WO2026004346A1 - 弾性波装置 - Google Patents

Abstract

弾性波装置（１）は、主面（３０ａおよび３０ｂ）を有する支持基板（３０）と、主面（３０ｂ）と対面する主面（３２ａ）および主面（３２ａ）と対向する主面（３２ｂ）を有する圧電体層（３２）と、主面（３２ｂ）に配置された弾性波共振子（２１）と、主面（３２ｂ）と対面する主面（４０ａ）を有する支持基板（４０）と、主面（４０ａ）に配置された弾性波共振子（１１）と、主面（３２ｂ）と主面（４０ａ）との間であって弾性波共振子（１１および２１）を囲むよう配置された枠体（７０）と、支持基板（３０）を貫通するよう配置された貫通電極（８１）と、を備え、弾性波共振子（２１）は主面（３２ｂ）に配置されたＩＤＴ電極（６０）を含み、圧電体層（３２）の厚さをｄ、ＩＤＴ電極（６０）の電極指ピッチをｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、弾性波共振子（１１）は平面電極（６６）、圧電体層（６７）および平面電極（６８）を含む。

Description

弾性波装置

　本発明は、弾性波装置に関する。

　特許文献１には、第１圧電基板および第２圧電基板と、第１圧電基板と第２圧電基板とで挟まれた空間の第１圧電基板側に配置されたＳＡＷ共振子と、上記空間の第２圧電基板側に配置されたＢＡＷ共振子と、第２圧電基板を貫通する外部電極と、を備えた圧電デバイスが開示されている。これによれば、小型の弾性波装置を実現できるとしている。

国際公開第２００６／００８９４０号

　しかしながら、特許文献１に開示された圧電デバイス（弾性波装置）では、高温時に第１圧電基板および第２圧電基板が膨張する。ＢＡＷ共振子の弾性波伝搬方向は基板面に平行な膨張方向と交叉するのでＢＡＷ共振子の共振特性は熱応力の影響を受けにくい。これに対して、第１圧電基板側に、ＩＤＴ（InterDigital Transducer）電極を含む横方向励起フィルムバルク音響共振子（XBAR：Laterally Excited Bulk Acoustic Resonator）が配置された場合、ＩＤＴ電極は上記膨張方向と平行に形成されるため、上記熱応力によりＸＢＡＲの共振特性が劣化し易い。つまり、第１圧電基板側に配置されたＸＢＡＲの高温時の特性劣化により、圧電デバイス（弾性波装置）の特性が劣化する。

　そこで、本発明は、熱による特性劣化が抑制された小型の弾性波装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性波装置は、互いに対向する第１主面および第２主面を有する第１支持基板と、第２主面と対面する第３主面、および第３主面と対向する第４主面を有する第１圧電体層と、第４主面に配置された第１弾性波共振子と、第４主面と空間を挟んで対面する第５主面を有する第２支持基板と、第５主面に配置された第２弾性波共振子と、第４主面と第５主面との間に配置され、第４主面および第５主面を平面視した場合に第１弾性波共振子および第２弾性波共振子を囲むように配置された枠体と、第１主面および第２主面の間で第１支持基板を貫通するよう配置され、第１弾性波共振子および第２弾性波共振子の少なくとも一方と接続された貫通電極と、を備え、第１弾性波共振子は、第４主面に配置されたＩＤＴ電極を含み、第１圧電体層の厚さをｄとし、ＩＤＴ電極の電極指ピッチをｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、第２弾性波共振子は、第５主面から第４主面の方向に向かって順に配置された第１平面電極、第２圧電体層および第２平面電極を含む。

　本発明によれば、熱による特性劣化が抑制された小型の弾性波装置を提供することが可能となる。

図１は、実施の形態に係る弾性波装置の断面図である。 図２Ａは、実施の形態に係る弾性波装置の第１平面図である。 図２Ｂは、実施の形態に係る弾性波装置の第２平面図である。 図３Ａは、実施の形態に係る第１弾性波共振子の第１例を模式的に表す平面図および断面図である。 図３Ｂは、実施の形態に係る第１弾性波共振子の第２例を模式的に表す断面図である。 図３Ｃは、実施の形態に係る第２弾性波共振子の第１例を模式的に表す断面図である。 図３Ｄは、実施の形態に係る第２弾性波共振子の第２例を模式的に表す断面図である。 図４は、マザー基板に実装された実施の形態に係る弾性波装置の断面図である。 図５は、実施の形態に係る弾性波装置の回路構成の一例を示す図である。 図６は、実施の形態に係る弾性波装置のインピーダンス特性および通過特性を表す図である。 図７は、実施の形態の変形例に係る弾性波装置のインピーダンス特性および通過特性を表す図である。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。

　なお、各図は、本発明を示すために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる場合がある。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡素化される場合がある。

　また、「平行」および「垂直」などの要素間の関係性を示す用語、「矩形」などの要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の誤差をも含むことを意味する。

　本開示の回路構成において、「接続される」とは、電極および／または配線導体で直接接続される場合だけでなく、インダクタおよびキャパシタなどの整合素子、ならびにスイッチ回路を介して電気的に接続される場合も含む。「ＡおよびＢの間に接続される」とは、ＡおよびＢの間でＡおよびＢの両方に接続されることを意味する。

　また、本開示において、弾性波装置または弾性波フィルタの通過帯域は、当該通過帯域内における挿入損失の最小値から３ｄＢ大きい２つの周波数間の周波数帯域と定義される。

　また、本開示の弾性波装置の共振特性において、共振周波数および反共振周波数は、例えば、弾性波装置が他の回路素子と接続されていない状態で、弾性波装置の２つの入出力電極にＲＦプローブを接触させ、ネットワークアナライザ等で反射特性（インピーダンス特性）を測定することで導出される。

　また、本開示において、「材料の主成分」とは、当該材料に占める割合が５０重量％を超える成分をいう。上記主成分は、単結晶、多結晶およびアモルファスのうちいずれかの状態、もしくは、これらが混在した状態で存在していてもよい。

　本発明の層構成において、「Ａ層（または部品Ａ）がＢ層の主面Ｃに配置される」とは、Ａ層（または部品Ａ）がＢ層の主面Ｃに接触して配置されることに加えて、Ａ層（または部品Ａ）が主面Ｃと接触せずに主面Ｃの上方に配置されること（例えば、Ａ層（または部品Ａ）が主面Ｃと接触して配置された他層上に積層されること）を含む。

　（実施の形態）
　［１　弾性波装置１の構造］
　図１は、実施の形態に係る弾性波装置１の断面図である。図２Ａは、実施の形態に係る弾性波装置１の第１平面図である。図２Ｂは、実施の形態に係る弾性波装置１の第２平面図である。図２Ａは、ｚ軸正側から圧電体層３２の主面３２ｂを平面視（透視）した図である。図２Ｂは、ｚ軸正側から誘電体膜４１の主面４１ａを平面視（透視）した図である。図１は、図２Ａおよび２ＢのＩ－Ｉ線における断面図である。

　図１、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、弾性波装置１は、支持基板３０および４０と、圧電体層３２と、低音速層３１と、誘電体膜４１と、枠体７０と、支持導体７１および７２と、弾性波共振子１１、１２、１３、２１および２２と、貫通電極８１および８２と外部接続電極８３および８４と、を備える。

　支持基板３０は、第１支持基板の一例であり、互いに対向する主面３０ａ（第１主面）および主面３０ｂ（第２主面）を有する。支持基板３０は、低音速層３１を介して圧電体層３２の主面３２ａに配置される。支持基板３０は、例えば、窒化アルミニウム、水晶などの圧電体、アルミナ、サファイア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、スピネル、サイアロンなどのセラミック、酸化アルミニウム、酸窒化ケイ素、酸化ケイ素、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ダイヤモンドなどの誘電体、もしくはシリコン、ガリウムヒ素などの半導体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。なお、上記スピネルには、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎなどから選ばれる１以上の元素と酸素とを含有するアルミニウム化合物が含まれる。上記スピネルの例としては、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４、ＦｅＡｌ_２Ｏ_４、ＺｎＡｌ_２Ｏ_４、ＭｎＡｌ_２Ｏ_４を挙げることができる。

