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WO2015098756A1 - 弾性波装置及びフィルタ装置 - Google Patents

弾性波装置及びフィルタ装置 Download PDF

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WO2015098756A1
WO2015098756A1 PCT/JP2014/083725 JP2014083725W WO2015098756A1 WO 2015098756 A1 WO2015098756 A1 WO 2015098756A1 JP 2014083725 W JP2014083725 W JP 2014083725W WO 2015098756 A1 WO2015098756 A1 WO 2015098756A1
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WO
WIPO (PCT)
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electrode
wave device
elastic wave
electrode fingers
film
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2014/083725
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
毅 山根
英樹 岩本
岡田　圭司
俊介 木戸
真則 太田川
一平 初田
是清 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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Priority to DE112014006013.5T priority patent/DE112014006013B4/de
Priority to JP2015554838A priority patent/JP6274223B2/ja
Publication of WO2015098756A1 publication Critical patent/WO2015098756A1/ja
Priority to US15/186,619 priority patent/US10447240B2/en
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    • H10N30/877—Conductive materials

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device used for a resonator, a band-pass filter, and the like. More specifically, the present invention relates to an elastic wave device using a piezoelectric thin film made of LiTaO 3 and a filter device including the elastic wave device.
  • Patent Document 1 discloses an acoustic wave device in which a high sound velocity film, a low sound velocity film, a LiTaO 3 film, and an IDT electrode are laminated in this order on a support substrate.
  • a leaky wave propagating through a LiTaO 3 film is used.
  • Patent Document 2 discloses a surface acoustic wave resonator in which an electrode made of Al is provided on a 15 ° rotation Y-cut X-propagation LiNbO 3 film.
  • this surface acoustic wave resonator the straight line connecting the tips of the first electrode fingers of the IDT electrode and the straight line connecting the tips of the second electrode fingers are inclined by about 18 ° to 72 ° with respect to the surface wave propagation direction.
  • the elastic wave device described in Patent Document 1 has a problem in that transverse mode ripple appears on the frequency characteristics.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device that can effectively suppress transverse mode ripple while preventing deterioration of insertion loss.
  • Another object of the present invention is to provide a filter device including the elastic wave device.
  • the first invention of the present application is an elastic wave device having a piezoelectric film composed of LiTaO 3, provided with the piezoelectric film composed of LiTaO 3, and an IDT electrode formed on one surface of said piezoelectric film, wherein
  • the IDT electrode has a plurality of first electrode fingers and a plurality of second electrode fingers interleaved with the first electrode fingers, and the thickness of the piezoelectric film made of LiTaO 3 is as follows.
  • the acoustic wave is 10 ⁇ or less and is excited by the IDT electrode defined by the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of the LiTaO 3 .
  • the direction connecting the tips of the plurality of first electrode fingers and the direction connecting the tips of the second electrode fingers with respect to the propagation direction ⁇ form an inclination angle ⁇ , and the inclination angle ⁇ is 0.4.
  • the elastic wave device is in the range of not less than 15 ° and not more than 15 °.
  • the second invention of the present application is an acoustic wave device having a piezoelectric film made of LiTaO 3 .
  • the acoustic wave device according to the present invention is a support substrate, a high sound velocity film formed on the support substrate, and having a higher bulk wave sound velocity than the acoustic wave velocity propagating through the piezoelectric film, A low-sonic film that is laminated on a high-velocity film and has a lower bulk-wave sound velocity propagating than the bulk-wave acoustic velocity that propagates through the piezoelectric film; the piezoelectric film that is laminated on the low-sonic film; and An IDT electrode formed on one surface of the piezoelectric film.
  • the IDT electrode includes a plurality of first electrode fingers and a plurality of second electrode fingers interleaved with the first electrode fingers, and the piezoelectric electrode made of LiTaO 3.
  • the film thickness is 10 ⁇ or less and is excited by the IDT electrode defined by the Euler angles ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of the LiTaO 3.
  • the direction of connecting the tips of the plurality of first electrode fingers and the direction of connecting the tips of the second electrode fingers form a tilt angle ⁇ with respect to the propagating direction ⁇ of the elastic wave, and the tilt angle
  • ⁇ is in the range of 0.4 ° to 15 °.
  • a third invention of the present application is an elastic wave device having a piezoelectric film made of LiTaO 3 , a high acoustic velocity support substrate having a bulk wave sound velocity propagating higher than the acoustic velocity of the elastic wave propagating through the piezoelectric film, A low-velocity film that is laminated on the high-sonic support substrate and has a lower bulk-wave sound velocity propagating than the bulk-wave sound velocity that propagates through the piezoelectric film; and the piezoelectric film that is laminated on the low-sonic film.
  • the IDT electrode formed on one surface of the piezoelectric film, wherein the IDT electrode is a plurality of first electrode fingers and a plurality of second electrodes interleaved with the first electrode fingers.
  • a of the electrode fingers, the thickness of the piezoelectric film composed of the LiTaO 3 is a wavelength determined by the period of electrode fingers of the IDT electrode is taken as lambda, or less 10 [lambda], the Euler angles of the LiTaO 3 ( (IDT electrode defined by ⁇ , ⁇ , ⁇ )
  • a direction connecting the tips of the plurality of first electrode fingers and a direction connecting the tips of the second electrode fingers form an inclination angle ⁇ with respect to the propagation direction ⁇ of the elastic wave more excited,
  • the elastic wave device has an inclination angle ⁇ in the range of 0.4 ° to 15 °.
  • the inclination angle ⁇ is preferably 10 ° or less. In that case, insertion loss can be reduced.
  • the thickness of the piezoelectric film made of LiTaO 3 is preferably larger than 0.2 ⁇ , where ⁇ is a wavelength determined by the period of the electrode fingers of the IDT electrode.
  • the electrode finger crossing width of the IDT electrode is larger than 10 ⁇ . In that case, transverse mode ripple can be more effectively suppressed.
  • the upper limit of the electrode finger crossing width is not particularly limited, but is preferably 50 ⁇ or less. In that case, the resistance of the electrode finger can be reduced.
  • the cut angle of the LiTaO 3 is 30 ° or more and 60 ° or less. In the case of 60 ° or less, transverse mode spurious can be more effectively suppressed. If the cut angle is 30 ° or more, the difference between the TCF at the resonance frequency and the TCF at the anti-resonance frequency can be reduced.
  • the duty of the IDT electrode is 0.3 / ⁇ or more and less than 0.7. In that case, the transverse mode ripple can be more effectively suppressed.
  • a first dummy electrode finger is provided with a gap from the tip of the first electrode finger of the IDT electrode, and the tip of the second electrode finger
  • a second dummy electrode finger is provided across a gap, the first dummy electrode finger is connected to the second bus bar, and the second dummy electrode finger is connected to the first bus bar.
  • the distance from the tips of the first and second electrode fingers to the base ends of the second and first dummy electrode fingers is an offset length L, and the dimension of the gap in the extending direction of the electrode fingers is G.
  • (LG) ⁇ 7.5 ⁇ ⁇ ⁇ tan ( ⁇ ). In that case, insertion loss can be reduced. More preferably, (LG) ⁇ 11.5 ⁇ ⁇ ⁇ tan ( ⁇ ), and more preferably (LG) ⁇ 17.5 ⁇ ⁇ ⁇ tan ( ⁇ ).
  • the gap dimension G is preferably larger than 0.1 ⁇ m and smaller than 0.25 ⁇ .
  • At least one of the first electrode finger and the second electrode finger of the IDT electrode protrudes outward in the electrode finger width direction from a side edge in the direction in which the electrode finger extends. A protrusion is provided. In that case, the ripple can be more effectively suppressed.
  • the protruding portion may be provided on a side edge portion connected to at least one tip of the first and second electrode fingers.
  • the protrusion may be provided on at least one of the first and second dummy electrodes.
  • the protruding portion may be provided on a side edge of the electrode finger that does not reach the tip of the first and second electrode fingers.
  • the planar shape of the projecting portion is a trapezoid, and TW1 ⁇ 0.11735 ⁇ , where TW1 is the length of the lower base connected to the side edge of the trapezoid.
  • TW2 ⁇ 0.02915 ⁇ , where TW2 is the minimum dimension in the direction along the side edge of the electrode finger of the protruding portion.
  • TH preferably 0.0466 ⁇ , where TH is a dimension along the elastic wave propagation direction of the protrusion.
  • the IDT electrode is made of Al or an alloy mainly composed of Al.
  • the film thickness of the IDT electrode is in the range of 0.08 ⁇ to 0.097 ⁇ . In that case, it is possible to more effectively suppress the transverse mode ripple while improving the filter characteristics. More preferably, the film thickness of the IDT electrode is 0.10 ⁇ or more and 400 nm or less.
  • the filter device according to the present invention includes at least one elastic wave device as described above.
  • Another filter device is the above-described elastic wave device, and includes a plurality of ⁇ ⁇ elastic wave devices.
  • Another filter device includes a plurality of the above-described elastic wave devices.
  • the elastic wave device according to the present invention may be a band-pass filter.
  • the duplexer according to the present invention includes a band-pass filter including the elastic wave device according to the present invention.
  • transverse mode ripple can be effectively suppressed. Therefore, it is possible to provide an elastic wave device having good resonance characteristics and filter characteristics.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of an acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic front sectional view of the acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the inclination angle ⁇ .
  • FIG. 4 is a diagram illustrating impedance characteristics of the acoustic wave device of Comparative Example 1 in which the inclination angle ⁇ is 0 °.
  • FIG. 5 is a diagram showing changes in impedance characteristics when the inclination angle ⁇ is changed.
  • FIG. 6 is a diagram showing the return loss characteristics of the elastic wave device of Comparative Example 1 in which the inclination angle ⁇ is 0 °.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of an acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic front sectional view of the acoustic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating changes in the return loss characteristics when the inclination angle ⁇ is changed.
  • FIG. 8 is a diagram showing changes in the Q value when the inclination angle ⁇ is changed.
  • FIG. 9 is a diagram showing a change in the return loss characteristic when the inclination angle ⁇ is changed.
  • FIG. 10 is an enlarged view of FIG. 9 and shows changes in the return loss characteristics when the inclination angle ⁇ is changed.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of an acoustic wave device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic plan view of an acoustic wave device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic plan view of an acoustic wave device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of an acoustic wave device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a schematic plan view of an acoustic wave device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram showing a change in impedance characteristics when the film thickness of LiTaO 3 is changed.
  • FIG. 17 is a diagram showing changes in return loss characteristics when the film thickness of LiTaO 3 is changed.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating changes in impedance characteristics when the film thickness of LiTaO 3 is changed.
  • FIG. 19 is a diagram showing changes in return loss characteristics when the film thickness of LiTaO 3 is changed.
  • FIG. 16 is a diagram showing a change in impedance characteristics when the film thickness of LiTaO 3 is changed.
  • FIG. 17 is a diagram showing changes in return loss characteristics when the film thickness of LiTaO 3 is changed.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating changes in impedance characteristics when
  • FIG. 20 is a diagram showing changes in impedance characteristics when the cut angle of LiTaO 3 is changed.
  • FIG. 21 is a diagram showing changes in return loss characteristics when the cut angle of LiTaO 3 is changed.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a change in impedance characteristics when the crossing width of the electrode fingers of the IDT electrode is changed.
  • FIG. 23 is a diagram showing changes in phase characteristics when the crossing width of the electrode fingers of the IDT electrode is changed.
  • FIG. 24 is a diagram showing a change in return loss characteristics when the crossing width of the electrode fingers of the IDT electrode is changed.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a change in impedance characteristics when the duty of the IDT electrode is changed.
  • FIG. 26 is a diagram showing a change in return loss characteristics when the duty of the IDT electrode is changed.
  • FIGS. 27A and 27B are partially cutaway plan views for explaining the structures of an IDT electrode having a small offset length and an IDT electrode having a large offset length, respectively.
  • FIG. 28 is a diagram showing a change in the return loss characteristic when the inclination angle ⁇ is 2.5 ° and the offset amount (LG) is changed.
  • FIG. 29 shows ⁇ R.D determined by the return loss characteristic shown in FIG. L. It is a figure which shows the relationship between and frequency.
  • FIG. 31 shows ⁇ R.D determined by the return loss characteristic shown in FIG. L. It is a figure which shows the relationship between and frequency.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating the return loss characteristics of the elastic wave device in which the offset amount (LG) is changed when the inclination angle ⁇ is 7.5 °.
  • FIG. 33 shows ⁇ R.V obtained from the return loss characteristic shown in FIG. L. It is a figure which shows the relationship between and frequency.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating the return loss characteristic of the elastic wave device when the inclination angle ⁇ is 10 ° and the offset amount (LG) is changed.
  • FIG. 35 shows ⁇ R.D calculated by the return loss characteristic shown in FIG. L. It is a figure which shows the relationship between and frequency.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating the return loss characteristics of the elastic wave device in which the offset amount (LG) is changed when the inclination angle ⁇ is 7.5 °.
  • FIG. 33 shows ⁇ R.V obtained from the return loss characteristic shown
  • FIG. 37 shows ⁇ R.D calculated by the return loss characteristic shown in FIG. L. It is a figure which shows the relationship between and frequency.
  • 38 shows the inclination angle ⁇ and ⁇ R. L. It is a figure which shows the relationship with offset amount (LG) from which becomes 0.01 dB or more.
  • FIG. 39 is a diagram illustrating the relationship among the inclination angle ⁇ , the number of pairs of electrode fingers, and the offset amount (LG).
  • FIG. 40 is a diagram showing the relationship among the inclination angle ⁇ , the number of electrode fingers, and the offset amount (LG).
  • FIG. 41 is a diagram showing the relationship among the inclination angle ⁇ , the number of electrode fingers, and the offset amount (LG).
  • FIG. 42 is a diagram illustrating a relationship between the inclination angle ⁇ and the upper limit of the offset amount at which the Q value becomes favorable.
  • FIG. 43 is a partial plan view showing the main part of the electrode structure of the acoustic wave device according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 44 is a diagram showing the return loss characteristics of the acoustic wave resonators of Comparative Example 2, Example 2, and Example 3.
  • FIG. 45 is a plan view showing the main part of the electrode structure of the acoustic wave device according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 46 is a diagram illustrating the return loss characteristics of Example 2, Example 3, and Example 4.
