(57)【要約】  優れた特性を有し且つ製造が容易となる弾性表面波装置を実現する。弾性表面波装置（１０）は、ニオブ酸リチウムからなる圧電基板（１０１）を備える。圧電基板（１０１）の表面には、複数の溝（１１０）が配列形成されている。各溝（１１０）には、銅からなるＩＤＴ電極（１０２）が形成されている。ＩＤＴ電極（１０２）は、溝（１１０）に埋め込まれた第１の電極層（１０２ｉ）と圧電基板（１０１）の表面から突出する第２の電極層（１０２ｏ）からなる。第１の電極層（１０２ｉ）の規格化電極膜厚Ｄｉは１．０％以上１２．０％以下であり、第２の電極層（１０２ｏ）の規格化電極膜厚Ｄｏは１．０％以上９．０％以下である。ＩＤＴ電極（１０２）の全体の規格化電極膜厚Ｄは６．０％以上１３．０％以下である。
2012099083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に溝が形成されている圧電基板と、
前記溝内に位置している第１の電極層と、前記溝外に位置している第２の電極層とを有するＩＤＴ電極と、を備え、
前記圧電基板はニオブ酸リチウムからなり、
前記第１の電極層および前記第２の電極層は銅からなり、
電極膜厚を弾性表面波の波長によって規格化した値を規格化電極膜厚とした場合、
前記第２の電極層の規格化電極膜厚Ｄｏ、前記第１の電極層の規格化電極膜厚Ｄｉが、
１．０％≦Ｄｏ≦９．０％
且つ、１．０％≦Ｄｉ≦１２．０％
且つ、６．０％≦（Ｄｏ＋Ｄｉ）≦１３．０％
を満たす、弾性表面波装置。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性表面波装置であって、
前記圧電基板のオイラー角は、（φ＝０°±５°，８０°≦θ≦１１０°，ψ＝０°±５°）である、弾性表面波装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の弾性表面波装置であって、
前記圧電基板の溝は、前記表面から深くなるにしたがって開口面積が小さくなり、且つ前記表面に対する側面の角度αが、
５０°≦α≦７０°
である、弾性表面波装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の弾性表面波装置であって、
前記圧電基板上に前記ＩＤＴ電極を覆うように設けられた酸化ケイ素膜を備え、
該酸化ケイ素膜の前記圧電基板側と反対側の面が略平坦化されている、弾性表面波装置。
【請求項５】
請求項４に記載の弾性表面波装置であって、
前記酸化ケイ素膜の膜厚は、当該弾性表面波装置で伝搬する弾性表面波の波長によって規格化した規格化膜厚で５％から３５％までの範囲の膜厚である、弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電基板の表面にＩＤＴ電極を形成してなる弾性表面波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電基板の表面にＩＤＴ電極を形成してなる弾性表面波装置が各種考案されている。例えば、特許文献１では、圧電基板の表面に複数の電極指を厚み方向に沿って部分的に埋め込んだ弾性表面波装置が開示されている。【０００３】
特許文献１には、圧電基板の種類や電極指の材料について、各種既知のものを用いることが可能なことが記載されており、電極指が形成される溝の深さと電極指の膜厚の平坦度が規定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７０９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている電極指材料や溝の深さの条件においては、圧電基板および電極指の材料の組合せによって、弾性表面波装置としての各種特性、例えば比帯域、共振のＱ値、スプリアス特性等がばらつき、良好な特性を得られない場合も生じる。【０００６】
したがって、本発明の目的は、特定の材料の組合せにおいて、より優れた特性を有し且つ製造が容易となる弾性表面波装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、表面に溝が形成されている圧電基板と、溝内に位置している第１の電極層と、溝外に位置している第２の電極層とを有するＩＤＴ電極と、を備える弾性表面波装置に関する。圧電基板はニオブ酸リチウムからなる。第１の電極層と第２の電極層で構成されるＩＤＴ電極は銅または銅を主体とする金属、あるいは銅を主成分とする合金からなる。ＩＤＴ電極が、銅を主体とするとは、銅がＩＤＴ電極全体の５０重量％を超えることを意味する。そして、電極膜厚を弾性表面波の波長によって規格化した値を規格化電極膜厚とした場合に、第２の電極層の規格化電極膜厚をＤｏとし、第１の電極層の規格化電極膜厚をＤｉとして、次の（ｉ），（ｉｉ），（ｉｉｉ）の条件を満たすようにＩＤＴ電極が形成されている。【０００８】
