CN112823473B - 弹性波装置 - Google Patents

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Abstract

弹性波装置(1)利用纵波型弹性波，具备：压电体层(10)，具有相互对置的第1主面以及第2主面；IDT电极(110)，直接或间接地形成在上述第1主面上；以及高声速构件(20)，直接或间接地形成在上述第2主面上，包含4H‑型或6H‑型的晶体多型碳化硅。

Description

弹性波装置
技术领域
本发明涉及具有IDT(InterDigital Transducer，叉指换能器)电极的弹性波装置。
背景技术
在移动通信设备的高频前端部，使用了具有小型化、低损耗、以及高选择性的特征的声表面波滤波器。构成声表面波滤波器的声表面波元件具有在压电体层的表面形成了IDT电极的结构，在电信号和弹性波信号之间进行相互变换。在声表面波元件中，作为声表面波而利用了各种各样的激励模式。
在专利文献1中，规定了与相对于压电体层表面在垂直面内振动的SV波相比使在水平面内振动的SH波的激励占优势的压电体层的欧拉角的范围。由此，通过增大SH波的机电耦合系数，且减小SV波的机电耦合系数，从而能够构成以SH波为主模并排除了SV波杂散的、宽带且衰减特性良好的弹性波滤波器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/086639号
发明内容
发明要解决的课题
移动通信***正在从3G、4G向5G发展，使用频带则向3GHz以上的频带被高频化。为了使弹性波元件高频化，可列举(1)减小由IDT电极的间距规定的IDT波长、以及(2)使声速变快，但是若减小IDT波长，则会产生IDT电极加工精度有极限以及IDT电极的高电阻化这样的问题。由此，对于弹性波元件的高频化，高声速化变得重要。
在包含压电体层的基板内，存在“慢横波”、“快横波”、“纵波”这三种体积波(体波(bulk wave))，但横波的分量占优势的漏声表面波(LSAW)的相位速度位于“慢横波”和“快横波”的中间。在专利文献1中，通过将漏声表面波(LSAW)封闭在高声速层，从而实现了宽带且衰减特性良好的弹性波滤波器。相对于此，纵波型漏声表面波(LLSAW)的相位速度位于“快横波”和“纵波”的中间，较快。因而，作为弹性波元件的高频化，可列举利用纵波型漏声表面波(LLSAW)。
然而，纵波型漏声表面波(LLSAW)是一边向包含压电体层的基板泄漏一边传播的模式，因此存在Q值劣化这样的问题。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，通过利用纵波型的弹性波，即，通过将纵波型漏声表面波(LLSAW)有效率地封闭到压电体层以及IDT电极，从而提供一种Q值优异的弹性波装置。
用于解决课题的技术方案
为了达到上述目的，本发明的一个方式涉及的弹性波装置是利用纵波型弹性波的弹性波装置，具备：压电体层，具有相互对置的第1主面以及第2主面；IDT电极，直接或间接地形成在所述第1主面上；以及高声速构件，直接或间接地形成在所述第2主面上，包含4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅。
发明效果
根据本发明，利用纵波型漏声表面波(LLSAW)，能够提供一种Q值优异的弹性波装置。
附图说明
图1是实施方式涉及的弹性波装置的剖视图。
图2A是示出Si、3C-SiC、以及4H(6H)-SiC的倒速度面的曲线图。
图2B是说明六方晶中的晶面取向的图。
图3A是实施方式的变形例1涉及的弹性波装置的剖视图。
图3B是实施方式的变形例2涉及的弹性波装置的剖视图。
图4A是示出LN压电体层/高声速构件的层叠构造中的IDT电极(A1)膜厚和声速的关系的曲线图。
图4B是示出LN压电体层/高声速构件的层叠构造中的IDT电极(Cu)膜厚和声速的关系的曲线图。
图5A是示出c面4H-SiC高声速构件中的传播角和声速的关系的曲线图。
图5B是示出c面4H-SiC高声速构件中的倒速度面的曲线图。
图6A是示出a面4H-SiC高声速构件中的传播角和声速的关系的曲线图。
图6B是示出a面4H-SiC高声速构件中的倒速度面的曲线图。
图7A是示出m面4H-SiC高声速构件中的传播角和声速的关系的曲线图。
图7B是示出m面4H-SiC高声速构件中的倒速度面的曲线图。
图8A是示出r面4H-SiC高声速构件中的传播角和声速的关系的曲线图。
