WO2023140331A1 - 弾性波装置 - Google Patents

弾性波装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023140331A1
WO2023140331A1 PCT/JP2023/001561 JP2023001561W WO2023140331A1 WO 2023140331 A1 WO2023140331 A1 WO 2023140331A1 JP 2023001561 W JP2023001561 W JP 2023001561W WO 2023140331 A1 WO2023140331 A1 WO 2023140331A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode fingers
piezoelectric layer
wave device
elastic wave
electrode
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/001561
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
毅 山根
和則 井上
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to CN202380016143.9A priority Critical patent/CN118489212A/zh
Publication of WO2023140331A1 publication Critical patent/WO2023140331A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present disclosure relates to elastic wave devices.
  • Patent Document 1 describes an elastic wave device.
  • a space may be provided between the support substrate and the piezoelectric layer. In this case, cracks may occur in the piezoelectric layer.
  • the present disclosure is intended to solve the above-described problems, and aims to suppress cracks in the piezoelectric layer.
  • An elastic wave device includes a support member having a support substrate having a thickness in a first direction; a piezoelectric layer provided in the first direction of the support member; a plurality of first electrode fingers provided in the first direction of the piezoelectric layer and extending in a second direction orthogonal to the first direction;
  • the layer has a through hole penetrating through the piezoelectric layer in the first direction, the support member has a space, the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers are provided so as to at least partially overlap the space when viewed in the first direction, the through hole is provided so as to at least partially overlap the space when viewed in the first direction, and the through hole extends in the second direction among the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers. At least one is provided, and the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers are not provided in the third direction of the through hole.
  • cracks in the piezoelectric layer can be suppressed.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an elastic wave device according to a first embodiment
  • FIG. 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 through 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
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p and the fractional bandwidth of the resonator in the acoustic wave device of the first embodiment, 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.
  • 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 is an explanatory diagram showing the relationship between the fractional bandwidth when many elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment and the amount of phase rotation 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. FIG. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • 13 is a schematic plan view showing an example of the elastic wave device according to the first embodiment;
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 13.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV of FIG. 13.
  • FIG. 16 is a schematic plan view showing a first modification of the elastic wave device according to the first embodiment;
  • FIG. 17 is a schematic plan view showing a second modification of the elastic wave device according to the first embodiment;
  • FIG. 18 is a schematic plan view showing a third modification of the elastic wave device according to the first embodiment;
  • FIG. 19 is a schematic plan view showing a fourth modification of the elastic wave device according to the first embodiment;
  • FIG. FIG. 20 is a schematic plan view showing an example of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic plan view showing an example of the elastic wave device according to the third embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic plan view showing a first modification of the elastic wave device according to the third embodiment.
  • FIG. 23 is a schematic plan view showing a second modification of the elastic wave device according to the third embodiment.
  • 24 is a cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV of FIG. 23.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view taken along line XXV--XXV of FIG. 23.
  • 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 orthogonal direction of the electrode fingers 3 and 4 is defined as the X direction (or 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 plurality of pairs of adjacent electrode fingers 3 connected to one potential and electrode fingers 4 connected to the other potential are provided in a direction orthogonal to the length direction of the electrode fingers 3 and 4.
  • 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 an interval therebetween.
  • no electrode connected to the hot electrode or the ground electrode, including the other electrode fingers 3 and 4 is arranged between the electrode fingers 3 and 4.
  • 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 is the distance obtained by connecting the center of the width dimension of the electrode finger 3 in the direction perpendicular to the length direction of the electrode finger 3 and the center of the width dimension of the electrode finger 4 in the direction perpendicular to the length direction of the electrode finger 4.
  • the center-to-center distance between the electrode fingers 3 and 4 refers to the average value of the center-to-center distances between adjacent electrode fingers 3 and 4 among 1.5 or more pairs of electrode fingers 3 and 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 center of the dimension (width dimension) of the electrode finger 4 in the direction perpendicular to the length direction of the electrode finger 4.
  • 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 may be 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 that does not overlap 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.
  • Examples of materials for the support substrate 8 include piezoelectric materials such as aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, and quartz crystal; various ceramics such as alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, steatite, and forsterite; dielectrics such as diamond and glass; and semiconductors such as gallium nitride.
  • piezoelectric materials such as aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, and quartz crystal
  • various ceramics such as alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, steatite, and forsterite
  • dielectrics such as diamond and glass
  • semiconductors such as gallium nitride.
  • 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 alternating 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 0.5 or less, where d is the thickness of the piezoelectric layer 2 and p is the center-to-center distance between any one of the plurality of pairs of electrode fingers 3 and 4 adjacent to each other.
  • d/p is 0.24 or less, in which case even better resonance characteristics can be obtained.
  • the center-to-center distance between adjacent electrode fingers 3 and 4 is the average distance between the centers of 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 through 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 propagates and resonates substantially in the direction connecting the first main surface 2a and the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2, that is, the Z direction. 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 first-order thickness shear mode is opposite between the first region 251 included in the excitation region C (see FIG. 1B) of the piezoelectric layer 2 and the second region 252 included in the excitation region C.
  • 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.
  • the elastic wave device 1 at least one pair of electrodes consisting of the electrode fingers 3 and 4 is arranged, but since the wave is not propagated in the X direction, the number of electrode pairs consisting of the electrode fingers 3 and 4 does not necessarily need to be plural. 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 orthogonal 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.
  • 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 in the first embodiment. This will be explained with reference to FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p and the fractional bandwidth of the resonator in the elastic wave device of the first embodiment, 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.
  • 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 the 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 metallization ratio MR of the adjacent electrode fingers 3 and 4 with respect to the excitation region C which is an overlapping region when viewed in the direction in which any of the adjacent electrode fingers 3 and 4 overlaps, 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. 8
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • a spurious signal indicated by an arrow B appears between the resonance frequency and the anti-resonance frequency.
  • d/p 0.08 and the Euler angles of LiNbO 3 (0°, 0°, 90°).
  • the metallization ratio MR was set to 0.35.
  • the metallization ratio MR will be explained with reference to FIG. 1B.
  • the excitation region C is the portion surrounded by the dashed-dotted line.
