WO2024257839A1 - 弾性波装置及び弾性波フィルタ装置 - Google Patents

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克也 大門
明洋 井山
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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 facing the first main surface in a first direction, 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, a reflector arranged adjacent to the IDT electrode in the arrangement direction of the plurality of electrode fingers, a support member facing the second main surface of the piezoelectric layer and having an acoustic reflection portion on the second main surface side of the piezoelectric layer, and a load film provided in a region overlapping with the reflector in a planar view from the first direction, where d is the thickness of the piezoelectric layer and p is the center-to-center distance between adjacent electrode fingers, and d/p is 0.5 or less.
  • the elastic wave filter device is an elastic wave filter device that is configured by connecting at least one resonator, and the resonator is 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 embodiment.
  • 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. 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 lithium niobate 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 of an elastic wave device according to a first modified example of the first embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a second modified example of the first embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a third modified example of the first embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating an elastic wave device according to a fourth modified example of the first embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a first modified example of the first embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a fifth modified example of the first embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating an elastic wave device according to a sixth modified example of the first embodiment.
  • FIG. 22 is a plan view illustrating an elastic wave device according to a second preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 23 is a cross-sectional view taken along line XXIII-XXIII' of Figure 22.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view illustrating an elastic wave device according to a seventh modification of the second embodiment.
  • FIG. 25 is a plan view illustrating an elastic wave device according to a third preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a circuit diagram illustrating an elastic wave device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view of an elastic wave device in accordance with an eighth modified example.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a ninth modification.
  • FIG. 29 is a graph illustrating an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to a tenth modification.
  • FIG. 30 is an explanatory diagram showing an example of an impedance phase in a higher mode.
  • Fig. 1 is a plan view showing 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. Note that in Fig. 1, a load film 50 is shown hatched to make the drawing easier to see. Also, in Fig. 1, a first protective film 41 is shown by a two-dot chain line.
  • the elastic wave device 10 has a piezoelectric layer 20, an IDT electrode 30, reflectors 70, 71, a support substrate 11, a first protective film 41, a second protective film 42, and a load film 50.
  • the elastic wave device 10 has the second protective film 42, the piezoelectric layer 20, the IDT electrode 30, and the reflectors 70, 71, the first protective film 41, and the load film 50 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.
  • the piezoelectric layer 20 may be made of lithium tantalate.
  • the cut angle of the lithium niobate or lithium tantalate is Z-cut.
  • the cut angle of the lithium niobate or lithium tantalate may be rotated Y-cut or X-cut.
  • the propagation direction is Y-propagation or X-propagation ⁇ 30°.
  • the piezoelectric layer 20 contains lithium niobate or lithium tantalate and is a 120° ⁇ 10° rotated Y-cut or a 90° ⁇ 10° rotated Y-cut.
  • 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 center-to-center distance between electrode fingers 31 and 32 (hereinafter referred to as 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 dimension of electrode finger 31 in a direction perpendicular to the extension direction of electrode finger 31 and the center of the width dimension of electrode finger 32 in a direction perpendicular to the extension direction of electrode finger 32.
  • the width of electrode fingers 31 and 32 (hereinafter referred to as electrode width), i.e., the dimension in the direction perpendicular to the extension direction of electrode fingers 31 and 32, is preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
  • 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 a suitable metal or alloy, such as aluminum or an aluminum-copper alloy.
  • the IDT electrode 30 has a structure in which an aluminum film is laminated on a titanium film. Note that an adhesive layer other than a titanium film may also be used.
  • the electrode configuration of the IDT electrode 30 is a laminated film of titanium/aluminum-copper alloy/titanium/aluminum-copper alloy 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 uses bulk waves in the thickness-shear first-order mode, and propagation loss is small.
  • the reflectors 70 and 71 are provided on the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20 in the same layer as the IDT electrode 30.
  • the reflectors 70 and 71 are laminated films having the same electrode configuration as the IDT electrode 30, and are formed from the same material as the IDT electrode 30. However, this is not limited to this, and the reflectors 70 and 71 may have a different electrode configuration and be formed from a different material than the IDT electrode 30.
  • the reflectors 70 and 71 are arranged adjacent to the IDT electrode 30 with a gap in the arrangement direction of the electrode fingers 31 and 32.
  • the reflectors 70 and 71 are each configured with one electrode finger and extend along the extension direction of the electrode fingers 31 and 32.
  • the reflector 70 is adjacent to the IDT electrode 30 with a gap on one side of the arrangement direction of the electrode fingers 31 and 32 (left side in Figs. 1 and 2).
  • the reflector 71 is adjacent to the IDT electrode 30 with a gap on the other side of the arrangement direction of the electrode fingers 31 and 32 (right side in Figs. 1 and 2) opposite the reflector 70.
  • the IDT electrode 30 is arranged between the reflectors 70 and 71. The detailed configuration of the reflectors 70 and 71 will be described later with reference to Fig. 12.
  • the first protective film 41 is provided on the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20, covering the IDT electrode 30 and the reflectors 70, 71.
  • 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.
  • 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 film thickness of the first protective film 41 and the second protective film 42 is thicker than the film thickness of the IDT electrode 30.
  • the film thickness of the first protective film 41 and the second protective film 42 is 142 nm. It is sufficient that at least one of the first protective film 41 and the second protective film 42 is provided.
  • the first protective film 41 may be provided and the second protective film 42 may not be provided.
  • the load film 50 is provided on the first protective film 41.
  • the load film 50 is provided in an area that overlaps with the reflectors 70 and 71.
  • the load film 50 is not provided in an area that overlaps with the multiple electrode fingers 31 and 32 located between the reflectors 70 and 71.
  • the portion of the load film 50 that overlaps with the reflector 70 is referred to as the first extension portion 51, and the portion that overlaps with the reflector 71 is referred to as the second extension portion 52.
  • the first extension portion 51 and the second extension portion 52 are disposed apart in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32, and the multiple electrode fingers 31, 32 are disposed between the first extension portion 51 and the second extension portion 52.
  • the first extension portion 51 overlaps with a part of the reflector 70 and extends along the extension direction of the reflector 70.
  • the second extension portion 52 overlaps with a part of the reflector 71 and extends along the extension direction of the reflector 71.
  • the detailed configuration of the load film 50 will be described later with reference to Figures 12 and 13.
  • 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 2.
  • 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.
  • the surface orientation of the silicon on the piezoelectric layer 20 side may be (100), (110), or (111). High-resistance silicon with a resistivity of 4 k ⁇ or more is preferable.
  • 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 main surface 20a and the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20, i.e., the Z direction.
  • the X direction component of the wave is significantly smaller than the Z direction component.
  • the resonance characteristic is obtained by the propagation of the wave in this Z direction.
  • 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 Lithium niobate 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 Silicon
  • the interelectrode pitch of the electrode pairs consisting of electrode fingers 31 and 32 is the same for all pairs. In other words, electrode fingers 31 and electrode fingers 32 are arranged at equal pitches.
  • 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 an explanatory diagram showing the relationship between the relative bandwidth when multiple elastic wave resonators are configured in the elastic wave device of the first embodiment and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious. Note that the relative bandwidth was adjusted by changing the film thickness of the piezoelectric layer 20 and the dimensions of the electrode fingers 31 and electrode fingers 32 in various ways. Also, while FIG. 9 shows the results when a piezoelectric layer 20 made of Z-cut lithium niobate was used, the same tendency is observed when a piezoelectric layer 20 with a different 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 lithium niobate 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 as 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 load film 50 (first extension portion 51) overlapping with the reflector 70 arranged on one side of the arrangement direction of the electrode fingers 31, 32.
  • the second extension portion 52 (see FIGS. 1 and 2) overlapping with the reflector 71 arranged on the other side of the arrangement direction of the electrode fingers 31, 32 on the opposite side of the reflector 70 also has an arrangement relationship that is linearly symmetrical with 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 it is not necessary 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 provided on the first protective film 41 and overlaps with a portion of the reflector 70.
  • the load film 50 is provided in a region that does not overlap with the IDT electrode 30 (multiple electrode fingers 31, 32). That is, the load film 50 is disposed outside the IDT electrode 30 in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32.
  • the upper surface of the first protective film 41 is formed flat. Specifically, the upper surface of the first protective film 41 is formed substantially flat over the region where the electrode fingers 31, 32 and the reflector 70 are provided and the region where the electrode fingers 31, 32 and the reflector 70 are not provided.
  • the load film 50 is provided so as to protrude from the upper surface of the first protective film 41.
  • a step is formed between the load film 50 and the first protective film 41. More specifically, on the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20, there are a region where the reflector 70 and the first protective film 41 are stacked in this order, a region where the reflector 70, the first protective film 41 and the load film 50 are stacked in this order, and a region where the first protective film 41 and the load film 50 are stacked in this order.
  • a step is formed between a portion where the first protective film 41 is provided but the load film 50 is not provided, and a portion where the load film 50 and the first protective film 41 are stacked.
  • the load film 50 is provided at a position shifted outward relative to the reflector 70 in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32.
  • One side of the load film 50 is positioned overlapping the midpoint of the reflector 70 in the width direction, and the other side of the load film 50 is positioned outward of the reflector 70 in the arrangement direction.
  • the load film 50 includes an overlapping region that overlaps with the reflector 70, and a non-overlapping region that does not overlap with the reflector 70.
  • the width W1 of the load film 50 is, for example, 1.2 ⁇ m.
  • the width W1a of the overlapping region of the load film 50 is, for example, 0.6 ⁇ m.
  • the width W1b of the non-overlapping region of the load film 50 is, for example, 0.6 ⁇ m.
  • the interelectrode pitch of the electrode fingers 31, 32 in the IDT electrode 30 is 2.38 ⁇ m, and the electrode width is 0.6 ⁇ m each.
  • the interelectrode pitch between the outermost electrode finger 31 in the arrangement direction and the reflector 70 is 2.38 ⁇ m.
  • the electrode width of the reflector 70 is 1.2 ⁇ m. In other words, the electrode width of the reflector 70 is larger than the electrode width of the electrode fingers 31, 32 of the IDT electrode 30.
  • the reflector 70 and the electrode fingers 31, 32 of the IDT electrode 30 are arranged with the same interelectrode pitch.
  • the thickness t4 of the load film 50 is 55 nm.
  • the thickness t1 of the first protective film 41 and the thickness t2 of the second protective film 42 are 142 nm, and the thickness t3 of the IDT electrode 30 and the thickness t5 of the reflector 70 are 112 nm.
