特許 6757594 圧電薄膜共振器、フィルタおよびマルチプレクサ

(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】6757594

(24)【登録日】2020年9月2日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】圧電薄膜共振器、フィルタおよびマルチプレクサ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/17 20060101AFI20200910BHJP

   H03H 9/54 20060101ALI20200910BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/17 F

   H03H9/54 Z

【請求項の数】12

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2016-99943(P2016-99943)

(22)【出願日】2016年5月18日

(65)【公開番号】特開2017-208711(P2017-208711A)

(43)【公開日】2017年11月24日

【審査請求日】2018年2月7日

【審判番号】不服2019-17190(P2019-17190/J1)

【審判請求日】2019年12月19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】坂下 武

【合議体】

【審判長】 吉田 隆之

【審判官】 中野 浩昌

【審判官】 富澤 哲生

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２８５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２２６１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−９１６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０９４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１５１３５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H03H3/007-3/10

H03H9/00-9/76

H03B5/30-5/42

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に設けられた圧電膜と、
前記基板上に空隙を介し設けられ、前記圧電膜と接し、前記空隙から前記圧電膜と接する面までの距離が一定である薄膜部と、前記空隙から前記圧電膜と接する面までの距離が一定でありかつ前記薄膜部の前記空隙から前記圧電膜と接する面までの距離より大きい厚膜部とを有する下部電極と、
前記圧電膜の前記下部電極が接する面とは反対の面に設けられた上部電極と、
を具備し、
前記圧電膜の少なくとも一部を挟み前記下部電極と前記上部電極とが対向しかつ前記空隙と重なる領域で定義される共振領域内に前記薄膜部および前記厚膜部が設けられ、前記厚膜部は少なくとも前記共振領域の重心を含み、
前記圧電膜の少なくとも一部を挟み前記薄膜部と対向する上部電極と、前記圧電膜の少なくとも一部を挟み前記厚膜部と対向する上部電極と、は単一の上部電極であり互いに電気的に接続されている圧電薄膜共振器。

【請求項2】

前記厚膜部は、前記共振領域の重心と、前記下部電極および前記上部電極が前記共振領域から引き出される引き出し領域と、を結ぶ線分を含む帯状に設けられ、
前記薄膜部は、前記帯状の幅方向の前記厚膜部の両側の前記共振領域内に少なくとも設けられている請求項１記載の圧電薄膜共振器。

【請求項3】

前記厚膜部は、前記共振領域の重心と、前記下部電極が前記共振領域から引き出される引き出し領域と、を結ぶ線分を含む帯状に設けられ、
前記薄膜部は、前記帯状の幅方向の前記厚膜部の両側の前記共振領域内に少なくとも設けられている請求項１記載の圧電薄膜共振器。

【請求項4】

前記共振領域は楕円形状であり、前記厚膜部は前記楕円形状の短軸を含む帯状に設けられ、
前記薄膜部は、前記帯状の幅方向の前記厚膜部の両側の前記共振領域内に少なくとも設けられている請求項１から３のいずれか一項記載の圧電薄膜共振器。

【請求項5】

前記共振領域は多角形状であり、前記厚膜部は、前記共振領域の重心と、前記下部電極および前記上部電極が前記共振領域から引き出される引き出し領域が設けられた前記多角形状の辺の中心と、を結ぶ線分を含む帯状に設けられ、
前記薄膜部は、前記帯状の幅方向の前記厚膜部の両側の前記共振領域内に少なくとも設けられている請求項１記載の圧電薄膜共振器。

【請求項6】

前記厚膜部は前記共振領域の重心を含む帯状に設けられ、
前記薄膜部は、前記帯状の幅方向の前記厚膜部の両側の前記共振領域内に少なくとも設けられている請求項１記載の圧電薄膜共振器。

【請求項7】

前記厚膜部において前記空隙と前記下部電極との間に設けられ、前記薄膜部において設けられていない追加膜を具備する請求項１から６のいずれか一項記載の圧電薄膜共振器。

【請求項8】

前記厚膜部における前記下部電極は前記薄膜部における前記下部電極より厚い請求項１から６のいずれか一項記載の圧電薄膜共振器。

【請求項9】

前記下部電極と前記上部電極との間において、前記共振領域内の外周領域の少なくとも一部に設けられ、前記共振領域の中央領域には設けられていない挿入膜を具備する請求項1から８のいずれか一項記載の圧電薄膜共振器。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項記載の圧電薄膜共振器を含むフィルタ。

【請求項11】

複数の前記圧電薄膜共振器を具備し、
前記複数の圧電薄膜共振器のうち隣接する圧電薄膜共振器において前記下部電極および前記厚膜部が連続する請求項１０記載のフィルタ。

【請求項12】

請求項１０または１１記載のフィルタを含むマルチプレクサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電薄膜共振器、フィルタおよびマルチプレクサに関する。

【背景技術】

【0002】

圧電薄膜共振器を用いた弾性波デバイスは、例えば携帯電話等の無線機器のフィルタおよびマルチプレクサとして用いられている。圧電薄膜共振器は、圧電膜を挟み下部電極と上部電極が対向する構造を有している（特許文献１）。圧電膜を挟み下部電極と上部電極が対向する領域が共振領域である。共振領域の下には振動を制限しないように空隙が設けられる。空隙は平面視において共振領域を含むように設けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−３４７８９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

共振領域が空隙に含まれるため、共振領域内の下部電極、圧電膜および上部電極を含む積層膜の強度が低い。このため、積層膜に応力が加わると、積層膜のうち特に下部電極に亀裂が入る等の機械的破壊が生じる。

【0005】

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、下部電極の破壊等を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、基板と、前記基板上に設けられた圧電膜と、前記基板上に空隙を介し設けられ、前記圧電膜と接し、前記空隙から前記圧電膜と接する面までの距離が一定である薄膜部と、前記空隙から前記圧電膜と接する面までの距離が一定でありかつ前記薄膜部の前記空隙から前記圧電膜と接する面までの距離より大きい厚膜部とを有する下部電極と、前記圧電膜の前記下部電極が接する面とは反対の面に設けられた上部電極と、を具備し、前記圧電膜の少なくとも一部を挟み前記下部電極と前記上部電極とが対向しかつ前記空隙と重なる領域で定義される共振領域内に前記薄膜部および前記厚膜部が設けられ、前記厚膜部は少なくとも前記共振領域の重心を含み、前記圧電膜の少なくとも一部を挟み前記薄膜部と対向する上部電極と、前記圧電膜の少なくとも一部を挟み前記厚膜部と対向する上部電極と、は単一の上部電極であり互いに電気的に接続されている圧電薄膜共振器である。

