WO2023054356A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2023054356A1
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elastic wave
bus bar
wave device
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洋夢 奥永
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株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to an acoustic wave device in which IDT electrodes are provided on both main surfaces of a piezoelectric layer.
  • IDT electrodes are provided on both main surfaces of the piezoelectric layer.
  • the electrode fingers of the IDT electrodes provided on one principal surface and the electrode fingers of the IDT electrodes provided on the other principal surface overlap in plan view.
  • the busbars of the IDT electrodes on one main surface and the busbars of the IDT electrodes on the other main surface overlap with each other via the piezoelectric layer.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device that can be miniaturized and whose characteristics are less likely to deteriorate.
  • An elastic wave device includes a support substrate and a piezoelectric layer directly or indirectly laminated on the support substrate, the piezoelectric layer having first and second main surfaces facing each other. and a first IDT electrode provided on the first main surface of the piezoelectric layer and a second IDT electrode provided on the second main surface of the piezoelectric layer. and the first IDT electrode is connected to first and second bus bars facing each other, a plurality of first electrode fingers connected to the first bus bar, and the second bus bar. a plurality of second electrode fingers, wherein the second IDT electrodes are connected to third and fourth bus bars facing each other; and a plurality of third electrodes connected to the third bus bars.
  • the first bus bar and the third bus bar face each other via the piezoelectric layer.
  • the second bus bar and the fourth bus bar face each other with the piezoelectric layer interposed therebetween, and the first electrode finger and the fourth electrode finger and the second electrode finger and the fourth bus bar
  • the three electrode fingers have overlapping portions via the piezoelectric layer, and the potential of the first electrode finger, the potential of the fourth electrode finger, and the potential of the second electrode finger
  • the potential of the third electrode finger is of opposite polarity.
  • the present invention includes a support substrate and a piezoelectric layer directly or indirectly laminated on the support substrate, the piezoelectric layer having first and second main surfaces facing each other. , a first IDT electrode provided on the first main surface of the piezoelectric layer, and a second IDT electrode provided on the second main surface of the piezoelectric layer; In each of the first IDT electrode and the second IDT electrode, two comb-tooth electrodes having a plurality of electrode fingers and bus bars connecting the plurality of electrode fingers are provided so as to be interposed between each other.
  • At least a part of the first IDT electrode and the second IDT electrode face each other with the piezoelectric layer interposed therebetween, and the potential of the electrode fingers of the first IDT electrode and the second
  • the potential of the electrode fingers of the IDT electrodes is a potential of opposite polarity at the portion facing the piezoelectric layer, and the wavelength determined by the pitch of the electrode fingers is ⁇ , elastic wave propagation In the acoustic wave device, the first IDT electrode and the second IDT electrode are arranged with a ⁇ /2 shift in direction.
  • an elastic wave device that can be miniaturized and whose characteristics are less likely to deteriorate.
  • FIG. 1 is a plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the invention.
  • 2(a) is a cross-sectional view of a portion along line AA in FIG. 1
  • FIG. 2(b) is a cross-sectional view of a portion along line BB in FIG.
  • FIG. 3(a) is a schematic partial front cross-sectional view of a conventional elastic wave device
  • FIG. 3(b) is a diagram showing its resonance characteristics.
  • FIG. 4A is a partial front cross-sectional view for explaining the potential of the IDT electrodes when the IDT electrodes on both main surfaces are driven in the same phase in an elastic wave device having IDT electrodes on both main surfaces;
  • FIG. 4(b) is a diagram showing its resonance characteristics.
  • FIG. 4A is a partial front cross-sectional view for explaining the potential of the IDT electrodes when the IDT electrodes on both main surfaces are driven in the same phase in an elastic wave device having IDT electrodes on both main surfaces;
  • FIG. 5A is a partial front cross-sectional view for explaining the potential of the IDT electrodes when the IDT electrodes on both main surfaces are driven in opposite phases in the elastic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5(b) is a diagram showing its resonance characteristics.
  • FIG. 6 is a plan view of an elastic wave device according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 7 is a plan view of an elastic wave device according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of a ladder-type filter using the elastic wave device of the present invention.
  • FIG. 9 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 10 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a fifth embodiment of the invention.
  • FIG. 11 is a front cross-sectional view of an acoustic wave device according to a sixth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 is a plan view of an elastic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • 2(a) is a cross-sectional view of a portion along line AA in FIG. 1
  • FIG. 2(b) is a cross-sectional view of a portion along line BB in FIG.
  • the elastic wave device 1 has a support substrate 2 .
  • the support substrate 2 is made of Si.
  • the support substrate 2 can be formed of an appropriate insulator or semiconductor.
  • the intermediate layer 3 is laminated on the support substrate 2 .
  • the intermediate layer 3 has a silicon nitride film 4 and a silicon oxide film 5 laminated on the silicon nitride film 4 .
  • the silicon oxide film 5 is a low acoustic velocity material layer to be described later, and the silicon nitride film 4 is a high acoustic velocity material layer to be described later.
  • a piezoelectric layer 6 is laminated on the intermediate layer 3 .
  • the piezoelectric layer 6 has a first main surface 6a and a second main surface 6b facing each other.
  • a second main surface 6 b is laminated to the intermediate layer 3 .
  • the piezoelectric layer 6 is made of LiTaO 3 .
  • the piezoelectric layer 6 may be made of other piezoelectric single crystals such as LiNbO 3 .
  • a first IDT electrode 7 is provided on the first main surface 6 a of the piezoelectric layer 6 .
  • a second IDT electrode 8 is provided on the second principal surface 6 b of the piezoelectric layer 6 .
  • the first IDT electrode 7 has first and second comb-teeth electrodes 11 and 12 .
  • the electrodes indicated by solid lines are the first and second comb-teeth electrodes 11 and 12.
  • the electrodes indicated by dashed lines in FIG. 1 are the second IDT electrodes 8 .
  • the first comb-teeth electrode 11 has a first busbar 11a and a plurality of first electrode fingers 11b. One end of each first electrode finger 11b is connected to the first bus bar 11a.
  • the second comb-teeth electrode 12 has a second bus bar 12a and a plurality of second electrode fingers 12b.
  • the first busbar 11a and the second busbar 12a face each other with a predetermined distance therebetween.
  • One ends of the plurality of second electrode fingers 12b are connected to the second bus bar 12a.
  • the plurality of first electrode fingers 11b and the plurality of second electrode fingers 12b are interdigitated.
  • the direction perpendicular to the direction in which the first electrode finger 11b and the second electrode finger 12b extend is the elastic wave propagation direction.
  • the intersecting region K is a region where the first electrode finger 11b and the second electrode finger 12b face each other when viewed in the elastic wave propagation direction.
  • the second IDT electrode 8 has a third comb-teeth electrode 13 and a fourth comb-teeth electrode 14 .
  • the third comb-teeth electrode 13 has a third bus bar 13a and a plurality of third electrode fingers 13b.
  • the fourth comb-teeth electrode 14 has a fourth bus bar 14a and a plurality of fourth electrode fingers 14b.
  • a plurality of third electrode fingers 13b and a plurality of fourth electrode fingers 14b are interposed.
