WO2022102719A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2022102719A1
WO2022102719A1 PCT/JP2021/041595 JP2021041595W WO2022102719A1 WO 2022102719 A1 WO2022102719 A1 WO 2022102719A1 JP 2021041595 W JP2021041595 W JP 2021041595W WO 2022102719 A1 WO2022102719 A1 WO 2022102719A1
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WO
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elastic wave
wave device
piezoelectric layer
electrode fingers
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PCT/JP2021/041595
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English (en)
French (fr)
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哲也 木村
勝己 鈴木
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
    • H03H9/172—Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
    • H03H9/174—Membranes

Definitions

  • This disclosure relates to an elastic wave device.
  • Patent Document 1 describes an elastic wave device.
  • Patent Document 1 when a cavity is provided between the support substrate and the piezoelectric layer, cracks may occur in the piezoelectric layer due to the generation of spurious. Therefore, it is required to suppress the occurrence of cracks in the piezoelectric layer.
  • the present disclosure is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present disclosure is to provide an elastic wave device that suppresses the generation of cracks in the piezoelectric layer.
  • a reinforcing column extending in the first direction is provided in the cavity in a region that does not overlap with the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers and overlaps with the cavity.
  • the elastic wave device has a support substrate having a thickness in the first direction, a piezoelectric layer provided in the first direction of the support substrate, and a piezoelectric layer provided in the piezoelectric layer and intersects in the first direction.
  • a cavity is provided between the support substrate and the piezoelectric layer at a position where at least a part of the IDT electrode overlaps with the IDT electrode in the first direction.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 6 shows d / 2p as a resonator in the elastic wave apparatus of the first embodiment, where p is the center-to-center distance or the average distance between the centers of adjacent electrodes and d is the average thickness of the piezoelectric layer. It is explanatory drawing which shows the relationship with the specific band of.
  • FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes is provided in the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 9 shows the specific band of the elastic wave apparatus of the first embodiment when a large number of elastic wave resonators are configured, and the phase rotation amount of the impedance of the spurious standardized at 180 degrees as the size of the spurious.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d / 2p, the metallization ratio MR, and the specific band.
  • FIG. 11 is an explanatory 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. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d / 2p, the metallization ratio MR, and the specific band.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the specific band with respect to Euler angles (0 °, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO
  • FIG. 13A is a plan view showing a first embodiment of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view of a portion of FIG. 13A along the line BB.
  • FIG. 13C is a cross-sectional view of a portion of FIG. 13A along the line CC.
  • FIG. 14 is a plan view showing a second embodiment of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a plan view showing a third embodiment of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 16 is a plan view showing a fourth embodiment of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 17A is a plan view showing a fifth embodiment of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 17B is a cross-sectional view of a portion of FIG. 17A along the line BB.
  • FIG. 17C is a cross-sectional view of a portion of FIG. 17A along the line CC.
  • FIG. 18A is a plan view showing a sixth embodiment of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 18B is a cross-sectional view of a portion of FIG. 18A along the line BB.
  • FIG. 18C is a cross-sectional view of a portion of FIG. 18A along the line CC.
  • FIG. 19A is a plan view showing an embodiment of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 19B is a cross-sectional view of a portion of FIG. 19A along the line BB.
  • FIG. 19C is a cross-sectional view of a portion of FIG. 19A along the line CC.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, but is preferably 50 nm or more and 1000 nm or less in order to effectively excite the thickness slip primary mode.
  • the electrode finger 3 is an example of the "first electrode finger”
  • the electrode finger 4 is an example of the "second electrode finger”.
  • a plurality of electrode fingers 3 are connected to the first bus bar 5.
  • the plurality of electrode fingers 4 are connected to the second bus bar 6.
  • the plurality of electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4 are interleaved with each other. This constitutes an IDT electrode including an electrode finger 3, an electrode finger 4, a first bus bar 5, and a second bus bar 6.
  • the thickness direction of the piezoelectric layer 2 is the Z direction (or the first direction), and the direction orthogonal to the length direction of the electrode finger 3 and the electrode finger 4 is the X direction (or the second direction). 3.
  • the length direction of the electrode finger 4 may be described as the Y direction (or the third direction).
  • the length directions of the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 may be replaced with the directions orthogonal to the length directions of the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 shown in FIGS. 1A and 1B. That is, in FIGS. 1A and 1B, the electrode finger 3 and the electrode finger 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 electrode finger 3 and the electrode finger 4 extend in FIGS. 1A and 1B. Then, a pair of structures in which the electrode finger 3 connected to one potential and the electrode finger 4 connected to the other potential are adjacent to each other are in a direction orthogonal to the length direction of the electrode finger 3 and the electrode finger 4. There are multiple pairs.
  • the fact that the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are adjacent to each other does not mean that the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are arranged so as to be in direct contact with each other, but that the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are placed next to each other through a gap. Refers to the case where they are arranged. Further, when the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are adjacent to each other, an electrode connected to a hot electrode or a ground electrode including another electrode finger 3 and the electrode finger 4 is provided between the electrode finger 3 and the electrode finger 4. Is not placed. 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 between the electrode finger 3 and the electrode finger 4, that is, the pitch is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Further, the center-to-center distance between the electrode finger 3 and the electrode finger 4 is orthogonal to the center of the width dimension of the electrode finger 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode finger 3 and the length direction of the electrode finger 4. It is the distance connected to the center of the width dimension of the electrode finger 4 in the direction of movement.
  • the electrode fingers 3 and the electrode finger 4 when there are a plurality of at least one of the electrode finger 3 and the electrode finger 4 (when the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are a pair of electrode sets and there are 1.5 or more pairs of electrode sets), the electrode fingers 3.
  • the center-to-center distance of the electrode fingers 4 refers to the average value of the center-to-center distances of 1.5 pairs or more of the electrode fingers 3, the adjacent electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 among the electrode fingers 4.
  • the width of the electrode finger 3 and the electrode finger 4, that is, the dimensions of the electrode finger 3 and the electrode finger 4 in the facing direction are preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
  • the center-to-center distance between the electrode finger 3 and the electrode finger 4 is the center of the dimension (width dimension) of the electrode finger 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode finger 3 and the length of the electrode finger 4. It is the distance connecting the center of the dimension (width dimension) of the electrode finger 4 in the direction orthogonal to the direction.
  • the direction orthogonal to the length direction of the electrode finger 3 and the electrode finger 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 electrode finger 3 and the electrode finger 4 and the polarization direction is, for example, 90 ° ⁇ ). 10 °) may be used.
  • a support substrate 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 via a dielectric film 7.
  • the dielectric film 7 and the support substrate 8 have a frame-like shape, and as shown in FIG. 2, have openings 7a and 8a. As a result, the cavity 9 (air gap) 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 substrate 8 is laminated on the second main surface 2b via the dielectric film 7 at a position where it does not overlap with the portion where at least one pair of the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 are provided.
  • the dielectric film 7 may not be provided. Therefore, the support substrate 8 can be directly or indirectly laminated on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2.
  • the dielectric film 7 is made of silicon oxide.
  • the dielectric film 7 can be formed of an appropriate insulating material such as silicon nitride or alumina in addition to silicon oxide.
  • the support substrate 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).
  • high resistance Si having a resistivity of 4 k ⁇ or more is desirable.
  • the support substrate 8 can also be configured by using an appropriate insulating material or semiconductor material.
  • the material of the support substrate 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.
  • 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 electrode fingers 3, the electrode fingers 4, the first bus bar 5, and the second bus bar 6 are made of an appropriate metal or alloy such as Al or AlCu alloy.
  • the electrode finger 3, the electrode finger 4, the first bus bar 5, and the second bus bar 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 electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4. More specifically, an AC voltage is applied between the first bus bar 5 and the second bus bar 6. As a result, it is possible to obtain resonance characteristics using the bulk wave of the thickness slip primary mode excited in the piezoelectric layer 2.
  • the elastic wave device 1 when the thickness of the piezoelectric layer 2 is d, and the distance between the centers of the electrode fingers 3 adjacent to each other of the plurality of pairs of electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 is p.
  • the d / p is 0.5 or less. Therefore, the bulk wave in the thickness slip primary 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 electrode finger 3 and the electrode finger 4 are used.
  • the distance p between the centers of the adjacent electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 is the average distance between the centers of the adjacent electrode fingers 3 and the electrode fingers 4.
  • the elastic wave device 1 of the first embodiment has the above configuration, the Q value is unlikely to decrease even if the logarithms of the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 are reduced in order to reduce the size. This is because it is a resonator that does not require reflectors on both sides and has little propagation loss. Further, the reason why the above reflector is not required is that the bulk wave of the thickness slip primary mode is used.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining a Lamb wave propagating in the piezoelectric layer of the comparative example.
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view for explaining the bulk wave of the thickness slip primary mode propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the amplitude direction of the bulk wave in the thickness slip primary mode propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • the piezoelectric layer 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 3 and 4 is reduced.
  • the wave is generated by the first main surface 2a and the second main surface 2a of the piezoelectric layer 2. It propagates substantially in the direction connecting the surface 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. And since the resonance characteristic is obtained by the propagation of the wave in the Z direction, the reflector is not required. Therefore, there is no propagation loss when propagating to the reflector. Therefore, even if the logarithm of the electrode pair consisting of the electrode finger 3 and the electrode finger 4 is reduced in order to promote miniaturization, the Q value is unlikely to decrease.
