WO2025126972A1 - 弾性波装置 - Google Patents

Abstract

電気的特性の劣化を抑制することができる、弾性波装置を提供する。　本発明の弾性波装置１０は、支持基板３と、支持基板３上に設けられている中間層５と、中間層５上に設けられている圧電体層６と、圧電体層６上に設けられており、複数の電極指を有するＩＤＴ電極７とを備える。圧電体層６におけるＩＤＴ電極７が設けられている部分の厚みをｄ、隣り合う電極指同士の中心間距離をｐとしたときに、ｄ／ｐが０．５以下である。圧電体層６及び支持基板３の間に空洞部２ａが設けられている。空洞部２ａは、平面視においてＩＤＴ電極７と重なっている。弾性波装置１０は、少なくとも一部が支持基板３及び中間層５の間に設けられており、空洞部２ａ及び中間層５のうち少なくとも一方を挟み圧電体層６と対向している、窒化ケイ素膜４、アモルファスシリコン膜及び多結晶シリコン膜のうちいずれかの膜をさらに備える。

Description

弾性波装置

　本発明は、弾性波装置に関する。

　従来、弾性波装置が、携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。近年においては、下記の特許文献１に記載のような、厚み滑りモードのバルク波を用いた弾性波装置が提案されている。この弾性波装置においては、支持基板上に中間層が設けられている。中間層上に圧電層が設けられている。圧電層上に機能電極が設けられている。機能電極は複数対の電極指を有する。対となる電極指は圧電層上において互いに対向しており、かつ互いに異なる電位に接続される。上記電極指間に交流電圧を印加することにより、厚み滑りモードのバルク波を励振させている。

　中間層には凹部が設けられている。圧電層は該凹部を覆っている。これにより、圧電層及び支持基板の間に空間部が設けられている。空間部は、平面視において、機能電極と重なる部分に位置している。

国際公開第２０２２／２１０８０９号

　特許文献１においては、中間層の材料の例として酸化ケイ素が挙げられている。支持基板の材料の例としてＳｉが挙げられている。これらのような材料からなる支持基板及び中間層が積層されている場合、中間層に含まれる電荷や、支持基板の界面において界面準位に捕獲される電荷によって、低抵抗の層が形成されることがある。

　もっとも、特許文献１の弾性波装置においては、圧電層における機能電極が設けられている部分と、支持基板との間には、空洞部が設けられている。すなわち、厚み滑りモードのバルク波が生じる部分と、支持基板との間には、空洞部が設けられている。そのため、低抵抗の層が形成されたとしても、弾性波装置の電気的特性に対する影響は抑制されるとも考えられる。これに対して、本発明者は、空洞部が設けられている場合においてもなお、低抵抗の層が形成されることによって、弾性波装置の電気的特性が劣化するおそれがあることを見出した。

　本発明の目的は、電気的特性の劣化を抑制することができる、弾性波装置を提供することにある。

　本発明に係る弾性波装置は、支持基板と、前記支持基板上に設けられている中間層と、前記中間層上に設けられている圧電体層と、前記圧電体層上に設けられており、複数の電極指を有するＩＤＴ電極とを備え、前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分の厚みをｄ、隣り合う前記電極指同士の中心間距離をｐとしたときに、ｄ／ｐが０．５以下であり、前記圧電体層及び前記支持基板の間に空洞部が設けられており、前記空洞部が、平面視において前記ＩＤＴ電極と重なっており、少なくとも一部が前記支持基板及び前記中間層の間に設けられており、前記空洞部及び前記中間層のうち少なくとも一方を挟み前記圧電体層と対向している、窒化ケイ素膜、アモルファスシリコン膜及び多結晶シリコン膜のうちいずれかの膜をさらに備える。

