WO2024043347A1 - 弾性波装置及びフィルタ装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an elastic wave device and a filter device.
- Patent Document 2 discloses an example of an elastic wave device that utilizes a piston mode.
- an IDT (Interdigital Transducer) electrode is provided on the piezoelectric film.
- a region where the electrode fingers of the IDT electrodes overlap each other in the elastic wave propagation direction is defined as an intersection region.
- a pair of gap regions are provided in the intersection region and in the region between the pair of bus bars of the IDT electrode.
- the intersection region has a central region and a pair of edge regions. The pair of edge regions face each other with the center region in between in the direction in which the plurality of electrode fingers extend.
- Patent Document 2 discloses an example in which a mass adding film is provided over an edge region, a gap region, and a bus bar.
- the piston mode is established by configuring a plurality of regions having different sound velocities in the direction in which the plurality of electrode fingers extend. Thereby, the transverse mode is suppressed.
- the present inventor has discovered that by providing a mass adding film in the edge region and gap region of an elastic wave device that utilizes bulk waves in the thickness shear mode, it is possible to suppress deterioration of loss, while at the same time In this paper, we focused on the generation of unnecessary waves.
- An object of the present invention is to provide an elastic wave device and a filter capable of suppressing unnecessary waves near a resonance frequency or an anti-resonance frequency even when a mass adding film is provided in an edge region and a gap region.
- the goal is to provide equipment.
- An elastic wave device includes: a support member including a support substrate; a piezoelectric substrate provided on the support member and including a piezoelectric layer made of lithium niobate;
- the support member is provided with an IDT electrode having a pair of bus bars and a plurality of electrode fingers, and the support member is provided with an IDT electrode having a plurality of electrode fingers.
- An acoustic reflecting portion is formed at a position overlapping the IDT electrode, and where d is the thickness of the piezoelectric film and p is the center-to-center distance between adjacent electrode fingers, d/p is 0.5 or less, Some of the electrode fingers of the plurality of electrode fingers are connected to one of the bus bars of the IDT electrode, and the remaining electrode fingers of the plurality of electrode fingers are connected to the other bus bar, and one of the electrode fingers of the plurality of electrode fingers is connected to the other bus bar.
- the plurality of electrode fingers connected to the other bus bar and the plurality of electrode fingers connected to the other bus bar are inserted into each other, and the direction in which the plurality of electrode fingers extend is the electrode finger extension direction.
- the direction orthogonal to the electrode finger stretching direction is defined as the electrode finger orthogonal direction, and when viewed from the electrode finger orthogonal direction, the area where the adjacent electrode fingers overlap is an intersecting area, and the intersecting area and the first A region located between the pair of bus bars is a pair of gap regions, and the crossing region is a center region and a pair of edge regions arranged to sandwich the center region in the electrode finger extending direction. and is provided in at least one of the pair of gap regions, and is continuous so as to overlap the plurality of electrode fingers and the region between the electrode fingers in plan view.
- the device further includes a plurality of granular mass adding films provided so as not to overlap at least a portion of the region between the electrode fingers adjacent to each other.
- a filter device has a plurality of elastic wave resonators, including at least one series arm resonator and at least one parallel arm resonator, wherein the series arm resonator and the parallel arm resonator At least one of the elastic wave resonators is an elastic wave device configured according to the present invention.
- an elastic wave device and a filter are capable of suppressing unnecessary waves near a resonance frequency or an anti-resonance frequency even when a mass adding film is provided in an edge region and a gap region. equipment can be provided.
- FIG. 1 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II in FIG.
- FIG. 3 is a schematic plan view of the elastic wave device of the first comparative example.
- FIG. 4 is a schematic plan view of an elastic wave device of a second comparative example.
- FIG. 5 is a schematic plan view for explaining the first to third dimensions.
- FIG. 6 is a diagram showing the return loss in the first embodiment of the present invention, the first comparative example, and the second comparative example when the material of the band-shaped mass-added film and the granular mass-added film is SiO2 . be.
- FIG. 7 is a diagram showing the excitation intensity of unnecessary waves in the first comparative example.
- FIG. 7 is a diagram showing the excitation intensity of unnecessary waves in the first comparative example.
- FIG. 8 shows the return loss in the first embodiment of the present invention, the first comparative example, and the second comparative example when the material of the strip mass-added film and the granular mass-added film is Ta 2 O 5
- FIG. 9 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a first modification of the first embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a second modification of the first embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 12 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a third embodiment of the present invention.
- FIG. 13 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 14 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a fifth embodiment of the present invention.
- FIG. 15 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a sixth embodiment of the present invention.
- FIG. 16 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a seventh embodiment of the present invention.
- FIG. 17 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a modification of the seventh embodiment of the present invention.
- FIG. 18 is a circuit diagram of a filter device according to an eighth embodiment of the present invention.
- FIG. 19 is a schematic plan view of the second elastic wave resonator in the ninth embodiment of the present invention.
- FIG. 20 is a schematic plan view of the third elastic wave resonator in the ninth embodiment of the present invention.
- FIG. 21 is a schematic plan view of the fourth elastic wave resonator in the ninth embodiment of the present invention.
- FIG. 22 is a schematic plan view of the fifth elastic wave resonator in the ninth embodiment of the present invention.
- FIG. 23(a) is a schematic perspective view showing the external appearance of an elastic wave device that utilizes thickness-shear mode bulk waves
- FIG. 23(b) is a plan view showing the electrode structure on the piezoelectric layer.
- FIG. 24 is a cross-sectional view of a portion taken along line AA in FIG. 23(a).
- FIG. 25(a) is a schematic front cross-sectional view for explaining Lamb waves propagating through the piezoelectric film of an acoustic wave device, and FIG.
- FIG. 25(b) is a thickness slip that propagates through the piezoelectric film in the acoustic wave device
- FIG. 2 is a schematic front cross-sectional view for explaining a mode of bulk waves.
- FIG. 26 is a diagram showing the amplitude direction of the bulk wave in the thickness shear mode.
- FIG. 27 is a diagram illustrating the resonance characteristics of an elastic wave device that uses thickness-shear mode bulk waves.
- FIG. 28 is a diagram showing the relationship between d/p and the fractional band of a resonator, where p is the distance between the centers of adjacent electrodes, and d is the thickness of the piezoelectric layer.
- FIG. 29 is a plan view of an elastic wave device that uses thickness-shear mode bulk waves.
- FIG. 30 is a diagram showing the resonance characteristics of the elastic wave device of the reference example in which spurious signals appear.
- FIG. 31 is a diagram showing the relationship between the fractional band and the amount of phase rotation of spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of spurious.
- FIG. 32 is a diagram showing the relationship between d/2p and metallization ratio MR.
- FIG. 33 is a diagram showing a map of the fractional band with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is brought as close to 0 as possible.
- FIG. 34 is a front sectional view of an acoustic wave device having an acoustic multilayer film.
- FIG. 1 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II in FIG.
- the acoustic wave device 10 includes a piezoelectric substrate 12 and an IDT electrode 11.
- the piezoelectric substrate 12 is a substrate having piezoelectricity.
- the piezoelectric substrate 12 includes a support member 13 and a piezoelectric layer 14 as a piezoelectric film.
- the piezoelectric layer 14 is a layer made of piezoelectric material.
- a piezoelectric film is a film having piezoelectricity, and does not necessarily refer to a film made of a piezoelectric material.
- the piezoelectric film is a single layer piezoelectric layer 14, and is a film made of a piezoelectric material.
- the piezoelectric film may be a laminated film including the piezoelectric layer 14.
- the support member 13 includes a support substrate 16 and an insulating layer 15. An insulating layer 15 is provided on the support substrate 16. A piezoelectric layer 14 is provided on the insulating layer 15.
- the support member 13 may be composed only of the support substrate 16.
- the piezoelectric layer 14 has a first main surface 14a and a second main surface 14b.
- the first main surface 14a and the second main surface 14b are opposed to each other.
- the second main surface 14b is located on the support member 13 side.
- the material of the support substrate 16 for example, semiconductors such as silicon, ceramics such as aluminum oxide, etc. can be used.
- a material for the insulating layer 15 an appropriate dielectric material such as silicon oxide or tantalum oxide can be used.
- the piezoelectric layer 14 is made of, for example, lithium niobate such as LiNbO 3 .
- the term "a certain member is made of a certain material” includes the case where the material contains a trace amount of impurity that does not significantly deteriorate the electrical characteristics of the acoustic wave device.
- the insulating layer 15 is provided with a recess.
- a piezoelectric layer 14 as a piezoelectric film is provided on the insulating layer 15 so as to close the recess.
- This hollow part is the hollow part 10a.
- the support member 13 and the piezoelectric film are arranged such that a part of the support member 13 and a part of the piezoelectric film face each other with the cavity 10a in between.
- the recess in the support member 13 may be provided across the insulating layer 15 and the support substrate 16.
- the recess provided only in the support substrate 16 may be closed by the insulating layer 15.
- the recess may be provided in the piezoelectric layer 14, for example.
- the cavity 10a may be a through hole provided in the support member 13.
- the IDT electrode 11 is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14. In plan view, at least a portion of the IDT electrode 11 overlaps with the cavity 10a of the support member 13.
- planar view refers to viewing from a direction corresponding to the upper side in FIG. 2 along the lamination direction of the support member 13 and the piezoelectric film.
- the piezoelectric layer 14 side is the upper side.
- planar view is synonymous with viewing from the direction facing the main surface.
- the main surface opposing direction is a direction in which the first main surface 14a and the second main surface 14b of the piezoelectric layer 14 face each other. More specifically, the principal surface opposing direction is, for example, the normal direction of the first principal surface 14a.
- the IDT electrode 11 has a pair of bus bars and a plurality of electrode fingers.
- the pair of bus bars is a first bus bar 26 and a second bus bar 27.
- the first bus bar 26 and the second bus bar 27 are opposed to each other.
- the plurality of electrode fingers are a plurality of first electrode fingers 28 and a plurality of second electrode fingers 29.
- One end of each of the plurality of first electrode fingers 28 is connected to the first bus bar 26 .
- One end of each of the plurality of second electrode fingers 29 is connected to the second bus bar 27 .
- the plurality of first electrode fingers 28 and the plurality of second electrode fingers 29 are inserted into each other.
- the IDT electrode 11 may be made of a single layer metal film or may be made of a laminated metal film.
- first bus bar 26 and the second bus bar 27 may be collectively referred to as a bus bar.
- the first electrode finger 28 and the second electrode finger 29 may be collectively referred to simply as an electrode finger.
- the direction in which the plurality of electrode fingers extend is defined as an electrode finger extension direction, and the direction perpendicular to the electrode finger extension direction is defined as an electrode finger orthogonal direction. Note that when the direction in which adjacent electrode fingers face each other is defined as the electrode finger opposing direction, the electrode finger orthogonal direction and the electrode finger opposing direction are parallel.
- An intersecting region F is an area where adjacent electrode fingers overlap when viewed from the direction perpendicular to the electrode fingers.
- the intersection region F has a central region H and a pair of edge regions.
- the pair of edge regions is a first edge region E1 and a second edge region E2.
- the first edge region E1 and the second edge region E2 are arranged so as to sandwich the center region H in the electrode finger extending direction.
- the first edge region E1 is located on the first bus bar 26 side.
- the second edge region E2 is located on the second bus bar 27 side.
- the area located between the intersection area F and the pair of bus bars is a pair of gap areas.
- the pair of gap regions is a first gap region G1 and a second gap region G2.
- the first gap region G1 is located between the first bus bar 26 and the first edge region E1.
- the second gap region G2 is located between the second bus bar 27 and the second edge region E2.
- the elastic wave device 10 is an elastic wave resonator configured to utilize thickness-shear mode bulk waves. More specifically, in the acoustic wave device 10, where d is the thickness of the piezoelectric film and p is the center-to-center distance between adjacent electrode fingers, d/p is 0.5 or less. Thereby, bulk waves in thickness shear mode are suitably excited. Note that in this embodiment, the thickness d is the thickness of the piezoelectric layer 14.
- the intersection region F When viewed from the direction perpendicular to the electrode fingers, the region where adjacent electrode fingers overlap, and the region between the centers of the adjacent electrode fingers is the excitation region. That is, the intersection region F includes a plurality of excitation regions. In each excitation region, a thickness-shear mode bulk wave is excited. Note that the intersection region F, the excitation region, and the pair of gap regions are regions of the piezoelectric layer 14 that are defined based on the configuration of the IDT electrode 11. However, the intersection region F and the pair of gap regions can be said to be regions that the IDT electrode 11 has, in terms of the configuration of the IDT electrode 11.
- the hollow portion 10a of the support member 13 shown in FIG. 2 is an acoustic reflecting portion in the present invention.
- the acoustic reflection portion can effectively confine the energy of the elastic wave to the piezoelectric layer 14 side.
- an acoustic multilayer film which will be described later, may be provided as the acoustic reflection section.
- an acoustic reflective film may be provided on the surface of the support member.
- first edge region E1 and the second edge region E2 may be collectively referred to simply as an edge region.
- first gap region G1 and the second gap region G2 may be collectively referred to simply as a gap region.
- a member when a member is provided so as to overlap an edge region in a plan view, it may be simply stated that the member is provided in the edge region. For example, even when the member is not provided directly on the piezoelectric layer 14, it may be stated that the member is provided in the edge region. The same applies to the gap area.
- the elastic wave device 10 has a pair of band-shaped mass adding membranes.
- the band-shaped mass-adding membrane is a mass-adding membrane having a band-like shape.
- the pair of band-like mass-adding films is a first band-like mass-adding film 24A and a second band-like mass-adding film 24B.
- the first band-shaped mass adding film 24A is provided in the first gap region G1.
- the second band-shaped mass adding film 24B is provided in the second gap region G2.
- the elastic wave device 10 has a plurality of granular mass adding films.
- the granular mass-adding film is a mass-adding film whose dimension along the direction orthogonal to the electrode fingers is smaller than that of the strip-like mass-adding film.
- the plurality of granular mass-adding films are a plurality of first granular mass-adding films 25A and a plurality of second granular mass-adding films 25B.
- the plurality of first granular mass adding films 25A are provided over the first gap region G1 and the first edge region E1.
- the plurality of first granular mass adding films 25A are arranged in a direction perpendicular to the electrode fingers.
- the plurality of second granular mass adding films 25B are provided over the second gap region G2 and the second edge region E2.
- the plurality of second granular mass adding films 25B are arranged in a direction perpendicular to the electrode fingers.
- first strip-shaped mass-adding film 24A and the second strip-shaped mass-adding film 24B may be collectively referred to simply as a strip-shaped mass-adding film.
- the first granular mass-added film 25A and the second granular mass-added film 25B may be collectively referred to simply as a granular mass-added film.
- the configurations of the band-like mass-adding film and the granular mass-adding film will be explained in more detail.
- the first band-shaped mass adding film 24A is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14 so as to cover the plurality of electrode fingers.
- the first strip-shaped mass adding film 24A is continuously provided so as to overlap the plurality of first electrode fingers 28 and the plurality of second electrode fingers 29 and the area between the electrode fingers in a plan view.
- the second band-shaped mass adding film 24B is also continuously provided so as to overlap the plurality of first electrode fingers 28 and the plurality of second electrode fingers 29 and the area between the electrode fingers in a plan view. There is.
- the first band-shaped mass adding film 24A is provided in a part of the first gap region G1. More specifically, the first band-shaped mass adding film 24A reaches the edge of the first gap region G1 on the first bus bar 26 side in the electrode finger extending direction.
- the second band-shaped mass adding film 24B is provided in a part of the second gap region G2. The second band-shaped mass adding film 24B reaches the edge of the second gap region G2 on the second bus bar 27 side in the electrode finger extending direction.
- the arrangement of the first strip-shaped mass-adding film 24A and the second strip-shaped mass-adding film 24B is not limited to the above.
- the plurality of first granular mass-adding films 25A and the plurality of second granular mass-adding films 25B are provided at intervals of every other electrode finger in the direction perpendicular to the electrode fingers. Specifically, each of the plurality of first granular mass adding films 25A overlaps with the second electrode finger 29 in plan view. The plurality of first granular mass adding films 25A do not overlap with the first electrode fingers 28 in plan view. On the other hand, each of the plurality of second granular mass adding films 25B overlaps with the first electrode finger 28 in plan view. The plurality of second granular mass adding films 25B do not overlap with the second electrode fingers 29 in plan view.
- the period in which the plurality of first granular mass adding films 25A and the plurality of second granular mass adding films 25B are provided is not limited to the above.
- the plurality of first granular mass-adding films 25A and the plurality of second granular mass-adding films 25B may overlap with both the first electrode finger 28 and the second electrode finger 29 in plan view. .
- Each first granular mass adding film 25A overlaps one electrode finger in plan view. Specifically, each first granular mass adding film 25A is provided over the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14 and one electrode finger. Each first granular mass adding film 25A is not provided over a plurality of electrode fingers. In this way, each of the first granular mass adding films 25A is provided so as not to overlap with a portion between the electrode fingers in plan view.
- Each second granular mass adding film 25B is also provided over the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14 and one electrode finger. Each second granular mass adding film 25B is not provided over a plurality of electrode fingers. Each second granular mass-adding film 25B is provided so as not to overlap a part between the electrode fingers in plan view.
- the granular mass-adding film may overlap one or more electrode fingers in a plan view.
- the granular mass-adding film does not necessarily have to overlap the electrode finger in plan view.
- the IDT electrode 11 has multiple pairs of first electrode fingers 28 and second electrode fingers 29. Therefore, the elastic wave device 10 has regions between a plurality of electrode fingers.
- the granular mass-adding film may be provided so as not to overlap at least a portion of the region between at least one adjacent electrode finger when viewed in plan.
- the first strip-like mass-adding film 24A, the plurality of first granular mass-adding films 25A, the second strip-like mass-adding film 24B, and the plurality of second granular mass-adding films 25B are made of a dielectric material. .
- the first band-shaped mass-adding film 24A and the plurality of first granular mass-adding films 25A are integrally formed of the same material.
- the second band-shaped mass-adding film 24B and the plurality of second granular mass-adding films 25B are integrally formed of the same material.
- the first band-shaped mass-adding film 24A and the plurality of first granular mass-adding films 25A may be provided individually.
- the second band-shaped mass-adding film 24B and the plurality of second granular mass-adding films 25B may be provided individually.
- the elastic wave device 10 only needs to have at least one of the first strip-shaped mass-adding film 24A and the second strip-shaped mass-adding film 24B. In other words, it is sufficient that the band-shaped mass adding film is provided in at least one of the pair of gap regions.
- the elastic wave device 10 only needs to have at least one of the plurality of first granular mass-adding films 25A and the plurality of second granular mass-adding films 25B.
- the plurality of granular mass-adding films may be provided in the gap region where the strip-shaped mass-adding film is provided and in the edge region adjacent to the gap region.
- a plurality of first granular mass-adding films 25A may be provided.
- a plurality of second granular mass-adding films 25B may be provided.
- the feature of this embodiment is that a band-like mass-adding film is provided in the gap region, and a plurality of granular mass-adding films are provided in the gap region where the band-like mass-adding film is provided and in the edge region adjacent to the gap region.
- the reason lies in the fact that a membrane is provided.
- the first comparative example has a pair of band-shaped mass-adding films provided over a pair of gap regions and a pair of edge regions, and a granular mass-adding film is provided.
- This embodiment differs from the first embodiment in that there is no difference.
- the first strip-shaped mass adding film 74A is provided over the first gap region G1 and the first edge region E1.
- a second band-shaped mass adding film 74B is provided over the second gap region G2 and the second edge region E2.
- Each band-shaped mass-adding film is continuously provided so as to overlap a plurality of electrode fingers and a region between the electrode fingers in a plan view.
- the second comparative example differs from the first embodiment in that a band-shaped mass adding film is not provided.
- a plurality of first granular mass adding films 25A are provided over the first gap region G1 and the first edge region E1.
- a plurality of second granular mass adding films 25B are provided over the second gap region G2 and the second edge region E2.
- the first dimension L1, second dimension L2, and third dimension L3 shown in FIG. 5 were as follows.
- the first dimension L1 is a dimension along the electrode finger extending direction of the gap region.
- the second dimension L2 is a dimension along the direction orthogonal to the electrode fingers of a portion of the granular mass-added film provided in a region between one electrode finger.
- the third dimension L3 is a dimension along the electrode finger extending direction of a portion of the granular mass-added film provided in the gap region.
