WO2022138328A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2022138328A1
WO2022138328A1 PCT/JP2021/046049 JP2021046049W WO2022138328A1 WO 2022138328 A1 WO2022138328 A1 WO 2022138328A1 JP 2021046049 W JP2021046049 W JP 2021046049W WO 2022138328 A1 WO2022138328 A1 WO 2022138328A1
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electrode
elastic wave
piezoelectric layer
wave device
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PCT/JP2021/046049
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和則 井上
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株式会社村田製作所
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Publication date
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    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
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    • H03H9/02228—Guided bulk acoustic wave devices or Lamb wave devices having interdigital transducers situated in parallel planes on either side of a piezoelectric layer
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    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02015—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
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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

  • the present invention relates to an elastic wave device.
  • Patent Document 1 discloses an example of an elastic wave device using a plate wave.
  • a LiNbO 3 substrate is provided on the support.
  • the support is provided with a through hole.
  • An IDT (Interdigital Transducer) electrode is provided at a portion of the LiNbO 3 substrate facing the through hole.
  • a portion of a piezoelectric layer such as a LiNbO3 substrate that overlaps a cavity in a plan view can be easily deformed by a difference in pressure between the front and back surfaces of the piezoelectric layer. Therefore, the tip of the electrode finger of the IDT electrode may be peeled off from the piezoelectric layer, or the electrode finger may be torn.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device capable of suppressing damage to an IDT electrode and peeling of the IDT electrode from the piezoelectric layer.
  • the elastic wave device has a support member having a support substrate, a piezoelectric layer provided on the support member, and a first bus bar and a second bus bar facing each other on the piezoelectric layer.
  • a first IDT electrode having a bus bar, a plurality of electrode fingers, and a first portion provided on the piezoelectric layer and covering the tips of the plurality of electrode fingers facing the first bus bar.
  • a cavity portion is provided on the support member side with respect to the piezoelectric layer, and at least a part of the IDT electrode is described in a plan view.
  • the outer peripheral edges of the cavity portion face each other in the electrode finger extension direction in a plan view.
  • the first outer peripheral edge portion is located on the first bus bar side, and the first outer peripheral edge portion and the second outer peripheral edge portion are included.
  • the insulating film 1 extends toward the first bus bar and overlaps with the first outer peripheral edge portion of the cavity portion in a plan view.
  • the elastic wave device According to the elastic wave device according to the present invention, it is possible to suppress the damage of the IDT electrode and the peeling of the IDT electrode from the piezoelectric layer.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the elastic wave device according to the first embodiment of the present invention along the direction in which the electrode fingers extend.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the elastic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the elastic wave device of the comparative example along the direction in which the electrode finger extends
  • FIG. 3B shows both main surfaces of the piezoelectric layer in the elastic wave device of the comparative example. It is a schematic cross-sectional view which shows the example of the case of being deformed by the difference in pressure between.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a first modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a first modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the elastic wave device according to the second modification of the first embodiment of the present invention along the direction in which the electrode finger extends.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the elastic wave device according to the third modification of the first embodiment of the present invention along the direction in which the electrode finger extends.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the elastic wave device according to the fourth modification of the first embodiment of the present invention along the direction in which the electrode finger extends.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of the elastic wave device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the elastic wave device according to the third embodiment of the present invention along the direction in which the electrode fingers extend.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the elastic wave device according to the fourth embodiment of the present invention along the direction in which the electrode fingers extend.
  • 11 (a) is a schematic perspective view showing the appearance of an elastic wave device using a bulk wave in a thickness slip mode
  • FIG. 11 (b) is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 11 (a).
  • FIG. 13 (a) is a schematic front sectional view for explaining a Lamb wave propagating in the piezoelectric film of the elastic wave device
  • FIG. 13 (b) is a thickness slip propagating in the piezoelectric film in the elastic wave device.
  • FIG. 14 is a diagram showing the amplitude direction of the bulk wave in the thickness slip mode.
  • FIG. 15 is a diagram showing resonance characteristics of an elastic wave device using a bulk wave in a thickness slip mode.
  • FIG. 16 is a diagram showing the relationship between d / p and the specific band as a resonator when the distance between the centers of adjacent electrodes is p and the thickness of the piezoelectric layer is d.
  • FIG. 17 is a plan view of an elastic wave device that utilizes a bulk wave in a thickness slip mode.
  • FIG. 18 is a diagram showing the resonance characteristics of the elastic wave device of the reference example in which spurious appears.
  • FIG. 14 is a diagram showing the amplitude direction of the bulk wave in the thickness slip mode.
  • FIG. 15 is a diagram showing resonance characteristics of an elastic wave device using a bulk wave in a thickness slip mode.
  • FIG. 16 is a diagram showing the relationship between d / p and the specific band as a resonator when the distance between
  • FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the specific band and the phase rotation amount of the impedance of the spurious normalized at 180 degrees as the size of the spurious.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between d / 2p and the metallization ratio MR.
  • FIG. 21 is a diagram showing a map of the specific band with respect to Euler angles (0 °, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d / p is brought as close to 0 as possible.
  • FIG. 22 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device using a Lamb wave.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the elastic wave device according to the first embodiment of the present invention along the direction in which the electrode fingers extend.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the elastic wave device according to the first embodiment. Note that FIG. 1 is a schematic cross-sectional view taken along the line I-I in FIG. The electrode fingers will be described later.
  • the elastic wave device 10 has a piezoelectric substrate 12 and an IDT electrode 25.
  • the piezoelectric substrate 12 has a support member 13 and a piezoelectric layer 14.
  • the support member 13 includes a support substrate 16 and a bonding layer 15 as an insulating layer.
  • a bonding layer 15 is provided on the support substrate 16.
  • a piezoelectric layer 14 is provided on the bonding layer 15.
  • the support member 13 may be composed of only the support substrate 16.
  • the support member 13 is provided with a cavity portion 13c. More specifically, the joining layer 15 is provided with a through hole. A through hole is provided in the support substrate 16 so as to communicate with the through hole of the bonding layer 15. The support substrate 16 may be provided with a recess instead of the through hole. A piezoelectric layer 14 is provided on the joint layer 15 so as to close the through hole. As a result, the hollow portion 13c of the support member 13 is configured. As described above, in the present embodiment, the cavity portion 13c is configured in both the support substrate 16 and the bonding layer 15. However, the cavity portion 13c may be composed of only the joining layer 15. Alternatively, the cavity portion 13c may be configured only in the support substrate 16.
  • an appropriate dielectric such as silicon oxide or tantalum pentoxide can be used.
  • a semiconductor such as silicon, an appropriate ceramic, or the like can be used.
  • the piezoelectric layer 14 has a first main surface 14a and a second main surface 14b.
  • the first main surface 14a and the second main surface 14b face each other.
  • the second main surface 14b is the main surface on the support member 13 side.
  • the piezoelectric layer 14 has a membrane portion 14c.
  • the membrane portion 14c is a portion of the piezoelectric layer 14 that overlaps with the cavity portion 13c in a plan view.
  • the membrane portion 14c has a curved shape so as to be convex toward the first main surface 14a. However, the membrane portion 14c does not have to have a warped shape.
  • the piezoelectric layer 14 is made of, for example, lithium niobate such as LiNbO 3 or lithium tantalate such as LiTaO 3 layer.
  • the fact that a certain member is made of a certain material includes a case where a trace amount of impurities is contained so as not to deteriorate the electrical characteristics of the elastic wave device.
  • An IDT electrode 25 is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14. At least a part of the IDT electrode 25 overlaps with the cavity portion 13c of the support member 13 in a plan view.
  • the plan view means the view from the direction corresponding to the upper side in FIG.
  • the IDT electrode 25 includes a first bus bar 26 and a second bus bar 27 as a pair of bus bars, and a plurality of first electrode fingers 28 and a plurality of second electrode fingers 29.
  • the first electrode finger 28 is the first electrode in the present invention.
  • the plurality of first electrode fingers 28 are periodically arranged. One end of each of the plurality of first electrode fingers 28 is connected to the first bus bar 26. The tip of the other end of the plurality of first electrode fingers 28 faces the second bus bar 27, respectively.
  • the second electrode finger 29 is the second electrode in the present invention.
  • the plurality of second electrode fingers 29 are periodically arranged. One end of each of the plurality of second electrode fingers 29 is connected to the second bus bar 27. The tip of the other end of the plurality of second electrode fingers 29 faces the first bus bar 26, respectively.
  • the plurality of first electrode fingers 28 and the plurality of second electrode fingers 29 are interleaved with each other.
  • the IDT electrode 25 may be made of a laminated metal film or may be made of a single layer metal film.
  • the first electrode finger 28 and the second electrode finger 29 may be simply referred to as an electrode finger.
  • a first insulating film 17A is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14. More specifically, the first insulating film 17A covers the tips of the plurality of second electrode fingers 29. The first insulating film 17A extends from the tip end side of the plurality of second electrode fingers 29 to the first bus bar 26 side. The first insulating film 17A overlaps the outer peripheral edge of the cavity portion 13c of the support member 13 in a plan view. The outer peripheral edge of the cavity portion 13c in the present embodiment is the outer peripheral edge in the plan view of the through hole of the joining layer 15.
  • the shape of the cavity portion 13c in a plan view is rectangular.
  • the outer peripheral edge of the cavity 13c has a first outer peripheral edge portion 13d and a second outer peripheral edge portion 13e.
  • the first outer peripheral edge portion 13d and the second outer peripheral edge portion 13e correspond to a pair of opposite sides in a rectangle.
  • the first outer peripheral edge portion 13d and the second outer peripheral edge portion 13e face each other in the electrode finger extension direction.
  • the first outer peripheral edge portion 13d is located on the first bus bar 26 side.
  • the first outer peripheral edge portion 13d and the second outer peripheral edge portion 13e are linear. However, the first outer peripheral edge portion 13d and the second outer peripheral edge portion 13e may be curved.
  • the alternate long and short dash line in FIG. 1 indicates a portion that overlaps the first outer peripheral edge portion 13d in a plan view and a portion that overlaps the second outer peripheral edge portion 13e in a plan view.
  • the first insulating film 17A overlaps with the first outer peripheral edge portion 13d in a plan view. More specifically, the first insulating film 17A covers the boundary between the region where the cavity portion 13c and the piezoelectric layer 14 overlap in a plan view and the region where the piezoelectric layer 14 does not overlap.