　本発明に係る弾性波装置によれば、電気的特性の劣化を抑制することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態における弾性波共振子の模式的平面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る弾性波装置の模式的正面断面図である。 図４は、第１の比較例の弾性波装置の模式的正面断面図である。 図５は、第１の比較例における位相特性を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施形態の変形例における位相特性を示す図である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 図８は、ｄ／ｐと、弾性波共振子の比帯域との関係を示す図である。 図９は、弾性波共振子における比帯域と、規格化されたスプリアスの大きさとの関係を示す図である。 図１０は、ｄ／ｐ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。 図１１は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ_３のオイラー角（０°，θ，ψ）に対する比帯域のマップを示す図である。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

　なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

　図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。図１においては、後述するＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極を、矩形に２本の対角線を加えた略図により示す。図１以外の略図的正面断面図においても同様である。

　本実施形態の弾性波装置１０は、複数の共振子を有するフィルタ装置である。具体的には、弾性波装置１０の複数の共振子は、いずれも弾性波共振子１である。もっとも、これに限定されるものではない。弾性波装置１０の複数の共振子は、少なくとも１つの弾性波共振子１を含んでいればよい。

　なお、本発明に係る弾性波装置は、例えば、弾性波共振子を含む複数の共振子を有し、フィルタ装置の一部として用いられる素子であってもよい。あるいは、本発明に係る弾性波装置は、１つの弾性波共振子のみからなっていてもよい。

　以下において、弾性波装置１０の具体的な構成を説明する。図１に示すように、弾性波装置１０は、圧電性基板２と、複数のＩＤＴ電極７とを有する。圧電性基板２は圧電性を有する基板である。具体的には、圧電性基板２は、支持基板３と、窒化ケイ素膜４と、中間層５と、圧電体層６とを含む。支持基板３上に窒化ケイ素膜４が設けられている。窒化ケイ素膜４上に中間層５が設けられている。中間層５上に圧電体層６が設けられている。

　支持基板３は、本実施形態ではシリコン基板である。なお、支持基板３の材料はシリコンに限定されず、例えば、水晶やガラスなどを用いることもできる。中間層５は、本実施形態では酸化ケイ素層である。なお、中間層５の材料は酸化ケイ素に限定されず、例えば、酸化タンタルなどを用いることもできる。圧電体層６は、例えば、ＬｉＮｂＯ_３などのニオブ酸リチウム、またはＬｉＴａＯ_３などのタンタル酸リチウムからなる。本明細書において、ある部材がある材料からなるとは、弾性波装置の電気的特性が大きく劣化しない程度の微量な不純物が含まれる場合を含む。

　中間層５には、複数の空洞部２ａが設けられている。具体的には、各空洞部２ａは、中間層５に設けられた中空部である。空洞部２ａが設けられている部分においては、窒化ケイ素膜４及び圧電体層６は、中間層５及び空洞部２ａの双方を挟み互いに対向している。もっとも、空洞部２ａは、例えば、中間層５に設けられた凹部が、圧電体層６及び窒化ケイ素膜４のうち一方により塞がれていることによって構成されていてもよい。あるいは、空洞部２ａは、中間層５に設けられた貫通孔が、圧電体層６及び窒化ケイ素膜４の双方により塞がれていることによって構成されていてもよい。なお、空洞部２ａの一部は、貫通孔などにより、外部に接続されていてもよい。

　図１に示すように、空洞部２ａが設けられている部分においては、窒化ケイ素膜４及び圧電体層６は、中間層５及び空洞部２ａの双方を挟み互いに対向している。一方で、空洞部２ａが設けられていない部分においては、窒化ケイ素膜４及び圧電体層６は、中間層５を挟み互いに対向している。これらのように、本実施形態では、窒化ケイ素膜４及び圧電体層６は、少なくとも中間層５を挟み互いに対向している。

　もっとも、上記のように、空洞部２ａは、中間層５に設けられた貫通孔が、圧電体層６及び窒化ケイ素膜４の双方により塞がれていることによって構成されていてもよい。この場合、空洞部２ａが設けられている部分において、窒化ケイ素膜４及び圧電体層６は、中間層５を挟まず、空洞部２ａを挟み互いに対向している。本発明においては、窒化ケイ素膜４及び圧電体層６は、空洞部２ａ及び中間層５のうち少なくとも一方を挟み互いに対向していればよい。

