WO2023013742A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2023013742A1
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wave device
electrode fingers
piezoelectric layer
elastic wave
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翔 永友
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
    • H03H9/172—Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
    • H03H9/173—Air-gaps

Definitions

  • the present disclosure relates to elastic wave devices.
  • Patent Document 1 describes an elastic wave device.
  • leakage of elastic waves may occur in the direction in which the electrode fingers extend.
  • the present disclosure is intended to solve the above-described problems, and aims to suppress leakage of elastic waves.
  • An elastic wave device includes a support member including a support substrate having a thickness in a first direction, a piezoelectric layer provided in the first direction of the support member, a main surface of the piezoelectric layer provided, a plurality of first electrode fingers extending in a second direction intersecting the first direction; a first busbar electrode to which the plurality of first electrode fingers are connected; an IDT electrode having a plurality of second electrode fingers facing any one of the plurality of first electrode fingers and extending in the second direction; and a second busbar electrode to which the plurality of second electrode fingers are connected;
  • the piezoelectric layer is positioned between at least one first electrode finger and the second busbar electrode or between at least one second electrode finger and the first busbar electrode and a piezoelectric laminate structure including a first piezoelectric body and a second piezoelectric body having a different dielectric polarization state from the first piezoelectric body in a gap region between.
  • elastic wave leakage can be suppressed.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
  • FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion along line II-II of FIG. 1A.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through the piezoelectric layer of the comparative example.
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view for explaining a thickness-shear primary mode bulk wave propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the amplitude direction of a thickness-shear primary mode bulk wave propagating in the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
  • FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion along line II
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between , and the fractional band.
  • FIG. FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes are provided in the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious. is an explanatory diagram showing the relationship between.
  • FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the fractional band with respect to the Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
  • FIG. 12 is a modification of the first embodiment, and is a cross-sectional view of a portion taken along line II-II of FIG. 1A.
  • FIG. 13 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • 14 is a plan view showing an example of the elastic wave device according to the first embodiment;
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV of FIG. 14.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a first modification of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 17 is a plan view showing a second modification of the elastic wave device according to the first embodiment;
  • FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of admittance characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing an example of admittance characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 20 is a plan view showing an example of the elastic wave device according to the second embodiment. 21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI of FIG. 20.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
  • FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
  • the elastic wave device 1 of the first embodiment has a piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3 .
  • the piezoelectric layer 2 may consist of LiTaO 3 .
  • the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is Z-cut in the first embodiment.
  • the cut angles of LiNbO 3 and LiTaO 3 may be rotated Y-cut or X-cut.
  • the Y-propagation and X-propagation ⁇ 30° propagation orientations are preferred.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, it is preferably 50 nm or more and 1000 nm or less in order to effectively excite the thickness shear primary mode.
  • the piezoelectric layer 2 has a first main surface 2a and a second main surface 2b facing each other in the Z direction. Electrode fingers 3 and 4 are provided on the first main surface 2a.
  • the electrode finger 3 is an example of the "first electrode finger” and the electrode finger 4 is an example of the "second electrode finger”.
  • the multiple electrode fingers 3 are multiple “first electrodes” connected to the first busbar electrodes 5 .
  • a plurality of electrode fingers 4 are a plurality of “second electrodes” connected to second busbar electrodes 6 .
  • the plurality of electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4 are interdigitated with each other.
  • an IDT (Interdigital Transducer) electrode including electrode fingers 3 , electrode fingers 4 , first busbar electrodes 5 , and second busbar electrodes 6 is configured.
  • the electrode fingers 3 and 4 have a rectangular shape and a length direction.
  • the electrode finger 3 and the electrode finger 4 adjacent to the electrode finger 3 face each other in a direction perpendicular to the length direction.
  • Both the length direction of the electrode fingers 3 and 4 and the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 are directions that intersect the thickness direction of the piezoelectric layer 2 . Therefore, it can be said that the electrode finger 3 and the electrode finger 4 adjacent to the electrode finger 3 face each other in the direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2 .
  • the thickness direction of the piezoelectric layer 2 is defined as the Z direction (or first direction)
  • the length direction of the electrode fingers 3 and 4 is defined as the Y direction (or second direction)
  • the electrode fingers 3 and electrode fingers 4 may be described as the X direction (or the third direction).
  • the length direction of the electrode fingers 3 and 4 may be interchanged with the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 shown in FIGS. 1A and 1B. That is, in FIGS. 1A and 1B, the electrode fingers 3 and 4 may extend in the direction in which the first busbar electrodes 5 and the second busbar electrodes 6 extend. In that case, the first busbar electrode 5 and the second busbar electrode 6 extend in the direction in which the electrode fingers 3 and 4 extend in FIGS. 1A and 1B.
  • a pair of structures in which the electrode fingers 3 connected to one potential and the electrode fingers 4 connected to the other potential are adjacent to each other are arranged in a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4. Multiple pairs are provided.
  • the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are adjacent to each other, not when the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are arranged so as to be in direct contact, but when the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are arranged with a gap therebetween. It refers to the case where the When the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are adjacent to each other, there are electrodes connected to the hot electrode and the ground electrode, including other electrode fingers 3 and 4, between the electrode finger 3 and the electrode finger 4. is not placed.
  • the logarithms need not be integer pairs, but may be 1.5 pairs, 2.5 pairs, or the like.
  • the center-to-center distance, that is, the pitch, between the electrode fingers 3 and 4 is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Further, the center-to-center distance between the electrode fingers 3 and 4 means the center of the width dimension of the electrode fingers 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and the distance orthogonal to the length direction of the electrode fingers 4 . It is the distance connecting the center of the width dimension of the electrode finger 4 in the direction of
  • the electrode fingers 3 and 4 when at least one of the electrode fingers 3 and 4 is plural (when there are 1.5 or more pairs of electrodes when the electrode fingers 3 and 4 are paired as a pair of electrode pairs), the electrode fingers 3.
  • the center-to-center distance of the electrode fingers 4 refers to the average value of the center-to-center distances of adjacent electrode fingers 3 and electrode fingers 4 among 1.5 or more pairs of electrode fingers 3 and electrode fingers 4 .
  • the width of the electrode fingers 3 and 4 that is, the dimension in the facing direction of the electrode fingers 3 and 4 is preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
  • the center-to-center distance between the electrode fingers 3 and 4 is the distance between the center of the dimension (width dimension) of the electrode finger 3 in the direction perpendicular to the length direction of the electrode finger 3 and the length of the electrode finger 4. It is the distance connecting the center of the dimension (width dimension) of the electrode finger 4 in the direction orthogonal to the direction.
  • the direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 is the direction orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric layer 2 .
  • “perpendicular” is not limited to being strictly perpendicular, but substantially perpendicular (the angle formed by the direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and electrode fingers 4 and the polarization direction is, for example, 90° ⁇ 10°).
  • a support substrate 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 with an intermediate layer 7 interposed therebetween.
  • the intermediate layer 7 and the support substrate 8 have a frame shape and, as shown in FIG. 2, openings 7a and 8a.
  • a space (air gap) 9 is thereby formed.
  • the space 9 is provided so as not to disturb the vibration of the excitation region C of the piezoelectric layer 2 . Therefore, the support substrate 8 is laminated on the second main surface 2b with the intermediate layer 7 interposed therebetween at a position not overlapping the portion where at least one pair of electrode fingers 3 and 4 are provided. Note that the intermediate layer 7 may not be provided. Therefore, the support substrate 8 can be directly or indirectly laminated to the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 .
  • the intermediate layer 7 is made of silicon oxide.
  • the intermediate layer 7 can be formed of an appropriate insulating material other than silicon oxide, such as silicon nitride and alumina.
  • the support substrate 8 is made of Si.
  • the plane orientation of the surface of Si on the piezoelectric layer 2 side may be (100), (110), or (111).
  • high-resistance Si having a resistivity of 4 k ⁇ or more is desirable.
  • the support substrate 8 can also be constructed using an appropriate insulating material or semiconductor material.
  • Materials for the support substrate 8 include, for example, aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric materials such as crystal, alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, and steer.
  • Various ceramics such as tight and forsterite, dielectrics such as diamond and glass, and semiconductors such as gallium nitride can be used.
  • the plurality of electrode fingers 3, electrode fingers 4, first busbar electrodes 5, and second busbar electrodes 6 are made of appropriate metals or alloys such as Al and AlCu alloys.
  • the electrode fingers 3, the electrode fingers 4, the first busbar electrodes 5, and the second busbar electrodes 6 have a structure in which an Al film is laminated on a Ti film. Note that an adhesion layer other than the Ti film may be used.
  • an AC voltage is applied between the multiple electrode fingers 3 and the multiple electrode fingers 4 . More specifically, an AC voltage is applied between the first busbar electrode 5 and the second busbar electrode 6 . As a result, it is possible to obtain resonance characteristics using a thickness-shear primary mode bulk wave excited in the piezoelectric layer 2 .
  • d/p is set to 0.5 or less.
  • the thickness-shear primary mode bulk wave is effectively excited, and good resonance characteristics can be obtained. More preferably, d/p is 0.24 or less, in which case even better resonance characteristics can be obtained.
  • the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 When at least one of the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 is plural as in the first embodiment, that is, when the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 form a pair of electrodes, the electrode fingers 3 and the electrode fingers When there are 1.5 pairs or more of 4, the center-to-center distance p between the adjacent electrode fingers 3 and 4 is the average distance between the center-to-center distances between the adjacent electrode fingers 3 and 4 .
