(57)【要約】【課題】電極指の劣化を抑制すること。【解決手段】タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であり、２０μｍ以下の厚さを有する圧電基板と、上面が前記圧電基板の下面と接合された、酸化シリコンを主成分とするガラス基板である支持基板と、前記圧電基板の上面に設けられ、弾性波を励振し、Ｃｒ、ＭｏおよびＷの少なくとも１つを主成分とする金属膜を備える電極指と、を具備する弾性波共振器。【選択図】図２
2019009641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であり、２０μｍ以下の厚さを有する圧電基板と、
上面が前記圧電基板の下面と接合された、酸化シリコンを主成分とするガラス基板である支持基板と、
前記圧電基板の上面に設けられ、弾性波を励振し、Ｃｒ、ＭｏおよびＷの少なくとも１つを主成分とする金属膜を備える複数の電極指と、
を具備する弾性波共振器。
【請求項２】
タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であり、２０μｍ以下の厚さを有する圧電基板と、
上面が前記圧電基板の下面と接合された、サファイア基板または結晶化された酸化シリコン基板である支持基板と、
前記圧電基板の上面に設けられ、弾性波を励振し、Ｒｕ、Ｒｈ、ＰｔおよびＴｉの少なくとも１つを主成分とする金属膜を備える複数の電極指と、
を具備する弾性波共振器。
【請求項３】
前記複数の電極指は前記圧電基板のＸ軸方向に配列されている請求項１または２記載の弾性波共振器。
【請求項４】
前記金属膜の厚さは前記弾性波の波長の０．１倍以上である請求項１から３のいずれか一項記載の弾性波共振器。
【請求項５】
タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であり、２０μｍ以下の厚さを有する圧電基板と、
上面が前記圧電基板の下面と接合され、前記圧電基板のＸ軸方向の線熱膨張係数より小さい線熱膨張係数を有する支持基板と、
前記圧電基板の上面に設けられ、Ｘ軸方向に配列され弾性波を励振し、前記弾性波の波長の０．１倍以上の厚さと前記圧電基板のＸ軸方向の線熱膨張係数より低い線熱膨張係数とを有する金属膜を備える複数の電極指と、
を具備する弾性波共振器。
【請求項６】
前記支持基板は、サファイア基板、結晶化された酸化シリコン基板、または酸化シリコンを主成分とするガラス基板であり、前記金属膜の線熱膨張係数は１２ｐｐｍ／℃以下である請求項５記載の弾性波共振器。
【請求項７】
前記支持基板は、サファイア基板、結晶化された酸化シリコン基板、または酸化シリコンを主成分とするガラス基板であり、前記金属膜はＲｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷの少なくとも１つを主成分とする請求項５記載の弾性波共振器。
【請求項８】
前記金属膜は、前記圧電基板に接している請求項１から７のいずれか一項に記載の弾性波共振器。
【請求項９】
圧電基板と、
上面が前記圧電基板の下面と接合され、前記圧電基板の線熱膨張係数より小さい線熱膨張係数を有する支持基板と、
前記圧電基板上に形成され、弾性波を励振する複数の電極指と前記複数の電極指を接続するバスバーとを有し、前記圧電基板の線熱膨張係数より小さい第１金属膜を備える一対の櫛型電極と、
を具備し、
一方の櫛型電極の前記複数の電極指と他方の櫛型電極のバスバーとの間に位置するギャップ領域内の前記圧電基板の上面に設けられ、前記一対の櫛型電極とは接続されておらず、前記圧電基板の線熱膨張係数より小さい線熱膨張係数を有する第２金属膜を備える付加膜と、
を具備する弾性波共振器。
【請求項１０】
前記圧電基板は、２０μｍ以下の膜厚を有するタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であり、
前記支持基板は、サファイア基板、結晶化された酸化シリコン基板、または酸化シリコンを主成分とするガラス基板であり、
前記複数の電極指は前記圧電基板のＸ軸方向に配列されており、
前記第１金属膜および前記第２金属膜の線熱膨張係数は１２ｐｐｍ／℃以下である請求項９記載の弾性波共振器。
【請求項１１】
前記第１金属膜と前記第２金属膜とは同じ材料からなる請求項９または１０記載の弾性波共振器。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項記載の弾性波共振器を含むフィルタ。
【請求項１３】
