電層１４との間、及び第２の電極膜としての第２のバスバー１７の少なくとも一部と圧電層１４との間のうち少なくとも一方に、誘電体膜１５が設けられていればよい。例えば、図６に示す第１の実施形態の第１の変形例においては、第２のバスバー１７と圧電層１４との間には、誘電体膜１５は設けられていない。圧電層１４上における、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７の間の部分にも、誘電体膜１５は設けられていない。他方、第１のバスバー１６と圧電層１４との間には、誘電体膜１５が設けられている。この場合においても、周波数特性におけるリップルを抑制することができる。
　もっとも、誘電体膜１５は、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７の全体と、圧電層１４との間に設けられていることが好ましい。それによって、周波数特性におけるリップルをより一層確実に、効果的に抑制することができる。
　図７には、第１の実施形態の第２の変形例として、弾性波装置が板波を利用する場合の例を示す。図７に示すように、平面視において、圧電層１４上におけるＩＤＴ電極１１の電極指対向方向両側に、１対の反射器２２Ａ及び反射器２２Ｂが設けられている。それによって、板波を利用する場合において、共振特性を好適に高めることができる。本変形例においても、ＩＤＴ電極１１は第１の実施形態と同様に構成されている。さらに、誘電体膜１５は、第１の実施形態と同様に設けられている。よって、周波数特性におけるリップルを抑制することができる。
　図８は、第２の実施形態に係る弾性波装置の、図２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、誘電体膜３５が、圧電層１４上における、第１の電極膜としての第１のバスバー１６、及び第２の電極膜としての第２のバスバー１７の間の部分に設けられている点において、第１の実施形態と異なる。本実施形態は、誘電体膜３５が積層膜である点においても第１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１の実施形態の弾性波装置１０と同様の構成を有する。
　誘電体膜３５は、第１の層３５ａ及び第２の層３５ｂを有する。圧電層１４の第１の主面１４ａに第２の層３５ｂが設けられている。第２の層３５ｂ上に第１の層３５ａが積層されている。本実施形態では、第１の層３５ａの材料と、第２の層３５ｂの材料とは互いに異なる。もっとも、第１の層３５ａの材料と、第２の層３５ｂの材料とは同じであってもよい。
　第１の層３５ａは、第１の実施形態と同様に配置されている。より具体的には、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７と、圧電層１４との間にそれぞれ、第１の層３５ａが設けられている。第１の層３５ａは、圧電層１４上における、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７の間の部分には設けられていない。
　第２の層３５ｂは、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７と、圧電層１４との間に設けられている。さらに、第２の層３５ｂは、圧電層１４上における、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７の間の部分にも設けられている。より具体的には、第２の層３５ｂは、ＩＤＴ電極１１の複数の電極指と圧電層１４との間、並びに圧電層１４上における電極指間の部分にも設けられている。
　誘電体膜３５における、平面視において、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７の間に位置する部分の厚みをｈ１とする。誘電体膜３５における、第１のバスバー１６と圧電層１４との間の部分の厚みをｈ２とする。誘電体膜３５における、第２のバスバー１７と圧電層１４との間の部分の厚みをｈ３とする。厚みｈ１は、厚みｈ２及び厚みｈ３の双方よりも薄い。もっとも、厚みｈ１は、厚みｈ２及び厚みｈ３のうち少なくとも一方の厚みよりも薄くてもよい。
　本実施形態においても、誘電体膜３５が、第１のバスバー１６と圧電層１４との間、及び第２のバスバー１７と圧電層１４との間に設けられている。そのため、誘電体膜３５が設けられていない場合と比較して、電気機械結合係数が変化する。それによって、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９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。
　本実施形態においては、複数の誘電体膜が設けられている点において第１の実施形態と異なる。具体的には、第１のバスバー１６と圧電層１４との間に第１誘電体膜４５Ａが設けられている。第２のバスバー１７と圧電層１４との間に第２誘電体膜４５Ｂが設けられている。さらに、第１誘電体膜４５Ａの厚みと、第２誘電体膜４５Ｂの厚みとが異なる点において、第１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１の実施形態の弾性波装置１０と同様の構成を有する。もっとも、第１誘電体膜４５Ａ及び第２誘電体膜４５Ｂは一体として設けられていてもよい。
　本実施形態では、第２誘電体膜４５Ｂの厚みは、第１誘電体膜４５Ａの厚みよりも厚い。それによって、第１誘電体膜４５Ａ及び第２誘電体膜４５Ｂ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。これにより、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７においても、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。よって、不要バルク波による周波数特性に対する影響を効果的に抑制することができ、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。
　なお、第１誘電体膜４５Ａの厚み２及び第２誘電体膜４５Ｂの厚みが互いに異なっていればよい。図１０に示す第３の実施形態の変形例においては、第１誘電体膜４５Ａの厚みが第２誘電体膜４５Ｂの厚みよりも厚い。この場合においても、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。
