WO2022039210A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2022039210A1
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elastic wave
bus bar
wave device
electrode
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拓郎 岡田
克也 大門
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/56—Monolithic crystal filters
    • H03H9/562—Monolithic crystal filters comprising a ceramic piezoelectric layer

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device used for a resonator, a band filter, and the like.
  • a low sound velocity region is formed by laminating a dielectric film between an electrode finger and a piezoelectric substrate.
  • the region where the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers overlap when viewed in the elastic wave propagation direction is the crossing region.
  • Bass sound velocity regions are provided on both outer sides in the extending direction of the first and second electrode fingers in the central region of the crossover region.
  • a dielectric film is laminated between the first and second electrode fingers and the piezoelectric film. The speed of sound outside the low sound velocity region is increased. Due to the above sound velocity relationship, the piston mode is obtained.
  • a piezoelectric single crystal such as LiTaO 3 is used as the piezoelectric film.
  • the direction of the Z-axis of the crystal is often different from the normal direction with respect to the main surface of the piezoelectric substrate. In such a case, although the ripple due to the transverse mode can be suppressed, the characteristics of the elastic wave device may be deteriorated.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device in which characteristics are unlikely to deteriorate.
  • the elastic wave apparatus includes a piezoelectric film in which the direction of the Z axis of the crystal is different from the normal direction with respect to the main surface, and an IDT electrode provided on the main surface of the piezoelectric film.
  • the IDT electrode includes a first and second bus bar, a plurality of first electrode fingers connected to the first bus bar, and a plurality of second electrode fingers connected to the second bus bar.
  • the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers are interleaved with each other, and the first electrode finger and the second electrode finger are provided in the direction in which the elastic wave propagates.
  • the region where the electrode fingers of the above overlap is the crossing region, and the crossing region is located on the central region and the first bus bar side in the extending direction of the first and second electrode fingers of the central region. It has a first edge region and a second edge region located on the second bus bar side in the extending direction of the first and second electrode fingers in the central region, and the first one.
  • the first and second dielectric films laminated between the main surface of the piezoelectric film and the first and second electrode fingers are further provided in the second edge region, respectively.
  • the first dielectric film has a first side surface located on the second bus bar side, and in the second edge region, the second dielectric film is said.
  • the angle formed by the first side surface and the main surface of the piezoelectric film is ⁇ 1, the second side surface, and the piezoelectric film.
  • the angle formed with the main surface is ⁇ 2, ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2 between at least one of the plurality of first and second electrode fingers and the piezoelectric film.
  • FIG. 1 (a) is a plan view for showing the IDT electrode of the elastic wave apparatus of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (b) is taken along the line AA in FIG. 1 (a). It is a cross-sectional view along the line
  • FIG. 1 (c) is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1 (a).
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing the electrode structure of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a front sectional view of the elastic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic side sectional view for explaining the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 formed by the first and second side surfaces of the first and second dielectric films and the main surface of the piezoelectric film.
  • FIG. 5 is for explaining the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 formed by the first and second side surfaces of the first and second dielectric films and the main surface of the piezoelectric film in the modified example of the first embodiment.
  • FIG. 6 illustrates the relationship between the angle formed by the side surface of the dielectric film and the main surface of the piezoelectric film in a conventional elastic wave device, and the angle between the Z-axis direction of the crystal of the piezoelectric film and the main surface of the piezoelectric film.
  • FIG. 7 is a diagram showing the magnitudes of the stress on the angle ⁇ 1 side and the stress on the angle ⁇ 0 side in the conventional elastic wave device shown in FIG.
  • FIG. 6 illustrates the relationship between the angle formed by the side surface of the dielectric film and the main surface of the piezoelectric film in a conventional elastic wave device, and the angle between the Z-axis direction of the crystal of the piezoelectric film and the main surface of the piezoelectric film.
  • FIG. 7 is a diagram showing the magnitudes
  • FIG. 8 is a diagram showing the magnitude of stress on the angle ⁇ 1 side and the angle ⁇ 0 side in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view for explaining the IDT electrode of the elastic wave device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view of the IDT electrode of the elastic wave device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view of the IDT electrode of the elastic wave device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is for explaining the angles ⁇ 1 to ⁇ 4 formed by the first to fourth side surfaces of the first to fourth dielectric films and the main surface of the piezoelectric film in the elastic wave device according to the fourth embodiment. It is a schematic side sectional view of.
  • FIG. 10 is a plan view of the IDT electrode of the elastic wave device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view of the IDT electrode of the elastic wave device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12
  • FIG. 13 is a plan view showing the IDT electrode of the elastic wave device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a side sectional view for explaining the angles ⁇ 2 and ⁇ 3 formed by the second and third side surfaces of the elastic wave device according to the fifth embodiment and the main surface of the piezoelectric film.
  • FIG. 15 illustrates the angles ⁇ 2 and ⁇ 3 formed by the second and third side surfaces of the second and third dielectric films and the main surface of the piezoelectric film in the elastic wave device of the modified example of the fourth embodiment. It is a side sectional view for this.
  • FIG. 14 is a side sectional view for explaining the angles ⁇ 2 and ⁇ 3 formed by the second and third side surfaces of the elastic wave device according to the fifth embodiment and the main surface of the piezoelectric film.
  • FIG. 15 illustrates the angles ⁇ 2 and ⁇ 3 formed by the second and third side surfaces of the second and third dielectric films and the main surface of the piezoelectric film in the elastic wave device of the modified example
  • FIG. 16 is a side sectional view for explaining the angles ⁇ 2 and ⁇ 3 formed by the second and third side surfaces and the main surface of the piezoelectric film in the elastic wave device according to the modified example of the fifth embodiment. ..
  • FIG. 17 is a side sectional view for explaining the angles ⁇ 1 to ⁇ 4 formed by the first to fourth side surfaces of the elastic wave device according to the sixth embodiment of the present invention and the main surface of the piezoelectric film.
  • FIG. 18 is a schematic plan view of the elastic wave device according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a front sectional view of the elastic wave device according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a front sectional view of the elastic wave device according to the ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a front sectional view of the elastic wave device according to the tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 (a) is a plan view showing the IDT electrode of the elastic wave apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 1 (b) and 1 (c) are shown in FIG. 1 (a). It is sectional drawing along the line AA and the line BB.
  • FIG. 3 is a front sectional view of the elastic wave device of the first embodiment.
  • the elastic wave device 1 has a piezoelectric substrate 2.
  • the hypersonic material layer 4, the low sound velocity material layer 5, and the piezoelectric film 6 are laminated in this order on the support substrate 3.
  • the piezoelectric film 6 is made of lithium tantalate in this embodiment.
  • the piezoelectric film 6 may be made of another piezoelectric single crystal such as lithium niobate.
  • the Z-axis direction of the crystal of the piezoelectric film 6 is defined as a direction deviated from the normal direction with respect to the main surface 6a of the piezoelectric film 6. That is, the Z-axis direction of the crystal of the piezoelectric film is different from the normal direction of the main surface.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing this electrode structure. Reflectors 8 and 9 are provided on both sides of the IDT electrode 7 in the elastic wave propagation direction. As a result, a 1-port type elastic wave resonator is configured.
  • the IDT electrode 7 has a first bus bar 11 and a second bus bar 12 separated from the first bus bar 11.
  • a plurality of first electrode fingers 13 are connected to the first bus bar 11.
  • a plurality of second electrode fingers 14 are connected to the second bus bar 12. The plurality of first electrode fingers 13 and the plurality of second electrode fingers 14 are interleaved with each other.
  • the elastic wave propagation direction is a direction orthogonal to the extending direction of the first and second electrode fingers 13 and 14.
  • the crossover region K has a central region C and first and second edge regions D1 and D2.
  • the first edge region D1 is a region located on the first bus bar 11 side in the extending direction of the first and second electrode fingers 13 and 14 of the central region C.
  • the second edge region D2 is a region located on the second bus bar 12 side of the central region C in the direction in which the first and second electrode fingers 13 and 14 extend.
  • the first and second edge regions are low-speed regions in which the sound velocity of elastic waves is lower than that of the central region.
  • the crossover region K may include a region other than the central region C and the first and second edge regions D1 and D2. For example, some other regions may exist outside the first and second edge regions D1 and D2.
  • the first dielectric film 15 is located between the first and second electrode fingers 13 and 14 and the piezoelectric film. Are laminated.
  • the second dielectric film 16 is laminated between the first and second electrode fingers 13 and 14 and the piezoelectric film. Further, the first dielectric film 15 and the second dielectric film 16 are provided so as to reach the region between the first electrode finger 13 and the second electrode finger 14.
  • the first dielectric film 15 and the second dielectric film 16 have a band-like shape extending in the elastic wave propagation direction.