图8B是示出r面4H-SiC高声速构件中的倒速度面的曲线图。
图9A是对实施例以及比较例1涉及的LT压电体层/SiC构件的层叠构造中的阻抗特性进行了比较的曲线图。
图9B是对实施例以及比较例1涉及的LT压电体层/SiC构件的层叠构造中的电导特性进行了比较的曲线图。
图10是对变形例2以及比较例2涉及的LN压电体层/中间层/高声速构件的层叠构造中的阻抗特性进行了比较的曲线图。
图11A是示出使LN压电体层/高声速构件的层叠构造中的压电体层膜厚变化时的阻抗特性的变化的曲线图。
图11B是示出LN压电体层/高声速构件的层叠构造中的压电体层膜厚和杂散产生频率的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，使用实施方式以及附图对本发明的实施方式进行详细地说明。另外，以下说明的实施方式均示出总括性或具体的例子。在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接方式等是一个例子，其主旨并不在于限定本发明。关于以下的实施方式中的构成要素之中未记载于独立权利要求的构成要素，作为任意的构成要素而进行说明。此外，附图所示的构成要素的大小或大小之比未必严谨。
(实施方式)
[1-1.弹性波装置的结构]
图1是实施方式涉及的弹性波装置1的剖视图。如该图所示，弹性波装置1具备压电体层10、IDT(InterDigital Transducer，叉指换能器)电极110、以及高声速构件20。
压电体层10是具有相互对置的第1主面以及第2主面并包含压电材料的薄膜或薄板。构成压电体层10的材料例如可在LiNbO3、LiTaO3、ZnO、A1N、以及石英等之中考虑弹性波装置1所要求的谐振Q值以及机电耦合系数等而适当地进行选择。
IDT电极110是形成在压电体层10的第1主面的电极，例如，包含从Al、Cu、Pt、Au、Ti、Ni、Cr、Ag、W、Mo、以及Ta等选择的金属、或包括它们中的两种以上的金属的合金或层叠体。在俯视了压电体层10的情况下，IDT电极110具有相互对置的一对梳形电极。一对梳形电极各自包含相互平行的多个电极指和对该多个电极指进行连接的汇流条电极。一方的梳形电极具有的多个电极指和另一方的梳形电极具有的多个电极指配置为沿着与主模弹性波传播方向正交的方向相互彼此交替***。在此，一方的梳形电极具有的多个电极指间距定义为IDT波长λ。换言之，构成一对梳形电极的多个电极指的相邻的电极指的间距的2倍定义为IDT波长。另外，在上述俯视下，也可以在主模弹性波传播方向上与IDT电极110相邻地配置有反射器。
高声速构件20是形成在压电体层10的第2主面上并包含4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅的支承基板。
具有上述结构的弹性波装置1是利用纵波型弹性波的弹性波装置，例如，是能够激励漏声表面波(LSAW：Leaky Surface Acoustic Wave)之中纵波分量比横波分量占优势的纵波型漏声表面波(LLSAW：Longitudinal-type Leaky SAW)的弹性波装置。换言之，弹性波装置1是能够利用纵波型漏声表面波(LLSAW)作为主模弹性波的弹性波装置。
移动通信***正在从3G、4G向5G发展，使用频带则向3GHz以上的频带被高频化。为了使弹性波装置高频化，可列举(1)减小由IDT电极的间距规定的IDT波长、以及(2)使声速变快，但是若减小IDT波长，则会产生IDT电极加工精度有极限以及IDT电极的高电阻化这样的问题。由此，对于弹性波装置的高频化，高声速化变得重要。
在包含压电体层的基板内，存在“慢横波”、“快横波”、“纵波”这三种体积波(体波)，但横波的分量占优势的漏声表面波(LSAW)的相位速度位于“慢横波”和“快横波”的中间。相对于此，纵波型漏声表面波(LLSAW)的相位速度位于“快横波”和“纵波”的中间，较快。因而，作为弹性波装置的高频化，可列举利用纵波型漏声表面波(LLSAW)。
另一方面，在具有压电体层和支承基板的层叠构造的声谐振器中，在支承基板的体波声速比压电体层的体波声速快的情况下，由IDT电极激励的模式不与支承基板的体波耦合，该模式的声能变得集中分布于压电体层以及IDT电极。此时，纵波型漏声表面波(LLSAW)已经不再泄漏，成为被导波(guided)的纵波型的弹性波。
