(57)【要約】【課題】スプリアスを抑制すること。【解決手段】圧電基板と、前記圧電基板を挟み、前記圧電基板に厚みすべり振動を励振する一対の電極と、前記圧電基板の少なくとも一部を挟み前記一対の電極が対向する共振領域の中央領域を囲み前記共振領域の端部の領域であるエッジ領域と、前記エッジ領域の一部であり、前記圧電基板における主モードである厚みすべり振動の変位方向に略平行な第１方向において前記中央領域の両側に位置し、前記圧電基板内の弾性波の音速が前記中央領域における前記圧電基板内の弾性波の音速より遅い第１領域と、前記エッジ領域の一部であり、前記第１方向に略直交する第２方向において前記中央領域の両側に位置し、前記第２方向において前記第１領域の前記第１方向の幅とは異なる幅を有し、前記圧電基板内の弾性波の音速が前記中央領域における前記圧電基板内の弾性波の音速より遅い第２領域と、を備える弾性波デバイス。【選択図】図９
2020088680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、
前記圧電基板を挟み、前記圧電基板に厚みすべり振動を励振する一対の電極と、
前記圧電基板の少なくとも一部を挟み前記一対の電極が対向する共振領域の中央領域を囲み前記共振領域の端部の領域であるエッジ領域と、
前記エッジ領域の一部であり、前記圧電基板における主モードである厚みすべり振動の変位方向に略平行な第１方向において前記中央領域の両側に位置し、前記圧電基板内の弾性波の音速が前記中央領域における前記圧電基板内の弾性波の音速より遅い第１領域と、
前記エッジ領域の一部であり、前記第１方向に略直交する第２方向において前記中央領域の両側に位置し、前記第２方向において前記第１領域の前記第１方向の幅とは異なる幅を有し、前記圧電基板内の弾性波の音速が前記中央領域における前記圧電基板内の弾性波の音速より遅い第２領域と、
を備える弾性波デバイス。
【請求項２】
前記第２領域の前記第２方向の幅は前記第１領域の前記第１方向の幅より小さい請求項１に記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記第１領域における前記圧電基板内の弾性波の音速と前記第２領域における前記圧電基板内の弾性波の音速とは略同じである請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
圧電基板と、
前記圧電基板を挟み、前記圧電基板に厚みすべり振動を励振する一対の電極と、
前記圧電基板の少なくとも一部を挟み前記一対の電極が対向する共振領域の中央領域を囲み前記共振領域の端部の領域であるエッジ領域と、
前記エッジ領域の一部であり、前記圧電基板における主モードである厚みすべり振動の変位方向に略平行な第１方向において前記中央領域の両側に位置し、前記圧電基板内の弾性波の音速が前記中央領域における前記圧電基板内の弾性波の音速より遅い第１領域と、
前記エッジ領域の一部であり、前記第１方向に略直交する第２方向において前記中央領域の両側に位置し、前記圧電基板内の弾性波の音速が前記中央領域における前記圧電基板内の弾性波の音速より遅くかつ前記第１領域における前記圧電基板内の弾性波の音速と異なる第２領域と、
を備える弾性波デバイス。
【請求項５】
前記第２領域における前記圧電基板内の弾性波の音速は前記第１領域における前記圧電基板内の弾性波の音速より速い請求項４に記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記第１領域の前記第１方向の幅と前記第２領域の前記第２方向の幅とは略同じである請求項４または５に記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記第１領域に設けられた第１付加膜および前記第２領域に設けられた第２付加膜を備える請求項１から６のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記圧電基板はＸカットタンタル酸リチウム基板である請求項１から７のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記圧電基板は回転Ｙカットニオブ酸リチウム基板である請求項１から７のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
【請求項１０】
Ｘカットタンタル酸リチウム基板である圧電基板と、
前記圧電基板を挟み、前記圧電基板に厚みすべり振動を励振する一対の電極と、
前記圧電基板の少なくとも一部を挟み前記一対の電極が対向する共振領域の中央領域を囲み前記共振領域の端部に位置する付加膜と、
前記付加膜の一部であり、オイラー角が（９０±５、９０±５、１３２±５）の範囲内のＸ方向である第１方向において前記中央領域の両側に位置する第１領域と、
前記付加膜の一部であり、オイラー角が（９０±５、９０±５、４２±５）の範囲内のＸ方向である第２方向において前記中央領域の両側に位置し、前記第２方向において前記第１領域の前記第１方向の幅より小さい幅を有する第２領域と、
を備える弾性波デバイス。
【請求項１１】
回転Ｙカットニオブ酸リチウム基板である圧電基板と、
前記圧電基板を挟み、前記圧電基板に厚みすべり振動を励振する一対の電極と、
前記圧電基板の少なくとも一部を挟み前記一対の電極が対向する共振領域の中央領域を囲み前記共振領域の端部する付加膜と、
前記付加膜の一部であり、オイラー角が（０±５、７５±５、０±５）の範囲内のＸ方向である第１方向において前記中央領域の両側に位置する第１領域と、
オイラー角が（９０±５、７５±５、０±５）の範囲内のＸ方向である第２方向において前記中央領域の両側に位置し、前記第２方向において前記第１領域の前記第１方向の幅より小さい幅を有する第２領域と、
を備える弾性波デバイス。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の弾性波デバイスを含むフィルタ。
【請求項１３】
請求項１２に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、弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサに関し、例えば、圧電薄膜共振器を有する弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の無線端末の高周波回路用のフィルタおよびデュプレクサとして、ＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）およびＳＭＲ（Solid Mounted Resonator）等のＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）共振器が用いられている。ＢＡＷ共振器は圧電薄膜共振器とよばれている。圧電薄膜共振器は、圧電膜を挟み一対の電極を設ける構造を有し、圧電膜の少なくとも一部を挟み一対の電極が対向する共振領域は弾性波が共振する領域である。
