(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
該圧電基板の上面に位置し、一方向に沿って互いに間隔をあけて配列された複数の長尺状部分を有する、絶縁性材料からなる絶縁膜と、
平面視したときに対向して配置された１対のバスバーと、前記１対のバスバーのそれぞれから他方のバスバーに向かって延び、前記長尺状部分のそれぞれの上面に積層された電極指を有する、導電性材料からなる１対の櫛歯状電極と
を備え、
前記絶縁膜は、前記１対の櫛歯状電極それぞれの前記電極指の先端と、前記１対の櫛歯状電極のうちの他方の櫛歯状電極との間に介在する先端ギャップに位置する部分を有している
弾性波素子。
【請求項２】
前記１対の櫛歯状電極を覆い、前記圧電基板の上面からの厚みが前記絶縁膜および前記櫛歯状電極の合計の厚みよりも大きい、酸化珪素を主成分とする保護層をさらに備え、
前記１対の櫛歯状電極は、Ａｌを主成分とする材料からなり、
前記絶縁膜は、前記電極指の材料および前記保護層の材料よりも音響インピーダンスが大きく、かつ弾性波の伝搬速度が遅い材料からなる
請求項１に記載の弾性波素子。
【請求項３】
前記１対の櫛歯状電極は、前記１対のバスバーのそれぞれから、複数の前記電極指の間にて突出し、その先端が他方のバスバーから延びる複数の前記電極指の先端と複数の前記先端ギャップを介して対向する複数のダミー電極を有している
請求項１又は２に記載の弾性波素子。
【請求項４】
前記１対のバスバーのそれぞれから延びる電極指は、その先端が他方のバスバーの縁部と前記先端ギャップを介して対向している
請求項１又は２に記載の弾性波素子。
【請求項５】
前記絶縁膜は、前記１対の櫛歯状電極のそれぞれの、前記複数の電極指及び前記複数のダミー電極の互いに隣接するもの同士の間の側方ギャップに位置する部分を有している
請求項３に記載の弾性波素子。
【請求項６】
圧電基板と、
該圧電基板の上面に位置し、一方向に沿って互いに間隔をあけて配列された複数の長尺状部分を有する、絶縁性材料からなる絶縁膜と、
平面視したときに対向して配置された１対のバスバーと、前記１対のバスバーのそれぞれから他方のバスバーに向かって延び、前記長尺状部分のそれぞれの上面に積層された電極指を有する、導電性材料からなる１対の櫛歯状電極と
を備え、
前記１対の櫛歯状電極は、前記１対のバスバーのそれぞれから、複数の前記電極指の間にて突出し、その先端が他方のバスバーから延びる複数の前記電極指の先端と複数の前記先端ギャップを介して対向する複数のダミー電極を有しており、
前記絶縁膜は、前記１対の櫛歯状電極のそれぞれの、前記複数の電極指及び前記複数のダミー電極の互いに隣接するもの同士の間の側方ギャップに位置する部分を有している
弾性波素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性波素子と、
該弾性波素子が実装された回路基板と
を備えた弾性波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）素子等の弾性波素子およびそれを用いた弾性波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電基板と、該圧電基板の主面上に設けられたＩＤＴ（InterDigital Transducer）とを有する弾性波素子が知られている（例えば特許文献１）。ＩＤＴは、入力された電気信号に応じた電界を圧電基板の主面に印加して該主面を振動させるとともに、該振動によって生じたＳＡＷを反射して所定の周期の定在波を形成する。定在波は、圧電基板の主面に電荷（電気信号）を生じさせ、その電気信号はＩＤＴによって取り出される。このように、ＩＤＴは、圧電基板に電圧を印加し、また、圧電基板から電気信号を取り出す機能と、ＳＡＷを反射する機能とを担っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１２７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＩＤＴは、圧電基板へ電界を印加し、また、圧電基板から電気信号を取り出すために、導電性材料（一般に金属）によって形成されている。しかし、金属は、ＳＡＷを反射させる機能においては、必ずしも最適の材料とはいえないことがある。すなわち、ＩＤＴは、導電性を要求されることによって材料の選択の自由度が低下し、その結果、ＳＡＷを反射させる機能が十分に確保されないおそれがある。
【０００５】
例えば、ＩＤＴの主成分を構成する金属としては、コスト面などからＡｌが好ましいが、ＡｌからなるＩＤＴを弾性波素子の特性維持等のためにＳｉＯ２からなる保護層によって覆うと、ＡｌとＳｉＯ２とは音響インピーダンスが近いことから、ＩＤＴが保護層と音響的に一体化してしまい、ＩＤＴがＳＡＷを十分に反射できないおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、ＳＡＷの反射係数を好適に設定可能な弾性波素子および該弾性波素子を有する弾性波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る弾性波素子は、圧電基板と、該圧電基板の上面に位置し、一方向に沿って互いに間隔をあけて配列された複数の長尺状部分を有する、絶縁性材料からなる絶縁膜と、前記長尺状部分のそれぞれの上面に積層された、導電性材料からなる電極指を有する１対の櫛歯状電極と、を備えたものである。
【０００８】
