(57)【要約】【課題】耐電力性に優れた弾性波装置を提供する。【解決手段】圧電体層と、圧電体層上に設けられたＩＤＴ電極３とを備え、ＩＤＴ電極３が、Ａｌを主体とし、Ｎｄ、Ｓｃ及びＴａからなる群から選択された１種の添加物を含み、ＩＤＴ電極３の圧電体層側の領域とは反対側の領域における添加物の濃度が、ＩＤＴ電極３の圧電体層側の領域における添加物の濃度よりも高い、弾性波装置１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体層と、
前記圧電体層上に設けられたＩＤＴ電極と、
を備え、
前記ＩＤＴ電極は、Ａｌを主体とし、Ｎｄ、Ｓｃ及びＴａからなる群から選択した１種の添加物を含み、
前記ＩＤＴ電極の前記圧電体層側の領域とは反対側の領域における前記添加物の濃度が、前記ＩＤＴ電極の前記圧電体層側の領域における前記添加物の濃度よりも高い、弾性波装置。
【請求項２】
前記ＩＤＴ電極の前記圧電体層側の領域とは反対側の領域における前記添加物の濃度とは、前記ＩＤＴ電極の前記圧電体層側の面とは反対側の面から前記ＩＤＴ電極の厚みの２０％の位置における前記添加物の濃度であり、前記ＩＤＴ電極の前記圧電体層側の領域における前記添加物の濃度とは、前記ＩＤＴ電極の前記圧電体層側の面とは反対側の面から前記ＩＤＴ電極の厚み８０％の位置における前記添加物の濃度である、請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
前記添加物の濃度が前記ＩＤＴ電極の厚み方向において連続的に変化している、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記添加物がＮｄである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項５】
前記ＩＤＴ電極に積層されており、前記ＩＤＴ電極とは異なる金属からなる金属層をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項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、Ａｌを主体とする電極層を有する弾性波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾性波装置のＩＤＴ電極に、Ａｌを主体とする合金層が広く用いられている。例えば、下記の特許文献１では、ＡｌにＮｉやＮｄなどの添加物を添加してなる組成のＩＤＴ電極が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４４５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＡｌからなるＩＤＴ電極では、高温下におかれると、ヒロックが生じ、耐電力性が低下するという問題があった。特許文献１に記載のように、Ｎｄなどの添加物が添加されていると、Ａｌ結晶粒が動きにくくなる。そのため、ヒロックが発生しがたいと考えられている。
【０００５】
しかしながら、現実には、特許文献１に記載のような添加物をＡｌに添加したとしても、高温下にさらされると、ＩＤＴ電極の表面においてヒロックが生じ、耐電力性が低下することがあった。
【０００６】
本発明の目的は、耐電力性に優れた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】
【０００７】
本発明は、圧電体層と、前記圧電体層上に設けられたＩＤＴ電極とを備え、前記ＩＤＴ電極は、Ａｌを主体とし、Ｎｄ、Ｓｃ及びＴａからなる群から選択した１種の添加物を含み、前記ＩＤＴ電極の前記圧電体層側の領域とは反対側の領域における前記添加物の濃度が、前記ＩＤＴ電極の前記圧電体層側の領域における前記添加物の濃度よりも高い弾性波装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、耐電力性に優れた弾性波装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置のＩＤＴ電極の要部を示す部分拡大正面断面図であり、（ｂ）は、弾性波装置の平面図である。
【図２】ＩＤＴ電極中のＡｌに、Ｎｄを添加してなる電極層における厚み方向位置と、Ｎｄ濃度との関係を示す図である。
【図３】実施形態の弾性波装置の耐電力試験の結果を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る弾性波装置の電極構造の要部を拡大して示す部分切欠正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置のＩＤＴ電極の要部を示す部分拡大正面断面図であり、（ｂ）は、弾性波装置の平面図である。
【００１３】
弾性波装置１は、圧電体層として圧電基板２を有する。圧電基板２上に、図１（ｂ）に示す電極構造が設けられている。この電極構造は、ＩＤＴ電極３と、ＩＤＴ電極３の弾性波伝搬方向両側に配置された反射器４，５とを有する。
【００１４】
圧電基板２は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３などの圧電単結晶、あるいは圧電セラミックスからなる。なお、圧電基板２以外に、薄い圧電膜からなる圧電体層を用いてもよい。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、ＩＤＴ電極３は、複数本の第１の電極指３ａと、複数本の第２の電極指３ｂとを有する。複数本の第１の電極指３ａと、複数本の第２の電極指３ｂとは、互いに間挿し合っている。図１（ａ）では、第１の電極指３ａが設けられている部分を拡大して示す。ＩＤＴ電極３は、Ａｌを主体とし、Ｎｄ、Ｓｃ及びＴａからなる群から選択した一種の添加物を含む材料からなる。
【００１６】
ＩＤＴ電極３と圧電基板２との間に他の金属層として密着層８が設けられている。
密着層８は、Ｔｉからなる。密着層８は、ＮｉＣｒ、Ｃｒなどの他の金属からなるものであってもよい。
【００１７】
弾性波装置１の特徴は、ＩＤＴ電極３において、圧電体層である圧電基板２側の領域である下面３ｄ周辺における上記添加物の濃度よりも、圧電基板２側の領域である下面３ｄ周辺と反対側の領域である上面３ｃ周辺における上記添加物の濃度が高いことにある。
【００１８】
本願発明者は、上述したヒロックの発生につき検討した結果、添加物の濃度が上面３ｃ周辺において、下面３ｄ周辺における濃度よりも高ければ、ヒロックの発生をより効果的に抑制することを見出し、本発明を成すに至った。ヒロックの発生を抑制し得る理由は、圧電基板２側の領域に比べてよりヒロックが発生しやすい圧電基板２側の領域と反対側の領域において、Ｎｄなどの添加物が添加されていると、高温下に晒されたとしても、Ａｌ結晶粒が動きがたくなることによると考えられる。
【００１９】
なお、ＩＤＴ電極３の上面３ｃにおける濃度の測定は困難であり、測定し得たとしてもノイズも大きく、正確な値を得ることが困難である。従って、ＩＤＴ電極３の上面３ｃから、ＩＤＴ電極３の厚みの２０％の位置における添加物の濃度が、上面３ｃからＩＤＴ電極３の厚みの８０％の位置における添加物の濃度よりも高ければよい。このように、ＩＤＴ電極３の厚みの２０％の位置及び厚みの８０％の部分における添加物の濃度であれば、ＩＤＴ電極３の上面３ｃにおける濃度よりも、容易にかつ高精度に測定することができる。
【００２０】
図２は、本実施形態の弾性波装置１における電極指中の電極層の厚み方向位置と、添加物であるＮｄの濃度との関係を示す図である。図２から明らかにように、本実施形態では、添加物の濃度は、上面３ｃ側から下面３ｄ側に向かって低くなっている。また、この場合、濃度は連続的に低くなっていくことが望ましい。この場合はＡｌと添加物との線膨張係数差による応力を低減できるため、ＩＤＴ電極の破壊を抑制することができる。もっとも、厚み方向の一部分において、濃度が減少しない領域が存在してもよい。すなわち、上面３ｃ側から下面３ｄ側に向かって階段状に濃度が変化していてもよい。
【００２１】
弾性波装置１では、ＩＤＴ電極３において、添加物であるＮｄが上記濃度勾配を有しているため、ヒロックが生じがたく、従って、耐電力性を高めることができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。
【００２２】
圧電基板２として、ＬｉＴａＯ３からなる圧電基板を用いた。この圧電基板２上に密着層８として、厚み１２ｎｍのＴｉ膜を蒸着により形成した。次に、ＡｌとＮｄとを蒸着源とし、蒸着法により、Ａｌ−Ｎｄ膜を形成した。Ｎｄの含有量は、ＩＤＴ電極３全体の０．５原子％とし、Ａｌ−Ｎｄ膜の厚みは１４５ｎｍとした。
【００２３】
上記のようにして得た弾性波装置１について、耐電力試験を行った。
【００２４】
耐電力試験の結果を図３に示す。
【００２５】
図３に示すように、実施形態の弾性波装置では長時間の寿命値が得られた。これは、蒸着により、Ａｌ−Ｎｄ膜を成膜し、上記のように濃度勾配を設けることにより、Ａｌ結晶粒が小さくなり、ホールベッチの法則により、膜強度が高くなっていることによると考えられる。そのため、前述したように、ヒロックの発生をより効果的に抑制し、耐電力性を高めることができる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、添加物として、Ｎｄを用いたが、ＳｃやＴａを用いた場合にも、同様に、添加物の濃度勾配を設けることにより、ヒロックを抑制し、耐電力性を高めることができることを確認した。
【００２７】
好ましくは、Ｎｄなどの上記添加物の含有量は、Ａｌ−Ｎｄ中、１０原子％以下、より好ましくは、１原子％以下である。その場合には、ＩＤＴ電極３の導電性を十分に高めることができる。従って、低損失の弾性波装置を提供することができる。
【００２８】
弾性波装置１は、図１（ａ）に一点鎖線で示す支持基板１１を有していてもよい。その場合には、圧電基板２に代えて薄い圧電膜を圧電体層として用いることができる。支持基板１１の材料は特に限定されず、Ｓｉなどの半導体や、Ａｌ２Ｏ３などの誘電体が用いられ得る。
【００２９】
さらに、支持基板と、圧電体層との間に音響多層膜や高音速材料層が積層されていてもよい。ここで、音響多層膜とは、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層と、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層とが積層されている多層膜である。また、高音速材料層とは、伝搬するバルク波の音速が、圧電基板２を伝搬する弾性波の音速よりも高い材料からなる層である。
【００３０】
図４は、本発明の他の実施形態に係る弾性波装置を説明するための部分拡大正面断面図である。
【００３１】
図４は、図１（ａ）に相当する部分の断面図である。この弾性波装置２１では、ＩＤＴ電極３の第１の電極指３ａにおいて、ＩＤＴ電極３と、密着層８との間に、さらに中間層として機能する他の金属層２２が設けられている。このように、ＩＤＴ電極３と、密着層８との間に、さらに他の金属層２２が積層されていてもよい。この場合、他の電極層は複数の金属層であってもよい。
【００３２】
また、高音速材料層と圧電基板２との間にさらに低音速材料層が積層されていてもよい。低音速材料層とは、伝搬するバルク波の音速が、圧電基板２を伝搬するバルク波の音速よりも低い材料からなる層である。
【００３３】
図１（ｂ）は、１ポート型弾性波共振子である弾性波装置１の電極構造を示したが、本発明に係る弾性波装置の電極構造はこれに限定されるものではない。
【００３４】
縦結合共振子型弾性波フィルタなどの弾性波フィルタ装置にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…弾性波装置
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
３ａ…第１の電極指
３ｂ…第２の電極指
３ｃ…上面
３ｄ…下面
４，５…反射器
８…密着層
１１…支持基板
２１…弾性波装置
２２…金属層
【図１】
2020145567.tif 000003
【図２】
2020145567.tif 000004
【図３】
2020145567.tif 000005
【図４】
2020145567.tif 000006