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WO2021220974A1 - 弾性波装置 - Google Patents

弾性波装置 Download PDF

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WO2021220974A1
WO2021220974A1 PCT/JP2021/016510 JP2021016510W WO2021220974A1 WO 2021220974 A1 WO2021220974 A1 WO 2021220974A1 JP 2021016510 W JP2021016510 W JP 2021016510W WO 2021220974 A1 WO2021220974 A1 WO 2021220974A1
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WO
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elastic wave
wave device
electrode
film
sound velocity
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PCT/JP2021/016510
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English (en)
French (fr)
Inventor
康政 谷口
克也 大門
英樹 岩本
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Priority to CN202180028743.8A priority patent/CN115485973B/xx
Publication of WO2021220974A1 publication Critical patent/WO2021220974A1/ja
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    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device having an IDT electrode and a reflector electrode.
  • a piezoelectric film is laminated on a support substrate.
  • An IDT electrode and reflector electrodes arranged on both sides of the IDT electrode in the elastic wave propagation direction are provided on the piezoelectric film.
  • the intersecting region of the IDT electrodes has a central region and first and second edge regions arranged outside in the extending direction of the electrode finger in the central region. In the first and second edge regions, a dielectric film is provided between the electrode finger and the piezoelectric film.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device having a small loss.
  • the elastic wave device has a piezoelectric substrate, an IDT electrode provided on the piezoelectric substrate and having first and second electrode fingers that are interleaved with each other, and elastic wave propagation of the IDT electrode.
  • a reflector electrode is provided on both sides of the direction and has a plurality of electrode fingers, and the first electrode finger and the second electrode finger are viewed in the elastic wave propagation direction in the IDT electrode.
  • the region overlapping the two is an intersecting region, and the intersecting region is a central region and first and second edge regions arranged on both sides of the central region in the extending direction of the first and second electrode fingers.
  • a dielectric film is further provided so as to extend from the first and second edge regions to a region outside the elastic wave propagation direction of the region where the reflector electrode is provided.
  • FIG. 1 is a plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views taken along the lines AA and BB in FIG. 1, respectively.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the protrusion length of the dielectric film from the outer edge of the reflector and the energy leakage rate in the elastic wave device of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of the elastic wave device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a front sectional view showing a main part of the elastic wave device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a front sectional view showing a main part of the elastic wave device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a side sectional view for explaining the elastic wave device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a front sectional view for explaining a modification of the piezoelectric substrate used in the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views of a portion along the lines AA and BB in FIG.
  • the elastic wave device 1 has a piezoelectric substrate 2.
  • the piezoelectric substrate 2 is laminated on a support substrate 3 made of Si and a support substrate 3, and is laminated on a low sound velocity film 4 and a low sound velocity film 4 made of silicon oxide as a low sound velocity material. Has 5 and.
  • the low sound velocity material is a material in which the sound velocity of the propagating bulk wave is lower than the sound velocity of the bulk wave propagating in the piezoelectric film 5.
  • Examples of such a low sound velocity material include silicon oxide.
  • the material of the bass velocity film 4 is not limited to silicon oxide.
  • the material of the bass velocity film 4 is, for example, silicon oxide, glass, silicon nitride, tantalum oxide, a compound obtained by adding fluorine, carbon, or boron to silicon oxide, or a material containing each of the above materials as a main component. May be good.
  • the support substrate 3 is made of Si as a hypersonic material.
  • the hypersonic material is a material in which the sound velocity of the propagating bulk wave is higher than the sound velocity of the elastic wave propagating in the piezoelectric film 5.
  • high-pitched sound materials include aluminum oxide, silicon carbide, sapphire, lithium tantalate, lithium niobate, crystal, alumina, zirconia, cozilite, mulite, steatite, forsterite, magnesia, and DLC (diamond-like).
  • a carbon) film or diamond, a material containing the above material as a main component, or the like can be used.
  • the piezoelectric film 5 is made of lithium tantalate, but may be made of another piezoelectric material such as lithium niobate.
  • the piezoelectric substrate 2 has the above-mentioned laminated structure, elastic waves excited by the piezoelectric film 5 can be effectively confined in the piezoelectric film 5.
  • An IDT electrode 6 and first and second reflector electrodes 7 and 8 arranged on both sides of the IDT electrode 6 in the elastic wave propagation direction are provided on the piezoelectric substrate 2.
