CN110114974A - 弹性波器件 - Google Patents

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Abstract

提供一种TCF良好，能够提高谐振器的Q、阻抗比的弹性波器件。该弹性波器件包括：含有70质量％以上的二氧化硅(SiO2)的基板11、由设置于基板11之上的LiTaO3晶体或LiNbO3晶体形成的压电薄膜12以及被设置为与压电薄膜12相接的叉指状电极13。

Description

弹性波器件
技术领域
本发明涉及一种弹性波器件。
背景技术
近年来，由于便携式电话、智能电话的普及，接近于50个的许多频段集中于2.4GHz以下，与相邻频段之间的频段的间隔变得非常狭窄，因此为了不干扰相邻的频段，强烈需要具有陡峭的频率特性且温度特性良好的滤波器、双工器。另外，为了实现具有陡峭的频率特性的滤波器、双工器，需要具有大阻抗比、高Q的谐振器。在此，Q是示出滤波器的陡峭性的参数，但是除了陡峭性之外，还影响滤波器的***损耗。如果Q高，则***损耗也变小，便携式电话、智能电话的电池的消耗变少。因此，对于滤波器来说，需要良好的***损耗、良好的温度特性、更加良好的陡峭性；对于其谐振器来说，要求高Q以及大阻抗比。另外，Q的值与阻抗比成比例，且与带宽成反比例，因此在大致相同的带宽的情况下，Q与阻抗比具有比例关系。
弹性表面波(SAW)滤波器的带宽取决于其使用的压电基板的机电耦合系数(耦合系数)，因此以往多使用由具有滤波器的带宽所需的耦合系数的LT(LiTaO3晶体)或LN(LiNbO3晶体)构成的压电基板。但是，这些基板的频率温度特性(TCF)为-40ppm/℃至-120ppm/℃，不能说非常良好。另外，频率温度特性(TCF)的理论式由以下的式定义。
[数学式1]
α＝线性膨胀系数
在此，V(T)为温度T时的激励声速。另外，在实际测量中，成为TCF＝(f(45℃)-f(25℃))/(20×f(25℃))。在此，f(T)为所测量的频率，测量对谐振器的谐振频率和/或反谐振频率，并且测量对滤波器的中心频率。另外，实际测量时，在频率相对于温度不线性地变化时，用测量温度内的频率的最大变化量除以测量温度范围，由此求得每1℃的频率变化量。
在此，为了获得所需的耦合系数及良好的TCF，由本发明人等开发了一种弹性表面波滤波器，该弹性表面波滤波器将具有负的TCF的LT、LN基板与具有正的TCF的SiO2薄膜组合，成为SiO2薄膜/高密度电极/LT或LN基板的结构，并进一步地除去起因于电极的SiO2膜上的凸部并对表面进行平坦化(例如，参照非专利文献1)。根据此结构，获得了比较良好的-10ppm/℃的TCF，而且获得了与LT或LN基板单体的特性相同的阻抗比和Q。该谐振器的阻抗比为60dB左右，Q为800左右。
另外，关于水晶基板，频率温度特性良好，但是示出压电性的耦合系数小，无法满足在智能电话、便携式电话中所需的滤波器的带宽的需求。另外，关于利用了AlN(氮化铝)薄膜的体波的滤波器，谐振器的Q为2000，与SAW滤波器相比，滤波器特性陡峭，但是频率温度特性为-30ppm/℃，不能说非常良好。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：门田道雄、中尾武志、西山健次、谷口典生、冬爪敏之，“良好な温度特性をもっ小型弹性表面波デユプレクサ”(具有良好的温度特性的小型弹性表面波双工器)，电气信息通信学会论文志A，2013年，卷J96-A、第6号，301-308页
发明内容
发明所要解决的课题
在非专利文献1中记载的弹性波滤波器中，获得了比较良好的TCF，但是SiO2薄膜为柱状结构多晶薄膜，因此存在如下课题：其谐振器的Q、阻抗比为与LT、LN基板单体的特性是相同程度的，且频率特性的陡峭性仍然不充分。
本发明是着眼于这样的课题而作出的，目的在于提供一种TCF良好且能够提高谐振器的Q、阻抗比的弹性波器件。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的弹性波器件是一种利用弹性表面波的弹性波器件，其特征在于，具有：基板，包含70质量％以上的二氧化硅(SiO2)；压电薄膜，由设置于前述基板上的LiTaO3晶体或LiNbO3晶体形成；以及叉指状电极，被设置为与前述压电薄膜相接触。在此，在压电薄膜中，还包括压电薄板。
在本发明的弹性波器件中，基板优选为体波的横波声速接近于LT、LN的横波声速，3,400m/s至4,800m/s。这些基板的多数为各向同性的基板，在X、Y、Z方向上并没有各向异性，但作为压电单晶的水晶基板具有各向异性，因此具有不同的性质。因此，在使用水晶基板的情况下，该水晶基板更优选地构成为传播的前述弹性表面波的声速比在前述压电薄膜中传播的前述弹性表面波的声速更快。另外，该声速差优选为300m/s以上，进一步优选为600m/s以上。另外，在本发明的弹性波器件中，前述弹性表面波优选为泄漏弹性表面波(LSAW)。进一步地，优选为具有50％以上、更优选为65％以上的SH(水平剪切，shearhorizontal)成分的LSAW。另外，前述弹性表面波也可以是声速为4,500m/s以上的S波。另外，关于使用的弹性表面波是否是泄漏弹性表面波，可以根据基板的欧拉角来理论性地求出。
包含70质量％以上的二氧化硅(SiO2)的基板对于弹性表面波(SAW)获得正的TCF。因此，在本发明的弹性波器件中，将由具有负的TCF的LiTaO3晶体(LT)或LiNbO3晶体(LN)形成的压电薄膜设置于具有正的TCF的基板上，由此能够获得具有接近于零ppm/℃的良好的TCF。另外，将由LT或LN形成的压电薄膜设为激发泄漏弹性表面波(LSAW)的欧拉角，并将基板设为与LT或LN的LSAW的声速在相同程度或其以上具有快速的声速的欧拉角，由此能够使用压电薄膜处的无泄漏成分的LSAW的模式。因此，相比于LT或LN基板单体处的特性，例如15至20dB的大阻抗比也能够获得。另外，此阻抗比在带宽相同的情况下，在Q上相当于6倍至10倍，能够获得非常优良的陡峭性及***损耗的特性。另外，耦合系数也能够比压电薄膜自身的大，尽管差别小。
关于本发明的弹性波器件，在前述基板与前述压电薄膜之间，也可以具有接地的短路电极和/或绝缘性的接合膜。在此情况下，例如，具有叉指状电极状电极/压电薄膜/基板、叉指状电极/压电薄膜/接合膜/基板、叉指状电极/压电薄膜/短路电极/基板、叉指状电极/压电薄膜/短路电极/接合膜/基板或者叉指状电极/压电薄膜/接合膜/短路电极/基板的结构。在此情况下，即使具有短路电极或接合膜，也不会损害优良的特性，能够获得良好的TCF以及高的Q及阻抗比。特别地，在具有短路电极的情况下，能够提高耦合系数，并能够降低泄漏弹性表面波的传播损失。另外，接合膜优选由无吸音性且硬材质之物形成，例如也可以由Si膜、SiO2膜形成。
在本发明的弹性波器件中，也可以将前述叉指状电极设置为在前述压电薄膜上，至少下部嵌入在前述压电薄膜中，和/或至少上部从前述压电薄膜突出。在此情况下，任何一种结构都能够具有优秀的特性，并获得高的阻抗比。特别地，叉指状电极的整体或下部嵌入在压电薄膜中的结构时，声速变快，对高频率化有利。另外，在此情况下，压电薄膜与基板之间可电气地短路。
在本发明的弹性波器件中，关于前述基板，优选包含80质量％以上的二氧化硅(SiO2)，进一步优选为99质量％以上且低于100质量％，更优选为包含100质量％二氧化硅的熔融石英，进一步优选由压电单晶即水晶基板形成。另外，关于前述基板，传播的前述弹性表面波的声速也可为3,400至4,800m/s。另外，前述基板也可由除了水晶以外的各向同性的基板形成，前述压电薄膜的厚度也可为0.001mm以上且低于0.01mm。另外，前述基板也可由水晶基板形成，传播的前述弹性表面波的声速也可为4,500m/s以上或4,800m/s以上或5,000m/s以上。即使是这些中的任一结构也能够具有优秀的特性，能够获得良好的TCF以及高的Q和阻抗比。另外，在水晶基板的情况下，具有比各向同性的基板更大的正的TCF，因此压电薄膜可以是任何厚度。
在除了水晶基板以外的各向同性的基板中，没有对弹性波的传播方向的依赖性，但在使用水晶的情况下具有各向异性，因此根据所使用的水晶基板的方位角、传播方向(欧拉角)，特性不同，合适的欧拉角的选择是重要的。关于本发明的弹性波器件，首先，功率流角度(PFA)优选为选择大致为零的欧拉角。这是因为如果欧拉角偏离零很大，则弹性波会变得在与叉指状电极的倾斜方向上传播。PFA示出大致零的水晶基板的欧拉角为(0°±5°、0°～180°、40°±12°)、(10°±5°、0°～180°、42°±8°)、(20°±5°、0°～180°、50°±8°)、(0°±5°、0°～180°、0°±5°)、(10°±5°、0°～180°、0°±5°)、(20°±5°、0°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～180°、90°4±5°)、(10°±5°、0°～180°、90°±5°)、(20°±5°、0°～180°、90°±5°)以及与其等价的方位角。
另外，在本发明的弹性波器件中，关于前述基板，欧拉角也可为(0°±5°、0°～125°、0°±5°)、(0°±5°、0°～36°、90°±5°)、(0°±5°、172°～180°、90°±5°)、(0°±5°、120°～140°、30°～49°)、(0°±5°、25°～105°、0°±5°)、(0°±5°、0°～45°、15°～35°)、(0°±5°、10°～20°、60°～70°)、(0°±5°、90°～180°、30°～45°)、(0°±5°、0°±5°、85°～95°)、(90°±5°、90°±5°、25°～31°)、(0°±5°、90°±5°、-3°～3°)。另外，关于前述基板，欧拉角也可为(20°±5°、120°±10°、115°±10°)、(0°±5°、90°±5°、0°±10°)、(0°±5°、90°±5°、75°±10°)、(0°±5°、0°±5°、0°±10°)、(0°±5°、0°±5°、60°±10°)。在这些情况下，示出了良好的TCF。
另外，为了获得更高的Q及阻抗比的特性，优选以下的声速、欧拉角、膜厚。即，本发明的弹性波器件中，关于前述基板，传播的前述弹性表面波的声速为4,500m/s以上，欧拉角也可为(0°±5°、70°～165°、0°±5°)或者(0°±5°、95°～155°、90°±5°)。优选地，关于基板，传播的弹性表面波的声速为4,800m/s以上，更加优选地，欧拉角为(0°±5°、90°～150°、0°±5°)或者(0°±5°、103°～140°、90°±5°)，进一步地，关于基板，优选为传播的弹性表面波的声速为5,000m/s以上，欧拉角为(0°±5°、100°～140°、0°±5°)或者(0°±5°、110°～135°、90°±5°)。
另外，在本发明的弹性波器件中，关于前述基板，示出瑞利波、LSAW的TCF为正的欧拉角是(0°±5°、0°～132°、0°±5°)、(0°±5°、0°～18°、0°±5°)、(0°±5°、42°～65°、0°±5°)、(0°±5°、126°～180°、0°±5°)，前述压电薄膜由LiTaO3晶体形成，欧拉角也可为(0°±5°、82°～148°、0°±5°)。在此情况下，关于基板，更优选地，欧拉角为(0°±5°、0°～12°、0°±5°)、(0°±5°、44°～63°、0°±5°)、(0°±5°、135°～180°、0°±5°)。另外，关于压电薄膜，更优选地，欧拉角为(0°±5°、90°～140°、0±5°)。通过该组合能够获得特别良好的TCF。
另外，在本发明的弹性波器件中，关于前述基板，示出瑞利波、LSAW的TCF为正的欧拉角是(0°±5°、0°～42°、90°±5°)、(0°±5°、170°～190°、90°±5°)、(0°±5°、0°～45°、90°±5°)、(0°±5°、123°～180°、90°±5°)，前述压电薄膜由LiTaO3晶体形成，欧拉角也可为(0°±5°、80°～148°、0°±5°)。在此情况下，关于基板，更优选地，欧拉角为(0°±5°、0°～34°、90°±5°)、(0°±5°、126°～180°、90°±5°)。另外，关于压电薄膜，更优选地，欧拉角为(0°±5°、90°～140°、0°±5°)，进一步优选为(0°±5°、95°～143°、0°±5°)，进一步更加优选为(0°±5°、103°～125°、0°±5°)。
另外，在本发明的弹性波器件中，关于前述基板，具有高声速LSAW的欧拉角为(1°～39°、100°～150°、0°～20°或70°～120°或160°～180°)，前述压电薄膜由LiTaO3晶体形成，欧拉角也可为(0°±5°、80°～148°、0°±5°)。进一步地，关于基板，具有5,000m/s左右的高声速快速剪切(fast shear)的欧拉角也可为(20°±5°、120°±10°、115°±10°)、(0°±5°、90°±5°、0°±10°)、(0°±5°、90°、75°±10°)、(0°±5°、0°、0°±10°)、(0°±5°、0°、60°±10°)。
另外，在本发明的弹性波器件中，关于前述基板，欧拉角为(0°±5°、0°～23°、0°±5°)、(0°±5°、32°～69°、0°±5°)、(0°±5°、118°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～62°、90°±5°)、(0°±5°、118°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～72°、30°～60°)、(0°±5°、117°～180°、30°～60°)，前述压电薄膜由LiTaO3晶体形成，欧拉角也可为(0°±5°、80°～148°、0°±5°)。在此情况下，基板的欧拉角更优选为(0°±5°、0°～12°、0°±5°)、(0°±5°、37°～66°、0°±5°)、(0°±5°、132°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～50°、90°±5°)、(0°±5°、126°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～17°、30°～60°)、(0°±5°、35°～67°、30°～60°)、(0°±5°、123°～180°、30°～60°)。
另外，在本发明的弹性波器件中，前述压电薄膜由LiTaO3晶体形成，欧拉角也可为(90°±5°、90°±5°、33°～55°)、(90°±5°、90°±5°、125°～155°)。另外，前述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，欧拉角也可为(90°±5°、90°±5°、38°～65°)、(90°±5°、90°±5°、118°～140°)。
另外，在本发明的弹性波器件中，前述压电薄膜由LiTaO3晶体形成，也可以具有前述弹性波的波长的0.001倍～2倍的厚度。在此情况下，压电薄膜的厚度优选为弹性波的波长的0.01倍～0.6倍，更加优选地，是0.02倍～0.6倍，进一步优选地，是0.03倍～0.4倍，进一步更加优选地，是0.03倍～0.3倍。
