WO2024257838A1 - 弾性波装置及び弾性波フィルタ装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an elastic wave device and an elastic wave filter device.
- Patent Document 1 and Patent Document 2 describe elastic wave devices.
- the elastic wave devices shown in Patent Documents 1 and 2 could cause leakage of elastic waves in the direction of the electrode finger arrangement.
- the present invention aims to provide an elastic wave device and an elastic wave filter device that can suppress leakage of elastic waves.
- the elastic wave device includes a piezoelectric layer having a first main surface and a second main surface opposite the first main surface, an IDT electrode provided on at least one of the first and second main surfaces of the piezoelectric layer and including a plurality of electrode fingers arranged in a predetermined direction, and a support member facing the second main surface of the piezoelectric layer and having an acoustic reflector on the second main surface side of the piezoelectric layer, wherein at least one of a first electrode finger arranged on the outermost side in the arrangement direction of the plurality of electrode fingers and a second electrode finger adjacent to the inside of the arrangement direction of the first electrode finger differs from a central electrode finger arranged on the inside of the arrangement direction with respect to the second electrode finger in at least one of a dimension in a direction perpendicular to the extension direction of the plurality of electrode fingers and a center-to-center distance between the electrode finger adjacent to the inside of the arrangement direction in the arrangement direction, and d/p is 0.5 or less, where d
- the elastic wave filter device is a filter device having at least one resonator, the resonator being the elastic wave device described above.
- the elastic wave device and elastic wave filter device of the present invention can suppress leakage of elastic waves.
- FIG. 1 is a plan view illustrating an elastic wave device according to a first preferred embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a bulk wave in a first thickness-shear mode propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the amplitude direction of a bulk wave in a first-order thickness-shear mode propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an example of resonance characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment.
- FIG. 1 is a plan view illustrating an elastic wave device according to a first preferred embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a bulk wave in a first thickness-shear
- FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p and the fractional bandwidth of a resonator in the elastic wave device of the first embodiment, where p is the center-to-center distance or the average center-to-center distance between adjacent electrodes and d is the average thickness of the piezoelectric layer.
- FIG. 7 is a plan view illustrating an example in which a pair of electrodes is provided in the elastic wave device according to the first embodiment.
- FIG. 8 is a reference diagram illustrating an example of resonance characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment.
- FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the fractional bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device according to the first embodiment and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious.
- FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between d/2p, the metallization ratio MR, and the bandwidth ratio.
- FIG. 11 is an explanatory diagram showing a map of the fractional bandwidth versus Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p approaches 0 as close as possible.
- FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a region A shown in FIG. FIG.
- FIG. 13 is a graph illustrating an example of admittance characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment.
- FIG. 14 is a diagram illustrating the distribution of vibration modes of the elastic wave device according to the first embodiment.
- FIG. 15 is a diagram illustrating the distribution of vibration modes of an elastic wave device according to a comparative example.
- FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating an elastic wave device according to a second preferred embodiment of the present invention.
- FIG. 17 is a graph illustrating an example of admittance characteristics of the elastic wave device according to the second embodiment.
- FIG. 18 is a diagram illustrating the distribution of vibration modes of the elastic wave device according to the second embodiment.
- FIG. 19 is a diagram illustrating the distribution of vibration modes in an elastic wave device according to a comparative example.
- FIG. 20 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a first modified example of the second embodiment.
- FIG. 21 is a graph illustrating an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to a first modified example of the second embodiment.
- FIG. 22 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a second modified example of the second embodiment.
- FIG. 23 is a graph illustrating an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to a second modification of the second embodiment.
- FIG. 24 is a cross-sectional view illustrating an elastic wave device according to a third modified example of the second embodiment.
- FIG. 25 is a graph illustrating an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to a third modified example of the second embodiment.
- FIG. 21 is a graph illustrating an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to a first modified example of the second embodiment.
- FIG. 22 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a second modified example of
- FIG. 26 is a cross-sectional view illustrating an elastic wave device according to a third preferred embodiment of the present invention.
- FIG. 27 is a diagram illustrating an example of admittance characteristics of the elastic wave device according to the third embodiment.
- FIG. 28 is a plan view illustrating an elastic wave device according to a fourth embodiment.
- Figure 29 is a cross-sectional view taken along line XXX-XXX' of Figure 28.
- FIG. 30 is an enlarged cross-sectional view of a region A1 shown in FIG.
- FIG. 31 is a diagram illustrating an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to a fourth embodiment.
- FIG. 32 is a graph illustrating an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to a fourth modified example of the fourth embodiment.
- FIG. 33 is a cross-sectional view illustrating an elastic wave device according to a fifth modified example of the fourth embodiment.
- FIG. 34 is a graph illustrating an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to a fifth modification of the fourth embodiment.
- FIG. 35 is a circuit diagram illustrating an acoustic wave filter device according to a fifth preferred embodiment of the present invention.
- FIG. 36 is a cross-sectional view illustrating an elastic wave device according to a sixth preferred embodiment of the present invention.
- FIG. 37 is a cross-sectional view illustrating an elastic wave device according to a seventh embodiment.
- FIG. 38 is a diagram illustrating an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to an eighth embodiment.
- FIG. 39 is an explanatory diagram showing an example of an impedance phase in a higher mode.
- FIG. 40 is a plan view illustrating an IDT electrode of an elastic wave device according to a ninth preferred embodiment of the present invention.
- FIG. 41 is a diagram illustrating the inter-electrode pitch pn of an elastic wave device according to a ninth embodiment.
- FIG. 42 is a diagram illustrating the impedance phase of the elastic wave device in accordance with Comparative Example 1.
- FIG. 43 is a graph showing impedance phases at 5102 MHz of elastic wave devices according to the ninth embodiment and comparative examples 1 and 2.
- FIG. 44 is a plan view illustrating an IDT electrode of an elastic wave device according to a tenth preferred embodiment of the present invention.
- FIG. 45 is a diagram illustrating the electrode width wn of an elastic wave device according to a tenth embodiment.
- FIG. 46 is a graph showing impedance phases at 5102 MHz of elastic wave devices according to the tenth embodiment and comparative
- FIG. 1 is a plan view of an elastic wave device according to a first preferred embodiment of the present invention
- Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II' in Fig. 1.
- a first protective film 41 is indicated by a two-dot chain line in Fig. 1.
- the elastic wave device 10 has a piezoelectric layer 20, an IDT electrode 30, a support substrate 11, a first protective film 41, and a second protective film 42. As shown in FIG. 2, the elastic wave device 10 has the second protective film 42, the piezoelectric layer 20, the IDT electrode 30, and the first protective film 41 stacked in this order on the support substrate 11.
- the piezoelectric layer 20 is flat and has a first main surface 20a and a second main surface 20b opposite to the first main surface 20a.
- the piezoelectric layer 20 is made of lithium niobate (LiNbO 3 ).
- the piezoelectric layer 20 may be made of lithium tantalate (LiTaO 3 ).
- the cut angle of LiNbO 3 or LiTaO 3 is Z-cut in the first embodiment.
- the cut angle of LiNbO 3 or LiTaO 3 may be rotated Y-cut or X-cut.
- the propagation direction is Y-propagation or X-propagation ⁇ 30°.
- the piezoelectric layer 20 includes lithium niobate (LiNbO 3 ) or lithium tantalate (LiTaO 3 ) and is 120° ⁇ 10° rotated Y-cut or 90° ⁇ 10° rotated Y-cut.
- 120° ⁇ 10° includes a range of 120°-10° or more and 120°+10° or less
- 90° ⁇ 10° includes a range of 90°-10° or more and 90°+10° or less.
- the thickness of the piezoelectric layer 20 is not particularly limited, but to effectively excite the first-order thickness-shear mode, a thickness of 50 nm or more and 1000 nm or less is preferable.
- the thickness of the piezoelectric layer 20 according to the first embodiment is, for example, about 180 nm.
- the IDT (Interdigital Transducer) electrode 30 is provided on the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20. As shown in FIG. 1, the IDT electrode 30 has electrode fingers 31, 32 and busbar electrodes 33, 34.
- the electrode fingers 31 extend in the Y direction, and one end side in the extension direction is connected to the busbar electrode 33.
- the electrode fingers 32 extend in the Y direction, and the other end side in the extension direction is connected to the busbar electrode 34.
- the electrode fingers 31 and the electrode fingers 32 are arranged alternately in the X direction with a gap therebetween.
- the busbar electrodes 33 and 34 each extend in the X direction, and are arranged at a distance in the Y direction.
- the electrode fingers 31, 32 are arranged between the busbar electrodes 33 and 34.
- the thickness direction of the piezoelectric layer 20 may be referred to as the Z direction, the extension direction of the electrode fingers 31, 32 as the Y direction, and the arrangement direction of the electrode fingers 31, 32 as the X direction.
- a plan view refers to the positional relationship when viewed from a direction perpendicular to the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20.
- the distance between the centers of the width of the electrode fingers 31 and 32 adjacent to each other in the X direction (hereinafter referred to as the interelectrode pitch) is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
- the interelectrode pitch is the distance connecting the center of the width of the electrode finger 31 in the direction perpendicular to the extension direction of the electrode finger 31 and the center of the width of the electrode finger 32 in the direction perpendicular to the extension direction of the electrode finger 32.
- the width of the electrode fingers 31 and 32 (hereinafter referred to as the electrode width), i.e., the dimension in the direction perpendicular to the extension direction of the electrode fingers 31 and 32, is preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less. Details of the interelectrode pitch and electrode width of the electrode fingers 31 and 32 will be described later with reference to FIG. 12 and FIG. 13.
- the interelectrode pitch of electrode fingers 31 and 32 refers to the average value of the center-to-center distances of adjacent electrode fingers 31 and 32 among the 1.5 or more pairs of electrode fingers 31 and 32.
- the direction perpendicular to the extension direction of the electrode fingers 31 and 32 is perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric layer 20. This does not apply when a piezoelectric body with a different cut angle is used as the piezoelectric layer 20.
- “perpendicular” is not limited to strictly perpendicular, but may also be approximately perpendicular (the angle between the direction perpendicular to the extension direction of the electrode fingers 31 and 32 and the polarization direction is, for example, 90° ⁇ 10°).
- the IDT electrode 30 (electrode fingers 31, 32 and busbar electrodes 33, 34) is made of an appropriate metal or alloy, such as Al or an AlCu alloy.
- the IDT electrode 30 has a structure in which an Al film is laminated on a titanium (Ti) film. Note that an adhesion layer other than a Ti film may also be used.
- the electrode configuration of the IDT electrode 30 is a laminated film of Ti/AlCu/Ti/AlCu from the piezoelectric layer 20 side, with respective film thicknesses of 12 nm/70 nm/18 nm/12 nm.
- the IDT electrode 30 also has a total of 51 electrode fingers 31 and 32.
- the interelectrode pitch of the electrode fingers 31 and 32 is 2.38 ⁇ m, and the electrode width is 0.6 ⁇ m for each.
- intersection region C (excitation region) shown in FIG. 1 is a region where the electrode fingers 31 and 32 overlap when viewed in the X direction.
- the length of the intersection region C is the dimension in the extension direction of the electrode fingers 31 and 32 in the intersection region C. In this embodiment, the length of the intersection region C is, for example, 40 ⁇ m.
- an AC voltage is applied between the multiple electrode fingers 31 and the multiple electrode fingers 32. More specifically, an AC voltage is applied between the bus bar electrode 33 and the bus bar electrode 34. This makes it possible to obtain resonance characteristics using bulk waves in the first thickness-shear mode excited in the piezoelectric layer 20.
- d/p is set to 0.5 or less. Therefore, the bulk wave of the above-mentioned first-order thickness-shear mode is effectively excited, and good resonance characteristics can be obtained. More preferably, d/p is 0.24 or less, in which case even better resonance characteristics can be obtained.
- the elastic wave device 10 of the first embodiment has the above configuration, so even if the number of pairs of electrode fingers 31 and electrode fingers 32 is reduced in an attempt to reduce the size, the Q value is unlikely to decrease. This is because the resonator does not require reflectors on both sides, and propagation loss is small. In addition, the reason why the reflectors are not required is because a bulk wave in the thickness-shear first-order mode is used.
- the first protective film 41 is provided on the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20, covering the IDT electrode 30.
- the second protective film 42 is provided on the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20.
- the first protective film 41 and the second protective film 42 are made of silicon oxide (SiO 2 ).
- the first protective film 41 and the second protective film 42 can be made of an appropriate insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, alumina, etc.
- the thickness t1 of the first protective film 41 and the thickness t2 of the second protective film 42 are both 142 nm.
- the thickness t1 of the first protective film 41 refers to the maximum value of the total distance from the surface of the first protective film 41 on the first main surface 20a side to the surface of the first protective film 41 on the opposite side to the first main surface 20a in the intersection region C.
- the film thickness t2 of the second protective film 42 refers to the maximum value of the total distance from the surface of the second protective film 42 on the second main surface 20b side to the surface of the second protective film 42 on the opposite side to the second main surface 20b in the intersection region C. It is sufficient that at least one of the first protective film 41 and the second protective film 42 is provided. For example, a configuration in which the first protective film 41 is provided and the second protective film 42 is not provided may also be used.
- the support substrate 11 (support member) is disposed opposite the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20.
- the support substrate 11 has a cavity portion 14 (space portion) on the surface opposite the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20. More specifically, the support substrate 11 has a bottom portion 12 and a wall portion 13 provided in a frame shape on the upper surface of the bottom portion 12. The cavity portion 14 is formed in the space surrounded by the bottom portion 12 and the wall portion 13.
- the piezoelectric layer 20 is laminated on the upper surface of the wall portion 13 of the support substrate 11 via the second protective film 42.
- the elastic wave device 10 has a so-called membrane structure in which the cavity portion 14 (hollow portion) is provided on the second main surface 20b side of the piezoelectric layer 20.
- the support member may include the support substrate 11 and an intermediate (insulating) layer. That is, the support substrate 11 may be indirectly laminated on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 20.
- the support substrate 11 and the intermediate layer may have a frame-like shape, thereby forming the cavity portion 14.
- a recess may be provided in the intermediate layer, thereby forming the cavity portion 14.
- the cavity portion 14 is provided so as not to impede the vibration of the intersection region C of the piezoelectric layer 20.
- the second protective film 42 is provided to cover the opening of the cavity portion 14.
- the second protective film 42 does not have to be provided.
- the support substrate 11 can be laminated directly on the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20.
- the second protective film 42 is provided in the region between the upper surface of the wall portion 13 and the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20, and does not have to be provided in the region overlapping with the cavity portion 14.
- the support substrate 11 is made of silicon (Si).
- the surface orientation of the Si on the piezoelectric layer 20 side may be (100), (110), or (111).
- Si has a high resistivity of 4 k ⁇ or more.
- the support substrate 11 may also be made of an appropriate insulating material or semiconductor material.
- Examples of materials that can be used for the support substrate 11 include piezoelectric materials such as aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, and quartz; various ceramics such as alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, steatite, and forsterite; dielectric materials such as diamond and glass; and semiconductors such as gallium nitride.
- piezoelectric materials such as aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, and quartz
- various ceramics such as alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, steatite, and forsterite
- dielectric materials such as diamond and glass
- semiconductors such as gallium nitride.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a bulk wave in a first-order thickness shear mode propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the amplitude direction of a bulk wave in a first-order thickness shear mode propagating through the piezoelectric layer of the first embodiment.
- the vibration displacement is in the thickness slip direction, so the wave propagates and resonates in the direction connecting the first principal surface 20a and the second principal surface 20b of the piezoelectric layer 20, i.e., the Z direction. That is, the X direction component of the wave is significantly smaller than the Z direction component. And because the resonance characteristics are obtained by the propagation of the wave in this Z direction, a reflector is not required. Therefore, no propagation loss occurs when the wave propagates to the reflector. Therefore, even if the number of pairs of electrodes consisting of the electrode fingers 31 and the electrode fingers 32 is reduced in an attempt to reduce the size, the Q value is unlikely to decrease.
- FIG. 4 shows a schematic diagram of the bulk wave when a voltage is applied between the electrode fingers 31 and 32 such that the electrode fingers 32 have a higher potential than the electrode fingers 31.
- the imaginary plane VP1 is a plane that is perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer 20 and divides the piezoelectric layer 20 in half.
- the first region 251 is the region between the imaginary plane VP1 and the first main surface 20a in the intersection region C.
- the second region 252 is the region between the imaginary plane VP1 and the second main surface 20b in the intersection region C.
- the elastic wave device 10 at least one pair of electrodes consisting of electrode fingers 31 and electrode fingers 32 is arranged, but since waves are not propagated in the X direction, the number of electrode pairs consisting of electrode fingers 31 and electrode fingers 32 does not necessarily need to be multiple pairs. In other words, it is sufficient that at least one pair of electrodes is provided.
- the electrode finger 31 is an electrode connected to a hot potential
- the electrode finger 32 is an electrode connected to a ground potential.
- the electrode finger 31 may be connected to the ground potential
- the electrode finger 32 may be connected to the hot potential.
- at least one pair of electrodes is an electrode connected to a hot potential or an electrode connected to a ground potential, as described above, and no floating electrodes are provided.
- FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device of the first embodiment.
- the design parameters of the elastic wave device 10 that obtained the resonance characteristics shown in FIG. 5 are as follows:
- Piezoelectric layer 20 LiNbO3 with Euler angles (0°, 0°, 90°) Thickness of piezoelectric layer 20: 400 nm
- Length of intersection region C 40 ⁇ m Number of pairs of electrodes consisting of electrode fingers 31 and electrode fingers 32: 21 pairs Inter-electrode pitch between electrode fingers 31 and 32: 3 ⁇ m Width of electrode fingers 31 and 32: 500 nm d/p: 0.133
- First protective film 41, second protective film 42 1 ⁇ m thick silicon oxide film
- Support substrate 11 Si
- d/p is 0.5 or less, and more preferably 0.24 or less. This will be explained with reference to FIG. 6.
- FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p and the relative bandwidth of a resonator when the center-to-center distance or the average center-to-center distance of adjacent electrodes is p and the average thickness of the piezoelectric layer is d in the elastic wave device of the first embodiment.
- multiple elastic wave devices were obtained by varying d/2p, similar to the elastic wave device that obtained the resonance characteristics shown in FIG. 5.
- a resonator with an even wider relative bandwidth can be obtained, and a resonator with an even higher coupling coefficient can be realized. Therefore, it can be seen that by setting d/p to 0.5 or less, a resonator with a high coupling coefficient can be constructed using the bulk waves of the thickness-shear first-order mode.
- the average thickness d of the piezoelectric layer 20 can be used.
- FIG. 7 is a plan view showing an example in which a pair of electrodes is provided in the elastic wave device of the first embodiment.
- a pair of electrodes having electrode fingers 31 and electrode fingers 32 is provided on the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20.
- K in FIG. 7 is the cross width.
- the number of electrode pairs may be one pair. Even in this case, if the above d/p is 0.5 or less, bulk waves in the thickness-shear first-order mode can be effectively excited.
- the metallization ratio MR of the adjacent electrode fingers 31 and electrode fingers 32 in the intersection region C satisfies MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075. In that case, it is possible to effectively reduce spurious signals. This will be explained with reference to FIG. 8 and FIG. 9.
- the metallization ratio MR will be explained with reference to FIG. 1.
- the area surrounded by the dashed line is the intersection region C.
- This intersection region C is the area where the electrode fingers 31 and 32 overlap when the electrode fingers 31 and 32 are viewed in a direction perpendicular to the extension direction of the electrode fingers 31 and 32, i.e., in the opposing direction, the area where the electrode fingers 31 and 32 overlap in the electrode fingers 31, the area where the electrode fingers 32 overlap in the electrode fingers 31, and the area where the electrode fingers 31 and 32 overlap in the area between the electrode fingers 31 and 32.
- the area of the electrode fingers 31 and 32 in the intersection region C relative to the area of the intersection region C is the metallization ratio MR.
- the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallization portion to the area of the intersection region C.
- MR can be defined as the ratio of the metallization portion included in all intersection regions C to the total area of intersection regions C.
- FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the bandwidth ratio when a large number of elastic wave resonators are configured in the elastic wave device according to the first embodiment and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious.
- the bandwidth ratio was adjusted by changing the film thickness of the piezoelectric layer 20 and the dimensions of the electrode fingers 31 and 32 in various ways.
- FIG. 9 shows the results when the piezoelectric layer 20 made of Z -cut LiNbO3 was used, the same tendency is observed when the piezoelectric layer 20 having another cut angle is used.
- the spurious is large at 1.0.