- the first dimension L1 was 7 ⁇ m
- the second dimension L2 was 0.5 ⁇ m
- the third dimension L3 was 2 ⁇ m.
- the thickness of the band-like mass-adding film and the granular mass-adding film was 30 nm.
- FIG. 6 is a diagram showing the return loss in the first embodiment, the first comparative example, and the second comparative example when the material of the band-like mass-adding film and the granular mass-adding film is SiO 2 .
- unnecessary waves are generated near the frequencies indicated by arrows M1 and M2.
- unnecessary waves occur near the frequency indicated by arrow M2, near the resonant frequency indicated by arrow M3, and near the anti-resonant frequency indicated by arrow M4.
- unnecessary waves are suppressed at all frequencies around the frequencies indicated by arrow M1, arrow M2, arrow M3, and arrow M4. This is due to the following reasons.
- FIG. 7 is a diagram showing the excitation intensity of unnecessary waves in the first comparative example.
- the excitation intensity of unnecessary waves is particularly high in the region where the band-shaped mass adding film is provided between the electrode fingers.
- the excitation intensity of unnecessary waves is small.
- the plurality of granular mass adding films are provided so as not to be located in a part between adjacent electrode fingers. Therefore, unnecessary waves near the frequencies indicated by arrows M1 and M2 in FIG. 6 are suppressed more in the second comparative example than in the first comparative example.
- unnecessary waves near the frequencies indicated by arrows M3 and M4 are suppressed more than in the second comparative example.
- a band-shaped mass adding film is provided in the gap region.
- the edge region is provided with a plurality of granular mass-adding films rather than a band-like mass-adding film.
- the plurality of granular mass-adding films are provided so as not to be located on part of adjacent electrode fingers. Thereby, unnecessary waves near the frequencies indicated by arrow M1 and arrow M2 can be suppressed.
- the same comparison as above was made in the case where Ta 2 O 5 was used as the material for the band-like mass-adding film and the granular mass-adding film.
- the thickness of the band-like mass-adding film and the granular mass-adding film was 15 nm.
- FIG. 8 is a diagram showing the return loss in the first embodiment, the first comparative example, and the second comparative example when the material of the band-shaped mass-added film and the granular mass-added film is Ta 2 O 5 . .
- the unnecessary waves are lower in the first embodiment than in the first comparative example and the second comparative example. It can be seen that it is suppressed.
- unnecessary waves can be suppressed near the resonant frequency or the anti-resonant frequency.
- transverse modes can also be suppressed.
- the material of the band-like mass-adding film and the granular mass-adding film is not limited to SiO 2 and Ta 2 O 5 .
- the material of the band-shaped mass-adding film and the granular mass-adding film may be, for example, at least one material selected from the group consisting of silicon oxide, tantalum oxide, niobium oxide, tungsten oxide, and hafnium oxide.
- the piezoelectric layer 14, the electrode fingers, and the band-like mass-adding film are stacked in this order in the portion where the band-shaped mass-adding film and the electrode fingers are stacked.
- the piezoelectric layer 14, the band-shaped mass adding film, and the electrode finger may be laminated in this order.
- the piezoelectric layer 14 in the portion where the granular mass-adding film and the electrode fingers are laminated, the piezoelectric layer 14, the electrode fingers, and the granular mass-adding film are laminated in this order.
- the piezoelectric layer 14, the granular mass adding film, and the electrode finger may be laminated in this order.
- the granular mass-added film may overlap one or more electrode fingers in plan view.
- the granular mass-added film may overlap one or more electrode fingers in plan view.
- it overlaps with 29.
- a pair of adjacent first electrode fingers 28 and a second electrode finger 29 are considered as a pair of electrode fingers, a part of the area between two adjacent pairs of electrode fingers is, in plan view, It does not overlap with the first granular mass adding film 25A.
- the second granular mass adding film 25B overlaps a pair of adjacent first electrode fingers 28 and second electrode fingers 29 in plan view. A part of the region between two adjacent pairs of electrode fingers does not overlap with the second granular mass adding film 25B in plan view.
- the first granular mass-adding film 25A and the second granular mass-adding film 25B are provided so as not to overlap at least a portion of the region between at least one adjacent electrode finger in plan view. It is being
- both the band-like mass-adding film and the granular mass-adding film are provided. Thereby, unnecessary waves can be suppressed near the resonant frequency or near the anti-resonant frequency.
- the granular mass-added film overlaps only one electrode finger in plan view.
- the granular mass adding film is not located in at least a portion of the region between any electrode fingers in the edge region. Thereby, unnecessary waves can be suppressed more reliably.
- the band-shaped mass adding film is provided only in the gap region. Note that it is not limited to this.
- the first band-shaped mass adding film 24A extends from the first gap region G1 to a portion overlapping with the first bus bar 26 in plan view.
- the second band-shaped mass adding film 24B also extends from the second gap region G2 to a portion overlapping with the second bus bar 27 in plan view.
- the band-shaped mass adding film provided in at least one of the pair of gap regions extends from the gap region to a portion that overlaps the bus bar adjacent to the gap region in plan view.
- both the band-like mass-adding film and the granular mass-adding film are provided. Thereby, unnecessary waves can be suppressed near the resonant frequency or near the anti-resonant frequency.
- the piezoelectric layer 14, the bus bar, and the band-like mass-adding film are stacked in this order in the part where the band-like mass-adding film and the bus bar are stacked. Note that in the portion where the band-shaped mass-adding film and the bus bar are stacked, the piezoelectric layer 14, the band-shaped mass-adding film, and the bus bar may be stacked in this order.
- the width of the strip-like mass-adding film is defined as the width of the strip-like mass-adding film along the electrode finger extending direction
- the width of the first strip-like mass-adding film 24A is constant.
- the width of the second band-shaped mass-adding film 24B is constant. However, it is not limited to this.
- FIG. 11 is a schematic plan view of the elastic wave device according to the second embodiment.
- This embodiment differs from the first embodiment in that the width of the band-like mass-adding film is not constant, and the dimension of the granular mass-adding film along the electrode finger extending direction is not constant.
- the elastic wave device 30 of this embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment.
- the IDT electrode 11 has multiple pairs of first electrode fingers 28 and second electrode fingers 29.
- an area including only one pair of first electrode fingers 28 and second electrode fingers 29 is defined as an electrode finger pair area N
- a plurality of electrode finger pair areas N are configured in the elastic wave device 30.
- the boundary between adjacent electrode finger pair areas N is set at a right angle between the first electrode finger 28 of one electrode finger pair area N and the second electrode finger 29 of the other electrode finger pair area N. Center in the direction.
- the first band-shaped mass adding film 34A has a plurality of step portions 34a.
- the stepped portion 34a extends in the electrode finger extending direction.
- the first band-shaped mass adding film 34A has a configuration in which portions having different widths are connected to each other.
- the stepped portion 34a is a boundary between portions having different widths. The width of each portion of the first band-shaped mass adding film 34A having the stepped portion 34a as a boundary is constant.
- each of the plurality of first electrode fingers 28 has a first edge portion 28a and a second edge portion 28b.
- the first edge portion 28a and the second edge portion 28b are edge portions of the first electrode finger 28 in a plan view.
- the first edge portion 28a and the second edge portion 28b of each first electrode finger 28 are opposed to each other in the direction orthogonal to the electrode finger.
- each of the plurality of second electrode fingers 29 has a first edge portion 29a and a second edge portion 29b.
- the step portions 34a of the first band-shaped mass adding film 34A are each located at a portion that overlaps with the first edge portion 28a of the first electrode finger 28 in plan view. Therefore, the width of the first band-shaped mass adding film 34A is constant in the region between the first edge portions 28a of the adjacent first electrode fingers 28 and the portion that overlaps in plan view.
- the area of a band-shaped mass-adding film refers to the area of the band-shaped mass-adding film in a plan view.
- the area of the granular mass-added film refers to the area of the granular mass-added film in a plan view.
- the stepped portion 34a of the first strip-shaped mass adding film 34A is located in each electrode finger pair region N.
- the width of the first band-shaped mass-adding film 34A gradually increases from one side to the other in the direction perpendicular to the electrode fingers, with each stepped portion 34a as a boundary. Therefore, in all the electrode finger pair regions N, the areas of the first band-shaped mass adding films 34A are different from each other.
- the first band-shaped mass-adding film 34A and the plurality of first granular mass-adding films 35A are integrally formed of the same material.
- the first band-shaped mass adding film 34A reaches the edge of the first gap region G1 on the first bus bar 26 side in the electrode finger extending direction. Therefore, the narrower the width of the first band-shaped mass-adding film 34A, the larger the dimension of the first granular mass-adding film 35A along the electrode finger extending direction.
- the dimension of the first strip-shaped mass adding film 34A along the direction perpendicular to the electrode finger is larger than the dimension of the first granular mass adding film 35A along the direction perpendicular to the electrode finger. Therefore, in one electrode finger pair region N, the wider the width of the first band-like mass-adding film 34A, the larger the total area of the first band-like mass-adding film 34A and the first granular mass-adding film 35A.
- the sum of the areas of the first band-shaped mass-adding film 34A and the first granular mass-adding film 35A in one electrode finger pair region N is defined as the total area of the first additional film, all the electrode finger pairs In the regions N, the total area of the first additional film is different from each other.
- the second band-shaped mass adding film 34B also has a plurality of step portions 34b.
- the step portions 34b are each located at a portion overlapping with the second end edge portion 29b of the second electrode finger 29 in plan view. Therefore, the width of the second band-shaped mass adding film 34B is constant in the region between the second end edges 29b of the adjacent second electrode fingers 29 and the portion that overlaps in plan view.
- each electrode finger pair region N a stepped portion 34b of the second band-shaped mass adding film 34B is located.
- the width of the second band-shaped mass-adding film 34B gradually increases from one side to the other in the direction orthogonal to the electrode fingers, with each stepped portion 34b as a boundary. Therefore, in all the electrode finger pair regions N, the areas of the second band-shaped mass adding films 34B are different from each other.
- the second band-shaped mass-adding film 34B and the plurality of second granular mass-adding films 35B are integrally formed of the same material.
- the second band-shaped mass adding film 34B reaches the edge of the second gap region G2 on the second bus bar 27 side in the electrode finger extending direction. Therefore, the narrower the width of the second band-shaped mass-adding film 34B, the larger the dimension of the second granular mass-adding film 35B along the electrode finger extending direction.
- the dimension of the second band-shaped mass adding film 34B along the direction perpendicular to the electrode finger is larger than the dimension of the second granular mass adding film 35B along the direction orthogonal to the electrode finger. Therefore, in one electrode finger pair region N, the wider the second band-like mass-adding film 34B, the larger the total area of the second band-like mass-adding film 34B and the second granular mass-adding film 35B.
- the sum of the areas of the second band-like mass-adding film 34B and the second granular mass-adding film 35B in one electrode finger pair region N is defined as the total area of the second additional film, all the electrode finger pairs In the regions N, the total area of the second additional film is different from each other.
- the elastic wave device 30 is an elastic wave resonator that utilizes thickness-shear mode bulk waves.
- a portion of the piezoelectric layer 14 where the pair of first electrode fingers 28 and second electrode fingers 29 are provided functions as one resonator. Therefore, the configuration of the elastic wave device 30 corresponds to a configuration in which one resonator is arranged for each electrode finger pair region N.
- the configuration of the elastic wave device 30 corresponds to a configuration in which a plurality of such resonators are connected in parallel.
- the total area of the first additional film and the total area of the second additional film are different between the electrode finger pair regions N. Therefore, the frequency of the unnecessary waves generated differs for each electrode finger pair region. In this way, the frequencies of unnecessary waves can be dispersed. Therefore, unnecessary waves can be effectively suppressed near the resonant frequency or near the anti-resonant frequency.
- the surface acoustic waves are excited in a region that includes all of the plurality of electrode fingers.
- the configuration of the elastic wave device 30 corresponds to a configuration in which the resonators arranged in each electrode finger pair region are connected in parallel, as described above. Therefore, even if the total area of the first additional film and the total area of the second additional film are not uniform, the waveform in the frequency characteristics of the elastic wave device 30 is not easily distorted. That is, unnecessary waves can be suppressed without deteriorating electrical characteristics.
- the manner in which the width of the band-shaped mass-adding film changes is not limited to the above.
- the position of the stepped portion of the band-shaped mass-adding film does not need to overlap with the first edge portion or the second edge portion of the electrode finger in plan view.
- the step portion may extend in a direction intersecting the electrode finger extension direction.
- the total area of the first additional film in at least one electrode finger pair region N is different from the sum of the areas of the first band-like mass added film 24A and the first granular mass added film 35A in other electrode finger pair regions N. That's fine.
- the total area of the second additional film in at least one electrode finger pair region N may be different from the total area of the second additional film in other electrode finger pair regions N. In these cases, as in the second embodiment, unnecessary waves can be effectively suppressed near the resonant frequency or near the anti-resonant frequency.
- the granular mass adding film is laminated with the tip of the electrode finger.
- the piezoelectric layer 14, the electrode finger, and the granular mass-adding film are laminated in this order.
- it is not limited to this.
- examples in which the structure of the granular mass-adding film is different from those in the first embodiment and the second embodiment will be shown using third to fifth embodiments.
- the elastic wave devices of the third to fifth embodiments have the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment. That is, in the third to fifth embodiments as well, both the strip-like mass-adding film and the granular mass-adding film are provided. As a result, in the third to fifth embodiments, as in the first embodiment, even when the mass adding film is provided in the edge region and the gap region, in the vicinity of the resonant frequency or the anti-resonant frequency, , unnecessary waves can be suppressed.
- FIG. 12 is a schematic plan view of an elastic wave device according to the third embodiment.
- the first granular mass adding film 45A surrounds the tip of the second electrode finger 29 in three directions in plan view.
- the first granular mass adding film 45A is in contact with the second electrode finger 29.
- the first granular mass adding film 45A does not overlap the second electrode finger 29 in plan view.
- the first granular mass-adding film 45A has a U-shaped shape in plan view.
- the plurality of electrode fingers has a first surface 11a, a second surface 11b, and a side surface 11c.
- the first surface 11a and the second surface 11b face each other in the thickness direction.
- the second surface 11b is the surface on the piezoelectric layer 14 side.
- the side surface 11c is connected to the first surface 11a and the second surface 11b.
- the first granular mass adding film 45A is in contact with the side surface 11c of the second electrode finger 29.
- the portion of the first granular mass adding film 45A located in the first gap region G1 is located on the extension line of the second electrode finger 29.
- the second granular mass adding film 45B surrounds the tip of the first electrode finger 28 in three directions in plan view.
- the second granular mass adding film 45B is in contact with the side surface 11c of the first electrode finger 28.
- the second granular mass adding film 45B does not overlap the first electrode finger 28 in plan view.
- the shape of the second granular mass-adding film 45B in plan view is a U-shape. When viewed in plan, the portion of the second granular mass-adding film 45B located in the second gap region G2 is located on the extension line of the first electrode finger 28.
- the plurality of granular mass-adding films include at least one granular mass-adding film that surrounds the tips of the electrode fingers in three directions in plan view.
- the granular mass-adding film does not overlap the tips of the electrode fingers in plan view. This reduces the addition of mass at the tip of the electrode finger. Thereby, the power durability of the elastic wave device can be improved.
- FIG. 13 is a schematic plan view of an elastic wave device according to the fourth embodiment.
- the first granular mass-adding film 45A surrounds the tip of the second electrode finger 29 in three directions in plan view. However, the first granular mass adding film 45A is not in contact with the side surface 11c of the second electrode finger 29. The first granular mass adding film 45A does not overlap the second electrode finger 29 in plan view. When viewed in plan, the portion of the first granular mass-adding film 45A located in the first gap region G1 is located on the extension line of the second electrode finger 29.
- the second granular mass adding film 45B surrounds the tip of the first electrode finger 28 in three directions in plan view.
- the second granular mass adding film 45B is not in contact with the side surface 11c of the first electrode finger 28.
- the second granular mass adding film 45B does not overlap the first electrode finger 28 in plan view.
- the portion of the second granular mass-adding film 45B located in the second gap region G2 is located on the extension line of the first electrode finger 28.
- the power durability of the elastic wave device can be improved.
- FIG. 14 is a schematic plan view of an elastic wave device according to the fifth embodiment.
- the first granular mass adding film 25A overlaps the tip of the second electrode finger 29 in plan view. Specifically, in the portion where the first granular mass adding film 25A and the second electrode finger 29 are laminated, the piezoelectric layer 14, the first granular mass adding film 25A, and the second electrode finger 29 are laminated. Laminated in order.
- the second granular mass adding film 25B overlaps the tip of the first electrode finger 28 in plan view. Specifically, in the part where the second granular mass adding film 25B and the first electrode finger 28 are laminated, the piezoelectric layer 14, the second granular mass adding film 25B, and the first electrode finger 28 are laminated. Laminated in order.
- a granular mass adding film is provided between the piezoelectric layer 14 and the tip of the electrode finger. This suppresses the electric field applied to the electrode fingers. Thereby, the power durability of the elastic wave device can be improved.
- FIG. 15 is a schematic plan view of an elastic wave device according to the sixth embodiment.
- This embodiment differs from the first embodiment in that a band-shaped mass-adding film and a plurality of granular mass-adding films located in the same gap region are each provided separately.
- the band-shaped mass-adding film and the plurality of granular mass-adding films are not in contact with each other.
- the elastic wave device of this embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment.
- the first band-shaped mass-adding film 24A and each first granular mass-adding film 25A face each other with a gap in between. Note that each first granular mass adding film 25A is provided over the first gap region G1 and the first edge region E1. Therefore, the gap between the first band-shaped mass-adding film 24A and each first granular mass-adding film 25A is located in the first gap region G1.
- the second band-shaped mass-adding film 24B and each second granular mass-adding film 25B face each other across a gap.
- Each second granular mass adding film 25B is provided over the second gap region G2 and the second edge region E2. Therefore, the gap between the second band-shaped mass-adding film 24B and each second granular mass-adding film 25B is located in the second gap region G2.
- the material of the band-like mass-adding film and the material of the granular mass-adding film are the same.
- FIG. 16 is a schematic plan view of the elastic wave device according to the seventh embodiment.
- This embodiment differs from the first embodiment in that a dielectric film 53 is provided on the piezoelectric layer 14.
- the elastic wave device of this embodiment has the same configuration as the elastic wave device 10 of the first embodiment.
- the dielectric film 53 has an IDT electrode 11, a first band-like mass-adding film 24A, a plurality of first granular mass-adding films 25A, a second band-like mass-adding film 24B, and a first main surface 14a of the piezoelectric layer 14. It is provided so as to cover the plurality of second granular mass adding films 25B.
- the piezoelectric layer 14 In the part where the band-shaped mass adding film and the dielectric film 53 are stacked, the piezoelectric layer 14, the band-shaped mass adding film, and the dielectric film 53 are stacked in this order. In the part where the granular mass adding film and the dielectric film 53 are laminated, the piezoelectric layer 14, the granular mass adding film and the dielectric film 53 are laminated in this order.
- both the strip-like mass-adding film and the granular mass-adding film are provided.
- the IDT electrode 11 is protected by the dielectric film 53. Thereby, the IDT electrode 11 is less likely to be damaged. Furthermore, by adjusting the thickness of the dielectric film 53, the frequency of the acoustic wave device can be easily adjusted.
- silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or the like can be used, for example.
- the material of the dielectric film 53 is not limited to the above.
- the order in which the band-like mass-adding film, the granular mass-adding film, and the dielectric film 53 are laminated is not limited to the above.
- a dielectric film 53 is provided on the first main surface 14a of the piezoelectric layer 14 so as to cover the IDT electrode 11.
- a first strip-like mass-adding film 54A, a plurality of first granular mass-adding films 55A, a second strip-like mass-adding film 54B, and a plurality of second granular mass-adding films 55B are provided on the dielectric film 53. There is.
- the first band-shaped mass adding film 54A is provided in the first gap region G1.
- the first band-shaped mass adding film 54A is continuously provided so as to overlap the plurality of first electrode fingers 28 and the plurality of second electrode fingers 29 and the area between the electrode fingers in a plan view. There is.
- Each of the plurality of first granular mass adding films 55A is provided over the first edge region E1 and the first gap region G1.
- the second band-shaped mass adding film 54B is provided in the second gap region G2.