  • the thickness t1 of the first protective film 41 is thicker than the thickness t4 of the load film 50, and is thicker than the thickness t3 of the IDT electrode 30 and the thickness t5 of the reflector 70.
  • the load film 50 is formed of the same material as the first protective film 41.
  • the load film 50 and the first protective film 41 are formed of silicon oxide. Note that even if the load film 50 and the first protective film 41 are formed 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, if the load film 50 is formed by vapor deposition, the actual density of the load film 50 is smaller than the density of the first protective film 41.
  • the load film 50 is provided overlapping the reflector 70, the area where the load film 50 and the first protective film 41 are laminated in the area where it overlaps with the reflector 70 has a different acoustic impedance than the area where the load film 50 is not provided and only the first protective film 41 is laminated.
  • an acoustic reflection surface R is formed in the step portion between the load film 50 and the first protective film 41 (the portion where it overlaps with the side surface of the load film 50).
  • 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 that does not have a load film 50 in comparison with the first embodiment.
  • 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 horizontal axis represents the X direction (arrangement direction of electrode fingers 31, 32) and the vertical axis represents frequency for the first embodiment and the comparative example, showing the distribution of the magnitude of displacement of piezoelectric layer 20.
  • the upper diagrams in FIGS. 14 and 15 each show a schematic cross-sectional view of an elastic wave device corresponding to the X direction, and the left diagrams in FIGS. 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. In this way, it was shown that a better excitation mode can be obtained than in the comparative example by simply providing the load film 50 at a position overlapping with the reflectors 70, 71 located at the outermost positions in the array direction.
  • the shapes, widths, thicknesses, etc. of the load film 50, first protective film 41, IDT electrode 30, and reflectors 70 and 71 described above are merely examples and can be changed as appropriate.
  • the side of the load film 50 may be tapered.
  • the first extension portion 51 and the second extension portion 52 of the load film 50 shown in FIG. 1 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 is the same as that of the first protective film 41, for example, silicon oxide.
  • the load film 50 may be made of a material different from that of the first protective film 41.
  • the load film 50 may be made of a material having a higher density than the silicon oxide used in the first protective film 41, for example, tantalum oxide.
  • density refers to a physical property value specific to the material, unless otherwise specified.
  • the load film 50 may be formed of a material having a lower density than the silicon oxide used in the first protective film 41, such as carbon-added silicon oxide.
  • the load film 50 may be formed of a material having a harder hardness than the silicon oxide used in the first protective film 41, such as silicon nitride.
  • "hardness” refers to a physical property value specific to the material, unless otherwise specified.
  • the above-mentioned materials for the load film 50 are merely examples and can be changed as appropriate.
  • the load film 50 is formed from at least one of carbon-added silicon oxide, silicon oxide, silicon nitride, tantalum oxide, aluminum nitride, aluminum oxide, hafnium oxide, niobium oxide, and tungsten oxide.
  • the load film 50 is not limited to a single layer film and may be a laminated film.
  • the load film 50 may be a combination of two or more of the above materials.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing an elastic wave device according to a first modified example of the first embodiment.
  • the load film 50 is provided on the first protective film 41 and on the lower surface of the second protective film 42.
  • the lower surface of the second protective film 42 is the surface of the second protective film 42 that faces the support substrate 11 (see FIG. 2).
  • the load film 50 provided on the first protective film 41 is referred to as an upper load film 50A
  • the load film 50 provided on the lower surface of the second protective film 42 is referred to as a lower load film 50B.
  • the load film 50 When it is not necessary to distinguish between the upper load film 50A and the lower load film 50B, they are simply referred to as the load film 50.
  • the upper load film 50A and the lower load film 50B are formed of the same material, for example, silicon oxide.
  • the first extension portion 51 of the upper load film 50A and the lower first extension portion 54 of the lower load film 50B are provided to overlap, and each overlaps a part of the reflector 70.
  • the width W1 of the upper load film 50A (first extension portion 51) and the width W2 of the lower load film 50B (lower first extension portion 54) are each 1.2 ⁇ m, as in the first embodiment described above.
  • the width W1a of the overlapping region of the upper load film 50A and the width W2a of the overlapping region of the lower load film 50B are each, for example, 0.6 ⁇ m.
  • the width W1b of the non-overlapping region of the upper load film 50A and the width W2b of the non-overlapping region of the lower load film 50B are each, for example, 0.6 ⁇ m.
  • the upper load film 50A and the lower load film 50B have the same material and the same shape, this is not limiting.
  • the upper load film 50A and the lower load film 50B may have different materials and different shapes.
  • the width W1 of the upper load film 50A may be different from the width W2 of the lower load film 50B.
  • the width W2 of the lower load film 50B may be longer than the width W1 of the upper load film 50A.
  • the width W2 of the lower load film 50B may be shorter than the width W1 of the upper load film 50A.
  • the thickness of the upper load film 50A may be different from the thickness of the lower load film 50B.
  • the thickness of the upper load film 50A may be thinner than the thickness of the lower load film 50B.
  • the thickness of the upper load film 50A may be thicker than the thickness of the lower load film 50B.
  • the material of the upper load film 50A may be different from the material of the lower load film 50B.
  • the material of the upper load film 50A may be silicon oxide
  • the material of the lower load film 50B may be carbon-added silicon oxide. This is not limiting, and the materials of the upper load film 50A and the lower load film 50B may be an appropriate combination of the above-mentioned materials.
  • Fig. 17 is a cross-sectional view showing an elastic wave device according to a second modification of the first embodiment.
  • the load film 50 is provided on the first protective film 41 on the first main surface 20a side of the piezoelectric layer 20, but this is not limiting.
  • the load film 50 (lower first extension 54) is provided on the second main surface 20b side of the piezoelectric layer 20 and on the lower surface of the second protective film 42. In other words, the load film 50 is not provided on the first main surface 20a side of the piezoelectric layer 20, and the upper surface of the first protective film 41 is formed flat.
  • the lower surface of the second protective film 42 is formed flat along the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20.
  • the load film 50 is provided on the lower surface of the second protective film 42 and overlaps with a portion of the reflector 70.
  • the load film 50 is provided so as to protrude from the lower surface of the second protective film 42.
  • the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20 has a region where the second protective film 42 is provided but the load film 50 is not provided, and a region where the second protective film 42 and the load film 50 are laminated. As a result, a step is formed between the load film 50 and the second protective film 42 in the region overlapping with the reflector 70.
  • the load film 50 is made of the same material as the first protective film 41 and the second protective film 42, for example, silicon oxide.
  • the width W2 of the load film 50 is, for example, 1.2 ⁇ m.
  • the width W2a of the overlapping region of the load film 50 is, for example, 0.6 ⁇ m.
  • the width W2b of the non-overlapping region of the load film 50 is, for example, 0.6 ⁇ m.
  • the configuration of the lower first extension portion 54 in plan view is the same as that of the first extension portion 51 (see FIG. 1), and a repeated description will be omitted.
  • a lower second extension portion is provided on the opposite side of the lower first extension portion 54 in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32 at a position overlapping with the reflector 71 (see FIG. 1).
  • the load film 50 is not provided on the first protective film 41, so the thickness of the first protective film 41 can be changed to easily adjust the resonant frequency.
  • (Third Modification of the First Embodiment) 18 is a cross-sectional view illustrating an elastic wave device according to a third modified example of embodiment 1.
  • the load film 50 is provided on at least one of the top surface of the first protective film 41 and the bottom surface of the second protective film 42, but the present invention is not limited to this.
  • the load film 50 is provided on the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20.
  • the second protective film 42 is provided on the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20, covering the load film 50.
  • the lower surface of the second protective film 42 is provided flat across the region that overlaps with the load film 50 and the region that does not overlap with the load film 50.
  • the load film 50 is not provided on the first main surface 20a side of the piezoelectric layer 20, and the upper surface of the first protective film 41 is formed flat.
  • the load film 50 is provided so as to overlap a portion of the reflector 70.
  • the load film 50 is made of a material different from the first protective film 41 and the second protective film 42, for example, made of tantalum oxide.
  • the load film 50 can be made of the above-mentioned materials, such as carbon-added silicon oxide and silicon nitride.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a fourth modified example of the first embodiment.
  • a load film 50 is provided on a reflector 70. More specifically, the load film 50 is provided across the upper surface and side surfaces of the reflector 70, and the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20 in a portion where the reflector 70 is not provided. The load film 50 is provided following a step formed between the piezoelectric layer 20 and the reflector 70.
  • the load film 50 is made of tantalum oxide.
  • the load film 50 is not limited to this, and may be made of the above-mentioned materials such as carbon-added silicon oxide and silicon nitride.
  • the widths W1, W1a, and W1b of the load film 50 are formed to be the same as those of the first embodiment described above.
  • the film thickness of the load film 50 is thinner than that of the first embodiment described above.
  • the total film thickness of the load film 50 and the reflector 70 is thinner than the film thickness of the first protective film 41.
  • the first protective film 41 is provided on the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20, covering the load film 50, the reflector 70, and the IDT electrode 30. That is, in the region overlapping with the reflector 70, there is a portion where the load film 50 and the first protective film 41 are laminated in this order, and a portion where the first protective film 41 is provided and the load film 50 is not provided.
  • the top surface of the first protective film 41 is formed flat over the region overlapping with the load film 50, the reflector 70, and the IDT electrode 30, and the region where the load film 50, the reflector 70, and the IDT electrode 30 are not provided.
  • the upper surface of the load film 50 and the upper surface of the reflector 70 are covered by the first protective film 41, but this is not limiting.
  • the upper surface of the load film 50 may be provided in the same plane as the upper surface of the first protective film 41.
  • the film thickness of the load film 50 and the film thickness of the first protective film 41 are equal in the area overlapping with the reflector 70.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a fifth modified example of the first embodiment.
  • a load film 50 is provided on a first main surface 20a of a piezoelectric layer 20.
  • a reflector 70 covers a portion of the load film 50 and is provided on the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20. That is, in the direction perpendicular to the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20, the load film 50 is provided between the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20 and the reflector 70.
  • the first protective film 41 is provided on the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20, covering the load film 50, the reflector 70, and the IDT electrode 30. That is, in this embodiment, the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20 has an area where the reflector 70 and the first protective film 41 are stacked in this order, an area where the load film 50, the reflector 70, and the first protective film 41 are stacked in this order, and an area where the load film 50 and the first protective film 41 are stacked in this order.
  • the top surface of the first protective film 41 is formed flat over the area that overlaps with the load film 50, the reflector 70, and the IDT electrode 30, and over the area where the load film 50, the reflector 70, and the IDT electrode 30 are not provided.