  • a second insulating film 17B is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14. More specifically, the second insulating film 17B covers the tips of the plurality of first electrode fingers 28. The second insulating film 17B extends from the tip end side of the plurality of first electrode fingers 28 to the second bus bar 27 side. The second insulating film 17B overlaps with the second outer peripheral edge portion 13e of the cavity portion 13c of the support member 13 in a plan view.
  • the first insulating film 17A and the second insulating film 17B may be, for example, an inorganic insulating film or a resin film.
  • the first insulating film 17A and the second insulating film 17B are inorganic insulating films, for example, silicon oxide can be used.
  • the silicon oxide is, for example, SiO 2 .
  • the first insulating film 17A and the second insulating film 17B are resin films, for example, polyimide or the like can be used.
  • the feature of this embodiment is that the first insulating film 17A covers the tips of the plurality of second electrode fingers 29 and overlaps with the first outer peripheral edge portion 13d of the cavity portion 13c in a plan view. Being there. Thereby, the damage of the IDT electrode 25 and the peeling of the IDT electrode 25 from the piezoelectric layer 14 can be suppressed. This will be described below by comparing the present embodiment and comparative examples.
  • the first insulating film and the second insulating film are not provided.
  • the pressure applied to each of the first main surface 14a and the second main surface 14b of the piezoelectric layer 14 changes depending on the external environment and the like. Therefore, for example, as shown in FIG. 3B, the shape of the membrane portion 14c of the piezoelectric layer 14 may change to a curved shape so as to be convex toward the second main surface 14b. With such a change in the shape of the piezoelectric layer 14, the tip of the electrode finger may be peeled off as shown by the arrow E1, or the vicinity of the base end of the electrode finger may be torn as shown by the arrow E2.
  • the first insulating film 17A covers the tips of the plurality of second electrode fingers 29. Thereby, peeling of the tip portions of the plurality of second electrode fingers 29 can be suppressed.
  • the first insulating film 17A overlaps with the first outer peripheral edge portion 13d of the cavity portion 13c in the support member 13 in a plan view. More specifically, in the present embodiment, the first outer peripheral edge portion 13d overlaps with the first bus bar 26 in a plan view. Therefore, the first insulating film 17A covers a part of the first bus bar 26 and the proximal ends of the plurality of first electrode fingers 28. Thereby, the tearing near the proximal end of the plurality of first electrode fingers 28 can be suppressed.
  • the first outer peripheral edge portion 13d does not have to overlap with the first bus bar 26 in a plan view.
  • the first outer peripheral edge portion 13d may overlap with the region between the tips of the plurality of second electrode fingers 29 and the first bus bar 26 in a plan view. Even in this case, it is possible to suppress the tearing of the portion of the plurality of first electrode fingers 28 that is covered with the first insulating film 17A.
  • the second insulating film 17B covers the tips of the plurality of first electrode fingers 28, and the second insulating film 17B is the hollow portion 13c of the support member 13 in a plan view. It is preferable that it overlaps with the second outer peripheral edge portion 13e of the above. Thereby, the peeling of the tip portions of the plurality of first electrode fingers 28 can be suppressed, and the tearing of the plurality of second electrode fingers 29 can be suppressed.
  • the membrane portion 14c of the piezoelectric layer 14 has a curved shape so as to be convex toward the first main surface 14a.
  • a processing pressure such as polishing of the piezoelectric layer 14 is applied.
  • the piezoelectric layer 14 may be adjusted to have the above shape.
  • a separately prepared piezoelectric layer 14 having the above shape may be joined to the support member 13.
  • the electrode finger facing direction is orthogonal to the electrode finger extending direction.
  • the electrode finger facing direction is synonymous with the direction in which a plurality of electrode fingers are lined up.
  • the region where adjacent electrode fingers overlap each other when viewed from the electrode finger facing direction is the crossing region F.
  • the crossover region F is a region of the IDT electrode 25 including the electrode finger at one end to the electrode finger at the other end in the direction facing the electrode finger. More specifically, the crossover region F extends from the outer edge portion of the electrode finger at one end in the direction facing the electrode finger to the outer edge portion of the electrode finger at the other end in the direction facing the electrode finger. including.
  • the elastic wave device 10 has a plurality of excitation regions C.
  • the elastic wave device 10 is configured so that bulk waves in the thickness slip mode, such as the thickness slip primary mode, can be used.
  • the excitation region C is a region where adjacent electrode fingers overlap each other when viewed from the electrode finger facing direction.
  • Each excitation region C is a region between a pair of electrode fingers. More specifically, the excitation region C is a region from the center of one electrode finger in the direction facing the electrode finger to the center of the other electrode finger in the direction facing the electrode finger. Therefore, the crossover region F includes a plurality of excitation regions C.
  • the elastic wave device 10 may be configured to be able to use a plate wave, for example. When the elastic wave device 10 utilizes a plate wave, the crossover region F is an excitation region.
  • the first insulating film 17A and the second insulating film 17B are provided in a portion of the crossover region F where the tips of a plurality of electrode fingers are located.
  • the first insulating film 17A and the second insulating film 17B are not provided except for the portion of the crossover region F where the tips of the plurality of electrode fingers are located.
  • the first insulating film 17A and the second insulating film 17B are not provided in a part of the crossover region F.
  • the first insulating film 17A and the second insulating film 17B may be provided in the entire crossing region F.
  • the first insulating film 17A covers a part of the first bus bar 26 in the direction facing the electrodes.
  • the second insulating film 17B covers a part of the second bus bar 27 in the direction facing the electrodes.
  • the first insulating film 17A covers the entire first bus bar 26 in the direction facing the electrodes.
  • the second insulating film 17B covers the entire second bus bar 27 in the direction facing the electrodes. Even in this case, damage to the IDT electrode 25 and peeling of the IDT electrode 25 from the piezoelectric layer 14 can be suppressed.
  • the hollow portion 13c of the support member 13 is composed of both the joining layer 15 and the support substrate 16.
  • the cavity 13c may be provided on the support member 13 side of the piezoelectric layer 14 in the laminated body of the support member 13 and the piezoelectric layer 14.
  • the second to fourth modifications of the first embodiment in which only the configuration of the support member 13 is different from the first embodiment, will be shown. Also in the second to fourth modifications, the damage of the IDT electrode 25 and the peeling of the IDT electrode 25 from the piezoelectric layer 14 can be suppressed as in the first embodiment.
  • a recess is provided only in the joint layer 35A.
  • the support substrate 36 is not provided with a recess and a through hole.
  • the hollow portion 33c1 of the support member 33A is formed only in the joint layer 35A.
  • a through hole is provided in the joint layer 15 as in the first embodiment.
  • the support substrate 36 is not provided with a recess and a through hole.
  • the hollow portion 33c2 of the support member 33B is formed only in the joint layer 15.
  • the cavity 33c3 is provided between the support member 33C and the piezoelectric layer 14. More specifically, the support substrate 36 and the bonding layer 35C are not provided with recesses and through holes. Therefore, in the support member 33C, the hollow portion 33c3 is not configured.
  • a part of the piezoelectric layer 14 has a curved shape so as to be convex toward the first main surface 14a. As a result, the cavity 33c3 is provided between the support member 33C and the piezoelectric layer 14. The portion of the piezoelectric layer 14 facing the cavity 33c3 is the membrane portion 14c in this modification.
  • the boundary between the portion where the piezoelectric layer 14 and the bonding layer 35C are in contact with each other and the portion where the bonding layer 35C is not in contact is the outer peripheral edge of the cavity portion 33c3.
  • the portion corresponding to the side of the outer peripheral edge on the side of the first bus bar 26 is the first outer peripheral edge portion 33d.
  • the portion corresponding to the side of the outer peripheral edge on the second bus bar 27 side is the second outer peripheral edge portion 33e.
  • the first insulating film 17A and the second insulating film 17B are provided as separate bodies.
  • the first insulating film 17A and the second insulating film 17B may be provided integrally.
  • the elastic wave apparatus of the second embodiment and the third embodiment has the first embodiment except that the insulating film including the first insulating film 17A and the second insulating film 17B is provided. It has the same configuration as the elastic wave device 10 of the form. Further, in the second embodiment and the third embodiment as well, the damage of the IDT electrode 25 and the peeling of the IDT electrode 25 from the piezoelectric layer 14 can be suppressed as in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • the insulating film 47 is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14.
  • the insulating film 47 is an insulating film in which the first insulating film 17A and the second insulating film 17B are integrated.
  • the insulating film 47 includes a first insulating film 17A and a second insulating film 17B, and two connecting portions 47c. Each connecting portion 47c connects the ends of the first insulating film 17A and the second insulating film 17B in the direction parallel to the electrode finger facing direction.
  • the insulating film 47 is not provided except for the portion of the crossover region F where the tips of the plurality of electrode fingers are located.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the elastic wave device according to the third embodiment along the direction in which the electrode fingers extend.
  • the insulating film 57 is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14.
  • the insulating film 57 is an insulating film in which the first insulating film 17A and the second insulating film 17B are integrated. More specifically, the insulating film 57 is provided on the first main surface 14a so as to cover the entire IDT electrode 25. In the portion where the IDT electrode 25 is provided, the piezoelectric layer 14, the IDT electrode 25, and the insulating film 57 are laminated in this order. In the present embodiment, the entire crossover region F is covered with the insulating film 57.
  • the insulating film 57 has a first insulating film 17A, a second insulating film 17B, and a third insulating film 57C.
  • the first insulating film 17A covers the tips of the plurality of second electrode fingers 29 in the insulating film 57, and in a plan view, the first insulating film 13c of the hollow portion 13c of the support member 13 is covered. It corresponds to a portion overlapping the outer peripheral edge portion 13d.
  • the second insulating film 17B covers the tip portions of the plurality of first electrode fingers 28 in the insulating film 57, and corresponds to a portion overlapping the second outer peripheral edge portion 13e in a plan view.
  • the third insulating film 57C constitutes all parts of the insulating film 57 except the first insulating film 17A and the second insulating film 17B.
  • the thickness of the first insulating film 17A and the second insulating film 17B is thicker than the thickness of the third insulating film 57C. As a result, damage to the IDT electrode 25 and peeling of the IDT electrode 25 from the piezoelectric layer 14 can be effectively suppressed.
  • the thickness of the first insulating film 17A and the second insulating film 17B may be the same as the thickness of the third insulating film 57C.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the elastic wave device according to the fourth embodiment along the direction in which the electrode fingers extend.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that a dielectric film 66 is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14 so as to cover the entire IDT electrode 25.