  • the IDT electrode 6 and the first and second reflector electrodes 7 and 8 are made of an appropriate metal or alloy such as Al, Cu, Mo, or W.
  • the IDT electrode 6 has a first bus bar 6a and a second bus bar 6b facing each other. One ends of a plurality of first electrode fingers 6c are connected to the first bus bar 6a. One ends of a plurality of second electrode fingers 6d are connected to the second bus bar 6b. The plurality of first electrode fingers 6c and the plurality of second electrode fingers 6d are interleaved with each other.
  • the first reflector electrode 7 has a plurality of electrode fingers 7a. Both ends of the plurality of electrode fingers 7a are short-circuited.
  • the second reflector electrode 8 also has a plurality of electrode fingers 8a. Both ends of the plurality of electrode fingers 8a are short-circuited.
  • a 1-port elastic wave resonator is composed of the IDT electrode 6 and the first and second reflector electrodes 7 and 8.
  • An elastic wave is excited by applying an AC voltage between the first electrode finger 6c and the second electrode finger 6d.
  • the piezoelectric film 5 is composed of LiTaO 3 , and the SH wave is excited as the main mode.
  • the elastic wave propagation direction is a direction orthogonal to the direction in which the first and second electrode fingers 6c and 6d extend.
  • the region where the first electrode finger 6c and the second electrode finger 6d overlap is the intersection region K as the resonance region.
  • the intersecting region K has a central region C and first and second edge regions E1 and E2 arranged on both sides of the central region C in the extending direction of the first and second electrode fingers 6c and 6d.
  • the dielectric films 9 and 10 are provided in the first edge region E1 and the second edge region E2.
  • the dielectric films 9 and 10 are films that add mass in the first and second edge regions E1 and E2.
  • a dielectric selected from the group consisting of tantalum oxide, hafnium oxide, tungsten oxide, selenium oxide and niobium oxide is preferably used as the dielectric material of the dielectric film.
  • Ta 2 O 5 is used as the tantalum oxide.
  • the dielectric film 9 is formed by the first and second electrode fingers 6c and 6d, that is, the IDT electrode 6 and the piezoelectric substrate 2. It is provided between them. Further, the dielectric film 9 is also located below the first and second reflector electrodes 7 and 8. That is, the dielectric film 9 reaches between the IDT electrode 6 and the piezoelectric substrate 2 and between the reflector electrodes 7 and 8 and the piezoelectric substrate 2.
  • the dielectric film 10 is also provided in the second edge region E2 between the first and second electrode fingers 6c and 6d, that is, the IDT electrode 6 and the piezoelectric substrate 2. Further, the dielectric film 10 is also located below the first and second reflector electrodes 7 and 8.
  • the speed of sound in the first and second edge regions E1 and E2 is lower than the speed of sound in the central region C.
  • FIG. 1 the sound velocity V1 of the central region C, the sound velocity V2 of the first and second edge regions E1 and E2, and the outer gap of the first and second edge regions E1 and E2 in the direction in which the electrode finger extends.
  • the relationship with the speed of sound V3 in the region is shown. That is, on the right side of the elastic wave device 1 in FIG. 1, a scale with a higher speed of sound is shown toward the right side.
  • the dielectric films 9 and 10 are not only located below the IDT electrode 6 in the first and second edge regions E1 and E2, but also from below the IDT electrode 6. It is provided so as to extend beyond the lower part of the first and second reflector electrodes 7 and 8 to a region outside the elastic wave propagation direction. As a result, the elastic wave device 1 is designed to have a low loss. This will be described more specifically.
  • the transverse mode ripple can be suppressed by lowering the sound velocity of the first and second edge regions E1 and E2 to form a piston mode resonator.
  • the elastic wave device of Patent Document 1 has a problem that the acoustic discontinuity between the IDT electrode and the reflector electrode becomes large. More specifically, in the edge region, the acoustic discontinuity between the IDT electrode and the reflector electrode, that is, the difference in sound velocity and the difference in reflection coefficient may increase. Therefore, there is a problem that elastic waves are likely to be scattered and the loss due to the scattering becomes large.
  • the dielectric films 9 and 10 pass below the IDT electrodes 6 and below the first and second reflector electrodes 7 and 8, and the first and second reflector electrodes 7 are used. , 8 is provided so as to reach the outer region. Therefore, the acoustic discontinuity in the first and second edge regions E1 and E2 is relaxed. Therefore, since scattering of elastic waves is unlikely to occur, loss due to scattering can be suppressed. Therefore, it is possible to provide a low-loss elastic wave device 1.