  • the dielectric material constituting the first and second dielectric films 15 and 16 is not particularly limited, and for example, silicon oxide, tantalum oxide, hafnium oxide, tungsten oxide, selenium oxide, niobium oxide and the like can be used. In this embodiment, tantalum pentoxide is used.
  • the sound velocity of each region in the elastic wave device 1 is as shown in the sound velocity scale on the right side of FIG. 1 (a). On the right side of FIG. 1 (a), it is shown that the speed of sound increases toward the right side.
  • the sound velocity V2A and V2B of the first and second edge regions D1 and D2 are lower than the sound velocity V1 in the central region C.
  • the speeds of sound in the regions outside the first edge region D1 and the regions outside the second edge region D2, that is, between the first edge region D1 and the first bus bar 11, are V3A and the second.
  • the speed of sound in the region between the edge region D2 and the second bus bar 12 is V3B, which is higher than the speeds of sound V2A and V2B of the first and second edge regions D1 and D2.
  • a high sound velocity region composed of a sound velocity V3A, a sound velocity V4A, and a sound velocity V5A is provided outside the first edge region D1.
  • a high sound velocity region composed of a sound velocity V3B, a sound velocity V4B, and a sound velocity V5B is provided on the outside of the second edge region D2. Due to this sound velocity relationship, the transverse mode ripple can be suppressed by using the piston mode as in the conventional elastic wave device.
  • the first dielectric film 15 has a first side surface 15a located on the second bus bar 12 side.
  • the second dielectric film 16 has a second side surface 16a located on the side of the first bus bar 11.
  • the first side surface 15a and the second side surface 16a extend along the elastic wave propagation direction.
  • the first and second dielectric films 15 and 16 are extended in the elastic wave propagation direction so as to reach the region between the first and second electrode fingers 13 and 14. However, in the present invention, the first and second dielectric films 15 and 16 are present only below the first and second electrode fingers 13 and 14, and the first electrode finger 13 and the second electrode are present. It does not have to be provided in the area between the finger 14 and the finger 14.
  • the features of the elastic wave device 1 are the angle ⁇ 1 formed by the first side surface 15a and the main surface 6a of the piezoelectric film 6, the second side surface 16a, and the piezoelectric film 6.
  • the angle ⁇ 2 formed by the main surface 6a of the above is ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2. More specifically, ⁇ 1> ⁇ 2. Thereby, deterioration of characteristics can be suppressed. This will be described in detail below.
  • FIG. 4 is a schematic side sectional view of a cross section along the extending direction of the first electrode finger 13.
  • the Z axis of the crystal of the piezoelectric film 6 is the direction of the normal line H with respect to the main surface 6a of the piezoelectric film 6. It's different. When such a piezoelectric film 6 is used, the characteristics of the conventional elastic wave device may be deteriorated.
  • ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2 deterioration of characteristics is unlikely to occur. This is because the stress applied to the piezoelectric film 6 is different between the vicinity of the first side surface 15a and the vicinity of the second side surface 16a, and the stress concentration is relaxed. Therefore, polarization reversal and the like are unlikely to occur at the time of excitation, and deterioration of characteristics is unlikely to occur. It should be noted that ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2 may be satisfied between at least one of the plurality of first and second electrode fingers 13 and 14 and the piezoelectric film 6. However, it is preferable that ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2 between all of the plurality of first and second electrode fingers 13 and 14 and the piezoelectric film 6.
  • the angle ⁇ 0 formed by the Z axis and the main surface 6a of the piezoelectric film 6 is smaller than ⁇ 1 .
  • the first side surface 15a is located on the side where the angle formed by the Z axis with the main surface 6a of the piezoelectric film 6 is small. Since ⁇ 1> ⁇ 2, stress concentration can be further suppressed and deterioration of characteristics can be further suppressed.
  • FIG. 6 illustrates the relationship between the angle formed by the side surface of the dielectric film and the main surface of the piezoelectric film in a conventional elastic wave device, and the angle between the Z-axis direction of the crystal of the piezoelectric film and the main surface of the piezoelectric film. It is a schematic side sectional view for this.
  • the elastic wave device was driven by applying an AC voltage, a stress distribution occurred. That is, in FIG.
  • the stress on the ⁇ 0 side is almost the same as the stress on the ⁇ 1 side. This is because ⁇ 1> ⁇ 2 and the stress on the ⁇ 0 side is relaxed. As a result, the polarization reversal is less likely to occur, and therefore the deterioration of the characteristics is less likely to occur.
  • ⁇ 2> ⁇ 1 may be satisfied.
  • the first and second bus bars 11 and 12 have a plurality of openings 11a and 12a arranged along the elastic wave propagation direction.
  • An inner bus bar portion 11b is provided on the crossing region K side of the opening 11a, and an outer bus bar portion 11c is provided on the outer side.
  • the inner bus bar portion 11b and the outer bus bar portion 11c are connected by a connecting portion 11d.
  • the second bus bar 12 also has an inner bus bar portion 12b, an outer bus bar portion 12c, and a connecting portion 12d.
  • the plurality of openings 11a and 12a are provided, so that the speed of sound in the region where the openings 11a and 12a are provided is increased.
  • the IDT electrode 7 and the reflectors 8 and 9 are made of an appropriate metal or alloy.
  • the IDT electrode 7 and the reflectors 8 and 9 may be configured by a laminated film of a plurality of metal films.
  • the material of the support substrate 3 shown in FIG. 3 is not particularly limited, but can be configured by using, for example, a semiconductor such as silicon or a dielectric such as alumina.
  • the treble material constituting the treble material layer 4 is not particularly limited, but is not particularly limited, but is silicon, aluminum oxide, silicon carbide, sapphire, lithium tantalate, lithium niobate, crystal, alumina, zirconia, cozilite, mulite, and steer. Examples thereof include tight, forsterite, magnesia, DLC (diamond-like carbon) film or diamond, and materials containing the above materials as main components. Further, at least one selected from the group consisting of aluminum nitride, aluminum oxide, silicon nitride and DLC is preferably used.
  • the low sound velocity material constituting the low sound velocity material layer 5 is not particularly limited, and examples thereof include silicon oxide, silicon nitride, tantalum oxide or glass, or a compound obtained by adding fluorine, carbon or boron to silicon oxide. Further, the low sound velocity material may be a material containing each of the above materials as a main component.
  • the high sound velocity material means a material in which the sound velocity of the propagating bulk wave is higher than the sound velocity of the elastic wave propagating in the piezoelectric film 6, and the low sound velocity material means a material in which the sound velocity of the propagating bulk wave is the piezoelectric film 6.
  • the Z-axis of the piezoelectric film 6 is deviated from the normal line H with respect to the main surface 6a of the piezoelectric film 6 while enabling the suppression of the transverse mode ripple.
  • Polarization inversion is unlikely to occur, and therefore characteristic deterioration is unlikely to occur.
  • FIG. 5 is for explaining the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 formed by the first and second side surfaces of the first and second dielectric films and the main surface of the piezoelectric film in the modified example of the first embodiment. It is a schematic side sectional view. As shown in FIG. 5, the side surface 15b opposite to the first side surface 15a of the first dielectric film 15 is not extended in the direction of the normal of the main surface 6a of the piezoelectric film 6 and is inclined. It may be a surface. Similarly, in the second dielectric film 16, the side surface 16b opposite to the second side surface 16a may also be an inclined surface. In this case, the angle between the opposite side surfaces 15b and 16b and the main surface 6a of the piezoelectric film 6 is not particularly limited.
  • FIG. 9 is a plan view showing the IDT electrode of the elastic wave device according to the second embodiment of the present invention.
  • the first dielectric film 15 extends from the first edge region D1 to the first and second electrode fingers 13, 14 in the central region C. It is further extended to the opposite side. That is, the first dielectric film 15 is extended so as to reach the lower surface of the outer bus bar portion 11c of the first bus bar 11.
  • the second dielectric film 16 is extended outward in the extending direction of the first and second electrode fingers 13 and 14 so as to reach the lower surface of the outer bus bar portion 12c of the second bus bar 12.
  • the first and second dielectric films 15 and 16 extend to the outside of the first and second edge regions D1 and D2 in the extending direction of the first and second electrode fingers 13 and 14. It may have been done. Thereby, positioning at the time of forming the first and second dielectric films 15 and 16 can be easily performed.
  • first dielectric film 15 and the second dielectric film 16 reach the outside of the first and second edge regions D1 and D2, they do not reach the lower surfaces of the outer bus bar portions 11c and 12c. It may be provided.
  • the transverse mode ripple can be suppressed, and the characteristics of the elastic wave device are less likely to deteriorate.
  • FIG. 10 is a plan view showing the IDT electrode of the elastic wave device according to the third embodiment of the present invention.
  • the first bus bar 11A and the second bus bar 12A are used.
  • the first bus bar 11A and the second bus bar 12A are composed of a single strip-shaped metal film extending in the elastic wave propagation direction.