像上述的那样，纵波型漏声表面波(LLSAW)与漏声表面波(LSAW)相比声速非常高，容易与压电体层的横波(例如，SV体波以及SH体波)耦合。为了将该纵波型漏声表面波(LLSAW)效率良好地封闭在压电体层以及IDT电极，高声速构件的横波体波声速最好比纵波型漏声表面波(LLSAW)的声速快。
然而，一般来说，纵波型漏声表面波(LLSAW)与在薄的压电体层和高声速支承基板的层叠构造中使用的硅等的高声速构件的横波体波的声速相比为高声速(6000m/s以上)，因此难以将纵波型漏声表面波(LLSAW)封闭在压电体层内，难以确保充分的Q值。
相对于此，根据本实施方式的上述结构，作为支承基板的高声速构件20包含4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅，因此能够使高声速构件20的横波体波声速比在压电体层10传播的纵波型漏声表面波(LLSAW)的声速快。因而，能够将纵波型漏声表面波(LLSAW)效率良好地封闭在压电体层10以及IDT电极110，因此能够使弹性波装置1具有的谐振特性的Q值提高。因而，利用纵波型的弹性波，能够提供Q值优异的弹性波装置1。
碳化硅是粘性损耗最小的材料之一，导热性也大。因此，能够期待良好的电特性以及耐功率特性。在碳化硅中存在被称为3C-型、4H-型、6H-型的晶体多型(polytype)。在它们之中，3C-型的体波声速慢，在使用其作为与压电体层相接的高声速构件的情况下，不足以封闭纵波型漏声表面波(LLSAW)。另一方面，4H-型以及6H-型的最慢的横波体波声速为大约6000～7000m/s。
图2A是示出Si、3C-SiC、以及4H(6H)-SiC的c面(欧拉角表示(0，0，ψ))中的倒速度面的曲线图。如该图所示，在应用于以c面为主面的高声速构件的情况下，Si以及3C-型碳化硅的声速为大约6000m/s以下，相对于此，4H-型、6H-型的晶体多型碳化硅的声速成为大约6000～7000m/s。由此可知，在使用4H-型、6H-型的晶体多型碳化硅作为高声速构件20的情况下，有利于将纵波型漏声表面波(LLSAW)效率良好地封闭在压电体层10以及IDT电极110。
以下，对作为高声速构件20而使用了4H-型、6H-型的晶体多型碳化硅的情况下的最佳的晶体取向进行说明。另外，在示出晶体取向时，以下使用欧拉角表示。
图2B是说明六方晶中的晶面取向的图。如该图所示，在本实施方式中，将c面取向表示为欧拉角(0，0，ψ)，将a面取向表示为欧拉角(90，90，ψ)，将m面取向表示为欧拉角(0，90，ψ)，将r面取向表示为欧拉角(0，122.23，ψ)。在此，以下示出ψ的定义。在c面的情况下，ψ是从形成了IDT电极的主面侧俯瞰观察时的电极指正交方向和碳化硅的密勒指数晶体取向[1000]所成的角。此外，在a面的情况下，ψ是从形成了IDT电极的主面侧俯瞰观察时的电极指正交方向和碳化硅的密勒指数晶体取向[0001]所成的角。此外，在r面的情况下，ψ是从形成了IDT电极的主面侧俯瞰观察时的电极指正交方向和碳化硅的密勒指数晶体取向[1-10-1]所成的角。
另外，在实施方式涉及的弹性波装置1中，压电体层10的膜厚也可以为IDT波长的3倍以下，该IDT波长由构成IDT电极110的多个电极指间距的2倍来规定。由此，变得容易将纵波型漏声表面波(LLSAW)效率良好地封闭在压电体层10以及IDT电极110，因此能够使弹性波装置1具有的谐振特性的Q值进一步提高。
进而，在实施方式涉及的弹性波装置1中，压电体层10的膜厚最好为IDT波长的0.05倍以上且0.5倍以下。由此，能够使弹性波装置1的机电耦合系数和谐振特性的Q值的双方提高。
此外，压电体层10也可以包含钽酸锂。由此，能够提供温度稳定性优异的弹性波装置1。
此外，压电体层10也可以包含铌酸锂。由此，能够提供机电耦合系数优异的弹性波装置1。
此外，在将压电体层10的欧拉角表示为(θ，ψ)的情况下，也可以是/>且0°≤θ≤90°，且85°≤ψ≤95°。例如，可列举包含YZ-LiNbO3(0°，90°，90°)的压电体层10。由此，能够利用高声速且杂散少的纵波型漏声表面波(LLSAW)模式。
此外，在将压电体层10的欧拉角表示为(θ，ψ)的情况下，也可以是/>且85°≤θ≤95°，且0°≤ψ≤60°。例如，可列举包含LiNbO3(90°，90°，36°)或LiTaO3(90°，90°，31°)的压电体层10。由此，能够利用高声速且宽带的纵波型漏声表面波(LLSAW)模式。
