WO2023219170A1 - 弾性波装置及びフィルタ装置 - Google Patents

弾性波装置及びフィルタ装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023219170A1
WO2023219170A1 PCT/JP2023/017987 JP2023017987W WO2023219170A1 WO 2023219170 A1 WO2023219170 A1 WO 2023219170A1 JP 2023017987 W JP2023017987 W JP 2023017987W WO 2023219170 A1 WO2023219170 A1 WO 2023219170A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode fingers
electrode
wave device
elastic wave
piezoelectric layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/017987
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
翔 永友
淳司 山内
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
Publication of WO2023219170A1 publication Critical patent/WO2023219170A1/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

Definitions

  • the present disclosure relates to an elastic wave device and a filter device.
  • Patent Document 1 describes an elastic wave device.
  • the elastic wave device shown in Patent Document 1 includes an IDT electrode. In this case, unnecessary waves may occur and the frequency characteristics may deteriorate.
  • the present disclosure is intended to solve the above-mentioned problems, and aims to suppress the generation of unnecessary waves.
  • An elastic wave device includes: a support member having a space on one main surface; a piezoelectric layer provided on the one main surface of the support member; and a piezoelectric layer provided on at least one main surface of the piezoelectric layer. and a functional electrode provided so that at least a portion overlaps with the space when viewed from a first direction, which is the stacking direction of the piezoelectric layer, and the functional electrode includes a first bus bar and the first bus bar.
  • a second bus bar that faces the first bus bar in a second direction that intersects the first bus bar; a base end is connected to the first bus bar, and a distal end is provided in the second direction with respect to the first bus bar; and a plurality of second electrode fingers whose base ends are connected to the second bus bar and whose tips are provided in the second direction with respect to the second bus bar.
  • At least one electrode finger has a portion whose width changes linearly in the second direction; If the ratio of the width at the base end of the electrode finger to the minimum width between the base end of the at least one electrode finger and the tip of the at least one electrode finger is 1+ ⁇ :1 ⁇ , then The ⁇ of at least one electrode finger is 0.01 or more and 0.054 or less.
  • a filter device includes a plurality of resonators, and at least one resonator among the plurality of resonators is the elastic wave device.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the elastic wave device of the 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 taken along line II-II in FIG. 1A.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through a piezoelectric layer in a 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 the bulk wave of the thickness shear primary mode propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the elastic wave device of the 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 taken along line II-
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 6 shows that in the acoustic wave device of the first embodiment, when p is the distance between the centers of adjacent electrodes or the average distance between the centers, and d is the average thickness of the piezoelectric layer, d/2p and the resonator.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing an example in which a pair of electrodes are provided in the acoustic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 9 shows the fractional band of the elastic wave device of the first embodiment 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. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional band.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of fractional bands with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is brought as close to 0 as possible.
  • FIG. 12 is a partially cutaway perspective view for explaining the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing an example of the electrode structure of the acoustic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the impedance characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating the intensity index of unnecessary waves with respect to the value of ⁇ of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing the value of FoM ( Figure of Merit) with respect to the value of ⁇ of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating admittance characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • FIG. 18 is a schematic plan view showing an example of the electrode structure of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a schematic plan view showing an example of the electrode structure of the acoustic wave device according to the third embodiment.
  • FIG. 20 is a circuit diagram showing an example of a filter device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the elastic wave device of the 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 be made of LiTaO 3 .
  • the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is a Z cut in the first embodiment.
  • the cut angle of LiNbO 3 or LiTaO 3 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 a first main surface 2a and a second main surface 2b facing each other in the Z direction. Electrode fingers 3 and electrode fingers 4 are provided on the first main surface 2a.
  • the electrode finger 3 is an example of a "first electrode finger”
  • the electrode finger 4 is an example of a "second electrode finger”.
  • the plurality of electrode fingers 3 are a plurality of "first electrode fingers” connected to the first bus bar 5.
  • the plurality of electrode fingers 4 are a plurality of "second electrode fingers” connected to the second bus bar 6.
  • the plurality of electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 4 are inserted into each other.
  • an IDT (Interdigital Transducer) electrode including the electrode finger 3, the electrode finger 4, the first bus bar 5, and the second bus bar 6 is configured.
  • the electrode fingers 3 and 4 have a rectangular shape and have a length direction. In the direction orthogonal to this length direction, the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 adjacent to the electrode fingers 3 are opposed to each other.
  • 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 intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2. Therefore, it can be said that the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 adjacent to the electrode fingers 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 the Z direction (or the first direction)
  • the length direction of the electrode fingers 3 and 4 is the Y direction (or the second direction)
  • the electrode fingers 3 and 4 are referred to as the Y direction (or the second direction).
  • the direction orthogonal to each other is referred to as the X direction (or the third direction).
  • the length direction of the electrode fingers 3 and 4 may be replaced with the direction perpendicular to the length directions 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 be extended 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 electrode fingers 3 and 4 extend in FIGS. 1A and 1B. Then, a pair of adjacent electrode fingers 3 connected to one potential and electrode fingers 4 connected to the other potential are arranged in a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4. Multiple pairs are provided.
  • the electrode fingers 3 and 4 when the electrode fingers 3 and 4 are adjacent to each other, it does not mean that the electrode fingers 3 and 4 are arranged so as to be in direct contact with each other, but when the electrode fingers 3 and 4 are arranged with a gap between them. This refers to the case where the In addition, when the electrode fingers 3 and 4 are adjacent to each other, there are other electrodes between the electrode fingers 3 and 4 that are connected to the hot electrode or the ground electrode, including other electrode fingers 3 and 4. is not placed. This logarithm does not need to be an integer pair, and may be 1.5 pairs or 2.5 pairs.
  • the distance between the centers of the electrode fingers 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 electrode fingers 3 and 4 refers to the center of the width dimension of the electrode fingers 3 in a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3, and the center of the width dimension of the electrode fingers 3 in a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 4. This is the distance between the center of the width dimension of the electrode finger 4 in the direction shown in FIG.
  • the electrode fingers 3 and 4 when there are multiple electrode fingers 3 and at least one of the electrode fingers 4 (when the electrode fingers 3 and 4 are considered as one pair of electrode sets, there are 1.5 or more pairs of electrode sets), the electrode fingers 3.
  • the distance between the centers of the electrode fingers 4 refers to the average value of the distance between the centers of adjacent electrode fingers 3 and electrode fingers 4 among 1.5 or more pairs of electrode fingers 3 and electrode fingers 4.