　なお、本発明においては、窒化ケイ素膜４に相当する膜が、アモルファスシリコン膜であってもよく、あるいは、多結晶シリコン膜であってもよい。

　圧電体層６は第１の主面６ａ及び第２の主面６ｂを有する。第１の主面６ａ及び第２の主面６ｂは互いに対向している。第１の主面６ａ及び第２の主面６ｂのうち、第２の主面６ｂが支持基板３側に位置している。

　圧電体層６の第１の主面６ａに、複数のＩＤＴ電極７が設けられている。平面視において、複数のＩＤＴ電極７がそれぞれ、圧電性基板２における空洞部２ａと重なっている。本明細書において平面視とは、図１における上方に相当する方向から、圧電性基板２における各層としての、支持基板３及び圧電体層６などの積層方向に沿って見ることをいう。なお、図１においては、例えば、支持基板３側及び圧電体層６側のうち、圧電体層６側が上方である。さらに、本明細書において平面視は、主面対向方向から見ることと同義であるとする。主面対向方向とは、圧電体層６の第１の主面６ａ及び第２の主面６ｂが対向し合う方向である。より具体的には、主面対向方向は、例えば、第１の主面６ａの法線方向である。

　それぞれのＩＤＴ電極７は、別々の空洞部２ａと平面視において重なっている。なお、複数のＩＤＴ電極７が同じ空洞部２ａと平面視において重なっていてもよい。

　各弾性波共振子１は、圧電性基板２及びＩＤＴ電極７により構成されている。ＩＤＴ電極７の具体的な構成を、以下において説明する。

　図２は、第１の実施形態における弾性波共振子の模式的平面図である。なお、図２においては、後述する誘電体膜や配線を省略している。

　ＩＤＴ電極７は、１対のバスバーと、複数の電極指とを有する。１対のバスバーは、具体的には、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７である。第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７は互いに対向している。複数の電極指は、具体的には、複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９である。複数の第１の電極指１８の一端はそれぞれ、第１のバスバー１６に接続されている。複数の第２の電極指１９の一端はそれぞれ、第２のバスバー１７に接続されている。複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９は互いに間挿し合っている。第１の電極指１８及び第２の電極指１９は、互いに異なる電位に接続される。ＩＤＴ電極７は、単層の金属膜からなっていてもよく、あるいは、積層金属膜からなっていてもよい。

　以下においては、第１の電極指１８及び第２の電極指１９をまとめて、単に電極指と記載することがある。複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向とし、電極指延伸方向と直交する方向を電極指直交方向とする。

　弾性波共振子１は、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。より具体的には、電極指直交方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域であり、かつ隣り合う電極指同士の中心間の領域が、励振領域Ｃである。弾性波共振子１は複数の励振領域Ｃを含む。図２では、複数の励振領域Ｃのうち１つを一点鎖線により示している。ＩＤＴ電極７に交流電圧を印加することにより、各励振領域Ｃにおいて、厚み滑りモードのバルク波が励振される。なお、励振領域Ｃは、ＩＤＴ電極７の構成に基づいて定義される、圧電体層６の領域である。

　圧電体層６におけるＩＤＴ電極７が設けられている部分の厚みをｄ、隣り合う電極指同士の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である。これにより、厚み滑りモードのバルク波が好適に励振される。図１に示す各弾性波共振子１が、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。なお、複数の弾性波共振子１同士においては、所望の特性に応じて、ＩＤＴ電極７に係る設計パラメータや厚みｄなどが互いに異なっていてもよい。