好適には、前記１対の櫛歯状電極を覆い、前記圧電基板の上面からの厚みが前記絶縁膜および前記櫛歯状電極の合計の厚みよりも大きい、酸化珪素を主成分とする保護層をさらに備え、前記１対の櫛歯状電極は、Ａｌを主成分とする材料からなり、前記絶縁膜は、前記電極指の材料および前記保護層の材料よりも音響インピーダンスが大きく、かつ弾性波の伝搬速度が遅い材料からなる。
【０００９】
好適には、前記絶縁膜は、Ｔａ２Ｏ５を主成分とする材料からなる。
【００１０】
好適には、前記１対の櫛歯状電極は、平面視したときに対向して配置された１対のバスバーを有し、前記電極指は、前記１対のバスバーのそれぞれから対向するバスバーに向かって延びて該バスバーとの間にギャップを有しており、前記長尺状部分は、前記ギャップに位置する部分を有している。
【００１１】
本発明の一態様に弾性波装置は、上記の弾性波素子と、該弾性波素子が実装される回路基板と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記の構成によれば、複数の長尺状部分を有する、絶縁性材料からなる絶縁膜と、前記長尺状部分のそれぞれの上面に積層された、導電性材料からなる電極指を有していることから、ＳＡＷの反射係数を好適に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷ素子の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ‐Ｉｂ線における断面図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｅ）は第１の実施形態に係るＳＡＷ素子の製造方法を説明する、図１（ｂ）に対応する断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は第１および第２の比較例ならびに第１の実施形態のＳＡＷ素子の作用を説明する図である。
【図４】図４は第３の比較例の構成を示す図１（ｂ）に相当する図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は実施例および第３の比較例について電極指１本当たりの電気機械結合係数Ｋ２および反射係数Γを示すグラフである。
【図６】図６（ａ）および図６（ｂ）はＴＣＦの算出方法および算出結果を示す図である。
【図７】ラダー型ＳＡＷフィルタの構成を示す模式図である。
【図８】図８（ａ）および図８（ｂ）は実施例および比較例に関してラダー型ＳＡＷフィルタにおける温度特性を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷ装置を示す断面図である。
【図１０】図１０（ａ）および図１０（ｂ）は第２の実施形態に係るＳＡＷ素子の平面図および一部拡大斜視図である。
【図１１】図１１（ａ）および図１１（ｂ）は第３の実施形態に係るＳＡＷ素子の平面図および一部拡大斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）および図１２（ｂ）は第４の実施形態に係るＳＡＷ素子の平面図および一部拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係るＳＡＷ素子およびＳＡＷ装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。また、第２の実施形態以降において、第１の実施形態の構成と同様もしくは類似する構成については、第１の実施形態と同様の符号を付して説明を省略することがある。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
（ＳＡＷ素子の構成および製造方法）
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るＳＡＷ素子１の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。なお、ＳＡＷ素子１は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側（図１（ａ）の紙面手前側、図１（ｂ）の紙面上方）を上方として、上面、下面等の用語を用いるものとする。
【００１６】
ＳＡＷ素子１は、圧電基板３と、圧電基板３の上面３ａに設けられた絶縁膜９（図１（ｂ））と、絶縁膜９上に設けられたＩＤＴ５および反射器７と、上面３ａをＩＤＴ５および反射器７の上から覆う保護層１１（図１（ｂ））とを有している。なお、ＳＡＷ素子１は、この他にも、ＩＤＴ５に信号の入出力を行うための配線等を有していてもよい。
【００１７】
圧電基板３は、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）単結晶，ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）単結晶等の圧電性を有する単結晶の基板によって構成されている。より好適には、圧電基板３は、１２８°±１０°Ｙ−ＸカットのＬｉＮｂＯ３基板によって構成されている。圧電基板３の平面形状および各種寸法は適宜に設定されてよい。一例として、圧電基板３の厚み（ｚ方向）は、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍである。
【００１８】
ＩＤＴ５は、一対の櫛歯状電極１３を有している。各櫛歯状電極１３は、ＳＡＷの伝搬方向（ｘ方向）に延びるバスバー１３ａ（図１（ａ））と、バスバー１３ａから上記伝搬方向に直交する方向（ｙ方向）に伸びる複数の電極指１３ｂとを有している。２つの櫛歯状電極１３同士は、互いに噛み合うように（電極指１３ｂが互いに交差するように）設けられている。複数の電極指１３ｂは、そのピッチが、例えば、共振させたい周波数でのＳＡＷの波長λの半波長と同等となるように設けられている。
