WO2022168937A1 - 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 - Google Patents

弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2022168937A1
WO2022168937A1 PCT/JP2022/004413 JP2022004413W WO2022168937A1 WO 2022168937 A1 WO2022168937 A1 WO 2022168937A1 JP 2022004413 W JP2022004413 W JP 2022004413W WO 2022168937 A1 WO2022168937 A1 WO 2022168937A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wave device
elastic wave
electrode fingers
piezoelectric layer
thickness
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/004413
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和則 井上
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to CN202280011825.6A priority Critical patent/CN116830456A/zh
Publication of WO2022168937A1 publication Critical patent/WO2022168937A1/ja
Priority to US18/222,501 priority patent/US20230361749A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02157—Dimensional parameters, e.g. ratio between two dimension parameters, length, width or thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02015—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02015—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
    • H03H9/02031—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles consisting of ceramic
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02062—Details relating to the vibration mode
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
    • H03H9/132—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials characterized by a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H03H2003/021—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the air-gap type

Definitions

  • the present disclosure relates to an elastic wave device and a method for manufacturing an elastic wave device.
  • Patent Document 1 describes an elastic wave device.
  • Patent Document 1 if the piezoelectric layer is provided with a through-hole that communicates with the cavity, cracks may occur starting from the through-hole. Therefore, it is required to suppress damage to the piezoelectric layer.
  • the present disclosure is intended to solve the above-described problems, and aims to suppress damage to the piezoelectric layer.
  • An elastic wave device includes a supporting substrate having a thickness in a first direction, a piezoelectric layer provided in the first direction of the supporting substrate, a piezoelectric layer provided in the first direction, and a plurality of first electrode fingers extending in a second direction orthogonal to one direction; and an IDT electrode having a plurality of second electrode fingers extending in a direction, and at least a portion of the IDT electrode overlaps with the IDT electrode on the piezoelectric layer side of the support substrate when viewed in plan in the first direction.
  • a recess is provided at a position, and a portion of the recess is provided with a filling made of a material different from the material of the support substrate.
  • a method for manufacturing an elastic wave device includes a recess forming step of forming a recess in a support substrate, a filling step of filling the recess formed in the recess forming step with a filler, and An integration step of superimposing and integrating the piezoelectric layer on the support substrate, and a heat treatment step of performing heat treatment at a temperature higher than the processing temperature of the integration step to shrink the filler and form a cavity in the recess. and including.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
  • FIG. FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion along line II-II of FIG. 1A.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through the piezoelectric layer of the comparative example.
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view for explaining a thickness-shear primary mode bulk wave propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the amplitude direction of a thickness-shear primary mode bulk wave propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a 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 along
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. is an explanatory diagram showing the relationship between .
  • FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes are provided in the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious. is an explanatory diagram showing the relationship between.
  • FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes are provided in the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the fractional band with respect to the Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
  • FIG. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a plan view showing a first example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a cross section along line XIV-XIV in FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing another example of a cross section along line XIV-XIV in FIG.
  • FIG. 16 is a flow chart showing an example of a method for manufacturing the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a 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 consist of LiTaO 3 .
  • the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is Z-cut in the first embodiment.
  • the cut angles of LiNbO 3 and LiTaO 3 may be rotated Y-cut or X-cut.
  • the Y-propagation and X-propagation ⁇ 30° propagation orientations are preferred.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, it is preferably 50 nm or more and 1000 nm or less in order to effectively excite the thickness shear primary mode.
  • the piezoelectric layer 2 has a first main surface 2a and a second main surface 2b facing each other in the Z direction. Electrode fingers 3 and 4 are provided on the first main surface 2a.
  • the electrode finger 3 is an example of the "first electrode finger” and the electrode finger 4 is an example of the "second electrode finger”.
  • the multiple electrode fingers 3 are multiple “first electrode fingers” connected to the first bus bar 5 .
  • the multiple electrode fingers 4 are multiple “second electrode fingers” connected to the second bus bar 6 .
  • the plurality of electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4 are interdigitated with each other.
  • an IDT (Interdigital Transducer) electrode 30 including the electrode fingers 3, the electrode fingers 4, the first busbar 5, and the second busbar 6 is configured.
  • the electrode fingers 3 and 4 have a rectangular shape and a length direction.
  • the electrode finger 3 and the electrode finger 4 adjacent to the electrode finger 3 face each other in a direction perpendicular to the length direction.
  • Both the length direction of the electrode fingers 3 and 4 and the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 are directions that intersect the thickness direction of the piezoelectric layer 2 . Therefore, it can be said that the electrode finger 3 and the electrode finger 4 adjacent to the electrode finger 3 face each other in the direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2 .
  • the thickness direction of the piezoelectric layer 2 is defined as the Z direction (or first direction)
  • the length direction of the electrode fingers 3 and 4 is defined as the Y direction (or second direction)
  • the electrode fingers 3 and 4 4 may be described as the X direction (or the third direction).
  • the length direction of the electrode fingers 3 and 4 may be interchanged with the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 shown in FIGS. 1A and 1B. That is, in FIGS. 1A and 1B, the electrode fingers 3 and 4 may extend in the direction in which the first busbar 5 and the second busbar 6 extend. In that case, the first busbar 5 and the second busbar 6 extend in the direction in which the electrode fingers 3 and 4 extend in FIGS. 1A and 1B.
  • a pair of structures in which the electrode fingers 3 connected to one potential and the electrode fingers 4 connected to the other potential are adjacent to each other are arranged in a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4. Multiple pairs are provided.
  • the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are adjacent to each other, not when the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are arranged so as to be in direct contact, but when the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are arranged with a gap therebetween. It refers to the case where When the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are adjacent to each other, there are electrodes connected to the hot electrode and the ground electrode, including other electrode fingers 3 and 4, between the electrode finger 3 and the electrode finger 4. is not placed.
  • the logarithms need not be integer pairs, but may be 1.5 pairs, 2.5 pairs, or the like.
  • the center-to-center distance, that is, the pitch, between the electrode fingers 3 and 4 is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Further, the center-to-center distance between the electrode fingers 3 and 4 means the center of the width dimension of the electrode fingers 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and the distance orthogonal to the length direction of the electrode fingers 4 . It is the distance connecting the center of the width dimension of the electrode finger 4 in the direction of
  • the electrode fingers 3 and 4 when at least one of the electrode fingers 3 and 4 is plural (when there are 1.5 or more pairs of electrodes when the electrode fingers 3 and 4 are paired as a pair of electrode pairs), the electrode fingers 3.
  • the center-to-center distance of the electrode fingers 4 refers to the average value of the center-to-center distances of adjacent electrode fingers 3 and electrode fingers 4 among 1.5 or more pairs of electrode fingers 3 and electrode fingers 4 .
  • the width of the electrode fingers 3 and 4 that is, the dimension in the facing direction of the electrode fingers 3 and 4 is preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
  • the center-to-center distance between the electrode fingers 3 and 4 is the distance between the center of the dimension (width dimension) of the electrode finger 3 in the direction perpendicular to the length direction of the electrode finger 3 and the length of the electrode finger 4. It is the distance connecting the center of the dimension (width dimension) of the electrode finger 4 in the direction orthogonal to the direction.
  • the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 is the direction orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric layer 2 .
  • “perpendicular” is not limited to being strictly perpendicular, but substantially perpendicular (the angle formed by the direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and electrode fingers 4 and the polarization direction is, for example, 90° ⁇ 10°).
  • a supporting substrate 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 with a dielectric film 7 interposed therebetween.
  • 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.
  • a cavity (air gap) 9 is thereby formed.
  • the cavity 9 is provided so as not to disturb 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 with the dielectric film 7 interposed therebetween at a position not overlapping the portion where at least one pair of electrode fingers 3 and 4 are provided. Note that the dielectric film 7 may not be provided. Therefore, the support substrate 8 can be directly or indirectly laminated to 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, alumina, or the like, in addition to silicon oxide.
  • the dielectric film 7 is an example of the "intermediate layer".
  • the support substrate 8 is made of Si.
  • the plane orientation of the surface of Si on 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 constructed using an appropriate insulating material or semiconductor material.
  • Materials for the support substrate 8 include, for example, aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric materials such as crystal, alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, and steer.