　圧電体層６の第１の主面６ａには、複数の配線１３が設けられている。複数のＩＤＴ電極７同士は、配線１３により電気的に接続されている。複数の配線１３はそれぞれ、積層金属膜からなる。具体的には複数の配線１３はそれぞれ、第１の配線層１３ａ及び第２の配線層１３ｂを有する。圧電体層６の第１の主面６ａに第１の配線層１３ａが設けられている。第１の配線層１３ａ上に第２の配線層１３ｂが設けられている。なお、複数の配線１３における層数は２層に限定されない。複数の配線１３はそれぞれ、３層以上の積層金属膜からなっていてもよく、あるいは単層の金属膜からなっていてもよい。

　少なくとも１本の配線１３は、パッド部１４を含む。本実施形態では、パッド部１４は、圧電体層６の第１の主面６ａに直接的に設けられている。パッド部１４は、第２の配線層１３ｂからなる。なお、パッド部１４は、第１の配線層１３ａ及び第２の配線層１３ｂの積層金属膜からなっていてもよい。

　パッド部１４上に、パッド電極１５が設けられている。パッド電極１５上にはバンプ９が設けられている。バンプ９はＡｕからなる。もっとも、バンプ９の材料はＡｕに限定されない。あるいは、バンプ９の代わりに、導電性接着剤などが設けられていてもよい。

　なお、図示しない部分にも、少なくとも１箇所のパッド部１４、少なくとも１つのパッド電極１５及び少なくとも１つのバンプ９が設けられている。弾性波装置１０は、配線１３、パッド電極１５及びバンプ９を介して外部に電気的に接続される。

　圧電体層６の第１の主面６ａには、複数のＩＤＴ電極７を覆うように、誘電体膜８が設けられている。これにより、複数のＩＤＴ電極７が保護される。よって、複数のＩＤＴ電極７が破損し難い。本実施形態においては、誘電体膜８は、複数の配線１３における第１の配線層１３ａの一部を覆っている。もっとも、誘電体膜８は、第１の配線層１３ａに接触していなくともよい。誘電体膜８の材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素などを用いることができる。なお、誘電体膜８は必ずしも設けられていなくともよい。

　図１に示すように、空洞部２ａに至るように、圧電性基板２の一部及び誘電体膜８に貫通孔が設けられている。具体的には、中間層５における、空洞部２ａ及び圧電体層６の間の部分に貫通孔５ｃが設けられている。圧電体層６に貫通孔６ｃが設けられている。誘電体膜８に貫通孔８ｃが設けられている。貫通孔５ｃ、貫通孔６ｃ及び貫通孔８ｃが連通した貫通孔が、空洞部２ａに至っている。なお、弾性波装置１０における図示しない部分にも、同様に貫通孔が設けられている。これらの貫通孔は、弾性波装置１０の製造に際し、エッチングにより空洞部２ａを形成するために設けられている。もっとも、これらの貫通孔は、必ずしも設けられていなくともよい。

　本発明の特徴は、以下の構成を有することにある。１）圧電体層６及び支持基板３の間に空洞部２ａが設けられており、空洞部２ａが、平面視においてＩＤＴ電極７と重なっていること。２）窒化ケイ素膜４が、支持基板３及び中間層５の間に設けられており、かつ空洞部２ａ及び中間層５のうち少なくとも一方を挟み圧電体層６と対向していること。なお、窒化ケイ素膜４の代わりに、アモルファスシリコン膜または多結晶シリコン膜が設けられていてもよい。上記の構成によって、弾性波装置１０の電気的特性の劣化を抑制することができる。この詳細を、第１の実施形態の変形例と、第１の比較例とを比較することにより、以下において説明する。

　図３は、第１の実施形態の変形例に係る弾性波装置の模式的正面断面図である。図４は、第１の比較例の弾性波装置の模式的正面断面図である。

　図３に示す第１の実施形態の変形例に係る弾性波装置１０Ａは、２ポート型の弾性波共振子である。弾性波装置１０Ａにおいては、圧電性基板２Ａの積層構成は、第１の実施形態における圧電性基板２の積層構成と同じである。圧電性基板２Ａにおける圧電体層６の第１の主面６ａに、ＩＤＴ電極７Ａ及びＩＤＴ電極７Ｂが設けられている。ＩＤＴ電極７Ａ及びＩＤＴ電極７Ｂは、平面視において、空洞部２ａと重なっている。