  • the dielectric films 9 and 10 are further provided so as not to reach the edge edges 2a and 2b located on both sides of the piezoelectric substrate 2 in the elastic wave propagation direction. Therefore, when a reliability test such as a reflow test or a thermal shock test is performed, cracks occur at the edge 2a and 2b of the piezoelectric substrate 2 even if tensile stress is generated by the dielectric films 9 and 10. It is desirable because it makes it possible to obtain the effect of making it difficult.
  • the elastic wave device 1 covers the IDT electrode 6 as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
  • the protective film 11 is provided so as to cover the first and second reflector electrodes 7 and 8 not shown in FIG.
  • the protective film 11 is made of silicon oxide.
  • the protective film 11 can be formed of a dielectric material other than silicon oxide, for example, various materials such as silicon oxynitride and silicon nitride.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the protrusion length L ( ⁇ m) and the energy leakage rate.
  • the energy leakage rate refers to the ratio of the energy leaking to the outside out of the energy generated by the excitation of the IDT electrode 6. The smaller the leakage rate, the smaller the energy loss. That is, the loss of the pass band can be reduced.
  • the energy leakage rate is smaller when the protrusion length is 0.25 ⁇ m or 0.375 ⁇ m than when the protrusion length is 0. Therefore, it is desirable that the dielectric films 9 and 10 extend outside the outer edges of the first and second reflector electrodes 7 and 8, as in the elastic wave device 1.
  • FIG. 4 is a plan view of the elastic wave device according to the second embodiment of the present invention.
  • the dielectric films 9 and 10 are provided so as to reach the edge edges 2a and 2b located on both sides of the piezoelectric substrate 2 in the elastic wave propagation direction.
  • the elastic wave device 21 is the same as the elastic wave device 1 in other configurations. Therefore, the same reference number will be assigned to the same part, and the description thereof will be omitted.
  • the piston mode can be configured in the same manner as in the elastic wave device 1. Further, the dielectric films 9 and 10 are extended so as to extend beyond the first and second reflector electrodes 7 and 8 to reach the outer region of the first and second reflector electrodes 7 and 8. .. Therefore, it is possible to reduce the loss as in the elastic wave device 1.
  • the dielectric films 9 and 10 are provided so as to reach the edge edges 2a and 2b.
  • the dielectric films 9 and 10 may be provided so as to reach the edge edges 2a and 2b in this way.
  • FIG. 5 is a front sectional view showing a main part of the elastic wave device according to the third embodiment.
  • FIG. 5 shows a portion corresponding to FIG. 2 (b). That is, the cross-sectional structure in the first edge region is shown.
  • the dielectric film 9 is provided so as to cover the first and second electrode fingers 6c and 6d in the first and second edge regions, that is, on the upper surface of the IDT electrode 6. ..
  • the dielectric film for lowering the sound velocity in the first and second edge regions may be provided so as to cover the electrode fingers of the IDT electrode and the reflector electrode.
  • FIG. 6 is a front sectional view showing a main part of the elastic wave device according to the fourth embodiment. Also in FIG. 6, the cross-sectional structure shown in FIG. 2B, that is, in the first edge region is shown.
  • the dielectric film 9 is laminated on the upper surface of the protective film 11. As described above, the dielectric film 9 may be provided so as to cover the first and second electrode fingers 6c and 6d and the protective film 11 in the first edge region. In this case, the dielectric film is similarly configured in the second edge region.
  • FIG. 7 is a side sectional view of the elastic wave device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 7 shows a cross section of the elastic wave device 51 extending in a direction orthogonal to the elastic wave propagation direction, that is, a cross section along the direction in which the second electrode finger 6d of the IDT electrode 6 extends.
  • the IDT electrode 6 is provided on the piezoelectric substrate 2.
  • a first bus bar 6a, a second electrode finger 6d, and a second bus bar 6b are illustrated.
  • a protective film 52 is provided so as to cover the IDT electrode 6.
  • the protective film 52 is made of an appropriate insulator such as silicon oxide or silicon nitride.
  • the protective film 52 may be a frequency temperature characteristic adjusting film for adjusting the frequency temperature characteristic.
  • a dielectric film 53 is further laminated on the protective film 52.
  • a portion protruding upward is provided in a portion corresponding to the first and second edge regions E1 and E2.