  • the acoustic wave device 1 of the first embodiment has the above configuration, even if the logarithms of the electrode fingers 3 and 4 are reduced in an attempt to reduce the size, the Q value is unlikely to decrease. This is because the resonator does not require reflectors on both sides, and the propagation loss is small. The reason why the above reflector is not required is that the bulk wave of the thickness-shlip primary mode is used.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through the piezoelectric layer of the comparative example.
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view for explaining a thickness-shear primary mode bulk wave propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the amplitude direction of a thickness-shear primary mode bulk wave propagating in the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 3A shows an acoustic wave device as described in Patent Document 1, in which Lamb waves propagate through the piezoelectric layer.
  • waves propagate through the piezoelectric layer 201 as indicated by arrows.
  • the piezoelectric layer 201 has a first principal surface 201a and a second principal surface 201b, and the thickness direction connecting the first principal surface 201a and the second principal surface 201b is the Z direction.
  • the X direction is the direction in which the electrode fingers 3 and 4 of the IDT electrodes are aligned.
  • the Lamb wave the wave propagates in the X direction as shown.
  • the wave is applied to the first main surface 2a and the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2. , that is, in the Z direction, and resonate. That is, the X-direction component of the wave is significantly smaller than the Z-direction component. Further, since resonance characteristics are obtained by propagating waves in the Z direction, no reflector is required. Therefore, no propagation loss occurs when propagating to the reflector. Therefore, even if the number of electrode pairs consisting of the electrode fingers 3 and 4 is reduced in an attempt to promote miniaturization, the Q value is unlikely to decrease.
  • the amplitude direction of the bulk wave of the primary thickness-shear mode is the first region 251 included in the excitation region C (see FIG. 1B) of the piezoelectric layer 2 and the first region 251 included in the excitation region C (see FIG. 1B). 2 area 252 is reversed.
  • FIG. 4 schematically shows bulk waves when a voltage is applied between the electrode fingers 3 so that the electrode fingers 4 have a higher potential than the electrode fingers 3 .
  • the first region 251 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 that is orthogonal to the thickness direction of the piezoelectric layer 2 and bisects the piezoelectric layer 2 and the first main surface 2a.
  • the second region 252 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second main surface 2b.
  • At least one pair of electrodes consisting of the electrode fingers 3 and 4 is arranged. It is not always necessary to have a plurality of pairs of electrode pairs. That is, it is sufficient that at least one pair of electrodes is provided.
  • the electrode finger 3 is an electrode connected to a hot potential
  • the electrode finger 4 is an electrode connected to a ground potential.
  • the electrode finger 3 may be connected to the ground potential and the electrode finger 4 to the hot potential.
  • the at least one pair of electrodes are, as described above, electrodes connected to a hot potential or electrodes connected to a ground potential, and no floating electrodes are provided.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • the design parameters of the acoustic wave device 1 that obtained the resonance characteristics shown in FIG. 5 are as follows.
  • Piezoelectric layer 2 LiNbO3 with Euler angles (0°, 0°, 90°) Thickness of piezoelectric layer 2: 400 nm
  • Length of excitation region C (see FIG. 1B): 40 ⁇ m Number of electrode pairs consisting of electrode fingers 3 and 4: 21 pairs Center-to-center distance (pitch) between electrode fingers 3 and 4: 3 ⁇ m Width of electrode fingers 3 and 4: 500 nm d/p: 0.133
  • Middle layer 7 Silicon oxide film with a thickness of 1 ⁇ m
  • Support substrate 8 Si
  • the excitation region C (see FIG. 1B) is a region where the electrode fingers 3 and 4 overlap when viewed in the X direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4. .
  • the length of the excitation region C is the dimension along the length direction of the electrode fingers 3 and 4 of the excitation region C. As shown in FIG. Here, the excitation region C is an example of the "intersection region".
  • the inter-electrode distances of the electrode pairs consisting of the electrode fingers 3 and 4 are all equal in a plurality of pairs. That is, the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 are arranged at equal pitches.
  • d/p is 0.5 or less, more preferably 0. .24 or less. This will be explained with reference to FIG.
  • FIG. 6 shows d/2p, where p is the center-to-center distance between adjacent electrodes or the average distance of the center-to-center distances, and d is the average thickness of the piezoelectric layer 2. It is an explanatory view showing the relationship with the fractional bandwidth as.
  • At least one pair of electrodes may be one pair, and the above p is the center-to-center distance between adjacent electrode fingers 3 and 4 in the case of one pair of electrodes. In the case of 1.5 pairs or more of electrodes, the average distance between the centers of adjacent electrode fingers 3 and 4 should be p.
  • the thickness d of the piezoelectric layer 2 if the piezoelectric layer 2 has variations in thickness, a value obtained by averaging the thickness may be adopted.
  • FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes are provided in the elastic wave device of the first embodiment.
  • a pair of electrodes having electrode fingers 3 and 4 are provided on first main surface 2 a of piezoelectric layer 2 .
  • K in FIG. 7 is the intersection width.
  • the number of pairs of electrodes may be one. Even in this case, if the above d/p is 0.5 or less, it is possible to effectively excite the bulk wave in the primary mode of thickness shear.
  • the excitation region is an overlapping region of the plurality of electrode fingers 3 and 4 when viewed in the direction in which any adjacent electrode fingers 3 and 4 are facing each other. It is desirable that the metallization ratio MR of the adjacent electrode fingers 3 and 4 with respect to the region C satisfies MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075. In that case, spurious can be effectively reduced. This will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • a spurious signal indicated by an arrow B appears between the resonance frequency and the anti-resonance frequency.
  • d/p 0.08 and the Euler angles of LiNbO 3 (0°, 0°, 90°).
  • the metallization ratio MR was set to 0.35.
  • the metallization ratio MR will be explained with reference to FIG. 1B.
  • the excitation region C is the portion surrounded by the dashed-dotted line.
  • the excitation region C is a region where the electrode fingers 3 and 4 overlap with the electrode fingers 4 when viewed in a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4, that is, in a facing direction. a region where the electrode fingers 3 overlap each other; and a region between the electrode fingers 3 and 4 where the electrode fingers 3 and 4 overlap each other.
  • the area of the electrode fingers 3 and 4 in the excitation region C with respect to the area of the excitation region C is the metallization ratio MR. That is, the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallization portion to the area of the excitation region C.
  • the ratio of the metallization portion included in the entire excitation region C to the total area of the excitation region C should be MR.
  • FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious. is an explanatory diagram showing the relationship between. The ratio band was adjusted by changing the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrode fingers 3 and 4 .
  • FIG. 9 shows the results when the piezoelectric layer 2 made of Z-cut LiNbO 3 is used, but the same tendency is obtained when the piezoelectric layer 2 with other cut angles is used.
  • the spurious is as large as 1.0.
  • the fractional band exceeds 0.17, that is, exceeds 17%, a large spurious with a spurious level of 1 or more changes the parameters constituting the fractional band, even if the passband appear within. That is, as in the resonance characteristics shown in FIG. 8, a large spurious component indicated by arrow B appears within the band. Therefore, the specific bandwidth is preferably 17% or less. In this case, by adjusting the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrode fingers 3 and 4, the spurious response can be reduced.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
  • various elastic wave devices 1 with different d/2p and MR were configured, and the fractional bandwidth was measured.
  • the hatched portion on the right side of the dashed line D in FIG. 10 is the area where the fractional bandwidth is 17% or less.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the fractional band with respect to the Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
  • FIG. A hatched portion in FIG. 11 is a region where a fractional bandwidth of at least 5% or more is obtained. When the range of the area is approximated, it becomes the range represented by the following formulas (1), (2) and (3).
  • Equation (1) (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, 0° to 60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ) or (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, [180 °-60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ] ⁇ 180°) Equation (2) (0° ⁇ 10°, [180°-30°(1-( ⁇ -90) 2 /8100) 1/2 ] ⁇ 180°, arbitrary ⁇ ) Equation (3)
  • the fractional band can be sufficiently widened, which is preferable.
  • FIG. 12 is a modification of the first embodiment, and is a cross-sectional view of a portion taken along line II-II of FIG. 1A.
  • 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 low acoustic impedance layer is, for example, a layer of SiO2
  • the high acoustic impedance layer is, for example, a metal layer such as W, Pt or a dielectric layer such as AlN, SiN.
  • the thickness-shear primary mode bulk wave can be confined in the piezoelectric layer 2 without using the space 9 in the elastic wave device 1 .
  • the acoustic wave device 41 by setting the above d/p to 0.5 or less, it is possible to obtain resonance characteristics based on bulk waves in the first-order thickness shear mode.
  • the number of lamination 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 needs to 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.
  • FIG. 13 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the outer peripheral edge of the space portion 9 is indicated by a dashed line.
  • the elastic wave device of the present disclosure may utilize plate waves.
  • the elastic wave device 301 has reflectors 310 and 311 as shown in FIG. Reflectors 310 and 311 are provided on both sides of the electrode fingers 3 and 4 of the piezoelectric layer 2 in the acoustic wave propagation direction.
  • a Lamb wave as a plate wave is excited by applying an AC electric field to the electrode fingers 3 and 4 on the space 9.
  • the reflectors 310 and 311 are provided on both sides, it is possible to obtain resonance characteristics due to Lamb waves as Lamb waves.
  • the elastic wave devices 1 and 101 use bulk waves in the primary mode of thickness shear.
  • the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 are adjacent electrodes, the thickness of the piezoelectric layer 2 is d, and the center of the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 is d/p is set to 0.5 or less, where p is the distance between them.
  • the Q value can be increased even if the elastic wave device is miniaturized.
  • the piezoelectric layer 2 is made of lithium niobate or lithium tantalate.