另外，在本发明的弹性波器件中，关于前述基板，示出瑞利波、LSAW的TCF为正的欧拉角是(0°±5°、0°～132°、0°±5°)、(0°±5°、0°～18°、0°±5°)、(0°±5°、42°～65°、0°±5°)、(0°±5°、126°～180°、0°±5°)，前述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，欧拉角也可为(0°±5°、75°～165°、0°±5°)，更优选地，也可为(0°±5°、100°～160°、0°±5°)。在此情况下，更加优选地，基板的欧拉角为(0°±5°、0°～12°、0°±5°)、(0°±5°、44°～63°、0°±5°)、(0°±5°、135°～180°、0°±5°)。另外，在此情况下，前述压电薄膜优选具有前述弹性表面波的波长的0.001倍～2倍的厚度，更加优选地，是0.01倍～0.6倍，更加优选地，是0.012倍～0.6倍，更优选地，是0.02倍～0.5倍，进一步优选地，是0.03倍～0.33倍。
另外，在本发明的弹性波器件中，关于前述基板，示出瑞利波、LSAW的TCF为正的欧拉角是(0°±5°、0°～42°、90°±5°)(0°±5°、90°～155°、90°±5°)、(0°±5°、0°～45°、90°±5°)、(0°±5°、123°～180°、90°±5°)，前述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，欧拉角也可为(0°±5°、70°～170°、0°±5°)。在此情况下，基板的欧拉角更加优选为(0°±5°、0°～34°、90°±5°)、(0°±°、126°～180°、90°±5°)。另外，在此情况下，前述压电薄膜优选具有前述弹性表面波的波长的0.001倍～2倍的厚度，优选具有0.01倍～0.5倍的厚度，更优选地，是0.02倍～0.33倍，进一步优选地，是0.06倍～0.3倍。
另外，在本发明的弹性波器件中，关于前述基板，欧拉角为(1°～39°、100°～150°、0°～20°或70°～120°或160°～180°)，前述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，欧拉角也可为(0°±5°、95°～160°、0°±5°)。另外，关于基板，欧拉角为(1°～39°、70°～150°、0°～20°或70°～120°或160°～180°)，压电薄膜由LiNbO3晶体形成，欧拉角也可为(0°±5°、25°～51°、0°±5°)。
另外，在本发明的弹性波器件中，关于前述基板，欧拉角为(0°±5°、90°～178°、0°±5°)、(0°±5°、80°～160°、90°±5°)，前述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，激发瑞利波的欧拉角为(0°±5°、35°～70°、0°±5°)，更优选地是(0°±5°、45°～63°、0°±5°)，进一步优选地，也可为(0°±5°、48°～60°、0°±5°)。另外，在此情况下，示出LSAW及瑞利波的TCF为正的基板的欧拉角优选为(0°±5°、90°～178°、0°±5°)以及(0°±5°、125°～160°、90°±5°)。
另外，在本发明的弹性波器件中，关于前述基板，欧拉角为(0°±5°、0°～16°、0°±5°)、(0°±5°、42°～64°、0°±5°)、(0°±5°、138°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～30°、90°±5°)、(0°±5°、130°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～28°、30°～60°)、(0°±5°、42°～70°、30°～60°)、(0°±5°、132°～180°、30°～60°)，前述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，欧拉角也可为(0°±5°、75°～165°、0°±5°)、更优选地可为(0°±5°、90°～160°、0°±5°)。在此情况下，基板的欧拉角更加优选为(0°±5°、43°～61°、0°±5°)、(0°±5°、147°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～15°、90°±5°)、(0°±5°、134°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～23°、30°～60°)、(0°±5°、43°～67°、30°～60°)、(0°±5°、137°～180°、30°～60°)。
另外，在本发明的弹性波器件中，关于前述基板，欧拉角为(0°±5°、32°～118°、0°±5°)、(0°±5°、0°～30°、90°±5°)、(0°±5°、173°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～142°、30°～60°)，前述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，欧拉角也可为(0°±5°、35°～70°、0°±5°)，更优选地为(0°±5°、45°～63°、0°±5°)。在此情况下，基板的欧拉角更加优选为(0°±5°、40°～102°、0°±5°)、(0°±5°、0°～17°、90°±5°)、(0°±5°、175°～180°、90°±5°)、(0°±5°、13°～130°、30°～60°)。
另外，在本发明的弹性波器件中，所利用的弹性表面波可为基本模式，也可为高阶模式。在利用高阶模式的情况下，压电薄膜优选具有弹性表面波的波长的0.35倍～9.3倍的厚度。另外，在基板与压电薄膜之间具有短路电极的情况下，压电薄膜优选具有弹性表面波的波长的0.5倍～9倍的厚度。在这些情况下能够获得高的阻抗比。
在此，欧拉角(φ、θ、ψ)为右手系，代表基板、压电薄膜的切切割表面和弹性表面波的传播方向。即，相对于构成基板的晶体、LT或LN的晶轴X、Y、Z，将Z轴作为旋转轴，使X轴逆时针旋转φ，获得X’轴。接着，将该X’轴作为旋转轴，使Z轴逆时针旋转θ，获得Z’轴。此时，将Z’轴作为法线，将包含X’轴的面作为基板、压电薄膜的切割表面。另外，将Z’轴作为旋转轴并使X’轴逆时针旋转ψ的方向作为弹性表面波的传播方向。另外，将通过这些旋转而Y轴移动所获得的与X’轴及Z’轴垂直的轴设为Y’轴。
通过如此定义欧拉角，例如，40°旋转Y板X方向传播用欧拉角表示为(0°、130°、0°)，40°旋转Y板90°X方向传播用欧拉角表示为(0°、130°、90°)。
另外，在本发明的弹性波器件中，关于基板及压电薄膜，不仅是上述欧拉角，还可以具有在晶体学上等价的欧拉角。在该情况下，也能够获得更加良好的TCF以及更高的Q及阻抗比的特性。另外，在用所期望的欧拉角切出基板、压电薄膜时，对于欧拉角的各分量，可能产生最大±0.5°左右的误差。关于IDT的形状，相对于传播方向ψ，可能产生±3°左右的误差。关于弹性波的特性，在(φ、θ、ψ)的欧拉角之中，关于φ、ψ，因±5°左右的偏差导致的特性差异几乎没有。
发明效果
根据本发明，能够提供一种TCF良好且能够提高谐振器的Q、阻抗比的弹性波器件。
附图说明
以下，在无特别说明的情况下，将由厚度0.08波长的铝电极形成的叉指状电极记载为Al-IDT。
图1是示出具有(a)由Al-IDT/压电基板形成的以往的弹性波器件、(b)本发明的实施方式的弹性波器件、(c)本发明的实施方式的弹性波器件的接合膜的变形例的立体图。
图2是示出以往的弹性波谐振器的(a)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT基板、(b)Al-IDT/(0°、132°、0°)LT基板的阻抗(Z)的频率特性的图表(图中，Z最小和最大的频率分别称为谐振频率(fr)、反谐振频率(fa)，阻抗分别称为Zr、Za，并且带宽用(fa-fa)/fr表示，阻抗比用20×LOG(Za/Zr)表示)。
图3是示出具有(a)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、130°、90°)水晶基板、(b)Al-IDT/(0°、120°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、130°、0°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的阻抗(Z)的频率特性的图表。
图4是示出具有(a)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、130°、30°)水晶基板、(b)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、130°、60°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的阻抗(Z)的频率特性的图表。
图5是示出(0°、130°、ψ)水晶基板(quartz，石英)中的瑞利波(Rayleigh)及LSAW的声速(Phase velocity，相速度)对传播方向(Propagation direction)ψ依赖性的图表。
图6是示出具有(a)Al-IDT/(0°、132°、0°)LT薄膜/(110)Si基板、(b)Al-IDT/(0°、132°、0°)LT薄膜/c-蓝宝石基板的结构的弹性波谐振器的阻抗(Z)的频率特性的图表。
图7是示出在(0°、θ、0°)水晶基板(quartz，石英)中的(a)瑞利波(Rayleigh)与LSAW的声速(Phase velocity，相速度)、(b)瑞利波与LSAW的TCF、(c)LSAW的纵波的位移成分U1、SH成分U2、SV(shear vertical，垂直剪切)成分U3在基板表面处的位移比率的θ依赖性的图表。
图8是示出在(0°、θ、90°)水晶基板(quartz，石英)中的(a)瑞利波(Rayleigh)与LSAW的声速(Phase velocity，相速度)、(b)瑞利波与LSAW的TCF、(c)LSAW的纵波的位移成分U1、SH成分U2、SV成分U3在基板表面处的位移比率的θ依赖性的图表。
图9是示出(φ、θ、ψ)水晶基板(quartz，石英)中的以各种各样的φ及θ的声速(Phase velocity，相速度)的ψ依赖性的图表。
图10是示出在(0°、θ、0°)LT基板中的(a)瑞利波(Rayleigh)与LSAW的声速(Phasevelocity，相速度)(图中，实线(vf)及虚线(vm)分别为LT基板表面在电气性地开路的情况下及短路的情况下的声速)、(b)瑞利波(Rayleigh)与LSAW的机电耦合系数(couplingfactor)、(c)LSAW的TCF的θ依赖性的图表。
图11是示出具有Al-IDT/(0°、θ、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、115°～145°、0°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的(a)带宽(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的θ依赖性的图表(各图表中的θ为水晶基板的θ)。
图12是示出具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、θ、0°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的(a)Al厚度为0.08波长、(b)Al厚度为0.2波长时的阻抗比(Impedance ratio)的θ依赖性的图表(在谐振/反谐振频率之间，实线示出无波纹的特性，虚线示出有波纹的特性)。
图13是示出具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、130°、0°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的Al厚度为0.08波长时及0.2波长时的(a)带宽(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚依赖性的图表。
图14示出具有Al-IDT/(0°、θ、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、100°～175°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的(a)带宽(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的θ依赖性的图表(各图表中的θ为水晶基板的θ)。
图15是示出具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(0°、θ、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的(a)LT厚度为0.15波长且Al厚度为0.08波长、(b)LT厚度为0.15波长且Al厚度为0.1波长以及LT厚度为1.25波长及2波长且Al厚度为0.2波长时的阻抗比(Impedanceratio)的θ依赖性的图表(在谐振/反谐振频率之间，实线示出无波纹的特性，虚线示出有波纹的特性)，以及(c)示出在(b)中水晶基板的θ＝125.25°时的阻抗(Z)的频率特性的图表。
图16是示出具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(0°、128°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的Al厚度为0.08波长及0.2波长时的(a)带宽(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚依赖性的图表。
图17是示出具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、45°、0°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的(a)阻抗(Z)的频率特性、(b)Al厚度为0.12波长及0.2波长时的阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚依赖性的图表。
图18是示出具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(20°、120°、115°)水晶基板及Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(0°、130°、0°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚依赖性的图表。
图19是示出在(a)(0°、θLT、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、θ石英、0°)水晶基板、(b)(0°、θLT、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、θ石英、90°)水晶基板、(c)(0°、θLT、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、θ石英、30°～60°)水晶基板中的θLT＝80°、125°、148°时的TCF的θ石英依赖性的图表。
