知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024168445
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】弾性波装置
(51)【国際特許分類】
H03H 9/25 20060101AFI20241128BHJP
【ＦＩ】
H03H9/25 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023085143
(22)【出願日】2023-05-24
(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】中川 亮
【テーマコード（参考）】
5J097
【Ｆターム（参考）】
5J097AA13
5J097BB11
5J097EE08
5J097GG03
5J097GG04
5J097HA01
5J097HA03
5J097HA06
5J097KK09
(57)【要約】 （修正有）
【課題】電極指ピッチにより規定される波長の２倍程度の波長の弾性波を励振させ、基本波を抑制する弾性波装置を提供する。
【解決手段】弾性波装置１は、圧電体層６を含む圧電性基板２と、複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９を有するＩＤＴ電極１２とを備える。圧電体層６は、第１の領域Ａと、第１の領域Ａとは分極方向が異なる第２の領域Ｂと、を有する。第１の区間Ｄ１及び第２の区間Ｄ２の境界が、第１の電極指１８が設けられている部分に位置するように、また、第３の区間Ｄ３及び第４の区間Ｄ４の境界が、第２の電極指１９が設けられている部分に位置するように、複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９を、順番に第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８に分ける。区間Ｄ１、Ｄ３、Ｄ６、Ｄ８には、第１の領域Ａが位置しており、区間Ｄ２、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ７には、第２の領域Ｂが位置している。
【選択図】図１
【解決手段】弾性波装置１は、圧電体層６を含む圧電性基板２と、複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９を有するＩＤＴ電極１２とを備える。圧電体層６は、第１の領域Ａと、第１の領域Ａとは分極方向が異なる第２の領域Ｂと、を有する。第１の区間Ｄ１及び第２の区間Ｄ２の境界が、第１の電極指１８が設けられている部分に位置するように、また、第３の区間Ｄ３及び第４の区間Ｄ４の境界が、第２の電極指１９が設けられている部分に位置するように、複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９を、順番に第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８に分ける。区間Ｄ１、Ｄ３、Ｄ６、Ｄ８には、第１の領域Ａが位置しており、区間Ｄ２、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ７には、第２の領域Ｂが位置している。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧電体層を含む圧電性基板と、
前記圧電体層上に設けられており、互いに間挿し合っており、互いに異なる電位に接続される複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有するＩＤＴ電極と、
を備え、
前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分が、交叉領域を含み、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向を電極指延伸方向、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前記ＩＤＴ電極を見たときに、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が重なり合っている領域が前記交叉領域であり、
前記圧電体層が、第１の領域、及び前記第１の領域と分極方向が異なる第２の領域を有し、前記第１の領域及び前記第２の領域が、少なくとも前記交叉領域に位置しており、
前記交叉領域が、前記第１の領域及び前記第２の領域が前記電極指直交方向において交互に並んでいる、分極変化領域を含み、
前記分極変化領域に位置している各前記第１の領域及び各前記第２の領域が、平面視において、前記第１の電極指及び前記第２の電極指のうち少なくとも一方の、少なくとも一部と重なっており、
前記圧電体層を前記電極指直交方向において複数の区間に分け、前記複数の区間がそれぞれ、前記第１の電極指または前記第２の電極指が設けられている部分から、前記第１の電極指及び前記第２の電極指が設けられていない部分までの範囲であるとし、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち、各前記区間に設けられている電極指が１本のみであるとしたときに、前記複数の区間が、前記電極指直交方向において順番に並んでいる第１～第８の区間を含み、
前記第１の区間及び前記第２の区間の境界が、前記第１の電極指が設けられている部分に位置しており、
前記第１の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第２の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第３の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第４の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第５の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第６の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第７の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第８の区間に前記第１の領域が位置している、弾性波装置。
前記圧電体層上に設けられており、互いに間挿し合っており、互いに異なる電位に接続される複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有するＩＤＴ電極と、
を備え、
前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分が、交叉領域を含み、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向を電極指延伸方向、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前記ＩＤＴ電極を見たときに、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が重なり合っている領域が前記交叉領域であり、
前記圧電体層が、第１の領域、及び前記第１の領域と分極方向が異なる第２の領域を有し、前記第１の領域及び前記第２の領域が、少なくとも前記交叉領域に位置しており、
前記交叉領域が、前記第１の領域及び前記第２の領域が前記電極指直交方向において交互に並んでいる、分極変化領域を含み、
前記分極変化領域に位置している各前記第１の領域及び各前記第２の領域が、平面視において、前記第１の電極指及び前記第２の電極指のうち少なくとも一方の、少なくとも一部と重なっており、
前記圧電体層を前記電極指直交方向において複数の区間に分け、前記複数の区間がそれぞれ、前記第１の電極指または前記第２の電極指が設けられている部分から、前記第１の電極指及び前記第２の電極指が設けられていない部分までの範囲であるとし、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち、各前記区間に設けられている電極指が１本のみであるとしたときに、前記複数の区間が、前記電極指直交方向において順番に並んでいる第１～第８の区間を含み、
前記第１の区間及び前記第２の区間の境界が、前記第１の電極指が設けられている部分に位置しており、
前記第１の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第２の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第３の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第４の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第５の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第６の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第７の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第８の区間に前記第１の領域が位置している、弾性波装置。
【請求項2】
圧電体層を含む圧電性基板と、
前記圧電体層上に設けられており、互いに間挿し合っており、互いに異なる電位に接続される複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有するＩＤＴ電極と、
を備え、
前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分が、交叉領域を含み、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向を電極指延伸方向、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前記ＩＤＴ電極を見たときに、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が重なり合っている領域が前記交叉領域であり、
前記圧電体層が、第１の領域、及び前記第１の領域と分極方向が異なる第２の領域を有し、前記第１の領域及び前記第２の領域が、少なくとも前記交叉領域に位置しており、
前記交叉領域が、前記第１の領域及び前記第２の領域が前記電極指直交方向において交互に並んでいる、分極変化領域を含み、
前記分極変化領域に位置している各前記第１の領域及び各前記第２の領域が、平面視において、前記第１の電極指及び前記第２の電極指のうち少なくとも一方の、少なくとも一部と重なっており、
前記圧電体層を前記電極指直交方向において複数の区間に分け、前記複数の区間がそれぞれ、前記第１の電極指または前記第２の電極指が設けられている部分から、前記第１の電極指及び前記第２の電極指が設けられていない部分までの範囲であるとし、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち、各前記区間に設けられている電極指が１本のみであるとしたときに、前記複数の区間が、前記電極指直交方向において順番に並んでいる第１～第８の区間を含み、
前記第１の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第２の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第３の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第４の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第５の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第６の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第７の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第８の区間に前記第１の領域が位置している、弾性波装置。
前記圧電体層上に設けられており、互いに間挿し合っており、互いに異なる電位に接続される複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有するＩＤＴ電極と、
を備え、
前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分が、交叉領域を含み、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向を電極指延伸方向、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前記ＩＤＴ電極を見たときに、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が重なり合っている領域が前記交叉領域であり、