  • the amplitude directions of the bulk waves in the thickness slip primary mode are the first region 451 included in the excitation region C (see FIG. 1B) of the piezoelectric layer 2 and the first region 451 included in the excitation region C.
  • FIG. 4 schematically shows a bulk wave when a voltage is applied between the electrode finger 3 and the electrode finger 4 so that the electrode finger 4 has a higher potential than the electrode finger 3.
  • 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 an electrode finger 3 and an electrode finger 4 is arranged, but since the wave is not propagated in the X direction, the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are formed.
  • the number of pairs of electrodes does not necessarily have to be multiple. That is, it is only necessary to provide at least one pair of electrodes.
  • the electrode finger 3 is an electrode connected to a hot potential
  • the electrode finger 4 is an electrode connected to a ground potential.
  • the electrode finger 3 may be connected to the ground potential and the electrode finger 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. 5 is an explanatory diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • the design parameters of the elastic wave device 1 that has obtained the resonance characteristics shown in FIG. 5 are as follows.
  • Piezoelectric layer 2 LiNbO 3 with Euler angles (0 °, 0 °, 90 °) Piezoelectric layer 2 thickness: 400 nm
  • Excitation region C (see FIG. 1B) length: 40 ⁇ m
  • Dielectric film 7 1 ⁇ m thick silicon oxide film
  • the excitation region C (see FIG. 1B) is a region where the electrode finger 3 and the electrode finger 4 overlap when viewed in the X direction orthogonal to the length direction of the electrode finger 3 and the electrode finger 4. ..
  • the length of the excitation region C is a dimension along the length direction of the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 of the excitation region C.
  • the distances between the electrodes of the electrode pairs consisting of the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 were all equal in the plurality of pairs. That is, the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 were arranged at equal pitches.
  • d / p is 0.5 or less, more preferably 0. It is .24 or less. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 6 shows resonance with d / 2p when the average distance between the centers of adjacent electrode fingers or the average distance between the centers is p and the average thickness of the piezoelectric layer 2 is d in the elastic wave device of the first embodiment. It is explanatory drawing which shows the relationship with the specific band as a child.
  • the ratio band is less than 5% even if d / p is adjusted.
  • the specific band can be set to 5% or more by changing d / p within that range. That is, a resonator having a high coupling coefficient can be constructed.
  • the specific band can be increased to 7% or more.
  • d / p is adjusted within this range, a resonator having a wider specific band can be obtained, and a resonator having a higher coupling coefficient can be realized. Therefore, as in the second invention of the present application, by setting d / p to 0.5 or less, it is possible to construct a resonator having a high coupling coefficient using the bulk wave of the thickness slip primary mode. I understand.
  • At least one pair of electrodes may be one pair, and in the case of a pair of electrodes, p is the distance between the centers of the adjacent electrode fingers 3 and the electrode fingers 4. In the case of 1.5 pairs or more of electrodes, the average distance between the centers of the adjacent electrode fingers 3 and 4 may be p.
  • the thickness d of the piezoelectric layer 2 if the piezoelectric layer 2 has a thickness variation, a value obtained by averaging the thickness may be adopted.
  • FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes is provided in the elastic wave device of the first embodiment.
  • a pair of electrodes having an electrode finger 3 and an electrode finger 4 is provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2.
  • K in FIG. 7 is an intersection 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 primary mode can be effectively excited.
  • the excitation is a region where any of the adjacent electrode fingers 3 and 4 are overlapped when viewed in the facing direction. It is desirable that the metallization ratio MR of the adjacent electrode fingers 3 and 4 with respect to the region C satisfies MR ⁇ 1.75 (d / p) +0.075. In that case, spurious can be effectively reduced. This will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • 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. 1B.
  • the portion surrounded by the alternate long and short dash line is the excitation region C.
  • the excitation region C overlaps with the electrode finger 4 in the electrode finger 3 when the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are viewed in a direction orthogonal to the length direction of the electrode finger 3 and the electrode finger 4, that is, in the opposite direction. It is a region where the electrode finger 4 overlaps with the electrode finger 3, and a region where the electrode finger 3 and the electrode finger 4 overlap in the region between the electrode finger 3 and the electrode finger 4.
  • 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 C to the total area of the excitation region C may be MR.
  • FIG. 9 shows the specific band of the elastic wave apparatus of the first embodiment when a large number of elastic wave resonators are configured, and the phase rotation amount of the impedance of the spurious standardized at 180 degrees as the size of the spurious. It is explanatory drawing which shows the relationship of.
  • the specific band was adjusted by variously changing the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4. Further, FIG. 9 shows the result when the piezoelectric layer 2 made of Z-cut LiNbO 3 is used, but the same tendency is obtained when the piezoelectric layer 2 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. 8, 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, the dimensions of the electrode finger 3 and the electrode finger 4, and the like.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d / 2p, the metallization ratio MR, and the specific band.
  • various elastic wave devices 1 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. 10 is a region having a specific band of 17% or less.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the specific band with respect to Euler angles (0 °, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d / p is brought as close to 0 as possible.
  • the portion shown with hatching in FIG. 11 is a region where a specific band of at least 5% or more can be obtained. When the range of the region is approximated, it becomes the range represented by the following equations (1), (2) and (3).
  • 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. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device according to an embodiment of the present invention.
  • the elastic wave device of the present invention may utilize a plate wave.
  • the elastic wave device 301 has reflectors 310 and 311.
  • the reflectors 310 and 311 are provided on both sides of the electrode fingers 3 and 4 of the piezoelectric layer 2 in the elastic wave propagation direction.
  • a lamb wave as a plate wave is excited by applying an AC electric field to the electrode fingers 3 and 4 on the cavity 9.
  • the reflectors 310 and 311 are provided on both sides, the resonance characteristic of the lamb wave as a plate wave can be obtained.
  • the bulk wave in the thickness slip primary mode is used.
  • the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 are adjacent electrodes to each other, the thickness of the piezoelectric layer 2 is d, and the center of the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 is set.
  • the distance is p, d / p is 0.5 or less. As a result, the Q value can be increased even if the elastic wave device is miniaturized.
  • the piezoelectric layer 2 is formed of lithium niobate or lithium tantalate.
  • the first main surface 2a or the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 has a first electrode finger 3 and a second electrode finger 4 facing each other in a direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2, and the first electrode It is desirable to cover the finger 3 and the second electrode finger 4 with a protective film.
  • FIG. 13A is a plan view showing a first embodiment of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view of a portion of FIG. 13A along the line BB.
  • FIG. 13C is a cross-sectional view of a portion of FIG. 13A along the line CC.
  • the elastic wave device 1A includes a through hole 10 communicating with the cavity portion 9 and a reinforcing column 11 that supports the piezoelectric layer 2 and the support substrate 8 in the cavity portion 9.
  • the support substrate 8 is a plate-shaped member having no opening 8a.
  • the cavity 9 is a space surrounded by the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2, the inner wall of the opening 7a of the dielectric film 7, and the surface of the support substrate 8 on the piezoelectric layer 2 side. ..
  • the cavity 9 further includes a drawer passage 9a, which is a cavity that communicates with the through hole 10.
  • the through hole 10 is a hole that penetrates the piezoelectric layer 2.
  • the through hole 10 is provided at a position where at least a part of the cavity 9 overlaps with the IDT electrode in a plan view in the Z direction.
  • the through holes 10 are provided at two positions on the center line BB of the IDT electrode in the Y direction and at positions sandwiching the IDT electrode in the X direction.
  • the through hole 10 communicates with the drawer passage 9a of the cavity portion 9, which will be described later, in the Z direction. Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 13B, it can be said that the through holes 10 communicate with each other through the cavity portion 9.
  • the through holes 10 are preferably provided at least two places in the piezoelectric layer 2, but may be provided at one place. Further, in the first embodiment, the shape of the through hole 10 is rectangular in a plan view in the Z direction, but the shape is not limited to this, and may be, for example, a circle or another polygon.
  • the drawer passage 9a is a cavity that communicates with the through hole 10 in the cavity 9.
  • the pull-out passage 9a is provided at both ends of the cavity 9 in the X direction at positions overlapping with the through hole 10 in a plan view in the Z direction. That is, the drawer passage 9a is provided in a portion communicating with the through hole 10.
  • the pull-out passage 9a is provided in a region that does not overlap with the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 in a plan view in the Z direction. Further, it is preferable that the drawer passage 9a has a smaller area than the region of the cavity 9 that overlaps with the IDT electrode.
  • the maximum size of the lead-out passage 9a in the Y direction is smaller than the maximum size of the region of the cavity 9 that overlaps with the IDT electrode in the Y direction.
  • the shape of the drawer passage 9a is rectangular in a plan view in the Z direction, but the shape is not limited to this, and may be another shape such as a trapezoid or a semicircle.
  • the reinforcing column 11 is a column provided in the cavity 9 to support between the piezoelectric layer 2 and the support substrate 8. As shown in FIG. 13A, the reinforcing column 11 is provided in a region that overlaps with the cavity portion 9 and does not overlap with the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 in a plan view in the Z direction. Further, as shown in FIG. 13C, the reinforcing column 11 is provided inside the cavity 9. At this time, the upper end of the reinforcing column 11 in the Z direction is adhered to the piezoelectric layer 2, and the lower end of the reinforcing column 11 is adhered to the support substrate 8. As a result, since the piezoelectric layer 2 is supported by the reinforcing column 11, it is possible to suppress the piezoelectric layer 2 from bending and prevent the occurrence of cracks.
