WO2022210809A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2022210809A1
WO2022210809A1 PCT/JP2022/015737 JP2022015737W WO2022210809A1 WO 2022210809 A1 WO2022210809 A1 WO 2022210809A1 JP 2022015737 W JP2022015737 W JP 2022015737W WO 2022210809 A1 WO2022210809 A1 WO 2022210809A1
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WO
WIPO (PCT)
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piezoelectric layer
electrode fingers
electrode
elastic wave
wave device
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Ceased
Application number
PCT/JP2022/015737
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English (en)
French (fr)
Inventor
優太 石井
勝己 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present disclosure relates to elastic wave devices.
  • Patent Document 1 describes an elastic wave device.
  • a through-hole communicating with the cavity may be provided, and the sacrificial layer in the portion that will become the cavity may be etched through the through-hole. The longer the etchant is injected into the through-hole, the more likely the etchant will cause process damage to the piezoelectric layer.
  • An object of the present disclosure is to solve the above-described problems, and to suppress the influence of process damage on the piezoelectric layer.
  • An acoustic wave device includes a support substrate having a thickness in a first direction, a first main surface provided in the first direction of the support substrate, and a side opposite to the first main surface. a piezoelectric layer having a second principal surface on the side of the supporting substrate; and functional electrodes provided on the piezoelectric layer. Between the supporting substrate and the piezoelectric layer, the second A space is provided at a position that at least partially overlaps with the functional electrode when viewed in one direction, and at least one through hole penetrates the piezoelectric layer, and the through hole communicates with the space.
  • the opening area of the through hole on the first main surface of the piezoelectric layer is larger than the opening area of the through hole on the second main surface of the piezoelectric layer.
  • the influence of process damage on the piezoelectric layer is suppressed.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the elastic wave device of this embodiment.
  • FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of this 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 present 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 present embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the elastic wave device of this embodiment.
  • FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of this embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion along line II-II of FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of this embodiment.
  • FIG. 6 shows that, in the elastic wave device of the present embodiment, d/2p and d/2p, where p is the center-to-center distance between adjacent electrodes or the average distance of the center-to-center distances, and d is the average thickness of the piezoelectric layer.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship with a fractional band;
  • FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes are provided in the acoustic wave device of this embodiment.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of this embodiment.
  • FIG. 9 shows the ratio of the bandwidth of the elastic wave device of the present embodiment when a large number of elastic wave resonators are configured, and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious. It is an explanatory view showing a relationship.
  • 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. FIG. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to this embodiment.
  • 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 LiNb
  • FIG. 13 is a plan view of the elastic wave device according to the first embodiment;
  • FIG. 14 is a diagram showing a cross section along line XIV-XIV in FIG.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing the relationship between the first angle formed by the second main surface of the piezoelectric layer and the side wall of the through hole and the maximum von Mises stress.
  • FIG. 16 is a partially enlarged cross-sectional view around the through hole of the second embodiment.
  • FIG. 17 is a partially enlarged cross-sectional view around the through-hole of the third embodiment.
  • FIG. 18 is a plan view of an elastic wave device according to a fourth embodiment;
  • FIG. 19 is a diagram showing another cross-sectional example of the functional electrode in the fourth embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the elastic wave device of this embodiment.
  • FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of this embodiment.
  • the acoustic wave device 1 of this 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 this 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 busbar electrodes 5 .
  • the multiple electrode fingers 4 are multiple “second electrode fingers” connected to the second busbar electrodes 6 .
  • the plurality of electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4 are interdigitated with each other.
  • the functional electrode 30 including the electrode finger 3, the electrode finger 4, the first busbar electrode 5, and the second busbar electrode 6 is configured.
  • Such a functional electrode 30 is also called an IDT (Interdigital Transducer) electrode.
  • 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 electrodes 5 and the second busbar electrodes 6 extend. In that case, the first busbar electrode 5 and the second busbar electrode 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 the 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 perpendicular to the length direction of the electrode fingers 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 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 support substrate 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 with an intermediate layer 7 interposed therebetween.
  • the intermediate layer 7 and the support substrate 8 have a frame shape and, as shown in FIG. 2, 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 intermediate layer 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 intermediate layer 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 intermediate layer 7 is made of silicon oxide.