  • the first bus bar 11a and the third bus bar 13a face each other through the piezoelectric layer, and the second bus bar 12a and the fourth bus bar 14a face each other through the piezoelectric layer. .
  • the first electrode finger 11b and the fourth electrode finger 14b, and the second electrode finger 12b and the third electrode finger 13b have overlapping portions with the piezoelectric layer 6 interposed therebetween. and the potential of the fourth electrode finger 14b, and the potential of the second electrode finger 12b and the potential of the third electrode finger 13b have opposite polarities.
  • FIG. 1 the positions of the third and fourth comb-shaped electrodes 13 and 14 located below the first and second comb-shaped electrodes 11 and 12 are shown slightly shifted. there is however, this is for ease of illustration. Actually, in plan view, for example, the portions within the intersecting regions of the first and second comb-teeth electrodes 11 and 12 and the portions within the intersecting regions of the third and fourth comb-teeth electrodes 13 and 14 are They overlap.
  • the electrode fingers that overlap in plan view are the first IDT electrode 7 and the second IDT electrode 8, and have opposite polarities in potential.
  • ⁇ be the wavelength determined by the electrode finger pitch of the first and second comb electrodes 11 and 12 and the electrode finger pitch of the third and fourth comb electrodes 13 and 14 .
  • the electrode finger pitch is the center-to-center distance between adjacent electrode fingers (here, for example, the first electrode finger 11b and the second electrode finger 12b) that are connected to different potentials.
  • the first IDT electrode 7 and the second IDT electrode 8 are arranged with a shift of ⁇ /2 in the elastic wave propagation direction. More specifically, for example, the first electrode finger 11b extends from the first busbar 11a toward the second busbar 12a. In the cross section along line BB in FIG. 1 shown in FIG. 2(b), a fourth bus bar 14a extends from the fourth bus bar 14a toward the third bus bar 13a below the first electrode finger 11b. are positioned.
  • the first IDT electrode 7 and the second IDT electrode 8 are shifted by ⁇ /2.
  • the piezoelectric layer 6 is provided with a first conductive connecting portion 15 that electrically connects the first bus bar 11a and the third bus bar 13a.
  • the first conductive connecting portion 15 penetrates the piezoelectric layer 6 .
  • a second conductive connecting portion 16 that electrically connects the second bus bar 12 a and the fourth bus bar 14 a is provided in the piezoelectric layer 6 .
  • a second conductive connection 16 also penetrates the piezoelectric layer 6 .
  • the first bus bar 11a and the third bus bar 13a are electrically connected and have the same potential.
  • the second busbar 12a and the fourth busbar 14a are also at the same potential.
  • first and second conductive connecting portions 15 and 16 are rounded in plan view. Therefore, cracks are less likely to occur in the first and second conductive connection portions 15 and 16, the first and second bus bars 11a and 12a, and the third and fourth bus bars 13a and 14a.
  • the first conductive connecting portion 15 has first and second side surfaces 15a and 15b, as shown in FIG. 2(b).
  • the first side surface 15a is located on the first electrode finger 11b side.
  • the first conductive connecting portion 15 is tapered in the cross section shown in FIG. 2(b). That is, the distance between the first side surface 15a and the second side surface 15b decreases from the first busbar 11a toward the third busbar 13a.
  • the first and second side surfaces 15a and 15b are inclined.
  • the second conductive connection 16 also has first and second side surfaces that are similarly inclined.
  • first and second side surfaces 15a and 15b are inclined surfaces and the first conductive connection portion 15 is tapered as described above, the first conductive connection portion 15 is also Cracks are less likely to occur in the connected first bus bar 11a. Similarly, cracks are less likely to occur in the second bus bar 12a.
  • the first and second conductive connection portions 15 and 16 are formed by the regions where the first and third busbars 11a and 13a overlap and the second and fourth busbars 12a and 14a. provided in overlapping areas.
  • the first conductive connection portion 15 may be provided in a region where the first and third busbars 11a and 13a do not overlap in plan view
  • the second conductive connection portion 15 may
  • the portion 16 may also be provided in a portion where the second and fourth busbars 12a and 14a do not overlap. That is, the first and second conductive connection portions 15 and 16 may be provided by the first and second wiring electrodes positioned outside the first to fourth bus bars 11a to 14a.
  • the first The IDT electrode 7 and the second IDT electrode 8 can be driven in opposite phases.
  • the first and second electrode fingers 11b and 12b of the first IDT electrode 7 overlap the second IDT electrode 8 with the piezoelectric layer 6 interposed therebetween.
  • 3 and 4th electrode fingers 13b and 14b can be driven with potentials of opposite polarities. Therefore, it is not necessary to extend the wiring for driving in the opposite phase to the outside of the region where the first and second IDT electrodes 7 and 8 are provided. Therefore, the acoustic wave device 1 can be made smaller.
  • the first bus bar 11a and the third bus bar 13a are at the same potential, so no excitation occurs between them.
  • the second bus bar 12a and the fourth bus bar 14a are at the same potential, and no excitation occurs between them. Therefore, deterioration of characteristics due to unnecessary excitation is unlikely to occur.
  • the silicon nitride film 4 is a high acoustic velocity material layer as described above, and the silicon oxide film 5 is a low acoustic velocity material layer.
  • a high sonic material refers to a material in which the acoustic velocity of propagating bulk waves is higher than the acoustic velocity of elastic waves propagating through the piezoelectric layer 6 .
  • High-speed materials include not only silicon nitride, but also aluminum oxide, silicon carbide, silicon oxynitride, silicon, sapphire, lithium tantalate, lithium niobate, crystal, alumina, zirconia, cordierite, mullite, steatite, and fort.
  • Various materials such as stellite, magnesia, a DLC (diamond-like carbon) film or diamond, a medium containing the above materials as a main component, and a medium containing a mixture of the above materials as a main component can be used.
  • a low sound velocity material refers to a material in which the sound velocity of a propagating bulk wave is lower than the sound velocity of a bulk wave propagating through the piezoelectric layer 6 .
  • silicon oxide such low sound velocity materials include glass, silicon oxynitride, tantalum oxide, compounds obtained by adding fluorine, carbon, boron, hydrogen, or silanol groups to silicon oxide, and the above materials as main components.
  • materials can be used, such as media for
  • FIG. 3(a) is a diagram showing the relationship between comb-teeth electrodes 103 and comb-teeth electrodes 104 provided on a piezoelectric film 102 in a conventional acoustic wave device 101.
  • FIG. 3B resonance characteristics of SH0 mode and S0 mode appear.
  • an elastic wave device was configured with the following specific design samples.
  • the wavelength ⁇ determined by the electrode finger pitch of the first and second IDT electrodes 7 and 8 was set to 1 ⁇ m.
  • Piezoelectric Layer 6 50° Y-cut LiTaO 3
  • the film thickness of the piezoelectric layer 6 made of LiTaO 3 was 0.3 ⁇ .
  • Support substrate 2 Support substrate of silicon (100) plane
  • the X-axis of LiTaO 3 and the Si (110) direction are parallel.
  • the first and second IDT electrodes 7 and 8 are made of Al, the thickness of the first IDT electrode 7 is 0.07 ⁇ , and the thickness of the second IDT electrode 8 is 0.12 ⁇ .
