特許 6374653 弾性波フィルタ及び分波器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6374653

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】弾性波フィルタ及び分波器

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/54 20060101AFI20180806BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20180806BHJP

   H03H 9/70 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/54 Z

   H03H9/17 F

   H03H9/70

【請求項の数】14

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-238180(P2013-238180)

(22)【出願日】2013年11月18日

(65)【公開番号】特開2015-99988(P2015-99988A)

(43)【公開日】2015年5月28日

【審査請求日】2016年11月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】西原 時弘

(72)【発明者】

【氏名】谷口 眞司

【審査官】 鬼塚 由佳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２６０９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１９３９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１０６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０２９３５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１２３１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２４３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２２３８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９１３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８２５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１５９１２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｈ ９／５４

Ｈ０３Ｈ ９／１７

Ｈ０３Ｈ ９／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

同一基板上に設けられた圧電膜と前記圧電膜を挟んで対向した下部電極及び上部電極とをそれぞれ有する直列共振子及び並列共振子を含む弾性波フィルタであって、
前記直列共振子及び前記並列共振子の一方は、前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが対向する共振領域において、前記下部電極又は前記上部電極の前記圧電膜に対して反対側の面に前記圧電膜の弾性定数の温度係数とは逆符号の温度係数の弾性定数を有する温度補償膜を備え且つ前記圧電膜よりも前記下部電極側又は前記上部電極側のうちの前記温度補償膜が設けられた側と同じ側に付加膜を備えてなく、
前記直列共振子及び前記並列共振子の他方は、前記共振領域において、前記圧電膜よりも前記下部電極側又は前記上部電極側のうち前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方において前記温度補償膜が設けられた側と同じ側に前記付加膜を備え且つ前記下部電極又は前記上部電極の前記圧電膜に対して反対側の面のうちの前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方において前記温度補償膜が設けられた側の面に前記温度補償膜を備えていないことを特徴とする弾性波フィルタ。

【請求項2】

同一基板上に設けられた圧電膜と前記圧電膜を挟んで対向した下部電極及び上部電極とをそれぞれ有する直列共振子及び並列共振子を含む弾性波フィルタであって、
前記直列共振子及び前記並列共振子の一方は、前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが対向する共振領域において、前記下部電極又は前記上部電極の前記圧電膜に対して反対側の面に前記圧電膜の弾性定数の温度係数とは逆符号の温度係数の弾性定数を有する温度補償膜を備え且つ前記圧電膜よりも前記下部電極側又は前記上部電極側のうちの前記温度補償膜が設けられた側と同じ側に付加膜を備えてなく、
前記直列共振子及び前記並列共振子の他方は、前記共振領域において、前記圧電膜よりも前記下部電極側又は前記上部電極側のうち前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方において前記温度補償膜が設けられた側と同じ側に前記付加膜を備え且つ前記下部電極又は前記上部電極の前記圧電膜に対して反対側の面のうちの前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方において前記温度補償膜が設けられた側の面に前記温度補償膜を備え、
前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方における前記温度補償膜の厚さは、前記他方における前記温度補償膜の厚さよりも厚いことを特徴とする弾性波フィルタ。

【請求項3】

同一基板上に設けられた圧電膜と前記圧電膜を挟んで対向した下部電極及び上部電極とをそれぞれ有する直列共振子及び並列共振子を含む弾性波フィルタであって、
前記直列共振子及び前記並列共振子の一方は、前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが対向する共振領域において、前記下部電極又は前記上部電極の前記圧電膜に対して反対側の面に前記圧電膜の弾性定数の温度係数とは逆符号の温度係数の弾性定数を有する温度補償膜を備え、
前記直列共振子及び前記並列共振子の他方は、前記共振領域において、前記圧電膜よりも前記下部電極側又は前記上部電極側のうち前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方において前記温度補償膜が設けられた側と同じ側に付加膜を備え、
前記付加膜は、前記下部電極又は前記上部電極と前記圧電膜との間に設けられた圧電材からなり、
前記直列共振子及び前記並列共振子の前記他方の前記共振領域における圧電材の厚さは、前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方の前記共振領域における圧電材よりも厚いことを特徴とする弾性波フィルタ。

【請求項4】

前記付加膜は、前記下部電極又は前記上部電極に接して設けられた金属からなり、
前記直列共振子及び前記並列共振子の前記他方の前記共振領域における前記圧電膜上又は前記圧電膜下のうち前記付加膜が設けられた側における金属からなる膜の合計の厚さは、前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方の前記共振領域における前記圧電膜上又は前記圧電膜下のうち前記直列共振子及び前記並列共振子の前記他方において前記付加膜が設けられた側と同じ側における金属からなる膜の合計の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１または２記載の弾性波フィルタ。

【請求項5】

前記温度補償膜は、前記下部電極の前記圧電膜に対して反対側の面に設けられ、
前記付加膜は、前記圧電膜よりも前記下部電極側に設けられ、
前記圧電膜は、前記下部電極の端面を覆うように前記下部電極上から前記基板上に延在して設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の弾性波フィルタ。

【請求項6】

前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方には、前記付加膜が備わらないことを特徴とする請求項３記載の弾性波フィルタ。

【請求項7】

前記温度補償膜の前記圧電膜に対して反対側の面に、前記温度補償膜よりも高い音響インピーダンスを有する高音響インピーダンス膜を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の弾性波フィルタ。

【請求項8】

前記共振領域から延びる前記下部電極又は前記上部電極の引き出し部の少なくとも一部には、前記温度補償膜が設けられていないことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の弾性波フィルタ。

【請求項9】

前記温度補償膜は、酸化シリコン又は窒化シリコンを主成分とすることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の弾性波フィルタ。

【請求項10】

前記温度補償膜は、フッ素がドープされた酸化シリコンからなることを特徴とする請求項９記載の弾性波フィルタ。

【請求項11】

前記圧電膜は、窒化アルミニウムを主成分とすることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の弾性波フィルタ。

【請求項12】

前記共振領域において、前記基板と前記下部電極との間に空隙が形成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項記載の弾性波フィルタ。

【請求項13】

前記共振領域において、前記下部電極下に前記圧電膜を伝搬する弾性波を反射する音響反射膜を備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項記載の弾性波フィルタ。

【請求項14】

送信フィルタと受信フィルタとを備え、
前記送信フィルタ及び前記受信フィルタの少なくとも一方が請求項１から１３のいずれか一項記載の弾性波フィルタであることを特徴とする分波器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弾性波フィルタ及び分波器に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話等の無線機器の高周波回路に備わるフィルタ及び分波器に、弾性波フィルタが用いられている。弾性波フィルタの一つとして、基板上に圧電膜を挟み下部電極と上部電極とが対向して設けられた圧電薄膜共振子が複数組み合わされたバルク波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）フィルタがある。