　支持基板４０は、第１支持基板の一例であり、互いに対向する主面４０ａ（第５主面）および主面４０ｂを有する。主面４０ａは、圧電体層３２の主面３２ｂと空間１４０を挟んで対面している。支持基板４０は、例えば、窒化アルミニウム、水晶などの圧電体、アルミナ、サファイア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、スピネル、サイアロンなどのセラミック、酸化アルミニウム、酸窒化ケイ素、酸化ケイ素、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ダイヤモンドなどの誘電体、もしくはシリコン、ガリウムヒ素などの半導体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。なお、上記スピネルには、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎなどから選ばれる１以上の元素と酸素とを含有するアルミニウム化合物が含まれる。上記スピネルの例としては、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４、ＦｅＡｌ_２Ｏ_４、ＺｎＡｌ_２Ｏ_４、ＭｎＡｌ_２Ｏ_４を挙げることができる。

　圧電体層３２は、第１圧電体層の一例であり、互いに対向する主面３２ａ（第３主面）および主面３２ｂ（第４主面）を有する。主面３２ｂは主面４０ａと空間１４０を挟んで対面し、主面３２ａと主面３２ｂとは互いに対向する。なお、本実施の形態に係る弾性波装置１において、圧電体層３２の（ｚ軸方向の）厚さをｄ、弾性波共振子２１に含まれるＩＤＴ電極６０の電極指ピッチをｐとした場合、圧電体層３２の規格化膜厚ｄ／ｐは０．５以下である。圧電体層３２は、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、ＺｎＯ（酸化亜鉛）およびＡｌＮ（窒化アルミニウム）のいずれかを含む。

　また、主面３２ａを平面視した場合に弾性波共振子２１に含まれるＩＤＴ電極６０および弾性波共振子２２に含まれるＩＤＴ電極６０と重なる領域において、主面３２ａと支持基板３０との間には空隙１６０が設けられている。

　圧電体層３２の規格化膜厚ｄ／ｐが０．５以下であること、および空隙１６０が設けられていることにより、弾性波共振子２１および２２は、ＸＢＡＲ型の共振子（以下、ＸＢＡＲと記す）を構成する。

　低音速層３１は、第１中間層の一例であり、圧電体層３２と支持基板３０との間に配置され、バルク波音速が圧電体層３２を伝搬するバルク波音速よりも低い層である。低音速層３１の材料としては、例えば、ガラス、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化リチウム、酸化タンタル、もしくは酸化ケイ素にフッ素、炭素やホウ素を加えた化合物などの誘電体、または上記材料を主成分とする材料を用いることができる。なお、低音速層３１は無くてもよい。

　また、弾性波装置１は、さらに、支持基板３０と低音速層３１との間に配置され、バルク波音速が低音速層３１のバルク波音速よりも高い高音速層（第２中間層）を備えてもよい。

　弾性波共振子２１および２２のそれぞれは、第１弾性波共振子の一例であり、圧電体層３２と、主面３２ｂに配置されたＩＤＴ電極６０とで構成される。

　図３Ａは、実施の形態に係る弾性波共振子２１および２２の第１例を模式的に表す平面図および断面図である。同図には、弾性波装置１を構成する弾性波共振子２１および２２の基本構造が例示されている。なお、図３Ａに示された弾性波共振子１０Ａは、弾性波共振子２１および２２の典型的な構造を説明するためのものであって、電極を構成する電極指の本数および長さなどは、これに限定されない。

　図３Ａに示すように、弾性波共振子１０Ａは、支持基板３０と、低音速層３１と、圧電体層３２と、ＩＤＴ電極６０とで構成される。圧電体層３２には、ＩＤＴ電極６０が配置され、ＩＤＴ電極６０は、互いに対向する一対の櫛形電極６０ａおよび６０ｂを含む。櫛形電極６０ａは、互いに平行な複数の電極指６１ａと、複数の電極指６１ａの一方端同士を接続するバスバー電極６２ａとで構成されている。また、櫛形電極６０ｂは、互いに平行な複数の電極指６１ｂと、複数の電極指６１ｂの一方端同士を接続するバスバー電極６２ｂとで構成されている。複数の電極指６１ａおよび６１ｂは、弾性波伝搬方向（Ｘ軸方向）と直交する方向に沿って形成されている。バスバー電極６２ａとバスバー電極６２ｂとは、電極指６１ａおよび６１ｂを挟んで対向配置されている。なお、弾性波共振子２０Ａは、弾性波伝搬方向（Ｘ軸方向）におけるＩＤＴ電極６０の両端に反射器を有してもよい。

　図３Ａの（ｂ）に示すように、ＩＤＴ電極６０は、例えば、密着層５４０と主電極層５４２との積層構造となっている。密着層５４０は、圧電性基板５０と主電極層５４２との密着性を向上させるための層であり、材料として、例えば、Ｔｉが用いられる。主電極層５４２は、材料として、例えば、Ｃｕを１％含有したＡｌが用いられる。保護層５５は、櫛形電極６０ａおよび６０ｂを覆うように形成されている。保護層５５は、主電極層５４２を外部環境から保護する、周波数温度特性を調整する、および、耐湿性を高めるなどを目的とする層であり、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする誘電体膜である。なお、密着層５４０、主電極層５４２および保護層５５を構成する材料は、上述した材料に限定されない。さらに、ＩＤＴ電極６０は、上記積層構造でなくてもよい。ＩＤＴ電極６０は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄなどの金属または合金から構成されてもよく、また、上記の金属または合金から構成される複数の積層体から構成されてもよい。また、保護層５５は、形成されていなくてもよい。

　図３Ａの（ｃ）に示すように、支持基板３０、低音速層３１、および圧電体層３２は、この順で積層された構造を有している。また、圧電体層３２を平面視した場合、ＩＤＴ電極６０と重なる領域において、主面３２ａと支持基板３０との間には空隙１６０が設けられる。

　圧電体層３２は、例えばθ°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ_３圧電単結晶または圧電セラミックス（Ｘ軸を中心軸としてＹ軸からθ°回転した軸を法線とする面で切断したリチウムタンタレート単結晶、またはセラミックスであって、Ｘ軸方向に弾性波が伝搬する単結晶またはセラミックス）またはθ°ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ_３圧電単結晶または圧電セラミックスからなる。なお、各フィルタの要求仕様により、圧電体層３２として使用される圧電単結晶の材料およびカット角θが適宜選択される。

　支持基板３０は、低音速層３１、圧電体層３２ならびにＩＤＴ電極６０を支持する基板である。

　支持基板３０、低音速層３１、および圧電体層３２の上記積層構造によれば、圧電基板を単層で使用している従来の構造と比較して、共振周波数および反共振周波数におけるＱ値を大幅に高めることが可能となる。すなわち、Ｑ値が高い弾性波共振子１０Ａを構成し得るので、弾性波共振子１０Ａを用いて、挿入損失が小さい弾性波フィルタを構成することが可能となる。

　ここで、弾性波共振子１０Ａを構成するＩＤＴ電極６０の電極パラメータについて説明する。

　弾性波共振子１０Ａの波長λは、図３Ａの（ｂ）に示すＩＤＴ電極６０を構成する複数の電極指６１ａまたは６１ｂの繰り返し周期で規定される。また、電極指ピッチｐは、波長λの１／２であり、櫛形電極６０ａおよび６０ｂをそれぞれ構成する電極指６１ａおよび６１ｂのライン幅をＬとし、隣り合う電極指６１ａと電極指６１ｂとの間のスペース幅をＳとした場合、（Ｌ＋Ｓ）で定義される。また、ＩＤＴ電極６０の電極指デューティＤは、電極指６１ａおよび６１ｂのライン幅占有率であり、ライン幅Ｌ１およびスペース幅Ｓ１の加算値に対する当該ライン幅の割合であり、Ｌ１／（Ｌ１＋Ｓ１）で定義される。なお、ＩＤＴ電極６０において、隣り合う電極指間の間隔が一定でない場合には、ＩＤＴ電極６０の電極指ピッチｐは、ＩＤＴ電極６０の平均電極指ピッチｐ_ＡＶＥで定義される。ＩＤＴ電極６０の平均電極指ピッチｐ_ＡＶＥは、ＩＤＴ電極６０に含まれる電極指６１ａ、６１ｂの総本数をＮｉ本とし、ＩＤＴ電極６０の、弾性波伝搬方向における一方端に位置する電極指と他方端に位置する電極指との中心間距離をＤｉとすると、Ｄｉ／（Ｎｉ－１）と定義される。また、ＩＤＴ電極６０において、電極指デューティＤが一定でない場合には、ＩＤＴ電極６０の電極指デューティＤは、ＩＤＴ電極６０の平均電極指デューティＤ_ＡＶＥで定義される。ＩＤＴ電極６０の平均電極指デューティＤ_ＡＶＥは、ＩＤＴ電極６０に含まれる電極指６１ａ、６１ｂの総本数をＮｉ本とし、（Ｎｉ－１）本の電極指のライン幅Ｌ１を加算した合計ライン幅をＬ１_ＡＬＬとし、ＩＤＴ電極６０に含まれる（Ｎｉ－１）個のスペース幅Ｓ１を加算した合計スペース幅をＳ１_ＡＬＬとした場合、Ｌ１_ＡＬＬ／（Ｌ１_ＡＬＬ＋Ｓ１_ＡＬＬ）で定義される。

