WO2022124391A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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resonator
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piezoelectric layer
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峰文 大内
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • This disclosure relates to an elastic wave device.
  • Patent Document 1 describes an elastic wave device.
  • the frequency characteristics of the elastic wave device using the thickness slip primary mode as shown in Patent Document 1 depend on the thickness of the piezoelectric layer. Therefore, if all the resonators of the filter are configured by the elastic wave device, it may be difficult to adjust the frequency characteristics (specific band) of the filter.
  • the present disclosure solves the above-mentioned problems, and aims to facilitate adjustment of the specific band.
  • the elastic wave device has a support substrate, a first main surface, a piezoelectric layer containing lithium niobate or lithium tantalate, and energy provided between the support substrate and the piezoelectric layer. It comprises a confinement layer and a first resonator and a second resonator formed on the first main surface of the piezoelectric layer, including at least a pair of first and second electrodes, said first.
  • the resonator is configured to be able to use a bulk wave in the thickness slip mode
  • the second resonator is configured to be able to use a wave other than the bulk wave in the thickness slip mode.
  • the elastic wave device is provided between the support substrate, the piezoelectric layer having the first main surface and containing lithium niobate or lithium tantalate, and the support substrate and the piezoelectric layer.
  • the piezoelectric layer comprises a first and second resonators, including at least a pair of first and second electrodes, formed on the first main surface of the piezoelectric layer.
  • the adjustment of the specific band can be facilitated.
  • 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.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion of FIG. 1A along line II-II.
  • 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.
  • 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.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion of FIG. 1A along line
  • 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 modified example of the first embodiment, and is a cross-sectional view of a portion of FIG.
  • FIG. 14 is a plan view showing an embodiment of the first embodiment.
  • FIG. 15A is an example of a cross-sectional view of a portion of FIG. 14 along the AA'line.
  • FIG. 15B is an example of a cross-sectional view of a portion of FIG. 14 along the BB'line.
  • FIG. 16 is a reference diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device according to the embodiment of the first embodiment.
  • FIG. 17A is a first modification of the cross-sectional view of the portion of FIG. 14 along the AA'line.
  • FIG. 17B is a first modification of the cross-sectional view of the portion along the BB'line of FIG.
  • FIG. 18A is a second modification of the cross-sectional view of the portion of FIG. 14 along the AA'line.
  • FIG. 18B is a second modification of the cross-sectional view of the portion along the BB'line of FIG.
  • FIG. 19A is a third modification of the cross-sectional view of the portion of FIG. 14 along the AA'line.
  • FIG. 19B is a third modification of the cross-sectional view of the portion along the BB'line of FIG.
  • 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 elastic wave device 1 of the first embodiment has a piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3 .
  • the piezoelectric layer 2 may be made of LiTaO 3 .
  • the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is a Z cut in the first embodiment.
  • the cut angle of LiNbO 3 or LiTaO 3 may be a rotary Y cut or an X cut. Propagation directions of Y propagation and X propagation ⁇ 30 ° are preferable.
  • 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 piezoelectric layer 2 has a first main surface 2a facing each other in the Z direction and a second main surface 2b.
  • 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 electrode 5.
  • the plurality of electrodes 4 are connected to the second bus bar electrode 6.
  • the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4 are interleaved with each other. This constitutes an IDT electrode (first IDT electrode 30 described later) including the electrode 3, the electrode 4, the first bus bar electrode 5, and the second bus bar electrode 6.
  • the electrode 3 and the electrode 4 have a rectangular shape and have a length direction.
  • the electrode 3 and the electrode 4 adjacent to the electrode 3 face each other in a direction orthogonal to the length direction.
  • the length direction of the electrode 3 and the electrode 4 and the direction orthogonal to the length direction of the electrode 3 and the electrode 4 are all directions intersecting with each other in the thickness direction of the piezoelectric layer 2. Therefore, it can be said that the electrode 3 and the electrode 4 adjacent to the electrode 3 face each other in a direction intersecting with each other in the thickness direction of the piezoelectric layer 2.
  • the thickness direction of the piezoelectric layer 2 is the Z direction (or the first direction)
  • the length direction of the electrodes 3 and 4 is the Y direction (or the second direction)
  • the electrodes 3 and 4 are orthogonal to each other.
  • the direction may be described as the X direction (or the third direction).
  • 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. 1A and 1B. That is, in FIGS. 1A and 1B, the electrodes 3 and 4 may be extended in the direction in which the first bus bar electrode 5 and the second bus bar electrode 6 are extended. In that case, the first bus bar electrode 5 and the second bus bar electrode 6 extend in the direction in which the electrodes 3 and 4 extend in FIGS. 1A and 1B. Then, 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 plurality of pairs in a direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4. ing.
  • 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 electrode 3 and the electrode 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 between the electrode 3 and the electrode 4, that is, the pitch is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the center-to-center distance between the electrode 3 and the electrode 4 is the center of the 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 connecting the center of the width dimension of.
  • the electrodes 3 and 4 when there are a plurality of at least one of the electrodes 3 and 4 (when the electrodes 3 and 4 are a pair of electrodes and there are 1.5 or more pairs of electrodes), the electrodes 3 and 4
  • the center-to-center distance refers to the average value of the center-to-center distances of 1.5 pairs or more of the electrodes 3, the adjacent electrodes 3 and the electrodes 4.
  • the width of the electrode 3 and the electrode 4, that is, the dimensions of the electrode 3 and the electrode 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 3 and the electrode 4 is a direction orthogonal to 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 length direction of the electrode 4. It is the distance connected to the center of the dimension (width dimension) of the electrode 4 in.