- the bandwidth ratio exceeds 0.17, i.e., exceeds 17%, large spurious with a spurious level of 1 or more appears within the passband, even if the parameters that configure the bandwidth ratio are changed.
- large spurious indicated by arrow B appears within the band. Therefore, it is preferable that the bandwidth ratio is 17% or less. In this case, the spurious can be reduced by adjusting the film thickness of the piezoelectric layer 20 and the dimensions of the electrode fingers 31 and 32.
- FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and bandwidth fraction.
- Various elastic wave devices 10 with different d/2p and MR were constructed in the elastic wave device 10 of the first embodiment, and the bandwidth fraction was measured.
- the hatched area to the right of the dashed line D in FIG. 10 is the area where the bandwidth fraction is 17% or less.
- Fig. 11 is an explanatory diagram showing a map of the fractional bandwidth versus Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO3 when d/p approaches 0.
- the hatched area in Fig. 11 is the region where a fractional bandwidth of at least 5% is obtained.
- the range of the region can be approximated to the ranges expressed by the following formulas (1), (2), and (3).
- the relative bandwidth can be sufficiently widened, which is preferable.
- FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of region A shown in FIG. 2.
- FIG. 12 describes the first electrode finger 31a located on the outermost side in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32 and the second electrode finger 32b adjacent to the first electrode finger 31a, but has a configuration that is linearly symmetrical with the third electrode finger 32a located on the outermost side on the opposite side to the first electrode finger 31a and the fourth electrode finger 31b adjacent to the third electrode finger 32a.
- the description of the first electrode finger 31a can also be applied to the third electrode finger 32a, and the description of the second electrode finger 32b can also be applied to the fourth electrode finger 31b.
- the electrode fingers of the multiple electrode fingers 31, 32 other than the first electrode finger 31a, the second electrode finger 32b, the third electrode finger 32a, and the fourth electrode finger 31b may be described as central electrode fingers 31c, 32c.
- the central electrode fingers 31c, 32c are electrode fingers located inside the arrangement direction of the first electrode finger 31a, the second electrode finger 32b, the third electrode finger 32a, and the fourth electrode finger 31b, and are the electrode fingers 31, 32 located in the center in the arrangement direction.
- electrode fingers 31, 32 when it is not necessary to distinguish between the first electrode finger 31a, the second electrode finger 32b, the third electrode finger 32a, the fourth electrode finger 31b, and the central electrode fingers 31c, 32c, they will simply be referred to as electrode fingers 31, 32.
- the interelectrode pitch between the first electrode finger 31a and the second electrode finger 32b is represented as P3
- the interelectrode pitch between the second electrode finger 32b and the adjacent central electrode finger 31c is represented as P2
- the interelectrode pitch between adjacent electrode fingers among the multiple central electrode fingers 31c, 32c is represented as P1.
- the interelectrode pitches between adjacent electrode fingers among the multiple central electrode fingers 31c, 32c are all equal to P1.
- the electrode width of the first electrode finger 31a is smaller than the electrode width of the second electrode finger 32b and the central electrode fingers 31c, 32c.
- the inter-electrode pitch P3 is smaller than the inter-electrode pitches P1, P2.
- the electrode width W1 of the first electrode finger 31a is 0.3 ⁇ m
- the electrode width of the second electrode finger 32b and the central electrode fingers 31c, 32c is 0.6 ⁇ m.
- the inter-electrode pitch P3 is 2.23 ⁇ m
- the inter-electrode pitches P1, P2 are 2.38 ⁇ m.
- the elastic waves excited in the piezoelectric layer 20 are reflected by the acoustic reflection surface R, so that the elastic wave device 10 can suppress leakage of elastic waves in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32.
- FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of the admittance characteristics of the elastic wave device according to the first embodiment. More specifically, FIG. 13 is an explanatory diagram showing the real part of the admittance, i.e., the conductance component, of the elastic wave device according to the first embodiment.
- the admittance characteristics shown in FIG. 13 show the results of a simulation of the admittance characteristics of the elastic wave device 10 according to the first embodiment.
- FIG. 13 also shows the results of a simulation of the admittance characteristics of an elastic wave device according to a comparative example.
- the comparative example is an elastic wave device in which the electrode widths and inter-electrode pitches of the electrode fingers 31, 32 are all equal to those of the first embodiment.
- the electrode width of one first electrode finger 31a is smaller than the electrode width of the other electrode fingers 31, 32, but this is not limited to the above.
- the electrode width of the outermost electrode fingers 31, 32 in the arrangement direction of the electrode fingers 31, 32 may be smaller than the electrode width of the other electrode fingers 31, 32 located in the center.
- the inter-electrode pitch P of three or more outermost electrode fingers 31, 32 in the arrangement direction of the electrode fingers 31, 32 may be smaller than the inter-electrode pitch P of the other electrode fingers 31, 32 located in the center.
- FIG. 14 is an explanatory diagram showing the distribution of vibration modes of the elastic wave device according to the first embodiment.
- FIG. 15 is an explanatory diagram showing the distribution of vibration modes of an elastic wave device according to a comparative example.
- the electrode widths and inter-electrode pitches of electrode fingers 31, 32 are all equal to each other compared to elastic wave device 10 according to the first embodiment.
- the horizontal axis represents the X direction (the arrangement direction of electrode fingers 31, 32) and the vertical axis represents frequency, showing the distribution of the magnitude of displacement of piezoelectric layer 20 for the first embodiment and the comparative example.
- the upper figures in Figures 14 and 15 each show a schematic cross-sectional view of an elastic wave device corresponding to the X direction, and the left figures in Figures 14 and 15 show the impedance characteristics of the elastic wave device.
- the X-direction dependency of the displacement (X-direction positions of the antinodes and nodes of the displacement) has a large frequency dependency.
- the X-direction positions showing the peaks of the displacement shift depending on the frequency, and stable excitation is not achieved between the electrodes.
- the phase is inverted at the resonant frequency of 5030 MHz and at frequencies of 4900 MHz and 5120 MHz where ripples are generated.
- an ideal excitation mode may not be obtained.
- the X-direction dependency of the displacement does not have frequency dependency.
- the X-direction position showing the peak of the displacement is constant regardless of the frequency, indicating stable excitation between the electrodes.
- the magnitude (amplitude) of the displacement is also constant for each region between the electrodes, and no phase inversion occurs in the frequency array in which the resonant frequency and ripples occur.
- Second Embodiment 16 is a cross-sectional view showing an elastic wave device according to a second embodiment.
- the electrode width of the first electrode finger 31a is smaller than that of the central electrode fingers 31c and 32c
- the inter-electrode pitch P3 between the first electrode finger 31a and the second electrode finger 32b is smaller than the inter-electrode pitch P1 between the central electrode fingers 31c and 32c.
- the present invention is not limited to this.
- the electrode width of the first electrode finger 31a is larger than that of the second electrode finger 32b and the central electrode fingers 31c and 32c.
- the inter-electrode pitch P3 is larger than the inter-electrode pitches P1 and P2.
- the total number of electrode fingers 31 and 32 of the IDT electrode 30 is 51.
- the configurations of the first protective film 41, the IDT electrode 30, and the like are the same as those of the first embodiment.
- the electrode width of the first electrode finger 31a is 1.2 ⁇ m
- the electrode width of the second electrode finger 32b and the central electrode fingers 31c and 32c is 0.6 ⁇ m
- the inter-electrode pitch P3 is 2.9 ⁇ m
- the inter-electrode pitches P1 and P2 are 2.38 ⁇ m.
- the elastic waves excited in the piezoelectric layer 20 are reflected by the acoustic reflection surface R, so that the elastic wave device 10A can suppress leakage of elastic waves in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32.
- the electrode width of one first electrode finger 31a is larger than the electrode width of the other electrode fingers 31, 32, but this is not limited to the above.
- the electrode width of the outermost electrode fingers 31, 32 in the arrangement direction of the electrode fingers 31, 32 may be larger than the electrode width of the other electrode fingers 31, 32 located in the center.
- the inter-electrode pitch of three or more outermost electrode fingers 31, 32 in the arrangement direction of the electrode fingers 31, 32 may be larger than the inter-electrode pitch of the other electrode fingers 31, 32 located in the center.
- FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of the admittance characteristics of an elastic wave device according to the second embodiment.
- the electrode width of first electrode finger 31a is larger than the electrode width of central electrode fingers 31c and 32c, and interelectrode pitch P3 is larger than interelectrode pitches P1 and P2.
- the ripples shown by dotted line E2 are suppressed compared to the comparative example.
- the peak width associated with the resonant frequency is narrowed, and therefore the propagation loss is suppressed.
- FIG. 18 is an explanatory diagram showing the distribution of vibration modes of an elastic wave device according to the second embodiment.
- FIG. 19 is an explanatory diagram showing the distribution of vibration modes of an elastic wave device according to a comparative example.
- the electrode widths and inter-electrode pitches of electrode fingers 31, 32 are all equal to each other compared to elastic wave device 10A according to the second embodiment.
- FIGS. 18 and 19 show the distribution of the magnitude of displacement of the piezoelectric layer 20 for the second embodiment and the comparative example, with the horizontal axis representing the X direction (the arrangement direction of the electrode fingers 31, 32) and the vertical axis representing frequency.
- the upper figures in Figs. 18 and 19 each show a schematic cross-sectional view of an elastic wave device corresponding to the X direction, and the left figures in Figs. 18 and 19 show the impedance characteristics of the elastic wave device.
- the X-direction dependency of the displacement (X-direction positions of the antinodes and nodes of the displacement) has a large frequency dependency.
- the X-direction positions showing the peaks of the displacement shift depending on the frequency, and stable excitation is not achieved between the electrodes.
- the phase is inverted at the resonant frequency of 5030 MHz and at frequencies of 4900 MHz and 5120 MHz where ripples are generated.
- an ideal excitation mode may not be obtained.
- the X-direction dependency of the displacement does not have frequency dependency.
- the X-direction position showing the peak of the displacement is constant regardless of the frequency, indicating stable excitation between the electrodes.
- the magnitude (amplitude) of the displacement is also constant for each region between the electrodes, and no phase inversion occurs in the frequency array in which the resonant frequency and ripples occur.
- (First Modification of the Second Embodiment) 20 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a first modification of the second embodiment.
- the electrode widths of the first electrode finger 31a and the second electrode finger 32b are larger than the electrode widths of the second electrode finger 32b and the central electrode fingers 31c and 32c.
- the interelectrode pitches P2 and P3 are different from the interelectrode pitch P1.
- the total number of electrode fingers 31 and 32 of the IDT electrode 30 is 51.
- the configurations of the first protective film 41, the IDT electrode 30, and the like are the same as those of the first embodiment.
- the electrode widths W1 and W2 of the first electrode finger 31a and the second electrode finger 32b are 0.8 ⁇ m, and the electrode width of the central electrode fingers 31c and 32c is 0.6 ⁇ m.
- the interelectrode pitch P3 is 1.91 ⁇ m, the interelectrode pitch P2 is 2.7 ⁇ m, and the interelectrode pitch P1 is 2.38 ⁇ m.
- FIG. 21 is an explanatory diagram showing an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to a first modified example of the second embodiment.
- the electrode widths of first electrode finger 31a and second electrode finger 32b are larger than the electrode widths of central electrode fingers 31c and 32c, and interelectrode pitches P2 and P3 are different from interelectrode pitch P1.
- the ripples shown by dotted line E2 are suppressed compared to the comparative example.
- the peak width associated with the resonant frequency is narrowed, and therefore the propagation loss is suppressed.
- (Second Modification of the Second Embodiment) 22 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a second modification of the second embodiment.
- the electrode width of the second electrode finger 32b is larger than the electrode width of the first electrode finger 31a and the central electrode fingers 31c and 32c.
- the interelectrode pitches P2 and P3 are different from the interelectrode pitch P1.
- the total number of electrode fingers 31 and 32 of the IDT electrode 30 is 51.
- the configurations of the first protective film 41, the IDT electrode 30, and the like are the same as those of the first embodiment.
- the electrode width W2 of the second electrode finger 32b is 1.2 ⁇ m, and the electrode widths of the first electrode finger 31a and the central electrode fingers 31c and 32c are 0.6 ⁇ m.
- the interelectrode pitch P3 is 1.79 ⁇ m, the interelectrode pitch P2 is 2.9 ⁇ m, and the interelectrode pitch P1 is 2.38 ⁇ m.
- FIG. 23 is an explanatory diagram showing an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to a second modified example of the second embodiment.
- the electrode widths of first electrode finger 31a and second electrode finger 32b are larger than the electrode widths of central electrode fingers 31c and 32c, and interelectrode pitches P2 and P3 are different from interelectrode pitch P1.
- the ripples shown by dotted line E2 are suppressed compared to the comparative example.
- the peak width associated with the resonant frequency is narrowed, and therefore propagation loss is suppressed.
- (Third Modification of the Second Embodiment) 24 is a cross-sectional view showing an elastic wave device according to a third modification of the second embodiment.
- the thickness of the first protective film 41 and the thickness of the second protective film 42 are thinner than the thickness of the IDT electrode 30.
- the electrode configuration of the IDT electrode 30 is a laminated film of Ti/AlCu/Ti/AlCu from the piezoelectric layer 20 side, and the respective thicknesses are 12 nm/27 nm/18 nm/12 nm.
- the total number of electrode fingers 31 and electrode fingers 32 of the IDT electrode 30 is 101.
- the configurations of the first protective film 41, the IDT electrode 30, and the like are the same as those of the first embodiment.
- the thickness of the piezoelectric layer 20 is, for example, 360 nm.
- the thickness of the first protective film 41 is 30 nm.
- the thickness of the second protective film 42 is 30 nm.
- the first protective film 41 is provided following the surfaces and side surfaces of the electrode fingers 31, 32 and the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20.
- the upper surface of the first protective film 41 is formed with projections and recesses that reflect the shapes of the electrode fingers 31, 32.
- the second protective film 42 is formed flat along the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20.
- the electrode width of the first electrode finger 31a is larger than the electrode width of the second electrode finger 32b and the central electrode fingers 31c, 32c.
- the inter-electrode pitch P3 is larger than the inter-electrode pitches P1, P2.
- the electrode width of the first electrode finger 31a is 1.2 ⁇ m
- the electrode width of the second electrode finger 32b and the central electrode fingers 31c, 32c is 0.6 ⁇ m.
- the inter-electrode pitch P3 is 2.9 ⁇ m
- the inter-electrode pitches P1, P2 are 1.96 ⁇ m.
- FIG. 25 is an explanatory diagram showing an example of the admittance characteristics of an elastic wave device according to a third modified example of the second embodiment.
- ripples are suppressed compared to the comparative example. In this manner, even when load film 50 is provided on both first principal surface 20a and second principal surface 20b of piezoelectric layer 20 and first protective film 41 and second protective film 42 are thin, ripples are suppressed and propagation loss is suppressed.
- the thickness of the first protective film 41 and the thickness of the second protective film 42 are thinner than the thickness of the IDT electrode 30, but this is not limited to the above.
- the thickness of either the first protective film 41 or the second protective film 42 may be thinner than the thickness of the IDT electrode 30.
- Third Embodiment 26 is a cross-sectional view showing an elastic wave device according to a third embodiment.
- the electrode width of the first electrode finger 31a is smaller than that of the central electrode fingers 31c and 32c
- the interelectrode pitch P3 between the first electrode finger 31a and the second electrode finger 32b is smaller than the interelectrode pitch P1 between the central electrode fingers 31c and 32c.
- the present invention is not limited to this.
- the electrode widths of the first electrode finger 31a, the second electrode finger 32b, and the central electrode fingers 31c and 32c are equal.
- the interelectrode pitch P3 is larger than the interelectrode pitches P1 and P2.
- the configurations of the first protective film 41, the IDT electrode 30, and the like are the same as those of the first embodiment.
- the electrode widths of the first electrode finger 31a, the second electrode finger 32b, and the central electrode fingers 31c and 32c are 0.6 ⁇ m.
- the inter-electrode pitch P3 is 2.68 ⁇ m, and the inter-electrode pitches P1 and P2 are 2.38 ⁇ m.
- the elastic waves excited in the piezoelectric layer 20 are reflected by the acoustic reflection surface R, so that the elastic wave device 10E can suppress leakage of elastic waves in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32.
- FIG. 27 is an explanatory diagram showing an example of the admittance characteristics of an elastic wave device according to the third embodiment.
- elastic wave device 10E according to the third embodiment has a configuration in which the electrode width of first electrode finger 31a is equal to the electrode width of central electrode fingers 31c, 32c and interelectrode pitch P3 is larger than interelectrode pitches P1, P2.
- ripples are suppressed compared to the comparative example.
- the peak width associated with the resonant frequency is narrowed, and therefore propagation loss is suppressed.
- Fig. 28 is a plan view showing an elastic wave device according to a fourth embodiment.
- Fig. 29 is a cross-sectional view taken along line XXIX-XXIX' in Fig. 28. Note that in Fig. 28, the load film 50 is shown hatched to make the drawing easier to see. Also, in Fig. 28, the first protective film 41 is shown by a two-dot chain line.
- an elastic wave device 10F according to the fourth embodiment further includes a load film 50. As shown in Fig. 29, in the elastic wave device 10F, the load film 50 is laminated on the first protective film 41.
- the portion of the load film 50 that overlaps with the first electrode finger 31a is referred to as the first extension portion 51
- the portion that overlaps with the third electrode finger 32a is referred to as the second extension portion 52.
- the first extension portion 51 and the second extension portion 52 are arranged at a distance in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32, and the multiple electrode fingers 31, 32 are arranged between the first extension portion 51 and the second extension portion 52.
- the first extension portion 51 overlaps with a portion of the first electrode finger 31a and extends along the extension direction of the first electrode finger 31a.
- the second extension portion 52 overlaps with a portion of the third electrode finger 32a and extends along the extension direction of the third electrode finger 32a.
- FIG. 30 is an enlarged cross-sectional view of region A1 shown in FIG. 29.
- FIG. 33 describes the load film 50 (first extension portion 51) overlapping the first electrode finger 31a
- the second extension portion 52 (see FIGS. 28 and 29) overlapping the third electrode finger 32a also has an arrangement that is linearly symmetrical to the first extension portion 51.
- the description of the first extension portion 51 can also be applied to the second extension portion 52. In the following description, when there is no need to distinguish between the first extension portion 51 and the second extension portion 52, they will simply be referred to as the load film 50.
- the load film 50 is made of the same material as the first protective film 41.
- the load film 50 and the first protective film 41 are made of silicon oxide (SiO 2 ). Even if the load film 50 and the first protective film 41 are made of the same material, the density of the load film 50 may be different from the density of the first protective film 41. For example, when the load film 50 is formed by deposition, the actual density of the load film 50 is smaller than the density of the first protective film 41.
- the electrode width of the first electrode finger 31a located on the outermost side in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32 is smaller than the electrode width of the electrode fingers 31, 32 located in the center in the arrangement direction. Furthermore, the outermost interelectrode pitch P2 in the arrangement direction is smaller than the interelectrode pitch P1 in the center.
- the configurations of the first protective film 41, the IDT electrode 30, and the like are the same as those of the first embodiment.
- the electrode width W1 of the first electrode finger 31a is 0.3 ⁇ m
- the electrode widths of the second electrode finger 32b and the center electrode fingers 31c, 32c are 0.6 ⁇ m.
- the interelectrode pitch P3 is 2.23 ⁇ m
- the interelectrode pitches P1, P2 are 2.38 ⁇ m.
- the load film 50 is provided in a region that does not overlap with the first electrode finger 31a.
- the load film 50 is provided in a region that is outside the arrangement direction of the first electrode finger 31a, which is the outermost of the electrode fingers 31, 32 in the arrangement direction of the electrode fingers 31, 32, and does not overlap with the IDT electrode 30.
- the width W3 of the load film 50 is 0.6 ⁇ m.
- the thickness of the load film 50 is 90 nm.
- FIG. 31 is an explanatory diagram showing an example of the admittance characteristics of an elastic wave device according to a fourth embodiment.
- elastic wave device 10F according to the fourth embodiment suppresses ripples indicated by dotted lines E1, E2, and E3 compared to the comparative example. In this way, even in a configuration having load film 50, ripples are suppressed and propagation loss is suppressed. Furthermore, elastic wave device 10F according to the fourth embodiment effectively suppresses propagation loss over a wide frequency range from 4700 MHz to 5500 MHz compared to the embodiments and modifications described above.
- the shape, width, thickness, etc. of the load film 50 described above are merely examples and can be changed as appropriate.
- the side of the load film 50 may be formed in a tapered shape.