  • FIG. 47 is a plan view showing the main part of the electrode structure of the acoustic wave device according to the ninth embodiment.
  • FIG. 48 is a diagram illustrating the return loss characteristics of Example 2, Example 3, and Example 5.
  • FIG. 49 is a plan view showing the main part of the electrode structure of the acoustic wave device according to the tenth embodiment of the invention.
  • FIG. 50 is a diagram illustrating the return loss characteristics of Example 2, Example 3, and Example 6.
  • FIG. 51 is a diagram showing a change in return loss characteristics when the dimension TH is changed in the protruding portion.
  • FIG. 52 is a diagram showing a change in return loss characteristics when the dimension TW1 is changed in the protruding portion.
  • FIG. 53 is a diagram showing a change in the return loss characteristic when the dimension TW2 of the protrusion is changed.
  • FIG. 54 is a diagram showing attenuation frequency characteristics when the film thickness of the IDT electrode made of Al is 0.03 ⁇ , 0.15 ⁇ , and 0.18 ⁇ .
  • FIG. 55 is a diagram showing the relationship between the thickness of the Al film constituting the IDT electrode and the amount of frequency fluctuation.
  • FIG. 56 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the Al film constituting the IDT electrode and the maximum insertion loss in the band.
  • FIG. 57 is a front sectional view showing a modification of the acoustic wave device of the present invention.
  • FIG. 58 shows the main part of the impedance characteristic when (offset length LG) is 0.2, 0.3, 0.4, or 0.5 ⁇ m in the modification of the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. FIG. 59 shows return loss characteristics when (offset length LG) is 0.2, 0.3, 0.4, or 0.5 ⁇ m in a modification of the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of an acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a front sectional view showing the structure of the main part thereof.
  • the acoustic wave device 1 has a support substrate 2. Bonding material layers 3 and 4 are stacked on the support substrate 2. A high sound velocity film 5 is laminated on the bonding material layers 3 and 4. A low sound velocity film 6 is laminated on the high sound velocity film 5. A piezoelectric film 7 made of LiTaO 3 is laminated on the low acoustic velocity film 6. An IDT electrode 11 is formed on the piezoelectric film 7.
  • the support substrate 2 is made of silicon. But the material which comprises the support substrate 2 is not specifically limited. A semiconductor material other than silicon may be used. Further, an insulating material such as glass or insulating ceramics may be used.
  • the resistivity is desirably 100 ⁇ cm or more, more preferably 1000 ⁇ cm or more, and further preferably 4000 ⁇ cm or more.
  • the resistivity is high, capacitive coupling between the electrode and the support substrate 2 described later can be effectively suppressed. Therefore, the insertion loss can be further reduced.
  • the thermal expansion coefficient of silicon is small. Therefore, expansion and contraction due to a temperature change of the functional film or the like provided on the support substrate 2 can be suppressed. Thereby, the frequency variation of the heat load can be reduced, and the temperature characteristics can be further enhanced. Furthermore, since the thermal conductivity of silicon is high, the heat generated in the acoustic wave device can be efficiently dissipated. As a result, the power durability can be improved.
  • the support substrate 2 made of silicon is excellent in workability. Therefore, it is easy to manufacture. Dicing can also be performed easily. Since the bending strength is high, the acoustic wave device can be made thinner.
  • the bonding material layers 3 and 4 are made of silicon oxide. However, a bonding material other than silicon oxide may be used. As long as the high acoustic velocity film 5 can be bonded to the support substrate 2, the material of the bonding material layers 3 and 4 is not particularly limited. In the present embodiment, the high acoustic velocity film 5 is made of aluminum nitride. The high acoustic velocity film 5 can be formed of an appropriate material as long as the bulk wave acoustic velocity propagating through the acoustic wave propagating through the piezoelectric film 7 is faster.
  • the low acoustic velocity film 6 is made of silicon oxide in this embodiment.
  • the low acoustic velocity film 6 can be formed of an appropriate material as long as the acoustic velocity of the propagating bulk wave is slower than the acoustic velocity of the bulk wave propagating through the piezoelectric film 7.
  • the energy of the elastic wave can be confined in the portion up to the high acoustic velocity film 5.
  • the IDT electrode 11 is made of an Al film in this embodiment.
  • the IDT electrode 11 may use an alloy film mainly composed of an Al film instead of the Al film.
  • the IDT electrode 11 can be formed of various metal materials other than Al or an alloy mainly composed of Al. Examples of such a metal material include Cu, Mo, W, Ag, Pd, and alloys containing these.
  • an input terminal 15, an output terminal 16, and ground terminals 17a to 17f are provided on a support substrate 2.
  • the IDT electrode 11 and the IDT electrode 12 are connected in series.
  • the IDT electrodes 11 and 12 constitute a series arm resonator in the series arm connecting the input terminal 15 and the output terminal 16.
  • the IDT electrodes 13 and 14 are connected in series with each other in a conductive path connecting the input terminal 15 and the ground terminal 17d.
  • the IDT electrodes 13 and 14 constitute a parallel arm resonator provided on the parallel arm. Therefore, the elastic wave device 1 is a ladder type filter having two series arm resonators and two parallel arm resonators.
  • an input terminal 15, an output terminal 16, and ground terminals 17a to 17f are provided outside the region where the piezoelectric film 7 is provided.
  • the characteristic of the elastic wave device 1 is that the IDT electrodes 11 to 14 have an inclination angle ⁇ described below in the range of 0.4 ° to 15 °. Thereby, the transverse mode ripple can be effectively suppressed.
  • this transverse mode ripple appears greatly.
  • this transverse mode ripple can be effectively suppressed. This will be described in detail below.
  • the IDT electrode 11 has a first bus bar 11a extending in a direction inclined with respect to the surface wave propagation direction.
  • a second bus bar 11b is provided separately from the first bus bar 11a.
  • the second bus bar 11b is also inclined at the same angle as the first bus bar 11a with respect to the elastic wave propagation direction.
  • the first bus bar 11a and the second bus bar 11b extend in parallel.
  • One end of a plurality of first electrode fingers 11c is connected to the first bus bar 11a.
  • the plurality of first electrode fingers 11c are extended toward the second bus bar 11b side.
  • the direction orthogonal to the first electrode finger 11c is the surface acoustic wave propagation direction ⁇ .
  • a plurality of second electrode fingers 11d are provided so as to be inserted into the plurality of first electrode fingers 11c.
  • One end of the plurality of second electrode fingers 11d is connected to the second bus bar 11b.
  • a first dummy electrode finger 11e is provided with a gap from the tip of the first electrode finger 11c.
  • the first dummy electrode finger 11e is connected to the second bus bar 11b.
  • the second dummy electrode finger 11f is arranged with a gap from the tip of the second electrode finger 11d.
  • the second dummy electrode finger 11f is connected to the first bus bar 11a.
  • an imaginary line A1 connecting the tips of the plurality of first electrode fingers 11c forms an angle ⁇ with respect to the propagation direction ⁇ of the elastic wave.
  • the direction of the imaginary line A1 connecting the tips of the first electrode fingers 11c is the same as the direction connecting the tips of the second electrode fingers 11d.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the relationship between the propagation direction ⁇ and the inclination angle ⁇ .
  • Euler angles of LiTaO 3 be ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ).
  • Broken lines B1 to B4 in the IDT electrodes 11A to 11D are parallel to the direction connecting the tips of the plurality of first electrode fingers in the IDT electrodes 11A to 11D.
  • the direction B1 and the propagation direction ⁇ in which the elastic wave propagates are the same direction.
  • the direction B1 is represented by ( ⁇ , 0 °), where (propagation direction of each elastic wave, inclination angle ⁇ with respect to the propagation direction).
  • the IDT electrode 11B it is (0 °, ⁇ ).
  • the IDT electrode 11C In the IDT electrode 11C, ( ⁇ , ⁇ ).
  • the IDT electrode 11D In the IDT electrode 11D, ( ⁇ , ⁇ ).
  • an angle formed by the propagation direction ⁇ and the direction connecting the tip of the first electrode finger 11c of the IDT electrode with respect to the propagation direction is defined as an inclination angle ⁇ .
  • the design parameters of the elastic wave resonator were as follows.
  • an elastic wave resonator of Comparative Example 1 was manufactured with an inclination angle ⁇ of 0 °.
  • FIG. 4 is a diagram showing impedance characteristics of an acoustic wave resonator prepared for comparison.
  • FIG. 6 shows the return loss characteristic of the elastic wave resonator of Comparative Example 1 described above.
  • the inclination angle ⁇ 0 °. That is, the propagation direction ⁇ is made to coincide with the surface acoustic wave propagation direction.
  • each elastic wave resonator having an inclination angle ⁇ in the IDT electrode of 2.5 °, 5.0 °, 7.5 °, 10 °, or 15 ° was manufactured.
  • FIG. 5 shows the impedance characteristics of these elastic wave resonators.
  • FIG. 7 shows the return loss characteristics of the acoustic wave resonator when ⁇ is 0.0 °, 2.5 °, 5.0 °, 7.5 °, 10 °, or 15 ° as described above. .
  • FIG. 8 shows the relationship between the Q value and the frequency of each acoustic wave resonator in which the inclination angle ⁇ is 0 °, 2.5 °, 5.0 °, 7.5 °, 10 °, or 15 °. .
  • each elastic wave resonator having the inclination angle ⁇ of 0 °, 0.4 °, 0.9 °, 1 °, or 1.5 ° was manufactured.
  • the return loss characteristics of these acoustic wave resonators are shown in FIGS.
  • FIG. 10 is an enlarged view of FIG.
  • ⁇ is 2.5 ° or more
  • the absolute value of the return loss can be made smaller than 1 dB. Therefore, if ⁇ is 0.4 ° or more, preferably 2.5 ° or more, the transverse mode ripple can be suppressed.
  • FIG. 8 also shows that it is preferable to set ⁇ to 10 ° or less in order to reduce the maximum Q value to 3000 or less in order to reduce loss. Therefore, by setting the inclination angle ⁇ in the range of 0.4 ° or more and 10 ° or less, transverse mode ripple can be suppressed and low loss can be achieved. Preferably, ⁇ ranges from 2.5 ° to 10 °.
  • ⁇ is in the range of 5 ° or more and 10 ° or less.
  • the transverse mode ripple can be suppressed by setting the inclination angle ⁇ to 0.4 ° or more.
  • FIG. 11 to 15 below, as in FIG. 1, the positional relationship between the electrode structure provided on the piezoelectric film and the input / output terminals is schematically shown.
  • the bonding material layer, the high sound velocity film, the low sound velocity film, and the piezoelectric film are laminated in this order on the support substrate.
  • the piezoelectric film is made of LiTaO 3 and has a thickness of 10 ⁇ or less.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of an acoustic wave device according to a second embodiment of the present invention.
  • the first and second IDT electrodes 11 and 12 are configured in the same manner as the elastic wave device 1.
  • the inclination angle ⁇ of the IDT electrodes 13 and 14 is a negative value. That is, when the inclination angle of the IDT electrodes 11 and 12 is ⁇ , the inclination angle of the IDT electrodes 13 and 14 is ⁇ .
  • IDT electrodes having different inclination angles from other IDT electrodes may be arranged.
  • FIG. 12 is a schematic plan view of the acoustic wave device 31 according to the third embodiment.
  • the inclination angle of the first IDT electrode 11 is ⁇ 1
  • the inclination angle of the second IDT electrode 12 is ⁇ 2, and ⁇ 1> ⁇ 2.
  • the inclination angle of the third IDT electrode 13 is ⁇ 1
  • the inclination angle of the fourth IDT electrode 14 is ⁇ 2.
  • the tilt angle may be different between the IDT electrode 11 and the IDT electrode 12.
  • the degree of freedom of layout of a plurality of IDT electrodes can be increased. Even in this case, by setting ⁇ within the specific range, the transverse mode ripple can be effectively suppressed as in the above embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic plan view of an acoustic wave device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • a 3IDT type longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter section is formed between the input terminal 15 and the output terminals 16a and 16b.
  • IDT electrodes 42 to 44 are provided side by side in the elastic wave propagation direction.
  • Reflectors 45 and 46 are disposed on both sides of the IDT electrodes 42 to 44 in the surface acoustic wave propagation direction.
  • each IDT electrode 42 to 44 has an inclination angle ⁇ of 2.5 ° or more, as in the first embodiment, thereby effectively suppressing the transverse mode ripple. Is possible.
  • the ground terminals 17a to 17e are provided on the piezoelectric film.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of an elastic wave device according to a fifth embodiment.
  • IDT electrodes 42 to 44 are arranged side by side in the elastic wave propagation direction.
  • the inclination angle of the IDT electrodes 42 and 43 is ⁇ 4
  • the inclination angle of the IDT electrode 44 is ⁇ 4.
  • the inclination angle of one IDT electrode may be different from the inclination angle of the other IDT electrodes.
  • the IDT electrode 42 is connected to the output terminal 16a.
  • the IDT electrode 44 is connected to the output terminal 16b. Accordingly, the IDT electrodes 42 to 44 are configured to have a balance-unbalance conversion function. As in the present embodiment, the present invention can also be applied to a balanced elastic wave filter.
  • FIG. 15 is a schematic plan view of an acoustic wave device 61 according to the sixth embodiment.
  • the acoustic wave device 61 one ends of the IDT electrodes 42 and 44 are connected in common and connected to the output terminal 16.
  • One end of the IDT electrode 43 is connected to the input terminal 15. Even in such a configuration, the transverse mode ripple can be effectively suppressed by setting the inclination angle of the IDT electrodes 42 to 44 to 2.5 ° or more according to the present invention.
  • the LiTaO 3 film thickness was changed to 0.2 ⁇ , 0.3 ⁇ , or 0.4 ⁇ .
  • Example 1 A configuration in which the film thickness of LiTaO 3 is 0.2 ⁇ among the acoustic wave resonators having the above design parameters is hereinafter referred to as Example 1.
  • FIG. 16 is a diagram showing changes in impedance characteristics when the thickness of the LiTaO 3 film is changed.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating changes in return loss characteristics.
  • the transverse mode ripple can be more effectively suppressed when 0.4 ⁇ is set as compared with 0.3 ⁇ .
  • the film thickness of LiTaO 3 is desirably larger than 0.2 ⁇ , more preferably 0.3 ⁇ or more, and further preferably 0.4 ⁇ or more.