  • the first principal surface 2a or the second principal surface 2b of the piezoelectric layer 2 has a first electrode finger 3 and a second electrode finger 4 facing each other in a direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2. and the second electrode fingers 4 are desirably covered with a protective film.
  • FIG. 14 is a plan view showing an example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV of FIG. 14.
  • FIG. An acoustic wave device 1A according to the first embodiment includes a piezoelectric layer 2, IDT electrodes including electrode fingers 3 and 4 and busbar electrodes 5 and 6, and a support member.
  • IDT electrodes including electrode fingers 3 and 4 and busbar electrodes 5 and 6, and a support member.
  • the direction from the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 to the first main surface 2a is the top
  • the direction from the first main surface 2a to the second main surface of the piezoelectric layer 2 is the top.
  • the direction toward 2b may be described as the bottom.
  • the support member is a member provided with the support substrate 8 .
  • the support member consists of a support substrate 8 .
  • the piezoelectric layer 2 is provided on the support substrate 8 in the Z direction.
  • the support member may further include an intermediate layer 7 provided in the Z direction of the support substrate 8 .
  • the support member has a space portion 9 at a position at least partially overlapping with the IDT electrode when viewed from above in the Z direction.
  • the space 9 is provided so as to penetrate the support substrate 8 in the Z direction, but this is only an example, and may be provided only on the piezoelectric layer 2 side of the support member.
  • the piezoelectric layer 2 is provided in the Z direction of the support member.
  • the piezoelectric layer 2 is a layer containing piezoelectric lithium niobate and unavoidable impurities, and is, for example, single crystal Z-cut lithium niobate.
  • the direction of dielectric polarization in the intersection region C of the piezoelectric layer 2 is upward.
  • the direction of dielectric polarization refers to the direction of the polarization vector generated by dielectric polarization.
  • the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 is a surface having a positive potential (dielectric positive potential surface) due to dielectric polarization, and the second main surface 2b has a negative potential due to dielectric polarization. (dielectric negative potential surface).
  • the present inventors have found that in an elastic wave device that utilizes a thickness-shear first-order bulk elastic wave, an elastic wave leakage mode is generated outside the intersection region C in the Y direction, and the first bus bar electrode 5 or the second bus bar electrode 5 It was found that an elastic wave leakage mode occurs outside the busbar electrodes 6 in the Y direction.
  • the inventors of the present invention found that the leakage of elastic waves can be suppressed by providing the piezoelectric laminated structure 20 in the gap region.
  • the gap region refers to a region between the first electrode fingers 3 and the second busbar electrodes 6 in the Y direction or between the second electrode fingers 4 and the first busbar electrodes 5 in the Y direction.
  • the piezoelectric laminated structure 20 will be described below.
  • the piezoelectric laminate structure 20 is a laminate of a plurality of piezoelectric bodies.
  • a piezoelectric laminate structure 20 is provided in the gap region.
  • the gap region refers to a region between the first electrode fingers 3 and the second busbar electrodes 6 in the Y direction or between the second electrode fingers 4 and the first busbar electrodes 5 in the Y direction.
  • the piezoelectric laminated structure 20 is located between the busbar electrodes 5 and 6 and the intersection region C in the Y direction, and when viewed in plan in the Z direction, the first electrode fingers 3 and the second electrode It overlaps with finger 4.
  • the piezoelectric laminated structure 20 includes a first piezoelectric body 21 and a second piezoelectric body 22 . Note that the piezoelectric laminated structure 20 is not limited to a two-layer structure, and may be a laminated body composed of three or more layers of piezoelectric bodies.
  • the first piezoelectric body 21 and the second piezoelectric body 22 are piezoelectric bodies having different dielectric polarization states.
  • different states of dielectric polarization include regions in which the direction of dielectric polarization is not the same.
  • the first piezoelectric body 21 is a piezoelectric body including the first main surface 20 a of the piezoelectric laminated structure 20 .
  • the second piezoelectric body 22 is a piezoelectric body including the second main surface 20 b of the piezoelectric laminated structure 20 .
  • the first piezoelectric body 21 and the second piezoelectric body 22 are made of a material having the same composition as the piezoelectric layer 2 in the intersection region C, for example, Z-cut lithium niobate. As a result, excitation of elastic waves in the gap region is inhibited, so leakage of elastic waves can be suppressed.
  • the first piezoelectric body 21 and the second piezoelectric body 22 have different directions of dielectric polarization.
  • the direction of the dielectric polarization of the second piezoelectric body 22 is upward, which is the same as that of the piezoelectric layer 2 in the intersection region C.
  • the direction of the dielectric polarization of the first piezoelectric body 21 is downward, opposite to that of the second piezoelectric body 22, ie, the piezoelectric layer 2 at the intersection region C.
  • FIG. Therefore, both the first main surface 20a and the second main surface 20b of the piezoelectric laminated structure 20 are dielectric negative potential surfaces, and the laminated structure is bipolar in the Z direction. As a result, excitation of elastic waves in the gap region is further inhibited, so that leakage of elastic waves can be further suppressed.
  • the dielectric polarization state of the piezoelectric laminate structure 20 can be observed by SPM (Scanning Probe Microscopy). Specifically, in a PRM (Piezo Response Microscope) observation image of the first main surface 2a near the gap portion or the cross section, regions having different directions of dielectric polarization appear as regions showing different colors. Thereby, the area occupied by the first piezoelectric body 21 can be specified.
  • SPM Sccanning Probe Microscopy
  • the elastic wave device according to the first embodiment is not limited to the elastic wave device 1A. Modifications will be described below with reference to the drawings.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a first modified example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the direction of the dielectric polarization of the first piezoelectric body 21 is downward, and the dielectric polarization of the second piezoelectric body 22 and the piezoelectric layer 2 in the intersection region C is directed upward.
  • both the first main surface 20a and the second main surface 20b of the piezoelectric laminated structure 20B become dielectric positive potential surfaces. Therefore, even in this case, excitation of elastic waves in the gap region is inhibited, so leakage of elastic waves can be suppressed.
  • FIG. 17 is a plan view showing a second modification of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • piezoelectric laminated structures 20C are arranged at intervals in the X direction.
  • the piezoelectric laminated structure 20C does not overlap the electrode fingers 3 and 4 when viewed from above in the Z direction. Even in this case, since the excitation of elastic waves in the gap region is inhibited, leakage of elastic waves can be suppressed.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of admittance characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing an example of admittance characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment. More specifically, FIG. 18 is an explanatory diagram showing the real part of the admittance of the elastic wave device according to the first embodiment, that is, the conductance component.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing the scalar quantity of the admittance of the acoustic wave device according to the first embodiment, that is, the magnitude of the admittance only for modes occurring in the gap region.
  • the example is the simulation result of the elastic wave device 1A according to the first embodiment
  • the comparative example is the simulation result of the elastic wave device without the piezoelectric laminated structure 20 .
  • the elastic wave device according to the example has a narrower peak width related to the resonance frequency than the elastic wave device according to the comparative example, so that the propagation loss is suppressed and the leakage of the elastic wave is reduced. is found to be suppressed.
  • a mode derived from elastic wave leakage occurs in a band of 4 GHz to 6 GHz.
  • the mode derived from leakage of the elastic wave does not occur in the pass band of 4 GHz or more and 6 GHz or less, but occurs in the band of 8 GHz or more and 12 GHz or less.
  • the mode derived from leakage of elastic waves generated in the gap region does not couple with the mode of the main wave generated in the intersection region C, so that the elastic waves can be confined in the plane direction, and the elastic waves It can be seen that the leakage of
  • the acoustic wave device 1A includes a support member including the support substrate 8 having a thickness in the first direction, the piezoelectric layer 2 provided in the first direction of the support member, and the piezoelectric layer 2 provided in the first direction.
  • a plurality of first electrode fingers 3 provided on the main surface of the layer 2 and extending in a second direction intersecting the first direction; a first busbar electrode 5 to which the plurality of first electrode fingers 3 are connected;
  • a plurality of second electrode fingers 4 facing any one of the plurality of first electrode fingers 3 in a third direction perpendicular to the direction and extending in the second direction, and a second bus bar to which the plurality of second electrode fingers 4 are connected.
  • a piezoelectric laminated structure including a first piezoelectric body 21 and a second piezoelectric body 22 having a dielectric polarization state different from that of the first piezoelectric body 21 in a gap region between the two electrode fingers 4 and the first bus bar electrode 5. Includes body 20 .
  • the piezoelectric laminated structure 20 overlaps the first electrode finger 3 or the second electrode finger 4 when viewed in plan in the first direction. Even in this case, leakage of elastic waves can be suppressed.
  • the piezoelectric laminated structures 20 are arranged at intervals in the third direction. Even in this case, leakage of elastic waves can be suppressed.
  • the thickness-shear primary mode bulk wave can be confined within the piezoelectric layer 2 .
  • the supporting member includes, on the piezoelectric layer 2 side, one or more low acoustic impedance layers 42a, 42c, and 42e having an acoustic impedance lower than that of the piezoelectric layer 2 and one or more high acoustic impedance layers 42a, 42c, and 42e having an acoustic impedance higher than that of the piezoelectric layer 2. It has an acoustic reflection layer (acoustic multilayer film 42) including acoustic impedance layers 42b and 42d. As a result, the thickness-shear primary mode bulk wave can be confined within the piezoelectric layer 2 .
  • the piezoelectric layer 2 in the intersection region C where the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 overlap has the same dielectric polarization state as the first piezoelectric body 21 . Even in this case, leakage of elastic waves can be suppressed.
  • the direction of dielectric polarization of the first piezoelectric body 21 is opposite to the direction of dielectric polarization of the second piezoelectric body 22 . Thereby, leakage of elastic waves can be further suppressed.