  • the load film 50 is made of silicon oxide.
  • the load film 50 can be made of the above-mentioned materials such as tantalum oxide, carbon-added silicon oxide, silicon nitride, etc.
  • the total thickness of the load film 50 and the reflector 70 is thinner than the thickness of the first protective film 41.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a sixth modified example of embodiment 1.
  • a load film 50 has a first extension portion 51 that overlaps with a reflector 70, and an outer load film 53 that is provided in a region that is outer than the first extension portion 51 in the arrangement direction and does not overlap with the reflector 70 and the IDT electrode 30 (electrode fingers 31, 32).
  • the outer load film 53 is provided on the first protective film 41 in the same layer as the first extension portion 51, and is provided at a distance from the first extension portion 51.
  • the outer load film 53 is formed of the same silicon oxide as the first extension portion 51.
  • the film thickness t6 of the outer load film 53 is the same as the film thickness t4 of the first extension portion 51.
  • the width W3 of the outer load film 53 is the same as the width W1 of the first extension portion 51. However, this is not limited to this, and the shape of the outer load film 53 (film thickness t5 and width W3) may be different from the shape of the first extension portion 51 (film thickness t4 and width W1).
  • the sixth modification can be combined with the first to fifth modifications described above. That is, the first extension 51 and the outer load film 53 may be provided on both the top of the first protective film 41 and the bottom of the second protective film 42, respectively, or may not be provided on the top of the first protective film 41 but on the bottom of the second protective film 42. Alternatively, the first extension 51 and the outer load film 53 may be provided on the first main surface 20a or the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20.
  • the simulation results of the admittance characteristics are omitted.
  • a load film 50 is provided in the area overlapping with reflectors 70, 71. Therefore, in the first to sixth modified examples, similar to the elastic wave device 10 according to the first embodiment, at least one of the ripples shown by dotted lines E1, E2, or dotted line E3 (see FIG. 13) is suppressed compared to the comparative example. Furthermore, in all of the first to sixth modified examples, the propagation loss is suppressed compared to the comparative example.
  • Second Embodiment Fig. 22 is a plan view showing an elastic wave device according to the second preferred embodiment.
  • a reflector 70A has a plurality of reflective electrode fingers 72, 73 and a plurality of reflective bus bar electrodes 74, 75.
  • the plurality of reflective electrode fingers 72, 73 are arranged adjacent to each other in the X direction with a gap therebetween.
  • the reflective bus bar electrodes 74, 75 each extend in the X direction and are arranged spaced apart in the Y direction.
  • the multiple reflective electrode fingers 72, 73 are arranged in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32 of the IDT electrode 30, and extend along the extension direction of the electrode fingers 31, 32.
  • One end side of the multiple reflective electrode fingers 72, 73 in the extension direction is connected to a reflective busbar electrode 74.
  • the other end side of the multiple reflective electrode fingers 72, 73 in the extension direction is connected to a reflective busbar electrode 75.
  • Reflector 71A has a plurality of reflective electrode fingers 76, 77 and a plurality of reflective busbar electrodes 78, 79.
  • the configuration of reflector 71A is similar to that of reflector 70A, and a repeated description will be omitted.
  • reflector 70A has two reflective electrode fingers 72 and 73
  • reflector 71A has two reflective electrode fingers 76 and 77.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view taken along line XXIII-XXIII' in FIG. 22. Note that FIG. 23 describes the load film 50 (first extensions 51a, 51b) provided in the area overlapping with the reflector 70A, but the load film 50 (second extensions 52a, 52b) provided in the area overlapping with the reflector 71A on the opposite side of the reflector 70A also has an arrangement that is linearly symmetrical to the first extensions 51a, 51b. The description of the first extensions 51a, 51b can also be applied to the second extensions 52a, 52b.
  • a plurality of load films 50 are provided for each of the plurality of reflective electrode fingers 72, 73. More specifically, the plurality of load films 50 have two first extensions 51a, 51b.
  • the first extensions 51a, 51b of the plurality of load films 50 are provided on the first protective film 41.
  • the first extension 51a is provided in an area overlapping with the reflective electrode finger 72 located at the outermost side in the arrangement direction, and extends along the extension direction of the reflective electrode finger 72.
  • the first extension 51b is provided in an area overlapping with the reflective electrode finger 73 adjacent to the reflective electrode finger 72, and extends along the extension direction of the reflective electrode finger 73.
  • the load film 50 (first extension 51a) overlapping the reflective electrode finger 72 and the load film 50 (first extension 51b) overlapping the reflective electrode finger 73 are arranged at a distance from each other.
  • the material and shape of the first extensions 51a, 51b of the multiple load films 50 are the same as those of the load films 50 in the first embodiment. That is, the load film 50 is formed of silicon oxide, as in the first embodiment.
  • the film thickness t4 of the first extensions 51a, 51b of the load film 50 is 55 nm.
  • the width W1 of the first extensions 51a, 51b of the load film 50 is, for example, 1.2 ⁇ m.
  • the width W1a of the overlapping region of the first extensions 51a, 51b of the load film 50 is, for example, 0.6 ⁇ m.
  • the width W1b of the non-overlapping region of the first extensions 51a, 51b of the load film 50 is, for example, 0.6 ⁇ m.
  • the widths W1, W1a, and W1b of the first extensions 51a and 51b are merely examples and can be changed as appropriate. Furthermore, the width W1 and thickness t4 of the first extension 51a of the load film 50 may be different from the width W1 and thickness t4 of the first extension 51b. Furthermore, the material of the load film 50 is not limited to silicon oxide, and the first extensions 51a and 51b of the load film 50 are formed from at least one of carbon-added silicon oxide, silicon oxide, silicon nitride, tantalum oxide, aluminum nitride, aluminum oxide, hafnium oxide, niobium oxide, and tungsten oxide.
  • (Seventh Modification of the Second Embodiment) 24 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a seventh modification of Embodiment 2. As shown in FIG 24, in an elastic wave device 10H according to the seventh modification, a load film 50 is provided in a region overlapping with a reflective electrode finger 72 of a reflector 70A and a reflective electrode finger 73 adjacent to the reflective electrode finger 72.
  • the load film 50 is provided continuously across the two reflective electrode fingers 72, 73.
  • One side of the load film 50 is arranged so as to overlap with the midpoint of the reflective electrode finger 73 in the width direction, and the other side of the load film 50 is positioned outside the reflective electrode finger 72 in the arrangement direction.
  • the load film 50 is formed of silicon oxide, as in the second embodiment. Without being limited thereto, the load film 50 is formed of at least one of carbon-added silicon oxide, silicon oxide, silicon nitride, tantalum oxide, aluminum nitride, aluminum oxide, hafnium oxide, niobium oxide, and tungsten oxide.
  • the load film 50 (first extensions 51, 51a, 51b) is provided on the first protective film 41 has been described.
  • the second embodiment and the seventh modification can be combined with the first to sixth modifications described above. That is, the load film 50 may be provided on both the first protective film 41 and the lower surface of the second protective film 42, or may not be provided on the first protective film 41 but on the lower surface of the second protective film 42.
  • the load film 50 may be provided on the first main surface 20a or the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20.
  • the load film 50 may have an outer load film 53 provided in an area that is outside the first extensions 51, 51a, 51b in the arrangement direction and does not overlap with the reflector 70A and the IDT electrode 30 (electrode fingers 31, 32).
  • the simulation results of the admittance characteristics are omitted.
  • a load film 50 is provided in the area overlapping with reflectors 70A, 71A. Therefore, in the second embodiment and the seventh modified example, similar to the elastic wave device 10 according to the first embodiment, at least one of the ripples shown by dotted lines E1, E2, or dotted line E3 (see FIG. 13) is suppressed compared to the comparative example. Furthermore, in both the second embodiment and the seventh modified example, the propagation loss is suppressed compared to the comparative example.
  • Third Embodiment 25 is a plan view showing an elastic wave device according to a third embodiment.
  • the load film 50 is formed in a frame shape.
  • the load film 50 includes a first extension portion 51, a second extension portion 52, a third extension portion 55, and a fourth extension portion 56.
  • the first extension portion 51 is provided in an area overlapping with a reflector 70 (first reflector) located outside the IDT electrode 30 in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32, and extends along the extension direction of the reflector 70.
  • the second extension portion 52 is provided in an area overlapping with a reflector 71 (second reflector) located outside the IDT electrode 30 on the opposite side of the reflector 70 in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32, and extends along the extension direction of the reflector 71.
  • the third extension portion 55 is connected to one end side of the extension direction of the first extension portion 51 and the second extension portion 52, and extends in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32.
  • the third extension portion 55 also extends overlapping with the end of the multiple electrode fingers 31 in the extension direction.
  • the fourth extension portion 56 is connected to the other end side of the extension direction of the first extension portion 51 and the second extension portion 52, and extends in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32.
  • the fourth extension portion 56 also extends overlapping with the end of the multiple electrode fingers 32 in the extension direction.
  • the load film 50 is formed continuously in a frame shape.
  • the acoustic reflection surface R (see FIG. 12) is formed along each of the first extension portion 51, the second extension portion 52, the third extension portion 55, and the fourth extension portion 56. Therefore, the elastic wave device 10I can suppress the leakage of elastic waves in the arrangement direction of the multiple electrode fingers 31, 32, and can also suppress the leakage of elastic waves in the extension direction of the multiple electrode fingers 31, 32.
  • the third extension portion 55 and the fourth extension portion 56 are provided in the same layer as the first extension portion 51 and the second extension portion 52 shown in the first embodiment (see FIG. 12), and are formed of the same material and with the same film thickness. This allows the third extension portion 55 and the fourth extension portion 56 to be formed in the same process as the first extension portion 51 and the second extension portion 52, thereby reducing manufacturing costs.
  • the load film 50 is provided on the first protective film 41, similar to the first embodiment (see FIG. 12). However, this is not limited to this, and the load film 50 of the third embodiment can be combined with each of the above-mentioned embodiments and modified examples.
  • the load film 50 is in the form of a continuous frame, and the first extension portion 51, the second extension portion 52, the third extension portion 55, and the fourth extension portion 56 are connected.
  • a slit may be formed in a part of the load film 50, and at least one of the first extension portion 51, the second extension portion 52, the third extension portion 55, and the fourth extension portion 56 may be provided separately from the other portions.
  • at least one of the third extension portion 55 and the fourth extension portion 56 may be configured to be disposed separately from the first extension portion 51 and the second extension portion 52.
  • first extension portion 51, the second extension portion 52, the third extension portion 55, and the fourth extension portion 56 have the same width.