  • the width of the electrode fingers 3 and 4 that is, the dimension in the opposing 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 fingers 3 in the direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and the length of the electrode fingers 4. This is the distance between the center of the dimension (width dimension) of the electrode finger 4 in the direction orthogonal to this direction.
  • a direction perpendicular to the length direction of the electrode fingers 3 and 4 is a 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 electrode fingers 3 and 4 and the polarization direction is 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 support substrate 8 and the intermediate layer 7 constitute a support member.
  • the intermediate layer 7 and the support substrate 8 have a frame-like shape, and have openings 7a and 8a, as shown in FIG. As a result, a space (air gap) 9 is formed.
  • the space portion may be provided only in the intermediate layer 7. That is, the intermediate layer 7 may have a recess. In this case, a space is formed by the recess.
  • the space 9 is provided so as not to hinder 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 with 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 laminated directly or indirectly on 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 such as silicon nitride, alumina, etc. in addition to silicon oxide.
  • the support substrate 8 is made of Si.
  • the plane orientation of the Si surface on the piezoelectric layer 2 side may be (100), (110), or (111).
  • Si has a high resistivity of 4 k ⁇ or more.
  • 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 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 electrode fingers 3, electrode fingers 4, first bus bar 5, and second bus bar 6 are made of an appropriate metal or alloy such as Al or AlCu alloy.
  • the electrode finger 3, the electrode finger 4, the first bus bar 5, and the second bus bar 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 electrode fingers 3 and the plurality of electrode fingers 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 is set to be 0.5 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 electrode fingers 3 and 4 are When there are 1.5 or more pairs of electrode fingers 4, the distance between the centers of adjacent electrode fingers 3 and 4 is the average distance between the centers of each adjacent electrode finger 3 and electrode finger 4.
  • the elastic wave device 1 of the first embodiment has the above configuration, even if the logarithms of the electrode fingers 3 and 4 are made smaller 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 cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating in a piezoelectric layer of a 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 the bulk wave of the thickness shear primary mode propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
  • FIG. 3A shows an elastic wave device as described in Patent Document 1, in which Lamb waves propagate through a piezoelectric layer.
  • waves propagate in the piezoelectric layer 201 as indicated by arrows.
  • the piezoelectric layer 201 has a first main surface 201a and a second main surface 201b, and the thickness direction connecting the first main surface 201a and the second main surface 201b is the Z direction.
  • the X direction is the direction in which the electrode fingers 3 and 4 of the IDT electrode are lined up.
  • the Lamb wave the wave propagates in the X direction as shown.
  • the piezoelectric layer 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 3 and 4 is decreased, the Q value decreases.
  • the vibration displacement is in the thickness sliding 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 pairs of electrodes 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 thickness shear primary mode is the first region 251 included in the excitation region C (see FIG. 1B) of the piezoelectric layer 2 and the first region 251 included in the excitation region C.
  • the second area 252 is the opposite.
  • FIG. 4 schematically shows a bulk wave when a voltage is applied between the electrode fingers 3 and 4 such 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 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 252 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second principal surface 2b.
  • the elastic wave device 1 at least one pair of electrodes consisting of an electrode finger 3 and an electrode finger 4 are disposed, but since the wave is not propagated in the X direction, 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 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
  • the electrode finger 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 an explanatory diagram showing an example of resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • the design parameters of the elastic wave device 1 that obtained the resonance characteristics shown in FIG. 5 are as follows.
  • Piezoelectric layer 2 LiNbO 3 with Euler angles (0°, 0°, 90°) Thickness of piezoelectric layer 2: 400 nm
  • Length of excitation region C (see Figure 1B): 40 ⁇ m Number of pairs of electrodes 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
  • 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 a 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 a "crossing region.”
  • the center-to-center distances of the electrode pairs consisting of the electrode fingers 3 and 4 were all made equal. That is, the electrode fingers 3 and the electrode fingers 4 were arranged at equal pitches.
  • d/p is 0.5 or less, more preferably 0. .24 or less. This will be explained with reference to FIG.
  • FIG. 6 shows d/2p and the resonator in the acoustic wave device of the first embodiment, where p is the distance between the centers of adjacent electrodes or the average distance between the centers, and d is the average thickness of the piezoelectric layer 2.
  • 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 electrode fingers 3 and 4. Furthermore, in the case of 1.5 or more pairs of electrodes, the average distance between the centers of adjacent electrode fingers 3 and 4 may be set to p.
  • the thickness d of the piezoelectric layer 2 if the piezoelectric layer 2 has thickness variations, a value obtained by averaging the thicknesses may be adopted.
  • FIG. 7 is a schematic 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 including electrode fingers 3 and electrode fingers 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.
  • excitation is an area where any of the adjacent electrode fingers 3 and electrode fingers 4 overlap when viewed in the direction in which they are facing each other. It is desirable that the metallization ratio MR of the adjacent electrode fingers 3 and 4 with respect to the region C satisfies MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075. In that case, spurious can be effectively reduced. This will be explained with reference to FIGS. 8 and 9.
  • FIG. 8 is a reference diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
  • 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.
  • This excitation region C refers to the electrode finger that overlaps the electrode finger 4 when the electrode finger 3 and the electrode finger 4 are viewed in a direction perpendicular to the length direction of the electrode finger 3 and the electrode finger 4, that is, in the opposite direction. 3, a region of the electrode finger 4 overlapping with the electrode finger 3, and a region between the electrode finger 3 and the electrode finger 4 where the electrode finger 3 and the electrode finger 4 overlap.
  • the area of the electrode fingers 3 and 4 in the excitation region C with respect to the area of the excitation region C becomes the metallization ratio MR. That is, the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallized portion to the area of the excitation region C.
  • the ratio of the metallized portion included in the entire excitation region C to the total area of the excitation region C may be taken as MR.
  • FIG. 9 shows the fractional band of the elastic wave device of the first embodiment 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. 9 shows the results when using the Z-cut piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3 , the same tendency occurs even when piezoelectric layers 2 having 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 electrode fingers 3, 4, etc., the spurious can be reduced.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional band.
  • various elastic wave devices 1 having different d/2p and MR were configured, 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 an explanatory diagram showing a map of fractional bands 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 regions where a fractional band of at least 5% or more can be obtained. When the range of the region is approximated, it becomes the range expressed 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 the elastic wave device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the outer periphery of the space 9 is indicated by a broken line.
  • the elastic wave device of the present disclosure may utilize plate waves.
  • the elastic wave device 301 includes reflectors 310 and 311.
  • the reflectors 310 and 311 are provided on both sides of the electrode fingers 3 and 4 of the piezoelectric layer 2 in the elastic wave propagation direction.
  • a Lamb wave as a plate wave is excited.
  • the reflectors 310 and 311 are provided on both sides, resonance characteristics due to Lamb waves as plate waves can be obtained.
  • the elastic wave devices 1 and 101 utilize bulk waves in the primary thickness shear mode.