图20是示出(a)在(0°、θ、0°)LN基板的表面为电气性地开路(Vf)及短路(Vm)时的瑞利波(Rayleigh)和LSAW的声速(Phase velocity，相速度)、(b)瑞利波(Rayleigh)和LSAW的机电耦合系数(coupling factor)、(c)瑞利波(Rayleigh)和LSAW的TCF的θ依赖性的图表。
图21是示出具有Al-IDT/(0°、131°、0°)LN薄膜(厚度0.15波长)/(0°、115°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的阻抗(Z)的频率特性的图表。
图22的(a)是示出具有Al-IDT/(0°、θ、0°)LN薄膜(厚度0.15波长)/(0°、130°、0°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的针对LSAW及瑞利波的阻抗比(Impedance ratio)的θ依赖性的图表，(b)是示出具有Al-IDT/(0°、131°、0°)LN薄膜(厚度0.15波长)/(0°、θ、0°)水晶基板的结构的弹性波谐振器在Al厚度为0.08波长及0.2波长时的针对LSAW的阻抗比(Impedance ratio)的θ依赖性以及具有Al-IDT/(0°、55°、0°)LN薄膜(厚度0.15波长)/(0°、θ、0°)水晶基板的结构的弹性波谐振器在Al厚度为0.08波长时的针对瑞利波的阻抗比(Impedance ratio)的θ依赖性的图表(在谐振/反谐振频率之间，实线示出无波纹的特性，虚线示出有波纹的特性)。
图23是具有Al-IDT/(0°、131°、0°)LN薄膜/(0°、130°、0°)水晶基板的结构的弹性波谐振器在Al厚度为0.08波长及0.2波长时的(a)带宽(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedanceratio)的LN的膜厚依赖性的图表。
图24的(a)是示出具有Al-IDT/(0°、θ、0°)LN薄膜(厚度0.15波长)/(0°、130°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的针对LSAW及瑞利波的阻抗比(Impedance ratio)的θ依赖性的图表，(b)是示出具有Al-IDT/(0°、131°、0°)LN薄膜(厚度0.15波长)/(0°、θ、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器在Al厚度为0.08波长及0.2波长时的针对LSAW的阻抗比(Impedance ratio)以及具有Al-IDT/(0°、38°、0°)LN薄膜(厚度0.15波长)/(0°、θ、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器在Al厚度为0.08波长时的针对瑞利波的阻抗比(Impedanceratio)的θ依赖性的图表(在谐振/反谐振频率之间中，实线示出无波纹的特性，虚线示出有波纹的特性)。
图25是示出具有Al-IDT/(0°、131°、0°)LN薄膜/(0°、115°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器在Al厚度为0.08波长及0.2波长时的(a)带宽(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedance ratio)的LN的膜厚依赖性的图表。
图26是示出在(a)(0°、θLN、0°)LN薄膜(厚度0.15波长)/(0°、θ石英、0°)水晶基板、(b)(0°、θLN、0°)LN薄膜(厚度0.15波长)/(0°、θ石英、90°)水晶基板、(c)(0°、θLN、0°)LN薄膜(厚度0.15波长)/(0°、θ石英、30°～60°)水晶基板中的θLT＝38°、85°、154°时的TCF的θ石英依赖性的图表。
图27是示出具有Al-IDT/(90°、90°、ψ)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、132.75°、90°)水晶基板的结构以及Al-IDT/(90°、90°、ψ)LN薄膜(厚度0.15波长)/(0°、132.75°、90°)水晶基板的结构的纵波型的泄漏弹性表面波谐振器的阻抗比(Impedance ratio)的ψ依赖性的图表。
图28是示出具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/熔融石英基板的结构的弹性波谐振器的阻抗(Z)的频率特性的图表。
图29是示出具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/各种基板的结构的弹性波谐振器的阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚依赖性的图表。
图30是示出具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/SiO2膜/高声速基板以及Al-IDT/(0°、131°、0°)LN薄膜/SiO2膜/高声速基板的结构的弹性波谐振器的LSAW的阻抗比的SiO2膜的膜厚依赖性的图表。
图31是示出具有各种IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、132.75°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的(a)带宽(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedanceratio)的各种各样的材质的叉指状电极的厚度(Electrode thickness，电极厚度)依赖性的图表。
图32是示出具有各种IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、132.75°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的(a)带宽(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedanceratio)的各种各样的材质的叉指状电极的金属化比(Metalization ratio)依赖性的图表(金属化比＝2×电极宽度/波长)。
图33是具有(a)IDT/压电薄膜/基板的结构、(b)IDT/压电薄膜/短路电极/基板的结构、(c)压电薄膜/IDT/基板(上图：IDT嵌入于基板侧；下图：IDT嵌入于压电薄膜侧)、(d)短路电极/压电薄膜/IDT/基板(上图：IDT嵌入于基板侧；下图：IDT嵌入于压电薄膜侧)的结构的弹性波器件的主视图。
图34是示出具有(0°、110°、0°)LT薄膜、及(0°、132.75°、90°)水晶基板的在图33的(a)～(d)中示出的各结构的弹性波谐振器的(a)带宽(Bandwidth)、(b)阻抗比(Impedanceratio)的LT的膜厚依赖性的图表。
图35是示出具有(0°、110°、0°)LT薄膜以及(0°、132.75°、90°)水晶基板、且Al-IDT的一部分或全部嵌入于LT薄膜中的结构以及Al-IDT未嵌入于LT薄膜中的结构的弹性波谐振器的阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚依赖性的图表。
图36是示出具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/接合膜/(0°、132.75°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的(a)声速(Phase velocity，相速度)、(b)带宽(Bandwidth)、(c)阻抗比(Impedance ratio)的接合膜(Boundary film，边界膜)的膜厚依赖性的图表。
图37是示出具有(a)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/SiO2/SixNy/(0°、132.75°、90°)水晶基板、(b)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/SixNy/SiO2/(0°、132.75°、90°)水晶基板、(c)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/ZnO/SiO2/(0°、132.75°、90°)水晶基板、(d)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/Ta2O5/SiO2/(0°、132.75°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的阻抗比(Impedanceratio)的SiO2的膜厚依赖性的图表。
图38是示出具有(a)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/SiO2/SixNy/接合膜的第3层/(0°、132.75°、90°)水晶基板、(b)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/SixNy/SiO2/接合膜的第3层/(0°、132.75°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器在接合膜的第3层由各种各样的材料形成时的阻抗比(Impedance ratio)的接合膜的第3层(Third layer film，第3层膜)的膜厚依赖性的图表。
图39是示出具有Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、132.75°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的阻抗(Z)的频率特性的图表。
图40是示出具有各种IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)/(0°、132.75°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器在高阶模式下的阻抗比(Impedance ratio)的各种各样的材质的叉指状电极的厚度(Electrode thickness，电极厚度)依赖性的图表。
图41是示出具有Au-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(0°、132.75°、90°)水晶基板以及Au-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/短路电极/(0°、132.75°、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器的阻抗比(Impedance ratio)的LT的膜厚依赖性的图表。
图42是示出具有(a)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(0°、θ、0°)水晶基板、(b)Al-IDT/(0°、110°、0°)LT薄膜/(0°、θ、90°)水晶基板的结构的弹性波谐振器以LT的各种膜厚在高阶模式(1-th)下的阻抗比(Impedance ratio)的θ依赖性的图表。
图43是示出本发明的实施方式的弹性波器件的制造方法的侧视图。
具体实施方式
以下，基于附图来说明本发明的实施方式。
图1至图43示出本发明的实施方式的弹性波器件。
如图1的(b)所示，本发明的实施方式的弹性波器件10具有基板11、设置于该基板11之上的压电薄膜12以及设置于该压电薄膜12之上的叉指状电极(IDT)13。
基板11包含70质量％以上的SiO2。基板11例如由水晶、派热克斯(パイレツクスPyrex)(注册商标)玻璃、熔融石英、硼硅酸盐玻璃、合成石英、石英玻璃等形成。压电薄膜12由LiTaO3晶体(LT)或LiNbO3晶体(LN)形成。另外，在弹性波谐振器的情况下，具有反射器14，该反射器14被设置为夹持叉指状电极13并由许多条电极指形成。
叉指状电极(IDT)13由1组形成，且分别具有母线条以及在相对于母线条的长度方向在垂直方向上延伸并连接于母线条的多个电极指21。关于各IDT13，以相互交错的方式(以啮合的方式)配置多个电极指21。关于各IDT电极，各电极指21的间距大体上是固定的。在电极指21为m条的情况下，将(m-1)/2＝N称为对数量。如果将紧挨着的电极指21(中央)间的长度设为I，则2I＝λ为1个周期，相当于由弹性波器件所激发的弹性波的波长。
各反射器14被设置为沿着弹性表面波的传播方向、在与叉指状电极13之间隔开间隔并从两侧夹持叉指状电极13。各反射器14具有1组母线条以及在各母线条间架设且延伸的多个电极指。关于各反射器14，各电极指的间距是与叉指状电极13的各电极指的间距大致相同的间距，是固定的。
另外，为了比较，在图1的(a)中示出以往的弹性波器件50。如图1的(a)中所示，以往的弹性波器件50具有在由LT或LN形成的压电基板51之上形成叉指状电极(IDT)52的结构。另外，具有夹持叉指状电极52的每1组反射器53。
另外，以下，只用(φ、θ、ψ)来表示欧拉角(φ、θ、ψ)。另外，用相对于使用的弹性波器件的波长λ的倍数来表示压电薄膜12、叉指状电极13、叉指状电极52的厚度。另外，作为基板11，只要没有特别规定，就使用水晶基板11。另外，以下示出的基板11、压电薄膜12的欧拉角也可以是在晶体学上等价的欧拉角。
[LT、LN、水晶的各基板等的特性的具体示例]
在图2的(a)和(b)中，关于在图1的(a)中示出的以往的弹性波器件50中、在由(0°、110°、0°)的LT基板形成的压电基板51以及由(0°、132°、0°)的LT基板形成的压电基板51之上分别形成厚度为0.08波长的Al的叉指状电极52而制作的SAW谐振器，分别示出所获得的阻抗(Z)的频率特性。
如图2的(a)所示，在(0°、110°、0°)LT基板的情况下，在谐振频率fr与反谐振频率fa之间存在大的波纹，fr与fa之间的带宽BW[＝(fa-fr)/fr]为5.2％，谐振阻抗与反谐振阻抗的比(Z比)为53dB。另外，如图2的(b)所示，(0°、132°、0°)LT基板的情况下，fr与fa之间的波纹被改善，BW为3.8％，阻抗的比为63dB。
在图3的(a)和(b)中，关于在图1的(b)中示出的弹性波器件10中、在组合了LT的压电薄膜12与水晶基板11的(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、130°、90°)水晶基板11以及(0°、120°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、130°、0°)水晶基板11之上分别形成厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的情况，分别示出所获得的阻抗(Z)的频率特性。