- the second band-shaped mass adding film 54B is continuously provided so as to overlap the plurality of first electrode fingers 28 and the plurality of second electrode fingers 29 and the area between the electrode fingers in a plan view. There is.
- Each of the plurality of second granular mass adding films 55B is provided over the second edge region E2 and the second gap region G2.
- the piezoelectric layer 14, the dielectric film 53, and the band-shaped mass-adding film are stacked in this order.
- the piezoelectric layer 14, the dielectric film 53, and the granular mass-adding film are laminated in this order. Also in this case, as in the seventh embodiment, unnecessary waves can be suppressed near the resonant frequency or near the anti-resonant frequency.
- the band-shaped mass-adding membrane does not contact the plurality of electrode fingers connected to mutually different potentials.
- the band-shaped mass-adding membrane may be made of metal.
- the plurality of granular mass-added membranes are not electrically connected to the plurality of electrode fingers that are connected to mutually different potentials.
- the plurality of granular mass-adding membranes may be made of metal.
- the band-shaped mass-adding film and the plurality of granular mass-adding films may be made of a dielectric material.
- the elastic wave device according to the present invention can be used, for example, in a filter device. An example of this is shown below.
- FIG. 18 is a circuit diagram of a filter device according to an eighth embodiment of the present invention.
- the filter device 60 is a ladder type filter.
- the filter device 60 includes a first signal terminal 62 and a second signal terminal 63, a plurality of series arm resonators, and a plurality of parallel arm resonators.
- all series arm resonators and all parallel arm resonators are elastic wave resonators.
- All of the elastic wave resonators are elastic wave devices according to the present invention.
- at least one of the series arm resonators and the parallel arm resonators has an elastic wave resonator according to the present invention, for example, having the configuration of any one of the first to seventh embodiments. Any wave device may be used.
- the first signal terminal 62 and the second signal terminal 63 may be configured as electrode pads, or may be configured as wiring, for example.
- the second signal terminal 63 is an antenna terminal.
- the antenna terminal is connected to the antenna.
- the plurality of series arm resonators of the filter device 60 are a series arm resonator S1, a series arm resonator S2, a series arm resonator S3, and a series arm resonator S4.
- the plurality of parallel arm resonators are a parallel arm resonator P1, a parallel arm resonator P2, and a parallel arm resonator P3.
- a series arm resonator S1, a series arm resonator S2, a series arm resonator S3, and a series arm resonator S4 are connected in series between the first signal terminal 62 and the second signal terminal 63.
- a parallel arm resonator P1 is connected between a connection point between the series arm resonator S1 and the series arm resonator S2 and a ground potential.
- a parallel arm resonator P2 is connected between the connection point between the series arm resonator S2 and the series arm resonator S3 and the ground potential.
- a parallel arm resonator P3 is connected between the connection point between the series arm resonator S3 and the series arm resonator S4 and the ground potential.
- the circuit configuration of the filter device 60 is not limited to the above.
- the filter device 60 according to the present invention is a ladder type filter, it is sufficient that the filter device 60 has at least one series arm resonator and at least one parallel arm resonator.
- the filter device 60 may include, for example, a longitudinally coupled resonator type elastic wave filter.
- the filter device 60 may include, for example, a series arm resonator or a parallel arm resonator connected to a longitudinally coupled resonator type elastic wave filter.
- the series arm resonator or the parallel arm resonator may be an elastic wave device according to the present invention.
- the anti-resonance frequency of the parallel arm resonator forming the passband of the filter device 60 is located within the passband of the filter device 60. Therefore, the electrical characteristics within the passband of the filter device 60 are greatly influenced by unnecessary waves generated near the anti-resonance frequency in the parallel arm resonator.
- the resonant frequency of the series arm resonator constituting the passband of the filter device 60 is located within the passband of the filter device 60 . Therefore, the electrical characteristics within the passband of the filter device 60 are greatly affected by unnecessary waves generated near the resonance frequency in the series arm resonator.
- each parallel arm resonator and each series arm resonator are elastic wave devices according to the present invention. Therefore, in each elastic wave resonator of the filter device 60, even when the mass adding film is provided in the edge region and the gap region, unnecessary waves can be suppressed near the resonant frequency or the anti-resonant frequency. can
- an elastic wave device that can suppress unnecessary waves near the anti-resonance frequency
- an elastic wave device that can suppress unnecessary waves near the resonance frequency
- the elastic wave device such as the first embodiment is used in a series arm resonator or a parallel arm resonator
- loss deterioration in the elastic wave resonator can also be suppressed. Therefore, deterioration of the filter characteristics of the filter device 60 can be suppressed.
- a ninth embodiment that is different from the eighth embodiment in the configuration of each elastic wave resonator will be described below.
- the circuit configuration is the same as that in the eighth embodiment. Therefore, in the description of the ninth embodiment, the symbols and drawings used in the description of the eighth embodiment will be used.
- the plurality of elastic wave resonators of the filter device according to the ninth embodiment include first to fifth elastic wave resonators.
- the first elastic wave resonator is an elastic wave device according to the present invention.
- the first elastic wave resonator has, for example, the configuration of any one of the first to seventh embodiments.
- the second to fifth elastic wave resonators are not elastic wave devices according to the present invention.
- a series arm resonator S1 shown with reference to FIG. 18 is a third elastic wave resonator.
- the series arm resonator S2 is a first elastic wave resonator.
- Series arm resonator S3 is a fifth elastic wave resonator.
- Series arm resonator S4 is a fourth elastic wave resonator.
- Parallel arm resonator P1 is a third elastic wave resonator.
- Parallel arm resonator P2 is a second elastic wave resonator.
- Parallel arm resonator P3 is a fourth elastic wave resonator. Note that the arrangement of the first to fifth elastic wave resonators on the circuit is not limited to the above.
- all elastic wave resonators share a piezoelectric substrate.
- the specific configurations of the second to fifth elastic wave resonators will be explained below.
- FIG. 19 is a schematic plan view of the second elastic wave resonator in the ninth embodiment.
- FIG. 20 is a schematic plan view of the third elastic wave resonator in the ninth embodiment.
- FIG. 21 is a schematic plan view of the fourth elastic wave resonator in the ninth embodiment.
- FIG. 22 is a schematic plan view of the fifth elastic wave resonator in the ninth embodiment.
- the second elastic wave resonator 71B has a piezoelectric substrate 12.
- the second elastic wave resonator 71B shares the piezoelectric substrate 12 with the first elastic wave resonator.
- the third elastic wave resonator 71C, the fourth elastic wave resonator 71D, and the fifth elastic wave resonator 71E shown in FIGS. 20 to 22 each have a piezoelectric substrate 12.
- the third elastic wave resonator 71C, the fourth elastic wave resonator 71D, and the fifth elastic wave resonator 71E share the piezoelectric substrate 12 with the first elastic wave resonator.
- each piezoelectric substrate may be configured similarly to the piezoelectric substrate 12 of the acoustic wave device 10 of the first embodiment, for example.
- the piezoelectric substrate 12 may include a support member 13 and a piezoelectric layer 14.
- the second elastic wave resonator 71B has an IDT electrode 11.
- the IDT electrode 11 is provided on a piezoelectric substrate 12.
- the IDT electrode 11 has a pair of bus bars and a plurality of electrode fingers.
- the IDT electrode 11 is configured similarly to the IDT electrode 11 of the acoustic wave device 10 of the first embodiment.
- the IDT electrode 11 of the second acoustic wave resonator 71B includes a pair of bus bars and a plurality of electrode fingers. More specifically, the pair of busbars is a first busbar 26 and a second busbar 27. The first bus bar 26 and the second bus bar 27 are opposed to each other. More specifically, the plurality of electrode fingers are a plurality of first electrode fingers 28 and a plurality of second electrode fingers 29. One end of each of the plurality of first electrode fingers 28 is connected to the first bus bar 26 . One end of each of the plurality of second electrode fingers 29 is connected to the second bus bar 27 . The plurality of first electrode fingers 28 and the plurality of second electrode fingers 29 are inserted into each other.
- the fourth elastic wave resonator 71D the fourth elastic wave resonator 71D, and the fifth elastic wave resonator 71E shown in FIGS. is provided.
- the IDT electrodes 11 of the third elastic wave resonator 71C, the fourth elastic wave resonator 71D, and the fifth elastic wave resonator 71E are also similar to the IDT electrodes 11 of the elastic wave device 10 of the first embodiment. It is composed of
- the IDT electrodes 11 of the first elastic wave resonator, the second elastic wave resonator 71B, the third elastic wave resonator 71C, the fourth elastic wave resonator 71D, and the fifth elastic wave resonator 71E The design parameters may be different from each other depending on the desired electrical characteristics.
- the second elastic wave resonator 71B has an intersection region F and a pair of gap regions, similar to the elastic wave device 10 of the first embodiment.
- the intersection area F has a central region H and a pair of edge regions. More specifically, the pair of edge regions is a first edge region E1 and a second edge region E2.
- the first edge region E1 and the second edge region E2 are arranged to sandwich the central region H in the direction in which the plurality of electrode fingers extend.
- the first edge region E1 is located on the first bus bar 26 side.
- the second edge region E2 is located on the second bus bar 27 side.
- the region located between the intersection region F and the pair of bus bars is a pair of gap regions.
- the pair of gap regions is a first gap region G1 and a second gap region G2.
- the first gap region G1 is located between the first bus bar 26 and the first edge region E1.
- the second gap region G2 is located between the second bus bar 27 and the second edge region E2.
- the third elastic wave resonator 71C, the fourth elastic wave resonator 71D, and the fifth elastic wave resonator 71E shown in FIGS. 20 to 22 also have the intersection area F and the first gap area G1, respectively. and a second gap region G2.
- the intersection area F of the third elastic wave resonator 71C, the fourth elastic wave resonator 71D, and the fifth elastic wave resonator 71E shown in FIGS. 20 to 22 is the central area H and the first elastic wave resonator, respectively. It has an edge region E1 and a second edge region E2.
- the second elastic wave resonator 71B, the third elastic wave resonator 71C, the fourth elastic wave resonator 71D, and the fifth elastic wave resonator 71E are connected to the piezoelectric substrate 12 and the IDT electrode 11. has.
- Each of these elastic wave resonators has a crossover region F and a pair of gap regions.
- these elastic wave resonators differ from each other in the configuration regarding the mass-adding film.
- the second elastic wave resonator 71B does not have a mass adding film. Therefore, the second elastic wave resonator 71B does not have a mass-adding film corresponding to the band-like mass-adding film and the granular mass-adding film in the first elastic wave resonator.
- the third elastic wave resonator 71C does not have a mass adding film corresponding to the granular mass adding film of the first elastic wave resonator.
- the third elastic wave resonator 71C has a band-shaped mass adding film separately from the first elastic wave resonator.
- a first band-shaped mass adding film 24A is provided in the first gap region G1.
- a second band-shaped mass adding film 24B is provided in the second gap region G2.
- the first strip-shaped mass-adding film 24A and the second strip-shaped mass-adding film 24B are not provided in the intersection region F.
- the first strip-shaped mass-adding film 24A and the second strip-shaped mass-adding film 24B are continuously provided so as to overlap with the plurality of electrode fingers and the area between the electrode fingers in a plan view.
- the band-shaped mass adding film is provided in at least one of the pair of gap regions and not provided in the intersection region F.
- the band-shaped mass-adding film may be continuously provided so as to overlap the plurality of electrode fingers and the area between the electrode fingers in a plan view.
- the fourth elastic wave resonator 71D does not have a mass adding film corresponding to the band-like mass adding film of the first elastic wave resonator.
- the fourth elastic wave resonator 71D has a plurality of granular mass adding films separately from the first elastic wave resonator.
- a plurality of first granular mass adding films 25A are provided over the first gap region G1 and the first edge region E1.
- a plurality of second granular mass adding films 25B are provided over the second gap region G2 and the second edge region E2.
- the plurality of first granular mass-adding films 25A and the plurality of second granular mass-adding films 25B each overlap one electrode finger in plan view.
- the plurality of granular mass adding films may be provided over at least one of the pair of gap regions and an edge region adjacent to the gap region.
- Each of the plurality of granular mass-adding films may be provided so as not to overlap at least a portion of the region between at least one adjacent electrode finger in plan view.
- the granular mass-added film may overlap with one or less electrode fingers, or may overlap with one or more electrode fingers in plan view.
- the part of the granular mass-adding film provided in the gap region is located on the extension line of the electrode finger when viewed in plan. preferable.
- the fifth elastic wave resonator 71E does not have a mass adding film corresponding to the granular mass adding film in the first elastic wave resonator.
- the fifth elastic wave resonator has a band-shaped mass adding film separately from the first elastic wave resonator.
- a first band-shaped mass adding film 74A is provided over the first gap region G1 and the first edge region E1.
- a second band-shaped mass adding film 74B is provided over the second gap region G2 and the second edge region E2.
- the first strip-shaped mass-adding film 74A and the second strip-shaped mass-adding film 74B are continuously provided so as to overlap with the plurality of electrode fingers and the area between the electrode fingers in a plan view.
- the band-shaped mass adding film may be provided over at least one of the pair of gap regions and an edge region adjacent to the gap region.
- the band-shaped mass-adding film may be continuously provided so as to overlap the plurality of electrode fingers and the area between the electrode fingers in a plan view.
- the filter device of the ninth embodiment includes the elastic wave device according to the present invention as the first elastic wave resonator. Therefore, in the first elastic wave resonator of the filter device, even when the mass adding film is provided in the edge region and the gap region, unnecessary waves can be suppressed near the resonant frequency or the anti-resonant frequency. be able to.
- the first elastic wave resonator the second elastic wave resonator 71B, the third elastic wave resonator 71C, the fourth elastic wave resonator 71D, and the fifth elastic wave resonator 71E, mass addition is performed.
- the structure regarding the membrane is different from each other. Thereby, in the ninth embodiment, the frequencies at which unnecessary waves occur can be dispersed. Thereby, unnecessary waves can be effectively suppressed.
- the first elastic wave resonator, the second elastic wave resonator 71B, the third elastic wave resonator 71C, the fourth elastic wave resonator 71D, and the fifth elastic wave resonator 71E are: Both are configured to utilize bulk waves in thickness shear mode. In any of these elastic wave resonators, it is preferable that d/p is 0.5 or less.
- the series arm resonator or parallel arm resonator of the filter device may include at least one first elastic wave resonator.
- the series arm resonator and the parallel arm resonator of the filter device include at least one second elastic wave resonator 71B, third elastic wave resonator 71C, fourth elastic wave resonator 71D, or fifth elastic wave resonator. It is sufficient if the elastic wave resonator 71E is included. In this case, the frequencies at which unnecessary waves occur can be dispersed.
- the thickness sliding mode will be explained below.
- electrode in the IDT electrode described below corresponds to the electrode finger in the present invention.
- support member in the following examples corresponds to the support substrate in the present invention.
- FIG. 23(a) is a schematic perspective view showing the appearance of an elastic wave device that utilizes thickness-shear mode bulk waves
- FIG. 23(b) is a plan view showing the electrode structure on the piezoelectric layer.
- FIG. 24 is a cross-sectional view of a portion taken along line AA in FIG. 23(a).
- the acoustic wave device 1 has a piezoelectric layer 2 made of LiNbO 3 .
- the piezoelectric layer 2 may be made of LiTaO 3 .
- the cut angle of LiNbO 3 and LiTaO 3 is a Z cut, it may be a rotational Y cut or an X cut.
- the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, but in order to effectively excite the thickness shear mode, it is preferably 40 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 50 nm or more and 1000 nm or less.
- the piezoelectric layer 2 has first and second main surfaces 2a and 2b facing each other. An electrode 3 and an electrode 4 are provided on the first main surface 2a.
- electrode 3 is an example of a "first electrode”
- electrode 4 is an example of a "second electrode”.
- the plurality of electrodes 3 are a plurality of first electrode fingers connected to the first bus bar 5.
- the plurality of electrodes 4 are a plurality of second electrode fingers connected to the second bus bar 6.
- the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4 are interposed with each other.
- Electrode 3 and electrode 4 have a rectangular shape and have a length direction.
- the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in a direction perpendicular to this length direction.
- the length direction of the electrodes 3 and 4 and the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 are both directions that intersect with the thickness direction of the piezoelectric layer 2. Therefore, it can be said that the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in the direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2. Further, the length direction of the electrodes 3 and 4 may be replaced with the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 shown in FIGS. 23(a) and 23(b). That is, in FIGS. 23(a) and 23(b), the electrodes 3 and 4 may extend in the direction in which the first bus bar 5 and the second bus bar 6 extend.
- first bus bar 5 and the second bus bar 6 will extend in the direction in which the electrodes 3 and 4 extend in FIGS. 23(a) and 23(b).
- a plurality of pairs of structures in which an electrode 3 connected to one potential and an electrode 4 connected to the other potential are adjacent to each other are provided in a direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4.
- electrode 3 and electrode 4 are adjacent does not mean that electrode 3 and electrode 4 are arranged so as to be in direct contact with each other, but when electrode 3 and electrode 4 are arranged with a gap between them.
- the electrode 3 and the electrode 4 when the electrode 3 and the electrode 4 are adjacent to each other, no electrode connected to the hot electrode or the ground electrode, including the other electrodes 3 and 4, is arranged between the electrode 3 and the electrode 4.
- This logarithm does not need to be an integer pair, and may be 1.5 pairs, 2.5 pairs, or the like.
- the center-to-center distance between the electrodes 3 and 4, that is, the pitch, is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
- the width of the electrodes 3 and 4, that is, the dimension in the opposing direction of the electrodes 3 and 4, is preferably in the range of 50 nm or more and 1000 nm or less, and more preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
- the distance between the centers of the electrodes 3 and 4 refers to the distance between the center of the dimension (width dimension) of the electrode 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 3 and the center of the dimension (width dimension) of the electrode 4 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 4. This is the distance between the center of the dimension (width dimension).
- the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 is the direction perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric layer 2. This is not the case when a piezoelectric material having a different cut angle is used as the piezoelectric layer 2.
- “orthogonal” is not limited to strictly orthogonal, but approximately orthogonal (for example, the angle between the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 and the polarization direction is 90° ⁇ 10°). (within range).
- a support member 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 with an insulating layer 7 in between.
- the insulating layer 7 and the support member 8 have a frame-like shape, and have through holes 7a and 8a as shown in FIG. 24. Thereby, a cavity 9 is formed.
- the cavity 9 is provided so as not to hinder the vibration of the excitation region C of the piezoelectric layer 2. Therefore, the support member 8 is laminated on the second main surface 2b with the insulating layer 7 in between, at a position that does not overlap with the portion where at least one pair of electrodes 3 and 4 are provided. Note that the insulating layer 7 may not be provided. Therefore, the support member 8 can be laminated directly or indirectly on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2.
- the insulating layer 7 is made of silicon oxide. However, other than silicon oxide, an appropriate insulating material such as silicon oxynitride or alumina can be used.
- the support member 8 is made of Si. The plane orientation of the Si surface on the piezoelectric layer 2 side may be (100), (110), or (111). It is desirable that the Si constituting the support member 8 has a high resistivity of 4 k ⁇ cm or more. However, the support member 8 can also be constructed using an appropriate insulating material or semiconductor material.
- Examples of materials for the support member 8 include aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric materials such as crystal, alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, and star.
- Various ceramics such as tite and forsterite, dielectrics such as diamond and glass, semiconductors such as gallium nitride, etc. can be used.
- the plurality of electrodes 3 and 4 and the first and second bus bars 5 and 6 are made of a suitable metal or alloy such as Al or AlCu alloy.
- the electrodes 3 and 4 and the first and second bus bars 5 and 6 have a structure in which an Al film is laminated on a Ti film. Note that an adhesive layer other than the Ti film may be used.
- an AC voltage is applied between the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4. More specifically, an AC voltage is applied between the first bus bar 5 and the second bus bar 6. Thereby, it is possible to obtain resonance characteristics using the thickness shear mode bulk wave excited in the piezoelectric layer 2.
- d/p is 0. It is considered to be 5 or less. Therefore, the bulk wave in the thickness shear mode is effectively excited, and good resonance characteristics can be obtained. More preferably, d/p is 0.24 or less, in which case even better resonance characteristics can be obtained.