　図４に示す第１の比較例は、窒化ケイ素膜４が設けられていない点において、第１の実施形態の変形例と異なる。第１の実施形態の変形例及び第１の比較例において、位相特性を比較した。

　図５は、第１の比較例における位相特性を示す図である。図６は、第１の実施形態の変形例における位相特性を示す図である。

　図５に示すように、第１の比較例では、１２５０ＭＨｚ以上、７５００ＭＨｚ以下において、位相が－９０°から大きく離れた値になっていることがわかる。これに対して、図６に示す第１の実施形態の変形例では、１２５０ＭＨｚ以上、７５００ＭＨｚ以下において、位相が－９０°に近い値であることがわかる。このように、本変形例においては、電気的特性の劣化が抑制されている。本変形例と同様に、図１に示す第１の実施形態の各弾性波共振子１においても、電気的特性の劣化を抑制することができる。

　図４に示す第１の比較例の弾性波装置では、平面視においてＩＤＴ電極７Ａ及びＩＤＴ電極７Ｂと重なっている部分には、空洞部２ａが設けられている。この場合、ＩＤＴ電極７Ａ及びＩＤＴ電極７Ｂと支持基板３との間における、電子の移動の経路が空洞部２ａにより遮断されている。そのため、厚み滑りモードのバルク波が励振される際などには、低抵抗の層が形成されたとしても、電気的特性に対する影響は抑制されるようにも考えられる。

　これに対して、本発明者は、低抵抗の層が形成されると、空洞部２ａに溜まった電荷が中間層５を介して移動することにより、弾性波共振子の電気的特性を劣化させるおそれがあることを見出した。すなわち、本発明者は、図５に示す第１の比較例の電気的特性の劣化は、上記の電荷の移動に起因することを見出した。そして、図１及び図３に示す第１の実施形態及びその変形例においては、支持基板３及び中間層５の間に、窒化ケイ素膜４が設けられている。それによって、支持基板３及び中間層５の間に低抵抗の層が形成されることを抑制することができる。これにより、弾性波装置の電気的特性の劣化を抑制することができる。

　加えて、図１に示す各弾性波共振子１では、ＩＤＴ電極７及び空洞部２ａが平面視において重なっていることにより、弾性波のエネルギーを圧電体層６側に効果的に閉じ込めることができる。従って、各弾性波共振子１において、Ｑ値を効果的に高くすることができる。第１の実施形態の変形例においても同様に、Ｑ値を効果的に高くすることができる。

　なお、窒化ケイ素膜４の代わりに、アモルファスシリコン膜または多結晶シリコン膜が設けられている場合にも、支持基板３及び中間層５の間に低抵抗の層が形成されることを抑制することができる。本発明においては、窒化ケイ素膜４、アモルファスシリコン膜及び多結晶シリコン膜のうちいずれかの膜が、支持基板３及び中間層５の間に設けられており、かつ空洞部２ａ及び中間層５のうち少なくとも一方を挟み圧電体層６と対向していればよい。それによって、電気的特性の劣化を抑制することができ、かつＱ値を効果的に高くすることができる。

　図７は、第２の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。

　本実施形態は、圧電性基板２２において、窒化ケイ素膜４が空洞部２２ａに面している点で第１の実施形態と異なる。本実施形態では、空洞部２２ａは、中間層５に設けられた凹部を塞ぐように、窒化ケイ素膜４が設けられていることにより構成されている。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置２０は第１の実施形態の弾性波装置１０と同様の構成を有する。

