(57)【要約】【課題】基板の平面上に電極を形成した平面型の弾性表面波素子において、従来よりも弾性表面波のエネルギを有効に活用できるようにする。【解決手段】基板２の平面上に、弾性表面波の発生もしくは受信が可能なＩＤＴ３と、反射器４とが形成された弾性表面波素子において、ＩＤＴ３の構成を、曲線による閉じられた周形状の複数の電極１１が同心状に所定間隔で配置された構成とする。また、反射器４の構成を、第１電極３と同じ周形状の複数の電極１２がＩＤＴ３に対して同心状に所定間隔で配置された構成とする。これによれば、ＩＤＴ３、反射器４を閉じられた周形状として、端部が存在しない形状としているので、回折現象の発生を抑制でき、従来よりも弾性表面波のエネルギを有効に活用できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部もしくは全部が圧電材料で構成された基板（２）の平面上に、弾性表面波の発生もしくは受信が可能な第１電極（３、３ａ）と、前記第１電極とは別の第２電極（４、３ｂ）とが形成された弾性表面波素子において、
前記第１電極（３、３ａ）は、曲線または折れ線による閉じられた周形状の複数の電極（１１）が、同心状に所定間隔で配置された構成であり、
前記第２電極（４、３ｂ）は、前記第１電極（３、３ａ）と同じ周形状の複数の電極（１１、１２）が、前記第１電極（３、３ａ）の中心側もしくは外側に、前記第１電極（３、３ａ）に対して同心状に所定間隔で配置された構成であることを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】
前記第１電極（３、３ａ）は、曲線による閉じられた周形状の複数の電極（１１）が、同心状に所定間隔で配置された構成であり、
前記第１電極（３、３ａ）と前記第２電極（４、３ｂ）のうち中心側に位置する方は、前記曲線の任意の２点での法線が、前記曲線の内部で交差し、前記曲線の外部で交差しない形状であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記第１電極（３、３ａ）は、多角形形状の複数の電極（１１）が、同心状に所定間隔で配置された構成であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
前記第１電極（３、３ａ）を構成する複数の電極（１１）が角を偶数個有する多角形形状であることを特徴とする請求項３に記載の弾性表面波素子。
【請求項５】
前記第１電極（３、３ａ）に電気的に接続された配線（７）を備え、
前記配線（７）は前記基板（２）の内部に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つ記載の弾性表面波素子。
【請求項６】
前記第１電極（３、３ａ）に電気的に接続された配線（２７）を備え、
前記配線（２７）は前記基板（２）の前記平面から所定高さ離れた位置に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つ記載の弾性表面波素子。
【請求項７】
一部もしくは全部が圧電材料で構成された基板（２）の平面上に、弾性表面波の発生もしくは受信が可能な第１電極（３、３ａ）と、前記第１電極とは別の第２電極（４、３ｂ）とが形成された弾性表面波素子において、
前記基板（２）の平面上に、前記第１電極（３、３ａ）に接続された配線（３１）が形成されており、
前記第１電極（３、３ａ）は、前記配線（３１）を避けて曲線もしくは折れ線による周状に形成された複数の電極（１１）が、同心状に所定間隔で配置された構成であり、
前記第２電極（４、３ｂ）は、前記第１電極の中心側もしくは外側に、前記配線（３１）を避けて曲線もしくは折れ線による周状に形成された複数の電極（１２）が、前記第１電極に対して同心状に所定間隔で配置された構成であることを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項８】
前記第１、第２電極（３、４）の端部（３２、３３）と前記配線（３１）との間に絶縁膜（３４、３５）が介在しており、
前記第１、第２電極（３、４）と前記配線（３１）とが前記絶縁膜（３４、３５）を介して連続していることを特徴とする請求項７に記載の弾性表面波素子。  
【請求項９】
前記第１電極は弾性表面波を発生させる駆動電極（３）であり、前記第２電極は伝搬された弾性表面波を反射する反射器（４）であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の弾性表面波素子。
【請求項１０】
前記第１電極は弾性表面波を発生させる駆動電極（３ａ）であり、前記第２電極は伝搬された弾性表面波を受信する検出用電極（３ｂ）であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の弾性表面波素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波素子は、一般的に、基板の平面上に、弾性表面波の発生もしくは受信が可能なＩＤＴと、反射器もしくは別のＩＤＴとが形成されている。
【０００３】
そして、特許文献１には、このＩＤＴの形状を直線形状や円弧形状としたものが開示されている。ちなみに、一般的なＩＤＴは櫛歯形状であり、櫛歯部分が直線形状となっている。
【０００４】
また、特許文献２には、球面を有する基板の球面上にＩＤＴを形成した球状弾性表面波素子が開示されている。ここで、上述の基板の平面上にＩＤＴ等を形成した平面型の弾性表面波素子では、弾性表面波の回折現象が起きるため、弾性表面波のエネルギ損失が生じるという問題があった。そこで、特許文献２に開示の弾性表面波素子では、球面上にＩＤＴを形成することで、この問題の解決が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１１４７１号公報（第１、３図）