前記圧電体層が、第１の領域、及び前記第１の領域と分極方向が異なる第２の領域を有し、前記第１の領域及び前記第２の領域が、少なくとも前記交叉領域に位置しており、
前記交叉領域が、前記第１の領域及び前記第２の領域が前記電極指直交方向において交互に並んでいる、分極変化領域を含み、
前記分極変化領域に位置している各前記第１の領域及び各前記第２の領域が、平面視において、前記第１の電極指及び前記第２の電極指のうち少なくとも一方の、少なくとも一部と重なっており、
前記圧電体層を前記電極指直交方向において複数の区間に分け、前記複数の区間がそれぞれ、前記第１の電極指または前記第２の電極指が設けられている部分から、前記第１の電極指及び前記第２の電極指が設けられていない部分までの範囲であるとし、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち、各前記区間に設けられている電極指が１本のみであるとしたときに、前記複数の区間が、前記電極指直交方向において順番に並んでいる第１～第８の区間を含み、
前記第１の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第２の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第３の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第４の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第５の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第６の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第７の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第８の区間に前記第１の領域が位置している、弾性波装置。
【請求項3】
前記第１の区間及び前記第２の区間の境界が、前記第１の電極指が設けられている部分に位置している、請求項２に記載の弾性波装置。
【請求項4】
前記第１の領域における分極軸、及び前記第２の領域における分極軸がなす角の角度が１８０°±５°以内の範囲である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項5】
前記第１～第８の区間に位置している前記第１の領域及び前記第２の領域の境界のうち少なくとも１つの境界が、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうちいずれかの電極指が設けられている部分に位置しており、該境界と、該電極指の前記電極指直交方向における中央との間の、前記電極指直交方向における距離をＬ１、該電極指が位置している部分の電極指ピッチをｐ１としたときに、Ｌ１／ｐ１＜０．１である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項6】
隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指の間の部分を電極指間部としたときに、前記第１～第８の区間に位置している前記第１の領域及び前記第２の領域の境界のうち少なくとも１つの境界が、複数の前記電極指間部のうちいずれかの電極指間部に位置しており、該境界と、該電極指間部の前記電極指直交方向における中央との間の、前記電極指直交方向における距離をＬ２、該電極指間部が位置している部分の電極指ピッチをｐ２としたときに、Ｌ２／ｐ２＜０．１である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項7】
前記第１～第８の区間において、前記第１の領域の前記電極指直交方向に沿う寸法の合計をＥ１、前記第２の領域の前記電極指直交方向に沿う寸法の合計をＥ２としたときに、Ｅ２／Ｅ１が１±０．１以内の範囲である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項8】
前記圧電性基板が高音速部材層を含み、
前記高音速部材層上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられており、
前記高音速部材層を伝搬するバルク波の音速が、前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも高い、請求項１または２に記載の弾性波装置。
前記高音速部材層上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられており、
前記高音速部材層を伝搬するバルク波の音速が、前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも高い、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項9】
前記圧電性基板が音響反射膜を含み、
前記音響反射膜上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられており、
前記音響反射膜が、相対的に音響インピーダンスが低い、少なくとも１層の低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高い、少なくとも１層の高音響インピーダンス層と、を有し、前記低音響インピーダンス層及び前記高音響インピーダンス層が交互に積層されている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
前記音響反射膜上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられており、
前記音響反射膜が、相対的に音響インピーダンスが低い、少なくとも１層の低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高い、少なくとも１層の高音響インピーダンス層と、を有し、前記低音響インピーダンス層及び前記高音響インピーダンス層が交互に積層されている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項10】
前記圧電性基板が電極層を含み、
前記電極層上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
前記電極層上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項11】
前記圧電性基板が酸化ケイ素膜を含み、
前記酸化ケイ素膜上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
前記酸化ケイ素膜上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられている、請求項１または２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、支持基板、高音速膜、低音速膜及び圧電膜がこの順序で積層されている。圧電膜上にＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極が設けられている。特許文献１には、圧電膜を伝搬する主モードとして、Ｐ波を主成分とするモード、ＳＨ波を主成分とするモード及びＳＶ波を主成分とするモードが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１２／０８６６３９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に記載のような従来の弾性波装置においては、ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される波長よりも長い波長の弾性波を好適に励振させることは困難である。なお、このような長い波長の波を弾性波装置の動作に利用する場合には、基本波は不要波となる。そのため、基本波を抑制することが要される。
【0005】
本発明の目的は、電極指ピッチにより規定される波長の２倍程度の波長の弾性波を励振させることができ、基本波を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】
【0006】
本発明に係る弾性波装置のある広い局面では、圧電体層を含む圧電性基板と、前記圧電体層上に設けられており、互いに間挿し合っており、互いに異なる電位に接続される複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有するＩＤＴ電極とが備えられており、前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分が、交叉領域を含み、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向を電極指延伸方向、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前記ＩＤＴ電極を見たときに、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が重なり合っている領域が前記交叉領域であり、前記圧電体層が、第１の領域、及び前記第１の領域と分極方向が異なる第２の領域を有し、前記第１の領域及び前記第２の領域が、少なくとも前記交叉領域に位置しており、前記交叉領域が、前記第１の領域及び前記第２の領域が前記電極指直交方向において交互に並んでいる、分極変化領域を含み、前記分極変化領域に位置している各前記第１の領域及び各前記第２の領域が、平面視において、前記第１の電極指及び前記第２の電極指のうち少なくとも一方の、少なくとも一部と重なっており、前記圧電体層を前記電極指直交方向において複数の区間に分け、前記複数の区間がそれぞれ、前記第１の電極指または前記第２の電極指が設けられている部分から、前記第１の電極指及び前記第２の電極指が設けられていない部分までの範囲であるとし、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち、各前記区間に設けられている電極指が１本のみであるとしたときに、前記複数の区間が、前記電極指直交方向において順番に並んでいる第１～第８の区間を含み、前記第１の区間及び前記第２の区間の境界が、前記第１の電極指が設けられている部分に位置しており、前記第１の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第２の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第３の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第４の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第５の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第６の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第７の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第８の区間に前記第１の領域が位置している。
【0007】