　なお、ＩＤＴ電極６０の櫛形電極の電極指ピッチｐは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning electron microscope）、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ：Scanning transmission electron microscope）、または透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：transmission electron microscope）を用いて、ＩＤＴ電極６０の櫛形電極が形成された基板の主面を平面視、および／または、電極指の延伸方向に垂直な方向の切断面を断面視することで、ライン幅Ｌおよびスペース幅Ｓを測長することにより計測できる。

　圧電体層３２の規格化膜厚ｄ／ｐが０．５以下であること、および空隙１６０が設けられたメンブレン構造を有することにより、弾性波共振子１０Ａは、ＸＢＡＲを構成する。圧電体層３２の規格化膜厚ｄ／ｐが０．５以下であることにより、弾性波共振子１０Ａの比帯域を５％以上とすることができ、高い電気機械結合係数を有する共振子を構成できる。

　なお、圧電体層３２の規格化膜厚ｄ／ｐを０．２４以下とすることが、より望ましい。これにより、弾性波共振子１０Ａの比帯域を７％以上とすることができる。

　なお、ＩＤＴ電極６０の電極指デューティＤと規格化膜厚ｄ／ｐとは、式１の関係を満たすことが望ましい。

　Ｄ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５　　　　（式１）

　これによれば、ＸＢＡＲの高次モードのスプリアスを効果的に小さくすることができる。具体的には、ＸＢＡＲの比帯域（反共振周波数と共振周波数との差分周波数を反共振周波数および共振周波数の平均周波数で除した値）を１７％以下とすることができ、高次モードのスプリアスが通過帯域内に含まれることを抑制できる。

　また、ＩＤＴ電極６０の電極指デューティＤと規格化膜厚ｄ／ｐとは、式２の関係を満たすことがより望ましい。

　Ｄ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０５　　　　（式２）

　これによれば、ＸＢＡＲの比帯域を確実に１７％以下とすることができ、高次モードのスプリアスが通過帯域内に含まれることを回避できる。

　また、圧電体層３２がニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムからなり、圧電体層３２を構成するニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムのオイラー角（θ１、θ２、θ３）は、以下の式３、式４、式５または式６の範囲にあることが望ましい。

　－１０°≦θ１≦１０°、かつ、０°≦θ２≦２０°　　　（式３）

　－１０°≦θ１≦１０°、かつ、２０°≦θ２≦８０°、かつ、０°≦θ３≦６０°（１－（θ２－５０）^２／９００）^１／２）　　　（式４）

　－１０°≦θ１≦１０°、かつ、２０°≦θ２≦８０°、かつ、［１８０°－６０°（１－（θ２－５０）^２／９００）^１／２）］≦θ３≦１８０°　　　（式５）

　－１０°≦θ１≦１０°、かつ、［１８０°－３０°（１－（θ３－９０）^２／８１００）^１／２）］≦θ２≦１８０°　　　（式６）

　ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムで構成された圧電体層３２のオイラー角を上記のように規定することにより、弾性波共振子１０Ａの比帯域を５％以上とすることができる。

　図３Ｂは、実施の形態に係る弾性波共振子２１および２２の第２例を模式的に表す平面図および断面図である。なお、図３Ｂに示された弾性波共振子１０Ｂは、弾性波共振子２１および２２の典型的な構造を説明するためのものであって、電極を構成する電極指の本数および長さなどは、これに限定されない。

　図３Ｂに示すように、弾性波共振子１０Ｂは、支持基板３０と、圧電体層３２と、低音響インピーダンス層１６１と、高音響インピーダンス層１６２と、ＩＤＴ電極６０とで構成される。第２例の弾性波共振子１０Ｂは、第１例の弾性波共振子１０Ａと比較して、空隙１６０に替えて、低音響インピーダンス層１６１および高音響インピーダンス層１６２を含むエネルギー閉じ込め層が配置される。以下では、第２例の弾性波共振子１０Ｂについて、第１例の弾性波共振子１０Ａと異なる構成を中心に説明する。ＩＤＴ電極６０および圧電体層３２の構造は、第１例のＩＤＴ電極６０および圧電体層３２の構造と同じである。

　圧電体層３２と支持基板３０との間には、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層１６１と、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層１６２とが、交互に積層された構成を有するエネルギー閉じ込め層が配置されている。なお、エネルギー閉じ込め層は、低音速膜と、高音速膜との積層構造となっていてもよい。低音速膜は、圧電体層３２を伝搬するバルク弾性波の音速よりも、低音速膜中のバルク波の音速が低速となる膜である。高音速膜は、圧電体層３２を伝搬する弾性波の音速よりも、高音速膜中のバルク波の音速が高速となる膜である。

　圧電体層３２の規格化膜厚ｄ／ｐが０．５以下であること、およびエネルギー閉じ込め層が設けられていることにより、弾性波共振子１０Ｂは、ＸＢＡＲを構成する。

　図１、図２Ａおよび図２Ｂに戻り、弾性波共振子１１～１３について説明する。

　弾性波共振子１１～１３のそれぞれは、第２弾性波共振子の一例であり、誘電体膜４１を介して支持基板４０の主面４０ａに配置される。なお、誘電体膜４１は、主面４０ａ上に形成されていなくてもよい。

　図３Ｃは、実施の形態に係る弾性波共振子１１～１３の第１例を模式的に表す断面図である。また、図３Ｄは、実施の形態に係る弾性波共振子１１～１３の第２例を模式的に表す断面図である。図３Ｃおよび図３Ｄには、弾性波装置１を構成する弾性波共振子１１～１３の基本構造が例示されている。なお、図３Ｃおよび図３Ｄに示された弾性波共振子２０Ａおよび２０Ｂは、弾性波共振子１１～１３の典型的な構造を説明するためのものであって、平面電極および圧電体層の長さおよび幅などは、これに限定されない。

　図３Ｃに示すように、弾性波共振子２０Ａは、平面電極６６および６８と、圧電体層６７と、を含む。平面電極６６は第１平面電極の一例であり、平面電極６８は第２平面電極の一例であり、圧電体層６７は第２圧電体層の一例である。平面電極６６、圧電体層６７および平面電極６８は、支持基板６５からこの順で配置され、積層体を形成している。支持基板６５は、図１に示された支持基板４０に相当し、平面電極６６の中央領域とは非接触となるよう構成される。図３Ｃでは、支持基板６５と平面電極６６の中央領域との非接触形態を実現すべく、支持基板６５に空間１５０が形成されている。なお、支持基板６５と平面電極６６の中央領域との非接触形態を実現する形態として、図１に示すように、支持基板４０には空隙が形成されず、支持基板４０の主面４０ａと積層体との間に空隙が形成されてもよい。

　圧電体層６７は、例えば、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムの圧電単結晶で構成される。また、圧電体層６７は、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）またはＳｃＡｌＮで構成されてもよい。圧電体層６７は、弾性波装置１の要求通過特性などに応じて、適宜、積層構造、材料、カット角、および、厚みを変更してもよい。

　上記構成において、平面電極６６と平面電極６８との間に高周波信号が印加されると、両電極間で電位差が生じ、これにより、圧電体層６７が歪むことで、積層方向のバルク弾性波が発生する。ここで、圧電体層６７の膜厚を弾性波装置１の通過帯域に対応させておくことにより、所望の通過特性を有する弾性波装置１を実現できる。

　また、図３Ｄに示すように、弾性波共振子２０Ｂは、平面電極６６および６８と、圧電体層６７と、低音響インピーダンス層１６１と、高音響インピーダンス層１６２と、支持基板６５と、を備える。平面電極６６は第１平面電極の一例であり、平面電極６８は第２平面電極の一例であり、圧電体層６７は第２圧電体層の一例である。平面電極６６、圧電体層６７および平面電極６８は、支持基板６５からこの順で配置され、積層体を形成している。支持基板６５は、図１に示された支持基板４０に相当する。上記積層体と支持基板６５との間に、低音響インピーダンス層１６１と高音響インピーダンス層１６２とが交互に積層された構造を有する音響多層膜が配置されている。この構造により、弾性波共振子２０Ｂは、ＳＭＲ（Solidly Mounted Resonator）型のバルク弾性波共振子を構成し、上記音響多層膜によるブラッグ反射を利用してバルク弾性波を音響多層膜の上方に閉じ込める。