【００１９】
なお、図１等は模式図であり、実際には、これよりも多数の電極指を有する複数対の櫛歯状電極が設けられてよい。また、複数のＩＤＴ５が直列接続や並列接続等の方式で接続されたラダー型ＳＡＷフィルタが構成されてもよいし、複数のＩＤＴ５をｘ方向に沿って配置した２重モードＳＡＷ共振器フィルタ等が構成されてよい。
【００２０】
ＩＤＴ５は、例えば、Ａｌを主成分とする材料（Ａｌ合金を含む）によって形成されている。Ａｌ合金は、例えば、Ａｌ−Ｃｕ合金である。なお、「Ａｌを主成分とする」とは、基本的にはＡｌを材料とするものであるが、ＳＡＷ素子１の製造過程等において自然に混入しうるＡｌ以外の不純物等が混ざった材料も含み、Ａｌの質量パーセント濃度が９５ｗｔ％以上である場合をいう。以下、主成分との表現を用いた場合も同様の意味である。ＩＤＴ５の各種寸法は、ＳＡＷ素子１に要求される電気特性等に応じて適宜に設定される。一例として、ＩＤＴ５の厚みｅ（図１（ｂ））は、１００ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００２１】
なお、ＩＤＴ５は、絶縁膜９上に直接配置されていてもよいし、別の部材を介して絶縁膜９上に配置されていてもよい。別の部材は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、あるいはこれらの合金等である。このようにＩＤＴ５を別の部材を介して絶縁膜９上に配置する場合は、別の部材の厚みはＩＤＴ５の電気特性に殆ど影響を与えない程度の厚み（例えば、Ｔｉの場合はＩＤＴ５の厚みの５％の厚み）に設定される。
【００２２】
反射器７は、ＩＤＴ５の電極指１３ｂのピッチと概ね同等のピッチの格子状に形成されている。反射器７は、例えば、ＩＤＴ５と同一の材料によって形成されるとともに、ＩＤＴ５と同等の厚みに形成されている。
【００２３】
保護層１１は、例えば、圧電基板３の上面３ａの概ね全面に亘って設けられており、ＩＤＴ５および反射器７を覆うとともに、上面３ａのうちＩＤＴ５および反射器７から露出する部分を覆っている。保護層１１の上面３ａからの厚みＴ（図１（ｂ））は、少なくとも絶縁膜９の厚みｔよりも大きく、好適には、絶縁膜９の厚みｔと、ＩＤＴ５および反射器７の厚みｅとの合計の厚みよりも大きい。例えば、厚みＴは、２００ｎｍ〜７００ｎｍである。
【００２４】
保護層１１の表面は、大きな凹凸がないようにしておくことが望ましい。圧電基板上を伝搬する弾性波の伝搬速度は保護層１１の表面の凹凸に影響を受けて変化するため、保護層１１の表面に大きな凹凸が存在すると、製造された各弾性波素子の共振周波数に大きなばらつきが生じることとなる。したがって、保護層１１の表面を平坦にしておけば、各弾性波素子の共振周波数が安定化する。具体的には、保護層１１の表面の平坦度を圧電基板上を伝搬する弾性波の波長の１％以下とすることが望ましい。
【００２５】
保護層１１は、絶縁性を有する材料からなる。また、保護層１１は、温度が上昇すると弾性波の伝搬速度が速くなる酸化珪素（例えばＳｉＯ２）などの材料を主成分とする材料によって形成されており、これにより後述するようにＳＡＷ素子１の温度の変化による特性の変化を小さく抑えることができる。なお、圧電基板３を構成する材料など、一般的な材料では、温度が上昇すると弾性波の伝搬速度は遅くなる。
【００２６】
絶縁膜９は、ＩＤＴ５および反射器７の位置におけるＳＡＷの反射係数を高くするためのものである。絶縁膜９は、例えば、平面視において、ＩＤＴ５および反射器７の平面形状と同一形状に形成され、ＩＤＴ５および反射器７と過不足なく重なっている。
【００２７】
すなわち、絶縁膜９は、ＩＤＴ５が重なるＩＤＴ対応部９ｖと、反射器７に重なる反射器対応部（図示および符号省略）とを含む。ＩＤＴ対応部９ｖは、１対の櫛歯状に形成されており（１対の櫛歯状電極対応部９ｗを有し）、各櫛歯状電極対応部９ｗは、ＳＡＷの伝搬方向に延び、バスバー１３ａが重なるバスバー対応部（図示および符号省略）と、バスバー対応部からＳＡＷの伝搬方向に直交する方向に延び、複数の電極指１３ｂが重なる複数の電極指対応部９ｂとを有している。反射器対応部は格子状に形成されている。
【００２８】
絶縁膜９の厚みｔ（図１（ｂ））は、ＩＤＴ５によって圧電基板３の上面３ａに電界を印加し、また、圧電基板３の上面３ａの電荷の変化を信号として取り出せる限りにおいて、適宜な大きさとされてよい。なお、厚みｔがＳＡＷ素子１の特性に及ぼす影響およびその影響を考慮した厚みｔの好適な範囲の例については後述する。
【００２９】
絶縁膜９を構成する材料と保護層１１を構成する材料との音響インピーダンスの差は、ＩＤＴ５および反射器７を構成する材料と保護層１１を構成する材料との音響インピーダンスの差よりも大きい。絶縁膜９を構成する材料と保護層１１を構成する材料との音響インピーダンスの差は、ある程度以上であることが好ましく、例えば、１５ＭＲａｙｌ以上、より好ましくは２０ＭＲａｙｌ以上である。例えば、ＩＤＴ５および反射器７の材料がＡｌ（１３．５ＭＲａｙｌ）を主成分とし、保護層１１の材料がＳｉＯ２（１２．２ＭＲａｙｌ）を主成分とする場合、絶縁膜９の材料の主成分としては、ＷＣ（１０２．５ＭＲａｙｌ）、ＴｉＮ（５６．０ＭＲａｙｌ）、ＴａＳｉ２（４０．６ＭＲａｙｌ）、Ｔａ２Ｏ５（３３．８ＭＲａｙｌ）、Ｗ５Ｓｉ２（６７．４ＭＲａｙｌ）を挙げることができる。
【００３０】
また、絶縁膜９の材料は、上記に加え、ＩＤＴ５および反射器７を構成する材料、および、保護層１１を構成する材料よりもＳＡＷの伝搬速度が遅い材料であることが好ましい。例えば、ＩＤＴ５および反射器７の材料がＡｌ（５０２０ｍ／ｓ）を主成分とし、保護層１１がＳｉＯ２（５５６０ｍ／ｓ）を主成分とする場合、絶縁膜９の材料の主成分としては、ＴａＳｉ２（４４３８ｍ／ｓ）、Ｔａ２Ｏ５（４３５２ｍ／ｓ）、Ｗ５Ｓｉ２（４４６５ｍ／ｓ）を挙げることができる。
