WO2021241117A1 - 弾性波装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an elastic wave device such as an elastic surface wave device and an elastic boundary wave device, and more particularly to an elastic wave device in which a high sound velocity material layer, a low sound velocity material layer, and a piezoelectric film are laminated.
- an acoustic wave device having a piezoelectric substrate, facing first and second bus bars, and a plurality of first and second electrode fingers is known.
- Each of the plurality of electrodes has an edge separated from the opposite bus bar, and forms a gap between the edge of each electrode and the opposite bus bar.
- Patent Document 1 it is shown that it is desirable that the length of the gap is one acoustic wavelength (1 ⁇ ) or more.
- each of the plurality of electrode fingers has a portion adjacent to the edge and forming an edge region extending longitudinally along the transducer.
- the wave velocity of the acoustic wave in the edge region is slower than the wave velocity in the central region of the transducer, and the wave velocity in the gap region is faster than the velocity in the central region of the transducer. Then, it is disclosed that the piston mode can be obtained by this sound velocity relationship and the transverse mode can be suppressed.
- the sound velocity of the elastic wave in the area of the bus bar is low sound velocity (in the central region). From (lower than the velocity of elastic waves) to high sound velocity (higher than the velocity of elastic waves in the central region). Therefore, the high sound velocity region increases, and it may be difficult to reliably suppress the transverse mode ripple.
- an object of the present disclosure is to provide an elastic wave device having a high Q value and capable of effectively suppressing transverse mode ripple.
- the elastic wave device has a piezoelectric film, a high-sound-velocity material layer in which bulk waves propagate at a speed higher than the speed of sound of elastic waves propagating in the piezoelectric film, and a material layer having a high sound velocity lower than the speed of sound of bulk waves propagating in the piezoelectric film. It includes a low sound velocity material layer through which bulk waves propagate, and an IDT electrode provided on a piezoelectric film. A low-pitched material layer and a piezoelectric film are laminated in this order on the high-pitched material layer, and the IDT electrodes are connected to the first and second bus bars facing each other and the base end to the first bus bar.
- a plurality of first electrode fingers whose tips are extended toward the second bus bar, and a plurality of which are connected to the second bus bar and whose tips are extended toward the first bus bar. It has a second electrode finger of the book.
- the intersection region is the central region
- the first is provided between the central region and the first bus bar.
- It has an edge region and a second edge region provided between the central region and the second bus bar. The speed of sound in the first and second edge regions is lower than the speed of sound in the central region, and the speed of sound in the bus bar region provided with the first bus bar and the second bus bar is higher than the speed of sound in the central region.
- the region sandwiched between the first edge region and the first bus bar is the first region and the region sandwiched between the second edge region and the second bus bar is the second region, one of the first region and the second region.
- the speed of sound of the part is lower than the speed of sound in the bus bar area.
- FIG. 3 is an enlarged plan view showing a part of FIG. 1 in an enlarged manner.
- the elastic wave device may be in any direction upward or downward, but in the following, for convenience, the Cartesian coordinate system xyz is defined and the xy plane is defined.
- the positive side in the y direction (upper side of the paper surface in FIG. 1) is upward
- the negative side in the y direction (lower side of the paper surface in FIG. 1) is lower
- the positive side in the z direction paper surface in FIG. 2).
- the terms "upper”, “lower”, “upper”, “lower”, etc. shall be used with the upper side as the upper side and the negative side in the z direction (the lower side of the paper in FIG. 2) as the lower side.
- FIG. 1 is a plan view showing a main part of the electrode structure of the elastic wave device 1 according to the first embodiment of the present invention
- FIG. 2 is a plan view of the elastic wave device 1 according to the first embodiment of the present invention. It is a schematic front sectional view.
- the piezoelectric film 10 has a main surface 10a, and an IDT electrode 11 is provided on the main surface 10a.
- an IDT electrode 11 By applying an AC voltage to the IDT electrode 11, elastic waves are excited.
- a reflector 12a and a reflector 12 including the reflector 12b are arranged on both sides of the IDT electrode 11 in the elastic wave propagation direction (x direction).
- the reflector 12 includes a plurality of reflective electrode fingers extending in a direction (y direction) orthogonal to the elastic wave propagation direction (x direction) and parallel to each other.
- the elastic wave device 1 has a hypersonic support substrate 13 as a hypersonic material layer, a low sound velocity material layer 14, and a piezoelectric film 10 made of lithium tantalate.
- the hypersonic material layer 14 and the piezoelectric film 10 are laminated in this order on the hypersonic support substrate 13.
- the low sound velocity material layer 14 is laminated on the high sound velocity support substrate 13
- the piezoelectric film 10 is laminated on the low sound velocity material layer 14.
- An IDT electrode 11 and a reflector 12 (12a, 12b) are provided on the piezoelectric film 10. This constitutes a 1-port elastic wave resonator.
- the high-sound-velocity material constituting the high-sound-velocity material layer is a material in which the sound velocity of the propagating bulk wave is higher than the sound velocity of the elastic wave propagating in the piezoelectric film 10.
- the low sound velocity material constituting the low sound velocity material layer 14 means a material in which the sound velocity of the propagating bulk wave is lower than the sound velocity of the bulk wave propagating through the piezoelectric film 10.
- sapphire, quartz, silicon carbide, and silicon can be used as the high sound velocity support substrate 13, and an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride, a resin material, or the like can be used as the low sound velocity material. can.
- the hypersonic material and the low sound velocity material an appropriate combination of materials can be used as long as the above-mentioned sound velocity relationship is satisfied.
- the energy of elastic waves can be effectively confined in the piezoelectric film 10.
- the piezoelectric film 10 may be made of a piezoelectric single crystal other than lithium tantalate such as lithium niobate, or an appropriate piezoelectric ceramic.
- the IDT electrode 11 is made of a laminated metal film in which a plurality of metal layers are laminated. Examples of this metal include Al, W, Mo, Ta, Hf, Cu, Pt, Ti, Au, Ag, Ni, Zn, Cr, and alloys containing them as main components.
- the IDT electrode 11 may be composed of a single metal layer.
- the IDT electrode 11 has a first bus bar 31 and a second bus bar 32 facing each other.
- the IDT electrode 11 has a plurality of first electrode fingers 33 and a plurality of second electrode fingers 34.
- the base end of the plurality of first electrode fingers 33 is connected to the first bus bar 31, and the tip thereof is extended toward the second bus bar 32.
- the base ends of the plurality of second electrode fingers 34 are connected to the second bus bar 32, and the tips thereof are extended toward the first bus bar 31.
- the first electrode finger 33 and the second electrode finger 34 have a wide portion.
- the wide portion is a dimension in the width direction as compared with the center in the extension direction of the electrode finger when the dimension along the direction orthogonal to the extension direction of the electrode finger (elastic wave propagation direction) is the dimension in the width direction. Shall refer to the large part.
- the wide portion of the first electrode finger 33 and the second electrode finger 34 is referred to as an electrode finger wide portion for convenience.
- the electrode finger width portions 38b and 38c are located on the tip end side of the electrode finger
- the electrode finger width portions 38a and 38d are the bases of the electrode fingers. It is located on the edge side.
- a rectangular floating electrode 101a that is not connected to the bus bar 32 is provided.
- a rectangular floating electrode 101b not connected to the first bus bar 31 is provided between the electrode finger width portion 38b on the tip end side of the second electrode finger 34 and the facing first bus bar 31. ing.
- FIG. 3A is an enlarged plan view of a partial notch showing the sound velocity relationship of each region by enlarging a part of FIG. 1.
- the intersecting region C which is a region where the first electrode finger 33 and the second electrode finger 34 overlap in the elastic wave propagation direction, is provided between the central region C1 and the central region C1 and the first bus bar 31. It has one edge region C2 and a second edge region C3 provided between the central region C1 and the second bus bar 32. Further, the region sandwiched between the first edge region C2 and the first bus bar 31 is referred to as the first region D, and the region sandwiched between the second edge region C3 and the second bus bar 32 is referred to as the second region E.
- the velocity (sound velocity) V of the elastic wave propagating in each region in FIG. 3A means that the velocity increases toward the right side (+ x direction) of FIG.
- the sound velocity V2 of the first edge region C2 and the second edge region C3 is lower than the sound velocity V1 of the central region C1.
- the speed of sound V4 in the bus bar region F provided with the bus bar is higher than the speed of sound V1 in the central region C1. That is, an edge region, which is a low sound velocity region, and a bus bar region, which is a high sound velocity region, are provided in this order on both outer sides of the central region C1 along the extending direction of the electrode finger, respectively.
- the region where the floating electrode 101 is not provided specifically, the region sandwiched between the floating electrode and the wide portion, and the floating electrode and the bus bar.
- the sound velocity V31 in the sandwiched region is faster than the sound velocity V4 in the bus bar region F, while the sound velocity V32 in the region where the floating electrode 101 is provided is slower than the sound velocity V4 in the bus bar region F. This sound velocity relationship forms a more effective piston mode.
- FIG. 4 is an enlarged plan view of a partial notch showing the sound velocity relationship of each region in the elastic wave device 2 having the structure of the comparative example.
- the elastic wave device 2 according to the comparative example is different from the elastic wave device 1 according to the first embodiment in that no member is provided in the first region D and the second region E.
- the sound velocity V32 in a part of the first region D and the second region E is lower than the sound velocity V4 in the bus bar region F.
- the speed of sound in some areas of the conventional high sound velocity region is lowered.
- the speed of sound in a part of the conventional high sound velocity region is lowered to the same level as the sound velocity in the central region C1, and the sound velocity is not higher than that in the central region C1.
- the speed of sound in a part of the first region D and the second region E may be lower than the speed of sound V4 in the bus bar region. More precisely, the speed of sound in at least one region of a part of the first region D and a part of the second region E may be lower than the speed of sound V4 in the bus bar region.