【０００３】
圧電薄膜共振器を入力端子と出力端子との間に直列および並列に接続するラダー型フィルタが知られている（例えば特許文献１)。圧電薄膜共振器では共振領域の周辺部において弾性波が反射し、共振領域内に定在波が形成されると不要なスプリアスとなる。そこで、共振領域内のエッジ領域に付加構造を追加し音速をコントロールすることでスプリアスを抑制することが知られている（例えば特許文献２、３）。
【０００４】
圧電薄膜共振器の圧電膜には、例えばスパッタリング法を用い成膜された多結晶の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が用いられる。この場合、共振領域内の振動は圧電膜の厚さ方向の振動（厚み縦振動）となる。圧電薄膜共振器の圧電膜にタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）またはニオブ酸リチウム（ＮｂＬｉＯ３）等の単結晶圧電体を用いることが知られている（例えば非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４６８６１号公報
【特許文献２】特開２００７−６５０１号公報
【特許文献３】特開２００８−４２８７１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics, Vol. 28, (2007), pp151-152
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
圧電膜にタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム等の単結晶圧電体を用いると、共振領域内の振動は厚みすべり振動となる。厚みすべり振動を用いた弾性波デバイスにおいて、共振領域のエッジ領域に付加構造を追加しても、共振領域内に生成される定在波に起因するスプリアスの抑制が十分ではない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、スプリアス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】
【０００９】
本発明は、圧電基板と、前記圧電基板を挟み、前記圧電基板に厚みすべり振動を励振する一対の電極と、前記圧電基板の少なくとも一部を挟み前記一対の電極が対向する共振領域の中央領域を囲み前記共振領域の端部の領域であるエッジ領域と、前記エッジ領域の一部であり、前記圧電基板における主モードである厚みすべり振動の変位方向に略平行な第１方向において前記中央領域の両側に位置し、前記圧電基板内の弾性波の音速が前記中央領域における前記圧電基板内の弾性波の音速より遅い第１領域と、前記エッジ領域の一部であり、前記第１方向に略直交する第２方向において前記中央領域の両側に位置し、前記第２方向において前記第１領域の前記第１方向の幅とは異なる幅を有し、前記圧電基板内の弾性波の音速が前記中央領域における前記圧電基板内の弾性波の音速より遅い第２領域と、を備える弾性波デバイスである。
【００１０】
上記構成において、前記第２領域の前記第２方向の幅は前記第１領域の前記第１方向の幅より小さい構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記第１領域における前記圧電基板内の弾性波の音速と前記第２領域における前記圧電基板内の弾性波の音速とは略同じである構成とすることができる。
【００１２】
本発明は、圧電基板と、前記圧電基板を挟み、前記圧電基板に厚みすべり振動を励振する一対の電極と、前記圧電基板の少なくとも一部を挟み前記一対の電極が対向する共振領域の中央領域を囲み前記共振領域の端部の領域であるエッジ領域と、前記エッジ領域の一部であり、前記圧電基板における主モードである厚みすべり振動の変位方向に略平行な第１方向において前記中央領域の両側に位置し、前記圧電基板内の弾性波の音速が前記中央領域における前記圧電基板内の弾性波の音速より遅い第１領域と、前記エッジ領域の一部であり、前記第１方向に略直交する第２方向において前記中央領域の両側に位置し、前記圧電基板内の弾性波の音速が前記中央領域における前記圧電基板内の弾性波の音速より遅くかつ前記第１領域における前記圧電基板内の弾性波の音速と異なる第２領域と、を備える弾性波デバイスである。
【００１３】
上記構成において、前記第２領域における前記圧電基板内の弾性波の音速は前記第１領域における前記圧電基板内の弾性波の音速より速い構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記第１領域の前記第１方向の幅と前記第２領域の前記第２方向の幅とは略同じである構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、前記第１領域に設けられた第１付加膜および前記第２領域に設けられた第２付加膜を備える構成とすることができる。
【００１６】
上記構成において、前記圧電基板はＸカットタンタル酸リチウム基板である構成とすることができる。
【００１７】
上記構成において、前記圧電基板は回転Ｙカットニオブ酸リチウム基板である構成とすることができる。
【００１８】
本発明は、Ｘカットタンタル酸リチウム基板である圧電基板と、前記圧電基板を挟み、前記圧電基板に厚みすべり振動を励振する一対の電極と、前記圧電基板の少なくとも一部を挟み前記一対の電極が対向する共振領域の中央領域を囲み前記共振領域の端部に位置する付加膜と、前記付加膜の一部であり、オイラー角が（９０±５、９０±５、１３２±５）の範囲内のＸ方向である第１方向において前記中央領域の両側に位置する第１領域と、前記付加膜の一部であり、オイラー角が（９０±５、９０±５、４２±５）の範囲内のＸ方向である第２方向において前記中央領域の両側に位置し、前記第２方向において前記第１領域の前記第１方向の幅より小さい幅を有する第２領域と、を備える弾性波デバイスである。
【００１９】
本発明は、回転Ｙカットニオブ酸リチウム基板である圧電基板と、前記圧電基板を挟み、前記圧電基板に厚みすべり振動を励振する一対の電極と、前記圧電基板の少なくとも一部を挟み前記一対の電極が対向する共振領域の中央領域を囲み前記共振領域の端部する付加膜と、前記付加膜の一部であり、オイラー角が（０±５、７５±５、０±５）の範囲内のＸ方向である第１方向において前記中央領域の両側に位置する第１領域と、オイラー角が（９０±５、７５±５、０±５）の範囲内のＸ方向である第２方向において前記中央領域の両側に位置し、前記第２方向において前記第１領域の前記第１方向の幅より小さい幅を有する第２領域と、を備える弾性波デバイスである。
