CN117652097A - 弹性波装置及滤波器装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够抑制无用波且能够抑制***损耗变大的弹性波装置。本发明的弹性波装置(10)具备包括支承基板的支承构件、设置在支承构件上且是旋转Y切割‑铌酸锂层的压电层(14)及设置在压电层(14)上且具有一对汇流条(第一、第二汇流条(26、27))和多个电极指(多个第一、第二电极指(28、29))的IDT电极(11)。在支承构件设置有声反射部。声反射部在俯视下与IDT电极(11)的至少一部分重叠。在将压电层(14)的厚度设为d并将相邻的电极指彼此的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下。在IDT电极(11)的一个汇流条连接有多个电极指中的一部分电极指，在另一个汇流条连接有多个电极指中的剩余的电极指，连接到一个汇流条的多个电极指及连接到另一个汇流条的多个电极指相互交错对插。在从相邻的电极指彼此相对置的方向观察时，相邻的电极指彼此重合的区域是交叉区域(F)。位于交叉区域(F)与一对汇流条之间的区域是一对间隙区域(第一、第二间隙区域(G1、G2))。在一对间隙区域中的至少一方的至少一部分设置有质量附加膜(24)。

Description

弹性波装置及滤波器装置
技术领域
本发明涉及弹性波装置及滤波器装置。
背景技术
以往，弹性波装置被广泛用于便携电话机的滤波器等。近年来，提出了下述的专利文献1所记载的那样的使用了厚度剪切模式的体波的弹性波装置。在该弹性波装置中，在支承体上设置有压电层。在压电层上设置有成对的电极。成对的电极在压电层上相互对置，并且与互不相同的电位连接。通过在上述电极之间施加交流电压，使厚度剪切模式的体波激励。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第10491192号说明书
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所记载的利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置中，在压电层使用旋转Y切割-铌酸锂的情况下，有时在谐振频率及反谐振频率之间产生无用波。在抑制该无用波的情况下，***损耗往往变大。因此，兼顾无用波的抑制和***损耗变大的抑制是困难的。
本发明的目的在于，提供一种能够抑制无用波并且能够抑制***损耗变大的弹性波装置及滤波器装置。
用于解决问题的手段
本发明的弹性波装置具备：支承构件，其包括支承基板；压电层，其设置在所述支承构件上，是旋转Y切割-铌酸锂层；以及IDT电极，其设置在所述压电层上，具有一对汇流条和多个电极指，在所述支承构件设置有声反射部，所述声反射部在俯视下与所述IDT电极的至少一部分重叠，在将所述压电层的厚度设为d并将相邻的所述电极指彼此的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下，在所述IDT电极的一个所述汇流条连接有所述多个电极指中的一部分电极指，在另一个所述汇流条连接有所述多个电极指中的剩余的电极指，连接到一个所述汇流条的所述多个电极指及连接到另一个所述汇流条的所述多个电极指相互交错对插，在从相邻的所述电极指彼此相对置的方向观察时，相邻的所述电极指彼此重合的区域是交叉区域，位于所述交叉区域与所述一对汇流条之间的区域是一对间隙区域，在所述一对间隙区域中的至少一方的至少一部分设置有质量附加膜。
本发明的滤波器装置具备至少一个串联臂谐振器和至少一个并联臂谐振器，所述串联臂谐振器及所述并联臂谐振器是按照本发明构成的弹性波装置，至少一个所述并联臂谐振器的所述质量附加膜的厚度比至少一个所述串联臂谐振器的所述质量附加膜的厚度薄。
发明效果
根据本发明，能够提供能够抑制无用波并且能够抑制***损耗变大的弹性波装置及滤波器装置。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。
图2是沿着图1中的I-I线的示意性剖视图。
图3是沿着图1中的II-II线的示出第一间隙区域附近的示意性剖视图。
图4是示出本发明的第一实施方式及第一比较例中的导纳频率特性的图。
图5是示出间隙区域的宽度与阻抗频率特性的关系的图。
图6是示出间隙区域的宽度与导纳频率特性的关系的图。
图7是示出间隙区域的宽度为3μm且质量附加膜的厚度为10nm～30nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。
图8是示出间隙区域的宽度为3μm且质量附加膜的厚度为40nm～75nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。
图9是示出间隙区域的宽度为3μm且质量附加膜的厚度为100nm～150nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。
图10是示出间隙区域的宽度为5μm且质量附加膜的厚度为20nm～50nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。
图11是示出间隙区域的宽度为5μm且质量附加膜的厚度为75nm～150nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。
图12是示出间隙区域的宽度为7μm且质量附加膜的厚度为30nm～50nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。
图13是示出间隙区域的宽度为7μm且质量附加膜的厚度为75nm～150nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。
图14是示出不再产生由无用波引起的纹波时的间隙区域的宽度与质量附加膜的厚度的下限值的关系的图。
图15是示出间隙区域的宽度为3μm且质量附加膜的厚度为10nm～150nm的情况下的质量附加膜的厚度与4778MHz处的导纳的关系的图。
图16是示出间隙区域的宽度为5μm且质量附加膜的厚度为20nm～150nm的情况下的质量附加膜的厚度与4778MHz处的导纳的关系的图。
图17是示出间隙区域的宽度为7μm且质量附加膜的厚度为30nm～150nm的情况下的质量附加膜的厚度与4778MHz处的导纳的关系的图。
图18是示出第一比较例及第二比较例中的阻抗频率特性的图。
图19是示出第一比较例及第二比较例中的导纳频率特性的图。
图20是本发明的第一实施方式的变形例的弹性波装置的示意性俯视图。
图21是沿着图20中的II-II线的示出第一间隙区域附近的示意性剖视图。
图22是本发明的第二实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。
图23是沿着图22中的I-I线的示意性剖视图。
图24是沿着图22中的II-II线的示出第一间隙区域附近的示意性剖视图。
图25是示出本发明的第二实施方式及第三比较例中的导纳频率特性的图。
图26是示出间隙区域的宽度与阻抗频率特性的关系的图。
图27是示出间隙区域的宽度与导纳频率特性的关系的图。
图28是示出第二比较例及第三比较例中的阻抗频率特性的图。
图29是示出第二比较例及第三比较例中的导纳频率特性的图。
图30是本发明的第三实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。
图31是沿着图30中的II-II线的示意性剖视图。
图32是本发明的第四实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。
图33是沿着图32中的II-II线的示意性剖视图。
图34是本发明的第五实施方式的滤波器装置的电路图。
图35是示出质量附加膜的厚度互不相同的串联臂谐振器及并联臂谐振器中的导纳频率特性的图。
图36的(a)是示出利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的外观的简图的立体图，图36的(b)是示出压电层上的电极构造的俯视图。
图37是沿着图36的(a)中的A-A线的部分的剖视图。
图38的(a)是用于说明在弹性波装置的压电膜传播的兰姆波的示意性主视剖视图，图38的(b)是用于说明在弹性波装置中的压电膜传播的厚度剪切模式的体波的示意性主视剖视图。
图39是示出厚度剪切模式的体波的振幅方向的图。
图40是示出利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的谐振特性的图。
