1.本公开涉及利用了活塞模式的弹性波装置。
背景技术：
2.以往，为了抑制无用波，提出了利用了活塞模式的弹性波装置。所谓活塞模式，是如下的技术，即，通过构成为弹性波的
声速(弹性波的传播方向上的传播速度)从与弹性波的传播方向正交的方向上的中央朝向两外侧按中声速、低声速、高声速的顺序分布，从而使基模以外的模式的有效机电耦合系数接近于零。
3.例如，在美国公开第2017/0155373号公报(专利文献1)示出了利用了活塞模式的弹性波装置的一个例子。该弹性波装置具备压电基板和形成在压电基板上的idt(interdigital transducer，叉指换能器)
电极。idt电极具有：第1汇流条以及第2汇流条，彼此相互对置地在弹性波传播方向上延伸；多个第1电极指，一端与第1汇流条连接，在与弹性波传播方向正交的方向上延伸；以及多个第2电极指，一端与第2汇流条连接，在与弹性波传播方向正交的方向上延伸。多个第2电极指以分别插入到多个第1电极指之间的状态而配置。在各电极指的前端部与压电基板之间设置有
电介质。由此，形成利用了活塞模式的弹性波装置。具体地，构成为包含多个第1电极指的前端部的第1边缘
区域中的弹性波声速、以及包含多个第2电极指的前端部的第2边缘区域中的弹性波声速比第1边缘区域与第2边缘区域之间的中央区域中的弹性波声速低。进而，构成为相对于中央区域比第1边缘区域、第2边缘区域靠外侧的区域中的弹性波声速比中央区域中的弹性波声速高。
4.在先技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：美国公开第2017/0155373号公报
技术实现要素：
7.发明要解决的问题
8.在上述的专利文献1公开了如下的结构，即，将电介质的侧面(电极指的延伸方向上的端面)设为相对于压电基板的主面垂直的一个平面形状(以下，也简称为“垂直形状”)，或者设为相对于压电基板的主面倾斜的一个平面形状(以下，也简称为“锥面形状”)。
9.在将电介质的侧面设为垂直形状的情况下，变得容易在中央区域与第1边缘区域、第2边缘区域之间形成急剧的声速差，因此变得容易抑制杂散模式，但是应力变得容易作用于电介质周边的压电基板，担心会变得容易产生压电基板包含的压电体的极化反转。
10.另一方面，在将电介质的侧面设为锥面形状的情况下，能够缓解作用于电介质周边的压电基板的应力而使得不易产生极化反转，但是变得难以在中央区域与第1边缘区域、第2边缘区域之间形成急剧的声速差，因此担心变得难以抑制杂散模式的产生。
11.本公开是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于，在利用了活塞模式的弹性波装置中，在抑制压电基板的极化反转的同时抑制杂散模式的产生。
12.用于解决问题的技术方案
13.基于本公开的弹性波装置具备压电基板、设置在压电基板的主面上的idt电极、第1电介质、以及第2电介质。idt电极具有：彼此相互对置的第1汇流条以及第2汇流条；第1电极指，一端与第1汇流条连接，朝向第2汇流条延伸；以及第2电极指，一端与第2汇流条连接，朝向第1汇流条延伸。第1电极指和第2电极指彼此相互交错对插。第1电介质配置在第1电极指的前端部以及第2电极指中的与第1电极指的前端部相邻的部分中的至少一者与压电基板之间。第2电介质配置在第2电极指的前端部以及第1电极指中的与第2电极指的前端部相邻的部分中的至少一者与压电基板之间。将包含第1电极指的前端部的区域设为第1边缘区域，将包含第2电极指的前端部的区域设为第2边缘区域，将第1边缘区域与第2边缘区域之间的区域设为中央区域，将相对于中央区域比第1边缘区域靠外侧的区域设为第1外侧区域，将相对于中央区域比第2边缘区域靠外侧的区域设为第2外侧区域，此时，构成为第1边缘区域、第2边缘区域中的弹性波声速比中央区域中的弹性波声速低，并且在第1外侧区域、第2外侧区域存在弹性波声速比中央区域中的弹性波声速高的区域。第1电介质、第2电介质中的、第1电极指延伸的方向上的端面以及第2电极指延伸的方向上的端面中的至少一者具有第1面和比第1面远离压电基板的第2面。第1面相对于压电基板的主面的倾斜角小于第2面相对于压电基板的主面的倾斜角。
14.发明效果
15.根据本公开，在利用了活塞模式的弹性波装置中，能够在抑制压电基板的极化反转的同时抑制杂散模式的产生。
附图说明
16.图1是弹性波装置的俯视图(其1)。
17.图2是弹性波装置的图1中的ii-ii剖视图。
18.图3是将电介质的侧面部分放大的图(其1)。
19.图4是示出比较模型1的结构的图。
20.图5是示出比较模型2的结构的图(其1)。
21.图6是示出比较模型1的仿真结果的图。
22.图7是示出比较模型2的仿真结果的图(其1)。
23.图8是示出本公开模型的仿真结果的图。
24.图9是将电介质的侧面部分放大的图(其2)。
25.图10是示出本变形模型1的仿真结果的图。
26.图11是示出比较模型2的仿真结果的图(其2)。