【００２０】
本発明は、上記弾性波デバイスを含むフィルタである。
【００２１】
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】
【００２２】
本発明によれば、スプリアスを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１（ａ）は比較例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）のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図２（ａ）は、シミュレーション１におけるモードＡモデルを示す斜視図、図２（ｂ）は、厚みすべり振動を示す斜視図、図２（ｃ）は、ＹＸ断面図である。
【図３】図３（ａ）は、シミュレーション１におけるモードＢモデルを示す斜視図、図３（ｂ）は、厚みすべり振動を示す斜視図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、シミュレーション１におけるそれぞれモードＡモデルおよびモードＢモデルにおけるアドミッタンス特性を示す図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は、シミュレーション２におけるそれぞれモードＡモデルおよびモードＢモデルを示す斜視図である。
【図６】図６（ａ）から図６（ｆ）は、シミュレーション２のモードＡモデルにおけるアドミッタンス特性を示す図である。
【図７】図７（ａ）から図７（ｆ）は、シミュレーション２のモードＢモデルにおけるアドミッタンス特性を示す図である。
【図８】図８（ａ）から図８（ｆ）は、シミュレーション２のモードＢモデルにおけるアドミッタンス特性を示す図である。
【図９】図９（ａ）は、実施例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図９（ｂ）および図９（ｃ）は、図９（ａ）のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】図１０（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１０（ｂ）および図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、実施例１の変形例２に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、実施例１の変形例３に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１２（ｂ）および図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、実施例１の変形例４に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）は、図１３（ａ）のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。
【図１４】図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、実施例１の変形例５に係る圧電薄膜共振器の断面図である。
【図１５】図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、実施例１の変形例６に係る圧電薄膜共振器の断面図である。
【図１６】図１６は、実施例１の変形例７に係る圧電薄膜共振器の平面図である。
【図１７】図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、実施例１の変形例８に係る圧電薄膜共振器の断面図である。
【図１８】図１８（ａ）は、実施例２に係るフィルタの回路図、図１８（ｂ）は、実施例２の変形例１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】
【００２４】
弾性波デバイスとして圧電薄膜共振器を例に説明する。
【００２５】
［シミュレーション１］
比較例１についてシミュレーションを行った。図１（ａ）は比較例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）のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。圧電基板１４の法線方向をＺ方向、厚みすべり振動の方向をＹ方向、圧電基板１４の平面方向であってＹ方向に直交する方向をＸ方向とする。なお、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、圧電基板１４の結晶方位のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とは必ずしも対応しない。結晶方位を示す場合は、「Ｘ軸方向」、「Ｙ軸方向」および「Ｚ軸方向」と記載し、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」および「Ｚ方向」と区別する。
【００２６】
図１（ａ）から図１（ｃ）に示すように、圧電基板１４の上下に上部電極１６および下部電極１２が設けられている。圧電基板１４の少なくとも一部を挟み下部電極１２と上部電極１６とが対向する領域は共振領域５０である。下部電極１２と上部電極１６は駆動電極であり、下部電極１２と上部電極１６との間に高周波電力を印加すると、共振領域５０内の圧電基板１４に弾性波の変位がＺ方向にほぼ直交する方向（すなわち厚さに対してすれ方向）に振動する弾性波が励起される。この振動を厚みすべり振動という。厚みすべり振動の変位の最も大きい方向（厚みすべり振動の変位方向）を厚みすべり振動の方向６０とする。弾性波の波長は圧電基板１４の厚さのほぼ２倍である。
【００２７】
共振領域５０の平面形状は略矩形である。矩形はほぼ直線の４つの辺を有する。４つの辺のうち対向する一対の辺は厚みすべり振動の方向６０（すなわちＹ方向）と略平行である。矩形の４辺のうち残りの一対の辺は厚みすべり振動の方向６０に略直交する方向（すなわちＸ方向）である。
【００２８】
比較例１の圧電基板をＸカット単結晶タンタル酸リチウム基板としてシミュレーションを行った。Ｘカット単結晶タンタル酸リチウム基板はＺ方向がＸ軸方向である。ＸＹ平面はＹ軸とＺ軸とを有する平面である。Ｙ軸方向から約４２°Ｚ軸方向に回転した方向が−Ｘ方向、Ｘ方向に直交する方向がＹ方向である。Ｙ方向が厚みすべり振動の方向６０となる。