【特許文献２】特開２００２−２６６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、平面型の弾性表面波素子で回折現象が起きるのは、平面上に形成されたＩＤＴや反射器の形状が直線形状もしくは円弧形状であって端部を有する形状であったことが理由として挙げられる。この回折現象のため、従来の平面型の弾性表面波素子では、ＩＤＴによって発生した弾性表面波がＩＤＴ−反射器間もしくはＩＤＴ−ＩＤＴ間から外へ逃げてしまい、ＩＤＴによって発生した弾性表面波のエネルギのすべてを有効に利用できていなかった。
【０００７】
なお、特許文献２に記載の技術は、上述の通り、球面上に電極を設けることで弾性表面波の回折現象の発生を抑制するものであり、基板の平面上に電極を形成した平面型の弾性表面波素子において、回折現象の発生を抑制するものではない。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、基板の平面上に電極を形成した平面型の弾性表面波素子において、従来よりも弾性表面波のエネルギを有効に活用できる弾性表面波素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１電極（３、３ａ）は、曲線または折れ線による閉じられた周形状の複数の電極（１１）が、同心状に所定間隔で配置された構成であり、第２電極（４、３ｂ）は、第１電極（３、３ａ）と同じ周形状の複数の電極（１１、１２）が、第１電極（３、３ａ）の中心側もしくは外側に、第１電極（３、３ａ）に対して同心状に所定間隔で配置された構成であることを特徴としている。
【００１０】
これによれば、第１、第２電極を、閉じられた周形状として、端部が存在しない形状としているので、回折現象の発生を抑制できる。よって、本発明の弾性表面波素子によれば、従来よりも弾性表面波のエネルギを有効に活用できる。
【００１１】
ここで、周形状としては、例えば、請求項２に記載の曲線による閉じられた形状や、円周形状や、請求項３に記載の多角形形状が採用可能である。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明では、第１電極（３、３ａ）は、曲線による閉じられた周形状の複数の電極（１１）が、同心状に所定間隔で配置された構成であり、第１電極（３、３ａ）と第２電極（４、３ｂ）のうち中心側に位置する方は、曲線の法線が曲線の外部で交差しない形状であることを特徴としている。
【００１３】
これによれば、本発明とは逆に、曲線の法線が曲線の外部で交差する形状の場合と比較して、第１電極と第２電極のうち外側に位置する方での反射効率を向上させることができる。これは、第１電極と第２電極のうち中心側に位置する方の形状が、曲線の外部で曲線の法線が交差する形状の場合、曲線の法線の交差位置に存在する電極で、その位置に異なる方向から伝搬してきた波を、それぞれの方向に反射させることは不可能だからである。
【００１４】
また、周形状を多角形形状とする場合では、請求項４に記載の発明のように、角を偶数固有する多角形形状とすることが好ましい。このような形状とすることで、第１、第２電極の多角形の各辺に垂直な方向において、第１電極と第２電極とを正対させることができるからである。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明では、第１電極（３、３ａ）に電気的に接続された配線（７）を、基板（２）の内部に形成したことを特徴としている。また、請求項６に記載の発明では、第１電極（３、３ａ）に電気的に接続された配線（２７）を、基板（２）の平面から所定高さ離れた位置に形成したことを特徴としている。
【００１６】
請求項５、６に記載の発明のように第１電極と電気的に接続された配線を配置することで、第１、第２電極の形状を閉じられた周形状とすることができる。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明では、基板（２）の平面上に、第１電極（３、３ａ）に接続された配線（３１）が形成されており、第１電極（３、３ａ）は、配線（３１）を避けて曲線もしくは折れ線による周状に形成された複数の電極（１１）が、同心状に所定間隔で配置された構成であり、第２電極（４、３ｂ）は、第１電極の中心側もしくは外側に、配線（３１）を避けて曲線もしくは折れ線による周状に形成された複数の電極（１２）が、第１電極に対して同心状に所定間隔で配置された構成であることを特徴としている。
【００１８】
本発明によれば、第１、第２電極を構成する複数の電極の形状を、閉じられている周に近い形状としているので、電極の形状が直線形状や円弧形状である従来の弾性表面波素子と比較して、電極の端部から逃げていたエネルギを有効活用できる。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明では、第１、第２電極（３、４）の端部（３２、３３）と配線（３１）との間に絶縁膜（３４、３５）が介在しており、第１、第２電極（３、４）と配線（３１）とが絶縁膜（３４、３５）を介して連続していることを特徴としている。      
【００２０】
これによれば、第１、第２電極（３、４）が配線と連続しているので、擬似的に、第１、第２電極（３、４）に端部が存在しない状態にでき、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。
【００２１】
請求項１〜８に記載の発明において、第１電極および第２電極は、例えば、請求項９に記載のように、第１電極は駆動電極（３）であり、第２電極は反射器（４）である。また、請求項１０に記載のように、第１電極は駆動電極（３ａ）であり、第２電極は検出用電極（３ｂ）である。