  • the width (length in a direction perpendicular to the extension direction) of the third extension portion 55 and the fourth extension portion 56 may be greater than the width (length in a direction perpendicular to the extension direction) of the first extension portion 51 and the second extension portion 52.
  • an elastic wave device 10J according to the fourth embodiment 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 elastic wave device 10J according to the fourth embodiment is a so-called ladder 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.
  • the multiple series arm resonators 61, 62, and 63 and the multiple parallel arm resonators 64, 65, 66, and 67 employ load films 50 with different configurations.
  • the multiple series arm resonators 61, 62, and 63 have the load films 50 shown in the first embodiment (see Figures 12 and 13).
  • the admittance characteristics of the multiple series arm resonators 61, 62, and 63 are similar to those in Figure 13, and a repeated description will be omitted.
  • the multiple parallel arm resonators 64, 65, 66, and 67 have a load film 50 shown in the second embodiment, which is different from the first embodiment, for example.
  • the elastic wave device 10J in the fourth embodiment, an example is shown in which it is combined with the load film 50 shown in the first and second embodiments, but this is not limiting.
  • the fourth embodiment can be combined with each of the embodiments and modified examples described above.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to an eighth modification.
  • the support substrate 11 has the 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 principal surface 20b of the piezoelectric layer 20.
  • the acoustic multilayer film 43 has a laminated structure of low acoustic impedance layers 43a, 43c, 43e having a relatively low acoustic impedance and high acoustic impedance layers 43b, 43d having a relatively high acoustic impedance.
  • the low acoustic impedance layers 43a, 43c, 43e are, for example, layers of silicon oxide, and the high acoustic impedance layers 43b, 43d are, for example, metal layers such as tungsten or platinum, or dielectric layers such as aluminum nitride or silicon nitride.
  • the acoustic multilayer film 43 is used, bulk waves in the thickness-shear first-order mode can be confined within the piezoelectric layer 20 without using a cavity portion 14.
  • the elastic wave device 10K 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.
  • FIG. 27 an example in which the load film 50 shown in the first embodiment is provided is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the eighth modification example can be combined with each of the above-mentioned embodiments and modifications.
  • Fig. 28 is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a ninth modification.
  • 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 10L according to the ninth modification has a first IDT electrode 30A provided on the first principal surface 20a of the piezoelectric layer 20 and a second IDT electrode 30B provided on the second principal surface 20b of the piezoelectric layer 20.
  • the first IDT electrode 30A and the second IDT electrode 30B have the same configuration as the IDT electrode 30 (see Figs. 1 and 2).
  • the multiple electrode fingers 36 of the second IDT electrode 30B (only one is shown in FIG. 28) are provided in an area overlapping with the multiple electrode fingers 31 of the first IDT electrode 30A.
  • the electrode fingers 36 of the second IDT electrode 30B are provided with the same width and the same interelectrode pitch as the electrode fingers 31 of the first IDT electrode 30A.
  • the elastic wave device 10L according to the ninth modification has an upper reflector 70B provided on the first principal surface 20a of the piezoelectric layer 20 and a lower reflector 70C provided on the second principal surface 20b of the piezoelectric layer 20.
  • the upper reflector 70B is provided in the same layer as the first IDT electrode 30A
  • the lower reflector 70C is provided in the same layer as the second IDT electrode 30B.
  • the upper reflector 70B and the lower reflector 70C have the same configuration as the reflectors 70 and 71 of the first embodiment.
  • the lower reflector 70C is provided in an area overlapping with the upper reflector 70B.
  • the load film 50 is provided on the first protective film 41, and is provided in an area overlapping with the upper reflector 70B and the lower reflector 70C.
  • a first IDT electrode 30A and an upper reflector 70B are provided on the first main surface 20a of the piezoelectric layer 20, and a second IDT electrode 30B and a lower reflector 70C are provided on the second main surface 20b of the piezoelectric layer 20, so that the temperature coefficient of frequency (TCF) can be improved.
  • TCF temperature coefficient of frequency
  • FIG. 28 an example is shown in which the load film 50 shown in the first embodiment is provided, but this is not limiting.
  • the ninth modification can be combined with each of the above-mentioned embodiments and modifications.
  • Fig. 29 is a diagram illustrating an example of admittance characteristics of an elastic wave device according to a tenth modified example.
  • Fig. 30 is a diagram illustrating an example of impedance phase in a higher mode.
  • the elastic wave device according to the tenth modified example shown in Fig. 29 is configured such that the first protective film 41 and the second protective film 42 in the elastic wave device 10 according to the first modified example described above are made to have different thicknesses.
  • FIG. 29 shows the frequency characteristics of the absolute value of admittance for the elastic wave device of the tenth modified example.
  • 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. 30 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. 30 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 device 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 tenth modification can be combined with each of the above-mentioned embodiments and modifications.
  • this disclosure can also have the following configurations.
  • a piezoelectric layer having a first main surface and a second main surface facing the first main surface in a first direction; 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 reflector disposed adjacent to the IDT electrode in an arrangement direction of the plurality of electrode fingers; 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; a load film provided in a region overlapping the reflector in a plan view from the first direction,
  • the acoustic wave device wherein d/p is 0.5 or less, where d is a thickness of the piezoelectric layer and p is a center-to-center distance between adjacent electrode fingers.
  • 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.
  • the protective film includes a first protective film provided on the first main surface of the piezoelectric layer to cover the IDT electrode and the reflector, The acoustic wave device according to (2), wherein the load film is provided on the first protective film.
  • the elastic wave device according to (3) wherein in a region overlapping the reflector, a step is formed between a portion where the first protective film is provided but the load film is not provided, and a portion where the load film and the first protective film are stacked.
  • the acoustic wave device according to (1), wherein the load film is provided between the first main surface of the piezoelectric layer and the reflector in the first direction 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 acoustic wave device according to (2), wherein the load film is provided on a surface of the second protective film that faces the support member.
  • 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 load film is provided on the second main surface of the piezoelectric layer,
  • the acoustic wave device according to any one of claims 2 to 4, wherein the second protective film covers the load film.
  • the protective film includes a first protective film provided on the first main surface of the piezoelectric layer to cover the IDT electrode and the reflector, The load film is provided on the reflector, The acoustic wave device according to claim 2, wherein the first protective film covers the load film and the reflector.
  • the reflector has a plurality of reflective electrode fingers arranged in the arrangement direction, the plurality of reflective electrode fingers each extend along an extension direction of the electrode fingers of the IDT electrode,
  • the acoustic wave device according to any one of (1) to (8), wherein the load film is provided in a region overlapping with the plurality of reflective electrode fingers.
  • the acoustic wave device according to (2) in which the protective film has a thickness smaller than a thickness of the piezoelectric layer.
  • An elastic wave filter device including at least one resonator connected thereto, the resonator being the elastic wave device according to any one of (1) to (12).
  • a transistor comprising: an input terminal; an output terminal; a series arm connecting the input terminal and the output terminal; and a parallel arm connecting a node of the series arm and a ground
  • 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 acoustic wave filter device according to (13), wherein the load film of the series arm resonator has a different configuration from the load film of the parallel arm resonator.
  • the load film includes a first extension portion, a second extension portion, a third extension portion, and a fourth extension portion
  • the first extension portion is provided in a region overlapping with a first reflector positioned outermost in the arrangement direction and extends along an extension direction of the first reflector
  • the second extension portion is provided in a region overlapping with a second reflector located at the outermost side on the opposite side to the arrangement direction, and extends along an extension direction of the second reflector
  • the third extension portion is connected to one end side of the first extension portion and the second extension portion in an extension direction, and extends in the arrangement direction.
  • the elastic wave device according to any one of (1) to (12), wherein the fourth extension portion is connected to the other end side of the first extension portion and the second extension portion in the extension direction and extends in the arrangement direction.
  • the load film includes a first extension portion, a second extension portion, a third extension portion, and a fourth extension portion, the first extension portion is provided in a region overlapping with a first reflector positioned outermost in the arrangement direction and extends along an extension direction of the first reflector, the second extension portion is provided in a region overlapping with a second reflector located at the outermost side on the opposite side to the arrangement direction, and extends along an extension direction of the second reflector, The third extension portion is disposed on one end side of the first extension portion and the second extension portion in an extension direction, and extends in the arrangement direction, The fourth extension portion is disposed on the other end side of the first extension portion and the second extension portion in the extension direction and extends in the arrangement direction, The elastic wave device according to any one of (1) to (12), wherein at least one of the third extension
  • the load film and the protective film are formed of the same material, The acoustic wave device according to (2), wherein a density of the load film is different from a density of the protective film.
  • the elastic wave device described in (2) wherein the protective film includes a first protective film covering the IDT electrode and provided on the first main surface of the piezoelectric layer, and a second protective film provided on the second main surface of the piezoelectric layer.
  • the acoustic wave device according to (2) in which the protective film has a thickness larger than a thickness of the IDT electrode.
  • the elastic wave device described in (20) in which the sum of the distances from the center of the thickness of the piezoelectric layer to the top surface of the first protective film is A and the sum of the distances from the center of the thickness of the piezoelectric layer to the top surface of the second protective film is B, and the value of A/B is 1-0.06 or more and 1+0.06 or less.
