WO2023191070A1 - 弾性波装置 - Google Patents

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WO2023191070A1
WO2023191070A1 PCT/JP2023/013606 JP2023013606W WO2023191070A1 WO 2023191070 A1 WO2023191070 A1 WO 2023191070A1 JP 2023013606 W JP2023013606 W JP 2023013606W WO 2023191070 A1 WO2023191070 A1 WO 2023191070A1
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WO
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elastic wave
resonator
electrode
wave device
piezoelectric layer
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PCT/JP2023/013606
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拓郎 岡田
優太 石井
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • 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
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    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
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    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
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    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves

Definitions

  • the present disclosure relates to an acoustic wave device including a piezoelectric layer (piezoelectric layer).
  • Patent Document 1 discloses an elastic wave device that uses plate waves.
  • the elastic wave device described in Patent Document 1 includes a support, a piezoelectric substrate, and an IDT electrode.
  • the support body is provided with a cavity.
  • the piezoelectric substrate is provided on the support body so as to overlap with the cavity.
  • the IDT electrode is provided on the piezoelectric substrate so as to overlap with the cavity.
  • a plate wave is excited by an IDT electrode.
  • the edge portion of the cavity does not include a straight portion extending parallel to the propagation direction of the plate wave excited by the IDT electrode.
  • An object of the present disclosure is to provide an elastic wave device that can suppress deterioration of power durability of an elastic wave resonator with a large intersection width among a plurality of elastic wave resonators.
  • An elastic wave device includes: Equipped with multiple elastic wave resonators, Each of the plurality of elastic wave resonators, a support substrate; a piezoelectric layer provided on the support substrate; a functional electrode provided on the piezoelectric layer, The support substrate has a cavity provided at a position overlapping a part of the functional electrode in a first direction that is a lamination direction of the support substrate and the piezoelectric layer, An acoustic wave device, wherein the cavity is connected to an opening located in a portion of the support substrate facing the piezoelectric layer,
  • the plurality of elastic wave resonators include a first resonator and a second resonator having a larger intersection width of the functional electrodes than the first resonator, In a cross section along the first direction and the second direction, which is the direction in which current flows in the acoustic wave resonator, the portion of the cavity that constitutes a portion of the opening connected to one end of the opening in the second direction If
  • an elastic wave device that can suppress deterioration of power durability of an elastic wave resonator with a large crossing width among a plurality of elastic wave resonators.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing the appearance of elastic wave devices of first and second embodiments.
  • FIG. 3 is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a portion taken along line AA in FIG. 1A.
  • FIG. 3 is a schematic front cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through a piezoelectric film of a conventional acoustic wave device.
  • FIG. 2 is a schematic front sectional view for explaining waves of the elastic wave device of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a bulk wave when a voltage is applied between a first electrode and a second electrode such that the second electrode has a higher potential than the first electrode.
  • FIG. 3 is a diagram showing resonance characteristics of an elastic wave device according to an embodiment of the present disclosure. The figure which shows the relationship between d/2p and the fractional band as a resonator of an elastic wave device.
  • FIG. 3 is a plan view of another elastic wave device according to an embodiment of the present disclosure. A reference diagram showing an example of resonance characteristics of an elastic wave device.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the fractional band when a large number of elastic wave resonators are configured and the amount of phase rotation of spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of spurious.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional band.
  • FIG. 3 is a diagram showing a map of fractional bands with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO3 when d/p is brought as close to 0 as possible.
  • FIG. 1 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a plan view showing an elastic wave device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV in FIG. 13.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the difference in volume of the support substrate depending on the taper angle. 14 is a sectional view showing a first modification of the elastic wave device shown in FIG. 13.
  • FIG. 13 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a plan view showing an elastic wave device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line XIV
  • FIG. 14 is a sectional view showing a second modification of the elastic wave device shown in FIG. 13.
  • FIG. FIG. 14 is a plan view for explaining the direction of current flowing in the elastic wave resonator of the elastic wave device of FIG. 13;
  • FIG. 18 is a plan view for explaining the direction of current flowing in the elastic wave resonator of the elastic wave device of FIG. 17;
  • FIG. 14 is a plan view showing a third modification of the elastic wave device shown in FIG. 13;
  • FIG. 14 is a block diagram showing a fourth modification of the elastic wave device shown in FIG. 13;
  • FIG. 14 is a plan view showing a fifth modification of the elastic wave device shown in FIG. 13;
  • FIG. 14 is a plan view showing a sixth modification of the elastic wave device shown in FIG. 13;
  • FIG. 14 is a plan view showing a seventh modification of the elastic wave device shown in FIG. 13;
  • FIG. 14 is a plan view showing an eighth modification of the elastic wave device shown in FIG. 13;
  • FIG. 14 is a plan view showing a ninth modification of the elastic wave device shown in FIG. 13;
  • the acoustic wave devices of the first, second, and third aspects of the present disclosure include, for example, a piezoelectric layer made of lithium niobate or lithium tantalate, a first electrode that faces in a direction crossing the thickness direction of the piezoelectric layer, and and a second electrode.
  • the first electrode and the second electrode are adjacent electrodes, the thickness of the piezoelectric layer is d, and the distance between the centers of the first electrode and the second electrode is p.
  • d/p is 0.5 or less.
  • Lamb waves are used as plate waves. Then, resonance characteristics due to the Lamb wave described above can be obtained.
  • An acoustic wave device includes a piezoelectric layer made of lithium niobate or lithium tantalate, and an upper electrode and a lower electrode that face each other in the thickness direction of the piezoelectric layer with the piezoelectric layer interposed therebetween.
  • FIG. 1A is a schematic perspective view showing the appearance of an acoustic wave device according to an embodiment of the first and second aspects
  • FIG. 1B is a plan view showing an electrode structure on a piezoelectric layer
  • 2 is a cross-sectional view of a portion taken along line AA in FIG. 1A.
  • the acoustic wave device 1 has a piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3 .
  • the piezoelectric layer 2 may be made of LiTaO 3 .
  • the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is a Z cut in this embodiment, it may be a rotational Y cut or an X cut.
  • the propagation directions of Y propagation and X propagation are ⁇ 30°.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, but 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 first and second main surfaces 2a and 2b that face each other.
  • An electrode 3 and an electrode 4 are provided on the first main surface 2a.
  • electrode 3 is an example of a "first electrode”
  • electrode 4 is an example of a "second electrode”.
  • the plurality of electrodes 3 are a plurality of first electrode fingers connected to the first bus bar 5.
  • the plurality of electrodes 4 are a plurality of second electrode fingers connected to the second bus bar 6.
  • the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4 are interposed with each other.
  • the electrode 3 and the electrode 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 this length direction.
  • These plurality of electrodes 3 and 4, the first bus bar 5, and the second bus bar 6 constitute an IDT (Interdigital Transducer) electrode.
  • the length direction of the electrodes 3 and 4 and the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 are both directions that intersect 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 intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2.
  • the length direction of the electrodes 3 and 4 may be replaced with the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 shown in FIGS. 1A and 1B. That is, in FIGS. 1A and 1B, the electrodes 3 and 4 may extend in the direction in which the first bus bar 5 and the second bus bar 6 extend. In that case, the first bus bar 5 and the second bus bar 6 will extend in the direction in which the electrodes 3 and 4 extend in FIGS. 1A and 1B.
  • Electrode 3 and electrode 4 are adjacent to each other are provided in a direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4.
  • electrode 3 and electrode 4 are adjacent to each other are arranged so as to be in direct contact with each other, but when electrode 3 and electrode 4 are arranged with a gap between them. refers to
  • the center-to-center distance between the electrodes 3 and 4, that is, the pitch, is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the center-to-center distance between the electrodes 3 and 4 refers to the center of the width dimension of the electrode 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 3, and the width dimension of the electrode 4 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 4.
  • the distance between the center of is 1 It refers to the average value of the distance between the centers of adjacent electrodes 3 and 4 among 5 or more pairs of electrodes 3 and 4.