  • FIGS. 18 and 19 are diagrams showing impedance characteristics and return loss characteristics of an acoustic wave resonator prepared as a reference, respectively.
  • the inclination angle ⁇ 0 °.
  • the film thickness of LiTaO 3 was 1.5 ⁇ , 10 ⁇ , or 175 ⁇ .
  • the other points were the same as those of the elastic wave resonator of the above example.
  • the transverse mode ripple can be effectively suppressed as described above. If the LiTaO 3 film thickness exceeds 10 ⁇ , the energy concentration of the surface acoustic wave is lowered and the characteristics may be deteriorated. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the influence of the transverse mode ripple by setting the tilt angle ⁇ to a specific value without causing a decrease in the concentration of the surface acoustic wave energy. Yes.
  • the transverse mode ripple appearing at arrows E1 and E2 is smaller when the cut angle is 50 ° Y cut than when the cut angle is 60 ° Y cut. Further, it is understood that the transverse mode ripple can be further suppressed when the Y cut is 42 °. Therefore, it is desirable that the cut angle is smaller than 60 °.
  • the lower limit of the cut angle is not particularly limited. However, if the cut angle becomes too small, the difference between the TCF at the resonance frequency and the TCF at the anti-resonance frequency increases. Therefore, it is desirable that the cut angle is 30 ° or more in Y cut.
  • Electrode finger crossing width An acoustic wave resonator having the same structure as in Example 1 was prepared. However, the cut angle of LiTaO 3 was 65 ° Y cut. In addition, the electrode finger crossing width was changed to 10 ⁇ , 15 ⁇ , or 23 ⁇ , and the impedances were adjusted according to the logarithm of 250 pairs, 166 pairs, and 108 pairs. The change in the impedance characteristic in this case is shown in FIG. FIG. 23 shows changes in phase characteristics, and FIG. 24 shows changes in return loss characteristics.
  • the resonance frequency shifts to the low frequency side as the electrode finger crossing width increases.
  • the transverse mode ripples B1 to B3 can also be suppressed by increasing the electrode finger crossing width. That is, it can be seen that, as the electrode finger crossing width is increased to 15 ⁇ and 23 ⁇ as compared to 10 ⁇ , for example, the ripples indicated by arrows B1 to B3 shown in FIG. Therefore, the electrode finger crossing width of the IDT electrode is preferably larger than 10 ⁇ and more preferably 15 ⁇ or more.
  • the upper limit of the electrode finger intersection width is not particularly limited from the viewpoint of suppressing the transverse mode ripple. However, if the cross width of the electrode fingers becomes too large, the electrical resistance increases. Therefore, it is usually preferable that the cross width of the electrode fingers be 50 ⁇ or less. Thereby, the resistance can be reduced.
  • Gap dimension G 0.5 ⁇ m
  • the duty in the IDT electrode was changed to 0.5, 0.55, 0.6, 0.65 or 0.7.
  • the impedance characteristics and return loss characteristics of these acoustic wave resonators are shown in FIGS.
  • the transverse mode ripple can be suppressed as the duty becomes smaller.
  • the duty is less than 0.7, the transverse mode ripple can be effectively suppressed as compared with the case where the duty is 0.7. More preferably, it can be seen that if the duty is 0.6 or less, the transverse mode ripple can be further effectively suppressed. Therefore, the duty is preferably less than 0.7, more preferably 0.6 or less.
  • the duty is (2 ⁇ size in the width direction of the electrode finger) / ⁇ .
  • the dimension in the width direction of the electrode fingers, not the duty is 0.15 ⁇ m or more. Therefore, when the width dimension of the electrode finger is expressed by duty, it becomes 0.3 / ⁇ or more.
  • FIGS. 27A and 27B are schematic diagrams for clarifying the definition of the offset length in the present invention.
  • 27 (a) and 27 (b) the main part of one IDT electrode is partially shown in plan view.
  • a plurality of first electrode fingers 101 and a plurality of second electrode fingers 102 are interleaved.
  • the direction connecting the tips of the plurality of first electrode fingers 101 is inclined from the propagation direction ⁇ by the illustrated inclination angle ⁇ .
  • the surface acoustic wave propagates in a direction orthogonal to the direction in which the electrode fingers 101 and 102 extend. Therefore, the surface acoustic wave excited by the electrode finger portion 101a shown by hatching in FIG. 27A is reflected by the second electrode finger 102 adjacent to the right side when propagating to the right side. Will be. Therefore, for the electrode finger portion 101a, on the right side, the reflector is only one electrode finger 102.
  • the effective number of reflector pairs of the surface acoustic wave can be increased.
  • the offset length which is the distance from the tip of the first electrode finger 101 to the bus bar 103, is long.
  • the sum of the length of the dummy electrode finger 104A and the length of the gap G in the extending direction of the electrode finger is defined as an offset length L.
  • the offset amount (LG) excluding the dimension of the gap G in the offset length L is set to 0, 1 ⁇ m, 2 ⁇ m, 3 ⁇ m, 4 ⁇ m. It was changed to 5 ⁇ m or 10 ⁇ m. Return loss characteristics of these acoustic wave resonators are shown in FIG.
  • the difference ⁇ R. L. Sought a relationship with. ⁇ R. L. Is the difference in return loss at a frequency position of 98.8% of the antiresonance frequency. This is the frequency position of the shoulder portion of the pass band when the band filter is configured.
  • FIG. 29 shows ⁇ R. L. It is a figure which shows the relationship between and frequency. That is, when the offset amount (LG) in FIG. 28 is changed to 1 ⁇ m, 2 ⁇ m, 3 ⁇ m, 4 ⁇ m, 5 ⁇ m, or 10 ⁇ m, ⁇ R. L. Changes are shown.
  • the inclination angle ⁇ was 2.5 °.
  • the return loss difference ⁇ R. L The relationship between the offset amount (LG) at which is 0.01 dB or more and the tilt angle ⁇ was determined. The results are shown in FIG. As is apparent from FIG. 38, for example, when ⁇ is 5 °, the offset amount (LG) may be set to 2 ⁇ m or more.
  • FIG. 38 the range where the offset amount (LG) is 5 ⁇ m at the inclination angle ⁇ is shown in FIG. L. Is 0.01 dB or more.
  • the offset amount (LG) is obtained by (logarithm of reflector ⁇ 0.5) ⁇ ⁇ ⁇ tan ( ⁇ ). Therefore, the offset length L described above is expressed by (logarithm of reflector ⁇ 0.5) ⁇ ⁇ ⁇ tan ( ⁇ ) + G.
  • the logarithm of the reflector is a logarithm based on the number of electrode fingers functioning as a reflector on the right side of the electrode finger portion 101b, for example, as shown in FIG. In the example of FIG. 27B, since there are three electrode fingers on the right side, the logarithm of the reflector is 1.5.
  • the horizontal axis represents the above ⁇
  • the vertical axis represents the offset amount (LG) that satisfies an arbitrary logarithm.
  • LG offset amount
  • actual measurement values similar to those in FIG. 38 are indicated by diamonds.
  • ⁇ indicates the result in the case of 8 pairs,.
  • the results of 8, 12, and 18 pairs are simulation results when the number of reflectors is 8, 12, or 18.
  • the offset amount (LG) is desirably 11.5 ⁇ ⁇ ⁇ tan ( ⁇ ) or more, more preferably 12 ⁇ ⁇ ⁇ tan ( ⁇ ).
  • FIG. 40 shows ⁇ R. At the frequency position of 98.8% of the anti-resonance frequency. L. Shows the result when is larger than -0.1 (dB). ⁇ R. L. When is larger than ⁇ 0.1, the actual measurement value overlaps the simulation result in the case of approximately 8 pairs in the range of ⁇ of 2.5 ° to 10 °. Accordingly, the offset amount (LG) is preferably 7.5 ⁇ ⁇ tan ( ⁇ ) or more, and more preferably 8 ⁇ ⁇ ⁇ tan ( ⁇ ).
  • FIG. 41 shows the actual measured values when is greater than ⁇ 0.001.
  • the actual measurement value in this case overlaps the simulation result in the case of 12 pairs within a range where ⁇ is 2.5 ° or more and 10 ° or less. Further, when ⁇ is 15 °, it overlaps with the simulation result in the case of 18 pairs. Therefore, the offset length may be 17.5 ⁇ ⁇ ⁇ tan ( ⁇ ) or more, more preferably 18 ⁇ ⁇ ⁇ tan ( ⁇ ) or more. Thereby, the loss can be further reduced.
  • FIG. 42 is a diagram showing the relationship between the inclination angle ⁇ and the offset inflection point.
  • ⁇ 2.5 °
  • the return loss characteristic changes depending on the offset length as shown in FIGS.
  • the characteristic changes according to the offset amount (LG) there is an inflection point at which the slope at which the characteristic changes according to the offset amount (LG) changes greatly. This inflection point appears more clearly in the frequency characteristic curve of the Q value than in the return loss characteristic.
  • An offset amount (LG) in which the Q value-frequency characteristic is greatly changed by the offset amount (LG) is set as an offset inflection point. Therefore, if the offset length is longer than this offset inflection point, it means that good characteristics can be obtained.
  • the Q value can be effectively increased.
  • an elastic wave resonator having the following design parameters was produced as a modification of the sixth embodiment.
  • the above-mentioned dimension of G was set to 0.2 ⁇ m, 0.3 ⁇ m, 0.4 ⁇ m, or 0.5 ⁇ m.
  • FIG. 58 shows the main part of the impedance characteristics of the four types of acoustic wave resonators prepared as described above.
  • FIG. 59 shows the return loss characteristics of these acoustic wave resonators.
  • FIG. 58 shows the impedance characteristics near the resonator frequency.
  • G is desirably smaller than 0.5 ⁇ m, in other words, smaller than 0.25 ⁇ .
  • G is preferably larger than 0.1 ⁇ m.
  • FIG. 43 is a partial plan view showing the main part of the IDT electrode in the acoustic wave device according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the elastic wave device of the present embodiment is the same as the elastic wave device 1 of the first embodiment, except that the protrusions 121 and 122 shown in FIG. 43 are provided. Therefore, the protrusions 121 and 122 will be described, and the description of the first embodiment will be cited for other points.
  • FIG. 43 shows a portion where the tip 11c1 of the first electrode finger 11c and the tip 11e1 of the first dummy electrode finger 11e are opposed to each other with a gap therebetween.
  • second electrode fingers 11d and 11d exist on the side of the gap.
  • the protrusion 121 is not particularly limited, but has a trapezoidal shape in the present embodiment.
  • the protrusion 121 protrudes from the side edges 11c2 and 11c2 of the first electrode finger 11c toward the second electrode finger 11d.
  • the protruding portion 121 is provided so as to reach the tip 11c1 of the first electrode finger 11c.
  • a protruding portion 121 is provided so as to protrude from the side edges 11e2 and 11e2 to the second electrode finger 11d side.
  • a protrusion 122 is provided on the second electrode finger 11d.
  • the protruding part 122 protrudes from the side edge 11d1 toward the gap.
  • the protrusion 122 has the same shape as the protrusion 121 in this embodiment.
  • FIG. 43 shows a gap portion where the first electrode finger 11c and the first dummy electrode finger 11e face each other.
  • the protruding portions 121 and 122 are similarly provided in the gap portion where the second electrode finger 11d and the second dummy electrode finger 11f face each other.
  • the inclination angle ⁇ is set to 2.5 ° or more in the IDT electrode 11, and therefore, the transverse mode ripple is suppressed as in the first embodiment. Is possible.
  • the protrusions 121 and 122 are provided, ripples other than the transverse mode ripple can be effectively suppressed. This will be described based on a specific experimental example.
  • the elastic wave resonator of Example 2 having the same structure as that of the elastic wave resonator of Example 1 was produced. However, the design parameters were changed as follows. LiTaO 3 having a cut angle of 60 ° Y cut was used as the piezoelectric film. The wavelength ⁇ determined by the period of the electrode fingers in the IDT electrode 11 was 2.0 ⁇ m. The cross width of the electrode fingers was 15 ⁇ . The number of electrode fingers was 166 pairs. The offset amount was 2.5 ⁇ m. The inclination angle ⁇ was 2.5 °.
  • the dimensions TH, TW1, and TW2 of the protrusions 121 and 122 are as follows.
  • the dimension TH indicates the protruding height of the protruding portions 121 and 122.
  • TW1 is a trapezoidal lower base, but in the projecting portion, it refers to the widthwise dimension of the portion that continues to the side edge of the electrode finger.
  • TW2 is the upper bottom of the protrusions 121 and 122, but the minimum dimension in the width direction of the protrusions 121 and 122.
  • the elastic wave device of Example 2 was produced.
  • the return loss characteristic of Example 2 is shown by a one-dot chain line in FIG.
  • FIG. 44 shows the characteristics of the elastic wave device of Comparative Example 2 in which the inclination angle ⁇ is 0 ° and does not have a protruding portion, as a solid line.
  • the characteristic of Example 3 in which the inclination angle ⁇ is 5 ° but does not include the protrusions 121 and 122 is indicated by a broken line.
  • the transverse mode ripple can be suppressed and the ripple indicated by the arrow H can also be suppressed.
  • the ripple indicated by the arrow H is another ripple that is not a transverse mode ripple.
  • FIG. 45 is a plan view showing the main part of the IDT electrode of the acoustic wave device according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 45 shows a portion where the tip 11d1 of the second electrode finger 11d and the second dummy electrode finger 11f face each other with a gap therebetween.
  • the first electrode fingers 11c and 11c are located on both sides of the gap.
  • protrusions 121 and 121 are provided on the side edges 11d2 and 11d2 of the second electrode finger 11d. No protrusion is provided on the second dummy electrode finger 11f. Further, only the protrusions 121 and 121 are provided around the gap, and the protrusion 122 shown in FIG. 43 is not provided.
  • the protruding portions 121 and 121 are provided only on the first electrode finger.
  • the protruding portion 121 may be provided only on the tip side of the first electrode finger 11c and the second electrode finger 11d facing each other in the gap.
  • the elastic wave device of Example 4 was manufactured in the same manner as in Example 2 except that the protrusion 121 was provided as described above.
  • the return loss characteristic of this elastic wave device is shown by a solid line in FIG.
  • the characteristics of Example 2 shown in FIG. 44 are indicated by a one-dot chain line.
  • the broken line in FIG. 46 indicates the characteristics of the third embodiment.