  • Various ceramics such as tight and forsterite, dielectrics such as diamond and glass, and semiconductors such as gallium nitride can be used.
  • the plurality of electrode fingers 3, electrode fingers 4, first busbars 5, and second busbars 6 are made of appropriate metals or alloys such as Al and AlCu alloys.
  • the electrode fingers 3, the electrode fingers 4, the first busbars 5, and the second busbars 6 have a structure in which an Al film is laminated on a Ti film. Note that an adhesion layer other than the Ti film may be used.
  • an AC voltage is applied between the multiple electrode fingers 3 and the multiple electrode fingers 4 . More specifically, an AC voltage is applied between the first busbar 5 and the second busbar 6 . As a result, it is possible to obtain resonance characteristics using a thickness-shear primary mode bulk wave excited in the piezoelectric layer 2 .
  • d/p is set to 0.5 or less.
  • the thickness-shear primary mode bulk wave is effectively excited, and good resonance characteristics can be obtained. More preferably, d/p is 0.24 or less, in which case even better resonance characteristics can be obtained.
  • the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 When at least one of the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 is plural as in the first embodiment, that is, when the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 form a pair of electrodes, the electrode fingers 3 and the electrode fingers When there are 1.5 pairs or more of 4, the center-to-center distance p between the adjacent electrode fingers 3 and 4 is the average distance between the center-to-center distances between the adjacent electrode fingers 3 and 4 .
  • the acoustic wave device 1 of the first embodiment has the above configuration, even if the logarithms of the electrode fingers 3 and 4 are reduced in an attempt to reduce the size, the Q value is unlikely to decrease. This is because the resonator does not require reflectors on both sides, and the propagation loss is small. The reason why the above reflector is not required is that the bulk wave of thickness-shlip primary mode is used.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through the piezoelectric layer of the comparative example.
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view for explaining a thickness-shear primary mode bulk wave propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the amplitude direction of a thickness-shear primary mode bulk wave propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 3A shows an acoustic wave device as described in Patent Document 1, in which Lamb waves propagate through the piezoelectric layer.
  • waves propagate through the piezoelectric layer 201 as indicated by arrows.
  • the piezoelectric layer 201 has a first principal surface 201a and a second principal surface 201b, and the thickness direction connecting the first principal surface 201a and the second principal surface 201b is the Z direction.
  • the X direction is the direction in which the electrode fingers 3 and 4 of the IDT electrodes 30 are aligned.
  • the wave propagates in the X direction as shown.
  • the wave is generated between the first main surface 2a and the second main surface 2a of the piezoelectric layer 2. It propagates almost 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. Further, since resonance characteristics are obtained by propagating waves in the Z direction, no reflector is required. Therefore, no propagation loss occurs when propagating to the reflector. Therefore, even if the number of electrode pairs consisting of the electrode fingers 3 and 4 is reduced in an attempt to promote miniaturization, the Q value is unlikely to decrease.
  • the amplitude direction of the bulk wave of the primary thickness-shear mode is 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 (see FIG. 1B). 2 area 452 is reversed.
  • FIG. 4 schematically shows bulk waves when a voltage is applied between the electrode fingers 3 so that the electrode fingers 4 have a higher potential than the electrode fingers 3 .
  • the first region 451 is a region of the excitation region C between the first main surface 2a and a virtual plane VP1 that is perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer 2 and bisects the piezoelectric layer 2 .
  • the second region 452 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second main surface 2b.
  • At least one pair of electrodes consisting of the electrode fingers 3 and 4 is arranged. It is not always necessary to have a plurality of pairs of electrode pairs. That is, it is sufficient that at least one pair of electrodes is provided.
  • the electrode finger 3 is an electrode connected to a hot potential
  • the electrode finger 4 is an electrode connected to a ground potential.
  • the electrode finger 3 may be connected to the ground potential and the electrode finger 4 to the hot potential.
  • the at least one pair of electrodes are, as described above, electrodes connected to a hot potential or electrodes connected to a ground potential, and no floating electrodes are provided.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • the design parameters of the elastic wave device 1 that obtained the resonance characteristics shown in FIG. 5 are as follows.
  • Piezoelectric layer 2 LiNbO3 with Euler angles (0°, 0°, 90°) Thickness of piezoelectric layer 2: 400 nm
  • Length of excitation region C (see FIG. 1B): 40 ⁇ m Number of electrode pairs consisting of electrode fingers 3 and 4: 21 pairs Center-to-center distance (pitch) between electrode fingers 3 and 4: 3 ⁇ m Width of electrode fingers 3 and 4: 500 nm d/p: 0.133
  • Dielectric film 7 Silicon oxide film with a thickness of 1 ⁇ m
  • Support substrate 8 Si
  • the excitation region C (see FIG. 1B) is a region where the electrode fingers 3 and 4 overlap when viewed in the X direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4. .
  • the length of the excitation region C is the dimension along the length direction of the electrode fingers 3 and 4 of the excitation region C. As shown in FIG. Here, the excitation region C is an example of the "intersection region".
  • the inter-electrode distances of the electrode pairs consisting of the electrode fingers 3 and 4 are all equal in a plurality of pairs. That is, the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 are arranged at equal pitches.
  • d/p is 0.5 or less, more preferably 0. .24 or less. This will be explained with reference to FIG.
  • FIG. It is an explanatory view showing the relationship with the fractional bandwidth as.
  • At least one pair of electrodes may be one pair, and the above p is the center-to-center distance between adjacent electrode fingers 3 and 4 in the case of one pair of electrodes. In the case of 1.5 pairs or more of electrodes, the average distance between the centers of adjacent electrode fingers 3 and 4 should be p.
  • the thickness d of the piezoelectric layer 2 if the piezoelectric layer 2 has variations in thickness, 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 are provided in the elastic wave device of the first embodiment.
  • a pair of electrodes having electrode fingers 3 and 4 are provided on first principal surface 2 a of piezoelectric layer 2 .
  • K in FIG. 7 is the intersection width.
  • the number of pairs of electrodes may be one. Even in this case, if the above d/p is 0.5 or less, it is possible to effectively excite the bulk wave in the primary mode of thickness shear.
  • the excitation region is an overlapping region of the plurality of electrode fingers 3 and 4 when viewed in the direction in which any adjacent electrode fingers 3 and 4 are facing each other. It is desirable that the metallization ratio MR of the adjacent electrode fingers 3 and 4 with respect to the region C satisfies MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075. In that case, spurious can be effectively reduced. This will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • a spurious signal indicated by an arrow B appears between the resonance frequency and the anti-resonance frequency.
  • d/p 0.08 and the Euler angles of LiNbO 3 (0°, 0°, 90°).
  • the metallization ratio MR was set to 0.35.
  • the metallization ratio MR will be explained with reference to FIG. 1B.
  • the excitation region C is the portion surrounded by the dashed-dotted line.
  • the excitation region C is a region where the electrode fingers 3 and 4 overlap with the electrode fingers 4 when viewed in a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4, that is, in a facing direction. a region where the electrode fingers 3 overlap each other; and a region between the electrode fingers 3 and 4 where the electrode fingers 3 and 4 overlap each other.
  • the area of the electrode fingers 3 and 4 in the excitation region C with respect to the area of the excitation region C is the metallization ratio MR. That is, the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallization portion to the area of the drive region C.
  • the ratio of the metallization portion included in the entire excitation region C to the total area of the excitation region C should be MR.
  • FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of spurious. is an explanatory diagram showing the relationship between. The ratio band was adjusted by changing the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrode fingers 3 and 4 .
  • FIG. 9 shows the results when the piezoelectric layer 2 made of Z-cut LiNbO 3 is used, but the same tendency is obtained when the piezoelectric layer 2 with other cut angles is used.
  • the spurious is as large as 1.0.
  • the fractional band exceeds 0.17, that is, exceeds 17%, a large spurious with a spurious level of 1 or more changes the parameters constituting the fractional band, even if the passband appear within. That is, as in the resonance characteristics shown in FIG. 8, a large spurious component indicated by arrow B appears within the band. Therefore, the specific bandwidth is preferably 17% or less. In this case, by adjusting the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrode fingers 3 and 4, the spurious response can be reduced.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
  • various elastic wave devices 1 with different d/2p and MR were configured, and the fractional bandwidth was measured.