  • the duty of the first and second IDT electrodes 7 and 8 was set to 0.5.
  • the film thickness of the silicon nitride film 4 was set to 0.075 ⁇ .
  • the film thickness of the silicon oxide film 5 was set to 0.37 ⁇ .
  • a first comb-shaped electrode 11 and a second comb-shaped electrode 12 are provided on the first main surface 6a of the piezoelectric layer 6, and a 3 is a partial front cross-sectional view of a structure provided with a third comb-teeth electrode 13 and a fourth comb-teeth electrode 14.
  • the first comb-teeth electrode 11 and the third comb-teeth electrode 13, and the second comb-teeth electrode 12 and the fourth comb-teeth electrode 14, which face each other with the piezoelectric layer 6 interposed therebetween, have the same potential.
  • SH0 mode resonance characteristics are obtained.
  • the response due to S0 mode resonance is almost gone. In this case, miniaturization can also be achieved.
  • the film thickness of the piezoelectric layer 6 should be 1 ⁇ or less, the cut angle of LiTaO 3 should be -10° or more and 70° or less for Y-cut X propagation, It is preferable that the film thickness of the second IDT electrodes 7 and 8 is 0.15 ⁇ or less, and the duty of the first and second IDT electrodes 7 and 8 is 0.2 or more and 0.8 or less. Within this range, it is possible to more effectively reduce out-of-band higher-order modes while using the SH0 mode.
  • the first comb-shaped electrode 11 and the second comb-shaped electrode 12 are provided on the first main surface 6a of the piezoelectric layer 6.
  • 3rd and 4th comb electrodes 13 and 14 are provided on the second main surface 6b.
  • the polarities of the potentials of the first comb-shaped electrode 11 and the third comb-shaped electrode 13 are opposite, and the polarities of the potentials of the second comb-shaped electrode 12 and the fourth comb-shaped electrode 14 are opposite.
  • FIG. 5B the resonance characteristic of the S0 mode is obtained, and the response due to the resonance of the SH0 mode does not appear.
  • the S0 mode resonance characteristic can be effectively obtained by the above configuration.
  • the resonance characteristics shown in FIG. 5(b) can be used in the first embodiment of the present invention, it may be used together with the elastic wave device shown in FIG. 4, for example. Thereby, filters with various characteristics can be configured.
  • FIG. 6 is a plan view of an elastic wave device according to a second embodiment of the invention.
  • An elastic wave device 21 according to the second embodiment has a piezoelectric layer 6 .
  • a support substrate 2 and an intermediate layer 3 are provided below the piezoelectric layer 6 (see FIGS. 2A and 2B), as in the first embodiment.
  • the first IDT electrode 7 of the first elastic wave element portion 1A and the first IDT of the second elastic wave element portion 22 are formed on the first main surface 6a of the piezoelectric layer 6.
  • An electrode 27 is provided.
  • the electrode structure in the first elastic wave element portion 1A is the same as that of the elastic wave device 1.
  • FIG. Therefore, below the first IDT electrode 7, the second IDT electrode 8 is provided which is displaced by ⁇ /2 in the elastic wave propagation direction.
  • the second acoustic wave element portion 22 has a first IDT electrode 27 and a second IDT electrode 28 provided on the second main surface of the piezoelectric layer 6 .
  • the first IDT electrode 27 and the second IDT electrode 28 are entirely overlapped with each other with the piezoelectric layer 6 interposed therebetween. That is, the first IDT electrode 27 and the second IDT electrode 28 are not arranged to be shifted in the elastic wave propagation direction.
  • the third and third comb-shaped electrodes 31 and 32 are overlapped with the piezoelectric layer 6 interposed therebetween. 4 comb-teeth electrodes 33 and 34 are provided.
  • the first bus bar 11 a of the first IDT electrode 7 is connected to the first bus bar 31 a of the second elastic wave element portion 22 . Thereby, the first elastic wave element portion 1A and the second elastic wave element portion 22 are connected in parallel.
  • the first conductive connecting portion 15 is provided so as to reach the second elastic wave element portion 22 as well.
  • the first elastic wave element portion 1A driven in opposite phase and the second elastic wave element portion 22 driven in the same phase are connected in parallel.
  • the second acoustic wave element portion 22 driven in the same phase may be connected in parallel to the first acoustic wave element portion 1A configured according to the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view of an elastic wave device according to a third embodiment of the invention.
  • IDT electrodes are formed on both main surfaces of the piezoelectric layer 6 .
  • a first acoustic wave element portion 1A and a second acoustic wave element portion 22A are provided.
  • the structures of the IDT electrodes of the first elastic wave element portion 1A and the second elastic wave element portion 22A are the same as those of the first elastic wave element portion 1A and the second elastic wave element portion 22 shown in FIG. .
  • the difference is that the second elastic wave element portion 22A is connected in series with the first elastic wave element portion 1A.
  • the second busbar 12a of the first elastic wave element portion 1A is shared with the first busbar 31a of the second elastic wave element portion 22A. Further, the fourth bus bar 14a of the first elastic wave element portion 1A and the third bus bar 33a of the second elastic wave element portion 22A are shared.
  • the second and fourth busbars 32a and 34a are electrically connected by the second conductive connection portion 16 also in the second acoustic wave element portion 22A.
  • a structure in which a second elastic wave element portion 22A driven in the same phase is connected in series to a first elastic wave element portion 1A configured in the same manner as in the first embodiment. may be used.
  • an elastic wave element portion driven in-phase is added to the elastic wave element portion configured according to the present invention. It may have a structure connected in series or in parallel. Such a structure can be suitably used, for example, in the ladder-type filter shown in FIG.
  • the ladder-type filter 51 has a plurality of series arm resonators S1 to S4 and a plurality of parallel arm resonators P1 to P3.
  • the elastic wave device 21 shown in FIG. 6 or the elastic wave device 41 shown in FIG. 7 can be used for the series arm resonator S1 and the parallel arm resonator P1.
  • the first elastic wave element portion 1A is connected to at least one of the parallel arm resonators P1 to P3. use.
  • the S0 mode which has a smaller fractional band than the SH0 mode, is used for the parallel arm, it is possible to improve the attenuation characteristic on the lower side of the passband.
  • a ladder-type filter when a ladder-type filter is configured using the second elastic wave element portions 22 and 22A driven in-phase, at least one of the series arm resonators S1 to S4 is provided with the first elastic wave element portion. Wave element portion 1A is used.
  • the S0 mode which has a smaller fractional band than the SH0 mode, is used for the series arm, it is possible to improve the attenuation characteristic on the higher side of the passband.
  • a ladder-type filter when a ladder-type filter is configured using the second elastic wave element portions 22 and 22A driven in-phase, at least one of the series arm resonators S1 to S4 and the parallel arm resonance
  • the first elastic wave element portion 1A is used for at least one of the elements P1 to P3. In this case, attenuation characteristics can be improved both on the lower side and the higher side of the passband.
  • the ladder-type filter 51 may be configured using the elastic wave device 1 of the first embodiment. In this case, since the S0 mode, which has a higher frequency than the SH0 mode, is used, the frequency of the filter can be increased.