27.图12是将电介质的侧面部分放大的图(其3)。
28.图13是示出本变形模型2的仿真结果的图。
29.图14是弹性波装置的俯视图(其2)。
30.图15是弹性波装置的剖视图。
31.图16是示出中央区域b与第1边缘区域a1之间的声速差的仿真结果的一个例子的图。
具体实施方式
32.以下，参照附图对本公开的实施方式详细地进行说明。另外，对于图中相同或相当的部分标注相同的附图标记，不再重复其说明。
33.图1是基于本实施方式的弹性波装置1的俯视图。图2是弹性波装置1的图1中的ii-ii剖视图。
34.弹性波装置1具备压电基板2、idt电极3、多个第1电介质41、51、多个第2电介质42、52、以及反射器6a、6b。idt电极3以及反射器6a、6b配置在压电基板2的主面2a上。
35.另外，以下也将弹性波装置1中的弹性波传播方向称为x轴方向，将压电基板2的主面2a的法线方向称为z轴方向，将与x轴方向以及z轴方向正交的方向称为y轴方向。另外，x轴方向是“第1方向”的一个例子，y轴方向是“第2方向”的一个例子。
36.idt电极3具有第1汇流条4a以及多个第1电极指4b和第2汇流条5a以及多个第2电极指5b。第1汇流条4a以及第2汇流条5a配置为在x轴方向上延伸，且彼此相互对置。
37.多个第1电极指4b各自的一端与第1汇流条4a连接，并且多个第1电极指4b各自朝向第2汇流条5a在y轴方向上延伸。多个第2电极指5b各自的一端与第2汇流条5a连接，并且多个第2电极指5b各自朝向第1汇流条4a在y轴方向上延伸。多个第1电极指4b和多个第2电极指5b配置为彼此相互交错对插。
38.idt电极3是铝电极。另外，idt电极3的材料并不限定于上述材料。idt电极3也可以包含层叠的金属膜。若在idt电极3施加交流电压，则弹性波被激励并在x轴方向上传播。
39.反射器6a、6b分别配置在idt电极3的x轴方向上的两侧。反射器6a、6b各自具有多个电极指6b。反射器6a、6b包含与idt电极3同样的材料。
40.在本实施方式中，压电基板2具有在支承基板上层叠压电膜的层叠构造。具体地，如图2所示，压电基板2从靠近idt电极3的一侧朝向远离idt电极3的一侧依次层叠压电体层21、低声速层22以及高声速支承基板23而构成。
41.压电体层21包括包含钽酸锂(litao3)的压电膜。压电体层21例如包含50
°
y切割x传播litao3压电单晶或压电陶瓷(是在将以x轴为中心轴而从y轴旋转了50
°
的轴作为法线的面切断的钽酸锂单晶或陶瓷，并且是弹性波在x轴方向上传播的单晶或陶瓷)。例如，在将由idt电极3的电极指间距决定的波长设为λ时，压电体层21的厚度为3.5λ以下。
42.高声速支承基板23是对压电体层21以及低声速层22进行支承的基板。高声速支承基板23还是高声速支承基板23中的体波(bulk wave)的声速与在压电体层21传播的表面波、边界波等弹性波相比成为高速的基板。高声速支承基板23发挥功能，使得将弹性波封闭在层叠了压电体层21以及低声速层22的部分，不会泄漏到比高声速支承基板23靠下方。高声速支承基板23的厚度例如为120μm。
43.低声速层22是低声速层22中的体波的声速与在压电体层21传播的弹性波相比成为低速的膜，配置在压电体层21与高声速支承基板23之间。低声速层22的厚度例如为670nm。通过这样的压电基板2的层叠构造和弹性波的能量本质上集中于低声速的介质这样的性质，可抑制弹性波的能量向idt电极3外泄漏。根据该层叠构造，与以单层来使用压电基板2的构造相比较，能够大幅提高谐振频率以及反谐振频率下的q值。即，能够构成q值高的声表面波谐振器，因此能够使用该弹性波谐振器构成插入损耗小的滤波器。
44.低声速层22例如包含以玻璃、氮氧化硅、氧化钽或氧化硅中添加了氟、碳、硼的化
合物为主成分的材料等。另外，低声速层22的材料只要是相对低声速的材料即可。
45.作为高声速支承基板23，能够使用氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英等压电体、矾土、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石等各种陶瓷、氧化镁金刚石、或以上述各材料为主成分的材料、以上述各材料的混合物为主成分的材料。
46.另外，高声速支承基板23也可以具有层叠了支承基板和高声速膜的构造，高声速膜所传播的体波的声速与在压电体层21传播的表面波、边界波等弹性波相比成为高速。在该情况下，支承基板能够使用蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英等压电体、矾土、氧化镁、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石等各种陶瓷、玻璃等电介质或硅、氮化镓等半导体以及树脂基板等。此外，高声速膜能够使用氮化铝、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、dlc膜或金刚石、以上述材料为主成分的介质、以上述材料的混合物为主成分的介质等各种各样的高声速材料。
