WO2022244635A1 - 圧電バルク波装置 - Google Patents

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WO2022244635A1
WO2022244635A1 PCT/JP2022/019657 JP2022019657W WO2022244635A1 WO 2022244635 A1 WO2022244635 A1 WO 2022244635A1 JP 2022019657 W JP2022019657 W JP 2022019657W WO 2022244635 A1 WO2022244635 A1 WO 2022244635A1
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WO
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wave device
piezoelectric
electrode fingers
electrode
piezoelectric layer
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PCT/JP2022/019657
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English (en)
French (fr)
Inventor
翔 永友
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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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to a piezoelectric bulk wave device.
  • a piezoelectric bulk wave device leakage of elastic waves may occur on the main surface of the piezoelectric layer.
  • the leakage of elastic waves is large in the direction in which the bulk wave excitation electrodes extend. Therefore, when the piezoelectric bulk acoustic wave device is used in a filter device, the insertion loss may increase.
  • An object of the present invention is to provide a piezoelectric bulk wave device capable of suppressing leakage of elastic waves on the main surface of the piezoelectric layer.
  • a piezoelectric bulk wave device comprises a support member including a support substrate, a piezoelectric layer provided on the support member and having first and second main surfaces facing each other, and the piezoelectric layer.
  • An IDT electrode having a pair of bus bars facing each other and a plurality of electrode fingers provided on the first main surface or the second main surface of the layer, and an acoustic reflection portion provided on the support member.
  • the acoustic reflection portion overlaps at least a portion of the IDT electrode in plan view, and when the thickness of the piezoelectric layer is d and the center-to-center distance between adjacent electrode fingers is p, d /p is 0.5 or less, and each of the pair of busbars includes at least one slit extending in a direction crossing the direction in which the electrode fingers extend.
  • the present invention it is possible to provide a piezoelectric bulk wave device capable of suppressing leakage of elastic waves from the main surface of the piezoelectric layer.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a piezoelectric bulk wave device according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view along the extending direction of the electrode fingers, showing the vicinity of the first gap of the IDT electrode according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between frequency and Q value in the first embodiment and comparative example of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing phase characteristics in the first embodiment and comparative example of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between w_S/g_IB and the impedance Rp at the antiresonance frequency.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a piezoelectric bulk wave device according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing the vicinity of the first gap of the IDT electrode in the first modification of the first embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing the vicinity of the first gap of the IDT electrode in the second modification of the first embodiment of the invention.
  • FIG. 9(a) is a schematic perspective view showing the external appearance of a piezoelectric bulk acoustic wave device that utilizes thickness-shear mode bulk waves
  • FIG. 9(b) is a plan view showing the electrode structure on the piezoelectric layer.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view along line AA in FIG. 9(a).
  • FIG. 11(a) is a schematic front cross-sectional view for explaining a Lamb wave propagating through the piezoelectric film of the piezoelectric bulk wave device
  • FIG. FIG. 4 is a schematic front cross-sectional view for explaining bulk waves in a thickness shear mode
  • FIG. 12 is a diagram showing amplitude directions of bulk waves in the thickness shear mode
  • FIG. 13 is a diagram showing resonance characteristics of a piezoelectric bulk acoustic wave device that utilizes a thickness-shear mode bulk acoustic wave.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between d/p and the fractional bandwidth of the resonator, where p is the center-to-center distance between adjacent electrodes and d is the thickness of the piezoelectric layer.
  • FIG. 15 is a plan view of a piezoelectric bulk wave device that utilizes thickness-shear mode bulk waves.
  • FIG. 16 is a diagram showing resonance characteristics of the piezoelectric bulk acoustic wave device of the reference example in which spurious appears.
  • FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the fractional bandwidth and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious.
  • FIG. 18 is a diagram showing the relationship between d/2p and the metallization ratio MR.
  • FIG. 19 is a diagram showing a map of fractional bandwidth with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
  • FIG. FIG. 20 is a front sectional view of a piezoelectric bulk wave device having an acoustic multilayer film.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the piezoelectric bulk wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II in FIG. Note that a dielectric film, which will be described later, is omitted in FIG.
  • the piezoelectric bulk wave device 10 has a piezoelectric substrate 12 and an IDT electrode 11 .
  • the piezoelectric substrate 12 has a support member 13 and a piezoelectric layer 14 .
  • the support member 13 includes a support substrate 16 and an insulating layer 15 .
  • An insulating layer 15 is provided on the support substrate 16 .
  • a piezoelectric layer 14 is provided on the insulating layer 15 .
  • the support member 13 may be composed of only the support substrate 16 .
  • the piezoelectric layer 14 has a first main surface 14a and a second main surface 14b.
  • the first main surface 14a and the second main surface 14b face each other.
  • the second principal surface 14b is located on the support member 13 side.
  • the material of the support substrate 16 for example, semiconductors such as silicon, ceramics such as aluminum oxide, and the like can be used. Any suitable dielectric, such as silicon oxide or tantalum pentoxide, can be used as the material for the insulating layer 15 .
  • materials for the piezoelectric layer 14 include lithium niobate, lithium tantalate, zinc oxide, aluminum nitride, crystal, and PZT (lead zirconate titanate). It should be noted that the piezoelectric layer 14 is preferably a lithium tantalate layer such as a LiTaO 3 layer or a lithium niobate layer such as a LiNbO 3 layer.
  • the support member 13 is provided with a hollow portion 13a. More specifically, through holes are continuously provided in the support substrate 16 and the insulating layer 15 .
  • a piezoelectric layer 14 is provided on the insulating layer 15 so as to close the through hole.
  • a hollow portion 13a is formed.
  • the cavity 13 a may be provided only in the insulating layer 15 , may be provided only in the support substrate 16 , or may be provided in both the support substrate 16 and the insulating layer 15 .
  • the hollow portion 13a of this embodiment is configured by a through hole. However, the hollow portion 13 a may be configured by a hollow portion provided in the support member 13 .
  • the IDT electrode 11 is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14. As shown in FIG. At least a portion of the IDT electrode 11 overlaps with the hollow portion 13a in plan view.
  • plan view means viewing from a direction corresponding to the upper direction in FIG. In FIG. 2, for example, between the support substrate 16 and the piezoelectric layer 14, the piezoelectric layer 14 side is the upper side.
  • the IDT electrode 11 has a first busbar 26 and a second busbar 27, and a plurality of first electrode fingers 28 and a plurality of second electrode fingers 29.
  • the IDT electrode 11 has a plurality of first gaps G1 and a plurality of second gaps G2 as gaps between the electrodes.
  • the first busbar 26 and the second busbar 27 face each other.
  • One ends of the plurality of first electrode fingers 28 are each connected to the first bus bar 26 .
  • the other ends of the plurality of first electrode fingers 28 are opposed to the second bus bar 27 with a second gap G2 interposed therebetween.
  • One ends of the plurality of second electrode fingers 29 are each connected to the second bus bar 27 .
  • the other ends of the plurality of second electrode fingers 29 are opposed to the first bus bar 26 across the first gap G1.
  • the plurality of first electrode fingers 28 and the plurality of second electrode fingers 29 are interleaved with each other.
  • the IDT electrode 11 may be composed of a single-layer metal film, or may be composed of a laminated metal film.
  • first busbar 26 and the second busbar 27 may be simply referred to as busbars.
  • the first electrode finger 28 and the second electrode finger 29 may be simply referred to as electrode fingers.
  • the electrode finger extending direction and the electrode finger facing direction are orthogonal to each other. is doing.
  • the first busbar 26 includes a plurality of slits 22. Each slit 22 reaches the piezoelectric layer 14 .
  • First bus bar 26 then includes a plurality of bar portions 24 . Adjacent bar portions 24 face each other across the slit 22 .
  • a plurality of first electrode fingers 28 are connected to the bar portion 24 closest to the second bus bar 27 among the plurality of bar portions 24 .
  • the plurality of bar portions 24 and the plurality of slits 22 extend in a direction intersecting the extending direction of the electrode fingers. In this embodiment, the direction in which the plurality of bar portions 24 and the plurality of slits 22 extend is orthogonal to the direction in which the electrode fingers extend.
  • the second busbar 27 includes multiple bar portions 25 and multiple slits 23 .
  • a plurality of second electrode fingers 29 are connected to the bar portion 25 located closest to the first bus bar 26 among the plurality of bar portions 25 .
  • the direction in which the plurality of bar portions 25 and the plurality of slits 23 extend is orthogonal to the direction in which the electrode fingers extend.
  • the number of bar portions in each bus bar is not particularly limited. Each bus bar may have at least two bar portions.
  • the IDT electrode 11 has a plurality of excitation regions C.
  • one of the plurality of excitation regions C is shown.
  • Elastic waves are excited in a plurality of excitation regions C by applying an AC voltage to the IDT electrodes 11 .
  • the piezoelectric bulk wave device 10 is configured to be able to use bulk waves in a thickness-shlip mode such as a thickness-shlip primary mode.
  • the excitation region C is a region where adjacent electrode fingers overlap each other when viewed from the electrode facing direction.
  • Each excitation region C is a region between a pair of electrode fingers. More specifically, the excitation region C is a region from the center of one electrode finger in the electrode facing direction to the center of the other electrode finger in the electrode facing direction.
  • d/p is 0.5 or less, where d is the thickness of the piezoelectric layer 14 and p is the center-to-center distance between adjacent electrode fingers. As a result, thickness-shear mode bulk waves are preferably excited.
  • a hollow portion 13a of the support member 13 shown in FIG. 2 is an acoustic reflection portion in the present invention.