　なお、弾性波装置１は、弾性波共振子１１～１３、２１および２２のうちで、弾性波共振子１１～１３の少なくとも１つ、および、弾性波共振子２１および２２の少なくとも１つを備えればよい。

　図１、図２Ａおよび図２Ｂに戻り、枠体７０、支持導体７１および７２、貫通電極８１および８２、ならびに外部接続電極８３および８４について説明する。

　枠体７０は、主面３２ｂと主面４０ａとの間に配置され、主面３２ｂおよび４０ａを平面視した場合に弾性波共振子１１～１３、２１および２２を囲むように配置される。さらに、枠体７０は、上記平面視において、支持基板３０および４０と重なるよう配置される。

　枠体７０は、例えば、支持層、第１接合層および第２接合層の積層体で構成されている。第１接合層は圧電体層３２と接し、上記平面視において弾性波共振子２１および２２を囲むよう構成される。第２接合層は誘電体膜４１と接し、上記平面視において弾性波共振子１１～１３を囲むよう構成される。支持層は、第１接合層および第２接合層の間に配置され、上記平面視において弾性波共振子１１～１３、２１および２２を囲むよう構成される。

　支持層は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）を主成分とする導体部を含む。第１接合層および第２接合層のそれぞれは、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｔｉ（チタン）、Ｓｎ（錫）、Ａｇ（銀）およびＮｉ（ニッケル）の少なくとも１つを主成分とする導電部を含む。つまり、枠体７０は、金属からなる導体部を含んでもよい。

　枠体７０は、弾性波共振子１１～１３、２１および２２が形成されている枠体７０の内部空間を、枠体７０の外部空間と隔離する。また、枠体７０は、上記内部空間の気密性を高精度に確保することが可能である。また、枠体７０を、例えばグランド電位に設定することで、外部ノイズを遮蔽することが可能となる。なお、枠体７０は、通気孔を有していてもよく、この場合には上記内部空間の気密性は確保されなくてもよい。また、枠体７０は、上記内部空間の気密性を確保する必要が無い場合には、樹脂部材で構成されていてもよい。なお、枠体７０は、第１接合層および第２接合層を含まず、支持層のみで構成されてもよい。

　また、枠体７０の外周部には、枠体７０の外周表面と接するように樹脂部材およびガラスフリットなどの絶縁体が配置されてもよい。これによれば、枠体７０の耐湿性を高めることができ、また、枠体７０の機械的強度を補強することができる。

　支持導体７１および７２のそれぞれは、第１導体の一例であり、弾性波共振子１１～１３、２１および２２の少なくともいずれかに接続され、上記平面視において枠体７０の内側に配置され、主面３２ｂおよび主面４０ａ（または４１ａ）に接している。支持導体７１および７２のそれぞれは、弾性波共振子１１～１３、２１および２２を通過する信号を伝送する。支持導体７１および７２のそれぞれは、本体部、第３接合層および第４接合層の積層体で構成されている。第３接合層は圧電体層３２と接合される。第４接合層は誘電体膜４１と接する。図２Ｂに示すように、支持導体７１は弾性波共振子１１と接続され、図２Ａに示すように、支持導体７２は弾性波共振子２１と接続される。本体部は、第３接合層および第４接合層の間に配置される。

　本体部は、支持層と同じ材料構成を有する。第３接合層は第１接合層と同じ材料構成を有する。第４接合層は第２接合層と同じ材料構成を有する。なお、本体部と支持層とは同じ成膜プロセスで形成され、第１接合層と第３接合層とは同じ成膜プロセスで形成され、第２接合層と第４接合層とは同じ成膜プロセスで形成されてもよい。

　また、弾性波共振子１１～１３、２１および２２の一部は、第３接合層または第４接合層を経由して枠体７０の第１接合層または第２接合層と電気的に接続され、グランド電位に設定されてもよい。

　なお、支持導体７１および７２は、第３接合層および第４接合層を含まず、本体部のみで構成されてもよい。なお、支持導体７１および７２は、弾性波装置１に含まれなくてもよい。

　貫通電極８１および８２のそれぞれは、主面３０ａおよび３０ｂの間で支持基板３０を貫通するよう配置され、弾性波共振子１１～１３、２１および２２の少なくともいずれかと接続されたビア導体である。貫通電極８１および８２は、例えば、Ｃｕ（銅）を主成分とする金属部材で構成される。貫通電極８１および８２のそれぞれは、例えば、（１）ビア（貫通穴）に上記金属部材が充填された構成、および、（２）ビア（貫通穴）の内壁部に上記金属部材がメッキ形成され、中央部に樹脂などの絶縁物が充填されている構成、のいずれかを有する。

　なお、貫通電極８１および８２のそれぞれは、主面３０ａから主面３０ｂまで延びた一本のビア導体でなくてもよく、複数のビア導体が支持基板３０内に形成された平面電極を介して接続された構成を有してもよい。

　外部接続電極８３および８４のそれぞれは、主面３０ａに配置され、外部接続電極８３は貫通電極８１と接合され、外部接続電極８４は貫通電極８２と接合される。外部接続電極８３および８４のそれぞれは、例えば、はんだ、または、バンプを介して弾性波装置１が実装されるマザー基板上の電極と接合される。なお、外部接続電極８３および８４は、弾性波装置１に含まれなくてもよい。

　上記構成によれば、支持基板４０の主面４０ａに弾性波共振子１１～１３が配置され、支持基板４０と対面配置された支持基板３０の主面３２ｂに弾性波共振子２１および２２が配置されるので、弾性波装置１を小型化できる。

　図４は、マザー基板９０に実装された弾性波装置１の断面図である。同図に示すように、弾性波装置１は、外部基板であるマザー基板９０に実装される場合がある。マザー基板９０の主面に配置された電極９３は、はんだ９１（またはバンプ）を介して外部接続電極８３と接合される。また、マザー基板９０の主面に配置された電極９４は、はんだ９２（またはバンプ）を介して外部接続電極８４と接合される。

　高温時に支持基板３０および４０は膨張する。圧電積層体を有する弾性波共振子１１～１３の弾性波伝搬方向は基板面に平行な膨張方向と交叉するので、弾性波共振子１１～１３の共振特性は熱応力の影響を受けにくい。これに対して、弾性波共振子２１および２２を構成するＩＤＴ電極６０は上記膨張方向と平行に形成されるため、上記熱応力により弾性波共振子２１および２２の共振特性が劣化し易い。

　これに対して、弾性波装置１において、支持基板３０には貫通電極８１および８２が形成されているので、支持基板３０に流入する熱を、貫通電極８１および８２を介してマザー基板９０に放熱し易い。これにより、支持基板３０の温度上昇を抑制できるので、弾性波共振子２１および２２の周波数温度変化を低減でき、弾性波共振子２１および２２の共振特性の劣化を抑制できる。

　よって、熱による特性劣化が抑制された小型の弾性波装置１を提供することが可能となる。

　また、弾性波装置１において、支持基板３０の線膨張係数は、圧電体層３２の線膨張係数よりも小さい。

　熱応力は、主面３２ｂに平行な方向の成分が大きく、主面３２ｂに平行な方向に配置されたＩＤＴ電極６０を含む弾性波共振子２１および２２では、上記方向の熱応力の発生によりＩＤＴ電極６０の構造が変化し共振特性が劣化し易い。これに対して、支持基板３０の線膨張係数が圧電体層３２の線膨張係数よりも小さいので、圧電体層３２の熱膨張および収縮を支持基板３０により抑制できる。よって、弾性波共振子２１および２２の周波数温度特性の劣化を抑制できるので、弾性波装置１の特性劣化を抑制できる。

　また、支持基板３０は、上記平面視において枠体７０と重なるように配置されてもよい。これによれば、支持基板３０により圧電体層３２の熱膨張および収縮を抑制する効果が大きくなる。