47.另外，压电基板2也可以包含钽酸锂(litao3)、或者铌酸锂(linbo3)等钽酸锂(litao3)以外的压电单晶。压电基板2也可以是不具有支承基板的压电体的基板。
48.第1电介质41配置在第1电极指4b的前端部(图1所示的y轴正方向上的端部)与压电基板2之间。第1电介质51配置在第2电极指5b中的在x轴方向上与第1电极指4b的前端部相邻的部分(以下，也称为“第2电极指5b的相邻部”)与压电基板2之间。另外，在图1示出了第1电介质41、51配置为不与通过第1电极指4b的前端的xz平面交叉的例子，但是第1电介质41、51也可以配置为与通过第1电极指4b的前端的xz平面交叉。
49.第2电介质52配置在第2电极指5b的前端部(图1所示的y轴负方向上的端部)与压电基板2之间。第2电介质42配置在第1电极指4b中的在x轴方向上与第2电极指5b的前端部相邻的部分(以下，也称为“第1电极指4b的相邻部”)与压电基板2之间。另外，在图1示出了第2电介质42、52配置为不与通过第2电极指5b的前端部的前端的xz平面交叉的例子，但是第2电介质42、52也可以配置为与通过第2电极指5b的前端的xz平面交叉。
50.以下，将包含多个第1电极指4b的前端部且在x轴方向上延伸的区域定义为“第1边缘区域a1”，将包含多个第2电极指5b的前端部且在x轴方向上延伸的区域定义为“第2边缘区域a2”。另外，在第1边缘区域a1中，除了多个第1电极指4b的前端部以外，还包含多个第2电极指5b的相邻部。此外，在第2边缘区域a2中，除了多个第2电极指5b的前端部以外，还包含多个第1电极指4b的相邻部。
51.进而，以下将第1边缘区域a1与第2边缘区域a2之间的区域定义为“中央区域b”，将相对于中央区域b比第1边缘区域a1靠外侧的区域定义为“第1外侧区域c1”，将相对于中央区域b比第2边缘区域a2靠外侧的区域定义为“第2外侧区域c2”。
52.另外，本实施方式的“第1边缘区域a1”、“第2边缘区域a2”、“中央区域b”、“第1外侧区域c1”、以及“第2外侧区域c2”分别可以对应于本公开的“第1边缘区域”、“第2边缘区域”、“中央区域”、“第1外侧区域”、以及“第2外侧区域”。
53.在基于本实施方式的弹性波装置1中，在第1边缘区域a1配置第1电介质41、51，在第2边缘区域a2配置第2电介质42、52。由此，第1边缘区域a1以及第2边缘区域a2中的弹性波声速va变得比中央区域b中的弹性波声速vb低，且第1外侧区域c1以及第2外侧区域c2中的弹性波声速vc变得比中央区域b中的弹性波声速vb高。即，构成为弹性波声速从中央区域b朝向y轴方向上的两外侧按中声速vb、低声速va、高声速vc的顺序分布。像这样，在基于本实
施方式的弹性波装置1中，能够利用活塞模式抑制由横模造成的杂散，能够使基模高效地传播。
54.另外，各声速的关系成为va＜vb＜vc。将上述那样的各声速的关系示于图1。另外，示出声速随着朝向图1中的左侧而变高。
55.《电介质的侧面形状》
56.以下，对本实施方式中的各电介质(第1电介质41、51以及第2电介质42、52)的侧面形状进行说明。如上所述，在本实施方式中，配置在第1边缘区域a1的第1电介质41、51配置在第1电极指4b的前端部以及第2电极指5b的相邻部与压电基板2之间。此外，配置在第2边缘区域a2的第2电介质42、52配置在第2电极指5b的前端部以及第1电极指4b的相邻部与压电基板2之间。
57.在上述那样的配置中，若将各电介质41、51、42、52的侧面(y轴方向上的端面)设为单纯的垂直形状，则变得容易在各边缘区域a1、a2与中央区域b之间、以及各边缘区域a1、a2与各外侧区域c1、c2之间形成急剧的声速差，因此变得容易抑制杂散模式。然而，应力变得容易作用于各电介质41、51、42、52周边的压电基板2，因此担心在压电基板2的压电膜中会变得容易产生极化反转。
58.另一方面，若将各电介质41、51、42、52的侧面设为单纯的锥面形状，则能够缓解作用于各电介质41、51、42、52周边的压电基板2的应力而抑制压电基板2的极化反转。然而，变得难以在各边缘区域a1、a2与中央区域b之间、以及各边缘区域a1、a2与各外侧区域c1、c2之间形成急剧的声速差，因此担心变得难以抑制杂散模式的产生。
59.因此，在本实施方式中，将各电介质41、51、42、52的侧面形状设为如图2所示的形状。另外，在图2代表性地示出了第1电介质41的侧面形状。各电介质41、51、42、52的侧面形状基本上相同，因此，以下代表性地对第1电介质41的侧面形状进行说明。