（ｉ）１．０％≦Ｄｏ≦９．０％
（ｉｉ）１．０％≦Ｄｉ≦１２．０％
（ｉｉｉ）６．０％≦（Ｄｏ＋Ｄｉ）≦１３．０％
この構成とすることで、弾性波の音速を高くするとともに、弾性波の比帯域を広帯域に保持し、スプリアスを抑制することができる。【０００９】
また、この発明の弾性表面波装置では、圧電基板のオイラー角が（φ＝０°±５°，８０°≦θ≦１１０°，ψ＝０°±５°）であることが好ましい。【００１０】
この構成とすることで、スプリアスの要因となるレーリー波をより抑制することができる。【００１１】
また、この発明の弾性表面波装置では、圧電基板の溝は、表面から深くなるにしたがって開口面積が小さくなり、且つ表面に対する側面の角度αが、５０°≦α≦７０°であることが好ましい。【００１２】
この構成にすることで、弾性波の比帯域をさらに広帯域にすることができる。【００１３】
また、この発明の弾性表面波装置では、圧電基板上にＩＤＴ電極を覆うように設けられた酸化ケイ素膜を備え、酸化ケイ素膜の圧電基板側と反対側の面が略平坦化されていることが好ましい。【００１４】
この構成では、弾性表面波装置の周波数温度特性が改善される。【００１５】
また、この発明の弾性表面波装置では、酸化ケイ素膜の膜厚は、弾性表面波装置で伝搬する弾性表面波の波長によって規格化した規格化膜厚で５％から３５％までの範囲の膜厚であることが好ましい。【００１６】
この構成では、弾性表面波装置の周波数特性をより改善することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、特性が優れ、且つ製造が容易な弾性表面波装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る弾性表面波装置である１ポート共振子の平面図、側面断面図、および、側断面の部分拡大図である。
【図２】第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏと第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉとをパラメータとした音速の特性を示す図である。
【図３】規格化電極膜厚Ｄが６％、７％、８％の場合で、各規格化電極膜厚Ｄにおいてオイラー角のθを７０°から１１０°まで変化させた条件下での音速の変化を示すグラフである。
【図４】規格化電極膜厚Ｄが９％、１０％、１１％の場合で、各規格化電極膜厚Ｄにおいてオイラー角のθを７０°から１１０°まで変化させた条件下での音速の変化を示すグラフである。
【図５】規格化電極膜厚Ｄが１２％、１３％の場合で、各規格化電極膜厚Ｄにおいてオイラー角のθを７０°から１１０°まで変化させた条件下での音速の変化を示すグラフである。
【図６】第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏと第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚ＤｉとをパラメータとしたＳＨ波の比帯域の特性を示す図である。
【図７】規格化電極膜厚Ｄを１０％，８％，１２％とし、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏと第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉとの割合を変化させた場合において、励振される全弾性表面波エネルギーのうち、圧電基板１０１の表面を基準として深度方向へ１λ以内の範囲でのエネルギーの集中度の特性を示す図である。
【図８】本実施形態の構成と、電極１０２を全て埋め込んだ構造からなる比較例１と、電極１０２を表面に形成した構造からなる比較例２とをそれぞれ用いて、１ポートＳＡＷ共振子を形成した場合のインピーダンス特性を示す図である。
【図９】規格化電極膜厚Ｄを１０％とし、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏと第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉとの割合を変化させ、オイラー角のθを７０°から１１０°まで変化させた条件下でのレーリー波の比帯域の変化を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る他の構成からなる弾性表面波装置１０Ａの側面の部分拡大図である。