  • the intermediate layer 7 can be formed of an appropriate insulating material other than silicon oxide, such as silicon nitride and alumina.
  • the intermediate layer 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 busbar electrodes 5, and second busbar electrodes 6 are made of appropriate metals or alloys such as Al and AlCu alloys.
  • the electrode fingers 3, the electrode fingers 4, the first busbar electrodes 5, and the second busbar electrodes 6 have a structure in which an Al film is laminated on a Ti film. Note that materials other than the Ti film may be used for the adhesion layer.
  • 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 electrode 5 and the second busbar electrode 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 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 present embodiment has the above configuration, even if the logarithm of the electrode fingers 3 and 4 is 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 the 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 present 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 present 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 functional electrode 30 are aligned.
  • the wave propagates in the X direction as shown.
  • the wave is generated on the first main surface 2a and the second main surface of the piezoelectric layer 2. 2b, ie, the Z direction, and resonate. 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.
  • 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. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of this embodiment.
  • the design parameters of the acoustic 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
  • Middle layer 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 made equal in the 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 0.5. 24 or less. This will be explained with reference to FIG.
  • FIG. 6 shows that, in the elastic wave device of the present embodiment, when p is the center-to-center distance between adjacent electrodes or the average distance of the center-to-center distances, and d is the average thickness of the piezoelectric layer 2, d/2p is used as a resonator.
  • 2 is an explanatory diagram showing the relationship between , and the fractional band.
  • 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 this embodiment.
  • a pair of electrodes having electrode fingers 3 and 4 are provided on first main 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 this 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 excitation 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 of the bandwidth of the elastic wave device of the present embodiment when a large number of elastic wave resonators are configured, and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious. It is an explanatory view showing a relationship. 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 this embodiment.
  • 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 acoustic wave propagation direction.
  • a Lamb wave as a plate wave is excited by applying an alternating electric field to the electrode fingers 3 and 4 on the cavity 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 electrode fingers 3 and 4 are adjacent electrodes, and when the thickness of the piezoelectric layer 2 is d and the distance between the centers of the electrode fingers 3 and 4 is p, d/p is 0.5 or less. As a result, the Q value can be increased even if the elastic wave device is miniaturized.
  • piezoelectric layer 2 is made of lithium niobate or lithium tantalate.
  • the first main surface 2a or the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 has electrode fingers 3 and 4 facing each other in a direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2. should be covered with a protective film.
  • FIG. 13 is a plan view of the elastic wave device according to the first embodiment
  • FIG. 14 is a diagram showing a cross section along line XIV-XIV in FIG.
  • a portion Q in FIG. 14 is a partially enlarged sectional view around the through hole 2H.
  • the first busbar electrode 5 and the second busbar electrode 6 are connected to the wiring 12 provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2, but this configuration is Just an example.
  • a hollow portion 9 is provided on the surface of the support substrate 8 on the side of the piezoelectric layer 2 in the Z direction.
  • the hollow portion 9 is provided so as to at least partially overlap the functional electrode 30 when viewed in the Z direction.
  • the cavity 9 is provided in a part of the intermediate layer 7 and is a space surrounded by the piezoelectric layer 2 and the intermediate layer 7 .
  • the cavity 9 may be a space surrounded by the piezoelectric layer 2 , the support substrate 8 and the intermediate layer 7 .
  • the support substrate 8 is, for example, a silicon substrate.
  • the intermediate layer 7 is, for example, silicon oxide.
  • the piezoelectric layer also includes, for example, lithium niobate or lithium tantalate.
  • the piezoelectric layer 2 may contain lithium niobate or lithium tantalate and inevitable impurities.
  • the functional electrode 30 includes the first busbar electrode 5 and the second busbar electrode 6 facing each other, the electrode fingers 3 connected to the first busbar electrode 5, and the electrodes connected to the second busbar electrode 6. finger 4 and an IDT electrode.
  • the functional electrode 30 is provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2, but may be provided on the second main surface of the piezoelectric layer 2 opposite to the first main surface 2a.