  • An excitation region is a region where adjacent electrode fingers overlap each other when viewed from the electrode finger orthogonal direction, and a region between centers of the adjacent electrode fingers in the electrode finger orthogonal direction,
  • 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

弾性波装置は、第1主面と、第1方向において第1主面と対向する第2主面とを有する圧電層と、圧電層の第1主面および第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、複数の電極指の配列方向でIDT電極と隣り合って配置された反射器と、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、反射器と第1方向から平面視で重なる領域に設けられた負荷膜と、を有し、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

弾性波装置及び弾性波フィルタ装置
 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。
特表2022-524136号公報 米国特許第11349450号明細書
 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、第1方向において前記第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、前記複数の電極指の配列方向で前記IDT電極と隣り合って配置された反射器と、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、前記反射器と前記第1方向から平面視で重なる領域に設けられた負荷膜と、を有し、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つの共振子を接続してなる弾性波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。
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。 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。 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。 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。 図11は、d/pを限りなく0に近づけた場合のニオブ酸リチウムのオイラー角(0°、θ、ψ)に対する比帯域のマップを示す説明図である。 図12は、図2に示す領域Aを拡大して示す断面図である。 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。 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16は、第1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17は、第1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18は、第1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19は、第1実施形態の第4変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。 図20は、第1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21は、第1実施形態の第6変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。 図22は、第2実施形態に係る弾性波装置を示す平面図である。 図23は、図22のXXIII-XXIII’断面図である。 図24は、第2実施形態の第7変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。 図25は、第3実施形態に係る弾性波装置を示す平面図である。 図26は、第4実施形態に係る弾性波装置を示す回路図である。 図27は、第8変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。 図28は、第9変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。 図29は、第10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30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。
 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。
(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、反射器70、71と、支持基板11と、第1保護膜41と、第2保護膜42と、負荷膜50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及び反射器70、71、第1保護膜41、負荷膜50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、ニオブ酸リチウムで形成される。あるいは、圧電層20は、タンタル酸リチウムからなるものであってもよい。ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムのカット角は、第1実施形態では、Zカットである。ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムのカット角は、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。
 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。
 電極指31と電極指32との間の中心間距離(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。
 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、アルミニウム、アルミニウム-銅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、チタン膜上にアルミニウム膜を積層した構造を有する。なお、チタン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側からチタン/アルミニウム-銅合金/チタン/アルミニウム-銅合金の積層膜であり、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、厚み滑り1次モードのバルク波を利用した共振器であり、伝搬ロスが少ないためである。
 反射器70、71は、IDT電極30と同層に、圧電層20の第1主面20aに設けられる。反射器70、71は、IDT電極30と同様の電極構成を有する積層膜であり、IDT電極30と同じ材料で形成される。ただし、これに限定されず、反射器70、71は、IDT電極30と異なる電極構成、異なる材料で形成されていてもよい。
 反射器70、71は、複数の電極指31、32の配列方向で、IDT電極30と間隔を有して隣り合って配置される。本実施形態では、反射器70、71は、それぞれ1つの電極指を有して構成され、電極指31、32の延在方向に沿って延在する。反射器70は、複数の電極指31、32の配列方向の一方(図1、2における左側)で、IDT電極30と間隔を有して隣り合う。反射器71は、反射器70の反対側で、複数の電極指31、32の配列方向の他方(図1、2における右側)で、IDT電極30と間隔を有して隣り合う。反射器70と反射器71との間にIDT電極30が配置される。反射器70、71の詳細な構成については、図12にて後述する。
 第1保護膜41は、IDT電極30及び反射器70、71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及び第2保護膜42の膜厚は、それぞれIDT電極30の膜厚より厚い。第1保護膜41及び第2保護膜42の膜厚は、それぞれ142nmである。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。
 負荷膜50は、第1保護膜41の上に設けられる。負荷膜50は、反射器70、71と重なる領域に設けられる。また、負荷膜50は、反射器70と反射器71との間に位置する複数の電極指31、32と重なる領域には設けられない。
 負荷膜50の、反射器70と重なる部分を第1延在部51と表し、反射器71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、反射器70の一部と重なって、反射器70の延在方向に沿って延在する。また、第2延在部52は、反射器71の一部と重なって、反射器71の延在方向に沿って延在する。なお、負荷膜50の詳細な構成については、図12、13にて後述する。
 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2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。あるいは、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、シリコンにより形成されている。シリコンの圧電層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以上の高抵抗のシリコンが望ましい。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。
 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°)のニオブ酸リチウム
 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
 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:シリコン
 第1実施形態では、電極指31、電極指32からなる電極対の電極間ピッチは、複数対において全て等しくした。すなわち、電極指31と電極指32とを等ピッチで配置した。
 図5から明らかなように、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、かつニオブ酸リチウムのオイラー角(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カットのニオブ酸リチウムからなる圧電層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に近づけた場合のニオブ酸リチウムのオイラー角(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)/900)1/2)又は(0°±10°、20°~80°、[180°-60°(1-(θ-50)/900)1/2]~180°)  …式(2)
 (0°±10°、[180°-30°(1-(ψ-90)/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。
 次に負荷膜50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の配列方向の一方に配置された反射器70と重なる負荷膜50(第1延在部51)について説明するが、反射器70とは反対側で、複数の電極指31、32の配列方向の他方に配置された反射器71と重なる第2延在部52(図1、2参照)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。
 図12に示すように負荷膜50は、第1保護膜41の上に設けられ、反射器70の一部と重なって設けられる。本実施形態では、負荷膜50は、IDT電極30(複数の電極指31、32)とは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の配列方向でIDT電極30よりも外側に配置される。また、第1保護膜41の上面は平坦に形成されている。具体的には、電極指31、32及び反射器70が設けられた領域、及び、電極指31、32及び反射器70が設けられていない領域に亘って、第1保護膜41の上面は実質的に平坦に形成される。
 負荷膜50は第1保護膜41の上面から突出して設けられる。反射器70と重なる領域で、負荷膜50と第1保護膜41とで段差が形成される。より詳細には、圧電層20の第1主面20aの上に、反射器70、第1保護膜41の順に積層される領域と、反射器70、第1保護膜41、負荷膜50の順に積層される領域と、第1保護膜41、負荷膜50の順に積層される領域と、を有する。反射器70と重なる領域で、第1保護膜41が設けられ負荷膜50が設けられない部分と、負荷膜50と第1保護膜41とが積層される部分と、で段差が形成される。
 負荷膜50は、反射器70に対して、複数の電極指31、32の配列方向の外側にずれた位置に設けられる。負荷膜50の一方の側面は、反射器70の幅方向の中点と重なって配置され、負荷膜50の他方の側面は、反射器70よりも配列方向の外側に位置する。すなわち、負荷膜50は、反射器70と重畳する重畳領域と、反射器70と重畳しない非重畳領域と、を含む。負荷膜50の幅W1は例えば1.2μmである。負荷膜50の重畳領域の幅W1aは例えば0.6μmである。負荷膜50の非重畳領域の幅W1bは例えば0.6μmである。
 上述したように、IDT電極30において電極指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。配列方向で最も外側に位置する電極指31と反射器70との電極間ピッチは2.38μmである。反射器70の電極幅は1.2μmである。すなわち、反射器70の電極幅は、IDT電極30の電極指31、32の電極幅よりも大きい。また、反射器70及びIDT電極30の電極指31、32は、同じ電極間ピッチを有して配列される。
 本実施形態では、負荷膜50の膜厚t4は55nmである。また、上述したように、第1保護膜41の膜厚t1及び第2保護膜42の膜厚t2は142nmであり、IDT電極30の膜厚t3及び反射器70の膜厚t5は、112nmである。第1保護膜41の膜厚t1は、負荷膜50の膜厚t4よりも厚く、かつ、IDT電極30の膜厚t3及び反射器70の膜厚t5よりも厚い。
 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。
 このように、負荷膜50が反射器70と重なって設けられているので、反射器70と重なる領域において、負荷膜50と第1保護膜41とが積層された領域は、負荷膜50が設けられず第1保護膜41のみが積層された領域と異なる音響インピーダンスを有する。この結果、負荷膜50と第1保護膜41との段差部(負荷膜50の側面と重なる部分)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実施形態に対して負荷膜50を有さな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、負荷膜50を設けることにより、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、共振周波数よりも高周波側の点線E2で示す周波数範囲で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。