- the elastic wave device 1 Since the elastic wave device 1 has the above-mentioned configuration, even if the logarithm of the electrodes 3 and 4 is reduced in an attempt to downsize the device, the Q value is unlikely to decrease. This is because even if the number of electrode fingers in the reflectors on both sides is reduced, the propagation loss is small. Furthermore, the number of electrode fingers can be reduced because the bulk waves in the thickness shear mode are used. The difference between the Lamb wave used in the elastic wave device and the thickness-shear mode bulk wave will be explained with reference to FIGS. 25(a) and 25(b).
- FIG. 25(a) is a schematic front cross-sectional view for explaining a Lamb wave propagating through a piezoelectric film of an acoustic wave device as described in Japanese Patent Publication No. 2012-257019.
- waves propagate through the piezoelectric film 201 as indicated by arrows.
- the first main surface 201a and the second main surface 201b are opposite to each other, and the thickness direction connecting the first main surface 201a and the second main surface 201b is the Z direction. It is.
- the X direction is the direction in which the electrode fingers of the IDT electrodes are lined up.
- the Lamb wave the wave propagates in the X direction as shown.
- the piezoelectric film 201 vibrates as a whole, but since the wave propagates in the X direction, reflectors are placed on both sides to obtain resonance characteristics. Therefore, wave propagation loss occurs, and when miniaturization is attempted, that is, when the number of logarithms of electrode fingers is reduced, the Q value decreases.
- the vibration displacement is in the thickness-slip direction, so the waves are generated between the first principal surface 2a and the second principal surface of the piezoelectric layer 2.
- 2b that is, the Z direction, and resonates. That is, the X-direction component of the wave is significantly smaller than the Z-direction component. Since resonance characteristics are obtained by the propagation of waves in the Z direction, propagation loss is unlikely to occur even if the number of electrode fingers of the reflector is reduced. Furthermore, even if the number of pairs of electrodes 3 and 4 is reduced in an attempt to promote miniaturization, the Q value is unlikely to decrease.
- FIG. 26 schematically shows a bulk wave when a voltage is applied between electrode 3 and electrode 4 such that electrode 4 has a higher potential than electrode 3.
- the first region 451 is a region of the excitation region C between a virtual plane VP1 that is perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer 2 and bisects the piezoelectric layer 2, and the first main surface 2a.
- the second region 452 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second principal surface 2b.
- the elastic wave device 1 As mentioned above, in the elastic wave device 1, at least one pair of electrodes consisting of the electrode 3 and the electrode 4 are arranged, but since the wave is not propagated in the X direction, the elastic wave device 1 is made up of the electrodes 3 and 4. There is no need for a plurality of pairs of electrodes. That is, it is only necessary that at least one pair of electrodes be provided.
- the electrode 3 is an electrode connected to a hot potential
- the electrode 4 is an electrode connected to a ground potential.
- the electrode 3 may be connected to the ground potential and the electrode 4 may be connected to the hot potential.
- at least one pair of electrodes is an electrode connected to a hot potential or an electrode connected to a ground potential, as described above, and no floating electrode is provided.
- FIG. 27 is a diagram showing the resonance characteristics of the elastic wave device shown in FIG. 24. Note that the design parameters of the elastic wave device 1 that obtained this resonance characteristic are as follows.
- Insulating layer 7 silicon oxide film with a thickness of 1 ⁇ m.
- Support member 8 Si.
- the length of the excitation region C is a dimension along the length direction of the electrodes 3 and 4 of the excitation region C.
- the distances between the electrode pairs made up of the electrodes 3 and 4 were all equal in multiple pairs. That is, the electrodes 3 and 4 were arranged at equal pitches.
- d/p is 0.5 or less, as described above. Preferably it is 0.24 or less. This will be explained with reference to FIG.
- FIG. 28 is a diagram showing the relationship between this d/p and the fractional band of the resonator of the elastic wave device.
- FIG. 29 is a plan view of an elastic wave device that utilizes bulk waves in thickness-shear mode.
- a pair of electrodes including an electrode 3 and an electrode 4 are provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2.
- K in FIG. 29 is the crossover width.
- the number of pairs of electrodes may be one. Even in this case, if the above-mentioned d/p is 0.5 or less, bulk waves in the thickness shear mode can be excited effectively.
- the above-mentioned adjacent region with respect to the excitation region C which is a region where any of the adjacent electrodes 3, 4 overlap when viewed in the opposing direction.
- the metallization ratio MR of the matching electrodes 3 and 4 satisfies MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075. In that case, spurious can be effectively reduced. This will be explained with reference to FIGS. 30 and 31.
- the metallization ratio MR will be explained with reference to FIG. 23(b).
- the excitation region C is a region where electrode 3 overlaps electrode 4 when electrode 3 and electrode 4 are viewed in a direction perpendicular to the length direction of electrodes 3 and 4, that is, in a direction in which they face each other. 3, and a region between electrodes 3 and 4 where electrodes 3 and 4 overlap.
- the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallized portion to the area of the excitation region C.
- MR may be the ratio of the metallized portion included in all the excitation regions to the total area of the excitation regions.
- FIG. 31 shows the relationship between the fractional bandwidth when a large number of elastic wave resonators are configured according to the form of the elastic wave device 1, and the amount of phase rotation of the spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of the spurious.
- FIG. 31 shows the results when using a Z-cut piezoelectric layer made of LiNbO 3 , the same tendency occurs even when piezoelectric layers having other cut angles are used.
- the spurious is as large as 1.0.
- the fractional band exceeds 0.17, that is, exceeds 17%, a large spurious with a spurious level of 1 or more will affect the pass band even if the parameters constituting the fractional band are changed. Appear within. That is, as in the resonance characteristic shown in FIG. 30, a large spurious signal indicated by arrow B appears within the band. Therefore, it is preferable that the fractional band is 17% or less. In this case, by adjusting the thickness of the piezoelectric layer 2, the dimensions of the electrodes 3 and 4, etc., the spurious can be reduced.
- FIG. 32 is a diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional band.
- various elastic wave devices having different d/2p and MR were constructed and the fractional bands were measured.
- the hatched area on the right side of the broken line D in FIG. 32 is a region where the fractional band is 17% or less.
- the fractional band can be reliably set to 17% or less.
- FIG. 33 is a diagram showing a map of the fractional band with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is brought as close to 0 as possible.
- the hatched areas in FIG. 33 are areas where a fractional band of at least 5% can be obtained, and the range of the area can be approximated by the following equations (1), (2), and (3). ).
- the fractional band can be made sufficiently wide, which is preferable.
- the piezoelectric layer 2 is a lithium tantalate layer.
- FIG. 34 is a front sectional view of an acoustic wave device having an acoustic multilayer film.
- an acoustic multilayer film 82 is laminated on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2.
- the acoustic multilayer film 82 has a laminated structure of low acoustic impedance layers 82a, 82c, 82e with relatively low acoustic impedance and high acoustic impedance layers 82b, 82d with relatively high acoustic impedance.
- the bulk wave in the thickness shear mode can be confined within the piezoelectric layer 2 without using the cavity 9 in the acoustic wave device 1.
- the elastic wave device 81 by setting the above-mentioned d/p to 0.5 or less, resonance characteristics based on a bulk wave in the thickness shear mode can be obtained.
- the number of laminated low acoustic impedance layers 82a, 82c, 82e and high acoustic impedance layers 82b, 82d is not particularly limited. It is sufficient that at least one high acoustic impedance layer 82b, 82d is disposed farther from the piezoelectric layer 2 than the low acoustic impedance layer 82a, 82c, 82e.
- the low acoustic impedance layers 82a, 82c, 82e and the high acoustic impedance layers 82b, 82d can be made of any appropriate material as long as the above acoustic impedance relationship is satisfied.
- examples of the material for the low acoustic impedance layers 82a, 82c, and 82e include silicon oxide and silicon oxynitride.
- examples of the material for the high acoustic impedance layers 82b and 82d include alumina, silicon nitride, and metal.
- an acoustic multilayer film 82 shown in FIG. 34 as an acoustic reflection film is provided between the support member and the piezoelectric layer as the piezoelectric film. It may be. Specifically, the support member and the piezoelectric film may be arranged such that at least a portion of the support member and at least a portion of the piezoelectric film face each other with the acoustic multilayer film 82 in between. In this case, in the acoustic multilayer film 82, low acoustic impedance layers and high acoustic impedance layers may be alternately laminated.
- the acoustic multilayer film 82 may be an acoustic reflection section in an elastic wave device.
- d/p is preferably 0.5 or less, and 0.24 It is more preferable that it is below. Thereby, even better resonance characteristics can be obtained. Furthermore, in the excitation region of the elastic wave devices of the first to seventh embodiments and each modification that utilize a thickness-shear mode bulk wave, as described above, MR ⁇ 1.75(d/p)+0. It is preferable to satisfy 075. In this case, spurious components can be suppressed more reliably.
- the piezoelectric layer in the elastic wave devices of the first to seventh embodiments and each modification that utilizes a thickness-shear mode bulk wave is a lithium niobate layer.
- the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of the lithium niobate constituting the piezoelectric layer are preferably within the range of the above formula (1), formula (2), or formula (3). In this case, the fractional band can be made sufficiently wide.
- Piezoelectric films 201a, 201b ...first and second principal surfaces 451, 452...first and second regions C...excitation regions E1, E2...first and second edge regions F...crossing regions G1, G2...first , second gap region H...central region N...electrode finger pair regions P1 to P3...parallel arm resonators S1 to S4...series arm resonator VP1...virtual plane
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Abstract