  • the acoustic reflector can effectively confine the elastic wave to the piezoelectric layer 14 side.
  • An acoustic multilayer film, which will be described later, may be provided as the acoustic reflector.
  • each of the first bus bar 26 and the second bus bar 27 includes a plurality of slits extending in a direction intersecting with the extending direction of the electrode fingers.
  • each of the first busbar 26 and the second busbar 27 may include at least one slit.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view along the electrode finger extending direction, showing the vicinity of the first gap of the IDT electrode in the first embodiment.
  • the dimension of the first gap G1 along the extending direction of the electrode fingers is defined as gap length g_IB.
  • the dimension of the bar portion 24 of the first bus bar 26 along the extending direction of the electrode fingers is defined as the width w_B of the bar portion 24 .
  • the dimension of the slits 22 of the first bus bar 26 along the extending direction of the electrode fingers is defined as the width w_S of the slits 22 .
  • the gap length of the second gap G2 shown in FIG. 2 be g_IB
  • the width of the bar portion 25 of the second bus bar 27 be w_B
  • the width of the slit 23 be w_S.
  • the gap length g_IB is the distance between the bottom surface of the busbar and the bottom surface of the electrode finger.
  • Width w_B is the width of the bottom surface of the bar portion.
  • the width w_S is the distance between the bottom surfaces of the bar portions.
  • the bottom surfaces of the busbars and electrode fingers are surfaces on the piezoelectric layer side.
  • the widths w_B of the plurality of bar portions 24 are all the same.
  • the widths w_S of the plurality of slits 22 are all the same. Therefore, in the first bus bar 26, the plurality of bar portions 24 are arranged at regular intervals. The same applies to the second bus bar 27 as well.
  • the plurality of bar portions may not necessarily be arranged at regular intervals.
  • the interval between adjacent bar portions refers to the center-to-center distance between adjacent bar portions.
  • a plurality of bar portions having equal intervals means that the intervals of the plurality of bar portions are equal, and the widest interval among the intervals of the plurality of bar portions is 1.1 times the interval of each of the plurality of bar portions.
  • the Q value and phase characteristics were compared between the piezoelectric bulk wave device 10 having the configuration of the first embodiment and the comparative example.
  • the comparative example differs from the first embodiment in that each busbar does not include a slit.
  • w_S 5/4 ⁇ g_IB.
  • FEM (Finite Element Method) simulation was performed on the piezoelectric bulk wave device 10 of the first embodiment and the comparative example, and the relationship between the frequency, the Q value, and the phase was derived.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between frequency and Q value in the first embodiment and comparative example.
  • FIG. 5 is a diagram showing phase characteristics in the first embodiment and the comparative example.
  • the Q value is higher in the first embodiment than in the comparative example.
  • the Q value is particularly high near 5200 MHz to 5500 MHz.
  • the phase characteristics are improved in the high frequency range as compared to the comparative example.
  • the Q value is lowered and the phase characteristic is slightly deteriorated in the comparative example is due to the leakage of elastic waves from the main surface of the piezoelectric layer.
  • the Q value can be increased, and the phase characteristics are also good. That is, in the first embodiment, it is possible to suppress leakage of elastic waves from the main surface of the piezoelectric layer.
  • the first busbar 26 includes slits 22 and the second busbar 27 includes slits 23 . Therefore, even if the elastic wave propagates from the excitation region C in the extending direction of the electrode fingers, Bragg reflection of the elastic wave occurs in each of the first busbar 26 and the second busbar 27 . As a result, leakage of elastic waves from the main surface of the piezoelectric layer 14 can be suppressed, and the elastic waves can be effectively confined to the excitation region C side.
  • At least two slits 22 out of the plurality of slits 22 of the first bus bar 26 have the same width w_S, and at least three bar portions 24 out of the plurality of bar portions 24 are arranged at regular intervals. preferable. More preferably, all bar portions 24 are evenly spaced. The same applies to the second bus bar 27 as well. As a result, Bragg reflection of elastic waves can be caused more reliably, and leakage of elastic waves from the main surface of the piezoelectric layer 14 can be more reliably suppressed.
  • FEM simulation was performed for each case in which the ratio w_S/g_IB of the slit width w_S and the gap length g_IB was changed to obtain the impedance Rp at the anti-resonance frequency. More specifically, the relationship between w_S/g_IB and impedance Rp was derived. The larger the impedance Rp, the more the elastic wave leakage on the main surface of the piezoelectric layer 14 is suppressed.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between w_S/g_IB and the impedance Rp of the antiresonance frequency.
  • the impedance Rp periodically fluctuates when w_S/g_IB is changed. Therefore, the impedance Rp can be expressed as w_S/g_IB, or as a periodic function of w_S. For example, when w_S/g_IB is around an odd multiple of 1/4, the impedance Rp is large. More specifically, the impedance Rp is particularly large when the value of w_S/g_IB is within a range of ⁇ 1/8 centered on an odd multiple of 1/4.
  • w_S is ⁇ (1/4) ⁇ (2n ⁇ 1) ⁇ (1/8) ⁇ g_IB is preferably within the range of As a result, the Bragg reflection of the elastic wave propagating on the main surface of the piezoelectric layer 14 can be more reliably generated, and the leakage of the elastic wave on the main surface can be suppressed more reliably.
  • w_S is ⁇ (1/4) ⁇ (2m ⁇ 1) ⁇ (1/8) ⁇ g_IB in the second bus bar 27 and the second gap G2. preferably within the range.
  • the thickness of the portion of the piezoelectric layer 14 where the first bus bar 26 is provided and the portion where the first gap G1 is located are the same.
  • a portion of the piezoelectric layer 14 where the second bus bar 27 is provided and a portion where the second gap G2 is located have the same thickness.
  • the thickness of the portion of the piezoelectric layer 14 where the first bus bar 26 is provided and the portion where the first gap G1 is located may differ from each other.
  • the thickness of the portion of the piezoelectric layer 14 where the second bus bar 27 is provided and the portion where the second gap G2 is located may be different from each other.
  • the first bus bar 26 and the second bus bar 27 each include a slit, leakage of elastic waves on the surface of the piezoelectric layer 14 can be suppressed.
  • a dielectric film 17 is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14 so as to cover the IDT electrodes 11. As shown in FIG. As a result, the IDT electrode 11 is less likely to be damaged.
  • a material of the dielectric film 17 for example, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or the like can be used.
  • the thickness of the dielectric film 17 is thinner than the thickness of the IDT electrode 11 . Therefore, the thickness of the dielectric film 17 is thinner than the thickness of each bar portion of the first bus bar 26 and the second bus bar 27 . Note that the dielectric film 17 may not be provided.
  • the IDT electrode 11 is provided on the first principal surface 14 a of the piezoelectric layer 14 .
  • the IDT electrode 11 may be provided on the second principal surface 14 b of the piezoelectric layer 14 . In this case, leakage of elastic waves from the second main surface 14b of the piezoelectric layer 14 can be suppressed.
  • each bar portion of the first bus bar 26 and the second bus bar 27 has a linear shape in plan view.
  • the direction in which each bar portion and each slit extends is perpendicular to the direction in which the electrode fingers extend.
  • the configurations of the first busbar 26 and the second busbar 27 are not limited to the above.
  • a first modification and a second modification of the first embodiment are shown, which differ from the first embodiment only in the configuration of the first busbar and the second busbar.
  • the first modification and the second modification similarly to the first embodiment, it is possible to suppress leakage of elastic waves from the main surface of the piezoelectric layer.
  • the extending direction of the plurality of bar portions 24A and the plurality of slits 22A of the first bus bar 26A intersects and does not intersect the electrode finger extending direction. Note that the shape of the plurality of bar portions 24A in a plan view is linear.
  • the second busbar in this modified example is also configured in the same manner as the first busbar 26A.
  • the shape of the plurality of bar portions 24B of the first busbar 26B in plan view is curved. Therefore, the shape in plan view of the plurality of slits 22B is also curved.
  • the second busbar in this modified example is also configured in the same manner as the first busbar 26B.
  • a piezoelectric bulk wave device is one type of acoustic wave device.
  • the piezoelectric bulk wave device may be referred to as an elastic wave device.
  • the electrodes in the following examples correspond to the electrode fingers described above.
  • a support member in the following examples corresponds to the support substrate described above.
  • FIG. 9(a) is a schematic perspective view showing the external appearance of an elastic wave device that utilizes a thickness shear mode bulk wave
  • FIG. 9(b) is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer
  • FIG. 10 is a cross-sectional view along line AA in FIG. 9(a).
  • the acoustic wave device 1 has a piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3 .
  • the piezoelectric layer 2 may consist of LiTaO 3 .
  • the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is Z-cut, but may be rotational Y-cut or X-cut.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, it is preferably 40 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 50 nm or more and 1000 nm or less, in order to effectively excite the thickness-shear mode.
  • the piezoelectric layer 2 has first and second major surfaces 2a and 2b facing each other. Electrodes 3 and 4 are provided on the first main surface 2a.
  • the electrode 3 is an example of the "first electrode” and the electrode 4 is an example of the "second electrode”.
  • the multiple electrodes 3 are multiple first electrode fingers connected to the first bus bar 5 .
  • the multiple electrodes 4 are multiple second electrode fingers connected to the second bus bar 6 .
  • the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4 are interleaved with each other.
  • the electrodes 3 and 4 have a rectangular shape and have a length direction.
