WO2023058767A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2023058767A1
WO2023058767A1 PCT/JP2022/037725 JP2022037725W WO2023058767A1 WO 2023058767 A1 WO2023058767 A1 WO 2023058767A1 JP 2022037725 W JP2022037725 W JP 2022037725W WO 2023058767 A1 WO2023058767 A1 WO 2023058767A1
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piezoelectric
thickness
electrode fingers
wave device
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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    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present disclosure relates to elastic wave devices.
  • Patent Document 1 describes an elastic wave device.
  • the present disclosure is intended to solve the above-described problems, and aims to suppress deterioration of frequency characteristics.
  • An elastic wave device includes a support member 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 in the first direction, and one or more first electrode fingers extending in a second direction intersecting with the first bus bar electrode to which the one or more first electrode fingers are connected; one or more second electrode fingers facing any one of the one or more first electrode fingers and extending in the second direction; a second busbar electrode to which the one or more second electrode fingers are connected; wherein the piezoelectric layer includes a first piezoelectric body in contact with the functional electrode and a second piezoelectric body having a dielectric polarization state different from that of the first piezoelectric body. , the thickness of the first piezoelectric body is less than or equal to the thickness of the second piezoelectric body.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
  • FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion along line II-II of FIG. 1A.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through the piezoelectric layer of the comparative example.
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view for explaining a thickness-shear primary mode bulk wave propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the amplitude direction of a thickness-shear primary mode bulk wave propagating in the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
  • FIG. 1B is a plan view showing the electrode structure of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion along line II
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between , and the fractional band.
  • FIG. FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes are provided in the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious. is an explanatory diagram showing the relationship between.
  • FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the fractional band with respect to the Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
  • FIG. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a modification of the first embodiment, and is a cross-sectional view of a portion along line II-II of FIG. 1A.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing an example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining filter characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the coupling coefficient of the elastic wave device according to the first embodiment
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the coupling coefficient of the elastic wave device according to the first embodiment
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing another example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing an example of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing another example of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the coupling coefficient of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing an example of the elastic wave device according to the third 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.
  • 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 electrode fingers” connected to the first busbar electrodes 5 .
  • the multiple electrode fingers 4 are multiple “second electrode fingers” connected to the 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.
  • the length direction of the electrode fingers 3 and 4 and the direction perpendicular 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, and so on.
  • 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 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 center-to-center distances of the electrode pairs consisting of the electrode fingers 3 and 4 are all made equal in the 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 refers to the electrode finger that overlaps the electrode finger 4 when the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are viewed in a direction orthogonal to the length direction of the electrode finger 3 and the electrode finger 4, that is, in the opposing direction. 3, a region of the electrode finger 4 overlapping the electrode finger 3, and a region between the electrode finger 3 and the electrode finger 4 where the electrode finger 3 and the electrode finger 4 overlap.
  • the area of the electrode fingers 3 and 4 in the excitation region C with respect to the area of the excitation region C is the metallization ratio MR. That is, the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallization portion to the area of the excitation region C.
  • the ratio of the metallization portion included in the entire excitation region C to the total area of the excitation region C should be MR.
  • FIG. 9 shows the ratio bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment, and the phase rotation amount of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious. is an explanatory diagram showing the relationship between. The ratio band was adjusted by changing the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrode fingers 3 and 4 .
  • FIG. 9 shows the results when the piezoelectric layer 2 made of Z-cut LiNbO 3 is used, but the same tendency is obtained when the piezoelectric layer 2 with other cut angles is used.
  • the spurious is as large as 1.0.
  • the fractional band exceeds 0.17, that is, exceeds 17%, a large spurious with a spurious level of 1 or more changes the parameters constituting the fractional band, even if the passband appear within. That is, as in the resonance characteristics shown in FIG. 8, a large spurious component indicated by arrow B appears within the band. Therefore, the specific bandwidth is preferably 17% or less. In this case, by adjusting the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrode fingers 3 and 4, the spurious response can be reduced.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
  • various elastic wave devices 1 with different d/2p and MR were configured, and the fractional bandwidth was measured.
  • the hatched portion on the right side of the dashed line D in FIG. 10 is the area where the fractional bandwidth is 17% or less.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the fractional band with respect to the Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is infinitely close to 0.
  • FIG. A hatched portion in FIG. 11 is a region where a fractional bandwidth of at least 5% or more is obtained. When the range of the area is approximated, it becomes the range represented by the following formulas (1), (2) and (3).
  • Equation (1) (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, 0° to 60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ) or (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, [180 °-60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ] ⁇ 180°) Equation (2) (0° ⁇ 10°, [180°-30°(1-( ⁇ -90) 2 /8100) 1/2 ] ⁇ 180°, arbitrary ⁇ ) Equation (3)
  • the fractional band can be sufficiently widened, which is preferable.
  • FIG. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the outer peripheral edge of the space 9 is indicated by a dashed line.
  • the elastic wave device of the present disclosure may utilize plate waves.
  • the elastic wave device 301 has reflectors 310 and 311 as shown in FIG. Reflectors 310 and 311 are provided on both sides of the electrode fingers 3 and 4 of the piezoelectric layer 2 in the acoustic wave propagation direction.
  • a Lamb wave as a plate wave is excited by applying an AC electric field to the electrode fingers 3 and 4 on the space 9.
  • the reflectors 310 and 311 are provided on both sides, it is possible to obtain resonance characteristics due to Lamb waves as Lamb waves.
  • FIG. 13 is a modification of the first embodiment, and is a cross-sectional view of a portion along line II-II of FIG. 1A.
  • acoustic reflection layer 402 is laminated on second main surface 2 b of piezoelectric layer 2 .
  • the acoustic reflection layer 402 has a laminated structure of low acoustic impedance layers 402a, 402c, 402e and high acoustic impedance layers 402b, 402d.
  • the low acoustic impedance layers 402a, 402c, 402e are layers with relatively low acoustic impedance, for example layers of SiO2 .
