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(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】P2024067557
(43)【公開日】2024-05-17
(54)【発明の名称】弾性波デバイス
(51)【国際特許分類】
H03H 9/25 20060101AFI20240510BHJP
H10N 30/853 20230101ALI20240510BHJP
H10N 30/06 20230101ALI20240510BHJP
H10N 30/87 20230101ALI20240510BHJP
H10N 30/20 20230101ALI20240510BHJP
【ＦＩ】
H03H9/25 C
H01L41/187
H01L41/29
H01L41/047
H01L41/09
【審査請求】未請求
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022177738
(22)【出願日】2022-11-05
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り （１）刊行物への発表による公開 令和４年２月２１日に国立大学法人山梨大学発行，２０２１年度山梨大学工学部電気電子工学科卒業論文発表会予稿集，Ｔ１８ＥＥ０４１－１～Ｔ１８ＥＥ０４１－２にて掲載 （２）集会での発表による公開 令和４年２月２１日に国立大学法人山梨大学における２０２１年度山梨大学工学部電気電子工学科卒業論文発表会で発表
(71)【出願人】
【識別番号】304023994
【氏名又は名称】国立大学法人山梨大学
(71)【出願人】
【識別番号】522434015
【氏名又は名称】山本エイデック合同会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003535
【氏名又は名称】スプリング弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】垣尾 省司
(72)【発明者】
【氏名】山本 泰司
【テーマコード（参考）】
5J097
【Ｆターム（参考）】
5J097AA01
5J097AA14
5J097BB11
5J097EE08
5J097EE10
5J097GG03
5J097GG04
5J097GG05
5J097GG07
5J097KK03
5J097KK09
(57)【要約】
【課題】スプリアスを低減させた弾性波デバイスを提供する。
【解決手段】２つの圧電薄板の層を有する接合基板と、前記層上に形成された電極と、を備え、前記２つの圧電薄板は、同じ材料で形成され、使用する振動モードに関係する前記２つの圧電薄板の圧電定数が同一であり、スプリアスとなる不要な振動モードに関係する前記２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、前記２つの圧電薄板のオイラー角が選ばれている弾性波デバイス。
【選択図】図１
【解決手段】２つの圧電薄板の層を有する接合基板と、前記層上に形成された電極と、を備え、前記２つの圧電薄板は、同じ材料で形成され、使用する振動モードに関係する前記２つの圧電薄板の圧電定数が同一であり、スプリアスとなる不要な振動モードに関係する前記２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、前記２つの圧電薄板のオイラー角が選ばれている弾性波デバイス。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
２つの圧電薄板の層を有する接合基板と、
前記接合基板の上に形成された電極と、を備え、
前記２つの圧電薄板は、同じ材料で形成され、
使用する振動モードに関係する前記２つの圧電薄板の圧電定数が同一であり、
スプリアスとなる不要な振動モードに関係する前記２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、前記２つの圧電薄板のオイラー角が選ばれている弾性波デバイス。
前記接合基板の上に形成された電極と、を備え、
前記２つの圧電薄板は、同じ材料で形成され、
使用する振動モードに関係する前記２つの圧電薄板の圧電定数が同一であり、
スプリアスとなる不要な振動モードに関係する前記２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、前記２つの圧電薄板のオイラー角が選ばれている弾性波デバイス。
【請求項2】
前記２つの圧電薄板は、使用する振動モードがＬａｍｂ波であり、
かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１１は、同じ値であり、
かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１６、ｅ３４は、絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角である請求項１に記載の弾性波デバイス。
かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１１は、同じ値であり、
かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１６、ｅ３４は、絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角である請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項3】
前記２つの圧電薄板の厚さが同一である請求項２に記載の弾性波デバイス。
【請求項4】
前記２つの圧電薄板がいずれもニオブ酸リチウムか、またはタンタル酸リチウムであり、前記２つの圧電薄板のうち一方の圧電薄板のオイラー角を(９０°,９０°,ψ)とすると、他方の圧電薄板のオイラー角が(９０°,-９０°,-ψ)であるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角である請求項２に記載の弾性波デバイス。
【請求項5】
使用する振動モードがＳＨ波であり、
前記２つの圧電薄板がいずれもニオブ酸リチウムか、またはタンタル酸リチウムであり、
かつ、前記２つの圧電薄板は、圧電定数ｅ１６が同じ値であり、
かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５の絶対値が同じで符号が反転するように前記２つの圧電薄板のオイラー角が選ばれている請求項１に記載の弾性波デバイス。
前記２つの圧電薄板がいずれもニオブ酸リチウムか、またはタンタル酸リチウムであり、
かつ、前記２つの圧電薄板は、圧電定数ｅ１６が同じ値であり、
かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５の絶対値が同じで符号が反転するように前記２つの圧電薄板のオイラー角が選ばれている請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項6】
前記２つの圧電薄板の厚さが同一である請求項５に記載の弾性波デバイス。
【請求項7】
前記２つの圧電薄板がいずれもニオブ酸リチウムか、またはいずれもタンタル酸リチウムであり、前記２つの圧電薄板のうち一方のオイラー角を(０°,１００°,０°)とすると、他方の圧電薄板のオイラー角が(０°,２８０°,１８０°)であるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角であることを特徴とする請求項３に記載の弾性波デバイス。
【請求項8】
前記２つの圧電薄板は、第１圧電薄板と第２圧電薄板であり、
前記接合基板は、前記第１圧電薄板、前記第２圧電薄板とで構成され、
前記接合基板を支持する支持基板を備え、
前記第１圧電薄板、前記第２圧電薄板、前記支持基板の順に層を形成し、
前記支持基板の音速は、前記第１圧電薄板、前記第２圧電薄板の音速よりも速いことを特徴とする請求項１に記載の弾性波デバイス。
前記接合基板は、前記第１圧電薄板、前記第２圧電薄板とで構成され、
前記接合基板を支持する支持基板を備え、
前記第１圧電薄板、前記第２圧電薄板、前記支持基板の順に層を形成し、
前記支持基板の音速は、前記第１圧電薄板、前記第２圧電薄板の音速よりも速いことを特徴とする請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項9】