  • FIG. 9 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a fourth embodiment of the invention.
  • elastic wave device 61 intermediate layer 62 is provided between support substrate 2 and piezoelectric layer 6 .
  • the intermediate layer 62 is made of silicon oxide.
  • the support substrate 2 is made of a high acoustic velocity material and is a high acoustic velocity substrate.
  • Other configurations of the elastic wave device 61 are the same as those of the elastic wave device 1 .
  • the intermediate layer 62 may be provided as a layer made of a low sound velocity material.
  • the energy of the elastic wave excited by the piezoelectric layer 6 can be effectively confined in the piezoelectric layer 6 because the support substrate 2 is made of a high-sonic material.
  • the piezoelectric layer 6 may be laminated directly on the support substrate 2 .
  • the support substrate 2 is made of a high-sonic material, the energy of the elastic wave can be effectively confined within the piezoelectric layer 6 . That is, in FIG. 9, the intermediate layer 62 may be omitted.
  • FIG. 10 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a fifth embodiment of the invention.
  • an acoustic reflection layer 72 and a silicon oxide film 73 are laminated between the support substrate 2 and the piezoelectric layer 6 .
  • the silicon oxide film 73 may be omitted.
  • the acoustic reflection layer 72 consists of high acoustic impedance layers 72a, 72c, 72e made of high acoustic impedance material with relatively high acoustic impedance and low acoustic impedance layers 72b, 72d made of low acoustic impedance material with relatively low acoustic impedance. , 72f.
  • the low acoustic impedance material and the high acoustic impedance material can be composed of appropriate dielectrics or insulators that satisfy the above acoustic impedance relationship.
  • such an acoustic reflection layer 72 may be included as an intermediate layer.
  • the piezoelectric layer 6 and the first and second IDT electrodes 7 and 8 are constructed in the same manner as in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a front cross-sectional view of an elastic wave device according to a sixth embodiment of the invention.
  • the silicon oxide film 83 and the support substrate 2 are laminated.
  • the support substrate 2 is provided with a concave portion 2x that opens upward.
  • a silicon oxide film 83 is laminated on the upper surface 2 a of the support substrate 2 . Note that the silicon oxide film 83 may not be provided.
  • the piezoelectric layer 6 is laminated directly or indirectly on the upper surface 2 a of the support substrate 2 .
  • the recess 2 x is closed by the silicon oxide film 83 and the piezoelectric layer 6 .
  • a cavity Y is thereby formed. Above this cavity Y, a first IDT electrode 7 and a second IDT electrode 8 are positioned.
  • a membrane type elastic wave device can be constructed.
  • a structure having a cavity Y below the piezoelectric layer 6 may be used.

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Abstract

小型化を図ることができ、かつ特性の劣化が生じ難い、弾性波装置を提供する。　圧電体層６の第１，第２の主面６ａ，６ｂ上にそれぞれ第１，第２のＩＤＴ電極７，８が設けられており、第１のＩＤＴ電極７が第１，第２の電極指１１ｂ，１２ｂを有し、第２のＩＤＴ電極８が第３，第４の電極指１３ｂ，１４ｂを有し、第１の電極指１１ｂと第４の電極指１４ｂ及び第２の電極指１２ｂと第３の電極指１３ｂが、圧電体層６を介して重なり合っている部分を有し、第１の電極指１１ｂの電位と第４の電極指１４ｂの電位、及び、第２の電極指１２ｂの電位と第３の電極指１３ｂの電位が、逆の極性の電位となっている、弾性波装置１。

Description

弾性波装置
　本発明は、圧電体層の両主面にＩＤＴ電極が設けられている弾性波装置に関する。
　下記の特許文献１に記載の弾性波装置では、圧電体層の両主面にＩＤＴ電極が設けられている。一方主面に設けられたＩＤＴ電極の電極指と、他方主面に設けられたＩＤＴ電極の電極指は、平面視において重なり合っている。一方主面のＩＤＴ電極のバスバーと、他方主面のＩＤＴ電極のバスバーとは、圧電体層を介して重なり合っている。
