WO2023136292A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2023136292A1
WO2023136292A1 PCT/JP2023/000610 JP2023000610W WO2023136292A1 WO 2023136292 A1 WO2023136292 A1 WO 2023136292A1 JP 2023000610 W JP2023000610 W JP 2023000610W WO 2023136292 A1 WO2023136292 A1 WO 2023136292A1
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wave device
region
elastic wave
piezoelectric layer
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克也 大門
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to elastic wave devices.
  • acoustic wave devices have been widely used in filters for mobile phones.
  • an elastic wave device using a thickness-shear mode bulk wave as described in Patent Document 1 below.
  • a piezoelectric layer is provided on a support.
  • a pair of electrodes is provided on the piezoelectric layer.
  • the paired electrodes face each other on the piezoelectric layer and are connected to different potentials.
  • an AC voltage between the electrodes By applying an AC voltage between the electrodes, a thickness-shear mode bulk wave is excited.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device capable of suppressing loss deterioration without making the elastic wave device susceptible to damage.
  • An acoustic wave device comprises: a piezoelectric substrate having a supporting member including a supporting substrate; a piezoelectric layer provided on the supporting member and made of lithium tantalate or lithium niobate; and the piezoelectric layer. provided thereon and provided with an IDT electrode having a pair of busbars and a plurality of electrode fingers, where d is the thickness of the piezoelectric layer and p is the center-to-center distance between the adjacent electrode fingers, d/p is 0.5 or less, some of the plurality of electrode fingers are connected to one bus bar of the pair of bus bars, and the remaining electrode fingers are connected to the other bus bar.
  • the adjacent electrode fingers are interdigitated with each other, and the adjacent electrode fingers are When viewed from the facing direction of the electrode fingers, the regions where the adjacent electrode fingers overlap each other are crossing regions, and the regions located between the crossing regions and the pair of bus bars are a pair of gap regions.
  • the intersecting region has a central region and a pair of edge regions arranged so as to sandwich the central region in an electrode finger extending direction in which the plurality of electrode fingers extend;
  • a supporting portion that supports the piezoelectric layer and a non-supporting portion that does not support the piezoelectric layer, wherein the non-supporting portion of the supporting member corresponds to the electrodes in the pair of edge regions in plan view.
  • the piezoelectric layer is provided with a through hole, and the support portion of the support member is formed so as to overlap with the portions of the pair of gap regions where the electrode fingers are provided in plan view. is provided.
  • an elastic wave device capable of suppressing loss deterioration without making the elastic wave device susceptible to damage.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing a portion near a pair of electrode fingers in the elastic wave device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view in which a part of FIG. 2 is enlarged.
  • FIG. 4 is a diagram showing admittance frequency characteristics in the first embodiment and the first comparative example of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing strain analysis results of the elastic wave device of the second comparative example.
  • FIG. 6 is a diagram showing strain analysis results of the elastic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing the vicinity of the second gap region of the elastic wave device according to the modification of the first embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view showing the vicinity of the second gap region of the acoustic wave device according to the second embodiment of the invention.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view showing the vicinity of the second gap region of the acoustic wave device according to the third embodiment of the invention.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view showing the vicinity of the second gap region of the elastic wave device according to the fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view showing the vicinity of the second gap region of the elastic wave device of the third comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram showing admittance frequency characteristics in the second to fourth embodiments of the present invention and the third comparative example.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view showing the vicinity of the second gap region of the elastic wave device of the fourth comparative example.
  • FIG. 14 is a diagram showing admittance frequency characteristics in the third embodiment, the third comparative example, and the fourth comparative example of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing strain analysis results of the elastic wave device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram showing strain analysis results of the elastic wave device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 17(a) is a schematic perspective view showing the external appearance of an elastic wave device that utilizes thickness-shear mode bulk waves
  • FIG. 17(b) is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a portion taken along line AA in FIG. 17(a).
  • FIG. 19(a) is a schematic front cross-sectional view for explaining a Lamb wave propagating through a piezoelectric film of an acoustic wave device, and FIG. 19(b) is a thickness shear propagating
  • FIG. 2 is a schematic front cross-sectional view for explaining bulk waves in a mode
  • FIG. 20 is a diagram showing amplitude directions of bulk waves in the thickness shear mode.
  • FIG. 21 is a diagram showing resonance characteristics of an elastic wave device that utilizes bulk waves in a thickness-shear mode.
  • FIG. 22 is a diagram showing the relationship between d/p and the fractional bandwidth of the resonator, where p is the center-to-center distance between adjacent electrodes and d is the thickness of the piezoelectric layer.
  • FIG. 23 is a plan view of an elastic wave device that utilizes thickness shear mode bulk waves.
  • FIG. 24 is a diagram showing the resonance characteristics of the elastic wave device of the reference example in which spurious appears.
  • FIG. 25 is a diagram showing the relationship between the fractional bandwidth and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious.
  • FIG. 26 is a diagram showing the relationship between d/2p and metallization ratio MR.
  • FIG. 27 is a diagram showing a map of fractional bandwidth with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is brought infinitely close to 0.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of an elastic wave device according to the first embodiment of the invention.
  • the acoustic wave device 10 has a piezoelectric substrate 12 and IDT electrodes 11 .
  • the piezoelectric substrate 12 has a support member 13 and a piezoelectric layer 14 .
  • a piezoelectric layer 14 is provided on the support member 13 .
  • the piezoelectric layer 14 has a first main surface 14a and a second main surface 14b.
  • the first main surface 14a and the second main surface 14b face each other.
  • the second principal surface 14b is located on the support member 13 side.
  • An IDT electrode 11 is provided on the first main surface 14 a of the piezoelectric layer 14 .
  • the IDT electrode 11 has a pair of busbars and a plurality of electrode fingers.
  • a pair of busbars is specifically a first busbar 26 and a second busbar 27 .
  • the first busbar 26 and the second busbar 27 face each other.
  • the plurality of electrode fingers are specifically a plurality of first electrode fingers 28 and a plurality of second electrode fingers 29 .
  • One ends of the plurality of first electrode fingers 28 are each connected to the first bus bar 26 .
  • One ends of the plurality of second electrode fingers 29 are each connected to the second bus bar 27 .
  • the plurality of first electrode fingers 28 and the plurality of second electrode fingers 29 are interleaved with each other.
  • the IDT electrode 11 may be composed of a single-layer metal film, or may be composed of a laminated metal film.
  • the first electrode finger 28 and the second electrode finger 29 may be simply referred to as electrode fingers.
  • the electrode finger extending direction When the direction in which a plurality of electrode fingers extends is defined as the electrode finger extending direction, and the direction in which adjacent electrode fingers face each other is defined as the electrode finger facing direction, in the present embodiment, the electrode finger extending direction and the electrode finger facing direction are Orthogonal.
  • a region where adjacent electrode fingers overlap each other is an intersecting region F when viewed from the direction in which the electrode fingers are opposed.
  • the intersection region F has a central region H and a pair of edge regions.
  • the pair of edge regions are arranged so as to sandwich the central region H in the extending direction of the electrode fingers.
  • a pair of edge regions is specifically a first edge region Ea and a second edge region Eb.
  • the first edge region Ea is located on the first bus bar 26 side.
  • the second edge region Eb is located on the second bus bar 27 side.
  • a region located between the intersection region F and the pair of busbars is a pair of gap regions.
  • a pair of gap regions is specifically a first gap region Ga and a second gap region Gb.
  • the first gap region Ga is located between the first busbar 26 and the first edge region Ea.
  • the second gap region Gb is located between the second busbar 27 and the second edge region Eb.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing a portion near a pair of electrode fingers in the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view in which a part of FIG. 2 is enlarged.
  • the support member 13 includes only the support substrate 16 in this embodiment. Therefore, the piezoelectric layer 14 is provided directly on the support substrate 16 .
  • the support member 13 may include a support substrate 16 and an insulating layer. In this case, for example, an insulating layer may be provided between the support substrate 16 and the piezoelectric layer 14 .
  • the piezoelectric layer 14 is, for example, a lithium niobate layer such as a LiNbO3 layer or a lithium tantalate layer such as a LiTaO3 layer.
  • the support member 13 includes a support portion 13a and a non-support portion 13b.
  • the support portion 13 a is a portion that supports the piezoelectric layer 14 .
  • the non-supporting portion 13 b is a portion that does not support the piezoelectric layer 14 .
  • the support portion 13a overlaps the entire portion where the first busbar 26 is provided and the entire portion where the second busbar 27 is provided in plan view.
  • the supporting portion 13a also overlaps the portion where the electrode fingers are provided in the first gap region Ga and the portion where the electrode fingers are provided in the second gap region Gb.
  • the supporting portion 13a does not overlap the first edge region Ea and the second edge region Eb in plan view.
  • planar view refers to viewing from the direction corresponding to the upper side in FIG. 2 along the stacking direction of the support member 13 and the piezoelectric layer 14 .
  • the piezoelectric layer 14 side is the upper side.
  • the non-supporting portion 13b overlaps the entire first edge region Ea, the second edge region Eb, and the central region H in plan view.
  • the non-supporting portion 13b only needs to overlap 90% or more of the portions located between the electrode fingers in the first edge region Ea and the second edge region Eb and the central region H in plan view.
  • the non-supporting portion 13b is formed by providing a through hole in the supporting member 13. As shown in FIG. It should be noted that the non-supporting portion 13b may be configured by providing the supporting member 13 with a concave portion.
  • the piezoelectric layer 14 is provided with a plurality of through holes 14c. More specifically, some of the plurality of through holes 14c among all the through holes 14c overlap the first gap region Ga and are positioned between the electrode fingers in plan view. It is provided throughout the part where That is, the piezoelectric layer 14 is provided only in the portions where the electrode fingers are provided in the first gap region Ga.
  • the plurality of remaining through-holes 14c are provided in the entire portion that overlaps with the second gap region Gb and is positioned between the electrode fingers in plan view.
  • the piezoelectric layer 14 is provided only in the portions where the electrode fingers are provided in the second gap region Gb.
  • Each through-hole 14c of the piezoelectric layer 14 is a portion that overlaps with the first gap region Ga or the second gap region Gb in plan view and covers 50% or more of the portion located between the electrode fingers. It is sufficient if it is provided. If the portion of the piezoelectric layer 14 provided with the through-holes 14c is less than 100% of the portion located between the electrode fingers, in the present invention, the first electrode finger 28 or the second electrode finger 29 in plan view.
  • a piezoelectric layer 14 is provided in the vicinity of the overlapping portion. That is, in plan view, the piezoelectric layer 14 extends in a direction orthogonal to the electrode finger extension direction from the portion where the first electrode finger 28 or the second electrode finger 29 is provided.