60.如图2所示，第1电介质41的侧面具有与压电基板2相接的第1侧面s1和比第1侧面s1远离压电基板2的第2侧面s2。第1侧面s1以及第2侧面s2均为在x轴方向上延伸的平面。第1侧面s1是第1电介质41的y轴方向上的端面中的“第1面”的一个例子，第2侧面s2是第1电介质41的y轴方向上的端面中的“第2面”的一个例子。
61.第1侧面s1相对于压电基板2的主面2a的倾斜角(以下，也简称为“第1侧面s1的倾斜角”)小于第2侧面s2相对于压电基板2的主面2a的倾斜角(以下，也简称为“第2侧面s2的倾斜角”)。
62.另外，在图2示出了第1电介质41中的y轴正方向(第i电极指4b延伸的方向)上的侧面和y轴负方向(第2电极指5b延伸的方向)上的侧面双方具有第1侧面s1以及第2侧面s2的例子，但是也可以是，第1电介质41中的y轴正方向上的侧面以及y轴负方向上的侧面中的任一者具有第1侧面s1以及第2侧面s2。
63.图3是将第1电介质41的侧面部分放大的图。如上所述，在第1电介质41的侧面形成第1侧面s1和第2侧面s2。在图3所示的例子中，将第1侧面s1的倾斜角设为15度，将第2侧面s2的倾斜角设为90度。此外，将第1电介质41的厚度(z轴方向上的宽度)设为50nm，将第1侧面s1的y轴方向上的长度设为20nm。第1电介质41的上表面(z轴正方向上的端面)相对于压电基板2的主面2a平行。另外，各侧面的倾斜角以及长度的数值只不过是一个例子，并不限定于此。
64.像这样，在本实施方式中，使得第1电介质41的侧面的倾斜角在靠近压电基板2的部分和远离压电基板2的部分不同。即，相对地减小靠近压电基板2的第1侧面s1的倾斜角。由此，能够使第1电介质41和第1电极指4b的密接性提高，降低施加于压电基板2以及第1电极指4b的应力。进而，相对地增大远离压电基板2的第2侧面s2的倾斜角。由此，能够减小声速变化的区域(更具体地，声速从中央区域b的中声速vb变化为第1边缘区域a1的低声速va的区域、以及声速从第1边缘区域a1的低声速va变化为第1外侧区域c1的高声速vc的区域)，能够在中央区域b与第1边缘区域a1之间、以及第1边缘区域a1与第1外侧区域c1之间形成急剧的声速差。
65.如上所述，第1电介质41以外的其它电介质(第1电介质51、第2电介质42、52)的侧面的形状与第1电介质41的侧面形状基本上相同。因此，在第1电介质41以外的其它电介质51、42、52中，也能够达到与第1电介质41同样的作用效果。其结果是，能够在中央区域b与各边缘区域a1、a2之间以及各边缘区域a1、a2与各外侧区域c1、c2之间形成急剧的声速差的同时使各电介质41、51、42、52和各电极指4b、5b的密接性提高，从而降低施加于压电基板2以及各电极指4b、5b的应力。
66.《应力的仿真结果》
67.为了验证上述的作用效果，本技术的发明人等进行使用了有限元法的仿真，并计算了施加于压电基板2以及idt电极3的应力(米塞斯应力(von mises stress))。在该仿真中，通过对温度从25℃变化为85℃时产生的应力进行仿真，从而验证了上述的作用效果。
68.此外，在该验证中，作为以往相当的结构模型，还一并进行了比较模型1、比较模型2的仿真。图4是示出比较模型1的结构的图。在比较模型1中，将电介质的侧面设为单纯的垂直形状。图5是示出比较模型2的结构的图。在比较模型2中，将电介质的侧面设为倾斜角为45度的单纯的锥面形状。
69.另外，在这些仿真中，在50
°
y切割x传播litao3的压电基板上作为电介质材料而形成厚度为50nm的氧化钽(ta2o5)，作为idt电极而形成了厚度为150nm的铝。
70.图6是示出比较模型1的仿真结果的图。图7是示出比较模型2的仿真结果的图。图8是示出本公开模型(基于本实施方式的弹性波装置1)的仿真结果的图。
71.根据图6所示的比较模型1的仿真结果和图7所示的比较模型2的仿真结果，能够理解，将电介质的侧面设为锥面形状的比较模型2与将电介质的侧面设为垂直形状的比较模型1相比，施加于压电基板以及idt电极的应力变小，对于压电基板的极化反转、idt断线，风险变小。然而，在比较模型2中，与电介质的侧面倾斜相应地，声速缓慢地变化，具体地，声速在电介质的侧面的y轴方向上的距离(对50nm乘以2的平方根的值，约70nm)之间变化，因此与比较模型1相比，在抑制杂散模式(横模)的观点上，变得不利。
72.相对于此，在本公开模型中，在第1电介质41的侧面，在y轴方向上仅形成20nm的量的倾斜角为15度的第1侧面s1，将其它的第2侧面s2的倾斜角设为90度。将图8所示的本公开模型的仿真结果与图6所示的比较模型1的仿真结果以及图7所示的比较模型2的仿真结果相比较可知，在本公开模型中，施加于压电基板2的应力变小。由此可知，在本公开模型中，与比较模型1、2相比，变得不易产生压电基板2的极化反转。另一方面，本公开模型的声速变化的区域成为20nm，与将电介质的侧面设为锥面形状的比较模型2相比，能够减小声速变化的区域。由此，与比较模型2相比，关于横模也变得容易抑制。