　なお、支持基板３０の線膨張係数は１３ｐｐｍ／Ｋ以下であることが望ましい。圧電体層３２の材料として用いられる圧電材料の線膨張係数は１５ｐｐｍ／Ｋ以上であることが多い。これによれば、支持基板３０の線膨張係数を圧電体層３２の線膨張係数よりも小さくすることができるので、圧電体層３２の熱膨張および収縮を支持基板３０により抑制できる。よって、弾性波共振子２１および２２の周波数温度特性の劣化を抑制できるので、弾性波装置１の特性劣化を抑制できる。

　また、支持基板３０の材料として上記で例示した、窒化アルミニウム、水晶、アルミナ、サファイア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、スピネル、サイアロン、酸化アルミニウム、酸窒化ケイ素、酸化ケイ素、ＤＬＣ、ダイヤモンド、シリコン、およびガリウムヒ素のそれぞれの線膨張係数は、１３ｐｐｍ／Ｋ以下である。

　また、支持基板３０の線膨張係数は５ｐｐｍ／Ｋ以下であることが、さらに望ましい。つまり、支持基板３０の線膨張係数が圧電体層３２の線膨張係数よりも、より小さくなる。これによれば、圧電体層３２が有する本来の熱膨張および収縮がこれ以上大きくなることを抑制するだけでなく、圧電体層３２が有する本来の熱膨張および収縮を支持基板３０により積極的に小さくすることが可能となる。

　また、支持基板３０は、例えば、シリコン、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、コージライト、酸化ケイ素、サイアロン、ダイヤモンド、または上記材料を主成分とする材料を用いることが望ましい。これらの材料のそれぞれの線膨張係数は、５ｐｐｍ／Ｋ以下である。

　また、支持基板３０は、シリコンからなることが望ましい。シリコンの線膨張係数はさらに小さく（参考値３．４ｐｐｍ／Ｋ）、熱伝導率が高く、製造時の加工性が高い。よって、圧電体層３２の熱膨張および収縮を積極的に抑制でき、また、弾性波装置１の放熱性を向上できる。

　なお、弾性波装置１において、支持基板４０の線膨張係数は、圧電体層６７の線膨張係数よりも小さいことが望ましい。

　これによれば、支持基板４０の線膨張係数が圧電体層６７の線膨張係数よりも小さいので、圧電体層６７の熱膨張および収縮を支持基板４０により抑制できる。

　また、支持基板４０は、上記平面視において枠体７０と重なるように配置されてもよい。これによれば、支持基板４０により圧電体層６７の熱膨張および収縮を抑制する効果が大きくなる。

　なお、支持基板４０の線膨張係数は１３ｐｐｍ／Ｋ以下であることが望ましい。圧電体層６７の材料として用いられる圧電材料の線膨張係数は１５ｐｐｍ／Ｋ以上であることが多い。これによれば、支持基板４０の線膨張係数が圧電体層６７の線膨張係数よりも小さくなるので、圧電体層６７の熱膨張および収縮を支持基板４０により抑制できる。

　また、支持基板４０の線膨張係数は５ｐｐｍ／Ｋ以下であることが、さらに望ましい。つまり、支持基板４０の線膨張係数が圧電体層６７の線膨張係数よりも、より小さくなる。これによれば、圧電体層６７が有する本来の熱膨張および収縮がこれ以上大きくなることを抑制するだけでなく、圧電体層６７が有する本来の熱膨張および収縮を支持基板４０により積極的に小さくすることが可能となる。

　また、支持基板４０は、例えば、シリコン、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、コージライト、酸化ケイ素、サイアロン、ダイヤモンド、または上記材料を主成分とする材料を用いることが望ましい。これらの材料のそれぞれの線膨張係数は、５ｐｐｍ／Ｋ以下である。

　また、支持基板４０は、シリコンからなることが望ましい。シリコンの線膨張係数はさらに小さく（参考値３．４ｐｐｍ／Ｋ）、熱伝導率が高く、製造時の加工性が高い。よって、圧電体層６７の熱膨張および収縮を積極的に抑制でき、また、弾性波装置１の放熱性を向上できる。

　また、支持基板３０と支持基板４０とは、同じ材料からなってもよい。これによれば、支持基板３０および４０の線膨張係数が等しくなるので、弾性波共振子１１～１３、２１および２２の周波数温度係数が安定する。また、弾性波装置１の上部および下部で熱応力のバランスがとれるので、枠体７０、支持導体７１および７２での接合破壊を抑制でき、信頼性が向上する。

　また、支持基板３０の厚さと支持基板４０の厚さとは異なってもよい。支持基板３０が支持基板４０よりも厚い場合には、マザー基板９０に実装された弾性波装置１において、熱応力により支持基板３０が割れる（または亀裂が入る）ことを抑制できる。一方、支持基板４０が支持基板３０よりも厚い場合には、弾性波装置１の製造時に支持基板４０に吸着コレットなどを接触させてピックアップする場合に、当該接触による衝撃により支持基板４０が割れる（または亀裂が入る）ことを抑制できる。

　また、支持基板３０と支持基板４０とは異なる材料からなってもよい。支持基板３０と支持基板４０との材料が異なることで、例えば、支持基板３０の強度が支持基板４０の強度よりも高い場合には、マザー基板９０に実装された弾性波装置１において、熱応力により支持基板３０が割れる（または亀裂が入る）ことを抑制できる。一方、支持基板３０と支持基板４０との材料が異なることで、例えば、支持基板４０の強度が支持基板３０の強度よりも高い場合には、弾性波装置１の製造時に支持基板４０に吸着コレットなどを接触させてピックアップする場合に、当該接触による衝撃により支持基板４０が割れる（または亀裂が入る）ことを抑制できる。

　また、支持基板３０および４０の合計厚さは、主面３２ｂと主面４０ａとの距離よりも大きいことが望ましい。これによれば、弾性波装置１の高さに占める支持基板３０および４０の合計厚さの割合が高いので、支持基板３０および４０により熱応力を効果的に抑制でき、弾性波共振子１１～１３、２１および２２の周波数温度係数を、より安定化できる。

　また、主面３２ｂを平面視した場合、圧電体層３２と貫通電極８１および８２とは接していないことが望ましい。

　これによれば、製造時において貫通電極８１および８２を設けるための支持基板３０の穴加工を行う際に、加工が困難な圧電体層３２を上記穴加工と同時に加工しないので、圧電体層３２のダメージを低減でき、弾性波装置１の信頼性を向上できる。

　［２　弾性波装置１の通過特性］
　本実施の形態に係る弾性波装置１は、弾性波フィルタとして適用することができる。図５は、実施の形態に係る弾性波装置１の回路構成の一例を示す図である。同図に示すように、弾性波装置１は、例えば、弾性波共振子１１～１３、２１および２２を有するラダー型の弾性波フィルタ２を構成する。弾性波フィルタ２は、高周波信号を入出力する端子１０１および１０２と、弾性波共振子１１～１３、２１および２２と、を備える。

　弾性波共振子１１、１２および１３のそれぞれは、端子１０１（第１端子）と端子１０２（第２端子）とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子である。

　弾性波共振子２１および２２のそれぞれは、上記直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である。

　弾性波装置１として上記の弾性波フィルタ２を適用するにあたり、弾性波共振子１１～１３、２１および２２の配置レイアウトは、例えば図２Ａおよび図２Ｂのようになる。すなわち、並列腕共振子である弾性波共振子２１および２２は主面３２ｂに配置され、直列腕共振子である弾性波共振子１１～１３は主面４１ａに配置される。入出力端子である端子１０１は主面４１ａにて弾性波共振子１１に接続され、また、支持導体７１に接続される。入出力端子である端子１０２は主面４１ａにて弾性波共振子１３に接続される。グランド端子である端子１０５は主面３２ｂで弾性波共振子２１に接続され、また、支持導体７２に接続される。グランド端子である端子１０６は主面３２ｂで弾性波共振子２２に接続される。端子１０３は主面３２ｂで弾性波共振子２１に接続され、また、主面４１ａで弾性波共振子１１および１２に接続される。なお、主面３２ｂ上の端子１０３と主面４１ａ上の端子１０３とは、支持導体により繋がっている。端子１０４は主面３２ｂで弾性波共振子２２に接続され、また、主面４１ａで弾性波共振子１２および１３に接続される。なお、主面３２ｂ上の端子１０４と主面４１ａ上の端子１０４とは、支持導体により繋がっている。