  • the reinforcing column 11 is provided in the vicinity of the drawer passage 9a in the X direction. More specifically, the reinforcing column 11 is viewed in a plan view in the Z direction, and is a portion of the cavity 9 excluding the drawer passage 9a, which is both ends in the X direction and communicates with the drawer passage 9a in the Y direction. Four are provided at positions that do not overlap. Further, the reinforcing column 11 is a column body having a length in the Z direction. At this time, it is preferable that the outer shape of the reinforcing column 11, that is, the side surface has a curved surface.
  • the configuration and shape of the reinforcing column 11 shown in FIG. 13A is merely an example, and is not limited thereto.
  • One or more reinforcing columns 11 may be provided, and the shape of the reinforcing columns 11 can be any shape as long as the side surface includes a curved surface.
  • the reinforcing column 11 is made of the same material as the dielectric film 7. In this case, the reinforcing column 11 can be easily formed in the process of manufacturing the elastic wave device 1A.
  • the reinforcing column 11 is not limited to this, and may be made of a metal such as Ti, Al, Cu, or Ni. In this case, since the reinforcing column 11 is excellent in thermal conductivity, the heat dissipation of the elastic wave device 1A can be improved.
  • the drawing passage 9a of the cavity 9 is not an essential configuration.
  • a second embodiment will be described with reference to the case where the cavity 9 does not have the drawer passage 9a.
  • FIG. 14 is a plan view showing a second embodiment of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the elastic wave device 1B of the second embodiment is different from the first embodiment in that the cavity portion 9 does not have the lead-out passage 9a.
  • the cavity 9 is provided so as to overlap the through hole 10 so as to directly communicate with the through hole 10.
  • the reinforcing column 11 is provided in a region that does not overlap with the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 and overlaps with the cavity portion 9 in a plan view in the Z direction. More specifically, the reinforcing column 11 has the electrode fingers 3 and 4 located at the end in the X direction and the through hole 10 among the plurality of electrode fingers 3 and 4 in the X direction when viewed in a plan view in the Z direction. Four of them are provided at positions that do not overlap with the through hole 10, the first electrode finger 3, and the second electrode finger 4 in the Y direction. This makes it possible to prevent the flow of the etching solution flowing into the cavity 9 from being obstructed in the process of manufacturing the elastic wave device 1B.
  • the configuration and shape of the reinforcing column 11 shown in FIG. 14 is merely an example, and is not limited thereto.
  • the position of the reinforcing column 11 is not limited to that shown in FIGS. 13A and 14.
  • the third embodiment and the fourth embodiment will be described with reference to each of the third embodiment and the fourth embodiment as a case where the reinforcing column 11 is provided at another place.
  • FIG. 15 is a plan view showing a third embodiment of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the third embodiment is different from the first embodiment in that the reinforcing column 11 is provided inside the drawer passage 9a.
  • the reinforcing column 11 is provided inside the drawer passage 9a at a position not overlapping with the through hole 10 in the Z direction.
  • the reinforcing column 11 is, for example, a cylinder having a length direction in the Z direction.
  • the maximum length of the reinforcing column 11 in the Y direction is preferably smaller than the width of the drawer passage 9a in the Y direction.
  • the piezoelectric layer 2 is supported by the reinforcing column 11, the deflection of the piezoelectric layer 2 can be suppressed and the occurrence of cracks can be prevented.
  • the configuration and shape of the reinforcing column 11 shown in FIG. 15 is merely an example, and is not limited thereto.
  • FIG. 16 is a plan view showing a fourth embodiment of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the fourth embodiment is different from the first embodiment and the third embodiment in that the reinforcing column 11 is provided between the adjacent electrode fingers 3 or the electrode fingers 4.
  • the reinforcing column 11 is provided inside the cavity portion 9 between the electrode fingers 3 or the electrode fingers 4 adjacent to each other in the X direction in the Z direction.
  • the electrode finger 3 or the electrode finger 4 is provided at a position that does not overlap with the reinforcing column 11 in the Z direction.
  • the piezoelectric layer 2 is supported by the reinforcing column 11, the deflection of the piezoelectric layer 2 can be suppressed and the occurrence of cracks can be prevented.
  • the configuration and shape of the reinforcing column 11 shown in FIG. 15 is merely an example, and is not limited thereto.
  • the dielectric film 7 is not an indispensable configuration.
  • the cavity 9 may be provided in the piezoelectric layer 2 or the support substrate 8.
  • a fifth embodiment will be described as a case where the cavity 9 is provided on the support substrate 8
  • a sixth embodiment as a case where the cavity 9 is provided on the piezoelectric layer 2 will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 17A is a plan view showing a fifth embodiment of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 17B is a cross-sectional view of a portion of FIG. 17A along the line BB.
  • FIG. 17C is a cross-sectional view of a portion of FIG. 17A along the line CC.
  • the fifth embodiment is different from the first embodiment in that the dielectric film 7 is lacking and the cavity 9 is provided in the piezoelectric layer 2.
  • the cavity 9 may be a space surrounded by the concave surface 2c provided on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 and the surface of the support substrate 8 on the piezoelectric layer 2 side.
  • the elastic wave devices 1A to 1F include a support substrate 8 having a thickness in the first direction, a piezoelectric layer 2 provided in the first direction of the support substrate 8, and a piezoelectric layer.
  • a second electrode finger 3 provided in 2 and extending in a second direction intersecting the first direction and a plurality of first electrode fingers 3 in a third direction orthogonal to the second direction are opposed to each other.
  • An IDT electrode having a plurality of second electrode fingers 4 extending in a direction is provided, and a cavity is provided between the support substrate 8 and the piezoelectric layer 2 at a position where at least a part of the IDT electrode overlaps with the IDT electrode in the first direction.
  • a portion 9 is provided, and the IDT electrode has at least one through hole 10 penetrating the piezoelectric layer 2 at a position not overlapping with the IDT electrode in the third direction, and the through hole 10 communicates with the cavity portion 9.
  • Reinforcing columns extending in the first direction in the cavity 9 in a region that does not overlap with the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of second electrode fingers 4 and overlaps with the cavity 9 in the first direction.
  • the region of the piezoelectric layer 2 that overlaps the cavity 9 in the first direction is supported by the reinforcing column 11 in the cavity 9.
  • the bending of the piezoelectric layer 2 can be suppressed, so that the generation of cracks in the piezoelectric layer 2 can be suppressed.
  • the elastic wave devices 1A to 1F according to the first embodiment are viewed in a plan view in the first direction, and the outer shape of the reinforcing column 11 has a curved surface. This makes it possible to prevent the inflow of the etching solution from being obstructed by the reinforcing column 11 when the etching solution is poured into the cavity 9 when the elastic wave devices 1A to 1F are manufactured.
  • the elastic wave devices 1A to 1D according to the first embodiment further include a dielectric film 7 provided on the support substrate 8, and a cavity 9 is provided in a part of the dielectric film 7.
  • the material of the reinforcing column 11 is the same as that of the dielectric film 7. This makes it possible to easily form the reinforcing column 11.
  • the material of the dielectric film 7 contains at least one of silicon oxide, silicon nitride, and alumina. This makes it possible to provide an elastic wave device capable of obtaining good resonance characteristics.
  • the reinforcing column 11 is the adjacent first electrode finger 3 or the adjacent first electrode finger 3 among the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of second electrode fingers 4. It is provided between the second electrode finger 4 and the finger 4. As a result, the bending of the piezoelectric layer 2 can be suppressed, so that the generation of cracks in the piezoelectric layer 2 can be suppressed.
  • the elastic wave devices 1A to 1F in the elastic wave devices 1A to 1F according to the first embodiment, at least two through holes 10 are provided with the IDT electrode interposed therebetween, and the two through holes 10 are provided through the cavity portion 9. Communicate with each other. In this case, elastic wave devices 1A to 1F can be easily manufactured.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is set to the center-to-center distance between the adjacent first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 among the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of second electrode fingers 4.
  • p is set, it is 2p or less.
  • the material of the piezoelectric layer 2 contains lithium niobate or lithium tantalate. This makes it possible to provide an elastic wave device capable of obtaining good resonance characteristics.
  • the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of lithium niobate or lithium tantalate constituting the piezoelectric layer 2 are in the range of the following equations (1), (2) or (3). It is in. In this case, the specific band can be sufficiently widened.
  • Equation (1) (0 ° ⁇ 10 °, 20 ° -80 °, 0 ° -60 ° (1- ( ⁇ -50) 2/900) 1/2 ) or (0 ° ⁇ 10 °, 20 ° -80 °, [180] ° -60 ° (1- ( ⁇ -50) 2/900) 1/2 ] to 180 °).
  • Equation (2) (0 ° ⁇ 10 °, [180 ° -30 ° (1- ( ⁇ 90) 2/8100) 1/2 ] to 180 °, arbitrary ⁇ ).
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is d, and the distance between the centers of the adjacent first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 among the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of second electrode fingers 4 is p. , D / p ⁇ 0.5.
  • the elastic wave device can be miniaturized and the Q value can be increased.
  • d / p is 0.24 or less.
  • the elastic wave device can be miniaturized and the Q value can be increased.
  • the region where the adjacent electrode fingers overlap when viewed in the opposite direction is the excitation region C
  • the metallization ratio of the plurality of electrode fingers to the excitation region C is MR.
  • MR ⁇ 1.75 (d / p) +0.075 is satisfied.
  • the specific band can be surely reduced to 17% or less.
