(57)【要約】  ＳＡＷ素子１は、基板３と、基板３の上面３ａに配置されたＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなるＩＤＴ電極５と、ＩＤＴ電極５の上面に配置された第１の膜９と、第１の膜９が配置されたＩＤＴ電極５および基板３のうちＩＤＴ電極５から露出する部分を覆い、基板３の上面３ａからの厚みｔがＩＤＴ電極５および第１の膜９の合計の厚みｅよりも大きい酸化珪素を主成分とする保護層１１と、を有する。第１の膜９は、ＩＤＴ電極５の材料（ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金）および酸化珪素よりも音響インピーダンスが大きく、かつＩＤＴ電極５の材料および酸化珪素よりも弾性波の伝搬速度が遅い材料を主成分とする。
2012090873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
該圧電基板の上面に位置しているＡｌを主成分とする電極と、
該電極の上面に位置している第１の膜と、
該第１の膜と前記圧電基板のうち前記電極から露出する部分とを覆い、前記圧電基板の上面からの厚みが前記電極および前記第１の膜の合計の厚みよりも大きい、酸化珪素を主成分とする絶縁層と、を備え、
前記第１の膜は、前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも音響インピーダンスが大きく、かつ前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも弾性波の伝搬速度が遅い材料を主成分とする、弾性波素子。
【請求項２】
前記第１の膜が、Ｔａ２Ｏ５、ＴａＳｉ２およびＷ５Ｓｉ２のいずれかを主成分とする、請求項１に記載の弾性波素子。
【請求項３】
前記圧電基板が、１２８°±１０°Ｙ−ＸカットのＬｉＮｂＯ３基板である、請求項２に記載の弾性波素子。
【請求項４】
前記第１の膜が、Ｔａ２Ｏ５を主成分とするものであり、該第１の膜の正規化厚みｔ／λが下記の式（１）の範囲にある、請求項３に記載の弾性波素子。
０．５７０６（Ｔ／λ）２−０．３８６７Ｔ／λ＋０．０９１３≦ｔ／λ≦Ｔ／λ−０．１…式（１）
ここで、Ｔ／λは絶縁層の正規化厚みであり、ｔは第１の膜の厚みであり、Ｔは絶縁層の厚みであり、λは弾性波の波長である。
【請求項５】
前記第１の膜が、ＴａＳｉ２を主成分とするものであり、該第１の膜の正規化厚みｔ／λが下記の式（２）の範囲にある、請求項３に記載の弾性波素子。
０．３９９５（Ｔ／λ）２−０．２６７５Ｔ／λ＋０．０６５７≦ｔ／λ≦Ｔ／λ−０．１…式（２）
ここで、Ｔ／λは絶縁層の正規化厚みであり、ｔは第１の膜の厚みであり、Ｔは絶縁層の厚みであり、λは弾性波の波長である。
【請求項６】
前記第１の膜が、Ｗ５Ｓｉ２を主成分とするものであり、該第１の膜の正規化厚みｔ／λが下記の式（３）の範囲にある、請求項３に記載の弾性波素子。
０．２９７８（Ｔ／λ）２−０．１９６６Ｔ／λ＋０．０４３３≦ｔ／λ≦Ｔ／λ−０．１…式（３）
ここで、Ｔ／λは絶縁層の正規化厚みであり、ｔは第１の膜の厚みであり、Ｔは絶縁層の厚みであり、λは弾性波の波長である。
【請求項７】
前記第１の膜の正規化厚みｔ／λによって変化する反共振周波数を有し、
前記第１の膜の正規化厚みｔ／λは、該正規化厚みｔ／λによって変化するストップバンドの上端の周波数が、前記反共振周波数よりも高い、請求項１に記載の弾性波素子。
【請求項８】
前記第１の膜が絶縁材料を主成分とする、請求項１または７に記載の弾性波素子。
【請求項９】
前記電極は、
弾性波の伝搬方向に交差する方向において互いに対向する第１バスバーおよび第２バスバーと、
前記第１バスバーから前記第２バスバー側へ延びた複数の第１電極指と、
前記第２バスバーから前記第１バスバー側へ延び、前記複数の第１電極指と互いに交差している複数の第２電極指と、
前記第１バスバーから前記第２バスバー側へ延び、先端が前記複数の第２電極指の先端に第１先端ギャップ部を介して対向する複数の第１ダミー電極と、
前記第２バスバーから前記第１バスバー側へ延び、先端が前記複数の第１電極指の先端に第２先端ギャップ部を介して対向する複数の第２ダミー電極と、を備え、
前記圧電基板の上面における前記複数の第１先端ギャップ部および前記複数の第２先端ギャップ部に位置しており、前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも音響インピーダンスが大きく、かつ前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも弾性波の伝搬速度が遅い絶縁材料を主成分とする第２の膜をさらに有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性波素子。
【請求項１０】
前記電極は、
弾性波の伝搬方向に交差する方向において互いに対向する第１バスバーおよび第２バスバーと、
前記第１バスバーから前記第２バスバー側へ延びた複数の第１電極指と、
前記第２バスバーから前記第１バスバー側へ延び、前記複数の第１電極指と互いに交差している複数の第２電極指と、
前記第１バスバーから前記第２バスバー側へ延び、先端が前記複数の第２電極指の先端に第１先端ギャップ部を介して対向する複数の第１ダミー電極と、
前記第２バスバーから前記第１バスバー側へ延び、先端が前記複数の第１電極指の先端に第２先端ギャップ部を介して対向する複数の第２ダミー電極と、を備え、
前記圧電基板の上面における前記複数の第１先端ギャップ部および前記複数の第２先端ギャップ部に位置しており、前記第１の膜と同一材料からなる第２の膜をさらに有する、請求項８に記載の弾性波素子。
【請求項１１】
前記圧電基板の上面のうち前記電極から露出する部分に位置しており、前記第１の膜と同一材料からなる第２の膜をさらに有する、請求項８に記載の弾性波素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の弾性波素子と、
該弾性波素子が取り付けられる回路基板と、を備える弾性波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）素子等の弾性波素子およびそれを用いた弾性波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電基板と、圧電基板の主面上に設けられたＩＤＴ（InterDigital Transducer）電極（励振電極）と、ＩＤＴ電極を覆う保護層とを有する弾性波素子が知られている（例えば特許文献１または２）。保護層は、例えば、ＳｉＯ２によって形成され、ＩＤＴ電極の腐食抑制、ＩＤＴ電極の特性の温度変化の補償等に寄与している。【０００３】
特許文献２では、上記のような保護層（ＳｉＯ２膜）を有する弾性波素子において、ＩＤＴ電極がＡｌまたはＡｌを主成分とする合金によって形成されると、十分な反射係数を得ることができないことを指摘している（段落０００９）。そして、ＩＤＴ電極をＡｌよりも密度の大きい金属または該金属を主成分とする合金によって形成することによって、比較的高い反射係数を得ることを提案している（請求項１等）。【０００４】
なお、反射係数に係る事項ではないが、特許文献１および２では、ＩＤＴ電極とＳｉＯ２膜との密着性を向上させるために、これらの間に密着層を形成することを提案している（特許文献１の段落００１１、特許文献２の段落０１０７）。特許文献１および２において、密着層は、ＳＡＷの伝搬に影響を及ぼさないように薄く形成されている。具体的には、密着層は、５０〜１００Å（特許文献１の段落０００９）もしくはＳＡＷの波長の１％以下（特許文献２の段落０１０８）とされている。【０００５】
上述のように、特許文献２では、Ａｌよりも密度が高い材料によってＩＤＴ電極を形成することを提案している。しかし、電気特性、加工容易性、材料費等の観点から、ＩＤＴ電極の材料としてＡｌもしくはＡｌを主成分とする合金の使用が望まれることがある。換言すれば、ＩＤＴ電極を形成する材料に対する制約を少なくして材料選択の自由度を向上させることが望まれることがある。従って、特許文献２とは別の方法によって、反射係数を高くする方法が提供されることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−２０４４９３号公報
