(57)【要約】  本来の厚み縦振動による共振特性はそのままに、横モードの波のみを選択的に低減する圧電薄膜共振子を提供する。圧電膜（１４）と、圧電膜（１４）の第１主面に形成された第１電極（１５ａ）と、圧電膜（１４）の第１主面の裏面である第２主面に形成された第２電極（１３）とを備え、第１電極（１５ａ）と第２電極（１３）とが互いに対向する共振領域（２０）を有する。共振領域（２０）における圧電膜（１４）の第１主面上に、第１電極（１５ａ）と絶縁された電気的不連続部（１８ａ）を備え、電気的不連続部（１８ａ）は、第１主面上で第１電極（１５ａ）に囲まれている。
2009028027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電膜と、
前記圧電膜の第１主面に形成された第１電極と、
前記圧電膜の第１主面の裏面である第２主面に形成された第２電極とを備え、
前記第１電極と前記第２電極とが互いに対向する共振領域を有する圧電薄膜共振子において、
前記共振領域における圧電膜の第１主面上に、前記第１電極と絶縁された電気的不連続部を備え、
前記電気的不連続部は、前記第１主面上で前記第１電極に囲まれていることを特徴とする圧電薄膜共振子。
【請求項２】
前記電気的不連続部は、
擬似電極と、
前記第１電極と前記擬似電極とを絶縁する絶縁部とを有する請求項１記載の圧電薄膜共振子。
【請求項３】
前記絶縁部は、絶縁材で形成された請求項２記載の圧電薄膜共振子。
【請求項４】
前記絶縁部は、空隙で形成された請求項２記載の圧電薄膜共振子。
【請求項５】
前記擬似電極は、前記第１電極と面密度が同じである請求項２〜４のいずれか一項に記載の圧電薄膜共振子。
【請求項６】
前記擬似電極は、前記第１電極の材料と密度が同じである請求項５記載の圧電薄膜共振子。
【請求項７】
前記共振領域の端部から前記電気的不連続部までの距離ｇ、共振周波数における波長λとすると、０＜ｇ＜３λである請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧電薄膜共振子。
【請求項８】
前記電気的不連続部の幅ｗ、共振周波数における波長λとすると、０＜ｗ＜λである請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧電薄膜共振子。
【請求項９】
前記共振領域の形状が楕円形状または多角形形状であり、前記電気的不連続部が前記共振領域の端部から前記距離ｇだけ内側の部分に楕円周状に配置された請求項７および８記載の圧電薄膜共振子。
【請求項１０】
圧電膜と、
前記圧電膜の第１主面の一部に形成された第１電極と、
前記圧電膜の第１主面の裏面である第２主面に形成された第２電極とを備え、
前記第１電極と前記第２電極が互いに対向する共振領域を有する圧電薄膜共振子において、
前記第１電極が前記第２電極と対向していない領域の前記圧電膜の第１主面上に形成された電気的不連続部を備え、
前記電気的不連続部は、前記第１電極と接して配置され、かつ前記第１電極と絶縁されていることを特徴とする圧電薄膜共振子。
【請求項１１】
前記電気的不連続部は、
擬似電極と、
前記第１電極と前記擬似電極とを絶縁する絶縁部とを有する請求項１０記載の圧電薄膜共振子。
【請求項１２】
前記擬似電極は、前記第１電極と面密度が同じである請求項１１記載の圧電薄膜共振子。
【請求項１３】
前記擬似電極の材料は、前記第１電極の材料と密度が同じである請求項１２記載の圧電薄膜共振子。
【請求項１４】
前記圧電膜がＡｌＮである請求項１〜１３のいずれか一項に記載の圧電薄膜共振子。
【請求項１５】
前記第１電極および前記第２電極の材料がＲｕである請求項１〜１４のいずれか一項に記載の圧電薄膜共振子。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の圧電薄膜共振子を複数有するフィルタ。
【請求項１７】
送信用フィルタと、
前記送信用フィルタと異なる周波数帯域の信号を通過させる受信用フィルタとを備え、
前記送信用フィルタおよび前記受信用フィルタは、請求項１６記載のフィルタを有するデュプレクサ。
【請求項１８】
アンテナと、
前記アンテナと接続された請求項１７記載のデュプレクサと、
