WO2022209862A1 - 弾性波装置 - Google Patents

弾性波装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022209862A1
WO2022209862A1 PCT/JP2022/011665 JP2022011665W WO2022209862A1 WO 2022209862 A1 WO2022209862 A1 WO 2022209862A1 JP 2022011665 W JP2022011665 W JP 2022011665W WO 2022209862 A1 WO2022209862 A1 WO 2022209862A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
main surface
substrate
wave device
ubm
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/011665
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和則 井上
誠二 甲斐
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
Publication of WO2022209862A1 publication Critical patent/WO2022209862A1/ja

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
    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to elastic wave devices.
  • Patent Literature 1 listed below discloses an example of an elastic wave device that utilizes plate waves.
  • a LiNbO 3 substrate is provided on a support. Through holes are provided in the support.
  • An IDT (Interdigital Transducer) electrode is provided on a portion of the LiNbO 3 substrate facing the through hole.
  • the number of pairs of electrode fingers of the IDT electrodes is increased, or the crossing width is increased.
  • increasing the capacitance as described above entails increasing the size of the elastic wave device.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device capable of adjusting the capacitance without increasing the size.
  • An elastic wave device includes a support member including a first substrate and provided with a first cavity, and a piezoelectric layer laminated on the support member and having a first main surface and a second main surface facing each other. an electrode section provided on the first main surface of the piezoelectric layer; a wiring electrode provided on the first main surface of the piezoelectric layer and connected to the electrode section; and the piezoelectric layer.
  • a second substrate having a third main surface facing the first main surface of and a fourth main surface facing the third main surface of the second substrate; the third main surface and the fourth main surface of the second substrate; A first supporting portion and a second supporting portion that support the second substrate between the third main surface located on the electrode portion side and the first main surface of the piezoelectric layer among the surfaces.
  • At least part of the electrode portion overlaps with the first cavity portion in a plan view, a second cavity portion is provided between the piezoelectric layer and the second substrate, and
  • Each of the first UBM and the second UBM has a pad portion provided on the fourth main surface of the second substrate and a via portion penetrating the second substrate, and the insulating film includes:
  • the first thickness of the portion provided between the pad portion of the first UBM and the fourth main surface of the second substrate is the thickness of the pad portion of the second UBM and the second substrate in the insulating film. It is different from the second thickness of the portion provided between the fourth main surface.
  • an elastic wave device capable of adjusting the capacitance without increasing the size.
  • FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of an IDT electrode in the first embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a schematic front cross-sectional view of an elastic wave device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic front cross-sectional view of an elastic wave device according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 5(a) is a schematic perspective view showing the external appearance of an acoustic wave device that utilizes thickness-shear mode bulk waves
  • FIG. 5(b) is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a portion taken along line AA in FIG.
  • FIG. 7A is a schematic front sectional view for explaining a Lamb wave propagating through a piezoelectric film of an acoustic wave device
  • FIG. FIG. 2 is a schematic front cross-sectional view for explaining bulk waves in a mode
  • FIG. 8 is a diagram showing amplitude directions of bulk waves in the thickness shear mode.
  • FIG. 9 is a diagram showing resonance characteristics of an elastic wave device that utilizes bulk waves in a thickness-shear mode.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between d/2p and the fractional bandwidth of the resonator, where p is the center-to-center distance between adjacent electrodes and d is the thickness of the piezoelectric layer.
  • FIG. 11 is a plan view of an acoustic wave device that utilizes thickness-shear mode bulk waves.
  • FIG. 12 is a diagram showing the resonance characteristics of the elastic wave device of the reference example in which spurious appears.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the fractional bandwidth and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between d/2p and the metallization ratio MR.
  • FIG. 15 is a diagram showing a map of the fractional bandwidth with respect to the Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
  • FIG. FIG. 16 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device that utilizes Lamb waves.
  • FIG. 1 is a schematic front cross-sectional view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • an IDT electrode which will be described later, is shown by a schematic diagram in which two diagonal lines are added to a rectangle. The same applies to schematic front cross-sectional views other than FIG.
  • the elastic wave device 10 has a piezoelectric substrate 12 and an IDT electrode 11 as an electrode portion.
  • the piezoelectric substrate 12 has a support member 13 and a piezoelectric layer 14 .
  • the support member 13 includes a first substrate 16 as a support substrate and an intermediate layer 15 .
  • An intermediate layer 15 is provided on the first substrate 16 .
  • a piezoelectric layer 14 is provided on the intermediate layer 15 .
  • the support member 13 may be composed of only the first substrate 16 .
  • 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 located on the first substrate 16 side.
  • the material of the first substrate 16 for example, semiconductors such as silicon, ceramics such as aluminum oxide, and the like can be used.
  • the material of intermediate layer 15 may be any suitable dielectric such as silicon oxide or tantalum pentoxide.
  • materials for the piezoelectric layer 14 include lithium niobate, lithium tantalate, zinc oxide, aluminum nitride, crystal, and PZT (lead zirconate titanate). It should be noted that the piezoelectric layer 14 is preferably a lithium tantalate layer such as a LiTaO 3 layer or a lithium niobate layer such as a LiNbO 3 layer.
  • the support member 13 is provided with a first hollow portion 10a. More specifically, intermediate layer 15 is provided with a recess. A piezoelectric layer 14 is provided on the intermediate layer 15 so as to close the recess. This constitutes the first hollow portion 10a.
  • the first hollow portion 10a may be provided in the intermediate layer 15 and the first substrate 16, or may be provided in the first substrate 16 only.
  • the support member 13 may be provided with at least one first cavity 10a.
  • a plurality of IDT electrodes 11 are provided on the first main surface 14 a of the piezoelectric layer 14 . Thereby, a plurality of elastic wave resonators are configured. At least a portion of the IDT electrode 11 overlaps the first cavity 10a in plan view. In the present embodiment, multiple IDT electrodes 11 overlap the same first cavity 10a in plan view. However, in plan view, each IDT electrode 11 may overlap with a separate first cavity portion 10a.
  • “planar view” means viewing from a direction corresponding to the upper side in FIG.
  • a planar view means viewing along the direction in which the first substrate 16 and the piezoelectric layer 14 are laminated. In FIG. 1, for example, of the first substrate 16 and the piezoelectric layer 14, the piezoelectric layer 14 side is the upper side.
  • a first supporting portion 18 and a second supporting portion 19 are provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14. As shown in FIG. In this embodiment, each of the first support portion 18 and the second support portion 19 is a laminate of a plurality of metal layers.
  • the first support portion 18 has a frame-like shape.
  • the second support portion 19 has a columnar shape.
  • the first support portion 18 is provided so as to surround the plurality of IDT electrodes 11 and the second support portion 19 in plan view. More specifically, the first support portion 18 has an opening 18c.
  • the plurality of IDT electrodes 11 and the plurality of second support portions 19 are positioned within the opening 18c. At least one second support portion 19 may be provided.
  • a second substrate 25 as a lid substrate is provided on the first support portion 18 and the second support portion 19 so as to close the opening 18c.
  • a second hollow portion 10b surrounded by the piezoelectric substrate 12, the first support portion 18 and the second substrate 25 is provided. That is, the second hollow portion 10 b is provided between the piezoelectric layer 14 and the second substrate 25 .
  • the plurality of IDT electrodes 11 and the second support portion 19 are arranged inside the second cavity portion 10b.
  • the second substrate 25 has a third main surface 25a and a fourth main surface 25b.
  • the third main surface 25a and the fourth main surface 25b face each other.
  • the third principal surface 25a is located on the IDT electrode 11 side.
  • the third principal surface 25 a faces the first principal surface 14 a of the piezoelectric layer 14 .
  • a plurality of through holes are provided in the second substrate 25 . One ends of the plurality of through holes are closed by the first support portion 18 or the second support portion 19 .
  • An insulating film 27 is provided on the third main surface 25 a and the fourth main surface 25 b of the second substrate 25 . More specifically, the insulating films 27 provided on the third main surface 25a and the fourth main surface 25b pass through the plurality of through holes and are integrally formed. Note that the insulating film 27 may not be provided in the through hole. An insulating film 27 may be separately provided on each of the third main surface 25a and the fourth main surface 25b.
  • the main component of the second substrate 25 is silicon.
  • the material of the second substrate 25 is not limited to the above, it is preferable to use a semiconductor such as silicon as a main component.
  • the term "main component" refers to a component that accounts for more than 50% by weight.
  • the insulating film 27 is, for example, a silicon oxide film.
