(57)【要約】  共振特性を向上させることが可能な弾性波装置を提供する。弾性波装置（１）は、支持基板と、音響反射層（３）と、圧電体層（４）と、ＩＤＴ電極（５）と、を備える。音響反射層（３）では、高音響インピーダンス層（３１）及び低音響インピーダンス層の少なくとも１つが導電層である。ＩＤＴ電極（５）の電極指ピッチ（Ｐ１）により定まる弾性波の波長をλとし、複数の第１電極指（５３）の先端の包絡線（Ｌ１）と複数の第２電極指（５４）の先端の包絡線（Ｌ２）との間の領域を交差領域（５５）としたときに、支持基板の厚さ方向からの平面視において、導電層（高音響インピーダンス層３１）が少なくとも交差領域（５５）に重複し、複数の第１電極指（５３）の延びている方向で複数の第１電極指（５３）の先端から導電層の端（高音響インピーダンス層３１の端３１Ａ）まで距離（ｄ１）が０より大きく１２λ以下である。
2020116528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、
前記支持基板上に形成されている音響反射層と、
前記音響反射層上に形成されている圧電体層と、
前記圧電体層上に形成されているＩＤＴ電極と、を備え、
前記音響反射層は、
少なくとも１つの高音響インピーダンス層と、
前記高音響インピーダンス層よりも音響インピーダンスが低い少なくとも１つの低音響インピーダンス層と、を有し、
前記音響反射層では、
前記高音響インピーダンス層及び前記低音響インピーダンス層の少なくとも１つが導電層であり、
前記ＩＤＴ電極は、
第１バスバーと、
前記第１バスバーに対向している第２バスバーと、
前記第１バスバーに接続され前記第２バスバー側に延びている複数の第１電極指と、
前記第２バスバーに接続され前記第１バスバー側に延びている複数の第２電極指と、を有し、
前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより定まる弾性波の波長をλとし、前記複数の第１電極指の先端の包絡線と前記複数の第２電極指の先端の包絡線との間の領域を交差領域としたときに、
前記支持基板の厚さ方向からの平面視において、
前記導電層が少なくとも前記交差領域に重複し、
前記複数の第１電極指の延びている方向で前記複数の第１電極指の前記先端から前記導電層の端まで距離が０より大きく１２λ以下である、
弾性波装置。
【請求項２】
前記支持基板の厚さ方向からの平面視において、
前記複数の第２電極指の延びている方向で前記複数の第２電極指の前記先端から前記導電層の端まで距離が０より大きく１２λ以下である、
請求項１に記載の弾性波装置。
【請求項３】
前記支持基板の厚さ方向からの平面視において、
前記導電層が前記第１バスバーの一部と前記第２バスバーの一部との少なくとも一方に重複している、
請求項１又は２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記複数の第１電極指の延びている方向で、前記交差領域の交差幅が７．５λ以下である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性波装置。
【請求項５】
前記高音響インピーダンス層は、複数設けられており、
前記低音響インピーダンス層は、複数設けられており、
前記複数の高音響インピーダンス層と前記複数の低音響インピーダンス層とが前記支持基板の厚さ方向において一層ごとに交互に並んでいる、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の弾性波装置。
【請求項６】
前記圧電体層の厚さが、１λ以下である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の弾性波装置。
【請求項７】
前記弾性波が板波である、
請求項６に記載の弾性波装置。
【請求項８】
前記弾性波装置は、複数の弾性波共振子を備える弾性波フィルタであって、
前記複数の弾性波共振子の各々は、前記ＩＤＴ電極と前記圧電体層と前記音響反射層とを含む共振子であり、
前記複数の弾性波共振子の前記圧電体層どうしはつながっており、
前記複数の弾性波共振子の前記音響反射層どうしは互いに離れていて電気的に絶縁されている、
請求項１〜７のいずれか一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、一般に弾性波装置に関し、より詳細には、圧電体層を備える弾性波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、支持基板と、音響反射層と、圧電体層と、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極と、を備える弾性波装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
音響反射層は、支持基板上に形成されている。圧電体層は、音響反射層上に形成されている。ＩＤＴ電極は、圧電体層の上面に形成されている。【０００４】
音響反射層は、低音響インピーダンス層と、低音響インピーダンス層よりも音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス層と、を有している。【０００５】
特許文献１には、高音響インピーダンス層の音響インピーダンスと、低音響インピーダンス層の音響インピーダンスとの比である音響インピーダンス比が最大となる材料の組み合わせとして、Ｗ（タングステン）とＳｉＯ２（酸化ケイ素）との組み合わせが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０８６４４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された弾性波装置では、例えば、音響反射層がタングステンにより形成された導電層（高音響インピーダンス層）を含んでいる場合に、ＩＤＴ電極と導電層との間に発生する寄生容量により共振特性が低下してしまうという問題があった。【０００８】