如图3的(a)所示，在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、130°、90°)水晶基板11的情况下，尽管LT的欧拉角与图2的(a)相同，但是波纹消失，BW为6.1％，变宽约20％，阻抗比为77.5dB，变大24.5dB，被大幅度地改良。该阻抗比的增加相当于Q在10倍或以上。另外，如图3的(b)所示，在(0°、120°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、130°、0°)水晶基板11的情况下，BW为5.5％，阻抗比为77.0dB，与图2的(b)相比，BW变宽，阻抗比也大幅度地改良了15dB。这些阻抗比的增加相当于Q在的10倍或以上。根据该结果，通过使用水晶基板11，与LT基板单体的情况相比，能够获得非常优秀的陡峭性及***损耗的特性。另外，耦合系数也能够变大，尽管差别很小。
另外，在(0°、130°、90°)水晶基板11、(0°、130°、0°)水晶基板11中，激发了LSAW与瑞利波(参照图5、图7及图8)，但是图3的特性为使用LSAW。确认了使用瑞利波时的SAW完全没有响应或只有小的响应。
在图4的(a)和(b)中，关于在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、130°、30°)水晶基板11及(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、130°、60°)水晶基板11之上分别形成厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的情况，分别示出所获得的阻抗(Z)的频率特性。图4的(a)和(b)均在带宽内产生大的波纹，未获得良好的特性。但是，在水晶的ψ为85°、95°、-5°、5°时，获得与图3的(a)和(b)相同的特性。如此，存在由于Al厚度和欧拉角而产生大的波纹的情况，因此Al厚度与欧拉角的选择是重要的。
在图5中示出在(0°、130°、ψ)水晶基板11中瑞利波及LSAW的声速要求对传播方向ψ依赖性的情况。如图5所示，ψ＝0°、90°的水晶基板11的LSAW声速为约5,000m/s这样的高声速，但是ψ＝30°、60°时的LSAW声速为约3,800m/s这样的低声速。另外，在相对于传播方向ψ的声速V的切线δV/δψ为0时，成为PFA(功率流角度)＝0。在图5的瑞利波中，在ψ＝0°、35°、90°时，在泄漏弹性表面波中，在ψ＝0°、42°、90°附近，成为PFA＝0。
如图3至图5所示，相对于所使用的LT薄膜12的LSAW声速为4100m/s，在使用LSAW声速为3,800m/s的低声速的(0°、130°、30°)及(0°、130°、60°)的水晶基板11的情况下，在Al厚度为0.08波长时，未获得良好的特性，而在使用LSAW声速为5,000m/s左右的高声速的(0°、130°、0°)及(0°、130°、90°)的水晶基板11的情况下，获得了良好的特性。另外，如图2及图3所示，在(0°、110°、0°)LT基板和(0°、132°、0°)LT基板中，虽然前一个具有大的泄漏成分，但是特性改善效果很大。根据这些结果，认为作为特性提升的主要原因，通过结合比LT薄膜12更高LSAW声速的水晶基板11，由此LT薄膜12的LSAW的泄漏成分变为零。
在图6的(a)和(b)中，关于在具有高声速(110)的面(001)方向传播Si基板和c-蓝宝石基板上分别接合(0°、132°、0°)LT薄膜(厚度0.15波长)并在其上分别形成厚度为0.08波长的Al的叉指状电极的SAW谐振器，分别示出所获得的阻抗(Z)的频率特性。如图6的(a)所示，在使用Si基板的情况下，BW为4.4％，阻抗比为69dB。另外，如图6的(b)所示，在使用蓝宝石基板的情况下，BW为5.7％，阻抗比为68dB。
在图6的(a)和(b)中示出的特性与图2的(b)的LT基板单体的SAW谐振器的特性相比，BW宽，阻抗比要好5dB到6dB，但是在图3中示出的LT薄膜12/水晶基板11具有更加良好的特性。水晶、LT、LN等压电基板除了瑞利波之外还激发LSAW，但是Si基板、蓝宝石基板没有压电性能，因此SAW模式中仅激发瑞利波。因此认为，相比于使用Si基板、蓝宝石基板，使用了水晶基板11的情况获得良好的特性的原因是，相对于所使用的水晶基板11使用与LT薄膜12相同的LSAW，在Si基板、蓝宝石基板中，与LT薄膜相比体波的横波声速变大，并且使用了与所使用的LT薄膜的LSAW不同的瑞利波。
根据以上的结果，对于所使用的LT、LN等压电薄膜12，将接近于体波的横波的声速且相比于该声速以SH成分为主要成分的高声速的基板作为基础基板并接合于其上，能够获得良好的特性。压电薄膜12与基板之间的LSAW的声速差，优选为尽可能大，例如优选为300m/s以上，进一步优选为600m/s以上。
在图7的(a)和(b)中，分别示出(0°、θ、0°)水晶基板11的瑞利波和LSAW的声速及TCF的θ依赖性。另外，在图7的(c)中示出LSAW的纵波的位移成分U1、SH成分U2、SV成分U3在基板表面的位移的比率。如图7的(a)所示，获得在θ＝70°～165°时4,500m/s以上、在θ＝90°～150°时4,800m/s在θ＝100°～140°时5,000m/s以上的高声速。另外，如图7的(b)所示，在瑞利波中，在θ＝0°～132°时TCF为正；在LSAW中，在θ＝0°～18°、43°～66°、132°～180°时TCF为正。在LSAW中与具有负的TCF的LT及LN的组合中，优选具有在该瑞利波、LSAW中TCF为正的欧拉角的水晶基板11，能够获得接近于零ppm/℃的良好的TCF。更加优选地，通过与具有+5ppm/℃以上的TCF且瑞利波的θ＝0°～130°、LSAW的θ＝0°～16°、44°～65°、135°～180°的水晶基板11进行组合，能够获得更加良好的TCF。另外，如图7的(c)所示，可知在LSAW声速大的θ＝70°～165°时，SH成分(U2成分)增多50％以上。
在图8的(a)和(b)中，分别示出(0°、θ、90°)水晶基板11的瑞利波和LSAW的声速及TCF的θ依赖性。另外，在图8的(c)中示出LSAW的纵波的位移成分U1、SH成分U2、SV成分U3在基板表面的位移的比率。如图8的(a)所示，获得在θ＝90°～150°时4,500m/s以上、在θ＝103°～143°时4,800m/s以上、在θ＝110°～135°时5,000m/s以上的高声速。另外，如图8的(b)所示，在瑞利波中，在θ＝0°～42°、170°～180°时TCF变为正；在LSAW中，在θ＝0°～41°、123°～180°时TCF变为正。在LSAW中与具有负的TCF的LT及LN的组合中，优选具有在瑞利波、LSAW中TCF为正的欧拉角的水晶基板11，能够获得接近于零ppm/℃的良好的TCF。更加优选地，通过与具有+5ppm/℃以上的TCF且在瑞利波中θ＝0°～39°、172°～180°、在LSAW中θ＝0°～39°、126°～180°的水晶基板11进行组合，能够获得更加良好的TCF。另外，如图8的(c)所示，可知在LSAW声速大的θ＝85°～165°时，SH成分(U2成分)增多65％以上。
图9中示出各种欧拉角的水晶基板11的声速。在图9所示出的欧拉角的水晶基板11中，在ψ＝0°～20°、70°～120°、160°～180°时获得4,500m/s以上的高声速。另外，虽然未图示，但在(1°～39°、100°～150°、0°～20°)、(1°～39°、100°～150°、70°～120°)、(1°～39°、100°～150°、160°～180°)时获得高声速的LSAW。
在弹性波器件中，为了使LSAW不斜向传播，优选使用功率流角度接近于零的方向(LSAW的传播方向的切线为零的传播方向)的基板。在图9所示的欧拉角的水晶基板11中，功率流角度接近于零的方向为(0°±5°、θ、35°±8°)、(10°±5°、θ、42°±8°)、(20°±5°、θ、50°±8°)、(0°±5°、θ、0°±5°)、(10°±5°、θ、0°±5°)、(20°±5°、θ、0°±5°)、(0°±5°、θ、90°±5°)、(10°±5°、θ、90°±5°)、(20°±5°、θ、90°±5°)，优选使用这些欧拉角的基板。
[具有LT薄膜/水晶基板的结构的弹性波器件的具体实施例]
在图10的(a)和(b)中示出(0°、θ、0°)LT基板的瑞利波与LSAW的声速及机电耦合系数(耦合系数：coupling factor)的θ依赖性。另外，在图10的(c)中示出(0°、θ、0°)LT基板的LSAW的TCF的θ依赖性。如图10的(a)和(b)所示，在LT基板中，通常使用泄漏成分小、耦合系数为4％以上、且θ＝120°～146°的LSAW。此时的声速Vm(使基板表面电气性地短路时的声速)为4,000～4,100m/s。但是，滤波器的带宽依赖于所使用的基板的耦合系数，因此需要选择满足所期望的带宽的耦合系数。根据本发明的实施方式的弹性波器件10，如果在LT之下使用相同程度或者高声速的基板，则泄漏成分变小，因此使用耦合系数大的θ＝65°～148°，并使用与此时声速3,700～4,100m/s相同程度或者比其更高声速的水晶基板11，由此能够获得良好的特性。
另外，如图10的(c)所示，关于LT基板的LSAW的TCF，任一个均为负，为-30～-70ppm/℃。在LT基板单体中使用的θ＝120°～146°的LSAW的TCF为约-33ppm/℃，但是通过与具有瑞利波、LSAW的正的TCF的水晶基板11即图7所示的瑞利波的(0°、0°～130°、0°)、LSAW的(0°、132°～180°、0°)的水晶基板11或者图8所示的瑞利波的(0°、0°～39°、90°)、(0°、172°～180°)、LSAW的(0°、0°～41°、90°)、(0°、123°～180°、90°)的水晶基板11进行组合，能够获得LT基板单体的TCF的1/3以下的良好的TCF。
在图11的(a)和(b)中，关于在(0°、θ、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、115°～145°、0°)水晶基板11之上形成了厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，示出分别获得的谐振器的带宽及阻抗比对LT的θ依赖性。另外，图11的(a)和(b)的图表中的θ为水晶基板11的θ。如图11的(a)所示，在LT的θ＝82°～148°时，获得3.5％的频带。另外，如图11的(b)所示，获得在LT的θ＝85°～148°时70dB以上、在LT的θ＝90°～140°时73dB以上、在LT的θ＝95°～135°时75dB以上的阻抗比。
在图12的(a)中示出Al厚度0.08波长时，在图12的(b)中示出Al厚度0.2波长时，关于在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、θ、0°)水晶基板11之上形成了Al的叉指状电极13的弹性波器件10，所获得的弹性波谐振器的阻抗比的水晶的θ依赖性。在图12的(a)中，实线示出在谐振器的fr～fa间的带宽内无波纹的特性，虚线示出有波纹的特性。在水晶的(0°、115°～145°、0°)处获得了良好的阻抗比，但是除此之外，发现了波纹。但是，在图12的(b)中，几乎未发现波纹，任何方位角均获得了大的阻抗。如此，根据Al电极厚度，阻抗比的θ依赖性不同。另外，虽然未图示，但是在Al电极厚度为0.08波长以上时，获得了与Al电极厚度为0.2波长接近的特性。在Al电极为0.08波长时，根据图7的(b)，如果考虑水晶的LSAW为正的TCF的范围，则水晶基板11优选为(0°、132°～145°、0°)，更加优选为(0°、135°～145°、0°)。在此情况下，通过将具有负的TCF的LT薄膜12与具有正的TCF的水晶基板1l组合，能够大幅度地改善弹性波器件10的TCF。特别地，在水晶基板11为(0°、135°～145°、0°)时，能够获得更加良好的TCF。
在图13的(a)和(b)中，关于在(0°、l10°、0°)LT薄膜12/(0°、130°、0°)水晶基板11之上形成了厚度0.08波长及0.2波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，分别示出获得的弹性波谐振器的带宽及阻抗比对LT的膜厚依赖性。如图13的(a)所示，在LT的膜厚为0.02波长～2波长时获得3％以上的带宽。另外，如图13的(b)所示，在Al厚度为0.08波长时，获得在LT的膜厚为0.01波长～0.6波长时70dB以上、在0.02波长～0.4波长时73dB以上在0.03波长～0.3波长时75dB的阻抗比。另一方面，在Al厚度为0.2波长时，获得在LT厚度2波长以下时70dB的阻抗比，在0.02波长～0.043波长时73dB以上、在0.03波长～0.33波长时75dB的阻抗比。另外，在Al厚度为0.1波长～0.3波长时，也示出与Al厚度为2波长时大致相同的值。
在图14的(a)和(b)中，关于在(0°、θ、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、100°～175°、90°)水晶基板11之上形成了厚度0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，分别示出所获得的弹性波谐振器的带宽及阻抗比的LT的θ依赖性。另外，图14的(a)和(b)的图表中的θ为水晶基板11的θ。如图14的(a)所示，除开水晶基板11的θ＝165°、175°的情况，则在LT的θ＝75°～155°时获得3.5％的带宽。另外，如图14的(b)所示，获得在LT的θ＝80°～152°时70dB以上、在θ＝90°～140°时73dB以上、在θ＝95°～135°时75dB以上、在LT的θ＝103°～125°时大致77dB以上的阻抗比。
在图15的(a)中，关于在(0°、120°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、θ、90°)水晶基板11之上形成了厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，示出所获得的弹性波谐振器的阻抗比的水晶基板11的θ依赖性。图中，实线示出在谐振器的带宽内无波纹的特性，虚线示出有波纹的特性。另一方面，在图15的(b)中示出LT厚度为0.15波长时Al厚度为0.1波长以及LT厚度为1.25波长及2波长时Al厚度为0.2波长的阻抗比与欧拉角θ的关系。
在Al厚度为0.08波长的图15的(a)中，在水晶的(0°、100°～165°、90°)时获得良好的阻抗比。根据图8的(b)，可知在Al厚度为0.08波长附近，水晶的瑞利波、LSAW为正的TCF的水晶基板11的欧拉角优选为(0°、123°～165°、90°±5°)，更加优选成为+5ppm/℃以上的TCF的水晶的欧拉角(0°、126°～165°、90°±5°)，进一步优选成为+7ppm/℃以上的TCF的(0°、127°～165°、90°±5°)。在此情况下，通过将具有负的TCF的LT薄膜12与具有正的TCF的水晶基板11组合，能够大幅度地改善弹性波器件10的TCF。特别地，在水晶基板11为(0°、127°～165°、90°±5°)时，获得更加良好的TCF。