  • the elastic wave device 10 of the present embodiment is an elastic wave resonator configured to be able to use bulk waves in thickness-shear mode. More specifically, in the elastic wave device 10, d/p is 0.5 or less, where d is the thickness of the piezoelectric layer 14 and p is the center-to-center distance between adjacent electrode fingers. As a result, thickness-shear mode bulk waves are preferably excited. Note that when viewed from the electrode finger facing direction, the region where the adjacent electrode fingers overlap each other and the region between the centers of the adjacent electrode fingers is the excitation region. In each excitation region, a thickness-shear mode bulk wave is excited.
  • the feature of this embodiment is that it has the following configurations 1) to 3).
  • the non-supporting portion 13b of the supporting member 13 overlaps 90% or more of the portion located between the electrode fingers in the pair of edge regions and the central region H in plan view.
  • the through holes 14c are provided in the piezoelectric layer 14 in 50% or more of the portions that overlap the pair of gap regions and are located between the electrode fingers when viewed from above. . 3)
  • the supporting portion 13a of the supporting member 13 is provided so as to overlap the portions where the electrode fingers are provided in the pair of gap regions.
  • the first comparative example differs from the first embodiment in that the piezoelectric layer 14 is not provided with the through holes 14c. That is, in the first comparative example, the piezoelectric layer 14 is provided over the entire portion overlapping each gap region when viewed from above.
  • An elastic wave device 10 having the configuration of the first embodiment and an elastic wave device of a first comparative example were prepared, and their admittance frequency characteristics were measured.
  • FIG. 4 is a diagram showing admittance frequency characteristics in the first embodiment and the first comparative example.
  • the admittance around the frequency band surrounded by the chain double-dashed line in FIG. 4 is small, the loss of the elastic wave resonator is small. The same applies to other diagrams showing admittance frequency characteristics.
  • the loss is smaller in the first embodiment than in the first comparative example.
  • the piezoelectric layer 14 is provided with a plurality of through holes 14c in the first embodiment shown in FIG. In each gap region, the piezoelectric layer 14 is not provided except for the portions where the electrode fingers are provided. As a result, it is possible to prevent elastic waves from propagating through the piezoelectric layer 14 and leaking.
  • the non-supporting portion 13b of the supporting member 13 overlaps 90% or more of the portion located between the electrode fingers in the pair of edge regions and the central region H in plan view. Therefore, the excitation efficiency of elastic waves can be enhanced. Therefore, in the first embodiment, loss deterioration can be suppressed.
  • the piezoelectric layer 14 may be provided in the vicinity of the portions where the electrode fingers are provided in each gap region. As described above, it is sufficient that the piezoelectric layer 14 is provided with the through holes 14c in 50% or more of the portion located between the electrode fingers. Also in this case, loss deterioration can be suppressed.
  • the second comparative example differs from the first embodiment in that it does not have a support portion 13a. Strain analysis was performed on the elastic wave device 10 having the configuration of the first embodiment and the elastic wave device of the second comparative example.
  • FIG. 5 is a diagram showing the results of strain analysis of the elastic wave device of the second comparative example.
  • FIG. 6 is a diagram showing strain analysis results of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the distortion is particularly large near the boundary between the intersecting region F and the gap region. Therefore, cracks are likely to occur in the piezoelectric layer 14 near the boundary. Alternatively, the electrode fingers may be damaged. Therefore, in the second comparative example, the elastic wave device is easily damaged.
  • the distortion is small in the vicinity of the boundary between the intersecting region F and the gap region. This is because the supporting portion 13a of the supporting member 13 is provided so as to overlap with the electrode fingers provided in each gap region in plan view.
  • the piezoelectric layer 14 is supported by the supporting portion 13a, the piezoelectric layer 14 and the electrode fingers can be reinforced in the gap region. As a result, distortion can be reduced in the vicinity of the boundary between the intersecting region F and the gap region. Therefore, cracks are less likely to occur in the piezoelectric layer 14 and electrode fingers are less likely to break. As described above, in the first embodiment, deterioration of loss can be suppressed without making the elastic wave device easily damaged.
  • the support member 13 is provided with a hole portion 13c integrated with the through hole of the piezoelectric layer 14 in a portion overlapping the second gap region Gb when viewed from above.
  • the hole 13c is a recess.
  • the hole portion 13c of the support member 13 communicates with the non-support portion 13b.
  • the support member 13 is provided with a hole portion 13c that is integrated with the through hole 14c of the piezoelectric layer 14 in a portion that overlaps the first gap region Ga in plan view.
  • the hole portion 13c of the support member 13 may be a through hole. However, it is preferable that the hole portion 13c of the support member 13 is a concave portion. Thereby, the strength of the support member 13 can be increased. Alternatively, the hole 13c of the support member 13 may not necessarily be provided. It is sufficient that the piezoelectric layer 14 is provided with the through holes 14c as described above.
  • a dielectric film may be provided on the first main surface 14 a of the piezoelectric layer 14 so as to cover the IDT electrodes 11 .
  • the IDT electrodes 11 are protected by the dielectric film, the IDT electrodes 11 are less likely to be damaged.
  • silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or the like can be used for the dielectric film.
  • the support member 13 may include the support substrate 16 and an insulating layer.
  • the support member 23 is a laminate of the support substrate 16 and the insulating layer 25.
  • a piezoelectric layer 14 is provided on the insulating layer 25 .
  • the hole portion 23 c of the support member 23 includes a through hole provided in the insulating layer 25 .
  • a hole portion 23 c is formed by the through hole and a recess or through hole provided in the support substrate 16 .
  • an appropriate dielectric such as silicon oxide or tantalum oxide can be used. Also in this modified example, as in the first embodiment, loss deterioration can be suppressed without making the acoustic wave device susceptible to breakage.
  • the supporting portion 13a of the supporting member 13 is not provided in the portion overlapping each edge region in plan view.
  • the support portion 13a may also be provided in this portion. Examples of this are illustrated by the second to fourth embodiments.
  • the elastic wave devices of the second to fourth embodiments have the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment except for the configuration of the support portion 13a.
  • loss degradation can be suppressed without making the acoustic wave device susceptible to breakage.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view showing the vicinity of the second gap region of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • the support portion 13a of the support member 33 is provided with a portion provided with the first electrode fingers 28 and the second electrode fingers 29 in the second edge region Eb in plan view. overlaps both sides of the More specifically, the support portion 13a that overlaps the portion of the second edge region Eb where the second electrode fingers 29 are provided in plan view overlaps the second gap region Gb in plan view. It is provided by extending from the supporting portion 13a. Note that the support portion 13 a is a part of the support substrate 36 .
  • the tips of the first electrode fingers 28 are located in the second edge regions Eb. Therefore, a part of the support portion 13a of the support member 33 overlaps the portion where the tip portion of the first electrode finger 28 is provided in the second edge region Eb in plan view.
  • FIG. 8 shows a portion near a pair of electrode fingers.
  • the supporting portions 13a are provided at a plurality of locations so as to overlap the plurality of electrode fingers provided in the second edge region Eb in plan view.
  • the supporting portion 13a does not overlap the second edge region Eb in a plan view with portions other than the above.
  • the non-supporting portion 13b overlaps the entire portion between the electrode fingers in the first edge region Ea and the second edge region Eb in plan view. However, as described above, the non-supporting portion 13b only needs to overlap 90% or more of the portions located between the electrode fingers in the first edge region Ea and the second edge region Eb in plan view.
  • the non-supporting portion 13b does not have to partially overlap the portion between the electrode fingers in the first edge region Ea or the second edge region Eb in plan view.
  • the supporting portion 13a is provided near the portion overlapping the first electrode finger 28 or the second electrode finger 29 in plan view. That is, in a plan view, the supporting portion 13a extends from the portion where the first electrode finger 28 or the second electrode finger 29 is provided in the direction orthogonal to the electrode finger extending direction. Also in this case, loss can be improved.
  • the non-supporting portion 13b preferably overlaps the entire portion between the electrode fingers in the first edge region Ea and the second edge region Eb in plan view. Thereby, loss can be effectively improved.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view showing the vicinity of the second gap region of the elastic wave device according to the third embodiment.
  • the support portion 13a of the support member 43 overlaps the portion of the second edge region Eb where one electrode finger is provided in plan view. Specifically, the support portion 13a overlaps the portion of the second edge region Eb where the second electrode fingers 29 are provided in plan view. The support portion 13a extends from the support portion 13a overlapping the second gap region Gb in plan view. Note that the support portion 13 a is a part of the support substrate 46 .
  • FIG. 9 shows a pair of electrode fingers.
  • the support portions 13a are provided at a plurality of locations so as to overlap the plurality of second electrode fingers 29 provided in the second edge region Eb in plan view.
  • the supporting portion 13a does not overlap the second edge region Eb in a plan view with portions other than the above.
  • the other support portion 13a of the support member 43 overlaps the portion where the first electrode fingers 28 are provided in the first edge region Ea in plan view.
  • the support portion 13a extends from the support portion 13a overlapping the first gap region Ga in plan view.
  • the supporting portions 13a are provided at a plurality of locations so as to overlap the plurality of first electrode fingers 28 in plan view.
  • the supporting portion 13a does not overlap the first edge region Ea in a plan view with any part other than the above.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view showing the vicinity of the second gap region of the elastic wave device according to the fourth embodiment.
  • the support portion 13a of the support member 53 overlaps the portion of the second edge region Eb where one electrode finger is provided in plan view. Specifically, the support portion 13a overlaps the portion where the tip portion of the first electrode finger 28 is provided in the second edge region Eb in plan view.
  • the support portion 13 a is part of the support substrate 56 .
  • the support portions 13a are provided at a plurality of locations so as to overlap the tip portions of the plurality of first electrode fingers 28 in plan view.
  • the supporting portion 13a does not overlap the second edge region Eb in a plan view with portions other than the above.
  • the other supporting portion 13a of the supporting member 53 overlaps with the portion where the tips of the second electrode fingers 29 are provided in the first edge region Ea in plan view.
  • the supporting portions 13a are provided at a plurality of locations so as to overlap the tips of the plurality of second electrode fingers 29 in a plan view.
  • the supporting portion 13a does not overlap the first edge region Ea in a plan view with any part other than the above.
  • the admittance frequency characteristics were compared between the elastic wave devices having the configurations of the second to fourth embodiments and the elastic wave device of the third comparative example.
  • the third comparative example is different from the second to fourth embodiments in that the support portion 13a of the support member 103 overlaps all the portions of the second edge region Eb in plan view. Different from the form.
  • the third comparative example also differs from the second to fourth embodiments in that the supporting portion 13a of the supporting member 103 overlaps the entire portion of the first edge region Ea in plan view.
  • FIG. 12 is a diagram showing admittance frequency characteristics in the second to fourth embodiments and the third comparative example.
  • an acoustic wave device of a fourth comparative example was prepared, which was different from the third embodiment only in the position of the support portion 13a.
  • the support portion 13a of the support member 113 overlaps the center between the electrode fingers in the second edge region Eb in plan view.
  • the supporting portion 13a overlaps the center between the electrode fingers in the first edge region Ea in plan view.