  • the high acoustic impedance layers 402b and 402d are layers having relatively high acoustic impedance, and are, for example, metal layers such as W and Pt, or dielectric layers such as AlN and SiN.
  • the acoustic reflection layer 402 is used, the thickness-shear primary mode bulk wave can be confined in the piezoelectric layer 2 without providing the space 9 in the elastic wave device 1 .
  • the elastic wave device 401 by setting d/p to 0.5 or less, it is possible to obtain resonance characteristics based on bulk waves in the primary mode of thickness shear.
  • the number of lamination of the low acoustic impedance layers 402a, 402c, 402e and the high acoustic impedance layers 402b, 402d is not particularly limited. At least one high acoustic impedance layer among the high acoustic impedance layers 402b and 402d needs to be arranged farther from the piezoelectric layer 2 than the low acoustic impedance layers 402a, 402c and 402e.
  • the materials of the low acoustic impedance layers 402a, 402c, 402e and the high acoustic impedance layers 402b, 402d are not limited to the materials shown above, and can be composed of appropriate materials as long as the acoustic impedance magnitude relationship is satisfied.
  • Examples of materials for the low acoustic impedance layers 402a, 402c, 402e include silicon oxide and silicon oxynitride.
  • Materials for the high acoustic impedance layers 402b and 402d include alumina, silicon nitride, and metals.
  • 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 schematic cross-sectional view showing an example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • an elastic wave device 1A according to the first embodiment includes a piezoelectric layer 20, functional electrodes 30, and support members.
  • the direction from the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20 to the first main surface 20a is the top, and the direction from the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20 to the second main surface 20b may be described as downward.
  • the functional electrode 30 is an IDT electrode including electrode fingers 3 and 4 and busbar electrodes 5 and 6 .
  • the functional electrode 30 is provided on the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20, which will be described later.
  • the support member is a member provided with the support substrate 8 .
  • the support member is composed of the support substrate 8, but is not limited to this, and 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 where at least a part overlaps with the functional electrode 30 when viewed from above in the Z direction.
  • the space portion 9 is provided on the piezoelectric layer 20 side of the support member, but this is only an example, and the space portion 9 may be provided so as to penetrate the support substrate 8 in the Z direction. good.
  • the piezoelectric layer 20 is provided in the Z direction of the support member.
  • the piezoelectric layer 20 has a first principal surface 20a and a second principal surface 20b opposite to the first principal surface 20a in the Z direction.
  • the piezoelectric layer 20 is provided on the support substrate 8 in the Z direction.
  • the piezoelectric layer 20 is a piezoelectric laminate structure, that is, a laminate of a plurality of piezoelectric bodies.
  • the piezoelectric layer 20 includes a first piezoelectric body 21 and a second piezoelectric body 22 .
  • the first piezoelectric body 21 is a piezoelectric body having the functional electrode 30 provided on the surface in the Z direction. That is, one surface of the first piezoelectric body 21 is the first major surface 20 a of the piezoelectric layer 20 .
  • the second piezoelectric body 22 is a piezoelectric body laminated on the first piezoelectric body 21 .
  • the surface of the second piezoelectric body 22 on the support substrate 8 side is the second main surface 20 b of the piezoelectric layer 20 .
  • the first piezoelectric body 21 and the second piezoelectric body 22 are made of materials having the same composition, such as YX-cut lithium niobate.
  • the first piezoelectric body 21 and the second piezoelectric body 22 have different dielectric polarization states.
  • the state of dielectric polarization being different means that the direction of dielectric polarization is not the same.
  • the direction of dielectric polarization of the first piezoelectric body 21 is upward, while the direction of dielectric polarization of the second piezoelectric body 22 is downward opposite to that of the first piezoelectric body 21. is.
  • the coupling coefficient of the S2 mode which is the main mode, can be kept large.
  • the thickness of the first piezoelectric body 21 is d1 and the thickness of the second piezoelectric body 22 is d2, d1 is less than or equal to d2. That is, the ratio d1/d of the thickness d1 of the first piezoelectric body 21 to the sum of the thickness d1 of the first piezoelectric body 21 and the thickness d2 of the second piezoelectric body 22 (that is, the thickness d of the piezoelectric layer 20) is 0.5. 5 or less.
  • the A1 mode which is an unnecessary wave, can be suppressed, and deterioration of frequency characteristics can be suppressed.
  • the ratio d1/d of the thickness of the first piezoelectric body 21 is 0.2 or more and 0.4 or less, the A1 mode, which is an unnecessary wave, can be further suppressed, which is preferable. Further, when the ratio d1/d of the thickness of the first piezoelectric member 21 is more than 0.4 and less than or equal to 0.5, the coupling coefficient of the S2 mode, which is the main mode, can be kept higher, which is preferable.
  • the state of dielectric polarization of the piezoelectric layer 20 can be observed by SPM (Scanning Probe Microscopy). Specifically, in a PRM (Piezo Response Microscope) observation image of the cross section of the piezoelectric layer 20, regions with different directions of dielectric polarization appear as regions with different colors. Thereby, the thickness d1 of the first piezoelectric body 21 and the thickness d2 of the second piezoelectric body 22 can be measured.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining filter characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment. More specifically, FIG. 15 shows a comparative example in which the thickness ratio d1/d of the first piezoelectric member 21 is 0.6 and an example in which the thickness ratio d1/d of the first piezoelectric member 21 is 0.4. It is a figure which shows the admittance characteristic of the elastic wave apparatus which concerns.
  • the ellipse E indicates the A1 mode, which is the unwanted wave
  • the ellipse F indicates the S2 mode, which is the main wave. As shown in FIG.