  • the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 are adjacent electrodes, and the thickness of the piezoelectric layer 2 is d, and the center of the first electrode finger 3 and the second electrode finger 4 is When the distance between the two is p, d/p is set to be 0.5 or less. Thereby, even if the elastic wave device is downsized, the Q value can be increased.
  • the piezoelectric layer 2 is formed of lithium niobate or lithium tantalate.
  • the first main surface 2a or the second main 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 fingers 3 and the second electrode fingers 4 with a protective film.
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing an example of the electrode structure of the acoustic wave device according to the first embodiment.
  • the functional electrodes of the acoustic wave device 1A according to the first embodiment are IDT electrodes having electrode fingers 3A, 4A and bus bars 5, 6.
  • the functional electrode is provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2.
  • the ends of the electrode fingers 3A and 4A in the Y direction the end that is connected to the bus bars 5 and 6 is referred to as the base end, and the end that is not connected to the bus bars 5 and 6 is referred to as the tip. do.
  • the electrode fingers 3A and 4A have portions where the width changes linearly in the Y direction. In other words, there are portions of the electrode fingers 3A, 4A where the position in the Y direction and the width of the electrode fingers 3A, 4A have a linear relationship. In the first embodiment, all the electrode fingers 3A and 4A have a shape in which the width changes linearly in the Y direction. Moreover, the shape of the electrode fingers 3A and 4A is trapezoidal. That is, the shape of the electrode fingers 3A, 4A is such that the width changes linearly in the Y direction from the base end to the distal end. In the example of FIG.
  • the shape of the electrode fingers 3A, 4A is an isosceles trapezoid whose width decreases from the base end to the tip end when viewed in plan in the Z direction. That is, the shapes of the electrode fingers 3A and 4A are symmetrical in the X direction. Further, the width of the electrode fingers 3A, 4A is largest at the base end and smallest at the tip.
  • the width at the base end of the electrode fingers 3A, 4A is assumed to be W 1 (1+ ⁇ ), and the minimum width between the base end and the tip of the electrode fingers 3A, 4A is assumed to be W 1 (1 ⁇ ). That is, the ratio of the width at the base end of the electrode fingers 3A, 4A to the minimum width between the base end and the tip of the electrode fingers 3A, 4A is 1+ ⁇ :1 ⁇ . Moreover, W1 can be said to be the average length of the width at the base end of the electrode fingers 3A, 4A and the width at the tip of the electrode fingers 3A, 4A.
  • ⁇ is 0.001 or more and 0.054 or less, preferably 0.03 or more.
  • FoM is an index indicating the performance of an oscillator, and is the product of a coupling coefficient and a Q value.
  • the elastic wave device according to the first embodiment is not limited to what is shown in FIG. 13.
  • the shape of the electrode fingers 3A, 4A is an isosceles trapezoid shape, but is not limited to this, and may be a trapezoid shape that is not isosceles and whose width decreases from the base end to the tip end. good.
  • it is sufficient that at least one of the electrode fingers of the IDT electrode has a portion in which the width changes linearly in the Y direction.
  • the elastic wave device according to Comparative Example 1 is an elastic wave device in which ⁇ is 0. That is, the elastic wave device according to Comparative Example 1 is an elastic wave device in which the electrode fingers 3 and 4 have a rectangular shape and a constant width.
  • the elastic wave device according to the first embodiment is an elastic wave device in which all electrode fingers have an isosceles trapezoid shape, and the width decreases linearly from the base end to the tip end.
  • ⁇ is 0.05.
  • the elastic wave device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that ⁇ is 0.01.
  • the elastic wave device according to the third embodiment is the same elastic wave device as the first embodiment except that ⁇ is 0.03.
  • Example 4 The elastic wave device according to Example 4 is the same elastic wave device as Example 1 except that ⁇ is 0.027.
  • the elastic wave device according to Example 5 is the same elastic wave device as Example 1 except that ⁇ is 0.054.
  • Comparative example 2 The elastic wave device according to Comparative Example 2 is the same elastic wave device as Example 1, except that ⁇ is 0.108.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the impedance characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment. More specifically, it is a diagram showing unnecessary waves of the elastic wave devices according to Comparative Example 1 and Example 1. As shown in FIG. 14, in Example 1 in which the widths of electrode fingers 3A and 4A vary linearly in the Y direction, compared to Comparative Example 1 in which the widths of electrode fingers 3A and 4A are constant in the Y direction, The size of the unnecessary waves indicated by arrow B1 is suppressed. This shows that generation of unnecessary waves can be suppressed by linearly changing the widths of the electrode fingers 3A and 4A in the Y direction.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating the intensity index of unnecessary waves with respect to the value of ⁇ of the elastic wave device according to the first embodiment. More specifically, FIG. 15 is a graph showing the relationship between ⁇ and the value of the unnecessary wave intensity index dZ normalized by the unnecessary wave intensity index according to Comparative Example 1. As shown in FIG. 15, in Examples 1 to 3 in which ⁇ is 0.001 or more, the unnecessary wave intensity index d Z is smaller than in Comparative Example 1 in which ⁇ is 0. In Examples 2 and 3 where ⁇ is 0.03 or more, the intensity index dZ of unnecessary waves is less than half of Comparative Example 1 where ⁇ is 0. This shows that by setting ⁇ to 0.001 or more, the generation of unnecessary waves can be suppressed, and by setting ⁇ to 0.03 or more, the generation of unnecessary waves can be further suppressed.
  • FIG. 16 is a diagram showing the value of FoM (Figure of Merit) with respect to the value of ⁇ of the elastic wave device according to the first embodiment. More specifically, FIG. 16 is a graph showing the relationship between ⁇ and the FoM value normalized by the FoM value according to Comparative Example 1.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating admittance characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment. As shown in FIG. 16, in Examples 4 and 5 where ⁇ is 0.001 or more and 0.054 or less, compared to Comparative Example 1 where ⁇ is 0 and Comparative Example 2 where ⁇ is 0.054 or more, FoM is improving. Furthermore, as shown in FIG.
  • the elastic wave device includes a support member having the space 9 on one main surface, a piezoelectric layer 2 provided on one main surface of the support member, and at least one of the piezoelectric layers 2.
  • a functional electrode is provided on one main surface so that at least a portion thereof overlaps with the space 9 when viewed from the first direction, which is the lamination direction of the support member and the piezoelectric layer 2 .
  • the functional electrode has a proximal end connected to the first bus bar 5, a second bus bar 6 facing the first bus bar 5 in a second direction intersecting the first direction, and a base end connected to the first bus bar 5.
  • a plurality of first electrode fingers 3A each having a tip facing in a second direction with respect to the bus bar 3A, a base end connected to a second bus bar 6, and a tip facing in a second direction with respect to the second bus bar 6.
  • This is an IDT electrode having a plurality of second electrode fingers 4A.
  • At least one of the plurality of first electrode fingers 3A and the plurality of second electrode fingers 4A has a portion whose width changes linearly in the second direction.
  • the ratio of the width at the base end of at least one electrode finger to the minimum width between the base end of at least one electrode finger and the tip of at least one electrode finger is 1+ ⁇ :1 ⁇
  • the ⁇ of at least one electrode finger is 0.01 or more and 0.054 or less. This makes it possible to reduce the intensity index of unnecessary waves while suppressing FoM deterioration, thereby suppressing the generation of unnecessary waves.
  • ⁇ is 0.03 or more. This makes it possible to further reduce the intensity index of unnecessary waves, thereby further suppressing the generation of unnecessary waves.
  • all of the plurality of first electrode fingers 3A and the plurality of second electrode fingers 4A have a portion whose width changes linearly in the second direction. This makes it possible to further suppress the generation of unnecessary waves.
  • 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 adjacent first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4. This makes it possible to effectively excite bulk waves in the first-order thickness shear mode.
  • the piezoelectric layer 2 contains lithium niobate or lithium tantalate. Thereby, it is possible to provide an elastic wave device that can obtain good resonance characteristics.