本発明に係る弾性波装置の他の広い局面では、圧電体層を含む圧電性基板と、前記圧電体層上に設けられており、互いに間挿し合っており、互いに異なる電位に接続される複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有するＩＤＴ電極とが備えられており、前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分が、交叉領域を含み、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向を電極指延伸方向、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前記ＩＤＴ電極を見たときに、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が重なり合っている領域が前記交叉領域であり、前記圧電体層が、第１の領域、及び前記第１の領域と分極方向が異なる第２の領域を有し、前記第１の領域及び前記第２の領域が、少なくとも前記交叉領域に位置しており、前記交叉領域が、前記第１の領域及び前記第２の領域が前記電極指直交方向において交互に並んでいる、分極変化領域を含み、前記分極変化領域に位置している各前記第１の領域及び各前記第２の領域が、平面視において、前記第１の電極指及び前記第２の電極指のうち少なくとも一方の、少なくとも一部と重なっており、前記圧電体層を前記電極指直交方向において複数の区間に分け、前記複数の区間がそれぞれ、前記第１の電極指または前記第２の電極指が設けられている部分から、前記第１の電極指及び前記第２の電極指が設けられていない部分までの範囲であるとし、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち、各前記区間に設けられている電極指が１本のみであるとしたときに、前記複数の区間が、前記電極指直交方向において順番に並んでいる第１～第８の区間を含み、前記第１の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第２の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第３の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第４の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第５の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第６の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第７の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第８の区間に前記第１の領域が位置している。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、電極指ピッチにより規定される波長の２倍程度の波長の弾性波を励振させることができ、基本波を抑制することができる、弾性波装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の一部を示す模式的正面断面図である。
【図2】本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。
【図3】本発明の第１の実施形態における第１の領域及び第２の領域の配置を示す、圧電体層の模式的平面図である。
【図4】本発明の第１の実施形態及び第１の比較例におけるアドミッタンス周波数特性を示す図である。
【図5】第１の比較例における２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第１の比較例において基本波が励振されることを説明するための図である。
【図6】第２の比較例における２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第２の比較例において基本波が励振されることを説明するための図である。
【図7】第２の比較例における、実効歪と電荷との関係を示す模式的正面断面図である。
【図8】本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第１の実施形態において基本波が励振され難いことを説明するための図である。
【図9】本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第１の実施形態において１／２倍波が励振されることを説明するための図である。
【図10】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、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【図11】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、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【図12】本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【図13】本発明の第２の実施形態及び第１の比較例におけるアドミッタンス周波数特性を示す図である。
【図14】本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第２の実施形態において１／２倍波が励振されることを説明するための図である。
【図15】本発明の第２の実施形態の変形例に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【図16】本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【図17】本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【図18】本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【図19】本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【図20】本発明の第６の実施形態の第１の変形例に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【図21】本発明の第６の実施形態の第２の変形例に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【図22】本発明の第６の実施形態の第３の変形例に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【図23】本発明の第６の実施形態の第４の変形例に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
【0013】
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は圧電性を有する基板である。圧電性基板２は、圧電材料からなる圧電体層６を含む。より具体的には、本実施形態においては、圧電性基板２は、高音速部材層としての高音速支持基板４と、低音速膜としての酸化ケイ素膜５と、上記圧電体層６とを含む。高音速支持基板４上に酸化ケイ素膜５が設けられている。酸化ケイ素膜５上に圧電体層６が設けられている。なお、圧電性基板２の積層構成は上記に限定されない。圧電性基板２は、少なくとも圧電体層６を含んでいればよい。
【0014】
圧電体層６の材料としては、ニオブ酸リチウムが用いられている。より具体的には、圧電体層６の材料として、回転ＹカットのＬｉＮｂＯ３が用いられている。もっとも、圧電体層６の材料は上記に限定されない。例えば、圧電体層６の材料には、ＬｉＴａＯ３などのタンタル酸リチウムなどが用いられていてもよい。
【0015】
圧電体層６上にはＩＤＴ電極１２が設けられている。ＩＤＴ電極１２に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。弾性波装置１は、１／２倍波を利用可能に構成されている。本明細書において１／２倍波とは、基本波の周波数の約１／２倍の周波数である弾性波をいう。１／２倍波の波長は、基本波の波長の約２倍である。弾性波装置１の動作に１／２倍波を利用する場合には、基本波は不要波となる。
【0016】
高音速支持基板４である高音速部材層は、相対的に高音速な層である。より具体的には、高音速部材層を伝搬するバルク波の音速は、圧電体層６を伝搬する弾性波の音速よりも高い。本実施形態における高音速部材層としての高音速支持基板４は、シリコン基板である。もっとも、高音速部材層の材料はシリコンに限定されない。なお、高音速部材層は高音速膜であってもよい。この場合、圧電性基板２は、例えば、支持基板を有していればよい。支持基板上に高音速膜が設けられていればよい。
【0017】
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６を伝搬するバルク波の音速よりも低い。本実施形態における低音速膜は酸化ケイ素膜５である。もっとも、低音速膜の材料は酸化ケイ素に限定されない。
【0018】
図２に示すように、ＩＤＴ電極１２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１６及び第２のバスバー１７である。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。複数の電極指は、具体的には、複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９である。複数の第１の電極指１８の一端はそれぞれ、第１のバスバー１６に接続されている。複数の第２の電極指１９の一端はそれぞれ、第２のバスバー１７に接続されている。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。
【0019】
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。例えば、第１の電極指１８及び第２の電極指１９のうち一方が信号電位に接続され、他方がグラウンド電位に接続されてもよい。あるいは、第１の電極指１８及び第２の電極指１９のうち一方が信号電位における入力電位に接続され、他方が信号電位における出力電位に接続されてもよい。
【0020】
圧電体層６上には、１対の反射器１３Ａ及び反射器１３Ｂが設けられている。より具体的には、反射器１３Ａ及び反射器１３Ｂは、弾性波伝搬方向において、ＩＤＴ電極１２を挟み互いに対向するように設けられている。弾性波装置１は弾性表面波共振子である。
【0021】
本実施形態では、ＩＤＴ電極１２及び各反射器は単層の金属膜からなる。具体的には、ＩＤＴ電極１２及び各反射器の材料としてＡｌが用いられている。もっとも、ＩＤＴ電極１２及び各反射器の材料は上記に限定されない。あるいは、ＩＤＴ電極１２及び各反射器は、積層金属膜からなっていてもよい。
【0022】
以下においては、複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９が延びる方向を電極指延伸方向、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。電極指直交方向と弾性波伝搬方向とは平行である。電極指直交方向からＩＤＴ電極１２を見たときに、隣り合う第１の電極指１８及び第２の電極指１９が重なり合っている領域が交叉領域Ｃである。なお、交叉領域Ｃは、ＩＤＴ電極１２の構成により規定される圧電体層６の領域である。すなわち、圧電体層６におけるＩＤＴ電極１２が設けられている部分が、交叉領域Ｃを含む。交叉領域Ｃにおいて、１／２倍波が励振される。
【0023】
ＩＤＴ電極１２の電極指ピッチにより規定される波長をλとしたときに、波長λは基本波の波長である。一方で、１／２倍波の波長は、波長λの２倍程度である。なお、電極指ピッチとは、隣り合う第１の電極指１８及び第２の電極指１９の、電極指直交方向における中心間距離である。例えば、電極指ピッチをｐとしたときに、λ＝２ｐである。
【0024】
図１に示すように、圧電体層６は第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂを有する。第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂは、分極方向が互いに反転した関係である。本明細書では、２つの部分において分極方向が互いに反転した関係とは、双方において、結晶の音響的な性質は同一であり、分極方向のみが約１８０°互いに異なっていることをいう。第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂにおける分極方向の差は、例えば、走査型非線形誘電率顕微鏡（ＳＮＤＭ）などを用いて評価することができる。
【0025】
なお、結晶の音響的な性質が同一であるとは、結晶構造が実質的に同じであることを意味している。結晶構造が同じであるか否かは、例えば、結晶構造をＸ線回折（ＸＲＤ）によって確認することにより、あるいは、分極の状態を非線形誘電率顕微鏡によって確認することにより判断することができる。
【0026】
２つの部分において分極方向が互いに完全に反転した関係は、該２つの部分のオイラー角（φ，θ，ψ）におけるθの差の絶対値が１８０°であることと等価である。弾性波装置１における第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂにおいては、双方の分極軸がなす角の角度が１８０°±５°以内である。なお、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂにおいては、分極方向が互いに異なっていればよい。
【0027】
本実施形態では、第１の領域Ａにおいては、オイラー角は（０°，１４０°，０°）である。第２の領域Ｂにおいては、第１の領域Ａに対して、分極方向は完全に反転している。よって、第２の領域Ｂにおいては、オイラー角は等価的に（０°，３２０°，０°）である。