　図１１は、第４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、圧電層５４における、平面視において第１のバスバー１６と重なる部分の厚みと、圧電層５４における、平面視において第２のバスバー１７と重なる部分の厚みとが異なる点において、第１の実施形態と異なる。さらに、第２のバスバー１７と圧電層１４との間に誘電体膜１５が設けられていない点において第１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１の実施形態の弾性波装置１０と同様の構成を有する。
　圧電層５４は、第１の領域Ｅ１、第２の領域Ｅ２及び第３の領域Ｅ３を有する。第１の領域Ｅ１は、平面視において、第１の電極膜としての第１のバスバー１６と重なる領域である。第２の領域Ｅ２は、平面視において、第２の電極膜としての第２のバスバー１７と重なる領域である。第３の領域Ｅ３は、平面視において、第１の電極膜及び第２の電極膜とは重ならない領域である。第１の領域Ｅ１における圧電層５４の厚みをｄ１、第２の領域Ｅ２における圧電層５４の厚みをｄ２、第３の領域Ｅ３における圧電層５４の厚みをｄ３とする。
　本実施形態では、厚みｄ１及び厚みｄ２が互いに異なる。より具体的には、厚みｄ１は厚みｄ２よりも厚い。それによって、第１の領域Ｅ１及び第２の領域Ｅ２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。これにより、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７においても、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。さらに、誘電体膜１５が、第１のバスバー１６と圧電層１４との間に設けられている。これにより、誘電体膜１５が設けられていない場合と比較して、電気機械結合係数が変化する。よって、不要バルク波による周波数特性に対する影響を効果的に抑制することができ、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。
　本実施形態では、誘電体膜１５は第１のバスバー１６と圧電層１４との間のみに設けられている。なお、誘電体膜１５は、第１のバスバー１６と圧電層１４との間、及び第２のバスバー１７と圧電層１４との間のうち少なくとも一方に設けられていればよい。
　第３の領域Ｅ３における圧電層５４の厚みｄ３は、第２の領域Ｅ２における圧電層５４の厚みｄ２と同じである。もっとも、第１の領域Ｅ１における厚みｄ１及び厚みｄ２が互いに異なっていればよく、圧電層５４における厚みの関係は上記に限定されない。図１２に示す第４の実施形態の変形例においては、厚みｄ１及び厚みｄ３は同じである。一方で、厚みｄ２は、厚みｄ１及び厚みｄ３よりも薄い。なお、誘電体膜１５は、第２のバスバー１７と圧電層５４Ａとの間に設けられている。他方、誘電体膜１５は、第１のバスバー１６と圧電層５４Ａとの間には設けられていない。この場合においても、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。
　本変形例では、厚みｄ２及び第２のバスバー１７と圧電層５４Ａとの間に設けられている誘電体膜１５の厚みの合計が、厚みｄ１及び厚みｄ３と同じである。それによって、ＩＤＴ電極１１を形成し易く、生産性を高めることができる。もっとも、圧電層５４Ａの各領域の厚み及び誘電体膜１５の厚みの関係は上記に限定されない。
　第１～第４の実施形態では、１対のバスバーのうち一方から伝搬した不要バルク波の信号が、他方のバスバーにより取り出される場合において、該信号の影響を抑制できる例を示した。なお、フィルタ装置における配線電極膜間においても、不要バルク波の信号の伝搬及び取り出しが生じることもある。以下の第５の実施形態においては、弾性波装置がフィルタ装置である例を示す。
　図１３は、第５の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。図１３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。
　弾性波装置６０は複数の弾性波共振子を有する。弾性波装置６０はフィルタ装置である。弾性波装置６０の各弾性波共振子はそれぞれＩＤＴ電極を有する。各ＩＤＴ電極は、１対のバスバーと、機能電極としての複数の電極指とを含む。本実施形態においては、第１の電極膜６８及び第２の電極膜６９は配線電極膜である。
　第１の電極膜６８及び第２の電極膜６９は圧電層１４上に設けられており、かつ該圧電層１４上において複数の弾性波共振子が構成されている。第１の電極膜６８としての配線電極膜及び第２の電極膜６９としての配線電極膜は、それぞれ、異なる弾性波共振子から引き出されている。すなわち、第１の電極膜６８及び第２の電極膜６９はそれぞれ、機能電極としての複数の電極指に、バスバーを介して接続されている。第１の電極膜６８はホット電位に接続され、第２の電極膜６９はグラウンド電位に接続される。
　図１４は、図１３中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。
　第１の電極膜６８及び第２の電極膜６９は対向し合っている。第１の実施形態と同様に、第１の電極膜６８と圧電層１４の間、及び第２の電極膜６９と圧電層１４との間にそれぞれ、誘電体膜１５が設けられている。誘電体膜１５が設けられていることにより、誘電体膜１５が設けられていない場合と比較して、電気機械結合係数が変化する。それによって、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。なお、以下において、本実施形態における回路構成を示す。
　図１５は、第３の実施形態に係る弾性波装置の回路図である。
　弾性波装置６０はラダー型フィルタである。本実施形態の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。さらに、弾性波装置６０は、第１の信号端子６５及び第２の信号端子６６を有する。
　第１の信号端子６５及び第２の信号端子６６の間に、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、この順序において互いに直列に接続されている。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。なお、図１３に示すように、弾性波装置６０は複数のグラウンド端子６７を有する。各並列腕共振子はそれぞれ、いずれかのグラウンド端子６７を介してグラウンド電位に接続される。なお、上記の回路構成は一例であって、弾性波装置６０の回路構成は特に限定されない。
