WO2022211056A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2022211056A1
WO2022211056A1 PCT/JP2022/016668 JP2022016668W WO2022211056A1 WO 2022211056 A1 WO2022211056 A1 WO 2022211056A1 JP 2022016668 W JP2022016668 W JP 2022016668W WO 2022211056 A1 WO2022211056 A1 WO 2022211056A1
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WO
WIPO (PCT)
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resonators
resonator
wave device
elastic wave
electrode
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/016668
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和則 井上
勝己 鈴木
Original Assignee
株式会社村田製作所
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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
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25Constructional 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 space shared by a plurality of resonators may be provided.
  • the characteristics of the elastic wave device are degraded, and there is a possibility that the characteristics of the elastic wave device cannot be improved while the size thereof is reduced.
  • the present disclosure is intended to solve the above-described problems, and aims to achieve both improvement in characteristics and miniaturization of elastic wave devices.
  • An elastic wave device includes a support member having a support substrate having a thickness in a first direction, a piezoelectric layer provided in the first direction on the support member, and a functional electrode provided in the first direction on the piezoelectric layer.
  • a first resonator group including a plurality of resonators arranged in a first region; and a second region different from the first region.
  • a second resonator group including a plurality of resonators arranged in parallel with each other, wherein the supporting member overlaps across the plurality of resonators included in the first resonator group when viewed in plan in the first direction. and a plurality of second spaces are provided in the support member at positions overlapping the resonators included in the second resonator group when viewed in plan in the first direction. is provided.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
  • FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion along line II-II of FIG. 1A.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through the piezoelectric layer of the comparative example.
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view for explaining a thickness-shear primary mode bulk wave propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the amplitude direction of a thickness-shear primary mode bulk wave propagating in the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
  • FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion along line II
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between , and the fractional band.
  • FIG. FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes are provided in the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious. is an explanatory diagram showing the relationship between.
  • FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the fractional band with respect to the Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
  • FIG. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining an elastic wave device according to an embodiment of the present disclosure; 14 is a plan view showing a part of an example of the elastic wave device according to the first embodiment;
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV of FIG. 14.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI--XVI of FIG. 14.
  • FIG. 17 is a circuit diagram of the acoustic wave device according to FIG. 14.
  • FIG. 18 is a plan view showing a part of the first modified example of the elastic wave device according to this embodiment.
  • 19 is a cross-sectional view taken along line XIX-XIX in FIG. 18.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line XX-XX of FIG. 18.
  • FIG. 21 is a plan view showing part of a second modification of the elastic wave device according to this embodiment. 22 is a cross-sectional view taken along line XXII-XXII of FIG. 21.
  • FIG. 23 is a circuit diagram of the acoustic wave device according to FIG. 21.
  • FIG. FIG. 24 is a plan view showing part of a third modified example of the elastic wave device according to this embodiment.
  • 25 is a cross-sectional view taken along line XXV--XXV of FIG. 24.
  • FIG. FIG. 26 is a plan view showing part of a fourth modification of the elastic wave device according to this embodiment.
  • 27 is a cross-sectional view taken along line XXVII-XXVII of FIG. 26.
  • FIG. 28 is a circuit diagram of the acoustic wave device according to FIG. 26.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
  • FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
  • the elastic wave device 1 of the first embodiment has a piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3 .
  • the piezoelectric layer 2 may consist of LiTaO 3 .
  • the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is Z-cut in the first embodiment.
  • the cut angles of LiNbO 3 and LiTaO 3 may be rotated Y-cut or X-cut.
  • the Y-propagation and X-propagation ⁇ 30° propagation orientations are preferred.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, it is preferably 50 nm or more and 1000 nm or less in order to effectively excite the thickness shear primary mode.
  • the piezoelectric layer 2 has a first main surface 2a and a second main surface 2b facing each other in the Z direction. Electrode fingers 3 and 4 are provided on the first main surface 2a.
  • the electrode finger 3 is an example of the "first electrode finger” and the electrode finger 4 is an example of the "second electrode finger”.
  • the multiple electrode fingers 3 are multiple “first electrodes” connected to the first busbar electrodes 5 .
  • a plurality of electrode fingers 4 are a plurality of “second electrodes” connected to second busbar electrodes 6 .
  • the plurality of electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4 are interdigitated with each other.
  • an IDT (Interdigital Transducer) electrode including electrode fingers 3 , electrode fingers 4 , first busbar electrodes 5 , and second busbar electrodes 6 is configured.
  • the electrode fingers 3 and 4 have a rectangular shape and a length direction.
  • the electrode finger 3 and the electrode finger 4 adjacent to the electrode finger 3 face each other in a direction perpendicular to the length direction.
  • Both the length direction of the electrode fingers 3 and 4 and the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 are directions that intersect the thickness direction of the piezoelectric layer 2 . Therefore, it can be said that the electrode finger 3 and the electrode finger 4 adjacent to the electrode finger 3 face each other in the direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2 .
  • the thickness direction of the piezoelectric layer 2 is defined as the Z direction (or first direction)
  • the length direction of the electrode fingers 3 and 4 is defined as the Y direction (or second direction)
  • the electrode fingers 3 and 4 4 may be described as the X direction (or the third direction).
  • the length direction of the electrode fingers 3 and 4 may be interchanged with the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 shown in FIGS. 1A and 1B. That is, in FIGS. 1A and 1B, the electrode fingers 3 and 4 may extend in the direction in which the first busbar 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 orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 is the direction orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric layer 2 .
  • “perpendicular” is not limited to being strictly perpendicular, but substantially perpendicular (the angle formed by the direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and electrode fingers 4 and the polarization direction is, for example, 90° ⁇ 10°).
  • a supporting substrate 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 with a dielectric layer 7 interposed therebetween.
  • the dielectric layer 7 and the support substrate 8 have a frame shape and, as shown in FIG. 2, openings 7a and 8a.
  • a space (air gap) 9 is thereby formed.
  • the space 9 is provided so as not to disturb the vibration of the excitation region C of the piezoelectric layer 2 . Therefore, the support substrate 8 is laminated on the second main surface 2b with the dielectric 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 dielectric 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 dielectric layer 7 is made of silicon oxide.
  • the dielectric layer 7 can be formed of an appropriate insulating material such as silicon nitride, alumina, etc., in addition to silicon oxide.
  • 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 an adhesion layer other than the Ti film may be used.
  • an AC voltage is applied between the multiple electrode fingers 3 and the multiple electrode fingers 4 . More specifically, an AC voltage is applied between the first busbar 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 electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 When at least one of the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 is plural as in the first embodiment, that is, when the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 form a pair of electrodes, the electrode fingers 3 and the electrode fingers When there are 1.5 pairs or more of 4, the center-to-center distance p between the adjacent electrode fingers 3 and 4 is the average distance between the center-to-center distances between the adjacent electrode fingers 3 and 4 .
  • the acoustic wave device 1 of the first embodiment has the above configuration, even if the logarithms of the electrode fingers 3 and 4 are reduced in an attempt to reduce the size, the Q value is unlikely to decrease. This is because the resonator does not require reflectors on both sides, and the propagation loss is small. The reason why the above reflector is not required is that the bulk wave of 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 first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the amplitude direction of a thickness-shear primary mode bulk wave propagating in the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 3A shows an acoustic wave device as described in Patent Document 1, in which Lamb waves propagate through the piezoelectric layer.
  • waves propagate through the piezoelectric layer 201 as indicated by arrows.
  • the piezoelectric layer 201 has a first principal surface 201a and a second principal surface 201b, and the thickness direction connecting the first principal surface 201a and the second principal surface 201b is the Z direction.
  • the X direction is the direction in which the electrode fingers 3 and 4 of the IDT electrodes are aligned.
  • the wave propagates in the X direction as shown.
  • the wave is generated between the first main surface 2a and the second main surface 2a of the piezoelectric layer 2. It propagates almost in the direction connecting the surface 2b, that is, in the Z direction, and resonates. That is, the X-direction component of the wave is significantly smaller than the Z-direction component. Further, since resonance characteristics are obtained by propagating waves in the Z direction, no reflector is required. Therefore, no propagation loss occurs when propagating to the reflector. Therefore, even if the number of electrode pairs consisting of the electrode fingers 3 and 4 is reduced in an attempt to promote miniaturization, the Q value is unlikely to decrease.
  • the amplitude direction of the bulk wave of the primary thickness-shear mode is the first region 251 included in the excitation region C (see FIG. 1B) of the piezoelectric layer 2 and the first region 251 included in the excitation region C (see FIG. 1B). 2 area 252 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 251 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 252 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second main surface 2b.
  • At least one pair of electrodes consisting of the electrode fingers 3 and 4 is arranged. It is not always necessary to have a plurality of pairs of electrode pairs. That is, it is sufficient that at least one pair of electrodes is provided.
  • the electrode finger 3 is an electrode connected to a hot potential
  • the electrode finger 4 is an electrode connected to a ground potential.
  • the electrode finger 3 may be connected to the ground potential and the electrode finger 4 to the hot potential.
  • the at least one pair of electrodes are, as described above, electrodes connected to a hot potential or electrodes connected to a ground potential, and no floating electrodes are provided.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • the design parameters of the 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
  • Dielectric 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 equal in a plurality of pairs. That is, the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 are arranged at equal pitches.
  • d/p is 0.5 or less, more preferably 0. .24 or less. This will be explained with reference to FIG.
  • FIG. It is an explanatory view showing the relationship with the fractional bandwidth as.
  • At least one pair of electrodes may be one pair, and the above p is the center-to-center distance between adjacent electrode fingers 3 and 4 in the case of one pair of electrodes. In the case of 1.5 pairs or more of electrodes, the average distance between the centers of adjacent electrode fingers 3 and 4 should be p.
  • the thickness d of the piezoelectric layer 2 if the piezoelectric layer 2 has variations in thickness, a value obtained by averaging the thickness may be adopted.
  • FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes are provided in the elastic wave device of the first embodiment.
  • a pair of electrodes having electrode fingers 3 and 4 are provided on first 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 the first embodiment.
  • a spurious signal indicated by an arrow B appears between the resonance frequency and the anti-resonance frequency.
  • d/p 0.08 and the Euler angles of LiNbO 3 (0°, 0°, 90°).
  • the metallization ratio MR was set to 0.35.
  • the metallization ratio MR will be explained with reference to FIG. 1B.
  • the excitation region C is the portion surrounded by the dashed-dotted line.
  • the excitation region C is a region where the electrode fingers 3 and 4 overlap with the electrode fingers 4 when viewed in a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4, that is, in a facing direction. a region where the electrode fingers 3 overlap each other; and a region between the electrode fingers 3 and 4 where the electrode fingers 3 and 4 overlap each other.
  • the area of the electrode fingers 3 and 4 in the excitation region C with respect to the area of the excitation region C is the metallization ratio MR. That is, the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallization portion to the area of the 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 bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious. is an explanatory diagram showing the relationship between. The ratio band was adjusted by changing the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrode fingers 3 and 4 .
  • FIG. 9 shows the results when the piezoelectric layer 2 made of Z-cut LiNbO 3 is used, but the same tendency is obtained when the piezoelectric layer 2 with other cut angles is used.
  • the spurious is as large as 1.0.
  • the fractional band exceeds 0.17, that is, exceeds 17%, a large spurious with a spurious level of 1 or more changes the parameters constituting the fractional band, even if the passband appear within. That is, as in the resonance characteristics shown in FIG. 8, a large spurious component indicated by arrow B appears within the band. Therefore, the specific bandwidth is preferably 17% or less. In this case, by adjusting the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrode fingers 3 and 4, the spurious response can be reduced.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
  • various elastic wave devices 1 with different d/2p and MR were configured, and the fractional bandwidth was measured.