  • the width of the electrodes 3 and 4, that is, the dimension in the opposing direction of the electrodes 3 and 4 is preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
  • the distance between the centers of the electrodes 3 and 4 refers to 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 center of the dimension (width dimension) of the electrode 4 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 4. This is the distance between the center of the dimension (width dimension).
  • 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. This is not the case when a piezoelectric material having a different cut angle is used as the piezoelectric layer 2.
  • “orthogonal” is not limited to strictly orthogonal, but approximately orthogonal (for example, the angle between the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 and the polarization direction is 90° ⁇ 10°) But that's fine.
  • a support member 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 with an insulating layer 7 in between.
  • the insulating layer 7 and the support member 8 have a frame-like shape, and have openings 7a and 8a, as shown in FIG. Thereby, a cavity 9 is formed.
  • the cavity 9 is provided so as not to hinder 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 in between, at a position that does not overlap with 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 laminated directly or indirectly on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2.
  • the insulating layer 7 is made of silicon oxide. However, other than silicon oxide, an appropriate insulating material such as silicon oxynitride or alumina can be used.
  • the support member 8 is made of Si. The plane orientation of the Si surface on the piezoelectric layer 2 side may be (100), (110), or (111). Preferably, Si has a high resistivity of 4 k ⁇ or more. However, the support member 8 can also be constructed using an appropriate insulating material or semiconductor material.
  • Examples of materials for the support member 8 include aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric materials such as crystal, alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, and star.
  • Various ceramics such as tite and forsterite, dielectrics such as diamond and glass, semiconductors such as gallium nitride, etc. can be used.
  • the plurality of electrodes 3 and 4 and the first and second bus bars 5 and 6 are made of a suitable metal or alloy such as Al or AlCu alloy.
  • the electrodes 3 and 4 and the first and second bus bars 5 and 6 have a structure in which an Al film is laminated on a Ti film. Note that an adhesive layer other than the Ti film may be used.
  • an AC voltage is applied between the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4. More specifically, an AC voltage is applied between the first bus bar 5 and the second bus bar 6. Thereby, it is possible to obtain resonance characteristics using the bulk wave of the thickness shear primary mode excited in the piezoelectric layer 2.
  • d/p 0. It is considered to be 5 or less. Therefore, the bulk wave of the thickness shear primary mode 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 electrodes 3 and 4 when there is a plurality of at least one of the electrodes 3 and 4 as in this embodiment, that is, when the electrodes 3 and 4 are one pair of electrodes and there are 1.5 or more pairs of electrodes 3 and 4, adjacent
  • the distance p between the centers of the electrodes 3 and 4 is the average distance between the centers of the adjacent electrodes 3 and 4.
  • the elastic wave device 1 of this embodiment has the above configuration, even if the logarithm of the electrodes 3 and 4 is reduced in an attempt to achieve miniaturization, the Q value is unlikely to decrease. This is because the resonator does not require reflectors on both sides and has little propagation loss. Further, the reason why the reflector is not required is because the bulk wave of the thickness shear first mode is used.
  • FIG. 3A is a schematic front sectional view for explaining Lamb waves propagating through a piezoelectric film of a conventional acoustic wave device.
  • a conventional elastic wave device is described in, for example, Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-257019).
  • FIG. 3A in the conventional acoustic wave device, waves propagate in the piezoelectric film 201 as indicated by arrows.
  • the first main surface 201a and the second main surface 201b are opposite to each other, and the thickness direction connecting the first main surface 201a and the second main surface 201b is the Z direction. It is.
  • the X direction is the direction in which the electrode fingers of the IDT electrodes are lined up.
  • the wave propagates in the X direction as shown. Since it is a plate wave, the piezoelectric film 201 vibrates as a whole, but since the wave propagates in the X direction, reflectors are placed on both sides to obtain resonance characteristics. Therefore, wave propagation loss occurs, and when miniaturization is attempted, that is, when the number of logarithms of electrode fingers is reduced, the Q value decreases.
  • the vibration displacement is in the thickness-slip direction, so the waves are generated between the first principal surface 2a and the second principal surface of the piezoelectric layer 2. It propagates almost in the direction connecting the surface 2b, that is, in the Z direction, and resonates. That is, the X-direction component of the wave is significantly smaller than the Z-direction component. Since resonance characteristics are obtained by the propagation of waves in the Z direction, a reflector is not required. Therefore, no propagation loss occurs when propagating to the reflector. Therefore, even if the number of electrode pairs consisting of electrodes 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 thickness shear primary mode is determined by the first region 451 included in the excitation region C of the piezoelectric layer 2 and the second region 452 included in the excitation region C. It will be the opposite.
  • FIG. 4 schematically shows a bulk wave when a voltage is applied between electrode 3 and electrode 4 such that electrode 4 has a higher potential than electrode 3.
  • the first region 451 is a region of the excitation region C between a virtual plane VP1 that is perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer 2 and bisects the piezoelectric layer 2, and the first main surface 2a.
  • the second region 452 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second principal surface 2b.
  • the elastic wave device 1 As mentioned above, in the elastic wave device 1, at least one pair of electrodes consisting of the electrode 3 and the electrode 4 are arranged, but since the wave is not propagated in the X direction, the elastic wave device 1 is made up of the electrodes 3 and 4. There does not necessarily have to be a plurality of pairs of electrodes. That is, it is only necessary that at least one pair of electrodes be provided.
  • the electrode 3 is an electrode connected to a hot potential
  • the electrode 4 is an electrode connected to a ground potential.
  • the electrode 3 may be connected to the ground potential and the electrode 4 may be connected to the hot potential.
  • at least one pair of electrodes is an electrode connected to a hot potential or an electrode connected to a ground potential, as described above, and no floating electrode is provided.
  • FIG. 5 is a diagram showing resonance characteristics of an elastic wave device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the design parameters of the elastic wave device 1 that obtained this resonance characteristic are as follows.
  • the logarithm of electrodes consisting of electrodes 3 and 4 21 pairs
  • center distance between electrodes 3 ⁇ m
  • width of electrodes 3 and 4 500 nm
  • d/p 0.133.
  • Insulating layer 7 silicon oxide film with a thickness of 1 ⁇ m.
  • Support member 8 Si.
  • the length of the excitation region C is a 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 were all made equal in multiple pairs. That is, the electrodes 3 and 4 were arranged at equal pitches.
  • d/p is preferably 0.5 or less, as described above. is 0.24 or less. This will be explained with reference to FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between d/2p and the fractional band of the resonator of the elastic wave device.
  • a resonator having a high coupling coefficient that utilizes the bulk wave of the first-order thickness shear mode can be constructed as follows.
  • the at least one pair of electrodes may be one pair, and in the case of one pair of electrodes, the above p is the distance between the centers of adjacent electrodes 3 and 4. Furthermore, in the case of 1.5 or more pairs of electrodes, the average distance between the centers of adjacent electrodes 3 and 4 may be set to p.
  • the thickness d of the piezoelectric layer if the piezoelectric layer 2 has thickness variations, a value obtained by averaging the thicknesses may be adopted.
  • FIG. 7 is a plan view of another elastic wave device according to an embodiment of the present disclosure.
  • a pair of electrodes including an electrode 3 and an electrode 4 are provided on the first main surface 2a of the 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-mentioned d/p is 0.5 or less, the bulk wave of the thickness shear primary mode can be excited effectively.
  • the above-mentioned adjacent it is desirable that the metallization ratio MR of the electrodes 3 and 4 satisfies MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075.
  • the region where the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers overlap is excited. area (intersection area), and when the metallization ratio of the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers with respect to the excitation area is MR, MR ⁇ 1.75 (d/p) + 0.075. It is preferable to meet the requirements. In that case, spurious can be effectively reduced.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device 1.
  • a spurious signal indicated by arrow B appears between the resonant frequency and the anti-resonant 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 area surrounded by the dashed line C becomes the excitation region.
  • This excitation region is the region where the electrode 3 overlaps the electrode 4 when the electrode 3 and the electrode 4 are viewed in a direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4, that is, in a direction in which they face each other. and a region between electrodes 3 and 4 where electrodes 3 and 4 overlap.
  • the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallized portion to the area of the excitation region.