- the IDT electrode 11 By configuring the IDT electrode 11 so as to have such a sound velocity relationship, the high sound velocity region in the present embodiment is reduced as compared with FIG. Then, the piston mode is generated more effectively, and the ripple of the transverse mode can be suppressed.
- the piston mode is used, and since the sound velocity in a part of the first region D and the second region E is lower than the sound velocity in the bus bar region F, the high sound velocity region is reduced and the transverse region is reduced. Mode ripple can be effectively suppressed. This will be explained based on specific simulation results.
- the wavelength of the resonator is defined by the wavelength ⁇ which is the repeating cycle of the plurality of first electrode fingers 33 or the second electrode fingers 34 constituting the IDT electrode 11 shown in FIG. 3 (a). Further, the crossing width L of the pair of comb-shaped first electrode fingers 33 and the second electrode finger 34 overlaps the first electrode finger 33 and the second electrode finger 34 when viewed from the elastic wave propagation direction.
- FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3A.
- the pitch p of the plurality of first electrode fingers 33 and the second electrode finger 34 is 1 ⁇ 2 of the wavelength ⁇ , the line widths of the first electrode finger 33 and the second electrode finger 34 are w1, and the adjacent first electrodes.
- the electrode duty of each resonator is the line width occupancy of the plurality of first electrode fingers 33 and the second electrode finger 34, and the line width and space width of the plurality of first electrode fingers 33 and the second electrode finger 34. It is the ratio of the line width to the addition value of and is defined by w1 / (w1 + w2).
- the wavelength ⁇ is 1.5 ⁇ m
- the logarithm N is 380
- the electrode duty R is 0.45.
- FIG. 5 is a diagram showing return loss characteristics and impedance characteristics in the elastic wave device 1 depending on the presence or absence of the floating electrode 101 in the first region D and the second region E.
- the solid line shows the case where the floating electrode is arranged, and the broken line shows the case where the floating electrode is not arranged.
- the return loss value is better when the floating electrode 101 is present than when the floating electrode 101 is not present.
- the worst value of return loss has been improved from -4.5 dB to about -1.5 dB.
- the ripple in the elastic wave device is also reduced. Therefore, if the floating electrode 101 is provided, the worst value of the return loss is improved, and the ripple in the transverse mode can be effectively suppressed.
- the floating electrode 101 here has a size of 1 ⁇ in the direction in which the electrode finger extends (y direction), where ⁇ is the wavelength of the surface acoustic wave.
- the impedance characteristic is also better when the floating electrode 101 is present than when the floating electrode 101 is not present, and it can be seen that the ripple is suppressed.
- the size ⁇ in the direction in which the electrode finger of the floating electrode 101 shown in FIG. 6 extends and the size ⁇ in the direction in which the electrode finger of the wide portion of the electrode finger extends are determined.
- the impedance characteristics are better in the cases of 0.75 ⁇ and 1 ⁇ than in the case where the size ⁇ of the floating electrode 101 in the direction in which the electrode finger extends is 0.5 ⁇ . I understand. Therefore, when the magnitude ⁇ of the floating electrode 101 in the direction in which the electrode finger extends is 0.75 ⁇ or more, the ripple in the transverse mode can be effectively suppressed.
- the size ⁇ of the floating electrode 101 in the direction in which the electrode finger extends may be 3 ⁇ or less. In this case, productivity is likely to be improved.
- the worst value of return loss is about ⁇ 2.0 dB
- ⁇ is 0.4 ⁇
- 0.5 ⁇ , and 0.6 ⁇ The worst value of return loss is suppressed to about -1.2 dB to -1.7 dB.
- FIG. 8A when ⁇ is 0.2 ⁇ , the worst value of return loss is about ⁇ 2.0 dB, while when ⁇ is 0.4 ⁇ , 0.5 ⁇ , and 0.6 ⁇ . The worst value of return loss is suppressed to about -1.2 dB to -1.7 dB.
- FIG. 9 is a partial notched plan view showing the electrode structure of the modified example 1 of the elastic wave device 1 of the first embodiment and the sound velocity of each region.
- the elastic wave device 1 according to the first modification the elastic wave device of the first embodiment is obtained except that the floating electrode 101 has a wide portion and the sound velocity relationship between the region of the floating electrode 101 and the central region C1. It is configured in the same manner as 1.
- the floating electrode 101 according to the first modification has at least two different width direction dimensions when the direction orthogonal to the extending direction of the electrode finger is the width direction. More specifically, the floating electrode 101 is provided with a wide portion, and the portion having the largest width direction dimension among the plurality of width direction dimensions is referred to as a first wide width portion 36. In that case, the floating electrode 101 has at least two different widthwise dimensions in the first wide portion 36 and the non-first wide portion 36.
- the speed of sound in each region of the elastic wave device 1 according to the first modification is as shown in FIG. 9 (b).
- the speed of sound in the central region C1 is V1
- the speed of sound in the first edge region C2 and the second edge region C3 is V2
- the speed of sound in the bus bar region F is V4.
- the first region D and the second region E between the first edge region C2 and the second edge region C3 and the bus bar region F have a plurality of different sound velocities, and the first edge region C2 and the second edge region
- the speed of sound in the region between C3 and the floating electrode 101 is V31
- the speed of sound in the region of the first wide portion 36 of the floating electrode is V32
- the speed of sound in the region other than the first wide portion 36 of the floating electrode is V33
- V34 be the speed of sound in the region between and the bus bar region F.
- the speeds of sound V1, V2, V31 to V34, and V4 have a relationship of V34 ⁇ V31>V4>V1 ⁇ V33>V32> V2.
- the region of the first wide portion 36 of the floating electrode is low. It becomes the sound velocity region. Therefore, by further reducing the high sound velocity region, the ripple in the transverse mode can be further suppressed as compared with the first embodiment.
- the electrode finger in the first region D (see FIG. 3), in the direction in which the electrode finger extends on the extension line 47 in which the tip of the first electrode finger 33 extends toward the second bus bar 32.
- An extended member here, a floating electrode
- a member in which the tip of the second electrode finger 34 extends in the extending direction of the electrode finger on the extension line 48 extending toward the first bus bar 31.
- the member extending in the extending direction of the electrode finger may be on the extension line 47 or at least one of the extension lines 48. Further, when the member is located on the extension line, not only the case where the member is located only on the extension line but also the case where at least a part of the member is positioned so as to overlap with the extension line in a plan view is included. It shall be.
- the floating electrode 101 is arranged so as to be aligned with the electrode finger in a straight line in the direction in which the electrode finger extends, it is easier to manufacture as compared with the case where the floating electrode 101 is not located on the extension lines 47 and 48. Is.
- FIG. 10 shows the results of simulation evaluation of the return loss characteristic and the impedance characteristic depending on the presence or absence of the first wide portion 36 of the floating electrode in the elastic wave device 1.
- the value of the return loss shown in FIG. 10A indicates the value (worst value) of the portion where the return loss is most deteriorated.
- the solid line shows the return loss when the floating electrode 101 has the first wide portion 36
- the broken line shows the return loss when the floating electrode 101 does not have the first wide portion 36.
- FIG. 11 is a partially cutaway plan view showing the electrode structure of the modified example 2 of the elastic wave device 1 according to the first embodiment of the present invention.
- a rectangular floating electrode 101 having a long side along the elastic wave propagation direction is formed in the first region D and the second region E.
- the sound velocity of a part of the first region D and the second region E is lower than the sound velocity of the bus bar region F. More specifically, the speed of sound in the region of the first region D and the second region E in which the floating electrode 101 is formed is lower than the speed of sound in the bus bar region F. Therefore, as in the case of the first embodiment, the ripple in the transverse mode can be suppressed.
- FIG. 12 is a partial notched plan view showing the electrode structure of the elastic wave device 3 according to the second embodiment of the present invention and the speed of sound in each region.
- the structure of the electrodes in the first region D and the second region E, and the sound velocity of the first region D and the second region E are related to the sound velocity relationship shown in FIG. It is configured in the same manner as the elastic wave device 1 of the first embodiment except that it is different.
- the IDT electrode 11 of the elastic wave device 3 includes a member extending in the extending direction (y direction) of the electrode finger in the first region D and the second region E, in which a dummy electrode finger 102 is provided.
- the dummy electrode finger 102 is provided along the elastic wave propagation direction (x direction), and the tip of the dummy electrode finger 102 faces the electrode finger wide portion 38 on the tip side of the electrode finger, and is the base of the dummy electrode finger 102.
- the end is connected to the first bus bar 31 or the second bus bar 32.
- the speed of sound in the central region C1 is V1
- the speed of sound in the first edge region C2 and the second edge region C3 is V2
- the speed of sound in the bus bar region F is V4.
- the region between the first edge region C2 and the second edge region C3 and the bus bar region F has a first region D and a second region E having different sound velocities, and the tip of the first edge region C2 and the dummy electrode finger 102.
- the speed of sound in the region between and is V31
- the speed of sound in the region of the dummy electrode finger 102 is V32.
- the speeds of sound V1, V2, V31, V32, and V4 have a relationship of V31> V4> V1 ⁇ V32> V2.
- V4> V32 it can be seen that the sound velocity of a part of the first region D and the second region E is lower than the sound velocity of the bus bar region F.
- the IDT electrode 11 By configuring the IDT electrode 11 so as to have such a sound velocity relationship, the sound velocity of a part of the first region D and the second region E is lower than the sound velocity of the bus bar region, and the elasticity of the second embodiment is achieved. Also in the wave device 3, the ripple in the transverse mode can be suppressed as in the first embodiment.
- FIG. 13 is a diagram showing return loss characteristics and impedance characteristics depending on the presence or absence of the dummy electrode finger 102 in the first region D and the second region E in the elastic wave device 3.
- the solid line shows the case where the dummy electrode is arranged, and the broken line shows the case where the dummy electrode is not arranged.
- the worst value of the return loss is improved from -4.7 dB to about -1.2 dB as compared with the case where the dummy electrode finger 102 is not present.