图41是示出将相邻的电极的中心间距离设为p并将压电层的厚度设为d的情况下的d/p与作为谐振器的分数带宽的关系的图。
图42是利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的俯视图。
图43是示出出现杂散的参考例的弹性波装置的谐振特性的图。
图44是示出分数带宽与作为杂散的大小的以180度标准化的杂散的阻抗的相位旋转量的关系的图。
图45是示出d/2p与金属化率MR的关系的图。
图46是示出使d/p无限接近于0的情况下的分数带宽相对于LiNbO3的欧拉角(0°，θ，ψ)的映射的图。
图47是具有声学多层膜的弹性波装置的主视剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明，由此使本发明变得清楚。
需要说明的是，预先指出本说明书所记载的各实施方式是例示性的实施方式，并且在不同的实施方式之间能够进行结构的部分置换或组合。
图1是本发明的第一实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。图2是沿着图1中的I-I线的示意性剖视图。需要说明的是，在图1中，省略后述的保护膜。在图1以外的示意性俯视图中也相同。
如图1所示，弹性波装置10具有压电性基板12和IDT电极11。如图2所示，压电性基板12具有支承构件13和压电层14。在本实施方式中，支承构件13包括支承基板16和绝缘层15。在支承基板16上设置有绝缘层15。在绝缘层15上设置有压电层14。不过，支承构件13也可以仅由支承基板16构成。
压电层14具有第一主面14a及第二主面14b。第一主面14a及第二主面14b相互对置。第一主面14a及第二主面14b中的第二主面14b位于支承构件13侧。
作为支承基板16的材料，例如能够使用硅等半导体、氧化铝等陶瓷等。作为绝缘层15的材料，能够使用氧化硅或氧化钽等适当的电介质。压电层14例如是旋转Y切割-LiNbO3层等旋转Y切割－铌酸锂层。
如图2所示，在支承构件13设置有空洞部10a。更具体而言，在绝缘层15设置有凹部。在绝缘层15上设置有压电层14，使得堵塞凹部。由此构成空洞部10a。不过，空洞部10a也可以遍及绝缘层15及支承基板16而设置，或者也可以仅设置于支承基板16。需要说明的是，空洞部10a也可以是设置于支承构件13的贯通孔。
在压电层14的第一主面14a设置有IDT电极11。在俯视下，IDT电极11的至少一部分与支承构件13的空洞部10a重叠。在本说明书中，俯视是指从相当于图2中的上方的方向进行观察。需要说明的是，在图2中，例如，支承基板16及压电层14中的压电层14侧是上方。
如图1所示，IDT电极11具有一对汇流条和多个电极指。具体而言，一对汇流条是第一汇流条26及第二汇流条27。第一汇流条26及第二汇流条27相互对置。具体而言，多个电极指是多个第一电极指28及多个第二电极指29。多个第一电极指28的一端分别与第一汇流条26连接。多个第二电极指29的一端分别与第二汇流条27连接。多个第一电极指28及多个第二电极指29相互交错对插。IDT电极11可以包括单层的金属膜，或者也可以包括层叠金属膜。
以下，有时将第一电极指28及第二电极指29仅记载为电极指。在将多个电极指延伸的方向设为电极指延伸方向并将相邻的电极指彼此相互对置的方向设为电极指对置方向时，在本实施方式中，电极指延伸方向及电极指对置方向正交。
本实施方式的弹性波装置10是构成为能够利用厚度剪切模式的体波的弹性波谐振器。在弹性波装置10中，在将压电层14的厚度设为d并将相邻的电极指的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下。由此，厚度剪切模式的体波被适当地激励。
然而，图2所示的支承构件13的空洞部10a是本发明中的声反射部。通过声反射部，能够将弹性波的能量有效地封闭在压电层14侧。需要说明的是，作为声反射部，也可以设置后述的声学多层膜。
返回到图1，IDT电极11具有交叉区域F。交叉区域F是指在从电极指对置方向观察时相邻的电极指彼此重合的区域。交叉区域F具有中央区域H和一对边缘区域。具体而言，一对边缘区域是第一边缘区域E1及第二边缘区域E2。第一边缘区域E1及第二边缘区域E2配置为在电极指延伸方向上夹着中央区域H。第一边缘区域E1位于第一汇流条26侧。第二边缘区域E2位于第二汇流条27侧。
IDT电极11具有一对间隙区域。一对间隙区域位于交叉区域F与一对汇流条之间。具体而言，一对间隙区域是第一间隙区域G1及第二间隙区域G2。第一间隙区域G1位于第一汇流条26及第一边缘区域E1之间。第二间隙区域G2位于第二汇流条27及第二边缘区域E2之间。
如图2所示，在压电层14的第一主面14a设置有保护膜23，使得覆盖IDT电极11。保护膜23设置为在俯视下与IDT电极11的整体重叠。保护膜23也设置于第一主面14a上的电极指间的部分、各间隙区域。在本实施方式中，保护膜23包括氧化硅。在本说明书中，所谓某个构件包括某个材料，包括包含弹性波装置的电特性没有大幅劣化的程度的微量杂质的情况。需要说明的是，保护膜23的材料不限于上述，例如，也能够使用氮化硅等电介质。不过，也可以未必设置保护膜23。
如图1所示，弹性波装置10具有一对质量附加膜24。需要说明的是，质量附加膜24是本发明中的第一质量附加膜。在第一间隙区域G1及第二间隙区域G2分别设置有一个质量附加膜24。
图3是沿着图1中的II-II线的示出第一间隙区域附近的示意性剖视图。
在本实施方式中，在保护膜23上设置有质量附加膜24。不过，质量附加膜24也可以直接设置在压电层14的第一主面14a或电极指上。也可以在质量附加膜24上设置保护膜23。各质量附加膜24不设置于各边缘区域。
质量附加膜24及保护膜23由相同的材料构成为一体。图3中的单点划线示出质量附加膜24及保护膜23的边界。在本实施方式中，质量附加膜24及保护膜23包括氧化硅。需要说明的是，质量附加膜24及保护膜23也可以包括互不相同的材料。
返回到图1，各质量附加膜24具有带状的形状。各质量附加膜24遍及各间隙区域的整体而设置。不过，在本发明的弹性波装置中，质量附加膜设置于一对间隙区域中的至少一方的至少一部分即可。
本实施方式的特征在于，压电层14是旋转Y切割-铌酸锂层，d/p为0.5以下，并且，各质量附加膜24设置于各间隙区域。由此，能够抑制将旋转Y切割-铌酸锂层用作压电层14的、利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置10中的特有的无用波。此外，能够抑制***损耗变大。以下，通过对本实施方式与第一比较例进行比较来示出其详细情况。
第一比较例在未设置质量附加膜这一点与第一实施方式不同。第一比较例的弹性波装置也与第一实施方式的弹性波装置同样地利用厚度剪切模式的体波。对第一实施方式及第一比较例的弹性波装置的导纳频率特性进行了比较。需要说明的是，在该比较中，第一实施方式及第一比较例的压电层为157°旋转Y切割-铌酸锂层。
图4是示出第一实施方式及第一比较例中的导纳频率特性的图。需要说明的是，图4中的由双点划线包围的频带中的导纳越小，则***损耗越小。
如图4所示，在第一比较例中，在谐振频率及反谐振频率之间产生纹波。该纹波是由在间隙区域产生的无用波引起的。该无用波是将旋转Y切割-铌酸锂层用作压电层的、利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置中的特有的无用波。与此相对，在第一实施方式中，在第一比较例中产生的纹波得到抑制。由此可知，在第一实施方式中能够抑制上述的无用波。此外，在由双点划线包围的频带中，第一实施方式的导纳与第一比较例的导纳相同。因此，在第一实施方式中，能够兼顾无用波的抑制和***损耗变大的抑制。
另一方面，在第一比较例中，不能兼顾无用波的抑制和***损耗变大的抑制。以下示出其详细情况。
准备了间隙区域的宽度互不相同的多个第一比较例的弹性波装置。间隙区域的宽度是指间隙区域的沿着电极指延伸方向的尺寸。需要说明的是，在各弹性波装置中，第一间隙区域的宽度与第二间隙区域的宽度相同。对准备的各弹性波装置的阻抗频率特性及导纳频率特性进行了测定。需要说明的是，第一比较例的弹性波装置的设计参数如下所示。这里，将由IDT电极的波长规定的波长设为λ。
压电层：材料...157°旋转Y切割-LiNbO3，厚度...0.36μm
IDT电极：层结构...从压电层侧起Ti层/AlCu层/Ti层，各层的厚度...从压电层侧起0.01μm/0.49μm/0.004μm，波长λ...8.4μm，占空比...0.21，间隙区域的宽度...1μm、3μm或5μm
保护膜：材料...SiO2，厚度...0.108μm