【００２９】
共振領域５０の平面形状を長方形としてシミュレーションを行うと計算規模が大きくなる。そこで、モードＡモデルとモードＢモデルとに分けてシミュレーションを行った。
【００３０】
図２（ａ）は、シミュレーション１におけるモードＡモデルを示す斜視図である。図２（ａ）に示すように、モードＡモデルでは、Ｘ方向に延伸する棒状の圧電基板１４を仮定し、有限要素法を用いシミュレーションを行った。
【００３１】
図２（ｂ）は、厚みすべり振動を示す斜視図であり、圧電基板１４の変位を誇張して図示している。図２（ｃ）は、ＹＺ断面図である。図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、厚みすべり振動により、ある瞬間において、圧電基板１４の上部電極１６側は矢印６１ａのように−Ｙ方向に変位する。圧電基板１４の下部電極１２側は矢印６１ｂのように＋Ｙ方向に変位する。半周期後では、圧電基板１４は矢印６１ａおよび６１ｂとは逆方向に変位する。
【００３２】
図３（ａ）は、シミュレーション１におけるモードＢモデルを示す斜視図である。図３（ａ）に示すように、モードＢモデルでは、Ｙ方向に延伸する棒状を仮定し、有限要素法を用いシミュレーションを行った。
【００３３】
図３（ｂ）は、厚みすべり振動を示す斜視図である。図３（ｂ）に示すように、厚みすべり振動により、ある瞬間において、圧電基板１４の上部電極１６側は矢印６１ａのように−Ｙ方向に変位する。圧電基板１４の下部電極１２側は矢印６１ｂのように＋Ｙ方向に変位する。半周期後では、圧電基板１４は矢印６１ａおよび６１ｂとは逆方向に変位する。
【００３４】
シミュレーションの条件を以下に示す。
弾性波の波長λ：１６４０ｎｍ
圧電基板１４：厚さＴ４が０．５λ＝８２０ｎｍのＸカットタンタル酸リチウム基板
下部電極１２：厚さが１００ｎｍのルテニウム（Ｒｕ）膜
上部電極１６：厚さが１００ｎｍのルテニウム膜
共振領域５０の幅Ｘ５０：３０λ＝４９．２μｍ
圧電基板１４のＹ方向幅ΔＹ：０．５λ＝８２０ｎｍ
Ｙ方向の境界条件は無限に連続とする。
圧電基板１４の結晶方位は、図２（ａ）および図３（ａ）内に示したＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸となる。−Ｘ方向がＹ軸方向からＺ軸方向に４２°回転した方向となる。
【００３５】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、シミュレーション１におけるそれぞれモードＡモデルおよびモードＢモデルにおけるアドミッタンス特性を示す図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、２つの横波による共振がみられる。速い横波の共振周波数および反共振周波数はそれぞれｆｒ１およびｆａ１である。遅い横波の共振周波数および反共振周波数はそれぞれｆｒ２およびｆａ２である。共振周波数と反共振周波数との差は電気機械結合係数に対応する。遅い横波は電気機械結合係数が小さい。そこで、電気機械結合係数の大きい速い横波について検討する。
【００３６】
速い横波の共振周波数ｆｒ１と反共振周波数ｆａ１との間および反共振周波数ｆａ１より高周波数側に、共振領域５０内に生成される定在波に起因するスプリアス６２（縦矢印で示す）が生成されている。スプリアス６２の周波数間隔および大きさがモードＡとモードＢとで異なる。このように、モードＡとモードＢとでスプリアス６２の振る舞いが異なる。
【００３７】
［シミュレーション２］
共振領域５０のエッジ領域に付加膜を設けシミュレーションを行った。共振領域のエッジ領域に付加膜を設け、中央領域より音速を遅くすることで、ピストンモードが実現される、これにより、定在波に起因するスプリアスが抑制されることが期待される。
【００３８】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、シミュレーション２におけるそれぞれモードＡモデルおよびモードＢモデルを示す斜視図である。図５（ａ）に示すように、モードＡモデルでは圧電基板１４をＸ方向に延伸する棒状とする。共振領域５０は中央領域５２と中央領域５２の両側のエッジ領域５４ａを有する。エッジ領域５４ａには、下部電極１２の下に付加膜２２ａが設けられ、上部電極１６の上に付加膜２６ａが設けられている。エッジ領域５４ａのＸ方向の幅をＷａとし、付加膜２２ａおよび２６ａの厚さをＴａとする。
【００３９】
図５（ｂ）に示すように、モードＢモデルでは圧電基板１４をＹ方向に延伸する棒状とする。共振領域５０は中央領域５２と中央領域５２の両側のエッジ領域５４ｂを有する。エッジ領域５４ｂには、下部電極１２の下に付加膜２２ｂが設けられ、上部電極１６の上に付加膜２６ｂが設けられている。エッジ領域５４ｂのＹ方向の幅をＷｂとし、付加膜２２ｂおよび２６ｂの厚さをＴｂとする。
【００４０】
モードＡモデルおよびモードＢモデルにおいて、付加膜２２ａ、２２ｂ、２６ａおよび２６ｂをルテニウム膜とした。その他のシミュレーション条件はシミュレーション１と同じであり説明を省略する。
【００４１】
モードＡモデルにおいて、付加膜の厚さＴａ＝４０ｎｍとし、エッジ領域５４ａの幅Ｗａを変えてアドミッタンス特性をシミュレーションした。図６（ａ）から図６（ｆ）は、シミュレーション２のモードＡモデルにおけるアドミッタンス特性を示す図である。図６（ａ）から図６（ｆ）において、点線はアドミッタンスの大きさ｜Ｙ｜の周波数特性、実線はアドミッタンスの実数部分Ｒｅａｌ（Ｙ）の周波数特性を示している。｜Ｙ｜では、横波の共振周波数および反共振周波数のピークが観察される。Ｒｅａｌ（Ｙ）／｜Ｙ｜では、｜Ｙ｜に比べスプリアスが大きく観察される。
【００４２】
図６（ａ）から図６（ｆ）では、それぞれエッジ領域５４ａの幅Ｗａを０．２０λ、０．２５λ、０．３０λ、０．３５λ、０．４０λおよび０．４５λとした。図６（ｄ）のように、Ｗａ＝０．３５λのとき、スプリアスが最も小さくなる。
【００４３】
モードＢモデルにおいて、付加膜の厚さＴｂ＝４０ｎｍとし、エッジ領域の幅Ｗｂを変えてアドミッタンス特性をシミュレーションした。図７（ａ）から図７（ｆ）は、シミュレーション２のモードＢモデルにおけるアドミッタンス特性を示す図である。図７（ａ）から図７（ｆ）では、それぞれエッジ領域５４ｂの幅Ｗｂを０．５０λ、０．５５λ、０．６０λ、０．６５λ、０．７０λおよび０．７５λとした。図７（ｅ）のように、Ｗｂ＝０．７０λのとき、スプリアスが最も小さくなる。
【００４４】
図６（ａ）から図７（ｆ）のように、モードＡモデルとモードＢモデルでは、スプリアスが抑制されるエッジ領域５４ａの幅Ｗａとエッジ領域５４ｂの幅Ｗｂが異なる。
【００４５】