  • the hatched portion on the right side of the dashed line D in FIG. 10 is the area where the fractional bandwidth is 17% or less.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the fractional band with respect to the Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
  • FIG. A hatched portion in FIG. 11 is a region where a fractional bandwidth of at least 5% or more is obtained. When the range of the area is approximated, it becomes the range represented by the following formulas (1), (2) and (3).
  • Equation (1) (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, 0° to 60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ) or (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, [180 °-60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ] ⁇ 180°) Equation (2) (0° ⁇ 10°, [180°-30°(1-( ⁇ -90) 2 /8100) 1/2 ] ⁇ 180°, arbitrary ⁇ ) Equation (3)
  • the fractional band can be sufficiently widened, which is preferable.
  • FIG. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the outer periphery of the hollow portion 9 is indicated by broken lines.
  • the elastic wave device of the present disclosure may utilize plate waves.
  • the elastic wave device 301 has reflectors 310 and 311 as shown in FIG. Reflectors 310 and 311 are provided on both sides of the electrode fingers 3 and 4 of the piezoelectric layer 2 in the elastic wave propagation direction.
  • a Lamb wave as a plate wave is excited by applying an AC electric field to the electrode fingers 3 and 4 on the hollow portion 9.
  • the reflectors 310 and 311 are provided on both sides, it is possible to obtain resonance characteristics due to Lamb waves as Lamb waves.
  • the elastic wave devices 1 and 101 use bulk waves in the primary mode of thickness shear.
  • the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 are adjacent electrodes, the thickness of the piezoelectric layer 2 is d, and the center of the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 is d/p is set to 0.5 or less, where p is the distance between them.
  • the Q value can be increased even if the elastic wave device is miniaturized.
  • piezoelectric layer 2 is made of lithium niobate or lithium tantalate.
  • the first principal surface 2a or the second principal surface 2b of the piezoelectric layer 2 has first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4 facing each other in a direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2. It is desirable to cover the finger 3 and the second electrode finger 4 with a protective film.
  • FIG. 13 is a plan view showing a first example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • 14 is a diagram showing an example of a cross section along line XIV-XIV in FIG. 13; FIG.
  • the busbars 5 and 6 are connected to the wiring 12 provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2, but this is merely an example.
  • a concave portion 8b is provided on the surface of the support substrate 8 on the piezoelectric layer 2 side in the Z direction.
  • the concave portion 8b is provided so as to at least partially overlap with the IDT electrode 30 when viewed in plan in the Z direction.
  • the recess 8b is a space surrounded by the support substrate 8 and the dielectric film 7.
  • a cavity 9 and a filling 10 are provided in the recess 8b.
  • the piezoelectric layer 2 has a hole (through hole) penetrating through the piezoelectric layer 2 at a position overlapping the concave portion 8b when viewed from above in the Z direction. is not provided. This can suppress the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 2 originating from the through holes.
  • the hollow portion 9 is a hollow formed by heat treatment shrinking the filler filled in the concave portion 8b in the manufacturing process of the elastic wave device 1A, which will be described later.
  • cavity 9 is provided between dielectric film 7 and filler 10 in recess 8b. That is, the cavity 9 is a space surrounded by the filler 10 , the opening 8 a of the support substrate 8 and the dielectric film 7 . Thereby, the hollow portion 9 can suppress the vibration of the piezoelectric layer 2 from being disturbed.
  • the filler 10 is formed by shrinking the filler filled in the concave portion 8b by heat treatment in the manufacturing process of the elastic wave device 1A, which will be described later.
  • the filler 10 is provided so as not to contact the dielectric film 7 in the recess 8b.
  • the filler 10 is a silicon-metal compound or a copper-containing polyimide resin, ie, a mixture of copper and polyimide resin.
  • the metal is a metal that forms a compound with silicon, such as gold or tin.
  • the maximum thickness of the filler 10 is preferably greater than the thickness of the hollow portion 9 .
  • the maximum thickness of the filler 10 refers to the maximum distance from the bottom surface of the recess 8 b of the support substrate 8 to the surface of the filler 10 exposed to the cavity 9 .
  • the bottom surface of the recessed portion 8b of the support substrate 8 refers to the surface of the recessed portion 8b of the support substrate 8 that is farthest from the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 in the Z direction.
  • the thickness of the cavity 9 refers to the average distance from the surface of the filler 10 exposed in the cavity 9 to the surface of the dielectric film 7 exposed in the cavity 9 .
  • the elastic wave device 1A is provided with the dielectric film 7 between the piezoelectric layer 2 and the support substrate 8 .
  • the dielectric film 7 is provided so as to overlap the concave portion 8b when viewed in the Z direction.
  • the thickness of the dielectric film 7 is smaller than the thickness of the piezoelectric layer 2 .
  • FIG. 15 is a diagram showing another example of the cross section of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the dielectric film 7 is not an essential component, and as shown in FIG. 15, the dielectric film 7 may not be provided. If the dielectric film 7 is not provided, the thickness of the cavity 9 refers to the average distance from the surface of the filler 10 exposed in the cavity 9 to the second main surface 2 b of the piezoelectric layer 2 .
  • the elastic wave devices 1A and 1B include the supporting substrate 8 having a thickness in the first direction, the piezoelectric layer 2 provided in the first direction on the supporting substrate 8, and the piezoelectric layer A plurality of first electrode fingers 3 provided in two first directions and extending in a second direction perpendicular to the first direction, and a plurality of first electrode fingers 3 in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction.
  • an IDT electrode 30 having a plurality of second electrode fingers 4 extending in the second direction, facing any one of the A recess 8 b is provided at a position at least partially overlapping the IDT electrode 30 , and a filler 10 made of a material different from that of the support substrate 8 is provided in a part of the recess 8 b.
  • the piezoelectric layer 2 is not provided with a through-hole penetrating through the piezoelectric layer 2 at a position overlapping the concave portion 8b when viewed in plan in the first direction. As a result, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 2 originating from the through-holes, thereby suppressing damage to the piezoelectric layer 2 .
  • the material of the filler 10 is polyimide containing copper.
  • the hollow portion 9 is formed without providing a through hole, so damage to the piezoelectric layer 2 can be suppressed.
  • the material of the filler 10 is a compound of silicon and metal.
  • the hollow portion 9 is formed without providing a through hole, so damage to the piezoelectric layer 2 can be suppressed.
  • an intermediate layer (dielectric film 7) is provided between the support substrate 8 and the piezoelectric layer 2, and when viewed in the first direction, the intermediate layer (dielectric film 7) is located in the concave portion 8b. They may overlap. Thereby, the adhesiveness between the piezoelectric layer 2 and the support substrate 8 can be enhanced.
  • the thickness of the intermediate layer (dielectric film 7) is smaller than the thickness of the piezoelectric layer 2. Thereby, deterioration of the frequency characteristics of the piezoelectric layer 2 can be suppressed.
  • the maximum thickness of the filler 10 is larger than the thickness of the hollow portion 9 . Even in this case, damage to the piezoelectric layer 2 can be suppressed.
  • the piezoelectric layer The thickness of 2 is 2p or less.
  • the piezoelectric layer 2 contains lithium niobate or lithium tantalate. As a result, it is possible to provide an elastic wave device capable of obtaining good resonance characteristics.
  • the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of lithium niobate or lithium tantalate constituting the piezoelectric layer 2 are within the range of the following formula (1), formula (2), or formula (3). It is in. In this case, the fractional bandwidth can be widened sufficiently.
  • 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 ] ⁇ 180°, arbitrary ⁇ ) Equation (3)
  • the elastic wave device 1 is configured to be able to use bulk waves in the thickness shear mode. As a result, it is possible to provide an elastic wave device with a high coupling coefficient and good resonance characteristics.
  • d/p 0.5, where d is the thickness of the piezoelectric layer 2 and p is the center-to-center distance between the adjacent first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4 .
  • a more desirable aspect is that d/p is 0.24 or less. Thereby, the acoustic wave device 1 can be miniaturized and the Q value can be increased.
  • the region where the adjacent first electrode fingers 3 and the second electrode fingers 4 overlap in the facing direction is the excitation region C, and the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of When the metallization ratio of the second electrode finger 4 is MR, MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075 is satisfied.
