特開 2024-114277 弾性波装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024114277

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】弾性波装置

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20240816BHJP

【ＦＩ】

H03H9/25 Z

H03H9/25 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023019942

(22)【出願日】2023-02-13

(71)【出願人】

【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】弁理士法人大阪フロント特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩本 英樹

(72)【発明者】

【氏名】道上 彰

(72)【発明者】

【氏名】奥永 洋夢

【テーマコード（参考）】

5J097

【Ｆターム（参考）】

5J097AA29

5J097BB11

5J097EE08

5J097EE09

5J097FF04

5J097FF05

5J097GG03

5J097GG04

5J097GG09

5J097KK03

5J097KK05

(57)【要約】

【課題】大型化を招かずして、比帯域を容易に調整することができる、弾性波装置を提供することができる。
【解決手段】本発明の弾性波装置１は、支持基板３と、支持基板３上に設けられており、互いに対向している第１の主面７ａ及び第２の主面７ｂを有する圧電体層７と、圧電体層７の第１の主面７ａに設けられている第１のＩＤＴ電極９Ａ、及び第２の主面７ｂに設けられている第２のＩＤＴ電極９Ｂと、圧電体層７の第１の主面７ａと第１のＩＤＴ電極９Ａとの間、及び第２の主面７ｂと第２のＩＤＴ電極９Ｂの間のうち少なくとも一方に設けられている誘電体膜８Ａとを備える。誘電体膜８Ａ及び圧電体層７がそれぞれ、Ｌｉ、Ｔａ及びＯを含む構成、並びにＬｉ、Ｎｂ及びＯを含む構成のうち一方の構成を有する。誘電体膜８Ａ及び圧電体層７において、分極方向、材料に含まれる元素、及び材料の組成のうち少なくともいずれかが互いに異なる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持基板と、
前記支持基板上に設けられており、互いに対向している第１の主面及び第２の主面を有する圧電体層と、
前記圧電体層の前記第１の主面に設けられている第１のＩＤＴ電極、及び前記第２の主面に設けられている第２のＩＤＴ電極と、
前記圧電体層の前記第１の主面と前記第１のＩＤＴ電極との間、及び前記第２の主面と前記第２のＩＤＴ電極の間のうち少なくとも一方に設けられている誘電体膜と、
を備え、
前記誘電体膜及び前記圧電体層がそれぞれ、Ｌｉ、Ｔａ及びＯを含む構成、並びにＬｉ、Ｎｂ及びＯを含む構成のうち一方の構成を有し、
前記誘電体膜及び前記圧電体層において、分極方向、材料に含まれる元素、及び材料の組成のうち少なくともいずれかが互いに異なる、弾性波装置。

【請求項2】

前記誘電体膜が、第１の誘電体膜及び第２の誘電体膜を含み、
前記圧電体層の前記第１の主面と前記第１のＩＤＴ電極との間に前記第１の誘電体膜が設けられており、前記第２の主面と前記第２のＩＤＴ電極との間に前記第２の誘電体膜が設けられている、請求項１に記載の弾性波装置。

【請求項3】

前記第１の誘電体膜及び前記第２の誘電体膜のうち少なくとも一方の分極方向と、前記圧電体層の分極方向とが互いに逆の方向である、請求項２に記載の弾性波装置。

【請求項4】

前記第１の誘電体膜及び前記第２の誘電体膜の双方の分極方向と、前記圧電体層の分極方向とが互いに逆の方向である、請求項３に記載の弾性波装置。

【請求項5】

前記第１の誘電体膜及び前記第２の誘電体膜のうち少なくとも一方の双極子配向度と、前記圧電体層の双極子配向度とが互いに異なる、請求項２に記載の弾性波装置。

【請求項6】

前記第１の誘電体膜及び前記第２の誘電体膜のうち少なくとも一方は、圧電性を有していない、請求項５に記載の弾性波装置。

【請求項7】

前記支持基板及び前記圧電体層の間に設けられている中間層をさらに備える、請求項１に記載の弾性波装置。

【請求項8】

前記中間層が、材料として酸化ケイ素が用いられている層を含む、請求項７に記載の弾性波装置。

【請求項9】

前記圧電体層の材料として圧電単結晶が用いられている、請求項１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、弾性波装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、弾性波装置は携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献１には、弾性波装置の一例が開示されている。この弾性波装置においては、圧電体層の両主面に絶縁体層が設けられている。圧電体層の両主面に、絶縁体層を介して間接的にＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２２／２０２９１７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の弾性波装置のように、圧電体層及びＩＤＴ電極の間に絶縁体層が設けられている場合には、絶縁体層の厚みを調整することにより、比帯域を調整し得る。なお、特許文献１においては、絶縁体層の材料の例として、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化タンタル、アルミナ及び酸窒化ケイ素が挙げられている。しかしながら、上記の材料の誘電率は、十分に高くはない。そのため、特許文献１の弾性波装置においては、所望の静電容量を得ようとした場合には、弾性波装置が大型化してしまう。

【0005】

本発明の目的は、大型化を招かずして、比帯域を容易に調整することができる、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】

【0006】

本発明に係る弾性波装置は、支持基板と、前記支持基板上に設けられており、互いに対向している第１の主面及び第２の主面を有する圧電体層と、前記圧電体層の前記第１の主面に設けられている第１のＩＤＴ電極、及び前記第２の主面に設けられている第２のＩＤＴ電極と、前記圧電体層の前記第１の主面と前記第１のＩＤＴ電極との間、及び前記第２の主面と前記第２のＩＤＴ電極の間のうち少なくとも一方に設けられている誘電体膜とを備え、前記誘電体膜及び前記圧電体層がそれぞれ、Ｌｉ、Ｔａ及びＯを含む構成、並びにＬｉ、Ｎｂ及びＯを含む構成のうち一方の構成を有し、前記誘電体膜及び前記圧電体層において、分極方向、材料に含まれる元素、及び材料の組成のうち少なくともいずれかが互いに異なる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、大型化を招かずして、比帯域を容易に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。

【図2】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3】本発明の第１の実施形態における、誘電体膜の厚みと比帯域との関係を示す図である。

【図4】本発明の第１の実施形態における、誘電体膜の厚みと静電容量との関係を示す図である。

【図5】図２中のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。

【図6】本発明の第２の実施形態及びその変形例並びに第１の比較例における、誘電体膜の厚みと比帯域との関係を示す図である。

【図7】本発明の第３の実施形態、第４の実施形態、第１の比較例及び第２の比較例における、誘電体膜の厚みと比帯域との関係を示す図である。

【図8】本発明の第５の実施形態における、各ＩＤＴ電極の１対の電極指付近を示す正面断面図である。

【図9】本発明の第６の実施形態における各ＩＤＴ電極の１対の電極指付近を示す正面断面図である。

【図10】本発明の第１の実施形態、第５の実施形態、第６の実施形態及び第１の比較例における、誘電体膜の厚みと比帯域との関係を示す図である。

【図11】本発明の第１の実施形態、第５の実施形態、第６の実施形態及び第１の比較例における、誘電体膜の厚みと静電容量との関係を示す図である。

【図12】本発明の第１の実施形態、第５の実施形態及び第６の実施形態における、高次モードが生じる周波数付近の位相特性を示す図である。

【図13】（ａ）は、本発明の第６の実施形態における、第１の誘電体膜、第２の誘電体膜及び圧電体層の分極方向を示す模式的断面図である。（ｂ）は、本発明の第６の実施形態の第１の変形例における、第１の誘電体膜、第２の誘電体膜及び圧電体層の分極方向を示す模式的断面図である。（ｃ）は、本発明の第６の実施形態の第２の変形例における、第１の誘電体膜、第２の誘電体膜及び圧電体層の分極方向を示す模式的断面図である。（ｄ）は、本発明の第６の実施形態の第３の変形例における、第１の誘電体膜、第２の誘電体膜及び圧電体層の分極方向を示す模式的断面図である。