  • the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in a direction perpendicular to the length direction. Both the length direction of the electrodes 3 and 4 and the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 are directions crossing the thickness direction of the piezoelectric layer 2 .
  • the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in the direction crossing the thickness direction of the piezoelectric layer 2 .
  • the length direction of the electrodes 3 and 4 may be interchanged with the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 shown in FIGS. 9(a) and 9(b). That is, in FIGS. 9A and 9B, the electrodes 3 and 4 may extend in the direction in which the first busbar 5 and the second busbar 6 extend. In that case, the first busbar 5 and the second busbar 6 extend in the direction in which the electrodes 3 and 4 extend in FIGS. 9(a) and 9(b).
  • a plurality of pairs of structures in which an electrode 3 connected to one potential and an electrode 4 connected to the other potential are adjacent to each other are provided in a direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4.
  • the electrodes 3 and 4 are adjacent to each other, it does not mean that the electrodes 3 and 4 are arranged so as to be in direct contact with each other, but that the electrodes 3 and 4 are arranged with a gap therebetween. point to When the electrodes 3 and 4 are adjacent to each other, no electrodes connected to the hot electrode or the ground electrode, including the other electrodes 3 and 4, are arranged between the electrodes 3 and 4.
  • the logarithms need not be integer pairs, but may be 1.5 pairs, 2.5 pairs, or the like.
  • the center-to-center distance or pitch between the electrodes 3 and 4 is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the width of the electrodes 3 and 4, that is, the dimension of the electrodes 3 and 4 in the facing direction is preferably in the range of 50 nm or more and 1000 nm or less, more preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
  • the center-to-center distance between the electrodes 3 and 4 means the distance between the center of the dimension (width dimension) of the electrode 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 3 and the distance between the center of the electrode 4 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 4. It is the distance connecting the center of the dimension (width dimension) of
  • the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 is the direction perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric layer 2 .
  • “perpendicular” is not limited to being strictly perpendicular, but is substantially perpendicular (the angle formed by the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 and the polarization direction is, for example, 90° ⁇ 10°). within the range).
  • a supporting member 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 with an insulating layer 7 interposed therebetween.
  • the insulating layer 7 and the support member 8 have a frame shape and, as shown in FIG. 10, have through holes 7a and 8a.
  • a cavity 9 is thereby formed.
  • the cavity 9 is provided so as not to disturb the vibration of the excitation region C of the piezoelectric layer 2 . Therefore, the support member 8 is laminated on the second main surface 2b with the insulating layer 7 interposed therebetween at a position not overlapping the portion where at least one pair of electrodes 3 and 4 are provided. Note that the insulating layer 7 may not be provided. Therefore, the support member 8 can be directly or indirectly laminated to the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 .
  • the insulating layer 7 is made of silicon oxide. However, in addition to silicon oxide, suitable insulating materials such as silicon oxynitride and alumina can be used.
  • the support member 8 is made of Si. The plane orientation of the surface of Si on the piezoelectric layer 2 side may be (100), (110), or (111). It is desirable that the Si constituting the support member 8 has a high resistivity of 4 k ⁇ cm or more. However, the support member 8 can also be constructed using an appropriate insulating material or semiconductor material.
  • Materials for the support member 8 include, for example, aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric materials such as crystal, alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, and steer.
  • Various ceramics such as tight and forsterite, dielectrics such as diamond and glass, and semiconductors such as gallium nitride can be used.
  • the plurality of electrodes 3, 4 and the first and second bus bars 5, 6 are made of appropriate metals or alloys such as Al, AlCu alloys.
  • the electrodes 3 and 4 and the first and second bus bars 5 and 6 have a structure in which an Al film is laminated on a Ti film. Note that an adhesion layer other than the Ti film may be used.
  • d/p is 0.0, where d is the thickness of the piezoelectric layer 2 and p is the center-to-center distance between any one of the pairs of electrodes 3 and 4 adjacent to each other. 5 or less. Therefore, the thickness-shear mode bulk wave is effectively excited, and good resonance characteristics can be obtained. More preferably, d/p is 0.24 or less, in which case even better resonance characteristics can be obtained.
  • the elastic wave device 1 Since the elastic wave device 1 has the above configuration, even if the logarithm of the electrodes 3 and 4 is reduced in an attempt to reduce the size, the Q value is unlikely to decrease. This is because the propagation loss is small even if the number of electrode fingers in the reflectors on both sides is reduced. Moreover, the fact that the number of electrode fingers can be reduced is due to the fact that bulk waves in the thickness-shear mode are used. The difference between the Lamb wave used in the elastic wave device and the thickness shear mode bulk wave will be described with reference to FIGS. 11(a) and 11(b).
  • FIG. 11(a) is a schematic front cross-sectional view for explaining a Lamb wave propagating through a piezoelectric film of an acoustic wave device as described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-257019.
  • waves propagate through the piezoelectric film 201 as indicated by arrows.
  • the first main surface 201a and the second main surface 201b face each other, and the thickness direction connecting the first main surface 201a and the second main surface 201b is the Z direction. is.
  • the X direction is the direction in which the electrode fingers of the IDT electrodes are arranged.
  • the Lamb wave propagates in the X direction as shown.
  • the wave is generated on the first principal surface 2a and the second principal surface of the piezoelectric layer 2. 2b, ie, the Z direction, and resonates. That is, the X-direction component of the wave is significantly smaller than the Z-direction component. Further, since resonance characteristics are obtained by propagating waves in the Z direction, propagation loss is unlikely to occur even if the number of electrode fingers of the reflector is reduced. Furthermore, even if the number of electrode pairs consisting of the electrodes 3 and 4 is reduced in an attempt to promote miniaturization, the Q value is unlikely to decrease.
  • the amplitude direction of the bulk wave in the thickness-shear mode is opposite between the first region 451 included in the excitation region C of the piezoelectric layer 2 and the second region 452 included in the excitation region C.
  • FIG. 12 schematically shows bulk waves when a voltage is applied between the electrodes 3 and 4 so that the potential of the electrode 4 is higher than that of the electrode 3 .
  • the first region 451 is a region of the excitation region C between the first main surface 2a and a virtual plane VP1 that is perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer 2 and bisects the piezoelectric layer 2 .
  • the second region 452 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second main surface 2b.
  • the acoustic wave device 1 at least one pair of electrodes consisting of the electrodes 3 and 4 is arranged.
  • the number of electrode pairs need not be plural. That is, it is sufficient that at least one pair of electrodes is provided.
  • the electrode 3 is an electrode connected to a hot potential
  • the electrode 4 is an electrode connected to a ground potential.
  • electrode 3 may also be connected to ground potential and electrode 4 to hot potential.
  • at least one pair of electrodes is an electrode connected to a hot potential or an electrode connected to a ground potential, as described above, and no floating electrodes are provided.
  • FIG. 13 is a diagram showing resonance characteristics of the elastic wave device shown in FIG.
  • the design parameters of the elastic wave device 1 with this resonance characteristic are as follows.
  • Insulating layer 7 Silicon oxide film with a thickness of 1 ⁇ m.
  • Support member 8 Si.
  • the length of the excitation region C is the dimension along the length direction of the electrodes 3 and 4 of the excitation region C.
  • the inter-electrode distances of the electrode pairs consisting of the electrodes 3 and 4 are all the same in a plurality of pairs. That is, the electrodes 3 and 4 were arranged at equal pitches.
  • d/p is more preferably 0.5 or less, as described above. is less than or equal to 0.24. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between this d/p and the fractional bandwidth of the acoustic wave device as a resonator.
  • the specific bandwidth when d/p>0.5, even if d/p is adjusted, the specific bandwidth is less than 5%.
  • the specific bandwidth when d/p ⁇ 0.5, the specific bandwidth can be increased to 5% or more by changing d/p within that range. can be configured. Further, when d/p is 0.24 or less, the specific bandwidth can be increased to 7% or more.
  • d/p when adjusting d/p within this range, a resonator with a wider specific band can be obtained, and a resonator with a higher coupling coefficient can be realized. Therefore, by setting d/p to 0.5 or less, it is possible to construct a resonator having a high coupling coefficient using the thickness-shear mode bulk wave.
  • FIG. 15 is a plan view of an elastic wave device that utilizes thickness-shear mode bulk waves.
  • elastic wave device 31 a pair of electrodes having electrode 3 and electrode 4 is provided on first main surface 2 a of piezoelectric layer 2 .
  • K in FIG. 15 is the crossing width.
  • the number of pairs of electrodes may be one. Even in this case, if d/p is 0.5 or less, bulk waves in the thickness-shear mode can be effectively excited.
  • the adjacent excitation region C is an overlapping region when viewed in the direction in which any of the adjacent electrodes 3 and 4 are facing each other. It is desirable that the metallization ratio MR of the mating electrodes 3, 4 satisfy MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075. In that case, spurious can be effectively reduced. This will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
  • the metallization ratio MR will be explained with reference to FIG. 9(b).
  • the excitation region C is the portion surrounded by the dashed-dotted line.
  • the excitation region C is a region where the electrode 3 and the electrode 4 overlap each other when the electrodes 3 and 4 are viewed in a direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4, i.e., in a facing direction. 3 and an overlapping area between the electrodes 3 and 4 in the area between the electrodes 3 and 4 .
  • the area of the electrodes 3 and 4 in the excitation region C with respect to the area of the excitation region C is the metallization ratio MR. That is, the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallization portion to the area of the excitation region C.
  • MR may be the ratio of the metallization portion included in the entire excitation region to the total area of the excitation region.
  • FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the fractional bandwidth and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious when a large number of acoustic wave resonators are configured according to this embodiment. be.