【0028】
【0029】
第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂは、少なくとも交叉領域Ｃに位置している。具体的には、本実施形態においては、第１の領域Ａは、交叉領域Ｃ外の全体にも位置している。他方、第２の領域Ｂは、交叉領域Ｃ内のみに位置している。すなわち、第２の領域Ｂは第１の領域Ａにより囲まれている。もっとも、第２の領域Ｂは、交叉領域Ｃの外側に位置する部分を有していてもよい。
【0030】
図１に戻り、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂはそれぞれ、圧電体層６の厚み方向における全体に位置している。なお、第１の領域Ａまたは第２の領域Ｂは、圧電体層６の厚み方向における一部に位置していてもよい。本発明においては、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂは、少なくとも圧電体層６における、ＩＤＴ電極１２が設けられている主面に位置していればよい。
【0031】
交叉領域Ｃは分極変化領域を含む。具体的には、分極変化領域とは、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂが、電極指直交方向において交互に並んでいる領域である。本実施形態では、分極変化領域は交叉領域Ｃの全体に位置している。もっとも、分極変化領域は、交叉領域Ｃの、電極指延伸方向及び電極指直交方向のうち少なくとも一方における一部に位置していてもよい。
【0032】
なお、上記のように、図３に示す本実施形態の第１の領域Ａは、交叉領域Ｃ内に位置する複数の部分、及び交叉領域Ｃ外に位置する部分を有する。そして、第１の領域Ａにおける交叉領域Ｃ内に位置する複数の部分は、交叉領域Ｃ外に位置する部分により接続されている。よって、第１の領域Ａは、連続した１つの領域である。もっとも、本明細書においては、第１の領域Ａにおける、第２の領域Ｂを挟み互いに対向している各部分を、便宜上、それぞれ別個の第１の領域Ａとして記載することがある。なお、実際の構成として、圧電体層６が複数の第１の領域Ａ及び複数の第２の領域Ｂを有していてもよい。
【0033】
図１に示すように、圧電体層６は第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８を有する。より詳細には、圧電体層６は、電極指直交方向において複数の区間に分けることができる。複数の区間はそれぞれ、第１の電極指１８または第２の電極指１９が設けられている部分から、第１の電極指１８及び第２の電極指１９が設けられていない部分までの範囲であるとする。複数の第１の電極指１８及び複数の第２の電極指１９のうち、各区間に設けられている電極指が１本のみであるとする。これら複数の区間が第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８を含む。
【0034】
第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８は電極指直交方向において順番に並んでいる。具体的には、第１の区間Ｄ１、第２の区間Ｄ２、第３の区間Ｄ３、第４の区間Ｄ４、第５の区間Ｄ５、第６の区間Ｄ６、第７の区間Ｄ７及び第８の区間Ｄ８がこの順序において並んでいる。第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８は、２対の第１の電極指１８及び第２の電極指１９が設けられている部分にわたり位置している。
【0035】
より具体的には、第１の区間Ｄ１は、第１の電極指１８及び第２の電極指１９が設けられていない部分から、図１における最も左側の第１の電極指１８が設けられている部分までの範囲である。第２の区間Ｄ２は、該第１の電極指１８が設けられている部分から、第１の電極指１８及び第２の電極指１９が設けられていない部分までの範囲である。よって、第１の区間Ｄ１及び第２の区間Ｄ２の境界は、該第１の電極指１８が設けられている部分に位置している。なお、第１の電極指１８は、信号電位の入力側に接続されてもよく、信号電位の出力側に接続されてもよく、あるいはグラウンド電位に接続されてもよい。
【0036】
第３の区間Ｄ３は、第１の電極指１８及び第２の電極指１９が設けられていない部分から、図１における最も左側の第２の電極指１９が設けられている部分までの範囲である。第２の区間Ｄ２及び第３の区間Ｄ３の境界は、第１の電極指１８及び第２の電極指１９が設けられていない部分に位置している。すなわち、隣り合う第１の電極指１８及び第２の電極指１９の間の部分を電極指間部としたときに、第２の区間Ｄ２及び第３の区間Ｄ３の境界は、電極指間部に位置している。
【0037】
第４の区間Ｄ４は、図１における最も左側の第２の電極指１９が設けられている部分から電極指間部までの範囲である。第３の区間Ｄ３及び第４の区間Ｄ４の境界は、該第２の電極指１９が設けられている部分に位置している。以上のように、第１～第４の区間Ｄ１～Ｄ４が並んでいる。そして、第５～第８の区間Ｄ５～Ｄ８も同様に並んでいる。
【0038】
第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８を１組の区域したときに、圧電体層６は複数の区域を有する。複数の区域は、電極指直交方向において連続して並んでいる。すなわち、第８の区間Ｄ８は、第７の区間Ｄ７及び第１の区間Ｄ１により挟まれている。第８の区間Ｄ８及び第１の区間Ｄ１の境界は、電極指間部に位置している。
【0039】
各区間には、第１の領域Ａまたは第２の領域Ｂが位置している。具体的には、第１の区間Ｄ１に第１の領域Ａが位置している。第２の区間Ｄ２に第２の領域Ｂが位置している。第３の区間Ｄ３に第１の領域Ａが位置している。第４の区間Ｄ４に第２の領域Ｂが位置している。第５の区間Ｄ５に第２の領域Ｂが位置している。第６の区間Ｄ６に第１の領域Ａが位置している。第７の区間Ｄ７に第２の領域Ｂが位置している。第８の区間Ｄ８に第１の領域Ａが位置している。
【0040】
以下においては、第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８に位置している第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂを、省略して示すことがある。具体的には、第１の領域Ａを１と示し、第２の領域Ｂを２と示し、各区間に位置している領域をスラッシュ記号により分けて示す。そして、左側から順番に、第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８に位置している領域を示す。本実施形態の場合には、第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８における第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置は、１／２／１／２／２／１／２／１である。このような１組の区域が、電極指直交方向において連続して並んでいる。よって、例えば、連続する２組の区域における第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置は、１／２／１／２／２／１／２／１／１／２／１／２／２／１／２／１である。
【0041】
本実施形態の特徴は、交叉領域Ｃにおいて、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂによって分極変化領域が構成されており、分極変化領域において、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置が、１／２／１／２／２／１／２／１とされていることにある。それによって、基本波の波長λの２倍程度である波長の弾性波を励振させることができる。すなわち、１／２倍波を励振させることができる。さらに、基本波を抑制することができる。従って、弾性波装置１の動作に１／２倍波を好適に利用することができ、不要波としての基本波を抑制することができる。これを、本実施形態と第１の比較例とを比較することによって、以下において説明する。
【0042】
第１の比較例は、圧電体層に分極方向が反転した領域が含まれない点において、第１の実施形態と異なる。第１の比較例では、圧電体層の分極方向は一定である。第１の実施形態の構成を有する弾性波装置１、及び第１の比較例の弾性波装置のアドミッタンス周波数特性を、ＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）シミュレーションにより導出した。なお、第１の実施形態の構成を有する弾性波装置１の設計パラメータは以下の通りである。
【0043】
高音速支持基板：材料…Ｓｉ
酸化ケイ素膜：材料…ＳｉＯ２、厚み…０．２λ
圧電体層：材料…回転ＹカットのＬｉＮｂＯ３、厚み…０．２λ、第１の領域のオイラー角…（０°，１４０°，０°）、第２の領域のオイラー角…（０°，３２０°，０°）
ＩＤＴ電極：材料…Ａｌ、厚み…０．１λ
波長λ…１μｍ
デューティ比…０．５
酸化ケイ素膜：材料…ＳｉＯ２、厚み…０．２λ
圧電体層：材料…回転ＹカットのＬｉＮｂＯ３、厚み…０．２λ、第１の領域のオイラー角…（０°，１４０°，０°）、第２の領域のオイラー角…（０°，３２０°，０°）
ＩＤＴ電極：材料…Ａｌ、厚み…０．１λ
波長λ…１μｍ
デューティ比…０．５
【0044】
第１の比較例の設計パラメータは、圧電体層が第２の領域を有しない点以外においては、第１の実施形態と同様である。よって、第１の比較例における圧電体層は、第１の領域のみを有する。そして、該圧電体層のオイラー角は（０°，１４０°，０°）である。
【0045】
図４は、第１の実施形態及び第１の比較例におけるアドミッタンス周波数特性を示す図である。
【0046】
図４中の矢印Ｎ１は、基本波が生じる周波数を示している。より詳細には、第１の実施形態及び第１の比較例においては、圧電体層を伝搬する弾性波の音速は、約４０００ｍ／ｓである。そして、上記の設計パラメータより、基本波の波長は１μｍである。なお、任意の波の波長をλｎ、周波数をｆ、音速をｖとしたときに、ｆ＝ｖ／λｎである。この式から、第１の実施形態における基本波の周波数は、約４ＧＨｚである。図４に示すように、第１の比較例においては、基本波が強勢に励振されている。これに対して、第１の実施形態においては、基本波が抑制されていることがわかる。
【0047】
図４中の矢印Ｎ２は、１／２倍波が生じる周波数を示している。１／２倍波の周波数は２ＧＨｚを超える周波数である。図４に示すように、第１の比較例では、１／２倍波は生じていない。これに対して、第１の実施形態においては、１／２倍波が強勢に励振されていることがわかる。従って、第１の実施形態では、弾性波装置１の動作に１／２倍波を好適に利用することができ、不要波としての基本波を効果的に抑制することができる。
【0048】
以下において、第１の実施形態における上記の効果を得られる理由を説明する。まず、参考のために、第１の比較例及び第２の比較例において、基本波が励振されることを説明する。第１の比較例は、上記のように、圧電体層が第１の領域のみを有する。第２の比較例においては、圧電体層の分極方向が、第１の比較例における圧電体層の分極方向に対して反転している。第２の比較例における圧電体層は、第１の実施形態における第２の領域に相当する領域のみを有する。
【0049】
図５は、第１の比較例における２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第１の比較例において基本波が励振されることを説明するための図である。図６は、第２の比較例における２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第２の比較例において基本波が励振されることを説明するための図である。
【0050】
図５及び図６においては、圧電体層における分極方向を模式的に示す。図５及び図６においては、分極方向の符号として、圧電体層の、各電極指が設けられている主面側の符号を示している。図５及び図６においては、基本波が励振されたと仮定した場合の変位と、これに伴い生じる歪及び電荷を模式的に示す。
【0051】
なお、図５に示す例においては、各電極指が設けられている部分は、変位の極大値または極小値に位置している。そのため、例えば、図５においては、各電極指が設けられている部分は、変位の傾きが右斜め上の部分と、変位の傾きが右斜め下の部分とを含む。よって、図５においては、各電極指が設けられている部分毎に含まれた２つの部分において生じる電荷を示している。これは、図５以外の、波が励振されること、または励振され難いことを示す図においても同様である。
【0052】