  • the hatched portion on the right side of the dashed line D in FIG. 10 is the area where the fractional bandwidth is 17% or less.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the fractional band with respect to the Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
  • FIG. A hatched portion in FIG. 11 is a region where a fractional bandwidth of at least 5% or more is obtained. When the range of the area is approximated, it becomes the range represented by the following formulas (1), (2) and (3).
  • Equation (1) (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, 0° to 60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ) or (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, [180 °-60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ] ⁇ 180°) Equation (2) (0° ⁇ 10°, [180°-30°(1-( ⁇ -90) 2 /8100) 1/2 ] ⁇ 180°, arbitrary ⁇ ) Equation (3)
  • the fractional band can be sufficiently widened, which is preferable.
  • FIG. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the outer peripheral edge of the space 9 is indicated by a dashed line.
  • 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 AC electric field to the electrode fingers 3 and 4 on the space 9.
  • the reflectors 310 and 311 are provided on both sides, it is possible to obtain resonance characteristics due to Lamb waves as Lamb waves.
  • the elastic wave devices 1 and 101 use bulk waves in the primary mode of thickness shear.
  • the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 are adjacent electrodes, the thickness of the piezoelectric layer 2 is d, and the center of the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 is d/p is set to 0.5 or less, where p is the distance between them.
  • the Q value can be increased even if the elastic wave device is miniaturized.
  • piezoelectric layer 2 is made of lithium niobate or lithium tantalate.
  • the first principal surface 2a or the second principal surface 2b of the piezoelectric layer 2 has first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4 facing each other in a direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2. It is desirable to cover the finger 3 and the second electrode finger 4 with a protective film.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the acoustic wave device of the present disclosure may be a device utilizing bulk waves as shown in FIG. 13, that is, a BAW (Bulk Acoustic Wave) element.
  • the acoustic wave device 401 has functional electrodes 410 and 411 .
  • the functional electrodes 410 and 411 are electrodes provided on both sides of the piezoelectric layer 2 in the thickness direction.
  • the support substrate 8 has the space 9 on the piezoelectric layer 2 side, and the functional electrode 411 is provided in the space 9 .
  • through holes 11 are provided in the piezoelectric layer 2 .
  • the through hole 11 is a hole penetrating the piezoelectric layer 2 in the Z direction. Through hole 11 communicates with space 9 .
  • FIG. 14 is a plan view showing part of an example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV of FIG. 14.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI--XVI of FIG. 14.
  • an elastic wave device 500 according to the first embodiment is an elastic wave device provided with a resonator group 510A and a resonator group 510B.
  • the resonator group 510A is an example of the "first resonator group”
  • the resonator group 510B is an example of the "second resonator group”.
  • the acoustic wave device 500 includes a supporting member, a piezoelectric layer 502, wiring electrodes 522A and 522B, an input terminal 521, an output terminal 524, and a ground 523.
  • the piezoelectric layer 502 is provided on the support member.
  • the piezoelectric layer 502 has a first major surface 502a and a second major surface 502b.
  • the first main surface 502a is a surface on which a resonator group 510A, a resonator group 510B, and wiring electrodes 522A and 522B are provided.
  • the second major surface 502b is the surface on which the support member is provided.
  • the material of the piezoelectric layer 502 contains lithium niobate (LiNbO3) or lithium tantalate (LiTaO3) and inevitable impurities.
  • the support member includes a support substrate 508 and a dielectric layer 507, as shown in FIG.
  • the material of the support substrate 508 is silicon, for example.
  • the dielectric layer 507 is provided on the piezoelectric layer 502 side with respect to the support substrate 508 .
  • the material of dielectric layer 507 is, for example, silicon oxide.
  • a space is provided in the support member.
  • the space portions 509A to 509C are provided so as to penetrate the dielectric layer 507 in the Z direction. It may be provided on the layer 502 side, or may be provided on the support substrate 508 as well. Further, when the support member is the support substrate 508, the space portions 509A to 509C may be provided on the piezoelectric layer 502 side of the support substrate 508. FIG.
  • the wiring electrodes 522A and 522B are wiring that electrically connects the resonator groups 510A and 510B.
  • the wiring electrodes 522A and 522B are provided on the first main surface 502a of the piezoelectric layer 502. As shown in FIG.
  • the wiring electrodes 522A, 522B are electrically connected to the busbar electrodes of the resonator groups 510A, 510B.
  • the resonator group 510A and the resonator group 510B are provided on the first main surface 502a of the piezoelectric layer 502.
  • the resonator group 510A and the resonator group 510B are provided in regions that do not overlap each other when viewed in plan in the Z direction.
  • the region where the first resonator group is arranged is the first wiring region
  • the second resonator group is provided in the second wiring region which is a region different from the first wiring region.
  • the region where the resonator group 510A is provided is the first wiring region
  • the region where the resonator group 510B is provided is the second wiring region.
  • FIG. 17 is a circuit diagram of the elastic wave device according to FIG.
  • the acoustic wave device 500 includes a series arm resonator inserted in series in a signal path (hereinafter referred to as first path) from an input terminal 521 to an output terminal 524 and a node on the first path. and a parallel-arm resonator inserted in the path between the ground and the so-called ladder filter.
  • the series arm resonators are a resonator group 510A and resonators SR2 and SR3.
  • the resonator group 510A, the resonator SR2, and the resonator SR3 are electrically connected in series.
  • the parallel arm resonators are a resonator group 510B and resonators PR2 to PR4.
  • the resonator group 510B has one terminal electrically connected to the input terminal 521 via the wiring electrode 522A and the other terminal electrically connected to the ground 523 .
  • One terminal of the resonator PR2 is electrically connected to the wiring electrode 522B that connects the resonator group 510A and the resonator SR2, and the other terminal is electrically connected to the ground.
  • One terminal of the resonator PR3 is electrically connected to a wiring electrode that connects the resonators SR2 and SR3, and the other terminal is electrically connected to the ground.
  • One terminal of the resonator PR4 is electrically connected to the output terminal 524 via the wiring electrode, and the other terminal is electrically connected to the ground.
  • the resonator group 510A is not limited to being series arm resonators, and the resonator group 510B is not limited to being parallel arm resonators.
  • the resonator group 510A may be parallel arm resonators, and the resonator group 510B may be serial arm resonators.
  • the resonator group 510A has a resonator 501A and a resonator 501B.
  • the resonator 501A and the resonator 501B are split resonators connected in series.
  • the series-connected split resonators refer to resonators that are connected in series with no parallel arm resonator interposed therebetween.
  • Each of the resonators 501A and 501B has a functional electrode provided on the first main surface 502a of the piezoelectric layer 502, and a laminated body that at least partially overlaps the functional electrode when viewed from above in the Z direction.
  • the functional electrode of the resonator group 510A refers to the functional electrode of the resonator 501A and the functional electrode of the resonator 501B. It is sometimes described as referring to the body.
  • the functional electrodes of the resonator 501A include electrode fingers 503A and busbar electrodes 505A and 505B.
  • the electrode fingers 503A are connected to the busbar electrode 505A or the busbar electrode 505B at their ends in the Y direction.
  • the functional electrodes of resonator 501B include electrode fingers 503B and busbar electrodes 505B and 505C.
  • the electrode fingers 503B are connected to the busbar electrode 505B or the busbar electrode 505C at the ends in the Y direction. That is, the resonator 501A and the resonator 501B share the busbar electrode 505B. Thereby, the resonator 501A and the resonator 501B are connected in series.
  • the resonator group 510B has a resonator 501C and a resonator 501D.
  • the resonator 501C and the resonator 501D are split resonators connected in series.
  • Each of the resonators 501A and 501B has a functional electrode provided on the first main surface 502a of the piezoelectric layer 502, and a laminated body that at least partially overlaps the functional electrode when viewed from above in the Z direction.
  • the functional electrode of the resonator group 510B refers to the functional electrode of the resonator 501C and the functional electrode of the resonator 501D. It is sometimes described as referring to the body.
  • the functional electrodes of the resonator 501C include electrode fingers 503C and busbar electrodes 505D and 505E.
  • the electrode fingers 503C are connected to the busbar electrode 505D or the busbar electrode 505E at their ends in the Y direction.
  • the functional electrodes of resonator 501D include electrode fingers 503D and busbar electrodes 505E and 505F.
  • the electrode fingers 503D are connected to the busbar electrodes 505E or 505F at their Y-direction ends. That is, the resonator 501C and the resonator 501D share the busbar electrode 505E. Thereby, the resonator 501C and the resonator 501D are connected in series.
  • the areas of the resonators 501A and 501B of the resonator group 510A are smaller than the areas of the resonators 501C and 501D of the resonator group 510B.
  • the area of the resonator means the area occupied by the intersecting region where the electrode fingers overlap when viewed in the direction in which the electrode fingers are arranged (Y direction).
  • the areas of the resonators 501A-501D are the areas of the intersection regions C1-C4, respectively. That is, it can be said that the areas of the intersection regions C1 and C2 are smaller than the areas of the intersection regions C3 and C4.
  • a space portion 509A is provided in a part of the support member of the laminated body of the resonator group 510A.
  • the space 509A is an example of the "first space".
  • the space portion 509A is provided at a position that at least partially overlaps with the first wiring region when viewed from above in the Z direction. More specifically, the space 509A is provided so as to at least partially overlap the functional electrodes of the resonators 501A and 501B when viewed in the Z direction. That is, it can be said that the space portion 509A is provided at a position overlapping the resonator 501A and the resonator 501B in a plan view in the Z direction. In the example of FIG. 14, the space portion 509A is provided so as to at least partially overlap the busbar electrode 505B when viewed from above in the Z direction.
  • a plurality of space portions 509B and 509C are provided in a part of the supporting member of the laminate of the resonator group 510B.
  • the spaces 509B and 509C are examples of the "second space".
  • the space portions 509B and 509C are provided at positions at least partially overlapping with the second wiring region when viewed from above in the Z direction. More specifically, the space portion 509B is provided so as to at least partially overlap the functional electrodes of the resonator 501C when viewed in the Z direction, and the space portion 509C is disposed so as to overlap the resonator 501D when viewed in the Z direction. is provided so as to at least partially overlap with the functional electrode of .
  • the space portions 509B and 509C are provided at positions overlapping with the resonator 501C and the resonator 501D when viewed from above in the Z direction.
  • the space 509B and the space 509C are provided so as to at least partially overlap the busbar electrode 505E when viewed in the Z direction.
  • the space portions 509C and 509D with small areas are individually provided for the resonators 501C and 501D from which heat is difficult to escape due to their large areas. This makes it easier to improve the heat dissipation of the resonator group 510B.
  • a common space portion 509A is provided for the resonators 501A and 501B from which heat easily escapes due to their small resonator areas. Thereby, the elastic wave device 500 can be made compact.
  • the elastic wave device according to this embodiment is not limited to the elastic wave device 500 shown in FIG. Modifications of the elastic wave device according to the present embodiment will be described below with reference to the drawings.
  • symbol is attached
  • FIG. 18 is a plan view showing a part of the first modified example of the elastic wave device according to this embodiment.
  • 19 is a cross-sectional view taken along line XIX-XIX in FIG. 18.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line XX-XX of FIG. 18.
  • FIG. As shown in FIGS. 18 to 20, in the elastic wave device according to the present embodiment, a plurality of spaces are provided in a resonator group including resonators with a small area, and a plurality of spaces are provided in a resonator group including a resonator with a large area. The part may be provided so as to straddle a plurality of resonators.
  • An elastic wave device 500A according to a first modified example will be described below with reference to the drawings.
  • the elastic wave device according to the first modification is an elastic wave device provided with a resonator group 510A and a resonator group 510B.
  • the resonator group 510B is an example of the "first resonator group”
  • the resonator group 510A of the resonator group 510B is an example of the "second resonator group”.