  • a first UBM (Under Bump Metal) 21 and a second UBM 22 are provided so as to penetrate the second substrate 25 .
  • the first UBM 21 has a via portion 21A and a pad portion 21B.
  • the via portion 21A is a portion provided inside the through hole of the second substrate 25 .
  • the pad portion 21B is a portion connected to one end of the via portion 21A and provided on the fourth main surface 25b of the second substrate 25 .
  • the second UBM 22 also has a via portion 22A and a pad portion 22B.
  • the via portion 21A of the first UBM 21 is connected to the first support portion 18.
  • a via portion 22A of the second UBM 22 is connected to the second support portion 19 .
  • the respective pad portions 21B and 22B of the first UBM 21 and the second UBM 22 are indirectly provided on the fourth main surface 25b of the second substrate 25 via the insulating film 27 described above.
  • the insulating film 27 has a first pad immediate portion 27a and a second pad immediate portion 27b. More specifically, the first pad directly under portion 27a is a portion of the insulating film 27 provided between the pad portion 21B of the first UBM 21 and the fourth main surface 25b.
  • the second pad direct portion 27b is a portion of the insulating film 27 provided between the pad portion 22B of the second UBM 22 and the fourth main surface 25b.
  • the feature of this embodiment is that the first thickness t1 of the first pad directly under portion 27a and the second thickness t2 of the second pad directly under portion 27b in the insulating film 27 are different. Accordingly, by adjusting the first thickness t1 and the second thickness t2, the capacitance of the elastic wave device 10 can be easily adjusted without increasing the size.
  • the capacitance provided between the pad portion 21B of the first UBM 21 and the second substrate 25, and the capacitance provided between the pad portion 22B of the second UBM 22 and the second substrate 25 Capacitance can be easily adjusted.
  • a capacitance applied between the pad portion 21B of the first UBM 21 and the second substrate 25 is applied to the elastic wave resonator electrically connected to the first UBM 21 .
  • a capacitance applied between the pad portion 22B of the second UBM 22 and the second substrate 25 is applied to the elastic wave resonator electrically connected to the second UBM 22 . Therefore, by adjusting the first thickness t1 and the second thickness t2, the capacitance of each elastic wave resonator of the elastic wave device 10 can be adjusted without increasing the size.
  • FIG. 2 is a plan view of the IDT electrodes in the first embodiment.
  • the wiring electrodes and the like connected to the IDT electrodes 11 are omitted.
  • the IDT electrode 11 has a first busbar 28A and a second busbar 28B, and a plurality of first electrode fingers 29A and a plurality of second electrode fingers 29B.
  • the first busbar 28A and the second busbar 28B face each other.
  • One ends of the plurality of first electrode fingers 29A are each connected to the first bus bar 28A.
  • One ends of the plurality of second electrode fingers 29B are each connected to the second bus bar 28B.
  • the plurality of first electrode fingers 29A and the plurality of second electrode fingers 29B are interleaved with each other.
  • the IDT electrode 11 may be composed of a single-layer metal film, or may be composed of a laminated metal film.
  • the electrode part of this embodiment is the IDT electrode 11 .
  • the electrode portion has a plurality of pairs of first electrode fingers 29A and second electrode fingers 29B.
  • the electrode part in the present invention only needs to have at least one pair of the first electrode finger 29A and the second electrode finger 29B.
  • the thickness of the piezoelectric layer 14 is 2p or less, where p is the center-to-center distance between the adjacent first electrode fingers 29A and second electrode fingers 29B. This makes it possible to suitably excite a plate wave or the like.
  • the thickness of the piezoelectric layer 14 is not limited to the above.
  • the piezoelectric substrate 12 is provided with a plurality of wiring electrodes 23, an electrode layer 17A, and at least one conductive film 17B.
  • the electrode layer 17A has a frame-like shape like the first support portion 18 described above.
  • a first support portion 18 is provided on the electrode layer 17A.
  • a wiring electrode 23 is provided at least partly between the electrode layer 17A and the first support portion 18 .
  • the wiring electrode 23 has a portion located on the electrode layer 17A and a portion located on the piezoelectric layer 14 .
  • the wiring electrode 23 passes over the piezoelectric layer 14 and is connected to the IDT electrode 11 . Therefore, the wiring electrode 23 connects the IDT electrode 11 and the first support portion 18 .
  • the second support portion 19 is connected to a wiring electrode 23 different from the wiring electrode 23 .
  • part of the wiring electrode 23 is provided on the conductive film 17B.
  • a second support portion 19 is provided on the wiring electrode 23 .
  • the wiring electrode 23 is connected to an IDT electrode 11 different from the IDT electrode 11 to which the first support portion 18 is connected.
  • the wiring electrode 23 connects the IDT electrode 11 and the second support portion 19 .
  • the electrode layer 17A and the wiring electrode 23 are preferably made of the same material. More preferably, the electrode layer 17A and the wiring electrode 23 are integrally provided. Similarly, the conductive film 17B and the wiring electrode 23 are preferably made of the same material. More preferably, the conductive film 17B and the wiring electrode 23 are integrally provided. Thereby, productivity can be improved. As materials for the electrode layer 17A, the conductive film 17B, and the wiring electrode 23, it is preferable to use a metal having low electrical resistance, such as Al. However, the electrode layer 17A and the conductive film 17B are not necessarily provided.
  • the first support part 18 and the second support part 19 do not have to be provided on the wiring electrode 23 .
  • the first support portion 18 may be provided directly on the piezoelectric substrate 12 and connected to the wiring electrodes 23 .
  • the second support portion 19 is also the same.
  • the first support portion 18 has a first portion 18a and a second portion 18b. Of the first portion 18a and the second portion 18b, the first portion 18a is located on the wiring electrode 23 side, and the second portion 18b is located on the second substrate 25 side. A second portion 18b is laminated on the first portion 18a. The first portion 18a of the first support portion 18 functions as a seal electrode. Similarly, the second support portion 19 has a first portion 19a and a second portion 19b. Of the first portion 19a and the second portion 19b, the first portion 19a is located on the wiring electrode 23 side, and the second portion 19b is located on the second substrate 25 side. A second portion 19b is laminated on the first portion 19a.
  • the first portion 18a and the first portion 19a of the first support portion 18 and the second support portion 19, respectively, are made of Al, AlCu alloy, Ti, or the like, for example.
  • the second portions 18b and 19b of the first support portion 18 and the second support portion 19, respectively, are made of Au or Ti, for example.
  • the term "a certain member is made of a certain material" includes the case where a trace amount of impurity is included to such an extent that the electrical characteristics of the acoustic wave device are not significantly degraded.
  • the first portion 18a or the second portion 18b of the first support portion 18 may be a laminate.
  • a Cu layer, a Ni layer, and an Au layer may be laminated in this order from the first portion 18a side.
  • the number of layers and the material of each layer are not particularly limited. The same applies to the second support portion 19 as well.
  • the via portion 21A and the pad portion 21B of the first UBM 21 are integrally provided.
  • the via portion 21A and the pad portion 21B may have, for example, a seed layer and a plating layer.
  • the via portion 21A and the pad portion 21B may be provided separately. The same applies to the second UBM 22 as well.
  • a first bump 26A is connected to the pad portion 21B of the first UBM 21 . More specifically, the insulating film 27 is provided so as to cover the vicinity of the outer periphery of the pad portion 21B. A first bump 26A is connected to a portion of the pad portion 21B that is not covered with the insulating film 27 .
  • the pad portion 22B of the second UBM 22 is connected to the second bump 26B. More specifically, the insulating film 27 is provided so as to cover the vicinity of the outer periphery of the pad portion 21B. A second bump 26B is connected to a portion of the pad portion 21B that is not covered with the insulating film 27 .
  • the first UBM 21 is connected to the ground potential via the first bumps 26A.
  • the second UBM 22 is connected to the signal potential through the second bump 26B. Therefore, at least one IDT electrode 11 is connected to the ground potential via the wiring electrode 23, the first support portion 18, the first UBM 21 and the first bump 26A. At least one IDT electrode 11 is connected to the signal potential via the wiring electrode 23, the second support portion 19, the second UBM 22 and the second bump 26B.
  • the first UBM 21 may be connected to signal potential
  • the second UBM 22 may be connected to ground potential.
  • the second support portions 19 that are not connected to the second UBM 22 may be included.
  • a second support portion 19 that is not connected to the wiring electrode 23 may be included.