【特許文献２】特開２００４−１１２７４８号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一実施態様に係る弾性波素子は、圧電基板と、該圧電基板の上面に位置しているＡｌを主成分とする電極と、該電極の上面に位置している第１の膜と、該第１の膜と前記圧電基板のうち前記電極から露出する部分とを覆い、前記圧電基板の上面からの厚みが前記電極および前記第１の膜の合計の厚みよりも大きい、酸化珪素を主成分とする絶縁層と、を備え、前記第１の膜は、前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも音響インピーダンスが大きく、かつ前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも弾性波の伝搬速度が遅い材料を主成分とする。
【０００８】
本発明の一実施態様に係る弾性波装置は、上記の弾性波素子と、前記弾性波素子が取り付けられる回路基板と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
上記の構成によれば、電極の上面に電極の材料および酸化珪素よりも音響インピーダンスが大きく、かつ電極の材料および酸化珪素よりも弾性波の伝搬速度が遅い材料からなる第１の膜を配置したことによって、電極が酸化珪素によって覆われている弾性波素子の反射係数を高くすることができ、温度補償特性および共振特性に優れた弾性波素子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷ素子の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ‐Ｉｂ線における断面図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｅ）は第１の実施形態に係るＳＡＷ素子の製造方法を説明する、図１（ｂ）に対応する断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は比較例および第１の実施形態のＳＡＷ素子の作用を説明する図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は電極指１本当たりの反射係数Γ１および電気機械結合係数Ｋ２を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は電極指１本当たりの反射係数Γ１および電気機械結合係数Ｋ２を示す他のグラフである。
【図６】電極指１本当たりの反射係数Γ１を示す他のグラフである。
【図７】図７（ａ）および図７（ｂ）は第１の膜の厚みの好ましい範囲の下限の求め方を説明する図である。
【図８】Ｔａ２Ｏ５からなる第１の膜の厚みの好ましい範囲の下限を示すグラフである。
【図９】ＴａＳｉ２からなる第１の膜の厚みの好ましい範囲の下限を示すグラフである。
【図１０】Ｗ５Ｓｉ２からなる第１の膜の厚みの好ましい範囲の下限を示すグラフである。
【図１１】Ｔａ２Ｏ５からなる第１の膜の厚みの好ましい範囲を示すグラフである。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷ装置を示す断面図である。
【図１３】図１３（ａ）および図１３（ｂ）は第２の実施形態に係るＳＡＷ素子の平面図および一部拡大斜視図である。
【図１４】図１４（ａ）〜図１４（ｇ）は図１３のＳＡＷ素子の製造方法を説明する図である。
【図１５】図１５（ａ）および図１５（ｂ）は第２の実施形態の作用を説明する斜視図である。
【図１６】図１６（ａ）および図１６（ｂ）は第３の実施形態に係るＳＡＷ素子の平面図および一部拡大斜視図である。
【図１７】図１７（ａ）および図１７（ｂ）は第４の実施形態に係るＳＡＷ素子の平面図および一部拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係るＳＡＷ素子およびＳＡＷ装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。また、第２の実施形態以降において、第１の実施形態の構成と同様もしくは類似する構成については、第１の実施形態と同様の符号を付して説明を省略することがある。
【００１２】
＜第１の実施形態＞
（ＳＡＷ素子の構成および製造方法）
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷ素子１の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。なお、ＳＡＷ素子１は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側（図１（ａ）の紙面手前側、図１（ｂ）の紙面上方）を上方として、上面、下面等の用語を用いるものとする。
【００１３】
ＳＡＷ素子１は、基板３と、基板３の上面３ａに設けられたＩＤＴ電極５および反射器７と、ＩＤＴ電極５および反射器７上に設けられた第１の膜９（図１（ｂ））と、上面３ａを第１の膜９の上から覆う保護層１１（図１（ｂ））とを有している。なお、ＳＡＷ素子１は、この他にも、ＩＤＴ電極５に信号の入出力を行うための配線等を有していてもよい。
【００１４】
基板３は、圧電基板によって構成されている。具体的には、例えば、基板３は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）単結晶，ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）単結晶等の圧電性を有する単結晶の基板によって構成されている。より好適には、基板３は、１２８°±１０°Ｙ−ＸカットのＬｉＮｂＯ３基板によって構成されている。基板３の平面形状および各種寸法は適宜に設定されてよい。一例として、基板３の厚み（ｚ方向）は、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍである。
【００１５】
ＩＤＴ電極５は、一対の櫛歯状電極１３を有している。各櫛歯状電極１３は、ＳＡＷの伝搬方向（ｘ方向）に延びるバスバー１３ａ（図１（ａ））と、バスバー１３ａから上記伝搬方向に直交する方向（ｙ方向）に伸びる複数の電極指１３ｂとを有している。２つの櫛歯状電極１３同士は、互いに噛み合うように（電極指１３ｂが互いに交差するように）設けられている。複数の電極指１３ｂは、そのピッチが、例えば、共振させたい周波数でのＳＡＷの波長λの半波長と同等となるように設けられている。
【００１６】
なお、図１等は模式図であり、実際には、これよりも多数の電極指を有する複数対の櫛歯状電極が設けられてよい。また、複数のＩＤＴ電極５が直列接続や並列接続等の方式で接続されたラダー型ＳＡＷフィルタが構成されてもよいし、複数のＩＤＴ電極５をＸ方向に沿って配置した２重モードＳＡＷ共振器フィルタ等が構成されてよい。また、複数の電極指の長さを異ならせることによって、アポダイズによる重み付けを行ってもよい。後述する第２の実施形態等のようにダミー電極が設けられてもよい。
【００１７】
ＩＤＴ電極５は、例えば、Ａｌを主成分とする材料（Ａｌ合金を含む）によって形成されている。Ａｌ合金は、例えば、Ａｌ−Ｃｕ合金である。なお、「Ａｌを主成分とする」とは、基本的にはＡｌを材料とするものであるが、ＳＡＷ装置１の製造過程等において自然に混入しうるＡｌ以外の不純物等が混ざった材料も含む。以下、主成分との表現を用いた場合も同様の意味である。ＩＤＴ電極５の各種寸法は、ＳＡＷ素子１に要求される電気特性等に応じて適宜に設定される。一例として、ＩＤＴ電極５の厚みｅ（図１（ｂ））は、１００ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００１８】
なお、ＩＤＴ電極５は、基板３の上面３ａに直接配置されていてもよいし、別の部材を介して基板３の上面３ａに配置されていてもよい。別の部材は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、あるいはこれらの合金等である。このようにＩＤＴ電極５を別の部材を介して圧電基板３の上面３ａに配置する場合は、別の部材の厚みはＩＤＴ電極５の電気特性に殆ど影響を与えない程度の厚み（例えば、Ｔｉの場合はＩＤＴ電極５の厚みの５％の厚み）に設定される。
【００１９】
反射器７は、ＩＤＴ電極５の電極指１３ｂのピッチと概ね同等のピッチの格子状に形成されている。反射器７は、例えば、ＩＤＴ電極５と同一の材料によって形成されるとともに、ＩＤＴ電極５と同等の厚みに形成されている。
【００２０】