  • the A1 mode is not suppressed, and the A1 mode is on the low-frequency side of the S2 mode. is strongly occurring in On the other hand, it can be seen that the A1 mode can be suppressed without suppressing the S2 mode in the elastic wave device according to the example in which the thickness ratio d1/d of the first piezoelectric body 21 is 0.4.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the coupling coefficient of the elastic wave device according to the first embodiment. More specifically, FIG. 16 is a graph showing simulation results of the coupling coefficients of the A1 mode and S2 mode with respect to the thickness ratio d1/d of the first piezoelectric body 21 .
  • the thickness d of the piezoelectric layer 20 is 800 nm
  • the pitch p of the electrode fingers 3, 4 is 8000 nm.
  • the thickness ratio d1/d of the first piezoelectric body 21 is 0.5 or less, it can be seen that the coupling coefficient of the A1 mode can be suppressed.
  • the thickness ratio d1/d of the first piezoelectric body 21 is 0.4 or less, the coupling coefficient of the A1 mode can be further suppressed. Further, when the thickness ratio d1/d of the first piezoelectric body 21 is greater than 0.4 and equal to or less than 0.5, the coupling coefficient of the S2 mode can be kept large while suppressing the coupling coefficient of the A1 mode. I understand.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the coupling coefficient of the elastic wave device according to the first embodiment. More specifically, FIG. 17 shows the coupling coefficient of the A1 mode corresponding to the ratio d1/d of the thickness of the first piezoelectric body 21 and the ratio p/d of the pitch p of the electrode fingers 3 and 4 to the thickness d of the piezoelectric layer 20. It is a figure which shows a simulation result. As shown in FIG. 17, regardless of the ratio p/d of the pitch p of the electrode fingers 3 and 4 to the thickness d of the piezoelectric layer 20, the thickness ratio d1/d of the first piezoelectric body 21 is 0.5 or less. , the A1 mode coupling coefficient can be suppressed, and when the thickness ratio d1/d of the first piezoelectric body 21 is 0.4 or less, the A1 mode coupling coefficient can be further suppressed. I understand.
  • the elastic wave device according to the first embodiment has been described above, the elastic wave device according to the first embodiment is not limited to that shown in FIG.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing another example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the functional electrode 30 may be provided inside the space 9 .
  • the support substrate 8 is laminated on the first main surface 20a side of the piezoelectric layer 2.
  • the A1 mode which is an unwanted wave, can be suppressed, and deterioration of the frequency characteristics can be suppressed.
  • the acoustic wave device includes a support member having a thickness in the first direction, the piezoelectric layer 20 provided in the first direction of the support member, and the main surface of the piezoelectric layer 20.
  • one or more first electrode fingers 3 provided and extending in a second direction intersecting the first direction; a first busbar electrode 5 to which the one or more first electrode fingers 3 are connected;
  • One or more second electrode fingers 4 facing any one of the one or more first electrode fingers 3 in the orthogonal third direction and extending in the second direction are connected to one or more second electrode fingers 4.
  • the piezoelectric layer 2 includes a first piezoelectric body 21 in contact with the functional electrode 30 and a second piezoelectric body 21 having a different dielectric polarization state from the first piezoelectric body 21 .
  • the piezoelectric laminate structure includes a piezoelectric body 22, and the thickness d1 of the first piezoelectric body 21 is less than the thickness d2 of the second piezoelectric body 22.
  • FIG. As a result, it is possible to suppress the A1 mode, which is an unwanted wave, while keeping the S2 mode, which is the main mode, large, and suppress the deterioration of the frequency characteristics.
  • the ratio of the thickness d1 of the first piezoelectric body 21 to the sum of the thickness d1 of the first piezoelectric body 21 and the thickness d2 of the second piezoelectric body 22 (thickness d of the piezoelectric layer 20) is 0.2 or more. 0.4 or less.
  • the ratio of the thickness d1 of the first piezoelectric body 21 to the sum of the thickness d1 of the first piezoelectric body 21 and the thickness d2 of the second piezoelectric body 22 is 0.4 or more. It is largely 0.5 or less. This makes it possible to further suppress the A1 mode, which is an unwanted wave, while keeping the coupling coefficient of the S2 mode larger.
  • a space portion 9 is provided on the side of the piezoelectric layer 20 of the supporting member at a position where at least a portion overlaps with the functional electrode 30 when viewed in the first direction.
  • the functional electrode 30 is inside the space portion 9 . Even in this case, the bulk wave of the first-order thickness shear mode can be confined within the piezoelectric layer 20 .
  • one or more low acoustic impedance layers 402a, 402c, 402e having an acoustic impedance lower than that of the piezoelectric layer 2 and an acoustic impedance higher than that of the piezoelectric layer 2 are provided between the support member and the piezoelectric layer 2. and an acoustic reflective layer 402 comprising one or more high acoustic impedance layers 402b, 402d having As a result, the thickness-shear primary mode bulk wave can be confined within the piezoelectric layer 2 .
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is the thickness between the adjacent first electrode fingers 3 and the second electrode fingers 4 among the one or more first electrode fingers 3 and the one or more second electrode fingers 4. It is 2p or less when the center-to-center distance is 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 between the adjacent first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4 among the one or more first electrode fingers 3 and the one or more second electrode fingers 4 is d/p ⁇ 0.5, where p is the distance between them.
  • d/p is 0.24 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)
  • the overlapping region is the excitation region C
  • MR is the metallization ratio of the one or more first electrode fingers 3 and the one or more second electrode fingers 4 with respect to the excitation region C
  • MR 75(d/p)+0.075.
  • the fractional bandwidth can be reliably set to 17% or less.
  • the acoustic wave device according to the second embodiment differs from the first embodiment in that a dielectric film 19 is provided.
  • the dielectric film 19 is a film made of a dielectric, such as a film made of silicon oxide.
  • An elastic wave device according to a second embodiment will be described below with reference to the drawings.
  • symbol is attached
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing an example of an elastic wave device according to the second embodiment.
  • the dielectric film 19 is provided so as to cover the first piezoelectric body 21 . More specifically, the dielectric film 19 is provided so as to cover the first main surface 20 a of the piezoelectric layer 20 and the functional electrodes 30 .
  • FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing another example of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • the dielectric film 19 is provided so as to cover the second piezoelectric body 22 . More specifically, the dielectric film 19 is provided so as to cover the first main surface 20 a of the piezoelectric layer 20 and the functional electrodes 30 .
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the coupling coefficient of the elastic wave device according to the second embodiment. More specifically, FIG. 21 shows an elastic wave device without a dielectric film 19 (an elastic wave device 1A according to the first embodiment), an elastic wave device 1C including a dielectric film 19 covering the first piezoelectric body 21, and a second FIG. 10 is a diagram showing a simulation result of the A1 mode coupling coefficient with respect to the thickness ratio d1/d of the first piezoelectric body 21 in the elastic wave device 1 ⁇ /b>D including the dielectric film 19 covering the piezoelectric body 22 ;
  • the thickness d of the piezoelectric layer 20 is 800 nm and the thickness of the dielectric film 19 is 100 nm.
  • the thickness ratio d1/d of the first piezoelectric body 21 is 0.5 or less, the coupling coefficient of the A1 mode can be suppressed, and the first It can be seen that when the thickness ratio d1/d of the piezoelectric body 21 is 0.4 or less, the coupling coefficient of the A1 mode can be further suppressed.
  • the elastic wave device 1C according to the second embodiment includes the dielectric film 19 covering the first piezoelectric body 21. Even in this case, the coupling coefficient of the S2 mode, which is the main mode, can be kept large, and the A1 mode, which is an unwanted wave, can be suppressed, so that the deterioration of the frequency characteristics can be suppressed.
  • the acoustic wave device 1D according to the second embodiment includes the dielectric film 19 covering the second piezoelectric body 22. Even in this case, the coupling coefficient of the S2 mode, which is the main mode, can be kept large, and the A1 mode, which is an unwanted wave, can be suppressed, so that the deterioration of the frequency characteristics can be suppressed.
  • the acoustic wave device according to the third embodiment differs from the first embodiment in that the piezoelectric layers include three or more piezoelectric bodies.
  • An elastic wave device according to a third embodiment will be described below with reference to the drawings.
  • symbol is attached
  • FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing an example of an elastic wave device according to the third embodiment.
  • the piezoelectric layer 20A has n layers of piezoelectric bodies.
  • n is an integer of 3 or more.
  • the n-th piezoelectric body is the n-th piezoelectric body
  • the k-th stacked piezoelectric body is the k-th piezoelectric body. described as.
  • k is one of the integers from 1 to n ⁇ 1. That is, the piezoelectric layer 20A includes first to n-th piezoelectric bodies.
  • the first piezoelectric body is the first piezoelectric body 21 and the second piezoelectric body is the second piezoelectric body 22 .
  • the surface of the n-th piezoelectric body on the support substrate 8 side is the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20A.
  • the first to n-th piezoelectric bodies are all made of the same composition material, for example, YX-cut lithium niobate.
  • a piezoelectric layer 20A has a first piezoelectric body 21, a second piezoelectric body 22, and a third piezoelectric body .
  • the surface of the third piezoelectric body 23 on the support substrate 8 side is the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20A.
  • adjacent piezoelectric bodies have different dielectric polarization states. That is, the k-th piezoelectric body and the (k+1)-th piezoelectric body have different dielectric polarization states. Thereby, the coupling coefficient of the main mode can be kept large.
  • the direction of dielectric polarization of the first piezoelectric body 21 is upward.
  • the direction of dielectric polarization of the second piezoelectric body 22 is the downward direction opposite to that of the first piezoelectric body 21 .
  • the direction of dielectric polarization of the third piezoelectric body 23 is the upward direction opposite to that of the second piezoelectric body 22 .
  • the thickness d1 of the first piezoelectric body 21 is equal to or less than the thickness of the other piezoelectric bodies. That is, the thickness d1 of the first piezoelectric body 21 is less than or equal to the thickness of the (k+1)th piezoelectric body. In other words, the first piezoelectric body 21 is the thinnest piezoelectric body among the n layers of piezoelectric bodies. Further, when the thickness of the k-th piezoelectric body is dk and the thickness of the k+1-th piezoelectric body is d(k+1), dk is less than or equal to d(k+1). Thereby, unwanted waves can be suppressed.
  • dk is preferably less than or equal to d(k+1).
  • the following formula (4) is preferably established. This makes it possible to further suppress unnecessary waves.
  • the thickness d1 of the first piezoelectric body 21 is equal to or less than the thickness d2 of the second piezoelectric body 22, and the thickness d1 of the second piezoelectric body 22
  • the thickness d2 of is equal to or less than the thickness d3 of the third piezoelectric body 23 .
  • the piezoelectric layer 20A has n layers of piezoelectric bodies, which is an integer of 3 or more, and k is an integer of 1 or more and n ⁇ 1 or less. , the k-th piezoelectric member and the k+1-th piezoelectric member counting from the first piezoelectric member 21 have different dielectric polarization states. As a result, the coupling coefficient of the main mode can be kept large, and deterioration of frequency characteristics can be suppressed.
  • the thickness d1 of the first piezoelectric body 21 is equal to or less than the thickness of the other piezoelectric bodies. As a result, unnecessary waves can be suppressed, and degradation of frequency characteristics can be suppressed.
  • the thickness of the k-th piezoelectric body is less than or equal to the thickness of the (k+1)-th piezoelectric body.

