特開 2024-135066 弾性波デバイス、フィルタ、およびマルチプレクサ

(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】P2024135066

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】弾性波デバイス、フィルタ、およびマルチプレクサ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/145 20060101AFI20240927BHJP

   H03H 9/64 20060101ALI20240927BHJP

   H03H 9/72 20060101ALI20240927BHJP

   H03H 9/25 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H03H9/145 C

H03H9/64 Z

H03H9/72

H03H9/25 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045575

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】塚田 真由

【テーマコード（参考）】

5J097

【Ｆターム（参考）】

5J097AA14

5J097AA21

5J097DD10

5J097DD17

5J097DD30

5J097EE08

5J097EE09

5J097EE10

5J097FF04

5J097FF05

5J097GG03

5J097GG04

(57)【要約】

【課題】スプリアスを抑制することが可能な弾性波デバイスを提供すること。
【解決手段】弾性波デバイス１００は、圧電体１８と、圧電体１８上に設けられ、複数の電極指２２を備えた一対の櫛型電極２１と、圧電体１８上に一対の櫛型電極２１に複数の電極指２２の配列方向に並んで設けられた反射器２５と、一対の櫛型電極２１と反射器２５の間の圧電体１８上に、一対の櫛型電極２１および反射器２５との重なり幅が一対の櫛型電極２１の複数の電極指２２の平均ピッチＰの１／８以下、かつ、一対の櫛型電極２１および反射器２５との間隔が平均ピッチＰの１／８以下となって設けられた付加膜５０とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電体と、
前記圧電体上に設けられ、複数の電極指を備えた一対の櫛型電極と、
前記圧電体上に前記一対の櫛型電極に前記複数の電極指の配列方向に並んで設けられた反射器と、
前記一対の櫛型電極と前記反射器の間の前記圧電体上に、前記一対の櫛型電極および前記反射器との重なり幅が前記一対の櫛型電極の前記複数の電極指の平均ピッチの１／８以下、かつ、前記一対の櫛型電極および前記反射器との間隔が前記平均ピッチの１／８以下となって設けられた付加膜と、を備える弾性波デバイス。

【請求項2】

前記付加膜は、前記一対の櫛型電極の前記複数の電極指が交差する交差領域を前記一対の櫛型電極と前記反射器の間に延ばした領域のうちの半分以上の領域に設けられている、請求項１に記載の弾性波デバイス。

【請求項3】

前記付加膜の厚さと前記付加膜の密度とを掛け合わせた値は、前記複数の電極指の厚さと前記複数の電極指のデューティ比と前記複数の電極指の密度とを掛け合わせた値の０．４倍以上１．６倍以下である、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。

【請求項4】

前記付加膜は、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化シリコン、または酸化アルミニウムを主成分とする膜である、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。

【請求項5】

前記一対の櫛型電極と前記反射器の間の領域を伝搬する横波の音速は、前記一対の櫛型電極が設けられた領域を伝搬する横波の音速の０．９５倍以上１．０５倍以下である、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。

【請求項6】

第１の厚さの第１領域と前記第１の厚さより薄い第２の厚さの第２領域とを有する圧電体と、
前記第１領域における前記圧電体上に設けられ、複数の電極指を備えた一対の櫛型電極と、
前記第１領域における前記圧電体上に、前記一対の櫛型電極に前記複数の電極指の配列方向に並んで設けられ、前記一対の櫛型電極との間に前記圧電体の前記第２領域を有する反射器と、を備える弾性波デバイス。

【請求項7】

前記圧電体の前記第１領域における厚さは、前記一対の櫛型電極の前記複数の電極指の平均ピッチの２倍以下である、請求項６に記載の弾性波デバイス。

【請求項8】

圧電体と、
前記圧電体上に設けられ、複数の電極指を備えた一対の櫛型電極と、
前記圧電体上に前記一対の櫛型電極に前記複数の電極指の配列方向に並んで設けられ、前記一対の櫛型電極との間の領域を伝搬する横波の音速が前記一対の櫛型電極が設けられた領域を伝搬する横波の音速の０．９５倍以上１．０５倍以下である反射器と、を備える弾性波デバイス。

【請求項9】

請求項１、６、または８に記載の弾性波デバイスを備えるフィルタ。

【請求項10】

請求項９に記載のフィルタを備えるマルチプレクサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弾性波デバイス、フィルタ、およびマルチプレクサに関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話を代表とする高周波通信用システムにおいて、通信に使用する周波数帯以外の不要な信号を除去するためにフィルタが用いられている。フィルタには、例えば櫛型電極と反射器を備えた弾性波デバイスが用いられている。弾性波デバイスの小型化のために、櫛型電極と反射器の間の領域に側面を有するように反射器を覆う第１誘電体膜を設け、第１誘電体膜の側面に接して櫛型電極を覆う第２誘電体膜を設ける構成が知られている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－７１１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