  • FIG. 19 is a diagram of an embodiment of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • the elastic wave device 1G according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the reinforcing rib 12 is provided.
  • the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the reinforcing rib 12 is a support column provided on the wall surface of the cavity 9 and supporting between the piezoelectric layer 2 and the support substrate 8. As shown in FIG. 19A, the reinforcing rib 12 is provided in a region that does not overlap with the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 in a plan view in the Z direction. The reinforcing rib 12 is provided so as to project into the cavity 9 from the side wall of the cavity 9 (the wall surface of the opening 7a). That is, the reinforcing rib 12 is provided so that a part of the side surface is embedded in the dielectric film 7 and the other side surface is exposed in the cavity 9. At this time, as shown in FIG.
  • the upper end of the reinforcing rib 12 in the Z direction is adhered to the piezoelectric layer 2, and the lower end in the Z direction is adhered to the support substrate 8.
  • the piezoelectric layer 2 is supported by the reinforcing ribs 12, it is possible to suppress the piezoelectric layer 2 from bending and prevent the occurrence of cracks.
  • the reinforcing rib 12 is provided in the vicinity of the drawer passage 9a in the X direction. More specifically, four reinforcing ribs 12 are provided on the wall surfaces at both ends in the X direction at positions not overlapping the portions communicating with the drawer passage 9a in the Y direction in the cavity 9 excluding the drawer passage 9a. Further, in this embodiment, the reinforcing rib 12 is a pillar having a length in the Z direction, and its outer shape, that is, its side surface has a curved surface. This makes it possible to prevent the flow of the etching solution flowing into the cavity 9 from being obstructed in the process of manufacturing the elastic wave device 1A.
  • the configuration and shape of the reinforcing rib 12 shown in FIG. 19A is merely an example, and is not limited thereto. One or more reinforcing ribs 12 may be provided, and the shape of the reinforcing ribs 12 can be any shape as long as the side surface includes a curved surface.
  • the reinforcing rib 12 is made of the same material as the dielectric film 7. In this case, the reinforcing rib 12 can be easily formed in the process of manufacturing the elastic wave device 1A.
  • the reinforcing rib 12 is not limited to this, and may be made of a metal such as Ti, Al, Cu, or Ni. In this case, since the reinforcing rib 12 is excellent in thermal conductivity, the heat dissipation of the elastic wave device 1A can be improved.
  • the elastic wave device is provided on the support substrate 8 having a thickness in the first direction, the piezoelectric layer 2 provided in the first direction of the support substrate 8, and the piezoelectric layer 2.
  • the plurality of first electrode fingers 3 extending in the second direction intersecting the first direction and the plurality of first electrode fingers 3 extending in the third direction orthogonal to the second direction are opposed to each other and extending in the second direction.
  • An IDT electrode having a plurality of second electrode fingers 4 is provided, and a cavity 9 is provided between the support substrate 8 and the piezoelectric layer 2 at a position where at least a part of the IDT electrode overlaps with the IDT electrode in the first direction.
  • the through hole 10 penetrating the piezoelectric layer 2 at a position not overlapping with the IDT electrode in the third direction with respect to the IDT electrode, and the through hole 10 communicates with the cavity portion 9.
  • the through hole 10 In the first direction, it has a reinforcing rib 12 that does not overlap with the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of second electrode fingers 4 and protrudes into the cavity 9 from the side wall of the cavity 9.
  • the region of the piezoelectric layer 2 that overlaps the cavity 9 in the first direction is supported by the reinforcing rib 12 in the cavity 9.
  • the bending of the piezoelectric layer 2 can be suppressed, so that the generation of cracks in the piezoelectric layer 2 can be suppressed.
  • the elastic wave device 1G according to the second embodiment is viewed in a plan view in the first direction, and the outer shape of the reinforcing rib 12 has a curved surface. This makes it possible to prevent the inflow of the etching solution from being obstructed by the reinforcing rib 12 when the etching solution is poured into the cavity 9 when the elastic wave devices 1A to 1F are manufactured.
  • the elastic wave device 1G according to the second embodiment further includes a dielectric film 7 provided on the support substrate 8, and a cavity 9 is provided in a part of the dielectric film 7 to reinforce the ribs.
  • the material of 12 is the same material as that of the dielectric film 7. This makes it possible to easily form the reinforcing rib 12.
  • the material of the reinforcing rib 12 may include metal.
  • the reinforcing rib 12 is excellent in thermal conductivity, the heat dissipation of the elastic wave device 1G can be improved.
  • the cavity 9 is provided with a drawer passage 9a having a smaller area than the region of the cavity 9 overlapping with the IDT electrode in the first direction, and the reinforcing rib 12 is provided with the reinforcing rib 12. It is arranged in the vicinity of the drawer passage 9a. This makes it possible to prevent the inflow of the etching solution from being obstructed by the reinforcing rib 12 when the etching solution is poured into the cavity 9 when the elastic wave device 1G is manufactured.

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Abstract

