(57)【要約】【課題】ミラーモードによるスプリアスを抑制することができる、弾性波装置を提供する。【解決手段】弾性波装置１は、支持基板２と、支持基板２上に設けられている音響反射膜７と、音響反射膜７上に設けられており、第１，第２の主面４ａ，４ｂを有する圧電体層４と、圧電体層４の第１の主面４ａ上及び第２の主面４ｂ上のうち少なくとも一方に設けられている第１の平板電極５及び第２の平板電極６（励振電極）とを備える。音響反射膜７が、交互に積層された高音響インピーダンス層と、低音響インピーダンス層とを有する。高音響インピーダンス層及び低音響インピーダンス層のうち少なくとも一層が、縦波音響インピーダンス及び横波音響インピーダンスのうち少なくとも一方が実質的に同じである第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの積層体である。第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの間の界面１２ｃには凹凸が設けられている。【選択図】図１
2020113954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、
前記支持基板上に設けられている音響反射膜と、
前記音響反射膜上に設けられており、対向し合う第１の主面及び第２の主面を有する圧電体層と、
前記圧電体層の前記第１の主面上及び前記第２の主面上のうち少なくとも一方に設けられている励振電極と、
を備え、
前記音響反射膜が、相対的に音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス層と、を有し、前記高音響インピーダンス層及び前記低音響インピーダンス層が交互に積層されており、
前記高音響インピーダンス層及び前記低音響インピーダンス層のうち少なくとも一層が、縦波音響インピーダンス及び横波音響インピーダンスのうち少なくとも一方が実質的に同じである第１の材料層及び第２の材料層の積層体であり、
前記第１の材料層及び前記第２の材料層の間の界面に凹凸が設けられている、弾性波装置。
【請求項２】
前記第１の材料層及び前記第２の材料層の間の前記界面の算術平均粗さ（Ｒａ）の値をＲａＩＦとしたときに、前記ＲａＩＦが、前記第１の材料層及び前記第２の材料層を伝搬する縦波または横波の波長における厚み方向の成分の値の０．２倍よりも大きく、
前記ＲａＩＦが、前記第１の材料層及び前記第２の材料層を伝搬するメインモードの波長における厚み方向の成分の０．２倍よりも小さい、請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
前記励振電極が、前記圧電体層の前記第１の主面上に設けられている第１の平板電極及び前記第２の主面上に設けられている第２の平板電極である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記第１の材料層及び前記第２の材料層の間の前記界面の算術平均粗さ（Ｒａ）の値をＲａＩＦとし、前記音響反射膜内に閉じ込められるモードに起因するスプリアスの周波数をｆｓｐとし、前記第１の材料層及び前記第２の材料層を伝搬するバルク波の音速のうち最も高い音速をｖＢｆａｓｔｅｓｔとし、最も低い音速をｖＢｓｌｏｗｅｓｔとしたときに、下記の式１を満たす、請求項３に記載の弾性波装置。
【数１】
2020113954.tif 000008
【請求項５】
前記励振電極が、前記圧電体層の前記第１の主面及び前記第２の主面のうち少なくとも一方に設けられているＩＤＴ電極である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項６】
前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される波長を１λＩＤＴとしたときに、前記圧電体層の厚みが１λＩＤＴ以下である、請求項５に記載の弾性波装置。
【請求項７】
前記第１の材料層及び前記第２の材料層の間の前記界面の算術平均粗さ（Ｒａ）の値をＲａＩＦとし、前記音響反射膜内に閉じ込められるモードに起因するスプリアスの周波数をｆｓｐとし、前記第１の材料層及び前記第２の材料層を伝搬するバルク波の音速のうち最も高い音速をｖＢｆａｓｔｅｓｔとし、最も低い音速をｖＢｓｌｏｗｅｓｔとし、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチをｐとしたときに、下記の式２を満たす、請求項５または６に記載の弾性波装置。
【数２】
2020113954.tif 000009
【請求項８】
前記ＲａＩＦが、前記音響反射膜内に閉じ込められるモードの波長における厚み方向の成分の値の１／４である、請求項４または７に記載の弾性波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾性波装置は携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献１には、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を利用する弾性波装置の一例が開示されている。この弾性波装置においては、圧電層の両主面上にそれぞれ電極が設けられている。圧電層及び各電極からなる圧電素子は、音響ミラー上に設けられている。音響ミラーは、低い音響インピーダンスを有する材料からなる層及び高い音響インピーダンスを有する材料からなる層が交互に積層された積層体である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９８７０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された弾性波装置においては、音響ミラー内に閉じ込められるモードである、ミラーモードによるスプリアスが生じることがある。ミラーモードは、弾性波装置が利用するメインモードの共振周波数の約１．６倍以上の周波数域において生じる。ミラーモードが生じることにより弾性波装置のフィルタ特性などが劣化するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、ミラーモードによるスプリアス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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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音響反射膜と、前記音響反射膜上に設けられており、対向し合う第１の主面及び第２の主面を有する圧電体層と、前記圧電体層の前記第１の主面上及び前記第２の主面上のうち少なくとも一方に設けられている励振電極とを備え、前記音響反射膜が、相対的に音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス層と、を有し、前記高音響インピーダンス層及び前記低音響インピーダンス層が交互に積層されており、前記高音響インピーダンス層及び前記低音響インピーダンス層のうち少なくとも一層が、縦波音響インピーダンス及び横波音響インピーダンスのうち少なくとも一方が実質的に同じである第１の材料層及び第２の材料層の積層体であり、前記第１の材料層及び前記第２の材料層の間の界面に凹凸が設けられている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る弾性波装置によれば、ミラーモードによるスプリアスを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
【図２】比較例の弾性波装置の正面断面図である。
【図３】比較例の弾性波装置における位相特性を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
【００１２】
弾性波装置１は支持基板２を有する。本実施形態の支持基板２は、単結晶のシリコン基板である。なお、支持基板２の材料はシリコンには限定されず、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、サファイア、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、窒化ガリウムなどの半導体または樹脂などを用いることができる。
【００１３】
支持基板２上には音響反射膜７が設けられている。音響反射膜７上には圧電体層４が設けられている。圧電体層４は対向し合う第１の主面４ａ及び第２の主面４ｂを有する。第２の主面４ｂが音響反射膜７側に位置する。圧電体層４の第１の主面４ａ上には第１の平板電極５が設けられており、第２の主面４ｂ上には第２の平板電極６が設けられている。より具体的には、第２の平板電極６は、音響反射膜７と圧電体層４との間に設けられている。第１の平板電極５及び第２の平板電極６は互いに対向し合う部分を有する。
【００１４】
本実施形態の圧電体層４は窒化アルミニウム層である。より具体的には、圧電体層４は、スカンジウム、イットリウム及びエルビウムのうち少なくとも１種の希土類元素がドープされた窒化アルミニウム層である。なお、圧電体層４は、上記希土類元素がドープされていない窒化アルミニウム層であってもよい。圧電体層４の材料は窒化アルミニウムには限定されず、他の適宜の圧電セラミックまたは圧電単結晶を用いることができる。
【００１５】
本実施形態においては、第１の平板電極５及び第２の平板電極６が励振電極であり、弾性波装置１はＢＡＷ共振子である。もっとも、本発明に係る弾性波装置１は、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）共振子であってもよい。あるいは、本発明に係る弾性波装置１は、上記ＢＡＷ共振子または上記ＳＡＷ共振子を含むフィルタ装置であってもよい。
【００１６】
音響反射膜７は複数の音響インピーダンス層の積層体である。より具体的には、音響反射膜７は、相対的に音響インピーダンスが低い複数の低音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが高い複数の高音響インピーダンス層とを有する。低音響インピーダンス層及び高音響インピーダンス層は交互に積層されている。より詳細には、音響反射膜７は、低音響インピーダンス層１２、低音響インピーダンス層１４及び低音響インピーダンス層１６並びに高音響インピーダンス層１３及び高音響インピーダンス層１５を有する。音響反射膜７の各層のうち低音響インピーダンス層１２が最も圧電体層４側に位置する。
【００１７】
本実施形態においては、音響反射膜７は、３層の低音響インピーダンス層及び２層の高音響インピーダンス層を有するが、これに限定されない。音響反射膜７は、低音響インピーダンス層及び高音響インピーダンス層をそれぞれ少なくとも１層ずつ有していればよい。
【００１８】
弾性波装置１は、ＢＡＷ共振子であり、かつ音響反射膜７を有するＳＭＲ（Ｓｏｌｉｄｌｙ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）である。よって、弾性波のエネルギーを圧電体層４側に効果的に閉じ込めることができる。
【００１９】
図１に示すように、低音響インピーダンス層１２は、第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの積層体である。第１の材料層１２Ａは圧電体層４側に位置し、第２の材料層１２Ｂは支持基板２側に位置する。第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂにおいては、縦波音響インピーダンス及び横波音響インピーダンスのうち少なくとも一方が実質的に同じである。
【００２０】
本明細書において、異なる２種の材料の音響インピーダンスが実質的に同じとは、一方の材料の音響インピーダンスをＺ１とし、他方の材料の音響インピーダンスをＺ２としたときに、Ｚ１がＺ２±３０％の範囲内であることをいう。異なる２種の材料の音響インピーダンスの差が上記範囲内であれば、異なる２種の材料からなる層を積層した界面においてメインモードはほぼ反射されないため、音響インピーダンスは実質的に同じであるといえる。さらに、音響インピーダンスが実質的に同じである材料からなる層の積層体は、１層の音響インピーダンス層であるといえる。
【００２１】
下記の表１において、音響反射膜７に用いられる材料の例を示す。表１に、各材料の密度、縦波の音速、横波の音速、縦波音響インピーダンス及び横波音響インピーダンスを併せて示す。
【００２２】
【表１】
2020113954.tif 000003
【００２３】
本実施形態においては、低音響インピーダンス層１２における第１の材料層１２Ａは、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層であり、第２の材料層１２Ｂはアルミニウム（Ａｌ）層である。表１に示すように、酸化ケイ素及びアルミニウムにおいては、縦波音響インピーダンス及び横波音響インピーダンスの両方が実質的に同じであることがわかる。
【００２４】
他方、低音響インピーダンス層１４及び低音響インピーダンス層１６はそれぞれ酸化ケイ素層である。高音響インピーダンス層１３及び高音響インピーダンス層１５はそれぞれタングステン層である。なお、表１に示される材料を主成分とする他の材料を含む材料や、表１に示される材料以外の材料を、それぞれの低音響インピーダンス層または高音響インピーダンス層に用いてもよい。例えば、低音響インピーダンス層１２の第１の材料層１２Ａを酸化ケイ素層とし、第２の材料層１２Ｂをフッ素（Ｆ）がドープされた酸化ケイ素層としてもよく、あるいは第２の材料層１２Ｂを酸窒化ケイ素層としてもよい。
【００２５】
第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの間の界面１２ｃには凹凸が設けられている。ここで、第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの間の界面１２ｃの算術平均粗さ（Ｒａ）の値をＲａＩＦとする。本実施形態においては、ＲａＩＦは、第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂを伝搬する縦波または横波の波長における厚み方向の成分の値の０．２倍よりも大きい。さらに、ＲａＩＦは、第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂを伝搬するメインモードの波長における厚み方向の成分の０．２倍よりも小さい。本明細書における算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３に基づく。
【００２６】
なお、ＲａＩＦは上記に限定されず、第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの間の界面１２ｃに凹凸が設けられていればよい。界面１２ｃの凹凸は、例えば、以下のように設けることができる。第１の材料層１２Ａを成膜する。次に、第１の材料層１２Ａの表面に、エッチングなどにより凹凸を設ける。次に、第１の材料層１２Ａの凹凸が設けられた表面上に、第２の材料層１２Ｂを成膜する。他方、例えば、表面に凹凸を設けた第２の材料層１２Ｂ上に第１の材料層１２Ａを成膜してもよい。なお、第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂは、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法などにより成膜することができる。
【００２７】
上述したように、ミラーモードとは、音響反射膜７内に閉じ込められたモードをいう。より具体的には、ミラーモードとなるモードは、例えば、音響反射膜７を伝搬する縦波または横波である。ミラーモードとなるモードは、例えば、音響反射膜７における単層の音響インピーダンス層内に閉じ込められる。
【００２８】
本実施形態の特徴は、以下の構成を有することにある。１）音響反射膜７の低音響インピーダンス層１２が、縦波音響インピーダンス及び横波音響インピーダンスのうち少なくとも一方が実質的に同じである第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの積層体である。２）第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの間の界面１２ｃに凹凸が設けられている。それによって、ミラーモードによるスプリアスを抑制することができる。この詳細を、本実施形態と比較例とを比較することにより、以下において説明する。
【００２９】
図２は、比較例の弾性波装置の正面断面図である。
【００３０】
比較例の弾性波装置１は、全ての低音響インピーダンス層及び高音響インピーダンス層が単層である点において第１の実施形態と異なる。なお、図２に示す低音響インピーダンス層２２が、第１の実施形態において第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの積層体であった層に相当する層である。低音響インピーダンス層２２は酸化ケイ素層である。比較例においては、図２中の破線Ｍにより模式的に示すように、少なくとも低音響インピーダンス層２２内に閉じ込められた、ミラーモードが生じる。
【００３１】
図３は、比較例の弾性波装置における位相特性を示す図である。
【００３２】
図３に示すように、１．９ＧＨｚ付近にメインモードが位置している。図３中の一点鎖線で示す、メインモードの周波数の約１．６倍以上の帯域において、ミラーモードによる複数のレスポンスが生じていることがわかる。低音響インピーダンス層２２内にスプリアスの原因となるモードが閉じ込められると、該モードは支持基板２まで到達し難い。そのため、例えば支持基板２の、図２における下方の面に凹凸が設けられているとしても、ミラーモードによるスプリアスを抑制することは困難である。
【００３３】
これに対して、図１に示す第１の実施形態では、低音響インピーダンス層１２が第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの積層体であり、かつ第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの間の界面１２ｃに、ミラーモードを散乱させる凹凸が設けられている。より具体的には、界面１２ｃに、ミラーモードとなる縦波または横波を散乱させる凹凸が設けられている。それによって、ミラーモードを散乱させることができ、ミラーモードによるスプリアスを抑制することができる。
【００３４】
本実施形態のように、上記界面１２ｃの算術平均粗さ（Ｒａ）であるＲａＩＦは、第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂを伝搬する縦波または横波の波長における厚み方向の成分の値の０．２倍よりも大きいことが好ましい。それによって、ミラーモードを効果的に散乱させることができる。他方、ＲａＩＦは、第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂを伝搬するメインモードの波長における厚み方向の成分の０．２倍よりも小さいことが好ましい。それによって、低音響インピーダンス層１２内において、メインモードが散乱され難い。よって、特性の劣化を招くことなく、ミラーモードを効果的に散乱させることができる。
【００３５】
ＲａＩＦが、第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂを伝搬する縦波または横波の波長における厚み方向の成分の値の１／４であることがより好ましい。より具体的には、ミラーモードとなりスプリアスの原因となる、音響反射膜７内に閉じ込められるモードの波長をλｓｐとしたときに、ＲａＩＦが波長λｓｐの値の１／４であることがより好ましい。より詳細には、波長λｓｐは、音響インピーダンス層内に閉じ込められるモードの波長である。上記構成とすることによって、ミラーモードをより一層効果的に散乱させることができる。なお、本実施形態において波長λｓｐは、ミラーモードとなるモードの波長における音響インピーダンス層の厚み方向の成分の値を示す。
【００３６】
ここで、ミラーモードとなる、音響反射膜７内に閉じ込められるモードに起因するスプリアスの周波数をｆｓｐとし、各層を伝搬するバルク波の音速をｖＢとしたときに、下記の関係が成立する。なお、スプリアスの周波数ｆｓｐは、位相特性などの共振特性上の周波数である。
【００３７】
【数１】
2020113954.tif 000004
【００３８】
さらに、第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂを伝搬するバルク波の音速のうち最も高い音速をｖＢｆａｓｔｅｓｔとし、最も低い音速をｖＢｓｌｏｗｅｓｔとしたときに、波長λｓｐの範囲は、音速ｖＢｆａｓｔｅｓｔ及び音速ｖＢｓｌｏｗｅｓｔにより決定される。ＲａＩＦが波長λｓｐの値の１／４であるとき、下記の式１の関係を満たす。
【００３９】
【数２】
2020113954.tif 000005
【００４０】
ここで、ＲａＩＦが波長λｓｐの値の１／４であるときは式１の関係を満たすが、一方で、式１の関係を満たす場合に必ずしもＲａＩＦは波長λｓｐの値の１／４とはならない。もっとも、式１の関係を満たす場合には、ＲａＩＦをより確実に波長λｓｐの値の１／４近傍とすることができるため、ミラーモードをより一層散乱させることができる。なお、ＲａＩＦが波長λｓｐの値の１／４であることがより好ましい。
【００４１】
ここで、ミラーモードに起因するスプリアスが複数の周波数において生じる場合には、上記スプリアスのうち最も強度が最も大きいスプリアスの周波数を式１におけるｆｓｐとすることが好ましい。あるいは、ＲａＩＦは、上記の最も強度が大きいスプリアスの周波数をｆｓｐとした波長λｓｐの値の１／４であることが好ましい。これらの場合には、弾性波装置１の特性の劣化を好適に抑制することができる。
【００４２】
第１の実施形態においては、最も圧電体層４側の低音響インピーダンス層１２が、第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの積層体であり、第１の材料層１２Ａ及び第２の材料層１２Ｂの間の界面１２ｃにミラーモードを散乱させる凹凸が設けられている。もっとも、他の音響インピーダンス層が、低音響インピーダンス層１２と同様に構成されていてもよい。この場合には、低音響インピーダンス層１２以外の音響インピーダンス層においても、ミラーモードを散乱させることができる。音響反射膜７の複数の音響インピーダンス層が、それぞれ第１の材料層及び第２の材料層の積層体であり、それぞれの第１の材料層及び第２の材料層の間の界面にミラーモードを散乱させる凹凸が設けられていてもよい。この場合には、各音響インピーダンス層において、上記式１の関係を満たすことが好ましい。各音響インピーダンス層において、ＲａＩＦが波長λｓｐの値の１／４であることがより好ましい。
【００４３】
なお、音響反射膜７における低音響インピーダンス層及び高音響インピーダンス層のうち少なくとも一層が、第１の材料層及び第２の材料層の積層体であり、第１の材料層及び第２の材料層の間の界面に凹凸が設けられていればよい。
【００４４】
図４は、第２の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。
【００４５】
弾性波装置３１は、励振電極としてのＩＤＴ電極（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）３４を有するＳＡＷ共振子である。本実施形態では、圧電体層４はニオブ酸リチウム層である。なお、圧電体層４の材料はニオブ酸リチウムには限定されず、例えば、タンタル酸リチウムや窒化アルミニウムなどであってもよい。圧電体層４の第１の主面４ａ及び第２の主面４ｂは、Ｘカットまたは回転Ｙカットであることが好ましい。
【００４６】
図５は、第２の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。
【００４７】
ＩＤＴ電極３４は、対向し合う第１のバスバー３８ａ及び第２のバスバー３８ｂを有する。ＩＤＴ電極３４は、第１のバスバー３８ａにそれぞれ一端が接続されている複数の第１の電極指３９ａを有する。さらに、ＩＤＴ電極３４は、第２のバスバー３８ｂにそれぞれ一端が接続されている複数の第２の電極指３９ｂを有する。複数の第１の電極指３９ａと複数の第２の電極指３９ｂとは互いに間挿し合っている。
【００４８】
本実施形態においては、ＩＤＴ電極３４は圧電体層４の第１の主面４ａ上に設けられている。なお、ＩＤＴ電極３４は、圧電体層４の第１の主面４ａ及び第２の主面４ｂのうち少なくとも一方に設けられていればよい。
【００４９】
ＩＤＴ電極３４に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。圧電体層４上におけるＩＤＴ電極３４の弾性波伝搬方向両側には、一対の反射器３５Ａ及び反射器３５Ｂが設けられている。ＩＤＴ電極３４、反射器３５Ａ及び反射器３５Ｂは、特に限定されないが、本実施形態では単層のアルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃｕ）合金膜からなる。なお、ＩＤＴ電極３４、反射器３５Ａ及び反射器３５Ｂは、複数の金属層が積層された積層金属膜からなっていてもよい。
【００５０】
ＩＤＴ電極３４の電極指ピッチにより規定される波長をλＩＤＴとし、ＩＤＴ電極３４の電極指ピッチをｐとしたときに、λＩＤＴ＝２ｐと表すことができる。ここで、圧電体層４の厚みは１λＩＤＴ以下であることが好ましい。この場合には、圧電体層４及び音響反射膜３７とが積層された構成を有することにより、結合係数及びＱ値を効果的に高めることができる。このような構成を有するＳＡＷ共振子は、多層型（Ｍｕｌｔｉ−Ｌａｙｅｒｅｄ）ＳＡＷ共振子、導波型（Ｇｕｉｄｅｄ）ＳＡＷ共振子または板波モード（Ｐｌａｔｅ  Ｍｏｄｅ）共振子などと呼ばれる。本発明は、圧電体層４を伝搬する弾性波の音速が支持基板２を伝搬する横波バルク波の音速よりも高い、メインモードが縦波型ＳＡＷである場合に特に好適である。
【００５１】
図４に戻り、本実施形態においては、最も圧電体層４側の高音響インピーダンス層３３が、第１の材料層３３Ａ及び第２の材料層３３Ｂの積層体である。第１の材料層３３Ａ及び第２の材料層３３Ｂの間の界面３３ｃにミラーモードを散乱させる凹凸が設けられている。なお、第１の材料層３３Ａは酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）層であり、第２の材料層３３Ｂはモリブデン（Ｍｏ）層である。上記構成を有することによって、第１の実施形態と同様に、ミラーモードによるスプリアスを抑制することができる。
【００５２】
なお、高音響インピーダンス層３３の第１の材料層３３Ａ及び第２の材料層３３Ｂの材料は上記に限定されない。例えば、第１の材料層３３Ａを、タングステン、モリブデン、ルテニウム（Ｌｕ）、白金（Ｐｔ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）及びイリジウム（Ｉｒ）のうち１種の金属層とし、第２の材料層３３Ｂを、第１の材料層３３Ａの金属を主体とする合金層としてもよい。あるいは、例えば、第１の材料層３３Ａ及び第２の材料層３３Ｂを、モリブデン、窒化ハフニウム及び酸化ハフニウムのうち２種の材料からなる層またはこれらを主体とする材料からなる層としてもよい。
【００５３】
上述したように、弾性波装置３１はＳＡＷ共振子であり、励振された任意のモードの波長の、圧電体層４上における伝搬方向の成分は、ＩＤＴ電極３４の電極指ピッチｐにより規定される。他方、励振された任意のモードの波長における、音響インピーダンス層の厚み方向の成分をλｚとし、任意のモードの周波数をｆとしたときに、λｚは下記のように表される。
【００５４】
【数３】
2020113954.tif 000006
【００５５】
さらに、ＲａＩＦがミラーモードとなるモードの波長λｓｐの値の１／４であるとき、第１の材料層３３Ａ及び第２の材料層３３Ｂを伝搬するバルク波の音速のうち最も高い音速ｖＢｆａｓｔｅｓｔと、最も低い音速ｖＢｓｌｏｗｅｓｔとを用いた下記の式２の関係を満たす。なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、波長λｓｐは、ミラーモードとなるモードの波長における音響インピーダンス層の厚み方向の成分の値を示す。
【００５６】
【数４】
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【００５７】
式２の関係を満たす場合には、ＲａＩＦをより確実に波長λｓｐの値の１／４近傍とすることができ、ミラーモードをより一層散乱させることができる。もっとも、ＲａＩＦが波長λｓｐの値の１／４であることがより好ましい。
【００５８】
ここで、ミラーモードに起因するスプリアスが複数の周波数において生じる場合には、上記スプリアスのうち最も強度が最も大きいスプリアスの周波数を式２におけるｆｓｐとすることが好ましい。あるいは、ＲａＩＦは、上記の最も強度が大きいスプリアスの周波数をｆｓｐとした波長λｓｐの値の１／４であることが好ましい。これらの場合には、弾性波装置３１の特性の劣化を好適に抑制することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１…弾性波装置
２…支持基板
４…圧電体層
４ａ，４ｂ…第１，第２の主面
５，６…第１，第２の平板電極
７…音響反射膜
１２…低音響インピーダンス層
１２Ａ，１２Ｂ…第１，第２の材料層
１２ｃ…界面
１３…高音響インピーダンス層
１４…低音響インピーダンス層
１５…高音響インピーダンス層
１６…低音響インピーダンス層
２２…低音響インピーダンス層
３１…弾性波装置
３３…高音響インピーダンス層
３３Ａ，３３Ｂ…第１，第２の材料層
３３ｃ…界面
３４…ＩＤＴ電極
３５Ａ，３５Ｂ…反射器
３７…音響反射膜
３８ａ，３８ｂ…第１，第２のバスバー
３９ａ，３９ｂ…第１，第２の電極指
【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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