图5是示出间隙区域的宽度与阻抗频率特性的关系的图。图6是示出间隙区域的宽度与导纳频率特性的关系的图。
如图5及图6所示，在间隙区域的宽度为3μm以上的情况下，在谐振频率及反谐振频率之间产生由无用波引起的纹波。另一方面，在间隙区域的宽度为1μm的情况下，未产生上述那样的纹波。但是，在间隙区域的宽度为1μm的情况下，在图6中的由双点划线包围的频带中，导纳较大，***损耗较大。这样，在第一比较例中，不能兼顾无用波的抑制和***损耗变大的抑制。
与此相对，在图1所示的第一实施方式中，在各间隙区域设置有一对质量附加膜24。由此，能够抑制在间隙区域产生的无用波。而且，通过设置质量附加膜24，即便在使间隙区域的宽度变宽的情况下，无用波也得到抑制。因此，能够兼顾无用波的抑制和***损耗变大的抑制。
进而，根据间隙区域的宽度的宽广度，求出了能够有效地抑制无用波的质量附加膜的厚度。更具体而言，准备了具有第一实施方式的结构并且间隙区域的宽度或质量附加膜的厚度互不相同的多个弹性波装置。对准备的各弹性波装置的导纳频率特性进行了测定。测定所涉及的弹性波装置的设计参数如下所示。
压电层：材料...157°旋转Y切割-LiNbO3，厚度...0.4μm
IDT电极：层结构...从压电层侧起Ti层/AlCu层/Ti层，各层的厚度...从压电层侧起0.01μm/0.49μm/0.004μm，波长λ...8.4μm，占空比...0.21，间隙区域的宽度...3μm、5μm或7μm
质量附加膜：材料...氧化硅
保护膜：材料...氧化硅，厚度...0.108μm
在上述多个弹性波装置中，在间隙区域的宽度为3μm的情况下，将质量附加膜的厚度设为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、75nm、100nm、125nm或150nm。在间隙区域的宽度为5μm的情况下，将质量附加膜的厚度设为20nm、30nm、40nm、50nm、75nm、100nm、125nm或150nm。在间隙区域的宽度为7μm的情况下，将质量附加膜的厚度设为30nm、40nm、50nm、75nm、100nm、125nm或150nm。
图7是示出间隙区域的宽度为3μm且质量附加膜的厚度为10nm～30nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。图8是示出间隙区域的宽度为3μm且质量附加膜的厚度为40nm～75nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。图9是示出间隙区域的宽度为3μm且质量附加膜的厚度为100nm～150nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。
如图7所示，在间隙区域的宽度为3μm且质量附加膜的厚度为10nm的情况下，在4400MHz附近产生由无用波引起的纹波。不过，该纹波被抑制，该纹波的强度小。另一方面，在质量附加膜的厚度为20nm或30nm的情况下，未产生该纹波。如图8及图9所示，即便在质量附加膜的厚度为40nm以上的情况下，也未产生该纹波。因此，在间隙区域的宽度为3μm的情况下，当质量附加膜的厚度为20nm以上时，能够更进一步有效地抑制无用波。
图10是示出间隙区域的宽度为5μm且质量附加膜的厚度为20nm～50nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。图11是示出间隙区域的宽度为5μm且质量附加膜的厚度为75nm～150nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。
如图10所示，在间隙区域的宽度为5μm且质量附加膜的厚度为20nm的情况下，在4400MHz附近产生由无用波引起的纹波。不过，该纹波被抑制，该纹波的强度小。另一方面，在质量附加膜的厚度为30nm、40nm或50nm的情况下，几乎未产生该纹波。如图11所示，即便在质量附加膜的厚度为75nm以上的情况下，也未产生该纹波。因此，在间隙区域的宽度为5μm的情况下，当质量附加膜的厚度为30nm以上时，能够更进一步有效地抑制无用波。
图12是示出间隙区域的宽度为7μm且质量附加膜的厚度为30nm～50nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。图13是示出间隙区域的宽度为7μm且质量附加膜的厚度为75nm～150nm的情况下的质量附加膜的厚度与导纳频率特性的关系的图。
如图12所示，在间隙区域的宽度为7μm且质量附加膜的厚度为30nm的情况下，在4400MHz附近产生由无用波引起的纹波。不过，该纹波被抑制，该纹波的强度小。另一方面，在质量附加膜的厚度为40nm或50nm的情况下，未产生该纹波。如图13所示，即便在质量附加膜的厚度为75nm以上的情况下，也未产生该纹波。因此，在间隙区域的宽度为7μm的情况下，当质量附加膜的厚度为40nm以上时，能够更进一步有效地抑制无用波。
根据上述的结果，求出了在导纳频率特性中几乎不再产生由无用波引起的纹波时的间隙区域的宽度与质量附加膜的厚度的下限值的关系。
图14是示出几乎不再产生由无用波引起的纹波时的间隙区域的宽度与质量附加膜的厚度的下限值的关系的图。
如图14所示，可知几乎不再产生由无用波引起的纹波时的间隙区域的宽度与质量附加膜的厚度的下限值处于比例的关系。更具体而言，在将间隙区域的宽度设为x[μm]并将质量附加膜的厚度设为y[nm]时，在y＝5x+5的关系时，几乎不再产生上述纹波。即便在质量附加膜的厚度比上述下限值厚的情况下，也不产生上述纹波。因此，优选为y≥5x+5。由此，能够更进一步有效地抑制无用波。
进而，在具有图7～图13所示的导纳频率特性的各弹性波装置中，对***损耗的大小进行了评价。具体而言，对各弹性波装置中的4778MHz处的导纳进行了比较。4778MHz处的导纳越小，则***损耗越小。
图15是示出间隙区域的宽度为3μm且质量附加膜的厚度为10nm～150nm的情况下的质量附加膜的厚度与4778MHz处的导纳的关系的图。图16是示出间隙区域的宽度为5μm且质量附加膜的厚度为20nm～150nm的情况下的质量附加膜的厚度与4778MHz处的导纳的关系的图。图17是示出间隙区域的宽度为7μm且质量附加膜的厚度为30nm～150nm的情况下的质量附加膜的厚度与4778MHz处的导纳的关系的图。
如图15所示，可知在间隙区域的宽度为3μm的情况下，当质量附加膜的厚度为75nm以下时，导纳变小，***损耗变小。同样地，如图16及图17所示，可知即便在间隙区域的宽度为5μm或7μm的情况下，当质量附加膜的厚度为75nm以下时，导纳也变小，***损耗也变小。
此外，通过将质量附加膜的厚度设为图15中、图16中及图17中的单点划线所示的厚度以上，能够更进一步有效地抑制无用波。该质量附加膜的厚度与间隙区域的宽度的关系如上述的式子所示。根据以上，在将间隙区域的宽度设为x[μm]并将质量附加膜的厚度设为y[nm]时，质量附加膜的厚度y优选为5x+5≤y≤75nm。由此，能够更进一步有效地抑制无用波，并且能够减小***损耗。
如上所述，在间隙区域产生无用波是将旋转Y切割-铌酸锂层用作压电层的情况下的特有的问题。以下，通过对第一比较例及第二比较例进行比较来示出该情况。需要说明的是，在第一比较例中，使用旋转Y切割-铌酸锂层作为压电层。另一方面，在第二比较例中，使用Z切割-铌酸锂作为压电层。在第二比较例中，也与第一比较例同样地未设置质量附加膜。第二比较例的弹性波装置也利用厚度剪切模式的体波。
在第一比较例及第二比较例的弹性波装置中，对阻抗频率特性及导纳频率特性进行了比较。需要说明的是，该比较所涉及的第一比较例的弹性波装置的设计参数与具有图5及图6的频率特性的弹性波装置中的间隙区域的宽度为5μm的弹性波装置的设计参数相同。第二比较例的弹性波装置的设计参数如下所示。
压电层：材料...Z切割-LiNbO3，厚度...0.37μm
IDT电极：层结构...从压电层侧起Ti层/AlCu层/Ti层，各层的厚度...从压电层侧起0.01μm/0.49μm/0.004μm，波长λ...8.4μm，占空比...0.21，间隙区域的宽度...5μm
保护膜：材料...SiO2，厚度...0.133μm
图18是示出第一比较例及第二比较例中的阻抗频率特性的图。图19是示出第一比较例及第二比较例中的导纳频率特性的图。
如图18及图19所示，在第一比较例中，在谐振频率及反谐振频率之间产生较大的纹波。如上所述，该纹波是由在间隙区域产生的无用波引起的。另一方面，在第二比较例中，未产生第一比较例那样的较大的纹波。根据以上，能够确认在间隙区域产生无用波是将旋转Y切割-铌酸锂层用作压电层的情况下的特有的问题。