【0003】

周波数温度係数（ＴＣＦ：Temperature Coefficient of Frequency）を向上させるために、圧電膜の弾性定数の温度係数とは逆符号の温度係数の弾性定数を有する温度補償膜を、圧電膜内に挿入した圧電薄膜共振子が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、周波数温度係数と電気機械結合係数とはトレードオフの関係にあるため、周波数温度係数の向上のために温度補償膜を設けると、電気機械結合係数が小さくなってしまう。このため、温度補償膜を備える圧電薄膜共振子を用いた弾性波フィルタでは、フィルタの帯域幅が小さくなってしまう。そこで、直列共振子と並列共振子とで温度補償膜の厚さを異ならせた弾性波フィルタが提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、直列共振子と並列共振子の周波数を調整するために、それぞれの共振子の上部電極上に設ける周波数調整層の厚さを異ならせる構造が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５８−１３７３１７号公報

【特許文献2】特開２００４−１９３９２９号公報

【特許文献3】特開２００２−２６８６４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

温度補償膜を圧電膜内に挿入した場合、電気機械結合係数の低下量が大きい。このため、温度補償膜は、下部電極又は上部電極の圧電膜に対して反対側の面に設けることが好ましい。しかしながら、この場合に、直列共振子と並列共振子の温度補償膜の厚さを異ならせたり、直列共振子と並列共振子の一方にのみ温度補償膜を設けた場合、基板又は圧電膜が削られて、信頼性に悪影響を及ぼすことが生じてしまう。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、信頼性を改善することが可能な弾性波フィルタ及び分波器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、同一基板上に設けられた圧電膜と前記圧電膜を挟んで対向した下部電極及び上部電極とをそれぞれ有する直列共振子及び並列共振子を含む弾性波フィルタであって、前記直列共振子及び前記並列共振子の一方は、前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが対向する共振領域において、前記下部電極又は前記上部電極の前記圧電膜に対して反対側の面に前記圧電膜の弾性定数の温度係数とは逆符号の温度係数の弾性定数を有する温度補償膜を備え且つ前記圧電膜よりも前記下部電極側又は前記上部電極側のうちの前記温度補償膜が設けられた側と同じ側に付加膜を備えてなく、前記直列共振子及び前記並列共振子の他方は、前記共振領域において、前記圧電膜よりも前記下部電極側又は前記上部電極側のうち前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方において前記温度補償膜が設けられた側と同じ側に前記付加膜を備え且つ前記下部電極又は前記上部電極の前記圧電膜に対して反対側の面のうちの前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方において前記温度補償膜が設けられた側の面に前記温度補償膜を備えていないことを特徴とする弾性波フィルタである。

【0009】

本発明は、同一基板上に設けられた圧電膜と前記圧電膜を挟んで対向した下部電極及び上部電極とをそれぞれ有する直列共振子及び並列共振子を含む弾性波フィルタであって、前記直列共振子及び前記並列共振子の一方は、前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが対向する共振領域において、前記下部電極又は前記上部電極の前記圧電膜に対して反対側の面に前記圧電膜の弾性定数の温度係数とは逆符号の温度係数の弾性定数を有する温度補償膜を備え且つ前記圧電膜よりも前記下部電極側又は前記上部電極側のうちの前記温度補償膜が設けられた側と同じ側に付加膜を備えてなく、前記直列共振子及び前記並列共振子の他方は、前記共振領域において、前記圧電膜よりも前記下部電極側又は前記上部電極側のうち前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方において前記温度補償膜が設けられた側と同じ側に前記付加膜を備え且つ前記下部電極又は前記上部電極の前記圧電膜に対して反対側の面のうちの前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方において前記温度補償膜が設けられた側の面に前記温度補償膜を備え、前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方における前記温度補償膜の厚さは、前記他方における前記温度補償膜の厚さよりも厚いことを特徴とする弾性波フィルタである。

【0010】

本発明は、同一基板上に設けられた圧電膜と前記圧電膜を挟んで対向した下部電極及び上部電極とをそれぞれ有する直列共振子及び並列共振子を含む弾性波フィルタであって、前記直列共振子及び前記並列共振子の一方は、前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが対向する共振領域において、前記下部電極又は前記上部電極の前記圧電膜に対して反対側の面に前記圧電膜の弾性定数の温度係数とは逆符号の温度係数の弾性定数を有する温度補償膜を備え、前記直列共振子及び前記並列共振子の他方は、前記共振領域において、前記圧電膜よりも前記下部電極側又は前記上部電極側のうち前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方において前記温度補償膜が設けられた側と同じ側に付加膜を備え、前記付加膜は、前記下部電極又は前記上部電極と前記圧電膜との間に設けられた圧電材からなり、前記直列共振子及び前記並列共振子の前記他方の前記共振領域における圧電材の厚さは、前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方の前記共振領域における圧電材よりも厚いことを特徴とする弾性波フィルタである。

【0011】

上記構成において、前記付加膜は、前記下部電極又は前記上部電極に接して設けられた金属からなり、前記直列共振子及び前記並列共振子の前記他方の前記共振領域における前記圧電膜上又は前記圧電膜下のうち前記付加膜が設けられた側における金属からなる膜の合計の厚さは、前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方の前記共振領域における前記圧電膜上又は前記圧電膜下のうち前記直列共振子及び前記並列共振子の前記他方において前記付加膜が設けられた側と同じ側における金属からなる膜の合計の厚さよりも厚い構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記温度補償膜は、前記下部電極の前記圧電膜に対して反対側の面に設けられ、前記付加膜は、前記圧電膜よりも前記下部電極側に設けられ、前記圧電膜は、前記下部電極の端面を覆うように前記下部電極上から前記基板上に延在して設けられている構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、前記直列共振子及び前記並列共振子の前記一方には、前記付加膜が備わらない構成とすることができる。

【0014】

上記構成において、前記温度補償膜の前記圧電膜に対して反対側の面に、前記温度補償膜よりも高い音響インピーダンスを有する高音響インピーダンス膜を備える構成とすることができる。

【0015】

上記構成において、前記共振領域から延びる前記下部電極又は前記上部電極の引き出し部の少なくとも一部には、前記温度補償膜が設けられていない構成とすることができる。

【0016】

上記構成において、前記温度補償膜は、酸化シリコン又は窒化シリコンを主成分とする構成とすることができる。

【0017】

上記構成において、前記温度補償膜は、フッ素がドープされた酸化シリコンからなる構成とすることができる。

【0018】

上記構成において、前記圧電膜は、窒化アルミニウムを主成分とする構成とすることができる。

【0019】

上記構成において、前記共振領域において、前記基板と前記下部電極との間に空隙が形成されている構成とすることができる。

【0020】

上記構成において、前記共振領域において、前記下部電極下に前記圧電膜を伝搬する弾性波を反射する音響反射膜を備える構成とすることができる。

【0021】

本発明は、送信フィルタと受信フィルタとを備え、前記送信フィルタ及び前記受信フィルタの少なくとも一方が上記いずれかに記載の弾性波フィルタであることを特徴とする分波器である。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、信頼性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１（ａ）は、実施例１に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子の上面図、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。