  • the first and second bus bars may be composed of a single strip-shaped metal film having no openings 11a and 12a in FIG. 1A.
  • the gap region between the first and second edge regions D1 and D2 and the first and second bus bars 11A and 12A is formed outside the first and second edge regions D1 and D2, the gap region between the first and second edge regions D1 and D2 and the first and second bus bars 11A and 12A is formed. It is considered to be in the high sound velocity region. Therefore, it is possible to suppress the transverse mode ripple by the difference in sound velocity.
  • the other configurations are as follows, and the third embodiment is the first embodiment. Therefore, deterioration of the characteristics of the elastic wave device due to polarization inversion is unlikely to occur.
  • FIG. 11 is a plan view for explaining the IDT electrode of the elastic wave device of the fourth embodiment.
  • the elastic wave device 40 of the fourth embodiment has a first IDT electrode 41 and a second IDT electrode 42.
  • the first IDT electrode 41 and the second IDT electrode 42 are connected via a common bus bar 47.
  • the first IDT electrode 41 has a first bus bar 41a and a common bus bar 47.
  • the first bus bar 41a has an inner bus bar portion 41a1 and an outer bus bar portion 41a2. Further, a plurality of openings 41a3 are provided along the elastic wave propagation direction.
  • the inner bus bar portion 41a1 and the outer bus bar portion 41a2 are connected by a connecting portion 41a4.
  • the common bus bar 47 has a plurality of openings 47a arranged along the elastic wave propagation direction.
  • a first bus bar portion 47b is provided on the side of the first IDT electrode 41 of the plurality of openings 47a.
  • a second bus bar portion 47c is provided on the side of the second IDT electrode 42 of the opening 47a.
  • the first bus bar portion 47b and the second bus bar portion 47c are connected by a connecting portion 47d.
  • a plurality of first electrode fingers 41c are connected to the first bus bar 41a.
  • a plurality of second electrode fingers 41d are connected to the first bus bar portion 47b of the common bus bar 47.
  • a plurality of first electrode fingers 41c and a plurality of second electrode fingers 41d are interleaved with each other.
  • a plurality of third electrode fingers 42c are connected to the second bus bar portion 47c of the common bus bar 47.
  • a plurality of fourth electrode fingers 42d are connected to the fourth bus bar 42a. The plurality of third electrode fingers 42c and the plurality of fourth electrode fingers 42d are interleaved with each other.
  • the fourth bus bar 42a has an opening 42a3, an inner bus bar portion 42a1, an outer bus bar portion 42a2, and a connecting portion 42a4, similarly to the first bus bar 41a of the first IDT electrode 41.
  • the first IDT electrode 41 and the second IDT electrode 42 are connected by a common bus bar 47.
  • the first bus bar portion 47b of the common bus bar 47 corresponds to the second bus bar
  • the second bus bar portion 47c corresponds to the third bus bar which is one bus bar of the second IDT electrode 42. ..
  • the sound velocity of each region in the elastic wave device 40 is as shown in the sound velocity scale on the right side of FIG. That is, on the right side of FIG. 11, it is shown that the speed of sound increases toward the right side.
  • the speed of sound V1> V2A V2B, and the speed of sound V1 in the central region C is higher than the speeds of sound V2A and V2B in the first and second edge regions D1 and D2.
  • a high sound velocity region composed of a sound velocity V3A, a sound velocity V4A, and a sound velocity V5A is provided outside the first edge region D1.
  • a high sound velocity region composed of a sound velocity V3B, a sound velocity V4B, and a sound velocity V10 is also provided outside the second edge region D2. Therefore, the transverse mode ripple can be suppressed on the first IDT electrode 41 side.
  • the second crossover region K2 has a central region C and third and fourth edge regions D3 and D4. Outside the central region C of the sound velocity V11, third and fourth edge regions D3 and D4 of the sound velocity V12A and the sound velocity V12B are provided. Then, on the outside of the third edge region D3 and the outside of the fourth edge region D4, a high sound velocity region consisting of sound velocity V13A, sound velocity V14A and sound velocity V10, and a high sound velocity composed of sound velocity V13B, sound velocity V14B and sound velocity V15B, respectively. The area is provided.
  • the sound velocities V6 and V16 are the sound velocities in the outer bus bar portions 41a2 and 42a2.
  • the first to fourth dielectric films 15, 16, 45, and 46 are provided in the first to fourth edge regions D1 to D4, respectively. That is, in the first to fourth edge regions D1 to D4, the first to fourth dielectric films 15, 16, 45, 46 are the piezoelectric film 6 and the first to fourth electrode fingers 41c, 41d, 42c, respectively. , 42d and are laminated.
  • the elastic wave device 40 of the fourth embodiment has a structure in which two first and second IDT electrodes 41 and 42 are connected as described above, and the first to fourth edge regions D1 to D4. Is configured.
  • the third dielectric film 45 and the fourth dielectric film 46 are configured in the same manner as the first dielectric film 15 and the second dielectric film 16 on the side of the first IDT electrode 41.
  • the third dielectric film 45 has a third side surface 45a on the side of the fourth bus bar 42a, and the fourth dielectric film 46 is the second of the common bus bar 47 corresponding to the third bus bar.
  • a fourth side surface 46a is provided on the bus bar portion 47c side.
  • the angle between the first to fourth side surfaces of the dielectric film in at least one edge region of the first to fourth edge regions D1 to D4 and the main surface of the piezoelectric film is the remaining dielectric.
  • the angle between the side surface of the film and the main surface of the piezoelectric film may be different. As a result, the polarization reversal is unlikely to occur, so that the deterioration of the characteristics is unlikely to occur.
  • FIG. 12 is a schematic side sectional view for explaining the first to fourth side surfaces and the angles ⁇ 1 to ⁇ 4 in the elastic wave device of the fourth embodiment.
  • This side sectional view is a side sectional view along the extending direction of the first electrode finger 41c of the first IDT electrode 41 and the third electrode finger 42c of the second IDT electrode 42 in FIG.
  • the angle ⁇ 3 formed by the main surface 6a of 6 is shown.
  • the angle between the fourth side surface 46a of the fourth dielectric film 46 and the main surface 6a of the piezoelectric film 6 is ⁇ 4.
  • the angle formed by the first side surface 15a of the first dielectric film 15 and the main surface 6a of the piezoelectric film 6 is ⁇ 1.
  • the Z-axis of the crystal deviates from the normal with respect to the main surface 6a of the piezoelectric film 6.
  • Angles ⁇ 2 and ⁇ 4 located on the side where the angle formed by the Z axis with the main surface 6a of the piezoelectric film 6 is small is located on the side where the angle formed by the Z axis and the main surface 6a of the piezoelectric film 6 is large. It is made larger than ⁇ 1 and ⁇ 3.
  • FIG. 13 is a plan view showing the IDT electrode of the elastic wave device 50 according to the fifth embodiment. Similar to the elastic wave device 40, the elastic wave device 50 has first and second IDT electrodes 41 and 42, and the electrode structure is substantially the same. The difference is that in the elastic wave device 50, the second dielectric film provided on the first IDT electrode 41 side and the third dielectric film provided on the second IDT electrode 42 side are integrated.
  • the common dielectric film 51 is used. That is, the common dielectric film 51 corresponds to a dielectric film in which the second dielectric film extends below the common bus bar 47 and is connected to the third dielectric film.
  • the side surface of the common dielectric film 51 on the side of the first IDT electrode 41 becomes the second side surface 16a
  • the side surface of the common dielectric film 51 on the side of the second IDT electrode 42 becomes the third side surface 45a.
  • Other structures of the elastic wave device 50 are the same as those of the elastic wave device 40.
  • FIG. 13 is a plan view
  • the lower part in the expression "lower part" of the common bus bar 47 means the direction of the back side of the paper rather than the front side of the paper in FIG. 13, and the upper part means the direction opposite to the lower part. It shall be.
  • FIG. 14 is a side sectional view for explaining the angles ⁇ 2 and ⁇ 3 formed by the second and third side surfaces 16a and 45a of the elastic wave device 50 of the fifth embodiment and the main surface 6a of the piezoelectric film 6. ..
  • ⁇ 2> ⁇ 3 is set. Therefore, as in the fourth embodiment, deterioration of the characteristics due to polarization reversal or the like is unlikely to occur.
  • FIG. 15 is a side sectional view for explaining a modified example of the elastic wave device 40 according to the fourth embodiment.
  • the side surface 16b opposite to the second side surface 16a and the side surface 45b opposite to the third side surface 45a also deviate from the normal direction with respect to the main surface 6a of the piezoelectric film 6, that is, with respect to the main surface 6a. It extends in a slanted direction rather than vertically. In this way, the side surface 16b opposite to the second side surface 16a and the side surface 45b opposite to the third side surface 45a may be inclined.