  • the supporting portion 13a does not overlap the portions where the electrode fingers are provided in the first edge region Ea and the second edge region Eb in plan view.
  • the area of the portion where the support portion 13a overlaps the edge region in plan view is approximately the same.
  • the admittance frequency characteristics of the elastic wave device having the configuration of the third embodiment and the elastic wave device of the fourth comparative example were compared.
  • the admittance frequency characteristic of the third comparative example is also shown.
  • FIG. 14 is a diagram showing admittance frequency characteristics in the third embodiment, the third comparative example, and the fourth comparative example.
  • the degree of loss deterioration is smaller than in the third comparative example.
  • the position of the support portion 13a affects loss deterioration more than the area of the portion where the support portion 13a overlaps the edge region in plan view.
  • the supporting portion 13a overlaps the electrode fingers in plan view.
  • the excitation intensity of the bulk wave in the thickness-shear mode is not large in the portion where the electrode fingers are provided. Therefore, the provision of the support portion 13a is less likely to hinder the excitation of bulk waves in the thickness-shear mode as elastic waves.
  • the non-supporting portion 13b overlaps 90% or more of the portions located between the electrode fingers in the first edge region Ea and the second edge region Eb. As a result, loss deterioration can be suppressed.
  • strain analysis was performed on each elastic wave device having the configurations of the second embodiment and the third embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing strain analysis results of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing strain analysis results of the elastic wave device according to the third embodiment.
  • the distortion is small near the boundary between the intersection region F and the gap region.
  • the supporting portion 13a of the supporting member 13 is provided so as to overlap with the electrode fingers provided in each gap region in plan view. Furthermore, it is due to the support portion 13a extending from the gap region below the electrode finger in the edge region.
  • the support portions 13a can reinforce the piezoelectric layer 14 and the electrode fingers in both the intersection region F and the gap region. As a result, distortion can be reduced in the vicinity of the boundary between the intersecting region F and the gap region. Therefore, cracks are less likely to occur in the piezoelectric layer 14 and electrode fingers are less likely to break.
  • Electrodes in the IDT electrodes to be described later correspond to electrode fingers in the present invention.
  • the supporting member in the following examples corresponds to the supporting substrate in the present invention.
  • FIG. 17(a) is a schematic perspective view showing the external appearance of an acoustic wave device that utilizes a thickness shear mode bulk wave
  • FIG. 17(b) is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a portion taken along line AA in FIG. 17(a).
  • the acoustic wave device 1 has a piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3 .
  • the piezoelectric layer 2 may consist of LiTaO 3 .
  • the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is Z-cut, but may be rotational Y-cut or X-cut.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, it is preferably 40 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 50 nm or more and 1000 nm or less, in order to effectively excite the thickness-shear mode.
  • the piezoelectric layer 2 has first and second major surfaces 2a and 2b facing each other. Electrodes 3 and 4 are provided on the first main surface 2a.
  • the electrode 3 is an example of the "first electrode” and the electrode 4 is an example of the "second electrode”.
  • the multiple electrodes 3 are multiple first electrode fingers connected to the first bus bar 5 .
  • the multiple electrodes 4 are multiple second electrode fingers connected to the second bus bar 6 .
  • the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4 are interleaved with each other.
  • the electrodes 3 and 4 have a rectangular shape and have a length direction.
  • the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in a direction perpendicular to the length direction.
  • Both the length direction of the electrodes 3 and 4 and the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 are directions crossing the thickness direction of the piezoelectric layer 2 . Therefore, it can be said that the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in the direction crossing the thickness direction of the piezoelectric layer 2 .
  • the length direction of the electrodes 3 and 4 may be interchanged with the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 shown in FIGS. 17(a) and 17(b). That is, in FIGS. 17A and 17B, the electrodes 3 and 4 may extend in the direction in which the first busbar 5 and the second busbar 6 extend.
  • the first busbar 5 and the second busbar 6 extend in the direction in which the electrodes 3 and 4 extend in FIGS. 17(a) and 17(b).
  • a plurality of pairs of structures in which an electrode 3 connected to one potential and an electrode 4 connected to the other potential are adjacent to each other are provided in a direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4. there is
  • the electrodes 3 and 4 are adjacent to each other, it does not mean that the electrodes 3 and 4 are arranged so as to be in direct contact with each other, but that the electrodes 3 and 4 are arranged with a gap therebetween.
  • the logarithms need not be integer pairs, but may be 1.5 pairs, 2.5 pairs, or the like.
  • the center-to-center distance or pitch between the electrodes 3 and 4 is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the width of the electrodes 3 and 4, that is, the dimension of the electrodes 3 and 4 in the facing direction is preferably in the range of 50 nm or more and 1000 nm or less, more preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
  • center-to-center distance between the electrodes 3 and 4 means the distance between the center of the dimension (width dimension) of the electrode 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 3 and the distance between the center of the electrode 4 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 4. It is the distance connecting the center of the dimension (width dimension) of
  • the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 is the direction perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric layer 2 .
  • “perpendicular” is not limited to being strictly perpendicular, but is substantially perpendicular (the angle formed by the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 and the polarization direction is, for example, 90° ⁇ 10°). within the range).
  • a supporting member 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 with an insulating layer 7 interposed therebetween.
  • the insulating layer 7 and the support member 8 have a frame shape and, as shown in FIG. 18, have through holes 7a and 8a.
  • a cavity 9 is thereby formed.
  • the cavity 9 is provided so as not to disturb the vibration of the excitation region C of the piezoelectric layer 2 . Therefore, the support member 8 is laminated on the second main surface 2b with the insulating layer 7 interposed therebetween at a position that does not overlap the portion where at least one pair of electrodes 3 and 4 are provided. Note that the insulating layer 7 may not be provided. Therefore, the support member 8 can be directly or indirectly laminated to the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2 .
  • the insulating layer 7 is made of silicon oxide. However, in addition to silicon oxide, suitable insulating materials such as silicon oxynitride and alumina can be used.
  • the support member 8 is made of Si. The plane orientation of the surface of Si on the piezoelectric layer 2 side may be (100), (110), or (111). It is desirable that the Si constituting the support member 8 has a high resistivity of 4 k ⁇ cm or more. However, the supporting member 8 can also be constructed using an appropriate insulating material or semiconductor material.
  • Materials for the support member 8 include, for example, aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric materials such as crystal, alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, and steer.
  • Various ceramics such as tight and forsterite, dielectrics such as diamond and glass, and semiconductors such as gallium nitride can be used.
  • the plurality of electrodes 3, 4 and the first and second bus bars 5, 6 are made of appropriate metals or alloys such as Al, AlCu alloys.
  • the electrodes 3, 4 and the first and second bus bars 5, 6 have a structure in which an Al film is laminated on a Ti film. Note that an adhesion layer other than the Ti film may be used.
  • d/p is 0.0, where d is the thickness of the piezoelectric layer 2 and p is the center-to-center distance between any one of the pairs of electrodes 3 and 4 adjacent to each other. 5 or less. Therefore, the thickness-shear mode bulk wave is effectively excited, and good resonance characteristics can be obtained. More preferably, d/p is 0.24 or less, in which case even better resonance characteristics can be obtained.
  • the elastic wave device 1 Since the elastic wave device 1 has the above configuration, even if the logarithm of the electrodes 3 and 4 is reduced in an attempt to reduce the size, the Q value is unlikely to decrease. This is because the propagation loss is small even if the number of electrode fingers in the reflectors on both sides is reduced. The reason why the number of electrode fingers can be reduced is that the thickness-shear mode bulk wave is used. The difference between the Lamb wave used in the elastic wave device and the bulk wave in the thickness shear mode will be described with reference to FIGS. 19(a) and 19(b).
  • FIG. 19(a) is a schematic front cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through a piezoelectric film of an acoustic wave device as described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-257019.
  • waves propagate through the piezoelectric film 201 as indicated by arrows.
  • the first main surface 201a and the second main surface 201b face each other, and the thickness direction connecting the first main surface 201a and the second main surface 201b is the Z direction. is.
  • the X direction is the direction in which the electrode fingers of the IDT electrodes are arranged.
  • the Lamb wave propagates in the X direction as shown.
  • the wave is generated on the first principal surface 2a and the second principal surface of the piezoelectric layer 2. 2b, ie, the Z direction, and resonates. That is, the X-direction component of the wave is significantly smaller than the Z-direction component. Further, since resonance characteristics are obtained by propagating waves in the Z direction, propagation loss is unlikely to occur even if the number of electrode fingers of the reflector is reduced. Furthermore, even if the number of electrode pairs consisting of the electrodes 3 and 4 is reduced in an attempt to promote miniaturization, the Q value is unlikely to decrease.
  • FIG. 20 schematically shows bulk waves when a voltage is applied between the electrodes 3 and 4 so that the potential of the electrode 4 is higher than that of the electrode 3 .
  • the first region 451 is a region of the excitation region C between the first main surface 2a and a virtual plane VP1 that is perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer 2 and bisects the piezoelectric layer 2 .
  • the second region 452 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second main surface 2b.
  • the acoustic wave device 1 at least one pair of electrodes consisting of the electrodes 3 and 4 is arranged.
  • the number of electrode pairs need not be plural. That is, it is sufficient that at least one pair of electrodes is provided.
  • the electrode 3 is an electrode connected to a hot potential
  • the electrode 4 is an electrode connected to a ground potential.
  • electrode 3 may also be connected to ground potential and electrode 4 to hot potential.
  • at least one pair of electrodes is the electrode connected to the hot potential or the electrode connected to the ground potential as described above, and no floating electrode is provided.
  • FIG. 21 is a diagram showing resonance characteristics of the elastic wave device shown in FIG.
  • the design parameters of the elastic wave device 1 with this resonance characteristic are as follows.
  • Insulating layer 7 Silicon oxide film with a thickness of 1 ⁇ m.
  • Support member 8 Si.
  • the length of the excitation region C is the dimension along the length direction of the electrodes 3 and 4 of the excitation region C.
  • the inter-electrode distances of the electrode pairs consisting of the electrodes 3 and 4 are all equal in a plurality of pairs. That is, the electrodes 3 and 4 were arranged at equal pitches.
  • d/p is 0.5 or less. Preferably, it is 0.24 or less. This will be explained with reference to FIG.
  • FIG. 22 is a diagram showing the relationship between this d/p and the fractional bandwidth of the acoustic wave device as a resonator.
  • the specific bandwidth when d/p>0.5, even if d/p is adjusted, the specific bandwidth is less than 5%.
  • the specific bandwidth when d/p ⁇ 0.5, the specific bandwidth can be increased to 5% or more by changing d/p within that range. can be configured. Further, when d/p is 0.24 or less, the specific bandwidth can be increased to 7% or more.
  • d/p when adjusting d/p within this range, a resonator with a wider specific band can be obtained, and a resonator with a higher coupling coefficient can be realized. Therefore, by setting d/p to 0.5 or less, it is possible to construct a resonator having a high coupling coefficient using the thickness-shear mode bulk wave.
