WO2022102621A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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哲也 木村
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device capable of obtaining good resonance characteristics.
  • the elasticity of a filter device having a first signal end and a second signal end connected between the first signal end and the second signal end.
  • a wave device a support member, a piezoelectric layer provided on the support member, having X-axis, Y-axis, and Z-axis which are crystal axes, and made of Z-cut lithium niobate, and the above-mentioned.
  • a plurality of IDT electrodes provided on the piezoelectric layer are provided, and the IDT electrodes are connected to the first bus bar and the second bus bar facing each other and one end of each of the first bus bar.
  • first electrode finger has a first electrode finger and a plurality of second electrode fingers each having one end connected to the second bus bar and interspersed with the plurality of first electrode fingers.
  • d / p is 0.5 or less
  • the plurality of first electrodes When the virtual line formed by connecting the tips of the fingers is used as the envelope, the direction in which the envelope extends and the direction of the Y-axis intersect, and the direction in which the envelope extends and the Y-axis It is an angle formed by the direction, and when an angle other than 0 ° is a slant angle ⁇ and the absolute value of the slant angle ⁇ is
  • connection point between the first signal end and the second signal end of the filter device having the first signal end and the second signal end.
  • An elastic wave device connected to the ground potential, which is provided on the support member and the support member, has X-axis, Y-axis, and Z-axis which are crystal axes, and is Z-cut.
  • a piezoelectric layer made of lithium niobate and an IDT electrode provided on the piezoelectric layer are provided, and the IDT electrodes face each other with a first bus bar and a second bus bar, and the first bus bar.
  • the number of the electrode fingers is 2
  • the thickness of the piezoelectric layer is d
  • the distance between the centers of the adjacent first electrode finger and the second electrode finger is p
  • d / p is 0.5 or less.
  • the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers extend in a direction perpendicular to the direction of the Y axis of the piezoelectric layer, and the tips of the plurality of first electrode fingers are extended.
  • the direction in which the envelope extends and the direction of the Y-axis intersect, and the direction in which the envelope extends and the direction of the Y-axis form a cross. It is an angle of an angle, and when an angle other than 0 ° is a slant angle ⁇ and the absolute value of the slant angle ⁇ is
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the filter device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a filter device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the series arm resonator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the slant angle ⁇ in the elastic wave resonator and the impedance frequency characteristic.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the slant angle ⁇ in the elastic wave resonator and the maximum and minimum values of impedance.
  • FIG. 6 is an enlarged view of FIG. 4 in the vicinity of 3500 to 4000 MHz.
  • FIG. 7 is a schematic plan view of the filter device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic circuit diagram of the filter device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic circuit diagram of the filter device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic circuit diagram of a filter device according to a modification of the fourth embodiment of the present invention.
  • 11 (a) is a schematic perspective view showing the appearance of a filter device using a bulk wave in a thickness slip mode
  • FIG. 11 (b) is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 11 (a).
  • FIG. 13A is a schematic front sectional view for explaining a Lamb wave propagating in the piezoelectric film of the elastic wave device, and FIG.
  • FIG. 13B is a thickness slip mode propagating in the piezoelectric film in the filter device. It is a schematic front sectional view for explaining the bulk wave of.
  • FIG. 14 is a diagram showing the amplitude direction of the bulk wave in the thickness slip mode.
  • FIG. 15 is a diagram showing resonance characteristics of a filter device using a bulk wave in a thickness slip mode.
  • FIG. 16 is a diagram showing the relationship between d / p 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. 17 is a plan view of an elastic wave device that utilizes a bulk wave in a thickness slip mode.
  • FIG. 18 is a diagram showing the resonance characteristics of the elastic wave device of the reference example in which spurious appears.
  • FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the specific band and the phase rotation amount of the impedance of the spurious normalized at 180 degrees as the size of the spurious.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between d / 2p and the metallization ratio MR.
  • FIG. 21 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. 22 is a front sectional view of an elastic wave device having an acoustic multilayer film.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the filter device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the filter device according to the first embodiment.
  • the filter device 10 is a ladder type filter. As shown in FIG. 1, the filter device 10 has a first signal end 12A and a second signal end 12B, a ground end 19, and a plurality of series arm resonators and a plurality of parallel arm resonators. More specifically, the plurality of series arm resonators of the filter device 10 are the series arm resonator S1 and the series arm resonator S2. The plurality of parallel arm resonators are the parallel arm resonator P1 and the parallel arm resonator P2. The first signal end 12A is an input end. The second signal end 12B is an antenna end. The end of the antenna is connected to the antenna. The ground end 19 is connected to the ground potential.
  • the series arm resonator S1 and the series arm resonator S2 are connected in series between the first signal end 12A and the second signal end 12B.
  • the parallel arm resonator P1 is connected between the connection point between the series arm resonator S1 and the series arm resonator S2 and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P2 is connected between the second signal end 12B and the ground potential.
  • all series arm resonators and all parallel arm resonators are elastic wave resonators.
  • the series arm resonator S1 is an elastic wave resonator arranged on the first signal end 12A side.
  • the series arm resonator S2 and the parallel arm resonator P2 are elastic wave resonators arranged on the second signal end 12B side.
  • the series arm resonator S1 and the series arm resonator S2 are elastic wave devices according to an embodiment of the present invention.
  • the circuit configuration of the filter device 10 is not limited to the above.
  • the filter device 10 may have at least one elastic wave device according to the present invention.
  • the elastic wave device is synonymous with the elastic wave resonator.
  • the pass band of the filter device 10 is n79. More specifically, the pass band of the filter device 10 is 4400 to 5000 MHz. However, the pass band of the filter device 10 is not limited to the above. For example, the pass band of the filter device 10 may be n77 or the like. When the pass band of the filter device 10 is n77, the pass band of the filter device 10 is 3400 to 4200 MHz.
  • the filter device 10 is not limited to the ladder type filter. Further, the filter device according to the present invention may be a transmission filter, a reception filter, or a composite filter device such as a duplexer or a multiplexer.
  • a plurality of elastic wave resonators share the piezoelectric substrate 13.
  • the piezoelectric substrate 13 has a piezoelectric layer 17.
  • the piezoelectric layer 17 has an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis, which are crystal axes.
  • the piezoelectric layer 17 is made of Z-cut lithium niobate.
  • the Z-cut lithium niobate includes not only lithium niobate having an angle of rotation of 0 ° but also lithium niobate having an angle of rotation of ⁇ 10 ° or more and 10 ° or less.
  • the fact that a certain member is made of a certain material includes a case where a trace amount of impurities are contained so as not to deteriorate the electrical characteristics of the elastic wave device and the filter device.
  • Each elastic wave resonator has an IDT electrode.
  • Each IDT electrode is provided on the piezoelectric layer 17.
  • each IDT electrode is composed of a laminated metal film in which a Ti layer and an Al layer are laminated. The Ti layer is located closer to the piezoelectric layer 17 than the Al layer.
  • the material of each IDT electrode is not limited to the above.
  • each IDT electrode may be made of a single layer metal film.
  • the IDT electrode of the series arm resonator S2 is the IDT electrode 18B.
  • the IDT electrode 18B has a first bus bar 22 and a second bus bar 23, and a plurality of first electrode fingers 24 and a plurality of second electrode fingers 25.
  • the first electrode finger 24 is the first electrode in the present invention.
  • the plurality of first electrode fingers 24 are periodically arranged. One end of each of the plurality of first electrode fingers 24 is connected to the first bus bar 22.
  • the second electrode finger 25 is the second electrode in the present invention.
  • the plurality of second electrode fingers 25 are periodically arranged. One end of each of the plurality of second electrode fingers 25 is connected to the second bus bar 23.
  • the plurality of first electrode fingers 24 and the plurality of second electrode fingers 25 are interleaved with each other.
  • the first electrode finger 24 and the second electrode finger 25 may be simply referred to as an electrode finger.
  • the electrode finger stretching direction is perpendicular to the electrode finger facing direction. Is.
  • the electrode finger extension direction is perpendicular to the direction of the Y axis.
  • the relationship between the electrode finger extension direction, the electrode finger facing direction, and the Y-axis direction is not limited to the above.
  • the IDT electrode 18B is a tilted IDT electrode. More specifically, when the virtual line formed by connecting the tips of the plurality of first electrode fingers 24 is the first envelope E1, the direction in which the first envelope E1 extends is the electrode finger. It intersects the opposite direction and the direction of the Y axis. In FIG. 1, the direction of the Y-axis is indicated by an arrow of a two-dot chain line. Similarly, when the virtual line formed by connecting the tips of the plurality of second electrode fingers 25 is the second envelope E2, the directions in which the second envelope E2 extends are the electrode finger facing direction and the direction in which the second envelope E2 extends. It intersects the direction of the Y axis. In this embodiment, the first envelope E1 and the second envelope E2 are parallel. However, the relationship between the first envelope E1 and the second envelope E2 is not limited to the above.
  • Each IDT electrode also has a first bus bar and a second bus bar, and a plurality of first electrode fingers and a plurality of second electrode fingers. Also in each IDT electrode, an imaginary line as a first envelope and a second envelope can be formed.
  • the series arm resonator S1 has an inclined IDT electrode like the series arm resonator S2.