　第２の実施形態から窒化ケイ素膜４を除いた構成を想定した場合、ＩＤＴ電極７と平面視において重なっている部分では、支持基板３及び中間層５が積層されていない。本発明者は、このような場合においても、空洞部２ａに溜まった電荷が、該空洞部２ａに面している中間層５の部分を介して移動することにより、弾性波共振子の電気的特性を劣化させるおそれがあることを見出した。

　これに対して、第２の実施形態においては、窒化ケイ素膜４が、支持基板３及び中間層５の間に設けられており、かつ空洞部２ａ及び中間層５のうち少なくとも一方を挟み圧電体層６と対向している。それによって、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、弾性波装置２０の電気的特性の劣化を抑制することができる。加えて、Ｑ値を効果的に高くすることができる。

　以下において、本発明における好ましい構成を、図１を用いて説明する。もっとも、以下の好ましい構成は、第１の実施形態以外の本発明の構成にも適用することができる。

　窒化ケイ素膜４の応力が、－３００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下であることが好ましい。弾性波装置１０は、例えば、複数の弾性波素子が構成されたウエハを分割することによって得られる。ウエハが分割されて、複数の圧電性基板２となる。よって、弾性波装置１０を製造する際に用いられるウエハは、圧電性基板２と同様に、窒化ケイ素膜４を有する。そして、窒化ケイ素膜４の応力が上記の範囲内である場合には、ウエハの反りを抑制することができる。よって、弾性波装置１０の製造工程において、ウエハを好適に搬送することができ、生産性を高くすることができる。

　加えて、窒化ケイ素膜４の応力が－３００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下である場合には、弾性波装置１０全体において応力を制御し易い。

　窒化ケイ素膜４の厚みが、３０ｎｍ以上、２５０ｎｍ以下であることが好ましい。それによって、窒化ケイ素膜４の応力をより確実に、－３００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下とすることできる。窒化ケイ素膜４の厚みが、５０ｎｍ以上、２５０ｎｍ以下であることがより好ましく、５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。この場合には、生産性をより確実に高くすることができる。加えて、弾性波装置１０全体において応力をより一層制御し易い。

　さらに、窒化ケイ素膜４自体の強度が高いため、窒化ケイ素膜４の厚みが上記の範囲内である場合には、支持基板３または支持基板３以外の厚みを薄くすることにより弾性波装置１０を低背化した場合にも、弾性波装置１０の強度を十分に高くすることができる。なお、窒化ケイ素膜４の膜中において、Ｓｉ／Ｎ組成比は、０．９５以上であることが望ましい。この場合、膜厚及び応力の制御が容易になる。ここで、Ｓｉ／Ｎ組成比とは、元素の組成比であって、ＳｉのＮに対する組成比である。

　第１の実施形態や第２の実施形態では、圧電体層６におけるＩＤＴ電極７が設けられている部分の厚みをｄ、隣り合う電極指同士の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下である。なお、ｄ／ｐが０．２４以下であることが好ましい。それによって、厚み滑りモードのバルク波がより好適に励振され、かつ弾性波共振子の比帯域の値を十分に大きくすることができる。比帯域は、共振周波数をｆｒ、反共振周波数をｆａとしたときに、（｜ｆａ－ｆｒ｜／ｆｒ）×１００［％］により表される。

　図８は、ｄ／ｐと、弾性波共振子の比帯域との関係を示す図である。

　図８から明らかなように、ｄ／ｐ＞０．５である場合には、比帯域は５％未満である。これに対して、ｄ／ｐ≦０．５である場合には、比帯域を５％以上にすることができる。よって、厚み滑りモードのバルク波の電気機械結合係数を大きくすることができる。ｄ／ｐ≦０．２４である場合には、比帯域を７％以上にすることができる。よって、厚み滑りモードのバルク波の電気機械結合係数を効果的に大きくすることができる。

　励振領域Ｃに対する、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。この場合には、弾性波共振子の比帯域の値が大きくなりすぎず、共振周波数及び反共振周波数の間においてスプリアスが生じることを抑制できる。この詳細を以下において示す。