【0007】

上記構成において、前記厚膜部は、前記共振領域の重心と、前記下部電極および前記上部電極が前記共振領域から引き出される引き出し領域と、を結ぶ線分を含む帯状に設けられ、前記薄膜部は、前記帯状の幅方向の前記厚膜部の両側の前記共振領域内に少なくとも設けられている構成とすることができる。

【0008】

上記構成において、前記厚膜部は、前記共振領域の重心と、前記下部電極が前記共振領域から引き出される引き出し領域と、を結ぶ線分を含む帯状に設けられ、前記薄膜部は、前記帯状の幅方向の前記厚膜部の両側の前記共振領域内に少なくとも設けられている構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、前記共振領域は楕円形状であり、前記厚膜部は前記楕円形状の短軸を含む帯状に設けられ、前記薄膜部は、前記帯状の幅方向の前記厚膜部の両側の前記共振領域内に少なくとも設けられている構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記共振領域は多角形状であり、前記厚膜部は、前記共振領域の重心と、前記下部電極および前記上部電極が前記共振領域から引き出される引き出し領域が設けられた前記多角形状の辺の中心と、を結ぶ線分を含む帯状に設けられ、前記薄膜部は、前記帯状の幅方向の前記厚膜部の両側の前記共振領域内に少なくとも設けられている構成とすることができる。

【0011】

上記構成において、前記厚膜部において前記空隙と前記下部電極との間に設けられ、前記薄膜部において設けられていない追加膜を具備する構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記厚膜部における前記下部電極は前記薄膜部における前記下部電極より厚い構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、前記下部電極と前記上部電極との間において、前記共振領域内の外周領域の少なくとも一部に設けられ、前記共振領域の中央領域には設けられていない挿入膜を具備する構成とすることができる。

【0014】

本発明は、上記圧電薄膜共振器を含むフィルタである。

【0015】

上記構成において、複数の前記圧電薄膜共振器を具備し、前記複数の圧電薄膜共振器のうち隣接する圧電薄膜共振器において前記下部電極および前記厚膜部が連続する構成とすることができる。

【0016】

本発明は、上記フィルタを含むマルチプレクサである。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、下部電極の破壊等を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１（ａ）は、実施例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１（ｂ）および図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｄ）は、Ｂ−Ｂ断面図である。

【図2】図２（ａ）から図２（ｄ）は、実施例１の直列共振器の製造方法を示す断面図（その１）である。

【図3】図３（ａ）から図３（ｄ）は、実施例１の直列共振器の製造方法を示す断面図（その２）である。

【図4】図４（ａ）は、比較例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図5】図５は、比較例１において亀裂の生じる箇所を示した図である。

【図6】図６（ａ）は、実施例１の変形例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図7】図７（ａ）および図７（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例２および３に係る圧電薄膜共振器の平面図である。

【図8】図８は、実施例１の変形例４に係る圧電薄膜共振器の平面図である。

【図9】図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例５および６に係る圧電薄膜共振器の平面図である。

【図10】図１０（ａ）は、実施例２に係る圧電薄膜共振器の断面図、図１０（ｂ）から図１０（ｄ）は、実施例２に係る圧電薄膜共振器の製造方法を示す断面図である。

【図11】図１１（ａ）は、実施例２の変形例１に係る圧電薄膜共振器の断面図、図１１（ｂ）から図１１（ｄ）は、実施例２の変形例１に係る圧電薄膜共振器の製造方法を示す断面図である。

【図12】図１２（ａ）は、実施例２の変形例２に係る圧電薄膜共振器の断面図、図１２（ｂ）から図１２（ｄ）は、実施例２の変形例２に係る圧電薄膜共振器の製造方法を示す断面図である。

【図13】図１３（ａ）は、実施例３に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図14】図１４（ａ）は、実施例３の変形例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図15】図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、実施例４および変形例１に係る圧電薄膜共振器の断面図である。

【図16】図１６（ａ）は、実施例５に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図17】図１７は、実施例５の変形例１に係る圧電薄膜共振器の平面図である。

【図18】図１８は、実施例６に係るフィルタの回路図である。

【図19】図１９（ａ）は、実施例６の変形例１に係るフィルタの平面図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図20】図２０（ａ）は、実施例６の変形例２に係るフィルタの平面図、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図21】図２１（ａ）は、実施例６の変形例３に係るフィルタの平面図、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図22】図２２は、実施例７に係るデュプレクサの回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下図面を参照し、本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0020】

図１（ａ）は、実施例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１（ｂ）および図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｄ）は、Ｂ−Ｂ断面図である。図１（ｂ）は、例えばラダー型フィルタの直列共振器を、図１（ｃ）は例えばラダー型フィルタの並列共振器を示している。

【0021】

図１（ａ）、図１（ｂ）および図１（ｄ）に示すように、直列共振器Ｓの構造について説明する。シリコン（Ｓｉ）基板である基板１０上に、下部電極１２が設けられている。基板１０の平坦主面と下部電極１２との間にドーム状の膨らみを有する空隙３０が形成されている。ドーム状の膨らみとは、例えば空隙３０の周辺では空隙３０の高さが小さく、空隙３０の内部ほど空隙３０の高さが大きくなるような形状の膨らみである。なお、図１（ｂ）から図１（ｄ）では、ドーム状の空隙を台形状断面で示す。以下の図も同様である。

【0022】

下部電極１２は例えばＣｒ（クロム）膜とＣｒ膜上のＲｕ（ルテニウム）膜とを含む。下部電極１２は厚膜部２５と薄膜部２６を有する。厚膜部２５における下部電極１２の上面（すなわち圧電膜１４と接する面）の空隙３０（すなわち空隙３０の上面）からの距離は距離ｔ１である。薄膜部２６における下部電極１２の上面の空隙３０からの距離は距離ｔ２である。距離ｔ１は距離ｔ２より大きい。