  • the excitation region C is a region of the electrode fingers 3 overlapping with the electrode fingers 4, a region of the electrode fingers 4 overlapping with the electrode fingers 3, and a region between the electrode fingers 3 and 4 overlapping the electrode fingers 3 and 4.
  • 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 is an explanatory diagram showing the relationship between the fractional bandwidth when many elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious.
  • 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 appears in the passband even if the parameters constituting the fractional band are changed. 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 ] to 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 plate waves.
  • the elastic wave devices 1 and 101 use bulk waves in the primary mode of thickness shear.
  • the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 are adjacent electrodes, and d/p is 0.5 or less, where d is the thickness of the piezoelectric layer 2 and p is the center-to-center distance between the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4.
  • 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 that face each other in a direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2. It is desirable to cover the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 with a protective film.
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing an example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • 14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 13.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV of FIG. 13.
  • an elastic wave device 1A according to the first embodiment includes a supporting member, piezoelectric layers 2, and functional electrodes.
  • the support member includes a support substrate 8.
  • the support member is the support substrate 8 .
  • the support member has a space 9 .
  • the space portion 9 is a rectangular parallelepiped space on the piezoelectric layer 2 side of the support substrate 8, but it is not limited to this and may penetrate the support substrate 8 in the Z direction.
  • a functional electrode is an IDT electrode that includes a plurality of first electrode fingers 3 , a plurality of second electrode fingers 4 , a first busbar electrode 5 and a second busbar electrode 6 .
  • the functional electrode is provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 so that at least a portion of the functional electrode overlaps the space 9 when viewed in the Z direction.
  • the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of second electrode fingers 4 are provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 so that at least a portion thereof overlaps the space portion 9 when viewed from above in the Z direction.
  • the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of second electrode fingers 4 overlap the space 9 when viewed from above in the Z direction.
  • At least one of the first busbar electrode 5A and the second busbar electrode 6A is provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2 so as to overlap at least a portion of the boundary 91 when viewed from above in the Z direction.
  • the boundary 91 refers to a boundary between a region of the piezoelectric layer 2 that overlaps the space 9 and a region that does not overlap the space 9 in plan view in the Z direction. That is, it can be said that the boundary 91 overlaps with the piezoelectric layer 2 among the boundaries of the area where the space portion 9 extends when viewed from above in the Z direction. In the example of FIG.
  • the boundary 91 is a rectangle having two sides 91a and 91b parallel to the Y direction and two sides 91c and 91d parallel to the X direction.
  • the first busbar electrode 5A overlaps a portion of one side (side 91a) of the boundary 91 parallel to the Y direction
  • the second busbar electrode 6A overlaps a portion of the other side (side 91b) of the boundary 91 parallel to the Y direction.
  • the piezoelectric layer 2 is provided in the Z direction of the support member. In the first embodiment, the piezoelectric layer 2 is provided on the support substrate 8 in the Z direction. The piezoelectric layer 2 is provided with a through hole 2H.
  • the through hole 2H is a hole penetrating through the piezoelectric layer 2 in the Z direction.
  • the through hole 2H communicates with the space 9.
  • the through hole 2H can be used as an etching solution injection hole (etching hole) in the step of etching the sacrificial layer provided in the space portion 9 .
  • etching hole etching solution injection hole
  • the shape of the through-hole 2H is circular in plan view in the Z direction, it is merely an example and is not limited to this.
  • the through hole 2H is provided so that at least a part thereof overlaps with the space portion 9 when viewed from above in the Z direction.
  • at least one of the plurality of electrode fingers 3 and 4 is present in the Y direction of the through hole 2H, and none of the electrode fingers 3 and 4 is present in the X direction of the through hole 2H.
  • the electrode fingers 3 and 4 are located between the through holes 2H in the Y direction when viewed from above in the Z direction.
  • the stress in the region can be relaxed, and cracks in the piezoelectric layer 2 originating from the through holes 2H can be suppressed.
  • the electrode finger may be provided in the X direction of the through hole 2H. That is, the electrode fingers 3 and 4 need not be provided in the X direction of the through hole 2H so as to overlap the same space 9 as the space 9 communicating with the through hole 2H when viewed in the Z direction.
  • the elastic wave device according to the first embodiment is not limited to the elastic wave device 1A shown in FIGS. 13 to 15, and may be modifications described below.
  • symbol is attached and description is abbreviate
  • FIG. 16 is a schematic plan view showing a first modified example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the elastic wave device 1B according to the first modified example has a plurality of through holes 2H on the same side of the electrode fingers 3 and 4 in the Y direction.
  • three through-holes 2H are provided on both sides of the electrode fingers 3 and 4 in the Y direction, but this is merely an example, and the number of through-holes 2H is not limited to this.
  • FIG. 17 is a schematic plan view showing a second modification of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the first busbar electrode 5B overlaps a portion of one side (side 91a) of the boundary 91 parallel to the Y direction
  • the second busbar electrode 6B overlaps a portion of one side (side 91a) of the boundary 91 parallel to the Y direction.
  • the area of the piezoelectric layer 2 that overlaps with the space 9 and the area that does not overlap with the space 9 are supported by the busbar electrodes 5B and 6B in plan view in the Z direction, so cracks in the piezoelectric layer 2 can be suppressed.
  • FIG. 18 is a schematic plan view showing a third modified example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the first busbar electrode 5C partially overlaps both sides (sides 91a and 91b) of the boundary 91 parallel to the Y direction
  • the second busbar electrode 6C overlaps both sides (sides 91a and 91b) of the boundary 91 parallel to the Y direction.
  • the area of the piezoelectric layer 2 that overlaps with the space 9 and the area that does not overlap with the space 9 are more firmly supported by the busbar electrodes 5C and 6C in plan view in the Z direction, so cracks occurring in the piezoelectric layer 2 can be further suppressed.
  • FIG. 19 is a schematic plan view showing a fourth modified example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the first busbar electrode 5D overlaps both sides (sides 91a and 91b) of the boundary 91 parallel to the Y direction and part of one side (side 91c) of the boundary 91 parallel to the X direction
  • the second busbar electrode 6D overlaps both sides (sides 91a and 91b) of the boundary 91 parallel to the Y direction and the other side (side 91d) of the boundary 91 parallel to the X direction. partially overlapped.