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Abstract

周波数特性の劣化を抑制する。弾性波装置は、第１方向に厚みを有する支持部材と、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１つ以上の第１電極指と、１つ以上の第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１つ以上の第１電極指のいずれかと対向し、第２方向に延びる１つ以上の第２電極指と、１つ以上の第２電極指が接続された第２のバスバー電極と、を有する機能電極と、を備え、圧電層は、前記機能電極と接する第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圧電体を含む圧電積層構造体であり、第１圧電体の厚みは、第２圧電体の厚み以下である。

Description

弾性波装置
　本開示は、弾性波装置に関する。
　特許文献１には、弾性波装置が記載されている。
特開２０１２－２５７０１９号公報
　特許文献１に示す弾性波装置において、分極軸（配向軸）が異なる２種の圧電体同士を接合して圧電層として用いることがある。この場合、不要波が抑制されず、不要波が主モードの低周波数側に強く生じ、周波数特性が劣化する可能性があった。
　本開示は、上述した課題を解決するものであり、周波数特性の劣化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１つ以上の第１電極指と、前記１つ以上の第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１つ以上の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる１つ以上の第２電極指と、前記１つ以上の第２電極指が接続された第２のバスバー電極と、を有する機能電極と、を備え、前記圧電層は、前記機能電極と接する第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圧電体を含む圧電積層構造体であり、前記第１圧電体の厚みは、前記第２圧電体の厚み以下である。
　本開示によれば、周波数特性の劣化を抑制できる。
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、本開示の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。 図１３は、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１４は、第１実施形態に係る弾性波装置の一例を示す模式的な断面図である。 図１５は、第１実施形態に係る弾性波装置のフィルタ特性を説明するための図である。 図１６は、第１実施形態に係る弾性波装置の結合係数を説明するための図である。 図１７は、第１実施形態に係る弾性波装置の結合係数を説明するための図である。 図１８は、第１実施形態に係る弾性波装置の他の例を示す模式的な断面図である。 図１９は、第２実施形態に係る弾性波装置の一例を示す模式的な断面図である。 図２０は、第２実施形態に係る弾性波装置の他の例を示す模式的な断面図である。 図２１は、第２実施形態に係る弾性波装置の結合係数を説明するための図である。 図２２は、第３実施形態に係る弾性波装置の一例を示す模式的な断面図である。
　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電極指」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電極指」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、４の長さ方向及び電極指３、４の長さ方向と直交する方向は、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、２．５対等であってもよい。
　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、アルミナ等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、水晶等の圧電体、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、フォルステライト等の各種セラミック、ダイヤモンド、ガラス等の誘電体、窒化ガリウム等の半導体等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合金等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とおりである。
　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からなる電極対の中心間距離は、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。この場合においても、上記ｄ／ｐが０．５以下であれば、厚み滑り１次モードのバルク波を効果的に励振することができる。
　弾性波装置１では、好ましくは、複数の電極指３、電極指４において、いずれかの隣り合う電極指３、電極指４が対向している方向に視たときに重なっている領域である励振領域Ｃに対する、上記隣り合う電極指３、電極指４のメタライゼーション比ＭＲが、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たすことが望ましい。その場合には、スプリアスを効果的に小さくすることができる。これを、図８及び図９を参照して説明する。
　図８は、第１実施形態の弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。矢印Ｂで示すスプリアスが、共振周波数と反共振周波数との間に現れている。なお、ｄ／ｐ＝０．０８として、かつ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４と重なり合っている電極指３の領域、電極指３と重なり合っている電極指４の領域及び電極指３と電極指４とが重なり合っている電極指３と電極指４との間の領域である。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及び電極指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の寸法等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、本開示の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分切り欠き斜視図である。図１２において、空間部９の外周縁を破線で示す。本開示の弾性波装置は、板波を利用するものであってもよい。この場合、図１２に示すように、弾性波装置３０１は、反射器３１０、３１１を有する。反射器３１０、３１１は、圧電層２の電極指３、４の弾性波伝搬方向両側に設けられる。弾性波装置３０１では、空間部９上の電極指３、４に、交流電界を印加することにより、板波としてのラム波が励振される。このとき、反射器３１０、３１１が両側に設けられているため、板波としてのラム波による共振特性を得ることができる。
　図１３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４０１では、圧電層２の第２主面２ｂに音響反射層４０２が積層されている。音響反射層４０２は、低音響インピーダンス層４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅと、高音響インピーダンス層４０２ｂ、４０２ｄとの積層構造を有する。低音響インピーダンス層４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅは、音響インピーダンスが相対的に低い層であり、例えばＳｉＯ２の層である。高音響インピーダンス層４０２ｂ、４０２ｄは、音響インピーダンスが相対的に高い層であり、例えばＷ、Ｐｔ等の金属層又はＡｌＮ、ＳｉＮ等の誘電体層である。音響反射層４０２を用いた場合、弾性波装置１における空間部９を設けなくても、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４０１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、音響反射層４０２において、低音響インピーダンス層４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅ及び高音響インピーダンス層４０２ｂ、４０２ｄの積層数は特に限定されない。低音響インピーダンス層４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅよりも、高音響インピーダンス層４０２ｂ、４０２ｄのうち少なくとも１層の高音響インピーダンス層が、圧電層２から遠い側に配置されてさえすればよい。