　図６は、実施の形態に係る弾性波装置１のインピーダンス特性および通過特性を表す図である。弾性波装置１として上記構成を有する弾性波フィルタ２を適用した場合、弾性波共振子２１および２２の反共振周波数ｆａｐと弾性波共振子１１～１３の共振周波数ｆｒｓとを略一致させる。また、弾性波共振子２１および２２の共振周波数ｆｒｐは反共振周波数ｆａｐよりも低周波側に位置し、弾性波共振子１１～１３の反共振周波数ｆａｓは共振周波数ｆｒｓよりも高周波側に位置する。これにより、弾性波フィルタ２は、共振周波数ｆｒｐを低周波側の減衰極とし、反共振周波数ｆａｓを高周波側の減衰極とし、反共振周波数ｆａｐおよび共振周波数ｆｒｓを通過帯域に含む帯域通過型のフィルタとなる。

　弾性波共振子１１～１３は、平面電極６６、圧電体層６７および平面電極６８の積層体で構成された圧電薄膜共振子であり、バルク弾性波を利用した共振子であり、相対的に共振比帯域（共振帯域幅：ｆａｓ－ｆｒｓ）が小さく、急峻なインピーダンス特性を有する。一方、弾性波共振子２１および２２は、ＩＤＴ電極６０を含む弾性波共振子（ＸＢＡＲ）であり、電気機械結合係数の大きな圧電体層３２を用いることで、相対的に共振比帯域（共振帯域幅：ｆａｐ－ｆｒｐ）を大きくできる。この共振比帯域の特性差を利用することにより、図６に示すように、通過帯域低周波端の（通過帯域から減衰帯域への遷移領域）急峻度を低くし、通過帯域高周波端の（通過帯域から減衰帯域への遷移領域）急峻度を高くすることが可能となる。

　なお、要求される通過帯域端の急峻度に応じて、ＸＢＡＲおよびバルク弾性波共振子の直列腕配置および並列腕配置の比率を変えてもよい。例えば、通過帯域低周波端の急峻度をやや高くしたい場合には、弾性波共振子２１および２２のいずれかを直列腕共振子として接続してもよい。また、例えば、通過帯域高周波端の急峻度をやや低くしたい場合、または、通過帯域低周波端の急峻度をやや高くしたい場合には、弾性波共振子１１～１３の少なくとも１つを並列腕共振子として接続してもよい。

　また、例えば、通過帯域低周波端の急峻度を通過帯域高周波端の急峻度よりも高くしたい場合には、弾性波共振子１１～１３（バルク弾性波共振子）を並列腕共振子として接続し、弾性波共振子２１および２２（ＸＢＡＲ）を直列腕共振子として接続してもよい。図７は、実施の形態の変形例に係る弾性波装置のインピーダンス特性および通過特性を表す図である。本変形例に係る弾性波装置は、ラダー型の弾性波フィルタにおいて、弾性波共振子１１～１３を並列腕共振子として接続し、弾性波共振子２１および２２を直列腕共振子として接続した構成を有する。これにより、本変形例に係る弾性波フィルタの通過特性は、図７に示すようになり、通過帯域低周波端の急峻度を高くし、通過帯域高周波端の急峻度を低くすることが可能となる。

　なお、要求される通過帯域端の急峻度に応じて、ＸＢＡＲおよびバルク弾性波共振子の直列腕配置および並列腕配置の比率を変えてもよい。例えば、通過帯域低周波端の急峻度をやや低くしたい場合には、弾性波共振子１１～１３の少なくとも１つを直列腕共振子として接続してもよい。また、例えば、通過帯域低周波端の急峻度をやや低くしたい場合、または、通過帯域高周波端の急峻度をやや高くしたい場合には、弾性波共振子２１および２２のいずれかを並列腕共振子として接続してもよい。

　［３　効果など］
　以上のように、本実施の形態に係る弾性波装置１は、互いに対向する主面３０ａおよび３０ｂを有する支持基板３０と、主面３０ｂと対面する主面３２ａ、および主面３２ａと対向する主面３２ｂを有する圧電体層３２と、主面３２ｂに配置された弾性波共振子２１と、主面３２ｂと空間１４０を挟んで対面する主面４０ａを有する支持基板４０と、主面４０ａに配置された弾性波共振子１１と、主面３２ｂと主面４０ａとの間に配置され、主面３２ｂおよび４０ａを平面視した場合に弾性波共振子１１および２１を囲むよう配置された枠体７０と、主面３０ａおよび３０ｂの間で支持基板３０を貫通するよう配置され、弾性波共振子１１および２１の少なくとも一方と接続された貫通電極８１と、を備え、弾性波共振子２１は主面３２ｂに配置されたＩＤＴ電極６０を含み、圧電体層３２の厚さをｄとし、ＩＤＴ電極６０の電極指ピッチをｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、弾性波共振子１１は主面４０ａから主面３２ｂの方向に向かって順に配置された平面電極６６、圧電体層６７および平面電極６８を含む。

　これによれば、互いに対向する支持基板３０および４０に、弾性波共振子２１と弾性波共振子１１とが振り分けられて配置されるので、弾性波装置１を小型化できる。また、弾性波共振子２１を構成するＩＤＴ電極６０は、基板面に平行な膨張方向と平行に形成されるため、高温時に支持基板３０に発生する熱応力により弾性波共振子２１の共振特性が劣化し易い。これに対して、弾性波装置１において、支持基板３０には貫通電極８１が形成されているので、支持基板３０に流入する熱を、貫通電極８１を介して外部基板に放熱し易い。これにより、支持基板３０の温度上昇を抑制できるので、弾性波共振子２１の周波数温度変化を低減でき、弾性波共振子２１の共振特性の劣化を抑制できる。よって、熱による特性劣化が抑制された小型の弾性波装置１を提供することが可能となる。

　また例えば、弾性波装置１は、さらに、弾性波共振子１１および２１の少なくとも一方に接続され、主面３２ｂおよび４０ａを平面視した場合に枠体７０の内側に配置され、主面３２ｂおよび４０ａに接する支持導体７１を備える。

　これによれば、主面４０ａに配置された弾性波共振子１１を通過する信号を支持基板３０側へ伝送でき、また、支持基板３０および４０の接合強度を高めることができる。

　また例えば、弾性波装置１において、支持基板３０の線膨張係数は圧電体層３２の線膨張係数よりも小さい。

　これによれば、圧電体層３２の熱膨張および収縮を支持基板３０により抑制できる。よって、弾性波共振子２１の周波数温度特性の劣化を抑制できるので、弾性波装置１の特性劣化を抑制できる。

　また例えば、弾性波装置１において、枠体７０は、上記平面視において支持基板３０および４０と重なるよう配置される。

　これによれば、支持基板３０および４０は、上記平面視において枠体７０と重なる領域まで配置されるので、支持基板３０により圧電体層３２の熱膨張および収縮を抑制する効果が大きくなり、また、支持基板４０により圧電体層６７の熱膨張および収縮を抑制する効果が大きくなる。

　また例えば、弾性波装置１において、上記平面視でＩＤＴ電極６０と重なる領域において、主面３２ａと支持基板３０との間には空隙１６０が設けられる。

　これによれば、弾性波共振子２１は、メンブレン構造を有するＸＢＡＲとして機能する。

　また例えば、弾性波装置１は、さらに、主面３２ａと支持基板３０との間に配置され、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層１６１と、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層１６２とが交互に積層された構成を有する音響インピーダンス層を備える。

　これによれば、弾性波共振子２１は、音響インピーダンス層を有するＸＢＡＲとして機能する。

　また例えば、弾性波装置１において、支持基板４０の線膨張係数は圧電体層６７の線膨張係数よりも小さい。

　これによれば、圧電体層６７の熱膨張および収縮を支持基板４０により抑制できる。よって、弾性波共振子１１の周波数温度特性の劣化を抑制できるので、弾性波装置１の特性劣化を抑制できる。

　また例えば、弾性波装置１において、支持基板３０の線膨張係数および支持基板４０の線膨張係数の少なくとも一方は、１３ｐｐｍ／Ｋ以下である。

　圧電体層３２および６７の材料として用いられる圧電材料の線膨張係数は１５ｐｐｍ／Ｋ以上であることが多い。これによれば、支持基板３０の線膨張係数を圧電体層３２の線膨張係数よりも小さくすることができ、および／または、支持基板４０の線膨張係数を圧電体層６７の線膨張係数よりも小さくすることができるので、圧電体層３２の熱膨張および収縮を支持基板３０により抑制でき、および／または、圧電体層６７の熱膨張および収縮を支持基板４０により抑制できる。