  • a dielectric film 66 is provided between the piezoelectric layer 14 and the IDT electrode 25, and the first insulating film 17A and the second insulating film 17B.
  • the elastic wave device of the present embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment.
  • the material of the dielectric film 66 is different from the material of the first insulating film 17A and the second insulating film 17B.
  • As the material of the dielectric film 66 for example, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or the like can be used.
  • the IDT electrode 25 is covered with the dielectric film 66, the IDT electrode 25 is not easily damaged.
  • the dielectric film 66 may cover at least a part of the IDT electrode 25.
  • the first insulating film 17A and the second insulating film 17B are provided as in the first embodiment. Therefore, the laminated body of the first insulating film 17A and the dielectric film 66 covers the tip portions of the plurality of second electrode fingers 29, and in a plan view, the first cavity portion 13c of the support member 13 is covered. It overlaps with the outer peripheral edge portion 13d. The laminated body of the second insulating film 17B and the dielectric film 66 covers the tip portions of the plurality of first electrode fingers 28, and overlaps with the second outer peripheral edge portion 13e in a plan view. Thereby, the damage of the IDT electrode 25 and the peeling of the IDT electrode 25 from the piezoelectric layer 14 can be further suppressed.
  • the insulating layer in the following corresponds to the above-mentioned bonding layer.
  • the support member in the following corresponds to the support substrate.
  • FIG. 11 (a) is a schematic perspective view showing the appearance of an elastic wave device using a bulk wave in a thickness slip mode
  • FIG. 11 (b) is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG. 11 (a).
  • the elastic wave device 1 has a piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3 .
  • the piezoelectric layer 2 may be made of LiTaO 3 .
  • the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is Z-cut, but may be rotary Y-cut or X-cut.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, but in order to effectively excite the thickness slip mode, it is preferably 40 nm or more and 1000 nm or less, and more preferably 50 nm or more and 1000 nm or less.
  • the piezoelectric layer 2 has first and second main surfaces 2a and 2b facing each other.
  • the electrode 3 and the electrode 4 are provided on the first main surface 2a.
  • the electrode 3 is an example of the “first electrode”
  • the electrode 4 is an example of the “second electrode”.
  • a plurality of electrodes 3 are connected to the first bus bar 5.
  • the plurality of electrodes 4 are connected to the second bus bar 6.
  • the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4 are interleaved with each other.
  • the electrode 3 and the electrode 4 have a rectangular shape and have a length direction.
  • the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in a direction orthogonal to the length direction. Both the length direction of the electrodes 3 and 4 and the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 are directions intersecting with each other in the thickness direction of the piezoelectric layer 2.
  • the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in the direction of crossing in the thickness direction of the piezoelectric layer 2.
  • the length directions of the electrodes 3 and 4 may be replaced with the directions orthogonal to the length directions of the electrodes 3 and 4 shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b). That is, in FIGS. 11 (a) and 11 (b), the electrodes 3 and 4 may be extended in the direction in which the first bus bar 5 and the second bus bar 6 are extended. In that case, the first bus bar 5 and the second bus bar 6 extend in the direction in which the electrodes 3 and 4 extend in FIGS. 11 (a) and 11 (b).
  • a pair of structures in which the electrode 3 connected to one potential and the electrode 4 connected to the other potential are adjacent to each other are provided in a direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4.
  • the case where the electrode 3 and the electrode 4 are adjacent to each other does not mean that the electrode 3 and the electrode 4 are arranged so as to be in direct contact with each other, but that the electrode 3 and the electrode 4 are arranged so as to be spaced apart from each other. Point to. Further, when the electrode 3 and the electrode 4 are adjacent to each other, the electrode connected to the hot electrode or the ground electrode, including the other electrodes 3 and 4, is not arranged between the electrode 3 and the electrode 4.
  • This logarithm does not have to be an integer pair, and may be 1.5 pairs, 2.5 pairs, or the like.
  • the distance between the centers of the electrodes 3 and 4, that is, the pitch is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the width of the electrodes 3 and 4, that is, the dimensions of the electrodes 3 and 4 in the opposite direction are preferably in the range of 50 nm or more and 1000 nm or less, and more preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
  • the distance between the centers of the electrodes 3 and 4 is the center of the dimension (width dimension) of the electrode 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 3 and the electrode 4 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 4. It is the distance connected to the center of the dimension (width dimension) of.
  • the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 is the direction orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric layer 2. This does not apply when a piezoelectric material having another cut angle is used as the piezoelectric layer 2.
  • “orthogonal” is not limited to the case of being strictly orthogonal, and is substantially orthogonal (the angle formed by the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 and the polarization direction is, for example, 90 ° ⁇ 10 °). Within the range).
  • a support member 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 via an insulating layer 7.
  • the insulating layer 7 and the support member 8 have a frame-like shape and have through holes 7a and 8a as shown in FIG. As a result, the cavity 9 is formed.
  • the cavity 9 is provided so as not to interfere with the vibration of the excitation region C of the piezoelectric layer 2. Therefore, the support member 8 is laminated on the second main surface 2b via the insulating layer 7 at a position where it does not overlap with the portion where at least one pair of electrodes 3 and 4 are provided.
  • the insulating layer 7 may not be provided. Therefore, the support member 8 may be directly or indirectly laminated on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2.
  • the insulating layer 7 is made of silicon oxide. However, in addition to silicon oxide, an appropriate insulating material such as silicon nitride or alumina can be used.
  • the support member 8 is made of Si. The plane orientation of Si on the surface of the piezoelectric layer 2 side may be (100), (110), or (111). It is desirable that Si constituting the support member 8 has a high resistance having a resistivity of 4 k ⁇ or more. However, the support member 8 can also be configured by using an appropriate insulating material or semiconductor material.
  • Examples of the material of the support member 8 include piezoelectric materials such as aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, and 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, 4 and the first and second bus bars 5, 6 are made of an appropriate metal or alloy such as an Al or AlCu alloy.
  • the electrodes 3 and 4 and the first and second bus bars 5 and 6 have a structure in which an Al film is laminated on a Ti film.
  • An adhesive layer other than the Ti film may be used.
  • an AC voltage is applied between the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4. More specifically, an AC voltage is applied between the first bus bar 5 and the second bus bar 6.
  • d / p is 0. It is said to be 5 or less. Therefore, the bulk wave in the thickness slip mode is effectively excited, and good resonance characteristics can be obtained. More preferably, d / p is 0.24 or less, in which case even better resonance characteristics can be obtained.
  • the Q value is unlikely to decrease even if the logarithm of the electrodes 3 and 4 is reduced in order to reduce the size. This is because the propagation loss is small even if the number of electrode fingers in the reflectors on both sides is reduced. Further, the reason why the number of the electrode fingers can be reduced is that the bulk wave in the thickness slip mode is used. The difference between the lamb wave used in the elastic wave device and the bulk wave in the thickness slip mode will be described with reference to FIGS. 13 (a) and 13 (b).
  • FIG. 13 (a) is a schematic front sectional view for explaining a Lamb wave propagating in a piezoelectric film of an elastic wave device as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-257019.
  • the wave propagates in the piezoelectric film 201 as shown by an arrow.
  • the first main surface 201a and the second main surface 201b face each other, and the thickness direction connecting the first main surface 201a and the second main surface 201b is the Z direction.
  • the X direction is the direction in which the electrode fingers of the IDT electrodes are lined up.
  • the wave propagates in the X direction as shown in the figure.
  • the piezoelectric film 201 vibrates as a whole because it is a plate wave, the wave propagates in the X direction, so reflectors are arranged on both sides to obtain resonance characteristics. Therefore, a wave propagation loss occurs, and the Q value decreases when the size is reduced, that is, when the logarithm of the electrode fingers is reduced.
  • the wave is generated by the first main surface 2a and the second main surface of the piezoelectric layer 2. It propagates substantially in the direction connecting 2b, that is, in the Z direction, and resonates. That is, the X-direction component of the wave is significantly smaller than the Z-direction component. Since the resonance characteristic is obtained by the propagation of the wave in the Z direction, the propagation loss is unlikely to occur even if the number of electrode fingers of the reflector is reduced. Further, even if the logarithm of the electrode pair consisting of the electrodes 3 and 4 is reduced in order to promote miniaturization, the Q value is unlikely to decrease.
  • the amplitude directions of the bulk waves in the thickness slip mode are the first excitation region 451 included in the excitation region C of the piezoelectric layer 2 and the second excitation region 452 included in the excitation region C.
  • FIG. 14 schematically shows a bulk wave when a voltage at which the electrode 4 has a higher potential than that of the electrode 3 is applied between the electrode 3 and the electrode 4.
  • the first excitation 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 excitation region 452 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second main surface 2b.
  • the elastic wave device 1 at least one pair of electrodes consisting of the electrodes 3 and 4 is arranged, but since the waves are not propagated in the X direction, they are composed of the electrodes 3 and 4.
  • the number of pairs of electrodes does not have to be multiple. That is, it is only necessary to provide at least one pair of electrodes.
  • the electrode 3 is an electrode connected to a hot potential
  • the electrode 4 is an electrode connected to a ground potential.
  • the electrode 3 may be connected to the ground potential and the electrode 4 may be connected to the hot potential.
  • at least one pair of electrodes is an electrode connected to a hot potential or an electrode connected to a ground potential as described above, and is not provided with a floating electrode.
  • FIG. 15 is a diagram showing the resonance characteristics of the elastic wave device shown in FIG.
  • the design parameters of the elastic wave device 1 that has obtained this resonance characteristic are as follows.
  • Insulation layer 7 1 ⁇ m thick silicon oxide film.
  • Support member 8 Si.
  • the length of the excitation region C is a dimension along the length direction of the electrodes 3 and 4 of the excitation region C.
  • the distances between the electrodes of the electrode pairs consisting of the electrodes 3 and 4 are all the same in the plurality of pairs. That is, the electrodes 3 and 4 are arranged at equal pitches.
  • d / p is more preferably 0.5 or less. Is 0.24 or less. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 16 is a diagram showing the relationship between this d / p and the specific band as a resonator of the elastic wave device.
  • the ratio band is less than 5% even if d / p is adjusted.
  • the specific band can be set to 5% or more by changing the d / p within that range, that is, the resonator having a high coupling coefficient. Can be configured.
