特許 6424958 弾性波装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6424958

(24)【登録日】2018年11月2日

(45)【発行日】2018年11月21日

(54)【発明の名称】弾性波装置

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/145 20060101AFI20181112BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/145 C

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-518372(P2017-518372)

(86)(22)【出願日】2016年12月13日

(86)【国際出願番号】JP2016087079

(87)【国際公開番号】WO2017110586

(87)【国際公開日】20170629

【審査請求日】2017年4月5日

(31)【優先権主張番号】特願2015-253657(P2015-253657)

(32)【優先日】2015年12月25日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001232

【氏名又は名称】特許業務法人 宮▲崎▼・目次特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大門 克也

(72)【発明者】

【氏名】玉崎 大輔

【審査官】 ▲高▼橋 徳浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１０１３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３８３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１８４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／００７３１９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｈ３／００７−Ｈ０３Ｈ３／１０

Ｈ０３Ｈ９／００−Ｈ０３Ｈ９／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電基板と、
前記圧電基板上に設けられているＩＤＴ電極と、を備え、
前記ＩＤＴ電極が、互いに対向し合っている第１及び第２のバスバーと、前記第１のバスバーに一端が接続された複数本の第１の電極指と、前記第２のバスバーに一端が接続された複数本の第２の電極指と、を有し、
前記複数本の第１及び第２の電極指が互いに間挿し合っており、前記第１の電極指と前記第２の電極指が弾性波伝搬方向において重なり合っている部分を交差領域とした場合に、該交差領域が、前記第１及び第２の電極指が延びる方向において、中央側に位置している中央領域と、前記中央領域の両側に配置された第１及び第２のエッジ領域と、を有し、
前記ＩＤＴ電極を覆うように、前記圧電基板上に設けられている第１の誘電体膜と、
前記第１の誘電体膜上に設けられており、前記各第１及び第２の電極指が延びる方向に沿って延びており、かつ前記中央領域に設けられており、平面視において、前記複数本の第１及び第２の電極指に重なっている、第１の質量付加膜と、
前記第１の誘電体膜上に設けられており、かつ前記第１のエッジ領域に設けられており、平面視において、前記第１及び第２の電極指のうち少なくとも一方に一部が重なっている、第２の質量付加膜と、
前記第１の誘電体膜上に設けられており、かつ前記第２のエッジ領域に設けられており、平面視において、前記第１及び第２の電極指のうち少なくとも一方に一部が重なっている、第３の質量付加膜と、をさらに備え、
前記第１の質量付加膜の弾性波伝搬方向に沿う寸法の前記中央領域における合計よりも、前記第２及び第３の質量付加膜の弾性波伝搬方向に沿う寸法の前記第１及び第２のエッジ領域における各合計の方が長い、弾性波装置。

【請求項2】

前記中央領域における弾性波の音速をＶ１、前記第１及び第２のエッジ領域における弾性波の音速をＶ２、前記第１のエッジ領域と前記第１のバスバーとの間及び前記第２のエッジ領域と前記第２のバスバーとの間に位置する領域における弾性波の音速をＶ３とした場合、Ｖ３＞Ｖ１＞Ｖ２とされている、請求項１に記載の弾性波装置。

【請求項3】

前記ＩＤＴ電極の材料の密度よりも前記第１〜第３の質量付加膜の材料の密度の方が高い、請求項１または２に記載の弾性波装置。

【請求項4】

前記第２及び第３の質量付加膜が、前記第１及び第２のエッジ領域の弾性波伝搬方向における全長にわたっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波装置。

【請求項5】

前記第２の質量付加膜を複数有し、前記複数の第２の質量付加膜が、弾性波伝搬方向において互いにギャップを隔てて配置されており、前記各第２の質量付加膜が、平面視において、前記各第１及び第２の電極指に、前記各第１及び第２の電極指の弾性波伝搬方向における全長にわたって重なっており、
前記第３の質量付加膜を複数有し、前記複数の第３の質量付加膜が、弾性波伝搬方向において互いにギャップを隔てて配置されており、前記各第３の質量付加膜が、平面視において、前記各第１及び第２の電極指に、前記各第１及び第２の電極指の弾性波伝搬方向における全長にわたって重なっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性波装置。

