WO2022259935A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2022259935A1
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aluminum nitride
nitride film
elastic wave
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健太郎 中村
哲也 木村
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株式会社村田製作所
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    • H03H2003/021—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the air-gap type

Definitions

  • the present invention relates to an acoustic wave device having an aluminum nitride film containing scandium.
  • Patent Document 1 discloses a BAW (Bulk Acoustic Wave) device using an aluminum nitride film to which scandium is added.
  • BAW Bulk Acoustic Wave
  • electrodes for applying an AC electric field are provided on the upper and lower surfaces of the ScAlN film.
  • a cavity is provided below the ScAlN film.
  • Patent Document 2 listed below.
  • the piezoelectricity improves as the concentration of Sc increases.
  • the ScAlN film may warp or peel off.
  • the characteristics of the elastic wave device may deteriorate.
  • the piezoelectric characteristics may deteriorate.
  • An object of the present invention is to provide an acoustic wave device having an aluminum nitride film containing scandium, which is less likely to warp or peel off, and less likely to deteriorate in piezoelectric characteristics.
  • the present invention includes a scandium-containing aluminum nitride film, and an electrode provided on the scandium-containing aluminum nitride film, wherein the scandium-containing aluminum nitride film has a short distance determined by approximating an ellipse.
  • the diameter side is taken as the grain size, and when the average grain size is calculated for the area-weighted average grain size, the grain size between adjacent crystal grains growing in a columnar shape or between crystal grains with different crystal orientations is calculated.
  • an aluminum nitride film containing microparticles having a size equal to or less than 1/2 of the average grain size of all crystal grains, wherein the number of crystal grains in the microparticle group contains the scandium 50% or more of the total number of crystal grains in the elastic wave device.
  • an elastic wave device having an aluminum nitride film containing scandium, which is less likely to warp or peel off, and less likely to deteriorate in piezoelectric characteristics.
  • FIG. 1(a) and 1(b) are a front cross-sectional view and a plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front cross-sectional view schematically showing the distribution of crystal orientation in the ScAlN film of the acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • 3 is a photograph of an inverse pole figure orientation map showing the distribution of crystal orientation in the ScAlN film in Example 1.
  • FIG. FIG. 4 is a schematic front cross-sectional view for explaining the distribution of crystal grains in the inverse pole figure orientation map shown in FIG. 5 is a diagram showing the grain size distribution of crystal grains in Example 1.
  • FIG. 1(a) and 1(b) are a front cross-sectional view and a plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front cross-sectional view schematically showing the distribution of crystal orientation in the ScAlN film of the acoustic wave device according
  • FIG. 6 is a photograph of an inverse pole figure orientation map showing the distribution of crystal orientation in the ScAlN film in Example 2.
  • FIG. 7 is a schematic front sectional view for explaining the distribution of crystal grains in the inverse pole figure orientation map shown in FIG. 8 is a diagram showing the grain size distribution of crystal grains in Example 2.
  • FIG. 9 is a photograph of an inverse pole figure orientation map showing the distribution of crystal orientation in the ScAlN film in Example 3.
  • FIG. 10 is a schematic front sectional view for explaining the distribution of crystal grains in the inverse pole figure orientation map shown in FIG. 11 is a diagram showing the grain size distribution of crystal grains in Example 3.
  • FIG. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the Sc concentration and the area-weighted mean particle size.
  • FIG. 13 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 14 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 15 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the crystal grain size in the present invention.
  • FIG. 1(a) is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1(b) is a plan view thereof.
  • the elastic wave device 1 has a support substrate 2 .
  • a concave portion is provided on the upper surface of the support substrate 2 .
  • An aluminum nitride (ScAlN) film 3 containing scandium is laminated so as to cover the concave portion of the upper surface of the support substrate 2 .
  • ScAlN film 3 has a first main surface 3a and a second main surface 3b opposite to first main surface 3a.
  • a first main surface 3 a is laminated on the upper surface of the support substrate 2 .
  • a cavity 6 is thereby provided.
  • the elastic wave device 1 has an upper electrode 5 and a lower electrode 4 as electrodes.
  • a lower electrode 4 is provided on the first main surface 3a.
  • An upper electrode 5 is provided on the second main surface 3b.
  • the upper electrode 5 and the lower electrode 4 overlap each other with the ScAlN film 3 interposed therebetween. This overlapping area is the excitation area.
  • a BAW Bulk Acoustic Wave
  • the elastic wave device 1 has an ScAlN film 3 as a piezoelectric film, and is a BAW device in which the elastic waves propagating through the ScAlN film 3 are mainly BAW.
  • the cavity 6 is provided so as not to interfere with BAW excitation in the ScAlN film 3 . Therefore, the cavity 6 is positioned below the excitation region.
  • the support substrate 2 is made of an appropriate insulator or semiconductor. Examples of such materials include silicon, glass, GaAs, ceramics, and crystal. In this embodiment, the support substrate 2 is a high resistance silicon substrate.
  • the upper electrode 5 and lower electrode 4 are made of an appropriate metal or alloy. Such materials include metals such as Ti, Mo, Ru, W, Al, Pt, Ir, Cu, Cr, and Sc, and alloys using these metals. Also, the upper electrode 5 and the lower electrode 4 may be a laminate of a plurality of metal films.
  • the ScAlN film 3 can be formed by an appropriate method such as sputtering or CVD.
  • the ScAlN film 3 is formed using an RF magnetron sputtering apparatus.
  • a first target made of Al and a second target made of Sc are used, and the sputtering is performed in a nitrogen gas atmosphere. That is, the ScAlN film is formed by the binary sputtering method.
  • the degree of orientation of the ScAlN film can be controlled by adjusting the sputtering conditions.
  • Sputtering conditions include the magnitude of RF power, gas pressure, gas flow rate, composition or purity of target material, and the like.
  • the orientation of the formed ScAlN film can be confirmed using ASTAR (registered trademark).
  • This ASTAR utilizes the ACOM-TEM method (Automated Crystal Orientation Mapping-TEM method).
  • FIG. 2 is a front sectional view schematically showing the distribution of crystal orientation of the ScAlN film 3 in the acoustic wave device of the first embodiment of the invention.