  • a dielectric film 24 is provided on the piezoelectric substrate 12 so as to cover the IDT electrodes 11 and the wiring electrodes 23 .
  • the IDT electrodes 11 and the wiring electrodes 23 are less likely to be damaged.
  • the dielectric film 24 for example, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a laminate of these can be used. If the dielectric film 24 is made of silicon oxide, the frequency temperature characteristics can be improved. On the other hand, if the dielectric film 24 is made of silicon nitride or the like, the dielectric film 24 can be used as a frequency adjustment film. Note that the dielectric film 24 only needs to cover at least part of the IDT electrode 11 . Alternatively, the dielectric film 24 may not be provided.
  • a through hole 20 is continuously provided in the piezoelectric layer 14 and the dielectric film 24 .
  • the through hole 20 is provided so as to reach the first hollow portion 10a.
  • the through-hole 20 is used for removing the sacrificial layer in the intermediate layer 15 when manufacturing the elastic wave device 10 .
  • the through hole 20 may not necessarily be provided.
  • the first thickness t1 of the insulating film 27 directly under the first pad 27a is thinner than the second thickness t2 of the second pad directly under 27b.
  • the first thickness t1 may be thicker than the second thickness t2.
  • FIG. 3 is a schematic front cross-sectional view of an elastic wave device according to a second embodiment.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that the insulating layer 37 is not provided directly under the first pad. That is, in the insulating layer 37, the first thickness t1 immediately below the first pad is zero. Except for the above points, the elastic wave device of this embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment. Also in this embodiment, the first UBM 21 is connected to the ground potential.
  • the second thickness t2 of the insulating layer 37 directly under the second pad 37b is not zero. Therefore, the second thickness t2 is different from the first thickness t1. Therefore, similarly to the first embodiment, the electrostatic capacitance of the elastic wave device can be adjusted without increasing the size.
  • the pad portion 21B of the first UBM 21 is in contact with the second substrate 25.
  • the seed layer of the pad section 21B is in direct contact with the second substrate 25 . Therefore, the second substrate 25 is connected to ground potential via the first UBM 21 . Therefore, it is difficult to impart capacitance between the pad portion 21B and the second substrate 25 . Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the electrical characteristics of the acoustic wave device due to the excessive capacitance being imparted to the acoustic wave resonator.
  • FIG. 4 is a schematic front cross-sectional view of an elastic wave device according to a third embodiment.
  • the first support portion 48 and the second support portion 49 are made of resin, the first UBM 21 penetrates the first support portion 48, and the second UBM 22 penetrates the second support portion 49. It differs from the first embodiment in that respect.
  • This embodiment also differs from the first embodiment in the arrangement of the piezoelectric layer 14 and the intermediate layer 15 and in that the first UBM 21 is in contact with the first substrate 16 .
  • the first UBM 21 is in indirect contact with the first substrate 16 via the wiring electrode 23 and the electrode layer 17A.
  • the elastic wave device of this embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment. Also in this embodiment, the first UBM 21 is connected to the ground potential.
  • the outer peripheral edges of the piezoelectric layer 14 and the intermediate layer 15 are located inside the outer peripheral edge of the first substrate 16 .
  • the electrode layer 17A and the wiring electrode 23 extend from the piezoelectric layer 14 to the first substrate 16 .
  • the first supporting portion 48 is provided between the outer peripheral edge of the first substrate 16 and the outer peripheral edge of the piezoelectric layer 14 in plan view.
  • the first support portion 48 has a portion directly provided on the first substrate 16 and a portion indirectly provided on the first substrate 16 via the wiring electrode 23 .
  • the first UBM 21 penetrates through the portion of the first support portion 48 provided on the wiring electrode 23 . Thereby, the first UBM 21 is connected to the wiring electrode 23 .
  • the first UBM 21 is in indirect contact with the first substrate 16 via the wiring electrode 23 and the electrode layer 17A.
  • the first UBM 21 may be in direct contact with the first substrate 16 at least partially.
  • the first UBM 21 has both a portion in direct contact with the first substrate 16 and a portion in indirect contact with the first substrate 16 via the wiring electrode 23. good too.
  • the first supporting portion 48 is not provided on the piezoelectric layer 14.
  • the first support portion 48 may be provided on the piezoelectric layer 14 .
  • the second support part 49 covers at least part of the wiring electrode 23 .
  • the second UBM 22 penetrates through the second support portion 49 . Thereby, the second UBM 22 is connected to the wiring electrode 23 .
  • the first thickness t1 of the insulating film 27 immediately below the first pad 27a and the second thickness t2 of the second immediately below pad 27b are different. Therefore, it is possible to adjust the capacitance of the elastic wave device without enlarging it.
  • the elastic wave devices of the first to third embodiments described above are configured to be able to use, for example, a thickness-shlip mode bulk wave such as a thickness-shlip primary mode or a plate wave as a main wave.
  • a thickness-shlip mode bulk wave such as a thickness-shlip primary mode or a plate wave as a main wave.
  • the details of the thickness-shear mode and Lamb waves will be described.
  • the "electrode" of the IDT electrode below corresponds to the electrode finger in the present invention.
  • a support member in the following examples corresponds to the first substrate in the present invention.
  • FIG. 5(a) is a schematic perspective view showing the external appearance of an elastic wave device that utilizes thickness-shear mode bulk waves
  • FIG. 5(b) is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a portion taken along line AA in FIG. 5(a).
  • the acoustic wave device 1 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, but may be rotational Y-cut or X-cut.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, it is preferably 40 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 50 nm or more and 1000 nm or less, in order to effectively excite the thickness-shear mode.
  • the piezoelectric layer 2 has first and second main surfaces 2a and 2b facing each other. Electrodes 3 and 4 are provided on the first main surface 2a.
  • the electrode 3 is an example of the "first electrode” and the electrode 4 is an example of the "second electrode".
  • 5(a) and 5(b) a plurality of electrodes 3 are connected to a first busbar 5.
  • a plurality of electrodes 4 are connected to a second bus bar 6 .
  • the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4 are interleaved with each other.
  • Electrodes 3 and 4 have a rectangular shape and a length direction.
  • the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in a direction perpendicular 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 crossing the thickness direction of the piezoelectric layer 2 .
  • the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in the direction crossing the thickness direction of the piezoelectric layer 2 .
  • the length direction of the electrodes 3 and 4 may be interchanged with the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 shown in FIGS. 5(a) and 5(b). That is, in FIGS. 5A and 5B, the electrodes 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 electrodes 3 and 4 extend in FIGS. 5(a) and 5(b).
  • a plurality of pairs of structures in which an electrode 3 connected to one potential and an electrode 4 connected to the other potential are adjacent to each other are provided in a direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4.
  • the electrodes 3 and 4 are adjacent to each other, it does not mean that the electrodes 3 and 4 are arranged so as to be in direct contact with each other, but that the electrodes 3 and 4 are arranged with a gap therebetween. point to When the electrodes 3 and 4 are adjacent to each other, no electrodes connected to the hot electrode or the ground electrode, including the other electrodes 3 and 4, are arranged between the electrodes 3 and 4.
  • the logarithms need not be integer pairs, but may be 1.5 pairs, 2.5 pairs, or the like.
  • the center-to-center distance or pitch between the electrodes 3 and 4 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 dimension of the electrodes 3 and 4 in the facing direction is preferably in the range of 50 nm or more and 1000 nm or less, more preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
  • the center-to-center distance between the electrodes 3 and 4 means the distance between 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 distance between the center of the electrode 4 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 4. It is the distance connecting the center of the dimension (width dimension) of
  • the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 is the direction perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric layer 2 .
  • “perpendicular” is not limited to being strictly perpendicular, but is substantially perpendicular (the angle formed by the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 and the polarization direction is, for example, 90° ⁇ 10°). within the range).
  • a supporting member 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 with an insulating layer 7 interposed therebetween.
  • the insulating layer 7 and the support member 8 have a frame-like shape and, as shown in FIG. 6, have through holes 7a and 8a.
  • a cavity 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 member 8 is laminated on the second main surface 2b with the insulating layer 7 interposed therebetween at a position not overlapping the portion where at least one pair of electrodes 3 and 4 are provided. Note that the insulating layer 7 may not be provided. Therefore, the support member 8 can be directly or indirectly laminated to the second main surface 2 b of the piezoelectric layer 2 .
  • the insulating layer 7 is made of silicon oxide. However, in addition to silicon oxide, suitable insulating materials such as silicon oxynitride and alumina can be used.