- the first extension portion 51 and the second extension portion 52 of the load film 50 shown in FIG. 28 may have the same width and thickness.
- the first extension portion 51 and the second extension portion 52 of the load film 50 may have different widths and thicknesses due to, for example, variations in the manufacturing process.
- the material of the load film 50 shown in the fourth embodiment is merely an example and is not limited to this.
- the material of the load film 50 is, for example, at least one of carbon-added silicon oxide (SiOC), silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), aluminum nitride (AlN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), hafnium oxide (HfO 2 ), niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ), and tungsten oxide (WO).
- the load film 50 may be a combination of two or more of the above materials.
- the load film 50 is provided in a region that does not overlap with the first electrode finger 31a, but this is not limited to this.
- the load film 50 may be provided in a region that overlaps with the first electrode finger 31a.
- the load film 50 is provided on the first protective film 41, but this is not limited to this.
- the fourth embodiment can be combined with each of the embodiments and modified examples described above.
- FIG. 32 is an explanatory diagram showing an example of the admittance characteristic of an elastic wave device according to a fourth modification of the fourth embodiment.
- the elastic wave device according to the fourth modification has a different dimension of the load film 50 compared to the elastic wave device 10F according to the fourth embodiment. More specifically, the load film 50 of the fourth modification has a thickness of 60 nm and a width W3 of the load film 50 of 0.8 ⁇ m.
- the configurations of the load film 50, the first protective film 41, the IDT electrode 30, and the like are the same as those of the fourth embodiment. As shown in FIG.
- the elastic wave device according to the fourth modification of the fourth embodiment suppresses ripples indicated by dotted lines E1 and E2 compared to the comparative example. In this way, even if the dimension of the load film 50 is changed, the ripples are suppressed and the propagation loss is suppressed. Furthermore, the elastic wave device according to the fourth modification of the fourth embodiment effectively suppresses propagation loss in a wide frequency range from 4700 MHz to 5500 MHz compared to the above-mentioned embodiments and modifications.
- Fifth Modification of the Fourth Embodiment 33 is a cross-sectional view showing an elastic wave device according to a fifth modification of the fourth embodiment.
- the electrode width W1 of the first electrode finger 31a located on the outermost side in the arrangement direction of the plurality of electrode fingers 31 and 32 is larger than the electrode width of the electrode fingers 31 and 32 located in the center in the arrangement direction.
- the outermost interelectrode pitch P2 in the arrangement direction is larger than the interelectrode pitch P1 in the center than the interelectrode pitch P2.
- the configurations of the load film 50, the first protective film 41, the IDT electrode 30, and the like are the same as those of the fourth embodiment.
- the electrode width of the first electrode finger 31a located on the outermost side in the arrangement direction is 1.0 ⁇ m
- the electrode width of the other plurality of electrode fingers 31 and 32 located in the center is 0.6 ⁇ m
- the outermost interelectrode pitch P2 in the arrangement direction is 2.58 ⁇ m
- the interelectrode pitch P1 in the center is 2.38 ⁇ m larger than the interelectrode pitch P2.
- the load film 50 is provided in a region that overlaps with the first electrode finger 31a, which is the outermost electrode finger in the arrangement direction of the electrode fingers 31, 32, among the electrode fingers 31, 32.
- the width W3 of the load film 50 is 0.8 ⁇ m.
- the thickness of the load film 50 is 15 nm.
- One side of the load film 50 is positioned at a position shifted toward the second electrode finger 32b from the center in the width direction of the first electrode finger 31a.
- the width of the overlapping region of the load film 50 with the first electrode finger 31a is, for example, 0.7 ⁇ m.
- the width of the non-overlapping region of the load film 50 is, for example, 0.1 ⁇ m.
- FIG. 34 is an explanatory diagram showing an example of the admittance characteristics of an elastic wave device according to the fifth modified example of the fourth embodiment.
- the ripples indicated by dotted line E2 are suppressed compared to the comparative example.
- ripples are suppressed and propagation loss is suppressed.
- the load film 50 is provided in a region overlapping with the first electrode finger 31a, but this is not limited thereto. Also, the load film 50 is provided on the first protective film 41, but this is not limited thereto.
- the fifth modified example of the fourth embodiment can be combined with each of the above-mentioned embodiments and modified examples.
- an acoustic wave filter device 10H according to the fifth preferred embodiment of the present invention includes a plurality of series arm resonators 61, 62, and 63, and a plurality of parallel arm resonators 64, 65, 66, and 67.
- the plurality of series arm resonators 61, 62, and 63 are connected in series to a signal path between an input terminal 60A and an output terminal 60B.
- the plurality of parallel arm resonators 64, 65, 66, and 67 are connected in parallel between the signal path between the input terminal 60A and the output terminal 60B and ground 68.
- the acoustic wave filter device 10H according to the fifth preferred embodiment of the present invention is a so-called ladder type filter.
- One terminal of the multiple series arm resonators 61, 62, and 63 connected in series is electrically connected to the input terminal 60A, and the other terminal is electrically connected to the output terminal 60B.
- One terminal of the parallel arm resonator 64 is electrically connected to the input terminal 60A, and the other terminal is electrically connected to ground 68.
- One terminal of the parallel arm resonator 65 is electrically connected to a signal path connecting the series arm resonators 61 and 62, and the other terminal is electrically connected to ground 68.
- One terminal of the parallel arm resonator 66 is electrically connected to a signal path connecting the series arm resonators 62 and 63, and the other terminal is electrically connected to ground 68.
- One terminal of the parallel arm resonator 67 is electrically connected to the output terminal 60B, and the other terminal is electrically connected to ground 68.
- electrode fingers with different configurations are used for the multiple series arm resonators 61, 62, 63 and the multiple parallel arm resonators 64, 65, 66, 67.
- electrode fingers 31, 32 for the multiple series arm resonators 61, 62, 63 and the multiple parallel arm resonators 64, 65, 66, 67 it is possible to obtain a better output waveform as a filter.
- the fifth embodiment can be combined with each of the embodiments and modifications described above.
- Sixth Embodiment 36 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a sixth embodiment.
- the support substrate 11 has a cavity portion 14, and the cavity portion 14 (hollow portion) is provided on the second main surface 20b side of the piezoelectric layer 20, which is a so-called membrane structure.
- the present invention is not limited to this.
- an acoustic multilayer film 43 is laminated on the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20.
- the acoustic multilayer film 43 has a laminated structure of low acoustic impedance layers 43a, 43c, and 43e having a relatively low acoustic impedance and high acoustic impedance layers 43b and 43d having a relatively high acoustic impedance.
- the low acoustic impedance layers 43a, 43c, and 43e are, for example, SiO2 layers, and the high acoustic impedance layers 43b and 43d are, for example, metal layers such as W and Pt, or dielectric layers such as aluminum nitride and silicon nitride.
- the acoustic multilayer film 43 is used, bulk waves in the thickness shear first mode can be confined within the piezoelectric layer 20 without using the cavity portion 14.
- the elastic wave device 10I by setting the above d/p to 0.5 or less, it is possible to obtain resonance characteristics based on bulk waves in the first thickness-shear mode.
- the number of layers of the low acoustic impedance layers 43a, 43c, 43e and the high acoustic impedance layers 43b, 43d is not particularly limited. It is sufficient that at least one of the high acoustic impedance layers 43b, 43d is disposed farther from the piezoelectric layer 20 than the low acoustic impedance layers 43a, 43c, 43e.
- the low acoustic impedance layers 43a, 43c, 43e and the high acoustic impedance layers 43b, 43d can be made of any suitable material as long as the above acoustic impedance relationship is satisfied.
- the low acoustic impedance layers 43a, 43c, 43e can be made of silicon oxide or silicon oxynitride.
- the high acoustic impedance layers 43b, 43d can be made of alumina, silicon nitride, metal, or the like.
- the sixth embodiment can be combined with each of the embodiments and modifications described above.
- FIG. 37 is a cross-sectional view showing an elastic wave device according to a seventh embodiment.
- the IDT electrode 30 is provided on the first principal surface 20a of the piezoelectric layer 20, but this is not limiting.
- an elastic wave device 10J according to the seventh embodiment has a first IDT electrode provided on the first principal surface 20a of the piezoelectric layer 20 and a second IDT electrode provided on the second principal surface 20b of the piezoelectric layer 20.
- the first IDT electrode and the second IDT electrode have the same configuration as the IDT electrode 30 (see Figs. 1 and 2).
- the electrode fingers 36, 37 of the second IDT electrode are provided in an area overlapping with the electrode fingers 31, 32 of the first IDT electrode.
- the electrode fingers 36, 37 of the second IDT electrode are provided with the same width and the same inter-electrode pitch as the electrode fingers 31, 32 of the first IDT electrode.
- the first electrode finger 36a and the central electrode finger 36c are an example of electrode finger 36
- the second electrode finger 37b and the central electrode finger 37c are an example of electrode finger 37.
- a first IDT electrode and a second IDT electrode are provided on the first principal surface 20a and the second principal surface 20b of the piezoelectric layer 20, respectively, so that the temperature coefficient of frequency (TCF) can be improved.
- TCF temperature coefficient of frequency
- FIG. 37 an example is shown in which the electrode fingers 31 and 32 shown in the first embodiment are provided, but this is not limiting.
- the seventh embodiment can be combined with each of the above-mentioned embodiments and modifications.
- Fig. 38 is a diagram illustrating an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to an eighth embodiment.
- Fig. 39 is a diagram illustrating an example of impedance phase in a higher mode.
- the elastic wave device according to the eighth embodiment illustrated in Fig. 38 is configured such that the first protective film 41 and the second protective film 42 have different thicknesses in the elastic wave device 10 according to the first embodiment described above.
- FIG. 38 shows the frequency characteristics of the absolute value of admittance for the elastic wave device according to the eighth embodiment.
- a higher-order mode of resonance occurs in the frequency region indicated by the dashed dotted line F1, which is different from the resonant frequency (hereinafter referred to as the S2 mode).
- the horizontal axis of the graph shown in FIG. 39 indicates the ratio ((t1+tLN/2)/(t2+tLN/2)) of the sum (t1+tLN/2) of the thickness t1 of the first protective film 41 and 1/2 the thickness tLN of the piezoelectric layer 20 to the sum (t2+tLN/2) of the thickness t2 of the second protective film 42 and 1/2 the thickness tLN of the piezoelectric layer 20.
- the vertical axis of the graph shown in FIG. 39 corresponds to the intensity of the S2 mode.
- the range indicated by arrows F2 and F3 indicates the ratio (t1 + tLN/2)/(t2 + tLN/2) in the configuration of the acoustic resonator described in JP2022-524136A.
- the ratio (t1 + tLN/2)/(t2 + tLN/2) is 0.93 or less and 1.07 or more, and the intensity of the S2 mode is large.
- the ratio (t1+tLN/2)/(t2+tLN/2) is in the range of 0.94 to 1.06, and the intensity of the S2 mode is smaller than that of the acoustic resonator described in JP-A 2022-524136.
- the value of A/B is 1-0.06 to 1+0.06.
- the first protective film 41 and the second protective film 42 are different in thickness in the elastic wave device 10 according to the first embodiment, but the present invention is not limited to this.
- the relationship between the thickness t1 of the first protective film 41, the thickness tLN of the piezoelectric layer 20, and the thickness t2 of the second protective film 42 in the eighth embodiment can be combined with each of the above-mentioned embodiments and modified examples.
- Ninth embodiment 40 is a plan view showing an IDT electrode of an elastic wave device according to a ninth preferred embodiment of the present invention.
- the number of central electrode fingers 31c, 32c is denoted by N.
- the interelectrode pitch between the nth (n is an integer between 1 and N-1) central electrode finger counted in the X direction from the electrode finger adjacent to the second electrode finger 32b and the n+1th central electrode finger is pn
- the interelectrode pitch between the first electrode finger counted in the X direction and the adjacent electrode finger on the outside in the arrangement direction, i.e., the second electrode finger 32b is pL
- the interelectrode pitch between the Nth electrode finger counted in the X direction and the adjacent electrode finger on the outside in the X direction, i.e., the fourth electrode finger 31b is pR .
- the interelectrode pitch change rates prn , prL , and prR are values expressed by the following formulas (4) to (6), respectively. Also, the arithmetic mean of the interelectrode pitch change rates prn, expressed by the following formula (7), is explained as the average interelectrode pitch change rate prA .
- the average rate of change of the interelectrode pitch of the central electrode fingers 31 c, 32 c refers to the average rate of change of the interelectrode pitch pr A
- the rate of change of the interelectrode pitch of the electrode fingers (fourth electrode finger 31 b, second electrode finger 32 b) adjacent to the outer side of the central electrode fingers 31 c, 32 c in the arrangement direction (X direction) refers to at least one of the rates of change of the interelectrode pitch pr L and pr R.
- pr n
- pr L (p 1 - p L )/p L ...Equation (5)
- pr R (p N-1 - p R )/p R ...Formula (6)
- the rates of change prL and prR of the interelectrode pitch are changed with respect to the average rate of change prA of the interelectrode pitch.
- the interelectrode pitch between the first electrode finger 31a and the second electrode finger 32b is equal to the interelectrode pitch pL
- the interelectrode pitch between the fourth electrode finger 31b and the third electrode finger 32a is equal to the interelectrode pitch pR .
- FIG. 41 is an explanatory diagram showing the inter-electrode pitch pn of the elastic wave device according to the ninth embodiment.
- the average change rate pr A of the inter-electrode pitch according to the ninth embodiment is 0.006.
- the average inter-electrode pitch of the central electrode fingers 31c, 32c according to the ninth embodiment is 2.38 ⁇ m.
- the first electrode finger 31a, the second electrode finger 32b, the third electrode finger 32a, the fourth electrode finger 31b, and the central electrode fingers 31c and 32c have the same electrode width.
- the first electrode finger 31a, the second electrode finger 32b, the third electrode finger 32a, the fourth electrode finger 31b, and the central electrode fingers 31c and 32c have an electrode width of 0.6 ⁇ m.
- the electrode configuration of the IDT electrode 30 is a laminated film of Ti/AlCu/Ti/AlCu from the piezoelectric layer 20 side, with respective film thicknesses of 12 nm/70 nm/18 nm/12 nm.
- the configuration of the first protective film 41 and the like is the same as in the first embodiment.
- the piezoelectric layer 20 has a film thickness of 181 nm.
- the film thickness of the first protective film 41 is 142 nm.
- the film thickness of the second protective film 42 is 142 nm.
- FIG. 42 is an explanatory diagram showing the impedance phase of the elastic wave device of Comparative Example 1.
- Comparative Example 1 shown in FIG. 42 the electrode widths and inter-electrode pitches of electrode fingers 31, 32 are all equal to each other compared to the elastic wave device of the ninth embodiment.
- the phase is lowered at 5102 MHz, and leakage wave L is generated.
- Comparative Example 2 has the same configuration as the elastic wave device according to the ninth embodiment, except that the interelectrode pitch change rates pr L and pr R are set to 0, i.e., the interelectrode pitch p L is made equal to p 1 and the interelectrode pitch p R is made equal to p N-1 .
- Fig. 43 is an explanatory diagram showing the impedance phase at 5102 MHz of the elastic wave devices according to the ninth embodiment and comparative examples 1 and 2.
- the elastic wave device according to the ninth embodiment when the average rate of change pr A of the interelectrode pitch is 0.006, if the rates of change pr L and pr R of the interelectrode pitch are -0.008 or less or 0.008 or more, the phase drop at 5102 MHz is improved more than in the elastic wave devices according to comparative examples 1 and 2.
- the inter-electrode pitch between first electrode finger 31a and second electrode finger 32b is equal to inter-electrode pitch pL
- the inter-electrode pitch between fourth electrode finger 31b and third electrode finger 32a is equal to inter-electrode pitch pR
- the inter-electrode pitch between first electrode finger 31a and second electrode finger 32b may be different from inter-electrode pitch pL
- the inter-electrode pitch between fourth electrode finger 31b and third electrode finger 32a may be different from inter-electrode pitch pR .
- the interelectrode pitch change rate ratio prL / prA and the interelectrode pitch change rate ratio prR / prA are equal to each other, but the interelectrode pitch change rate ratio prL / prA may be different from the interelectrode pitch change rate ratio prR/ prA .
- the effect of the leaky wave L described above on the impedance phase of the elastic wave device can be suppressed.
- Tenth embodiment 44 is a plan view showing an IDT electrode of an elastic wave device according to preferred embodiment 10.
- the number of central electrode fingers 31c, 32c is denoted as N.
- wn being the electrode width of the nth (n is an integer between 1 and N) central electrode finger 31c, 32c, counting in the X direction from the central electrode finger adjacent to the second electrode finger 32b
- wL being the electrode width of the electrode finger adjacent to the first electrode finger in the X direction on the outside in the arrangement direction, i.e., the second electrode finger 32b
- wR being the electrode width of the electrode finger adjacent to the Nth electrode finger on the outside in the arrangement direction, i.e., the fourth electrode finger 31b.
- the electrode width change rates wrn , wrL , and wrR are values expressed by the following formulas (8) to (10), respectively.
- the arithmetic mean of the electrode width change rates wrn will be described with the average electrode width change rate wrA .
- the average rate of change in the dimension (electrode width) in a direction perpendicular to the extension direction of the multiple electrode fingers of the central electrode fingers 31c, 32c refers to the average rate of change in the electrode width wrA
- the rate of change in the dimension (electrode width) in a direction perpendicular to the extension direction of the multiple electrode fingers of the electrode fingers (fourth electrode finger 31b, second electrode finger 32b) adjacent to the outer side of the central electrode fingers 31c, 32c in the arrangement direction (X direction) refers to at least one of the rates of change in the electrode width wrL and wrR .
- the rates of change wrL and wrR of electrode width are changed with respect to the average rate of change wrA of electrode width.
- the first electrode finger 31a, the second electrode finger 32b, and the central electrode fingers 31c and 32c have the same electrode width.
- the electrode width of the first electrode finger 31a is equal to the electrode width wL
- the electrode width of the third electrode finger 32a is equal to the electrode width wR .
- FIG. 45 is an explanatory diagram showing an electrode width wn of an elastic wave device according to a tenth embodiment.
- the electrode width wn of central electrode fingers 31c, 32c according to the tenth embodiment decreases toward the center of central electrode fingers 31c, 32c.
- the average rate of change wrA of the electrode width according to the tenth embodiment is 0.004.
- the average electrode width of the central electrode fingers 31c and 32c according to the tenth embodiment is 0.6 ⁇ m.
- the interelectrode pitch between the first electrode finger 31a, the second electrode finger 32b, the third electrode finger 32a, the fourth electrode finger 31b, and the central electrode fingers 31c and 32c and the adjacent electrode fingers on the inside in the arrangement direction is equal.
- the interelectrode pitch between the first electrode finger 31a, the second electrode finger 32b, the third electrode finger 32a, the fourth electrode finger 31b, and the central electrode fingers 31c and 32c and the adjacent electrode fingers on the inside in the arrangement direction is 2.38 ⁇ m.
- the electrode configuration of the IDT electrode 30 is a laminated film of Ti/AlCu/Ti/AlCu from the piezoelectric layer 20 side, with respective film thicknesses of 12 nm/70 nm/18 nm/12 nm.
- the configuration of the first protective film 41 and the like is the same as in the first embodiment.
- the piezoelectric layer 20 has a film thickness of 181 nm.
- the film thickness of the first protective film 41 is 142 nm.
- the film thickness of the second protective film 42 is 142 nm.
- Comparative example 1 is configured such that the electrode pitch and electrode width of the electrode fingers 31, 32 are all equal to those of the elastic wave device according to the tenth embodiment.
- This comparative example 1 has the same configuration as comparative example 1 according to FIG. 42 described in the ninth embodiment.
- Comparative example 3 has the same configuration as the elastic wave device of the tenth embodiment, except that the electrode width change rates wrL and wrR are set to 0, i.e., the electrode width wL is made equal to w1 and the electrode width wR is made equal to wN .
- Fig. 46 is an explanatory diagram showing the impedance phase at 5102 MHz of the elastic wave devices according to the tenth embodiment and comparative examples 1 and 3.
- the phase drop at 5102 MHz is improved more than in the elastic wave devices according to comparative examples 1 and 3.
- the electrode width of the first electrode finger 31a is equal to the electrode width wL
- the electrode width of the third electrode finger 32a is equal to the electrode width wR .
- the electrode width of the first electrode finger 31a may be different from the electrode width wL
- the electrode width of the third electrode finger 32a may be different from the electrode width wR .
- the electrode width change rate ratio wrL / wrA may be different from the electrode width change rate ratio wrR / wrA .