  • the ratio band was adjusted by changing the film thickness of the piezoelectric layer and the dimensions of the electrodes.
  • FIG. 17 shows the results when a Z-cut LiNbO 3 piezoelectric layer is used, but the same tendency is obtained when piezoelectric layers with other cut angles are used.
  • the spurious is as large as 1.0.
  • the passband appear within. That is, like the resonance characteristic shown in FIG. 16, a large spurious component indicated by arrow B appears within the band. Therefore, the specific bandwidth is preferably 17% or less. In this case, by adjusting the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrodes 3 and 4, the spurious response can be reduced.
  • FIG. 18 is a diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
  • various elastic wave devices having different d/2p and MR were constructed, and the fractional bandwidth was measured.
  • the hatched portion on the right side of the dashed line D in FIG. 18 is the area where the fractional bandwidth is 17% or less.
  • FIG. 19 is a diagram showing a map of fractional bandwidth with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
  • FIG. The hatched portion in FIG. 19 is a region where a fractional bandwidth of at least 5% or more is obtained, and when the range of the region is approximated, the following formulas (1), (2) and (3) ).
  • Equation (1) (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, 0° to 60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ) or (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, [180 °-60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ] ⁇ 180°) Equation (2) (0° ⁇ 10°, [180°-30°(1-( ⁇ -90) 2 /8100) 1/2 ] ⁇ 180°, arbitrary ⁇ ) Equation (3)
  • the fractional band can be sufficiently widened, which is preferable.
  • the piezoelectric layer 2 is a lithium tantalate layer.
  • FIG. 20 is a front cross-sectional view of an elastic wave device having an acoustic multilayer film.
  • an acoustic multilayer film 42 is laminated on the second main surface 2 b of the piezoelectric layer 2 .
  • the acoustic multilayer film 42 has a laminated structure of low acoustic impedance layers 42a, 42c, 42e with relatively low acoustic impedance and high acoustic impedance layers 42b, 42d with relatively high acoustic impedance.
  • the thickness shear mode bulk wave can be confined in the piezoelectric layer 2 without using the cavity 9 in the elastic wave device 1 .
  • the elastic wave device 41 by setting d/p to 0.5 or less, it is possible to obtain resonance characteristics based on bulk waves in the thickness-shear mode.
  • the number of layers of the low acoustic impedance layers 42a, 42c, 42e and the high acoustic impedance layers 42b, 42d is not particularly limited. At least one of the high acoustic impedance layers 42b, 42d should be arranged farther from the piezoelectric layer 2 than the low acoustic impedance layers 42a, 42c, 42e.
  • the low acoustic impedance layers 42a, 42c, 42e and the high acoustic impedance layers 42b, 42d can be made of appropriate materials as long as the acoustic impedance relationship is satisfied.
  • Examples of materials for the low acoustic impedance layers 42a, 42c, and 42e include silicon oxide and silicon oxynitride.
  • Materials for the high acoustic impedance layers 42b and 42d include alumina, silicon nitride, and metals.
  • an acoustic multilayer film 42 shown in FIG. 20 may be provided between the supporting substrate and the piezoelectric layer.
  • low acoustic impedance layers and high acoustic impedance layers may be alternately laminated in the acoustic multilayer film 42 .
  • d/p is preferably 0.5 or less, and 0.24 or less. It is more preferable to have Thereby, even better resonance characteristics can be obtained. Furthermore, in the piezoelectric bulk acoustic wave devices of the first embodiment and each modified example that utilize thickness shear mode bulk waves, it is possible to satisfy MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075 as described above. preferable. In this case, spurious can be suppressed more reliably.
  • the piezoelectric layer in the piezoelectric bulk wave devices of the first embodiment and each modified example that utilizes thickness shear mode bulk waves is preferably a lithium niobate layer or a lithium tantalate layer.
  • the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of lithium niobate or lithium tantalate constituting the piezoelectric layer are within the range of the above formula (1), formula (2), or formula (3). is preferred. In this case, the fractional bandwidth can be widened sufficiently.
  • low acoustic impedance layers 42b, 42d high acoustic impedance layers 201... piezoelectric films 201a, 201b... first and second Main surfaces 451, 452 First and second regions C Excitation regions G1 and G2 First and second gaps VP1 Virtual plane

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Abstract

圧電層の主面における弾性波の漏洩を抑制することができる、圧電バルク波装置を提供する。　本発明に係る圧電バルク波装置１０は、支持基板を含む支持部材１３と、支持部材１３上に設けられており、対向し合う第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂを有する圧電層１４と、圧電層１４の第１の主面１４ａまたは第２の主面１４ｂに設けられており、対向し合う第１，第２のバスバー２６，２７（１対のバスバー）と、複数の電極指とを有するＩＤＴ電極１１とを備える。支持部材１３に音響反射部が設けられている。音響反射部が、平面視において、ＩＤＴ電極１１の少なくとも一部と重なっている。圧電層１４の厚みをｄ、隣り合う電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である。第１，第２のバスバー２６，２７がそれぞれ、電極指が延びる方向と交叉する方向に延びる、少なくとも１本のスリット２２，２４を含む。

Description

圧電バルク波装置