【図14】本発明の第６の実施形態及びその第１～第３の変形例並びに第１の比較例における、誘電体膜の厚みと、１４５０ＭＨｚ付近に生じる高次モードの位相の最大値との関係を示す図である。

【図15】本発明の第６の実施形態及びその第１～第３の変形例並びに第１の比較例における、誘電体膜の厚みと、１１００ＭＨｚ付近に生じる高次モードの位相の最大値との関係を示す図である。

【図16】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、第２のＩＤＴ電極を設ける工程までを説明するための正面断面図である。

【図17】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、誘電体層を設ける工程までを説明するための正面断面図である。

【図18】（ａ）～（ｃ）は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、圧電基板の厚みを調整する工程までを説明するための正面断面図である。

【図19】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、第１のＩＤＴ電極を設ける工程までを説明するための正面断面図である。

【図20】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、第１の接続電極及び第２の接続電極を設ける工程までを説明するための、電極指が伸びる方向に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

図１は、第１の実施形態に係る弾性波装置の正面断面図である。図２は、第１の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。なお、図１は、図２中のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。図２においては、後述する第１の接続電極や第２の接続電極を省略している。

【0012】

図１に示すように、弾性波装置１は圧電性基板２を有する。圧電性基板２は、支持基板３と、中間層４と、圧電体層７とを有する。圧電性基板２は、圧電体層７を有することによって、圧電性を有する基板のことである。

【0013】

本実施形態においては、中間層４は積層体である。具体的には、中間層４は、第１の層５及び第２の層６を含む。圧電性基板２においては、支持基板３上に第１の層５が設けられている。第１の層５上に第２の層６が設けられている。第２の層６上に圧電体層７が設けられている。なお、圧電性基板２の積層構造は上記に限定されない。例えば、中間層４は単層の誘電体層であってもよい。あるいは、中間層４は設けられていなくともよい。

【0014】

支持基板３の材料として、シリコンが用いられている。支持基板３に用いられているシリコンの面方位は（１００）である。該シリコンのオイラー角（φ，θ，ψ）は、（０°，０°，４５°）である。中間層４の第１の層５の材料として、窒化ケイ素が用いられている。第２の層６の材料として、酸化ケイ素が用いられている。なお、支持基板３及び中間層４の各層の材料は上記に限定されない。

【0015】

圧電体層７は第１の主面７ａ及び第２の主面７ｂを有する。第１の主面７ａ及び第２の主面７ｂは互いに対向している。第１の主面７ａ及び第２の主面７ｂのうち、第２の主面７ｂが支持基板３側に位置している。

【0016】

圧電体層７の材料として、タンタル酸リチウムが用いられている。具体的には、圧電体層７の材料として、５０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ_３が用いられている。圧電体層７に用いられているＬｉＴａＯ_３のオイラー角は、（０°，１４０°，０°）である。なお、圧電体層７のカット角、オイラー角、組成や材料は上記に限定されない。

【0017】

圧電体層７は、Ｌｉ、Ｔａ及びＯを含む構成、並びにＬｉ、Ｎｂ及びＯを含む構成のうち一方の構成を有していればよい。言い換えれば、圧電体層７は、Ｌｉ及びＴａ、またはＬｉ及びＮｂを含む酸化物層であればよい。なお、圧電体層７の材料として、Ｌｉ及びＴａ、またはＬｉ及びＮｂを含む酸化物である、圧電単結晶が用いられていることが好ましい。それによって、弾性波装置１のＱ値を好適に高めることができる。

【0018】

圧電体層７の第１の主面７ａには誘電体膜８Ａが設けられている。誘電体膜８Ａは、本発明における第１の誘電体膜である。誘電体膜８Ａの材料として、ニオブ酸リチウムが用いられている。具体的には、誘電体膜８Ａの材料として、ＬｉＮｂＯ_３が用いられている。本実施形態においては、誘電体膜８Ａの分極方向は、圧電体層７の分極方向と逆の方向である。なお、誘電体膜８Ａの組成、材料や分極方向は上記に限定されない。誘電体膜８Ａは、Ｌｉ、Ｔａ及びＯを含む構成、並びにＬｉ、Ｎｂ及びＯを含む構成のうち一方の構成を有していればよい。言い換えれば、誘電体膜８Ａは、Ｌｉ及びＴａ、またはＬｉ及びＮｂを含む酸化物膜であればよい。

【0019】

誘電体膜８Ａ上には第１のＩＤＴ電極９Ａが設けられている。すなわち、圧電体層７の第１の主面７ａに、誘電体膜８Ａを介して間接的に第１のＩＤＴ電極９Ａが設けられている。なお、誘電体膜８Ａ上には、第１のＩＤＴ電極９Ａを覆うように、保護膜が設けられていてもよい。保護膜には、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。

【0020】

一方で、圧電体層７の第２の主面７ｂに直接的に、第２のＩＤＴ電極９Ｂが設けられている。第２のＩＤＴ電極９Ｂは、中間層４の第２の層６に埋め込まれている。第１のＩＤＴ電極９Ａ及び第２のＩＤＴ電極９Ｂは、圧電体層７を挟み互いに対向している。

【0021】

図２に示すように、第１のＩＤＴ電極９Ａは、第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７と、複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９とを有する。第１のバスバー１６及び第２のバスバー１７は互いに対向している。第１のバスバー１６に、複数の第１の電極指１８の一端がそれぞれ接続されている。第２のバスバー１７に、複数の第２の電極指１９の一端がそれぞれ接続されている。複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９は互いに間挿し合っている。第１の電極指１８及び第２の電極指１９は、互いに異なる電位に接続される。以下においては、第１の電極指１８及び第２の電極指１９を、単に電極指と記載することがある。

【0022】

図１に示す第２のＩＤＴ電極９Ｂも、第１のＩＤＴ電極９Ａと同様に、１対のバスバーと、複数の電極指とを有する。第１のＩＤＴ電極９Ａの電極指ピッチ、及び第２のＩＤＴ電極９Ｂの電極指ピッチは同じである。電極指ピッチとは、互いに異なる電位に接続され、かつ隣り合う電極指同士の中心間距離である。本明細書において電極指ピッチが同じとは、弾性波装置の電気的特性に影響が生じない程度の誤差範囲において、電極指ピッチが異なることも含む。

【0023】

第１のＩＤＴ電極９Ａ及び第２のＩＤＴ電極９Ｂに交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。本実施形態では、第１のＩＤＴ電極９Ａ及び第２のＩＤＴ電極９Ｂのそれぞれにおいて、弾性波伝搬方向は、複数の電極指が伸びる方向と直交する。第１のＩＤＴ電極９Ａの弾性波伝搬方向両側には、１対の反射器１４Ａ及び反射器１４Ｂが設けられている。同様に、第２のＩＤＴ電極９Ｂの弾性波伝搬方向両側には、１対の反射器１４Ｃ及び反射器１４Ｄが設けられている。弾性波装置１は弾性表面波装置である。

【0024】

上記の２対の反射器は、第１のＩＤＴ電極９Ａのいずれかの電極指と同電位であってもよく、第２のＩＤＴ電極９Ｂのいずれかの電極指と同電位であってもよい。あるいは、各反射器は浮き電極であってもよい。なお、浮き電極とは、信号電位及びグラウンド電位に接続されない電極をいう。