前記支持基板は、Ｓｉ、水晶、サファイア、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ダイヤモンド、あるいは水晶、サファイア、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ダイヤモンドから選択されるいずれかが成膜されたＳｉ基板である請求項８に記載の弾性波デバイス。
【請求項10】
使用するＳＡＷモードがＬＬ－ＳＡＷの場合において、
前記２つの圧電薄板は、圧電定数ｅ１１が同じ値となり、圧電定数ｅ１６、ｅ３４が絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角である請求項８に記載の弾性波デバイス。
前記２つの圧電薄板は、圧電定数ｅ１１が同じ値となり、圧電定数ｅ１６、ｅ３４が絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角である請求項８に記載の弾性波デバイス。
【請求項11】
前記２つの圧電薄板は、ニオブ酸リチウムか、またはタンタル酸リチウムであり、
前記２つの圧電薄板のうち一方の圧電薄板のオイラー角と、他方の圧電薄板のオイラー角の組み合わせが、下記（１）～（３）の何れか一つであるか、または、下記（１）～（３）のいずれか一つと結晶学的に等価なオイラー角である請求項１０に記載の弾性波デバイス。
（１）一方の圧電薄板のオイラー角 (φ,９０°,ψ)
他方の圧電薄板のオイラー角 (φ,－９０°,－ψ)
（２）一方の圧電薄板のオイラー角 (９０°,θ,ψ)
他方の圧電薄板のオイラー角 （９０°,－θ,－ψ)
（３）一方の圧電薄板のオイラー角 （９０°，９０°，ψ）
他方の圧電薄板のオイラー角 (９０°,－９０°,－ψ)
前記２つの圧電薄板のうち一方の圧電薄板のオイラー角と、他方の圧電薄板のオイラー角の組み合わせが、下記（１）～（３）の何れか一つであるか、または、下記（１）～（３）のいずれか一つと結晶学的に等価なオイラー角である請求項１０に記載の弾性波デバイス。
（１）一方の圧電薄板のオイラー角 (φ,９０°,ψ)
他方の圧電薄板のオイラー角 (φ,－９０°,－ψ)
（２）一方の圧電薄板のオイラー角 (９０°,θ,ψ)
他方の圧電薄板のオイラー角 （９０°,－θ,－ψ)
（３）一方の圧電薄板のオイラー角 （９０°，９０°，ψ）
他方の圧電薄板のオイラー角 (９０°,－９０°,－ψ)
【請求項12】
前記第１圧電薄板の厚さｈ１と前記第２圧電薄板の厚さｈ２の比率が、スプリアスとなる不要な振動モードを励振しない比率である請求項１１に記載の弾性波デバイス。
【請求項13】
前記第１圧電薄板の厚さｈ１と前記第２圧電薄板の厚さｈ２の比率が、ｈ１：ｈ２＝１：２である請求項１２に記載の弾性波デバイス。
【請求項14】
使用するＳＡＷモードがＬ－ＳＡＷの場合において、
前記２つの圧電薄板は、いずれもニオブ酸リチウムか、またはタンタル酸リチウムであり、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１６が同じ値であり、
前記２つの圧電薄板のオイラー角は、それぞれの前記圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５の絶対値が同じで符号が反転するように選ばれている請求項８に記載の弾性波デバイス。
前記２つの圧電薄板は、いずれもニオブ酸リチウムか、またはタンタル酸リチウムであり、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１６が同じ値であり、
前記２つの圧電薄板のオイラー角は、それぞれの前記圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５の絶対値が同じで符号が反転するように選ばれている請求項８に記載の弾性波デバイス。
【請求項15】
前記第１圧電薄板と前記第２圧電薄板のうち、一方の圧電薄板のオイラー角が(φ,θ,０°)とすると、他方の圧電薄板のオイラー角が(φ,θ±１８０°,０°±１８０°)であるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角である請求項８に記載の弾性波デバイス。
【請求項16】
前記第１圧電薄板の厚さｈ１と前記第２圧電薄板の厚さｈ２の比率が、スプリアスとなる不要な振動モードを励振しない比率である請求項１４に記載の弾性波デバイス。
【請求項17】
前記第１圧電薄板の厚さｈ１と前記第２圧電薄板の厚さｈ２の比率が、ｈ１：ｈ２＝１：３である請求項１６に記載の弾性波デバイス。
【請求項18】
前記２つの圧電薄板のうち、一方の圧電薄板のオイラー角と、他方の圧電薄板のオイラー角の組み合わせが、(９０°，θ，ψ)と(９０°，－θ，－ψ)の組み合わせであるか、または、(φ，９０°，ψ)と(φ，－９０°，-ψ)の組み合わせであるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角である請求項２または１０に記載の弾性波デバイス。
【請求項19】
前記２つの圧電薄板がいずれもニオブ酸リチウムか、またはいずれもタンタル酸リチウムであり、前記２つの圧電薄板のうち一方の圧電薄板のオイラー角を(φ,θ,０°)とすると、他方の圧電薄板のオイラー角が(φ,θ±１８０°,０°±１８０°)であるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角であることを特徴とする請求項５または１４に記載の弾性波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、弾性表面波を利用した弾性波デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
近年の移動体通信の世界的な伸張と通信量の増加にともない、スマートフォン等の移動体通信機器の高速化、高性能化が求められてきている。通信機器の高性能化のためには、弾性波デバイスの高周波数化、広帯域化、高Ｑ値化等が重要となるが、更に、通信の高速化のため、複数のバンドを同時に利用するキャリアアグリゲーションなどの新技術が導入され、帯域外のスプリアスの低減についても求められてきている。
【0003】
例えば、特許文献１には、圧電膜を有する弾性波装置であって、支持基板と、前記支持基板上に形成されており、前記圧電膜を伝搬する弾性波音速より伝搬するバルク波音速が高速である高音速膜と、前記高音速膜上に積層されており、前記圧電膜を伝搬するバルク波音速より伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜と、前記低音速膜上に積層された前記圧電膜と、前記圧電膜の一方面に形成されているＩＤＴ電極とを備える、弾性波装置が開示されている。
【0004】
これにより、支持基板と圧電膜との間に、高音速膜及び低音速膜が配置されているため、Ｑ値を高めることが可能となる。従って、高いＱ値を有する弾性波装置を提供することが可能となるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第５７１３０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載した弾性波デバイス等の従来の弾性波デバイスでは、スプリアスを低減するためは、主要な伝搬モード以外の結合係数が小さいカットの圧電薄板しか使えないという大きな制約があった。
【0007】
言い換えると、従来の弾性波デバイスでは、使いたい主要な伝搬モードの結合係数をある程度確保しつつ、不要な伝搬モードの結合係数が小さい条件を探索するしか無かった。そして、不要な伝搬モードの結合係数が小さい条件がもし無かったらその構造は諦めざるを得ないという大きな制約があった。
【0008】
本発明は、係る実情に鑑み、上記課題を解決し、積極的に不要な伝搬モードの結合係数を、圧電定数をキャンセルすることによって低減することにより、スプリアスが低減された弾性波デバイスを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の課題は、下記の各発明によって解決することができる。
即ち、本発明の弾性波デバイスは、２つの圧電薄板の層を有する接合基板と、前記接合基板上に形成された電極と、を備え、前記２つの圧電薄板は、同じ材料で形成され、使用する振動モードに関係する前記２つの圧電薄板の圧電定数が同一であり、スプリアスとなる不要な振動モードに関係する前記２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、前記２つの圧電薄板のオイラー角が選ばれていることを主要な特徴としている。