本発明の目的は、共振特性を向上させることが可能な弾性波装置を提供することにある。なお、共振特性の向上とは、伝搬損失を低減させて、共振特性のＱ値やインピーダンス比の向上を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る弾性波装置は、支持基板と、音響反射層と、圧電体層と、ＩＤＴ電極と、を備える。前記音響反射層は、前記支持基板上に形成されている。前記圧電体層は、前記音響反射層上に形成されている。前記ＩＤＴ電極は、前記圧電体層上に形成されている。前記音響反射層は、少なくとも１つの高音響インピーダンス層と、少なくとも１つの低音響インピーダンス層と、を有する。前記低音響インピーダンス層は、前記高音響インピーダンス層よりも音響インピーダンスが低い。前記音響反射層では、前記高音響インピーダンス層及び前記低音響インピーダンス層の少なくとも１つが導電層である。前記ＩＤＴ電極は、第１バスバーと、第２バスバーと、複数の第１電極指と、複数の第２電極指と、を有する。前記第２バスバーは、前記第１バスバーに対向している。前記複数の第１電極指は、前記第１バスバーに接続され前記第２バスバー側に延びている。前記複数の第２電極指は、前記第２バスバーに接続され前記第１バスバー側に延びている。前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより定まる弾性波の波長をλとし、前記複数の第１電極指の先端の包絡線と前記複数の第２電極指の先端の包絡線との間の領域を交差領域としたときに、前記支持基板の厚さ方向からの平面視において、前記導電層が少なくとも前記交差領域に重複し、前記複数の第１電極指の延びている方向で前記複数の第１電極指の前記先端から前記導電層の端まで距離が０より大きく１２λ以下である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様に係る弾性波装置では、共振特性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置の平面図である。
【図２】図２は、同上の弾性波装置に関し、図１のＸ１−Ｘ１線断面図である。
【図３】図３は、同上の弾性波装置に関し、図１のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【図４】図４は、弾性波装置のインピーダンス−周波数特性の説明図である。
【図５】図５は、ＩＤＴ電極の第１電極指の先端と導電層の端との距離と、比帯域幅×Ｑ値と、の関係を示すグラフである。
【図６】図６は、ＩＤＴ電極の交差領域の交差幅と、比帯域幅×Ｑ値と、の関係を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明の一実施形態の一変形例に係る弾性波装置の平面図である。
【図８】図８は、同上の弾性波装置の等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態に係る弾性波装置について、図面を参照して説明する。
【００１３】
以下の実施形態等において参照する図１〜３及び７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。
【００１４】
（１）弾性波装置の全体構成
以下、実施形態に係る弾性波装置１について、図１〜３を参照して説明する。
【００１５】
実施形態に係る弾性波装置１は、例えば、弾性波として板波を利用する弾性波装置である。弾性波装置１は、支持基板２と、音響反射層３と、圧電体層４と、ＩＤＴ電極５と、を備える。音響反射層３は、支持基板２上に形成されている。圧電体層４は、音響反射層３上に形成されている。ＩＤＴ電極５は、圧電体層４上に形成されている。音響反射層３は、少なくとも１つ（例えば、２つ）の高音響インピーダンス層３１と、少なくとも１つ（例えば、３つ）の低音響インピーダンス層３２と、を有する。低音響インピーダンス層３２は、高音響インピーダンス層３１よりも音響インピーダンスが低い。また、弾性波装置１は、電気絶縁層６を更に含んでいる。電気絶縁層６は、支持基板２上に形成されており、音響反射層３を囲んでいる。弾性波装置１では、音響反射層３と電気絶縁層６とを含む中間層７が、支持基板２と圧電体層４との間に介在している。弾性波装置１は、２つの反射器８を更に備える。２つの反射器８は、弾性波装置１の弾性波の伝搬方向に沿った方向においてＩＤＴ電極５の一方側及び他方側それぞれに１つずつ位置している。
【００１６】
（２）弾性波装置の各構成要素
次に、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。
【００１７】
（２．１）支持基板
支持基板２は、図２に示すように、音響反射層３、圧電体層４及びＩＤＴ電極５を含む積層体９を支持している。積層体９は、上述の電気絶縁層６も含んでいる。
【００１８】
支持基板２は、第１主面２１及び第２主面２２を有する。第１主面２１及び第２主面２２は、互いに対向する。支持基板２の平面視形状（支持基板２を厚さ方向Ｄ１から見たときの外周形状）は、長方形状であるが、これに限らず、例えば正方形状であってもよい。
【００１９】
支持基板２は、例えば、シリコン基板である。支持基板２の厚さは、１０λ（λ：電極指ピッチＰ１により定まる弾性波の波長）μｍ以上１８０μｍ以下が好適であり、一例として、例えば、１２０μｍである。支持基板２がシリコン基板の場合、第１主面２１の面方位は、例えば、（１００）面、（１１１）面、（５５１）面を採用することができる。弾性波の伝搬方位は、シリコン基板の面方位に制約されずに設定することができる。
【００２０】
支持基板２の材料は、Ｓｉ（シリコン）に限らず、例えば、リチウムニオベイト（ＬｉＮｂＯ３）、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）、水晶、ガラスであってもよい。
【００２１】
（２．２）音響反射層