  • a plurality of space portions 509D and 509E are provided in a partial support member of the laminated body of the resonator group 510A according to the first modification.
  • the space sections 509D and 509E of the resonator group 510A are an example of the "second space section".
  • the space portions 509D and 509E are provided at positions at least partially overlapping with the first wiring region when viewed from above in the Z direction.
  • the space portion 509D is provided so as to at least partially overlap the functional electrode of the resonator 501A when viewed in the Z direction, and the space portion 509E overlaps the functional electrode of the resonator 501B when viewed in the Z direction. It is provided so that at least one part overlaps.
  • the space portions 509D and 509E are provided at positions overlapping with the resonator 501A and the resonator 501B when viewed from above in the Z direction.
  • the space portion 509D and the space portion 509E are provided so as to partially overlap the busbar electrode 505B when viewed from above in the Z direction.
  • a space portion 509F is provided in a part of the supporting member of the laminated body of the resonator group 510B according to the first modified example.
  • the space 509F is an example of the "first space”.
  • the space portion 509F is provided at a position that at least partially overlaps with the first wiring region when viewed from above in the Z direction.
  • the space portion 509F is provided so as to at least partially overlap the functional electrodes of the resonators 501C and 501D when viewed in the Z direction. That is, it can be said that the space portion 509F is provided at a position overlapping the resonator 501C and the resonator 501D in a plan view in the Z direction.
  • the space portion 509F is provided so that at least a portion thereof overlaps with the busbar electrode 505E in plan view in the Z direction.
  • the common space 509A is provided so as to overlap the common busbar electrode 505E in the Z direction in plan view for the resonators 501C and 501D that require busbar electrodes with large areas.
  • leaky waves from the busbar electrodes 505E to the support member can be reduced, so that deterioration of the characteristics of the elastic wave device due to ripples caused by the leaky waves can be suppressed.
  • spaces 509D and 509E are individually provided for the resonators 501A and 501B which have small leaky waves because the busbar electrodes are not large but have poor heat dissipation due to the small busbar electrode area. Thereby, the heat dissipation of these resonators can be improved.
  • FIG. 21 is a plan view showing part of a second modification of the elastic wave device according to this embodiment.
  • 22 is a cross-sectional view taken along line XXII-XXII of FIG. 21.
  • FIG. FIG. 23 is a circuit diagram of an elastic wave device according to the z-second modification. As shown in FIGS. 21 to 23, the resonator group of the acoustic wave device according to this embodiment may include resonators connected in parallel.
  • An elastic wave device 500B according to a second modification will be described below with reference to the drawings.
  • An elastic wave device 500B according to the second modification is an elastic wave device provided with a resonator group 510C and a resonator group 510B.
  • the space portions of the resonator group 510B according to the second modification are space portions 509B and 509C.
  • the resonator group 510C is an example of the "first resonator group”
  • the resonator group 510B is an example of the "second resonator group”
  • the space portions 509B and 509C of the resonator group 510B is an example of the "second space”.
  • the resonator group 510C is a series arm resonator.
  • One terminal of the resonator group 510C and the series arm resonators SR2 and SR3, which are series arm resonators, is electrically connected to the input terminal 521, and the other terminal is electrically connected to the output terminal 524.
  • the resonator group 510C, the resonator SR2, and the resonator SR3 are electrically connected in series.
  • the resonator group 510C is not limited to the series arm resonators, and the resonator group 510B is not limited to the parallel arm resonators.
  • the resonator group 510C may be parallel arm resonators, and the resonator group 510B may be serial arm resonators.
  • a resonator group 510C according to the second modification has a resonator 501E and a resonator 501F.
  • the resonator 501E and the resonator 501F are split resonators connected in parallel.
  • Parallel-connected split resonators refer to resonators that are connected in parallel with each other.
  • Each of the resonators 501E and 501F has a functional electrode provided on the first principal surface 502a of the piezoelectric layer 502, and a laminated body of a portion at least partially overlapping the functional electrode when viewed in plan in the Z direction. .
  • the functional electrodes of the resonator 501E include electrode fingers 503E and busbar electrodes 505E and 505F.
  • the electrode fingers 503E are connected to the busbar electrode 505G or the busbar electrode 505H at their ends in the Y direction.
  • the functional electrodes of resonator 501F include electrode fingers 503F and busbar electrodes 505G and 505H.
  • the electrode fingers 503F are connected to the busbar electrode 505G or the busbar electrode 505H at their ends in the Y direction. That is, the resonators 501E and 501F share the busbar electrodes 505G and 505H. Thereby, the resonator 501E and the resonator 501F are connected in parallel.
  • the areas of the resonators 501E and 501F of the resonator group 510C are smaller than the areas of the resonators 501C and 501D of the resonator group 510B.
  • the areas of resonators 501E and 501F are the areas of intersection regions C5 and C6, respectively. That is, it can be said that the areas of the intersection regions C5 and C6 are smaller than the areas of the intersection regions C3 and C4.
  • a space portion 509G is provided in a part of the supporting member of the laminated body of the resonator group 510C.
  • the space 509G is an example of the "first space”.
  • the space portion 509G is provided at a position that at least partially overlaps with the first wiring region when viewed from above in the Z direction. More specifically, the space 509G is provided so as to at least partially overlap the functional electrodes of the resonators 501E and 501F when viewed in the Z direction. That is, it can be said that the space portion 509G is provided at a position overlapping the resonator 501E and the resonator 501F in a plan view in the Z direction.
  • the space portions 509C and 509D with small areas are individually provided for the resonators 501C and 501D from which heat is difficult to escape due to their large areas. This makes it easier to improve the heat dissipation of the resonator group 510B.
  • a common space portion 509G is provided for the resonators 501E and 501F from which heat easily escapes due to their small resonator areas. Thereby, the elastic wave device 500B can be made small.
  • FIG. 24 is a plan view showing part of a third modified example of the elastic wave device according to this embodiment.
  • 25 is a cross-sectional view taken along line XXV--XXV of FIG. 24.
  • the resonator group of the elastic wave device according to the present embodiment includes resonators connected in parallel, and a plurality of spaces are provided in the resonator group including resonators with small areas. In a resonator group including resonators having a large area, the space may be provided so as to straddle a plurality of resonators.
  • An elastic wave device 500C according to a third modified example will be described below with reference to the drawings.
  • An elastic wave device 500C according to the third modification is an elastic wave device provided with a resonator group 510C and a resonator group 510B according to the second modification.
  • the space portion of the resonator group 510B according to the third modification is the space portion 509F according to the first modification.
  • the resonator group 510B is an example of the "first resonator group”
  • the space section 509F of the resonator group 510B is an example of the "first space section”
  • the resonator group 510C is the " This is an example of the second resonator group.
  • a plurality of space portions 509H and 509I are provided in a partial support member of the laminated body of the resonator group 510C according to the third modification.
  • the spaces 509H and 509I are an example of the "second space”.
  • the space portions 509H and 509I are provided at positions at least partially overlapping with the first wiring region when viewed from above in the Z direction.
  • the space portion 509H is provided so as to at least partially overlap the functional electrode of the resonator 501E when viewed in the Z direction, and the space portion 509I overlaps the functional electrode of the resonator 501F when viewed in the Z direction. It is provided so that at least one part overlaps.
  • the space portions 509H and 509I are provided at positions overlapping with the resonator 501E and the resonator 501F when viewed from above in the Z direction.
  • the space portion 509H and the space portion 509I are provided so as to overlap the busbar when viewed in plan in the Z direction.
  • the common space 509A is provided so as to overlap the common busbar electrode 505E in the Z direction in plan view for the resonators 501C and 501D that require busbar electrodes with large areas.
  • leaky waves from the busbar electrodes 505E to the support member can be reduced, so that deterioration of the characteristics of the elastic wave device due to ripples caused by the leaky waves can be suppressed.
  • space portions 509H and 509I are individually provided for the resonators 501E and 501F from which the area of the busbar electrodes is small and the heat is difficult to escape due to the small leaky wave. Thereby, the heat dissipation of these resonators can be improved.
  • FIG. 26 is a plan view showing part of a fourth modified example of the elastic wave device according to this embodiment.
  • 27 is a cross-sectional view taken along line XXVII-XXVII of FIG. 26.
  • FIG. 28 is a circuit diagram of the acoustic wave device according to FIG. 26.
  • An elastic wave device 500D according to a fourth modification will be described below with reference to the drawings.
  • An elastic wave device 500D according to the fourth modification is an elastic wave device provided with a resonator group 510C and a resonator group 510D according to the second modification.
  • the space portion of the resonator group 510C according to the fourth modification is the space portion 509G according to the second modification.
  • the resonator group 510C is an example of the "first resonator group”
  • the space section 509G of the resonator group 510C is an example of the "first space section”
  • the resonator group 510D is the " This is an example of the second resonator group.
  • the resonator group 510D is a parallel arm resonator.
  • One terminal of the resonator group 510D is electrically connected to the input terminal 521 via the wiring electrode 522A, and the other terminal is electrically connected to the ground 523.
  • FIG. 26 shows that the resonator group 510D is a parallel arm resonator.
  • One terminal of the resonator group 510D is electrically connected to the input terminal 521 via the wiring electrode 522A, and the other terminal is electrically connected to the ground 523.
  • the resonator group 510C is not limited to being a series arm resonator, and the resonator group 510D is not limited to being a parallel arm resonator.
  • the resonator group 510C may be parallel arm resonators, and the resonator group 510D may be series arm resonators.
  • a resonator group 510D according to the fourth modification has a resonator 501G and a resonator 501H.
  • the resonator 501G and the resonator 501H are split resonators connected in parallel.
  • Parallel-connected split resonators refer to resonators that are connected in parallel with each other.
  • Each of the resonators 501G and 501H has a functional electrode provided on the first main surface 502a of the piezoelectric layer 502, and a laminated body that at least partially overlaps the functional electrode when viewed from above in the Z direction. .
  • the functional electrodes of the resonator 501G include electrode fingers 503G and busbar electrodes 505E and 505F.
  • the electrode finger 503G is connected to the busbar electrode 505G or the busbar electrode 505H at its Y-direction end.
  • the functional electrodes of resonator 501H include electrode fingers 503H and busbar electrodes 505G and 505H.
  • the electrode fingers 503H are connected to the busbar electrode 505G or the busbar electrode 505H at the ends in the Y direction. That is, the resonators 501G and 501H share the busbar electrodes 505G and 505H. Thereby, the resonator 501G and the resonator 501H are connected in parallel.
  • the areas of the resonators 501E and 501F of the resonator group 510C are smaller than the areas of the resonators 501G and 501H of the resonator group 510D.
  • the areas of resonators 501G and 501H are the areas of intersection regions C7 and C8, respectively. That is, it can be said that the areas of the intersection regions C5 and C6 are smaller than the areas of the intersection regions C7 and C8.
  • a plurality of space portions 509J and 509K are provided in a partial support member of the laminated body of the resonator group 510D according to the fourth modification.
  • the spaces 509J and 509K are examples of the "second space”.
  • the space portions 509J and 509K are provided at positions at least partially overlapping with the first wiring region when viewed from above in the Z direction.
  • the space portion 509J is provided so as to at least partially overlap the functional electrode of the resonator 501G when viewed in the Z direction, and the space portion 509K overlaps the functional electrode of the resonator 501H when viewed in the Z direction. It is provided so that at least one part overlaps.
  • the space portions 509J and 509K are provided at positions overlapping with the resonator 501G and the resonator 501H when viewed from above in the Z direction.
  • the space portion 509J and the space portion 509K are provided so as not to overlap with the busbar when viewed from above in the Z direction.