　本発明は、圧電バルク波装置に関する。
　従来、圧電バルク波装置などの弾性波装置は、携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。近年においては、下記の特許文献１に記載のような、厚み滑りモードのバルク波を用いた圧電バルク波装置が提案されている。この圧電バルク波装置においては、支持体上に圧電層が設けられている。圧電層上に、対となる電極が設けられている。対となる電極は圧電層上において互いに対向しており、かつ互いに異なる電位に接続される。上記電極間に交流電圧を印加することにより、厚み滑りモードのバルク波を励振させている。
米国特許第１０４９１１９２号明細書
　圧電バルク波装置においては、圧電層の主面において、弾性波の漏洩が生じることがある。特に、バルク波の励振用の電極が延びる方向において、弾性波の漏洩が大きい。そのため、圧電バルク波装置をフィルタ装置に用いる場合に、挿入損失が大きくなるおそれがある。
　本発明の目的は、圧電層の主面における弾性波の漏洩を抑制することができる、圧電バルク波装置を提供することにある。
　本発明に係る圧電バルク波装置は、支持基板を含む支持部材と、前記支持部材上に設けられており、対向し合う第１の主面及び第２の主面を有する圧電層と、前記圧電層の第１の主面または第２の主面に設けられており、対向し合う１対のバスバーと、複数の電極指とを有するＩＤＴ電極とを備え、前記支持部材に音響反射部が設けられており、前記音響反射部が、平面視において、前記ＩＤＴ電極の少なくとも一部と重なっており、前記圧電層の厚みをｄ、隣り合う前記電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、前記１対のバスバーがそれぞれ、前記電極指が延びる方向と交叉する方向に延びる、少なくとも１本のスリットを含む。
　本発明によれば、圧電層の主面における弾性波の漏洩を抑制することができる、圧電バルク波装置を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧電バルク波装置の模式的平面図である。 図２は、図１中のＩ－Ｉ線に沿う模式的断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態におけるＩＤＴ電極の第１のギャップ付近を示す、電極指延伸方向に沿う模式的断面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態及び比較例における周波数とＱ値との関係を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施形態及び比較例における位相特性を示す図である。 図６は、ｗ＿Ｓ／ｇ＿ＩＢと、反共振周波数のインピーダンスＲｐとの関係を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例におけるＩＤＴ電極の第１のギャップ付近を示す模式的平面図である。 図８は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例におけるＩＤＴ電極の第１のギャップ付近を示す模式的平面図である。 図９（ａ）は、厚み滑りモードのバルク波を利用する圧電バルク波装置の外観を示す略図的斜視図であり、図９（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図である。 図１０は、図９（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。 図１１（ａ）は、圧電バルク波装置の圧電膜を伝搬するラム波を説明するための模式的正面断面図であり、図１１（ｂ）は、圧電バルク波装置における、圧電膜を伝搬する厚み滑りモードのバルク波を説明するための模式的正面断面図である。 図１２は、厚み滑りモードのバルク波の振幅方向を示す図である。 図１３は、厚み滑りモードのバルク波を利用する圧電バルク波装置の共振特性を示す図である。 図１４は、隣り合う電極の中心間距離をｐ、圧電層の厚みをｄとした場合のｄ／ｐと共振子としての比帯域との関係を示す図である。 図１５は、厚み滑りモードのバルク波を利用する圧電バルク波装置の平面図である。 図１６は、スプリアスが現れている参考例の圧電バルク波装置の共振特性を示す図である。 図１７は、比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す図である。 図１８は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲとの関係を示す図である。 図１９は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，θ，ψ）に対する比帯域のマップを示す図である。 図２０は、音響多層膜を有する圧電バルク波装置の正面断面図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧電バルク波装置の模式的平面図である。図２は、図１中のＩ－Ｉ線に沿う模式的断面図である。なお、図１においては、後述する誘電体膜を省略している。
　図１に示すように、圧電バルク波装置１０は、圧電性基板１２と、ＩＤＴ電極１１とを有する。図２に示すように、圧電性基板１２は、支持部材１３と、圧電層１４とを有する。本実施形態では、支持部材１３は、支持基板１６と、絶縁層１５とを含む。支持基板１６上に絶縁層１５が設けられている。絶縁層１５上に圧電層１４が設けられている。もっとも、支持部材１３は支持基板１６のみにより構成されていてもよい。
　圧電層１４は第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂを有する。第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂは互いに対向している。第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂのうち、第２の主面１４ｂが支持部材１３側に位置している。
　支持基板１６の材料としては、例えば、シリコンなどの半導体や、酸化アルミニウムなどのセラミックスなどを用いることができる。絶縁層１５の材料としては、酸化ケイ素または五酸化タンタルなどの、適宜の誘電体を用いることができる。圧電層１４の材料としては、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、水晶、またはＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などを用いることができる。なお、圧電層１４は、ＬｉＴａＯ３層などのタンタル酸リチウム層、またはＬｉＮｂＯ３層などのニオブ酸リチウム層であることが好ましい。
　支持部材１３には、空洞部１３ａが設けられている。より具体的には、支持基板１６及び絶縁層１５に、連続的に貫通孔が設けられている。絶縁層１５上に、貫通孔を塞ぐように、圧電層１４が設けられている。これにより、空洞部１３ａが構成されている。なお、空洞部１３ａは、絶縁層１５のみに設けられていてもよく、支持基板１６のみに設けられていてもよく、あるいは、支持基板１６及び絶縁層１５の双方に設けられていてもよい。本実施形態の空洞部１３ａは、貫通孔により構成されている。もっとも、空洞部１３ａは、支持部材１３に設けられた中空部により構成されていてもよい。
　圧電層１４の第１の主面１４ａに、ＩＤＴ電極１１が設けられている。平面視において、ＩＤＴ電極１１の少なくとも一部が空洞部１３ａと重なっている。本明細書において平面視とは、図２における上方に相当する方向から見ることをいう。図２においては、例えば、支持基板１６及び圧電層１４のうち、圧電層１４側が上方である。
　図１に示すように、ＩＤＴ電極１１は、第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７と、複数の第１の電極指２８及び複数の第２の電極指２９とを有する。ＩＤＴ電極１１は、電極間のギャップとしての、複数の第１のギャップＧ１及び複数の第２のギャップＧ２を有する。第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７は互いに対向している。複数の第１の電極指２８の一端はそれぞれ、第１のバスバー２６に接続されている。複数の第１の電極指２８の他端はそれぞれ、第２のギャップＧ２を隔てて、第２のバスバー２７と対向している。複数の第２の電極指２９の一端はそれぞれ、第２のバスバー２７に接続されている。複数の第２の電極指２９の他端はそれぞれ、第１のギャップＧ１を隔てて、第１のバスバー２６と対向している。複数の第１の電極指２８及び複数の第２の電極指２９は互いに間挿し合っている。ＩＤＴ電極１１は、単層の金属膜からなっていてもよく、積層金属膜からなっていてもよい。
　以下においては、第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７を単にバスバーと記載することがある。第１の電極指２８及び第２の電極指２９を単に電極指と記載することがある。複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向とし、隣り合う電極指同士が互いに対向する方向を電極指対向方向としたときに、本実施形態では、電極指延伸方向及び電極指対向方向は直交している。
　第１のバスバー２６は複数のスリット２２を含む。各スリット２２は圧電層１４に至っている。そして、第１のバスバー２６は複数のバー部分２４を含む。隣り合うバー部分２４同士は、スリット２２を隔てて互いに対向している。複数のバー部分２４のうち、最も第２のバスバー２７側に位置しているバー部分２４に、複数の第１の電極指２８が接続されている。複数のバー部分２４及び複数のスリット２２は、電極指延伸方向と交叉する方向に延びている。本実施形態では、複数のバー部分２４及び複数のスリット２２が延びる方向は、電極指延伸方向と直交している。
　同様に、第２のバスバー２７は、複数のバー部分２５及び複数のスリット２３を含む。複数のバー部分２５のうち、最も第１のバスバー２６側に位置しているバー部分２５に、複数の第２の電極指２９が接続されている。複数のバー部分２５及び複数のスリット２３が延びる方向は、電極指延伸方向と直交している。なお、各バスバーにおけるバー部分の本数は特に限定されない。各バスバーはそれぞれ、少なくとも２本以上のバー部分を有していればよい。
　ＩＤＴ電極１１は複数の励振領域Ｃを有する。図１においては、複数の励振領域Ｃのうちの１つを示す。ＩＤＴ電極１１に交流電圧を印加することにより、複数の励振領域Ｃにおいて弾性波が励振される。圧電バルク波装置１０は、例えば厚み滑り１次モードなどの、厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されている。励振領域Ｃは、電極対向方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域である。なお、各励振領域Ｃはそれぞれ、１対の電極指間の領域である。より詳細には、励振領域Ｃは、一方の電極指の電極対向方向における中心から、他方の電極指の電極対向方向における中心までの領域である。
　圧電バルク波装置１０においては、圧電層１４厚みをｄ、隣り合う電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である。これにより、厚み滑りモードのバルク波が好適に励振される。
　図２に示す支持部材１３の空洞部１３ａは、本発明における音響反射部である。音響反射部により、弾性波を圧電層１４側に効果的に閉じ込めることができる。なお、音響反射部として、後述する音響多層膜が設けられていてもよい。
　図１に戻り、本実施形態の特徴は、第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７がそれぞれ、電極指延伸方向と交叉する方向に延びる、複数のスリットを含むことにある。なお、第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７はそれぞれ、少なくとも１本のスリットを含んでいればよい。それによって、圧電層１４の主面における弾性波の漏洩を抑制することができる。より具体的には、本実施形態では、圧電層１４の第１の主面１４ａにおける弾性波の漏洩を抑制することができる。これにより、圧電バルク波装置１０のＱ値を高めることができる。この詳細を以下において説明する。