  • the ripple indicated by the arrow H can be suppressed even in the configuration in which the protrusion 121 is provided only on the tip side of the first electrode finger 11c and the second electrode finger 11d. I understand.
  • FIG. 47 is a partial plan view showing the main part of the IDT electrode in the ninth embodiment.
  • protrusions 121, 121 are provided in the second dummy electrode 11f.
  • the second electrode fingers 11d facing each other with a gap are not provided with a protruding portion.
  • the protrusions 121 and 121 may be provided only on the second dummy electrode finger 11f side close to the bus bar.
  • a protrusion is provided only at the tip of the first dummy electrode finger even in the gap where the tip of the first electrode finger 11c and the first dummy electrode finger face each other. .
  • the elastic wave device of Example 5 was produced in the same manner as Example 2 except that the protrusion 121 was provided as described above.
  • the return loss characteristic of the elastic wave device of Example 5 is shown by a solid line in FIG.
  • the characteristics of Example 2 are indicated by a one-dot chain line.
  • a broken line shows the characteristic of Example 3 in which the protrusion part is not provided.
  • FIG. 48 it can be seen that the ripple indicated by the arrow H can also be effectively suppressed in this embodiment.
  • FIG. 49 is a partial plan view showing the main part of the IDT electrode of the acoustic wave device according to the tenth embodiment.
  • the protrusion 121 is not provided in the gap where the tips of the second dummy electrode finger 11f and the second electrode finger 11d face each other. That is, the protrusion 122 is provided on the first electrode finger 11c side. Only the protrusion 122 protrudes toward the gap.
  • the protruding portion 122 from the side edge of the second electrode finger 11d is protruding.
  • an elastic wave device of Example 6 was manufactured in the same manner as Example 2 except that only the protruding portion 122 was provided.
  • the return loss characteristic of the elastic wave device of Example 6 is shown by a solid line in FIG.
  • the one-dot chain line in FIG. 50 is the characteristic of the second embodiment.
  • the broken line of FIG. 50 is the characteristic of Example 3 in which the protrusion part is not provided.
  • Example 7 to 9 were produced in which the dimensions TH, TW1 and TW2 of the protrusions 121 and 122 were changed as shown in Table 1 below.
  • FIG. 51 shows the return loss characteristics of Examples 7 to 9 and Example 3 in which no protrusion is provided.
  • Example 10 In Example 2, the protrusions TH, TW1, and TW2 were changed as shown in Table 2 below, and Examples 10 to 12 were produced.
  • FIG. 52 shows the return loss characteristics of Examples 10 to 12.
  • the return loss characteristic of Example 3 in which no protrusion is provided is shown by a solid line in FIG.
  • Example 13 In Example 2, TH, TW1, and TW2 were changed as shown in Table 3 below, and elastic wave devices of Examples 13 to 15 were obtained.
  • FIG. 53 shows the return loss characteristics of Examples 13 to 15 manufactured as described above. For comparison, the characteristic of Example 3 in which no protrusion is provided is shown by a solid line in FIG.
  • FIG. 54 is a diagram showing the attenuation frequency characteristics of the elastic wave device when the thickness of the Al film is 0.03 ⁇ , 0.15 ⁇ , or 0.18 ⁇ .
  • FIG. 55 is a diagram showing a change in frequency difference in the passband shoulder when the thickness of the Al film is changed.
  • This frequency difference means a frequency difference between a frequency position where the attenuation amount is 3.5 dB and a frequency where the attenuation amount is 40 dB.
  • the smaller the frequency difference the higher the steepness at the shoulder.
  • FIG. 55 when the thickness of the Al film becomes smaller than 0.08 ⁇ , the frequency difference becomes significantly larger as the thickness of the Al film becomes smaller. On the other hand, if the Al film thickness is 0.08 ⁇ or more, the frequency difference is almost constant and small. Therefore, the thickness of the Al film is preferably 0.08 ⁇ or more.
  • FIG. 56 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the Al film and the insertion loss.
  • the insertion loss is the minimum insertion loss with the smallest insertion loss in the passband.
  • the thickness of the Al film is 0.10 ⁇ or more, the insertion loss is sufficiently small, and the variation of the insertion loss is small due to the change in the thickness of the Al film. Therefore, more preferably, the thickness of the Al film is 0.10 ⁇ or more. In addition, since manufacture will become difficult when Al film thickness becomes too thick, it is preferable that it is 400 nm or less.
  • the surface acoustic wave resonator and the duplexer using the surface acoustic wave resonator have been described.
  • the present invention is also applicable to an acoustic wave device using a boundary acoustic wave. be able to.
  • the bonding material layers 3 and 4 and the five high sonic films are laminated on the support substrate 2, but the high sonic support substrate 5A as in the modification shown in FIG. May be used.
  • a low sound velocity film 6 and a piezoelectric thin film 7 are laminated on the high sound velocity support substrate 5A.
  • acoustic wave devices 42-44 ... IDT electrodes 45,46 ... reflectors 51, 61 ... elastic wave device 100, DESCRIPTION OF SYMBOLS 100A ... IDT electrode 101,102 ... 1st, 2nd electrode finger 101a, 101b ... Electrode finger part 103 ... Bus-bar 104, 104A ... Dummy electrode finger 121, 122 ... Protrusion part

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Abstract

　横モードリップルを効果的に抑制し得る弾性波装置を提供する。　圧電薄膜上にＩＤＴ電極１１～１４が積層されており、ＩＤＴ電極１１が、複数本の第１の電極指１１ｃと、複数本の第２の電極指１１ｄとを有し、第１の電極指１１ｃの先端同士または第２の電極指１１ｄの先端同士を結ぶ線が、弾性波伝搬方向に対して傾斜角度νをなすように傾斜しており、該傾斜角度νが０．４°以上、１０°以下である、弾性波装置１。

Description

弾性波装置及びフィルタ装置
　本発明は、共振子や帯域通過型フィルタなどに用いられる弾性波装置に関する。より詳細には、本発明は、ＬｉＴａＯ３からなる圧電薄膜を用いた弾性波装置及びそれを備えるフィルタ装置に関する。
　下記の特許文献１には、支持基板上に、高音速膜、低音速膜、ＬｉＴａＯ３膜及びＩＤＴ電極をこの順序で積層してなる弾性波装置が開示されている。特許文献１では、ＬｉＴａＯ３膜を伝搬するリーキー波が用いられている。
　他方、下記の特許文献２には、１５°回転ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ３膜上に、Ａｌからなる電極が設けられている弾性表面波共振子が開示されている。この弾性表面波共振子では、ＩＤＴ電極の第１の電極指の先端同士を結ぶ直線及び第２の電極指の先端同士を結ぶ直線が、表面波伝搬方向に対して１８°から７２°ほど傾斜されている。
ＷＯ１２／０８６６３９ 特開２０００－２８６６６３号公報
　特許文献１に記載の弾性波装置では、周波数特性上において、横モードリップルが現れるという問題があった。
　他方、特許文献２では、一方のバスバーで反射された横モードと、他方のバスバーで反射された横モードとが打ち消し合い、横モードを抑制することができるとされている。
　しかしながら、特許文献１に記載のような高音速膜により弾性波を閉じ込めた弾性波装置において、特許文献２に記載のように、上下のバスバーを弾性表面波伝搬方向に対して同じ傾きで傾斜させた場合、傾きが１８°以上７２°以下と大きすぎるため、挿入損失が大きく劣化する。
　本発明の目的は、挿入損失の劣化を防ぎつつ、横モードリップルを効果的に抑制し得る弾性波装置を提供することにある。
　本発明の他の目的は、上記弾性波装置を備えるフィルタ装置を提供することにある。
　本願の第１の発明は、ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜を有する弾性波装置であって、ＬｉＴａＯ３からなる前記圧電膜と、前記圧電膜の一方面に形成されているＩＤＴ電極とを備え、前記ＩＤＴ電極が、複数本の第１の電極指と、前記第１の電極指と間挿し合っている複数本の第２の電極指とを有し、前記ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指の周期で定まる波長をλとしたときに、１０λ以下であり、前記ＬｉＴａＯ３のオイラー角（φ，θ，ψ）により規定されるＩＤＴ電極により励振された弾性波の伝搬方向ψに対し、前記複数本の第１の電極指の先端を結ぶ方向及び前記第２の電極指の先端を結ぶ方向がνの傾斜角度をなしており、該傾斜角度νが０．４°以上、１５°以下の範囲にある、弾性波装置である。