エッジ領域及びギャップ領域に質量付加膜が設けられた構成とした場合にも、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる、弾性波装置を提供する。 弾性波装置は、支持部材及び圧電膜の積層方向に沿って見た平面視において、支持部材における、IDT電極と重なる位置に音響反射部が形成されている。ニオブ酸リチウムからなる圧電膜の厚みをd、隣り合う電極指同士の中心間距離をpとした場合、d/pが0.5以下である。電極指直交方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域である交叉領域Fと1対のバスバーとの間に位置する領域が1対のギャップ領域である。交叉領域Fは、中央領域Hと、中央領域Hを電極指延伸方向において挟むように配置されている1対のエッジ領域とを有する。1対のギャップ領域のうち少なくとも一方のギャップ領域に設けられており、かつ平面視において、複数の電極指と、電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられている帯状質量付加膜と、帯状質量付加膜が設けられているギャップ領域、及び該ギャップ領域と隣接しているエッジ領域にわたり設けられており、かつ平面視において、少なくとも1箇所の隣り合う電極指間の領域における、少なくとも一部と重ならないように設けられている、複数の粒状質量付加膜とをさらに備える。
Description
本発明は、弾性波装置及びフィルタ装置に関する。
従来、弾性波装置は、携帯電話器のフィルタなどに広く用いられている。近年においては、下記の特許文献1に記載のような、厚み滑りモードのバルク波を用いた弾性波装置が提案されている。この弾性波装置においては、支持体上に圧電層が設けられている。圧電層上に、対となる電極が設けられている。対となる電極は圧電層上において互いに対向しており、かつ互いに異なる電位に接続される。上記電極間に交流電圧を印加することにより、厚み滑りモードのバルク波を励振させている。
下記の特許文献2においては、ピストンモードを利用する弾性波装置の例が開示されている。この弾性波装置では、圧電膜上にIDT(Interdigital Transducer)電極が設けられている。IDT電極の電極指同士が弾性波伝搬方向において重なり合っている領域が交叉領域と定義されている。交叉領域及びIDT電極の1対のバスバーの間の領域に1対のギャップ領域が設けられている。交叉領域は、中央領域及び1対のエッジ領域を有する。1対のエッジ領域は、複数の電極指が延びる方向において、中央領域を挟み互いに対向している。
特許文献2において、エッジ領域、ギャップ領域及びバスバーにわたり、質量付加膜が設けられた例が開示されている。この例では、複数の電極指が延びる方向において、音速が異なる複数の領域を構成することによって、ピストンモードを成立させる。それによって、横モードの抑制が図られている。
本発明者は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置におけるエッジ領域及びギャップ領域に、質量付加膜を設けることにより、ロスの劣化を抑制できる一方で、共振周波数付近及び***振周波数付近において、不要波が生じることに着目した。
本発明の目的は、エッジ領域及びギャップ領域に質量付加膜が設けられた構成とした場合にも、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる、弾性波装置及びフィルタ装置を提供することにある。
本発明に係る弾性波装置は、支持基板を含む支持部材と、前記支持部材上に設けられており、ニオブ酸リチウムからなる圧電層を含む圧電膜とを有する圧電性基板と、前記圧電層上に設けられており、1対のバスバーと、複数の電極指とを有するIDT電極とを備え、前記支持部材及び前記圧電膜の積層方向に沿って見た平面視において、前記支持部材における、前記IDT電極と重なる位置に音響反射部が形成されており、前記圧電膜の厚みをd、隣り合う前記電極指同士の中心間距離をpとした場合、d/pが0.5以下であり、前記IDT電極の一方の前記バスバーに前記複数の電極指のうち一部の電極指が接続されており、他方の前記バスバーに前記複数の電極指のうち残りの電極指が接続されており、一方の前記バスバーに接続されている前記複数の電極指、及び他方の前記バスバーに接続されている前記複数の電極指が互いに間挿し合っており、前記複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向とし、前記電極指延伸方向と直交する方向を電極指直交方向とし、前記電極指直交方向から見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域と前記1対のバスバーとの間に位置する領域が1対のギャップ領域であり、前記交叉領域が、中央領域と、前記中央領域を前記電極指延伸方向において挟むように配置されている1対のエッジ領域とを有し、前記1対のギャップ領域のうち少なくとも一方のギャップ領域に設けられており、かつ平面視において、前記複数の電極指と、前記電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられている帯状質量付加膜と、前記帯状質量付加膜が設けられている前記ギャップ領域、及び該ギャップ領域と隣接している前記エッジ領域にわたり設けられており、かつ平面視において、少なくとも1箇所の隣り合う前記電極指間の領域における、少なくとも一部と重ならないように設けられている、複数の粒状質量付加膜とをさらに備える。
本発明に係るフィルタ装置は、少なくとも1つの直列腕共振子及び少なくとも1つの並列腕共振子を含む、複数の弾性波共振子を有するフィルタ装置であって、前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子のうち少なくとも1つの弾性波共振子が、本発明に従い構成されている弾性波装置である。
本発明によれば、エッジ領域及びギャップ領域に質量付加膜が設けられた構成とした場合にも、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる、弾性波装置及びフィルタ装置を提供することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。図2は、図1中のI-I線に沿う模式的断面図である。
図1に示すように、弾性波装置10は、圧電性基板12と、IDT電極11とを有する。圧電性基板12は圧電性を有する基板である。図2に示すように、圧電性基板12は、支持部材13と、圧電膜としての圧電層14とを有する。圧電層14は圧電体からなる層である。一方で、本明細書において圧電膜とは、圧電性を有する膜であって、必ずしも圧電体からなる膜を指すものではない。もっとも、本実施形態では、圧電膜は単層の圧電層14であり、圧電体からなる膜である。なお、本発明においては、圧電膜は、圧電層14を含む積層膜であってもよい。本実施形態では、支持部材13は、支持基板16と、絶縁層15とを含む。支持基板16上に絶縁層15が設けられている。絶縁層15上に圧電層14が設けられている。もっとも、支持部材13は支持基板16のみにより構成されていてもよい。
圧電層14は第1の主面14a及び第2の主面14bを有する。第1の主面14a及び第2の主面14bは互いに対向している。第1の主面14a及び第2の主面14bのうち、第2の主面14bが支持部材13側に位置している。
支持基板16の材料としては、例えば、シリコンなどの半導体や、酸化アルミニウムなどのセラミックスなどを用いることができる。絶縁層15の材料としては、酸化ケイ素または酸化タンタルなどの、適宜の誘電体を用いることができる。圧電層14は、例えば、LiNbO3などのニオブ酸リチウムからなる。本明細書において、ある部材がある材料からなるとは、弾性波装置の電気的特性が大きく劣化しない程度の微量な不純物が含まれる場合を含む。
図2に示すように、絶縁層15には凹部が設けられている。絶縁層15上に、凹部を塞ぐように、圧電膜としての圧電層14が設けられている。これにより、中空部が構成されている。この中空部が空洞部10aである。本実施形態では、支持部材13の一部及び圧電膜の一部が、空洞部10aを挟み互いに対向するように、支持部材13と圧電膜とが配置されている。もっとも、支持部材13における凹部は、絶縁層15及び支持基板16にわたり設けられていてもよい。あるいは、支持基板16のみに設けられた凹部が、絶縁層15により塞がれていてもよい。凹部は、例えば、圧電層14に設けられていても構わない。なお、空洞部10aは、支持部材13に設けられた貫通孔であってもよい。
圧電層14の第1の主面14aに、IDT電極11が設けられている。平面視において、IDT電極11の少なくとも一部が、支持部材13の空洞部10aと重なっている。本明細書において平面視とは、図2における上方に相当する方向から、支持部材13及び圧電膜の積層方向に沿って見ることをいう。なお、図2においては、例えば、支持基板16側及び圧電層14側のうち、圧電層14側が上方である。さらに、本明細書において平面視は、主面対向方向から見ることと同義であるとする。主面対向方向とは、圧電層14の第1の主面14a及び第2の主面14bが対向し合う方向である。より具体的には、主面対向方向は、例えば、第1の主面14aの法線方向である。
図1に示すように、IDT電極11は、1対のバスバーと、複数の電極指とを有する。1対のバスバーは、具体的には、第1のバスバー26及び第2のバスバー27である。第1のバスバー26及び第2のバスバー27は互いに対向している。複数の電極指は、具体的には、複数の第1の電極指28及び複数の第2の電極指29である。複数の第1の電極指28の一端はそれぞれ、第1のバスバー26に接続されている。複数の第2の電極指29の一端はそれぞれ、第2のバスバー27に接続されている。複数の第1の電極指28及び複数の第2の電極指29は互いに間挿し合っている。IDT電極11は、単層の金属膜からなっていてもよく、あるいは、積層金属膜からなっていてもよい。
以下においては、第1のバスバー26及び第2のバスバー27をまとめて、単にバスバーと記載することがある。第1の電極指28及び第2の電極指29をまとめて、単に電極指と記載することがある。複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向とし、電極指延伸方向と直交する方向を電極指直交方向とする。なお、隣り合う電極指同士が互いに対向する方向を電極指対向方向としたときに、電極指直交方向及び電極指対向方向は平行である。
電極指直交方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域が交叉領域Fである。交叉領域Fは、中央領域Hと、1対のエッジ領域とを有する。1対のエッジ領域は、具体的には、第1のエッジ領域E1及び第2のエッジ領域E2である。第1のエッジ領域E1及び第2のエッジ領域E2は、電極指延伸方向において中央領域Hを挟むように配置されている。第1のエッジ領域E1は第1のバスバー26側に位置している。第2のエッジ領域E2は第2のバスバー27側に位置している。
交叉領域Fと1対のバスバーとの間に位置している領域は、1対のギャップ領域である。1対のギャップ領域は、具体的には、第1のギャップ領域G1及び第2のギャップ領域G2である。第1のギャップ領域G1は、第1のバスバー26及び第1のエッジ領域E1の間に位置している。第2のギャップ領域G2は、第2のバスバー27及び第2のエッジ領域E2の間に位置している。
弾性波装置10は、厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成された弾性波共振子である。より具体的には、弾性波装置10においては、圧電膜の厚みをd、隣り合う電極指同士の中心間距離をpとした場合、d/pが0.5以下である。これにより、厚み滑りモードのバルク波が好適に励振される。なお、本実施形態では、厚みdは圧電層14の厚みである。
電極指直交方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域であり、かつ隣り合う電極指同士の中心間の領域が励振領域である。すなわち、交叉領域Fは複数の励振領域を含む。各励振領域において、厚み滑りモードのバルク波が励振される。なお、交叉領域F、励振領域及び1対のギャップ領域は、IDT電極11の構成に基づいて定義される、圧電層14の領域である。もっとも、交叉領域F及び1対のギャップ領域は、IDT電極11の構成を示す上で、IDT電極11が有する領域であるともいえる。
図2に示す支持部材13の空洞部10aは、本発明における音響反射部である。音響反射部により、弾性波のエネルギーを圧電層14側に効果的に閉じ込めることができる。なお、音響反射部として、後述する音響多層膜が設けられていてもよい。例えば、支持部材の表面上に、音響反射膜が設けられていてもよい。
本明細書では、第1のエッジ領域E1及び第2のエッジ領域E2をまとめて、単にエッジ領域と記載することがある。同様に、第1のギャップ領域G1及び第2のギャップ領域G2をまとめて、単にギャップ領域と記載することがある。さらに、以下においては、平面視においてエッジ領域と重なるように部材が設けられている場合に、単に、該部材がエッジ領域に設けられていると記載することがある。例えば、該部材が圧電層14上に直接的に設けられていない場合にも、該部材がエッジ領域に設けられていると記載することがある。ギャップ領域についても同様である。
図1に示すように、弾性波装置10は1対の帯状質量付加膜を有する。帯状質量付加膜は、帯状の形状を有する質量付加膜である。1対の帯状質量付加膜は、具体的には、第1の帯状質量付加膜24A及び第2の帯状質量付加膜24Bである。第1の帯状質量付加膜24Aは第1のギャップ領域G1に設けられている。第2の帯状質量付加膜24Bは第2のギャップ領域G2に設けられている。
弾性波装置10は複数の粒状質量付加膜を有する。粒状質量付加膜は、帯状質量付加膜よりも、電極指直交方向に沿う寸法が小さい質量付加膜である。複数の粒状質量付加膜は、具体的には、複数の第1の粒状質量付加膜25A及び複数の第2の粒状質量付加膜25Bである。
複数の第1の粒状質量付加膜25Aは、第1のギャップ領域G1及び第1のエッジ領域E1にわたり設けられている。複数の第1の粒状質量付加膜25Aは電極指直交方向において並んでいる。複数の第2の粒状質量付加膜25Bは、第2のギャップ領域G2及び第2のエッジ領域E2にわたり設けられている。複数の第2の粒状質量付加膜25Bは電極指直交方向において並んでいる。
本明細書においては、第1の帯状質量付加膜24A及び第2の帯状質量付加膜24Bをまとめて、単に帯状質量付加膜と記載することがある。第1の粒状質量付加膜25A及び第2の粒状質量付加膜25Bをまとめて、単に粒状質量付加膜と記載することがある。以下において、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の構成をより詳細に説明する。
第1の帯状質量付加膜24Aは、圧電層14の第1の主面14aに、複数の電極指を覆うように設けられている。第1の帯状質量付加膜24Aは、平面視において、複数の第1の電極指28及び複数の第2の電極指29と、電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられている。第2の帯状質量付加膜24Bも、平面視において、複数の第1の電極指28及び複数の第2の電極指29と、電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられている。
第1の帯状質量付加膜24Aは第1のギャップ領域G1の一部に設けられている。より具体的には、第1の帯状質量付加膜24Aは、第1のギャップ領域G1の、電極指延伸方向における、第1のバスバー26側の端縁部に至っている。第2の帯状質量付加膜24Bは第2のギャップ領域G2の一部に設けられている。第2の帯状質量付加膜24Bは、第2のギャップ領域G2の、電極指延伸方向における、第2のバスバー27側の端縁部に至っている。もっとも、第1の帯状質量付加膜24A及び第2の帯状質量付加膜24Bの配置は上記に限定されない。
複数の第1の粒状質量付加膜25A及び複数の第2の粒状質量付加膜25Bは、電極指直交方向において、電極指1本おきの周期で設けられている。具体的には、複数の第1の粒状質量付加膜25Aはそれぞれ、平面視において、第2の電極指29と重なっている。複数の第1の粒状質量付加膜25Aは、平面視において、第1の電極指28とは重なっていない。一方で、複数の第2の粒状質量付加膜25Bはそれぞれ、平面視において、第1の電極指28と重なっている。複数の第2の粒状質量付加膜25Bは、平面視において、第2の電極指29と重なっていない。
なお、複数の第1の粒状質量付加膜25A及び複数の第2の粒状質量付加膜25Bが設けられている周期は上記に限定されない。例えば、複数の第1の粒状質量付加膜25A及び複数の第2の粒状質量付加膜25Bは、平面視において、第1の電極指28及び第2の電極指29の双方と重なっていてもよい。
各第1の粒状質量付加膜25Aは、平面視において、1本の電極指と重なっている。具体的には、各第1の粒状質量付加膜25Aは、圧電層14の第1の主面14a及び1本の電極指上にわたり設けられている。各第1の粒状質量付加膜25Aは、複数の電極指上にわたっては設けられていない。このように、各第1の粒状質量付加膜25Aは、平面視において、電極指間の一部とは重ならないように設けられている。
各第2の粒状質量付加膜25Bも、圧電層14の第1の主面14a及び1本の電極指上にわたり設けられている。各第2の粒状質量付加膜25Bは、複数の電極指上にわたっては設けられていない。各第2の粒状質量付加膜25Bは、平面視において、電極指間の一部とは重ならないように設けられている。
なお、粒状質量付加膜は、平面視において、1本以上の電極指と重なっていてもよい。あるいは、粒状質量付加膜は、電極指と、必ずしも平面視において重なっていなくともよい。この場合には、平面視したときに、粒状質量付加膜におけるギャップ領域に位置している部分が、電極指の延長線上に位置していることが好ましい。
IDT電極11は、複数対の第1の電極指28及び第2の電極指29を有する。そのため、弾性波装置10は複数の電極指間の領域を有する。本発明においては、粒状質量付加膜は、平面視において、少なくとも1箇所の隣り合う電極指間の領域における、少なくとも一部と重ならないように設けられていればよい。
本実施形態では、第1の帯状質量付加膜24A、複数の第1の粒状質量付加膜25A、第2の帯状質量付加膜24B及び複数の第2の粒状質量付加膜25Bは、誘電体からなる。
第1の帯状質量付加膜24A及び複数の第1の粒状質量付加膜25Aは、同じ材料により、一体として構成されている。第2の帯状質量付加膜24B及び複数の第2の粒状質量付加膜25Bは、同じ材料により、一体として構成されている。もっとも、第1の帯状質量付加膜24A及び複数の第1の粒状質量付加膜25Aは、個別に設けられていてもよい。第2の帯状質量付加膜24B及び複数の第2の粒状質量付加膜25Bは、個別に設けられていてもよい。
弾性波装置10は、第1の帯状質量付加膜24A及び第2の帯状質量付加膜24Bのうち少なくとも一方を有していればよい。言い換えれば、1対のギャップ領域のうち少なくとも一方に、帯状質量付加膜が設けられていればよい。
弾性波装置10は、複数の第1の粒状質量付加膜25A及び複数の第2の粒状質量付加膜25Bのうち少なくとも一方を有していればよい。複数の粒状質量付加膜は、帯状質量付加膜が設けられているギャップ領域、及び該ギャップ領域と隣接しているエッジ領域に設けられていればよい。例えば、第1の帯状質量付加膜24Aが設けられている場合、複数の第1の粒状質量付加膜25Aが設けられていればよい。第2の帯状質量付加膜24Bが設けられている場合、複数の第2の粒状質量付加膜25Bが設けられていればよい。
本実施形態の特徴は、ギャップ領域に帯状質量付加膜が設けられており、帯状質量付加膜が設けられているギャップ領域、及び該ギャップ領域と隣接しているエッジ領域に、複数の粒状質量付加膜が設けられていることにある。エッジ領域に複数の粒状質量付加膜が設けられていることによって、横モードを抑制することができる。加えて、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の双方が設けられていることによって、質量付加膜が設けられていることにより生じる不要波を抑制することができる。
なお、質量付加膜が設けられていることに起因する不要波は、共振周波数付近または***振周波数付近において生じる。本実施形態では、エッジ領域及びギャップ領域に質量付加膜が設けられた構成とした場合にも、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる。この効果の詳細を、本実施形態と、第1の比較例及び第2の比較例とを比較することにより、以下において説明する。
第1の比較例は、図3に示すように、1対の帯状質量付加膜が、1対のギャップ領域及び1対のエッジ領域にわたり設けられている点、及び粒状質量付加膜が設けられていない点において、第1の実施形態と異なる。具体的には、第1の比較例においては、第1の帯状質量付加膜74Aが、第1のギャップ領域G1及び第1のエッジ領域E1にわたり設けられている。第2の帯状質量付加膜74Bが、第2のギャップ領域G2及び第2のエッジ領域E2にわたり設けられている。各帯状質量付加膜は、平面視において、複数の電極指と、電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられている。
第2の比較例は、図4に示すように、帯状質量付加膜が設けられていない点において、第1の実施形態と異なる。第2の比較例においては、複数の第1の粒状質量付加膜25Aが、第1のギャップ領域G1及び第1のエッジ領域E1にわたり設けられている。複数の第2の粒状質量付加膜25Bが、第2のギャップ領域G2及び第2のエッジ領域E2にわたり設けられている。
第1の実施形態の構成を有する弾性波装置10、第1の比較例の弾性波装置及び第2の比較例の弾性波装置のそれぞれにおいて、リターンロスを測定した。これらの弾性波装置においては、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の材料として、SiO2を用いた。
なお、当該比較に係る第1の実施形態においては、図5に示す第1の寸法L1、第2の寸法L2、第3の寸法L3を以下の通りとした。
第1の寸法L1は、ギャップ領域の電極指延伸方向に沿う寸法である。第2の寸法L2は、粒状質量付加膜における、1箇所の電極指間の領域に設けられている部分の、電極指直交方向に沿う寸法である。第3の寸法L3は、粒状質量付加膜におけるギャップ領域に設けられている部分の、電極指延伸方向に沿う寸法である。当該比較に係る第1の実施形態においては、第1の寸法L1を7μmとし、第2の寸法L2を0.5μmとし、第3の寸法L3を2μmとした。当該比較に係る第1の実施形態においては、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の厚みを30nmとした。
図6は、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の材料がSiO2である場合の、第1の実施形態、第1の比較例及び第2の比較例におけるリターンロスを示す図である。
図6に示すように、第1の比較例においては、矢印M1及び矢印M2により周波数付近に、不要波が生じている。第2の比較例においては、矢印M2より示す周波数付近、矢印M3により示す共振周波数付近、及び矢印M4により示す***振周波数付近に、不要波が生じている。これに対して、第1の実施形態においては、矢印M1、矢印M2、矢印M3及び矢印M4により示す周波数付近のいずれにおいても、不要波が抑制されていることがわかる。これは以下の理由による。
図7は、第1の比較例における、不要波の励振強度を示す図である。
第1の比較例においては、帯状質量付加膜が電極指間の部分に設けられた領域において、不要波の励振強度が特に大きい。他方、帯状質量付加膜が電極指と積層されている領域においては、不要波の励振強度が小さい。一方で、第2の比較例においては、複数の粒状質量付加膜が、隣り合う電極指間の一部に位置しないように設けられている。そのため、図6中の矢印M1及び矢印M2により示す周波数付近の不要波は、第2の比較例において、第1の比較例よりも抑制されている。他方、第1の比較例においては、第2の比較例よりも、矢印M3及び矢印M4により示す周波数付近の不要波が抑制されている。
第1の実施形態においては、ギャップ領域に帯状質量付加膜が設けられている。それによって、図6中の矢印M3及び矢印M4により示す周波数付近の不要波を抑制することができる。加えて、エッジ領域には帯状質量付加膜ではなく、複数の粒状質量付加膜が設けられている。複数の粒状質量付加膜は、隣り合う電極指の一部に位置しないように設けられている。それによって、矢印M1及び矢印M2により示す周波数付近の不要波を抑制することができる。
さらに、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の材料として、Ta2O5を用いた場合において、上記と同様の比較を行った。当該比較に係る第1の実施形態においては、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の厚みを15nmとした。
図8は、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の材料がTa2O5である場合の、第1の実施形態、第1の比較例及び第2の比較例におけるリターンロスを示す図である。
図8に示すように、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜がTa2O5からなる場合においても、第1の実施形態では、第1の比較例及び第2の比較例よりも不要波が抑制されていることがわかる。以上のように、第1の実施形態においては、エッジ領域及びギャップ領域に質量付加膜が設けられている場合にも、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる。加えて、横モードを抑制することもできる。
なお、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の材料は、SiO2及びTa2O5に限定されない。帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の材料は、例えば、酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化タングステン及び酸化ハフニウムからなる群から選択される少なくとも1種の材料からなっていてもよい。