モードＢモデルにおいて、エッジ領域５４ｂの幅Ｗｂ＝０．３５λとし、付加膜の厚さＴｂを変えてアドミッタンス特性をシミュレーションした。図８（ａ）から図８（ｆ）は、シミュレーション２のモードＢモデルにおけるアドミッタンス特性を示す図である。図８（ａ）から図８（ｆ）では、それぞれ付加膜の厚さＴｂを４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍおよび９０ｎｍとした。図８（ｄ）のように、Ｔｂ＝７０ｎｍのとき、スプリアスが最も小さくなる。
【００４６】
モードＡモデルでは、図６（ｄ）のように、エッジ領域５４ａの幅Ｗａ＝０．３５λでは最適な付加膜の厚さＴａ＝４０ｎｍである。モードＡモデルとモードＢモデルでは、スプリアスが抑制される付加膜の厚さＴａとＴｂが異なる。なお、シミュレーション２では、付加膜の厚さＴａおよびＴｂを異ならせているが、付加膜を厚くすることは弾性波の音速を遅くすることに対応する。よって、エッジ領域５４ａと５４ｂとで弾性波の音速を異ならせればよい。
【００４７】
シミュレーション２によれば、厚みすべり振動を用いる圧電薄膜共振器において、エッジ領域５４ａと５４ｂに同じ付加構造を設けても、スプリアスの抑制が十分ではない。そこで、エッジ領域５４ａおよび５４ｂの付加構造を異ならせる。これにより、スプリアスを抑制できる。以上の知見に基づき、実施例について説明する。
【実施例１】
【００４８】
図９（ａ）は、実施例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図９（ｂ）および図９（ｃ）は、図９（ａ）のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。図９（ａ）から図９（ｃ）に示すように、基板１０の上面に空隙３０が設けられている、基板１０上に下部電極１２が設けられている。下部電極１２上に圧電基板１４が設けられている。圧電基板１４上に上部電極１６が設けられている。共振領域５０は平面視において空隙３０と重なり、空隙３０は共振領域５０と同じ大きさまたは共振領域５０より大きい。
【００４９】
共振領域５０は平面形状が矩形であり、矩形の４つの辺のうち一対の辺はＹ方向（厚みすべり振動の変位方向）にほぼ延伸し、別の一対の辺はＸ方向（厚みすべり振動の変位方向にほぼ直交する方向）に延伸する。共振領域５０の中央領域５２に対し、Ｘ方向の両側にエッジ領域５４ａが設けられ、Ｙ方向の両側にエッジ領域５４ｂが設けられている。エッジ領域５４ａはほぼＹ方向に延伸し、エッジ領域５４ｂはほぼＸ方向に延伸する。エッジ領域５４ａのＸ方向の幅はＷａであり、エッジ領域５４ｂのＹ方向の幅はＷｂである。幅ＷａはＹ方向においてほぼ一定であり、幅ＷｂはＸ方向においてほぼ一定である。
【００５０】
エッジ領域５４ａの下部電極１２の下には付加膜２２ａが設けられ、エッジ領域５４ａの上部電極１６の上には付加膜２６ａが設けられている。付加膜２２ａおよび２６ａの厚さはＴａである。エッジ領域５４ｂの下部電極１２の下には付加膜２２ｂが設けられ、エッジ領域５４ｂの上部電極１６の上には付加膜２６ｂが設けられている。付加膜２２ｂおよび２６ｂの厚さはＴｂである。実施例１では、幅Ｗｂは幅Ｗａより大きい、厚さＴａとＴｂとは略同じである。
【００５１】
基板１０は、例えばシリコン基板、サファイア基板、アルミナ基板、スピネル基板、石英基板、水晶基板、ガラス基板、セラミック基板またはＧａＡｓ基板等である。圧電基板１４は、例えば単結晶タンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。下部電極１２および上部電極１６は、例えばルテニウム、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、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）またはイリジウム（Ｉｒ）等の単層膜またはこれらの積層膜である。付加膜２２ａ、２２ｂ、２６ａおよび２６ｂは、例えば下部電極１２および上部電極１６において例示した金属膜または酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の絶縁膜である。付加膜２２ａ、２２ｂ、２６ａおよび２６ｂの材料は下部電極１２および上部電極１６の材料と同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００５２】
実施例１の一例としては、圧電基板１４を厚さが８２０ｎｍのＸカットタンタル酸リチウム基板とし、−Ｘ方向を、Ｙ軸方向から約４２°Ｚ軸方向に回転した方向とする。弾性波の波長λは１６４０ｎｍとなる。下部電極１２および上部電極１６を厚さが１００ｎｍのルテニウム膜とする。付加膜２２ａ、２２ｂ、２６ａおよび２６ｂをルテニウム膜とする。共振領域５０の幅を３０λとする。シミュレーション２のように、Ｔａ＝Ｔｂ＝４０ｎｍ、Ｗａ＝０．３５λおよびＷｂ＝０．７０λとする。これにより、モードＡおよびモードＢのいずれのスプリアスも抑制できる。
【００５３】
実施例１では、エッジ領域５４ａおよび５４ｂの音速を中央領域５２より遅くし、かつエッジ領域５４ａの幅Ｗａとエッジ領域５４ｂの幅Ｗｂを異ならせる。これにより、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにおいてもスプリアスを抑制できる。特に、エッジ領域５４ａの幅Ｗａをエッジ領域５４ｂの幅Ｗｂより狭くする。これにより、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにおいてもスプリアスを抑制できる。
【００５４】
[実施例１の変形例１]
図１０（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１０（ｂ）および図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。図１０（ａ）から図１０（ｃ）に示すように、実施例１の変形例１では、エッジ領域５４ａの幅Ｗａとエッジ領域５４ｂの幅Ｗｂはほぼ同じである。付加膜２２ｂおよび２６ｂの厚さＴｂは付加膜２２ａおよび２６ａの厚さＴａより大きい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００５５】
実施例１の変形例１の一例としては、圧電基板１４を厚さが８２０ｎｍのＸカットタンタル酸リチウム基板とし、−Ｘ方向を、Ｙ軸方向から約４２°Ｚ軸方向に回転した方向とする。弾性波の波長λは１６４０ｎｍとなる。下部電極１２および上部電極１６を厚さが１００ｎｍのルテニウム膜とする。付加膜２２ａ、２２ｂ、２６ａおよび２６ｂをルテニウム膜とする。共振領域５０の幅を３０λとする。シミュレーション２のように、Ｔａ＝４０ｎｍ、Ｔｂ＝７０ｎｍおよびＷａ＝Ｗｂ＝０．３５λとする。これにより、モードＡおよびモードＢのいずれのスプリアスも抑制できる。