  • the specific band can be increased to 7% or more.
  • a resonator having a wider specific band can be obtained, and a resonator having a higher coupling coefficient can be realized. Therefore, it can be seen that by setting d / p to 0.5 or less, a resonator having a high coupling coefficient can be configured by utilizing the bulk wave in the thickness slip mode.
  • FIG. 17 is a plan view of an elastic wave device that utilizes a bulk wave in a thickness slip mode.
  • the elastic wave device 80 a pair of electrodes having an electrode 3 and an electrode 4 is provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2.
  • K in FIG. 17 is the crossover width.
  • the logarithm of the electrodes may be one pair. Even in this case, if the d / p is 0.5 or less, the bulk wave in the thickness slip mode can be effectively excited.
  • the plurality of electrodes 3 and 4 are adjacent to the excitation region C, which is a region in which any of the adjacent electrodes 3 and 4 overlap when viewed in the opposite direction. It is desirable that the metallization ratio MR of the matching electrodes 3 and 4 satisfies MR ⁇ 1.75 (d / p) +0.075. In that case, spurious can be effectively reduced. This will be described with reference to FIGS. 18 and 19.
  • FIG. 18 is a reference diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device 1.
  • the spurious indicated by the arrow B appears between the resonance frequency and the antiresonance frequency.
  • the metallization ratio MR will be described with reference to FIG. 11 (b).
  • the portion surrounded by the alternate long and short dash line is the excitation region C.
  • the excitation region C is a region in which the electrode 3 and the electrode 4 overlap with the electrode 4 in the electrode 3 when viewed in a direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4, that is, in an opposite direction, and the electrode in the electrode 4. The region where the electrode 3 and the electrode 4 overlap each other and the region where the electrode 3 and the electrode 4 overlap each other.
  • the metallization ratio MR is a ratio of the area of the metallization portion to the area of the excitation region C.
  • the ratio of the metallization portion included in the total excitation region to the total area of the excitation region may be MR.
  • FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the specific band when a large number of elastic wave resonators are configured according to the present embodiment and the phase rotation amount of the impedance of the spurious standardized at 180 degrees as the size of the spurious. be.
  • the specific band was adjusted by variously changing the film thickness of the piezoelectric layer and the dimensions of the electrodes. Further, FIG. 19 shows the result when a piezoelectric layer made of Z-cut LiNbO 3 is used, but the same tendency is obtained when a piezoelectric layer having another cut angle is used.
  • the spurious is as large as 1.0.
  • the specific band exceeds 0.17, that is, when it exceeds 17%, the pass band even if a large spurious having a spurious level of 1 or more changes the parameters constituting the specific band. Appears in. That is, as shown in the resonance characteristic of FIG. 18, a large spurious indicated by an arrow B appears in the band. Therefore, the specific band is preferably 17% or less. In this case, the spurious can be reduced by adjusting the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrodes 3 and 4.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between d / 2p, the metallization ratio MR, and the specific band.
  • various elastic wave devices having different MRs from d / 2p were configured, and the specific band was measured.
  • the portion shown with hatching on the right side of the broken line D in FIG. 20 is a region having a specific band of 17% or less.
  • FIG. 21 is a diagram showing a map of the specific band with respect to Euler angles (0 °, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d / p is brought as close to 0 as possible.
  • the portion shown with hatching in FIG. 21 is a region where a specific band of at least 5% or more can be obtained, and when the range of the region is approximated, the following equations (1), (2) and (3) are approximated. ).
  • Equation (1) (0 ° ⁇ 10 °, 20 ° to 80 °, 0 ° to 60 ° (1- ( ⁇ -50) 2/900) 1/2 ) or (0 ° ⁇ 10 °, 20 ° to 80 °, [180] ° -60 ° (1- ( ⁇ -50) 2/900) 1/2 ] -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.
  • the piezoelectric layer 2 is a lithium tantalate layer.
  • FIG. 22 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device using a Lamb wave.
  • the elastic wave device 81 has a support substrate 82.
  • the support substrate 82 is provided with a recess opened on the upper surface.
  • the piezoelectric layer 83 is laminated on the support substrate 82.
  • the cavity 9 is configured.
  • An IDT electrode 84 is provided on the piezoelectric layer 83 above the cavity 9. Reflectors 85 and 86 are provided on both sides of the IDT electrode 84 in the elastic wave propagation direction. In FIG. 22, the outer peripheral edge of the cavity 9 is shown by a broken line.
  • the IDT electrode 84 has first and second bus bars 84a and 84b, a plurality of first electrode fingers 84c, and a plurality of second electrode fingers 84d.
  • the plurality of first electrode fingers 84c are connected to the first bus bar 84a.
  • the plurality of second electrode fingers 84d are connected to the second bus bar 84b.
  • the plurality of first electrode fingers 84c and the plurality of second electrode fingers 84d are interleaved with each other.
  • a lamb wave as a plate wave is excited by applying an AC electric field to the IDT electrode 84 on the cavity 9. Since the reflectors 85 and 86 are provided on both sides, the resonance characteristic due to the Lamb wave can be obtained.
  • the elastic wave device of the present invention may utilize a plate wave.
  • the IDT electrode 84, the reflector 85, and the reflector 86 shown in FIG. 22 may be provided on the piezoelectric layer in the first to fourth embodiments and each modification.
  • d / p is preferably 0.5 or less, and 0.24. The following is more preferable. Thereby, even better resonance characteristics can be obtained. Further, in the first to fourth embodiments using the bulk wave in the thickness slip mode and the elastic wave device of each modification, MR ⁇ 1.75 (d / p) +0.075 is satisfied as described above. Is preferable. In this case, spurious can be suppressed more reliably.