  • FIG. 16 is a side sectional view for explaining angles ⁇ 2 and ⁇ 3 in the elastic wave device according to the modified example of the fifth embodiment.
  • the third side surface 45a of the common dielectric film 51 located on the side of the second IDT electrode 42 is inclined with respect to the main surface 6a of the piezoelectric film 6, unlike the case of FIG. You may be doing it. Even in this case, since ⁇ 2> ⁇ 3, the deterioration of the characteristics due to the polarization reversal is unlikely to occur as in the fifth embodiment.
  • FIG. 17 is a side sectional view for explaining the angles ⁇ 1 to ⁇ 4 formed by the first to fourth side surfaces and the main surface of the piezoelectric film in the elastic wave device according to the sixth embodiment of the present invention. ..
  • the first side surface 15a is on the side where the angle between the Z axis of the crystal of the piezoelectric film 6 and the main surface 6a of the piezoelectric film 6 is small.
  • the second side surface 16a is located on the larger side.
  • the third side surface 45a is located on the side where the angle between the main surface 6a and the Z axis is small
  • the fourth side surface 46a is located on the side where the angle is large. Therefore, in this case, ⁇ 1> ⁇ 2 and ⁇ 3> ⁇ 4. As a result, the polarization reversal during driving is less likely to occur, and the characteristics of the elastic wave device are less likely to be deteriorated.
  • FIG. 18 is a schematic plan view of the elastic wave device according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the first and second IDT electrodes 41 and 42 are connected, but in the present invention, three or more IDT electrodes may be connected. That is, as shown in FIG. 18, the configuration may be such that n IDT electrodes including the first IDT electrode 41, the second IDT electrode 42, and the nth IDT electrode 4n are connected. Therefore, at least two of the n IDT electrodes may have the first and second IDT electrodes 41 and 42.
  • n is an integer of 3 or more.
  • at least one IDT electrode may be configured according to the present invention.
  • all IDT electrodes are configured in the same manner as in the first embodiment. Thereby, the deterioration of the characteristics due to the polarization reversal can be further suppressed.
  • FIG. 19 is a front sectional view of the elastic wave device 71 according to the eighth embodiment.
  • the piezoelectric substrate 2a has a high sound velocity support substrate 4a, a low sound velocity material layer 5, and a piezoelectric film 6.
  • the hypersonic support substrate 4a made of the hypersonic material, the support substrate 3 shown in FIG. 3 and the hypersonic material layer 4 may be integrated.
  • FIG. 20 is a front sectional view of the elastic wave device according to the ninth embodiment of the present invention.
  • the acoustic reflection layer 82 is laminated between the support substrate 3 and the piezoelectric film 6 in the piezoelectric substrate 2.
  • the acoustic reflection layer 82 has a structure in which a high acoustic impedance layer 82a, a low acoustic impedance layer 82b, a high acoustic impedance layer 82c, and a low acoustic impedance layer 82d are laminated in this order from the support substrate 3 side.
  • the high acoustic impedance layers 82a and 82c are made of a material having a relatively high acoustic impedance
  • the low acoustic impedance layers 82b and 82d are made of a material having a relatively low acoustic impedance.
  • an appropriate material that satisfies the above acoustic impedance relationship can be used.
  • FIG. 21 is a front sectional view of the elastic wave device according to the tenth embodiment of the present invention.
  • a piezoelectric film 2b made of a single plate type piezoelectric substrate made of a piezoelectric single crystal is used.
  • the piezoelectric film in the present invention may be made of a piezoelectric single crystal substrate.
  • the piezoelectric single crystal the above-mentioned lithium tantalate, lithium niobate, or the like can be used.

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Abstract

特性の劣化が生じ難い、弾性波装置を提供する。　結晶のＺ軸の方向が主面に対する法線方向と異なっている圧電膜６上に、ＩＤＴ電極７が設けられており、ＩＤＴ電極７の交叉領域Ｋが、中央領域Ｃと、第１，第２のエッジ領域Ｄ１，Ｄ２とを有し、第１，第２のエッジ領域Ｄ１，Ｄ２において、第１，第２の誘電体膜１５，１６が、圧電膜６と第１，第２の電極指１３，１４との間に積層されており、第１の誘電体膜１５の第１の側面１５ａと、圧電膜６の主面６ａとのなす角度をα１、第２の誘電体膜１６の第２の側面１６ａと、圧電膜６の主面６ａとのなす角度をα２としたときに、複数本の第１，第２の電極指１３，１４のうち少なくとも１本の電極指と圧電膜との間において、α１≠α２である、弾性波装置１。