【００３１】
図２（ａ）〜図２（ｅ）は、ＳＡＷ素子１の製造方法を説明する、図１（ｂ）に対応する断面図である。製造工程は、図２（ａ）から図２（ｅ）まで順に進んでいく。なお、各種の層は、プロセスの進行に伴って形状等が変化するが、変化の前後で共通の符号を用いることがあるものとする。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、まず、圧電基板３の上面３ａ上には、絶縁膜９となる付加層１７、ならびに、ＩＤＴ５および反射器７となる導電層１５が形成される。具体的には、まず、スパッタリング法もしくはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的気相堆積）法等の薄膜形成法によって上面３ａ上に付加層１７が形成され、次に、同様の適宜な薄膜形成法によって導電層１５が形成される。
【００３３】
導電層１５が形成されると、図２（ｂ）に示すように、付加層１７および導電層１５をエッチングするためのマスクとしてのレジスト層１９が形成される。具体的には、ネガ型もしくはポジ型の感光性樹脂の薄膜が適宜な薄膜形成法によって形成され、フォトリソグラフィー法等によって、ＩＤＴ５および反射器７等の非配置位置において薄膜の一部が除去される。
【００３４】
次に、図２（ｃ）に示すように、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）等の適宜なエッチング法によって、付加層１７および導電層１５のエッチングを行う。これによって、絶縁膜９、ＩＤＴ５および反射器７が形成される。その後、図２（ｄ）に示すように、適宜な薬液を用いることによって、レジスト層１９は除去される。
【００３５】
そして、図２（ｅ）に示すように、スパッタリング法もしくはＣＶＤ法等の適宜な薄膜形成法によって、保護層１１となる薄膜が形成される。この時点においては、保護層１１となる薄膜の表面には、ＩＤＴ５等の厚みに起因して凹凸が形成されている。そして、必要に応じて化学機械研磨等によって表面が平坦化され、図１（ｂ）に示すように、保護層１１が形成される。
【００３６】
図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照して、比較例の作用を説明するとともに、第１の実施形態のＳＡＷ素子１の作用を説明する。
【００３７】
図３（ａ）は、第１の比較例のＳＡＷ素子１０１の作用を説明する断面図である。ＳＡＷ素子１０１は、第１の実施形態のＳＡＷ素子１において絶縁膜９および保護層１１がない状態のものとなっている。
【００３８】
一方の櫛歯状電極１３に電気信号が入力され、その櫛歯状電極１３の電極指１３ｂによって圧電基板３に電圧が印加されると、矢印ｙ１によって示すように、圧電基板３の上面３ａ付近において、上面３ａに沿って伝搬するＳＡＷが誘起される。また、ＳＡＷは、矢印ｙ２によって示すように、ＩＤＴ５の電極指１３ｂと電極指間ギャップ（互いに交差する電極指１３ｂ間の領域、電極指１３ｂの非配置領域）との境界において反射する。そして、矢印ｙ１およびｙ２で示すＳＡＷによって電極指１３ｂのピッチを半波長とする定在波が形成される。定在波は、上面３ａに電荷（定在波と同一周波数の電気信号）を生じさせ、その電気信号は他方の櫛歯状電極１３の電極指１３ｂによって取り出される。このようにして、ＳＡＷ素子１は、共振子もしくはフィルタとして機能する。
【００３９】
しかし、ＳＡＷ素子１０１においては、その温度が上昇すると、圧電基板３における弾性波の伝搬速度が遅くなり、また、電極指間ギャップが大きくなる。その結果、共振周波数が低くなり、所望の特性が得られないおそれがある。
【００４０】
図３（ｂ）は、第２の比較例のＳＡＷ素子２０１の作用を説明する断面図である。ＳＡＷ素子２０１は、第１の実施形態のＳＡＷ素子１において絶縁膜９がない状態のものとなっている。換言すれば、第１の比較例のＳＡＷ素子１０１に保護層１１を付加したものとなっている。
【００４１】
ＳＡＷ素子２０１においては、保護層１１が設けられていることから、矢印ｙ３によって示すように、誘起されるＳＡＷは、圧電基板３だけでなく、保護層１１においても伝搬する。ここで、上述のように、保護層１１は、温度が上昇すると弾性波の伝搬速度が速くなる材料、例えば、ＳｉＯ２等の酸化珪素によって形成されている。従って、圧電基板３および保護層１１を伝搬するＳＡＷ全体としては、温度上昇による速度の変化が抑制されることになる。すなわち、保護層１１によって、温度上昇による圧電基板３の特性変化が補償される。
【００４２】
しかし、ＩＤＴ５がＡｌもしくはＡｌ合金で形成され、保護層１１がＳｉＯ２で形成された場合においては、ＩＤＴ５と保護層１１とで音響的な性質が近似し、電極指１３ｂと電極指間ギャップとの境界が音響的に曖昧になる。換言すれば、電極指１３ｂと電極指間ギャップとの境界における反射係数が低下する。その結果、図３（ｂ）において図３（ａ）の矢印ｙ２よりも小さい矢印ｙ４によって示すように、ＳＡＷの反射波が十分に得られず、所望の特性が得られないおそれがある。
【００４３】
図３（ｃ）は、第１の実施形態のＳＡＷ素子１の作用を説明する断面図である。
【００４４】
ＳＡＷ素子１は、保護層１１を有していることから、第２の比較例のＳＡＷ素子２０１と同様に、温度特性の補償効果が得られる。また、ＳＡＷ素子１は、絶縁膜９を有し、絶縁膜９は、ＩＤＴ５の材料よりも保護層１１の材料との音響インピーダンスの差が大きい材料によって形成されている。従って、電極指１３ｂと電極指間ギャップとの境界位置における反射係数が高くなる。その結果、矢印ｙ２によって示すように、ＳＡＷの反射波を十分に得ることが可能となる。