  • the support member 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). It is desirable that the Si constituting the support member 8 has a high resistivity of 4 k ⁇ cm or more. However, the support member 8 can also be constructed using an appropriate insulating material or semiconductor material.
  • Materials for the support member 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 electrodes 3, 4 and the first and second bus bars 5, 6 are made of appropriate metals or alloys such as Al, AlCu alloys.
  • 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. Note that an adhesion layer other than the Ti film may be used.
  • d/p is 0.0, where d is the thickness of the piezoelectric layer 2 and p is the center-to-center distance between any one of the pairs of electrodes 3 and 4 adjacent to each other. 5 or less. Therefore, the thickness-shear 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 elastic wave device 1 Since the elastic wave device 1 has the above configuration, even if the logarithm of the electrodes 3 and 4 is reduced in an attempt to reduce the size, the Q value is unlikely to decrease. This is because the propagation loss is small even if the number of electrode fingers in the reflectors on both sides is reduced. Moreover, the fact that the number of electrode fingers can be reduced is due to the fact that bulk waves in the thickness-shear mode are used. The difference between the Lamb wave used in the acoustic wave device and the thickness shear mode bulk wave will be described with reference to FIGS. 7(a) and 7(b).
  • FIG. 7(a) is a schematic front cross-sectional view for explaining a Lamb wave propagating through a piezoelectric film of an elastic wave device as described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-257019.
  • waves propagate through the piezoelectric film 201 as indicated by arrows.
  • 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 arranged.
  • the Lamb wave propagates in the X direction as shown.
  • the vibration displacement is in the thickness sliding direction, so the wave is generated between the first main surface 2a and the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2. , 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, propagation loss is unlikely to occur even if the number of electrode fingers of the reflector is reduced. Furthermore, even if the number of electrode pairs consisting of the electrodes 3 and 4 is reduced in an attempt to promote miniaturization, the Q value is unlikely to decrease.
  • FIG. 8 schematically shows a bulk wave when a voltage is applied between the electrodes 3 and 4 so that the potential of the electrode 4 is higher than that of the electrode 3 .
  • the first region 451 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 that is perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer 2 and bisects the piezoelectric layer 2 and the first main surface 2a.
  • the second region 452 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second main surface 2b.
  • the acoustic wave device 1 at least one pair of electrodes consisting of the electrodes 3 and 4 is arranged.
  • the number of electrode pairs need not be plural. That is, it is sufficient that at least one pair of electrodes is provided.
  • the electrode 3 is an electrode connected to a hot potential
  • the electrode 4 is an electrode connected to a ground potential.
  • electrode 3 may also be connected to ground potential and electrode 4 to 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 no floating electrodes are provided.
  • FIG. 9 is a diagram showing resonance characteristics of the elastic wave device shown in FIG.
  • the design parameters of the elastic wave device 1 with this resonance characteristic are as follows.
  • Insulating layer 7 Silicon oxide film with a thickness of 1 ⁇ m.
  • Support member 8 Si.
  • the length of the excitation region C is the dimension along the length direction of the electrodes 3 and 4 of the excitation region C.
  • the inter-electrode distances of the electrode pairs consisting of the electrodes 3 and 4 are all the same in a plurality of pairs. That is, the electrodes 3 and 4 were arranged at equal pitches.
  • d/p is more preferably 0.5 or less, as described above. is less than or equal to 0.24. This will be explained with reference to FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between this d/2p and the fractional bandwidth of the acoustic wave device as a resonator.
  • FIG. 11 is a plan view of an elastic wave device that utilizes thickness-shear mode bulk waves.
  • elastic wave device 80 a pair of electrodes having electrode 3 and electrode 4 is provided on first main surface 2 a of piezoelectric layer 2 .
  • K in FIG. 11 is the crossing width.
  • the number of pairs of electrodes may be one. Even in this case, if d/p is 0.5 or less, bulk waves in the thickness-shear mode can be effectively excited.
  • the adjacent excitation region C is an overlapping region when viewed in the direction in which any adjacent electrodes 3 and 4 are facing each other. It is desirable that the metallization ratio MR of the mating electrodes 3, 4 satisfy MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075. In that case, spurious can be effectively reduced. This will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
  • the metallization ratio MR will be explained with reference to FIG. 5(b).
  • the excitation region C is the portion surrounded by the dashed-dotted line.
  • the excitation region C is a region where the electrode 3 and the electrode 4 overlap each other when the electrodes 3 and 4 are viewed in a direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4, i.e., in a facing direction. 3 and an overlapping area between the electrodes 3 and 4 in the area between the electrodes 3 and 4 .
  • the area of the electrodes 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 excitation region C.
  • MR may be the ratio of the metallization portion included in the entire excitation region to the total area of the excitation region.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the fractional bandwidth and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious when a large number of acoustic wave resonators are configured according to this embodiment. be.
  • the ratio band was adjusted by changing the film thickness of the piezoelectric layer and the dimensions of the electrodes.
  • FIG. 13 shows the results when a Z-cut LiNbO 3 piezoelectric layer is used, but the same tendency is obtained when piezoelectric layers with other cut angles are used.
  • the spurious is as large as 1.0.
  • the passband appear within. That is, as in the resonance characteristics shown in FIG. 12, 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 electrodes 3 and 4, the spurious response can be reduced.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
  • various elastic wave devices having different d/2p and MR were constructed, and the fractional bandwidth was measured.
  • the hatched portion on the right side of the dashed line D in FIG. 14 is the area where the fractional bandwidth is 17% or less.
  • FIG. 15 is a diagram showing a map of the fractional bandwidth with respect to the Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
  • FIG. The hatched portion in FIG. 15 is a region where a fractional bandwidth of at least 5% or more is obtained, and when the range of the region is approximated, 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.
  • the piezoelectric layer 2 is a lithium tantalate layer.
  • FIG. 16 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device that utilizes Lamb waves.
  • the elastic wave device 81 has a support substrate 82 .
  • the support substrate 82 is provided with a concave portion that is open on the upper surface.
  • a piezoelectric layer 83 is laminated on the support substrate 82 .
  • a hollow portion 9 is thereby formed.
  • 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.
  • the outer periphery of the hollow portion 9 is indicated by a dashed line.
  • the IDT electrode 84 has first and second bus bars 84a, 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 busbar 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 interposed.
  • a Lamb wave as a plate wave is excited by applying an AC electric field to the IDT electrodes 84 on the cavity 9. Since the reflectors 85 and 86 are provided on both sides, the resonance characteristics due to the Lamb wave can be obtained.
  • the elastic wave device of the present invention may use plate waves.
  • the IDT electrodes 84, the reflectors 85, and the reflectors 86 shown in FIG. 16 may be provided on the piezoelectric layer in the first to third embodiments.
  • d/p is preferably 0.5 or less, and 0 0.24 or less is more preferable. Thereby, even better resonance characteristics can be obtained. Furthermore, in the elastic wave devices of the first to third embodiments having elastic wave resonators that utilize thickness-shear mode bulk waves, as described above, MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075 is preferably satisfied. In this case, spurious can be suppressed more reliably.
  • the piezoelectric layer in the elastic wave devices of the first to third embodiments having elastic wave resonators that utilize thickness-shear mode bulk waves is preferably a lithium niobate layer or a lithium tantalate layer.
  • the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of lithium niobate or lithium tantalate constituting the piezoelectric layer are within the range of the above formula (1), formula (2), or formula (3). is preferred. In this case, the fractional bandwidth can be widened sufficiently.