ところで、第1の実施形態においては、帯状質量付加膜及び電極指が積層されている部分においては、圧電層14、電極指及び帯状質量付加膜がこの順序で積層されている。もっとも、該部分において、圧電層14、帯状質量付加膜及び電極指がこの順序で積層されていてもよい。
第1の実施形態においては、粒状質量付加膜及び電極指が積層されている部分においては、圧電層14、電極指及び粒状質量付加膜がこの順序で積層されている。もっとも、該部分において、圧電層14、粒状質量付加膜及び電極指がこの順序で積層されていてもよい。
粒状質量付加膜は、平面視において、1本以上の電極指と重なっていてもよい。例えば、図9に示す第1の実施形態の第1の変形例では、第1の粒状質量付加膜25Aは、平面視において、1対の隣り合う第1の電極指28及び第2の電極指29と重なっている。1対の隣り合う第1の電極指28及び第2の電極指29を1対の電極指対としたときに、隣り合う2対の電極指対間の領域における一部は、平面視において、第1の粒状質量付加膜25Aと重なっていない。
第2の粒状質量付加膜25Bは、平面視において、1対の隣り合う第1の電極指28及び第2の電極指29と重なっている。隣り合う2対の電極指対間の領域における一部は、平面視において、第2の粒状質量付加膜25Bと重なっていない。これらのように、第1の粒状質量付加膜25A及び第2の粒状質量付加膜25Bは、平面視において、少なくとも1箇所の隣り合う電極指間の領域における、少なくとも一部と重ならないように設けられている。
本変形例においても、第1の実施形態と同様に、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の双方が設けられている。それによって、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる。
もっとも、粒状質量付加膜は、平面視において、1本のみの電極指と重なっていることが好ましい。この場合には、平面視したときに、エッジ領域におけるいずれの電極指間の領域においても、少なくとも一部に、粒状質量付加膜が位置していない。それによって、不要波をより確実に抑制することができる。
第1の実施形態では、帯状質量付加膜は、ギャップ領域のみに設けられている。なお、これに限定されるものではない。例えば、図10に示す第1の実施形態の第2の変形例では、第1の帯状質量付加膜24Aは、第1のギャップ領域G1から、第1のバスバー26と平面視において重なる部分に至っている。第2の帯状質量付加膜24Bも、第2のギャップ領域G2から、第2のバスバー27と平面視において重なる部分に至っている。もっとも、1対のギャップ領域のうち少なくとも一方に設けられている帯状質量付加膜が、ギャップ領域から、該ギャップ領域に隣接するバスバーと平面視において重なる部分に至っていればよい。
本変形例においても、第1の実施形態と同様に、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の双方が設けられている。それによって、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる。
本変形例では、帯状質量付加膜及びバスバーが積層されている部分において、圧電層14、バスバー及び帯状質量付加膜がこの順序において積層されている。なお、帯状質量付加膜及びバスバーが積層されている部分において、圧電層14、帯状質量付加膜及びバスバーがこの順序において積層されていてもよい。
図1に戻り、帯状質量付加膜の電極指延伸方向に沿う寸法を帯状質量付加膜の幅としたときに、第1の実施形態においては、第1の帯状質量付加膜24Aの幅は一定である。同様に、第2の帯状質量付加膜24Bの幅は一定である。もっとも、これに限定されるものではない。
図11は、第2の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。
本実施形態は、帯状質量付加膜の幅が一定ではない点、及び粒状質量付加膜の電極指延伸方向に沿う寸法が一定ではない点において、第1の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置30は第1の実施形態の弾性波装置10と同様の構成を有する。
IDT電極11は複数対の第1の電極指28及び第2の電極指29を有する。1対の第1の電極指28及び第2の電極指29のみを含む領域を電極指対領域Nとしたときに、弾性波装置30においては、複数の電極指対領域Nが構成されている。隣り合う電極指対領域N同士の境界を、一方の電極指対領域Nの第1の電極指28と、他方の電極指対領域Nの第2の電極指29との間の、電極指直交方向における中央とする。
第1の帯状質量付加膜34Aは、複数の段差部34aを有する。本実施形態においては、段差部34aは電極指延伸方向に延びている。第1の帯状質量付加膜34Aは、幅が互いに異なる部分同士が接続された構成を有する。第1の帯状質量付加膜34Aにおいて、段差部34aは、幅が互いに異なる部分同士の境界である。第1の帯状質量付加膜34Aにおける、段差部34aを境界とするそれぞれの部分においては、幅は一定である。
ここで、複数の第1の電極指28はそれぞれ、第1の端縁部28a及び第2の端縁部28bを有する。具体的には、第1の端縁部28a及び第2の端縁部28bは、第1の電極指28の平面視における端縁部である。各第1の電極指28の第1の端縁部28a及び第2の端縁部28bは、電極指直交方向において互いに対向している。同様に、複数の第2の電極指29もそれぞれ、第1の端縁部29a及び第2の端縁部29bを有する。
第1の帯状質量付加膜34Aの段差部34aはそれぞれ、平面視において、第1の電極指28の第1の端縁部28aと重なる部分に位置している。よって、第1の帯状質量付加膜34Aの幅は、隣り合う第1の電極指28の第1の端縁部28a同士の間の領域と、平面視において重なる部分においては、一定である。
以下においては、帯状質量付加膜の面積と記載した場合、特に断りのない限りは、該面積とは、帯状質量付加膜の平面視における面積をいうものとする。粒状質量付加膜の面積と記載した場合、特に断りのない限りは、該面積とは、粒状質量付加膜の平面視における面積をいうものとする。
図11に示すように、各電極指対領域Nに、第1の帯状質量付加膜34Aの段差部34aが位置している。電極指直交方向における一方から他方に向かうにつれて、各段差部34aを境界として、第1の帯状質量付加膜34Aの幅が段階的に広くなっている。よって、全ての電極指対領域Nにおいて、第1の帯状質量付加膜34Aの面積が互いに異なる。
第1の帯状質量付加膜34A及び複数の第1の粒状質量付加膜35Aは、同じ材料により一体として構成されている。そして、第1の帯状質量付加膜34Aは、第1のギャップ領域G1の、電極指延伸方向における、第1のバスバー26側の端縁部に至っている。そのため、第1の帯状質量付加膜34Aの幅が狭いほど、第1の粒状質量付加膜35Aの電極指延伸方向に沿う寸法は大きい。
なお、1つの電極指対領域Nにおいては、第1の帯状質量付加膜34Aの電極指直交方向に沿う寸法は、第1の粒状質量付加膜35Aの電極指直交方向に沿う寸法よりも大きい。よって、1つの電極指対領域Nにおいては、第1の帯状質量付加膜34Aの幅が広いほど、第1の帯状質量付加膜34A及び第1の粒状質量付加膜35Aの面積の合計は大きい。従って、1つの電極指対領域Nにおける第1の帯状質量付加膜34A及び第1の粒状質量付加膜35Aの面積の合計を、第1の付加膜合計面積としたときに、全ての電極指対領域N同士において、第1の付加膜合計面積が互いに異なる。
同様に、第2の帯状質量付加膜34Bも複数の段差部34bを有する。段差部34bはそれぞれ、平面視において、第2の電極指29の第2の端縁部29bと重なる部分に位置している。よって、第2の帯状質量付加膜34Bの幅は、隣り合う第2の電極指29の第2の端縁部29b同士の間の領域と、平面視において重なる部分においては、一定である。
各電極指対領域Nに、第2の帯状質量付加膜34Bの段差部34bが位置している。電極指直交方向における一方から他方に向かうにつれて、各段差部34bを境界として、第2の帯状質量付加膜34Bの幅が段階的に広くなっている。よって、全ての電極指対領域Nにおいて、第2の帯状質量付加膜34Bの面積が互いに異なる。
第2の帯状質量付加膜34B及び複数の第2の粒状質量付加膜35Bは、同じ材料により一体として構成されている。そして、第2の帯状質量付加膜34Bは、第2のギャップ領域G2の、電極指延伸方向における、第2のバスバー27側の端縁部に至っている。そのため、第2の帯状質量付加膜34Bの幅が狭いほど、第2の粒状質量付加膜35Bの電極指延伸方向に沿う寸法は大きい。
1つの電極指対領域Nにおいては、第2の帯状質量付加膜34Bの電極指直交方向に沿う寸法は、第2の粒状質量付加膜35Bの電極指直交方向に沿う寸法よりも大きい。よって、1つの電極指対領域Nにおいては、第2の帯状質量付加膜34Bの幅が広いほど、第2の帯状質量付加膜34B及び第2の粒状質量付加膜35Bの面積の合計は大きい。従って、1つの電極指対領域Nにおける第2の帯状質量付加膜34B及び第2の粒状質量付加膜35Bの面積の合計を、第2の付加膜合計面積としたときに、全ての電極指対領域N同士において、第2の付加膜合計面積が互いに異なる。
弾性波装置30は厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波共振子である。弾性波装置30においては、圧電層14に1対の第1の電極指28及び第2の電極指29が設けられている部分が、1個の共振子として機能する。よって、弾性波装置30の構成は、各電極指対領域N毎に、1個の共振子が配置された構成に相当する。そして、弾性波装置30の構成は、このような複数の共振子が、並列に接続された構成に相当する。
本実施形態においては、電極指対領域N同士において、第1の付加膜合計面積及び第2の付加膜合計面積が互いに異なる。よって、電極指対領域毎に、生じる不要波の周波数が異なる。このように、不要波の周波数を分散させることができる。従って、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を効果的に抑制することができる。
ところで、弾性表面波を利用する弾性波装置の場合には、複数の電極指全体を含む領域おいて、弾性表面波を励振させる。これに対して、弾性波装置30の構成は、上記のように、各電極指対領域に配置された共振子同士が、並列に接続された構成に相当する。よって、第1の付加膜合計面積及び第2の付加膜合計面積が一様ではなくとも、弾性波装置30の周波数特性における波形は崩れ難い。すなわち、電気的特性を劣化させずして、不要波を抑制することができる。
なお、帯状質量付加膜の幅が変化している態様は上記に限定されない。例えば、帯状質量付加膜の段差部の位置は、電極指の第1の端縁部または第2の端縁部と平面視において重なっていなくともよい。段差部は、電極指延伸方向と交叉する方向に延びていてもよい。
少なくとも1つの電極指対領域Nにおける第1の付加膜合計面積が、他の電極指対領域Nにおける第1の帯状質量付加膜24A及び第1の粒状質量付加膜35Aの面積の合計と異なっていればよい。あるいは、少なくとも1つの電極指対領域Nにおける第2の付加膜合計面積が、他の電極指対領域Nにおける第2の付加膜合計面積と異なっていればよい。これらの場合には、第2の実施形態と同様に、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を効果的に抑制することができる。
第1の実施形態及び第2の実施形態においては、粒状質量付加膜は電極指の先端部と積層されている。そして、粒状質量付加膜及び電極指が積層されている部分においては、圧電層14、電極指及び粒状質量付加膜がこの順序で積層されている。もっとも、これに限定されるものではない。以下において、粒状質量付加膜の構成が第1の実施形態及び第2の実施形態と異なる例を、第3~第5の実施形態により示す。
粒状質量付加膜以外の点においては、第3~第5の実施形態の弾性波装置は、第1の実施形態の弾性波装置10と同様の構成を有する。すなわち、第3~第5の実施形態においても、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の双方が設けられている。それによって、第3~第5の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、エッジ領域及びギャップ領域に質量付加膜が設けられている場合にも、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる。
図12は、第3の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。
本実施形態においては、第1の粒状質量付加膜45Aが、平面視において、第2の電極指29の先端部を三方向において囲んでいる。第1の粒状質量付加膜45Aは、第2の電極指29と接している。もっとも、第1の粒状質量付加膜45Aは、平面視において、第2の電極指29とは重なっていない。第1の粒状質量付加膜45Aの平面視における形状は、U字状の形状である。
より具体的には、複数の電極指は、第1の面11a及び第2の面11bと、側面11cとを有する。第1の面11a及び第2の面11bは、厚み方向において互いに対向している。第1の面11a及び第2の面11bのうち、第2の面11bが圧電層14側の面である。側面11cは、第1の面11a及び第2の面11bに接続されている。第1の粒状質量付加膜45Aは、第2の電極指29の側面11cと接している。
平面視したときに、第1の粒状質量付加膜45Aにおける第1のギャップ領域G1に位置している部分は、第2の電極指29の延長線上に位置している。
同様に、第2の粒状質量付加膜45Bは、平面視において、第1の電極指28の先端部を三方向において囲んでいる。第2の粒状質量付加膜45Bは、第1の電極指28の側面11cと接している。もっとも、第2の粒状質量付加膜45Bは、平面視において、第1の電極指28とは重なっていない。第2の粒状質量付加膜45Bの平面視における形状は、U字状の形状である。平面視したときに、第2の粒状質量付加膜45Bにおける第2のギャップ領域G2に位置している部分は、第1の電極指28の延長線上に位置している。
なお、複数の粒状質量付加膜が、平面視において、電極指の先端部を三方向において囲んでいる、少なくとも1つの粒状質量付加膜を含んでいればよい。
本実施形態では、粒状質量付加膜は、平面視において電極指の先端部と重なっていない。それによって、電極指の先端部における質量の付加が小さくなる。これにより、弾性波装置の耐電力性を高めることができる。
図13は、第4の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。
本実施形態においては、第1の粒状質量付加膜45Aは、平面視において、第2の電極指29の先端部を三方向において囲んでいる。もっとも、第1の粒状質量付加膜45Aは、第2の電極指29の側面11cと接していない。そして、第1の粒状質量付加膜45Aは、平面視において、第2の電極指29とは重なっていない。平面視したときに、第1の粒状質量付加膜45Aにおける第1のギャップ領域G1に位置している部分は、第2の電極指29の延長線上に位置している。
同様に、第2の粒状質量付加膜45Bは、平面視において、第1の電極指28の先端部を三方向において囲んでいる。第2の粒状質量付加膜45Bは、第1の電極指28の側面11cと接していない。そして、第2の粒状質量付加膜45Bは、平面視において、第1の電極指28とは重なっていない。平面視したときに、第2の粒状質量付加膜45Bにおける第2のギャップ領域G2に位置している部分は、第1の電極指28の延長線上に位置している。
本実施形態においても、第3の実施形態と同様に、弾性波装置の耐電力性を高めることができる。
図14は、第5の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。
本実施形態においては、第1の粒状質量付加膜25Aは、平面視において、第2の電極指29の先端部と重なっている。具体的には、第1の粒状質量付加膜25A及び第2の電極指29が積層されている部分においては、圧電層14、第1の粒状質量付加膜25A及び第2の電極指29がこの順序で積層されている。
同様に、第2の粒状質量付加膜25Bは、平面視において、第1の電極指28の先端部と重なっている。具体的には、第2の粒状質量付加膜25B及び第1の電極指28が積層されている部分においては、圧電層14、第2の粒状質量付加膜25B及び第1の電極指28がこの順序で積層されている。
本実施形態では、圧電層14と、電極指の先端部との間に、粒状質量付加膜が設けられている。それによって、電極指に加わる電界が抑制される。これにより、弾性波装置の耐電力性を高めることができる。
図15は、第6の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。
本実施形態は、同じギャップ領域に位置している帯状質量付加膜と、複数の粒状質量付加膜とが、それぞれ個別に設けられている点において第1の実施形態と異なる。帯状質量付加膜と、複数の粒状質量付加膜とは接触していない。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第1の実施形態の弾性波装置10と同様の構成を有する。
第1の帯状質量付加膜24Aと、各第1の粒状質量付加膜25Aとは、ギャップを隔てて互いに対向している。なお、各第1の粒状質量付加膜25Aは、第1のギャップ領域G1及び第1のエッジ領域E1にわたり設けられている。よって、第1の帯状質量付加膜24A及び各第1の粒状質量付加膜25Aの間のギャップは、第1のギャップ領域G1に位置している。
第2の帯状質量付加膜24Bと、各第2の粒状質量付加膜25Bとは、ギャップを隔てて互いに対向している。各第2の粒状質量付加膜25Bは、第2のギャップ領域G2及び第2のエッジ領域E2にわたり設けられている。よって、第2の帯状質量付加膜24B及び各第2の粒状質量付加膜25Bの間のギャップは、第2のギャップ領域G2に位置している。本実施形態では、帯状質量付加膜の材料及び粒状質量付加膜の材料は同じである。
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、エッジ領域及びギャップ領域に質量付加膜が設けられている場合にも、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる。
なお、同じギャップ領域に位置している帯状質量付加膜及び複数の粒状質量付加膜が個別に設けられている構成は、本発明の他の形態においても適用することができる。
図16は、第7の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。
本実施形態は、圧電層14上に誘電体膜53が設けられている点において、第1の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の弾性波装置は第1の実施形態の弾性波装置10と同様の構成を有する。
誘電体膜53は圧電層14の第1の主面14aに、IDT電極11、第1の帯状質量付加膜24A、複数の第1の粒状質量付加膜25A、第2の帯状質量付加膜24B及び複数の第2の粒状質量付加膜25Bを覆うように設けられている。
帯状質量付加膜及び誘電体膜53が積層されている部分においては、圧電層14、帯状質量付加膜及び誘電体膜53がこの順序で積層されている。粒状質量付加膜及び誘電体膜53が積層されている部分においては、圧電層14、粒状質量付加膜及び誘電体膜53がこの順序で積層されている。
本実施形態においても、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜の双方が設けられている。それによって、第1の実施形態と同様に、エッジ領域及びギャップ領域に質量付加膜が設けられている場合にも、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる。
加えて、IDT電極11が誘電体膜53により保護される。これにより、IDT電極11が破損し難い。さらに、誘電体膜53の厚みを調整することにより、弾性波装置の周波数を容易に調整することもできる。
誘電体膜53には、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素などを用いることができる。もっとも、誘電体膜53の材料は上記に限定されない。
なお、帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜と、誘電体膜53との積層の順序は上記に限定されない。例えば、図17に示す第7の実施形態の変形例においては、圧電層14の第1の主面14aに、IDT電極11を覆うように、誘電体膜53が設けられている。誘電体膜53上に、第1の帯状質量付加膜54A、複数の第1の粒状質量付加膜55A、第2の帯状質量付加膜54B及び複数の第2の粒状質量付加膜55Bが設けられている。
第1の帯状質量付加膜54Aは第1のギャップ領域G1に設けられている。第1の帯状質量付加膜54Aは、平面視において、複数の第1の電極指28及び複数の第2の電極指29と、電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられている。複数の第1の粒状質量付加膜55Aはそれぞれ、第1のエッジ領域E1及び第1のギャップ領域G1にわたり設けられている。
第2の帯状質量付加膜54Bは第2のギャップ領域G2に設けられている。第2の帯状質量付加膜54Bは、平面視において、複数の第1の電極指28及び複数の第2の電極指29と、電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられている。複数の第2の粒状質量付加膜55Bはそれぞれ、第2のエッジ領域E2及び第2のギャップ領域G2にわたり設けられている。
帯状質量付加膜及び誘電体膜53が積層されている部分において、圧電層14、誘電体膜53及び帯状質量付加膜がこの順序で積層されている。粒状質量付加膜及び誘電体膜53が積層されている部分において、圧電層14、誘電体膜53及び粒状質量付加膜がこの順序で積層されている。この場合においても、第7の実施形態と同様に、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる。
本変形例においては、帯状質量付加膜は、互いに異なる電位に接続される複数の電極指には接触していない。この場合、帯状質量付加膜は金属からなっていてもよい。複数の粒状質量付加膜は、互いに異なる電位に接続される複数の電極指に、電気的に接続されていない。この場合、複数の粒状質量付加膜は金属からなっていてもよい。もっとも、本変形例においても、帯状質量付加膜及び複数の粒状質量付加膜は、誘電体からなっていてもよい。
本発明に係る弾性波装置は、例えば、フィルタ装置に用いることができる。この例を以下において示す。
図18は、本発明の第8の実施形態に係るフィルタ装置の回路図である。
フィルタ装置60はラダー型フィルタである。フィルタ装置60は、第1の信号端子62及び第2の信号端子63と、複数の直列腕共振子及び複数の並列腕共振子とを有する。本実施形態においては、全ての直列腕共振子及び全ての並列腕共振子が弾性波共振子である。そして、全ての弾性波共振子が本発明に係る弾性波装置である。もっとも、フィルタ装置60における、直列腕共振子及び並列腕共振子のうち少なくとも1つの弾性波共振子が、例えば第1~第7の実施形態のうちいずれかの構成を有する、本発明に係る弾性波装置であればよい。
第1の信号端子62及び第2の信号端子63は、例えば、電極パッドとして構成されていてもよく、あるいは、配線として構成されていてもよい。本実施形態においては、第2の信号端子63はアンテナ端子である。アンテナ端子はアンテナに接続される。
フィルタ装置60の複数の直列腕共振子は、具体的には、直列腕共振子S1、直列腕共振子S2、直列腕共振子S3及び直列腕共振子S4である。複数の並列腕共振子は、具体的には、並列腕共振子P1、並列腕共振子P2及び並列腕共振子P3である。
第1の信号端子62及び第2の信号端子63の間に、直列腕共振子S1、直列腕共振子S2、直列腕共振子S3及び直列腕共振子S4が互いに直列に接続されている。直列腕共振子S1及び直列腕共振子S2の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P1が接続されている。直列腕共振子S2及び直列腕共振子S3の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P2が接続されている。直列腕共振子S3及び直列腕共振子S4の間の接続点とグラウンド電位との間に、並列腕共振子P3が接続されている。
もっとも、フィルタ装置60の回路構成は上記に限定されない。本発明に係るフィルタ装置60がラダー型フィルタである場合には、該フィルタ装置60は、少なくとも1つの直列腕共振子と、少なくとも1つの並列腕共振子とを有していればよい。
あるいは、フィルタ装置60は、例えば、縦結合共振子型弾性波フィルタを含んでいてもよい。この場合、フィルタ装置60は、例えば、縦結合共振子型弾性波フィルタに接続された直列腕共振子または並列腕共振子を含んでいてもよい。該直列腕共振子または該並列腕共振子が本発明に係る弾性波装置であればよい。
フィルタ装置60の通過帯域を構成する並列腕共振子の***振周波数は、フィルタ装置60の通過帯域内に位置する。よって、フィルタ装置60における通過帯域内の電気的特性に対し、並列腕共振子における***振周波数付近に生じる不要波の影響が大きい。フィルタ装置60の通過帯域を構成する直列腕共振子の共振周波数は、フィルタ装置60の通過帯域内に位置する。よって、フィルタ装置60における通過帯域内の電気的特性に対し、直列腕共振子における共振周波数付近に生じる不要波の影響も大きい。
本実施形態では、各並列腕共振子及び各直列腕共振子は、本発明に係る弾性波装置である。よって、フィルタ装置60の各弾性波共振子においては、エッジ領域及びギャップ領域に質量付加膜が設けられた構成とした場合にも、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる
そして、フィルタ装置60の各並列腕共振子には、例えば、***振周波数付近において不要波を抑制できる弾性波装置を用いればよい。各直列腕共振子には、例えば、共振周波数付近において不要波を抑制できる弾性波装置を用いればよい。これにより、フィルタ装置60の通過帯域内の電気的特性に対する不要波の影響を抑制することができる。加えて、第1の実施形態などの弾性波装置を直列腕共振子または並列腕共振子に用いた場合には、該弾性波共振子においてロスの劣化も抑制することができる。従って、フィルタ装置60のフィルタ特性の劣化を抑制することができる。