- the impedance characteristic is also good when the dummy electrode finger 102 is present. That is, it can be seen that if the dummy electrode finger 102 is provided, the ripple in the transverse mode can be effectively suppressed.
- the dummy electrode finger 102 here has a size of 1 ⁇ in the direction in which the electrode finger extends (y direction), where ⁇ is the wavelength of the surface acoustic wave.
- the size ⁇ of the dummy electrode finger 102 in the extending direction (y direction) of the dummy electrode finger 102 and the electrode in the electrode finger width portion 38 of the electrode finger are shown in FIG.
- the length ⁇ in the direction in which the finger extends was variously changed, and the return loss characteristic and the impedance characteristic were evaluated.
- the results are shown in FIGS. 15 and 16.
- the size ⁇ of the dummy electrode finger 102 in the extending direction may be 3 ⁇ or less. In this case, productivity is likely to be improved.
- the size ⁇ of the electrode finger width portion 38 of the electrode finger is 0.5 ⁇ or more, the ripple in the transverse mode can be further suppressed.
- the length ⁇ of the electrode finger width portion 38 of the electrode finger in the direction in which the electrode finger extends may be 2 ⁇ or less. In this case, productivity is likely to be improved.
- FIG. 17 is a partial notched plan view showing the electrode structure of the modified example 1 of the elastic wave device 3 of the second embodiment and the sound velocity of each region.
- the second embodiment has a wide portion except that the dummy electrode finger 102 has a wide portion and the sound velocity relationship between the dummy electrode finger 102 and the central region C1. It is configured in the same manner as the elastic wave device 3.
- the dummy electrode finger 102 of the elastic wave device 1 according to the first modification has at least two different width direction dimensions when the direction orthogonal to the extending direction of the electrode finger is the width direction. Specifically, the dimension in the width direction of the tip is larger than the dimension in the width direction of the base end of the dummy electrode finger 102.
- the wide portion of the dummy electrode finger 102 having the largest dimension in the width direction is referred to as a second wide portion 37.
- the speed of sound in the central region C1 is V1
- the speed of sound in the first edge region C2 and the second edge region C3 is V2
- the speed of sound in the bus bar region F is V4.
- the first region D between the first edge region C2 and the second edge region C3 and the bus bar region F has a plurality of regions having different sound velocities, and the first edge region C2 and the second thick width of the dummy electrode finger.
- the speed of sound in the region between the portion 37 is V31
- the speed of sound in the region of the second wide portion 37 of the dummy electrode finger is V32
- the speed of sound in the region of the second wide portion of the dummy electrode finger not 37 is V33.
- the speeds of sound V1, V2, V31 to V33, and V4 have a relationship of V31> V4> V1 ⁇ V33> V32> V2.
- the sound velocity V32 of the second wide portion 37 of the dummy electrode finger is lower than the sound velocity V4 of the bus bar region F and the sound velocity V1 of the central region C1, the sound velocity of the second wide portion 37 of the dummy electrode finger Is in the low sound velocity region. Therefore, by reducing the high sound velocity region, the ripple in the transverse mode can be further suppressed.
- FIG. 18 shows the results of simulation evaluation of the return loss characteristic and the impedance characteristic depending on the presence or absence of the second wide portion 37 of the dummy electrode finger in the elastic wave device 3.
- the value of the return loss shown in FIG. 18A indicates the value (worst value) of the portion where the return loss is most deteriorated.
- the solid line shows the return loss when the dummy electrode finger 102 has the second wide portion 37
- the broken line shows the return loss when the dummy electrode finger 102 does not have the second wide portion 37. Shows.
- the worst value of the return loss is -1.18 dB, while the dummy electrode finger has the second wide portion 37. If there is, it can be seen that the worst value is improved to -0.93 dB.
- the impedance characteristic is also better when the dummy electrode finger 102 has the second wide portion 37 than when the dummy electrode finger 102 does not have the second wide portion, especially in the vicinity of 2600 MHz. Therefore, it can be seen that the ripple in the transverse mode can be effectively suppressed.
- the dummy electrode finger 102 is formed to reduce the high sound velocity region and ripple in the transverse mode. It turns out that it can suppress. It was also shown that the presence or absence of the dummy electrode finger 102 and the second wide portion 37 of the dummy electrode finger and the size can be set to further suppress the ripple in the transverse mode.
- Modifications 2 to 4 of the elastic wave device according to the second embodiment 19 (a) to 19 (c) are partial cutout plan views showing the electrode structures of the modified examples 2 to 4 of the elastic wave device 1 according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 19A is a partially cutaway plan view showing the electrode structure of the modified example 2 of the elastic wave device 1 according to the second embodiment of the present invention.
- the dummy electrode finger 102 is formed as a member extending in the direction in which the electrode finger extends only in the first region D.
- FIG. 19B is a partially cutaway plan view showing the electrode structure of the modified example 3 of the elastic wave device 1 according to the second embodiment of the present invention.
- the dummy electrode fingers 102 are formed intermittently rather than continuously in the elastic wave propagation direction. More specifically, it is not necessary for the dummy electrode fingers 102 to be formed in all of the first region D and the second region E between each electrode finger and the bus bar facing the electrode finger, and a dummy electrode finger 102 is partially formed.
- the electrode finger 102 is formed.
- FIG. 19 (c) is a partially cutaway plan view showing the electrode structure of the modified example 4 of the elastic wave device 1 according to the second embodiment of the present invention.
- a rectangular dummy electrode finger 102 having a long side along the elastic wave propagation direction is formed.
- the sound velocity of a part of the first region D and the second region E is lower than the sound velocity of the bus bar region F. Therefore, as in the case of the first and second embodiments, the ripple in the transverse mode can be suppressed.
- the member formed in the first region D or the second region E is a rectangular dummy electrode finger 102, which is an exemplary one and floats. It can be replaced or combined with the configuration of the electrode 101 or the like, and the shape is not limited to a rectangle, and may be a square, a circular shape, or the like.
- FIG. 20 is a front sectional view of the elastic wave device 4 according to the third embodiment.
- a piezoelectric film 10 made of a high sound velocity material layer 13B, a low sound velocity material layer 14, and lithium tantalate is laminated on a support substrate 13A. Since the hypersonic material layer 13B is provided, the support substrate 13A may be made of a material other than the hypersonic material. However, the support substrate 13A may be made of a hypersonic material.
- the elastic wave device 4 according to the present embodiment is similarly configured except that the hypersonic material layer as the hypersonic material film is different from the hypersonic material layer shown in FIG. Specifically, the only difference is that in FIG. 2, the hypersonic material layer is the hypersonic support substrate 13, and in FIG. 20, the hypersonic material layer 13B further includes a support substrate 13A that supports it. .. Therefore, essentially, a part of the sound velocity in the first region D and the second region E is still lower than the sound velocity in the bus bar region F. Therefore, in the elastic wave device 4 of the third embodiment. Also, the transverse mode ripple can be suppressed.
- the material of the hypersonic support substrate 13 is, for example, silicon.
- the material of the support substrate 7 is not limited to silicon, but is not limited to silicon, but is a piezoelectric material such as sapphire, lithium tantalate, lithium niobate, or crystal, alumina, magnesia, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, and the like.
- Various ceramics such as mulite, steatite, and forsterite, dielectrics such as glass, semiconductors such as gallium nitride, and resin substrates may be used.
- the thickness of the piezoelectric film 10 is ⁇ with the wavelength of the surface acoustic wave. In this case, it is preferably 3.5 ⁇ or less. It is known from the above-mentioned Patent Document 1 that if the film thickness of lithium tantalate becomes thicker than 3.5 ⁇ , the Q characteristic deteriorates. Therefore, in order to enhance the Q characteristic, the film thickness of lithium tantalate is preferably 3.5 ⁇ or less.
- hypersonic material aluminum nitride, aluminum oxide, silicon nitride, and a DLC film can be used.
- an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride, a resin material, or the like can be used.
- the hypersonic material and the low sound velocity material an appropriate combination of materials can be used as long as the above-mentioned sound velocity relationship is satisfied.
- Support substrates include piezoelectric materials such as sapphire, lithium tantalate, lithium niobate, and crystals, and various ceramics such as alumina, magnesia, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cozilite, mulite, steatite, and forsterite. , Dielectrics such as glass, semiconductors such as silicon and gallium nitride, and resin substrates can be used.
- FIG. 21 is a partially cutaway plan view showing a main part of the elastic wave device 5 according to the fourth embodiment.
- the elastic wave device 5 according to the fourth embodiment is configured in the same manner as the elastic wave device 1 of the first embodiment except for the presence or absence of a wide portion of the first electrode finger 33 and the second electrode finger 34. ing.
- the electrode finger 21 of the elastic wave device 5 according to the fourth embodiment does not have the electrode finger width portion 38 as in the first embodiment.
- a dielectric as a mass addition film is formed in the portions of the first electrode finger 33 and the second electrode finger 34 located in the first edge region C2 and the second edge region C3.
- the films 15 are laminated. As a result, the speed of sound in the first edge region C2 and the second edge region C3 is lower than that in the central region C1.
- the above-mentioned dielectric film 15 is above the first and second electrode fingers (with the surface of the electrode finger on the piezoelectric film side) in the first edge region C2 and the second edge region C3 when viewed from the elastic wave propagation direction. May be laminated on the opposite surface) or below (between the electrode finger and the piezoelectric film). Further, as shown in FIG. 21B, the dielectric film 15 may be provided so as to cover the IDT electrode 11. In this case, the IDT electrode 11 can be protected and the frequency can be adjusted. That is, the frequency can be adjusted by adjusting the thickness and material of the dielectric film 15.
- the dielectric film 15 is laminated in the portions of the first and second electrode fingers 33 and 34 located in the first edge region C2 and the second edge region C3.
- the sound velocity of the first edge region C2 and the second edge region C3 becomes the low sound velocity.