  • 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 °). ) May be.
  • 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 the at least one pair of electrodes 3 and the electrodes 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 crystal, 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, the electrode 4, the first bus bar electrode 5, and the second bus bar electrode 6 are made of an appropriate metal or alloy such as Al or AlCu alloy.
  • the electrode 3, the electrode 4, the first bus bar electrode 5, and the second bus bar electrode 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 electrode 5 and the second bus bar electrode 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 thickness of the piezoelectric layer 2 when the thickness of the piezoelectric layer 2 is d, the distance between the centers of the plurality of pairs of electrodes 3, the adjacent electrodes 3 of the electrodes 4, and the electrodes 4 is p, d / p is It is said to be 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 electrodes 3 and 4 are 1.5 pairs.
  • the distance p between the centers of the adjacent electrodes 3 and 4 is the average distance between the centers of the adjacent electrodes 3 and 4.
  • the elastic wave device 1 of the first embodiment has the above configuration, 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 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.
  • FIG. 3A is an elastic wave device as described in Patent Document 1, in which a ram wave propagates in a piezoelectric layer.
  • the wave propagates in the piezoelectric layer 201 as indicated by an arrow.
  • the piezoelectric layer 201 has a first main surface 201a and a second main surface 201b, 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 electrodes 3 and 4 of the IDT electrodes are lined up.
  • the wave propagates in the X direction as shown in the figure.
  • 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 electrodes 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 electrodes 3 and 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 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 electrode 3 and the electrode 4 is arranged, but since the wave is not propagated in the X direction, the logarithm of the electrode pair consisting of the electrode 3 and the electrode 4 Does not necessarily have to be multiple pairs. 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. 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 3 and the electrode 4 overlap when viewed in the X direction orthogonal to the length direction of the electrode 3 and the electrode 4.
  • 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 distance between the electrodes of the electrode pair consisting of the electrodes 3 and 4 is the same for the plurality of pairs. That is, the electrodes 3 and 4 are arranged at equal pitches.
  • d / p is 0.5 or less, more preferably 0.24. It is as follows. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 6 shows d / 2p and 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 2. It is explanatory drawing which shows the relationship with the specific band as.
  • 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 electrodes 3 and 4. In the case of 1.5 pairs or more of electrodes, the average distance between the centers of the adjacent electrodes 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 3 and an electrode 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 region C which is a region in which any of the adjacent electrodes 3 and 4 are overlapped when viewed in the opposite direction, is provided. It is desirable that the metallization ratio MR of the adjacent 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. 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 excitation region C is a region in the electrode 4 where 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 electrode 3 and the electrode 4, that is, in an opposite direction. It is a region where the electrode 3 overlaps and a region where the electrode 3 and the electrode 4 overlap in the region between the electrode 3 and the electrode 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 electrodes 3 and 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 electrodes 3 and 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 ° -80 °, 0 ° -60 ° (1- ( ⁇ -50) 2/900) 1/2 ) or (0 ° ⁇ 10 °, 20 ° -80 °, [180] ° -60 ° (1- ( ⁇ -50) 2/900) 1/2 ] -180 °).
  • Equation (2) (0 ° ⁇ 10 °, [180 ° -30 ° (1- ( ⁇ 90) 2/8100) 1/2 ] to 180 °, arbitrary ⁇ ).
  • the specific band can be sufficiently widened, which is preferable.
  • FIG. 12 is a modified example of the first embodiment, and is a cross-sectional view of a portion of FIG. 1A along the line II-II.
  • the acoustic multilayer film 42 is laminated on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2.
  • the acoustic multilayer film 42 has a laminated structure of low acoustic impedance layers 42a, 42c, 42e having a relatively low acoustic impedance and high acoustic impedance layers 42b, 42d having a relatively high acoustic impedance.
  • the bulk wave in the thickness slip primary 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 41, by setting the d / p to 0.5 or less, resonance characteristics based on the bulk wave in the thickness slip primary mode can be obtained.
  • the number of layers of the low acoustic impedance layers 42a, 42c, 42e and the high acoustic impedance layers 42b, 42d is not particularly limited. It is sufficient that at least one high acoustic impedance layer 42b, 42d is arranged on the side farther from the piezoelectric layer 2 than the low acoustic impedance layers 42a, 42c, 42e.
  • the low acoustic impedance layers 42a, 42c, 42e and the high acoustic impedance layers 42b, 42d can be made of an appropriate material as long as the relationship of the acoustic impedance is satisfied.
  • the material of the low acoustic impedance layers 42a, 42c, 42e silicon oxide, silicon nitride, or the like can be mentioned.
  • a metal such as alumina, silicon nitride or platinum can be mentioned.
  • FIG. 13 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the outer peripheral edge of the cavity 9 is shown by a broken line.
  • the elastic wave device of the present disclosure 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 electrodes 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 electrodes 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 3 and the second electrode 4 are adjacent electrodes, the thickness of the piezoelectric layer 2 is d, and the distance between the centers of the first electrode 3 and the second electrode 4 is p.
  • d / p is set to 0.5 or less.
  • 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 3 and a second electrode 4 facing each other in a direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2, and the first electrode 3 and the second electrode 4 It is desirable to cover the second electrode 4 with a protective film.
  • an energy confinement layer is provided between the piezoelectric layer 2 and the support substrate 8.
  • the energy confinement layer is a layer for confining elastic waves such as bulk waves in the thickness slip primary mode in the piezoelectric layer 2.
  • a cavity 9 an acoustic reflection film 11 described later, an acoustic reflection layer, a laminated body of a low sound velocity layer and a high sound velocity layer, or the like can be used.