 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反射器70、71と重なる位置に負荷膜50を設けるのみで、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。
 なお、上述した負荷膜50、第1保護膜41、IDT電極30、反射器70、71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1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。
 また、負荷膜50の材料は、第1保護膜41と同じ材料、例えば酸化ケイ素である例を説明した。ただし、これに限定されず、負荷膜50は第1保護膜41と異なる材料であってもよい。例えば、負荷膜50は、第1保護膜41に用いられる酸化ケイ素よりも密度が高い材料、例えば酸化タンタルで形成されてもよい。なお、本実施形態における「密度」とは、特に説明が無い場合、材料固有の物性値を表す。
 あるいは、負荷膜50は、第1保護膜41に用いられる酸化ケイ素よりも密度が低い材料、例えば炭素添加酸化ケイ素で形成されてもよい。あるいは、負荷膜50は、第1保護膜41に用いられる酸化ケイ素よりも硬さが硬い材料、例えば窒化ケイ素で形成されていてもよい。なお、本実施形態における「硬さ」とは、特に説明が無い場合、材料固有の物性値を表す。
 上述した負荷膜50の材料はあくまで一例であり適宜変更することができる。負荷膜50は、炭素添加酸化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、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、酸化ニオブ、酸化タングステンの少なくとも1つから形成される。負荷膜50は、単層膜に限定されず積層膜であってもよい。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。
(第1実施形態の第1変形例)
 図16は、第1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16に示すように第1変形例に係る弾性波装置10Aにおいて、負荷膜50は、第1保護膜41の上、及び、第2保護膜42の下面のそれぞれに設けられる。第2保護膜42の下面とは、第2保護膜42の、支持基板11(図2参照)と対向する面である。以下の説明では、第1保護膜41の上に設けられた負荷膜50を上部負荷膜50Aと表し、第2保護膜42の下面に設けられた負荷膜50を下部負荷膜50Bと表す。なお、上部負荷膜50A及び下部負荷膜50Bを区別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、上部負荷膜50A及び下部負荷膜50Bは、同じ材料で形成され、例えば酸化ケイ素が用いられる。上部負荷膜50Aの第1延在部51及び下部負荷膜50Bの下部第1延在部54は、重なって設けられ、それぞれ反射器70の一部と重なって設けられる。
 上部負荷膜50A(第1延在部51)の幅W1及び下部負荷膜50B(下部第1延在部54)の幅W2は、上述した第1実施形態と同様に、それぞれ1.2μmである。上部負荷膜50Aの重畳領域の幅W1a及び下部負荷膜50Bの重畳領域の幅W2aは、それぞれ例えば0.6μmである。上部負荷膜50Aの非重畳領域の幅W1b及び下部負荷膜50Bの非重畳領域の幅W2bは、それぞれ例えば0.6μmである。
 なお、上部負荷膜50A及び下部負荷膜50Bは、同じ材料、同じ形状を有する例を示したがこれに限定されない。上部負荷膜50A及び下部負荷膜50Bは、異なる材料、異なる形状を有していてもよい。
 例えば、上部負荷膜50Aの幅W1は、下部負荷膜50Bの幅W2と異なっていてもよい。下部負荷膜50Bの幅W2は、上部負荷膜50Aの幅W1よりも長くてもよい。あるいは、下部負荷膜50Bの幅W2は、上部負荷膜50Aの幅W1よりも短くてもよい。
 また、上部負荷膜50Aの膜厚は、下部負荷膜50Bの膜厚と異なっていてもよい。例えば、上部負荷膜50Aの膜厚は、下部負荷膜50Bの膜厚よりも薄くてもよい。あるいは、上部負荷膜50Aの膜厚は、下部負荷膜50Bの膜厚よりも厚くてもよい。
 また、上部負荷膜50Aの材料は、下部負荷膜50Bの材料と異なっていてもよい。例えば、上部負荷膜50Aの材料は酸化ケイ素が用いられ、下部負荷膜50Bの材料は炭素添加酸化ケイ素が用いられてもよい。これに限定されず、上部負荷膜50Aの材料及び下部負荷膜50Bの材料は、上述した各材料を適宜組み合わせることができる。
(第1実施形態の第2変形例)
 図17は、第1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。上述した第1実施形態では、負荷膜50が、圧電層20の第1主面20a側であって、第1保護膜41の上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17に示すように、第2変形例に係る弾性波装置10Bにおいて、負荷膜50(下部第1延在部54)は、圧電層20の第2主面20b側であって、第2保護膜42の下面に設けられる。言い換えると、負荷膜50は、圧電層20の第1主面20a側には設けられず、第1保護膜41の上面は平坦に形成される。
 第2保護膜42の下面は、圧電層20の第2主面20bに沿って平坦に形成される。負荷膜50は、第2保護膜42の下面に設けられ、反射器70の一部と重なって設けられる。負荷膜50は、第2保護膜42の下面から突出して設けられる。本実施形態では、反射器70と重なる領域で、圧電層20の第2主面20bに、第2保護膜42が設けられ負荷膜50が設けられない領域と、第2保護膜42と負荷膜50とが積層される領域と、を有する。これにより、反射器70と重なる領域で、負荷膜50と第2保護膜42とで段差が形成される。
 第2変形例において、負荷膜50は、第1保護膜41及び第2保護膜42と同じ材料が用いられ、例えば酸化ケイ素で形成される。負荷膜50の幅W2は例えば1.2μmである。負荷膜50の重畳領域の幅W2aは例えば0.6μmである。負荷膜50の非重畳領域の幅W2bは例えば0.6μmである。
 なお、平面視での下部第1延在部54の構成は、第1延在部51(図1参照)と同様であり繰り返しの説明は省略する。また、図示は省略するが、下部第1延在部54の、複数の電極指31、32の配列方向の反対側にも、反射器71(図1参照)と重なる位置に下部第2延在部が設けられる。
 第2変形例では、第1実施形態及び第1変形例に比べて第1保護膜41の上に負荷膜50が設けられていないので、第1保護膜41の膜厚を変更して、共振周波数の調整を容易に行うことができる。
(第1実施形態の第3変形例)
 図18は、第1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。上述した第1実施形態、第1変形例及び第2変形例では、負荷膜50が第1保護膜41の上、及び、第2保護膜42の下面の少なくとも一方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18に示すように、第3変形例に係る弾性波装置10Cにおいて、負荷膜50は圧電層20の第2主面20bに設けられる。第2保護膜42は、負荷膜50を覆って圧電層20の第2主面20bに設けられる。第2保護膜42の下面は、負荷膜50と重なる領域、及び、負荷膜50と重ならない領域に亘って平坦に設けられる。また、本変形例では、負荷膜50は、圧電層20の第1主面20a側には設けられず、第1保護膜41の上面は平坦に形成される。
 負荷膜50は、反射器70の一部と重なって設けられる。第3変形例において、負荷膜50は、第1保護膜41及び第2保護膜42と異なる材料が用いられ、例えば酸化タンタルで形成される。これに限定されず、負荷膜50は、炭素添加酸化ケイ素、窒化ケイ素等、上述した材料を用いることができる。
(第1実施形態の第4変形例)
 図19は、第1実施形態の第4変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。図19に示すように、第4変形例に係る弾性波装置10Dにおいて、負荷膜50は、反射器70の上に設けられる。より具体的には、負荷膜50は、反射器70の上面、側面、及び、反射器70が設けられていない部分の圧電層20の第1主面20aに亘って設けられる。負荷膜50は、圧電層20と反射器70とで形成される段差に倣って設けられる。
 負荷膜50は酸化タンタルで形成されている。これに限定されず、負荷膜50は、炭素添加酸化ケイ素、窒化ケイ素等、上述した材料を用いることができる。負荷膜50の幅W1、W1a、W1bは上述した第1実施形態と同じ大きさで形成される。負荷膜50の膜厚は、上述した第1実施形態に比べて薄い。また、負荷膜50と反射器70との合計の膜厚は、第1保護膜41の膜厚よりも薄い。
 第1保護膜41は、負荷膜50、反射器70及びIDT電極30を覆って圧電層20の第1主面20aの上に設けられる。すなわち、反射器70と重なる領域で、負荷膜50及び第1保護膜41の順に積層される部分と、第1保護膜41が設けられ負荷膜50が設けられない部分と、を有する。第1保護膜41の上面は、負荷膜50、反射器70及びIDT電極30と重なる領域、及び、負荷膜50、反射器70及びIDT電極30が設けられていない領域に亘って平坦に形成される。
 第4変形例では、負荷膜50の上面及び反射器70の上面が第1保護膜41によって覆われる例を示したが、これに限定されない。例えば、負荷膜50の上面は第1保護膜41の上面と同一面内に設けられてもよい。この場合、反射器70と重なる領域で、負荷膜50の膜厚と、第1保護膜41の膜厚と、は等しくなる。
(第1実施形態の第5変形例)
 図20は、第1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20に示すように、第5変形例に係る弾性波装置10Eにおいて、負荷膜50は圧電層20の第1主面20aの上に設けられる。反射器70は、負荷膜50の一部を覆うとともに圧電層20の第1主面20aの上に設けられる。すなわち、圧電層20の第1主面20aと垂直な方向で、負荷膜50は、圧電層20の第1主面20aと、反射器70との間に設けられる。
 第1保護膜41は、負荷膜50、反射器70及びIDT電極30を覆って圧電層20の第1主面20aの上に設けられる。すなわち、本実施形態では、圧電層20の第1主面20aの上に、反射器70、第1保護膜41の順に積層される領域と、負荷膜50、反射器70、第1保護膜41の順に積層される領域と、負荷膜50、第1保護膜41の順に積層される領域と、を有する。第1保護膜41の上面は、負荷膜50、反射器70及びIDT電極30と重なる領域、及び、負荷膜50、反射器70及びIDT電極30が設けられていない領域に亘って平坦に形成される。
 負荷膜50は酸化ケイ素で形成される。これに限定されず、負荷膜50は、酸化タンタル、炭素添加酸化ケイ素、窒化ケイ素等、上述した材料を用いることができる。また、本変形例においても、負荷膜50と反射器70との合計の膜厚は、第1保護膜41の膜厚よりも薄い。
(第1実施形態の第6変形例)
 図21は、第1実施形態の第6変形例に係る弾性波装置を示す断面図である。図21に示すように、第1実施形態の第6変形例に係る弾性波装置10Fにおいて、負荷膜50は、反射器70と重なる第1延在部51と、第1延在部51よりも配列方向の外側であって、反射器70及びIDT電極30(電極指31、32)と重ならない領域に設けられた外側負荷膜53と、を有する。
 外側負荷膜53は、第1延在部51と同層に第1保護膜41の上に設けられ、第1延在部51と離隔して設けられる。外側負荷膜53は、第1延在部51と同じ酸化ケイ素で形成される。外側負荷膜53の膜厚t6は、第1延在部51の膜厚t4と同じである。外側負荷膜53の幅W3は、第1延在部51の幅W1と同じ大きさである。ただし、これに限定されず、外側負荷膜53の形状(膜厚t5及び幅W3)は、第1延在部51の形状(膜厚t4及び幅W1)と異なっていてもよい。
 第6変形例は、上述した第1変形例から第5変形例と組み合わせることができる。すなわち、第1延在部51及び外側負荷膜53は、第1保護膜41の上及び第2保護膜42の下面の両方にそれぞれ設けられていてもよいし、第1保護膜41の上に設けられず第2保護膜42の下面に設けられていてもよい。あるいは、第1延在部51及び外側負荷膜53は、圧電層20の第1主面20a又は第2主面20bに設けられていてもよい。
 第1変形例から第6変形例では、アドミタンス特性のシミュレーション結果を省略している。第1変形例から第6変形例のいずれにおいても、反射器70、71と重なる領域に負荷膜50が設けられている。したがって、第1変形例から第6変形例では、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E1、E2あるいは点線E3(図13参照)で示すリップルの少なくとも1つが抑制される。また、第1変形例から第6変形例のいずれにおいても、比較例に比べて伝搬ロスが抑制される。
(第2実施形態)
 図22は、第2実施形態に係る弾性波装置を示す平面図である。図22に示すように、第2実施形態に係る弾性波装置10Gにおいて、反射器70Aは、複数の反射電極指72、73及び複数の反射バスバー電極74、75を有する。複数の反射電極指72、73は、間隔を有してX方向に隣り合って配置される。反射バスバー電極74、75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。
 より詳細には、複数の反射電極指72、73は、IDT電極30の複数の電極指31、32の配列方向に配列され、電極指31、32の延在方向に沿って延在する。複数の反射電極指72、73の延在方向の一端側が反射バスバー電極74に接続される。複数の反射電極指72、73の延在方向の他端側が反射バスバー電極75に接続される。
 反射器71Aは、複数の反射電極指76、77及び複数の反射バスバー電極78、79を有する。反射器71Aの構成は反射器70Aと同様であり、繰り返しの説明は省略する。
 なお、反射器70Aは2つの反射電極指72、73を有し、反射器71Aは2つの反射電極指76、77を有する。ただし、これに限定されず、反射器70A、71Aは、それぞれ3以上の反射電極指を有していてもよい。
 図23は、図22のXXIII-XXIII’断面図である。なお、図23では、反射器70Aと重なる領域に設けられた負荷膜50(第1延在部51a、51b)について説明するが、反射器70Aと反対側の反射器71Aと重なる領域に設けられた負荷膜50(第2延在部52a、52b)も第1延在部51a、51bと線対称となる配置関係を有している。第1延在部51a、51bについての説明は、第2延在部52a、52bにも適用できる。
 図23に示すように、複数の反射電極指72、73ごとに複数の負荷膜50が設けられる。より詳細には、複数の負荷膜50は、2つの第1延在部51a、51bを有する。複数の負荷膜50の第1延在部51a、51bは、第1保護膜41の上に設けられる。第1延在部51aは、配列方向で最も外側に位置する反射電極指72と重なる領域に設けられ、反射電極指72の延在方向に沿って延在する。第1延在部51bは、反射電極指72と隣接する反射電極指73と重なる領域に設けられ、反射電極指73の延在方向に沿って延在する。反射電極指72に重なる負荷膜50(第1延在部51a)と、反射電極指73に重なる負荷膜50(第1延在部51b)とは離隔して配置される。