第１の膜９は、ＩＤＴ電極５および反射器７の反射係数を高くするためのものである。第１の膜９は、例えば、ＩＤＴ電極５および反射器７の上面の全面に亘って設けられている。第１の膜９は、ＩＤＴ電極５および反射器７を構成する材料（ＡｌまたはＡｌ合金）、および、保護層１１を構成する材料（後述）とは音響インピーダンスが異なる材料を主成分とする材料によって構成されている。当該音響インピーダンスの相違は、ある程度以上であることが好ましく、例えば、１５ＭＲａｙｌ以上、より好ましくは２０ＭＲａｙｌ以上である。第１の膜９の好適な材料および第１の膜９の好適な厚みｔ（図１（ｂ））については後述する。
【００２１】
保護層１１は、例えば、基板３の上面３ａの概ね全面に亘って設けられており、第１の膜９が設けられたＩＤＴ電極５および反射器７を覆うとともに、上面３ａのうちＩＤＴ電極５および反射器７から露出する部分を覆っている。保護層１１の上面３ａからの厚みＴ（図１（ｂ））は、ＩＤＴ電極５および反射器７の厚みｅよりも大きく設定されている。例えば、厚みＴは、厚みｅよりも１００ｎｍ以上厚く、２００ｎｍ〜７００ｎｍである。
【００２２】
保護層１１は、絶縁性を有する材料を主成分とする材料からなる。また、保護層１１は、温度が上昇すると弾性波の伝搬速度が速くなるＳｉＯ２などの材料を主成分とする材料によって形成されており、これにより温度の変化による特性の変化を小さく抑えることができる。すなわち温度補償に優れた弾性波素子とすることができる。なお、基板３を構成する材料など、一般的な材料は、温度が上昇すると弾性波の伝搬速度は遅くなる。
【００２３】
また保護層１１の表面は、大きな凹凸がないようにしておくことが望ましい。圧電基板上を伝搬する弾性波の伝搬速度は保護層１１の表面の凹凸に影響を受けて変化するため、保護層１１の表面に大きな凹凸が存在すると、製造された各弾性波素子の共振周波数に大きなばらつきが生じることとなる。したがって、保護層１１の表面を平坦にしておけば、各弾性波素子の共振周波数が安定化する。具体的には、保護層１１の表面の平坦度を圧電基板上を伝搬する弾性波の波長の１％以下とすることが望ましい。
【００２４】
図２（ａ）〜図２（ｅ）は、ＳＡＷ素子１の製造方法を説明する、図１（ｂ）に対応する断面図である。製造工程は、図２（ａ）から図２（ｅ）まで順に進んでいく。なお、各種の層は、プロセスの進行に伴って形状等が変化するが、変化の前後で共通の符号を用いることがあるものとする。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、まず、基板３の上面３ａ上には、ＩＤＴ電極５および反射器７となる導電層１５、ならびに、第１の膜９となる付加層１７が形成される。具体的には、まず、スパッタリング法、蒸着法またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的気相堆積）法等の薄膜形成法によって、上面３ａ上に導電層１５が形成される。次に、同様の薄膜形成法によって、付加層１７が形成される。
【００２６】
付加層１７が形成されると、図２（ｂ）に示すように、付加層１７および導電層１５をエッチングするためのマスクとしてのレジスト層１９が形成される。具体的には、ネガ型もしくはポジ型の感光性樹脂の薄膜が適宜な薄膜形成法によって形成され、フォトリソグラフィー法等によって、ＩＤＴ電極５および反射器７等の非配置位置において薄膜の一部が除去される。
【００２７】
次に、図２（ｃ）に示すように、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）等の適宜なエッチング法によって、付加層１７および導電層１５のエッチングを行う。これによって、第１の膜９が設けられたＩＤＴ電極５および反射器７が形成される。その後、図２（ｄ）に示すように、適宜な薬液を用いることによって、レジスト層１９は除去される。
【００２８】
そして、図２（ｅ）に示すように、スパッタリング法もしくはＣＶＤ法等の適宜な薄膜形成法によって、保護層１１となる薄膜が形成される。この時点においては、保護層１１となる薄膜の表面には、ＩＤＴ電極５等の厚みに起因して凹凸が形成されている。そして、必要に応じて化学機械研磨等によって表面が平坦化され、図１（ｂ）に示すように、保護層１１が形成される。なお、保護層１１は、平坦化の前もしくは後において、後述するパッド３９（図１２）等を露出させるために、フォトリソグラフィー法等によって一部が除去されてもよい。
【００２９】
図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照して、比較例の作用を説明するとともに、第１の実施形態のＳＡＷ素子１の作用を説明する。
【００３０】
図３（ａ）は、第１の比較例のＳＡＷ素子１０１の作用を説明する断面図である。ＳＡＷ素子１０１は、第１の実施形態のＳＡＷ素子１において第１の膜９および保護層１１がない状態のものとなっている。
【００３１】
ＩＤＴ電極５によって基板３に電圧が印加されると、矢印ｙ１によって示すように、基板３の上面３ａ付近において、上面３ａに沿って伝搬するＳＡＷが誘起される。また、ＳＡＷは、矢印ｙ２によって示すように、電極指１３ｂと電極指間ギャップ部（互いに交差する電極指１３ｂ間の領域、電極指１３ｂの非配置領域）との境界において反射する。そして、矢印ｙ１およびｙ２で示すＳＡＷによって電極指１３ｂのピッチを半波長とする定在波が形成される。定在波は、当該定在波と同一周波数の電気信号に変換され、電極指１３ｂによって取り出される。このようにして、ＳＡＷ素子１は、共振子もしくはフィルタとして機能する。
【００３２】
しかし、ＳＡＷ素子１０１においては、その温度が上昇すると、基板３における弾性波の伝搬速度が遅くなり、また、電極指間ギャップ部が大きくなる。その結果、共振周波数が低くなり、所望の特性が得られないおそれがある。
【００３３】
図３（ｂ）は、第２の比較例のＳＡＷ素子２０１の作用を説明する断面図である。ＳＡＷ素子２０１は、第１の実施形態のＳＡＷ素子１において第１の膜９がない状態のものとなっている。換言すれば、第１の比較例のＳＡＷ素子１０１に保護層１１を付加したものとなっている。
【００３４】
ＳＡＷ素子２０１においては、保護層１１が設けられていることから、矢印ｙ３によって示すように、誘起されるＳＡＷは、基板３だけでなく、保護層１１においても伝搬する。ここで、上述のように、保護層１１は、温度が上昇すると弾性波の伝搬速度が速くなる材料、例えば、ＳｉＯ２等の酸化珪素によって形成されている。従って、基板３および保護層１１を伝搬するＳＡＷ全体としては、温度上昇による速度の変化が抑制されることになる。すなわち、保護層１１によって、温度上昇による基板３の特性変化が補償される。
【００３５】
しかし、ＩＤＴ電極５がＡｌもしくはＡｌ合金で形成され、保護層１１がＳｉＯ２で形成された場合においては、ＩＤＴ電極５と保護層１１とで音響的な性質が近似し、電極指１３ｂと電極指間ギャップ部との境界が音響的に曖昧になる。換言すれば、電極指１３ｂと電極指間ギャップ部との境界における反射係数が低下する。その結果、図３（ｂ）において図３（ａ）の矢印ｙ２よりも小さい矢印ｙ４によって示すように、ＳＡＷの反射波が十分に得られず、所望の特性が得られないおそれがある。
【００３６】
図３（ｃ）は、第１の実施形態のＳＡＷ素子１の作用を説明する断面図である。
【００３７】
ＳＡＷ素子１は、保護層１１を有していることから、第２の比較例のＳＡＷ素子２０１と同様に、温度特性の補償効果が得られる。また、ＳＡＷ素子１は、第１の膜９を有し、第１の膜９は、音響インピーダンスがＩＤＴ電極５および保護層１１の音響インピーダンスとある程度相違する材料によって形成されている。従って、電極指１３ｂと電極指間ギャップ部との境界位置における反射係数が高くなる。その結果、矢印ｙ２によって示すように、ＳＡＷの反射波を十分に得ることが可能となる。
【００３８】
（第１の膜の好適な材料および厚み）
以下、第１の膜９の好適な材料および厚みｔについて検討する。なお、以下の検討において、特に断りがない限り、基板３は１２８°Ｙ−ＸカットのＬｉＮｂＯ３基板であり、ＩＤＴ電極５はＡｌからなり、保護層１１はＳｉＯ２からなるものとする。
【００３９】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、電極指１３ｂの１本当たりの反射係数Γ１および電気機械結合係数Ｋ２を示すグラフである。
【００４０】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、シミュレーション計算によって得られたものである。計算条件は、以下のとおりである。なお、各種寸法は、ＳＡＷの波長λに対する比で示されている。
ＩＤＴ電極５の正規化厚みｅ／λ：０．０８
保護層１１の正規化厚みＴ／λ：０．２５
第１の膜９の正規化厚みｔ／λ：０．０１〜０．０５の範囲で変化させた。