請求項１２記載のフィルタを含むマルチプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサに関し、例えば支持基板に接合された圧電基板を有する弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話を代表とする高周波通信用システムにおいて、通信に使用する周波数帯以外の不要な信号を除去するために、高周波フィルタ等が用いられている。高周波フィルタ等には、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface acoustic wave）共振器等の弾性波共振器が用いられている。ＳＡＷ共振器においては、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）基板またはニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板等の圧電基板上に金属膜からなる電極指を形成されている。圧電基板の熱膨張や圧電基板の弾性率の温度変化に起因する周波数の変化を抑制するため圧電基板を圧電基板より線熱膨張係数の小さい支持基板に接合することが知られている（例えば特許文献１から７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４３３５９号公報
【特許文献２】国際公開２０１４／１２９４３２号
【特許文献３】国際公開２０１４／１５６５０７号
【特許文献４】特開２００５−６５０５０号公報
【特許文献５】特開平６−３２６５５３号公報
【特許文献６】国際公開２０１１／０４６１１７号
【特許文献７】特開２０１６−１３６７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
線熱膨張係数の小さな支持基板に圧電基板を貼り付けることで、温度変化に起因する周波数の変化を抑制できる。しかしながら、電極指が圧電基板から剥がれる等の電極指の劣化が生じることがある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、電極指の劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であり、２０μｍ以下の厚さを有する圧電基板と、上面が前記圧電基板の下面と接合された、酸化シリコンを主成分とするガラス基板である支持基板と、前記圧電基板の上面に設けられ、弾性波を励振し、Ｃｒ、ＭｏおよびＷの少なくとも１つを主成分とする金属膜を備える複数の電極指と、を具備する弾性波共振器である。
【０００７】
本発明は、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であり、２０μｍ以下の厚さを有する圧電基板と、上面が前記圧電基板の下面と接合された、サファイア基板または結晶化された酸化シリコン基板である支持基板と、前記圧電基板の上面に設けられ、弾性波を励振し、Ｒｕ、Ｒｈ、ＰｔおよびＴｉの少なくとも１つを主成分とする金属膜を備える複数の電極指と、を具備する弾性波共振器である。
【０００８】
上記構成において、前記複数の電極指は前記圧電基板のＸ軸方向に配列されている構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記金属膜の厚さは前記弾性波の波長の０．１倍以上である構成とすることができる。
【００１０】
本発明は、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であり、２０μｍ以下の厚さを有する圧電基板と、上面が前記圧電基板の下面と接合され、前記圧電基板のＸ軸方向の線熱膨張係数より小さい線熱膨張係数を有する支持基板と、前記圧電基板の上面に設けられ、Ｘ軸方向に配列され弾性波を励振し、前記弾性波の波長の０．１倍以上の厚さと前記圧電基板のＸ軸方向の線熱膨張係数より低い線熱膨張係数とを有する金属膜を備える複数の電極指と、を具備する弾性波共振器である。
【００１１】
上記構成において、前記支持基板は、サファイア基板、結晶化された酸化シリコン基板、または酸化シリコンを主成分とするガラス基板であり、前記金属膜の線熱膨張係数は１２ｐｐｍ／℃以下である構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記支持基板は、サファイア基板、結晶化された酸化シリコン基板、または酸化シリコンを主成分とするガラス基板であり、前記金属膜はＲｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷの少なくとも１つを主成分とする構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記金属膜は、前記圧電基板に接している構成とすることができる。