即ち、本発明の弾性波デバイスは、２つの圧電薄板の層を有する接合基板と、前記接合基板上に形成された電極と、を備え、前記２つの圧電薄板は、同じ材料で形成され、使用する振動モードに関係する前記２つの圧電薄板の圧電定数が同一であり、スプリアスとなる不要な振動モードに関係する前記２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、前記２つの圧電薄板のオイラー角が選ばれていることを主要な特徴としている。
【0010】
また、本発明の弾性波デバイスは、前記２つの圧電薄板は、使用する振動モードがＬａｍｂ波であり、かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１１は、同じ値であり、かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１６、ｅ３４は、絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角であることを主要な特徴としている。
【0011】
更に、本発明の弾性波デバイスは、前記２つの圧電薄板の厚さが同一であることを主要な特徴としている。
【0012】
更にまた、前記２つの圧電薄板がいずれもニオブ酸リチウムか、またはタンタル酸リチウムであり、前記２つの圧電薄板のうち一方の圧電薄板のオイラー角を(９０°,９０°,ψ)とすると、他方の圧電薄板のオイラー角が(９０°,-９０°,-ψ)であるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角であることを主要な特徴としている。
【0013】
また、本発明の弾性波デバイスは、使用する振動モードがＳＨ波であり、前記２つの圧電薄板がいずれもニオブ酸リチウムか、またはタンタル酸リチウムであり、かつ、前記２つの圧電薄板は、圧電定数ｅ１６が同じ値であり、かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５の絶対値が同じで符号が反転するように前記２つの圧電薄板のオイラー角が選ばれていることを主要な特徴としている。
【0014】
更に、本発明の弾性波デバイスは、前記２つの圧電薄板の厚さが同一であることを主要な特徴としている。
【0015】
更にまた、本発明の弾性波デバイスは、前記２つの圧電薄板がいずれもニオブ酸リチウムか、またはいずれもタンタル酸リチウムであり、前記２つの圧電薄板のうち一方のオイラー角を(０°,１００°,０°)とすると、他方の圧電薄板のオイラー角が(０°,２８０°,１８０°)であるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角であることを主要な特徴としている。
【0016】
また、本発明の弾性波デバイスは、前記２つの圧電薄板は、第１圧電薄板と第２圧電薄板であり、前記接合基板は、前記第１圧電薄板、前記第２圧電薄板とで構成され、前記接合基板を支持する支持基板を備え、前記第１圧電薄板、前記第２圧電薄板、前記支持基板の順に層を形成し、前記支持基板の音速は、前記第１圧電薄板、前記第２圧電薄板の音速よりも速いことを主要な特徴としている。
【0017】
更に、本発明の弾性波デバイスは、前記支持基板は、Ｓｉ、水晶、サファイア、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ダイヤモンド、あるいは水晶、サファイア、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ダイヤモンドから選択されるいずれかが成膜されたＳｉ基板であることを主要な特徴としている。
【0018】
更にまた、本発明の弾性波デバイスは、使用するＳＡＷモードがＬＬ－ＳＡＷの場合において、前記２つの圧電薄板は、圧電定数ｅ１１が同じ値となり、圧電定数ｅ１６、ｅ３４が絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角であることを主要な特徴としている。
【0019】
また、本発明の弾性波デバイスは、 前記２つの圧電薄板は、ニオブ酸リチウムか、またはタンタル酸リチウムであり、前記２つの圧電薄板のうち一方の圧電薄板のオイラー角と、他方の圧電薄板のオイラー角の組み合わせが、下記（１）～（３）の何れか一つであるか、または、下記（１）～（３）のいずれか一つと結晶学的に等価なオイラー角であることを主要な特徴としている。
（１）一方の圧電薄板のオイラー角 (φ,９０°,ψ)
他方の圧電薄板のオイラー角 (φ,－９０°,－ψ)
（２）一方の圧電薄板のオイラー角 (９０°,θ,ψ)
他方の圧電薄板のオイラー角 （９０°,－θ,－ψ)
（３）一方の圧電薄板のオイラー角 （９０°，９０°，ψ）
他方の圧電薄板のオイラー角 (９０°,－９０°,－ψ)
（１）一方の圧電薄板のオイラー角 (φ,９０°,ψ)
他方の圧電薄板のオイラー角 (φ,－９０°,－ψ)
（２）一方の圧電薄板のオイラー角 (９０°,θ,ψ)
他方の圧電薄板のオイラー角 （９０°,－θ,－ψ)
（３）一方の圧電薄板のオイラー角 （９０°，９０°，ψ）
他方の圧電薄板のオイラー角 (９０°,－９０°,－ψ)
【0020】
更に、本発明の弾性波デバイスは、前記第１圧電薄板の厚さｈ１と前記第２圧電薄板の厚さｈ２の比率が、スプリアスとなる不要な振動モードを励振しない比率であることを主要な特徴としている。
【0021】
更にまた、本発明の弾性波デバイスは、前記第１圧電薄板の厚さｈ１と前記第２圧電薄板の厚さｈ２の比率が、ｈ１：ｈ２＝１：２であることを主要な特徴としている。
【0022】
また、本発明の弾性波デバイスは、使用するＳＡＷモードがＬ－ＳＡＷの場合において、前記２つの圧電薄板は、いずれもニオブ酸リチウムか、またはタンタル酸リチウムであり、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１６が同じ値であり、前記２つの圧電薄板のオイラー角は、それぞれの前記圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５の絶対値が同じで符号が反転するように選ばれていることを主要な特徴としている。
【0023】
更に、本発明の弾性波デバイスは、前記第1圧電薄板と前記第２圧電薄板のうち、一方の圧電薄板のオイラー角が(φ,θ,０°)とすると、他方の圧電薄板のオイラー角が(φ,θ±１８０°,０°±１８０°)であるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角であることを主要な特徴としている。
【0024】
更にまた、本発明の弾性波デバイスは、前記第１圧電薄板の厚さｈ１と前記第２圧電薄板の厚さｈ２の比率が、スプリアスとなる不要な振動モードを励振しない比率であることを主要な特徴としている。
【0025】
また、本発明の弾性波デバイスは、前記第１圧電薄板の厚さｈ１と前記第２圧電薄板の厚さｈ２の比率が、ｈ１：ｈ２＝１：３であることを主要な特徴としている。
【0026】
更に、本発明の弾性波デバイスは、前記第１圧電薄板と前記第２圧電薄板のうち、一方の圧電薄板のオイラー角と、他方の圧電薄板のオイラー角の組み合わせが、(９０°，θ，ψ)と(９０°，－θ，－ψ)の組み合わせであるか、または、(φ，９０°，ψ)と(φ，－９０°，-ψ)の組み合わせであるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角であることを主要な特徴としている。
【0027】
更にまた、本発明の弾性波デバイスは、前記２つの圧電薄板がいずれもニオブ酸リチウムか、またはいずれもタンタル酸リチウムであり、前記２つの圧電薄板のうち一方のオイラー角を(φ,θ,０°)とすると、他方の圧電薄板のオイラー角が(φ,θ±１８０°,０°±１８０°)であるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角であることを主要な特徴としている。
【発明の効果】
【0028】
スプリアスを低減した弾性波デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。
また、本発明において、オイラー角は、すべてＩＲＥ１９４９のスタンダードで示されている。