第１の膜９の材料：ＷＣ、ＴｉＮ、ＴａＳｉ２
各材料の音響インピーダンス（単位はＭＲａｙｌ）：
ＳｉＯ２：１２．２    Ａｌ：１３．５
ＷＣ：１０２．５    ＴｉＮ：５６．０    ＴａＳｉ２：４０．６
【００４１】
図４（ａ）および図４（ｂ）において、横軸は第１の膜９の正規化厚みｔ／λを示している。図４（ａ）において縦軸は電極指１３ｂの１本当たりの反射係数Γ１を示している。図４（ｂ）において縦軸は電気機械結合係数Ｋ２を示している。
【００４２】
図４（ａ）および図４（ｂ）において、線Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ、第１の膜９がＷＣ、ＴｉＮおよびＴａＳｉ２からなる場合に対応している。図４（ａ）において、線ＬＳ１は、反射係数Γ１の一般的に好ましいとされる範囲の下限を示している。図４（ｂ）において、線ＬＳ２は、電気機械結合係数Ｋ２の一般的に好ましいとされる範囲の下限を示している。
【００４３】
これらの図より、第１の膜９が設けられることによって、電気機械結合係数Ｋ２を一般的に好ましいとされる範囲に留めつつ、反射係数Γ１を一般的に好ましいとされる範囲とすることが可能であることが確認された。
【００４４】
また、図４（ａ）より、第１の膜９の正規化厚みｔ／λが大きくなるほど、反射係数Γ１が高くなっていることが窺える。図４（ｂ）より、第１の膜９の正規化厚みｔ／λは、電気機械結合係数Ｋ２にほとんど影響を及ぼしていないことが窺える。ただし、第１の膜９の正規化厚みｔ／λが大きくなると、若干、電気機械結合係数Ｋ２は向上する。このような傾向は、いずれの材料によって第１の膜９が形成された場合においても生じている。
【００４５】
一般には、音波が伝搬する媒質間における音響インピーダンスの差が大きいほど反射波は大きい。しかし、ＴａＳｉ２（線Ｌ３）は、ＴｉＮ（線Ｌ２）に比較して、音響インピーダンスが小さく、ひいては、ＳｉＯ２との音響インピーダンスの差が小さいにも関わらず、反射係数Γ１が大きくなっている。以下では、この理由について検討する。
【００４６】
音響インピーダンスＺＳが互いに同一で、ヤング率Ｅおよび密度ρが互いに異なる種々の仮想材料によって第１の膜９を形成した場合（ケースＮｏ．１〜Ｎｏ．７）について、反射係数Γ１および電気機械結合係数Ｋ２を計算した。
【００４７】
計算条件は、以下のとおりである。
ＩＤＴ電極５の正規化厚みｅ／λ：０．０８
保護層１１の正規化厚みＴ／λ：０．３０
第１の膜９の正規化厚みｔ／λ：０．０３
第１の膜９の物性値：
ＺＳ          Ｅ            ρ
（ＭＲａｙｌ）（ＧＰａ）（１０３ｋｇ／ｍ３）
Ｎｏ．１：  ５０        １００        ２５．０
Ｎｏ．２：  ５０        ２００        １２．５
Ｎｏ．３：  ５０        ３００          ８．３３
Ｎｏ．４：  ５０        ４００          ６．２５
Ｎｏ．５：  ５０        ５００          ５．００
Ｎｏ．６：  ５０        ６００          ４．１７
Ｎｏ．７：  ５０        ７００          ３．５７
なお、ＺＳ＝√（ρＥ）である。
【００４８】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、上記の条件に基づいて計算した結果を示すグラフである。横軸は、Ｎｏ．を示し、縦軸は、電極指１３ｂの１本当たりの反射係数Γ１または電気機械結合係数Ｋ２を示している。線Ｌ５は計算結果を示している。
【００４９】
図５（ａ）において、反射係数Γ１は、音響インピーダンスＺＳが同一であっても、ヤング率Ｅが小さく、密度ρが大きいほど大きくなっている。また、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３における反射係数Γ１の変化率は、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．７における反射係数Γ１の変化率よりも大きくなっている。換言すれば、Ｎｏ．３付近において、臨界的意義を見出す余地がある。
【００５０】
このような反射係数Γ１の変化は、以下のように、第１の膜９を構成する材料の弾性波の伝搬速度の相違によって生じているものと考えられる。まず、導波路理論より、振動分布は弾性波の伝搬速度の遅い媒質の領域ほど大きくなる。一方、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７の仮想材料の弾性波の伝搬速度Ｖは、以下のようになる（単位はｍ／ｓ）。なお、Ｖ＝√（Ｅ／ρ）である。
Ｎｏ．１：  ２０００  Ｎｏ．２：  ４０００  Ｎｏ．３：  ６０００
Ｎｏ．３：  ８０００  Ｎｏ．４：１００００  Ｎｏ．６：１２０００
Ｎｏ．７：１４０００
【００５１】
従って、同等の音響インピーダンスの第１の膜９であっても、振動分布が第１の膜９に集中する弾性波の伝搬速度が遅い第１の膜９の方が、振動分布が周りに分散してしまう弾性波の伝搬速度が速い第１の膜９よりも、実効的に反射係数が高くなると考えられる。
【００５２】
また、ＳｉＯ２の弾性波の伝搬速度は５５６０ｍ／ｓ、Ａｌの弾性波の伝搬速度は５０２０ｍ／ｓである。従って、Ｎｏ．１および２の第１の膜９の弾性波の伝搬速度は、保護層１１およびＩＤＴ電極５の弾性波の伝搬速度よりも遅く、Ｎｏ．３〜７の第１の膜９の弾性波の伝搬速度は、保護層１１およびＩＤＴ電極５の弾性波の伝搬速度よりも速い。従って、上述したＮｏ．３付近における反射係数の変化率の変化も、弾性波の伝搬速度によって説明できる。
【００５３】
なお、図５（ａ）において、横軸を弾性波の伝搬速度とみなしたときのＳｉＯ２およびＡｌの弾性波の伝搬速度を線ＬＶ１およびＬＶ２によって示す。また、図５（ｂ）に示す電気機械結合係数Ｋ２については、ヤング率Ｅおよび密度ρが変化しても、大きな変化は生じず、好ましい範囲内に収まっている。
【００５４】
以上のとおり、第１の膜９は、保護層１１およびＩＤＴ電極５を形成する材料と音響インピーダンスが相違し、かつ保護層１１およびＩＤＴ電極５を形成する材料よりも弾性波の伝搬速度が遅い材料からなることが好ましい。なお、保護層１１およびＩＤＴ電極５を形成する材料よりも音響インピーダンスが小さい材料よりも、大きい材料の方が、保護層１１およびＩＤＴ電極５を形成する材料よりも弾性波の伝搬速度が遅いという条件を満たしやすく、材料の選定が容易である。
【００５５】
このような材料としては、例えば、Ｔａ２Ｏ５、ＴａＳｉ２、Ｗ５Ｓｉ２が挙げられる。これらの物性値（音響インピーダンスＺＳ、弾性波の伝搬速度Ｖ、ヤング率Ｅ、密度ρ）は、以下のとおりである。
ＺＳ          Ｖ        Ｅ            ρ
（ＭＲａｙｌ）（ｍ／ｓ）（ＧＰａ）（１０３ｋｇ／ｍ３）
Ｔａ２Ｏ５  ：３３．８    ４３５２    １４７      ７．７６
ＴａＳｉ２  ：４０．６    ４４３８    １８０      ９．１４
Ｗ５Ｓｉ２  ：６７．４    ４４６５    ３０１      １５．１
【００５６】
なお、図４（ａ）において例示したＷＣおよびＴｉＮは、保護層１１およびＩＤＴ電極５を形成する材料よりも弾性波の伝搬速度が遅いという条件を満たさない（ＷＣのＶ：６５０４ｍ／ｓ、ＴｉＮのＶ：１０７２１ｍ／ｓ）。
【００５７】
ＴａＳｉ２（図４（ａ）の線Ｌ３）よりも更に音響インピーダンスが保護層１１およびＩＤＴ電極５の音響インピーダンスに近いＴａ２Ｏ５（ＡｌおよびＳｉＯ２との音響インピーダンスの差が２０ＭＲａｙｌ程度）について反射係数を計算し、上記の材料に関する知見について確認を行った。
【００５８】
計算条件は、以下のとおりである。
ＩＤＴ電極５の正規化厚みｅ／λ：０．０８
保護層１１の正規化厚みＴ／λ：０．２７、０．３０または０．３３
第１の膜９の正規化厚みｔ／λ：０．０１〜０．０９の範囲で変化させた。
【００５９】
図６は上記の条件に基づいて計算した結果を示すグラフである。横軸および縦軸は図４（ａ）の縦軸および横軸と同様である。なお、線Ｌ７、Ｌ８およびＬ９は、それぞれ、保護層１１の正規化厚みＴ／λが０．２７、０．３０および０．３３の場合に対応している（線Ｌ７、Ｌ８およびＬ９はほぼ重なっている）。
【００６０】
図６において、Ｔａ２Ｏ５は、ＴｉＮ（図４（ａ）の線Ｌ２）に比較して、音響インピーダンスが保護層１１の音響インピーダンスに近いにも関わらず、弾性波の伝搬速度が遅いことから、反射係数が高くなっている。
【００６１】