以下において、各弾性波共振子の構成において、第8の実施形態と異なる、第9の実施形態について説明する。第9の実施形態においては、回路構成は第8の実施形態と同様である。そのため、第9の実施形態の説明には、第8の実施形態の説明に用いた符号及び図面を援用することとする。
第9の実施形態に係るフィルタ装置の複数の弾性波共振子は、第1~第5の弾性波共振子を含む。第1の弾性波共振子が本発明に係る弾性波装置である。第1の弾性波共振子は、例えば第1~第7の実施形態のうちいずれかの構成を有する。第2~第5の弾性波共振子は本発明に係る弾性波装置ではない。
図18を援用して示す直列腕共振子S1は第3の弾性波共振子である。直列腕共振子S2は第1の弾性波共振子である。直列腕共振子S3は第5の弾性波共振子である。直列腕共振子S4は第4の弾性波共振子である。並列腕共振子P1は第3の弾性波共振子である。並列腕共振子P2は第2の弾性波共振子である。並列腕共振子P3は第4の弾性波共振子である。なお、第1~第5の弾性波共振子の回路上の配置は上記に限定されない。
本実施形態においては、全ての弾性波共振子が圧電性基板を共有している。以下において、第2~第5の弾性波共振子の具体的な構成を説明する。
図19は、第9の実施形態における第2の弾性波共振子の模式的平面図である。図20は、第9の実施形態における第3の弾性波共振子の模式的平面図である。図21は、第9の実施形態における第4の弾性波共振子の模式的平面図である。図22は、第9の実施形態における第5の弾性波共振子の模式的平面図である。
図19に示すように、第2の弾性波共振子71Bは圧電性基板12を有する。第2の弾性波共振子71Bは、第1の弾性波共振子と圧電性基板12を共有している。図20~図22に示す、第3の弾性波共振子71C、第4の弾性波共振子71D及び第5の弾性波共振子71Eもそれぞれ、圧電性基板12を有する。第3の弾性波共振子71C、第4の弾性波共振子71D及び第5の弾性波共振子71Eは、第1の弾性波共振子と圧電性基板12を共有している。
なお、第2の弾性波共振子71B、第3の弾性波共振子71C、第4の弾性波共振子71D及び第5の弾性波共振子71Eは、第1の弾性波共振子とは個別に、圧電性基板を有していてもよい。この場合、それぞれの圧電性基板は、例えば、第1の実施形態の弾性波装置10の圧電性基板12と同様に構成されていてもよい。例えば、図2を援用して示すように、圧電性基板12は、支持部材13及び圧電層14を有していてもよい。
図19に示すように、第2の弾性波共振子71BはIDT電極11を有する。該IDT電極11は圧電性基板12上に設けられている。IDT電極11は、1対のバスバー及び複数の電極指を有する。IDT電極11は、第1の実施形態の弾性波装置10のIDT電極11と同様に構成されている。
具体的には、第2の弾性波共振子71BのIDT電極11は、1対のバスバーと、複数の電極指とを有する。1対のバスバーは、より具体的には、第1のバスバー26及び第2のバスバー27である。第1のバスバー26及び第2のバスバー27は互いに対向している。複数の電極指は、より具体的には、複数の第1の電極指28及び複数の第2の電極指29である。複数の第1の電極指28の一端はそれぞれ、第1のバスバー26に接続されている。複数の第2の電極指29の一端はそれぞれ、第2のバスバー27に接続されている。複数の第1の電極指28及び複数の第2の電極指29は互いに間挿し合っている。
同様に、図20~図22に示す、第3の弾性波共振子71C、第4の弾性波共振子71D及び第5の弾性波共振子71Eにおいてもそれぞれ、圧電性基板12上にIDT電極11が設けられている。第3の弾性波共振子71C、第4の弾性波共振子71D及び第5の弾性波共振子71EのそれぞれのIDT電極11も、第1の実施形態の弾性波装置10のIDT電極11と同様に構成されている。
なお、第1の弾性波共振子、第2の弾性波共振子71B、第3の弾性波共振子71C、第4の弾性波共振子71D及び第5の弾性波共振子71EのIDT電極11の設計パラメータは、所望の電気的特性に応じて、互いに異ならされていてもよい。
図19に示すように、第2の弾性波共振子71Bは、第1の実施形態の弾性波装置10と同様に、交叉領域F及び1対のギャップ領域を有する。
具体的には、第2の弾性波共振子71Bにおいて、複数の電極指が延びる方向と直交する方向からIDT電極11を見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合う領域が交叉領域Fである。交叉領域Fは、中央領域Hと、1対のエッジ領域とを有する。1対のエッジ領域は、より具体的には、第1のエッジ領域E1及び第2のエッジ領域E2である。第1のエッジ領域E1及び第2のエッジ領域E2は、複数の電極指が延びる方向において中央領域Hを挟むように配置されている。第1のエッジ領域E1は第1のバスバー26側に位置している。第2のエッジ領域E2は第2のバスバー27側に位置している。
第2の弾性波共振子71Bにおいて、交叉領域Fと1対のバスバーとの間に位置している領域は、1対のギャップ領域である。1対のギャップ領域は、具体的には、第1のギャップ領域G1及び第2のギャップ領域G2である。第1のギャップ領域G1は、第1のバスバー26及び第1のエッジ領域E1の間に位置している。第2のギャップ領域G2は、第2のバスバー27及び第2のエッジ領域E2の間に位置している。
同様に、図20~図22に示す、第3の弾性波共振子71C、第4の弾性波共振子71D及び第5の弾性波共振子71Eもそれぞれ、交叉領域F、第1のギャップ領域G1及び第2のギャップ領域G2を有する。なお、図20~図22に示す、第3の弾性波共振子71C、第4の弾性波共振子71D及び第5の弾性波共振子71Eの交叉領域Fはそれぞれ、中央領域H、第1のエッジ領域E1及び第2のエッジ領域E2を有する。
上記のように、第2の弾性波共振子71B、第3の弾性波共振子71C、第4の弾性波共振子71D及び第5の弾性波共振子71Eは、圧電性基板12及びIDT電極11を有する。そして、これらの各弾性波共振子は、交叉領域F及び1対のギャップ領域を有する。もっとも、これらの各弾性波共振子は、質量付加膜に関する構成において、互いに異なる。
図19に示すように、第2の弾性波共振子71Bは、質量付加膜を有しない。よって、第2の弾性波共振子71Bは、第1の弾性波共振子における帯状質量付加膜及び粒状質量付加膜に相当する質量付加膜を有しない。
図20に示すように、第3の弾性波共振子71Cは、第1の弾性波共振子の粒状質量付加膜に相当する質量付加膜を有しない。一方で、第3の弾性波共振子71Cは、第1の弾性波共振子とは個別に帯状質量付加膜を有する。
第3の弾性波共振子71Cにおいては、第1のギャップ領域G1に第1の帯状質量付加膜24Aが設けられている。他方、第2のギャップ領域G2に第2の帯状質量付加膜24Bが設けられている。第1の帯状質量付加膜24A及び第2の帯状質量付加膜24Bは、交叉領域Fには設けられていない。第1の帯状質量付加膜24A及び第2の帯状質量付加膜24Bは、平面視において、複数の電極指と、電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられている。
なお、第3の弾性波共振子71Cにおいては、帯状質量付加膜が、1対のギャップ領域のうち少なくとも一方のギャップ領域に設けられており、かつ交叉領域Fに設けられていなければよい。帯状質量付加膜が、平面視において、複数の電極指と、電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられていればよい。
図21に示すように、第4の弾性波共振子71Dは、第1の弾性波共振子の帯状質量付加膜に相当する質量付加膜を有しない。一方で、第4の弾性波共振子71Dは、第1の弾性波共振子とは個別に、複数の粒状質量付加膜を有する。
第4の弾性波共振子71Dにおいては、第1のギャップ領域G1及び第1のエッジ領域E1にわたり、複数の第1の粒状質量付加膜25Aが設けられている。他方、第2のギャップ領域G2及び第2のエッジ領域E2にわたり、複数の第2の粒状質量付加膜25Bが設けられている。複数の第1の粒状質量付加膜25A及び複数の第2の粒状質量付加膜25Bはそれぞれ、平面視において、1本の電極指と重なっている。
なお、第4の弾性波共振子71Dにおいては、複数の粒状質量付加膜が、1対のギャップ領域のうち少なくとも一方のギャップ領域、及び該ギャップ領域と隣接しているエッジ領域にわたり設けられていればよい。複数の粒状質量付加膜がそれぞれ、平面視において、少なくとも1箇所の隣り合う電極指間の領域における、少なくとも一部と重ならないように設けられていればよい。粒状質量付加膜は、平面視において、1本以下の電極指と重なっていてもよく、あるいは、1本以上の電極指と重なっていてもよい。
粒状質量付加膜が、平面視において電極指と重なっていない場合、平面視したときに、粒状質量付加膜におけるギャップ領域に設けられている部分が、電極指の延長線上に位置していることが好ましい。
図22に示すように、第5の弾性波共振子71Eは、第1の弾性波共振子における粒状質量付加膜に相当する質量付加膜を有しない。一方で、第5の弾性波共振子は、第1の弾性波共振子とは個別に帯状質量付加膜を有する。
第5の弾性波共振子71Eにおいては、第1のギャップ領域G1及び第1のエッジ領域E1にわたり、第1の帯状質量付加膜74Aが設けられている。他方、第2のギャップ領域G2及び第2のエッジ領域E2にわたり、第2の帯状質量付加膜74Bが設けられている。第1の帯状質量付加膜74A及び第2の帯状質量付加膜74Bは、平面視において、複数の電極指と、電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられている。
なお、第5の弾性波共振子71Eにおいては、帯状質量付加膜が、1対のギャップ領域のうち少なくとも一方のギャップ領域、及び該ギャップ領域と隣接しているエッジ領域にわたり設けられていればよい。帯状質量付加膜が、平面視において、複数の電極指と、電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられていればよい。
第9の実施形態のフィルタ装置は、第1の弾性波共振子として、本発明に係る弾性波装置を含む。よって、フィルタ装置の第1の弾性波共振子においては、エッジ領域及びギャップ領域に質量付加膜が設けられた構成とした場合にも、共振周波数付近または***振周波数付近において、不要波を抑制することができる。
加えて、第1の弾性波共振子、第2の弾性波共振子71B、第3の弾性波共振子71C、第4の弾性波共振子71D及び第5の弾性波共振子71Eにおいて、質量付加膜に関する構成が互いに異なる。それによって、第9の実施形態においては、不要波が生じる周波数を分散させることができる。これにより、不要波を効果的に抑制することができる。
本実施形態では、第1の弾性波共振子、第2の弾性波共振子71B、第3の弾性波共振子71C、第4の弾性波共振子71D及び第5の弾性波共振子71Eは、いずれも厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されている。これらの弾性波共振子のいずれにおいても、d/pが0.5以下であることが好ましい。
フィルタ装置の直列腕共振子または並列腕共振子は、少なくとも1つの第1の弾性波共振子を含んでいればよい。そして、該フィルタ装置の直列腕共振子及び並列腕共振子は、少なくとも1つの第2の弾性波共振子71B、第3の弾性波共振子71C、第4の弾性波共振子71Dまたは第5の弾性波共振子71Eを含んでいればよい。この場合、不要波が生じる周波数を分散させることができる。
以下において、厚み滑りモードの詳細を説明する。なお、後述するIDT電極における「電極」は、本発明における電極指に相当する。以下の例における支持部材は、本発明における支持基板に相当する。
図23(a)は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の外観を示す略図的斜視図であり、図23(b)は、圧電層上の電極構造を示す平面図であり、図24は、図23(a)中のA-A線に沿う部分の断面図である。
弾性波装置1は、LiNbO3からなる圧電層2を有する。圧電層2は、LiTaO3からなるものであってもよい。LiNbO3やLiTaO3のカット角は、Zカットであるが、回転YカットやXカットであってもよい。圧電層2の厚みは、特に限定されないが、厚み滑りモードを効果的に励振するには、40nm以上、1000nm以下であることが好ましく、50nm以上、1000nm以下であることがより好ましい。圧電層2は、対向し合う第1,第2の主面2a,2bを有する。第1の主面2a上に、電極3及び電極4が設けられている。ここで電極3が「第1電極」の一例であり、電極4が「第2電極」の一例である。図23(a)及び図23(b)では、複数の電極3が、第1のバスバー5に接続されている複数の第1の電極指である。複数の電極4は、第2のバスバー6に接続されている複数の第2の電極指である。複数の電極3及び複数の電極4は、互いに間挿し合っている。電極3及び電極4は、矩形形状を有し、長さ方向を有する。この長さ方向と直交する方向において、電極3と、隣りの電極4とが対向している。電極3,4の長さ方向、及び、電極3,4の長さ方向と直交する方向はいずれも、圧電層2の厚み方向に交叉する方向である。このため、電極3と、隣りの電極4とは、圧電層2の厚み方向に交叉する方向において対向しているともいえる。また、電極3,4の長さ方向が図23(a)及び図23(b)に示す電極3,4の長さ方向に直交する方向と入れ替わってもよい。すなわち、図23(a)及び図23(b)において、第1のバスバー5及び第2のバスバー6が延びている方向に電極3,4を延ばしてもよい。その場合、第1のバスバー5及び第2のバスバー6は、図23(a)及び図23(b)において電極3,4が延びている方向に延びることとなる。そして、一方電位に接続される電極3と、他方電位に接続される電極4とが隣り合う1対の構造が、上記電極3,4の長さ方向と直交する方向に、複数対設けられている。ここで電極3と電極4とが隣り合うとは、電極3と電極4とが直接接触するように配置されている場合ではなく、電極3と電極4とが間隔を介して配置されている場合を指す。また、電極3と電極4とが隣り合う場合、電極3と電極4との間には、他の電極3,4を含む、ホット電極やグラウンド電極に接続される電極は配置されない。この対数は、整数対である必要はなく、1.5対や2.5対などであってもよい。電極3,4間の中心間距離すなわちピッチは、1μm以上、10μm以下の範囲が好ましい。また、電極3,4の幅、すなわち電極3,4の対向方向の寸法は、50nm以上、1000nm以下の範囲であることが好ましく、150nm以上、1000nm以下の範囲であることがより好ましい。なお、電極3,4間の中心間距離とは、電極3の長さ方向と直交する方向における電極3の寸法(幅寸法)の中心と、電極4の長さ方向と直交する方向における電極4の寸法(幅寸法)の中心とを結んだ距離となる。
また、弾性波装置1では、Zカットの圧電層を用いているため、電極3,4の長さ方向と直交する方向は、圧電層2の分極方向に直交する方向となる。圧電層2として他のカット角の圧電体を用いた場合には、この限りでない。ここにおいて、「直交」とは、厳密に直交する場合のみに限定されず、略直交(電極3,4の長さ方向と直交する方向と分極方向とのなす角度が例えば90°±10°の範囲内)でもよい。
圧電層2の第2の主面2b側には、絶縁層7を介して支持部材8が積層されている。絶縁層7及び支持部材8は、枠状の形状を有し、図24に示すように、貫通孔7a,8aを有する。それによって、空洞部9が形成されている。空洞部9は、圧電層2の励振領域Cの振動を妨げないために設けられている。従って、上記支持部材8は、少なくとも1対の電極3,4が設けられている部分と重ならない位置において、第2の主面2bに絶縁層7を介して積層されている。なお、絶縁層7は設けられずともよい。従って、支持部材8は、圧電層2の第2の主面2bに直接または間接に積層され得る。
絶縁層7は、酸化ケイ素からなる。もっとも、酸化ケイ素の他、酸窒化ケイ素、アルミナなどの適宜の絶縁性材料を用いることができる。支持部材8は、Siからなる。Siの圧電層2側の面における面方位は(100)や(110)であってもよく、(111)であってもよい。支持部材8を構成するSiは、抵抗率4kΩcm以上の高抵抗であることが望ましい。もっとも、支持部材8についても適宜の絶縁性材料や半導体材料を用いて構成することができる。
支持部材8の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、マグネシア、サファイア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、窒化ガリウムなどの半導体などを用いることができる。
上記複数の電極3,4及び第1,第2のバスバー5,6は、Al、AlCu合金などの適宜の金属もしくは合金からなる。弾性波装置1では、電極3,4及び第1,第2のバスバー5,6は、Ti膜上にAl膜を積層した構造を有する。なお、Ti膜以外の密着層を用いてもよい。
駆動に際しては、複数の電極3と、複数の電極4との間に交流電圧を印加する。より具体的には、第1のバスバー5と第2のバスバー6との間に交流電圧を印加する。それによって、圧電層2において励振される厚み滑りモードのバルク波を利用した、共振特性を得ることが可能とされている。また、弾性波装置1では、圧電層2の厚みをd、複数対の電極3,4のうちいずれかの隣り合う電極3,4の中心間距離をpとした場合、d/pは0.5以下とされている。そのため、上記厚み滑りモードのバルク波が効果的に励振され、良好な共振特性を得ることができる。より好ましくは、d/pは0.24以下であり、その場合には、より一層良好な共振特性を得ることができる。
弾性波装置1では、上記構成を備えるため、小型化を図ろうとして、電極3,4の対数を小さくしたとしても、Q値の低下が生じ難い。これは、両側の反射器における電極指の本数を少なくしても、伝搬ロスが少ないためである。また、上記電極指の本数を少なくできるのは、厚み滑りモードのバルク波を利用していることによる。弾性波装置で利用したラム波と、上記厚み滑りモードのバルク波の相違を、図25(a)及び図25(b)を参照して説明する。
図25(a)は、日本公開特許公報 特開2012-257019号公報に記載のような弾性波装置の圧電膜を伝搬するラム波を説明するための模式的正面断面図である。ここでは、圧電膜201中を矢印で示すように波が伝搬する。ここで、圧電膜201では、第1の主面201aと、第2の主面201bとが対向しており、第1の主面201aと第2の主面201bとを結ぶ厚み方向がZ方向である。X方向は、IDT電極の電極指が並んでいる方向である。図25(a)に示すように、ラム波では、波が図示のように、X方向に伝搬していく。板波であるため、圧電膜201が全体として振動するものの、波はX方向に伝搬するため、両側に反射器を配置して、共振特性を得ている。そのため、波の伝搬ロスが生じ、小型化を図った場合、すなわち電極指の対数を少なくした場合、Q値が低下する。
これに対して、図25(b)に示すように、弾性波装置1では、振動変位は厚み滑り方向であるから、波は、圧電層2の第1の主面2aと第2の主面2bとを結ぶ方向、すなわちZ方向にほぼ伝搬し、共振する。すなわち、波のX方向成分がZ方向成分に比べて著しく小さい。そして、このZ方向の波の伝搬により共振特性が得られるため、反射器の電極指の本数を少なくしても、伝搬損失は生じ難い。さらに、小型化を進めようとして、電極3,4からなる電極対の対数を減らしたとしても、Q値の低下が生じ難い。
なお、厚み滑りモードのバルク波の振幅方向は、図26に示すように、圧電層2の励振領域Cに含まれる第1領域451と、励振領域Cに含まれる第2領域452とで逆になる。図26では、電極3と電極4との間に、電極4が電極3よりも高電位となる電圧が印加された場合のバルク波を模式的に示してある。第1領域451は、励振領域Cのうち、圧電層2の厚み方向に直交し圧電層2を2分する仮想平面VP1と、第1の主面2aとの間の領域である。第2領域452は、励振領域Cのうち、仮想平面VP1と、第2の主面2bとの間の領域である。
上記のように、弾性波装置1では、電極3と電極4とからなる少なくとも1対の電極が配置されているが、X方向に波を伝搬させるものではないため、この電極3,4からなる電極対の対数は複数対ある必要はない。すなわち、少なくとも1対の電極が設けられてさえおればよい。
例えば、上記電極3がホット電位に接続される電極であり、電極4がグラウンド電位に接続される電極である。もっとも、電極3がグラウンド電位に、電極4がホット電位に接続されてもよい。弾性波装置1では、少なくとも1対の電極は、上記のように、ホット電位に接続される電極またはグラウンド電位に接続される電極であり、浮き電極は設けられていない。
図27は、図24に示す弾性波装置の共振特性を示す図である。なお、この共振特性を得た弾性波装置1の設計パラメータは以下の通りである。
圧電層2:オイラー角(0°,0°,90°)のLiNbO3、厚み=400nm。
電極3と電極4の長さ方向と直交する方向に視たときに、電極3と電極4とが重なっている領域、すなわち励振領域Cの長さ=40μm、電極3,4からなる電極の対数=21対、電極間中心距離=3μm、電極3,4の幅=500nm、d/p=0.133。
絶縁層7:1μmの厚みの酸化ケイ素膜。
支持部材8:Si。
電極3と電極4の長さ方向と直交する方向に視たときに、電極3と電極4とが重なっている領域、すなわち励振領域Cの長さ=40μm、電極3,4からなる電極の対数=21対、電極間中心距離=3μm、電極3,4の幅=500nm、d/p=0.133。
絶縁層7:1μmの厚みの酸化ケイ素膜。
支持部材8:Si。
なお、励振領域Cの長さとは、励振領域Cの電極3,4の長さ方向に沿う寸法である。
弾性波装置1では、電極3,4からなる電極対の電極間距離は、複数対において全て等しくした。すなわち、電極3と電極4とを等ピッチで配置した。
図27から明らかなように、反射器を有しないにも関わらず、比帯域が12.5%である良好な共振特性が得られている。
ところで、上記圧電層2の厚みをd、電極3と電極4との電極の中心間距離をpとした場合、前述したように、弾性波装置1では、d/pは0.5以下、より好ましくは0.24以下である。これを、図28を参照して説明する。
図27に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しd/pを変化させ、複数の弾性波装置を得た。図28は、このd/pと、弾性波装置の共振子としての比帯域との関係を示す図である。
図28から明らかなように、d/p>0.5では、d/pを調整しても、比帯域は5%未満である。これに対して、d/p≦0.5の場合には、その範囲内でd/pを変化させれば、比帯域を5%以上とすることができ、すなわち高い結合係数を有する共振子を構成することができる。また、d/pが0.24以下の場合には、比帯域を7%以上と高めることができる。加えて、d/pをこの範囲内で調整すれば、より一層比帯域の広い共振子を得ることができ、より一層高い結合係数を有する共振子を実現することができる。従って、d/pを0.5以下とすることにより、上記厚み滑りモードのバルク波を利用した、高い結合係数を有する共振子を構成し得ることがわかる。
図29は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の平面図である。弾性波装置80では、圧電層2の第1の主面2a上において、電極3と電極4とを有する1対の電極が設けられている。なお、図29中のKが交叉幅となる。前述したように、本発明の弾性波装置では、電極の対数は1対であってもよい。この場合においても、上記d/pが0.5以下であれば、厚み滑りモードのバルク波を効果的に励振することができる。
弾性波装置1では、好ましくは、複数の電極3,4において、いずれかの隣り合う電極3,4が対向している方向に視たときに重なっている領域である励振領域Cに対する、上記隣り合う電極3,4のメタライゼーション比MRが、MR≦1.75(d/p)+0.075を満たすことが望ましい。その場合には、スプリアスを効果的に小さくすることができる。これを、図30及び図31を参照して説明する。図30は、上記弾性波装置1の共振特性の一例を示す参考図である。矢印Bで示すスプリアスが、共振周波数と***振周波数との間に現れている。なお、d/p=0.08として、かつLiNbO3のオイラー角(0°,0°,90°)とした。また、上記メタライゼーション比MR=0.35とした。
メタライゼーション比MRを、図23(b)を参照して説明する。図23(b)の電極構造において、1対の電極3,4に着目した場合、この1対の電極3,4のみが設けられるとする。この場合、一点鎖線で囲まれた部分が励振領域Cとなる。この励振領域Cとは、電極3と電極4とを、電極3,4の長さ方向と直交する方向すなわち対向方向に見たときに電極3における電極4と重なり合っている領域、電極4における電極3と重なり合っている領域、及び、電極3と電極4との間の領域における電極3と電極4とが重なり合っている領域である。そして、この励振領域Cの面積に対する、励振領域C内の電極3,4の面積が、メタライゼーション比MRとなる。すなわち、メタライゼーション比MRは、メタライゼーション部分の面積の励振領域Cの面積に対する比である。
なお、複数対の電極が設けられている場合、励振領域の面積の合計に対する全励振領域に含まれているメタライゼーション部分の割合をMRとすればよい。
図31は弾性波装置1の形態に従って、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての180度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す図である。なお、比帯域については、圧電層の膜厚や電極の寸法を種々変更し、調整した。また、図31は、ZカットのLiNbO3からなる圧電層を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電層を用いた場合においても、同様の傾向となる。