  • FIG. 23 is a plan view of an elastic wave device that utilizes thickness-shear mode bulk waves.
  • elastic wave device 80 a pair of electrodes having electrode 3 and electrode 4 is provided on first main surface 2 a of piezoelectric layer 2 .
  • K in FIG. 23 is the crossing width.
  • the number of pairs of electrodes may be one. Even in this case, if d/p is 0.5 or less, bulk waves in the thickness-shear mode can be effectively excited.
  • the adjacent excitation region C is an overlapping region when viewed in the direction in which any of the adjacent electrodes 3 and 4 are facing each other. It is desirable that the metallization ratio MR of the mating electrodes 3, 4 satisfy MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075. In that case, spurious can be effectively reduced. This will be described with reference to FIGS. 24 and 25.
  • the metallization ratio MR will be explained with reference to FIG. 17(b).
  • the excitation region C is the portion surrounded by the dashed-dotted line.
  • the excitation region C is a region where the electrode 3 and the electrode 4 overlap each other when the electrodes 3 and 4 are viewed in a direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4, i.e., in a facing direction. 3 and an overlapping area between the electrodes 3 and 4 in the area between the electrodes 3 and 4 .
  • the area of the electrodes 3 and 4 in the excitation region C with respect to the area of the excitation region C is the metallization ratio MR. That is, the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallization portion to the area of the excitation region C.
  • MR may be the ratio of the metallization portion included in the entire excitation region to the total area of the excitation region.
  • FIG. 25 shows the relationship between the fractional bandwidth when many elastic wave resonators are configured according to the form of the elastic wave device 1 and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious.
  • FIG. 10 shows.
  • the ratio band was adjusted by changing the film thickness of the piezoelectric layer and the dimensions of the electrodes.
  • FIG. 25 shows the results when a Z-cut LiNbO 3 piezoelectric layer is used, but the same tendency is obtained when piezoelectric layers with other cut angles are used.
  • the spurious is as large as 1.0.
  • the fractional band exceeds 0.17, that is, when it exceeds 17%, even if a large spurious with a spurious level of 1 or more changes the parameters constituting the fractional band, the passband appear within. That is, like the resonance characteristic shown in FIG. 24, a large spurious component indicated by arrow B appears within the band. Therefore, the specific bandwidth is preferably 17% or less. In this case, by adjusting the film thickness of the piezoelectric layer 2 and the dimensions of the electrodes 3 and 4, the spurious response can be reduced.
  • FIG. 26 is a diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional bandwidth.
  • various elastic wave devices having different d/2p and MR were constructed, and the fractional bandwidth was measured.
  • the hatched portion on the right side of the dashed line D in FIG. 26 is the area where the fractional bandwidth is 17% or less.
  • FIG. 27 is a diagram showing a map of fractional bandwidth with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is brought infinitely close to 0.
  • FIG. The hatched portion in FIG. 27 is a region where a fractional bandwidth of at least 5% or more is obtained, and the range of the region is approximated 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.
  • the piezoelectric layer 2 is a lithium tantalate layer.
  • d/p is preferably 0.5 or less, and 0.24 or less, as described above. is more preferable. Thereby, even better resonance characteristics can be obtained. Furthermore, in the excitation regions of the elastic wave devices of the first to fourth embodiments and modifications using thickness shear mode bulk waves, as described above, MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075 is preferably satisfied. In this case, spurious can be suppressed more reliably.
  • the piezoelectric layer in the elastic wave devices of the first to fourth embodiments and modified examples that utilize thickness shear mode bulk waves is preferably a lithium niobate layer or a lithium tantalate layer.
  • the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of lithium niobate or lithium tantalate constituting the piezoelectric layer are within the range of the above formula (1), formula (2), or formula (3). is preferred. In this case, the fractional bandwidth can be widened sufficiently.
  • Support Member 36 Supporting substrate 43
  • Supporting member 46 Supporting substrate 53
  • Supporting member 56 Supporting substrate 80
  • Elastic wave devices 103 Supporting member 201
  • Piezoelectric films 201a, 201b First and second main surfaces 451, 452 First and second regions
  • Excitation regions Ea, Eb First and second edge regions
  • Crossing regions Ga, Gb First and second gap regions

Landscapes

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Abstract

弾性波装置を破損し易くすることなく、ロスの劣化を抑制することができる、弾性波装置を提供する。　本発明に係る弾性波装置１０は、支持基板１６を含む支持部材１３と、支持部材１３上に設けられており、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる圧電層１４とを有する圧電性基板１２と、圧電層１４上に設けられており、１対のバスバーと、複数の電極指（複数の第１，第２の電極指２８，２９）とを有するＩＤＴ電極１１とを備える。圧電層１４の厚みをｄ、隣り合う電極指同士の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である。１対のバスバーのうち一方のバスバーに複数の電極指のうち一部の電極指が接続されている。他方のバスバーに残りの電極指が接続されている。一方のバスバーに接続されている一部の電極指、及び他方のバスバーに接続されている残りの電極指が互いに間挿し合っている。隣り合う電極指同士が対向し合う電極指対向方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域が交叉領域Ｆである。交叉領域Ｆと１対のバスバーとの間に位置する領域が１対のギャップ領域である。交叉領域Ｆは、中央領域と、中央領域を複数の電極指が延びる電極指延伸方向において挟むように配置されている１対のエッジ領域とを有する。支持部材１３は、圧電層１４を支持している支持部１３ａと、圧電層１４を支持していない非支持部１３ｂとを含む。支持部材１３の非支持部１３ｂは、平面視において、１対のエッジ領域における電極指間に位置する部分の９０％以上、及び中央領域と重なっている。平面視したときに、１対のギャップ領域と重なっている部分であり、かつ電極指間に位置する部分の５０％以上において、圧電層１４に貫通孔（貫通孔１４ｃ）が設けられている。平面視において、１対のギャップ領域における電極指が設けられている部分と重なるように、支持部材１３の支持部１３ａが設けられている。

Description

弾性波装置
　本発明は、弾性波装置に関する。
　従来、弾性波装置は、携帯電話器のフィルタなどに広く用いられている。近年においては、下記の特許文献１に記載のような、厚み滑りモードのバルク波を用いた弾性波装置が提案されている。この弾性波装置においては、支持体上に圧電層が設けられている。圧電層上に、対となる電極が設けられている。対となる電極は圧電層上において互いに対向しており、かつ互いに異なる電位に接続される。上記電極間に交流電圧を印加することにより、厚み滑りモードのバルク波を励振させている。