  • the piezoelectric layer 2 is Z-cut, and the second Euler angle ⁇ of the piezoelectric layer 2 is -15° or more and 15° or less. Even in this case, leakage of elastic waves can be suppressed.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is the center-to-center distance between the adjacent first electrode fingers 3 and the second electrode fingers 4 among the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of second electrode fingers 4. It is 2p or less when p.
  • the piezoelectric layer 2 contains lithium niobate or lithium tantalate. As a result, it is possible to provide an elastic wave device capable of obtaining good resonance characteristics.
  • it is configured to be able to use bulk waves in the thickness-shlip mode. As a result, it is possible to provide an elastic wave device with a high coupling coefficient and good resonance characteristics.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is d, and the center-to-center distance between the adjacent first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4 among the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of second electrode fingers 4 is p. , d/p ⁇ 0.5.
  • the acoustic wave device 1 can be miniaturized and the Q value can be increased.
  • d/p is 0.24 or less.
  • the region where the first electrode fingers 3 and the second electrode fingers 4 overlap when viewed in the third direction is the excitation region C, and the first electrode fingers 3 and the second electrode fingers 3 with respect to the excitation region C
  • the metallization ratio of finger 4 is MR, MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075 is satisfied.
  • the fractional bandwidth can be reliably set to 17% or less.
  • the piezoelectric layer 2 is made of lithium niobate or lithium tantalate, and the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of lithium niobate or lithium tantalate satisfy the following formula (1), formula (2) or It is in the range of formula (3). In this case, the fractional bandwidth can be widened sufficiently.
  • Equation (1) (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, 0° to 60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ) or (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, [180 °-60° (1-( ⁇ -50)2/900) 1/2 ] ⁇ 180°) Equation (2) (0° ⁇ 10°, [180°-30°(1-( ⁇ -90) 2 /8100) 1/2 ] ⁇ 180°, arbitrary ⁇ ) Equation (3)
  • FIG. 20 is a plan view showing an example of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • 21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI of FIG. 20.
  • FIG. An elastic wave device 1D according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings.
  • symbol is attached
  • the thickness of the piezoelectric laminated structure 20D is different from the thickness of the piezoelectric layer 2 in the intersection region C.
  • the thickness of the first piezoelectric layer is dp
  • the thickness of the second piezoelectric layer is dp2
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 at the intersection region C is dp.
  • the thickness (dp1+dp2) of the piezoelectric laminated structure 20 is 0.1 times or more the thickness dp of the piezoelectric layer 2 in the intersection area C. By setting it as this range, the leakage of an elastic wave can fully be suppressed.
  • the thickness (dp1+dp2) of the piezoelectric laminated structure 20 is less than twice the thickness dp of the piezoelectric layer 2 in the intersection area C. As a result, it is possible to prevent the mode derived from leakage of the elastic wave from shifting to a low frequency, and to suppress the coupling with the main wave generated in the intersecting region C.
  • the thickness (dp1+dp2) of the piezoelectric laminated structure 20 is equal to or greater than the thickness dp of the piezoelectric layer 2 in the intersection area C.
  • the excitation mode of the piezoelectric laminate structure 20 occurs at a higher frequency than the excitation mode of the piezoelectric layer 2 in the intersection region C.
  • the height (position in the Z direction) of the second main surface 20b of the piezoelectric laminated structure 20D is lower than the height of the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 .
  • the direction of dielectric polarization of the first piezoelectric body 21 is the same upward direction as the piezoelectric layer 2 in the intersection region C.
  • the direction of the dielectric polarization of the second piezoelectric body 22 is downward, opposite to that of the first piezoelectric body 21 , ie, the piezoelectric layer 2 in the intersection region C.
  • the thickness dp1 of the first piezoelectric body 21 and the thickness dp2 of the second piezoelectric body 22 are equal.
  • the thickness dp1 of the first piezoelectric body 21 and the thickness dp2 of the second piezoelectric body 22 may be different.
  • the piezoelectric layer 2 in the intersection region C where the first electrode fingers 3 and the second electrode fingers 4 overlap when viewed in the third direction is the second piezoelectric layer 2 . It is in the same state of dielectric polarization as the body 22 . Even in this case, leakage of elastic waves can be suppressed.
  • the thickness of the piezoelectric laminated structure 20 is less than twice the thickness of the piezoelectric layer 2 . As a result, it is possible to prevent the mode derived from leakage of the elastic wave from shifting to a low frequency, and to suppress the coupling with the main wave generated in the intersecting region C.

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Abstract