  • the parallel arm resonator P1 and the parallel arm resonator P2 have a so-called normal IDT electrode.
  • the electrode finger facing direction, the direction in which the first envelope extends, and the direction in which the second envelope extends are parallel.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the series arm resonator in the first embodiment.
  • the region where the adjacent electrode fingers overlap each other when viewed from the electrode finger facing direction is the crossover region.
  • the series arm resonator S2 has a plurality of excitation regions C. Similar to the crossover region, the excitation region C is a region where adjacent electrode fingers overlap each other when viewed from the electrode finger facing direction. 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 includes a plurality of excitation regions C.
  • the series arm resonator S2 is configured so that the bulk wave of the thickness slip mode such as the thickness slip primary mode can be used.
  • Other elastic wave resonators also have a crossover region and a plurality of excitation regions.
  • the piezoelectric substrate 13 is a laminate of a support member, an insulating layer, and a piezoelectric layer 17. An insulating layer is provided on the support member. A piezoelectric layer 17 is provided on the insulating layer. However, the piezoelectric layer 17 may be provided directly on the support member. As shown in FIG. 1, a plurality of elastic wave resonators share the same support member, insulating layer, and the same piezoelectric layer 17. However, the plurality of elastic wave resonators may have separate support members, insulating layers, and piezoelectric layers.
  • the angle formed by the direction in which the first envelope extends and the direction of the Y axis is defined as the slant angle ⁇ .
  • the angle between the direction in which the first envelope extends and the direction of the Y axis is an angle other than 0 °.
  • the angle of be the slant angle ⁇ .
  • the absolute value of the slant angle ⁇ be
  • the filter device 10 has a series arm resonator S1 and a series arm resonator S2 as the elastic wave device of the present invention.
  • the feature of the elastic wave device in the present embodiment is that the absolute value
  • a feature of the filter device 10 of the present embodiment is that at least one elastic wave resonator is the elastic wave device of the present invention. Thereby, good resonance characteristics can be obtained in the resonator included in the filter device 10. The details are shown below.
  • the resonance characteristics were evaluated each time the slant angle ⁇ of the elastic wave resonator was changed. More specifically, the slant angle ⁇ was changed in 2 ° increments at 0 ° or more and 40 ° or less.
  • the design parameters of the elastic wave resonator are as follows.
  • the following electrode finger pitch is the distance between the centers of adjacent electrode fingers.
  • the distance between the tip of the electrode finger and the bus bar is defined as the IB gap.
  • the dimension along the electrode finger extension direction of the crossover region is defined as the crossover width.
  • the width of the electrode finger is a dimension along the electrode finger facing direction of the electrode finger.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the slant angle ⁇ in the elastic wave resonator and the impedance frequency characteristic.
  • ⁇ 14 ° as in the present embodiment is used as a series arm resonator in the filter device 10. Thereby, the filter characteristics of the filter device 10 as a whole can be improved.
  • the resonance characteristics were evaluated each time the slant angle ⁇ of the elastic wave resonator was changed. More specifically, the slant angle ⁇ was changed in 2 ° increments at ⁇ 20 ° or higher and 20 ° or lower.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the slant angle ⁇ in the elastic wave resonator and the maximum and minimum values of impedance.
  • the maximum and minimum impedance values are small. You can see that. Therefore, when the absolute value
  • the impedance of the elastic wave resonator takes a minimum value at or near the resonance frequency. Therefore, in the elastic wave resonator having 9 ° ⁇
  • such elastic wave resonators are preferably used as series arm resonators in the filter device 10. Thereby, the insertion loss of the filter device 10 can be reduced.
  • ⁇ 14 ° may be used as a parallel arm resonator in the filter device 10.
  • the filter device 10 has a plurality of elastic wave resonators.
  • the plurality of elastic wave resonators includes a plurality of elastic wave devices according to an embodiment of the present invention.
  • the plurality of elastic wave resonators are the series arm resonator S1 and the series arm resonator S2.
  • the slant angles ⁇ of the plurality of elastic wave resonators according to the present invention are different from each other. Thereby, spurious can be suppressed. This is shown below.
  • FIG. 6 is an enlarged view of FIG. 4 in the vicinity of 3500 to 4000 MHz.
  • the filter device has a plurality of series arm resonators, at least two series arm resonators are elastic wave resonators similar to those in the first embodiment, and slants of the at least two series arm resonators. It is more preferable that the angles ⁇ are different from each other. In this case, as described above, spurious can be suppressed and the filter characteristics can be effectively improved.
  • FIG. 7 is a schematic plan view of the filter device according to the second embodiment.
  • the parallel arm resonator P31 and the parallel arm resonator P32 are elastic wave devices according to the embodiment of the present invention, and the absolute value
  • the series arm resonator S1 and the series arm resonator S2 similar to those in the first embodiment are included, but the elastic wave resonator of the second embodiment is
  • the IDT electrode 38D of the parallel arm resonator P32 is an inclined IDT electrode.
  • the first envelope E33 and the second envelope E34 of the IDT electrode 38D are parallel.
  • the direction in which the first envelope E33 and the second envelope E34 extend intersects the electrode finger facing direction and the Y-axis direction.
  • the parallel arm resonator P31 also has a tilted IDT electrode.
  • of the slant angle ⁇ of the parallel arm resonator P31 and the parallel arm resonator P32 is
  • FIG. 4 shows the results of changing the slant angle ⁇ in increments of 2 ° at 0 ° or more and 40 ° or less.
  • a steep impedance frequency characteristic can be obtained in the vicinity of the antiresonance frequency. Therefore, good resonance characteristics can be obtained.
  • ⁇ 0 ° is used as a parallel arm resonator in the filter device 30. It is preferable to be. Thereby, the filter characteristics of the filter device 30 as a whole can be improved.
  • the impedance near the antiresonance frequency is set. Can be made larger.
  • such elastic wave resonators are preferably used as parallel arm resonators in the filter device 30. Thereby, the insertion loss of the filter device 10 can be reduced.
  • ⁇ 0 ° may be used as a series arm resonator in the filter device 30.
  • the filter device has a plurality of parallel arm resonators, at least two parallel arm resonators are elastic wave resonators similar to those in the second embodiment, and the slant angle ⁇ of the at least two parallel arm resonators ⁇ .
  • the slant angle ⁇ of the at least two parallel arm resonators ⁇ are preferably different from each other. In this case, as shown in FIG. 6, spurious can be dispersed and spurious can be suppressed. Therefore, the filter characteristics can be effectively improved.
  • FIG. 8 is a schematic circuit diagram of the filter device according to the third embodiment.
  • the circuit configuration of the filter device 40 is different from that of the second embodiment. More specifically, the filter device 40 is a ladder type filter.
  • the filter device 40 has a plurality of series arm resonators and a plurality of parallel arm resonators.
  • the plurality of series arm resonators includes a plurality of split resonators.
  • a plurality of parallel arm resonators also have a plurality of split resonators.
  • the split resonator is a resonator in which one resonator is divided in series or in parallel.
  • the plurality of split resonators are all split resonators in parallel.
  • the plurality of split resonators may include resonators split in series.
  • the resonators of the filter device 40 are all elastic wave resonators.
  • the first signal end 12A is an input end.
  • the second signal end 12B is an antenna end.
  • the first signal end 12A and the second signal end 12B may be configured as, for example, an electrode pad or may be configured as wiring.
  • the filter device 40 uses the series arm resonator group S10, the series arm resonator group S20, and the series arm resonator group. It has a group S30 and a series arm resonator group S40.
  • the series arm resonator group S10, the series arm resonator group S20, the series arm resonator group S30, and the series arm resonator group S40 are connected in series between the first signal end 12A and the second signal end 12B. Has been done.
  • the series arm resonator group S10 includes a series arm resonator S1a, a series arm resonator S1b, a series arm resonator S1c, and a series arm resonator S1d as a plurality of split resonators.
  • the series arm resonator group S20 includes a series arm resonator S2a, a series arm resonator S2b, a series arm resonator S2c, and a series arm resonator S2d as a plurality of split resonators.
  • the series arm resonator group S30 includes a series arm resonator S3a, a series arm resonator S3b, a series arm resonator S3c, and a series arm resonator S3d as a plurality of split resonators.
  • the series arm resonator group S40 includes a series arm resonator S4a, a series arm resonator S4b, a series arm resonator S4c, and a series arm resonator S4d as a plurality of split resonators.
  • the filter device 40 uses the parallel arm resonator group P10, the parallel arm resonator group P20, and the parallel arm resonator group P10. It has a group P30 and a parallel arm resonator P41.
  • a parallel arm resonator group P10 is connected between the connection point between the series arm resonator group S10 and the series arm resonator group S20 and the ground potential.
  • the parallel arm resonator group P20 is connected between the connection point between the series arm resonator group S20 and the series arm resonator group S30 and the ground potential.
  • the parallel arm resonator group P30 is connected between the connection point between the series arm resonator group S30 and the series arm resonator group S40 and the ground potential.
  • a parallel arm resonator P41 is connected between the first signal end 12B and the ground potential.
  • the parallel arm resonator group P10 includes a parallel arm resonator P1a, a parallel arm resonator P1b, a parallel arm resonator P1c, and a parallel arm resonator P1d as a plurality of split resonators.