  • FIG. 19 is a schematic plan view showing a fourth modified example of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the first busbar electrode 5D overlaps both sides (sides 91a and 91b) of the boundary 91 parallel to the Y direction and part of one side (side 91c) of the boundary 91 parallel to the X direction
  • the second busbar electrode 6D overlaps both sides (sides 91a and 91b) of
  • the through hole 2H is surrounded by the first busbar electrode 5D or the second busbar electrode 6D when viewed from above in the Z direction.
  • the area of the piezoelectric layer 2 that overlaps with the space 9 and the area that does not overlap with the space 9 are more firmly supported by the busbar electrodes 5D and 6D in plan view in the Z direction, so cracks occurring in the piezoelectric layer 2 can be further suppressed.
  • the elastic wave device includes a support member including a support substrate 8 having a thickness in the first direction (Z direction), a piezoelectric layer 2 provided in the first direction of the support member, a plurality of first electrode fingers 3 provided in the first direction of the piezoelectric layer 2 and extending in a second direction (Y direction) perpendicular to the first direction, and facing any one of the plurality of first electrode fingers 3 in a third direction (X direction) perpendicular to the first direction and the second direction. and a plurality of second electrode fingers 4 extending in the direction.
  • the piezoelectric layer 2 has a through hole 2H penetrating the piezoelectric layer 2 in the first direction.
  • the support member has a space 9 .
  • the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of second electrode fingers 4 are provided so that at least a portion thereof overlaps with the space portion 9 in plan view in the first direction.
  • the through hole 2 ⁇ /b>H is provided so that at least a part thereof overlaps with the space portion 9 when viewed in plan in the first direction.
  • At least one of the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of second electrode fingers 4 is provided in the second direction of the through hole 2H.
  • the plurality of first electrode fingers 3 and the plurality of second electrode fingers 4 are not provided in the third direction of the through hole 2H.
  • the stress in the piezoelectric layer 2 can be relaxed, and cracks occurring in the piezoelectric layer 2 originating from the through holes 2H can be suppressed.
  • the through hole 2H communicates with the space 9.
  • the through hole 2H can be used as an etching hole in the step of etching the sacrificial layer provided in the space 9 in manufacturing the acoustic wave device 1A.
  • the piezoelectric layer 2 further includes a first busbar electrode 5 to which the base ends of the first electrode fingers 3 are connected in the second direction, and a second busbar electrode 6 provided to face the first busbar electrodes 5 in the second direction and to which the base ends of the second electrode fingers 4 in the second direction are connected. It is provided so as to overlap at least part of the boundary 91 between the portion 9 and the non-overlapping region. As a result, the area of the piezoelectric layer 2 that overlaps with the space 9 and the area that does not overlap with the space 9 are supported by the busbar electrodes 5 and 6 in plan view in the Z direction, so cracks occurring in the piezoelectric layer 2 can be further suppressed.
  • d/p is 0.5 or less, where d is the film thickness of the piezoelectric layer 2 and p is the center-to-center distance between the adjacent first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4 .
  • 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.
  • the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of lithium niobate or lithium tantalate forming the piezoelectric layer 2 are within the range of the following formula (1), formula (2), or formula (3).
  • the fractional bandwidth can be reliably set to 17% or less.
  • 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 ] to 180°) Equation (2)
  • Equation (3) (0° ⁇ 10°, [180°-30°(1-( ⁇ -90) 2 /8100) 1/2 ] ⁇ 180°, arbitrary ⁇ ) Equation (3)
  • 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.
  • d/p is 0.24 or less, where d is the film thickness of the piezoelectric layer 2 and p is the center-to-center distance between the adjacent first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4 . This makes it possible to more effectively excite the bulk wave of the first-order thickness-shlip mode.
  • the excitation region is the region where the first electrode fingers 3 and the second electrode fingers 4 are overlapped when viewed in the facing direction
  • MR ⁇ 1.75 (d/p)+0.075 is satisfied when MR is the metallization ratio of the plurality of first electrode fingers 3 and the second electrode fingers 4 to the excitation region. This can effectively reduce spurious.
  • it is configured so that plate waves can be used. This can effectively reduce spurious.
  • FIG. 20 is a schematic plan view showing an example of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • the elastic wave device 1F according to the second embodiment differs from the first embodiment in that the X-direction length M of the through hole 2HA is greater than the X-direction length L of the intersection region.
  • the length M refers to the maximum value of the length of the through-holes in the X direction
  • the crossing region refers to the excitation region C. As shown in FIG.
  • the length L can be said to be the dimension of the electrode fingers 3 and 4 in the excitation region C in the longitudinal direction and in the direction perpendicular to the Z direction.
  • the plurality of electrode fingers 3 and 4 are positioned to overlap the through holes 2HA when viewed from the Y direction. That is, all of the electrode fingers 3 and 4 have through holes 2HA on both sides in the Y direction.
  • the Y-direction side of the region of the piezoelectric layer 2 that overlaps the space portion 9 and the intersection region C when viewed in plan in the Z-direction is not fixed to the support substrate 8, so that the stress in this region can be further alleviated, and cracks occurring in the piezoelectric layer 2 originating from the through holes 2HA can be further suppressed.
  • the length M of the through hole 2HA in the third direction is greater than the length L of the crossing region C in the third direction.
  • the Y-direction side of the region of the piezoelectric layer 2 that overlaps the space portion 9 and the intersection region C when viewed in plan in the Z-direction is not fixed to the support substrate 8, so that the stress in this region can be further relaxed, and cracks in the piezoelectric layer 2 originating from the through hole 2HA can be further suppressed.
  • FIG. 21 is a schematic plan view showing an example of an elastic wave device according to the third embodiment.
  • the elastic wave device 1G according to the third embodiment differs from the first embodiment in that the length M of the through hole 2HB in the X direction is greater than the length N of the space 9 in the third direction.
  • the length M is the maximum length of the through hole 2HB in the X direction.
  • the length N indicates the maximum value of the length of the space portion 9 in the X direction when planarly viewed in the Z direction, and can be said to be the maximum value of the distance between the boundaries 91 in the X direction.
  • FIG. 21 is a schematic plan view showing an example of an elastic wave device according to the third embodiment.