米国特許第１０４９１１９２号明細書
　特許文献１に記載の弾性波装置においては、ロスを十分に抑制することが困難であった。なお、例えば、ロスの劣化を抑制するために、弾性波を励振するための上記電極を支持体により支持しないことが考えられる。しかしながら、この場合には、強度が不足することにより、圧電層の割れなどが生じるおそれがある。
　本発明の目的は、弾性波装置を破損し易くすることなく、ロスの劣化を抑制することができる、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、支持基板を含む支持部材と、前記支持部材上に設けられており、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる圧電層と、を有する圧電性基板と、前記圧電層上に設けられており、１対のバスバーと、複数の電極指とを有するＩＤＴ電極とを備え、前記圧電層の厚みをｄ、隣り合う前記電極指同士の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、前記１対のバスバーのうち一方のバスバーに前記複数の電極指のうち一部の電極指が接続されており、他方のバスバーに残りの電極指が接続されており、前記一方のバスバーに接続されている前記一部の電極指、及び前記他方のバスバーに接続されている前記残りの電極指が互いに間挿し合っており、隣り合う前記電極指同士が対向し合う電極指対向方向から見たときに、前記隣り合う電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域と前記１対のバスバーとの間に位置する領域が１対のギャップ領域であり、前記交叉領域が、中央領域と、前記中央領域を前記複数の電極指が延びる電極指延伸方向において挟むように配置されている１対のエッジ領域とを有し、前記支持部材が、前記圧電層を支持している支持部と、前記圧電層を支持していない非支持部とを含み、前記支持部材の前記非支持部が、平面視において、前記１対のエッジ領域における前記電極指間に位置する部分の９０％以上、及び前記中央領域と重なっており、平面視したときに、前記１対のギャップ領域と重なっている部分であり、かつ前記電極指間に位置する部分の５０％以上において、前記圧電層に貫通孔が設けられており、平面視において、前記１対のギャップ領域における前記電極指が設けられている部分と重なるように、前記支持部材の前記支持部が設けられている。
　本発明によれば、弾性波装置を破損し易くすることなく、ロスの劣化を抑制することができる、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模式的平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置における、１対の電極指付近の部分を示す、模式的斜視図である。 図３は、図２の一部を拡大した模式的斜視図である。 図４は、本発明の第１の実施形態及び第１の比較例におけるアドミッタンス周波数特性を示す図である。 図５は、第２の比較例の弾性波装置の歪解析の結果を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の歪解析の結果を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る弾性波装置の第２のギャップ領域付近を示す模式的斜視図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の第２のギャップ領域付近を示す模式的斜視図である。 図９は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の第２のギャップ領域付近を示す模式的斜視図である。 図１０は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の第２のギャップ領域付近を示す模式的斜視図である。 図１１は、第３の比較例の弾性波装置の第２のギャップ領域付近を示す模式的斜視図である。 図１２は、本発明の第２～第４の実施形態及び第３の比較例におけるアドミッタンス周波数特性を示す図である。 図１３は、第４の比較例の弾性波装置の第２のギャップ領域付近を示す模式的斜視図である。 図１４は、本発明の第３の実施形態、第３の比較例及び第４の比較例におけるアドミッタンス周波数特性を示す図である。 図１５は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の歪解析の結果を示す図である。 図１６は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の歪解析の結果を示す図である。 図１７（ａ）は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の外観を示す略図的斜視図であり、図１７（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図である。 図１８は、図１７（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。 図１９（ａ）は、弾性波装置の圧電膜を伝搬するラム波を説明するための模式的正面断面図であり、図１９（ｂ）は、弾性波装置における、圧電膜を伝搬する厚み滑りモードのバルク波を説明するための模式的正面断面図である。 図２０は、厚み滑りモードのバルク波の振幅方向を示す図である。 図２１は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の共振特性を示す図である。 図２２は、隣り合う電極の中心間距離をｐ、圧電層の厚みをｄとした場合のｄ／ｐと共振子としての比帯域との関係を示す図である。 図２３は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の平面図である。 図２４は、スプリアスが現れている参考例の弾性波装置の共振特性を示す図である。 図２５は、比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す図である。 図２６は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲとの関係を示す図である。 図２７は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，θ，ψ）に対する比帯域のマップを示す図である。
　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模式的平面図である。
　弾性波装置１０は、圧電性基板１２と、ＩＤＴ電極１１とを有する。圧電性基板１２は、支持部材１３と、圧電層１４とを有する。支持部材１３上に圧電層１４が設けられている。
　圧電層１４は、第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂを有する。第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂは互いに対向している。第１の主面１４ａ及び第２の主面１４ｂのうち、第２の主面１４ｂが支持部材１３側に位置している。圧電層１４の第１の主面１４ａには、ＩＤＴ電極１１が設けられている。
　ＩＤＴ電極１１は、１対のバスバーと、複数の電極指とを有する。１対のバスバーは、具体的には、第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７である。第１のバスバー２６及び第２のバスバー２７は互いに対向している。複数の電極指は、具体的には、複数の第１の電極指２８及び複数の第２の電極指２９である。複数の第１の電極指２８の一端はそれぞれ、第１のバスバー２６に接続されている。複数の第２の電極指２９の一端はそれぞれ、第２のバスバー２７に接続されている。複数の第１の電極指２８及び複数の第２の電極指２９は互いに間挿し合っている。ＩＤＴ電極１１は、単層の金属膜からなっていてもよく、あるいは、積層金属膜からなっていてもよい。
　以下においては、第１の電極指２８及び第２の電極指２９を、単に電極指と記載することがある。複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向とし、隣り合う電極指同士が互いに対向する方向を電極指対向方向としたときに、本実施形態においては、電極指延伸方向及び電極指対向方向は直交する。
　電極指対向方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域は交叉領域Ｆである。交叉領域Ｆは、中央領域Ｈと、１対のエッジ領域とを有する。１対のエッジ領域は、電極指延伸方向において、中央領域Ｈを挟むように配置されている。
１対のエッジ領域は、具体的には、第１のエッジ領域Ｅａ及び第２のエッジ領域Ｅｂである。第１のエッジ領域Ｅａは第１のバスバー２６側に位置している。第２のエッジ領域Ｅｂは第２のバスバー２７側に位置している。
　交叉領域Ｆと１対のバスバーとの間に位置する領域は、１対のギャップ領域である。１対のギャップ領域は、具体的には、第１のギャップ領域Ｇａ及び第２のギャップ領域Ｇｂである。第１のギャップ領域Ｇａは、第１のバスバー２６及び第１のエッジ領域Ｅａの間に位置している。第２のギャップ領域Ｇｂは、第２のバスバー２７及び第２のエッジ領域Ｅｂの間に位置している。
　図２は、第１の実施形態に係る弾性波装置における、１対の電極指付近の部分を示す、模式的斜視図である。図３は、図２の一部を拡大した模式的斜視図である。
　図２及び図３に示すように、本実施形態では、支持部材１３は、支持基板１６のみを含む。よって、支持基板１６上に、直接的に圧電層１４が設けられている。なお、支持部材１３は、支持基板１６及び絶縁層を含んでいてもよい。この場合、例えば、支持基板１６及び圧電層１４の間に、絶縁層が設けられていればよい。
　支持基板１６の材料としては、例えば、シリコンなどの半導体や、酸化アルミニウムなどのセラミックスなどを用いることができる。圧電層１４は、例えば、ＬｉＮｂＯ３層などのニオブ酸リチウム層またはＬｉＴａＯ３層などのタンタル酸リチウム層である。
　支持部材１３は、支持部１３ａと、非支持部１３ｂとを含む。支持部１３ａは、圧電層１４を支持している部分である。非支持部１３ｂは、圧電層１４を支持していない部分である。支持部１３ａは、平面視において、第１のバスバー２６が設けられている部分の全体、及び第２のバスバー２７が設けられている部分の全体と重なっている。支持部１３ａは、第１のギャップ領域Ｇａにおける電極指が設けられている部分、及び第２のギャップ領域Ｇｂにおける電極指が設けられている部分とも重なっている。一方で、支持部１３ａは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａ及び第２のエッジ領域Ｅｂとは重なっていない。本明細書において平面視とは、図２における上方に相当する方向から、支持部材１３及び圧電層１４の積層方向に沿って見ることをいう。なお、図２においては、例えば、支持基板１６及び圧電層１４のうち、圧電層１４側が上方である。
　他方、非支持部１３ｂは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａ、第２のエッジ領域Ｅｂ及び中央領域Ｈの全体と重なっている。もっとも、非支持部１３ｂは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａ及び第２のエッジ領域Ｅｂにおける電極指間に位置する部分の９０％以上、及び中央領域Ｈと重なっていればよい。本実施形態では、非支持部１３ｂは、支持部材１３に貫通孔が設けられていることにより構成されている。なお、非支持部１３ｂは、支持部材１３に凹部が設けられていることにより構成されていてもよい。
　図１に示すように、圧電層１４には、複数の貫通孔１４ｃが設けられている。より具体的には、全ての貫通孔１４ｃのうち一部の複数の貫通孔１４ｃはそれぞれ、平面視において、第１のギャップ領域Ｇａと重なっている部分であり、かつ電極指間に位置している部分の全体に設けられている。すなわち、圧電層１４は、第１のギャップ領域Ｇａにおいては、電極指が設けられている部分のみに設けられている。
　残りの複数の貫通孔１４ｃはそれぞれ、平面視において、第２のギャップ領域Ｇｂと重なっている部分であり、かつ電極指間に位置している部分の全体に設けられている。圧電層１４は、第２のギャップ領域Ｇｂにおいては、電極指が設けられている部分のみに設けられている。
　圧電層１４の各貫通孔１４ｃは、平面視において、第１のギャップ領域Ｇａまたは第２のギャップ領域Ｇｂと重なっている部分であり、かつ電極指間に位置している部分の５０％以上に設けられていればよい。圧電層１４の貫通孔１４ｃが設けられている部分が、電極指間に位置する部分の１００％未満である場合、本発明では、平面視において第１の電極指２８または第２の電極指２９と重なる部分近傍に、圧電層１４が設けられている。すなわち、平面視において、第１の電極指２８または第２の電極指２９が設けられている部分から、電極指延伸方向と直交する方向に、圧電層１４が延長して設けられている。
　本実施形態の弾性波装置１０は、厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成された弾性波共振子である。より具体的には、弾性波装置１０においては、圧電層１４の厚みをｄ、隣り合う電極指同士の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である。これにより、厚み滑りモードのバルク波が好適に励振される。なお、電極指対向方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域であり、かつ隣り合う電極指同士の中心間の領域が励振領域である。各励振領域において、厚み滑りモードのバルク波が励振される。