【0025】

第１のＩＤＴ電極９Ａ、第２のＩＤＴ電極９Ｂ及び各反射器は積層金属膜からなる。具体的には、第１のＩＤＴ電極９Ａの層構成は、圧電体層７側から、Ｔｉ層及びＡｌ層がこの順序において積層された構成である。反射器１４Ａ及び反射器１４Ｂの層構成も同様である。第２のＩＤＴ電極９Ｂの層構成は、圧電体層７側から、Ｐｔ層及びＡｌ層がこの順序において積層された構成である。反射器１４Ｃ及び反射器１４Ｄの層構成も同様である。もっとも、第１のＩＤＴ電極９Ａ、第２のＩＤＴ電極９Ｂ及び各反射器の材料は上記に限定されない。あるいは、第１のＩＤＴ電極９Ａ、第２のＩＤＴ電極９Ｂ及び各反射器は、単層の金属膜からなっていてもよい。

【0026】

本実施形態の特徴は、以下の構成を有することにある。１）誘電体膜８Ａ及び圧電体層７がそれぞれ、Ｌｉ、Ｔａ及びＯを含む構成、並びにＬｉ、Ｎｂ及びＯを含む構成のうち一方の構成を有すること。２）誘電体膜８Ａ及び圧電体層７において、分極方向、材料に含まれる元素、及び材料の組成のうち少なくともいずれかが互いに異なること。

【0027】

なお、本明細書では、一方の材料及び他方の材料において分極方向が互いに異なる構成は、一方の材料が分極方向を有し、他方の材料が分極方向を有しない構成を含む。

【0028】

一方の材料及び他方の材料において組成が互いに異なるとは、一方の材料及び他方の材料を構成している元素が同じであり、かつ一方の材料における元素同士の比率と、他方の材料における元素同士の比率が互いに異なる場合を含む。例えば、ｘ及びｙを任意の正の数としたときに、ＬｉＴａＯ_ｘ及びＬｉＴａＯ_ｙにおけるｘ及びｙが互いに異なる場合、双方の組成は互いに異なる。

【0029】

上記のように、弾性波装置１は、誘電体膜８Ａ及び圧電体層７がそれぞれ、Ｌｉ、Ｔａ及びＯを含む構成、並びにＬｉ、Ｎｂ及びＯを含む構成のうち一方の構成を有する。そして、誘電体膜８Ａ及び圧電体層７において、少なくとも、材料に含まれる元素が互いに異なる。それによって、弾性波装置１の大型化を招かずして、弾性波装置１の比帯域を容易に調整することができる。この詳細を以下において説明する。

【0030】

本実施形態の構成を有する弾性波装置１において、誘電体膜８Ａの厚みと比帯域との関係を、シミュレーションにより導出した。比帯域は、共振周波数をｆｒ、反共振周波数をｆａとしたときに、（｜ｆｒ－ｆａ｜／ｆｒ）×１００［％］により表わされる。さらに、本実施形態の構成を有する弾性波装置１において、誘電体膜８Ａの厚みと静電容量との関係を、シミュレーションにより導出した。

【0031】

なお、上記の関係を導出した弾性波装置１の設計パラメータは、以下の通りである。ここで、電極指ピッチにより規定される波長をλとする。具体的には、図１における、隣り合う第１の電極指１８及び第２の電極指１９の中心間距離を電極指ピッチをＰとすると、波長λは、λ＝２Ｐ、で定義される。以下の設計パラメータにおいては、各部材の厚みの基準とする波長λは、第１のＩＤＴ電極９Ａの波長λとする。もっとも、各部材の厚みの基準とする波長λは、第２のＩＤＴ電極９Ｂの波長λとしてもよい。

【0032】

支持基板３：材料…Ｓｉ、面方位…（１００）、オイラー角（φ，θ，ψ）におけるψ…４５°、厚み…２５λ
第１の層５：材料…ＳｉＮ、厚み…０．０７５λ
第２の層６：材料…ＳｉＯ_２、厚み…０．３７λ
圧電体層７：材料…ＬｉＴａＯ_３、カット角…５０°Ｙ、オイラー角…（０°，１４０°，０°）、厚み…０．３λ
誘電体膜８Ａ：材料…ＬｉＮｂＯ_３、カット角及び厚み…４０°Ｙ及び０．０１λ、３３°Ｙ及び０．０２λ、２５°Ｙ及び０．０３λ、２０°Ｙ及び０．０４λ、１５°Ｙ及び０．０５λ、または１３°Ｙ及び０．０６λ
第１のＩＤＴ電極９Ａ：層構成…圧電体層７側からＴｉ層／Ａｌ層、厚み…圧電体層７側から０．００６λ／０．０６５λ
第２のＩＤＴ電極９Ｂ：層構成…圧電体層７側からＰｔ層／Ａｌ層、厚み…圧電体層７側から０．０１５λ／０．１λ
第１のＩＤＴ電極９Ａ及び第２のＩＤＴ電極９Ｂの波長λ：５μｍ
第１のＩＤＴ電極９Ａ及び第２のＩＤＴ電極９Ｂのデューティ比：０．４５

【0033】

誘電体膜８Ａのカット角を、誘電体膜８Ａの厚みに応じて異ならせることにより、不要波としてのレイリー波を抑制することができる。なお、誘電体膜８Ａのカット角及び誘電体膜８Ａの厚みの関係は、特に限定されるものではない。

【0034】

図３及び図４において、第１の実施形態の結果と共に、誘電体膜の厚みが０である第１の比較例の結果も示す。なお、第１の比較例の設計パラメータは、誘電体膜が設けられていない点以外においては、第１の実施形態の構成を有する弾性波装置１の設計パラメータと同様である。

【0035】

図３は、第１の実施形態における、誘電体膜の厚みと比帯域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、誘電体膜の厚みと静電容量との関係を示す図である。なお、図３及び図４においては、誘電体膜の厚みが０であるプロットが、第１の比較例の結果を示す。図４においては、静電容量を、第１のＩＤＴ電極及び第２のＩＤＴ電極における、それぞれの１対の電極指が位置する部分当たりの静電容量として示す。図４以外の、誘電体膜の厚み及び静電容量の関係を示す図においても同様である。

【0036】

図３に示すように、誘電体膜８Ａの厚みが厚くなるほど、比帯域の値が大幅に小さくなっていることがわかる。このように、第１の実施形態においては、誘電体膜８Ａの厚みを変化させることにより、比帯域を容易に調整することができる。

【0037】

一方、図４に示すように、誘電体膜８Ａの厚みを変化させても、弾性波装置１の静電容量にはほとんど変化がないことがわかる。すなわち、第１の実施形態においては、図１に示すように、誘電体膜８Ａが圧電体層７上に設けられていても、静電容量がほとんど小さくならない。

【0038】

例えば、誘電体膜が、従来のように、酸化ケイ素やアルミナなどからなる場合には、該誘電体膜の誘電率が小さい。そのため、圧電体層及び該誘電体膜の積層体の静電容量は小さくなる。よって、該誘電体膜を設ける構成においては、所望の静電容量を得るために、圧電体層及び該誘電体膜の積層体の面積を広くする必要が生じる。

【0039】

これに対して、第１の実施形態においては、誘電体膜８Ａの材料が、Ｌｉ及びＮｂを含む酸化物である。よって、誘電体膜８Ａの誘電率を好適に高くすることができる。第１の実施形態においては、誘電体膜８Ａが圧電体層７上に設けられていても、弾性波装置１の静電容量はほとんど小さくならない。誘電体膜８Ａの厚みを調整する際においても同様である。従って、弾性波装置１の大型化を招かずして、弾性波装置１の比帯域を容易に調整することができる。