  • the acoustic reflection layer is a layer including a low acoustic impedance layer and a high acoustic impedance layer laminated on the low acoustic impedance layer.
  • the acoustic multilayer film 42 is an example of an acoustic reflection layer and a laminated body of a low sound velocity layer and a high sound velocity layer.
  • FIG. 14 is a plan view showing an embodiment of the first embodiment.
  • the first resonator 20 that uses the thickness slip primary mode on the support substrate 8 and the first resonator 20 that does not use the thickness slide primary mode are used. It has two resonators 20A.
  • FIG. 15A is an example of a cross-sectional view of a portion along the AA'line of FIG.
  • the first resonator 20 is a resonator laminated on the piezoelectric layer 2 in the Z direction.
  • the first resonator 20 is a resonator having a first IDT electrode 30 and a laminated body having a portion that at least partially overlaps with the first IDT electrode 30 in a plan view in the Z direction.
  • the laminate included in the first resonator includes the first IDT electrode 30, a part of the piezoelectric layer 2, and the cavity 9.
  • the first IDT electrode 30 includes a first electrode 3, a second electrode 4, a first bus bar electrode 5, and a second bus bar electrode 6.
  • the first IDT electrode 30 is configured such that at least a pair of the first electrode 3 and the second electrode 4 can resonate, and the d / p is preferably 0.5 or less.
  • the first resonator 20 is configured to be able to use a bulk wave in the thickness slip primary mode.
  • FIG. 15B is an example of a cross-sectional view of a portion along the BB'line of FIG.
  • the second resonator 20A is a resonator laminated on the piezoelectric layer 2 in the Z direction.
  • the second resonator 20A is a resonator having a second IDT electrode 30A and a laminated body having a portion that at least partially overlaps with the second IDT electrode 30A in a plan view in the Z direction.
  • the laminated body included in the second resonator includes a part of the piezoelectric layer 2 and the cavity portion 9A.
  • the first IDT electrode 30 is configured such that at least a pair of the third electrode 3A and the fourth electrode 4A can resonate, and the d / p is preferably larger than 0.5.
  • the second resonator 20A is configured to be able to use other than the bulk wave in the thickness slip primary mode, and in the first embodiment, the plate wave in the S0 mode is configured to be usable.
  • the second IDT electrode 30A includes a third electrode 3A, a fourth electrode 4A, a third bus bar electrode 5A, and a fourth bus bar electrode 6A.
  • the magnitude of the angle formed by the direction orthogonal to the length direction of the third electrode 3A or the fourth electrode 4A and the direction orthogonal to the length direction of the first electrode 3 or the second electrode 4 is 90 ° ⁇ . It is preferably in the range of 10 °.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing the frequency characteristics of the elastic wave device according to the embodiment of the first embodiment.
  • the piezoelectric layer 2 of the elastic wave device according to FIG. 16 is LiNbO 3 having Euler angles (0 °, 37.5 °, 0 °), has a thickness of 0.45 ⁇ m, and has a propagation angle of 90 °.
  • the distance between the electrodes of the second IDT electrode of the elastic wave device according to FIG. 16 is 1.7 ⁇ m in Example 1, 1.6 ⁇ m in Example 2, and 1.5 ⁇ m in Example 3.
  • Table 1 shows the values of fr, fa, (fa-fr) / fr obtained from the frequency characteristics of the elastic wave device 1A according to FIG.
  • fr is the resonance frequency of the first resonator 20 of the elastic wave device 1A.
  • fa is the antiresonance frequency of the first resonator 20.
  • (fa-fr) / fr is the specific bandwidth of the first resonator 20.
  • the configuration of the elastic wave device 1A is not limited to FIGS. 15A and 15B.
  • other modification examples will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 17A is a first modification of the cross-sectional view of the portion along the AA'line of FIG.
  • FIG. 17B is a first modification of the cross-sectional view of the portion along the BB'line of FIG.
  • the support substrate 8 and the piezoelectric layer 2 may be laminated via an acoustic multilayer film 42. That is, the first resonator 21 and the second resonator 21A may include an acoustic multilayer film 42 as an energy confinement layer. Even in this case, the resonance frequency of the first resonator 21 can be adjusted.
  • the low acoustic impedance layers 42a, 42c, 42e constituting the acoustic multilayer film 42 are made of, for example, silicon oxide, and the high acoustic impedance layers 42b, 42d constituting the acoustic multilayer film 42 are Although it is made of platinum, it can be made of an appropriate material as long as the above acoustic impedance relationship is satisfied.
  • FIG. 18A is a second modification of the cross-sectional view of the portion along the AA'line of FIG.
  • FIG. 18B is a second modification of the cross-sectional view of the portion along the BB'line of FIG.
  • the first resonator 22 has a cavity 9 and a penetration as shown in FIG. 18A. It is preferable that the hole 10 is provided.
  • the cavity 9 is a cavity provided in the acoustic multilayer film 42, and is provided, for example, in the low acoustic impedance layer 42a in contact with the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2.
  • the second resonator 22A is not provided with a cavity.
  • the first resonator 22 can satisfactorily propagate the bulk wave in the thickness slip primary mode, and the second resonator 22A can satisfactorily propagate the plate wave in the S0 mode.
  • the through hole 10 is a hole that penetrates the piezoelectric layer 2 in the Z direction.
  • the through hole 10 is provided in the first resonator 22 so as to communicate with the cavity 9 in the Z direction.
  • the etching solution is poured into the through hole 10 by providing the through hole 10 in the piezoelectric layer 2, and the sacrificial layer is removed to form a cavity. Since the portion 9 can be easily formed, the elastic wave device 1A can be easily manufactured.