  • the piezoelectric layer in the elastic wave apparatus of the first to fourth embodiments and each modification using the bulk wave in the thickness slip mode is preferably made of lithium niobate or lithium tantalate.
  • the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of lithium niobate or lithium tantalate constituting the piezoelectric layer are within the range of the above equations (1), (2) or (3). Is preferable. In this case, the specific band can be sufficiently widened.
  • Elastic wave device 2 ... Dielectric layer 2a ... First main surface 2b ... Second main surface 3,4 ... Electrodes 5, 6 ... First, second bus bar 7 ... Insulating layer 7a ... Through hole 8 ... Support Member 8a ... Through hole 9 ... Cavity 10 . Elastic wave device 12 ... Hydraulic substrate 13 ... Support member 13c ... Cavity 13d, 13e ... First and second outer peripheral edges 14 ... Piezoelectric layer 14a, 14b ... First , 2nd main surface 14c ... Membrane portion 15 ... Bonding layer 16 ... Support substrate 17A, 17B ... First, second insulating film 25 ... IDT electrode 26, 27 ... First, second bus bar 28, 29 ...

Landscapes

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Abstract

ＩＤＴ電極の破損、及びＩＤＴ電極の圧電層からの剥離を抑制することができる、弾性波装置を提供する。　弾性波装置１０は、支持部材１３と、圧電層１４と、第１，第２のバスバー２６，２７及び複数の第１，第２の電極指２８，２９を有するＩＤＴ電極２５と、圧電層１４上に設けられており、かつ複数の第２の電極指２９の先端部を覆っている第１の絶縁膜１７Ａとを備える。支持部材１３及び圧電層１４の積層体において、圧電層１４よりも支持部材１３側に空洞部１３ｃが設けられている。複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向としたときに、平面視において、空洞部１３の外周縁が、電極指延伸方向において対向し合う第１，第２の外周縁部１３ｄ，１３ｅを含み、第１の外周縁部１３ｄが第１のバスバー２６側に位置し、第１の絶縁膜１７Ａが、第１のバスバー２６側に延びており、かつ平面視において、空洞部１３ｃの第１の外周縁部１３ｄと重なっている。

Description

弾性波装置
　本発明は、弾性波装置に関する。
　従来、弾性波装置は、携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献１には、板波を利用する弾性波装置の一例が開示されている。この弾性波装置においては、支持体上にＬｉＮｂＯ３基板が設けられている。支持体には貫通孔が設けられている。ＬｉＮｂＯ３基板における上記貫通孔に臨んでいる部分に、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極が設けられている。
国際公開第２０１３／０２１９４８号
　特許文献１に記載のような弾性波装置では、ＬｉＮｂＯ３基板などの圧電層における、平面視において空洞部と重なっている部分は、圧電層の表裏の圧力の差によって容易に変形し得る。そのため、ＩＤＴ電極の電極指の先端部が圧電層から剥離したり、電極指が断裂したりするおそれがある。
　本発明の目的は、ＩＤＴ電極の破損、及びＩＤＴ電極の圧電層からの剥離を抑制することができる、弾性波装置を提供することにある。
　本発明に係る弾性波装置は、支持基板を有する支持部材と、前記支持部材上に設けられている圧電層と、前記圧電層上に設けられており、対向し合う第１のバスバー及び第２のバスバーと、複数の電極指とを有するＩＤＴ電極と、前記圧電層上に設けられており、かつ前記第１のバスバーと対向している前記複数の電極指の先端部を覆っている第１の絶縁膜とを備え、前記支持部材及び前記圧電層の積層体において、前記圧電層よりも前記支持部材側に空洞部が設けられており、平面視において、前記ＩＤＴ電極の少なくとも一部が前記空洞部と重なっており、前記複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向としたときに、平面視において、前記空洞部の外周縁が、前記電極指延伸方向において対向し合う第１の外周縁部及び第２の外周縁部を含み、前記第１の外周縁部及び前記第２の外周縁部のうち、前記第１の外周縁部が前記第１のバスバー側に位置し、前記第１の絶縁膜が、前記第１のバスバー側に延びており、かつ平面視において、前記空洞部の前記第１の外周縁部と重なっている。
　本発明に係る弾性波装置によれば、ＩＤＴ電極の破損、及びＩＤＴ電極の圧電層からの剥離を抑制することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の、電極指が延びる方向に沿う模式的断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。 図３（ａ）は、比較例の弾性波装置の、電極指が延びる方向に沿う模式的断面図であり、図３（ｂ）は、比較例の弾性波装置における圧電層が、両主面間の圧力の差により変形した場合の例を示す模式的断面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る弾性波装置の模式的平面図である。 図５は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る弾性波装置の、電極指が延びる方向に沿う模式的断面図である。 図６は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る弾性波装置の、電極指が延びる方向に沿う模式的断面図である。 図７は、本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る弾性波装置の、電極指が延びる方向に沿う模式的断面図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。 図９は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の、電極指が延びる方向に沿う模式的断面図である。 図１０は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の、電極指が延びる方向に沿う模式的断面図である。 図１１（ａ）は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の外観を示す略図的斜視図であり、図１１（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図である。 図１２は、図１１（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。 図１３（ａ）は、弾性波装置の圧電膜を伝搬するラム波を説明するための模式的正面断面図であり、図１３（ｂ）は、弾性波装置における、圧電膜を伝搬する厚み滑りモードのバルク波を説明するための模式的正面断面図である。 図１４は、厚み滑りモードのバルク波の振幅方向を示す図である。 図１５は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の共振特性を示す図である。 図１６は、隣り合う電極の中心間距離をｐ、圧電層の厚みをｄとした場合のｄ／ｐと共振子としての比帯域との関係を示す図である。 図１７は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の平面図である。 図１８は、スプリアスが現れている参考例の弾性波装置の共振特性を示す図である。 図１９は、比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す図である。 図２０は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲとの関係を示す図である。 図２１は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，θ，ψ）に対する比帯域のマップを示す図である。 図２２は、ラム波を利用する弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の、電極指が延びる方向に沿う模式的断面図である。図２は、第１の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。なお、図１は、図２中のＩ－Ｉ線に沿う模式的断面図である。上記電極指については後述する。
　図１に示すように、弾性波装置１０は圧電性基板１２と、ＩＤＴ電極２５とを有する。圧電性基板１２は、支持部材１３と、圧電層１４とを有する。本実施形態では、支持部材１３は支持基板１６と、絶縁層としての接合層１５とを含む。支持基板１６上に接合層１５が設けられている。接合層１５上に圧電層１４が設けられている。もっとも、支持部材１３は支持基板１６のみにより構成されていてもよい。
　支持部材１３には、空洞部１３ｃが設けられている。より具体的には、接合層１５に貫通孔が設けられている。接合層１５の貫通孔と連通するように、支持基板１６に貫通孔が設けられている。なお、支持基板１６には、貫通孔の代わりに、凹部が設けられていてもよい。接合層１５上に、貫通孔を塞ぐように、圧電層１４が設けられている。これにより、支持部材１３の空洞部１３ｃが構成されている。このように、本実施形態においては、支持基板１６及び接合層１５の双方において空洞部１３ｃが構成されている。もっとも、空洞部１３ｃは、接合層１５のみにおいて構成されていてもよい。あるいは、空洞部１３ｃは、支持基板１６のみにおいて構成されていてもよい。
　接合層１５の材料としては、酸化ケイ素または五酸化タンタルなどの、適宜の誘電体を用いることができる。支持基板１６の材料としては、例えば、シリコンなどの半導体や、適宜のセラミックスなどを用いることができる。
　圧電層１４は第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂを有する。第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂは互いに対向している。第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂのうち、第２の主面１４ｂが支持部材１３側の主面である。圧電層１４は、メンブレン部１４ｃを有する。メンブレン部１４ｃは、圧電層１４における、平面視において空洞部１３ｃと重なっている部分である。メンブレン部１４ｃは、第１の主面１４ａ側に凸状となるように反った形状を有する。もっとも、メンブレン部１４ｃは、反った形状を有していなくともよい。
　圧電層１４は、例えば、ＬｉＮｂＯ３などのニオブ酸リチウム、またはＬｉＴａＯ３層などのタンタル酸リチウムからなる。本明細書において、ある部材がある材料からなるとは、弾性波装置の電気的特性が劣化しない程度の微量な不純物が含まれる場合を含む。
　圧電層１４の第１の主面１４ａには、ＩＤＴ電極２５が設けられている。ＩＤＴ電極２５の少なくとも一部は、平面視において、支持部材１３の空洞部１３ｃと重なっている。本明細書において平面視とは、図１における上方に相当する方向から見ることをいう。
　図２に示すように、ＩＤＴ電極２５は、１対のバスバーとしての第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７と、複数の第１の電極指２８及び複数の第２の電極指２９とを有する。第１の電極指２８は本発明における第１電極である。複数の第１の電極指２８は周期的に配置されている。複数の第１の電極指２８の一方端部はそれぞれ、第１のバスバー２６に接続されている。複数の第１の電極指２８の他方端部である先端部はそれぞれ、第２のバスバー２７と対向している。第２の電極指２９は本発明における第２電極である。複数の第２の電極指２９は周期的に配置されている。複数の第２の電極指２９の一方端部はそれぞれ、第２のバスバー２７に接続されている。複数の第２の電極指２９の他方端部である先端部はそれぞれ、第１のバスバー２６と対向している。複数の第１の電極指２８及び複数の第２の電極指２９は互いに間挿し合っている。
　ＩＤＴ電極２５は積層金属膜からなっていてもよく、あるいは、単層の金属膜からなっていてもよい。本明細書においては、第１の電極指２８及び第２の電極指２９を単に電極指と記載することもある。
　圧電層１４の第１の主面１４ａには、第１の絶縁膜１７Ａが設けられている。より具体的には、第１の絶縁膜１７Ａは、複数の第２の電極指２９の先端部を覆っている。第１の絶縁膜１７Ａは、複数の第２の電極指２９の先端部側から、第１のバスバー２６側に延びている。第１の絶縁膜１７Ａは、平面視において、支持部材１３の空洞部１３ｃの外周縁と重なっている。なお、本実施形態における空洞部１３ｃの外周縁は、接合層１５の貫通孔の平面視における外周縁である。