簡易的には、圧電体層が変位することにより電荷が生じるといえる。そして、簡易的には、圧電体層において生じる電荷の符号は、圧電体層の分極方向の符号と、変位の方向との積により表わすことができる。図５に示すように、第１の比較例では、第１の電極指１８が設けられている部分においては、分極方向の符号が正であり、変位の方向は正である。よって、第１の電極指１８が設けられている部分において生じる電荷の符号は正である。第２の電極指１９が設けられている部分においても、分極方向の符号は正である。そして、第２の電極指１９が設けられている部分において、変位の方向は負である。よって、第２の電極指１９が設けられている部分において生じる電荷の符号は負である。
【0053】
これらのように、第１の電極指１８が設けられている部分において生じる電荷と、第２の電極指１９が設けられている部分において生じる電荷とにおいては、符号が互いに異なる。そのため、第１の電極指１８及び第２の電極指１９は電位差を有する。すなわち、基本波の励振と、第１の電極指１８及び第２の電極指１９が電位差を有することとが整合する。従って、比較例においては、基本波が強勢に励振されることとなる。
【0054】
なお、圧電体層が変位することにより、圧電体層には歪が生じる。図５に示すように、歪の符号は、変位を位置により微分した値の符号である。具体的には、変位をｙ、位置をｘとしたときのｄｙ／ｄｘの値の符号が、歪の符号である。より具体的には、図５における右側を位置の正方向としたときに、変位を表わす曲線が、右斜め上の傾きを有する場合には、歪の符号は正である。図５における変位を表わす曲線が、右斜め下の傾きを有する場合には、歪の符号は負である。これは、図５以外の、波が励振されること、または励振され難いことを示す図においても同様である。
【0055】
圧電体層において電荷が生じることは、正確には、圧電体層に生じた歪に起因する。例えば、第１の区間Ｄ１に設けられた第１の電極指１８の部分においては、歪の符号と、電荷の符号とは同じである。同様に、第１の区間Ｄ１以外の奇数の区間に設けられた電極指の部分においても、歪の符号と、電荷の符号とは同じである。一方で、第２の区間Ｄ２などの偶数の区間に設けられた電極指の部分においては、歪の符号と、電荷の符号とは互いに逆である。
【0056】
図６に示すように、第２の比較例においては、第１の電極指１８が設けられている部分において生じる電荷の符号は負である。第２の電極指１９が設けられている部分において生じる電荷の符号は正である。そのため、第１の電極指１８及び第２の電極指１９は電位差を有する。よって、基本波の励振と、第１の電極指１８及び第２の電極指１９が電位差を有することとが整合する。従って、第２の比較例においては、基本波が強勢に励振されることとなる。
【0057】
上記のように、第２の比較例における圧電体層の分極方向は、第１の比較例における圧電体層の分極方向に対して反転している。これにより、図５及び図６を対照してわかるように、第２の比較例においては、第１の比較例に対して、歪の符号と電荷の符号との関係が反転している。このことから、電荷の符号を基準とすれば、分極方向が反転していることと、歪の符号が反転していることとは等価である。これに基づき、分極方向の符号と歪の符号との積である、実効歪の概念を導入することができる。
【0058】
図７は、第２の比較例における、実効歪と電荷との関係を示す模式的正面断面図である。
【0059】
図７に示すように、第２の比較例においては、圧電体層の分極方向の符号は負である。よって、実効歪の符号は、歪の符号とは逆の符号となっている。他方、第１の比較例においては、圧電体層の分極方向は正である。そのため、実効歪の符号は、歪の符号と同じである。よって、図５に示す歪の符号は、実効歪の符号を示しているといえる。図５及び図７を対照してわかるように、第１の比較例及び第２の比較例においては、実効歪の符号と、電荷の符号との関係は同じである。すなわち、実効歪を用いて、生じる電荷を評価することができる。
【0060】
さらに、第１の実施形態において、１／２倍波を励振させることができ、基本波を抑制できることを以下において示す。
【0061】
図８は、第１の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第１の実施形態において基本波が励振され難いことを説明するための図である。図９は、第１の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第１の実施形態において１／２倍波が励振されることを説明するための図である。
【0062】
図８に示すように、第１の実施形態においては、分極変化領域において、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置が、１／２／１／２／２／１／２／１とされている。この構成では、基本波が励振されたと仮定した場合、第１の電極指１８が設けられている部分において生じる電荷の符号は、該第１の電極指１８と隣り合う２本の第２の電極指１９のうち一方が設けられている部分において生じる電荷の符号と同じとなる。そのため、隣り合う第１の電極指１８及び第２の電極指１９が電位差を有しない部分が生じる。すなわち、基本波が励振されることと、第１の電極指１８及び第２の電極指１９が電位差を有することとが、整合しない部分が存在する。従って、第１の実施形態において、基本波の励振を効果的に抑制することができる。
【0063】
なお、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂは、必ずしも分極方向が互いに反転した関係ではなくともよい。第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂにおいて、分極方向が互いに異なっていればよい。この場合においても、基本波が励振されることによる、第１の電極指１８及び第２の電極指１９の電位差は小さくなる。従って、基本波による応答の強度を小さくすることができる。すなわち、基本波を抑制することができる。
【0064】
一方で、図９に示すように、１／２倍波が励振されたと仮定した場合、第１の電極指１８が設けられている部分において生じる電荷と、第２の電極指１９が設けられている部分において生じる電荷とでは、符号が互いに異なる。そのため、第１の電極指１８及び第２の電極指１９は電位差を有する。すなわち、１／２倍波の励振と、第１の電極指１８及び第２の電極指１９が電位差を有することとが整合する。従って、第１の実施形態では、１／２倍波を強勢に励振させることができる。
【0065】
上記のように、任意の波の周波数ｆ、音速ｖ及び波長λｎの関係は、ｆ＝ｖ／λｎにより表わされる。そして、波長λｎは、ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される。よって、従来においては、低い周波数の波を利用する場合には、ＩＤＴ電極の電極指ピッチを広くする必要があった。そのため、弾性波装置を大型にする必要があった。これに対して、第１の実施形態においては、ＩＤＴ電極の電極指ピッチを広くしなくとも、１／２倍波のような低い周波数の弾性波を好適に利用することができる。従って、第１の実施形態においては、弾性波装置１を大型化せずして、低い周波数の弾性波を好適に利用することができる。
【0066】
なお、図１に示す第１の実施形態における、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂを有する圧電体層６を得る際には、例えば、第１の領域Ａのみを有する圧電体層に相当するウエハ上に、成膜処理を行えばよい。これにより、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂを有する圧電体層６を形成してもよい。この場合、例えば、ウエハの表面の一部における結晶性を、イオンビームの照射やプラズマ処理などの表面処理によって、予め乱しておけばよい。あるいは、上記ウエハ上に成膜処理をする際の成膜温度を低くすることによって、表面拡散を減らせばよい。これらにより、第２の領域Ｂを有する膜を成長させることができる。例えば、上記表面処理時にレジストパターンを形成することにより、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置を調整することができる。
【0067】
あるいは、スパッタリングによる成膜を行う場合であれば、セルフバイアスによるミリング効果を用いればよい。これにより、優先される配向面を制御し、第１の領域Ａの分極方向に対して、第２の領域Ｂの分極方向を容易に傾けることができる。より具体的には、例えば、ウエハの材料としてＬｉＮｂＯ３を用いる場合には、ウエハの主面の法線方向から、イオンビームの照射を行ってもよい。これにより、結晶ｃ軸方向が上記法線方向から傾いた膜を成長させ易くすることができる。それによって、分極方向が傾いた膜を成膜することができる。
【0068】
ウエハにおいて第２の領域Ｂを形成した後に、ウエハの厚みを調整することなどにより、第２の領域Ｂが、ウエハの厚み方向における全体に位置するようにしてもよい。その後、ウエハを分割することにより、複数の圧電体層６を得てもよい。
【0069】
以下において、第１の実施形態の好ましい構成を示す。
【0070】
第１の領域Ａにおける分極軸、及び第２の領域Ｂにおける分極軸がなす角の角度が１８０°±５°以内の範囲であることが好ましい。この場合には、上記のように、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂは、分極方向が互いに反転した関係である。これにより、１／２倍波を強勢に励振させることができ、基本波を効果的に抑制することができる。
【0071】
図１に示すように、第１の実施形態では、第１の区間Ｄ１及び第２の区間Ｄ２の境界は、第１の電極指１８が設けられている部分に位置している。具体的には、第１の実施形態では、該境界は、該電極指の電極指直交方向における中央に位置している。すなわち、該境界と、該電極指の電極指直交方向における中央との間の、電極指直交方向における距離をＬ１、該電極指が位置している部分の電極指ピッチをｐ１としたときに、Ｌ１／ｐ１＝０である。
【0072】
他の区間同士の境界及び他の電極指においても、同様に距離Ｌ１及び電極指ピッチｐ１を定義することができる。より具体的には、第１の実施形態では、第３の区間Ｄ３及び第４の区間Ｄ４の境界並びに第２の電極指１９とにおいて、距離Ｌ１及び電極指ピッチｐ１を定義することができる。他にも、第５の区間Ｄ５及び第６の区間Ｄ６の境界並びに第１の電極指１８と、第７の区間Ｄ７及び第８の区間Ｄ８の境界並びに第２の電極指１９とにおいて、距離Ｌ１及び電極指ピッチｐ１を定義することができる。
【0073】
なお、区間同士の境界が、任意の電極指が設けられている部分に位置している場合において、該電極指が他の２本の電極指と隣接している場合には、該電極指を中央とする連続する３本の電極指における電極指ピッチの平均を、電極指ピッチｐ１とする。もっとも、第１の実施形態においては、電極指ピッチは一定である。
【0074】
少なくとも１組の、電極指及び該電極指が設けられている部分に位置している境界において、Ｌ１／ｐ１＜０．１であることが好ましい。この場合には、１／２倍波をより確実に励振させることができ、基本波をより確実に抑制することができる。全ての、電極指及び該電極指が設けられている部分に位置している境界において、Ｌ１／ｐ１＜０．１であることが好ましい。それによって、１／２倍波をより一層確実に励振させることができ、基本波をより一層確実に抑制することができる。第１の実施形態のように、Ｌ１／ｐ１＝０であることがさらに好ましい。それによって、１／２倍波をより一層確実に強勢に励振させることができ、基本波をより一層確実に効果的に抑制することができる。
【0075】
図１に示すように、第１の実施形態では、第２の区間Ｄ２及び第３の区間Ｄ３の境界は、電極指間部に位置している。具体的には、第１の実施形態では、該境界は、該電極指間部の電極指直交方向における中央に位置している。すなわち、該境界と、該電極指間部の電極指直交方向における中央との間の、電極指直交方向における距離をＬ２、該電極指間部が位置している部分の電極指ピッチをｐ２としたときに、Ｌ２／ｐ２＝０である。
【0076】
他の区間同士の境界及び他の電極指においても、同様に距離Ｌ２及び電極指ピッチｐ２を定義することができる。より具体的には、第１の実施形態では、第４の区間Ｄ４及び第５の区間Ｄ５の境界並びに電極指間部とにおいて、距離Ｌ２及び電極指ピッチｐ２を定義することができる。他にも、第６の区間Ｄ６及び第７の区間Ｄ７の境界並びに電極指間部において、距離Ｌ２及び電極指ピッチｐ２を定義することができる。
【0077】
少なくとも１組の、電極指間部及び該電極指間部に位置している境界とにおいて、Ｌ２／ｐ２＜０．１であることが好ましい。この場合には、１／２倍波をより確実に励振させることができ、基本波をより確実に抑制することができる。全ての、電極指間部及び該電極指間部に位置している境界において、Ｌ２／ｐ２＜０．１であることが好ましい。それによって、１／２倍波をより一層確実に励振させることができ、基本波をより一層確実に抑制することができる。第１の実施形態のように、Ｌ２／ｐ２＝０であることがさらに好ましい。それによって、１／２倍波をより一層確実に強勢に励振させることができ、基本波をより一層確実に効果的に抑制することができる。