　本願の第２の発明は、ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜を有する弾性波装置である。本発明に係る弾性波装置は、支持基板と、前記支持基板上に形成されており、前記圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも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も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。本発明では、前記ＩＤＴ電極が、複数本の第１の電極指と、前記第１の電極指と間挿し合っている複数本の第２の電極指とを有し、前記ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指の周期で定まる波長をλとしたときに、１０λ以下であり、前記ＬｉＴａＯ３のオイラー角（φ，θ，ψ）により規定されるＩＤＴ電極により励振された弾性波の伝搬方向ψに対し、前記複数本の第１の電極指の先端を結ぶ方向及び前記第２の電極指の先端を結ぶ方向がνの傾斜角度をなしており、該傾斜角度νが０．４°以上、１５°以下の範囲にある、弾性波装置である。
　本願の第３の発明は、ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜を有する弾性波装置であって、前記圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波音速が高速である高音速支持基板と、前記高音速支持基板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も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、前記ＩＤＴ電極が、複数本の第１の電極指と、前記第１の電極指と間挿し合っている複数本の第２の電極指とを有し、前記ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指の周期で定まる波長をλとしたときに、１０λ以下であり、前記ＬｉＴａＯ３のオイラー角（φ，θ，ψ）により規定されるＩＤＴ電極により励振された弾性波の伝搬方向ψに対し、前記複数本の第１の電極指の先端を結ぶ方向及び前記第２の電極指の先端を結ぶ方向がνの傾斜角度をなしており、該傾斜角度νが０．４°以上、１５°以下の範囲にある、弾性波装置である。
　本発明においては、好ましくは、前記傾斜角度νは１０°以下である。その場合には、挿入損失を小さくすることができる。
　本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、前記ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指の周期で定まる波長をλとしたときに、０．２λより大きい。
　本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、前記ＩＤＴ電極の電極指交差幅は、１０λより大きい。その場合には、横モードリップルをより一層効果的に抑制することができる。なお、電極指交差幅の上限は、特に限定されないが、５０λ以下が好ましい。その場合には、電極指の抵抗を小さくすることができる。
　本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、前記ＬｉＴａＯ３のカット角は３０°以上、６０°以下である。６０°以下の場合には、横モードスプリアスをより一層効果的に抑制することができる。なお、カット角が３０°以上であれば、共振周波数におけるＴＣＦと、反共振周波数におけるＴＣＦとの差を小さくすることができる。
　本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、前記ＩＤＴ電極のデューティは、０．３／λ以上、０．７未満である。その場合には、横モードリップルをより一層効果的に抑圧することができる。
　本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、前記ＩＤＴ電極の前記第１の電極指の先端とギャップを隔てて第１のダミー電極指が設けられており、前記第２の電極指の先端とギャップを隔てて、第２のダミー電極指が設けられており、前記第１のダミー電極指が第２のバスバーに接続されており、前記第２のダミー電極指が第１のバスバーに接続されており、前記第１，第２の電極指の先端から、前記第２，第１のダミー電極指の基端までの距離をオフセット長Ｌ、ギャップの電極指の延びる方向の寸法をＧとしたときに、（Ｌ－Ｇ）≧７．５×λ×ｔａｎ（ν）である。その場合には、挿入損失を小さくすることができる。より好ましくは、（Ｌ－Ｇ）≧１１．５×λ×ｔａｎ（ν）、さらに好ましくは、（Ｌ－Ｇ）≧１７．５×λ×ｔａｎ（ν）である。
　本発明に係る弾性波装置では、前記ギャップの寸法Ｇは、好ましくは、０．１μｍより大きく、０．２５λより小さいことが好ましい。
　本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、前記ＩＤＴ電極の前記第１の電極指及び第２の電極指のうち少なくとも一方において、電極指の延びる方向の側縁から電極指幅方向外側に突出している突出部が設けられている。その場合には、リップルをより一層効果的に抑圧することができる。
　前記突出部は、前記第１及び第２の電極指の少なくとも一方の先端に連なる側縁部分に設けられていてもよい。あるいは、前記記第１，第２のダミ－電極の少なくとも一方に前記突出部が設けられていてもよい。また、前記突出部は、前記第１，第２の電極指の先端には至らない電極指の側縁に設けられていてもよい。
　本発明においては、好ましくは、前記突出部の平面形状は台形であり、該台形の側縁に連なっている下底の長さをＴＷ１としたときに、ＴＷ１≧０．１１７３５λである。
　本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、前記突出部の電極指の側縁に沿う方向における最小寸法をＴＷ２としたときに、ＴＷ２≧０．０２９１５λである。
　本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、前記突出部の弾性波伝搬方向に沿う寸法をＴＨとしたときに、ＴＨ≧０．０４６６λである。
　本発明に係る弾性波装置では、好ましくは、前記ＩＤＴ電極はＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなる。その場合、前記ＩＤＴ電極の膜厚は、０．０８λ以上、０．０９７λ以下の範囲である。その場合には、フィルタ特性を改善しつつ、横モードリップルをより効果的に抑圧することができる。より好ましくは、前記ＩＤＴ電極の膜厚は０．１０λ以上、４００ｎｍ以下である。
　本発明に係るフィルタ装置は、上述した弾性波装置を少なくとも１つ以上備えている。
　本発明に係る他のフィルタ装置は、上述した弾性波装置であり、±νの弾性波装置を複数備えている。
　本発明に係る別のフィルタ装置は、上述した弾性波装置を複数備えている。
　本発明に係る弾性波装置は、帯域通過型のフィルタであってもよい。また、本発明に係るデュプレクサは、本発明に係る弾性波装置からなる帯域通過型フィルタを有する。
　本発明によれば、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。従って、共振特性やフィルタ特性の良好な弾性波装置を提供することが可能となる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的正面断面図である。 図３は、傾斜角度νを説明するための模式図である。 図４は、傾斜角度νが０°である比較例１の弾性波装置のインピーダンス特性を示す図である。 図５は、傾斜角度νを変化させた場合のインピーダンス特性の変化を示す図である。 図６は、傾斜角度νが０°である比較例１の弾性波装置のリターンロス特性を示す図である。 図７は、傾斜角度νを変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図８は、傾斜角度νを変化させた場合のＱ値の変化を示す図である。 図９は、傾斜角度νを変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図１０は、図９の拡大図であり、傾斜角度νを変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図１１は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。 図１２は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。 図１３は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。 図１４は、本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。 図１５は、本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。 図１６は、ＬｉＴａＯ３の膜厚を変化させた場合のインピーダンス特性の変化を示す図である。 図１７は、ＬｉＴａＯ３の膜厚を変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図１８は、ＬｉＴａＯ３の膜厚を変化させた場合のインピーダンス特性の変化を示す図である。 図１９は、ＬｉＴａＯ３の膜厚を変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図２０は、ＬｉＴａＯ３のカット角を変化させた場合のインピーダンス特性の変化を示す図である。 図２１は、ＬｉＴａＯ３のカット角を変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図２２は、ＩＤＴ電極の電極指の交差幅を変化させた場合のインピーダンス特性の変化を示す図である。 図２３は、ＩＤＴ電極の電極指の交差幅を変化させた場合の位相特性の変化を示す図である。 図２４は、ＩＤＴ電極の電極指の交差幅を変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図２５は、ＩＤＴ電極のデューティを変化させた場合のインピーダンス特性の変化を示す図である。 図２６は、ＩＤＴ電極のデューティを変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図２７（ａ）及び図２７（ｂ）は、それぞれ、オフセット長が小さいＩＤＴ電極及びオフセット長が大きいＩＤＴ電極の構造を説明するための部分切欠き平面図である。 図２８は、傾斜角度νが２．５°であり、オフセット量（Ｌ-Ｇ）を変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図２９は、図２８に示したリターンロス特性により求めたΔＲ．Ｌ．と周波数との関係を示す図である。 図３０は、傾斜角度ν＝５°である場合に、オフセット量（Ｌ-Ｇ）を変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図３１は、図３０に示したリターンロス特性により求めたΔＲ．Ｌ．と周波数との関係を示す図である。 図３２は、傾斜角度ν＝７．５°である場合に、オフセット量（Ｌ-Ｇ）を変化させた弾性波装置のリターンロス特性を示す図である。 図３３は、図３２に示したリターンロス特性により求めたΔＲ．Ｌ．と周波数との関係を示す図である。 図３４は、傾斜角度ν＝１０°であり、オフセット量（Ｌ-Ｇ）を変化させた場合の弾性波装置のリターンロス特性を示す図である。 図３５は、図３４に示したリターンロス特性により求めたΔＲ．Ｌ．と、周波数との関係を示す図である。 図３６は、ν＝１５°である弾性波装置においてオフセット量（Ｌ-Ｇ）を変化させた場合のリターンロス特性を示す図である。 図３７は、図３６に示したリターンロス特性により求めたΔＲ．Ｌ．と、周波数との関係を示す図である。 図３８は、傾斜角度νと、ΔＲ．Ｌ．が０．０１ｄＢ以上となるオフセット量（Ｌ-Ｇ）との関係を示す図である。 図３９は、傾斜角度νと、電極指の対数と、オフセット量（Ｌ-Ｇ）との関係を示す図である。 図４０は、傾斜角度νと、電極指の対数と、オフセット量（Ｌ-Ｇ）との関係を示す図である。 図４１は、傾斜角度νと、電極指の対数と、オフセット量（Ｌ-Ｇ）との関係を示す図である。 図４２は、傾斜角度νと、Ｑ値が良好となるオフセット量の上限との関係を示す図である。 図４３は、本発明の第７の実施形態に係る弾性波装置の電極構造の要部を示す部分平面図である。 図４４は、比較例２、実施例２及び実施例３の弾性波共振子のリターンロス特性を示す図である。 図４５は、本発明の第８の実施形態に係る弾性波装置の電極構造の要部を示す平面図である。 図４６は、実施例２、実施例３及び実施例４のリターンロス特性を示す図である。 図４７は、第９の実施形態に係る弾性波装置の電極構造の要部を示す平面図である。 図４８は、実施例２、実施例３及び実施例５のリターンロス特性を示す図である。 図４９は、本発明の第１０の実施形態に係る弾性波装置の電極構造の要部を示す平面図である。 図５０は、実施例２、実施例３及び実施例６のリターンロス特性を示す図である。 図５１は、突出部において、寸法ＴＨを変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図５２は、突出部において寸法ＴＷ１を変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図５３は、突出部の寸法ＴＷ２を変化させた場合のリターンロス特性の変化を示す図である。 図５４は、ＡｌからなるＩＤＴ電極の膜厚を０．０３λ、０．１５λ及び０．１８λとしたときの各減衰量周波数特性を示す図である。 図５５は、ＩＤＴ電極を構成しているＡｌ膜の膜厚と、周波数変動量との関係を示す図である。 図５６は、ＩＤＴ電極を構成しているＡｌ膜の膜厚と、帯域内における最大挿入損失との関係を示す図である。 図５７は、本発明の弾性波装置の変形例を示す正面断面図である。 図５８は、本発明の第６の実施形態の変形例において、（オフセット長Ｌ－Ｇ）を、０．２、０．３、０．４または０．５μｍとした場合のインピーダンス特性の要部を示す図である。 図５９は、本発明の第６の実施形態の変形例において、（オフセット長Ｌ－Ｇ）を、０．２、０．３、０．４または０．５μｍとした場合のリターンロス特性を示す図である。
　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。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図であり、図２はその要部の構造を示す正面断面図である。
　図２に示すように、弾性波装置１は、支持基板２を有する。支持基板２上に、接合材層３，４が積層されている。この接合材層３，４上に、高音速膜５が積層されている。高音速膜５上に、低音速膜６が積層されている。低音速膜６上に、ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜７が積層されている。圧電膜７上に、ＩＤＴ電極１１が形成されている。支持基板２は、本実施形態ではシリコンからなる。もっとも、支持基板２を構成する材料は、特に限定されない。シリコン以外の半導体材料が用いられてもよい。また、ガラスや絶縁性セラミックスなどの絶縁性材料が用いられてもよい。
　支持基板２の材料としては本実施形態のようにシリコンが好ましい。特に、抵抗率が１００Ωｃｍ以上、より好ましくは１０００Ωｃｍ以上、さらに好ましくは４０００Ωｃｍ以上であることが望ましい。抵抗率が高くなると、後述の電極と支持基板２との間の容量結合を効果的に抑制することができる。従って、挿入損失をより一層小さくすることができる。
　さらに、シリコンの熱膨張係数は小さい。従って、支持基板２上に設けられた機能膜等の温度変化による伸縮を抑制することができる。それによって、熱負荷の周波数変動を小さくすることができ、温度特性をより一層高めることができる。さらに、シリコンの熱伝導性は高いため、弾性波装置で発生した熱を効率良く放散させることができる。それによって耐電力性を高めることもできる。