【００１４】
本発明は、圧電基板と、上面が前記圧電基板の下面と接合され、前記圧電基板の線熱膨張係数より小さい線熱膨張係数を有する支持基板と、前記圧電基板上に形成され、弾性波を励振する複数の電極指と前記複数の電極指を接続するバスバーとを有し、前記圧電基板の線熱膨張係数より小さい第１金属膜を備える一対の櫛型電極と、を具備し、一方の櫛型電極の前記複数の電極指と他方の櫛型電極のバスバーとの間に位置するギャップ領域内の前記圧電基板の上面に設けられ、前記一対の櫛型電極とは接続されておらず、前記圧電基板の線熱膨張係数より小さい線熱膨張係数を有する第２金属膜を備える付加膜と、を具備する弾性波共振器である。
【００１５】
上記構成において、前記圧電基板は、２０μｍ以下の膜厚を有するタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であり、前記支持基板は、サファイア基板、結晶化された酸化シリコン基板、または酸化シリコンを主成分とするガラス基板であり、前記複数の電極指は前記圧電基板のＸ軸方向に配列されており、前記第１金属膜および前記第２金属膜の線熱膨張係数は１２ｐｐｍ／℃以下である構成とすることができる。
【００１６】
上記構成において、前記第１金属膜と前記第２金属膜とは同じ材料からなる構成とすることができる。
【００１７】
本発明は、上記弾性波共振器を含むフィルタである。
【００１８】
本発明は、上記フィルタを含むマルチプレクサである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電極指の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は、実施例１に係る弾性波共振器の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２は、厚さＴ２に対する圧電基板の上面における熱膨張係数を示す図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、弾性波共振器の断面図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施例１に係る弾性波共振器の断面図である。
【図５】図５は、Ｙ方向に対する弾性波の変位を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、実施例２に係る弾性波共振器の平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、ギャップ領域の断面図である。
【図７】図７（ａ）は、実施例２の変形例１に係る弾性波共振器の平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、ギャップ領域の断面図である。
【図８】図８（ａ）から図８（ｃ）は、実施例３に係る弾性波共振器の断面図である。
【図９】図９は、実施例３の変形例１に係る弾性波共振器の断面図である。
【図１０】図１０は、弾性波共振器の断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、実施例４に係るフィルタの回路図、図１１（ｂ）は実施例４の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照し実施例について説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１（ａ）は、実施例１に係る弾性波共振器の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、基板１０は、支持基板１０ａと圧電基板１０ｂを有している。支持基板１０ａの上面に圧電基板１０ｂの下面が接合されている。圧電基板１０ｂは支持基板１０ａ上に例えば数ｎｍ以下のアモルファス層を介し直接接合されていてもよい。また、圧電基板１０ｂは支持基板１０ａ上に接着剤等を介し接合されていてもよい。
【００２３】