図31中の楕円Jで囲まれている領域では、スプリアスが1.0と大きくなっている。図31から明らかなように、比帯域が0.17を超えると、すなわち17%を超えると、スプリアスレベルが1以上の大きなスプリアスが、比帯域を構成するパラメータを変化させたとしても、通過帯域内に現れる。すなわち、図30に示す共振特性のように、矢印Bで示す大きなスプリアスが帯域内に現れる。よって、比帯域は17%以下であることが好ましい。この場合には、圧電層2の膜厚や電極3,4の寸法などを調整することにより、スプリアスを小さくすることができる。
図32は、d/2pと、メタライゼーション比MRと、比帯域との関係を示す図である。上記弾性波装置において、d/2pと、MRが異なる様々な弾性波装置を構成し、比帯域を測定した。図32の破線Dの右側のハッチングを付して示した部分が、比帯域が17%以下の領域である。このハッチングを付した領域と、付していない領域との境界は、MR=3.5(d/2p)+0.075で表される。すなわち、MR=1.75(d/p)+0.075である。従って、好ましくは、MR≦1.75(d/p)+0.075である。その場合には、比帯域を17%以下としやすい。より好ましくは、図32中の一点鎖線D1で示すMR=3.5(d/2p)+0.05の右側の領域である。すなわち、MR≦1.75(d/p)+0.05であれば、比帯域を確実に17%以下にすることができる。
図33は、d/pを限りなく0に近づけた場合のLiNbO3のオイラー角(0°,θ,ψ)に対する比帯域のマップを示す図である。図33のハッチングを付して示した部分が、少なくとも5%以上の比帯域が得られる領域であり、当該領域の範囲を近似すると、下記の式(1)、式(2)及び式(3)で表される範囲となる。
(0°±10°,0°~20°,任意のψ) …式(1)
(0°±10°,20°~80°,0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2) または (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°,任意のψ) …式(3)
(0°±10°,20°~80°,0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2) または (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°,任意のψ) …式(3)
従って、上記式(1)、式(2)または式(3)のオイラー角範囲の場合、比帯域を十分に広くすることができ、好ましい。圧電層2がタンタル酸リチウム層である場合も同様である。
図34は、音響多層膜を有する弾性波装置の正面断面図である。
弾性波装置81では、圧電層2の第2の主面2bに音響多層膜82が積層されている。音響多層膜82は、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層82a,82c,82eと、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層82b,82dとの積層構造を有する。音響多層膜82を用いた場合、弾性波装置1における空洞部9を用いずとも、厚み滑りモードのバルク波を圧電層2内に閉じ込めることができる。弾性波装置81においても、上記d/pを0.5以下とすることにより、厚み滑りモードのバルク波に基づく共振特性を得ることができる。なお、音響多層膜82においては、その低音響インピーダンス層82a,82c,82e及び高音響インピーダンス層82b,82dの積層数は特に限定されない。低音響インピーダンス層82a,82c,82eよりも、少なくとも1層の高音響インピーダンス層82b,82dが圧電層2から遠い側に配置されておりさえすればよい。
上記低音響インピーダンス層82a,82c,82e及び高音響インピーダンス層82b,82dは、上記音響インピーダンスの関係を満たす限り、適宜の材料で構成することができる。例えば、低音響インピーダンス層82a,82c,82eの材料としては、酸化ケイ素または酸窒化ケイ素などを挙げることができる。また、高音響インピーダンス層82b,82dの材料としては、アルミナ、窒化ケイ素または金属などを挙げることができる。
第1~第7の実施形態及び各変形例の弾性波装置においては、例えば、支持部材及び圧電膜としての圧電層の間に、音響反射膜としての、図34に示す音響多層膜82が設けられていてもよい。具体的には、支持部材の少なくとも一部及び圧電膜の少なくとも一部が、音響多層膜82を挟み互いに対向するように、支持部材と圧電膜とが配置されていてもよい。この場合、音響多層膜82において、低音響インピーダンス層と高音響インピーダンス層とが交互に積層されていればよい。音響多層膜82が、弾性波装置における音響反射部であってもよい。
厚み滑りモードのバルク波を利用する第1~第7の実施形態及び各変形例の弾性波装置においては、上記のように、d/pが0.5以下であることが好ましく、0.24以下であることがより好ましい。それによって、より一層良好な共振特性を得ることができる。さらに、厚み滑りモードのバルク波を利用する第1~第7の実施形態及び各変形例の弾性波装置における励振領域においては、上記のように、MR≦1.75(d/p)+0.075を満たすことが好ましい。この場合には、スプリアスをより確実に抑制することができる。
厚み滑りモードのバルク波を利用する第1~第7の実施形態及び各変形例の弾性波装置における圧電層は、ニオブ酸リチウム層であることが好ましい。そして、該圧電層を構成しているニオブ酸リチウムのオイラー角(φ,θ,ψ)が、上記の式(1)、式(2)または式(3)の範囲にあることが好ましい。この場合、比帯域を十分に広くすることができる。
1…弾性波装置
2…圧電層
2a,2b…第1,第2の主面
3,4…電極
5,6…第1,第2のバスバー
7…絶縁層
7a…貫通孔
8…支持部材
8a…貫通孔
9…空洞部
10…弾性波装置
10a…空洞部
11…IDT電極
11a,11b…第1,第2の面
11c…側面
12…圧電性基板
13…支持部材
14…圧電層
14a,14b…第1,第2の主面
15…絶縁層
16…支持基板
24A,24B…第1,第2の帯状質量付加膜
25A,25B…第1,第2の粒状質量付加膜
26,27…第1,第2のバスバー
28,29…第1,第2の電極指
28a,29a…第1の端縁部
28b,29b…第2の端縁部
30…弾性波装置
34A,34B…第1,第2の帯状質量付加膜
34a,34b…段差部
35A,35B…第1,第2の粒状質量付加膜
45A,45B…第1,第2の粒状質量付加膜
53…誘電体膜
54A,54B…第1,第2の帯状質量付加膜
55A,55B…第1,第2の粒状質量付加膜
60…フィルタ装置
62,63…第1,第2の信号端子
71B~71E…第2~第5の弾性波共振子
74A,74B…第1,第2の帯状質量付加膜
80,81…弾性波装置
82…音響多層膜
82a,82c,82e…低音響インピーダンス層
82b,82d…高音響インピーダンス層
201…圧電膜
201a,201b…第1,第2の主面
451,452…第1,第2領域
C…励振領域
E1,E2…第1,第2のエッジ領域
F…交叉領域
G1,G2…第1,第2のギャップ領域
H…中央領域
N…電極指対領域
P1~P3…並列腕共振子
S1~S4…直列腕共振子
VP1…仮想平面
2…圧電層
2a,2b…第1,第2の主面
3,4…電極
5,6…第1,第2のバスバー
7…絶縁層
7a…貫通孔
8…支持部材
8a…貫通孔
9…空洞部
10…弾性波装置
10a…空洞部
11…IDT電極
11a,11b…第1,第2の面
11c…側面
12…圧電性基板
13…支持部材
14…圧電層
14a,14b…第1,第2の主面
15…絶縁層
16…支持基板
24A,24B…第1,第2の帯状質量付加膜
25A,25B…第1,第2の粒状質量付加膜
26,27…第1,第2のバスバー
28,29…第1,第2の電極指
28a,29a…第1の端縁部
28b,29b…第2の端縁部
30…弾性波装置
34A,34B…第1,第2の帯状質量付加膜
34a,34b…段差部
35A,35B…第1,第2の粒状質量付加膜
45A,45B…第1,第2の粒状質量付加膜
53…誘電体膜
54A,54B…第1,第2の帯状質量付加膜
55A,55B…第1,第2の粒状質量付加膜
60…フィルタ装置
62,63…第1,第2の信号端子
71B~71E…第2~第5の弾性波共振子
74A,74B…第1,第2の帯状質量付加膜
80,81…弾性波装置
82…音響多層膜
82a,82c,82e…低音響インピーダンス層
82b,82d…高音響インピーダンス層
201…圧電膜
201a,201b…第1,第2の主面
451,452…第1,第2領域
C…励振領域
E1,E2…第1,第2のエッジ領域
F…交叉領域
G1,G2…第1,第2のギャップ領域
H…中央領域
N…電極指対領域
P1~P3…並列腕共振子
S1~S4…直列腕共振子
VP1…仮想平面
Claims (24)
- 支持基板を含む支持部材と、前記支持部材上に設けられており、ニオブ酸リチウムからなる圧電層を含む圧電膜と、を有する圧電性基板と、
前記圧電層上に設けられており、1対のバスバーと、複数の電極指と、を有するIDT電極と、
を備え、
前記支持部材及び前記圧電膜の積層方向に沿って見た平面視において、前記支持部材における、前記IDT電極と重なる位置に音響反射部が形成されており、
前記圧電膜の厚みをd、隣り合う前記電極指同士の中心間距離をpとした場合、d/pが0.5以下であり、
前記IDT電極の一方の前記バスバーに前記複数の電極指のうち一部の電極指が接続されており、他方の前記バスバーに前記複数の電極指のうち残りの電極指が接続されており、一方の前記バスバーに接続されている前記複数の電極指、及び他方の前記バスバーに接続されている前記複数の電極指が互いに間挿し合っており、
前記複数の電極指が延びる方向を電極指延伸方向とし、前記電極指延伸方向と直交する方向を電極指直交方向とし、前記電極指直交方向から見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域と前記1対のバスバーとの間に位置する領域が1対のギャップ領域であり、前記交叉領域が、中央領域と、前記中央領域を前記電極指延伸方向において挟むように配置されている1対のエッジ領域と、を有し、
前記1対のギャップ領域のうち少なくとも一方のギャップ領域に設けられており、かつ平面視において、前記複数の電極指と、前記電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられている帯状質量付加膜と、
前記帯状質量付加膜が設けられている前記ギャップ領域、及び該ギャップ領域と隣接している前記エッジ領域にわたり設けられており、かつ平面視において、少なくとも1箇所の隣り合う前記電極指間の領域における、少なくとも一部と重ならないように設けられている、複数の粒状質量付加膜と、
をさらに備える、弾性波装置。 - 各前記粒状質量付加膜が、平面視において、1本以下の前記電極指と重なっている、請求項1に記載の弾性波装置。
- 前記帯状質量付加膜が、一方の前記ギャップ領域に設けられている第1の帯状質量付加膜と、他方の前記ギャップ領域に設けられている第2の帯状質量付加膜と、を含み、
前記複数の粒状質量付加膜が、前記第1の帯状質量付加膜が設けられている前記ギャップ領域、及び該ギャップ領域と隣接している前記エッジ領域にわたり設けられている、複数の第1の粒状質量付加膜と、前記第2の帯状質量付加膜が設けられている前記ギャップ領域、及び該ギャップ領域と隣接している前記エッジ領域にわたり設けられている、複数の第2の粒状質量付加膜と、を含む、請求項1または2に記載の弾性波装置。 - 前記複数の粒状質量付加膜が、前記電極指と積層されている部分を有する前記粒状質量付加膜を含み、
前記粒状質量付加膜及び前記電極指が積層されている部分において、前記圧電層、前記電極指及び前記粒状質量付加膜がこの順序において積層されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 前記複数の粒状質量付加膜が、前記電極指と積層されている部分を有する前記粒状質量付加膜を含み、
前記粒状質量付加膜及び前記電極指が積層されている部分において、前記圧電層、前記粒状質量付加膜及び前記電極指がこの順序において積層されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 前記電極指と積層されている部分を有する前記粒状質量付加膜が、前記電極指の先端部と積層されている部分を有する、請求項4または5に記載の弾性波装置。
- 前記複数の粒状質量付加膜が、平面視において、前記電極指の先端部を三方向において囲んでいる前記粒状質量付加膜を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記帯状質量付加膜が、一方の前記ギャップ領域に設けられている第1の帯状質量付加膜を含み、
前記複数の粒状質量付加膜が、前記第1の帯状質量付加膜が設けられている前記ギャップ領域、及び該ギャップ領域と隣接している前記エッジ領域にわたり設けられている、複数の第1の粒状質量付加膜を含み、
前記複数の電極指のうち、互いに異なる前記バスバーに接続された1対の前記電極指のみを含む領域を電極指対領域としたときに、複数の前記電極指対領域が構成されており、
前記複数の電極指対領域が、前記第1の帯状質量付加膜及び前記第1の粒状質量付加膜の面積の合計が他の前記電極指対領域と異なる、少なくとも1つの前記電極指対領域を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 前記1対のギャップ領域のうち少なくとも一方に設けられている前記帯状質量付加膜が、前記ギャップ領域から、該ギャップ領域に隣接する前記バスバーと平面視において重なる部分に至っている、請求項1~8のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 同じ前記ギャップ領域に設けられている前記帯状質量付加膜と、前記複数の粒状質量付加膜とが、同じ材料により一体として構成されている、請求項1~9のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 同じ前記ギャップ領域に位置している前記帯状質量付加膜と、前記複数の粒状質量付加膜とが、それぞれ個別に設けられており、前記帯状質量付加膜と、前記複数の粒状質量付加膜とが接触していない、請求項1~9のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記圧電層上に、前記IDT電極を覆うように誘電体膜が設けられている、請求項1~11のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記誘電体膜が酸化ケイ素からなる、請求項12に記載の弾性波装置。
- 前記帯状質量付加膜及び前記複数の粒状質量付加膜が、酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化タングステン及び酸化ハフニウムからなる群から選択される少なくとも1種の材料からなる、請求項1~13のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- d/pが0.24以下である、請求項1~14のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記電極指直交方向から見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合う領域であり、かつ隣り合う前記電極指同士の前記電極指直交方向における中心間の領域が励振領域であり、
前記励振領域に対する、前記複数の電極指のメタライゼーション比をMRとしたときに、MR≦1.75(d/p)+0.075を満たす、請求項1~15のいずれか1項に記載の弾性波装置。 - 前記圧電層を構成しているニオブ酸リチウムのオイラー角(φ,θ,ψ)が、以下の式(1)、式(2)または式(3)の範囲にある、請求項1~16のいずれか1項に記載の弾性波装置。
(0°±10°,0°~20°,任意のψ) …式(1)
(0°±10°,20°~80°,0°~60°(1-(θ-50)2/900)1/2) または (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°,任意のψ) …式(3) - 前記音響反射部が空洞部であり、前記支持部材の一部及び前記圧電膜の一部が、前記空洞部を挟み互いに対向するように、前記支持部材と前記圧電膜とが配置されている、請求項1~17のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 前記音響反射部が、相対的に音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス層を含む、音響反射膜であり、前記支持部材の少なくとも一部及び前記圧電膜の少なくとも一部が、前記音響反射膜を挟み互いに対向するように、前記支持部材と前記圧電膜とが配置されている、請求項1~17のいずれか1項に記載の弾性波装置。
- 少なくとも1つの直列腕共振子及び少なくとも1つの並列腕共振子を含む、複数の弾性波共振子を有するフィルタ装置であって、
前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子のうち少なくとも1つの前記弾性波共振子が、請求項1~19のいずれか1項に記載の弾性波装置である、フィルタ装置。 - 前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子が、少なくとも1つの第1の弾性波共振子と、少なくとも1つの第2の弾性波共振子と、を含み、
前記第1の弾性波共振子が前記弾性波装置であり、
前記第2の弾性波共振子が、圧電性基板と、前記圧電性基板上に設けられており、1対のバスバー及び複数の電極指を含むIDT電極と、を有し、かつ前記第1の弾性波共振子の前記帯状質量付加膜及び前記粒状質量付加膜に相当する質量付加膜を有しない、請求項20に記載のフィルタ装置。 - 前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子が、少なくとも1つの第1の弾性波共振子と、少なくとも1つの第3の弾性波共振子と、を含み、
前記第1の弾性波共振子が前記弾性波装置であり、
前記第3の弾性波共振子が、圧電性基板と、前記圧電性基板上に設けられており、1対のバスバー及び複数の電極指を含むIDT電極と、を有し、かつ前記第1の弾性波共振子の前記粒状質量付加膜に相当する質量付加膜を有さず、
前記第3の弾性波共振子において、前記複数の電極指が延びる方向と直交する方向から前記IDT電極を見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域と、前記IDT電極の前記1対のバスバーとの間に位置する領域が1対のギャップ領域であり、
前記第3の弾性波共振子が、前記第1の弾性波共振子とは個別に帯状質量付加膜を有し、前記第3の弾性波共振子において、前記帯状質量付加膜が、前記1対のギャップ領域のうち少なくとも一方のギャップ領域に設けられており、かつ前記交叉領域に設けられておらず、前記帯状質量付加膜が、平面視において、前記複数の電極指と、前記電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられている、請求項20または21に記載のフィルタ装置。 - 前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子が、少なくとも1つの第1の弾性波共振子と、少なくとも1つの第4の弾性波共振子と、を含み、
前記第1の弾性波共振子が前記弾性波装置であり、
前記第4の弾性波共振子が、圧電性基板と、前記圧電性基板上に設けられており、1対のバスバー及び複数の電極指を含むIDT電極と、を有し、かつ前記第1の弾性波共振子の前記帯状質量付加膜に相当する質量付加膜を有さず、
前記第4の弾性波共振子において、前記複数の電極指が延びる方向と直交する方向から前記IDT電極を見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域と、前記IDT電極の前記1対のバスバーとの間に位置する領域が1対のギャップ領域であり、前記交叉領域が、中央領域と、前記中央領域を前記電極指延伸方向において挟むように配置されている1対のエッジ領域と、を有し、
前記第4の弾性波共振子が、前記第1の弾性波共振子とは個別に複数の粒状質量付加膜を有し、前記第4の弾性波共振子において、前記複数の粒状質量付加膜が、前記1対のギャップ領域のうち少なくとも一方のギャップ領域、及び該ギャップ領域と隣接している前記エッジ領域にわたり設けられており、かつ平面視において、1本以下の前記電極指と重なるように設けられている、請求項20~22のいずれか1項に記載のフィルタ装置。 - 前記直列腕共振子及び前記並列腕共振子が、少なくとも1つの第1の弾性波共振子と、少なくとも1つの第5の弾性波共振子と、を含み、
前記第1の弾性波共振子が前記弾性波装置であり、
前記第5の弾性波共振子が、圧電性基板と、前記圧電性基板上に設けられており、1対のバスバー及び複数の電極指を含むIDT電極と、を有し、かつ前記第1の弾性波共振子の前記粒状質量付加膜に相当する質量付加膜を有さず、
前記第5の弾性波共振子において、前記複数の電極指が延びる方向と直交する方向から前記IDT電極を見たときに、隣り合う前記電極指同士が重なり合う領域が交叉領域であり、前記交叉領域と、前記IDT電極の前記1対のバスバーとの間に位置する領域が1対のギャップ領域であり、前記交叉領域が、中央領域と、前記中央領域を前記複数の電極指が延びる方向において挟むように配置されている1対のエッジ領域と、を有し、
前記第5の弾性波共振子が、前記第1の弾性波共振子とは個別に帯状質量付加膜を有し、前記第5の弾性波共振子において、前記帯状質量付加膜が、前記1対のギャップ領域のうち少なくとも一方のギャップ領域、及び該ギャップ領域と隣接している前記エッジ領域にわたり設けられており、かつ平面視において、前記複数の電極指と、前記電極指間の領域とに重なるように、連続的に設けられている、請求項20~23のいずれか1項に記載のフィルタ装置。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010166148A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性波装置 |
JP2013518455A (ja) * | 2010-01-25 | 2013-05-20 | エプコス アーゲー | 横方向放射損失を低減させ,横方向モードの抑制により性能を高めた電気音響変換器 |
US20170155373A1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-01 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface acoustic wave (saw) resonator structure with dielectric material below electrode fingers |
JP2020080519A (ja) * | 2018-11-14 | 2020-05-28 | 日本電波工業株式会社 | 弾性表面波素子 |
WO2021039639A1 (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
WO2021060521A1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
WO2021136756A1 (en) * | 2019-12-30 | 2021-07-08 | Frec'n'sys | Transducer structure for single-port resonator with transverse mode suppression |
WO2021149471A1 (ja) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
JP2022506474A (ja) * | 2018-10-31 | 2022-01-17 | レゾナント インコーポレイテッド | 音響反射型の横方向に励振される薄膜バルク弾性波共振子 |
-
2023
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010166148A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性波装置 |
JP2013518455A (ja) * | 2010-01-25 | 2013-05-20 | エプコス アーゲー | 横方向放射損失を低減させ,横方向モードの抑制により性能を高めた電気音響変換器 |
US20170155373A1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-01 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Surface acoustic wave (saw) resonator structure with dielectric material below electrode fingers |
JP2022506474A (ja) * | 2018-10-31 | 2022-01-17 | レゾナント インコーポレイテッド | 音響反射型の横方向に励振される薄膜バルク弾性波共振子 |
JP2020080519A (ja) * | 2018-11-14 | 2020-05-28 | 日本電波工業株式会社 | 弾性表面波素子 |
WO2021039639A1 (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
WO2021060521A1 (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
WO2021136756A1 (en) * | 2019-12-30 | 2021-07-08 | Frec'n'sys | Transducer structure for single-port resonator with transverse mode suppression |
WO2021149471A1 (ja) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置 |
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