(57)【要約】  挿入損失の低減及び周波数温度係数ＴＣＦの絶対値の低減を可能とする弾性境界波装置を提供する。  圧電体２と誘電体３との界面を伝搬する弾性境界波を利用した弾性境界波装置であって、圧電体２の周波数温度係数ＴＣＦが負の値であり、誘電体３の周波数温度係数ＴＣＦが正の値であり、ＩＤＴ電極４が圧電体２側及び誘電体３側にそれぞれ配置された第１，第３の導体層７，９と、第１，第３の導体層７，９間に配置されており、第１，第３の導体層７，９よりも密度が低い金属または該金属を主体とする合金からなる第２の導体層８とを有し、前記第１〜第３の導体層の厚みを、それぞれ、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３とし、前記ＩＤＴ電極周期をλとしたときに、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．００９λ、Ｈ３＞０．０２２λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１６λとされている弾性境界波装置。
2008108215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体と、
前記圧電体に積層された誘電体と、
前記圧電体と前記誘電体との間に配置されたＩＤＴ電極とを備える弾性境界波装置であって、
前記圧電体の周波数温度係数ＴＣＦが負の値であり、前記誘電体の周波数温度係数ＴＣＦが正の値であり、
前記ＩＤＴ電極が、前記圧電体側に配置されており、相対的に密度が大きな金属または該金属を主体とする合金からなる第１の導体層と、
前記第１の導体層の前記誘電体側に配置されており、相対的に密度が小さな金属または該金属を主体とする合金からなる第２の導体層と、
前記第２の導体層よりも前記誘電体側に配置されており、相対的に密度が大きい金属または該金属を主体とする合金からなる第３の導体層とを有し、
前記第１〜第３の導体層の厚みを、それぞれ、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３とし、前記ＩＤＴ電極の周期をλとしたときに、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．００９λ、Ｈ３＞０．０２２λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１６λとされていることを特徴とする、弾性境界波装置。
【請求項２】
前記相対的に密度が大きい金属もしくは該金属を主体とする合金が、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ及びＰｄから選択された１種の金属、もしくはこれらの金属のうちの１種の金属を主体とする合金であり、前記相対的に密度が小さい金属もしくは該金属を主体とする合金が、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＡｇから選択された１種の金属、もしくはこれらの金属のうちの１種の金属を主体とする合金であって、前記相対的に密度が大きい金属もしくは合金と異なる金属もしくは合金である、請求項１に記載の弾性境界波装置。
【請求項３】
前記第１，第３の導体層がＰｔまたはＰｔを主体とする合金からなり、前記第２の導体層がＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなり、前記第１〜第３の導体層の厚みＨ１〜Ｈ３が、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．０１λ、Ｈ３＞０．０２２λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１５λとされている、請求項１に記載の弾性境界波装置。
【請求項４】
前記第１，第３の導体層がＡｕまたはＡｕを主体とする合金からなり、前記第２の導体層がＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなり、前記第１〜第３の導体層の厚みＨ１〜Ｈ３が、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．００９λ、Ｈ３＞０．０２２λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１５λとされている、請求項１に記載の弾性境界波装置。
【請求項５】
前記第１，第３の導体層がＰｔまたはＰｔを主体とする合金からなり、前記第２の導体層がＣｕまたはＣｕを主体とする合金からなり、前記第１〜第３の導体層の厚みＨ１〜Ｈ３が、０．０６λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１４λ、Ｈ１＞０．０１λ、Ｈ３＞０．０３λ、０．０７λ＜Ｈ２＜０．１６λとされている、請求項１に記載の弾性境界波装置。
【請求項６】
前記第１，第３の導体層がＡｕまたはＡｕを主体とする合金からなり、前記第２の導体層がＣｕまたはＣｕを主体とする合金からなり、前記第１〜第３の導体層の厚みＨ１〜Ｈ３が、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．０１λ、Ｈ３＞０．０２６λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１４λとされている、請求項１に記載の弾性境界波装置。
【請求項７】
相手方に対する密着性が前記第１〜３の導体層よりも高い密着層を前記ＩＤＴ電極がさらに備え、該密着層が、前記圧電体と前記第１の導体層との間、前記誘電体と前記第３の導体層との間、前記第１，第２の導体層の間及び前記第２，第３の導体層の間の少なくとも１箇所に配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性境界波装置。
【請求項８】
前記ＩＤＴ電極が、電極構成金属もしくは合金の拡散を防止する拡散防止層をさらに備え、該拡散防止層が、前記圧電体と前記第１の導体層との間、前記第３の導体層と前記誘電体との間、前記第１，第２の導体層の間及び前記第２，第３の導体層の間の少なくとも１箇所に設けられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性境界波装置。
【請求項９】
前記圧電体がＬｉＮｂＯ３であり、そのオイラー角が（φ，θ，ψ）が、（−５°＜φ＜５°，１００°＜θ＜１１０°，−３０°＜ψ＜３０°）であり、前記誘電体が、酸化ケイ素である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性境界波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電体と誘電体との界面を伝搬する弾性境界波を利用した弾性境界波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パッケージ構造の簡略化及び小型化を図り得るため、弾性表面波装置に代えて、弾性境界波装置が注目されている。弾性境界波装置では、第１，第２の媒質間の境界を伝搬する弾性境界波が利用される。圧電効果を利用するため第１の媒質として圧電体が用いられ、第２の媒質としては、例えば誘電体が用いられる。そして、圧電体や誘電体、並びに圧電体と誘電体との間に配置されるＩＤＴ電極の材料を工夫することにより、特性の改善が種々図られている。【０００３】