  • FIG. 19A is a third modification of the cross-sectional view of the portion along the AA'line of FIG.
  • FIG. 19B is a third modification of the cross-sectional view of the portion along the BB'line of FIG.
  • the elastic wave device 1A may be further provided with a dielectric film 7.
  • the energy confinement layer is provided between the piezoelectric layer 2 and the dielectric film 7.
  • the dielectric film 7 is made of, for example, silicon nitride.
  • the energy confinement layer is an acoustic reflection film 11 provided with a cavity 9 on the piezoelectric layer 2 side.
  • the acoustic reflection film 11 is, for example, a layer made of silicon oxide.
  • the first resonator 23 is provided with the through hole 10 as in the second embodiment.
  • the energy confinement layer is the acoustic reflection film 11.
  • the acoustic reflection film 11 is not provided with a cavity.
  • the elastic wave device 1A has a support substrate 8 and a main surface in the first direction which is the thickness direction of the support substrate 8, and comprises lithium niobate or lithium tantalate.
  • a first resonator 20 and a second resonator 20A configured to be resonable are provided, and the first resonator 20 is configured to be able to use a bulk wave in a thickness slip mode, and the second resonator 20A is configured. Is configured to enable waves other than bulk waves in thickness slip mode.
  • the static frequency characteristics of the first resonator 20 can be adjusted by adjusting parameters other than the thickness of the piezoelectric layer 2, such as the pitch of the second IDT electrode 30A. Band adjustment can be facilitated.
  • the elastic wave device 1A has a support substrate 8 and a main surface in the first direction which is the thickness direction of the support substrate 8, and is a piezoelectric layer 2 containing lithium niobate or lithium tantalate. And an energy confinement layer provided between the support substrate 8 and the piezoelectric layer 2 in the first direction, and at least a pair of the first electrode 3 and the second electrode 4 formed on the main surface of the piezoelectric layer 2.
  • the film thickness of the piezoelectric layer 2 is d, and the distance between the centers of the adjacent first electrode 3 and the second electrode 4 is p, the first The d / p of the resonator 20 is 0.5 or less, and the d / p of the second resonator 20A is larger than 0.5.
  • the pitch of the IDT electrode of the second resonator 20A, etc. By adjusting parameters other than the thickness of the piezoelectric layer 2, the static frequency characteristics of the first resonator 20 can be adjusted, so that the adjustment of the specific band can be facilitated.
  • the second resonator 20A is configured to be able to use a plate wave.
  • the static frequency characteristics of the first resonator 20 can be adjusted by the pitch of the IDT electrode of the second resonator 20A, so that the adjustment of the specific band can be facilitated.
  • the energy confinement layer may be a cavity (cavity portion 9). Even in this case, the adjustment of the specific band can be facilitated.
  • the energy confinement layer may be an acoustic reflection layer (for example, an acoustic multilayer film 42) including a low acoustic impedance layer and a high acoustic impedance layer laminated on the low acoustic impedance layer. Even in this case, the adjustment of the specific band can be facilitated.
  • an acoustic reflection layer for example, an acoustic multilayer film 42
  • the adjustment of the specific band can be facilitated.
  • the layer closest to the piezoelectric layer 2 in the first direction among the acoustic reflection layers is the low acoustic impedance layer 42a, and the low acoustic impedance layer 42a is a cavity (cavity portion 9). ) Is provided. This makes it easier to adjust the specific band.
  • the acoustic reflection layer is not provided with a cavity. This makes it easier to adjust the specific band.
  • the energy confinement layer is a laminated body of a low sound velocity layer and a high sound velocity layer (for example, an acoustic multilayer film 42). Even in this case, the adjustment of the specific band can be facilitated.
  • a hole (through hole 10) that penetrates the piezoelectric layer 2 in the first direction is provided.
  • the hollow portion 9 can be easily formed by etching the sacrificial layer provided in the layer closest to the piezoelectric layer 2, and the elastic wave device 1A can be easily manufactured.
  • the piezoelectric layer 2 is made of rotating Y-cut lithium niobate, and has a direction orthogonal to the length direction of the first electrode 3 or the second electrode 4 of the first resonator 20 and a second resonator 20A.
  • the angle formed by the direction orthogonal to the length direction of the three electrodes 3A or the fourth electrode 4A is 90 ° ⁇ 10 °. This makes it easier to adjust the specific band.
  • the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of lithium niobate or lithium tantalate constituting the piezoelectric layer 2 are within the range of the following equations (1), (2) or (3). be.
  • 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 ] -180 °).
  • Equation (2) (0 ° ⁇ 10 °, [180 ° -30 ° (1- ( ⁇ 90) 2/8100) 1/2 ] to 180 °, arbitrary ⁇ ).
  • d / p is 0.24 or less.
  • the elastic wave device 1 can be miniaturized and the Q value can be increased.
  • the region where the adjacent first electrode 3 and the second electrode 4 overlap in the opposite direction is the excitation region C, and the plurality of first electrodes 3 and the second electrode 4 with respect to the excitation region C.
  • the metallization ratio is MR, MR ⁇ 1.75 (d / p) +0.075 is satisfied. In this case, the specific band can be surely reduced to 17% or less.