　より詳細には、本実施形態では、空洞部１３ｃの平面視における形状は矩形である。空洞部１３ｃの外周縁は、第１の外周縁部１３ｄ及び第２の外周縁部１３ｅを有する。第１の外周縁部１３ｄ及び第２の外周縁部１３ｅは、矩形における１対の対辺に相当する。複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向としたときに、第１の外周縁部１３ｄ及び第２の外周縁部１３ｅは、電極指延伸方向において互いに対向している。第１の外周縁部１３ｄ及び第２の外周縁部１３ｅのうち、第１の外周縁部１３ｄが第１のバスバー２６側に位置する。第１の外周縁部１３ｄ及び第２の外周縁部１３ｅは直線状である。もっとも、第１の外周縁部１３ｄ及び第２の外周縁部１３ｅは曲線状であってもよい。
　図１中の一点鎖線は、第１の外周縁部１３ｄと平面視において重なっている部分、及び第２の外周縁部１３ｅと平面視において重なっている部分を示す。第１の絶縁膜１７Ａは、平面視において、第１の外周縁部１３ｄと重なっている。より具体的には、空洞部１３ｃ及び圧電層１４が平面視において重なる領域と、重ならない領域との境界部を、第１の絶縁膜１７Ａが覆っている。
　圧電層１４の第１の主面１４ａには、第２の絶縁膜１７Ｂが設けられている。より具体的には、第２の絶縁膜１７Ｂは、複数の第１の電極指２８の先端部を覆っている。第２の絶縁膜１７Ｂは、複数の第１の電極指２８の先端部側から、第２のバスバー２７側に延びている。第２の絶縁膜１７Ｂは、平面視において、支持部材１３の空洞部１３ｃの第２の外周縁部１３ｅと重なっている。
　第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂは、例えば、無機絶縁膜であってもよく、あるいは、樹脂膜であってもよい。第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂが無機絶縁膜である場合には、例えば酸化ケイ素を用いることができる。酸化ケイ素は、例えばＳｉＯ２である。第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂが樹脂膜である場合には、例えばポリイミドなどを用いることができる。
　本実施形態の特徴は、第１の絶縁膜１７Ａが、複数の第２の電極指２９の先端部を覆っており、かつ平面視において、空洞部１３ｃの第１の外周縁部１３ｄと重なっていることにある。それによって、ＩＤＴ電極２５の破損、及びＩＤＴ電極２５の圧電層１４からの剥離を抑制することができる。これを、本実施形態及び比較例を比較することにより、以下において説明する。
　図３（ａ）に示すように、比較例においては、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜は設けられていない。圧電層１４の第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂのそれぞれに加えられる圧力は、外部環境などによって変化する。そのため、例えば図３（ｂ）に示すように、圧電層１４のメンブレン部１４ｃの形状は、第２の主面１４ｂ側に凸状となるように反った形状に変化する場合がある。このような圧電層１４の形状の変化に伴い、矢印Ｅ１に示すように電極指の先端が剥離したり、矢印Ｅ２に示すように電極指の基端付近が断裂したりするおそれがある。
　これに対して、図１に示す本実施形態においては、第１の絶縁膜１７Ａが、複数の第２の電極指２９の先端部を覆っている。それによって、複数の第２の電極指２９の先端部の剥離を抑制することができる。
　加えて、第１の絶縁膜１７Ａは、平面視において、支持部材１３における空洞部１３ｃの第１の外周縁部１３ｄと重なっている。より詳細には、本実施形態においては、第１の外周縁部１３ｄは、平面視において第１のバスバー２６と重なっている。よって、第１の絶縁膜１７Ａは、第１のバスバー２６の一部及び複数の第１の電極指２８の基端を覆っている。それによって、複数の第１の電極指２８の基端付近の断裂を抑制することができる。
　なお、第１の外周縁部１３ｄは、平面視において、第１のバスバー２６とは重なっていなくともよい。例えば、第１の外周縁部１３ｄは、複数の第２の電極指２９の先端部及び第１のバスバー２６の間の領域と、平面視において重なっていてもよい。この場合においても、複数の第１の電極指２８における、第１の絶縁膜１７Ａに覆われている部分の断裂を抑制することができる。
　本実施形態のように、第２の絶縁膜１７Ｂが、複数の第１の電極指２８の先端部を覆っており、第２の絶縁膜１７Ｂが、平面視において、支持部材１３の空洞部１３ｃの第２の外周縁部１３ｅと重なっていることが好ましい。それによって、複数の第１の電極指２８の先端部の剥離を抑制することができ、かつ、複数の第２の電極指２９の断裂を抑制することができる。
　上記のように圧電層１４のメンブレン部１４ｃは、第１の主面１４ａ側に凸状となるように反った形状を有する。本実施形態の圧電性基板１２を得るに際しては、例えば、支持部材１３上に圧電層１４を積層した状態において、圧電層１４の厚みを調整するときに、圧電層１４の研磨などの加工圧を、圧電層１４が上記形状となるように調整してもよい。あるいは、例えば、別途用意した上記形状の圧電層１４を、支持部材１３に接合してもよい。
　ところで、隣り合う電極指同士が対向する方向を電極指対向方向としたときに、本実施形態では、図２に示すように、電極指対向方向は電極指延伸方向と直交している。本明細書では、電極指対向方向は、複数の電極指が並ぶ方向と同義である。電極指対向方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域が交叉領域Ｆである。交叉領域Ｆは、ＩＤＴ電極２５の、電極指対向方向における一方端の電極指から他方端の電極指までを含む領域である。より具体的には、交叉領域Ｆは、上記一方端の電極指の、電極指対向方向における外側の端縁部から、上記他方端の電極指の、電極指対向方向における外側の端縁部までを含む。
　さらに、弾性波装置１０は複数の励振領域Ｃを有する。ＩＤＴ電極２５に交流電圧を印加することにより、複数の励振領域Ｃにおいて弾性波が励振される。本実施形態においては、例えば厚み滑り１次モードなどの、厚み滑りモードのバルク波を利用可能に、弾性波装置１０が構成されている。励振領域Ｃは、交叉領域Ｆと同様に、電極指対向方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域である。なお、各励振領域Ｃはそれぞれ、１対の電極指間の領域である。より詳細には、励振領域Ｃは、一方の電極指の電極指対向方向における中心から、他方の電極指の電極指対向方向における中心までの領域である。よって、交叉領域Ｆは、複数の励振領域Ｃを含む。もっとも、弾性波装置１０は、例えば、板波を利用可能に構成されていてもよい。弾性波装置１０が板波を利用する場合には、交叉領域Ｆが励振領域である。
　図２に示すように、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂは、交叉領域Ｆにおける、複数の電極指の先端部が位置する部分に設けられている。他方、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂは、交叉領域Ｆにおける、複数の電極指の先端部が位置する部分以外には設けられていない。このように、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂは、交叉領域Ｆの一部には設けられていない。もっとも、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂは、交叉領域Ｆの全体に設けられていてもよい。
　本実施形態においては、第１の絶縁膜１７Ａは、第１のバスバー２６の、電極指対向方向における一部を覆っている。同様に、第２の絶縁膜１７Ｂは、第２のバスバー２７の、電極指対向方向における一部を覆っている。もっとも、これに限定されるものではない。例えば、図４に示す第１の実施形態の第１の変形例においては、第１の絶縁膜１７Ａは、第１のバスバー２６の、電極指対向方向における全体を覆っている。第２の絶縁膜１７Ｂは、第２のバスバー２７の、電極指対向方向における全体を覆っている。この場合においても、ＩＤＴ電極２５の破損、及びＩＤＴ電極２５の圧電層１４からの剥離を抑制することができる。
　上記のように、支持部材１３の空洞部１３ｃは、接合層１５及び支持基板１６の双方において構成されている。なお、空洞部１３ｃは、支持部材１３及び圧電層１４の積層体において、圧電層１４よりも支持部材１３側に設けられていればよい。以下において、支持部材１３の構成のみが第１の実施形態と異なる、第１の実施形態の第２～第４の変形例を示す。第２～第４の変形例においても、第１の実施形態と同様に、ＩＤＴ電極２５の破損、及びＩＤＴ電極２５の圧電層１４からの剥離を抑制することができる。
　図５に示す第２の変形例においては、接合層３５Ａのみに凹部が設けられている。支持基板３６には、凹部及び貫通孔は設けられていない。これにより、接合層３５Ａのみにおいて、支持部材３３Ａの空洞部３３ｃ１が構成されている。
　図６に示す第３の変形例においては、第１の実施形態と同様に、接合層１５に貫通孔が設けられている。他方、支持基板３６には、凹部及び貫通孔は設けられていない。これにより、接合層１５のみにおいて、支持部材３３Ｂの空洞部３３ｃ２が構成されている。
　図７に示す第４の変形例においては、支持部材３３Ｃ及び圧電層１４の間に、空洞部３３ｃ３が設けられている。より具体的には、支持基板３６及び接合層３５Ｃには、凹部及び貫通孔は設けられてない。よって、支持部材３３Ｃにおいては、空洞部３３ｃ３は構成されていない。他方、第１の実施形態と同様に、圧電層１４の一部は、第１の主面１４ａ側に凸状となるように反った形状を有する。これにより、支持部材３３Ｃ及び圧電層１４の間に、空洞部３３ｃ３が設けられている。圧電層１４における、空洞部３３ｃ３に面している部分が、本変形例におけるメンブレン部１４ｃである。なお、本変形例においては、圧電層１４及び接合層３５Ｃが接触している部分と、接触していない部分との境界が、空洞部３３ｃ３の外周縁である。該外周縁の第１のバスバー２６側の辺に相当する部分が第１の外周縁部３３ｄである。該外周縁の第２のバスバー２７側の辺に相当する部分が第２の外周縁部３３ｅである。
　図２に示すように、第１の実施形態においては、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂは別体として設けられている。もっとも、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂは一体として設けられていてもよい。この例を、以下の第２の実施形態及び第３の実施形態において示す。なお、第２の実施形態及び第３の実施形態の弾性波装置は、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂを含む絶縁膜が設けられている点以外においては、第１の実施形態の弾性波装置１０と同様の構成を有する。そして、第２の実施形態及び第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ＩＤＴ電極２５の破損、及びＩＤＴ電極２５の圧電層１４からの剥離を抑制することができる。
　図８は、第２の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。
　本実施形態においては、圧電層１４の第１の主面１４ａに、絶縁膜４７が設けられている。絶縁膜４７は、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂが一体とされた絶縁膜である。絶縁膜４７は、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂと、２つの接続部４７ｃとを含む。各接続部４７ｃはそれぞれ、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂの、電極指対向方向と平行な方向における端部同士を接続している。絶縁膜４７は、交叉領域Ｆにおける、複数の電極指の先端部が位置する部分以外には設けられていない。
　図９は、第３の実施形態に係る弾性波装置の、電極指が延びる方向に沿う模式的断面図である。
　本実施形態においては、圧電層１４の第１の主面１４ａに、絶縁膜５７が設けられている。絶縁膜５７は、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂが一体とされた絶縁膜である。より具体的には、絶縁膜５７は、第１の主面１４ａに、ＩＤＴ電極２５の全体を覆うように設けられている。ＩＤＴ電極２５が設けられている部分では、圧電層１４、ＩＤＴ電極２５及び絶縁膜５７が、この順序において積層されている。本実施形態においては、交叉領域Ｆの全体が絶縁膜５７により覆われている。
　絶縁膜５７は、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂと、第３の絶縁膜５７Ｃとを有する。本実施形態では、第１の絶縁膜１７Ａは、絶縁膜５７における、複数の第２の電極指２９の先端部を覆っており、かつ平面視において、支持部材１３の空洞部１３ｃの第１の外周縁部１３ｄと重なっている部分に相当する。第２の絶縁膜１７Ｂは、絶縁膜５７における、複数の第１の電極指２８の先端部を覆っており、かつ平面視において、第２の外周縁部１３ｅと重なっている部分に相当する。第３の絶縁膜５７Ｃは、絶縁膜５７における、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂ以外の全ての部分を構成している。
　本実施形態では、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂの厚みは、第３の絶縁膜５７Ｃにおける厚みよりも厚い。これにより、ＩＤＴ電極２５の破損、及びＩＤＴ電極２５の圧電層１４からの剥離を効果的に抑制することができる。なお、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂの厚みは、第３の絶縁膜５７Ｃの厚みと同じであってもよい。
　図１０は、第４の実施形態に係る弾性波装置の、電極指が延びる方向に沿う模式的断面図である。