- the effect of the leaky wave L described above on the impedance phase of the elastic wave device can be suppressed.
- the shapes, widths, thicknesses, etc. of the first protective film 41 and the IDT electrode 30 in the above-described embodiments and modified examples are merely examples and can be changed as appropriate.
- the side of the IDT electrode 30 may be tapered.
- the electrode fingers 31 and 32 shown in FIG. 1 may have the same thickness.
- the electrode fingers 31 and 32 may have different thicknesses due to, for example, variations in the manufacturing process.
- the central electrode fingers 31c and 32c shown in FIG. 2 may have the same width.
- the central electrode fingers 31c and 32c may have different widths due to, for example, variations in the manufacturing process.
- the electrode width of one or two outermost electrode fingers 31, 32 is different from that of the other electrode fingers 31, 32, but this is not limiting.
- the electrode width of at least one of the three outermost electrode fingers 31, 32 in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32 may be different from that of the other electrode fingers 31, 32 located in the center.
- the inter-electrode pitch P between at least one of the three outermost electrode fingers 31, 32 in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32 and the electrode finger adjacent to the electrode finger on the inside in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32 may be different from the inter-electrode pitch P between the other electrode fingers 31, 32 located in the center.
- the interelectrode pitch P between at least one of the one or two outermost electrode fingers 31, 32 and the electrode finger adjacent to the outermost electrode finger on the inside in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32 may be different from the interelectrode pitch P between the other central electrode fingers 31, 32.
- the electrode width of at least one of the one or two electrode fingers 31, 32 located on the outermost sides may be different from the electrode width of the other electrode fingers 31, 32 located in the center.
- this disclosure can also have the following configurations.
- a piezoelectric layer having a first major surface and a second major surface opposite the first major surface; an IDT electrode provided on at least one of the first principal surface and the second principal surface of the piezoelectric layer, the IDT electrode including a plurality of electrode fingers arranged in a predetermined direction; a support member facing the second main surface of the piezoelectric layer and having an acoustic reflector on the second main surface side of the piezoelectric layer; having Among the plurality of electrode fingers, at least one of a first electrode finger arranged on the outermost side in an arrangement direction of the plurality of electrode fingers and a second electrode finger adjacent to the inside of the arrangement direction of the first electrode finger is different from a central electrode finger arranged on the inside of the arrangement direction with respect to the second electrode finger in at least one of a dimension in a direction perpendicular to the extension direction of the plurality of electrode fingers and a center-to-center distance between the central electrode finger and the electrode finger adjacent to the inside of the arrangement direction in the arrangement direction,
- Elastic wave device (2) The acoustic wave device according to (1), further comprising a protective film provided on at least one of the first principal surface and the second principal surface of the piezoelectric layer. (3) The elastic wave device described in (1) or (2), wherein the first electrode finger is different from the central electrode finger in at least one of the dimension in a direction perpendicular to the extension direction of the multiple electrode fingers and the center-to-center distance between the first electrode finger and the adjacent electrode finger on the inside in the arrangement direction.
- An elastic wave device described in any one of (1) to (3) wherein the second electrode finger has at least one of a dimension in a direction perpendicular to the extension direction of the multiple electrode fingers and a center-to-center distance between the second electrode finger and an adjacent electrode finger on the inside in the arrangement direction that is different from the central electrode finger.
- the first electrode finger, the second electrode finger, and the central electrode finger have the same size in a direction perpendicular to an extension direction of the plurality of electrode fingers;
- the first electrode finger, the second electrode finger, and the central electrode finger have the same size in a direction perpendicular to an extension direction of the plurality of electrode fingers; the center-to-center distance between the central electrode finger and the adjacent electrode finger on the inside in the arrangement direction is equal;
- the first electrode finger, the second electrode finger, and the central electrode finger have the same size in a direction perpendicular to an extension direction of the plurality of electrode fingers;
- the central electrode finger has a different center-to-center distance from an adjacent electrode finger on the inside in the arrangement direction, the first electrode finger and the second electrode finger have different center-to-center distances from the central electrode finger to the adjacent electrode finger on the inside in the arrangement direction;
- the elastic wave device according to (1) wherein the absolute value of the ratio of the rate of change in the inter-electrode pitch of the electrode fingers adjacent to the outer side of the central electrode fingers in the arrangement direction to the average rate of change in the inter-electrode pitch of the central electrode fingers is 1.33 or more.
- the first electrode finger, the second electrode finger, and the central electrode finger have equal center-to-center distances with respect to adjacent electrode fingers on the inside in the arrangement direction; the central electrode finger has an equal dimension in a direction perpendicular to the extending direction of the plurality of electrode fingers,
- the elastic wave device according to (1) wherein at least one of the first electrode finger and the second electrode finger has a dimension different from that of the central electrode finger in a direction perpendicular to an extension direction of the plurality of electrode fingers.
- the first electrode finger, the second electrode finger, and the central electrode finger have equal center-to-center distances with respect to adjacent electrode fingers on the inside in the arrangement direction; the central electrode finger has a different size in a direction perpendicular to the extending direction of the plurality of electrode fingers, At least one of the first electrode finger and the second electrode finger has a different dimension in a direction perpendicular to an extension direction of the plurality of electrode fingers with respect to the central electrode finger,
- the elastic wave device described in (1) wherein the absolute value of the ratio of the rate of change in dimension of the central electrode finger in a direction perpendicular to the extension direction of the multiple electrode fingers to the average rate of change in dimension of the central electrode finger in a direction perpendicular to the extension direction of the multiple electrode fingers is 2.5 or more.
- the elastic wave device according to any one of (1) to (11), further comprising a load film provided in an area that overlaps with a first electrode finger, which is located outermost in the arrangement direction of the plurality of electrode fingers, among the plurality of electrode fingers.
- the material of the load film is at least one of carbon-doped silicon oxide, silicon oxide, silicon nitride, tantalum pentoxide, aluminum nitride, aluminum oxide, hafnium oxide, niobium pentoxide, and tungsten oxide.
- the elastic wave device according to (12).
- a protective film provided on at least one of the first principal surface and the second principal surface of the piezoelectric layer; The protective film is formed of silicon oxide.
- the elastic wave device according to any one of (1) to (13).
- the IDT electrodes are provided on both the first principal surface and the second principal surface of the piezoelectric layer; An elastic wave device according to any one of (1) to (14).
- the at least one resonator is a plurality of resonators, and includes a series arm resonator provided in the series arm and a parallel arm resonator provided in the parallel arm, the plurality of electrode fingers of the series arm resonator have a different configuration from the plurality of electrode fingers of the parallel arm resonator.
- the piezoelectric layer includes lithium niobate or lithium tantalate and is a 120° ⁇ 10° rotated Y-cut or a 90° ⁇ 10° rotated Y-cut.
- An elastic wave device according to any one of (1) to (15). (19) a protective film provided on at least one of the first principal surface and the second principal surface of the piezoelectric layer; the protective film includes a first protective film provided on the first main surface of the piezoelectric layer to cover the IDT electrode, and a second protective film provided on the second main surface of the piezoelectric layer.
- the elastic wave device according to any one of (1) to (15) and (18). (20) a total distance from a thickness center of the piezoelectric layer to a top surface of the first protective film is A, and a total distance from a thickness center of the piezoelectric layer to a top surface of the second protective film is B, the value of A/B is 1-0.06 or more and 1+0.06 or less.
- the elastic wave device according to (19). (21) an upper surface of the first protective film and a lower surface of the second protective film are flat; The elastic wave device according to (19) or (20). (22) a protective film provided on at least one of the first principal surface and the second principal surface of the piezoelectric layer; The thickness of the protective film is smaller than the thickness of the IDT electrode.
- the elastic wave device according to any one of (1) to (15) and (18) to (21).
- the elastic wave device according to any one of (1) to (15) and (18) to (22).
- an excitation region is a region where adjacent electrode fingers overlap each other when viewed from the electrode finger orthogonal direction and between centers of the adjacent electrode fingers in the electrode finger orthogonal direction;
- the acoustic reflection portion is an acoustic reflection film including a high acoustic impedance layer having a relatively high acoustic impedance and a low acoustic impedance layer having a relatively low acoustic impedance, and the support member and the piezoelectric layer are arranged such that at least a portion of the support member and at least a portion of the piezoelectric layer face each other across the acoustic reflection film.
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Abstract
弾性波の漏洩を抑制することができる弾性波装置及び弾性波フィルタ装置を提供する。弾性波装置は、第1主面と第2主面とを有する圧電層と、圧電層の第1主面及び第2主面の少なくとも一方に設けられ、所定の方向に配列された複数の電極指を含むIDT電極と、圧電層の第2主面と対向し、圧電層の第2主面側に音響反射部を有する支持部材と、を有する。複数の電極指のうち、複数の電極指の配列方向で最も外側に配置される第1電極指及び第1電極指の内側に隣接する第2電極指の少なくとも一方は、第2電極指の内側に配置される中央部電極指に対し、複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が異なる。圧電層の厚みをd、隣り合う電極指同士の中心間距離をpとした場合、d/pが0.5以下である。
Description
本発明は、弾性波装置及び弾性波フィルタ装置に関する。
特許文献1及び特許文献2には、弾性波装置が記載されている。
特許文献1及び特許文献2に示す弾性波装置は、電極指の配列方向で弾性波の漏洩が生じる可能性があった。
本発明は、弾性波の漏洩を抑制することができる弾性波装置及び弾性波フィルタ装置を提供することを目的とする。
一態様に係る弾性波装置は、第1主面と、前記第1主面と対向する第2主面とを有する圧電層と、前記圧電層の前記第1主面および前記第2主面の少なくとも一方に設けられ、所定の方向に配列された複数の電極指を含むIDT電極と、前記圧電層の前記第2主面と対向し、前記圧電層の前記第2主面側に音響反射部を有する支持部材と、を有し、前記複数の電極指のうち、前記複数の電極指の配列方向で最も外側に配置される第1電極指及び前記第1電極指の前記配列方向で内側に隣接する第2電極指の少なくとも一方は、前記第2電極指に対して前記配列方向で内側に配置される中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が異なり、前記圧電層の厚みをd、隣り合う前記電極指同士の中心間距離をpとした場合、d/pが0.5以下である。
一態様に係る弾性波フィルタ装置は、少なくとも1つの共振子を備えるフィルタ装置であって、前記共振子が上記の弾性波装置である。
本発明の弾性波装置及び弾性波フィルタ装置によれば、弾性波の漏洩を抑制することができる。
以下に、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本開示が限定されるものではない。なお、本開示に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換又は組み合わせが可能である変形例や第2実施の形態以降では第1の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。また、本開示において、X°±Y°の表記を以てオイラー角やカット角を表す場合、当該表記は、X°-Y°以上X°+Y°以下であることを指す。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の弾性波装置を示す平面図である。図2は、図1のII-II’断面図である。なお、図1では第1保護膜41を二点鎖線で示している。
図1は、第1実施形態の弾性波装置を示す平面図である。図2は、図1のII-II’断面図である。なお、図1では第1保護膜41を二点鎖線で示している。
図1及び図2に示すように、第1実施形態に係る弾性波装置10は、圧電層20と、IDT電極30と、支持基板11と、第1保護膜41と、第2保護膜42と、を有する。図2に示すように、弾性波装置10は、支持基板11の上に第2保護膜42、圧電層20、IDT電極30、第1保護膜41の順に積層される。
圧電層20は、第1主面20aと、第1主面20aと反対側の第2主面20bとを有する平板状である。圧電層20は、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)で形成される。または、圧電層20は、タンタル酸リチウム(LiTaO3)からなるものであってもよい。LiNbO3やLiTaO3のカット角は、第1実施形態では、Zカットである。LiNbO3やLiTaO3のカット角は、回転YカットやXカットであってもよい。好ましくは、Y伝搬及びX伝搬±30°の伝搬方位が好ましい。好ましくは、圧電層20は、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)又はタンタル酸リチウム(LiTaO3)を含み、120°±10°回転Yカット又は90°±10°回転Yカットである。ここで、120°±10°は、120°-10°以上120°+10°以下の範囲を含み、90°±10°は、90°-10°以上90°+10°以下の範囲を含む。