【請求項6】

前記第１の質量付加膜と前記第２及び第３の質量付加膜とが連なっている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波装置。

【請求項7】

平面視において、前記第１の質量付加膜と前記第２及び第３の質量付加膜とが、弾性波伝搬方向に垂直な方向において、ギャップを隔てて配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波装置。

【請求項8】

前記各第１及び第２の電極指の弾性波伝搬方向に沿う寸法よりも、前記第１の質量付加膜の弾性波伝搬方向に沿う寸法の方が短い、請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性波装置。

【請求項9】

前記圧電基板と前記ＩＤＴ電極との間に積層されている、第２の誘電体膜をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性波装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピストンモードを利用した弾性波装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、横モードスプリアスを抑制するために、ピストンモードを利用した弾性波装置が提案されている。

【0003】

例えば、下記の特許文献１には、ピストンモードを利用した弾性波装置の一例が示されている。この弾性波装置は、ＩＤＴ電極の複数本の第１の電極指と複数本の第２の電極指とが、弾性波伝搬方向に見たときに重なっている交差領域を有する。交差領域は、第１，第２の電極指が延びる方向において、中央領域と、中央領域の第１，第２の電極指の延びる方向の外側に設けられた第１，第２のエッジ領域とを有する。

【0004】

他方、ＩＤＴ電極を覆うように、圧電基板上に誘電体膜が積層されている。誘電体膜の第１，第２のエッジ領域に位置する部分に、チタン層が埋め込まれている。これにより、第１，第２のエッジ領域における音速が、中央領域及び第１，第２のエッジ領域の外側の領域における音速よりも遅くなり、横モードスプリアスを抑制し得るとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１８６８０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の弾性波装置を得るための製造工程では、第１，第２のエッジ領域にチタン層を形成する必要がある。そのため、中央領域における部分と第１，第２のエッジ領域における部分とを、同一の工程で形成することができなかった。よって、交差領域の膜厚に大きなばらつきが生じるおそれがあった。従って、横モードスプリアスを充分に抑制できないおそれがあった。

【0007】

本発明の目的は、ＩＤＴ電極の交差領域における膜厚のばらつきの影響を小さくすることができ、横モードスプリアスを充分に抑制することができる、弾性波装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられているＩＤＴ電極とを備え、前記ＩＤＴ電極が、互いに対向し合っている第１及び第２のバスバーと、前記第１のバスバーに一端が接続された複数本の第１の電極指と、前記第２のバスバーに一端が接続された複数本の第２の電極指とを有し、前記複数本の第１及び第２の電極指が互いに間挿し合っており、前記第１の電極指と前記第２の電極指が弾性波伝搬方向において重なり合っている部分を交差領域とした場合に、該交差領域が、前記第１及び第２の電極指が延びる方向において、中央側に位置している中央領域と、前記中央領域の両側に配置された第１及び第２のエッジ領域とを有し、前記ＩＤＴ電極を覆うように、前記圧電基板上に設けられている第１の誘電体膜と、前記第１の誘電体膜上に設けられており、前記各第１及び第２の電極指が延びる方向に沿って延びており、かつ前記中央領域に設けられており、平面視において、前記複数本の第１及び第２の電極指に重なっている、第１の質量付加膜と、前記第１の誘電体膜上に設けられており、かつ前記第１のエッジ領域に設けられており、平面視において、前記第１及び第２の電極指のうち少なくとも一方に一部が重なっている、第２の質量付加膜と、前記第１の誘電体膜上に設けられており、かつ前記第２のエッジ領域に設けられており、平面視において、前記第１及び第２の電極指のうち少なくとも一方に一部が重なっている、第３の質量付加膜とをさらに備え、前記第１の質量付加膜の弾性波伝搬方向に沿う寸法よりも、前記第２及び第３の質量付加膜の弾性波伝搬方向に沿う寸法の方が長い。

【0009】

本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記中央領域における弾性波の音速をＶ１、前記第１及び第２のエッジ領域における弾性波の音速をＶ２、前記第１のエッジ領域と前記第１のバスバーとの間及び前記第２のエッジ領域と前記第２のバスバーとの間に位置する領域における弾性波の音速をＶ３とした場合、Ｖ３＞Ｖ１＞Ｖ２とされている。この場合には、横モードスプリアスをより一層抑制することができる。