例えば、下記の特許文献１では、弾性表面波装置等で電極材料として多用されているＡｌに代えてＡｕやＡｇの質量の大きな金属を用いてＩＤＴ電極が形成されている。そして、ＡｕやＡｇからなるＩＤＴ電極の厚みを特定の範囲とすることにより、ＩＤＴ電極による所望でない境界波の反射を抑制することができるとされている。【０００４】
他方、下記の特許文献２には、誘電体／ＩＤＴ／圧電体の積層構造を有する弾性境界波装置において、ＩＤＴ電極の密度が誘電体の密度及び圧電体の密度よりも高くされている。それによって、弾性境界波のエネルギーが、ＩＤＴ電極に集中された状態で弾性境界波が伝搬すると述べられている。そして、ＩＤＴ電極が、密度の異なる２種の金属の積層構造により形成されており、密度が大きい金属層が圧電体側に配置されており、該密度が大きい金属層の厚みが、０．０２５λ＜Ｈ＜０．１λとされている。なお、Ｈは、金属層の厚みを、λはＩＤＴ電極の周期で定まる波長である。特許文献２では、上記電極を用いることにより、挿入損失を小さくし得るとされている。【０００５】
また、特許文献３にも、密度が異なる２種の金属層を積層するＩＤＴ電極を有する弾性境界波装置が開示されている。ここでは、密度が高い金属層の密度をρ１、密度が低い金属層の密度をρ２としたとき、ρ１／ρ２＞１．８とされており、かつ密度ρ１の金属層が誘電体側に配置されている。また、該密度ρ１の金属層の厚みをＨが、０．０３４λ＜Ｈ＜０．５λとされている。それによって、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることができ、温度特性を改善し得るとされている。
【特許文献１】ＤＥ４１３２３０９Ａ１
【特許文献２】ＷＯ２００６／１２６３２７
【特許文献３】ＷＯ２００６／１２３５８５
【発明の開示】
【０００６】
上記のように、従来、弾性境界波装置のＩＤＴ電極を構成する金属材料の種類、厚み及びＩＤＴ電極の積層構造を工夫することにより、弾性境界波装置の特性の向上が種々図られていた。
【０００７】
ところで、特許文献２及び特許文献３では、いずれも、密度が相対的に大きい金属層と、密度が相対的に小さい金属層を積層してＩＤＴ電極が形成されていた。そして、特許文献２，３では、圧電体が、周波数温度係数ＴＣＦが負であるＬｉＮｂＯ３からなり、誘電体が周波数温度係数ＴＣＦが正であるＳｉＯ２により形成されている。特許文献２，３のいずれにおいても、ＩＤＴ電極に弾性境界波のエネルギーを集中させ、かつ密度の大きい金属層側に該エネルギーを偏らせることにより、それぞれ、挿入損失の改善または周波数温度係数ＴＣＦの絶対値の低減が図られていた。
【０００８】
しかしながら、特許文献２では、挿入損失が小さくされ得るものの周波数温度係数ＴＣＦの絶対値が大きくなりがちであった。また、特許文献３に記載の弾性境界波装置では、逆に、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値が小さくされ得るものの、電気機械結合係数Ｋ２が小さくなり、挿入損失が増大するという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、圧電体と誘電体の間に、密度が異なる複数の導体層を有するＩＤＴ電極を配置した弾性境界波装置であって、挿入損失の低減及び周波数温度係数ＴＣＦの絶対値の低減の双方を可能とする弾性境界波装置を提供することにある。
【００１０】
本発明によれば、圧電体と、前記圧電体に積層された誘電体と、前記圧電体と前記誘電体との間に配置されたＩＤＴ電極とを備える弾性境界波装置であって、前記圧電体の周波数温度係数ＴＣＦが負の値であり、前記誘電体の周波数温度係数ＴＣＦが正の値であり、前記ＩＤＴ電極が、前記圧電体側に配置されており、相対的に密度が大きな金属または該金属を主体とする合金からなる第１の導体層と、前記第１の導体層の前記誘電体側に配置されており、相対的に密度が小さな金属または該金属を主体とする合金からなる第２の導体層と、前記第２の導体層よりも前記誘電体側に配置されており、相対的に密度が大きい金属または該金属を主体とする合金からなる第３の導体層とを有し、前記第１〜第３の導体層の厚みを、それぞれ、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３とし、前記ＩＤＴ電極の周期をλとしたときに、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．００９λ、Ｈ３＞０．０２２λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１６λとされていることを特徴とする、弾性境界波装置が提供される。
【００１１】
上記第１，３の導体層を構成するための相対的に密度が大きい金属もしくは該金属を主体とする合金としては、特に限定されるわけではないが、好ましくは、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ及びＰｄから選択された１種の金属、もしくはこれらの金属のうちの１種の金属を主体とする合金が用いられ、前記第２の導体層を構成する材料についても特に限定されないが、好ましくは、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＡｇから選択された１種の金属、もしくはこれらの金属のうちの１種の金属を主体とする合金であって、上記密度が大きな金属または合金よりも密度が低い金属もしくは合金が用いられる。
【００１２】
本発明に係る弾性境界波装置のある特定の局面では、前記第１，第３の導体層がＰｔまたはＰｔを主体とする合金からなり、前記第２の導体層がＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなり、前記第１〜第３の導体層の厚みＨ１〜Ｈ３が、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．０１λ、Ｈ３＞０．０２２λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１５λとされている。この場合には、電気機械結合係数Ｋ２を１０％以上とすることができ、挿入損失を十分に小さくすることができ、かつ周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を３０ｐｐｍ／℃以下とすることができる。
【００１３】
本発明の弾性境界波装置の他の特定の局面では、前記第１，第３の導体層がＡｕまたはＡｕを主体とする合金からなり、前記第２の導体層がＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなり、前記第１〜第３の導体層の厚みＨ１〜Ｈ３が、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．００９λ、Ｈ３＞０．０２２λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１５λとされている。この場合には、電気機械結合係数Ｋ２を１０％以上とすることができ、挿入損失を十分に小さくすることができ、かつ周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を３０ｐｐｍ／℃以下とすることができる。