圧電基板１０ｂの上面にＩＤＴ２１および反射器２２形成されている。ＩＤＴ２１および反射器２２は、圧電基板１０ｂに形成された金属膜１２により形成される。ＩＤＴ２１は、対向する一対の櫛型電極２０を備える。櫛型電極２０は、複数の電極指１４と、複数の電極指１４が接続されたバスバー１８を備える。複数の電極指１４は、グレーティング電極を形成する。一対の櫛型電極２０は、電極指１４がほぼ互い違いとなるように、対向して設けられている。支持基板１０ａ、圧電基板１０ｂおよび金属膜１２の厚さをそれぞれＴ１、Ｔ２およびＴ３とする。
【００２４】
一対の櫛型電極２０の電極指１４が交叉する領域が交叉領域１５である。交叉領域１５において電極指１４が励振する弾性波は、主に電極指１４の配列方向に伝搬する。同一の櫛形電極２０の電極指１４の周期がほぼ弾性波の波長λとなる。すなわち、ＩＤＴ２１のＸ方向の幅を電極指１４の対数で除した値がほぼ弾性波の波長となる。一方の櫛型電極２０の電極指１４の先端と他方の櫛型電極２０のバスバー１８との間の領域がギャップ領域１７である。ダミー電極指が設けられている場合、ギャップ領域は電極指の先端とダミー電極指の先端の間の領域である。弾性波の伝搬方向をＸ方向、伝搬方向に直交する方向をＹ方向、基板１０の法線方向をＺ方向とする。Ｘ方向およびＹ方向は、圧電基板１０ｂの結晶方位のＸ軸方向およびＹ軸方向とは必ずしも対応しない。
【００２５】
支持基板１０ａに用いられる基板の線熱膨張係数を示す。
サファイア、水晶（例えばＳＴカット、ＡＴカット）：約８ｐｐｍ／℃
石英、低熱膨張ガラス：約０．５ｐｐｍ／℃
水晶は結晶化された酸化シリコン（ＳｉＯ２）である。そこで、水晶基板を結晶化した酸化シリコン基板という。石英は石英ガラスであり、低熱膨張ガラスは酸化シリコンを５０重量％以上含み、水晶基板より線熱膨張係数が小さいガラスである。石英基板および低熱膨張ガラス基板を酸化シリコンを主成分とするガラス基板という。ガラスは少なくとも一部が非晶質となっている。サファイアは結晶化された酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）である。
【００２６】
圧電基板１０ｂに用いられる基板の線熱膨張係数を示す。
タンタル酸リチウム（Ｘ軸方向）：約１７ｐｐｍ／℃
ニオブ酸リチウム（Ｘ軸方向）：約１６ｐｐｍ／℃
タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウムとしては、回転ＹカットＸ伝搬基板が用いられる。回転ＹカットＸ伝搬基板では、電極指１４が配列する方向（すなわち弾性波が伝搬する方向）がＸ軸方向（結晶方位のＸ軸の方向）である。
【００２７】
上記の支持基板１０ａおよび圧電基板１０ｂを用いたときの圧電基板１０ｂの上面におけるＸ方向の線熱膨張係数をシミュレーションした。圧電基板１０ｂを４２°回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム基板とした。支持基板１０ａを、サファイアまたは水晶（線熱膨張係数が約８ｐｐｍ／℃）、および、石英または低熱膨張ガラス（線熱膨張係数が約０．５ｐｐｍ／℃）とした。支持基板１０ａの厚さＴ１を２５０μｍとした。
【００２８】
シミュレーションは、有限要素法を用い行った。温度が室温（２５℃）から１０℃上昇したときの、圧電基板１０ｂの上面のＸ方向の変形量から圧電基板１０ｂの上面のＸ方向の熱膨張係数を算出した。算出した熱膨張係数は、バルクの線熱膨張係数と区別するため単に熱膨張係数という。ニオブ酸リチウム基板の線熱膨張係数はタンタル酸リチウム基板と同程度であることから、シミュレーション結果はニオブ酸リチウム基板にも適用できる。
【００２９】
図２は、厚さＴ２に対する圧電基板の上面における熱膨張係数を示す図である。図２に示すように、圧電基板１０ｂの厚さＴ２が１００μｍ以下となると熱膨張係数は小さくなり始める。サファイアおよび水晶では、Ｔ２が２０μｍ以下となると熱膨張係数は１２ｐｐｍ／℃以下となり、Ｔ２が１０μｍ以下となると熱膨張係数は１０ｐｐｍ／℃以下となる。さらにＴ２が小さくなると熱膨張係数は８．５ｐｐｍ／℃程度で飽和する。厚さＴ２が２０μｍ、４．４μｍおよび２．２μｍのとき、熱膨張係数は１１．０ｐｐｍ／℃、９．０ｐｐｍ／℃および８．８ｐｐｍ／℃である。石英および低熱膨張ガラスでは、Ｔ２が１０μｍ以下となると熱膨張係数は８ｐｐｍ／℃以下となり、Ｔ２がさらに小さくなると熱膨張係数は１ｐｐｍ／℃程度で飽和する。厚さＴ２が２０μｍ、４．４μｍおよび２．２μｍのとき、熱膨張係数は１０．０ｐｐｍ／℃、４．２ｐｐｍ／℃および２．５８ｐｐｍ／℃である。