【図１１】圧電基板表面に形成された溝の側面に対する角度αおよびオイラー角のθをパラメータとして、ＳＨ波の比帯域の変化を示した特性図である。
【図１２】上層膜１０３を備える弾性表面波装置１０Ｂの側面の部分拡大図である。
【図１３】ＳｉＯ２膜の弾性表面波波長による規格化膜厚と周波数温度特性（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＴＣＦ）の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態に係る弾性表面波装置について、図を参照して説明する。図１（Ａ）は本実施形態の弾性表面波装置である１ポート共振子の平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ’側面の断面図であり、図１（Ｃ）は側断面の部分拡大図である。ただし、本発明における弾性表面波装置は１ポート共振子に限定されるものではなく、例えば弾性表面波フィルタ装置であってもよい。
【００２０】
弾性表面波装置１０は、平板状の圧電基板１０１を備える。圧電基板１０１は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）からなる。圧電基板１０１は、カット面および弾性波の伝搬方向がオイラー角表示で（０°，９０°、０°）となるように、いわゆるＹカットにより形成されている。
【００２１】
圧電基板１０１の上には、互いに間挿し合っている一対のくし歯電極を有するＩＤＴ電極１０２が形成されている。弾性表面波装置１０では、このＩＤＴ電極１０２において励振された弾性波が、圧電基板１０１の表面を弾性表面波として伝搬することにより弾性表面波装置１０の機能が実現されている。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態では、ＩＤＴ電極１０２は、第１の電極層１０２ｉ、第２の電極層１０２ｏとの積層体により構成されている。
【００２３】
さらに、第１の電極層１０２ｉは、圧電基板１０１の表面に形成された溝１１０内に形成されている。第１及び第２の電極層１０２ｉ、１０２ｏのそれぞれは、Ｃｕにより形成されている。
【００２４】
なお、第１及び第２の電極層１０２ｉ、１０２ｏは、主成分がＣｕであれば、Ｃｕ単体でなくてもよく、Ｃｕ合金であってもよい。ここで、主成分がＣｕであるとは、ＩＤＴ電極１０２の全体のうち、Ｃｕが５０重量％を超えるＩＤＴ電極をいうものとする。例えば、ＩＤＴ電極１０２が単一層の金属膜からなる場合には、ＣｕまたはＣｕを主成分とする合金からなる。Ｃｕを主成分とする合金とは、重量比を５０重量％を超える割合でＣｕを含む合金をいうものとする。また、圧電基板とＣｕの間にインターフェース層としてＴｉやＮｉ、ＮｉＣｒ、Ｔａなどがあってもよい。また、例えば上面側に周波数調整用のＣｕ以外の金属や絶縁膜があってもよいし、例えば、Ｃｕ／Ｔｉ／Ｃｕ／Ｔｉ／Ｃｕ／Ｔｉ…のような積層構造であっても主となる材料がＣｕであればよい。
【００２５】
ＩＤＴ電極１０２の形成間隔は、伝搬する弾性波の波長λに設定されている。なお、この波長λは、伝搬する弾性波の周波数と、後述する位相速度（音速）とによって決定される。
【００２６】
ＩＤＴ電極１０２は、弾性波の波長λの約１／４の幅で形成されている。
【００２７】
このような構成にすることにより、ＩＤＴ電極１０２の電極指が伸びる方向と直交する方向に沿って伝搬する、ＳＨ波を主体とする弾性表面波を励振させることができる。
【００２８】
さらに、ＩＤＴ電極１０２は、次に示す式１、式２、式３を満たす寸法の膜厚で形成されている。ここで、膜厚に関しては、ＩＤＴ電極１０２の実際に形成される平均的膜厚を弾性波の波長λで規格化した値（規格化電極膜厚（％））を用いる。また、ＩＤＴ電極１０２の圧電基板１０１から突出する部分である第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚をＤｏで示し、溝１１０に埋め込まれている部分である第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚をＤｉで示し、ＩＤＴ電極１０２の全膜厚をＤ（＝Ｄｏ＋Ｄｉ）で示す。
【００２９】
１．０％≦Ｄｏ≦９．０％        −（式１）
１．０％≦Ｄｉ≦１２．０％      −（式２）
６．０％≦Ｄ≦１３．０％        −（式３）