  • the piezoelectric layer 2 has a through hole 2H penetrating through the piezoelectric layer 2 at a position overlapping with the hollow portion 9 when viewed in plan in the Z direction. is provided.
  • the through hole 2H is an etching hole for etching the sacrificial layer embedded in the portion that will become the hollow portion 9 .
  • the etchant is injected from the first main surface 2 a of the piezoelectric layer 2 .
  • the opening area of the through hole 2H on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 is larger than the opening area of the through hole 2H on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2
  • the cross section of the side wall 2Ha of the through hole 2H is It has a tapered shape.
  • the first angle ⁇ formed by the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 and the side wall 2Ha of the through hole 2H becomes an acute angle, and the etchant is smoothly injected. As a result, process damage to the piezoelectric layer 2 is suppressed.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing the relationship between the first angle formed by the second main surface of the piezoelectric layer and the side wall of the through hole and the maximum von Mises stress.
  • the first angle ⁇ becomes smaller than 40 degrees, the maximum von Mises stress increases.
  • the first angle ⁇ is 40 degrees or more, it becomes easier to suppress the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 2 caused by the through holes 2H.
  • the first angle ⁇ is 60 degrees or more, it becomes easier to suppress the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 2 caused by the through holes 2H.
  • the elastic wave device 1A includes the support substrate 8 having a thickness in the first direction, the piezoelectric layer 2 provided in the first direction on the support substrate 8, and the piezoelectric layer 2. and a functional electrode 30 provided in the first direction.
  • the functional electrode 30 faces any one of the plurality of electrode fingers 3 extending in a second direction orthogonal to the first direction and a third direction orthogonal to the first direction and the second direction. and a plurality of electrode fingers 4 extending in a direction.
  • a hollow portion (space portion) 9 is provided between the support substrate 8 and the piezoelectric layer 2 at a position at least partially overlapping the functional electrode 30 when viewed in the first direction.
  • the opening area of the through hole 2H on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 is larger than the opening area of the through hole 2H on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2.
  • the etchant is smoothly injected into the through holes 2H. As a result, process damage to the piezoelectric layer 2 is suppressed.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is 2p or less, where p is the center-to-center distance between adjacent electrode fingers 3 and 4 among the plurality of electrode fingers 3 and 4. be.
  • 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 electrode fingers 3 and 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 electrode fingers 3 and 4 overlap in the facing direction is the excitation region C, and the metallization of the plurality of electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4 to the excitation region C.
  • the ratio is MR, MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075 is satisfied. In this case, the fractional bandwidth can be reliably set to 17% or less.
  • the elastic wave device 301 may be 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 partially enlarged cross-sectional view around the through hole of the second embodiment.
  • the cross section of the side wall of the through hole 2H is tapered in two stages.
  • the first angle ⁇ 1 between the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 and the first side wall 2Ha1 of the through hole 2H is the same as the first angle ⁇ in the first embodiment.
  • the first angle ⁇ 1 is 40 degrees or more, it becomes easier to suppress the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 2 caused by the through holes 2H.
  • the first angle ⁇ 1 is 60 degrees or more, it becomes easier to suppress the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 2 caused by the through holes 2H.
  • a second angle ⁇ 2 between the second side wall 2Ha2 of the through hole 2H intersecting the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 and the parallel surface L2b with the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 is the first angle ⁇ 1. It has a different angle.
  • the first angle ⁇ 1 is smaller than the second angle ⁇ 2. Since the stress that causes cracks tends to occur on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2, cracks can be suppressed by making the first angle ⁇ 1 smaller than the second angle ⁇ 2.
  • FIG. 17 is a partially enlarged cross-sectional view around the through-hole of the third embodiment.
  • the cross section of the side wall of the through hole 2H is tapered in two stages.
  • the first angle ⁇ 1 between the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 and the first side wall 2Ha1 of the through hole 2H is the same as the first angle ⁇ in the first embodiment.
  • the first angle ⁇ 1 is 40 degrees or more, it becomes easier to suppress the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 2 caused by the through holes 2H.
  • the first angle ⁇ 1 is 60 degrees or more, it becomes easier to suppress the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 2 caused by the through holes 2H.