また、本発明において、オイラー角は、すべてＩＲＥ１９４９のスタンダードで示されている。
【0031】
＜第１実施形態＞
本発明に係る弾性波デバイスの第１実施形態の電極片面タイプについて図１を参照して説明する。第１実施形態の電極両面タイプについては後述する。図１（Ａ）は、電極が片面にあるタイプの本発明に係る弾性波デバイスの概略断面図である。図１（Ｂ）は、電極が両面にあるタイプの本発明に係る弾性波デバイスの概略断面図である。
（１）電極片面タイプ
第１実施形態の電極片面タイプについて図１（Ａ）を参照して説明する。
図１（Ａ）に示すように、本発明に係る弾性波デバイスは、第１圧電薄板１０の層と、第２圧電薄板２０との層とで形成された接合基板３０と、ＩＤＴ電極４０と、を主に含んで構成されている。
本発明に係る弾性波デバイスの第１実施形態の電極片面タイプについて図１を参照して説明する。第１実施形態の電極両面タイプについては後述する。図１（Ａ）は、電極が片面にあるタイプの本発明に係る弾性波デバイスの概略断面図である。図１（Ｂ）は、電極が両面にあるタイプの本発明に係る弾性波デバイスの概略断面図である。
（１）電極片面タイプ
第１実施形態の電極片面タイプについて図１（Ａ）を参照して説明する。
図１（Ａ）に示すように、本発明に係る弾性波デバイスは、第１圧電薄板１０の層と、第２圧電薄板２０との層とで形成された接合基板３０と、ＩＤＴ電極４０と、を主に含んで構成されている。
【0032】
第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０とは、接合されており、第１圧電薄板の表面には、ＩＤＴ電極（櫛形電極）が形成されている。第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０とは、同じ圧電材料から形成され、その圧電材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム (LiTaO3)，ニオフ゛酸リチウム(LiNbO3)なと゛を用いることができる。
【0033】
ここで、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０は、以下の条件１、条件２すべてを満たすように形成される。
［条件１］
使用する振動モードに関係する第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数が同一である。
［条件１］
使用する振動モードに関係する第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数が同一である。
【0034】
［条件２］
スプリアスとなる不要な振動モードに関係する、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、前記２つの圧電薄板のオイラー角が選ばれている。
スプリアスとなる不要な振動モードに関係する、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、前記２つの圧電薄板のオイラー角が選ばれている。
【0035】
接合基板３０は、例えば、以下のようなステップで作製することができる。
（1） Si等の基板に第２圧電薄板２０を貼り付けて、第２圧電薄板２０を所定の厚さになるまで研磨する。
（2） 所定の厚さになった第２圧電薄板２０に第１圧電薄板１０を貼り付ける。
（3） 第１圧電薄板１０が所定の厚さになるまで研磨する。
（4） フォトリソグラフィにより第１圧電薄板１０表面にＩＤＴ電極（櫛形電極）４０を形成する。
（5） Ｓｉ基板を研磨、または溶解によって全部または一部を取り除く。（一部を取り除く場合は、ＩＤＴ電極４０の下部のＳｉ基板を取り除く［図６参照］）
（1） Si等の基板に第２圧電薄板２０を貼り付けて、第２圧電薄板２０を所定の厚さになるまで研磨する。
（2） 所定の厚さになった第２圧電薄板２０に第１圧電薄板１０を貼り付ける。
（3） 第１圧電薄板１０が所定の厚さになるまで研磨する。
（4） フォトリソグラフィにより第１圧電薄板１０表面にＩＤＴ電極（櫛形電極）４０を形成する。
（5） Ｓｉ基板を研磨、または溶解によって全部または一部を取り除く。（一部を取り除く場合は、ＩＤＴ電極４０の下部のＳｉ基板を取り除く［図６参照］）
【0036】
上記（４）の電極４０の形成ステップは、例えば、アルミニウム、金、チタン等の薄膜を第１圧電薄板の表面にスパッタリング、蒸着、ＣＶＤ等で成膜し、フォトリソグラフィにより櫛形電極（ＩＤＴ）の形状に形成することができる。電極４０の形成に用いられる金属は、アルミニウム、金、チタンに限定されるものではなく、従来、弾性波デバイスの電極に用いられている金属ならば何を使用しても良い。
【0037】
実施例１として、このように構成された弾性波デバイスについて、有限要素法（ＦＥＭ：Finite Element Method）を用いて共振特性のシミュレーション（ＦＥＭ解析）を行った。ＦＥＭ解析を行った弾性波デバイスについて図２Ａに示す。図２Ａは、第１実施形態の電極片面タイプの一例を示す概略断面図である。
【0038】
図２Ａに示すように、オイラー角表示で（９０°，９０°，２０°）で表せるＸカット２０°Ｙ伝搬ＬＮ（ニオブ酸リチウム）で形成された第１圧電薄板１０と、オイラー角表示で（９０°，－９０°，－２０°）で表せるカット方位のＬＮで形成された第２圧電薄板２０と２層をなした構造の接合基板３０についてＦＥＭ解析を行った。
【0039】
ＦＥＭ解析により、この構造で励振されうるすべて伝搬モードの応答が現れるが、Ｌａｍｂ波であるＳ０モードに着目して検討した。Ｓ０モードを伝搬させる場合に電極４０は、Ａｌ（アルミニウム）とした。また、周囲は空気としてＦＥＭ解析を行った。
【0040】
第１圧電薄板１０の厚みｈ１及び第２圧電薄板２０の厚みｈ２は、接合基板３０に伝搬させる弾性波の波長をλとしたとき、ｈ１／λ＝０．０５、ｈ２／λ＝０．０５として設定した。言い換えると、厚みｈ１、ｈ２は、どちらも波長λの５％と設定した。
【0041】
また、電極４０の厚みｈＡｌは、アルミニウムに弾性波を伝搬させたときの波長をλＡｌをとしたとき、ｈＡｌ／λＡｌ＝０．０１となる値、即ち、弾性波が接合基板を伝搬したときの波長の１％の値とした。
【0042】
更に、使用する振動モードに関係する第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数を同一とし、スプリアスとなる不要な振動モードに関係する、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０のオイラー角を選んだ。
【0043】
このとき、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数ｅ１１は、同じ値であり、かつ、この２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１６、ｅ３４は、絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角となっている。
【0044】
具体的には、第１圧電薄板１０は、オイラー角を(９０°，９０°，２０°)とし、第２圧電薄板２０は、オイラー角を(９０°，－９０°，－２０°)とした。
【0045】
ここで、第１圧電薄板１０のオイラー角と、第２圧電薄板２０のオイラー角の組み合わせは、φ、θ、ψを任意の角度とすると、(９０°，θ，ψ)と(９０°，－θ，－ψ)の組み合わせでも、(φ，９０°，ψ)と(φ，－９０°，-ψ)の組み合わせでも、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数ｅ１１は、同じ値であり、かつ、この２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１６、ｅ３４は、絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角となる。
【0046】
図２Ｂに第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数テンソルを示す。図２Ｂは、図２Ａに示されるＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）圧電薄板の圧電定数テンソルを示す図である。図２Ｂの上層で示される圧電定数テンソルは、第１圧電薄板１０の圧電定数テンソルであり、下層で示される圧電定数テンソルは第２圧電薄板２０の圧電定数テンソルである。