- the sound velocity of a part of the first region D and the second region E is lower than the sound velocity of the bus bar region F, so that the ripple in the transverse mode can be suppressed. ..
- all of the first electrode finger 33 and the second electrode finger 34 have the electrode finger width portion 38 on the distal end side and the proximal end side.
- a finger width portion 38 may be provided.
- only one electrode finger width portion 38 may be provided at the tip or the base end in one electrode finger, and all the electrode fingers are not necessarily electrode fingers. It is not necessary to provide the wide portion 38.
- the floating electrode 101 even in the first wide portion 36 of the floating electrode 101, it is not necessary for all the floating electrodes 101 to have the first wide portion 36. If the sound velocity of a part of the first region D and the second region E is lower than the sound velocity of the bus bar region F, only a part of the floating electrodes may have the first wide portion 36. .. Similarly, in the second wide portion 37 of the dummy electrode finger 102, it is confirmed that only a part of the dummy electrode fingers 102 may have the second wide portion 37.
- the one-port elastic wave resonator has been described, but in the present invention, as long as the IDT electrode has the above structure, the elastic wave device has another electrode structure such as an elastic wave filter. May be.
- an elastic wave device having an elastic surface wave device is exemplified, but the elastic surface wave in the above-described embodiment and modification is the surface of a piezoelectric body or a plurality of materials.
- the elastic surface wave in the above-described embodiment and modification is the surface of a piezoelectric body or a plurality of materials.
- surface acoustic waves that include surface acoustic waves propagating at the interface and are configured using IDT electrodes.
- Surface acoustic waves also include, for example, love waves, leaky waves, Rayleigh waves, pseudo SAWs, and surface acoustic waves.
- 1 elastic wave device 10 piezoelectric film, 10a one main surface of piezoelectric film, 11 IDT electrode, 12, 12a, 12b reflector, 13 high tone speed support substrate, 13A support substrate, 13B high tone speed material layer, 14 low tone speed material layer , 31 1st bus bar, 32 2nd bus bar, 33 1st electrode finger, 34 2nd electrode finger, 36 1st wide part, 37 2nd wide part, 38 electrode finger wide part, 47, 48 extension line, 60 elastic wave propagation direction, 61 electrode finger extension direction, 62 electrode finger extension direction, 63 width direction, 100 member, 101 floating electrode, 102 dummy electrode finger, 103 mass addition film.
Landscapes
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Abstract
圧電膜上に設けられたIDT電極は、第1バスバー(31)及び第2バスバー(32)と、複数本の第1電極指(33)及び第2電極指(34)とを有し、第1電極(33)と第2電極指(34)とが弾性波伝搬方向に重なり合っている領域において、中央領域(C1)と、中央領域(C1)と第1バスバー(31)との間に設けられた第1エッジ領域(C2)と、中央領域(C1)と第2バスバー(32)との間に設けられた第2エッジ領域(C3)とを有する。第1エッジ領域(C2)及び第2エッジ領域(C3)の音速が、中央領域(C1)の音速よりも低く、バスバー領域(F)の音速は、中央領域(C1)の音速よりも高い。第1エッジ領域(C2)と第1バスバー(31)とで挟まれる第1領域(D)及び第2エッジ領域(C3)と第2バスバー(32)とで挟まれる第2領域(E)の一部の音速は、バスバー領域(F)の音速よりも低い。
Description
本発明は、弾性表面波装置や弾性境界波装置などの弾性波装置に関し、より詳細には、高音速材料層、低音速材料層及び、圧電膜が積層された弾性波装置に関する。
従来、圧電基板と、対向する第1及び、第2のバスバーと、複数本の第1及び、第2の電極指とを有する音響波装置が知られている。複数本の電極のそれぞれは、対向するバスバーから隔てられたエッジを有し、各電極のエッジと対向するバスバーとの間にギャップを形成する。下記の特許文献1では、上記ギャップの長さは1音響波長(1λ)以上であると望ましい旨が示されている。また、複数本の電極指のそれぞれは、エッジに隣接しトランスデューサに沿って長手方向に延びるエッジ領域を形成する部分を有する。この構成により、エッジ領域内の音響波の波速度がトランスデューサ中央領域の波速度よりも遅くなり、ギャップ領域内の波速度はトランスデューサ中央領域の速度よりも速い。そして、この音速関係によってピストンモードが得られて、横モードを抑制することができる旨が開示されている。
また、下記の特許文献2に係る弾性波装置は、支持基板上に、高音速膜、低音速膜、圧電膜及びIDT電極がこの順序で積層されている。この構造によって、Q値を高めることができる旨が開示されている。
横モードのリップルを抑えつつ、Q値の高い弾性波装置を得るために上述の弾性波装置(音響波装置)同士を組み合わせた場合、バスバーの領域における弾性波の音速が低音速(中央領域における弾性波の速度よりも低い)から高音速(中央領域における弾性波の速度よりも高い)になる。従って、高音速領域が増加し、横モードリップルを確実に抑制することが困難な場合があった。
上記課題に鑑み、本開示の目的は、Q値が高く、かつ、横モードリップルを効果的に抑制可能な弾性波装置を提供することにある。
本発明に係る弾性波装置は、圧電膜と、圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも高速のバルク波が伝搬する高音速材料層と、圧電膜を伝搬するバルク波の音速よりも低速のバルク波が伝搬する低音速材料層と、圧電膜上に設けられたIDT電極とを備える。高音速材料層上に、低音速材料層、圧電膜がこの順番に積層されており、IDT電極が、対向し合っている第1及び第2バスバーと、第1バスバーに基端が接続されており、先端が第2バスバーに向かって延ばされている複数本の第1電極指と、第2バスバーに基端が接続されており、先端が第1バスバーに向かって延ばされている複数本の第2電極指とを有する。第1電極指と第2電極指とが弾性波伝搬方向に重なり合っている領域を交差領域とした場合、交差領域が、中央領域と、中央領域と第1バスバーとの間に設けられた第1エッジ領域と、中央領域と第2バスバーとの間に設けられた第2エッジ領域とを有する。第1及び、第2エッジ領域の音速が、中央領域の音速よりも低く、第1バスバーと第2バスバーが設けられているバスバー領域の音速は、中央領域の音速よりも高い。第1エッジ領域と第1バスバーとで挟まれる領域を第1領域とし、第2エッジ領域と第2バスバーとで挟まれる領域を第2領域としたとき、第1領域及び、第2領域の一部の音速は、バスバー領域の音速よりも低い。
本開示によれば、高音速材料層、低音速材料層及び圧電膜が積層されたQ値が高い弾性波装置において、横モードのリップルを抑制可能となる。
以下、本発明を実施した形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示であり、本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
また、実施形態等で参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。加えて、図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