  • the fractional bandwidth can be reliably set to 17% or less.
  • the elastic wave device 301 is configured to be able to use plate waves. As a result, it is possible to provide an elastic wave device capable of obtaining good resonance characteristics.
  • FIG. 16 is a flow chart showing an example of the manufacturing process of the elastic wave device according to the first embodiment. A manufacturing process of the elastic wave device 1A according to the first embodiment will be described below.
  • a concave portion 8b is formed on one surface of the support substrate 8 in the Z direction (step S10).
  • the recesses 8b are formed by performing resist patterning on a part of one surface of the supporting substrate 8 in the Z direction and performing dry etching. When resist patterning is performed, the resist on the support substrate 8 is removed after dry etching.
  • the concave portion 8b is filled with a filler (step S20).
  • the support substrate 8 filled with the filler is flattened by polishing the surface on the side filled with the filler.
  • the filler for example, a metal such as gold or tin that forms an alloy with the component of the support substrate 8 can be used, and a laminate in which a polyimide resin layer and a copper layer are laminated can be used. can.
  • the support substrate 8 filled with the filler and the piezoelectric layer 2 are overlapped and integrated (step S30).
  • the integration of the support substrate 8 and the piezoelectric layer 2 is achieved by combining the support substrate 8 with silicon oxide deposited on the side with the filler and the piezoelectric layer 2 with silicon oxide deposited on the second main surface 2b. , by bonding by heating.
  • the silicon oxide layer used as the bonding layer is formed as the dielectric film 7 .
  • the piezoelectric layer 2 is polished to a desired thickness by any method to form the first main surface 2a.
  • the IDT electrodes 30 and the wirings 12 are formed on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 (step S40).
  • the IDT electrode 30 and the wiring 12 are formed by forming a metal film by sputtering, vapor deposition, or the like, but the formation method may be arbitrary.
  • the filler is shrunk by heat treatment to form the cavity 9 (step S50).
  • heat treatment is performed at a temperature higher than the temperature in the integration step (step S30), so that the metal contained in the filler shrinks due to melting of the filler, and the filler 10 is produced.
  • the filler is a metal such as gold that forms a compound with the material of the support substrate 8
  • the melting of the metal produces a compound of the metal and silicon, which is a component of the support substrate 8.
  • a filling 10 is formed which is a compound of
  • the filler is a laminate of copper and polyimide resin
  • melting of the copper produces a mixture of copper and polyimide resin, forming the filler 10 made of polyimide containing copper.
  • the elastic wave device 1A according to the first embodiment can be manufactured.
  • the manufacturing method of 1 A of elastic wave apparatuses mentioned above is an example to the last, and can be changed suitably.
  • the adhesion between the dielectric film 7 and the filler may be weakened by irradiating ultraviolet rays before the heat treatment process.
  • the method for manufacturing the elastic wave device 1A according to the first embodiment includes the recess forming step of forming the recess 8b in the support substrate 8, and filling the recess 8b formed in the recess forming step with the filler. an integration step of superimposing and integrating the piezoelectric layer 2 on the support substrate 8 after the filling step; and a heat treatment step of forming a cavity 9 in 8b.
  • the hollow portion 9 can be formed in the concave portion 8b of the support substrate 8 without providing a through hole in the piezoelectric layer 2, so damage to the piezoelectric layer 2 can be suppressed.
  • the concave portion 8b is filled with a laminate including a polyimide resin layer and a copper layer as a filler.
  • the filler shrinks in the heat treatment process, so that the cavity 9 can be formed in the recess 8b.
  • the concave portion 8b is filled with a metal that forms a compound with the material of the support substrate 8 in the heat treatment step.
  • the filler shrinks in the heat treatment process, so that the cavity 9 can be formed in the recess 8b.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

圧電層の破損を抑制する。弾性波装置は、第１方向に厚みを有する支持基板と、前記支持基板の前記第１方向に設けられた圧電層と、前記圧電層の前記第１方向に設けられ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第１電極指と、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向について前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極と、を備える。前記支持基板の前記圧電層側には、前記第１方向に平面視して、前記ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に凹部が設けられており、前記凹部の一部に、前記支持基板の材料と異なる材料からなる充填物が設けられる。

Description

弾性波装置及び弾性波装置の製造方法
　本開示は、弾性波装置及び弾性波装置の製造方法に関する。
　特許文献１には、弾性波装置が記載されている。
特開２０１２－２５７０１９号公報
　特許文献１において、圧電層に空洞部と連通する貫通孔が設けられる場合、貫通孔を起点としたクラックが発生する可能性がある。そのため、圧電層の破損を抑制することが求められる。
　本開示は、上述した課題を解決するものであり、圧電層の破損を抑制することを目的とする。