特開２０２１－４４８３５号公報
　特許文献１に記載の弾性波装置において、一方主面のＩＤＴ電極と他方主面のＩＤＴ電極とを逆相で駆動する場合、一方主面側と他方主面側とで、逆方向に配線を引き出す必要があった。そのため、配線のための面積が必要となり、小型化が困難であった。
　また、このとき、圧電体層を介して重なり合っている、一方主面側のＩＤＴ電極のバスバーと、他方主面側のＩＤＴ電極のバスバーとが逆相となるため、間に容量が生じざるを得なかった。そのため、特性が劣化することがあった。
　本発明の目的は、小型化を図ることができ、かつ特性の劣化が生じ難い、弾性波装置を提供することにある。
　本発明に係る弾性波装置は、支持基板と、前記支持基板上に直接又は間接に積層された圧電体層と、を備え、前記圧電体層が、対向し合う第１及び第２の主面を有し、前記圧電体層の前記第１の主面に設けられた第１のＩＤＴ電極と、前記圧電体層の前記第２の主面に設けられた第２のＩＤＴ電極と、を有し、前記第１のＩＤＴ電極が、対向し合う第１及び第２のバスバーと、前記第１のバスバーに接続された複数本の第１の電極指と、前記第２のバスバーに接続された複数本の第２の電極指と、を有し、前記第２のＩＤＴ電極が、対向し合う第３及び第４のバスバーと、前記第３のバスバーに接続された複数本の第３の電極指と、前記第４のバスバーに接続された複数本の第４の電極指と、を有し、前記第１のバスバーと前記第３のバスバーとが前記圧電体層を介して対向しており、前記第２のバスバーと前記第４のバスバーとが、前記圧電体層を介して対向しており、前記第１の電極指と前記第４の電極指及び前記第２の電極指と前記第３の電極指が、前記圧電体層を介して重なり合っている部分を有し、前記第１の電極指の電位と前記第４の電極指の電位、及び、前記第２の電極指の電位と前記第３の電極指の電位が、逆の極性の電位となっている。
　また、本発明は、支持基板と、前記支持基板上に直接又は間接に積層された圧電体層と、を備え、前記圧電体層が、対向し合う第１及び第２の主面を有し、前記圧電体層の前記第１の主面に設けられた第１のＩＤＴ電極と、前記圧電体層の前記第２の主面に設けられた第２のＩＤＴ電極と、を有し、前記第１のＩＤＴ電極及び前記第２のＩＤＴ電極のそれぞれにおいて、複数本の電極指と該複数本の電極指を接続するバスバーとを備える２つの櫛歯電極が、間挿し合うように設けられており、前記第１のＩＤＴ電極及び前記第２のＩＤＴ電極は、前記圧電体層を介して少なくとも一部が対向しており、前記第１のＩＤＴ電極が有する電極指の電位と、前記第２のＩＤＴ電極が有する電極指の電位とが、前記圧電体層を挟んで対向している部分において逆の極性の電位であり、前記電極指のピッチで定まる波長をλとしたとき、弾性波伝搬方向において、前記第１のＩＤＴ電極及び前記第２のＩＤＴ電極は、λ／２ずらして配置されている、弾性波装置であってもよい。
　本発明によれば、小型化を図ることができ、かつ特性の劣化が生じ難い弾性波装置を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。 図２（ａ）は、図１中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図であり、図２（ｂ）は、図１中のＢ－Ｂ線に沿う部分の断面図である。 図３（ａ）は、従来の弾性波装置の略図的部分正面断面図であり、図３（ｂ）は、その共振特性を示す図である。 図４（ａ）は、両主面にＩＤＴ電極を有する弾性波装置において、両主面のＩＤＴ電極が同相で駆動された場合のＩＤＴ電極の電位を説明するための部分正面断面図であり、図４（ｂ）は、その共振特性を示す図である。 図５（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置において、両主面のＩＤＴ電極が逆相で駆動された場合のＩＤＴ電極の電位を説明するための部分正面断面図であり、図５（ｂ）は、その共振特性を示す図である。 図６は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。 図７は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。 図８は、本発明の弾性波装置を用いたラダー型フィルタの回路図である。 図９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１０は、本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。 図１１は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。図２（ａ）は、図１中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図であり、図２（ｂ）は、図１中のＢ－Ｂ線に沿う部分の断面図である。
　弾性波装置１は、支持基板２を有する。支持基板２は、Ｓｉからなる。もっとも、支持基板２は、適宜の絶縁体又は半導体により形成することができる。
　支持基板２上に、中間層３が積層されている。中間層３は、窒化ケイ素膜４と、窒化ケイ素膜４上に積層された酸化ケイ素膜５とを有する。酸化ケイ素膜５は、後述の低音速材料層であり、窒化ケイ素膜４は、後述の高音速材料層である。
　中間層３上に、圧電体層６が積層されている。圧電体層６は、対向し合う第１の主面６ａ及び第２の主面６ｂを有する。第２の主面６ｂが、中間層３に積層されている。圧電体層６は、ＬｉＴａＯ３からなる。もっとも、圧電体層６は、ＬｉＮｂＯ３等の他の圧電単結晶からなるものであってもよい。
　圧電体層６の第１の主面６ａ上には、第１のＩＤＴ電極７が設けられている。また、圧電体層６の第２の主面６ｂ上には、第２のＩＤＴ電極８が設けられている。
　図１に示すように、第１のＩＤＴ電極７は、第１，第２の櫛歯電極１１，１２を有する。なお、図１において、実線で示されている電極が、第１，第２の櫛歯電極１１，１２である。図１の破線で示されている電極は、第２のＩＤＴ電極８である。
　第１の櫛歯電極１１は、第１のバスバー１１ａと、複数本の第１の電極指１１ｂとを有する。各第１の電極指１１ｂの一端が第１のバスバー１１ａに接続されている。第２の櫛歯電極１２は、第２のバスバー１２ａと、複本数の第２の電極指１２ｂとを有する。第１のバスバー１１ａと、第２のバスバー１２ａとは、所定距離を隔てて対向している。そして、複数本の第２の電極指１２ｂの一端が第２のバスバー１２ａに接続されている。複数本の第１の電極指１１ｂと、複数本の第２の電極指１２ｂとは、間挿し合っている。
　第１の電極指１１ｂ及び第２の電極指１２ｂが延びる方向と直交する方向が弾性波伝搬方向である。この弾性波伝搬方向にみたときに、第１の電極指１１ｂと、第２の電極指１２ｂとが対向している領域が交叉領域Ｋである。
　第２のＩＤＴ電極８は、第３の櫛歯電極１３及び第４の櫛歯電極１４を有する。
　第３の櫛歯電極１３は、第３のバスバー１３ａと、複数本の第３の電極指１３ｂとを有する。同様に、第４の櫛歯電極１４は、第４のバスバー１４ａと、複数本の第４の電極指１４ｂとを有する。複数本の第３の電極指１３ｂと、複数本の第４の電極指１４ｂとが、間挿し合っている。
　第１のバスバー１１ａと第３のバスバー１３ａとが前記圧電体層を介して対向しており、第２のバスバー１２ａと第４のバスバー１４ａとが、前記圧電体層を介して対向している。
　第１の電極指１１ｂと第４の電極指１４ｂ及び第２の電極指１２ｂと第３の電極指１３ｂが、圧電体層６を介して重なり合っている部分を有し、第１の電極指１１ｂの電位と第４の電極指１４ｂの電位、及び、第２の電極指１２ｂの電位と第３の電極指１３ｂの電位が、逆の極性の電位となっている。
　なお、図１においては、第１，第２の櫛歯電極１１，１２の下方に位置している第３，第４の櫛歯電極１３，１４の位置が若干ずれているように図示されている。もっとも、これは図示を容易とするためである。実際には、平面視において、例えば、第１，第２の櫛歯電極１１，１２の交叉領域内の部分と、第３，第４の櫛歯電極１３，１４の交叉領域内の部分とは重なり合っている。