  • the elastic wave device 1G according to the third embodiment differs from the first embodiment in that the length M of the through hole 2HB in the X direction is greater than the length N of the space 9 in the third direction.
  • the length M is the maximum length of the through hole 2HB in the X direction.
  • the length N indicates the maximum
  • the length N corresponds to the distance between the sides 91a and 91b of the boundary 91 parallel to the Y direction.
  • the space portion 9 is positioned so as to overlap the through hole 2HB when viewed from the Y direction. That is, the piezoelectric layer 2 in a region overlapping the space portion 9 in plan view in the Z direction has through holes 2HB on both sides in the Y direction. As a result, the Y-direction side of the region of the piezoelectric layer 2 that overlaps with the space portion 9 in plan view in the Z-direction is not fixed to the support substrate 8, so that the stress in this region can be further relaxed, and cracks in the piezoelectric layer 2 originating from the through hole 2HB can be further suppressed.
  • the elastic wave device according to the third embodiment is not limited to the elastic wave device 1G according to FIG.
  • the elastic wave device according to the third embodiment may be modified as described below.
  • FIG. 22 is a schematic plan view showing a first modified example of the elastic wave device according to the third embodiment.
  • the busbar electrodes 5E and 6E overlap with the boundary 91 entirely.
  • the first busbar electrode 5E has a first portion 5Ea extending in the X direction and a second portion 5Eb extending in the Y direction
  • the second busbar electrode 6E has a first portion 6Ea extending in the X direction and a second portion 6Eb extending in the Y direction.
  • the second portion 5Eb overlaps the entirety of one side (side 91a) of the boundary 91 parallel to the Y direction when viewed in the Z direction
  • the second portion 6Eb overlaps the entirety of the other side (side 91b) of the boundary 91 parallel to the Y direction when viewed in the Z direction.
  • FIG. 23 is a schematic plan view showing a second modification of the elastic wave device according to the third embodiment.
  • 24 is a cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV of FIG. 23.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view taken along line XXV--XXV of FIG. 23.
  • FIG. 23 As shown in FIGS. 23 to 25, the support member in the elastic wave device 1J according to the second modified example further includes an intermediate layer 7.
  • the intermediate layer 7 is provided on the piezoelectric layer 2 side with respect to the support substrate 8 .
  • the intermediate layer 7 is made of silicon oxide.
  • the space portion 9 is located on the piezoelectric layer 2 side of the intermediate layer 7, but is not limited to this, and may penetrate the intermediate layer 7.
  • FIG. Thereby, the frequency temperature characteristic of the elastic wave device can be improved.
  • the length M of the through hole 2H in the third direction is greater than the length N of the space portion 9 in the third direction.
  • the Y-direction side of the region of the piezoelectric layer 2 that overlaps with the space portion 9 in plan view in the Z-direction is not fixed to the support substrate 8, so that the stress in this region can be further relaxed, and cracks in the piezoelectric layer 2 originating from the through hole 2HB can be further suppressed.
  • the support member may further include an intermediate layer 7 containing silicon oxide, and the intermediate layer 7 may be provided between the support substrate 8 and the piezoelectric layer 2 . Thereby, the frequency temperature characteristic of the elastic wave device can be improved.
  • the support member of the elastic wave device according to the first embodiment and the second embodiment may further have an intermediate layer containing, for example, silicon oxide.