此外，在将压电体层10的欧拉角表示为(θ，ψ)的情况下，也可以是/>且120°≤θ≤160°，且-5°≤ψ≤5°。例如，可列举包含41°-LiNbO3(0°，-49°，0°)或36°YX-LiTaO3(0°，-54°，0°)的压电体层10。由此，能够利用Q值高的纵波型漏声表面波(LLSAW)模式。
图3A是实施方式的变形例1涉及的弹性波装置1A的剖视图。如该图所示，弹性波装置1A具备压电体层10、IDT电极110、以及高声速构件20。高声速构件20具备高声速层21和支承基板22。本变形例涉及的弹性波装置1A与实施方式涉及的弹性波装置1相比较，高声速构件20的结构不同。以下，关于本变形例涉及的弹性波装置1A，对于与实施方式涉及的弹性波装置1相同的结构，省略说明，以不同的结构为中心进行说明。
支承基板22是隔着高声速层21形成在压电体层10的第2主面侧并对压电体层10以及高声速层21进行支承的基板。支承基板22例如包含硅、蓝宝石、以及碳化硅中的任一者。由此，能够提高形成在支承基板22上的包含晶体多型碳化硅的高声速层21的晶体性，降低声损耗。
高声速层21是配置在支承基板22与压电体层10之间并包含4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅的薄膜或薄板。
根据本变形例的上述结构，高声速层21包含4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅，因此能够使高声速层21的横波体波声速比与在压电体层10传播的纵波型漏声表面波(LLSAW)耦合的横波体波声速快。因而，能够将纵波型漏声表面波(LLSAW)效率良好地封闭在压电体层10以及IDT电极110，因此能够使弹性波装置1A具有的谐振特性的Q值提高。因而，利用纵波型的弹性波，能够提供Q值优异的弹性波装置1A。此外，只要将4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅应用于例如薄膜或薄板状的高声速层21而不是厚板的支承基板22即可，因此可谋求制造工序的简化。
图3B是实施方式的变形例2涉及的弹性波装置1B的剖视图。如该图所示，弹性波装置1B具备压电体层10、IDT电极110、高声速构件20、功能层31、以及中间层32。高声速构件20具备高声速层21和支承基板22。本变形例涉及的弹性波装置1B与变形例1涉及的弹性波装置1A相比较，不同点在于，附加了功能层31以及中间层32。以下，关于本变形例涉及的弹性波装置1B，对于与变形例1涉及的弹性波装置1A相同的结构，省略说明，以不同的结构为中心进行说明。
中间层32是配置在压电体层10与高声速层21之间的低声速层。在中间层32传播的横波体波之中最慢的横波体波的声速比在压电体层10传播的主模的声速慢。通过该结构和弹性波在本质上能量集中于低声速的介质这样的性质，可抑制声表面波能量向高声速构件20的泄漏。因而，能够更有效率地激励所希望的模式。中间层32是包含电介质膜，例如以二氧化硅为主成分的薄膜或薄板。进而，中间层32可以包含SiN、AlN、Al2O3、Ta2O3、HfO2、DLC这样的电介质，此外，也可以是无定形硅Ge、GaN、InP以及它们的化合物等半导体。
功能层31是形成在压电体层10的第1主面上且形成为与IDT电极110的至少一部分相接的层。功能层31可以作为调整层而形成在IDT电极110与压电体层10之间，此外，也可以作为保护层而形成为覆盖IDT电极110。在功能层31作为调整层而形成的情况下，能够根据该调整层的膜厚来调整机电耦合系数。此外，在功能层31作为保护层而形成的情况下，能够保护IDT电极110不受外部环境的影响、调整频率温度特性、以及提高耐湿性。功能层31例如是以二氧化硅为主成分的电介质膜。
进而，在作为调整层的功能层31以二氧化硅为主成分并包含碳原子以及铪原子中的至少一种的情况下，能够通过介电常数的调制来调整机电耦合系数(相对带宽)。此外，在作为保护层的功能层31以二氧化硅为主成分并包含氟原子、硼原子、氮原子中的至少一种的情况下，能够进一步改善温度特性。
此外，中间层32以及功能层31包含电介质膜，从而能够提供由金属材料、半导体材料造成的寄生电容等的影响小的弹性波装置。
另外，在本变形例涉及的弹性波装置1B中，也可以没有功能层31以及中间层32中的任一者。
[1-2.高声速构件的适当条件]