　低音響インピーダンス層４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅ及び高音響インピーダンス層４０２ｂ、４０２ｄの材料は、以上に示した材料に限られず、音響インピーダンスの大小関係を満たす限り、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４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅの材料としては、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素等を挙げることができる。また、高音響インピーダンス層４０２ｂ、４０２ｄの材料としては、アルミナ、窒化ケイ素、金属等を挙げることができる。
　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模式的な断面図である。図１４に示すように、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａは、圧電層２０と、機能電極３０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２０の第２主面２０ｂから第１主面２０ａに向かう向きを上、圧電層２０の第１主面２０ａから第２主面２０ｂに向かう向きを下として説明することがある。
　機能電極３０は、電極指３，４及びバスバー電極５、６を備えるＩＤＴ電極である。機能電極３０は、後述する圧電層２０の第１主面２０ａに設けられる。
　支持部材は、支持基板８を備える部材である。図１４に係る弾性波装置１Ａでは、支持部材は、支持基板８からなるが、これに限られず、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、機能電極３０と少なくとも一部が重なる位置に空間部９がある。図１４に係る弾性波装置１Ａでは、空間部９は、支持部材の圧電層２０側に設けられるが、あくまで一例であり、支持基板８をＺ方向に貫通するように設けられるものであってもよい。
　圧電層２０は、支持部材のＺ方向に設けられる。圧電層２０は、第１主面２０ａと、第１主面２０ａのＺ方向の反対側の第２主面２０ｂとを有する。図１４に係る弾性波装置１Ａでは、圧電層２０は、支持基板８のＺ方向に設けられる。
　圧電層２０は、圧電積層構造体、すなわち、複数の圧電体の積層体である。圧電層２０は、第１圧電体２１と、第２圧電体２２とを備える。第１圧電体２１は、Ｚ方向の面に機能電極３０が設けられる圧電体である。すなわち、第１圧電体２１の一方の面は、圧電層２０の第１主面２０ａである。第２圧電体２２は、第１圧電体２１に積層される圧電体である。第１実施形態では、第２圧電体２２の支持基板８側の面は、圧電層２０の第２主面２０ｂである。第１圧電体２１と第２圧電体２２とは、同じ組成の材料からなり、例えば、ＹＸカットのニオブ酸リチウムである。
　圧電層２０において、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。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ことをいう。図１４に係る弾性波装置１Ａでは、第１圧電体２１の誘電分極の向きは、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と反対の下方向である。これにより、主モードであるＳ２モードの結合係数を大きく保つことができる。
　第１圧電体２１の厚みをｄ１、第２圧電体２２の厚みをｄ２とした場合、ｄ１は、ｄ２以下である。すなわち、第１圧電体２１の厚みｄ１と第２圧電体２２の厚みｄ２との合計（すなわち圧電層２０の厚みｄ）に対する、第１圧電体２１の厚みｄ１の割合ｄ１／ｄは、０．５以下である。これにより、不要波であるＡ１モードを抑制でき、周波数特性の劣化を抑制できる。また、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄを、０．２以上０．４以下とした場合、不要波であるＡ１モードをより抑制でき、好ましい。また、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄを、０．４より大きく０．５以下とした場合、主モードであるＳ２モードの結合係数をより大きく保つことができ、好ましい。
　圧電層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、圧電層２０の断面についての、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の厚みｄ１及び第２圧電体２２の厚みｄ２を測定することができる。
　図１５は、第１実施形態に係る弾性波装置のフィルタ特性を説明するための図である。より詳しくは、図１５は、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄが０．６である比較例及び第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄが０．４である実施例に係る弾性波装置のアドミタンス特性を示す図である。ここで、図１５において、楕円Ｅは、不要波であるＡ１モードを示し、楕円Ｆは、主要波であるＳ２モードを示す。図１５に示すように、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄが０．６である比較例に係る弾性波装置は、Ａ１モードが抑圧されず、Ａ１モードがＳ２モードの低域側に強勢に生じている。一方で、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄが０．４である実施例に係る弾性波装置では、Ｓ２モードを抑制することなく、Ａ１モードを抑制できることが分かる。
　図１６は、第１実施形態に係る弾性波装置の結合係数を説明するための図である。より詳しくは、図１６は、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄに対するＡ１モード及びＳ２モードの結合係数のシミュレーション結果を示すグラフである。ここで、図１６に係るシミュレーションにおいて、圧電層２０の厚みｄは、８００ｎｍであり、電極指３、４のピッチｐは、８０００ｎｍである。図１６に示すように、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄが０．５以下である場合、Ａ１モードの結合係数を抑制できることが分かる。また、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄが０．４以下である場合、Ａ１モードの結合係数をより抑制できることが分かる。また、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄが０．４より大きく、０．５以下である場合、Ａ１モードの結合係数を抑制しつつ、Ｓ２モードの結合係数を大きく保つことができることが分かる。
　図１７は、第１実施形態に係る弾性波装置の結合係数を説明するための図である。より詳しくは、図１７は、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄ及び圧電層２０の厚みｄに対する電極指３、４のピッチｐの比ｐ／ｄに対応するＡ１モードの結合係数のシミュレーション結果を示す図である。図１７に示すように、圧電層２０の厚みｄに対する電極指３、４のピッチｐの比ｐ／ｄの値によらず、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄが０．５以下である場合、Ａ１モードの結合係数を抑制することができ、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄが０．４以下とした場合、Ａ１モードの結合係数をより抑制することができることが分かる。