返回到图1，如第一实施方式那样，优选在第一间隙区域G1及第二间隙区域G2的双方分别设置有质量附加膜24。由此，能够抑制在第一间隙区域G1及第二间隙区域G2的双方产生无用波。因此，能够有效地减小在导纳频率特性等中产生的纹波。
在第一实施方式中，质量附加膜24连续地设置，使得在俯视下与多个电极指及电极指间的区域重叠。更具体而言，一对质量附加膜24中的一个质量附加膜24遍及第一间隙区域G1的全部而设置。另一个质量附加膜24遍及第二间隙区域G2的全部而设置。
需要说明的是，在质量附加膜24设置于第一间隙区域G1的情况下，质量附加膜24设置于第一间隙区域G1的至少一部分即可。更具体而言，设置于第一间隙区域G1的电极指延伸方向上的至少一部分即可。而且，设置于第一间隙区域G1的电极指对置方向上的至少一部分即可。在质量附加膜24设置于第二间隙区域G2的情况下也相同。
质量附加膜24在俯视下与至少一根电极指重叠即可。不过，质量附加膜24优选在俯视下与多个电极指重叠，更优选与全部的电极指重叠。如本实施方式那样，质量附加膜24进一步优选遍及间隙区域的电极指对置方向上的全部而设置。由此，能够更加可靠地抑制在间隙区域产生的无用波。
质量附加膜24也可以如本实施方式那样隔着保护膜23间接地设置于电极指上或压电层14的第一主面14a。或者，质量附加膜24也可以直接设置于电极指上或压电层14的第一主面14a。
质量附加膜24优选为低声速膜。低声速膜是声速相对低的膜。更具体而言，在低声速膜传播的体波的声速比在压电层14传播的体波的声速低。作为质量附加膜24的材料，更优选使用从由氧化硅、氧化钨、五氧化铌、氧化钽及氧化铪构成的组中选择的至少一种电介质。在该情况下，能够更加可靠地降低在质量附加膜24传播的体波的声速。由此，能够有效地抑制在间隙区域产生的无用波。
如上所述，在第一实施方式中，在第一间隙区域G1及第二间隙区域G2设置有质量附加膜24及保护膜23的双方。具体而言，层叠有质量附加膜24及保护膜23。而且，质量附加膜24及保护膜23由相同的材料构成为一体。在第一实施方式中，保护膜23的厚度是均匀的。因此，第一间隙区域G1及第二间隙区域G2中的保护膜23及质量附加膜24的合计的厚度比中央区域H中的保护膜23的厚度厚。
在保护膜23及质量附加膜24的材料相同的情况下，保护膜23的厚度为保护膜23的在中央区域H设置于电极指上的部分的厚度。质量附加膜24的厚度是从保护膜23及质量附加膜24的合计的厚度减去保护膜23的厚度而得到的。质量附加膜24的厚度优选为5nm以上且100nm以下。在该情况下，能够适当地抑制在间隙区域产生的无用波，并且容易形成质量附加膜24。
第一间隙区域G1及第二间隙区域G2的宽度优选为1μm以上且5μm以下。在该情况下，能够适当地抑制在间隙区域产生的无用波，并且容易形成IDT电极11。第一间隙区域及第二间隙区域的宽度更优选为3μm以上且5μm以下。在该情况下，能够适当地抑制在间隙区域产生的无用波，能够更加可靠地减小***损耗，并且容易形成IDT电极11。
在第一实施方式中，仅在各间隙区域设置有质量附加膜24。不过，不限于此。例如，在图20及图21所示的第一实施方式的变形例中，一对质量附加膜24A中的一个质量附加膜24A遍及第一间隙区域G1及第一汇流条26上而设置。另一个质量附加膜24A遍及第二间隙区域G2及第二汇流条27上而设置。
在本变形例中，与各间隙区域同样地，在第一汇流条26上及第二汇流条27上也设置有保护膜23及质量附加膜24A的双方。具体而言，层叠有保护膜23及质量附加膜24A。因此，各间隙区域、第一汇流条26上及第二汇流条27上的保护膜23及质量附加膜24A的合计的厚度比中央区域H中的保护膜23的厚度厚。在本变形例中也与第一实施方式同样地，能够抑制无用波，并且能够抑制***损耗变大。
图22是第二实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。图23是沿着图22中的I-I线的示意性剖视图。图24是沿着图22中的II-II线的示出第一间隙区域附近的示意性剖视图。
如图22～图24所示，本实施方式在IDT电极11及压电层14之间设置有电介质膜32这一点与第一实施方式不同。除了上述方面以外，本实施方式的弹性波装置具有与第一实施方式的弹性波装置10同样的结构。
电介质膜32设置为在俯视下与IDT电极11的整体重叠。需要说明的是，电介质膜32也设置于压电层14的第一主面14a上的电极指间的部分和各间隙区域。不过，电介质膜32至少设置于交叉区域F即可。电介质膜32包括氧化硅。需要说明的是，电介质膜32的材料不限于上述，例如也能够使用氮化硅等电介质。
在本实施方式中，电介质膜32、质量附加膜24及保护膜23包括相同的材料。需要说明的是，图23中的单点划线示出电介质膜32及保护膜23的边界。图24中的各单点划线示出电介质膜32及保护膜23的边界、以及保护膜23及质量附加膜24的边界。
如图24所示，在第一间隙区域G1设置有质量附加膜24及电介质膜32的双方。具体而言，层叠有电介质膜32及质量附加膜24。在本实施方式中，电介质膜32的厚度是均匀的。因此，第一间隙区域G1中的电介质膜32及质量附加膜24的合计的厚度比中央区域H中的电介质膜32的厚度厚。
需要说明的是，在第一间隙区域G1中，与第一实施方式同样地设置有保护膜23。在第一间隙区域G1中，依次层叠有电介质膜32、保护膜23及质量附加膜24。第一间隙区域G1中的电介质膜32、保护膜23及质量附加膜24的合计的厚度比中央区域H中的电介质膜32的厚度厚，并且比中央区域H中的保护膜23的厚度厚。此外，第一间隙区域G1中的电介质膜32、保护膜23及质量附加膜24的合计的厚度比中央区域H中的电介质膜32及保护膜23的合计的厚度厚。
在第二间隙区域G2中，也与第一间隙区域G1同样地依次层叠有电介质膜32、质量附加膜24及保护膜23。第二间隙区域G2中的电介质膜32、保护膜23及质量附加膜24各自的厚度与第一间隙区域G1中的电介质膜32、保护膜23及质量附加膜24各自的厚度相同。
在本实施方式中，电介质膜32、保护膜23及质量附加膜24由相同的材料构成为一体。这样，在电介质膜32的材料与质量附加膜24或保护膜23的材料相同的情况下，电介质膜32的厚度为电介质膜32的在中央区域H设置于压电层14及IDT电极11之间的部分处的厚度。通过调整电介质膜32的厚度，能够容易地调整弹性波装置的分数带宽。
在本实施方式中，也与第一实施方式同样地在第一间隙区域G1及第二间隙区域G2设置有质量附加膜24。因此，能够抑制无用波，并且能够抑制***损耗变大。以下，通过对本实施方式及第三比较例进行比较来示出该情况。
第三比较例在未设置质量附加膜这一点与第二实施方式不同。第三比较例的弹性波装置也与第二实施方式的弹性波装置同样地利用厚度剪切模式的体波。对第二实施方式及第三比较例的弹性波装置的导纳频率特性进行了比较。需要说明的是，在该比较中，第二实施方式及第三比较例的压电层为128°旋转Y切割-铌酸锂层。
图25是示出第二实施方式及第三比较例中的导纳频率特性的图。
如图25所示，在第三比较例中，在谐振频率及反谐振频率之间产生纹波。该纹波是由在间隙区域产生的无用波引起的。与此相对，在第二实施方式中，在第三比较例中产生的纹波得到抑制。由此可知，在第二实施方式中能够抑制无用波。此外，在由双点划线包围的频带中，第二实施方式的导纳与第三比较例的导纳相同或者为第三比较例的导纳以下。因此，在第二实施方式中，能够兼顾无用波的抑制和***损耗变大的抑制。
另一方面，在第三比较例中，兼顾无用波的抑制和***损耗变大的抑制。以下示出其详细情况。
准备了间隙区域的宽度互不相同的多个第三比较例的弹性波装置。需要说明的是，在各弹性波装置中，第一间隙区域的宽度与第二间隙区域的宽度相同。对准备的各弹性波装置的阻抗频率特性及导纳频率特性进行了测定。需要说明的是，第三比较例的弹性波装置的设计参数如下所示。
压电层：材料...128°旋转Y切割-LiNbO3，厚度...0.36μm
电介质膜32：材料...SiO2，厚度...0.045μm
IDT电极：层结构...从压电层侧起Ti层/AlCu层/Ti层，各层的厚度...从压电层侧起0.01μm/0.49μm/0.004μm，波长λ...8.4μm，占空比...0.21，间隙区域的宽度...1μm、3μm或5μm
保护膜：材料...SiO2，厚度...0.108μm
图26是示出间隙区域的宽度与阻抗频率特性的关系的图。图27是示出间隙区域的宽度与导纳频率特性的关系的图。
如图26及图27所示，在间隙区域的宽度为3μm以上的情况下，在谐振频率及反谐振频率之间产生由无用波引起的纹波。另一方面，在间隙区域的宽度为1μm的情况下，未产生上述那样的纹波。但是，在间隙区域的宽度为1μm的情况下，在图27中的由双点划线包围的频带中，导纳较大，***损耗较大。这样，在第三比较例中，不能兼顾无用波的抑制和***损耗变大的抑制。