  • the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of lithium niobate or lithium tantalate constituting the piezoelectric layer 2 fall within the range of the following formula (1), formula (2), or formula (3). be.
  • the fractional band can be reliably set to 17% or less.
  • it is configured to be able to utilize thickness-shear mode bulk waves. This makes it possible to provide an elastic wave device that increases the coupling coefficient and provides good resonance characteristics.
  • d/p is 0.24 or less, where d is the thickness of the piezoelectric layer 2 and p is the center-to-center distance between adjacent first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4. Thereby, the bulk wave of the thickness shear primary mode can be excited more effectively.
  • the excitation region is a region where adjacent first electrode fingers 3 and second electrode fingers 4 overlap when viewed in the opposing direction, a plurality of first electrode fingers 3 with respect to the excitation region And when the metallization ratio of the second electrode finger 4 is MR, MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075 is satisfied. Thereby, spurious can be effectively reduced.
  • it is configured such that plate waves can be used. Thereby, it is possible to provide an elastic wave device that can obtain good resonance characteristics.
  • FIG. 18 is a schematic plan view showing an example of the electrode structure of the elastic wave device according to the second embodiment.
  • the electrode fingers 3B and 4B have two or more portions 3Ba, 3Bb, 4Ba, and 4Bb whose widths change linearly in the Y direction. This is different from the first embodiment.
  • the electrode fingers 3B and 4B have portions 3Ba and 4Ba where the width becomes smaller from the base end to the tip, and portions 3Bb and 4Bb where the width becomes larger from the base end to the tip.
  • the shapes of the portions 3Ba, 4Ba, 3Bb, and 4Bb are isosceles trapezoids when viewed in plan in the Z direction. That is, the electrode fingers 3B and 4B have a hexagonal shape in which sides facing each other in the Y direction are parallel, and two angles between the base end and the tip end are angles larger than 180°. In this case, the width between the base end and the tip of the electrode fingers 3A, 4A is the smallest between the portions 3Ba, 4Ba and the portions 3Bb, 4Bb in the Y direction.
  • the electrode structure of the elastic wave device according to the second embodiment is not limited to the example shown in FIG. 18.
  • the electrode finger may consist of three or more parts whose width varies linearly in the Y direction.
  • the electrode finger has a first portion whose width decreases from the base end to the tip, and a portion whose width decreases from the base end to the tip, and the first portion and the taper and a second portion having a different degree.
  • only some of the electrode fingers may have two or more portions whose width changes linearly in the Y direction.
  • At least one electrode finger has portions 3Ba, 3Bb, 4Ba, 4Bb whose width changes linearly in the second direction. It has two or more. Even in this case, generation of unnecessary waves can be suppressed.
  • FIG. 19 is a schematic plan view showing an example of the electrode structure of the acoustic wave device according to the third embodiment.
  • the elastic wave device according to the third embodiment differs from the first embodiment in that the values of ⁇ of the electrode fingers 3C and 4C are different.
  • the width at the base end of the electrode finger 3C is W 1 (1+ ⁇ 1 )
  • the minimum width between the base end and the tip of the electrode finger 3A is W 1 (1 ⁇ 1
  • the width at the base end of the electrode finger 3C is W 1 (1 ⁇ 1 ).
  • the width at the base end of the electrode finger 4C is W 2 (1+ ⁇ 2
  • the minimum width between the base end and the tip of the electrode finger 4C is W 2 (1 ⁇ 2 )
  • ⁇ 1 and ⁇ 2 are different. There is.
  • the electrode structure of the acoustic wave device according to the third embodiment is not limited to the example shown in FIG. 19.
  • W 1 and W 2 may be the same.
  • W 1 may be greater than W 2 .
  • some of the electrode fingers may have different ⁇ s.
  • At least two of the plurality of first electrode fingers 3C and the plurality of second electrode fingers 4C have a width that is linear in the second direction. ⁇ of at least two electrode fingers are different from each other. Even in this case, generation of unnecessary waves can be suppressed.
  • FIG. 20 is a circuit diagram showing an example of a filter device according to the fourth embodiment.
  • the filter device F according to the fourth embodiment includes the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the filter device F is a filter having a plurality of resonators connected to each other.
  • the filter device F includes series arm resonators SR1 to SR4 inserted in series in a signal path (first path) from the input terminal IN to the output terminal OUT, and nodes on the first path.
  • This is a so-called ladder type filter that includes parallel arm resonators PR1 to PR4 inserted in a signal path (second path) between the filter and the ground.
  • One terminal of the series arm resonators SR1 to SR4 is electrically connected to the input terminal IN, and the other terminal is electrically connected to the output terminal OUT.
  • One terminal of the parallel arm resonators P1 to PR4 is electrically connected to the input terminal IN, and the other terminal is electrically connected to the ground.
  • the number of resonators in the filter device F according to FIG. 20 is merely an example. Further, the filter device F may be a filter other than a ladder type filter.
  • At least one of the series arm resonators SR1 to SR4 and the parallel arm resonators PR1 to PR4 is the elastic wave device according to the first embodiment. That is, at least one of the series arm resonators SR1 to SR4 and the parallel arm resonators PR1 to PR4 is a resonator having an IDT electrode, and the electrode finger of the IDT electrode is a resonator having an IDT electrode. has a portion where the width varies linearly in a direction perpendicular to the length direction. This makes it possible to suppress the generation of unnecessary waves, thereby improving filter characteristics.
  • the filter device F may include the elastic wave device according to the second embodiment or the third embodiment instead of the elastic wave device according to the first embodiment.
  • the filter device F includes a plurality of resonators (series arm resonators SR1 to SR4 and parallel arm resonators PR1 to PR4), and at least one of the plurality of resonators
  • the two resonators are elastic wave devices according to the first embodiment. This allows the elastic wave device to suppress the generation of unnecessary waves, thereby improving filter characteristics.
  • the present invention can also take the following configuration. ⁇ 1> a support member having a space on one main surface; a piezoelectric layer provided on the one main surface of the support member; a functional electrode provided on at least one main surface of the piezoelectric layer so that at least a portion thereof overlaps with the space when viewed from the first direction, which is the lamination direction of the support member and the piezoelectric layer;
  • the functional electrode has a base end connected to the first bus bar, a second bus bar that faces the first bus bar in a second direction intersecting the first direction, and a base end connected to the first bus bar.
  • An IDT electrode having a plurality of second electrode fingers provided, At least one of the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers has a portion whose width changes linearly in the second direction, The ratio of the width at the base end of the at least one electrode finger to the minimum width between the base end of the at least one electrode finger and the tip of the at least one electrode finger is 1+ ⁇ :1- ⁇ In this case, in the elastic wave device, ⁇ of the at least one electrode finger is 0.01 or more and 0.054 or less.
  • ⁇ 2> The elastic wave device according to ⁇ 1>, wherein the ⁇ is 0.03 or more.
  • ⁇ 3> The elastic wave device according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the at least one electrode finger has two or more portions whose width changes linearly in the second direction.
  • At least two of the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers have a portion whose width changes linearly in the second direction, The elastic wave device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein ⁇ of the at least two electrode fingers is different from each other.
  • the plurality of first electrode fingers and the plurality of second electrode fingers are any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein all electrode fingers have a portion whose width changes linearly in the second direction.
  • ⁇ 7> The acoustic wave device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the piezoelectric layer contains lithium niobate or lithium tantalate.
  • ⁇ 12> The elastic wave device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, which is configured to be able to utilize plate waves.
  • ⁇ 13> Equipped with multiple resonators, A filter device in which at least one resonator among the plurality of resonators is an elastic wave device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 12>.