以下，对能够使包含4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅的高声速构件20的横波体波声速比与在压电体层10传播的纵波型漏声表面波(LLSAW)耦合的横波体波声速快的适当条件进行说明。在包含Al的IDT电极110/包含LiTaO3的压电体层10/包含4H-型的晶体多型碳化硅的高声速构件20的层叠构造中，通过使用了有限元法的仿真而求出了4H-型的晶体多型碳化硅的晶体取向(欧拉角表示中的传播角ψ)和声速的关系。在表1中，示出在本仿真中使用的参数。
另外，4H-型的晶体多型碳化硅和6H-型的晶体多型碳化硅的弹性特性相同。因而，在以下的包含4H-型的晶体多型碳化硅的高声速构件20中求出的适当条件也可应用于包含6H-型的晶体多型碳化硅的高声速构件20。
图4A是示出LN压电体层/高声速构件的层叠构造中的IDT电极(Al)膜厚和声速的关系的曲线图。此外，图4B是示出LN压电体层/高声速构件的层叠构造中的IDT电极(Cu)膜厚和声速的关系的曲线图。在图4A以及图4B中，示出了使IDT电极的膜厚变化的情况下的、在IDT电极以及压电体层传播的弹性波的声速以及相对带宽(反谐振频率和谐振频率的频率差除以谐振频率所得的值)。
如图4A以及图4B所示，使IDT电极的膜厚变得越薄，声速变得越快，此外，相对带宽变得越大(机电耦合系数变得越大)。为了应对弹性波装置的高频化且实现宽带化，优选作为谐振器的相对带宽而确保10％以上，优选作为声速而确保6000～7000m/s。由此也可知，作为高声速构件20，为了将声速6000～7000m/s的弹性波封闭在IDT电极以及压电体层，优选确保7500m/s程度以上的横波体波声速。
图5A是示出c面4H-SiC(碳化硅)高声速构件中的传播角ψ和声速的关系的曲线图。此外，图5B是示出c面4H-SiC高声速构件的倒速度面的曲线图。在图5A中，示出了以c面(0，0，ψ)为主面的高声速构件20的“纵波体波”、“快横波体波”、以及“慢横波体波”的传播角ψ和声速的关系。
欲使高声速构件20的横波体波声速比与在压电体层10传播的纵波型漏声表面波(LLSAW)耦合的横波体波声速快，最好使高声速构件20的最“慢横波体波”的声速比纵波型漏声表面波(LLSAW)的声速快。
在此，因为纵波型漏声表面波(LLSAW)的声速为6000～7500m/s，所以最好将高声速构件20的“慢横波体波”的声速设为7500m/s以上。但是，如图5A所示，高声速构件20的“慢横波体波”的声速在传播角ψ的整个角度范围内不会成为7500m/s以上。
因而，在高声速构件20中包含的4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅的欧拉角用(0，0，ψ)表示的情况下，不存在用于在确保更良好的Q特性的同时进行宽带化的ψ的适当条件。
图6A是示出a面4H-SiC高声速构件中的传播角ψ和声速的关系的仿真结果的曲线图。此外，图6B是示出a面4H-SiC高声速构件中的倒速度面的曲线图。在图6A中，示出了以a面(90，90，ψ)为主面的高声速构件的“纵波体波”、“快横波体波”、以及“慢横波体波”的传播角ψ和声速的关系。
在此，因为纵波型漏声表面波(LLSAW)的声速为6000～7500m/s，所以最好将高声速构件20的“慢横波体波”的声速设为7500m/s以上。由此，根据图6A，高声速构件20的“慢横波体波”的声速成为7500m/s以上的适当范围为20°≤ψ≤40°、140°≤ψ≤160°、200°≤ψ≤220°以及320°≤ψ≤340°中的任一者。
由此，能够将高声速构件20的横波体波声速设为大约7500m/s以上，因此能够封闭更高速(～7500m/s)的纵波型漏声表面波。因而，能够高精度地形成更宽带的弹性波装置。
图7A是示出LT压电体层/m面4H-SiC高声速构件的层叠构造中的传播角ψ和声速的关系的仿真结果的曲线图。此外，图7B是示出LT压电体层/m面4H-SiC高声速构件的层叠构造中的倒速度面的仿真结果的曲线图。在图7A中，示出了通过上述的有限元法仿真求出的、以m面(0，90，ψ)为主面的高声速构件20的“纵波体波”、“快横波体波”、以及“慢横波体波”的传播角ψ和声速的关系。
在此，因为纵波型漏声表面波(LLSAW)的声速为6000～7500m/s，所以最好将高声速构件20的“慢横波体波”的声速设为7500m/s以上。由此，根据图7A，高声速构件20的“慢横波体波”的声速成为7500m/s以上的适当范围为20°≤ψ≤40°、140°≤ψ≤160°、200°≤ψ≤220°以及320°≤ψ≤340°中的任一者。