与此相对，在图22所示的第二实施方式中，在各间隙区域设置有一对质量附加膜24。由此，能够抑制在间隙区域产生的无用波。而且，通过设置质量附加膜24，即便在使间隙区域的宽度变宽的情况下，无用波也得到抑制。因此，能够兼顾无用波的抑制和***损耗变大的抑制。
如上所述，在间隙区域产生无用波是将旋转Y切割-铌酸锂层用作压电层的情况下的特有的问题。这在设置有电介质膜32的结构中也是相同的。以下，通过对第二比较例及第三比较例进行比较，确认地示出该情况。需要说明的是，在第三比较例中，使用旋转Y切割-铌酸锂层作为压电层。另一方面，在第二比较例中，使用Z切割-铌酸锂作为压电层。第二比较例具有与在上述中与第一比较例进行了比较的第二比较例相同的结构。在第二比较例中，未设置质量附加膜及电介质膜32。另一方面，在第三比较例中，未设置质量附加膜，设置有电介质膜32。
在第二比较例及第三比较例的弹性波装置中，对阻抗频率特性及导纳频率特性进行了比较。需要说明的是，该比较所涉及的第三比较例的弹性波装置的设计参数与具有图26及图27的频率特性的弹性波装置中的间隙区域的宽度为5μm的弹性波装置的设计参数相同。该比较所涉及的第二比较例的弹性波装置中的设计参数与具有图18及图19所示的频率特性的第二比较例的弹性波装置中的设计参数相同。
图28是示出第二比较例及第三比较例中的阻抗频率特性的图。图29是示出第二比较例及第三比较例中的导纳频率特性的图。
如图28及图29所示，在第三比较例中，在谐振频率及反谐振频率之间产生较大的纹波。如上所述，该纹波是由在间隙区域产生的无用波引起的。另一方面，在第二比较例中，未产生第三比较例那样的较大的纹波。根据以上，能够确认在间隙区域产生无用波是将旋转Y切割-铌酸锂层用作压电层的情况下的特有的问题。
图30是第三实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。图31是沿着图30中的II-II线的示意性剖视图。
如图30及图31所示，本实施方式在一对质量附加膜24A设置于IDT电极11及压电层14之间这一点与第二实施方式不同。如图30所示，本实施方式在一对质量附加膜24A中的一个质量附加膜24A在俯视下与第一汇流条26重叠这一点也与第二实施方式不同。此外，在另一个质量附加膜24A在俯视下与第二汇流条27重叠这一点也与第二实施方式不同。除了上述方面以外，本实施方式的弹性波装置具有与第二实施方式的弹性波装置同样的结构。
如图31所示，在第一间隙区域G1中，依次层叠有压电层14、电介质膜32、质量附加膜24A及保护膜23。或者，在第一间隙区域G1中的设置有电极指的部分，依次层叠有压电层14、电介质膜32、质量附加膜24A、电极指及保护膜23。在第二间隙区域G2中也相同。而且，如图31所示，一对质量附加膜24A中的一个质量附加膜24A设置在电介质膜32及第一汇流条26之间。另一个质量附加膜24A设置在电介质膜32及第二汇流条27之间。
在各间隙区域中也同样地在压电层14及第一汇流条26之间也层叠有电介质膜32及质量附加膜24A。因此，压电层14及第一汇流条26之间的电介质膜32及质量附加膜24A的合计的厚度比中央区域H中的电介质膜32的厚度厚。在压电层14及第二汇流条27之间也层叠有电介质膜32及质量附加膜24A。因此，压电层14及第二汇流条27之间的电介质膜32及质量附加膜24A的合计的厚度比中央区域H中的电介质膜32的厚度厚。
在本实施方式中，在第一间隙区域G1及第二间隙区域G2分别设置有质量附加膜24A。因此，与第二实施方式同样地，能够抑制无用波，并且能够抑制***损耗变大。
在上述的第一实施方式～第三实施方式中，示出了在边缘区域未设置质量附加膜的例子。不过，质量附加膜也可以设置于边缘区域。在第四实施方式中示出该例。需要说明的是，在第四实施方式中，将设置于各间隙区域的质量附加膜设为第一质量附加膜。
图32是第四实施方式的弹性波装置的示意性俯视图。图33是沿着图32中的II-II线的示意性剖视图。
如图32所示，在本实施方式中，与第一实施方式同样地在第一间隙区域G1及第二间隙区域G2分别设置有第一质量附加膜44A。本实施方式在第一边缘区域E1及第二边缘区域E2分别设置有第二质量附加膜44B这一点与第一实施方式不同。除了上述方面以外，本实施方式的弹性波装置具有与第一实施方式的弹性波装置10同样的结构。
各第二质量附加膜44B具有带状的形状。各第二质量附加膜44B遍及各边缘区域的整体而设置。通过设置第二质量附加膜44B，在各边缘区域构成低声速区域。低声速区域是指声速比中央区域H中的声速低的区域。在电极指延伸方向上，从IDT电极11的内侧朝向外侧依次配置有中央区域H及低声速区域。由此，活塞模式成立，能够抑制横模式。
如上所述，在本实施方式中，也与第一实施方式同样地在第一间隙区域G1及第二间隙区域G2设置有第一质量附加膜44A。因此，能够抑制无用波，并且能够抑制***损耗变大。
需要说明的是，本实施方式的弹性波装置利用厚度剪切模式的体波而非声表面波。在该情况下，即便在各间隙区域设置有第一质量附加膜44A，也能够使活塞模式适当地成立。由此，能够得到横模式的抑制、在间隙区域产生的无用波的抑制及***损耗变大的抑制的任意效果。
第二质量附加膜44B设置于第一边缘区域E1及第二边缘区域E2中的至少一方即可。不过，第二质量附加膜44B优选设置于第一边缘区域E1及第二边缘区域E2的双方。由此，能够使活塞模式更加可靠地成立，能够更加可靠地抑制横模式。
第二质量附加膜44B在俯视下与至少一根电极指重叠即可。不过，第二质量附加膜44B优选在俯视下与多个电极指重叠，更优选与全部的电极指重叠。由此，能够使活塞模式更加可靠地成立，能够更加可靠地抑制横模式。
第二质量附加膜44B包括氧化硅。需要说明的是，第二质量附加膜44B的材料不限于上述，例如，能够使用从由氧化硅、氧化钨、五氧化铌、氧化钽及氧化铪构成的组中选择的至少一种电介质。
在图32中，分开示出了第一质量附加膜44A及第二质量附加膜44B。不过，如图33所示，在本实施方式中，第一质量附加膜44A、第二质量附加膜44B及保护膜23由相同的材料构成为一体。需要说明的是，第一质量附加膜44A、第二质量附加膜44B及保护膜23也可以包括互不相同的材料。
如图33所示，在第一边缘区域E1设置有第二质量附加膜44B及保护膜23的双方。具体而言，层叠有第二质量附加膜44B及保护膜23。与第一实施方式同样地，保护膜23的厚度是均匀的。因此，第一边缘区域E1中的保护膜23及第二质量附加膜44B的合计的厚度比中央区域H中的保护膜23的厚度厚。在第二边缘区域E2也层叠有第二质量附加膜44B及保护膜23。第二边缘区域E2中的保护膜23及第二质量附加膜44B的合计的厚度比中央区域H中的保护膜23的厚度厚。
需要说明的是，在保护膜23及第二质量附加膜44B的材料相同的情况下，第二质量附加膜44B的厚度是从保护膜23及第二质量附加膜44B的合计的厚度减去保护膜23的厚度而得到的。
在本实施方式中，在保护膜23上设置有第二质量附加膜44B。不过，第二质量附加膜44B也可以直接设置于压电层14的第一主面14a或电极指上。也可以在第二质量附加膜44B上设置有保护膜23。或者，第二质量附加膜44B也可以设置在压电层14及IDT电极11之间。
本发明的弹性波装置例如能够用于滤波器装置。通过第五实施方式示出该例。
图34是第五实施方式的滤波器装置的电路图。
滤波器装置50是梯型滤波器。滤波器装置50具有第一信号端子52及第二信号端子53、以及多个串联臂谐振器及多个并联臂谐振器。在本实施方式中，全部的串联臂谐振器及全部的并联臂谐振器是弹性波谐振器。而且，全部的串联臂谐振器及全部的并联臂谐振器是本发明的弹性波装置。不过，滤波器装置50中的至少一个串联臂谐振器或至少一个并联臂谐振器是本发明的弹性波装置即可。
第一信号端子52及第二信号端子53例如也可以构成为电极焊盘，或者也可以构成为布线。在本实施方式中，第一信号端子52是天线端子。天线端子与天线连接。
具体而言，滤波器装置50的多个串联臂谐振器是串联臂谐振器S1、串联臂谐振器S2及串联臂谐振器S3。具体而言，多个并联臂谐振器是并联臂谐振器P1及并联臂谐振器P2。
在第一信号端子52及第二信号端子53之间，相互串联地连接有串联臂谐振器S1、串联臂谐振器S2及串联臂谐振器S3。在串联臂谐振器S1及串联臂谐振器S2之间的连接点与接地电位之间，连接有并联臂谐振器P1。在串联臂谐振器S2及串联臂谐振器S3之间的连接点与接地电位之间，连接有并联臂谐振器P2。需要说明的是，滤波器装置50的电路结构不限于上述。滤波器装置50具有至少一个串联臂谐振器和至少一个并联臂谐振器即可。