  • the protruding portion constitutes the dielectric films 9 and 10 as the mass addition film.
  • the dielectric films 9 and 10 extend beyond the first and second reflector electrodes and of the first and second reflector electrodes, as in the first to fourth embodiments. It is provided so as to reach the region outside the elastic wave propagation direction. Therefore, it is possible to reduce the loss as in the elastic wave device 1.
  • the piezoelectric substrate 2 is made of a single piezoelectric body.
  • a piezoelectric single crystal such as lithium tantalate or lithium niobate can be used.
  • the piezoelectric substrate 2 made of a single piezoelectric material may be used in this way.
  • the elastic wave device 1 a laminate of a support substrate 3 made of Si, a low sound velocity film 4, and a piezoelectric film 5 was used as the piezoelectric substrate 2, but a high sound velocity material was used between the support substrate 3 and the low sound velocity film 4.
  • a high sound velocity material layer composed of the same may be provided.
  • the support substrate 3 may be made of an insulating material or a semiconductor material other than the hypersonic material.
  • the support substrate 3 is made of Si and is integrated with the hypersonic material layer.
  • the piezoelectric substrate 2A shown in FIG. 8 may be used.
  • the acoustic reflection film 74 is laminated between the support substrate 3 and the piezoelectric film 5.
  • the acoustic reflection film 74 has a structure in which low acoustic impedance layers 74a, 74c, 74e having a relatively low acoustic impedance and high acoustic impedance layers 74b, 74d, 74f having a relatively high acoustic impedance are alternately laminated.
  • the number of these layers is not particularly limited. Even when the piezoelectric substrate 2A using such an acoustic reflection film 74 is used, the energy of elastic waves can be effectively confined in the piezoelectric film 5.
  • the low acoustic impedance material constituting the low acoustic impedance layers 74a, 74c, 74e and the high acoustic impedance material constituting the high acoustic impedance layers 74b, 74d, 74f are appropriately combined with each other to satisfy the above acoustic impedance relationship. Can be used.

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Abstract