  • the space portions 509G and 509H with small areas are individually provided for the resonators 501G and 501H from which heat is difficult to escape due to their large areas. This makes it easier to improve the heat dissipation of the resonator group 510D.
  • a common space portion 509G is provided for the resonators 501E and 501F from which heat easily escapes due to their small resonator areas. Thereby, the elastic wave device 500B can be made small.
  • the elastic wave device according to the present embodiment is not limited to the elastic wave devices 500A to 500D.
  • the space portion 509G is provided so as to extend over the plurality of resonators 501E and 501F, and a plurality of space portions 509J and 509K are provided.
  • a plurality of space portions may be provided for 501F, and the space portions may be provided for the resonators 501G and 501H so as to extend over the plurality of resonators. That is, the resonator group 510C may be the "second resonator group” and the resonator group 510D may be the "first resonator group". In this case, it is possible to achieve both suppression of characteristic deterioration due to ripples and downsizing of the elastic wave device.
  • the resonator groups 510A to 510D are series arm resonators or parallel arm resonators, but are not limited to this.
  • the resonator groups 510A to 510D may be part of either a transmitting resonator or a receiving resonator.
  • the elastic wave device includes a support member including a support substrate having a thickness in the first direction, a piezoelectric layer provided in the first direction of the support member, and a first piezoelectric layer of the piezoelectric layer. a plurality of resonators each having a functional electrode provided in a direction, the plurality of resonators being a first resonator group including a plurality of resonators arranged in a first wiring region; and a first wiring region. and a second resonator group including a plurality of resonators arranged in different second wiring regions, and the support member includes a plurality of resonators included in the first resonator group when viewed in plan in the first direction.
  • a first space is provided at a position overlapping with the resonator, and the supporting member has a second space at each position overlapping with the resonators included in the second resonator group when viewed in plan in the first direction. are provided multiple times.
  • the first resonator group it is possible to reduce leaky waves from the busbar electrodes to the supporting member, so it is possible to suppress deterioration of the characteristics of the elastic wave device due to ripples originating from the leaky waves. Further, the resonators of the first resonator group can share the first space, and the size of the first resonator group can be reduced. On the other hand, since the second space is individually provided in the second resonator group, heat dissipation can be improved. Therefore, it is possible to achieve both improvement in characteristics and miniaturization of the elastic wave device.
  • the plurality of resonators in the first resonator group are divided resonators connected in series with each other, and the plurality of resonators in the second resonator group are divided resonators connected in series with each other. good too. Also in this case, it is possible to achieve both improvement in characteristics and miniaturization of the elastic wave device.
  • the plurality of resonators in the first resonator group are divided resonators connected in parallel with each other, and the plurality of resonators in the second resonator group are divided resonators connected in parallel with each other. good too. Also in this case, it is possible to achieve both improvement in characteristics and miniaturization of the elastic wave device.
  • the plurality of resonators in the first resonator group are divided resonators connected in parallel with each other, and the plurality of resonators in the second resonator group are divided resonators connected in series with each other. good too. Also in this case, it is possible to achieve both improvement in characteristics and miniaturization of the elastic wave device.
  • the plurality of resonators in the first resonator group are divided resonators connected in series with each other, and the plurality of resonators in the second resonator group are divided resonators connected in parallel with each other. good too. Also in this case, it is possible to achieve both improvement in characteristics and miniaturization of the elastic wave device.
  • the area of each of the plurality of resonators in the first resonator group may be smaller than the area of each of the plurality of resonators in the second resonator group.
  • the heat dissipation of the second resonator which has a large area and is difficult for heat to escape, is likely to be improved.
  • the area of each of the plurality of resonators in the first resonator group may be larger than the area of each of the plurality of resonators in the second resonator group.
  • leaky waves from the busbar electrodes to the support member can be reduced in the first resonator that requires a busbar electrode with a large area, the characteristics of the acoustic wave device are degraded by ripples originating from the leaky waves. can be suppressed.
  • the functional electrode includes one or more electrode fingers and a plurality of busbar electrodes to which the one or more electrode fingers are connected, and the plurality of busbar electrodes included in at least one resonator of the first resonator group.
  • the busbar electrode includes a busbar electrode that overlaps the first space when viewed in the first direction.
  • a series arm resonator provided on a first path connecting the input terminal and the output terminal; a parallel arm resonator provided on a second path connecting a node on the first path and the ground; and the series arm resonator may be the first resonator group, and the parallel arm resonator may be the second resonator group. Also in this case, it is possible to achieve both improvement in characteristics and miniaturization of the elastic wave device.
  • the series arm resonators may be the second resonator group and the parallel arm resonators may be the first resonator group. Also in this case, it is possible to achieve both improvement in characteristics and miniaturization of the elastic wave device.
  • the plurality of resonators may constitute a filter for reception. Also, the plurality of resonators may constitute a filter for transmission. Also in this case, it is possible to achieve both improvement in characteristics and miniaturization of the elastic wave device.
  • the support member further includes a dielectric layer on the piezoelectric layer side, and the first space and the second space are provided in the dielectric layer.