前記デュプレクサと接続された信号処理部とを備える通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの移動体通信、高周波無線通信で使用する圧電薄膜共振子、それを用いたフィルタ、そのフィルタを用いたデュプレクサおよびそのフィルタまたはそのデュプレクサを用いた通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高周波通信用のフィルタを構成する素子として圧電材料の厚み縦振動を利用した圧電薄膜共振子が注目されている。圧電薄膜共振子には、薄膜バルク弾性波共振子(ＦＢＡＲ：Ｆｉｌｍ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｂｕｌｋ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ)、ＳＭＲ（Ｓｏｌｉｄｌｙ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）等がある。【０００３】
図１５は、従来のＦＢＡＲ１０１ａの構成を示す断面図である。基板１１１には、空隙１１２が形成されている。下部電極１１３は、基板１１１上に空隙１１２を覆うように形成されている。圧電膜１１４は、下部電極１１３上に形成されている。上部電極１１５ａは、圧電膜１１４上に形成されている。下部電極１１３と上部電極１１５ａが対向した領域（以下、共振領域と称す）１３０が実際的な共振子である。共振領域１３０における基板１１１に空隙１１２が形成され、このため、圧電膜１１４で生じた弾性波が減衰せず、Ｑ値の高い共振特性を得ることができる。なお、空隙１１２に音響反射膜を設けた構成がＳＭＲであり、ＦＢＡＲ同様にＱの高い共振特性が得られる。【０００４】
ＦＢＡＲ１０１ａが利用する弾性波は、下部電極１１３と上部電極１１５ａ間を上部電極１１５ａ面の法線方向に伝搬する縦波（厚み縦振動、ピストンモード）であるが、それ以外に、上部電極１１５ａ面の法線方向に垂直な方向（以下、横方向と称す）に伝播する波（以下、横方向の波と称す）も生じる。図１６は、ＦＢＡＲ１０１ａの断面図である。横方向の波１３２および定在波１３３を示すために、圧電膜１１４のハッチングを省略している。横方向の波１３２は、共振領域１３０とその外側の領域（非共振領域）１３１との境界で反射し、定在波（横モード）１３３となる。【０００５】
図１７Ａは、図１５に示すＦＢＡＲ１０１ａの複素インピーダンス特性１４１を示すスミスチャートであり、図１７ＢはＦＢＡＲ１０１ａの反射係数の周波数特性１５１を示すグラフである。図１７Ａに示す特性１４１および図１７Ｂに示す特性１５１に、共振周波数よりも低周波数側でスプリアスが生じている。このスプリアスは、横モードの波に起因している。【０００６】
図１８は、直列腕および並列腕にＦＢＡＲ１０１ａを用いて構成されたラダー型フィルタの挿入損失特性１６１を示すグラフである。通過領域（１．８１〜１．８９ＧＨｚ）の特に中央領域（１．８３〜１．８６ＧＨｚ帯）に周期的に発生する損失増大点（スプリアス）が発生している。【０００７】
このラダー型フィルタの特性１６１は、直列腕に配置されたＦＢＡＲの反共振周波数よりも低周波数側の特性に影響される。したがって、図１７Ｂに示す特性１５１を有するＦＢＡＲ１０１ａを直列腕に配置した場合、図１８に示すように、ＦＢＡＲ１０１ａのスプリアスが、ラダー型フィルタの通過領域のスプリアスとして現れる。【０００８】
このスプリアスは、ＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）、ＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）、挿入損失といったフィルタの主要特性を悪化させる。【０００９】
そこで、スプリアスを低減させるために、ＦＢＡＲの横モードの波を低減させる手法が従来から提案されている。例えば、図１９の断面図に示すように、上部電極１１５ｂの端部において、上部電極１１５ｂの厚さを薄くした部分（端部領域）１１６を設けて、端部領域１１６の音響特性を共振領域１３０および非共振領域１３１の音響特性と異ならせる構成のＦＢＡＲ１０１ｂがある（例えば、特開２００３−５０５９０６号公報、特開２００６−１０９４７２号公報参照）。【００１０】