損失の小さい、弾性波装置を提供する。　圧電性基板２上に、ＩＤＴ電極６及び反射器電極７，８が設けられており、ＩＤＴ電極６の第１の電極指６ｃと第２の電極指６ｄとが弾性波伝搬方向において重なり合う領域が交差領域Ｋであり、交差領域Ｋが、中央領域Ｃと、中央領域Ｃの両側に位置している第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２とを有し、誘電体膜９，１０が、第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２から反射器電極７，８を経て、反射器電極７，８の弾性波伝搬方向外側の領域に至るように配置されている、弾性波装置１。

Description

弾性波装置
　本発明は、ＩＤＴ電極及び反射器電極を有する弾性波装置に関する。
　下記の特許文献１に記載の弾性波装置では、支持基板上に圧電膜が積層されている。この圧電膜上に、ＩＤＴ電極と、ＩＤＴ電極の弾性波伝搬方向両側に配置された反射器電極とが設けられている。特許文献１では、ＩＤＴ電極の交差領域が、中央領域と、中央領域の電極指の延びる方向外側に配置された第１，第２のエッジ領域とを有する。第１，第２のエッジ領域において、電極指と、圧電膜との間に誘電体膜が設けられている。
ＵＳ　２０１７／０１５５３７３　Ａ１
　特許文献１に記載の弾性波装置では、ＩＤＴ電極と反射器電極との間での音響的な不連続性が大きい。そのため、エネルギー散乱が生じ、損失が大きくなるという問題があった。
　本発明の目的は、損失の小さい弾性波装置を提供することにある。
　本発明に係る弾性波装置は、圧電性基板と、前記圧電性基板上に設けられており、互いに間挿し合う第１及び第２の電極指を有するＩＤＴ電極と、前記ＩＤＴ電極の弾性波伝搬方向両側に配置されており、複数本の電極指を有する反射器電極と、を備え、前記ＩＤＴ電極において、前記第１の電極指と前記第２の電極指とを弾性波伝搬方向にみたときに重なりあっている領域が交差領域であり、前記交差領域が、中央領域と、前記中央領域の前記第１，第２の電極指の延びる方向両側に配置された第１，第２のエッジ領域とを有し、前記第１，第２のエッジ領域から、前記反射器電極が設けられている領域の弾性波伝搬方向外側の領域に至るように設けられた誘電体膜をさらに備える。
　本発明によれば、損失の小さい弾性波装置を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、それぞれ、図１中のＡ－Ａ線及びＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 図３は、第１の実施形態の弾性波装置において、誘電体膜の反射器の外側端縁からのはみだし長さと、エネルギー漏洩率との関係を示す図である。 図４は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。 図５は、本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す正面断面図である。 図６は、本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す正面断面図である。 図７は、本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置を説明するための側面断面図である。 図８は、本発明で用いられる圧電性基板の変形例を説明するための正面断面図である。
　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。
　なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１中のＡ－Ａ線及びＢ－Ｂ線に沿う部分の断面図である。
　弾性波装置１は、圧電性基板２を有する。圧電性基板２は、Ｓｉからなる支持基板３と、支持基板３上に積層されており、低音速材料としての酸化ケイ素からなる低音速膜４及び低音速膜４上に積層されている圧電膜５とを有する。
　低音速材料とは、伝搬するバルク波の音速が、圧電膜５を伝搬するバルク波の音速よりも低い材料をいう。このような低音速材料としては、酸化ケイ素などを挙げることができる。なお、低音速膜４の材料は、酸化ケイ素に限定されない。低音速膜４の材料は、例えば、酸化ケイ素、ガラス、酸窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化ケイ素にフッ素、炭素、若しくはホウ素を加えた化合物、又は、上記各材料を主成分とする材料であってもよい。
　本実施形態では、支持基板３は、高音速材料としてのＳｉからなる。高音速材料とは、伝搬するバルク波の音速が、圧電膜５を伝搬する弾性波の音速よりも高い材料をいう。高音速材料としては、Ｓｉの他、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、サファイア、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、アルミナ、ジルコニア、コ－ジライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシア、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜またはダイヤモンド、上記材料を主成分とする材料などを用いることができる。
　圧電膜５は、タンタル酸リチウムからなるが、ニオブ酸リチウムなどの他の圧電体からなるものであってもよい。
　圧電性基板２は、上記積層構造を有するため、圧電膜５において励振された弾性波を圧電膜５内に効果的に閉じ込めることができる。圧電性基板２上に、ＩＤＴ電極６と、ＩＤＴ電極６の弾性波伝搬方向両側に配置された第１，第２の反射器電極７，８とが設けられている。
　ＩＤＴ電極６及び第１，第２の反射器電極７，８は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗなどの適宜の金属もしくは合金からなる。