音響反射層３は、図２に示すように、支持基板２の第１主面２１上に形成されている。音響反射層３は、支持基板２の厚さ方向Ｄ１においてＩＤＴ電極５に対向している。
【００２２】
音響反射層３は、ＩＤＴ電極５で励振された弾性波が支持基板２に漏洩するのを抑制する機能を有する。弾性波装置１は、音響反射層３を備えることにより、圧電体層４内及び弾性波が励振されているＩＤＴ電極５内への弾性波エネルギーの閉じ込め効果を高めることができる。そのため、弾性波装置１は、音響反射層３を備えていない場合と比べて、損失を低減し、Ｑ値を高めることができる。
【００２３】
音響反射層３は、複数（３つ）の低音響インピーダンス層３２と複数（２つ）の高音響インピーダンス層３１とが支持基板２の厚さ方向Ｄ１において一層ごとに交互に並んだ積層構造を有する。低音響インピーダンス層３２の音響インピーダンスは、高音響インピーダンス層３１の音響インピーダンスよりも低い。
【００２４】
以下では、説明の便宜上、音響反射層３において、２つの高音響インピーダンス層３１を、支持基板２の第１主面２１に近い順に、第１高音響インピーダンス層３１１、第２高音響インピーダンス層３１２と称することもある。また、３つの低音響インピーダンス層３２を、支持基板２の第１主面２１に近い順に、第１低音響インピーダンス層３２１、第２低音響インピーダンス層３２２、第３低音響インピーダンス層３２３と称することもある。
【００２５】
音響反射層３では、支持基板２側から、第１低音響インピーダンス層３２１、第１高音響インピーダンス層３１１、第２低音響インピーダンス層３２２、第２高音響インピーダンス層３１２及び第３低音響インピーダンス層３２３が、この順に並んでいる。したがって、音響反射層３は、第３低音響インピーダンス層３２３と第２高音響インピーダンス層３１２との界面、第２高音響インピーダンス層３１２と第２低音響インピーダンス層３２２との界面、第２低音響インピーダンス層３２２と第１高音響インピーダンス層３１１との界面、第１高音響インピーダンス層３１１と第１低音響インピーダンス層３２１との界面のそれぞれにおいて、圧電体層４からの弾性波（板波）を反射することが可能である。
【００２６】
複数の高音響インピーダンス層３１の材料は、例えば、Ｐｔ（白金）である。また、複数の低音響インピーダンス層３２の材料は、例えば、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）である。複数の高音響インピーダンス層３１の各々の厚さは、例えば、０．０９λである。また、複数の低音響インピーダンス層３２の各々の厚さは、例えば、０．１４λである。音響反射層３は、２つの高音響インピーダンス層３１の各々がＰｔにより形成されているので、２つの導電層を含んでいる。
【００２７】
複数の高音響インピーダンス層３１の材料は、Ｐｔ（白金）に限らず、例えば、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）等の金属でもよい。また、音響反射層３は、高音響インピーダンス層３１が導電層である例に限らず、低音響インピーダンス層３２が導電層であってもよい。
【００２８】
また、複数の高音響インピーダンス層３１は、互いに同じ材料である場合に限らず、例えば、互いに異なる材料であってもよい。また、複数の低音響インピーダンス層３２は、互いに同じ材料である場合に限らず、例えば、互いに異なる材料であってもよい。
【００２９】
また、音響反射層３における高音響インピーダンス層３１及び低音響インピーダンス層３２それぞれの数は、２つ及び３つに限らず、２つ以上及び３つ以上であってもよい。また、高音響インピーダンス層３１の数と低音響インピーダンス層３２の数とは異なる場合に限らず、同じであってもよいし、低音響インピーダンス層３２の数が高音響インピーダンス層３１の数よりも１つ少なくてもよい。また、音響反射層３は、少なくとも１つの高音響インピーダンス層３１と少なくとも１つの低音響インピーダンス層３２とが支持基板２の厚さ方向Ｄ１において重複していればよい。
【００３０】
（２．３）電気絶縁層
電気絶縁層６は、電気絶縁性を有する。電気絶縁層６は、支持基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視で音響反射層３を囲んでいる。電気絶縁層６は、音響反射層３とは異なる位置で支持基板２と圧電体層４との間に介在している。電気絶縁層６は、支持基板２と圧電体層４との間に介在する中間層７において音響反射層３以外の領域（部分）である。電気絶縁層６は、例えば、低音響インピーダンス層３２と同じ材料により形成されている。電気絶縁層６の材料は、例えば、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）である。
【００３１】
（２．４）圧電体層
圧電体層４は、第１主面４１及び第２主面４２を有する。第１主面４１と第２主面４２とは対向する。圧電体層４のオイラー角（φ，θ，ψ）において、ＩＤＴ電極５で励振される弾性波の伝搬方位に相当するψは０°以上９０°以下とすることができる。圧電体層４は、例えば、オイラー角が（９０°，９０°，４０°）のＸカット４０°伝搬ＬｉＮｂＯ３からなる。圧電体層４の材料は、ＬｉＮｂＯ３に限らず、例えば、ＬｉＴａＯ３でもよい。
【００３２】
圧電体層４の厚さは、ＩＤＴ電極５の電極指ピッチＰ１により定まる弾性波の波長をλとしたときに、１λ以下である。これにより、弾性波装置１では、ＩＤＴ電極５によって板波が励振され、板波が伝搬する。圧電体層４の厚さは、一例として、０．２λである。電極指ピッチＰ１については、後述の「（２．５）ＩＤＴ電極」の欄で説明する。
【００３３】
（２．５）ＩＤＴ電極
ＩＤＴ電極５は、圧電体層４上に形成されている。より詳細には、ＩＤＴ電極５は、圧電体層４の中間層７側の第２主面４２とは反対の第１主面４１上に形成されている。
【００３４】
ＩＤＴ電極５は、第１バスバー５１と、第２バスバー５２と、複数の第１電極指５３と、複数の第２電極指５４と、を有する。第２バスバー５２は、第１バスバー５１に対向している。
【００３５】