 第2実施形態では、複数の負荷膜50の第1延在部51a、51bの材料、形状はそれぞれ第1実施形態の負荷膜50と同様である。すなわち、負荷膜50は、第1実施形態と同様に、酸化ケイ素で形成される。負荷膜50の第1延在部51a、51bの膜厚t4は55nmである。負荷膜50の第1延在部51a、51bの幅W1は例えば1.2μmである。負荷膜50の第1延在部51a、51bの重畳領域の幅W1aは例えば0.6μmである。負荷膜50の第1延在部51a、51bの非重畳領域の幅W1bは例えば0.6μmである。
 なお、第1延在部51a、51bの幅W1、W1a、W1bはあくまで一例であり、適宜変更できる。また、負荷膜50の第1延在部51aの幅W1、膜厚t4は、第1延在部51bの幅W1、膜厚t4と異なっていてもよい。また、負荷膜50の材料は酸化ケイ素に限定されず、負荷膜50の第1延在部51a、51bは、炭素添加酸化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、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、酸化ニオブ、酸化タングステンの少なくとも1つから形成される。
(第2実施形態の第7変形例)
 図24は、第2実施形態の第7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7変形例に係る弾性波装置10Hにおいて、負荷膜50は、反射器70Aの反射電極指72、及び、反射電極指72と隣接する反射電極指73と重なる領域に設けられる。
 負荷膜50は、2本の反射電極指72、73に亘って連続して設けられる。負荷膜50の一方の側面は、反射電極指73の幅方向の中点と重なって配置され、負荷膜50の他方の側面は、反射電極指72よりも配列方向の外側に位置する。
 負荷膜50は、第2実施形態と同様に、酸化ケイ素で形成される。これに限定されず、負荷膜50は、炭素添加酸化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、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、酸化ニオブ、酸化タングステンの少なくとも1つから形成される。
 第2実施形態及び第7変形例では、負荷膜50(第1延在部51、51a、51b)が第1保護膜41の上に設けられる構成について説明した。ただし、第2実施形態及び第7変形例は、上述した第1変形例から第6変形例と組み合わせることができる。すなわち、負荷膜50は、第1保護膜41の上及び第2保護膜42の下面の両方にそれぞれ設けられていてもよいし、第1保護膜41の上に設けられず第2保護膜42の下面に設けられていてもよい。あるいは、負荷膜50は、圧電層20の第1主面20a又は第2主面20bに設けられていてもよい。あるいは、負荷膜50は、第1延在部51、51a、51bよりも配列方向の外側であって、反射器70A及びIDT電極30(電極指31、32)と重ならない領域に設けられた外側負荷膜53を有していてもよい。
 第2実施形態及び第7変形例では、アドミタンス特性のシミュレーション結果を省略している。第2実施形態及び第7変形例のいずれにおいても、反射器70A、71Aと重なる領域に負荷膜50が設けられている。したがって、第2実施形態及び第7変形例では、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E1、E2あるいは点線E3(図13参照)で示すリップルの少なくとも1つが抑制される。また、第2実施形態及び第7変形例のいずれにおいても、比較例に比べて伝搬ロスが抑制される。
(第3実施形態)
 図25は、第3実施形態に係る弾性波装置を示す平面図である。図25に示すように第3実施形態に係る弾性波装置10Iにおいて、負荷膜50は枠状に形成される。具体的には、負荷膜50は、第1延在部51と、第2延在部52と、第3延在部55と、第4延在部56と、を含む。
 第1延在部51は、複数の電極指31、32の配列方向でIDT電極30よりも外側に位置する反射器70(第1反射器)と重なる領域に設けられ反射器70の延在方向に沿って延在する。第2延在部52は、複数の電極指31、32の配列方向で、反射器70の反対側でIDT電極30よりも外側に位置する反射器71(第2反射器)と重なる領域に設けられ反射器71の延在方向に沿って延在する。
 第3延在部55は、第1延在部51及び第2延在部52の延在方向の一端側に接続され、複数の電極指31、32の配列方向に延在する。また、第3延在部55は、複数の電極指31の延在方向の端部と重なって延在する。第4延在部56は、第1延在部51及び第2延在部52の延在方向の他端側に接続され、複数の電極指31、32の配列方向に延在する。また、第4延在部56は、複数の電極指32の延在方向の端部と重なって延在する。
 このように、第3実施形態に係る弾性波装置10Iでは、負荷膜50は枠状に連続して形成される。これにより、音響反射面R(図12参照)は、第1延在部51、第2延在部52、第3延在部55及び第4延在部56のそれぞれに沿って形成される。したがって、弾性波装置10Iは、複数の電極指31、32の配列方向で弾性波の漏洩を抑制するとともに、複数の電極指31、32の延在方向で弾性波の漏洩を抑制することができる。
 第3延在部55及び第4延在部56は、第1実施形態(図12参照)に示す第1延在部51及び第2延在部52と同層に設けられ、同じ材料、同じ膜厚で形成される。これにより、第3延在部55及び第4延在部56は、第1延在部51及び第2延在部52と同一工程で形成できるため、製造コストを低減できる。
 第3実施形態において負荷膜50は、第1実施形態(図12参照)と同様に第1保護膜41の上に設けられる。ただし、これに限定されず、第3実施形態の負荷膜50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。
 図25において、負荷膜50は連続した枠状であり、第1延在部51、第2延在部52、第3延在部55及び第4延在部56が接続される構成を説明した。ただし、これに限定されず、負荷膜50の一部にスリットが形成され、第1延在部51、第2延在部52、第3延在部55及び第4延在部56の少なくとも1つが他の部分と離隔して設けられていてもよい。例えば、第3延在部55及び第4延在部56の少なくとも一方は、第1延在部51及び第2延在部52と離隔して配置される構成であってもよい。
 また、図25では、第1延在部51、第2延在部52、第3延在部55及び第4延在部56が同じ幅を有する構成を説明した。ただし、これに限定されず、第1延在部51、第2延在部52、第3延在部55及び第4延在部56の少なくとも1つが他の部分と異なる幅(延在方向と直交する方向の長さ)を有してもよい。例えば、第3延在部55及び第4延在部56の幅(延在方向と直交する方向の長さ)は、第1延在部51及び第2延在部52の幅(延在方向と直交する方向の長さ)よりも大きくてもよい。
(第4実施形態)
 図26は、第4実施形態に係る弾性波装置を示す回路図である。図26に示すように第4実施形態に係る弾性波装置10J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4実施形態に係る弾性波装置10J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、異なる構成の負荷膜50を採用している。例えば、複数の直列腕共振子61、62、63は、第1実施形態(図12、13参照)に示す負荷膜50を有する。複数の直列腕共振子61、62、63のアドミタンス特性は、図13と同様であり、繰り返しの説明は省略する。
 一方、複数の並列腕共振子64、65、66、67は、例えば第1実施形態と異なる第2実施形態に示す負荷膜50を有する。
 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、負荷膜50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4実施形態に係る弾性波装置10Jでは、第1実施形態及び第2実施形態に示す負荷膜50と組み合わせる例を示したが、これに限定されない。第4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変形例)
 図27は、第8変形例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27に示すように、第8変形例に係る弾性波装置10K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、例えば酸化ケイ素の層であり、高音響インピーダンス層43b、43dは、例えばタングステン、白金等の金属層又は窒化アルミニウム、窒化ケイ素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10K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。
 図27では、第1実施形態に示す負荷膜50が設けられた例を示したが、これに限定されない。第8変形例は、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9変形例)
 図28は、第9変形例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28に示すように、第9変形例に係る弾性波装置10Lは、圧電層20の第1主面20aに設けられた第1IDT電極30Aと、圧電層20の第2主面20bに設けられた第2IDT電極30Bと、を有する。第1IDT電極30A及び第2IDT電極30Bは、IDT電極30(図1、2参照)と同様の構成を有する。
 第2IDT電極30Bの複数の電極指36(図28では1つのみ図示する)は、第1IDT電極30Aの複数の電極指31と重なる領域に設けられる。第2IDT電極30Bの電極指36は、第1IDT電極30Aの電極指31と同じ幅、同じ電極間ピッチを有して設けられる。
 また、第9変形例に係る弾性波装置10Lは、圧電層20の第1主面20aに設けられた上部反射器70Bと、圧電層20の第2主面20bに設けられた下部反射器70Cと、を有する。上部反射器70Bは第1IDT電極30Aと同層に設けられ、下部反射器70Cは第2IDT電極30Bと同層に設けられる。上部反射器70B及び下部反射器70Cは、第1実施形態の反射器70、71と同様の構成を有する。
 下部反射器70Cは上部反射器70Bと重なる領域に設けられる。負荷膜50は、第1保護膜41の上に設けられ、上部反射器70B及び下部反射器70Cと重なる領域に設けられる。
 第9変形例では、圧電層20の第1主面20aに第1IDT電極30A及び上部反射器70Bが設けられ、圧電層20の第2主面20bに第2IDT電極30B及び下部反射器70C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28では、第1実施形態に示す負荷膜50が設けられた例を示したが、これに限定されない。第9変形例は、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10変形例)
 図29は、第10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30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29に示す第10変形例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29は、第10変形例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29に示すように、第10変形例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30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30に示すグラフの縦軸は、S2モードの強度に対応する。
 図30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10変形例では、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10変形例では、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10変形例では、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10変形例における第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。
 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、第1方向において前記第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、
 前記複数の電極指の配列方向で前記IDT電極と隣り合って配置された反射器と、
 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、
 前記反射器と前記第1方向から平面視で重なる領域に設けられた負荷膜と、を有し、
 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)前記保護膜は、前記IDT電極及び前記反射器を覆って前記圧電層の前記第1主面に設けられた第1保護膜を有し、
 前記負荷膜は前記第1保護膜の上に設けられる
 (2)に記載の弾性波装置。
(4)前記反射器と重なる領域において、前記第1保護膜が設けられ前記負荷膜が設けられない部分と、前記負荷膜と前記第1保護膜とが積層される部分と、で段差が形成される
 (3)に記載の弾性波装置。
(5)前記圧電層の前記第1方向で、前記負荷膜は、前記圧電層の前記第1主面と、前記反射器との間に設けられる
 (1)に記載の弾性波装置。
(6)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、を有し、
 前記負荷膜は前記第2保護膜の、前記支持部材と対向する面に設けられる
 (2)に記載の弾性波装置。
(7)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、を有し、
 前記負荷膜は、前記圧電層の前記第2主面に設けられ、
 前記第2保護膜は、前記負荷膜を覆う
 (2)に記載の弾性波装置。
(8)前記保護膜は、前記IDT電極及び前記反射器を覆って前記圧電層の前記第1主面に設けられた第1保護膜を有し、
 前記負荷膜は、前記反射器の上に設けられ、
 前記第1保護膜は、前記負荷膜及び前記反射器を覆う
 (2)に記載の弾性波装置。
(9)前記反射器は、前記配列方向に配列された複数の反射電極指を有し、
 前記複数の反射電極指は、それぞれ前記IDT電極の前記電極指の延在方向に沿って延在し、
 前記負荷膜は、前記複数の反射電極指と重なる領域に設けられる
 (1)から(8)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(10)前記負荷膜は、前記反射器と重なる領域に設けられた第1延在部と、前記第1延在部よりも前記配列方向の外側であって、前記反射器及び前記IDT電極と重ならない領域に設けられた外側負荷膜と、を有する
 (1)から(9)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(11)前記保護膜の膜厚は、前記圧電層の膜厚よりも薄い
 (2)に記載の弾性波装置。
(12)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(11)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(13)少なくとも1つの共振子を接続してなる弾性波フィルタ装置であって、前記共振子が(1)から(12)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。