  • the parallel arm resonator group P20 includes a parallel arm resonator P2a and a parallel arm resonator P2b as a plurality of split resonators.
  • the parallel arm resonator group P30 includes a parallel arm resonator P3a, a parallel arm resonator P3b, and a parallel arm resonator P3c as a plurality of divided resonators.
  • all the split resonators in the series arm resonator group S10 are elastic wave devices according to the present invention.
  • the absolute values of the slant angles ⁇ differ from each other among all the split resonators in the series arm resonator group S10.
  • the slant angles ⁇ are different from each other between the elastic wave resonators divided in series or in parallel. As a result, spurious can be effectively suppressed.
  • at least two split resonators in the series arm resonator group may be the elastic wave device according to the present invention, and the slant angles ⁇ may be different from each other.
  • at least two split resonators in the parallel arm resonator group may be elastic wave devices according to the present invention, and slant angles ⁇ may be different from each other.
  • the filter device 40 may have at least one elastic wave device according to the present invention. Thereby, good resonance characteristics can be obtained in the resonator included in the filter device 40.
  • the elastic wave resonator when 9 ° ⁇
  • the elastic wave resonator may be used as a parallel arm resonator.
  • the elastic wave resonator when
  • the elastic wave resonator may be used as a series arm resonator.
  • FIG. 9 is a schematic circuit diagram of the filter device according to the fourth embodiment.
  • the circuit configuration of the filter device 50 is different from that of the second embodiment. More specifically, the filter device 50 has a series arm resonator S51 and a filter unit 51.
  • the circuit configuration of the filter unit 51 is not particularly limited, but may include, for example, a longitudinally coupled resonator type elastic wave filter.
  • the series arm resonator S51 is not a resonator constituting a ladder type filter.
  • the series arm resonator S51 is a trap resonator.
  • the series arm resonator S51 is an elastic wave device according to the present invention. Therefore, good resonance characteristics can be obtained in the resonator of the filter device 50.
  • the series arm resonator S51 is preferably an elastic wave device in the present invention in which the absolute value of the slant angle ⁇ is 9 ° ⁇
  • the series arm resonator S51 is an elastic wave device in the present invention in which the absolute value of the slant angle ⁇ is
  • the elastic wave device according to the present invention is used as a series trap.
  • the elastic wave device according to the present invention may be used as a parallel trap.
  • the filter device 50A has a parallel arm resonator P51 and a filter unit 51.
  • the parallel arm resonator P51 is an elastic wave device according to the present invention and is a trap resonator. Also in this modification, good resonance characteristics can be obtained in the resonator of the filter device 50A.
  • the parallel arm resonator P51 is an elastic wave device in the present invention in which the absolute value of the slant angle ⁇ is
  • the parallel arm resonator P51 may be an elastic wave device in the present invention in which the absolute value of the slant angle ⁇ is 9 ° ⁇
  • the elastic wave device is synonymous with the elastic wave resonator.
  • the piezoelectric substrate of the elastic wave resonator in the first to fourth embodiments and modifications is a laminate of a support member, an insulating layer, and a piezoelectric layer shown in FIG. 12 and the like below. However, the piezoelectric layer may be provided directly on the support member.
  • FIG. 11 (a) is a schematic perspective view showing the appearance of an elastic wave device using a bulk wave in a thickness slip mode
  • FIG. 11 (b) is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 11 (a).
  • the elastic wave device 1 has a piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3 .
  • the cut angle of LiNbO 3 is a Z 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 1000 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.
  • the IDT (Interdigital Transducer) electrode is composed of the plurality of electrodes 3 and 4, the first bus bar 5, and the second bus bar 6. 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. 11 (a) and 11 (b). That is, in FIGS. 11 (a) and 11 (b), the electrodes 3 and 4 may be extended in the direction in which the first bus bar 5 and the second bus bar 6 are extended. In that case, the first bus bar 5 and the second bus bar 6 extend in the direction in which the electrodes 3 and 4 extend in FIGS. 11 (a) and 11 (b).
  • a pair of structures in which the electrode 3 connected to one potential and the electrode 4 connected to the other potential are adjacent to each other are provided in a direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4.
  • the case where the electrode 3 and the electrode 4 are adjacent to each other does not mean that the electrode 3 and the electrode 4 are arranged so as to be in direct contact with each other, but that the electrode 3 and the electrode 4 are arranged so as to be spaced apart from each other. Point to. Further, when the electrode 3 and the electrode 4 are adjacent to each other, the electrode connected to the hot electrode or the ground electrode, including the other electrodes 3 and 4, is not arranged between the electrode 3 and the electrode 4.
  • This logarithm does not have to be an integer pair, and may be 1.5 pairs, 2.5 pairs, or the like.
  • the distance between the centers of the electrodes 3 and 4, that is, the pitch is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the width of the electrodes 3 and 4, that is, the dimensions of the electrodes 3 and 4 in the opposite direction are preferably in the range of 50 nm or more and 1000 nm or less, and more preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
  • the distance between the centers of the electrodes 3 and 4 is the center of the dimension (width dimension) of the electrode 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 3 and the electrode 4 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 4. It is the distance connected to the center of the dimension (width dimension) of.
  • the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 is the direction orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric layer 2. This does not apply when a piezoelectric material having another cut angle is used as the piezoelectric layer 2.
  • “orthogonal” is not limited to the case of being strictly orthogonal, and is substantially orthogonal (the angle formed by the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 and the polarization direction is, for example, 90 ° ⁇ 10 °). Within the range).
  • a support member 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 via an insulating layer 7.
  • the insulating layer 7 and the support member 8 have a frame-like shape and have openings 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). It is desirable that Si constituting the support member 8 has a high resistance having a resistivity of 4 k ⁇ or more. However, the support member 8 can also be configured by using an appropriate insulating material or semiconductor material.
  • Examples of the material of the support member 8 include piezoelectric materials such as aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, and quartz, alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mulite, and steer.
  • piezoelectric materials such as aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, and quartz, alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mulite, and steer.
  • Various ceramics such as tight and forsterite, dielectrics such as diamond and glass, and semiconductors such as gallium nitride can be used.
  • 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. 13 (a) and 13 (b).
  • FIG. 13 (a) is a schematic front sectional view for explaining a Lamb wave propagating in a piezoelectric film of an elastic wave device as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-257019.
  • 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. 14 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. 15 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. 16 is a diagram showing the relationship between this d / p and the specific band as a resonator of the elastic wave device.
  • the specific band when d / p> 0.5, the specific band is less than 5% even if d / p is adjusted.
  • the specific band in the case of d / p ⁇ 0.5, the specific band can be set to 5% or more by changing the d / p within that range, that is, the resonator having a high coupling coefficient. Can be configured.
  • the specific band when d / p is 0.24 or less, the specific band can be increased to 7% or more.
  • a resonator having a wider specific band can be obtained, and a resonator having a higher coupling coefficient can be realized. Therefore, it can be seen that by setting d / p to 0.5 or less, a resonator having a high coupling coefficient can be configured by utilizing the bulk wave in the thickness slip mode.
  • FIG. 17 is a plan view of an elastic wave device that utilizes bulk waves 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. 17 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.
  • the plurality of electrodes 3 and 4 are adjacent to the excitation region C, which is a region in which any of the adjacent electrodes 3 and 4 overlap when viewed in the opposite direction. It is desirable that the metallization ratio MR of the matching electrodes 3 and 4 satisfies MR ⁇ 1.75 (d / p) +0.075. In that case, spurious can be effectively reduced. This will be described with reference to FIGS. 18 and 19.
  • FIG. 18 is a reference diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device 1.
  • the spurious indicated by the arrow B appears between the resonance frequency and the antiresonance frequency.
  • the metallization ratio MR will be described with reference to FIG. 11 (b).
  • the portion surrounded by the alternate long and short dash line C is the excitation region.
  • the excitation region C is a region in which the electrode 3 and the electrode 4 overlap with the electrode 4 in the electrode 3 when viewed in a direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4, that is, in an opposite direction, and the electrode in the electrode 4. The region where the electrode 3 and the electrode 4 overlap each other and the region where the electrode 3 and the electrode 4 overlap each other.
  • the metallization ratio MR is a ratio of the area of the metallization portion to the area of the excitation region C.
  • the ratio of the metallization portion included in the total excitation region to the total area of the excitation region may be MR.
  • FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the specific band when a large number of elastic wave resonators are configured according to the present embodiment and the phase rotation amount of the impedance of the spurious standardized at 180 degrees as the size of the spurious. be.
  • the specific band was adjusted by variously changing the film thickness of the piezoelectric layer and the dimensions of the electrodes.
  • FIG. 18 shows the result when a piezoelectric layer made of Z-cut LiNbO 3 is used, but the same tendency is obtained when a piezoelectric layer having another cut angle is used.
  • the spurious is as large as 1.0.
  • the specific band exceeds 0.17, that is, when it exceeds 17%, the pass band even if a large spurious having a spurious level of 1 or more changes the parameters constituting the specific band. Appears in. That is, as shown in the resonance characteristic of FIG. 18, a large spurious indicated by an arrow B appears in the band. Therefore, the specific band is preferably 17% or less. In this case, the spurious can be reduced by adjusting the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrodes 3 and 4.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between d / 2p, the metallization ratio MR, and the specific band.