圧電層のクラック発生を抑制する。弾性波装置は、第１方向に厚みを有する支持基板と、前記支持基板の第１方向に設けられた圧電層と、前記圧電層に設けられ、第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第１電極指と、第２方向に直交する第３方向に前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、第２方向に延びる複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極と、を備え、前記支持基板と前記圧電層との間には、第１方向において、前記ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に空洞部が設けられており、前記ＩＤＴ電極に対して、第３方向に前記ＩＤＴ電極と重ならない位置に前記圧電層を貫通する少なくとも１つの貫通孔があり、前記貫通孔が前記空洞部に連通しており、前記第１方向において、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指と重ならず、かつ、前記空洞部と重なる領域において、前記空洞部内に第１方向に延びる補強支柱を有する。

Description

弾性波装置
　本開示は、弾性波装置に関する。
　特許文献１には、弾性波装置が記載されている。
特開２０１２－２５７０１９号公報
　特許文献１において、支持基板と圧電層との間に空洞部を設けた場合、スプリアスの発生により、圧電層にクラックが発生する可能性がある。そのため、圧電層のクラック発生を抑制することが求められる。
　本開示は、上述した課題を解決するものであり、圧電層のクラック発生を抑制する弾性波装置を提供することを目的とする。
　一態様に係る弾性波装置は、第１方向に厚みを有する支持基板と、前記支持基板の前記第１方向に設けられた圧電層と、前記圧電層に設けられ、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第１電極指と、前記第２方向に直交する第３方向に前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極と、を備え、前記支持基板と前記圧電層との間には、前記第１方向において、前記ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に空洞部が設けられており、前記ＩＤＴ電極に対して、前記第３方向に前記ＩＤＴ電極と重ならない位置に前記圧電層を貫通する少なくとも１つの貫通孔があり、前記貫通孔が前記空洞部に連通しており、前記第１方向において、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指と重ならず、かつ、前記空洞部と重なる領域において、前記空洞部内に前記第１方向に延びる補強支柱を有する。
　他の態様に係る弾性波装置は、第１方向に厚みを有する支持基板と、前記支持基板の前記第１方向に設けられた圧電層と、前記圧電層に設けられ、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第１電極指と、前記第２方向に直交する第３方向に前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極と、を備え、前記支持基板と前記圧電層との間には、前記第１方向において、前記ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に空洞部が設けられており、前記ＩＤＴ電極に対して、前記第３方向に前記ＩＤＴ電極と重ならない位置に前記圧電層を貫通する少なくとも１つの貫通孔があり、前記貫通孔が前記空洞部に連通しており、前記第１方向において、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指と重ならず、かつ、前記空洞部の側壁から、前記空洞部内に突出する補強リブを有する。
　本開示によれば、圧電層のクラック発生を抑制することができる。
図１Ａは、第１実施形態の弾性波装置を示す斜視図である。 図１Ｂは、第１実施形態の電極構造を示す平面図である。 図２は、図１ＡのＩＩ－ＩＩ線に沿う部分の断面図である。 図３Ａは、比較例の圧電層を伝播するラム波を説明するための模式的な断面図である。 図３Ｂは、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波を説明するための模式的な断面図である。 図４は、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波の振幅方向を説明するための模式的な断面図である。 図５は、第１実施形態の弾性波装置の共振特性の例を示す説明図である。 図６は、第１実施形態の弾性波装置において、隣り合う電極の中心間距離又は中心間距離の平均距離をｐ、圧電層の平均厚みをｄとした場合、ｄ／２ｐと、共振子としての比帯域との関係を示す説明図である。 図７は、第１実施形態の弾性波装置において、１対の電極が設けられている例を示す平面図である。 図８は、第１実施形態の弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。 図９は、第１実施形態の弾性波装置の、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説明図である。 図１０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説明図である。 図１１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説明図である。 図１２は、本発明の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。 図１３Ａは、第１実施形態に係る弾性波装置の第１実施例を示す平面図である。 図１３Ｂは、図１３ＡのＢ－Ｂ線に沿う部分の断面図である。 図１３Ｃは、図１３ＡのＣ－Ｃ線に沿う部分の断面図である。 図１４は、第１実施形態に係る弾性波装置の第２実施例を示す平面図である。 図１５は、第１実施形態に係る弾性波装置の第３実施例を示す平面図である。 図１６は、第１実施形態に係る弾性波装置の第４実施例を示す平面図である。 図１７Ａは、第１実施形態に係る弾性波装置の第５実施例を示す平面図である。 図１７Ｂは、図１７ＡのＢ－Ｂ線に沿う部分の断面図である。 図１７Ｃは、図１７ＡのＣ－Ｃ線に沿う部分の断面図である。 図１８Ａは、第１実施形態に係る弾性波装置の第６実施例を示す平面図である。 図１８Ｂは、図１８ＡのＢ－Ｂ線に沿う部分の断面図である。 図１８Ｃは、図１８ＡのＣ－Ｃ線に沿う部分の断面図である。 図１９Ａは、第２実施形態に係る弾性波装置の実施例を示す平面図である。 図１９Ｂは、図１９ＡのＢ－Ｂ線に沿う部分の断面図である。 図１９Ｃは、図１９ＡのＣ－Ｃ線に沿う部分の断面図である。
　以下に、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本開示が限定されるものではない。なお、本開示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又は組み合わせが可能である変形例や第２実施の形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
　（第１実施形態）
　図１Ａは、第１実施形態の弾性波装置を示す斜視図である。図１Ｂは、第１実施形態の電極構造を示す平面図である。
　第１実施形態の弾性波装置１は、ＬｉＮｂＯ３からなる圧電層２を有する。圧電層２は、ＬｉＴａＯ３からなるものであってもよい。ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３のカット角は、第１実施形態では、Ｚカットである。ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３のカット角は、回転ＹカットやＸカットであってもよい。好ましくは、Ｙ伝搬及びＸ伝搬±３０°の伝搬方位が好ましい。
　圧電層２の厚みは、特に限定されないが、厚み滑り１次モードを効果的に励振するには、５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下が好ましい。
　圧電層２は、Ｚ方向に対向し合う第１の主面２ａと、第２の主面２ｂとを有する。第１の主面２ａ上に、電極指３及び電極指４が設けられている。
　ここで電極指３が「第１電極指」の一例であり、電極指４が「第２電極指」の一例である。図１Ａ及び図１Ｂでは、複数の電極指３が、第１のバスバー５に接続されている。複数の電極指４は、第２のバスバー６に接続されている。複数の電極指３及び複数の電極指４は、互いに間挿し合っている。これにより、電極指３と、電極指４と、第１のバスバー５と、第２のバスバー６とを備えるＩＤＴ電極が構成される。
　電極指３及び電極指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、電極指３と、電極指３と隣接する電極指４とが対向している。電極指３、電極指４の長さ方向、及び、電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向はいずれも、圧電層２の厚み方向に交差する方向である。このため、電極指３と、電極指３と隣接する電極指４とは、圧電層２の厚み方向に交差する方向において対向しているともいえる。以下の説明では、圧電層２の厚み方向をＺ方向（又は第１方向）とし、電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向をＸ方向（又は第２方向）とし、電極指３、電極指４の長さ方向をＹ方向（又は第３方向）として、説明することがある。
　また、電極指３、電極指４の長さ方向が図１Ａ及び図１Ｂに示す電極指３、電極指４の長さ方向に直交する方向と入れ替わっても良い。すなわち、図１Ａ及び図１Ｂ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指３、電極指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１Ａ及び図１Ｂにおいて電極指３、電極指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指３と、他方電位に接続される電極指４とが隣り合う１対の構造が、上記電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向に、複数対設けられている。
　ここで電極指３と電極指４とが隣り合うとは、電極指３と電極指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、電極指３と電極指４とが間隔を介して配置されている場合を指す。また、電極指３と電極指４とが隣り合う場合、電極指３と電極指４との間には、他の電極指３、電極指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。
　電極指３と電極指４との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、電極指３と電極指４との間の中心間距離とは、電極指３の長さ方向と直交する方向における電極指３の幅寸法の中心と、電極指４の長さ方向と直交する方向における電極指４の幅寸法の中心とを結んだ距離となる。
　さらに、電極指３、電極指４の少なくとも一方が複数本ある場合（電極指３、電極指４を一対の電極組とした場合に、１．５対以上の電極組がある場合）、電極指３、電極指４の中心間距離は、１．５対以上の電極指３、電極指４のうち隣り合う電極指３、電極指４それぞれの中心間距離の平均値を指す。
　また、電極指３、電極指４の幅、すなわち電極指３、電極指４の対向方向の寸法は、１５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲が好ましい。なお、電極指３と電極指４との間の中心間距離とは、電極指３の長さ方向と直交する方向における電極指３の寸法（幅寸法）の中心と、電極指４の長さ方向と直交する方向における電極指４の寸法（幅寸法）の中心とを結んだ距離となる。
　また、第１実施形態では、Ｚカットの圧電層を用いているため、電極指３、電極指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（電極指３、電極指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°）でもよい。
　圧電層２の第２の主面２ｂ側には、誘電体膜７を介して支持基板８が積層されている。誘電体膜７及び支持基板８は、枠状の形状を有し、図２に示すように、開口部７ａ、８ａを有する。それによって、空洞部（エアギャップ）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、上記支持基板８は、少なくとも１対の電極指３、電極指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に誘電体膜７を介して積層されている。なお、誘電体膜７は設けられずともよい。従って、支持基板８は、圧電層２の第２の主面２ｂに直接又は間接に積層され得る。
　誘電体膜７は、酸化ケイ素で形成されている。もっとも、誘電体膜７は、酸化ケイ素の他、窒化ケイ素、アルミナなどの適宜の絶縁性材料で形成することができる。
　支持基板８は、Ｓｉにより形成されている。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。好ましくは、抵抗率４ｋΩ以上の高抵抗のＳｉが望ましい。もっとも、支持基板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。支持基板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。
　上記複数の電極指３、電極指４及び第１のバスバー５、第２のバスバー６は、Ａｌ、ＡｌＣｕ合金などの適宜の金属もしくは合金からなる。第１実施形態では、電極指３、電極指４及び第１のバスバー５、第２のバスバー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、複数の電極指３と、複数の電極指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１次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、複数対の電極指３、電極指４のうちいずれかの隣り合う電極指３、電極指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１次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。