図６においては、保護層１１の正規化厚みＴ／λは、概ね、反射係数に影響を及ぼさないという結果となっている。
【００６２】
次に、第１の膜９の正規化厚みｔ／λの好ましい範囲について検討する。まず、第１の膜９の正規化厚みｔ／λの好ましい範囲の下限値（以下、「好ましい範囲の」を省略して単に「下限値」ということがある。）について検討する。
【００６３】
図７（ａ）は、ＩＤＴ電極５（全ての電極指１３ｂ）の反射係数Γａｌｌを模式的に示すグラフである。図７（ａ）において横軸は周波数ｆを示し、縦軸は反射係数Γａｌｌを示している。
【００６４】
反射係数Γａｌｌが概ね１（１００％）となる周波数帯（ｆ１〜ｆ２）は、ストップバンドと呼ばれている。なお、実用上、ストップバンドにおける反射係数Γａｌｌは、完全に１である必要はなく、例えば、反射係数Γａｌｌが０．９９以上である周波数帯がストップバンドとして特定されてよい。また、一般に、ストップバンドの下端ｆ１もしくは上端ｆ２においては、反射係数Γａｌｌが急激に変化するから、この変化の間がストップバンドと特定されてもよい。
【００６５】
ＩＤＴ電極５の反射係数Γａｌｌは、電極指１３ｂの１本当たりの反射係数Γ１および電極指１３ｂの本数等によって決定される。そして、反射係数Γ１が小さくなると、ストップバンドの幅ＳＢは小さくなることが一般的に知られている。
【００６６】
図７（ｂ）は、ＩＤＴ電極５の電気的なインピーダンスＺｅを模式的に示すグラフである。
【００６７】
図７（ｂ）において横軸は周波数ｆを示し、縦軸はインピーダンスの絶対値｜Ｚｅ｜を示している。一般に知られているように、｜Ｚｅ｜は、共振周波数ｆ３において極小値をとり、反共振周波数ｆ４において極大値をとる。また、第１の膜９の正規化厚みｔ／λを変えるとストップバンドの下端ｆ１と共振周波数ｆ３とが一致した状態でストップバンドの上端ｆ２と反共振周波数ｆ４とが変化する。このときの変化の割合は、ストップバンドの上端ｆ２の方が反共振周波数ｆ４よりも大きい。
【００６８】
ここで、仮に、ストップバンドの上端ｆ２が、線Ｌ１１で示す、反共振周波数ｆ４よりも低い周波数であると仮定すると、領域Ｓｐ１において仮想線（２点鎖線）で示すように、共振周波数ｆ３と反共振周波数ｆ４との間の周波数帯（幅Δｆ）においてスプリアスが発生する。その結果、所望のフィルタ特性等が得られないおそれがある。
【００６９】
一方、ストップバンドの上端ｆ２が、線Ｌ１２で示す、反共振周波数ｆ４よりも高い周波数であると仮定すると、領域Ｓｐ２において仮想線（２点鎖線）で示すように、スプリアスは、反共振周波数ｆ４よりも高い周波数において発生する。この場合、スプリアスがフィルタ特性等に及ぼす影響は抑制される。
【００７０】
従って、ストップバンドの上端ｆ２は反共振周波数ｆ４よりも高い周波数であることが好ましい。ここでストップバンドの上端ｆ２は反射係数に依存するから、ストップバンドの上端ｆ２が反共振周波数ｆ４よりも高い周波数となるようにＩＤＴ電極５の反射係数を調整すればよい。そして、ＩＤＴ電極５の反射係数は図４や図６において示したように第１の膜９の正規化厚みｔ／λが大きくなるほど直線的に増加するから、第１の膜９の正規化厚みｔ／λを調整することによってストップバンドの上端ｆ２を反共振周波数ｆ４よりも高い周波数とすることができる。すなわち、第１の膜９の正規化厚みｔ／λをストップバンドの上端ｆ２が反共振周波数ｆ４よりも高くなる厚みとすることによって、共振周波数ｆ３と反共振周波数ｆ４との間の周波数帯（幅Δｆ）においてスプリアスの発生が抑制される。
【００７１】
ここで、図６に示したように、反射係数Γ１は、保護層１１の正規化厚みＴ／λの影響を受ける。また、幅Δｆは、保護層１１の正規化厚みＴ／λの影響を受ける。そこで、第１の膜９の正規化厚みｔ／λは、保護層１１の正規化厚みＴ／λに応じて決定されることが好ましい。
【００７２】
そこで、ストップバンドの上端ｆ２が反共振周波数ｆ４と同等となる正規化厚みｔ／λを保護層１１の正規化厚みＴ／λを変化させて算出し、その計算結果に基づいて、正規化厚みｔ／λの下限値を正規化厚みＴ／λによって規定した。
【００７３】
図８〜図１０は、ストップバンドの上端ｆ２が反共振周波数ｆ４よりも高くなる正規化厚みｔ／λを説明するグラフであり、それぞれ、第１の膜９の材料をＴａ２Ｏ５、ＴａＳｉ２、Ｗ５Ｓｉ２とした場合に対応している。
【００７４】
図８〜図１０において、横軸は保護層１１の正規化厚みＴ／λを示し、縦軸は第１の膜９の正規化厚みｔ／λを示している。各図において示した実線ＬＮ１〜ＬＮ３は、ストップバンドの上端ｆ２が反共振周波数ｆ４と同等となる正規化厚みｔ／λの計算結果を示したものである。なお、計算において、ＩＤＴ電極５の正規化厚みｅ／λは、０．０８とした。
【００７５】
各図において実線ＬＮ１〜ＬＮ３によって示されるように、第１の膜９の正規化厚みｔ／λは、２次曲線によって好適に近似曲線を導き出すことが可能であった。
【００７６】
具体的には、以下のとおりである。
Ｔａ２Ｏ５（図８）：
下限値  （実線ＬＮ１）：ｔ／λ＝0.5706（Ｔ／λ）２−0.3867Ｔ／λ＋0.0913
ＴａＳｉ２（図９）：
下限値  （実線ＬＮ２）：ｔ／λ＝0.3995（Ｔ／λ）２−0.2675Ｔ／λ＋0.0657
Ｗ５Ｓｉ２（図１０）：
下限値  （実線ＬＮ３）：ｔ／λ＝0.2978（Ｔ／λ）２−0.1966Ｔ／λ＋0.0433
【００７７】
なお、いずれの下限値の式においても、正規化厚みｔ／λの極小値は、特許文献２において示された密着層の正規化厚みの最大値（０．０１）よりも大きい。特許文献１は、密着層の厚みが波長によって正規化されていないので比較が難しい。しかし、正規化された厚みが大きくなるように、周波数を高く（例えばＵＭＴＳの最大周波数２６９０ＭＨｚ）、弾性波の伝搬速度を遅く（例えば３０００ｍ／ｓ）しても、λ＝１．１μｍであり、特許文献１の密着層の厚さの最大値（１００Å）は、正規化すると０．０１未満である。
【００７８】
次に、第１の膜９の正規化厚みｔ／λの好ましい範囲の上限値（以下、「好ましい範囲の」を省略して単に「上限値」ということがある。）について検討する。
【００７９】
図４（ａ）および図６に示したように、第１の膜９の正規化厚みｔ／λが大きくなるほど反射係数が高くなる。従って、正規化厚みｔ／λの上限値は、第１の膜９が保護層１１から露出しない範囲ということになる。
【００８０】
正規化厚みｔ／λの下限値と同様に、正規化厚みｔ／λの上限値を式によって規定するならば、例えば、ＩＤＴ電極５の正規化厚みｅ／λを、一般的なＳＡＷ素子における正規化厚みｅ／λに照らして０．１未満と見積もり、下記の式のように規定できる。
上限値：ｔ／λ＝Ｔ／λ−０．１
【００８１】
以上の検討から導かれる正規化厚みｔ／λの好ましい範囲を、Ｔａ２Ｏ５を例にとり、図１１に示す。
図１１において、横軸および縦軸は、図８と同様に、保護層１１の正規化厚みＴ／λおよび第１の膜９の正規化厚みｔ／λを示している。線ＬＬ１は下限値を示し、線ＬＨ１は上限値を示している。これらの線の間のハッチングされた領域が第１の膜９の正規化厚みｔ／λの好ましい範囲である。なお、線ＬＨ５は、特許文献２において示された密着層の上限値（０．０１）を示している。
【００８２】
（ＳＡＷ装置の構成）
図１２は、本実施形態に係るＳＡＷ装置５１を示す断面図である。
【００８３】
ＳＡＷ装置５１は、例えば、フィルタもしくはデュプレクサを構成している。ＳＡＷ装置５１は、ＳＡＷ素子３１と、ＳＡＷ素子３１が実装される回路基板５３とを有している。
【００８４】
ＳＡＷ素子３１は、例えば、いわゆるウェハレベルパッケージのＳＡＷ素子として構成されている。ＳＡＷ素子３１は、上述したＳＡＷ素子１と、基板３のＳＡＷ素子１側を覆うカバー３３と、カバー３３を貫通する端子３５と、基板３のＳＡＷ素子１とは反対側を覆う裏面部３７とを有している。
【００８５】
カバー３３は、樹脂等によって構成されており、ＳＡＷの伝搬を容易化するための振動空間３３ａをＩＤＴ電極５および反射器７の上方（ｚ方向の正側）に構成している。基板３の上面３ａ上には、ＩＤＴ電極５と接続された配線３８と、配線３８に接続されたパッド３９とが形成されている。端子３５は、パッド３９上において形成され、ＩＤＴ電極５と電気的に接続されている。裏面部３７は、例えば、特に図示しないが、温度変化等によって基板３表面にチャージされた電荷を放電するための裏面電極と当該裏面電極を覆う絶縁層とを有している。
【００８６】
回路基板５３は、例えば、いわゆるリジッド式のプリント配線基板によって構成されている。回路基板５３の実装面５３ａには、実装用パッド５５が形成されている。
【００８７】