Landscapes

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

Abstract

不要波を抑制する。空間部を一方主面に有する支持部材と、支持部材の一方主面に設けられた圧電層と、圧電層の少なくとも一方の主面に、支持部材と圧電層の積層方向である第１方向から見て少なくとも一部が空間部と重なるように設けられた機能電極とを備える。機能電極は、第１のバスバーと、第２のバスバーと、複数の第１電極指と、複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極と、を備える。複数の第１電極指及び複数の第２電極指のうち、少なくとも１本の電極指は、幅が第２方向について線形に変化する部分を有する。該少なくとも１本の電極指では、基端における幅と、基端と先端との間における最小の幅との比を１＋σ：１－σとした場合、σは、０．０１以上０．０５４以下である。

Description

弾性波装置及びフィルタ装置
　本開示は、弾性波装置及びフィルタ装置に関する。
　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に示す弾性波装置は、ＩＤＴ電極を備える。この場合、不要波が生じ、週数特性が劣化する可能性があった。
　本開示は、上述した課題を解決するものであり、不要波の発生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、空間部を一方主面に有する支持部材と、前記支持部材の前記一方主面に設けられた圧電層と、前記圧電層の少なくとも一方の主面に、前記支持部材と前記圧電層の積層方向である第１方向から見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た機能電極とを備え、前記機能電極は、第１のバスバーと、前記第１方向に交差する第２方向について前記第１のバスバーと対向する第２のバスバーと、前記第１のバスバーに基端が接続され、前記第１のバスバーに対して前記第２方向に先端が設けられる複数の第１電極指と、前記第２のバスバーに基端が接続され、前記第２のバスバーに対して前記第２方向に先端が設けられる複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極であり、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本の電極指は、幅が前記第２方向について線形に変化する部分を有し、前記少なくとも１本の電極指の基端における幅と、前記少なくとも１本の電極指の基端と前記少なくとも１本の電極指の先端との間における最小の幅との比を１＋σ：１－σとした場合、前記少なくとも１本の電極指のσは、０．０１以上０．０５４以下である。
　一態様に係るフィルタ装置は、複数の共振子を備え、前記複数の共振子のうち、少なくとも１つの共振子は、前記弾性波装置である。
　本開示によれば、不要波の発生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模式的な平面図である。 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電極構造の一例を示す模式的な平面図である。 図１４は、第１実施形態に係る弾性波装置のインピーダンス特性を説明する図である。 図１５は、第１実施形態に係る弾性波装置のσの値に対する不要波の強度指標を説明する図である。 図１６は、第１実施形態に係る弾性波装置のσの値に対するＦｏＭ（Ｆｉｇｕｒｅ　ｏｆ　Ｍｅｒｉｔ）の値を示す図である。 図１７は、第１実施形態に係る弾性波装置のアドミタンス特性を説明する図である。 図１８は、第２実施形態に係る弾性波装置の電極構造の一例を示す模式的な平面図である。 図１９は、第３実施形態に係る弾性波装置の電極構造の一例を示す模式的な平面図である。 図２０は、第４実施形態に係るフィルタ装置の一例を示す回路図である。
　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の主面２ａと、第２の主面２ｂとを有する。第１の主面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５と、第２のバスバー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５及び第２のバスバー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５及び第２のバスバー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の主面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。支持基板８と中間層７とで、支持部材を構成する。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。なお、空間部は中間層７のみに設けられていてもよい。すなわち、中間層７が凹部を有していてもよい。この場合、該凹部によって空間部が形成される。
　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の主面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の主面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５、第２のバスバー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５、第２のバスバー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の主面２０１ａと、第２の主面２０１ｂとがあり、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の主面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の主面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模式的な平面図である。弾性波装置１０１では、圧電層２の第１の主面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の主面２ａ又は第２の主面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電極構造の一例を示す模式的な平面図である。図１３に示すように、第１実施形態に係る弾性波装置１Ａの機能電極は、電極指３Ａ、４Ａと、バスバー５、６を有するＩＤＴ電極である。図１３の例では、機能電極は、圧電層２の第１の主面２ａに設けられる。以下の説明において、電極指３Ａ、４ＡのＹ方向の端部のうち、バスバー５、６に接続される方の端部を基端、バスバー５、６に接続されない方の端部を先端として説明する。
　図１３に示すように、電極指３Ａ、４Ａは、幅がＹ方向について線形に変化している部分がある。換言すれば、電極指３Ａ、４Ａには、Ｙ方向の位置と、電極指３Ａ、４Ａの幅とが線形性を有する関係となっている部分がある。第１実施形態では、全ての電極指３Ａ、４Ａは、幅がＹ方向について線形に変化している形状となっている。また、電極指３Ａ、４Ａの形状は台形である。すなわち、電極指３Ａ、４Ａの形状は、幅が基端から先端に亘ってＹ方向について線形に変化している形状である。図１３の例では、電極指３Ａ、４Ａの形状は、Ｚ方向に平面視して、基端から先端に向かって幅が小さくなっている等脚台形の形状となっている。すなわち、電極指３Ａ、４Ａの形状は、Ｘ方向で対称である。また、電極指３Ａ、４Ａの幅は、基端で最も大きく、先端で最も小さい。
　以下の説明では、電極指３Ａ、４Ａの基端における幅をＷ１（１＋σ）、電極指３Ａ、４Ａの基端と先端との間における最小の幅をＷ１（１－σ）とする。すなわち、電極指３Ａ、４Ａの基端での幅と、電極指３Ａ、４Ａの基端と先端との間における最小の幅との比は、１＋σ：１－σである。また、Ｗ１は、電極指３Ａ、４Ａの基端での幅と、電極指３Ａ、４Ａの先端での幅との平均の長さであるといえる。