  • MR may be the ratio of the metallized portion included in all the excitation regions to the total area of the excitation regions.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the fractional band and the amount of phase rotation of spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of spurious when a large number of elastic wave resonators are configured according to the present embodiment. be. Note that the specific band was adjusted by variously changing the thickness of the piezoelectric layer and the dimensions of the electrode. Further, although FIG. 9 shows the results when a Z-cut piezoelectric layer made of LiNbO 3 is used, 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, exceeds 17%, a large spurious with a spurious level of 1 or more will affect the pass band even if the parameters that make up the fractional band are changed. Appear within. That is, as in the resonance characteristics shown in FIG. 8, a large spurious signal indicated by arrow B appears within the band. Therefore, it is preferable that the fractional band is 17% or less. In this case, by adjusting the thickness of the piezoelectric layer 2, the dimensions of the electrodes 3 and 4, etc., the spurious can be reduced.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional band.
  • various elastic wave devices having different d/2p and MR were constructed and the fractional bands were measured.
  • the hatched area on the right side of the broken line D in FIG. 10 is a region where the fractional band is 17% or less.
  • the fractional band can be reliably set to 17% or less.
  • FIG. 11 is a diagram showing a map of the fractional band with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is brought as close to 0 as possible.
  • the hatched areas in FIG. 11 are areas where a fractional band of at least 5% can be obtained, and the range of the area can be approximated by the following equations (1), (2), and (3). ).
  • the fractional band can be made sufficiently wide, which is preferable.
  • FIG. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining an elastic wave device according to a modification of an embodiment of the present disclosure.
  • the elastic wave device 81 has a support substrate 82 .
  • the support substrate 82 is provided with an open recess on the upper surface.
  • a piezoelectric layer 83 is laminated on the support substrate 82 . Thereby, a cavity 9 is formed.
  • An IDT electrode 84 is provided on the piezoelectric layer 83 above the cavity 9 .
  • Reflectors 85 and 86 are provided on both sides of the IDT electrode 84 in the elastic wave propagation direction. In FIG. 12, the outer periphery of the cavity 9 is indicated by a broken line.
  • the IDT electrode 84 includes first and second bus bars 84a and 84b, an electrode 84c as a plurality of first electrode fingers, and an electrode 84d as a plurality of second electrode fingers.
  • the plurality of electrodes 84c are connected to the first bus bar 84a.
  • the plurality of electrodes 84d are connected to the second bus bar 84b.
  • the plurality of electrodes 84c and the plurality of electrodes 84d are interposed with each other.
  • the elastic wave device 81 by applying an alternating current electric field to the IDT electrode 84 on the cavity 9, a Lamb wave as a plate wave is excited. Since the reflectors 85 and 86 are provided on both sides, the resonance characteristic due to the Lamb wave described above can be obtained.
  • the elastic wave device of the present disclosure may utilize plate waves.
  • an elastic wave device 1 according to an embodiment of the present disclosure will be described.
  • descriptions of contents that overlap with the elastic wave devices of the first to fourth aspects will be omitted as appropriate.
  • the descriptions of the elastic wave devices of the first to fourth aspects can be applied to the following description.
  • the elastic wave device 1 includes a plurality of elastic wave resonators 100.
  • the elastic wave resonator 100 has a configuration corresponding to the first to fourth elastic wave devices.
  • Each elastic wave resonator 100 includes a support substrate 110, a piezoelectric layer 2, and a functional electrode 120.
  • Piezoelectric layer 2 is provided on support substrate 110.
  • Functional electrode 120 is provided on piezoelectric layer 2 .
  • the support substrate 110 has a cavity 9 provided at a position overlapping a part of the functional electrode 120 in the first direction (for example, the Z direction), which is the lamination direction of the support substrate 110 and the piezoelectric layer 2.
  • An opening 111 is provided in a portion of the support substrate 110 that faces the piezoelectric layer 2 .
  • the cavity 9 is connected to the opening 111.
  • the opening 111 of the support substrate 110 is covered with the piezoelectric layer 2, and the cavity 9 is made up of the support substrate 110 and the piezoelectric layer 2.
  • Another layer may be interposed between the piezoelectric layer 2 and the support substrate 110.
  • the piezoelectric layer 2 has a membrane portion 21.
  • the membrane portion 21 constitutes, for example, a part of the piezoelectric layer 2 that at least partially overlaps the cavity portion 9 in the first direction Z.
  • a functional electrode 120 is located in the membrane portion 21 and forms an excitation region.
  • the functional electrode 120 is, for example, an IDT electrode having a plurality of electrode fingers 121 and 122, and is located between two wiring electrodes 131 and 132, as shown in FIG.
  • the plurality of electrode fingers 121 and 122 of the functional electrode 120 are located at intervals along a direction intersecting the first direction Z (for example, the (for example, the Y direction).
  • the two wiring electrodes 131 and 132 are located with a gap between them along the Y direction, and one electrode finger 121 and 122 is connected to each of them.
  • electrode finger 121 is connected to wiring electrode 131
  • electrode finger 122 is connected to wiring electrode 132.
  • the plurality of elastic wave resonators 100 include a first resonator 101 and a second resonator 102 in which the intersection width of functional electrodes 120 is larger than that of the first resonator 101.
  • the crossing width of the first resonator 101 is indicated by K1
  • the crossing width of the second resonator 102 is indicated by K2 (K1 ⁇ K2). If the direction in which the current flows in the elastic wave resonator 100 is defined as the second direction, then in FIG. 14, the second direction is the cross width direction (for example, the Y direction), which is the direction in which the electrode fingers 121 and 122 extend.
  • the support substrate 110 and the piezoelectric layer 2 that constitute a portion of the cavity 9 connected to one end of the opening 111 in the second direction are The angle formed is the taper angle.
  • the taper angle ⁇ 1 of the first resonator 101 is larger than the taper angle ⁇ 2 of the second resonator 102.
  • the taper angle is an obtuse angle
  • the crossing widths K1 and K2 are 20 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • intersection widths K1 and K2 By setting the intersection widths K1 and K2 to 20 ⁇ m to 30 ⁇ m, the heat dissipation of the membrane portion 21 is improved and the temperature of the first resonator 101 and the second resonator 102 is suppressed.
  • the power durability of the two resonators 102 can be improved.
  • the cross section along the first direction Z and the second direction is a straight line (for example, straight line L1, L2).
  • the “portion connected to one end in the second direction of the opening 111 in the cavity 9” of the support substrate 110 is a portion that constitutes the side surface 91 of the cavity 9.
  • the side surface 91 of the cavity 9 is a surface that intersects the bottom surface 92 of the cavity 9 that faces the opening 111 in the first direction Z.
  • an elastic wave resonator with a large crossing width K has poor heat dissipation and may fail during a power durability test.
  • the support substrate 110 of the second resonator 102 having a smaller taper angle than the first resonator 101 has a larger volume.
  • the amount of heat dissipated from the membrane portion 21 to the support substrate 110 also increases.
  • the taper angle ⁇ 2 of the second resonator 102 with a larger crossing width smaller than the taper angle ⁇ 1 of the first resonator 101 deterioration of the power durability of the second resonator 102 can be suppressed.
  • the power durability can be made uniform among the plurality of elastic wave resonators 100.
  • the elastic wave device 1 includes a plurality of elastic wave resonators 100.
  • Each of the plurality of elastic wave resonators 100 includes a support substrate 110, a piezoelectric layer 2 provided on the support substrate 110, and a functional electrode 120 provided on the piezoelectric layer 2.
  • the support substrate 110 has a cavity 9 provided at a position overlapping a part of the functional electrode 120 in the first direction, which is the lamination direction of the support substrate 110 and the piezoelectric layer 2 .
  • the cavity 9 is connected to an opening 111 located in a portion of the support substrate 110 facing the piezoelectric layer 2 .
  • the plurality of elastic wave resonators 100 include a first resonator 101 and a second resonator 102 in which the intersection width of functional electrodes 120 is larger than that of the first resonator 101 .