【図2】図２は、実施例１に係るラダー型フィルタの上面図である。

【図3】図３（ａ）から図３（ｅ）は、実施例１に係るラダー型フィルタの製造方法を示す断面図（その１）である。

【図4】図４（ａ）から図４（ｃ）は、実施例１に係るラダー型フィルタの製造方法を示す断面図（その２）である。

【図5】図５（ａ）は、実施例２に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子の上面図、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。

【図6】図６（ａ）は、実施例３に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子の上面図、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。

【図7】図７（ａ）は、実施例４に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子の上面図、図７（ｂ）及び図７（ｃ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。

【図8】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、実施例５に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子の断面図である。

【図9】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施例６に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子の断面図である。

【図10】図１０は、実施例７に係る分波器の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0025】

まず、実施例１に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子について説明する。図１（ａ）は、実施例１に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子の上面図、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。図１（ｂ）は、ラダー型フィルタの並列共振子、図１（ｃ）は、ラダー型フィルタの直列共振子の断面を示している。

【0026】

図１（ａ）及び図１（ｂ）のように、並列共振子Ｐは、例えばシリコン（Ｓｉ）基板である基板１０上に、高音響インピーダンス膜１２が設けられている。高音響インピーダンス膜１２上に、温度補償膜１４が設けられている。温度補償膜１４は、後述する共振領域３２の全体を覆い、共振領域３２から共振領域３２の外側に延在して設けられている。温度補償膜１４及び高音響インピーダンス膜１２上に、下部電極１６が設けられている。図１（ｂ）では、温度補償膜１４は、高音響インピーダンス膜１２及び下部電極１６と形状が異なり、共振領域３２から延びる下部電極１６の引き出し部の少なくとも一部に設けられていない場合を示したが、高音響インピーダンス膜１２及び下部電極１６と同じ形状であってもよい。つまり、下部電極１６の引き出し部にも温度補償膜１４が設けられている場合でもよい。

【0027】

高音響インピーダンス膜１２は、温度補償膜１４よりも高い音響インピーダンスを有する。高音響インピーダンス膜１２は、例えばクロム（Ｃｒ）膜である。温度補償膜１４は、後述する圧電膜１８の弾性定数の温度係数とは逆符号の温度係数の弾性定数を有する。温度補償膜１４は、例えばフッ素（Ｆ）がドープされた酸化シリコン（ＳｉＯＦ）膜である。下部電極１６は、例えばルテニウム（Ｒｕ）膜である。

【0028】

基板１０の平坦上面と高音響インピーダンス膜１２との間に高音響インピーダンス膜１２側にドーム形状の膨らみを有する空隙３０が形成されている。ドーム形状の膨らみとは、例えば空隙３０の周辺では空隙３０の高さが低く、空隙３０の内部ほど空隙３０の高さが高くなるような形状の膨らみである。

【0029】

下部電極１６及び基板１０上に、（００２）方向を主軸とする窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とする圧電膜１８が設けられている。高音響インピーダンス膜１２、温度補償膜１４、及び下部電極１６の端面は、例えば同一面を形成しており、圧電膜１８は、高音響インピーダンス膜１２、温度補償膜１４、及び下部電極１６の端面を覆って設けられている。

【0030】

圧電膜１８を挟み下部電極１６と対向する領域（共振領域３２）を有するように、圧電膜１８上に上部電極２０が設けられている。上部電極２０は、下層２０ａと上層２０ｂとを含む。下層２０ａは、例えばＲｕ膜であり、上層２０ｂは、例えばＣｒ膜である。共振領域３２は、例えば楕円形形状を有し、厚み縦振動モードの弾性波が共振する領域である。

【0031】

上部電極２０及び圧電膜１８上に、共振領域３２を含むようにパッシベーション膜２２が設けられている。パッシベーション膜２２は、例えば酸化シリコン膜である。共振領域３２内の積層膜は、高音響インピーダンス膜１２、温度補償膜１４、下部電極１６、圧電膜１８、上部電極２０、及びパッシベーション膜２２を含む。パッシベーション膜２２は、周波数を調整する膜として機能してもよい。

【0032】

下部電極１６及び高音響インピーダンス膜１２には、犠牲層をエッチングするための導入路３４が形成されている。犠牲層は、空隙３０を形成するための層である。導入路３４の先端付近は、圧電膜１８で覆われておらず、孔部３６が形成されている。

【0033】

図１（ａ）及び図１（ｃ）のように、直列共振子Ｓは、並列共振子Ｐと比較し、温度補償膜１４が設けられてなく、代わりに、下部電極１６と圧電膜１８との間に、付加膜２４が設けられている。付加膜２４は、温度補償膜１４と同様に、共振領域３２の全体を覆うと共に、共振領域３２から共振領域３２の外側に延在して設けられている。付加膜２４は、例えば温度補償膜１４と同じ大きさ、同じ形状をしている。また、付加膜２４は、例えば高音響インピーダンス膜１２及び下部電極１６と同じ形状であってもよい。高音響インピーダンス膜１２、下部電極１６、及び付加膜２４の端面は、例えば同一面を形成しており、圧電膜１８は、高音響インピーダンス膜１２、下部電極１６、及び付加膜２４の端面を覆って設けられている。付加膜２４は、例えば圧電膜１８と同じ圧電材からなり、（００２）方向を主軸とする窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とする膜である。共振領域３２内の積層膜は、高音響インピーダンス膜１２、下部電極１６、付加膜２４、圧電膜１８、上部電極２０、及びパッシベーション膜２２を含む。その他の構成は、並列共振子Ｐの図１（ｂ）と同じであり説明を省略する。

【0034】

直列共振子Ｓの共振領域３２には、圧電膜１８と同じ圧電材からなる付加膜２４が設けられている。このため、直列共振子Ｓの共振領域３２における圧電材（圧電膜１８＋付加膜２４）の厚さは、並列共振子Ｐの共振領域３２における圧電材（圧電膜１８）よりも厚くなっている。

【0035】

直列共振子Ｓと並列共振子Ｐの両方の共振周波数の調整は、例えばパッシベーション膜２２の膜厚によって行うことができる。直列共振子Ｓと並列共振子Ｐとの間の共振周波数の差は、例えば付加膜２４の膜厚によって調整することができる。これにより、並列共振子Ｐと直列共振子Ｓとの間に所望の共振周波数差を設けることができ、ラダー型フィルタにおいて所望のバンドパス特性を得ることができる。