  • various elastic wave devices having different MRs from d / 2p were configured, and the specific band was measured.
  • the portion shown with hatching on the right side of the broken line D in FIG. 20 is a region having a specific band of 17% or less.
  • FIG. 21 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. 21 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 ° to 80 °, 0 ° to 60 ° (1- ( ⁇ -50) 2/900) 1/2 ) or (0 ° ⁇ 10 °, 20 ° to 80 °, [180] ° -60 ° (1- ( ⁇ -50) 2/900) 1/2 ] to 180 °).
  • Equation (2) (0 ° ⁇ 10 °, [180 ° -30 ° (1- ( ⁇ 90) 2/8100) 1/2 ] to 180 °, arbitrary ⁇ ).
  • the specific band can be sufficiently widened, which is preferable.
  • FIG. 22 is a front sectional view of an elastic wave device having an acoustic multilayer film.
  • the acoustic multilayer film 82 is laminated on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2.
  • the acoustic multilayer film 82 has a laminated structure of low acoustic impedance layers 82a, 82c, 82e having a relatively low acoustic impedance and high acoustic impedance layers 82b, 82d having a relatively high acoustic impedance.
  • the bulk wave in the thickness slip mode can be confined in the piezoelectric layer 2 without using the cavity 9 in the elastic wave device 1. Also in the elastic wave device 81, by setting the d / p to 0.5 or less, resonance characteristics based on the bulk wave in the thickness slip mode can be obtained.
  • the number of layers of the low acoustic impedance layers 82a, 82c, 82e and the high acoustic impedance layers 82b, 82d is not particularly limited. It is sufficient that at least one high acoustic impedance layer 82b, 82d is arranged on the side farther from the piezoelectric layer 2 than the low acoustic impedance layers 82a, 82c, 82e.
  • the low acoustic impedance layers 82a, 82c, 82e and the high acoustic impedance layers 82b, 82d can be made of an appropriate material as long as the relationship of the acoustic impedance is satisfied.
  • examples of the material of the low acoustic impedance layers 82a, 82c, 82e include silicon oxide and silicon nitride. Further, examples of the material of the high acoustic impedance layers 82b and 82d include alumina, silicon nitride, and metal.
  • the piezoelectric substrates of each of the above embodiments and modifications are the laminated bodies shown in FIG.
  • the support member 8 may be provided with the cavity portion 9. Further, when viewed in a plan view, at least a part of the IDT electrode and the cavity 9 may overlap.
  • an acoustic multilayer film 82 as an acoustic reflection film may be provided between the support member 8 and the piezoelectric layer 2.
  • the d / p is preferably 0.24 or less. Thereby, even better resonance characteristics can be obtained.
  • the elastic wave resonators in each of the above embodiments and modifications satisfy MR ⁇ 1.75 (d / p) +0.075 as described above. In this case, spurious can be suppressed more reliably.
  • Parallel arm resonators S1, S1a to S1d, S2, S2a- S2d, S3a to S3d, S4a to S4d ...

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Abstract

良好な共振特性を得ることができる、弾性波装置を提供する。　本発明に係る弾性波装置は、第１，第２の信号端１２Ａ，１２Ｂを有するフィルタ装置１０の、第１，第２の信号端１２Ａ，１２Ｂの間に接続される弾性波装置であって、支持部材と、支持部材上に設けられており、結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有し、かつＺカットのニオブ酸リチウムからなる圧電層１７と、ＩＤＴ電極とを備える。ＩＤＴ電極は複数の第１，第２の電極指を有する。圧電層１７の厚みをｄ、隣り合う第１，第２の電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐは０．５以下である。複数の第１の電極指の先端を結ぶことにより形成される仮想線を包絡線としたときに、包絡線が延びる方向とＹ軸の方向とが交叉しており、包絡線が延びる方向とＹ軸の方向とがなす角の角度であり、０°以外の角度をスラント角αとし、スラント角αの絶対値を｜α｜としたときに、９°≦｜α｜≦１４°である。

Description

弾性波装置
　本発明は、弾性波装置に関する。
　従来、弾性波装置は、携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。近年においては、下記の特許文献１に記載のような、厚み滑りモードのバルク波を用いた弾性波装置が提案されている。この弾性波装置においては、圧電層上に、対となる電極が設けられている。対となる電極は圧電層上において対向し合っており、かつ異なる電位に接続される。上記電極間に交流電圧を印加することにより、厚み滑りモードのバルク波を励振させている。
米国特許第１０４９１１９２号明細書
　厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置において、圧電層としてＺカットのＬｉＮｂＯ３を用いると、十分な共振特性を得られないことがあった。
　本発明の目的は、良好な共振特性を得ることができる、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のある広い局面では、第１の信号端及び第２の信号端を有するフィルタ装置の、前記第１の信号端及び前記第２の信号端の間に接続される弾性波装置であって、支持部材と、前記支持部材上に設けられており、結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有し、かつＺカットのニオブ酸リチウムからなる圧電層と、前記圧電層上に設けられているＩＤＴ電極とが備えられており、前記ＩＤＴ電極が、対向し合う第１のバスバー及び第２のバスバーと、前記第１のバスバーのそれぞれ一端が接続されている複数の第１の電極指と、前記第２のバスバーにそれぞれ一端が接続されており、かつ前記複数の第１の電極指と間挿し合っている複数の第２の電極指とを有し、前記圧電層の厚みをｄ、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、前記複数の第１の電極指の先端を結ぶことにより形成される仮想線を包絡線としたときに、前記包絡線が延びる方向と前記Ｙ軸の方向とが交叉しており、前記包絡線が延びる方向と前記Ｙ軸の方向とがなす角の角度であり、０°以外の角度をスラント角αとし、前記スラント角αの絶対値を｜α｜としたときに、９°≦｜α｜≦１４°である。
　本発明に係る弾性波装置の他の広い局面では、第１の信号端及び第２の信号端を有するフィルタ装置の、前記第１の信号端及び前記第２の信号端の間の接続点とグラウンド電位との間に接続される弾性波装置であって、支持部材と、前記支持部材上に設けられており、結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有し、かつＺカットのニオブ酸リチウムからなる圧電層と、前記圧電層上に設けられているＩＤＴ電極とが備えられており、前記ＩＤＴ電極が、対向し合う第１のバスバー及び第２のバスバーと、前記第１のバスバーのそれぞれ一端が接続されている複数の第１の電極指と、前記第２のバスバーにそれぞれ一端が接続されており、かつ前記複数の第１の電極指と間挿し合っている複数の第２の電極指とを有し、前記圧電層の厚みをｄ、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、前記圧電層の前記Ｙ軸の方向と垂直な方向に前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びており、前記複数の第１の電極指の先端を結ぶことにより形成される仮想線を包絡線としたときに、前記包絡線が延びる方向と前記Ｙ軸の方向とが交叉しており、前記包絡線が延びる方向と前記Ｙ軸の方向とがなす角の角度であり、０°以外の角度をスラント角αとし、前記スラント角αの絶対値を｜α｜としたときに、｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜である。