　ＩＤＴ電極６は、対向し合う第１のバスバー６ａ及び第２のバスバー６ｂを有する。第１のバスバー６ａに、複数本の第１の電極指６ｃの一端が接続されている。第２のバスバー６ｂに、複数本の第２の電極指６ｄの一端が接続されている。複数本の第１の電極指６ｃと複数本の第２の電極指６ｄとは、互いに間挿し合っている。
　第１の反射器電極７は、複数本の電極指７ａを有する。複数本の電極指７ａの両端が短絡されている。第２の反射器電極８も同様に、複数本の電極指８ａを有する。複数本の電極指８ａの両端が短絡されている。
　弾性波装置１では、上記ＩＤＴ電極６及び第１，第２の反射器電極７，８により１ポート型弾性波共振子が構成されている。第１の電極指６ｃと第２の電極指６ｄとの間に交流電圧を印加することにより、弾性波が励振される。本実施形態では、圧電膜５はＬｉＴａＯ３からなりＳＨ波がメインモードとして励振される。
　弾性波装置１では、弾性波伝搬方向は、上記第１，第２の電極指６ｃ，６ｄが延びる方向と直交する方向である。弾性波伝搬方向にみたときに、第１の電極指６ｃと第２の電極指６ｄとが重なり合っている領域が、共振領域としての交差領域Ｋである。この交差領域Ｋは、中央領域Ｃと、中央領域Ｃの第１，第２の電極指６ｃ，６ｄの延びる方向両側に配置された第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２とを有する。
　弾性波装置１では、第１のエッジ領域Ｅ１，第２のエッジ領域Ｅ２において、誘電体膜９，１０が設けられている。誘電体膜９，１０は、第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２において質量を付加する膜である。この誘電体膜の材料としての誘電体としては、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化セレン及び酸化ニオブからなる群から選択された誘電体が好適に用いられる。本実施形態では、酸化タンタルとして、Ｔａ２Ｏ５が用いられている。
　図２（ａ）で示すように中央領域Ｃでは、第１，第２の電極指６ｃ，６ｄと、圧電性基板２との間に誘電体膜は存在しない。これに対して、図２（ｂ）に示すように、第１のエッジ領域Ｅ１では、誘電体膜９が第１，第２の電極指６ｃ，６ｄすなわちＩＤＴ電極６と圧電性基板２との間に設けられている。さらに、上記誘電体膜９は、第１，第２の反射器電極７，８の下方にも位置している。すなわち、誘電体膜９は、ＩＤＴ電極６と圧電性基板２との間から、反射器電極７，８と圧電性基板２との間に至っている。同様に、誘電体膜１０についても、第２のエッジ領域Ｅ２において、第１，第２の電極指６ｃ，６ｄすなわちＩＤＴ電極６と圧電性基板２との間に設けられている。さらに、上記誘電体膜１０は、第１，第２の反射器電極７，８の下方にも位置している。
　上記誘電体膜９，１０が設けられているため、第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２における音速は、中央領域Ｃの音速よりも低められている。図１において、この中央領域Ｃの音速Ｖ１、第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２の音速Ｖ２と、第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２の、電極指が延びる方向における外側のギャップ領域の音速Ｖ３との関係を示す。すなわち図１の弾性波装置１の右側において、右側にいくにつれ音速が高いスケールが示されている。Ｖ３＞Ｖ１＞Ｖ２である。
　よって、弾性波装置１では、上記音速差により横モードのリップルを抑圧することが可能とされている。
　なお、弾性波装置１では、上記誘電体膜９，１０は、第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２において、ＩＤＴ電極６の下方に位置しているだけでなく、ＩＤＴ電極６の下方から第１，第２の反射器電極７，８の下方を超えて弾性波伝搬方向外側の領域まで延びるように設けられている。それによって、弾性波装置１では、低損失化が図られている。これを、より具体的に説明する。
　特許文献１に記載のように、第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２の音速を低めて、ピストンモード共振子を構成することにより、横モードリップルを抑圧することができる。しかしながら、特許文献１の弾性波装置では、ＩＤＴ電極と反射器電極との間の音響的な不連続性が大きくなるという問題があった。より具体的には、エッジ領域において、ＩＤＴ電極と反射器電極との間の音響的な不連続性、すなわち音速差や反射係数差が大きくなることがあった。そのため、弾性波の散乱が生じやすく、それによる損失が大きくなるという問題があった。
　これに対して、弾性波装置１では、誘電体膜９，１０が、ＩＤＴ電極６から第１，第２の反射器電極７，８の下方を経て、第１，第２の反射器電極７，８の外側の領域に至るように設けられている。そのため、第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２における音響的不連続性が緩和されている。従って、弾性波の散乱が生じ難いため、散乱による損失を抑制することができる。よって、低損失の弾性波装置１を提供することができる。
　なお、弾性波装置１では、さらに誘電体膜９，１０は、圧電性基板２の弾性波伝搬方向両側に位置する端縁２ａ，２ｂに至らないように設けられている。従って、リフロー試験や、熱衝撃試験のような信頼性試験を行った場合、誘電体膜９，１０による引張応力が生じたとしても、圧電性基板２の端縁２ａ，２ｂにおいて、割れが生じ難くなる、という効果を得ることが可能となるため、望ましい。