　そして、平面視で重なっている電極指は、第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８で、電位が逆の極性である。
　また、第１，第２の櫛歯電極１１，１２の電極指ピッチ及び第３，第４の櫛歯電極１３，１４の電極指ピッチで定まる波長をλとする。なお、当該電極指ピッチは、接続される電位が互いに異なり、かつ隣り合う電極指同士（ここでは、たとえば、第１の電極指１１ｂと第２の電極指１２ｂ）の中心間距離であり、波長λは、電極指ピッチをｐとしたときに、λ＝２ｐである。本実施形態では、弾性波伝搬方向において、第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８は、λ／２ずれて配置されている。より具体的には、例えば、第１の電極指１１ｂは、第１のバスバー１１ａから第２のバスバー１２ａ側に向かって延ばされている。図２（ｂ）に示す、図１中のＢ－Ｂ線に沿う断面では、この第１の電極指１１ｂの下方に、第４のバスバー１４ａから第３のバスバー１３ａ側に向かって延びる第４の電極指１４ｂが位置している。このように、第１のＩＤＴ電極７と第２のＩＤＴ電極８とでは、配置がλ／２ずれている。
　他方、第１のバスバー１１ａと第３のバスバー１３ａとを電気的に接続している第１の導電性接続部１５が、圧電体層６に設けられている。第１の導電性接続部１５は、圧電体層６を貫通している。また、第２のバスバー１２ａと第４のバスバー１４ａとを電気的に接続している第２の導電性接続部１６が、圧電体層６に設けられている。第２の導電性接続部１６も、圧電体層６を貫通している。
　従って、第１のバスバー１１ａと第３のバスバー１３ａとが電気的に接続されて同電位とされている。同様に、第２のバスバー１２ａと第４のバスバー１４ａも同電位とされている。
　また、第１，第２の導電性接続部１５，１６は、平面視において、コーナー部が丸みを帯びている。そのため、第１，第２の導電性接続部１５，１６や、第１，第２のバスバー１１ａ，１２ａ及び第３，第４のバスバー１３ａ，１４ａにおいて、クラックが生じ難い。
　なお、第１の導電性接続部１５は、図２（ｂ）に示すように、第１，第２の側面１５ａ，１５ｂを有する。第１の側面１５ａは、第１の電極指１１ｂ側に位置している。第１の導電性接続部１５では、図２（ｂ）で示した断面において、テーパーがつけられている。すなわち、第１の側面１５ａと第２の側面１５ｂとの間の距離が、第１のバスバー１１ａから、第３のバスバー１３ａ側に向かうにつれて短くなっている。このように、第１，第２の側面１５ａ，１５ｂが傾斜している。第２の導電性接続部１６も、同様に傾斜した第１，第２の側面を有する。
　第１，第２の側面１５ａ，１５ｂが傾斜面とされ、上記のように第１の導電性接続部１５にテーパーが付与されているため、それによっても、第１の導電性接続部１５に接続されている第１のバスバー１１ａにおけるクラックが生じ難い。同様に、第２のバスバー１２ａにおいてもクラックが生じ難い。
　なお、第１，第２の導電性接続部１５，１６は、上記のように、第１，第３のバスバー１１ａ，１３ａが重なっている領域、及び第２，第４のバスバー１２ａ，１４ａが重なっている領域に設けられている。しかしながら、本発明では、第１の導電性接続部１５は、平面視において、第１，第３のバスバー１１ａ，１３ａが重なりあっていない領域に設けられていてもよく、第２の導電性接続部１６についても、第２，第４のバスバー１２ａ，１４ａが重なり合っていない部分に設けられていてもよい。すなわち、第１～第４のバスバー１１ａ～１４ａの外に位置している第１，第２の配線電極により、第１，第２の導電性接続部１５，１６が設けられていてもよい。
　弾性波装置１では、第１の櫛歯電極１１及び第３の櫛歯電極１３と、第２の櫛歯電極１２及び第４の櫛歯電極１４との間に交流電界を印加すると、第１のＩＤＴ電極７と、第２のＩＤＴ電極８とを逆相で駆動することができる。例えば、図２（ａ）に示すように、第１のＩＤＴ電極７における第１，第２の電極指１１ｂ，１２ｂと、圧電体層６を介して重なり合っている第２のＩＤＴ電極８における第３，第４の電極指１３ｂ，１４ｂとを、逆の極性の電位として駆動することができる。よって、逆相で駆動するための配線を第１，第２のＩＤＴ電極７，８が設けられている領域の外側に引き出す必要がない。従って、弾性波装置１では、小型化を図ることができる。
　また、弾性波装置１では、第１のバスバー１１ａと、第３のバスバー１３ａとが同電位とされているため、両者の間で励振しない。同様に、第２のバスバー１２ａと、第４のバスバー１４ａとも同電位とされており、両者の間で励振しない。従って、不要な励振による特性の劣化も生じ難い。
　なお、第１の実施形態の弾性波装置１において、窒化ケイ素膜４は、前述したように高音速材料層であり、酸化ケイ素膜５は低音速材料層である。
　ここで、高音速材料とは、伝搬するバルク波の音速が、圧電体層６を伝搬する弾性波の音速よりも高い材料をいう。高音速材料としては、窒化ケイ素に限らず、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、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を用いることができる。
　また、低音速材料とは、伝搬するバルク波の音速が、圧電体層６を伝搬するバルク波の音速よりも低い材料をいう。このような低音速材料としては、酸化ケイ素の他、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用いることができる。
　図３（ａ）は、従来の弾性波装置１０１における圧電膜１０２上に設けられた櫛歯電極１０３と櫛歯電極１０４との関係を示す図である。この場合、図３（ｂ）に示すように、ＳＨ０モードとＳ０モードの共振特性が現れる。
　第１の実施形態の構造としては、下記の具体的な設計試料で弾性波装置を構成した。
　なお、第１，第２のＩＤＴ電極７，８の電極指ピッチで定まる波長λを１μｍとした。
　圧電体層６：５０°ＹカットＬｉＴａＯ３、ＬｉＴａＯ３からなる圧電体層６の膜厚は０．３λとした。
　支持基板２：シリコン（１００）面の支持基板
　ＬｉＴａＯ３のＸ軸と、Ｓｉ（１１０）方向が平行。
　第１，第２のＩＤＴ電極７，８は、Ａｌからなり、第１のＩＤＴ電極７の膜厚は０．０７λ、第２のＩＤＴ電極８の膜厚は０．１２λとした。第１，第２のＩＤＴ電極７，８のデューティは０．５とした。
　窒化ケイ素膜４の膜厚は０．０７５λとした。
　酸化ケイ素膜５の膜厚は０．３７λとした。
　図４（ａ）は、圧電体層６の第１の主面６ａ上に、第１の櫛歯電極１１及び第２の櫛歯電極１２が設けられており、第２の主面６ｂ上に、第３の櫛歯電極１３及び第４の櫛歯電極１４が設けられている構造の部分正面断面図である。ここでは、圧電体層６を挟んで対向している第１の櫛歯電極１１と第３の櫛歯電極１３、および第２の櫛歯電極１２と第４の櫛歯電極１４とが同電位である。この場合、図４（ｂ）に示すように、ＳＨ０モードの共振特性が得られる。Ｓ０モードの共振による応答はほぼなくなっている。この場合には、小型化を図ることもできる。
　なお、ＳＨ０モードを利用する場合、圧電体層６の膜厚を１λ以下、ＬｉＴａＯ３のカット角は、－１０°以上、７０°以下のＹカットＸ伝搬であること、Ａｌからなる第１，第２のＩＤＴ電極７，８の膜厚は０．１５λ以下、第１，第２のＩＤＴ電極７，８のデューティは０．２以上、０．８以下であることが好ましい。この範囲内であれば、ＳＨ０モードを使用しつつ、帯域外の高次モードをより効果的に低減することができる。
　さらに、図５（ａ）に示すように、上記第１の実施形態では、圧電体層６の第１の主面６ａ上に第１の櫛歯電極１１及び第２の櫛歯電極１２が設けられており、第２の主面６ｂ上に第３，第４の櫛歯電極１３，１４が設けられている。第１の櫛歯電極１１と第３の櫛歯電極１３の電位の極性が逆であり、第２の櫛歯電極１２と第４の櫛歯電極１４の電位の極性が逆である。この場合には、図５（ｂ）に示すように、Ｓ０モードの共振特性が得られ、ＳＨ０モードの共振による応答は現れていない。