弾性波の漏洩を抑制する。弾性波装置は、第１方向に厚みを有する支持基板を備える支持部材と、支持部材の第１方向に設けられた圧電層と、圧電層の主面に設けられ、第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第１電極指と、複数の第１電極指が接続された第１のバスバー電極と、第２方向に直交する第３方向に複数の第１電極指のいずれかと対向し、第２方向に延びる複数の第２電極指と、複数の第２電極指が接続された第２のバスバー電極と、を有するＩＤＴ電極と、を備える。第１方向に平面視して、圧電層は、少なくとも１つの第１電極指と第２のバスバー電極との間又は少なくとも１つの第２電極指と第１のバスバー電極との間のギャップ領域において、第１圧電体と、第１圧電体とは誘電分極の状態が異なる第２圧電体とを備える圧電積層構造体を含む。

Description

弾性波装置
　本開示は、弾性波装置に関する。
　特許文献１には、弾性波装置が記載されている。
特開２０１２－２５７０１９号公報
　特許文献１に示す弾性波装置は、電極指が延びる方向に弾性波の漏洩が生じる可能性があった。
　本開示は、上述した課題を解決するものであり、弾性波の漏洩を抑制することを目的とする。
　一態様に係る弾性波装置は、第１方向に厚みを有する支持基板を備える支持部材と、前記支持部材の前記第１方向に設けられた圧電層と、前記圧電層の主面に設けられ、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第１電極指と、前記複数の第１電極指が接続された第１のバスバー電極と、前記第２方向に直交する第３方向に前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる複数の第２電極指と、前記複数の第２電極指が接続された第２のバスバー電極と、を有するＩＤＴ電極と、を備え、前記第１方向に平面視して、前記圧電層は、少なくとも１つの第１電極指と前記第２のバスバー電極との間又は少なくとも１つの第２電極指と前記第１のバスバー電極との間のギャップ領域において、第１圧電体と、前記第１圧電体とは誘電分極の状態が異なる第２圧電体とを備える圧電積層構造体を含む。
　本開示によれば、弾性波の漏洩を抑制することができる。
図１Ａは、第１実施形態の弾性波装置を示す斜視図である。 図１Ｂは、第１実施形態の電極構造を示す平面図である。 図２は、図１ＡのＩＩ－ＩＩ線に沿う部分の断面図である。 図３Ａは、比較例の圧電層を伝播するラム波を説明するための模式的な断面図である。 図３Ｂは、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波を説明するための模式的な断面図である。 図４は、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波の振幅方向を説明するための模式的な断面図である。 図５は、第１実施形態の弾性波装置の共振特性の例を示す説明図である。 図６は、第１実施形態の弾性波装置において、隣り合う電極の中心間距離又は中心間距離の平均距離をｐ、圧電層の平均厚みをｄとした場合、ｄ／２ｐと、共振子としての比帯域との関係を示す説明図である。 図７は、第１実施形態の弾性波装置において、１対の電極が設けられている例を示す平面図である。 図８は、第１実施形態の弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。 図９は、第１実施形態の弾性波装置の、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す説明図である。 図１０は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲと、比帯域との関係を示す説明図である。 図１１は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°、θ、ψ）に対する比帯域のマップを示す説明図である。 図１２は、第１実施形態の変形例であって、図１ＡのＩＩ－ＩＩ線に沿う部分の断面図である。 図１３は、本開示の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。 図１４は、第１実施形態に係る弾性波装置の一例を示す平面図である。 図１５は、図１４のＸＶ－ＸＶ線の断面図である。 図１６は、第１実施形態に係る弾性波装置の第１変形例を示す断面図である。 図１７は、第１実施形態に係る弾性波装置の第２変形例を示す平面図である。 図１８は、第１実施形態に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。 図１９は、第１実施形態に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。 図２０は、第２実施形態に係る弾性波装置の一例を示す平面図である。 図２１は、図２０のＸＸＩ－ＸＸＩ線の断面図である。
　以下に、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本開示が限定されるものではない。なお、本開示に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換又は組み合わせが可能である変形例や第２実施の形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
　（第１実施形態）
　図１Ａは、第１実施形態の弾性波装置を示す斜視図である。図１Ｂは、第１実施形態の電極構造を示す平面図である。
　第１実施形態の弾性波装置１は、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、第１実施形態では、Ｚカットである。ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３のカット角は、回転ＹカットやＸカットであってもよい。好ましくは、Ｙ伝搬及びＸ伝搬±３０°の伝搬方位が好ましい。
　圧電層２の厚みは、特に限定されないが、厚み滑り１次モードを効果的に励振するには、５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下が好ましい。
　圧電層２は、Ｚ方向に対向し合う第１主面２ａと、第２主面２ｂとを有する。第１主面２ａ上に、電極指３及び電極指４が設けられている。
　ここで電極指３が「第１電極指」の一例であり、電極指４が「第２電極指」の一例である。図１Ａ及び図１Ｂでは、複数の電極指３は、第１のバスバー電極５に接続されている複数の「第１電極」である。複数の電極指４は、第２のバスバー電極６に接続されている複数の「第２電極」である。複数の電極指３及び複数の電極指４は、互いに間挿し合っている。これにより、電極指３と、電極指４と、第１のバスバー電極５と、第２のバスバー電極６と、を備えるＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｒａｎｓｕｄｕｃｅｒ）電極が構成される。
　電極指３及び電極指４は、矩形形状を有し、長さ方向を有する。この長さ方向と直交する方向において、電極指３と、電極指３と隣接する電極指４とが対向している。電極指３、電極指４の長さ方向、及び、電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向はいずれも、圧電層２の厚み方向に交差する方向である。このため、電極指３と、電極指３と隣接する電極指４とは、圧電層２の厚み方向に交差する方向において対向しているともいえる。以下の説明では、圧電層２の厚み方向をＺ方向（又は第１方向）とし、電極指３、電極指４の長さ方向をＹ方向（又は第２方向）とし、電極指３、電極指４の直交する方向をＸ方向（又は第３方向）として、説明することがある。
　また、電極指３、電極指４の長さ方向が図１Ａ及び図１Ｂに示す電極指３、電極指４の長さ方向に直交する方向と入れ替わってもよい。すなわち、図１Ａ及び図１Ｂにおいて、第１のバスバー電極５及び第２のバスバー電極６が延びている方向に電極指３、電極指４を延ばしてもよい。その場合、第１のバスバー電極５及び第２のバスバー電極６は、図１Ａ及び図１Ｂにおいて電極指３、電極指４が延びている方向に延びることとなる。そして、一方電位に接続される電極指３と、他方電位に接続される電極指４とが隣り合う１対の構造が、上記電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向に、複数対設けられている。
　ここで電極指３と電極指４とが隣り合うとは、電極指３と電極指４とが直接接触するように配置されている場合ではなく、電極指３と電極指４とが間隔を介して配置されている場合を指す。また、電極指３と電極指４とが隣り合う場合、電極指３と電極指４との間には、他の電極指３、電極指４を含む、ホット電極やグラウンド電極に接続される電極は配置されない。この対数は、整数対である必要はなく、１．５対や２．５対などであってもよい。
　電極指３と電極指４との間の中心間距離すなわちピッチは、１μｍ以上、１０μｍ以下の範囲が好ましい。また、電極指３と電極指４との間の中心間距離とは、電極指３の長さ方向と直交する方向における電極指３の幅寸法の中心と、電極指４の長さ方向と直交する方向における電極指４の幅寸法の中心とを結んだ距離となる。
　さらに、電極指３、電極指４の少なくとも一方が複数本ある場合（電極指３、電極指４を一対の電極組とした場合に、１．５対以上の電極組がある場合）、電極指３、電極指４の中心間距離は、１．５対以上の電極指３、電極指４のうち隣り合う電極指３、電極指４それぞれの中心間距離の平均値を指す。
　また、電極指３、電極指４の幅、すなわち電極指３、電極指４の対向方向の寸法は、１５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲が好ましい。なお、電極指３と電極指４との間の中心間距離とは、電極指３の長さ方向と直交する方向における電極指３の寸法（幅寸法）の中心と、電極指４の長さ方向と直交する方向における電極指４の寸法（幅寸法）の中心とを結んだ距離となる。
　また、第１実施形態では、Ｚカットの圧電層を用いているため、電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向は、圧電層２の分極方向に直交する方向となる。圧電層２として他のカット角の圧電体を用いた場合には、この限りでない。ここにおいて、「直交」とは、厳密に直交する場合のみに限定されず、略直交（電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向と分極方向とのなす角度が例えば９０°±１０°）でもよい。
　圧電層２の第２主面２ｂ側には、中間層７を介して支持基板８が積層されている。中間層７及び支持基板８は、枠状の形状を有し、図２に示すように、開口部７ａ、８ａを有する。それによって、空間部（エアギャップ）９が形成されている。
　空間部９は、圧電層２の励振領域Ｃの振動を妨げないために設けられている。従って、上記支持基板８は、少なくとも１対の電極指３、電極指４が設けられている部分と重ならない位置において、第２主面２ｂに中間層７を介して積層されている。なお、中間層７は設けられずともよい。従って、支持基板８は、圧電層２の第２主面２ｂに直接又は間接に積層され得る。
　中間層７は、酸化ケイ素で形成されている。もっとも、中間層７は、酸化ケイ素の他、窒化ケイ素、アルミナなどの適宜の絶縁性材料で形成することができる。
　支持基板８は、Ｓｉにより形成されている。Ｓｉの圧電層２側の面における面方位は（１００）や（１１０）であってもよく、（１１１）であってもよい。好ましくは、抵抗率４ｋΩ以上の高抵抗のＳｉが望ましい。もっとも、支持基板８についても適宜の絶縁性材料や半導体材料を用いて構成することができる。支持基板８の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、マグネシア、サファイア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、窒化ガリウムなどの半導体などを用いることができる。
　上記複数の電極指３、電極指４及び第１のバスバー電極５、第２のバスバー電極６は、Ａｌ、ＡｌＣｕ合金などの適宜の金属又は合金からなる。第１実施形態では、電極指３、電極指４及び第１のバスバー電極５、第２のバスバー電極６は、Ｔｉ膜上にＡｌ膜を積層した構造を有する。なお、Ｔｉ膜以外の密着層を用いてもよい。
　駆動に際しては、複数の電極指３と、複数の電極指４との間に交流電圧を印加する。より具体的には、第１のバスバー電極５と第２のバスバー電極６との間に交流電圧を印加する。それによって、圧電層２において励振される厚み滑り１次モードのバルク波を利用した、共振特性を得ることが可能とされている。
　また、弾性波装置１では、圧電層２の厚みをｄ、複数対の電極指３、電極指４のうちいずれかの隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐは０．５以下とされている。そのため、上記厚み滑り１次モードのバルク波が効果的に励振され、良好な共振特性を得ることができる。より好ましくは、ｄ／ｐは０．２４以下であり、その場合には、より一層良好な共振特性を得ることができる。