　なお、第１実施形態のように電極指３、電極指４の少なくとも一方が複数本ある場合、すなわち、電極指３、電極指４を１対の電極組とした場合に電極指３、電極指４が１．５対以上ある場合、隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離ｐは、各隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離の平均距離となる。
　第１実施形態の弾性波装置１では、上記構成を備えるため、小型化を図ろうとして、電極指３、電極指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、両側に反射器を必要としない共振器であり、伝搬ロスが少ないためである。また、上記反射器を必要としないのは、厚み滑り１次モードのバルク波を利用していることによる。
　図３Ａは、比較例の圧電層を伝播するラム波を説明するための模式的な断面図である。図３Ｂは、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波を説明するための模式的な断面図である。図４は、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波の振幅方向を説明するための模式的な断面図である。
　図３Ａでは、特許文献１に記載のような弾性波装置であり、圧電層をラム波が伝搬する。図３Ａに示すように、圧電層２０１中を矢印で示すように波が伝搬する。ここで、圧電層２０１には、第１の主面２０１ａと、第２の主面２０１ｂとがあり、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３、４が並んでいる方向である。図３Ａ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、圧電層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３、４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３Ｂに示すように、第１実施形態の弾性波装置では、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、反射器を必要としない。よって、反射器に伝搬する際の伝搬損失は生じない。従って、小型化を進めようとして、電極指３、電極指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１次モードのバルク波の振幅方向は、図４に示すように、圧電層２の励振領域Ｃ（図１Ｂ参照）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４では、電極指３と電極指４との間に、電極指４が電極指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。
　弾性波装置１では、電極指３と電極指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、この電極指３、電極指４からなる電極対の対数は複数対ある必要は必ずしもない。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、上記電極指３がホット電位に接続される電極であり、電極指４がグラウンド電位に接続される電極である。もっとも、電極指３がグラウンド電位に、電極指４がホット電位に接続されてもよい。第１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又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５は、第１実施形態の弾性波装置の共振特性の例を示す説明図である。なお、図５に示す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
　圧電層２の厚み：４００ｎｍ
　励振領域Ｃ（図１Ｂ参照）の長さ：４０μｍ
　電極指３、電極指４からなる電極の対数：２１対
　電極指３と電極指４との間の中心間距離（ピッチ）：３μｍ
　電極指３、電極指４の幅：５００ｎｍ
　ｄ／ｐ：０．１３３
　誘電体膜７：１μｍの厚みの酸化ケイ素膜
　支持基板８：Ｓｉ
　なお、励振領域Ｃ（図１Ｂ参照）とは、電極指３と電極指４の長さ方向と直交するＸ方向に視たときに、電極指３と電極指４とが重なっている領域である。励振領域Ｃの長さとは、励振領域Ｃの電極指３、電極指４の長さ方向に沿う寸法である。
　第１実施形態では、電極指３、電極指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、電極指３と電極指４とを等ピッチで配置した。
　図５から明らかなように、反射器を有しないにもかかわらず、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、電極指３と電極指４との電極の中心間距離をｐとした場合、第１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６を参照して説明する。
　図５に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しｄ／２ｐを変化させ、複数の弾性波装置を得た。図６は、第１実施形態の弾性波装置において、隣り合う電極指の中心間距離又は中心間距離の平均距離をｐ、圧電層２の平均厚みをｄとした場合、ｄ／２ｐと、共振子としての比帯域との関係を示す説明図である。
　図６に示すように、ｄ／２ｐが０．２５を超えると、すなわちｄ／ｐ＞０．５では、ｄ／ｐを調整しても、比帯域は５％未満である。これに対して、ｄ／２ｐ≦０．２５、すなわちｄ／ｐ≦０．５の場合には、その範囲内でｄ／ｐを変化させれば、比帯域を５％以上とすることができ、すなわち高い結合係数を有する共振子を構成することができる。また、ｄ／２ｐが０．１２以下の場合、すなわちｄ／ｐが０．２４以下の場合には、比帯域を７％以上と高めることができる。加えて、ｄ／ｐをこの範囲内で調整すれば、より一層比帯域の広い共振子を得ることができ、より一層高い結合係数を有する共振子を実現することができる。従って、本願の第２の発明のように、ｄ／ｐを０．５以下とすることにより、上記厚み滑り１次モードのバルク波を利用した、高い結合係数を有する共振子を構成し得ることがわかる。
　なお、少なくとも１対の電極は、１対でもよく、上記ｐは、１対の電極の場合、隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離とする。また、１．５対以上の電極の場合には、隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離の平均距離をｐとすればよい。
　また、圧電層２の厚みｄについても、圧電層２が厚みばらつきを有する場合、その厚みを平均化した値を採用すればよい。
　図７は、第１実施形態の弾性波装置において、１対の電極が設けられている例を示す平面図である。弾性波装置１０１では、圧電層２の第１の主面２ａ上において、電極指３と電極指４とを有する１対の電極が設けられている。なお、図７中のＫが交差幅となる。前述したように、本開示の弾性波装置では、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１次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、複数の電極指３、電極指４において、いずれかの隣り合う電極指３、電極指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、上記隣り合う電極指３、電極指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８及び図９を参照して説明する。
　図８は、第１実施形態の弾性波装置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１Ｂを参照して説明する。図１Ｂの電極構造において、１対の電極指３、電極指４に着目した場合、この１対の電極指３、電極指４のみが設けられるとする。この場合、一点鎖線で囲まれた部分が励振領域Ｃとなる。この励振領域Ｃとは、電極指３と電極指４とを、電極指３、電極指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指３における電極指４と重なり合っている領域、電極指４における電極指３と重なり合っている領域、及び、電極指３と電極指４との間の領域における電極指３と電極指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内の電極指３、電極指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、複数対の電極指３、電極指４が設けられている場合、励振領域Ｃの面積の合計に対する全励振領域Ｃ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９は、第１実施形態の弾性波装置の、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説明図である。なお、比帯域については、圧電層２の膜厚や電極指３、電極指４の寸法を種々変更し、調整した。また、図９は、ＺカットのＬｉＮｂＯ３からなる圧電層２を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電層２を用いた場合においても、同様の傾向となる。
　図９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９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８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の膜厚や電極指３、電極指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１０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説明図である。第１実施形態の弾性波装置１において、ｄ／２ｐと、ＭＲが異なる様々な弾性波装置１を構成し、比帯域を測定した。図１０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１０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１１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説明図である。図１１のハッチングを付して示した部分が、少なくとも５％以上の比帯域が得られる領域である。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）又は（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）又は式（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１２は、本発明の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。図１２において、空洞部９の外周縁を破線で示す。本発明の弾性波装置は、板波を利用するものであってもよい。この場合、図１２に示すように、弾性波装置３０１は、反射器３１０、３１１を有する。反射器３１０、３１１は、圧電層２の電極指３、４の弾性波伝搬方向両側に設けられる。弾性波装置３０１では、空洞部９上の電極指３、４に、交流電界を印加することにより、板波としてのラム波が励振される。このとき、反射器３１０、３１１が両側に設けられているため、板波としてのラム波による共振特性を得ることができる。
　以上説明したように、弾性波装置１、１０１では、厚み滑り１次モードのバルク波が利用されている。また、弾性波装置１、１０１では、第１電極指３及び第２電極指４は隣り合う電極同士であり、圧電層２の厚みをｄ、第１電極指３及び第２電極指４の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下とされている。これにより、弾性波装置が小型化しても、Ｑ値を高めることができる。
　弾性波装置１、１０１では、圧電層２がニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムで形成されている。圧電層２の第１の主面２ａ又は第２の主面２ｂには、圧電層２の厚み方向に交差する方向において対向する第１電極指３及び第２電極指４があり、第１電極指３及び第２電極指４の上を保護膜で覆うことが望ましい。
　図１３Ａは、第１実施形態に係る弾性波装置の第１実施例を示す平面図である。図１３Ｂは、図１３ＡのＢ－Ｂ線に沿う部分の断面図である。図１３Ｃは、図１３ＡのＣ－Ｃ線に沿う部分の断面図である。図１３Ａに示すように、弾性波装置１Ａは、空洞部９に連通している貫通孔１０と、空洞部９で圧電層２と支持基板８との間を支持する補強支柱１１とを備える。また、第１実施例において、支持基板８は、開口部８ａを有さない板状の部材である。そのため、空洞部９は、圧電層２の第２の主面２ｂと、誘電体膜７の開口部７ａの内壁と、支持基板８の圧電層２側の面に囲まれた空間となっている。ここで、空洞部９は、貫通孔１０と連通する空洞である引き出し通路９ａをさらに備える。