【0010】

本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極の材料の密度よりも前記第１〜第３の質量付加膜の材料の密度の方が高い。この場合には、ＩＤＴ電極の励振効率を効果的に高めることができる。

【0011】

本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記第２及び第３の質量付加膜が、前記第１及び第２のエッジ領域の弾性波伝搬方向における全長にわたっている。この場合には、第１及び第２のエッジ領域における音速を効果的に遅くすることができる。従って、横モードスプリアスをより一層抑制することができる。

【0012】

本発明に係る弾性波装置の別の特定の局面では、前記第２の質量付加膜を複数有し、前記複数の第２の質量付加膜が、弾性波伝搬方向において互いにギャップを隔てて配置されており、前記各第２の質量付加膜が、平面視において、前記各第１及び第２の電極指に、前記各第１及び第２の電極指の弾性波伝搬方向における全長にわたって重なっており、前記第３の質量付加膜を複数有し、前記複数の第３の質量付加膜が、弾性波伝搬方向において互いにギャップを隔てて配置されており、前記各第３の質量付加膜が、平面視において、前記各第１及び第２の電極指に、前記各第１及び第２の電極指の弾性波伝搬方向における全長にわたって重なっている。この場合には、弾性波装置を得るための製造工程において、第１〜第３の質量付加膜を、リフトオフ法を用いて容易に形成することができる。よって、生産性を高めることができる。

【0013】

本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記第１の質量付加膜と前記第２及び第３の質量付加膜とが連なっている。

【0014】

本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、平面視において、前記第１の質量付加膜と前記第２及び第３の質量付加膜とが、弾性波伝搬方向に垂直な方向において、ギャップを隔てて配置されている。

【0015】

本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記各第１及び第２の電極指の弾性波伝搬方向に沿う寸法よりも、前記第１の質量付加膜の弾性波伝搬方向に沿う寸法の方が短い。この場合には、中央領域における音速が遅くなり難い。従って、横モードスプリアスをより一層抑制することができる。

【0016】

本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記圧電基板と前記ＩＤＴ電極との間に積層されている、第２の誘電体膜がさらに備えられている。この場合には、電気機械結合係数を調整することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る弾性波装置によれば、ＩＤＴ電極の交差領域における膜厚のばらつきの影響を小さくすることができ、横モードスプリアスを充分に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。

【図2】図２は、図１中のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。

【図3】図３は、本発明の第１の実施形態における第１〜第３の質量付加膜の膜厚を９５ｎｍとしたときの、弾性波装置における第２，第３の質量付加膜の幅と、１次及び高次の実効電気機械結合係数との関係を示す図である。

【図4】図４は、本発明の第１の実施形態における第１〜第３の質量付加膜の膜厚を７０ｎｍとしたときの、弾性波装置における第２，第３の質量付加膜の幅と、１次及び高次の実効電気機械結合係数との関係を示す図である。

【図5】図５は、本発明の第１の実施形態における第１〜第３の質量付加膜の膜厚を１２０ｎｍとしたときの、弾性波装置における第２，第３の質量付加膜の幅と、１次及び高次の実効電気機械結合係数との関係を示す図である。

【図6】図６は、比較例における第２，第３の質量付加膜の膜厚を６ｎｍとしたときの、弾性波装置における第２，第３の質量付加膜の幅と、１次及び高次の実効電気機械結合係数との関係を示す図である。

【図7】図７は、比較例における第２，第３の質量付加膜の膜厚を４．５ｎｍとしたときの、弾性波装置における第２，第３の質量付加膜の幅と、１次及び高次の実効電気機械結合係数との関係を示す図である。

【図8】図８は、比較例における第２，第３の質量付加膜の膜厚を７．５ｎｍとしたときの、弾性波装置における第２，第３の質量付加膜の幅と、１次及び高次の実効電気機械結合係数との関係を示す図である。

【図9】図９は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る弾性波装置の平面図である。

【図10】図１０は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る弾性波装置の平面図である。

【図11】図１１は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る弾性波装置の拡大正面断面図である。

【図12】図１２は、本発明の第２の実施形態の第４の変形例に係る弾性波装置の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。図２は、図１中のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。なお、図１においては、後述する第１〜第３の質量付加膜上の誘電体膜は省略している。