【0023】

下部電極１２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１４が設けられている。圧電膜１４を挟み下部電極１２と対向する領域（共振領域５０）を有するように圧電膜１４上に上部電極１６が設けられている。すなわち、上部電極１６は、圧電膜１４の下部電極１２が接する面とは反対の面に設けられている。共振領域５０は、楕円形状を有し、厚み縦振動モードの弾性波が共振する領域である。共振領域５０は、平面視において空隙３０と同じまたは空隙３０より小さくかつ空隙３０と重なるように設けられている。上部電極１６は例えばＲｕ膜とＲｕ膜上に設けられたＣｒ膜とを含む。

【0024】

上部電極１６上には周波数調整膜（不図示）として酸化シリコン膜が形成されている。共振領域５０内の積層膜１８は、下部電極１２、圧電膜１４、上部電極１６および周波数調整膜を含む。周波数調整膜はパッシベーション膜として機能してもよい。

【0025】

図１（ａ）および図１（ｄ）のように、圧電膜１４および下部電極１２には犠牲層をエッチングするための孔部３５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。孔部３５は、空隙３０に通じている。

【0026】

図１（ｃ）を参照し、並列共振器Ｐの構造について説明する。並列共振器Ｐは直列共振器Ｓと比較し、上部電極１６の下層１６ａ（例えばＲｕ膜）と上層１６ｂ（例えばＣｒ膜）との間に、Ｔｉ（チタン）層からなる追加膜２０が設けられている。よって、積層膜１８は直列共振器Ｓの積層膜に加え、共振領域５０内の全面に形成された追加膜２０を含む。その他の構成は直列共振器Ｓの図１（ｂ）と同じであり説明を省略する。

【0027】

直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの共振周波数の差は、追加膜２０の膜厚を用い調整する。直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの両方の共振周波数の調整は、周波数調整膜の膜厚を調整することにより行なう。

【0028】

３．５ＧＨｚの共振周波数を有する圧電薄膜共振器の場合、下部電極１２の厚膜部２５を膜厚が５０ｎｍのＣｒ膜と膜厚が１０５ｎｍのＲｕ膜とする。下部電極１２の薄膜部２６を膜厚が５０ｎｍのＣｒ膜と膜厚が９５ｎｍのＲｕ膜とする。圧電膜１４を膜厚が７１３ｎｍのＡｌＮ膜とする。上部電極１６を膜厚が１０５ｎｍのＲｕ膜（下層１６ａ）と膜厚が２０ｎｍのＣｒ膜（上層１６ｂ）とする。周波数調整膜を膜厚が１０ｎｍの酸化シリコン膜とする。追加膜２０を膜厚が４０ｎｍのＴｉ膜とする。各層の膜厚は、所望の共振特性を得るため適宜設定することができる。

【0029】

基板１０としては、Ｓｉ基板以外に、サファイア基板、スピネル基板、アルミナ基板、石英基板、ガラス基板、セラミック基板またはＧａＡｓ基板等を用いることができる。下部電極１２および上部電極１６としては、ＲｕおよびＣｒ以外にもＡｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ、Ｐｔ、Ｒｈ（ロジウム）またはＩｒ（イリジウム）等の単層膜またはこれらの積層膜を用いることができる。例えば、上部電極１６の下層１６ａをＲｕ、上層１６ｂをＭｏとしてもよい。

【0030】

圧電膜１４は、窒化アルミニウム以外にも、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＰｂＴｉＯ₃（チタン酸鉛）等を用いることができる。また、例えば、圧電膜１４は、窒化アルミニウムを主成分とし、共振特性の向上または圧電性の向上のため他の元素を含んでもよい。例えば、添加元素として、Ｓｃ（スカンジウム）、２族元素と４族元素との２つの元素、または２族元素と５族元素との２つの元素を用いることにより、圧電膜１４の圧電性が向上する。このため、圧電薄膜共振器の実効的電気機械結合係数を向上できる。２族元素は、例えばＣａ（カルシウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）またはＺｎ（亜鉛）である。４族元素は、例えばＴｉ、Ｚｒ（ジルコニウム）またはＨｆ（ハフニウム）である。５族元素は、例えばＴａ、Ｎｂ（ニオブ）またはＶ（バナジウム）である。さらに、圧電膜１４は、窒化アルミニウムを主成分とし、Ｂ（ボロン）を含んでもよい。

【0031】

周波数調整膜としては、酸化シリコン膜以外にも窒化シリコン膜または窒化アルミニウム等を用いることができる。追加膜２０としては、Ｔｉ以外にも、Ｒｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、ＲｈもしくはＩｒ等の単層膜を用いることができる。また、例えば窒化シリコンまたは酸化シリコン等の窒化金属または酸化金属からなる絶縁膜を用いることもできる。追加膜２０は、上部電極１６の層間（Ｒｕ膜とＣｒ膜との間）以外にも、下部電極１２の下、下部電極１２の層間、上部電極１６の上、下部電極１２と圧電膜１４との間または圧電膜１４と上部電極１６との間に形成することができる。追加膜２０は、共振領域５０を含むように形成されていれば、共振領域５０より大きくてもよい。

【0032】

図２（ａ）から図３（ｄ）は、実施例１の直列共振器の製造方法を示す断面図である。図２（ａ）に示すように、平坦主面を有する基板１０上に空隙を形成するための犠牲層３８を形成する。犠牲層３８の膜厚は、例えば１０〜１００ｎｍであり、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、ＺｎＯ、Ｇｅ（ゲルマニウム）またはＳｉＯ_２（酸化シリコン）等のエッチング液またはエッチングガスに容易に溶解できる材料から選択される。その後、犠牲層３８を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用い所望の形状にパターニングする。犠牲層３８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５０となる領域を含む。犠牲層３８は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用い成膜される。