  • Microparticles 13a and 13b are present at the grain boundaries. It should be noted that the grain boundary means between crystal grains or between crystal grains having different crystal orientations.
  • a feature of the elastic wave device 1 of the present embodiment is that the fine particles 13a and 13b are present, which reduces the stress in the ScAlN film 3 and makes it difficult for warping and peeling to occur. In addition, deterioration of piezoelectric characteristics is less likely to occur. This will be described with reference to Examples 1 to 3 below for the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic front sectional view showing the distribution of crystal grains in the inverse pole figure orientation map shown in FIG. In FIG. 4 and FIGS. 7 and 10 described later, hatching indicating the cross section is omitted in order to clarify the shape of the particles.
  • FIG. 4 shows crystal grains having different crystal orientations in the inverse pole figure orientation map shown in FIG. 3 and grain boundaries that are boundaries between the crystal grains.
  • the above-described microparticles 13a and 13b are present at the grain boundaries between the crystal grains 11 and 12.
  • FIG. 4 shows that shows that are present at the grain boundaries between the crystal grains 11 and 12.
  • “Microparticles” refer to those whose particle size is 1/2 or less of the average particle size of all crystal grains.
  • the particle size is the minor axis of the particle size obtained by elliptical approximation in the photograph of the inverse pole figure orientation map measured using ASTAR (registered trademark).
  • the average grain size of all crystal grains is the grain size obtained by weighted area average. The fine grains are located at grain boundaries between adjacent crystal grains growing in a columnar shape or at grain boundaries between crystal grains having different crystal orientations.
  • FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the crystal grain size in the present invention.
  • the crystal grain size refers to the dimension of the dashed line shown in FIG. More specifically, of the major axis Y and the minor axis X when the crystal grain is approximated to an ellipsoid in the inverse pole figure orientation map, the minor axis X is defined as the grain size.
  • Elliptical approximation may be performed, for example, as follows. Obtain a plurality of vectors centered on the center of gravity of the crystal grain and directed toward the grain boundary. Next, a vector is obtained as a weighted average of the plurality of vectors weighted by the magnitude of the plurality of vectors. Let the direction of the vector as the weighted average be the major axis direction, and let the direction perpendicular to the major axis direction be the minor axis direction.
  • the major axis direction of the elliptical approximating crystal grains is substantially parallel to the growth direction of the crystal grains. Therefore, the long diameter Y of the crystal grain tends to depend on the thickness of the ScAlN film 3 . Therefore, in the present invention, attention is focused on the minor axis X, and the minor axis X is defined as the grain size.
  • the average value of the crystal grain size is taken as the average grain size.
  • the area-weighted average value of the crystal grain size is defined as the area-weighted average grain size.
  • the grain size of each crystal grain may be weighted by the area of each crystal grain in the inverse pole figure orientation map. Specifically, the area-weighted average grain size may be calculated by dividing the sum of the product of the grain size and the grain area by the total grain area.
  • FIG. 5 is a distribution diagram showing the grain size of crystal grains in the ScAlN film 3 in Example 1 above. As is clear from FIG. 5, there are many crystal grains with a small grain size. In addition, in FIG. 5, the frequency average particle size, that is, the average particle size is 10.23 nm.
  • the center of the ScAlN film 3 in the thickness direction is defined as a central region C.
  • a region Z1 on the side of the upper electrode 5 and a region Z2 on the side of the lower electrode 4 are located on both sides of the central region C.
  • the region Z1 on the side of the upper electrode 5 and the region Z2 on the side of the lower electrode 4 are regions of 10% or more and 25% or less of the film thickness of the ScAlN film 3, respectively.
  • the ScAlN film 3 is less likely to warp or peel off, and the deterioration of characteristics is less likely to occur. In addition, since defects in crystals forming the ScAlN film 3 can be reduced, the piezoelectric characteristics can be improved.
  • the microparticles 13a and 13b can be made to exist by adjusting the composition of the flow path of the sputtering gas and the temperature and time of sputtering.
  • Example 1 in the acoustic wave device 1, since the fine particles 13a and 13b are present, the film stress is reduced, and warping and peeling are less likely to occur. In addition, deterioration of piezoelectric characteristics is less likely to occur.
  • the ScAlN film 3 exhibits high orientation in the c-axis direction.
  • the c-axis direction is the film thickness direction of the ScAlN film 3 . Since high orientation is maintained, good acoustic characteristics are obtained. Therefore, for example, a filter using the acoustic wave device 1 can also reduce the loss.
  • the concentration of scandium in the ScAlN film 3 is preferably 2 atomic % or more and 20 atomic % or less. If the concentration of scandium is 2 atomic % or more, the orientation distribution as described above can be achieved more reliably. Moreover, when the content concentration of scandium exceeds 20 atomic %, the stress of the film increases, making it difficult to suppress warping and peeling.
  • Ra the average grain size of the microparticles
  • Rb the area-weighted average grain size on the minor axis side of the approximation of the ellipse. More preferably, when Ra is 1, Rb is 1.91 or more, in which case warping and peeling of the ScAlN film 3 can be suppressed more effectively.
  • Da is the total frequency of the range of Ra ⁇ 40%
  • Db is the total frequency of the range of Rb ⁇ 40%. 2 or more.
  • Ea is the total frequency of the range including Ra ⁇ 2 nm
  • Eb is the total frequency of the range including Rb ⁇ 2 nm
  • Ea is 3 or more.
  • the piezoelectric properties of the ScAlN film 3 are improved, and an acoustic wave device having good piezoelectric properties can be provided.
  • Rb which is the area-weighted average grain size on the minor axis side of the approximate ellipse, is 30 nm or less. In this case, strain and stress in the ScAlN film 3 can be further reduced.
  • FIG. 6 is a photograph of an inverse pole figure orientation map showing the distribution of crystal orientation in the ScAlN film 3 of Example 2.
  • FIG. 7 is a schematic front sectional view showing the distribution of crystal grains in the inverse pole figure orientation map shown in FIG.
  • FIG. 7 shows crystal grains having different crystal orientations in the inverse pole figure orientation map shown in FIG. 6 and grain boundaries that are boundaries between crystal grains.