　弾性波装置６０においては、第１の電極膜６８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６９は、並列腕共振子Ｐ２及びグラウンド端子６７を接続している配線電極膜である。第１の電極膜６８及び第２の電極膜６９の間の距離Ｌは、第１の電極膜６８及び第２の電極膜６９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。図１３に示すように、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。
　直列腕共振子Ｓ１及び並列腕共振子Ｐ１のＩＤＴ電極はそれぞれ、第１の電極膜６８及び第２の電極膜６９のうち第１の電極膜６８に接続されている。一方で、並列腕共振子Ｐ２のＩＤＴ電極は第２の電極膜６９に接続されている。なお、第１の電極膜６８及び第２の電極膜６９の双方に接続されたＩＤＴ電極が設けられていてもよい。
　図１６は、第４の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。図１７は、図１６中のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。
　図１６及び図１７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７１Ａ及び下部電極７１Ｂを有する。上部電極７１Ａは圧電層１４の第１の主面１４ａに設けられている。下部電極７１Ｂは圧電層１４の第２の主面１４ｂに設けられている。上部電極７１Ａ及び下部電極７１Ｂは圧電層１４を挟み対向し合っている。上部電極７１Ａ及び下部電極７１Ｂは互いに異なる電位に接続される。上部電極７１Ａ及び下部電極７１Ｂが対向し合っている領域が励振領域である。
　図１６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６８及び第２の電極膜６９が設けられている。本実施形態では、第１の電極膜６８及び第２の電極膜６９は配線電極膜である。第１の電極膜６８は上部電極７１Ａ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７２が設けられている。接続電極７２は下部電極７１Ｂ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７２は、貫通孔を通り、第２の電極膜６９に接続されている。よって、第２の電極膜６９は、接続電極７２を介して下部電極７１Ｂに接続されている。
　第１の電極膜６８及び第２の電極膜６９は対向し合っている。本実施形態においては、図１４に示す第３の実施形態の構成と同様に、第１の電極膜６８と圧電層１４の間、及び第２の電極膜６９と圧電層１４との間にそれぞれ、誘電体膜１５が設けられている。誘電体膜１５が設けられていることにより、誘電体膜１５が設けられていない場合と比較して、電気機械結合係数が変化する。それによって、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。
　本実施形態の弾性波装置のようなＢＡＷ（Ｂｕｌｋ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ）を、図１３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３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１８（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１８（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図であり、図１９は、図１８（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１８（ａ）及び図１８（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１８（ａ）及び図１８（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１８（ａ）及び図１８（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１８（ａ）及び図１８（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１９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２０（ａ）及び図２０（ｂ）を参照して説明する。
　図２０（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２０（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２０（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２１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２１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２２は、図１９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２２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２３を参照して説明する。
　図２２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２３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２３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２４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２４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２５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２６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２６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２６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。