【００２２】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】第２実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【図４】第３実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【図５】第４実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【図６】第５実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【図７】第６実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【図８】図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】第７実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【図１０】図９中のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】図９中のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】第８実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【図１３】図１２中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。
【図１４】第９実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【図１５】図１４中のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【図１６】第９本実施形態の製造途中における弾性表面波素子の断面図である。
【図１７】第１０実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【図１８】図１７中のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。
【図１９】従来の弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【図２０】数１に示される数式をグラフ化したものである。
【図２１】第１１実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【図２２】他の実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２５】
（第１実施形態）
図１に、本実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。また、図２に図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図を示す。なお、図１では、ＩＤＴ３にドット模様を付し、反射器４を塗りつぶして表示している。
【００２６】
図２に示すように、弾性表面波素子１は、基板２の平面上に第１電極としてのＩＤＴ３と第２電極としての反射器４とが形成されたものである。そして、ＩＤＴ３と電気的に接続された配線７が基板２の内部に形成されている。本実施形態のＩＤＴ３は、弾性表面波の発生もしくは受信が可能な電極であるが、下記の通り、電極の形状が一般的な櫛歯電極と異なるものであり、以下の各実施形態においても同様である。
【００２７】
具体的には、基板２は、下から順にベース基板５、酸化膜６、配線７、圧電膜８が積層されている。基板２の平面形状は、図示していないが、例えば、四角形である。ベース基板５は、例えば、シリコン基板であり、酸化膜６は、例えば、シリコン酸化膜である。配線７は、第１配線７ａと第２配線７ｂの電気的に異なる２つの配線があり、第１配線７ａと第２配線７ｂは、Ａｌ等の金属で構成されている。また、圧電膜８は、圧電材料で構成された膜であり、例えば、ＡｌＮ膜である。
【００２８】
ＩＤＴ３は、図１に示すように、円周形状の複数の電極１１が同心状に所定間隔で配置された構成であり、すなわち、同心円形状の複数の電極１１によって構成されている。同心円形状の電極１１は、等間隔で配置されており、隣り合う電極の距離Ｌ１は弾性表面波の半波長（λ／２）に設定されている。また、反射器４は、ＩＤＴ３を構成する複数の電極１１と同じ円周形状である複数の電極１２が、ＩＤＴ３の外側にＩＤＴ３に対して同心状に所定間隔で配置された構成である。このように、ＩＤＴ３および反射器４をなす複数の電極１１、１２は、同じ形状で同心状に配置されており、すなわち、相似形状となっている。
【００２９】
そして、図１、２に示すように、ＩＤＴ３を構成する複数の電極１１は、第１配線７ａに接続された電極１１ａと、第２配線７ｂに接続された電極１１ｂとが交互に配置されている。なお、弾性表面波は基板表面からの深さが１波長までの領域を伝搬するので、基板２のうち表面からの深さが１波長よりも深い位置に第１、第２配線７ａ、７ｂが配置されている。
【００３０】
このような構成の弾性表面波素子１は、以下のように、一般的な弾性表面波素子１の製造方法に対して、基板２の形成工程と、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極のパターンを変更することで製造可能である。
【００３１】
すなわち、図２に示すように、ベース基板５上の酸化膜６、配線７、圧電膜８が形成された基板２を用意する。このとき、ベース基板５上の酸化膜６、配線７は、ＩＣチップにおける半導体基板上の多層配線と同様のプロセスで形成される。また、圧電膜８は、例えば、スパッタリングで形成される。
【００３２】
その後、例えば、基板２上にスパッタリング等によりＡｌ等の金属薄膜を形成した後、この金属薄膜をフォトリソグラフィおよびエッチングにより、図１に示す所望の電極パターンのＩＤＴ３および反射器４を形成する。その後、一般的な弾性表面波素子と同様の製造工程を経ることで、本実施形態の弾性表面波素子が製造される。
【００３３】
ところで、本実施形態の弾性表面波素子１は、共振子、フィルタ等として用いることが可能である。例えば、共振子として用いる場合、ＩＤＴ３に所定の交流電圧を印加すると、駆動電極としてのＩＤＴ３から弾性表面波が円形状に広がっていく。このとき、円形状に伝搬する波は、中心ほど波が高く、外側は波が低くなっており、周波数はどこでも同じである。そして、反射器４で弾性表面波が反射されて、弾性表面波が閉じこめられ、定在波となる。
【００３４】
ここで、本実施形態では、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２のパターンを円周形状、すなわち、完全に閉じられた周形状とし、電極１１、１２の延伸方向に端部が存在しない形状となっているので、発生を抑制できる。よって、本実施形態によれば、ＩＤＴ３によって発生した弾性表面波のエネルギのすべてを有効に利用できるので、直線形状や円弧形状の電極でＩＤＴが構成された従来の弾性表面波素子と比較して、Ｑ値を向上させることができる。なお、本明細書でいうＱ値とは、ＩＤＴで発生した弾性表面波をどれだけＩＤＴ−反射器間に閉じ込められるかを表すパラメータである。
【００３５】
（第２実施形態）
図３に、本実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。本実施形態は、第１実施形態の弾性表面波素子１に対してＩＤＴ３および反射器４の電極パターンを変更したものであり、以下では、変更点を説明する。
【００３６】
第１実施形態では、ＩＤＴ３および反射器４をなす複数の電極１１、１２が円形状であったが、本実施形態では、図３に示すように、ＩＤＴ３および反射器４をなす複数の電極１１、１２が楕円形状となっている。本実施形態においても、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２が完全に閉じられた周形状となっているので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００３７】
（第３実施形態）
図４に、本実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。本実施形態は、第１実施形態の弾性表面波素子１に対してＩＤＴ３および反射器４の電極パターンを変更したものであり、以下では、変更点を説明する。
【００３８】
第１、第２実施形態では、ＩＤＴ３および反射器４をなす複数の電極１１、１２が円形状、楕円形状であったが、本実施形態では、図４に示すように、ＩＤＴ３および反射器４をなす複数の電極１１、１２が外側に凸の曲線部１３、１４や内側に凸の曲線部１５、１６からなる閉じられた周形状となっている。本実施形態においても、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２が完全に閉じられた周形状となっているので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００３９】
ただし、第１〜第３実施形態のように、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２を曲線の周形状とする場合では、以下の説明の通り、本実施形態のように外側に凸の曲線部１３、１４や内側に凸の曲線部１５、１６からなる閉じられた周形状とするよりも、第１、第２実施形態の円、楕円形状のように、外側に凸の曲線のみからなる閉じられた周形状とすることが好ましい。
【００４０】
本実施形態では、図４に示すように、ＩＤＴ３をなす電極１１において、内側に凸の曲線部１５、１６が存在するため、曲線の法線１７、１８がＩＤＴ３の外部で交差してしまう。この場合、曲線の法線１７、１８の交差位置に存在する反射器４で、その位置に異なる方向から伝搬してきた波を、それぞれの方向に反射させることは不可能である。このため、本実施形態の弾性表面波素子１は、反射器４の反射効率が低下してしまい、Ｑ値が低下してしまう。
【００４１】
これに対して、ＩＤＴ３をなす電極１１が、第１、第２実施形態の円、楕円形状のように、外側に凸の曲線のみからなる閉じられた周形状として、閉曲線の任意の２点での法線が閉曲線の内部で必ず交差し、閉曲線の外部で交差しない形状とすることで、ＩＤＴ３から伝搬された弾性表面波をすべて反射器４で反射させることが可能となり、反射器４の反射効率を向上できる。よって、第１、第２実施形態によれば、第３実施形態と比較して弾性表面波素子１のＱ値を向上させることができる。
【００４２】
また、第１〜第３実施形態を比較すると、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２を円形状とすることで、ＩＤＴ３および反射器４の構成を最小にできるので、第１実施形態が好ましいと言える。
【００４３】
（第４実施形態）
図５に、本実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。本実施形態は、第１実施形態の弾性表面波素子１に対してＩＤＴ３および反射器４の電極パターンを変更したものであり、以下では、変更点を説明する。
【００４４】
本実施形態では、図５に示すように、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２が角の数が奇数である多角形形状となっており、例えば、５つの直線部２１、２３と、５つの角部２２、２４を有する正五角形形状となっている。なお、直線部２１、２３および角部２２、２４の数は奇数であれば他の数であっても良く、正多角形でなくても良い。
【００４５】
このように、本実施形態では、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２が多角形形状、すなわち、折れ線からなる閉じられた周形状となっている。よって、本実施形態においても、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２が完全に閉じられた周形状となっているので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４６】
また、本発明においては、本実施形態のように、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２の形状を奇数の多角形形状にできるので、用途やその他の拘束条件によって、このような形状が必要となっても対応が可能である。例えば、用途がセンサの場合に、感度が良好な電極形状として、このような形状を採用する必要があったり、実装の際に基板表面上にＩＤＴ３および反射器４を形成する場所が限定され、ＩＤＴ３および反射器４の形状としてこのような形状を採用する必要があったりする場合に、本実施形態が有効である。
【００４７】
（第５実施形態）
図６に、本実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。第４実施形態では、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２が奇数の多角形形状であったが、本実施形態では、これらの電極１１、１２が偶数の多角形形状となっている。
【００４８】
具体的には、図６に示すように、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２が６つの直線部２１、２３と、６つの角部２２、２４とを有する正六角形形状となっている。なお、直線部２１、２３および角部２２、２４の数は偶数であれば他の数であっても良く、正多角形でなくても良い。
【００４９】
本実施形態においても、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２が、多角形形状、すなわち、折れ線からなる閉じられた周形状となっているので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５０】
また、第４実施形態では、図５に示すように、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２が奇数の多角形形状であるため、図５中の一点鎖線２５の方向、すなわち、ＩＤＴ３をなす電極１１の１つの直線部２１に垂直な方向において、ＩＤＴ３の両側に位置する反射器４のうち一方側の電極１２は、ＩＤＴ３の電極１１に平行だが、他方側の電極１２はＩＤＴ３の電極１１に平行ではない。これに対して、本実施形態では、図６に示すように、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２が偶数の多角形形状であるため、図６中の一点鎖線２６の方向、すなわち、ＩＤＴ３をなす電極１１の１つの直線部２１に垂直な方向において、ＩＤＴ３の両側に位置する反射器４の電極１２は、ともに、ＩＤＴ３の電極１１に平行になっている。よって、本実施形態によれば、ＩＤＴ３を挟んだ両側に位置する反射器４が正対しているので、第４実施形態と比較して、Ｑ値を向上させることができる。
【００５１】
また、本発明においては、本実施形態のように、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２の形状を偶数の多角形形状にできるので、用途やその他の拘束条件によって、このような形状が必要となっても対応が可能である。
【００５２】
（第６実施形態）
図７に、本実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。また、図８に図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図を示す。本実施形態は、第１実施形態に対して、弾性表面波素子１の構成を変更したものであり、以下では、変更点のみを説明する。
【００５３】
第１実施形態の弾性表面波素子１は、基板２の平面上において、中心側にＩＤＴ３が配置され、その外側に反射器４が配置された構成であったが、本実施形態の弾性表面波素子１は、基板２の平面上において、ＩＤＴ３の内側と外側にそれぞれ第１反射器４ａ、第２反射器４ｂが配置された構成である。ＩＤＴ３、第１反射器４ａおよび第２反射器４ｂをなす複数の電極１１、１２は、第１実施形態と同様に、円周形状であり、同心状に所定間隔で配置されている。本実施形態では、ＩＤＴ３が第１電極に相当し、第１反射器４ａおよび第２反射器４ｂが本発明の第２電極に相当する。
【００５４】
このような構成の弾性表面波素子１は、例えば、基板２の変形を振幅でセンシングするセンサとして用いることが可能である。
【００５５】
本実施形態においても、ＩＤＴ３、第１反射器４ａおよび第２反射器４ｂをなす複数の電極１１、１２が閉じられた周形状となっているので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５６】
なお、本実施形態では、ＩＤＴ３、第１反射器４ａおよび第２反射器４ｂをなす複数の電極１１、１２を、円周形状としていたが、第２〜第５実施形態と同様に、曲線もしくは折れ線からなる周形状としても良い。
【００５７】
（第７実施形態）
図９に、本実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。また、図１０に図９中のＸ−Ｘ線断面図を示し、図１１に図９中のＸＩ−ＸＩ線断面図を示す。本実施形態は、第１実施形態に対して、弾性表面波素子１の構成を変更したものであり、以下では、変更点のみを説明する。
【００５８】
本実施形態の弾性表面波素子１は、第１実施形態の素子１における反射器４をＩＤＴ３に変更したものであり、すなわち、基板２の平面上において、２つのＩＤＴ３が形成された構成である。