　本実施形態は、圧電層１４の第１の主面１４ａに、ＩＤＴ電極２５の全体を覆うように、誘電体膜６６が設けられている点において、第１の実施形態と異なる。圧電層１４及びＩＤＴ電極２５と、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂとの間に、誘電体膜６６が設けられている。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第１の実施形態の弾性波装置１０と同様の構成を有する。
　誘電体膜６６の材料は、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂの材料と異なる。誘電体膜６６の材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素などを用いることができる。
　本実施形態においては、誘電体膜６６によりＩＤＴ電極２５が覆われているため、ＩＤＴ電極２５が破損し難い。もっとも、誘電体膜６６は、ＩＤＴ電極２５の少なくとも一部を覆っていればよい。
　さらに、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、第１の絶縁膜１７Ａ及び第２の絶縁膜１７Ｂが設けられている。よって、第１の絶縁膜１７Ａ及び誘電体膜６６の積層体が、複数の第２の電極指２９の先端部を覆っており、かつ平面視において、支持部材１３の空洞部１３ｃの第１の外周縁部１３ｄと重なっている。第２の絶縁膜１７Ｂ及び誘電体膜６６の積層体が、複数の第１の電極指２８の先端部を覆っており、かつ平面視において、第２の外周縁部１３ｅと重なっている。それによって、ＩＤＴ電極２５の破損、及びＩＤＴ電極２５の圧電層１４からの剥離をより一層抑制することができる。
　以下において、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の詳細を説明する。なお、以下における絶縁層は上記接合層に相当する。以下における支持部材は上記支持基板に相当する。
　図１１（ａ）は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の外観を示す略図的斜視図であり、図１１（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図であり、図１２は、図１１（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。
　弾性波装置１は、ＬｉＮｂＯ３からなる圧電層２を有する。圧電層２は、ＬｉＴａＯ３からなるものであってもよい。ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３のカット角は、Ｚカットであるが、回転ＹカットやＸカットであってもよい。圧電層２の厚みは、特に限定されないが、厚み滑りモードを効果的に励振するには、４０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であることがより好ましい。圧電層２は、対向し合う第１，第２の主面２ａ，２ｂを有する。第１の主面２ａ上に、電極３及び電極４が設けられている。ここで電極３が「第１電極」の一例であり、電極４が「第２電極」の一例である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）では、複数の電極３が、第１のバスバー５に接続されている。複数の電極４は、第２のバスバー６に接続されている。複数の電極３及び複数の電極４は、互いに間挿し合っている。電極３及び電極４は、矩形形状を有し、長さ方向を有する。この長さ方向と直交する方向において、電極３と、隣りの電極４とが対向している。電極３，４の長さ方向、及び、電極３，４の長さ方向と直交する方向はいずれも、圧電層２の厚み方向に交叉する方向である。このため、電極３と、隣りの電極４とは、圧電層２の厚み方向に交叉する方向において対向しているともいえる。また、電極３，４の長さ方向が図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す電極３，４の長さ方向に直交する方向と入れ替わってもよい。すなわち、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）において、第１のバスバー５及び第２のバスバー６が延びている方向に電極３，４を延ばしてもよい。その場合、第１のバスバー５及び第２のバスバー６は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）において電極３，４が延びている方向に延びることとなる。そして、一方電位に接続される電極３と、他方電位に接続される電極４とが隣り合う１対の構造が、上記電極３，４の長さ方向と直交する方向に、複数対設けられている。ここで電極３と電極４とが隣り合うとは、電極３と電極４とが直接接触するように配置されている場合ではなく、電極３と電極４とが間隔を介して配置されている場合を指す。また、電極３と電極４とが隣り合う場合、電極３と電極４との間には、他の電極３，４を含む、ホット電極やグラウンド電極に接続される電極は配置されない。この対数は、整数対である必要はなく、１．５対や２．５対などであってもよい。電極３，４間の中心間距離すなわちピッチは、１μｍ以上、１０μｍ以下の範囲が好ましい。また、電極３，４の幅、すなわち電極３，４の対向方向の寸法は、５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲であることが好ましく、１５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲であることがより好ましい。なお、電極３，４間の中心間距離とは、電極３の長さ方向と直交する方向における電極３の寸法（幅寸法）の中心と、電極４の長さ方向と直交する方向における電極４の寸法（幅寸法）の中心とを結んだ距離となる。
　また、弾性波装置１では、Ｚカットの圧電層を用いているため、電極３，４の長さ方向と直交する方向は、圧電層２の分極方向に直交する方向となる。圧電層２として他のカット角の圧電体を用いた場合には、この限りでない。ここにおいて、「直交」とは、厳密に直交する場合のみに限定されず、略直交（電極３，４の長さ方向と直交する方向と分極方向とのなす角度が例えば９０°±１０°の範囲内）でもよい。
　圧電層２の第２の主面２ｂ側には、絶縁層７を介して支持部材８が積層されている。絶縁層７及び支持部材８は、枠状の形状を有し、図１２に示すように、貫通孔７ａ，８ａを有する。それによって、空洞部９が形成されている。空洞部９は、圧電層２の励振領域Ｃの振動を妨げないために設けられている。従って、上記支持部材８は、少なくとも１対の電極３，４が設けられている部分と重ならない位置において、第２の主面２ｂに絶縁層７を介して積層されている。なお、絶縁層７は設けられずともよい。従って、支持部材８は、圧電層２の第２の主面２ｂに直接または間接に積層され得る。
　絶縁層７は、酸化ケイ素からなる。もっとも、酸化ケイ素の他、酸窒化ケイ素、アルミナなどの適宜の絶縁性材料を用いることができる。支持部材８は、Ｓｉからなる。Ｓｉの圧電層２側の面における面方位は（１００）や（１１０）であってもよく、（１１１）であってもよい。支持部材８を構成するＳｉは、抵抗率４ｋΩ以上の高抵抗であることが望ましい。もっとも、支持部材８についても適宜の絶縁性材料や半導体材料を用いて構成することができる。
　支持部材８の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、マグネシア、サファイア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、窒化ガリウムなどの半導体などを用いることができる。
　上記複数の電極３，４及び第１，第２のバスバー５，６は、Ａｌ、ＡｌＣｕ合金などの適宜の金属もしくは合金からなる。本実施形態では、電極３，４及び第１，第２のバスバー５，６は、Ｔｉ膜上にＡｌ膜を積層した構造を有する。なお、Ｔｉ膜以外の密着層を用いてもよい。
　駆動に際しては、複数の電極３と、複数の電極４との間に交流電圧を印加する。より具体的には、第１のバスバー５と第２のバスバー６との間に交流電圧を印加する。それによって、圧電層２において励振される厚み滑りモードのバルク波を利用した、共振特性を得ることが可能とされている。また、弾性波装置１では、圧電層２の厚みをｄ、複数対の電極３，４のうちいずれかの隣り合う電極３，４の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐは０．５以下とされている。そのため、上記厚み滑りモードのバルク波が効果的に励振され、良好な共振特性を得ることができる。より好ましくは、ｄ／ｐは０．２４以下であり、その場合には、より一層良好な共振特性を得ることができる。
　弾性波装置１では、上記構成を備えるため、小型化を図ろうとして、電極３，４の対数を小さくしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。これは、両側の反射器における電極指の本数を少なくしても、伝搬ロスが少ないためである。また、上記電極指の本数を少なくできるのは、厚み滑りモードのバルク波を利用していることによる。弾性波装置で利用したラム波と、上記厚み滑りモードのバルク波の相違を、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）を参照して説明する。
　図１３（ａ）は、日本公開特許公報　特開２０１２－２５７０１９号公報に記載のような弾性波装置の圧電膜を伝搬するラム波を説明するための模式的正面断面図である。ここでは、圧電膜２０１中を矢印で示すように波が伝搬する。ここで、圧電膜２０１では、第１の主面２０１ａと、第２の主面２０１ｂとが対向しており、第１の主面２０１ａと第２の主面２０１ｂとを結ぶ厚み方向がＺ方向である。Ｘ方向は、ＩＤＴ電極の電極指が並んでいる方向である。図１３（ａ）に示すように、ラム波では、波が図示のように、Ｘ方向に伝搬していく。板波であるため、圧電膜２０１が全体として振動するものの、波はＸ方向に伝搬するため、両側に反射器を配置して、共振特性を得ている。そのため、波の伝搬ロスが生じ、小型化を図った場合、すなわち電極指の対数を少なくした場合、Ｑ値が低下する。
　これに対して、図１３（ｂ）に示すように、弾性波装置１では、振動変位は厚み滑り方向であるから、波は、圧電層２の第１の主面２ａと第２の主面２ｂとを結ぶ方向、すなわちＺ方向にほぼ伝搬し、共振する。すなわち、波のＸ方向成分がＺ方向成分に比べて著しく小さい。そして、このＺ方向の波の伝搬により共振特性が得られるため、反射器の電極指の本数を少なくしても、伝搬損失は生じ難い。さらに、小型化を進めようとして、電極３，４からなる電極対の対数を減らしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。
　なお、厚み滑りモードのバルク波の振幅方向は、図１４に示すように、圧電層２の励振領域Ｃに含まれる第１励振領域４５１と、励振領域Ｃに含まれる第２励振領域４５２とで逆になる。図１４では、電極３と電極４との間に、電極４が電極３よりも高電位となる電圧が印加された場合のバルク波を模式的に示してある。第１励振領域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励振領域４５２は、励振領域Ｃのうち、仮想平面ＶＰ１と、第２の主面２ｂとの間の領域である。
　上記のように、弾性波装置１では、電極３と電極４とからなる少なくとも１対の電極が配置されているが、Ｘ方向に波を伝搬させるものではないため、この電極３，４からなる電極対の対数は複数対ある必要はない。すなわち、少なくとも１対の電極が設けられてさえおればよい。
　例えば、上記電極３がホット電位に接続される電極であり、電極４がグラウンド電位に接続される電極である。もっとも、電極３がグラウンド電位に、電極４がホット電位に接続されてもよい。本実施形態では、少なくとも１対の電極は、上記のように、ホット電位に接続される電極またはグラウンド電位に接続される電極であり、浮き電極は設けられていない。
　図１５は、図１２に示す弾性波装置の共振特性を示す図である。なお、この共振特性を得た弾性波装置１の設計パラメータは以下の通りである。
　圧電層２：オイラー角（０°，０°，９０°）のＬｉＮｂＯ３、厚み＝４００ｎｍ。
　電極３と電極４の長さ方向と直交する方向に視たときに、電極３と電極４とが重なっている領域、すなわち励振領域Ｃの長さ＝４０μｍ、電極３，４からなる電極の対数＝２１対、電極間中心距離＝３μｍ、電極３，４の幅＝５００ｎｍ、ｄ／ｐ＝０．１３３。
　絶縁層７：１μｍの厚みの酸化ケイ素膜。
　支持部材８：Ｓｉ。
　なお、励振領域Ｃの長さとは、励振領域Ｃの電極３，４の長さ方向に沿う寸法である。
　本実施形態では、電極３，４からなる電極対の電極間距離は、複数対において全て等しくした。すなわち、電極３と電極４とを等ピッチで配置した。
　図１５から明らかなように、反射器を有しないにも関わらず、比帯域が１２．５％である良好な共振特性が得られている。
　ところで、上記圧電層２の厚みをｄ、電極３と電極４との電極の中心間距離をｐとした場合、前述したように、本実施形態では、ｄ／ｐは０．５以下、より好ましくは０．２４以下である。これを、図１６を参照して説明する。
　図１５に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しｄ／ｐを変化させ、複数の弾性波装置を得た。図１６は、このｄ／ｐと、弾性波装置の共振子としての比帯域との関係を示す図である。
　図１６から明らかなように、ｄ／ｐ＞０．５では、ｄ／ｐを調整しても、比帯域は５％未満である。これに対して、ｄ／ｐ≦０．５の場合には、その範囲内でｄ／ｐを変化させれば、比帯域を５％以上とすることができ、すなわち高い結合係数を有する共振子を構成することができる。また、ｄ／ｐが０．２４以下の場合には、比帯域を７％以上と高めることができる。加えて、ｄ／ｐをこの範囲内で調整すれば、より一層比帯域の広い共振子を得ることができ、より一層高い結合係数を有する共振子を実現することができる。従って、ｄ／ｐを０．５以下とすることにより、上記厚み滑りモードのバルク波を利用した、高い結合係数を有する共振子を構成し得ることがわかる。
　図１７は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の平面図である。弾性波装置８０では、圧電層２の第１の主面２ａ上において、電極３と電極４とを有する１対の電極が設けられている。なお、図１７中のＫが交叉幅となる。前述したように、本発明の弾性波装置では、電極の対数は１対であってもよい。この場合においても、上記ｄ／ｐが０．５以下であれば、厚み滑りモードのバルク波を効果的に励振することができる。