　本実施形態の特徴は、以下の１）～３）の構成を有することにある。１）支持部材１３の非支持部１３ｂが、平面視において、１対のエッジ領域における電極指間に位置する部分の９０％以上、及び中央領域Ｈと重なっていること。２）平面視したときに、１対のギャップ領域と重なっている部分であり、かつ電極指間に位置している部分の５０％以上において、圧電層１４に貫通孔１４ｃが設けられていること。３）平面視において、１対のギャップ領域における電極指が設けられている部分と重なるように、支持部材１３の支持部１３ａが設けられていること。それによって、弾性波装置を破損し易くすることなく、ロスの劣化を抑制することができる。この効果の詳細を、本実施形態と、第１の比較例及び第２の比較例とを比較することにより、以下において説明する。
　第１の比較例は、圧電層１４に貫通孔１４ｃが設けられていない点において、第１の実施形態と異なる。すなわち、第１の比較例では、平面視したときに、各ギャップ領域と重なる部分の全体に圧電層１４が設けられている。第１の実施形態の構成を有する弾性波装置１０、及び第１の比較例の弾性波装置を用意し、アドミッタンス周波数特性をそれぞれ測定した。
　図４は、第１の実施形態及び第１の比較例におけるアドミッタンス周波数特性を示す図である。図４中の二点鎖線により囲んだ周波数帯域付近のアドミッタンスが小さい場合には、弾性波共振子のロスは小さい。他のアドミッタンス周波数特性を示す図においても同様である。
　図４に示すように、第１の実施形態では、第１の比較例よりも、ロスが小さいことがわかる。これは、図１に示す第１の実施形態において、圧電層１４に複数の貫通孔１４ｃが設けられていることによる。各ギャップ領域では、圧電層１４は、電極指が設けられている部分以外には設けられていない。これにより、圧電層１４を伝搬して弾性波が漏洩することを抑制できる。
　加えて、支持部材１３の非支持部１３ｂが、平面視において、１対のエッジ領域における電極指間に位置する部分の９０％以上、及び中央領域Ｈと重なっている。それによって、弾性波の励振効率を高めることができる。従って、第１の実施形態においては、ロスの劣化を抑制することができる。
　なお、圧電層１４は、各ギャップ領域において、電極指が設けられている部分の近傍に設けられていてもよい。上記のように、電極指間に位置している部分の５０％以上において、圧電層１４に貫通孔１４ｃが設けられていればよい。この場合においても、ロスの劣化を抑制することができる。
　次に、第１の実施形態及び第２の比較例の比較を示す。第２の比較例は、支持部１３ａを有しない点において、第１の実施形態と異なる。第１の実施形態の構成を有する弾性波装置１０、及び第２の比較例の弾性波装置において、歪解析を行った。
　図５は、第２の比較例の弾性波装置の歪解析の結果を示す図である。図６は、第１の実施形態に係る弾性波装置の歪解析の結果を示す図である。
　図５中の二点鎖線の円により示すように、第２の比較例においては、交叉領域Ｆ及びギャップ領域の境界付近において、特に歪が大きいことがわかる。そのため、該境界付近において、圧電層１４にクラックが生じ易い。あるいは、電極指が破損するおそれもある。よって、第２の比較例においては、弾性波装置が破損し易い。
　これに対して、図６に示すように、第１の実施形態では、交叉領域Ｆ及びギャップ領域の境界付近において、歪が小さいことがわかる。これは、平面視において、各ギャップ領域における電極指が設けられている部分と重なるように、支持部材１３の支持部１３ａが設けられていることによる。
　より具体的には、支持部１３ａによって、圧電層１４が支持されているため、ギャップ領域において、圧電層１４及び電極指を補強することができる。これにより、交叉領域Ｆ及びギャップ領域の境界付近において、歪を小さくすることができる。よって、圧電層１４にクラックが生じ難く、かつ電極指が破損し難い。以上のように、第１の実施形態においては、弾性波装置を破損し易くすることなく、ロスの劣化を抑制することができる。
　ところで、図３に示すように、支持部材１３には、平面視したときに第２のギャップ領域Ｇｂと重なる部分において、圧電層１４の貫通孔と一体の穴部１３ｃが設けられている。本実施形態では、穴部１３ｃは凹部である。支持部材１３の穴部１３ｃは、非支持部１３ｂと連通している。同様に、支持部材１３には、平面視したときに第１のギャップ領域Ｇａと重なる部分において、圧電層１４の貫通孔１４ｃと一体の穴部１３ｃが設けられている。
　なお、支持部材１３の穴部１３ｃは貫通孔であってもよい。もっとも、支持部材１３の穴部１３ｃは、凹部であることが好ましい。それによって、支持部材１３の強度を高めることができる。あるいは、支持部材１３の穴部１３ｃは必ずしも設けられていなくともよい。圧電層１４に、上記のように貫通孔１４ｃが設けられていればよい。
　圧電層１４の第１の主面１４ａに、ＩＤＴ電極１１を覆うように、誘電体膜が設けられていてもよい。この場合には、ＩＤＴ電極１１が誘電体膜により保護されるため、ＩＤＴ電極１１が破損し難い。誘電体膜には、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素などを用いることができる。
　上記のように、支持部材１３は、支持基板１６及び絶縁層を含んでいてもよい。図７に示す第１の実施形態の変形例においては、支持部材２３は、支持基板１６及び絶縁層２５の積層体である。絶縁層２５上に圧電層１４が設けられている。本変形例では、支持部材２３の穴部２３ｃは、絶縁層２５に設けられた貫通孔を含んでいる。該貫通孔と、支持基板１６に設けられた凹部または貫通孔により、穴部２３ｃが構成されている。
　絶縁層２５の材料としては、酸化ケイ素または酸化タンタルなどの、適宜の誘電体を用いることができる。本変形例においても、第１の実施形態と同様に、弾性波装置を破損し易くすることなく、ロスの劣化を抑制することができる。
　第１の実施形態では、平面視において、各エッジ領域と重なる部分には、支持部材１３における支持部１３ａは設けられていない。もっとも、支持部１３ａは該部分にも設けられていてもよい。この例を、第２～第４の実施形態により示す。なお、第２～第４の実施形態の弾性波装置は、支持部１３ａの構成以外においては、第１の実施形態の弾性波装置１０と同様の構成を有する。第２～第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、弾性波装置を破損し易くすることなく、ロスの劣化を抑制することができる。
　図８は、第２の実施形態に係る弾性波装置の第２のギャップ領域付近を示す模式的斜視図である。
　第２の実施形態では、支持部材３３の支持部１３ａが、平面視において、第２のエッジ領域Ｅｂにおける第１の電極指２８が設けられている部分、及び第２の電極指２９が設けられている部分の双方と重なっている。より具体的には、平面視において、第２のエッジ領域Ｅｂにおける第２の電極指２９が設けられている部分と重なっている支持部１３ａは、平面視において、第２のギャップ領域Ｇｂと重なっている支持部１３ａから延長して設けられている。なお、支持部１３ａは、支持基板３６の一部である。
　第２のエッジ領域Ｅｂには、第１の電極指２８の先端部が位置している。よって、支持部材３３の一部の支持部１３ａは、平面視において、第２のエッジ領域Ｅｂにおける第１の電極指２８の先端部が設けられている部分と重なっている。
　図８では、１対の電極指付近の部分を示している。もっとも、支持部１３ａは、第２のエッジ領域Ｅｂに設けられた複数の電極指と平面視において重なるように、複数の箇所に設けられている。支持部１３ａは、上記以外の部分とは、平面視において第２のエッジ領域Ｅｂと重なっていない。
　支持部材３３の他の支持部１３ａは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａにおける第１の電極指２８が設けられている部分、及び第２の電極指２９が設けられている部分の双方と重なっている。平面視において、第１のエッジ領域Ｅａにおける第１の電極指２８が設けられている部分と重なっている支持部１３ａは、平面視において、第１のギャップ領域Ｇａと重なっている支持部１３ａから延長して設けられている。支持部材３３の一部の支持部１３ａは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａにおける第２の電極指２９の先端部が設けられている部分と重なっている。支持部１３ａは、上記以外の部分とは、平面視において第１のエッジ領域Ｅａと重なっていない。
　第２の実施形態では、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａ及び第２のエッジ領域Ｅｂにおける第１の電極指２８及び第２の電極指２９が設けられている部分の全てと、支持部１３ａとが重なっている。なお、支持部材３３は、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａ及び第２のエッジ領域Ｅｂにおける第１の電極指２８及び第２の電極指２９が設けられた部分と重なっている、少なくとも１箇所の支持部１３ａを有していればよい。
　非支持部１３ｂは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａ及び第２のエッジ領域Ｅｂにおける電極指間の部分の全体と重なっている。もっとも、上記のように、非支持部１３ｂは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａ及び第２のエッジ領域Ｅｂにおける電極指間に位置する部分の９０％以上と重なっていればよい。
　よって、非支持部１３ｂは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａまたは第２のエッジ領域Ｅｂにおける、電極指間の部分の一部と重なっていなくともよい。この場合、本発明では、平面視において、第１の電極指２８または第２の電極指２９と重なる部分近傍に、支持部１３ａが設けられている。すなわち、平面視において、第１の電極指２８または第２の電極指２９が設けられている部分から、電極指延伸方向と直交する方向に、支持部１３ａが延長して設けられている。この場合においても、ロスを改善することができる。
　もっとも、第２の実施形態のように、非支持部１３ｂは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａ及び第２のエッジ領域Ｅｂにおける電極指間の部分の全体と重なっていることが好ましい。それによって、ロスを効果的に改善することができる。
　図９は、第３の実施形態に係る弾性波装置の第２のギャップ領域付近を示す模式的斜視図である。
　第３の実施形態においては、支持部材４３の支持部１３ａが、平面視において、第２のエッジ領域Ｅｂにおける、片方の電極指が設けられた部分と重なっている。具体的には、支持部１３ａは、平面視において、第２のエッジ領域Ｅｂにおける第２の電極指２９が設けられている部分と重なっている。該支持部１３ａは、平面視において、第２のギャップ領域Ｇｂと重なっている支持部１３ａから延長して設けられている。なお、支持部１３ａは、支持基板４６の一部である。
　図９においては、１対の電極指を示している。もっとも、支持部１３ａは、第２のエッジ領域Ｅｂに設けられた複数の第２の電極指２９と平面視において重なるように、複数の箇所に設けられている。支持部１３ａは、上記以外の部分とは、平面視において第２のエッジ領域Ｅｂと重なっていない。
　支持部材４３の他の支持部１３ａは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａにおける第１の電極指２８が設けられている部分と重なっている。該支持部１３ａは、平面視において、第１のギャップ領域Ｇａと重なっている支持部１３ａから延長して設けられている。なお、支持部１３ａは、複数の第１の電極指２８と平面視において重なるように、複数の箇所に設けられている。支持部１３ａは、上記以外の部分とは、平面視において第１のエッジ領域Ｅａと重なっていない。
　図１０は、第４の実施形態に係る弾性波装置の第２のギャップ領域付近を示す模式的斜視図である。
　第４の実施形態においては、支持部材５３の支持部１３ａが、平面視において、第２のエッジ領域Ｅｂにおける、片方の電極指が設けられた部分と重なっている。具体的には、支持部１３ａは、平面視において、第２のエッジ領域Ｅｂにおける第１の電極指２８の先端部が設けられている部分と重なっている。支持部１３ａは、支持基板５６の一部である。
　なお、支持部１３ａは、複数の第１の電極指２８の先端部と平面視において重なるように、複数の箇所に設けられている。支持部１３ａは、上記以外の部分とは、平面視において第２のエッジ領域Ｅｂと重なっていない。
　支持部材５３の他の支持部１３ａは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａにおける第２の電極指２９の先端部が設けられている部分と重なっている。なお、支持部１３ａは、複数の第２の電極指２９の先端部と平面視において重なるように、複数の箇所に設けられている。支持部１３ａは、上記以外の部分とは、平面視において第１のエッジ領域Ｅａと重なっていない。
　ここで、第２～第４の実施形態の構成を有する各弾性波装置と、第３の比較例の弾性波装置とにおいて、アドミッタンス周波数特性を比較した。第３の比較例は、図１１に示すように、平面視において、支持部材１０３の支持部１３ａが第２のエッジ領域Ｅｂの全ての部分と重なっている点で、第２～第４の実施形態と異なる。第３の比較例は、平面視において、支持部材１０３の支持部１３ａが第１のエッジ領域Ｅａの全ての部分と重なっている点でも、第２～第４の実施形態と異なる。
　図１２は、第２～第４の実施形態及び第３の比較例におけるアドミッタンス周波数特性を示す図である。
　図１２に示すように、第２～第４の実施形態のいずれにおいても、第３の比較例よりも、ロスの劣化を抑制できていることがわかる。これは、第２～第４の実施形態では、非支持部１３ｂが、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａ及び第２のエッジ領域Ｅｂにおける電極指間に位置する部分の９０％以上と重なっていることによる。