【0033】

図２（ｂ）に示すように、犠牲層３８および基板１０上に下部電極１２を形成する。下部電極１２は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法を用い成膜される。図２（ｃ）に示すように、薄膜部２６となる下部電極１２の一部を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用い薄膜化する。下部電極１２のうちエッチングされた領域は薄膜部２６となり、エッチングしていない領域は厚膜部２５となる。厚膜部２５と薄膜部２６との間の段差の側面と、下部電極１２の上面と、のなす角度θは、３０°以下が好ましい。これにより、圧電膜１４等にクラック等が入ることを抑制できる。図２（ｄ）に示すように、下部電極１２をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いパターニングする。下部電極１２はリフトオフ法を用い形成してもよい。

【0034】

図３（ａ）に示すように、下部電極１２および基板１０上に圧電膜１４を、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法を用い成膜する。図３（ｂ）に示すように、上部電極１６をスパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法を用い成膜する。図３（ｃ）に示すように、上部電極１６をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用い所望の形状にパターニングする。上部電極１６はリフトオフ法を用い形成してもよい。図３（ｄ）に示すように、圧電膜１４を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用い所望の形状にパターニングする

【0035】

なお、図１（ｃ）に示す並列共振器Ｐにおいては、上部電極１６の下層１６ａを形成した後に、追加膜２０を、例えばスパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法を用い成膜する。追加膜２０をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用い所望の形状にパターニングする。その後、上部電極１６の上層１６ｂを形成する。

【0036】

周波数調整膜を例えばスパッタリング法またはＣＶＤ法を用い形成する。フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用い周波数調整膜を所望の形状にパターニングする。

【0037】

孔部３５を介し、犠牲層３８のエッチング液を下部電極１２の下の犠牲層３８に導入する。これにより、犠牲層３８が除去される。犠牲層３８をエッチングする媒体としては、犠牲層３８以外の共振器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。特に、エッチング媒体は、エッチング媒体が接触する下部電極１２がエッチングされない媒体であることが好ましい。積層膜１８（図１（ｂ）から図１（ｄ）参照）の応力を圧縮応力となるように設定しておく。これにより、犠牲層３８が除去されると、積層膜１８が基板１０の反対側に基板１０から離れるように膨れる。下部電極１２と基板１０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。以上により、図１（ａ）および図１（ｂ）に示した直列共振器Ｓ、および図１（ａ）および図１（ｃ）に示した並列共振器Ｐが作製される。

【0038】

実施例１の効果を説明するため、比較例の問題点について説明する。図４（ａ）は、比較例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図４（ａ）から図４（ｃ）に示すように、比較例１では、下部電極１２に厚膜部２５および薄膜部２６が設けられていない。共振領域５０において、空隙３０から下部電極１２の上面までの距離ｔ３は一定である。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0039】

圧電薄膜共振器では、積層膜１８の総膜厚Ｈがほぼ弾性波の波長λの１／２の整数倍ｎとなる周波数（つまりＨ＝ｎλ／２となる周波数）において共振現象が生じる。圧電膜１４の材料によって決まる弾性波の伝搬速度をＶとすると、共振周波数ｆｒは、ｆｒ＝ｎＶ／（２Ｈ）となる。このように、共振周波数ｆｒを高くするためには、積層膜１８の膜厚を小さくする。

【0040】

図４（ｂ）のように、下部電極１２は界面７０ａ（図４（ｂ）において▲で示した）で基板１０に固定されている。圧電膜１４は界面７０ｂ（図４（ｂ）において●で示した）で下部電極１２に固定され、界面７０ｃ（図４（ｂ）において▼で示した）で基板１０に固定されている。共振領域５０において、下部電極１２の下面７０ｄ（図４（ｂ）において○出示した）は固定されておらず、積層膜１８は基板１０に固定されていない。

【0041】

積層膜１８は内部応力を有している。例えばドーム状の空隙３０を形成するため、積層膜１８は矢印７１のように圧縮応力（つまり積層膜１８が膨らもうとする応力）を有している。共振領域５０の外側で下部電極１２および圧電膜１４が固定され、共振領域５０で下部電極１２が固定されていないため、下部電極１２に矢印７２のように引っ張られる応力が生じる。

【0042】

フィルタの通過帯域を高くするため共振周波数ｆｒを高くしようとすると、積層膜１８を薄くすることになる。特に、共振周波数ｆｒを３ＧＨｚ以上とすると、積層膜１８は非常に薄くなる。このため、積層膜１８の強度が低下する。特に下部電極１２には矢印７２の応力が加わるため下部電極１２に亀裂７４等が生じる。下部電極１２に亀裂等が生じると圧電膜１４の破壊も生じる場合がある。特に、圧電膜１４にボロン等が添加させていると、圧電膜１４が硬くなり圧電膜１４が破壊され易くなる。また、下部電極１２が変形することで、製造工程等で圧電膜１４がエッチングされ空洞が形成される可能性がある。

【0043】

また、上部電極１６と圧電膜１４との内部応力の差により、積層膜１８は上部電極１６の引き出し領域の方向に引っ張られるまたは圧縮される。このため、平面視において空隙３０と重なる領域の中心６０と上部電極１６の引き出し領域との間においても積層膜１８が機械的に破損されやすい。なお、平面視において空隙３０と重なる領域の中心６０は、共振領域５０の中心に略等しい。

【0044】

このように、共振領域５０の積層膜１８が機械的に破損してしまう。下部電極１２を厚くすることにより、下部電極１２の強度は高くできる。しかし、下部電極１２を厚くすると、圧電膜１４を薄くすることになる。このためＱ値が低下してしまう。

【0045】

実施例１の３．５ＧＨｚの共振周波数を有する圧電薄膜共振器において例示した材料および膜厚の比較例１に係る圧電薄膜共振器を作製した。なお、下部電極１２の膜厚は一様であり、Ｒｕ膜の膜厚は１１１ｎｍである。共振領域５０の短軸長は６８μｍ、長軸長は１２４μｍである。比較例１において亀裂の生じる箇所を観察した。