ＳＡＷ素子３１は、カバー３３側を実装面５３ａに対向させて配置される。そして、端子３５と実装用パッド５５は、半田５７によって接着される。その後、ＳＡＷ素子３１は封止樹脂５９によって封止される。
【００８８】
＜第２の実施形態＞
図１３（ａ）は、第２の実施形態に係るＳＡＷ素子３０１を示す平面図である。
【００８９】
ＳＡＷ素子３０１のＩＤＴ電極３０５は、第１の実施形態のＩＤＴ電極５と同様に、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなり、一対の櫛歯状電極３１３を有している。また、各櫛歯状電極３１３は、第１の実施形態の櫛歯状電極１３と同様に、バスバー３１３ａと複数の電極指３１３ｂとを有している。
【００９０】
さらに、各櫛歯状電極３１３は、複数の電極指３１３ｂ間においてバスバー３１３ａから他方の櫛歯状電極３１３のバスバー３１３ａ側へ向かって延びる複数のダミー電極３１３ｃを有している。各櫛歯状電極３１３の複数のダミー電極３１３ｃは、その先端が他方の櫛歯状電極３１３の複数の電極指３１３ｂの先端と先端ギャップ部Ｇ１を介して対向している。ダミー電極３１３ｃの幅（ｘ方向の大きさ）は、例えば、電極指３１３ｂの幅と同等である。先端ギャップ部Ｇ１の長さ（ｙ方向の大きさ）は、例えば、半波長（λ／２）程度である。
【００９１】
ＩＤＴ電極３０５は、いわゆるアポダイズが施されている。すなわち、複数の電極指３１３ｂの長さがｘ方向の位置に応じて変化することによって、一対の櫛歯状電極３１３の複数の電極指３１３ｂが交差する範囲（交差範囲Ｒ１）のｙ方向の幅Ｗは、ｘ方向の位置に応じて変化している。図１３では、ＩＤＴ電極５のｘ方向の中央において幅Ｗが大きくなり、ｘ方向の両側において幅Ｗが小さくなる場合を例示している。複数のダミー電極３１３ｃは、複数の先端ギャップ部Ｇ１の長さが互いに概ね同一となるように、幅Ｗの変化に対応して互いに長さが異なっている。なお、ＩＤＴ電極３０５は、アポダイズが施されないものであってもよい。
【００９２】
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の領域XIIIbにおける斜視図である。なお、同図は、保護層１１を透視して示されている。
【００９３】
ＩＤＴ電極３０５の上面には、第１の実施形態と同様に、第１の膜９が設けられている。第１の膜９は、バスバー３１３ａ（図１３（ｂ）では不図示）および電極指３１３ｂだけでなく、ダミー電極３１３ｃの上面にも設けられている。
【００９４】
さらに、ＳＡＷ素子３０１においては、先端ギャップ部Ｇ１に第２の膜３１０が配置されている。第２の膜３１０は、ＩＤＴ電極３０５の材料および保護層１１（ＳｉＯ２）よりも音響インピーダンスが大きく、かつＩＤＴ電極３０５の材料およびＳｉＯ２よりも弾性波の伝搬速度が遅い絶縁性材料を主成分とする材料によって形成されている。例えば、第２の膜３１０は、第１の膜９の材料と同一の材料によって形成されている。
【００９５】
第２の膜３１０は、例えば、平面視において先端ギャップ部Ｇ１を完全に埋めている。すなわち、第２の膜３１０は、電極指３１３ｂの先端からダミー電極３１３ｃの先端に亘って設けられるとともに、電極指３１３ｂおよびダミー電極３１３ｃと同等の幅（ｘ方向の大きさ）を有している。第２の膜３１０の厚さは、例えば、第１の膜９の厚さと同等である。
【００９６】
図１４（ａ）〜図１４（ｇ）は、ＳＡＷ素子３０１の製造方法を説明する図であり、各図の上段はＳＡＷ素子３０１の一部拡大断面図（図１４（ａ）の下段のXIV-XIV線参照）を、下段はＳＡＷ素子３０１の一部拡大斜視図を示している。
【００９７】
第１の実施形態のＳＡＷ素子１の製造方法では、ＩＤＴ電極５と第１の膜９とが同時にエッチングされていたのに対し、ＳＡＷ素子３０１の製造方法では、ＩＤＴ電極３０５と第１の膜９とが別個にエッチングされる。具体的には、以下のとおりである。
【００９８】
ＩＤＴ電極３０５および反射器７（以下、反射器７の説明は省略）等となる導電層１５が基板３の上面３ａに形成されるまでは、第１の実施形態と同様である。
【００９９】
次に、図１４（ａ）に示すように、導電層１５上には、導電層１５をエッチングするためのマスクとしてのレジスト層３１９が形成される。レジスト層３１９の形成方法は、第１の実施形態のレジスト層１９と同様である。
【０１００】
その後、図１４（ｂ）に示すように、ＲＩＥ等の適宜なエッチング法によって導電層１５のエッチングがなされて、ＩＤＴ電極３０５が形成される。そして、図１４（ｃ）に示すように、適宜な薬液を用いることによってレジスト層３１９は除去される。
【０１０１】
次に、図１４（ｄ）に示すように、ＩＤＴ電極３０５および圧電基板３の上面３ａのＩＤＴ電極３０５から露出する部分を覆うようにして、第１の膜９および第２の膜３１０となる付加層１７が形成される。付加層１７の形成方法は、第１の実施形態と同様である。なお、薄膜形成の条件を適宜に設定することによって、付加層１７の先端ギャップ部Ｇ１における厚みを付加層１７のＩＤＴ電極３０５上における厚みと同等にしたり、当該厚みよりも厚くしたりすることが可能である。
【０１０２】
次に、図１４（ｅ）に示すように、付加層１７上には、付加層１７をエッチングするためのマスクとしてのレジスト層３２０が形成される。レジスト層３２０の平面形状は、先端ギャップ部Ｇ１において開口が形成されていない点のみがレジスト層３１９と異なる。なお、レジスト層３２０の形成方法は、レジスト層３１９と同様である。
【０１０３】
その後、図１４（ｆ）（特に下段）に示すように、ＲＩＥ等の適宜なエッチング法によって付加層１７のエッチングがなされて、第１の膜９および第２の膜３１０が形成される。そして、図１４（ｇ）に示すように、適宜な薬液を用いることによってレジスト層３２０は除去される。
【０１０４】
図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、本実施形態の作用を説明する斜視図である。
【０１０５】
図１５（ａ）は、第２の膜３１０が設けられなかった場合における圧電基板３上の構造を音響的に見た図である。この図に示すように、音響的に見た場合には、ＡｌもしくはＡｌを主成分とする金属からなるＩＤＴ電極５およびＳｉＯ２からなる保護層１１の境界は曖昧となっており、ＩＤＴ電極５の上面に配置された第１の膜９のみが見える。そして、先端ギャップ部Ｇ１は、第１の膜９からなる縞の欠落部となっている。
【０１０６】
従って、先端ギャップ部Ｇ１においては、ＳＡＷの散乱等が発生し、その結果、損失が生じる。特に、ＩＤＴ電極３０５にアポダイズが施されている場合においては、アポダイズが施されていない場合に比較して、先端ギャップ部Ｇ１がバスバー３１３ａ間の中央側に位置することから、損失が大きくなりやすい。
【０１０７】
図１５（ｂ）は、本実施形態（第２の膜３１０が設けられた場合）における圧電基板３上の構造を音響的に見た図である。この図に示すように、第２の膜３１０が設けられることにより、第１の膜９からなる縞の欠落部は埋められる。その結果、先端ギャップ部Ｇ１におけるＳＡＷの散乱等が抑制され、損失が抑制される。
【０１０８】
以上の第２の実施形態によれば、第１の膜９が設けられていることによって、第１の実施形態と同様に、反射係数を高くすることができる効果が奏される。さらに、上述したように、先端ギャップ部Ｇ１におけるＳＡＷの散乱抑制が図られる。第２の膜３１０は、第１の膜９と同一材料によって形成されていることから、換言すれば、第２の膜３１０は、第１の膜９と音響的に同一の性質を示すから、第２の膜３１０は先端ギャップ部Ｇ１を音響的に好適に埋めることができる。また、第２の膜３１０は、第１の膜９と同時に製造することができるから、製造工程の簡素化が図られる。
【０１０９】
＜第３の実施形態＞
図１６（ａ）は、第３の実施形態に係るＳＡＷ素子４０１を示す平面図である。
【０１１０】
ＳＡＷ素子４０１のＩＤＴ電極５は、第１の実施形態のＩＤＴ電極５と同様である。すなわち、第２の実施形態において示したダミー電極３１３ｃは設けられていない。そして、各櫛歯状電極１３の複数の電極指１３ｂの先端は、複数の先端ギャップ部Ｇ２を介して他方の櫛歯状電極１３のバスバー１３ａと対向している。なお、ＩＤＴ電極５は、第２の実施形態と同様に、アポダイズが施されたものであってもよい。
【０１１１】
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の領域XVIbにおける斜視図である。なお、同図は、保護層１１を透視して示されている。
【０１１２】