【0022】

弾性波装置１は、圧電基板２を有する。圧電基板２は、ＬｉＮｂＯ_３またはＬｉＴａＯ_３などの圧電単結晶や、適宜の圧電セラミックスからなる。

【0023】

圧電基板２上には、ＩＤＴ電極３が設けられている。ＩＤＴ電極３は、対向し合っている第１，第２のバスバー３ａ１，３ｂ１を有する。ＩＤＴ電極３は、第１のバスバー３ａ１に一端が接続されている、複数本の第１の電極指３ａ２を有する。さらに、ＩＤＴ電極３は、第２のバスバー３ｂ１に一端が接続されている、複数本の第２の電極指３ｂ２を有する。

【0024】

複数本の第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２は、互いに間挿し合っている。ここで、第１の電極指３ａ２と第２の電極指３ｂ２とが弾性波伝搬方向において重なり合っている部分を交差領域Ａとする。このとき、交差領域Ａは、第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２が延びる方向において、中央側に位置している中央領域Ａ１を有する。交差領域Ａは、第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２が延びる方向において、中央領域Ａ１の両側に配置された第１，第２のエッジ領域Ａ２ａ，Ａ２ｂも有する。第１のエッジ領域Ａ２ａは第１のバスバー３ａ１側に位置し、第２のエッジ領域Ａ２ｂは第２のバスバー３ｂ１側に位置している。

【0025】

ＩＤＴ電極３は、第１，第２のエッジ領域Ａ２ａ，Ａ２ｂの中央領域Ａ１側とは反対側の領域である、第１，第２の外側領域Ｂａ，Ｂｂを有する。第１の外側領域Ｂａは、第１のエッジ領域Ａ２ａと第１のバスバー３ａ１との間に位置している。第２の外側領域Ｂｂは、第２のエッジ領域Ａ２ｂと第２のバスバー３ｂ１との間に位置している。

【0026】

本実施形態では、ＩＤＴ電極３は、Ａｌからなる。なお、ＩＤＴ電極３は、Ａｌ以外の適宜の金属からなっていてもよい。ＩＤＴ電極３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。

【0027】

ここで、弾性波装置１は、ピストンモードを利用した弾性波装置である。中央領域Ａ１における弾性波の音速をＶ１、第１，第２のエッジ領域Ａ２ａ，Ａ２ｂにおける弾性波の音速をＶ２、第１，第２の外側領域Ｂａ，Ｂｂにおける弾性波の音速をＶ３とする。このとき、Ｖ３＞Ｖ１＞Ｖ２とされていることが好ましい。それによって、横モードスプリアスを効果的に抑制することができる。上記のような各音速Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の関係を図１に示す。なお、図１における左側に向かうにつれて、音速が高速であることを示す。

【0028】

図１に示すように、ＩＤＴ電極３を覆うように、圧電基板２上に第１の誘電体膜４が設けられている。第１の誘電体膜４は、特に限定されないが、ＳｉＯ_２からなる。

【0029】

第１の誘電体膜４上には、平面視において、第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２に重なるように、第１〜第３の質量付加膜５ａ〜５ｃが設けられている。より具体的には、第１の質量付加膜５ａは、中央領域Ａ１に複数設けられている。複数の第１の質量付加膜５ａは、各第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２が延びる方向に沿って延びており、中央領域Ａ１の該方向における全長にわたっている。複数の第１の質量付加膜５ａは、弾性波伝搬方向において、互いにギャップを隔てて設けられている。複数の第１の質量付加膜５ａは、平面視において、第１の電極指３ａ２に重なっている第１の質量付加膜５ａと、第２の電極指３ｂ２に重なっている第１の質量付加膜５ａとを含む。ここで、各第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２及び各第１の質量付加膜５ａの弾性波伝搬方向に沿う寸法を幅とする。このとき、本実施形態では、各第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２の幅よりも各第１の質量付加膜５ａの幅の方が狭い。