　一態様に係る弾性波装置は、第１方向に厚みを有する支持基板と、前記支持基板の前記第１方向に設けられた圧電層と、前記圧電層の前記第１方向に設けられ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第１電極指と、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向について前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極と、を備え、前記支持基板の前記圧電層側には、前記第１方向に平面視して、前記ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に凹部が設けられており、前記凹部の一部に、前記支持基板の材料と異なる材料からなる充填物が設けられる。
　一態様に係る弾性波装置の製造方法は、支持基板に凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部形成工程で形成された前記凹部に、充填剤を充填する充填工程と、前記充填工程後の前記支持基板に、圧電層を重ね合わせて一体化させる一体化工程と、前記一体化工程の処理温度よりも高い温度で熱処理し、前記充填剤を収縮させ、凹部に空洞部を形成する熱処理工程と、を含む。
　本開示によれば、圧電層の破損を抑制することができる。
図１Ａは、第１実施形態の弾性波装置を示す斜視図である。 図１Ｂは、第１実施形態の電極構造を示す平面図である。 図２は、図１ＡのＩＩ－ＩＩ線に沿う部分の断面図である。 図３Ａは、比較例の圧電層を伝播するラム波を説明するための模式的な断面図である。 図３Ｂは、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波を説明するための模式的な断面図である。 図４は、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波の振幅方向を説明するための模式的な断面図である。 図５は、第１実施形態の弾性波装置の共振特性の例を示す説明図である。 図６は、第１実施形態の弾性波装置において、隣り合う電極の中心間距離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、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は、第１実施形態に係る弾性波装置の第１実施例を示す平面図である。 図１４は、図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面の一例を示す図である。 図１５は、図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面の異なる例を示す図である。 図１６は、第１実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例を示すフローチャートである。
　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、電極指３及び電極指４が設けられている。
　ここで電極指３が「第１電極指」の一例であり、電極指４が「第２電極指」の一例である。図１Ａ及び図１Ｂでは、複数の電極指３は、第１のバスバー５に接続されている複数の「第１電極指」である。複数の電極指４は、第２のバスバー６に接続されている複数の「第２電極指」である。複数の電極指３及び複数の電極指４は、互いに間挿し合っている。これにより、電極指３と、電極指４と、第１のバスバー５と、第２のバスバー６と、を備えるＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｒａｎｓｕｄｕｃｅｒ）電極３０が構成される。
　電極指３及び電極指４は、矩形形状を有し、長さ方向を有する。この長さ方向と直交する方向において、電極指３と、電極指３と隣接する電極指４とが対向している。電極指３、電極指４の長さ方向、及び、電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向はいずれも、圧電層２の厚み方向に交差する方向である。このため、電極指３と、電極指３と隣接する電極指４とは、圧電層２の厚み方向に交差する方向において対向しているともいえる。以下の説明では、圧電層２の厚み方向をＺ方向（または第１方向）とし、電極指３、電極指４の長さ方向をＹ方向（または第２方向）とし、電極指３、電極指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、電極指３、電極指４の長さ方向が図１Ａ及び図１Ｂに示す電極指３、電極指４の長さ方向に直交する方向と入れ替わってもよい。すなわち、図１Ａ及び図１Ｂにおいて、第１のバスバー５及び第２のバスバー６が延びている方向に電極指３、電極指４を延ばしてもよい。その場合、第１のバスバー５及び第２のバスバー６は、図１Ａ及び図１Ｂにおいて電極指３、電極指４が延びている方向に延びることとなる。そして、一方電位に接続される電極指３と、他方電位に接続される電極指４とが隣り合う１対の構造が、上記電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向に、複数対設けられている。
　ここで電極指３と電極指４とが隣り合うとは、電極指３と電極指４とが直接接触するように配置されている場合ではなく、電極指３と電極指４とが間隔を介して配置されている場合を指す。また、電極指３と電極指４とが隣り合う場合、電極指３と電極指４との間には、他の電極指３、電極指４を含む、ホット電極やグラウンド電極に接続される電極は配置されない。この対数は、整数対である必要はなく、１．５対や２．５対などであってもよい。
　電極指３と電極指４との間の中心間距離すなわちピッチは、１μｍ以上、１０μｍ以下の範囲が好ましい。また、電極指３と電極指４との間の中心間距離とは、電極指３の長さ方向と直交する方向における電極指３の幅寸法の中心と、電極指４の長さ方向と直交する方向における電極指４の幅寸法の中心とを結んだ距離となる。
　さらに、電極指３、電極指４の少なくとも一方が複数本ある場合（電極指３、電極指４を一対の電極組とした場合に、１．５対以上の電極組がある場合）、電極指３、電極指４の中心間距離は、１．５対以上の電極指３、電極指４のうち隣り合う電極指３、電極指４それぞれの中心間距離の平均値を指す。
　また、電極指３、電極指４の幅、すなわち電極指３、電極指４の対向方向の寸法は、１５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲が好ましい。なお、電極指３と電極指４との間の中心間距離とは、電極指３の長さ方向と直交する方向における電極指３の寸法（幅寸法）の中心と、電極指４の長さ方向と直交する方向における電極指４の寸法（幅寸法）の中心とを結んだ距離となる。
　また、第１実施形態では、Ｚカットの圧電層を用いているため、電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向は、圧電層２の分極方向に直交する方向となる。圧電層２として他のカット角の圧電体を用いた場合には、この限りでない。ここにおいて、「直交」とは、厳密に直交する場合のみに限定されず、略直交（電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向と分極方向とのなす角度が例えば９０°±１０°）でもよい。
　圧電層２の第２の主面２ｂ側には、誘電体膜７を介して支持基板８が積層されている。誘電体膜７及び支持基板８は、枠状の形状を有し、図２に示すように、開口部７ａ、８ａを有する。それによって、空洞部（エアギャップ）９が形成されている。
　空洞部９は、圧電層２の励振領域Ｃの振動を妨げないために設けられている。従って、上記支持基板８は、少なくとも１対の電極指３、電極指４が設けられている部分と重ならない位置において、第２の主面２ｂに誘電体膜７を介して積層されている。なお、誘電体膜７は設けられずともよい。従って、支持基板８は、圧電層２の第２の主面２ｂに直接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。ここで、誘電体膜７は「中間層」の一例である。
　支持基板８は、Ｓｉにより形成されている。Ｓｉの圧電層２側の面における面方位は（１００）や（１１０）であってもよく、（１１１）であってもよい。好ましくは、抵抗率４ｋΩ以上の高抵抗のＳｉが望ましい。もっとも、支持基板８についても適宜の絶縁性材料や半導体材料を用いて構成することができる。支持基板８の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、マグネシア、サファイア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、窒化ガリウムなどの半導体などを用いることができる。
　上記複数の電極指３、電極指４及び第１のバスバー５、第２のバスバー６は、Ａｌ、ＡｌＣｕ合金などの適宜の金属もしくは合金からなる。第１実施形態では、電極指３、電極指４及び第１のバスバー５、第２のバスバー６は、Ｔｉ膜上にＡｌ膜を積層した構造を有する。なお、Ｔｉ膜以外の密着層を用いてもよい。
　駆動に際しては、複数の電極指３と、複数の電極指４との間に交流電圧を印加する。より具体的には、第１のバスバー５と第２のバスバー６との間に交流電圧を印加する。それによって、圧電層２において励振される厚み滑り１次モードのバルク波を利用した、共振特性を得ることが可能とされている。
　また、弾性波装置１では、圧電層２の厚みをｄ、複数対の電極指３、電極指４のうちいずれかの隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐは０．５以下とされている。そのため、上記厚み滑り１次モードのバルク波が効果的に励振され、良好な共振特性を得ることができる。より好ましくは、ｄ／ｐは０．２４以下であり、その場合には、より一層良好な共振特性を得ることができる。
　なお、第１実施形態のように電極指３、電極指４の少なくとも一方が複数本ある場合、すなわち、電極指３、電極指４を１対の電極組とした場合に電極指３、電極指４が１．５対以上ある場合、隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離ｐは、各隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離の平均距離となる。
　第１実施形態の弾性波装置１では、上記構成を備えるため、小型化を図ろうとして、電極指３、電極指４の対数を小さくしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。これは、両側に反射器を必要としない共振器であり、伝搬ロスが少ないためである。また、上記反射器を必要としないのは、厚み滑り１次モードのバルク波を利用していることによる。
　図３Ａは、比較例の圧電層を伝播するラム波を説明するための模式的な断面図である。図３Ｂは、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波を説明するための模式的な断面図である。図４は、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波の振幅方向を説明するための模式的な断面図である。
　図３Ａでは、特許文献１に記載のような弾性波装置であり、圧電層をラム波が伝搬する。図３Ａに示すように、圧電層２０１中を矢印で示すように波が伝搬する。ここで、圧電層２０１には、第１の主面２０１ａと、第２の主面２０１ｂとがあり、第１の主面２０１ａと第２の主面２０１ｂとを結ぶ厚み方向がＺ方向である。Ｘ方向は、ＩＤＴ電極３０の電極指３、４が並んでいる方向である。図３Ａに示すように、ラム波では、波が図示のように、Ｘ方向に伝搬していく。板波であるため、圧電層２０１が全体として振動するものの、波はＸ方向に伝搬するため、両側に反射器を配置して、共振特性を得ている。そのため、波の伝搬ロスが生じ、小型化を図った場合、すなわち電極指３、４の対数を少なくした場合、Ｑ値が低下する。