  • the support substrate 110 constitutes a portion connected to one end of the opening 111 in the cavity 9 in the second direction in a cross section along the first direction and the second direction, which is the direction in which the current in the acoustic wave resonator 100 flows. Letting the angle formed by the piezoelectric layer 2 and the piezoelectric layer 2 be a taper angle, the taper angle ⁇ 1 of the first resonator 101 is larger than the taper angle ⁇ 2 of the second resonator 102. With such a configuration, it is possible to suppress deterioration of the power resistance of the second resonator 102 having a large crossing width among the plurality of elastic wave resonators 100.
  • the elastic wave device 1 of this embodiment can also be configured as follows.
  • the taper angle is not limited to an obtuse angle, but may be an acute angle as shown in FIG.
  • the functional electrode 120 is not limited to an IDT electrode having multiple electrode fingers.
  • it may be configured to include an upper electrode 123 provided on one main surface 202 of the piezoelectric layer 2 and a lower electrode 124 provided on the other main surface 203 of the piezoelectric layer 2.
  • the elastic wave resonator 100 of the elastic wave device 1 in FIG. 17 is, for example, a McBAW (BAW element using a single crystal piezoelectric film (lithium niobate or lithium tantalate)), and is of a sacrificial layer type (using a sacrificial layer).
  • the cavity 9 can be formed using a method (method for forming the cavity 9).
  • the taper angle ⁇ is as follows in a cross-sectional view along the first direction Z and the second direction (for example, the Y direction). This is the angle formed by the extension line L3 of the side surface 91 of the cavity 9 and the piezoelectric layer 2.
  • the upper electrode 123 and the lower electrode 124 may have a substantially rectangular shape in a plan view along the first direction Z, or may have a substantially polygonal shape other than a substantially rectangular shape.
  • the functional electrode 120 of the elastic wave resonator 100 is an IDT electrode having a plurality of electrode fingers 121 and 122, as in the elastic wave device 1 shown in FIG.
  • a current flows from the IN side to the OUT (or GND) side, as shown by the arrow in FIG.
  • the direction of the current flowing in the elastic wave resonator 100 in FIG. 18 substantially matches the direction in which the electrode fingers 121 and 122 extend (cross width direction).
  • the functional electrode 120 of the elastic wave resonator 100 is configured to include an upper electrode 123 and a lower electrode 124 as in the elastic wave device 1 shown in FIG.
  • the elastic wave resonator 100 is a BAW element
  • a current flows within the elastic wave resonator 100 from the IN side to the OUT (or GND) side, as shown by the arrow in FIG.
  • the length in the current flow direction of the overlapping portion of the upper electrode 123 and the lower electrode 124, which are opposite to each other and have different potentials, is the intersection width.
  • the wiring electrodes 131 and 132 are not limited to a substantially rectangular shape when viewed in plan along the first direction Z.
  • the wiring electrodes 131 and 132 may have a substantially crescent shape.
  • the cavity 9 has a substantially elliptical shape when viewed in plan along the first direction Z.
  • the plurality of elastic wave resonators 100 may include three or more series resonators electrically connected to each other in series.
  • the elastic wave device 1 in FIG. 21 includes a first series resonator 151, a second series resonator 152, and a third series resonator 153.
  • the first series resonator 151 is located at one end in the connection direction (left-right direction in FIG. 21) of three or more series resonators.
  • the second series resonator 152 is located at the other end in the connection direction.
  • the third series resonator 153 is located between the first series resonator 151 and the second series resonator 152 in the connection direction, and has a larger crossing width than the first series resonator 151 and the second series resonator 152.
  • the taper angle of the third series resonator 153 is smaller than the taper angles of the first series resonator 151 and the second series resonator 152.
  • any one of the plurality of elastic wave resonators 100 may be serially divided into a plurality of series-divided resonators, and at least one series-divided resonator may be divided in parallel into a plurality of parallel-divided resonators.
  • FIG. 22 shows an example of an elastic wave device 1 that is serially divided into two series-divided resonators 160 and parallelly divided into two parallel-divided resonators 170.
  • the two series-divided resonators 160 each have an independent cavity 9.
  • the hollow portions 9 of the two series-divided resonators 160 have a substantially rectangular shape in plan view along the first direction Z, but are not limited to this, and may have a substantially elliptical shape. , one may be rectangular and the other may be oval. Thereby, the electrical resistance of each series-divided resonator 160 can be improved. Note that this is not limited to the example of FIG. 22, and any one of the plurality of elastic wave resonators 100 is serially divided into a plurality of series-divided resonators, and at least two series-divided resonators each have an independent cavity 9. All you have to do is do it.
  • FIGS. 23 to 26 show an example of the elastic wave device 1 along with the direction in which the current flows.
  • each elastic wave resonator 100 is composed of an XBAR element.
  • each elastic wave resonator 100 is composed of a BAW element.
  • the number and arrangement of the elastic wave resonators 100, the position on the IN side, the position on the OUT side, the position and number of GND, etc. can be changed arbitrarily.
  • the elastic wave resonator 100 can be manufactured using any method such as forming the cavity 9 using a sacrificial layer or etching the support substrate 110 from the back surface.
  • the support substrate 110 may be configured to include only the support member 8, or may be configured to include the support member 8 and the insulating layer (bonding layer) 7 provided on the support member 8. good.
  • At least a part of the configuration of the elastic wave resonator 100 of the present disclosure may be added to the elastic wave devices of the first to fourth aspects, or the first to fourth elastic wave resonators 100 of the present disclosure may be added. At least a part of the configuration of the elastic wave device according to the embodiment may be added.
  • the elastic wave device of the first aspect is Equipped with multiple elastic wave resonators, Each of the plurality of elastic wave resonators, a support substrate; a piezoelectric layer provided on the support substrate; a functional electrode provided on the piezoelectric layer,
  • the support substrate has a cavity provided at a position overlapping a part of the functional electrode in a first direction that is a lamination direction of the support substrate and the piezoelectric layer,
  • An acoustic wave device wherein the cavity is connected to an opening located in a portion of the support substrate facing the piezoelectric layer
  • the plurality of elastic wave resonators include a first resonator and a second resonator having a larger intersection width of the functional electrodes than the first resonator, In a cross section along the first direction and the second direction, which is the direction in which current flows in the acoustic wave resonator, the portion of the cavity that constitutes a portion of the opening connected to one end of the opening in the second direction If
  • the elastic wave device of the second aspect is the elastic wave device of the first aspect,
  • the taper angle is an acute angle.
  • the elastic wave device of the third aspect is the elastic wave device of the first aspect, comprising:
  • the taper angle is an obtuse angle.
  • the elastic wave device of the fourth aspect is the elastic wave device of any of the first to third aspects,
  • the functional electrode includes an upper electrode provided on one main surface of the piezoelectric layer, and a lower electrode provided on the other main surface of the piezoelectric layer.
  • the elastic wave device of the fifth aspect is the elastic wave device of the fourth aspect,
  • the piezoelectric layer includes single crystal lithium niobate or lithium tantalate.
  • the elastic wave device of the sixth aspect is the elastic wave device of any of the first to fifth aspects
  • the plurality of elastic wave resonators include three or more series resonators electrically connected to each other in series, Among the three or more series resonators, the series resonator located at one end in the connection direction of the three or more series resonators is referred to as a first series resonator, and the series resonator located at the other end in the connection direction is referred to as a first series resonator.
  • the series resonator located between the two series resonators and the first series resonator and the second series resonator in the connection direction is a third series resonator
  • the third series resonator has a larger crossing width than the first series resonator and the second series resonator, and the taper angle of the third series resonator is larger than the first series resonator and the second series resonator. It is smaller than the taper angle of two series resonators.
  • the elastic wave device of the seventh aspect is the elastic wave device of any of the first to sixth aspects,
  • the intersection width of the functional electrodes of the second resonator is 20 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the elastic wave device of the eighth aspect is the elastic wave device of any of the first to seventh aspects, Any one of the plurality of elastic wave resonators is serially divided into a plurality of series-divided resonators, and at least one of the plurality of series-divided resonators is divided in parallel into a plurality of parallel-divided resonators.