　加えて、シリコンからなる支持基板２は加工性に優れている。従って製造容易である。またダイシングも容易に行い得る。抗折強度が高いため、弾性波装置の薄型化も進めることができる。
　接合材層３，４は、本実施形態では、酸化ケイ素からなる。もっとも、酸化ケイ素以外の接合材を用いてもよい。高音速膜５を支持基板２に接合し得る限り、接合材層３，４の材料は特に限定されない。高音速膜５は、本実施形態では、窒化アルミニウムからなる。高音速膜５は、圧電膜７を伝搬する弾性波よりも伝搬するバルク波音速が速い限り、適宜の材料により形成され得る。
　低音速膜６は、本実施形態では酸化ケイ素からなる。もっとも、低音速膜６は、伝搬するバルク波の音速が、圧電膜７を伝搬するバルク波の音速よりも遅い限り、適宜の材料により形成することができる。
　本実施形態では、低音速膜６の下側に高音速膜５が積層されているため、高音速膜５までの部分に、弾性波のエネルギーを閉じ込めることができる。
　上記ＩＤＴ電極１１は、本実施形態では、Ａｌ膜からなる。もっとも、ＩＤＴ電極１１は、Ａｌ膜に代えて、Ａｌ膜を主体とする合金膜を用いてもよい。さらに、ＩＤＴ電極１１は、ＡｌまたはＡｌを主体とする合金以外の、様々な金属材料により形成することができる。このような金属材料としては、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｇ、Ｐｄ、またはこれらを含む合金を挙げることができる。
　図１に示すように、弾性波装置１では、支持基板２上に、入力端子１５、出力端子１６、及びグラウンド端子１７ａ～１７ｆが設けられている。入力端子１５と出力端子１６とを結ぶ導電路において、ＩＤＴ電極１１とＩＤＴ電極１２とが直列に接続されている。ＩＤＴ電極１１，１２は、入力端子１５と出力端子１６とを結ぶ直列腕において、直列腕共振子を構成している。
　入力端子１５とグラウンド端子１７ｄとを結ぶ導電路において、ＩＤＴ電極１３，１４が互いに直列に接続されている。ＩＤＴ電極１３，１４は、並列腕に設けられた並列腕共振子を構成している。従って、弾性波装置１は、２個の直列腕共振子と、２個の並列腕共振子とを有するラダー型フィルタである。
　なお、圧電膜７が設けられている領域の外側に、入力端子１５、出力端子１６、グラウンド端子１７ａ～１７ｆが設けられている。
　弾性波装置１の特徴は、ＩＤＴ電極１１～１４において、以下に述べる傾斜角度νが０．４°以上、１５°以下の範囲にあることにある。それによって、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。
　前述したように、高音速膜５及び低音速膜６を有する弾性波装置１では、周波数特性上に、横モードに起因するリップルが現れがちである。ここで、特許文献２にあるように、ＬｉＮｂＯ３基板を用いた場合、横モードリップルの発生が顕著であり、他の特性に影響を与える。一方、ＬｉＴａＯ３基板を用いた場合は、横モードリップルは問題とはなっていなかった。しかしながら、本発明の基本構造となる、ＬｉＴａＯ３膜／低音速膜／高音速膜／支持基板の構造においては、ＬｉＴａＯ３を用いているにも係らず、横モードリップルの発生が顕著となることがわかった。特に、ＬｉＴａＯ３膜の膜厚が１０λ以下となった場合に、この横モードリップルが大きく現れる。本実施形態では、上記傾斜角度νが上記特定の範囲内とされているため、この横モードリップルを効果的に抑圧することができる。これを、以下において詳細に説明する。
　ＩＤＴ電極１１を代表して、上記傾斜角度νを説明することとする。図１に示すように、ＩＤＴ電極１１は、表面波伝搬方向と傾斜する方向に延びている第１のバスバー１１ａを有する。第１のバスバー１１ａと隔てられて、第２のバスバー１１ｂが設けられている。第２のバスバー１１ｂも、弾性波伝搬方向に対して第１のバスバー１１ａと同じ角度で傾斜している。第１のバスバー１１ａと第２のバスバー１１ｂとは平行に延びている。
　第１のバスバー１１ａには、複数本の第１の電極指１１ｃの一端が接続されている。複数本の第１の電極指１１ｃは、第２のバスバー１１ｂ側に向かって延ばされている。第１の電極指１１ｃと直交する方向が弾性表面波伝搬方位ψとなる。また、複数本の第１の電極指１１ｃと間挿し合うように、複数本の第２の電極指１１ｄが設けられている。複数本の第２の電極指１１ｄの一端が第２のバスバー１１ｂに接続されている。
　第１の電極指１１ｃの先端とギャップを隔てて第１のダミー電極指１１ｅが設けられている。第１のダミー電極指１１ｅは、第２のバスバー１１ｂに接続されている。同様に、第２のダミー電極指１１ｆが、第２の電極指１１ｄの先端とギャップを隔てて配置されている。第２のダミー電極指１１ｆは、第１のバスバー１１ａに接続されている。
　ＩＤＴ電極１１では、複数本の第１の電極指１１ｃの先端を結ぶ仮想線Ａ１が、弾性波の伝搬方向ψに対しνの角度をなしている。なお、第１の電極指１１ｃの先端を結ぶ仮想線Ａ１の方向は、第２の電極指１１ｄの先端を結ぶ方向と同じである。
　図３は、伝搬方位ψと傾斜角度νとの関係を説明するための模式図である。ＬｉＴａＯ３のオイラー角を（φ，θ，ψ）とする。図３の矢印Ｂで示す方向がψ＝０°の方向である。ＩＤＴ電極１１Ａ～１１Ｄにおける破線Ｂ１～Ｂ４は、各ＩＤＴ電極１１Ａ～１１Ｄにおける複数本の第１の電極指の先端同士を結ぶ方向と平行な方向である。ＩＤＴ電極１１Ａでは、方向Ｂ１と弾性波が伝搬する伝搬方位ψとが同じ方向となる。従って、この場合、（各弾性波の伝搬方位，伝搬方位に対する傾斜角度ν）としたとき、方向Ｂ１は、（ψ，０°）で表される。ＩＤＴ電極１１Ｂでは、（０°，ν）となる。ＩＤＴ電極１１Ｃでは、（ψ，ν）となる。ＩＤＴ電極１１Ｄでは、（ψ，－ν）となる。
　本明細書においては、伝搬方位ψと、伝搬方位に対するＩＤＴ電極の第１の電極指１１ｃの先端を結ぶ方向とのなす角度を、傾斜角度νとする。
　次に、上記弾性波装置１において、１つのＩＤＴ電極１１が設けられている部分により構成される弾性波共振子の特性を説明する。
　上記弾性波共振子の設計パラメータは以下の通りとした。
　圧電薄膜：カット角５５°のＹカットのＬｉＴａＯ３膜
　ＩＤＴ電極の電極指交差幅＝１５λ
　電極指の対数＝８３対
　なお、λ＝２μｍ。
　後述するオフセット長Ｌ＝２λ
　ＩＤＴ電極におけるデューティ＝０．６
　ＩＤＴ電極の膜厚＝０．０８λ
　ＬｉＴａＯ３膜の膜厚＝０．３λ
　接合材層を構成している酸化ケイ素膜の膜厚＝０．３５λ
　ギャップ寸法Ｇ＝０．５μｍ
　上記設計パラメータに従って、ただし、傾斜角度νを０°とした比較例１の弾性波共振子を作製した。
　図４は、比較のために用意した弾性波共振子のインピーダンス特性を示す図である。また、図６は、上記比較例１の弾性波共振子のリターンロス特性を示す。この比較例１の弾性波共振子では、傾斜角度ν＝０°とした。すなわち、伝搬方位ψを、弾性表面波伝搬方向と一致させた。
　また、比較例１と同様にして、ただし、ＩＤＴ電極における傾斜角度νを２．５°、５．０°、７．５°、１０°または１５°とした各弾性波共振子を作製した。
　図５に、これらの弾性波共振子のインピーダンス特性を示す。
　図７は、上記のように、νが０．０°、２．５°、５．０°、７．５°、１０°または１５°である場合の弾性波共振子のリターンロス特性を示す。
　図８は、上記傾斜角度νが０°、２．５°、５．０°、７．５°、１０°または１５°とされた各弾性波共振子のＱ値と周波数との関係を示す。
　図４から明らかなように、傾斜角度νが０°の比較例１では、矢印Ｃ１～Ｃ３で示すリップルが、共振周波数と反共振周波数との間に現れていることがわかる。また、図６の矢印Ｃ１～Ｃ３は、図４のＣ１～Ｃ３で示すリップルに対応しているリップルである。
　他方、図５では必ずしも明確ではないが、図７のリターンロス特性及び図８のＱ値－周波数特性によれば、νが２．５°以上になると、これらの横モードリップルが抑圧されていることがわかる。
　図７から明らかなように、ν＝０°の場合に比べ、νが２．５°以上になると、横モードリップルが効果的に抑圧されることが分かる。
　また、上記と同様にして、ただし、上記傾斜角度νを０°、０．４°、０．９°、１°または１．５°とされている各弾性波共振子を作製した。これらの弾性波共振子のリターンロス特性を図９及び図１０に示す。図１０は図９の拡大図である。
　図９及び図１０から明らかなように、傾斜角度νが０°、０．４°または０．９°の場合に比べ、傾斜角度νが１°以上になると、横モードリップルの大きさを効果的に抑圧し得ることがわかる。
　なお、上記傾斜角度νが０．４°以上であれば、横モードリップルを抑圧することができる。特に、図７に示したように、νが２．５°以上であれば、リターンロスの絶対値を１ｄＢよりも小さくすることができる。よって、νは０．４°以上、好ましくは２．５°以上であれば、横モードリップルを抑圧することができる。
　また、図８より、損失を小さくするためにＱ値の最大値を３０００以下とするには、νを１０°以下とすることが好ましいことがわかる。従って、傾斜角度νは０．４°以上、１０°以下の範囲とすることにより、横モードリップルを抑制し、低損失とすることができる。好ましくは、νは２．５°以上、１０°以下の範囲である。
　また、図８より、損失をより小さくするには、νを５°以上とすることが好ましい。よって、より好ましくは、νは、５°以上、１０°以下の範囲である。
　ＩＤＴ電極１２や、ＩＤＴ電極１３，１４が設けられている圧電共振子部分においても、同様に、傾斜角度νを０．４°以上とすることにより、横モードリップルを抑圧することができる。
　以下の図１１～図１５においても、図１と同様に、圧電膜上に設けられる電極構造と入出力端子の位置関係を略図的に示すこととする。図１１～図１５に示す実施形態においても、第１の実施形態と同様に、支持基板上に、接合材層、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。また、圧電膜はＬｉＴａＯ３からなり、１０λ以下の厚みを有する。
　図１１は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。図１１に示す弾性波装置２１では、第１，第２のＩＤＴ電極１１，１２は、弾性波装置１と同様に構成されている。もっとも、ＩＤＴ電極１３，１４における傾斜角度νが、ＩＤＴ電極１１，１２と異なり、負の値とされている。すなわち、ＩＤＴ電極１１，１２の傾斜角度をνとしたときに、ＩＤＴ電極１３，１４の傾斜角度は－νとされている。このように、複数のＩＤＴ電極１１～１４において、他のＩＤＴ電極と、傾斜角度の極性が異なるＩＤＴ電極を配置してもよい。
　図１２は、第３の実施形態に係る弾性波装置３１の略図的平面図である。第３の実施形態の弾性波装置３１では、第１のＩＤＴ電極１１の傾斜角度がν１であり、第２のＩＤＴ電極１２の傾斜角度がν２であり、ν１＞ν２とされている。また、第３のＩＤＴ電極１３の傾斜角度は、－ν１であり、第４のＩＤＴ電極１４の傾斜角度は－ν２とされている。
　このように、ＩＤＴ電極１１とＩＤＴ電極１２で傾斜角度を異ならせてもよい。弾性波装置２１，３１のように、傾斜角度が異なるＩＤＴ電極１１～１４を設けることにより、複数のＩＤＴ電極のレイアウトの自由度を高めることができる。この場合にあっても、νを上記特定の範囲内とすることにより、上記実施形態と同様に、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。
　図１３は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。弾性波装置４１では、入力端子１５と、出力端子１６ａ，１６ｂとの間に、３ＩＤＴ型の縦結合共振子型弾性波フィルタ部が構成されている。より具体的には、ＩＤＴ電極４２～４４が弾性波伝搬方向に併設されている。ＩＤＴ電極４２～４４の弾性表面波伝搬方向両側に反射器４５，４６が配置されている。本実施形態においても、各ＩＤＴ電極４２～４４は、第１の実施形態と同様に、傾斜角度νが２．５°以上とされており、それによって、横モードリップルを効果的に抑圧することが可能とされている。なお、グラウンド端子１７ａ～１７ｅは圧電膜上に設けられている。
　図１４は、第５の実施形態に係る弾性波装置の略図的平面図である。
　弾性波装置５１では、弾性波装置４１と同様に、ＩＤＴ電極４２～４４が弾性波伝搬方向において並設されている。もっとも、ＩＤＴ電極４２，４３の傾斜角度がν４とされているのに対し、ＩＤＴ電極４４の傾斜角度は－ν４とされている。このように、縦結合共振子型弾性表面波フィルタを構成している複数のＩＤＴ電極において、１つのＩＤＴ電極の上記傾斜角度を、他のＩＤＴ電極の傾斜角度と異ならせてもよい。また、本実施形態では、ＩＤＴ電極４２が出力端子１６ａに接続されている。ＩＤＴ電極４４が出力端子１６ｂに接続されている。それによって、平衡－不平衡変換機能を有するように、ＩＤＴ電極４２～４４が構成されている。本実施形態のように、バランス型の弾性波フィルタにも本発明を適用することができる。
　図１５は、第６の実施形態に係る弾性波装置６１の略図的平面図である。弾性波装置６１では、ＩＤＴ電極４２，４４の各一端が共通接続され、出力端子１６に接続されている。ＩＤＴ電極４３の一端が入力端子１５に接続されている。このような構成においても、本発明に従ってＩＤＴ電極４２～４４の傾斜角度を２．５°以上とすることにより、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。
　（ＬｉＴａＯ３膜の膜厚）
　上記第１の実施形態の説明において、実験例として示した弾性波共振子と同様の弾性波共振子を作製した。ただし、弾性波共振子の設計パラメータは以下の通りとした。
　圧電薄膜：カット角６０°のＹカットのＬｉＴａＯ３膜
　ＩＤＴ電極の電極指交差幅＝１５λ
　電極指の対数＝１６６対
　なお、λ＝２μｍ。
　後述するオフセット長Ｌ＝２λ
　ＩＤＴ電極におけるデューティ＝０．６
　ＩＤＴ電極の膜厚＝０．０８λ
　接合材層を構成している酸化ケイ素膜の膜厚＝０．３５λ
　ギャップ寸法Ｇ＝０．５μｍ
　そして、上記弾性波共振子において、ＬｉＴａＯ３の膜厚を０．２λ、０．３λまたは０．４λと変化させた。
　なお、上記設計パラメータの弾性波共振子のうち、ＬｉＴａＯ３の膜厚が０．２λである構成を以下、実施例１とすることとする。
　図１６はＬｉＴａＯ３膜の膜厚を変化させた場合のインピーダンス特性の変化を示す図である。図１７は、リターンロス特性の変化を示す図である。
　図１６及び図１７から明らかなように、ＬｉＴａＯ３膜の膜厚が０．２λより大きくなると、０．２λのときに比べて、横モードリップルを効果的に抑圧することができることがわかる。
　また、０．３λの場合に比べ、０．４λとすれば、より一層横モードリップルを効果的に抑圧し得ることがわかる。従って、ＬｉＴａＯ３の膜厚は、０．２λより大きいことが望ましく、より好ましくは０．３λ以上、さらに好ましくは０．４λ以上とすることが望ましい。
　図１８及び図１９は、参考として用意した弾性波共振子のインピーダンス特性及びリターンロス特性をそれぞれ示す図である。ここでは、ＩＤＴ電極において、上記傾斜角度ν＝０°とした。また、ＬｉＴａＯ３の膜厚を、１．５λ、１０λまたは１７５λとした。その他の点は、上記実施例の弾性波共振子と同様とした。
　図１８及び図１９から明らかなように、ＬｉＴａＯ３の膜厚が、１０λ以下の場合には、横モードによる大きなリップルが現れていることがわかる。
　しかしながら、本発明では、上記傾斜角度νが上記特定の範囲とされているため、前述したように、横モードリップルを効果的に抑圧することができる。なお、ＬｉＴａＯ３の膜厚が１０λを超えると、弾性表面波のエネルギーの集中度が低下し、特性が劣化するおそれがある。従って、本発明によれば、弾性表面波のエネルギーの集中度の低下を招くことなく、上記傾斜角度νを特定の値とすることにより、横モードリップルの影響を抑制することが可能とされている。
　（ＬｉＴａＯ３のカット角）
　次に、前述した実施例１の設計パラメータの弾性波共振子において、ＬｉＴａＯ３膜のカット角を４２°、５０°または６０°と変化させた。このようにしてカット角が異なるＬｉＴａＯ３膜を用いた弾性波共振子を用意した。図２０はインピーダンス特性を示し、図２１はリターンロス特性を示す。