【0046】

図５は、比較例１において亀裂の生じる箇所を示した図である。図５に示すように、共振領域５０が楕円形状の場合、楕円形状の中心６０、短軸６０ａおよび長軸６０ｂとした。下部電極１２の引き出し領域６１および上部電極１６の引き出し領域６３は短軸６０ａ方向に設けられている。複数の圧電薄膜共振器のうちいくつかの圧電薄膜共振器において下部電極１２に亀裂７４が生じた。上面から顕微鏡観察すると長軸６０ｂ方向に長い三日月状の亀裂７４が観察できる。亀裂７４の長軸６０ｂ方向の大きさは例えば５μｍから２０μｍである。亀裂７４が生じた圧電薄膜共振器において、多くの場合亀裂７４は平面視において空隙３０と重なる領域内に１つ生じる。図５では、複数の圧電薄膜共振器において亀裂７４が生じた場所を図示した。

【0047】

長軸６０ｂの長さが１２４μｍのとき、亀裂７４は短軸６０ａを中心に幅Ｌ２が２５μｍの範囲内に集中している。また、亀裂７４は短軸６０ａを中心に幅Ｌ１が８０μｍの範囲外では観測されない。

【0048】

図４（ｂ）に示すように、下部電極１２の引き出し領域では、下部電極１２が基板１０に固定されている。このため、短軸方向では、下部電極１２内に大きな応力が生じる。これにより、短軸６０ａ近傍に亀裂７４が生じるものと考えられる。例えば図４（ｃ）のように長軸方向では、下部電極１２は基板１０に固定されておらず、下部電極１２に加わる応力は小さいと考えられる。そこで、下部電極１２に加わる応力が大きく、亀裂７４が発生し易い短軸６０ａ近傍に厚膜部２５を設け、他を薄膜部２６とする。厚膜部２５により、亀裂７４を抑制できる。また、薄膜部２６を設けることで、積層膜１８における圧電膜１４の比率を下げることなく亀裂７４等を抑制でき、Ｑ値等の劣化を抑制できる。

【0049】

亀裂７４が生じやすい箇所に設ける観点から、厚膜部２５の幅Ｗ（図１（ａ）参照）は、中心６０を通過する直線を中心に幅が２５μｍ以上とすることが好ましく、８０μｍ以下とすることが好ましい。幅Ｗは、厚膜部２５の幅Ｗ方向の共振領域５０の長さＬ０の２０％以上が好ましく、６０％以下が好ましい。３０％以上がより好ましく、５０％以下がより好ましい。

【0050】

実施例１と比較例１とでは、共振周波数ｆｒおよびＱ値等をほぼ同じとするため共振領域５０内の下部電極１２の体積を同じとする。このとき、実施例１における厚膜部２５における距離ｔ２（図１（ｄ）参照）は、比較例１の下部電極１２における距離ｔ３（図４（ｃ）参照）の１．１倍以上かつ２倍以下が好ましく、１．２５倍以上かつ１．５倍以下がより好ましい。

【0051】

図６（ａ）は、実施例１の変形例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、厚膜部２５は、空隙３０上にのみ設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0052】

実施例１では、厚膜部２５が引き出し領域６１に設けられている。引き出し領域６１においても下部電極１２に多少の応力が加わる。このため、実施例１は実施例１の変形例１に比べ、より下部電極１２の補強が可能となる。

【0053】

一方、引き出し領域６１に厚膜部２５が設けられると凹凸が形成され、製造工程の不安定要因となりうる。実施例１の変形例１では、引き出し領域６１に厚膜部２５が形成されていないため、下部電極１２形成後の製造工程等を安定化できる。

【0054】

図７（ａ）および図７（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例２および３に係る圧電薄膜共振器の平面図である。図７（ａ）に示すように、下部電極１２の引き出し領域６１および上部電極１６の引き出し領域６３は短軸６０ａに対し斜めに設けられている。引き出し領域６１と６３の方向はほぼ直角である。薄膜部２６は、短軸６０ａを含むように設けられている。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。

【0055】

図７（ｂ）に示すように、中心６０から引き出し領域６１の方向に延伸する直線６７ａとし、中心６０から引き出し領域６３の方向に延伸する直線６７ｂとする。厚膜部２５は、直線６７ａおよび６７ｂを含むように設けられている。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。

【0056】

引き出し領域６１および６３の方向が短軸６０ａと斜めの場合、亀裂７４の生じやすい領域は、短軸６０ａの近傍、または直線６７ａおよび６７ｂの近傍である。応力が集中し易い領域に亀裂７４が発生する場合は短軸６０ａ近傍に亀裂７４が発生する。この場合実施例１の変形例２を採用することが好ましい。下部電極１２の応力の方向に亀裂７４が発生する場合は直線６７ａおよび６７ｂの近傍に亀裂が発生する。この場合実施例１の変形例３を採用することが好ましい。短軸６０ａの近傍または直線６７ａおよび６７ｂの近傍で亀裂７４が発生し易いかは、材料および構造に依存する。

【0057】

図８は、実施例１の変形例４に係る圧電薄膜共振器の平面図である。図８に示すように、共振領域５０以外の下部電極１２は全て厚膜部２５である。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例４のように共振領域５０以外の下部電極１２は全て厚膜部２５でもよい。

【0058】

図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例５および６に係る圧電薄膜共振器の平面図である。図９（ａ）に示すように、共振領域５０は四角形である。図９（ｂ）に示すように、共振領域５０は五角形である。下部電極１２の引き出し領域６１が設けられた共振領域５０の辺６４ａとする。上部電極１６の引き出し領域６３が設けられた共振領域５０の辺６４ｂとする。辺６４ａおよび６４ｂのそれぞれの中点６５ａおよび６５ｂとする。中心６０と中点６５ａおよび６５ｂをそれぞれ結ぶ直線６６ａおよび６６ｂとする。厚膜部２５は直線６６ａおよび６６ｂを含むように設けられている。中心６０は、例えば平面視において空隙３０と重なる領域（すなわち共振領域５０）の重心である。中心６０としては多角形状の内接円の中心または外接円の中心でもよい。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。

【0059】

実施例１およびその変形例１から６によれば、下部電極１２は、平面視において空隙３０と重なる領域内に薄膜部２６と厚膜部２５とを有する。これにより、下部電極１２等の積層膜１８に亀裂７４等が生じやすい箇所を厚膜部２５とし、亀裂７４が生じにくい箇所を薄膜部２６とする。厚膜部２５により、亀裂７４等を抑制でき、積層膜１８の強度を高めることができる。共振領域５０内の厚膜部２５の面積を小さくし、薄膜部２６の面積を大きくすることで、Ｑ値等の劣化を抑制できる。