Description

弾性波装置
　本発明は、共振子や帯域フィルタなどに用いられる弾性波装置に関する。
　従来、横モードリップルを抑圧するために、ピストンモードを利用した弾性波装置が種々提案されている。例えば下記の特許文献１に記載の弾性波装置では、誘電体膜を電極指と圧電基板との間に積層することにより、低音速領域が構成されている。複数本の第１の電極指及び複数本の第２の電極指を弾性波伝搬方向にみたときに重なっている領域が交叉領域である。この交叉領域の中央領域の第１，第２の電極指の延びる方向両外側に、低音速領域が設けられている。低音速領域において、第１，第２の電極指と、圧電体膜との間に誘電体膜が積層されている。そして、上記低音速領域の外側の音速は高くされている。上記音速関係により、ピストンモードが得られている。
特開２０１９－８００９３号公報
　特許文献１に記載の弾性波装置などでは、圧電膜として、ＬｉＴａＯ３などの圧電単結晶が用いられている。このとき、結晶のＺ軸の方向が、圧電基板の主面に対する法線方向と異なっている場合が多い。このような場合、横モードによるリップルを抑制し得るものの、弾性波装置の特性が劣化することがあった。
　本発明の目的は、特性の劣化が生じ難い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、結晶のＺ軸の方向が、主面に対する法線方向と異なっている圧電膜と、前記圧電膜の前記主面上に設けられたＩＤＴ電極と、を備え、前記ＩＤＴ電極は、第１，第２のバスバーと、前記第１のバスバーに接続された複数本の第１の電極指と、前記第２のバスバーに接続された複数本の第２の電極指とを有し、前記複数本の第１の電極指と前記複数本の第２の電極指とが間挿し合っており、弾性波の伝搬する方向において、前記第１の電極指と前記第２の電極指とが重なっている領域が交叉領域であり、前記交叉領域が、中央領域と、前記中央領域の前記第１，第２の電極指の延びる方向において前記第１のバスバー側に位置している第１のエッジ領域と、前記中央領域の前記第１，第２の電極指の延びる方向において前記第２のバスバー側に位置している第２のエッジ領域とを有し、前記第１，第２のエッジ領域において、前記圧電膜の前記主面と、前記第１，第２の電極指との間に積層された第１，第２の誘電体膜をそれぞれさらに備え、前記第１のエッジ領域において、前記第１の誘電体膜は前記第２のバスバー側に位置している第１の側面を有し、前記第２のエッジ領域において、前記第２の誘電体膜は、前記第１のバスバー側に位置している第２の側面を有し、前記第１の側面と、前記圧電膜の前記主面とのなす角度をα１、前記第２の側面と、前記圧電膜の前記主面とのなす角度をα２としたときに、前記複数本の第１，第２の電極指のうち少なくとも１本の電極指と前記圧電膜との間において、α１≠α２である。
　本発明によれば、特性の劣化が生じ難い弾性波装置を提供することができる。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の弾性波装置のＩＤＴ電極を示すための平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）中のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 図２は、第１の実施形態の弾性波装置の電極構造を模式的に示す平面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態の弾性波装置の正面断面図である。 図４は、第１，第２の誘電体膜の第１，第２の側面と、圧電膜の主面とのなす角度α１，α２を説明するための略図的側面断面図である。 図５は、第１の実施形態の変形例における、第１，第２の誘電体膜の第１，第２の側面と、圧電膜の主面とのなす角度α１，α２を説明するための略図的側面断面図である。 図６は、従来の弾性波装置における誘電体膜の側面と圧電膜の主面とのなす角度と、圧電膜の結晶のＺ軸方向と圧電膜の主面との角度との関係を説明するための略図的側面断面図である。 図７は、図６に示した従来の弾性波装置における角度θ１側における応力と、角度θ０側における応力の大きさを示す図である。 図８は、第１の実施形態における角度θ１側及びθ０側における応力の大きさを示す図である。 図９は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置のＩＤＴ電極を説明するための平面図である。 図１０は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置のＩＤＴ電極の平面図である。 図１１は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置のＩＤＴ電極の平面図である。 図１２は、第４の実施形態に係る弾性波装置における第１～第４の誘電体膜の第１～第４の側面と、圧電膜の主面とのなす角度α１～α４を説明するための模式的側面断面図である。 図１３は、本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置のＩＤＴ電極を示す平面図である。 図１４は、第５の実施形態に係る弾性波装置における第２，第３の側面と圧電膜の主面とのなす角度α２，α３を説明するための側面断面図である。 図１５は、第４の実施形態の変形例の弾性波装置における第２，第３の誘電体膜の第２，第３の側面と、圧電膜の主面とのなす角度α２，α３を説明するための側面断面図である。 図１６は、第５の実施形態の変形例に係る弾性波装置における、第２，第３の側面と、圧電膜の主面とのなす角度α２，α３を説明するための側面断面図である。 図１７は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置における第１～第４の側面と、圧電膜の主面とのなす角度α１～α４を説明するための側面断面図である。 図１８は、本発明の第７の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。 図１９は、本発明の第８の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図２０は、本発明の第９の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図２１は、本発明の第１０の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
　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（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置のＩＤＴ電極を示す平面図であり、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、図１（ａ）中のＡ－Ａ線及びＢ－Ｂ線に沿う断面図である。図３は、第１の実施形態の弾性波装置の正面断面図である。
　図３に示すように、弾性波装置１は、圧電性基板２を有する。圧電性基板２では、支持基板３上に、高音速材料層４、低音速材料層５及び圧電膜６がこの順序で積層されている。
　圧電膜６は、本実施形態では、タンタル酸リチウムからなる。もっとも、圧電膜６は、ニオブ酸リチウムなどの他の圧電単結晶により構成されてもよい。本発明では、圧電膜６は、その結晶のＺ軸方向が、圧電膜６の主面６ａに対する法線方向からずれた方向とされている。すなわち、圧電膜の結晶のＺ軸方向が、主面の法線方向と異なっている。
　圧電膜６上に、ＩＤＴ電極７及び反射器８，９が設けられている。図２は、この電極構造を示す模式的平面図である。ＩＤＴ電極７の弾性波伝搬方向両側に反射器８，９が設けられている。それによって、１ポート型の弾性波共振子が構成されている。
　図１（ａ）に示すように、ＩＤＴ電極７は、第１のバスバー１１と、第１のバスバー１１とは隔てられた第２のバスバー１２とを有する。
　第１のバスバー１１に、複数本の第１の電極指１３が接続されている。第２のバスバー１２に、複数本の第２の電極指１４が接続されている。複数本の第１の電極指１３と、複数本の第２の電極指１４とは、間挿し合っている。
　弾性波伝搬方向は、第１，第２の電極指１３，１４の延びる方向と直交する方向である。弾性波伝搬方向にみたときに、第１の電極指１３と第２の電極指１４とが重なり合っている領域が交叉領域Ｋである。交叉領域Ｋは、中央領域Ｃと、第１，第２のエッジ領域Ｄ１，Ｄ２とを有する。第１のエッジ領域Ｄ１は、中央領域Ｃの第１，第２の電極指１３，１４の延びる方向において第１のバスバー１１側に位置している領域である。第２のエッジ領域Ｄ２は、第１，第２の電極指１３，１４が延びる方向において、中央領域Ｃの第２のバスバー１２側に位置している領域である。そして、当該第１、第２のエッジ領域は、中央領域に対して弾性波の音速が低い低音速な領域となっている。
　なお、交叉領域Ｋは、中央領域Ｃ及び第１，第２のエッジ領域Ｄ１，Ｄ２以外の領域を含んでいてもよい。例えば、第１，第２のエッジ領域Ｄ１，Ｄ２の外側に、若干の他の領域が存在していてもよい。
　図１（ａ）～図１（ｃ）に示すように、第１のエッジ領域Ｄ１では、第１，第２の電極指１３，１４と、圧電膜との間に第１の誘電体膜１５が積層されている。また、第２のエッジ領域Ｄ２では、第１，第２の電極指１３，１４と圧電膜との間に第２の誘電体膜１６が積層されている。また、第１の誘電体膜１５及び第２の誘電体膜１６は、第１の電極指１３と第２の電極指１４との間の領域にも至るように設けられている。第１の誘電体膜１５及び第２の誘電膜１６は、弾性波伝搬方向に延びる帯状の形状とされている。第１，第２の誘電体膜１５，１６を構成する誘電体材料は特に限定されないが、例えば酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化セレンまたは酸化ニオブなどを用いることができる。本実施形態では、酸化タンタルが用いられている。
　弾性波装置１における各領域の音速は、図１（ａ）の右側における音速スケールの通りである。図１（ａ）の右側においては、右側にいくにつれて音速が高いことを示す。