  • the fine particles 13a and 13b described above are present at the grain boundaries between the crystal grains 11 and 12.
  • FIG. 7 shows that the fine particles 13a and 13b described above are present at the grain boundaries between the crystal grains 11 and 12.
  • FIG. 8 is a diagram showing the grain size distribution of crystal grains in the ScAlN film 3 in Example 2 above. As is clear from FIG. 8, it can be seen that a large number of crystal grains having a small grain size are present in Example 2 as well.
  • the frequency average particle size that is, the average particle size is 9.50 nm.
  • the area-weighted average grain size of the grain size in the central region C in the thickness direction of the ScAlN film 3 is 23.95 nm. Therefore, the fine particles are crystal particles with a particle size of 11.98 nm or less. Therefore, it can be seen that in the central region C, a large number of fine grains are present along the grain boundaries.
  • Example 2 since the fine particles are present in the acoustic wave device 1, the stress in the film is reduced, and warping and peeling are less likely to occur. In addition, deterioration of piezoelectric characteristics is less likely to occur.
  • FIG. 10 is a schematic front sectional view showing the distribution of crystal grains in the inverse pole figure orientation map shown in FIG.
  • FIG. 10 shows crystal grains having different crystal orientations in the inverse pole figure orientation map shown in FIG. 9 and grain boundaries that are boundaries between crystal grains.
  • the fine particles 13a and 13b described above are present at the grain boundaries between the crystal grains 11 and 12.
  • FIG. 11 is a distribution diagram showing the grain size of crystal grains in the ScAlN film in Example 3 above.
  • the frequency average particle diameter that is, the average particle diameter is 9.72 nm.
  • the area weighted average grain size of the grain size in the central region C in the thickness direction of the ScAlN film 3 is 19.03 nm. Therefore, the particle size of the microparticles is 9.52 nm or less. Therefore, as is clear from FIG. 11, in the central region C, many fine grains are present at the grain boundaries.
  • Example 3 since the fine particles are present, the stress in the film is reduced, and warping and peeling are less likely to occur. In addition, deterioration of piezoelectric characteristics is less likely to occur.
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between Sc/(Sc+Al) (atomic %), which is the Sc concentration in the ScAlN film 3, and the area-weighted average grain size of the minor axis when approximated to an ellipse.
  • the area-weighted average particle size is the area-weighted average particle size in the central region C described above. When the Sc concentration approaches 0, the area-weighted average particle size approaches 30 nm. When the Sc concentration increases, the area-weighted average particle size becomes smaller than 30 nm. Therefore, by reducing the area-weighted average grain size, the stress due to the film, that is, the strain generated between the crystal grains can be reduced. Therefore, the area-weighted average particle size is preferably 30 nm or less.
  • FIG. 13 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a second embodiment of the invention.
  • the ScAlN film 3 is laminated on the support substrate 22 with the intermediate layer 23 interposed therebetween.
  • the intermediate layer 23 has a structure in which a second dielectric layer 23b is laminated on a first dielectric layer 23a.
  • the first dielectric layer 23a is made of silicon nitride.
  • the second dielectric layer 23b is made of silicon oxide.
  • An IDT electrode 24 is provided as an electrode on the ScAlN film 3 .
  • the acoustic wave device 21 of this embodiment is a surface acoustic wave device having the IDT electrodes 24 described above.
  • the electrode provided in contact with the ScAlN film 3 may be the IDT electrode 24 .
  • a surface acoustic wave propagating through the ScAlN film 3 may be utilized by applying an AC voltage from the IDT electrode 24 .
  • the same material as the above-described upper electrode 5 and lower electrode 4 can be used.
  • the materials of the first dielectric layer 23a and the second dielectric layer 23b constituting the intermediate layer 23 are various dielectric materials such as silicon nitride, silicon oxide, alumina and silicon oxynitride. can be used.
  • the support substrate 22 can also be made of the same material as the support substrate 2 in the first embodiment.
  • the ScAlN film 3 has the same crystal orientation as in the first embodiment. That is, the ScAlN film 3 has the fine particles 13a and 13b described above at the grain boundaries. Therefore, in the elastic wave device 21 as well, warping and peeling of the film can be suppressed, and an elastic wave device in which deterioration of piezoelectric characteristics is unlikely to occur can be configured.
  • the first dielectric layer 23a in this embodiment is a high acoustic velocity film as a high acoustic velocity material layer.
  • the high acoustic velocity material layer is a relatively high acoustic velocity layer. More specifically, the acoustic velocity of bulk waves propagating through the high acoustic velocity material layer is higher than the acoustic velocity of elastic waves propagating through the ScAlN film 3 .
  • the second dielectric layer 23b is a low sound velocity film.
  • a low sound velocity membrane is a relatively low sound velocity membrane.
  • the acoustic velocity of the bulk wave propagating through the low velocity film is lower than the acoustic velocity of the bulk wave propagating through the ScAlN film 3 .
  • the intermediate layer may be a low sound velocity film.
  • the supporting substrate 22 is preferably a high acoustic velocity supporting substrate as a high acoustic velocity material layer.
  • the intermediate layer may be a high acoustic velocity film.
  • the support substrate 22 is preferably a high sound velocity support substrate.
  • Materials for the high-sonic material layer include, for example, aluminum oxide, silicon carbide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon, sapphire, lithium tantalate, lithium niobate, crystal, alumina, zirconia, cordierite, mullite, and steatite. , forsterite, magnesia, a DLC (diamond-like carbon) film or diamond, a medium containing the above materials as a main component, a medium containing a mixture of the above materials as a main component, and the like.
  • Examples of materials for the low sound velocity film include silicon oxide, glass, silicon oxynitride, tantalum oxide, and compounds obtained by adding fluorine, carbon, boron, hydrogen, or silanol groups to silicon oxide, and the above materials as main components.
  • Various materials such as media can be mentioned.
  • FIG. 14 is a front sectional view of an elastic wave device according to a third embodiment of the invention.