複数の第１電極指５３は、第１バスバー５１に接続され第２バスバー５２側に延びている。複数の第１電極指５３は、第１バスバー５１と一体に形成されており、第２バスバー５２とは離れている。複数の第１電極指５３の先端と第２バスバー５２との間のギャップ長は、一例として、０．２λである。
【００３６】
複数の第２電極指５４は、第２バスバー５２に接続され第１バスバー５１側に延びている。複数の第２電極指５４は、第２バスバー５２と一体に形成されており、第１バスバー５１とは離れている。複数の第２電極指５４の先端と第１バスバー５１との間のギャップ長は、一例として、０．２λである。
【００３７】
ＩＤＴ電極５では、複数の第１電極指５３と複数の第２電極指５４とが、１本ずつ交互に互いに離隔して並んでいる。したがって、隣り合う第１電極指５３と第２電極指５４とは離れている。第１バスバー５１は、複数の第１電極指５３を同じ電位にするための導体部である。第２バスバー５２は、複数の第２電極指５４を同じ電位（等電位）にするための導体部である。
【００３８】
ＩＤＴ電極５の電極指ピッチＰ１は、図１に示すように、複数の第１電極指５３のうち隣り合う２つの第１電極指５３の中心線間の距離、又は、複数の第２電極指５４のうち隣り合う２つの第２電極指５４の中心線間の距離で定義される。隣り合う２つの第２電極指５４の中心線間の距離は、隣り合う２つの第１電極指５３の中心線間の距離と同じである。
【００３９】
実施形態に係る弾性波装置１のＩＤＴ電極５では、第１電極指５３と第２電極指５４との対数は、一例として１００である。つまり、ＩＤＴ電極５は、一例として、１００本の第１電極指５３と、１００本の第２電極指５４と、を有している。
【００４０】
ＩＤＴ電極５は、導電性を有する。ＩＤＴ電極５の材料は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）又はこれらの金属のいずれかを主体とする合金等である。また、ＩＤＴ電極５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いてもよい。ＩＤＴ電極５は、例えば、圧電体層４上に形成されたＴｉ膜からなる密着膜と、密着膜上に形成されたＡｌ膜からなる主電極膜との積層膜を含む。密着膜の厚さは、例えば、１０ｎｍである。また、主電極膜の厚さは、例えば８０ｎｍである。なお、ＩＤＴ電極５は、第１バスバー５１及び第２バスバー５２の低抵抗化の観点等から、第１バスバー５１及び第２バスバー５２の各々において、主電極膜上に形成された金属膜を含んでいてもよい。
【００４１】
ＩＤＴ電極５は、複数の第１電極指５３と複数の第２電極指５４とで規定される交差領域５５を有している。交差領域５５は、複数の第１電極指５３の先端の包絡線Ｌ１と複数の第２電極指５４の先端の包絡線Ｌ２との間の領域である。ＩＤＴ電極５は、交差領域５５において、弾性波（板波）を励振する。図１では、ＩＤＴ電極５の交差領域５５にドットのハッチングを付してあるが、このハッチングは、断面を表すものではなく、交差領域５５と第１バスバー５１及び第２バスバー５２との相対的な位置関係を分かりやすくするために付してあるにすぎない。
【００４２】
ＩＤＴ電極５において、交差領域５５の交差幅Ｈ１は、複数の第１電極指５３の延びている方向における交差領域５５の幅である。
【００４３】
ＩＤＴ電極５は、正規型のＩＤＴ電極でもよいし、アポダイズ重み付けが施されているＩＤＴ電極であってもよいし、傾斜ＩＤＴ電極であってもよい。アポダイズ重み付けが施されているＩＤＴ電極では、弾性波の伝搬方向の一端部から中央に近づくにつれて交差幅が大きくなり、弾性波の伝搬方向の中央から他端部に近づくにつれて交差幅が小さくなっている。したがって、ＩＤＴ電極５がアポダイズ重み付けが施されているＩＤＴ電極の場合、ＩＤＴ電極５の交差領域５５は、ひし形又は六角形となる。アポダイズ重み付けが施されているＩＤＴ電極では、複数の第１電極指５３の先端の包絡線Ｌ１と、複数の第２電極指５４の先端の包絡線Ｌ２と、のそれぞれと、弾性波の伝搬方向とのなす角の大きさ（アポダイズ角度）が０°よりも大きい。
【００４４】
（２．６）反射器
２つの反射器８の各々は、短絡グレーティングである。各反射器８は、弾性波を反射する。
【００４５】
各反射器８は、複数の電極指８１を有し、複数の電極指８１の一端どうし短絡され、他端どうしが短絡されている。各反射器８では、電極指８１の数は、一例として２０である。
【００４６】
各反射器８は、導電性を有する。各反射器８の材料は、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ又はこれらの金属のいずれかを主体とする合金等である。また、各反射器８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いてもよい。各反射器８は、例えば、圧電体層４上に形成されたＴｉ膜からなる密着膜と、密着膜上に形成されたＡｌ膜からなる主電極膜との積層膜を含む。密着膜の厚さは、例えば、１０ｎｍである。また、主電極膜の厚さは、例えば８０ｎｍである。
【００４７】
弾性波装置１では、各反射器８とＩＤＴ電極５とが同じ材料で同じ厚さに設定されている場合、弾性波装置１の製造時に各反射器８とＩＤＴ電極５とを同じ工程で形成することができる。
【００４８】
弾性波装置１では、各反射器８は、支持基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、音響反射層３と重複している。
【００４９】
（３）レイアウト
弾性波装置１では、支持基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、導電層（高音響インピーダンス層３１）が少なくとも交差領域５５に重複している。また、弾性波装置１では、複数の第１電極指５３の延びている方向で複数の第１電極指５３の先端から導電層（高音響インピーダンス層３１）の端まで距離ｄ１が０より大きく１２λ以下である。また、弾性波装置１では、複数の第２電極指５４の延びている方向で複数の第２電極指５４の先端から導電層（高音響インピーダンス層３１）の端まで距離ｄ２が０より大きく１２λ以下である。弾性波装置１では、距離ｄ１と距離ｄ２とが等しいが、距離ｄ１と距離ｄ２とが異なっていてもよい。