【0060】

また、共振領域５０の下部電極１２には、下部電極１２および上部電極１６の引き出し領域６１および６３の方向に応力が加わる。このため、中心６０と、下部電極１２および上部電極１６が共振領域５０から引き出される引き出し領域６１および６３と、を結ぶ直線近傍に亀裂７４等が発生しやすい。つまり、図７（ａ）から図８では、中心６０と、共振領域５０の引き出し領域６１および６３側の外周６１ａおよび６３ａ上のいずれかの点と、を結ぶ直線近傍に亀裂７４が発生し易い。また、図９（ａ）および図９（ｂ）では、中心６０と、辺６４ａおよび６４ｂ上のいずれかの点と、を結ぶ直線近傍に亀裂が発生し易い。

【0061】

そこで、厚膜部２５を、中心６０と引き出し領域６１および６３とを結ぶ直線の少なくとも一部を含む帯状に設ける。これにより、下部電極１２等における亀裂７４等発生を抑制できる。

【0062】

さらに、共振領域５０の下部電極１２には、中心６０から下部電極１２の引き出し領域６１の方向に応力が加わる。そこで、厚膜部２５を、応力の加わる中心６０と引き出し領域６１とを結ぶ直線を含む帯状に設ける。これにより、応力の加わる領域を補強できる。よって、下部電極１２等における亀裂７４等の発生を抑制できる。

【0063】

さらに、実施例１および変形例１のように、共振領域５０が楕円形状のとき、引き出し領域６１および６３は短軸方向に設けられる。これは、引き出し領域６１または６３から共振領域５０の端（引き出し領域６１または６３とは反対側の端）まで距離を短くし、下部電極１２または上部電極１６の実質的な抵抗を低くするためである。このため、亀裂７４は短軸６０ａ近傍に発生する。また、楕円形状の場合、長軸６０ｂより短軸６０ａに応力が集中し易い。よって、実施例１およびその変形例１、２のように、厚膜部２５を楕円形状の短軸６０ａの少なくとも一部を含む帯状に設ける。これにより、下部電極１２等における亀裂７４等発生を抑制できる。

【0064】

さらに、厚膜部２５を、短軸６０ａを含むように帯状に設ける。例えば、厚膜部２５を、中心６０と下部電極１２の引き出し領域６１の間の短軸６０ａを含むように帯状に設ける。これにより、下部電極１２等における亀裂７４等発生をより抑制できる。

【0065】

さらに、実施例１の変形例５および６のように、共振領域５０が多角形状のとき、図９（ａ）および図９（ｂ）のように、中心６０と、引き出し領域６１および６３が設けられた多角形状の辺６４ａおよび６４ｂの中点６５ａおよび６５ｂと、を結ぶ直線６６ａおよび６６ｂの近傍に亀裂７４等が生じやすい。そこで、厚膜部２５を直線６６ａおよび６６ｂの少なくとも一部を含む帯状に設ける。これにより、下部電極１２等における亀裂７４等発生をより抑制できる。

【0066】

さらに、厚膜部２５を、直線６６ａを含む帯状に設ける。これにより、下部電極１２等における亀裂７４等発生をより抑制できる。

【0067】

厚膜部２５は、短軸６０ａ、直線６６ａまたは６６ｂに平行な帯状に設けられてもよいし、非平行な帯状に設けられてもよい。また、厚膜部２５の帯状の幅は、一定でもよいし、一定でなくてもよい。

【実施例2】

【0068】

実施例２は、厚膜部２５および薄膜部２６の構造を変える例である。図１０（ａ）は、実施例２に係る圧電薄膜共振器の断面図、図１０（ｂ）から図１０（ｄ）は、実施例２に係る圧電薄膜共振器の製造方法を示す断面図である。図１０（ａ）に示すように、厚膜部２５および薄膜部２６には同じ膜厚の金属膜２７ａが設けられている。厚膜部２５においては金属膜２７ａ上に金属膜２７ｂが設けられている。薄膜部２６において金属膜２７ｂは設けられていない。下部電極１２は金属膜２７ａと２７ｂとを含む。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0069】

図１０（ｂ）に示すように、実施例１の図２（ａ）の後に犠牲層３８および基板１０上に金属膜２７ａを形成する。図１０（ｃ）に示すように、金属膜２７ａ上に金属膜２７ｂを形成する。金属膜２７ａおよび２７ｂは、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法を用い成膜される。図１０（ｄ）に示すように、薄膜部２６となる金属膜２７ｂの一部を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用い除去する。厚膜部２５において金属膜２７ｂは除去されていない。金属膜２７ａおよび２７ｂにより下部電極１２が形成される。以降の工程は、実施例１の図２（ｄ）以降と同じであり説明を省略する。

【0070】

実施例２によれば、下部電極１２は、薄膜部２６および厚膜部２５に設けられた金属膜２７ａ（第１金属膜）と、厚膜部２５の金属膜２７ａ上に設けられ薄膜部２６に設けられていない金属膜２７ｂ（第２金属膜）と、を含む。これにより、共振領域５０内に厚膜部２５と薄膜部２６を形成できる。また、金属膜２７ａと２７ｂとの材料を異ならせることで、図１０（ｄ）のように、金属膜２７ｂを金属膜２７ａに対し選択的にエッチングできる。これにより、薄膜部２６の距離ｔ１を精度よく製造できる。

【0071】

図１１（ａ）は、実施例２の変形例１に係る圧電薄膜共振器の断面図、図１１（ｂ）から図１１（ｄ）は、実施例２の変形例１に係る圧電薄膜共振器の製造方法を示す断面図である。図１１（ａ）に示すように、厚膜部２５および薄膜部２６には同じ膜厚の下部電極１２が設けられている。厚膜部２５においては下部電極１２下に追加膜２８が設けられている。薄膜部２６において追加膜２８は設けられていない。追加膜２８は、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜もしくは窒化酸化シリコン膜等の絶縁膜、または下部電極１２として例示した金属膜である。追加膜２８が金属膜のとき、追加膜２８は下部電極の一部となる。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0072】