  • First and second UBM 21A, 22A Via portions 21B, 22B Pad portion 23 Wiring electrode 24 Dielectric film 25 Second substrate 25a, 25b Third and fourth main surfaces 26A, 26B First and second bumps 27 Insulation Films 27a, 27b First and second pad directly below 28A, 28B First and second bus bars 29A, 29B First and second electrode fingers 37 Insulating layer 37b Second pad directly below 48, 49 First and second support parts 80, 81 Elastic wave device 82 Support substrate 83 Piezoelectric layer 84 IDT electrodes 84a, 84b First and second bus bars 84c, 84d First and second electrode fingers 85, 86... Reflector 201... Piezoelectric films 201a, 201b... First and second main surfaces 451, 452... First and second regions C... Excitation region VP1... Virtual plane

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

大型化を伴わずして、静電容量を調整することができる、弾性波装置を提供する。　本発明に係る弾性波装置１０は、第１基板１６を含み、第１空洞部１０ａが設けられた支持部材１３と、支持部材１３に積層され、互いに対向する第１主面１４ａ及び第２主面１４ｂを有する圧電層１４と、圧電層１４の第１主面１４ａに設けられている電極部と、圧電層１４の第１主面１４ａに設けられており、電極部と接続されている配線電極２３と、圧電層１４の第１主面１４ａと対向する第３主面２５ａと、第３主面２５ａと対向する第４主面２５ｂとを有する第２基板２５と、第２基板２５の第３主面２５ａ及び第４主面２５ｂのうち、電極部側に位置している第３主面２５ａと、圧電層１４の第１主面１４ａとの間において、第２基板２５を支持している第１支持部１８及び第２支持部１９と、第２基板２５を貫通しており、配線電極２３と電気的に接続されている第１ＵＢＭ２１及び第２ＵＢＭ２２と、第２基板２５の第４主面２５ｂに設けられている絶縁膜２７とを備える。平面視において、電極部の少なくとも一部が第１空洞部１０ａと重なっている。圧電層１４と第２基板２５との間には、第２空洞部１０ｂが設けられている。第１ＵＢＭ２１及び第２ＵＢＭ２２はそれぞれ、第２基板２５の第４主面２５ｂ上に設けられたパッド部２１Ｂ，２２Ｂと、第２基板２５を貫通しているビア部２１Ａ，２２Ａとを有する。絶縁膜２７における、第１ＵＢＭ２１のパッド部２１Ａと、第２基板２５の第４主面２５ｂとの間に設けられた部分の第１厚みは、絶縁膜２７における、第２ＵＢＭ２２のパッド部２２Ｂと第２基板２５の第４主面２５ｂとの間に設けられた部分の第２厚みと異なる。

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
　弾性波装置の静電容量を大きくするためには、例えば、ＩＤＴ電極の電極指の対数を多くしたり、交叉幅を広くしたりすることが行われる。しかしながら、上記のように静電容量を大きくするに場合には、弾性波装置の大型化が伴う。
　本発明の目的は、大型化を伴わずして、静電容量を調整することができる、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、第１基板を含み、第１空洞部が設けられた支持部材と、前記支持部材に積層され、互いに対向する第１主面及び第２主面を有する圧電層と、前記圧電層の前記第１主面に設けられている電極部と、前記圧電層の前記第１主面に設けられており、前記電極部と接続されている配線電極と、前記圧電層の前記第１主面と対向する第３主面と、前記第３主面と対向する第４主面とを有する第２基板と、前記第２基板の前記第３主面及び前記第４主面のうち、前記電極部側に位置している前記第３主面と、前記圧電層の前記第１主面との間において、前記第２基板を支持している第１支持部及び第２支持部と、前記第２基板を貫通しており、前記配線電極と電気的に接続されている第１ＵＢＭ及び第２ＵＢＭと、前記第２基板の前記第４主面に設けられている絶縁膜とを備え、平面視において、前記電極部の少なくとも一部が前記第１空洞部と重なっており、前記圧電層と前記第２基板との間には、第２空洞部が設けられており、前記第１ＵＢＭ及び前記第２ＵＢＭはそれぞれ、前記第２基板の前記第４主面上に設けられたパッド部と、前記第２基板を貫通しているビア部とを有し、前記絶縁膜における、前記第１ＵＢＭの前記パッド部と、前記第２基板の前記第４主面との間に設けられた部分の第１厚みは、前記絶縁膜における、前記第２ＵＢＭの前記パッド部と前記第２基板の前記第４主面との間に設けられた部分の第２厚みと異なる。
　本発明によれば、大型化を伴わずして、静電容量を調整することができる、弾性波装置を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態におけるＩＤＴ電極の平面図である。 図３は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 図４は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 図５（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５（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図である。 図６は、図５（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。 図７（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７（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８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９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１０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／２ｐと共振子としての比帯域との関係を示す図である。 図１１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１２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１３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１４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１５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１６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略図的正面断面図である。図１においては、後述するＩＤＴ電極を、矩形に２本の対角線を加えた略図により示す。図１以外の略図的正面断面図においても同様である。
　弾性波装置１０は、圧電性基板１２と、電極部としてのＩＤＴ電極１１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、支持基板としての第１基板１６と、中間層１５とを含む。第１基板１６上に中間層１５が設けられている。中間層１５上に圧電層１４が設けられている。もっとも、支持部材１３は第１基板１６のみにより構成されていてもよい。
　圧電層１４は第１主面１４ａ及び第２主面１４ｂを有する。第１主面１４ａ及び第２主面１４ｂは互いに対向している。第１主面１４ａ及び第２主面１４ｂのうち、第２主面１４ｂが第１基板１６側に位置している。
　第１基板１６の材料としては、例えば、シリコンなどの半導体や、酸化アルミニウムなどのセラミックスなどを用いることができる。中間層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。圧電層１４の材料としては、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、水晶、またはＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などを用いることができる。なお、圧電層１４は、ＬｉＴａＯ３層などのタンタル酸リチウム層、またはＬｉＮｂＯ３層などのニオブ酸リチウム層であることが好ましい。
　支持部材１３には、第１空洞部１０ａが設けられている。より具体的には、中間層１５に凹部が設けられている。中間層１５上に、凹部を塞ぐように、圧電層１４が設けられている。これにより、第１空洞部１０ａが構成されている。なお、第１空洞部１０ａは、中間層１５及び第１基板１６に設けられていてもよく、あるいは、第１基板１６のみに設けられていてもよい。支持部材１３には、少なくとも１つの第１空洞部１０ａが設けられていればよい。
　圧電層１４の第１主面１４ａには複数のＩＤＴ電極１１が設けられている。これにより、複数の弾性波共振子が構成されている。平面視において、ＩＤＴ電極１１の少なくとも一部が第１空洞部１０ａと重なっている。本実施形態では、平面視において、複数のＩＤＴ電極１１が同じ第１空洞部１０ａと重なっている。もっとも、平面視において、各ＩＤＴ電極１１が別個の第１空洞部１０ａと重なっていてもよい。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。さらに、平面視とは、第１基板１６及び圧電層１４が積層されている方向に沿って見ることをいう。なお、図１において、例えば、第１基板１６及び圧電層１４のうち、圧電層１４側が上方である。
　圧電層１４の第１主面１４ａには、第１支持部１８及び第２支持部１９が設けられている。本実施形態では、第１支持部１８及び第２支持部１９はそれぞれ、複数の金属層の積層体である。第１支持部１８は枠状の形状を有する。他方、第２支持部１９は柱状の形状を有する。第１支持部１８は、平面視において、複数のＩＤＴ電極１１及び第２支持部１９を囲むように設けられている。より具体的には、第１支持部１８は開口部１８ｃを有する。複数のＩＤＴ電極１１及び複数の第２支持部１９は、開口部１８ｃ内に位置している。なお、少なくとも１つの第２支持部１９が設けられていればよい。
　第１支持部１８上及び第２支持部１９上に、開口部１８ｃを塞ぐように、蓋基板としての第２基板２５が設けられている。それによって、圧電性基板１２、第１支持部１８及び第２基板２５により囲まれた第２空洞部１０ｂが設けられている。すなわち、第２空洞部１０ｂは、圧電層１４及び第２基板２５の間に設けられている。複数のＩＤＴ電極１１及び第２支持部１９は、第２空洞部１０ｂ内に配置されている。