　なお、第１実施形態のように電極指３、電極指４の少なくとも一方が複数本ある場合、すなわち、電極指３、電極指４を１対の電極組とした場合に電極指３、電極指４が１．５対以上ある場合、隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離ｐは、各隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離の平均距離となる。
　第１実施形態の弾性波装置１では、上記構成を備えるため、小型化を図ろうとして、電極指３、電極指４の対数を小さくしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。これは、両側に反射器を必要としない共振器であり、伝搬ロスが少ないためである。また、上記反射器を必要としないのは、厚み滑り１次モードのバルク波を利用していることによる。
　図３Ａは、比較例の圧電層を伝播するラム波を説明するための模式的な断面図である。図３Ｂは、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波を説明するための模式的な断面図である。図４は、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波の振幅方向を説明するための模式的な断面図である。
　図３Ａでは、特許文献１に記載のような弾性波装置であり、圧電層をラム波が伝搬する。図３Ａに示すように、圧電層２０１中を矢印で示すように波が伝搬する。ここで、圧電層２０１には、第１主面２０１ａと、第２主面２０１ｂとがあり、第１主面２０１ａと第２主面２０１ｂとを結ぶ厚み方向がＺ方向である。Ｘ方向は、ＩＤＴ電極の電極指３、４が並んでいる方向である。図３Ａに示すように、ラム波では、波が図示のように、Ｘ方向に伝搬していく。板波であるため、圧電層２０１が全体として振動するものの、波はＸ方向に伝搬するため、両側に反射器を配置して、共振特性を得ている。そのため、波の伝搬ロスが生じ、小型化を図った場合、すなわち電極指３、４の対数を少なくした場合、Ｑ値が低下する。
　これに対して、図３Ｂに示すように、第１実施形態の弾性波装置では、振動変位は厚み滑り方向であるから、波は、圧電層２の第１主面２ａと第２主面２ｂとを結ぶ方向、すなわちＺ方向にほぼ伝搬し、共振する。すなわち、波のＸ方向成分がＺ方向成分に比べて著しく小さい。そして、このＺ方向の波の伝搬により共振特性が得られるため、反射器を必要としない。よって、反射器に伝搬する際の伝搬損失は生じない。従って、小型化を進めようとして、電極指３、電極指４からなる電極対の対数を減らしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。
　なお、厚み滑り１次モードのバルク波の振幅方向は、図４に示すように、圧電層２の励振領域Ｃ（図１Ｂ参照）に含まれる第１領域２５１と、励振領域Ｃに含まれる第２領域２５２とで逆になる。図４では、電極指３と電極指４との間に、電極指４が電極指３よりも高電位となる電圧が印加された場合のバルク波を模式的に示してある。第１領域２５１は、励振領域Ｃのうち、圧電層２の厚み方向に直交し圧電層２を２分する仮想平面ＶＰ１と、第１主面２ａとの間の領域である。第２領域２５２は、励振領域Ｃのうち、仮想平面ＶＰ１と、第２主面２ｂとの間の領域である。
　弾性波装置１では、電極指３と電極指４とからなる少なくとも１対の電極が配置されているが、Ｘ方向に波を伝搬させるものではないため、この電極指３、電極指４からなる電極対の対数は複数対ある必要は必ずしもない。すなわち、少なくとも１対の電極が設けられてさえおればよい。
　例えば、上記電極指３がホット電位に接続される電極であり、電極指４がグラウンド電位に接続される電極である。もっとも、電極指３がグラウンド電位に、電極指４がホット電位に接続されてもよい。第１実施形態では、少なくとも１対の電極は、上記のように、ホット電位に接続される電極又はグラウンド電位に接続される電極であり、浮き電極は設けられていない。
　図５は、第１実施形態の弾性波装置の共振特性の例を示す説明図である。なお、図５に示す共振特性を得た弾性波装置１の設計パラメータは以下の通りである。
　圧電層２：オイラー角（０°、０°、９０°）のＬｉＮｂＯ３
　圧電層２の厚み：４００ｎｍ
　励振領域Ｃ（図１Ｂ参照）の長さ：４０μｍ
　電極指３、電極指４からなる電極の対数：２１対
　電極指３と電極指４との間の中心間距離（ピッチ）：３μｍ
　電極指３、電極指４の幅：５００ｎｍ
　ｄ／ｐ：０．１３３
　中間層７：１μｍの厚みの酸化ケイ素膜
　支持基板８：Ｓｉ
　なお、励振領域Ｃ（図１Ｂ参照）とは、電極指３と電極指４の長さ方向と直交するＸ方向に視たときに、電極指３と電極指４とが重なっている領域である。励振領域Ｃの長さとは、励振領域Ｃの電極指３、電極指４の長さ方向に沿う寸法である。ここで、励振領域Ｃとは、「交差領域」の一例である。
　第１実施形態では、電極指３、電極指４からなる電極対の電極間距離は、複数対において全て等しくした。すなわち、電極指３と電極指４とを等ピッチで配置した。
　図５から明らかなように、反射器を有しないにもかかわらず、比帯域が１２．５％である良好な共振特性が得られている。
　ところで、上記圧電層２の厚みをｄ、電極指３と電極指４との電極の中心間距離をｐとした場合、第１実施形態では、ｄ／ｐは０．５以下、より好ましくは０．２４以下である。これを、図６を参照して説明する。
　図５に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しｄ／２ｐを変化させ、複数の弾性波装置を得た。図６は、第１実施形態の弾性波装置において、隣り合う電極の中心間距離又は中心間距離の平均距離をｐ、圧電層２の平均厚みをｄとした場合、ｄ／２ｐと、共振子としての比帯域との関係を示す説明図である。
　図６に示すように、ｄ／２ｐが０．２５を超えると、すなわちｄ／ｐ＞０．５では、ｄ／ｐを調整しても、比帯域は５％未満である。これに対して、ｄ／２ｐ≦０．２５、すなわちｄ／ｐ≦０．５の場合には、その範囲内でｄ／ｐを変化させれば、比帯域を５％以上とすることができ、すなわち高い結合係数を有する共振子を構成することができる。また、ｄ／２ｐが０．１２以下の場合、すなわちｄ／ｐが０．２４以下の場合には、比帯域を７％以上と高めることができる。加えて、ｄ／ｐをこの範囲内で調整すれば、より一層比帯域の広い共振子を得ることができ、より一層高い結合係数を有する共振子を実現することができる。従って、ｄ／ｐを０．５以下とすることにより、上記厚み滑り１次モードのバルク波を利用した、高い結合係数を有する共振子を構成し得ることがわかる。
　なお、少なくとも１対の電極は、１対でもよく、上記ｐは、１対の電極の場合、隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離とする。また、１．５対以上の電極の場合には、隣り合う電極指３、電極指４の中心間距離の平均距離をｐとすればよい。
　また、圧電層２の厚みｄについても、圧電層２が厚みばらつきを有する場合、その厚みを平均化した値を採用すればよい。
　図７は、第１実施形態の弾性波装置において、１対の電極が設けられている例を示す平面図である。弾性波装置１０１では、圧電層２の第１主面２ａ上において、電極指３と電極指４とを有する１対の電極が設けられている。なお、図７中のＫが交差幅となる。前述したように、本開示の弾性波装置では、電極の対数は１対であってもよい。この場合でも、上記ｄ／ｐが０．５以下であれば、厚み滑り１次モードのバルク波を効果的に励振することができる。
　弾性波装置１では、好ましくは、複数の電極指３、電極指４において、いずれかの隣り合う電極指３、電極指４が対向している方向に視たときに重なっている領域である励振領域Ｃに対する、上記隣り合う電極指３、電極指４のメタライゼーション比ＭＲが、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たすことが望ましい。その場合には、スプリアスを効果的に小さくすることができる。これを、図８及び図９を参照して説明する。
　図８は、第１実施形態の弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。矢印Ｂで示すスプリアスが、共振周波数と反共振周波数との間に現れている。なお、ｄ／ｐ＝０．０８として、かつＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°、０°、９０°）とした。また、上記メタライゼーション比ＭＲ＝０．３５とした。
　メタライゼーション比ＭＲを、図１Ｂを参照して説明する。図１Ｂの電極構造において、１対の電極指３、電極指４に着目した場合、この１対の電極指３、電極指４のみが設けられるとする。この場合、一点鎖線で囲まれた部分が励振領域Ｃとなる。この励振領域Ｃとは、電極指３と電極指４とを、電極指３、電極指４の長さ方向と直交する方向すなわち対向方向に視たときに電極指３における電極指４と重なり合っている領域、電極指４における電極指３と重なり合っている領域、及び、電極指３と電極指４との間の領域における電極指３と電極指４とが重なり合っている領域である。そして、この励振領域Ｃの面積に対する、励振領域Ｃ内の電極指３、電極指４の面積が、メタライゼーション比ＭＲとなる。すなわち、メタライゼーション比ＭＲは、メタライゼーション部分の面積の励振領域Ｃの面積に対する比である。
　なお、複数対の電極指３、電極指４が設けられている場合、励振領域Ｃの面積の合計に対する全励振領域Ｃに含まれているメタライゼーション部分の割合をＭＲとすればよい。
　図９は、第１実施形態の弾性波装置の、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す説明図である。なお、比帯域については、圧電層２の膜厚や電極指３、電極指４の寸法を種々変更し、調整した。また、図９は、ＺカットのＬｉＮｂＯ３からなる圧電層２を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電層２を用いた場合においても、同様の傾向となる。
　図９中の楕円Ｊで囲まれている領域では、スプリアスが１．０と大きくなっている。図９から明らかなように、比帯域が０．１７を超えると、すなわち１７％を超えると、スプリアスレベルが１以上の大きなスプリアスが、比帯域を構成するパラメータを変化させたとしても、通過帯域内に現れる。すなわち、図８に示す共振特性のように、矢印Ｂで示す大きなスプリアスが帯域内に現れる。よって、比帯域は１７％以下であることが好ましい。この場合には、圧電層２の膜厚や電極指３、電極指４の寸法などを調整することにより、スプリアスを小さくすることができる。
　図１０は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲと、比帯域との関係を示す説明図である。第１実施形態の弾性波装置１において、ｄ／２ｐと、ＭＲが異なる様々な弾性波装置１を構成し、比帯域を測定した。図１０の破線Ｄの右側のハッチングを付して示した部分が、比帯域が１７％以下の領域である。このハッチングを付した領域と、付していない領域との境界は、ＭＲ＝３．５（ｄ／２ｐ）＋０．０７５で表される。すなわち、ＭＲ＝１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５である。従って、好ましくは、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５である。その場合には、比帯域を１７％以下としやすい。より好ましくは、図１０中の一点鎖線Ｄ１で示すＭＲ＝３．５（ｄ／２ｐ）＋０．０５の右側の領域である。すなわち、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０５であれば、比帯域を確実に１７％以下にすることができる。
　図１１は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°、θ、ψ）に対する比帯域のマップを示す説明図である。図１１のハッチングを付して示した部分が、少なくとも５％以上の比帯域が得られる領域である。領域の範囲を近似すると、下記の式（１）、式（２）及び式（３）で表される範囲となる。
　（０°±１０°、０°～２０°、任意のψ）　　…式（１）
　（０°±１０°、２０°～８０°、０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）又は（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）又は式（３）のオイラー角範囲の場合、比帯域を十分に広くすることができ、好ましい。