  • the elastic wave device of the ninth aspect is the elastic wave device of any of the first to eighth aspects, Any one of the plurality of elastic wave resonators is serially divided into a plurality of series-divided resonators, and at least two of the series-divided resonators each have the independent cavity.
  • An elastic wave device is the elastic wave device according to any one of the first to ninth aspects,
  • the functional electrode is an IDT electrode.
  • the elastic wave device is the elastic wave device according to the tenth aspect,
  • the piezoelectric layer contains lithium niobate or lithium tantalate,
  • the IDT electrode has a first electrode finger and a second electrode finger facing each other in a direction intersecting the first direction and the second direction,
  • the first electrode finger and the second electrode finger are adjacent electrodes,
  • d/p is 0.5 or less.
  • the elastic wave device according to the twelfth aspect is the elastic wave device according to the eleventh aspect, d/p is 0.24 or less.
  • the elastic wave device of the thirteenth aspect is the elastic wave device of the eleventh aspect or the twelfth aspect, an area of the first electrode finger and the second electrode finger in the excitation region with respect to an excitation region that is a region where the first electrode finger and the second electrode finger overlap in a direction intersecting the first direction;
  • the metallization ratio MR which is the ratio of , satisfies MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075.
  • the elastic wave device of the fourteenth aspect is the elastic wave device of any of the eleventh to thirteenth aspects,
  • the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of the lithium niobate or lithium tantalate are within the range of the following formula (1), formula (2), or formula (3).
  • the elastic wave device of the fifteenth aspect is the elastic wave device of any of the tenth to fourteenth aspects,
  • the piezoelectric layer contains lithium niobate or lithium tantalate, It is configured to utilize bulk waves in thickness-shear mode.
  • An elastic wave device is the elastic wave device according to any one of the first to tenth aspects,
  • the piezoelectric layer contains lithium niobate or lithium tantalate, It is configured to use plate waves.

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Abstract

弾性波装置が、複数の弾性波共振子を備える。複数の弾性波共振子の各々が、支持基板と、支持基板上に設けられた圧電体層と、圧電体層上に設けられた機能電極とを含む。支持基板が、支持基板および圧電体層の積層方向である第１方向において機能電極の一部と重なる位置に設けられた空洞部を有する。空洞部が、支持基板の圧電体層に対向する部分に位置する開口に接続されている。複数の弾性波共振子が、第１共振子と、第１共振子よりも機能電極の交差幅が大きい第２共振子とを含む。第１方向および弾性波共振子内で電流の流れる方向である第２方向に沿った断面において、空洞部における開口の第２方向の一端に接続されている部分を構成する支持基板と圧電体層とが成す角をテーパー角とすると、第１共振子のテーパー角が第２共振子の前記テーパー角よりも大きい。

Description

弾性波装置
　本開示は、圧電層（圧電体層）を備える弾性波装置に関する。
　例えば、特許文献１には、板波を利用する弾性波装置が開示されている。特許文献１に記載の弾性波装置は、支持体と、圧電基板と、ＩＤＴ電極とを備えている。支持体には、空洞部が設けられている。圧電基板は、支持体の上に空洞部と重なるように設けられている。ＩＤＴ電極は、圧電基板の上に空洞部と重なるように設けられている。弾性波装置では、ＩＤＴ電極により板波が励振される。空洞部の端縁部は、ＩＤＴ電極により励振される板波の伝搬方向と平行に延びる直線部を含まない。
特開２０１２－２５７０１９号公報
　近年、複数の弾性波共振子を含む弾性波装置において、交差幅の大きい弾性波共振子の耐電力性の劣化を抑制可能な弾性波装置が求められている。
　本開示は、複数の弾性波共振子のうち、交差幅の大きい弾性波共振子の耐電力性の劣化を抑制可能な弾性波装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様の弾性波装置は、
　複数の弾性波共振子を備え、
　前記複数の弾性波共振子の各々が、
　支持基板と、
　前記支持基板上に設けられた圧電体層と、
　前記圧電体層上に設けられた機能電極と
を含み、
　前記支持基板が、前記支持基板および前記圧電体層の積層方向である第１方向において前記機能電極の一部と重なる位置に設けられた空洞部を有し、
　前記空洞部が、前記支持基板の前記圧電体層に対向する部分に位置する開口に接続されている、弾性波装置であって、
　前記複数の弾性波共振子が、第１共振子と、前記第１共振子よりも前記機能電極の交差幅が大きい第２共振子とを含み、
　前記第１方向および前記弾性波共振子内で電流の流れる方向である第２方向に沿った断面において、前記空洞部における前記開口の前記第２方向の一端に接続されている部分を構成する前記支持基板と前記圧電体層とが成す角をテーパー角とすると、前記第１共振子の前記テーパー角が前記第２共振子の前記テーパー角よりも大きい。
　本開示によれば、複数の弾性波共振子のうち、交差幅の大きい弾性波共振子の耐電力性の劣化を抑制可能な弾性波装置を提供できる。
第１，第２の態様の弾性波装置の外観を示す略図的斜視図。 圧電層上の電極構造を示す平面図。 図１Ａ中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図。 従来の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。 本開示の弾性波装置の波を説明するための模式的正面断面図。 第１の電極と第２の電極との間に、第２の電極が第１の電極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示す模式図。 本開示の一実施形態に係る弾性波装置の共振特性を示す図。 ｄ／２ｐ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。 本開示の一実施形態に係る別の弾性波装置の平面図。 弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図。 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。 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。 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。 本開示の一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。 本開示の一実施形態の弾性波装置を示す平面図。 図１３のXIV-XIV線に沿った断面図。 テーパー角の大小による支持基板の体積の差を説明するための断面図。 図１３の弾性波装置の第１の変形例を示す断面図。 図１３の弾性波装置の第２の変形例を示す断面図。 図１３の弾性波装置の弾性波共振子内を流れる電流の方向を説明するための平面図。 図１７の弾性波装置の弾性波共振子内を流れる電流の方向を説明するための平面図。 図１３の弾性波装置の第３の変形例を示す平面図。 図１３の弾性波装置の第４の変形例を示すブロック図。 図１３の弾性波装置の第５の変形例を示す平面図。 図１３の弾性波装置の第６の変形例を示す平面図。 図１３の弾性波装置の第７の変形例を示す平面図。 図１３の弾性波装置の第８の変形例を示す平面図。 図１３の弾性波装置の第９の変形例を示す平面図。
　以下、本開示の一例を添付図面に従って説明する。以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、本開示の適用物、または、本開示の用途を制限することを意図するものではない。図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない。