圧電層20の厚みは、特に限定されないが、厚み滑り1次モードを効果的に励振するには、50nm以上1000nm以下が好ましい。第1実施形態に係る圧電層20の膜厚は、例えば180nm程度である。
IDT(Interdigital Transuducer)電極30は、圧電層20の第1主面20aに設けられる。図1に示すように、IDT電極30は、電極指31、32と、バスバー電極33、34と、を有する。複数の電極指31は、Y方向に延在し、延在方向の一端側がバスバー電極33に接続される。複数の電極指32は、Y方向に延在し、延在方向の他端側がバスバー電極34に接続される。複数の電極指31と複数の電極指32とは、間隔を有してX方向に交互に配列される。バスバー電極33及びバスバー電極34は、それぞれX方向に延在し、Y方向で離隔して配置される。バスバー電極33とバスバー電極34との間に、複数の電極指31、32が配列される。
以下の説明では、圧電層20の厚み方向をZ方向とし、電極指31、32の延在方向をY方向とし、電極指31、32の配列方向をX方向として、説明することがある。また、以下の説明において、平面視とは、圧電層20の第1主面20aに垂直な方向から視たときの配置関係を示す。
互いにX方向で隣接する電極指31、32の幅方向の中心間の距離(以下、電極間ピッチと表す)は、1μm以上、10μm以下の範囲が好ましい。また、電極間ピッチとは、電極指31の延在方向と直交する方向における電極指31の幅寸法の中心と、電極指32の延在方向と直交する方向における電極指32の幅寸法の中心とを結んだ距離となる。また、電極指31、電極指32の幅(以下、電極幅と表す)、すなわち電極指31、電極指32の延在方向と直交する方向の寸法は、150nm以上、1000nm以下の範囲が好ましい。なお、電極指31と電極指32の電極間ピッチ及び電極幅の詳細については、図12、図13にて後述する。
さらに、電極指31、電極指32の少なくとも一方が複数本ある場合(電極指31、電極指32を一対の電極組とした場合に、1.5対以上の電極組がある場合)、電極指31、電極指32の電極間ピッチは、1.5対以上の電極指31、電極指32のうち隣り合う電極指31、電極指32それぞれの中心間距離の平均値を指す。
また、第1実施形態では、Zカットの圧電層を用いているため、電極指31、電極指32の延在方向と直交する方向は、圧電層20の分極方向に直交する方向となる。圧電層20として他のカット角の圧電体を用いた場合には、この限りでない。ここにおいて、「直交」とは、厳密に直交する場合のみに限定されず、略直交(電極指31、電極指32の延在方向と直交する方向と分極方向とのなす角度が例えば90°±10°)でもよい。
IDT電極30(電極指31、32及びバスバー電極33、34)は、Al、AlCu合金などの適宜の金属又は合金からなる。第1実施形態ではIDT電極30は、チタン(Ti)膜上にAl膜を積層した構造を有する。なお、Ti膜以外の密着層を用いてもよい。
より詳細には、IDT電極30の電極構成は、圧電層20側からTi/AlCu/Ti/AlCuの積層膜であり、それぞれの膜厚は、12nm/70nm/18nm/12nmである。また、IDT電極30の電極指31、電極指32の合計は51本とした。電極指31、32の電極間ピッチは、2.38μmであり、電極幅はそれぞれ0.6μmである。
ここで、図1に示す交差領域C(励振領域)は、X方向に視たときに電極指31と電極指32とが重なっている領域である。交差領域Cの長さとは、交差領域Cでの電極指31、電極指32の延在方向での寸法である。本実施形態では、交差領域Cの長さは、例えば40μmである。
駆動に際しては、複数の電極指31と、複数の電極指32との間に交流電圧が印加される。より具体的には、バスバー電極33とバスバー電極34との間に交流電圧が印加される。それによって、圧電層20において励振される厚み滑り1次モードのバルク波を利用した、共振特性を得ることが可能とされている。
また、弾性波装置10では、圧電層20の厚みをd、複数対の電極指31、電極指32の電極間ピッチをpとした場合、d/pは0.5以下とされている。そのため、上記厚み滑り1次モードのバルク波が効果的に励振され、良好な共振特性を得ることができる。より好ましくは、d/pは0.24以下であり、その場合には、より一層良好な共振特性を得ることができる。
第1実施形態の弾性波装置10では、上記構成を備えるため、小型化を図ろうとして、電極指31、電極指32の対数を小さくしたとしても、Q値の低下が生じ難い。これは、両側に反射器を必要としない共振器であり、伝搬ロスが少ないためである。また、上記反射器を必要としないのは、厚み滑り1次モードのバルク波を利用していることによる。
第1保護膜41は、IDT電極30を覆って圧電層20の第1主面20aに設けられる。第2保護膜42は、圧電層20の第2主面20bに設けられる。第1保護膜41及び第2保護膜42は、酸化ケイ素(SiO2)で形成されている。第1保護膜41及び第2保護膜42は、酸化ケイ素の他、窒化ケイ素、アルミナなどの適宜の絶縁性材料で形成することができる。第1保護膜41の膜厚t1及び第2保護膜42の膜厚t2は、いずれも142nmである。第1保護膜41の膜厚t1とは、交差領域Cにおける、第1主面20a側の第1保護膜41の面から第1主面20aと反対側の第1保護膜41の面までの距離の合計の最大値を指す。第2保護膜42の膜厚t2とは、交差領域Cにおける、第2主面20b側の第2保護膜42の面から第2主面20bと反対側の第2保護膜42の面までの距離の合計の最大値を指す。なお、第1保護膜41及び第2保護膜42は、少なくとも一方が設けられていればよい。例えば第1保護膜41が設けられ第2保護膜42が設けられない構成であってもよい。
支持基板11(支持部材)は、圧電層20の第2主面20bと対向して配置される。支持基板11は、圧電層20の第2主面20bと対向する面にキャビティ部14(空間部)を有する。より詳細には、支持基板11は、底部12と、底部12の上面に枠状に設けられた壁部13とを有する。底部12と、壁部13とで囲まれた空間にキャビティ部14が形成される。支持基板11の壁部13の上面に、第2保護膜42を介して圧電層20が積層される。このように、弾性波装置10は、圧電層20の第2主面20b側にキャビティ部14(空洞部)が設けられた、いわゆるメンブレン構造を有する。なお、支持部材は、支持基板11及び中間(絶縁)層を含んでいてもよい。すなわち、支持基板11は、圧電層20の第2主面2bに間接に積層されていてもよい。その場合、支持基板11及び中間層は、枠状の形状を有し、それによってキャビティ部14が形成されていてもよい。また、中間層に凹部が設けられており、それによってキャビティ部14が、形成されていてもよい。
キャビティ部14は、圧電層20の交差領域Cの振動を妨げないために設けられている。なお、第2保護膜42は、キャビティ部14の開口部を覆って設けられる。ただし、上述したように第2保護膜42は設けられなくてもよい。この場合、支持基板11は、圧電層20の第2主面20bに直接に積層され得る。または、第2保護膜42は、壁部13の上面と圧電層20の第2主面20bとの間の領域に設けられ、キャビティ部14と重なる領域には設けられなくてもよい。
支持基板11は、シリコン(Si)により形成されている。Siの圧電層20側の面における面方位は(100)や(110)であってもよく、(111)であってもよい。好ましくは、抵抗率4kΩ以上の高抵抗のSiが望ましい。もっとも、支持基板11についても適宜の絶縁性材料や半導体材料を用いて構成することができる。支持基板11の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、マグネシア、サファイア、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、フォルステライトなどの各種セラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、窒化ガリウムなどの半導体などを用いることができる。
図3は、第1実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り1次モードのバルク波を説明するための模式的な断面図である。図4は、第1実施形態の圧電層を伝播する厚み滑り1次モードのバルク波の振幅方向を説明するための模式的な断面図である。
図3に示すように、第1実施形態の弾性波装置10では、振動変位は厚み滑り方向であるから、波は、圧電層20の第1主面20aと第2主面20bとを結ぶ方向、すなわちZ方向にほぼ伝搬し、共振する。すなわち、波のX方向成分がZ方向成分に比べて著しく小さい。そして、このZ方向の波の伝搬により共振特性が得られるため、反射器を必要としない。よって、反射器に伝搬する際の伝搬損失は生じない。従って、小型化を進めようとして、電極指31、電極指32からなる電極対の対数を減らしたとしても、Q値の低下が生じ難い。
なお、厚み滑り1次モードのバルク波の振幅方向は、図4に示すように、圧電層20の交差領域C(図1参照)に含まれる第1領域251と、交差領域Cに含まれる第2領域252とで逆になる。図4では、電極指31と電極指32との間に、電極指32が電極指31よりも高電位となる電圧が印加された場合のバルク波を模式的に示してある。ここで、仮想平面VP1は、圧電層20の厚み方向に直交し圧電層20を2分する平面である。第1領域251は、交差領域Cのうち、仮想平面VP1と、第1主面20aとの間の領域である。第2領域252は、交差領域Cのうち、仮想平面VP1と、第2主面20bとの間の領域である。
弾性波装置10では、電極指31と電極指32とからなる少なくとも1対の電極が配置されているが、X方向に波を伝搬させるものではないため、この電極指31、電極指32からなる電極対の対数は複数対ある必要は必ずしもない。すなわち、少なくとも1対の電極が設けられてさえおればよい。
例えば、上記電極指31がホット電位に接続される電極であり、電極指32がグラウンド電位に接続される電極である。もっとも、電極指31がグラウンド電位に、電極指32がホット電位に接続されてもよい。第1実施形態では、少なくとも1対の電極は、上記のように、ホット電位に接続される電極又はグラウンド電位に接続される電極であり、浮き電極は設けられていない。
図5は、第1実施形態の弾性波装置の共振特性の例を示す説明図である。図5に示す共振特性を得た弾性波装置10の設計パラメータは以下の通りである。
圧電層20:オイラー角(0°、0°、90°)のLiNbO3
圧電層20の厚み:400nm
圧電層20の厚み:400nm
交差領域Cの長さ:40μm
電極指31、電極指32からなる電極の対数:21対
電極指31と電極指32との間の電極間ピッチ:3μm
電極指31、電極指32の幅:500nm
d/p:0.133
電極指31、電極指32からなる電極の対数:21対
電極指31と電極指32との間の電極間ピッチ:3μm
電極指31、電極指32の幅:500nm
d/p:0.133
第1保護膜41、第2保護膜42:1μmの厚みの酸化ケイ素膜
支持基板11:Si
図5から明らかなように、反射器を有しないにもかかわらず、比帯域が12.5%である良好な共振特性が得られている。
ところで、上記圧電層20の厚みをd、電極指31と電極指32との電極間ピッチをpとした場合、第1実施形態では、d/pは0.5以下、より好ましくは0.24以下である。これを、図6を参照して説明する。
図6は、第1実施形態の弾性波装置において、隣り合う電極の中心間距離又は中心間距離の平均距離をp、圧電層の平均厚みをdとした場合、d/2pと、共振子としての比帯域との関係を示す説明図である。図6では、図5に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しd/2pを変化させ、複数の弾性波装置を得た。
図6に示すように、d/2pが0.25を超えると、すなわちd/p>0.5では、d/pを調整しても、比帯域は5%未満である。これに対して、d/2p≦0.25、すなわちd/p≦0.5の場合には、その範囲内でd/pを変化させれば、比帯域を5%以上とすることができ、すなわち高い結合係数を有する共振子を構成することができる。また、d/2pが0.12以下の場合、すなわちd/pが0.24以下の場合には、比帯域を7%以上と高めることができる。加えて、d/pをこの範囲内で調整すれば、より一層比帯域の広い共振子を得ることができ、より一層高い結合係数を有する共振子を実現することができる。従って、d/pを0.5以下とすることにより、上記厚み滑り1次モードのバルク波を利用した、高い結合係数を有する共振子を構成し得ることがわかる。
なお、圧電層20の厚みdについて、圧電層20が厚みばらつきを有する場合、その厚みを平均化した値を採用すればよい。
図7は、第1実施形態の弾性波装置において、1対の電極が設けられている例を示す平面図である。弾性波装置10では、圧電層20の第1主面20a上において、電極指31と電極指32とを有する1対の電極が設けられている。なお、図7中のKが交差幅となる。前述したように、本開示の弾性波装置10では、電極の対数は1対であってもよい。この場合でも、上記d/pが0.5以下であれば、厚み滑り1次モードのバルク波を効果的に励振することができる。
弾性波装置10では、好ましくは、交差領域Cに対する、上記隣り合う電極指31、電極指32のメタライゼーション比MRが、MR≦1.75(d/p)+0.075を満たすことが望ましい。その場合には、スプリアスを効果的に小さくすることができる。これを、図8及び図9を参照して説明する。
図8は、第1実施形態の弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。図8に示すように、矢印Bで示すスプリアスが、共振周波数と反共振周波数との間に現れている。なお、d/p=0.08として、かつLiNbO3のオイラー角(0°、0°、90°)とした。また、上記メタライゼーション比MR=0.35とした。
メタライゼーション比MRを、図1を参照して説明する。図1の電極構造において、1対の電極指31、電極指32に着目した場合、この1対の電極指31、電極指32のみが設けられるとする。この場合、一点鎖線で囲まれた部分が交差領域Cとなる。この交差領域Cとは、電極指31と電極指32とを、電極指31、電極指32の延在方向と直交する方向すなわち対向方向に視たときに電極指31における電極指32と重なり合っている領域、電極指32における電極指31と重なり合っている領域、及び、電極指31と電極指32との間の領域における電極指31と電極指32とが重なり合っている領域である。そして、この交差領域Cの面積に対する、交差領域C内の電極指31、電極指32の面積が、メタライゼーション比MRとなる。すなわち、メタライゼーション比MRは、メタライゼーション部分の面積の交差領域Cの面積に対する比である。
なお、複数対の電極指31、電極指32が設けられている場合、交差領域Cの面積の合計に対する全交差領域Cに含まれているメタライゼーション部分の割合をMRとすればよい。
図9は、第1実施形態の弾性波装置の、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての180度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す説明図である。なお、比帯域については、圧電層20の膜厚や電極指31、電極指32の寸法を種々変更し、調整した。また、図9は、ZカットのLiNbO3からなる圧電層20を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電層20を用いた場合においても、同様の傾向となる。
図9中の楕円Jで囲まれている領域では、スプリアスが1.0と大きくなっている。図9から明らかなように、比帯域が0.17を超えると、すなわち17%を超えると、スプリアスレベルが1以上の大きなスプリアスが、比帯域を構成するパラメータを変化させたとしても、通過帯域内に現れる。すなわち、図8に示す共振特性のように、矢印Bで示す大きなスプリアスが帯域内に現れる。よって、比帯域は17%以下であることが好ましい。この場合には、圧電層20の膜厚や電極指31、電極指32の寸法などを調整することにより、スプリアスを小さくすることができる。
図10は、d/2pと、メタライゼーション比MRと、比帯域との関係を示す説明図である。第1実施形態の弾性波装置10において、d/2pと、MRが異なる様々な弾性波装置10を構成し、比帯域を測定した。図10の破線Dの右側のハッチングを付して示した部分が、比帯域が17%以下の領域である。このハッチングを付した領域と、付していない領域との境界は、MR=3.5(d/2p)+0.075で表される。すなわち、MR=1.75(d/p)+0.075である。従って、好ましくは、MR≦1.75(d/p)+0.075である。その場合には、比帯域を17%以下としやすい。より好ましくは、図10中の一点鎖線D1で示すMR=3.5(d/2p)+0.05の右側の領域である。すなわち、MR≦1.75(d/p)+0.05であれば、比帯域を確実に17%以下にすることができる。
図11は、d/pを限りなく0に近づけた場合のLiNbO3のオイラー角(0°、θ、ψ)に対する比帯域のマップを示す説明図である。図11のハッチングを付して示した部分が、少なくとも5%以上の比帯域が得られる領域である。領域の範囲を近似すると、下記の式(1)、式(2)及び式(3)で表される範囲となる。
(0°±10°、0°~20°、任意のψ) …式(1)
(0°±10°、20°~80°、0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2)又は(0°±10°、20°~80°、{180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2}~180°) …式(2)
(0°±10°、{180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2}~180°、任意のψ) …式(3)
(0°±10°、20°~80°、0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2)又は(0°±10°、20°~80°、{180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2}~180°) …式(2)
(0°±10°、{180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2}~180°、任意のψ) …式(3)
従って、上記式(1)、式(2)又は式(3)のオイラー角範囲の場合、比帯域を十分に広くすることができ、好ましい。
次に電極指31、32の詳細な構成について説明する。図12は、図2に示す領域Aを拡大して示す断面図である。なお、図12では、複数の電極指31、32の配列方向で最も外側に位置する第1電極指31a及び第1電極指31aに隣接する第2電極指32bについて説明するが、第1電極指31aとは反対側で、最も外側に位置する第3電極指32a及び第3電極指32aと隣接する第4電極指31bと線対称となる構成を有している。第1電極指31aについての説明は、第3電極指32aにも適用でき、第2電極指32bについての説明は、第4電極指31bにも適用できる。
以下の説明において、複数の電極指31、32のうち第1電極指31a、第2電極指32b、第3電極指32a、第4電極指31b以外の電極指を中央部電極指31c、32cとして説明することがある。すなわち、中央部電極指31c、32cは、第1電極指31a、第2電極指32b、第3電極指32a、第4電極指31bの配列方向の内側にある電極指であり、配列方向で中央部に位置する電極指31、32である。また、以下の説明において、第1電極指31a、第2電極指32b、第3電極指32a、第4電極指31b、中央部電極指31c、32cを区別して説明する必要が無い場合には、単に電極指31、32と表す。また、以下の説明において、第1電極指31aと第2電極指32bとの間の電極間ピッチをP3、第2電極指32bとこれに隣接する中央部電極指31cの間の電極間ピッチをP2、複数の中央部電極指31c、32cのうち、隣接する電極指同士の電極間ピッチをP1と表す。本実施形態では、複数の中央部電極指31c、32cのうち、隣接する電極指同士の電極間ピッチは、全てP1と等しい。
図12に示すように、第1電極指31aの電極幅は、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅よりも小さい。かつ、電極間ピッチP3は、電極間ピッチP1、P2よりも小さい。本実施形態では、第1電極指31aの電極幅W1は0.3μmであり、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅は0.6μmである。また、電極間ピッチP3は、2.23μmであり、電極間ピッチP1、P2は2.38μmである。
このように、配列方向の最も外側に位置する第1電極指31aの電極幅W1及び電極間ピッチP3を、中央部電極指31c、32cの電極幅及び電極間ピッチP1と異ならせることで、第1電極指31aと重なる領域において、他の電極指と重なる領域と異なる音響インピーダンスが生じる。この結果、第1電極指31aの複数の電極指31、32の配列方向で外側の端部において、音響反射面Rが形成される。
これにより、圧電層20に励振された弾性波は音響反射面Rで反射されるので、弾性波装置10は、複数の電極指31、32の配列方向で弾性波の漏洩を抑制できる。
図13は、第1実施形態に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。より詳しくは、図13は、第1実施形態に係る弾性波装置のアドミタンスの実部、すなわち、コンダクタンス成分を示す説明図である。図13に示すアドミタンス特性は、第1実施形態に係る弾性波装置10のアドミタンス特性のシミュレーション結果を示す。また、図13では、比較例に係る弾性波装置のアドミタンス特性のシミュレーション結果も併せて示す。比較例は、第1実施形態に対して電極指31、32の電極幅及び電極間ピッチが全て等しい弾性波装置である。
図13に示すように、比較例に係る弾性波装置では、共振周波数とは異なる周波数領域でリップルが生じている。比較例では、特に、点線E1、E2で示す大きなリップルが生じている。これに対し、第1実施形態に係る弾性波装置10では、配列方向の最も外側に位置する第1電極指31aの電極幅W1及び電極間ピッチP3を、中央部電極指31c、32cの電極幅及び電極間ピッチP1と異ならせることにより、比較例に比べて、点線E1、E2で示すリップルが抑制されることが示された。第1実施形態に係る弾性波装置10は、比較例に係る弾性波装置より、共振周波数に係るピーク幅が狭くなっているため、伝搬ロスが抑制されており、弾性波の漏洩が抑制されていることがわかる。
なお、図12に示す第1実施形態では、1つの第1電極指31aの電極幅が、他の電極指31、32の電極幅よりも小さい構成を示したが、これに限定されない。複数の電極指31、32の配列方向で、最も外側に位置する複数の電極指31、32の電極幅が、中央部に位置する他の電極指31、32の電極幅よりも小さい構成であってもよい。同様に、複数の電極指31、32の配列方向で、最も外側に位置する3本以上の電極指31、32の電極間ピッチPが、中央部に位置する他の電極指31、32の電極間ピッチPよりも小さい構成であってもよい。
図14は、第1実施形態に係る弾性波装置の振動モードの分布を示す説明図である。図15は、比較例に係る弾性波装置の振動モードの分布を示す説明図である。図15に示す比較例では、第1実施形態に係る弾性波装置10に対し、電極指31、32の電極幅及び電極間ピッチが全て等しい構成である。
図14及び図15では、第1実施形態及び比較例について、横軸をX方向(電極指31、32の配列方向)とし、縦軸を周波数として、圧電層20の変位の大きさの分布を示している。図14及び図15の上図には、それぞれX方向に対応する弾性波装置の断面図を模式的に示し、図14及び図15の左図には、弾性波装置のインピーダンス特性を示している。
図15に示すように、比較例に係る弾性波装置では、変位のX方向依存性(変位の腹と節のX方向位置)が、大きな周波数依存性を有する。例えば、変位のピークを示すX方向位置が周波数によってずれており、電極間で安定して励振されていない。また、所定のX位置(X=5.0μm近傍)に注目すると、共振周波数5030MHz及びリップルが生じた周波数4900MHz、5120MHzで位相が反転している。このように、比較例に係る弾性波装置では、理想的な励振モードが得られない場合がある。
これに対し、図14に示すように第1実施形態に係る弾性波装置10では、変位のX方向依存性(変位の腹と節のX方向位置)が、周波数依存性を有していない。すなわち、変位のピークを示すX方向位置が周波数よらず一定であり、電極間で安定して励振されていることが示された。また、変位の大きさ(振幅)も電極間の領域ごとに一定となっており、共振周波数及びリップルが生じた周波数配列での位相の反転も生じていない。このように、配列方向の最も外側に位置する第1電極指31aの電極幅W1及び電極間ピッチP3を、中央部電極指31c、32cの電極幅及び電極間ピッチP1と異ならせるのみで、比較例に比べて良好な励振モードが得られることが示された。
(第2実施形態)
図16は、第2実施形態に係る弾性波装置を示す断面図である。第1実施形態では、第1電極指31aの電極幅が、中央部電極指31c、32cの電極幅より小さく、第1電極指31aと第2電極指32bとの電極間ピッチP3が、中央部電極指31c、32c間の電極間ピッチP1より小さい構成について説明したが、これに限定されない。図16に示すように、第2実施形態に係る弾性波装置10Aにおいて、第1電極指31aの電極幅は、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅よりも大きい。かつ、電極間ピッチP3は、電極間ピッチP1、P2よりも大きい。本変形例では、IDT電極30の電極指31、32の合計は51本とした。第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第1実施形態と同様である。本実施形態では、第1電極指31aの電極幅は1.2μmであり、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅は0.6μmである。また、電極間ピッチP3は、2.9μmであり、電極間ピッチP1、P2は2.38μmである。
図16は、第2実施形態に係る弾性波装置を示す断面図である。第1実施形態では、第1電極指31aの電極幅が、中央部電極指31c、32cの電極幅より小さく、第1電極指31aと第2電極指32bとの電極間ピッチP3が、中央部電極指31c、32c間の電極間ピッチP1より小さい構成について説明したが、これに限定されない。図16に示すように、第2実施形態に係る弾性波装置10Aにおいて、第1電極指31aの電極幅は、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅よりも大きい。かつ、電極間ピッチP3は、電極間ピッチP1、P2よりも大きい。本変形例では、IDT電極30の電極指31、32の合計は51本とした。第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第1実施形態と同様である。本実施形態では、第1電極指31aの電極幅は1.2μmであり、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅は0.6μmである。また、電極間ピッチP3は、2.9μmであり、電極間ピッチP1、P2は2.38μmである。
このように、配列方向の最も外側に位置する第1電極指31aの電極幅W1及び電極間ピッチP3を、中央部電極指31c、32cの電極幅及び電極間ピッチP1より大きくした場合でも、第1電極指31aと重なる領域において、他の電極指と重なる領域と異なる音響インピーダンスが生じる。この結果、第1電極指31aの複数の電極指31、32の配列方向で外側の端部において、音響反射面Rが形成される。
これにより、圧電層20に励振された弾性波は音響反射面Rで反射されるので、弾性波装置10Aは、複数の電極指31、32の配列方向で弾性波の漏洩を抑制できる。
なお、図16に示す第2実施形態では、1つの第1電極指31aの電極幅が、他の電極指31、32の電極幅よりも大きい構成を示したが、これに限定されない。複数の電極指31、32の配列方向で、最も外側に位置する複数の電極指31、32の電極幅が、中央部に位置する他の電極指31、32の電極幅よりも大きい構成であってもよい。同様に、複数の電極指31、32の配列方向で、最も外側に位置する3本以上の電極指31、32の電極間ピッチが、中央部に位置する他の電極指31、32の電極間ピッチよりも大きい構成であってもよい。
図17は、第2実施形態に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。図17に示すように、第2実施形態に係る弾性波装置10Aは、第1電極指31aの電極幅は、中央部電極指31c、32cの電極幅よりも大きく、電極間ピッチP3は、電極間ピッチP1、P2よりも大きい構成であっても、第1実施形態に係る弾性波装置10と同様に、比較例に比べて点線E2で示すリップルが抑制されることが示された。また、第2実施形態においても、共振周波数に係るピーク幅が狭くなっているため、伝搬ロスが抑制されることが示された。