  • the functional electrode has one or more first electrode fingers 3 extending in a second direction intersecting the first direction and one or more first electrode fingers 3 extending in a third direction orthogonal to the second direction. and one or more second electrode fingers facing each other and extending in the second direction.
  • the center-to-center distance between the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 is set to be p, it is 2p or less.
  • the acoustic wave device 1 can be miniaturized and the Q value can be increased.
  • 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 acoustic wave device 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 is 0.5 or less, where d is the film thickness of the piezoelectric layer 2 and p is the center-to-center distance between the adjacent first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4 .
  • d/p is 0.24 or less.
  • the fractional bandwidth can be reliably reduced to 17% or less.
  • the functional electrode includes an upper electrode and a lower electrode that sandwich the piezoelectric layer in the first direction. This allows better utilization of bulk waves.
  • the first wiring region and the second wiring region are regions of the same piezoelectric layer.

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Abstract

弾性波装置の特性向上と小型化を両立する。弾性波装置は、第1方向に厚みを有する支持基板を備える支持部材と、支持部材の第1方向に設けられた圧電層と、圧電層の第1方向に設けられる機能電極をそれぞれ有する複数の共振子と、を備える。複数の共振子は、第1領域に配置された複数の共振子を含む第1共振子群と、第1領域とは異なる第2領域に配置された複数の共振子を含む第2共振子群と、を含み、支持部材には、第1方向に平面視して、第1共振子群が含む複数の共振子に跨って重なる位置に第1空間部が設けられており、支持部材には、第1方向に平面視して、第2共振子群が含む共振子に重なる位置のそれぞれに第2空間部が複数設けられている。

Description

弾性波装置
 本開示は、弾性波装置に関する。
 特許文献1には、弾性波装置が記載されている。
特開2012-257019号公報
 特許文献1に示す弾性波装置において、複数の共振子が共有する空間部を設けることがある。この場合、弾性波装置の特性が劣化し、弾性波装置の特性向上と小型化を両立できない可能性があった。
 本開示は、上述した課題を解決するものであり、弾性波装置の特性向上と小型化を両立することを目的とする。
 弾性波装置は、第1方向に厚みを有する支持基板を備える支持部材と、前記支持部材の前記第1方向に設けられた圧電層と、前記圧電層の前記第1方向に設けられる機能電極をそれぞれ有する複数の共振子と、を備え、前記複数の共振子は、第1領域に配置された複数の共振子を含む第1共振子群と、前記第1領域とは異なる第2領域に配置された複数の共振子を含む第2共振子群と、を含み、前記支持部材には、前記第1方向に平面視して、前記第1共振子群が含む複数の共振子に跨って重なる位置に第1空間部が設けられており、前記支持部材には、前記第1方向に平面視して、前記第2共振子群が含む共振子に重なる位置のそれぞれに第2空間部が複数設けられている。
 本開示によれば、弾性波装置の特性向上と小型化を両立することができる。
図1Aは、第1実施形態の弾性波装置を示す斜視図である。 図1Bは、第1実施形態の電極構造を示す平面図である。 図2は、図1AのII-II線に沿う部分の断面図である。 図3Aは、比較例の圧電層を伝播するラム波を説明するための模式的な断面図である。 図3Bは、第1実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り1次モードのバルク波を説明するための模式的な断面図である。 図4は、第1実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り1次モードのバルク波の振幅方向を説明するための模式的な断面図である。 図5は、第1実施形態の弾性波装置の共振特性の例を示す説明図である。 図6は、第1実施形態の弾性波装置において、隣り合う電極の中心間距離または中心間距離の平均距離をp、圧電層の平均厚みをdとした場合、d/2pと、共振子としての比帯域との関係を示す説明図である。 図7は、第1実施形態の弾性波装置において、1対の電極が設けられている例を示す平面図である。 図8は、第1実施形態の弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。 図9は、第1実施形態の弾性波装置の、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての180度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す説明図である。 図10は、d/2pと、メタライゼーション比MRと、比帯域との関係を示す説明図である。 図11は、d/pを限りなく0に近づけた場合のLiNbOのオイラー角(0°、θ、ψ)に対する比帯域のマップを示す説明図である。 図12は、本開示の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。 図13は、本開示の実施形態に係る弾性波装置を説明するための断面図である。 図14は、第1実施形態に係る弾性波装置の一例の一部を示す平面図である。 図15は、図14のXV-XV線の断面図である。 図16は、図14のXVI-XVI線の断面図である。 図17は、図14に係る弾性波装置の回路図である。 図18は、本実施形態に係る弾性波装置の第1変形例の一部を示す平面図である。 図19は、図18のXIX-XIX線の断面図である。 図20は、図18のXX-XX線の断面図である。 図21は、本実施形態に係る弾性波装置の第2変形例の一部を示す平面図である。 図22は、図21のXXII-XXII線の断面図である。 図23は、図21に係る弾性波装置の回路図である。 図24は、本実施形態に係る弾性波装置の第3変形例の一部を示す平面図である。 図25は、図24のXXV-XXV線の断面図である。 図26は、本実施形態に係る弾性波装置の第4変形例の一部を示す平面図である。 図27は、図26のXXVII-XXVII線の断面図である。 図28は、図26に係る弾性波装置の回路図である。
 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の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
 (第1実施形態)
 図1Aは、第1実施形態の弾性波装置を示す斜視図である。図1Bは、第1実施形態の電極構造を示す平面図である。
 第1実施形態の弾性波装置1は、LiNbOからなる圧電層2を有する。圧電層2は、LiTaOからなるものであってもよい。LiNbOやLiTaOのカット角は、第1実施形態では、Zカットである。LiNbOやLiTaO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」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」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IDT(Interdigital Transuducer)電極が構成される。
 電極指3及び電極指4は、矩形形状を有し、長さ方向を有する。この長さ方向と直交する方向において、電極指3と、電極指3と隣接する電極指4とが対向している。電極指3、電極指4の長さ方向、及び、電極指3、電極指4の長さ方向と直交する方向はいずれも、圧電層2の厚み方向に交差する方向である。このため、電極指3と、電極指3と隣接する電極指4とは、圧電層2の厚み方向に交差する方向において対向しているともいえる。以下の説明では、圧電層2の厚み方向をZ方向(または第1方向)とし、電極指3、電極指4の長さ方向をY方向(または第2方向)とし、電極指3、電極指4の直交する方向をX方向(または第3方向)として、説明することがある。
 また、電極指3、電極指4の長さ方向が図1A及び図1Bに示す電極指3、電極指4の長さ方向に直交する方向と入れ替わってもよい。すなわち、図1A及び図1Bにおいて、第1のバスバー電極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、第1実施形態では、Zカットの圧電層を用いているため、電極指3、電極指4の長さ方向と直交する方向は、圧電層2の分極方向に直交する方向となる。圧電層2として他のカット角の圧電体を用いた場合には、この限りでない。ここにおいて、「直交」とは、厳密に直交する場合のみに限定されず、略直交(電極指3、電極指4の長さ方向と直交する方向と分極方向とのなす角度が例えば90°±10°)でもよい。
 圧電層2の第2の主面2b側には、誘電体層7を介して支持基板8が積層されている。誘電体層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、空間部(エアギャップ)9が形成されている。
 空間部9は、圧電層2の励振領域Cの振動を妨げないために設けられている。従って、上記支持基板8は、少なくとも1対の電極指3、電極指4が設けられている部分と重ならない位置において、第2の主面2bに誘電体層7を介して積層されている。なお、誘電体層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。
 誘電体層7は、酸化ケイ素で形成されている。もっとも、誘電体層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。
 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。第1実施形態では、電極指3、電極指4及び第1のバスバー電極5、第2のバスバー電極6は、Ti膜上にAl膜を積層した構造を有する。なお、Ti膜以外の密着層を用いてもよい。
 駆動に際しては、複数の電極指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、第1実施形態のように電極指3、電極指4の少なくとも一方が複数本ある場合、すなわち、電極指3、電極指4を1対の電極組とした場合に電極指3、電極指4が1.5対以上ある場合、隣り合う電極指3、電極指4の中心間距離pは、各隣り合う電極指3、電極指4の中心間距離の平均距離となる。
 第1実施形態の弾性波装置1では、上記構成を備えるため、小型化を図ろうとして、電極指3、電極指4の対数を小さくしたとしても、Q値の低下が生じ難い。これは、両側に反射器を必要としない共振器であり、伝搬ロスが少ないためである。また、上記反射器を必要としないのは、厚み滑り1次モードのバルク波を利用していることによる。
 図3Aは、比較例の圧電層を伝播するラム波を説明するための模式的な断面図である。図3Bは、第1実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り1次モードのバルク波を説明するための模式的な断面図である。図4は、第1実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り1次モードのバルク波の振幅方向を説明するための模式的な断面図である。
 図3Aでは、特許文献1に記載のような弾性波装置であり、圧電層をラム波が伝搬する。図3Aに示すように、圧電層201中を矢印で示すように波が伝搬する。ここで、圧電層201には、第1の主面201aと、第2の主面201bとがあり、第1の主面201aと第2の主面201bとを結ぶ厚み方向がZ方向である。X方向は、IDT電極の電極指3、4が並んでいる方向である。図3Aに示すように、ラム波では、波が図示のように、X方向に伝搬していく。板波であるため、圧電層201が全体として振動するものの、波はX方向に伝搬するため、両側に反射器を配置して、共振特性を得ている。そのため、波の伝搬ロスが生じ、小型化を図った場合、すなわち電極指3、4の対数を少なくした場合、Q値が低下する。
 これに対して、図3Bに示すように、第1実施形態の弾性波装置では、振動変位は厚み滑り方向であるから、波は、圧電層2の第1の主面2aと第2の主面2bとを結ぶ方向、すなわちZ方向にほぼ伝搬し、共振する。すなわち、波のX方向成分がZ方向成分に比べて著しく小さい。そして、このZ方向の波の伝搬により共振特性が得られるため、反射器を必要としない。よって、反射器に伝搬する際の伝搬損失は生じない。従って、小型化を進めようとして、電極指3、電極指4からなる電極対の対数を減らしたとしても、Q値の低下が生じ難い。
 なお、厚み滑り1次モードのバルク波の振幅方向は、図4に示すように、圧電層2の励振領域C(図1B参照)に含まれる第1領域251と、励振領域Cに含まれる第2領域252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251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252は、励振領域Cのうち、仮想平面VP1と、第2の主面2bとの間の領域である。
 弾性波装置1では、電極指3と電極指4とからなる少なくとも1対の電極が配置されているが、X方向に波を伝搬させるものではないため、この電極指3、電極指4からなる電極対の対数は複数対ある必要は必ずしもない。すなわち、少なくとも1対の電極が設けられてさえおればよい。
 例えば、上記電極指3がホット電位に接続される電極であり、電極指4がグラウンド電位に接続される電極である。もっとも、電極指3がグラウンド電位に、電極指4がホット電位に接続されてもよい。第1実施形態では、少なくとも1対の電極は、上記のように、ホット電位に接続される電極またはグラウンド電位に接続される電極であり、浮き電極は設けられていない。
 図5は、第1実施形態の弾性波装置の共振特性の例を示す説明図である。なお、図5に示す共振特性を得た弾性波装置1の設計パラメータは以下の通りである。
 圧電層2:オイラー角(0°、0°、90°)のLiNbO
 圧電層2の厚み:400nm
 励振領域C(図1B参照)の長さ:40μm
 電極指3、電極指4からなる電極の対数:21対
 電極指3と電極指4との間の中心間距離(ピッチ):3μm
 電極指3、電極指4の幅:500nm
 d/p:0.133
 誘電体層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。