73.另外，在压电基板中的钽酸锂的压电膜充分厚的情况下，具有不易产生上述的横模的倾向。然而，在像基于本实施方式的压电基板2那样在支承基板(高声速支承基板23)上层叠钽酸锂的压电膜(压电体层21)的构造中，钽酸锂的压电膜变薄，因此可能产生横模。此外，在压电基板包含铌酸锂的压电膜的情况下，即使在压电膜厚的情况下，也可能产生横模。但是，在上述的仿真中，其目的在于，验证通过改变电介质的侧面形状从而施加于压电基板2以及idt电极3的应力如何变化，因此将压电基板2设为钽酸锂的单层进行了仿真。
74.像以上那样，基于本实施方式的弹性波装置1具备压电基板2、设置在压电基板2的主面2a上的idt电极3、第1电介质41、51、以及第2电介质42、52。idt电极3具有：第1汇流条4a以及第2汇流条5a，彼此相互对置地在x轴方向(第1方向)上延伸；第1电极指4b，一端与第1汇流条4a连接，朝向第2汇流条5a在y轴方向(第2方向)上延伸；以及第2电极指5b，一端与第2汇流条5a连接，朝向第1汇流条4a在y轴方向(第2方向)上延伸，并配置在与第1电极指4b相邻的位置。
75.第1电介质41、51分别配置在第1电极指4b的前端部与压电基板2之间、以及第2电极指5b的相邻部与压电基板2之间。第2电介质42、52分别配置在第2电极指5b的前端部与压电基板2之间、以及第1电极指4b的相邻部与压电基板2之间。
76.构成为第1边缘区域a1以及第2边缘区域a2中的弹性波声速比中央区域b中的弹性波声速低，且第1外侧区域c1以及第2外侧区域c2中的弹性波声速比中央区域b中的弹性波声速高。
77.第1电介质41、51以及第2电介质42、52的侧面(y轴方向上的端面)具有与压电基板2相接的第1侧面s1和比第1侧面s1远离压电基板2的第2侧面s2。第1侧面s1的倾斜角小于第2面的倾斜角第2侧面s2。
78.像这样，通过相对地减小第1侧面s1的倾斜角，从而能够降低施加于压电基板2的应力。进而，通过相对地增大远离压电基板2的第2侧面s2的倾斜角，从而能够在中央区域b与各边缘区域a1、a2之间以及中央区域b与各外侧区域c1、c2之间形成急剧的声速差。其结果是，能够在抑制压电基板2的极化反转的同时抑制杂散模式的产生。
79.《变形例1》
80.在基于上述的实施方式的弹性波装置1中，对在各电介质41、51、42、52的侧面形成第1侧面s1以及第2侧面s2的例子进行了说明。
81.相对于此，在基于本变形例1的弹性波装置1a中，在各电介质41、51、42、52的侧面，除了第1侧面s1、第2侧面s2以外，还进一步形成比第2侧面s2远离压电基板2的第3侧面s3。第3侧面是各电介质41、51、42、52的y轴方向上的端面中的“第3面”的一个例子。第3侧面s3相对于压电基板2的主面2a的倾斜角(以下，也简称为“第3侧面s3的倾斜角”)小于第2侧面s2的倾斜角。另外，基于本变形例1的各电介质41、51、42、52的各侧面的形状基本上相同，因此，以下将具有基于本变形例1的侧面形状的第1电介质41记载为“第1电介质41a”，并代表性地对第1电介质41a的侧面形状进行说明。
82.图9是将基于本变形例1的第1电介质41a的侧面部分放大的图。在本变形例1中，第1侧面s1的倾斜角以及第2侧面s2的倾斜角与上述的实施方式同样地，分别设为15度以及90度。进而，将第3侧面s3的倾斜角设为15度。此外，将第1电介质41a的厚度(z轴方向上的宽度)设为50nm，将第1侧面s1的y轴方向上的长度以及第3侧面s3的y轴方向上的长度分别设
为20nm。另外，各侧面的倾斜角以及长度的数值只不过是一个例子，并不限定于此。
83.本技术的发明人等对基于本变形例1的弹性波装置1a也进行了与上述的实施方式同样的仿真，并计算了施加于压电基板2的应力。
84.图10是示出本变形模型1(基于本变形例1的弹性波装置1a)的仿真结果的图。图11是示出将侧面形状设为单纯的锥面形状的上述的比较模型2的仿真结果的图。
85.将图10所示的本变形模型1的仿真结果与图11所示的比较模型2的仿真结果相比较可知，在本变形模型1中，施加于压电基板2的应力变小，不易产生极化反转。进而可知，通过在比第2侧面s2远离压电基板2的一侧设置倾斜角比第2侧面s2小的第3侧面s3，从而作用于第1电介质41a的侧面的上端附近的第1电极指4ba的应力稍微降低。
86.另一方面，本变形模型1可将声速变化的区域抑制为40nm(第1侧面s1的y轴方向上的长度和第3侧面s3的y轴方向上的长度的合计)，与将电介质的侧面设为单纯的锥面形状的比较模型2相比，能够减小声速变化的区域。由此可知，与比较模型2相比，关于横模也变得比比较模型2容易抑制。
87.像以上那样，也可以变形为，在各电介质的侧面，除了第1侧面s1、第2侧面s2以外，在比第2侧面s2远离压电基板2的一侧，还设置倾斜角小于第2侧面s2的第3侧面s3。通过像这样变形，从而能够达到与上述的实施方式同样的作用效果。进而，通过设置第3侧面s3，从而作用于第3侧面s3周边的电极指的应力也降低。