【0047】
図２Ｂに示すように、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数ｅ１１は、同じ値であり、かつ、この２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１６、ｅ３４は、絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角となっている。
【0048】
また、比較例１として、図２Ａにおいて接合基板３０が２つに分割されておらず、第１圧電薄板１０、第２圧電薄板２０の両方が第１圧電薄板と同じもの（圧電定数、オイラー角、寸法）言い換えると第１圧電薄板１０の厚みが２倍になったものについても共振特性のＦＥＭ解析を行った。
【0049】
【0050】
実線は、実施例１の共振特性を示し、点線は、比較例１の共振特性を示す。
図３に示すように、比較例では、３７００ｍ／ｓ近辺に不要な共振モードであるＳＨ０モードがスプリアスとして現れているが、実施例では、きれいに消えている。また、実施例では、６０００ｍ／ｓ近辺にある必要な共振モードであるＳ０モードは、減衰することなくそのまま存在している。
図３に示すように、比較例では、３７００ｍ／ｓ近辺に不要な共振モードであるＳＨ０モードがスプリアスとして現れているが、実施例では、きれいに消えている。また、実施例では、６０００ｍ／ｓ近辺にある必要な共振モードであるＳ０モードは、減衰することなくそのまま存在している。
【0051】
このように、圧電薄板を２層構造にして、使用する振動モードに関係する第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数を同一とし、スプリアスとなる不要な振動モードに関係する、それぞれの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように２つの圧電薄板のオイラー角を設定することにより、スプリアスを低減させることができるとともに、必要な共振モードはそのまま残すことができる。
【0052】
ここで、ＦＥＭ解析は、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０は、ニオブ酸リチウムで行ったが、タンタル酸リチウムにおいても同様な結果となり、更に、これらと結晶学的に等価なオイラー角であっても同様の結果となる。
【0053】
（２）電極両面タイプ
本発明に係る弾性波デバイスの第１実施形態の電極両面タイプについて図面を参照して説明する。図４は、第１実施形態の電極両面タイプの一例を示す概略断面図である。
本発明に係る弾性波デバイスの第１実施形態の電極両面タイプについて図面を参照して説明する。図４は、第１実施形態の電極両面タイプの一例を示す概略断面図である。
【0054】
この電極両面タイプは、電極片面タイプと電極以外は全く同じ構造なので、同じ部分の説明は省略し、異なる部分だけ説明する。
図１（Ｂ）及び図４を参照して、この電極両面タイプは、第１圧電薄板１０の表面に作成された電極４０の接合基板３０を挟んで真下の位置の第２圧電薄板２０の表面に下部電極５０が形成されている。即ち、上部電極４０と下部電極５０は接合基板３０に対して対称となっている。
図１（Ｂ）及び図４を参照して、この電極両面タイプは、第１圧電薄板１０の表面に作成された電極４０の接合基板３０を挟んで真下の位置の第２圧電薄板２０の表面に下部電極５０が形成されている。即ち、上部電極４０と下部電極５０は接合基板３０に対して対称となっている。
【0055】
また、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０のオイラー角は、使用する振動モードに関係する第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数を同一とし、スプリアスとなる不要な振動モードに関係する、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０のオイラー角を選んだ。
【0056】
この図４に示される弾性波デバイスについて実施例２として、共振特性のＦＥＭ解析を行った。ＦＥＭ解析により、この構造で励振されうるすべて伝搬モードの応答が現れるが、Ｓ０モードに着目して検討した。その結果を図５に示す。図５は、第１実施形態の両面タイプの共振特性のＦＥＭ解析結果を示すグラフである。また、比較のため、電極が片面のみでそれ以外は同一のもの、即ち実施例１のＦＥＭ解析結果も併せて図５に示す。
【0057】
図５のＸ軸、Ｙ軸は、図３と同様であるので説明を省略する。また、実線は実施例２である両面電極タイプの共振特性を、点線は、実施例１の共振特性を示す。
図５に示すように、電極を接合基板の両面に対称に形成することにより、実施例１において発生していた７６００ｍ／ｓあたりのわずかなスプリアスも完全に消去することができることが判明した。
図５に示すように、電極を接合基板の両面に対称に形成することにより、実施例１において発生していた７６００ｍ／ｓあたりのわずかなスプリアスも完全に消去することができることが判明した。
【0058】
このように、本発明者の鋭意研究により、接合基板３０を挟んで対称に電極を配置することにより、更に、スプリアスを低減することができることを見いだした。
【0059】
ここで、第１実施形態において、電極片面タイプにおいても、電極両面タイプにおいても、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の表面は空気でＦＥＭ解析を行ったが、弾性波デバイスとしては周囲は、空気でも真空でも良い。特に数十ＭＨｚ（１００ＭＨｚ以下）の周波数の場合はエアーローディングの影響が効いてくるので、真空にする必要がある。
【0060】
接合基板３０の両面を機械的開放端にすることにより、弾性波を完全反射させるためのダイヤフラム構造の弾性波デバイスの一例を図６に示す。図６は、ダイヤフラム構造の弾性波デバイスの例である。
の弾性波デバイスの構造の例である。図６は、電極片面タイプを示しているが、電極両面タイプでも同様にすることができる。
の弾性波デバイスの構造の例である。図６は、電極片面タイプを示しているが、電極両面タイプでも同様にすることができる。
【0061】
図６に示すように、電極４０の有る側の表面も、電極４０の有る側の反対面も、何もない開放端となっている。電極４０の有る側の反対面の電極４０から外れた接合基板の端部に支持基板６０が接合されている。
【0062】
支持基板６０は、例えば、Ｓｉ基板を用いることができる。このような構造の形成方法の一例としては、支持基板６０であるＳｉ基板に接合基板３０を貼り合わせ、その後、電極４０の真下の部分のＳｉ基板をエッチング等で取り除くことによりこのようなダイヤフラム構造を形成することができる。
これにより、接合基板３０に強度を持たせることができる。
これにより、接合基板３０に強度を持たせることができる。
【0063】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。図７Ａは、第２実施形態の概略断面図である。第２実施形態は、図２Ａで示される第１実施形態とほとんど同じであるので、同じ所の説明は一部省略し、異なる所を主に説明する。
本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。図７Ａは、第２実施形態の概略断面図である。第２実施形態は、図２Ａで示される第１実施形態とほとんど同じであるので、同じ所の説明は一部省略し、異なる所を主に説明する。
【0064】
図７Ａを参照して、第２実施形態の弾性波デバイスは、ＸカットＹ伝搬ＬＴ（タンタル酸リチウム）で形成された、第１圧電薄板１０，第２圧電薄板２０を備えている。
【0065】
第１圧電薄板１０のオイラー角は、(９０°，９０°，３１°)であり、第２圧電薄板２０のオイラー角は、(９０°，－９０°，－３１°)である。
【0066】
また、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０のオイラー角は、使用する振動モードに関係する第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数を同一とし、スプリアスとなる不要な振動モードに関係する、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０のオイラー角を選んだ。
【0067】