　さらに、支持部１３ａを設ける位置によって、ロスが劣化するか否かを確認した。具体的には、支持部１３ａの位置のみが第３の実施形態と異なる、第４の比較例の弾性波装置を用意した。図１３に示すように、第４の比較例では、支持部材１１３の支持部１３ａは、平面視において、第２のエッジ領域Ｅｂにおける電極指間の中心と重なっている。同様に、支持部１３ａは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａにおける電極指間の中心と重なっている。支持部１３ａは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａ及び第２のエッジ領域Ｅｂにおける、電極指が設けられている部分とは重なっていない。
　第３の実施形態及び第４の比較例においては、支持部１３ａが平面視においてエッジ領域と重なっている部分の面積は同程度である。第３の実施形態の構成を有する弾性波装置及び第４の比較例の弾性波装置において、アドミッタンス周波数特性を比較した。なお、上記第３の比較例のアドミッタンス周波数特性も併せて示す。
　図１４は、第３の実施形態、第３の比較例及び第４の比較例におけるアドミッタンス周波数特性を示す図である。
　図１４に示すように、第４の比較例では、第３の比較例よりは、ロスの劣化の度合いは小さい。もっとも、第３の実施形態においては、第４の比較例よりもさらにロスの劣化を抑制できている。このように、支持部１３ａが平面視においてエッジ領域と重なっている部分の面積よりも、支持部１３ａの位置が、ロスの劣化に影響を与えていることがわかる。
　第３の実施形態では、支持部１３ａは、平面視において電極指と重なっている。厚み滑りモードのバルク波の励振強度は、電極指が設けられている部分においては大きくない。よって、支持部１３ａが設けられていることによっては、弾性波としての、厚み滑りモードのバルク波の励振は阻害され難い。そして、非支持部１３ｂは、平面視において、第１のエッジ領域Ｅａ及び第２のエッジ領域Ｅｂにおける電極指間に位置する部分の９０％以上と重なっている。それによって、ロスの劣化を抑制することができる。
　さらに、第２の実施形態及び第３の実施形態の構成を有する各弾性波装置において、歪解析を行った。
　図１５は、第２の実施形態に係る弾性波装置の歪解析の結果を示す図である。図１６は、第３の実施形態に係る弾性波装置の歪解析の結果を示す図である。
　図１５に示すように、第２の実施形態では、交叉領域Ｆ及びギャップ領域の境界付近において、歪が小さいことがわかる。これは、平面視において、各ギャップ領域における電極指が設けられている部分と重なるように、支持部材１３の支持部１３ａが設けられていることによる。さらに、エッジ領域における電極指下に、支持部１３ａがギャップ領域から延長して設けられていることによる。
　より具体的には、第２の実施形態では、交叉領域Ｆ及びギャップ領域の双方において、支持部１３ａにより、圧電層１４及び電極指を補強することができる。これにより、交叉領域Ｆ及びギャップ領域の境界付近において、歪を小さくすることができる。よって、圧電層１４にクラックが生じ難く、かつ電極指が破損し難い。
　図１６に示すように、第３の実施形態おいても、第２の実施形態と同様に、交叉領域Ｆ及びギャップ領域の境界付近における歪が小さいことがわかる。
　以下において、厚み滑りモードの詳細を説明する。なお、後述するＩＤＴ電極における「電極」は、本発明における電極指に相当する。以下の例における支持部材は、本発明における支持基板に相当する。
　図１７（ａ）は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の外観を示す略図的斜視図であり、図１７（ｂ）は、圧電層上の電極構造を示す平面図であり、図１８は、図１７（ａ）中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。
　弾性波装置１は、ＬｉＮｂＯ３からなる圧電層２を有する。圧電層２は、ＬｉＴａＯ３からなるものであってもよい。ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３のカット角は、Ｚカットであるが、回転ＹカットやＸカットであってもよい。圧電層２の厚みは、特に限定されないが、厚み滑りモードを効果的に励振するには、４０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であることがより好ましい。圧電層２は、対向し合う第１，第２の主面２ａ，２ｂを有する。第１の主面２ａ上に、電極３及び電極４が設けられている。ここで電極３が「第１電極」の一例であり、電極４が「第２電極」の一例である。図１７（ａ）及び図１７（ｂ）では、複数の電極３が、第１のバスバー５に接続されている複数の第１の電極指である。複数の電極４は、第２のバスバー６に接続されている複数の第２の電極指である。複数の電極３及び複数の電極４は、互いに間挿し合っている。電極３及び電極４は、矩形形状を有し、長さ方向を有する。この長さ方向と直交する方向において、電極３と、隣りの電極４とが対向している。電極３，４の長さ方向、及び、電極３，４の長さ方向と直交する方向はいずれも、圧電層２の厚み方向に交叉する方向である。このため、電極３と、隣りの電極４とは、圧電層２の厚み方向に交叉する方向において対向しているともいえる。また、電極３，４の長さ方向が図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示す電極３，４の長さ方向に直交する方向と入れ替わってもよい。すなわち、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）において、第１のバスバー５及び第２のバスバー６が延びている方向に電極３，４を延ばしてもよい。その場合、第１のバスバー５及び第２のバスバー６は、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）において電極３，４が延びている方向に延びることとなる。そして、一方電位に接続される電極３と、他方電位に接続される電極４とが隣り合う１対の構造が、上記電極３，４の長さ方向と直交する方向に、複数対設けられている。ここで電極３と電極４とが隣り合うとは、電極３と電極４とが直接接触するように配置されている場合ではなく、電極３と電極４とが間隔を介して配置されている場合を指す。また、電極３と電極４とが隣り合う場合、電極３と電極４との間には、他の電極３，４を含む、ホット電極やグラウンド電極に接続される電極は配置されない。この対数は、整数対である必要はなく、１．５対や２．５対などであってもよい。電極３，４間の中心間距離すなわちピッチは、１μｍ以上、１０μｍ以下の範囲が好ましい。また、電極３，４の幅、すなわち電極３，４の対向方向の寸法は、５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲であることが好ましく、１５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲であることがより好ましい。なお、電極３，４間の中心間距離とは、電極３の長さ方向と直交する方向における電極３の寸法（幅寸法）の中心と、電極４の長さ方向と直交する方向における電極４の寸法（幅寸法）の中心とを結んだ距離となる。
　また、弾性波装置１では、Ｚカットの圧電層を用いているため、電極３，４の長さ方向と直交する方向は、圧電層２の分極方向に直交する方向となる。圧電層２として他のカット角の圧電体を用いた場合には、この限りでない。ここにおいて、「直交」とは、厳密に直交する場合のみに限定されず、略直交（電極３，４の長さ方向と直交する方向と分極方向とのなす角度が例えば９０°±１０°の範囲内）でもよい。
　圧電層２の第２の主面２ｂ側には、絶縁層７を介して支持部材８が積層されている。絶縁層７及び支持部材８は、枠状の形状を有し、図１８に示すように、貫通孔７ａ，８ａを有する。それによって、空洞部９が形成されている。空洞部９は、圧電層２の励振領域Ｃの振動を妨げないために設けられている。従って、上記支持部材８は、少なくとも１対の電極３，４が設けられている部分と重ならない位置において、第２の主面２ｂに絶縁層７を介して積層されている。なお、絶縁層７は設けられずともよい。従って、支持部材８は、圧電層２の第２の主面２ｂに直接または間接に積層され得る。
　絶縁層７は、酸化ケイ素からなる。もっとも、酸化ケイ素の他、酸窒化ケイ素、アルミナなどの適宜の絶縁性材料を用いることができる。支持部材８は、Ｓｉからなる。Ｓｉの圧電層２側の面における面方位は（１００）や（１１０）であってもよく、（１１１）であってもよい。支持部材８を構成するＳｉは、抵抗率４ｋΩｃｍ以上の高抵抗であることが望ましい。もっとも、支持部材８についても適宜の絶縁性材料や半導体材料を用いて構成することができる。
　支持部材８の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、マグネシア、サファイア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、窒化ガリウムなどの半導体などを用いることができる。
　上記複数の電極３，４及び第１，第２のバスバー５，６は、Ａｌ、ＡｌＣｕ合金などの適宜の金属もしくは合金からなる。弾性波装置１では、電極３，４及び第１，第２のバスバー５，６は、Ｔｉ膜上にＡｌ膜を積層した構造を有する。なお、Ｔｉ膜以外の密着層を用いてもよい。
　駆動に際しては、複数の電極３と、複数の電極４との間に交流電圧を印加する。より具体的には、第１のバスバー５と第２のバスバー６との間に交流電圧を印加する。それによって、圧電層２において励振される厚み滑りモードのバルク波を利用した、共振特性を得ることが可能とされている。また、弾性波装置１では、圧電層２の厚みをｄ、複数対の電極３，４のうちいずれかの隣り合う電極３，４の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐは０．５以下とされている。そのため、上記厚み滑りモードのバルク波が効果的に励振され、良好な共振特性を得ることができる。より好ましくは、ｄ／ｐは０．２４以下であり、その場合には、より一層良好な共振特性を得ることができる。
　弾性波装置１では、上記構成を備えるため、小型化を図ろうとして、電極３，４の対数を小さくしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。これは、両側の反射器における電極指の本数を少なくしても、伝搬ロスが少ないためである。また、上記電極指の本数を少なくできるのは、厚み滑りモードのバルク波を利用していることによる。弾性波装置で利用したラム波と、上記厚み滑りモードのバルク波の相違を、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）を参照して説明する。
　図１９（ａ）は、日本公開特許公報　特開２０１２－２５７０１９号公報に記載のような弾性波装置の圧電膜を伝搬するラム波を説明するための模式的正面断面図である。ここでは、圧電膜２０１中を矢印で示すように波が伝搬する。ここで、圧電膜２０１では、第１の主面２０１ａと、第２の主面２０１ｂとが対向しており、第１の主面２０１ａと第２の主面２０１ｂとを結ぶ厚み方向がＺ方向である。Ｘ方向は、ＩＤＴ電極の電極指が並んでいる方向である。図１９（ａ）に示すように、ラム波では、波が図示のように、Ｘ方向に伝搬していく。板波であるため、圧電膜２０１が全体として振動するものの、波はＸ方向に伝搬するため、両側に反射器を配置して、共振特性を得ている。そのため、波の伝搬ロスが生じ、小型化を図った場合、すなわち電極指の対数を少なくした場合、Ｑ値が低下する。
　これに対して、図１９（ｂ）に示すように、弾性波装置１では、振動変位は厚み滑り方向であるから、波は、圧電層２の第１の主面２ａと第２の主面２ｂとを結ぶ方向、すなわちＺ方向にほぼ伝搬し、共振する。すなわち、波のＸ方向成分がＺ方向成分に比べて著しく小さい。そして、このＺ方向の波の伝搬により共振特性が得られるため、反射器の電極指の本数を少なくしても、伝搬損失は生じ難い。さらに、小型化を進めようとして、電極３，４からなる電極対の対数を減らしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。
　なお、厚み滑りモードのバルク波の振幅方向は、図２０に示すように、圧電層２の励振領域Ｃに含まれる第１領域４５１と、励振領域Ｃに含まれる第２領域４５２とで逆になる。図２０では、電極３と電極４との間に、電極４が電極３よりも高電位となる電圧が印加された場合のバルク波を模式的に示してある。第１領域４５１は、励振領域Ｃのうち、圧電層２の厚み方向に直交し圧電層２を２分する仮想平面ＶＰ１と、第１の主面２ａとの間の領域である。第２領域４５２は、励振領域Ｃのうち、仮想平面ＶＰ１と、第２の主面２ｂとの間の領域である。
　上記のように、弾性波装置１では、電極３と電極４とからなる少なくとも１対の電極が配置されているが、Ｘ方向に波を伝搬させるものではないため、この電極３，４からなる電極対の対数は複数対ある必要はない。すなわち、少なくとも１対の電極が設けられてさえおればよい。
　例えば、上記電極３がホット電位に接続される電極であり、電極４がグラウンド電位に接続される電極である。もっとも、電極３がグラウンド電位に、電極４がホット電位に接続されてもよい。弾性波装置１では、少なくとも１対の電極は、上記のように、ホット電位に接続される電極またはグラウンド電位に接続される電極であり、浮き電極は設けられていない。
　図２１は、図１８に示す弾性波装置の共振特性を示す図である。なお、この共振特性を得た弾性波装置１の設計パラメータは以下の通りである。
　圧電層２：オイラー角（０°，０°，９０°）のＬｉＮｂＯ３、厚み＝４００ｎｍ。
　電極３と電極４の長さ方向と直交する方向に視たときに、電極３と電極４とが重なっている領域、すなわち励振領域Ｃの長さ＝４０μｍ、電極３，４からなる電極の対数＝２１対、電極間中心距離＝３μｍ、電極３，４の幅＝５００ｎｍ、ｄ／ｐ＝０．１３３。
　絶縁層７：１μｍの厚みの酸化ケイ素膜。
　支持部材８：Ｓｉ。
　なお、励振領域Ｃの長さとは、励振領域Ｃの電極３，４の長さ方向に沿う寸法である。
　弾性波装置１では、電極３，４からなる電極対の電極間距離は、複数対において全て等しくした。すなわち、電極３と電極４とを等ピッチで配置した。