在图15的(c)中，示出Al厚度为0.1波长时的(0°、120°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、125.25°、90°)水晶基板11的频率特性。在该水晶的方位角中，通过特定的Al厚度在带宽内产生波纹，因此图15的(b)的阻抗比比其他方位角更小。特别地，与(0°、126°、0°)LT薄膜12组合时容易产生大的波纹，因此优选避免(0°、126°、0°)LT薄膜12与(0°、125.25°、90°)水晶基板11的组合。
在图16的(a)和(b)中，关于在(0°、110°、0°)LT薄膜12/(0°、128°、90°)水晶基板11之上形成了厚度为0.08波长及0.2波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，分别示出所获得的弹性波谐振器的带宽及阻抗比的LT的膜厚依赖性。如图16的(a)所示，获得与图13的(a)大致相同的特性，在LT的膜厚为0.04波长以上2波长以下时获得3％以上的频带。另外，如图16的(b)所示，获得与图13的(b)大致相同的特性，在Al厚度为0.08波长时，获得在LT的膜厚为0.01波长～0.6波长时70dB以上、在0.02波长～0.4波长时73dB以上、在0.03波长～0.3波长时75dB的阻抗比。另一方面，在Al厚度为0.2波长时，获得在LT厚为2波长处以下时70dB的阻抗比，获得在0.02波长～0.043波长时73dB以上、在0.03波长～0.33波长时75dB以上的阻抗比。另外，在Al厚度为0.1波长以下时，示出与0.08波长相同程度的值，在Al厚度为0.1波长～0.3波长时，示出与Al厚度为0.2波长时大致相同的值。
在图17的(a)及(b)中，关于在(0°、110°、0°)LT薄膜12/(0°、45°、0°)水晶基板11之上形成了厚度为0.12波长及0.2波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，分别示出LT薄膜12的厚度为0.15波长时的阻抗(Z)的频率特性及阻抗比的LT的膜厚依赖性。在此，关于所使用的(0°、45°、0°)水晶基板11，瑞利波的TCF为正的25ppm/℃，瑞利波的声速为3270m/s，LSAW的声速为3950m/s。如图17的(a)所示，频率低至3GHz，但是获得了75dB的良好的阻抗比。另外，如图17的(b)所示，在LT的膜厚为0.43波长以下时，获得70dB以上的阻抗比。如此，通过使Al电极稍稍变厚，即使通过LSAW声速慢的基板也获得了良好的特性。
在图18中，关于在(0°、110°、0°)LT薄膜12/(20°、120°、115°)水晶基板11以及(0°、110°、0°)LT薄膜12/(0°、130°、0°)水晶基板11之上形成了厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，示出阻抗比的LT的膜厚依赖性。在此，所使用的(20°、120°、115°)水晶基板11具有激发声速5000m/s左右的高声速的S波(fast shear wave，快速剪切波)的方位角，(0°、130°、0°)水晶基板11具有激发高声速的LSAW的方位角。如图18所示，相对于在(0°、130°、0°)水晶基板11的情况下仅在LT厚度为0.8波长以下时获得70dB以上的阻抗比，在高声速的S波的(20°、120°、115°)水晶基板11的情况下，在LT厚度为10波长时也能够获得72dB的阻抗比，并且虽然未图示，但是在LT厚度为20波长时也能够获得70dB。例如在这样的高声速S波的欧拉角中具有(20°±5°、120°±10°、115°±10°)、(0°±5°、90°±5°、0°±10°)、(0°±5°、90°、75°±10°)、(0°±5°、0°、0°±10°)、(0°±5°、0°、60°±10°)。
在图19的(a)～(c)中，分别示出(0°、θLT、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、θ石英、0°)水晶基板11、(0°、θLT、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、θ石英、90°)水晶基板11、(0°、θLT、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、θ石英、30°～60°)水晶基板11中的TCF的θ石英依赖性。图19的(c)的水晶基板11的30°～60°为传播方向，相应于水晶基板11的θ，PFA＝0的传播方向逐渐地变化，但是PFA＝0的传播方向总是在30°～60°的范围内。关于LT薄膜12，在最佳方位角为(0°、80°～148°、0°)中，示出了指示在图10的(c)中示出的TCF的绝对值的大致最大值的(0°、125°、0°)、指示最小值的(0°、80°、0°)及(0°、148°、0°)。如图19的(a)～(c)所示，能够通过LT薄膜12的TCF的一半实现实用的-20～+20ppm/℃的水晶基板11的方位角为(0°±5°、0°～23°、0°±5°)、(0°±5°、32°～69°、0°±5°)、(0°±5°、118°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～62°、90°±5°)、(0°±5°、118°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～72°、30°～60°)、(0°±5°、117°～180°、30°～60°)。能够实现更加良好的-10～+10ppm/℃的水晶基板11的方位角为(0°±5°、0°～12°、0°±5°)、(0°±5°、37°～66°、0°±5°)、(0°±5°、132°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～50°、90°±5°)、(0°±5°、126°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～17°、30°～60°)、(0°±5°、35°～67°、30°～60°)、(0°±5°、123°～180°、30°～60°)。
[具有LN薄膜/水晶基板的结构的弹性波器件的具体实施例]
在图20(a)和(b)中示出(0°、θ、0°)LN基板的瑞利波与LSAW的声速及机电耦合系数的θ依赖性。另外，在图20的(c)中示出(0°、θ、0°)LN基板的瑞利波与LSAW的TCF的θ依赖性。如图20的(a)及(b)所示，在LN基板中通常使用泄露成分小且耦合系数大且θ＝131°～154°的LSAW、耦合系数大且θ＝90°附近的LSAW、在基板表面上声速慢的电极，并使用使泄漏成分为零的拉夫波(ラブ波)等。所使用的LSAW的声速Vm为4,150～4,450m/s。
另外，如图20的(c)所示，LN基板的LSAW的TCF总是为负，LN基板单体中所使用的θ＝131°～154°、θ＝90°附近的LSAW的TCF为-73～-93ppm/℃，并不良好。
在图21中，关于将LSAW声速为4,250m/s的(0°、131°、0°)LN薄膜12(厚度0.15波长)与LSAW声速为5,040m/s的(0°、115°、90°)水晶基板11(参照图8的(a))组合并在LN薄膜12之上形成了厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波谐振器，示出所获得的阻抗(Z)的频率特性。如图21所示，阻抗比为79.3dB，与LN基板单体的以往的SAW特性相比变大了19dB。如此，使用LN，也能够与LT的情况同样地获得良好的特性。也就是说，使用耦合系数大的LN薄膜12，并使用与此时的LSAW声速相同程度或者比声速更高声速的水晶基板11，由此能够获得良好的特性。
在图22的(a)中，关于在(0°、θ、0°)LN薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、130°、0°)水晶基板11之上形成了厚度为0.08波长及0.2波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，示出针对LSAW及瑞利波所获得的弹性波谐振器的阻抗比的LN的θ依赖性。如图22的(a)所示，示出在LSAW的情况下Al厚0.08波长与0.2波长时的谐振器的阻抗比，在中央扩展的阻抗比70dB以上的实线示出无波纹的良好的特性，两侧的70dB以下的虚线示出有波纹的特性。在Al厚度为0.08波长时在LN的θ＝100°～160°处，在Al厚度为0.2波长时在LN的θ＝70°～165°处，获得大的阻抗比。在Al厚度为0.06波长至0.09波长时，示出与Al厚度为0.08波长相同的阻抗比。在Al厚度为0.09波长至0.22波长时，获得与0.2波长时相同的阻抗比。另一方面，在瑞利波的情况下，示出Al厚度为0.08波长时的谐振器的阻抗比，获得在LN的θ＝35°～70°时70dB以上、在θ＝45°～63°时75dB以上的大阻抗比。
在图22的(b)中，关于在(0°、131°、0°)LN薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、θ、0°)水晶基板11之上形成了厚度0.08波长及0.2波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，示出针对LSAW所获得的弹性波谐振器的阻抗比的水晶基板11的θ依赖性，并且关于在(0°、55°、0°)LN薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、θ、0°)水晶基板11之上形成了厚度0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，示出针对瑞利波所获得的弹性波谐振器的阻抗比的水晶基板11的θ依赖性。图中，示出在两侧分开的75dB以下的阻抗比的是在带宽内有波纹的特性，示出阻抗比75dB以上的值的是无波纹的良好的特性。如图22的(b)所示，在(0°、131°、0°)LN薄膜12的情况下，即使在Al厚度为0.08波长时，也能够在水晶的θ＝120°～145°时获得大阻抗比，但是在Al厚度为0.2波长时，能够在所有方位角获得大阻抗比。另外，在Al厚度为0.06波长至0.09波长时，示出与Al厚度为0.08波长相同的阻抗比。在Al厚度为0.09波长至0.22波长时，获得与0.2波长时相同的阻抗比。在Al厚度为0.08波长时，根据图7的(b)，水晶基板11的LSAW的TCF成为正的欧拉角为(0°、132°～180°、0°±5°)，成为+5ppm/℃的TCF的欧拉角为(0°、135°～180°、0°±5°)。在此情况下，通过将具有负的TCF的LN薄膜12与具有正的TCF的水晶基板11组合，能够大幅度地改善弹性波器件10的TCF。根据图7的(b)及图22的(b)的结果，如果考虑TCF与阻抗比，则水晶基板11的欧拉角优选为(0°、132°～145°、0°±5°)，更加优选(0°、135°～145°、0°±5°)。另一方面，如图22的(b)所示，关于(0°、55°、0°)LN薄膜12的情况，如用实线所示，在水晶基板11的欧拉角为(0°、90°～178°、0°±5°)处获得70dB的阻抗比。另外，虚线部分有波纹，示出阻抗比为70dB以下的特性。在该水晶基板11的方位角处，LSAW或者瑞利波中的任一个示出TCF为正。
在图23的(a)及(b)中，关于在(0°、131°、0°)LN薄膜12/(0°、130°、0°)水晶基板11之上形成了厚度为0.08波长及0.2波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，分别示出所获得的弹性波谐振器的带宽及阻抗比的LN的膜厚依赖性。如图23的(a)所示，在LN的膜厚为0.03波长～2波长时，获得7％以上的带宽。另外，如图23的(b)所示，在Al厚度为0.08波长时，获得在LN的膜厚为0.012波长～0.6波长时70dB以上、在0.02波长～0.5波长时73dB以上、在0.03波长～0.33波长时75dB的阻抗比。在Al厚度为0.2波长时，获得在LN的膜厚为0.012波长～2波长时70dB以上、在0.02波长～0.7波长时73dB以上、在0.03波长～0.4波长时75dB以上的阻抗比。
在图24的(a)中，关于在(0°、θ、0°)LN薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、130°、90°)水晶基板11之上形成了厚度为0.08波长及0.2波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，示出针对LSAW及瑞利波所获得的弹性波谐振器的阻抗比的LN的θ依赖性。如图24的(a)所示，在LSAW的情况下，示出Al厚0.08波长与0.2波长时的谐振器的阻抗比，阻抗比70dB以上的中央的实线示出带宽内无波纹的特性，两侧的70dB以下的虚线示出有波纹的特性。在Al厚度为0.08波长时通过LN的θ＝95°～155°、在Al厚为0.2波长时通过θ＝70°～170°，获得大的阻抗比。另外，在Al厚度为0.06波长至0.09波长时，示出与Al厚度为0.08波长相同的阻抗比。在Al厚度为0.09波长至0.22波长时，获得了与0.2波长时相同的阻抗比。另一方面，示出在瑞利波的情况下Al厚度为0.08波长时的谐振器的阻抗比，获得在LN的θ＝25°～51°时70dB以上、在θ＝29°～47°时75dB以上的阻抗比。
在图24的(b)中，示出关于在(0°、131°、0°)LN薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、θ、90°)水晶基板11之上形成了厚度0.08波长及0.2波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10针对LSAW所获得的弹性波谐振器的阻抗比、以及关于在(0°、38°、0°)LN薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、θ、90°)水晶基板11之上形成了厚度0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10针对瑞利波所获得的弹性波谐振器的阻抗比的水晶基板11的θ依赖性。如图24的(b)所示，在LSAW的情况下，阻抗比70dB以上的中央的实线示出带宽内无波纹的特性，两侧的70dB以下的虚线示出有波纹的特性。在Al厚度为0.08波长时通过水晶的θ＝90°～155°、在Al厚为0.2波长时在所有全方位角处，获得了大的阻抗比。另外，在Al厚度为0.06波长至0.09波长时，示出与Al厚度为0.08波长相同的阻抗比。在Al厚度为0.09波长至0.22波长时，获得与0.2波长时相同的阻抗比。另一方面，根据图8的(b)，关于水晶基板11，LSAW的TCF成为正的欧拉角为(0°、123°～180°、90°±5°)，成为+5ppm/℃的TCF的欧拉角为(0°、126°～180°、90°±5°)。在此情况下，通过将具有负的TCF的LN薄膜12与具有正的TCF的水晶基板11组合，能够大幅度地改善弹性波器件10的TCF。根据图8的(b)及图24的(b)的结果，如果考虑TCF与阻抗比，则水晶基板11的欧拉角优选为(0°、123°～155°、90°±5°)，更加优选为(0°、126°～155°、90°±5°)。进一步优选地，水晶的LSAW的TCF为+7ppm/℃以上的(0°、127°～155°、90°±5°)。另一方面，在瑞利波的情况下，获得在水晶基板11的欧拉角为(0°、80°～160°、90°±5°)时70dB、在(0°、115°～145°、90°±5°)时75dB的阻抗比。如果将LSAW、瑞利波是示出正TCF的方位角加入到考虑中，则水晶基板11的欧拉角优选为(0°、125°～160°、90°±5°)。