【0036】

図１（ａ）から図１（ｃ）において、並列共振子Ｐには温度補償膜１４が設けられているが、直列共振子Ｓには設けられていない。これは、以下のためである。即ち、ラダー型フィルタの並列共振子Ｐは、主に通過帯域の低周波側のスカート特性に影響を及ぼし、直列共振子Ｓは、主に高周波側のスカート特性に影響を及ぼす。並列共振子Ｐ及び直列共振子Ｓの両方に温度補償膜１４を設けることで、通過帯域の低周波側及び高周波側の両方の周波数温度係数を改善することができる。

【0037】

しかしながら、上述したように、周波数温度係数と電気機械結合係数とはトレードオフの関係にあるため、温度補償膜１４を設けると、電気機械結合係数が小さくなってしまう。例えば、図１（ａ）から図１（ｃ）に示す並列共振子Ｐ及び直列共振子Ｓを用いたラダー型フィルタを作製した場合を例に説明する。並列共振子Ｐを、高音響インピーダンス膜１２に厚さ１００ｎｍのＣｒ膜、温度補償膜１４に厚さ２１０ｎｍのＳｉＯＦ膜、下部電極１６に厚さ１６０ｎｍのＲｕ膜、圧電膜１８に厚さ１１７０ｎｍのＡｌＮ膜、上部電極２０の下層２０ａに厚さ２２０ｎｍのＲｕ膜、上層２０ｂに厚さ３０ｎｍのＣｒ膜、パッシベーション膜２２に厚さ５０ｎｍのＳｉＯ_Ｘ膜を用いて作製した。直列共振子Ｓを、高音響インピーダンス膜１２、下部電極１６、圧電膜１８、上部電極２０、パッシベーション膜２２には上記と同じ膜厚及び材料を用い、付加膜２４に厚さ１８０ｎｍのＡｌＮ膜を用いて作製した。この場合、並列共振子Ｐの周波数温度係数は−１０ｐｐｍ／℃で、電気機械結合係数は６％であった。一方、直列共振子Ｓの周波数温度係数は−３０ｐｐｍ／℃で、電気機械結合係数は７．２％であった。

【0038】

このように、温度補償膜１４を有する並列共振子Ｐは、周波数温度係数は良好だが、電気機械結合係数が小さくなってしまう。一方、温度補償膜１４を有さない直列共振子Ｓは、周波数温度係数は並列共振子Ｐに比べて悪くなるが、電気機械結合係数は大きくなる。そこで、電気機械結合係数を大きくしつつ、周波数温度係数を改善する方法として、通過帯域の低周波側及び高周波側のうち周波数温度係数を改善したい側（例えばガードバンド側）に影響を及ぼす共振子に温度補償膜を設け、その他の共振子には温度補償膜を設けない構成が考えられる。したがって、図１（ａ）から図１（ｃ）では、通過帯域の低周波側の周波数温度係数を改善するために並列共振子Ｐに温度補償膜１４を設け、電気機械結合係数を大きくするために直列共振子Ｓに温度補償膜１４を設けない構成としている。

【0039】

基板１０としては、Ｓｉ基板以外にも、例えば石英基板、ガラス基板、セラミック基板、又はＧａＡｓ基板等を用いることができる。高音響インピーダンス膜１２は、温度補償膜１４よりも音響インピーダンスが高い膜を用いることができ、Ｃｒ膜以外にも、例えばＲｕ膜、ＡｌＮ膜、又は窒化シリコン（ＳｉＮ）膜等を用いることができる。

【0040】

温度補償膜１４は、圧電膜１８の弾性定数の温度係数とは逆符号の温度係数の弾性定数を有する膜を用いることができ、ＳｉＯＦ膜以外にも、酸化シリコン又は窒化シリコンを主成分とする膜を用いることができる。温度補償膜１４は、ＳｉＯＦ膜のように、酸化シリコンを主成分とし、弾性定数の温度係数を大きくするために、フッ素等の他の元素を含んでもよい。温度補償膜１４の弾性定数の温度係数が大きい方が、同じ周波数温度係数を得るための温度補償膜１４の厚さを薄くできるため、電気機械結合係数を大きくすることができるためである。

【0041】

下部電極１６及び上部電極２０としては、Ｒｕ及びＣｒ以外にも、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、又はイリジウム（Ｉｒ）等の単層金属膜又はこれらの積層金属膜を用いることができる。圧電膜１８は、窒化アルミニウム以外にも、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、又はチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_３）等を用いることができる。圧電膜１８は、窒化アルミニウムを主成分とし、共振特性の向上又は圧電性の向上のために、他の元素を含んでもよい。例えば、添加元素として、スカンジウム（Ｓｃ）等を用いることにより、圧電膜１８の圧電性を向上でき、圧電薄膜共振子の実効的電気機械結合係数を向上できる。

【0042】

パッシベーション膜２２は、酸化シリコン膜以外にも、例えば窒化シリコン膜又は窒化アルミニウム膜等の絶縁膜を用いることができる。付加膜２４は、絶縁膜や金属膜を用いてもよいが、特性を考慮すると、圧電材からなる場合が好ましく、例えば圧電膜１８と同じ圧電材からなる場合が好ましい。

【0043】

図２は、実施例１に係るラダー型フィルタの上面図である。なお、図２では、パッシベーション膜２２等を透視して図示している。図２のように、実施例１のラダー型フィルタは、同一の基板１０（図２では不図示）上に、複数の直列共振子Ｓ１〜Ｓ４と複数の並列共振子Ｐ１〜Ｐ３とが形成されている。複数の直列共振子Ｓ１〜Ｓ４は、入力端子（不図示）と出力端子（不図示）との間に直列に接続され、複数の並列共振子Ｐ１〜Ｐ３は、入力端子と出力端子との間に並列に接続される。複数の直列共振子Ｓ１〜Ｓ４は、図１（ｃ）に示す圧電薄膜共振子Ｓと同様の構成をしていて、複数の並列共振子Ｐ１〜Ｐ３は、図１（ｂ）に示す圧電薄膜共振子Ｐと同様の構成をしている。圧電膜１８には開口３８が形成されていて、これにより下部電極１６と電気的に接続することが可能となっている。なお、直列共振子及び並列共振子の個数、共振領域の形状及び大きさ、共振子を構成する材料及び膜厚等は、仕様に応じて適宜変更することができる。