  • the intermediate layer is provided on the piezoelectric layer 2 side with respect to the support substrate 8 .
  • the space portion 9 may be located on the piezoelectric layer 2 side of the intermediate layer, or may pass through the intermediate layer.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

圧電層のクラックを抑制する。第１方向に厚みを有する支持基板を備える支持部材と、支持部材の第１方向に設けられた圧電層と、圧電層の第１方向に設けられ、第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第１電極指と、第１方向及び第２方向に直交する第３方向について複数の第１電極指のいずれかと対向し、第２方向に延びる複数の第２電極指と、を備える。圧電層には、圧電層を第１方向に貫通する貫通孔がある。支持部材には、空間部がある。複数の電極指は、第１方向に平面視して、少なくとも一部が空間部と重なるように設けられる。貫通孔は、第１方向に平面視して、少なくとも一部が空間部と重なるように設けられる。貫通孔の第２方向には、複数の電極指のうち少なくとも１つが設けられる。貫通孔の第３方向には、複数の電極指が設けられていない。

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、支持基板と圧電層との間に空間部を設ける場合がある。この場合、圧電層にクラックが生じる可能性があった。
　本開示は、上述した課題を解決するものであり、圧電層のクラックを抑制することを目的とする。
　一態様に係る弾性波装置は、第１方向に厚みを有する支持基板を備える支持部材と、前記支持部材の前記第１方向に設けられた圧電層と、前記圧電層の前記第１方向に設けられ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第１電極指と、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向について前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる複数の第２電極指と、を備え、前記圧電層には、前記圧電層を前記第１方向に貫通する貫通孔があり、前記支持部材には、空間部があり、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指は、前記第１方向に平面視して、少なくとも一部が前記空間部と重なるように設けられ、前記貫通孔は、前記第１方向に平面視して、少なくとも一部が前記空間部と重なるように設けられ、前記貫通孔の前記第２方向には、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指のうち少なくとも１つが設けられ、前記貫通孔の前記第３方向には、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指が設けられていない。
　本開示によれば、圧電層のクラックを抑制することができる。
図１Ａは、第１実施形態の弾性波装置を示す斜視図である。 図１Ｂは、第１実施形態の電極構造を示す平面図である。 図２は、図１ＡのＩＩ－ＩＩ線に沿う部分の断面図である。 図３Ａは、比較例の圧電層を伝播するラム波を説明するための模式的な断面図である。 図３Ｂは、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波を説明するための模式的な断面図である。 図４は、第１実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り１次モードのバルク波の振幅方向を説明するための模式的な断面図である。 図５は、第１実施形態の弾性波装置の共振特性の例を示す説明図である。 図６は、第１実施形態の弾性波装置において、隣り合う電極の中心間距離又は中心間距離の平均距離をｐ、圧電層の平均厚みをｄとした場合、ｄ／２ｐと、共振子としての比帯域との関係を示す説明図である。 図７は、第１実施形態の弾性波装置において、１対の電極が設けられている例を示す平面図である。 図８は、第１実施形態の弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。 図９は、第１実施形態の弾性波装置の、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す説明図である。 図１０は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲと、比帯域との関係を示す説明図である。 図１１は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°、θ、ψ）に対する比帯域のマップを示す説明図である。 図１２は、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実施形態に係る弾性波装置の一例を示す模式的な平面図である。 図１４は、図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面図である。 図１５は、図１３のＸＶ－ＸＶ線に沿った断面図である。 図１６は、第１実施形態に係る弾性波装置の第１変形例を示す模式的な平面図である。 図１７は、第１実施形態に係る弾性波装置の第２変形例を示す模式的な平面図である。 図１８は、第１実施形態に係る弾性波装置の第３変形例を示す模式的な平面図である。 図１９は、第１実施形態に係る弾性波装置の第４変形例を示す模式的な平面図である。 図２０は、第２実施形態に係る弾性波装置の一例を示す模式的な平面図である。 図２１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平面図である。 図２２は、第３実施形態に係る弾性波装置の第１変形例を示す模式的な平面図である。 図２３は、第３実施形態に係る弾性波装置の第２変形例を示す模式的な平面図である。 図２４は、図２３のＸＸＩＶ－ＸＸＩＶ線に沿った断面図である。 図２５は、図２３のＸＸＶ－ＸＸＶ線に沿った断面図である。
　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。
　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１３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平面図である。図１４は、図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面図である。図１５は、図１３のＸＶ－ＸＶ線に沿った断面図である。図１３から図１５に示すように、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａは、支持部材と、圧電層２と、機能電極と備える。
　支持部材は、支持基板８を備える。図１３の例では、支持部材は、支持基板８である。支持部材には、空間部９がある。図１３の例では、空間部９は、支持基板８の圧電層２側にある直方体状の空間であるが、これに限られず、支持基板８をＺ方向に貫通していてもよい。
　機能電極は、複数の第１電極指３と、複数の第２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電極である。第１実施形態では、機能電極は、Ｚ方向に平面視して、少なくとも一部が空間部９と重なるように、圧電層２の第１主面２ａに設けられる。
　複数の第１電極指３及び複数の第２電極指４は、Ｚ方向に平面視して、少なくとも一部が空間部９と重なるように、圧電層２の第１主面２ａに設けられる。第１実施形態では、複数の第１電極指３及び複数の第２電極指４は、Ｚ方向に平面視して、空間部９と重なる。