具体的には、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数ｅ１１は、同じ値であり、かつ、この２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１６、ｅ３４は、絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角を選んだ。
【0068】
図７Ｂに第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数テンソルを示す。図７Ｂは、図７Ａに示されるＬＴ圧電薄板の圧電定数テンソルを示す図である。図７Ｂの上層で示される圧電定数テンソルは、第１圧電薄板１０の圧電定数テンソルであり、下層で示される圧電定数テンソルは第２圧電薄板２０の圧電定数テンソルである。
【0069】
図７Ｂに示すように、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数ｅ１１は、同じ値であり、かつ、この２つの圧電薄板の圧電定数ｅ１６、ｅ３４は、絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角となっている。
【0070】
この第２実施形態について、実施例２としてＦＥＭ解析を実施した。ＦＥＭ解析により、この構造で励振されうるすべて伝搬モードの応答が現れるが、Ｓ０モードに着目して検討した。また、図７Ａにおいて接合基板３０が２つに分割されておらず、第１圧電薄板１０、第２圧電薄板２０の両方が第１圧電薄板と同じもの（圧電定数、オイラー角、寸法）、言い換えると第１圧電薄板１０の厚みが２倍になったものについても比較例２として共振特性のＦＥＭ解析を行った。
【0071】
このＦＥＭ解析結果を図８に示す。図８に示すように、比較例２においては、３３００ｍ／ｓ近辺にあるスプリアスが、実施例２では完全に消えている。また、実施例では、５８００ｍ／ｓ近辺にある必要な共振モードであるＳ０モードは、ほぼそのまま存在している。
【0072】
このように圧電薄板を２層構造にして、スプリアスとなる不要な振動モードに関係するそれぞれの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように２つの圧電薄板のオイラー角を設定することにより、スプリアスを低減させることができるとともに、必要な共振モードはそのまま残すことができる。
【0073】
ここで、ＦＥＭ解析は、第１圧電薄板１０のオイラー角は、(９０°，９０°，３１°)、第２圧電薄板２０のオイラー角は、(９０°，－９０°，－３１°)で行ったが、圧電薄板のうち一方の圧電薄板のオイラー角が(９０°，９０°，ψ)（ψは任意の角度）であるとすると、他方の圧電薄板のオイラー角は、(９０°，－９０°，－ψ)であるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角の圧電薄板であっても、ＦＥＭ解析は同じ結果となる。
【0074】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。図９Ａは、第３実施形態の概略断面図である。第３実施形態は、図２Ａで示される第１実施形態とほとんど同じであるので、同じ所の説明は省略し、異なる所だけ説明する。
本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。図９Ａは、第３実施形態の概略断面図である。第３実施形態は、図２Ａで示される第１実施形態とほとんど同じであるので、同じ所の説明は省略し、異なる所だけ説明する。
【0075】
図９Ａを参照して、第３実施形態の弾性波デバイスは、オイラー角表示で（０°，１００°，０°）で表せる１０°回転ＹカットＸ伝搬ＬＮで形成された第１圧電薄板１０と、オイラー角表示で（０°，２８０°，１８０°）で表せるカット方位のＬＮで形成された第２圧電薄板２０とを備えている。
【0076】
第１圧電薄板１０の厚みｈ１及び第２圧電薄板２０の厚みｈ２は、接合基板３０に伝搬させる弾性波の波長をλとしたとき、ｈ１／λ＝０．０２５、ｈ２／λ＝０．０２５である。言い換えると、厚みｈ１、ｈ２は、どちらも波長λの２．５％と設定した。
【0077】
また、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０のオイラー角は、使用する振動モードに関係する第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数を同一とし、スプリアスとなる不要な振動モードに関係する、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０のオイラー角を選んだ。
【0078】
具体的には、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０は、圧電定数ｅ１６が同じ値であり、かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５の絶対値が同じで符号が反転するように前記２つの圧電薄板のオイラー角を選んだ。
【0079】
このように圧電定数ｅ１６が同じ値であり、かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５の絶対値が同じで符号が反転するオイラー角の組み合わせとしては、φ、θを任意の角度とすると、(φ,θ,０°)と、(φ,θ±１８０°,０°±１８０°)の組み合わせがある。よって、この組み合わせか、またはこの組み合わせと結晶学的に等価なオイラー角であれば、後述するＦＥＭ解析結果は同じものになる。
【0080】
図９Ｂに第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数テンソルを示す。図９Ｂは、図９Ａに示されるＬＮ圧電薄板の圧電定数テンソルを示す図である。図９Ｂの上層で示される圧電定数テンソルは、第１圧電薄板１０の圧電定数テンソルであり、下層で示される圧電定数テンソルは第２圧電薄板２０の圧電定数テンソルである。
【0081】
図９Ｂに示すように、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数ｅ１６は、同じ値であり、かつ、この２つの圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５は、絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角となっている。
【0082】
この第３実施形態について、実施例３としてＦＥＭ解析を実施した。ＦＥＭ解析により、この構造で励振されうるすべて伝搬モードの応答が現れるが、ＳＨ板波に着目して検討した。また、図９Ａにおいて接合基板３０が２つに分割されておらず、第１圧電薄板１０、第２圧電薄板２０の両方が第１圧電薄板と同じもの（圧電定数、オイラー角、寸法）、言い換えると第１圧電薄板１０の厚みが２倍になったものについても比較例３として共振特性のＦＥＭ解析を行った。
【0083】
このＦＥＭ解析結果を図１０に示す。図１０に示すように、比較例３において、５０００ｍ／ｓ及び６７００ｍ／ｓ近辺にあるスプリアスが、実施例３ではほぼ消えている。また、実施例３では、３４００ｍ／ｓ近辺にある必要な共振モードであるＳＨモードは、そのまま存在している。
【0084】
このように圧電薄板を２層構造にして、それぞれの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように２つの圧電薄板のオイラー角を設定することにより、スプリアスを低減させることができるとともに、必要な共振モードはそのまま残すことができる。
【0085】
ここで、ＦＥＭ解析は、第１圧電薄板１０のオイラー角は、(０°，１００°，０°)、第２圧電薄板２０のオイラー角は、(０°，２８０°，１８０°)で行ったが、圧電定数ｅ１６が同じ値であり、かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５の絶対値が同じで符号が反転するオイラー角の組み合わせでもＦＥＭ解析は同じ結果となる。
【0086】
即ち、圧電薄板のうち一方の圧電薄板のオイラー角が(φ，θ，０°)（φ、θは任意の角度）であるとすると、他方の圧電薄板のオイラー角は、(φ，θ±１８０°，０°±１８０°)であるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角の圧電薄板であっても、ＦＥＭ解析は同じ結果となる。