  • a second angle ⁇ 2 between the second side wall 2Ha2 of the through hole 2H intersecting the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 and the parallel surface L2b with the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 is the first angle ⁇ 1. It has a different angle.
  • the second angle ⁇ 2 is an acute angle. As a result, the opening area of the through holes 2H on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 becomes larger than the opening area of the through holes 2H on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 .
  • FIG. 18 is a plan view of an elastic wave device according to a fourth embodiment;
  • the through-hole 2H of the first embodiment is arranged at a position that is shifted in the X direction and does not overlap with the plurality of electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4, whereas the through-hole 2Hb of the fourth embodiment are arranged at positions that are displaced in the Y direction and do not overlap with the plurality of electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4 .
  • the through hole 2Hb is a through hole provided in the piezoelectric layer 2. As shown in FIG. The through hole 2Hb is provided between the end 3a of at least one electrode finger 3 and the second busbar electrode 6 when viewed in plan in the Z direction. Alternatively, the through hole 2Hb is provided between the end portion 4a of at least one electrode finger 4 and the first busbar electrode 5 in a plan view in the Z direction. The through hole 2Hb is shifted outward in the Y direction from the imaginary line connecting the ends 3a of the electrode fingers 3 or the ends 4a of the electrode fingers 4 .
  • the through-hole 2Hb penetrates the piezoelectric layer 2 in the Z direction and communicates with the hollow portion 9 .
  • a portion Q of the through hole 2Hb has a cross-sectional shape shown in FIG. 14, FIG. 16 or FIG. As a result, the opening area of the through holes 2Hb in the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 becomes larger than the opening area of the through holes 2Hb in the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 .
  • the through hole 2Hb By providing the through hole 2Hb, it is possible to suppress the energy of the elastic wave from leaking in the Y direction, thereby suppressing the energy loss of the elastic wave. In addition, by providing the through hole 2Hb, spurious emissions can be selectively leaked and the occurrence of spurious emissions can be suppressed. Thereby, the Q value can be improved.
  • FIG. 23 is a diagram showing another cross-sectional example of the functional electrode in the fifth embodiment.
  • a functional electrode 30 of the fifth embodiment has an upper electrode 31 and a lower electrode 32 .
  • the upper electrode 31 and the lower electrode 32 sandwich the piezoelectric layer 2 in the thickness direction.
  • the elastic wave device of the fifth embodiment is sometimes called a BAW element (Bulk Acoustic Wave element).
  • the through hole 2H is an etching hole for etching the sacrificial layer embedded in the portion that will become the hollow portion 9 .
  • the etchant is injected from the first main surface 2 a of the piezoelectric layer 2 .
  • the opening area of the through hole 2H on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 is larger than the opening area of the through hole 2H on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2
  • the cross section of the side wall 2Ha of the through hole 2H is It has a tapered shape.
  • the first angle ⁇ formed by the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 and the side wall 2Ha of the through hole 2H becomes an acute angle, and the etchant is smoothly injected. As a result, process damage to the piezoelectric layer 2 is suppressed.
  • the first angle ⁇ shown in FIG. 19 is 40 degrees or more, it becomes easier to suppress the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 2 caused by the through holes 2H.
  • the first angle ⁇ is 60 degrees or more, it becomes easier to suppress the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 2 caused by the through holes 2H.