このような寸法で、ＩＤＴ電極１０２を形成することにより、以下に示すような効果が得られる。
【００３０】
なお、これら第１および第２の電極層１０２ｉ，１０２ｏは、第１の電極層１０２ｉに続けて第２の電極層１０２ｏを形成してもよいし、第１の電極層１０２ｉを形成した後、別工程によって第２の電極層１０２ｏを形成してもよい。本実施形態では、第１の電極層１０２ｉに続けて第２の電極層１０２ｏを形成している。すなわち、第１の電極層１０２ｉと第２の電極層１０２ｏは一体とされている。
【００３１】
図２は、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏと第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉとをパラメータとした音速の特性を示す図である。
【００３２】
また、図３から図５は、規格化電極膜厚Ｄを６％から１３％まで変化させ、各規格化電極膜厚Ｄにおいてオイラー角のθを７０°から１１０°まで変化させた条件下での音速の変化を示す図である。図３（Ａ）は規格化電極膜厚Ｄが６％の場合を示し、図３（Ｂ）は規格化電極膜厚Ｄが７％の場合を示し、図３（Ｃ）は規格化電極膜厚Ｄが８％の場合を示す。図４（Ａ）は規格化電極膜厚Ｄが９％の場合を示し、図４（Ｂ）は規格化電極膜厚Ｄが１０％の場合を示し、図４（Ｃ）は規格化電極膜厚Ｄが１１％の場合を示す。図５（Ａ）は規格化電極膜厚Ｄが１２％の場合を示し、図５（Ｂ）は規格化電極膜厚Ｄが１３％の場合を示す。なお、これらの特性は有限要素法によりシミュレーションした結果である。
【００３３】
図２から図５に示すように、上述の式（１），（２），（３）の条件を満たす膜厚の範囲では、音速２６００ｍ／ｓ以上を実現できる。特に、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏが１０％以下であれば、音速２８００ｍ／ｓ以上を実現できる。
【００３４】
このように、音速を高く設定できることで、周波数が同じであれば、音速が低い場合よりも波長λを大きくとることができる。すなわち、ＩＤＴ電極の形成ピッチを長くすることができる。これにより、製造歩留まりを向上できる。また、電極間のショート等による耐電力性や耐静電性の低下を防ぐことができ、信頼性の高いデバイスを製造することができる。
【００３５】
例えば、上述の条件で弾性表面波装置１を形成した場合、音速が２６００ｍ／ｓ以上であるので、２．６ＧＨｚの高周波を伝搬させるのに、波長λが１μｍすなわち電極１０２の幅が０．２５μｍ以上であればよい。特に、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏが１０％以下とすれば、音速が２８００ｍ／ｓ以上であるので、より高周波な２．８ＧＨｚの高周波信号を伝搬させるのに、波長λが１μｍすなわち電極１０２の幅が０．２５μｍ以上であればよい。
【００３６】
ここで、現在のＳＡＷデバイスの製造工程で一般的に利用されているｉ線やＫｒＦ線を用いたフォトリソグラフィでは、最も細い電極幅が０．２５μｍ（波長λを１μｍ）であるので、現在の一般的なＳＡＷデバイスの製造工程を用いて、上述のような高周波数用のＳＡＷデバイスを容易に製造することができる。
【００３７】
すなわち、ＳＡＷフィルタ等のＳＡＷデバイスに要求されている最も高い周波数帯域を使用するＵＭＴＳ−ＢＡＮＤ７（２．６ＧＨｚ）やＬＴＥ−ＢａｎｄＣｌａｓｓ１３（２．８ＧＨｚ）用の弾性表面波装置を、従来の一般的な製造工程で製造することができる。言い換えれば、従来であれば、特殊で高価な製造装置が必要であったが、本実施形態における弾性表面波装置によれば、これらの特殊装置を用いることなく製造することができる。また、このような高周波であっても、信頼性の高い弾性表面波装置を製造することができる。
【００３８】
なお、上述の図２、図３、図４、および図５に示すシミュレーション結果では、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏが０％の場合、および第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉが０％の場合が含まれている。言い換えれば、ＩＤＴ電極１０２が圧電基板１０１から突出していない場合、およびＩＤＴ電極１０２が圧電基板１０１の平板な表面上にのみ形成されている場合が含まれている。しかしながら、これらの条件では、次に示すような理由により、使用を制限する必要がある。
【００３９】