【0030】

他方、第２の質量付加膜５ｂは第１のエッジ領域Ａ２ａに設けられている。第２の質量付加膜５ｂは、第１のエッジ領域Ａ２ａの、弾性波伝搬方向における全長にわたっている。

【0031】

第３の質量付加膜５ｃは第２のエッジ領域Ａ２ｂに設けられている。第３の質量付加膜５ｃは、第２のエッジ領域Ａ２ｂの、弾性波伝搬方向における全長にわたっている。このように、第１の質量付加膜５ａの弾性波伝搬方向に沿う寸法よりも、第２の質量付加膜５ｂ及び第３の質量付加膜５ｃの弾性波伝搬方向に沿う寸法の方が長い。

【0032】

本実施形態では、複数の第１の質量付加膜５ａと、第２，第３の質量付加膜５ｂ，５ｃとは連なっている。

【0033】

第１〜第３の質量付加膜５ａ〜５ｃは、本実施形態では、Ｐｔからなる。なお、第１〜第３の質量付加膜５ａ〜５ｃは、Ｐｔ以外の適宜の金属からなっていてもよい。第１〜第３の質量付加膜５ａ〜５ｃの材料の密度は、ＩＤＴ電極３の材料の密度よりも高いことが好ましい。それによって、ＩＤＴ電極３の励振効率を効果的に高めることができる。なお、第１〜第３の質量付加膜５ａ〜５ｃ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。

【0034】

図２に示すように、第１の誘電体膜４上に誘電体層６が設けられている。誘電体層６は、図１に示した第１〜第３の質量付加膜５ａ〜５ｃを覆っている。誘電体層６は、第１の誘電体膜４側に位置している第１の層６ａと、第１の層６ａ上に積層された第２の層６ｂとを有する。この場合には、例えば、第１の層６ａはＳｉＯ_２などからなっていてもよく、第２の層６ｂはＳｉＮなどからなっていてもよい。なお、誘電体層６は、単層からなっていてもよい。

【0035】

図１に戻り、本実施形態の特徴は、平面視において、ＩＤＴ電極３の交差領域Ａに重なるように、第１〜第３の質量付加膜５ａ〜５ｃが設けられていることにある。それによって、ＩＤＴ電極３の交差領域Ａにおける膜厚のばらつきの影響を小さくすることができる。さらに、横モードスプリアスを充分に抑制することができる。これを、以下において説明する。

【0036】

図１に示すように、ＩＤＴ電極３において第１の外側領域Ｂａに位置している部分は、第１の電極指３ａ２のみである。ＩＤＴ電極３において第２の外側領域Ｂｂに位置している部分は、第２の電極指３ｂ２のみである。加えて、交差領域Ａにおいては、第１〜第３の質量付加膜５ａ〜５ｃが設けられているため、音速が遅くなっている。従って、弾性波装置１においては、Ｖ３＞Ｖ１及びＶ３＞Ｖ２とされている。

【0037】

中央領域Ａ１においては、複数の第１の質量付加膜５ａが弾性波伝搬方向にギャップを隔てて設けられている。これに対して、第１，第２のエッジ領域Ａ２ａ，Ａ２ｂにおいては、第２，第３の質量付加膜５ｂ，５ｃが、交差領域Ａの弾性波伝搬方向における全長にわたっている。これにより、第１，第２のエッジ領域Ａ２ａ，Ａ２ｂにおける第２，第３の質量付加膜５ｂ，５ｃの面積を大きくすることができる。そのため、第１，第２のエッジ領域Ａ２ａ，Ａ２ｂにおいて、ＩＤＴ電極３に付加される質量を大きくすることができる。よって、第１，第２のエッジ領域Ａ２ａ，Ａ２ｂにおける音速Ｖ２を効果的に遅くすることができる。これにより、Ｖ１＞Ｖ２とすることができ、かつ音速Ｖ１と音速Ｖ２との差を大きくすることができる。従って、横モードスプリアスを効果的に抑制することができる。

【0038】

下記の図３〜図５を用いて、第１の実施形態の効果をさらに説明する。ここで、第２，第３の質量付加膜５ｂ，５ｃの弾性波伝搬方向に垂直な方向の寸法を、第２，第３の質量付加膜５ｂ，５ｃの幅とする。第１の実施形態では、第２，第３の質量付加膜５ｂ，５ｃの幅は同じ幅である。