【0078】
圧電性基板２が、高音速部材層及び圧電体層６を含む積層基板であることが好ましい。圧電性基板２が、高音速部材層、低音速膜及び圧電体層６がこの順序において積層された積層基板であることがより好ましい。なお、第１の実施形態においては、高音速部材層は高音速支持基板４であり、低音速膜は酸化ケイ素膜５である。圧電性基板２が上記のような積層構成を有する場合には、１／２倍波のエネルギーを圧電体層６側に効果的に閉じ込めることができる。
【0079】
なお、第１の実施形態のように、低音速膜が酸化ケイ素膜５であることが好ましい。それによって、弾性波装置１の周波数温度係数（ＴＣＦ）の絶対値を小さくすることができる。これにより、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。
【0080】
もっとも、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もできる。
【0081】
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。
【0082】
第１の実施形態では、低音速膜としての酸化ケイ素膜５上に直接的に圧電体層６が設けられている。なお、低音速膜上に、圧電体層６以外の圧電体層や、誘電体層などを介して間接的に圧電体層６が設けられていてもよい。
【0083】
高音速部材層である高音速支持基板４の材料としては、シリコンが用いられている。もっとも、高音速部材層の材料は上記に限定されない。高音速部材層の材料としては、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もできる。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、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＦｅＡｌ２Ｏ４、ＺｎＡｌ２Ｏ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４を挙げることができる。
【0084】
第１の実施形態においては、高音速部材層としての高音速支持基板４上に、低音速膜を介して間接的に圧電体層６が設けられている。なお、例えば、高音速部材層上に、圧電体層６以外の圧電体層や低音速膜以外の誘電体膜を介して間接的に圧電体層６が設けられていてもよい。あるいは、高音速部材層上に直接的に圧電体層６が設けられていてもよい。
【0085】
第１の実施形態の弾性波装置１においては、いずれの区間同士の境界も、電極指が設けられている部分の電極指直交方向における中央、及び電極指間部の電極指直交方向における中央のうち一方に位置している。よって、いずれの区間同士の境界においても、Ｌ１＝０及びＬ２＝０のうち一方である。なお、各区間同士の境界の配置は上記に限定されない。例えば、図１０に示す第１の変形例の圧電体層６Ａにおいては、全ての区間同士の境界において、Ｌ１＞０及びＬ２＞０のうち一方である。本変形例においても、第１の実施形態と同様に、１／２倍波を励振させることができ、基本波を抑制することができる。
【0086】
第１の実施形態及びその第１の変形例においては、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの境界は、圧電体層の主面の法線方向に延びている。もっとも、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの境界の配置は上記に限定されない。例えば、図１１に示す第１の実施形態の第２の変形例の圧電体層６Ｂにおいては、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの境界が、電極指直交方向に沿う断面において曲線状の形状を有する。具体的には、第２の領域Ｂの電極指直交方向に沿う寸法が、圧電体層６Ｂの厚み方向において、ＩＤＴ電極１２が設けられている主面から遠ざかるほど小さくなっている。そのため、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの境界は、第２の領域Ｂが位置している区間に配置されている。
【0087】
より具体的には、圧電体層６ＢにおけるＩＤＴ電極１２が設けられている主面においては、第２の領域Ｂは、第２の区間Ｄ２、第４の区間Ｄ４、第５の区間Ｄ５及び第７の区間Ｄ７の全体に至っている。もっとも、第２の区間Ｄ２における第２の区間Ｄ２と隣接する区間との境界付近においては、第１の領域Ａ上に第２の領域Ｂが積層されている。第４の区間Ｄ４、第５の区間Ｄ５及び第７の区間Ｄ７においても同様である。他方、第１の区間Ｄ１、第３の区間Ｄ３、第６の区間Ｄ６及び第８の区間Ｄ８には、第１の領域Ａのみが位置している。
【0088】
第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂは、少なくとも圧電体層６Ｂにおける、ＩＤＴ電極１２が設けられている主面に位置していればよい。そして、本変形例においても、第１の実施形態と同様に、分極変化領域において、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置が、１／２／１／２／２／１／２／１である。よって、本変形例においても、１／２倍波を励振させることができ、基本波を抑制することができる。
【0089】
なお、本変形例では、第１の変形例と同様に、全ての区間同士の境界において、Ｌ１＞０及びＬ２＞０のうち一方である。
【0090】
第１の変形例における各区間同士の境界の構成、並びに第２の変形例における第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの境界の構成は、本発明における他の形態においても採用することができる。
【0091】
上記のように、分極変化領域は、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂが、電極指直交方向において交互に並んでいる領域である。分極変化領域は、図２に示す交叉領域Ｃの、電極指延伸方向における少なくとも一部に位置していればよい。電極指が設けられている部分に位置している各領域は、該電極指における交叉領域Ｃに位置している部分の少なくとも一部と、平面視において重なっていればよい。以下において具体例を示す。なお、本明細書において平面視とは、図１における上方に相当する方向から弾性波装置を見ることをいう。図１においては、例えば、高音速支持基板４側及び圧電体層６側のうち、圧電体層６側が上方である。
【0092】
例えば、図１に示す第１の区間Ｄ１などでは、第１の領域Ａは、第１の電極指１８における交叉領域Ｃに位置している部分の電極指延伸方向における少なくとも一部と、平面視において重なっていればよい。第３の区間Ｄ３などでは、第１の領域Ａは、第２の電極指１９における交叉領域Ｃに位置している部分の電極指延伸方向における少なくとも一部と、平面視において重なっていればよい。
【0093】
同様に、例えば、第２の区間Ｄ２などでは、第２の領域Ｂは、第１の電極指１８における交叉領域Ｃに位置している部分の電極指延伸方向における少なくとも一部と、平面視において重なっていればよい。第４の区間Ｄ４などでは、第２の領域Ｂは、第２の電極指１９における交叉領域Ｃに位置している部分の電極指延伸方向における少なくとも一部と、平面視において重なっていればよい。
【0094】
図３により模式的に示すように、圧電体層６は１つの第１の領域Ａ及び複数の第２の領域Ｂを有する。もっとも、圧電体層６は、複数の第１の領域Ａ及び複数の第２の領域Ｂを有していてもよい。例えば、一部の第２の領域Ｂが複数の第１の領域Ａのうち１つの第１の領域Ａを囲んでいてもよい。この場合、具体的には、例えば、一部の第２の領域Ｂが、交叉領域Ｃ内に位置する複数の部分、及び交叉領域Ｃ外に位置する複数の部分を有する。そして、第２の領域Ｂにおける交叉領域Ｃ内に位置する複数の部分が、交叉領域Ｃ外に位置する各部分により接続されている。該第２の領域Ｂにより、１つの第１の領域Ａが囲まれている。
【0095】
ところで、圧電体層６上には、誘電体膜が設けられていてもよい。これにより、誘電体膜によってＩＤＴ電極１２が保護されるため、ＩＤＴ電極１２が破損し難い。誘電体膜の材料としては、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。この誘電体膜が設けられた構成は、本発明における他の形態においても採用することができる。
【0096】
圧電体層６及びＩＤＴ電極１２の間には、圧電体層６以外の圧電体層または、誘電体層が設けられていてもよい。この場合には、上記圧電体層または上記誘電体層の厚みを調整することなどにより、弾性波装置の比帯域を調整することができる。上記圧電体層または、上記誘電体層が設けられた構成は、本発明における他の形態においても採用することができる。
【0097】
第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８において、第１の領域Ａの電極指直交方向に沿う寸法の合計をＥ１、第２の領域Ｂの電極指直交方向に沿う寸法の合計をＥ２としたときに、第１の実施形態では、Ｅ２／Ｅ１＝１である。なお、これに限定されるものではない。もっとも、Ｅ２／Ｅ１が１±０．１以内の範囲であることが好ましい。それによって、１／２倍波をより確実に強勢に励振させることができ、基本波をより確実に効果的に抑制することができる。第１の実施形態のように、Ｅ２／Ｅ１＝１であることがより好ましい。それによって、１／２倍波をより一層確実に強勢に励振させることができ、基本波をより一層確実に効果的に抑制することができる。
【0098】
第１の実施形態においては、ＩＤＴ電極１２の電極指ピッチは一定である。なお、本発明においては、ＩＤＴ電極１２に、電極指ピッチが互いに異なる複数の部分が含まれていてもよい。例えば、ＩＤＴ電極１２において、電極指ピッチがランダムであってもよい。この場合には、Ｅ２／Ｅ１を、隣り合う第１の電極指１８同士の電極指直交方向における中心間距離と、隣り合う第２の電極指１９同士の電極指直交方向における中心間距離との比に基づく値にすることが好ましい。具体的には、隣り合う第１の電極指１８同士の電極指直交方向における中心間距離をｐ３、隣り合う第２の電極指１９同士の電極指直交方向における中心間距離をｐ４としたときに、（ｐ４／ｐ３）／（Ｅ２／Ｅ１）＝１±０．１以内の範囲とすることが好ましい。それによって、１／２倍波をより確実に強勢に励振させることができ、基本波をより確実に抑制することができる。
【0099】
第１の実施形態におけるＩＤＴ電極１２の電極指の幅は一定である。もっとも、本発明においては、ＩＤＴ電極１２の複数の電極指は、幅が異なる電極指を含んでいてもよい。電極指の幅は、電極指の電極指直交方向に沿う寸法である。
【0100】
上記に挙げたそれぞれの好ましい例などは、分極変化領域における第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置が、１／２／１／２／２／１／２／１以外である、本発明の形態にも適用することができる。
【0101】
図１２は、第２の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【0102】
本実施形態は、圧電体層２６の分極変化領域において、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置が、１／１／１／２／２／２／２／１とさ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２１は第１の実施形態の弾性波装置１と同様の構成を有する。
【0103】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、１／２倍波を励振することができ、基本波を抑制できる。これを、本実施形態と第１の比較例とを比較することにより、以下において示す。第１の比較例は、図４における比較に係る第１の比較例と同様である。すなわち、第１の比較例では、圧電体層の分極方向は一定である。
【0104】
第２の実施形態の構成を有する弾性波装置２１、及び第１の比較例の弾性波装置のアドミッタンス周波数特性を、ＦＥＭ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２１の設計パラメータは以下の通りである。
【0105】
高音速支持基板：材料…Ｓｉ
酸化ケイ素膜：材料…ＳｉＯ２、厚み…０．２λ
圧電体層：材料…回転ＹカットのＬｉＮｂＯ３、厚み…０．２λ、第１の領域のオイラー角…（０°，１４０°，０°）、第２の領域のオイラー角…（０°，３２０°，０°）
ＩＤＴ電極：材料…Ａｌ、厚み…０．１λ
波長λ…１μｍ
デューティ比…０．５
酸化ケイ素膜：材料…ＳｉＯ２、厚み…０．２λ