　以上、第１実施形態に係る弾性波装置について説明したが、第１実施形態に係る弾性波装置は、図１４で示すものに限られない。
　図１８は、第１実施形態に係る弾性波装置の他の例を示す模式的な断面図である。図１８に示すように、機能電極３０は、空間部９の内部に設けられてもよい。図１８に示す弾性波装置１Ｂでは、支持基板８が、圧電層２の第１主面２０ａ側に支持基板８が積層される。この場合においても、不要波であるＡ１モードを抑制でき、周波数特性の劣化を抑制できる。
　以上説明したように、第１実施形態に係る弾性波装置は、第１方向に厚みを有する支持部材と、支持部材の第１方向に設けられた圧電層２０と、圧電層２０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１つ以上の第１電極指３と、１つ以上の第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１つ以上の第１電極指３のいずれかと対向し、第２方向に延びる１つ以上の第２電極指４と、１つ以上の第２電極指４が接続された第２のバスバー電極６と、を有する機能電極３０と、を備え、圧電層２は、機能電極３０と接する第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を含む圧電積層構造体であり、第１圧電体２１の厚みｄ１は、第２圧電体２２の厚みｄ２以下である。これにより、主モードであるＳ２モードを大きく保ちつつ、不要波であるＡ１モードを抑制でき、周波数特性の劣化を抑制できる。
　望ましい態様として、第１圧電体２１の厚みｄ１と第２圧電体２２の厚みｄ２との合計（圧電層２０の厚みｄ）に対する、第１圧電体２１の厚みｄ１の割合が、０．２以上０．４以下である。これにより、不要波であるＡ１モードをより抑制でき、周波数特性の劣化をより抑制できる。
　望ましい態様として、第１圧電体２１の厚みｄ１と第２圧電体２２の厚みｄ２との合計（圧電層２０の厚みｄ）に対する、第１圧電体２１の厚みｄ１の割合が、０．４より大きく０．５以下である。これにより、不要波であるＡ１モードをより抑制しつつ、Ｓ２モードの結合係数をより大きく保つことができる。
　望ましい態様として、支持部材の圧電層２０側には、第１方向に平面視して、機能電極３０と少なくとも一部が重なる位置に空間部９が設けられている。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、機能電極３０は、空間部９の内部にある。この場合でも、厚み滑り１次モードのバルク波を圧電層２０内に閉じ込めることができる。
　望ましい態様として、支持部材と圧電層２との間に設けられた、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４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅ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４０２ｂ、４０２ｄと、を含む音響反射層４０２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。
　望ましい態様として、圧電層２の厚みは、１つ以上の第１電極指３及び１つ以上の第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、１つ以上の第１電極指３及び１つ以上の第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、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）
　望ましい態様として、１つ以上の第１電極指３及び１つ以上の第２電極指４のうち、隣り合う第１電極指３及び第２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が励振領域Ｃであり、励振領域Ｃに対する、１つ以上の第１電極指３及び１つ以上の第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。
（第２実施形態）
　第２実施形態に係る弾性波装置は、誘電膜１９を備える点で第１実施形態と異なる。誘電膜１９は、誘電体からなる膜であり、例えば、酸化ケイ素からなる膜である。以下、図面を用いて第２実施形態に係る弾性波装置について説明する。なお、第１実施形態と共通する点については、符号を付して説明を省略する。
　図１９は、第２実施形態に係る弾性波装置の一例を示す模式的な断面図である。第２実施形態に係る弾性波装置１Ｃにおいて、誘電膜１９は、第１圧電体２１を覆うように設けられる。より詳しくは、誘電膜１９は、圧電層２０の第１主面２０ａ及び機能電極３０を覆うように設けられる。
　図２０は、第２実施形態に係る弾性波装置の他の例を示す模式的な断面図である。第２実施形態に係る弾性波装置１Ｄにおいて、誘電膜１９は、第２圧電体２２を覆うように設けられる。より詳しくは、誘電膜１９は、圧電層２０の第１主面２０ａ及び機能電極３０を覆うように設けられる。
　図２１は、第２実施形態に係る弾性波装置の結合係数を説明するための図である。より詳しくは、図２１は、誘電膜１９がない弾性波装置（第１実施形態に係る弾性波装置１Ａ）と、第１圧電体２１を覆う誘電膜１９を備える弾性波装置１Ｃと、第２圧電体２２を覆う誘電膜１９を備える弾性波装置１Ｄとにおける、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄに対するＡ１モードの結合係数のシミュレーション結果を示す図である。ここで、図２１に係るシミュレーションにおいて、圧電層２０の厚みｄは、８００ｎｍであり、誘電膜１９の厚みは、１００ｎｍである。図２１に示すように、誘電膜１９を備える場合であっても、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄが０．５以下である場合、Ａ１モードの結合係数を抑制でき、第１圧電体２１の厚みの割合ｄ１／ｄが０．４以下である場合、Ａ１モードの結合係数をより抑制できることが分かる。
　以上説明したように、第２実施形態に係る弾性波装置１Ｃは、第１圧電体２１を覆う誘電膜１９を備える。この場合でも、主モードであるＳ２モードの結合係数を大きく保ちつつ、不要波であるＡ１モードを抑制できるので、周波数特性の劣化を抑制できる。
　以上説明したように、第２実施形態に係る弾性波装置１Ｄは、第２圧電体２２を覆う誘電膜１９を備える。この場合でも、主モードであるＳ２モードの結合係数を大きく保ちつつ、不要波であるＡ１モードを抑制できるので、周波数特性の劣化を抑制できる。
（第３実施形態）
　第３実施形態に係る弾性波装置は、圧電層が３層以上の圧電体を備える点で第１実施形態と異なる。以下図面を用いて第３実施形態に係る弾性波装置について説明する。なお、第１実施形態と共通する点については、符号を付して説明を省略する。
　図２２は、第３実施形態に係る弾性波装置の一例を示す模式的な断面図である。図２２に係るように、第３実施形態では、圧電層２０Ａは、ｎ層の圧電体を有する。ここで、ｎは、３以上の整数である。以下、圧電層２０Ａにおいて、第１圧電体２１からＺ方向に数えて、ｎ番目に積層されている圧電体をｎ番目の圧電体、ｋ番目に積層されている圧電体をｋ番目の圧電体として説明する。ここで、ｋは、１以上ｎ－１以下の整数のうち、いずれか１つの整数である。すなわち、圧電層２０Ａは、１番目からｎ番目の圧電体を備える。ここで、１番目の圧電体とは、第１圧電体２１であり、２番目の圧電体とは、第２圧電体２２である。第３実施形態では、ｎ番目の圧電体の支持基板８側の面は、圧電層２０Ａの第２主面２０ｂである。第３実施形態では、１番目からｎ番目の圧電体は、全て同じ組成の材料からなり、例えば、ＹＸカットのニオブ酸リチウムである。
　図２２に係る弾性波装置１Ｅでは、圧電層２０Ａは、第１圧電体２１と、第２圧電体２２と、第３圧電体２３とを有する。第３圧電体２３は、ｎ番目の圧電体であって、３番目の圧電体である。すなわち、弾性波装置１Ｅでは、ｎ＝３である。第３圧電体２３の支持基板８側の面は、圧電層２０Ａの第２主面２０ｂである。