  • the intermediate layer 33 is made of an acoustic reflection layer. That is, the intermediate layer 33 is a laminate of high acoustic impedance layers 33a, 33c, 33e with relatively high acoustic impedance and low acoustic impedance layers 33b, 33d, 33f with relatively low acoustic impedance.
  • the elastic wave device 31 is configured in the same manner as the elastic wave device 21 except that the intermediate layer 33 is configured as described above.
  • such an acoustic reflection layer may be used as an intermediate layer.
  • the ScAlN film 3 has the same crystal grain distribution as in the first embodiment. That is, the ScAlN film 3 has the above-described microparticles at the grain boundaries. Therefore, warping and peeling of the film are unlikely to occur, and deterioration of the piezoelectric characteristics is also unlikely to occur.
  • Examples of materials that constitute the high acoustic impedance layers 33a, 33c, and 33e include metals such as platinum and tungsten, and dielectrics such as aluminum nitride and silicon nitride. Examples of materials that constitute the low acoustic impedance layers 33b, 33d, and 33f include silicon oxide and aluminum.
  • FIG. 15 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a fourth embodiment of the invention.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that the electrode provided on the ScAlN film 3 is the IDT electrode 24 .
  • the IDT electrode 24 is provided on the second main surface 3 b of the ScAlN film 3 .
  • No electrode is provided on a portion of the first main surface 3a facing the IDT electrode 24 .
  • the elastic wave device of this embodiment has the same configuration as the elastic wave device 1 of the first embodiment.
  • Planar view refers to a direction viewed from above in FIG. 15 .
  • the acoustic wave device of this embodiment has the ScAlN film 3 as a piezoelectric film, and is a surface acoustic wave device in which the elastic waves propagating through the ScAlN film 3 are mainly plate waves. Also in this embodiment, the ScAlN film 3 has the same crystal grain distribution as in the first embodiment. Therefore, warping and peeling of the film are unlikely to occur, and deterioration of the piezoelectric characteristics is also unlikely to occur.

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Abstract

膜の反りや剥がれが生じ難く、圧電特性の劣化が生じ難い、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜を有する、弾性波装置を提供する。　スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜（ＳｃＡｌＮ膜）３と、ＳｃＡｌＮ膜３上に設けられている電極と、を備え、ＳｃＡｌＮ膜３が、楕円近似して求められる短径側を粒径とし、面積加重平均した粒径に対して平均粒径を算出したときに、柱状成長する隣り合う結晶粒１１と結晶粒１２との間に、または結晶方位が異なる結晶粒１１と結晶粒１２との間に、全結晶粒の平均粒径の１／２以下である微小粒子１３ａ，１３ｂを含む微小粒子群を有し、微小粒子群における結晶粒の個数が、ＳｃＡｌＮ膜３における全体の結晶粒の個数の５０％以上である、弾性波装置１。

Description

弾性波装置
　本発明は、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜を有する弾性波装置に関する。
　従来、圧電膜として、スカンジウム（Ｓｃ）を含有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜、すなわちＳｃＡｌＮ膜を用いた弾性波装置が知られている。例えば、下記の特許文献１では、スカンジウムが添加された窒化アルミニウム膜を用いたＢＡＷ（Ｂｕｌｋ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ）装置が開示されている。ＢＡＷ装置では、ＳｃＡｌＮ膜の上面及び下面に、交流電界を加えるための電極が設けられている。そしてＳｃＡｌＮ膜の下方に空洞部が設けられている。また、下記の特許文献２にも同様の構造を有するＢＡＷ装置が開示されている。
特開２００９－０１０９２６号公報 ＵＳ２０１５／００８４７１９　Ａ１