由此，能够将高声速构件20的横波体波声速设为大约7500m/s以上，因此能够封闭更高速(～7500m/s)的纵波型漏声表面波。因而，能够高精度地形成更宽带的弹性波装置。
图8A是示出LT压电体层/r面4H-SiC高声速构件的层叠构造中的传播角ψ和声速的关系的仿真结果的曲线图。此外，图8B是示出LT压电体层/r面4H-SiC高声速构件的层叠构造中的倒速度面的仿真结果的曲线图。在图8A中，示出了通过上述的有限元法仿真求出的、以r面(0，122.23，ψ)为主面的高声速构件20的“纵波体波”、“快横波体波”、以及“慢横波体波”的传播角ψ和声速的关系。
在此，因为纵波型漏声表面波(LLSAW)的声速为6000～7500m/s，所以最好将高声速构件20的“慢横波体波”的声速设为7500m/s以上。由此，根据图8A，高声速构件20的“慢横波体波”的声速成为7500m/s以上的适当范围为20°≤ψ≤50°、130°≤ψ≤160°、200°≤ψ≤230°以及310°≤ψ≤340°中的任一者。
由此，能够将高声速构件20的横波体波声速设为大约7500m/s以上，因此能够封闭更高速(～7500m/s)的纵波型漏声表面波。因而，能够高精度地形成更宽带的弹性波装置。
[1-3.弹性波装置的谐振特性]
[表1]
图9A是对实施例以及比较例1涉及的LT压电体层/SiC高声速构件的层叠构造中的阻抗特性进行了比较的曲线图。此外，图9B是对实施例以及比较例1涉及的LT压电体层/SiC高声速构件的层叠构造中的电导特性进行了比较的曲线图。在图9A以及图9B中，示出了通过有限元法仿真求出了实施例以及比较例1涉及的弹性波装置的阻抗特性以及电导特性的结果。
在此，实施例涉及的弹性波装置具有表1所示的层叠构造以及参数。作为高声速构件20而使用了4H-型的晶体多型碳化硅。另一方面，比较例1涉及的弹性波装置关于IDT电极以及压电体层是与实施例涉及的弹性波装置同样的结构，但是作为高声速构件而使用了3C-型碳化硅。
在实施例涉及的弹性波装置中，纵波型漏声表面波(LLSAW)向压电体层10以及IDT电极110的封闭成立，如图9A所示可知，可得到具有Q值大的谐振点以及反谐振点的阻抗特性。此外，如图9B所示可知，在实施例涉及的弹性波装置中，可得到良好的电导特性。
另一方面，在比较例1涉及的弹性波装置中，如图9A以及图9B所示，在阻抗特性以及电导特性中，未出现陡峭的峰，纵波型漏声表面波(LLSAW)向压电体层以及IDT电极的封闭不充分，因此可推测纵波型漏声表面波(LLSAW)向高声速构件20泄漏了。
也就是说，根据图2A的倒速度面的比较也可知，横波体波声速有7000m/s以上的4H-型以及6H-型的晶体多型碳化硅能够充分地封闭纵波型漏声表面波(LLSAW)。相对于此，3C-型的横波体波声速为4000m/s左右，不足以封闭该模式。即，可知即使是相同的碳化硅，能够在纵波型漏声表面波(LLSAW)模式下得到良好的Q值的也是使用4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅作为高声速构件20的情况。
图10是对变形例2以及比较例2涉及的压电体层/中间层/高声速构件的层叠构造中的阻抗特性进行了比较的曲线图。在图10中，示出了通过有限元法仿真求出了变形例2以及比较例2涉及的弹性波装置的阻抗特性的结果。
在此，变形例2涉及的弹性波装置1B具有图3B所示的层叠构造。但是，未附加功能层31。另一方面，比较例2涉及的弹性波装置关于IDT电极、压电体层、中间层是与变形例2涉及的弹性波装置1B同样的结构，但是高声速层的材料构成不同。在表2中，示出在本仿真中使用的变形例2以及比较例2涉及的弹性波装置的参数。
[表2]
如表2所示，在变形例2涉及的弹性波装置1B中，将IDT电极110的材料设为Al，将压电体层10的材料设为LiNbO3(欧拉角表示(90°，90°，40°))，将高声速构件20的材料设为4H-型的晶体多型碳化硅(欧拉角表示(0°，0°，0°))，将中间层32的材料设为SiO2。
另一方面，在比较例涉及的弹性波装置中，IDT电极、压电体层、以及中间层的材料与变形例2相同，将高声速构件的材料设为金刚石(欧拉角表示(0°，0°，0°))。
根据图10的阻抗特性可明确，在使用声速极快的金刚石(横波体波声速：10000m/s以上)作为高声速构件的比较例2涉及的弹性波装置中，在4GHz附近可观察到阻抗的极小点(谐振点)以及极大点(反谐振点)，可知LLSAW模式封闭在IDT电极、压电体层以及中间层。然而，同时，具有比纵波型漏声表面波(LLSAW)的纵波体波声速快的声速的杂散模式也封闭在IDT电极、压电体层以及中间层，因此在比5GHz靠高频侧的频带中产生了许多的杂散模式。