　図３は、第１の実施形態におけるＩＤＴ電極の第１のギャップ付近を示す、電極指延伸方向に沿う模式的断面図である。
　以下においては、第１のギャップＧ１の電極指延伸方向に沿う寸法を、ギャップ長ｇ＿ＩＢとする。第１のバスバー２６のバー部分２４の電極指延伸方向に沿う寸法を、バー部分２４の幅ｗ＿Ｂとする。第１のバスバー２６のスリット２２の電極指延伸方向に沿う寸法を、スリット２２の幅ｗ＿Ｓとする。同様に、図２に示す第２のギャップＧ２のギャップ長をｇ＿ＩＢ、第２のバスバー２７のバー部分２５の幅をｗ＿Ｂ、スリット２３の幅をｗ＿Ｓとする。
　なお、本明細書においては、ギャップ長ｇ＿ＩＢは、バスバーの底面及び電極指の底面の間の距離である。幅ｗ＿Ｂは、バー部分の底面の幅である。幅ｗ＿Ｓは、バー部分の底面同士の間の距離である。バスバー及び電極指の底面とは、圧電層側の面である。
　圧電バルク波装置１０の第１のバスバー２６においては、複数のバー部分２４の幅ｗ＿Ｂは全て同じである。複数のスリット２２の幅ｗ＿Ｓは全て同じである。そのため、第１のバスバー２６において、複数のバー部分２４は等間隔に配置されている。第２のバスバー２７においても同様である。なお、第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７のそれぞれにおいて、複数のバー部分は必ずしも等間隔に配置されていなくともよい。
　本明細書において、隣り合うバー部分同士の間隔は、隣り合うバー部分同士の中心間距離をいう。複数のバー部分が等間隔であるとは、複数のバー部分の間隔が等しい場合の他、複数のバー部分の間隔のうち最も広い間隔が、複数のバー部分のそれぞれの間隔の１．１倍以下である場合を含むものとする。例えば、５本のバー部分同士のそれぞれの間隔がＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４であり、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４であるとき、Ｌ１／Ｌ２、Ｌ１／Ｌ３及びＬ１／Ｌ４がいずれも１．１以下であるとする。この場合、該５本のバー部分が等間隔に配置されているものとする。
　第１の実施形態の構成を有する圧電バルク波装置１０と、比較例とにおいて、Ｑ値及び位相特性を比較した。比較例は、各バスバーがスリットを含まない点において第１の実施形態と異なる。なお、該比較に係る第１の実施形態の圧電バルク波装置１０においては、ｗ＿Ｓ＝５／４×ｇ＿ＩＢとした。第１の実施形態の圧電バルク波装置１０及び比較例においてそれぞれＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ　Ｅｌｅｍｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ）シミュレーションを行い、周波数と、Ｑ値及び位相との関係を導出した。
　図４は、第１の実施形態及び比較例における周波数とＱ値との関係を示す図である。図５は、第１の実施形態及び比較例における位相特性を示す図である。
　図４に示すように、第１の実施形態においては、比較例よりもＱ値が高いことがわかる。第１の実施形態においては、特に５２００ＭＨｚ～５５００ＭＨｚ付近においてＱ値が高い。さらに、図５に示すように、第１の実施形態では、比較例よりも、周波数が高い領域において位相特性が改善されていることがわかる。
　比較例においてＱ値が低くなること、及び位相特性に若干の劣化が見られることは、圧電層の主面において弾性波が漏洩することによる。これに対して、第１の実施形態においては、Ｑ値を高めることができており、位相特性も良好である。すなわち、第１の実施形態においては、圧電層の主面における弾性波の漏洩を抑制することができる。
　図１に示すように、第１の実施形態においては、第１のバスバー２６がスリット２２を含み、第２バスバー２７がスリット２３を含む。そのため、励振領域Ｃから電極指延伸方向に弾性波が伝搬したとしても、第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７のそれぞれにおいて、弾性波のブラッグ反射が生じる。それによって、圧電層１４の主面における弾性波の漏洩を抑制することができ、弾性波を励振領域Ｃ側に効果的に閉じ込めることができる。
　第１のバスバー２６の複数のスリット２２のうち少なくとも２本のスリット２２の幅ｗ＿Ｓが同じであり、複数のバー部分２４のうち少なくとも３本のバー部分２４が等間隔に配置されていることが好ましい。全てのバー部分２４が等間隔に配置されていることがより好ましい。第２のバスバー２７においても同様である。それによって、弾性波のブラッグ反射をより確実に生じさせることができ、圧電層１４の主面における弾性波の漏洩をより確実に抑制することができる。
　さらに、第１の実施形態において、スリットの幅ｗ＿Ｓ及びギャップ長ｇ＿ＩＢの比ｗ＿Ｓ／ｇ＿ＩＢを異ならせたそれぞれの場合において、ＦＥＭシミュレーションを行い、反共振周波数のインピーダンスＲｐを求めた。より具体的には、ｗ＿Ｓ／ｇ＿ＩＢ及びインピーダンスＲｐの関係を導出した。インピーダンスＲｐが大きいほど、圧電層１４の主面における弾性波の漏洩が抑制されている。
　図６は、ｗ＿Ｓ／ｇ＿ＩＢと、反共振周波数のインピーダンスＲｐとの関係を示す図である。
　図６に示すように、インピーダンスＲｐは、ｗ＿Ｓ／ｇ＿ＩＢを変化させると、周期的に変動している。よって、インピーダンスＲｐは、ｗ＿Ｓ／ｇ＿ＩＢ、あるいはｗ＿Ｓの周期関数として表わすことができる。例えば、ｗ＿Ｓ／ｇ＿ＩＢが１／４の奇数倍付近となる場合に、インピーダンスＲｐが大きくなっている。より具体的には、ｗ＿Ｓ／ｇ＿ＩＢの値が、１／４の奇数倍を中央とした、±１／８の範囲内の値である場合において、インピーダンスＲｐが特に大きい。このことから、ｎを任意の自然数としたときに、第１のバスバー２６及び第１のギャップＧ１において、ｗ＿Ｓが｛（１／４）×（２ｎ－１）±（１／８）｝×ｇ＿ＩＢの範囲内であることが好ましい。それによって、圧電層１４の主面において伝搬する弾性波のブラッグ反射をより確実に生じさせることができ、該主面における弾性波の漏洩をより確実に抑制することができる。
　同様に、ｍを任意の自然数としたときに、第２のバスバー２７及び第２のギャップＧ２において、ｗ＿Ｓが｛（１／４）×（２ｍ－１）±（１／８）｝×ｇ＿ＩＢの範囲内であることが好ましい。それによって、圧電層１４の主面における弾性波の漏洩をより確実に抑制することができる。
　第１の実施形態においては、圧電層１４における、第１のバスバー２６が設けられている部分と、第１のギャップＧ１が位置する部分との厚みは同じである。圧電層１４における、第２のバスバー２７が設けられている部分と、第２のギャップＧ２が位置する部分との厚みは同じである。もっとも、圧電層１４における、第１のバスバー２６が設けられている部分と、第１のギャップＧ１が位置する部分との厚みは互いに異なっていてもよい。圧電層１４における、第２のバスバー２７が設けられている部分と、第２のギャップＧ２が位置する部分との厚みは互いに異なっていてもよい。この場合においても、第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７がそれぞれスリットを含むことにより、圧電層１４の表面における弾性波の漏洩を抑制することができる。
　ところで、図２に示すように、第１の実施形態においては、圧電層１４の第１の主面１４ａに、ＩＤＴ電極１１を覆うように、誘電体膜１７が設けられている。これにより、ＩＤＴ電極１１が破損し難い。誘電体膜１７の材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素などを用いることができる。第１の実施形態においては、誘電体膜１７の厚みは、ＩＤＴ電極１１の厚みよりも薄い。よって、誘電体膜１７の厚みは、第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７における各バー部分の厚みよりも薄い。なお、誘電体膜１７は設けられていなくともよい。
　ＩＤＴ電極１１は、圧電層１４の第１の主面１４ａに設けられている。もっとも、ＩＤＴ電極１１は、圧電層１４の第２の主面１４ｂに設けられていてもよい。この場合には、圧電層１４の第２の主面１４ｂにおける弾性波の漏洩を抑制することができる。
　図１に示すように、第１の実施形態においては、第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７の各バー部分の平面視における形状は直線状である。各バー部分及び各スリットが延びる方向は、電極指延伸方向と直交している。もっとも、第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７の構成は上記に限定されない。以下において、第１のバスバー及び第２のバスバーの構成のみが第１の実施形態と異なる、第１の実施形態の第１の変形例及び第２の変形例を示す。第１の変形例及び第２の変形例においても、第１の実施形態と同様に、圧電層の主面における弾性波の漏洩を抑制することができる。
　図７に示す第１の変形例においては、第１のバスバー２６Ａの複数のバー部分２４Ａ及び複数のスリット２２Ａが延びる方向は、電極指延伸方向と交叉しており、かつ直交していない。なお、複数のバー部分２４Ａの平面視における形状は直線状である。図示しないが、本変形例における第２のバスバーも、第１のバスバー２６Ａと同様に構成されている。
　図８に示す第２の変形例においては、第１のバスバー２６Ｂの複数のバー部分２４Ｂの平面視における形状は曲線状である。よって、複数のスリット２２Ｂの平面視における形状も曲線状である。図示しないが、本変形例における第２のバスバーも、第１のバスバー２６Ｂと同様に構成されている。
　以下において、各バスバーがスリットを含まない例を用いて、厚み滑りモードの詳細を説明する。圧電バルク波装置は、弾性波装置の１種である。以下においては、圧電バルク波装置を、弾性波装置と記載することがある。なお、以下の例における電極は、上記電極指に相当する。以下の例における支持部材は、上記支持基板に相当する。
　図９（ａ）は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の外観を示す略図的斜視図であり、図９（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図であり、図１０は、図９（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。