【0044】

次に、実施例１に係るラダー型フィルタの製造方法について説明する。図３（ａ）から図４（ｃ）は、実施例１に係るラダー型フィルタの製造方法を示す断面図である。なお、図３（ａ）から図４（ｃ）では、図２のＡ−Ａ間に相当する箇所の断面を示している。図３（ａ）のように、基板１０の平坦上面に、空隙３０を形成するための犠牲層４０を形成する。犠牲層４０は、例えばスパッタリング法又は真空蒸着法を用いて成膜される。犠牲層４０は、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、又は酸化シリコン（ＳｉＯ_Ｘ）等のエッチング液又はエッチングガスに容易に溶解する材料を用いることができる。犠牲層４０の厚さは、例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍである。その後、犠牲層４０を、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて所望の形状にパターニングする。犠牲層４０の形状は、空隙３０の平面形状に相当する形状であり、例えば共振領域３２となる領域を含む。

【0045】

図３（ｂ）のように、犠牲層４０及び基板１０上に、高音響インピーダンス膜１２を形成する。高音響インピーダンス膜１２は、例えばスパッタリング法又は真空蒸着法を用いて成膜される。

【0046】

図３（ｃ）のように、高音響インピーダンス膜１２上に、温度補償膜１４を形成する。温度補償膜１４は、例えばスパッタリング法又はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて成膜される。その後、温度補償膜１４を、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて所望の形状にパターニングする。例えば、温度補償膜１４を、並列共振子Ｐの犠牲層４０上に、犠牲層４０よりも少し大きい形状（即ち、共振領域３２よりも少し大きい形状）で残存するようにパターニングし、直列共振子Ｓ側の温度補償膜１４は除去する。温度補償膜１４を共振領域３２よりも少し大きい形状で残存させるのは、位置合わせ精度を考慮したものである。

【0047】

図３（ｄ）のように、高音響インピーダンス膜１２及び温度補償膜１４上に、下部電極１６を形成する。下部電極１６は、例えばスパッタリング法又は真空蒸着法を用いて成膜される。

【0048】

図３（ｅ）のように、下部電極１６上に、付加膜２４を形成する。付加膜２４は、例えばスパッタリング法又はＣＶＤ法を用いて成膜される。その後、付加膜２４を、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて所望の形状にパターニングする。例えば、付加膜２４を、直列共振子Ｓの犠牲層４０上に、犠牲層４０よりも少し大きい形状（即ち、共振領域３２よりも少し大きい形状）で残存するようにパターニングし、並列共振子Ｐ側の付加膜２４は除去する。付加膜２４は、温度補償膜１４と同じ大きさ、同じ形状とすることが好ましい。

【0049】

図４（ａ）のように、高音響インピーダンス膜１２、温度補償膜１４、下部電極１６、及び付加膜２４を、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて一体加工で成形し、所望の形状にパターニングする。これにより、並列共振子Ｐにおいては、高音響インピーダンス膜１２、温度補償膜１４、及び下部電極１６の端面が同一面を形成する。直列共振子Ｓにおいては、高音響インピーダンス膜１２、下部電極１６、及び付加膜２４の端面が同一面を形成する。このエッチング技術には、イオンミリング法を用いることが好ましい。これは、高音響インピーダンス膜１２、温度補償膜１４、下部電極１６、及び付加膜２４の複数種の材料に対してエッチングをするためである。イオンミリング法は物理的なエッチングであるため、並列共振子Ｐと直列共振子Ｓとで膜厚差が大きいと、膜厚が薄い方において基板１０がエッチングされてしまい、下部電極１６等の先端付近で大きな段差が生じてしまう。例えば、直列共振子Ｓに付加膜２４が設けられていない場合、並列共振子Ｐと直列共振子Ｓとでは温度補償膜１４の厚さ分の膜厚差が生じるため、直列共振子Ｓ側の基板１０がエッチングされてしまい、下部電極１６等の先端付近に大きな段差が生じる。この場合、基板１０と高音響インピーダンス膜１２との間に空隙３０を形成した際に、この段差部分を基点として圧電膜１８等にクラックが発生し易くなり、信頼性が損なわれてしまう。そこで、直列共振子Ｓに付加膜２４を形成し、並列共振子Ｐと直列共振子Ｓとの間の膜厚差を緩和させることで、基板１０がエッチングされることを抑制している。

【0050】

図４（ｂ）のように、下部電極１６、付加膜２４、及び基板１０上に、圧電膜１８を形成する。圧電膜１８は、例えばスパッタリング法又はＣＶＤ法を用いて成膜される。圧電膜１８上に、上部電極２０として下層２０ａ及び上層２０ｂを形成する。上部電極２０は、例えばスパッタリング法又は真空蒸着法を用いて成膜される。その後、上部電極２０及び圧電膜１８それぞれを、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて所望の形状にパターニングする。

【0051】

図４（ｃ）のように、上部電極２０上に、パッシベーション膜２２を形成する。パッシベーション膜２２は、例えばスパッタリング法又はＣＶＤ法を用いて成膜される。その後、パッシベーション膜２２を、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて所望の形状にパターニングする。

【0052】

パッシベーション膜２２を形成した後、孔部３６及び導入路３４（図１（ａ）参照）を介し、犠牲層４０のエッチング液を、高音響インピーダンス膜１２下の犠牲層４０に導入する。これにより、犠牲層４０が除去される。犠牲層４０をエッチングする媒体としては、犠牲層４０以外の共振子を構成する材料をエッチングしない媒体であることが好ましい。例えば、エッチング媒体は、エッチング媒体が接触する高音響インピーダンス膜１２等がエッチングされない媒体であることが好ましい。並列共振子Ｐの高音響インピーダンス膜１２、温度補償膜１４、下部電極１６、圧電膜１８、及び上部電極２０を含む積層膜の応力を圧縮応力となるように設定することで、並列共振子Ｐにおける犠牲層４０が除去されると、積層膜が基板１０の反対側に基板１０から離れるように膨らむ。同様に、直列共振子Ｓの高音響インピーダンス膜１２、下部電極１６、付加膜２４、圧電膜１８、及び上部電極２０を含む積層膜の応力を圧縮応力となるように設定することで、直列共振子Ｓにおける犠牲層４０が除去されると、積層膜が基板１０の反対側に基板１０から離れるように膨らむ。これにより、基板１０と高音響インピーダンス膜１２との間にドーム状の膨らみを有する空隙３０が形成される。以上の工程を含んで、実施例１のラダー型フィルタが形成される。

【0053】

実施例１のラダー型フィルタによれば、並列共振子Ｐは、図１（ｂ）のように、共振領域３２において、下部電極１６の圧電膜１８に対して反対側の面に温度補償膜１４が設けられている。直列共振子Ｓは、図１（ｃ）のように、共振領域３２において、下部電極１６の圧電膜１８に対して反対側の面に温度補償膜は設けられてなく、圧電膜１８よりも下部電極１６側又は上部電極２０側のうち並列共振子Ｐの温度補償膜１４が設けられた側と同じ側（即ち、下部電極１６側）に付加膜２４が設けられている。このような構成とすることで、図４（ａ）で説明したように、直列共振子Ｓと並列共振子Ｐとの間の膜厚差による基板１０へのエッチングを抑制することができる。よって、圧電膜１８等にクラックが生じることを抑制でき、その結果、信頼性を改善することができる。