このような構成では、共振領域１３０と端部領域１１６との境界、および非共振領域１３１と端部領域１１６との境界において横方向の波がそれぞれ反射して干渉し、互いに弱めあう。そのため、主振動であるピストンモードが強盛になり、横モードの波が低減する。これらの文献には具体的な特性例は示されていないが、汎用の圧電解析ソフトを用いて同構造の周波数−複素インピーダンス特性を計算することができる。図２０ＡはＦＢＡＲ１０１ｂの複素インピーダンス特性１４２を示すスミスチャートであり、図２０ＢはＦＢＡＲ１０１ｂの反射係数の周波数特性１５２を示すグラフである。図２０Ａおよび図２０Ｂにおいて、比較のために図１７Ａおよび図１７Ｂに示したＦＢＡＲ１０１ａの特性１４１、１５１をそれぞれ破線で示す。図２０Ａおよび図２０Ｂによれば、ＦＢＡＲ１０１ｂは、ＦＢＡＲ１０１ａよりも、共振周波数より低周波数側にあったスプリアスを低減していることが分かる。
【特許文献１】特開２００３−５０５９０６号公報
【特許文献２】特開２００６−１０９４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来のＦＢＡＲ１０１ｂは、図２０Ｂに示すように、共振周波数から反共振周波数の間の領域（１．８６〜１．８８ＧＨｚ）において、反射係数が減少している。図２１は、ＦＢＡＲ１０１ｂを用いてラダー型フィルタを構成した場合の挿入損失の周波数特性１６２を示すグラフである。ＦＢＡＲ１０１ｂを用いたラダー型フィルタの特性１６２は、破線で示したＦＢＡＲ１０１ａを用いたラダー型フィルタの特性１６１と比べて、通過帯域の中央領域および低周波数領域（１．８２〜１．８６ＧＨｚ帯）ではスプリアスが低減し、挿入損失が０．２〜０．３ｄＢ程度改善されている。しかし、高周波側（１．８６〜１．８８ＧＨｚ）では、挿入損失が２ｄＢ程度増大している。【００１２】
これは、ＦＢＡＲ１０１ｂが、端部領域１１６を有することにより、共振周波数から反共振周波数の間の領域において、ＦＢＡＲ１０１ｂの反射係数が減少したことに起因する。つまり、ＦＢＡＲ１０１ｂの構成では、本来の厚み縦振動による共振特性であるＦＢＡＲ１０１ａの特性１５１をそのままに、横モードの波によるスプリアスを選択的に低減することは、困難である。【００１３】
本発明は、上記問題を考慮してなされたものであり、本来の厚み縦振動による共振特性はそのままに、横モードの波のみを選択的に低減する圧電薄膜共振子、それを用いたフィルタ、そのフィルタを用いたデュプレクサおよびそのフィルタまたはそのデュプレクサを用いた通信機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】
【００１４】
本発明の第１の圧電薄膜共振子は、圧電膜と、前記圧電膜の第１主面に形成された第１電極と、前記圧電膜の第１主面の裏面である第２主面に形成された第２電極とを備え、前記第１電極と前記第２電極とが互いに対向する共振領域を有する。上記課題を解決するために、前記共振領域における圧電膜の第１主面上に、前記第１電極と絶縁された電気的不連続部を備え、前記電気的不連続部は、前記第１主面上で前記第１電極に囲まれていることを特徴とする。【００１５】
この構成の圧電薄膜共振子は、第１電極と第２電極の間で高周波電圧が印加されると、ピストンモードの波以外に横方向の波が生じる。一方、電気的不連続部は、第１電極と絶縁されているので、高周波電圧は印加されない。そのため、電気的不連続部に対して両側の共振領域における圧電膜でそれぞれ生じた横方向の波が電気的不連続部下の圧電膜において、互いに打ち消しあう。この結果、共振領域の端部により生じる横方向の波の反射波が減少し、横方向の波により生じる横方向の定在波が低減する。したがって、スプリアスが低減する。【００１６】
本発明の第１の圧電薄膜共振子において、前記電気的不連続部は、擬似電極と、前記第１電極と前記擬似電極とを絶縁する絶縁部とを有する構成にすることができる。前記絶縁部は、絶縁材で形成された構成にしてもよいし、空隙で形成された構成にしてもよい。【００１７】
また、前記擬似電極は、前記第１電極と面密度が同じである構成にすることができる。この構成により、圧電膜に掛かる圧力が第１電極下と、擬似電極下とで同じ状態となり、圧電膜の音響特性が同じになる。このため、第１電極下の圧電膜と擬似電極下の圧電膜との境界において、横方向の波が反射されずに、電気的不連続部下の圧電膜において互いに打ち消しあい弱めあう。ここで、面密度とは、単位面積当たりに示すもの（電極）の重量を表わす。ここで、面密度が同じとは、製膜におけるばらつきの範囲内であればよく、例えば上部電極の面密度が擬似電極の面密度の９５％から１０５％までの範囲をいう。【００１８】