　本発明に係る弾性波装置によれば、良好な共振特性を得ることができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置の模式的平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置の回路図である。 図３は、本発明の第１の実施形態における直列腕共振子の模式的平面図である。 図４は、弾性波共振子におけるスラント角αと、インピーダンス周波数特性との関係を示す図である 図５は、弾性波共振子におけるスラント角αと、インピーダンスの最大値及び最小値との関係を示す図である。 図６は、図４における３５００～４０００ＭＨｚ付近の拡大図である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係るフィルタ装置の模式的平面図である 図８は、本発明の第３の実施形態に係るフィルタ装置の模式的回路図である。 図９は、本発明の第４の実施形態に係るフィルタ装置の模式的回路図である。 図１０は、本発明の第４の実施形態の変形例に係るフィルタ装置の模式的回路図である。 図１１（ａ）は、厚み滑りモードのバルク波を利用するフィルタ装置の外観を示す略図的斜視図であり、図１１（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図である。 図１２は、図１１（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。 図１３（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１３（ｂ）は、フィルタ装置における、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１４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１５は、厚み滑りモードのバルク波を利用するフィルタ装置の共振特性を示す図である。 図１６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／ｐと共振子としての比帯域との関係を示す図である。 図１７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１８は、スプリアスが現れている参考例の弾性波装置の共振特性を示す図である。 図１９は、比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す図である。 図２０は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲとの関係を示す図である。 図２１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２２は、音響多層膜を有す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は、本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置の模式的平面図である。図２は、第１の実施形態に係るフィルタ装置の回路図である。
　図１及び図２に示すように、フィルタ装置１０はラダー型フィルタである。図１に示すように、フィルタ装置１０は、第１の信号端１２Ａ及び第２の信号端１２Ｂと、グラウンド端１９と、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子とを有する。より具体的には、フィルタ装置１０の複数の直列腕共振子は、直列腕共振子Ｓ１及び直列腕共振子Ｓ２である。複数の並列腕共振子は、並列腕共振子Ｐ１及び並列腕共振子Ｐ２である。第１の信号端１２Ａは入力端である。第２の信号端１２Ｂはアンテナ端である。アンテナ端はアンテナに接続される。グラウンド端１９はグラウンド電位に接続される。
　フィルタ装置１０においては、第１の信号端１２Ａ及び第２の信号端１２Ｂの間に、直列腕共振子Ｓ１及び直列腕共振子Ｓ２が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。第２の信号端１２Ｂ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。本実施形態では、全ての直列腕共振子及び全ての並列腕共振子は弾性波共振子である。直列腕共振子Ｓ１が、最も第１の信号端１２Ａ側に配置された弾性波共振子である。直列腕共振子Ｓ２及び並列腕共振子Ｐ２が、最も第２の信号端１２Ｂ側に配置された弾性波共振子である。本実施形態では、直列腕共振子Ｓ１及び直列腕共振子Ｓ２が、本発明の一実施形態に係る弾性波装置である。なお、フィルタ装置１０の回路構成は上記に限定されない。フィルタ装置１０は、少なくとも１つの本発明に係る弾性波装置を有していればよい。ここでは、弾性波装置は弾性波共振子と同義であるとする。
　フィルタ装置１０の通過帯域はｎ７９である。より具体的には、フィルタ装置１０の通過帯域は４４００～５０００ＭＨｚである。もっとも、フィルタ装置１０の通過帯域は上記に限定されない。例えば、フィルタ装置１０の通過帯域はｎ７７などであってもよい。フィルタ装置１０の通過帯域がｎ７７である場合、フィルタ装置１０の通過帯域は、３４００～４２００ＭＨｚである。なお、フィルタ装置１０はラダー型フィルタに限定されない。さらに、本発明に係るフィルタ装置は、送信フィルタであってもよく、受信フィルタであってもよく、あるいは、デュプレクサやマルチプレクサなどの複合フィルタ装置であってもよい。
　複数の弾性波共振子は圧電性基板１３を共有している。圧電性基板１３は圧電層１７を有する。圧電層１７は、結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有する。圧電層１７はＺカットのニオブ酸リチウムからなる。本明細書においてＺカットニオブ酸リチウムとは、回転角０°のニオブ酸リチウムのみではなく、回転角－１０°以上、１０°以下のニオブ酸リチウムも含むものとする。さらに、本明細書において、ある部材がある材料からなるとは、弾性波装置及びフィルタ装置の電気的特性が劣化しない程度の微量な不純物が含まれる場合を含む。
　各弾性波共振子は、ＩＤＴ電極をそれぞれ有する。各ＩＤＴ電極は、圧電層１７上に設けられている。本実施形態においては、各ＩＤＴ電極は、Ｔｉ層及びＡｌ層が積層された積層金属膜からなる。Ｔｉ層は、Ａｌ層よりも圧電層１７側に位置する。もっとも、各ＩＤＴ電極の材料は上記に限定されない。あるいは、各ＩＤＴ電極は、単層の金属膜からなっていてもよい。
　直列腕共振子Ｓ２のＩＤＴ電極は、ＩＤＴ電極１８Ｂである。ＩＤＴ電極１８Ｂは、第１のバスバー２２及び第２のバスバー２３と、複数の第１の電極指２４及び複数の第２の電極指２５とを有する。第１の電極指２４は本発明における第１電極である。複数の第１の電極指２４は周期的に配置されている。複数の第１の電極指２４の一端はそれぞれ、第１のバスバー２２に接続されている。第２の電極指２５は本発明における第２電極である。複数の第２の電極指２５は周期的に配置されている。複数の第２の電極指２５の一端はそれぞれ、第２のバスバー２３に接続されている。複数の第１の電極指２４及び複数の第２の電極指２５は互いに間挿し合っている。
　以下においては、第１の電極指２４及び第２の電極指２５を単に電極指と記載することもある。隣り合う電極指同士が対向する方向を電極指対向方向とし、複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向としたときに、ＩＤＴ電極１８Ｂにおいては、電極指延伸方向は電極指対向方向と垂直である。さらに、電極指延伸方向はＹ軸の方向と垂直である。もっとも、電極指延伸方向、電極指対向方向及びＹ軸の方向の関係は上記に限定されない。
　ＩＤＴ電極１８Ｂは、傾斜型のＩＤＴ電極である。より具体的には、複数の第１の電極指２４の先端を結ぶことにより形成される仮想線を第１の包絡線Ｅ１としたときに、第１の包絡線Ｅ１が延びる方向は、電極指対向方向及びＹ軸の方向と交叉している。なお、図１においては、Ｙ軸の方向を二点鎖線の矢印により示している。同様に、複数の第２の電極指２５の先端を結ぶことにより形成される仮想線を第２の包絡線Ｅ２としたときに、第２の包絡線Ｅ２が延びる方向は、電極指対向方向及びＹ軸の方向と交叉している。本実施形態では、第１の包絡線Ｅ１及び第２の包絡線Ｅ２は平行である。もっとも、第１の包絡線Ｅ１及び第２の包絡線Ｅ２の関係は上記に限定されるものではない。
　各ＩＤＴ電極も、第１のバスバー及び第２のバスバーと、複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指とを有する。各ＩＤＴ電極においても、第１の包絡線及び第２の包絡線としての仮想線を形成することができる。直列腕共振子Ｓ１は、直列腕共振子Ｓ２と同様に、傾斜型のＩＤＴ電極を有する。他方、並列腕共振子Ｐ１及び並列腕共振子Ｐ２は、いわゆる正規型のＩＤＴ電極を有する。本明細書における正規型のＩＤＴ電極においては、電極指対向方向、第１の包絡線が延びる方向及び第２の包絡線が延びる方向は平行である。
　図３は、第１の実施形態における直列腕共振子の模式的平面図である。
　直列腕共振子Ｓ２のＩＤＴ電極１８Ｂにおいて、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は交叉領域である。さらに、直列腕共振子Ｓ２は複数の励振領域Ｃを有する。励振領域Ｃは、交叉領域と同様に、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。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、交叉領域は、複数の励振領域Ｃを含む。ＩＤＴ電極１８Ｂに交流電圧を印加することにより、複数の励振領域Ｃにおいて弾性波が励振される。本実施形態においては、例えば厚み滑り１次モードなどの、厚み滑りモードのバルク波を利用可能に、直列腕共振子Ｓ２が構成されている。他の弾性波共振子も同様に、交叉領域及び複数の励振領域を有する。
　複数の弾性波共振子のそれぞれにおいて、圧電層１７の厚みをｄ、隣り合う第１の電極指及び第２の電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐは０．５以下である。これにより、厚み滑りモードのバルク波が好適に励振される。なお、詳細は後述するが、圧電性基板１３は、支持部材、絶縁層及び圧電層１７の積層体である。支持部材上に絶縁層が設けられている。絶縁層上に圧電層１７が設けられている。もっとも、圧電層１７は、支持部材上に直接的に設けられていてもよい。図１に示すように、複数の弾性波共振子は同じ支持部材、絶縁層及び同じ圧電層１７を共有している。もっとも、複数の弾性波共振子は、それぞれ別個の支持部材、絶縁層及び圧電層を有していてもよい。
　弾性波共振子において、第１の包絡線が延びる方向とＹ軸の方向とがなす角の角度をスラント角αとする。特に、例えば直列腕共振子Ｓ２などの、傾斜型のＩＤＴ電極を有する弾性波共振子においては、第１の包絡線が延びる方向とＹ軸の方向とがなす角の角度であり、０°以外の角度を、スラント角αとする。スラント角αの絶対値を｜α｜とする。
　上記のように、フィルタ装置１０は、本発明の弾性波装置としての、直列腕共振子Ｓ１及び直列腕共振子Ｓ２を有する。本実施形態における弾性波装置の特徴は、スラント角αの絶対値｜α｜が、９°≦｜α｜≦１４°であることにある。それによって、良好な共振特性を得ることができる。さらに、本実施形態のフィルタ装置１０の特徴は、少なくとも１つの弾性波共振子が、本発明の弾性波装置であることにある。それによって、フィルタ装置１０が含む共振子において、良好な共振特性を得ることができる。この詳細を以下において示す。
　弾性波共振子のスラント角αを変化させる毎に、共振特性を評価した。より具体的には、スラント角αを、０°以上、４０°以下において２°刻みで変化させた。弾性波共振子の設計パラメータは以下の通りとした。なお、下記の電極指ピッチとは、隣り合う電極指同士の中心間距離である。電極指の先端及びバスバーの間の距離をＩ－Ｂギャップとする。交叉領域の電極指延伸方向に沿う寸法を交叉幅とする。電極指の幅とは、電極指の電極指対向方向に沿う寸法である。