櫛型電極と反射器の間の領域からの弾性波の漏れに起因してスプリアスが発生することがある。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、スプリアスを抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、圧電体と、前記圧電体上に設けられ、複数の電極指を備えた一対の櫛型電極と、前記圧電体上に前記一対の櫛型電極に前記複数の電極指の配列方向に並んで設けられた反射器と、前記一対の櫛型電極と前記反射器の間の前記圧電体上に、前記一対の櫛型電極および前記反射器との重なり幅が前記一対の櫛型電極の前記複数の電極指の平均ピッチの１／８以下、かつ、前記一対の櫛型電極および前記反射器との間隔が前記平均ピッチの１／８以下となって設けられた付加膜と、を備える弾性波デバイスである。

【0007】

上記構成において、前記付加膜は、前記一対の櫛型電極の前記複数の電極指が交差する交差領域を前記一対の櫛型電極と前記反射器の間に延ばした領域のうちの半分以上の領域に設けられている構成とすることができる。

【0008】

上記構成において、前記付加膜の厚さと前記付加膜の密度とを掛け合わせた値は、前記複数の電極指の厚さと前記複数の電極指のデューティ比と前記複数の電極指の密度とを掛け合わせた値の０．４倍以上１．６倍以下である構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、前記付加膜は、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化シリコン、または酸化アルミニウムを主成分とする膜である構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記一対の櫛型電極と前記反射器の間の領域を伝搬する横波の音速は、前記一対の櫛型電極が設けられた領域を伝搬する横波の音速の０．９５倍以上１．０５倍以下である構成とすることができる。

【0011】

本発明は、第１の厚さの第１領域と前記第１の厚さより薄い第２の厚さの第２領域とを有する圧電体と、前記第１領域における前記圧電体上に設けられ、複数の電極指を備えた一対の櫛型電極と、前記第１領域における前記圧電体上に、前記一対の櫛型電極に前記複数の電極指の配列方向に並んで設けられ、前記一対の櫛型電極との間に前記圧電体の前記第２領域を有する反射器と、を備える弾性波デバイスである。

【0012】

上記構成において、前記圧電体の前記第１領域における厚さは、前記一対の櫛型電極の前記複数の電極指の平均ピッチの２倍以下である構成とすることができる。

【0013】

本発明は、圧電体と、前記圧電体上に設けられ、複数の電極指を備えた一対の櫛型電極と、前記圧電体上に前記一対の櫛型電極に前記複数の電極指の配列方向に並んで設けられ、前記一対の櫛型電極との間の領域を伝搬する横波の音速が前記一対の櫛型電極が設けられた領域を伝搬する横波の音速の０．９５倍以上１．０５倍以下である反射器と、を備える弾性波デバイスである。

【0014】

本発明は、上記に記載の弾性波デバイスを備えるフィルタである。

【0015】

本発明は、上記に記載のフィルタを備えるマルチプレクサである。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、スプリアスを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

【図2】図２（ａ）から図２（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。

【図3】図３（ａ）は、比較例に係る弾性波デバイスの平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

【図4】図４（ａ）は、比較例における横波の音速を示す図、図４（ｂ）は、実施例１における横波の音速を示す図である。

【図5】図５（ａ）および図５（ｂ）は、付加膜の厚さと横波の音速の低下量との関係をシミュレーションした結果である。

【図6】図６（ａ）は、シミュレーションをしたモデルの平面図、図６（ｂ）は、断面図である。

【図7】図７（ａ）から図７（ｃ）は、周波数に対するアドミッタンスの実部Ｒｅａｌ（Ｙ）のシミュレーション結果である。

【図8】図８（ａ）は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスの平面図、図８（ｂ）は、実施例１の変形例２に係る弾性波デバイスの平面図である。

【図9】図９（ａ）は、実施例１の変形例３に係る弾性波デバイスの平面図、図９（ｂ）は、実施例１の変形例４に係る弾性波デバイスの平面図である。

【図10】図１０は、実施例１の変形例５に係る弾性波デバイスの平面図である。

【図11】図１１は、実施例１における付加膜が金属膜である場合の断面図である。

【図12】図１２（ａ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの平面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

【図13】図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、横波の音速に対するアドミッタンスの実部Ｒｅａｌ（Ｙ）のシミュレーション結果である。

【図14】図１４は、実施例３に係るフィルタの回路図である。

【図15】図１５は、実施例４に係るデュプレクサの回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。

【実施例0019】

図１（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図１（ａ）では、図の明瞭化のために、櫛型電極２１、反射器２５、および付加膜５０にハッチングを付している（以下、同様な図においても同じ）。電極指２２の配列方向をＸ方向、電極指２２の長手方向をＹ方向、圧電体１８の厚さ方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、圧電体１８の結晶方位のＸ軸方向およびＹ軸方向とは必ずしも対応しない。