　従って、第１の実施形態では、上記構成により、Ｓ０モードの共振特性を効果的に得ることができる。
　本発明の第１の実施形態では、図５（ｂ）に示す共振特性を利用することができるが、例えば、図４に示した弾性波装置と併用してもよい。それによって、様々な特性のフィルタ等を構成することができる。
　図６は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。
　第２の実施形態に係る弾性波装置２１は、圧電体層６を有する。圧電体層６よりも下方には、第１の実施形態と同様に、支持基板２及び中間層３が設けられている（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。
　弾性波装置２１では、圧電体層６の第１の主面６ａ上に、第１の弾性波素子部分１Ａの第１のＩＤＴ電極７と、第２の弾性波素子部分２２の第１のＩＤＴ電極２７とが設けられている。第１の弾性波素子部分１Ａにおける電極構造は弾性波装置１と同様である。従って、第１のＩＤＴ電極７の下方には、配置が、弾性波伝搬方向にλ／２ずれている第２のＩＤＴ電極８が設けられている。
　他方、第２の弾性波素子部分２２は、第１のＩＤＴ電極２７と、圧電体層６の第２の主面に設けられた第２のＩＤＴ電極２８とを有する。第１のＩＤＴ電極２７と第２のＩＤＴ電極２８とは、圧電体層６を介して全体が重なり合っている。すなわち、第１のＩＤＴ電極２７と第２のＩＤＴ電極２８は、弾性波伝搬方向にずれて配置されていない。
　より具体的には、第１，第２の櫛歯電極３１，３２の下方に、第１，第２の櫛歯電極３１，３２と圧電体層６を介して重なり合うように、第３，第４の櫛歯電極３３，３４が設けられている。第１のＩＤＴ電極７の第１のバスバー１１ａが第２の弾性波素子部分２２における第１のバスバー３１ａと接続されている。それによって、第１の弾性波素子部分１Ａと、第２の弾性波素子部分２２とが並列に接続されている。
　また、第１の導電性接続部１５が、第２の弾性波素子部分２２にも至るように設けられている。
　弾性波装置２１では、逆相で駆動される第１の弾性波素子部分１Ａと、同相で駆動される第２の弾性波素子部分２２とが並列に接続されている。
　このように、本発明に従って構成された第１の弾性波素子部分１Ａに並列に、同相で駆動される第２の弾性波素子部分２２が接続されていてもよい。
　他方、図７は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。弾性波装置４１では、圧電体層６において、両主面にＩＤＴ電極が形成されている。それによって、第１の弾性波素子部分１Ａと第２の弾性波素子部分２２Ａとが設けられている。第１の弾性波素子部分１Ａ及び第２の弾性波素子部分２２ＡのＩＤＴ電極の構造は、図６に示した第１の弾性波素子部分１Ａ及び第２の弾性波素子部分２２と同様である。異なるところは、第１の弾性波素子部分１Ａに直列に、第２の弾性波素子部分２２Ａが接続されていることにある。すなわち、第１の弾性波素子部分１Ａの第２のバスバー１２ａが、第２の弾性波素子部分２２Ａの第１のバスバー３１ａと共通化されている。また、第１の弾性波素子部分１Ａの第４のバスバー１４ａと、第２の弾性波素子部分２２Ａの第３のバスバー３３ａとが共通化されている。
　第２の弾性波素子部分２２Ａにおいても、第２，第４のバスバー３２ａ，３４ａは第２の導電性接続部１６により電気的に接続されている。
　弾性波装置４１のように、第１の実施形態と同様に構成された第１の弾性波素子部分１Ａに、同相で駆動される第２の弾性波素子部分２２Ａが直列に接続されている構造を用いてもよい。
　図６に示した弾性波装置２１や、図７に示した弾性波装置４１のように、本発明では、本発明に従って構成された弾性波素子部分に、同相で駆動される弾性波素子部分を直列又は並列に接続した構造を有していてもよい。このような構造は、例えば、図８に示すラダー型フィルタに好適に用いることができる。
　ラダー型フィルタ５１は、複数の直列腕共振子Ｓ１～Ｓ４及び複数の並列腕共振子Ｐ１～Ｐ３を有する。このようなラダー型フィルタ５１において、例えば、直列腕共振子Ｓ１と並列腕共振子Ｐ１とに、図６に示した弾性波装置２１や図７に示した弾性波装置４１を用いることができる。
　例えば、同相駆動である第２の弾性波素子部分２２，２２Ａを用いてラダー型フィルタを構成したときに、並列腕共振子Ｐ１～Ｐ３の少なくとも１つに、第１の弾性波素子部分１Ａを用いる。その場合は、ＳＨ０モードよりも比帯域の小さなＳ０モードを並列腕に用いることになるため、通過帯域低域側における減衰特性を改善することができる。
　また、別の態様では、同相駆動である第２の弾性波素子部分２２，２２Ａを用いてラダー型フィルタを構成したときに、直列腕共振子Ｓ１～Ｓ４の少なくとも１つに、第１の弾性波素子部分１Ａを用いる。この場合には、ＳＨ０モードよりも比帯域の小さなＳ０モードを直列腕に用いることになるため、通過帯域高域側における減衰特性を改善することができる。
　また、さらに別の態様では、同相駆動である第２の弾性波素子部分２２，２２Ａを用いてラダー型フィルタを構成したときに、直列腕共振子Ｓ１～Ｓ４の少なくとも一つ、及び並列腕共振子Ｐ１～Ｐ３の少なくとも一つに第１の弾性波素子部分１Ａを用いる。この場合には、通過帯域低域側及び高域側のいずれにおいても、減衰特性を改善することができる。
　あるいは、第１の実施形態の弾性波装置１を用いてラダー型フィルタ５１を構成してもよい。この場合には、ＳＨ０モードと比べて周波数の高いＳ０モードで構成されることになるため、フィルタを高周波数化することができる。
　図９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。弾性波装置６１では、支持基板２と圧電体層６との間に、中間層６２が設けられている。ここでは、中間層６２が、酸化ケイ素からなる。そして、支持基板２は、高音速材料からなり、高音速基板である。その他の構成は、弾性波装置６１は、弾性波装置１と同様である。
　このように、中間層６２が低音速材料からなる層として設けられてもよい。この場合においても、支持基板２が高音速材料からなることにより、圧電体層６で励振された弾性波のエネルギーを圧電体層６内に効果的に閉じ込めることができる。
　本発明においては、さらに、支持基板２上に直接圧電体層６が積層されていてもよい。その場合、支持基板２が高音速材料からなる場合には、圧電体層６内に弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。すなわち、図９において、中間層６２が省略されていてもよい。
　図１０は、本発明の第５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７１では、支持基板２と、圧電体層６との間に音響反射層７２と、酸化ケイ素膜７３とが積層されている。酸化ケイ素膜７３は省略されてもよい。
　音響反射層７２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材料からなる高音響インピーダンス層７２ａ，７２ｃ，７２ｅ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材料からなる低音響インピーダンス層７２ｂ，７２ｄ，７２ｆとの積層体である。低音響インピーダンス材料及び高音響インピーダンス材料とは、上記の音響インピーダンス関係を満たす適宜の誘電体もしくは絶縁体により構成することができる。
　本発明においては、このような音響反射層７２が中間層として含まれていてもよい。弾性波装置７１において、圧電体層６及び第１，第２のＩＤＴ電極７，８は第１の実施形態と同様に構成されている。
　図１１は、本発明の第６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８１では、酸化ケイ素膜８３と支持基板２とが積層されている。支持基板２に、上方に開いた凹部２ｘが設けられている。支持基板２の上面２ａに、酸化ケイ素膜８３が積層されている。なお、酸化ケイ素膜８３は設けられずともよい。圧電体層６は、支持基板２の上面２ａに直接または間接に積層される。