滤波器装置50具有作为本发明的弹性波装置的串联臂谐振器及并联臂谐振器。因此，与第一实施方式等同样地，在滤波器装置50的串联臂谐振器及并联臂谐振器中，能够抑制无用波，并且能够抑制***损耗变大。
在滤波器装置50中，优选至少一个并联臂谐振器的质量附加膜的厚度比至少一个串联臂谐振器的质量附加膜的厚度薄。更优选全部的并联臂谐振器中的质量附加膜的厚度比全部的串联臂谐振器中的质量附加膜的厚度薄。因此，作为滤波器装置50整体，能够有效地抑制无用波，并且能够有效地抑制***损耗变大。
更详细而言，在为上述结构的情况下，串联臂谐振器中的质量附加膜的厚度较厚，因此，在串联臂谐振器对滤波器特性的影响较大的频带中，能够抑制无用波。另一方面，在相同频带中，并联臂谐振器对滤波器特性的影响较小。因此，在并联臂谐振器中，即便在相同频带中产生无用波也没有关系。因此，在并联臂谐振器中，通过减薄质量附加膜的厚度，在并联臂谐振器对滤波器特性的影响较大的频带中能够减小***损耗。以下更加具体地示出该效果的详细情况。
对用作串联臂谐振器的弹性波装置与用作并联臂谐振器的弹性波装置的导纳频率特性进行了测定。串联臂谐振器的设计参数如下所示。
压电层：材料...128°旋转Y切割-LiNbO3，厚度...0.36μm
电介质膜32：材料...SiO2，厚度...0.045μm
IDT电极：层结构...从压电层侧起Ti层/AlCu层/Ti层，各层的厚度...从压电层侧起0.01μm/0.49μm/0.004μm，波长λ...8.4μm，占空比...0.21，间隙区域的宽度...5μm
保护膜：材料...SiO2，厚度...0.108μm
质量附加膜：厚度...0.055μm
并联臂谐振器的设计参数除了将质量附加膜的厚度设为0.015μm以外，与串联臂谐振器的设计参数相同。
图35是示出质量附加膜的厚度互不相同的串联臂谐振器及并联臂谐振器中的导纳频率特性的图。
图35中的箭头L1所示的频带是串联臂谐振器的对滤波器特性的影响较大的频带。可知在箭头L1所示的频带中，串联臂谐振器中的无用波得到抑制。这是由于串联臂谐振器的质量附加膜的厚度较厚。
另一方面，图35中的箭头L2所示的频带是并联臂谐振器对滤波器特性的影响较大的频带。可知在箭头L2所示的频带中，并联臂谐振器的导纳较小，***损耗较小。这是由于并联臂谐振器的质量附加膜的厚度较薄。
以下，对厚度剪切模式的详细情况进行说明。需要说明的是，后述的IDT电极中的“电极”相当于本发明中的电极指。以下的例子中的支承构件相当于本发明中的支承基板。
图36的(a)是示出利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的外观的简图的立体图，图36的(b)是示出压电层上的电极构造的俯视图，图37是沿着图36的(a)中的A-A线的部分的剖视图。
弹性波装置1具有包括LiNbO3的压电层2。压电层2也可以包括LiTaO3。LiNbO3或LiTaO3的切割角是Z切割，但也可以是旋转Y切割或X切割。压电层2的厚度没有特别限定，但为了有效地激励厚度剪切模式，优选为40nm以上且1000nm以下，更优选为50nm以上且1000nm以下。压电层2具有相对置的第一主面2a和第二主面2b。在第一主面2a上设置有电极3及电极4。这里，电极3是“第一电极”的一例，电极4是“第二电极”的一例。在图36的(a)及图36的(b)中，多个电极3是与第一汇流条5连接的多个第一电极指。多个电极4是与第二汇流条6连接的多个第二电极指。多个电极3及多个电极4相互交错对插。电极3及电极4具有矩形形状，并且具有长度方向。在与该长度方向正交的方向上，电极3与相邻的电极4对置。电极3、4的长度方向、以及与电极3、4的长度方向正交的方向均是与压电层2的厚度方向交叉的方向。因此，电极3和相邻的电极4也可以说是在与压电层2的厚度方向交叉的方向上对置。另外，电极3、4的长度方向也可以替换为与图36的(a)及图36的(b)所示的电极3、4的长度方向正交的方向。即，也可以使电极3、4沿着图36的(a)及图36的(b)中第一汇流条5及第二汇流条6延伸的方向延伸。在该情况下，第一汇流条5及第二汇流条6沿着图36的(a)及图36的(b)中电极3、4延伸的方向延伸。而且，连接到一个电位的电极3与连接到另一个电位的电极4相邻的一对构造在与上述电极3、4的长度方向正交的方向上设置有多对。这里，电极3与电极4相邻并不是指电极3与电极4配置为直接接触的情况，而是指电极3与电极4隔着间隔而配置的情况。另外，在电极3与电极4相邻的情况下，在电极3与电极4之间未配置包括其他的电极3、4的与信号电极或接地电极连接的电极。该对数不需要为整数对，也可以是1.5对或2.5对等。电极3、4间的中心间距离即间距优选为1μm以上且10μm以下的范围。另外，电极3、4的宽度即电极3、4的对置方向的尺寸优选为50nm以上且1000nm以下的范围，更优选为150nm以上且1000nm以下的范围。需要说明的是，电极3、4间的中心间距离成为将正交于电极3的长度方向的方向上的电极3的尺寸(宽度尺寸)的中心与正交于电极4的长度方向的方向上的电极4的尺寸(宽度尺寸)的中心连结而得到的距离。
另外，在弹性波装置1中，使用Z切割的压电层，因此，正交于电极3、4的长度方向的方向成为正交于压电层2的极化方向的方向。在作为压电层2而使用了其他切割角的压电体的情况下，不限于此。这里，“正交”不仅仅限定于严格正交的情况，也可以是大致正交(正交于电极3、4的长度方向的方向与极化方向所成的角度例如是90°±10°的范围内)。
在压电层2的第二主面2b侧，隔着绝缘层7层叠有支承构件8。绝缘层7及支承构件8具有框状的形状，如图37所示，具有贯通孔7a、8a。由此形成空洞部9。空洞部9是为了不妨碍压电层2的激励区域C的振动而设置的。因此，上述支承构件8在与设置有至少一对电极3、4的部分不重叠的位置处，隔着绝缘层7层叠于第二主面2b。需要说明的是，也可以不设置绝缘层7。因此，支承构件8能够直接或间接地层叠于压电层2的第二主面2b。
绝缘层7包括氧化硅。不过，除了氧化硅之外，还能够使用氮氧化硅、矾土等适当的绝缘性材料。支承构件8包括Si。Si的压电层2侧的面上的面方位可以是(100)、(110)，也可以是(111)。构成支承构件8的Si期望为电阻率4kΩcm以上的高电阻。不过，关于支承构件8，也能够使用适当的绝缘性材料、半导体材料而构成。
作为支承构件8的材料，例如能够使用氧化铝、钽酸锂、铌酸锂、石英等压电体、矾土、氧化镁、蓝宝石、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石等各种陶瓷、金刚石、玻璃等电介质、氮化镓等半导体等。
上述多个电极3、4及第一汇流条5、第二汇流条6包括Al、AlCu合金等适当的金属或合金。在本实施方式中，电极3、4及第一汇流条5、第二汇流条6具有在Ti膜上层叠了Al膜的构造。需要说明的是，也可以使用Ti膜以外的紧贴层。
在驱动时，向多个电极3与多个电极4之间施加交流电压。更具体而言，向第一汇流条5与第二汇流条6之间施加交流电压。由此，能够得到利用了在压电层2中被激励的厚度剪切模式的体波的谐振特性。另外，在弹性波装置1中，在将压电层2的厚度设为d并将多对电极3、4中的任意相邻的电极3、4的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下。因此，能够有效地激励上述厚度剪切模式的体波，得到良好的谐振特性。更优选的是，d/p为0.24以下，在该情况下，能够得到更加良好的谐振特性。
在弹性波装置1中，由于具备上述结构，因此，即便为了实现小型化而减小了电极3、4的对数，也难以产生Q值的下降。这是因为，即便减少两侧的反射器中的电极指的根数，传播损耗也少。另外，能够减少上述电极指的根数是由于利用了厚度剪切模式的体波。参照图38的(a)及图38的(b)来说明在弹性波装置中利用的兰姆波(Lamb wave)与上述厚度剪切模式的体波的不同。
图38的(a)是用于说明在日本公开专利公报日本特开2012-257019号公报所记载的弹性波装置的压电膜传播的兰姆波的示意性主视剖视图。这里，波在压电膜201中如箭头所示那样传播。这里，在压电膜201中，第一主面201a与第二主面201b对置，连结第一主面201a与第二主面201b的厚度方向是Z方向。X方向是IDT电极的电极指排列的方向。如图38的(a)所示，对于兰姆波，波如图示那样沿X方向传播。由于是板波，因此压电膜201整体上振动，但由于波沿X方向传播，因此，在两侧配置反射器而得到谐振特性。因此，产生波的传播损耗，在实现了小型化的情况下，即在减少了电极指的对数的情况下，Q值下降。