【0020】

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、実施例１に係る弾性波デバイス１００は、支持基板１０上に絶縁膜１２が設けられている。絶縁膜１２上に温度補償膜１４が設けられている。温度補償膜１４上に接合層１６を介して圧電体１８が設けられている。圧電体１８上にＩＤＴ（Interdigital Transducer）２０および反射器２５が設けられている。反射器２５は、Ｘ方向（電極指２２の配列方向）においてＩＤＴ２０に並んで設けられている。ＩＤＴ２０および反射器２５は、圧電体１８上の金属膜２６により形成される。

【0021】

ＩＤＴ２０は、一対の櫛型電極２１を備える。櫛型電極２１は、複数の電極指２２と、複数のダミー電極指２３と、複数の電極指２２および複数のダミー電極指２３が接続されたバスバー２４と、を備える。一方の櫛型電極２１の電極指２２の先端と他方の櫛型電極２１のダミー電極指２３の先端とは対向している。なお、ダミー電極指２３は備わらない場合でもよい。一対の櫛型電極２１の電極指２２が交差する領域が交差領域４０である。交差領域４０のＹ方向の長さが開口長である。一対の櫛型電極２１は、交差領域４０の少なくとも一部において電極指２２がほぼ互い違いとなるように対向している。交差領域４０において電極指２２が励振する主モードの弾性波（弾性表面波）は、主にＸ方向に伝搬する。一方の櫛型電極２１の電極指２２のピッチがほぼ弾性表面波の波長λとなる。一方の櫛型電極２１の電極指２２のピッチは、一対の櫛型電極２１の電極指２２のピッチＰのほぼ倍である。反射器２５は、電極指２２が励振した弾性表面波を反射する。これにより、弾性表面波は交差領域４０内に閉じ込められる。

【0022】

ＩＤＴ２０と反射器２５の間で圧電体１８上に付加膜５０が設けられている。付加膜５０は、例えばＩＤＴ２０と反射器２５の間の領域全体を覆って設けられている。付加膜５０のＹ方向に沿った２つの側面のうちの一方の側面５１は、例えば一対の櫛型電極２１の反射器２５に最も近い側面２７に接触し、他方の側面５２は、例えば反射器２５の一対の櫛型電極２１に最も近い側面２８に接触している。付加膜５０のＸ方向に沿った２つの側面のうちの一方の側面５３は、例えば一対の櫛型電極２１のうちの一方の櫛型電極２１のバスバー２４の外側面２９とほぼ同一面となり、他方の側面５４は、例えば他方の櫛型電極２１のバスバー２４の外側面３０とほぼ同一面となっている。

【0023】

支持基板１０は、例えばサファイア基板、スピネル基板、シリコン基板、水晶基板、石英基板、またはアルミナ基板である。絶縁膜１２は、圧電体１８および温度補償膜１４よりも伝搬する弾性波の音速が速い膜である。例えば、絶縁膜１２を伝搬するバルク波の音速は、圧電体１８および温度補償膜１４を伝搬するバルク波の音速より速い。絶縁膜１２は、例えば多結晶または非晶質の絶縁膜であり、例えば酸化アルミニウム膜、シリコン膜、窒化アルミニウム膜、窒化シリコン膜、または炭化シリコン膜である。絶縁膜１２として材料の異なる複数の層が設けられていてもよい。

【0024】

温度補償膜１４は、圧電体１８の弾性定数の温度係数の符号と反対の符号の弾性定数の温度係数を有する。例えば、圧電体１８の弾性定数の温度係数は負であり、温度補償膜１４の弾性定数の温度係数は正である。温度補償膜１４は、例えば、酸素（Ｏ）およびシリコン（Ｓｉ）以外の他の元素が意図的には添加されていない酸化シリコン膜、または、他の元素、例えばフッ素（Ｆ）、ボロン（Ｂ）、塩素（Ｃｌ）、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、および硫黄（Ｓ）のうち少なくとも１種の元素が意図的に添加された酸化シリコン膜である。温度補償膜１４を伝搬する弾性波の音速は圧電体１８を伝搬する弾性波の音速より遅い。例えば、温度補償膜１４を伝搬するバルク波の音速は圧電体１８を伝搬するバルク波の音速より遅い。なお、弾性表面波の音速（位相速度）の大小は、バルク波の音速の大小と同じである。

【0025】

接合層１６は、温度補償膜１４と圧電体１８を接合するための層である。例えば、接合層１６は温度補償膜１４よりも伝搬する弾性波の音速が速い層である。接合層１６は、例えば多結晶または非晶質であり、例えば酸化アルミニウム層、シリコン層、窒化アルミニウム層、窒化シリコン層、または炭化シリコン層である。接合層１６は、圧電体１８および温度補償膜１４に比べて十分に薄い。