なお、本明細書および特許請求の範囲の記載において、弾性波装置は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいが、以下では便宜的に、直交座標系xyzを定義すると共に、xy平面においては、y方向の正側(図1の紙面上側)を上方、y方向の負側(図1の紙面下側)を下方とし、xz平面においては、z方向の正側(図2の紙面上側)を上方、z方向の負側(図2の紙面下側)を下方として、上方、下方、及び、上、下、等の用語を用いるものとする。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置1の電極構造の要部を示す平面図であり、図2は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置1の略図的正面断面図である。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置1の電極構造の要部を示す平面図であり、図2は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置1の略図的正面断面図である。
図1に示すように、圧電膜10は、主面10aを有し、主面10a上には、IDT電極11が設けられている。IDT電極11に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。IDT電極11の弾性波伝搬方向(x方向)の両側には、反射器12a、及び、反射器12bを含む反射器12が配置されている。反射器12は、弾性波伝播方向(x方向)に直交する方向(y方向)に延び、互いに平行な複数の反射電極指を含んでいる。
弾性波装置1は、図2に示すように、高音速材料層としての高音速支持基板13と、低音速材料層14と、タンタル酸リチウムからなる圧電膜10とを有する。高音速支持基板13上に、低音速材料層14、圧電膜10がこの順番に積層されている。言い換えるならば、高音速支持基板13の上に低音速材料層14が積層され、低音速材料層14の上に圧電膜10が積層されている。そして、圧電膜10上にIDT電極11及び、反射器12(12a,12b)が設けられている。これによって1ポート型弾性波共振子が構成されている。
ここで、高音速材料層を構成している高音速材料とは、伝搬するバルク波の音速が、圧電膜10を伝搬する弾性波の音速よりも高速である材料である。低音速材料層14を構成している低音速材料とは、伝搬するバルク波の音速が、圧電膜10を伝搬するバルク波の音速よりも低速である材料をいう。
高音速支持基板13としては例えば、サファイア、水晶、炭化ケイ素、シリコンを用いることができ、低音速材料としては、酸化ケイ素もしくは酸窒化ケイ素などの無機絶縁物材料や、樹脂材料などを用いることができる。
もっとも、高音速材料及び低音速材料としては、前述した音速関係を満たす限り、適宜の材料の組み合わせを用いることができる。
上述のような、高音速支持基板13上に低音速材料層14及び圧電膜10が積層されている積層型基板では、弾性波のエネルギーを、圧電膜10内に効果的に閉じ込めることができる。
圧電膜10は、ニオブ酸リチウムなどのタンタル酸リチウム以外の圧電単結晶や、適宜の圧電セラミックスからなっていてもよい。
加えて、IDT電極11は、複数の金属層が積層された積層金属膜からなる。この金属としては、例えば、Al,W、Mo、Ta、Hf、Cu、Pt、Ti、Au、Ag、Ni、Zn、Cr、或いは、それらを主成分とする合金が挙げられる。なお、IDT電極11は、単数の金属層から構成されてもよい。
IDT電極11は、対向し合っている第1バスバー31、及び、第2バスバー32を有する。加えて、IDT電極11は、複数の第1電極指33と、複数の第2電極指34を有する。複数の第1電極指33は、基端が第1バスバー31に接続され、先端が第2バスバー32に向かって延ばされている。複数の第2電極指34は、基端が第2バスバー32に接続され、先端が第1バスバー31に向かって延ばされている。
第1電極指33及び、第2電極指34は、太幅部を有する。ここで、太幅部とは、電極指の延びる方向に直交する方向(弾性波伝播方向)に沿う寸法を幅方向の寸法とした場合、電極指の延びる方向中央に比べて、幅方向の寸法が大きい部分を指すものとする。そして、第1電極指33及び、第2電極指34が有する太幅部を便宜的に、電極指太幅部と称する。その場合、第1電極指33及び、第2電極指34において、電極指太幅部38b、38cは電極指の先端側に位置しており、電極指太幅部38a、38dは電極指の基端側に位置している。
そして、第1電極指33における先端側の電極指太幅部38cと、対向する第2バスバー32との間には、電極指が延びる方向に沿って長辺を有する部材、ここでは、第2バスバー32に接続されていない矩形状の浮き電極101aが設けられている。同様に、第2電極指34における先端側の電極指太幅部38bと、対向する第1バスバー31との間にも、第1バスバー31に接続されていない矩形状の浮き電極101bが設けられている。
ここで、図3(a)は、図1の一部を拡大し、各領域の音速関係を示す部分切欠き拡大平面図である。第1電極指33と第2電極指34とが弾性波伝搬方向において重なり合っている領域である交差領域Cは、中央領域C1と、中央領域C1と第1バスバー31との間に設けられた第1エッジ領域C2と、中央領域C1と第2バスバー32との間に設けられた第2エッジ領域C3とを有する。また、第1エッジ領域C2と第1バスバー31とで挟まれた領域を第1領域D、第2エッジ領域C3と第2バスバー32とで挟まれた領域を第2領域Eとする。
なお、図3(a)における各領域を伝搬する弾性波の速度(音速)Vは、図3の右側(+x方向)にいくほど高速であることを意味する。
本実施形態に係る弾性波装置1では、第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3の音速V2が、中央領域C1の音速V1に比べて低い。また、バスバーが設けられているバスバー領域Fの音速V4は、中央領域C1の音速V1に比べて高い。即ち、中央領域C1の電極指の延びる方向に沿った両外側にそれぞれ、低音速領域であるエッジ領域と、高音速領域であるバスバー領域とがこの順序で設けられている。これらの関係によってピストンモードを形成し、横モードのリップルを抑圧することができる。
さらに、第1領域D及び、第2領域Eのうち、浮き電極101が設けられていない領域、具体的には、浮き電極と太幅部とで挟まれた領域及び、浮き電極とバスバーとで挟まれた領域の音速V31が、バスバー領域Fの音速V4より高速である一方で、浮き電極101が設けられている領域の音速V32は、バスバー領域Fの音速V4と比べて低速である。この音速関係によって、より効果的なピストンモードを形成している。
図4は、比較例の構造を有する弾性波装置2における、各領域の音速関係を示す部分切欠き拡大平面図である。比較例に係る弾性波装置2は、第1領域D及び第2領域Eにおいて部材が設けられていない点が、実施形態1に係る弾性波装置1と異なる。
そして、音速関係に注目すると、比較例の弾性波装置2では、第1領域D及び、第2領域Eにおける全ての音速が、バスバー領域Fの音速V4より高速である。一方、本実施形態に係る弾性波装置1では、第1領域D及び、第2領域Eにおいて、その一部の領域の音速V32がバスバー領域Fの音速V4よりも低速である。換言するならば、従来の高音速領域における一部の領域の音速を低めている。特に、この形態においては、従来の高音速領域の一部の音速が中央領域C1の音速と同等にまで低められており、中央領域C1よりも音速が高くない。
なお、第1領域D或いは、第2領域Eの全ての音速がバスバー領域の音速V4よりも低められる必要はない。あくまでも、第1領域D及び、第2領域Eの一部の領域の音速が、バスバー領域の音速V4よりも低速であればよい。より正確には、第1領域Dの一部と、第2領域Eの一部との少なくとも一方の領域の音速が、バスバー領域の音速V4よりも低速であればよい。
このような音速関係を有するようにIDT電極11を構成することで、図4と比較して、本実施形態における高音速領域が減少する。そして、ピストンモードがより効果的に発生し、横モードのリップルを抑制することができる。
本実施形態では、ピストンモードを利用しており、第1領域D及び、第2領域Eの一部の領域の音速が、バスバー領域Fの音速よりも低いため、高音速領域が減少し、横モードリップルを効果的に抑制することができる。これを具体的なシミュレーション結果に基づき説明する。
まず、シミュレーションを行った際のIDT電極11の電極パラメータについて説明する。
共振子の波長は、図3(a)に示すIDT電極11を構成する複数の第1電極指33または第2電極指34の繰り返し周期である波長λで規定される。また、一対の櫛歯状の第1電極指33及び第2電極指34の交叉幅Lは、弾性波伝搬方向から見た場合において、第1電極指33と第2電極指34とが重複する電極指長さである。図3(b)は、図3(a)のA-A線断面図である。複数の第1電極指33、第2電極指34のピッチpは、波長λの1/2であり、第1電極指33及び、第2電極指34のライン幅をw1とし、隣り合う第1電極指33と第2電極指34との間のスペース幅をw2とする場合、(w1+w2)で定義される。また、各共振子の電極デューティーは、複数の第1電極指33及び第2電極指34のライン幅占有率であり、複数の第1電極指33及び第2電極指34のライン幅とスペース幅との加算値に対する当該ライン幅の割合であり、w1/(w1+w2)で定義される。
また、特に実施の形態1に係る弾性波装置1を構成する共振子の電極パラメータにおいて、波長λは1.5μm、対数Nは380、電極デューティーRは0.45である。
図5は、弾性波装置1において、第1領域D及び、第2領域Eにおける浮き電極101の有無による、リターンロス特性及び、インピーダンス特性を示す図である。図5において、実線は、浮き電極が配置されている場合を示しており、破線は浮き電極が配置されていない場合を示している。
図5(a)から明らかなように、浮き電極101がある場合、浮き電極101が無い場合と比較してリターンロス値が良好であることが分かる。特に、リターンロスのワースト値が-4.5dBから、-1.5dB程度まで改善されている。一般的に、弾性波装置を構成する共振子のリターンロスのワースト値が改善されると、弾性波装置におけるリップルも低減される。従って、浮き電極101を設ければ、リターンロスのワースト値が改善され、横モードのリップルを効果的に抑圧できる。なお、ここでの浮き電極101は、弾性表面波の波長をλとしたときに、電極指が延びる方向(y方向)における大きさが1λである。
また、図5(b)から明らかなように、インピーダンス特性においても、浮き電極101がある場合は、浮き電極101が無い場合と比較して良好であり、リップルが抑えられていることが分かる。
そこで、上記の結果を踏まえ、弾性波装置1において、図6に示す浮き電極101の電極指が延びる方向における大きさα、及び、電極指太幅部の電極指が延びる方向における大きさβを種々変更し、リターンロス特性を評価した。結果を図7、図8に示す。
図7において、実線は、α=0.75λの場合のリターンロスを示しており、破線は、α=0.5λ、一点鎖線はα=1λの場合のリターンロス特性及び、インピーダンス特性を示している。図7(a)より浮き電極101の電極指が伸びる方向における大きさαが0.5λでは、リターンロスのワースト値が-4.0dB程度と大きいのに対し、0.75λ及び1λではリターンロスのワースト値がそれぞれ-2.6dB、-1.6dB程度と小さいことが分かる。また、図7(b)から明らかなように、浮き電極101の電極指が伸びる方向における大きさαが0.5λの場合に比べて、0.75λ及び1λの場合ではインピーダンス特性が良好なことが分かる。従って、浮き電極101の電極指が伸びる方向における大きさαが0.75λ以上では、横モードのリップルを効果的に抑圧することができる。なお、浮き電極101の電極指が伸びる方向における大きさαは3λ以下としてもよい。この場合、生産性が向上しやすくなる。