ＩＤＴ電極５の上面には、第１の実施形態と同様に、第１の膜９が設けられている。さらに、ＳＡＷ素子４０１においては、先端ギャップ部Ｇ２に第２の膜４１０が配置されている。第２の膜４１０の材料は、第２実施形態で説明した第２の膜３１０の材料と同様である。
【０１１３】
第２の膜４１０は、例えば、平面視において先端ギャップ部Ｇ２を完全に埋めている。すなわち、第２の膜４１０は、一方の櫛歯状電極１３の電極指１３ｂの先端から他方の櫛歯状電極１３のバスバー１３ａの縁部に亘って設けられるとともに、電極指１３ｂと同等の幅（ｘ方向の大きさ）を有している。第２の膜４１０の厚さは、例えば、第１の膜９の厚さと同等である。
【０１１４】
第２の膜４１０は、例えば、第２の実施形態の第２の膜３１０と同様に、付加層１７のパターニングによって、第１の膜９の形成と同時に形成される。
【０１１５】
なお、ＳＡＷ素子４０１は、上記の説明のように、第１の実施形態において先端ギャップ部Ｇ２に第２の膜４１０を設けたものと捉えることもできるが、第２の実施形態において、ダミー電極３１３ｃ上の第１の膜９を残しつつダミー電極３１３ｃを無くしたものと捉えることもできる。
【０１１６】
以上の第３の実施形態によれば、第１の膜９が設けられていることによって、第１の実施形態と同様に、反射係数を高くすることができる効果が奏される。また、第２の膜４１０が設けられることによって、第２の実施形態と同様に、先端ギャップ部Ｇ２におけるＳＡＷの散乱抑制が図られる。
【０１１７】
また、第２の実施形態では、交差範囲Ｒ１、先端ギャップ部Ｇ１およびダミー電極３１３ｃの配置領域でＳＡＷの速度が異なり、速度の不連続性が発生する。これに対し、第３の実施形態は、ダミー電極３１３ｃが無くされたことから、速度の不連続部分の数が減る。その結果、速度の不連続部分におけるＳＡＷの散乱が抑制されることが期待される。
【０１１８】
＜第４の実施形態＞
図１７（ａ）は、第４の実施形態に係るＳＡＷ素子５０１を示す平面図である。
【０１１９】
ＳＡＷ素子５０１のＩＤＴ電極５０５は、第２の実施形態と同様に、ダミー電極５１３ｃを有するものであり、かつ第１の実施形態と同様に、アポダイズが施されていないものである。ただし、ＩＤＴ電極５０５は、第２の実施形態と同様に、アポダイズが施されたものであってもよい。
【０１２０】
図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の領域XVIIbにおける斜視図である。なお、同図は、保護層１１を透視して示されている。
【０１２１】
ＩＤＴ電極５０５の上面には、他の実施形態と同様に、第１の膜９が設けられている。さらに、ＳＡＷ素子５０１においては、同一の櫛歯状電極５１３に属するダミー電極５１３ｃおよび電極指５１３ｂであって、互いに隣接するもの同士の間の側方ギャップ部Ｇ３に第２の膜５１０が設けられている。
【０１２２】
第２の膜５１０は、例えば、平面視において側方ギャップ部Ｇ３を完全に埋めている。すなわち、第２の膜５１０は、電極指５１３ｂの縁部からこれに隣接するダミー電極５１３ｃの縁部に亘って設けられるとともに、バスバー１３ａの縁部からダミー電極１３ｃの先端に亘って設けられている。第２の膜５１０の厚さは、例えば、第１の膜９の厚さと同等である。
【０１２３】
第２の膜５１０は、例えば、第２の実施形態の第２の膜３１０と同様に、付加層１７のパターニングによって、第１の膜９の形成と同時に形成される。
【０１２４】
以上の第４の実施形態によれば、第１の膜９が設けられていることによって、第１の実施形態と同様に、反射係数を高くすることができる効果が奏される。さらに、第４の実施形態では、交差領域を伝搬するＳＡＷと第２の膜５１０の領域を伝搬するＳＡＷとの速度差が大きくなり、交差領域におけるＳＡＷの閉じ込め効果が高まることが期待される。その結果、損失が抑制されることが期待される。
【０１２５】
なお、以上の実施形態において、基板３は圧電基板の一例であり、ＩＤＴ電極５、３０５および５０５は電極の一例であり、保護層１１は絶縁層の一例である。
【０１２６】
上記の実施形態は、適宜に組み合わされて実施されてよい。例えば、第４の実施形態の第２の膜５１０は、第１の実施形態のようにダミー電極が無い構成のＩＤＴ電極５において、同一の櫛歯状電極１３に属する複数の電極指１３ｂの根元部分間に設けられてもよいし、第２の実施形態の第２の膜３１０と共に設けられてもよい。
【０１２７】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【０１２８】
弾性波素子は、（狭義の）ＳＡＷ素子に限定されない。例えば、絶縁層（１１）の厚さが比較的大きい（例えば０．５λ〜２λ）、いわゆる弾性境界波素子（ただし、広義のＳＡＷ素子に含まれる。）であってもよい。なお、弾性境界波素子においては、振動空間（３３ａ）の形成は不要であり、ひいては、カバー３３等も不要である。
【０１２９】
また、弾性波素子は、ウェハレベルパッケージのものに限定されない。例えば、ＳＡＷ素子は、カバー３３および端子３５等を有さず、基板３の上面３ａ上のパッド３９と、回路基板５３の実装用パッド５５とが半田５７によって直接接着されてもよい。そして、ＳＡＷ素子１（保護層１１）と回路基板５３の実装面５３ａとの隙間によって振動空間が形成されてよい。
【０１３０】
第１の膜は、電極の全面に亘って設けられることが好ましい。ただし、第１の膜は、電極指のみに設けられるなど、電極の一部にのみ設けられてもよい。また、第１の膜は、電極の上面だけでなく、側面にも設けられてもよい。第１の膜の材料は、導電材料であってもよいし、絶縁材料であってもよい。具体的には、タングステン、イリジウム、タンタル、銅などの導電材料、ＢａｘＳｒ１−ｘＯ３、ＰｂｘＺｎ１−ｘＯ３、ＺｎＯ３などの絶縁材料を第１の膜の材料として挙げることができる。
【０１３１】
保護層の上面は、電極指の位置において凸となるように、凹凸を有していてもよい。この場合、反射係数を更に高くすることができる。当該凹凸は、図２（ｅ）を参照して説明したように、保護層の成膜時に電極指の厚みに起因して形成されるものであってもよいし、保護層の表面を電極指の間の領域においてエッチングして形成されるものであってもよい。
また、基板３は、１２８°±１０°Ｙ−ＸカットのＬｉＮｂＯ３基板の他にも、例えば、３８．７°±Ｙ−ＸカットのＬｉＴaＯ３などを用いることができる。
【０１３２】
弾性波の伝搬方向に交差する方向において互いに対向する２本のバスバー（第１バスバーおよび第２バスバー）は、弾性波の伝搬方向に平行でなくてもよく、弾性波の伝搬方向に傾斜していてもよい。また、バスバーは、直線状でなくてもよく、曲線状に延びたり、屈曲したりしてもよい。また、バスバーは、幅が一定でなくてもよく、幅が変化してもよい。
【０１３３】
先端ギャップを埋める第２の膜（３１０もしくは４１０）は、先端ギャップ部を完全に埋めなくてもよい。例えば、第２の膜は、先端ギャップ部よりも幅（ｘ方向）および／または長さ（ｙ方向）が小さくてもよい。第２の膜によって先端ギャップ部が多少なりとも埋められれば、第２の膜が無い場合に比較して散乱が抑制される。逆に、第２の膜は、先端ギャップ部よりも大きくてもよい。例えば、第２の膜は、その幅（ｘ方向）が電極指の幅よりも大きくてもよい。
【０１３４】
第２の膜は、実施形態に例示したものに限定されない。例えば、第２の膜は、第２の実施形態の先端ギャップ部Ｇ１に対してｘ方向に隣接する領域に形成されるものであってもよい。この場合も、先端ギャップ部Ｇ１は、ＳＡＷの伝搬方向に見て第２の膜に塞がれ、損失の低下が抑制される。また、第２の膜は、音響的な孔を埋め込むものに限定されない。例えば、反射器の一部もしくは全部を第２の膜によって構成してもよい。
【０１３５】
第２の膜は、第１の膜と同一材料によって形成されなくてもよい。また、第２の膜は、単一の材料によって形成されるものに限定されず、例えば、複数の絶縁層から構成されてもよい。
【０１３６】
なお、上述の第１の膜についての考察の結果からすると、第１の膜の材料が電極の材料および絶縁層の材料よりも音響インピーダンスが大きく、かつ電極の材料および絶縁層の材料よりも弾性波の伝搬速度が遅い材料を主成分とするものであれば、電極の材料としてＡｌを主成分とする材料以外の材料を使用し、絶縁層の材料として酸化珪素を主成分とする材料以外の材料を使用した場合であっても、同様の効果、すなわち、温度特性の補償をしつつ反射係数を高くすることができるものと推測される。
【０１３７】
また、上述の第１の膜についての考察の結果からすると、電極および絶縁層の材料によっては、第１の膜の材料として図４（ａ）において線Ｌ１で示したＷＣを使用できる場合もあると考えられる。
【０１３８】