【0026】

圧電体１８は、例えば単結晶タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）膜または単結晶ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）膜であり、例えば回転ＹカットＸ伝搬タンタル酸リチウム膜または回転ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム膜である。

【0027】

金属膜２６は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、レニウム（Ｒｅ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、またはタングステン（Ｗ）を主成分とする膜である。金属膜２６と圧電体１８の間にチタン（Ｔｉ）膜またはクロム（Ｃｒ）膜等の密着膜が設けられていてもよい。電極指２２およびダミー電極指２３を覆うように絶縁膜が設けられていてもよい。この場合、付加膜５０は絶縁膜上に設けられていてもよい。絶縁膜は保護膜として機能してもよい。

【0028】

付加膜５０は、例えば酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、または酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする膜である。ある膜がある元素を主成分とするには、ある膜に主成分以外の意図的な、または、意図しない不純物が含まれることを許容する。ある膜においてある元素が主成分である場合、ある元素の濃度は例えば５０原子％以上であり、例えば８０原子％以上である。酸化シリコン等のように、２つの元素を主成分とする場合では、シリコンの濃度と酸素の濃度の合計が例えば５０原子％以上であり、例えば８０原子％以上であり、シリコンの濃度および酸素の濃度は各々例えば１０原子％以上である。

【0029】

電極指２２が励振する弾性表面波は、圧電体１８の表面から２．０λ以内を伝搬する。したがって、温度補償膜１４が温度補償の機能を発揮するために、圧電体１８の上面と温度補償膜１４の下面との間隔Ｈは、電極指２２の平均ピッチＰの４．０倍（２．０λ）以下が好ましく、３．０倍（１．５λ）以下がより好ましい。圧電体１８の厚さは、電極指２２の平均ピッチＰの２．０倍（λ）以下が好ましく、１．６倍（０．８λ）以下がより好ましい。圧電体１８が薄すぎると弾性波が励振されなくなるため、圧電体１８の厚さは、電極指２２の平均ピッチＰの０．２倍（０．１λ）以上が好ましい。電極指２２の平均ピッチＰは、ＩＤＴ２０のＸ方向の長さを電極指２２の本数で除することで算出してもよい。

【0030】

［製造方法］
図２（ａ）から図２（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図２（ａ）に示すように、上面が平坦な支持基板１０を準備する。支持基板１０の上面の算術平均粗さＲａは例えば１ｎｍ以下である。支持基板１０上に例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、スパッタリング法、または蒸着法などを用いて絶縁膜１２を成膜する。絶縁膜１２上に例えばＣＶＤ法、スパッタリング法、または蒸着法などを用いて温度補償膜１４を成膜する。温度補償膜１４上に接合層１６を介して圧電体１８を接合する。接合層１６を介さずに温度補償膜１４と圧電体１８を直接接合してもよい。接合には例えば表面活性化法を用いる。ここでの圧電体１８は、図１（ｂ）における圧電体１８よりも厚い膜（基板）である。

【0031】

図２（ｂ）に示すように、圧電体１８の上面を例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により研磨して所望の厚さとする。その後、圧電体１８上に、例えばフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて、金属膜２６からなるＩＤＴ２０および反射器２５を形成する。

【0032】

図２（ｃ）に示すように、ＩＤＴ２０と反射器２５の間に、例えばリフトオフ法を用いて付加膜５０を形成する。これにより、実施例１に係る弾性波デバイスが得られる。

【0033】

［比較例］
図３（ａ）は、比較例に係る弾性波デバイスの平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、比較例に係る弾性波デバイス５００では、ＩＤＴ２０と反射器２５の間に付加膜が設けられていない。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。

【0034】

図４（ａ）は、比較例における横波の音速を示す図、図４（ｂ）は、実施例１における横波の音速を示す図である。横波の音速は、電極指２２が励振する弾性表面波の音速にほぼ等しい。図４（ａ）に示すように、比較例では、ＩＤＴ２０と反射器２５の間に付加膜が設けられていない。このため、ＩＤＴ２０と反射器２５の間の領域６０を伝搬する横波の音速は、櫛型電極２１が設けられた領域６２および反射器２５が設けられた領域６４を伝搬する横波の音速より速い。領域６４と領域６２は領域内に金属電極が存在することから、領域内に金属電極が存在せず領域内の音速が圧電体１８の表面と同等となる領域６０より音速が遅くなると考えられる。