また、図8において、一点鎖線はβ=0.2λ、破線はβ=0.4λ、実線はβ=0.5λ、二点鎖線はβ=0.6λのリターンロス特性及び、インピーダンス特性を示す図である。図8(a)から明らかなように、βが0.2λの場合にはリターンロスのワースト値が-2.0dB程度である一方、βが0.4λ、0.5λ、0.6λの場合はリターンロスのワースト値が-1.2dB~-1.7dB程度に抑えられている。また、図8(b)でも、βが0.2λの場合に比べて、βが0.4λ、0.5λ、0.6λの場合ではインピーダンス特性が良好なことが分かる。したがって、電極指太幅部の電極指が伸びる方向における大きさβが0.4λ≦β≦0.6λの場合、横モードのリップルを効果的に抑圧することができる。
(第1の実施形態の変形例)
図9は、第1の実施形態の弾性波装置1の変形例1の電極構造と各領域の音速を示す部分切欠き平面図である。変形例1に係る弾性波装置1では、浮き電極101が太幅部を有すること及び、浮き電極101の領域と中央領域C1との音速関係を除いては、第1の実施形態の弾性波装置1と同様に構成されている。
図9は、第1の実施形態の弾性波装置1の変形例1の電極構造と各領域の音速を示す部分切欠き平面図である。変形例1に係る弾性波装置1では、浮き電極101が太幅部を有すること及び、浮き電極101の領域と中央領域C1との音速関係を除いては、第1の実施形態の弾性波装置1と同様に構成されている。
変形例1に係る浮き電極101は、電極指の延びる方向と直交する方向を幅方向とした場合、少なくとも2つの異なった幅方向の寸法を有する。より詳細には、浮き電極101に太幅部を設けており、複数の幅方向の寸法のうち、幅方向の寸法が最も大きい部分を第1太幅部36と称する。その場合、浮き電極101は、第1太幅部36と第1太幅部36でない部分とで、少なくとも2つの異なった幅方向の寸法を有する。
変形例1に係る弾性波装置1における各領域の音速は、図9(b)に示す通りとなる。
中央領域C1の音速はV1、第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3の音速はV2、バスバー領域Fの音速はV4とする。第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3とバスバー領域Fとの間の第1領域D及び、第2領域Eには、複数の異なった音速があり、第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3と浮き電極101との間の領域の音速をV31、浮き電極の第1太幅部36の領域の音速をV32、浮き電極の第1太幅部36でない領域の音速をV33、浮き電極101とバスバー領域Fとの間の領域の音速をV34とする。その場合、音速V1、V2,V31~V34、V4には、V34≒V31>V4>V1≒V33>V32>V2の関係がある。
中央領域C1の音速はV1、第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3の音速はV2、バスバー領域Fの音速はV4とする。第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3とバスバー領域Fとの間の第1領域D及び、第2領域Eには、複数の異なった音速があり、第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3と浮き電極101との間の領域の音速をV31、浮き電極の第1太幅部36の領域の音速をV32、浮き電極の第1太幅部36でない領域の音速をV33、浮き電極101とバスバー領域Fとの間の領域の音速をV34とする。その場合、音速V1、V2,V31~V34、V4には、V34≒V31>V4>V1≒V33>V32>V2の関係がある。
このとき、浮き電極の第1太幅部36の音速V32がバスバー領域Fの音速V4及び、中央領域C1の音速V1よりも低速になるため、浮き電極の第1太幅部36の領域は低音速領域となる。従って、高音速領域が更に減少することで、第1の実施形態と比較して、横モードのリップルを更に抑制することができる。
また、図9(b)で示すように、第1領域D(図3参照)において、第1電極指33の先端が第2バスバー32に向かって延びる延長線47上に電極指の延びる方向に伸びた部材(ここでは浮き電極)が位置している。同様にして、第2領域E(図3参照)において、第2電極指34の先端が第1バスバー31に向かって延びる延長線48上に電極指の延びる方向に伸びた部材(ここでは浮き電極)が位置している。なお、電極指の延びる方向に伸びた部材は、延長線47または、延長線48の少なくとも一方の線上にあればよい。また、延長線上に部材が位置する場合には、部材が延長線の上のみに位置する場合だけではなく、部材の少なくとも一部が延長線と平面視して重なるように位置する場合も含まれるものとする。
このとき、浮き電極101は、電極指が伸びる方向において電極指と直線上に整列して配置されるため、延長線47,48上に浮き電極101が位置しない場合と比較して、製造が容易である。
図10では、弾性波装置1において、浮き電極の第1太幅部36の有無によるリターンロス特性及び、インピーダンス特性をシミュレーションにて評価した結果を示す。なお、図10(a)に示すリターンロスの値は、リターンロスが最も悪化している部分の値(ワースト値)を示す。
図10において、実線は、浮き電極101に第1太幅部36がある場合のリターンロスを示しており、破線は、浮き電極101に第1太幅部36がない場合のリターンロスを示している。図10(a)から明らかなように、浮き電極101に第1太幅部36がない場合、リターンロスのワースト値は-1.66dBである一方で、浮き電極101に第1太幅部36がある場合、ワースト値は-1.39dBと改善されていることが分かる。また、図10(b)より、浮き電極に第1太幅部36がある場合、インピーダンス特性も良好であることが分かる。従って、浮き電極101に第1太幅部36を設けると、横モードのリップルを効果的に抑圧し得ることが分かる。なお、ここでの浮き電極101の第1太幅部36は、電極指が伸びる方向(y方向)における大きさγが0.5λである。
(第1の実施形態に係る弾性波装置の変形例2)
図11は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置1の変形例2の電極構造を示す部分切欠き平面図である。変形例2の電極構造では、第1領域D及び、第2領域Eにおいて、弾性波伝播方向に沿って長辺を有する矩形状の浮き電極101が形成されている。
図11は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置1の変形例2の電極構造を示す部分切欠き平面図である。変形例2の電極構造では、第1領域D及び、第2領域Eにおいて、弾性波伝播方向に沿って長辺を有する矩形状の浮き電極101が形成されている。
本構造においても、第1領域D及び、第2領域Eの一部の音速が、バスバー領域Fの音速よりも低い。より詳細には、第1領域D及び、第2領域Eのうち浮き電極101が形成されている領域の音速が、バスバー領域Fの音速よりも低い。従って、第1の実施形態の場合と同様に、横モードのリップルを抑圧することができる。
(第2の実施形態)
図12は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波装置3の電極構造と各領域の音速を示す部分切欠き平面図である。第2の実施形態の弾性波装置3では、第1領域D及び、第2領域Eにおける電極の構造及び、第1領域D及び、第2領域Eの音速が、図3に示した音速関係と異なることを除いては、第1の実施形態の弾性波装置1と同様に構成されている。
図12は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波装置3の電極構造と各領域の音速を示す部分切欠き平面図である。第2の実施形態の弾性波装置3では、第1領域D及び、第2領域Eにおける電極の構造及び、第1領域D及び、第2領域Eの音速が、図3に示した音速関係と異なることを除いては、第1の実施形態の弾性波装置1と同様に構成されている。
第2の実施形態に係る弾性波装置3のIDT電極11は、第1領域D及び、第2領域Eにおいて、電極指の延びる方向(y方向)に延びた部材、ここではダミー電極指102を有する。ダミー電極指102は弾性波伝播方向(x方向)に沿って設けられ、ダミー電極指102の先端は電極指の先端側の電極指太幅部38と対向しており、ダミー電極指102の基端は第1バスバー31或いは、第2バスバー32に接続されている。
また、第2の実施形態の弾性波装置3における各領域の音速関係は、図12に示す通りとなる。
中央領域C1の音速はV1、第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3の音速はV2、バスバー領域Fの音速はV4とする。第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3とバスバー領域Fとの間の領域には、音速が異なる第1領域D及び第2領域Eがあり、第1エッジ領域C2とダミー電極指102の先端との間の領域の音速をV31、ダミー電極指102の領域の音速をV32とする。その場合、音速V1、V2,V31、V32、V4には、V31>V4>V1≒V32>V2の関係がある。特に、V4>V32であることから第1領域D及び、第2領域Eの一部の音速が、バスバー領域Fの音速よりも低いことが分かる。
このような音速関係を有するようにIDT電極11を構成することで、第1領域D及び、第2領域Eの一部の音速が、バスバー領域の音速よりも低く、第2の実施形態の弾性波装置3においても、第1の実施形態と同様に、横モードのリップルを抑制することができる。
図13は、弾性波装置3において、第1領域D及び、第2領域Eにおけるダミー電極指102の有無によるリターンロス特性及び、インピーダンス特性を示す図である。図13において、実線は、ダミー電極が配置されている場合を示しており、破線はダミー電極が配置されていない場合を示している。
図13(a)から明らかなように、ダミー電極指102がある場合、ダミー電極指102が無い場合と比較してリターンロスのワースト値が-4.7dBから、-1.2dB程度まで改善されている。また、図13(b)より、ダミー電極指102がある場合、インピーダンス特性も良好であることが分かる。すなわち、ダミー電極指102を設ければ、横モードのリップルを効果的に抑圧できることが分かる。なお、ここでのダミー電極指102は、弾性表面波の波長をλとしたときに、電極指が延びる方向(y方向)における大きさが1λである。
上記の結果を踏まえ、弾性波装置2において、図14に示す、ダミー電極指102の電極指が伸びる方向(y方向)における大きさδ、及び、電極指の電極指太幅部38における、電極指が伸びる方向における長さεを種々変更し、リターンロス特性及び、インピーダンス特性を評価した。結果を図15、図16に示す。
まず、図15では、ダミー電極指102の電極指が伸びる方向における大きさδについて、細かい破線はδ=0.25λ、実線はδ=0.5λ、粗い破線はδ=1λ、一点鎖線はδ=1.5λ、二点鎖線はδ=2λの場合を示している。図15(a)より大きさがδ=0.25λのときは、リターンロスがー1.33dBであるのに対し、大きさがδ=0.5λ、1λ、1.5λ、2λのときは、リターンロスがー1.0dB程度に改善されていることが分かる。また、図15(b)を参照しても、大きさがδ=0.5λ、1λ、1.5λ、2λのとき、良好である。従って、ダミー電極指102の伸びる方向における大きさδが0.5λ以上とすれば、更に横モードのリップルを効果的に抑圧できる。なお、ダミー電極指102の伸びる方向における大きさδは3λ以下としてもよい。この場合、生産性が向上しやすくなる。