【００３０】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、弾性波共振器の断面図である。図３（ａ）に示すように、電極指１４の線熱膨張係数ＣＴＥ１４が圧電基板１０ｂの上面の熱膨張係数ＣＴＥ１０より大きいとき、温度が上昇すると、圧電基板１０ｂの上面の膨張５０より電極指１４の膨張５２が大きくなる。図３（ｂ）に示すように、電極指１４の線熱膨張係数ＣＴＥ１４が圧電基板１０ｂの上面の熱膨張係数ＣＴＥ１０より小さいとき、温度が上昇すると、圧電基板１０ｂの上面の膨張５０より電極指１４の膨張５２が小さくなる。これにより、電極指１４が圧電基板１０ｂから剥離しやすくなる。例えば、長い期間にわたり温度サイクルが繰り返されると、電極指１４の剥がれ等が生じやすくなる。このように、電極指１４が劣化する。電極指１４の厚さＴ３が大きいとき、電極指１４に加わる熱応力が大きくなる。よって、電極指１４が剥離しやすくなる。
【００３１】
表１は、各金属の線熱膨張係数を示す表である。図２に各金属の線熱膨張係数を横破線として示す。
【表１】
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【００３２】
図２および表１に示すように、電極指１４としてよく用いられるＡｌ（アルミニウム）およびＣｕ（銅）の線熱膨張係数は、それぞれ２０ｐｐｍ／℃および１８ｐｐｍ／℃であり、タンタル酸リチウム基板およびニオブ酸リチウム基板と同程度かやや大きい。このため、圧電基板１０ｂの上面の熱膨張係数ＣＴＥ１０が小さくなると、図３（ａ）のように、電極指１４に加わる熱応力が大きくなる。これにより、電極指１４が剥離しやすくなる。
【００３３】
図２および表２のように、Ａｕ（金）の線熱膨張係数は、１４ｐｐｍ／℃であり、タンタル酸リチウム基板およびニオブ酸リチウム基板より小さい。Ｒｕ（ルテニウム）、ロジウム（Ｒｈ）、Ｐｔ（白金）およびＴｉ（チタン）の線熱膨張係数は、それぞれ９．７ｐｐｍ／℃、９．６ｐｐｍ／℃、９．０ｐｐｍ／℃および８．５ｐｐｍ／℃であり、８ｐｐｍ／℃から１０ｐｐｍ／℃の間である。Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）およびＷ（タングステン）の線熱膨張係数は、それぞれ６．２ｐｐｍ／℃、４．９ｐｐｍ／℃および４．３ｐｐｍ／℃であり、４ｐｐｍ／℃から７ｐｐｍ／℃の間である。
【００３４】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、実施例１に係る弾性波共振器の断面図である。図４（ａ）に示すように、圧電基板１０ｂは、タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板であり、２０μｍ以下の厚さＴ２を有する。支持基板１０ａは、上面が圧電基板１０ｂの下面と接合され、圧電基板１０ｂのＸ軸方向の線熱膨張係数ＣＴＥ１０ｂより小さい線熱膨張係数ＣＴＥ１０ａを有する。電極指１４は、弾性波の波長λの０．１倍以上の厚さＴ３を有しかつ圧電基板１０ｂのＸ軸方向の線熱膨張係数ＣＴＥ１０ｂより低い線熱膨張係数ＣＴＥ１４を有する金属膜１２を備える。これにより、温度が上昇しても、圧電基板１０ｂの上面の膨張と電極指１４の膨張は同程度である。よって、電極指１４が圧電基板１０ｂから剥離することを抑制できる。例えば長い期間にわたる温度サイクルにより電極指１４が剥がれることを抑制できる。このように、電極指１４の劣化を抑制できる。
【００３５】
図４（ｂ）に示すように、金属膜１２は、圧電基板１０ｂ上の金属膜１２ａと金属膜１２ａ上の金属膜１２ｂとを備えてもよい。金属膜１２ａおよび１２ｂの厚さはそれぞれＴ３ａおよびＴ３ｂである。このように金属膜１２が２層以上の多層膜の場合、金属膜１２ａの線熱膨張係数ＣＴＥ１２ａおよび金属膜１２ｂの線熱膨張係数ＣＴＥ１２ｂの少なくとも一方がＣＴＥ１０ｂより小さければよい。ＣＴＥ１０ｂより小さい線熱膨張係数ＣＴＥ１２ａおよび／または１２ｂを有する金属膜１２ａおよび／または１２ｂの厚さＴ３ａおよび／Ｔ３ｂの合計の厚さは弾性波の波長λの０．１倍以上であることが好ましい。
【００３６】
電極指１４が厚いと電極指１４に熱応力が加わりやすく、電極指１４が剥離しやすい。よって、図４（ａ）および図４（ｂ）における厚さＴ３は、厚さＴ２の１倍以下が好ましく、０．５倍以下がより好ましい。圧電基板１０ｂに弾性波を励振するため、電極指１４の厚さＴ３は、弾性波の波長λの０．１倍以上が好ましく、０．１１倍以上がより好ましい。また、厚さＴ３は、λの０．２倍以下が好ましく０．１５倍以下がより好ましい。
【００３７】