【００４５】
また、絶縁膜９の材料が、弾性波の伝搬速度が遅いものであると、振動分布が絶縁膜９に集中しやすくなり、実効的に反射係数が高くなる。なお、保護層１１およびＩＤＴ５を形成する材料よりも音響インピーダンスが小さい材料よりも、大きい材料の方が、保護層１１およびＩＤＴ５を形成する材料よりも弾性波の伝搬速度が遅いという条件を満たしやすく、材料の選定が容易である。
【００４６】
（絶縁膜をＩＤＴの上に設けた場合との比較）
図４は、第３の比較例の構成を示す図１（ｂ）に相当する断面図である。
【００４７】
第３の比較例では、絶縁膜９と、ＩＤＴ５（および反射器７）との上下関係が逆になっている。それ以外は、第３の比較例と第１の実施形態とは概ね同様である。第３の比較例においても、図３（ｃ）を参照して説明した第１の実施形態と同様の効果が奏される。すなわち、保護層１１によって温度補償の効果を得るとともに、絶縁膜９によって反射係数を高くすることができる。
【００４８】
そこで、第１の実施形態および第３の比較例のＳＡＷ素子に対して具体的な材料および寸法を設定し、その挙動についてシミュレーション計算を行い、両者の特性の相違を調べた。具体的には、以下のとおりである。
【００４９】
シミュレーション計算では、第１の実施形態（実施例）および第３の比較例に共通して、以下の条件を仮定した。なお、以下において、λは、共振させたいＳＡＷの波長であり、概ね電極指１３ｂのピッチの２倍である。
圧電基板３：１２６°Ｙ−ＸカットのＬｉＮｂＯ３基板
ＩＤＴ５：
材料：Ａｌ
厚みｅ：０．０８λ
絶縁膜９：
材料：Ｔａ２Ｏ５
厚みｔ：種々変化させた。
保護層１１：
材料：ＳｉＯ２
厚みＴ：０．３３λ
【００５０】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、シミュレーション結果を示すグラフである。
【００５１】
図５（ａ）および図５（ｂ）において、横軸は絶縁膜９の正規化厚みｔ／λを示している。図５（ａ）において縦軸は電気機械結合係数Ｋ２を示している。図５（ｂ）において縦軸は電極指１３ｂの１本当たりの反射係数Γを示している。図５（ａ）および図５（ｂ）において、線Ｌｃは、第３の比較例の特性を示し、線Ｌｐは、実施例の特性を示している。
【００５２】
図５（ａ）に示されるように、実施例は、第３の比較例に比較して、電気機械結合係数Ｋ２が小さかった。従って、狭帯域のフィルタには、第３の比較例よりも実施例が適している。なお、反射係数Γについては、第３の比較例よりも実施例が小さくなった。
【００５３】
次に、シミュレーション結果に基づいて、周波数温度係数（ＴＣＦ：Temperature Coefficient of Frequency）の相違を調査した。
【００５４】
図６（ａ）は、ＴＣＦの算出方法を説明する図である。図６（ａ）において、横軸は周波数ｆを示し、縦軸は電気的なインピーダンスの絶対値｜Ｚｅ｜を示している。線Ｌ２５は、温度が２５℃のときのＳＡＷ素子（実施例もしくは比較例）の特性を示し、線Ｌ８５は、温度が８５℃のときのＳＡＷ素子の特性を示している。
【００５５】
一般に知られているように、｜Ｚｅ｜は、共振周波数ｆｒ（２５℃ではｆｒ２５、８５℃ではｆｒ８５）において極小値をとり、反共振周波数ｆａ（２５℃ではｆａ２５、８５℃ではｆａ８５）において極大値をとる。また、共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａは、温度変化に応じて変化する。そこで、共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａのＴＣＦを下記式によって算出した。
ＴＣＦ＝（ｆｒ８５−ｆｒ２５）／（ｆｒ２５×（８５−２５））×１０６
ＴＣＦ＝（ｆａ８５−ｆａ２５）／（ｆａ２５×（８５−２５））×１０６
【００５６】
図６（ｂ）は、ＴＣＦの計算結果を示す図である。
【００５７】
図６（ｂ）において、横軸は絶縁膜９の正規化厚みｔ／λを示し、縦軸はＴＣＦを示している。線Ｌｐｒおよび線Ｌｐａは、それぞれ実施例の共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａのＴＣＦを示し、線Ｌｃｒおよび線Ｌｃａは、それぞれ第３の比較例の共振周波数ｆｒおよび反共振周波数ｆａのＴＣＦを示している。
【００５８】
この図に示されるように、共振周波数ｆｒのＴＣＦと、反共振周波数ｆａのＴＣＦとは異なっている。そして、その差については、図６（ｂ）に示す範囲において、実施例における差Ｄｐのほうが第３の比較例における差Ｄｃよりも小さい。
【００５９】
従って、実施例は、比較例に比較して、温度変化によるフィルタ特性の変化が抑制されると期待される。例えば、ラダー型ＳＡＷフィルタを例にとると、以下のとおりである。
【００６０】
図７は、ラダー型ＳＡＷフィルタ２７を示す模式図である。
【００６１】
ラダー型ＳＡＷフィルタ２７は、直列に接続された複数の直列共振子１Ｓと、複数の直列共振子１Ｓに対して並列に接続された複数の並列共振子１Ｐとを有している。直列共振子１Ｓおよび並列共振子１Ｐは、図１に例示したＳＡＷ素子１と同様に、１ポートＳＡＷ共振子である。
【００６２】
図８（ａ）および図８（ｂ）は、ラダー型ＳＡＷフィルタ２７の特性を示す図であり、図８（ａ）は実施例のＳＡＷ素子を用いた場合に対応し、図８（ｂ）は第３の比較例のＳＡＷ素子を用いた場合に対応している。
【００６３】