図16において、一点鎖線はε=0.2λ、実線はε=0.5λ、破線はε=0.6λの場合のインピーダンス特性及び、リターンロス特性を示している。図16(a)から明らかなように、電極指の電極指太幅部38における大きさεが0.2λの場合に比べ、ε=0.5λ、0.6λの場合、リターンロスのワースト値が明らかに抑えられていることが分かる。また、図16(b)を参照すると、インピーダンス特性においても、特に2640hz付近におけるリップルが、ε=0.5λ、0.6λの場合、良好であることがわかる。従って、電極指の電極指太幅部38における大きさεが0.5λ以上の場合、横モードのリップルを更に抑制できる。なお、電極指の電極指太幅部38における、電極指が伸びる方向における長さεは2λ以下としてもよい。この場合、生産性が向上しやすくなる。
(第2の実施形態の変形例)
図17は、第2の実施形態の弾性波装置3の変形例1の電極構造と各領域の音速を示す部分切欠き平面図である。変形例1に係る弾性波装置3では、ダミー電極指102が太幅部を有していること及び、ダミー電極指102と中央領域C1との音速関係を除いては、第2の実施形態の弾性波装置3と同様に構成されている。
図17は、第2の実施形態の弾性波装置3の変形例1の電極構造と各領域の音速を示す部分切欠き平面図である。変形例1に係る弾性波装置3では、ダミー電極指102が太幅部を有していること及び、ダミー電極指102と中央領域C1との音速関係を除いては、第2の実施形態の弾性波装置3と同様に構成されている。
変形例1に係る弾性波装置1のダミー電極指102は、電極指の延びる方向と直交する方向を幅方向とした場合、少なくとも2つの異なった幅方向の寸法を有する。詳細には、ダミー電極指102における基端の幅方向の寸法より、先端の幅方向の寸法が大きくされている。そして、ダミー電極指102における幅方向の寸法が最も大きい太幅部を第2太幅部37と称する。
続いて、変形例1に係る弾性波装置3における各領域の音速は、図17(b)に示す通りとなる。
中央領域C1の音速はV1、第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3の音速はV2、バスバー領域Fの音速はV4とする。第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3とバスバー領域Fとの間の第1領域Dには、複数の音速が異なった領域があり、第1エッジ領域C2とダミー電極指の第2太幅部37との間の領域の音速をV31、ダミー電極指の第2太幅部37の領域の音速をV32、ダミー電極指の第2太幅部で37ない領域の音速をV33とする。その場合、音速V1、V2,V31~V33、V4には、V31>V4>V1≒V33>V32>V2の関係がある。
このとき、ダミー電極指の第2太幅部37の音速V32がバスバー領域Fの音速V4及び、中央領域C1の音速V1よりも低速になるため、ダミー電極指の第2太幅部37の音速は低音速領域となる。従って、高音速領域が減少することで、横モードのリップルを更に抑制することができる。
図18では、弾性波装置3において、ダミー電極指の第2太幅部37の有無によるリターンロス特性及び、インピーダンス特性をシミュレーションにて評価した結果を示す。なお、図18(a)に示すリターンロスの値は、リターンロスが最も悪化している部分の値(ワースト値)を示す。
図18中、実線は、ダミー電極指102に第2太幅部37がある場合のリターンロスを示しており、破線は、ダミー電極指102に第2太幅部37がない場合のリターンロスを示している。図18(a)から明らかなように、ダミー電極指に第2太幅部37がない場合、リターンロスのワースト値は-1.18dBである一方で、ダミー電極指に第2太幅部37がある場合、ワースト値は-0.93dBと改善されていることが分かる。
また、図18(b)から明らかなように、インピーダンス特性においても、特に2600MHz付近において、ダミー電極指102に第2太幅部37がある場合、第2太幅部がない場合に比べて良好であることから、横モードのリップルを効果的に抑圧し得ることが分かる。
上述のように、高音速材料層、低音速材料層14及び、圧電膜10が積層された弾性波装置1において、ダミー電極指102を形成することで、高音速領域を減らし、横モードのリップルを抑圧できることが分かる。また、ダミー電極指102、ダミー電極指の第2太幅部37の有無や、大きさを設定することで更に横モードのリップルを抑圧できることが示された。
(第2の実施形態に係る弾性波装置の変形例2~4)
図19(a)~(c)は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波装置1の変形例2~4の電極構造を示す部分切欠き平面図である。
図19(a)~(c)は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波装置1の変形例2~4の電極構造を示す部分切欠き平面図である。
まず、図19(a)は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波装置1の変形例2の電極構造を示す部分切欠き平面図である。第1領域Dにのみ、電極指が伸びる方向に伸びた部材として、ここでは、ダミー電極指102が形成されている。
次に、図19(b)は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波装置1の変形例3の電極構造を示す部分切欠き平面図である。第1領域D及び、第2領域Eにおいて、ダミー電極指102が、弾性波伝播方向に連続的でなく、断続的に形成されている。より詳細には、第1領域D及び、第2領域Eにおける、各電極指と該電極指に対向するバスバーとの間の全てにおいてダミー電極指102が形成される必要はなく、一部においてダミー電極指102が形成されている。
続いて、図19(c)は、本発明の第2の実施形態に係る弾性波装置1の変形例4の電極構造を示す部分切欠き平面図である。第1領域D及び、第2領域Eにおいて、弾性波伝播方向に沿って長辺を有する矩形状のダミー電極指102が形成されている。
上述の図19(a)~(c)に係る構造においても、第1領域D、第2領域Eの一部の音速が、バスバー領域Fの音速よりも低い。従って、第1及び第2の実施形態の場合と同様に、横モードのリップルを抑圧することができる。
なお、図19に示した変形例2~4に関して、第1領域D或いは第2領域Eに形成された部材は矩形状のダミー電極指102であるが、これは例示的なものであり、浮き電極101等の構成に置換または組み合わせが可能である、また、形状についても矩形に限定されず、正方形、円形等の形状であってもよい。
(実施形態3)
図20は、第3の実施形態に係る弾性波装置4の正面断面図である。弾性波装置4は、支持基板13A上に、高音速材料層13B、低音速材料層14及びタンタル酸リチウムからなる圧電膜10が積層されている。高音速材料層13Bが設けられているため、支持基板13Aは高音速材料以外の材料で形成されていてもよい。もっとも、支持基板13Aは、高音速材料からなるものであってもよい。
図20は、第3の実施形態に係る弾性波装置4の正面断面図である。弾性波装置4は、支持基板13A上に、高音速材料層13B、低音速材料層14及びタンタル酸リチウムからなる圧電膜10が積層されている。高音速材料層13Bが設けられているため、支持基板13Aは高音速材料以外の材料で形成されていてもよい。もっとも、支持基板13Aは、高音速材料からなるものであってもよい。
本形態に係る弾性波装置4は、高音速材料膜としての高音速材料層が、図2に示した高音速材料層とは異なることを除いては、同様に構成されている。詳細には、図2においては高音速材料層が高音速支持基板13であり、図20においては、高音速材料層13Bが、それを支持している支持基板13Aをさらに備えるという点のみが異なる。従って、本質的に、第1領域D及び第2領域Eの音速の一部がバスバー領域Fの音速よりも低速であることには変わりがないため、第3の実施形態の弾性波装置4においても、横モードリップルを抑制することができる。
高音速支持基板13の材料は、例えばシリコンである。なお、支持基板7の材料は、シリコンに限定されず、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、若しくは水晶等の圧電体、アルミナ、マグネシア、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、フォルステライト等の各種セラミック、若しくは、ガラス等の誘電体、又は、窒化ガリウム等の半導体及び樹脂基板等であってもよい。
なお、図2や図20に示した高音速材料層、低音速材料層14、圧電膜10を含む積層型基板を用いる場合、圧電膜10の厚みは、弾性波表面波の波長をλとした場合、3.5λ以下であることが好ましい。仮に、タンタル酸リチウムの膜厚が3.5λより厚くなると、Q特性が劣化することが上述の特許文献1より知られている。従って、Q特性を高めるためには、タンタル酸リチウムの膜厚は、3.5λ以下であることが望ましい。
なお、上述した高音速材料としては、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化シリコン、DLC膜を用いることができる。
また、上記低音速材料としては、酸化ケイ素もしくは酸窒化ケイ素などの無機絶縁物材料や、樹脂材料などを用いることができる。
もっとも、高音速材料及び低音速材料としては、前述した音速関係を満たす限り、適宜の材料の組み合わせを用いることができる。
支持基板としては、サファイア、リチウムタンタレート、リチュウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、マグネシア、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、フォルステライト等の各種セラミック、ガラス等の誘電体またはシリコン、窒化ガリウム等の半導体及び樹脂基板等を用いることができる。
(第4の実施形態)
図21では、第4の実施形態に係る弾性波装置5の要部を示す部分切欠き平面図である。第4の実施形態に係る弾性波装置5では、第1電極指33及び第2電極指34の太幅部の有無を除いては、第1の実施形態の弾性波装置1と同様に構成されている。
図21では、第4の実施形態に係る弾性波装置5の要部を示す部分切欠き平面図である。第4の実施形態に係る弾性波装置5では、第1電極指33及び第2電極指34の太幅部の有無を除いては、第1の実施形態の弾性波装置1と同様に構成されている。
第4の実施形態に係る弾性波装置5の電極指21においては、上述の通り、実施形態1のような電極指太幅部38は有さない。但し、図21(a)で示すように、第1電極指33及び第2電極指34の第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3に位置している部分において、質量付加膜としての誘電体膜15が積層されている。それによって第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3における音速が中央領域C1よりも低められている。
なお、上述の誘電体膜15は、第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3において、弾性波伝搬方向から見て、第1及び第2電極指の上方(電極指の圧電膜側の面とは反対側の面)に積層されていてもよいし、下方(電極指と圧電膜との間)に積層されていてもよい。また、誘電体膜15が図21(b)に示すように、IDT電極11を覆うように設けられていてもよい。この場合、IDT電極11を保護することができ、かつ周波数調整を行なうことができる。すなわち、誘電体膜15の厚みや材料を調整することにより、周波数を調整することができる。