　第１，第２の誘電体膜１５，１６が設けられているため、第１，第２のエッジ領域Ｄ１，Ｄ２の音速Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂが、中央領域Ｃにおける音速Ｖ１よりも低められている。他方、第１のエッジ領域Ｄ１の外側及び第２のエッジ領域Ｄ２の外側の領域、すなわち、第１のエッジ領域Ｄ１と、第１のバスバー１１との間の領域の音速はＶ３Ａ、及び第２のエッジ領域Ｄ２と第２のバスバー１２との間の領域の音速はＶ３Ｂであり、第１，第２のエッジ領域Ｄ１，Ｄ２の音速Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂよりも高い高音速領域とされている。また、第１のエッジ領域Ｄ１の外側には、音速Ｖ３Ａ、音速Ｖ４Ａ及び音速Ｖ５Ａからなる高音速領域が設けられている。第２のエッジ領域Ｄ２の外側には、音速Ｖ３Ｂ、音速Ｖ４Ｂ及び音速Ｖ５Ｂからなる高音速領域が設けられている。この音速関係によって、従来の弾性波装置と同様に、ピストンモードを利用して横モードリップルの抑圧が図られる。
　第１の誘電体膜１５は、第２のバスバー１２側に位置している第１の側面１５ａを有する。他方、第２の誘電体膜１６は、第１のバスバー１１側に位置している第２の側面１６ａを有する。本実施形態では、第１の側面１５ａ及び第２の側面１６ａは、弾性波伝搬方向に沿って延びている。
　第１，第２の誘電体膜１５，１６は、第１，第２の電極指１３，１４間の領域にも至るように弾性波伝搬方向に延ばされている。もっとも、本発明においては、第１，第２の誘電体膜１５，１６は、第１，第２の電極指１３，１４の下方にのみ存在し、第１の電極指１３と第２の電極指１４との間の領域には設けられずともよい。
　図４に略図的側面断面図で示すように、弾性波装置１の特徴は、第１の側面１５ａと圧電膜６の主面６ａのなす角度α１と、第２の側面１６ａと、圧電膜６の主面６ａとのなす角度α２とが、α１≠α２であることにある。より具体的には、α１＞α２である。それによって、特性の劣化を抑制することができる。これを、以下において詳細に説明する。
　図４は、第１の電極指１３の延びる方向に沿う断面の略図的側面断面図である。図４に示すように、圧電膜６では、第１の電極指１３が延びる方向に沿う断面において、圧電膜６の結晶のＺ軸が、圧電膜６の主面６ａに対する法線Ｈの方向と異なっている。このような圧電膜６を用いた場合、従来の弾性波装置では、特性の劣化が生じることがあった。
　ここでは、α１≠α２とされているため、特性の劣化が生じ難い。これは、第１の側面１５ａ付近と、第２の側面１６ａ付近とで、圧電膜６に加わる応力が異なることになり、応力集中が緩和されることによる。そのため、分極反転などが励振時に生じ難く、特性の劣化が生じ難い。なお、複数本の第１，第２の電極指１３，１４のうち少なくとも１本の電極指と圧電膜６との間において、α１≠α２であればよい。もっとも、複数本の第１，第２の電極指１３，１４の全てと圧電膜６との間において、α１≠α２であることが好ましい。
　図４に示すように、ここでは、Ｚ軸と、圧電膜６の主面６ａのなす角度θ０がθ１よりも小さい。第１の側面１５ａは、Ｚ軸が圧電膜６の主面６ａとなす角度が小さい側に位置している。そして、α１＞α２とされているため、より一層応力集中を抑制し、特性の劣化をより一層抑制することができる。
　図６は、従来の弾性波装置における誘電体膜の側面と圧電膜の主面とのなす角度と、圧電膜の結晶のＺ軸方向と圧電膜の主面との角度との関係を説明するための略図的側面断面図である。従来の弾性波装置では、第１，第２の誘電体膜１０１，１０２の第１，第２の側面１０１ａ，１０２ａと圧電膜１０６の主面とのなす角度α１，α２は、α１＝α２とされていた。この場合、弾性波装置に交流電圧を印加し駆動した場合、応力分布が生じていた。すなわち、図６において、Ｚ軸と、圧電膜１０６の主面との角度の小さい方をθ０、大きい方をθ１とした場合、図７に示すように、θ１側における応力よりもθ０側における応力が大きかった。この応力の不均衡により、分極反転が生じ、特性の劣化が生じていたと考えられる。
　これに対して本実施形態では、図８に示すように、θ０側における応力がθ１側における応力とほぼ同等とされている。これは、α１＞α２とされ、θ０側における応力が緩和されたことによる。それによって、分極反転が生じ難く、従って、特性の劣化が生じ難くされている。なお、圧電膜６において、Ｚ軸が圧電膜６の主面６ａとのなす角度が小さい側に第２の側面１６ａが位置している場合には、α２＞α１となればよい。
　図１（ａ）に戻り、第１の実施形態では、第１，第２のバスバー１１，１２は、弾性波伝搬方向に沿って配置された複数の開口１１ａ，１２ａを有する。そして、開口１１ａの交叉領域Ｋ側に内側バスバー部１１ｂ、外側に外側バスバー部１１ｃが設けられている。内側バスバー部１１ｂと外側バスバー部１１ｃとは、連結部１１ｄにより連結されている。第２のバスバー１２も同様に、内側バスバー部１２ｂ、外側バスバー部１２ｃ及び連結部１２ｄを有する。第１，第２のバスバー１１，１２では、上記複数の開口１１ａ，１２ａが設けられていることにより、該開口１１ａ，１２ａが設けられている領域の音速が高められている。
　上記ＩＤＴ電極７及び反射器８，９は、適宜の金属もしくは合金からなる。この場合、複数の金属膜の積層膜により、ＩＤＴ電極７や反射器８，９が構成されていてもよい。
　また、図３に示した支持基板３の材料は特に限定されないが、例えば、シリコンなどの半導体や、アルミナなどの誘電体を用いて構成することができる。
　高音速材料層４を構成する高音速材料としては、特に限定されないが、シリコン、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、サファイア、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、アルミナ、ジルコニア、コ－ジライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシア、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜またはダイヤモンド、上記材料を主成分とする材料が挙げられる。また、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化シリコン及びＤＬＣからなる群から選択された少なくとも一種が好適に用いられる。
　低音速材料層５を構成する低音速材料としては、特に限定されないが、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化タンタルもしくはガラス、または酸化ケイ素にフッ素、炭素もしくはホウ素を加えた化合物などが挙げられる。また、上記低音速材料は、上記各材料を主成分とするものであってもよい。
　なお、高音速材料とは、伝搬するバルク波の音速が、圧電膜６を伝搬する弾性波の音速よりも高い材料をいい、低音速材料とは、伝搬するバルク波の音速が、圧電膜６を伝搬するバルク波の音速よりも低い材料をいう。圧電性基板２は上記積層構造を有するため、圧電膜６内に弾性波を効果的に閉じ込めることが可能とされている。
　上記のように、弾性波装置１では、横モードリップルの抑圧を可能としつつ、圧電膜６のＺ軸が、圧電膜６の主面６ａに対する法線Ｈからずれている場合であっても、分極反転が生じ難く、従って特性の劣化が生じ難い。
　図５は、第１の実施形態の変形例における、第１，第２の誘電体膜の第１，第２の側面と、圧電膜の主面とのなす角度α１，α２を説明するための略図的側面断面図である。図５に示すように、第１の誘電体膜１５の第１の側面１５ａと反対側の側面１５ｂについては、圧電膜６の主面６ａの法線の方向に延ばされておらず、傾斜面とされていてもよい。同様に、第２の誘電体膜１６において、第２の側面１６ａと反対側の側面１６ｂについても、傾斜面とされていてもよい。この場合、反対側の側面１５ｂ，１６ｂと、圧電膜６の主面６ａとの間の角度は特に限定されない。
　図９は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置のＩＤＴ電極を示す平面図である。第２の実施形態の弾性波装置のＩＤＴ電極２０では、第１の誘電体膜１５が、第１のエッジ領域Ｄ１から第１，第２の電極指１３，１４の延びる方向において、中央領域Ｃとは反対側にさらに延ばされている。すなわち、第１の誘電体膜１５は、第１のバスバー１１の外側バスバー部１１ｃの下面に至るように延ばされている。第２の誘電体膜１６についても同様に、第２のバスバー１２の外側バスバー部１２ｃの下面に至るように第１，第２の電極指１３，１４の延びる方向外側に延ばされている。このように、第１，第２の誘電体膜１５，１６は、第１，第２の電極指１３，１４の延びる方向において、第１，第２のエッジ領域Ｄ１，Ｄ２の外側に延ばされていてもよい。それによって、第１，第２の誘電体膜１５，１６の形成に際しての位置決めを容易に行うことができる。
　なお、第１の誘電体膜１５及び第２の誘電体膜１６は、第１，第２のエッジ領域Ｄ１，Ｄ２の外側に至っている場合、外側バスバー部１１ｃ，１２ｃの下面まで至らないように設けられていてもよい。
　第２の実施形態においても、その他の構成は第１の実施形態の弾性波装置１と同様であるため、横モードリップルを抑制することができ、しかも弾性波装置の特性の劣化が生じ難い。
　図１０は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置のＩＤＴ電極を示す平面図である。第３の実施形態の弾性波装置のＩＤＴ電極３０では、第１のバスバー１１Ａ及び第２のバスバー１２Ａが用いられている。第１のバスバー１１Ａ及び第２のバスバー１２Ａは、弾性波伝搬方向に延びる単一の帯状の金属膜により構成されている。このように、本発明においては、第１，第２のバスバーは、図１（ａ）の開口１１ａ，１２ａを有しない単一の帯状金属膜により構成されていてもよい。
　本実施形態においても、第１，第２のエッジ領域Ｄ１，Ｄ２の外側では、第１，第２のエッジ領域Ｄ１，Ｄ２と第１，第２のバスバー１１Ａ，１２Ａとの間のギャップ領域が高音速領域とされている。従って、音速差により、横モードリップルの抑圧を図ることができる。