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Abstract

弾性波装置は、第１方向に厚みを有する支持基板と、支持基板の第１方向に設けられ、かつ第１の主面と、第１の主面の反対側であって、支持基板側にある第２の主面とを有する圧電層と、圧電層に設けられた機能電極と、を備える。支持基板と圧電層との間には、第１方向に平面視して、機能電極と少なくとも一部が重なる位置に空間部が設けられている。圧電層を貫通する少なくとも１つの貫通孔があり、貫通孔が空間部に連通している。圧電層の第１の主面における貫通孔の開口面積は、圧電層の第２の主面における貫通孔の開口面積よりも大きい。

Description

弾性波装置
　本開示は、弾性波装置に関する。
　特許文献１には、弾性波装置が記載されている。
特開２０１２－２５７０１９号公報
　特許文献１において、空洞部と連通する貫通孔が設けられ、貫通孔を介して空洞部となる部分の犠牲層をエッチングすることがある。貫通孔にエッチング液を投入する時間が長いほど、エッチング液で圧電層にプロセスダメージが生じやすくなる。
　本開示は、上述した課題を解決するものであり、圧電層へのプロセスダメージの影響が抑制され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、かつ第１の主面と、前記第１の主面の反対側であって、前記支持基板側にある第２の主面とを有する圧電層と、前記圧電層に設けられた機能電極と、を備え、前記支持基板と前記圧電層との間には、前記第１方向に平面視して、前記機能電極と少なくとも一部が重なる位置に空間部が設けられており、前記圧電層を貫通する少なくとも１つの貫通孔があり、前記貫通孔が前記空間部に連通しており、前記圧電層の前記第１の主面における前記貫通孔の開口面積は、前記圧電層の前記第２の主面における前記貫通孔の開口面積よりも大きい。
　本開示によれば、圧電層へのプロセスダメージの影響が抑制される。
図１Ａは、本実施形態の弾性波装置を示す斜視図である。 図１Ｂは、本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、本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、本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、本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、本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、本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、本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、本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平面図である。 図１４は、図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面を示す図である。 図１５は、圧電層の第２の主面と貫通孔の側壁とがなす第１角と、最大ミーゼス応力との関係を示す説明図である。 図１６は、第２実施形態の貫通孔の周囲の部分拡大断面図である。 図１７は、第３実施形態の貫通孔の周囲の部分拡大断面図である。 図１８は、第４実施形態に係る弾性波装置の平面図である。 図１９は、第４実施形態において、機能電極の他の断面の例を示す図である。
　以下に、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本開示が限定されるものではない。なお、本開示に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換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。
　図１Ａは、本実施形態の弾性波装置を示す斜視図である。図１Ｂは、本実施形態の電極構造を示す平面図である。
　本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、本実施形態では、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のバスバー電極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のバスバー電極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のバスバー電極５と、第２のバスバー電極６と、を備える機能電極３０が構成される。このような機能電極３０は、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｒａｎｓｕｄｕｃｅｒ）電極ともいう。
　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のバスバー電極５及び第２のバスバー電極６が延びている方向に電極指３、電極指４を延ばしてもよい。その場合、第１のバスバー電極５及び第２のバスバー電極６は、図１Ａ及び図１Ｂにおいて電極指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、本実施形態では、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、中間層７を介して支持基板８が積層されている。中間層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に中間層７を介して積層されている。なお、中間層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。