相对于此，在变形例2涉及的弹性波装置1B中，4H-型的晶体多型碳化硅的横波体波声速比较接近纵波型漏声表面波(LLSAW)，因此上述杂散模式泄漏到高声速构件20，未残留大的杂散响应。也就是说，在变形例2涉及的弹性波装置1B中，能够通过包含4H-型的晶体多型碳化硅的高声速构件20抑制杂散。
金刚石的横波体波声速极快(10000m/s以上)。这样的高声速的体波从粘性损耗的观点考虑是优选的，但是另一方面，会引起频带外的杂散产生。这是因为，与纵波型漏声表面波(LLSAW)相比为高声速的、高阶的板波模式通过作为高声速构件的金刚石而同时封闭。相对于此，4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅的横波体波声速比纵波型漏声表面波(LLSAW)快10％左右，且比上述那样的杂散模式慢。因此，杂散模式泄漏到高声速构件，能够抑制杂散的产生。
图11A是示出使LN压电体层/高声速构件的层叠构造中的压电体层的膜厚变化时的阻抗特性的变化的曲线图。在该图中，示出了使包含LiNbO3的压电体层的膜厚变化的情况下的阻抗(谐振)特性。如该图所示可知，压电体层的膜厚变得越厚，杂散模式越接近基模。
图11B是示出LN压电体层/高声速构件的层叠构造中的压电体层的膜厚和杂散产生频率的关系的曲线图。如该图所示，压电体层的膜厚变得越厚，杂散(谐振频率)/基模(反谐振频率)变得越小。换言之，压电体层的膜厚变得越厚，杂散模式的产生频率和基模的产生频率的间隔变得越小。若压电体层的膜厚变厚，不久会变为杂散侵入到弹性波装置的通带内，通过特性劣化。
由此，作为用于不使杂散侵入到弹性波装置的通带内的杂散(谐振频率)/基模(反谐振频率)，优选确保大致1.2以上。在将纵波型漏声表面波(LLSAW)的主模的声速设为大约6500～6700m/s的情况下，需要使具有大约8000m/s(LLSAW的主模声速×1.2)以上的声速的杂散模式泄漏。因此，作为支承基板的高声速构件20的横波体波声速优选为8000m/s以下。
由此，例如，与8000m/s相比为高速且产生无用的杂散的高阶的板波模式泄漏。因而，能够选择性地封闭特定的纵波型漏声表面波。因而，能够提供Q特性优异且抑制了杂散的弹性波装置。这意味着，本实施方式涉及的弹性波装置1、1A以及1B即使在3GHz以上的高频频带中，也能够在构成高频滤波器、多工器、以及RF前端电路的方面具有小型化、低损耗、以及高选择性的特征。
(其它实施方式)
以上，对实施方式涉及的弹性波装置进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式。将上述实施方式中的任意的构成要素进行组合而实现的其它实施方式、在不脱离本发明的主旨的范围内对上述实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的变形例、内置了本发明涉及的弹性波装置的各种设备也包含于本发明。
另外，在上述实施方式中，作为着重激励纵波型漏声表面波(LLSAW)模式的压电体层的切割角而例示了X切割，但是并不限于此。此外，对于漏声表面波(LSAW)模式，也明显同样成立。
产业上的可利用性
本发明可广泛用于各种各样的电子设备、通信设备。作为电子设备，例如，可列举高频滤波器、多工器、以及RF前端部件。
附图标记说明
1、1A、1B：弹性波装置；
10：压电体层；
20：高声速构件；
21：高声速层；
22：支承基板；
31：功能层；
32：中间层；
110：IDT电极。

Claims (16)

1.一种弹性波装置，具备：
压电体层，具有相互对置的第1主面以及第2主面；
IDT电极，直接或间接地形成在所述第1主面上；以及
高声速构件，直接或间接地形成在所述第2主面上，包含4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅，
所述高声速构件具有：
支承基板，对所述压电体层进行支承；以及
高声速层，配置在所述支承基板与所述压电体层之间，
所述高声速层包含4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅，
所述高声速层的横波体波声速比所述压电体层的横波体波声速快。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述高声速构件的横波体波声速比在所述压电体层传播的主模的声速快。