　ＩＤＴ電極の層構成；各層の材料…圧電層側からＴｉ／Ａｌ、各層の厚み…圧電層側から０．０５μｍ／０．５μｍ
　電極指ピッチ；３．８５μｍ
　Ｉ－Ｂギャップ；５．７７５μｍ
　交叉幅：３９．４３５μｍ
　電極指の幅；１．１μｍ
　電極指の対数；１００対
　圧電層のオイラー角（φ，θ，ψ）；（０°，０°，９０°）
　圧電層の厚み；０．４μｍ
　図４は、弾性波共振子におけるスラント角αと、インピーダンス周波数特性との関係を示す図である。
　図４に示すように、スラント角αが異なる場合には、共振周波数付近及び反共振周波数付近のインピーダンスが異なることがわかる。本実施形態のように、９°≦｜α｜≦１４°である場合には、共振周波数付近において、急峻なインピーダンス周波数特性を得ることができる。従って、良好な共振特性を得ることができる。本実施形態のように、９°≦｜α｜≦１４°である弾性波共振子は、フィルタ装置１０において直列腕共振子として用いられることが好ましい。それによって、フィルタ装置１０全体としてのフィルタ特性を向上させることができる。
　さらに、弾性波共振子のスラント角αを変化させる毎に、共振特性を評価した。より具体的には、スラント角αを、－２０°以上、２０°以下において２°刻みで変化させた。
　図５は、弾性波共振子におけるスラント角αと、インピーダンスの最大値及び最小値との関係を示す図である。
　図５に示すように、スラント角αが、－１４°≦α≦－９°である場合、及び９°≦α≦１４°である場合において、インピーダンスの最大値及び最小値が小さくなっていることがわかる。よって、スラント角αの絶対値｜α｜が９°≦｜α｜≦１４°である場合に、インピーダンスの最小値が小さい。そして、弾性波共振子のインピーダンスは共振周波数、あるいはその付近において最小値をとる。よって、本実施形態のように、９°≦｜α｜≦１４°である弾性波共振子においては、共振周波数付近におけるインピーダンスを小さくすることができる。上記のように、このような弾性波共振子は、フィルタ装置１０において直列腕共振子として用いられることが好ましい。それによって、フィルタ装置１０の挿入損失を小さくすることができる。もっとも、９°≦｜α｜≦１４°である弾性波共振子は、フィルタ装置１０において、並列腕共振子として用いられてもよい。
　ところで、図１に示すように、本実施形態においては、フィルタ装置１０は複数の弾性波共振子を有する。さらに、複数の弾性波共振子は、本発明の一実施形態に係る複数の弾性波装置を含む。具体的には、該複数の弾性波共振子は、直列腕共振子Ｓ１及び直列腕共振子Ｓ２である。この場合、本発明に係る複数の弾性波共振子のスラント角αは互いに異なることが好ましい。それによって、スプリアスを抑制することができる。これを以下において示す。
　図６は、図４における３５００～４０００ＭＨｚ付近の拡大図である。
　図６に示すように、弾性波共振子においてはスラント角αが異なると、スプリアスが生じる周波数及びスプリアスのレベルにばらつきが生じることがわかる。よって、傾斜型のＩＤＴ電極を有する複数の弾性波共振子間において、スラント角αが互いに異なる場合には、スプリアスが生じる周波数、及びスプリアスのレベルを分散させることができる。従って、複数の弾性波共振子のスラント角αが互いに異なる場合、フィルタ装置全体として、スプリアスを抑制することができる。なお、フィルタ装置が、複数の直列腕共振子を有し、少なくとも２つの直列腕共振子が第１の実施形態と同様の弾性波共振子であり、かつ該少なくとも２つの直列腕共振子のスラント角αが互いに異なることがより好ましい。この場合には、上記のように、スプリアスを抑制することができ、フィルタ特性を効果的に向上させることができる。
　図７は、第２の実施形態に係るフィルタ装置の模式的平面図である。
　第２の実施形態は、並列腕共振子Ｐ３１及び並列腕共振子Ｐ３２が本発明の一実施形態に係る弾性波装置であり、かつスラント角αの絶対値｜α｜が｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜である点において、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、第２の実施形態のフィルタ装置３０は第１の実施形態のフィルタ装置１０と同様の構成を有する。なお、第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様の直列腕共振子Ｓ１及び直列腕共振子Ｓ２が含まれるが、第２の実施形態の弾性波共振子とは、｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜である弾性波共振子をいうものとする。
　図７に示すように、並列腕共振子Ｐ３２のＩＤＴ電極３８Ｄは、傾斜型のＩＤＴ電極である。ＩＤＴ電極３８Ｄの第１の包絡線Ｅ３３及び第２の包絡線Ｅ３４は平行である。第１の包絡線Ｅ３３及び第２の包絡線Ｅ３４が延びる方向は、電極指対向方向及びＹ軸の方向と交叉している。並列腕共振子Ｐ３１も同様に、傾斜型のＩＤＴ電極を有する。並列腕共振子Ｐ３１及び並列腕共振子Ｐ３２のスラント角αの絶対値｜α｜は、｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜であり、かつ｜α｜≠０°である。
　上記のように、図４においては、スラント角αが０°以上、４０°以下において２°刻みで変化させた結果が示されている。そして、図４における、α＝１０°、α＝１２°及びα＝１４°である場合以外の結果は、｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜である場合の結果である。図４に示すように、｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜である場合、反共振周波数付近において、急峻なインピーダンス周波数特性を得ることができる。従って、良好な共振特性を得ることができる。第２の実施形態のように、｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜であり、かつ｜α｜≠０°である弾性波共振子は、フィルタ装置３０において並列腕共振子として用いられることが好ましい。それによって、フィルタ装置３０全体としてのフィルタ特性を向上させることができる。
　図５に示すように、スラント角αが、α＜－１４°である場合、－９°＜α＜０°である場合、０°＜α＜９°である場合及び１４°＜αである場合において、インピーダンスの最大値及び最小値が大きくなっていることがわかる。よって、スラント角αの絶対値｜α｜が｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜であり、かつ｜α｜≠０°である場合に、インピーダンスの最大値が大きい。そして、弾性波共振子のインピーダンスは反共振周波数、あるいはその付近において最大値をとる。よって、第２の実施形態のように、｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜であり、かつ｜α｜≠０°である弾性波共振子においては、反共振周波数付近におけるインピーダンスを大きくすることができる。上記のように、このような弾性波共振子は、フィルタ装置３０において並列腕共振子として用いられることが好ましい。それによって、フィルタ装置１０の挿入損失を小さくすることができる。もっとも、｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜であり、かつ｜α｜≠０°である弾性波共振子は、フィルタ装置３０において、直列腕共振子として用いられてもよい。
　フィルタ装置が、複数の並列腕共振子を有し、少なくとも２つの並列腕共振子が第２の実施形態と同様の弾性波共振子であり、かつ該少なくとも２つの並列腕共振子のスラント角αが互いに異なることが好ましい。この場合には、図６に示したようにスプリアスを分散させることができ、スプリアスを抑制することができる。よって、フィルタ特性を効果的に向上させることができる。
　図８は、第３の実施形態に係るフィルタ装置の模式的回路図である。
　本実施形態は、フィルタ装置４０の回路構成が第２の実施形態と異なる。より具体的には、フィルタ装置４０はラダー型フィルタである。フィルタ装置４０は、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子を有する。複数の直列腕共振子は複数の分割共振子を含む。同様に、複数の並列腕共振子も複数の分割共振子を有する。分割共振子は、１つの共振子が直列分割または並列分割された共振子である。本実施形態においては、複数の分割共振子は全て並列分割された共振子である。もっとも、複数の分割共振子は、直列分割された共振子を含んでいてもよい。フィルタ装置４０の共振子は、全て弾性波共振子である。
　フィルタ装置４０においては、第１の信号端１２Ａは入力端である。第２の信号端１２Ｂはアンテナ端である。第１の信号端１２Ａ及び第２の信号端１２Ｂは、例えば、電極パッドとして構成されていてもよく、あるいは、配線として構成されていてもよい。
　同じ直列腕共振子が分割された複数の分割共振子の群を直列腕共振子群としたときに、フィルタ装置４０は、直列腕共振子群Ｓ１０、直列腕共振子群Ｓ２０、直列腕共振子群Ｓ３０及び直列腕共振子群Ｓ４０を有する。直列腕共振子群Ｓ１０、直列腕共振子群Ｓ２０、直列腕共振子群Ｓ３０及び直列腕共振子群Ｓ４０は、第１の信号端１２Ａ及び第２の信号端１２Ｂの間に、互いに直列に接続されている。直列腕共振子群Ｓ１０は、複数の分割共振子としての、直列腕共振子Ｓ１ａ、直列腕共振子Ｓ１ｂ、直列腕共振子Ｓ１ｃ及び直列腕共振子Ｓ１ｄを含む。直列腕共振子群Ｓ２０は、複数の分割共振子としての、直列腕共振子Ｓ２ａ、直列腕共振子Ｓ２ｂ、直列腕共振子Ｓ２ｃ及び直列腕共振子Ｓ２ｄを含む。直列腕共振子群Ｓ３０は、複数の分割共振子としての、直列腕共振子Ｓ３ａ、直列腕共振子Ｓ３ｂ、直列腕共振子Ｓ３ｃ及び直列腕共振子Ｓ３ｄを含む。直列腕共振子群Ｓ４０は、複数の分割共振子としての、直列腕共振子Ｓ４ａ、直列腕共振子Ｓ４ｂ、直列腕共振子Ｓ４ｃ及び直列腕共振子Ｓ４ｄを含む。
　同じ並列腕共振子が分割された複数の分割共振子の群を並列腕共振子群としたときに、フィルタ装置４０は、並列腕共振子群Ｐ１０、並列腕共振子群Ｐ２０及び並列腕共振子群Ｐ３０と、並列腕共振子Ｐ４１とを有する。直列腕共振子群Ｓ１０及び直列腕共振子群Ｓ２０の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子群Ｐ１０が接続されている。直列腕共振子群Ｓ２０及び直列腕共振子群Ｓ３０の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子群Ｐ２０が接続されている。直列腕共振子群Ｓ３０及び直列腕共振子群Ｓ４０の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子群Ｐ３０が接続されている。第１の信号端１２Ｂとグラウンド電位との間に、並列腕共振子Ｐ４１が接続されている。
　並列腕共振子群Ｐ１０は、複数の分割共振子としての、並列腕共振子Ｐ１ａ、並列腕共振子Ｐ１ｂ、並列腕共振子Ｐ１ｃ及び並列腕共振子Ｐ１ｄを含む。並列腕共振子群Ｐ２０は、複数の分割共振子としての、並列腕共振子Ｐ２ａ及び並列腕共振子Ｐ２ｂを含む。並列腕共振子群Ｐ３０は、複数の分割共振子としての、並列腕共振子Ｐ３ａ、並列腕共振子Ｐ３ｂ及び並列腕共振子Ｐ３ｃを含む。
　本実施形態においては、直列腕共振子群Ｓ１０における全ての分割共振子が本発明に係る弾性波装置である。加えて、直列腕共振子群Ｓ１０における全ての分割共振子間において、スラント角αの絶対値が互いに異なる。このように、直列分割または並列分割された弾性波共振子間において、スラント角αが互いに異なることが好ましい。これにより、スプリアスを効果的に抑制することができる。なお、直列腕共振子群における少なくとも２つの分割共振子が本発明に係る弾性波装置であり、かつスラント角αが互いに異なっていてもよい。あるいは、並列腕共振子群における少なくとも２つの分割共振子が本発明に係る弾性波装置であり、かつスラント角αが互いに異なっていてもよい。