【0039】

図３は、第１の実施形態における第１〜第３の質量付加膜の膜厚を９５ｎｍとしたときの、弾性波装置における第２，第３の質量付加膜の幅と、１次及び高次の実効電気機械結合係数との関係を示す図である。図４は、第１の実施形態における第１〜第３の質量付加膜の膜厚を７０ｎｍとしたときの、弾性波装置における第２，第３の質量付加膜の幅と、１次及び高次の実効電気機械結合係数との関係を示す図である。図５は、第１の実施形態における第１〜第３の質量付加膜の膜厚を１２０ｎｍとしたときの、弾性波装置における第２，第３の質量付加膜の幅と、１次及び高次の実効電気機械結合係数との関係を示す図である。なお、図３〜図５に示す関係を求めるに際し、ＩＤＴ電極の膜厚は２０ｎｍとした。

【0040】

図３〜図５における菱形のプロット及び実線は、１次の実効電気機械結合係数を示す。矩形のプロット及び破線は、３次の実効電気機械結合係数を示す。三角形のプロット及び破線は５次の実効電気機械結合係数を示す。Ｘ字形のプロット及び破線は７次の実効電気機械結合係数を示す。Ｉ字形のプロット及び破線は９次の実効電気機械結合係数を示す。円形のプロット及び破線は１１次の実効電気機械結合係数を示す。１次の実効電気機械結合係数の値は右側の縦軸に示し、３次以上の実効電気機械結合係数の値は左側の縦軸に示す。上記プロットの形状及び線種と各次数との関係は、後述する図６〜図８においても同様である。

【0041】

図３に示す結果では、１次の実効電気機械結合係数が極大値となる第２，第３の質量付加膜の幅と、３次以上の実効電気機械結合係数が極小値となる第２，第３の質量付加膜の幅とはほぼ同じ幅である。従って、エネルギー効率を効果的に高めることができ、かつ横モードスプリアスを効果的に抑制することができる。

【0042】

図４に示す結果は、図３に示した関係を求めたときの第１〜第３の質量付加膜の膜厚を、２５ｎｍ薄くした場合の結果である。この場合においても、１次の実効電気機械結合係数が極大値となる第２，第３の質量付加膜の幅と、３次以上の実効電気機械結合係数が極小値となる第２，第３の質量付加膜の幅とのずれは小さい。

【0043】

図５に示す結果は、図３に示した関係を求めたときの第１〜第３の質量付加膜の膜厚を、２５ｎｍ厚くした場合の結果である。この場合においても、１次の実効電気機械結合係数が極大値となる第２，第３の質量付加膜の幅と、３次以上の実効電気機械結合係数が極小値となる第２，第３の質量付加膜の幅とのずれは小さい。

【0044】

このように、第１〜第３の質量付加膜の膜厚が９５±２５ｎｍの広い範囲において、横モードスプリアスを効果的に抑制することができる。従って、第１〜第３の質量付加膜の膜厚のばらつきの影響を小さくすることができ、ＩＤＴ電極の交差領域における膜厚のばらつきの影響を小さくすることができる。

【0045】

次に、第１の実施形態と比較例とを比較することにより、第１の実施形態の効果を説明する。比較例の弾性波装置は、ＩＤＴ電極がＰｔからなる点及び第１の質量付加膜を有しない点において、第１の実施形態と異なる。

【0046】

図６は、比較例における第２，第３の質量付加膜の膜厚を６ｎｍとしたときの、弾性波装置における第２，第３の質量付加膜の幅と、１次及び高次の実効電気機械結合係数との関係を示す図である。図７は、比較例における第２，第３の質量付加膜の膜厚を４．５ｎｍとしたときの、弾性波装置における第２，第３の質量付加膜の幅と、１次及び高次の実効電気機械結合係数との関係を示す図である。図８は、比較例における第２，第３の質量付加膜の膜厚を７．５ｎｍとしたときの、弾性波装置における第２，第３の質量付加膜の幅と、１次及び高次の実効電気機械結合係数との関係を示す図である。なお、以下の図６〜図８に示す関係を求めるに際し、ＩＤＴ電極の膜厚は２０ｎｍとした。