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Abstract

比帯域の調整を容易にする。弾性波装置は、支持基板と、第１の主面を有し、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む圧電層と、前記支持基板と前記圧電層との間に設けられたエネルギー閉じ込め層と、前記圧電層の前記第１の主面に形成された、少なくとも１対の第１電極及び第２電極を含む、第１共振子及び第２共振子と、を備え、前記第１共振子は、厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されており、前記第２共振子は、厚み滑りモードのバルク波以外の波を利用可能に構成されている。

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に示すような、厚み滑り１次モードを利用する弾性波装置の周波数特性は圧電層の厚みに依存する。そのためフィルタの全共振子を当該弾性波装置で構成してしまうと、フィルタの周波数特性（比帯域）の調整が困難になる可能性がある。
　本開示は、上述した課題を解決するものであり、比帯域の調整を容易にすることを目的とする。
　一態様に係る弾性波装置は、支持基板と、第１の主面を有し、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む圧電層と、前記支持基板と前記圧電層との間に設けられたエネルギー閉じ込め層と、前記圧電層の前記第１の主面に形成された、少なくとも１対の第１電極及び第２電極を含む、第１共振子及び第２共振子と、を備え、前記第１共振子は、厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されており、前記第２共振子は、厚み滑りモードのバルク波以外の波を利用可能に構成されている。
　他の態様に係る弾性波装置は、支持基板と、第１の主面を有し、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む圧電層と、前記支持基板と前記圧電層との間に設けられたエネルギー閉じ込め層と、前記圧電層の前記第１の主面に形成された、少なくとも１対の第１電極及び第２電極を含む、第１共振子及び第２共振子と、を備え、前記圧電層の膜厚をｄ、隣り合う前記第１電極及び前記第２電極の中心間距離をｐとした場合、前記第１共振子のｄ／ｐが０．５以下であり、前記第２共振子のｄ／ｐが０．５より大きい。
　本開示によれば、比帯域の調整を容易にすることができる。
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また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、第１実施形態の変形例であって、図１ＡのＩＩ－ＩＩ線に沿う部分の断面図である。 図１３は、本開示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１４は、第１実施形態の実施例を示す平面図である。 図１５Ａは、図１４のＡ－Ａ′線に沿う部分の断面図の一例である。 図１５Ｂは、図１４のＢ－Ｂ′線に沿う部分の断面図の一例である。 図１６は、第１実施形態の実施例の弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。 図１７Ａは、図１４のＡ－Ａ′線に沿う部分の断面図の第１変形例である。 図１７Ｂは、図１４のＢ－Ｂ′線に沿う部分の断面図の第１変形例である。 図１８Ａは、図１４のＡ－Ａ′線に沿う部分の断面図の第２変形例である。 図１８Ｂは、図１４のＢ－Ｂ′線に沿う部分の断面図の第２変形例である。 図１９Ａは、図１４のＡ－Ａ′線に沿う部分の断面図の第３変形例である。 図１９Ｂは、図１４のＢ－Ｂ′線に沿う部分の断面図の第３変形例である。
　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また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１Ａ及び図１Ｂでは、複数の電極３が、第１のバスバー電極５に接続されている。複数の電極４は、第２のバスバー電極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。これにより、電極３と、電極４と、第１のバスバー電極５と第２のバスバー電極６とを備えるＩＤＴ電極（後述する第１のＩＤＴ電極３０）が構成される。
　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、電極３と隣接する電極４とが対向している。電極３、電極４の長さ方向、及び、電極３、電極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３と、電極３と隣接する電極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（または第１方向）とし、電極３、電極４の長さ方向をＹ方向（または第２方向）とし、電極３、電極４の直交する方向をＸ方向（または第３方向）として、説明することがある。
　また、電極３、電極４の長さ方向が図１Ａ及び図１Ｂに示す電極３、電極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のバスバー電極５及び第２のバスバー電極６が延びている方向に電極３、電極４を延ばしてもよい。その場合、第１のバスバー電極５及び第２のバスバー電極６は、図１Ａ及び図１Ｂにおいて電極３、電極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、電極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、電極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と電極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３と電極４との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の幅寸法の中心とを結んだ距離となる。
　さらに、電極３、電極４の少なくとも一方が複数本ある場合（電極３、電極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３、電極４の中心間距離は、１．５対以上の電極３、電極４のうち隣り合う電極３、電極４それぞれの中心間距離の平均値を指す。
　また、電極３、電極４の幅、すなわち電極３、電極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３と電極４との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、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３、電極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、電極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３、電極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に直接また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３、電極４及び第１のバスバー電極５、第２のバスバー電極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３、電極４及び第１のバスバー電極５、第２のバスバー電極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のバスバー電極５と第２のバスバー電極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３、電極４のうちいずれかの隣り合う電極３、電極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３、電極４の少なくとも一方が複数本ある場合、すなわち、電極３、電極４を１対の電極組とした場合に電極３、電極４が１．５対以上ある場合、隣り合う電極３、電極４の中心間距離ｐは、各隣り合う電極３、電極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３、電極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３、電極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。