　図２１から明らかなように、反射器を有しないにも関わらず、比帯域が１２．５％である良好な共振特性が得られている。
　ところで、上記圧電層２の厚みをｄ、電極３と電極４との電極の中心間距離をｐとした場合、前述したように、弾性波装置１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２２を参照して説明する。
　図２１に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しｄ／ｐを変化させ、複数の弾性波装置を得た。図２２は、このｄ／ｐと、弾性波装置の共振子としての比帯域との関係を示す図である。
　図２２から明らかなように、ｄ／ｐ＞０．５では、ｄ／ｐを調整しても、比帯域は５％未満である。これに対して、ｄ／ｐ≦０．５の場合には、その範囲内でｄ／ｐを変化させれば、比帯域を５％以上とすることができ、すなわち高い結合係数を有する共振子を構成することができる。また、ｄ／ｐが０．２４以下の場合には、比帯域を７％以上と高めることができる。加えて、ｄ／ｐをこの範囲内で調整すれば、より一層比帯域の広い共振子を得ることができ、より一層高い結合係数を有する共振子を実現することができる。従って、ｄ／ｐを０．５以下とすることにより、上記厚み滑りモードのバルク波を利用した、高い結合係数を有する共振子を構成し得ることがわかる。
　図２３は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の平面図である。弾性波装置８０では、圧電層２の第１の主面２ａ上において、電極３と電極４とを有する１対の電極が設けられている。なお、図２３中のＫが交叉幅となる。前述したように、本発明の弾性波装置では、電極の対数は１対であってもよい。この場合においても、上記ｄ／ｐが０．５以下であれば、厚み滑りモードのバルク波を効果的に励振することができる。
　弾性波装置１では、好ましくは、複数の電極３，４において、いずれかの隣り合う電極３，４が対向している方向に視たときに重なっている領域である励振領域Ｃに対する、上記隣り合う電極３，４のメタライゼーション比ＭＲが、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たすことが望ましい。その場合には、スプリアスを効果的に小さくすることができる。これを、図２４及び図２５を参照して説明する。図２４は、上記弾性波装置１の共振特性の一例を示す参考図である。矢印Ｂで示すスプリアスが、共振周波数と反共振周波数との間に現れている。なお、ｄ／ｐ＝０．０８として、かつＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，０°，９０°）とした。また、上記メタライゼーション比ＭＲ＝０．３５とした。
　メタライゼーション比ＭＲを、図１７（ｂ）を参照して説明する。図１７（ｂ）の電極構造において、１対の電極３，４に着目した場合、この１対の電極３，４のみが設けられるとする。この場合、一点鎖線で囲まれた部分が励振領域Ｃとなる。この励振領域Ｃとは、電極３と電極４とを、電極３，４の長さ方向と直交する方向すなわち対向方向に見たときに電極３における電極４と重なり合っている領域、電極４における電極３と重なり合っている領域、及び、電極３と電極４との間の領域における電極３と電極４とが重なり合っている領域である。そして、この励振領域Ｃの面積に対する、励振領域Ｃ内の電極３，４の面積が、メタライゼーション比ＭＲとなる。すなわち、メタライゼーション比ＭＲは、メタライゼーション部分の面積の励振領域Ｃの面積に対する比である。
　なお、複数対の電極が設けられている場合、励振領域の面積の合計に対する全励振領域に含まれているメタライゼーション部分の割合をＭＲとすればよい。
　図２５は弾性波装置１の形態に従って、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す図である。なお、比帯域については、圧電層の膜厚や電極の寸法を種々変更し、調整した。また、図２５は、ＺカットのＬｉＮｂＯ３からなる圧電層を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電層を用いた場合においても、同様の傾向となる。
　図２５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２５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２４に示す共振特性のように、矢印Ｂで示す大きなスプリアスが帯域内に現れる。よって、比帯域は１７％以下であることが好ましい。この場合には、圧電層２の膜厚や電極３，４の寸法などを調整することにより、スプリアスを小さくすることができる。
　図２６は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲと、比帯域との関係を示す図である。上記弾性波装置において、ｄ／２ｐと、ＭＲが異なる様々な弾性波装置を構成し、比帯域を測定した。図２６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２６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２７は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，θ，ψ）に対する比帯域のマップを示す図である。図２７のハッチングを付して示した部分が、少なくとも５％以上の比帯域が得られる領域であり、当該領域の範囲を近似すると、下記の式（１）、式（２）及び式（３）で表される範囲となる。
　（０°±１０°，０°～２０°，任意のψ）　　…式（１）
　（０°±１０°，２０°～８０°，０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　または　（０°±１０°，２０°～８０°，［１８０°－６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２］～１８０°）　　…式（２）
　（０°±１０°，［１８０°－３０°（１－（ψ－９０）２／８１００）１／２］～１８０°，任意のψ）　　…式（３）
　従って、上記式（１）、式（２）または式（３）のオイラー角範囲の場合、比帯域を十分に広くすることができ、好ましい。圧電層２がタンタル酸リチウム層である場合も同様である。
　厚み滑りモードのバルク波を利用する第１～第４の実施形態及び変形例の弾性波装置においては、上記のように、ｄ／ｐが０．５以下であることが好ましく、０．２４以下であることがより好ましい。それによって、より一層良好な共振特性を得ることができる。さらに、厚み滑りモードのバルク波を利用する第１～第４の実施形態及び変形例の弾性波装置における励振領域においては、上記のように、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たすことが好ましい。この場合には、スプリアスをより確実に抑制することができる。
　厚み滑りモードのバルク波を利用する第１～第４の実施形態及び変形例の弾性波装置における圧電層は、ニオブ酸リチウム層またはタンタル酸リチウム層であることが好ましい。そして、該圧電層を構成しているニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムのオイラー角（φ，θ，ψ）が、上記の式（１）、式（２）または式（３）の範囲にあることが好ましい。この場合、比帯域を十分に広くすることができる。
１…弾性波装置
２…圧電層
２ａ，２ｂ…第１，第２の主面
３，４…電極
５，６…第１，第２のバスバー
７…絶縁層
７ａ…貫通孔
８…支持部材
８ａ…貫通孔
９…空洞部
１０…弾性波装置
１１…ＩＤＴ電極
１２…圧電性基板
１３…支持部材
１３ａ…支持部
１３ｂ…非支持部
１３ｃ…穴部
１４…圧電層
１４ａ，１４ｂ…第１，第２の主面
１４ｃ…貫通孔
１６…支持基板
２３…支持部材
２３ｃ…穴部
２５…絶縁層
２６，２７…第１，第２のバスバー
２８，２９…第１，第２の電極指
３３…支持部材
３６…支持基板
４３…支持部材
４６…支持基板
５３…支持部材
５６…支持基板
８０…弾性波装置
１０３，１１３…支持部材
２０１…圧電膜
２０１ａ，２０１ｂ…第１，第２の主面
４５１，４５２…第１，第２領域
Ｃ…励振領域
Ｅａ，Ｅｂ…第１，第２のエッジ領域
Ｆ…交叉領域
Ｇａ，Ｇｂ…第１，第２のギャップ領域
Ｈ…中央領域
ＶＰ１…仮想平面

Claims (13)

  1. 　支持基板を含む支持部材と、前記支持部材上に設けられており、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる圧電層と、を有する圧電性基板と、
    　前記圧電層上に設けられており、１対のバスバーと、複数の電極指と、を有するＩＤＴ電極と、
    を備え、
    　前記圧電層の厚みをｄ、隣り合う前記電極指同士の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、
    　前記１対のバスバーのうち一方のバスバーに前記複数の電極指のうち一部の電極指が接続されており、他方のバスバーに残りの電極指が接続されており、前記一方のバスバーに接続されている前記一部の電極指、及び前記他方のバスバーに接続されている前記残りの電極指が互いに間挿し合っており、
    　隣り合う前記電極指同士が対向し合う電極指対向方向から見たときに、前記隣り合う電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域と前記１対のバスバーとの間に位置する領域が１対のギャップ領域であり、前記交叉領域が、中央領域と、前記中央領域を前記複数の電極指が延びる電極指延伸方向において挟むように配置されている１対のエッジ領域と、を有し、
    　前記支持部材が、前記圧電層を支持している支持部と、前記圧電層を支持していない非支持部と、を含み、
    　前記支持部材の前記非支持部が、平面視において、前記１対のエッジ領域における前記電極指間に位置する部分の９０％以上、及び前記中央領域と重なっており、
    　平面視したときに、前記１対のギャップ領域と重なっている部分であり、かつ前記電極指間に位置する部分の５０％以上において、前記圧電層に貫通孔が設けられており、
    　平面視において、前記１対のギャップ領域における前記電極指が設けられている部分と重なるように、前記支持部材の前記支持部が設けられている、弾性波装置。
  2. 　前記支持部材の前記非支持部が、平面視において、前記１対のエッジ領域における前記電極指間に位置する部分の全てと重なっている、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記非支持部が、平面視において、前記１対のエッジ領域の全体と重なっている、請求項２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記支持部材が、平面視において、前記エッジ領域における前記電極指が設けられている部分と重なっている、少なくとも１箇所の前記支持部を含む、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  5. 　平面視において、前記エッジ領域における前記電極指が設けられている部分と重なっている少なくとも１箇所の前記支持部が、平面視において、前記ギャップ領域における前記電極指が設けられている部分と重なっている前記支持部から延長して設けられている、請求項４に記載の弾性波装置。
  6. 　少なくとも１箇所の前記支持部が、平面視において、前記エッジ領域における前記電極指の先端部が設けられている部分と重なっている、請求項４または５に記載の弾性波装置。
  7. 　前記圧電層の前記貫通孔が、平面視したときに、前記１対のギャップ領域と重なっており、かつ前記電極指間に位置する部分の全体に設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　前記圧電層の前記貫通孔と一体の穴部１３ｃが前記支持部材に設けられており、前記穴部１３ｃと前記支持部材の前記非支持部とが連通している、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記支持部材の前記穴部１３ｃが、凹部である、請求項８に記載の弾性波装置。
  10. 　前記支持部材が、前記支持基板上に設けられている絶縁層を含み、前記絶縁層上に前記圧電層が設けられている、請求項１～９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  11. 　ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  12. 　隣り合う前記電極指同士が対向している方向から見たときに、隣り合う前記電極指が重なり合う領域であり、かつ隣り合う前記電極指同士の中心間の領域が励振領域であり、前記励振領域に対する、前記複数の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１～１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  13. 　前記圧電層を構成しているニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムのオイラー角（φ，θ，ψ）が、以下の式（１）、式（２）または式（３）の範囲にある、請求項１～１２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）　または　（０°±１０°，２０°～８０°，［１８０°－６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２］～１８０°）　　…式（２）
    　（０°±１０°，［１８０°－３０°（１－（ψ－９０）２／８１００）１／２］～１８０°，任意のψ）　　…式（３）
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