　貫通孔１０は、圧電層２を貫通する孔である。貫通孔１０は、Ｚ方向に平面視して、空洞部９と少なくとも一部が重なる位置であって、ＩＤＴ電極と重ならない位置に設けられる。第１実施例では、図１３Ａに示すように、貫通孔１０は、Ｙ方向についてＩＤＴ電極の中心線Ｂ－Ｂ線上でかつ、Ｘ方向についてＩＤＴ電極を挟んだ位置に２箇所設けられる。また、貫通孔１０は、図１３Ｂに示すように、Ｚ方向について、後述する空洞部９の引き出し通路９ａと連通している。したがって、第１実施例では、図１３Ｂに示すように、貫通孔１０同士は、空洞部９を介して連通しているといえる。なお、貫通孔１０は、圧電層２に少なくとも２箇所設けられることが好ましいが、１箇所設けられていてもよい。また、第１実施例では、貫通孔１０の形状は、Ｚ方向に平面視して矩形であるが、これに限られず、例えば円形やその他多角形などであってもよい。
　引き出し通路９ａは、空洞部９のうち、貫通孔１０と連通する空洞である。引き出し通路９ａは、Ｚ方向に平面視して、Ｘ方向について空洞部９の両端で、貫通孔１０と重なる位置に設けられる。すなわち、引き出し通路９ａは、貫通孔１０と連通する部分に設けられる。第１実施例において、引き出し通路９ａは、Ｚ方向に平面視して、第１電極指３及び第２電極指４と重ならない領域に設けられる。また、引き出し通路９ａは、空洞部９のうちＩＤＴ電極と重なる領域よりも面積が小さいことが好ましい。また、引き出し通路９ａのＹ方向の最大の大きさは、空洞部９のうちＩＤＴ電極と重なる領域のＹ方向の最大の大きさよりも小さいことがより好ましい。なお、図１３Ａの例では、引き出し通路９ａの形状は、Ｚ方向に平面視して矩形であるが、これに限られず、例えば、台形や半円形など、その他の形状であってもよい。
　補強支柱１１は、空洞部９内に設けられて圧電層２と支持基板８との間を支持する支柱である。図１３Ａに示すように、補強支柱１１は、空洞部９と重なる領域であってかつ、Ｚ方向に平面視して、第１電極指３及び第２電極指４と重ならない領域に設けられる。また、図１３Ｃに示すように、補強支柱１１は、空洞部９の内部に設けられる。このとき、補強支柱１１のＺ方向の上端は、圧電層２に接着され、Ｚ方向の下端は、支持基板８に接着される。これにより、圧電層２が補強支柱１１によって支持されるので、圧電層２がたわむことを抑制し、クラックの発生を防ぐことができる。
　第１実施例では、補強支柱１１は、Ｘ方向について引き出し通路９ａ近傍に設けられる。より詳しくは、補強支柱１１は、Ｚ方向に平面視して、空洞部９のうち引き出し通路９ａを除く領域の、Ｘ方向についての両端であって、Ｙ方向について引き出し通路９ａと連通する部分と重ならない位置に４本設けられる。また、補強支柱１１は、Ｚ方向に長さを有する柱体である。このとき、補強支柱１１の外形、すなわち側面は、曲面を有することが好ましい。これにより、弾性波装置１Ａの製造の過程において、空洞部９に流し込まれるエッチング液の流れを妨げることを抑制できる。なお、図１３Ａに示した補強支柱１１の構成及び形状は、単なる一例であり、これに限られない。補強支柱１１は、１つ以上設けられていればよく、補強支柱１１の形状は、側面が曲面を含んでいれば、任意の形状とすることができる。
　また、補強支柱１１は、誘電体膜７と同じ材料で形成されていることが好ましい。この場合、弾性波装置１Ａの製造の過程において、補強支柱１１を容易に形成することができる。ただし、補強支柱１１は、これに限られず、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉなどの金属で形成されていてもよい。この場合、補強支柱１１は、熱伝導性に優れるので、弾性波装置１Ａの放熱性を向上させることができる。
　ここで、第１実施形態に係る弾性波装置１において、空洞部９の引き出し通路９ａは必須の構成ではない。以下、空洞部９が引き出し通路９ａを有さない場合として、第２実施例を、図面を用いて説明する。
　図１４は、第１実施形態に係る弾性波装置の第２実施例を示す平面図である。図１４に示すように、第２実施例の弾性波装置１Ｂは、空洞部９が引き出し通路９ａを有さない点で、第１実施例と異なる。この場合、空洞部９は直接貫通孔１０と連通するよう、貫通孔１０と重なるように設けられる。
　第２実施例において、補強支柱１１は、Ｚ方向に平面視して、第１電極指３及び第２電極指４と重ならず、かつ、空洞部９と重なる領域に設けられる。より詳しくは、補強支柱１１は、Ｚ方向に平面視して、Ｘ方向について複数の電極指３、４のうち、Ｘ方向における端部に位置する電極指３、４と、貫通孔１０との間であって、Ｙ方向について貫通孔１０、第１電極指３及び第２電極指４と重ならない位置に４本設けられる。これにより、弾性波装置１Ｂの製造の過程において、空洞部９に流し込まれるエッチング液の流れを妨げることを抑制できる。なお、図１４に示した補強支柱１１の構成及び形状は、単なる一例であり、これに限られない。
　また、弾性波装置１において、補強支柱１１の位置は図１３Ａ及び図１４に示すものに限られない。以下、補強支柱１１を他の場所に設けた場合として第３実施例及び第４実施例を、それぞれ図面を用いて説明する。
　図１５は、第１実施形態に係る弾性波装置の第３実施例を示す平面図である。図１５に示すように、第３実施例は、補強支柱１１が、引き出し通路９ａの内部に設けられる点で第１実施形態と異なる。第３実施例において、補強支柱１１は、引き出し通路９ａの内部であって、Ｚ方向でおいて、貫通孔１０と重ならない位置に設けられる。このとき、補強支柱１１は、例えばＺ方向に長さ方向を有する円柱である。補強支柱１１のＹ方向の最大長さは、引き出し通路９ａのＹ方向の幅より小さいことが好ましい。これにより、圧電層２が補強支柱１１によって支持されるので、圧電層２のたわみが抑制され、クラックの発生を防ぐことができる。なお、図１５に示した補強支柱１１の構成及び形状は、単なる一例であり、これに限られない。
　図１６は、第１実施形態に係る弾性波装置の第４実施例を示す平面図である。図１６に示すように、第４実施例は、補強支柱１１が、隣り合う電極指３又は電極指４との間に設けられる点で第１実施例及び第３実施例と異なる。第４実施例において、補強支柱１１は、空洞部９の内部であって、Ｚ方向において、Ｘ方向について隣り合う電極指３又は電極指４の間に設けられる。この場合、図１６に示すように、電極指３又は電極指４は、Ｚ方向において、補強支柱１１と重ならない位置に設けられる。これにより、圧電層２が補強支柱１１によって支持されるので、圧電層２のたわみが抑制され、クラックの発生を防ぐことができる。なお、図１５に示した補強支柱１１の構成及び形状は、単なる一例であり、これに限られない。
　また、弾性波装置１において、誘電体膜７は必須の構成ではない。この場合、空洞部９は、圧電層２又は支持基板８に設けられてもよい。以下、空洞部９が支持基板８に設けられた場合として第５実施例を、空洞部９が圧電層２に設けられた場合として第６実施例を、それぞれ図面を用いて説明する。
　図１７Ａは、第１実施形態に係る弾性波装置の第５実施例を示す平面図である。図１７Ｂは、図１７ＡのＢ－Ｂ線に沿う部分の断面図である。図１７Ｃは、図１７ＡのＣ－Ｃ線に沿う部分の断面図である。図１７Ｂに示すように、第５実施例は、誘電体膜７を欠き、空洞部９が圧電層２に設けられる点で第１実施例と異なる。このように、空洞部９は、圧電層２の第２の主面２ｂに設けられた凹面２ｃと、支持基板８の圧電層２側の面に囲まれた空間となっていてもよい。
　図１８Ａは、第１実施形態に係る弾性波装置の第５実施例を示す平面図である。図１８Ｂは、図１８ＡのＢ－Ｂ線に沿う部分の断面図である。図１８Ｃは、図１８ＡのＣ－Ｃ線に沿う部分の断面図である。図１８Ｂに示すように、第５実施例は、誘電体膜７を欠き、空洞部９が支持基板８に設けられる点で第１実施例と異なる。このように、空洞部９は、圧電層２の第２の主面２ｂと、支持基板８の圧電層２側の面に設けられた凹面８ｃとで、囲まれた空間となっていてもよい。
　以上説明したように、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａから１Ｆは、第１方向に厚みを有する支持基板８と、支持基板８の第１方向に設けられた圧電層２と、圧電層２に設けられ、第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第１電極指３と、第２方向に直交する第３方向に複数の第１電極指３のいずれかと対向し、第２方向に延びる複数の第２電極指４と、を有するＩＤＴ電極と、を備え、支持基板８と圧電層２との間には、第１方向において、ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に空洞部９が設けられており、ＩＤＴ電極に対して、第３方向にＩＤＴ電極と重ならない位置に圧電層２を貫通する少なくとも１つの貫通孔１０があり、貫通孔１０が空洞部９に連通しており、第１方向において、複数の第１電極指３及び複数の第２電極指４と重ならず、かつ、空洞部９と重なる領域において、空洞部９内に第１方向に延びる補強支柱１１を有する。
　以上の構成とすることで、圧電層２の、第１方向において空洞部９と重なる領域は、空洞部９内の補強支柱１１によって支持される。これにより、圧電層２がたわむことを抑制できるので、圧電層２のクラック発生を抑制できる。
　また、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａから１Ｆは、第１方向に平面視して、補強支柱１１の外形は、曲面を有する。これにより、弾性波装置１Ａから１Ｆを製造する際、空洞部９にエッチング液を流し込む場合において、エッチング液の流入が補強支柱１１によって阻害されることを抑制できる。
　また、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａから１Ｄでは、支持基板８に設けられた誘電体膜７をさらに備え、誘電体膜７の一部には、空洞部９が設けられており、補強支柱１１の材料は、誘電体膜７と同じ材料である。これにより、補強支柱１１を容易に形成することが可能となる。
　望ましい態様として、誘電体膜７の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナのうち少なくともいずれか１つを含む。これにより、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
　また、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａから１Ｆでは、補強支柱１１の材料は、金属を含んでもよい。この場合、補強支柱１１は熱伝導性に優れるので、弾性波装置１Ａから１Ｆの放熱性を向上することができる。
　また、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａから１Ｃでは、第１方向において、補強支柱１１は、複数の第１電極指３又は複数の第２電極指４のうち、第３方向における端部に位置する第１電極指３又は第２電極指４と、貫通孔１０との間に設けられる。これにより、圧電層２がたわむことを抑制できるので、圧電層２のクラック発生を抑制できる。
　また、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａ、１Ｃでは、空洞部９は、第１方向において、空洞部９のうちＩＤＴ電極と重なる領域よりも面積が小さい引き出し通路９ａを備え、補強支柱１１は、引き出し通路９ａの近傍に配置されている。これにより、弾性波装置１Ａ、１Ｃを製造する際、空洞部９にエッチング液を流し込む場合において、エッチング液の流入が補強支柱１１によって阻害されることを抑制できる。
　また、第１実施形態に係る弾性波装置１Ｄでは、第１方向において、補強支柱１１は、複数の第１電極指３及び複数の第２電極指４のうち、隣り合う第１電極指３又は第２電極指４との間に設けられる。これにより、圧電層２がたわむことを抑制できるので、圧電層２のクラック発生を抑制できる。
　望ましい態様として、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａから１Ｆは、貫通孔１０は、第３方向にＩＤＴ電極を挟んで少なくとも２つ設けられ、２つの貫通孔１０は、空洞部９を介して連通している。この場合、弾性波装置１Ａから１Ｆを容易に製造することができる。
　望ましい態様として、圧電層２の厚みは、複数の第１電極指３及び複数の第２電極指４のうち、隣り合う第１電極指３と第２電極指４との間の中心間距離をｐとした場合に２ｐ以下である。これにより、弾性波装置を小型化でき、かつＱ値を高めることができる。
　望ましい態様として、圧電層２の材料は、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムを含む。これにより、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
　さらに望ましい態様として、圧電層２を構成しているニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムのオイラー角（φ、θ、ψ）は、以下の式（１）、式（２）又は式（３）の範囲にある。この場合、比帯域を十分に広くすることができる。
　（０°±１０°、０°～２０°、任意のψ）　　…式（１）
　（０°±１０°、２０°～８０°、０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　又は　（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）
　望ましい態様として、圧電層２の厚みをｄ、複数の第１電極指３及び複数の第２電極指４のうち、隣り合う第１電極指３と第２電極指４との中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐ≦０．５である。これにより、弾性波装置を小型化でき、かつＱ値を高めることができる。