　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、電極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。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３、電極４からなる電極の対数：２１対
　電極３と電極４との間の中心間距離（ピッチ）：３μｍ
　電極３、電極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３と電極４の長さ方向と直交するＸ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である。励振領域Ｃの長さとは、励振領域Ｃの電極３、電極４の長さ方向に沿う寸法である。
　第１実施形態では、電極３、電極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３と電極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、隣り合う電極の中心間距離また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３、電極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３、電極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３、電極４において、いずれかの隣り合う電極３、電極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、電極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３、電極４に着目した場合、この１対の電極３、電極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３と電極４とを、電極３、電極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、電極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３、電極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３、電極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３、電極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）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１２は、第１実施形態の変形例であって、図１ＡのＩＩ－ＩＩ線に沿う部分の断面図である。弾性波装置４１では、圧電層２の第２の主面２ｂに音響多層膜４２が積層されている。音響多層膜４２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４２ａ、４２ｃ、４２ｅ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４２ｂ、４２ｄとの積層構造を有する。音響多層膜４２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１次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４１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１次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４２においては、その低音響インピーダンス層４２ａ、４２ｃ、４２ｅ及び高音響インピーダンス層４２ｂ、４２ｄの積層数は特に限定されない。低音響インピーダンス層４２ａ、４２ｃ、４２ｅよりも、少なくとも１層の高音響インピーダンス層４２ｂ、４２ｄ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４２ａ、４２ｃ、４２ｅ及び高音響インピーダンス層４２ｂ、４２ｄ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４２ａ、４２ｃ、４２ｅ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４２ｂ、４２ｄの材料としては、アルミナ、窒化ケイ素または白金などの金属などを挙げることができる。
　図１３は、本開示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１３において、空洞部９の外周縁を破線で示す。本開示の弾性波装置は、板波を利用するものであってもよい。この場合、図１３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３及び第２電極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３及び第２電極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また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または第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３及び第２電極４があり、第１電極３及び第２電極４の上を保護膜で覆うことが望ましい。
　弾性波装置１、４１では、圧電層２と支持基板８の間にエネルギー閉じ込め層が設けられる。エネルギー閉じ込め層とは、厚み滑り１次モードのバルク波などの弾性波を圧電層２に閉じ込めるための層である。エネルギー閉じ込め層としては、例えば、空洞部９や、後述する音響反射膜１１、音響反射層、低音速層と高音速層との積層体などを用いることができる。音響反射層とは、低音響インピーダンス層と、低音響インピーダンス層に積層された高音響インピーダンス層とを含む層である。ここで、音響多層膜４２は、音響反射層および低音速層と高音速層との積層体の一例である。
　図１４は、第１実施形態の実施例を示す平面図である。図１４に示すように、第１実施形態の実施例に係る弾性波装置１Ａは、支持基板８に厚み滑り１次モードを利用する第１共振子２０と、厚み滑り１次モードを利用しない第２共振子２０Ａとを有する。
　図１５Ａは、図１４のＡ－Ａ′線に沿う部分の断面図の一例である。第１共振子２０は、圧電層２にＺ方向について積層される共振子である。第１共振子２０は、第１のＩＤＴ電極３０と、Ｚ方向に平面視して、少なくとも一部が第１のＩＤＴ電極３０に重なる部分の積層体とを有する共振子である。図１５Ａに示す例では、第１共振子が有する積層体は、第１のＩＤＴ電極３０と、圧電層２の一部と、空洞部９とを含む。
　第１のＩＤＴ電極３０は、第１電極３と、第２電極４と、第１のバスバー電極５と、第２のバスバー電極６とを含む。第１のＩＤＴ電極３０は、少なくとも１対の第１電極３及び第２電極４が共振可能に構成されており、ｄ／ｐは、０．５以下であることが好ましい。第１共振子２０は、厚み滑り１次モードのバルク波を利用可能に構成されている。