【0054】

下部電極１６と圧電膜１８との間に設けられた付加膜２４は、特性を考慮すると、圧電材からなる場合が好ましい。この場合、直列共振子Ｓの共振領域３２における圧電材の厚さは、並列共振子Ｐの共振領域３２における圧電材よりも厚くなる。

【0055】

図１（ｂ）及び図１（ｃ）のように、圧電膜１８が下部電極１６等の端面を覆うように下部電極１６上から基板１０上に延在して設けられている場合に、下部電極１６等の先端付近の基板１０がエッチングされると、圧電膜１８等にクラックが生じ易くなる。したがって、このような構成の場合に、付加膜２４を設けることが好ましい。

【0056】

図１（ｂ）のように、温度補償膜１４の圧電膜１８に対して反対側の面に、高音響インピーダンス膜１２が設けられていることが好ましい。以下の理由により、Ｑ値を改善させることができるためである。即ち、高音響インピーダンス膜１２が設けられていないと、弾性波エネルギーは、温度補償膜１４とパッシベーション膜２２との間に閉じ込められ、その強度は、温度補償膜１４及びパッシベーション膜２２に向かうに連れて弱くなる。したがって、温度補償膜１４は、弾性波エネルギーが小さい部分に設けられることになり、周波数温度係数を改善するためには、膜厚を厚くすることになる。一方、高音響インピーダンス膜１２が設けられている場合は、弾性波エネルギーが、高音響インピーダンス膜１２とパッシベーション膜２２との間に閉じ込められる。よって、温度補償膜１４は、高音響インピーダンス膜１２が設けられていない場合と比べて、弾性波エネルギーがより大きい部分に設けられ、その結果、周波数温度係数を改善するための膜厚を薄くすることができる。このように、高音響インピーダンス膜１２を設けることで、周波数温度係数を改善するための温度補償膜１４の膜厚を薄くすることができ、その結果、共振周波数及び反共振周波数のＱ値を改善することができる。

【0057】

図１（ｂ）のように、共振領域３２から延びる下部電極１６の引き出し部の少なくとも一部には、温度補償膜１４が設けられていないことが好ましい。温度補償膜１４と下部電極１６との密着はあまり良くないため、例えば下部電極１６の上面に対してボンディングを行う場合に、下部電極１６が剥離してしまうことが生じるためである。

【実施例2】

【0058】

実施例２に係るラダー型フィルタの上面図は、実施例１の図２と同じであるため説明を省略する。図５（ａ）は、実施例２に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子の上面図、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。図５（ｂ）は、ラダー型フィルタの並列共振子、図５（ｃ）は、ラダー型フィルタの直列共振子の断面を示している。

【0059】

図５（ａ）から図５（ｃ）のように、直列共振子Ｓにおいて、付加膜２４ａは、例えばＣｒ膜からなり、下部電極１６の下面と高音響インピーダンス膜１２の上面との間に設けられている。付加膜２４ａは、Ｃｒ以外にも、Ｒｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｒｈ、又はＩｒ等の単層金属膜又はこれらの積層金属膜を用いることができる。また、付加膜２４ａに絶縁膜を用いてもよい。その他の構成は、実施例１の図１（ａ）から図１（ｃ）と同じであるため説明を省略する。

【0060】

実施例２のラダー型フィルタによれば、並列共振子Ｐは、図５（ｂ）のように、共振領域３２において、下部電極１６の圧電膜１８に対して反対側の面に温度補償膜１４が設けられている。直列共振子Ｓは、図５（ｃ）のように、共振領域３２において、圧電膜１８よりも下部電極１６側又は上部電極２０側のうち並列共振子Ｐの温度補償膜１４が設けられた側と同じ側（即ち、下部電極１６側）に付加膜２４ａが設けられている。よって、実施例１と同様に、基板１０へのエッチングを抑制することができるため、圧電膜１８等にクラックが生じることを抑制でき、その結果、信頼性を改善することができる。

【0061】

付加膜２４ａは、下部電極１６の下面に設けられる場合に限らず、下部電極１６の上面に設けられていてもよいし、例えば下部電極１６が下層と上層とで構成される場合、下部電極１６の層間に設けられていてもよい。つまり、付加膜２４ａは、下部電極１６に接して設けられた金属からなる場合でもよい。この場合、直列共振子Ｓの共振領域３２における圧電膜１８下の金属からなる膜の合計の厚さ（下部電極１６＋付加膜２４ａ＋高音響インピーダンス膜１２の厚さ）は、並列共振子Ｐの共振領域３２における圧電膜１８下の金属からなる膜の合計の厚さ（下部電極１６＋高音響インピーダンス膜１２の厚さ）よりも厚くなる。

【実施例3】

【0062】

実施例３に係るラダー型フィルタの上面図は、実施例１の図２と同じであるため説明を省略する。図６（ａ）は、実施例３に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子の上面図、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。図６（ｂ）は、ラダー型フィルタの並列共振子、図６（ｃ）は、ラダー型フィルタの直列共振子の断面を示している。

【0063】

図６（ａ）から図６（ｃ）のように、下部電極１６は、例えばＣｒ膜からなる下層１６ａと、例えばＲｕ膜からなる上層１６ｂと、を含む。並列共振子Ｐにおいて、温度補償膜１４は、上部電極２０の上面、即ち、上部電極２０の圧電膜１８に対して反対側の面に設けられている。高音響インピーダンス膜１２は、温度補償膜１４及び上部電極２０の上面、即ち、温度補償膜１４の圧電膜１８に対して反対側の面に設けられている。上部電極２０は、例えばＲｕ膜からなり、温度補償膜１４は、例えばＳｉＯＦ膜からなり、高音響インピーダンス膜１２は、例えばＣｒ膜からなる。直列共振子Ｓにおいて、付加膜２４ｂは、上部電極２０の上面と高音響インピーダンス膜１２の下面との間に設けられている。付加膜２４ｂは、例えばＣｒ膜からなるが、実施例２の付加膜２４ａとして挙げた材料を用いることができる。その他の構成は、実施例１の図１（ａ）から図１（ｃ）と同じであるため説明を省略する。