在图25的(a)及(b)中，关于在(0°、131°、0°)LN薄膜12/(0°、115°、90°)水晶基板11之上形成了厚度0.08为波长及0.2波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，分别示出所获得的弹性波谐振器的带宽及阻抗比的LN的膜厚依赖性。如图25的(a)所示，在LN的膜厚为0.012波长～2波长时，获得5％以上的带宽。另外，如图25的(b)所示，在Al厚度为0.08波长时，获得在LN的膜厚为0.01波长～0.5波长时70dB以上、在0.02波长～0.33波长时73dB以上、在0.06波长～0.3波长时75dB的阻抗比。另一方面，在Al厚为0.2波长时，获得在LN的膜厚为0.01波长～2波长时70dB以上、在0.02波长～0.43波长时73dB以上、在0.06波长～0.36波长时75dB以上的阻抗比。
在图26的(a)～(c)中，分别示出(0°、θLN、0°)LN薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、θ石英、0°)水晶基板11、(0°、θLN、0°)LN薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、θ石英、90°)水晶基板11、(0°、θLN、0°)LN薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、θ石英、30°～60°)水晶基板11中的TCF的θ石英依赖性。图26的(c)的水晶基板11的30°～60°为传播方向，相应于水晶基板11的θ，PFA＝0的传播方向逐渐变化，但是PFA＝0的传播方向总是在30°～60°的范围内。关于LN薄膜12，在最佳方位角(0°±5°、75～165°、0°±5°)之中，示出指示图20的(c)所示的LSAW的TCF绝对值的最小值的(0°、154°、0°)、指示最大值的(0°、85°、0°)以及瑞利波的最佳方位的(0°、38°、0°)。如图26的(a)～(c)所示，关于能够实现TCF的实用的-20～+20ppm/℃的水晶基板11的方位角，在LSAW中，为(0°±5°、0°～16°、0°±5°)、(0°±5°、42°～64°、0°±5°)、(0°±5°、138°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～30°、90°±5°)、(0°±5°、130°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～28°、30°～60°)、(0°±5°、42°～70°、30°～60°)、(0°±5°、132°～180°、30°～60°)。在瑞利波中，为(0°±5°、32°～118°、0°±5°)、(0°±5°、0°～30°、90°±5°)、(0°±5°、173°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～142°、30～60°)。关于能够实现更加良好的-10～+10ppm/℃的水晶基板11的方位角，在LSAW中，为(0°±5°、43°～61°、0°±5°)、(0°±5°、147°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～15°、90°±5°)、(0°±5°、134°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～23°、30°～60°)、(0°±5°、43°～67°、30°～60°)、(0°±5°、137°～180°、30°～60°)。在瑞利波中，为(0°±5°、40°～102°、0°±5°)、(0°±5°、0°～17°、90°±5°)、(0°±5°、175°～180°、90°±5°)、(0°±5°、13°～130°、30～60°)。
在图27中，关于在(90°、90°、ψ)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、132.75°、90°)水晶基板11以及(90°、90°、ψ)LN薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上形成了厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的纵波型的泄漏弹性表面波谐振器的弹性波器件10，示出阻抗比的LT的ψ依赖性。如图27所示，在LT薄膜12的情况下在ψ＝33°～55°、125°～155°时，在LN薄膜12的情况下在ψ＝38°～65°、118°～140°时，获得70dB以上的阻抗比。
[水晶以外的基板的讨论论]
作为基板11，关于水晶以外的材料进行了讨论论。在图28中，关于将熔融石英基板用作基板11、在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/熔融石英基板之上形成了厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，示出阻抗(Z)的频率特性。另外，在表格7中，示出熔融石英等在基板11等薄膜中使用的各种材料的常数。如表格7所示，关于所使用的熔融石英，SiO2为100质量％，体波的横波的声速为约3,757m/s。如图28所示，通过熔融石英基板，获得了76dB的良好的阻抗比。如表格7所示，SiO2膜与熔融石英是相同的常数，以SiO为成分的膜为SiOF、SiON等膜，在将SiO以外的成分设为Z时，在SiOxZy的化学式中，示出x相对于x+y为30％以上的膜。该膜能够获得与SiO2膜相同的特性。
表格7
在图29中，关于使用派热克斯玻璃、硼硅酸盐玻璃、合成石英、熔融石英、石英玻璃的基板作为基板11、分别在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/各种基板之上形成了厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，示出阻抗比的LT的膜厚依赖性。如图29所示，在SiO2的含有率高的熔融石英、合成石英、石英玻璃的基板中在LT的膜厚为0.52波长以下时、在SiO2的含有率为70～80质量％左右的派热克斯玻璃、硼硅酸盐玻璃的基板时在LT的膜厚为0.34波长以下时，获得了70dB以上的良好的阻抗比。另外，即使在使用LN薄膜来代替LT薄膜的情况下，也确认能够获得同样的特性。
在图30中，关于在(0°、110°、0°)LT薄膜12/SiO2膜/高声速基板以及(0°、131°、0°)LN薄膜12/SiO2膜/高声速基板之上形成了厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，示出LSAW的阻抗比的SiO2膜的膜厚依赖性。只有在表格7所示的蓝宝石、氧化铝(Al2O3)、SiC等横波声速为5,900m/s以上的高声速基板之上形成了LT薄膜和LN薄膜时，才如图6的(b)的c-蓝宝石基板的示例那样获得70dB以下的阻抗比。但是，如图30所示，通过在高声速基板与薄膜的边界中形成0.15波长的SiO2膜，获得在LT薄膜时73dB、在LN薄膜时78dB的大阻抗比。另外，在SiO2膜的膜厚为0.3波长以上时，获得在LT薄膜时75dB、在LN薄膜时79dB的大阻抗比。形成了厚的SiO2膜的基板反而不如意，因此不优选将SiO2膜设得过厚。因此，SiO2膜的膜厚优选为1波长以下，可能的话，优选为0.5波长以下。
[关于叉指状电极的讨论]
关于叉指状电极13的最佳厚度、金属化比进行了讨论。在图31的(a)及(b)中，关于在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上形成了各种各样的材质的叉指状电极13的弹性波器件10，分别示出所获得的弹性波谐振器的带宽及阻抗比的叉指状电极13的厚度依赖性。使用由Al、Cu、Mo及Pt形成之物作为叉指状电极13。另外，将叉指状电极13的金属化比设为0.5。
如图31的(a)所示，即使叉指状电极13为任一材质，在电极厚度为0.005～0.2波长时也能够获得4％以上的带宽。另外，如图31的(b)所示，在叉指状电极13由密度2,699kg/m3的Al形成的情况下，获得在电极厚度为0.005～0.32波长时70dB以上、在0.005～0.28波长时73dB以上、在0.005～0.25波长时75dB以上的阻抗比。另外，在叉指状电极13由密度8,930kg/m3的Cu形成的情况下，获得在电极厚度为0.005～0.20波长时70dB以上、在0.005～0.19波长时73dB以上、在0.005～0.18波长时75dB以上的阻抗比。
另外，在叉指状电极13由密度10,219kg/m3的Mo形成的情况下，获得在电极厚度为0.005～0.28波长时70dB以上、在0.005～0.27波长时73dB以上、在0.005～0.20波长时75dB以上的阻抗比。另外，在叉指状电极13由密度21,400kg/m3的Pt形成的情况下，获得在电极厚度为0.005～0.20波长时70dB以上、在0.005～0.13波长时73dB以上、在0.005～0.11波长时75dB以上的阻抗比。
如此，根据电极的种类，最佳的厚度不同，越是低密度的电极，能够获得大的阻抗比的最佳厚度的范围越宽。由此可以说，最佳厚度的范围依赖于电极的密度。在表格8中示出最佳厚度的范围与电极的密度间的关系。表格8中的“A”示出获得70dB以上的阻抗比的条件，“B”示出获得73dB以上的阻抗比的条件，“A”示出获得75dB以上的阻抗比的条件。在使用合金、多层电极膜的情况下，从电极厚度和理论性的电极密度求出平均密度，可以基于该平均密度，从表格8求出最佳的电极厚度。另外，确认了即使在压电薄膜12由LN形成的情况下表格8的关系也能够适用。
表格8
在图32的(a)及(b)中，关于在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上形成了各材质的叉指状电极13的弹性波器件10，分别示出所获得的弹性波谐振器的频带及阻抗比的电极的金属化比依赖性。各叉指状电极13分别设为从图31(b)求出的最佳膜厚。即，在叉指状电极13为Al时，电极厚度设为0.08波长，在Cu时设为0.045波长，在Mo时设为0.05波长，在Pt时设为0.03波长。
如图32的(a)所示，即使叉指状电极13为任一材质，虽然金属化比小于0.5，但是也能够获得最宽的频带。另外，如图32的(b)所示，根据电极的种类，阻抗比变高的金属化比即最佳金属化比也不同。在表格9中示出最佳金属化比与电极的密度间的关系。表格9中的“A”示出获得高阻抗比(大致75.5dB以上)的条件，“B”示出获得更高阻抗比(大致76.5dB以上)的条件，“C”示出获得最高的阻抗比(大致77.5dB以上)的条件。在使用合金、多层电极膜的情况下，从电极厚度和理论性的电极密度求出平均密度，基于该平均密度，可以从表格9求出最佳金属化比。另外，确认表格9的关系在压电薄膜12由LN形成的情况下也能够适用。
表格9
[水晶基板、压电薄膜、叉指状电极及短路电极的配置的变形例]
在图1的(b)中，作为弹性波器件10，示出IDT(叉指状电极)13/压电薄膜12/水晶基板11的结构，但是也可考虑包含短路电极31且如图33的(a)～(d)所示出的结构。另外，在图33中，示出压电薄膜12由LiTaO3晶体(LT)形成且基板11由水晶基板形成的示例。图33的(a)为由IDT13/压电薄膜12(LT)/基板11形成的结构，是与图1的(b)相同的结构。图33的(b)为IDT13/压电薄膜12(LT)/短路电极31/基板11。图33的(c)为压电薄膜12(LT)/IDT13/基板11，IDT13具有嵌入于基板11一侧的部分(上图)和嵌入于压电薄膜12一侧的部分(下图)。图33的(d)为短路电极31/压电薄膜12(LT)/IDT13/基板11，IDT13具有嵌入于基板11一侧的部分(上图)和嵌入于压电薄膜12一侧的部分(下图)。
在图34的(a)及(b)中，关于图33的(a)～(d)的4套结构的弹性波器件10，分别示出所获得的弹性波谐振器的带宽及阻抗比的LT的膜厚依赖性。在此，压电薄膜12为(0°、110°、0°)LT薄膜，水晶基板11为(0°、132.75°、90°)水晶基板，IDT13为厚度是0.08波长的Al电极。另外，短路电极31被设为薄的电极面覆盖水晶基板11、压电薄膜12的整个表面，因此其电极面全部被电气地短路。另外，短路电极31为未连接至IDT13的浮置电极。
如图34的(a)所示，即使LT的膜厚为任一膜厚，通过图33的(a)所示的IDT/LT/水晶的结构，也能够获得最宽的带宽。另外，如图34的(b)所示，通过图33的(a)所示的IDT/LT/水晶及图33的(b)所示的IDT/LT/短路电极/水晶的结构，能够获得大阻抗比。另外，所需的带宽根据用途不同，但是阻抗比对机械性Q带来大的影响，因此越大越好。因此，认为通过图33的(b)所示的结构，在与图33的(a)所示的结构相同的条件下，也能够获得同样的效果。
另外，如图35所示，关于弹性波器件10，IDT13的整体可以嵌入到压电薄膜12中，也可以设置为下部嵌入于压电薄膜12并且上部从压电薄膜12突出。在图35中，关于这2个结构及图33的(a)的结构的弹性波器件10，分别示出所获得的阻抗比的压电薄膜12的膜厚依赖性。在此，压电薄膜12为(0°、110°、0°)LT薄膜，水晶基板11为(0°、132.75°、90°)水晶基板，IDT13为厚度是0.08波长的Al电极。如图35所示，如果是LT的膜厚为0.5波长以下的任一结构，也能够获得非常近似的阻抗比。另外，如图35所示，在压电薄膜12中嵌入了IDT13的结构中，与未嵌入的结构相比，可认为声速快且对高频化有利。
[具有接合膜的变形例]
如图1的(c)所示，弹性波器件10也可以在水晶基板11与压电薄膜12之间具有绝缘性的接合膜32。接合膜32优选由吸音性小且硬的材质之物形成，例如由五氧化钽(Ta2O5)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO2)、多晶Si、氮化硅(SixNy：x，y为整数)等形成。
在图36的(a)～(c)中，关于在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/接合膜32/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上形成了厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，分别示出所获得的弹性波谐振器的声速、带宽及阻抗比的接合膜32的膜厚依赖性。使用五氧化钽(Ta2O5)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO2)、多晶Si及氮化硅(SixNy：x、y为整数)作为接合膜32。在表格7示出所使用的接合膜32的材料常数。另外，在表格7中，还示出虽然在讨论中未使用但能够用作接合膜32的材料的材料常数。