　図１５Ｂは、図１４のＢ－Ｂ′線に沿う部分の断面図の一例である。第２共振子２０Ａは、圧電層２にＺ方向について積層される共振子である。第２共振子２０Ａは、第２のＩＤＴ電極３０Ａと、Ｚ方向に平面視して、少なくとも一部が第２のＩＤＴ電極３０Ａに重なる部分の積層体とを有する共振子である。また、図１５Ｂに示す例では、第２共振子が有する積層体とは、圧電層２の一部と、空洞部９Ａとを含む。第１のＩＤＴ電極３０は、少なくとも１対の第３電極３Ａ及び第４電極４Ａが共振可能に構成されており、ｄ／ｐは、０．５より大きいことが好ましい。第２共振子２０Ａは、厚み滑り１次モードのバルク波以外を利用可能に構成されており、第１実施形態では、Ｓ０モードの板波が利用可能に構成されている。
　第２のＩＤＴ電極３０Ａは、第３電極３Ａと、第４電極４Ａと、第３のバスバー電極５Ａと、第４のバスバー電極６Ａとを含む。ここで、第３電極３Ａまたは第４電極４Ａの長さ方向に直交する方向と第１電極３または第２電極４の長さ方向に直交する方向とがなす角度の大きさは、９０°±１０°の範囲にあることが好ましい。
　図１６は、第１実施形態の実施例に係る弾性波装置の周波数特性を示す説明図である。図１６に係る弾性波装置の圧電層２は、オイラー角（０°、３７．５°、０°）のＬｉＮｂＯ３であり、厚みは０．４５μｍであり、伝搬角は９０°である。また、図１６に係る弾性波装置の第２のＩＤＴ電極の電極間距離は、例１では、１．７μｍ、例２では、１．６μｍ、例３では、１．５μｍである。
　図１６に係る弾性波装置１Ａの周波数特性から得たｆｒ、ｆａ、（ｆａ－ｆｒ）／ｆｒの値を、表１に示す。ここで、ｆｒは、弾性波装置１Ａの第１共振子２０の共振周波数である。ｆａは、第１共振子２０の反共振周波数である。また、（ｆａ－ｆｒ）／ｆｒは、第１共振子２０の比帯域幅である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図１６及び表１から明らかなように、第２共振子２０Ａの電極の間隔を調整することで、第１共振子２０について、比帯域幅への影響を抑制しつつ、共振周波数を調整できることが分かる。
　以上、第１実施形態に係る弾性波装置の実施例について説明したが、弾性波装置１Ａの構成は、図１５Ａ及び図１５Ｂに限られない。以下、図面を用いてその他の変形例について説明する。
　図１７Ａは、図１４のＡ－Ａ′線に沿う部分の断面図の第１変形例である。図１７Ｂは、図１４のＢ－Ｂ′線に沿う部分の断面図の第１変形例である。図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、支持基板８と圧電層２とは、音響多層膜４２を介して積層されていてもよい。すなわち、第１共振子２１及び第２共振子２１Ａは、エネルギー閉じ込め層として音響多層膜４２を備えていてもよい。この場合においても、第１共振子２１の共振周波数を調整することができる。なお、第１変形例においては、音響多層膜４２を構成する低音響インピーダンス層４２ａ、４２ｃ、４２ｅは、例えば、酸化ケイ素からなり、音響多層膜４２を構成する高音響インピーダンス層４２ｂ、４２ｄは、白金からなるが、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。
　図１８Ａは、図１４のＡ－Ａ′線に沿う部分の断面図の第２変形例である。図１８Ｂは、図１４のＢ－Ｂ′線に沿う部分の断面図の第２変形例である。第１変形例のように、支持基板８と圧電層２とが音響多層膜４２を介して積層されている場合、図１８Ａに示すように、第１共振子２２には、空洞部９及び貫通孔１０が設けられることが好ましい。第２変形例において、空洞部９は、音響多層膜４２に設けられる空洞であり、例えば、圧電層２の第２の主面２ｂと接する低音響インピーダンス層４２ａに設けられる。なお、第２共振子２２Ａにおいては、空洞が設けられないことが好ましい。これにより、第１共振子２２では、厚み滑り１次モードのバルク波を、第２共振子２２Ａでは、Ｓ０モードの板波を良好に伝搬させることができる。
　貫通孔１０は、圧電層２をＺ方向に貫通する孔である。貫通孔１０は、第１共振子２２において、空洞部９とＺ方向について連通するように設けられる。音響多層膜４２に犠牲層を設け、犠牲層に圧電層２を積層した後、貫通孔１０を圧電層２に設けることによって、貫通孔１０にエッチング液を流し込み、犠牲層を除去することで空洞部９を容易に形成できるので、弾性波装置１Ａの製造が容易となる。
　図１９Ａは、図１４のＡ－Ａ′線に沿う部分の断面図の第３変形例である。図１９Ｂは、図１４のＢ－Ｂ′線に沿う部分の断面図の第３変形例である。図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、弾性波装置１Ａは、誘電体膜７をさらに設けていてもよい。この場合、エネルギー閉じ込め層は、圧電層２と誘電体膜７との間に設けられる。第３実施例においては、誘電体膜７は、例えば、窒化ケイ素からなる。第３実施例の第１共振子２３において、エネルギー閉じ込め層は、圧電層２側に空洞部９が設けられた音響反射膜１１である。音響反射膜１１は、例えば、酸化ケイ素からなる層である。ここで、第１共振子２３において、第２実施例と同様に貫通孔１０が設けられることが好ましい。第３実施例の第２共振子２３Ａにおいて、エネルギー閉じ込め層は、音響反射膜１１である。ここで、第２共振子２３Ａにおいては、音響反射膜１１に空洞が設けられないことが好ましい。これにより、第１共振子２３では、厚み滑り１次モードのバルク波を、第２共振子２３Ａでは、Ｓ０モードの板波を良好に伝搬させることができる。
　以上説明したように、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａは、支持基板８と、支持基板８の厚さ方向である第１方向に主面を有し、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む圧電層２と、第１方向について支持基板８と圧電層２との間に設けられたエネルギー閉じ込め層と、支持基板８に設けられ、少なくとも１対の第１電極３及び第２電極４か共振可能に構成された、第１共振子２０及び第２共振子２０Ａと、を備え、第１共振子２０は、厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されており、第２共振子２０Ａは、厚み滑りモードのバルク波以外の波を利用可能に構成されている。この構成とすることで、第２のＩＤＴ電極３０Ａのピッチなど、圧電層２の厚み以外のパラメータを調整することにより、第１共振子２０について、周波静特性を調整することができるため、比帯域の調整を容易にすることができる。
　また、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａは、支持基板８と、支持基板８の厚さ方向である第１方向に主面を有し、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む圧電層２と、第１方向について支持基板８と圧電層２との間に設けられたエネルギー閉じ込め層と、圧電層２の主面に形成された、少なくとも１対の第１電極３及び第２電極４を含む、第１共振子２０及び第２共振子２０Ａと、を備え、圧電層２の膜厚をｄ、隣り合う第１電極３及び第２電極４の中心間距離をｐとした場合、第１共振子２０のｄ／ｐが０．５以下であり、第２共振子２０Ａのｄ／ｐが０．５より大きい、この構成とすることで、第２共振子２０ＡのＩＤＴ電極のピッチなど、圧電層２の厚み以外のパラメータを調整することにより、第１共振子２０について、周波静特性を調整することができるため、比帯域の調整を容易にすることができる。
　望ましい態様として、第２共振子２０Ａは板波を利用可能に構成されている。この構成とすることで、第２共振子２０ＡのＩＤＴ電極のピッチにより、第１共振子２０について、周波静特性を調整することができるため、比帯域の調整を容易にすることができる。
　また、エネルギー閉じ込め層は、空洞（空洞部９）であってよい。この場合においても、比帯域の調整を容易にすることができる。
　また、エネルギー閉じ込め層は、低音響インピーダンス層と、低音響インピーダンス層に積層された高音響インピーダンス層とを含む、音響反射層（例えば、音響多層膜４２）であってよい。この場合においても、比帯域の調整を容易にすることができる。
　望ましい態様として、第１共振子２１、２２において、音響反射層のうち圧電層２に第１方向について最も近い層は低音響インピーダンス層４２ａであり、低音響インピーダンス層４２ａは、空洞（空洞部９）が設けられている。これにより、比帯域の調整をより容易にすることができる。