　図１２は、第１実施形態の変形例であって、図１ＡのＩＩ－ＩＩ線に沿う部分の断面図である。弾性波装置４１では、圧電層２の第２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。低音響インピーダンス層は、例えばＳｉＯ２の層であり、高音響インピーダンス層は、例えばＷ、Ｐｔ等の金属層又はＡｌＮ、ＳｉＮ等の誘電体層である。音響多層膜４２を用いた場合、弾性波装置１における空間部９を用いずとも、厚み滑り１次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１次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、酸化ケイ素又は、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、窒化ケイ素又は、金属などを挙げることができる。
　図１３は、本開示の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。図１３において、空間部９の外周縁を破線で示す。本開示の弾性波装置は、板波を利用するものであってもよい。この場合、図１２に示すように、弾性波装置３０１は、反射器３１０、３１１を有する。反射器３１０、３１１は、圧電層２の電極指３、４の弾性波伝搬方向両側に設けられる。弾性波装置３０１では、空間部９上の電極指３、４に、交流電界を印加することにより、板波としてのラム波が励振される。このとき、反射器３１０、３１１が両側に設けられているため、板波としてのラム波による共振特性を得ることができる。
　以上説明したように、弾性波装置１、１０１では、厚み滑り１次モードのバルク波が利用されている。また、弾性波装置１、１０１では、第１電極指３及び第２電極指４は隣り合う電極同士であり、圧電層２の厚みをｄ、第１電極指３及び第２電極指４の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下とされている。これにより、弾性波装置が小型化しても、Ｑ値を高めることができる。
　弾性波装置１、１０１では、圧電層２がニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムで形成されている。圧電層２の第１主面２ａ又は第２主面２ｂには、圧電層２の厚み方向に交差する方向において対向する第１電極指３及び第２電極指４があり、第１電極指３及び第２電極指４の上を保護膜で覆うことが望ましい。
　図１４は、第１実施形態に係る弾性波装置の一例を示す平面図である。図１５は、図１４のＸＶ－ＸＶ線の断面図である。第１実施形態に係る弾性波装置１Ａは、圧電層２と、電極指３，４及びバスバー電極５、６を備えるＩＤＴ電極と、支持部材とを備える。以下の説明においては、Ｚ方向と平行な向きのうち、圧電層２の第２主面２ｂから第１主面２ａに向かう向きを上、圧電層２の第１主面２ａから第２主面２ｂに向かう向きを下として説明することがある。
　支持部材は、支持基板８を備える部材である。第１実施形態では、支持部材は、支持基板８からなる。第１実施形態において、圧電層２は、支持基板８のＺ方向に設けられる。なお、支持部材は、支持基板８のＺ方向に設けられた中間層７をさらに備えてもよい。支持部材には、Ｚ方向に平面視して、ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に空間部９がある。図１５の例では、空間部９は、支持基板８をＺ方向に貫通するように設けられるが、あくまで一例であり、支持部材の圧電層２側のみに設けられるものであってもよい。
　圧電層２は、支持部材のＺ方向に設けられる。第１実施形態において、圧電層２は、圧電性を有するニオブ酸リチウム及び不可避不純物を含む層であり、例えば、単結晶のＺカットのニオブ酸リチウムである。図１４及び図１５の例では、圧電層２の交差領域Ｃにおける誘電分極の向きは、上向きである。ここで、誘電分極の向きとは、誘電分極により生じた分極ベクトルの向きを指す。したがって、交差領域Ｃにおいて、圧電層２の第１主面２ａは、誘電分極により正電位を有する面（誘電正電位面）となっており、第２主面２ｂは、誘電分極により負電位を有する面（誘電負電位面）となっている。
　ここで、厚み滑り１次モードのバルク弾性波を利用する弾性波装置では、圧電層２の面で弾性波が漏洩する可能性がある。弾性波の漏洩は、電極指３、４の延びる方向（Ｙ方向）で大きくなる。また、圧電層２がＺカットであって、第２オイラー角θが、－１５°以上＋１５°以下となっている場合、弾性波がより漏洩する可能性がある。
　本発明者は、厚み滑り１次モードのバルク弾性波を利用する弾性波装置について、交差領域ＣのＹ方向の外側で、弾性波の漏洩のモードが生じ、第１のバスバー電極５又は第２のバスバー電極６のＹ方向の外側に、弾性波の漏洩のモードが発生することを見出した。このことから、本発明者は、鋭意研究の結果、ギャップ領域に圧電積層構造体２０を設けることで、弾性波の漏洩を抑制できることを想起した。ギャップ領域とは、第１電極指３と第２のバスバー電極６とのＹ方向の間又は第２電極指４と第１のバスバー電極５とのＹ方向の間の領域を指す。以下、圧電積層構造体２０について説明する。
　圧電積層構造体２０は、複数の圧電体の積層体である。圧電積層構造体２０は、ギャップ領域に設けられる。ここで、ギャップ領域とは、第１電極指３と第２のバスバー電極６とのＹ方向の間又は第２電極指４と第１のバスバー電極５とのＹ方向の間の領域を指す。第１実施形態において、圧電積層構造体２０は、バスバー電極５、６と、交差領域Ｃとの、Ｙ方向の間にあり、Ｚ方向に平面視して、第１電極指３及び第２電極指４と重なっている。圧電積層構造体２０は、第１圧電体２１と、第２圧電体２２とを備える。なお、圧電積層構造体２０は、２層構造であることに限られず、３層以上の圧電体からなる積層体であってもよい。
　第１圧電体２１と第２圧電体２２とは、誘電分極の状態が互いに異なる圧電体である。ここで、誘電分極の状態が異なるとは、誘電分極の向きが同一でない領域を含むことをいう。第１圧電体２１は、圧電積層構造体２０の第１主面２０ａを含む圧電体である。第２圧電体２２は、圧電積層構造体２０の第２主面２０ｂを含む圧電体である。第１圧電体２１と第２圧電体２２とは、交差領域Ｃにおける圧電層２と同じ組成の材料からなり、例えば、Ｚカットのニオブ酸リチウムである。これにより、ギャップ領域での弾性波の励振が阻害されるので、弾性波の漏洩を抑制できる。
　第１実施形態では、第１圧電体２１と第２圧電体２２とは、誘電分極の向きが互いに異なっている。図１５の例では、第２圧電体２２の誘電分極の向きは、交差領域Ｃにおける圧電層２と同じ上向きである。一方で、第１圧電体２１の誘電分極の向きは、第２圧電体２２、すなわち、交差領域Ｃにおける圧電層２と反対の下方向である。よって、圧電積層構造体２０は、第１主面２０ａと第２主面２０ｂがいずれも誘電負電位面となっており、Ｚ方向にバイポーラな積層体となっている。これにより、ギャップ領域での弾性波の励振がより阻害されるので、弾性波の漏洩をより抑制できる。
　圧電積層構造体２０の誘電分極の状態は、ＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｐｒｏｂｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）で観察することができる。具体的には、ギャップ部付近の第１主面２ａ又は断面についての、ＰＲＭ（Ｐｉｅｚｏ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）の観察像で、誘電分極の向きが異なる領域が、異なる色を示す領域として現れる。これにより、第１圧電体２１が占める領域を特定することができる。
　第１実施形態に係る弾性波装置は、弾性波装置１Ａに限られない。以下、図面を用いて変形例を説明する。
　図１６は、第１実施形態に係る弾性波装置の第１変形例を示す断面図である。図１６に示す、第１変形例に係る弾性波装置１Ｂでは、第１圧電体２１の誘電分極の向きが、下向きであって、第２圧電体２２及び交差領域Ｃにおける圧電層２の誘電分極の向きが、上向きである。これにより、圧電積層構造体２０Ｂは、第１主面２０ａと第２主面２０ｂがいずれも誘電正電位面となる。したがって、この場合でも、ギャップ領域での弾性波の励振が阻害されるので、弾性波の漏洩を抑制できる。
　図１７は、第１実施形態に係る弾性波装置の第２変形例を示す平面図である。図１７で示す、第１変形例に係る弾性波装置１Ｃでは、圧電積層構造体２０Ｃは、Ｘ方向に間隔を開けて並べられている。図１７の例では、圧電積層構造体２０Ｃは、Ｚ方向に平面視して、電極指３、４と重ならない。この場合でも、ギャップ領域での弾性波の励振が阻害されるので、弾性波の漏洩を抑制できる。
　図１８は、第１実施形態に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。図１９は、第１実施形態に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。より詳しくは、図１８は、第１実施形態に係る弾性波装置のアドミタンスの実部、すなわち、コンダクタンス成分を示す説明図である。また、図１９は、第１実施形態に係る弾性波装置のアドミタンスのスカラー量、すなわち、アドミタンスの大きさを、ギャップ領域で生じるモードについてのみ示す説明図である。図１８及び図１９において、実施例は、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａのシミュレーション結果であり、比較例は、圧電積層構造体２０を有さない弾性波装置のシミュレーション結果である。図１８に示すように、実施例に係る弾性波装置は、比較例に係る弾性波装置より、共振周波数に係るピーク幅が狭くなっているため、伝搬ロスが抑制されており、弾性波の漏洩が抑制されていることがわかる。図１９に示すように、比較例に係る弾性波装置では、４ＧＨｚ以上６ＧＨｚ以下の帯域で弾性波の漏洩に由来するモードが生じる。一方、実施例に係る弾性波装置では、弾性波の漏洩に由来するモードは、通過帯域である４ＧＨｚ以上６ＧＨｚ以下で生じず、８ＧＨｚ以上１２ＧＨｚ以下の帯域で生じており、これにより、実施例に係る弾性波装置は、ギャップ領域で発生する弾性波の漏洩に由来するモードが、交差領域Ｃで発生する主要波のモードとカップリングしないため、弾性波を平面方向に閉じ込めることができ、弾性波の漏洩を抑制できることがわかる。
　以上説明したように、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａは、第１方向に厚みを有する支持基板８を備える支持部材と、支持部材の第１方向に設けられた圧電層２と、圧電層２の主面に設けられ、第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第１電極指３と、複数の第１電極指３が接続された第１のバスバー電極５と、第２方向に直交する第３方向に複数の第１電極指３のいずれかと対向し、第２方向に延びる複数の第２電極指４と、複数の第２電極指４が接続された第２のバスバー電極６と、を有するＩＤＴ電極と、を備え、第１方向に平面視して、圧電層２は、少なくとも１つの第１電極指３と第２のバスバー電極６との間又は少なくとも１つの第２電極指４と第１のバスバー電極５との間のギャップ領域において、第１圧電体２１と、第１圧電体２１とは誘電分極の状態が異なる第２圧電体２２とを備える圧電積層構造体２０を含む。
　これにより、ギャップ領域における弾性波の励振が阻害され、弾性波の漏洩のモードの発生が抑制されるので、弾性波の漏洩を抑制できる。
　また、第１方向に平面視して、圧電積層構造体２０は、第１電極指３又は第２電極指４に重なる。この場合でも、弾性波の漏洩を抑制できる。
　また、第１方向に平面視して、圧電積層構造体２０は、第３方向に間隔をあけて配置されている。この場合でも、弾性波の漏洩を抑制できる。
　また、前記第１方向に平面視して、前記ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に空間部を構成するように配置されている。これにより、厚み滑り１次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。
　また、支持部材は、圧電層２側に、圧電層２よりも低い音響インピーダンスを有する１以上の低音響インピーダンス層４２ａ、４２ｃ、４２ｅと、圧電層２よりも高い音響インピーダンスを有する１以上の高音響インピーダンス層４２ｂ、４２ｄと、を含む音響反射層（音響多層膜４２）を有する。これにより、厚み滑り１次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。
　また、第３方向にみて、第１電極指３と第２電極指４とが重なる交差領域Ｃの圧電層２は、第１圧電体２１と同じ誘電分極の状態である。この場合でも、弾性波の漏洩を抑制できる。