 第1実施形態では、電極指3、電極指4からなる電極対の電極間距離は、複数対において全て等しくした。すなわち、電極指3と電極指4とを等ピッチで配置した。
 図5から明らかなように、反射器を有しないにもかかわらず、比帯域が12.5%である良好な共振特性が得られている。
 ところで、上記圧電層2の厚みをd、電極指3と電極指4との電極の中心間距離をpとした場合、第1実施形態では、d/pは0.5以下、より好ましくは0.24以下である。これを、図6を参照して説明する。
 図5に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しd/2pを変化させ、複数の弾性波装置を得た。図6は、第1実施形態の弾性波装置において、隣り合う電極の中心間距離または中心間距離の平均距離をp、圧電層2の平均厚みをdとした場合、d/2pと、共振子としての比帯域との関係を示す説明図である。
 図6に示すように、d/2pが0.25を超えると、すなわちd/p>0.5では、d/pを調整しても、比帯域は5%未満である。これに対して、d/2p≦0.25、すなわちd/p≦0.5の場合には、その範囲内でd/pを変化させれば、比帯域を5%以上とすることができ、すなわち高い結合係数を有する共振子を構成することができる。また、d/2pが0.12以下の場合、すなわちd/pが0.24以下の場合には、比帯域を7%以上と高めることができる。加えて、d/pをこの範囲内で調整すれば、より一層比帯域の広い共振子を得ることができ、より一層高い結合係数を有する共振子を実現することができる。従って、d/pを0.5以下とすることにより、上記厚み滑り1次モードのバルク波を利用した、高い結合係数を有する共振子を構成し得ることがわかる。
 なお、少なくとも1対の電極は、1対でもよく、上記pは、1対の電極の場合、隣り合う電極指3、電極指4の中心間距離とする。また、1.5対以上の電極の場合には、隣り合う電極指3、電極指4の中心間距離の平均距離をpとすればよい。
 また、圧電層2の厚みdについても、圧電層2が厚みばらつきを有する場合、その厚みを平均化した値を採用すればよい。
 図7は、第1実施形態の弾性波装置において、1対の電極が設けられている例を示す平面図である。弾性波装置101では、圧電層2の第1の主面2a上において、電極指3と電極指4とを有する1対の電極が設けられている。なお、図7中のKが交差幅となる。前述したように、本開示の弾性波装置では、電極の対数は1対であってもよい。この場合においても、上記d/pが0.5以下であれば、厚み滑り1次モードのバルク波を効果的に励振することができる。
 弾性波装置1では、好ましくは、複数の電極指3、電極指4において、いずれかの隣り合う電極指3、電極指4が対向している方向に視たときに重なっている領域である励振領域Cに対する、上記隣り合う電極指3、電極指4のメタライゼーション比MRが、MR≦1.75(d/p)+0.075を満たすことが望ましい。その場合には、スプリアスを効果的に小さくすることができる。これを、図8及び図9を参照して説明する。
 図8は、第1実施形態の弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。矢印Bで示すスプリアスが、共振周波数と反共振周波数との間に現れている。なお、d/p=0.08として、かつLiNbOのオイラー角(0°、0°、90°)とした。また、上記メタライゼーション比MR=0.35とした。
 メタライゼーション比MRを、図1Bを参照して説明する。図1Bの電極構造において、1対の電極指3、電極指4に着目した場合、この1対の電極指3、電極指4のみが設けられるとする。この場合、一点鎖線で囲まれた部分が励振領域Cとなる。この励振領域Cとは、電極指3と電極指4とを、電極指3、電極指4の長さ方向と直交する方向すなわち対向方向に視たときに電極指3における電極指4と重なり合っている領域、電極指4における電極指3と重なり合っている領域、及び、電極指3と電極指4との間の領域における電極指3と電極指4とが重なり合っている領域である。そして、この励振領域Cの面積に対する、励振領域C内の電極指3、電極指4の面積が、メタライゼーション比MRとなる。すなわち、メタライゼーション比MRは、メタライゼーション部分の面積の励振領域Cの面積に対する比である。
 なお、複数対の電極指3、電極指4が設けられている場合、励振領域Cの面積の合計に対する全励振領域Cに含まれているメタライゼーション部分の割合をMRとすればよい。
 図9は、第1実施形態の弾性波装置の、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての180度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す説明図である。なお、比帯域については、圧電層2の膜厚や電極指3、電極指4の寸法を種々変更し、調整した。また、図9は、ZカットのLiNbOからなる圧電層2を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電層2を用いた場合においても、同様の傾向となる。
 図9中の楕円Jで囲まれている領域では、スプリアスが1.0と大きくなっている。図9から明らかなように、比帯域が0.17を超えると、すなわち17%を超えると、スプリアスレベルが1以上の大きなスプリアスが、比帯域を構成するパラメータを変化させたとしても、通過帯域内に現れる。すなわち、図8に示す共振特性のように、矢印Bで示す大きなスプリアスが帯域内に現れる。よって、比帯域は17%以下であることが好ましい。この場合には、圧電層2の膜厚や電極指3、電極指4の寸法などを調整することにより、スプリアスを小さくすることができる。
 図10は、d/2pと、メタライゼーション比MRと、比帯域との関係を示す説明図である。第1実施形態の弾性波装置1において、d/2pと、MRが異なる様々な弾性波装置1を構成し、比帯域を測定した。図10の破線Dの右側のハッチングを付して示した部分が、比帯域が17%以下の領域である。このハッチングを付した領域と、付していない領域との境界は、MR=3.5(d/2p)+0.075で表される。すなわち、MR=1.75(d/p)+0.075である。従って、好ましくは、MR≦1.75(d/p)+0.075である。その場合には、比帯域を17%以下としやすい。より好ましくは、図10中の一点鎖線D1で示すMR=3.5(d/2p)+0.05の右側の領域である。すなわち、MR≦1.75(d/p)+0.05であれば、比帯域を確実に17%以下にすることができる。
 図11は、d/pを限りなく0に近づけた場合のLiNbO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)/900)1/2)または(0°±10°、20°~80°、[180°-60°(1-(θ-50)/900)1/2]~180°)  …式(2)
 (0°±10°、[180°-30°(1-(ψ-90)/8100)1/2]~180°、任意のψ)  …式(3)
 従って、上記式(1)、式(2)または式(3)のオイラー角範囲の場合、比帯域を十分に広くすることができ、好ましい。
 図12は、本開示の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。図12において、空間部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、空間部9上の電極指3、4に、交流電界を印加することにより、板波としてのラム波が励振される。このとき、反射器310、311が両側に設けられているため、板波としてのラム波による共振特性を得ることができる。
 以上説明したように、弾性波装置1、101では、厚み滑り1次モードのバルク波が利用されている。また、弾性波装置1、101では、第1電極指3及び第2電極指4は隣り合う電極同士であり、圧電層2の厚みをd、第1電極指3及び第2電極指4の中心間距離をpとした場合、d/pが0.5以下とされている。これにより、弾性波装置が小型化しても、Q値を高めることができる。
 弾性波装置1、101では、圧電層2がニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムで形成されている。圧電層2の第1の主面2aまたは第2の主面2bには、圧電層2の厚み方向に交差する方向において対向する第1電極指3及び第2電極指4があり、第1電極指3及び第2電極指4の上を保護膜で覆うことが望ましい。
 図13は、本開示の実施形態に係る弾性波装置を説明するための断面図である。本開示の弾性波装置は、図13に示すようなバルク波を利用する装置、すなわちBAW(Bulk Acoustic Wave)素子であってもよい。この場合、弾性波装置401は、機能電極410、411を有する。機能電極410、411は、圧電層2の厚さ方向について両側に設けられる電極である。図13の例では、支持基板8は、圧電層2側に空間部9を有し、機能電極411は、空間部9内に設けられる。
 図13の例では、圧電層2には、貫通孔11が設けられる。貫通孔11は、圧電層2をZ方向に貫通する孔である。貫通孔11は、空間部9と連通している。貫通孔11を圧電層2に設けることで、圧電層2を支持基板8に接合した後に、貫通孔11からエッチング液を流し込むことで、接合前にあらかじめ空間部9に設けられた犠牲層をエッチングすることができる。
 図14は、第1実施形態に係る弾性波装置の一例の一部を示す平面図である。図15は、図14のXV-XV線の断面図である。図16は、図14のXVI-XVI線の断面図である。図14~図16に示すように、第1実施形態に係る弾性波装置500は、共振子群510Aと共振子群510Bとが設けられた弾性波装置である。ここで、図14の例において、共振子群510Aは「第1共振子群」の一例であり、共振子群510Bは「第2共振子群」の一例である。弾性波装置500は、支持部材と、圧電層502と、配線電極522A、522Bと、入力端子521と、出力端子524と、グランド523とを備える。
 圧電層502は、支持部材に設けられる。圧電層502は、第1の主面502aと、第2の主面502bを有する。本実施例において、第1の主面502aは、共振子群510Aと、共振子群510Bと、配線電極522A、522Bとが設けられる面となっている。一方で、第2の主面502bは、支持部材が設けられる面となっている。圧電層502の材料は、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)またはタンタル酸リチウム(LiTaO3)と、不可避不純物とを含む。
 図15に示すように、支持部材は、支持基板508と、誘電体層507とを備える。支持基板508の材料は、例えばシリコンである。誘電体層507は、支持基板508に対して圧電層502側に設けられる。誘電体層507の材料は、例えば酸化ケイ素である。
 支持部材には、空間部が設けられる。図15、図16の例では、空間部509A~509Cは、誘電体層507をZ方向に貫通するように設けられるが、これに限られず、空間部509A~509Cは、誘電体層507の圧電層502側に設けられてもよく、支持基板508にも設けられるものであってもよい。また、支持部材が支持基板508である場合、空間部509A~509Cは、支持基板508の圧電層502側に設けられるものであってもよい。
 配線電極522A、522Bは、共振子群510A、510Bを電気的に接続する配線である。配線電極522A、522Bは、圧電層502の第1の主面502aに設けられる。配線電極522A、522Bは、共振子群510A、510Bのバスバー電極と電気的に接続される。
 共振子群510A、共振子群510Bは、圧電層502の第1の主面502aに設けられる。共振子群510A、共振子群510Bは、Z方向に平面視して互いに重ならない領域に設けられる。言い換えれば、第1共振子群が配置される領域を第1配線領域とした場合、第2共振子群は第1配線領域と異なる領域である第2配線領域に設けられる。図14に示す例において、共振子群510Aが設けられる領域が、第1配線領域であり、共振子群510Bが設けられる領域が、第2配線領域である。
 図17は、図14に係る弾性波装置の回路図である。図17に示すように、弾性波装置500は、入力端子521から出力端子524までの信号経路(以下第1経路)に、直列に挿入された直列腕共振子と、第1経路上のノードとグランドとの間の経路に挿入された並列腕共振子と、を含む、いわゆるラダー型フィルタとなっている。図17において、直列腕共振子は、共振子群510A及び共振子SR2、SR3である。直列腕共振子である共振子群510A及び直列腕共振子SR2、SR3は、一方の端子が入力端子521と電気的に接続され、他方の端子が出力端子524と電気的に接続される。ここで、共振子群510Aと、共振子SR2と、共振子SR3と、は、電気的に直列に接続される。図17において、並列腕共振子は、共振子群510B及び共振子PR2~PR4である。共振子群510Bは、一方の端子が、配線電極522Aを介して入力端子521と電気的に接続され、他方の端子がグランド523と電気的に接続される。共振子PR2は、一方の端子が、共振子群510Aと共振子SR2とを結ぶ配線電極522Bに電気的に接続され、他方の端子がグランドと電気的に接続される。共振子PR3は、一方の端子が、共振子SR2と共振子SR3とを結ぶ配線電極に電気的に接続され、他方の端子がグランドと電気的に接続される。共振子PR4は、一方の端子が、配線電極を介して出力端子524と電気的に接続され、他方の端子がグランドと電気的に接続される。
 なお、本実施形態に係る弾性波装置500において、共振子群510Aは直列腕共振子であることに限られず、共振子群510Bは並列腕共振子であることに限られない。例えば、共振子群510Aが並列腕共振子であり、共振子群510Bが直列腕共振子であってもよい。
 共振子群510Aは、共振子501Aと共振子501Bとを有する。共振子501Aと共振子501Bは、直列接続された分割共振子である。直列接続された分割共振子とは、並列腕共振子を挟むことなく互いに直列に接続されている共振子を指す。共振子群510Aは、直列接続された分割共振子である共振子501A、501Bを設けることで、弾性波装置500において、圧電層502のクラック発生を低減でき、変形を抑制することができる。なお、共振子501A及び共振子501Bは、間引き電極で構成してもよい。これにより、弾性波装置500において、圧電層502のクラック発生を低減でき、変形を抑制することができる。共振子501Aと共振子501Bとは、圧電層502の第1の主面502aに設けられる機能電極と、Z方向に平面視して、少なくとも一部が機能電極に重なる部分の積層体とを有する。以下、共振子群510Aの機能電極とは、共振子501Aの機能電極及び共振子501Bの機能電極を指し、共振子群510Aの積層体とは、共振子501Aの積層体及び共振子501Bの積層体を指すものとして説明することがある。
 共振子501Aの機能電極は、電極指503Aと、バスバー電極505A、505Bを含む。電極指503Aは、Y方向についての端部が、バスバー電極505Aまたはバスバー電極505Bに接続される。共振子501Bの機能電極は、電極指503Bと、バスバー電極505B、505Cを含む。電極指503Bは、Y方向についての端部が、バスバー電極505Bまたはバスバー電極505Cに接続される。すなわち、共振子501Aと共振子501Bとは、バスバー電極505Bを共有している。これにより、共振子501Aと共振子501Bとが直列接続される。
 共振子群510Bは、共振子501Cと共振子501Dとを有する。共振子501Cと共振子501Dは、直列接続された分割共振子である。共振子501Aと共振子501Bとは、圧電層502の第1の主面502aに設けられる機能電極と、Z方向に平面視して、少なくとも一部が機能電極に重なる部分の積層体とを有する。以下、共振子群510Bの機能電極とは、共振子501Cの機能電極及び共振子501Dの機能電極を指し、共振子群510Bの積層体とは、共振子501Cの積層体及び共振子501Dの積層体を指すものとして説明することがある。