【0064】

実施例３のラダー型フィルタによれば、並列共振子Ｐは、図６（ｂ）のように、共振領域３２において、上部電極２０の圧電膜１８に対して反対側の面に温度補償膜１４が設けられている。直列共振子Ｓは、図６（ｃ）のように、共振領域３２において、圧電膜１８よりも下部電極１６側又は上部電極２０側のうち並列共振子Ｐの温度補償膜１４が設けられた側と同じ側（即ち、上部電極２０側）に付加膜２４ｂが設けられている。例えば、直列共振子Ｓに付加膜２４ｂが設けられていない場合、並列共振子Ｐと直列共振子Ｓとで温度補償膜１４の厚さ分の膜厚差が生じるため、高音響インピーダンス膜１２、上部電極２０、及び温度補償膜１４をパターニングする際に、直列共振子Ｓ側の圧電膜１８がエッチングされることが生じてしまう。これにより、信頼性が損なわれてしまう。しかしながら、実施例３によれば、並列共振子Ｐと直列共振子Ｓとの膜厚差が付加膜２４ｂによって緩和されるため、圧電膜１８がエッチングされることを抑制でき、その結果、信頼性を改善することができる。

【0065】

付加膜２４ｂは、上部電極２０の上面に設けられる場合に限らず、上部電極２０の下面に設けられていてもよいし、例えば上部電極２０が下層と上層とで構成される場合、上部電極２０の層間に設けられていてもよい。つまり、付加膜２４ｂは、上部電極２０に接して設けられた金属からなる場合でもよい。この場合、直列共振子Ｓの共振領域３２における圧電膜１８上の金属からなる膜の合計の厚さ（上部電極２０＋付加膜２４ｂ＋高音響インピーダンス膜１２の厚さ）は、並列共振子Ｐの共振領域３２における圧電膜１８上の金属からなる膜の合計の厚さ（上部電極２０＋高音響インピーダンス膜１２の厚さ）よりも厚くなる。

【0066】

付加膜２４ｂが上部電極２０の下面、即ち、上部電極２０と圧電膜１８との間に設けられている場合では、良好な特性を得るために、付加膜２４ｂは圧電材（例えば、圧電膜１８と同じ圧電材）からなる場合が好ましい。この場合、直列共振子Ｓの共振領域３２における圧電材の厚さは、並列共振子Ｐの共振領域３２における圧電材よりも厚くなる。

【0067】

実施例１から実施例３では、並列共振子Ｐが温度補償膜を有し、直列共振子Ｓが付加膜を有する場合を例に示したが、逆の場合、即ち、並列共振子Ｐが付加膜を有し、直列共振子Ｓが温度補償膜を有する場合でもよい。上述したように、並列共振子は主に通過帯域の低周波側のスカート特性に影響を及ぼし、直列共振子は主に高周波側のスカート特性に影響を及ぼすことから、周波数温度係数を改善したい側の共振子に温度補償膜を設け、反対側の共振子に付加膜を設ければよい。したがって、直列共振子及び並列共振子の一方は、共振領域において、下部電極又は上部電極の圧電膜に対して反対側の面に温度補償膜を備え、他方は、共振領域において、圧電膜よりも下部電極側又は上部電極側のうち前記一方において温度補償膜が設けられた側と同じ側に付加膜を備える。このような構成とすることで、信頼性を改善することができる。

【実施例4】

【0068】

実施例４に係るラダー型フィルタの上面図は、実施例１の図２と同じであるため説明を省略する。図７（ａ）は、実施例４に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子の上面図、図７（ｂ）及び図７（ｃ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。図７（ｂ）は、ラダー型フィルタの並列共振子、図７（ｃ）は、ラダー型フィルタの直列共振子の断面を示している。

【0069】

図７（ａ）から図７（ｃ）のように、実施例４では、並列共振子Ｐにおいて、下部電極１６の圧電膜１８に対して反対側の面に温度補償膜１４ａが設けられていることに加え、直列共振子Ｓにおいても、下部電極１６の圧電膜１８に対して反対側の面に温度補償膜１４ｂが設けられている。直列共振子Ｓに設けられた温度補償膜１４ｂの厚さは、並列共振子Ｐに設けられた温度補償膜１４ａよりも薄い。その他の構成は、実施例１の図１（ａ）から図１（ｃ）と同じであるため説明を省略する。

【0070】

実施例４のラダー型フィルタによれば、図７（ｂ）及び図７（ｃ）のように、並列共振子Ｐ及び直列共振子Ｓは共に、共振領域３２において、下部電極１６の圧電膜１８に対して反対側の面に温度補償膜１４ａ、１４ｂが設けられている。並列共振子Ｐの温度補償膜１４ｂの厚さは、直列共振子Ｓの温度補償膜１４ａよりも厚くなっている。温度補償膜の厚さが薄い直列共振子Ｓでは、共振領域３２において、圧電膜１８よりも下部電極１６側又は上部電極２０側のうち温度補償膜１４が設けられた側と同じ側（即ち、下部電極１６側）に付加膜２４が設けられている。このような場合でも、実施例１と同様に、直列共振子Ｓと並列共振子Ｐとの間の膜厚差による基板１０へのエッチングを抑制することができるため、圧電膜１８等にクラックが生じることを抑制でき、信頼性を改善することができる。

【0071】

実施例４では、実施例１のように、付加膜２４が下部電極１６と圧電膜１８との間に設けられている場合を例に示したが、実施例２のように、下部電極１６の下面に設けられている場合でもよい。また、実施例３のように、温度補償膜１４が上部電極２０の上面に設けられ、付加膜が上部電極２０の上面又は上部電極２０と圧電膜１８との間に設けられている場合でもよい。

【0072】

実施例４では、並列共振子Ｐの温度補償膜１４ｂの厚さが、直列共振子Ｓの温度補償膜１４ａよりも厚い場合を例に示したが、逆の場合、即ち、直列共振子Ｓの温度補償膜１４ａの厚さが、並列共振子Ｐの温度補償膜１４ｂよりも厚い場合でもよい。この場合、付加膜２４は並列共振子Ｐに設けられる。直列共振子Ｓ及び並列共振子Ｐのどちらの温度補償膜を厚くするかは、通過帯域の低周波側及び高周波側の周波数温度係数を考慮して適宜設定すればよい。したがって、直列共振子及び並列共振子の一方の温度補償膜は、他方の温度補償膜よりも厚く、前記他方は、圧電膜よりも下部電極側又は上部電極側のうち温度補償膜が設けられた側と同じ側に付加膜を備える。このような構成とすることで、信頼性を改善することができる。