　さらに望ましい態様として、ｄ／ｐは０．２４以下である。これにより、弾性波装置を小型化でき、かつＱ値を高めることができる。
　望ましい態様として、隣り合う電極指が対向している方向に視たときに重なっている領域が励振領域Ｃであり、励振領域Ｃに対する、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。この場合、比帯域を確実に１７％以下にすることができる。
　（第２実施形態）
　図１９は、第２実施形態に係る弾性波装置の実施例の図である。第２実施形態に係る弾性波装置１Ｇは、補強リブ１２が設けられる点で第１実施形態と異なる。第２実施形態では、第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付して、説明を省略する。
　補強リブ１２は、空洞部９の壁面に設けられて圧電層２と支持基板８との間を支持する支柱である。図１９Ａに示すように、補強リブ１２は、Ｚ方向に平面視して、第１電極指３及び第２電極指４と重ならない領域に設けられる。補強リブ１２は、空洞部９の側壁（開口部７ａの壁面）から空洞部９内に突出するように設けられる。すなわち、補強リブ１２は、側面の一部が誘電体膜７に埋め込まれ、その他の側面が空洞部９内に露出するように設けられる。このとき、図１９Ｃに示すように、補強リブ１２のＺ方向の上端は、圧電層２に接着され、Ｚ方向の下端は、支持基板８に接着される。これにより、圧電層２が補強リブ１２によって支持されるので、圧電層２がたわむことを抑制し、クラックの発生を防ぐことができる。
　本実施例では、補強リブ１２は、Ｘ方向について引き出し通路９ａ近傍に設けられる。より詳しくは、補強リブ１２は、引き出し通路９ａを除く空洞部９において、Ｘ方向についての両端の壁面に、Ｙ方向について引き出し通路９ａと連通する部分と重ならない位置に４本設けられる。また、本実施例では、補強リブ１２は、Ｚ方向に長さを有する柱体であり、その外形、すなわち側面は、曲面を有する。これにより、弾性波装置１Ａの製造の過程において、空洞部９に流し込まれるエッチング液の流れを妨げることを防ぐことができる。なお、図１９Ａに示した補強リブ１２の構成及び形状は、単なる一例であり、これに限られない。補強リブ１２は、１つ以上設けられていればよく、補強リブ１２の形状は、側面が曲面を含んでいれば、任意の形状とすることができる。
　また、補強リブ１２は、誘電体膜７と同じ材料で形成されていることが好ましい。この場合、弾性波装置１Ａの製造の過程において、補強リブ１２を容易に形成することができる。ただし、補強リブ１２は、これに限られず、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉなどの金属で形成されていてもよい。この場合、補強リブ１２は、熱伝導性に優れるので、弾性波装置１Ａの放熱性を向上させることができる。
　以上説明したように、第２実施形態に係る弾性波装置は、第１方向に厚みを有する支持基板８と、支持基板８の第１方向に設けられた圧電層２と、圧電層２に設けられ、第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第１電極指３と、第２方向に直交する第３方向に複数の第１電極指３のいずれかと対向し、第２方向に延びる複数の第２電極指４と、を有するＩＤＴ電極と、を備え、支持基板８と圧電層２との間には、第１方向において、ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に空洞部９が設けられており、ＩＤＴ電極に対して、第３方向にＩＤＴ電極と重ならない位置に圧電層２を貫通する少なくとも１つの貫通孔１０があり、貫通孔１０が空洞部９に連通しており、第１方向において、複数の第１電極指３及び複数の第２電極指４と重ならず、かつ、空洞部９の側壁から、空洞部９内に突出する補強リブ１２を有する。
　以上の構成とすることで、圧電層２の、第１方向において空洞部９と重なる領域は、空洞部９内の補強リブ１２によって支持される。これにより、圧電層２がたわむことを抑制できるので、圧電層２のクラック発生を抑制できる。
　また、第２実施形態に係る弾性波装置１Ｇは、第１方向に平面視して、補強リブ１２の外形は、曲面を有する。これにより、弾性波装置１Ａから１Ｆを製造する際、空洞部９にエッチング液を流し込む場合において、エッチング液の流入が補強リブ１２によって阻害されることを抑制できる。
　また、第２実施形態に係る弾性波装置１Ｇでは、支持基板８に設けられた誘電体膜７をさらに備え、誘電体膜７の一部には、空洞部９が設けられており、補強リブ１２の材料は、誘電体膜７と同じ材料である。これにより、補強リブ１２を容易に形成することが可能となる。
　また、第２実施形態に係る弾性波装置１Ｇでは、補強リブ１２の材料は、金属を含んでもよい。この場合、補強リブ１２は熱伝導性に優れるので、弾性波装置１Ｇの放熱性を向上することができる。
　また、第２実施形態に係る弾性波装置１Ｇでは、空洞部９は、第１方向において、空洞部９のうちＩＤＴ電極と重なる領域よりも面積が小さい引き出し通路９ａを備え、補強リブ１２は、引き出し通路９ａの近傍に配置されている。これにより、弾性波装置１Ｇを製造する際、空洞部９にエッチング液を流し込む場合において、エッチング液の流入が補強リブ１２によって阻害されることを抑制できる。
　なお、上記した実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定して解釈するためのものではない。本開示は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本開示にはその等価物も含まれる。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１０１、３０１　弾性波装置
２　圧電層
２ａ　第１の主面
２ｂ　第２の主面
２ｃ　凹面
３　（第１）電極指
４　（第２）電極指
５　第１のバスバー
６　第２のバスバー
７　誘電体膜
８　支持基板
７ａ、８ａ　開口部
８ｃ　凹面
９　空洞部
９ａ　引き出し通路
１０　貫通孔
１１　補強支柱
１２　補強リブ
２０１　圧電層
２０１ａ　第１の主面
２０１ｂ　第２の主面
３１０、３１１　反射器
４５１　第１領域
４５２　第２領域
Ｃ　励振領域
ＶＰ１　仮想平面
ｄ　厚み
ｐ　中心間距離

Claims (20)

  1. 　第１方向に厚みを有する支持基板と、
    　前記支持基板の前記第１方向に設けられた圧電層と、
    　前記圧電層に設けられ、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第１電極指と、前記第２方向に直交する第３方向に前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極と、
    　を備え、
    　前記支持基板と前記圧電層との間には、前記第１方向において、前記ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に空洞部が設けられており、
    　前記ＩＤＴ電極に対して、前記第３方向に前記ＩＤＴ電極と重ならない位置に前記圧電層を貫通する少なくとも１つの貫通孔があり、前記貫通孔が前記空洞部に連通しており、
    　前記第１方向において、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指と重ならず、かつ、前記空洞部と重なる領域において、前記空洞部内に前記第１方向に延びる補強支柱を有する、弾性波装置。
  2. 　前記第１方向に平面視して、前記補強支柱の外形は、曲面を有する、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記支持基板に設けられた誘電体膜をさらに備え、前記誘電体膜の一部には、前記空洞部が設けられており、
    　前記補強支柱の材料は、前記誘電体膜と同じ材料である、請求項１又は２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記補強支柱の材料は、金属を含む、請求項１又は２に記載の弾性波装置。
  5. 　前記第１方向において、前記補強支柱は、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指のうち、前記第３方向における端部に位置する第１電極指又は第２電極指と、前記貫通孔との間に設けられる、請求項１から４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記空洞部には、前記第１方向において、前記空洞部のうち前記ＩＤＴ電極と重なる領域よりも面積が小さい引き出し通路を備え、
    　前記補強支柱は、前記引き出し通路の近傍に配置されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 　前記第１方向において、前記補強支柱は、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指のうち、隣り合う第１電極指又は第２電極指との間に設けられる、請求項１から４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　第１方向に厚みを有する支持基板と、
    　前記支持基板の前記第１方向に設けられた圧電層と、
    　前記圧電層に設けられ、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第１電極指と、前記第２方向に直交する第３方向に前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極と、
    　を備え、
    　前記支持基板と前記圧電層との間には、前記第１方向において、前記ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に空洞部が設けられており、
    　前記ＩＤＴ電極に対して、前記第３方向に前記ＩＤＴ電極と重ならない位置に前記圧電層を貫通する少なくとも１つの貫通孔があり、前記貫通孔が前記空洞部に連通しており、
    　前記第１方向において、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指と重ならず、かつ、前記空洞部の側壁から、前記空洞部内に突出する補強リブを有する、弾性波装置。
  9. 　前記第１方向に平面視して、前記補強リブの外形は、曲面を有する、請求項８に記載の弾性波装置。
  10. 　前記支持基板に設けられた誘電体膜をさらに備え、前記誘電体膜の一部には、前記空洞部が設けられており、
    　前記補強リブの材料は、前記誘電体膜と同じ材料である、請求項８又は９に記載の弾性波装置。
  11. 　前記補強リブの材料は、金属を含む、請求項８又は９に記載の弾性波装置。
  12. 　前記第１方向において、前記空洞部には、前記ＩＤＴ電極と重なる領域よりも面積が小さい引き出し通路があり、前記補強リブは、引き出し通路近傍に配置されている、請求項８から１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  13. 　前記誘電体膜の材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナのうち少なくともいずれか１つを含む、請求項３又は１０に記載の弾性波装置。
  14. 　前記貫通孔は、前記第３方向に前記ＩＤＴ電極を挟んで少なくとも２つ設けられ、２つの貫通孔は、前記空洞部を介して連通している、請求項１から１３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  15. 　前記圧電層の厚みは、前記複数の第１電極指と前記複数の第２電極指のうち、隣り合う第１電極指と第２電極指との間の中心間距離をｐとした場合に２ｐ以下である、請求項１から１４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  16. 　前記圧電層の材料は、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムを含む、請求項１から１５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  17. 　前記圧電層を構成しているニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムのオイラー角（φ、θ、ψ）が、以下の式（１）、式（２）又は式（３）の範囲にある、請求項１６に記載の弾性波装置。
    　（０°±１０°、０°～２０°、任意のψ）　　…式（１）
    　（０°±１０°、２０°～８０°、０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　又は　（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）
  18. 　前記圧電層の厚みをｄ、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指のうち、隣り合う第１電極指と第２電極指との中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐ≦０．５である、請求項１６に記載の弾性波装置。
  19. 　ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１８に記載の弾性波装置。
  20. 　隣り合う電極指が対向している方向に視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、複数の前記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１８又は１９に記載の弾性波装置。
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