圧電体層：材料…回転ＹカットのＬｉＮｂＯ３、厚み…０．２λ、第１の領域のオイラー角…（０°，１４０°，０°）、第２の領域のオイラー角…（０°，３２０°，０°）
ＩＤＴ電極：材料…Ａｌ、厚み…０．１λ
波長λ…１μｍ
デューティ比…０．５
【0106】
第１の比較例の設計パラメータは、圧電体層が第２の領域を有しない点以外においては、第２の実施形態と同様である。よって、第１の比較例における圧電体層は、第１の領域のみを有する。そして、該圧電体層のオイラー角は（０°，１４０°，０°）である。
【0107】
図１３は、第２の実施形態及び第１の比較例におけるアドミッタンス周波数特性を示す図である。
【0108】
図１３中の矢印Ｎ１により示すように、第２の実施形態においては、基本波が抑制されていることがわかる。そして、図１３中の矢印Ｎ２により示すように、第２の実施形態においては、１／２倍波が強勢に励振されていることがわかる。従って、第２の実施形態では、弾性波装置２１の動作に１／２倍波を好適に利用することができ、不要波としての基本波を効果的に抑制することができる。他方、第１の比較例においては、基本波が強勢に励振されており、１／２倍波は生じていない。
【0109】
図１４は、第２の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第２の実施形態において１／２倍波が励振されることを説明するための図である。
【0110】
図１４に示すように、１／２倍波が励振されたと仮定した場合、第１の電極指１８が設けられている部分において生じる電荷と、第２の電極指１９が設けられている部分において生じる電荷とでは、符号が互いに異なる。そのため、第１の電極指１８及び第２の電極指１９は電位差を有する。すなわち、１／２倍波の励振と、第１の電極指１８及び第２の電極指１９が電位差を有することとが整合する。従って、第２の実施形態では、１／２倍波を強勢に励振させることができる。
【0111】
第１の区間Ｄ１及び第２の区間Ｄ２の境界が、第１の電極指１８が設けられている部分に位置していることが好ましい。この場合には、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂが図１２に示す配置となる。具体的には、分極変化領域において、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置が、１／１／１／２／２／２／２／１となる。それによって、１／２倍波をより確実に強勢に励振させることができ、基本波をより確実に抑制することができる。もっとも、上述したように、第１の電極指１８は、信号電位の入力側に接続されてもよく、信号電位の出力側に接続されてもよく、あるいはグラウンド電位に接続されてもよい。
【0112】
なお、第１の区間Ｄ１及び第２の区間Ｄ２の境界は、電極指間部に位置していてもよい。この場合には、第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８の配置は、図１２に示す配置から、例えば１つの区間分、図１２における右側にずれた配置となる。すなわち、図１５に示す第２の実施形態の変形例のように、図１５における最も左側の区間が第８の区間Ｄ８となり、第８の区間Ｄ８の右側に、第１～第７の区間Ｄ１～Ｄ７がこの順序において並ぶ。
【0113】
図１５に示す部分では、見かけ上、分極変化領域において、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置が、１／１／１／１／２／２／２／２となる。もっとも、本変形例の圧電体層２６Ａにおいても、第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８における第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置としては、第２の実施形態と同様に、１／１／１／２／２／２／２／１である。本変形例においても、１／２倍波を励振させることができ、基本波を抑制することができる。
【0114】
以下において、圧電性基板の積層構造が第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる例として、第３～第５の実施形態を示す。なお、第３～第５の実施形態においては、圧電体層は、図１０に示す第１の実施形態の第１の変形例と同様に構成されている。上記の点以外においては、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１と同様に構成されている。
【0115】
第３～第５の実施形態においては、圧電体層の分極変化領域において、第１の領域及び第２の領域の配置が、１／２／１／２／２／１／２／１とされている。それによって、第１の実施形態と同様に、１／２倍波を励振させることができ、基本波を抑制することができる。従って、弾性波装置の動作に１／２倍波を好適に利用することができ、不要波としての基本波を抑制することができる。
【0116】
図１６は、第３の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【0117】
本実施形態の圧電性基板３２は、支持基板３３と、音響反射膜３７と、圧電体層６Ａとを有する。支持基板３３上に音響反射膜３７が設けられている。音響反射膜３７上に圧電体層６Ａが設けられている。
【0118】
支持基板３３はシリコン基板である。本実施形態における支持基板３３は、高音速部材層としての高音速支持基板である。よって、支持基板３３の材料として、シリコン以外の、上述した高音速部材層の材料を用いることもできる。もっとも、支持基板３３は高音速部材層ではなくともよい。支持基板３３の材料としては、例えば樹脂などの、高音速部材層の材料とは異なる材料を用いることもできる。
【0119】
音響反射膜３７は複数の音響インピーダンス層の積層体である。具体的には、音響反射膜３７は、複数の低音響インピーダンス層３７ａと、複数の高音響インピーダンス層３７ｂとを有する。低音響インピーダンス層３７ａは、相対的に音響インピーダンスが低い層である。一方で、高音響インピーダンス層３７ｂは、相対的に音響インピーダンスが高い層である。
【0120】
音響インピーダンス層において、相対的に音響インピーダンスが低いとは、該音響インピーダンス層と隣接する音響インピーダンス層よりも、音響インピーダンスが低いことをいう。音響インピーダンス層において、相対的に音響インピーダンスが高いとは、該音響インピーダンス層と隣接する音響インピーダンス層よりも、音響インピーダンスが高いことをいう。低音響インピーダンス層３７ａ及び高音響インピーダンス層３７ｂは交互に積層されている。なお、低音響インピーダンス層３７ａが、音響反射膜３７において最も圧電体層６Ａ側に位置する層である。
【0121】
音響反射膜３７は、低音響インピーダンス層３７ａを６層有し、高音響インピーダンス層３７ｂを６層有する。もっとも、音響反射膜３７は、低音響インピーダンス層３７ａ及び高音響インピーダンス層３７ｂをそれぞれ少なくとも１層ずつ有していればよい。
【0122】
低音響インピーダンス層３７ａの材料としては、例えば、酸化ケイ素またはアルミニウムなどを用いることができる。高音響インピーダンス層３７ｂの材料としては、例えば、白金またはタングステンなどの金属や、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素などの誘電体を用いることができる。
【0123】
本実施形態においては、音響反射膜３７上に直接的に圧電体層６Ａが設けられている。もっとも、音響反射膜３７上に、圧電体層６Ａ以外の圧電体層や、誘電体層などを介して間接的に圧電体層６Ａが設けられていてもよい。圧電性基板３２は、該誘電体層として、酸化ケイ素膜を含んでいてもよい。あるいは、支持基板３３及び音響反射膜３７の間に、酸化ケイ素膜が設けられていてもよい。圧電性基板３２において、圧電体層６Ａ及び音響反射膜３７が積層されていればよい。それによって、１／２倍波のエネルギーを効果的に圧電体層６Ａ側に閉じ込めることができる。
【0124】
図１７は、第４の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【0125】
本実施形態においては、酸化ケイ素膜５及び圧電体層６Ａの間に電極層４８が設けられている。電極層４８の材料としては、適宜の金属を用いることができる。
【0126】
ＩＤＴ電極１２及び電極層４８は、圧電体層６Ａを挟み互いに対向している。これにより、静電容量を大きくすることができる。例えば、圧電体層６Ａの厚みを調整することなどにより、静電容量の大きさを調整することができる。それによって、弾性波装置における比帯域を調整することができる。
【0127】
本実施形態においては、電極層４８上に直接的に圧電体層６Ａが設けられている。もっとも、電極層４８上に、圧電体層６Ａ以外の圧電体層や、誘電体層などを介して間接的に圧電体層６Ａが設けられていてもよい。この場合には、上記圧電体層または上記誘電体層の厚みを調整することなどにより、弾性波装置の静電容量を調整することができる。それによって、弾性波装置の比帯域を調整することができる。
【0128】
なお、例えば、酸化ケイ素膜５の代わりに、図１６に示した音響反射膜３７が用いられていてもよい。
【0129】
図１８は、第５の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【0130】
本実施形態の圧電性基板５２においては、高音速支持基板４上に直接的に圧電体層６Ａが設けられている。この場合にも、第１の実施形態と同様に、１／２倍波のエネルギーを圧電体層６Ａ側に効果的に閉じ込めることができる。
【0131】
圧電性基板の積層構成が、第３～第５の実施形態により示した構成とされている場合においても、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置が、図１２に示した第２の実施形態と同様とされていてもよい。すなわち、分極変化領域において、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置が、１／１／１／２／２／２／２／１とされていてもよい。あるいは、第１の区間Ｄ１及び第２の区間Ｄ２の境界が、電極指間部に位置していてもよい。例えば、図１５に示した第２の実施形態の変形例と同様に、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置が、見かけ上、１／１／１／１／２／２／２／２とされていてもよい。
【0132】
図１９は、第６の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【0133】
本実施形態は、圧電性基板６２が圧電体層のみからなる点において第１の実施形態と異なる。圧電性基板６２は、圧電材料のみからなる基板である。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１と同様の構成を有する。
【0134】
圧電性基板６２における、ＩＤＴ電極１２が設けられている主面においては、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置は第１の実施形態と同様である。もっとも、第２の領域Ｂは、圧電性基板６２の厚み方向における一部に位置している。平面視において第２の領域Ｂが位置している部分では、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂが積層されている。
【0135】
図１９に示すように、圧電性基板６２の厚み方向において第２の領域Ｂが位置する部分では、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの境界は、圧電性基板６２の主面の法線方向に延びている。圧電性基板６２においては、いずれの区間同士の境界も、電極指が設けられている部分の電極指直交方向における中央、及び電極指間部の電極指直交方向における中央のうち一方に位置している。よって、いずれの区間同士の境界においても、Ｌ１＝０及びＬ２＝０のうち一方である。
【0136】
圧電性基板６２の分極変化領域においては、第１～第８の区間Ｄ１～Ｄ８と、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置との関係が、第１の実施形態と同様である。それによって、１／２倍波を励振させることができ、基本波を抑制することができる。従って、弾性波装置の動作に１／２倍波を好適に利用することができ、不要波としての基本波を抑制することができる。
【0137】
以下において、各区間の境界の配置、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの境界の配置、または第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置の順序のみが第６の実施形態と異なる、第６の実施形態の第１～第４の変形例を示す。第１～第４の変形例においても、第６の実施形態と同様に、１／２倍波を励振させることができ、基本波を抑制することができる。