圧電基板１０ｂに接する金属膜１２ａには最も熱応力が加わる。よって、金属膜１２ａの線熱膨張係数ＣＴＥ１２ａはＣＴＥ１０ｂより小さいことが好ましい。また、圧電基板１０ｂの線熱膨張係数より線熱膨張係数の小さな金属膜１２ａおよび／または１２ｂは、金属膜１２の厚さＴ３のうち１／２以上の厚さを有することが好ましく、２／３以上の厚さを有することが好ましい。
【００３８】
図２のように、支持基板１０ａが、サファイア基板、水晶基板、石英基板または低熱膨張ガラスのとき、金属膜１２または金属膜１２ａおよび／または１２ｂの線熱膨張係数を１２ｐｐｍ／℃以下とする。これにより、金属膜１２と圧電基板１０ｂの上面との熱膨張係数の差を小さくできる。金属膜１２または金属膜１２ａおよび／または１２ｂの線熱膨張係数は、１０ｐｐｍ／℃以下がより好ましい。
【００３９】
また、支持基板１０ａが、サファイア基板、水晶基板、石英基板または低熱膨張ガラスのとき、金属膜１２または金属膜１２ａおよび／または１２ｂの線熱膨張係数をＲｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷの少なくとも１つを主成分とする膜とする。金属膜１２または金属膜１２ａおよび／または１２ｂの線熱膨張係数と圧電基板１０ｂの上面の熱膨張係数との差を小さくできる。なお、主成分とは、金属膜１２または金属膜１２ａおよび／または１２ｂが実施例１の効果を得られる程度に対象となる元素を含むことであり、例えば金属膜１２内の５０原子％以上が対象となる元素であることが好ましく、８０原子％以上が対象となる元素を含むことが好ましい。厚さＴ２は１５μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましい、１μｍ以上が好ましく、２μｍ以上がより好ましい。
【００４０】
図２のように、支持基板１０ａがサファイア基板または水晶基板のとき、金属膜１２または金属膜１２ａおよび／または１２ｂは、Ｒｕ、Ｒｈ、ＰｔおよびＴｉの少なくとも１つを主成分とする膜であることが好ましい。これにより、金属膜１２または金属膜１２ａおよび／または１２ｂの線熱膨張係数と圧電基板１０ｂの上面の熱膨張係数との差をより小さくできる。
【００４１】
また、支持基板１０ａが石英基板または低熱膨張ガラス基板のとき、金属膜１２または金属膜１２ａおよび／または１２ｂは、Ｃｒ、ＭｏおよびＷの少なくとも１つを主成分とする膜であることが好ましい。これにより、金属膜１２または金属膜１２ａおよび／または１２ｂの線熱膨張係数と圧電基板１０ｂの上面の熱膨張係数との差をより小さくできる。
【実施例２】
【００４２】
図５は、Ｙ方向に対する弾性波の変位を示す図である。図５に示すように、弾性波による変位は、交叉領域１５で大きく、交叉領域１５内では平坦である。バスバー１８内では変位は小さくほとんど平坦である。ギャップ領域１７内では変位は急激に変化する。これにより、ギャップ領域１７の電極指１４には、弾性波の変位にともなう応力が最もかかる。また、ギャップ領域１７は、交叉領域１５に比べ電極指１４の占める割合が小さい。このため、ギャップ領域１７の電極指１４に応力が加わりやすく、ギャップ領域１７は電極指１４の剥がれの起点となりやすい。
【００４３】
図６（ａ）は、実施例２に係る弾性波共振器の平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、ギャップ領域の断面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ギャップ領域１７において、電極指１４間の圧電基板１０ｂ上に付加膜３０が設けられている。付加膜３０は、圧電基板１０ｂのＸ軸方向の線熱膨張係数ＣＴＥ１０ｂより小さな線熱膨張係数ＣＴＥ３０を有する金属膜３２を備える。付加膜３０は電極指１４およびバスバー１８には接触していない。その他の構成は図１（ａ）および図１（ｂ）と同じであり説明を省略する。
【００４４】
［実施例２の変形例１］
図７（ａ）は、実施例２の変形例１に係る弾性波共振器の平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、ギャップ領域の断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、一対の櫛型電極２０は、各々複数の電極指１４、複数のダミー電極指１６およびバスバー１８を備えている。電極指１４およびダミー電極指１６はバスバー１８に接続されている。一方の櫛型電極２０のダミー電極指１６は他方の櫛型電極２０の電極指１４とＹ方向において対向する。電極指１４とダミー電極指１６との間がギャップ領域１７である。ギャップ領域１７に付加膜３０が設けられている。その他の構成は実施例２と同じであり説明を省略する。