　図１Ａ～図１２を参照して、本開示の基礎となる第１～第４の態様の弾性波装置について説明する。
　本開示における第１，第２，第３の態様の弾性波装置は、例えば、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムからなる圧電層と、圧電層の厚み方向に交差する方向において対向する第１電極及び第２電極とを備える。
　第１の態様の弾性波装置では、厚み滑り１次モードのバルク波が利用されている。
　また、第２の態様の弾性波装置では、第１電極及び前記第２電極は隣り合う電極同士であり、圧電層の厚みをｄ、第１電極及び第２電極の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下とされている。それによって、第１，第２の態様では、小型化を進めた場合であっても、Ｑ値を高めることができる。
　また、第３の態様の弾性波装置では、板波としてのラム波が利用される。そして、上記ラム波による共振特性を得ることができる。
　本開示における第４の態様の弾性波装置は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムからなる圧電層と、圧電層を挟んで圧電層の厚み方向に対向する上部電極及び下部電極とを備え、バルク波を利用する。
　以下、図面を参照しつつ、第１～第４の態様の弾性波装置の具体的な実施形態を説明することにより、本開示を明らかにする。
　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１Ａは、第１，第２の態様についての一実施形態に係る弾性波装置の外観を示す略図的斜視図であり、図１Ｂは、圧電層上の電極構造を示す平面図であり、図２は、図１Ａ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、本実施形態では、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。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、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１Ａ及び図１Ｂ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。これら複数の電極３，４、及び第１のバスバー５，第２のバスバー６によりＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｒａｎｓｕｄｕｃｅｒ）電極が構成されている。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の厚み方向に交差する方向である。このため、電極３と、隣りの電極４とは、圧電層２の厚み方向に交差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１Ａ及び図１Ｂ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１Ａ及び図１Ｂ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１Ａ及び図１Ｂ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の幅寸法の中心とを結んだ距離となる。さらに、電極３，４の少なくとも一方が複数本ある場合（電極３，４を一対の電極組とし、１．５対以上の電極組がある場合）、電極３，４の中心間距離は、１．５対以上の電極３，４のうち隣り合う電極３，４それぞれの中心間距離の平均値を指す。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、１５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲が好ましい。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、本実施形態では、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°）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２に示すように、開口部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。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。本実施形態では、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、本実施形態のように電極３，４の少なくとも一方が複数本ある場合、すなわち、電極３，４を１対の電極組とし、電極３，４が１．５対以上ある場合、隣り合う電極３，４の中心間距離ｐは、各隣り合う電極３，４の中心間距離の平均距離となる。
　本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。
　従来の弾性波装置で利用したラム波と、上記厚み滑り１次モードのバルク波の相違を、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。
　図３Ａは、従来の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。従来の弾性波装置については、例えば、特許文献１（特開２０１２－２５７０１９号公報）に記載されている。図３Ａに示すように、従来の弾性波装置においては、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３Ｂに示すように、本実施形態の弾性波装置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４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いる。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。本実施形態では、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５は、本開示の一実施形態の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。
　本実施形態では、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、本実施形態では、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、このｄ／２ｐ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６から明らかなように、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、本開示の第２の態様の弾性波装置のように、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、前述したように、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３，４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３，４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、本開示の一実施形態に係る別の弾性波装置の平面図である。弾性波装置３１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３１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。つまり、隣り合う複数の第１電極指と複数の第２電極指とが対向している方向に視たときに複数の第１電極指と複数の第２電極指とが重なっている領域が励振領域（交叉領域）であり、励振領域に対する、複数の第１電極指及び複数の第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を満たすことが好ましい。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、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Ｃで囲まれた部分が励振領域となる。この励振領域とは、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視たときに電極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９は本実施形態に従って、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９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。
　図１２は、本開示の一実施形態の変形例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。弾性波装置８１は、支持基板８２を有する。支持基板８２には、上面に開いた凹部が設けられている。支持基板８２上に圧電層８３が積層されている。それによって、空洞部９が構成されている。この空洞部９の上方において圧電層８３上に、ＩＤＴ電極８４が設けられている。ＩＤＴ電極８４の弾性波伝搬方向両側に、反射器８５，８６が設けられている。図１２において、空洞部９の外周縁を破線で示す。ここでは、ＩＤＴ電極８４は、第１，第２のバスバー８４ａ，８４ｂと、複数本の第１の電極指としての電極８４ｃ及び複数本の第２の電極指としての電極８４ｄとを有する。複数本の電極８４ｃは、第１のバスバー８４ａに接続されている。複数本の電極８４ｄは、第２のバスバー８４ｂに接続されている。複数本の電極８４ｃと、複数本の電極８４ｄとは間挿し合っている。
　弾性波装置８１では、上記空洞部９上のＩＤＴ電極８４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。そして、反射器８５，８６が両側に設けられているため、上記ラム波による共振特性を得ることができる。
　このように、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。
　図１３および図１４を参照して、本開示の一実施形態の弾性波装置１について説明する。以下の説明において、第１～第４の態様の弾性波装置と重複する内容については適宜、説明を省略する。以下の説明には、第１～第４の態様の弾性波装置について説明した内容を適用できる。
　図１３および図１４に示すように、弾性波装置１は、複数の弾性波共振子１００を備える。弾性波共振子１００は、第１～第４の弾性波装置に相当する構成である。各弾性波共振子１００は、支持基板１１０と、圧電層２と、機能電極１２０とを含む。圧電層２は、支持基板１１０上に設けられている。機能電極１２０は、圧電層２上に設けられている。