　Ｓｃが添加された窒化アルミニウム膜を用いた従来の弾性波装置では、Ｓｃの濃度が高くなると圧電性が向上する。しかしながら、Ｓｃの濃度が高くなると、ＳｃＡｌＮ膜が反ったり、剥がれが生じたりすることがあった。このため、弾性波装置の特性が劣化することがあった。また、圧電特性が劣化してしまうこともあった。
　本発明の目的は、膜の反りや剥がれが生じ難く、圧電特性の劣化が生じ難い、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜を有する弾性波装置を提供することにある。
　本発明は、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜と、前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜上に設けられている電極と、を備え、前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜が、楕円近似して求められる短径側を粒径とし、面積加重平均した粒径に対して平均粒径を算出したときに、柱状成長する隣り合う結晶粒と結晶粒との間に、または結晶方位が異なる結晶粒と結晶粒との間に、全結晶粒の前記平均粒径の１／２以下である微小粒子を含む微小粒子群を有し、前記微小粒子群における結晶粒の個数が、前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜における全体の結晶粒の個数の５０％以上である、弾性波装置である。
　本発明によれば、膜の反りや剥がれが生じ難く、圧電特性の劣化が生じ難い、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜を有する弾性波装置を提供することができる。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図及び平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置のＳｃＡｌＮ膜中の結晶配向性の分布を模式的に示す正面断面図である。 図３は、実施例１における、ＳｃＡｌＮ膜中の結晶配向性の分布を示す、逆極点図方位マップの写真である。 図４は、図３に示した逆極点図方位マップにおける結晶粒の分布を説明するための模式的正面断面図である。 図５は、実施例１における結晶粒の粒径分布を示す図である。 図６は、実施例２における、ＳｃＡｌＮ膜中の結晶配向性の分布を示す、逆極点図方位マップの写真である。 図７は、図６に示した逆極点図方位マップにおける結晶粒の分布を説明するための模式的正面断面図である。 図８は、実施例２における結晶粒の粒径分布を示す図である。 図９は、実施例３における、ＳｃＡｌＮ膜中の結晶配向性の分布を示す、逆極点図方位マップの写真である。 図１０は、図９に示した逆極点図方位マップにおける結晶粒の分布を説明するための模式的正面断面図である。 図１１は、実施例３における結晶粒の粒径分布を示す図である。 図１２は、Ｓｃ濃度と、面積加重平均粒径との関係を示す図である。 図１３は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図１４は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図１５は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図１６は、本発明における結晶粒径を説明するための模式図である。
　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（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図であり、図１（ｂ）は、その平面図である。
　弾性波装置１は、支持基板２を有する。支持基板２の上面には、凹部が設けられている。支持基板２の上面の凹部を覆うように、スカンジウムを含有する窒化アルミニウム（ＳｃＡｌＮ）膜３が積層されている。ＳｃＡｌＮ膜３は、第１の主面３ａと、第１の主面３ａとは反対側の第２の主面３ｂとを有する。第１の主面３ａが、支持基板２の上面に積層されている。それによって、空洞部６が設けられている。
　弾性波装置１は、電極として、上部電極５と下部電極４とを有する。第１の主面３ａ上に、下部電極４が設けられている。第２の主面３ｂ上に上部電極５が設けられている。上部電極５と、下部電極４とは、ＳｃＡｌＮ膜３を介して重なり合っている。この重なり合っている領域が励振領域である。上部電極５と下部電極４との間に交流電界を印加することにより、弾性波としてのＢＡＷ（Ｂｕｌｋ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ）が励振される。弾性波装置１は、圧電膜としてＳｃＡｌＮ膜３を有しており、当該ＳｃＡｌＮ膜３を伝搬する弾性波がＢＡＷを主体とする、ＢＡＷ装置である。
　空洞部６は、ＳｃＡｌＮ膜３におけるＢＡＷの励振を妨げないために設けられている。従って、励振領域の下方に空洞部６が位置している。
　支持基板２は、適宜の絶縁体または半導体からなる。このような材料としては、シリコン、ガラス、ＧａＡｓ、セラミックス、水晶などを挙げることができる。本実施形態では、支持基板２は、高抵抗のシリコン基板である。
　なお、上部電極５及び下部電極４は、適宜の金属もしくは合金からなる。このような材料としては、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｃｕ、ＣｒもしくはＳｃなどの金属やこれらの金属を用いた合金が挙げられる。また、上部電極５及び下部電極４は、複数の金属膜の積層体であってもよい。
　ＳｃＡｌＮ膜３は、スパッタリングやＣＶＤなどの適宜の方法により形成することができる。本実施形態では、ＳｃＡｌＮ膜３は、ＲＦマグネトロンスパッタ装置を用いて成膜されている。
　上記スパッタに際し、Ａｌからなる第１のターゲットと、Ｓｃからなる第２のターゲットとを用い、窒素ガス雰囲気中でスパッタリングを行う。すなわち、二元スパッタリング法により、ＳｃＡｌＮ膜を形成する。この場合、ＳｃＡｌＮ膜の配向度合いについては、スパッタリング条件を調整することによりコントロールすることができる。スパッタリング条件としては、ＲＦ電力の大きさ、ガス圧、ガスの流量、ターゲットの材料の組成もしくは純度などが挙げられる。
　なお、成膜されたＳｃＡｌＮ膜の配向性については、ＡＳＴＡＲ（登録商標）を用いて確認することができる。このＡＳＴＡＲは、ＡＣＯＭ－ＴＥＭ法（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｍａｐｐｉｎｇ－ＴＥＭ法）を利用している。
　図２は、本発明の第１の実施形態の弾性波装置におけるＳｃＡｌＮ膜３の結晶配向性の分布を模式的に示す正面断面図である。
　ＳｃＡｌＮ膜３では、多点のハッチングを付して示す結晶粒１１と、斜線のハッチングを付して示す結晶粒１２とが、膜厚方向に成長している。そして、結晶粒界に、微小粒子１３ａ，１３ｂが存在している。なお、粒界とは、結晶粒と結晶粒との間、または結晶方位が異なる結晶粒と結晶粒との間をいうものとする。本実施形態の弾性波装置１の特徴は微小粒子１３ａ，１３ｂが存在していることにあり、それによって、ＳｃＡｌＮ膜３における応力が小さくなり、反りや剥離が生じ難い。また、圧電特性の劣化も生じ難い。これを、第１の実施形態についての下記の実施例１～３を例にとり説明する。