　なお、図１では、最上層に設けられた保護膜の図示は省略されているが、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、弾性波装置１では、ＩＤＴ電極６を覆うように、また、図２に示されていない第１，第２の反射器電極７，８を覆うように、保護膜１１が設けられている。保護膜１１は、酸化ケイ素からなる。もっとも、保護膜１１は、酸化ケイ素以外の他の誘電体、例えば、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素などのさまざまな材料により形成することができる。
　弾性波装置１では、誘電体膜９，１０が、第１，第２の反射器電極７，８の外側端縁からさらに外側に延ばされている。この外側に延ばされている部分の長さをはみだし長さＬとする。図３は、このはみだし長さＬ（μｍ）と、エネルギーの漏洩率との関係を示す図である。エネルギーの漏洩率とは、ＩＤＴ電極６の励振により発生したエネルギーのうち、外部に漏洩するエネルギーの割合をいう。この漏洩率が小さいほうが、エネルギーロスが小さい。すなわち、通過帯域の損失を小さくすることができる。
　図３から明らかなように、はみだし長さが０の場合に比べて、はみ出し長さを０．２５μｍまたは０．３７５μｍとした場合のほうが、エネルギーの漏洩率が小さい。従って、弾性波装置１のように、誘電体膜９，１０が、第１，第２の反射器電極７，８の外側端縁よりも外側にはみでていることが望ましい。
　図４は、本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の平面図である。弾性波装置２１では、誘電体膜９，１０が、圧電性基板２の弾性波伝搬方向両側に位置している端縁２ａ，２ｂに至るように設けられている。その他の構成は、弾性波装置２１は弾性波装置１と同様である。従って、同一部分については同一の参照番号を付することによりその説明を省略する。
　弾性波装置２１では、誘電体膜９，１０が、第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２に設けられているため、弾性波装置１と同様に、ピストンモードを構成することができる。また、誘電体膜９，１０が、第１，第２の反射器電極７，８を越えて第１，第２の反射器電極７，８の外側の領域に至るように延ばされている。そのため、弾性波装置１と同様に、低損失化を図ることができる。
　もっとも、誘電体膜９，１０は、端縁２ａ，２ｂに至るように設けられている。本発明では、このように、端縁２ａ，２ｂに至るように誘電体膜９，１０が設けられていてもよい。
　図５は、第３の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す正面断面図である。図５では、図２（ｂ）に相当する部分が示されている。すなわち、第１のエッジ領域における断面構造が示されている。弾性波装置３１では、誘電体膜９は、第１，第２のエッジ領域において、第１，第２の電極指６ｃ，６ｄを覆うように、すなわち、ＩＤＴ電極６の上面に設けられている。このように、本発明では、第１，第２のエッジ領域の音速を低めるための誘電体膜は、ＩＤＴ電極や反射器電極の電極指を覆うように設けられていてもよい。
　図６は、第４の実施形態に係る弾性波装置の要部を示す正面断面図である。図６においても、図２（ｂ）に示す、すなわち、第１のエッジ領域における断面構造が示されている。弾性波装置４１では、誘電体膜９は、保護膜１１の上面に積層されている。このように、誘電体膜９は、第１のエッジ領域において、第１，第２の電極指６ｃ，６ｄ及び保護膜１１を覆うように設けられていてもよい。この場合、第２のエッジ領域においても誘電体膜が同様に構成されている。
　図７は、第５の実施形態に係る弾性波装置の側面断面図である。図７では、弾性波装置５１において、弾性波伝搬方向と直交する方向に延びる断面、すなわちＩＤＴ電極６の第２の電極指６ｄが延びる方向に沿う断面が示されている。
　弾性波装置５１では、圧電性基板２上に、ＩＤＴ電極６が設けられている。図７では、第１のバスバー６ａと、第２の電極指６ｄ及び第２のバスバー６ｂが図示されている。
　弾性波装置５１では、上記ＩＤＴ電極６を覆うように保護膜５２が設けられている。保護膜５２は、酸化ケイ素や酸窒化ケイ素などの適宜の絶縁体からなる。
　上記保護膜５２は、周波数温度特性を調整するための周波数温度特性調整膜であってもよい。
　上記保護膜５２上に、誘電体膜５３がさらに積層されている。この誘電体膜５３では、第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２に相当する部分において、上方に突出する部分が設けられている。この突出している部分が、質量付加膜としての誘電体膜９，１０を構成している。
　それによって、第１，第２のエッジ領域Ｅ１，Ｅ２に相当する部分において質量が付加され、低音速化が図られている。
　弾性波装置５１では、上記誘電体膜９，１０が、第１～第４の実施形態と同様に、第１，第２の反射器電極を越えて、第１，第２の反射器電極の弾性波伝搬方向外側の領域に至るように設けられている。従って、弾性波装置１と同様に、低損失化を図ることができる。
　なお、弾性波装置５１では、圧電性基板２は、単一の圧電体からなる。このような圧電体としては、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどの圧電単結晶を用いることができる。本発明においては、このように、単一の圧電体からなる圧電性基板２を用いてもよい。