　なお、本明細書では、励振領域Ｃに対する電極指のメタライゼーション比ＭＲは、平面視したときに、圧電体層６が電極指を構成する金属により被覆されている部分が、励振領域Ｃにおいて占める割合である。具体的には、平面視したときの、励振領域Ｃの面積に対する、励振領域Ｃ内における第１の電極指１８及び第２の電極指１９の面積の比が、メタライゼーション比ＭＲとなる。なお、励振領域Ｃ内に位置する電極指の幅が一定である場合には、励振領域Ｃ内に位置する電極指の幅の合計を、励振領域Ｃの電極指直交方向に沿う寸法により割ることによって、メタライゼーション比ＭＲを算出することもできる。なお、電極指の幅は、電極指の電極指直交方向に沿う寸法である。

　図９は、弾性波共振子における比帯域と、規格化されたスプリアスの大きさとの関係を示す図である。図９では、圧電体層の厚みや電極指の寸法を変化させることにより、比帯域を変化させる毎に、スプリアスの位相回転量を測定した結果を示す。なお、図９における規格化されたスプリアスの大きさは、具体的には、スプリアスのインピーダンスの位相回転量が、１８０°により規格化された値である。図９に示す結果は、ＺカットのＬｉＮｂＯ_３からなる圧電体層を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電体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Ｅにより囲まれている領域では、共振周波数及び反共振周波数の間における規格化されたスプリアスの大きさが、１．０となっている。弾性波共振子の比帯域が１７％を超えると、規格化された該スプリアスの大きさが、１．０以上となり得る。このことから、比帯域は１７％以下であることが好ましい。それによって、共振周波数及び反共振周波数の間におけるスプリアスを抑制することができる。

　図１０は、ｄ／ｐ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。図１０では、ｄ／ｐ及びメタライゼーション比ＭＲを異ならせる毎に、比帯域を算出した結果を示す。

　図１０中において、ハッチングを付して示した部分は、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、おおよそ破線Ｇにより表される。破線Ｇは、ＭＲ＝１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５により表される。そして、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５であることが好ましい。この場合には、比帯域を１７％以下とし易い。

　一方で、図１０中の一点鎖線Ｇ１により、ｄ／ｐの変化に対するメタライゼーション比ＭＲの変化の傾きが、破線Ｇの該傾きと同じであり、かつ全ての範囲において比帯域が１７％以下となる境界を示す。一点鎖線Ｇ１は、ＭＲ＝１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０５により表される。そして、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０５であることがより好ましい。この場合には、比帯域をより確実に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ＬｉＮｂＯ_３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）により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）

　圧電体層６を構成しているニオブ酸リチウムのオイラー角（φ，θ，ψ）が、上記式（１）、式（２）または式（３）の範囲にあることが好ましい。それによって、弾性波共振子の比帯域を十分に広くすることができる。圧電体層６がタンタル酸リチウムからなる場合も同様である。

　以下において、本発明に係る弾性波装置の形態の例をまとめて記載する。

　＜１＞支持基板と、前記支持基板上に設けられている中間層と、前記中間層上に設けられている圧電体層と、前記圧電体層上に設けられており、複数の電極指を有するＩＤＴ電極と、を備え、前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分の厚みをｄ、隣り合う前記電極指同士の中心間距離をｐとしたときに、ｄ／ｐが０．５以下であり、前記圧電体層及び前記支持基板の間に空洞部が設けられており、前記空洞部が、平面視において前記ＩＤＴ電極と重なっており、少なくとも一部が前記支持基板及び前記中間層の間に設けられており、前記空洞部及び前記中間層のうち少なくとも一方を挟み前記圧電体層と対向している、窒化ケイ素膜、アモルファスシリコン膜及び多結晶シリコン膜のうちいずれかの膜をさらに備える、弾性波装置。