88.《变形例2》
89.在基于上述的实施方式的弹性波装置1以及基于变形例1的弹性波装置1a中，将第2侧面s2的倾斜角设为了90度，但是也可以将第2侧面s2的倾斜角设为不足90度。
90.图12是将基于本变形例2的弹性波装置1b中的第1电介质41的侧面部分放大的图。另外，基于本变形例1的弹性波装置1b中的各电介质41、51、42、52的各侧面的形状基本上相同，因此，以下将具有基于本变形例2的侧面形状的第1电介质41记载为“第1电介质41b”，代表性地对第1电介质41b的侧面形状进行说明。
91.基于本变形例2的第1电介质41b将基于上述的变形例1的第1电介质41a的第2侧面s2变更为了第2侧面s2a。即，在第1电介质41b的侧面形成有第1侧面s1、第2侧面s2a、以及第3侧面s3。第1侧面s1的倾斜角以及第3侧面s3的倾斜角与上述的变形例1同样地设为15度。此外，将第1电介质41b的厚度(z轴方向上的宽度)设为50nm，将第1侧面s1以及第3侧面s3的y轴方向上的长度分别设为20nm。进而，与比较模型2同样地，将第1电介质41b的侧面的y轴方向上的长度(第1侧面s1的下端与第3侧面s3的上端之间的y轴方向上的距离)设为对50nm乘以2的平方根的值(约70nm)。由此，将第1侧面s1的上端和第3侧面s3的下端相连的第2侧面s2a的倾斜角变得不足90度。
92.本技术的发明人等对基于本变形例2的弹性波装置1b也进行了与上述的实施方式同样的仿真，并计算了施加于压电基板2的应力。
93.图13是示出本变形模型2(基于本变形例2的弹性波装置1b)的仿真结果的图。
94.将图13所示的本变形模型1的仿真结果与图11所示的比较模型2的仿真结果相比较可知，在本变形模型2中，施加于压电基板2的应力变小，不易产生极化反转。进而，在本变形模型2中，通过将第3侧面s3的倾斜角设为不足90度，从而作用于第3侧面s3周边的第1电极指4bb的应力也稍微降低。
95.另一方面，本变形模型1的声速变化的区域为约70nm，可抑制为与比较模型2大致相同的水平。由此，与比较模型2相比，可抑制横模增加。
96.像以上那样，也可以将第2侧面s2的倾斜角设为不足90度。由此，能够在达到与上述的实施方式同样的作用效果的同时更适当地降低作用于电极指的应力。
97.《变形例3》
98.在上述的实施方式中，对在第1边缘区域a1包含的、第1电极指4b的前端部以及第2电极指5b的相邻部全部设置第1电介质41、51的例子进行了说明。
99.然而，只要形成基于活塞模式的声速分布，则也可以省略配置在第1边缘区域a1的第1电介质41、51的一部分。例如，也可以在第1电极指4b的前端部配置第1电介质41，在第2电极指5b的相邻部不配置第1电介质51。相反，也可以在第2电极指5b的相邻部配置第1电介质51，在第1电极指4b的前端部不配置第1电介质41。
100.同样地，在上述的实施方式中，对在第2边缘区域a2包含的、第2电极指5b的前端部以及第1电极指4b的相邻部全部设置第2电介质42、52的例子进行了说明。
101.然而，只要形成基于活塞模式的声速分布，则也可以省略配置在第2边缘区域a2的第2电介质42、52的一部分。例如，也可以在第2电极指5b的前端部配置第2电介质52，在第1电极指4b的相邻部不配置第2电介质42。此外，也可以在第i电极指4b的相邻部配置第2电介质42，在第2电极指5b的前端部不配置第2电介质52。
102.《变形例4》
103.在上述的实施方式中，对在第1边缘区域a1包含的、第1电极指4b的前端部以及第2电极指5b的相邻部分别独立地设置第1电介质41、51的例子进行了说明。
104.然而，设置在第1电极指4b的前端部以及第2电极指5b的相邻部的电介质不一定限定于分别独立地设置，也可以一体地设置。
105.同样地，在上述的实施方式中，对在第2边缘区域a2包含的、第2电极指5b的前端部以及第1电极指4b的相邻部分别独立地设置第2电介质52、42的例子进行了说明。
106.然而，设置在第2电极指5b的前端部以及第1电极指4b的相邻部的电介质不一定限定于分别独立地设置，也可以一体地设置。
107.图14是基于本变形例4的弹性波装置1c的俯视图。图14所示的弹性波装置1c将上述的图1所示的弹性波装置1的第1电介质41、51变更为“第1电介质40”，将弹性波装置1的第2电介质42、52变更为“第2电介质50”。弹性波装置1c的其它结构与上述的弹性波装置1相同，因此在此不再重复详细的说明。
108.第1电介质40设置为在包含第1边缘区域a1所包含的第1电极指4b的前端部以及第2电极指5b的相邻部、且包含第1外侧区域c1所包含的第2电极指5b的部分以及第2汇流条5a的宽范围一体地延伸。
109.第2电介质50设置为在包含第2边缘区域a2所包含的第2电极指5b的前端部以及第1电极指4b的相邻部、且包含第2外侧区域c2所包含的第1电极指4b的部分以及第1汇流条4a的宽范围一体地延伸。