【００５０】
（４）弾性波装置の特性
図４は、弾性波装置１のインピーダンスの周波数特性である。図４において、横軸は周波数であり、縦軸は弾性波装置１のインピーダンス〔ｄＢ〕である。ここでのインピーダンス〔ｄＢ〕は、弾性波装置１のインピーダンスをＺとした場合、２０×ｌｏｇ１０｜Ｚ｜で求められる値である。
【００５１】
また、弾性波装置１のインピーダンス比は、
インピーダンス比＝（２０×ｌｏｇ１０｜Ｚ２｜）−（２０×ｌｏｇ１０｜Ｚ１｜）
で求められる値である。ここにおいて、Ｚ１は、弾性波装置１の共振周波数でのインピーダンスである。また、Ｚ２は、弾性波装置１の反共振周波数でのインピーダンスである。
【００５２】
図５は、実施形態に係る弾性波装置１の共振特性を評価項目の一例として、弾性波装置１における各距離ｄ１，ｄ２と「比帯域幅×Ｑ値」との関係を示す。ここにおいて、比帯域幅は、
比帯域幅＝（共振周波数−反共振周波数）／共振周波数
で定義される。図５における横軸は、「距離ｄ１及び距離ｄ２」である。図５では、距離ｄ１及び距離ｄ２について、導電層（高音響インピーダンス層３１）の端（高音響インピーダンス層３１の端３１Ａ及び３１Ｂ）と第１電極指５３の先端及び第２電極指５４の先端とが一致する場合を０として、導電層の端（高音響インピーダンス層３１の端３１Ａ及び３１Ｂ）が第１電極指５３の先端及び第２電極指５４の先端それぞれより外側にある場合を正、導電層の端（高音響インピーダンス層３１の端３１Ａ及び３１Ｂ）が第１電極指５３の先端及び第２電極指５４の先端それぞれより内側にある場合を負としている。図５における縦軸の「比帯域幅×Ｑ値」は、距離ｄ１及び距離ｄ２を０としたときの、比帯域幅×Ｑ値の値で規格化した値である。なお、弾性波装置では、一般的に、同じＱ値であれば、比帯域幅が広いほうが、インピーダンス比が大きくなる。
【００５３】
図５には、距離ｄ１及び距離ｄ２を０λ、１．４λ、２．２λ、３．９λ、４．８λ、７λ、１０．６λ、１２．４λそれぞれとしたときの「比帯域幅×Ｑ値」について規格化した値をプロットしてある。なお、図５では、実施形態に係る弾性波装置１との比較のために、距離ｄ１及び距離ｄ２の各々を−０．８λとした場合、距離ｄ１及び距離ｄ２の各々を１２．４λとした場合の「比帯域幅×Ｑ値」について規格化した値もプロットしてある。なお、図５の評価結果を得るために特性評価を行ったサンプルの構造パラメータは、下記の通りである。
【００５４】
（構造パラメータ）
圧電体層４：オイラー角が（９０°，９０°，４０°）のＸカット４０°伝搬ＬｉＮｂＯ３
圧電体層４の厚さ：０．２λ
高音響インピーダンス層３１の材料：Ｐｔ
高音響インピーダンス層３１の厚さ：０．０９λ
低音響インピーダンス層３２の材料：ＳｉＯ２
低音響インピーダンス層３２の厚さ：０．１４λ
ＩＤＴ電極５：アポダイズ重み付けが施されているＩＤＴ電極
第１電極指５３と第２電極指５４との対数：１００対
交差領域５５の交差幅Ｈ１（平均交差幅）：１５λ
反射器８における電極指の本数：２０本
複数の第１電極指５３の先端と第２バスバー５２との間のギャップ長：０．２λ
複数の第２電極指５４の先端と第１バスバー５１との間のギャップ長：０．２λ
【００５５】
図５の結果から、弾性波装置１では、距離ｄ１及び距離ｄ２を０λよりも大きく１２λ以下とすることにより、複数の第１電極指５３の先端及び複数の第２電極指５４の先端が支持基板２の厚さ方向からの平面視で高音響インピーダンス層３１と重複している場合、距離ｄ１及び距離ｄ２を０λとした場合と比べて、共振特性を向上させることができることが分かる。実施形態に係る弾性波装置１では、支持基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視で導電層がＩＤＴ電極５の全体に重複している場合と比べて、共振特性を向上させることが可能となる。
【００５６】
また、弾性波装置１では、支持基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、複数の第１電極指５３の先端と第２バスバー５２との間のギャップ長が０．２λであり、複数の第２電極指５４の先端と第１バスバー５１との間のギャップ長が０．２λである。したがって、弾性波装置１では、距離ｄ１及び距離ｄ２の各々が０．２より大きく１２λ以下であれば、導電層（高音響インピーダンス層３１）が第１バスバー５１の一部と第２バスバー５２の一部との両方に重複する。
【００５７】
図６は、弾性波装置１において、ＩＤＴ電極５を正規型のＩＤＴ電極として、交差幅Ｈ１を３λ、４λ、５λ、７．５λそれぞれとしたときの交差幅Ｈ１と「比帯域幅×Ｑ値」との関係を示すグラフである。図６では、比較のために、交差幅Ｈ１を１０λ、１５λとしたときの「比帯域幅×Ｑ値」もプロットしてある。なお、図６における縦軸の「比帯域幅×Ｑ値」は、交差幅Ｈ１を７．５λとしたときの、比帯域幅×Ｑ値の値で規格化した値である。
【００５８】
図６から、弾性波装置１では、複数の第１電極指５３の延びている方向で、交差領域５５の交差幅Ｈ１が７．５λ以下であることにより、「比帯域幅×Ｑ値」が向上する（つまり、共振特性が向上する）ことが分かる。図６では、交差幅Ｈ１として、３λ、４λ、５λ、７．５λを例示してあるが、交差幅Ｈ１の下限は、例えば、２λである。
【００５９】
（５）効果