【0040】

以下において、第１の実施形態の構成をより詳細に説明する。

【0041】

図５は、図２中のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。

【0042】

誘電体膜８Ａ及び圧電体層７を貫通するように、複数の貫通孔１３が設けられている。１つの貫通孔１３は、第２のＩＤＴ電極９Ｂの一方のバスバーに至っている。該貫通孔１３内及び誘電体膜８Ａ上に連続的に、第１の接続電極１５Ａが設けられている。第１の接続電極１５Ａは、第２のＩＤＴ電極９Ｂの一方のバスバーと、第１のＩＤＴ電極９Ａの第１のバスバー１６とを接続している。これにより、第１のＩＤＴ電極９Ａにおける複数の第１の電極指１８の電位と、第２のＩＤＴ電極９Ｂにおける一方のバスバーに接続された複数の電極指の電位とが同相となる。

【0043】

他の貫通孔１３は、第２のＩＤＴ電極９Ｂの他方のバスバーに至っている。該貫通孔１３内及び誘電体膜８Ａ上に連続的に、第２の接続電極１５Ｂが設けられている。第２の接続電極１５Ｂは、第２のＩＤＴ電極９Ｂの他方のバスバーと、第１のＩＤＴ電極９Ａの第２のバスバー１７とを接続している。これにより、第１のＩＤＴ電極９Ａにおける複数の第２の電極指１９の電位と、第２のＩＤＴ電極９Ｂにおける他方のバスバーに接続された複数の電極指の電位とが同相となる。

【0044】

図２に戻り、第１のＩＤＴ電極９Ａにおいて、弾性波伝搬方向から見たときに、隣り合う電極指同士が重なり合っている領域は交叉領域Ａである。同様に、圧電体層７の第２の主面７ｂ側において、図１に示す第２のＩＤＴ電極９Ｂの構成によっても、交叉領域が定義される。圧電体層７の第１の主面７ａ側の交叉領域Ａ、及び第２の主面７ｂ側の交叉領域は、平面視において重なっている。より具体的には、圧電体層７の第１の主面７ａ側の交叉領域Ａに位置する、第１のＩＤＴ電極９Ａの複数の電極指の中心と、第２の主面７ｂ側の交叉領域に位置する、第２のＩＤＴ電極９Ｂの複数の電極指の中心とは、平面視において重なっている。

【0045】

本明細書において平面視とは、図１などにおける上方に相当する方向から見ることをいう。図１においては、例えば、圧電体層７側及び支持基板３側のうち、圧電体層７側が上方である。

【0046】

なお、第１のＩＤＴ電極９Ａの複数の電極指の少なくとも一部と、第２のＩＤＴ電極９Ｂの複数の電極指の少なくとも一部とが、平面視において重なっていればよい。より詳細には、第１のＩＤＴ電極９Ａの複数の電極指と、第２のＩＤＴ電極９Ｂの複数の電極指とが、弾性波装置１の電気的特性に影響が生じない程度の誤差範囲内で、平面視において重なっている状態であればよい。本明細書においては、製造ばらつき上のずれにより、平面視において重なっている状態から外れている場合も、平面視において重なっていることに含まれるものとする。

【0047】

第１の実施形態においては、平面視において重なっている電極指の電位は同相である。もっとも、第１のＩＤＴ電極９Ａの電極指及び第２のＩＤＴ電極９Ｂの電極指の電位の関係は上記に限定されない。例えば、平面視において重なっている複数対の電極指のうち少なくとも１対の電極指の電位が同相であってもよい。

【0048】

図１に示すように、圧電性基板２は、支持基板３、中間層４の第１の層５及び第２の層６、並びに圧電体層７の積層基板である。より詳細には、第１の実施形態では、第１の層５は高音速膜である。高音速膜は相対的に高音速な膜である。より具体的には、高音速膜を伝搬するバルク波の音速は、圧電体層７を伝搬する弾性波の音速よりも高い。他方、第２の層６は低音速膜である。低音速膜は相対的に低音速な膜である。より具体的には、低音速膜を伝搬するバルク波の音速は、圧電体層７を伝搬するバルク波の音速よりも低い。

【0049】

第１の実施形態では、圧電性基板２において、高音速膜、低音速膜及び圧電体層７がこの順序で積層されている。それによって、弾性波のエネルギーを圧電体層７側に効果的に閉じ込めることができる。

【0050】

中間層４の第１の層５が高音速膜である場合、高音速膜の材料としては、例えば、窒化アルミニウム、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、サファイア、マグネシア、窒化ケイ素、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、スピネル、サイアロンなどのセラミック、酸化アルミニウム、酸窒化ケイ素、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ダイヤモンドなどの誘電体、もしくはシリコンなどの半導体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。なお、上記スピネルには、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎなどから選ばれる１以上の元素と酸素とを含有するアルミニウム化合物が含まれる。上記スピネルの例としては、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４、ＦｅＡｌ_２Ｏ_４、ＺｎＡｌ_２Ｏ_４、ＭｎＡｌ_２Ｏ_４を挙げることができる。本明細書において主成分とは、占める割合が５０重量％を超える成分をいう。上記主成分の材料は、単結晶、多結晶、及びアモルファスのうちいずれかの状態、もしくは、これらが混在した状態で存在していてもよい。

【0051】

第２の層６が低音速膜である場合、低音速膜の材料としては、例えば、ガラス、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化リチウム、酸化タンタル、もしくは酸化ケイ素にフッ素、炭素やホウ素を加えた化合物などの誘電体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。

【0052】

なお、第１の実施形態における中間層４は、酸化ケイ素層としての第２の層６を含む。もっとも、例えば、中間層４が単層の誘電体層である場合には、中間層４が酸化ケイ素層であってもよい。これらのように、中間層４が、材料として酸化ケイ素が用いられている層を含むことが好ましい。それによって、弾性波装置１の周波数温度係数の絶対値を小さくすることができ、弾性波装置１の周波数温度特性を改善することができる。

【0053】

支持基板３の材料としては、例えば、窒化アルミニウム、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、サファイア、マグネシア、窒化ケイ素、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、スピネル、サイアロンなどのセラミック、酸化アルミニウム、酸窒化ケイ素、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ダイヤモンドなどの誘電体、もしくはシリコンなどの半導体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。上記スピネルの例としては、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４、ＦｅＡｌ_２Ｏ_４、ＺｎＡｌ_２Ｏ_４、ＭｎＡｌ_２Ｏ_４を挙げることができる。

【0054】

第１の実施形態の弾性波装置１においては、圧電体層７は、Ｌｉ及びＴａを含む酸化物層である。なお、圧電体層７は、Ｌｉ及びＮｂを含む酸化物層であってもよい。この例を、第２の実施形態により示す。なお、第２の実施形態の弾性波装置における層構成は、第１の実施形態の弾性波装置１における層構成と同じである。よって、第２の実施形態の説明には、第１の実施形態の説明に用いた図面及び符号を援用することとする。

【0055】

第２の実施形態においては、図１に示す圧電体層７の材料として、４０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ_３が用いられている。圧電体層７に用いられているＬｉＮｂＯ_３のオイラー角は、（０°，１３０°，０°）である。誘電体膜８Ａの材料として、ＬｉＴａＯ_３が用いられている。誘電体膜８Ａに用いられているＬｉＴａＯ_３のオイラー角は、（０°，１３０°，０°）である。第２の実施形態では、誘電体膜８Ａの分極方向と、圧電体層７の分極方向とは同じである。