【００５９】
図９に示すように、基板２の平面上において、中心側に第１ＩＤＴ３ａが配置され、その外側に第２ＩＤＴ３ｂが配置されている。そして、図１０に示すように、中心側の第１ＩＤＴ３ａは、第１配線７ａに接続された電極１１ａと、第２配線７ｂに接続された電極１１ｂとが交互に配置された構成となっている。一方、図１１に示すように、外側の第２ＩＤＴ３ｂは、第３配線７ｃに接続された電極１１ｃと、第４配線７ｄに接続された電極１１ｄとが交互に配置された構成となっている。
【００６０】
このような構成の弾性表面波素子１は、基板２の変形を信号の遅延時間でセンシングするセンサとして用いることが可能である。例えば、駆動電極としての第１ＩＤＴ３ａに所定の交流電圧を印加すると、第１ＩＤＴ３ａから弾性表面波が励起されて、第１ＩＤＴ３ａと第２ＩＤＴ３ｂ間の距離に応じた遅延時間を経て、第２ＩＤＴ３ｂに到達する。そして、基板２が変形した場合、第１ＩＤＴ３ａと第２ＩＤＴ３ｂの間の距離が変化し、弾性表面波の遅延時間が変化するので、この弾性表面波の遅延時間を測定することで、基板２の変形をセンシングすることができる。
【００６１】
このように、第１ＩＤＴ３ａと第２ＩＤＴ３ｂの一方を、弾性表面波を発生させる駆動電極、第１ＩＤＴ３ａと第２ＩＤＴ３ｂの他方を、弾性表面波を受信する検出電極として使用するが、どちらを駆動電極、検出電極として使用しても良い。したがって、本実施形態では、第１ＩＤＴ３ａと第２ＩＤＴ３ｂの一方と他方が、本発明の第１電極と第２電極に相当する。
【００６２】
本実施形態においても、第１ＩＤＴ３ａ、第２ＩＤＴ３ｂをなす複数の電極１１が閉じられた周形状となっているので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００６３】
なお、本実施形態では、第１ＩＤＴ３ａ、第２ＩＤＴ３ｂをなす複数の電極１１を、円周形状としていたが、第２〜第５実施形態と同様に、曲線もしくは折れ線からなる周形状としても良い。
【００６４】
（第８実施形態）
図１２に、本実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。また、図１３に図１２中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図を示す。本実施形態は、第１実施形態に対してＩＤＴ３と反射器４の位置を入れ替えたものである。
【００６５】
具体的には、図１２、１３に示すように、本実施形態の弾性表面波素子１は、基板２の平面上において、第１電極としてのＩＤＴ３の中心側に、第２電極としての反射器４が配置された構成である。本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ＩＤＴ３と反射器４をなす複数の電極１１、１２が閉じられた周形状となっているので、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００６６】
また、このような構成の弾性表面波素子１は、第７実施形態と同様に、基板２の変形を信号の遅延時間でセンシングするセンサとして用いることが可能である。この場合、ＩＤＴ３が弾性表面波を発生および受信する電極として使用されるので、センサの入出力が同じとなる。
【００６７】
なお、本実施形態では、ＩＤＴ３と反射器４をなす複数の電極１１、１２を、円周形状としていたが、第２〜第５実施形態と同様に、曲線もしくは折れ線からなる周形状としても良い。
【００６８】
（第９実施形態）
図１４に、本実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。また、図１５に図１４中のＸＶ−ＸＶ線断面図を示す。本実施形態は、第１実施形態に対してＩＤＴ３に接続される配線の位置を基板２の内部から空中に変更したものである。
【００６９】
図１４に示すように、基板２の平面上に形成されているＩＤＴ３と反射器４をなす複数の電極１１、１２は、第１実施形態の図１に示す構造と同じ円周形状となっている。
【００７０】
そして、本実施形態では、図１５に示すように、基板２の平面から離れた空中に、ＩＤＴ３に接続されている配線２７が設けられている。基板２は、例えば、圧電材料の単結晶で構成されている。空中の配線２７は、第１配線２７ａと第２配線２７ｂの電気的に異なる２つの配線があり、第１配線２７ａと第２配線２７ｂは、それぞれ、ＩＤＴ３をなす複数の電極１１ａ、１１ｂに接続されている。
【００７１】
ここで、空中の配線２７の形成方法を説明する。図１６に、本実施形態の弾性表面波素子の製造途中における断面図を示す。
【００７２】
まず、第１実施形態と同様の方法により、基板２上にＩＤＴ３および反射器４をなす複数の電極１１、１２を形成する。その後、図１６に示すように、電極１１、１２を含む基板２上に犠牲層２８を形成し、この犠牲層２８上にＡｌ等の金属配線を形成する。さらに、この金属配線をパターニングして配線２７を形成する。その後、犠牲層２８をウェットエッチングにより除去することで、空中に位置する配線２７を形成できる。
【００７３】
このように、ＩＤＴ３に接続された配線２７を空中に設けることでも、ＩＤＴ３および反射器４をなす複数の電極１１、１２の形状を円周形状とすることができる。
【００７４】
ところで、第１実施形態では、ＩＤＴ３に接続された配線７を基板２の内部に設けており、配線７による弾性表面波の伝搬への影響を考慮して、基板表面からの深さが１波長よりも深い位置に配線７を配置していた。しかし、この場合であっても、基板表面付近に配線７とＩＤＴ３の接続部分が必ず存在するため、この接続部分が弾性表面波の伝搬に影響する恐れがある。
【００７５】
これに対して、本実施形態では、基板２の内部ではなく、空中に配線２７を設けているので、弾性表面波の伝搬への影響を無くすことができる。
【００７６】
なお、本実施形態は、第１実施形態に対してＩＤＴ３に接続された配線の位置を基板２内から空中に変更したものであったが、第２〜第８実施形態に対しても、ＩＤＴ３に接続された配線の位置を基板２内から空中に変更しても良い。
【００７７】
（第１０実施形態）
図１７に、本実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。また、図１８に図１７中のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図を示す。本実施形態は、第１実施形態に対してＩＤＴ３に接続される配線の位置を基板２の内部から基板２の平面上に変更したものである。
【００７８】
具体的には、図１８に示すように、ＩＤＴ３をなす電極１１と同様に、ＩＤＴ３に接続された配線３１が基板２の平面上に設けられており、ＩＤＴ３に接続された配線３１はＩＤＴ３をなす電極１１と同じ高さに位置している。配線３１は、互いに電気的に異なる第１配線３１ａと第２配線３１ｂとを有しており、第１配線３１ａと第２配線３１ｂとは、１８０°の角度をなす位置関係となっている。基板２は、例えば、圧電材料の単結晶で構成されている。配線３１は、ＩＤＴ３をなす電極１１と同様に、Ａｌ等の金属によって構成されている。この配線３１は、例えば、ＩＤＴ３、反射器４をなす電極１１、１２と同時に形成される。
【００７９】
そして、図１７に示すように、基板２の平面上において、中心側にＩＤＴ３が配置され、その外側に反射器４が配置されている。
【００８０】
ここで、本実施形態のＩＤＴ３および反射器４をなす複数の電極１１、１２の形状は、図１に示すＩＤＴ３および反射器４をなす複数の電極１１、１２に対して、配線３１のスペースおよび配線３１と電極１１、１２との間での絶縁性を確保するのに必要なスペースを得るために、一部分を省略した形状となっている。
【００８１】
ＩＤＴ３は、第１配線３１ａに接続された電極１１であって、円周に近い略円周状の電極１１ａと、第２配線３１ｂに接続された電極１１であって、円周に近い略円周状の電極１１ｂとが中心側から外側に向けて交互に等間隔で同心状に配置されている。
【００８２】
より具体的には、ＩＤＴ３をなす複数の電極１１のうち、中心側から１番目の第１配線３１ａに接続された電極１１ａは、完全に閉じられた円周形状である。中心側から２番目の第２配線３１ｂに接続された電極１１ｂは、１番目の電極１１ａの周囲にて第１配線３１ａを避けて円周状に形成されている。同様に、中心側から３番目の第１配線３１ａに接続された電極１１ａは、２番目の電極１１ａの周囲にて第２配線３１ｂを避けて円周状に形成されている。同様に、中心側から４番目の第２配線３１ｂに接続された電極１１ｂは、３番目の電極１１ａの周囲にて第１配線３１ａを避けて円周状に形成されている。この電極が配線３１を避けて円周状に形成されているとは、電極が配線３１および電極と配線３１との絶縁領域を除いて円周を描くように形成されていることを意味し、配線３１および電極と配線３１との絶縁領域にも電極を設けたとしたら閉じられた円周になることを意味する。そして、中心側から２、３、４番目の電極１１の端部３２は、配線３１の近傍に位置し、配線３１を挟んで向かい合わせに位置している。
【００８３】
また、反射器４においても、複数の電極１２が、配線３１を避けて円周状に配置されており、複数の電極１２同士は等間隔で同心状に配置されている。具体的には、反射器４をなす電極１２は、半円形状部分の端部３３同士が配線３１を挟んで向かい合わせに配置された構成となっている。
【００８４】
本実施形態では、ＩＤＴ３および反射器４をなす複数の電極１１、１２が、円周の一部が欠けた形状であり、閉じられている円周に近い形状なので、直線形状や円弧形状の電極でＩＤＴが構成された従来の弾性表面波素子と比較して、電極の端部から逃げていたエネルギを有効活用できる。
【００８５】
以下、円周の一部が欠けた形状でどの程度のエネルギが有効活用できるかを説明する。図１９に、従来の弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。図１９に示す弾性表面波素のＩＤＴ４０は櫛歯形状であって、櫛歯部分４１が直線形状となっている。この弾性表面波素子の回折波のエネルギＰは、例えば、回折波をフラウンホーファー回折とすれば、数１のように示される。
【００８６】
【数１】
2010206363.tif 000003
ここで、数１におけるＤはＩＤＴの長さであり、λは弾性表面波の波長であり、θはＩＤＴ４０の端部における弾性表面波の伝搬方向に対する角度である。この弾性表面波の伝搬方向とは櫛歯部分４１に垂直な方向である。そして、この数１におけるＰの対数を縦軸とし、θを横軸としてグラフにしたものが図２１である。
【００８７】
図２０に示す従来の弾性表面波素子では、図２１に示されるグラフの全範囲、すなわち、θが０°＜θ≦９０°の範囲のエネルギが逃げてしまう。ちなみに、図２１のグラフにおける０°＜θ≦９０°の範囲の積分値がエネルギ損失量に相当する。
【００８８】
これに対して、本実施形態ではＩＤＴ３および反射器４をなす複数の電極１１、１２が、円周の一部が欠けた形状であり、ＩＤＴ３の端部における角度θ１は、図１７に示すように、９０度よりもかなり小さく、数度である。ちなみに、この角度θ１は、ＩＤＴ３のうち最外周に位置する電極１１ｂの配線３１に接続されている端部と、反射器４のうち最外周に位置する電極１２の端部３３とを結ぶ線が、配線３１が延びる方向となす角度である。このため、本実施形態によれば、ＩＤＴ３の端部から逃げるエネルギは図２１のグラフにおける０＜θ≦θ１（例えば、数度）の範囲に収まり、それ以外での角度でのエネルギを弾性表面波として活用できる。
【００８９】
なお、本実施形態では、第１配線３１ａと第２配線３１ｂとは、１８０°の角度をなす位置関係となっていたが、他の角度をなす位置関係としても良い。また、本実施形態では、ＩＤＴ３のうち中心側から１番目の電極１１ａは、完全に閉じられた円周形状であったが、円周の一部が欠けた形状であっても良い。また、本実施形態では、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２を、円周に近い略円周形状としていたが、略円周形状に限らず、第２〜第５実施形態のように、曲線もしくは折れ線の周形状に近い略周形状としても良い。
【００９０】
また、本実施形態では、ＩＤＴ３の端部における角度θ１が数度となるように、反射器４の端部３３と配線３１との間隔を設定していたが、角度θ１を他の大きさとしても良い。例えば、０°＜θ１≦４５の範囲内となるように、反射器４の端部３３と配線３１との間隔を設定しても良い。
【００９１】
（第１１実施形態）
図２１に、本実施形態における弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。本実施形態は、第１０実施形態の一部を変更したものであり、以下では変更点のみを説明する。
【００９２】
本実施形態では、図２１に示すように、ＩＤＴ３をなす複数の電極１１の端部３２と配線３１との間に絶縁膜３４を介在させ、ＩＤＴ３の電極１１、配線３１および絶縁膜３４を合わせた全体形状を完全に閉じられた円周形状としている。
【００９３】
同様に、反射器４の電極１２の端部３３と配線３１との間に絶縁膜３５を介在させ、反射器４の電極１２、配線３１および絶縁膜３５を合わせた全体形状を完全に閉じられた円周形状としている。
【００９４】
本実施形態によれば、絶縁膜３４、３５を介して、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２と配線３１とを連続させた形状として、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２を、擬似的に、端部が無い状態としているので、回折現象の発生を抑制できる。よって、本実施形態によれば、第１０実施形態と比較して、電極の端部から逃げていたエネルギをより一層有効活用できる。
【００９５】
なお、本実施形態では、ＩＤＴ３および反射器４をなす電極１１、１２と絶縁膜３４、３５と配線３１との全体形状を、円周形状としていたが、円周に限らず、第２〜第５実施形態のように、曲線もしくは折れ線の周形状としても良い。
【００９６】
（他の実施形態）
（１）第１０、１１実施形態の弾性表面波素子は、第１実施形態の弾性表面波素子に対してＩＤＴ３に接続される配線の位置を基板２の内部から基板２の平面上に変更したものであったが、第６〜第８実施形態の弾性表面波素子に対して、ＩＤＴ３に接続される配線の位置を基板２の内部から基板２の平面上に変更しても良い。
【００９７】
ここで、図２２に、第７実施形態のように、中心側に第１ＩＤＴ３ａが配置され、その外側に第２ＩＤＴ３ｂが配置された構成とした場合の弾性表面波素子の上面レイアウトを示す。第７実施形態の弾性表面波素子に対して、ＩＤＴ３に接続される配線の位置を基板２の内部から基板２の平面上に変更する場合では、図１７の弾性表面波素子に対して、図１７中のＩＤＴ３を第１ＩＤＴ３ａとし、図１７中の反射器４を第２ＩＤＴ３ｂに変更する。
【００９８】
そして、図２２に示すように、第２ＩＤＴ３ｂにおいては、２つの第３配線３１ｃを第１配線３１ａの両側に第１配線３１ａに沿って配置し、２つの第４配線３１ｄを第２配線３１ｂの両側に第２配線３１ｂに沿って配置する。さらに、この第３配線３１ｃに接続された電極１１ｃを、第２配線３１ｂおよび第４配線３１ｄを避けて円周状に配置し、第４配線３１ｄに接続された電極１１ｄを、第１配線３１ａおよび第３配線３１ｃを避けて円周状に配置する。
【００９９】
なお、図２２では、第１、第２ＩＤＴ３ａ、３ｂに接続された配線を基板平面に配置していたが、一方のＩＤＴに接続された配線を基板平面に形成し、他方のＩＤＴに接続された配線を基板内もしくは空中に配置しても良い。
【０１００】
（２）上述の各実施形態では、基板２の平面形状を四角形としていたが、基板２の平面形状を四角以外の形状としても良い。
【０１０１】
（３）上述の各実施形態を実施可能な範囲で組み合わせても良い。
【符号の説明】
【０１０２】
１              弾性表面波素子
２              基板
３、３ａ、３ｂ  ＩＤＴ
４、４ａ、４ｂ  反射器
７、２７、３１  ＩＤＴに電気的に接続されている配線              
１１            ＩＤＴを構成する電極
１２            反射器を構成する電極
【図１】
2010206363.tif 000004
【図２】
2010206363.tif 000005
【図３】
2010206363.tif 000006
【図４】
2010206363.tif 000007
【図５】
2010206363.tif 000008
【図６】
2010206363.tif 000009
【図７】
2010206363.tif 000010
【図８】
2010206363.tif 000011
【図９】
2010206363.tif 000012
【図１０】
2010206363.tif 000013
【図１１】
2010206363.tif 000014
【図１２】
2010206363.tif 000015
【図１３】
2010206363.tif 000016
【図１４】
2010206363.tif 000017
【図１５】
2010206363.tif 000018
【図１６】
2010206363.tif 000019
【図１７】
2010206363.tif 000020
【図１８】
2010206363.tif 000021
【図１９】
2010206363.tif 000022
【図２０】
2010206363.tif 000023
【図２１】
2010206363.tif 000024
【図２２】
2010206363.tif 000025