　（実施例１）ＳｃＡｌＮ膜３におけるＳｃ濃度：６．８原子％
　図３は、実施例１のＳｃＡｌＮ膜３における結晶配向性の分布を示す、逆極点図方位マップの写真である。これは、前述したＡＳＴＡＲ（登録商標）を用いて測定されたものである。図４は、図３に示した逆極点図方位マップにおける結晶粒の分布を示す模式的正面断面図である。なお、図４及び後述の図７、図１０では、粒子の形状を明確にするために、断面を示すハッチングは省略してある。図４では、図３に示した逆極点図方位マップにおける結晶方位が異なる結晶粒と、結晶粒間の境界である粒界が示されている。そして、図４から明らかなように、例えば、結晶粒１１と結晶粒１２との粒界部分に、前述した微小粒子１３ａ，１３ｂが存在している。
　微小粒子とは、粒径が全結晶粒の平均粒径の１／２以下のものをいう。ここで粒径は、ＡＳＴＡＲ（登録商標）を用いて測定された逆極点図方位マップの写真において、楕円近似して求められる粒径の短径である。また、全結晶粒の平均粒径は、面積加重平均した粒径である。柱状成長する隣り合う結晶粒と結晶粒との間の粒界に、または結晶方位が異なる結晶粒と結晶粒との間の粒界に、上記微小粒子が位置している。
　図１６は、本発明における結晶粒径を説明するための模式図である。
　本発明においては、結晶粒径は、図１６に示す破線の寸法をいう。より詳細には、逆極点図方位マップにおいて結晶粒を楕円近似したときの、長径Ｙ及び短径Ｘのうち、短径Ｘを結晶粒径とする。楕円近似は、例えば以下のように行えばよい。結晶粒の重心を中心として粒界に向かう複数のベクトルを求める。次に、上記複数のベクトルの大きさによって重み付けした、上記複数のベクトルの加重平均としてのベクトルを求める。加重平均としてのベクトルの方向を長軸方向とし、長軸方向と垂直な方向を短軸方向とする。
　なお、楕円近似した結晶粒の長軸方向は、結晶粒の成長方向と略平行である。よって、結晶粒の長径ＹはＳｃＡｌＮ膜３の厚みに依存しがちである。そのため、本発明においては、短径Ｘに着目し、短径Ｘを結晶粒径としている。
　ここで、各領域において、結晶粒径の平均値を平均粒径とする。他方、各領域において、結晶粒径の面積加重平均値を面積加重平均粒径とする。結晶粒径の面積加重平均値を算出するに際しては、逆極点図方位マップにおける各結晶粒の面積により、各結晶粒の粒径の重み付けを行えばよい。具体的には、結晶粒径及び結晶粒の面積の積を合計したものを、結晶粒の面積の合計で割ることにより、面積加重平均粒径を算出すればよい。
　図５は、上記実施例１におけるＳｃＡｌＮ膜３中の結晶粒の粒径を示す分布図である。図５から明らかなように、粒径が小さい結晶粒子が多数存在していることがわかる。なお、図５において、度数平均粒径、すなわち平均粒径は１０．２３ｎｍである。
　図４に示すように、ＳｃＡｌＮ膜３の厚み方向中央を中央領域Ｃとする。中央領域Ｃの両側には、上部電極５側の領域Ｚ１と、下部電極４側の領域Ｚ２とが位置している。なお、上部電極５側の領域Ｚ１及び下部電極４側の領域Ｚ２とは、それぞれ、ＳｃＡｌＮ膜３の膜厚の１０％以上、２５％以下の領域である。
　ＳｃＡｌＮ膜３の厚み方向中央領域Ｃにおける粒径の面積加重平均粒径は２７．５４ｎｍである。従って、面積加重平均粒径＝２７．５４ｎｍの１／２以下は、１３．７７ｎｍ以下である。１３．７７ｎｍ以下の粒径の結晶粒子が実施例１における微小粒子である。図５から明らかなように、実施例１では、ＳｃＡｌＮ膜３中に、上記微小粒子が多数存在していることがわかる。すなわち、微小粒子群が存在する。そして、微小粒子群における結晶粒の個数は、ＳｃＡｌＮ膜３における全体の結晶粒の個数の５０％以上である。それによって、結晶粒間の応力を分散することができる。従って、ＳｃＡｌＮ膜３の反りや剥がれが生じ難く、特性の劣化が生じ難い。加えて、ＳｃＡｌＮ膜３を構成する結晶の欠陥を少なくすることもできるため、圧電特性を高めることができる。
　微小粒子１３ａ，１３ｂを結晶粒界に存在させるには、前述したように、成膜工程における条件を調整することにより達成される。例えば、スパッタリングガスの流路を、組成、スパッタリングに際しての温度や時間などを調整することにより、上記微小粒子１３ａ，１３ｂを存在させることができる。
　実施例１に示したように、弾性波装置１では、上記微小粒子１３ａ，１３ｂが存在しているため、膜の応力が小さくなり、反りや剥がれが生じ難い。また、圧電特性の劣化も生じ難い。
　さらに、ＳｃＡｌＮ膜３は、ｃ軸方向に高い配向性を示している。ｃ軸方向とは、ＳｃＡｌＮ膜３の膜厚方向である。高い配向性を維持できているので、良好な音響特性が得られる。よって、例えば、弾性波装置１を用いたフィルタでは、損失を小さくすることもできる。
　上記ＳｃＡｌＮ膜３におけるスカンジウムの濃度は、好ましくは、２原子％以上、２０原子％以下である。スカンジウムの濃度が２原子％以上であれば、上記のような配向性分布をより確実に実現することができる。また、スカンジウムの含有濃度が２０原子％を超えると、膜の応力が大きくなり、反りや剥がれを抑制し難くなる。
　ＳｃＡｌＮ膜３において、微小粒子の平均粒径をＲａとし、楕円近似の短径側の面積加重平均粒径をＲｂとする。より好ましくは、Ｒａを１としたとき、Ｒｂは１．９１以上であり、その場合には、ＳｃＡｌＮ膜３の反りや剥がれをさらに効果的に抑制することができる。
　好ましくは、粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａ±４０％の範囲を合計した度数をＤａ、Ｒｂ±４０％の範囲を合計した度数をＤｂとすると、Ｄｂを１とした場合、Ｄａが２以上である。
　また、好ましくは、粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａ±２ｎｍを含む範囲を合計した度数をＥａ、Ｒｂ±２ｎｍを含む範囲を合計した度数をＥｂとしたときに、Ｅｂを１とした場合、Ｅａが３以上である。この場合には、ＳｃＡｌＮ膜３の圧電特性が良好となり、良好な圧電特性を有する弾性波装置を提供することができる。
　さらに好ましくは、ＳｃＡｌＮ膜３の結晶粒径において、楕円近似の短径側の面積加重平均粒径であるＲｂが、３０ｎｍ以下である。この場合には、ＳｃＡｌＮ膜３中の歪み、応力をさらに小さくすることができる。
　（実施例２）ＳｃＡｌＮ膜３におけるＳｃ濃度：１１．７原子％
　図６は、実施例２のＳｃＡｌＮ膜３における結晶配向性の分布を示す、逆極点図方位マップの写真である。これは、前述したＡＳＴＡＲ（登録商標）を用いて測定されたものである。図７は、図６に示した逆極点図方位マップにおける結晶粒の分布を示す模式的正面断面図である。図７では、図６に示した逆極点図方位マップにおける結晶方位が異なる結晶粒と、結晶粒間の境界である粒界が示されている。そして、図７から明らかなように、結晶粒１１と結晶粒１２との粒界部分に、前述した微小粒子１３ａ，１３ｂが存在している。
　図８は、上記実施例２におけるＳｃＡｌＮ膜３中の結晶粒の粒径分布を示す図である。図８から明らかなように、実施例２においても粒径が小さい結晶粒子が多数存在していることがわかる。なお、図８において、度数平均粒径、すなわち上記平均粒径は９．５０ｎｍである。これに対して、ＳｃＡｌＮ膜３の厚み方向中央領域Ｃにおける粒径の面積加重平均粒径は２３．９５ｎｍである。従って、微小粒子は、粒径が１１．９８ｎｍ以下の結晶粒子となる。よって、中央領域Ｃにおいて、結晶粒界に沿って多数の微小粒子が存在していることがわかる。