　圧電層２０Ａにおいて、隣接する圧電体同士は、互いに誘電分極の状態が異なる。すなわち、ｋ番目の圧電体と、ｋ＋１番目の圧電体とは、互いに誘電分極の状態が異なる。これにより、主モードの結合係数を大きく保つことができる。
　図２２に係る弾性波装置１Ｅでは、第１圧電体２１の誘電分極の向きは、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と反対の下方向である。そして、第３圧電体２３の誘電分極の向きは、第２圧電体２２と反対の上方向である。これにより、主モードの結合係数を大きく保つことができる。
　第１圧電体２１の厚みｄ１は、他の圧電体の厚み以下である。すなわち、第１圧電体２１の厚みｄ１は、ｋ＋１番目の圧電体の厚み以下である。言い換えれば、第１圧電体２１は、ｎ層の圧電体のうち、最も厚みの小さい圧電体である。また、ｋ番目の圧電体の厚みをｄｋ、ｋ＋１番目の圧電体の厚みをｄ（ｋ＋１）とした場合、ｄｋは、ｄ（ｋ＋１）以下である。これにより、不要波を抑制できる。また、全てのｋについて、ｄｋは、ｄ（ｋ＋１）以下であることが好ましい。言い換えれば、ｎ番目の圧電体の厚みをｄｎとした場合、下記の式（４）が成立することが好ましい。これにより、不要波をより抑制できる。
　ｄ１≦ｄ２≦…≦ｄｋ≦ｄ（ｋ＋１）≦…≦ｄｎ　　…式（４）
　図２２に係る弾性波装置１Ｅでは、第３圧電体２３の厚みをｄ３とした場合、第１圧電体２１の厚みｄ１は、第２圧電体２２の厚みｄ２以下であり、第２圧電体２２の厚みｄ２は、第３圧電体２３の厚みｄ３以下となっている。これにより、不要波を抑制できる。
　以上説明したように、第３実施形態に係る弾性波装置は、圧電層２０Ａは、３以上の整数であるｎ層の圧電体を有し、ｋを、１以上ｎ－１以下の整数のうち、いずれか１つの整数とした場合、第１圧電体２１から数えてｋ番目の圧電体と、ｋ＋１番目の圧電体とは、互いに誘電分極の状態が異なる。これにより、主モードの結合係数を大きく保つことができ、周波数特性の劣化を抑制できる。
　望ましい態様として、第１圧電体２１の厚みｄ１は、他の圧電体の厚み以下である。これにより、不要波を抑制でき、周波数特性の劣化を抑制できる。
　望ましい態様として、ｋ番目の圧電体の厚みは、ｋ＋１番目の圧電体の厚み以下である。これにより、不要波を抑制でき、周波数特性の劣化を抑制できる。
　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～１Ｅ、１０１、３０１、４０１　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　第１のバスバー電極
６　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
１９　誘電膜
２０、２０Ａ　圧電層
２０ａ　第１主面
２０ｂ　第２主面
２１　第１圧電体
２２　第２圧電体
２３　第３圧電体
３０　機能電極
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
４０２　音響反射層
４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅ　低音響インピーダンス層
４０２ｂ、４０２ｄ　高音響インピーダンス層
Ｃ　励振領域
ＶＰ１　仮想平面

Claims (18)

  1. 　第１方向に厚みを有する支持部材と、
    　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１つ以上の第１電極指と、前記１つ以上の第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１つ以上の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる１つ以上の第２電極指と、前記１つ以上の第２電極指が接続された第２のバスバー電極と、を有する機能電極と、
    　を備え、
    　前記圧電層は、前記機能電極と接する第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圧電体を含む圧電積層構造体であり、
    　前記第１圧電体の厚みは、前記第２圧電体の厚み以下である、弾性波装置。
  2. 　前記第１圧電体の厚みと前記第２圧電体の厚みとの合計に対する、前記第１圧電体の厚みの割合が、０．２以上０．４以下である、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記第１圧電体を覆う誘電膜を備える、請求項１又は２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記第２圧電体を覆う誘電膜を備える、請求項１又は２に記載の弾性波装置。
  5. 　前記第１圧電体の厚みと前記第２圧電体の厚みとの合計に対する、前記第１圧電体の厚みの割合が、０．４より大きく０．５以下である、請求項１に記載の弾性波装置。
  6. 　前記圧電層は、３以上の整数であるｎ層の圧電体を有し、
    　ｋを、１以上ｎ－１以下の整数のうち、いずれか１つの整数とした場合、前記第１圧電体から数えてｋ番目の圧電体と、ｋ＋１番目の圧電体とは、互いに誘電分極の状態が異なる、請求項１に記載の弾性波装置。
  7. 　前記第１圧電体の厚みは、他の圧電体の厚み以下である、請求項６に記載の弾性波装置。
  8. 　前記ｋ番目の圧電体の厚みは、前記ｋ＋１番目の圧電体の厚み以下である、請求項６又は７に記載の弾性波装置。
  9. 　前記支持部材の前記圧電層側には、前記第１方向に平面視して、前記機能電極と少なくとも一部が重なる位置に空間部が設けられている、請求項１から８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  10. 　前記機能電極は、前記空間部の内部にある、請求項９に記載の弾性波装置。
  11. 　前記支持部材と前記圧電層との間に設けられた、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８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  12. 　前記圧電層の厚みは、前記１つ以上の第１電極指及び前記１つ以上の第２電極指のうち、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１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  13. 　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１２のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  14. 　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から請求項１３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  15. 　前記圧電層の厚みをｄ、前記１つ以上の第１電極指及び前記１つ以上の第２電極指のうち、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から請求項１４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  16. 　ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１５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）
  18. 　前記１つ以上の第１電極指及び前記１つ以上の第２電極指のうち、隣り合う前記第１電極指及び前記第２電極指が対向している方向に視たときに重なっている領域が励振領域であり、前記励振領域に対する、前記１つ以上の第１電極指及び前記１つ以上の前記第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から請求項１７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
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