実施形態に係る弾性波装置１は、支持基板２と、音響反射層３と、圧電体層４と、ＩＤＴ電極５と、を備える。音響反射層３は、支持基板２上に形成されている。圧電体層４は、音響反射層３上に形成されている。ＩＤＴ電極５は、圧電体層４上に形成されている。音響反射層３は、少なくとも１つの高音響インピーダンス層３１と、少なくとも１つの低音響インピーダンス層３２と、を有する。低音響インピーダンス層３２は、高音響インピーダンス層３１よりも音響インピーダンスが低い。音響反射層３では、高音響インピーダンス層３１及び低音響インピーダンス層３２の少なくとも１つが導電層（高音響インピーダンス層３１）である。ＩＤＴ電極５は、第１バスバー５１と、第２バスバー５２と、複数の第１電極指５３と、複数の第２電極指５４と、を有する。第２バスバー５２は、第１バスバー５１に対向している。複数の第１電極指５３は、第１バスバー５１に接続され第２バスバー５２側に延びている。複数の第２電極指５４は、第２バスバー５２に接続され第１バスバー５１側に延びている。ＩＤＴ電極５の電極指ピッチＰ１により定まる弾性波の波長をλとし、複数の第１電極指５３の先端の包絡線Ｌ１と複数の第２電極指５４の先端の包絡線Ｌ２との間の領域を交差領域５５としたときに、支持基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、導電層（高音響インピーダンス層３１）が少なくとも交差領域５５に重複し、複数の第１電極指５３の延びている方向で複数の第１電極指５３の先端から導電層（高音響インピーダンス層３１）の端まで距離ｄ１が０（０λ）より大きく１２λ以下である。また、複数の第２電極指５４の延びている方向で複数の第２電極指５４の先端から導電層（高音響インピーダンス層３１）の端まで距離ｄ２が０（０λ）より大きく１２λ以下である。
【００６０】
実施形態に係る弾性波装置１では、共振特性を向上させることができる。また、実施形態に係る弾性波装置１では、不要波によるリップルを低減することができる。また、実施形態に係る弾性波装置１では、寄生容量の増加による帯域幅の減少を抑制することができる。
【００６１】
また、実施形態に係る弾性波装置１では、ＩＤＴ電極５の電極指ピッチＰ１により定まる弾性波の波長をλとしたときに、圧電体層４の厚さが、１λ以下である。これにより、実施形態に係る弾性波装置１では、板波を励振することができる。
【００６２】
また、実施形態に係る弾性波装置１では、弾性波が板波である。これにより、実施形態に係る弾性波装置１は、板波を利用する弾性波装置として使用することが可能となる。
【００６３】
また、実施形態に係る弾性波装置１では、圧電体層４の材料がＬｉＮｂＯ３又はＬｉＴａＯ３であり、低音響インピーダンス層３２の材料がＳｉＯ２である。ここにおいて、ＬｉＮｂＯ３及びＬｉＴａＯ３の各々の弾性定数は負の温度特性を有し、ＳｉＯ２の弾性定数は正の温度特性を有する。したがって、実施形態に係る弾性波装置１では、ＴＣＦ（Temperature Coefficient of Frequency）の絶対値を小さくすることができ、周波数温度特性を改善することができる。
【００６４】
上記の実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態は、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。
【００６５】
上記の実施形態に係る弾性波装置１では、音響反射層３を備えることにより、弾性波の漏れを抑制することができ、弾性波を効果的に閉じ込めることができＱ値を高めることができる。音響反射層３では、例えば高音響インピーダンス層３１の材料として金属を採用することにより、高音響インピーダンス層３１と低音響インピーダンス層３２との音響インピーダンス比を大きくすることができ、板波を効果的に反射することができ、弾性波装置１のＱ値を高めることができる。しかしながら、弾性波装置１の比較例として、支持基板２の厚さ方向Ｄ１において導電層をＩＤＴ電極５の全部に対向する大きさとした構成では、ＩＤＴ電極５と導電層との間の寄生容量に起因してインピーダンス比が低下する。これに対して、実施形態に係る弾性波装置１では、下記の第１条件と第２条件との両方を満たすことにより共振特性を向上させることができるが、第１条件と第２条件とのうち少なくとも第１条件を満たしていることにより、共振特性を向上させることが可能となる。第１条件は、支持基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、導電層（高音響インピーダンス層３１）が少なくとも交差領域５５に重複し、複数の第１電極指５３の延びている方向で複数の第１電極指５３の先端から導電層（高音響インピーダンス層３１）の端（高音響インピーダンス層３１の端３１Ａ）まで距離ｄ１が０より大きく１２λ以下である、という条件である。第２条件は、支持基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、複数の第２電極指５４の延びている方向で複数の第２電極指５４の先端から導電層（高音響インピーダンス層３１）の端（高音響インピーダンス層３１の端３１Ｂ）まで距離ｄ２が０より大きく１２λ以下である、という条件である。弾性波装置１では、第１条件と第２条件とのうち第１条件のみ満たす場合よりも、第１条件と第２条件との両方を満たすほうが、弾性波を効果的に閉じ込めることができＱ値を高めることができる。
【００６６】
また、実施形態に係る弾性波装置１では、支持基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、導電層（高音響インピーダンス層３１）が第１バスバー５１の一部と第２バスバー５２の一部との両方に重複しているが、少なくとも一方に重複している構成であってもよい。
【００６７】
また、実施形態に係る弾性波装置１では、支持基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、導電層（高音響インピーダンス層３１）の外周形状が矩形状であるが、これに限らず、導電層が、矩形状部分と、矩形状部分の外周縁から矩形状部分と同一面内で外方に突出する突部と、を含んでいてもよい。また、導電層に切欠部が形成されていてもよい。
【００６８】