　実施例２においても、弾性波装置１では、上記微小粒子が存在しているため、膜の応力が小さくなり、反りや剥がれが生じ難い。また、圧電特性の劣化も生じ難い。
　（実施例３）ＳｃＡｌＮ膜３におけるＳｃ濃度：２６．６原子％
　図９は、実施例３のＳｃＡｌＮ膜３における結晶配向性の分布を示す、逆極点図方位マップの写真である。これは、前述したＡＳＴＡＲ（登録商標）を用いて測定されたものである。図１０は、図９に示した逆極点図方位マップにおける結晶粒の分布を示す模式的正面断面図である。図１０では、図９に示した逆極点図方位マップにおける結晶方位が異なる結晶粒と、結晶粒間の境界である粒界が示されている。そして、図１０から明らかなように、結晶粒１１と結晶粒１２との粒界部分に、前述した微小粒子１３ａ，１３ｂが存在している。
　図１１は、上記実施例３におけるＳｃＡｌＮ膜中の結晶粒の粒径を示す分布図である。図１１から明らかなように、粒径が小さい結晶粒子が多数存在していることがわかる。なお、図１１において、度数平均粒径、すなわち上記平均粒径は９．７２ｎｍである。これに対して、ＳｃＡｌＮ膜３の厚み方向中央領域Ｃにおける粒径の面積加重平均粒径は１９．０３ｎｍである。従って、微小粒子の粒径は、９．５２ｎｍ以下である。よって、図１１から明らかなように、中央領域Ｃにおいて、結晶粒界に多数の微小粒子が存在していることがわかる。
　実施例３においても、上記微小粒子が存在しているため、膜の応力が小さくなり、反りや剥がれが生じ難い。また、圧電特性の劣化も生じ難い。
　図１２は、ＳｃＡｌＮ膜３におけるＳｃ濃度であるＳｃ／（Ｓｃ＋Ａｌ）（原子％）と、楕円近似したときの短径の面積加重平均粒径との関係を示す図である。なお、この面積加重平均粒径は、前述した中央領域Ｃにおける面積加重平均粒径である。Ｓｃ濃度が０に近付くと、面積加重平均粒径が３０ｎｍに近付くこととなる。Ｓｃ濃度が高まると、上記面積加重平均粒径は３０ｎｍよりも小さくなる。従って、上記面積加重平均粒径を小さくすることにより、膜による応力、すなわち結晶粒と結晶粒との間で生じる歪みを小さくすることができる。よって、面積加重平均粒径は、３０ｎｍ以下であることが好ましい。
　図１３は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。弾性波装置２１では、支持基板２２上に、中間層２３を介して、ＳｃＡｌＮ膜３が積層されている。中間層２３は、第１の誘電体層２３ａ上に第２の誘電体層２３ｂが積層された構造を有する。本実施形態では、第１の誘電体層２３ａは窒化ケイ素からなる。第２の誘電体層２３ｂは酸化ケイ素からなる。そして、ＳｃＡｌＮ膜３上には、電極として、ＩＤＴ電極２４が設けられている。本実施形態の弾性波装置２１は、上記ＩＤＴ電極２４を有する弾性表面波装置である。このように、本発明では、ＳｃＡｌＮ膜３に接するように設けられる電極は、ＩＤＴ電極２４であってもよい。また、ＩＤＴ電極２４から交流電圧を印加することにより、ＳｃＡｌＮ膜３を伝搬する弾性表面波を利用してもよい。
　なお、ＩＤＴ電極２４の材料については、前述した上部電極５及び下部電極４と同様の材料を用いることができる。
　また、中間層２３を構成している第１の誘電体層２３ａ及び第２の誘電体層２３ｂの材料についても、窒化ケイ素、酸化ケイ素の他、アルミナ、酸窒化ケイ素などの様々な誘電体材料を用いることができる。
　支持基板２２についても、第１の実施形態における支持基板２と同様の材料により構成することができる。
　弾性波装置２１においても、ＳｃＡｌＮ膜３は、第１の実施形態と同様の結晶配向性を有する。すなわち、ＳｃＡｌＮ膜３は、前述した微小粒子１３ａ，１３ｂを結晶粒界に有する。従って、弾性波装置２１においても、膜の反りや剥がれを抑制でき、圧電特性の劣化が生じ難い弾性波装置を構成することができる。
　ところで、本実施形態における第１の誘電体層２３ａは、高音速材料層としての高音速膜である。高音速材料層は相対的に高音速な層である。より具体的には、高音速材料層を伝搬するバルク波の音速は、ＳｃＡｌＮ膜３を伝搬する弾性波の音速よりも高い。他方、第２の誘電体層２３ｂは低音速膜である。低音速膜は相対的に低音速な膜である。より具体的には、低音速膜を伝搬するバルク波の音速は、ＳｃＡｌＮ膜３を伝搬するバルク波の音速よりも低い。高音速材料層としての高音速膜、低音速膜及びＳｃＡｌＮ膜３がこの順序において積層されていることにより、弾性波のエネルギーをＳｃＡｌＮ膜３側に効果的に閉じ込めることができる。
　なお、中間層は低音速膜であってもよい。この場合には、支持基板２２は、高音速材料層としての高音速支持基板であることが好ましい。高音速材料層としての高音速支持基板、低音速膜及びＳｃＡｌＮ膜３がこの順序において積層されていることにより、弾性波のエネルギーをＳｃＡｌＮ膜３側に効果的に閉じ込めることができる。
　中間層は高音速膜であってもよい。高音速材料層としての高音速膜及びＳｃＡｌＮ膜３が積層されていることにより、弾性波のエネルギーをＳｃＡｌＮ膜３側に効果的に閉じ込めることができる。
　中間層が設けられていない場合においても、支持基板２２は高音速支持基板であることが好ましい。高音速支持基板及びＳｃＡｌＮ膜３が積層されていることにより、弾性波のエネルギーをＳｃＡｌＮ膜３側に効果的に閉じ込めることができる。
　高音速材料層の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、シリコン、サファイア、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、アルミナ、ジルコニア、コ－ジライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシア、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜またはダイヤモンド、上記材料を主成分とする媒質、上記材料の混合物を主成分とする媒質等の様々な材料が挙げられる。
　低音速膜の材料としては、例えば、酸化ケイ素、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタル、また、酸化ケイ素にフッ素や炭素やホウ素、水素、あるいはシラノール基を加えた化合物、上記材料を主成分とする媒質等の様々な材料を挙げることができる。
　図１４は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
　弾性波装置３１では、中間層３３が、音響反射層からなる。すなわち、中間層３３は、相対的に音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス層３３ａ，３３ｃ，３３ｅと、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス層３３ｂ，３３ｄ，３３ｆとの積層体である。中間層３３が上記のように構成されていることを除いては、弾性波装置３１は弾性波装置２１と同様に構成されている。
　本発明においては、中間層として、このような音響反射層を用いてもよい。弾性波装置３１においても、ＳｃＡｌＮ膜３は、第１の実施形態と同様の結晶粒の分布を有する。すなわち、ＳｃＡｌＮ膜３は、前述した微小粒子を結晶粒界に有する。従って、膜の反りや剥がれが生じ難く、また圧電特性の劣化も生じ難い。