　また、第１，第２のバスバー１１Ａ，１２Ａは、図１（ａ）の開口１１ａ，１２ａを有しない点を除いては、その他の構成は、第３の実施形態は、第１の実施形態と同様であるため、分極反転による、弾性波装置の特性の劣化が生じ難い。
　図１１は、第４の実施形態の弾性波装置のＩＤＴ電極を説明するための平面図である。
　第４の実施形態の弾性波装置４０は、第１のＩＤＴ電極４１と第２のＩＤＴ電極４２とを有する。第１のＩＤＴ電極４１及び第２のＩＤＴ電極４２は、共通バスバー４７を介して接続されている。
　第１のＩＤＴ電極４１は、第１のバスバー４１ａと、共通バスバー４７とを有する。第１のバスバー４１ａは、内側バスバー部４１ａ１と、外側バスバー部４１ａ２とを有する。また、弾性波伝搬方向に沿って複数の開口４１ａ３が設けられている。内側バスバー部４１ａ１と外側バスバー部４１ａ２とは、連結部４１ａ４により接続されている。他方、共通バスバー４７は、弾性波伝搬方向に沿って配置された複数の開口４７ａを有する。複数の開口４７ａの第１のＩＤＴ電極４１側に、第１のバスバー部４７ｂが設けられている。開口４７ａの第２のＩＤＴ電極４２側には、第２のバスバー部４７ｃが設けられている。第１のバスバー部４７ｂと、第２のバスバー部４７ｃとは、連結部４７ｄにより接続されている。
　第１のバスバー４１ａに、複数本の第１の電極指４１ｃが接続されている。共通バスバー４７の第１のバスバー部４７ｂに、複数本の第２の電極指４１ｄが接続されている。複数本の第１の電極指４１ｃと、複数本の第２の電極指４１ｄとが間挿し合っている。
　他方、第２のＩＤＴ電極４２では、共通バスバー４７の第２のバスバー部４７ｃに複数本の第３の電極指４２ｃが接続されている。第４のバスバー４２ａに、複数本の第４の電極指４２ｄが接続されている。複数本の第３の電極指４２ｃと複数本の第４の電極指４２ｄとが間挿し合っている。
　第４のバスバー４２ａは、第１のＩＤＴ電極４１の第１のバスバー４１ａと同様に、開口４２ａ３、内側バスバー部４２ａ１、外側バスバー部４２ａ２及び連結部４２ａ４を有する。
　上記のように、第１のＩＤＴ電極４１と第２のＩＤＴ電極４２は共通バスバー４７により接続されている。ここで、共通バスバー４７の第１のバスバー部４７ｂが、第２のバスバーに相当し、第２のバスバー部４７ｃが、第２のＩＤＴ電極４２の一方のバスバーである第３のバスバーに相当する。
　弾性波装置４０における各領域の音速は、図１１の右側における音速スケールの通りである。すなわち、図１１の右側においては、右側にいくにつれて音速が高いことを示す。音速Ｖ１＞Ｖ２Ａ＝Ｖ２Ｂであり、中央領域Ｃの音速Ｖ１が、第１，第２のエッジ領域Ｄ１，Ｄ２の音速Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂよりも高速である。そして、第１のエッジ領域Ｄ１の外側に、音速Ｖ３Ａ、音速Ｖ４Ａ及び音速Ｖ５Ａからなる高音速領域が設けられている。第２のエッジ領域Ｄ２の外側にも、音速Ｖ３Ｂ、音速Ｖ４Ｂ及び音速Ｖ１０からなる高音速領域が設けられている。従って、第１のＩＤＴ電極４１側において、横モードリップルを抑制することができる。
　第２のＩＤＴ電極４２においても、第２の交叉領域Ｋ２が中央領域Ｃと、第３，第４のエッジ領域Ｄ３，Ｄ４とを有する。音速Ｖ１１の中央領域Ｃの外側に、音速Ｖ１２Ａ及び音速Ｖ１２Ｂの第３，第４のエッジ領域Ｄ３，Ｄ４が設けられている。そして、第３のエッジ領域Ｄ３の外側及び第４のエッジ領域Ｄ４の外側に、それぞれ、音速Ｖ１３Ａ、音速Ｖ１４Ａ及び音速Ｖ１０からなる高音速領域と、音速Ｖ１３Ｂ、音速Ｖ１４Ｂ及び音速Ｖ１５Ｂからなる高音速領域が設けられている。
　なお、音速Ｖ６，Ｖ１６は、外側バスバー部４１ａ２及び４２ａ２における音速である。
　本実施形態においては、第１～第４の誘電体膜１５，１６，４５，４６が第１～第４のエッジ領域Ｄ１～Ｄ４にそれぞれ設けられている。すなわち、第１～第４のエッジ領域Ｄ１～Ｄ４において、第１～第４の誘電体膜１５，１６，４５，４６がそれぞれ圧電膜６と第１～第４の電極指４１ｃ，４１ｄ，４２ｃ，４２ｄとの間に積層されている。
　第４の実施形態の弾性波装置４０は、上記のように、２個の第１，第２のＩＤＴ電極４１，４２を接続した構造を有し、第１～第４のエッジ領域Ｄ１～Ｄ４が構成されている。
　上記第３の誘電体膜４５及び第４の誘電体膜４６は、第１のＩＤＴ電極４１側の第１の誘電体膜１５及び第２の誘電体膜１６と同様に構成されている。そして、第３の誘電体膜４５は、第４のバスバー４２ａ側に第３の側面４５ａを有し、第４の誘電体膜４６は、第３のバスバーに相当する共通バスバー４７の第２のバスバー部４７ｃ側に、第４の側面４６ａを有する。
　本発明では、第１～第４のエッジ領域Ｄ１～Ｄ４の少なくとも１つのエッジ領域における誘電体膜の第１～第４の側面と、圧電膜の主面とのなす角度が、残りの誘電体膜の側面と圧電膜の主面とのなす角度と異なっていればよい。それによって、分極反転が生じ難いため、特性の劣化が生じ難くされている。
　図１２は、第４の実施形態の弾性波装置における第１～第４の側面と、角度α１～α４を説明するための模式的側面断面図である。この側面断面図は、図１１中の第１のＩＤＴ電極４１の第１の電極指４１ｃ及び第２のＩＤＴ電極４２の第３の電極指４２ｃの延びる方向に沿う側面断面図である。
　図１２では、第２の誘電体膜１６の第２の側面１６ａと、圧電膜６の主面６ａとのなす角度α２と、第３の誘電体膜４５の第３の側面４５ａと、圧電膜６の主面６ａとのなす角度α３が示されている。なお、第４の誘電体膜４６の第４の側面４６ａと、圧電膜６の主面６ａとのなす角度はα４となる。
　また、第１の実施形態と同様に、第１の誘電体膜１５の第１の側面１５ａと、圧電膜６の主面６ａとのなす角度はα１である。ここでも、結晶のＺ軸は、圧電膜６の主面６ａに対する法線からずれている。Ｚ軸が圧電膜６の主面６ａとなす角度が小さい側に位置している角度α２，α４が、Ｚ軸と圧電膜６の主面６ａとのなす角度が大きい側に位置している角度α１，α３よりも大きくされている。特に図示はしないが、α４＞α１である。従って、第１の実施形態の場合と同様に、第１，第２のＩＤＴ電極４１，４２を有する弾性波装置において、分極反転による特性の劣化が生じ難い。
　図１３は、第５の実施形態に係る弾性波装置５０のＩＤＴ電極を示す平面図である。弾性波装置５０は、弾性波装置４０と同様に、第１，第２のＩＤＴ電極４１，４２を有し、電極構造はほぼ同様である。異なるところは、弾性波装置５０では、第１のＩＤＴ電極４１側に設けられた第２の誘電体膜と、第２のＩＤＴ電極４２側に設けられた第３の誘電体膜とが一体化され、共通誘電体膜５１とされていることにある。すなわち、共通誘電体膜５１は、第２の誘電体膜が共通バスバー４７の下方を通って延び、第３の誘電体膜に連ねられた誘電体膜に相当する。従って、共通誘電体膜５１の第１のＩＤＴ電極４１側の側面が第２の側面１６ａとなり、第２のＩＤＴ電極４２側の側面が第３の側面４５ａとなる。弾性波装置５０のその他の構造は、弾性波装置４０と同様である。
　なお、上記共通バスバー４７の下方という表現における下方は、図１３が平面図であるため、図１３において紙表よりも紙裏の方向をいうものとし、上方は、上記下方とは反対方向をいうものとする。
　図１４は、第５の実施形態の弾性波装置５０における第２，第３の側面１６ａ，４５ａと圧電膜６の主面６ａとのなす角度α２，α３を説明するための側面断面図である。ここでも、図１２の場合と同様に、α２＞α３とされている。従って、第４の実施形態と同様に、分極反転などによる特性の劣化が生じ難い。
　図１５は、第４の実施形態に係る弾性波装置４０の変形例を説明するための側面断面図である。ここでは、第２の側面１６ａと反対側の側面１６ｂ及び第３の側面４５ａと反対側の側面４５ｂも圧電膜６の主面６ａに対する法線方向からずれた方向、すなわち主面６ａに対して垂直ではなく傾斜した方向に延びている。このように、第２の側面１６ａと反対側の側面１６ｂや第３の側面４５ａと反対側の側面４５ｂが傾斜していてもよい。
　図１６は、第５の実施形態の変形例に係る弾性波装置における角度α２，α３を説明するための側面断面図である。
　図１６に示すように、第２のＩＤＴ電極４２側に位置している共通誘電体膜５１の第３の側面４５ａが、図１４の場合と異なり、圧電膜６の主面６ａに対して傾斜していてもよい。この場合においても、α２＞α３であるため、第５の実施形態と同様に、分極反転による特性の劣化が生じ難い。
　図１７は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置における、第１～第４の側面と、圧電膜の主面とのなす角度α１～α４を説明するための側面断面図である。第６の実施形態の弾性波装置では、第１のＩＤＴ電極４１では、圧電膜６の結晶のＺ軸と圧電膜６の主面６ａとのなす角度が小さい側に、第１の側面１５ａが位置し、大きい側に第２の側面１６ａが位置している。第２のＩＤＴ電極４２では、第３の側面４５ａが、主面６ａとＺ軸となす角度が小さい側に位置し、第４の側面４６ａが大きい側に位置している。従って、この場合には、α１＞α２かつα３＞α４とされている。それによって、駆動時の分極反転が生じ難く、弾性波装置の特性の劣化が生じ難くされている。
　図１８は、本発明の第７の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。図１１では、第１，第２のＩＤＴ電極４１，４２が接続されていたが、本発明においては３以上のＩＤＴ電極が接続されていてもよい。すなわち、図１８に示すように、第１のＩＤＴ電極４１、第２のＩＤＴ電極４２……第ｎのＩＤＴ電極４ｎを含むｎ個のＩＤＴ電極が接続されている構成であってもよい。従って、ｎ個のＩＤＴ電極のうち少なくとも２個のＩＤＴ電極が第１，第２のＩＤＴ電極４１，４２を有しておればよい。なお、ｎは３以上の整数である。その場合、少なくとも１つのＩＤＴ電極が、本発明に従って構成されていればよい。好ましくは、全てのＩＤＴ電極において、第１の実施形態と同様に構成されていることが望ましい。それによって、分極反転による特性の劣化をより一層抑制することができる。