　もっとも、フィルタ装置４０は、本発明に係る弾性波装置を少なくとも１つ有していればよい。それによって、フィルタ装置４０が含む共振子において、良好な共振特性を得ることができる。なお、該弾性波共振子において、９°≦｜α｜≦１４°である場合には、該弾性波共振子を直列腕共振子として用いることが好ましい。もっとも、該弾性波共振子を並列腕共振子として用いてもよい。他方、該弾性波共振子において、｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜であり、かつ｜α｜≠０°である場合には、該弾性波共振子を並列腕共振子として用いることが好ましい。もっとも、該弾性波共振子を直列腕共振子として用いてもよい。
　図９は、第４の実施形態に係るフィルタ装置の模式的回路図である。
　本実施形態は、フィルタ装置５０の回路構成が第２の実施形態と異なる。より具体的には、フィルタ装置５０は、直列腕共振子Ｓ５１と、フィルタ部５１とを有する。フィルタ部５１の回路構成は特に限定されないが、例えば、縦結合共振子型弾性波フィルタを含んでいてもよい。本実施形態においては、直列腕共振子Ｓ５１は、ラダー型フィルタを構成する共振子ではない。直列腕共振子Ｓ５１はトラップ共振子である。
　直列腕共振子Ｓ５１は、本発明に係る弾性波装置である。よって、フィルタ装置５０の共振子において、良好な共振特性を得ることができる。なお、直列腕共振子Ｓ５１は、本発明における、スラント角αの絶対値が９°≦｜α｜≦１４°である弾性波装置であることが好ましい。もっとも、直列腕共振子Ｓ５１は、本発明における、スラント角αの絶対値が｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜であり、かつ｜α｜≠０°である弾性波装置であってもよい。
　本実施形態においては、本発明に係る弾性波装置は直列トラップとして用いられている。もっとも本発明に係る弾性波装置は並列トラップとして用いられていてもよい。例えば、図１０に示す第４の実施形態の変形例においては、フィルタ装置５０Ａは、並列腕共振子Ｐ５１と、フィルタ部５１とを有する。本変形例においては、並列腕共振子Ｐ５１は、本発明に係る弾性波装置であり、かつトラップ共振子である。本変形例においても、フィルタ装置５０Ａの共振子において、良好な共振特性を得ることができる。なお、並列腕共振子Ｐ５１は、本発明における、スラント角αの絶対値が｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜であり、かつ｜α｜≠０°である弾性波装置であることが好ましい。もっとも、並列腕共振子Ｐ５１は、本発明における、スラント角αの絶対値が９°≦｜α｜≦１４°である弾性波装置であってもよい。
　以下において、正規型のＩＤＴ電極を例として用いて、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の詳細を説明する。なお、以下においても、弾性波装置は弾性波共振子と同義である。上記第１～第４の実施形態及び変形例における弾性波共振子の圧電性基板は、下記の図１２などに示す支持部材、絶縁層及び圧電層の積層体である。もっとも、圧電層は、支持部材上に直接的に設けられていてもよい。
　図１１（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１１（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図であり、図１２は、図１１（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。ＬｉＮｂＯ３のカット角は、Ｚカットである。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、１０００ｎｍ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１１（ａ）及び図１１（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。これら複数の電極３，４、及び第１のバスバー５、第２のバスバー６によりＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｒａｎｓｕｄｕｃｅｒ）電極が構成されている。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１１（ａ）及び図１１（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１１（ａ）及び図１１（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１１（ａ）及び図１１（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１２に示すように、開口部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）や（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４ｋΩ以上の高抵抗であることが望ましい。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。
　支持部材８の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、マグネシア、サファイア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、窒化ガリウムなどの半導体などを用いることができる。
　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１３（ａ）及び図１３（ｂ）を参照して説明する。
　図１３（ａ）は、日本公開特許公報　特開２０１２－２５７０１９号公報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１３（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１３（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１４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１４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１５は、図１２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１５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１６を参照して説明する。
　図１５に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しｄ／ｐを変化させ、複数の弾性波装置を得た。図１６は、このｄ／ｐ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１６から明らかなように、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／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／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、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。
　図１７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１７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。
　弾性波装置１では、好ましくは、複数の電極３，４において、いずれかの隣り合う電極３，４が対向している方向に視たときに重なっている領域である励振領域Ｃに対する、上記隣り合う電極３，４のメタライゼーション比ＭＲが、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たすことが望ましい。その場合には、スプリアスを効果的に小さくすることができる。これを、図１８及び図１９を参照して説明する。図１８は、上記弾性波装置１の共振特性の一例を示す参考図である。矢印Ｂで示すスプリアスが、共振周波数と反共振周波数との間に現れている。なお、ｄ／ｐ＝０．０８として、かつＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，０°，９０°）とした。また、上記メタライゼーション比ＭＲ＝０．３５とした。
　メタライゼーション比ＭＲを、図１１（ｂ）を参照して説明する。図１１（ｂ）の電極構造において、１対の電極３，４に着目した場合、この１対の電極３，４のみが設けられるとする。この場合、一点鎖線Ｃで囲まれた部分が励振領域となる。この励振領域Ｃとは、電極３と電極４とを、電極３，４の長さ方向と直交する方向すなわち対向方向に視たときに電極３における電極４と重なり合っている領域、電極４における電極３と重なり合っている領域、及び、電極３と電極４との間の領域における電極３と電極４とが重なり合っている領域である。そして、この励振領域Ｃの面積に対する、励振領域Ｃ内の電極３，４の面積が、メタライゼーション比ＭＲとなる。すなわち、メタライゼーション比ＭＲは、メタライゼーション部分の面積の励振領域Ｃの面積に対する比である。
　なお、複数対の電極が設けられている場合、励振領域の面積の合計に対する全励振領域に含まれているメタライゼーション部分の割合をＭＲとすればよい。
　図１９は本実施形態に従って、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す図である。なお、比帯域については、圧電層の膜厚や電極の寸法を種々変更し、調整した。また、図１８は、ＺカットのＬｉＮｂＯ３からなる圧電層を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電層を用いた場合においても、同様の傾向となる。
　図１９中の楕円Ｊで囲まれている領域では、スプリアスが１．０と大きくなっている。図１９から明らかなように、比帯域が０．１７を超えると、すなわち１７％を超えると、スプリアスレベルが１以上の大きなスプリアスが、比帯域を構成するパラメータを変化させたとしても、通過帯域内に現れる。すなわち、図１８に示す共振特性のように、矢印Ｂで示す大きなスプリアスが帯域内に現れる。よって、比帯域は１７％以下であることが好ましい。この場合には、圧電層２の膜厚や電極３，４の寸法などを調整することにより、スプリアスを小さくすることができる。
　図２０は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲと、比帯域との関係を示す図である。上記弾性波装置において、ｄ／２ｐと、ＭＲが異なる様々な弾性波装置を構成し、比帯域を測定した。図２０の破線Ｄの右側のハッチングを付して示した部分が、比帯域が１７％以下の領域である。このハッチングを付した領域と、付していない領域との境界は、ＭＲ＝３．５（ｄ／２ｐ）＋０．０７５で表される。すなわち、ＭＲ＝１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５である。従って、好ましくは、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５である。その場合には、比帯域を１７％以下としやすい。より好ましくは、図２０中の一点鎖線Ｄ１で示すＭＲ＝３．５（ｄ／２ｐ）＋０．０５の右側の領域である。すなわち、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０５であれば、比帯域を確実に１７％以下にすることができる。