また、第１の膜を絶縁材料により形成することによって、第１の膜を金属材料によって形成したものに比べ、電極の腐食を抑制し弾性波素子の電気特性を安定化させることができる。なぜならば、ＳｉＯ２からなる絶縁層にはピンホールが形成されることがあり、このピンホールが形成されると、これを介して電極部分まで水分が浸入することとなるが、電極上に電極材料と異なる材料からなる金属膜が配置されていると、浸入した水分によって、異種金属間の電池効果よる腐食が発生するからである。よって、第１の膜をＴａ２Ｏ５などの絶縁材料によって形成すれば、電極と第１の膜との間において電池効果は殆ど起きないため、電極の腐食が抑制された信頼性の高い弾性波素子とすることができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１…ＳＡＷ素子（弾性波素子）、３…基板（圧電基板）、３ａ…上面、５…ＩＤＴ電極（電極）、９…第１の膜、１１…保護層（絶縁層）。
【図１】
2012090873.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年10月21日(2013.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
該圧電基板の上面に位置しているＡｌを主成分とする電極と、
該電極の上面に位置している第１の膜と、
該第１の膜と前記圧電基板のうち前記電極から露出する部分とを覆い、前記圧電基板の上面からの厚みが前記電極および前記第１の膜の合計の厚みよりも大きい、酸化珪素を主成分とする絶縁層と、を備え、
前記第１の膜は、前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも音響インピーダンスが大きく、かつ前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも弾性波の伝搬速度が遅い材料を主成分とし、
前記第１の膜の正規化厚みｔ／λが下記の式（Ａ）の範囲にある、弾性波素子。
ｔ０／λ≦ｔ／λ≦Ｔ／λ−０．１…式（Ａ）
ここで、Ｔ／λは絶縁層の正規化厚みであり、ｔは第１の膜の厚みであり、Ｔは絶縁層の厚みであり、λは弾性波の波長であり、ｔ０はストップバンドの上端の周波数が反共振周波数と一致するときの第１の膜の厚みである。
【請求項２】
前記第１の膜が、Ｔａ２Ｏ５、ＴａＳｉ２およびＷ５Ｓｉ２のいずれかを主成分とする、請求項１に記載の弾性波素子。
【請求項３】
前記圧電基板が、１２８°±１０°Ｙ−ＸカットのＬｉＮｂＯ３基板である、請求項２に記載の弾性波素子。
【請求項４】
前記第１の膜が、Ｔａ２Ｏ５を主成分とするものであり、該第１の膜の正規化厚みｔ／λが下記の式（１）の範囲にある、請求項３に記載の弾性波素子。
０．５７０６（Ｔ／λ）２−０．３８６７Ｔ／λ＋０．０９１３≦ｔ／λ≦Ｔ／λ−０．１…式（１）
【請求項５】
圧電基板と、
該圧電基板の上面に位置しているＡｌを主成分とする電極と、
該電極の上面に位置している第１の膜と、
該第１の膜と前記圧電基板のうち前記電極から露出する部分とを覆い、前記圧電基板の上面からの厚みが前記電極および前記第１の膜の合計の厚みよりも大きい、酸化珪素を主成分とする絶縁層と、を備え、
前記第１の膜は、前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも音響インピーダンスが大きく、かつ前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも弾性波の伝搬速度が遅い材料を主成分とし、
前記第１の膜が、ＴａＳｉ２を主成分とするものであり、該第１の膜の正規化厚みｔ／λが下記の式（２）の範囲にある、弾性波素子。
０．３９９５（Ｔ／λ）２−０．２６７５Ｔ／λ＋０．０６５７≦ｔ／λ≦Ｔ／λ−０．１…式（２）
ここで、Ｔ／λは絶縁層の正規化厚みであり、ｔは第１の膜の厚みであり、Ｔは絶縁層の厚みであり、λは弾性波の波長である。
【請求項６】
圧電基板と、
該圧電基板の上面に位置しているＡｌを主成分とする電極と、
該電極の上面に位置している第１の膜と、
該第１の膜と前記圧電基板のうち前記電極から露出する部分とを覆い、前記圧電基板の上面からの厚みが前記電極および前記第１の膜の合計の厚みよりも大きい、酸化珪素を主成分とする絶縁層と、を備え、
前記第１の膜は、前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも音響インピーダンスが大きく、かつ前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも弾性波の伝搬速度が遅い材料を主成分とし、
前記第１の膜が、Ｗ５Ｓｉ２を主成分とするものであり、該第１の膜の正規化厚みｔ／λが下記の式（３）の範囲にある、弾性波素子。
０．２９７８（Ｔ／λ）２−０．１９６６Ｔ／λ＋０．０４３３≦ｔ／λ≦Ｔ／λ−０．１…式（３）
ここで、Ｔ／λは絶縁層の正規化厚みであり、ｔは第１の膜の厚みであり、Ｔは絶縁層の厚みであり、λは弾性波の波長である。
【請求項７】
前記第１の膜が絶縁材料を主成分とする、請求項１に記載の弾性波素子。
【請求項８】
前記電極は、
弾性波の伝搬方向に交差する方向において互いに対向する第１バスバーおよび第２バスバーと、
前記第１バスバーから前記第２バスバー側へ延びた複数の第１電極指と、
前記第２バスバーから前記第１バスバー側へ延び、前記複数の第１電極指と互いに交差している複数の第２電極指と、
前記第１バスバーから前記第２バスバー側へ延び、先端が前記複数の第２電極指の先端に第１先端ギャップ部を介して対向する複数の第１ダミー電極と、
前記第２バスバーから前記第１バスバー側へ延び、先端が前記複数の第１電極指の先端に第２先端ギャップ部を介して対向する複数の第２ダミー電極と、を備え、
前記圧電基板の上面における前記複数の第１先端ギャップ部および前記複数の第２先端ギャップ部に位置しており、前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも音響インピーダンスが大きく、かつ前記電極の材料および前記絶縁層の材料よりも弾性波の伝搬速度が遅い絶縁材料を主成分とする第２の膜をさらに有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波素子。
【請求項９】
前記電極は、
弾性波の伝搬方向に交差する方向において互いに対向する第１バスバーおよび第２バスバーと、
前記第１バスバーから前記第２バスバー側へ延びた複数の第１電極指と、
前記第２バスバーから前記第１バスバー側へ延び、前記複数の第１電極指と互いに交差している複数の第２電極指と、
前記第１バスバーから前記第２バスバー側へ延び、先端が前記複数の第２電極指の先端に第１先端ギャップ部を介して対向する複数の第１ダミー電極と、
前記第２バスバーから前記第１バスバー側へ延び、先端が前記複数の第１電極指の先端に第２先端ギャップ部を介して対向する複数の第２ダミー電極と、を備え、
前記圧電基板の上面における前記複数の第１先端ギャップ部および前記複数の第２先端ギャップ部に位置しており、前記第１の膜と同一材料からなる第２の膜をさらに有する、請求項７に記載の弾性波素子。
【請求項１０】
前記圧電基板の上面のうち前記電極から露出する部分に位置しており、前記第１の膜と同一材料からなる第２の膜をさらに有する、請求項７に記載の弾性波素子。
【請求項１１】
前記電極は、
弾性波の伝搬方向に交差する方向において互いに対向する第１バスバーおよび第２バスバーと、
前記第１バスバーから前記第２バスバー側へ延びた複数の第１電極指と、
前記第２バスバーから前記第１バスバー側へ延び、前記複数の第１電極指と互いに交差している複数の第２電極指と、
前記第１バスバーから前記第２バスバー側へ延び、先端が前記複数の第２電極指の先端に第１先端ギャップ部を介して対向する複数の第１ダミー電極と、
前記第２バスバーから前記第１バスバー側へ延び、先端が前記複数の第１電極指の先端に第２先端ギャップ部を介して対向する複数の第２ダミー電極と、を備え、
前記第２の膜は、前記第１電極指と前記第１ダミー電極との間の側方ギャップ部、および、前記第２電極指と前記第２ダミー電極との間の側方ギャップ部に位置している
請求項１０に記載の弾性波素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の弾性波素子と、
該弾性波素子が取り付けられる回路基板と、を備える弾性波装置。
【国際調査報告】
2012090873.tif 000020
2012090873.tif 000021
2012090873.tif 000022
2012090873.tif 000023