【実施例5】

【0073】

実施例５は、実施例１とは高音響インピーダンス膜１２下の空隙の構成が異なる場合の例である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、実施例５に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子の断面図である。図８（ａ）は、ラダー型フィルタの並列共振子、図８（ｂ）は、ラダー型フィルタの直列共振子の断面を示している。図８（ａ）及び図８（ｂ）のように、基板１０の上面に窪みが形成されている。高音響インピーダンス膜１２は、基板１０の上面に、ほぼ平坦に形成されている。これにより、基板１０の窪みが空隙３０ａとして機能する。空隙３０ａは、共振領域３２を含むように形成されている。その他の構成は、実施例１の図１（ｂ）及び図１（ｃ）と同じであるため説明を省略する。なお、空隙３０ａは、基板１０を貫通するように形成されていてもよい。

【0074】

実施例５では、実施例１における空隙３０の代わりに空隙３０ａが形成されている場合を例に示したが、実施例２から実施例４における空隙３０の代わりに空隙３０ａが形成されている場合でも勿論よい。

【実施例6】

【0075】

実施例６は、空隙の代わりに音響反射膜を設けた場合の例である。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施例６に係るラダー型フィルタに用いられる圧電薄膜共振子の断面図である。図９（ａ）は、ラダー型フィルタの並列共振子、図９（ｂ）は、ラダー型フィルタの直列共振子の断面を示している。図９（ａ）及び図９（ｂ）のように、共振領域３２の高音響インピーダンス膜１２下に音響反射膜４２が設けられている。音響反射膜４２は、圧電膜１８を伝搬する弾性波を反射する膜であり、音響インピーダンスの低い膜４２ａと音響インピーダンスの高い膜４２ｂとが交互に設けられている。音響インピーダンスの低い膜４２ａと高い膜４２ｂの膜厚は、例えばそれぞれλ／４（λは弾性波の波長）が基本であるが、所望の特性を得るために適宜変更することができる。また、音響インピーダンスの低い膜４２ａと高い膜４２ｂとの積層数は任意に設定できる。その他の構成は、実施例１の図１（ｂ）及び図１（ｃ）と同じであるため説明を省略する。

【0076】

実施例６では、実施例１における空隙３０の代わりに音響反射膜４２を設けた場合を例に示したが、実施例２から実施例５における空隙３０の代わりに音響反射膜４２を設けても勿論よい。

【0077】

このように、圧電薄膜共振子は、実施例１から実施例５のように、共振領域３２における下部電極１６下に空隙３０、３０ａが設けられたＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）の場合でもよい。実施例６のように、共振領域３２における下部電極１６下に音響反射膜４２が設けられたＳＭＲ（Solidly Mounted Resonator）の場合でもよい。

【0078】

実施例１から実施例６では、共振領域３２が楕円形形状を有している場合を例に説明したが、四角形又は五角形等の多角形形状を有している場合等、その他の形状を有している場合でもよい。また、実施例１から実施例６では、弾性波フィルタとしてラダー型フィルタの場合を例に示したが、ラティス型フィルタ等、圧電薄膜共振子からなる直列共振子及び並列共振子を含む弾性波フィルタであれば、その他のフィルタの場合でもよい。

【実施例7】

【0079】

実施例７は、分波器の例である。図１０は、実施例７に係る分波器の回路図である。図１０のように、実施例７の分波器５０は、送信フィルタ５２と受信フィルタ５４とを備える。送信フィルタ５２は、アンテナ端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に接続されている。受信フィルタ５４は、送信フィルタ５２と共通のアンテナ端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に接続されている。アンテナ端子Ａｎｔとグランドとの間にインダクタＬ１が接続されている。送信フィルタ５２は、送信端子Ｔｘから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号としてアンテナ端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ５４は、アンテナ端子Ａｎｔから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。インダクタＬ１は、整合用に設けられ、送信フィルタ５２を通過した送信信号が受信フィルタ５４に漏れずにアンテナ端子Ａｎｔから出力されるようにインピーダンスを整合させる。

【0080】

送信フィルタ５２及び受信フィルタ５４は、複数の圧電薄膜共振子が直列共振子及び並列共振子としてラダー型に接続されたラダー型フィルタである。送信フィルタ５２は、送信端子Ｔｘ（入力端子）とアンテナ端子Ａｎｔ（出力端子）との間に、複数の直列共振子Ｓ１１〜Ｓ１４が直列に接続され、複数の並列共振子Ｐ１１〜Ｐ１３が並列に接続されている。並列共振子Ｐ１１〜Ｐ１３のグランドは共通化されていて、並列共振子Ｐ１１〜Ｐ１３と共通グランドとの間にインダクタＬ２が接続されている。また、送信端子Ｔｘとグランドとの間に、整合用のインダクタＬ３が接続されている。受信フィルタ５４は、アンテナ端子Ａｎｔ（入力端子）と受信端子Ｒｘ（出力端子）との間に、複数の直列共振子Ｓ２１〜Ｓ２４が直列に接続され、複数の並列共振子Ｐ２１〜Ｐ２３が並列に接続されている。複数の並列共振子Ｐ２１〜Ｐ２３それぞれとグランドとの間にインダクタＬ４〜Ｌ６が接続されている。また、受信端子Ｒｘとグランドとの間に、整合用のインダクタＬ７が接続されている。

【0081】

実施例７では、受信帯域が送信帯域よりも高周波側にある場合について説明する。この場合、受信フィルタ５４に、実施例１のラダー型フィルタを用いる。これは、受信フィルタ５４では、受信帯域の低周波側（ガードバンド側）の周波数温度係数を改善することが望まれているためである。これにより、電気機械結合係数を大きくしつつ、受信帯域の低周波側の周波数温度係数を改善することができる。また、送信フィルタ５２では、送信帯域の高周波側（ガードバンド側）の周波数温度係数を改善することが望まれているため、直列共振子に温度補償膜を設け、並列共振子には温度補償膜を設けないラダー型フィルタを用いることが好ましい。

【0082】

実施例７では、受信帯域が送信帯域よりも高周波側にある場合を例に示したが、仕様によっては、送信帯域が受信帯域よりも高周波側にある場合が考えられる。この場合、送信フィルタ５２に、実施例１のラダー型フィルタを用いればよい。このように、分波器を構成する送信フィルタ及び受信フィルタのうちの少なくとも一方に実施例１のラダー型フィルタを用いることができる。

【0083】

実施例７では、送信フィルタ及び受信フィルタのうちの少なくとも一方に実施例１のラダー型フィルタを用いる場合を例に示したが、実施例２から実施例６のラダー型フィルタを用いる場合でも勿論よい。

【0084】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0085】

１０ 基板
１２ 高音響インピーダンス膜
１４〜１４ｂ 温度補償膜
１６ 下部電極
１８ 圧電膜
２０ 上部電極
２２ パッシベーション膜
２４〜２４ｂ 付加膜
３０、３０ａ 空隙
３２ 共振領域
３４ 導入路
３６ 孔部
３８ 開口
４０ 犠牲層
４２ 音響反射膜
５０ 分波器
５２ 送信フィルタ
５４ 受信フィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】