　第２基板２５は第３主面２５ａ及び第４主面２５ｂを有する。第３主面２５ａ及び第４主面２５ｂは互いに対向している。第３主面２５ａ及び第４主面２５ｂのうち、第３主面２５ａがＩＤＴ電極１１側に位置している。第３主面２５ａは、圧電層１４の第１主面１４ａと対向している。第２基板２５には、複数の貫通孔が設けられている。複数の貫通孔の一端は、第１支持部１８または第２支持部１９により塞がれている。
　第２基板２５の第３主面２５ａ及び第４主面２５ｂには、絶縁膜２７が設けられている。より具体的には、第３主面２５ａ及び第４主面２５ｂに設けられた絶縁膜２７は、複数の貫通孔内を通り、一体として構成されている。なお、絶縁膜２７は、貫通孔内には設けられていなくともよい。第３主面２５ａ及び第４主面２５ｂに、それぞれ別体として、絶縁膜２７が設けられていてもよい。
　本実施形態においては、第２基板２５はシリコンを主成分とする。もっとも、第２基板２５の材料は上記に限定されないが、シリコンなどの半導体を主成分とすることが好ましい。本明細書において主成分とは、占める割合が５０重量％を超える成分をいう。他方、絶縁膜２７は、例えば、酸化ケイ素膜である。
　第２基板２５を貫通するように、第１ＵＢＭ（Ｕｎｄｅｒ　Ｂｕｍｐ　Ｍｅｔａｌ）２１及び第２ＵＢＭ２２が設けられている。第１ＵＢＭ２１はビア部２１Ａ及びパッド部２１Ｂを有する。ビア部２１Ａは、第２基板２５の上記貫通孔内に設けられている部分である。パッド部２１Ｂは、ビア部２１Ａの一端に接続されており、かつ第２基板２５の第４主面２５ｂに設けられている部分である。同様に、第２ＵＢＭ２２も、ビア部２２Ａ及びパッド部２２Ｂを有する。
　第１ＵＢＭ２１のビア部２１Ａは第１支持部１８に接続されている。第２ＵＢＭ２２のビア部２２Ａは第２支持部１９に接続されている。
　第１ＵＢＭ２１及び第２ＵＢＭ２２の、それぞれのパッド部２１Ｂ及びパッド部２２Ｂは、第２基板２５の第４主面２５ｂ上に、上記絶縁膜２７を介して間接的に設けられている。絶縁膜２７は、第１のパッド直下部２７ａ及び第２のパッド直下部２７ｂを有する。より具体的には、第１のパッド直下部２７ａは、絶縁膜２７における、第１ＵＢＭ２１のパッド部２１Ｂと第４主面２５ｂとの間に設けられた部分である。第２のパッド直下部２７ｂは、絶縁膜２７における、第２ＵＢＭ２２のパッド部２２Ｂと第４主面２５ｂとの間に設けられた部分である。
　本実施形態の特徴は、絶縁膜２７における、第１のパッド直下部２７ａの第１厚みｔ１と、第２のパッド直下部２７ｂの第２厚みｔ２とが異なることにある。それによって、第１厚みｔ１及び第２厚みｔ２を調整することにより、大型化を伴わずして、弾性波装置１０の静電容量を容易に調整することができる。
　より具体的には、本実施形態では、第１ＵＢＭ２１のパッド部２１Ｂ及び第２基板２５の間に付与される静電容量、並びに第２ＵＢＭ２２のパッド部２２Ｂ及び第２基板２５の間に付与される静電容量を容易に調整することができる。第１ＵＢＭ２１のパッド部２１Ｂ及び第２基板２５の間に付与される静電容量は、第１ＵＢＭ２１に電気的に接続された弾性波共振子に付与される。第２ＵＢＭ２２のパッド部２２Ｂ及び第２基板２５の間に付与される静電容量は、第２ＵＢＭ２２に電気的に接続された弾性波共振子に付与される。よって、第１厚みｔ１及び第２厚みｔ２を調整することにより、大型化を伴わずして、弾性波装置１０の各弾性波共振子の静電容量を調整することができる。
　以下において、本実施形態の構成のさらなる詳細を説明する。
　図２は、第１の実施形態におけるＩＤＴ電極の平面図である。図２においては、ＩＤＴ電極１１に接続されている配線電極などは省略している。
　ＩＤＴ電極１１は、第１のバスバー２８Ａ及び第２のバスバー２８Ｂと、複数の第１電極指２９Ａ及び複数の第２電極指２９Ｂとを有する。第１のバスバー２８Ａ及び第２のバスバー２８Ｂは互いに対向している。複数の第１電極指２９Ａの一端がそれぞれ、第１のバスバー２８Ａに接続されている。複数の第２電極指２９Ｂの一端がそれぞれ、第２のバスバー２８Ｂに接続されている。複数の第１電極指２９Ａ及び複数の第２電極指２９Ｂは互いに間挿し合っている。ＩＤＴ電極１１は、単層の金属膜からなっていてもよく、あるいは積層金属膜からなっていてもよい。
　本実施形態の電極部はＩＤＴ電極１１である。該電極部は、複数対の第１電極指２９Ａ及び第２電極指２９Ｂを有する。なお、本発明における電極部は、少なくとも１対の第１電極指２９Ａ及び第２電極指２９Ｂを有していればよい。
　圧電層１４の厚みは、隣り合う第１電極指２９Ａと第２電極指２９Ｂとの間の中心間距離をｐとした場合に、２ｐ以下である。これにより、板波などを好適に励振することができる。もっとも、圧電層１４の厚みは上記に限定されない。
　図１に戻り、圧電性基板１２上には、複数の配線電極２３と、電極層１７Ａと、少なくとも１つの導電膜１７Ｂが設けられている。電極層１７Ａは、上記第１支持部１８と同様に、枠状の形状を有する。電極層１７Ａ上に第１支持部１８が設けられている。なお、電極層１７Ａ及び第１支持部１８の間の少なくとも一部には、配線電極２３が設けられている。該配線電極２３は、電極層１７Ａ上に位置している部分と、圧電層１４上に位置している部分とを有する。該配線電極２３は、圧電層１４上を通り、ＩＤＴ電極１１に接続されている。よって、該配線電極２３は、ＩＤＴ電極１１及び第１支持部１８を接続している。他方、該配線電極２３と異なる配線電極２３に、第２支持部１９が接続されている。
　より具体的には、導電膜１７Ｂ上に配線電極２３の一部が設けられている。該配線電極２３上に第２支持部１９が設けられている。該配線電極２３は、第１支持部１８が接続されたＩＤＴ電極１１とは異なるＩＤＴ電極１１に接続されている。該配線電極２３は、ＩＤＴ電極１１及び第２支持部１９を接続している。
　電極層１７Ａ及び配線電極２３は、同じ材料からなることが好ましい。電極層１７Ａ及び配線電極２３が一体として設けられていることがより好ましい。同様に、導電膜１７Ｂ及び配線電極２３は、同じ材料からなることが好ましい。導電膜１７Ｂ及び配線電極２３が一体として設けられていることがより好ましい。それによって、生産性を高めることができる。なお、電極層１７Ａ、導電膜１７Ｂ及び配線電極２３の材料としては、例えば、Ａｌなどの電気抵抗が低い金属を用いることが好ましい。もっとも、電極層１７Ａ及び導電膜１７Ｂは必ずしも設けられていなくともよい。
　第１支持部１８及び第２支持部１９は、配線電極２３上に設けられていなくともよい。例えば、第１支持部１８が圧電性基板１２上に直接的に設けられており、かつ配線電極２３に接続されていてもよい。第２支持部１９も同様である。
　第１支持部１８は、第１部分１８ａと、第２部分１８ｂとを有する。第１部分１８ａ及び第２部分１８ｂのうち、第１部分１８ａが配線電極２３側に位置し、第２部分１８ｂが第２基板２５側に位置している。第１部分１８ａ上に第２部分１８ｂが積層されている。第１支持部１８の第１部分１８ａは、シール電極としての機能を果たす。同様に、第２支持部１９は、第１部分１９ａと、第２部分１９ｂとを有する。第１部分１９ａ及び第２部分１９ｂのうち、第１部分１９ａが配線電極２３側に位置し、第２部分１９ｂが第２基板２５側に位置している。第１部分１９ａ上に第２部分１９ｂが積層されている。
　第１支持部１８及び第２支持部１９の、それぞれの第１部分１８ａ及び第１部分１９ａは、例えばＡｌ、ＡｌＣｕ合金、Ｔｉなどからなる。第１支持部１８及び第２支持部１９の、それぞれの第２部分１８ｂ及び第２部分１９ｂは、例えばＡｕやＴｉなどからなる。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大幅に劣化しない程度の微量な不純物が含まれる場合を含む。
　なお、第１支持部１８の第１部分１８ａまたは第２部分１８ｂは、積層体であってもよい。例えば、第１支持部１８の第２部分１８ｂが積層体である場合には、第１部分１８ａ側から、Ｃｕ層、Ｎｉ層及びＡｕ層がこの順序において積層されていてもよい。もっとも、第１部分１８ａまたは第２部分１８ｂが積層体である場合において、層数や各層の材料は特に限定されない。第２支持部１９においても同様である。
　図１に示すように、本実施形態では、第１ＵＢＭ２１のビア部２１Ａ及びパッド部２１Ｂは一体として設けられている。この場合、ビア部２１Ａ及びパッド部２１Ｂは、例えば、シード層及びめっき層を有していてもよい。もっとも、ビア部２１Ａ及びパッド部２１Ｂは別体として設けられていてもよい。第２ＵＢＭ２２においても同様である。
　第１ＵＢＭ２１のパッド部２１Ｂには、第１バンプ２６Ａが接続されている。より具体的には、パッド部２１Ｂの外周縁付近を覆うように、絶縁膜２７が設けられている。パッド部２１Ｂにおける、絶縁膜２７に覆われていない部分に、第１バンプ２６Ａが接続されている。
　一方で、第２ＵＢＭ２２のパッド部２２Ｂには、第２バンプ２６Ｂが接続されている。より具体的には、パッド部２１Ｂの外周縁付近を覆うように、絶縁膜２７が設けられている。パッド部２１Ｂにおける、絶縁膜２７に覆われていない部分に、第２バンプ２６Ｂが接続されている。
　弾性波装置１０においては、第１ＵＢＭ２１は、第１バンプ２６Ａを介してグラウンド電位に接続される。第２ＵＢＭ２２は、第２バンプ２６Ｂを介してシグナル電位に接続される。よって、少なくとも１つのＩＤＴ電極１１は、配線電極２３、第１支持部１８、第１ＵＢＭ２１及び第１バンプ２６Ａを介して、グラウンド電位に接続される。少なくとも１つのＩＤＴ電極１１は、配線電極２３、第２支持部１９、第２ＵＢＭ２２及び第２バンプ２６Ｂを介して、シグナル電位に接続される。なお、第１ＵＢＭ２１はシグナル電位に接続されてもよく、第２ＵＢＭ２２はグラウンド電位に接続されてもよい。
　複数の第２支持部１９が設けられている場合、第２ＵＢＭ２２に接続されていない第２支持部１９が含まれていてもよい。配線電極２３に接続されていない第２支持部１９が含まれていてもよい。
　図１に示すように、圧電性基板１２上には、ＩＤＴ電極１１及び配線電極２３を覆うように、誘電体膜２４が設けられている。これにより、ＩＤＴ電極１１及び配線電極２３が破損し難い。誘電体膜２４には、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素や、これらの積層体などを用いることができる。誘電体膜２４が酸化ケイ素からなる場合には、周波数温度特性を改善することができる。他方、誘電体膜２４が窒化ケイ素などからなる場合には、誘電体膜２４を周波数調整膜として用いることができる。なお、誘電体膜２４は、ＩＤＴ電極１１の少なくとも一部を覆っていればよい。あるいは、誘電体膜２４は設けられていなくともよい。
　圧電層１４及び誘電体膜２４には、連続して貫通孔２０が設けられている。貫通孔２０は、第１空洞部１０ａに至るように設けられている。貫通孔２０は、弾性波装置１０の製造に際し、中間層１５内の犠牲層を除去するために用いられる。もっとも、貫通孔２０は必ずしも設けられていなくともよい。
　本実施形態においては、絶縁膜２７における第１のパッド直下部２７ａの第１厚みｔ１は、第２のパッド直下部２７ｂの第２厚みｔ２よりも薄い。もっとも、第１厚みｔ１は第２厚みｔ２よりも厚くてもよい。
　図３は、第２の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。