【0087】
また、ＦＥＭ解析は、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０は、ニオブ酸リチウムで行ったが、ニオブ酸リチウムとタンタル酸リチウムは、結晶対称性が同一なのでタンタル酸リチウムにおいても同様な結果となり、更に、これらと結晶学的に等価なオイラー角であっても同様の結果となる。
【0088】
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態について図面を参照して説明する。図１１は、第４実施形態の概略断面図である。第４実施形態は、図２Ａで示される第１実施形態と同じ所の説明は省略し、異なる所を説明する。
本発明の第４実施形態について図面を参照して説明する。図１１は、第４実施形態の概略断面図である。第４実施形態は、図２Ａで示される第１実施形態と同じ所の説明は省略し、異なる所を説明する。
【0089】
図１１を参照して、第４実施形態の弾性波デバイスは、伝搬ＬＮ（ニオブ酸リチウム）で形成された第１圧電薄板１０及び第２圧電薄板２０と、支持基板６０である水晶基板と、電極４０とを備えている。
【0090】
接合基板３０は、第１圧電薄板１０と、第２圧電薄板２０とで形成され、第１圧電薄板１０、第２圧電薄板２０、水晶基板の順番に配置され、接合されている。
【0091】
電極４０は、アルミニウムであり、第１圧電薄板１０上に形成され、その厚みｈＡｌは、アルミニウムに弾性波を伝搬させたときの波長をλＡｌとしたとき、ｈＡｌ／λＡｌ＝０．０３となる値、即ち、弾性波が接合基板を伝搬したときの波長の３％の値とした。
【0092】
第１圧電薄板１０の厚みｈ１及び第２圧電薄板２０の厚みｈ２は、接合基板３０に伝搬させる弾性波の波長をλとしたとき、ｈ１／λ＝０．０５、ｈ２／λ＝０．１５である。また、水晶基板５０の厚みは、弾性波の波長をλとしたとき１０λとなる。
【0093】
第１圧電薄板１０のオイラー角は、(０°，１００°，０°)であり、第２圧電薄板２０のオイラー角は、(０°，２８０°，１８０°)である。また、水晶基板５０のオイラー角は、（０°，１２５°，９０°）である。
【0094】
ここで、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０は、第３実施形態と同じ圧電定数のものを使用しており、圧電定数ｅ１６が同じ値であり、かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５の絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角となっている。
【0095】
図９Ｂは、第４実施形態の第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数テンソルの図でもある。即ち、図９Ｂは、図１１に示されるＬＮ圧電薄板の圧電定数テンソルを示す図でもある。図９Ｂの上層で示される圧電定数テンソルは、第１圧電薄板１０の圧電定数テンソルであり、下層で示される圧電定数テンソルは第２圧電薄板２０の圧電定数テンソルである。
【0096】
図９Ｂに示すように、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数ｅ１６は、同じ値であり、かつ、この２つの圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５は、絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角となっている。
【0097】
ここで、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０は、ニオブ酸リチウムであり、支持基板６０は水晶基板なので、支持基板６０の音速は、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の音速よりも速いことになる。
【0098】
この第４実施形態について、実施例４としてＦＥＭ解析を実施した。ＦＥＭ解析により、この構造で励振されうるすべて伝搬モードの応答が現れるが、ＳＨ波型漏洩弾性表面波（Ｌ－ＳＡＷ）に着目して検討した。第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の弾性波の波長を１０μｍとした。
【0099】
また、比較例４として、図１１において接合基板３０が２つに分割されておらず、第１圧電薄板１０、第２圧電薄板２０の両方が第１圧電薄板と同じもの（圧電定数、オイラー角、寸法）言い換えると第１圧電薄板１０の厚みがｈ１／λ＝０．２０になり、第２圧電薄板２０の厚みが０になったものについても共振特性のＦＥＭ解析を行った。
【0100】
このＦＥＭ解析結果を図１２、図１３に示す。図１２は、実施例４のＦＥＭ解析結果であり、図１３は、比較例４のＦＥＭ解析結果である。図１２に示すように、実施例４では、４０００ｍ／ｓ近辺にある必要な共振モードであるＬ－ＳＡＷのモードは存在しているが、スプリアスとなるそれ以外の共振モードは存在していない。
【0101】
一方、図１３に示すように、比較例４の解析結果では、３４００ｍ／ｓ近辺、及び６２５０ｍ／ｓ近辺にスプリアスが見られる。
このように、実施例４では、接合基板３０の下面（電極４０の無い側の面）に支持基板６０が接合されているので、第１実施形態から第３実施形態とは異なり、接合基板３０の上面、下面の対称性が崩れ、支持基板の中にも振動が漏れる。
このように、実施例４では、接合基板３０の下面（電極４０の無い側の面）に支持基板６０が接合されているので、第１実施形態から第３実施形態とは異なり、接合基板３０の上面、下面の対称性が崩れ、支持基板の中にも振動が漏れる。
【0102】
そのため、接合基板３０を第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０とに分割する割合をそれに応じて変えることにより、スプリアスを低減させることができる。
【0103】
即ち、スプリアスとなる不要な振動モードに関係するそれぞれの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように２つの圧電薄板のオイラー角を設定し、かつ、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の厚みの割合を調整することにより、支持基板６０を接合してもスプリアスを低減させることができる。
【0104】
ここで、音速の速い支持基板とは、例えば、Ｓｉ、水晶、サファイア、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ダイヤモンド、あるいは水晶、サファイア、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ダイヤモンドから選択されるいずれかが成膜されたＳｉ基板がある。
【0105】
ここで、ＦＥＭ解析は、第１圧電薄板１０のオイラー角は、(０°，１００°，０°)、第２圧電薄板２０のオイラー角は、(０°，２８０°，１８０°)で行ったが、圧電定数ｅ１６が同じ値であり、かつ、前記２つの圧電薄板の圧電定数ｅ３１、ｅ１５の絶対値が同じで符号が反転するオイラー角の組み合わせでもＦＥＭ解析は同じ結果となる。
【0106】
即ち、圧電薄板のうち一方の圧電薄板のオイラー角が(φ，θ，０°)（φ、θは任意の角度）であるとすると、他方の圧電薄板のオイラー角は、(φ，θ±１８０°，０°±１８０°)であるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角の圧電薄板であっても、ＦＥＭ解析は同じ結果となる。
【0107】
また、ＦＥＭ解析は、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０は、ニオブ酸リチウムで行ったが、ニオブ酸リチウムとタンタル酸リチウムは、結晶対称性が同一なのでタンタル酸リチウムにおいても同様な結果となり、更に、これらと結晶学的に等価なオイラー角であっても同様の結果となる。
【0108】
＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態について図面を参照して説明する。図１４Ａは、第５実施形態の概略断面図である。第５実施形態は、図１１で示される第４実施形態と同じ所の説明は省略し、異なる所を説明する。