【0138】
図２０に示す第１の変形例の圧電性基板６２Ａでは、全ての区間同士の境界において、Ｌ１＞０及びＬ２＞０のうち一方である。
【0139】
図２１に示す第２の変形例の圧電性基板６２Ｂでは、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの境界が、電極指直交方向に沿う断面において曲線状の形状を有する。具体的には、第２の領域Ｂの電極指直交方向に沿う寸法が、圧電性基板６２Ｂの厚み方向において、ＩＤＴ電極１２が設けられている主面から遠ざかるほど小さくなっている。なお、第１の変形例と同様に、全ての区間同士の境界において、Ｌ１＞０及びＬ２＞０のうち一方である。
【0140】
図２２に示す第３の変形例の圧電性基板６２Ｃでは、分極変化領域において、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置が、第２の実施形態と同様に、１／１／１／２／２／２／２／１とされている。なお、第１の変形例と同様に、全ての区間同士の境界において、Ｌ１＞０及びＬ２＞０のうち一方である。
【0141】
図２３に示す第４の変形例の圧電性基板６２Ｄでは、第１の区間Ｄ１及び第２の区間Ｄ２の境界が、電極指間部に位置している。分極変化領域において、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの配置が、見かけ上、１／１／１／１／２／２／２／２とされている。なお、第１の変形例と同様に、全ての区間同士の境界において、Ｌ１＞０及びＬ２＞０のうち一方である。
【0142】
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。
【0143】
＜１＞圧電体層を含む圧電性基板と、前記圧電体層上に設けられており、互いに間挿し合っており、互いに異なる電位に接続される複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有するＩＤＴ電極と、を備え、前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分が、交叉領域を含み、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向を電極指延伸方向、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前記ＩＤＴ電極を見たときに、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が重なり合っている領域が前記交叉領域であり、前記圧電体層が、第１の領域、及び前記第１の領域と分極方向が異なる第２の領域を有し、前記第１の領域及び前記第２の領域が、少なくとも前記交叉領域に位置しており、前記交叉領域が、前記第１の領域及び前記第２の領域が前記電極指直交方向において交互に並んでいる、分極変化領域を含み、前記分極変化領域に位置している各前記第１の領域及び各前記第２の領域が、平面視において、前記第１の電極指及び前記第２の電極指のうち少なくとも一方の、少なくとも一部と重なっており、前記圧電体層を前記電極指直交方向において複数の区間に分け、前記複数の区間がそれぞれ、前記第１の電極指または前記第２の電極指が設けられている部分から、前記第１の電極指及び前記第２の電極指が設けられていない部分までの範囲であるとし、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち、各前記区間に設けられている電極指が１本のみであるとしたときに、前記複数の区間が、前記電極指直交方向において順番に並んでいる第１～第８の区間を含み、前記第１の区間及び前記第２の区間の境界が、前記第１の電極指が設けられている部分に位置しており、前記第１の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第２の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第３の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第４の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第５の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第６の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第７の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第８の区間に前記第１の領域が位置している、弾性波装置。
【0144】
＜２＞圧電体層を含む圧電性基板と、前記圧電体層上に設けられており、互いに間挿し合っており、互いに異なる電位に接続される複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有するＩＤＴ電極と、を備え、前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分が、交叉領域を含み、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向を電極指延伸方向、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前記ＩＤＴ電極を見たときに、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が重なり合っている領域が前記交叉領域であり、前記圧電体層が、第１の領域、及び前記第１の領域と分極方向が異なる第２の領域を有し、前記第１の領域及び前記第２の領域が、少なくとも前記交叉領域に位置しており、前記交叉領域が、前記第１の領域及び前記第２の領域が前記電極指直交方向において交互に並んでいる、分極変化領域を含み、前記分極変化領域に位置している各前記第１の領域及び各前記第２の領域が、平面視において、前記第１の電極指及び前記第２の電極指のうち少なくとも一方の、少なくとも一部と重なっており、前記圧電体層を前記電極指直交方向において複数の区間に分け、前記複数の区間がそれぞれ、前記第１の電極指または前記第２の電極指が設けられている部分から、前記第１の電極指及び前記第２の電極指が設けられていない部分までの範囲であるとし、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち、各前記区間に設けられている電極指が１本のみであるとしたときに、前記複数の区間が、前記電極指直交方向において順番に並んでいる第１～第８の区間を含み、前記第１の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第２の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第３の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第４の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第５の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第６の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第７の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第８の区間に前記第１の領域が位置している、弾性波装置。
【0145】
＜３＞前記第１の区間及び前記第２の区間の境界が、前記第１の電極指が設けられている部分に位置している、＜２＞に記載の弾性波装置。
【0146】
＜４＞前記第１の領域における分極軸、及び前記第２の領域における分極軸がなす角の角度が１８０°±５°以内の範囲である、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
【0147】
＜５＞前記第１～第８の区間に位置している前記第１の領域及び前記第２の領域の境界のうち少なくとも１つの境界が、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうちいずれかの電極指が設けられている部分に位置しており、該境界と、該電極指の前記電極指直交方向における中央との間の、前記電極指直交方向における距離をＬ１、該電極指が位置している部分の電極指ピッチをｐ１としたときに、Ｌ１／ｐ１＜０．１である、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
【0148】
＜６＞隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指の間の部分を電極指間部としたときに、前記第１～第８の区間に位置している前記第１の領域及び前記第２の領域の境界のうち少なくとも１つの境界が、複数の前記電極指間部のうちいずれかの電極指間部に位置しており、該境界と、該電極指間部の前記電極指直交方向における中央との間の、前記電極指直交方向における距離をＬ２、該電極指間部が位置している部分の電極指ピッチをｐ２としたときに、Ｌ２／ｐ２＜０．１である、＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
【0149】
＜７＞前記第１～第８の区間において、前記第１の領域の前記電極指直交方向に沿う寸法の合計をＥ１、前記第２の領域の前記電極指直交方向に沿う寸法の合計をＥ２としたときに、Ｅ２／Ｅ１が１±０．１以内の範囲である、＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
【0150】
＜８＞前記圧電性基板が高音速部材層を含み、前記高音速部材層上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられており、前記高音速部材層を伝搬するバルク波の音速が、前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも高い、＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
【0151】
＜９＞前記圧電性基板が音響反射膜を含み、前記音響反射膜上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられており、前記音響反射膜が、相対的に音響インピーダンスが低い、少なくとも１層の低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高い、少なくとも１層の高音響インピーダンス層と、を有し、前記低音響インピーダンス層及び前記高音響インピーダンス層が交互に積層されている、＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
【0152】
＜１０＞前記圧電性基板が電極層を含み、前記電極層上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられている、＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
【0153】
＜１１＞前記圧電性基板が酸化ケイ素膜を含み、前記酸化ケイ素膜上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられている、＜１＞～＜１０＞のいずれか１つに記載の弾性波装置。
【符号の説明】
【0154】
１…弾性波装置
２…圧電性基板
４…高音速支持基板
５…酸化ケイ素膜
６，６Ａ，６Ｂ…圧電体層
１２…ＩＤＴ電極
１３Ａ，１３Ｂ…反射器
１６，１７…第１，第２のバスバー
１８，１９…第１，第２の電極指
２１…弾性波装置
２６，２６Ａ…圧電体層
３２…圧電性基板
３３…支持基板
３７…音響反射膜
３７ａ…低音響インピーダンス層
３７ｂ…高音響インピーダンス層
４８…電極層
５２，６２，６２Ａ～６２Ｄ…圧電性基板
Ａ，Ｂ…第１，第２の領域
Ｃ…交叉領域
Ｄ１～Ｄ８…第１～第８の区間
２…圧電性基板
４…高音速支持基板
５…酸化ケイ素膜
６，６Ａ，６Ｂ…圧電体層
１２…ＩＤＴ電極
１３Ａ，１３Ｂ…反射器
１６，１７…第１，第２のバスバー
１８，１９…第１，第２の電極指
２１…弾性波装置
２６，２６Ａ…圧電体層
３２…圧電性基板
３３…支持基板
３７…音響反射膜
３７ａ…低音響インピーダンス層
３７ｂ…高音響インピーダンス層
４８…電極層
５２，６２，６２Ａ～６２Ｄ…圧電性基板
Ａ，Ｂ…第１，第２の領域
Ｃ…交叉領域
Ｄ１～Ｄ８…第１～第８の区間
【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】
【図21】
【図22】
【図23】