　σは、０．００１以上０．０５４以下であり、０．０３以上であることが好ましい。これにより、ＦｏＭ（Ｆｉｇｕｒｅ　ｏｆ　Ｍｅｒｉｔ）を劣化させることなく、不要波の発生を抑制できる。ＦｏＭとは、発振器の性能を示す指標であって、結合係数とＱ値との積である。
　以上、第１実施形態に係る弾性波装置の一例について説明したが、第１実施形態に係る弾性波装置は、図１３で示すものに限られない。例えば、電極指３Ａ，４Ａの形状は、等脚台形状であるが、これに限られず、等脚でない台形であって、基端から先端に向かって幅が小さくなっている形状であってもよい。また、ＩＤＴ電極の電極指のうち、少なくとも１本の電極指の幅がＹ方向について線形に変化する部分を有していればよい。
　以下、第１実施形態に係る実施例について説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限られるものではない。
　（比較例１）
　比較例１に係る弾性波装置は、σが０である弾性波装置である。すなわち、比較例１に係る弾性波装置は、電極指３、４の形状が矩形状であり、幅が一定である弾性波装置である。
　（実施例１）
　実施例１に係る弾性波装置は、全ての電極指の形状が等脚台形状であって、基端から先端に亘って幅が線形に小さくなっている弾性波装置である。実施例１では、σは０．０５である。
　（実施例２、３）
　実施例２に係る弾性波装置は、σが０．０１である他は、実施例１と同様の弾性波装置である。実施例３に係る弾性波装置は、σが０．０３である他は、実施例１と同様の弾性波装置である。
　（実施例４、５）
　実施例４に係る弾性波装置は、σが０．０２７である他は、実施例１と同様の弾性波装置である。実施例５に係る弾性波装置は、σが０．０５４である他は、実施例１と同様の弾性波装置である。
　（比較例２）
　比較例２に係る弾性波装置は、σが０．１０８である他は、実施例１と同様の弾性波装置である。
　図１４は、第１実施形態に係る弾性波装置のインピーダンス特性を説明する図である。より詳しくは、比較例１及び実施例１に係る弾性波装置の不要波を示す図である。図１４に示すように、電極指３Ａ、４Ａの幅がＹ方向について線形に変化している実施例１では、電極指３Ａ、４Ａの幅がＹ方向について一定である比較例１と比べて、矢印Ｂ１で示す不要波の大きさが抑制されている。これにより、電極指３Ａ、４Ａの幅がＹ方向について線形に変化していることで、不要波の発生を抑制できることがわかる。以下の説明において、矢印Ｂ１で示す不要波のインピーダンスの最小値Ｚｍｉｎ（Ω）と最大値をＺｍａｘ（Ω）とした場合、最小値Ｚｍｉｎ（Ω）と最大値をＺｍａｘ（Ω）とのデシベルの差を不要波の強度指標ｄＺとして説明する。すなわち、ｄＺ＝ｌｏｇ１０（Ｚｍａｘ／Ｚｍｉｎ）である。
　図１５は、第１実施形態に係る弾性波装置のσの値に対する不要波の強度指標を説明する図である。より詳しくは、図１５は、σと、比較例１に係る不要波の強度指標で規格化した不要波の強度指標ｄＺの値との関係を示すグラフである。図１５に示すように、σが０．００１以上である実施例１から３では、σが０である比較例１と比べて、不要波の強度指標ｄＺが小さい。σが０．０３以上である実施例２、３では、不要波の強度指標ｄＺが、σが０である比較例１の半分以下である。これにより、σを０．００１以上にすることで、不要波の発生を抑制でき、σを０．０３以上にすることで、不要波の発生をより抑制できることがわかる。
　図１６は、第１実施形態に係る弾性波装置のσの値に対するＦｏＭ（Ｆｉｇｕｒｅ　ｏｆ　Ｍｅｒｉｔ）の値を示す図である。より詳しくは、図１６は、σと、比較例１に係るＦｏＭの値で規格化したＦｏＭの値との関係を示すグラフである。図１７は、第１実施形態に係る弾性波装置のアドミタンス特性を説明する図である。図１６に示すように、σが０．００１以上０．０５４以下である実施例４、５では、σが０である比較例１及びσが０．０５４以上である比較例２と比べて、ＦｏＭが向上している。また、図１７に示すように、σが０．００１以上０．０５４以下である実施例４、５では、σが０である比較例１と比べて、矢印Ｂ２で示す不要波の発生が抑制されている。これにより、σを０．００１以上０．０５４以下にすることで、ＦｏＭの劣化を抑制しつつ、不要波の発生を抑制できることがわかる。
　以上説明したように、第１実施形態に係る弾性波装置は、空間部９を一方主面に有する支持部材と、支持部材の一方主面に設けられた圧電層２と、圧電層２の少なくとも一方の主面に、支持部材と圧電層２の積層方向である第１方向から見て少なくとも一部が空間部９と重なるように設けられた機能電極とを備える。機能電極は、第１のバスバー５と、第１方向に交差する第２方向について第１のバスバー５と対向する第２のバスバー６と、第１のバスバー５に基端が接続され、第１のバスバーに対して第２方向に先端が設けられる複数の第１電極指３Ａと、第２のバスバー６に基端が接続され、第２のバスバー６に対して第２方向に先端が設けられる複数の第２電極指４Ａと、を有するＩＤＴ電極である。複数の第１電極指３Ａ及び複数の第２電極指４Ａのうち、少なくとも１本の電極指は、幅が第２方向について線形に変化する部分を有する。少なくとも１本の電極指の基端における幅と、少なくとも１本の電極指の基端と少なくとも１本の電極指の先端との間における最小の幅との比を１＋σ：１－σとした場合、少なくとも１本の電極指のσは、０．０１以上０．０５４以下である。これにより、ＦｏＭの劣化を抑制しつつ、不要波の強度指標を小さくできるので、不要波の発生を抑制できる。
　望ましい態様として、σは、０．０３以上である。これにより、不要波の強度指標をより小さくすることができるので、不要波の発生をより抑制できる。
　望ましい態様として、複数の第１電極指３Ａ及び複数の第２電極指４Ａは、全ての電極指が、幅が第２方向について線形に変化する部分を有する。これにより、不要波の発生をより抑制できる。
　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、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。
　（第２実施形態）
　図１８は、第２実施形態に係る弾性波装置の電極構造の一例を示す模式的な平面図である。図１８に示すように、第２実施形態に係る弾性波装置において、電極指３Ｂ、４Ｂは、幅がＹ方向について線形に変化する部分３Ｂａ、３Ｂｂ、４Ｂａ、４Ｂｂを２つ以上有する点で第１実施形態と異なる。図１８の例では、電極指３Ｂ、４Ｂは、基端から先端に向かって幅が小さくなっている部分３Ｂａ、４Ｂａと、基端から先端に向かって幅が大きくなっている部分３Ｂｂ、４Ｂｂを有する。部分３Ｂａ、４Ｂａ、３Ｂｂ、４Ｂｂの形状は、Ｚ方向に平面視して、等脚台形の形状となっている。すなわち、電極指３Ｂ、４Ｂは、Ｙ方向に対向する辺が平行であり、基端と先端との間にある２つの角が１８０°より大きい角となっている、六角形である。この場合、電極指３Ａ、４Ａの基端と先端との間における幅は、部分３Ｂａ、４Ｂａと部分３Ｂｂ、４ＢｂとのＹ方向の間で最小となる。
　なお、第２実施形態に係る弾性波装置の電極構造は図１８に示す例に限られない。例えば、電極指は、幅がＹ方向について線形に変化する３つ以上の部分からなるものであってもよい。例えば、電極指は、基端から先端に向かって幅が小さくなっている第１の部分と、基端から先端に向かって幅が小さくなっている部分であって、該第１の部分とテーパの度合いが異なる第２の部分と、を有するものであってもよい。例えば、複数の電極指のうち、一部の電極指のみが幅がＹ方向について線形に変化する２つ以上の部分を有していてもよい。
　以上説明したように、第２実施形態に係る弾性波装置において、少なくとも１本の電極指（電極指３Ｂ、４Ｂ）は、幅が第２方向について線形に変化する部分３Ｂａ、３Ｂｂ、４Ｂａ、４Ｂｂを２つ以上有する。この場合でも、不要波の発生を抑制できる。
　（第３実施形態）