　望ましい態様として、第２共振子２１Ａ、２２Ａにおいて、音響反射層に空洞が設けられていない。これにより、比帯域の調整をより容易にすることができる。
　また、エネルギー閉じ込め層は、低音速層と高音速層との積層体（例えば、音響多層膜４２）である。この場合においても、比帯域の調整を容易にすることができる。
　望ましい態様として、圧電層２を第１方向に貫通する孔（貫通孔１０）が設けられる。これにより、最も圧電層２に近い層に設けられた犠牲層をエッチングすることにより空洞部９を容易に形成することができ、容易に弾性波装置１Ａを製造できる。
　望ましい態様として、圧電層２は回転Ｙカットのニオブ酸リチウムからなり、第１共振子２０の第１電極３または第２電極４の長さ方向に直交する方向と、第２共振子２０Ａの第３電極３Ａまたは第４電極４Ａの長さ方向に直交する方向とがなす角度は、９０°±１０°である。これにより、比帯域の調整をより容易にすることができる。
　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またはタンタル酸リチウムのオイラー角（φ、θ、ψ）が、以下の式（１）、式（２）または式（３）の範囲にある。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）　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）
　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１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、隣り合う第１電極３及び第２電極４が対向している方向において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、複数の第１電極３及び第２電極４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。
　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、４１、１０１、３０１　弾性波装置
２　圧電層
２ａ　第１の主面
２ｂ　第２の主面
３　第１電極
４　第２電極
５　第１のバスバー電極
６　第２のバスバー電極
３Ａ　第３電極
４Ａ　第４電極
５Ａ　第３のバスバー電極
６Ａ　第４のバスバー電極
７　誘電体膜
８　支持基板
７ａ、８ａ　開口部
９、９Ａ　空洞部
１０　貫通孔
１１　音響反射膜
２０、２１、２２、２３　第１共振子
２０Ａ、２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ　第２共振子
３０　第１のＩＤＴ電極
３０Ａ　第２のＩＤＴ電極
４２　音響多層膜
４２ａ　低音響インピーダンス層
４２ｂ　高音響インピーダンス層
４２ｃ　低音響インピーダンス層
４２ｄ　高音響インピーダンス層
４２ｅ　低音響インピーダンス層
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

Claims (13)

  1. 　支持基板と、
    　前記支持基板の厚さ方向である第１方向に主面を有し、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む圧電層と、
    　前記第１方向について前記支持基板と前記圧電層との間に設けられたエネルギー閉じ込め層と、
    　前記支持基板に設けられ、少なくとも１対の第１電極及び第２電極が共振可能に構成された、第１共振子及び第２共振子と、
    　を備え、
    　前記第１共振子は、厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されており、
    　前記第２共振子は、厚み滑りモードのバルク波以外の波を利用可能に構成されている、
    弾性波装置。
  2. 　支持基板と、
    　前記支持基板の厚さ方向である第１方向に主面を有し、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む圧電層と、
    　前記第１方向について前記支持基板と前記圧電層との間に設けられたエネルギー閉じ込め層と、
    　前記圧電層の前記主面に形成された、少なくとも１対の第１電極及び第２電極を含む、第１共振子及び第２共振子と、
    　を備え、
    　前記圧電層の膜厚をｄ、隣り合う前記第１電極及び前記第２電極の中心間距離をｐとした場合、
    　前記第１共振子のｄ／ｐが０．５以下であり、
    　前記第２共振子のｄ／ｐが０．５より大きい、
    弾性波装置。
  3. 　前記第２共振子は板波を利用可能に構成されている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記エネルギー閉じ込め層は、空洞である、請求項１から３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  5. 　前記エネルギー閉じ込め層は、低音響インピーダンス層と、前記低音響インピーダンス層に積層された高音響インピーダンス層とを含む、音響反射層である、請求項１から３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記第１共振子において、前記音響反射層のうち前記圧電層に前記第１方向について最も近い層は低音響インピーダンス層であり、
    　前記低音響インピーダンス層は、空洞が設けられている、請求項５に記載の弾性波装置。
  7. 　前記第２共振子において、前記音響反射層に空洞が設けられていない、請求項５または６に記載の弾性波装置。
  8. 　前記エネルギー閉じ込め層は、低音速層と高音速層との積層体である、請求項１から３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記圧電層を前記第１方向に貫通する孔が設けられる、請求項４または６に記載の弾性波装置。
  10. 　前記圧電層は回転Ｙカットのニオブ酸リチウムからなり、
    　前記第１共振子の第１電極または第２電極の長さ方向に直交する方向と、前記第２共振子の第１電極または第２電極の長さ方向に直交する方向とがなす角度は、９０°±１０°である、請求項１から９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  11. 　前記圧電層を構成しているニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムのオイラー角（φ、θ、ψ）が、以下の式（１）、式（２）または式（３）の範囲にある、請求項１から１０のいずれか１項に記載の弾性波装置。
    　（０°±１０°、０°～２０°、任意のψ）　　…式（１）
    　（０°±１０°、２０°～８０°、０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　または　（０°±１０°、２０°～８０°、［１８０°－６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２］～１８０°）　　…式（２）
    　（０°±１０°、［１８０°－３０°（１－（ψ－９０）２／８１００）１／２］～１８０°、任意のψ）　　…式（３）
  12. 　前記圧電層の膜厚をｄ、隣り合う前記第１電極及び前記第２電極の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１から１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  13. 　隣り合う前記第１電極及び前記第２電極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、複数の前記第１電極及び前記第２電極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から１２のいずれか１項に記載の弾性波装置。
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