【0056】

なお、誘電体膜８Ａの分極方向と、圧電体層７の分極方向とは同じではなくともよい。例えば、図１を援用して示す第２の実施形態の変形例においては、誘電体膜８Ａの分極方向と、圧電体層７の分極方向とは、互いに逆の方向である。具体的には、誘電体膜８Ａに用いられているＬｉＴａＯ_３のオイラー角は、（０°，－５０°，０°）である。

【0057】

第２の実施形態及びその変形例においても、誘電体膜８Ａ及び圧電体層７がそれぞれ、Ｌｉ、Ｔａ及びＯを含む構成、並びにＬｉ、Ｎｂ及びＯを含む構成のうち一方の構成を有する。そして、誘電体膜８Ａ及び圧電体層７において、少なくとも、材料に含まれる元素が互いに異なる。それによって、第１の実施形態と同様に、弾性波装置の大型化を招かずして、弾性波装置の比帯域を容易に調整することができる。

【0058】

ここで、第２の実施形態の構成を有する弾性波装置、及び第２の実施形態の変形例の構成を有する弾性波装置において、誘電体膜８Ａの厚みと比帯域との関係を、シミュレーションにより導出した。なお、第２の実施形態の構成を有する弾性波装置の設計パラメータは、以下のパラメータ以外においては、図３及び図４の関係を導出した弾性波装置１の設計パラメータと同様である。

【0059】

圧電体層７：材料…ＬｉＮｂＯ_３、カット角…４０°Ｙ、オイラー角…（０°，１３０°，０°）、厚み…０．３λ
誘電体膜８Ａ：材料…ＬｉＴａＯ_３、カット角…４０°Ｙ、オイラー角…（０°，１３０°，０°）、厚み…０．０１λ以上、０．０６λ以下の範囲において０．０１λ刻みで変化させた。

【0060】

第２の実施形態の変形例の構成を有する弾性波装置の設計パラメータは、誘電体膜８Ａに用いられているＬｉＴａＯ_３のオイラー角が（０°，－５０°，０°）である点のみにおいて、第２の実施形態の構成を有する弾性波装置の設計パラメータと異なる。図６において、第２の実施形態及びその各変形例の結果と共に、誘電体膜の厚みが０である第１の比較例の結果も示す。なお、第１の比較例の設計パラメータは、誘電体膜が設けられていない点以外においては、第２の実施形態の構成を有する弾性波装置の設計パラメータと同様である。

【0061】

図６は、第２の実施形態及びその変形例並びに第１の比較例における、誘電体膜の厚みと比帯域との関係を示す図である。なお、図６中の「分極方向：逆」とは、誘電体膜及び圧電体層の分極方向が互いに逆であることを示す。「分極方向：同」とは、誘電体膜及び圧電体層の分極方向が同じであることを示す。図６以外の、誘電体膜の厚みと比帯域との関係を示す図においても同様である。

【0062】

図６に示すように、第２の実施形態及びその変形例においては、誘電体膜８Ａの厚みが厚くなるほど、比帯域の値が小さくなっていることがわかる。このように、第２の実施形態及びその変形例においては、誘電体膜８Ａの厚みを変化させることにより、比帯域を容易に調整することができる。特に、第２の実施形態においては、誘電体膜８Ａの厚みが厚くなるほど、比帯域の値が大幅に小さくなっている。このことから、誘電体膜８Ａの分極方向と、圧電体層７の分極方向とが互いに逆の方向であることが好ましい。これにより、誘電体膜８Ａの厚みを変化させることによって、比帯域をより一層容易に調整することができる。

【0063】

なお、第２の実施形態及びその変形例においては、誘電体膜８Ａの材料が、Ｌｉ及びＴａを含む酸化物である。よって、誘電体膜８Ａの誘電率を好適に高くすることができる。これにより、誘電体膜８Ａが圧電体層７上に設けられていても、弾性波装置の静電容量はほとんど小さくならない。誘電体膜８Ａの厚みを調整する際においても同様である。従って、第２の実施形態及びその変形例においては、弾性波装置の大型化を招かずして、弾性波装置の比帯域を容易に調整することができる。

【0064】

第１の実施形態及び第２の実施形態においては、誘電体膜８Ａ及び圧電体層７において、材料に含まれる元素が互いに異なる。もっとも、誘電体膜８Ａ及び圧電体層７において、分極方向、材料に含まれる元素、及び材料の組成のうち少なくともいずれかが互いに異なっていればよい。誘電体膜８Ａ及び圧電体層７において、分極方向のみが互いに異なる例を、第３の実施形態及び第４の実施形態により示す。

【0065】

第３の実施形態及び第４の実施形態の弾性波装置における層構成は、第１の実施形態の弾性波装置１における層構成と同じである。よって、第３の実施形態及び第４の実施形態の説明には、第１の実施形態の説明に用いた図面及び符号を援用することとする。

【0066】

第３の実施形態は、図１に示す誘電体膜８Ａの材料のみにおいて第１の実施形態と異なる。具体的には、誘電体膜８Ａの材料として、５０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ_３が用いられている。圧電体層７の材料も同様である。もっとも、誘電体膜８Ａ及び圧電体層７においては、分極方向が互いに逆の方向である。

【0067】

第４の実施形態は、図１に示す誘電体膜８Ａが圧電性及び分極方向を有しない点において、第３の実施形態と異なる。具体的には、誘電体膜８Ａの材料として、ＬｉＴａＯ_３が用いられている。誘電体膜８Ａにおける双極子配向度は５０％である。なお、双極子配向度とは、圧電体の表面の分極方向において、プラス方向またはマイナス方向のうち、占有率が高い方の割合を算出したものである。圧電体の双極子配向度が５０％である場合には、プラス方向の分極とマイナス方向の分極とが同じ割合で存在しているので、該圧電体は圧電性を有しない。すなわち、双極子配向度が５０％である、ということは、分極方向が無い状態であり、圧電性を有していないことを意味する。第４の実施形態においては、圧電体層７が分極方向を有し、誘電体膜８Ａが分極方向を有しない。すなわち、圧電体層７の双極子配向度と誘電体膜８Ａの双極子配向度とは、互いに異なる。よって、誘電体膜８Ａ及び圧電体層７において、分極方向は互いに異なる。

【0068】

第３の実施形態及び第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、弾性波装置の大型化を招かずして、弾性波装置の比帯域を容易に調整することができる。これを、第３の実施形態、第４の実施形態及び第２の比較例を比較することにより、以下において示す。なお、第２の比較例は、誘電体膜及び圧電体層において、分極方向、材料に含まれる元素、及び材料の組成の全てが同じである点において、第３の実施形態及び第４の実施形態と異なる。

【0069】

第３の実施形態の構成を有する弾性波装置、第４の実施形態の構成を有する弾性波装置、及び第２の比較例の弾性波装置において、誘電体膜の厚みと比帯域との関係を、シミュレーションにより導出した。これらの結果を図７により示す。

【0070】

なお、第３の実施形態の構成を有する弾性波装置の設計パラメータは、誘電体膜の材料、カット角及びオイラー角以外においては、図３及び図４の関係を導出した弾性波装置１の設計パラメータと同様である。第４の実施形態も同様である。なお、第４の実施形態の弾性波装置における誘電体膜は、分極方向を有しない。一方、第２の比較例の弾性波装置の設計パラメータは、誘電体膜のオイラー角以外においては、第３の実施形態の構成を有する弾性波装置の設計パラメータと同様である。具体的には、第２の比較例の弾性波装置における誘電体膜の分極方向は、第３の実施形態の構成を有する弾性波装置における誘電体膜の分極方向と逆の方向である。