図８（ａ）および図８（ｂ）において、横軸は周波数ｆを示しており、縦軸は電気的なインピーダンスの絶対値｜Ｚｅ｜（図の下方）および通過特性Ｓ（図の上方）を示している。また、図８（ａ）および図８（ｂ）において、線Ｌ２５−ＳおよびＬ８５−Ｓは、それぞれ直列共振子１Ｓの２５℃および８５℃における｜Ｚｅ｜を示し、線Ｌ２５−ＰおよびＬ８５−Ｐは、それぞれ並列共振子１Ｐの２５℃および８５℃における｜Ｚｅ｜を示し、線Ｌｎ２５およびＬｎ８５は、それぞれラダー型ＳＡＷフィルタ２７の２５℃および８５℃における通過特性Ｓを示している。
【００６４】
直列共振子１Ｓおよび並列共振子１Ｐは、例えば、図８（ａ）または図８（ｂ）の線Ｌ２５−ＳおよびＬ２５−Ｐによって示されるように、２５℃において、直列共振子１Ｓの共振周波数ｆｒ２５−Ｓに並列共振子１Ｐの反共振周波数ｆａ２５−Ｐを一致させるように構成される（線Ｌｉ参照）。従って、入力端子２９Ｉ（図７）に入力された信号のうち、共振周波数ｆｒ２５−Ｓと同等の周波数を有する成分は、並列共振子１Ｐによってグランドに短絡されることなく、直列共振子１Ｓを通過して、出力端子２９Ｏ（図７）に到達する。
【００６５】
そして、８５℃になると、線Ｌ８５−ＳおよびＬ８５−Ｐによって示されるように、直列共振子１Ｓおよび並列共振子１Ｐの共振周波数および反共振周波数の値は、２５℃のときの値からずれる。このとき、図６（ａ）および図６（ｂ）を参照して説明したように、共振周波数および反共振周波数は温度に対する変化量（ＴＣＦ）が互いに異なるから、８５℃において、直列共振子１Ｓの共振周波数ｆｒ８５−Ｓと並列共振子１Ｐの反共振周波数ｆａ８５−Ｐとは一致しなくなる（線Ｌｊ参照）。
【００６６】
ここで、上述したように、実施例は第３の比較例に比較してＴＣＦが小さいことから、共振周波数ｆｒ８５−Ｓと反共振周波数ｆａ８５−Ｐとのずれ量は比較的小さく、図８（ａ）において線Ｌｎ２５およびＬｎ８５によって示されるように、通過特性Ｓは２５℃と８５℃とでさほど変わらない。
【００６７】
その一方、第３の比較例では、共振周波数ｆｒ８５−Ｓと反共振周波数ｆａ８５−Ｐとのずれ量が比較的大きく、図８（ｂ）において線Ｌｎ２５およびＬｎ８５によって示されるように、通過特性Ｓは２５℃と８５℃とで相違する。具体的には、領域Ａｒにおいて示されるように、８５℃では、通過させるべき信号の一部が並列共振子１Ｐを介してグランドへ流れてしまい、通過損失が生じる。
【００６８】
（絶縁膜の好ましい厚み）
図６（ｂ）において、実施例に関して、反共振周波数ｆａのＴＣＦを示す線Ｌｐａと、共振周波数ｆｒのＴＣＦを示す線Ｌｐｒとは、いずれも直線的に伸び、また、絶縁膜の厚みｔ／λが大きくなると互いに近づく。すなわち、反共振周波数ｆａと共振周波数ｆｒのＴＣＦの差は小さくなる。そして、線Ｌｐａと線Ｌｐｒとは、厚みｔ／λが０．０９４５になると互いに交差して、ＴＣＦの差は０となる。さらに絶縁膜の厚みｔ／λが大きくなると、線ＬｐａとＬｐｒは互いに離れていく。すなわち、ＴＣＦの差は大きくなる。
【００６９】
また、厚みｔ／λが０．０１では、ＴＣＦの差は１０ｐｐｍ／℃未満である。特に図示しないが、厚みｔ／λを０．０９４５よりも大きくしたときに、ＴＣＦの差が１０ｐｐｍ／℃となるのは、厚みｔ／λが０．１７のときである。一方、ＴＣＦの差が１０ｐｐｍ／℃程度であれば、ＳＡＷ素子は好適に利用されるものと考えられる。なお、第３の比較例は、図６（ｂ）の範囲においてＴＣＦの差が概ね１０ｐｐｍ／℃程度である。
【００７０】
以上のことから、ＴＣＦの観点からは、絶縁膜９の厚みｔ／λは、０．０１以上０．１７以下が好ましく、より好適には、０．０９４５付近（例えば０．０９４５±０．０１）である。
【００７１】
（ＳＡＷ装置の構成）
図９は、本実施形態に係るＳＡＷ装置５１を示す断面図である。
【００７２】
ＳＡＷ装置５１は、例えば、フィルタもしくはデュプレクサを構成している。ＳＡＷ装置５１は、ＳＡＷ素子３１と、ＳＡＷ素子３１が実装される回路基板５３とを有している。
【００７３】
ＳＡＷ素子３１は、例えば、いわゆるウェハレベルパッケージのＳＡＷ素子として構成されている。ＳＡＷ素子３１は、上述したＳＡＷ素子１と、ＳＡＷ素子１の上面３ａ側を覆うカバー３３と、圧電基板３のＳＡＷ素子１とは反対側を覆う裏面部３７とを有している。
【００７４】
カバー３３は、樹脂等によって構成されており、ＳＡＷ素子１の上面３ａ側に振動空間３３ａを構成している。図９では図示を省略するが、ＩＤＴ５および反射器７は、振動空間３３ａ内において上面３ａに設けられている。振動空間３３ａによってＳＡＷの伝搬（上面３ａの振動）が容易化されている。裏面部３７は、例えば、特に図示しないが、温度変化等によって圧電基板３表面にチャージされた電荷を放電するための裏面電極と当該裏面電極を覆う絶縁層とを有している。
【００７５】
ＳＡＷ素子１は、不図示の配線を介してＩＤＴ５と接続されたパッド３５を上面３ａに有している。パッド３５は、カバー３３に開口が形成されることによってＳＡＷ素子１の上方（ｚ方向正側）に露出している。
【００７６】
回路基板５３は、例えば、いわゆるリジッド式のプリント配線基板によって構成されている。回路基板５３の実装面５３ａには、実装用パッド５５が形成されている。
【００７７】
ＳＡＷ素子３１は、カバー３３側を実装面５３ａに対向させて配置される。そして、パッド３５と実装用パッド５５は、半田５７によって接着される。その後、ＳＡＷ素子３１は封止樹脂５９によって封止される。
【００７８】
なお、回路基板５３は、例えば、マザーボードを構成するものであってもよいし、ＳＡＷ素子１をパッケージ化して他の回路基板に実装するためのものであってもよい。また、回路基板５３には、ＳＡＷ素子３１以外の電子素子がＳＡＷ素子３１と共に実装されてもよい。
【００７９】
＜第２の実施形態＞