110.即使是这样的第1电介质40以及第2电介质50，也能够利用活塞模式来抑制杂散。即，在基于本变形例4的弹性波装置1c中，构成为第1边缘区域a1以及第2边缘区域a2中的弹性波声速变得比中央区域b中的弹性波声速低，并且在第1外侧区域c1以及第2外侧区域c2
存在弹性波声速比中央区域b中的弹性波声速高的区域。由此，构成为弹性波声速从中央区域b朝向y轴方向上的两外侧按中声速、低声速、高声速的顺序分布。因此，在基于本变形例4的弹性波装置1c中，也能够利用活塞模式来抑制杂散。另外，第1电介质40以及第2电介质50只要分别设置在第1边缘区域a1以及第2边缘区域a2即可，也可以不设置在包含第1外侧区域c1以及第2外侧区域c2的一部分的区域。
111.《变形例5》
112.在基于上述的实施方式的弹性波装置1中，也可以设置覆盖idt电极3的上表面(z轴正方向上的端面)的保护膜。
113.图15是基于本变形例5的弹性波装置1d的剖视图。图15所示的弹性波装置1d将上述的图2所示的弹性波装置1的第1电介质41以及第1电极指4b分别变更为“第1电介质41d”以及“第1电极指4bd”，并进一步追加了覆盖idt电极3的上表面(z轴正方向上的端面)的保护膜60。另外，虽然在图15未示出，但是在弹性波装置1d中，在第1电介质41以外的各电介质51、42、52以及第2电极指5b中，也与第1电介质41d以及第1电极指4bd同样地进行了变更。弹性波装置1d的其它结构与上述的弹性波装置1相同，因此在此不再重复详细的说明。
114.第1电介质41d将上述的图2所示的第1电介质41的第2侧面s2变更为“第2侧面s2d”。第2侧面s2d的倾斜角为大于第1侧面s1的倾斜角(15度左右)且不足90度的值(在图15所示的例子中为50度左右)。即，第1电介质41d的第2侧面s2d相对于压电基板2的主面2a不平坦而倾斜。
115.第1电介质41d配置在第1电极指4bd的前端部与压电基板2之间。通过第1电介质41d的第2侧面s2d相对于压电基板2的主面2a倾斜，从而在第1电极指4bd中，位于第1电介质41d的第2侧面s2d的上表面的部分相对于压电基板2的主面2a也倾斜。
116.保护膜60形成为覆盖第1电介质41d的上表面(z轴正方向上的端面)。因此，在保护膜60中，位于第1电介质41d的第2侧面s2d的上表面的部分相对于压电基板2的主面2a也倾斜。由此，保护膜60具有相对于压电基板2的主面2a平坦的平坦部和相对于压电基板2的主面2a倾斜的倾斜部。保护膜60的倾斜部形成在第1边缘区域a1中的与中央区域b的边界部分、以及第1边缘区域a1中的与第1外侧区域c1的边界部分。
117.另外，虽然在图15未示出，但是保护膜60的倾斜部还形成在第2边缘区域a2中的与中央区域b的边界部分、以及第2边缘区域a2中的与第2外侧区域c2的边界部分。
118.在这样的结构中，在基于本变形例5的保护膜60中，形成为保护膜60的倾斜部的厚度d2与平坦部的厚度(z轴方向上的尺寸)d1相比更薄(d2＜d1)。像这样，通过使保护膜60的倾斜部的厚度d2比平坦部的厚度d1薄，从而能够在中央区域b与第1边缘区域a1之间、以及第1边缘区域a1与第1外侧区域c1之间形成更急剧的声速差。
119.图16是示出使用了基于本变形例5的弹性波装置1d的情况下的、中央区域b与第1边缘区域a1之间的声速差的仿真结果的一个例子的图。另外，在图16中，作为相对于本变形例5的比较例，用单点划线示出了保护膜60的平坦部的厚度d1与倾斜部的厚度d2相同的情况下的仿真结果。
120.根据图16所示的仿真结果，能够理解，与保护膜60的平坦部的厚度d1和倾斜部的厚度d2相同的比较例(单点划线)相比，在保护膜60的倾斜部的厚度d2比平坦部的厚度d1薄的本变形例5(本公开、实线)中，能够在中央区域b与第1边缘区域a1之间使声速差的变化更
急剧。因此，在本公开中，能够更有效地抑制由横模造成的杂散，能够使基模更高效地传播。
121.另外，在本变形例5中，保护膜60的倾斜部形成在第1边缘区域a1中的与中央区域b的边界部分、第1边缘区域a1中的与第1外侧区域c1的边界部分、第2边缘区域a2中的与中央区域b的边界部分、以及第2边缘区域a2中的与第2外侧区域c2的边界部分这4个边界部分的全部。然而，基于本变形例5的保护膜60的倾斜部不一定限定于形成在上述4个边界部分的全部，只要形成在上述4个边界部分中的至少一个即可。
122.此外，在基于本变形例5的弹性波装置1d中，第1电介质41d具有第1侧面s1以及第2侧面s2d。然而，第1电介质41d不一定限定于具有第1侧面s1以及第2侧面s2d双方。例如，也可以将第1电介质41d变形为，从第1电介质41d省略第1侧面s1，成为侧面(y轴方向上的端面)全部由第2侧面s2d形成的电介质。在第1电介质41d以外的各电介质51、42、52中也可以同样地进行变形。
123.上述的实施方式以及变形例1～5中的特征能够在不产生矛盾的范围内适当地进行组合。