図18は、第2実施形態に係る弾性波装置の振動モードの分布を示す説明図である。図19は、比較例に係る弾性波装置の振動モードの分布を示す説明図である。図19に示す比較例では、第2実施形態に係る弾性波装置10Aに対し、電極指31、32の電極幅及び電極間ピッチが全て等しい構成である。
図18及び図19では、第2実施形態及び比較例について、横軸をX方向(電極指31、32の配列方向)とし、縦軸を周波数として、圧電層20の変位の大きさの分布を示している。図18及び図19の上図には、それぞれX方向に対応する弾性波装置の断面図を模式的に示し、図18及び図19の左図には、弾性波装置のインピーダンス特性を示している。
図19に示すように、比較例に係る弾性波装置では、変位のX方向依存性(変位の腹と節のX方向位置)が、大きな周波数依存性を有する。例えば、変位のピークを示すX方向位置が周波数によってずれており、電極間で安定して励振されていない。また、所定のX位置(X=5.0μm近傍)に注目すると、共振周波数5030MHz及びリップルが生じた周波数4900MHz、5120MHzで位相が反転している。このように、比較例に係る弾性波装置では、理想的な励振モードが得られない場合がある。
これに対し、図18に示すように第2実施形態に係る弾性波装置10Aでは、変位のX方向依存性(変位の腹と節のX方向位置)が、周波数依存性を有していない。すなわち、変位のピークを示すX方向位置が周波数よらず一定であり、電極間で安定して励振されていることが示された。また、変位の大きさ(振幅)も電極間の領域ごとに一定となっており、共振周波数及びリップルが生じた周波数配列での位相の反転も生じていない。このように、配列方向の最も外側に位置する第1電極指31aの電極幅W1及び電極間ピッチP3を、中央部電極指31c、32cの電極幅及び電極間ピッチP1より大きくした場合でも、比較例に比べて良好な励振モードが得られることが示された。
(第2実施形態の第1変形例)
図20は、第2実施形態の第1変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。図20に示すように、第1変形例に係る弾性波装置10Bにおいて、第1電極指31a及び第2電極指32bの電極幅は、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅よりも大きい。かつ、電極間ピッチP2、P3は、電極間ピッチP1と異なる。本変形例では、IDT電極30の電極指31、32の合計は51本とした。第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第1実施形態と同様である。本実施形態では、第1電極指31a及び第2電極指32bの電極幅W1、W2は0.8μmであり、中央部電極指31c、32cの電極幅は0.6μmである。また、電極間ピッチP3は、1.91μmであり、電極間ピッチP2は、2.7μmであり、電極間ピッチP1は2.38μmである。
図20は、第2実施形態の第1変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。図20に示すように、第1変形例に係る弾性波装置10Bにおいて、第1電極指31a及び第2電極指32bの電極幅は、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅よりも大きい。かつ、電極間ピッチP2、P3は、電極間ピッチP1と異なる。本変形例では、IDT電極30の電極指31、32の合計は51本とした。第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第1実施形態と同様である。本実施形態では、第1電極指31a及び第2電極指32bの電極幅W1、W2は0.8μmであり、中央部電極指31c、32cの電極幅は0.6μmである。また、電極間ピッチP3は、1.91μmであり、電極間ピッチP2は、2.7μmであり、電極間ピッチP1は2.38μmである。
図21は、第2実施形態の第1変形例に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。図21に示すように、第2実施形態の第1変形例に係る弾性波装置10Bは、第1電極指31a及び第2電極指32bの電極幅は、中央部電極指31c、32cの電極幅よりも大きく、電極間ピッチP2、P3は、電極間ピッチP1と異なる構成であっても、第1実施形態に係る弾性波装置10と同様に、比較例に比べて点線E2で示すリップルが抑制されることが示された。また、第2実施形態の第1変形例においても、共振周波数に係るピーク幅が狭くなっているため、伝搬ロスが抑制されることが示された。
(第2実施形態の第2変形例)
図22は、第2実施形態の第2変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。図22に示すように、第2変形例に係る弾性波装置10Cにおいて、第2電極指32bの電極幅は、第1電極指31a及び中央部電極指31c、32cの電極幅よりも大きい。かつ、電極間ピッチP2、P3は、電極間ピッチP1と異なる。本変形例では、IDT電極30の電極指31、32の合計は51本とした。第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第1実施形態と同様である。本実施形態では、第2電極指32bの電極幅W2は1.2μmであり、第1電極指31a及び中央部電極指31c、32cの電極幅は0.6μmである。また、電極間ピッチP3は、1.79μmであり、電極間ピッチP2は、2.9μmであり、電極間ピッチP1は2.38μmである。
図22は、第2実施形態の第2変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。図22に示すように、第2変形例に係る弾性波装置10Cにおいて、第2電極指32bの電極幅は、第1電極指31a及び中央部電極指31c、32cの電極幅よりも大きい。かつ、電極間ピッチP2、P3は、電極間ピッチP1と異なる。本変形例では、IDT電極30の電極指31、32の合計は51本とした。第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第1実施形態と同様である。本実施形態では、第2電極指32bの電極幅W2は1.2μmであり、第1電極指31a及び中央部電極指31c、32cの電極幅は0.6μmである。また、電極間ピッチP3は、1.79μmであり、電極間ピッチP2は、2.9μmであり、電極間ピッチP1は2.38μmである。
図23は、第2実施形態の第2変形例に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。図23に示すように、第2実施形態の第2変形例に係る弾性波装置10Cは、第1電極指31a及び第2電極指32bの電極幅は、中央部電極指31c、32cの電極幅よりも大きく、電極間ピッチP2、P3は、電極間ピッチP1と異なる構成であっても、第1実施形態に係る弾性波装置10と同様に、比較例に比べて点線E2で示すリップルが抑制されることが示された。また、第2実施形態の第2変形例においても、共振周波数に係るピーク幅が狭くなっているため、伝搬ロスが抑制されることが示された。
(第2実施形態の第3変形例)
図24は、第2実施形態の第3変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。図24に示すように、第3変形例に係る弾性波装置10Dにおいて、第1保護膜41の膜厚及び第2保護膜42の膜厚は、IDT電極30の膜厚よりも薄い。また、本変形例では、IDT電極30の電極構成は、圧電層20側からTi/AlCu/Ti/AlCuの積層膜であり、それぞれの膜厚は、12nm/27nm/18nm/12nmである。また、本変形例では、IDT電極30の電極指31、電極指32の合計は101本とした。第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第1実施形態と同様である。具体的には、圧電層20の膜厚は、例えば360nmである。第1保護膜41の膜厚は、30nmである。第2保護膜42の膜厚は、30nmである。
図24は、第2実施形態の第3変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。図24に示すように、第3変形例に係る弾性波装置10Dにおいて、第1保護膜41の膜厚及び第2保護膜42の膜厚は、IDT電極30の膜厚よりも薄い。また、本変形例では、IDT電極30の電極構成は、圧電層20側からTi/AlCu/Ti/AlCuの積層膜であり、それぞれの膜厚は、12nm/27nm/18nm/12nmである。また、本変形例では、IDT電極30の電極指31、電極指32の合計は101本とした。第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第1実施形態と同様である。具体的には、圧電層20の膜厚は、例えば360nmである。第1保護膜41の膜厚は、30nmである。第2保護膜42の膜厚は、30nmである。
第3変形例では、第1保護膜41は、電極指31、32の表面、側面及び圧電層20の第1主面20aに倣って設けられる。第1保護膜41の上面は、電極指31、32の形状を反映した凹凸が形成される。第2保護膜42は、圧電層20の第2主面20bに沿って平坦に形成される。
第1電極指31aの電極幅は、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅よりも大きい。かつ、電極間ピッチP3は、電極間ピッチP1、P2よりも大きい。本実施形態では、第1電極指31aの電極幅は1.2μmであり、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅は0.6μmである。また、電極間ピッチP3は、2.9μmであり、電極間ピッチP1、P2は1.96μmである。
図25は、第2実施形態の第3変形例に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。図25に示すように、第3変形例に係る弾性波装置10Dでは、比較例に比べてリップルが抑制されることが示された。このように、負荷膜50が圧電層20の第1主面20a側及び第2主面20b側の両方に設けられており、かつ、第1保護膜41及び第2保護膜42が薄い場合であっても、リップルが抑制され、伝搬ロスが抑制される。
なお、第3変形例に係る弾性波装置10Dでは、第1保護膜41の膜厚及び第2保護膜42の膜厚が、IDT電極30の膜厚よりも薄い構成を示したが、これに限定されない。第1保護膜41の膜厚及び第2保護膜42のいずれか一方の膜厚が、IDT電極30の膜厚より薄い構成であってもよい。
(第3実施形態)
図26は、第3実施形態に係る弾性波装置を示す断面図である。第1実施形態では、第1電極指31aの電極幅が、中央部電極指31c、32cの電極幅より小さく、第1電極指31aと第2電極指32bとの電極間ピッチP3が、中央部電極指31c、32c間の電極間ピッチP1より小さい構成について説明したが、これに限定されない。図26に示すように、第3実施形態に係る弾性波装置10Eにおいて、第1電極指31a、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅は等しい。かつ、電極間ピッチP3は、電極間ピッチP1、P2よりも大きい。第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第1実施形態と同様である。本実施形態では、第1電極指31a、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅は0.6μmである。また、電極間ピッチP3は、2.68μmであり、電極間ピッチP1、P2は2.38μmである。
図26は、第3実施形態に係る弾性波装置を示す断面図である。第1実施形態では、第1電極指31aの電極幅が、中央部電極指31c、32cの電極幅より小さく、第1電極指31aと第2電極指32bとの電極間ピッチP3が、中央部電極指31c、32c間の電極間ピッチP1より小さい構成について説明したが、これに限定されない。図26に示すように、第3実施形態に係る弾性波装置10Eにおいて、第1電極指31a、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅は等しい。かつ、電極間ピッチP3は、電極間ピッチP1、P2よりも大きい。第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第1実施形態と同様である。本実施形態では、第1電極指31a、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅は0.6μmである。また、電極間ピッチP3は、2.68μmであり、電極間ピッチP1、P2は2.38μmである。
このように、配列方向の最も外側に位置する第1電極指31aの電極幅W1を中央部電極指31c、32cの電極幅と等しくした場合であっても、電極間ピッチP3を、中央部電極指31c、32cの電極幅及び電極間ピッチP1と異ならせることで、第1電極指31aと重なる領域において、他の電極指と重なる領域と異なる音響インピーダンスが生じる。この結果、第1電極指31aの複数の電極指31、32の配列方向で内側の端部において、音響反射面Rが形成される。
これにより、圧電層20に励振された弾性波は音響反射面Rで反射されるので、弾性波装置10Eは、複数の電極指31、32の配列方向で弾性波の漏洩を抑制できる。
図27は、第3実施形態に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。図27に示すように、第3実施形態に係る弾性波装置10Eは、第1電極指31aの電極幅と中央部電極指31c、32cの電極幅とが等しく、電極間ピッチP3が電極間ピッチP1、P2よりも大きい構成であっても、第1実施形態に係る弾性波装置10と同様に、比較例に比べてリップルが抑制されることが示された。また、第3実施形態においても、共振周波数に係るピーク幅が狭くなっているため、伝搬ロスが抑制されることが示された。
(第4実施形態)
図28は、第4実施形態の弾性波装置を示す平面図である。図29は、図28のXXIX-XXIX’断面図である。なお、図28では図面を見やすくするために、負荷膜50にハッチングを付けて示している。また、図28では第1保護膜41を二点鎖線で示している。
図28は、第4実施形態の弾性波装置を示す平面図である。図29は、図28のXXIX-XXIX’断面図である。なお、図28では図面を見やすくするために、負荷膜50にハッチングを付けて示している。また、図28では第1保護膜41を二点鎖線で示している。
図28及び図29に示すように、第4実施形態に係る弾性波装置10Fは、負荷膜50をさらに有する。図29に示すように、弾性波装置10Fは、第1保護膜41の上に負荷膜50が積層される。
負荷膜50の、第1電極指31aと重なる部分を第1延在部51と表し、第3電極指32aと重なる部分を第2延在部52と表す。第1延在部51と第2延在部52とは、複数の電極指31、32の配列方向で離隔して配置され、第1延在部51と第2延在部52との間に複数の電極指31、32が配置される。第1延在部51は、第1電極指31aの一部と重なって、第1電極指31aの延在方向に沿って延在する。また、第2延在部52は、第3電極指32aの一部と重なって、第3電極指32aの延在方向に沿って延在する。
図30は、図29に示す領域A1を拡大して示す断面図である。なお、図33では、第1電極指31aと重なる負荷膜50(第1延在部51)について説明するが、第3電極指32aと重なる第2延在部52(図28、図29参照)も第1延在部51と線対称となる配置関係を有している。第1延在部51についての説明は、第2延在部52にも適用できる。また、以下の説明において、第1延在部51及び第2延在部52を区別して説明する必要が無い場合には、単に負荷膜50と表す。
本実施形態では、負荷膜50は、第1保護膜41と同じ材料で形成される。本実施形態では、負荷膜50及び第1保護膜41は、酸化ケイ素(SiO2)で形成される。なお、負荷膜50及び第1保護膜41が同じ材料で形成された場合であっても、負荷膜50の密度は、第1保護膜41の密度と異なっていてもよい。例えば、負荷膜50が蒸着により成膜されている場合、負荷膜50の実際の密度は、第1保護膜41の密度よりも小さい。
図30に示すように、第4実施形態に係る弾性波装置10Fにおいて、複数の電極指31、32の配列方向で最も外側に位置する第1電極指31aの電極幅は、配列方向で中央部に位置する電極指31、32の電極幅よりも小さい。かつ、配列方向で最も外側の電極間ピッチP2は、電極間ピッチP2よりも中央部の電極間ピッチP1よりも小さい。第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第1実施形態と同様である。本実施形態では、第1電極指31aの電極幅W1は0.3μmであり、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅は0.6μmである。また、電極間ピッチP3は2.23μmであり、電極間ピッチP1、P2は2.38μmである。
負荷膜50は、第1電極指31aと重ならない領域に設けられる。すなわち、負荷膜50は、複数の電極指31、32のうち、複数の電極指31、32の配列方向で最も外側に位置する第1電極指31aよりも配列方向の外側であって、IDT電極30と重ならない領域に設けられる。負荷膜50の幅W3は0.6μmである。また、負荷膜50の膜厚は90nmである。
図31は、第4実施形態に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。図31に示すように、第4実施形態に係る弾性波装置10Fは、比較例に比べて点線E1、E2、E3で示すリップルが抑制される。このように、負荷膜50を有する構成とした場合でも、リップルが抑制され、伝搬ロスが抑制される。また、第4実施形態に係る弾性波装置10Fは、上述した各実施形態及び各変形例に比べて、4700MHzから5500MHzまでの広い周波数範囲で、効果的に伝搬ロスが抑制される。
なお、上述した負荷膜50の形状、幅、膜厚等はあくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、負荷膜50の側面はテーパー状に形成されていてもよい。図28に示す負荷膜50の第1延在部51と第2延在部52とは、同じ幅、同じ膜厚であってもよい。あるいは、負荷膜50の第1延在部51と第2延在部52とは、例えば製造工程上のばらつきにより異なる幅、異なる膜厚を有していてもよい。
なお、第4実施例に示した負荷膜50の材料はあくまで一例であり、これに限定されない。負荷膜50の材料は、例えば、炭素添加酸化シリコン(SiOC)、酸化シリコン(SiO2)、窒化シリコン(SiN)、五酸化タンタル(Ta2O5)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化ハフニウム(HfO2)、五酸化ニオブ(Nb2O5)、酸化タングステン(WO)の少なくとも1つが用いられる。負荷膜50は、上記材料のうち2以上を組み合わせてもよい。
図30に示す第4実施形態では、負荷膜50が第1電極指31aと重ならない領域に設けられる構成を示したが、これに限定されない。第4実施形態及び第4変形例において、負荷膜50は第1電極指31aと重なる領域に設けられてもよい。負荷膜50は第1保護膜41の上に設けられているが、これに限定されない。第4実施形態では、上述した各実施形態及び各変形例と組み合わせることができる。
(第4実施形態の第4変形例)
図32は、第4実施形態の第4変形例に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。第4変形例に係る弾性波装置は、第4実施形態に係る弾性波装置10Fに比べて、負荷膜50の寸法が異なる。より具体的には、第4変形例の負荷膜50は、膜厚が60nmであり、負荷膜50の幅W3は0.8μmである。負荷膜50、第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第4実施形態と同様である。図32に示すように、第4実施形態の第4変形例に係る弾性波装置は、比較例に比べて点線E1、E2で示すリップルが抑制される。このように、負荷膜50の寸法を変更した場合でも、リップルが抑制され、伝搬ロスが抑制される。また、第4実施形態の第4変形例に係る弾性波装置は、上述した各実施形態及び各変形例に比べて、4700MHzから5500MHzまでの広い周波数範囲で、効果的に伝搬ロスが抑制される。
図32は、第4実施形態の第4変形例に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。第4変形例に係る弾性波装置は、第4実施形態に係る弾性波装置10Fに比べて、負荷膜50の寸法が異なる。より具体的には、第4変形例の負荷膜50は、膜厚が60nmであり、負荷膜50の幅W3は0.8μmである。負荷膜50、第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第4実施形態と同様である。図32に示すように、第4実施形態の第4変形例に係る弾性波装置は、比較例に比べて点線E1、E2で示すリップルが抑制される。このように、負荷膜50の寸法を変更した場合でも、リップルが抑制され、伝搬ロスが抑制される。また、第4実施形態の第4変形例に係る弾性波装置は、上述した各実施形態及び各変形例に比べて、4700MHzから5500MHzまでの広い周波数範囲で、効果的に伝搬ロスが抑制される。
(第4実施形態の第5変形例)
図33は、第4実施形態の第5変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。図33に示すように、第4実施形態の第5変形例に係る弾性波装置10Gにおいて、複数の電極指31、32の配列方向で最も外側に位置する第1電極指31aの電極幅W1は、配列方向で中央部に位置する電極指31、32の電極幅よりも大きい。かつ、配列方向で最も外側の電極間ピッチP2は、電極間ピッチP2よりも中央部の電極間ピッチP1よりも大きい。負荷膜50、第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第4実施形態と同様である。本実施例では、配列方向で最も外側に位置する第1電極指31aの電極幅は1.0μmであり、中央部に位置する他の複数の電極指31、32の電極幅は0.6μmである。また、配列方向で最も外側の電極間ピッチP2は2.58μmであり、電極間ピッチP2よりも中央部での電極間ピッチP1は2.38μmである。
図33は、第4実施形態の第5変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。図33に示すように、第4実施形態の第5変形例に係る弾性波装置10Gにおいて、複数の電極指31、32の配列方向で最も外側に位置する第1電極指31aの電極幅W1は、配列方向で中央部に位置する電極指31、32の電極幅よりも大きい。かつ、配列方向で最も外側の電極間ピッチP2は、電極間ピッチP2よりも中央部の電極間ピッチP1よりも大きい。負荷膜50、第1保護膜41、IDT電極30等の構成は第4実施形態と同様である。本実施例では、配列方向で最も外側に位置する第1電極指31aの電極幅は1.0μmであり、中央部に位置する他の複数の電極指31、32の電極幅は0.6μmである。また、配列方向で最も外側の電極間ピッチP2は2.58μmであり、電極間ピッチP2よりも中央部での電極間ピッチP1は2.38μmである。
第4実施形態の第5変形例では、負荷膜50は、複数の電極指31、32のうち、複数の電極指31、32の配列方向で最も外側に位置する第1電極指31aと重なる領域に設けられる。負荷膜50の幅W3は0.8μmである。また、負荷膜50の膜厚は15nmである。負荷膜50の一方の側面は、第1電極指31aの幅方向の中央よりも、第2電極指32b側にずれた位置に配置される。負荷膜50の第1電極指31aとの重畳領域の幅は例えば0.7μmである。負荷膜50の非重畳領域の幅は例えば0.1μmである。
図34は、第4実施形態の第5変形例に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。図34に示すように、第4実施形態の第5変形例に係る弾性波装置10Gは、比較例に比べて点線E2で示すリップルが抑制される。このように、第1電極指31aの電極幅が他の電極指31、32の電極幅よりも大きく、電極間ピッチP2が電極間ピッチP1よりも大きい構成であっても、リップルが抑制され、伝搬ロスが抑制される。
図32に示す第4実施形態の第5変形例では、負荷膜50が第1電極指31aと重なる領域に設けられる構成を示したが、これに限定されない。また、負荷膜50は第1保護膜41の上に設けられているが、これに限定されない。第4実施形態の第5変形例では、上述した各実施形態及び各変形例と組み合わせることができる。
(第5実施形態)
図35は、第5実施形態に係る弾性波フィルタ装置を示す回路図である。図35に示すように第5実施形態に係る弾性波フィルタ装置10Hは、複数の直列腕共振子61、62、63と、複数の並列腕共振子64、65、66、67と、を含む。複数の直列腕共振子61、62、63は、入力端子60Aと出力端子60Bとの間の信号経路に直列に接続される。複数の並列腕共振子64、65、66、67は、入力端子60Aと出力端子60Bとの間の信号経路と、グランド68との間に並列に接続される。第5実施形態に係る弾性波フィルタ装置10Hは、いわゆるラダー型フィルタとなっている。
図35は、第5実施形態に係る弾性波フィルタ装置を示す回路図である。図35に示すように第5実施形態に係る弾性波フィルタ装置10Hは、複数の直列腕共振子61、62、63と、複数の並列腕共振子64、65、66、67と、を含む。複数の直列腕共振子61、62、63は、入力端子60Aと出力端子60Bとの間の信号経路に直列に接続される。複数の並列腕共振子64、65、66、67は、入力端子60Aと出力端子60Bとの間の信号経路と、グランド68との間に並列に接続される。第5実施形態に係る弾性波フィルタ装置10Hは、いわゆるラダー型フィルタとなっている。
直列接続された複数の直列腕共振子61、62、63の一方の端子は、入力端子60Aに電気的に接続され、他方の端子が出力端子60Bに電気的に接続される。並列腕共振子64の一方の端子は、入力端子60Aと電気的に接続され、他方の端子はグランド68と電気的に接続される。並列腕共振子65の一方の端子は、直列腕共振子61と直列腕共振子62との間を結ぶ信号経路に電気的に接続され、他方の端子がグランド68と電気的に接続される。並列腕共振子66の一方の端子は、直列腕共振子62と直列腕共振子63との間を結ぶ信号経路に電気的に接続され、他方の端子がグランド68と電気的に接続される。並列腕共振子67の一方の端子は、出力端子60Bに電気的に接続され、他方の端子がグランド68と電気的に接続される。
本実施形態では、複数の直列腕共振子61、62、63と、複数の並列腕共振子64、65、66、67とで、異なる構成の電極指を採用している。本実施形態では、複数の直列腕共振子61、62、63と、複数の並列腕共振子64、65、66、67とで、電極指31、32の構成を変えることにより、フィルタとしてよりよい出力波形を得ることができる。
第5実施形態は、上述した各実施形態、各変形例と組み合わせることができる。
(第6実施形態)
図36は、第6実施形態に係る弾性波装置を示す断面図である。上述した第1実施形態の弾性波装置10では、支持基板11がキャビティ部14を有し、圧電層20の第2主面20b側にキャビティ部14(空洞部)が設けられた、いわゆるメンブレン構造について説明したが、これに限定されない。
図36は、第6実施形態に係る弾性波装置を示す断面図である。上述した第1実施形態の弾性波装置10では、支持基板11がキャビティ部14を有し、圧電層20の第2主面20b側にキャビティ部14(空洞部)が設けられた、いわゆるメンブレン構造について説明したが、これに限定されない。
図36に示すように、第6実施形態に係る弾性波装置10Iでは、圧電層20の第2主面20bに音響多層膜43が積層されている。音響多層膜43は、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層43a、43c、43eと、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層43b、43dとの積層構造を有する。低音響インピーダンス層43a、43c、43eは、例えばSiO2の層であり、高音響インピーダンス層43b、43dは、例えばW、Pt等の金属層又は窒化アルミニウム、窒化シリコン等の誘電体層である。音響多層膜43を用いた場合、キャビティ部14を用いずとも、厚み滑り1次モードのバルク波を圧電層20内に閉じ込めることができる。
弾性波装置10Iにおいても、上記d/pを0.5以下とすることにより、厚み滑り1次モードのバルク波に基づく共振特性を得ることができる。なお、音響多層膜43においては、その低音響インピーダンス層43a、43c、43e及び高音響インピーダンス層43b、43dの積層数は特に限定されない。少なくとも1層の高音響インピーダンス層43b、43dが、低音響インピーダンス層43a、43c、43eよりも圧電層20から遠い側に配置されていればよい。