　上記凹部２ｘが、酸化ケイ素膜８３及び圧電体層６によって閉じられている。それによって、キャビティＹが構成されている。このキャビティＹの上方に、第１のＩＤＴ電極７及び第２のＩＤＴ電極８が位置している。
　本実施形態では、キャビティＹの上方に第１，第２のＩＤＴ電極７，８が位置しているため、メンブレン型の弾性波装置を構成することができる。本発明では、圧電体層６の下方にキャビティＹを有する構造であってもよい。
１，２１，４１，６１，７１，８１…弾性波装置
１Ａ…第１の弾性波素子部分
２…支持基板
２ａ…上面
２ｘ…凹部
３…中間層
４…窒化ケイ素膜
５…酸化ケイ素膜
６…圧電体層
６ａ，６ｂ…第１，第２の主面
７，８…第１，第２のＩＤＴ電極
１１，１２，１３，１４…第１～第４の櫛歯電極
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ…第１～第４のバスバー
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ…第１～第４の電極指
１５，１６…第１，第２の導電性接続部
１５ａ，１５ｂ…第１，第２の側面
２２，２２Ａ…第２の弾性波素子部分
２７，２８…第１，第２のＩＤＴ電極
３１，３２，３３，３４…第１～第４の櫛歯電極
３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ…第１～第４のバスバー
５１…ラダー型フィルタ
６２…中間層
７２…音響反射層
７２ａ，７２ｃ，７２ｅ…高音響インピーダンス層
７２ｂ，７２ｄ，７２ｆ…低音響インピーダンス層
７３…酸化ケイ素膜
８３…酸化ケイ素膜
１０１…弾性波装置
１０２…圧電膜
１０３，１０４…櫛歯電極
Ｐ１～Ｐ３…並列腕共振子
Ｓ１～Ｓ４…直列腕共振子

Claims (13)

  1. 　支持基板と、
    　前記支持基板上に直接又は間接に積層された圧電体層と、
    を備え、
    　前記圧電体層が、対向し合う第１及び第２の主面を有し、
    　前記圧電体層の前記第１の主面に設けられた第１のＩＤＴ電極と、
    　前記圧電体層の前記第２の主面に設けられた第２のＩＤＴ電極と、
    を有し、
    　前記第１のＩＤＴ電極が、対向し合う第１及び第２のバスバーと、前記第１のバスバーに接続された複数本の第１の電極指と、前記第２のバスバーに接続された複数本の第２の電極指と、を有し、
    　前記第２のＩＤＴ電極が、対向し合う第３及び第４のバスバーと、前記第３のバスバーに接続された複数本の第３の電極指と、前記第４のバスバーに接続された複数本の第４の電極指と、を有し、
    　前記第１のバスバーと前記第３のバスバーとが前記圧電体層を介して対向しており、前記第２のバスバーと前記第４のバスバーとが、前記圧電体層を介して対向しており、
    　前記第１の電極指と前記第４の電極指及び前記第２の電極指と前記第３の電極指が、前記圧電体層を介して重なり合っている部分を有し、前記第１の電極指の電位と前記第４の電極指の電位、及び、前記第２の電極指の電位と前記第３の電極指の電位が、逆の極性の電位となっている、弾性波装置。
  2. 　支持基板と、
    　前記支持基板上に直接又は間接に積層された圧電体層と、
    を備え、
    　前記圧電体層が、対向し合う第１及び第２の主面を有し、
    　前記圧電体層の前記第１の主面に設けられた第１のＩＤＴ電極と、
    　前記圧電体層の前記第２の主面に設けられた第２のＩＤＴ電極と、
    を有し、
    　前記第１のＩＤＴ電極及び前記第２のＩＤＴ電極のそれぞれにおいて、複数本の電極指と該複数本の電極指を接続するバスバーとを備える２つの櫛歯電極が、間挿し合うように設けられており、
    　前記第１のＩＤＴ電極及び前記第２のＩＤＴ電極は、前記圧電体層を介して少なくとも一部が対向しており、
    　前記第１のＩＤＴ電極が有する電極指の電位と、前記第２のＩＤＴ電極が有する電極指の電位とが、前記圧電体層を挟んで対向している部分において逆の極性の電位であり、
    　前記電極指のピッチで定まる波長をλとしたとき、弾性波伝搬方向において、前記第１のＩＤＴ電極及び前記第２のＩＤＴ電極は、λ／２ずらして配置されている、弾性波装置。
  3. 　前記第１のバスバーと前記第３のバスバーとを電気的に接続している第１の導電性接続部と、前記第２のバスバーと前記第４のバスバーとを電気的に接続している第２の導電性接続部とをさらに備える、請求項１に記載の弾性波装置。
  4. 　前記第１の導電性接続部が、前記第１のバスバーと前記第３のバスバーとを電気的に接続するように前記圧電体層を貫通しており、前記第２の導電性接続部が、前記第２のバスバーと前記第４のバスバーとを電気的に接続するように前記圧電体層を貫通している、請求項３に記載の弾性波装置。
  5. 　前記第１の導電性接続部が、平面視において前記第１及び第３のバスバーと重なり合わない部分に設けられた第１の配線電極であり、前記第２の導電性接続部が、平面視において前記第２及び第４のバスバーと重なり合わない部分に設けられた第２の配線電極である、請求項３に記載の弾性波装置。
  6. 　前記第１及び第２の導電性接続部の少なくとも一方が、前記第１～第４の電極指側に位置している第１の側面と、前記第１の側面と対向している第２の側面とを有し、前記第１の側面及び前記第２の側面間の寸法が、前記第１のバスバー又は前記第２のバスバー側から前記第３のバスバー又は前記第４のバスバー側に向かうにつれて短くなるように、前記第１及び第２の側面が傾斜している、請求項４に記載の弾性波装置。
  7. 　平面視において、前記第１及び第２の導電性接続部のコーナー部が丸みを帯びている、請求項４又は６に記載の弾性波装置。
  8. 　前記圧電体層と前記支持基板との間に設けられた中間層をさらに備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記支持基板が、伝搬するバルク波の音速が前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも高い高音速材料からなる高音速基板である、請求項８に記載の弾性波装置。
  10. 　前記中間層が、伝搬するバルク波の音速が前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも高い高音速材料からなる高音速材料層を有する、請求項８又は９に記載の弾性波装置。
  11. 　前記中間層が、前記高音速材料層と前記支持基板との間に設けられており、伝搬するバルク波の音速が前記圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも低い低音速材料からなる低音速材料層を有する、請求項１０に記載の弾性波装置。
  12. 　第１の弾性波素子部分と、前記第１の弾性波素子部分に直列又は並列に接続されている第２の弾性波素子部分とを有し、
    　前記第１の弾性波素子部分が、請求項１～１１のいずれか１項に記載の弾性波装置であり、
    　前記第２の弾性波素子部分が、支持基板と、前記支持基板上に設けられた圧電体層と、前記圧電体層の第１の主面に設けられた第１のＩＤＴ電極と、前記圧電体層の第２の主面に設けられた第２のＩＤＴ電極とを有し、前記第２の弾性波素子部分における前記第１のＩＤＴ電極と前記第２のＩＤＴ電極とが、前記圧電体層を介して重なり合っている、弾性波装置。
  13. 　並列腕共振子と直列腕共振子とを有するラダー型フィルタであって、前記並列腕共振子及び前記直列腕共振子の少なくとも一つが前記第１の弾性波素子部分であり、前記並列腕共振子又は直列腕共振子が前記第２の弾性波素子部分である、請求項１２に記載の弾性波装置。
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