　図１９は、第３実施形態に係る弾性波装置の電極構造の一例を示す模式的な平面図である。図１９に示すように、第３実施形態に係る弾性波装置において、電極指３Ｃと電極指４Ｃのσの値が異なる点で第１実施形態と異なる。図１９の例では、電極指３Ｃの基端における幅をＷ１（１＋σ１）、電極指３Ａの基端と先端との間における最小の幅をＷ１（１－σ１）、電極指４Ｃの基端における幅をＷ２（１＋σ２）、電極指４Ｃの基端と先端との間における最小の幅をＷ２（１－σ２）とした場合、σ１とσ２とが異なっている。
　なお、第３実施形態に係る弾性波装置の電極構造は図１９に示す例に限られない。例えば、Ｗ１とＷ２とが同じであってもよい。例えば、Ｗ１はＷ２より大きくてもよい。例えば、同じバスバーに接続された複数の電極指のうち、一部の電極指でσが異なっていてもよい。
　以上説明したように、第３実施形態に係る弾性波装置は、複数の第１電極指３Ｃ及び複数の第２電極指４Ｃのうち、少なくとも２本の電極指は、幅が第２方向について線形に変化する部分を有し、少なくとも２本の電極指のσは、互いに異なる。この場合でも、不要波の発生を抑制できる。
　（第４実施形態）
　図２０は、第４実施形態に係るフィルタ装置の一例を示す回路図である。第４実施形態に係るフィルタ装置Ｆは、第１実施形態に係る弾性波装置を含む。
　図２０に示すように、フィルタ装置Ｆは、互いに接続された複数の共振子を有するフィルタである。図２０の例では、フィルタ装置Ｆは、入力端子ＩＮから出力端子ＯＵＴまでの信号経路（第１経路）に、直列に挿入された直列腕共振子ＳＲ１～ＳＲ４と、第１経路上のノードとグランドとの間の信号経路（第２経路）に挿入された並列腕共振子ＰＲ１～ＰＲ４とを含む、いわゆるラダー型フィルタである。直列腕共振子ＳＲ１～ＳＲ４は、一方の端子が、入力端子ＩＮと電気的に接続され、他方の端子が出力端子ＯＵＴと電気的に接続される。並列腕共振子Ｐ１～ＰＲ４は、一方の端子が入力端子ＩＮと電気的に接続され、他方の端子がグランドと電気的に接続される。なお、図２０に係るフィルタ装置Ｆの共振子の数は、単なる一例である。また、フィルタ装置Ｆは、ラダー型フィルタ以外のフィルタであってもよい。
　第４実施形態では、フィルタ装置Ｆにおいて、直列腕共振子ＳＲ１～ＳＲ４及び並列腕共振子ＰＲ１～ＰＲ４のうち、少なくとも１つは、第１実施形態に係る弾性波装置である。すなわち、直列腕共振子ＳＲ１～ＳＲ４及び並列腕共振子ＰＲ１～ＰＲ４のうち、少なくとも１つの共振子は、ＩＤＴ電極を有する共振子であり、該ＩＤＴ電極の電極指は、少なくとも１本の電極指の幅が、長さ方向に直交する方向について線形に変化する部分を有する。これにより、不要波の発生を抑制できるので、フィルタ特性を向上できる。なお、フィルタ装置Ｆは、第１実施形態に係る弾性波装置に代えて、第２実施形態又は第３実施形態に係る弾性波装置を含んでいてもよい。
　以上説明したように、第４実施形態に係るフィルタ装置Ｆは、複数の共振子（直列腕共振子ＳＲ１～ＳＲ４及び並列腕共振子ＰＲ１～ＰＲ４）を備え、複数の共振子のうち、少なくとも１つの共振子は、第１実施形態に係る弾性波装置である。これにより、弾性波装置により不要波の発生を抑制できるので、フィルタ特性を向上できる。
　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。
　なお、本発明は以下の構成を取ることもできる。
＜１＞
　空間部を一方主面に有する支持部材と、
　前記支持部材の前記一方主面に設けられた圧電層と、
　前記圧電層の少なくとも一方の主面に、前記支持部材と前記圧電層の積層方向である第１方向から見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た機能電極と
　を備え、
　前記機能電極は、第１のバスバーと、前記第１方向に交差する第２方向について前記第１のバスバーと対向する第２のバスバーと、前記第１のバスバーに基端が接続され、前記第１のバスバーに対して前記第２方向に先端が設けられる複数の第１電極指と、前記第２のバスバーに基端が接続され、前記第２のバスバーに対して前記第２方向に先端が設けられる複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極であり、
　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本の電極指は、幅が前記第２方向について線形に変化する部分を有し、
　前記少なくとも１本の電極指の基端における幅と、前記少なくとも１本の電極指の基端と前記少なくとも１本の電極指の先端との間における最小の幅との比を１＋σ：１－σとした場合、前記少なくとも１本の電極指のσは、０．０１以上０．０５４以下である、弾性波装置。
＜２＞
　前記σは、０．０３以上である、＜１＞に記載の弾性波装置。
＜３＞
　前記少なくとも１本の電極指は、幅が前記第２方向について線形に変化する部分を２つ以上有する、＜１＞または＜２＞に記載の弾性波装置。
＜４＞
　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２本の電極指は、幅が前記第２方向について線形に変化する部分を有し、
　前記少なくとも２本の電極指のσは、互いに異なる、＜１＞から＜３＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
＜５＞
　前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指は、全ての電極指が、幅が前記第２方向について線形に変化する部分を有する、＜１＞から＜４＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
＜６＞
　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、＜１＞から＜５＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
＜７＞
　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、＜１＞から＜６＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
＜８＞
　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、＜７＞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）
＜９＞
　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、＜１＞から＜８＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
＜１０＞
　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、＜６＞から＜９＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
＜１１＞
　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、＜１＞から＜１０＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
＜１２＞
　板波を利用可能に構成されている、＜１＞から＜５＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
＜１３＞
　複数の共振子を備え、
　前記複数の共振子のうち、少なくとも１つの共振子は、＜１＞から＜１２＞のいずれか１つに記載の弾性波装置である、フィルタ装置。
１、１０１、３０１　弾性波装置
２　圧電層
２ａ　第１の主面
２ｂ　第２の主面
３、３Ａ～３Ｃ　電極指（第１電極指）
３Ｂａ、３Ｂｂ　部分
４、４Ａ～４Ｃ　電極指（第２電極指）
４Ｂａ、４Ｂｂ　部分
５　バスバー（第１のバスバー）
６　バスバー（第２のバスバー）
７　中間層
７ａ　開口部
８　支持基板
８ａ　開口部
９　空間部
２０１　圧電層
２０１ａ　第１の主面
２０１ｂ　第２の主面
２５１　第１領域
２５２　第２領域
３１０、３１１　反射器
Ｃ　励振領域（交差領域）
Ｆ　フィルタ装置
ＶＰ１　仮想平面