【0035】

一方、図４（ｂ）に示すように、実施例１では、ＩＤＴ２０と反射器２５の間に付加膜５０が設けられている。横波の音速は圧電体１８上に設けられた膜の重さによって変化させることができる。ここで、付加膜５０に酸化タンタル膜または酸化ニオブ膜を用いた場合において、付加膜５０の厚さと横波の音速の低下量との関係をシミュレーションした結果を図５（ａ）および図５（ｂ）に示す。図５（ａ）および図５（ｂ）において、横軸は付加膜５０（酸化タンタル膜または酸化ニオブ膜）の膜厚である。縦軸は領域６０を伝搬する横波の音速を付加膜５０が設けられていない場合を基準（０％）とした音速比（％）である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、付加膜５０が厚くなると、領域６０を伝搬する横波の音速が遅くなる。したがって、実施例１において、ＩＤＴ２０と反射器２５の間に付加膜５０を設けることで、領域６０を伝搬する横波の音速は低下し、領域６０を伝搬する横波の音速を、領域６２、６４を伝搬する横波の音速とほぼ同じにすることができる。言い換えると、領域６０を伝搬する横波の音速が領域６２、６４を伝搬する横波の音速とほぼ同じになるように、ＩＤＴ２０と反射器２５の間に付加膜５０を設けている。

【0036】

領域６０を伝搬する横波の音速と領域６２、６４を伝搬する横波の音速がほぼ同じになるのは、領域６０における膜の重さと領域６２、６４における膜の重さとがほぼ等しい場合である。領域６０には付加膜５０が設けられるため、領域６０における膜の重さは、付加膜５０の厚さをＨ１、密度をρ１とすると、（Ｈ１×ρ１）で規定することができる。一方、領域６２、６４における膜の重さは、電極指２２のデューティ比の影響の受けるため、電極指２２の厚さをＨ２、デューティ比をＤ、密度をρ２とすると、（Ｈ２×Ｄ×ρ２）で規定することができる。したがって、（Ｈ１×ρ１）＝（Ｈ２×Ｄ×ρ２）の場合に、領域６０を伝搬する横波の音速と領域６２、６４を伝搬する横波の音速とが同じになる。実施例１では、（Ｈ１×ρ１）の値が（Ｈ２×Ｄ×ρ２）の値の０．４倍以上１．６倍以下となり、領域６０を伝搬する横波の音速と領域６２、６４を伝搬する横波の音速とがほぼ同じになるように、適切な材料かつ厚さの付加膜５０を設ける。

【0037】

例えば、電極指２２が厚さ１５０ｎｍのアルミニウム膜、デューティ比が５０％であり、付加膜５０が酸化タンタル膜または酸化ニオブ膜である場合を想定する。アルミニウムの密度は２７００ｋｇ／ｃｍ^３で、酸化タンタルの密度は８１００ｋｇ／ｃｍ^３であることから、（Ｈ１×ρ１）＝８１００×Ｈ１となり、（Ｈ２×Ｄ×ρ２）＝１５０×０．５×２７００＝２０２５００となる。したがって、付加膜５０が酸化タンタル膜である場合、厚さＨ１を１０．０ｎｍ～４０．０ｎｍとすることで、領域６０を伝搬する横波の音速は領域６２、６４を伝搬する横波の音速とほぼ同じになる。酸化ニオブの密度は４４７０ｋｇ／ｃｍ^３であることから、（Ｈ１×ρ１）＝４４７０×Ｈ１となる。したがって、付加膜５０が酸化ニオブ膜である場合、厚さＨ１を１８．１ｎｍ～７２．５ｎｍとすることで、領域６０を伝搬する横波の音速は領域６２、６４を伝搬する横波の音速とほぼ同じになる。

【0038】

［シミュレーション］
ＩＤＴ２０と反射器２５の間の領域６０を伝搬する横波の音速を異ならせたモデル１、２、３に対してスプリアスを評価するシミュレーションを行った。図６（ａ）は、シミュレーションをしたモデル１、２、３の平面図、図６（ｂ）は、断面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）を参照しつつ、シミュレーション条件を以下に示す。

【0039】

共通条件
弾性波の波長λ：２．２μｍ
支持基板１０：サファイア基板
絶縁膜１２：厚さが６０００ｎｍの酸化アルミニウム膜
温度補償膜１４：厚さが４４０ｎｍの酸化シリコン膜
圧電体１８：厚さが６６０ｎｍのタンタル酸リチウム膜
ＩＤＴ２０、反射器２５：厚さが１０ｎｍのチタン膜と厚さが１３５ｎｍのアルミニウム膜の積層膜
ＩＤＴ２０の対数：１５０対
反射器２５の対数：２０対
電極指２２のデューティ比：５０％
ダミー電極指２３のＹ方向の長さ：１．５λ
開口長Ｌ：１５λ
ＩＤＴ２０と反射器２５の間の距離Ｗ：λ／４

【0040】

モデル１の条件
領域６２と領域６４での横波の音速：３７５０ｍ／ｓ
領域６０での横波の音速：４２００ｍ／ｓ
モデル２の条件
領域６２と領域６４での横波の音速：３７５０ｍ／ｓ
領域６０での横波の音速：３５７０ｍ／ｓ
モデル３の条件
領域６２と領域６４での横波の音速：３７５０ｍ／ｓ
領域６０での横波の音速：２９４０ｍ／ｓ