【００５６】
実施例１の変形例１では、エッジ領域５４ａおよび５４ｂの音速を中央領域５２より遅くし、かつエッジ領域５４ａの付加膜２２ａおよび２６ａの厚さＴａとエッジ領域５４ｂの付加膜２２ｂおよび２６ｂの厚さＴｂを異ならせる。これにより、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにおいてもスプリアスを抑制できる。特に、付加膜２２ａおよび２６ａの厚さＴａを付加膜２２ｂおよび２６ｂの厚さＴｂより小さくする。これにより、エッジ領域５４ａの音速がエッジ領域５４ｂの音速より速くなる。よって、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにおいてもスプリアスを抑制できる。
【００５７】
[実施例１の変形例２]
図１１（ａ）は、実施例１の変形例２に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。図１１（ａ）から図１１（ｃ）に示すように、実施例１の変形例２では、エッジ領域５４ｂの幅Ｗｂはエッジ領域５４ａの幅Ｗａより大きい。付加膜２２ｂおよび２６ｂの厚さＴｂは付加膜２２ａおよび２６ａの厚さＴａより大きい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００５８】
実施例１の変形例２では、エッジ領域５４ａの幅Ｗａとエッジ領域５４ｂの幅Ｗｂを異ならせ、かつエッジ領域５４ａの音速とエッジ領域５４ｂの音速を異ならせる。これにより、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにおいてもスプリアスを抑制できる。特に、エッジ領域５４ａの幅Ｗａをエッジ領域５４ｂの幅Ｗｂより狭くし、かつエッジ領域５４ａの音速をエッジ領域５４ｂの音速より速くする。これにより、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにおいてもスプリアスを抑制できる。
【００５９】
[実施例１の変形例３]
図１２（ａ）は、実施例１の変形例３に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１２（ｂ）および図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。図１２（ａ）から図１２（ｃ）に示すように、実施例１の変形例３では、エッジ領域５４ｂの幅Ｗｂはエッジ領域５４ａの幅Ｗａより大きい。付加膜２２ａおよび２６ａの厚さＴａは付加膜２２ｂおよび２６ｂの厚さＴｂより大きい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００６０】
実施例１の変形例３では、エッジ領域５４ａの幅Ｗａとエッジ領域５４ｂの幅Ｗｂを異ならせ、かつエッジ領域５４ａの音速とエッジ領域５４ｂの音速を異ならせる。これにより、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにおいてもスプリアスを抑制できる。エッジ領域５４ａの幅Ｗａをエッジ領域５４ｂの幅Ｗｂより狭くしかつエッジ領域５４ａの音速をエッジ領域５４ｂの音速より遅くした場合であっても、幅Ｗａ、Ｗｂ、厚さＴａおよびＴｂを適宜設定することで、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにおいてもスプリアスを抑制できる。
【００６１】
[実施例１の変形例４]
図１３（ａ）は、実施例１の変形例４に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）は、図１３（ａ）のそれぞれＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。図１３（ａ）から図１３（ｃ）に示すように、実施例１の変形例４では、エッジ領域５４ａの幅Ｗａとエッジ領域５４ｂの幅Ｗｂはほぼ同じである。付加膜２２ａおよび２６ａの厚さＴａと付加膜２２ｂおよび２６ｂの厚さＴｂとはほぼ同じである。付加膜２２ａおよび２６ａの材料と付加膜２２ｂおよび２６ｂの材料が異なる。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００６２】
実施例１の変形例４では、付加膜２２ｂおよび２６ｂの密度は付加膜２２ａおよび２６ａの密度より大きい。これにより、厚さＴａとＴｂが同じでも、エッジ領域５４ｂの音速をエッジ領域５４ａの音速より遅くできる。これにより、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにおいてもスプリアスを抑制できる。
【００６３】
[実施例１の変形例５]
図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、実施例１の変形例５に係る圧電薄膜共振器の断面図である。図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、幅ＷａとＷｂはほぼ同じであり、厚さＴａとＴｂはほぼ同じである。エッジ領域５４ａの圧電基板１４の厚さＴ４は中央領域５２の圧電基板１４の厚さと同じである。エッジ領域５４ｂの圧電基板１４の上面に凸部１４ａが設けられている。これにより、エッジ領域５４ｂの圧電基板１４の厚さＴ４ｂはエッジ領域５４ａの圧電基板１４の厚さＴ４より大きい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００６４】
実施例１の変形例５では、付加膜２２ａおよび２６ａの厚さＴａと付加膜２２ｂおよび２６ｂの厚さＴｂが同じでも、エッジ領域５４ａと５４ｂにおける圧電基板１４の厚さを異ならせることで、エッジ領域５４ａと５４ｂとの音速を異ならせることができる。エッジ領域５４ｂの圧電基板１４をエッジ領域５４ａの圧電基板１４より厚くすることで、エッジ領域５４ｂの音速をエッジ領域５４ａの音速より遅くできる。これにより、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにおいてもスプリアスを抑制できる。
【００６５】
[実施例１の変形例６]