　支持基板１１０は、支持基板１１０および圧電層２の積層方向である第１方向（例えば、Ｚ方向）において機能電極１２０の一部と重なる位置に設けられた空洞部９を有する。支持基板１１０の圧電層２に対向する部分には、開口１１１が設けられている。空洞部９は、開口１１１に接続されている。本実施形態では、支持基板１１０の開口１１１は圧電層２で覆われ、空洞部９が支持基板１１０および圧電層２で構成されている。圧電層２と支持基板１１０との間に別の層が介在していてもよい。
　圧電層２は、メンブレン部２１を有している。メンブレン部２１は、例えば、第１方向Ｚにおいて少なくとも部分的に空洞部９を重なる圧電層２の一部を構成している。メンブレン部２１には、機能電極１２０が位置し、励振領域を形成する。
　機能電極１２０は、例えば、複数の電極指１２１、１２２を有するＩＤＴ電極であり、図１３に示すように、２つの配線電極１３１、１３２の間に位置している。機能電極１２０の複数の電極指１２１、１２２は、第１方向Ｚに交差する方向（例えば、Ｘ方向）に沿って間隔を空けて位置し、それぞれがＸ方向および第１方向Ｚに交差する方向（例えば、Ｙ方向）に沿って延びている。２つの配線電極１３１、１３２は、Ｙ方向に沿って隙間を空けて位置し、それぞれに一方の電極指１２１、１２２が接続されている。一例として、電極指１２１は、配線電極１３１に接続され、電極指１２２は、配線電極１３２に接続されている。
　図１４に示すように、複数の弾性波共振子１００は、第１共振子１０１と、第１共振子１０１よりも機能電極１２０の交差幅が大きい第２共振子１０２とを含む。図１４では、第１共振子１０１の交差幅をＫ１で示し、第２共振子１０２の交差幅をＫ２で示す（Ｋ１＜Ｋ２）。弾性波共振子１００内の電流が流れる方向を第２方向とすると、図１４では、電極指１２１、１２２が延びる方向である交差幅方向（例えば、Ｙ方向）が第２方向となる。第１方向Ｚおよび第２方向（例えば、Ｙ方向）に沿った断面において、空洞部９における開口１１１の第２方向の一端に接続されている部分を構成する支持基板１１０と圧電層２とが成す角をテーパー角とする。第１共振子１０１のテーパー角θ１が第２共振子１０２のテーパー角θ２よりも大きくなっている。本実施形態では、テーパー角は鈍角であり、交差幅Ｋ１、Ｋ２は２０μｍ～３０μｍである。交差幅Ｋ１、Ｋ２を２０μｍ～３０μｍにすることで、メンブレン部２１の放熱性が向上し、第１共振子１０１および第２共振子１０２の温度が抑制されるので、第１共振子１０１および第２共振子１０２の耐電力性を向上させることができる。
　例えば、「第１方向Ｚおよび第２方向に沿った断面」は、図１３に示すXIV-XIV線に沿った断面に対して、プラスマイナス約１０度の角度を成す直線（例えば、直線Ｌ１、Ｌ２）に沿った断面を含む。支持基板１１０の「空洞部９における開口１１１の第２方向の一端に接続されている部分」は、空洞部９の側面９１を構成する部分である。空洞部９の側面９１は、第１方向Ｚにおいて開口１１１に対向する空洞部９の底面９２に交差する面である。
　一般に、交差幅Ｋが大きい弾性波共振子は放熱性が悪く、耐電力試験で故障する可能性がある。図１５に示すように、開口１１１の大きさが同じであれば、第１共振子１０１よりもテーパー角が小さい第２共振子１０２の支持基板１１０の方が、体積が大きくなる。支持基板１１０の体積が大きくなると、メンブレン部２１から支持基板１１０への放熱量も大きくなる。つまり、交差幅が大きい第２共振子１０２のテーパー角θ２を第１共振子１０１のテーパー角θ１よりも小さくすることで、第２共振子１０２の耐電力性の劣化を抑制できる。これにより、例えば、複数の弾性波共振子１００間で耐電力性を揃えることができる。
　弾性波装置１は、複数の弾性波共振子１００を備える。複数の弾性波共振子１００の各々が、支持基板１１０と、支持基板１１０上に設けられた圧電層２と、圧電層２上に設けられた機能電極１２０とを含む。支持基板１１０が、支持基板１１０および圧電層２の積層方向である第１方向において機能電極１２０の一部と重なる位置に設けられた空洞部９を有する。空洞部９が、支持基板１１０の圧電層２に対向する部分に位置する開口１１１に接続されている。複数の弾性波共振子１００が、第１共振子１０１と、第１共振子１０１よりも機能電極１２０の交差幅が大きい第２共振子１０２とを含む。第１方向および弾性波共振子１００内の電流が流れる方向である第２方向に沿った断面において、空洞部９における開口１１１の第２方向の一端に接続されている部分を構成する支持基板１１０と圧電層２とが成す角をテーパー角とすると、第１共振子１０１のテーパー角θ１が第２共振子１０２のテーパー角θ２よりも大きい。このような構成により、複数の弾性波共振子１００のうち、交差幅の大きい第２共振子１０２の耐電力性の劣化を抑制できる。
　本実施形態の弾性波装置１は、次のように構成することもできる。
　テーパー角は、鈍角に限らず、図１６に示すように、鋭角であってもよい。
　機能電極１２０は、複数の電極指を有するＩＤＴ電極である場合に限らない。例えば、図１７に示すように、圧電層２の一方主面２０２に設けられた上部電極１２３と、圧電層２の他方主面２０３に設けられた下部電極１２４とを含むように構成されてもよい。。図１７の弾性波装置１の弾性波共振子１００は、例えば、ＭｃＢＡＷ（単結晶圧電膜（ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウム）を用いたＢＡＷ素子）であり、犠牲層方式（犠牲層を用いて空洞部９を形成する方法）を用いて形成できる。圧電層２と支持基板１１０との間に別の層（下部電極１２４）が介在する場合、テーパー角θは、第１方向Ｚおよび第２方向（例えば、Ｙ方向）に沿った断面視において、空洞部９の側面９１の延長線Ｌ３と圧電層２とが成す角度である。上部電極１２３および下部電極１２４は、第１方向Ｚに沿った平面視において、略矩形状であってもよいし、略矩形状以外の略多角形状であってもよい。
　例えば、図１３に示す弾性波装置１のように、弾性波共振子１００の機能電極１２０が複数の電極指１２１、１２２を有するＩＤＴ電極である場合（弾性波共振子１００がＸＢＡＲ素子である場合）、弾性波共振子１００内では、図１８に矢印で示すように、ＩＮ側からＯＵＴ（またはＧＮＤ）側に向かって電流が流れる。図１８の弾性波共振子１００内を流れる電流の向きは、電極指１２１、１２２が延びる方向（交差幅方向）と略一致している。例えば、図１７に示す弾性波装置１のように、弾性波共振子１００の機能電極１２０が上部電極１２３および下部電極１２４を含むように構成されている場合（弾性波共振子１００がＢＡＷ素子である場合）、弾性波共振子１００内では、図１９に矢印で示すように、ＩＮ側からＯＵＴ（またはＧＮＤ）側に向かって電流が流れる。図１９の弾性波共振子１００では、対向する電位の異なる上部電極１２３および下部電極１２４が重なる部分の電流が流れる方向における長さが交差幅となる。
　配線電極１３１、１３２は、第１方向Ｚに沿った平面視において、略矩形状である場合に限らない。例えば、図２０に示すように、配線電極１３１、１３２は、略三日月形状であってもよい。図２０の弾性波共振子１００では、第１方向Ｚに沿った平面視において、空洞部９が略楕円形状を有している。
　図２１に示すように、複数の弾性波共振子１００が、電気的に相互に直列接続された３以上の直列共振子を含んでいてもよい。図２１の弾性波装置１は、第１直列共振子１５１、第２直列共振子１５２および第３直列共振子１５３を含む。第１直列共振子１５１は、３以上の直列共振子の接続方向（図２１の左右方向）の一端に位置する。第２直列共振子１５２は、接続方向の他端に位置する。第３直列共振子１５３は、接続方向における第１直列共振子１５１および第２直列共振子１５２の間に位置し、第１直列共振子１５１および第２直列共振子１５２よりも交差幅が大きい。図２１の弾性波装置１では、第３直列共振子１５３のテーパー角は、第１直列共振子１５１および第２直列共振子１５２のテーパー角よりも小さくなっている。
　複数の弾性波共振子１００のいずれかが複数の直列分割共振子に直列分割されており、少なくとも１つの直列分割共振子が複数の並列分割共振子に並列分割されていてもよい。図２２に、２つの直列分割共振子１６０に直列分割され、かつ、２つの並列分割共振子１７０に並列分割されている弾性波装置１の一例を示す。
　通常、複数の弾性波共振子のいずれかを複数の直列分割共振子に直列分割すると、耐電力性は改善されるが、メンブレン部のサイズが大きくなるため、放熱性およびメンブレン部の強度が低下する場合がある。例えば、１つの弾性波共振子を２段に直列分割すると、メンブレン部のサイズは約４倍になる。図２２に示すように、少なくとも１つの直列分割共振子１６０を複数の並列分割共振子１７０に並列分割することで、並列分割しない場合と比べてメンブレン部２１のサイズを小さくすることができる。これにより、複数の弾性波共振子のいずれかを複数の直列分割共振子に直列分割した場合において、放熱性およびメンブレン部２１の強度の低下を抑制しつつ、直列分割することによる耐電力性改善効果を十分に得ることができる。
　２つの直列分割共振子１６０は、それぞれ独立した空洞部９を有している。一例として、２つの直列分割共振子１６０の空洞部９は、第１方向Ｚに沿った平面視において略矩形状を有しているが、これに限らず、略楕円形であってもよいし、一方が矩形状で他方が楕円形状であってもよい。これにより、各直列分割共振子１６０の耐電性を向上させることができる。なお、図２２の例に限らず、複数の弾性波共振子１００のいずれかが複数の直列分割共振子に直列分割されており、少なくとも２つの直列分割共振子がそれぞれ独立した空洞部９を有していればよい。
　図２３～図２６に、弾性波装置１の一例を電流が流れる方向と共に示す。図２３の弾性波装置１では、各弾性波共振子１００がＸＢＡＲ素子で構成されている。図２４～図２６の弾性波装置１では、各弾性波共振子１００がＢＡＷ素子で構成されている。このように、本開示の弾性波装置１において、弾性波共振子１００の数および配置、ＩＮ側の位置、ＯＵＴ側の位置、ＧＮＤの位置および数等は、任意に変更できる。
　弾性波共振子１００は、犠牲層を用いて空洞部９を形成する方法、または、支持基板１１０を裏面からエッチングする方法等の任意の方法を用いて製造できる。
　支持基板１１０は、例えば、支持部材８のみで構成されていてもよいし、支持部材８と、支持部材８上に設けられた絶縁層（接合層）７とを含むように構成されていてもよい。
　第１～第４の態様の弾性波装置に、本開示の弾性波共振子１００の構成の少なくとも一部を追加してもよいし、本開示の弾性波共振子１００に、第１～第４態様の弾性波装置の構成の少なくとも一部を追加してもよい。
　以上、図面を参照して本開示における種々の実施形態を詳細に説明したが、最後に、本開示の種々の態様について説明する。
　第１態様の弾性波装置は、
　複数の弾性波共振子を備え、
　前記複数の弾性波共振子の各々が、
　支持基板と、
　前記支持基板上に設けられた圧電体層と、
　前記圧電体層上に設けられた機能電極と
を含み、
　前記支持基板が、前記支持基板および前記圧電体層の積層方向である第１方向において前記機能電極の一部と重なる位置に設けられた空洞部を有し、
　前記空洞部が、前記支持基板の前記圧電体層に対向する部分に位置する開口に接続されている、弾性波装置であって、