図１０（ａ）は、第２の実施形態に係るＳＡＷ素子３０１を示す平面図である。
【００８０】
ＳＡＷ素子３０１のＩＤＴ３０５は、第１の実施形態のＩＤＴ５と同様に、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金からなり、一対の櫛歯状電極３１３を有している。また、各櫛歯状電極３１３は、第１の実施形態の櫛歯状電極１３と同様に、バスバー３１３ａと複数の電極指３１３ｂとを有している。
【００８１】
さらに、各櫛歯状電極３１３は、複数の電極指３１３ｂ間においてバスバー３１３ａから他方の櫛歯状電極３１３のバスバー３１３ａ側へ向かって延びる複数のダミー電極３１３ｃを有している。各櫛歯状電極３１３の複数のダミー電極３１３ｃは、その先端が他方の櫛歯状電極３１３の複数の電極指３１３ｂの先端と先端ギャップＧ１を介して対向している。ダミー電極３１３ｃの幅（ｘ方向の大きさ）は、例えば、電極指３１３ｂの幅と同等である。先端ギャップＧ１の長さ（ｙ方向の大きさ）は、例えば、半波長（λ／２）程度である。
【００８２】
ＩＤＴ３０５は、いわゆるアポダイズが施されている。すなわち、複数の電極指３１３ｂの長さがｘ方向の位置に応じて変化することによって、一対の櫛歯状電極３１３の複数の電極指３１３ｂが交差する範囲（交差範囲Ｒ１）のｙ方向の幅Ｗは、ｘ方向の位置に応じて変化している。図１０（ａ）では、ＩＤＴ５のｘ方向の中央において幅Ｗが大きくなり、ｘ方向の両側において幅Ｗが小さくなる場合を例示している。複数のダミー電極３１３ｃは、複数の先端ギャップＧ１の長さが互いに概ね同一となるように、幅Ｗの変化に対応して互いに長さが異なっている。なお、ＩＤＴ３０５は、アポダイズが施されないものであってもよい。
【００８３】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の領域Ｘbにおける斜視図である。なお、同図は、保護層１１を透視して示されている。
【００８４】
上面３ａとＩＤＴ３０５との間および上面３ａと反射器７との間には、第１の実施形態と同様に、絶縁膜９が設けられている。絶縁膜９は、バスバー３１３ａ（図１０（ｂ）では不図示）および電極指３１３ｂの配置領域だけでなく、ダミー電極３１３ｃの配置領域にも設けられている。絶縁膜９のうち、バスバー対応部からＳＡＷの伝搬方向に直交する方向に延び、ダミー電極３１３ｃが重なる部分がダミー電極対応部９ｃである。さらに、ＳＡＷ素子３０１においては、先端ギャップＧ１においても絶縁膜９が設けられている。絶縁膜９のうち、先端ギャップＧ１に位置する部分がギャップ対応部９ｇである。
【００８５】
第１の実施形態においては、絶縁膜９は、ＩＤＴ５に対応して１対の櫛歯状部分（１対の櫛歯状電極対応部９ｗ）を含んでいたのに対して、第２の実施形態においては、絶縁膜９は、ＩＤＴ５に対応して反射器７の形状のような格子状部分を含んでいる。ただし、いずれの絶縁膜９も、複数の電極指に重なる、短手方向に配列された複数の長尺状部分（電極指対応部９ｂ等）を含むことに変わりは無い。ギャップ対応部９ｇの幅（ｘ方向）は、例えば、電極指３１３ｂおよびダミー電極３１３ｃの幅と同等である。
【００８６】
このようなＳＡＷ素子３０１は、例えば、付加層１７および導電層１５（図２（ａ））を一のマスクを用いて共にエッチングするのではなく、付加層１７をエッチングした後に導電層１５を成膜し、エッチングすることによって作製できる。
【００８７】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、絶縁膜９によってＩＤＴ５および反射器７の配置位置における反射係数を向上させることができる。さらに、先端ギャップＧ１にも絶縁膜９が位置していることから、先端ギャップＧ１におけるＳＡＷの散乱が抑制され、ひいては、ＳＡＷの伝搬損失を抑制することができる。当該効果は特に、先端ギャップＧ１の位置がｙ方向において変化するＩＤＴ、例えば、交差範囲の幅が変化するＩＤＴおよび交差範囲がＳＡＷの伝搬方向に対して斜めに傾斜するＩＤＴにおいて有効である。
【００８８】
なお、図４に示した第３の比較例においても、絶縁膜９が先端ギャップＧ１に位置するように絶縁膜９を形成することが考えられる。ただし、この場合、絶縁膜９の先端ギャップＧ１に位置する部分は、圧電基板３の上面３ａ上に位置するから、当該部分と絶縁膜９のＩＤＴ５上に位置する部分との間に段差が生じ、その段差に起因する伝搬損失が生じるおそれがある。一方、第２の実施形態においては、そのような段差は生じない。
【００８９】
＜第３の実施形態＞
図１１（ａ）は、第３の実施形態に係るＳＡＷ素子４０１を示す平面図である。
【００９０】
ＳＡＷ素子４０１のＩＤＴ５は、第１の実施形態のＩＤＴ５と同様である。すなわち、第２の実施形態において示したダミー電極３１３ｃは設けられていない。そして、各櫛歯状電極１３の複数の電極指１３ｂの先端は、複数の先端ギャップＧ２を介して他方の櫛歯状電極１３のバスバー１３ａと対向している。なお、先端ギャップＧ２は、電極指の先端前方における１対の櫛歯状電極間の隙間である点で第２の実施形態の先端ギャップＧ１と共通している。ＩＤＴ５は、第２の実施形態と同様に、アポダイズが施されたものであってもよい。
【００９１】
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の領域ＸＩｂにおける斜視図である。なお、同図は、保護層１１を透視して示されている。
【００９２】
上面３ａとＩＤＴ５との間および上面３ａと反射器７との間には、第１の実施形態と同様に、絶縁膜９が設けられている。さらに、絶縁膜９は、ＩＤＴ５と重なる領域だけでなく、先端ギャップＧ２においても設けられている（ギャップ対応部９ｇを有している。）。換言すれば、絶縁膜９は、第２の実施形態と同様に、ＩＤＴ５に対応して、反射器７の形状のような格子状部分を有している。