図１１（ｂ）に示すように、実施例１の図２（ａ）の後に犠牲層３８および基板１０上に追加膜２８を形成する。追加膜２８は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法を用い成膜される。図１１（ｃ）に示すように、薄膜部２６となる追加膜２８の一部を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用い除去する。厚膜部２５において追加膜２８は除去されていない。図１１（ｄ）に示すように、犠牲層３８および追加膜２８上に下部電極１２を形成する。以降の工程は、実施例１の図２（ｄ）以降と同じであり説明を省略する。

【0073】

実施例２の変形例１によれば、追加膜２８は、厚膜部２５において空隙３０と下部電極１２との間に設けられ、薄膜部２６において設けられていない。これにより、共振領域５０内に厚膜部２５と薄膜部２６を形成できる。図１１（ｄ）のように、追加膜２８を形成した後に下部電極１２を形成するため、薄膜部２６の距離ｔ１を精度よく製造できる。

【0074】

図１２（ａ）は、実施例２の変形例２に係る圧電薄膜共振器の断面図、図１２（ｂ）から図１２（ｄ）は、実施例１の変形例４に係る圧電薄膜共振器の製造方法を示す断面図である。図１２（ａ）に示すように、厚膜部２５および薄膜部２６には同じ膜厚の下部電極１２が設けられている。厚膜部２５においては下部電極１２下に厚い追加膜２８が設けられている。薄膜部２６においては下部電極１２下に薄い追加膜２８が設けられている。追加膜２８は、実施例２の変形例１と同様に絶縁膜または金属膜である。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0075】

図１２（ｂ）に示すように、実施例１の図２（ａ）の後に犠牲層３８および基板１０上に追加膜２８を形成する。追加膜２８は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法を用い成膜される。図１２（ｃ）に示すように、薄膜部２６となる追加膜２８の一部を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用い薄膜化する。厚膜部２５において追加膜２８は薄膜化されていない。図１２（ｄ）に示すように、犠牲層３８および追加膜２８上に下部電極１２を形成する。以降の工程は、実施例１の図２（ｄ）以降と同じであり説明を省略する。

【0076】

実施例２の変形例２によれば、厚膜部２５における追加膜２８の膜厚は、薄膜部２６における追加膜２８の膜厚より大きい。追加膜２８上に厚膜部２５と薄膜部２６とで膜厚が実質的に同じ下部電極１２が設けられている。これにより、共振領域５０内に厚膜部２５と薄膜部２６を形成できる。

【0077】

実施例１およびその変形例に実施例２およびその変形例の厚膜部２５および薄膜部２６を適用してもよい。

【実施例3】

【0078】

実施例３は、挿入膜を設ける例である。図１３（ａ）は、実施例３に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、圧電膜１４は下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂを含む。下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂとの間に挿入膜２９が設けられている。挿入膜２９は、共振領域５０内の外周領域５２に設けられ中央領域５４に設けられていない。外周領域５２は、共振領域５０内の領域であって、共振領域５０の外周を含み外周に沿った領域である。外周領域５２は、例えば帯状およびリング状である。中央領域５４は、共振領域５０内の領域であって、共振領域５０の中央を含む領域である。中央は幾何学的な中心でなくてもよい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0079】

図１４（ａ）は、実施例３の変形例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、圧電膜１４は下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂを含む。下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂとの間に挿入膜２９が設けられている。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。

【0080】

実施例３の変形例１によれば、挿入膜２９により、弾性波の共振領域５０から横方向への漏洩を抑制できる。これにより、圧電薄膜共振器のＱ値を向上できる。挿入膜２９のヤング率または音響インピーダンスは、圧電膜１４より小さいことが好ましい。例えば圧電膜１４が窒化アルミニウムを主成分とする場合、挿入膜２９は、Ａｌ膜、Ａｕ（金）膜、Ｃｕ（銅）膜、Ｔｉ膜、Ｐｔ（白金）膜、Ｔａ（タンタル）膜、Ｃｒ膜または酸化シリコン膜であることが好ましい。特に、ヤング率の観点から挿入膜２９は、Ａｌ膜または酸化シリコン膜であることが好ましい。

【0081】

実施例３およびその変形例のように、下部電極１２と上部電極１６との間において、共振領域５０内の外周領域５２の少なくとも一部に設けられ、共振領域５０の中央領域５４には設けられていない挿入膜２９が設けられていてもよい。挿入膜２９は、圧電膜１４内、圧電膜１４と下部電極１２との間、または圧電膜１４と上部電極１６との間に設けることができる。実施例１、２およびその変形例に挿入膜２９を設けてもよい。

【実施例4】

【0082】

実施例４は、空隙３０の構造を変える例である。図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、実施例４および変形例１に係る圧電薄膜共振器の断面図である。図１５（ａ）に示すように、基板１０の上面に窪みが形成されている。下部電極１２は、基板１０上に平坦に形成されている。これにより、空隙３０が、基板１０の窪みに形成されている。その他の構成は、実施例１と同じであり説明を省略する。図１５（ｂ）に示すように、基板１０を貫通する空隙３０が形成されている。その他の構成は、実施例１と同じであり説明を省略する。

【0083】

実施例４およびその変形例のように、空隙３０はドーム状でなくともよい。実施例４および変形例１のように、下部電極１２の下面が平坦な場合においても、下部電極１２には応力が加わる。よって、下部電極１２に亀裂７４等が生じる。よって、共振領域５０内の下部電極１２に厚膜部２５および薄膜部２６を設けることで、下部電極１２の亀裂７４を抑制できる。なお、下部電極１２の下面に絶縁膜が接して形成されていてもよい。すなわち、空隙３０は、基板１０と下部電極１２に接する絶縁膜との間に形成されていてもよい。絶縁膜としては、例えば窒化アルミニウム膜を用いることができる。

【0084】

実施例１から３およびその変形例に、実施例４およびその変形例のような空隙３０を適用してもよい。

【実施例5】

【0085】

実施例５は、複数の圧電薄膜共振器を設ける例である。図１６（ａ）は、実施例５に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、実施例１に係る圧電薄膜共振器Ｒ１およびＲ２が下部電極１２を介し直列に接続されている。圧電薄膜共振器Ｒ１およびＲ２の引き出し領域６１は共有されている。厚膜部２５は、圧電薄膜共振器Ｒ１およびＲ２の共振領域５０および引き出し領域６１に連続して設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0086】