与此相对，如图38的(b)所示，在弹性波装置1中，振动位移是厚度剪切方向，因此，波大致沿着连结压电层2的第一主面2a与第二主面2b的方向即Z方向传播并进行谐振。即，波的X方向分量比Z方向分量显著小。而且，通过该Z方向的波的传播得到谐振特性，因此，即便减少反射器的电极指的根数，也难以产生传播损耗。进而，即便为了推进小型化而减少了包括电极3、4的电极对的对数，也难以产生Q值的下降。
需要说明的是，如图39所示，厚度剪切模式的体波的振幅方向在压电层2的激励区域C所包含的第一区域451和激励区域C所包含的第二区域452成为相反。在图39中，示意性示出在电极3与电极4之间施加了电极4相比于电极3成为高电位的电压的情况下的体波。第一区域451是激励区域C中的正交于压电层2的厚度方向且将压电层2分为两部分的假想平面VP1与第一主面2a之间的区域。第二区域452是激励区域C中的假想平面VP1与第二主面2b之间的区域。
如上所述，在弹性波装置1中，配置有包括电极3和电极4的至少一对电极，但由于没有使波沿X方向传播，因此，包括该电极3、4的电极对的对数未必需要具有多对。即，只要设置至少一对电极即可。
例如，上述电极3是与信号电位连接的电极，电极4是与接地电位连接的电极。不过，也可以是，电极3与接地电位连接，电极4与信号电位连接。在本实施方式中，如上所述，至少一对电极是与信号电位连接的电极或与接地电位连接的电极，未设置浮置电极。
图40是示出图37所示的弹性波装置的谐振特性的图。需要说明的是，得到该谐振特性的弹性波装置1的设计参数如下所示。
压电层2：欧拉角(0°，0°，90°)的LiNbO3，厚度＝400nm。
在沿正交于电极3与电极4的长度方向的方向观察时，电极3与电极4重叠的区域即激励区域C的长度＝40μm，包括电极3、4的电极的对数＝21对，电极间中心距离＝3μm，电极3、4的宽度＝500nm，d/p＝0.133。
绝缘层7：1μm的厚度的氧化硅膜。
支承构件8：Si。
需要说明的是，激励区域C的长度是指激励区域C的沿着电极3、4的长度方向的尺寸。
在本实施方式中，包括电极3、4的电极对的电极间距离在多对中全部相等。即，等间距地配置了电极3和电极4。
根据图40可清楚，尽管不具有反射器，也得到分数带宽为12.5％的良好的谐振特性。
另外，在将上述压电层2的厚度设为d并将电极3与电极4的电极的中心间距离设为p的情况下，如上所述，在本实施方式中，d/p为0.5以下，更优选为0.24以下。参照图41对此进行说明。
与得到图40所示的谐振特性的弹性波装置同样地，但是使d/p变化而得到多个弹性波装置。图41是示出该d/p与作为弹性波装置的谐振器的分数带宽的关系的图。
根据图41可清楚，在d/p＞0.5时，即便调整d/p，分数带宽也小于5％。与此相对，在d/p≤0.5的情况下，如果使d/p在该范围内变化，则能够使分数带宽成为5％以上，即能够构成具有高耦合系数的谐振器。另外，在d/p为0.24以下的情况下，能够使分数带宽高到7％以上。此外，如果在该范围内调整d/p，则能够得到分数带宽更加宽的谐振器，能够实现具有更加高的耦合系数的谐振器。因此可知，通过将d/p设为0.5以下，可以构成利用了上述厚度剪切模式的体波的具有高耦合系数的谐振器。
图42是利用厚度剪切模式的体波的弹性波装置的俯视图。在弹性波装置80中，在压电层2的第一主面2a上设置有具有电极3和电极4的一对电极。需要说明的是，图42中的K成为交叉宽度。如上所述，在本发明的弹性波装置中，电极的对数也可以是一对。即便在该情况下，如果上述d/p为0.5以下，则也能够有效地激励厚度剪切模式的体波。
在弹性波装置1中，优选的是，在多个电极3、4中任意相邻的电极3、4相对于激励区域C的金属化率MR期望满足MR≤1.75(d/p)+0.075，该激励区域C是在沿上述相邻的电极3、4对置的方向观察时重叠的区域。在该情况下，能够有效地减小杂散。参照图43及图44对此进行说明。图43是示出上述弹性波装置1的谐振特性的一例的参考图。在谐振频率与反谐振频率之间出现箭头B所示的杂散。需要说明的是，设为d/p＝0.08，且设为LiNbO3的欧拉角(0°，0°，90°)。另外，设为上述金属化率MR＝0.35。
参照图36的(b)对金属化率MR进行说明。在图36的(b)的电极构造中，在着眼于一对电极3、4的情况下，设为仅设置有该一对电极3、4。在该情况下，由单点划线包围的部分成为激励区域C。该激励区域C是指，在沿着正交于电极3、4的长度方向的方向即对置方向观察电极3和电极4时电极3中的与电极4重合的区域、电极4中的与电极3重合的区域、以及电极3与电极4之间的区域中的与电极3及电极4重合的区域。而且，相对于该激励区域C的面积的激励区域C内的电极3、4的面积成为金属化率MR。即，金属化率MR是金属化部分的面积相对于激励区域C的面积的比。
需要说明的是，在设置有多对电极的情况下，将全部激励区域所包含的金属化部分相对于激励区域的面积的合计的比例设为MR即可。
图44是示出按照本实施方式构成了许多弹性波谐振器的情况下的分数带宽与作为杂散的大小的以180度标准化的杂散的阻抗的相位旋转量的关系的图。需要说明的是，针对分数带宽，对压电层的膜厚、电极的尺寸进行了各种变更、调整。另外，图44是使用了Z切割的包括LiNbO3的压电层的情况下的结果，但在使用其他切割角的压电层的情况下也成为同样的趋势。
在图44中的椭圆J所包围的区域，杂散大到1.0。根据图44可清楚，当分数带宽超过0.17时即超过17％时，即便使构成分数带宽的参数变化，在通带内也出现杂散电平为1以上的较大杂散。即，如图43所示的谐振特性那样，在频带内出现箭头B所示的较大杂散。因此，分数带宽优选为17％以下。在该情况下，通过调整压电层2的膜厚、电极3、4的尺寸等，能够减小杂散。
图45是示出d/2p、金属化率MR以及分数带宽的关系的图。在上述弹性波装置中，构成d/2p和MR不同的各种弹性波装置，测定了分数带宽。图45的虚线D的右侧的标注有阴影线而示出的部分是分数带宽为17％以下的区域。标注有该阴影线的区域与未标注该阴影线的区域的边界由MR＝3.5(d/2p)+0.075表示即，MR＝1.75(d/p)+0.075因此，优选为MR≤1.75(d/p)+0.075。在该情况下，容易使分数带宽成为17％以下。更优选的是图45中的单点划线D1所示的MR＝3.5(d/2p)+0.05的右侧的区域。即，如果MR≤1.75(d/p)+0.05，则能够使分数带宽可靠地成为17％以下。
图46是示出使d/p无限接近于0的情况下的分数带宽相对于LiNbO3的欧拉角(0°，θ，ψ)的映射的图。图46的标注有阴影线而示出的部分是至少得到5％以上的分数带宽的区域，当近似该区域的范围时，成为由下述的式(1)、式(2)及式(3)表示的范围。
(0°±10°，0°～20°，任意的ψ)...式(1)
(0°±10°，20°～80°，0°～60°(1-(θ-50)2/900)1/2)或(0°±10°，20°～80°，[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]～180°)...式(2)
(0°±10°，[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]～180°，任意的ψ)...式(3)
因此，在上述式(1)、式(2)或式(3)的欧拉角范围的情况下，能够充分地使分数带宽变宽，是优选的。在压电层2为钽酸锂层的情况下也相同。
图47是具有声学多层膜的弹性波装置的主视剖视图。
在弹性波装置81中，在压电层2的第二主面2b层叠有声学多层膜82。声学多层膜82具有声阻抗相对低的低声阻抗层82a、82c、82e和声阻抗相对高的高声阻抗层82b、82d的层叠构造。在使用声学多层膜82的情况下，即便不使用弹性波装置1中的空洞部9，也能够将厚度剪切模式的体波封闭在压电层2内。在弹性波装置81中，也能够通过将上述d/p设为0.5以下，得到基于厚度剪切模式的体波的谐振特性。需要说明的是，在声学多层膜82中，该低声阻抗层82a、82c、82e及高声阻抗层82b、82d的层叠数量没有特别限定。相较于低声阻抗层82a、82c、82e，至少一层高声阻抗层82b、82d配置在远离压电层2的一侧即可。
上述低声阻抗层82a、82c、82e及高声阻抗层82b、82d能够由适当的材料构成，只要满足上述声阻抗的关系即可。例如，作为低声阻抗层82a、82c、82e的材料，能够举出氧化硅或氮氧化硅等。另外，作为高声阻抗层82b、82d的材料，能够举出矾土、氮化硅或金属等。
在第一实施方式～第四实施方式及各变形例的弹性波装置中，例如也可以在支承基板及压电层之间设置图47所示的声学多层膜82。在该情况下，在声学多层膜82中，交替地层叠低声阻抗层与高声阻抗层即可。声学多层膜82也可以是弹性波装置中的声反射部。