【００９３】
以上の第３の実施形態によれば、絶縁膜９が設けられていることによって、第１の実施形態と同様に、反射係数を高くすることができる効果が奏される。また、絶縁膜９がギャップ対応部９ｇを有することによって、第２の実施形態と同様に、先端ギャップＧ２におけるＳＡＷの散乱抑制が図られる。
【００９４】
ＳＡＷ素子４０１は、上記の説明のように、第１の実施形態において絶縁膜９の形状を変えたものと捉えることができるが、第２の実施形態においてダミー電極３１３ｃを無くしたものと捉えることもできる。第２の実施形態では、交差範囲Ｒ１、先端ギャップＧ１およびダミー電極３１３ｃの配置領域でＳＡＷの速度が異なり、速度の不連続性が発生する。これに対し、第３の実施形態は、ダミー電極３１３ｃが無くされたことから、速度の不連続部分の数が減る。その結果、速度の不連続部分におけるＳＡＷの散乱が抑制されることが期待される。
【００９５】
＜第４の実施形態＞
図１２（ａ）は、第４の実施形態に係るＳＡＷ素子５０１を示す平面図である。
【００９６】
ＳＡＷ素子５０１のＩＤＴ５０５は、第２の実施形態と同様に、ダミー電極５１３ｃを有するものであり、かつ第１の実施形態と同様に、アポダイズが施されていないものである。ただし、ＩＤＴ５０５は、第２の実施形態と同様に、アポダイズが施されたものであってもよい。
【００９７】
図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の領域ＸＩＩｂにおける斜視図である。なお、同図は、保護層１１を透視して示されている。
【００９８】
上面３ａとＩＤＴ５０５（および反射器７）との間には、他の実施形態と同様に、絶縁膜９が設けられている。さらに、絶縁膜９は、同一の櫛歯状電極５１３に属するダミー電極５１３ｃおよび電極指５１３ｂであって、互いに隣接するもの同士の間の側方ギャップＧ３においても設けられている。例えば、絶縁膜９は、平面視において側方ギャップＧ３を完全に埋めている。
【００９９】
以上の第４の実施形態によれば、絶縁膜９が設けられていることによって、第１の実施形態と同様に、反射係数を高くすることができる効果が奏される。さらに、第４の実施形態では、複数の電極指５１３ｂの交差領域を伝搬するＳＡＷと、ダミー電極５１３ｂおよび側方ギャップＧ３の領域を伝搬するＳＡＷとの速度差が大きくなり、交差領域におけるＳＡＷの閉じ込め効果が高まることが期待される。その結果、損失が抑制されることが期待される。
【０１００】
上記の実施形態は、適宜に組み合わされて実施されてよい。例えば、第４の実施形態において、ＩＤＴは、第１の実施形態のようにダミー電極が無い構成のＩＤＴ５とされてもよい。また、第４の実施形態において、絶縁膜は、第２の実施形態のように先端ギャップＧ１に位置する部分を有していてもよい。
【０１０１】
なお、第１および第４の実施形態における電極指対応部９ｂ、第２の実施形態における、電極指対応部９ｂ、ダミー電極対応部９ｃおよびギャップ対応部９ｇ、ならびに第３の実施形態における電極指対応部９ｂおよびギャップ対応部９ｇは絶縁膜の長尺状部分の一例である。
【０１０２】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【０１０３】
弾性波素子は、（狭義の）ＳＡＷ素子に限定されない。例えば、絶縁層（１１）の厚さが比較的大きい（例えば０．５λ〜２λ）、いわゆる弾性境界波素子（ただし、広義のＳＡＷ素子に含まれる。）であってもよい。なお、弾性境界波素子においては、振動空間（３３ａ）の形成は不要である。
【０１０４】
また、弾性波素子は、ウェハレベルパッケージのものに限定されない。例えば、ＳＡＷ素子は、ＳＡＷ素子１（保護層１１）と回路基板５３の実装面５３ａとの隙間によって振動空間が形成されるものであってもよい。また、弾性波素子は、ウェハレベルパッケージのものである場合において、カバーを貫通する端子を有するものであってもよい。
【０１０５】
また、弾性波素子は、保護層を有さないものであってもよい。この場合であっても、反射係数を規定する材料を、導電性材料だけでなく、絶縁性材料から選択することができ、設計の自由度が向上する効果が奏される。
【０１０６】
絶縁膜は、ＩＤＴおよび反射器の全面に亘って設けられることが好ましい。ただし、絶縁膜は、電極指のみに設けられるなど、ＩＤＴ等の一部にのみ設けられてもよい。また、絶縁膜は、平面視においてその縁部がＩＤＴおよび反射器の縁部よりも外側に位置していてもよいし、内側に位置していてもよい。また、絶縁膜は、上面が下面よりも狭くなった形状、換言すれば、断面形状がテーパ状（台形）に形成されてもよいし、上面が下面よりも広くなっていてもよい。絶縁膜は、１層からなるものに限定されず、２層以上の多層構造とされてもよい。
【０１０７】
圧電基板３は、１２８°±１０°Ｙ−ＸカットのＬｉＮｂＯ３基板の他にも、例えば、３８．７°±Ｙ−ＸカットのＬｉＴaＯ３などを用いることができる。
【０１０８】
反射器は、導電性を有している必要は無いから、絶縁膜のみによって形成されてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１…ＳＡＷ素子（弾性波素子）、３…基板（圧電基板）、３ａ…上面、５…ＩＤＴ、９…絶縁膜、１１…保護層。
【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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