　中間層７は、酸化ケイ素で形成されている。もっとも、中間層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、中間層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のバスバー電極５、第２のバスバー電極６は、Ａｌ、ＡｌＣｕ合金などの適宜の金属もしくは合金からなる。本実施形態では、電極指３、電極指４及び第１のバスバー電極５、第２のバスバー電極６は、Ｔｉ膜上にＡｌ膜を積層した構造を有する。なお、密着層には、Ｔｉ膜以外を用いてもよい。
　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のバスバー電極５と第２のバスバー電極６との間に交流電圧を印加する。それによって、圧電層２において励振される厚み滑り１次モードのバルク波を利用した、共振特性を得ることが可能とされている。
　また、弾性波装置１では、圧電層２の厚みをｄ、複数対の電極指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、本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。
　本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、本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、本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、機能電極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、本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。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５は、本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
　中間層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。
　本実施形態では、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、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、本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、本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、本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、本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。本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、電極指３及び電極指４は隣り合う電極同士であり、圧電層２の厚みをｄ、電極指３及び電極指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電極指３及び電極指４があり、電極指３及び電極指４の上を保護膜で覆うことが望ましい。
（第１実施形態）
　図１３は、第１実施形態に係る弾性波装置の平面図である。図１４は、図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面を示す図である。図１４のＱ部分は、貫通孔２Ｈの周囲の部分拡大断面図である。なお、図１３に示す例では、第１のバスバー電極５、第２のバスバー電極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、この構成は単なる一例である。
　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、空洞部９が設けられている。空洞部９は、Ｚ方向に平面視して、機能電極３０と少なくとも一部が重なるように設けられる。図１４に示すように、空洞部９は、中間層７の一部に設けられ、圧電層２と、中間層７とに囲まれた空間部となっている。空洞部９は、圧電層２と、支持基板８と、中間層７とに囲まれた空間となっていてもよい。支持基板８は、例えばシリコン基板である。中間層７は、例えば酸化ケイ素である。また、圧電層は例えば、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む。圧電層２が、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムと、不可避不純物とを含んでいてもよい。機能電極３０は、ここでは対向する第１のバスバー電極５、第２のバスバー電極６と、第１のバスバー電極５に接続される電極指３と、第２のバスバー電極６に接続される電極指４と、を有するＩＤＴ電極である。機能電極３０は、圧電層２の第１の主面２ａに設けられているが、圧電層２の第１の主面２ａとは反対側の第２の主面に設けられてもよい。
　図１３に示すように、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａにおいて、圧電層２には、Ｚ方向に平面視して空洞部９と重なる位置に、圧電層２を貫通する貫通孔２Ｈが設けられている。
　貫通孔２Ｈは、空洞部９となる部分に埋め込まれた犠牲層をエッチングするためのエッチングホールである。エッチング液は、圧電層２の第１の主面２ａから注入される。圧電層２の第１の主面２ａにおける貫通孔２Ｈの開口面積が、圧電層２の第２の主面２ｂにおける貫通孔２Ｈの開口面積よりも大きいと、貫通孔２Ｈの側壁２Ｈａの断面がテーパ形状となる。圧電層２の第２の主面２ｂと貫通孔２Ｈの側壁２Ｈａとがなす第１角度θが鋭角となり、エッチング液がスムーズに注入される。その結果、圧電層２に生じるプロセスダメージが抑制される。
　図１５は、圧電層の第２の主面と貫通孔の側壁とがなす第１角と、最大ミーゼス応力との関係を示す説明図である。図１５に示すように、第１角度θが４０度より小さくとなると、最大ミーゼス応力が上昇する。第１角度θが４０度以上であると、貫通孔２Ｈを起因として圧電層２にクラックが発生することを抑制しやすくなる。第１角度θが６０度以上であると、貫通孔２Ｈを起因として圧電層２にクラックが発生することをより抑制しやすくなる。
