(57)【要約】  板波を利用しており、ＩＤＴ電極の膜厚の変化による特性の変化が非常に小さい弾性波装置を提供する。  圧電基板６と、該圧電基板６の圧電振動部において、圧電基板６を貫くように設けられたＩＤＴ電極７とを備える、弾性波装置１。
2013172287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝搬する弾性波の波長以下の厚みを有する圧電基板と、
前記圧電基板を貫通するように設けられているＩＤＴ電極を備える、弾性波装置。
【請求項２】
前記圧電基板がＬｉＮｂＯ３からなる、請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
前記ＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθが、１００°〜１４０°の範囲にある、請求項２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記ＩＤＴ電極のデューティーが０．５以下である、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電極が、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｍｏ及びＮｉからなる群から選択された１種の金属を主体とする、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、伝搬する弾性波の波長以下の厚みを有する圧電基板を利用した弾性波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラム波などの板波を利用した弾性波装置が種々提案されている。すなわち、小さな厚みの圧電基板上にＩＤＴ電極を設けることにより、板波を利用して様々な弾性波特性が得られる。例えば、下記の特許文献１には、Ａ１モードを利用して、音速１００００ｍ／秒以上の高音速の弾性波特性が得られている。【０００３】
また、下記の特許文献２では、板波のＳＨモードを利用した弾性波装置が開示されている。特許文献２では、ＳＨモードを利用することにより、広帯域の特性を得ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６１３９６０号
【特許文献２】特開２００２−１５２００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の板波を利用した弾性波装置では、圧電基板厚みや電極膜厚の変化により特性が大きく変化するという問題があった。より具体的には、圧電基板厚みや電極膜厚が変化すると、電気機械結合係数すなわち帯域幅、音速及びストップバンドが大きく変化しがちであった。すなわち、所望とする特性の弾性波装置を安定に製造することが困難であった。【０００６】
また、広帯域を得るには、ＩＤＴ電極におけるデューティーや電極膜厚を小さくする必要がある。この場合、ＧＨｚ帯などの高周波では、電極の抵抗損失の影響が大きくなる。従って、共振子を構成した場合には共振抵抗が大きくなり、フィルタを構成した場合には損失が大きくなるという問題もあった。【０００７】
本発明の目的は、圧電基板厚みや電極膜厚による特性の変化が生じ難い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】
【０００８】
本発明に係る弾性波装置は、伝搬する弾性波の波長以下の厚みを有する圧電基板と、ＩＤＴ電極とを備える。圧電基板を貫通するように上記ＩＤＴ電極が設けられている。【０００９】
本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、圧電基板がＬｉＮｂＯ３からなる。この場合には、比帯域を大きくすることができる。【００１０】
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、ＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθが、１００°〜１４０°の範囲にある。この場合には、板波としてのＳＨ波の比帯域をより一層大きくすることができる。【００１１】
本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、ＩＤＴ電極のデューティーが０．５以下である。この場合には、板波としてのＳＨ波の比帯域をより一層大きくすることができる。【００１２】
本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、ＩＤＴ電極が、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｍｏ及びＮｉからなる群から選択された１種の金属を主体とする。これらの金属は、電気抵抗が低いため、弾性波装置の共振抵抗や損失を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る弾性波装置では、ＩＤＴ電極が圧電基板を貫通するように設けられている。従って、圧電基板及び電極厚みを変化させたとしても、比帯域や音速の変化が著しく小さい。よって、所望とする特性の弾性波装置を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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。