如图36的(a)～(c)所示，在接合膜32由体横波声速[(C44 E/密度)1/2]比水晶的声速慢得多的Ta2O5、ZnO形成的情况下，随着接合膜32的膜厚增加，SAW的声速急剧变小，带宽也急剧变窄，阻抗比也急剧变小。另外，在接合膜32由横波声速快的SixNy形成的情况下，随着接合膜32的膜厚增加，SAW的声速变大，带宽略有变窄，阻抗略微变小。另外，接合膜32由横波声速接近于水晶的声速的多晶Si、SiO2形成的情况下，随着接合膜32的膜厚增加，SAW的声速略微变化，带宽也略微变窄，但是关于阻抗比，直至接合膜32的厚度为3波长，也未发现大的变动。特别是在SiO2膜的情况下，具有正的TCF，因此对于TCF改善是有效的，在SiO2膜为0.1波长以上时，TCF改善了正5ppm/℃以上，在0.2波长以上时改善了正10ppm/℃以上。另外，水晶的方位角θ即使以±10°左右偏差，也能够获得相同的TCF。而且，如图36的(c)所示，在SiO2膜为1.2波长以下时，没有阻抗比的劣化。另外，如图36的(b)所示，在SiO2膜为0.3波长以下时，带宽不减小，即使是0.5波长也能够确保94％的带宽。另外，即使是以前述的SiO为主要成分的SiOxZy膜，也能够获得与SiO2相同的特性。
根据表格7及图36可知，接合膜32与其最佳厚度间的关系依赖于体横波声速。关于使用接合膜32时的弹性波器件10的特性，如图36的(c)所示，在接合膜32的厚度为0.34波长以下时，与体横波声速几乎没有关系，获得了大的阻抗比。但是，如果变为其以上的厚度，则接合膜32的最佳厚度很大地依赖于接合膜32的体横波声速。另外，在接合膜32的厚度为0.13波长以下时，获得了更大的阻抗比，在接合膜32的厚度为0.04波长以下时，获得了进一步大的阻抗比。
在表格10中示出接合膜32的横波声速与接合膜32的最佳膜厚间的关系。表格10中的“A”示出获得高阻抗比(大致70dB以上)的条件，“B”示出获得更高的阻抗比(大致73dB以上)的条件，“C”示出最高的阻抗比(大致75dB以上)的条件。另外，确认了即使在压电薄膜12由LN形成的情况下也能够适用表格10的关系。
表格10
[接合膜为多个的情况下的变形例]
对接合层32为2层的情况进行讨论。关于在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/接合膜32的第1层/接合膜32的第2层/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上形成了厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，求出谐振器的阻抗比的接合膜32的第1层及第2层的膜厚依赖性。此时，将表格10所示出的横波声速不同的4种材料分别设为Vs1、Vs2、Vs3、Vs4，并对于将这些中的2个作为接合膜32的第1层及第2层进行各种各样的组合而成之物进行求解。另外，以Ta2O5为Vs1、以ZnO为Vs2、以SiO2为Vs3、以SixNy为Vs4来进行讨论。
在讨论结果中，在图37的(a)～(d)中示出分别以Vs3膜及Vs4膜、Vs4膜及Vs3膜、Vs2膜及Vs3膜、Vs1膜及Vs3膜为接合膜32的第1层及第2层时的Vs3(SiO2)膜的膜厚依赖性的结果。各图中的数值示出接合膜32的膜之内与Vs3不同一方的膜的厚度(波长)。另外，表格11中示出从这些讨论结果所获得的、接合膜32的第1层及第2层的组合与最佳合计膜厚间的关系。表格11中的“A”示出获得高阻抗比(大致70B以上)的条件，“B”示出获得更高阻抗比(大致73dB以上)的条件，“C”示出获得最高阻抗比(大致75dB以上)的条件。关于示出良好的阻抗比的条件，接合膜32的第1层满足表格10的条件即可，第1层及第2层的合计膜厚满足表格11的条件即可。另外，如图37的(a)～(d)所示，在第2层为SiO2膜的情况下，通过选择第1层的层的种类、厚度，在SiO2膜为1.5波长以下时，能够获得75dB以上的阻抗比。
表格11
2层的情况
接着，对于接合层32为3层的情况进行讨论。关于在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/接合膜32的第1层/接合膜32的第2层/接合膜32的第3层/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上形成了厚度为0.08波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，求解谐振器的阻抗比的接合膜32的第3层的膜厚依赖性。此时，将表格10所示的横波声速不同的4种材料分别设为Vs1、Vs2、Vs3、Vs4,对于将这些中的3个作为接合膜32的第1层、第2层及第3层进行各种各样的组合而成之物进行求解。另外，以Ta2O5为Vs1、以ZnO为Vs2、以SiO2为Vs3，、以SixNy，为Vs4进行讨论。
在讨论结果中，在图38的(a)中示出将接合膜32的第1层设为Vs3(厚度0.1波长)，将第2层设为Vs4(厚度0.1波长)，将第3层设为Vs1、Vs2、Vs3或Vs4时的结果。如图38的(a)所示，在第3层为Vs1(Ta2O5)膜或Vs2(ZnO)膜时，获得在膜厚1波长时70dB以上的阻抗比，在第3层为Vs3(SiO2)膜或Vs4(SixNy)膜时，获得在膜厚5波长时75dB左右的阻抗比。
另外，在讨论结果中，在图38的(b)示出了将接合膜32的第1层设为Vs4(厚度0.01波长)，将第2层设为Vs3(厚度0.1波长)，将第3层设为Vs1、Vs2、Vs3或Vs4时的结果。如图38的(b)所示出，在第3层为Vs1(Ta2O5)膜或Vs2(ZnO)膜时，获得在膜厚1波长以下时70dB以上的阻抗比，在第3层为Vs3(SiO2)膜或Vs4(SixNy)膜时，获得在膜厚5波长以下时73dB左右的阻抗比。
另外，在表格12中示出了根据这些讨论结果所获得的、接合膜32的第1层～第3层的组合与最佳合计膜厚间的关系。表格12中的“A”示出了获得高阻抗比(大致70dB以上)的条件，“B”示出了获得更高阻抗比(大致73dB以上)的条件。关于示出良好的阻抗比的条件，接合膜32的第1层满足表格10的条件即可，第1层～第3层的合计膜厚可满足表格12的条件即可。另外，即使在接合膜32为4层以上的情况下，第1层也需要满足表格10。
另外，用于求出声速等的材料的常数使用公开发表的常数。另外，在薄膜为2个以上的膜的混合膜的情况下，设为各个膜的算术平均数即可。
另外，如图38的(a)及(b)所示，在第1层或第2层为SiO2膜的情况下，通过选择SiO2膜以外的层的种类、厚度，能够获得在SiO2膜为1.5波长以下时75dB以上的阻抗比。
表格12
3层的情况
[对于利用弹性表面波的高阶模式的情况的讨论]
对于在弹性波器件10中利用弹性表面波的高阶模式的情况进行了讨论。在图39中，对于在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上形成了厚度为0.6波长的Al的叉指状电极13的弹性波器件10，示出阻抗(Z)的频率特性。如图39所示，对1.25GHz确认了基本模式(0-th)，对3.6GHz确认了高阶模式(1-th)。
在图40中，对于由各种材料形成的叉指状电极13，示出了高阶模式下的弹性波器件10的阻抗比与电极厚度间的关系。在此，作为弹性波器件10，使用在(0°、110°、0°)LT薄膜12(厚度0.15波长)/(0°、132.75°、90°)水晶基板11之上形成了厚度0.6波长的各种叉指状电极13之物。如图40所示，可知根据电极的种类，最佳厚度不同，越低密度的电极，能够获得大的阻抗比的最佳厚度的范围越宽，最佳厚度越大。表格13示出了最佳厚度的范围与电极间的密度的关系。表格13是叉指状电极13的金属化比为0.5时的情况。
表格13
密度范围(kg/m<sup>3</sup>) 相关的电极示例 合适的电极厚度
2000～5000 Al、Ti 0.17～0.8
5001～9500 Cu、Ni 0.08～0.44
9501～15000 Mo、Ag 0.08～0.43
15000～22000 Au、Pt 0.06～0.4
在将合金、多层电极膜用作叉指状电极13的情况下，从电极厚度和理论性的电极密度来求出平均密度，可基于该平均密度，从表13求出最佳电极厚度。另外，表格13是金属化比为0.5的情况，因此考虑到金属化比，例如在金属化比为0.25的情况下，电极的厚度为0.5/0.25＝2，因此可以考虑表格13的2倍的厚度。
对于利用弹性表面波的高阶模式的情况下的压电薄膜12的厚度进行了讨论。在图41中，对于图33的(a)所示出的IDT13/压电薄膜12/水晶基板11的结构以及图33的(b)所示出的IDT13/压电薄膜12/短路电极31/水晶基板11的结构的弹性波器件10，分别示出所获得的阻抗比的压电薄膜12的膜厚依赖性。在此，压电薄膜12为(0°、110°、0°)LT薄膜，水晶基板11为(0°、132.75°、90°)水晶基板，IDT13为厚度是0.2波长的Au电极。如图41所示，在不具有短路电极31的图33的(a)的结构中、在LT的膜厚为0.35～9.3波长时，在具有短路电极31的图33的(b)的结构中、在LT的膜厚为0.5～9波长时，获得70dB以上的阻抗比。另外，也确认了在使用LN薄膜代替LT薄膜的情况下也能够获得同样的特性。
在图42的(a)及(b)中，对于分别在(0°、110°、0°)LT薄膜12/(0°、θ、0°)水晶基板11以及(0°、110°、0°)LT薄膜12/(0°、θ、90°)水晶基板11之上形成了Au的叉指状电极13的弹性波器件10，示出了所获得的弹性波谐振器的高阶模式(1-th)的阻抗比的水晶基板l1的θ依赖性。在此，将LT的厚度设为0.5波长(λ)、1波长、2波长、4波长这4种。另外，将叉指状电极13的厚度设为0.2波长。
如图42的(a)及(b)所示，在LT的膜厚为0.5～4波长时，在大致全部的θ的范围内，获得大致70dB以上的阻抗比。这可被认为是因为与基本模式时同样地，即使LT的膜厚是厚的，但叉指状电极13的Au的厚度还是0.2波长这样比较厚的厚度。
[本发明的实施方式的弹性波器件的制造方法]
如图43所示出，弹性波器件10如以下那样制造。首先，制备由LT或LN形成的压电基板12A(参照图43的(a))，在水晶基板11之上，接合该压电基板12a(参照图43的(b)的左图)。另外，在压电基板12A与水晶基板11之间形成短路电极31、接合膜32的情况下，在水晶基板11之上接合短路电极31、接合膜32之后，在其上接合压电基板12a(参照图43的(b)的右图)。各基板、膜可使用粘合剂来接合，但也可以通过等离子等来对接合面进行活化处理并接合，即通过所谓的直接接合进行接合。
接合后，对压电基板12a进行抛光并成为薄膜状(压电薄膜12)(参照图43的(c))。在该压电薄膜12的表面上，形成由Al等形成的电极膜，在其上涂布光刻胶之后，进行图案化(曝光、显影)并进行蚀刻，通过除去光刻胶，形成叉指状电极13及反射器14(参照图43的(d))。然后，通过去除不需要的部分，能够制造弹性波器件10(参照图43的(e))。另外，在图43(c)～(e)中示出了图43的(b)的左图的情况，但是在图43的(b)的右图的情况下，能够制造在水晶基板11与压电薄膜12之间具有短路电极31、接合膜32的弹性波器件10。
附图标记
10 弹性波器件
11 基板(水晶基板)
12 压电薄膜(LT薄膜、LN薄膜)
12a 压电基板
13 叉指状电极(IDT)
21 电极指
14 反射器
31 短路电极
32 接合膜
50 以往的弹性波器件
51 压电基板
52 叉指状电极(IDT)
53 反射器

Claims (49)

1.一种利用弹性表面波的弹性波器件，其特征在于，所述弹性波器件包括：
基板，包含70质量％以上的二氧化硅(SiO2)；
压电薄膜，由LiTaO3晶体或LiNbO3晶体形成，设置于所述基板之上；以及
叉指状电极，被设置为与所述压电薄膜相接触。
2.根据权利要求1所述的弹性波器件，其特征在于，所述基板与所述压电薄膜之间具有短路电极和/或绝缘性的接合膜。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波器件，其特征在于，被构成为在所述基板中传播的所述弹性表面波的声速与在所述压电薄膜中传播的所述弹性表面波的声速相比更快。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述叉指状电极被设置为在所述压电薄膜之上，至少下部嵌入于所述压电薄膜中和/或至少上部从所述压电薄膜突出。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述基板由水晶基板形成。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的弹性波器件，关于所述基板，体波的横波声速为3,400至4,800m/s。
7.根据权利要求1至4以及6中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
所述基板由各向同性的基板形成，
关于所述压电薄膜，厚度为0.001mm以上且低于0.01mm。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述基板由水晶基板形成，且传播的所述弹性表面波的声速为4,500m/s以上。
9.根据权利要求1至7中的任一项所述的弹性波器件，所述基板由水晶基板形成，且传播的所述弹性表面波的声速为4,800m/s以上。
10.根据权利要求1至7中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述基板由水晶基板形成，且传播的所述弹性表面波的声速为5,000m/s以上。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述基板由水晶基板形成，且传播的所述弹性表面波是以SH成分为主要成分的泄漏弹性波或者是声速为4,500m/s以上的S波。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，关于所述基板，传播的所述弹性表面波的声速为4,500m/s以上，欧拉角为(0°±5°、70°～165°、0°±5°)、(0°±5°、95°～155°、90°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角。
13.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，关于所述基板，欧拉角为(0°±5°、0°～125°、0°±5°)、(0°±5°、0°～36°、90°±5°)、(0°±5°、172°～180°、90°±5°)、(0°±5°、120°～140°、30°～49°)、(0°±5°、25°～105°、0°±5°)、(0°±5°、0°～45°、15°～35°)、(0°±5°、10°～20°、60°～70°)、(0°±5°、90°～180°、30°～45°)、(0°±5°、0°±5°、85°～95°)、(90°±5°、90°±5°、25°～31°)、(0°±5°、90°±5°、-3°～3°)或者与这些在晶体学上等价的欧拉角。