【0041】

図７（ａ）から図７（ｃ）は、モデル１、２、３の周波数に対するアドミッタンスの実部Ｒｅａｌ（Ｙ）のシミュレーション結果である。図７（ａ）から図７（ｃ）において、横軸は周波数［ＧＨｚ］であり、縦軸はアドミッタンスの実部Ｒｅａｌ（Ｙ）［Ｓ］である。図７（ａ）から図７（ｃ）に示すように、モデル１、３ではスプリアス６５が大きく観察された。一方、モデル２はモデル１、３に比べてスプリアス６５が小さく抑えられた。モデル１、３では、上記シミュレーション条件のように、領域６２、６４での横波の音速と領域６０での横波の音速との差が大きい。このため、領域６２、６４と領域６０での音速の不連続に起因して縦モードスプリアスが発生したため、スプリアス６５が大きくなったと考えられる。一方、モデル２では、上記シミュレーション条件のように、領域６２、６４での横波の音速と領域６０での横波の音速との差が小さい。このため、縦モードスプリアスが抑制されたため、スプリアス６５が小さくなったと考えられる。なお、モデル２、３はモデル１に対してＱ値が向上している。

【0042】

このシミュレーション結果から、領域６０を伝搬する横波の音速と領域６２、６４を伝搬する横波の音速との差を小さくすることで、スプリアスを抑制できることが分かる。したがって、図４（ａ）のように、比較例では、領域６０を伝搬する横波の音速と領域６２、６４を伝搬する横波の音速との差が大きいことから、大きなスプリアスが発生する。一方、図４（ｂ）のように、実施例１では、ＩＤＴ２０と反射器２５の間に付加膜５０を設けることで、領域６０を伝搬する横波の音速と領域６２、６４を伝搬する横波の音速との差を小さくしているため、スプリアスが抑制される。

【0043】

モデル２では、領域６０での横波の音速は領域６２、６４での横波の音速の０．９５２倍である。したがって、実施例１では、スプリアス６５を抑制するために、領域６０を伝搬する横波の音速は領域６２、６４を伝搬する横波の音速の０．９５倍以上１．０５倍以下としている。モデル１の領域６０での横波の音速４２００ｍ／ｓは付加膜５０が設けられていない場合を想定していることを踏まえると、（Ｈ１×ρ１）の値を（Ｈ２×Ｄ×ρ２）の値の０．４倍以上１．６倍以下とすることで、スプリアス６５を抑制できる。

【0044】

［実施例１の変形例］
図８（ａ）は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスの平面図、図８（ｂ）は、実施例１の変形例２に係る弾性波デバイスの平面図である。図９（ａ）は、実施例１の変形例３に係る弾性波デバイスの平面図、図９（ｂ）は、実施例１の変形例４に係る弾性波デバイスの平面図である。図８（ａ）から図９（ｂ）では、弾性波デバイスの一部を図示している。

【0045】

図８（ａ）に示すように、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイス１１０では、付加膜５０は櫛型電極２１に重なって設けられている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。櫛型電極２１は最適な特性が得られるように設計されているため、櫛型電極２１に付加膜５０が重なると横波の音速が変化してスプリアスが発生する恐れがある。したがって、スプリアスを抑制する観点からは、実施例１のように、付加膜５０は櫛型電極２１に重ならないことが好ましいが、実施例１の変形例１のように、付加膜５０が櫛型電極２１に重なる場合では重なり幅Ｗ１はλ／１６以下となるようにする。

【0046】

図８（ｂ）に示すように、実施例１の変形例２に係る弾性波デバイス１２０では、付加膜５０は反射器２５に重なって設けられている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。反射器２５についても最適な特性が得られるように設計されているため、反射器２５に付加膜５０が重なると横波の音速が変化してスプリアスが発生する恐れがある。したがって、スプリアスを抑制する観点からは、実施例１のように、付加膜５０は反射器２５に重ならないことが好ましいが、実施例１の変形例２のように、付加膜５０が反射器２５に重なる場合では重なり幅Ｗ２はλ／１６以下となるようにする。

【0047】

図９（ａ）に示すように、実施例１の変形例３に係る弾性波デバイス１３０では、付加膜５０は櫛型電極２１から離れて設けられている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。櫛型電極２１と反射器２５の間の領域において付加膜５０が設けられていない領域があると、この領域での横波の音速が速くなりスプリアスが発生する恐れがある。したがって、実施例１のように、付加膜５０は櫛型電極２１から離れていないことが好ましいが、実施例１の変形例３のように、付加膜５０が櫛型電極２１から離れている場合では間隔Ｗ３はλ／１６以下となるようにする。