上記の実施形態4においても、第1及び第2電極指33,34の第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3に位置している部分において、誘電体膜15が積層されていることにより、第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3の音速が低音速になる。その上、第1の実施形態と同様に、第1領域D及び、第2領域Eの一部の音速が、バスバー領域Fの音速よりも低いことで、横モードのリップルを抑圧することができる。
(その他の変形例など)
上述に記載の実施形態においては、第1電極指33及び第2電極指34の全てが、先端側及び基端側に電極指太幅部38を有している。しかし、電極指太幅部38が位置する第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3の音速が低音速になるならば、第1電極指33及び第2電極指34のうち、一方のみに電極指太幅部38が設けられていてもよい。また、電極指太幅部38の数についても、1つの電極指において1つの電極指太幅部38のみが先端或いは、基端に設けられていてもよいし、すべての電極指に必ずしも電極指太幅部38を設ける必要はない。
上述に記載の実施形態においては、第1電極指33及び第2電極指34の全てが、先端側及び基端側に電極指太幅部38を有している。しかし、電極指太幅部38が位置する第1エッジ領域C2及び第2エッジ領域C3の音速が低音速になるならば、第1電極指33及び第2電極指34のうち、一方のみに電極指太幅部38が設けられていてもよい。また、電極指太幅部38の数についても、1つの電極指において1つの電極指太幅部38のみが先端或いは、基端に設けられていてもよいし、すべての電極指に必ずしも電極指太幅部38を設ける必要はない。
また、浮き電極101が有する第1太幅部36においても、そのすべての浮き電極101が第1太幅部36を有する必要はない。第1領域D及び、第2領域Eの一部の音速が、バスバー領域Fの音速よりも低くなるならば、一部の浮き電極のみが第1太幅部36を有する構成であってもよい。同様にして、ダミー電極指102が有する第2太幅部37においても、一部のダミー電極指102のみが第2太幅部37を有する構成であってもよいことを確認しておく。
第1~第4の実施形態では、1ポート型弾性波共振子につき説明したが、本発明においては、IDT電極が上記構造を有する限り、弾性波フィルタなどの他の電極構造を有する弾性波装置であってもよい。
また、上記実施の形態及び変形例では、弾性表面波装置を有する弾性波装置を例示したが、上記実施の形態及び変形例における弾性表面波とは、圧電体の表面、もしくは、複数の材料の界面に伝搬する弾性波を含み、IDT電極を用いて構成される様々な種類の弾性波を指す。弾性表面波には、例えば、ラブ波、リーキー波、レイリー波、疑似SAW、板波も含まれる。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 弾性波装置、10 圧電膜、10a 圧電膜の一主面、11 IDT電極、12,12a,12b 反射器、13 高音速支持基板、13A 支持基板、13B 高音速材料層、14 低音速材料層、31 第1バスバー、32 第2バスバー、33 第1電極指、34 第2電極指、36 第1太幅部、37 第2太幅部、38 電極指太幅部、47,48 延長線、60 弾性波伝播方向、61 電極指の延びる方向、62 電極指の延びる方向と直交する方向、63 幅方向、100 部材、101 浮き電極、102 ダミー電極指、103 質量付加膜。
Claims (18)
- 圧電膜と、
前記圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも高速のバルク波が伝搬する高音速材料層と、
前記圧電膜を伝搬するバルク波の音速よりも低速のバルク波が伝搬する低音速材料層と、
前記圧電膜上に設けられたIDT電極とを備え、
前記高音速材料層上に、前記低音速材料層、前記圧電膜がこの順番に積層されており、
前記IDT電極が、対向し合っている第1バスバー及び第2バスバーと、前記第1バスバーに基端が接続されており、先端が前記第2バスバーに向かって延ばされている複数本の第1電極指と、前記第2バスバーに基端が接続されており、先端が前記第1バスバーに向かって延ばされている複数本の第2電極指とを有し、
前記第1電極指と前記第2電極指とが弾性波伝搬方向に重なり合っている領域を交差領域とした場合、前記交差領域が、中央領域と、前記中央領域と前記第1バスバーとの間に設けられた第1エッジ領域と、前記中央領域と前記第2バスバーとの間に設けられた第2エッジ領域とを有し、
前記第1エッジ領域の音速、及び、前記第2エッジ領域の音速が、前記中央領域の音速よりも低く、
前記第1バスバーと、前記第2バスバーとが設けられている領域をバスバー領域としたとき、前記バスバー領域の音速は、前記中央領域の音速よりも高く、
前記第1エッジ領域と前記第1バスバーとで挟まれる領域を第1領域とし、前記第2エッジ領域と前記第2バスバーとで挟まれる領域を第2領域としたとき、前記第1領域及び、前記第2領域の一部の音速は、前記バスバー領域の音速よりも低い、弾性波装置。 - 支持基板と、
タンタル酸リチウム或いは、ニオブ酸リチウムからなる圧電膜と、
窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化シリコン、及び、DLC膜、からなる群から選択された少なくとも1種の材料からなる高音速材料層と、
酸化ケイ素からなる低音速材料層と、
前記圧電膜上に設けられたIDT電極とを備え、
前記支持基板上に、前記高音速材料層、前記低音速材料層、前記圧電膜がこの順番に積層されており、
前記IDT電極が、対向し合っている第1バスバー及び第2バスバーと、前記第1バスバーに基端が接続されており、先端が前記第2バスバーに向かって延ばされている複数本の第1電極指と、前記第2バスバーに基端が接続されており、先端が前記第1バスバーに向かって延ばされている複数本の第2電極指とを有し、
前記第1電極指と前記第2電極指とが弾性波伝搬方向に重なり合っている領域を交差領域とした場合、前記交差領域が、中央領域と、前記中央領域と前記第1バスバーとの間に設けられた第1エッジ領域と、前記中央領域と前記第2バスバーとの間に設けられた第2エッジ領域とを有し、
前記第1エッジ領域の音速、及び、前記第2エッジ領域の音速が、前記中央領域の音速よりも低く、
前記第1バスバーおよび前記第2バスバーが設けられている領域をバスバー領域としたとき、前記バスバー領域の音速は、前記中央領域の音速よりも高く、
前記第1エッジ領域と前記第1バスバーとで挟まれる領域を第1領域とし、前記第2エッジ領域と前記第2バスバーとで挟まれる領域を第2領域としたとき、
前記第1領域及び、前記第2領域の一部の音速は、前記バスバー領域の音速よりも低い、弾性波装置。 - タンタル酸リチウム或いは、ニオブ酸リチウムからなる圧電膜と、
サファイア、水晶、炭化ケイ素、及び、シリコン、からなる群から選択された少なくとも1種の材料からなる高音速支持基板と、
酸化ケイ素からなる低音速材料層と、
前記圧電膜上に設けられたIDT電極とを備え、
前記高音速支持基板上に、前記低音速材料層、前記圧電膜がこの順番に積層されており、
前記IDT電極が、対向し合っている第1バスバー及び第2バスバーと、前記第1バスバーに基端が接続されており、先端が前記第2バスバーに向かって延ばされている複数本の第1電極指と、前記第2バスバーに基端が接続されており、先端が前記第1バスバーに向かって延ばされている複数本の第2電極指とを有し、
前記第1電極指と前記第2電極指とが弾性波伝搬方向に重なり合っている領域を交差領域とした場合、前記交差領域が、中央領域と、前記中央領域と前記第1バスバーとの間に設けられた第1エッジ領域と、前記中央領域と前記第2バスバーとの間に設けられた第2エッジ領域とを有し、
前記第1及び、前記第2エッジ領域の音速が、前記中央領域の音速よりも低く、
前記第1バスバー及び前記第2バスバーが設けられているバスバー領域の音速は、前記中央領域の音速よりも高く、
前記第1エッジ領域と前記第1バスバーとで挟まれる領域を第1領域とし、前記第2エッジ領域と前記第2バスバーとで挟まれる領域を第2領域としたとき、
前記第1領域及び、前記第2領域の一部の音速は、前記バスバー領域の音速よりも低い、弾性波装置。 - 前記第1電極指、及び、前記第2電極指の延びる方向と直交する方向を幅方向とした場合、前記第1電極指、及び、前記第2電極指の少なくとも一方において、前記第1電極指、及び、前記第2電極指の延びる方向中央に比べて幅方向の寸法が大きくされている電極指太幅部が、前記第1及び、前記第2エッジ領域の少なくとも一方に設けられている、請求項1~3のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記第1領域及び、前記第2領域の少なくとも一方に、部材が配置された、請求項1~4のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記部材は、前記第1電極指及び前記第2電極指の延びる方向に延びている、請求項5に記載の弾性波装置。
- 前記部材が前記第1バスバー、及び、前記第2バスバーに接続されていない浮き電極である、請求項5または6に記載の弾性波装置。
- 前記浮き電極において、前記第1電極指及び前記第2電極指の延びる方向の大きさが、0.75λ以上である、請求項7に記載の弾性波装置。
- 前記第1電極指、及び、前記第2電極指における前記電極指太幅部において、前記電極指の延びる方向の大きさが、0.4λ以上かつ、0.6λ以下である、請求項7または8に記載の弾性波装置。
- 前記第1電極指、及び、前記第2電極指の延びる方向と直交する方向を幅方向とした場合、前記浮き電極において、相対的に幅方向の寸法が大きくされている第1太幅部が設けられている、請求項7~9のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記部材が、前記第1バスバー、或いは、前記第2バスバーに基端が接続されたダミー電極指である、請求項5または6に記載の弾性波装置。
- 前記ダミー電極指において、前記第1電極指及び前記第2電極指の延びる方向の大きさが、0.5λ以上である、請求項11に記載の弾性波装置。
- 前記第1電極指、及び、前記第2電極指における前記電極指太幅部において、前記電極指の延びる方向の大きさが、0.5λ以上である、請求項11または12に記載の弾性波装置。
- 前記第1電極指、及び、前記第2電極指の延びる方向と直交する方向を幅方向とした場合、前記ダミー電極指において、前記第1バスバー或いは、前記第2バスバーに接続されている前記基端に比べて幅方向寸法が大きくされている第2太幅部が設けられている、請求項11~13のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記高音速材料層が、高音速支持基板である、請求項1に記載の弾性波装置。
- 前記高音速材料層を支持している支持基板をさらに備える、請求項1に記載の弾性波装置。
- 前記第1エッジ領域、及び、前記第2エッジ領域の少なくとも一部において、前記第1電極指、及び、前記第2電極指上に質量付加膜が設けられている、請求項1~16のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記第1領域或いは前記第2領域において、
前記第1電極指及び前記第2電極指の延びる方向に伸びた部材は、前記第1電極指、及び、前記第2電極指の前記先端が、前記第1バスバー、或いは、前記第2バスバーに向かって前記第1電極指及び前記第2電極指の延びる延長線上に位置している、請求項1~17のいずれか1項に記載の弾性波装置。
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