図６は、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏと第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚ＤｉとをパラメータとしたＳＨ波の比帯域の特性を示す図である。
【００４０】
比帯域は、弾性表面波装置の電気機械結合係数との相関があり、比帯域が広いほど電気機械結合係数が高くなる。比帯域とは、当該弾性表面波装置を用いた共振器において、反共振周波数と共振周波数の幅すなわち反共振周波数と共振周波数の差を共振周波数で除して規格化した帯域幅のことであり、比帯域が広いほど広帯域な弾性表面波装置を得ることができる。
【００４１】
図６に示すように、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏによることなく、第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉが０％の場合、第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉが１％以上の場合と比較して、比帯域が狭くなる。言い換えれば、圧電基板１０１の表面にＩＤＴ電極１０２を形成する構造では、ＩＤＴ電極１０２の少なくとも一部を圧電基板１０１の表面から所定量埋め込む構造よりも、比帯域が狭くなってしまう。したがって、第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉが１．０％以上の構成（１．０％≦Ｄｉ）、すなわちＩＤＴ電極１０２の少なくとも一部を圧電基板１０１の表面から所定量埋め込む構造を用いることで、より優れた特性の弾性表面波装置を実現することができる。特に、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏを１０％以下とすることで、上述の条件を含むどの膜厚の組合せであっても、ＳＨ波の比帯域を０．１８（１８％）にすることができる。これにより、さらに優れた特性の弾性表面波装置を実現することができる。
【００４２】
次に、図７は、規格化電極膜厚Ｄを１０％，８％，１２％とし、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏと第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉとの割合を変化させた場合において、後述の１ポートＳＡＷ共振子の反共振点で励振される全弾性表面波エネルギーのうち、圧電基板１０１の表面を基準として深度方向へ１λ以内の範囲でのエネルギーの集中度の特性を示す図である。図７（Ａ）は規格化電極膜厚Ｄが１０％の場合を示し、図７（Ｂ）は規格化電極膜厚Ｄが８％の場合を示し、図７（Ｃ）は規格化電極膜厚Ｄが１２％の場合を示す。
【００４３】
図７に示すように、規格化電極膜厚Ｄによることなく、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏが０％の場合、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏが１％以上の場合と比較して、大幅にエネルギー集中度が低くなる。すなわち、反共振点付近では圧電基板の深さ方向にエネルギーが漏れている状態であり、弾性表面波の伝搬損失が大きくなってしまう。特に、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏが１％以上の場合、エネルギー集中度が８０以上となり、表面波を効率良く得ることができる。
【００４４】
なお、図示していないが、規格化電極膜厚Ｄが６％以上１３％以下（６．０％≦Ｄ≦１３．０％）であれば、どの規格化電極膜厚Ｄであっても、同様の特性が得られる。
【００４５】
このように、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏが１％以上の構成（１．０％≦Ｄｏ）、すなわちＩＤＴ電極１０２の少なくとも一部を圧電基板１０１の表面から１％以上突出させる構造を用いることで、より優れた特性の弾性表面波装置を実現することができる。
【００４６】
図８は、本実施形態の構成と、ＩＤＴ電極１０２を全て埋め込んだ構造からなる比較例１と、ＩＤＴ電極１０２を表面に形成した構造からなる比較例２とをそれぞれ用いて、１ポートＳＡＷ共振子を形成した場合のインピーダンス特性を示す図である。なお、図８では、規格化電極膜厚Ｄが１０％の場合を示しており、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏが８％、第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉが２％の場合を、本実施形態の構成としている。