【図２】図２は、オイラー角のθが１２０°であるＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板及び電極の膜厚と、比帯域とデューティーとの関係を示す図である。
【図３】図３は、オイラー角のθが１２０°であるＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板及び電極の膜厚と、音速とデューティーとの関係を示す図である。
【図４】図４は、オイラー角のθが１２０°であるＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板及び電極の膜厚と、ストップバンドとデューティーとの関係を示す図である。
【図５】図５は、ＩＤＴ電極のデューティーが０．３である場合のオイラー角のθが１２０°のＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板及び電極膜の厚みと比帯域との関係を示す図である。
【図６】図６は、ＩＤＴ電極のデューティーが０．３である場合のオイラー角のθが１２０°のＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板及び電極膜の厚みと音速との関係を示す図である。
【図７】図７は、ＩＤＴ電極のデューティーが０．３である場合のオイラー角のθが１２０°のＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板及び電極膜の厚みとストップバンドとの関係を示す図である。
【図８】図８は、比較例の弾性波装置における電極膜厚とデューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図９】図９は、比較例の弾性波装置における電極膜厚とデューティーと、音速との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、比較例の弾性波装置における電極膜厚とデューティーと、ストップバンドとの関係を示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態におけるＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＣｕからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＣｕからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図１４】図１４は、ＩＤＴ電極がＣｕからなる場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＷからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＷからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図１７】図１７は、ＩＤＴ電極がＷからなる場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＴａからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＴａからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図２０】図２０は、ＩＤＴ電極がＴａからなる場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＭｏからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＭｏからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図２３】図２３は、ＩＤＴ電極がＭｏからなる場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＮｉからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図２５】図２５は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＮｉからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図２６】図２６は、ＩＤＴ電極がＮｉからなる場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図２７】図２７は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＡｕからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図２８】図２８は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＡｕからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図２９】図２９は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＰｔからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図３０】図３０は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＰｔからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図３１】図３１（ａ）〜図３１（ｃ）は、本発明の一実施形態の弾性波装置の製造方法を説明するための各略図的正面断面図である。
【図３２】図３２（ａ）〜図３２（ｃ）は、本発明の一実施形態の弾性波装置の製造方法を説明するための各略図的正面断面図である。
【図３３】図３３（ａ）〜図３３（ｃ）は、本発明の一実施形態の弾性波装置の製造方法を説明するための各略図的正面断面図である。
【図３４】図３４は、ＩＤＴ電極が圧電基板の上面に突出している構造と突出量を示す模式的断面図である。
【図３５】図３５は、ＩＤＴ電極の突出量と、比帯域と、デューティーとの関係を示す図である。
【図３６】図３６は、ＩＤＴ電極の厚みｄ／λが、圧電基板の厚みｈ／λよりも薄い構造を示す模式的断面図である。
【図３７】図３７は、図３６の構造において、ｄ／λが１０％である場合のデューティーと、ＩＤＴ電極の厚みｈ／λ（％）と、比帯域（％）との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置の断面図である。
【００１７】
弾性波装置１は、支持基板２を有する。支持基板２は、ベース基板３と、ベース基板３上に設けられた接着剤層４と、接着剤層４上に積層された支持層５とを有する。支持層５の上面は、凹部５ａを有する。この凹部５ａに臨むように、支持基板２上に圧電基板６が積層されている。圧電基板６は、上面から下面に貫く複数の貫通口６ａを有する。貫通口６ａ内に金属材料が充填されてＩＤＴ電極７が形成されている。すなわち、ＩＤＴ電極７の厚みは、圧電基板６の厚みと等しくされている。
【００１８】
圧電基板６を構成する材料については、板波を励振し得る適宜の圧電材料を用いることができる。このような圧電材料としては、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、水晶などを用いることができる。本実施形態では、圧電基板６はＬｉＮｂＯ３からなる。また、本発明においては、圧電基板６は、圧電薄板や成膜によって得られる圧電薄膜であってもよい。
【００１９】
ＩＤＴ電極７は、適宜の金属材料からなる。もっとも、好ましくは、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｍｏ及びＮｉからなる群から選択された１種の金属が用いられる。あるいは、これらの金属の積層体であってもよい。これらの金属は電気抵抗が小さい。従って、弾性波装置１の低損失化を図ることができる。
【００２０】
弾性波装置１では、上記ＩＤＴ電極７が圧電基板６を貫通するように設けられているため、ＩＤＴ電極７を励振することにより、板波を励振することができる。後述するように、本実施形態の弾性波装置１では、ＩＤＴ電極７が圧電基板６を貫通するように設けられているため、電極膜厚の変動による比帯域、音速及びストップバンドなどの特性が変動し難い。なお、本実施形態では、ＩＤＴ電極７の膜厚ｈと、圧電基板６の膜厚ｄとはほぼ等しい。
【００２１】
上記圧電基板６のＩＤＴ電極７が形成されている部分が圧電振動部を構成している。この圧電振動部は、支持基板２に対して音響的に分離されている。より具体的には、前述した凹部５ａが形成されているため、圧電振動部は支持基板２から浮かされている。
【００２２】
本実施形態の弾性波装置１を以下の要領で作成し、上記ＩＤＴ電極７の膜厚ｈ、圧電基板６の膜厚ｄを種々変化させ、弾性波装置１の特性を評価した。
【００２３】
なお、以下において、ＩＤＴ電極７の膜厚ｈとは、波長λで規格化した規格化膜厚ｈ／λとする。同様に、圧電基板６の膜厚ｄについても波長λで規格化してなる規格化膜厚ｄ／λとする。なお、図２以下では、ｄ／λ及びｈ／λは百分率で示した。
【００２４】
以下の実験例において用意した弾性波装置１では、１ポート型の板波を利用した弾性波共振子を構成した。比帯域とは、１ポート型弾性波共振子における共振周波数と反共振周波数との間の周波数域を共振周波数で規格化した値をいうものとする。周知のように、比帯域は電気機械結合係数と相関しており、比帯域が大きいことは電気機械結合係数が大きいことを意味する。
【００２５】
また、以下における音速とは、１ポート型弾性波共振子の共振周波数に相当する位相速度（ｍ／秒）をいうものとする。
【００２６】
また、ストップバンドとは、１ポート型弾性波共振子の電極指が形成するストップバンドをいうものとする。周知のように、ストップバンドは電極指１本当たりの反射係数と相関しており、ストップバンドが大きいほど反射係数が大きいことを意味する。
【００２７】
弾性波装置１として、オイラー角が（０°，１２０°，０°）のＬｉＮｂＯ３を用いた。ＩＤＴ電極７を構成する材料としては、Ａｌを用いた。ＩＤＴ電極７の電極指の対数は５０対とした。
【００２８】
上記弾性波装置１において、圧電基板６の厚みｄ／λ＝ＩＤＴ電極７の膜厚ｈ／λを種々変化させ、かつＩＤＴ電極７のデューティーを変化させ、複数種の弾性波装置１を作製した。図２〜図４は、上記のようにして用意した複数の弾性波装置における圧電基板６の膜厚ｄ／λ及びＩＤＴ電極７の膜厚ｈ／λと、デューティーと、比帯域、音速、及びストップバンドとの関係を示す各図である。
【００２９】
図２〜図４から明らかなようにＡｌからなるＩＤＴ電極７を用いた場合、デューティーの如何にかかわらず圧電基板６の膜厚ｄ／λ及びＩＤＴ電極７の膜厚ｈ／λを５０％以下の範囲で変化させたとしても、比帯域、音速及びストップバンドがほとんど変化しないことがわかる。
【００３０】
なお、図２〜図４では、比帯域、音速及びストップバンドは圧電基板６の膜厚ｄ／λ及びＩＤＴ電極７の膜厚ｈ／λが変化しても変化していないように見える。しかしながら、実際にはわずかに変化している。図５〜図７は図２〜図４中のデューティー＝０．３の場合の特性を縦軸のメモリを拡大して示す各図である。図５〜図７から明らかなように、圧電基板６の膜厚ｄ／λ及びＩＤＴ電極７の膜厚ｈ／λが５０％まで高まっていくと、比帯域は僅かながら減少する傾向があることがわかる。逆に、音速については、膜厚ｄ／λ＝ｈ／λが大きくなるにつれ僅かに高くなっていくことがわかる。さらに、ストップバンドについても、ｄ／λ＝ｈ／λが増加すると広くなっていくが、特に、ｄ／λ＝ｈ／λが３０％を超えると広くなっていくことがわかる。もっとも、ｄ／λ＝ｈ／λが３０％以下では、ストップバンドの幅がｄ／λ＝ｈ／λが変化してもほとんど変化しないことがわかる。
【００３１】
いずれにしても、図５〜図７は、図２〜図４のデューティーが０．３の場合を拡大して示す図である。現実的には、図２〜図４に示したように、ｄ／λ＝ｈ／λが変化したとしても、比帯域、音速及びストップバンドはほとんど変化しない。
【００３２】
よって、製造に際し、ｄ／λ＝ｈ／λが若干ばらついたとしても、安定な特性の弾性波装置１を製造し得ることがわかる。言い換えれば、製造に際しての許容誤差を広げることができる。
【００３３】
図８〜図１０は比較のために用意した従来の弾性波装置の圧電基板の膜厚の変化による比帯域、音速及びストップバンドの変化を示す図である。ここでは、圧電基板上にＡｌからなる厚み０．０６λ（６％）のＩＤＴ電極を形成した。その他の構成は上記実施形態と同様とした。
【００３４】
図８〜図１０から明らかなように、圧電基板の膜厚ｄ／λが変化すると、比帯域、音速及びストップバンドが、デューティーが０．１〜０．９のいずれの場合においても大きく変動することがわかる。
【００３５】
次に、上記実施形態の弾性波装置１におけるＬｉＮｂＯ３のオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθを変化させた場合の特性の変化を検討した。図１１に結果を示す。ここでは、ＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，θ，０°）におけるθを変化させた。ＬｉＮｂＯ３の厚みｄ／λは１０％とし、ＡｌからなるＩＤＴ電極７の厚みｈ／λについても１０％とした。さらに、ＩＤＴ電極７のデューティーについても０．１〜０．９の間で変化させた。
【００３６】
図１１から明らかなように、オイラー角のθが１２０°付近において比帯域がもっとも大きいことがわかる。特に、オイラー角のθが９０°〜１５０°の範囲内であれば、比帯域をより一層高め得ることがわかる。また、オイラー角のθが１００°〜１４０°の範囲内にあり、デューティーが０．５以下であれば、比帯域を０．２以上と特に高め得ることがわかる。
【００３７】
従って、好ましくは、オイラー角のθは（０°，±５°，９０°〜１５０°，０°±５°）の範囲である。より好ましくは、オイラー角がこの範囲内にあり、かつデューティーが０．５以下である。
【００３８】
上記のように比較例の弾性波装置の場合、圧電基板の厚みによって特性が大きく変化する。特に、圧電基板の厚みが厚くなると比帯域が狭くなる。従って、広帯域化を図るには、圧電基板の厚みを極力薄くしなければならない。しかしながら、圧電基板の厚みを薄くすると、製造過程や使用過程において破損し易くなる。従って、実用化が困難である。
【００３９】
また、比較例では、圧電基板の厚みを薄くすると音速も低下する。従って、所望の周波数特性を得るには、ＩＤＴ電極の電極指ピッチを狭くしなければならない。その結果、より高精度なＩＤＴ電極形成方法が要求されることになる。従って、良品率が低下したり、コストが高くつくおそれがある。加えて、電力印加時や静電気などの外部からの付加によりＩＤＴ電極が破損するおそれもある。
【００４０】
これに対して、上記実施形態では、圧電基板６の厚みｄ／λ及びＩＤＴ電極７の厚みｈ／λが変化したとしても、特性がほとんど変化しない。従って、製造が容易であり、高周波化も容易に果たし得る。
【００４１】
なお、比較例の弾性波装置では、上記圧電基板の膜厚だけでなく、ＩＤＴ電極の膜厚の変化によっても特性は大きく変化する。このことは従来より知られているが、特に、電極膜厚が厚くなるほど、板波の音速は低下する傾向がある。また、電極膜厚が大きくなるほど、電極指の抵抗損失は小さくなる。従って、共振特性は良好になるが、音速が低下するため、波長自体が小さくなる。従って、比較例では、電極の規格化膜厚ｈ／λを大きくしたとしても、実際に電極膜厚や電極幅が大きくならない。従って、特性を向上させ難い。加えて、音速が低下すると、前述したように、製造コストが高くつく。また、静電気などの外部からの付加に弱くなるという問題もある。
【００４２】
上記実施形態では、ＩＤＴ電極７がＡｌで構成されていた。本発明では、ＩＤＴ電極７は前述したように種々の金属材料で構成することができる。次に、電極材料がＡｌ以外の金属からなる場合であっても、上記実施形態と同様に、圧電基板６の膜厚ｄ／λ及びＩＤＴ電極７の膜厚ｈ／λの変化による特性の変化が少ないことを示す。
【００４３】
［ＩＤＴ電極７がＣｕからなる場合］
ＩＤＴ電極７をＣｕで形成した。その他の点は上記実施形態と同様とした。図１２及び図１３は、上記実施形態と同様にして、但し、ＩＤＴ電極７をＣｕで形成した場合の圧電基板６の膜厚ｄ／λ＝電極膜厚ｈ／λと、デューティーと、比帯域及び音速の関係をそれぞれ示す図である。
【００４４】
図１２及び図１３から明らかなように、ＩＤＴ電極がＣｕの場合にも、圧電基板６の膜厚ｄ／λ及び電極膜厚ｈ／λが変化したとしても、比帯域及び音速がほとんど変化していないことがわかる。
【００４５】
図１４は、ＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθを変化させ、ｄ／λ＝ｈ／λ＝０．１λ（１０％）とした場合のθと比帯域との関係を示す図である。図１４から明らかなように、ＩＤＴ電極７がＣｕからなる場合においても、図１１の場合と同様に、オイラー角のθを１００°〜１４０°の範囲内とすることにより、比帯域を効果的に高め得ることがわかる。また、θがこの範囲内であり、かつデューティーを０．５以下とすれば、比帯域を０．２以上とし得ることもわかる。
【００４６】
［ＩＤＴ電極７がＷからなる場合］
ＩＤＴ電極７をＷで形成した。その他の点は上記実施形態と同様とした。図１５及び図１６は、上記実施形態と同様にして、但し、ＩＤＴ電極７をＷで形成した場合の圧電基板６の膜厚ｄ／λ＝電極膜厚ｈ／λと、デューティーと、比帯域及び音速の関係をそれぞれ示す図である。
【００４７】
図１５及び図１６から明らかなように、ＩＤＴ電極がＷの場合にも、圧電基板６の膜厚ｄ／λ及び電極膜厚ｈ／λが変化したとしても、比帯域及び音速がほとんど変化していないことがわかる。
【００４８】
図１７は、ＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθを変化させ、ｄ／λ＝ｈ／λ＝０．１λとした場合のθと比帯域との関係を示す図である。図１７から明らかなように、ＩＤＴ電極７がＷからなる場合においても、図１１の場合と同様に、オイラー角のθを９０°〜１５０°の範囲内とすることにより、比帯域を効果的に高め得ることがわかる。また、θがこの範囲内であり、かつデューティーを０．５以下とすれば、比帯域を０．２以上とし得ることもわかる。
【００４９】
［ＩＤＴ電極７がＴａからなる場合］
ＩＤＴ電極７をＴａで形成した。その他の点は上記実施形態と同様とした。図１８及び図１９は、上記実施形態と同様にして、但し、ＩＤＴ電極７をＴａで形成した場合の圧電基板６の膜厚ｄ／λ＝電極膜厚ｈ／λと、デューティーと、比帯域及び音速の関係をそれぞれ示す図である。
【００５０】
図１８及び図１９から明らかなように、ＩＤＴ電極がＴａの場合にも、圧電基板６の膜厚ｄ／λ及び電極膜厚ｈ／λが変化したとしても、比帯域及び音速がほとんど変化していないことがわかる。
【００５１】
図２０は、ＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθを変化させ、ｄ／λ＝ｈ／λ＝１０％（０．１λ）とした場合のθと比帯域との関係を示す図である。図２０から明らかなように、ＩＤＴ電極７がＴａからなる場合においても、図１１の場合と同様に、オイラー角のθを１００°〜１４０°の範囲内とすることにより、比帯域を効果的に高め得ることがわかる。また、θがこの範囲内であり、かつデューティーを０．５以下とすれば、比帯域を０．２以上とし得ることもわかる。
【００５２】
［ＩＤＴ電極７がＭｏからなる場合］
ＩＤＴ電極７をＭｏで形成した。その他の点は上記実施形態と同様とした。図２１及び図２２は、上記実施形態と同様にして、但し、ＩＤＴ電極７をＭｏで形成した場合の圧電基板６の膜厚ｄ／λ＝電極膜厚ｈ／λと、デューティーと、比帯域及び音速の関係をそれぞれ示す図である。
【００５３】
図２１及び図２２から明らかなように、ＩＤＴ電極がＭｏの場合にも、圧電基板６の膜厚ｄ／λ及び電極膜厚ｈ／λが変化したとしても、比帯域及び音速がほとんど変化していないことがわかる。
【００５４】
図２３は、ＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθを変化させ、ｄ／λ＝ｈ／λ＝１０％（０．１λ）とした場合のθと比帯域との関係を示す図である。図２３から明らかなように、ＩＤＴ電極７がＭｏからなる場合においても、図１１の場合と同様に、オイラー角のθを１００°〜１４０°の範囲内とすることにより、比帯域を効果的に高め得ることがわかる。また、θがこの範囲内であり、かつデューティーを０．５以下とすれば、比帯域を０．２以上とし得ることもわかる。
【００５５】
［ＩＤＴ電極７がＮｉからなる場合］
ＩＤＴ電極７をＮｉで形成した。その他の点は上記実施形態と同様とした。図２４及び図２５は、上記実施形態と同様にして、但し、ＩＤＴ電極７をＮｉで形成した場合の圧電基板６の膜厚ｄ／λ＝電極膜厚ｈ／λと、デューティーと、比帯域及び音速の関係をそれぞれ示す図である。
【００５６】
図２４及び図２５から明らかなように、ＩＤＴ電極がＮｉの場合にも、圧電基板６の膜厚ｄ／λ及び電極膜厚ｈ／λが変化したとしても、比帯域及び音速がほとんど変化していないことがわかる。
【００５７】
図２６は、ＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθを変化させ、ｄ／λ＝ｈ／λ＝１０％（０．１λ）とした場合のθと比帯域との関係を示す図である。図２６から明らかなように、ＩＤＴ電極７がＮｉからなる場合においても、図１１の場合と同様に、オイラー角のθを１００°〜１４０°の範囲内とすることにより、比帯域を効果的に高め得ることがわかる。また、θがこの範囲内であり、かつデューティーを０．５以下とすれば、比帯域を０．２以上とし得ることもわかる。
【００５８】
［ＩＤＴ電極７がＡｕからなる場合］
ＩＤＴ電極７をＡｕで形成した。その他の点は上記実施形態と同様とした。図２７及び図２８は、上記実施形態と同様にして、但し、ＩＤＴ電極７をＡｕで形成した場合の圧電基板６の膜厚ｄ／λ＝電極膜厚ｈ／λと、デューティーと、比帯域及び音速の関係をそれぞれ示す図である。
【００５９】
図２７及び図２８から明らかなように、ＩＤＴ電極がＡｕの場合にも、圧電基板６の膜厚ｄ／λ及び電極膜厚ｈ／λが変化したとしても、比帯域及び音速がほとんど変化していないことがわかる。
【００６０】
［ＩＤＴ電極７がＰｔからなる場合］
ＩＤＴ電極７をＰｔで形成した。その他の点は上記実施形態と同様とした。図２９及び図３０は、上記実施形態と同様にして、但し、ＩＤＴ電極７をＰｔで形成した場合の圧電基板６の膜厚ｄ／λ＝電極膜厚ｈ／λと、デューティーと、比帯域及び音速の関係をそれぞれ示す図である。
【００６１】
図２９及び図３０から明らかなように、ＩＤＴ電極がＰｔの場合にも、圧電基板６の膜厚ｄ／λ及び電極膜厚ｈ／λが変化したとしても、比帯域及び音速がほとんど変化していないことがわかる。
【００６２】
なお、上記実施形態においては、ｄ／λ＝ｈ／λ、すなわち圧電基板の膜厚と電極膜厚が同じである場合について検討したが、本発明はこれに限るものではない。図３４は、ＩＤＴ電極７が圧電基板６よりも上方に突出している構造を示す。図３５は、デューティーが０．１〜０．５の場合に、図３４の突出量ΔＴ（％）と、比帯域（％）との関係を示す。図３５から明らかなように、突出量ΔＴが小さい場合、ｄ／λ＝ｈ／λの場合と同様に、比帯域はさほど変化しないことがわかる。
【００６３】
また、図３６は、ＩＤＴ電極７の厚みｈ／λが、圧電基板６の厚みｄ／λよりも小さい構造を示す。図３７は、図３６の構造において、デューティーが０.１〜０．５の範囲にあり、かつｄ／λが１０％の場合に、ｈ／λが変化した場合の比帯域の変化を示す図である。図３７から明らかなように、ＩＤＴ電極7の厚みｈ／λが圧電基板６の厚みｄ／λよりも若干薄くなったとしても、比帯域の幅はさほど変化しないことがわかる。図３５及び図３７から明らかなように、圧電基板６の膜厚とＩＤＴ電極７の膜厚は必ずしも同一である必要はない。
【００６４】
（製造方法）
弾性波装置１の製造方法は特に限定されないが、上記凹部５ａを有する構造を形成するには、図３１〜図３３に示す製造方法を好適に用いることができる。
【００６５】
まず、図３１（ａ）に示すように、ＬｉＮｂＯ３基板６Ａの下面に犠牲層１１を形成する。犠牲層１１は、ＺｎＯなどのエッチングにより除去し得る適宜の材料で形成することができる。
【００６６】
次に、図３１（ｂ）に示すように、犠牲層１１を覆うように支持層５を形成する。支持層５としては、酸化ケイ素などの適宜の酸化膜を用いることができる。
【００６７】
次に、図３１（ｃ）に示すように、支持層５の下面に接着剤層４を介してベース基板３を接合する。なお、接着剤層４を用いずに、支持層５にベース基板３を直接接合してもよい。ベース基板３は、Ｓｉなどの適宜の絶縁性材料により形成することができる。
【００６８】
次に、図３２（ａ）に示すように、ＬｉＮｂＯ３基板６Ａを研磨し、圧電基板６とする。しかる後、図３２（ｂ）に示すように、圧電基板６上にレジストを形成したのち、パターニングする。このようにして、レジストパターン１２を形成する。レジストパターン１２は、ＩＤＴ電極が形成される部分に相当する部分が開口部１２ａとされている。
【００６９】
次に、図３２（ｃ）に示すように、エッチングにより圧電基板６をパターニングする。このようにして、貫通口６ａを形成する。
【００７０】
しかる後、図３３（ａ）に示すように、残存しているレジストパターン１２を除去する。次に、図３３（ｂ）に示すように、金属をスパッタリングなどにより成膜する。このようにして金属膜７Ａを形成する。しかる後、ＣＭＰなどの研磨方法により研磨し、圧電基板６の上面と、ＩＤＴ電極７の上面が面一となるように加工する。このようにして、図３３（ｃ）に示す構造が得られる。しかる後、上記犠牲層１１をエッチングにより除去する。上記のようにして、図１に示す弾性波装置１を得ることができる。
【００７１】
なお、弾性波装置１の製造方法は、上記製造方法に限定されるものではない。また、圧電基板を支持基板から音響的に分離する構造についても、上記構造に限定されるものではない。
【００７２】
また、上記実施形態では、１ポート型弾性波共振子につき説明したが、本発明は、１ポート型弾性波共振子に限らず、板波を利用した様々な弾性波共振子や弾性波フィルタに適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１…弾性波装置
２…支持基板
３…ベース基板
４…接着剤層
５…支持層
５ａ…凹部
６…圧電基板
６Ａ…ＬｉＮｂＯ３基板
６ａ…貫通口
７…ＩＤＴ電極
７Ａ…金属膜
１１…犠牲層
１２…レジストパターン
１２ａ…開口部
【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】
2013172287.tif 000011
【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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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年10月16日(2014.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【図１】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。
【図２】図２は、オイラー角のθが１２０°であるＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板及び電極の膜厚と、比帯域とデューティーとの関係を示す図である。
【図３】図３は、オイラー角のθが１２０°であるＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板及び電極の膜厚と、音速とデューティーとの関係を示す図である。
【図４】図４は、オイラー角のθが１２０°であるＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板及び電極の膜厚と、ストップバンドとデューティーとの関係を示す図である。
【図５】図５は、ＩＤＴ電極のデューティーが０．３である場合のオイラー角のθが１２０°のＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板及び電極膜の厚みと比帯域との関係を示す図である。
【図６】図６は、ＩＤＴ電極のデューティーが０．３である場合のオイラー角のθが１２０°のＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板及び電極膜の厚みと音速との関係を示す図である。
【図７】図７は、ＩＤＴ電極のデューティーが０．３である場合のオイラー角のθが１２０°のＬｉＮｂＯ３からなる圧電基板及び電極膜の厚みとストップバンドとの関係を示す図である。
【図８】図８は、比較例の弾性波装置における圧電基板の厚みとデューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図９】図９は、比較例の弾性波装置における圧電基板の厚みとデューティーと、音速との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、比較例の弾性波装置における圧電基板の厚みとデューティーと、ストップバンドとの関係を示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態におけるＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＣｕからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＣｕからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図１４】図１４は、ＩＤＴ電極がＣｕからなる場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＷからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＷからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図１７】図１７は、ＩＤＴ電極がＷからなる場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＴａからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＴａからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図２０】図２０は、ＩＤＴ電極がＴａからなる場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＭｏからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＭｏからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図２３】図２３は、ＩＤＴ電極がＭｏからなる場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＮｉからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図２５】図２５は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＮｉからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図２６】図２６は、ＩＤＴ電極がＮｉからなる場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角のθと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図２７】図２７は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＡｕからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図２８】図２８は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＡｕからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図２９】図２９は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＰｔからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、比帯域との関係を示す図である。
【図３０】図３０は、本発明の一実施形態において、ＩＤＴ電極がＰｔからなる場合の電極膜厚及び圧電基板厚みと、デューティーと、音速との関係を示す図である。
【図３１】図３１（ａ）〜図３１（ｃ）は、本発明の一実施形態の弾性波装置の製造方法を説明するための各略図的正面断面図である。
【図３２】図３２（ａ）〜図３２（ｃ）は、本発明の一実施形態の弾性波装置の製造方法を説明するための各略図的正面断面図である。
【図３３】図３３（ａ）〜図３３（ｃ）は、本発明の一実施形態の弾性波装置の製造方法を説明するための各略図的正面断面図である。
【図３４】図３４は、ＩＤＴ電極が圧電基板の上面に突出している構造と突出量を示す模式的断面図である。
【図３５】図３５は、ＩＤＴ電極の突出量と、比帯域と、デューティーとの関係を示す図である。
【図３６】図３６は、ＩＤＴ電極の厚みｈ／λが、圧電基板の厚みｄ／λよりも薄い構造を示す模式的断面図である。
【図３７】図３７は、図３６の構造において、ｄ／λが１０％である場合のデューティーと、ＩＤＴ電極の厚みｈ／λ（％）と、比帯域（％）との関係を示す図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
なお、図２〜図４では、比帯域、音速及びストップバンドは圧電基板６の膜厚ｄ／λ及びＩＤＴ電極７の膜厚ｈ／λが変化しても変化していないように見える。しかしながら、実際にはわずかに変化している。図５〜図７は図２〜図４中のデューティー＝０．３の場合の特性を縦軸の目盛りを拡大して示す各図である。図５〜図７から明らかなように、圧電基板６の膜厚ｄ／λ及びＩＤＴ電極７の膜厚ｈ／λが５０％まで高まっていくと、比帯域は僅かながら減少する傾向があることがわかる。逆に、音速については、膜厚ｄ／λ＝ｈ／λが大きくなるにつれ僅かに高くなっていくことがわかる。さらに、ストップバンドについても、ｄ／λ＝ｈ／λが増加すると広くなっていくが、特に、ｄ／λ＝ｈ／λが３０％を超えると広くなっていくことがわかる。もっとも、ｄ／λ＝ｈ／λが３０％以下では、ストップバンドの幅がｄ／λ＝ｈ／λが変化してもほとんど変化しないことがわかる。
【国際調査報告】
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2013172287.tif 000042
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