【0071】

さらに、誘電体膜が設けられていない点において第３の実施形態と異なる、第１の比較例の比帯域を、シミュレーションにより算出した。この結果も図７に示す。第１の比較例の設計パラメータは、誘電体膜が設けられていない点以外においては、第３の実施形態の構成を有する弾性波装置の設計パラメータと同様である。

【0072】

図７は、第３の実施形態、第４の実施形態、第１の比較例及び第２の比較例における、誘電体膜の厚みと比帯域との関係を示す図である。なお、図７中の「分極方向：無／有」とは、誘電体膜が分極方向を有さず、圧電体層が分極方向を有することを示す。すなわち、スラッシュ記号の前の表記が、誘電体膜の分極方向の有無を示し、スラッシュ記号の後の表記が、圧電体層の分極方向の有無を示す。

【0073】

図７に示すように、第２の比較例においては、誘電体膜の厚みを変化させても、比帯域の値はほとんど変化していない。そして、第２の比較例における比帯域は第１の比較例における比帯域とほとんど変わらない。これに対して、第３の実施形態及び第４の実施形態においては、誘電体膜の厚みが厚くなるほど、比帯域の値が大幅に小さくなっていることがわかる。このように、第３の実施形態及び第４の実施形態においては、誘電体膜の厚みを変化させることにより、比帯域を容易に調整することができる。なお、特に第３の実施形態において、誘電体膜の厚みの変化に対する、比帯域の値の変化が大きい。よって、第３の実施形態においては、比帯域をより一層容易に調整することができる。

【0074】

加えて、第３の実施形態及び第４の実施形態においては、誘電体膜の材料が、Ｌｉ及びＴａを含む酸化物である。よって、誘電体膜の誘電率を好適に高くすることができる。そのため、第１の実施形態と同様に、第３の実施形態においても、誘電体膜が圧電体層上に設けられていても、弾性波装置の静電容量はほとんど小さくならない。従って、弾性波装置の大型化を招かずして、弾性波装置の比帯域を容易に調整することができる。

【0075】

ところで、本発明において、誘電体膜が設けられている位置は、圧電体層の第１の主面に限定されない。以下において、誘電体膜の配置のみが第１の実施形態と異なる、第５の実施形態及び第６の実施形態を示す。第５の実施形態及び第６の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、弾性波装置の大型化を招かずして、弾性波装置の比帯域を容易に調整することができる。

【0076】

図８は、第５の実施形態における各ＩＤＴ電極の１対の電極指付近を示す正面断面図である。

【0077】

本実施形態においては、圧電体層７の第１の主面７ａに直接的に、第１のＩＤＴ電極９Ａが設けられている。一方、第２の主面７ｂに誘電体膜８Ｂが設けられている。具体的には、圧電体層７と、中間層４の第２の層６との間に誘電体膜８Ｂが設けられている。誘電体膜８Ｂは、本発明における第２の誘電体膜である。

【0078】

圧電体層７の第２の主面７ｂに、誘電体膜８Ｂを介して間接的に第２のＩＤＴ電極９Ｂが設けられている。第２のＩＤＴ電極９Ｂは中間層４の第２の層６に埋め込まれている。

【0079】

第１の実施形態と同様に、圧電体層７の材料として、５０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ_３が用いられている。誘電体膜８Ｂの材料として、ＬｉＮｂＯ_３が用いられている。誘電体膜８Ｂ及び圧電体層７において、分極方向は互いに逆の方向である。

【0080】

図９は、第６の実施形態における各ＩＤＴ電極の１対の電極指付近を示す正面断面図である。

【0081】

本実施形態においては、圧電体層７の第１の主面７ａと、第１のＩＤＴ電極９Ａとの間に、第１の誘電体膜２８Ａが設けられている。第２の主面７ｂと、第２のＩＤＴ電極９Ｂとの間に、第２の誘電体膜２８Ｂが設けられている。

【0082】

第１の実施形態と同様に、圧電体層７の材料として、５０°ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ_３が用いられている。第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの材料として、ＬｉＮｂＯ_３が用いられている。第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの分極方向は同じ方向である。他方、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの分極方向は、圧電体層７の分極方向と逆の方向である。

【0083】

ここで、第５の実施形態の構成を有する弾性波装置、及び第６の実施形態の構成を有する弾性波装置において、誘電体膜の厚みと比帯域との関係を、シミュレーションにより導出した。さらに、第５の実施形態の構成を有する弾性波装置、及び第６の実施形態の構成を有する弾性波装置において、誘電体膜の厚みと静電容量との関係を、シミュレーションにより導出した。第６の実施形態の構成を有する弾性波装置においては、図９に示す第１の誘電体膜２８Ａの厚み、及び第２の誘電体膜２８Ｂの厚みを同じとした。

【0084】

なお、第５の実施形態の構成を有する弾性波装置の設計パラメータは、誘電体膜８Ｂ以外においては、図３及び図４の関係を導出した、第１の実施形態の構成を有する弾性波装置１の設計パラメータと同様である。具体的には、図１に示す誘電体膜８Ａに相当する誘電体膜の厚みを０とした。他方、圧電体層７の第２の主面７ｂに設けられている誘電体膜８Ｂのパラメータを、上記誘電体膜８Ａのパラメータと同様とした。

【0085】

第６の実施形態の構成を有する弾性波装置の設計パラメータは、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂ以外においては、上記弾性波装置１の設計パラメータと同様である。具体的には、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂのカット角を上記誘電体膜８Ａのカット角と同じとし、かつ第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの厚みの合計を、上記誘電体膜８Ａの厚みと同様とした。

【0086】

図１０及び図１１において、第５の実施形態及び第６の実施形態の結果と共に、図３及び図４に示した第１の実施形態及び第１の比較例の結果も併せて示す。

【0087】

図１０は、第１の実施形態、第５の実施形態、第６の実施形態及び第１の比較例における、誘電体膜の厚みと比帯域との関係を示す図である。図１１は、第１の実施形態、第５の実施形態、第６の実施形態及び第１の比較例における、誘電体膜の厚みと静電容量との関係を示す図である。第６の実施形態の構成を有する弾性波装置においては、第１の誘電体膜２８Ａの厚み及び第２の誘電体膜２８Ｂの厚みそれぞれが、図１０及び図１１の横軸に示す誘電体膜の厚みである。例えば、誘電体膜の厚みが０．０２λである、とは、第１の誘電体膜２８Ａの厚み及び第２の誘電体膜２８Ｂの厚みが、それぞれ０．０２λである。

【0088】

図１０に示すように、第１の実施形態、第５の実施形態及び第６の実施形態のいずれにおいても、誘電体膜の厚みが厚くなるほど、比帯域の値が大幅に小さくなっていることがわかる。特に、第６の実施形態において、誘電体膜の厚みの変化に対する、比帯域の値の変化が大きいことがわかる。このことから、図９に示すように、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの双方が設けられていることが好ましい。それによって、比帯域をより一層容易に調整することができる。

【0089】

一方、図１１に示すように、第１の実施形態、第５の実施形態及び第６の実施形態のいずれにおいても、誘電体膜の厚みを変化させても、弾性波装置の静電容量には大きな変化がないことがわかる。

【0090】

さらに、第１の実施形態の構成を有する弾性波装置、第５の実施形態の構成を有する弾性波装置、及び第６の実施形態の構成を有する弾性波装置のそれぞれにおいて、高次モードが生じる周波数付近の位相特性を測定した。