【００４７】
図８に示すように、ＩＤＴ電極１０２を全て埋め込んだ構造からなる比較例１では、ＳＨ波の反共振点の急峻度合いが悪い。これは、前述の通り、反共振点付近で弾性表面波のエネルギーの集中度が低く、圧電基板の深さ方向に漏洩しているためである。そのために、反共振点におけるインピーダンスが小さく、共振点と反共振点のインピーダンス比（極大および極小の幅）が小さくなり、特性が劣化する。
【００４８】
また、ＩＤＴ電極１０２を表面に形成した構造からなる比較例２では、レーリー波のレスポンスが非常に高く、レーリー波による共振及び反共振が大きく現れる。また、図３、図４、図５でも分かるように、本実施形態や比較例１と比べて周波数が大幅に低くなり、同じ周波数の共振子を形成する場合に、波長を短くしなければならず、製造の難易度が上がってしまう。また、反共振周波数と共振周波数との差である比帯域が狭くなり、広帯域な弾性表面波装置を実現できない。
【００４９】
これらに対して、本実施形態の構成では、レーリー波のレスポンスが殆ど無く、レーリー波による共振や反共振は生じない。また、比較例１に比べて、ＳＨ波の共振点および反共振点での極大および極小の幅を大きくとることができ、他のスプリアスの影響を受けることもない。また、比較例２に比べて、比帯域を広くでき、優れた共振特性を実現できる。
【００５０】
なお、図示しないが、規格化電極膜厚Ｄが６％以上１３％以下（６．０％≦Ｄ≦１３．０％）であって、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏおよび第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉが１％以上であれば、同様の特性が得られる。
【００５１】
このように、本実施形態に示す構成とすれば、十分な電気機械結合係数を有し、共振特性に優れ、レーリー波を含む各スプリアスを抑制した優れた特性の弾性表面波装置を実現することができる。
【００５２】
なお、上述の説明では、オイラー角のθが９０°の場合を主として説明したが、オイラー角のθを所定の角度範囲にしても同様の効果が得られ、特に次に示す角度範囲とすることで、良好な特性を得ることができる。
【００５３】
図９は、規格化電極膜厚Ｄを１０％とし、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏと第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉとの割合を変化させ、オイラー角のθを７０°から１１０°まで変化させた条件下でのレーリー波の比帯域の変化を示す図である。
【００５４】
図９に示すように、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏと第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉとの割合によることなく、オイラー角のθが８０°以上１１０°以下で、レーリー波の比帯域が極小になる。
【００５５】
なお、図９は規格化電極膜厚Ｄを１０％の場合を示しているが、上述の本実施形態の構成の条件を含む他の規格化電極膜厚Ｄであっても同様の効果が得られる。
【００５６】
したがって、上述の条件に加えて、オイラー角のθが８０°以上１１０°以下に設定することで、レーリー波のスプリアスをさらに抑圧し、より優れた特性の弾性表面波装置を実現することができる。
【００５７】
また、上述の説明では、溝１１０の側面およびＩＤＴ電極１０２の側面と圧電基板１０１の表面との成す角が９０°の場合を示したが、図１０に示すような溝１１０ＡおよびＩＤＴ電極１０２Ａを用いてもよい。
【００５８】
図１０は本実施形態に係る他の構成からなる弾性表面波装置１０Ａの側面の部分拡大図である。
【００５９】
本実施形態の他の構成からなる弾性表面波装置１０Ａは、溝１１０Ａの側面およびＩＤＴ電極１０２Ａの第１の電極層の側面が圧電基板１０１Ａの表面に対して９０°ではない角度αを成すように、形成されている。この際、溝１１０ＡおよびＩＤＴ電極１０２Ａは、圧電基板１０１Ａの表面位置での平面面積に対して底部（最深部）での平面面積が小さくなるように、角度αが設定されている。すなわち、図１０に示すように側面視して、ＩＤＴ電極１０２Ａの埋込側の側面と圧電基板１０１Ａの表面との電極１０２Ａの内側となる角度αが９０°未満である。特に、角度αが５０°以上７０°以下の場合、より優れた特性が得られる。