【0047】

図６に示す比較例の結果では、１次の実効電気機械結合係数が極大値となる第２，第３の質量付加膜の幅と、３次以上の実効電気機械結合係数が極小値となる第２，第３の質量付加膜の幅とのずれは小さい。しかしながら、図７及び図８に示す結果では、１次の実効電気機械結合係数が極大値となる第２，第３の質量付加膜の幅と、３次以上の実効電気機械結合係数が極小値となる第２，第３の質量付加膜の幅とは、大きくずれている。さらに、図７に示す結果では、９次以上の実効電気機械結合係数の変化は小さくなっている。

【0048】

ここで、図７に示す結果は、図６に示した関係を求めたときの第２，第３の質量付加膜の膜厚を、１．５ｎｍ薄くした場合の結果である。図８に示す結果は、図６に示した関係を求めたときの第２，第３の質量付加膜の膜厚を、１．５ｎｍ厚くした場合の結果である。このように、比較例では、第２，第３の質量付加膜の膜厚が６±１．５ｎｍの狭い範囲においても、該膜厚のばらつきの影響が大きい。

【0049】

第１の実施形態の弾性波装置では、図３〜図５に示したように、第１〜第３の質量付加膜の膜厚の範囲の広さが比較例の１０倍より広い範囲において、該膜厚のばらつきの影響をより一層効果的に小さくすることができる。

【0050】

下記の表１に、第１の実施形態における、Ｖ２／Ｖ１と、ＩＤＴ電極の膜厚との関係を示す。Ｖ２／Ｖ１は、第１，第２のエッジ領域の音速Ｖ２の、中央領域の音速Ｖ１に対する比である。なお、第１〜第３の質量付加膜の膜厚は８０ｎｍとした。同様に、表１に、比較例におけるＶ２／Ｖ１とＩＤＴ電極の膜厚との関係を示す。比較例の第２，第３の質量付加膜の膜厚は１０ｎｍとした。

【0051】

【表1】

【0052】

表１に示すように、比較例では、ＩＤＴ電極の膜厚が異なることにより、Ｖ２／Ｖ１が異なっている。これに対して、第１の実施形態では、Ｖ２／Ｖ１に対して、ＩＤＴ電極の膜厚のばらつきがほぼ影響していないことがわかる。従って、第１の実施形態では、ＩＤＴ電極の交差領域における膜厚のばらつきの影響をより一層小さくすることができる。

【0053】

図１に戻り、第１の実施形態では、第１の誘電体膜４を介して、複数本の第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２に対向している複数の第１の質量付加膜５ａが設けられていることにより、ＩＤＴ電極３の励振効率を効果的に高めることができる。加えて、第１の実施形態では、図１に示すように、各第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２の幅よりも、各第１の質量付加膜５ａの幅の方が狭い。それによって、中央領域Ａ１における音速Ｖ１は遅くなり難い。従って、音速Ｖ１と音速Ｖ２との差をより一層大きくすることができ、横モードスプリアスをより一層抑制することができる。

【0054】

上述したように、第１，第２のエッジ領域Ａ２ａ，Ａ２ｂにおける音速は、第２，第３の質量付加膜５ｂ，５ｃが設けられていることにより、遅くされている。よって、第１，第２のエッジ領域Ａ２ａ，Ａ２ｂにおいて、ＩＤＴ電極３の第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２の幅を広くする必要がない。従って、電圧を印加したときなどにおける静電破壊に対する耐性を高めることもできる。

【0055】

ところで、上述したように、第１の実施形態の弾性波装置１は、ＳｉＯ_２からなる第１の誘電体膜４を有する。それによって、ＴＣＦ（Temperature coefficient of frequency：周波数温度係数）の絶対値を小さくすることができる。よって、弾性波装置１の温度特性を改善することができる。なお、第１の誘電体膜４は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、あるいは五酸化タンタルなどの適宜の材料からなっていてもよい。

【0056】

図２に示した誘電体層６は、ＳｉＮを含むことが好ましい。それによって、弾性波装置１が用いる弾性波の周波数を調整することができる。なお、誘電体層６は、必ずしも設けられていなくともよい。