　弾性波装置１は、ＬｉＮｂＯ３からなる圧電層２を有する。圧電層２は、ＬｉＴａＯ３からなるものであってもよい。ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３のカット角は、Ｚカットであるが、回転ＹカットやＸカットであってもよい。圧電層２の厚みは、特に限定されないが、厚み滑りモードを効果的に励振するには、４０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であることがより好ましい。圧電層２は、対向し合う第１，第２の主面２ａ，２ｂを有する。第１の主面２ａ上に、電極３及び電極４が設けられている。ここで電極３が「第１電極」の一例であり、電極４が「第２電極」の一例である。図９（ａ）及び図９（ｂ）では、複数の電極３が、第１のバスバー５に接続されている複数の第１の電極指である。複数の電極４は、第２のバスバー６に接続されている複数の第２の電極指である。複数の電極３及び複数の電極４は、互いに間挿し合っている。電極３及び電極４は、矩形形状を有し、長さ方向を有する。この長さ方向と直交する方向において、電極３と、隣りの電極４とが対向している。電極３，４の長さ方向、及び、電極３，４の長さ方向と直交する方向はいずれも、圧電層２の厚み方向に交叉する方向である。このため、電極３と、隣りの電極４とは、圧電層２の厚み方向に交叉する方向において対向しているともいえる。また、電極３，４の長さ方向が図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す電極３，４の長さ方向に直交する方向と入れ替わってもよい。すなわち、図９（ａ）及び図９（ｂ）において、第１のバスバー５及び第２のバスバー６が延びている方向に電極３，４を延ばしてもよい。その場合、第１のバスバー５及び第２のバスバー６は、図９（ａ）及び図９（ｂ）において電極３，４が延びている方向に延びることとなる。そして、一方電位に接続される電極３と、他方電位に接続される電極４とが隣り合う１対の構造が、上記電極３，４の長さ方向と直交する方向に、複数対設けられている。ここで電極３と電極４とが隣り合うとは、電極３と電極４とが直接接触するように配置されている場合ではなく、電極３と電極４とが間隔を介して配置されている場合を指す。また、電極３と電極４とが隣り合う場合、電極３と電極４との間には、他の電極３，４を含む、ホット電極やグラウンド電極に接続される電極は配置されない。この対数は、整数対である必要はなく、１．５対や２．５対などであってもよい。電極３，４間の中心間距離すなわちピッチは、１μｍ以上、１０μｍ以下の範囲が好ましい。また、電極３，４の幅、すなわち電極３，４の対向方向の寸法は、５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲であることが好ましく、１５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲であることがより好ましい。なお、電極３，４間の中心間距離とは、電極３の長さ方向と直交する方向における電極３の寸法（幅寸法）の中心と、電極４の長さ方向と直交する方向における電極４の寸法（幅寸法）の中心とを結んだ距離となる。
　また、弾性波装置１では、Ｚカットの圧電層を用いているため、電極３，４の長さ方向と直交する方向は、圧電層２の分極方向に直交する方向となる。圧電層２として他のカット角の圧電体を用いた場合には、この限りでない。ここにおいて、「直交」とは、厳密に直交する場合のみに限定されず、略直交（電極３，４の長さ方向と直交する方向と分極方向とのなす角度が例えば９０°±１０°の範囲内）でもよい。
　圧電層２の第２の主面２ｂ側には、絶縁層７を介して支持部材８が積層されている。絶縁層７及び支持部材８は、枠状の形状を有し、図１０に示すように、貫通孔７ａ，８ａを有する。それによって、空洞部９が形成されている。空洞部９は、圧電層２の励振領域Ｃの振動を妨げないために設けられている。従って、上記支持部材８は、少なくとも１対の電極３，４が設けられている部分と重ならない位置において、第２の主面２ｂに絶縁層７を介して積層されている。なお、絶縁層７は設けられずともよい。従って、支持部材８は、圧電層２の第２の主面２ｂに直接または間接に積層され得る。
　絶縁層７は、酸化ケイ素からなる。もっとも、酸化ケイ素の他、酸窒化ケイ素、アルミナなどの適宜の絶縁性材料を用いることができる。支持部材８は、Ｓｉからなる。Ｓｉの圧電層２側の面における面方位は（１００）や（１１０）であってもよく、（１１１）であってもよい。支持部材８を構成するＳｉは、抵抗率４ｋΩｃｍ以上の高抵抗であることが望ましい。もっとも、支持部材８についても適宜の絶縁性材料や半導体材料を用いて構成することができる。
　支持部材８の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、マグネシア、サファイア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、窒化ガリウムなどの半導体などを用いることができる。
　上記複数の電極３，４及び第１，第２のバスバー５，６は、Ａｌ、ＡｌＣｕ合金などの適宜の金属もしくは合金からなる。本実施形態では、電極３，４及び第１，第２のバスバー５，６は、Ｔｉ膜上にＡｌ膜を積層した構造を有する。なお、Ｔｉ膜以外の密着層を用いてもよい。
　駆動に際しては、複数の電極３と、複数の電極４との間に交流電圧を印加する。より具体的には、第１のバスバー５と第２のバスバー６との間に交流電圧を印加する。それによって、圧電層２において励振される厚み滑りモードのバルク波を利用した、共振特性を得ることが可能とされている。また、弾性波装置１では、圧電層２の厚みをｄ、複数対の電極３，４のうちいずれかの隣り合う電極３，４の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐは０．５以下とされている。そのため、上記厚み滑りモードのバルク波が効果的に励振され、良好な共振特性を得ることができる。より好ましくは、ｄ／ｐは０．２４以下であり、その場合には、より一層良好な共振特性を得ることができる。
　弾性波装置１では、上記構成を備えるため、小型化を図ろうとして、電極３，４の対数を小さくしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。これは、両側の反射器における電極指の本数を少なくしても、伝搬ロスが少ないためである。また、上記電極指の本数を少なくできるのは、厚み滑りモードのバルク波を利用していることによる。弾性波装置で利用したラム波と、上記厚み滑りモードのバルク波の相違を、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）を参照して説明する。
　図１１（ａ）は、日本公開特許公報　特開２０１２－２５７０１９号公報に記載のような弾性波装置の圧電膜を伝搬するラム波を説明するための模式的正面断面図である。ここでは、圧電膜２０１中を矢印で示すように波が伝搬する。ここで、圧電膜２０１では、第１の主面２０１ａと、第２の主面２０１ｂとが対向しており、第１の主面２０１ａと第２の主面２０１ｂとを結ぶ厚み方向がＺ方向である。Ｘ方向は、ＩＤＴ電極の電極指が並んでいる方向である。図１１（ａ）に示すように、ラム波では、波が図示のように、Ｘ方向に伝搬していく。板波であるため、圧電膜２０１が全体として振動するものの、波はＸ方向に伝搬するため、両側に反射器を配置して、共振特性を得ている。そのため、波の伝搬ロスが生じ、小型化を図った場合、すなわち電極指の対数を少なくした場合、Ｑ値が低下する。
　これに対して、図１１（ｂ）に示すように、弾性波装置１では、振動変位は厚み滑り方向であるから、波は、圧電層２の第１の主面２ａと第２の主面２ｂとを結ぶ方向、すなわちＺ方向にほぼ伝搬し、共振する。すなわち、波のＸ方向成分がＺ方向成分に比べて著しく小さい。そして、このＺ方向の波の伝搬により共振特性が得られるため、反射器の電極指の本数を少なくしても、伝搬損失は生じ難い。さらに、小型化を進めようとして、電極３，４からなる電極対の対数を減らしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。
　なお、厚み滑りモードのバルク波の振幅方向は、図１２に示すように、圧電層２の励振領域Ｃに含まれる第１領域４５１と、励振領域Ｃに含まれる第２領域４５２とで逆になる。図１２では、電極３と電極４との間に、電極４が電極３よりも高電位となる電圧が印加された場合のバルク波を模式的に示してある。第１領域４５１は、励振領域Ｃのうち、圧電層２の厚み方向に直交し圧電層２を２分する仮想平面ＶＰ１と、第１の主面２ａとの間の領域である。第２領域４５２は、励振領域Ｃのうち、仮想平面ＶＰ１と、第２の主面２ｂとの間の領域である。
　上記のように、弾性波装置１では、電極３と電極４とからなる少なくとも１対の電極が配置されているが、Ｘ方向に波を伝搬させるものではないため、この電極３，４からなる電極対の対数は複数対ある必要はない。すなわち、少なくとも１対の電極が設けられてさえおればよい。
　例えば、上記電極３がホット電位に接続される電極であり、電極４がグラウンド電位に接続される電極である。もっとも、電極３がグラウンド電位に、電極４がホット電位に接続されてもよい。本実施形態では、少なくとも１対の電極は、上記のように、ホット電位に接続される電極またはグラウンド電位に接続される電極であり、浮き電極は設けられていない。
　図１３は、図１０に示す弾性波装置の共振特性を示す図である。なお、この共振特性を得た弾性波装置１の設計パラメータは以下の通りである。
　圧電層２：オイラー角（０°，０°，９０°）のＬｉＮｂＯ３、厚み＝４００ｎｍ。
　電極３と電極４の長さ方向と直交する方向に視たときに、電極３と電極４とが重なっている領域、すなわち励振領域Ｃの長さ＝４０μｍ、電極３，４からなる電極の対数＝２１対、電極間中心距離＝３μｍ、電極３，４の幅＝５００ｎｍ、ｄ／ｐ＝０．１３３。
　絶縁層７：１μｍの厚みの酸化ケイ素膜。
　支持部材８：Ｓｉ。
　なお、励振領域Ｃの長さとは、励振領域Ｃの電極３，４の長さ方向に沿う寸法である。
　本実施形態では、電極３，４からなる電極対の電極間距離は、複数対において全て等しくした。すなわち、電極３と電極４とを等ピッチで配置した。
　図１３から明らかなように、反射器を有しないにも関わらず、比帯域が１２．５％である良好な共振特性が得られている。
　ところで、上記圧電層２の厚みをｄ、電極３と電極４との電極の中心間距離をｐとした場合、前述したように、本実施形態では、ｄ／ｐは０．５以下、より好ましくは０．２４以下である。これを、図１４を参照して説明する。
　図１３に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しｄ／ｐを変化させ、複数の弾性波装置を得た。図１４は、このｄ／ｐと、弾性波装置の共振子としての比帯域との関係を示す図である。
　図１４から明らかなように、ｄ／ｐ＞０．５では、ｄ／ｐを調整しても、比帯域は５％未満である。これに対して、ｄ／ｐ≦０．５の場合には、その範囲内でｄ／ｐを変化させれば、比帯域を５％以上とすることができ、すなわち高い結合係数を有する共振子を構成することができる。また、ｄ／ｐが０．２４以下の場合には、比帯域を７％以上と高めることができる。加えて、ｄ／ｐをこの範囲内で調整すれば、より一層比帯域の広い共振子を得ることができ、より一層高い結合係数を有する共振子を実現することができる。従って、ｄ／ｐを０．５以下とすることにより、上記厚み滑りモードのバルク波を利用した、高い結合係数を有する共振子を構成し得ることがわかる。
　図１５は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の平面図である。弾性波装置３１では、圧電層２の第１の主面２ａ上において、電極３と電極４とを有する１対の電極が設けられている。なお、図１５中のＫが交叉幅となる。前述したように、本発明の弾性波装置では、電極の対数は１対であってもよい。この場合においても、上記ｄ／ｐが０．５以下であれば、厚み滑りモードのバルク波を効果的に励振することができる。
　弾性波装置１では、好ましくは、複数の電極３，４において、いずれかの隣り合う電極３，４が対向している方向に視たときに重なっている領域である励振領域Ｃに対する、上記隣り合う電極３，４のメタライゼーション比ＭＲが、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たすことが望ましい。その場合には、スプリアスを効果的に小さくすることができる。これを、図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は、上記弾性波装置１の共振特性の一例を示す参考図である。矢印Ｂで示すスプリアスが、共振周波数と反共振周波数との間に現れている。なお、ｄ／ｐ＝０．０８として、かつＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，０°，９０°）とした。また、上記メタライゼーション比ＭＲ＝０．３５とした。
　メタライゼーション比ＭＲを、図９（ｂ）を参照して説明する。図９（ｂ）の電極構造において、１対の電極３，４に着目した場合、この１対の電極３，４のみが設けられるとする。この場合、一点鎖線で囲まれた部分が励振領域Ｃとなる。この励振領域Ｃとは、電極３と電極４とを、電極３，４の長さ方向と直交する方向すなわち対向方向に見たときに電極３における電極４と重なり合っている領域、電極４における電極３と重なり合っている領域、及び、電極３と電極４との間の領域における電極３と電極４とが重なり合っている領域である。そして、この励振領域Ｃの面積に対する、励振領域Ｃ内の電極３，４の面積が、メタライゼーション比ＭＲとなる。すなわち、メタライゼーション比ＭＲは、メタライゼーション部分の面積の励振領域Ｃの面積に対する比である。