【００４５】
実施例２およびその変形例１によれば、支持基板１０ａは上面が圧電基板１０ｂの下面と接合され、圧電基板１０ｂの線熱膨張係数ＣＴＥ１０ｂより小さい線熱膨張係数ＣＴＥ１０ａを有する。一対の櫛型電極２０は、圧電基板１０ｂの線熱膨張係数ＣＴＥ１０ｂより小さい金属膜１２（第１金属膜）を備える。付加膜３０は、一方の櫛型電極２０の複数の電極指１４と他方の櫛型電極２０のバスバー１８との間に位置するギャップ領域１７内の圧電基板１０ｂの上面に設けられ、一対の櫛型電極２０とは接続されていない。付加膜３０は、圧電基板１０ｂの線熱膨張係数ＣＴＥ１０ｂより小さな線熱膨張係数ＣＴＥ３０を有する金属膜３２（第２金属膜）を備える。これにより、ギャップ領域１７における電極指１４および付加膜３０の占有面積を交叉領域１５の電極指１４の占有面積と同程度にできる。よって、ギャップ領域１７の電極指１４に加わる応力を小さくできる。よって、ギャップ領域１７が電極指１４の剥がれの起点となることを抑制できる。
【００４６】
また、圧電基板１０ｂは、２０μｍ以下の膜厚を有するタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。支持基板１０ａは、水晶基板、サファイア基板、石英基板または低熱膨張ガラス基板である。このとき、金属膜１２および３２の線熱膨張係数ＣＴＥ１４およびＣＴＥ３０を１２ｐｐｍ／℃以下とする。これにより、図２のように、圧電基板１０ｂの上面の熱膨張係数と電極指１４および付加膜３０の線熱膨張係数との差が小さくなる。よって、電極指１４の剥がれを抑制できる。
【００４７】
さらに、図２のように、支持基板１０ａが水晶基板またはサファイア基板のとき、金属膜１２および３２はＲｕ、Ｒｈ、ＰｔおよびＴｉの少なくとも１つを主成分とすることが好ましい。支持基板１０ａが石英基板または低熱膨張ガラス基板のとき、金属膜１２および３２はＣｒ、ＭｏおよびＷの少なくとも１つを主成分とすることが好ましい。
【００４８】
金属膜１２と３２との材料および厚さは異なっていてもよい。また、電極指１４と付加膜３０との材料および膜厚は異なっていてもよい。しかし、金属膜１２と３２とは互いに同じ材料からなることが好ましい。例えば、付加膜３０の材料および厚さは電極指１４の材料および厚さと製造誤差程度に実質的に同じであることが好ましい。これにより、ギャップ領域１７が電極指１４の剥がれの起点となることを抑制できる。
【００４９】
実施例２およびその変形例において、図４（ｂ）の金属膜１２と同様に金属膜３２は複数の金属膜の積層膜でもよい。複数の金属膜のうち少なくとも一部の線熱膨張係数が圧電基板１０ｂの線熱膨張係数より小さければよい。
【実施例３】
【００５０】
図８（ａ）から図８（ｃ）は、実施例３に係る弾性波共振器の断面図である。図８（ａ）に示すように、電極指１４の側面は基板１０の上面に対し傾斜している。電極指１４の側面と下面の内角θは９０°未満である。図８（ｂ）に示すように、電極指１４の上部の側面は基板１０の上面に対しほぼ垂直である。図８（ｃ）に示すように、電極指１４の上部の側面は逆テーパ状に傾斜している。図８（ａ）および図８（ｃ）において、電極指１４が基板１０の上面に接する領域の側面と下面との内角θは９０°未満である。その他の構成は実施例１および２と同じであり説明を省略する。
【００５１】
実施例３によれば、内角θは９０°未満である、これにより、電極指１４が基板１０に接する面積が大きくなる。また、電極指１４の下面の端部への応力集中を緩和できる。よって、電極指１４の剥がれを抑制できる。内角θは８０°以下が好ましく７０°以下がより好ましい。内角θは４５°以上が好ましい。実施例２の付加膜３０の内角を９０°未満としてもよい。
【００５２】
［実施例３の変形例１］
図９は、実施例３の変形例１に係る弾性波共振器の断面図である。図９に示すように、電極指１４以外の圧電基板１０ｂの上面に凹部３４が設けられている。凹部３４は電極指１４をマスクに圧電基板１０ｂをドライエッチングまたはイオンミリングすることにより形成する。凹部３４の深さは例えば１μｍ程度である。その他の構成は実施例１および２と同じであり説明を省略する。
【００５３】
実施例３の変形例１によれば、電極指１４の下面の端部と凹部３４の端部が略一致している。これにより、電極指１４の端部への応力の集中を緩和できる。よって、電極指１４の剥がれを抑制できる。実施例２における付加膜３０と電極指１４との間に凹部３４を設けてもよい。