　以上説明したように、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａは、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、機能電極３０と、を備える。機能電極３０は、第１方向に直交する第２方向に延びる複数の電極指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電極指３のいずれかと対向し、第２方向に延びる複数の電極指４と、を有する。支持基板８と圧電層２との間には、第１方向に平面視して、機能電極３０と少なくとも一部が重なる位置に空洞部（空間部）９が設けられている。圧電層２を貫通する少なくとも１つの貫通孔２Ｈがあり、貫通孔２Ｈが空洞部９に連通している。少なくとも１つの貫通孔２Ｈにおいて、圧電層２の第１の主面２ａにおける貫通孔２Ｈの開口面積が、圧電層２の第２の主面２ｂにおける貫通孔２Ｈの開口面積よりも大きい。
　これにより、エッチング液がスムーズに貫通孔２Ｈへ注入される。その結果、圧電層２に生じるプロセスダメージが抑制される。
　望ましい態様として、複数の電極指３と複数の電極指４のうち、隣り合う電極指３と電極指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、隣り合う電極指３と電極指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、隣り合う電極指３及び電極指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、複数の電極指３及び複数の電極指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てもよい。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。
（第２実施形態）
　図１６は、第２実施形態の貫通孔の周囲の部分拡大断面図である。第２実施形態では、第１実施形態と比較して、貫通孔２Ｈの側壁の断面が２段階のテーパ形状になっている。
　圧電層２の第２の主面２ｂと貫通孔２Ｈの第１側壁２Ｈａ１とがなす第１角度θ１は、第１実施形態の第１角度θと同様である。第１角度θ１が４０度以上であると、貫通孔２Ｈを起因として圧電層２にクラックが発生することを抑制しやすくなる。第１角度θ１が６０度以上であると、貫通孔２Ｈを起因として圧電層２にクラックが発生することをより抑制しやすくなる。
　圧電層２の第１の主面２ａと交差する貫通孔２Ｈの第２側壁２Ｈａ２と、圧電層２の第２の主面２ｂと平行面Ｌ２ｂとのなす第２角度θ２は、第１角度θ１とは異なる角度となっている。第２実施形態では、第１角度θ１は、第２角度θ２よりも小さい。クラックを発生させる応力は、圧電層２の第２の主面２ｂ側に生じやすいので、第１角度θ１は、第２角度θ２よりも小さくすることで、クラックを抑制できる。
（第３実施形態）
　図１７は、第３実施形態の貫通孔の周囲の部分拡大断面図である。第３実施形態では、第１実施形態と比較して、貫通孔２Ｈの側壁の断面が２段階のテーパ形状になっている。
　圧電層２の第２の主面２ｂと貫通孔２Ｈの第１側壁２Ｈａ１とがなす第１角度θ１は、第１実施形態の第１角度θと同様である。第１角度θ１が４０度以上であると、貫通孔２Ｈを起因として圧電層２にクラックが発生することを抑制しやすくなる。第１角度θ１が６０度以上であると、貫通孔２Ｈを起因として圧電層２にクラックが発生することをより抑制しやすくなる。
　圧電層２の第１の主面２ａと交差する貫通孔２Ｈの第２側壁２Ｈａ２と、圧電層２の第２の主面２ｂと平行面Ｌ２ｂとのなす第２角度θ２は、第１角度θ１とは異なる角度となっている。第３実施形態では、第２角度θ２は、鋭角となっている。これにより、圧電層２の第１の主面２ａにおける貫通孔２Ｈの開口面積が、圧電層２の第２の主面２ｂにおける貫通孔２Ｈの開口面積よりもより大きくなる。
（第４実施形態）
　図１８は、第４実施形態に係る弾性波装置の平面図である。第１実施形態の貫通孔２Ｈは、複数の電極指３及び複数の電極指４に対して、Ｘ方向にずれて重ならない位置に配置されていたのに対し、第４実施形態の貫通孔２Ｈｂは、複数の電極指３及び複数の電極指４に対して、Ｙ方向にずれて重ならない位置に配置されている。
　図１８に示すように、貫通孔２Ｈｂは、圧電層２に設けられる貫通孔である。貫通孔２Ｈｂは、Ｚ方向に平面視して、少なくとも１つの電極指３の端部３ａと、第２のバスバー電極６と、の間に設けられている。または、貫通孔２Ｈｂは、Ｚ方向に平面視して、少なくとも１つの電極指４の端部４ａと、第１のバスバー電極５と、の間に設けられている。貫通孔２Ｈｂは、電極指３の端部３ａ同士又は電極指４の端部４ａを結んだ仮想線よりもＹ方向外側にずれている。
　貫通孔２Ｈｂは、圧電層２をＺ方向に貫通し、空洞部９と連通している。貫通孔２ＨｂのＱ部分は、図１４、図１６又は図１７に示す断面形状を有している。これにより、圧電層２の第１の主面２ａにおける貫通孔２Ｈｂの開口面積が、圧電層２の第２の主面２ｂにおける貫通孔２Ｈｂの開口面積よりもより大きくなる。
　貫通孔２Ｈｂを設けることで、Ｙ方向に弾性波のエネルギーが漏洩することを抑制できるので、弾性波のエネルギー損失を抑制できる。また、貫通孔２Ｈｂを設けることで、スプリアスを選択的に漏洩させ、スプリアスの発生を抑制しうる。これにより、Ｑ値を向上させることができる。
（第５実施形態）
　図２３は、第５実施形態において、機能電極の他の断面の例を示す図である。第５実施形態の機能電極３０は、上部電極３１及び下部電極３２を有する。上部電極３１と下部電極３２とは、圧電層２を厚み方向に挟む。第５実施形態の弾性波装置は、ＢＡＷ素子（Ｂｕｌｋ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ　素子）とよばれることもある。