弾性波装置１は、第１バスバー５１に接続された第１配線層と、第１配線層を介して第１バスバー５１に接続された第１端子と、第２バスバー５２に接続された第２配線層と、第２配線層を介して第２バスバー５２に接続された第２端子と、を更に備えていてもよい。また、弾性波装置１は、複数の反射器８の各々に１つずつ接続された複数の第３配線層を更に備えていてもよい。この場合、複数の反射器８の各々は、少なくとも第３配線層を介して第２端子と接続されていてもよい。第１配線層は、第１バスバー５１から複数の第１電極指５３側とは反対側へ延びている。第１配線層は、支持基板２の厚さ方向Ｄ１において第１バスバー５１と一部重複するように形成されていてもよいし、第１バスバー５１と同じ材料かつ同じ厚さで第１バスバー５１と一体に形成されていてもよい。また、第１配線層は、第１バスバー５１と一体に形成された第１金属膜と、第１金属膜上に形成された金属膜と、を含んでいてもよい。第２配線層は、第２バスバー５２から複数の第２電極指５４側とは反対側へ延びている。第２配線層は、支持基板２の厚さ方向Ｄ１において第２バスバー５２と一部重複するように形成されていてもよいし、第２バスバー５２と同じ材料かつ同じ厚さで第２バスバー５２と一体に形成されていてもよい。また、第２配線層は、第２バスバー５２と一体に形成された第２金属膜と、第２金属膜上に形成された金属膜と、を含んでいてもよい。
【００６９】
また、弾性波装置１では、各反射器８が短絡グレーティングであるが、これに限らず、例えば、開放グレーティング、正負反射型グレーティング等であってもよい。また、弾性波装置１において、各反射器８は、必須の構成要素ではない。
【００７０】
また、弾性波装置１では、ＩＤＴ電極５が複数設けられていてもよい。ここにおいて、弾性波装置１は、ＩＤＴ電極５と音響反射層３との組を複数組備えている場合、複数の音響反射層３の導電層（例えば、高音響インピーダンス層３１）どうしが電気的に絶縁されていればよい。弾性波装置１は、複数のＩＤＴ電極５を備える場合、複数のＩＤＴ電極５を接続する適宜の配線層を備えることにより、弾性波フィルタを構成することができる。
【００７１】
実施形態の一変形例に係る弾性波装置１ａは、図７及び８に示すように、圧電体層４上に複数（５つ）のＩＤＴ電極５を備えている点で、実施形態に係る弾性波装置１と相違する。弾性波装置１ａに関し、実施形態に係る弾性波装置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。
【００７２】
弾性波装置１ａは、弾性波フィルタ（ここでは、ラダー型フィルタ）である。弾性波装置１ａは、入力端子１５と、出力端子１６と、入力端子１５と出力端子１６とを結ぶ第１経路上に設けられた直列腕回路１２と、第１経路上のノードとグラウンド（グラウンド端子１７、１８）とを結ぶ第２経路上に設けられた複数（２つ）の並列腕回路１３、１４と、を備える。直列腕回路１２は、複数（３つ）の直列腕共振子Ｓ１を有する。複数の並列腕回路１３、１４の各々は、並列腕共振子Ｓ２を有する。グラウンド端子１７、１８は、１つのグラウンドとして共通化されていてもよい。
【００７３】
弾性波装置１ａでは、複数の直列腕共振子Ｓ１及び複数の並列腕共振子Ｓ２の各々が、実施形態で説明したＩＤＴ電極５と圧電体層４と音響反射層３とを含む弾性波共振子で構成されている。これにより、弾性波装置１ａでは、共振特性の向上を図れる。
【００７４】
弾性波装置１ａでは、２つの並列腕回路１３、１４を備えているが、並列腕回路の数は、２つに限らず、例えば、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００７５】
（まとめ）
以上説明した実施形態等から以下の態様が開示されている。
【００７６】
第１の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）は、支持基板（２）と、音響反射層（３）と、圧電体層（４）と、ＩＤＴ電極（５）と、を備える。音響反射層（３）は、支持基板（２）上に形成されている。圧電体層（４）は、音響反射層（３）上に形成されている。ＩＤＴ電極（５）は、圧電体層（４）上に形成されている。音響反射層（３）は、少なくとも１つの高音響インピーダンス層（３１）と、少なくとも１つの低音響インピーダンス層（３２）と、を有する。低音響インピーダンス層（３２）は、高音響インピーダンス層（３１）よりも音響インピーダンスが低い。音響反射層（３）では、高音響インピーダンス層（３１）及び低音響インピーダンス層（３２）の少なくとも１つが導電層である。ＩＤＴ電極（５）は、第１バスバー（５１）と、第２バスバー（５２）と、複数の第１電極指（５３）と、複数の第２電極指（５４）と、を有する。第２バスバー（５２）は、第１バスバー（５１）に対向している。複数の第１電極指（５３）は、第１バスバー（５１）に接続され第２バスバー（５２）側に延びている。複数の第２電極指（５４）は、第２バスバー（５２）に接続され第１バスバー（５１）側に延びている。ＩＤＴ電極（５）の電極指ピッチ（Ｐ１）により定まる弾性波の波長をλとし、複数の第１電極指（５３）の先端の包絡線（Ｌ１）と複数の第２電極指（５４）の先端の包絡線（Ｌ２）との間の領域を交差領域（５５）としたときに、圧電体層（４）の厚さ方向からの平面視において、導電層が少なくとも交差領域（５５）に重複し、複数の第１電極指（５３）の延びている方向で複数の第１電極指（５３）の先端から導電層（高音響インピーダンス層３１）の端（高音響インピーダンス層３１の端３１Ａ）まで距離（ｄ１）が０より大きく１２λ以下である。
【００７７】
第１の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）では、共振特性を向上させることが可能となる。
【００７８】
第２の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）は、第１の態様に基づく。第２の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）では、支持基板（２）の厚さ方向（Ｄ１）からの平面視において、複数の第２電極指（５４）の延びている方向で複数の第２電極指（５４）の先端から導電層（高音響インピーダンス層３１）の端（高音響インピーダンス層３１の端３１Ｂ）まで距離（ｄ２）が０より大きく１２λ以下である。