上記低音響インピーダンス層43a、43c、43e及び高音響インピーダンス層43b、43dは、上記音響インピーダンスの関係を満たす限り、適宜の材料で構成することができる。例えば、低音響インピーダンス層43a、43c、43eの材料としては、酸化ケイ素又は、酸窒化ケイ素などを挙げることができる。また、高音響インピーダンス層43b、43dの材料としては、アルミナ、窒化ケイ素又は、金属などを挙げることができる。
第6実施形態は、上述した各実施形態、各変形例と組み合わせることができる。
(第7実施形態)
図37は、第7実施形態に係る弾性波装置を示す断面図である。上述した第1実施形態の弾性波装置10では、IDT電極30は、圧電層20の第1主面20aに設けられる構成について説明したがこれに限定されない。図37に示すように、第7実施形態に係る弾性波装置10Jは、圧電層20の第1主面20aに設けられた第1IDT電極と、圧電層20の第2主面20bに設けられた第2IDT電極と、を有する。第1IDT電極及び第2IDT電極は、IDT電極30(図1、図2参照)と同様の構成を有する。
図37は、第7実施形態に係る弾性波装置を示す断面図である。上述した第1実施形態の弾性波装置10では、IDT電極30は、圧電層20の第1主面20aに設けられる構成について説明したがこれに限定されない。図37に示すように、第7実施形態に係る弾性波装置10Jは、圧電層20の第1主面20aに設けられた第1IDT電極と、圧電層20の第2主面20bに設けられた第2IDT電極と、を有する。第1IDT電極及び第2IDT電極は、IDT電極30(図1、図2参照)と同様の構成を有する。
第2IDT電極の電極指36、37は、第1IDT電極の電極指31、32と重なる領域に設けられる。第2IDT電極の電極指36、37は、第1IDT電極の電極指31、32と同じ幅、同じ電極間ピッチを有して設けられる。図37では、第1電極指36a及び中央部電極指36cは、電極指36の一例であり、第2電極指37b及び中央部電極指37cは、電極指37の一例である。
第7実施形態では、圧電層20の第1主面20a及び第2主面20bにそれぞれ第1IDT電極及び第2IDT電極が設けられるので、周波数温度係数(TCF:Temperature Coefficients of Frequency)を改善することができる。
図37では、第1実施形態に示す電極指31、32が設けられた例を示したが、これに限定されない。第7実施形態は、上述した各実施形態、各変形例と組み合わせることができる。
(第8実施形態)
図38は、第8実施形態に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。図39は、高次モードにおけるインピーダンス位相の一例を示す説明図である。図38に示す第8実施形態に係る弾性波装置は、上述した第1実施形態に係る弾性波装置10において、第1保護膜41及び第2保護膜42の膜厚を異ならせた構成について説明する。
図38は、第8実施形態に係る弾性波装置のアドミタンス特性の一例を示す説明図である。図39は、高次モードにおけるインピーダンス位相の一例を示す説明図である。図38に示す第8実施形態に係る弾性波装置は、上述した第1実施形態に係る弾性波装置10において、第1保護膜41及び第2保護膜42の膜厚を異ならせた構成について説明する。
図38は、第8実施形態に係る弾性波装置の、アドミタンスの絶対値の周波数特性を示している。図38に示すように、第8実施形態に係る弾性波装置では、共振周波数とは異なる一点鎖線F1に示す周波数領域で、高次モードの共振が生じている(以下、S2モードと表す)。
図39に示すグラフの横軸は、第1保護膜41の膜厚t1と圧電層20の膜厚tLNの1/2との合計(t1+tLN/2)と、第2保護膜42の膜厚t2と圧電層20の膜厚tLNの1/2との合計(t2+tLN/2)と、の比((t1+tLN/2)/(t2+tLN/2))を示す。図39に示すグラフの縦軸は、S2モードの強度に対応する。
図39において、矢印F2、F3で示す範囲は、特表2022-524136号公報に記載されている音響共振装置の構成における、比(t1+tLN/2)/(t2+tLN/2)を示す。特表2022-524136号公報に記載されている音響共振装置では、比(t1+tLN/2)/(t2+tLN/2)が、0.93以下、かつ、1.07以上であり、S2モードの強度が大きい。
これに対し、第8実施形態では、比(t1+tLN/2)/(t2+tLN/2)が0.94以上1.06以下の範囲であり、特表2022-524136号公報に記載されている音響共振装置に比べてS2モードの強度が小さくなる。言い換えると、第8実施形態では、圧電層20の膜厚中央から第1保護膜41の天面までの距離の合計をAとし、圧電層20の膜厚中央から第2保護膜42の天面までの距離の合計をBとするとき、A/Bの値が1-0.06以上1+0.06以下となることが好ましい。
なお、第8実施形態では、第1実施形態に係る弾性波装置10において第1保護膜41及び第2保護膜42の膜厚を異ならせた場合について説明したが、これに限定されない。第8実施形態における第1保護膜41の膜厚t1、圧電層20の膜厚tLN及び第2保護膜42の膜厚t2の関係は、上述した各実施形態及び各変形例と組み合わせることができる。
(第9実施形態)
図40は、第9実施形態に係る弾性波装置のIDT電極を示す平面図である。ここで、中央部電極指31c、32cの本数をNとする。
図40は、第9実施形態に係る弾性波装置のIDT電極を示す平面図である。ここで、中央部電極指31c、32cの本数をNとする。
第9実施形態では、図40に示すように、中央部電極指のうち第2電極指32bと隣接する電極指からX方向に数えてn本目(nは1以上N-1以下の整数)の中央部電極指とn+1本目の中央部電極指との電極間ピッチをpnとし、X方向に数えて1本目の電極指と、配列方向の外側に隣接する電極指、すなわち第2電極指32bとの電極間ピッチをpLとし、X方向に数えてN本目の電極指と、X方向の外側に隣接する電極指、すなわち第4電極指31bとの電極間ピッチをpRとして説明する。この場合、電極間ピッチの変化率prn、prL、prRを下記式(4)から(6)のそれぞれで表される値とする。また、下記式(7)で表される電極間ピッチの変化率prnの算術平均を電極間ピッチの平均変化率prAとして説明する。本開示において、中央部電極指31c、32cの電極間ピッチの平均変化率とは、電極間ピッチの平均変化率prAを指し、中央部電極指31c、32cに配列方向(X方向)で外側に隣接する電極指(第4電極指31b、第2電極指32b)の電極間ピッチの変化率とは、電極間ピッチの変化率prL及びprRの少なくとも一方を指す。
prn=|(pn+1-pn)/pn| …式(4)
prL=(p1-pL)/pL …式(5)
prR=(pN-1-pR)/pR …式(6)
prn=|(pn+1-pn)/pn| …式(4)
prL=(p1-pL)/pL …式(5)
prR=(pN-1-pR)/pR …式(6)
第9実施形態では、電極間ピッチの平均変化率prAに対して電極間ピッチの変化率prL及びprRを変化させている。ここで、第1電極指31aと第2電極指32bとの電極間ピッチは電極間ピッチpLに等しく、第4電極指31bと第3電極指32aとの電極間ピッチは電極間ピッチpRに等しい。
図41は、第9実施形態に係る弾性波装置の電極間ピッチpnを示す説明図である。第9実施形態では、IDT電極30の電極指31、電極指32の合計は51本とした。すなわち、第9実施形態では、N=47である。図41に示すように、第9実施形態に係る弾性波装置の電極間ピッチpnは、n=1からN/2に最も近いn(n=23)になるまで、nが大きくなるにつれて電極間ピッチpnが小さくなるようにし、(N+1)/2に最も近いn(n=23、24)において電極間ピッチpnが最小となるようにし、(N+1)/2に最も近いn(n=24)からn=N-1(n=46)まで、nが大きくなるにつれて電極間ピッチpnが大きくなる。すなわち、第9実施形態に係る中央部電極指31c、32c同士の電極間ピッチpnは、中央部電極指31c、32cの中央に向かって大きくなる。ここで、第9実施形態に係る電極間ピッチの平均変化率prAは、0.006である。また、第9実施形態に係る中央部電極指31c、32cの電極間ピッチの平均は、2.38μmである。
第9実施形態に係る弾性波装置において、第1電極指31a、第2電極指32b、第3電極指32a、第4電極指31b及び中央部電極指31c、32cの電極幅は等しい。第1電極指31a、第2電極指32b、第3電極指32a、第4電極指31b及び中央部電極指31c、32cの電極幅は0.6μmである。
また、第9実施形態では、IDT電極30の電極構成は、圧電層20側からTi/AlCu/Ti/AlCuの積層膜であり、それぞれの膜厚は、12nm/70nm/18nm/12nmである。第1保護膜41等の構成は第1実施形態と同様である。具体的には、圧電層20は、膜厚181nmである。第1保護膜41の膜厚は、142nmである。第2保護膜42の膜厚は、142nmである。
図42は、比較例1に係る弾性波装置のインピーダンス位相を示す説明図である。図42に示す比較例1では、第9実施形態に係る弾性波装置に対し、電極指31、32の電極幅及び電極間ピッチが全て等しい構成である。図42に示すように、比較例1に比較例1に係る弾性波装置では、5102MHzにおいて位相が低下しており、漏洩波Lが発生している。
比較例2では、電極間ピッチの変化率prL、prRを0にしたこと、すなわち電極間ピッチpLをp1と等しくさせ、電極間ピッチpRをpN-1と等しくさせたこと以外は、第9実施形態に係る弾性波装置と同様の構成である。
図43は、第9実施形態並びに比較例1及び2に係る弾性波装置の5102MHzにおけるインピーダンス位相を示す説明図である。図43に示すように、第9実施形態に係る弾性波装置において、電極間ピッチの平均変化率prAが0.006である場合に、電極間ピッチの変化率prL及びprRが-0.008以下または0.008以上であると、比較例1及び比較例2に係る弾性波装置より、5102MHzにおける位相の低下が改善されることが分かる。これにより、電極間ピッチの平均変化率prAに対する電極間ピッチの変化率prL及びprRの比の絶対値(|prL/prA|及び|prR/prA|)を1.33(=0.008/0.006)以上にすることで、図43で示した漏洩波Lが弾性波装置のインピーダンス位相に与える影響を抑制できる。
なお、以上の第9実施形態における説明では、第1電極指31aと第2電極指32bとの電極間ピッチは電極間ピッチpLに等しく、第4電極指31bと第3電極指32aとの電極間ピッチは電極間ピッチpRに等しい構成で説明したが、第1電極指31aと第2電極指32bとの電極間ピッチは電極間ピッチpLと異なっていてもよく、第4電極指31bと第3電極指32aとの電極間ピッチは電極間ピッチpRと異なっていてもよい。
なお、以上の第9実施形態における説明では、電極間ピッチの変化率の比prL/prAと電極間ピッチの変化率の比prR/prAとが等しい旨で説明したが、電極間ピッチの変化率の比prL/prAと電極間ピッチの変化率の比prR/prAとは異なる値であってもよい。この場合、電極間ピッチの変化率の比の絶対値|prL/prA|および|prR/prA|の少なくとも一方が1.33以上であれば、上記で説明した漏洩波Lが弾性波装置のインピーダンス位相に与える影響を抑制できる。
以上説明した、第9実施形態における電極間ピッチ同士の関係は、上述した各実施形態及び各変形例と組み合わせることができる。
(第10実施形態)
図44は、第10実施形態に係る弾性波装置のIDT電極を示す平面図である。ここで、第9実施形態と同様、中央部電極指31c、32cの本数をNとする。
図44は、第10実施形態に係る弾性波装置のIDT電極を示す平面図である。ここで、第9実施形態と同様、中央部電極指31c、32cの本数をNとする。
第10実施形態では、図44に示すように、中央部電極指のうち第2電極指32bと隣接する電極指からX方向に数えてn本目(nは1以上N以下の整数)の中央部電極指31c、32cの電極幅をwnとし、X方向に数えて1本目の電極指に配列方向の外側に隣接する電極指、すなわち第2電極指32bの電極幅をwLとし、N本目の電極指に配列方向の外側に隣接する電極指、すなわち第4電極指31bの電極幅をwRとして説明する。この場合、電極幅の変化率wrn、wrL、wrRを下記式(8)から(10)のそれぞれで表される値とする。また、下記式(11)で表される電極幅の変化率wrnの算術平均を電極幅の平均変化率wrAとして説明する。本開示において、中央部電極指31c、32cの複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法(電極幅)の平均変化率とは、電極幅の平均変化率wrAを指し、中央部電極指31c、32cに配列方向(X方向)で外側に隣接する電極指(第4電極指31b、第2電極指32b)の複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法(電極幅)の変化率とは、電極幅の変化率wrL及びwrRの少なくとも一方を指す。
wrn=|(wn+1-wn)/wn| …式(8)
wrL=(w1-wL)/wL …式(9)
wrR=(wN-wR)/wR …式(10)
wrn=|(wn+1-wn)/wn| …式(8)
wrL=(w1-wL)/wL …式(9)
wrR=(wN-wR)/wR …式(10)
第10実施形態では、電極幅の平均変化率wrAに対して電極幅の変化率wrL及びwrRを変化させている。第10実施形態に係る弾性波装置、第1電極指31a、第2電極指32b及び中央部電極指31c、32cの電極幅は等しい。ここで、第1電極指31aの電極幅は電極幅wLに等しく、第3電極指32aの電極幅は電極幅wRに等しい。
図45は、第10実施形態に係る弾性波装置の電極幅wnを示す説明図である。第10実施形態では、IDT電極30の電極指31、電極指32の合計は51本とした。すなわち、第10実施形態では、N=47である。図45に示すように、第10実施形態に係る弾性波装置の電極幅wnは、n=1から(N+1)/2に最も近いn(n=23)になるまで、nが大きくなるにつれて電極幅wnが大きくなるようにし、(N+1)/2に最も近いn(n=23、24、25)において電極幅wnが最大となるようにし、(N+1)/2に最も近いn(n=25)からn=N(n=47)まで、nが大きくなるにつれて電極幅wnが小さくなる。すなわち、第10実施形態に係る中央部電極指31c、32cの電極幅wnは、中央部電極指31c、32cの中央に向かって小さくなる。ここで、第10実施形態に係る電極幅の平均変化率wrAは、0.004である。また、第10実施形態に係る中央部電極指31c、32cの電極幅の平均は、0.6μmである。
第10実施形態に係る弾性波装置において、第1電極指31a、第2電極指32b、第3電極指32a、第4電極指31b及び中央部電極指31c、32cの配列方向で内側に隣接する電極指との電極間ピッチは等しい。第1電極指31a、第2電極指32b、第3電極指32a、第4電極指31b及び中央部電極指31c、32cの配列方向で内側に隣接する電極指との電極間ピッチは2.38μmである。
また、第10実施形態では、IDT電極30の電極構成は、圧電層20側からTi/AlCu/Ti/AlCuの積層膜であり、それぞれの膜厚は、12nm/70nm/18nm/12nmである。第1保護膜41等の構成は第1実施形態と同様である。具体的には、圧電層20は、膜厚181nmである。第1保護膜41の膜厚は、142nmである。第2保護膜42の膜厚は、142nmである。
比較例1では、第10実施形態に係る弾性波装置に対し、電極指31、32の電極ピッチ及び電極幅が全て等しい構成である。当該比較例1は、第9実施形態で説明した図42に係る比較例1と同じ構成である。
比較例3では、電極幅の変化率wrL、wrRを0にしたこと、すなわち電極幅wLをw1と等しくさせ、電極幅wRをwNと等しくさせたこと以外は、第10実施形態に係る弾性波装置と同様の構成である。
図46は、第10実施形態並びに比較例1及び3に係る弾性波装置の5102MHzにおけるインピーダンス位相を示す説明図である。図46に示すように、第10実施形態に係る弾性波装置において、電極幅の平均変化率wrAが0.004である場合に、電極幅の変化率wrL及びwrRが-0.01以下または0.01以上であると、比較例1及び比較例3に係る弾性波装置より、5102MHzにおける位相の低下が改善されることが分かる。これにより、電極幅の平均変化率wrAに対する電極幅の変化率wrL及びwrRの比の絶対値(|wrL/wrA|及び|wrR/wrA|)を2.5(=0.01/0.004)以上にすることで、図42で示した漏洩波Lが弾性波装置のインピーダンス位相に与える影響を抑制できる。
なお、以上の第10実施形態における説明では、第1電極指31aとの電極幅は電極幅wLに等しく、第3電極指32aの電極幅は電極幅wRに等しい構成で説明したが、第1電極指31aの電極幅は電極幅wLと異なっていてもよく、第3電極指32aの電極幅は電極幅wRと異なっていてもよい。
なお、以上の第10実施形態における説明では、電極幅の変化率の比wrL/wrAと電極幅の変化率の比wrR/wrAとが等しい旨で説明したが、電極幅の変化率の比wrL/wrAと電極幅の変化率の比wrR/wrAとは異なる値であってもよい。この場合、電極幅の変化率の比の絶対値|wrL/wrA|および|wrR/wrA|の少なくとも一方が2.5以上であれば、上記で説明した漏洩波Lが弾性波装置のインピーダンス位相に与える影響を抑制できる。
以上説明した、第10実施形態における電極幅同士の関係は、上述した各実施形態及び各変形例と組み合わせることができる。
上述した各実施形態及び各変形例における第1保護膜41、IDT電極30の形状、幅、膜厚等はあくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、IDT電極30の側面はテーパー状に形成されていてもよい。図1に示す電極指31、32は、同じ膜厚であってもよい。あるいは電極指31、32とは、例えば製造工程上のばらつきにより異なる膜厚を有していてもよい。また、図2に示す中央部電極指31c、32cは、同じ幅であってもよい。あるいは中央部電極指31c、32cは、例えば製造工程上のばらつきにより異なる幅を有していてもよい。
上述した各実施形態及び各変形例では、最も外側に位置する1つ又は2つの電極指31、32の電極幅が、他の電極指31、32の電極幅と異なる構成を示したが、これに限定されない。複数の電極指31、32の配列方向で、最も外側に位置する3本の電極指31、32のうち少なくとも1本の電極幅が、中央部に位置する他の電極指31、32の電極幅と異なる構成であってもよい。同様に、複数の電極指31、32の配列方向で、最も外側に位置する3本の電極指31、32のうち少なくとも1本と、複数の電極指31、32の配列方向で、該電極指の内側に隣接する電極指との間の電極間ピッチPが、中央部に位置する他の電極指31、32同士の電極間ピッチPと異なる構成であってもよい。
また、全ての複数の電極指31、32の電極幅が同じであり、全ての中央部電極指31c、32c同士の電極間ピッチPが同じである構成において、最も外側に位置する1つ又は2つの電極指31、32のうち少なくとも1本と、複数の電極指31、32の配列方向で、該電極指の内側に隣接する電極指との間の電極間ピッチPが、中央部に位置する他の電極指31、32同士の電極間ピッチPと異なる構成であってもよい。
また、全ての複数の電極指31、32同士の電極間ピッチPが全て同じであり、全ての中央部に位置する他の電極指31、32の電極幅が同じである構成において、最も外側に位置する1つ又は2つの電極指31、32のうち少なくとも1本の電極幅が、中央部に位置する他の電極指31、32の電極幅と異なる構成であってもよい。
なお、上記した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更/改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
なお、本開示は、下記の構成をとることもできる。
(1)
第1主面と、前記第1主面と対向する第2主面とを有する圧電層と、
前記圧電層の前記第1主面および前記第2主面の少なくとも一方に設けられ、所定の方向に配列された複数の電極指を含むIDT電極と、
前記圧電層の前記第2主面と対向し、前記圧電層の前記第2主面側に音響反射部を有する支持部材と、
を有し、
前記複数の電極指のうち、前記複数の電極指の配列方向で最も外側に配置される第1電極指及び前記第1電極指の前記配列方向で内側に隣接する第2電極指の少なくとも一方は、前記第2電極指に対して前記配列方向で内側に配置される中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が異なり、
前記圧電層の厚みをd、隣り合う前記電極指同士の中心間距離をpとした場合、d/pが0.5以下である、
弾性波装置。
(2)
前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有する(1)に記載の弾性波装置。
(3)
前記第1電極指は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が異なる、(1)または(2)に記載の弾性波装置。
(4)
前記第2電極指は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が異なる、(1)から(3)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(5)
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が小さい、(1)から(4)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(6)
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が大きい、(1)から(5)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(7)
前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が等しく、
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が大きい、(1)に記載の弾性波装置。
(8)
前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が等しく、
前記中央部電極指は、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が等しく、
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が異なる、(1)に記載の弾性波装置。
(9)
前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が等しく、
前記中央部電極指は、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が異なり、
前記第1電極指及び前記第2電極指は、前記中央部電極指に対し、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が異なり、
前記中央部電極指の電極間ピッチの平均変化率に対する、前記中央部電極指に前記配列方向で外側に隣接する電極指の電極間ピッチの変化率の比の絶対値は1.33以上である、(1)に記載の弾性波装置。
(10)
前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が等しく、
前記中央部電極指は、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が等しく、
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が異なる、(1)に記載の弾性波装置。
(11)
前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が等しく、
前記中央部電極指は、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が異なり、
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が異なり、
前記中央部電極指の前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法の平均変化率に対する、前記中央部電極指に前記配列方向で外側に隣接する電極指の前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法の変化率の比の絶対値は2.5以上である、(1)に記載の弾性波装置。
(12)
前記複数の電極指のうち、前記複数の電極指の配列方向で最も外側に位置する第1電極指と重なる領域に設けられた負荷膜をさらに有する、(1)から(11)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(13)
前記負荷膜の材料は、炭素添加酸化シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン、五酸化タンタル、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、五酸化ニオブ、酸化タングステンの少なくとも1つが用いられる、
(12)に記載の弾性波装置。
(14)
前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有し、
前記保護膜は、酸化ケイ素で形成される、
(1)から(13)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(15)
前記IDT電極が、前記圧電層の前記第1主面および前記第2主面のいずれにも設けられる、
(1)から(14)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(16)
少なくとも1つの共振子を備えるフィルタ装置であって、前記共振子が(1)から(15)のいずれか1つに記載の弾性波装置である、
弾性波フィルタ装置。
(17)
入力端子と、出力端子と、前記入力端子と前記出力端子を結ぶ直列腕と、前記直列腕のノードとグランドとを結ぶ並列腕と、を有し、
前記少なくとも1つの共振子は、複数の共振子であり、前記直列腕に設けられた直列腕共振子と、前記並列腕に設けられた並列腕共振子とを含み、
前記直列腕共振子の複数の前記電極指は、前記並列腕共振子の複数の前記電極指と異なる構成を有する、
(16)に記載の弾性波フィルタ装置。
(18)
前記圧電層は、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムを含み、120°±10°回転Yカット又は90°±10°回転Yカットである、
(1)から(15)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(19)
前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有し、
前記保護膜は、前記IDT電極を覆って前記圧電層の前記第1主面に設けられた第1保護膜と、前記圧電層の前記第2主面に設けられた第2保護膜と、を有する、
(1)から(15)及び(18)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(20)
前記圧電層の膜厚中央から前記第1保護膜天面までの距離の合計をAとし、前記圧電層の膜厚中央から前記第2保護膜天面までの距離の合計をBとするとき、A/Bの値が1-0.06以上1+0.06以下となる、
(19)に記載の弾性波装置。
(21)
前記第1保護膜の上面及び前記第2保護膜の下面は平坦である、
(19)または(20)に記載の弾性波装置。
(22)
前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有し、
前記保護膜の膜厚は、前記IDT電極の膜厚よりも薄い、
(1)から(15)及び(18)から(21)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(23)
前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有し、
前記保護膜の膜厚は、前記IDT電極の膜厚よりも厚い、
(1)から(15)及び(18)から(22)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(24)
d/pが0.24以下である、(1)から(15)及び(18)から(23)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(25)
前記電極指直交方向から見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合っている領域であり、かつ隣り合う前記電極指の前記電極指直交方向における中心間の領域が励振領域であり、
前記励振領域に対する、前記電極指のメタライゼーション比をMRとしたときに、MR≦1.75(d/p)+0.075を満たす、(1)から(15)及び(18)から(24)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(26)
前記圧電層が、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる、(1)から(15)及び(18)から(25)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(27)