【００５４】
図１０は、弾性波共振器の断面図である。図１０に示すように、電極指１４は圧電基板１０ｂに弾性表面波３５を励振する。弾性表面波の動作周波数における音速が圧電基板１０ｂの横波バルク波３６の動作周波数における音速より大きいと、電極指１４から基板１０中にバルク波３６が放射される。バルク波３６の放射はエネルギー損失となる。また、バルク波３６は支持基板１０ａ内で熱エネルギー３８として消費される。これにより、弾性波共振器の温度が上昇し、弾性波共振器の信頼性を劣化させることがありうる。
【００５５】
弾性表面波３５の音速はバルク波３６の音速より遅いことが好ましい。弾性表面波３５の音速を遅くするためには、電極指１４を重くすることが好ましい。例えば、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、ＭｏおよびＷの密度は、ＡｌおよびＣｕより大きい。よって、実施例１から３およびその変形例において、金属膜１２は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、ＭｏおよびＷの少なくとも１つを主成分とすることが好ましい。
【実施例４】
【００５６】
実施例４は、実施例１から３およびその変形例の弾性共振器を用いたフィルタおよびデュプレクサの例である。図１１（ａ）は、実施例４に係るフィルタの回路図である。図１１（ａ）に示すように、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に、１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４が直列に接続されている。入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に、１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ３が並列に接続されている。１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４および１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ３の少なくとも一つに実施例１から３およびその変形例の弾性波共振器を用いることができる。ラダー型フィルタの直列共振器および並列共振器の個数は適宜設定できる。実施例１から３およびその変形例の弾性波共振器を含むフィルタは、ラダー型フィルタ以外に多重モードフィルタとすることもできる。
【００５７】
図１１（ｂ）は、実施例４の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。図１１（ｂ）に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ４０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ４２が接続されている。送信フィルタ４０は、送信端子Ｔｘから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ４２は、共通端子Ａｎｔから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信フィルタ４０および受信フィルタ４２の少なくとも一方を実施例４のフィルタとすることができる。マルチプレクサの例としてデュプレクサを例に説明したがトリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。
【００５８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  基板
１０ａ  支持基板
１０ｂ  圧電基板
１２、１２ａ、１２ｂ、３２  金属膜
１４      電極指
１５      交叉領域
１６      ダミー電極
１７      ギャップ領域
１８      バスバー
２０      櫛型電極
２１      ＩＤＴ
２２      反射器
３０  付加膜
３４      凹部
４０      送信フィルタ
４２      受信フィルタ
【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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