図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、実施例１の変形例６に係る圧電薄膜共振器の断面図である。図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、幅ＷａとＷｂはほぼ同じであり、厚さＴａとＴｂはほぼ同じである。エッジ領域５４ｂの上部電極１６と付加膜２６ｂとの間の別の付加膜２７が設けられている。エッジ領域５４ａには別の付加膜２７は設けられていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００６６】
実施例１の変形例６では、エッジ領域５４ｂに別の付加膜２７を設ける。付加膜２２ａおよび２６ａの厚さＴａと付加膜２２ｂおよび２６ｂの厚さＴｂが同じでも、エッジ領域５４ｂの音速をエッジ領域５４ａの音速より遅くできる。これにより、Ｘ方向およびＹ方向のいずれにおいてもスプリアスを抑制できる。付加膜２７は、付加膜２２ｂの下、付加膜２２ｂと下部電極１２との間、上部電極１６と付加膜２６ｂとの間、または付加膜２６ｂの上の少なくとも１つの箇所に設ければよい。別の付加膜２７は、複数の箇所に設けられていてもよい。
【００６７】
[実施例１の変形例７]
図１６は、実施例１の変形例７に係る圧電薄膜共振器の平面図である。図１６に示すように、付加膜２２ａと２２ｂは分離しており、付加膜２６ａと２６ｂとは分離している。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００６８】
実施例１の変形例１から６においても、付加膜２２ａと２２ｂとは分離し、付加膜２６ａと２６ｂとは分離していてもよい。
【００６９】
[実施例１の変形例８]
図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、実施例１の変形例８に係る圧電薄膜共振器の断面図である。図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すように、共振領域５０の下部電極１２下に音響反射膜３１が形成されている。音響反射膜３１は、音響インピーダンスの低い膜３１ａと音響インピーダンスの高い膜３１ｂとが交互に設けられている。膜３１ａおよび３１ｂの膜厚は例えばそれぞれλ／４（λは弾性波の波長）である。膜３１ａと膜３１ｂの積層数は任意に設定できる。例えば、音響反射膜３１は、基板１０中に音響インピーダンスの異なる膜が一層設けられている構成でもよい。その他の構成は、実施例１と同じであり説明を省略する。
【００７０】
実施例１の変形例１から７において、実施例１の変形例８と同様に空隙３０の代わりに音響反射膜３１を形成してもよい。共振領域５０内において弾性波を反射する音響反射層は、空隙３０または音響反射膜３１を含めばよい。このように、圧電薄膜共振器は、空隙３０を有するＦＢＡＲでもよく、音響反射膜３１を有するＳＭＲでもよい。
【００７１】
実施例１およびその変形例では、下部電極１２の下に付加膜２２ａおよび２２ｂを設け、上部電極１６の上に付加膜２６ａおよび２６ｂを設けたが、付加膜２２ａおよび２６ａのいずれか一方のみを設けてもよい。付加膜２２ｂおよび２６ｂのいずれか一方のみを設けてもよい。付加膜２２ａおよび２２ｂが金属膜であり下部電極１２と接している場合は、付加膜２２ａおよび２２ｂは実質的に下部電極１２の一部である。付加膜２６ａおよび２６ｂが金属膜であり上部電極１６と接している場合は、付加膜２６ａおよび２６ｂは実質的に上部電極１６の一部である。
【００７２】
実施例１およびその変形例によれば、下部電極１２および上部電極１６（一対の電極）は、圧電基板１４を挟み、圧電基板１４に厚みすべり振動を励振する。エッジ領域５４ａおよび５４ｂは、共振領域５０の中央領域５２を囲み共振領域５０の端部に位置する。エッジ領域５４ｂ（第１領域）は、圧電基板１４における主モードである厚みすべり振動の変位方向に略平行なＹ方向（第１方向）において中央領域５２の両側に位置している。エッジ領域５４ａ（第２領域）は、Ｙ方向に略直交するＸ方向（第２方向）において中央領域５２の両側に位置している。エッジ領域５４ａおよび５４ｂにおける圧電基板１４内の弾性波の音速は中央領域５２における圧電基板１４内の弾性波の音速より遅い。
【００７３】
このような構成において、実施例１およびその変形例２、３、７および８では、エッジ領域５４ｂ（第１領域）のＹ方向（第１方向）の幅Ｗｂとエッジ領域５４ａ（第２領域）のＸ方向（第２方向）の幅Ｗａとは異なる。これにより、Ｘ方向とＹ方向との両方のスプリアスを抑制できる。
【００７４】
なお、主モードである厚みすべり振動は、複数の厚みすべり振動のうち共振特性を用いる振動であり、例えば図４（ａ）および図４（ｂ）では、速い横波に相当する。また、厚みすべり振動の変位方向に略平行な第１方向は、厚みすべり振動の変位方向からスプリアスが抑制できる程度に傾いていることを許容する。第１方向と厚みすべり振動の変位方向とのなす角は例えば±２０°の範囲であり、例えば±１０°以下であり、例えば±５°である。第１方向と第２方向とが直交するとは、スプリアスが抑制できる程度の傾きを許容する。第１方向と第２方向との角度は例えば７０°から１１０°であり、例えば８０°から１００°であり、例えば８５°から９５°である。
【００７５】
幅ＷａおよびＷｂは、ピストンモードを実現するため、０．１λ以上かつ３λ以下が好ましく、０．２λ以上かつ２λ以下がより好ましい。
【００７６】
また、エッジ領域５４ａのＸ方向の幅Ｗａはエッジ領域５４ｂのＹ方向の幅Ｗｂより小さい。これにより、シミュレーション２のように、スプリアスをより抑制できる。
【００７７】
実施例１およびその変形例７および８のように、エッジ領域５４ｂにおける圧電基板１４内の弾性波の音速とエッジ領域５４ａにおける圧電基板１４内の弾性波の音速とは製造誤差程度に略同じである。これにより、シミュレーション２のように、スプリアスをより抑制できる。
【００７８】
実施例１の変形例１から６のように、エッジ領域５４ｂにおける圧電基板１４内の弾性波の音速とエッジ領域５４ａにおける圧電基板１４内の弾性波の音速とは異なる。これにより、Ｘ方向とＹ方向との両方のスプリアスを抑制できる。
【００７９】
エッジ領域５４ａにおける圧電基板１４内の弾性波の音速はエッジ領域５４ｂにおける圧電基板１４内の弾性波の音速より速い。これにより、シミュレーション２のように、スプリアスをより抑制できる。
【００８０】
エッジ領域５４ｂの音速はエッジ領域５４ａの音速より遅いため、実施例１の変形例１のように、付加膜２２ｂおよび２６ｂの厚さＴｂを付加膜２２ａおよび２６ａの厚さＴａより大きくしてもよい。なお、付加膜２２ｂおよび２６ｂの厚さの合計が付加膜２２ａおよび２６ａの厚さの合計より大きければよい。
【００８１】
実施例１の変形例４のように、付加膜２２ｂおよび２６ｂの密度を付加膜２２ａおよび２６ａの密度より大きくしてもよい。なお、付加膜２２ｂおよび２６ｂの少なくとも一方の密度を付加膜２２ａおよび２６ａの密度より大きくすればよい。