前記圧電層を構成しているニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムのオイラー角(φ,θ,ψ)が、以下の式(1)、式(2)または式(3)の範囲にある、(26)に記載の弾性波装置。
(0°±10°,0°~20°,任意のψ) …式(1)
(0°±10°,20°~80°,0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2) または (0°±10°,20°~80°,[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]~180°) …式(2)
(0°±10°,[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]~180°,任意のψ) …式(3)
(28)
前記音響反射部が、空洞部であり、前記支持部材の一部及び前記圧電層の一部が、前記空洞部を挟み互いに対向するように、前記支持部材と前記圧電層とが配置されている、(1)から(15)及び(18)から(27)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(29)
前記音響反射部が、相対的に音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス層と、を含む、音響反射膜であり、前記支持部材の少なくとも一部及び前記圧電層の少なくとも一部が、前記音響反射膜を挟み互いに対向するように、前記支持部材と前記圧電層とが配置されている、(1)から(15)及び(18)から(28)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
第1主面と、前記第1主面と対向する第2主面とを有する圧電層と、
前記圧電層の前記第1主面および前記第2主面の少なくとも一方に設けられ、所定の方向に配列された複数の電極指を含むIDT電極と、
前記圧電層の前記第2主面と対向し、前記圧電層の前記第2主面側に音響反射部を有する支持部材と、
を有し、
前記複数の電極指のうち、前記複数の電極指の配列方向で最も外側に配置される第1電極指及び前記第1電極指の前記配列方向で内側に隣接する第2電極指の少なくとも一方は、前記第2電極指に対して前記配列方向で内側に配置される中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が異なり、
前記圧電層の厚みをd、隣り合う前記電極指同士の中心間距離をpとした場合、d/pが0.5以下である、
弾性波装置。
(2)
前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有する(1)に記載の弾性波装置。
(3)
前記第1電極指は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が異なる、(1)または(2)に記載の弾性波装置。
(4)
前記第2電極指は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が異なる、(1)から(3)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(5)
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が小さい、(1)から(4)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(6)
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が大きい、(1)から(5)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(7)
前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が等しく、
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が大きい、(1)に記載の弾性波装置。
(8)
前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が等しく、
前記中央部電極指は、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が等しく、
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が異なる、(1)に記載の弾性波装置。
(9)
前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が等しく、
前記中央部電極指は、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が異なり、
前記第1電極指及び前記第2電極指は、前記中央部電極指に対し、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が異なり、
前記中央部電極指の電極間ピッチの平均変化率に対する、前記中央部電極指に前記配列方向で外側に隣接する電極指の電極間ピッチの変化率の比の絶対値は1.33以上である、(1)に記載の弾性波装置。
(10)
前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が等しく、
前記中央部電極指は、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が等しく、
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が異なる、(1)に記載の弾性波装置。
(11)
前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が等しく、
前記中央部電極指は、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が異なり、
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が異なり、
前記中央部電極指の前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法の平均変化率に対する、前記中央部電極指に前記配列方向で外側に隣接する電極指の前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法の変化率の比の絶対値は2.5以上である、(1)に記載の弾性波装置。
(12)
前記複数の電極指のうち、前記複数の電極指の配列方向で最も外側に位置する第1電極指と重なる領域に設けられた負荷膜をさらに有する、(1)から(11)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(13)
前記負荷膜の材料は、炭素添加酸化シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン、五酸化タンタル、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、五酸化ニオブ、酸化タングステンの少なくとも1つが用いられる、
(12)に記載の弾性波装置。
(14)
前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有し、
前記保護膜は、酸化ケイ素で形成される、
(1)から(13)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(15)
前記IDT電極が、前記圧電層の前記第1主面および前記第2主面のいずれにも設けられる、
(1)から(14)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(16)
少なくとも1つの共振子を備えるフィルタ装置であって、前記共振子が(1)から(15)のいずれか1つに記載の弾性波装置である、
弾性波フィルタ装置。
(17)
入力端子と、出力端子と、前記入力端子と前記出力端子を結ぶ直列腕と、前記直列腕のノードとグランドとを結ぶ並列腕と、を有し、
前記少なくとも1つの共振子は、複数の共振子であり、前記直列腕に設けられた直列腕共振子と、前記並列腕に設けられた並列腕共振子とを含み、
前記直列腕共振子の複数の前記電極指は、前記並列腕共振子の複数の前記電極指と異なる構成を有する、
(16)に記載の弾性波フィルタ装置。
(18)
前記圧電層は、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムを含み、120°±10°回転Yカット又は90°±10°回転Yカットである、
(1)から(15)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(19)
前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有し、
前記保護膜は、前記IDT電極を覆って前記圧電層の前記第1主面に設けられた第1保護膜と、前記圧電層の前記第2主面に設けられた第2保護膜と、を有する、
(1)から(15)及び(18)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(20)
前記圧電層の膜厚中央から前記第1保護膜天面までの距離の合計をAとし、前記圧電層の膜厚中央から前記第2保護膜天面までの距離の合計をBとするとき、A/Bの値が1-0.06以上1+0.06以下となる、
(19)に記載の弾性波装置。
(21)
前記第1保護膜の上面及び前記第2保護膜の下面は平坦である、
(19)または(20)に記載の弾性波装置。
(22)
前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有し、
前記保護膜の膜厚は、前記IDT電極の膜厚よりも薄い、
(1)から(15)及び(18)から(21)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(23)
前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有し、
前記保護膜の膜厚は、前記IDT電極の膜厚よりも厚い、
(1)から(15)及び(18)から(22)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(24)
d/pが0.24以下である、(1)から(15)及び(18)から(23)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(25)
前記電極指直交方向から見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合っている領域であり、かつ隣り合う前記電極指の前記電極指直交方向における中心間の領域が励振領域であり、
前記励振領域に対する、前記電極指のメタライゼーション比をMRとしたときに、MR≦1.75(d/p)+0.075を満たす、(1)から(15)及び(18)から(24)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(26)
前記圧電層が、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる、(1)から(15)及び(18)から(25)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(27)
前記圧電層を構成しているニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムのオイラー角(φ,θ,ψ)が、以下の式(1)、式(2)または式(3)の範囲にある、(26)に記載の弾性波装置。
(0°±10°,0°~20°,任意のψ) …式(1)
(0°±10°,20°~80°,0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2) または (0°±10°,20°~80°,[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]~180°) …式(2)
(0°±10°,[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]~180°,任意のψ) …式(3)
(28)
前記音響反射部が、空洞部であり、前記支持部材の一部及び前記圧電層の一部が、前記空洞部を挟み互いに対向するように、前記支持部材と前記圧電層とが配置されている、(1)から(15)及び(18)から(27)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(29)
前記音響反射部が、相対的に音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス層と、を含む、音響反射膜であり、前記支持部材の少なくとも一部及び前記圧電層の少なくとも一部が、前記音響反射膜を挟み互いに対向するように、前記支持部材と前記圧電層とが配置されている、(1)から(15)及び(18)から(28)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
10、10A~10G、10I、10J 弾性波装置
10H 弾性波フィルタ装置
11 支持基板
12 底部
13 壁部
14 キャビティ部
20 圧電層
20a 第1主面
20b 第2主面
30 IDT電極
31、32、36、37 電極指
31a、36a 第1電極指
32b、37b 第2電極指
32a 第3電極指
31b 第4電極指
31c、32c、36c、37c 中央部電極指
33、34 バスバー電極
41 第1保護膜
42 第2保護膜
50 負荷膜
51 第1延在部
52 第2延在部
10H 弾性波フィルタ装置
11 支持基板
12 底部
13 壁部
14 キャビティ部
20 圧電層
20a 第1主面
20b 第2主面
30 IDT電極
31、32、36、37 電極指
31a、36a 第1電極指
32b、37b 第2電極指
32a 第3電極指
31b 第4電極指
31c、32c、36c、37c 中央部電極指
33、34 バスバー電極
41 第1保護膜
42 第2保護膜
50 負荷膜
51 第1延在部
52 第2延在部
Claims (29)
- 第1主面と、前記第1主面と対向する第2主面とを有する圧電層と、
前記圧電層の前記第1主面および前記第2主面の少なくとも一方に設けられ、所定の方向に配列された複数の電極指を含むIDT電極と、
前記圧電層の前記第2主面と対向し、前記圧電層の前記第2主面側に音響反射部を有する支持部材と、
を有し、
前記複数の電極指のうち、前記複数の電極指の配列方向で最も外側に配置される第1電極指及び前記第1電極指の前記配列方向で内側に隣接する第2電極指の少なくとも一方は、前記第2電極指に対して前記配列方向で内側に配置される中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が異なり、
前記圧電層の厚みをd、隣り合う前記電極指同士の中心間距離をpとした場合、d/pが0.5以下である、
弾性波装置。 - 前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有する請求項1に記載の弾性波装置。
- 前記第1電極指は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が異なる、請求項1または2に記載の弾性波装置。
- 前記第2電極指は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が異なる、請求項1から3のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が小さい、請求項1から4のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法及び前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離の少なくとも一方が大きい、請求項1から5のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が等しく、
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が大きい、請求項1に記載の弾性波装置。 - 前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が等しく、
前記中央部電極指は、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が等しく、
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が異なる、請求項1に記載の弾性波装置。 - 前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が等しく、
前記中央部電極指は、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が異なり、
前記第1電極指及び前記第2電極指は、前記中央部電極指に対し、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が異なり、
前記中央部電極指の電極間ピッチの平均変化率に対する、前記中央部電極指に前記配列方向で外側に隣接する電極指の電極間ピッチの変化率の比の絶対値は1.33以上である、請求項1に記載の弾性波装置。 - 前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が等しく、
前記中央部電極指は、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が等しく、
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が異なる、請求項1に記載の弾性波装置。 - 前記第1電極指と、前記第2電極指と、前記中央部電極指とは、前記配列方向で内側に隣接する電極指との中心間距離が等しく、
前記中央部電極指は、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が異なり、
前記第1電極指及び前記第2電極指の少なくとも一方は、前記中央部電極指に対し、前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法が異なり、
前記中央部電極指の前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法の平均変化率に対する、前記中央部電極指に前記配列方向で外側に隣接する電極指の前記複数の電極指の延在方向と直交する方向の寸法の変化率の比の絶対値は2.5以上である、請求項1に記載の弾性波装置。 - 前記複数の電極指のうち、前記複数の電極指の配列方向で最も外側に位置する第1電極指と重なる領域に設けられた負荷膜をさらに有する、請求項1から11のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記負荷膜の材料は、炭素添加酸化シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン、五酸化タンタル、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、五酸化ニオブ、酸化タングステンの少なくとも1つが用いられる、
請求項12に記載の弾性波装置。 - 前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有し、
前記保護膜は、酸化ケイ素で形成される、
請求項1から13のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 前記IDT電極が、前記圧電層の前記第1主面および前記第2主面のいずれにも設けられる、
請求項1から14のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 少なくとも1つの共振子を備えるフィルタ装置であって、前記共振子が請求項1から15のいずれか1項に記載の弾性波装置である、
弾性波フィルタ装置。 - 入力端子と、出力端子と、前記入力端子と前記出力端子を結ぶ直列腕と、前記直列腕のノードとグランドとを結ぶ並列腕と、を有し、
前記少なくとも1つの共振子は、複数の共振子であり、前記直列腕に設けられた直列腕共振子と、前記並列腕に設けられた並列腕共振子とを含み、
前記直列腕共振子の複数の前記電極指は、前記並列腕共振子の複数の前記電極指と異なる構成を有する、
請求項16に記載の弾性波フィルタ装置。 - 前記圧電層は、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムを含み、120°±10°回転Yカット又は90°±10°回転Yカットである、
請求項1から15のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有し、
前記保護膜は、前記IDT電極を覆って前記圧電層の前記第1主面に設けられた第1保護膜と、前記圧電層の前記第2主面に設けられた第2保護膜と、を有する、
請求項1から15及び18のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 前記圧電層の膜厚中央から前記第1保護膜天面までの距離の合計をAとし、前記圧電層の膜厚中央から前記第2保護膜天面までの距離の合計をBとするとき、A/Bの値が1-0.06以上1+0.06以下となる、
請求項19に記載の弾性波装置。 - 前記第1保護膜の上面及び前記第2保護膜の下面は平坦である、
請求項19または20に記載の弾性波装置。 - 前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有し、
前記保護膜の膜厚は、前記IDT電極の膜厚よりも薄い、
請求項1から15及び18から21のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 前記圧電層の前記第1主面及び前記第2主面の少なくとも一方に設けられた保護膜を有し、
前記保護膜の膜厚は、前記IDT電極の膜厚よりも厚い、
請求項1から15及び18から22のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - d/pが0.24以下である、請求項1から15及び18から23のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記電極指直交方向から見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合っている領域であり、かつ隣り合う前記電極指の前記電極指直交方向における中心間の領域が励振領域であり、
前記励振領域に対する、前記電極指のメタライゼーション比をMRとしたときに、MR≦1.75(d/p)+0.075を満たす、請求項1から15及び18から24のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 前記圧電層が、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムからなる、請求項1から15及び18から25のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記圧電層を構成しているニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムのオイラー角(φ,θ,ψ)が、以下の式(1)、式(2)または式(3)の範囲にある、請求項26に記載の弾性波装置。
(0°±10°,0°~20°,任意のψ) …式(1)
(0°±10°,20°~80°,0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2) または (0°±10°,20°~80°,[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]~180°) …式(2)
(0°±10°,[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]~180°,任意のψ) …式(3) - 前記音響反射部が、空洞部であり、前記支持部材の一部及び前記圧電層の一部が、前記空洞部を挟み互いに対向するように、前記支持部材と前記圧電層とが配置されている、請求項1から15及び18から27のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記音響反射部が、相対的に音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス層と、を含む、音響反射膜であり、前記支持部材の少なくとも一部及び前記圧電層の少なくとも一部が、前記音響反射膜を挟み互いに対向するように、前記支持部材と前記圧電層とが配置されている、請求項1から15及び18から28のいずれか1項に記載の弾性波装置。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP2019068309A (ja) * | 2017-10-02 | 2019-04-25 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ |
| WO2021060513A1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| JP2021093570A (ja) * | 2019-12-06 | 2021-06-17 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波共振器、フィルタ、及びマルチプレクサ |
| WO2022045086A1 (ja) * | 2020-08-24 | 2022-03-03 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| WO2022102719A1 (ja) * | 2020-11-13 | 2022-05-19 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| JP2022119204A (ja) * | 2021-02-03 | 2022-08-16 | レゾナント インコーポレイテッド | マルチマーク・インターデジタル変換器を有する横方向励起フィルムバルク音響共振器 |
| WO2022270405A1 (ja) * | 2021-06-22 | 2022-12-29 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| WO2023002790A1 (ja) * | 2021-07-21 | 2023-01-26 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| WO2023054355A1 (ja) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
-
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019068309A (ja) * | 2017-10-02 | 2019-04-25 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ |
| WO2021060513A1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| JP2021093570A (ja) * | 2019-12-06 | 2021-06-17 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波共振器、フィルタ、及びマルチプレクサ |
| WO2022045086A1 (ja) * | 2020-08-24 | 2022-03-03 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| WO2022102719A1 (ja) * | 2020-11-13 | 2022-05-19 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| JP2022119204A (ja) * | 2021-02-03 | 2022-08-16 | レゾナント インコーポレイテッド | マルチマーク・インターデジタル変換器を有する横方向励起フィルムバルク音響共振器 |
| WO2022270405A1 (ja) * | 2021-06-22 | 2022-12-29 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| WO2023002790A1 (ja) * | 2021-07-21 | 2023-01-26 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
| WO2023054355A1 (ja) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
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