 共振子501Cの機能電極は、電極指503Cと、バスバー電極505D、505Eを含む。電極指503Cは、Y方向についての端部が、バスバー電極505Dまたはバスバー電極505Eに接続される。共振子501Dの機能電極は、電極指503Dと、バスバー電極505E、505Fを含む。電極指503Dは、Y方向についての端部が、バスバー電極505Eまたはバスバー電極505Fに接続される。すなわち、共振子501Cと共振子501Dとは、バスバー電極505Eを共有している。これにより、共振子501Cと共振子501Dとが直列接続される。
 ここで、共振子群510Aの共振子501A、501Bの面積は、共振子群510Bの共振子501C、501Dの面積に比べて小さくなっている。ここで、共振子の面積とは、電極指が並ぶ方向(Y方向)に見て、電極指同士が重なり合う交差領域が占める面積をいう。図14の例では、共振子501A~501Dの面積は、それぞれ交差領域C1~C4の面積である。すなわち、交差領域C1、C2の面積は、交差領域C3、C4の面積に比べ、小さいといえる。
 共振子群510Aの積層体の一部の支持部材には、空間部509Aが設けられている。図14の例において、空間部509Aは、「第1空間部」の一例である。空間部509Aは、Z方向に平面視して、第1配線領域と少なくとも一部が重なる位置に設けられる。より詳しくは、空間部509Aは、Z方向に平面視して共振子501A及び共振子501Bの機能電極と少なくとも一部が重なるように設けられる。すなわち、空間部509Aは、Z方向に平面視して、共振子501Aと共振子501Bとに跨って重なる位置に設けられるといえる。図14の例では、空間部509Aは、Z方向に平面視して、バスバー電極505Bと少なくとも一部が重なるように設けられる。
 共振子群510Bの積層体の一部の支持部材には、複数の空間部509B、509Cが設けられている。図14の例において、空間部509B,509Cは、「第2空間部」の一例である。空間部509B、509Cは、Z方向に平面視して、第2配線領域と少なくとも一部が重なる位置に設けられる。より詳しくは、空間部509Bは、Z方向に平面視して、共振子501Cの機能電極と少なくとも一部が重なるように設けられ、空間部509Cは、Z方向に平面視して、共振子501Dの機能電極と少なくとも一部が重なるように設けられる。すなわち、空間部509B、509Cは、Z方向に平面視して、共振子501Cと共振子501Dとに重なる位置にそれぞれ設けられるといえる。図14の例では、空間部509B及び空間部509Cは、Z方向に平面視して、バスバー電極505Eと少なくとも一部が重なるように設けられる。
 このように、面積が大きいために熱が逃げにくい共振子501C、501Dに対して、小さい面積の空間部509C、509Dが個別に設けられる。これにより、共振子群510Bの放熱性が向上しやすくなる。一方で、共振子面積が小さいため熱が逃げやすい共振子501A、501Bに対しては共通の空間部509Aが設けられる。これにより、弾性波装置500を小型にすることができる。
 本実施形態に係る弾性波装置は、図14に示す弾性波装置500に限られない。以下、図面を参照して本実施形態に係る弾性波装置の変形例を説明する。なお、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
 図18は、本実施形態に係る弾性波装置の第1変形例の一部を示す平面図である。図19は、図18のXIX-XIX線の断面図である。図20は、図18のXX-XX線の断面図である。図18~図20に示すように、本実施形態に係る弾性波装置は、面積の小さい共振子を含む共振子群に空間部が複数設けられ、面積の大きい共振子を含む共振子群に空間部が複数の共振子に跨るように設けられてもよい。以下、図面を用いて第1変形例に係る弾性波装置500Aについて説明する。
 第1変形例に係る弾性波装置は、共振子群510Aと共振子群510Bとが設けられた弾性波装置である。ここで、第1変形例において、共振子群510Bは「第1共振子群」の一例であり、共振子群510Bの共振子群510Aは「第2共振子群」の一例である。
 第1変形例に係る共振子群510Aの積層体の一部の支持部材には、複数の空間部509D、509Eが設けられている。第1変形例において、共振子群510Aの空間部509D,509Eは、「第2空間部」の一例である。空間部509D、509Eは、Z方向に平面視して、第1配線領域と少なくとも一部が重なる位置に設けられる。空間部509Dは、Z方向に平面視して、共振子501Aの機能電極と少なくとも一部が重なるように設けられ、空間部509Eは、Z方向に平面視して、共振子501Bの機能電極と少なくとも一部が重なるように設けられる。すなわち、空間部509D、509Eは、Z方向に平面視して、共振子501Aと共振子501Bとに重なる位置にそれぞれ設けられるといえる。ここで、空間部509D及び空間部509Eは、Z方向に平面視して、バスバー電極505Bと一部重なるように設けられる。
 第1変形例に係る共振子群510Bの積層体の一部の支持部材には、空間部509Fが設けられている。第1変形例において、空間部509Fは、「第1空間部」の一例である。空間部509Fは、Z方向に平面視して、第1配線領域と少なくとも一部が重なる位置に設けられる。空間部509Fは、Z方向に平面視して共振子501C及び共振子501Dの機能電極と少なくとも一部が重なるように設けられる。すなわち、空間部509Fは、Z方向に平面視して、共振子501Cと共振子501Dとに跨って重なる位置に設けられるといえる。ここで、空間部509Fは、Z方向に平面視して、バスバー電極505Eと少なくとも一部が重なるように設けられる。
 このように、大きい面積のバスバー電極を必要とする共振子501C、501Dに対して、共有するバスバー電極505EとZ方向に平面視して重なるように、共通の空間部509Aが設けられる。これにより、バスバー電極505Eから支持部材への漏洩波を低減することができるので、漏洩波に由来するリップルにより弾性波装置の特性が劣化することを抑制できる。一方で、バスバー電極が大きくないために漏洩波は小さいが、バスバー電極面積が小さいために放熱性が悪くなる共振子501A、501Bに対しては空間部509D、509Eが個別に設けられる。これにより、これらの共振子の放熱性を向上させることができる。
 図21は、本実施形態に係る弾性波装置の第2変形例の一部を示す平面図である。図22は、図21のXXII-XXII線の断面図である。図23は、z第2変形例に係る弾性波装置の回路図である。図21~図23に示すように、本実施形態に係る弾性波装置の共振子群は、並列に接続された共振子を含んでもよい。以下、図面を用いて第2変形例に係る弾性波装置500Bについて説明する。
 第2変形例に係る弾性波装置500Bは、共振子群510Cと共振子群510Bとが設けられた弾性波装置である。ここで、第2変形例に係る共振子群510Bの空間部は、空間部509B、509Cである。第2変形例において、共振子群510Cは「第1共振子群」の一例であり、共振子群510Bは「第2共振子群」の一例であり、共振子群510Bの空間部509B,509Cは、「第2空間部」の一例である。
 図23に示すように、共振子群510Cは、直列腕共振子である。直列腕共振子である共振子群510C及び直列腕共振子SR2、SR3は、一方の端子が入力端子521と電気的に接続され、他方の端子が出力端子524と電気的に接続される。ここで、共振子群510Cと、共振子SR2と、共振子SR3と、は、電気的に直列に接続される。
 なお、弾性波装置500Bにおいて、共振子群510Cは直列腕共振子であることに限られず、共振子群510Bは並列腕共振子であることに限られない。例えば、共振子群510Cが並列腕共振子であり、共振子群510Bが直列腕共振子であってもよい。
 第2変形例に係る共振子群510Cは、共振子501Eと共振子501Fとを有する。共振子501Eと共振子501Fは、並列接続された分割共振子である。並列接続された分割共振子とは、互いに並列に接続されている共振子を指す。共振子501Eと共振子501Fとは、圧電層502の第1の主面502aに設けられる機能電極と、Z方向に平面視して、少なくとも一部が機能電極に重なる部分の積層体とを有する。
 共振子501Eの機能電極は、電極指503Eと、バスバー電極505E、505Fを含む。電極指503Eは、Y方向についての端部が、バスバー電極505Gまたはバスバー電極505Hに接続される。共振子501Fの機能電極は、電極指503Fと、バスバー電極505G、505Hを含む。電極指503Fは、Y方向についての端部が、バスバー電極505Gまたはバスバー電極505Hに接続される。すなわち、共振子501Eと共振子501Fとは、バスバー電極505G及びバスバー電極505Hを共有している。これにより、共振子501Eと共振子501Fとが並列接続される。
 ここで、共振子群510Cの共振子501E、501Fの面積は、共振子群510Bの共振子501C、501Dの面積に比べて小さくなっている。図21の例では、共振子501E、501Fの面積は、それぞれ交差領域C5、C6の面積である。すなわち、交差領域C5、C6の面積は、交差領域C3、C4の面積に比べ、小さいといえる。
 共振子群510Cの積層体の一部の支持部材には、空間部509Gが設けられている。第2変形例において、空間部509Gは、「第1空間部」の一例である。空間部509Gは、Z方向に平面視して、第1配線領域と少なくとも一部が重なる位置に設けられる。より詳しくは、空間部509Gは、Z方向に平面視して共振子501E及び共振子501Fの機能電極と少なくとも一部が重なるように設けられる。すなわち、空間部509Gは、Z方向に平面視して、共振子501Eと共振子501Fとに跨って重なる位置に設けられるといえる。
 このように、面積が大きいために熱が逃げにくい共振子501C、501Dに対して、小さい面積の空間部509C、509Dが個別に設けられる。これにより、共振子群510Bの放熱性が向上しやすくなる。一方で、共振子面積が小さいために熱が逃げやすい共振子501E、501Fに対しては共通の空間部509Gが設けられる。これにより、弾性波装置500Bを小型にすることができる。
 図24は、本実施形態に係る弾性波装置の第3変形例の一部を示す平面図である。図25は、図24のXXV-XXV線の断面図である。図24、図25に示すように、本実施形態に係る弾性波装置の共振子群は、並列に接続された共振子を含み、面積の小さい共振子を含む共振子群に空間部が複数設けられ、面積の大きい共振子を含む共振子群に空間部が複数の共振子に跨るように設けられてもよい。以下、図面を用いて第3変形例に係る弾性波装置500Cについて説明する。
 第3変形例に係る弾性波装置500Cは、第2変形例に係る共振子群510Cと共振子群510Bとが設けられた弾性波装置である。ここで、第3変形例に係る共振子群510Bの空間部は、第1変形例に係る空間部509Fである。第3変形例において、共振子群510Bは「第1共振子群」の一例であり、共振子群510Bの空間部509Fは、「第1空間部」の一例であり、共振子群510Cは「第2共振子群」の一例である。
 第3変形例に係る共振子群510Cの積層体の一部の支持部材には、複数の空間部509H、509Iが設けられている。第3変形例において、空間部509H,509Iは、「第2空間部」の一例である。空間部509H、509Iは、Z方向に平面視して、第1配線領域と少なくとも一部が重なる位置に設けられる。空間部509Hは、Z方向に平面視して、共振子501Eの機能電極と少なくとも一部が重なるように設けられ、空間部509Iは、Z方向に平面視して、共振子501Fの機能電極と少なくとも一部が重なるように設けられる。すなわち、空間部509H、509Iは、Z方向に平面視して、共振子501Eと共振子501Fとに重なる位置にそれぞれ設けられるといえる。ここで、空間部509H及び空間部509Iは、Z方向に平面視して、バスバーと重なるように設けられる。
 このように、大きい面積のバスバー電極を必要とする共振子501C、501Dに対して、共有するバスバー電極505EとZ方向に平面視して重なるように、共通の空間部509Aが設けられる。これにより、バスバー電極505Eから支持部材への漏洩波を低減することができるので、漏洩波に由来するリップルにより弾性波装置の特性が劣化することを抑制できる。一方で、漏洩波が小さいためにバスバー電極の面積が小さく熱が逃げくい共振子501E、501Fに対しては空間部509H、509Iが個別に設けられる。これにより、これらの共振子の放熱性を向上させることができる。
 図26は、本実施形態に係る弾性波装置の第4変形例の一部を示す平面図である。図27は、図26のXXVII-XXVII線の断面図である。図28は、図26に係る弾性波装置の回路図である。図26~図28に示すように、第1共振子群及び第2共振子群は、いずれも並列に接続された共振子であってもよい。以下、図面を用いて第4変形例に係る弾性波装置500Dについて説明する。
 第4変形例に係る弾性波装置500Dは、第2変形例に係る共振子群510Cと共振子群510Dとが設けられた弾性波装置である。ここで、第4変形例に係る共振子群510Cの空間部は、第2変形例に係る空間部509Gである。第4変形例において、共振子群510Cは「第1共振子群」の一例であり、共振子群510Cの空間部509Gは、「第1空間部」の一例であり、共振子群510Dは「第2共振子群」の一例である。
 図26に示すように、共振子群510Dは、並列腕共振子である。共振子群510Dは、一方の端子が、配線電極522Aを介して入力端子521と電気的に接続され、他方の端子がグランド523と電気的に接続される。
 なお、弾性波装置500Dにおいて、共振子群510Cは直列腕共振子であることに限られず、共振子群510Dは並列腕共振子であることに限られない。例えば、共振子群510Cが並列腕共振子であり、共振子群510Dが直列腕共振子であってもよい。
 第4変形例に係る共振子群510Dは、共振子501Gと共振子501Hとを有する。共振子501Gと共振子501Hは、並列接続された分割共振子である。並列接続された分割共振子とは、互いに並列に接続されている共振子を指す。共振子501Gと共振子501Hとは、圧電層502の第1の主面502aに設けられる機能電極と、Z方向に平面視して、少なくとも一部が機能電極に重なる部分の積層体とを有する。
 共振子501Gの機能電極は、電極指503Gと、バスバー電極505E、505Fを含む。電極指503Gは、Y方向についての端部が、バスバー電極505Gまたはバスバー電極505Hに接続される。共振子501Hの機能電極は、電極指503Hと、バスバー電極505G、505Hを含む。電極指503Hは、Y方向についての端部が、バスバー電極505Gまたはバスバー電極505Hに接続される。すなわち、共振子501Gと共振子501Hとは、バスバー電極505G及びバスバー電極505Hを共有している。これにより、共振子501Gと共振子501Hとが並列接続される。
 ここで、共振子群510Cの共振子501E、501Fの面積は、共振子群510Dの共振子501G、501Hの面積に比べて小さくなっている。図26の例では、共振子501G、501Hの面積は、それぞれ交差領域C7、C8の面積である。すなわち、交差領域C5、C6の面積は、交差領域C7、C8の面積に比べ、小さいといえる。
 第4変形例に係る共振子群510Dの積層体の一部の支持部材には、複数の空間部509J、509Kが設けられている。第4変形例において、空間部509J,509Kは、「第2空間部」の一例である。空間部509J、509Kは、Z方向に平面視して、第1配線領域と少なくとも一部が重なる位置に設けられる。空間部509Jは、Z方向に平面視して、共振子501Gの機能電極と少なくとも一部が重なるように設けられ、空間部509Kは、Z方向に平面視して、共振子501Hの機能電極と少なくとも一部が重なるように設けられる。すなわち、空間部509J、509Kは、Z方向に平面視して、共振子501Gと共振子501Hとに重なる位置にそれぞれ設けられるといえる。ここで、空間部509J及び空間部509Kは、Z方向に平面視して、バスバーと重ならないように設けられる。