　また例えば、弾性波装置１において、支持基板３０および４０の少なくとも一方は、シリコン、サファイア、スピネル、水晶、ガリウムヒ素、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、酸化ケイ素、サイアロン、酸窒化ケイ素、ダイヤモンド、およびダイヤモンドライクカーボンの少なくとも１つを含む。

　これによれば、上記材料の線膨張係数は、１３ｐｐｍ／Ｋ以下であるので、圧電体層３２の熱膨張および収縮を支持基板３０により抑制でき、および／または、圧電体層６７の熱膨張および収縮を支持基板４０により抑制できる。

　また例えば、弾性波装置１において、支持基板３０の線膨張係数および支持基板４０の線膨張係数の少なくとも一方は、５ｐｐｍ／Ｋ以下である。

　これによれば、圧電体層３２の熱膨張および収縮を積極的に抑制でき、および／または、圧電体層６７の熱膨張および収縮を積極的に抑制できる。

　また例えば、弾性波装置１において、支持基板３０および４０の少なくとも一方は、シリコン、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、コージライト、酸化ケイ素、サイアロン、およびダイヤモンドの少なくとも１つを含む。

　これによれば、上記材料の線膨張係数は、５ｐｐｍ／Ｋ以下であるので、圧電体層３２の熱膨張および収縮を積極的に抑制でき、および／または、圧電体層６７の熱膨張および収縮を積極的に抑制できる。

　また例えば、弾性波装置１において、支持基板３０と支持基板４０とは、同じ材料からなる。

　これによれば、支持基板３０および４０の線膨張係数が等しくなるので、弾性波共振子１１および２１の周波数温度係数が安定する。また、弾性波装置１の上部および下部で熱応力のバランスがとれるので、枠体７０、支持導体７１での接合破壊を抑制でき、信頼性が向上する。

　また例えば、弾性波装置１において、支持基板３０の厚さと支持基板４０の厚さとは異なる。

　支持基板３０が支持基板４０よりも厚い場合には、マザー基板に実装された弾性波装置１において、熱応力により支持基板３０が割れる（または亀裂が入る）ことを抑制できる。一方、支持基板４０が支持基板３０よりも厚い場合には、弾性波装置１の製造時に支持基板４０に吸着コレットなどを接触させてピックアップする場合に、当該接触による衝撃により支持基板４０が割れる（または亀裂が入る）ことを抑制できる。

　また例えば、弾性波装置１において、支持基板３０と支持基板４０とは、異なる材料からなる。

　支持基板３０と支持基板４０との材料が異なることで、例えば、支持基板３０の強度が支持基板４０の強度よりも高い場合には、マザー基板９０に実装された弾性波装置１において、熱応力により支持基板３０が割れる（または亀裂が入る）ことを抑制できる。一方、支持基板３０と支持基板４０との材料が異なることで、例えば、支持基板４０の強度が支持基板３０の強度よりも高い場合には、弾性波装置１の製造時に支持基板４０に吸着コレットなどを接触させてピックアップする場合に、当該接触による衝撃により支持基板４０が割れる（または亀裂が入る）ことを抑制できる。

　また例えば、弾性波装置１において、支持基板３０および４０の合計厚さは、主面３２ｂと主面４０ａとの距離よりも大きい。

　これによれば、弾性波装置１の高さに占める支持基板３０および４０の合計厚さの割合が高いので、支持基板３０および４０により熱応力を効果的に抑制でき、弾性波共振子１１および２１の周波数温度係数を、より安定化できる。

　また例えば、弾性波装置１は、さらに、端子１０１および１０２を備え、弾性波共振子１１は、端子１０１と端子１０２とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子であり、弾性波共振子２１は、直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である。

　これによれば、弾性波装置１の通過帯域低周波端の急峻度を低くし、通過帯域高周波端の急峻度を高くすることが可能となる。

　また例えば、弾性波装置１は、さらに、端子１０１および１０２と、主面３２ｂに配置された複数の弾性波共振子２１および２２と、主面４０ａに配置された複数の弾性波共振子１１～１３と、を備え、弾性波共振子１１～１３の全ては、端子１０１と端子１０２とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子であり、弾性波共振子２１および２２の少なくとも１つは、直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である。

　これによれば、平面電極６６、圧電体層６７および平面電極６８の積層体を有する弾性波共振子の全てが直列腕共振子であるので、弾性波装置１の通過帯域高周波端の急峻度をさらに高くすることが可能となる。

　また例えば、変形例に係る弾性波装置は、さらに、端子１０１および１０２を備え、弾性波共振子２１は、端子１０１と端子１０２とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子であり、弾性波共振子１１は、直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である。

　これによれば、弾性波装置の通過帯域低周波端の急峻度を高くし、通過帯域高周波端の急峻度を低くすることが可能となる。

　また例えば、変形例に係る弾性波装置は、端子１０１および１０２と、主面３２ｂに配置された複数の弾性波共振子２１および２２と、主面４０ａに配置された複数の弾性波共振子１１～１３と、を備え、弾性波共振子２１および２２の少なくとも１つは、端子１０１と端子１０２とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子であり、弾性波共振子１１～１３の全ては、直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である。

　これによれば、平面電極６６、圧電体層６７および平面電極６８の積層体を有する弾性波共振子の全てが並列腕共振子であるので、弾性波装置の通過帯域低周波端の急峻度をさらに高くすることが可能となる。

　また例えば、弾性波装置１において、圧電体層３２の厚さは、圧電体層６７の厚さよりも大きい。

　これによれば、製造時において貫通電極８１を設けるための支持基板３０の穴加工を行う際に、加工が困難な圧電体層３２を上記穴と重なる位置から加工前に除去しておくことにより、貫通電極８１と接合される電極などのダメージを低減でき、弾性波装置１の信頼性を向上できる。

　以下に、上記実施の形態および変形例に基づいて説明した弾性波装置の特徴を示す。

　＜１＞
　互いに対向する第１主面および第２主面を有する第１支持基板と、
　前記第２主面と対面する第３主面、および前記第３主面と対向する第４主面を有する第１圧電体層と、
　前記第４主面に配置された第１弾性波共振子と、
　前記第４主面と空間を挟んで対面する第５主面を有する第２支持基板と、
　前記第５主面に配置された第２弾性波共振子と、
　前記第４主面と前記第５主面との間に配置され、前記第４主面および前記第５主面を平面視した場合に前記第１弾性波共振子および前記第２弾性波共振子を囲むように配置された枠体と、
　前記第１主面および前記第２主面の間で前記第１支持基板を貫通するよう配置され、前記第１弾性波共振子および前記第２弾性波共振子の少なくとも一方と接続された貫通電極と、を備え、
　前記第１弾性波共振子は、前記第４主面に配置されたＩＤＴ電極を含み、
　前記第１圧電体層の厚さをｄとし、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチをｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、
　前記第２弾性波共振子は、前記第５主面から前記第４主面の方向に向かって順に配置された第１平面電極、第２圧電体層および第２平面電極を含む、弾性波装置。

　＜２＞
　さらに、
　前記第１弾性波共振子および前記第２弾性波共振子の少なくとも一方に接続され、前記第４主面および前記第５主面を平面視した場合に前記枠体の内側に配置され、前記第４主面および前記第５主面に接する第１導体を備える、＜１＞に記載の弾性波装置。

　＜３＞
　前記第１支持基板の線膨張係数は、前記第１圧電体層の線膨張係数よりも小さい、＜１＞または＜２＞に記載の弾性波装置。

　＜４＞
　前記枠体は、前記平面視において前記第１支持基板および前記第２支持基板と重なるよう配置される、＜３＞に記載の弾性波装置。

　＜５＞
　前記平面視で前記ＩＤＴ電極と重なる領域において、前記第３主面と前記第１支持基板との間には空隙が設けられる、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜６＞
　さらに、
　前記第３主面と前記第１支持基板との間に配置され、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層と、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層とが、交互に積層された構成を有する音響インピーダンス層を備える、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜７＞
　前記第２支持基板の線膨張係数は、前記第２圧電体層の線膨張係数よりも小さい、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜８＞
　前記第１支持基板および前記第２支持基板の少なくとも一方の線膨張係数は、１３ｐｐｍ／Ｋ以下である、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜９＞
　前記第１支持基板および前記第２支持基板の少なくとも一方は、
　シリコン、サファイア、スピネル、水晶、ガリウムヒ素、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、酸化ケイ素、サイアロン、酸窒化ケイ素、およびダイヤモンドの少なくとも１つを含む、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜１０＞
　前記第１支持基板および前記第２支持基板の少なくとも一方の線膨張係数は、５ｐｐｍ／Ｋ以下である、＜９＞に記載の弾性波装置。