　弾性波装置１では、圧電性基板２として、Ｓｉからなる支持基板３、低音速膜４及び圧電膜５の積層体を用いたが、支持基板３と低音速膜４との間に高音速材料からなる高音速材料層を設けてもよい。その場合には、支持基板３を、高音速材料以外の絶縁性材料や半導体材料などで構成してもよい。なお、弾性波装置１では、支持基板３がＳｉからなり、高音速材料層と一体化されている。
　また、本発明においては、図８に示す圧電性基板２Ａを用いてもよい。圧電性基板２Ａでは、支持基板３と圧電膜５との間に音響反射膜７４が積層されている。音響反射膜７４は、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス層７４ａ，７４ｃ，７４ｅと、相対的に音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス層７４ｂ，７４ｄ，７４ｆとを交互に積層した構造を有する。これらの積層数については特に限定されない。このような音響反射膜７４を用いた圧電性基板２Ａを用いた場合においても、圧電膜５内に弾性波のエネルギーを効果的に閉じ込めることができる。
　なお、低音響インピーダンス層７４ａ，７４ｃ，７４ｅを構成する低音響インピーダンス材料と、高音響インピーダンス層７４ｂ，７４ｄ，７４ｆを構成する高音響インピーダンス材料は、上記音響インピーダンス関係を満たす適宜の材料の組み合わせを用いることができる。
１，２１，３１，４１，５１…弾性波装置
２，２Ａ…圧電性基板
２ａ，２ｂ…端縁
３…支持基板
４…低音速膜
５…圧電膜
６…ＩＤＴ電極
６ａ，６ｂ…第１，第２のバスバー
６ｃ，６ｄ…第１，第２の電極指
７，８…第１，第２の反射器電極
７ａ，８ａ…電極指
９，１０…誘電体膜
１１，５２…保護膜
５３…誘電体膜
７４…音響反射膜
７４ａ，７４ｃ，７４ｅ…低音響インピーダンス層
７４ｂ，７４ｄ，７４ｆ…高音響インピーダンス層

Claims (14)

  1. 　圧電性基板と、
    　前記圧電性基板上に設けられており、互いに間挿し合う第１及び第２の電極指を有するＩＤＴ電極と、
    　前記ＩＤＴ電極の弾性波伝搬方向両側に配置されており、複数本の電極指を有する反射器電極と、
    を備え、
    　前記ＩＤＴ電極において、前記第１の電極指と前記第２の電極指とを弾性波伝搬方向にみたときに重なりあっている領域が交差領域であり、前記交差領域が、中央領域と、前記中央領域の前記第１，第２の電極指の延びる方向両側に配置された第１，第２のエッジ領域とを有し、前記第１，第２のエッジ領域から、前記反射器電極が設けられている領域の弾性波伝搬方向外側の領域に至るように設けられた誘電体膜をさらに備える、弾性波装置。
  2. 　前記誘電体膜が、前記反射器電極の前記弾性波伝搬方向外側において、前記圧電性基板の端部に至らないように設けられている、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記誘電体膜が、前記反射器電極の前記弾性波伝搬方向外側において、前記圧電性基板の端部に至るように設けられている、請求項１に記載の弾性波装置。
  4. 　前記誘電体膜が、前記ＩＤＴ電極と前記圧電性基板との間から前記反射器電極と前記圧電性基板との間に至るように設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  5. 　前記誘電体膜が、前記ＩＤＴ電極上から前記反射器電極上に至るように設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記ＩＤＴ電極を覆うように設けられた保護膜をさらに備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 　前記誘電体膜が、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化セレン及び酸化ニオブからなる群から選択された誘電体からなる、請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　前記第１，第２のエッジ領域の音速が、前記中央領域における音速よりも低められている、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記圧電性基板が、支持基板と、前記支持基板に直接または間接に積層された圧電膜とを有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  10. 　前記圧電性基板が、前記圧電膜と、前記支持基板との間に配置されており、伝搬するバルク波の音速が、圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも高い、高音速材料からなる高音速材料層をさらに備える、請求項９に記載の弾性波装置。
  11. 　前記支持基板が、前記高音速材料からなり、前記高音速材料層と、前記支持基板とが一体化されている、請求項１０に記載の弾性波装置。
  12. 　前記高音速材料層と前記圧電膜との間に配置されており、伝搬するバルク波の音速が、前記圧電膜を伝搬するバルク波の音速よりも低い、低音速材料からなる低音速膜をさらに備える、請求項１０または１１に記載の弾性波装置。
  13. 　前記圧電性基板が、前記圧電膜と、前記支持基板との間に積層された音響反射膜をさらに備える、請求項９に記載の弾性波装置。
  14. 　前記音響反射膜が、相対的に音響インピーダンスが低い低音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが高い高音響インピーダンス層とを有する、請求項１３に記載の弾性波装置。
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