　前記複数の弾性波共振子が、第１共振子と、前記第１共振子よりも前記機能電極の交差幅が大きい第２共振子とを含み、
　前記第１方向および前記弾性波共振子内で電流の流れる方向である第２方向に沿った断面において、前記空洞部における前記開口の前記第２方向の一端に接続されている部分を構成する前記支持基板と前記圧電体層とが成す角をテーパー角とすると、前記第１共振子の前記テーパー角が前記第２共振子の前記テーパー角よりも大きい。
　第２態様の弾性波装置は、第１態様の弾性波装置において、
　前記テーパー角が鋭角である。
　第３態様の弾性波装置は、第１態様の弾性波装置において、
　前記テーパー角が鈍角である。
　第４態様の弾性波装置は、第１態様～第３態様のいずれかの弾性波装置において、
　前記機能電極が、前記圧電体層の一方主面に設けられた上部電極と、前記圧電体層の他方主面に設けられた下部電極とを含む。
　第５態様の弾性波装置は、第４態様の弾性波装置において、
　前記圧電体層が、単結晶のニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含む。
　第６態様の弾性波装置は、第１態様～第５態様のいずれかの弾性波装置において、
　前記複数の弾性波共振子が、電気的に相互に直列接続された３以上の直列共振子を含み、
　前記３以上の直列共振子のうち、前記３以上の直列共振子の接続方向の一端に位置する直列共振子を第１直列共振子とし、前記接続方向の他端に位置する直列共振子を第２直列共振子と、前記接続方向における前記第１直列共振子および前記第２直列共振子の間に位置する直列共振子を第３直列共振子とすると、
　前記第３直列共振子は、前記第１直列共振子および前記第２直列共振子よりも前記交差幅が大きく、前記第３直列共振子の前記テーパー角は、前記第１直列共振子および前記第２直列共振子の前記テーパー角よりも小さい。
　第７態様の弾性波装置は、第１態様～第６態様のいずれかの弾性波装置において、
　前記第２共振子の前記機能電極の交差幅が２０μｍ～５０μｍである。
　第８態様の弾性波装置は、第１態様～第７態様のいずれかの弾性波装置において、
　前記複数の弾性波共振子のいずれかが複数の直列分割共振子に直列分割されており、少なくとも１つの前記複数の直列分割共振子が複数の並列分割共振子に並列分割されている。
　第９態様の弾性波装置は、第１態様～第８態様のいずれかの弾性波装置において、
　前記複数の弾性波共振子のいずれかが複数の直列分割共振子に直列分割されており、少なくとも２つの前記直列分割共振子がそれぞれ独立した前記空洞部を有する。
　第１０態様の弾性波装置は、第１態様～第９態様のいずれかの弾性波装置において、
　前記機能電極がＩＤＴ電極である。
　第１１態様の弾性波装置は、第１０態様の弾性波装置において、
　前記圧電体層が、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含み、
　前記ＩＤＴ電極が、前記第１方向および前記第２方向に交差する方向に対向する第１電極指および第２電極指を有し、
　前記第１電極指および前記第２電極指は隣り合う電極同士であり、
　前記圧電体層の厚みをｄ、前記第１電極指および前記第２電極指との中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である
　第１２態様の弾性波装置は、第１１態様の弾性波装置において、
　ｄ／ｐが０．２４以下である。
　第１３態様の弾性波装置は、第１１態様または第１２態様の弾性波装置において、
　前記第１方向に交差する方向において、前記第１電極指および前記第２電極指が重なり合っている領域である励振領域に対する、前記励振領域内の前記第１電極指および前記第２電極指の面積の割合であるメタライゼーション比ＭＲが、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たす。
　第１４態様の弾性波装置は、第１１態様～第１３態様のいずれかの弾性波装置において、
　前記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。
　（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）
　第１５態様の弾性波装置は、第１０態様～第１４態様のいずれかの弾性波装置において、
　前記圧電体層が、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含み、
　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。
　第１６態様の弾性波装置は、第１態様～第１０態様のいずれかの弾性波装置において、
　前記圧電体層が、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含み、
　板波を利用可能に構成されている。
　前記様々な実施形態または変形例のうちの任意の実施形態または変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせまたは実施例同士の組み合わせまたは実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態または実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
　本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

Claims (16)

  1. 　複数の弾性波共振子を備え、
    　前記複数の弾性波共振子の各々が、
    　支持基板と、
    　前記支持基板上に設けられた圧電体層と、
    　前記圧電体層上に設けられた機能電極と
    を含み、
    　前記支持基板が、前記支持基板および前記圧電体層の積層方向である第１方向において前記機能電極の一部と重なる位置に設けられた空洞部を有し、
    　前記空洞部が、前記支持基板の前記圧電体層に対向する部分に位置する開口に接続されている、弾性波装置であって、
    　前記複数の弾性波共振子が、第１共振子と、前記第１共振子よりも前記機能電極の交差幅が大きい第２共振子とを含み、
    　前記第１方向および前記弾性波共振子内の電流が流れる方向である第２方向に沿った断面において、前記空洞部における前記開口の前記第２方向の一端に接続されている部分を構成する前記支持基板と前記圧電体層とが成す角をテーパー角とすると、前記第１共振子の前記テーパー角が前記第２共振子の前記テーパー角よりも大きい、弾性波装置。
  2. 　前記テーパー角が鋭角である、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記テーパー角が鈍角である、請求項１に記載の弾性波装置。
  4. 　前記機能電極が、前記圧電体層の一方主面に設けられた上部電極と、前記圧電体層の他方主面に設けられた下部電極とを含む、請求項１～３のいずれかに記載の弾性波装置。
  5. 　前記圧電体層が、単結晶の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４に記載の弾性波装置。
  6. 　前記複数の弾性波共振子が、電気的に相互に直列接続された３以上の直列共振子を含み、
    　前記３以上の直列共振子のうち、前記３以上の直列共振子の接続方向の一端に位置する直列共振子を第１直列共振子とし、前記接続方向の他端に位置する直列共振子を第２直列共振子と、前記接続方向における前記第１直列共振子および前記第２直列共振子の間に位置する直列共振子を第３直列共振子とすると、
    　前記第３直列共振子は、前記第１直列共振子および前記第２直列共振子よりも前記交差幅が大きく、前記第３直列共振子の前記テーパー角は、前記第１直列共振子および前記第２直列共振子の前記テーパー角よりも小さい、請求項１～５のいずれかに記載の弾性波装置。
  7. 　前記第２共振子の前記機能電極の交差幅が２０μｍ～５０μｍである、請求項１～６のいずれかに記載の弾性波装置。
  8. 　前記複数の弾性波共振子のいずれかが複数の直列分割共振子に直列分割されており、少なくとも１つの前記直列分割共振子が複数の並列分割共振子に並列分割されている、請求項１～７のいずれかに記載の弾性波装置。
  9. 　前記複数の弾性波共振子のいずれかが複数の直列分割共振子に直列分割されており、少なくとも２つの前記直列分割共振子がそれぞれ独立した前記空洞部を有する、請求項１～８のいずれかに記載の弾性波装置。
  10. 　前記機能電極がＩＤＴ電極である、請求項１～９のいずれかに記載の弾性波装置。
  11. 　前記圧電体層が、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含み、
    　前記ＩＤＴ電極が、前記第１方向および前記第２方向に交差する方向に対向する第１電極指および第２電極指を有し、
    　前記第１電極指および前記第２電極指は隣り合う電極同士であり、
    　前記圧電体層の厚みをｄ、前記第１電極指および前記第２電極指との中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である、請求項１０に記載の弾性波装置。
  12. 　ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１１に記載の弾性波装置。
  13. 　前記第１方向に交差する方向において、前記第１電極指および前記第２電極指が重なり合っている領域である励振領域に対する、前記励振領域内の前記第１電極指および前記第２電極指の面積の割合であるメタライゼーション比ＭＲが、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たす、請求項１１または１２に記載の弾性波装置。
  14. 　前記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１１～１３のいずれか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）
  15. 　前記圧電体層が、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含み、
    　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１０～１４のいずれか１つに記載の弾性波装置。
  16. 　前記圧電体層が、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを含み、
    　板波を利用可能に構成されている、請求項１～１０のいずれか１つに記載の弾性波装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004173191A (ja) * 2002-11-22 2004-06-17 Fujitsu Media Device Kk フィルタ素子、それを有するフィルタ装置、分波器及び高周波回路
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