　これに対して、図３Ｂに示すように、第１実施形態の弾性波装置では、振動変位は厚み滑り方向であるから、波は、圧電層２の第１の主面２ａと第２の主面２ｂとを結ぶ方向、すなわちＺ方向にほぼ伝搬し、共振する。すなわち、波のＸ方向成分がＺ方向成分に比べて著しく小さい。そして、このＺ方向の波の伝搬により共振特性が得られるため、反射器を必要としない。よって、反射器に伝搬する際の伝搬損失は生じない。従って、小型化を進めようとして、電極指３、電極指４からなる電極対の対数を減らしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。
　なお、厚み滑り１次モードのバルク波の振幅方向は、図４に示すように、圧電層２の励振領域Ｃ（図１Ｂ参照）に含まれる第１領域４５１と、励振領域Ｃに含まれる第２領域４５２とで逆になる。図４では、電極指３と電極指４との間に、電極指４が電極指３よりも高電位となる電圧が印加された場合のバルク波を模式的に示してある。第１領域４５１は、励振領域Ｃのうち、圧電層２の厚み方向に直交し圧電層２を２分する仮想平面ＶＰ１と、第１の主面２ａとの間の領域である。第２領域４５２は、励振領域Ｃのうち、仮想平面ＶＰ１と、第２の主面２ｂとの間の領域である。
　弾性波装置１では、電極指３と電極指４とからなる少なくとも１対の電極が配置されているが、Ｘ方向に波を伝搬させるものではないため、この電極指３、電極指４からなる電極対の対数は複数対ある必要は必ずしもない。すなわち、少なくとも１対の電極が設けられてさえおればよい。
　例えば、上記電極指３がホット電位に接続される電極であり、電極指４がグラウンド電位に接続される電極である。もっとも、電極指３がグラウンド電位に、電極指４がホット電位に接続されてもよい。第１実施形態では、少なくとも１対の電極は、上記のように、ホット電位に接続される電極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
　電極指３、電極指４からなる電極の対数：２１対
　電極指３と電極指４との間の中心間距離（ピッチ）：３μｍ
　電極指３、電極指４の幅：５００ｎｍ
　ｄ／ｐ：０．１３３
　誘電体膜７：１μｍの厚みの酸化ケイ素膜
　支持基板８：Ｓｉ
　なお、励振領域Ｃ（図１Ｂ参照）とは、電極指３と電極指４の長さ方向と直交するＸ方向に視たときに、電極指３と電極指４とが重なっている領域である。励振領域Ｃの長さとは、励振領域Ｃの電極指３、電極指４の長さ方向に沿う寸法である。ここで、励振領域Ｃとは、「交差領域」の一例である。
　第１実施形態では、電極指３、電極指４からなる電極対の電極間距離は、複数対において全て等しくした。すなわち、電極指３と電極指４とを等ピッチで配置した。
　図５から明らかなように、反射器を有しないにもかかわらず、比帯域が１２．５％である良好な共振特性が得られている。
　ところで、上記圧電層２の厚みをｄ、電極指３と電極指４との電極の中心間距離をｐとした場合、第１実施形態では、ｄ／ｐは０．５以下、より好ましくは０．２４以下である。これを、図６を参照して説明する。
　図５に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しｄ／２ｐを変化させ、複数の弾性波装置を得た。図６は、第１実施形態の弾性波装置において、隣り合う電極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、ｄ／ｐを０．５以下とすることにより、上記厚み滑り１次モードのバルク波を利用した、高い結合係数を有する共振子を構成し得ることがわかる。
　なお、少なくとも１対の電極は、１対でもよく、上記ｐは、１対の電極の場合、隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離とする。また、１．５対以上の電極の場合には、隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離の平均距離をｐとすればよい。
　また、圧電層２の厚みｄについても、圧電層２が厚みばらつきを有する場合、その厚みを平均化した値を採用すればよい。
　図７は、第１実施形態の弾性波装置において、１対の電極が設けられている例を示す平面図である。弾性波装置１０１では、圧電層２の第１の主面２ａ上において、電極指３と電極指４とを有する１対の電極が設けられている。なお、図７中のＫが交差幅となる。前述したように、本開示の弾性波装置では、電極の対数は１対であってもよい。この場合においても、上記ｄ／ｐが０．５以下であれば、厚み滑り１次モードのバルク波を効果的に励振することができる。
　弾性波装置１では、好ましくは、複数の電極指３、電極指４において、いずれかの隣り合う電極指３、電極指４が対向している方向に視たときに重なっている領域である励振領域Ｃに対する、上記隣り合う電極指３、電極指４のメタライゼーション比ＭＲが、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たすことが望ましい。その場合には、スプリアスを効果的に小さくすることができる。これを、図８及び図９を参照して説明する。
　図８は、第１実施形態の弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。矢印Ｂで示すスプリアスが、共振周波数と反共振周波数との間に現れている。なお、ｄ／ｐ＝０．０８として、かつＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°、０°、９０°）とした。また、上記メタライゼーション比ＭＲ＝０．３５とした。
　メタライゼーション比ＭＲを、図１Ｂを参照して説明する。図１Ｂの電極構造において、１対の電極指３、電極指４に着目した場合、この１対の電極指３、電極指４のみが設けられるとする。この場合、一点鎖線で囲まれた部分が励振領域Ｃとなる。この励振領域Ｃとは、電極指３と電極指４とを、電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向すなわち対向方向に視たときに電極指３における電極指４と重なり合っている領域、電極指４における電極指３と重なり合っている領域、及び、電極指３と電極指４との間の領域における電極指３と電極指４とが重なり合っている領域である。そして、この励振領域Ｃの面積に対する、励振領域Ｃ内の電極指３、電極指４の面積が、メタライゼーション比ＭＲとなる。すなわち、メタライゼーション比ＭＲは、メタライゼーション部分の面積の励振領域Ｃの面積に対する比である。
　なお、複数対の電極指３、電極指４が設けられている場合、励振領域Ｃの面積の合計に対する全励振領域Ｃに含まれているメタライゼーション部分の割合をＭＲとすればよい。
　図９は、第１実施形態の弾性波装置の、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す説明図である。なお、比帯域については、圧電層２の膜厚や電極指３、電極指４の寸法を種々変更し、調整した。また、図９は、ＺカットのＬｉＮｂＯ３からなる圧電層２を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電層２を用いた場合においても、同様の傾向となる。
　図９中の楕円Ｊで囲まれている領域では、スプリアスが１．０と大きくなっている。図９から明らかなように、比帯域が０．１７を超えると、すなわち１７％を超えると、スプリアスレベルが１以上の大きなスプリアスが、比帯域を構成するパラメータを変化させたとしても、通過帯域内に現れる。すなわち、図８に示す共振特性のように、矢印Ｂで示す大きなスプリアスが帯域内に現れる。よって、比帯域は１７％以下であることが好ましい。この場合には、圧電層２の膜厚や電極指３、電極指４の寸法などを調整することにより、スプリアスを小さくすることができる。
　図１０は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲと、比帯域との関係を示す説明図である。第１実施形態の弾性波装置１において、ｄ／２ｐと、ＭＲが異なる様々な弾性波装置１を構成し、比帯域を測定した。図１０の破線Ｄの右側のハッチングを付して示した部分が、比帯域が１７％以下の領域である。このハッチングを付した領域と、付していない領域との境界は、ＭＲ＝３．５（ｄ／２ｐ）＋０．０７５で表される。すなわち、ＭＲ＝１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５である。従って、好ましくは、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５である。その場合には、比帯域を１７％以下としやすい。より好ましくは、図１０中の一点鎖線Ｄ１で示すＭＲ＝３．５（ｄ／２ｐ）＋０．０５の右側の領域である。すなわち、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０５であれば、比帯域を確実に１７％以下にすることができる。
　図１１は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°、θ、ψ）に対する比帯域のマップを示す説明図である。図１１のハッチングを付して示した部分が、少なくとも５％以上の比帯域が得られる領域である。領域の範囲を近似すると、下記の式（１）、式（２）及び式（３）で表される範囲となる。
　（０°±１０°、０°～２０°、任意のψ）　　…式（１）
　（０°±１０°、２０°～８０°、０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）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、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１２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１２に示すように、弾性波装置３０１は、反射器３１０、３１１を有する。反射器３１０、３１１は、圧電層２の電極指３、４の弾性波伝搬方向両側に設けられる。弾性波装置３０１では、空洞部９上の電極指３、４に、交流電界を印加することにより、板波としてのラム波が励振される。このとき、反射器３１０、３１１が両側に設けられているため、板波としてのラム波による共振特性を得ることができる。
　以上説明したように、弾性波装置１、１０１では、厚み滑り１次モードのバルク波が利用されている。また、弾性波装置１、１０１では、第１電極指３及び第２電極指４は隣り合う電極同士であり、圧電層２の厚みをｄ、第１電極指３及び第２電極指４の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下とされている。これにより、弾性波装置が小型化しても、Ｑ値を高めることができる。
　弾性波装置１、１０１では、圧電層２がニオブ酸リチウム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電極指３及び第２電極指４があり、第１電極指３及び第２電極指４の上を保護膜で覆うことが望ましい。
　図１３は、第１実施形態に係る弾性波装置の第１実施例を示す平面図である。図１４は、図１４は、図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面の一例を示す図である。なお、図１３に示す例では、バスバー５、６は、圧電層２の第１の主面２ａに設けられた配線１２と接続されているが、単なる一例である。
　図１３及び図１４に示すように、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａでは、支持基板８の、Ｚ方向の圧電層２側の面に、凹部８ｂが設けられている。凹部８ｂは、Ｚ方向に平面視して、ＩＤＴ電極３０と少なくとも一部が重なるように設けられる。図１４の例において、凹部８ｂは、支持基板８と誘電体膜７に囲まれた空間となっている。凹部８ｂは、空洞部９と充填物１０とが設けられる。
　図１３に示すように、第１実施例に係る弾性波装置１Ａにおいて、圧電層２には、Ｚ方向に平面視して凹部８ｂと重なる位置に、圧電層２を貫通する孔（貫通孔）が設けられていない。これにより、貫通孔を起点とした圧電層２のクラックの発生を抑制できる。