　図２０及び図２１から明らかなように、カット角が６０°Ｙカットの場合に比べ、５０°Ｙカットの場合の方が矢印Ｅ１，Ｅ２で現れる横モードリップルが小さくなる。さらに、Ｙカット４２°の場合には、より一層横モードリップルを抑圧し得ることがわかる。従って、カット角は６０°より小さいことが望ましい。
　なお、横モードリップルを抑圧する効果を得る観点からは、カット角の下限は特に限定されない。もっとも、カット角が小さくなりすぎると、共振周波数におけるＴＣＦと反共振周波数におけるＴＣＦの差が大きくなる。従って、カット角はＹカットで３０°以上であることが望ましい。
　（電極指交差幅）
　上記実施例１と同様の構造の弾性波共振子を作製した。ただし、ＬｉＴａＯ３のカット角は６５°Ｙカットとした。また、電極指交差幅を、１０λ、１５λまたは２３λに変化させ、それに応じて対数は２５０対、１６６対、１０８対としてインピーダンスをそろえた。この場合のインピーダンス特性の変化を図２２に示す。図２３は、位相特性の変化を示し、図２４はリターンロス特性の変化を示す。
　図２２から明らかなように、電極指交差幅が大きくなるにつれて、共振周波数が低域側にシフトする。そして、図２２～図２４から明らかなように、横モードリップルＢ１～Ｂ３についても、電極指交差幅を大きくすることにより、抑圧し得ることがわかる。すなわち、電極指交差幅が１０λに比べ、１５λ及び２３λと大きくなるにつれて、例えば図２３に示す矢印Ｂ１～Ｂ３で示すリップルが小さくなっていることがわかる。従って、好ましくは、ＩＤＴ電極の電極指交差幅は１０λよりも大きく、１５λ以上であることがさらに好ましい。なお、電極指の交差幅の上限は、横モードリップルを抑圧する観点からは特に限定されない。もっとも、電極指の交差幅が大きくなりすぎると、電気抵抗が高くなる。従って、通常、電極指の交差幅は、５０λ以下とすることが好ましい。それによって、抵抗を小さくすることができる。
　（ＩＤＴ電極のデューティ）
　実施例１の弾性波共振子と同様の弾性波共振子を作製した。ただし、設計パラメータは以下の通りとした。
　カット角＝６０°Ｙカット
　交差幅＝１１λ
　オフセット長Ｌ＝２λ
　傾斜角度ν＝２．５°
　デューティ＝０．５～０．７
　Ａｌ膜厚＝０．０８λ
　ＬＴ膜厚＝０．３λ
　ＬＴ下のＳｉＯ２膜厚＝０．３５λ
　λ＝２μｍ
　ギャップ寸法Ｇ＝０．５μｍ
　ＩＤＴ電極におけるデューティを、０．５、０．５５、０．６、０．６５または０．７と変化させた。これらの弾性波共振子のインピーダンス特性及びリターンロス特性を図２５及び図２６に示す。
　図２５及び図２６から明らかなように、デューティが小さくなるに従って、横モードリップルを抑圧し得ることがわかる。好ましくは、デューティが０．７未満であれば、デューティが０．７の場合に比べて、横モードリップルを効果的に抑圧し得ることがわかる。さらに好ましくは、デューティが０．６以下であれば、より一層横モードリップルを効果的に抑圧し得ることがわかる。よって、デューティは、０．７未満であることが好ましく、より好ましくは０．６以下である。ここで、デューティは、（２×電極指の幅方向寸法）／λである。なお、デューティの大きさが小さくなりすぎると、ＩＤＴ電極を製造することが困難となる。従って、デューティではなく、電極指の幅方向寸法は、０．１５μｍ以上とすることが望ましい。従って、電極指の幅寸法をデューティで表すと、０．３／λ以上となる。
　（オフセット長）
　図２７（ａ）及び図２７（ｂ）は、本発明におけるオフセット長の定義を明らかにするための各模式図である。図２７（ａ）及び図２７（ｂ）では、１つのＩＤＴ電極の要部が部分的に平面図で示されている。
　図２７（ａ）では、ＩＤＴ電極１００において、複数本の第１の電極指１０１と、複数本の第２の電極指１０２とが間挿し合っている。複数本の第１の電極指１０１の先端同士を結ぶ方向が、図示の傾斜角度νだけ、伝搬方位ψから傾斜されている。
　他方、弾性表面波は電極指１０１，１０２の延びる方向と直交する方向に伝搬する。従って、図２７（ａ）の斜線のハッチングを付して示す電極指部分１０１ａで励振された弾性表面波は、右側に伝搬する場合、すぐ右側に隣り合っている第２の電極指１０２により反射されることになる。従って、電極指部分１０１ａにとって、右側においては、反射器は１本の電極指１０２のみとなる。
　これに対して、図２７（ｂ）の一点鎖線Ｆで囲まれている領域では、電極指部分１０１ｂで励振された弾性表面波が右側に伝搬する場合、反射器は３本となる。すなわち、すぐ隣の第２の電極指１０２と、ダミー電極指１０４Ａと、次の第２の電極指１０２とが反射器として作用する。
　図２７（ｂ）のＩＤＴ電極１００Ａでは、弾性表面波の実効的な反射器対数を高めることができる。
　このように実効的な反射器対数が異なるのは、ダミー電極指１０４Ａの長さが、図２７（ａ）におけるダミー電極指１０４に比べて長いことによる。すなわち、第１の電極指１０１の先端からバスバー１０３までの距離である、オフセット長が長くなっているためである。このダミー電極指１０４Ａの長さと、ギャップＧの電極指の延びる方向の長さとの合計をオフセット長Ｌと定義する。
　上記オフセット長Ｌが長くなると、上記傾斜角度νが大きい構造では、反射効果が高くなる。
　前述した第１の実施形態における実施例１の弾性波共振子において、上記オフセット長Ｌのうち、ギャップＧの寸法を除いたオフセット量（Ｌ－Ｇ）を、０、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍまたは１０μｍと変化させた。これらの弾性波共振子におけるリターンロス特性を図２８に示す。
　また、オフセットの効果を確認するために、オフセット量と、リターンロス量の差ΔＲ．Ｌ．との関係を求めた。ΔＲ．Ｌ．は、反共振周波数の９８．８％の周波数位置におけるリターンロスの差である。これは、帯域フィルタを構成した場合の通過帯域の肩の部分の周波数位置である。ΔＲ．Ｌ．は、ギャップ寸法を除くオフセット量のリターンロスをＸとした場合、例えばオフセット量が１０μｍの時は、ΔＲ．Ｌ．＝（Ｘ－オフセット長＝１０μｍ＋ギャップＧの寸法の時のリターンロス）で表される。
　図２９は、図２８より求めた、ΔＲ．Ｌ．と周波数との関係を示す図である。すなわち、図２８中の、オフセット量（Ｌ－Ｇ）を、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍまたは１０μｍと変化させた場合の、ΔＲ．Ｌ．の変化が示されている。
　なお、いずれの場合にも傾斜角度νは２．５°とした。
　また、傾斜角度νを、５°、７．５°、１０°、１５°と変化させ、その他は同様にして、弾性波共振子を作製した。これらの弾性波共振子におけるリターンロス特性を図３０，３２，３４，３６に示す。また、上記オフセット長が変化した場合のΔＲ．Ｌ．の変化を、それぞれ、図３１，３３，３５及び３７に示す。
　図２８及び図２９から明らかなように、傾斜角度νが２．５°の場合、オフセット量（Ｌ－Ｇ）が１μｍ以上であれば、ΔＲ．Ｌ．は０．０１以上である。
　また、図３０及び図３１から明らかなように、傾斜角度νが５°の場合においても、オフセット量（Ｌ－Ｇ）が２μｍ以上であれば、ΔＲ．Ｌ．は０．０１以上となる。
　また、オフセット量（Ｌ－Ｇ）が１μｍ以上であれば、ΔＲ．Ｌ．が０．１以上である。
　図３２及び図３３から明らかなように、傾斜角度νが７．５°の場合には、オフセット量（Ｌ－Ｇ）が２μｍ以上であれば、ΔＲ．Ｌ．は０．１以上であり、オフセット量（Ｌ－Ｇ）が３μｍ以上であれば、ΔＲ．Ｌ．は．０．０１以上である。
　また、図３４及び図３５から明らかなように、νが１０°の場合には、オフセット量（Ｌ－Ｇ）が３μｍ以上であれば、ΔＲ．Ｌ．は０．１以上であり、４μｍ以上の場合には、ΔＲ．Ｌ．は０．０１以上である。オフセット量（Ｌ－Ｇ）が５μｍ以上であれば、ΔＲ．Ｌ．は０．００１以上である。
　さらに、図３６及び図３７から明らかなように、傾斜角度νが１５°の場合には、オフセット量（Ｌ－Ｇ）が４μｍ以上であれば、ΔＲ．Ｌ．は０．１以上である。
　図２８から図３７の結果により、傾斜角度νによって、オフセット量（Ｌ－Ｇ）をある値以上とすることにより、ΔＲ．Ｌ．をある値以上とし得ることがわかる。
　図２８～図３７のデータを基に、リターンロスの差ΔＲ．Ｌ．が０．０１ｄＢ以上となるオフセット量（Ｌ－Ｇ）と、上記傾斜角度νとの関係を求めた。結果を図３８に示す。図３８から明らかなように、例えばνが５°の場合には、オフセット量（Ｌ－Ｇ）を２μｍ以上とすればよい。
　なお、図３８において、傾斜角度νにおいて、オフセット量（Ｌ－Ｇ）が５μｍの範囲が示されているのは、この範囲内であれば、ΔＲ．Ｌ．が０．０１ｄＢ以上であることを意味する。
　なお、上記オフセット量（Ｌ－Ｇ）は、（反射器の対数－０．５）×λ×ｔａｎ（ν）で求められる。従って、前述したオフセット長Ｌは、（反射器の対数－０．５）×λ×ｔａｎ（ν）＋Ｇで表されることになる。
　上記式において、反射器の対数とは、図２７（ｂ）で示したように、例えば電極指部分１０１ｂの右側における反射器として機能する電極指の数に基づく対数である。図２７（ｂ）の例では、右側に電極指が３本存在するため、反射器の対数は１．５となる。
　図３９の横軸は上記νを示し、縦軸は任意の対数を満たすオフセット量（Ｌ－Ｇ）を示す。図３９において、図３８と同様の実測値を菱形で示す。また、■は８対の場合、▲は１２対の場合、×は１８対の場合の結果を示す。なお、８対、１２対及び１８対の結果は、反射器の対数を８対、１２対または１８対とした場合のシミュレーション結果である。
　図３９から明らかなように、反射器の対数が１２対の場合に実測値が、νが２．５°以上、１０°以下の範囲でほぼ重なっていることがわかる。従って、オフセット量（Ｌ－Ｇ）は、１１．５×λ×ｔａｎ（ν）以上、より好ましくは１２×λ×ｔａｎ（ν）であることが望ましい。
　図４０は、上記反共振周波数の９８．８％の周波数位置におけるΔＲ．Ｌ．が－０．１（ｄＢ）よりも大きくする場合の結果を示す。ΔＲ．Ｌ．が－０．１より大きい場合には、実測値は、νが２．５°以上、１０°以下の範囲でほぼ８対の場合のシミュレーション結果に重なる。従って、オフセット量（Ｌ－Ｇ）は７．５×λｔａｎ（ν）以上であることが好ましく、より好ましくは、８×λ×ｔａｎ（ν）であることが望ましい。
　上記反共振周波数の９８．８％におけるリターンロス改善効果、すなわち損失が改善する効果を、ΔＲ．Ｌ．が－０．００１より大きい場合の実測値を図４１に示す。
　図４１から明らかなように、この場合の実測値は、νが２．５°以上、１０°以下の範囲内で、１２対の場合のシミュレーション結果に重なる。また、νが１５°の場合には、１８対の場合のシミュレーション結果に重なる。従って、オフセット長が１７．５×λ×ｔａｎ（ν）以上、より好ましくは１８×λ×ｔａｎ（ν）以上とすればよい。それによって損失をより一層低減することができる。
　図４２は、傾斜角度νと、オフセット変極点との関係を示す図である。例えばν＝２．５°の場合、図２８及び図２９に示したようにリターンロス特性がオフセット長によって変化する。このオフセット量（Ｌ－Ｇ）によって特性が変化する場合、オフセット量（Ｌ－Ｇ）に応じ特性の変化する傾きが大きく変わる変極点が存在する。この変極点は、リターンロス特性よりも、Ｑ値の周波数特性曲線において明確に現れている。このオフセット量（Ｌ－Ｇ）によってＱ値－周波数特性が大きく変化するオフセット量（Ｌ－Ｇ）を、オフセット変極点とする。従って、このオフセット変極点よりオフセット長が長ければ、良好な特性が得られることを意味する。
　また、νの値に応じて、図４２に示す線よりもオフセット長が長い位置にあれば、Ｑ値を効果的に高めることができる。
　上記ギャップ寸法Ｇの変化による特性の変化を確かめるために、第６の実施形態の変形例として、下記の設計パラメータの弾性波共振子を作製した。
　カット角＝６０°Ｙカット
　交差幅＝１１λ
　オフセット長Ｌ＝２λ
　傾斜角度ν＝２．５°
　デューティ＝０．７
　Ａｌ膜厚＝０．０８λ
　ＬＴ膜厚＝０．２λ
　ＬＴ下のＳｉＯ２膜厚＝０．３５λ
　λ＝２μｍ
　上記弾性波共振子において、前述したＧの寸法を０．２μｍ、０．３μｍ、０．４μｍまたは０．５μｍとした。
　上記のようにして用意した４種類の弾性波共振子のインピーダンス特性の要部を図５８に示す。また、これらの弾性波共振子のリターンロス特性を図５９に示す。
　図５８は、共振子周波数付近のインピーダンス特性を示す。
　図５８及び図５９から明らかなように、Ｇが、０．５μｍより小さくなると、リターンロス特性が大きく改善していくことがわかる。従って、Ｇは、０．５μｍよりも小さいこと、言い換えれば、０．２５λより小さいことが望ましい。
　なお、ギャップ寸法Ｇが小さくなりすぎると制作が困難となるため、製造上の理由から、Ｇは、０．１μｍより大きいことが好ましい。
　（第７の実施形態）
　図４３は、本発明の第７の実施形態の弾性波装置における、ＩＤＴ電極の要部を示す部分平面図である。本実施形態の弾性波装置は、図４３に示す突出部１２１，１２２が設けられていることを除いては、第１の実施形態の弾性波装置１と同様である。従って、突出部１２１，１２２を説明し、その他の点については第１の実施形態の説明を援用する。
　図４３では、第１の電極指１１ｃの先端１１ｃ１と、第１のダミー電極指１１ｅの先端１１ｅ１とがギャップを隔てて対向されている部分が示されている。また、このギャップの側方には、第２の電極指１１ｄ，１１ｄが存在する。
　突出部１２１は、特に限定されるわけではないが、本実施形態では台形の形状を有する。
　突出部１２１は、第１の電極指１１ｃの側縁１１ｃ２，１１ｃ２から第２の電極指１１ｄ側に向かって突出している。また、突出部１２１は、第１の電極指１１ｃの先端１１ｃ１に至るように設けられている。
　第１のダミー電極指１１ｅにおいても、側縁１１ｅ２，１１ｅ２から第２の電極指１１ｄ側に突出するように突出部１２１が設けられている。
　他方、第２の電極指１１ｄには、突出部１２２が設けられている。突出部１２２は、側縁１１ｄ１から上記ギャップに向かって突出している。突出部１２２は、本実施形態では、突出部１２１と同じ形状とされている。
　図４３では、第１の電極指１１ｃと第１のダミー電極指１１ｅとが対向しているギャップ部分を示している。特に図示はしないが、第２の電極指１１ｄと、第２のダミー電極指１１ｆが対向しているギャップ部分でも、同様に突出部１２１，１２２が設けられている。
　本実施形態では、第１の実施形態と同様に、ＩＤＴ電極１１において、傾斜角度νが２．５°以上とされており、従って、第１の実施形態と同様に横モードリップルを抑圧することが可能とされている。加えて、上記突出部１２１，１２２が設けられているため、横モードリップル以外のリップルも効果的に抑圧することができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。
　実施例１の弾性波共振子と同様の構造の実施例２の弾性波共振子を作製した。ただし、設計パラメータは以下のように変更した。カット角６０°ＹカットのＬｉＴａＯ３を圧電膜として用いた。ＩＤＴ電極１１における電極指の周期で定まる波長λは２．０μｍとした。電極指の交差幅は１５λとした。電極指の対数は１６６対とした。上記オフセット量は２．５μｍとした。傾斜角度νは２．５°とした。
　突出部１２１，１２２において寸法ＴＨ、ＴＷ１及びＴＷ２を以下の通りとした。
　ＴＨ＝０．１８６μｍ＝０．０９３λ、ＴＷ１＝０．４６９μｍ＝０．２３４５λ、ＴＷ２＝０．１１７μｍ＝０．０５８５λ。
　なお、寸法ＴＨは、突出部１２１，１２２の突出高さを示す。また、ＴＷ１は、台形の下底であるが、突出部において、電極指の側縁に連なる部分の幅方向寸法をいうものとする。また、ＴＷ２は、突出部１２１，１２２では、上底であるが、突出部１２１，１２２の幅方向において最小寸法をいうものとする。
　本実施形態の弾性波装置の実施例として上記実施例２の弾性波装置を作製した。この実施例２のリターンロス特性を図４４に一点鎖線で示す。また、図４４に、比較のために、傾斜角度νが０°とされており、突出部を有しない比較例２の弾性波装置の特性を実線で示す。また、傾斜角度ν＝５°であるが、上記突出部１２１，１２２を有しない実施例３の特性を破線で示す。
　図４４から明らかなように、実施例２によれば、横モードリップルを抑圧することができ、さらに矢印Ｈで示すリップルも抑圧し得ることがわかる。この矢印Ｈで示すリップルは横モードリップルではない他のリップルである。
　よって、本実施形態によれば、傾斜角度νを１°以上、１０°以下の範囲とすることにより横モードリップルを抑圧し得るだけでなく、他のリップルも効果的に抑圧することが可能となる。