【0091】

図１２は、第１の実施形態、第５の実施形態及び第６の実施形態における、高次モードが生じる周波数付近の位相特性を示す図である。

【0092】

図１２に示すように、各実施形態では、９００ＭＨｚ～１１００ＭＨｚにおいて、高次モードが生じている。もっとも、第６の実施形態においては、高次モードの位相が、－８２°未満に抑制されていることがわかる。このことから、図９に示すように、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの双方が設けられていることが好ましい。それによって、高次モードを効果的に抑制することができる。

【0093】

ところで、第６の実施形態においては、図１３（ａ）により模式的に示すように、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの分極方向と、圧電体層７の分極方向とは、互いに逆の方向である。もっとも、上記の分極方向の関係は、図１３（ｂ）～図１３（ｄ）に示す、第６の実施形態の第１～第３の変形例の関係であってもよい。なお、第１～第３の変形例は、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの分極方向と、圧電体層７の分極方向との関係のみにおいて、第６の実施形態と異なる。すなわち、各変形例においては、第６の実施形態と同様に、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの材料に含まれる元素と、圧電体層７の材料に含まれる元素とは互いに異なる。

【0094】

具体的には、図１３（ｂ）に示す第１の変形例においては、第１の誘電体膜２８Ａの分極方向と圧電体層７の分極方向とが同じ方向であり、かつ第２の誘電体膜２８Ｂの分極方向と圧電体層７の分極方向とが互いに逆の方向である。図１３（ｃ）に示す第２の変形例においては、第１の誘電体膜２８Ａの分極方向と圧電体層７の分極方向とが互いに逆の方向であり、かつ第２の誘電体膜２８Ｂの分極方向と圧電体層７の分極方向とが同じの方向である。図１３（ｄ）に示す第３の変形例においては、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの分極方向と、圧電体層７の分極方向とが同じ方向である。

【0095】

第１～第３の変形例においても、第６の実施形態と同様に、弾性波装置の大型化を招かずして、弾性波装置の比帯域を容易に調整することができる。

【0096】

さらに、圧電体層７、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの分極方向による、高次モードに対する影響を検討した。第６の実施形態の構成を有する弾性波装置において、誘電体膜の厚みと高次モードの位相の最大値との関係を、シミュレーションにより導出した。第６の実施形態の各変形例の構成を有する弾性波装置においても、誘電体膜の厚みと高次モードの位相の最大値との関係を、シミュレーションにより導出した。

【0097】

なお、ここでいう誘電体膜の厚みとは、第１の誘電体膜２８Ａの厚み及び第２の誘電体膜２８Ｂの厚みそれぞれの厚みである。第６の実施形態及びその各変形例においては、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの厚みは同じである。上記の関係は、２種の高次モードに対して導出した。より具体的には、２種の高次モードは、１４５０ＭＨｚ付近に生じる高次モード、及び１１００ＭＨｚ付近に生じる高次モードである。図１４及び図１５において、第６の実施形態及びその各変形例の結果と共に、誘電体膜の厚みが０である第１の比較例の結果も示す。

【0098】

図１４は、第６の実施形態及びその第１～第３の変形例並びに第１の比較例における、誘電体膜の厚みと、１４５０ＭＨｚ付近に生じる高次モードの位相の最大値との関係を示す図である。図１５は、第６の実施形態及びその第１～第３の変形例並びに第１の比較例における、誘電体膜の厚みと、１１００ＭＨｚ付近に生じる高次モードの位相の最大値との関係を示す図である。なお、図１４中及び図１５中の、例えば「分極方向：逆／逆」とは、第１の誘電体膜及び圧電体層の分極方向が互いに逆の方向であり、第２の誘電体膜及び圧電体層の分極方向が互いに逆の方向であることを示す。すなわち、スラッシュ記号の前の表記が、第１の誘電体膜及び圧電体層の分極方向の関係を示し、スラッシュ記号の後の表記が、第２の誘電体膜及び圧電体層の分極方向の関係を示す。

【0099】

図１４に示すように、第３の変形例以外においては、誘電体膜の厚みを所定の範囲内とすることにより、１４５０ＭＨｚ付近に生じる高次モードを、第１の比較例よりも抑制できることがわかる。

【0100】

第６の実施形態では、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの分極方向と、圧電体層７の分極方向とが互いに逆の方向である。この場合、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの厚みの合計は、０．０３６λ以下であることが好ましく、０．０３λ以下であることがより好ましい。それによって、１４５０ＭＨｚ付近に生じる高次モードを抑制することができる。

【0101】

第１の変形例及び第２の変形例では、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂのうち一方の分極方向と、圧電体層７の分極方向とが互いに逆の方向である。この場合、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂの厚みの合計は、０．０５λ以下であることが好ましく、０．０４λ以下であることがより好ましい。それによって、１４５０ＭＨｚ付近に生じる高次モードを抑制することができる。

【0102】

図１５に示すように、第６の実施形態においては、誘電体膜の厚みを所定の範囲内とすることにより、１１００ＭＨｚ付近に生じる高次モードを、第１の比較例よりも抑制できることがわかる。すなわち、０．０４λ以下であることが好ましく、０．０３λ以下であることがより好ましい。それによって、１１００ＭＨｚ付近に生じる高次モードを抑制することができる。

【0103】

ところで、図９に示す第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂと、圧電体層７とにおいて、分極方向、材料に含まれる元素、及び材料の組成のうち少なくともいずれかが互いに異なっていればよい。この場合において、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂのうち少なくとも一方の双極子配向度と、圧電体層７の双極子配向度とが互いに異なることが好ましい。それによって、弾性波装置の比帯域をより一層容易に調整することができる。例えば、第１の誘電体膜２８Ａ及び第２の誘電体膜２８Ｂのうち少なくとも一方が、圧電性を有していなくともよい。

【0104】

以下において、第６の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例を示す。

【0105】

図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第６の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、第２のＩＤＴ電極を設ける工程までを説明するための正面断面図である。図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、第６の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、誘電体層を設ける工程までを説明するための正面断面図である。図１８（ａ）～図１８（ｃ）は、第６の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、圧電基板の厚みを調整する工程までを説明するための正面断面図である。図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、第６の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、第１のＩＤＴ電極を設ける工程までを説明するための正面断面図である。図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、第６の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の一例における、第１の接続電極及び第２の接続電極を設ける工程までを説明するための、電極指が伸びる方向に沿う断面図である。

【0106】

図１６（ａ）に示すように、圧電基板３７を用意する。圧電基板３７は第３の主面３７ａ及び第４の主面３７ｂを有する。第３の主面３７ａ及び第４の主面３７ｂは互いに対向している。次に、圧電基板３７の第４の主面３７ｂに第２の誘電体膜２８Ｂを設ける。第２の誘電体膜２８Ｂは、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法などにより成膜することができる。

【0107】

なお、例えば、第２の誘電体膜２８Ｂと同じ材料からなる基板を圧電基板３７の第４の主面３７ｂに張り付けた後、該基板の厚みを薄くすることにより、第２の誘電体膜２８Ｂを形成してもよい。該基板を薄くするに際し、例えば、グラインド、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法またはエッチングなどを用いることができる。

【0108】

次に、図１６（ｂ）に示すように、第２の誘電体膜２８Ｂ上に第２のＩＤＴ電極９Ｂを設ける。同時に、第２の誘電体膜２８Ｂ上に、反射器１４Ｃ及び反射器１４Ｄを設ける。第２のＩＤＴ電極９Ｂ及び各反射器は、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法などを用いたリフトオフ法などにより形成することができる。