(14)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前記負荷膜は、前記並列腕共振子の前記負荷膜と異なる構成を有する
 (13)に記載の弾性波フィルタ装置。
(15)前記負荷膜は、第1延在部と、第2延在部と、第3延在部と、第4延在部と、を含み、
 前記第1延在部は、前記配列方向で最も外側に位置する第1反射器と重なる領域に設けられ前記第1反射器の延在方向に沿って延在し、
 前記第2延在部は、前記配列方向の反対側で最も外側に位置する第2反射器と重なる領域に設けられ前記第2反射器の延在方向に沿って延在し、
 前記第3延在部は、前記第1延在部及び前記第2延在部の延在方向の一端側に接続され、前記配列方向に延在し、
 前記第4延在部は、前記第1延在部及び前記第2延在部の延在方向の他端側に接続され、前記配列方向に延在する
 (1)から(12)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(16)前記負荷膜は、第1延在部と、第2延在部と、第3延在部と、第4延在部と、を含み、
 前記第1延在部は、前記配列方向で最も外側に位置する第1反射器と重なる領域に設けられ前記第1反射器の延在方向に沿って延在し、
 前記第2延在部は、前記配列方向の反対側で最も外側に位置する第2反射器と重なる領域に設けられ前記第2反射器の延在方向に沿って延在し、
 前記第3延在部は、前記第1延在部及び前記第2延在部の延在方向の一端側に配置され、前記配列方向に延在し、
 前記第4延在部は、前記第1延在部及び前記第2延在部の延在方向の他端側に配置され、前記配列方向に延在し、
 前記第3延在部及び前記第4延在部の少なくとも一方は、前記第1延在部及び前記第2延在部と離隔して配置される
 (1)から(12)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(17)前記負荷膜及び前記保護膜は、同じ材料で形成され、
 前記負荷膜の密度は、前記保護膜の密度と異なる
 (2)に記載の弾性波装置。
(18)前記保護膜は、酸化ケイ素で形成される
 (2)に記載の弾性波装置。
(19)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(12)及び(15)から(18)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(20)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
 (2)に記載の弾性波装置。
(21)前記保護膜の膜厚は、前記IDT電極の膜厚よりも厚い
 (2)に記載の弾性波装置。
(22)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
 (20)に記載の弾性波装置。
(23)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に形成される
 (20)に記載の弾性波装置。
(24)前記負荷膜の材料は、炭素添加酸化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、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、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
 (1)から(11)及び(15)から(23)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(25)d/pが0.24以下である
 (1)から(11)及び(15)から(24)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(26)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(11)及び(15)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(11)及び(15)から(26)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(28)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
 (1)から(11)及び(15)から(27)のいずれか1つ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)/900)1/2)又は(0°±10°、20°~80°、[180°-60°(1-(θ-50)/900)1/2]~180°)  …式(2)
 (0°±10°、[180°-30°(1-(ψ-90)/8100)1/2]~180°、任意のψ)  …式(3)
(29)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(11)及び(15)から(28)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
(30)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(11)及び(15)から(28)のいずれか1つに記載の弾性波装置。
 10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I、10J、10K、10L 弾性波装置
 11 支持基板
 12 底部
 13 壁部
 14 キャビティ部
 20、201 圧電層
 20a、201a 第1主面
 20b、201b 第2主面
 30 IDT電極
 31、32 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
 50A 上部負荷膜
 50B 下部負荷膜
 51、51a、51b 第1延在部
 52、52a、52b 第2延在部
 53 外側負荷膜
 54 下部第1延在部
 70、70A、71、71A 反射器
 72、73、76、77 反射電極指
 74、75、78、79 反射バスバー電極

Claims (30)

  1.  第1主面と、第1方向において前記第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、
     前記複数の電極指の配列方向で前記IDT電極と隣り合って配置された反射器と、
     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、
     前記反射器と前記第1方向から平面視で重なる領域に設けられた負荷膜と、を有し、
     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
     請求項1に記載の弾性波装置。
  3.  前記保護膜は、前記IDT電極及び前記反射器を覆って前記圧電層の前記第1主面に設けられた第1保護膜を有し、
     前記負荷膜は前記第1保護膜の上に設けられる
     請求項2に記載の弾性波装置。
  4.  前記反射器と重なる領域において、前記第1保護膜が設けられ前記負荷膜が設けられない部分と、前記負荷膜と前記第1保護膜とが積層される部分と、で段差が形成される
     請求項3に記載の弾性波装置。
  5.  前記圧電層の前記第1方向で、前記負荷膜は、前記圧電層の前記第1主面と、前記反射器との間に設けられる
     請求項1に記載の弾性波装置。
  6.  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、を有し、
     前記負荷膜は前記第2保護膜の、前記支持部材と対向する面に設けられる
     請求項2に記載の弾性波装置。
  7.  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、を有し、
     前記負荷膜は、前記圧電層の前記第2主面に設けられ、
     前記第2保護膜は、前記負荷膜を覆う
     請求項2に記載の弾性波装置。
  8.  前記保護膜は、前記IDT電極及び前記反射器を覆って前記圧電層の前記第1主面に設けられた第1保護膜を有し、
     前記負荷膜は、前記反射器の上に設けられ、
     前記第1保護膜は、前記負荷膜及び前記反射器を覆う
     請求項2に記載の弾性波装置。
  9.  前記反射器は、前記配列方向に配列された複数の反射電極指を有し、
     前記複数の反射電極指は、それぞれ前記IDT電極の前記電極指の延在方向に沿って延在し、
     前記負荷膜は、前記複数の反射電極指と重なる領域に設けられる
     請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  10.  前記負荷膜は、前記反射器と重なる領域に設けられた第1延在部と、前記第1延在部よりも前記配列方向の外側であって、前記反射器及び前記IDT電極と重ならない領域に設けられた外側負荷膜と、を有する
     請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  11.  前記保護膜の膜厚は、前記圧電層の膜厚よりも薄い
     請求項2に記載の弾性波装置。
  12.  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から請求項11のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  13.  少なくとも1つの共振子を接続してなる弾性波フィルタ装置であって、前記共振子が請求項1から請求項12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。
  14.  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前記負荷膜は、前記並列腕共振子の前記負荷膜と異なる構成を有する
     請求項13に記載の弾性波フィルタ装置。
  15.  前記負荷膜は、第1延在部と、第2延在部と、第3延在部と、第4延在部と、を含み、
     前記第1延在部は、前記配列方向で最も外側に位置する第1反射器と重なる領域に設けられ前記第1反射器の延在方向に沿って延在し、
     前記第2延在部は、前記配列方向の反対側で最も外側に位置する第2反射器と重なる領域に設けられ前記第2反射器の延在方向に沿って延在し、
     前記第3延在部は、前記第1延在部及び前記第2延在部の延在方向の一端側に接続され、前記配列方向に延在し、
     前記第4延在部は、前記第1延在部及び前記第2延在部の延在方向の他端側に接続され、前記配列方向に延在する
     請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  16.  前記負荷膜は、第1延在部と、第2延在部と、第3延在部と、第4延在部と、を含み、
     前記第1延在部は、前記配列方向で最も外側に位置する第1反射器と重なる領域に設けられ前記第1反射器の延在方向に沿って延在し、
     前記第2延在部は、前記配列方向の反対側で最も外側に位置する第2反射器と重なる領域に設けられ前記第2反射器の延在方向に沿って延在し、
     前記第3延在部は、前記第1延在部及び前記第2延在部の延在方向の一端側に配置され、前記配列方向に延在し、
     前記第4延在部は、前記第1延在部及び前記第2延在部の延在方向の他端側に配置され、前記配列方向に延在し、
     前記第3延在部及び前記第4延在部の少なくとも一方は、前記第1延在部及び前記第2延在部と離隔して配置される
     請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  17.  前記負荷膜及び前記保護膜は、同じ材料で形成され、
     前記負荷膜の密度は、前記保護膜の密度と異なる
     請求項2に記載の弾性波装置。
  18.  前記保護膜は、酸化ケイ素で形成される
     請求項2に記載の弾性波装置。
  19.  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から請求項12及び請求項15から請求項18のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  20.  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2に記載の弾性波装置。
  21.  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2に記載の弾性波装置。
  22.  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20に記載の弾性波装置。
  23.  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に形成される
     請求項20に記載の弾性波装置。
  24.  前記負荷膜の材料は、炭素添加酸化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、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、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1から請求項11及び請求項15から請求項23のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  25.  d/pが0.24以下である
     請求項1から請求項11及び請求項15から請求項24のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  26.  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から請求項11及び請求項15から請求項25のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  27.  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から請求項11及び請求項15から請求項26のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  28.  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1から請求項11及び請求項15から請求項27のいずれか1項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)/900)1/2)又は(0°±10°、20°~80°、[180°-60°(1-(θ-50)/900)1/2]~180°)  …式(2)
     (0°±10°、[180°-30°(1-(ψ-90)/8100)1/2]~180°、任意のψ)  …式(3)
  29.  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から請求項11及び請求項15から請求項28のいずれか1項に記載の弾性波装置。
  30.  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から請求項11及び請求項15から請求項28のいずれか1項に記載の弾性波装置。
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