3.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
所述支承基板包含硅、蓝宝石以及碳化硅中的任一者。
4.一种弹性波装置，具备：
压电体层，具有相互对置的第1主面以及第2主面；
IDT电极，直接或间接地形成在所述第1主面上；以及
高声速构件，直接或间接地形成在所述第2主面上，包含4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅，
所述高声速构件中包含的4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅的欧拉角，(1)用(90，90，ψ)表示，并且，(2)为20°≤ψ≤40°、140°≤ψ≤160°、200°≤ψ≤220°以及320°≤ψ≤340°中的任一者。
5.一种弹性波装置，具备：
压电体层，具有相互对置的第1主面以及第2主面；
IDT电极，直接或间接地形成在所述第1主面上；以及
高声速构件，直接或间接地形成在所述第2主面上，包含4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅，
所述高声速构件中包含的4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅的欧拉角，(1)用(0，90，ψ)表示，并且，(2)为20°≤ψ≤40°、140°≤ψ≤160°、200°≤ψ≤220°以及320°≤ψ≤340°中的任一者。
6.一种弹性波装置，具备：
压电体层，具有相互对置的第1主面以及第2主面；
IDT电极，直接或间接地形成在所述第1主面上；以及
高声速构件，直接或间接地形成在所述第2主面上，包含4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅，
所述高声速构件中包含的4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅的欧拉角，(1)用(0，122.23，ψ)表示，并且，(2)为20°≤ψ≤50°、130°≤ψ≤160°、200°≤ψ≤230°以及310°≤ψ≤340°中的任一者。
7.一种弹性波装置，具备：
压电体层，具有相互对置的第1主面以及第2主面；
IDT电极，直接或间接地形成在所述第1主面上；以及
高声速构件，直接或间接地形成在所述第2主面上，包含4H-型或6H-型的晶体多型碳化硅，
还具备：中间层，配置在所述压电体层与所述高声速构件之间，
在所述中间层传播的横波体波之中最慢的横波体波的声速比在所述压电体层传播的主模的声速慢。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述压电体层的膜厚为IDT波长的3倍以下，该IDT波长由构成所述IDT电极的多个电极指间距的2倍来规定。
9.根据权利要求8所述的弹性波装置，其中，
所述压电体层的膜厚为所述IDT波长的0.05倍以上且0.5倍以下。
10.根据权利要求1～7中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述高声速构件的横波体波声速为7500m/s以上。
11.根据权利要求1～7中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述高声速构件的横波体波声速为8000m/s以下。
12.根据权利要求1～7中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述压电体层包含钽酸锂。
13.根据权利要求1～7中任一项所述的弹性波装置，其中，所述压电体层包含铌酸锂。
14.根据权利要求1～7中任一项所述的弹性波装置，其中，在将所述压电体层的欧拉角表示为的情况下，/>且0°≤θ≤90°，且85°≤ψ≤95°。
15.根据权利要求1～7中任一项所述的弹性波装置，其中，在将所述压电体层的欧拉角表示为的情况下，/>且85°≤θ≤95°，且0°≤ψ≤60°。
16.根据权利要求1～7中任一项所述的弹性波装置，其中，在将所述压电体层的欧拉角表示为的情况下，/>且120°≤θ≤160°，且-5°≤ψ≤5°。
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