　第１のバスバー電極５Ａ及び第２のバスバー電極６Ａの少なくとも一方は、Ｚ方向に平面視して、境界９１の少なくとも一部と重なるように、圧電層２の第１主面２ａに設けられる。ここで、境界９１とは、圧電層２のうち、Ｚ方向に平面視して、空間部９と重なる領域と、空間部９と重ならない領域との境界を指す。すなわち、境界９１は、Ｚ方向に平面視して、空間部９が広がる領域の境界のうち、圧電層２と重なるものであるといえる。図１３の例では、境界９１は、２つのＹ方向に平行な辺９１ａ、９１ｂと、２つのＸ方向に平行な辺９１ｃ、９１ｄと、を有する矩形である。図１３の例では、第１のバスバー電極５Ａは、境界９１のＹ方向に平行な辺の一方（辺９１ａ）の一部と重なり、第２のバスバー電極６Ａは、境界９１のＹ方向に平行な辺の他方（辺９１ｂ）の一部と重なる。これにより、圧電層２のうち、Ｚ方向に平面視して、空間部９と重なる領域と、空間部９と重ならない領域とがバスバー電極５Ａ、６Ａによって支持されるため、圧電層２に生じるクラックを抑制できる。
　圧電層２は、支持部材のＺ方向に設けられる。第１実施形態では、圧電層２は、支持基板８のＺ方向に設けられる。圧電層２には、貫通孔２Ｈが設けられる。
　貫通孔２Ｈは、圧電層２をＺ方向に貫通する孔である。第１実施形態では、貫通孔２Ｈは、空間部９と連通している。この場合、弾性波装置１Ａの製造において、空間部９に設けた犠牲層をエッチングする工程で、貫通孔２Ｈをエッチング液の注入孔（エッチングホール）として用いることができる。なお、貫通孔２Ｈの形状は、Ｚ方向に平面視して円形であるが、単なる一例であって、これに限られない。
　貫通孔２Ｈは、Ｚ方向に平面視して、少なくとも一部が空間部９と重なるように設けられる。第１実施形態では、貫通孔２ＨのＹ方向には、複数の電極指３、４のうち少なくとも１本の電極指があり、貫通孔２ＨのＸ方向には、電極指３、４がない。第１実施形態では、Ｚ方向に平面視して、貫通孔２ＨのＹ方向の間に、電極指３、４がある。これにより、Ｚ方向に平面視して、圧電層２と空間部９とが重なる領域であって、電極指３、４が設けられる領域のＹ方向側が支持基板８に固定されないため、該領域の応力を緩和し、貫通孔２Ｈを起点とする圧電層２のクラックを抑制できる。
　なお、弾性波装置が複数の機能電極を備え、Ｚ方向に平面視して、貫通孔２Ｈが連通している空間部９と異なる空間部と重なるように設けられている電極指がある場合、貫通孔２ＨのＸ方向に該電極指が設けられてもよい。すなわち、貫通孔２ＨのＸ方向には、Ｚ方向に平面視して、貫通孔２Ｈが連通している空間部９と同じ空間部９と重なる電極指３、４が設けられていなければよい。
　第１実施形態に係る弾性波装置は、図１３から図１５で示す弾性波装置１Ａに限られず、以下説明する変形例であってもよい。なお、図１３と同じ構成については、符号を付して説明を省略する。
　図１６は、第１実施形態に係る弾性波装置の第１変形例を示す模式的な平面図である。図１６に示すように、第１変形例に係る弾性波装置１Ｂには、電極指３、４に対してＹ方向の同じ側に複数の貫通孔２Ｈがある。なお、図１６の例では、貫通孔２Ｈは、電極指３、４に対してＹ方向の両側に貫通孔２Ｈが３つずつあるが、単なる一例であって、貫通孔２Ｈの数はこれに限られない。
　図１７は、第１実施形態に係る弾性波装置の第２変形例を示す模式的な平面図である。図１７に示すように、第２変形例に係る弾性波装置１Ｃでは、第１のバスバー電極５Ｂは、境界９１のＹ方向に平行な辺の一方（辺９１ａ）の一部と重なっており、第２のバスバー電極６Ｂは、境界９１のＹ方向に平行な辺の一方（辺９１ａ）の一部と重なっている。この場合でも、圧電層２のうち、Ｚ方向に平面視して、空間部９と重なる領域と、空間部９と重ならない領域とがバスバー電極５Ｂ、６Ｂによって支持されるため、圧電層２にクラックが生じることを抑制できる。
　図１８は、第１実施形態に係る弾性波装置の第３変形例を示す模式的な平面図である。図１８に示すように、第３変形例に係る弾性波装置１Ｄでは、第１のバスバー電極５Ｃは、境界９１のＹ方向に平行な辺の両方（辺９１ａ、９１ｂ）の一部と重なっており、第２のバスバー電極６Ｃは、境界９１のＹ方向に平行な辺の両方（辺９１ａ、９１ｂ）と重なっている。これにより、圧電層２のうち、Ｚ方向に平面視して、空間部９と重なる領域と、空間部９と重ならない領域とがバスバー電極５Ｃ、６Ｃによってより強固に支持されるため、圧電層２に生じるクラックをより抑制できる。
　図１９は、第１実施形態に係る弾性波装置の第４変形例を示す模式的な平面図である。図１９に示すように、第４変形例に係る弾性波装置１Ｅでは、第１のバスバー電極５Ｄは、境界９１のＹ方向に平行な辺の両方（辺９１ａ、９１ｂ）及びＸ方向に平行な辺の一方（辺９１ｃ）の一部と重なっており、第２のバスバー電極６Ｄは、境界９１のＹ方向に平行な辺の両方（辺９１ａ、９１ｂ）及びＸ方向に平行な辺の他方（辺９１ｄ）の一部と重なっている。図１９の例では、貫通孔２Ｈは、Ｚ方向に平面視して、第１のバスバー電極５Ｄ又は第２のバスバー電極６Ｄに囲まれている。これにより、圧電層２のうち、Ｚ方向に平面視して、空間部９と重なる領域と、空間部９と重ならない領域とがバスバー電極５Ｄ、６Ｄによってさらに強固に支持されるため、圧電層２に生じるクラックをさらに抑制できる。
　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（Ｚ方向）に厚みを有する支持基板８を備える支持部材と、支持部材の第１方向に設けられた圧電層２と、圧電層２の第１方向に設けられ、第１方向に直交する第２方向（Ｙ方向）に延びる複数の第１電極指３と、第１方向及び第２方向に直交する第３方向（Ｘ方向）について複数の第１電極指３のいずれかと対向し、第２方向に延びる複数の第２電極指４と、を備える。圧電層２には、圧電層２を第１方向に貫通する貫通孔２Ｈがある。支持部材には、空間部９がある。複数の第１電極指３及び複数の第２電極指４は、第１方向に平面視して、少なくとも一部が空間部９と重なるように設けられる。貫通孔２Ｈは、第１方向に平面視して、少なくとも一部が空間部９と重なるように設けられる。貫通孔２Ｈの第２方向には、複数の第１電極指３及び複数の第２電極指４のうち少なくとも１つが設けられる。貫通孔２Ｈの第３方向には、複数の第１電極指３及び複数の第２電極指４が設けられていない。これにより、Ｚ方向に平面視して、圧電層２と空間部９とが重なる領域であって、電極指３、４が設けられる領域のＹ方向側が支持基板８に固定されないため、圧電層２の応力を緩和し、貫通孔２Ｈを起点とする圧電層２に生じるクラックを抑制できる。
　望ましい態様として、貫通孔２Ｈは、空間部９と連通している。この場合、貫通孔２Ｈは、弾性波装置１Ａの製造において、空間部９に設けた犠牲層のエッチング工程で、エッチングホールとして用いることができる。
　望ましい態様として、第１電極指３の第２方向についての基端が接続される第１のバスバー電極５と、第１のバスバー電極５に対して第２方向について対向するように設けられ、第２電極指４の第２方向についての基端が接続される第２のバスバー電極６と、をさらに備え、第１のバスバー電極５と第２のバスバー電極６の少なくとも一方は、第１方向に平面視して、圧電層２のうち、空間部９と重なる領域と、空間部９と重ならない領域との境界９１の少なくとも一部と重なるように設けられる。これにより、圧電層２のうち、Ｚ方向に平面視して、空間部９と重なる領域と、空間部９と重ならない領域とがバスバー電極５、６によって支持されるため、圧電層２に生じるクラックをより抑制できる。
　望ましい態様として、圧電層２の膜厚をｄ、隣り合う第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以下である。これにより、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。
　望ましい態様として、圧電層２は、ニオブ酸リチウムまた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、圧電層２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。この場合、比帯域を確実に１７％以下にすることができる。
　（０°±１０°、０°～２０°、任意のψ）　　…式（１）
　（０°±１０°、２０°～８０°、０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　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）
　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の膜厚をｄ、隣り合う第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０．２４以下である。これにより、厚み滑り１次モードのバルク波をより効果的に励振することができる。
　望ましい態様として、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を励振領域とした場合、励振領域に対する、複数の第１電極指３及び第２電極指４のメタライゼーション比をＭＲとしたときに、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たす。これにより、スプリアスを効果的に小さくすることができる。