【００６０】
図１１は、角度αおよびオイラー角のθをパラメータとして、ＳＨ波の比帯域の変化を示した特性図である。図１１では、角度αを５０°以上９０°以下で設定し、オイラー角のθを８６°，８８°，９０°，９２°，９４°に設定している。図１１では、第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏが２％、第１の電極層１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉが８％の場合を示している。
【００６１】
図１１に示すように、オイラー角のθの値によることなく、角度αが５０°以上７０°以下の範囲で、ＳＨ波の比帯域が極大となり、７０°より高く９０°に近づくほど、比帯域が低下する。このような傾向は、図示しないが、上述のオイラー角のθが８０°以上１１０°以下のいずれの角度であっても、同様に生じる。
【００６２】
したがって、角度αを、５０°≦α≦７０°とすることで、他の角度よりもＳＨ波の比帯域を大きくでき、より優れた特性の弾性表面波装置を実現できる。
【００６３】
なお、上述の説明では、オイラー角のφおよびψについては、詳細に説明していないが、それぞれ±５°の範囲内、すなわち−５°≦φ≦＋５°、−５°≦ψ≦＋５°であれば、上述の効果を得ることができる。
【００６４】
また、ＩＤＴ電極を覆うように酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等からなる上層膜を形成してもよい。図１２は上層膜１０３を備える弾性表面波装置１０Ｂの側面の部分拡大図である。図１２に示すように、弾性表面波装置１０Ｂは、圧電基板１０１のＩＤＴ電極１０２が形成されている側の面に、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等からなる上層膜１０３が形成されている。このような構成とすることで、弾性表面波装置の周波数温度特性を改善することができる。
【００６５】
図１３は、ＳｉＯ２膜の弾性表面波波長による規格化膜厚と周波数温度特性（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＴＣＦ）の関係を示すグラフである。このグラフは、図１２に示した構造において、ＩＤＴ電極１０２の第２の電極層１０２ｏの規格化電極膜厚Ｄｏを６％とし、第１の電極１０２ｉの規格化電極膜厚Ｄｉを２％とし、圧電基板１０１をオイラー角（０°、９０°、０°）のニオブ酸リチウムとして、ＳｉＯ２膜（図１２の上層膜１０３に相当）の規格化膜厚を変化させて得られたＴＣＦをプロットした結果である。ここで、オイラー角やＩＤＴ電極の膜厚が上記条件以外であったとしても、本発明の開示範囲内であれば、図１３にみられる傾向と同様の結果が得られることは、確認されている。
【００６６】
図１３より明らかなように、ＳｉＯ２膜が大きくなるにつれて、ＴＣＦが改善されている。より望ましくは、ＳｉＯ２膜の規格化膜厚は、５％から３５％であるのがよい。この場合、ＳｉＯ２膜が形成されていない場合よりも弾性表面波装置のＴＣＦが改善される。
【００６７】
また、このＳｉＯ２膜の表面、すなわち圧電基板１０１側とは反対側の面は、略平坦化されていることが望ましい。この場合、ＳｉＯ２膜の表面に凹凸がほとんど存在しないため、所望でない弾性表面波の反射等が発生せず、弾性表面波装置の特性劣化を抑制することができる。
【００６８】
なお、ＳｉＯ２膜の上には周波数調整膜が形成されていてもよい。この周波数調整膜は、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮ）等からなる。また、ＩＤＴ電極とＳｉＯ２膜との間に、窒化ケイ素（ＳｉＮ）等からなる湿気混入防止用の膜、あるいはＩＤＴ電極を構成するＣｕの拡散防止用の膜が形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０，１０Ａ，１０Ｂ：弾性表面波装置、１０１：圧電基板、１０２，１０２Ａ：ＩＤＴ電極、１０２ｏ：第２の電極層、１０２ｉ：第１の電極層、１０３：上層膜、１１０，１１０Ａ：溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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