 このように、面積が大きいために熱が逃げにくい共振子501G、501Hに対して、小さい面積の空間部509G、509Hが個別に設けられる。これにより、共振子群510Dの放熱性が向上しやすくなる。一方で、共振子面積が小さいために熱が逃げやすい共振子501E、501Fに対しては共通の空間部509Gが設けられる。これにより、弾性波装置500Bを小型にすることができる。
 以上、本実施形態に係る弾性波装置の変形例を説明したが、本実施形態に係る弾性波装置は、弾性波装置500A~500Dに限られない。
 例えば、第4変形例に係る弾性波装置500Dでは、空間部509Gが複数の共振子501E、501Fにまたがるように設けられ、空間部509J、509Kが複数設けられるが、これに限られず、501E、501Fに対して空間部が複数設けられ、共振子501G、501Hに対して空間部が複数の共振子にまたがるように設けられてもよい。すなわち、共振子群510Cが「第2共振子群」であり、共振子群510Dが「第1共振子群」であってもよい。この場合、リップルによる特性劣化の抑制と弾性波装置の小型化とを両立することができる。
 また、弾性波装置500及び第1から第4変形例に係る弾性波装置500A~500Dでは、共振子群510A~510Dは直列腕共振子または並列腕共振子であるが、これに限られず、共振子群510A~510Dは、共振子群が送信用の共振子及び受信用共振子のいずれか一部であってもよい。
 以上説明したように、本実施形態に係る弾性波装置は、第1方向に厚みを有する支持基板を備える支持部材と、支持部材の第1方向に設けられた圧電層と、圧電層の第1方向に設けられる機能電極をそれぞれ有する複数の共振子と、を備え、複数の共振子は、第1配線領域に配置された複数の共振子を含む第1共振子群と、第1配線領域とは異なる第2配線領域に配置された複数の共振子を含む第2共振子群と、を含み、支持部材には、第1方向に平面視して、第1共振子群が含む複数の共振子に跨って重なる位置に第1空間部が設けられており、支持部材には、第1方向に平面視して、第2共振子群が含む共振子に重なる位置のそれぞれに第2空間部が複数設けられている。
 これにより、第1共振子群においては、バスバー電極から支持部材への漏洩波を低減することができるので、漏洩波に由来するリップルにより弾性波装置の特性が劣化することを抑制できる。また、第1共振子群の共振子は、第1空間部を共有することができ、第1共振子群を小型にすることができる。一方で、第2共振子群においては個別に第2空間部が設けられるので、放熱性を向上できる。したがって、弾性波装置の特性向上と小型化を両立することができる。
 また、第1共振子群の複数の共振子は、互いに直列接続されている分割共振子であり、第2共振子群の複数の共振子は、互いに直列接続されている分割共振子であってもよい。この場合においても、弾性波装置の特性向上と小型化を両立することができる。
 また、第1共振子群の複数の共振子は、互いに並列接続されている分割共振子であり、第2共振子群の複数の共振子は、互いに並列接続されている分割共振子であってもよい。この場合においても、弾性波装置の特性向上と小型化を両立することができる。
 また、第1共振子群の複数の共振子は、互いに並列接続されている分割共振子であり、第2共振子群の複数の共振子は、互いに直列接続されている分割共振子であってもよい。この場合においても、弾性波装置の特性向上と小型化を両立することができる。
 また、第1共振子群の複数の共振子は、互いに直列接続されている分割共振子であり、第2共振子群の複数の共振子は、互いに並列接続されている分割共振子であってもよい。この場合においても、弾性波装置の特性向上と小型化を両立することができる。
 また、第1共振子群の複数の共振子それぞれの面積は、第2共振子群の複数の共振子それぞれの面積よりも小さくてもよい。この場合、面積が大きいために熱が逃げにくい第2共振子の放熱性が向上しやすくなる。
 また、第1共振子群の複数の共振子それぞれの面積は、第2共振子群の複数の共振子それぞれの面積よりも大きくてもよい。この場合、大きい面積のバスバー電極を必要とする第1共振子において、バスバー電極から支持部材への漏洩波を低減することができるので、漏洩波に由来するリップルにより弾性波装置の特性が劣化することを抑制できる。
 望ましい態様として、機能電極は、1つ以上の電極指と、1つ以上の電極指がそれぞれ接続された複数のバスバー電極とを含み、第1共振子群の少なくとも1つの共振子が有する複数のバスバー電極は、第1方向に平面視して、第1空間部に重なるバスバー電極を含む。これにより、第1共振子群において、バスバー電極から支持部材への漏洩波を低減することができるので、漏洩波に由来するリップルにより弾性波装置の特性が劣化することをより抑制できる。
 また、入力端子と出力端子とを、結ぶ第1経路上に設けられた直列腕共振子と、第1経路上のノードとグラウンドとを結ぶ第2経路上に設けられた並列腕共振子と、を備え、直列腕共振子が第1共振子群であり、並列腕共振子が第2共振子群であってもよい。この場合においても、弾性波装置の特性向上と小型化を両立することができる。
 また、入力端子と出力端子とを結ぶ第1経路上に設けられた直列腕共振子と、第1経路上のノードとグラウンドとを結ぶ第2経路上に設けられた並列腕共振子と、を備え、直列腕共振子が第2共振子群であり、並列腕共振子が第1共振子群であってもよい。この場合においても、弾性波装置の特性向上と小型化を両立することができる。
 また、複数の共振子は、受信用のフィルタを構成していてもよい。また、複数の共振子は、送信用のフィルタを構成していてもよい。この場合においても、弾性波装置の特性向上と小型化を両立することができる。
 望ましい態様として、支持部材は、圧電層側に誘電体層を更に備え、第1空間部と第2空間部とは、誘電体層に設けられる。これにより、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
 望ましい態様として、機能電極は、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3と、第2方向に直交する第3方向に1つ以上の第1電極指3のいずれかと対向し、第2方向に延びる1つ以上の第2電極指と、を有し、圧電層2の厚みは、複数の第1電極指3と複数の第2電極指4のうち、隣り合う第1電極指3と第2電極指4との間の中心間距離をpとした場合に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)/900)1/2) または (0°±10°、20°~80°、[180°-60°(1-(θ-50)/900)1/2]~180°)  …式(2)
 (0°±10°、[180°-30°(1-(ψ-90)/8100)1/2]~180°、任意のψ)  …式(3)
 望ましい態様として、弾性波装置は、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。
 望ましい態様として、圧電層2の膜厚をd、隣り合う第1電極指3及び第2電極指4の中心間距離をpとした場合、d/pが0.5以下である。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は0.24以下である。これにより、弾性波装置1を小型化でき、かつQ値を高めることができる。
 望ましい態様として、隣り合う電極指3、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、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、板波を利用可能に構成されている。これにより、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
 望ましい態様として、機能電極は、第1方向に圧電層を挟む上部電極及び下部電極を含む。これにより、バルク波を良好に利用可能となる。
 望ましい態様として、第1配線領域及び第2配線領域は、同一の圧電層の領域である。これにより、弾性波装置を小型化できる。
 なお、上記した実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定して解釈するためのものではない。本開示は、その趣旨を逸脱することなく、変更/改良され得るとともに、本開示にはその等価物も含まれる。
1、101、301、401 弾性波装置
2 圧電層
2a 第1の主面
2b 第2の主面
3 電極指(第1電極指)
4 電極指(第2電極指)
5 バスバー電極(第1のバスバー電極)
6 バスバー電極(第2のバスバー電極)
7 誘電体層
8 支持基板
7a、8a 開口部
9 空間部
11 貫通孔
201 圧電層
201a 第1の主面
201b 第2の主面
251 第1領域
252 第2領域
310、311 反射器
410、411 機能電極
500、500A~500D 弾性波装置
501A~501H 共振子
502 圧電層
502a 第1の主面
502b 第2の主面
503A~503H 電極指
505A~505J バスバー電極
507 誘電体層
508 支持基板
509A~509K 空間部
510A~510D 共振子群
521 入力端子
522A~522B 配線電極
523 グランド
524 出力端子
C 励振領域
C1~C8 交差領域
PR2~PR4 共振子(並列腕共振子)
SR2、SR3 共振子(直列腕共振子)
VP1 仮想平面

Claims (22)

  1.  第1方向に厚みを有する支持基板を備える支持部材と、
     前記支持部材の前記第1方向に設けられた圧電層と、
     前記圧電層の前記第1方向に設けられる機能電極をそれぞれ有する複数の共振子と、
     を備え、
     前記複数の共振子は、第1配線領域に配置された複数の共振子を含む第1共振子群と、前記第1配線領域とは異なる第2配線領域に配置された複数の共振子を含む第2共振子群と、を含み、
     前記支持部材には、前記第1方向に平面視して、前記第1共振子群が含む複数の共振子に跨って重なる位置に第1空間部が設けられており、
     前記支持部材には、前記第1方向に平面視して、前記第2共振子群が含む共振子に重なる位置のそれぞれに第2空間部が複数設けられている、弾性波装置。
  2.  前記第1共振子群の複数の共振子は、互いに直列接続されている分割共振子であり、前記第2共振子群の複数の共振子は、互いに直列接続されている分割共振子である、請求項1に記載の弾性波装置。
  3.  前記第1共振子群の複数の共振子は、互いに並列接続されている分割共振子であり、前記第2共振子群の複数の共振子は、互いに並列接続されている分割共振子である、請求項1に記載の弾性波装置。
  4.  前記第1共振子群の複数の共振子は、互いに並列接続されている分割共振子であり、前記第2共振子群の複数の共振子は、互いに直列接続されている分割共振子である、請求項1に記載の弾性波装置。
  5.  前記第1共振子群の複数の共振子は、互いに直列接続されている分割共振子であり、前記第2共振子群の複数の共振子は、互いに並列接続されている分割共振子である、請求項1に記載の弾性波装置。
  6.  前記第1共振子群の複数の共振子それぞれの面積は、前記第2共振子群の複数の共振子それぞれの面積よりも小さい、請求項1から5のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  7.  前記第1共振子群の複数の共振子それぞれの面積は、前記第2共振子群の複数の共振子それぞれの面積よりも大きい、請求項1から5のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  8.  前記機能電極は、1つ以上の電極指と、前記1つ以上の電極指がそれぞれ接続された複数のバスバー電極とを含み、
     前記第1共振子群の少なくとも1つの共振子が有する前記複数のバスバー電極は、前記第1方向に平面視して、前記第1空間部に重なるバスバー電極を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  9.  入力端子と出力端子とを結ぶ第1経路上に設けられた直列腕共振子と、
    前記第1経路上のノードとグラウンドとを結ぶ第2経路上に設けられた並列腕共振子と、を備え、
     前記直列腕共振子が前記第1共振子群であり、
     前記並列腕共振子が前記第2共振子群である、請求項1から8のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  10.  入力端子と出力端子とを結ぶ第1経路上に設けられた直列腕共振子と、
    前記第1経路上のノードとグラウンドとを結ぶ第2経路上に設けられた並列腕共振子と、を備え、
     前記直列腕共振子が前記第2共振子群であり、
     前記並列腕共振子が前記第1共振子群である、請求項1から8のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  11.  前記複数の共振子は、受信用フィルタを構成している、請求項1に記載の弾性波装置。
  12.  前記複数の共振子は、送信用フィルタを構成している、請求項1に記載の弾性波装置。 
  13.  前記支持部材は、前記圧電層側に誘電体層を更に備え、
     前記第1空間部と前記第2空間部とは、前記誘電体層に設けられる、請求項1から12のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  14.  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電極指のいずれかと対向し、前記第2方向に延びる1つ以上の第2電極指と、を有し、
     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1から13のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  15.  前記圧電層が、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む、請求項14に記載の弾性波装置。
  16.  前記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15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)
  17.  主要波として厚み滑りモードのバルク波を利用可能な構成である、請求項14から16のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  18.  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17に記載の弾性波装置。
  19.  d/pが0.24以下である、請求項18に記載の弾性波装置。
  20.  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電極指のいずれかと対向し、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1つ以上の第1電極指及び前記1つ以上の第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12のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  21.  前記機能電極は、前記第1方向に前記圧電層を挟む上部電極及び下部電極を含む、請求項1から12のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  22.  前記第1配線領域及び前記第2配線領域は、同一の圧電層の領域である、請求項1から21のいずれか1項に記載の弾性波装置。
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