　望ましい態様として、板波を利用可能に構成されている。これにより、スプリアスを効果的に小さくすることができる。
　図２０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平面図である。図２０に示すように、第２実施形態に係る弾性波装置１Ｆは、貫通孔２ＨＡのＸ方向の長さＭは、交差領域のＸ方向の長さＬより大きい点で第１実施形態と異なる。ここで、長さＭとは、貫通孔のＸ方向の長さの最大値を指し、図２０の例では、貫通孔２ＨＡのＸ方向の長さの最大値を指す。また、交差領域とは、励振領域Ｃを指す。すなわち、長さＬとは、励振領域Ｃの電極指３、電極指４の長さ方向及びＺ方向に垂直な方向の寸法であるといえる。第２実施形態では、Ｙ方向から見て、複数の電極指３、４は、貫通孔２ＨＡと重なる位置にある。すなわち、複数の電極指３、４の全ての電極指は、Ｙ方向の両側に、貫通孔２ＨＡがある。これにより、圧電層２の、Ｚ方向に平面視して空間部９及び交差領域Ｃと重なる領域のＹ方向側が支持基板８に固定されないため、該領域の応力をより緩和し、貫通孔２ＨＡを起点とする圧電層２に生じるクラックをより抑制できる。
　以上説明したように、第２実施形態に係る弾性波装置１Ｆにおいて、隣り合う第１電極指３及び第２電極指４が第３方向に視たときに重なっている領域を交差領域Ｃとした場合、貫通孔２ＨＡの第３方向の長さＭは、交差領域Ｃの第３方向の長さＬより大きい。これにより、圧電層２の、Ｚ方向に平面視して空間部９及び交差領域Ｃと重なる領域のＹ方向側が支持基板８に固定されないため、該領域の応力をより緩和し、貫通孔２ＨＡを起点とする圧電層２のクラックをより抑制できる。
　図２１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平面図である。図２１に示すように、第３実施形態に係る弾性波装置１Ｇは、貫通孔２ＨＢのＸ方向の長さＭは、空間部９の第３方向の長さＮより大きい点で第１実施形態と異なる。ここで、図２１の例では、長さＭは、貫通孔２ＨＢのＸ方向の長さの最大値である。ここで、長さＮとは、Ｚ方向に平面視した空間部９のＸ方向の長さの最大値を指し、境界９１同士のＸ方向の距離の最大値であるといえる。図２１の例では、長さＮは、境界９１のＹ方向に平行な辺である、辺９１ａと辺９１ｂとの距離に相当する。第３実施形態では、Ｙ方向から見て、空間部９は、貫通孔２ＨＢと重なる位置にある。すなわち、Ｚ方向に平面視して空間部９と重なる領域にある圧電層２は、Ｙ方向の両側に、貫通孔２ＨＢがある。これにより、圧電層２の、Ｚ方向に平面視して空間部９と重なる領域のＹ方向側が支持基板８に固定されないため、該領域の応力をさらに緩和し、貫通孔２ＨＢを起点とする圧電層２のクラックをさらに抑制できる。
　なお、第３実施形態に係る弾性波装置は、図２１に係る弾性波装置１Ｇに限られない。第３実施形態に係る弾性波装置は、以下説明する変形例に係るものとしてもよい。
　図２２は、第３実施形態に係る弾性波装置の第１変形例を示す模式的な平面図である。図２２に示すように、第３実施形態の第１変形例に係る弾性波装置１Ｈは、バスバー電極５Ｅ、６Ｅが境界９１の全部と重なる。図２２の例では、第１のバスバー電極５Ｅは、Ｘ方向に延在する第１の部分５Ｅａと、Ｙ方向に延在する第２の部分５Ｅｂとを有し、第２のバスバー電極６Ｅは、Ｘ方向に延在する第１の部分６Ｅａと、Ｙ方向に延在する第２の部分６Ｅｂと、を有する。ここで、第２の部分５Ｅｂは、Ｚ方向に平面視して、境界９１のＹ方向に平行な辺の一方（辺９１ａ）の全体と重なっており、第２の部分６Ｅｂは、Ｚ方向に平面視して、境界９１のＹ方向に平行な辺の他方（辺９１ｂ）の全体と重なっている。これにより、圧電層２のうち、Ｚ方向に平面視して、空間部９と重なる領域と、空間部９と重ならない領域とがバスバー電極５Ｅ、６Ｅによってより強固に支持されるため、圧電層２のクラックをより抑制できる。
　図２３は、第３実施形態に係る弾性波装置の第２変形例を示す模式的な平面図である。図２４は、図２３のＸＸＩＶ－ＸＸＩＶ線に沿った断面図である。図２５は、図２３のＸＸＶ－ＸＸＶ線に沿った断面図である。図２３から図２５に示すように、第２変形例に係る弾性波装置１Ｊにおける支持部材は、中間層７をさらに備える。中間層７は、支持基板８に対して圧電層２側に設けられる。図２３の例では中間層７は、酸化ケイ素からなる。なお、図２４及び図２５の例では、空間部９は、中間層７の圧電層２側にあるが、これに限られず、中間層７を貫通していてもよい。これにより、弾性波装置の周波数温度特性を向上させることができる。
　以上説明したように、第３実施形態に係る弾性波装置１Ｇにおいて、貫通孔２Ｈの第３方向の長さＭは、空間部９の第３方向の長さＮより大きい。これにより、圧電層２の、Ｚ方向に平面視して空間部９と重なる領域のＹ方向側が支持基板８に固定されないため、該領域の応力をさらに緩和し、貫通孔２ＨＢを起点とする圧電層２のクラックをさらに抑制できる。
　また、支持部材は、酸化ケイ素を含む中間層７をさらに備え、中間層７は支持基板８と圧電層２との間に設けられてもよい。これにより、弾性波装置の周波数温度特性を向上させることができる。
　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。
　例えば、第１実施形態及び第２実施形態に係る弾性波装置の支持部材は、例えば酸化ケイ素を含む中間層をさらに有していてもよい。この場合、中間層は、支持基板８に対して圧電層２側に設けられる。また、この場合、空間部９は、中間層の圧電層２側にあってもよく、中間層を貫通してもよい。これにより、弾性波装置の周波数温度特性を向上させることができる。
１、１Ａ～１Ｈ、１Ｊ、１０１、３０１　弾性波装置
２　圧電層
２ａ　第１主面
２ｂ　第２主面
２Ｈ、２ＨＡ、２ＨＢ　貫通孔
３　電極指（第１電極指）
４　電極指（第２電極指）
５、５Ａ～５Ｅ　第１のバスバー電極
６、６Ａ～６Ｅ　第２のバスバー電極
５Ｅａ、６Ｅａ　第１の部分
５Ｅｂ、６Ｅｂ　第２の部分
７　中間層
７ａ　開口部
８　支持基板
８ａ　開口部
９　空間部
９１　境界
９１ａ～９１ｄ　辺
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
Ｃ　励振領域（交差領域）
Ｌ、Ｍ、Ｎ　長さ
ＶＰ１　仮想平面

Claims (13)

  1. 　第１方向に厚みを有する支持基板を備える支持部材と、
    　前記支持部材の前記第１方向に設けられた圧電層と、
    　前記圧電層の前記第１方向に設けられ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第１電極指と、
    　前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向について前記複数の第１電極指のいずれかと対向し、前記第２方向に延びる複数の第２電極指と、
    　を備え、
    　前記圧電層には、前記圧電層を前記第１方向に貫通する貫通孔があり、
    　前記支持部材には、空間部があり、
    　前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指は、前記第１方向に平面視して、少なくとも一部が前記空間部と重なるように設けられ、
    　前記貫通孔は、前記第１方向に平面視して、少なくとも一部が前記空間部と重なるように設けられ、
    　前記貫通孔の前記第２方向には、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指のうち少なくとも１つが設けられ、
    　前記貫通孔の前記第３方向には、前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指が設けられていない、弾性波装置。
  2. 　前記貫通孔は、前記空間部と連通している、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　隣り合う前記第１電極指及び前記第２電極指が前記第３方向に視たときに重なっている領域を交差領域とした場合、前記貫通孔の前記第３方向の長さは、前記交差領域の第３方向の長さより大きい、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記貫通孔の前記第３方向の長さは、前記空間部の第３方向の長さより大きい、請求項１または２に記載の弾性波装置。
  5. 　前記第１電極指の前記第２方向についての基端が接続される第１のバスバー電極と、
    　前記第１のバスバー電極に対して前記第２方向について対向するように設けられ、前記第２電極指の前記第２方向についての基端が接続される第２のバスバー電極と、
    　をさらに備え、