　なお、高音響インピーダンス層３３ａ，３３ｃ，３３ｅを構成する材料としては、例えば、白金またはタングステンなどの金属や、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素などの誘電体などが挙げられる。低音響インピーダンス層３３ｂ，３３ｄ，３３ｆを構成する材料としては、例えば、酸化ケイ素またはアルミニウムなどを挙げることができる。
　図１５は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
　本実施形態は、ＳｃＡｌＮ膜３上に設けられた電極がＩＤＴ電極２４である点において第１の実施形態と異なる。なお、ＩＤＴ電極２４は、ＳｃＡｌＮ膜３の第２の主面３ｂに設けられている。第１の主面３ａにおけるＩＤＴ電極２４と対向する部分には、電極は設けられていない。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。
　平面視において、ＩＤＴ電極２４の少なくとも一部が、空洞部６と重なっていればよい。平面視とは、図１５における上方から見る方向をいう。
　本実施形態の弾性波装置は、圧電膜としてＳｃＡｌＮ膜３を有しており、当該ＳｃＡｌＮ膜３を伝搬する弾性波が板波を主体とする、弾性表面波装置である。本実施形態においても、ＳｃＡｌＮ膜３は、第１の実施形態と同様の結晶粒の分布を有する。従って、膜の反りや剥がれが生じ難く、また圧電特性の劣化も生じ難い。
１…弾性波装置
２…支持基板
３…ＳｃＡｌＮ膜
３ａ…第１の主面
３ｂ…第２の主面
４…下部電極
５…上部電極
６…空洞部
１１…結晶粒
１２…結晶粒
１３ａ…微小粒子
１３ｂ…微小粒子
２１…弾性波装置
２２…支持基板
２３…中間層
２３ａ…第１の誘電体層
２３ｂ…第２の誘電体層
２４…ＩＤＴ電極
３１…弾性波装置
３３…中間層
３３ａ，３３ｃ，３３ｅ…高音響インピーダンス層
３３ｂ，３３ｄ，３３ｆ…低音響インピーダンス層

Claims (14)

  1. 　スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜と、
    　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜上に設けられている電極と、
    を備え、
    　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜が、楕円近似して求められる短径側を粒径とし、面積加重平均した粒径に対して平均粒径を算出したときに、柱状成長する隣り合う結晶粒と結晶粒との間に、または結晶方位が異なる結晶粒と結晶粒との間に、全結晶粒の前記平均粒径の１／２以下である微小粒子を含む微小粒子群を有し、前記微小粒子群における結晶粒の個数が、前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜における全体の結晶粒の個数の５０％以上である、弾性波装置。
  2. 　前記楕円近似の前記短径側の粒径の平均粒径をＲａとし、前記楕円近似の前記短径側の面積加重平均粒径をＲｂとしたときに、
    　粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａ±４０％の範囲を合計した度数をＤａ、Ｒｂ±４０％の範囲を合計した度数をＤｂとすると、Ｄｂを１とした場合、Ｄａが２以上である、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記楕円近似の前記短径側の粒径の平均粒径をＲａとし、前記楕円近似の前記短径側の面積加重平均粒径をＲｂとしたときに、
    　粒径の２ｎｍ毎の度数分布において、Ｒａ±２ｎｍを含む範囲を合計した度数をＥａ、Ｒｂ±２ｎｍを含む範囲を合計した度数をＥｂとしたときに、Ｅｂを１とした場合、Ｅａが３以上である、請求項１に記載の弾性波装置。
  4. 　前記Ｒａを１とした場合、Ｒｂが１．９１以上である、請求項２または３に記載の弾性波装置。
  5. 　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の結晶粒径において、前記楕円近似の前記短径側の面積加重平均粒径であるＲｂが、３０ｎｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記電極が、前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の一方主面に設けられた下部電極と、他方主面に設けられた上部電極とを有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 　前記上部電極と前記下部電極とにより、バルク波が励振される、請求項６に記載の弾性波装置。
  8. 　前記電極が、ＩＤＴ電極である、請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の一方主面側に積層された支持基板をさらに備え、前記支持基板と、前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜との間に空洞部が設けられている、請求項６～８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  10. 　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の一方主面側に積層された支持基板と、
    　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の前記一方主面と前記支持基板との間に設けられた中間層と、
    をさらに備える、請求項６～８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  11. 　前記中間層が、音響反射層である、請求項１０に記載の弾性波装置。
  12. 　前記音響反射層が、相対的に音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス層とを有する、請求項１１に記載の弾性波装置。
  13. 　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜の一方主面側に積層されている高音速材料層をさらに備え、
    　前記高音速材料層を伝搬するバルク波の音速が、前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜を伝搬する弾性波の音速よりも高い、請求項８に記載の弾性波装置。
  14. 　前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜及び前記高音速材料層の間に設けられている低音速膜をさらに備え、
    　前記低音速膜を伝搬するバルク波の音速が、前記スカンジウムを含有する窒化アルミニウム膜を伝搬するバルク波の音速よりも低い、請求項１３に記載の弾性波装置。
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