実施例５によれば、隣接する圧電薄膜共振器Ｒ１およびＲ２において下部電極１２および厚膜部２５が連続する。これにより、下部電極１２の強度をより高めることができる。

【0087】

図１７は、実施例５の変形例１に係る圧電薄膜共振器の平面図である。図１７に示すように、実施例１の変形例１に係る圧電薄膜共振器Ｒ１およびＲ２が下部電極１２を介し直列に接続されている。圧電薄膜共振器Ｒ１およびＲ２の引き出し領域６１は共有されている。引き出し領域６１には厚膜部２５は設けられていない。圧電薄膜共振器Ｒ１およびＲ２の短軸６０ａの方向は異なっている。圧電薄膜共振器Ｒ１およびＲ２の厚膜部２５は短軸６０ａを含むように設けられている。その他の構成は実施例５と同じであり説明を省略する。

【0088】

実施例５の変形例１のように、複数の圧電薄膜共振器Ｒ１およびＲ２で短軸６０ａの方向は異なっていてもよい。また、圧電薄膜共振器Ｒ１およびＲ２で引き出し領域６１が共有されていても、引き出し領域６１には厚膜部２５を設けなくてもよい。

【実施例6】

【0089】

実施例６は、実施例１から５およびその変形例の圧電薄膜共振器をフィルタに用いる例である。図１８は、実施例６に係るフィルタの回路図である。図１８に示すように、フィルタ４０において、入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２との間に、１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４が直列に接続されている。入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２との間に、１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ４が並列に接続されている。１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４および１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ４の少なくとも１に実施例１から５およびその変形例の圧電薄膜共振器を用いることができる。ラダー型フィルタの共振器の個数等は適宜設定できる。実施例１から５およびその変形例の弾性波共振器を含むフィルタは、ラダー型フィルタ以外に多重モードフィルタとすることもできる。

【0090】

図１９（ａ）は、実施例６の変形例１に係るフィルタの平面図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すように、同一基板１０上に複数の圧電薄膜共振器Ｒが設けられている。圧電薄膜共振器Ｒは、実施例６の直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ４を含む。圧電薄膜共振器Ｒ間は配線４５により電気的に接続されている。圧電薄膜共振器Ｒはパッド４６に電気的に接続されている。パッド４６にはボンディングワイヤまたはバンプが設けられる。パッド４６は、入力端子Ｔ１、出力端子Ｔ２およびグランド端子Ｔｇを含む。配線４５およびパッド４６は、下部電極１２または上部電極１６により形成されている。パッド４６が下部電極１２で形成されているとき、圧電膜１４には開口３６が形成されている。

【0091】

厚膜部２５は各圧電薄膜共振器Ｒの共振領域５０にのみ設けられている。下部電極１２により形成された配線４５およびパッド４６は薄膜部２６である。直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ４の共振領域５０の大きさおよび形状は、適宜変更可能である。その他の構成は、実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。

【0092】

下部電極１２により形成されたパッド４６は薄膜部２６であり段差が形成されていない。これにより、パッド４６へのボンディングワイヤまたはバンプの接合が容易となる。圧電薄膜共振器Ｒ間で厚膜部２５の距離ｔ１（図１（ｄ）参照）は同じである。圧電薄膜共振器Ｒ間で薄膜部２６の距離ｔ２（図１（ｄ）参照）は同じである。これにより、製造工程を簡略化できる。圧電薄膜共振器Ｒ間で、厚膜部２５の位置、大きさおよび／または形状は任意に設定できる。

【0093】

図２０（ａ）は、実施例６の変形例２に係るフィルタの平面図、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示すように、共振領域５０以外の下部電極１２は厚膜部２５である。その他の構成は実施例６の変形例１と同じであり、説明を省略する。下部電極１２のより形成されたパッド４６は薄膜部２６であり段差が形成されていない。これにより、パッド４６へのボンディングワイヤまたはバンプの接合が容易となる。

【0094】

図２１（ａ）は、実施例６の変形例３に係るフィルタの平面図、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示すように、パッド４６の下部電極１２は厚膜部２５である。圧電薄膜共振器Ｒを接続する配線４５の下部電極１２には、厚膜部２５が設けられている。その他の構成は実施例６の変形例１と同じであり説明を省略する。隣接する圧電薄膜共振器Ｒ間において厚膜部２５が連続する。これにより、下部電極１２の強度をより高めることができる。下部電極１２により形成されたパッド４６は薄膜部２６であり段差が形成されていない。これにより、パッド４６へのボンディングワイヤまたはバンプの接合が容易となる。

【実施例7】

【0095】

実施例７はデュプレクサの例である。図２２は、実施例７に係るデュプレクサの回路図である。図２２に示すように、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ４２が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ４４が接続されている。送信フィルタ４２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共通端子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４４は、共通端子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。送信フィルタ４２および受信フィルタ４４の少なくとも一方を実施例６およびその変形例のフィルタとすることができる。

【0096】

また、送信フィルタ４２および受信フィルタ４４の少なくとも一方を実施例１から５およびその変形例の圧電薄膜共振器を含むフィルタとすることができる。

【0097】

マルチプレクサの例としてデュプレクサを説明したが。マルチプレクサはトリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。

【0098】

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】

【0099】

１０ 基板
１２ 下部電極
１４ 圧電膜
１６ 上部電極
１８ 積層膜
２５ 厚膜部
２６ 薄膜部
２７ａ、２７ｂ 金属膜
２８ 追加膜
２９ 挿入膜
３０ 空隙
４２ 送信フィルタ
４４ 受信フィルタ
５０ 共振領域
５２ 外周領域
５４ 中央領域
６０ 中心
６０ａ 短軸
６０ｂ 長軸
６１、６３ 引き出し領域

６４ａ、６４ｂ 辺
６５ａ、６５ｂ 中点
６６ａ、６６ｂ、６７ａ、６７ｂ 直線
７４ 亀裂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】