【0057】

以下の図９〜図１２に示す第１の実施形態の第１〜第４の変形例においても、ＩＤＴ電極の交差領域における膜厚のばらつきの影響を小さくすることができる。さらに、横モードスプリアスを充分に抑制することができる。

【0058】

図９に示す第１の実施形態の第１の変形例のように、第２，第３の質量付加膜１５ｂ，１５ｃをそれぞれ複数有していてもよい。複数の第２の質量付加膜１５ｂは、弾性波伝搬方向において互いにギャップを隔てて配置されている。複数の第３の質量付加膜１５ｃも、弾性波伝搬方向において互いにギャップを隔てて配置されている。この場合には、弾性波装置１１を得るための製造工程において、第１の質量付加膜５ａ及び第２，第３の質量付加膜１５ｂ，１５ｃを、リフトオフ法を用いて容易に形成することができる。よって、生産性を高めることができる。

【0059】

より具体的には、弾性波装置１１を得るための製造工程において、第１の誘電体膜４上に、第１の質量付加膜５ａ及び複数の第２，第３の質量付加膜１５ｂ，１５ｃを形成するためのレジスト層を形成する。次に、レジスト層をパターニングする。

【0060】

このとき、各第２，第３の質量付加膜１５ｂ，１５ｃ間の弾性波伝搬方向のギャップに相当する部分にもレジスト層が至っている。それによって、平面視において、ＩＤＴ電極３の中央領域Ａ１に重なる部分のレジスト層と、第１，第２の外側領域Ｂａ，Ｂｂに重なる部分のレジスト層とが接続されている。

【0061】

次に、第１の誘電体膜４上に、第１の質量付加膜５ａ及び複数の第２，第３の質量付加膜１５ｂ，１５ｃとなる金属膜を形成する。次に、レジスト層を剥離する。このとき、レジスト層が上記のように接続されたパターンであるため、レジスト層を容易に剥離することができる。

【0062】

なお、各第２，第３の質量付加膜１５ｂ，１５ｃは、平面視において、各第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２のうち少なくとも一方に、一部が重なっていればよい。

【0063】

図１０に示す第１の実施形態の第２の変形例のように、平面視において、第１の質量付加膜２５ａと、第２，第３の質量付加膜５ｂ，５ｃとは、弾性波伝搬方向に垂直な方向において、ギャップを隔てて配置されていてもよい。

【0064】

図１１に示す第１の実施形態の第３の変形例のように、圧電基板２とＩＤＴ電極３との間に、第２の誘電体膜３７が積層されていてもよい。第２の誘電体膜３７は、特に限定されないが、ＳｉＯ_２やＳｉＮなどからなる。

【0065】

第３の変形例の弾性波装置においては、第２の誘電体膜３７が設けられていることにより、電気機械結合係数を調整することができる。

【0066】

図１２に示す第１の実施形態の第４の変形例のように、第１の質量付加膜４５ａは、ＩＤＴ電極３の各第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２の幅と同じ幅であってもよい。また、平面視において、第１のバスバー３ａ１の少なくとも一部に重なるように、第１の誘電体膜４上に第４の質量付加膜４５ｄが設けられていてもよい。平面視において、第２のバスバー３ｂ１の少なくとも一部に重なるように、第１の誘電体膜４上に第５の質量付加膜４５ｅが設けられていてもよい。第４，第５の質量付加膜４５ｄ，４５ｅは、例えば、第１，第２の電極指３ａ２，３ｂ２が延びる方向から見て、交差領域Ａの弾性波伝搬方向における全長と重なるように設けられていてもよい。

【0067】

本発明は、弾性波共振子や帯域通過型フィルタなどにも好適に適用することができる。

【符号の説明】

【0068】

１…弾性波装置
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
３ａ１，３ｂ１…第１，第２のバスバー
３ａ２，３ｂ２…第１，第２の電極指
４…第１の誘電体膜
５ａ〜５ｃ…第１〜第３の質量付加膜
６…誘電体層
６ａ，６ｂ…第１，第２の層
１１…弾性波装置
１５ｂ，１５ｃ…第２，第３の質量付加膜
２５ａ…第１の質量付加膜
３７…第２の誘電体膜
４５ａ，４５ｄ，４５ｅ…第１，第４，第５の質量付加膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】