    　前記第１のバスバー電極と前記第２のバスバー電極の少なくとも一方は、前記第１方向に平面視して、前記圧電層のうち、前記空間部と重なる領域と、前記空間部と重ならない領域との境界の少なくとも一部と重なるように設けられる、請求項１から４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記支持部材は、酸化ケイ素を含む中間層をさらに備え、
    　前記中間層は、前記支持基板と前記圧電層との間に設けられる、請求項１から５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 　前記圧電層の膜厚をｄ、隣り合う前記第１電極指及び前記第２電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である、請求項１から６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　前記圧電層は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記圧電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８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）
  10. 　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９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  11. 　前記圧電層の膜厚をｄ、隣り合う前記第１電極指及び前記第２電極指の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１から１０のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  12. 　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を励振領域とした場合、前記励振領域に対する、複数の前記第１電極指及び前記第２電極指のメタライゼーション比をＭＲとしたときに、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たす、請求項１から１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  13. 　板波を利用可能に構成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
PCT/JP2023/001561 2022-01-24 2023-01-19 弾性波装置 WO2023140331A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202380016143.9A CN118489212A (zh) 2022-01-24 2023-01-19 弹性波装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202263302301P 2022-01-24 2022-01-24
US63/302,301 2022-01-24

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/771,385 Continuation US20240364295A1 (en) 2024-07-12 Acoustic wave device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023140331A1 true WO2023140331A1 (ja) 2023-07-27

Family

ID=87348349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/001561 WO2023140331A1 (ja) 2022-01-24 2023-01-19 弾性波装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN118489212A (ja)
WO (1) WO2023140331A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012257019A (ja) * 2011-06-08 2012-12-27 Murata Mfg Co Ltd 弾性波装置
JP2014013991A (ja) * 2012-07-04 2014-01-23 Taiyo Yuden Co Ltd ラム波デバイスおよびその製造方法
JP2016086308A (ja) * 2014-10-27 2016-05-19 株式会社村田製作所 圧電共振器、及び圧電共振器の製造方法
WO2016098526A1 (ja) * 2014-12-18 2016-06-23 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
US20210167756A1 (en) * 2018-06-15 2021-06-03 Resonant Inc. Transversely-excited film bulk acoustic resonator with periodic etched holes
WO2021187537A1 (ja) * 2020-03-18 2021-09-23 株式会社村田製作所 弾性波装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012257019A (ja) * 2011-06-08 2012-12-27 Murata Mfg Co Ltd 弾性波装置
JP2014013991A (ja) * 2012-07-04 2014-01-23 Taiyo Yuden Co Ltd ラム波デバイスおよびその製造方法
JP2016086308A (ja) * 2014-10-27 2016-05-19 株式会社村田製作所 圧電共振器、及び圧電共振器の製造方法
WO2016098526A1 (ja) * 2014-12-18 2016-06-23 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
US20210167756A1 (en) * 2018-06-15 2021-06-03 Resonant Inc. Transversely-excited film bulk acoustic resonator with periodic etched holes
WO2021187537A1 (ja) * 2020-03-18 2021-09-23 株式会社村田製作所 弾性波装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN118489212A (zh) 2024-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240154595A1 (en) Acoustic wave device
US20230308072A1 (en) Acoustic wave device
WO2023013742A1 (ja) 弾性波装置
WO2022210809A1 (ja) 弾性波装置
WO2023002790A1 (ja) 弾性波装置
WO2022211056A1 (ja) 弾性波装置
WO2022131309A1 (ja) 弾性波装置
WO2023140331A1 (ja) 弾性波装置
WO2022255482A1 (ja) 弾性波装置
WO2023286605A1 (ja) 弾性波装置
WO2022264914A1 (ja) 弾性波装置
WO2023282264A1 (ja) 弾性波装置
WO2023140272A1 (ja) 弾性波装置
WO2023058767A1 (ja) 弾性波装置
US20240364295A1 (en) Acoustic wave device
WO2023219170A1 (ja) 弾性波装置及びフィルタ装置
WO2023171721A1 (ja) 弾性波装置
WO2022265071A1 (ja) 弾性波装置
WO2023140362A1 (ja) 弾性波装置および弾性波装置の製造方法
WO2023219167A1 (ja) 弾性波装置
WO2023145878A1 (ja) 弾性波装置
WO2022210953A1 (ja) 弾性波装置
WO2022244635A1 (ja) 圧電バルク波装置
WO2023090434A1 (ja) 弾性波装置
WO2023167316A1 (ja) 弾性波装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23743323

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE