(57)【要約】  通過帯域の特性劣化を抑えつつ、通過帯域よりも低周波数側に発生するレイリー波のスプリアスを低減させる。弾性波装置（１）において、第１端子（１０１）に電気的に最も近いアンテナ端共振子は、第１弾性波共振子（３Ａ）である。第１弾性波共振子（３Ａ）及び第２弾性波共振子（３Ｂ）の各々において、圧電体層の厚さが、弾性波の波長をλとしたときに、３．５λ以下である。第１弾性波共振子（３Ａ）の圧電体層のカット角は、波長、ＩＤＴ電極の厚さ、ＩＤＴ電極の比重、電極指の幅を電極指周期の２分の１の値で除した値であるデューティ比、圧電体層の厚さ、低音速膜の厚さから、θＢ（°）を基準として、θＢ±４°の範囲内である。第１弾性波共振子（３Ａ）以外の少なくとも１つの弾性波共振子である第２弾性波共振子（３Ｂ）の圧電体層のカット角は、第１弾性波共振子（３Ａ）の圧電体層のカット角よりもθＢ（°）からの差異が大きい。
2019138813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ端子である第１端子と、前記第１端子とは異なる第２端子との間に設けられる弾性波装置であって、
複数の弾性波共振子を備え、
前記複数の弾性波共振子は、
前記第１端子と前記第２端子とを結ぶ第１経路上に設けられた複数の直列腕共振子と、
前記第１経路上の複数のノードそれぞれとグラウンドとを結ぶ複数の第２経路上に設けられた複数の並列腕共振子と、を含み、
前記複数の弾性波共振子のうち前記第１端子に電気的に最も近い弾性波共振子をアンテナ端共振子とした場合に、
前記アンテナ端共振子は、第１弾性波共振子であり、
前記複数の弾性波共振子のうち前記アンテナ端共振子以外の少なくとも１つの弾性波共振子は、第２弾性波共振子であり、
前記第１弾性波共振子及び前記第２弾性波共振子の各々は、
圧電体層と、
前記圧電体層上に形成されており複数の電極指を有するＩＤＴ電極と、
前記圧電体層を挟んで前記ＩＤＴ電極とは反対側に位置しており前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である高音速部材と、
前記高音速部材と前記圧電体層との間に設けられており前記圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低速である低音速膜と、を含み、
前記圧電体層の厚さが、前記ＩＤＴ電極の前記複数の電極指の周期である電極指周期で定まる弾性波の波長をλとしたときに、３．５λ以下であり、
前記第１弾性波共振子の前記圧電体層のカット角は、前記波長をλ（μｍ）とし、前記ＩＤＴ電極の厚さをＴＩＤＴ（μｍ）とし、前記ＩＤＴ電極の比重をρ（ｇ／ｃｍ３）とし、電極指の幅を前記電極指周期の２分の１の値で除した値であるデューティ比をＤｕとし、前記圧電体層の厚さをＴＬＴ（μｍ）とし、前記低音速膜の厚さＴＶＬ（μｍ）とした場合、式（１）で求まるθＢ（°）を基準として、θＢ±４°の範囲内であり、
【数１】
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前記第２弾性波共振子の前記圧電体層のカット角は、前記第１弾性波共振子の前記圧電体層のカット角よりもθＢ（°）からの差異が大きい、
弾性波装置。
【請求項２】
前記複数の弾性波共振子のうち前記アンテナ端共振子を含む少なくとも１つの弾性波共振子は、前記第１弾性波共振子であり、
前記複数の弾性波共振子のうち前記少なくとも１つの弾性波共振子以外の弾性波共振子は、前記第２弾性波共振子であり、
前記第１弾性波共振子は、前記第２弾性波共振子とは異なるチップである、
請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
前記圧電体層の材料がリチウムタンタレート又はリチウムニオベイトであり、
前記低音速膜の材料が酸化ケイ素であり、
前記高音速部材の材料がシリコンである、
請求項１又は２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記第１弾性波共振子及び前記第２弾性波共振子の各々は、支持基板を更に含み、
前記高音速部材は、前記支持基板上に形成されており前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である高音速膜を含み、
前記低音速膜は、前記高音速膜上に形成されている、
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】
前記圧電体層の材料が、リチウムタンタレート又はリチウムニオベイトであり、
前記低音速膜の材料が、酸化ケイ素と、ガラスと、酸窒化ケイ素と、酸化タンタルと、酸化ケイ素にフッ素、炭素又はホウ素を加えた化合物と、からなる群から選択される少なくとも１種の材料であり、
前記高音速膜の材料が、ダイヤモンドライクカーボン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリコン、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、水晶、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシア、及びダイヤモンドからなる群から選択される少なくとも１種の材料である、
請求項４に記載の弾性波装置。
【請求項６】
前記複数の直列腕共振子のうち１つの直列腕共振子が、前記複数の並列腕共振子よりも前記第１端子に電気的に近く、
前記１つの直列腕共振子が、前記アンテナ端共振子である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項７】
前記複数の直列腕共振子のうち１つの直列腕共振子と前記複数の並列腕共振子のうち１つの並列腕共振子とが、前記第１端子と直接的に接続されており、
前記１つの直列腕共振子と前記１つの並列腕共振子との少なくとも一方が、前記アンテナ端共振子である、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
【請求項８】
アンテナ端子である第１端子と、前記第１端子とは異なる第２端子との間に設けられる弾性波装置であって、
複数の弾性波共振子を備え、
前記複数の弾性波共振子は、
前記第１端子と前記第２端子とを結ぶ第１経路上に設けられた複数の直列腕共振子と、
前記第１経路上の複数のノードそれぞれとグラウンドとを結ぶ複数の第２経路上に設けられた複数の並列腕共振子と、を含み、
前記複数の弾性波共振子のうち前記第１端子に電気的に最も近い弾性波共振子をアンテナ端共振子とした場合に、
前記アンテナ端共振子は、第１弾性波共振子であり、
前記複数の弾性波共振子のうち前記アンテナ端共振子以外の少なくとも１つの弾性波共振子は、第２弾性波共振子であり、
前記第１弾性波共振子及び前記第２弾性波共振子の各々は、
圧電体層と、
前記圧電体層上に形成されており複数の電極指を有するＩＤＴ電極と、
前記圧電体層を挟んで前記ＩＤＴ電極とは反対側に位置しており前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である高音速部材と、
前記高音速部材と前記圧電体層との間に設けられており前記圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低速である低音速膜と、を含み、
前記圧電体層の厚さが、前記ＩＤＴ電極の前記複数の電極指の周期である電極指周期で定まる弾性波の波長をλとしたときに、３．５λ以下であり、
前記第１弾性波共振子で発生するレイリー波応答の強度が、前記第２弾性波共振子で発生するレイリー波応答の強度よりも小さい、
弾性波装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性波装置からなる第１フィルタと、
前記第１端子と前記第１端子とは異なる第３端子との間に設けられた第２フィルタと、を備え、
前記第１フィルタの通過帯域が、前記第２フィルタの通過帯域よりも高周波数域である、
マルチプレクサ。
【請求項１０】
前記複数の弾性波共振子からなる共振子群を複数備え、
前記複数の共振子群では、前記第１端子が共通端子であり、かつ、前記第２端子が個別端子であり、
前記複数の共振子群の前記アンテナ端共振子が１チップに集積されている、
請求項９に記載のマルチプレクサ。
【請求項１１】
前記第１フィルタの前記通過帯域の最小周波数が、前記第２フィルタの前記通過帯域の最大周波数よりも高い、
請求項９又は１０に記載のマルチプレクサ。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載のマルチプレクサと、
前記マルチプレクサに接続された増幅回路と、を備える、
高周波フロントエンド回路。
【請求項１３】
請求項１２に記載の高周波フロントエンド回路と、
アンテナで受信される高周波信号を処理する信号処理回路と、を備え、
前記高周波フロントエンド回路は、前記アンテナと前記信号処理回路との間で前記高周波信号を伝達する、
通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に弾性波装置、マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路、及び通信装置に関する。本発明は、特に、複数の弾性波共振子を備える弾性波装置、この弾性波装置を備えるマルチプレクサ、このマルチプレクサを備える高周波フロントエンド回路、及び、この高周波フロントエンド回路を備える通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電膜を有する弾性表面波装置（弾性波共振子）が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１に記載された弾性表面波装置は、支持基板と、高音速膜と、低音速膜と、圧電膜と、ＩＤＴ電極とを備える。高音速膜は、圧電膜を伝搬する弾性波の音速より、高音速膜を伝搬するバルク波の音速が高速となる膜である。低音速膜は、高音速膜上に積層されており、圧電膜を伝搬するバルク波の音速より、低音速膜を伝搬するバルク波の音速が低速となる膜である。圧電膜は、圧電性を有し、低音速膜上に積層されている。ＩＤＴ電極は、圧電膜上に形成されている。特許文献１に記載された弾性表面波装置では、Ｑ値を高くすることができ、弾性波装置の低損失性を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０８６６３９号
【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、特許文献１に記載された従来の弾性波共振子のように、高音速膜、低音速膜、及び圧電膜の積層構造が用いられる場合、通過帯域よりも低周波数側にレイリー波のスプリアスが発生し、低周波数側の減衰特性が悪化する。特に、従来の弾性波共振子を複数用いて弾性波装置を構成した場合、アンテナに対して弾性波装置と共通に接続されている低周波数側フィルタの通過帯域に、上記スプリアスが発生する。【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、通過帯域の特性劣化を抑えつつ、通過帯域よりも低周波数側に発生するレイリー波のスプリアスを低減させることができる弾性波装置、マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路、及び通信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】
本発明の一態様に係る弾性波装置は、アンテナ端子である第１端子と、前記第１端子とは異なる第２端子との間に設けられる。前記弾性波装置は、複数の弾性波共振子を備える。前記複数の弾性波共振子は、複数の直列腕共振子と、複数の並列腕共振子とを含む。前記複数の直列腕共振子は、前記第１端子と前記第２端子とを結ぶ第１経路上に設けられている。前記複数の並列腕共振子は、前記第１経路上の複数のノードそれぞれとグラウンドとを結ぶ複数の第２経路上に設けられている。前記複数の弾性波共振子のうち前記第１端子に電気的に最も近い弾性波共振子をアンテナ端共振子とした場合に、前記アンテナ端共振子は、第１弾性波共振子である。前記複数の弾性波共振子のうち前記アンテナ端共振子以外の少なくとも１つの弾性波共振子は、第２弾性波共振子である。前記第１弾性波共振子及び前記第２弾性波共振子の各々は、圧電体層と、ＩＤＴ電極と、高音速部材と、低音速膜とを含む。前記ＩＤＴ電極は、前記圧電体層上に形成されており、複数の電極指を有する。前記高音速部材は、前記圧電体層を挟んで前記ＩＤＴ電極とは反対側に位置している。前記高音速部材では、前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である。前記低音速膜は、前記高音速部材と前記圧電体層との間に設けられている。前記低音速膜では、前記圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低速である。前記圧電体層の厚さが、前記ＩＤＴ電極の前記複数の電極指の周期である電極指周期で定まる弾性波の波長をλとしたときに、３．５λ以下である。前記第１弾性波共振子の前記圧電体層のカット角は、前記波長をλ（μｍ）とし、前記ＩＤＴ電極の厚さをＴＩＤＴ（μｍ）とし、前記ＩＤＴ電極の比重をρ（ｇ／ｃｍ３）とし、電極指の幅を前記電極指周期の２分の１の値で除した値であるデューティ比をＤｕとし、前記圧電体層の厚さをＴＬＴ（μｍ）とし、前記低音速膜の厚さＴＶＬ（μｍ）とした場合、式（１）で求まるθＢ（°）を基準として、θＢ±４°の範囲内である。前記第２弾性波共振子の前記圧電体層のカット角は、前記第１弾性波共振子の前記圧電体層のカット角よりもθＢ（°）からの差異が大きい。【０００８】
【数１】
2019138813.tif 000003
【０００９】
本発明の一態様に係る弾性波装置は、アンテナ端子である第１端子と、前記第１端子とは異なる第２端子との間に設けられる。前記弾性波装置は、複数の弾性波共振子を備える。前記複数の弾性波共振子は、複数の直列腕共振子と、複数の並列腕共振子とを含む。前記複数の直列腕共振子は、前記第１端子と前記第２端子とを結ぶ第１経路上に設けられている。前記複数の並列腕共振子は、前記第１経路上の複数のノードそれぞれとグラウンドとを結ぶ複数の第２経路上に設けられている。前記複数の弾性波共振子のうち前記第１端子に電気的に最も近い弾性波共振子をアンテナ端共振子とした場合に、前記アンテナ端共振子は、第１弾性波共振子である。前記複数の弾性波共振子のうち前記アンテナ端共振子以外の少なくとも１つの弾性波共振子は、第２弾性波共振子である。前記第１弾性波共振子及び前記第２弾性波共振子の各々は、圧電体層と、ＩＤＴ電極と、高音速部材と、低音速膜とを含む。前記ＩＤＴ電極は、前記圧電体層上に形成されており、複数の電極指を有する。前記高音速部材は、前記圧電体層を挟んで前記ＩＤＴ電極とは反対側に位置している。前記高音速部材では、前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である。前記低音速膜は、前記高音速部材と前記圧電体層との間に設けられている。前記低音速膜では、前記圧電体層を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低速である。前記圧電体層の厚さが、前記ＩＤＴ電極の前記複数の電極指の周期である電極指周期で定まる弾性波の波長をλとしたときに、３．５λ以下である。前記第１弾性波共振子で発生するレイリー波応答の強度が、前記第２弾性波共振子で発生するレイリー波応答の強度よりも小さい。【００１０】
本発明の一態様に係るマルチプレクサは、前記弾性波装置からなる第１フィルタと、第２フィルタとを備える。前記第２フィルタは、前記第１端子と前記第１端子とは異なる第３端子との間に設けられている。前記第１フィルタの通過帯域が、前記第２フィルタの通過帯域よりも高周波数域である。【００１１】
本発明の一態様に係る高周波フロントエンド回路は、前記マルチプレクサと、増幅回路とを備える。前記増幅回路は、前記マルチプレクサに接続されている。【００１２】
本発明の一態様に係る通信装置は、前記高周波フロントエンド回路と、信号処理回路とを備える。前記信号処理回路は、アンテナで受信される高周波信号を処理する。前記高周波フロントエンド回路は、前記アンテナと前記信号処理回路との間で前記高周波信号を伝達する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の上記態様に係る弾性波装置、マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路、及び通信装置によれば、通過帯域の特性劣化を抑えつつ、通過帯域よりも低周波数側に発生するレイリー波のスプリアスを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置の回路図である。
【図２】図２は、同上の弾性波装置を備える通信装置の構成図である。
【図３】図３Ａは、同上の弾性波装置における第１弾性波共振子の断面図である。図３Ｂは、同上の弾性波装置における第２弾性波共振子の断面図である。
【図４】図４Ａは、同上の弾性波装置における第１弾性波共振子の要部平面図である。図４Ｂは、同上の弾性波装置における第１弾性波共振子を示し、図４ＡのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図５Ａは、同上の弾性波装置における第２弾性波共振子の要部平面図である。図５Ｂは、同上の弾性波装置における第２弾性波共振子を示し、図５ＡのＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図６は、同上の弾性波装置の第１弾性波共振子における第１範囲の構造パラメータと圧電体層のカット角との関係を表すグラフである。
【図７】図７は、同上の弾性波装置の第１弾性波共振子における第２範囲の構造パラメータと圧電体層のカット角との関係を表すグラフである。
【図８】図８は、同上の弾性波装置の第１弾性波共振子における第３範囲の構造パラメータと圧電体層のカット角との関係を表すグラフである。
【図９】図９は、同上の弾性波装置の第１弾性波共振子について、第１範囲の構造パラメータにおける、圧電体層のカット角とレイリー波のスプリアスの帯域幅との関係を表すグラフである。
【図１０】図１０は、同上の弾性波装置の第１弾性波共振子について、第２範囲の構造パラメータにおける、圧電体層のカット角とレイリー波のスプリアスの帯域幅との関係を表すグラフである。
【図１１】図１１は、同上の弾性波装置の第１弾性波共振子について、第３範囲の構造パラメータにおける、圧電体層のカット角とレイリー波のスプリアスの帯域幅との関係を表すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態の変形例１に係るマルチプレクサの回路図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態の変形例２に係る弾性波装置の回路図である。
【図１４】図１４Ａは、本発明の一実施形態の変形例３に係る弾性波装置における第１弾性波共振子の断面図である。図１４Ｂは、同上の弾性波装置における第２弾性波共振子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態に係る弾性波装置、マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路、及び通信装置について、図面を参照して説明する。
【００１６】
下記の実施形態等において説明する図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図１４Ａ、及び図１４Ｂは、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
【００１７】
（実施形態）
（１）弾性波装置の全体構成
まず、本実施形態に係る弾性波装置１の全体構成について、図面を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態に係る弾性波装置１は、図１に示すように、複数（図示例では９つ）の弾性波共振子３１〜３９を備える。複数の弾性波共振子３１〜３９は、複数（図示例では５つ）の直列腕共振子（弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９）と、複数（図示例では４つ）の並列腕共振子（弾性波共振子３２，３４，３６，３８）とを備える。
【００１９】
複数の弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９は、第１端子１０１（共通端子）と第２端子１０２（入出力端子）とを結ぶ第１経路ｒ１上に設けられている。第１経路ｒ１上において、複数の弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９は直列に接続されている。
【００２０】
複数の弾性波共振子３２，３４，３６，３８は、それぞれ、第１経路ｒ１上の複数のノードＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４とグラウンドとを結ぶ複数の第２経路ｒ２１，ｒ２２，ｒ２３，ｒ２４上に設けられている。
【００２１】
複数の弾性波共振子３１〜３９は、上記の接続構成により、ラダー型のバンドパスフィルタを構成している。つまり、弾性波装置１は、ラダー型フィルタである。なお、弾性波共振子３２，３４，３６，３８の接続点とグラウンドとの間には、インダクタが接続されてもよい。
【００２２】
なお、弾性波装置１は、複数の弾性波共振子が弾性波伝搬方向に並んで配置された縦結合型のフィルタ構造を有してもよい。
【００２３】
本実施形態に係る弾性波装置１は、例えば所定の通過帯域を有する弾性波フィルタとして用いられる。また、本実施形態に係る弾性波装置１は、例えば、図２に示すようなマルチプレクサ１００に用いられる。
【００２４】
（２）弾性波共振子
次に、本実施形態に係る弾性波装置１の各構成要素について、図面を参照して説明する。
【００２５】
弾性波装置１は、上述したように、複数の弾性波共振子３１〜３９として、複数の直列腕共振子（弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９）と、複数の並列腕共振子（弾性波共振子３２，３４，３６，３８）とを備える。複数の弾性波共振子３１〜３９の各々は、弾性表面波（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ）共振子である。
【００２６】
複数の弾性波共振子３１〜３９のうち第１端子１０１に電気的に最も近い弾性波共振子をアンテナ端共振子とする。図１の例では、第１端子１０１に電気的に最も近い弾性波共振子は弾性波共振子３１である。したがって、弾性波共振子３１がアンテナ端共振子である。
【００２７】
（２．１）第１弾性波共振子
複数の弾性波共振子３１〜３９のうち、アンテナ端共振子である弾性波共振子３１は、第１弾性波共振子３Ａである。また、複数の並列腕共振子（弾性波共振子３２，３４，３６，３８）のうち第１端子１０１に電気的に最も近い弾性波共振子３２も第１弾性波共振子３Ａである。
【００２８】
第１弾性波共振子３Ａは、図３Ａに示すように、高音速部材４Ａと、低音速膜５Ａと、圧電体層６Ａと、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極７Ａとを備える。
【００２９】
（２．１．１）高音速部材
実施形態１の高音速部材４Ａは、高音速支持基板４２Ａである。高音速支持基板４２Ａは、圧電体層６Ａを挟んでＩＤＴ電極７Ａとは反対側に位置している。高音速支持基板４２Ａでは、圧電体層６Ａを伝搬する弾性波の音速よりも、高音速支持基板４２Ａを伝搬するバルク波の音速が高速である。高音速支持基板４２Ａは、低音速膜５Ａ、圧電体層６Ａ、及びＩＤＴ電極７Ａを支持する。
【００３０】
高音速支持基板４２Ａは、弾性波を圧電体層６Ａ及び低音速膜５Ａが積層されている部分に閉じ込め、高音速支持基板４２Ａより下方に漏れないように機能する。
【００３１】
高音速支持基板４２Ａの材料は、例えばシリコンであり、高音速支持基板４２Ａの厚さは、例えば１２５μｍである。なお、高音速支持基板４２Ａの材料は、シリコンに限定されず、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、若しくは水晶等の圧電体、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、若しくはフォルステライト等の各種セラミック、マグネシア、若しくは、ダイヤモンド、又は、上記各材料を主成分とする材料、又は、上記各材料の混合物を主成分とする材料であってもよい。
【００３２】
（２．１．２）低音速膜
低音速膜５Ａは、圧電体層６Ａを伝搬するバルク波の音速より、低音速膜５Ａを伝搬するバルク波の音速が低速となる膜である。低音速膜５Ａは、高音速支持基板４２Ａと圧電体層６Ａとの間に設けられている。低音速膜５Ａが高音速支持基板４２Ａと圧電体層６Ａとの間に設けられていることにより、弾性波の音速が低下する。弾性波は本質的に低音速な媒質にエネルギーが集中する。したがって、圧電体層６Ａ内及び弾性波が励振されているＩＤＴ電極７Ａ内への弾性波のエネルギーの閉じ込め効果を高めることができる。その結果、低音速膜５Ａが設けられていない場合に比べて、損失を低減し、Ｑ値を高めることができる。
【００３３】
低音速膜５Ａの材料は、例えば酸化ケイ素である。なお、低音速膜５Ａの材料は、酸化ケイ素に限定されず、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化ケイ素にフッ素、炭素、若しくはホウ素を加えた化合物、又は、上記各材料を主成分とする材料であってもよい。
【００３４】
低音速膜５Ａの材料が酸化ケイ素である場合、温度特性を改善することができる。圧電体層６Ａの材料であるＬｉＴａＯ３（リチウムタンタレート）の弾性定数が負の温度特性を有し、酸化ケイ素の温度特性が正の温度特性を有する。したがって、弾性波装置１では、ＴＣＦ（Temperature Coefficients of Frequency：周波数温度係数）の絶対値を小さくすることができる。さらに、酸化ケイ素の固有音響インピーダンスは、圧電体層６Ａの材料であるＬｉＴａＯ３の固有音響インピーダンスより小さい。したがって、電気機械結合係数の増大すなわち比帯域の拡大と、周波数温度特性の改善との両方を図ることができる。
【００３５】
低音速膜５Ａの厚さは、ＩＤＴ電極７Ａの電極指（後述の第１電極指７３Ａ及び第２電極指７４Ａ）の周期で定まる弾性波の波長をλとすると、２．０λ以下であることが好ましい。低音速膜５Ａの厚さを２．０λ以下とすることにより、膜応力を低減させることができ、その結果、ウェハの反りを低減させることができ、良品率の向上及び特性の安定化が可能となる。また、低音速膜５Ａの厚さが０．１λ以上０．５λ以下の範囲内であれば、電気機械結合係数がほとんど変わらない。
【００３６】
（２．１．３）圧電体層
圧電体層６Ａは、例えば、Γ°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電単結晶から形成されている。Γ°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電単結晶は、ＬｉＴａＯ３圧電単結晶の３つの結晶軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とした場合に、Ｘ軸を中心軸としてＹ軸からＺ軸方向にΓ°回転した軸を法線とする面で切断したＬｉＴａＯ３単結晶であって、Ｘ軸方向に弾性表面波が伝搬する単結晶である。圧電体層６Ａのカット角は、カット角をΓ［°］、圧電体層６Ａのオイラー角を（φ，θ，ψ）をすると、Γ＝θ＋９０°である。ただし、Γと、Γ±１８０×ｎは同義である（結晶学的に等価である）。ここにおいて、ｎは、自然数である。圧電体層６Ａは、Γ°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電単結晶に限定されず、例えば、Γ°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電セラミックスであってもよい。
【００３７】
圧電体層６Ａは、低音速膜５Ａ上に直接的又は間接的に設けられている。高音速支持基板４２Ａの厚さ方向（第１方向Ｄ１）における圧電体層６Ａの厚さは、３．５λ以下である。圧電体層６Ａの厚さが３．５λ以下である場合、Ｑ値が高くなる。また、圧電体層６Ａの厚さを２．５λ以下とすることで、ＴＣＦを小さくすることができる。さらに、圧電体層６Ａの厚さを１．５λ以下とすることで、弾性波の音速の調整が容易になる。
【００３８】
ところで、圧電体層６Ａの厚さが３．５λ以下である場合、上述したようにＱ値が高くなるが、レイリー波のスプリアスが発生する。本実施形態では、圧電体層６Ａの厚さが３．５λ以下であっても、レイリー波のスプリアスを低減させるように、圧電体層６Ａのカット角θ１を規定する。圧電体層６Ａのカット角θ１については後述する。
【００３９】
弾性波装置１における第１弾性波共振子３Ａでは、圧電体層６Ａを伝搬する弾性波のモードとして、縦波、ＳＨ波、若しくはＳＶ波、又はこれらが複合したモードが存在する。第１弾性波共振子３Ａでは、ＳＨ波を主成分とするモードをメインモードとして使用している。高次モードとは、圧電体層６Ａを伝搬する弾性波のメインモードよりも高周波数側に発生するスプリアスモードのことである。圧電体層６Ａを伝搬する弾性波のモードが「ＳＨ波を主成分とするモードをメインモード」であるか否かについては、例えば、圧電体層６Ａのパラメータ（材料、オイラー角及び厚さ等）、ＩＤＴ電極７Ａのパラメータ（材料、厚さ及び電極指周期等）、低音速膜５Ａのパラメータ（材料、厚さ等）のパラメータを用いて、有限要素法により変位分布を解析し、ひずみを解析することにより、確認することができる。圧電体層６Ａのオイラー角は、分析により求めることができる。
【００４０】
圧電体層６Ａの材料は、ＬｉＴａＯ３（リチウムタンタレート）に限定されず、例えば、ＬｉＮｂＯ３（リチウムニオベイト）であってもよい。圧電体層６Ａが、例えば、ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３圧電単結晶又は圧電セラミックスからなる場合、第１弾性波共振子３Ａは、ラブ波を弾性波として利用することにより、ＳＨ波を主成分とするモードをメインモードとして使用することができる。なお、圧電体層６Ａの単結晶材料、カット角については、例えば、フィルタの要求仕様（通過特性、減衰特性、温度特性及び帯域幅等のフィルタ特性）等に応じて、適宜、決定すればよい。
【００４１】
（２．１．４）ＩＤＴ電極
ＩＤＴ電極７Ａは、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１バスバー７１Ａと、第２バスバー７２Ａと、複数の第１電極指７３Ａと、複数の第２電極指７４Ａとを含み、圧電体層６Ａの主面６１Ａに設けられている。
【００４２】
第１バスバー７１Ａは、第２方向Ｄ２を長手方向とする長尺状に形成されており、複数の第１電極指７３Ａと電気的に接続されている。第２バスバー７２Ａは、第２方向Ｄ２を長手方向とする長尺状に形成されており、複数の第２電極指７４Ａと電気的に接続されている。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と直交する方向である。
【００４３】
複数の第１電極指７３Ａは、第２方向Ｄ２において互いに並んで配置されている。各第１電極指７３Ａは、第３方向Ｄ３を長手方向とする長尺状に形成されている。複数の第１電極指７３Ａは、第２方向Ｄ２において互いに対向する状態で平行に配置されている。複数の第２電極指７４Ａは、第２方向Ｄ２において互いに並んで配置されている。各第２電極指７４Ａは、第３方向Ｄ３を長手方向とする長尺状に形成されている。複数の第２電極指７４Ａは、第２方向Ｄ２において互いに対向する状態で平行に配置されている。本実施形態では、複数の第１電極指７３Ａ及び複数の第２電極指７４Ａが１本ずつ交互に並んで配置されている。第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の両方と直交する方向である。
【００４４】
第１電極指７３Ａ及び第２電極指７４Ａの幅をＷＡ（図４Ｂ参照）とし、隣り合う第１電極指７３Ａと第２電極指７４Ａとのスペース幅をＳＡとした場合、ＩＤＴ電極７Ａにおいて、デューティ比は、ＷＡ／（ＷＡ＋ＳＡ）で定義される。ＩＤＴ電極７Ａのデューティ比は、例えば、０．５である。ＩＤＴ電極７Ａの電極指周期で定まる弾性波の波長をλとしたとき、波長λは、電極指周期と等しい。電極指周期は、複数の第１電極指７３Ａ又は複数の第２電極指７４Ａの繰り返し周期ＰλＡ（図４Ｂ参照）で定義される。したがって、繰り返し周期ＰλＡとλとは等しい。ＩＤＴ電極７Ａのデューティ比は、電極指周期の２分の１の値（ＷＡ＋ＳＡ）に対する第１電極指７３Ａ及び第２電極指７４Ａの幅ＷＡの比である。
【００４５】
ＩＤＴ電極７Ａの材料は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、若しくはＷ、又はこれらの金属のいずれかを主体とする合金等の適宜の金属材料である。また、ＩＤＴ電極７Ａは、これらの金属又は合金からなる複数の金属膜を積層した構造を有してもよい。
【００４６】
（２．２）第２弾性波共振子
複数の弾性波共振子３１〜３９のうち第１弾性波共振子３Ａ以外の弾性波共振子は、図１に示すように、第２弾性波共振子３Ｂである。図１の例では、複数の弾性波共振子３３〜３９が第２弾性波共振子３Ｂである。
【００４７】
第２弾性波共振子３Ｂは、図３Ｂに示すように、高音速部材４Ｂと、低音速膜５Ｂと、圧電体層６Ｂと、ＩＤＴ電極７Ｂとを備える。
【００４８】
（２．２．１）高音速部材
実施形態１の高音速部材４Ｂは、高音速支持基板４２Ｂである。高音速支持基板４２Ｂは、圧電体層６Ｂを挟んでＩＤＴ電極７Ｂとは反対側に位置している。高音速支持基板４２Ｂでは、圧電体層６Ｂを伝搬する弾性波の音速よりも、高音速支持基板４２Ｂを伝搬するバルク波の音速が高速である。高音速支持基板４２Ｂは、低音速膜５Ｂ、圧電体層６Ｂ、及びＩＤＴ電極７Ｂを支持する。
【００４９】
高音速支持基板４２Ｂは、弾性波を圧電体層６Ｂ及び低音速膜５Ｂが積層されている部分に閉じ込め、高音速支持基板４２Ｂより下方に漏れないように機能する。
【００５０】
高音速支持基板４２Ｂの材料は、例えばシリコンであり、高音速支持基板４２Ｂの厚さは、例えば１２５μｍである。なお、高音速支持基板４２Ｂの材料は、シリコンに限定されず、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、若しくは水晶等の圧電体、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、若しくはフォルステライト等の各種セラミック、マグネシア、若しくは、ダイヤモンド、又は、上記各材料を主成分とする材料、又は、上記各材料の混合物を主成分とする材料であってもよい。
【００５１】
（２．２．２）低音速膜
低音速膜５Ｂは、圧電体層６Ｂを伝搬するバルク波の音速より、低音速膜５Ｂを伝搬するバルク波の音速が低速となる膜である。低音速膜５Ｂは、高音速支持基板４２Ｂと圧電体層６Ｂとの間に設けられている。低音速膜５Ｂが高音速支持基板４２Ｂと圧電体層６Ｂとの間に設けられていることにより、弾性波の音速が低下する。弾性波は本質的に低音速な媒質にエネルギーが集中する。したがって、圧電体層６Ｂ内及び弾性波が励振されているＩＤＴ電極７Ｂ内への弾性波のエネルギーの閉じ込め効果を高めることができる。その結果、第１弾性波共振子３Ａ（図３Ａ参照）と同様、低音速膜５Ｂが設けられていない場合に比べて、損失を低減し、Ｑ値を高めることができる。
【００５２】
低音速膜５Ｂの材料は、例えば酸化ケイ素である。なお、低音速膜５Ｂの材料は、酸化ケイ素に限定されず、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化ケイ素にフッ素、炭素、若しくはホウ素を加えた化合物、又は、上記各材料を主成分とする材料であってもよい。
【００５３】
低音速膜５Ｂの材料が酸化ケイ素である場合、温度特性を改善することができる。圧電体層６Ｂの材料であるＬｉＴａＯ３の弾性定数が負の温度特性を有し、酸化ケイ素の温度特性が正の温度特性を有する。したがって、弾性波装置１では、ＴＣＦの絶対値を小さくすることができる。さらに、酸化ケイ素の固有音響インピーダンスは、圧電体層６Ｂの材料であるＬｉＴａＯ３の固有音響インピーダンスより小さい。したがって、電気機械結合係数の増大すなわち比帯域の拡大と、周波数温度特性の改善との両方を図ることができる。
【００５４】
低音速膜５Ｂの厚さは、ＩＤＴ電極７Ｂの電極指（後述の第１電極指７３Ｂ及び第２電極指７４Ｂ）の周期で定まる弾性波の波長をλとすると、２．０λ以下であることが好ましい。低音速膜５Ｂの厚さを２．０λ以下とすることにより、膜応力を低減させることができ、その結果、ウェハの反りを低減させることができ、良品率の向上及び特性の安定化が可能となる。また、低音速膜５Ｂの厚さが０．１λ以上０．５λ以下の範囲内であれば、電気機械結合係数がほとんど変わらない。
【００５５】
（２．２．３）圧電体層
圧電体層６Ｂは、圧電体層６Ａと同様、例えば、Γ°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電単結晶から形成されている。圧電体層６Ｂのカット角は、カット角をΓ［°］、圧電体層６Ｂのオイラー角を（φ，θ，ψ）をすると、Γ＝θ＋９０°である。なお、圧電体層６Ｂは、Γ°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電単結晶に限定されず、例えば、Γ°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電セラミックスであってもよい。
【００５６】
圧電体層６Ｂは、低音速膜５Ｂ上に直接的又は間接的に積層されている。高音速支持基板４２Ｂの厚さ方向（第１方向Ｄ１）における圧電体層６Ｂの厚さは、３．５λ以下である。圧電体層６Ｂの厚さが３．５λ以下である場合、Ｑ値が高くなる。また、圧電体層６Ｂの厚さを２．５λ以下とすることで、ＴＣＦを小さくすることができる。さらに、圧電体層６Ｂの厚さを１．５λ以下とすることで、弾性波の音速の調整が容易になる。
【００５７】
弾性波装置１における第２弾性波共振子３Ｂでは、圧電体層６Ｂを伝搬する弾性波のモードとして、縦波、ＳＨ波、若しくはＳＶ波、又はこれらが複合したモードが存在する。第２弾性波共振子３Ｂでは、ＳＨ波を主成分とするモードをメインモードとして使用している。高次モードとは、圧電体層６Ｂを伝搬する弾性波のメインモードよりも高周波数側に発生するスプリアスモードのことである。圧電体層６Ｂを伝搬する弾性波のモードが「ＳＨ波を主成分とするモードをメインモード」であるか否かについては、例えば、圧電体層６Ｂのパラメータ（材料、オイラー角及び厚さ等）、ＩＤＴ電極７Ｂのパラメータ（材料、厚さ及び電極指周期等）、低音速膜５Ｂのパラメータ（材料、厚さ等）のパラメータを用いて、有限要素法により変位分布を解析し、ひずみを解析することにより、確認することができる。圧電体層６Ｂのオイラー角は、分析により求めることができる。
【００５８】
圧電体層６Ｂの材料は、ＬｉＴａＯ３に限らず、例えば、ＬｉＮｂＯ３であってもよい。圧電体層６Ｂが、例えば、ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３圧電単結晶又は圧電セラミックスからなる場合、第１弾性波共振子３Ａ及び第２弾性波共振子３Ｂは、ラブ波を弾性波として利用することにより、ＳＨ波を主成分とするモードをメインモードとして使用することができる。なお、圧電体層６Ａの単結晶材料、カット角については、例えば、フィルタの要求仕様（通過特性、減衰特性、温度特性及び帯域幅等のフィルタ特性）等に応じて、適宜、決定すればよい。
【００５９】
（２．２．４）ＩＤＴ電極
ＩＤＴ電極７Ｂは、ＩＤＴ電極７Ａと同様、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、第１バスバー７１Ｂと、第２バスバー７２Ｂと、複数の第１電極指７３Ｂと、複数の第２電極指７４Ｂとを含み、圧電体層６Ｂの主面６１Ｂ（図３Ｂ参照）に設けられている。
【００６０】
第１バスバー７１Ｂは、第１バスバー７１Ａと同様、第２方向Ｄ２を長手方向とする長尺状に形成されており、複数の第１電極指７３Ｂと電気的に接続されている。第２バスバー７２Ｂは、第２バスバー７２Ａと同様、第２方向Ｄ２を長手方向とする長尺状に形成されており、複数の第２電極指７４Ｂと電気的に接続されている。
【００６１】
複数の第１電極指７３Ａは、第２方向Ｄ２において互いに並んで配置されている。各第１電極指７３Ａは、第３方向Ｄ３を長手方向とする長尺状に形成されている。複数の第１電極指７３Ｂは、第２方向Ｄ２において互いに対向する状態で平行に配置されている。複数の第２電極指７４Ｂは、第２方向Ｄ２において互いに並んで配置されている。各第２電極指７４Ｂは、第３方向Ｄ３を長手方向とする長尺状に形成されている。複数の第２電極指７４Ｂは、第２方向Ｄ２において互いに対向する状態で平行に配置されている。本実施形態では、複数の第１電極指７３Ｂ及び複数の第２電極指７４Ｂが１本ずつ交互に並んで配置されている。
【００６２】
第１電極指７３Ｂ及び第２電極指７４Ｂの幅をＷＢ（図５Ｂ参照）とし、隣り合う第１電極指７３Ｂと第２電極指７４Ｂとのスペース幅をＳＢとした場合、ＩＤＴ電極７Ｂにおいて、デューティ比は、ＷＢ／（ＷＢ＋ＳＢ）で定義される。ＩＤＴ電極７Ｂのデューティ比は、例えば、０．５である。ＩＤＴ電極７Ｂの電極指周期で定まる弾性波の波長をλとしたとき、波長λは、電極指周期と等しい。電極指周期は、複数の第１電極指７３Ｂ又は複数の第２電極指７４Ｂの繰り返し周期ＰλＢ（図５Ｂ参照）で定義される。したがって、繰り返し周期ＰλＢとλとは等しい。ＩＤＴ電極７Ｂのデューティ比は、電極指周期の２分の１の値（ＷＢ＋ＳＢ）に対する第１電極指７３Ｂ及び第２電極指７４Ｂの幅ＷＢの比である。
【００６３】
ＩＤＴ電極７Ｂの材料は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、若しくはＷ、又はこれらの金属のいずれかを主体とする合金など適宜の金属材料である。また、ＩＤＴ電極７Ｂは、これらの金属又は合金からなる複数の金属膜を積層した構造を有してもよい。
【００６４】
（３）第１弾性波共振子及び第２弾性波共振子における圧電体層のカット角
次に、第１弾性波共振子３Ａにおける圧電体層６Ａのカット角θ１及び第２弾性波共振子３Ｂにおける圧電体層６Ｂのカット角θ２について説明する。本実施形態では、圧電体層６Ａ，６Ｂの材料は、ＬｉＴａＯ３である。
【００６５】
第１弾性波共振子３Ａの圧電体層６Ａのカット角θ１は、下記の式（１）で求まるカット角θＢを基準として、θＢ±４°の範囲内である。つまり、カット角θ１は、θＢ−４°≦θ１≦θＢ＋４°の関係を満たす値である。式（１）において、第１弾性波共振子３Ａの波長をλ（μｍ）とし、第１弾性波共振子３ＡのＩＤＴ電極７Ａの厚さをＴＩＤＴ（μｍ）とし、ＩＤＴ電極７Ａの比重をρ（ｇ／ｃｍ３）とし、ＩＤＴ電極７Ａの第１電極指７３Ａ及び第２電極指７４Ａの幅を電極指周期で除した値であるデューティ比をＤｕとし、第１弾性波共振子３Ａの圧電体層６Ａの厚さをＴＬＴ（μｍ）とし、第１弾性波共振子３Ａの低音速膜５Ａの厚さをＴＶＬ（μｍ）とする。カット角θＢは、レイリー波のスプリアスが極小となる圧電体層６Ａの最適なカット角である。
【００６６】
【数２】
2019138813.tif 000004
【００６７】
本実施形態に係る弾性波装置１の第１弾性波共振子３Ａについて、通過帯域よりも低周波数側の減衰帯域でのレイリー波のスプリアスの発生を抑制できるカット角θ１は、波長λ、厚さＴＩＤＴ、比重ρ、デューティ比Ｄｕ、厚さＴＬＴ、及び厚さＴＶＬにより変化し、式（１）により規定される角度である。
【００６８】
一方、第２弾性波共振子３Ｂの圧電体層６Ｂのカット角θ２は、第１弾性波共振子３Ａの圧電体層６Ａのカット角θ１よりもカット角θＢからの差異が大きい。つまり、第１弾性波共振子３Ａの圧電体層６Ａにおけるカット角の絶対値差｜θ２−θＢ｜は、第２弾性波共振子３Ｂの圧電体層６Ｂにおけるカット角の絶対値差｜θ１−θＢ｜よりも大きい。この場合、式（１）において、波長λは、第２弾性波共振子３Ｂの波長であり、厚さＴＩＤＴ（μｍ）は、第２弾性波共振子３ＢのＩＤＴ電極７Ｂの厚さであり、比重ρ（ｇ／ｃｍ３）は、ＩＤＴ電極７Ｂの比重であり、デューティ比Ｄｕは、ＩＤＴ電極７Ｂの第１電極指７３Ｂ及び第２電極指７４Ｂの幅を電極指周期で除した値であり、厚さＴＬＴ（μｍ）は、第２弾性波共振子３Ｂの圧電体層６Ｂの厚さであり、厚さＴＶＬ（μｍ）は、第２弾性波共振子３Ｂの低音速膜５Ｂの厚さである。カット角θＢは、レイリー波のスプリアスが極小となる圧電体層６Ｂの最適なカット角である。
【００６９】
（４）弾性波装置の動作原理
次に、本実施形態に係る弾性波装置１の動作原理について説明する。本実施形態では、弾性波装置１は、ラダー型フィルタである。
【００７０】
例えば、図１に示す並列腕共振子（弾性波共振子３２，３４，３６，３８）は、それぞれ、共振特性において共振周波数ｆｒｐ及び反共振周波数ｆａｐ（＞ｆｒｐ）を有する。また、直列腕共振子（弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９）は、それぞれ、共振特性において共振周波数ｆｒｓ及び反共振周波数ｆａｓ（＞ｆｒｓ＞ｆｒｐ）を有する。なお、弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９の共振周波数ｆｒｓは、一致するように設計されるが、必ずしも完全には一致していなくてもよい。また、弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９の反共振周波数ｆａｓ、弾性波共振子３２，３４，３６，３８の共振周波数ｆｒｐ、及び、弾性波共振子３２，３４，３６，３８の反共振周波数ｆａｐについても同様であり、必ずしも完全には一致していなくてもよい。
【００７１】
弾性波装置１のようなラダー型フィルタの場合、並列腕共振子（弾性波共振子３２，３４，３６，３８）の反共振周波数ｆａｐと直列腕共振子（弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９）の共振周波数ｆｒｓとを近接させる。これにより、弾性波共振子３２，３４，３６，３８のインピーダンスが０に近づく共振周波数ｆｒｐ近傍は、低周波数側阻止域となる。また、これより周波数が増加すると、反共振周波数ｆａｐ近傍で弾性波共振子３２，３４，３６，３８のインピーダンスが高くなり、かつ、共振周波数ｆｒｓ近傍で弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９のインピーダンスが０に近づく。これにより、反共振周波数ｆａｐと共振周波数ｆｒｓとの間の範囲の近傍では、第１端子１０１から第２端子１０２への第１経路ｒ１において通過帯域となる。さらに、周波数が高くなり、反共振周波数ｆａｓ近傍になると、弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９のインピーダンスが高くなり、高周波数側阻止域となる。つまり、弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９の反共振周波数ｆａｓを、信号通過域外のどこに設定するかにより、高周波数側阻止域における減衰特性の急峻性が大きく影響する。
【００７２】
弾性波装置１において、第１端子１０１から高周波信号が入力されると、第１端子１０１とグラウンドとの間で電位差が生じ、これにより、圧電体層６Ａが歪むことでＸ方向（図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、及び図５Ｂ参照）に伝搬する弾性表面波が発生する。ここで、ＩＤＴ電極７Ａの波長λと、通過帯域の波長とを対応させておくことにより、通過させたい周波数成分を有する高周波信号のみが弾性波装置１を通過する。
【００７３】
図６〜図８は、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）、デューティ比Ｄｕ、規格化厚み（ＴＬＴ／λ）、及び規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）を変化させた場合のレイリー波のスプリアスが極小となるカット角の変化を示す。図６〜図８に示されている結果は、有限要素法によるシミュレーションにより求められた値である。なお、上記シミュレーションでは、ＩＤＴ電極の材料としてＡｌが用いられており、低音速膜の材料としてＳｉＯ２が用いられている。
【００７４】
第１範囲の構造パラメータは、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）が０．０５である場合を含み、第２範囲及び第３範囲における規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）よりも小さい規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）の範囲と、デューティ比Ｄｕが０．４０３８である場合を含み、第２範囲及び第３範囲のデューティ比Ｄｕよりも小さいデューティ比Ｄｕの範囲と、規格化厚み（ＴＬＴ／λ）が０．４９２３である場合を含み、第２範囲及び第３範囲の規格化厚み（ＴＬＴ／λ）よりも大きい規格化厚み（ＴＬＴ／λ）の範囲と、規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）が０．４９４９である場合を含み、第２範囲及び第３範囲の規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）よりも大きい規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）の範囲とで構成されている。
【００７５】
第３範囲の構造パラメータは、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）が０．０９４７１である場合を含み、第１範囲及び第２範囲における規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）よりも大きい規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）の範囲と、デューティ比Ｄｕが０．５９７４である場合を含み、第１範囲及び第２範囲のデューティ比Ｄｕよりも大きいデューティ比Ｄｕの範囲と、規格化厚み（ＴＬＴ／λ）が０．２０５８である場合を含み、第１範囲及び第２範囲の規格化厚み（ＴＬＴ／λ）よりも小さい規格化厚み（ＴＬＴ／λ）の範囲と、規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）が０．１０７７である場合を含み、第１範囲及び第２範囲の規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）よりも小さい規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）の範囲とで構成されている。
【００７６】
第２範囲の構造パラメータは、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）が０．０７２５である場合を含み、第１範囲における規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）よりも大きくかつ第３範囲における規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）よりも小さい規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）の範囲と、デューティ比Ｄｕが０．５である場合を含み、第１範囲におけるデューティ比Ｄｕよりも大きくかつ第３範囲におけるデューティ比Ｄｕよりも小さいデューティ比Ｄｕの範囲と、規格化厚み（ＴＬＴ／λ）が０．３である場合を含み、第１範囲における規格化厚み（ＴＬＴ／λ）よりも小さくかつ第３範囲における規格化厚み（ＴＬＴ／λ）よりも大きい規格化厚み（ＴＬＴ／λ）の範囲と、規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）が０．３５である場合を含み、第１範囲における規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）よりも小さくかつ第３範囲における規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）よりも大きい規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）の範囲とで構成されている。
【００７７】
図６〜図８のいずれにおいても、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）が大きくなるほど、カット角は小さくなる。また、デューティ比Ｄｕが大きくなるほど、カット角は小さくなる。また、規格化厚み（ＴＬＴ／λ）が大きくなるほど、カット角は大きくなる。また、規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）が大きくなるほど、カット角は大きくなる。
【００７８】
ここで、図６に示すように、第１範囲の構造パラメータとして、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）が小さい領域（＝０．０５）、かつ、デューティ比Ｄｕが小さい領域（＝０．４０３８）、かつ、規格化厚み（ＴＬＴ／λ）が大きい領域（＝０．４９２３）、かつ、規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）が大きい領域（＝０．４９４９）において、レイリー波のスプリアスが極小となるカット角として５１°が得られる。
【００７９】
また、図７に示すように、第２範囲の構造パラメータとして、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）が中央領域（＝０．０７２５）にあり、かつ、デューティ比Ｄｕが中央領域（＝０．５）にあり、かつ、規格化厚み（ＴＬＴ／λ）が中央領域（＝０．３）にあり、かつ、規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）が中央領域（＝０．３５）にある場合において、レイリー波のスプリアスが極小となるカット角として４２°が得られる。
【００８０】
さらに、図８に示すように、第３範囲の構造パラメータとして、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）が大きい領域（＝０．０９４７１）、かつ、デューティ比Ｄｕが大きい領域（＝０．５９７４）、かつ、規格化厚み（ＴＬＴ／λ）が小さい領域（＝０．２０５８）、かつ、規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）が小さい領域（＝０．１０７７）において、レイリー波のスプリアスが極小となるカット角として３７°が得られる。
【００８１】
本実施形態に係る弾性波装置１のようにラダー型フィルタの場合、直列腕共振子及び並列腕共振子のそれぞれが、０．７６倍付近の周波数帯にスプリアスを発生させるため、直列腕共振子の共振点（反共振点）に相当するスプリアスと並列腕共振子の共振点（反共振点）に相当するスプリアスとで、帯域幅を有するスプリアスが発生する。
【００８２】
ここで、図９に示すように、第１範囲の構造パラメータとして、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）が小さい領域（＝０．０５）、かつ、デューティ比Ｄｕが小さい領域（＝０．４０３８）、かつ、規格化厚み（ＴＬＴ／λ）が大きい領域（＝０．４９２３）、かつ、規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）が大きい領域（＝０．４９４９）において、レイリー波のスプリアスの帯域幅ＢＷが極小となるカット角として５０°が得られる。
【００８３】
また、図１０に示すように、第２範囲の構造パラメータとして、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）が中央領域（＝０．０７２５）にあり、かつ、デューティ比Ｄｕが中央領域（＝０．５）にあり、かつ、規格化厚み（ＴＬＴ／λ）が中央領域（＝０．３）にあり、かつ、規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）が中央領域（＝０．３５）にある場合において、レイリー波のスプリアスの帯域幅ＢＷが極小となるカット角として４２°が得られる。
【００８４】
さらに、図１１に示すように、第３範囲の構造パラメータとして、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）が大きい領域（＝０．０９４７１）、かつ、デューティ比Ｄｕが大きい領域（＝０．５９７４）、かつ、規格化厚み（ＴＬＴ／λ）が小さい領域（＝０．２０５８）、かつ、規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）が小さい領域（＝０．１０７７）において、レイリー波のスプリアスの帯域幅ＢＷが極小となるカット角として３７°が得られる。
【００８５】
つまり、図６〜図８及び図９〜図１１に示すように、レイリー波のスプリアスのレベル及び帯域幅が極小となるカット角は、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）、デューティ比Ｄｕ、規格化膜厚（ＴＬＴ／λ）、及び規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）の組合せにより変化する。
【００８６】
図６〜図１１が示すデータを含め、規格化膜厚（ＴＩＤＴ／λ）、デューティ比Ｄｕ、規格化厚み（ＴＬＴ／λ）、及び規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）と、レイリー波のスプリアスのレベル及び帯域幅ＢＷが極小となるカット角θＢとの関係を示すデータを、データ解析ツールにより解析することにより、上述した式（１）が導出される。つまり、カット角θＢは、厚さＴＩＤＴ、デューティ比Ｄｕ、厚さＴＬＴ、及び厚さＴＶＬに応じて変化し、一意に決定されるものではなく、式（１）により決定される。
【００８７】
本実施形態に係る弾性波装置１において、波長λが１．３４９７μｍ、デューティ比Ｄｕが０．５、ＩＤＴ電極７Ａの厚さＴＩＤＴが１４１ｎｍである場合、圧電体層６Ａの規格化膜厚（ＴＬＴ／λ）、及び低音速膜５Ａの規格化膜厚（ＴＶＬ／λ）と、ＩＤＴ電極７Ａを構成するＡｌの比重ρとを、式（１）に代入することにより、レイリー波のスプリアスが極小となる最適なカット角θＢとして４２°が導出される。よって、実施形態に係る弾性波装置１の圧電体層６Ａとして、４２°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３を用いることがよい。
【００８８】
高周波数側の通過帯域を有する弾性波装置１において、アンテナ２００に最も電気的に近いアンテナ端共振子を含む第１弾性波共振子３Ａに、上記式（１）を用いることにより、圧電体層６Ａのカット角θ１を選択できる。これにより、レイリー波のスプリアスレベルをゼロに近い値に低減できる。
【００８９】
（５）マルチプレクサ
次に、本実施形態に係るマルチプレクサ１００について、図２を参照して説明する。
【００９０】
マルチプレクサ１００は、図２に示すように、第１フィルタ１１と、第２フィルタ１２と、第３フィルタ２１と、第４フィルタ２２とを備える。さらに、マルチプレクサ１００は、第１端子１０１と、第２端子１０２と、第３端子１０３と、第４端子１０４と、第５端子１０５とを備える。
【００９１】
第１端子１０１は、マルチプレクサ１００の外部のアンテナ２００と電気的に接続可能なアンテナ端子である。マルチプレクサ１００は、第１端子１０１を介して、アンテナ２００に接続されている。第１〜４フィルタ１１，１２，２１，２２は、第１端子１０１に共通接続されている。
【００９２】
第１フィルタ１１は、第１端子１０１と第２端子１０２との間に設けられている受信フィルタである。第１フィルタ１１は、第１フィルタ１１の通過帯域の信号を通過させ、通過帯域以外の信号を減衰させる。
【００９３】
第２フィルタ１２は、第１端子１０１と第３端子１０３との間に設けられている受信フィルタである。第２フィルタ１２は、第２フィルタ１２の通過帯域の信号を通過させ、通過帯域以外の信号を減衰させる。
【００９４】
第１フィルタ１１と第２フィルタ１２とは互いに異なる通過帯域を有している。マルチプレクサ１００では、第１フィルタ１１の通過帯域が、第２フィルタ１２の通過帯域よりも低周波数域である。したがって、マルチプレクサ１００では、第１フィルタ１１の通過帯域の最大周波数が、第２フィルタ１２の通過帯域の最小周波数よりも低い。
【００９５】
第３フィルタ２１は、第１端子１０１と第４端子１０４との間に設けられている送信フィルタである。第３フィルタ２１は、第３フィルタ２１の通過帯域の信号を通過させ、通過帯域以外の信号を減衰させる。
【００９６】
第４フィルタ２２は、第１端子１０１と第５端子１０５との間に設けられている送信フィルタである。第４フィルタ２２は、第４フィルタ２２の通過帯域の信号を透過させ、通過帯域以外の信号を減衰させる。
【００９７】
なお、第１〜４フィルタ１１，１２，２１，２２と第１端子１０１との間には、インダクタが直列接続されていてもよい。インダクタは、アンテナ２００と第１〜４フィルタ１１，１２，２１，２２とのインピーダンス整合をとるための回路素子であって、必須の構成要素ではない。
【００９８】
弾性波装置１である第１フィルタ１１において、上述したように、第１弾性波共振子３Ａ（図１参照）のＩＤＴ電極７Ａ及び圧電体層６Ａの圧電材料の構造パラメータに応じて圧電体層６Ａのカット角θ１を選択することができ、第１フィルタ１１の通過帯域よりも低周波数側の減衰帯域におけるレイリー波のスプリアスを低減することができる。これにより、例えば、第１フィルタ１１の通過帯域よりも低周波数側の第２フィルタ１２の通過帯域と、第１フィルタ１１によるレイリー波のスプリアスの発生周波数とが重なる場合、第２フィルタ１２の通過帯域内のリップルを低減することができる。
【００９９】
（６）高周波フロントエンド回路
次に、本実施形態に係る高周波フロントエンド回路３００について、図２を参照して説明する。
【０１００】
高周波フロントエンド回路３００は、図２に示すように、マルチプレクサ１００と、第１スイッチ回路３０１と、第２スイッチ回路３０２と、第１増幅回路３０３と、第２増幅回路３０４とを備える。
【０１０１】
第１スイッチ回路３０１は、第１フィルタ１１及び第２フィルタ１２と第１増幅回路３０３との間に設けられている。第１スイッチ回路３０１は、マルチプレクサ１００の第２端子１０２及び第３端子１０３に個別に接続された２つの被選択端子と、第１増幅回路３０３に接続された共通端子とを有する。つまり、第１スイッチ回路３０１は、第２端子１０２を介して第１フィルタ１１と接続され、第３端子１０３を介して第２フィルタ１２と接続される。第１スイッチ回路３０１は、第１フィルタ１１及び第２フィルタ１２の中で、第１増幅回路３０３に接続されるフィルタを切り替える。
【０１０２】
第１スイッチ回路３０１は、例えば、ＳＰＤＴ（Single Pole Double Throw）型のスイッチによって構成される。第１スイッチ回路３０１は、制御回路（図示せず）によって制御される。第１スイッチ回路３０１は、上記制御回路からの制御信号に従って、共通端子と被選択端子とを接続する。第１スイッチ回路３０１は、スイッチＩＣ（Integrated Circuit）によって構成されてもよい。なお、第１スイッチ回路３０１では、共通端子と接続される被選択端子は１つに限らず、複数であってもよい。つまり、高周波フロントエンド回路３００は、キャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation）に対応するように構成されていてもよい。
【０１０３】
第２スイッチ回路３０２は、第３フィルタ２１及び第４フィルタ２２と第２増幅回路３０４との間に設けられている。第２スイッチ回路３０２は、マルチプレクサ１００の第４端子１０４及び第５端子１０５に個別に接続された２つの被選択端子と、第２増幅回路３０４に接続された共通端子とを有する。つまり、第２スイッチ回路３０２は、第４端子１０４を介して第３フィルタ２１と接続され、第５端子１０５を介して第４フィルタ２２と接続されている。第２スイッチ回路３０２は、第３フィルタ２１及び第４フィルタ２２の中で、第２増幅回路３０４に接続されるフィルタを切り替える。
【０１０４】
第２スイッチ回路３０２は、例えば、ＳＰＤＴ型のスイッチによって構成される。第２スイッチ回路３０２は、上記制御回路によって制御される。第２スイッチ回路３０２は、上記制御回路からの制御信号に従って、共通端子と被選択端子とを接続する。第２スイッチ回路３０２は、スイッチＩＣによって構成されてもよい。なお、第２スイッチ回路３０２では、共通端子と接続される被選択端子は１つに限らず、複数であってもよい。
【０１０５】
第１増幅回路３０３は、アンテナ２００、マルチプレクサ１００、及び第１スイッチ回路３０１を経由した高周波信号（受信信号）を増幅し、増幅した高周波信号を高周波フロントエンド回路３００の外部（例えば、後述のＲＦ信号処理回路４０１）へ出力する。第１増幅回路３０３は、ローノイズアンプ回路である。
【０１０６】
第２増幅回路３０４は、高周波フロントエンド回路３００の外部（例えば、後述のＲＦ信号処理回路４０１）から出力された高周波信号（送信信号）を増幅し、増幅した高周波信号を、第２スイッチ回路３０２及びマルチプレクサ１００を経由してアンテナ２００に出力する。第２増幅回路３０４は、パワーアンプ回路である。
【０１０７】
（７）通信装置
次に、本実施形態に係る通信装置４００について、図２を参照して説明する。
【０１０８】
通信装置４００は、図２に示すように、高周波フロントエンド回路３００と、ＲＦ信号処理回路４０１と、ベースバンド信号処理回路４０２とを備える。ＲＦ信号処理回路４０１及びベースバンド信号処理回路４０２は、高周波信号を処理する信号処理回路を構成する。
【０１０９】
ＲＦ信号処理回路４０１は、例えばＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）であり、送信信号及び受信信号を含む高周波信号に対する信号処理を行う。ＲＦ信号処理回路４０１は、第１増幅回路３０３から出力された高周波信号（受信信号）をダウンコンバート等の信号処理を行い、信号処理が行われた高周波信号をベースバンド信号処理回路４０２へ出力する。
【０１１０】
ベースバンド信号処理回路４０２は、例えばＢＢＩＣ（Baseband Integrated Circuit）であり、外部からの送信信号及びＲＦ信号処理回路４０１からの高周波信号のそれぞれに対する信号処理を行う。
【０１１１】
（８）効果
以上説明したように、本実施形態に係る弾性波装置１では、アンテナ２００に接続される第１端子１０１に電気的に最も近いアンテナ端共振子である第１弾性波共振子３Ａの圧電体層６Ａのカット角θ１がθＢ±４°の範囲内である。これにより、通過帯域の特性劣化を抑えつつ、通過帯域よりも低周波数側に発生するレイリー波のスプリアスを低減させることができる。
【０１１２】
本実施形態に係る弾性波装置１では、アンテナ端共振子が複数の弾性波共振子３１〜３９におけるアンテナ端共振子以外の弾性波共振子とは異なるチップである。これにより、上記アンテナ端共振子以外の弾性波共振子の特性のばらつきを抑制することができる。
【０１１３】
本実施形態に係る弾性波装置１では、低音速膜５Ａ，５Ｂが設けられていない場合に比べて、損失を低減し、Ｑ値を高めることができる。
【０１１４】
本実施形態に係るマルチプレクサ１００では、第１フィルタ１１に弾性波装置１が用いられている。これにより、第１フィルタ１１で発生するレイリー波のスプリアスが第２フィルタ１２へ与える影響を抑制することができる。
【０１１５】
（９）変形例
以下、本実施形態の変形例について説明する。
【０１１６】
実施形態１の変形例１に係るマルチプレクサ１００ｂは、図１２に示すように、複数の弾性波共振子３１〜３９からなる共振子群３０を複数（図１２では２つのみを図示）備える。複数の共振子群３０では、第１端子１０１が共通端子であり、かつ、第２端子１０２が個別端子である。マルチプレクサ１００ｂでは、複数の共振子群３０のアンテナ端共振子（弾性波共振子３１）が１チップに集積されている。これにより、変形例１に係るマルチプレクサ１００ｂは、複数の共振子群３０を備えた構成において、小型化を図ることが可能となり、かつ、アンテナ端共振子の特性ばらつきを小さくすることができる。図１２では、一点鎖線で囲まれた弾性波共振子が１チップに集積されている。例えば、１つの共振子群３０における７つの第２弾性波共振子３Ｂが１チップに集積されている。また、共振子群３０ごとの２つの第１弾性波共振子３Ａ（図示例では、４つの第１弾性波共振子３Ａ）が１チップに集積されている。なお、変形例１に係るマルチプレクサ１００ｂでは、複数の共振子群３０の弾性波共振子３１，３２が１チップに集積されているが、少なくとも複数の共振子群３０の弾性波共振子３１が１チップに集積されていればよい。
【０１１７】
変形例１に係るマルチプレクサ１００ｂでは、複数の共振子群３０は、互いに通過帯域の異なるフィルタを構成する。
【０１１８】
変形例１に係るマルチプレクサ１００ｂでは、複数の共振子群３０のアンテナ端共振子の特性ばらつきを低減でき、かつ、弾性波装置１の小型化を図ることができる。
【０１１９】
実施形態１の変形例２に係る弾性波装置１ｃは、図１３に示すように、複数（８つ）の弾性波共振子３１〜３８の接続関係について、実施形態１に係る弾性波装置１と相違する。変形例２に係る弾性波装置１ｃに関し、実施形態１に係る弾性波装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２０】
弾性波装置１ｃでは、複数の弾性波共振子３１〜３８において、複数（４つ）の直列腕共振子（弾性波共振子３１、３３、３５、３７）のうち１つの直列腕共振子（弾性波共振子３１）と複数（４つ）の並列腕共振子（弾性波共振子３２、３４、３６、３８）のうち１つの並列腕共振子（弾性波共振子３２）とが、第１端子１０１と直接的に接続されている。「１つの直列腕共振子（弾性波共振子３１）が第１端子１０１と直接的に接続されている」とは、他の弾性波共振子３２〜３８を介さずに第１端子１０１と電気的に接続されていることを意味する。また、「１つの並列腕共振子（弾性波共振子３２）が第１端子１０１と直接的に接続されている」とは、他の弾性波共振子３１、３３〜３８を介さずに第１端子１０１と電気的に接続されていることを意味する。
【０１２１】
弾性波装置１ｃでは、上記１つの直列腕共振子（弾性波共振子３１）と上記１つの並列腕共振子（弾性波共振子３２）との両方がアンテナ端共振子として第１弾性波共振子３Ａにより構成されているが、これに限らない。例えば、弾性波装置１ｃでは、上記１つの直列腕共振子（弾性波共振子３１）と上記１つの並列腕共振子（弾性波共振子３２）との少なくとも一方が、アンテナ端共振子として第１弾性波共振子３Ａにより構成されていればよい。
【０１２２】
本実施形態の変形例３に係る弾性波装置は、実施形態１に係る弾性波装置１の第１弾性波共振子３Ａ及び第２弾性波共振子３Ｂの代わりに、図１４Ａに示すような第１弾性波共振子３Ａ及び図１４Ｂに示すような第２弾性波共振子３Ｂｆを備える点で、実施形態１に係る弾性波装置１と相違する。変形例３に係る弾性波装置に関し、実施形態１に係る弾性波装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２３】
第１弾性波共振子３Ａｆの高音速部材４Ａは、高音速支持基板４２Ａに代えて、高音速膜４５Ａと、支持基板４４Ａとを含む。高音速膜４５Ａは、支持基板４４Ａ上に形成されている。ここにおいて、「支持基板４４Ａ上に形成されている」とは、支持基板４４Ａ上に直接的に形成されている場合と、支持基板４４Ａ上に間接的に形成されている場合と、を含む。高音速膜４５Ａでは、圧電体層６Ａを伝搬する弾性波の音速よりも、高音速膜４５Ａを伝搬するバルク波の音速が高速である。低音速膜５Ａは、高音速膜４５Ａ上に形成されている。ここにおいて、「高音速膜４５Ａ上に形成されている」とは、高音速膜４５Ａ上に直接的に形成されている場合と、高音速膜４５Ａ上に間接的に形成されている場合と、を含む。低音速膜５Ａでは、圧電体層６Ａを伝搬するバルク波の音速よりも、低音速膜５Ａを伝搬するバルク波の音速が低速である。圧電体層６Ａは、低音速膜５Ａ上に形成されている。ここにおいて、「低音速膜５Ａ上に形成されている」とは、低音速膜５Ａ上に直接的に形成されている場合と、低音速膜５Ａ上に間接的に形成されている場合と、を含む。
【０１２４】
第２弾性波共振子３Ｂｆの高音速部材４Ｂは、高音速支持基板４２Ｂに代えて、高音速膜４５Ｂと、支持基板４４Ｂとを含む。高音速部材４Ｂは、支持基板４４Ｂ上に形成されている。ここにおいて、「支持基板４４Ｂ上に形成されている」とは、支持基板４４Ｂ上に直接的に形成されている場合と、支持基板４４Ｂ上に間接的に形成されている場合と、を含む。高音速膜４５Ｂでは、圧電体層６Ｂを伝搬する弾性波の音速よりも、高音速膜４５Ｂを伝搬するバルク波の音速が高速である。低音速膜５Ｂは、高音速膜４５Ｂ上に形成されている。ここにおいて、「高音速膜４５Ｂ上に形成されている」とは、高音速膜４５Ｂ上に直接的に形成されている場合と、高音速膜４５Ｂ上に間接的に形成されている場合と、を含む。低音速膜５Ｂでは、圧電体層６Ｂを伝搬するバルク波の音速よりも、低音速膜５Ｂを伝搬するバルク波の音速が低速である。圧電体層６Ｂは、低音速膜５Ｂ上に形成されている。ここにおいて、「低音速膜５Ｂ上に形成されている」とは、低音速膜５Ｂ上に直接的に形成されている場合と、低音速膜５Ｂ上に間接的に形成されている場合と、を含む。
【０１２５】
支持基板４４Ａ，４４Ｂの材料は、例えばシリコンである。なお、支持基板４４Ａ，４４Ｂの材料は、シリコンに限定されず、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、ガラス等の誘電体、窒化ガリウム等の半導体、樹脂等であってもよい。
【０１２６】
第１弾性波共振子３Ａｆでは、高音速膜４５Ａは、メインモードの弾性波のエネルギーが高音速膜４５Ａより下の構造に漏れないように機能する。同様に、第２弾性波共振子３Ｂｆでは、高音速膜４５Ｂは、メインモードの弾性波のエネルギーが高音速膜４５Ｂより下の構造に漏れないように機能する。
【０１２７】
第１弾性波共振子３Ａｆでは、高音速膜４５Ａの厚さが十分に厚い場合、メインモードの弾性波のエネルギーは圧電体層６Ａ及び低音速膜５Ａの全体に分布し、高音速膜４５Ａの低音速膜５Ａ側の一部にも分布し、支持基板４４Ａには分布しないことになる。同様に、第２弾性波共振子３Ｂｆでは、高音速膜４５Ｂの厚さが十分に厚い場合、メインモードの弾性波のエネルギーは圧電体層６Ｂ及び低音速膜５Ｂの全体に分布し、高音速膜４５Ｂの低音速膜５Ｂ側の一部にも分布し、支持基板４４Ｂには分布しないことになる。高音速膜４５Ａ，４５Ｂにより弾性波を閉じ込めるメカニズムは非漏洩なＳＨ波であるラブ波型の表面波の場合と同様のメカニズムであり、例えば、文献「弾性表面波デバイスシミュレーション技術入門」、橋本研也、リアライズ社、ｐ．２６−２８に記載されている。上記メカニズムは、音響多層膜によるブラッグ反射器を用いて弾性波を閉じ込めるメカニズムとは異なる。
【０１２８】
高音速膜４５Ａ，４５Ｂの材料は、例えば、ダイヤモンドライクカーボン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリコン、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、水晶、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシア、及びダイヤモンドからなる群から選択される少なくとも１種の材料である。
【０１２９】
変形例３に係る弾性波装置では、高音速部材４Ａ，４Ｂが高音速膜４５Ａ，４５Ｂを含む。これにより、弾性波が支持基板４４Ａ，４４Ｂに漏れるのを抑制することができる。
【０１３０】
また、本実施形態の他の変形例として、マルチプレクサ１００は、４つのフィルタを組み合わせたクワッドプレクサに限定されない。マルチプレクサ１００は、３つ以下のフィルタを組み合わせたマルチプレクサであってもよいし、５つ以上のフィルタを組み合わせたマルチプレクサであってもよい。
【０１３１】
マルチプレクサ１００において、第１フィルタ１１だけでなく，第２〜４フィルタ１２，２１，２２にも実施形態１又は変形例２，３に係る弾性波装置１，１ｃが適用されてもよい。
【０１３２】
上記の各変形例に係る弾性波装置１ｃ及びマルチプレクサ１００，１００ｂにおいても、本実施形態に係る弾性波装置１及びマルチプレクサ１００と同様の効果を奏する。
【０１３３】
以上説明した実施形態及び変形例は、本発明の様々な実施形態及び変形例の一部に過ぎない。また、実施形態及び変形例は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【０１３４】
（まとめ）
以上説明した実施形態及び変形例より以下の態様が開示されている。
【０１３５】
第１の態様に係る弾性波装置（１；１ｃ）は、アンテナ端子である第１端子（１０１）と、第１端子（１０１）とは異なる第２端子（１０２）との間に設けられる。弾性波装置（１；１ｃ）は、複数の弾性波共振子（３１〜３９）を備える。複数の弾性波共振子（３１〜３９）は、複数の直列腕共振子（弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９）と、複数の並列腕共振子（弾性波共振子３２，３４，３６，３８）とを含む。複数の直列腕共振子（弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９）は、第１端子（１０１）と第２端子（１０２）とを結ぶ第１経路（ｒ１）上に設けられている。複数の並列腕共振子（弾性波共振子３２，３４，３６，３８）は、第１経路（ｒ１）上の複数のノード（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４）それぞれとグラウンドとを結ぶ複数の第２経路上に設けられている。複数の弾性波共振子（３１〜３９）のうち第１端子（１０１）に電気的に最も近い弾性波共振子をアンテナ端共振子とした場合に、アンテナ端共振子は、第１弾性波共振子（３Ａ；３Ａｆ）である。複数の弾性波共振子（３１〜３９）のうちアンテナ端共振子以外の少なくとも１つの弾性波共振子は、第２弾性波共振子（３Ｂ；３Ｂｆ）である。第１弾性波共振子（３Ａ；３Ａｆ）及び第２弾性波共振子（３Ｂ；３Ｂｆ）の各々は、圧電体層（６Ａ；６Ｂ）と、ＩＤＴ電極（７Ａ；７Ｂ）と、高音速部材（４Ａ；４Ｂ）と、低音速膜（５Ａ；５Ｂ）とを含む。ＩＤＴ電極（７Ａ；７Ｂ）は、圧電体層（６Ａ；６Ｂ）上に形成されており、複数の電極指（第１電極指７３Ａ，第２電極指７４Ａ；第１電極指７３Ｂ，第２電極指７４Ｂ）を有する。高音速部材（４Ａ；４Ｂ）は、圧電体層（６Ａ；６Ｂ）を挟んでＩＤＴ電極（７Ａ；７Ｂ）とは反対側に位置しており圧電体層（６Ａ；６Ｂ）を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である部材である。低音速膜（５Ａ；５Ｂ）は、高音速部材（４Ａ；４Ｂ）と圧電体層（６Ａ；６Ｂ）との間に設けられており、圧電体層（６Ａ；６Ｂ）を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低速となる膜である。圧電体層（６Ａ；６Ｂ）の厚さが、ＩＤＴ電極（７Ａ；７Ｂ）の複数の電極指（第１電極指７３Ａ，第２電極指７４Ａ；第１電極指７３Ｂ，第２電極指７４Ｂ）の周期である電極指周期で定まる弾性波の波長をλとしたときに、３．５λ以下である。第１弾性波共振子（３Ａ；３Ａｆ）の圧電体層（６Ａ）のカット角は、波長をλ（μｍ）とし、ＩＤＴ電極（７Ａ）の厚さをＴＩＤＴ（μｍ）とし、ＩＤＴ電極（７Ａ）の比重をρ（ｇ／ｃｍ３）とし、電極指の幅（ＷＡ）を電極指周期（繰り返し周期ＰλＡ）の２分の１の値（ＷＡ＋ＳＡ）で除した値であるデューティ比をＤｕとし、圧電体層（６Ａ）の厚さをＴＬＴ（μｍ）とし、低音速膜（５Ａ）の厚さＴＶＬ（μｍ）とした場合、式（１）で求まるθＢ（°）を基準として、θＢ±４°の範囲内である。第２弾性波共振子（３Ｂ；３Ｂｆ）の圧電体層（６Ｂ）のカット角は、第１弾性波共振子（３Ａ；３Ａｆ）の圧電体層（６Ａ）のカット角よりもθＢ（°）からの差異が大きい。
【０１３６】
【数３】
2019138813.tif 000005
【０１３７】
第１の態様に係る弾性波装置（１；１ｃ）では、アンテナ（２００）に接続される第１端子（１０１）に電気的に最も近いアンテナ端共振子である第１弾性波共振子（３Ａ；３Ａｆ）の圧電体層（６Ａ）のカット角（θ１）がθＢ±４°の範囲内である。これにより、通過帯域の特性劣化を抑えつつ、通過帯域よりも低周波数側に発生するレイリー波のスプリアスを低減させることができる。
【０１３８】
第２の態様に係る弾性波装置（１；１ｃ）では、第１の態様において、複数の弾性波共振子（３１〜３９）のうちアンテナ端共振子を含む少なくとも１つの弾性波共振子（３１，３２）は、第１弾性波共振子（３Ａ；３Ａｆ）である。複数の弾性波共振子（３１〜３９）のうち少なくとも１つの弾性波共振子以外の弾性波共振子（３３〜３９）は、第２弾性波共振子（３Ｂ；３Ｂｆ）である。第１弾性波共振子（３Ａ；３Ａｆ）は、第２弾性波共振子（３Ｂ；３Ｂｆ）とは異なるチップである。
【０１３９】
第２の態様に係る弾性波装置（１；１ｃ）では、上記アンテナ端共振子以外の弾性波共振子の特性のばらつきを抑制することができる。
【０１４０】
第３の態様に係る弾性波装置（１；１ｃ）では、第１又は２の態様において、圧電体層（６Ａ；６Ｂ）の材料がリチウムタンタレート又はリチウムニオベイトである。低音速膜（５Ａ；５Ｂ）の材料が酸化ケイ素である。高音速部材（４Ａ；４Ｂ）の材料がシリコンである。
【０１４１】
第３の態様に係る弾性波装置（１；１ｃ）では、低音速膜（５Ａ；５Ｂ）が設けられていない場合に比べて、損失を低減し、Ｑ値を高めることができる。
【０１４２】
第４の態様に係る弾性波装置（１；１ｃ）では、第１〜３の態様のいずれか１つにおいて、第１弾性波共振子（３Ａｆ）及び第２弾性波共振子（３Ｂｆ）の各々は、支持基板（４４Ａ；４４Ｂ）を更に含む。高音速部材は、高音速膜（４５Ａ；４５Ｂ）を含む。高音速膜（４５Ａ；４５Ｂ）は、支持基板（４４Ａ；４４Ｂ）上に形成されており、圧電体層（６Ａ；６Ｂ）を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速となる膜である。低音速膜（５Ａ；５Ｂ）は、高音速膜（４５Ａ；４５Ｂ）上に形成されている。
【０１４３】
第４の態様に係る弾性波装置（１；１ｃ）では、弾性波が支持基板（４４Ａ；４４Ｂ）に漏れるのを抑制することができる。
【０１４４】
第５の態様に係る弾性波装置（１；１ｃ）では、第４の態様において、圧電体層（６Ａ；６Ｂ）の材料が、リチウムタンタレート又はリチウムニオベイトである。低音速膜（５Ａ；５Ｂ）の材料が、酸化ケイ素と、ガラスと、酸窒化ケイ素と、酸化タンタルと、酸化ケイ素にフッ素、炭素又はホウ素を加えた化合物と、からなる群から選択される少なくとも１種の材料である。高音速膜（４５Ａ；４５Ｂ）の材料が、ダイヤモンドライクカーボン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリコン、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、水晶、アルミナ、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシア、及びダイヤモンドからなる群から選択される少なくとも１種の材料である。
【０１４５】
第６の態様に係る弾性波装置（１；１ｃ）では、第１〜５の態様のいずれか１つにおいて、複数の直列腕共振子（弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９）のうち１つの直列腕共振子が、複数の並列腕共振子（弾性波共振子３２，３４，３６，３８）よりも第１端子（１０１）に電気的に近い。１つの直列腕共振子が、アンテナ端共振子である。
【０１４６】
第７の態様に係る弾性波装置（１ｃ）では、第１〜６の態様のいずれか１つにおいて、複数の直列腕共振子（弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９）のうち１つの直列腕共振子と複数の並列腕共振子（弾性波共振子３２，３４，３６，３８）のうち１つの並列腕共振とが、第１端子（１０１）と直接的に接続されている。１つの直列腕共振子（弾性波共振子３１）と上記１つの並列腕共振子（弾性波共振子３２）との少なくとも一方が、アンテナ端共振子である。
【０１４７】
第８の態様に係る弾性波装置（１；１ｃ）は、アンテナ端子である第１端子（１０１）と、第１端子（１０１）とは異なる第２端子（１０２）との間に設けられる。弾性波装置（１；１ｃ）は、複数の弾性波共振子（３１〜３９）を備える。複数の弾性波共振子（３１〜３９）は、複数の直列腕共振子（弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９）と、複数の並列腕共振子（弾性波共振子３２，３４，３６，３８）とを含む。複数の直列腕共振子（弾性波共振子３１，３３，３５，３７，３９）は、第１端子（１０１）と第２端子（１０２）とを結ぶ第１経路（ｒ１）上に設けられている。複数の並列腕共振子（弾性波共振子３２，３４，３６，３８）は、第１経路（ｒ１）上の複数のノード（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４）それぞれとグラウンドとを結ぶ複数の第２経路上に設けられている。複数の弾性波共振子（３１〜３９）のうち第１端子（１０１）に電気的に最も近い弾性波共振子をアンテナ端共振子とした場合に、アンテナ端共振子は、第１弾性波共振子（３Ａ；３Ａｆ）である。複数の弾性波共振子（３１〜３９）のうちアンテナ端共振子以外の少なくとも１つの弾性波共振子は、第２弾性波共振子（３Ｂ；３Ｂｆ）である。第１弾性波共振子（３Ａ；３Ａｆ）及び第２弾性波共振子（３Ｂ；３Ｂｆ）の各々は、圧電体層（６Ａ；６Ｂ）と、ＩＤＴ電極（７Ａ；７Ｂ）と、高音速部材（４Ａ；４Ｂ）と、低音速膜（５Ａ；５Ｂ）とを含む。ＩＤＴ電極（７Ａ；７Ｂ）は、圧電体層（６Ａ；６Ｂ）上に形成されており、複数の電極指（第１電極指７３Ａ，第２電極指７４Ａ；第１電極指７３Ｂ，第２電極指７４Ｂ）を有する。高音速部材（４Ａ；４Ｂ）は、圧電体層（６Ａ；６Ｂ）を挟んでＩＤＴ電極（７Ａ；７Ｂ）とは反対側に位置しており圧電体層（６Ａ；６Ｂ）を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が高速である部材である。低音速膜（５Ａ；５Ｂ）は、高音速部材（４Ａ；４Ｂ）と圧電体層（６Ａ；６Ｂ）との間に設けられており、圧電体層（６Ａ；６Ｂ）を伝搬するバルク波の音速よりも伝搬するバルク波の音速が低速となる膜である。圧電体層（６Ａ；６Ｂ）の厚さが、ＩＤＴ電極（７Ａ；７Ｂ）の複数の電極指（第１電極指７３Ａ，第２電極指７４Ａ；第１電極指７３Ｂ，第２電極指７４Ｂ）の周期である電極指周期で定まる弾性波の波長をλとしたときに、３．５λ以下である。第１弾性波共振子（３Ａ，３Ａｆ）で発生するレイリー波応答の強度が、第２弾性波共振子（３Ｂ，３Ｂｆ）で発生するレイリー波応答の強度よりも小さい。
【０１４８】
第８の態様に係る弾性波装置（１；１ｃ）では、アンテナ（２００）に接続される第１端子（１０１）に電気的に最も近いアンテナ端共振子である第１弾性波共振子（３Ａ；３Ａｆ）の圧電体層（６Ａ）のカット角（θ１）がθＢ±４°の範囲内である。これにより、通過帯域の特性劣化を抑えつつ、通過帯域よりも低周波数側に発生するレイリー波のスプリアスを低減させることができる。
【０１４９】
第９の態様に係るマルチプレクサ（１００；１００ｂ）は、第１〜８の態様のいずれか１つの弾性波装置（１；１ｃ）からなる第１フィルタ（１１）と、第２フィルタ（１２）とを備える。第２フィルタ（１２）は、第１端子（１０１）と第１端子（１０１）とは異なる第３端子（１０３）との間に設けられている。第１フィルタ（１１）の通過帯域が、第２フィルタ（１２）の通過帯域よりも高周波数域である。
【０１５０】
第９の態様に係るマルチプレクサ（１００；１００ｂ）では、第１フィルタ（１１）で発生するレイリー波のスプリアスが第２フィルタ（１２）へ与える影響を抑制することができる。
【０１５１】
第１０の態様に係るマルチプレクサ（１００ｂ）は、第９の態様において、複数の弾性波共振子（３１〜３９）からなる共振子群（３０）を複数備える。複数の共振子群（３０）では、第１端子（１０１）が共通端子であり、かつ、第２端子（１０２）が個別端子である。複数の共振子群（３０）のアンテナ端共振子が１チップに集積されている。
【０１５２】
第１０の態様に係るマルチプレクサ（１００ｂ）では、複数の共振子群（３０）のアンテナ端共振子の特性ばらつきを低減でき、かつ、弾性波装置（１；１ｃ）の小型化を図ることができる。
【０１５３】
第１１の態様に係るマルチプレクサ（１００；１００ｂ）では、第９又は１０の態様において、第１フィルタ（１１）の通過帯域の最小周波数が、第２フィルタ（１２）の通過帯域の最大周波数よりも高い。
【０１５４】
第１２の態様に係る高周波フロントエンド回路（３００）は、第９〜１１の態様のマルチプレクサ（１００；１００ｂ）と、（第１）増幅回路（３０３）とを備える。（第１）増幅回路（３０３）は、マルチプレクサ（１００）に接続されている。
【０１５５】
第１２の態様に係る高周波フロントエンド回路（３００）では、レイリー波のスプリアスを低減させることができる。
【０１５６】
第１３の態様に係る通信装置（４００）は、第１２の態様の高周波フロントエンド回路（３００）と、信号処理回路（ＲＦ信号処理回路４０１、ベースバンド信号処理回路４０２）とを備える。信号処理回路は、アンテナ（２００）で受信される高周波信号を処理する。高周波フロントエンド回路（３００）は、アンテナ（２００）と信号処理回路との間で高周波信号を伝達する。
【０１５７】
第１３の態様に係る通信装置（４００）では、レイリー波のスプリアスを低減させることができる。
【符号の説明】
【０１５８】
１，１ｃ  弾性波装置
３１〜３９  弾性波共振子
３Ａ，３Ａｆ  第１弾性波共振子
３Ｂ，３Ｂｆ  第２弾性波共振子
４Ａ，４Ｂ  高音速部材
４２Ａ，４２Ｂ  高音速支持基板
４４Ａ，４４Ｂ  支持基板
４５Ａ，４５Ｂ  高音速膜
５Ａ，５Ｂ  低音速膜
６Ａ，６Ｂ  圧電体層
６１Ａ，６１Ｂ  主面
７Ａ，７Ｂ  ＩＤＴ電極
７１Ａ，７１Ｂ  第１バスバー
７２Ａ，７２Ｂ  第２バスバー
７３Ａ，７３Ｂ  第１電極指
７４Ａ，７４Ｂ  第２電極指
１００，１００ｂ  マルチプレクサ
１０１  第１端子
１０２  第２端子
１０３  第３端子
１０４  第４端子
１０５  第５端子
１１  第１フィルタ
１２  第２フィルタ
２１  第３フィルタ
２２  第４フィルタ
３０  共振子群
２００  アンテナ
３００  高周波フロントエンド回路
３０１  第１スイッチ回路
３０２  第２スイッチ回路
３０３  第１増幅回路
３０４  第２増幅回路
４００  通信装置
４０１  ＲＦ信号処理回路
４０２  ベースバンド信号処理回路
Ｎ１〜Ｎ４  ノード
ｒ１  第１経路
ｒ２１〜ｒ２４  第２経路
ＴＩＤＴ  厚さ
ＴＬＴ  厚さ
ＴＶＬ  厚さ
θ１，θ２，θＢ  カット角
λ  波長
ρ  比重
【図１】
2019138813.tif 000007
【図２】
2019138813.tif 000008
【図３】
2019138813.tif 000009
【図４】
2019138813.tif 000010
【図５】
2019138813.tif 000011
【図６】
2019138813.tif 000012
【図７】
2019138813.tif 000013
【図８】
2019138813.tif 000014
【図９】
2019138813.tif 000015
【図１０】
2019138813.tif 000016
【図１１】
2019138813.tif 000017
【図１２】
2019138813.tif 000018
【図１３】
2019138813.tif 000019
【図１４】
2019138813.tif 000020
【国際調査報告】
2019138813.tif 000021
2019138813.tif 000022
2019138813.tif 000023
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