　弾性波装置１では、好ましくは、複数の電極３，４において、いずれかの隣り合う電極３，４が対向している方向に視たときに重なっている領域である励振領域Ｃに対する、上記隣り合う電極３，４のメタライゼーション比ＭＲが、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たすことが望ましい。その場合には、スプリアスを効果的に小さくすることができる。これを、図１８及び図１９を参照して説明する。図１８は、上記弾性波装置１の共振特性の一例を示す参考図である。矢印Ｂで示すスプリアスが、共振周波数と反共振周波数との間に現れている。なお、ｄ／ｐ＝０．０８として、かつＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，０°，９０°）とした。また、上記メタライゼーション比ＭＲ＝０．３５とした。
　メタライゼーション比ＭＲを、図１１（ｂ）を参照して説明する。図１１（ｂ）の電極構造において、１対の電極３，４に着目した場合、この１対の電極３，４のみが設けられるとする。この場合、一点鎖線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３，４の長さ方向と直交する方向すなわち対向方向に視たときに電極３における電極４と重なり合っている領域、電極４における電極３と重なり合っている領域、及び、電極３と電極４との間の領域における電極３と電極４とが重なり合っている領域である。そして、この励振領域Ｃの面積に対する、励振領域Ｃ内の電極３，４の面積が、メタライゼーション比ＭＲとなる。すなわち、メタライゼーション比ＭＲは、メタライゼーション部分の面積の励振領域Ｃの面積に対する比である。
　なお、複数対の電極が設けられている場合、励振領域の面積の合計に対する全励振領域に含まれているメタライゼーション部分の割合をＭＲとすればよい。
　図１９は本実施形態に従って、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す図である。なお、比帯域については、圧電層の膜厚や電極の寸法を種々変更し、調整した。また、図１９は、ＺカットのＬｉＮｂＯ３からなる圧電層を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電層を用いた場合においても、同様の傾向となる。
　図１９中の楕円Ｊで囲まれている領域では、スプリアスが１．０と大きくなっている。図１９から明らかなように、比帯域が０．１７を超えると、すなわち１７％を超えると、スプリアスレベルが１以上の大きなスプリアスが、比帯域を構成するパラメータを変化させたとしても、通過帯域内に現れる。すなわち、図１８に示す共振特性のように、矢印Ｂで示す大きなスプリアスが帯域内に現れる。よって、比帯域は１７％以下であることが好ましい。この場合には、圧電層２の膜厚や電極３，４の寸法などを調整することにより、スプリアスを小さくすることができる。
　図２０は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲと、比帯域との関係を示す図である。上記弾性波装置において、ｄ／２ｐと、ＭＲが異なる様々な弾性波装置を構成し、比帯域を測定した。図２０の破線Ｄの右側のハッチングを付して示した部分が、比帯域が１７％以下の領域である。このハッチングを付した領域と、付していない領域との境界は、ＭＲ＝３．５（ｄ／２ｐ）＋０．０７５で表される。すなわち、ＭＲ＝１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５である。従って、好ましくは、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５である。その場合には、比帯域を１７％以下としやすい。より好ましくは、図２０中の一点鎖線Ｄ１で示すＭＲ＝３．５（ｄ／２ｐ）＋０．０５の右側の領域である。すなわち、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０５であれば、比帯域を確実に１７％以下にすることができる。
　図２１は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，θ，ψ）に対する比帯域のマップを示す図である。図２１のハッチングを付して示した部分が、少なくとも５％以上の比帯域が得られる領域であり、当該領域の範囲を近似すると、下記の式（１）、式（２）及び式（３）で表される範囲となる。
　（０°±１０°，０°～２０°，任意のψ）　　…式（１）
　（０°±１０°，２０°～８０°，０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　または　（０°±１０°，２０°～８０°，［１８０°－６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２］～１８０°）　　…式（２）
　（０°±１０°，［１８０°－３０°（１－（ψ－９０）２／８１００）１／２］～１８０°，任意のψ）　　…式（３）
　従って、上記式（１）、式（２）または式（３）のオイラー角範囲の場合、比帯域を十分に広くすることができ、好ましい。圧電層２がタンタル酸リチウム層である場合も同様である。
　図２２は、ラム波を利用する弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。
　弾性波装置８１は、支持基板８２を有する。支持基板８２には、上面に開いた凹部が設けられている。支持基板８２上に圧電層８３が積層されている。それによって、空洞部９が構成されている。この空洞部９の上方において圧電層８３上に、ＩＤＴ電極８４が設けられている。ＩＤＴ電極８４の弾性波伝搬方向両側に、反射器８５，８６が設けられている。図２２において、空洞部９の外周縁を破線で示す。ここでは、ＩＤＴ電極８４は、第１，第２のバスバー８４ａ，８４ｂと、複数本の第１の電極指８４ｃ及び複数本の第２の電極指８４ｄとを有する。複数本の第１の電極指８４ｃは、第１のバスバー８４ａに接続されている。複数本の第２の電極指８４ｄは、第２のバスバー８４ｂに接続されている。複数本の第１の電極指８４ｃと、複数本の第２の電極指８４ｄとは間挿し合っている。
　弾性波装置８１では、上記空洞部９上のＩＤＴ電極８４に、交流電界を印加することにより、板波としてのラム波が励振される。そして、反射器８５，８６が両側に設けられているため、上記ラム波による共振特性を得ることができる。
　このように、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、上記第１～第４の実施形態及び各変形例における圧電層上に、図２２に示すＩＤＴ電極８４、反射器８５及び反射器８６が設けられていればよい。
　厚み滑りモードのバルク波を利用する第１～第４の実施形態及び各変形例の弾性波装置においては、上記のように、ｄ／ｐが０．５以下であることが好ましく、０．２４以下であることがより好ましい。それによって、より一層良好な共振特性を得ることができる。さらに、厚み滑りモードのバルク波を利用する第１～第４の実施形態及び各変形例の弾性波装置においては、上記のように、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たすことが好ましい。この場合には、スプリアスをより確実に抑制することができる。
　厚み滑りモードのバルク波を利用する第１～第４の実施形態及び各変形例の弾性波装置における圧電層は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムからなることが好ましい。そして、該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、上記の式（１）、式（２）または式（３）の範囲にあることが好ましい。この場合、比帯域を十分に広くすることができる。
１…弾性波装置
２…圧電層
２ａ…第１の主面
２ｂ…第２の主面
３，４…電極
５，６…第１，第２のバスバー
７…絶縁層
７ａ…貫通孔
８…支持部材
８ａ…貫通孔
９…空洞部
１０…弾性波装置
１２…圧電性基板
１３…支持部材
１３ｃ…空洞部
１３ｄ，１３ｅ…第１，第２の外周縁部
１４…圧電層
１４ａ，１４ｂ…第１，第２の主面
１４ｃ…メンブレン部
１５…接合層
１６…支持基板
１７Ａ，１７Ｂ…第１，第２の絶縁膜
２５…ＩＤＴ電極
２６，２７…第１，第２のバスバー
２８，２９…第１，第２の電極指
３３Ａ～３３Ｃ…支持部材
３３ｃ１～３３ｃ３…空洞部
３３ｄ，３３ｅ…第１，第２の外周縁部
３５Ａ，３５Ｃ…接合層
３６…支持基板
４７…絶縁膜
４７ｃ…接続部
５７…絶縁膜
５７Ｃ…第３の絶縁膜
６６…誘電体膜
８０，８１…弾性波装置
８２…支持基板
８３…圧電層
８４…ＩＤＴ電極
８４ａ，８４ｂ…第１，第２のバスバー
８４ｃ，８４ｄ…第１，第２の電極指
８５，８６…反射器
２０１…圧電膜
２０１ａ，２０１ｂ…第１，第２の主面
４５１，４５２…第１，第２励振領域
Ｃ…励振領域
Ｆ…交叉領域
ＶＰ１…仮想平面

Claims (15)

  1. 　支持基板を有する支持部材と、
    　前記支持部材上に設けられている圧電層と、
    　前記圧電層上に設けられており、対向し合う第１のバスバー及び第２のバスバーと、複数の電極指と、を有するＩＤＴ電極と、
    　前記圧電層上に設けられており、かつ前記第１のバスバーと対向している前記複数の電極指の先端部を覆っている第１の絶縁膜と、
    を備え、
    　前記支持部材及び前記圧電層の積層体において、前記圧電層よりも前記支持部材側に空洞部が設けられており、平面視において、前記ＩＤＴ電極の少なくとも一部が前記空洞部と重なっており、
    　前記複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向としたときに、平面視において、前記空洞部の外周縁が、前記電極指延伸方向において対向し合う第１の外周縁部及び第２の外周縁部を含み、前記第１の外周縁部及び前記第２の外周縁部のうち、前記第１の外周縁部が前記第１のバスバー側に位置し、
    　前記第１の絶縁膜が、前記第１のバスバー側に延びており、かつ平面視において、前記空洞部の前記第１の外周縁部と重なっている、弾性波装置。
  2. 　前記第２のバスバーと対向している前記複数の電極指の先端部を覆っている第２の絶縁膜をさらに備え、
    　前記第２の絶縁膜が、前記第２のバスバー側に延びており、かつ平面視において、前記空洞部の前記第２の外周縁部と重なっている、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜は、前記複数の電極指が並ぶ方向に見て、隣り合う前記電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域の一部には設けられていない、請求項２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が一体であり、１つの絶縁膜である、請求項２または３に記載の弾性波装置。
  5. 　前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が別体である、請求項２または３に記載の弾性波装置。
  6. 　前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が樹脂膜である、請求項２～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 　前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が無機絶縁膜である、請求項２～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　前記支持部材が、前記支持基板と前記圧電層との間に設けられている接合層を有し、
    　前記空洞部が、前記接合層に設けられている、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記空洞部が、前記支持基板に設けられている、請求項１～８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  10. 　板波を利用している、請求項１～９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  11. 　前記圧電層の厚みをｄ、隣り合う前記電極指同士の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である、請求項１～９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  12. 　ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１１に記載の弾性波装置。
  13. 　前記複数の電極指が並ぶ方向に見て、隣り合う前記電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域に対する、前記複数の電極指のメタライゼーション比をＭＲとしたときに、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たす、請求項１１または１２に記載の弾性波装置。
  14. 　前記圧電層がニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムからなり、
    　前記圧電層を構成しているニオブ酸リチウムまたはニオブ酸リチウムのオイラー角（φ，θ，ψ）が、以下の式（１）、式（２）または式（３）の範囲にある、請求項１１～１３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）
  15. 　前記圧電層がニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムからなる、請求項１～１３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
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