【0048】

図９（ｂ）に示すように、実施例１の変形例４に係る弾性波デバイス１４０では、付加膜５０は反射器２５から離れて設けられている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。上述のように、櫛型電極２１と反射器２５の間の領域において付加膜５０が設けられていない領域では横波の音速が速くなりスプリアスが発生する恐れがある。したがって、実施例１のように、付加膜５０は反射器２５から離れていないことが好ましいが、実施例１の変形例４のように、付加膜５０が反射器２５から離れている場合では間隔Ｗ４はλ／１６以下となるようにする。

【0049】

図１０は、実施例１の変形例５に係る弾性波デバイスの平面図である。図１０では、弾性波デバイスの一部を図示している。図１０に示すように、実施例１の変形例５に係る弾性波デバイス１５０では、付加膜５０は、交差領域４０を櫛型電極２１と反射器２５の間に延ばした領域６６の一部に設けられている。付加膜５０は、例えば領域６６の半分以上に設けられている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。スプリアスを抑制する観点から、付加膜５０は領域６６の全体に設けられる場合が好ましいが、領域６６の半分以上に設けられていればよい。

【0050】

以上説明したように、実施例１およびその変形例によれば、櫛型電極２１と反射器２５の間の圧電体１８上に付加膜５０が設けられている。付加膜５０は、櫛型電極２１および反射器２５とのＸ方向における重なり幅Ｗ１、Ｗ２が電極指２２の平均ピッチＰの１／８以下（λ／１６以下）であり、かつ、櫛型電極２１および反射器２５とのＸ方向における間隔Ｗ３、Ｗ４が電極指２２の平均ピッチＰの１／８以下（λ／１６以下）となっている。このような付加膜５０が設けられることで、櫛型電極２１および反射器２５への付加膜５０による影響を抑えつつ、図４（ｂ）のように、櫛型電極２１と反射器２５の間の領域６０を伝搬する横波の音速を、櫛型電極２１が設けられた領域６２および反射器２５が設けられた領域６４を伝搬する横波の音速に近づけることができる。よって、縦モードスプリアスを抑制することができる。スプリアスを抑制する観点から、重なり幅Ｗ１、Ｗ２および間隔Ｗ３、Ｗ４は平均ピッチＰの１／１６以下（λ／３２）以下が好ましく、ゼロである場合がより好ましい。ゼロには、製造誤差程度が許容される。

【0051】

また、実施例１およびその変形例では、付加膜５０は、交差領域４０を櫛型電極２１と反射器２５との間に延ばした領域６６のうちの半分以上の領域に設けられている。これにより、領域６６の半分以上の領域を伝搬する横波の音速を、領域６２、６４を伝搬する横波の音速に近づけることができるため、縦モードスプリアスを抑制することができる。スプリアスを抑制する観点から、付加膜５０は領域６６の２／３以上の領域に設けられる場合が好ましく、３／４以上の領域に設けられる場合が好ましく、全領域に設けられる場合が更に好ましい。

【0052】

また、実施例１およびその変形例では、付加膜５０の厚さＨ１と付加膜５０の密度ρ１を掛け合わせた値（Ｈ１×ρ１）は、電極指２２の厚さＨ２と電極指２２のデューティ比Ｄと電極指２２の密度ρ２を掛け合わせた値（Ｈ２×Ｄ×ρ２）の０．４倍以上１．６倍以下である。これにより、縦モードスプリアスを抑制することができる。スプリアスを抑制する観点から、（Ｈ１×ρ１）の値は（Ｈ２×Ｄ×ρ２）の値の０．５倍以上１．５倍以下が好ましく、０．６倍以上１．４倍以下がより好ましく、０．７倍以上１．３倍以下が更に好ましい。

【0053】

また、実施例１およびその変形例では、櫛型電極２１と反射器２５の間の領域６０を伝搬する横波の音速は、櫛型電極２１が設けられた領域６２を伝搬する横波の音速および反射器２５が設けられた領域６４を伝搬する横波の音速の０．９５倍以上１．０５倍以下である。これにより、縦モードスプリアスを抑制することができる。スプリアスを抑制する観点から、領域６０を伝搬する横波の音速は領域６２、６４を伝搬する横波の音速の０．９７倍以上１．０３倍以下が好ましく、０．９８倍以上１．０２倍以下がより好ましい。

【0054】

また、実施例１およびその変形例では、付加膜５０は、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化シリコン、または酸化アルミニウムを主成分とする膜である。このような付加膜５０を用いることで、櫛型電極２１と反射器２５の間の領域６０を伝搬する横波の音速を、櫛型電極２１が設けられた領域６２および反射器２５が設けられた領域６４を伝搬する横波の音速に容易に近づけることができる。なお、付加膜５０は金属膜からなる場合でもよい。図１１は、実施例１における付加膜が金属膜である場合の断面図である。図１１に示すように、例えばチタン膜等の金属膜からなる付加膜５０ａが設けられる場合、付加膜５０ａと櫛型電極２１および反射器２５との間に絶縁膜３５が設けられる。