　空洞部９は、後述する弾性波装置１Ａの製造過程において、凹部８ｂに充填された充填剤が熱処理で収縮することで形成される空洞である。図１４の例では、空洞部９は、凹部８ｂにおいて、誘電体膜７と充填物１０との間に設けられる。すなわち、空洞部９は、充填物１０と、支持基板８の開口部８ａと、誘電体膜７とで囲まれた空間となっている。これにより、空洞部９は、圧電層２の振動が妨げられることを抑制できる。
　充填物１０は、後述する弾性波装置１Ａの製造過程において、凹部８ｂに充填された充填剤が熱処理で収縮することで形成される。図１４の例では、充填物１０は、凹部８ｂにおいて、誘電体膜７と接しないように設けられる。第１実施形態において、充填物１０は、ケイ素と金属との化合物、または銅を含有するポリイミド樹脂、すなわち銅とポリイミド樹脂との混合物である。ここで、充填物１０がケイ素と金属との化合物である場合、金属は、ケイ素と化合物を生成する金属、例えば、金やスズなどである。
　充填物１０の厚みの最大値は、空洞部９の厚みより大きいことが好ましい。充填物１０の厚みの最大値とは、支持基板８の凹部８ｂの底面から、充填物１０の空洞部９に露出した面までの距離の最大値を指す。ここで、支持基板８の凹部８ｂの底面とは、支持基板８の凹部８ｂにある面のうち、圧電層２の第２の主面２ｂからＺ方向について最も離れた面を指す。また、空洞部９の厚みとは、充填物１０の空洞部９に露出した面から、誘電体膜７の空洞部９に露出した面までの距離の平均を指す。
　図１４の例では、弾性波装置１Ａは、圧電層２と支持基板８との間に誘電体膜７が設けられる。誘電体膜７は、Ｚ方向に平面視して、凹部８ｂと重なるように設けられる。ここで、誘電体膜７の厚みは、圧電層２の厚みと比べて小さいことが好ましい。これにより、弾性波装置１Ａの周波数特性が劣化することを抑制できる。
　図１５は、第１実施形態に係る弾性波装置の断面の他の例を示す図である。誘電体膜７は、必須の構成ではなく、図１５に示すように、誘電体膜７が設けられなくともよい。誘電体膜７が設けられない場合、空洞部９の厚みは、充填物１０の空洞部９に露出した面から、圧電層２の第２の主面２ｂまでの距離の平均を指す。
　以上説明したように、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａ、１Ｂは、第１方向に厚みを有する支持基板８と、支持基板８の第１方向に設けられた圧電層２と、圧電層２の第１方向に設けられ、第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第１電極指３と、第１方向及び第２方向に直交する第３方向について複数の第１電極指３のいずれかと対向し、第２方向に延びる複数の第２電極指４と、を有するＩＤＴ電極３０と、を備え、支持基板８の圧電層２側には、第１方向に平面視して、ＩＤＴ電極３０と少なくとも一部が重なる位置に凹部８ｂが設けられており、凹部８ｂの一部に、支持基板８の材料と異なる材料からなる充填物１０が設けられる。
　この構成とすることで、貫通孔を設ける必要がないため、貫通孔を起点とする圧電層２のクラック発生を抑制できる。これにより、圧電層２の破損を抑制できる。
　望ましい態様として、圧電層２は、第１方向に平面視して、凹部８ｂと重なる位置に、圧電層２を貫通する貫通孔が設けられていない。これにより、貫通孔を起点とする圧電層２のクラック発生を抑制できるので、圧電層２の破損を抑制できる。
　望ましい態様として、充填物１０の材料は、銅を含むポリイミドである。これにより、貫通孔を設けることなく空洞部９が形成されるので、圧電層２の破損を抑制できる。
　望ましい態様として、充填物１０の材料は、ケイ素と金属との化合物である。これにより、貫通孔を設けることなく空洞部９が形成されるので、圧電層２の破損を抑制できる。
　望ましい態様として、支持基板８と圧電層２との間に、中間層（誘電体膜７）が設けられ、第１方向に平面視して、中間層（誘電体膜７）は、凹部８ｂに重なっていてもよい。これにより、圧電層２と支持基板８との接着性を高めることができる。
　より望ましい態様として、中間層（誘電体膜７）の厚みは、圧電層２の厚みより小さい。これにより、圧電層２の周波数特性が劣化することを抑制できる。
　望ましい態様として、凹部８ｂのうち、充填物１０が設けられていない空洞を空洞部９とした場合、充填物１０の厚みの最大値は、空洞部９の厚みより大きい。この場合においても、圧電層２の破損を抑制できる。
　望ましい態様として、複数の第１電極指３と複数の第２電極指４のうち、隣り合う第１電極指３と第２電極指４との間の中心間距離をｐとした場合、圧電層２の厚みは、２ｐ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。
　より望ましい態様として、圧電層２は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む。これにより、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
　さらに望ましい態様として、圧電層２を構成しているニオブ酸リチウム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）
　望ましい態様として、弾性波装置１は、厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されている。これにより、結合係数が高まり、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
　より望ましい態様として、圧電層２の厚みをｄ、隣り合う第１電極指３と第２電極指４との中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐ≦０．５である。これにより、弾性波装置１を小型化でき、かつＱ値を高めることができる。
　さらに望ましい態様として、ｄ／ｐが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電極指３及び第２電極指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電極指３及び複数の第２電極指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。
　望ましい態様として、弾性波装置３０１は、板波を利用可能に構成されている。これにより、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
　図１６は、第１実施形態に係る弾性波装置の製造工程の一例を示すフローチャートである。以下、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａの製造工程について説明する。
　支持基板８のＺ方向の一方の面に凹部８ｂを形成する（ステップＳ１０）。凹部８ｂの形成は、支持基板８のＺ方向の一方の面の一部にレジストパターニングを行い、ドライエッチングを行うことによって行われる。レジストパターニングを行う場合、ドライエッチング後、支持基板８のレジストは除去される。
　凹部８ｂの形成後、凹部８ｂに充填剤を充填する（ステップＳ２０）。充填剤が充填された支持基板８は、充填剤が充填された側の面を研磨することで平坦化される。ここで、充填剤として、例えば、金やスズなど、支持基板８の成分と合金を形成する金属を用いることができ、またポリイミド樹脂の層と銅の層とが積層した積層体を用いることができる。
　次に、充填剤が充填された支持基板８と、圧電層２とを重ね合わせ一体化する（ステップＳ３０）。支持基板８と圧電層２との一体化は、充填剤のある側の面に酸化ケイ素を堆積させた支持基板８と、第２の主面２ｂに酸化ケイ素を堆積させた圧電層２とを、加熱により接合させることによって行われる。この場合、接合層として用いられた酸化ケイ素の層は、誘電体膜７として形成される。接合後、圧電層２は、任意の方法により所望の厚みに研磨され、第１の主面２ａが形成される。
　次に、圧電層２の第１の主面２ａにＩＤＴ電極３０及び配線１２を形成する（ステップＳ４０）。ＩＤＴ電極３０及び配線１２の形成は、スパッタリングや蒸着等により金属膜を形成させることによって行われるが、形成方法は任意であってよい。
　そして、熱処理によって充填剤を収縮させ、空洞部９を形成する（ステップＳ５０）。熱処理工程において、一体化工程（ステップＳ３０）時の温度より高い温度で熱処理されることで、充填剤に含まれる金属の溶融により充填剤が収縮し、充填物１０が生成される。例えば、充填剤が金など、支持基板８の材料と化合物を生成する金属である場合、金属が溶融することで金属と支持基板８の成分であるケイ素との化合物が生成されて、ケイ素と金属との化合物である充填物１０が形成される。また、充填剤が銅とポリイミド樹脂との積層体である場合には、銅が溶融することで銅とポリイミド樹脂との混合物が生成され、銅を含むポリイミドからなる充填物１０が形成される。このように、充填剤に含まれる金属が溶融すると、溶融した金属が支持基板８などに拡散し、凹部８ｂ内の充填剤の体積が減少するため、生成される充填物１０は凹部８ｂより体積が小さくなる。これにより、誘電体膜７と充填物１０との間に空隙が生じ、空洞部９が形成される。
　以上の工程により、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａを製造することができる。なお、上述した弾性波装置１Ａの製造方法はあくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、熱処理工程の前に、紫外線を照射することによって、誘電体膜７と充填剤との接着性を弱めてもよい。
　以上説明したように、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａの製造方法は、支持基板８に凹部８ｂを形成する凹部形成工程と、凹部形成工程で形成された凹部８ｂに、充填剤を充填する充填工程と、充填工程後の支持基板８に、圧電層２を重ね合わせて一体化させる一体化工程と、一体化工程の処理温度よりも高い温度で熱処理し、充填剤を収縮させ、凹部８ｂに空洞部９を形成する熱処理工程と、を含む。
　これにより、圧電層２に貫通孔を設けることなく、支持基板８の凹部８ｂに空洞部９を形成することができるので、圧電層２の破損を抑制できる。
　望ましい態様として、充填工程では、ポリイミド樹脂の層と銅の層とを含む積層体が充填剤として凹部８ｂに充填される。これにより、熱処理工程において、充填剤が収縮するので、凹部８ｂに空洞部９を形成できる。
　望ましい態様として、充填工程では、熱処理工程で支持基板８の材料と化合物を生成する金属が充填剤として凹部８ｂに充填される。これにより、熱処理工程において、充填剤が収縮するので、凹部８ｂに空洞部９を形成できる。
　なお、上記した実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定して解釈するためのものではない。本開示は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本開示にはその等価物も含まれる。
１、１Ａ、１Ｂ、１０１、３０１　弾性波装置
２　圧電層
２ａ　第１の主面
２ｂ　第２の主面
３　電極指（第１の電極指）
４　電極指（第２の電極指）
５　バスバー（第１のバスバー）
６　バスバー（第２のバスバー）
７　誘電体膜
７ａ　開口部
８　支持基板
８ａ　開口部
８ｂ　凹部
９　空洞部
１０　充填物
１２　配線
３０　ＩＤＴ電極
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 (18)

  1. 　第１方向に厚みを有する支持基板と、
    　前記支持基板の前記第１方向に設けられた圧電層と、
    　前記圧電層の前記第１方向に設けられ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第１電極指と、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向について前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極と、