　＜２＞前記窒化ケイ素膜を備え、前記窒化ケイ素膜の厚みが３０ｎｍ以上、２５０ｎｍ以下である、＜１＞に記載の弾性波装置。

　＜３＞前記窒化ケイ素膜を備え、前記窒化ケイ素膜の応力が－３００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下である、＜１＞または＜２＞に記載の弾性波装置。

　＜４＞前記中間層が酸化ケイ素層である、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。

　＜５＞前記支持基板がシリコン基板である、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。

　＜６＞ｄ／ｐが０．２４以下である、＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。

　＜７＞前記複数の電極指が延びている方向と直交する方向を電極指直交方向としたときに、隣り合う前記電極指同士が前記電極指直交方向において重なり合っている領域であり、かつ隣り合う前記電極指の中心間の領域が励振領域であり、前記励振領域に対する、前記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＞～＜６＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。

　＜８＞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からなり、前記圧電体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、＜１＞～＜７＞のいずれか１つ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）

１…弾性波共振子
２，２Ａ…圧電性基板
２ａ…空洞部
３…支持基板
４…窒化ケイ素膜
５…中間層
５ｃ…貫通孔
６…圧電体層
６ａ，６ｂ…第１，第２の主面
６ｃ…貫通孔
７，７Ａ，７Ｂ…ＩＤＴ電極
８…誘電体膜
８ｃ…貫通孔
９…バンプ
１０，１０Ａ…弾性波装置
１３…配線
１３ａ，１３ｂ…第１，第２の配線層
１４…パッド部
１５…パッド電極
１６，１７…第１，第２のバスバー
１８，１９…第１，第２の電極指
２０…弾性波装置
２２…圧電性基板
２２ａ…空洞部
Ｃ…励振領域

Claims (8)

1. 　支持基板と、
   　前記支持基板上に設けられている中間層と、
   　前記中間層上に設けられている圧電体層と、
   　前記圧電体層上に設けられており、複数の電極指を有するＩＤＴ電極と、
   を備え、
   　前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分の厚みをｄ、隣り合う前記電極指同士の中心間距離をｐとしたときに、ｄ／ｐが０．５以下であり、
   　前記圧電体層及び前記支持基板の間に空洞部が設けられており、前記空洞部が、平面視において前記ＩＤＴ電極と重なっており、
   　少なくとも一部が前記支持基板及び前記中間層の間に設けられており、前記空洞部及び前記中間層のうち少なくとも一方を挟み前記圧電体層と対向している、窒化ケイ素膜、アモルファスシリコン膜及び多結晶シリコン膜のうちいずれかの膜をさらに備える、弾性波装置。
2. 　前記窒化ケイ素膜を備え、
   　前記窒化ケイ素膜の厚みが３０ｎｍ以上、２５０ｎｍ以下である、請求項１に記載の弾性波装置。
3. 　前記窒化ケイ素膜を備え、
   　前記窒化ケイ素膜の応力が－３００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
4. 　前記中間層が酸化ケイ素層である、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
5. 　前記支持基板がシリコン基板である、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
6. 　ｄ／ｐが０．２４以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
7. 　前記複数の電極指が延びている方向と直交する方向を電極指直交方向としたときに、隣り合う前記電極指同士が前記電極指直交方向において重なり合っている領域であり、かつ隣り合う前記電極指の中心間の領域が励振領域であり、
   　前記励振領域に対する、前記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１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
8. 　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からなり、
   　前記圧電体層を構成しているニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムのオイラー角（φ，θ，ψ）が、以下の式（１）、式（２）または式（３）の範囲にある、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
   　（０°±１０°，０°～２０°，任意のψ）　　…式（１）
   　（０°±１０°，２０°～８０°，０°～６０°（１－（θ－５０）^２／９００）^１／２）　または　（０°±１０°，２０°～８０°，［１８０°－６０°（１－（θ－５０）^２／９００）^１／２］～１８０°）　　…式（２）
   　（０°±１０°，［１８０°－３０°（１－（ψ－９０）^２／８１００）^１／２］～１８０°，任意のψ）　　…式（３）

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