【００８２】
実施例１の変形例５のように、エッジ領域５４ｂの圧電基板１４の厚さＴ４ｂをエッジ領域５４ａの圧電基板１４の厚さＴ４より厚くしてもよい。実施例１の変形例６のように、エッジ領域５４ｂに別の付加膜２７を設けてもよい。これらの方法を組み合わせてもよい。
【００８３】
実施例１の変形例１および４から６のように、エッジ領域５４ｂのＹ方向の幅とエッジ領域５４ａのＸ方向の幅とは製造誤差程度に略同じである。これにより、シミュレーション２のように、スプリアスをより抑制できる。
【００８４】
実施例１の変形例１のように、エッジ領域５４ｂに設けられた付加膜２２ｂおよび２６ｂ（第１付加膜）およびエッジ領域５４ａに設けられた付加膜２２ａおよび２６ａ（第２付加膜）を備える。これにより、厚さＴａとＴｂとを異ならせることで、エッジ領域５４ｂと５４ａの音速を異ならせることができる。
【００８５】
実施例１およびその変形例１から６および８のように、付加膜２２ａと２２ｂとは一体の付加膜であり、付加膜２６ａと２６ｂとは一体（１枚）の付加膜でもよい。実施例１の変形例７のように、付加膜２２ａと２２ｂとは分離した別々の付加膜であり、付加膜２６ａと２６ｂとは分離した別々の付加膜でもよい。
【００８６】
圧電基板１４を単結晶タンタル酸リチウム基板とする場合、圧電基板１４をＸカットタンタル酸リチウム基板とする。このとき、圧電基板１４の上面の法線方向（Ｚ方向）はＸ軸方向である。これにより、圧電基板１４では厚みすべり振動が生じる。−Ｘ方向をＹ軸方向からＺ軸方向に４２°回転させた方向とすることで、Ｙ方向が厚みすべり振動の変位方向となる。圧電基板１４の上面の法線方向はＸ軸方向から±５°の範囲内で傾いていてもよい。圧電基板１４の上面の法線方向は、Ｘ軸方向から±１°の範囲内であることが好ましく、Ｘ軸方向から±０．３°の範囲内であることがより好ましい。Ｙ軸方向からＺ軸方向への回転角は４２°から±５°の範囲内で傾いていてもよい。Ｙ軸方向からＺ軸方向への回転角は、４２°から±１°の範囲内であることが好ましく、４２°から±０．３°の範囲内であることがより好ましい。
【００８７】
オイラー角で示すと、−Ｘ方向はＹ軸方向からＺ軸方向に４２°回転した方向は（９０、９０、４２）のＸ方向となる。−Ｙ方向はオイラー角で（９０、９０、１３２）のＸ方向となる。−Ｘ方向は、オイラー角で（９０±５、９０±５、４２±５）の範囲内の−Ｘ方向であることが好ましく、（９０±１、９０±１、４２±１）の範囲内の−Ｘ方向であることがより好ましく、（９０±０．３、９０±０．３、４２±０．３）の範囲内の−Ｘ方向であることがさらに好ましい。−Ｘ方向は、オイラー角で（９０±５、９０±５、１３２±５）の範囲内の−Ｘ方向であることが好ましく、（９０±１、９０±１、１３２±１）の範囲内の−Ｘ方向であることがより好ましく、（９０±０．３、９０±０．３、１３２±０．３）の範囲内の−Ｘ方向であることがさらに好ましい。
【００８８】
圧電基板１４を単結晶ニオブ酸リチウム基板とする場合、圧電基板１４を回転Ｙカットタンタル酸リチウム基板とする。このとき、圧電基板１４の上面の法線方向（Ｚ方向）はＹ軸Ｚ軸平面内の方向である。これにより、圧電基板１４では厚みすべり振動が生じる。＋Ｚ方向を＋Ｙ軸方向から−Ｚ軸方向に１５°回転させた方向（すなわち＋Ｙ軸方向から＋Ｚ軸方向に−１５°回転させた方向）とし、Ｘ方向をＸ軸方向とする。これにより、Ｙ方向が厚みすべり振動の変位方向となる。
【００８９】
オイラー角で示すと、回転角がｒであるｒ回転Ｙカットニオブ酸リチウム基板では、圧電基板１４の上面に平行な方向は（０、９０＋ｒ、０）となり、−Ｘ方向は（０、９０＋１６５、０）すなわち（０、７５、０）の−Ｘ方向となる。−Ｙ方向はオイラー角で（９０、７５、０）の−Ｘ方向となる。−Ｘ方向は、オイラー角で（０±５、７５±５、０±５）の範囲内の−Ｘ方向であることが好ましく、（０±１、７５±１、０±１）の範囲内の−Ｘ方向であることがより好ましく、（０±０．３、７５±０．３、０±０．３）の範囲内の−Ｘ方向であることがさらに好ましい。−Ｙ方向は、オイラー角で（９０±５、７５±５、０±５）の範囲内の−Ｘ方向であることが好ましく、（９０±１、７５±１、０±１）の範囲内の−Ｘ方向であることがより好ましく、（９０±０．３、７５±０．３、０±０．３）の範囲内の−Ｘ方向であることがさらに好ましい。
【実施例２】
【００９０】
実施例２は、実施例１およびその変形例の圧電薄膜共振器を用いたフィルタおよびデュプレクサの例である。図１８（ａ）は、実施例２に係るフィルタの回路図である。図１８（ａ）に示すように、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つの共振器に実施例１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。
【００９１】
図１８（ｂ）は、実施例２の変形例１に係るデュプレクサの回路図である。図１８（ｂ）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４０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４２が接続されている。送信フィルタ４０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４２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４０および受信フィルタ４２の少なくとも一方を実施例２のフィルタとすることができる。
【００９２】
マルチプレクサとしてデュプレクサを例に説明したがトリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。
【００９３】
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】
【００９４】
１０  基板
１２  下部電極
１４  圧電基板
１６  上部電極
２２ａ、２２ｂ、２６ａ、２６ｂ  付加膜
３０  空隙
３１  音響反射膜
４０  送信フィルタ
４２  受信フィルタ
５０  共振領域
５２  中央領域
５４ａ、５４ｂ  エッジ領域
６０  厚みすべり振動方向
【図１】
2020088680.tif 000003
【図２】
2020088680.tif 000004
【図３】
2020088680.tif 000005
【図４】
2020088680.tif 000006
【図５】
2020088680.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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