【0055】

なお、実施例１およびその変形例では、圧電体１８として、支持基板１０上に設けられた圧電層の場合を例に示したが、この場合に限られるわけではない。圧電体は、支持基板１０が用いられずに、圧電基板である場合でもよい。

【実施例0056】

図１２（ａ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの平面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、実施例２に係る弾性波デバイス２００では、ＩＤＴ２０と反射器２５の間に付加膜は設けられていない。代わりに、ＩＤＴ２０と反射器２５の間において、圧電体１８に凹部１５が設けられている。圧電体１８は、凹部１５が設けられた領域は薄膜領域１７となり、その他の領域は薄膜領域１７より厚い厚膜領域１９となっている。したがって、ＩＤＴ２０と反射器２５は圧電体１８の厚膜領域１９に設けられ、ＩＤＴ２０と反射器２５の間の圧電体１８は薄膜領域１７となっている。すなわち、ＩＤＴ２０と反射器２５は、その間に圧電体１８の薄膜領域１７を挟んで圧電体１８の厚膜領域１９に設けられている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。

【0057】

［シミュレーション］
圧電体１８の厚さを異ならせたモデル４、５に対して音速を評価するシミュレーションを行った。モデル４、５は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示したモデル１～３と同じ構造をしている。シミュレーション条件は以下である。

【0058】

共通条件
支持基板１０：サファイア基板
絶縁膜１２：厚さが６０００ｎｍの酸化アルミニウム膜
温度補償膜１４：厚さが４４０ｎｍの酸化シリコン膜
圧電体１８：厚さが０．１λまたは０．５λのタンタル酸リチウム膜
ＩＤＴ２０、反射器２５：厚さが１０ｎｍのチタン膜と厚さが１３５ｎｍのアルミニウム膜の積層膜
ＩＤＴ２０の対数：１５０対
反射器２５の対数：２０対
電極指２２のデューティ比：５０％
ダミー電極指２３のＹ方向の長さ：１．５λ
開口長Ｌ：１５λ
ＩＤＴ２０と反射器２５の間の距離Ｉ：λ／４
領域６０、６２、６４の横波の音速差：あり
モデル４の条件
弾性波の波長λ：１．５μｍ
モデル５の条件
弾性波の波長λ：２．２μｍ

【0059】

図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、モデル４、５の横波の音速に対するアドミッタンスの実部Ｒｅａｌ（Ｙ）のシミュレーション結果である。図１３（ａ）および図１３（ｂ）において、横軸は周波数［ＭＨｚ］であり、縦軸はアドミッタンスの実部Ｒｅａｌ（Ｙ）［Ｓ］である。図１３（ａ）に示すように、弾性波の波長λが１．５μｍの場合では、圧電体１８の厚さが０．１λのときの共振点での横波の音速は３８０２ｍ／ｓ、厚さが０．５λのときの共振点での横波の音速は３９６６ｍ／ｓであった。図１３（ｂ）に示すように、弾性波の波長λが２．２μｍの場合では、圧電体１８の厚さが０．１λのときの共振点での横波の音速は３７７７ｍ／ｓ、厚さが０．５λのときの共振点での横波の音速は３８９１ｍ／ｓであった。このように、圧電体１８が薄くなると、横波の音速は遅くなる。

【0060】

したがって、実施例２において、櫛型電極２１と反射器２５の間の圧電体１８が薄くなっていることで、櫛型電極２１と反射器２５の間の領域を伝搬する横波の音速が遅くなる。よって、櫛型電極２１と反射器２５の間の領域を伝搬する横波の音速を櫛型電極２１が設けられた領域を伝搬する横波の音速および反射器が設けられた領域を伝搬する横波の音速に近づけることができる。

【0061】

実施例２によれば、櫛型電極２１と反射器２５は圧電体１８の厚膜領域１９（第１領域）に設けられ、櫛型電極２１と反射器２５の間の圧電体１８は厚膜領域１９より薄い薄膜領域１７（第２領域）となっている。これにより、櫛型電極２１と反射器２５の間の領域を伝搬する横波の音速を、櫛型電極２１が設けられた領域および反射器２５が設けられた領域を伝搬する横波の音速に近づけることができる。よって、縦モードスプリアスを抑制することができる。

【0062】

また、実施例２において、圧電体１８の厚膜領域１９の厚さは、電極指２２の平均ピッチＰの２倍以下（λ以下）であることが好ましい。これにより、圧電体１８に薄膜領域１７を形成することで横波の音速が低下しやすくなる。

【0063】

なお、実施例２では、凹部１５は圧電体１８の上面に設けられている場合を例に示したが、凹部１５は圧電体１８の下面に設けられている場合でもよい。