　なお、複数対の電極が設けられている場合、励振領域の面積の合計に対する全励振領域に含まれているメタライゼーション部分の割合をＭＲとすればよい。
　図１７は本実施形態に従って、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す図である。なお、比帯域については、圧電層の膜厚や電極の寸法を種々変更し、調整した。また、図１７は、ＺカットのＬｉＮｂＯ３からなる圧電層を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電層を用いた場合においても、同様の傾向となる。
　図１７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１７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１６に示す共振特性のように、矢印Ｂで示す大きなスプリアスが帯域内に現れる。よって、比帯域は１７％以下であることが好ましい。この場合には、圧電層２の膜厚や電極３，４の寸法などを調整することにより、スプリアスを小さくすることができる。
　図１８は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲと、比帯域との関係を示す図である。上記弾性波装置において、ｄ／２ｐと、ＭＲが異なる様々な弾性波装置を構成し、比帯域を測定した。図１８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１８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１９は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，θ，ψ）に対する比帯域のマップを示す図である。図１９のハッチングを付して示した部分が、少なくとも５％以上の比帯域が得られる領域であり、当該領域の範囲を近似すると、下記の式（１）、式（２）及び式（３）で表される範囲となる。
　（０°±１０°，０°～２０°，任意のψ）　　…式（１）
　（０°±１０°，２０°～８０°，０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　または　（０°±１０°，２０°～８０°，［１８０°－６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２］～１８０°）　　…式（２）
　（０°±１０°，［１８０°－３０°（１－（ψ－９０）２／８１００）１／２］～１８０°，任意のψ）　　…式（３）
　従って、上記式（１）、式（２）または式（３）のオイラー角範囲の場合、比帯域を十分に広くすることができ、好ましい。圧電層２がタンタル酸リチウム層である場合も同様である。
　図２０は、音響多層膜を有する弾性波装置の正面断面図である。
　弾性波装置４１では、圧電層２の第２の主面２ｂに音響多層膜４２が積層されている。音響多層膜４２は、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層４２ａ，４２ｃ，４２ｅと、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層４２ｂ，４２ｄとの積層構造を有する。音響多層膜４２を用いた場合、弾性波装置１における空洞部９を用いずとも、厚み滑りモードのバルク波を圧電層２内に閉じ込めることができる。弾性波装置４１においても、上記ｄ／ｐを０．５以下とすることにより、厚み滑りモードのバルク波に基づく共振特性を得ることができる。なお、音響多層膜４２においては、その低音響インピーダンス層４２ａ，４２ｃ，４２ｅ及び高音響インピーダンス層４２ｂ，４２ｄの積層数は特に限定されない。低音響インピーダンス層４２ａ，４２ｃ，４２ｅよりも、少なくとも１層の高音響インピーダンス層４２ｂ，４２ｄが圧電層２から遠い側に配置されておりさえすればよい。
　上記低音響インピーダンス層４２ａ，４２ｃ，４２ｅ及び高音響インピーダンス層４２ｂ，４２ｄは、上記音響インピーダンスの関係を満たす限り、適宜の材料で構成することができる。例えば、低音響インピーダンス層４２ａ，４２ｃ，４２ｅの材料としては、酸化ケイ素または酸窒化ケイ素などを挙げることができる。また、高音響インピーダンス層４２ｂ，４２ｄの材料としては、アルミナ、窒化ケイ素または金属などを挙げることができる。
　第１の実施形態及び各変形例の圧電バルク波装置においては、例えば、支持基板及び圧電層の間に、図２０に示す音響多層膜４２が設けられていてもよい。この場合、音響多層膜４２において、低音響インピーダンス層と高音響インピーダンス層とが交互に積層されていればよい。
　厚み滑りモードのバルク波を利用する第１の実施形態及び各変形例の圧電バルク波装置においては、上記のように、ｄ／ｐが０．５以下であることが好ましく、０．２４以下であることがより好ましい。それによって、より一層良好な共振特性を得ることができる。さらに、厚み滑りモードのバルク波を利用する第１の実施形態及び各変形例の圧電バルク波装置においては、上記のように、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たすことが好ましい。この場合には、スプリアスをより確実に抑制することができる。
　厚み滑りモードのバルク波を利用する第１の実施形態及び各変形例の圧電バルク波装置における圧電層は、ニオブ酸リチウム層またはタンタル酸リチウム層であることが好ましい。そして、該圧電層を構成しているニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムのオイラー角（φ，θ，ψ）が、上記の式（１）、式（２）または式（３）の範囲にあることが好ましい。この場合、比帯域を十分に広くすることができる。
１…弾性波装置
２…圧電層
２ａ，２ｂ…第１，第２の主面
３，４…電極
５，６…第１，第２のバスバー
７…絶縁層
７ａ…貫通孔
８…支持部材
８ａ…貫通孔
９…空洞部
１０…圧電バルク波装置
１１…ＩＤＴ電極
１２…圧電性基板
１３…支持部材
１３ａ…空洞部
１４…圧電層
１４ａ，１４ｂ…第１，第２の主面
１５…絶縁層
１６…支持基板
１７…誘電体膜
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２３…スリット
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２５…バー部分
２６，２６Ａ，２６Ｂ…第１のバスバー
２７…第２のバスバー
２８，２９…第１，第２の電極指
３１，４１…弾性波装置
４２…音響多層膜
４２ａ，４２ｃ，４２ｅ…低音響インピーダンス層
４２ｂ，４２ｄ…高音響インピーダンス層
２０１…圧電膜
２０１ａ，２０１ｂ…第１，第２の主面
４５１，４５２…第１，第２領域
Ｃ…励振領域
Ｇ１，Ｇ２…第１，第２のギャップ
ＶＰ１…仮想平面

Claims (11)

  1. 　支持基板を含む支持部材と、
    　前記支持部材上に設けられており、対向し合う第１の主面及び第２の主面を有する圧電層と、
    　前記圧電層の第１の主面または第２の主面に設けられており、対向し合う１対のバスバーと、複数の電極指と、を有するＩＤＴ電極と、
    を備え、
    　前記支持部材に音響反射部が設けられており、前記音響反射部が、平面視において、前記ＩＤＴ電極の少なくとも一部と重なっており、
    　前記圧電層の厚みをｄ、隣り合う前記電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、
    　前記１対のバスバーがそれぞれ、前記電極指が延びる方向と交叉する方向に延びる、少なくとも１本のスリットを含む、圧電バルク波装置。
  2. 　前記１対のバスバーがそれぞれ、複数の前記スリットを含む、請求項１に記載の圧電バルク波装置。
  3. 　前記１対のバスバーがそれぞれ、前記スリットを隔てて対向し合う複数のバー部分を含み、
    　前記複数のスリットのうち少なくとも２本のスリットが同じ幅であり、前記複数のバー部分のうち少なくとも３本のバー部分が等間隔に配置されている、請求項２に記載の圧電バルク波装置。
  4. 　前記１対のバスバーが第１のバスバー及び第２のバスバーであり、前記複数の電極指が、複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有し、前記複数の第２の電極指の一端がそれぞれ、前記第２のバスバーに接続されており、前記複数の第２の電極指の他端がそれぞれ、前記第１のバスバーと第１のギャップを隔てて対向しており、前記複数の第１の電極指の一端がそれぞれ、前記第１のバスバーに接続されており、前記複数の第１の電極指の他端がそれぞれ、前記第２のバスバーと第２のギャップを隔てて対向しており、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が互いに間挿し合っており、
    　前記複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向とし、前記第１のギャップ及び前記第２のギャップの前記電極指延伸方向に沿う寸法をｇ＿ＩＢ、前記第１のバスバー及び前記第２のバスバーのスリットの幅をｗ＿Ｓとし、ｎを任意の自然数としたときに、前記第１のバスバー及び前記第１のギャップにおいて、前記ｗ＿Ｓが｛（１／４）×（２ｎ－１）±（１／８）｝×ｇ＿ＩＢの範囲内である、請求項３に記載の圧電バルク波装置。
  5. 　ｍを任意の自然数としたときに、前記第２のバスバー及び前記第２のギャップにおいて、前記ｗ＿Ｓが｛（１／４）×（２ｍ－１）±（１／８）｝×ｇ＿ＩＢの範囲内である、請求項４に記載の圧電バルク波装置。
  6. 　前記音響反射部が空洞部である、請求項１～５のいずれか１項に記載の圧電バルク波装置。
  7. 　前記音響反射部が音響多層膜であり、
    　前記音響多層膜が、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層と、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層と、を有し、
    　前記高音響インピーダンス層と前記低音響インピーダンス層とが交互に積層されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の圧電バルク波装置。
  8. 　ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１～７のいずれか１項に記載の圧電バルク波装置。
  9. 　隣り合う前記電極指が対向する方向から見たときに、前記隣り合う電極指同士が重なり合う領域が励振領域であり、前記励振領域に対する、前記少なくとも１対の電極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１～８のいずれか項に記載の圧電バルク波装置。
  10. 　前記圧電層が、タンタル酸リチウム層またはニオブ酸リチウム層である、請求項１～９のいずれか１項に記載の圧電バルク波装置。
  11. 　前記圧電層としての前記ニオブ酸リチウム層または前記タンタル酸リチウム層のオイラー角（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１０に記載の圧電バルク波装置。
    　（０°±１０°，０°～２０°，任意のψ）　　…式（１）
    　（０°±１０°，２０°～８０°，０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　または　（０°±１０°，２０°～８０°，［１８０°－６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２］～１８０°）　　…式（２）
    　（０°±１０°，［１８０°－３０°（１－（ψ－９０）２／８１００）１／２］～１８０°，任意のψ）　　…式（３）
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