    　を備え、
    　前記支持基板の前記圧電層側には、前記第１方向に平面視して、前記ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に凹部が設けられており、
    　前記凹部の一部に、前記支持基板の材料と異なる材料からなる充填物が設けられる、
    　弾性波装置。
  2. 　前記圧電層は、前記第１方向に平面視して、前記凹部と重なる位置に、前記圧電層を貫通する貫通孔が設けられていない、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記充填物の材料は、銅を含むポリイミドである、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記充填物の材料は、ケイ素と金属との化合物である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  5. 　前記支持基板と前記圧電層との間に、中間層が設けられ、
    　前記第１方向に平面視して、前記中間層は、前記凹部に重なる位置に設けられる、請求項１から４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記中間層の厚みは、前記圧電層の厚みより小さい、請求項５に記載の弾性波装置。
  7. 　前記凹部のうち、前記充填物が設けられていない空洞を空洞部とした場合、
    　前記充填物の厚みの最大値は、前記空洞部の厚みより大きい、請求項１から６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　前記複数の第１電極指と前記複数の第２電極指のうち、隣り合う第１電極指と第２電極指との間の中心間距離をｐとした場合、前記圧電層の厚みは、２ｐ以下である、請求項１から７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記圧電層は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  10. 　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から請求項９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）
  11. 　厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されている、請求項９または１０に記載の弾性波装置。
  12. 　前記圧電層の厚みをｄ、隣り合う前記第１電極指と前記第２電極指との中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐ≦０．５である、請求項１から１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  13. 　前記ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１２に記載の弾性波装置。
  14. 　前記第３方向に視たときに、隣り合う前記第１電極指及び前記第２電極指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であり、前記励振領域に対する、複数の前記第１電極指及び複数の前記第２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１２または１３に記載の弾性波装置。
  15. 　板波を利用可能に構成されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  16. 　支持基板に凹部を形成する凹部形成工程と、
    　前記凹部形成工程で形成された前記凹部に、充填剤を充填する充填工程と、
    　前記充填工程後の前記支持基板に、圧電層を重ね合わせて一体化させる一体化工程と、
    　前記一体化工程の処理温度よりも高い温度で熱処理し、前記充填剤を収縮させ、凹部に空洞部を形成する熱処理工程と、
    　を含む、弾性波装置の製造方法。
  17. 　前記充填工程では、ポリイミド樹脂の層と銅の層とを含む積層体が前記充填剤として前記凹部に充填される、請求項１６に記載の弾性波装置の製造方法。
  18. 　前記充填工程では、前記熱処理工程で前記支持基板の材料と化合物を生成する金属が前記充填剤として前記凹部に充填される、請求項１６に記載の弾性波装置の製造方法。
PCT/JP2022/004413 2021-02-05 2022-02-04 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 WO2022168937A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280011825.6A CN116830456A (zh) 2021-02-05 2022-02-04 弹性波装置以及弹性波装置的制造方法
US18/222,501 US20230361749A1 (en) 2021-02-05 2023-07-17 Acoustic wave device and method for manufacturing acoustic wave device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163146038P 2021-02-05 2021-02-05
US63/146,038 2021-02-05

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/222,501 Continuation US20230361749A1 (en) 2021-02-05 2023-07-17 Acoustic wave device and method for manufacturing acoustic wave device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022168937A1 true WO2022168937A1 (ja) 2022-08-11

Family

ID=82741562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/004413 WO2022168937A1 (ja) 2021-02-05 2022-02-04 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230361749A1 (ja)
CN (1) CN116830456A (ja)
WO (1) WO2022168937A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62185346A (ja) * 1986-02-08 1987-08-13 Mitsubishi Electric Corp 樹脂封止形半導体装置
JPH0738365A (ja) * 1993-07-26 1995-02-07 Murata Mfg Co Ltd エネルギー閉じ込め型共振子およびその製造方法
WO2012073871A1 (ja) * 2010-11-30 2012-06-07 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
WO2016068003A1 (ja) * 2014-10-29 2016-05-06 株式会社村田製作所 圧電モジュール
WO2016103925A1 (ja) * 2014-12-25 2016-06-30 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
WO2016147687A1 (ja) * 2015-03-13 2016-09-22 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62185346A (ja) * 1986-02-08 1987-08-13 Mitsubishi Electric Corp 樹脂封止形半導体装置
JPH0738365A (ja) * 1993-07-26 1995-02-07 Murata Mfg Co Ltd エネルギー閉じ込め型共振子およびその製造方法
WO2012073871A1 (ja) * 2010-11-30 2012-06-07 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
WO2016068003A1 (ja) * 2014-10-29 2016-05-06 株式会社村田製作所 圧電モジュール
WO2016103925A1 (ja) * 2014-12-25 2016-06-30 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
WO2016147687A1 (ja) * 2015-03-13 2016-09-22 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116830456A (zh) 2023-09-29
US20230361749A1 (en) 2023-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022085581A1 (ja) 弾性波装置
WO2023002858A1 (ja) 弾性波装置及びフィルタ装置
WO2023223906A1 (ja) 弾性波素子
WO2023085362A1 (ja) 弾性波装置
WO2023013742A1 (ja) 弾性波装置
WO2022210809A1 (ja) 弾性波装置
WO2022168937A1 (ja) 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法
WO2022211096A1 (ja) 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法
WO2023140362A1 (ja) 弾性波装置および弾性波装置の製造方法
WO2022264914A1 (ja) 弾性波装置
WO2023058769A1 (ja) 弾性波装置の製造方法
WO2023085364A1 (ja) 弾性波装置
WO2022186201A1 (ja) 弾性波装置
WO2023140272A1 (ja) 弾性波装置
WO2023286605A1 (ja) 弾性波装置
WO2023210762A1 (ja) 弾性波素子
WO2023058768A1 (ja) 弾性波装置の製造方法
WO2023058727A1 (ja) 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法
WO2023140327A1 (ja) 弾性波装置
WO2023191089A1 (ja) 弾性波装置
WO2022211055A1 (ja) 弾性波装置
WO2022255482A1 (ja) 弾性波装置
WO2022210689A1 (ja) 弾性波装置
WO2023058728A1 (ja) 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法
WO2023145878A1 (ja) 弾性波装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22749808

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280011825.6

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22749808

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1