在利用厚度剪切模式的体波的第一实施方式～第四实施方式及各变形例的弹性波装置中，如上所述，d/p优选为0.5以下，更优选为0.24以下。由此，能够得到更加良好的谐振特性。进而，在利用厚度剪切模式的体波的第一实施方式～第四实施方式及各变形例的弹性波装置中的交叉区域，如上所述，优选满足MR≤1.75(d/p)+0.075。在该情况下，能够更加可靠地抑制杂散。
利用厚度剪切模式的体波的第一实施方式～第四实施方式及各变形例的弹性波装置中的压电层优选为铌酸锂层或钽酸锂层。而且，构成该压电层的铌酸锂或钽酸锂的欧拉角优选处于上述的式(1)、式(2)或式(3)的范围。在该情况下，能够充分地使分数带宽变宽。
附图标记说明
1...弹性波装置；
2...压电层；
2a、2b...第一主面、第二主面；
3、4...电极；
5、6...第一汇流条、第二汇流条；
7...绝缘层；
7a...贯通孔；
8...支承构件；
8a...贯通孔；
9...空洞部；
10...弹性波装置；
10a...空洞部；
11...IDT电极；
12...压电性基板；
13...支承构件；
14...压电层；
14a、14b...第一主面、第二主面；
15...绝缘层；
16...支承基板；
23...保护膜；
24、24A...质量附加膜；
26、27...第一汇流条、第二汇流条；
28、29...第一电极指、第二电极指；
32...电介质膜；
44A、44B...第一质量附加膜、第二质量附加膜；
50...滤波器装置；
52、53...第一信号端子、第二信号端子；
80、81...弹性波装置；
82...声学多层膜；
82a、82c、82e...低声阻抗层；
82b、82d...高声阻抗层；
201...压电膜；
201a、201b...第一主面、第二主面；
451、452...第一区域、第二区域；
C...激励区域；
E1、E2...第一边缘区域、第二边缘区域；
F...交叉区域；
G1、G2...第一间隙区域、第二间隙区域；
H...中央区域；
P1、P2...并联臂谐振器；
S1～S3...串联臂谐振器；
VP1...假想平面。

Claims (22)

1.一种弹性波装置，具备：
支承构件，其包括支承基板；
压电层，其设置在所述支承构件上，是旋转Y切割-铌酸锂层；以及
IDT电极，其设置在所述压电层上，具有一对汇流条和多个电极指，
在所述支承构件设置有声反射部，所述声反射部在俯视下与所述IDT电极的至少一部分重叠，
在将所述压电层的厚度设为d并将相邻的所述电极指彼此的中心间距离设为p的情况下，d/p为0.5以下，
在所述IDT电极的一个所述汇流条连接有所述多个电极指中的一部分电极指，在另一个所述汇流条连接有所述多个电极指中的剩余的电极指，连接到一个所述汇流条的所述多个电极指及连接到另一个所述汇流条的所述多个电极指相互交错对插，
在从相邻的所述电极指彼此相对置的方向观察时，相邻的所述电极指彼此重合的区域是交叉区域，位于所述交叉区域与所述一对汇流条之间的区域是一对间隙区域，
在所述一对间隙区域中的至少一方的至少一部分设置有质量附加膜。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，
在所述一对间隙区域的双方分别设置有所述质量附加膜。
3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，
所述质量附加膜是低声速膜，在所述低声速膜传播的体波的声速比在所述压电层传播的体波的声速低。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述质量附加膜使用从由氧化硅、氧化钨、五氧化铌、氧化钽及氧化铪构成的组中选择的至少一种电介质。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述质量附加膜连续地设置，使得在俯视下与所述多个电极指及所述电极指间的区域重叠。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述质量附加膜设置在所述IDT电极及所述压电层之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述弹性波装置还具备设置在所述IDT电极及所述压电层之间的电介质膜。
8.根据权利要求7所述的弹性波装置，其中，
在将所述多个电极指延伸的方向设为电极指延伸方向时，所述交叉区域具有中央区域以及配置为在所述电极指延伸方向上夹着所述中央区域的一对边缘区域，
在所述间隙区域设置有所述电介质膜及所述质量附加膜的双方，所述间隙区域中的所述电介质膜及所述质量附加膜的合计的厚度比所述中央区域中的所述电介质膜的厚度厚。
9.根据权利要求7或8所述的弹性波装置，其中，
所述质量附加膜包括与所述电介质膜相同的材料。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的弹性波装置，其中，
在所述压电层上，还具备设置为覆盖所述IDT电极的保护膜。
11.根据权利要求10所述的弹性波装置，其中，
在将所述多个电极指延伸的方向设为电极指延伸方向时，所述交叉区域具有中央区域以及配置为在所述电极指延伸方向上夹着所述中央区域的一对边缘区域，
在所述间隙区域设置有所述保护膜及所述质量附加膜的双方，所述间隙区域中的所述保护膜及所述质量附加膜的合计的厚度比所述中央区域中的所述保护膜的厚度厚。
12.根据权利要求10或11所述的弹性波装置，其中，
所述质量附加膜包括与所述保护膜相同的材料。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述质量附加膜的厚度为5nm以上且100nm以下。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述质量附加膜是第一质量附加膜，
在将所述多个电极指延伸的方向设为电极指延伸方向时，所述交叉区域具有中央区域以及配置为在所述电极指延伸方向上夹着所述中央区域的一对边缘区域，
在所述一对边缘区域中的至少一方，设置有第二质量附加膜。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的弹性波装置，其中，
在将所述多个电极指延伸的方向设为电极指延伸方向时，所述间隙区域的沿着所述电极指延伸方向的尺寸为1μm以上且5μm以下。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的弹性波装置，其中，
在将所述多个电极指延伸的方向设为电极指延伸方向、将所述间隙区域的沿着所述电极指延伸方向的尺寸设为x[μm]、将所述质量附加膜的厚度设为y[nm]时，所述质量附加膜的厚度y为y≥5x+5。
17.根据权利要求16所述的弹性波装置，其中，
所述质量附加膜的厚度y为5x+5≤y≤75nm。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的弹性波装置，其中，
所述声反射部是设置于所述支承构件的空洞部。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的弹性波装置，其中，
d/p为0.24以下。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的弹性波装置，其中，
在将所述多个电极指相对于所述交叉区域的金属化率设为MR时，满足MR≤1.75(d/p)+0.075。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的弹性波装置，其中，
作为所述压电层的所述旋转Y切割-铌酸锂层的欧拉角处于以下的式(1)、式(2)或式(3)的范围，
...(0°±10°，0°～20°，任意的ψ)...式(1)
...(0°±10°，20°～80°，0°～60°(1-(θ-50)2/900)1/2)...或...(0°±10°，20°～80°，[180°-60°(1-(θ-50)2/900)1/2]～180°)...式(2)
...(0°±10°，[180°-30°(1-(ψ-90)2/8100)1/2]～180°，任意的ψ)...式(3)。
22.一种滤波器装置，具备：
至少一个串联臂谐振器；以及
至少一个并联臂谐振器，
所述串联臂谐振器及所述并联臂谐振器是权利要求1至21中任一项所述的弹性波装置，
至少一个所述并联臂谐振器的所述质量附加膜的厚度，比至少一个所述串联臂谐振器的所述质量附加膜的厚度薄。
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