124.应认为，此次公开的实施方式在所有的方面均为例示，并不是限制性的。本公开的范围不是由上述的实施方式的说明示出，而是由权利要求书示出，意图包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有的变更。
125.附图标记说明
126.1、1a、1b、1c：弹性波装置，2：压电基板，2a：主面，3：idt电极，4a：第1汇流条，4b、4ba、4bd：第1电极指，5a：第2汇流条，5b：第2电极指，6a、6b：反射器，6b：电极指，21：压电体层，22：低声速层，23：高声速支承基板，41、41a、41b、41d、51、40：第1电介质，42、52、50：第2电介质，60：保护膜，a1：第1边缘区域，a2：第2边缘区域，b：中央区域，c1：第1外侧区域，c2：第2外侧区域。
技术特征：
1.一种弹性波装置，具备：压电基板；idt电极，设置在所述压电基板的主面上；第1电介质；以及第2电介质，所述idt电极具有：彼此相互对置的第1汇流条以及第2汇流条；第1电极指，一端与所述第1汇流条连接，朝向所述第2汇流条延伸；以及第2电极指，一端与所述第2汇流条连接，朝向所述第1汇流条延伸，所述第1电极指和所述第2电极指彼此相互交错对插，所述第1电介质配置在所述第1电极指的前端部以及所述第2电极指中的与所述第1电极指的前端部相邻的部分中的至少一者与所述压电基板之间，所述第2电介质配置在所述第2电极指的前端部以及所述第1电极指中的与所述第2电极指的前端部相邻的部分中的至少一者与所述压电基板之间，将包含所述第1电极指的前端部的区域设为第1边缘区域，将包含所述第2电极指的前端部的区域设为第2边缘区域，将所述第1边缘区域与所述第2边缘区域之间的区域设为中央区域，将相对于所述中央区域比所述第1边缘区域靠外侧的区域设为第1外侧区域，将相对于所述中央区域比所述第2边缘区域靠外侧的区域设为第2外侧区域，此时，构成为所述第1边缘区域、所述第2边缘区域中的弹性波声速比所述中央区域中的弹性波声速低，并且在所述第1外侧区域、所述第2外侧区域存在弹性波声速比所述中央区域中的弹性波声速高的区域，所述第1电介质、所述第2电介质中的、所述第1电极指延伸的方向上的端面以及所述第2电极指延伸的方向上的端面中的至少一者具有第1面和比所述第1面远离所述压电基板的第2面，所述第1面相对于所述压电基板的主面的倾斜角小于所述第2面相对于所述压电基板的主面的倾斜角。2.根据权利要求1所述的弹性波装置，其中，所述第1电介质、所述第2电介质中的、所述第1电极指延伸的方向上的端面以及所述第2电极指延伸的方向上的端面中的至少一者还具有比所述第2面远离所述压电基板的第3面，所述第3面相对于所述压电基板的主面的倾斜角小于所述第2面相对于所述压电基板的主面的倾斜角。3.根据权利要求1或2所述的弹性波装置，其中，所述第2面相对于所述压电基板的主面的倾斜角不足90度。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的弹性波装置，其中，所述压电基板包含钽酸锂而构成。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的弹性波装置，其中，所述压电基板具有：压电膜；
低声速膜，相对于所述压电膜层叠在与所述idt电极相反侧，且所传播的体波的声速比在所述压电膜传播的弹性波的声速低；以及高声速支承基板，相对于所述低声速膜层叠在与所述idt电极相反侧，且所传播的体波的声速比在所述压电膜传播的弹性波的声速高。6.根据权利要求1～5中的任一项所述的弹性波装置，其中，还具备覆盖所述idt电极的保护膜，所述保护膜具有：倾斜部，形成在所述第1边缘区域和所述中央区域的边界部分、所述第1边缘区域和所述第1外侧区域的边界部分、所述第2边缘区域和所述中央区域的边界部分以及所述第2边缘区域和所述第2外侧区域的边界部分中的至少一者，且相对于所述压电基板的主面倾斜；以及平坦部，形成在所述倾斜部以外的部分，相对于所述压电基板的主面平坦，所述保护膜的所述倾斜部的厚度比所述保护膜的所述平坦部的厚度薄。
技术总结
弹性波装置(1)在X轴方向上传播弹性波。弹性波装置(1)具备：弹压电基板(2)；以及第1电极指(4b)，设置在弹压电基板(2)的主面(2a)上，并在Y轴方向上延伸。弹性波装置(1)构成为弹性波声速从第1电极指(4b)的中央朝向Y轴方向上的外侧按中声速、低声速、高声速的顺序分布。弹性波装置(1)还具备配置在压电基板(2)与第1电极指(4b)的前端部之间的第1电介质(41)。第1电介质(41)的Y轴方向上的端面具有第1侧面(S1)和第2侧面(S2)。第1侧面(S1)的倾斜角小于第2侧面(S2)的倾斜角。面(S2)的倾斜角。面(S2)的倾斜角。
技术研发人员：
道上彰 山本浩司
受保护的技术使用者：
株式会社村田制作所
技术研发日：
2021.04.01
技术公布日：
2022/11/8