【００７９】
第２の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）では、Ｑ値を向上させることが可能となる。
【００８０】
第３の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）は、第１又は２の態様に基づく。第３の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）では、支持基板（２）の厚さ方向（Ｄ１）からの平面視において、導電層（高音響インピーダンス層３１）が第１バスバー（５１）の一部と第２バスバー（５２）の一部との少なくとも一方に重複している。
【００８１】
第４の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）は、第１〜３の態様のいずれか一つに基づく。第４の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）では、複数の第１電極指（５３）の延びている方向で、交差領域（５５）の交差幅（Ｈ１）が７．５λ以下である。
【００８２】
第４の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）では、共振特性を向上させることが可能となる。
【００８３】
第５の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）は、第１〜４の態様のいずれか一つに基づく。第５の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）では、高音響インピーダンス層（３１）は、複数設けられている。低音響インピーダンス層（３２）は、複数設けられている。複数の高音響インピーダンス層（３１）と複数の低音響インピーダンス層（３２）とが支持基板（２）の厚さ方向（Ｄ１）において一層ごとに交互に並んでいる。
【００８４】
第６の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）は、第１〜５の態様のいずれか一つにおいて、圧電体層（４）の厚さが、１λ以下である。
【００８５】
第６の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）では、板波を励振することができる。
【００８６】
第７の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）は、第６の態様において、弾性波が板波である。
【００８７】
第７の態様に係る弾性波装置（１；１ａ）では、板波を利用する弾性波装置として使用することが可能となる。
【００８８】
第８の態様に係る弾性波装置（１ａ）では、第１〜７の態様のいずれか一つにおいて、弾性波装置（１ａ）は、複数の弾性波共振子を備える弾性波フィルタである。複数の弾性波共振子の各々は、ＩＤＴ電極（５）と圧電体層（４）と音響反射層（３）とを含む共振子である。複数の弾性波共振子の圧電体層（４）どうしはつながっている。複数の弾性波共振子の音響反射層（３）どうしは互いに離れていて電気的に絶縁されている。
【００８９】
第８の態様に係る弾性波装置（１ａ）では、弾性波フィルタの共振特性の向上を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００９０】
１、１ａ  弾性波装置
２  支持基板
２１  第１主面
２２  第２主面
３  音響反射層
３１  高音響インピーダンス層（導電層）
３１１  第１高音響インピーダンス層（導電層）
３１２  第２高音響インピーダンス層（導電層）
３２  低音響インピーダンス層
３２１  第１低音響インピーダンス層
３２２  第２低音響インピーダンス層
３２３  第３低音響インピーダンス層
４  圧電体層
４１  第１主面
４２  第２主面
５  ＩＤＴ電極
５１  第１バスバー
５２  第２バスバー
５３  第１電極指
５４  第２電極指
５５  交差領域
６  電気絶縁層
７  中間層
８  反射器
８１  電極指
９  積層体
１２  直列腕回路
１３  並列腕回路
１４  並列腕回路
１５  入力端子
１６  出力端子
１７  グラウンド端子
１８  グラウンド端子
Ｓ１  直列腕共振子
Ｓ２  並列腕共振子
Ｄ１  厚さ方向
Ｐ１  電極指ピッチ
ｄ１  距離
ｄ２  距離
Ｈ１  交差幅
Ｌ１  包絡線
Ｌ２  包絡線
【図１】
2020116528.tif 000003
【図２】
2020116528.tif 000004
【図３】
2020116528.tif 000005
【図４】
2020116528.tif 000006
【図５】
2020116528.tif 000007
【図６】
2020116528.tif 000008
【図７】
2020116528.tif 000009
【図８】
2020116528.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月1日(2021.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
また、弾性波装置１では、支持基板２の厚さ方向Ｄ１からの平面視において、複数の第１電極指５３の先端と第２バスバー５２との間のギャップ長が０．２λであり、複数の第２電極指５４の先端と第１バスバー５１との間のギャップ長が０．２λである。したがって、弾性波装置１では、距離ｄ１及び距離ｄ２の各々が０．２λより大きく１２λ以下であれば、導電層（高音響インピーダンス層３１）が第１バスバー５１の一部と第２バスバー５２の一部との両方に重複する。
【国際調査報告】
2020116528.tif 000011
2020116528.tif 000012
2020116528.tif 000013
2020116528.tif 000014