Claims (13)

  1. 　空間部を一方主面に有する支持部材と、
    　前記支持部材の前記一方主面に設けられた圧電層と、
    　前記圧電層の少なくとも一方の主面に、前記支持部材と前記圧電層の積層方向である第１方向から見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た機能電極と
    　を備え、
    　前記機能電極は、第１のバスバーと、前記第１方向に交差する第２方向について前記第１のバスバーと対向する第２のバスバーと、前記第１のバスバーに基端が接続され、前記第１のバスバーに対して前記第２方向に先端が設けられる複数の第１電極指と、前記第２のバスバーに基端が接続され、前記第２のバスバーに対して前記第２方向に先端が設けられる複数の第２電極指と、を有するＩＤＴ電極であり、
    　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本の電極指は、幅が前記第２方向について線形に変化する部分を有し、
    　前記少なくとも１本の電極指の基端における幅と、前記少なくとも１本の電極指の基端と前記少なくとも１本の電極指の先端との間における最小の幅との比を１＋σ：１－σとした場合、前記少なくとも１本の電極指のσは、０．０１以上０．０５４以下である、弾性波装置。
  2. 　前記σは、０．０３以上である、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記少なくとも１本の電極指は、幅が前記第２方向について線形に変化する部分を２つ以上有する、請求項１に記載の弾性波装置。
  4. 　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２本の電極指は、幅が前記第２方向について線形に変化する部分を有し、
    　前記少なくとも２本の電極指のσは、互いに異なる、請求項１に記載の弾性波装置。
  5. 　前記複数の第１電極指及び前記複数の第２電極指は、全ての電極指が、幅が前記第２方向について線形に変化する部分を有する、請求項１に記載の弾性波装置。
  6. 　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に記載の弾性波装置。
  7. 　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に記載の弾性波装置。
  8. 　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７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）
  9. 　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に記載の弾性波装置。
  10. 　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６に記載の弾性波装置。
  11. 　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に記載の弾性波装置。
  12. 　板波を利用可能に構成されている、請求項１に記載の弾性波装置。
  13. 　複数の共振子を備え、
    　前記複数の共振子のうち、少なくとも１つの共振子は、請求項１から１２のいずれか１項に記載の弾性波装置である、フィルタ装置。
PCT/JP2023/017987 2022-05-13 2023-05-12 弾性波装置及びフィルタ装置 WO2023219170A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202263341720P 2022-05-13 2022-05-13
US63/341,720 2022-05-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023219170A1 true WO2023219170A1 (ja) 2023-11-16

Family

ID=88730401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/017987 WO2023219170A1 (ja) 2022-05-13 2023-05-12 弾性波装置及びフィルタ装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023219170A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000183681A (ja) * 1998-12-14 2000-06-30 Seiko Epson Corp 弾性表面波装置
US20210067138A1 (en) * 2019-08-28 2021-03-04 Resonant Inc. Transversely-excited film bulk acoustic resonator with interdigital transducer with varied mark and pitch
WO2021060521A1 (ja) * 2019-09-27 2021-04-01 株式会社村田製作所 弾性波装置
US20210399710A1 (en) * 2020-06-18 2021-12-23 Resonant Inc. Transversely-excited film bulk acoustic resonators with electrodes having a second layer of variable width

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000183681A (ja) * 1998-12-14 2000-06-30 Seiko Epson Corp 弾性表面波装置
US20210067138A1 (en) * 2019-08-28 2021-03-04 Resonant Inc. Transversely-excited film bulk acoustic resonator with interdigital transducer with varied mark and pitch
WO2021060521A1 (ja) * 2019-09-27 2021-04-01 株式会社村田製作所 弾性波装置
US20210399710A1 (en) * 2020-06-18 2021-12-23 Resonant Inc. Transversely-excited film bulk acoustic resonators with electrodes having a second layer of variable width

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022239630A1 (ja) 圧電バルク波装置
US20240154595A1 (en) Acoustic wave device
US20230327634A1 (en) Acoustic wave device
US20230327636A1 (en) Acoustic wave device
US20230308072A1 (en) Acoustic wave device
US20230170873A1 (en) Acoustic wave device
WO2022210809A1 (ja) 弾性波装置
WO2023219170A1 (ja) 弾性波装置及びフィルタ装置
WO2023219167A1 (ja) 弾性波装置
WO2023171721A1 (ja) 弾性波装置
WO2023190370A1 (ja) 弾性波装置
WO2024029610A1 (ja) 弾性波装置
WO2023136293A1 (ja) 弾性波装置
WO2023224129A1 (ja) 弾性波装置
WO2024043345A1 (ja) 弾性波装置
WO2024043299A1 (ja) 弾性波装置
WO2023229049A1 (ja) 弾性波装置及びフィルタ装置
WO2023190654A1 (ja) 弾性波装置
WO2023058767A1 (ja) 弾性波装置
WO2023140331A1 (ja) 弾性波装置
US20230336140A1 (en) Acoustic wave device
WO2024034603A1 (ja) 弾性波装置
WO2024085127A1 (ja) 弾性波装置
WO2023191089A1 (ja) 弾性波装置
WO2023191070A1 (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: 23803644

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1