　＜１１＞
　前記第１支持基板および前記第２支持基板の少なくとも一方は、シリコン、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、コージライト、酸化ケイ素、サイアロン、およびダイヤモンドの少なくとも１つを含む、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜１２＞
　前記第１支持基板と前記第２支持基板とは、同じ材料からなる、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜１３＞
　前記第１支持基板の厚さと前記第２支持基板の厚さとは異なる、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜１４＞
　前記第１支持基板と前記第２支持基板とは、異なる材料からなる、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜１５＞
　前記第１支持基板および前記第２支持基板の合計厚さは、前記第４主面と前記第５主面との距離よりも大きい、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜１６＞
　さらに、第１端子および第２端子を備え、
　前記第２弾性波共振子は、前記第１端子と前記第２端子とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子であり、
　前記第１弾性波共振子は、前記直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である、＜１＞～＜１５＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜１７＞
　さらに、
　第１端子および第２端子と、
　前記第４主面に配置された複数の前記第１弾性波共振子と、
　前記第５主面に配置された複数の前記第２弾性波共振子と、を備え、
　前記複数の第２弾性波共振子の全ては、前記第１端子と前記第２端子とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子であり、
　前記複数の第１弾性波共振子の少なくとも１つは、前記直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である、＜１＞～＜１５＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜１８＞
　さらに、第１端子および第２端子を備え、
　前記第１弾性波共振子は、前記第１端子と前記第２端子とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子であり、
　前記第２弾性波共振子は、前記直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である、＜１＞～＜１５＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜１９＞
　さらに、
　第１端子および第２端子と、
　前記第４主面に配置された複数の前記第１弾性波共振子と、
　前記第５主面に配置された複数の前記第２弾性波共振子と、を備え、
　前記複数の第１弾性波共振子の少なくとも１つは、前記第１端子と前記第２端子とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子であり、
　前記複数の第２弾性波共振子の全ては、前記直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である、＜１＞～＜１５＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　＜２０＞
　前記第１圧電体層の厚さは、前記第２圧電体層の厚さよりも大きい、＜１＞～＜１９＞のいずれかに記載の弾性波装置。

　本発明は、小型の弾性波フィルタとして、携帯電話機などの通信機器に広く利用できる。

　１　　弾性波装置
　２　　弾性波フィルタ
　１０Ａ、１０Ｂ、１１、１２、１３、２０Ａ、２０Ｂ、２１、２２　　弾性波共振子
　３０、４０、６５　　支持基板
　３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、４０ａ、４０ｂ、４１ａ　　主面
　３１　　低音速層
　３２、６７　　圧電体層
　４１　　誘電体膜
　５０　　圧電性基板
　５５　　保護層
　６０　　ＩＤＴ電極
　６０ａ、６０ｂ　　櫛形電極
　６１ａ、６１ｂ　　電極指
　６２ａ、６２ｂ　　バスバー電極
　６６、６８　　平面電極
　７０　　枠体
　７１、７２　　支持導体
　８１、８２　　貫通電極
　８３、８４　　外部接続電極
　９０　　マザー基板
　９１、９２　　はんだ
　９３、９４　　電極
　１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６　　端子
　１４０、１５０　　空間
　１６０　　空隙
　１６１　　低音響インピーダンス層
　１６２　　高音響インピーダンス層
　５４０　　密着層
　５４２　　主電極層

Claims (20)

1. 　互いに対向する第１主面および第２主面を有する第１支持基板と、
   　前記第２主面と対面する第３主面、および前記第３主面と対向する第４主面を有する第１圧電体層と、
   　前記第４主面に配置された第１弾性波共振子と、
   　前記第４主面と空間を挟んで対面する第５主面を有する第２支持基板と、
   　前記第５主面に配置された第２弾性波共振子と、
   　前記第４主面と前記第５主面との間に配置され、前記第４主面および前記第５主面を平面視した場合に前記第１弾性波共振子および前記第２弾性波共振子を囲むように配置された枠体と、
   　前記第１主面および前記第２主面の間で前記第１支持基板を貫通するよう配置され、前記第１弾性波共振子および前記第２弾性波共振子の少なくとも一方と接続された貫通電極と、を備え、
   　前記第１弾性波共振子は、前記第４主面に配置されたＩＤＴ（InterDigital Transducer）電極を含み、
   　前記第１圧電体層の厚さをｄとし、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチをｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下であり、
   　前記第２弾性波共振子は、前記第５主面から前記第４主面の方向に向かって順に配置された第１平面電極、第２圧電体層および第２平面電極を含む、
   　弾性波装置。
2. 　さらに、
   　前記第１弾性波共振子および前記第２弾性波共振子の少なくとも一方に接続され、前記第４主面および前記第５主面を平面視した場合に前記枠体の内側に配置され、前記第４主面および前記第５主面に接する第１導体を備える、
   　請求項１に記載の弾性波装置。
3. 　前記第１支持基板の線膨張係数は、前記第１圧電体層の線膨張係数よりも小さい、
   　請求項１または２に記載の弾性波装置。
4. 　前記枠体は、前記平面視において前記第１支持基板および前記第２支持基板と重なるよう配置される、
   　請求項３に記載の弾性波装置。
5. 　前記平面視で前記ＩＤＴ電極と重なる領域において、前記第３主面と前記第１支持基板との間には空隙が設けられる、
   　請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
6. 　さらに、
   　前記第３主面と前記第１支持基板との間に配置され、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層と、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層とが、交互に積層された構成を有する音響インピーダンス層を備える、
   　請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
7. 　前記第２支持基板の線膨張係数は、前記第２圧電体層の線膨張係数よりも小さい、
   　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支持基板および前記第２支持基板の少なくとも一方の線膨張係数は、１３ｐｐｍ／Ｋ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。
9. 　前記第１支持基板および前記第２支持基板の少なくとも一方は、シリコン、サファイア、スピネル、水晶、ガリウムヒ素、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、酸化ケイ素、サイアロン、酸窒化ケイ素、およびダイヤモンドの少なくとも１つを含む、
   　請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
10. 　前記第１支持基板および前記第２支持基板の少なくとも一方の線膨張係数は、５ｐｐｍ／Ｋ以下である、
    　請求項９に記載の弾性波装置。
11. 　前記第１支持基板および前記第２支持基板の少なくとも一方は、シリコン、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、コージライト、酸化ケイ素、サイアロン、およびダイヤモンドの少なくとも１つを含む、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
12. 　前記第１支持基板と前記第２支持基板とは、同じ材料からなる、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
13. 　前記第１支持基板の厚さと前記第２支持基板の厚さとは異なる、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
14. 　前記第１支持基板と前記第２支持基板とは、異なる材料からなる、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
15. 　前記第１支持基板および前記第２支持基板の合計厚さは、前記第４主面と前記第５主面との距離よりも大きい、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
16. 　さらに、第１端子および第２端子を備え、
    　前記第２弾性波共振子は、前記第１端子と前記第２端子とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子であり、
    　前記第１弾性波共振子は、前記直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である、
    　請求項１～１５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
17. 　さらに、
    　第１端子および第２端子と、
    　前記第４主面に配置された複数の前記第１弾性波共振子と、
    　前記第５主面に配置された複数の前記第２弾性波共振子と、を備え、
    　前記複数の第２弾性波共振子の全ては、前記第１端子と前記第２端子とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子であり、
    　前記複数の第１弾性波共振子の少なくとも１つは、前記直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である、
    　請求項１～１５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
18. 　さらに、第１端子および第２端子を備え、
    　前記第１弾性波共振子は、前記第１端子と前記第２端子とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子であり、
    　前記第２弾性波共振子は、前記直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である、
    　請求項１～１５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
19. 　さらに、
    　第１端子および第２端子と、
    　前記第４主面に配置された複数の前記第１弾性波共振子と、
    　前記第５主面に配置された複数の前記第２弾性波共振子と、を備え、
    　前記複数の第１弾性波共振子の少なくとも１つは、前記第１端子と前記第２端子とを結ぶ直列腕経路に配置された直列腕共振子であり、
    　前記複数の第２弾性波共振子の全ては、前記直列腕経路とグランドとを結ぶ並列腕経路に配置された並列腕共振子である、
    　請求項１～１５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
20. 　前記第１圧電体層の厚さは、前記第２圧電体層の厚さよりも大きい、
    　請求項１～１９のいずれか１項に記載の弾性波装置。