　図１９は、第８の実施形態に係る弾性波装置７１の正面断面図である。弾性波装置７１では、圧電性基板２ａが、高音速支持基板４ａと、低音速材料層５と、圧電膜６とを有する。このように、高音速材料からなる高音速支持基板４ａを用いることにより、図３に示した支持基板３と高音速材料層４とを一体化してもよい。
　図２０は、本発明の第９の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。弾性波装置８１では、圧電性基板２において、支持基板３と圧電膜６との間に音響反射層８２が積層されている。音響反射層８２は、支持基板３側から、高音響インピーダンス層８２ａ、低音響インピーダンス層８２ｂ、高音響インピーダンス層８２ｃ及び低音響インピーダンス層８２ｄをこの順序で積層した構造を有する。高音響インピーダンス層８２ａ，８２ｃは、音響インピーダンスが相対的に高い材料からなり、低音響インピーダンス層８２ｂ，８２ｄは、音響インピーダンスが相対的に低い材料からなる。このような材料としては、上記音響インピーダンス関係を満たす適宜の材料を用いることができる。
　図２１は、本発明の第１０の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。弾性波装置９１では、圧電単結晶からなる単板型の圧電基板からなる圧電膜２ｂが用いられている。このように、本発明における圧電膜は、圧電単結晶基板からなるものであってもよい。この圧電単結晶としては、前述したタンタル酸リチウムや、ニオブ酸リチウムなどを用いることができる。
１…弾性波装置
２，２ａ…圧電性基板
２ｂ…圧電膜
３…支持基板
４…高音速材料層
４ａ…高音速支持基板
５…低音速材料層
６…圧電膜
６ａ…主面
７…ＩＤＴ電極
８，９…反射器
１１，１２…第１，第２のバスバー
１１Ａ，１２Ａ…第１，第２のバスバー
１１ａ，１２ａ…開口
１１ｂ，１２ｂ…内側バスバー部
１１ｃ，１２ｃ…外側バスバー部
１１ｄ，１２ｄ…連結部
１３，１４…第１，第２の電極指
１５，１６…第１，第２の誘電体膜
１５ａ，１６ａ…第１，第２の側面
１５ｂ，１６ｂ…反対側の側面
２０，３０…ＩＤＴ電極
４０，５０…弾性波装置
４１，４２…第１，第２のＩＤＴ電極
４１ａ，４２ａ…第１，第４のバスバー
４１ａ１，４２ａ１…内側バスバー部
４１ａ２，４２ａ２…外側バスバー部
４１ａ３，４２ａ３…開口
４１ａ４，４２ａ４…連結部
４１ｃ，４１ｄ…第１，第２の電極指
４２ｃ，４２ｄ…第３，第４の電極指
４５，４６…第３，第４の誘電体膜
４５ａ，４６ａ…第３，第４の側面
４５ｂ…反対側の側面
４７…共通バスバー
４７ａ…開口
４７ｂ，４７ｃ…第１，第２のバスバー部
４７ｄ…連結部
５１…共通誘電体膜
７１，８１，９１…弾性波装置
８２…音響反射層
８２ａ，８２ｃ…高音響インピーダンス層
８２ｂ，８２ｄ…低音響インピーダンス層

Claims (14)

  1. 　結晶のＺ軸の方向が、主面に対する法線方向と異なっている圧電膜と、
    　前記圧電膜の前記主面上に設けられたＩＤＴ電極と、
    を備え、
    　前記ＩＤＴ電極は、第１，第２のバスバーと、前記第１のバスバーに接続された複数本の第１の電極指と、前記第２のバスバーに接続された複数本の第２の電極指とを有し、前記複数本の第１の電極指と前記複数本の第２の電極指とが間挿し合っており、
    　弾性波の伝搬する方向において、前記第１の電極指と前記第２の電極指とが重なっている領域が交叉領域であり、前記交叉領域が、中央領域と、前記中央領域の前記第１，第２の電極指の延びる方向において前記第１のバスバー側に位置している第１のエッジ領域と、前記中央領域の前記第１，第２の電極指の延びる方向において前記第２のバスバー側に位置している第２のエッジ領域とを有し、
    　前記第１，第２のエッジ領域において、前記圧電膜の前記主面と、前記第１，第２の電極指との間に積層された第１，第２の誘電体膜をそれぞれさらに備え、
    　前記第１のエッジ領域において、前記第１の誘電体膜は前記第２のバスバー側に位置している第１の側面を有し、
    　前記第２のエッジ領域において、前記第２の誘電体膜は、前記第１のバスバー側に位置している第２の側面を有し、
    　前記第１の側面と、前記圧電膜の前記主面とのなす角度をα１、前記第２の側面と、前記圧電膜の前記主面とのなす角度をα２としたときに、前記複数本の第１，第２の電極指のうち少なくとも１本の電極指と前記圧電膜との間において、α１≠α２である、弾性波装置。
  2. 　前記複数本の第１の電極指及び前記複数本の第２の電極指の全てと前記圧電膜との間において、α１≠α２である、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記第１または第２の電極指の延びる方向に沿う断面において、前記Ｚ軸と、前記圧電膜の前記主面とのなす角度が小さい側に前記第１の側面が位置している場合には、α１＞α２であり、前記Ｚ軸が前記圧電膜の前記主面となす角度が小さい側に前記第２の側面が位置している場合には、α２＞α１である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記ＩＤＴ電極が第１のＩＤＴ電極であり、前記第１のＩＤＴ電極に接続された第２のＩＤＴ電極をさらに備え、
    　前記第２のＩＤＴ電極が、第３，第４のバスバーと、前記第３のバスバーに接続された複数本の第３の電極指と、前記第４のバスバーに接続された複数本の第４の電極指とを有し、
    　前記複数本の第３の電極指と前記複数本の第４の電極指とが間挿し合っており、
    　弾性波伝搬方向にみたときに、前記第３の電極指と前記第４の電極指とが重なり合っている領域が第２の交叉領域であり、前記第２の交叉領域が、中央領域と、中央領域の第３，第４の電極指の延びる方向において前記第３のバスバー側に位置している第３のエッジ領域と、前記第３，第４の電極指の延びる方向において前記中央領域の前記第４のバスバー側に位置している第４のエッジ領域とを有し、
    　前記第２のバスバーと前記第３のバスバーが一体化されて共通バスバーとされており、
    　前記第３，第４のエッジ領域において、前記圧電膜の前記主面と前記第３，第４の電極指との間にそれぞれ積層された第３，第４の誘電体膜をさらに備え、
    　前記第３のエッジ領域において、前記第３の誘電体膜は、前記第４のバスバー側に位置している第３の側面を有し、
    　前記第４のエッジ領域において、前記第４の誘電体膜は、前記第３のバスバー側に位置している第４の側面を有し、
    　前記第３の誘電体膜の前記第３の側面と前記圧電膜の前記主面とのなす角度をα３、前記第４の誘電体膜の前記第４の側面と前記圧電膜の前記主面とのなす角度をα４とした場合に、α３またはα４が、α１、α２、α３，及びα４のうち他の少なくとも１つと異なっている、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  5. 　前記第１，第２の電極指及び前記第３，第４の電極指の延びる方向に沿う断面において、前記Ｚ軸が前記圧電膜の前記主面となす角度が小さい側に前記第２の側面及び前記第４の側面が位置している場合、α２＞α１かつα４＞α３である、請求項４に記載の弾性波装置。
  6. 　前記第１，第２の電極指及び前記第３，第４の電極指の延びる方向に沿う断面において、前記Ｚ軸が前記圧電膜の前記主面となす角度が小さい側に前記第１の側面及び前記第３の側面が位置している場合、α１＞α２かつα３＞α４である、請求項４に記載の弾性波装置。
  7. 　前記第２の誘電体膜と前記第３の誘電体膜とが連ねられて一体化されている、請求項５または６に記載の弾性波装置。
  8. 　互に接続されたｎ個（ｎは整数）のＩＤＴ電極を備え、前記ｎ個のＩＤＴ電極のうち少なくとも２個のＩＤＴ電極が前記第１，第２のＩＤＴ電極である、請求項５～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　支持基板と、
    　前記支持基板と前記圧電膜との間に積層されており、伝搬するバルク波の音速が前記圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも高い高音速材料からなる高音速材料層と、
    　前記高音速材料層と、前記圧電膜との間に積層されており、伝搬するバルク波の音速が、前記圧電膜を伝搬するバルク波の音速よりも低い低音速材料からなる低音速材料層とをさらに備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  10. 　前記支持基板が前記高音速材料からなり、前記支持基板と前記高音速材料層とが一体化された高音速支持基板である、請求項９に記載の弾性波装置。
  11. 　前記圧電膜が、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなり、前記高音速材料層が、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化シリコン及びＤＬＣからなる群から選択された少なくとも一種の材料からなり、
    　前記低音速材料層が酸化ケイ素からなる、請求項９に記載の弾性波装置。
  12. 　前記圧電膜が、タンタル酸リチウムからなる、請求項１１に記載の弾性波装置。
  13. 　支持基板と、
    　前記支持基板と前記圧電膜との間に積層された音響反射層とをさらに備え、
    　前記音響反射層が、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層と、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層とを有する、請求項１～９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  14. 　前記圧電膜が圧電単結晶基板である、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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