　本実施形態は、絶縁層３７の第１のパッド直下部が設けられていない点において第１の実施形態と異なる。すなわち、絶縁層３７においては、第１のパッド直下部の第１厚みｔ１が０である。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。本実施形態においても、第１ＵＢＭ２１はグラウンド電位に接続される。
　絶縁層３７における第２のパッド直下部３７ｂの第２厚みｔ２は０ではない。よって、第２厚みｔ２は第１厚みｔ１と異なる。従って、第１の実施形態と同様に、大型化を伴わずして、弾性波装置の静電容量を調整することができる。
　第１ＵＢＭ２１のパッド部２１Ｂは第２基板２５に接触している。具体的には、パッド部２１Ｂのシード層が第２基板２５に直接的に接触している。そのため、第２基板２５は、第１ＵＢＭ２１を介してグラウンド電位に接続される。よって、パッド部２１Ｂ及び第２基板２５の間には、静電容量が付与され難い。従って、弾性波共振子に過剰な静電容量が付与されることによる、弾性波装置の電気的特性の劣化を抑制することができる。
　図４は、第３の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。
　本実施形態は、第１支持部４８及び第２支持部４９が樹脂からなる点、第１ＵＢＭ２１が第１支持部４８を貫通している点及び第２ＵＢＭ２２が第２支持部４９を貫通している点において、第１の実施形態と異なる。本実施形態は、圧電層１４及び中間層１５の配置、並びに第１ＵＢＭ２１が第１基板１６に接触している点においても、第１の実施形態と異なる。なお、第１ＵＢＭ２１は、配線電極２３及び電極層１７Ａを介して、第１基板１６に間接的に接触している。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。本実施形態においても、第１ＵＢＭ２１はグラウンド電位に接続される。
　平面視において、圧電層１４及び中間層１５の外周縁は、第１基板１６の外周縁よりも内側に位置している。電極層１７Ａ及び配線電極２３は、圧電層１４上から第１基板１６上に至っている。一方で、第１支持部４８は、平面視において、第１基板１６の外周縁と、圧電層１４の外周縁との間に設けられている。第１支持部４８は、第１基板１６上に直接的に設けられている部分、及び第１基板１６上に配線電極２３を介して間接的に設けられている部分を有する。第１支持部４８における、配線電極２３上に設けられた部分を、第１ＵＢＭ２１が貫通している。これにより、第１ＵＢＭ２１が配線電極２３に接続されている。そして、第１ＵＢＭ２１は、配線電極２３及び電極層１７Ａを介して、第１基板１６に間接的に接触している。
　なお、第１ＵＢＭ２１は、少なくとも一部において、第１基板１６に直接的に接触していてもよい。この場合、例えば、第１ＵＢＭ２１は、第１基板１６に直接的に接触している部分、及び第１基板１６に配線電極２３を介して間接的に接触している部分の双方を有していてもよい。
　図４に示すように、第１支持部４８は圧電層１４上には設けられていない。もっとも、第１支持部４８は圧電層１４上に設けられていてもよい。この場合には、第１ＵＢＭ２１が、第１支持部４８、圧電層１４及び中間層１５を貫通していればよい。これにより、第１ＵＢＭ２１が第１基板１６に接触していればよい。
　他方、第２支持部４９は、配線電極２３の少なくとも一部を覆っている。第２ＵＢＭ２２は第２支持部４９を貫通している。これにより、第２ＵＢＭ２２は配線電極２３に接続されている。
　本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、絶縁膜２７における、第１のパッド直下部２７ａの第１厚みｔ１と、第２のパッド直下部２７ｂの第２厚みｔ２とが異なる。よって、大型化を伴わずして、弾性波装置の静電容量を調整することができる。
　上記の第１～第３の実施形態の弾性波装置は、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、または板波を主要波として利用可能に構成されている。以下において、厚み滑りモード及び板波の詳細を説明する。なお、以下におけるＩＤＴ電極の「電極」は、本発明における電極指に相当する。以下の例における支持部材は、本発明における第１基板に相当する。
　図５（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５（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図であり、図６は、図５（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主面２ａ，２ｂを有する。第１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５（ａ）及び図５（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５（ａ）及び図５（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５（ａ）及び図５（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５（ａ）及び図５（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６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４ｋΩｃｍ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７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して説明する。
　図７（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主面２０１ａと、第２主面２０１ｂとが対向しており、第１主面２０１ａと第２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７（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７（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主面２ａと第２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８に示すように、圧電層２の励振領域Ｃに含まれる第１領域４５１と、励振領域Ｃに含まれる第２領域４５２とで逆になる。図８では、電極３と電極４との間に、電極４が電極３よりも高電位となる電圧が印加された場合のバルク波を模式的に示してある。第１領域４５１は、励振領域Ｃのうち、圧電層２の厚み方向に直交し圧電層２を２分する仮想平面ＶＰ１と、第１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９は、図６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見たときに、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９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１０を参照して説明する。
　図９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１０は、このｄ／２ｐ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１０から明らかなように、ｄ／２ｐが０．２５を超えると、すなわちｄ／ｐ＞０．５では、ｄ／ｐを調整しても、比帯域は５％未満である。これに対して、ｄ／２ｐ≦０．２５、すなわちｄ／ｐ≦０．５の場合には、その範囲内でｄ／ｐを変化させれば、比帯域を５％以上とすることができ、すなわち高い結合係数を有する共振子を構成することができる。また、ｄ／２ｐが０．１２以下の場合、すなわちｄ／ｐが０．２４以下の場合には、比帯域を７％以上と高めることができる。加えて、ｄ／ｐをこの範囲内で調整すれば、より一層比帯域の広い共振子を得ることができ、より一層高い結合係数を有する共振子を実現することができる。従って、本願の第２の発明のように、ｄ／ｐを０．５以下とすることにより、上記厚み滑り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１１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１１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見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１２及び図１３を参照して説明する。図１２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５（ｂ）を参照して説明する。図５（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見たときに電極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１３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１３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１３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１３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１２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１４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１４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１４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１５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１５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１６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１６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電極指８４ｃ及び複数本の第２電極指８４ｄとを有する。複数本の第１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電極指８４ｃと、複数本の第２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３の実施形態における圧電層上に、図１６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弾性波共振子を有する第１～第３の実施形態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弾性波共振子を有する第１～第３の実施形態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弾性波共振子を有する第１～第３の実施形態の弾性波装置における圧電層は、ニオブ酸リチウム層またはタンタル酸リチウム層であることが好ましい。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，２ｂ…第１，第２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