【００１４】
本発明に係る弾性境界波装置のさらに別の局面では、前記第１，第３の導体層がＰｔまたはＰｔを主体とする合金からなり、前記第２の導体層がＣｕまたはＣｕを主体とする合金からなり、前記第１〜第３の導体層の厚みＨ１〜Ｈ３が、０．０６λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１４λ、Ｈ１＞０．０１λ、Ｈ３＞０．０３λ、０．０７λ＜Ｈ２＜０．１６λとされている。この場合には、電気機械結合係数Ｋ２を１０％以上とすることができ、挿入損失を十分に小さくすることができ、かつ周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を３０ｐｐｍ／℃以下とすることができる。
【００１５】
本発明の弾性境界波装置のさらに別の特定の局面では、前記第１，第３の導体層がＡｕまたはＡｕを主体とする合金からなり、前記第２の導体層がＣｕまたはＣｕを主体とする合金からなり、前記第１〜第３の導体層の厚みをＨ１〜Ｈ３が、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．０１λ、Ｈ３＞０．０２６λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１４λとされている。この場合には、電気機械結合係数Ｋ２を１０％以上とすることができ、挿入損失を十分に小さくすることができ、かつ周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を３０ｐｐｍ／℃以下とすることができる。
【００１６】
本発明に係る弾性境界波装置では、好ましくは、相手方に対する密着性が前記第１〜３の導体層よりも高い密着層を前記ＩＤＴ電極がさらに備え、該密着層が、前記圧電体と前記第１の導体層との間、前記誘電体と前記第３の導体層との間、前記第１，第２の導体層の間及び前記第２，第３の導体層の間の少なくとも１箇所に配置されている。密着層を設けた場合には、密着層と接している導体層の該密着層と反対側の層への密着性を効果的に高めることができ、弾性境界波装置の信頼性、安定性を高めることができる。
【００１７】
好ましくは、前記ＩＤＴ電極が、電極構成金属もしくは合金の拡散を防止する拡散防止層をさらに備え、該拡散防止層が、前記圧電体と前記第１の導体層との間、前記第３の導体層と前記誘電体との間、前記第１，第２の導体層の間及び前記第２，第３の導体層の間の少なくとも１箇所に設けられている。拡散防止層が設けられている場合には、導体層を構成している金属もしくは該金属を主体とする合金の所望でない拡散を防止することができ、それによって、弾性境界波装置の特性の安定化を図ることができ、かつ信頼性を高めることができる。
（発明の効果）
【００１８】
本発明に係る弾性境界波装置では、ＩＤＴ電極が第１〜第３の導体層を有し、上記第１〜３の導体層の厚みをＨ１〜Ｈ３としたときに、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１４λ、Ｈ１＞０．００９λ、Ｈ３＞０．０２２λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１６λの範囲とされているので、周波数温度係数ＴＣＦが負である圧電体と、周波数温度係数ＴＣＦが正である誘電体とを用いた弾性境界波装置において、電気機械結合係数Ｋ２を十分に大きくすることができ、従って挿入損失を小さくすることができるとともに、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることが可能となる。よって、挿入損失の低減及び周波数温度係数ＴＣＦの低減の双方を両立し得るので、温度による特性の変化が少なく、しかも挿入損失が小さい良好な電気的特性を有するフィルタや共振子等を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の弾性境界波装置の模式的正面断面図であり、（ｂ）は、ＩＤＴ電極の積層構造を説明するための部分拡大正面断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態の弾性境界波装置の電極構造を説明するための模式的平面断面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態において、第１，第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みをＨ１，Ｈ３を０．０２５λとし、第２の導体層を構成するＡｌ膜の厚みＨ２を変化させたときの電気機械結合係数Ｋ２（％）の変化を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態において、第１，第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みをＨ１，Ｈ３を０．０２５λとし、第２の導体層を構成するＡｌ膜の厚みＨ２を変化させたときの周波数温度係数ＴＣＦ（ｐｐｍ／℃）の変化を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態において、第２の導体層を構成するＡｌ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１の導体層及び第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３（Ｈ１＝Ｈ３）を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２（％）の変化を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態において、第２の導体層を構成するＡｌ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１の導体層及び第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３（Ｈ１＝Ｈ３）を変化させた場合の周波数温度係数ＴＣＦ（ｐｐｍ／℃）の変化を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態において、第２の導体層を構成するＡｌ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３の合計Ｈ１＋Ｈ３をＨ１＋Ｈ３＝０．０５λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２（％）の変化を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態において、第２の導体層を構成するＡｌ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３の合計Ｈ１＋Ｈ３をＨ１＋Ｈ３＝０．０５λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３を変化させた場合の周波数温度係数ＴＣＦ（ｐｐｍ／℃）の変化を示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態の弾性境界波装置における弾性境界波の変位分布を模式的に示す模式的正面断面図である。
【図１０】図１０は、ＩＤＴ電極がＡｕ単一層からなる従来例の弾性境界波装置における弾性境界波の変位分布を模式的に示す模式的正面断面図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態において、第１，第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３を０．０２５λとし、第２の導体層を構成するＡｌ膜の厚みＨ２を変化させたときの電気機械結合係数Ｋ２（％）の変化を示す図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態において、第１，第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３を０．０２５λとし、第２の導体層を構成するＡｌ膜の厚みＨ２を変化させたときの周波数温度係数ＴＣＦ（ｐｐｍ／℃）の変化を示す図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態において、第２の導体層を構成するＡｌ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１の導体層及び第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３（Ｈ１＝Ｈ３）を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２（％）の変化を示す図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態において、第２の導体層を構成するＡｌ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１の導体層及び第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３（Ｈ１＝Ｈ３）を変化させた場合の周波数温度係数ＴＣＦ（ｐｐｍ／℃）の変化を示す図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態において、第２の導体層を構成するＡｌ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３の合計Ｈ１＋Ｈ３をＨ１＋Ｈ３＝０．０５λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２（％）の変化を示す図である。
【図１６】図１６は、第２の実施形態において、第２の導体層を構成するＡｌ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３の合計Ｈ１＋Ｈ３をＨ１＋Ｈ３＝０．０５λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３を変化させた場合の周波数温度係数ＴＣＦ（ｐｐｍ／℃）の変化を示す図である。
【図１７】図１７は、第３の実施形態において、第１，第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３を０．０３λとし、第２の導体層を構成するＣｕ膜の厚みＨ２を変化させたときの電気機械結合係数Ｋ２（％）の変化を示す図である。
【図１８】図１８は、第３の実施形態において、第１，第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３を０．０３λとし、第２の導体層を構成するＣｕ膜の厚みＨ２を変化させたときの周波数温度係数ＴＣＦ（ｐｐｍ／℃）の変化を示す図である。
【図１９】図１９は、第３の実施形態において、第２の導体層を構成するＣｕ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１の導体層及び第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３（Ｈ１＝Ｈ３）を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２（％）の変化を示す図である。
【図２０】図２０は、第３の実施形態において、第２の導体層を構成するＣｕ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１の導体層及び第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３（Ｈ１＝Ｈ３）を変化させた場合の周波数温度係数ＴＣＦ（ｐｐｍ／℃）の変化を示す図である。
【図２１】図２１は、第３の実施形態において、第２の導体層を構成するＣｕ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３の合計Ｈ１＋Ｈ３をＨ１＋Ｈ３＝０．０６λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２（％）の変化を示す図である。
【図２２】図２２は、第３の実施形態において、第２の導体層を構成するＣｕ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３の合計Ｈ１＋Ｈ３をＨ１＋Ｈ３＝０．０６λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３を変化させた場合の周波数温度係数ＴＣＦ（ｐｐｍ／℃）の変化を示す図である。
【図２３】図２３は、第４の実施形態において、第１，第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３を０．０３λとし、第２の導体層を構成するＣｕ膜の厚みＨ２を変化させたときの電気機械結合係数Ｋ２（％）の変化を示す図である。
【図２４】図２４は、第４の実施形態において、第１，第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３を０．０３λとし、第２の導体層を構成するＣｕ膜の厚みＨ２を変化させたときの周波数温度係数ＴＣＦ（ｐｐｍ／℃）の変化を示す図である。
【図２５】図２５は、第４の実施形態において、第２の導体層を構成するＣｕ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１の導体層及び第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３（Ｈ１＝Ｈ３）を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２（％）の変化を示す図である。
【図２６】図２６は、第４の実施形態において、第２の導体層を構成するＣｕ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１の導体層及び第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３（Ｈ１＝Ｈ３）を変化させた場合の周波数温度係数ＴＣＦ（ｐｐｍ／℃）の変化を示す図である。
【図２７】図２７は、第４の実施形態において、第２の導体層を構成するＣｕ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３の合計Ｈ１＋Ｈ３をＨ１＋Ｈ３＝０．０６λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２（％）の変化を示す図である。
【図２８】図２８は、第４の実施形態において、第２の導体層を構成するＣｕ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３の合計Ｈ１＋Ｈ３をＨ１＋Ｈ３＝０．０６λに固定し、第１，第３の導体層を構成するＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３を変化させた場合の周波数温度係数ＴＣＦ（ｐｐｍ／℃）の変化を示す図である。
【図２９】図２９は、本発明の第１の実施形態の弾性境界波装置の変形例を説明するためのＩＤＴ電極の積層構造を示す模式的部分拡大正面断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１…弾性境界波装置
２…圧電体
３…誘電体
４…ＩＤＴ電極
５，６…反射器
７〜９…第１〜第３の導体層
２１…弾性境界波装置
２２…ＩＤＴ電極
２３〜２５…第１〜第３の導体層
２６，２７…密着層
２８，２９…拡散防止層
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。【００２２】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る弾性境界波装置の略図的正面断面図であり、（ｂ）は、該弾性境界波装置のＩＤＴ電極の構造を拡大して、示す部分正面断面図である。【００２３】
弾性境界波装置１は、圧電体２と、圧電体２に積層された誘電体３とを有する。圧電体２と誘電体３との間の界面に、ＩＤＴ電極４及び反射器５，６からなる電極パターンが形成されている。【００２４】
本実施形態では、圧電体２は、ＬｉＮｂＯ３からなり、誘電体３は、ＳｉＯ２からなる。このＬｉＮｂＯ３は、そのオイラー角（φ，θ，ψ）が、（−５°＜φ＜５°，１００°＜θ＜１１０°，−３０°＜ψ＜３０°）のものが好ましい。【００２５】
ＩＤＴ電極４は、図２に示すように複数本の電極指４ａと、複数本の電極指４ｂとが互いに間挿し合うように配置されている構造を有する。複数本の電極指４ａが一方のバスバーに、複数本の電極指４ｂが他方のバスバーに電気的に接続されている。反射器５，６は、複数本の電極指の両端を短絡した平面形状を有する。【００２６】
ところで、図１（ｂ）に示すように、ＩＤＴ電極４及び反射器５，６は、本実施形態では、複数の導体層、すなわち、第１〜第３の導体層を積層した構造を有する。図１（ｂ）で示すように、ＩＤＴ電極４は、第１の導体層７、第２の導体層８及び第３の導体層９をこの順序で積層した構造を有し、第１の導体層７が圧電体２側に配置されており、相対的に密度が大きな金属または該金属を主体とする合金からなる。【００２７】
第２の導体層８は、第１の導体層７の誘電体３側に配置されており、相対的に密度が小さな金属または該金属を主体とする合金からなる。【００２８】
第３の導体層９は、第２の導体層８よりも誘電体３側に配置されており、相対的に密度が大きい金属または該金属を主体とする合金からなる。【００２９】
上記第１，３の導体層７，９を構成するための相対的に密度が大きい金属もしくは該金属を主体とする合金としては、特に限定されるわけではないが、好ましくは、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ及びＰｄから選択された１種の金属、もしくはこれらの金属のうちの１種の金属を主体とする合金が用いられ、前記第２の導体層８を構成する材料についても特に限定されないが、好ましくは、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＡｇから選択された１種の金属、もしくはこれらの金属のうちの１種の金属を主体とする合金であって、上記密度が大きな金属または合金よりも密度が低い金属もしくは合金が用いられる。なお、これらの金属の密度を下記の表１に示す。【００３０】
【表１】
2008108215.tif 000003
【００３１】
本実施形態の特徴は、上記第１〜第３の導体層７〜９の厚みを、それぞれ、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３とし、ＩＤＴ電極の周期をλとしたときに、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．００９λ、Ｈ３＞０．０２２λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１６λとされていることにあり、それによって、十分大きな電気機械結合係数Ｋ２を得ることができ、従って挿入損失の低減を図ることができるとともに、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることが可能とされている。これをより具体的に説明する。【００３２】
上記弾性境界波装置１におけるＳＨ型弾性境界波の電気機械結合係数Ｋ２と、周波数温度係数ＴＣＦと有限要素法によるシミュレーションにより求めた。いま、ＩＤＴ電極４の第１の導体層７をＰｔ、第２の導体層８をＡｌ、第３の導体層９をＰｔからなり、第１〜第３の厚みを上記の通りＨ１〜Ｈ３とした。使用した圧電体２を、オイラー角が（０°，１０５°，０°）のＬｉＮｂＯ３基板とし、誘電体３をＳｉＯ２とした。【００３３】
電気機械結合係数Ｋ２は、開放境界における弾性境界波の音速Ｖｆと、短絡境界における弾性境界波の音速Ｖｍから、以下の式（１）を用いて求めた。【００３４】
Ｋ２＝２×｜Ｖｆ−Ｖｍ｜／Ｖｆ………式（１）
また、周波数温度係数ＴＣＦは、１５℃、２５℃及び３５℃における弾性境界波の音速Ｖ［１５℃］、Ｖ［２５℃］及びＶ［３５℃］から、以下の式（２）を用いて求めた。【００３５】
ＴＣＦ＝（（Ｖ［３５℃］−Ｖ［１５℃］）／Ｖ［２５℃］）／（３５−１５）−αｓ………式（２）
なお、式（２）において、αｓは弾性境界波の伝搬方向における圧電体の線膨張係数である。【００３６】
第１の導体層７の厚みＨ１と、第３の導体層９の厚みＨ３をいずれも０．０２５λとし、第２の導体層８を構成しているＡｌ膜の厚みを変化させた際の電気機械結合係数Ｋ２の変化及び周波数温度係数ＴＣＦの変化を図３及び図４にそれぞれ示す。【００３７】
図４から明らかなように、第２の導体層８を構成しているＡｌ膜の厚みＨ２を厚くするにしたがって、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値が小さくなることがわかる。すなわち、第２の導体層８が存在しない場合、すなわちＡｌ膜の膜厚が０の場合、周波数温度係数ＴＣＦは−３８ｐｐｍ／℃であるが、Ａｌ膜の厚みが増加するにつれて、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値が小さくなっていくことがわかる。【００３８】
他方、図３から明らかなように、電気機械結合係数Ｋ２は、Ａｌ膜の厚みが厚くなるにしたがって小さくなる傾向のあることがわかる。この種の弾性境界波装置に必要な電気機械結合係数Ｋ２の値は、１０〜１５％程度である。従って、第２の導体層８の厚みＨ２は、０．０５λ〜０．１５λの範囲とすることが望ましく、その場合、図４より周波数温度係数ＴＣＦの値は−３０〜−１８ｐｐｍ／℃であり、比較的その絶対値が小さく、良好であることがわかる。【００３９】