１…弾性波装置
２…圧電層
２ａ，２ｂ…第１，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
１５…誘電体膜
１６，１７…第１，第２のバスバー
１８，１９…第１，第２の電極指
２２Ａ，２２Ｂ…反射器
３５…誘電体膜
３５ａ，３５ｂ…第１，第２の層
４５Ａ，４５Ｂ…第１，第２誘電体膜
５４，５４Ａ…圧電層
６０…弾性波装置
６５，６６…第１，第２の信号端子
６７…グラウンド端子
６８，６９…第１，第２の電極膜
７１Ａ…上部電極
７１Ｂ…下部電極
７２…接続電極
８０，８１…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 (18)

  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、
    　前記第１の電極膜の少なくとも一部と前記圧電層との間、及び前記第２の電極膜の少なくとも一部と前記圧電層との間のうち少なくとも一方に設けられている誘電体膜と、
    を備える、弾性波装置。
  2. 　前記誘電体膜は、前記第１の電極膜と前記第２の電極膜との間には設けられていない、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記誘電体膜は、前記第１の電極膜と前記第２の電極膜との間にも設けられており、
    　前記第１の電極膜と前記第２の電極膜との間に設けられた前記誘電体膜の厚みは、前記第１の電極膜と前記圧電層との間、及び前記第２の電極膜と前記圧電層との間のうち少なくとも一方に設けられた前記誘電体膜の厚みより薄い、請求項１に記載の弾性波装置。
  4. 　前記誘電体膜が、前記第１の電極膜と前記圧電層との間、及び前記第２の電極膜と前記圧電層との間のうち少なくとも一方に設けられている、第１の層と、前記第１の電極膜と前記圧電層との間、前記第２の電極膜と前記圧電層との間、及び、前記第１の電極膜と前記第２の電極膜との間に設けられ、前記誘電体膜とは異なる材料からなる第２の層と、を有する、請求項１または３に記載の弾性波装置。
  5. 　前記誘電体膜が、前記第１の電極膜と前記圧電層との間、及び前記第２の電極膜と前記圧電層との間の双方に設けられている、請求項１～４の少なくとも１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記誘電体膜における前記第１の電極膜と前記圧電層との間に位置する部分の厚みと、前記誘電体膜における前記第２の電極膜と前記圧電層との間に位置する部分の厚みとが異なる、請求項５に記載の弾性波装置。
  7. 　前記誘電体膜が互いに接触していない第１誘電体膜及び第２誘電体膜を含み、
    　前記第１誘電体膜が、前記第１の電極膜と前記圧電層との間に位置し、前記第２誘電体膜が、前記第２の電極膜と前記圧電層との間に位置している、請求項５または６に記載の弾性波装置。
  8. 　平面視において前記第１の電極膜と重なる領域における前記圧電層の厚みと、平面視において前記第２の電極膜と重なる領域における前記圧電層の厚みとが異なる、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１～８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  10. 　ＳＨ波が励振される、請求項１～９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  11. 　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１～１０のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  12. 　前記機能電極が、互いに対向し合う少なくとも１対の電極であり、
    　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、請求項１１に記載の弾性波装置。
  13. 　前記機能電極が、互いに対向し合う少なくとも１対の電極であり、
    　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１１に記載の弾性波装置。
  14. 　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１２または１３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）
  15. 　前記圧電層上に、前記機能電極と、１対のバスバーと、を含むＩＤＴ電極が設けられており、
    　前記機能電極である前記少なくとも１対の電極が前記ＩＤＴ電極の複数の電極指であり、前記複数の電極指のうち一部の電極指が一方の前記バスバーに接続されており、前記複数の電極指のうち他の一部の電極指が他方の前記バスバーに接続されており、
    　一方の前記バスバーが前記第１の電極膜であり、他方の前記バスバーが前記第２の電極膜である、請求項１２～１４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  16. 　前記圧電層上に、前記機能電極と、１対のバスバーと、を含むＩＤＴ電極が設けられており、
    　前記機能電極である前記少なくとも１対の電極が前記ＩＤＴ電極の複数の電極指であり、前記複数の電極指のうち一部の電極指が一方の前記バスバーに接続されており、前記複数の電極指のうち他の一部の電極指が他方の前記バスバーに接続されており、
    　一方の前記バスバーが前記第１の電極膜であり、他方の前記バスバーが前記第２の電極膜であり、
    　板波を利用可能に構成されている、請求項１～１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  17. 　前記誘電体膜が、前記１対のバスバーの全体と、前記圧電層との間に設けられている、請求項１５または１６に記載の弾性波装置。
  18. 　前記第１の電極膜及び前記第２の電極膜のうち少なくとも一方と接続される機能電極が前記圧電層上に設けられており、
    　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合っている、請求項１～１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
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