　図２１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２１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２２は、音響多層膜を有する弾性波装置の正面断面図である。弾性波装置８１では、圧電層２の第２の主面２ｂに音響多層膜８２が積層されている。音響多層膜８２は、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８２ａ，８２ｃ，８２ｅと、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８２ｂ，８２ｄとの積層構造を有する。音響多層膜８２を用いた場合、弾性波装置１における空洞部９を用いずとも、厚み滑りモードのバルク波を圧電層２内に閉じ込めることができる。弾性波装置８１においても、上記ｄ／ｐを０．５以下とすることにより、厚み滑りモードのバルク波に基づく共振特性を得ることができる。なお、音響多層膜８２においては、その低音響インピーダンス層８２ａ，８２ｃ，８２ｅ及び高音響インピーダンス層８２ｂ，８２ｄの積層数は特に限定されない。低音響インピーダンス層８２ａ，８２ｃ，８２ｅよりも、少なくとも１層の高音響インピーダンス層８２ｂ，８２ｄが圧電層２から遠い側に配置されておりさえすればよい。
　上記低音響インピーダンス層８２ａ，８２ｃ，８２ｅ及び高音響インピーダンス層８２ｂ，８２ｄは、上記音響インピーダンスの関係を満たす限り、適宜の材料で構成することができる。
　例えば、低音響インピーダンス層８２ａ，８２ｃ，８２ｅの材料としては、酸化ケイ素または酸窒化ケイ素などを挙げることができる。また、高音響インピーダンス層８２ｂ，８２ｄの材料としては、アルミナ、窒化ケイ素または金属などを挙げることができる。
　上述したように、上記各実施形態及び変形例の圧電性基板は図１２に示す積層体である。上記圧電性基板においては、支持部材８に、空洞部９が設けられていてもよい。さらに、平面視したときに、ＩＤＴ電極の少なくとも一部と空洞部９とが重なっていてもよい。
　例えば、上記各実施形態及び変形例の圧電性基板において、図２２に示すように、支持部材８及び圧電層２の間に、音響反射膜としての音響多層膜８２が設けられていてもよい。上記各実施形態及び変形例における弾性波共振子においては、ｄ／ｐが０．２４以下であることが好ましい。それによって、より一層良好な共振特性を得ることができる。さらに、上記各実施形態及び変形例における弾性波共振子において、上記のように、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たすことが好ましい。この場合には、スプリアスをより確実に抑制することができる。
１…弾性波装置
２…圧電層
２ａ…第１の主面
２ｂ…第２の主面
３，４…電極
５，６…第１，第２のバスバー
７…絶縁層
７ａ…開口部
８…支持部材
８ａ…開口部
９…空洞部
１０…フィルタ装置
１２Ａ，１２Ｂ…第１，第２の信号端
１３…圧電性基板
１７…圧電層
１８Ｂ，１８Ｄ…ＩＤＴ電極
１９…グラウンド端
２２，２３…第１，第２のバスバー
２４，２５…第１，第２の電極指
３０…フィルタ装置
３８Ｄ…ＩＤＴ電極
４０，５０，５０Ａ…フィルタ装置
５１…フィルタ部
８０，８１…弾性波装置
８２…音響多層膜
８２ａ，８２ｃ，８２ｅ…低音響インピーダンス層
８２ｂ，８２ｄ…高音響インピーダンス層
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
Ｐ１，Ｐ１ａ～Ｐ１ｄ，Ｐ２，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ａ～Ｐ３ｃ…並列腕共振子
Ｐ１０，Ｐ２０，Ｐ３０…並列腕共振子群
Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ４１，Ｐ５１…並列腕共振子
Ｓ１，Ｓ１ａ～Ｓ１ｄ，Ｓ２，Ｓ２ａ～Ｓ２ｄ，Ｓ３ａ～Ｓ３ｄ，Ｓ４ａ～Ｓ４ｄ…直列腕共振子
Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ４０…直列腕共振子群
Ｓ５１…直列腕共振子
ＶＰ１…仮想平面

Claims (13)

  1. 　第１の信号端及び第２の信号端を有するフィルタ装置の、前記第１の信号端及び前記第２の信号端の間に接続される弾性波装置であって、
    　支持部材と、
    　前記支持部材上に設けられており、結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有し、かつＺカットのニオブ酸リチウムからなる圧電層と、
    　前記圧電層上に設けられているＩＤＴ電極と、
    を備え、
    　前記ＩＤＴ電極が、対向し合う第１のバスバー及び第２のバスバーと、前記第１のバスバーのそれぞれ一端が接続されている複数の第１の電極指と、前記第２のバスバーにそれぞれ一端が接続されており、かつ前記複数の第１の電極指と間挿し合っている複数の第２の電極指と、を有し、
    　前記圧電層の厚みをｄ、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、
    　前記複数の第１の電極指の先端を結ぶことにより形成される仮想線を包絡線としたときに、前記包絡線が延びる方向と前記Ｙ軸の方向とが交叉しており、
    　前記包絡線が延びる方向と前記Ｙ軸の方向とがなす角の角度であり、０°以外の角度をスラント角αとし、前記スラント角αの絶対値を｜α｜としたときに、９°≦｜α｜≦１４°である、弾性波装置。
  2. 　第１の信号端及び第２の信号端を有するフィルタ装置の、前記第１の信号端及び前記第２の信号端の間の接続点とグラウンド電位との間に接続される弾性波装置であって、
    　支持部材と、
    　前記支持部材上に設けられており、結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有し、かつＺカットのニオブ酸リチウムからなる圧電層と、
    　前記圧電層上に設けられているＩＤＴ電極と、
    を備え、
    　前記ＩＤＴ電極が、対向し合う第１のバスバー及び第２のバスバーと、前記第１のバスバーのそれぞれ一端が接続されている複数の第１の電極指と、前記第２のバスバーにそれぞれ一端が接続されており、かつ前記複数の第１の電極指と間挿し合っている複数の第２の電極指と、を有し、
    　前記圧電層の厚みをｄ、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、
    　前記圧電層の前記Ｙ軸の方向と垂直な方向に前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びており、前記複数の第１の電極指の先端を結ぶことにより形成される仮想線を包絡線としたときに、前記包絡線が延びる方向と前記Ｙ軸の方向とが交叉しており、
    　前記包絡線が延びる方向と前記Ｙ軸の方向とがなす角の角度であり、０°以外の角度をスラント角αとし、前記スラント角αの絶対値を｜α｜としたときに、｜α｜＜９°または１４°＜｜α｜である、弾性波装置。
  3. 　前記支持部材に、前記圧電層側に開口している空洞部が設けられており、
    　平面視において、前記ＩＤＴ電極の少なくとも一部と前記空洞部とが重なっている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記支持部材及び前記圧電層の間に設けられている音響反射膜をさらに備え、
    　前記音響反射膜が、相対的に音響インピーダンスが低い、少なくとも１層の低音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが高い、少なくとも１層の高音響インピーダンス層と、を有し、前記低音響インピーダンス層及び前記高音響インピーダンス層が交互に積層されている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  5. 　ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が対向している方向に見たときに重なっている領域が励振領域であり、前記励振領域に対する、前記複数の電極指のメタライゼーション比をＭＲとしたときに、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たす、請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 　前記圧電層を構成しているニオブ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１～６のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
    　（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）
  8. 　前記第１の信号端及び前記第２の信号端と、
    　直列腕共振子及び並列腕共振子を含む複数の弾性波共振子と、
    を備え、
    　少なくとも１つの前記弾性波共振子が、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置である、フィルタ装置。
  9. 　前記第１の信号端及び前記第２の信号端と、
    　直列腕共振子及び並列腕共振子を含む複数の弾性波共振子と、
    を備え、
    　少なくとも２つの前記弾性波共振子が、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置であり、
    　少なくとも２つの前記弾性波共振子の前記スラント角αが異なる、フィルタ装置。
  10. 　複数の前記直列腕共振子を備え、
    　前記スラント角αが異なる前記複数の弾性波共振子が少なくとも２つの前記直列腕共振子である、請求項９に記載のフィルタ装置。
  11. 　複数の前記並列腕共振子を備え、
    　前記スラント角αが異なる前記複数の弾性波共振子が少なくとも２つの前記並列腕共振子である、請求項９に記載のフィルタ装置。
  12. 　前記スラント角αが異なる前記複数の弾性波共振子が、直列分割または並列分割された弾性波共振子である、請求項１０または１１に記載のフィルタ装置。
  13. 　通過帯域がｎ７９である、請求項８～１２のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
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WO2013021948A1 (ja) * 2011-08-08 2013-02-14 株式会社村田製作所 弾性波装置
WO2016208236A1 (ja) * 2015-06-22 2016-12-29 株式会社村田製作所 弾性波フィルタ装置
WO2018198654A1 (ja) * 2017-04-26 2018-11-01 株式会社村田製作所 弾性波装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013021948A1 (ja) * 2011-08-08 2013-02-14 株式会社村田製作所 弾性波装置
WO2016208236A1 (ja) * 2015-06-22 2016-12-29 株式会社村田製作所 弾性波フィルタ装置
WO2018198654A1 (ja) * 2017-04-26 2018-11-01 株式会社村田製作所 弾性波装置

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