【0109】

次に、図１７（ａ）に示すように、第２のＩＤＴ電極９Ｂを覆うように、第２の誘電体膜２８Ｂ上に誘電体層３６Ａを設ける。誘電体層３６Ａは、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法などにより形成することができる。次に、図１７（ｂ）に示すように、誘電体層３６Ａの平坦化を行う。誘電体層３６Ａの平坦化には、例えば、グラインドまたはＣＭＰ法などを用いればよい。なお、誘電体層３６Ａの材料としては、図９に示す中間層４の第２の層６と同様の材料を用いることができる。この製造方法の例においては、誘電体層３６Ａの材料は酸化ケイ素である。

【0110】

一方、図１８（ａ）に示すように、支持基板３上に第１の層５を設ける。次に、第１の層５上に誘電体層３６Ｂを設ける。第１の層５及び誘電体層３６Ｂはそれぞれ、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法により形成することができる。なお、誘電体層３６Ｂの材料としては、図９に示す中間層４の第２の層６と同様の材料を用いればよい。この製造方法の例においては、誘電体層３６Ｂの材料は酸化ケイ素である。

【0111】

次に、図１７（ｂ）に示す誘電体層３６Ａ及び図１８（ａ）に示す誘電体層３６Ｂを接合する。これにより、図１８（ｂ）に示すように、第２の層６を形成し、かつ支持基板３及び圧電基板３７を接合する。そして、圧電基板３７、中間層４及び支持基板３の積層体を得る。

【0112】

次に、圧電基板３７の厚みを調整する。より具体的には、圧電基板３７における、第３の主面３７ａ側を研削または研磨することにより、圧電基板３７の厚みを薄くする。圧電基板３７の厚みの調整には、例えば、グラインド、ＣＭＰ法、イオンスライス法またはエッチングなどを用いることができる。これにより、図１８（ｃ）に示すように、圧電体層７を得る。

【0113】

次に、図１９（ａ）に示すように、圧電体層７の第１の主面７ａに第１の誘電体膜２８Ａを設ける。第１の誘電体膜２８Ａは、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法などにより成膜することができる。なお、例えば、第１の誘電体膜２８Ａと同じ材料からなる基板を圧電体層７の第１の主面７ａに張り付けた後、該基板の厚みを薄くすることにより、第１の誘電体膜２８Ａを形成してもよい。該基板を薄くするに際し、例えば、グラインド、ＣＭＰ法またはエッチングなどを用いることができる。

【0114】

次に、図１９（ｂ）に示すように、第１の誘電体膜２８Ａ上に第１のＩＤＴ電極９Ａを設ける。同時に、第１の誘電体膜２８Ａ上に、反射器１４Ａ及び反射器１４Ｂを設ける。第１のＩＤＴ電極９Ａ及び各反射器は、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法などを用いたリフトオフ法などにより形成することができる。

【0115】

次に、図２０（ａ）に示すように、第１の誘電体膜２８Ａ、圧電体層７及び第２の誘電体膜２８Ｂに、複数の貫通孔１３を設ける。より具体的には、第２のＩＤＴ電極９Ｂの一方のバスバーに至る貫通孔１３と、他方のバスバーに至る貫通孔１３とを設ける。複数の貫通孔１３は、例えば、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法などにより形成することができる。

【0116】

次に、図２０（ｂ）に示すように、第２のＩＤＴ電極９Ｂの一方のバスバーに至っている貫通孔１３内、及び第１の誘電体膜２８Ａ上に連続的に第１の接続電極１５Ａを設ける。第１の接続電極１５Ａは、第１のＩＤＴ電極９Ａの第１のバスバー１６に至るように設ける。これにより、第２のＩＤＴ電極９Ｂの一方のバスバーと、第１のＩＤＴ電極９Ａの第１のバスバー１６とを、第１の接続電極１５Ａによって接続する。

【0117】

さらに、第２のＩＤＴ電極９Ｂの他方のバスバーに至っている貫通孔１３内、及び第１の誘電体膜２８Ａ上に連続的に第２の接続電極１５Ｂを設ける。第２の接続電極１５Ｂは、第１のＩＤＴ電極９Ａの第２のバスバー１７に至るように設ける。これにより、第２のＩＤＴ電極９Ｂの他方のバスバーと、第１のＩＤＴ電極９Ａの第２のバスバー１７とを、第２の接続電極１５Ｂによって接続する。第１の接続電極１５Ａ及び第２の接続電極１５Ｂは、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法などを用いたリフトオフ法などにより形成することができる。以上により、弾性波装置を得る。

【0118】

以下において、本発明に係る弾性波装置の形態の例をまとめて記載する。

【0119】

＜１＞支持基板と、前記支持基板上に設けられており、互いに対向している第１の主面及び第２の主面を有する圧電体層と、前記圧電体層の前記第１の主面に設けられている第１のＩＤＴ電極、及び前記第２の主面に設けられている第２のＩＤＴ電極と、前記圧電体層の前記第１の主面と前記第１のＩＤＴ電極との間、及び前記第２の主面と前記第２のＩＤＴ電極の間のうち少なくとも一方に設けられている誘電体膜と、を備え、前記誘電体膜及び前記圧電体層がそれぞれ、Ｌｉ、Ｔａ及びＯを含む構成、並びにＬｉ、Ｎｂ及びＯを含む構成のうち一方の構成を有し、前記誘電体膜及び前記圧電体層において、分極方向、材料に含まれる元素、及び材料の組成のうち少なくともいずれかが互いに異なる、弾性波装置。

【0120】

＜２＞前記誘電体膜が、第１の誘電体膜及び第２の誘電体膜を含み、前記圧電体層の前記第１の主面と前記第１のＩＤＴ電極との間に前記第１の誘電体膜が設けられており、前記第２の主面と前記第２のＩＤＴ電極との間に前記第２の誘電体膜が設けられている、＜１＞に記載の弾性波装置。

【0121】

＜３＞前記第１の誘電体膜及び前記第２の誘電体膜のうち少なくとも一方の分極方向と、前記圧電体層の分極方向とが互いに逆の方向である、＜２＞に記載の弾性波装置。

【0122】

＜４＞前記第１の誘電体膜及び前記第２の誘電体膜の双方の分極方向と、前記圧電体層の分極方向とが互いに逆の方向である、＜３＞に記載の弾性波装置。

【0123】

＜５＞前記第１の誘電体膜及び前記第２の誘電体膜のうち少なくとも一方の双極子配向度と、前記圧電体層の双極子配向度とが互いに異なる、＜２＞に記載の弾性波装置。

【0124】

＜６＞前記第１の誘電体膜及び前記第２の誘電体膜のうち少なくとも一方は、圧電性を有していない、＜５＞に記載の弾性波装置。

【0125】

＜７＞前記支持基板及び前記圧電体層の間に設けられている中間層をさらに備える、＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。

【0126】

＜８＞前記中間層が、材料として酸化ケイ素が用いられている層を含む、＜７＞に記載の弾性波装置。

【0127】

＜９＞前記圧電体層の材料として圧電単結晶が用いられている、＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。

【符号の説明】

【0128】

１…弾性波装置
２…圧電性基板
３…支持基板
４…中間層
５，６…第１，第２の層
７…圧電体層
７ａ，７ｂ…第１，第２の主面
８Ａ，８Ｂ…誘電体膜
９Ａ，９Ｂ…第１，第２のＩＤＴ電極
１３…貫通孔
１４Ａ～１４Ｄ…反射器
１５Ａ，１５Ｂ…第１，第２の接続電極
１６，１７…第１，第２のバスバー
１８，１９…第１，第２の電極指
２８Ａ，２８Ｂ…第１，第２の誘電体膜
３６Ａ，３６Ｂ…誘電体層
３７…圧電基板
３７ａ，３７ｂ…第３，第４の主面
Ａ…交叉領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】