14.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，关于所述基板，欧拉角为(20°±5°、120°±10°、115°±10°)、(0°±5°、90°±5°、0°±10°)、(0°±5°、90°±5°、75°±10°)、(0°±5°、0°±5°、0°±10°)、(0°±5°、0°±5°、60°±10°)或者与这些在晶体学上等价的欧拉角。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述压电薄膜由LiTaO3晶体形成，且欧拉角为(90°±5°、90°±5°、33°～55°)、(90°±5°、90°±5°、125°～155°)或者与这些在晶体学上等价的欧拉角。
16.根据权利要求1至14中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，且欧拉角为(90°±5°、90°±5°、38°～65°)、(90°±5°、90°±5°、118°～140°)或者与这些在晶体学上等价的欧拉角。
17.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
关于所述基板，欧拉角为(0°±5°、0°～132°、0°±5°)、(0°±5°、0°～18°、0°±5°)、(0°±5°、42°～65°、0°±5°)、(0°±5°、126°～180°、0°±5°)或者与其在晶体学上等价的欧拉角，
所述压电薄膜由LiTaO3晶体形成，且欧拉角为(0°±5°、82°～148°、0°±5°)或者与其在晶体学上等价的欧拉角。
18.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
关于所述基板，欧拉角为(0°±5°、0°～42°、90°±5°)(0°±5°、170°～190°、90°±5°)、(0°±5°、0°～45°、90°±5°)、(0°±5°、123°～180°、90°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角，
所述压电薄膜由LiTaO3晶体形成，且欧拉角为(0°±5°、80°～148°、0°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角。
19.根据权利要求18所述的弹性波器件，其特征在于，关于所述基板，欧拉角为(0°±5°、126°～180°、90°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角。
20.根据权利要求18或19所述的弹性波器件，其特征在于，关于所述压电薄膜，欧拉角为(0°±5°、103°～125°、0°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角。
21.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
关于所述基板，欧拉角为(1°～39°、100°～150°、0°～20°或70°～120°或160°～180°)或与其在晶体学上等价的欧拉角，
所述压电薄膜由LiTaO3晶体形成，且欧拉角为(0°±5°、80°～148°、0°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角。
22.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
关于所述基板，欧拉角为(0°±5°、0°～23°、0°±5°)、(0°±5°、32°～69°、0°±5°)、(0°±5°、118°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～62°、90°±5°)、(0°±5°、118°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～72°、30°～60°)、(0°±5°、117°～180°、30°～60°)或与其在晶体学上等价的欧拉角，
所述压电薄膜由LiTaO3晶体形成，且欧拉角为(0°±5°、80°～148°、0°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角。
23.根据权利要求17至22中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述压电薄膜具有所述弹性表面波的波长的0.001倍～2倍的厚度。
24.根据权利要求17至22中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述压电薄膜具有所述弹性表面波的波长的0.01倍～0.6倍的厚度。
25.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
关于所述基板，欧拉角为(0°±5°、0°～132°、0°±5°)、(0°±5°、0°～18°、0°±5°)、(0°±5°、42°～65°、0°±5°)、(0°±5°、126°～180°、0°±5°)或与其晶体学上等价的欧拉角，
所述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，且欧拉角为(0°±5°、75°～165°、0°±5°)或与其晶体学上等价的欧拉角。
26.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
关于所述基板，欧拉角为(0°±5°、0°～42°、90°±5°)、(0°±5°、90°～155°、90°±5°)、(0°±5°、0°～45°、90°±5°)、(0°±5°、123°～180°、90°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角，
所述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，且欧拉角为(0°±5°、70°～170°、0°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角。
27.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
关于所述基板，欧拉角为(1°～39°、100°～150°、0°～20°或70°～120°或160°～180°)或与其在晶体学上等价的欧拉角，
所述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，且欧拉角为(0°±5°、95°～160°、0°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角。
28.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
关于所述基板，欧拉角为(0°±5°、90°～178°、0°±5°)、(0°±5°、80°～160°、90°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角，
所述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，且欧拉角为(0°±5°、35°～70°、0°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角。
29.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
关于所述基板，欧拉角为(0°±5°、0°～16°、0°±5°)、(0°±5°、42°～64°、0°±5°)、(0°±5°、138°～180°、0°±5°)、(0°±5°、0°～30°、90°±5°)、(0°±5°、130°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～28°、30°～60°)、(0°±5°、42°～70°、30°～60°)、(0°±5°、132°～180°、30°～60°)或与其在晶体学上等价的欧拉角，
所述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，且欧拉角为(0°±5°、75°～165°、0°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角。
30.根据权利要求1至11中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
关于所述基板，欧拉角为(0°±5°、32°～118°、0°±5°)、(0°±5°、0°～30°、90°±5°)、(0°±5°、173°～180°、90°±5°)、(0°±5°、0°～142°、30°～60°)或与其在晶体学上等价的欧拉角，
所述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，且欧拉角为(0°±5°、35°～70°、0°±5°)或与其在晶体学上等价的欧拉角。
31.根据权利要求25、27、28、29或30所述的弹性波器件，其特征在于，所述压电薄膜具有所述弹性表面波的波长的0.001倍～2倍的厚度。
32.根据权利要求25、27、28、29或30所述的弹性波器件，其特征在于，所述压电薄膜具有所述弹性表面波的波长的0.012倍～0.6倍的厚度。
33.根据权利要求26、27、28、29或30所述的弹性波器件，其特征在于，所述压电薄膜具有所述弹性表面波的波长的0.01倍～0.5倍的厚度。
34.根据权利要求1至33中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
在所述基板与所述压电薄膜之间具有含30％以上的SiO2或SiO的含Si膜，
关于所述基板，体波的横波声速为5,900m/s以上，
所述含Si膜具有所述弹性表面波的波长的0.15倍～1倍的厚度。
35.根据权利要求1至33中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
在所述基板与所述压电薄膜之间具有含30％以上的SiO2或SiO的含Si膜.
关于所述基板，体波的横波声速为5,900m/s以上，
所述含Si膜具有所述弹性表面波的波长的0.3倍～0.5倍的厚度。
36.根据权利要求1至35中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
表格1
密度范围(kg/m<sup>3</sup>) 电极的厚度[波长：λ] 2000～5000 0.005～0.32 5001～9500 0.005～0.20 9501～15000 0.005～0.28 15001～220000 0.005～0.20
所述叉指状电极具有与其密度相对应并在表格1中示出的厚度。
37.根据权利要求1～36的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
表格2
密度范围(kg/m<sup>3</sup>) 电极的金属化比 2000～5000 0.15～0.63 5001～9500 0.15～0.63 9501～15000 0.15～0.71 15001～220000 0.15～0.65
所述叉指状电极具有与其密度相对应并在表格2中示出的金属化比。
38.根据权利要求1至37中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
在所述基板与所述压电薄膜之间具有绝缘性的接合膜，
关于所述接合膜，厚度为0.34波长以下。
39.根据权利要求1至37中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
在所述基板与所述压电薄膜之间具有绝缘性的接合膜，
表格3
所述接合膜由1层或多层形成，且最靠所述压电薄膜侧的层具有与其体横波声速相对应并在表格3中示出的厚度。
40.根据权利要求39所述的弹性波器件，其特征在于，
表格4
所述接合膜由2层形成，相应于各层的体横波声速，靠所述压电薄膜侧的层具有在表格3中示出的厚度，各层的合计膜厚具有在表格4中示出的厚度。
41.根据权利要求39所述的弹性波器件，其特征在于，
表格5
所述接合膜由3层形成，相应于各层的体横波声速，最靠所述压电薄膜侧的层具有在表格3中示出的厚度，各层的合计膜厚具有在表格5中示出的厚度。
42.根据权利要求38至41中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述接合膜中最靠所述压电薄膜侧的层或到所述压电薄膜第二近的层由含30％以上的SiO2或SiO的膜形成，且具有所述弹性表面波的波长的0.001倍～1.2倍的厚度。
43.根据权利要求38至41中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述接合膜中最靠所述压电薄膜侧的层或到所述压电薄膜第二近的层由含30％以上的SiO2或SiO的膜形成，且具有所述弹性表面波的波长的0.001倍～0.3倍的厚度。
44.根据权利要求39所述的弹性波器件，其特征在于，所述接合膜由4层以上形成，最靠所述压电薄膜侧的层具有与其体横波声速相对应且在表格3中示出的厚度。
45.根据权利要求1至44中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
所述弹性表面波由高阶模式形成，
表格6
密度范围(kg/m<sup>3</sup>) 电极厚度[波长] 2000～5000 0.17～0.8 5001～9500 0.08～0.44 9501～15000 0.08～0.43 15000～22000 0.06～0.4
所述叉指状电极具有与其密度相对应且在表格6中示出的厚度。
46.根据权利要求1至45中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
所述弹性表面波由高阶模式形成，
所述压电薄膜具有所述弹性表面波的波长的0.35倍～9.3倍的厚度。
47.根据权利要求1至46中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述弹性表面波为泄漏弹性表面波。
48.根据权利要求1至16中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，所述弹性表面波为纵波型的泄漏弹性表面波。
49.根据权利要求1至15以及权利要求25至46中的任一项所述的弹性波器件，其特征在于，
所述压电薄膜由LiNbO3晶体形成，
所述弹性表面波为瑞利波。
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