１０ａ，１０ｂ…第１，第２空洞部
１１…ＩＤＴ電極
１２…圧電性基板
１３…支持部材
１４…圧電層
１４ａ，１４ｂ…第１，第２主面
１５…中間層
１６…第１基板
１７Ａ…電極層
１７Ｂ…導電膜
１８…第１支持部
１８ａ，１８ｂ…第１，第２部分
１８ｃ…開口部
１９…第２支持部
１９ａ，１９ｂ…第１，第２部分
２０…貫通孔
２１，２２…第１，第２ＵＢＭ
２１Ａ，２２Ａ…ビア部
２１Ｂ，２２Ｂ…パッド部
２３…配線電極
２４…誘電体膜
２５…第２基板
２５ａ，２５ｂ…第３，第４主面
２６Ａ，２６Ｂ…第１，第２バンプ
２７…絶縁膜
２７ａ，２７ｂ…第１，第２のパッド直下部
２８Ａ，２８Ｂ…第１，第２のバスバー
２９Ａ，２９Ｂ…第１，第２電極指
３７…絶縁層
３７ｂ…第２のパッド直下部
４８，４９…第１，第２支持部
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電極指
８５，８６…反射器
２０１…圧電膜
２０１ａ，２０１ｂ…第１，第２主面
４５１，４５２…第１，第２領域
Ｃ…励振領域
ＶＰ１…仮想平面

Claims (18)

  1. 　第１基板を含み、第１空洞部が設けられた支持部材と、
    　前記支持部材に積層され、互いに対向する第１主面及び第２主面を有する圧電層と、
    　前記圧電層の前記第１主面に設けられている電極部と、
    　前記圧電層の前記第１主面に設けられており、前記電極部と接続されている配線電極と、
    　前記圧電層の前記第１主面と対向する第３主面と、前記第３主面と対向する第４主面と、を有する第２基板と、
    　前記第２基板の前記第３主面及び前記第４主面のうち、前記電極部側に位置している前記第３主面と、前記圧電層の前記第１主面との間において、前記第２基板を支持している第１支持部及び第２支持部と、
    　前記第２基板を貫通しており、前記配線電極と電気的に接続されている第１ＵＢＭ及び第２ＵＢＭと、
    　前記第２基板の前記第４主面に設けられている絶縁膜と、
    を備え、
    　平面視において、前記電極部の少なくとも一部が前記第１空洞部と重なっており、
    　前記圧電層と前記第２基板との間には、第２空洞部が設けられており、
    　前記第１ＵＢＭ及び前記第２ＵＢＭはそれぞれ、前記第２基板の前記第４主面上に設けられたパッド部と、前記第２基板を貫通しているビア部と、を有し、
    　前記絶縁膜における、前記第１ＵＢＭの前記パッド部と、前記第２基板の前記第４主面との間に設けられた部分の第１厚みは、前記絶縁膜における、前記第２ＵＢＭの前記パッド部と前記第２基板の前記第４主面との間に設けられた部分の第２厚みと異なる、弾性波装置。
  2. 　前記第１ＵＢＭはグラウンド電位に接続され、前記第２ＵＢＭはシグナル電位に接続される、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記第１ＵＢＭに接続されている第１バンプと、
    　前記第２ＵＢＭに接続されている第２バンプと、
    をさらに備える、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記第１厚みは前記第２厚みより薄い、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  5. 　前記第１ＵＢＭと前記第１基板とは接触している、請求項２に記載の弾性波装置。
  6. 　前記第１厚みは０である、請求項２に記載の弾性波装置。
  7. 　前記第１厚みは前記第２厚みより厚い、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　前記第１支持部は、平面視において、前記電極部を囲んでいる、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記電極部は、１以上の第１電極指と、前記第１電極指と対向している１以上の第２電極指と、を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  10. 　前記圧電層の厚みは、前記１以上の第１電極指と前記１以上の第２電極指のうち、隣り合う第１電極指と第２電極指との間の中心間距離をｐとした場合に２ｐ以下である、請求項９に記載の弾性波装置。
  11. 　前記電極部が、前記第１電極指及び第２電極指をそれぞれ複数有するＩＤＴ電極である、請求項９または１０に記載の弾性波装置。
  12. 　主要波として板波を利用可能に構成されている、請求項１１に記載の弾性波装置。
  13. 　主要波として、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９～１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  14. 　前記圧電層の厚みをｄ、隣り合う前記第１電極指及び前記第２電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である、請求項９～１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  15. 　ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１４に記載の弾性波装置。
  16. 　隣り合う前記第１電極指及び前記第２電極指が対向する方向から見たときに、隣り合う前記第１電極指及び前記第２電極指が重なり合っている領域が励振領域であり、
    　前記励振領域に対する、前記１以上の第１電極指と前記１以上の第２電極指と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１３～１５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  17. 　前記圧電層が、ニオブ酸リチウム層またはタンタル酸リチウム層である、請求項１～１６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  18. 　前記圧電層が、タンタル酸リチウム層またはニオブ酸リチウム層であり、
    　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１３～１６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）
PCT/JP2022/011665 2021-04-02 2022-03-15 弾性波装置 WO2022209862A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163170013P 2021-04-02 2021-04-02
US63/170,013 2021-04-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022209862A1 true WO2022209862A1 (ja) 2022-10-06

Family

ID=83458957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/011665 WO2022209862A1 (ja) 2021-04-02 2022-03-15 弾性波装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2022209862A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2013528996A (ja) * 2010-04-23 2013-07-11 テクノロジアン テュトキムスケスクス ヴェーテーテー 広帯域音響結合薄膜ｂａｗフィルタ
WO2018235433A1 (ja) * 2017-06-21 2018-12-27 株式会社村田製作所 弾性波装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013528996A (ja) * 2010-04-23 2013-07-11 テクノロジアン テュトキムスケスクス ヴェーテーテー 広帯域音響結合薄膜ｂａｗフィルタ
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
WO2018235433A1 (ja) * 2017-06-21 2018-12-27 株式会社村田製作所 弾性波装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220216842A1 (en) Acoustic wave device and filter device
US20240154596A1 (en) Acoustic wave device and filter device
US20230024731A1 (en) Acoustic wave device
WO2022239630A1 (ja) 圧電バルク波装置
US20220216843A1 (en) Acoustic wave device
WO2022085581A1 (ja) 弾性波装置
WO2022044869A1 (ja) 弾性波装置
WO2023223906A1 (ja) 弾性波素子
WO2023048144A1 (ja) 弾性波装置
WO2022255304A1 (ja) 圧電バルク波装置及びその製造方法
WO2022014496A1 (ja) フィルタ
WO2022209862A1 (ja) 弾性波装置
WO2022210689A1 (ja) 弾性波装置
WO2022210941A1 (ja) 弾性波装置
WO2022210942A1 (ja) 弾性波装置
WO2022211029A1 (ja) 弾性波装置
WO2022210923A1 (ja) 弾性波装置
WO2023054703A1 (ja) 弾性波装置
WO2023145878A1 (ja) 弾性波装置
WO2023140354A1 (ja) 弾性波装置及びフィルタ装置
WO2022209525A1 (ja) 弾性波装置
WO2023048140A1 (ja) 弾性波装置
WO2023136293A1 (ja) 弾性波装置
WO2023190370A1 (ja) 弾性波装置
US20240297634A1 (en) Acoustic wave device

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: 22780083

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22780083

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP