(57)【要約】【課題】小型化すること。【解決手段】本発明は、圧電基板１０と、前記圧電基板１０上に設けられ、各々複数の電極指１４を備え、前記複数の電極指１４の互いに対向する側面に前記複数の電極指１４の延伸方向Ｙに沿って配置され先端が狭くなる複数の凸部３０および複数の凹部３２を有する一対の櫛型電極１８と、を備える弾性波デバイスである。【選択図】図２
2020096226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられ、各々複数の電極指を備え、前記複数の電極指の互いに対向する側面に前記複数の電極指の延伸方向に沿って配置され先端が狭くなる複数の凸部および複数の凹部を有する一対の櫛型電極と、
を備える弾性波デバイス。
【請求項２】
前記複数の凸部のうち最も狭い間隔で隣接する凸部の間隔と前記複数の凸部のうち最も広い間隔で隣接する凸部の間隔との和は、前記一対の櫛型電極のうち一方の櫛型電極が有する複数の電極指のピッチの１／１６以下かつ１／１０００以上である請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
複数の隣接する凸部と凹部のうち前記複数の電極指の配列方向における頂点とボトムの距離が最も小さい隣接する凸部の頂点と凹部のボトムとの距離と、複数の隣接する凸部と凹部のうち前記配列方向における頂点とボトムの距離が最も大きい隣接する凸部の頂点と凹部のボトムとの距離と、の和は、前記ピッチの１／１６以下かつ１／１０００以上である請求項２に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記複数の凸部および前記複数の凹部は、前記延伸方向に不規則に設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記一対の櫛型電極の各々は、前記複数の電極指が接続するバスバーを備え、
前記複数の電極指の先端の側面と前記バスバーの前記先端に対向する側面とは、前記複数の電極指の配列方向に沿って配置された凸部および凹部を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記側面を覆うよう設けられ、前記複数の電極指の主成分の金属元素の酸化物を主成分とする絶縁膜を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記絶縁膜の厚さは、複数の隣接する凸部と凹部のうち前記複数の電極指の配列方向における頂点とボトムの距離が最も小さい隣接する凸部の頂点と凹部のボトムとの距離と、複数の隣接する凸部と凹部のうち前記配列方向における頂点とボトムの距離が最も大きい隣接する凸部の頂点と凹部のボトムとの距離と、の和の１倍以下かつ１／１００以上である請求項６に記載の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記複数の電極指を主に形成する金属膜は柱状の複数の結晶粒を有し、前記絶縁膜の厚さは、前記複数の結晶粒のうち前記複数の電極指の配列方向における幅が最も大きい結晶粒の幅と前記複数の結晶粒のうち前記配列方向における幅が最も小さい結晶粒の幅との和の１倍以下かつ１／８以上である請求項６に記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の弾性波デバイスを含むフィルタ。
【請求項１０】
請求項９に記載のフィルタを含むマルチプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサに関し、例えば櫛型電極を有する弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話を代表とする高周波通信用システムにおいて、通信に使用する周波数帯以外の不要な信号を除去するために、高周波フィルタ等が用いられている。高周波フィルタ等には、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface acoustic wave）素子等を有する弾性波デバイスが用いられている。ＳＡＷ素子は、圧電基板上に一対の櫛型電極を有するＩＤＴ（Interdigital Transducer）を形成した素子である（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１３６７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
弾性波デバイスの小型化の要求が高まっている。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、小型化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられ、各々複数の電極指を備え、前記複数の電極指の互いに対向する側面に前記複数の電極指の延伸方向に沿って配置され先端が狭くなる複数の凸部および複数の凹部を有する一対の櫛型電極と、を備える弾性波デバイスである。
【０００７】
上記構成において、前記複数の凸部のうち最も狭い間隔で隣接する凸部の間隔と前記複数の凸部のうち最も広い間隔で隣接する凸部の間隔との和は、前記一対の櫛型電極のうち一方の櫛型電極が有する複数の電極指のピッチの１／１６以下かつ１／１０００以上である構成とすることができる。
【０００８】
上記構成において、複数の隣接する凸部と凹部のうち前記複数の電極指の配列方向における頂点とボトムの距離が最も小さい隣接する凸部の頂点と凹部のボトムとの距離と、複数の隣接する凸部と凹部のうち前記配列方向における頂点とボトムの距離が最も大きい隣接する凸部の頂点と凹部のボトムとの距離と、の和は、前記ピッチの１／１６以下かつ１／１０００以上である構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記複数の凸部および前記複数の凹部は、前記延伸方向に不規則に設けられている構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記一対の櫛型電極の各々は、前記複数の電極指が接続するバスバーを備え、前記複数の電極指の先端の側面と前記バスバーの前記先端に対向する側面とは、前記複数の電極指の配列方向に沿って配置された凸部および凹部を有する構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記側面を覆うよう設けられ、前記複数の電極指の主成分の金属元素の酸化物を主成分とする絶縁膜を備える構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記絶縁膜の厚さは、複数の隣接する凸部と凹部のうち前記複数の電極指の配列方向における頂点とボトムの距離が最も小さい隣接する凸部の頂点と凹部のボトムとの距離と、複数の隣接する凸部と凹部のうち前記配列方向における頂点とボトムの距離が最も大きい隣接する凸部の頂点と凹部のボトムとの距離と、の和の１倍以下かつ１／１００以上である構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記複数の電極指を主に形成する金属膜は柱状の複数の結晶粒を有し、前記絶縁膜の厚さは、前記複数の結晶粒のうち前記複数の電極指の配列方向における幅が最も大きい結晶粒の幅と前記複数の結晶粒のうち前記配列方向における幅が最も小さい結晶粒の幅との和の１倍以下かつ１／８以上である構成とすることができる。
【００１４】
本発明は、上記弾性波デバイスを含むフィルタである。
【００１５】
本発明は、上記フィルタを含むマルチプレクサである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（ａ）は、実施例１における弾性波共振器を示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２は、実施例１における弾性波共振器の平面拡大図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、実施例１における弾性波共振器の拡大断面図である。
【図４】図４は、実施例１の変形例１における弾性波共振器の拡大平面図である。
【図５】図５は、実施例１の変形例２における弾性波共振器の拡大平面図である。
【図６】図６は、実施例２における弾性波共振器の拡大平面図である。
【図７】図７（ａ）および図７（ｂ）は、実施例２における弾性波共振器の拡大断面図である。
【図８】図８（ａ）から図８（ｄ）は、実施例２における弾性波共振器の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図９】図９（ａ）から図９（ｃ）は、実施例２における弾性波共振器の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図１０】図１０は、実施例２の変形例１における弾性波共振器の拡大断面図である。
【図１１】図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、それぞれ実施例２の変形例２および３に係る弾性波共振器の拡大断面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、実施例３に係るフィルタの平面図、図１２（ｂ）は、実施例３の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１９】
弾性波デバイスとして弾性波共振器を例に説明する。図１（ａ）は、実施例１における弾性波共振器を示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。電極指の配列方向をＸ方向、電極指の延伸方向をＹ方向、圧電基板の法線方向をＺ方向とする。なお、Ｘ、ＹおよびＺ方向は圧電基板１０の結晶方位とは必ずしも一致しない。
【００２０】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、弾性波共振器２４は、ＩＤＴ２０および反射器２２を有している。ＩＤＴ２０および反射器２２は圧電基板１０上に設けられている。圧電基板１０は、例えばタンタル酸リチウム基板、ニオブ酸リチウム基板または水晶基板である。圧電基板１０が回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板または回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板とのとき、Ｘ方向は圧電基板１０の結晶方位のＸ軸方向となる。ＩＤＴ２０および反射器２２は金属膜１２により形成されている。金属膜１２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、レニウム（Ｒｅ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）およびタングステン（Ｗ）の少なくとも１つを主成分とする。
【００２１】
ＩＤＴ２０は一対の櫛型電極１８を有する。一対の櫛型電極１８は、それぞれ複数の電極指１４と、複数の電極指１４が接続されたバスバー１６を有する。一方の櫛型電極１８の電極指１４と他方の櫛型電極１８の電極指１４とは少なくとも一部で互い違いに設けられている。一方の櫛型電極１８の電極指１４と他方の櫛型電極１８の電極指１４とが電極指１４のＸ方向に対向する領域は交差領域２５である。ＩＤＴ２０のＸ方向の両側に反射器２２が形成されている。反射器２２は、弾性波を反射する。一対の櫛型電極１８のうち一方の櫛型電極１８の電極指１４のピッチをλとする。λは、ＩＤＴ２０が励振する弾性表面波の波長に相当する。
【００２２】
圧電基板１０は、シリコン基板、サファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板、ガラス基板または水晶基板等の支持基板上に接合されていてもよい。支持基板と圧電基板１０との間に酸化シリコン膜または窒化アルミニウム膜等の絶縁膜が設けられていてもよい。金属膜１２を覆うように酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等の絶縁膜が設けられていてもよい。絶縁膜の膜厚は金属膜１２の膜厚より厚くてもよいし薄くてもよい。
【００２３】
図２は、実施例１における弾性波共振器の平面拡大図である。交差領域の電極指の一部を図示している。図２に示すように、交差領域２５における電極指１４の±Ｘ方向の側面は、Ｙ方向に複数の凸部３０および凹部３２を有する。隣接する凸部３０のＹ方向の間隔はランダムである。隣接する凸部３０と凹部３２とのＸ方向の距離はランダムである。電極指１４の±Ｙ方向の側面およびバスバー１６の±Ｙ方向の側面はＸ方向にほぼ平坦である。図２では、凸部３０および凹部３２の外周を直線で表しているが凸部３０および凹部３２の外周は曲線でもよい。
【００２４】
電極指１４のピッチ（電極指１４の中心間の距離）は１／２λである。隣接する凸部３０のＹ方向における最小間隔（すなわち複数の凸部３０のうち最も狭い間隔で隣接する凸部３０の間隔）をＤｍｉｎとし、隣接する凸部３０のＹ方向における最大間隔（すなわち複数の凸部３０のうち最も広い間隔で隣接する凸部３０の間隔）をＤｍａｘとする。ＤｍｉｎとＤｍａｘとの和を２Ｄ＝Ｄｍａｘ＋Ｄｍｉｎとする。隣接する凸部３０と凹部３２とのＸ方向における最小距離（すなわち複数の隣接する凸部３０と凹部３２のうちＸ方向における頂点とボトムの距離が最も小さい隣接する凸部３０の頂点と凹部３２のボトムとの距離）をＬｍｉｎとし、隣接する凸部３０と凹部３２とのＸ方向における最大距離（すなわち複数の隣接する凸部３０と凹部３２のうちＸ方向における頂点とボトムの距離が最も大きい隣接する凸部３０の頂点と凹部３２のボトムとの距離）をＬｍａｘとする。ＬｍｉｎとＬｍａｘとの和を２Ｌ＝Ｌｍａｘ＋Ｌｍｉｎとする。
【００２５】
Ｙ方向に連続する１０個（より好ましくは２０個、さらに好ましくは５０個）の凸部３０およびＹ方向に連続する１０個の凹部３２について、Ｄｍｉｎ、Ｄｍａｘ、ＬｍｉｎおよびＬｍａｘを顕微鏡で観察し、２Ｄおよび２Ｌを算出すれば、１本の電極指１４について算出した２Ｄおよび２Ｌと大きく変わらない。よって、Ｙ方向に連続する１０個の凸部３０およびＹ方向に連続する１０個の凹部３２について、Ｄｍｉｎ、Ｄｍａｘ、ＬｍｉｎおよびＬｍａｘを測定し、２Ｄおよび２Ｌを算出すればよい。
【００２６】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、実施例１における弾性波共振器の拡大断面図である。図３（ａ）に示すように、電極指１４の±Ｘ方向の側面はＺ方向にほぼ平坦である。図３（ｂ）に示すように、電極指１４の±Ｘ方向の側面はＺ方向に凸部３０ａおよび凹部３２ａを有する。この場合、Ｚ方向から光学顕微鏡または電子顕微鏡を用い電極指１４を観察すると、焦点の合うＺ方向の位置はＸＹ平面内で同じである。焦点の合ったＺ方向の位置でＤｍｉｎ、Ｄｍａｘ、ＬｍｉｎおよびＬｍａｘを測定すればよい。図３（ａ）のように、電極指１４の側面はＺ方向にほぼ平坦（例えばＹ方向の凸部３０および凹部３２に比べ凸凹が１／１０以下である）でもよい。図３（ｂ）のように、電極指１４の側面はＺ方向に凸部３０ａおよび凹部３２ａを有してもよい。
【００２７】
図３（ａ）のように、電極指１４の側面がＺ方向に平坦として、対向する一対の電極指１４間の静電容量を算出した。Ｄｍｉｎ＝Ｄｍａｘ＝Ｄとし、Ｌｍｉｎ＝Ｌｍａｘ＝Ｌとした。凸部３０および凹部３２の外周は直線とした。Ｄ＝１／２０λとした。Ｌ＝０、Ｌ＝０．０１λ、Ｌ＝０．０２λのときの電極指１４間の静電容量を算出した。算出した静電容量から、同じ静電容量を有する弾性波共振器２４の面積を算出した。面積の算出した弾性波共振器２４の各寸法等は以下である。ＩＤＴ２０では、ピッチλを４μｍ、電極指１４の対数を５０対、開口長（交差領域２５のＹ方向の長さ）を２０λ、電極指１４のデュティ比を５０％とした。反射器２２では、対数を１０対とし、開口長とデュティ比をＩＤＴ２０と同じとした。
【００２８】
表１は、静電容量、共振器のサイズおよび共振器サイズの減少率を示す表である。「静電容量」はＬ＝０の弾性波共振器の静電容量が１となるように規格化されている。「共振器のサイズ」は、Ｌ＝０の弾性波共振器と同じ静電容量を実現するための弾性波共振器の面積であり、Ｌ＝０の弾性波共振器のサイズが１となるように規格化されている。「共振器サイズの減少率」はＬ＝０の弾性波共振器に対する弾性波共振器のサイズの減少率を％で示した。
【表１】
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【００２９】
表１のように、Ｌを０．０１λとすると、Ｌ＝０の弾性波共振器に比べ静電容量が１．００７２倍となる。Ｌ＝０の弾性波共振器と同じ静電容量の弾性波共振器を作製すると、弾性波共振器のサイズはＬ＝０の弾性波共振器より０．７２％小さくなる。Ｌを０．０２λとすると、Ｌ＝０の弾性波共振器に比べ静電容量が１．０１４５倍となる。Ｌ＝０の弾性波共振器と同じ静電容量の共振器を作製すると、弾性波共振器のサイズはＬ＝０の弾性波共振器より１．４３％小さくなる。
【００３０】
実施例１によれば、交差領域２５内における一対の櫛型電極１８の電極指１４の互いに対向する側面にＹ方向（延伸方向）に沿って配置され先端が狭くなる複数の凸部３０および複数の凹部３２を有する。これにより、電極指１４間（すなわち一対の櫛型電極１８間）の静電容量を大きくできる。弾性波共振器２４の静電容量（すなわちインピーダンス）を同じに設計するとき、電極指１４間の静電容量が大きければ、弾性波共振器２４を小さくできる。よって、弾性波共振器２４を小型化できる。
【００３１】
２Ｄ＝Ｄｍａｘ＋Ｄｍｉｎが大きいと、弾性波共振器２４の特性に影響してしまう。Ｄが１／８λ以下であれば、電極指１４の側面に凸凹があっても弾性波共振器２４の特性には影響しにくい。よって、２Ｄはλ（一対の櫛型電極のうち一方の櫛型電極が有する複数の電極指のピッチ）の１／１６以下が好ましく、１／３２以下がより好ましい。Ｄが小さすぎると、電極指１４間の静電容量は大きくなりにくい。よって、２Ｄはλの１／１０００以上が好ましく、１／２００以上はより好ましく、１／１００以上がさらに好ましい。
【００３２】
２Ｌ＝Ｌｍａｘ＋Ｌｍｉｎが大きいと、弾性波共振器２４の特性に影響してしまう。Ｌが１／８λ以下であれば、電極指１４の側面に凸凹があっても弾性波共振器２４の特性には影響しにくい。よって、２Ｌはλの１／１６以下が好ましく、１／３２以下がより好ましく、１／１００以下がさらに好ましい。Ｌが小さすぎると、電極指１４間の静電容量は大きくなりにくい。よって、２Ｌはλの１／１０００以上が好ましく、１／２００以上はより好ましく、１／１００以上がさらに好ましい。
【００３３】
複数の凸部３０および複数の凹部３２がＹ方向に周期的に設けられていると、不要応答が生じる可能性がある。よって、複数の凸部３０および凹部３２はＹ方向にランダム（すなわち不規則）に設けられていることが好ましい。
【００３４】
［実施例１の変形例１］
図４は、実施例１の変形例１における弾性波共振器の拡大平面図である。図４に示すように、電極指１４の±Ｙ方向の側面５０に凸部３０および凹部３２が設けられている。バスバー１６の±Ｙ方向の側面５２に凸部３０よび凹部３２が設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００３５】
実施例１の変形例１によれば、複数の電極指１４の先端の側面５０と側面５０に対向するバスバー１６の側面５２とは、Ｘ方向に配置された凸部３０および凹部３２を有する。これにより、電極指１４とバスバー１６との間の静電容量を大きくできる。よって、弾性波共振器２４をより小型化できる。
【００３６】
［実施例１の変形例２］
図５は、実施例１の変形例２における弾性波共振器の拡大平面図である。図５に示すように、交差領域２５内の対向する電極指１４の側面以外には凸部３０および凹部３２は設けられていない。電極指１４の側面は、Ｙ方向に周期的に複数の凸部３０および複数の凹部３２を有している。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００３７】
実施例１の変形例２のように、交差領域２５内の電極指１４の側面以外の櫛型電極１８の側面は平坦でもよい。複数の凸部３０および複数の凹部３２は周期的に設けられていてもよい。
【実施例２】
【００３８】
図６は、実施例２における弾性波共振器の拡大平面図である。図６に示すように、電極指１４の側面に絶縁膜２６が設けられている。図７（ａ）および図７（ｂ）は、実施例２における弾性波共振器の拡大断面図である。図７（ａ）に示すように、絶縁膜２６は電極指１４の±Ｘ方向の側面に設けられており、電極指１４の上面には設けられていない。図７（ｂ）に示すように、絶縁膜２６は電極指１４の側面および上面に設けられている。絶縁膜２６は、電極指１４の上面に設けられていなくてもよいし設けられていてもよい。絶縁膜２６は、電極指１４を形成する金属膜１２の酸化物である。絶縁膜２６の厚さはＴである。
【００３９】
［実施例２の製造方法］
図８（ａ）から図９（ｃ）は、実施例２における弾性波共振器の製造方法を示す断面図である。図８（ａ）に示すように、圧電基板１０上に真空蒸着法、イオンアシスト蒸着法またはスパッタリング法を用い金属膜１２を形成する。図８（ｂ）に示すように、金属膜１２上にフォトレジスト４３を塗布する。その後ベークする。フォトレジスト４３は例えばポジ型である。
【００４０】
図８（ｃ）に示すように、フォトマスク４４を介しフォトレジスト４３に露光光４５を照射する。フォトレジスト４３内の露光光４５が照射されない領域４３ａは感光せず、露光光４５が照射された領域４３ｂは感光する。フォトマスク４４の櫛型電極１８を形成するためのパターンには凸部３０および凹部３２となるパターンが設けられている。図８（ｄ）に示すように、フォトレジスト４３を現像することで領域４３ｂが除去され開口４３ｃが形成される。
【００４１】
図９（ａ）に示すように、フォトレジスト４３をマスクに金属膜１２を矢印４６のようにウェットエッチングまたはドライエッチングする。これにより、金属膜１２がパターニングされる。図９（ｂ）に示すように、フォトレジスト４３を矢印４７のように除去する。これにより、金属膜１２からＩＤＴ２０および反射器２２が形成される。これにより、実施例１およびその変形例の弾性波共振器が形成される。
【００４２】
図９（ｃ）に示すように、金属膜１２の表面を酸化させ絶縁膜２６を形成する。絶縁膜２６の形成方法としては、例えば酸素雰囲気中で熱処理する。金属膜１２の熱処理は、例えば金属膜１２がモリブデン膜のとき、大気雰囲気において２００℃の温度で３０分行う。これにより、金属膜１２の表面が酸化され、厚さが１０ｎｍから２０ｎｍの酸化モリブデンからなる絶縁膜２６が形成される。金属膜１２の表面を酸素プラズマに暴露することで絶縁膜２６を形成してもよい。
【００４３】
フォトマスク４４に凸部３０および凹部３２となるパターンを設ける例を説明したが、図９（ａ）のエッチングにおける条件を適宜設定することで凸部３０および凹部３２を形成してもよい。図９（ａ）と図９（ｃ）との間に、電極指１４の側面を凸凹とする工程を設けてもよい。電極指１４の側面を凸凹とする工程としては、例えば電極指１４の側面にイオンまたはプラズマを照射する工程がある。
【００４４】
ＩＤＴ２０に大電力が印加されると、電極指１４には振動および／または応力が加わる。実施例１およびその変形例のように、電極指１４の側面に凸部３０および凹部３２が設けられていると、電極指１４に振動および／または応力が加わったときに、凸部３０および凹部３２を起点に電極指１４が破断する可能性がある。
【００４５】
実施例２によれば、絶縁膜２６は、電極指１４の側面を覆うよう設けられている。これにより、電極指１４に振動および／または応力が加わっても絶縁膜２６が電極指１４の破断を抑制できる。絶縁膜２６は複数の電極指１４の主成分の金属元素の酸化物を主成分とする。このように、絶縁膜２６が電極指１４の酸化物の場合、絶縁膜２６は電極指１４に密着する。さらに、図９（ｃ）のように、金属膜１２を酸化させて絶縁膜２６を形成すると、金属膜１２と絶縁膜２６との間の密着性が向上する。これにより、電極指１４に振動および／または応力が加わっても絶縁膜２６が電極指１４の破断をより抑制できる。
【００４６】
なお、電極指１４の主成分の金属元素とは、意図的に添加した不純物および意図しない不純物を除く成分であり、例えば電極指１４のうち５０原子％（または８０原子％）以上の金属元素である。電極指１４の主成分の金属元素の酸化物を主成分とするとは、意図的に添加した不純物および意図しない不純物を除く成分であり、例えば絶縁膜２６に含まれる金属元素のうち電極指１４の主成分の金属元素が５０原子％（または８０原子％）以上含むことである。
【００４７】
絶縁膜２６が厚いと、電極指１４の側面に凸部３０および凹部３２を設け、電極指１４間の静電容量を大きくする効果が低下してしまう。よって、絶縁膜２６の厚さＴは、２Ｌの１倍以下が好ましく、１／２以下がより好ましく、１／４以下がさらに好ましい。絶縁膜２６が薄いと、電極指１４の破断を抑制する効果が低下してしまう。よって、絶縁膜２６の厚さＴは、２Ｌの１／１００以上が好ましく、１／５０以上がより好ましく、１／２０以上がさらに好ましい。
【００４８】
［実施例２の変形例１］
図１０は、実施例２の変形例１における弾性波共振器の拡大断面図である。図１０に示すように、金属膜１２では結晶粒５４がＺ方向に延伸する柱状であり、粒界５６がＺ方向に延伸する。Ｘ方向における幅が最も大きな結晶粒５４の幅をＲｍａｘ、Ｘ方向における幅が最も小さな結晶粒５４の幅をＲｍｉｎとする。ＲｍｉｎとＲｍａｘとの和を２Ｒ＝Ｒｍａｘ＋Ｒｍｉｎとする。Ｒは、例えば１０ｎｍから１００ｎｍである。金属膜１２がモリブデンの一例では、Ｒは４０ｎｍから５０ｎｍである。
【００４９】
Ｘ方向および／またはＹ方向に連続する１０個（より好ましくは２０個、さらに好ましくは５０個）の結晶粒５４について、ＲｍｉｎおよびＲｍａｘをＴＥＭで観察し、２Ｒを算出すれば、１本の電極指１４について算出した２Ｒと大きく変わらない。よって、Ｘ方向および／またはＹ方向に連続する１０個の結晶粒５４について、ＲｍｉｎおよびＲｍａｘを測定し、２Ｒを算出すればよい。
【００５０】
柱状構造では粒界５６が鮮明である。これは結晶粒５４の間の結合が弱いおよび／または結晶粒５４の間に隙間があるためである。また、結晶粒５４のほぼ大きさは揃っておりかつＺ方向に連続している。これにより、ＩＤＴ２０に大電力が加わると、凸部３０および凹部３２に位置する粒界５６を起点として金属膜１２が破壊されやすい。
【００５１】
絶縁膜２６が粒界５６を起点とした金属膜１２の破壊を抑制するためには、絶縁膜２６の厚さＴは２Ｒの１／８以上が好ましく、１／４以上がより好ましい。絶縁膜２６の厚さＴがＲより大きくなっても粒界５６を起点とした金属膜１２の破壊を抑制する効果はあまり大きくならない。よって、絶縁膜２６の厚さＴは２Ｒの１倍以下が好ましく、１／２以下がより好ましい。
【００５２】
また、電極指１４の側面の凸部３０および凹部３２におけるＤおよびＬをＲ以下とすることは難しい。よって、Ｄは、Ｒより大きいことが好ましく、Ｒの２倍以上がより好ましく、３倍以上がさらに好ましい。Ｌは、Ｒより大きいことが好ましく、Ｒの２倍以上がより好ましく、３倍以上がさらに好ましい。
【００５３】
ＩＤＴ２０により励振された弾性表面波の音速が圧電基板１０内を伝搬するバルク波（例えば最も遅い横波バルク波）の音速より早い場合、弾性表面波はバルク波を放射しながら圧電基板１０の表面を伝搬する。よって、損失が生じる。特に、弾性表面波の一種であるＳＨ（Shear Horizontal）波の音速はバルク波の音速より早い。このため、ＳＨ波を主モードとする弾性波共振器では損失が大きくなる。例えば、２０°以上かつ４８°以下のカット角を有するＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板では、ＳＨ波が主モードとなる。
【００５４】
弾性表面波の音速を遅くするため、金属膜１２に音響インピーダンスの大きな金属を用いる。音響インピーダンスＺは、密度およびヤング率が大きくなると大きくなる。密度は原子番号が大きな金属が大きく、ヤング率は硬い金属が大きい。このような金属は融点が高い高融点金属である。このように、高融点金属を金属膜１２に用いると弾性表面波の音速が遅くなり損失が小さくなる。また、弾性表面波の音速が遅くなると、電極指１４のピッチが小さくなるため、弾性波共振器の小型化が可能となる。
【００５５】
高融点金属は、電子数が大きくかつ原子半径が小さいため金属結合が強くなる。エレクトロマイグレーションおよびストレスマイグレーションはそれぞれ電界および応力により金属原子が移動する現象である。よって、金属結合が強い高融点金属はこれらのマイグレーションが生じ難い。よって、高融点金属を金属膜１２に用いるとマイグレーションが小さくなる。
【００５６】
例えば、アルミニウムは、融点が６６０℃であり、密度、ヤング率および音響インピーダンスがそれぞれ２．７ｇ／ｃｍ３、６８ＧＰａおよび８．３ＧＰａ・ｓ／ｍである。高融点金属であるモリブデンは、融点が２６２２℃であり、密度、ヤング率および音響インピーダンスがそれぞれ１０．２ｇ／ｃｍ３、３２９ＧＰａおよび３５．９ＧＰａ・ｓ／ｍである。このように、モリブデンはアルミニウムに比べ融点が２０００℃高く、密度は約４倍、ヤング率は約５倍であり、音響インピーダンスは約４倍である。
【００５７】
例えば、イリジウム、モリブデン、レニウム、ロジウム、ルテニウムおよびタングステンの融点は白金の融点１７７４℃以上である。密度は、Ａｌの４倍以上である。
【００５８】
このように、融点が白金以上の高融点金属は密度が高く音響インピーダンスも高い。このため、これらの金属を金属膜１２とすることで弾性表面波の音速が遅くなり、損失を抑制できる。また小型化が可能となる。さらに融点が高いため、マイグレーションが生じ難くなる。
【００５９】
しかしながら、圧電基板１０上に、電極指１４として融点が白金以上の高融点金属とすると、真空蒸着法およびスパッタリング法いずれの方法を用いても結晶粒が柱状構造となりやすい。そこで、絶縁膜２６を設けることが好ましい。
【００６０】
［実施例２の変形例２］
図１１（ａ）は、実施例２の変形例２に係る弾性波共振器の拡大断面図である。図１１（ａ）に示すように、圧電基板１０と金属膜１２との間に金属膜１３が設けられている。金属膜１３は、例えばチタン、クロムおよび／またはニッケルを主成分とする金属膜である。金属膜１３は、密着膜またはバリア膜として機能する。その他の構成は実施例２と同じであり説明を省略する。
【００６１】
実施例２の変形例２では、金属膜１３の側面に絶縁膜２６が設けられていないが、金属膜１３の側面に金属膜１３の主成分の金属元素の酸化物を主成分とする絶縁膜が設けられていてもよい。
【００６２】
［実施例２の変形例３］
図１１（ｂ）は、実施例２の変形例３に係る弾性波共振器の拡大断面図である。図１１（ｂ）に示すように、電極指１４は、金属膜１２上に金属膜１５を備えていてもよい。金属膜１５は、例えば密着層またはバリア層として機能し、チタン、クロムおよび／またはニッケルを主成分とする。金属膜１５は、金属膜１２より抵抗率の低い低抵抗層として機能し、金、銅またはアルミニウムを主成分としてもよい。その他の構成は実施例２と同じであり説明を省略する。
【００６３】
実施例２の変形例３では、金属膜の側面および上面に絶縁膜２６が設けられていないが、金属膜１５の側面および上面に金属膜１５の主成分の金属元素の酸化物を主成分とする絶縁膜が設けられていてもよい。
【００６４】
実施例２の変形例２および３のように、実施例１、２およびその変形例において、電極指１４は積層された複数の金属膜を含んでもよい。絶縁膜２６は、複数の金属膜のうち最も厚い金属膜の側面に設けられていることが好ましい。金属膜１２が主に電極指１４として機能する。このため、金属膜１３および１５の厚さは、金属膜１２の厚さ以下が好ましく、金属膜１２の厚さの１／２以下がより好ましく、１／１０以下がさらに好ましい。
【実施例３】
【００６５】
実施例３は、実施例１、２およびその変形例の弾性波共振器を有するフィルタの例である。図１２（ａ）は、実施例３に係るフィルタの平面図である。図１２（ａ）に示すように、圧電基板１０上に弾性波共振器２４、配線２８、パッド２７が設けられている。パッド２７上にバンプ２９が設けられている。弾性波共振器２４は、ＩＤＴ２０および反射器２２を備えている。
【００６６】
複数の弾性波共振器２４は、直列共振器Ｓ１からＳ３および並列共振器Ｐ１およびＰ２を含む。バンプ２９は、端子Ｔ１、Ｔ２およびＴｇを含む。端子Ｔ１は、高周波信号が入力する入力端子に対応する。端子Ｔ２は、高周波信号が出力する出力端子に対応する。端子Ｔｇはグランド電位が供給されるグランド端子に対応する。端子Ｔ１とＴ２との間に、直列共振器Ｓ１からＳ３が直列に接続され、並列共振器Ｐ１およびＰ２が並列に接続されている。
【００６７】
実施例３のように、実施例１、２およびその変形例の弾性波共振器２４をフィルタの少なくとも１つの共振器に用いることができる。ラダー型フィルタの直列共振器および並列共振器の個数は任意に設定できる。実施例１、２およびその変形例の弾性波共振器は多重モードフィルタに用いてもよい。
【００６８】
図１２（ｂ）は、実施例３の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。図１２（ｂ）に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ４０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ４２が接続されている。送信フィルタ４０は送信端子Ｔｘから入力した高周波信号のうち送信帯域の信号を共通端子Ａｎｔに通過させ、他の信号を抑圧する。受信フィルタ４２は、共通端子Ａｎｔに入力した高周波信号のうち受信帯域の信号を通過させ、他の信号を抑圧する。
【００６９】
送信フィルタ４０および受信フィルタ４２の少なくとも一方に実施例２のフィルタを用いることができる。マルチプレクサとしてデュプレクサの例を説明したが、トリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。
【００７０】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  圧電基板
１２、１３、１５  金属膜
１４  電極指
１６  バスバー
１８  櫛型電極
２０  ＩＤＴ
２２  反射器
２４  弾性波共振器
３０  凸部
３２  凹部
４０  送信フィルタ
４２  受信フィルタ
【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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