本発明の第５実施形態について図面を参照して説明する。図１４Ａは、第５実施形態の概略断面図である。第５実施形態は、図１１で示される第４実施形態と同じ所の説明は省略し、異なる所を説明する。
【0109】
図１４Ａを参照して、第５実施形態の弾性波デバイスは、ＸカットＹ伝搬ＬＮ（ニオブ酸リチウム）で形成された第１圧電薄板１０及び第２圧電薄板２０と、支持基板６０であるダイヤモンド基板と、電極４０とを備えている。ダイヤモンド基板は、アモルファスのダイヤモンドで形成されている。
【0110】
接合基板３０は、第１圧電薄板１０と、第２圧電薄板２０とで形成され、第１圧電薄板１０、第２圧電薄板２０、ダイヤモンドの順番に配置され、接合されている。
【0111】
電極４０は、アルミニウムであり、第１圧電薄板１０上に形成され、その厚みｈＡｌは、アルミニウムに弾性波を伝搬させたときの波長をλＡｌをとしたとき、ｈＡｌ／λＡｌ＝０．０３となる値、即ち、弾性波が接合基板を伝搬したときの波長の３％の値とした。
【0112】
第１圧電薄板１０の厚みｈ１及び第２圧電薄板２０の厚みｈ２は、接合基板３０に伝搬させる弾性波の波長をλとしたとき、ｈ１／λ＝０．１０、ｈ２／λ＝０．２０である。また、ダイヤモンド基板の厚みは、弾性波の波長をλとしたとき１０λとなる。
【0113】
また、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０のオイラー角は、使用する振動モードに関係する第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数を同一とし、スプリアスとなる不要な振動モードに関係する、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の２つの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０のオイラー角を選んだ。
【0114】
図１４Ｂに第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数テンソルを示す。図１４Ｂは、図１４Ａに示されるＬＮ圧電薄板の圧電定数テンソルを示す図である。図１４Ｂの上層で示される圧電定数テンソルは、第１圧電薄板１０の圧電定数テンソルであり、下層で示される圧電定数テンソルは第２圧電薄板２０の圧電定数テンソルである。
【0115】
図１４Ｂに示すように、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の圧電定数ｅ１６は、同じ値であり、かつ、この２つの圧電薄板の圧電定数ｅ３４、ｅ１６は、絶対値が同じで符号が反転するようなオイラー角となっている。
【0116】
具体的には、第１圧電薄板１０のオイラー角は、(９０°，９０°，３６°)であり、第２圧電薄板２０のオイラー角は、(９０°，－９０°，－３６°)である。
【0117】
ここで、上記オイラー角は、一方の圧電薄板のオイラー角が（９０°，９０°，ψ）（ψは任意の角度）であるとすると、他方の圧電薄板のオイラー角が（９０°，－９０°，－ψ）であるか、または、これらと結晶学的に等価なオイラー角であれば、ＦＥＭ解析結果は同様のものとなる。
【0118】
ここで、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０は、ニオブ酸リチウムであり、支持基板６０はダイヤモンド基板なので、支持基板６０の音速は、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の音速よりも速いことになる。
【0119】
この第５実施形態について、実施例５としてＦＥＭ解析を実施した。ＦＥＭ解析により、この構造で励振されうるすべて伝搬モードの応答が現れるが、縦波型漏洩弾性表面波［ＬＬ－ＳＡＷ（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ－ｔｙｐｅ Ｌｅａｋｙ ＳＡＷ）］に着目して検討した。第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の弾性波の波長を１０μｍとした。
【0120】
また、比較例５として、図１４Ａにおいて接合基板３０が２つに分割されておらず、第１圧電薄板１０、第２圧電薄板２０の両方が第１圧電薄板と同じもの（圧電定数、オイラー角、寸法）言い換えると第１圧電薄板１０の厚みがｈ１／λ＝０．３０になり、第２圧電薄板２０の厚みが０になったものについても共振特性のＦＥＭ解析を行った。
【0121】
このＦＥＭ解析結果を図１５、図１６に示す。図１５は、実施例５のＦＥＭ解析結果であり、図１６は、比較例５のＦＥＭ解析結果である。図１６に示すように、比較例５の解析結果では、６５００ｍ／ｓ近辺以外の所に多くのスプリアスが見られる。
【0122】
しかしながら、図１５に示すように、実施例５では、６５００ｍ／ｓ近辺にある必要な共振モードは減衰していないが、スプリアスとなるそれ以外の共振モードは消滅するか、大きく減衰している。
【0123】
このように、実施例５では実施例４と同様に接合基板３０の下面（電極４０の無い側の面）に支持基板６０が接合されているので、第１実施形態から第３実施形態とは異なり、接合基板３０の上面、下面の対称性が崩れ、支持基板の中にも振動が漏れる。
【0124】
そのため、接合基板３０を第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０とに分割する割合をそれに応じて変えることにより、スプリアスを低減させることができる。
【0125】
即ち、スプリアスとなる不要な振動モードに関係するそれぞれの圧電薄板の圧電定数は、絶対値が同じで符号が反転するように２つの圧電薄板のオイラー角を設定し、かつ、第１圧電薄板１０と第２圧電薄板２０の厚みの割合を調整することにより、支持基板６０を接合してもスプリアスを低減させることができる。
【0126】
ここで、音速の速い支持基板とは、例えば、Ｓｉ基板、水晶基板、サファイア基板、ＳｉＣ基板、ＳｉＯ２基板、ダイヤモンド基板、あるいは水晶、サファイア、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ダイヤモンドから選択されるいずれかが成膜されたＳｉ基板がある。
【0127】
ここで、ＦＥＭ解析は、第１圧電薄板１０のオイラー角は、(９０°，９０°，３６°)、第２圧電薄板２０のオイラー角は、(９０°，－９０°，－３６°)で行ったが、以下の（１）～（３）のオイラー角の組み合わせか、または、（１）～（３）のオイラー角の組み合わせと結晶学的に等価なオイラー角の組み合わせの圧電薄板であってもＦＥＭ解析は同じ結果となる。（φ、θ、ψは任意の角度）
（１）一方の圧電薄板のオイラー角 (φ,９０°,ψ)
他方の圧電薄板のオイラー角 (φ,－９０°,－ψ)
（２）一方の圧電薄板のオイラー角 (９０°,θ,ψ)
他方の圧電薄板のオイラー角 （９０°,－θ,－ψ)
（３）一方の圧電薄板のオイラー角 （９０°，９０°，ψ）
他方の圧電薄板のオイラー角 (９０°,－９０°,－ψ)
（１）一方の圧電薄板のオイラー角 (φ,９０°,ψ)
他方の圧電薄板のオイラー角 (φ,－９０°,－ψ)
（２）一方の圧電薄板のオイラー角 (９０°,θ,ψ)
他方の圧電薄板のオイラー角 （９０°,－θ,－ψ)
（３）一方の圧電薄板のオイラー角 （９０°，９０°，ψ）
他方の圧電薄板のオイラー角 (９０°,－９０°,－ψ)
【0128】
また、実施例５では、第１圧電薄板の厚さｈ１と第２圧電薄板の厚さｈ２の比率は、ｈ１：ｈ２＝１：２であるが、この厚さの比率を調整することにより、スプリアスとなる不要な振動モードを励振しないようにすることができる。
【0129】
なお、本発明の第１圧電薄板１０、第２圧電薄板２０は、薄板という表現を使用しているが、ＣＶＤやスパッタにより成膜した膜や、その他、有機金属気相成長法、分子線エピタキシー、液相成長法等の結晶成長法を用いて成膜した膜を第１圧電薄板１０、第２圧電薄板２０として用いることもできることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【0130】
１０ 第１圧電薄板
２０ 第２圧電薄板
３０ 接合基板
４０ 電極
５０ 下部電極
６０ 支持基板
２０ 第２圧電薄板
３０ 接合基板
４０ 電極
５０ 下部電極
６０ 支持基板
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16】