他方、第２の導体層８を構成しているＡｌ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、Ｐｔからなる第１の導体層７及び第３の導体層９の厚みＨ１，Ｈ３をＨ１＝Ｈ３とし、さらにこれらを変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２の変化及び周波数温度係数ＴＣＦの変化を図５及び図６に示す。【００４０】
図５及び図６から明らかなように、第１，３の導体層の厚みＨ１，Ｈ３が０．０１λ〜０．０６λの範囲で、電気機械結合係数Ｋ２は必要とされる数値範囲、すなわち１０〜１５％の範囲となり、この場合、周波数温度係数ＴＣＦは−２０〜−２８ｐｐｍ／℃と比較的良好な値を示すことがわかる。【００４１】
ただし、第１の導体層７の厚みＨ１またはＨ３が０．０２λ以下の範囲では、弾性境界波は完全に閉じこもらず、伝搬損失が０ではないため、厚みＨ１は０．０２λより大きいことが必要である。【００４２】
よって、第１，第３の厚みの合計であるＨ１＋Ｈ３を、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λの範囲とすることが必要であることがわかる。それによって、電気機械結合係数Ｋ２を１０〜１５％と比較的大きな値とし、かつ周波数温度係数ＴＣＦも比較的良好とされ得ることがわかる。【００４３】
次に、第１の導体層７の厚みＨ１と、第３の導体層９の厚みＨ３の合計であるＨ１＋Ｈ３を０．０５λと固定し、厚みＨ１と厚みＨ３の比率を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２の変化及び周波数温度係数ＴＣＦの変化を求めた。結果を図７及び図８に示す。【００４４】
ここでは、Ａｌからなる第２の導体層８の厚みＨ２を０．０７λとした。そして、Ｐｔ膜からなる第１，第３の導体層７，９の厚みを図７及び図８のように変化させた。【００４５】
図７及び図８から明らかなように、電気機械結合係数Ｋ２を１０〜１５％とし、比較的良好な周波数温度係数ＴＣＦを得るには、Ｈ１＞０．０１λかつＨ３＞０．０２２λを満足する必要のあることがわかる。よって、図３〜図８の結果から第１〜第３の導体層の厚みＨ１〜Ｈ３に関し、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．０１λ、Ｈ３＞０．０２２λ及び０．０５λ＜Ｈ２＜０．１５λを満たすように第１〜第３の導体層７〜９の厚みを選択することにより、電気機械結合係数Ｋ２を１０〜１５％とし、周波数温度係数ＴＣＦを−３０〜−１８ｐｐｍ／℃とし、挿入損失の低減及び良好な周波数温度特性を両立し得ることがわかる。【００４６】
図９は、第１の導体層７がＰｔ膜からなり、その厚みＨ１＝０．０３λ、第２の導体層８がＡｌ膜からなり、その厚みＨ２＝０．０７λ、第３の導体層９はＰｔ膜からなり、その厚みＨ３＝０．０３λの場合の弾性境界波の変位分布を模式的に示す模式的正面断面図である。【００４７】
比較のために、図１０にＩＤＴ電極が厚み０．０６λのＡｕ膜単層からなる弾性境界波装置における弾性境界波の変位分布を図１０に同じく模式的正面断面図で示す。【００４８】
図１０では、弾性境界波の変位分布の頂点がＩＤＴ電極の厚み方向中央付近に位置しているのに対し、図９から明らかなように、上記実施形態では、圧電体２側及び誘電体３側の双方にピークを持つ変位分布が形成されている。すなわち、上記実施形態の弾性境界波装置１では、圧電体２側及び誘電体３側の双方に変位分布がバランス良く配置されており、従って、電気機械結合係数Ｋ２及び周波数温度係数ＴＣＦの両方が比較的良好で、両者のバランスが高められていることがわかる。【００４９】
また、図９及び図１０では、弾性境界波の音速はほぼ等しいにも関わらず、上記実施形態によれば、図１０に示した従来例に比べて、ＩＤＴ全体の厚みは大きくなっており、従って、電気抵抗を小さくすることができ、好ましいこともわかる。【００５０】
（第２の実施形態）
次に、第１，第３の導体層７，９がＡｕ膜からなることを除いては、上記と同様にして構成された第２の実施形態の弾性境界波装置を評価した。【００５１】
第１の実施形態の有限要素法によるシミュレーションと同様にして、まず、第１の導体層７及び第３の導体層９を構成しているＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３を０．０２５λと固定し、Ａｌ膜からなる第２の導体層の厚みＨ２を変化させたときの電気機械結合係数Ｋ２の変化及び周波数温度係数ＴＣＦの変化を求めた。結果を図１１及び図１２に示す。図１１及び図１２から明らかなように、第１，第３の導体層７，９がＡｕ膜からなる場合においても、第２の導体層を構成しているＡｌ膜の厚みが増加するにつれて、電気機械結合係数Ｋ２は小さくなり、他方周波数温度係数ＴＣＦはその絶対値が小さくなる方向に変化していることがわかる。そして、図１１及び図１２から明らかなように、電気機械結合係数Ｋ２を１０〜１５％とするには、第２の導体層であるＡｌ膜の厚みＨ２を０．０５λ〜０．１５λの範囲とすることが望ましい。この場合の周波数温度係数ＴＣＦの値は、−２９〜−１７ｐｐｍ／℃となり、比較的良好である。【００５２】
他方、第２の導体層８を構成しているＡｌ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、Ａｕ膜からなる第１の導体層の厚みＨ１及び第３の導体層の厚みＨ３をＨ１＝Ｈ３とし、これらの厚みをＨ１，Ｈ３を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２の変化及び周波数温度係数ＴＣＦの変化を求めた。結果を図１３及び図１４に示す。【００５３】
図１３及び図１４から明らかなように、第１，第３の導体層の厚みＨ１，Ｈ３が０．０１λ〜０．０６λの範囲とすれば、電気機械結合係数Ｋ２が１０〜１５％の範囲となり、この場合、周波数温度係数ＴＣＦは−２７〜−２０ｐｐｍ／℃と比較的良好な値となることがわかる。【００５４】
もっとも、第１の導体層７の厚みＨ１が０．０２λ未満の場合には、弾性境界波が完全に境界に閉じこもっておらず、伝搬損失が０ではないため、厚みＨ１は０．０２λ以上である必要がある。【００５５】
よって、Ｈ１＋Ｈ３は、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λとすれば、電気機械結合係数Ｋ２及び周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を、良好な範囲とし、これら両者のバランスを高め得ることがわかる。【００５６】
また、第２の実施形態において、第１の導体層７の厚みＨ１及び第３の導体層９の厚みＨ３の合計Ｈ１＋Ｈ３を０．０５λに固定し、厚みＨ１と厚みＨ３の比率を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２の変化及び周波数温度係数ＴＣＦの変化を求めた。なお、第２の導体層８の厚みＨ２は、０．０７λに固定にした。結果を図１５及び図１６に示す。【００５７】
図１５及び図１６から明らかなように、電気機械結合係数Ｋ２を１０〜１５％とし、かつ比較的良好なＴＣＦの値を実現するには、Ｈ１＞０．００９λかつＨ３＞０．０２２λを満足すればよいことがわかる。【００５８】
従って、第２の実施形態においては、第１〜第３の導体層７〜９の厚みＨ１〜Ｈ３に関し、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．００９λ、Ｈ３＞０．０２２λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１５λを満たすように第１〜第３の導体層７〜９の厚みＨ１〜Ｈ３を選択すればよいことがわかる。それによって、電気機械結合係数Ｋ２を１０〜１５％とし、周波数温度係数ＴＣＦを−３０〜−１８ｐｐｍ／℃と良好な範囲とし得ることがわかる。【００５９】
（第３の実施形態）
次に、第１，第３の導体層７，９がＰｔ膜からなり、第２の導体層８がＣｕ膜からなることを除いては、上記と同様にして構成された第３の実施形態の弾性境界波装置を評価した。【００６０】
第１の実施形態の有限要素法によるシミュレーションと同様にして、まず、第１の導体層７及び第３の導体層９を構成しているＰｔ膜の厚みＨ１，Ｈ３を０．０３λと固定し、Ｃｕ膜からなる第２の導体層の厚みＨ２を変化させたときの電気機械結合係数Ｋ２の変化及び周波数温度係数ＴＣＦの変化を求めた。結果を図１７及び図１８に示す。図１７及び図１８から明らかなように、第１，第３の導体層７，９がＰｔ膜からなり、第２の導体層がＣｕ膜からなる場合においても、第２の導体層を構成しているＣｕ膜の厚みが増加するにつれて、電気機械結合係数Ｋ２は小さくなり、他方周波数温度係数ＴＣＦはその絶対値が小さくなる方向に変化していることがわかる。そして、図１７及び図１８から明らかなように、電気機械結合係数Ｋ２を１０〜１５％とするには、第２の導体層であるＣｕ膜の厚みＨ２を０．０７λ〜０．１６λの範囲とすることが望ましい。この場合の周波数温度係数ＴＣＦの絶対値は、３０ｐｐｍ／℃以下となり、比較的良好である。【００６１】
他方、第２の導体層８を構成しているＣｕ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、Ｐｔ膜からなる第１の導体層の厚みＨ１及び第３の導体層の厚みＨ３をＨ１＝Ｈ３とし、これらの厚みをＨ１，Ｈ３を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２の変化及び周波数温度係数ＴＣＦの変化を求めた。結果を図１９及び図２０に示す。【００６２】
図１９及び図２０から明らかなように、第１，第３の導体層の厚みＨ１，Ｈ３が０．０３λ〜０．０７λの範囲とすれば、電気機械結合係数Ｋ２が１０〜１５％の範囲となり、この場合、周波数温度係数ＴＣＦは−３０〜−２５ｐｐｍ／℃と比較的良好な値となることがわかる。【００６３】
もっとも、第１の導体層７の厚みＨ１が０．０３λ未満の場合には、弾性境界波が完全に境界に閉じこもっておらず、伝搬損失が０ではないため、厚みＨ１は０．０３λ以上である必要がある。【００６４】
よって、Ｈ１＋Ｈ３は、０．０６λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１４λとすれば、電気機械結合係数Ｋ２及び周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を、良好な範囲とし、これら両者のバランスを高め得ることがわかる。【００６５】
また、第３の実施形態において、第１の導体層７の厚みＨ１及び第３の導体層９の厚みＨ３の合計Ｈ１＋Ｈ３を０．０６λに固定し、厚みＨ１と厚みＨ３の比率を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２の変化及び周波数温度係数ＴＣＦの変化を求めた。なお、第２の導体層８の厚みＨ２は、０．０７λに固定にした。結果を図２１及び図２２に示す。【００６６】
図２１及び図２２から明らかなように、電気機械結合係数Ｋ２を１０〜１５％とし、かつ比較的良好なＴＣＦの値を実現するには、Ｈ１＞０．０１λかつＨ３＞０．０３λを満足すればよいことがわかる。【００６７】
従って、第３の実施形態においては、第１〜第３の導体層７〜９の厚みＨ１〜Ｈ３に関し、０．０６λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１４λ、Ｈ１＞０．０１λ、Ｈ３＞０．０３λ、０．０７λ＜Ｈ２＜０．１６λを満たすように第１〜第３の導体層７〜９の厚みＨ１〜Ｈ３を選択すればよいことがわかる。それによって、電気機械結合係数Ｋ２を１０〜１５％とし、周波数温度係数ＴＣＦを−３０〜−１８ｐｐｍ／℃と良好な範囲とし得ることがわかる。【００６８】
（第４の実施形態）
次に、第１，第３の導体層７，９がＡｕ膜からなり、第２の導体層８がＣｕ膜
からなることを除いては、上記と同様にして構成された第４の実施形態の弾性境界波装置を評価した。【００６９】
第１の実施形態の有限要素法によるシミュレーションと同様にして、まず、第１の導体層７及び第３の導体層９を構成しているＡｕ膜の厚みＨ１，Ｈ３を０．０３λと固定し、Ｃｕ膜からなる第２の導体層の厚みＨ２を変化させたときの電気機械結合係数Ｋ２の変化及び周波数温度係数ＴＣＦの変化を求めた。結果を図２３及び図２４に示す。図２３及び図２４から明らかなように、第１，第３の導体層７，９がＡｕ膜からなり、第２の導体層がＣｕ膜からなる場合においても、第２の導体層を構成しているＣｕ膜の厚みが増加するにつれて、電気機械結合係数Ｋ２は小さくなり、他方周波数温度係数ＴＣＦはその絶対値が小さくなる方向に変化していることがわかる。そして、図２３及び図２４から明らかなように、電気機械結合係数Ｋ２を１０〜１５％とするには、第２の導体層であるＣｕ膜の厚みＨ２を０．０５λ〜０．１４λの範囲とすることが望ましい。この場合の周波数温度係数ＴＣＦの値は、−３０〜−２３ｐｐｍ／℃となり、比較的良好である。【００７０】
他方、第２の導体層８を構成しているＣｕ膜の厚みＨ２を０．０７λに固定し、Ａｕ膜からなる第１の導体層の厚みＨ１及び第３の導体層の厚みＨ３をＨ１＝Ｈ３とし、これらの厚みをＨ１，Ｈ３を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２の変化及び周波数温度係数ＴＣＦの変化を求めた。結果を図２５及び図２６に示す。【００７１】
図２５及び図２６から明らかなように、第１，第３の導体層の厚みＨ１，Ｈ３が０．０２λ〜０．０６λの範囲とすれば、電気機械結合係数Ｋ２が１０〜１５％の範囲となり、この場合、周波数温度係数ＴＣＦは−３０〜−２３ｐｐｍ／℃と比較的良好な値となることがわかる。【００７２】
もっとも、第１の導体層７の厚みＨ１が０．０２λ未満の場合には、弾性境界波が完全に境界に閉じこもっておらず、伝搬損失が０ではないため、厚みＨ１は０．０２λ以上である必要がある。【００７３】
よって、Ｈ１＋Ｈ３は、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λとすれば、電気機械結合係数Ｋ２及び周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を、良好な範囲とし、これら両者のバランスを高め得ることがわかる。【００７４】
また、第４の実施形態において、第１の導体層７の厚みＨ１及び第３の導体層９の厚みＨ３の合計Ｈ１＋Ｈ３を０．０６λに固定し、厚みＨ１と厚みＨ３の比率を変化させた場合の電気機械結合係数Ｋ２の変化及び周波数温度係数ＴＣＦの変化を求めた。なお、第２の導体層８の厚みＨ２は、０．０７λに固定にした。結果を図２７及び図２８に示す。【００７５】
図２７及び図２８から明らかなように、電気機械結合係数Ｋ２を１０〜１５％とし、かつ比較的良好なＴＣＦの値を実現するには、Ｈ１＞０．０１λかつＨ３＞０．０２６λを満足すればよいことがわかる。【００７６】
従って、第４の実施形態においては、第１〜第３の導体層７〜９の厚みＨ１〜Ｈ３に関し、０．０４λ＜Ｈ１＋Ｈ３＜０．１２λ、Ｈ１＞０．０１λ、Ｈ３＞０．０２６λ、０．０５λ＜Ｈ２＜０．１４λを満たすように第１〜第３の導体層７〜９の厚みＨ１〜Ｈ３を選択すればよいことがわかる。それによって、電気機械結合係数Ｋ２を１０〜１５％とし、周波数温度係数ＴＣＦを−３０〜−１８ｐｐｍ／℃と良好な範囲とし得ることがわかる。【００７７】
（第５の実施形態）
上述した第１の実施形態〜第４の実施形態では、ＩＤＴ電極は、第１〜第３の導体層７〜９を積層した構造であったが、本発明においては、第１〜第３の導体層以外に、ＩＤＴ電極が密着層及び拡散防止層などの他の層を備えていてもよい。【００７８】
図２９は、密着層及び拡散防止層が備えられた変形例の弾性境界波装置におけるＩＤＴ電極の構造を模式的に示す模式的部分正面断面図である。【００７９】
変形例の弾性境界波装置２１では、ＩＤＴ電極２２は、第１〜第３の導体層２３〜２５を有する。第１，第３の導体層２３，２５は、本実施形態では、Ｐｔ膜からなり、第２の導体層２４はＡｌ膜からなる。第１の導体層２３の圧電体２側の面には、密着層２６が積層されている。同様に、第３の導体層２５の誘電体３側の面、すなわち外側の面にも、密着層２７が形成されている。密着層２６，２７は、Ｔｉからなり、第１，第３の導体層２３，２５の圧電体２または誘電体３への密着性を高めるように作用する。【００８０】
このような密着性を構成する材料は、Ｔｉに限らず、第１，第３の導体層を構成している材料よりも圧電体２または誘電体３に対する密着性を高める得る適宜の金属または該金属を主体とする合金により形成することができる。【００８１】
他方、第１，第２の導体層２３，２４間及び第２，第３の導体層２４，２５間には、それぞれ、拡散防止層２８，２９が積層されている。拡散防止層２８，２９は、第１，第２の導体層２３，２４間及び第２，第３の導体層２４，２５間におけるＰｔやＡｌなどの導体層構成金属の拡散を防止するために設けられている。このような拡散防止層２８，２９を構成する材料については、上記拡散防止作用を果たし得る限り特に限定されず、例えば、Ｔｉなどの適宜の金属により形成することができる。拡散防止層２８，２９が設けられていない場合には、Ｐｔ膜とＡｌ膜が接することによる相互拡散により、電極指の抵抗が増大し、特性が劣化するおそれがある。これに対して、本変形例では、Ｐｔ及びＡｌの相互拡散を防止して、特性をより一層改善することができる。【００８２】
なお、本変形例では、第１，第２の導体層間及び第２，第３の導体層間のいずれにも拡散防止層が設けられていたが、拡散防止層は、第１，第２の導体層間または第２，第３の導体層間の一方にのみ形成されていてもよい。【００８３】
さらに、上記拡散防止層は、第１，第３の導体層の外側の面に形成されていてもよい。【００８４】
同様に、前述した密着層についても、第１，第３の導体層の外側の面だけでなく、第１，第２の導体層間及び／または第２，第３の導体層間に形成されていてもよい。【００８５】
なお、上述した第１の実施形態では、圧電体２は、ＬｉＮｂＯ３により形成されていたが、ＬｉＴａＯ３などの周波数温度係数ＴＣＦが負の値である適宜の圧電材料により形成することができる。このような圧電材料としては、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３のほか、ＰＺＴ、ＬＢＯ、ランガサイト及びランガナイトなどを挙げることができる。【００８６】
また、上記誘電体３についても、周波数温度係数ＴＣＦが正の値である適宜の誘電体を用いることができ、ＳｉＯ２含む広い意味での酸化ケイ素を挙げることができる。【００８７】
第１〜第３の導体層を構成する金属については、上記Ｐｔ／Ａｌ／ＰｔやＡｕ／Ａｌ／Ａｕ、Ｐｔ／Ｃｕ／Ｐｔ、Ａｕ／Ｃｕ／Ａｕの積層構造に限定されず、様々な金属の組合せを用いることができる。また、これらの金属だけでなく、該金属を主体とする合金により、第１〜第３の導体層が形成されていてもよい。【００８８】
また、第１の導体層を構成する金属と、第３の導体層を構成する金属は異なっていてもよい。好ましくは、第１の導体層を構成する金属と第３の導体層を構成する金属とが同一金属とされ、その場合には、第１の導体層及び第３の導体層を、同じ材料を用いて形成することができるので、コストを低減することができるとともに導体層の形成に際しての製造工程の簡略化を果たすことができる。【００８９】
各種金属の組合せの中でも、第１，第３の導体層を構成する金属として、Ｐｔ及びＡｕは、密度が大きく音速が遅いため、第１，第３の導体層を構成する金属として、好ましい。Ｐｔは、さらに電気抵抗は高いが、安定性に優れており、Ａｕは、安定性の面でＰｔに比べて劣るものの、電気抵抗が小さいという利点を有する。【００９０】
従って、第１，第３の導体層をＰｔにより形成することにより、信頼性を高めることができ、第１，第３の導体層をＡｕで形成することにより、低抵抗化を図ることができ、好ましい。【００９１】
また、第２の導体層を構成する金属もしくは該金属を主体とする合金も、密度が相対的に第１，第３の導体層を構成する金属より小さければ、特に限定されないが、Ａｌ及びＣｕが好適に用いられる。Ａｌ及びＣｕは密度が比較的低く、電気抵抗が小さい。従って、Ａｌ及びＣｕは第２の導体層を構成する金属として望ましい。【００９２】
Ａｌは、電気抵抗が比較的低いが、安定性に優れており、Ｃｕは安定性の面ではＡｌに比べて劣るものの、電気抵抗がより一層低い。従って、Ａｌを第２の導体層を構成する材料として用いることにより信頼性をより一層を高めることができる。また、第２の導体層を構成する金属材料としてＣｕを用いることにより、電極抵抗の低抵抗化をより一層を進めることができる。【００９３】
従って、Ｐｔ／Ａｌ／Ｐｔ積層構造を用いることにより、信頼性をより一層高めることができ、望ましい。また、Ａｕ／Ａｌ／Ａｕ積層構造を用いることにより、信頼性は多少低くなるものの、低抵抗化を効果的に図ることができる。同様に、Ｐｔ／Ｃｕ／Ｐｔ積層構造を用いることにより、信頼性は多少低下するものの、低抵抗化を効果的に進めることができる。Ａｕ／Ｃｕ／Ａｕ積層構造を用いることにより、電極抵抗をより一層低くすることができる。【００９４】
第１の導体層と第３の導体層を異ならせることにより、第１，第３の導体層に求められる特性が異なる場合に効果的なＩＤＴ電極を形成することできる。【００９５】
また、第１の実施形態では、図２に示した平面形状の共振器構造の電極パターンが形成されていたが、本発明の弾性境界波装置は、上記共振子に限らず、様々な共振子やフィルタを構成するための電極パターンを有するように変形されてもよい。
【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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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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