　図４５は、本発明の第８の実施形態に係る弾性波装置のＩＤＴ電極の要部を示す平面図である。
　図４５では、第２の電極指１１ｄの先端１１ｄ１と第２のダミー電極指１１ｆとがギャップを隔てて対向している部分が図示されている。このギャップの両側には、第１の電極指１１ｃ，１１ｃが位置している。本実施形態では、第２の電極指１１ｄの側縁１１ｄ２，１１ｄ２に突出部１２１，１２１が設けられている。第２のダミー電極指１１ｆには突出部は設けられていない。また、ギャップの周囲では、上記突出部１２１，１２１のみが設けられており、図４３に示した突出部１２２は設けられていない。
　なお、特に図示はしないが、第１の電極指１１ｃと第１のダミー電極指１１ｅが対向しているギャップにおいては、第１の電極指にのみ突出部１２１，１２１が設けられている。
　本実施形態のように、ギャップにおいて対向している第１の電極指１１ｃ及び第２の電極指１１ｄの先端側にのみ突出部１２１を設けてもよい。
　上記のように突出部１２１を設けたことを除いては、上記実施例２と同様にして、実施例４の弾性波装置を作製した。この弾性波装置のリターンロス特性を図４６に実線で示す。また、比較のために、図４４に示した実施例２の特性を一点鎖線で示す。また、図４６の破線は、実施例３の特性を示す。
　図４６から明らかなように、第１の電極指１１ｃ及び第２の電極指１１ｄの先端側においてのみ、突出部１２１を設けた構成においても、矢印Ｈで示されているリップルを抑制し得ることがわかる。
　図４７は、第９の実施形態におけるＩＤＴ電極の要部を示す部分平面図である。本実施形態では、図４５とは逆に、第２のダミー電極１１ｆにおいて、突出部１２１，１２１が設けられている。他方、ギャップを隔てて対向している第２の電極指１１ｄには突出部は設けられていない。このように、バスバーに近い第２のダミー電極指１１ｆ側にのみ、突出部１２１，１２１を設けてもよい。なお、特に図示はしないが、第１の電極指１１ｃの先端と、第１のダミー電極指が対向しているギャップにおいても、第１のダミー電極指の先端にのみ突出部が設けられている。
　上記のように突出部１２１が設けられていることを除いては、実施例２と同様にして、実施例５の弾性波装置を作製した。この実施例５の弾性波装置のリターンロス特性を図４８に実線で示す。また、実施例２の特性を一点鎖線で示す。また、破線は、突出部が設けられていない実施例３の特性を示す。図４８から明らかなように、矢印Ｈで示すリップルを、本実施形態においても効果的に抑圧し得ることがわかる。
　図４９は、第１０の実施形態の弾性波装置のＩＤＴ電極の要部を示す部分平面図である。本実施形態では、第２のダミー電極指１１ｆと、第２の電極指１１ｄの先端同士が対向しているギャップにおいて、突出部１２１は設けられていない。すなわち、第１の電極指１１ｃ側に突出部１２２が設けられている。このギャップに向かって突出しているのは突出部１２２のみである。
　なお、特に図示はしないが、第１の電極指１１ｃの先端と第１のダミー電極指の先端とが対向しているギャップにおいては、同様に第２の電極指１１ｄの側縁から突出部１２２が突出している。
　本実施形態の実施例として、上記突出部１２２のみが設けられているように構成したことを除いては、実施例２と同様にして実施例６の弾性波装置を作製した。この実施例６の弾性波装置のリターンロス特性を図５０に実線で示す。図５０の一点鎖線は、実施例２の特性である。また、図５０の破線は、突出部が設けられていない実施例３の特性である。
　図５０から明らかなように、ギャップにおいてギャップの側方からギャップに向かって突出している突出部１２２のみを設けた場合においても、矢印Ｈで示すリップルを抑圧し得ることがわかる。
　（実施例７～９）
　次に、図４４に示した実施例２において、突出部１２１，１２２の寸法ＴＨ、ＴＷ１及びＴＷ２を下記の表１に示すように変化させた実施例７～９を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図５１は、上記実施例７～９と、突出部が設けられていない実施例３のリターンロス特性を示す。
　図５１より、ＴＨが、０．０９３２μｍ以上、すなわち０．０４６６λ以上であれば、矢印Ｈで示すリップルをより一層効果的に抑圧し得ることがわかる。
　（実施例１０～１２）
　実施例２において、突出部ＴＨ、ＴＷ１及びＴＷ２を下記の表２で示すように変更し、実施例１０～１２を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図５２に、実施例１０～１２のリターンロス特性を示す。比較のために、突出部が設けられていない実施例３のリターンロス特性を図５２に実線で示す。
　図５２から明らかなように、ＴＷ１が０．２３４７μｍ以上、すなわち０．１１７３５λ以上であれば、矢印Ｈで示すリップルをより一層効果的に抑圧し得ることがわかる。
　（実施例１３～１５）
　実施例２において、ＴＨ、ＴＷ１及びＴＷ２を下記の表３に示すように変更し、実施例１３～１５の弾性波装置を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　上記のようにして作製した実施例１３～１５のリターンロス特性を図５３に示す。比較のために、突出部が設けられていない実施例３の特性を図５３に実線で示す。
　図５３から明らかなように、ＴＷ２を０．０５８３μｍ、すなわち０．０２９１５λ以上とすれば、矢印Ｈで示すリップルをより効果的に抑圧し得ることがわかる。
　（ＩＤＴ電極の膜厚）
　ＡｌからなるＩＤＴ電極の膜厚を種々変更したことを除いては、前述した実施例２と同様にして弾性波装置を作製した。ただし、本実施形態では、傾斜角度νは７．５°とした。
　図５４は、Ａｌ膜の膜厚が、０．０３λ、０．１５λまたは０．１８λである場合の上記弾性波装置の減衰量周波数特性を示す図である。
　図５４から明らかなように、Ａｌ膜の膜厚が０．０３λの場合、通過帯域の肩部が丸くなることがわかる。従って、Ａｌ膜の膜厚が大きいほうが通過帯域全体にわたり挿入損失を十分小さくし得ることがわかる。これはＡｌ膜の膜厚が厚くなると、電気抵抗が小さくなることによると考えられる。
　図５５は、Ａｌ膜の膜厚を変化させた場合の通過帯域肩部における周波数差の変化を示す図である。この周波数差とは、減衰量が３．５ｄＢになる周波数位置と、減衰量が４０ｄＢとなる周波数との周波数差をいうものとする。この周波数差が小さいほど肩部における急峻性が高められることになる。結果を図５５に示す。図５５から明らかなように、Ａｌ膜の膜厚が０．０８λより小さくなると、Ａｌ膜の膜厚が小さくなるに従って、周波数差が著しく大きくなることがわかる。これに対して、Ａｌ膜厚が０．０８λ以上であれば、周波数差がほぼ一定であり、小さいことがわかる。従って、好ましくは、Ａｌ膜の膜厚は０．０８λ以上であることが望ましい。
　図５６は、上記Ａｌ膜の膜厚と、挿入損失との関係を示す図である。上記挿入損失とは、通過帯域内において、最も挿入損失が小さい最小挿入損失をいうものとする。
　図５６から明らかなように、Ａｌ膜の膜厚が０．１０λ以上になれば、挿入損失が十分に小さく、Ａｌ膜の膜厚の変化により挿入損失の変動が小さいことがわかる。従って、より一層好ましくは、Ａｌ膜の膜厚は、０．１０λ以上である。なお、Ａｌ膜厚はあまり厚くなりすぎると製造が困難になるため、４００ｎｍ以下であることが好ましい。
　なお、上述してきた実施形態及び実施例では、弾性表面波共振子や弾性表面波共振子を用いたデュプレクサ等につき説明したが、本発明は、弾性境界波を利用した弾性波装置にも適用することができる。
　なお、図２に示した実施形態では、支持基板２上に、接合材層３，４及び高音速膜が５積層されていたが、図５７に示す変形例のように、高音速支持基板５Ａを用いてもよい。高音速支持基板５Ａ上に、低音速膜６及び圧電薄膜７が積層されている。
１…弾性波装置
２…支持基板
３，４…接合材層
５…高音速膜
５Ａ…高音速支持基板
６…低音速膜
７…圧電膜
１１，１１Ａ～１１Ｄ，１２～１４…ＩＤＴ電極
１１ａ，１１ｂ…第１，第２のバスバー
１１ｃ，１１ｄ…第１，第２の電極指
１１ｃ１，１１ｄ１…先端
１１ｃ２，１１ｄ２…側縁
１１ｅ，１１ｆ…第１，第２のダミー電極指
１１ｅ１…先端
１１ｅ２…側縁
１５…入力端子
１６，１６ａ，１６ｂ…出力端子
１７ａ～１７ｆ…グラウンド端子
２１，３１，４１…弾性波装置
４２～４４…ＩＤＴ電極
４５，４６…反射器
５１，６１…弾性波装置
１００，１００Ａ…ＩＤＴ電極
１０１，１０２…第１，第２の電極指
１０１ａ，１０１ｂ…電極指部分
１０３…バスバー
１０４，１０４Ａ…ダミー電極指
１２１，１２２…突出部

Claims (24)

  1. 　ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜を有する弾性波装置であって、
    　ＬｉＴａＯ３からなる前記圧電膜と、
    　前記圧電膜の一方面に形成されているＩＤＴ電極とを備え、
    　前記ＩＤＴ電極が、複数本の第１の電極指と、前記第１の電極指と間挿し合っている複数本の第２の電極指とを有し、
    　前記ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指の周期で定まる波長をλとしたときに、１０λ以下であり、
    　前記ＬｉＴａＯ３のオイラー角（φ，θ，ψ）により規定されるＩＤＴ電極により励振された弾性波の伝搬方向ψに対し、前記複数本の第１の電極指の先端を結ぶ方向及び前記第２の電極指の先端を結ぶ方向がνの傾斜角度をなしており、該傾斜角度νが０．４°以上、１５°以下の範囲にある、弾性波装置。
  2. 　ＬｉＴａＯ３からなる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の音速よりも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も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、
    　前記ＩＤＴ電極が、複数本の第１の電極指と、前記第１の電極指と間挿し合っている複数本の第２の電極指とを有し、
    　前記ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指の周期で定まる波長をλとしたときに、１０λ以下であり、
    　前記ＬｉＴａＯ３のオイラー角（φ，θ，ψ）により規定されるＩＤＴ電極により励振された弾性波の伝搬方向ψに対し、前記複数本の第１の電極指の先端を結ぶ方向及び前記第２の電極指の先端を結ぶ方向がνの傾斜角度をなしており、該傾斜角度νが０．４°以上、１５°以下の範囲にある、弾性波装置。
  3. 　ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜を有する弾性波装置であって、
    　前記圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも伝搬するバルク波音速が高速である高音速支持基板と、
    　前記高音速支持基板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も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、
    　前記ＩＤＴ電極が、複数本の第１の電極指と、前記第１の電極指と間挿し合っている複数本の第２の電極指とを有し、
    　前記ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指の周期で定まる波長をλとしたときに、１０λ以下であり、
    　前記ＬｉＴａＯ３のオイラー角（φ，θ，ψ）により規定されるＩＤＴ電極により励振された弾性波の伝搬方向ψに対し、前記複数本の第１の電極指の先端を結ぶ方向及び前記第２の電極指の先端を結ぶ方向がνの傾斜角度をなしており、該傾斜角度νが０．４°以上、１５°以下の範囲にある、弾性波装置。
  4. 　前記傾斜角度νが１０°以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  5. 　前記ＬｉＴａＯ３からなる圧電膜の膜厚が、前記ＩＤＴ電極の電極指の周期で定まる波長をλとしたときに、０．２λより大きい、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記ＩＤＴ電極の電極指交差幅が１０λより大きく、５０λ以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 　前記ＬｉＴａＯ３のカット角が３０°以上、６０°以下である、請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　前記ＩＤＴ電極のデューティが０．３／λ以上、０．７未満である、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記ＩＤＴ電極の前記第１の電極指の先端とギャップを隔てて第１のダミー電極指が設けられており、前記第２の電極指の先端とギャップを隔てて、第２のダミー電極指が設けられており、前記第１のダミー電極指が第２のバスバーに接続されており、前記第２のダミー電極指が第１のバスバーに接続されており、
    　前記第１，第２の電極指の先端から、前記第２，第１のダミー電極指の基端までの距離をオフセット長Ｌ、ギャップの電極指の延びる方向の寸法をＧとしたときに、（Ｌ－Ｇ）≧７．５×λ×ｔａｎ（ν）である、請求項１～８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  10. 　（前記オフセット長Ｌ－Ｇ）≧１１．５×λ×ｔａｎ（ν）である、請求項９に記載の弾性波装置。
  11. 　（前記オフセット長Ｌ－Ｇ）≧１７．５×λ×ｔａｎ（ν）である、請求項１０に記載の弾性波装置。
  12. 　前記ギャップの寸法Ｇが、０．１μｍより大きく、０．２５λより小さい、請求項９～１１のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  13. 　前記ＩＤＴ電極の前記第１の電極指及び第２の電極指のうち少なくとも一方において、電極指の延びる方向の側縁から電極指幅方向外側に突出している突出部が設けられている、請求項９～１２のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  14. 　前記突出部が、第１及び第２の電極指の少なくとも一方の先端に連なる側縁部分に設けられている、請求項１３に記載の弾性波装置。
  15. 　前記第１，第２のダミー電極の少なくとも一方に前記突出部が設けられている、請求項１３に記載の弾性波装置。
  16. 　前記突出部が、前記第１，第２の電極指の先端には至らない電極指の側縁に設けられている、請求項１３に記載の弾性波装置。
  17. 　前記突出部の平面形状が台形であり、該台形の側縁に連なっている下底の長さをＴＷ１としたときに、ＴＷ１≧０．１１７３５λである、請求項１３に記載の弾性波装置。
  18. 　前記突出部の前記電極指の側縁に沿う方向における最小寸法をＴＷ２としたときに、ＴＷ２≧０．０２９１５λである、請求項１７に記載の弾性波装置。
  19. 　前記突出部の弾性波伝搬方向に沿う寸法をＴＨとしたとき、ＴＨ≧０．０４６６λである、請求項１７に記載の弾性波装置。
  20. 　前記ＩＤＴ電極がＡｌまたはＡｌを主体とする合金からなり、ＩＤＴ電極の膜厚が、０．０８λ以上、０．０９７λ以下の範囲にある、請求項１～１９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  21. 　前記ＩＤＴ電極の膜厚が、０．１０λ以上、４００ｎｍ以下である、請求項１～１９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  22. 　請求項１～２１のいずれか１項に記載の弾性波装置を少なくとも１つ以上備える、フィルタ装置。
  23. 　請求項１～２１のいずれか１項に記載の弾性波装置で、±νの弾性波装置を複数備える、フィルタ装置。
  24. 　請求項１～２１のいずれか１項に記載の弾性波装置を複数備える、フィルタ装置。
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