　望ましい態様として、第１圧電体２１の誘電分極の向きは、第２圧電体２２の誘電分極の向きとは逆向きである。これにより、弾性波の漏洩をより抑制できる。
　また、圧電層２は、Ｚカットであり、圧電層２の第２オイラー角θは、－１５°以上かつ１５°以下である。この場合でも、弾性波の漏洩を抑制できる。
　望ましい態様として、圧電層２の厚みは、複数の第１電極指３及び複数の第２電極指４のうち、隣り合う第１電極指３と第２電極指４との間の中心間距離をｐとした場合に２ｐ以下である。これにより、弾性波装置１を小型化でき、かつＱ値を高めることができる。
　望ましい態様として、圧電層２が、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムを含む。これにより、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
　望ましい態様として、厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されている。これにより、結合係数が高まり、良好な共振特性が得られる弾性波装置を提供することができる。
　望ましい態様として、圧電層２の厚みをｄ、複数の第１電極指３及び複数の第２電極指４のうち、隣り合う第１電極指３と第２電極指４との中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐ≦０．５である。これにより、弾性波装置１を小型化でき、かつＱ値を高めることができる。
　より望ましい態様として、ｄ／ｐが０．２４以下である。これにより、弾性波装置１を小型化でき、かつＱ値を高めることができる。
　望ましい態様として、第３方向に見たときに第１電極指３と第２電極指４とが重なっている領域が励振領域Ｃであり、励振領域Ｃに対する、第１電極指３及び第２電極指４のメタライゼーション比をＭＲとしたときに、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たす。この場合、比帯域を確実に１７％以下にすることができる。
　望ましい態様として、圧電層２は、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムであり、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムのオイラー角（φ，θ，ψ）が、以下の式（１）、式（２）又は式（３）の範囲にある。この場合、比帯域を十分に広くすることができる。
　（０°±１０°，０°～２０°，任意のψ）　　…式（１）
　（０°±１０°，２０°～８０°，０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　又は　（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）
（第２実施形態）
　図２０は、第２実施形態に係る弾性波装置の一例を示す平面図である。図２１は、図２０のＸＸＩ－ＸＸＩ線の断面図である。以下、図面を用いて第２実施形態に係る弾性波装置１Ｄについて説明する。なお、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａと同様の構成については、符号を付して説明を省略する。
　図２１に示すように、圧電積層構造体２０Ｄの厚みは、交差領域Ｃにおける圧電層２の厚みと異なっている。以下、第１圧電層の厚みをｄｐ、第２圧電層の厚みをｄｐ２、交差領域Ｃにおける圧電層２の厚みをｄｐとして説明することがある。
　圧電積層構造体２０の厚み（ｄｐ１＋ｄｐ２）は、交差領域Ｃにおける圧電層２の厚みｄｐの０．１倍以上である。この範囲とすることで、弾性波の漏洩を十分に抑制できる。
　圧電積層構造体２０の厚み（ｄｐ１＋ｄｐ２）は、交差領域Ｃにおける圧電層２の厚みｄｐの２倍以下である。これにより、弾性波の漏洩に由来するモードが低周波数にシフトすることを防ぐことができ、交差領域Ｃで発生した主要波とカップリングすることを抑制できる。
　弾性波装置１Ｄでは、圧電積層構造体２０の厚み（ｄｐ１＋ｄｐ２）は、交差領域Ｃにおける圧電層２の厚みｄｐ以上である。これにより、圧電積層構造体２０の励振モードは、交差領域Ｃにおける圧電層２の励振モードより高い周波数で生じる。図１８の例では、圧電積層構造体２０Ｄの第２主面２０ｂの高さ（Ｚ方向の位置）が、圧電層２の第２主面２ｂの高さより下となっている。
　弾性波装置１Ｄでは、第１圧電体２１の誘電分極の向きは、交差領域Ｃにおける圧電層２と同じ上向きである。一方で、第２圧電体２２の誘電分極の向きは、第１圧電体２１、すなわち、交差領域Ｃにおける圧電層２と反対の下方向である。よって、圧電積層構造体２０Ｄは、第１主面２０ａと第２主面２０ｂがいずれも誘電正電位面となっており、Ｚ方向にバイポーラな積層体となっている。これにより、ギャップ領域での弾性波の励振がより阻害されるので、弾性波の漏洩をより抑制できる。
　弾性波装置１Ｄでは、第１圧電体２１の厚みｄｐ１と第２圧電体２２の厚みｄｐ２とは、等しい。なお、第１圧電体２１の厚みｄｐ１と第２圧電体２２との厚みｄｐ２は異なっていてもよい。
　以上説明したように、第２実施形態に係る弾性波装置１Ｄでは、第３方向にみて、第１電極指３と第２電極指４とが重なる交差領域Ｃの圧電層２は、第２圧電体２２と同じ誘電分極の状態である。この場合でも、弾性波の漏洩を抑制することができる。
　また、圧電積層構造体２０の厚みは、圧電層２の厚みの２倍よりも小さい。これにより、弾性波の漏洩に由来するモードが低周波数にシフトすることを防ぐことができ、交差領域Ｃで発生した主要波とカップリングすることを抑制できる。
　なお、上記した実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定して解釈するためのものではない。本開示は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本開示にはその等価物も含まれる。
１、１Ａ～１Ｄ、４１、１０１、３０１　弾性波装置
２　圧電層
２ａ　第１主面
２ｂ　第２主面
３　電極指（第１電極指）
４　電極指（第２電極指）
５　バスバー電極（第１のバスバー電極）
６　バスバー電極（第２のバスバー電極）
７　中間層
７ａ　開口部
８　支持基板
８ａ　開口部
９　空間部
２０、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ　圧電積層構造体
２０ａ　第１主面
２０ｂ　第２主面
２１　第１圧電体
２２　第２圧電体
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　圧電層
２０１ａ　第１主面
２０１ｂ　第２主面
２５１　第１領域
２５２　第２領域
３１０、３１１　反射器
ｄｐ、ｄｐ１、ｄｐ２　厚み
Ｃ　励振領域（交差領域）
ＶＰ１　仮想平面
 

Claims (17)

  1. 　第１方向に厚みを有する支持基板を備える支持部材と、
    　前記支持部材の前記第１方向に設けられた圧電層と、
    　前記圧電層の主面に設けられ、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第１電極指と、前記複数の第１電極指が接続された第１のバスバー電極と、前記第２方向に直交する第３方向に前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる複数の第２電極指と、前記複数の第２電極指が接続された第２のバスバー電極と、を有するＩＤＴ電極と、を備え、
    　前記第１方向に平面視して、前記圧電層は、少なくとも１つの第１電極指と前記第２のバスバー電極との間又は少なくとも１つの第２電極指と前記第１のバスバー電極との間のギャップ領域において、第１圧電体と、前記第１圧電体とは誘電分極の状態が異なる第２圧電体とを備える圧電積層構造体を含む、弾性波装置。
  2. 　前記第１方向に平面視して、前記圧電積層構造体は、前記第１電極指又は前記第２電極指に重なる、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記第１方向に平面視して、前記圧電積層構造体は、前記第３方向に間隔をあけて配置されている、請求項１に記載の弾性波装置。
  4. 　前記第１方向に平面視して、前記ＩＤＴ電極と少なくとも一部が重なる位置に空間部を構成するように配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  5. 　前記支持部材は、前記圧電層側に、前記圧電層よりも低い音響インピーダンスを有する１以上の低音響インピーダンス層と、前記圧電層よりも高い音響インピーダンスを有する１以上の高音響インピーダンス層と、を含む音響反射層を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記第３方向にみて、前記第１電極指と前記第２電極指とが重なる交差領域の圧電層は、前記第１圧電体と同じ誘電分極の状態である、請求項１から５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 　前記第３方向にみて、前記第１電極指と前記第２電極指とが重なる交差領域の圧電層は、前記第２圧電体と同じ誘電分極の状態である、請求項１から５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　前記第１圧電体の誘電分極の向きは、前記第２圧電体の誘電分極の向きとは逆向きである、請求項１から７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記圧電積層構造体の厚みは、前記圧電層の厚みの２倍よりも小さい、請求項１又は３に記載の弾性波装置。
  10. 　前記圧電層は、Ｚカットであり、
    　前記圧電層の第２オイラー角θは、－１５°以上かつ１５°以下である、請求項１から９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  11. 　前記圧電層の厚みは、前記複数の第１電極指と前記複数の第２電極指のうち、隣り合う第１電極指と第２電極指との間の中心間距離をｐとした場合に２ｐ以下である、請求項１から１０のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  12. 　前記圧電層が、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムを含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  13. 　厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されている、請求項１から１２のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  14. 　前記圧電層の厚みをｄ、前記複数の第１電極指と前記複数の第２電極指のうち、隣り合う前記第１電極指と前記第２電極指との中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐ≦０．５である、請求項１から１３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  15. 　ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１４に記載の弾性波装置。
  16. 　前記第３方向に見たときに前記第１電極指と前記第２電極指とが重なっている領域が励振領域であり、前記励振領域に対する、前記第１電極指及び前記第２電極指のメタライゼーション比をＭＲとしたときに、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たす、請求項１から１５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  17. 　前記圧電層は、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムであり、前記ニオブ酸リチウム又は前記タンタル酸リチウムのオイラー角（φ，θ，ψ）が、以下の式（１）、式（２）又は式（３）の範囲にある、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
    　（０°±１０°，０°～２０°，任意のψ）　　…式（１）
    　（０°±１０°，２０°～８０°，０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　又は　（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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