　貫通孔２Ｈは、空洞部９となる部分に埋め込まれた犠牲層をエッチングするためのエッチングホールである。エッチング液は、圧電層２の第１の主面２ａから注入される。圧電層２の第１の主面２ａにおける貫通孔２Ｈの開口面積が、圧電層２の第２の主面２ｂにおける貫通孔２Ｈの開口面積よりも大きいと、貫通孔２Ｈの側壁２Ｈａの断面がテーパ形状となる。圧電層２の第２の主面２ｂと貫通孔２Ｈの側壁２Ｈａとがなす第１角度θが鋭角となり、エッチング液がスムーズに注入される。その結果、圧電層２に生じるプロセスダメージが抑制される。
　図１９に示す第１角度θが４０度以上であると、貫通孔２Ｈを起因として圧電層２にクラックが発生することを抑制しやすくなる。第１角度θが６０度以上であると、貫通孔２Ｈを起因として圧電層２にクラックが発生することをより抑制しやすくなる。
　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、１０１、３０１　弾性波装置
２　圧電層
２ａ　第１の主面
２ｂ　第２の主面
２Ｈ、２Ｈｂ　貫通孔
２Ｈａ　側壁
２Ｈａ１　第１側壁
２Ｈａ２　第２側壁
３　電極指（第１の電極指）
４　電極指（第２の電極指）
５　第１のバスバー電極
６　第２のバスバー電極
７　中間層
８　支持基板
９　空洞部
１２　配線
３０　機能電極
２０１　圧電層

Claims (17)

  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、かつ第１の主面と、前記第１の主面の反対側であって、前記支持基板側にある第２の主面とを有する圧電層と、
    　前記圧電層に設けられた機能電極と、
    　を備え、
    　前記支持基板と前記圧電層との間には、前記第１方向に平面視して、前記機能電極と少なくとも一部が重なる位置に空間部が設けられており、
    　前記圧電層を貫通する少なくとも１つの貫通孔があり、前記貫通孔が前記空間部に連通しており、
    　前記圧電層の前記第１の主面における前記貫通孔の開口面積は、前記圧電層の前記第２の主面における前記貫通孔の開口面積よりも大きい、弾性波装置。
  2. 　前記圧電層の断面において、前記圧電層の前記第２の主面と、前記貫通孔の第１側壁とがなす第１角度は、鋭角である、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記第１角度は、４０°以上である、請求項２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記第１角度は、６０°以上である、請求項２に記載の弾性波装置。
  5. 　前記圧電層の断面において、前記圧電層の前記第１の主面と交差する前記貫通孔の第２側壁と、前記圧電層の前記第２の主面と平行な平行面とがなす第２角度は、鋭角である、請求項２に記載の弾性波装置。
  6. 　前記圧電層の断面において、前記圧電層の前記第２の主面と前記貫通孔の前記第１側壁とがなす前記第１角度は、前記平行面と前記貫通孔の前記第２側壁とがなす前記第２角度より小さい、請求項５に記載の弾性波装置。
  7. 　前記支持基板の上に設けられた中間層をさらに備え、前記中間層の一部には、前記空間部がある、請求項１に記載の弾性波装置。
  8. 　前記機能電極は、前記第１方向に交差する第２方向に延びる１つ以上の第１電極指と、前記第２方向に直交する第３方向に前記１つ以上の第１電極指と対向し、前記第２方向に延びる１つ以上の第２電極指と、を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記圧電層の厚みは、前記１つ以上の第１電極指と前記１つ以上の第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８に記載の弾性波装置。
  10. 　前記機能電極は、前記第１方向に前記圧電層を挟んで対向する上部電極及び下部電極を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  11. 　前記圧電層が、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む、請求項１に記載の弾性波装置。
  12. 　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８に記載の弾性波装置。
  13. 　前記圧電層の厚みをｄ、前記１つ以上の第１電極指と前記１つ以上の第２電極指のうち、隣り合う第１電極指と第２電極指との中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐ≦０．５である、請求項８に記載の弾性波装置。
  14. 　ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１３に記載の弾性波装置。
  15. 　前記機能電極は、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第１電極指と、前記第２方向に直交する第３方向に前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる複数の第２電極指と、を有し、隣り合う前記第１電極指と前記第２電極指とが対向している方向に視たときに重なっている領域が励振領域であり、前記励振領域に対する、前記複数の第１電極指及び前記複数の第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１から７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  16. 　板波を利用可能に構成されている、請求項１に記載の弾性波装置。
  17. 　前記圧電層が、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含み、
    　前記ニオブ酸リチウムまたは前記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）
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