また、前記擬似電極は、前記第１電極の材料と密度が同じである構成にすることができる。この構成にすることにより、擬似電極と第１電極の面密度を同一にすると、擬似電極の上端面が第１電極の上端面と同一平面上に配置される。このため、擬似電極および第１電極の上に例えば誘電体膜を形成する場合、平坦化膜などを形成する必要がない。【００１９】
また、前記共振領域の端部から前記電気的不連続部までの距離ｇ、共振周波数における波長λとすると、前記距離ｇは０＜ｇ＜３λである構成にすることができる。共振領域の端部から絶縁部までの距離ｇをこのような範囲に設定すると、電気的不連続部下の圧電膜において、横方向の波が互いに打ち消しあい弱めあう効果が大きい。【００２０】
また、前記電気的不連続部の幅ｗ、共振周波数の波長λとすると、前記幅ｗは０＜ｗ＜λである構成にすることができる。電気的不連続部の幅ｗをこのような範囲に設定すると、電気的不連続部下の圧電膜において、横方向の波が互いに打ち消しあう効果が大きい。【００２１】
また、前記共振領域の形状が楕円形状または多角形形状であり、前記電気的不連続部が前記共振領域の端部から前記距離ｇだけ内側の部分に楕円周状または多角形状に配置された構成にすることもできる。この構成によれば、共振領域を楕円形状などにすると、横方向の波の伝播距離がまちまちになり特定の波長の波が強め合わず、スプリアスが発生しにくくなる。したがって、電気的不連続部における横方向の波の打ち消しあい効果と相まって、スプリアスをさらに低減することができる。【００２２】
本発明の第２の圧電薄膜共振子は、圧電膜と、前記圧電膜の第１主面の一部に形成された第１電極と、前記圧電膜の第１主面の裏面である第２主面に形成された第２電極とを備え、前記第１電極と前記第２電極が互いに対向する共振領域を有する。上記課題を解決するために、前記第１電極が前記第２電極と対向していない領域の前記圧電膜の第１主面上に形成された電気的不連続部を備え、前記電気的不連続部は、前記第１電極と接して配置され、かつ前記第１電極と絶縁されていることを特徴とする。【００２３】
このような構成においても、第１電極と第２電極の間で高周波電圧が印加されると、ピストンモードの波以外に横方向の波が生じる。しかし、電気的不連続部下の圧電膜と、共振領域の圧電膜が同じ音響特性を有するので、共振領域の圧電膜と電気的不連続部下の圧電膜との境界で横方向の波が反射せず、電気的不連続部下の圧電膜に伝搬する。そのため、電気的不連続部下の圧電膜において横方向の定在波が低減する。したがって、スプリアスが低減する。【００２４】
また、第２の圧電薄膜共振子において、前記電気的不連続部は、擬似電極と、前記第１電極と前記擬似電極とを絶縁する絶縁部とを有する構成にすることができる。【００２５】
また、前記擬似電極は、前記第１電極と面密度が同じである構成にすることができる。この構成により、圧電膜に掛かる圧力が第１電極下と、擬似電極下とで同じ状態となり、圧電膜の音響特性の均一性がさらに向上する。このため、横方向の波が共振領域の端部で反射されにくくなり、擬似電極下の圧電膜により伝搬しやすくなる。したがって、横方向の定在波が低減し、スプリアスがより低減する。【００２６】
また、前記擬似電極の材料は、前記第１電極の材料と密度が同じである構成にすることができる。この構成にすることにより、擬似電極と第１電極の面密度を同一にすると、擬似電極の上端面が第１電極の上端面と同一平面上に配置される。このため、擬似電極および第１電極の上に例えば誘電体膜を形成する場合、平坦化膜などを形成する必要がない。【００２７】
また、前記圧電膜がＡｌＮである構成にすることができる。圧電膜として用いられる材質の中で、ＡｌＮは、他の圧電膜物質に比べて、物質中における音波の伝搬速度が速い物質であるため、圧電薄膜共振子をＱ値の良好な共振子とすることができる。【００２８】
また、前記第１電極および前記第２電極の材料がＲｕである構成にすることができる。Ｒｕは、高音響インピーダンスを有する材料のため、圧電薄膜共振子をＱ値の良好な共振子とすることができる。【００２９】
本発明のフィルタは、上記圧電薄膜共振子を複数有する。この構成により、圧電薄膜共振子のスプリアスが低減されているため、フィルタのＥＶＭを小さくすることができる。【００３０】
本発明のデュプレクサは、送信用フィルタと、前記送信用フィルタと異なる周波数帯域の信号を通過させる受信用フィルタとを備え、前記送信用フィルタおよび前記受信用フィルタは、上記フィルタを有する。【００３１】
本発明の通信機は、アンテナと、前記アンテナと接続された上記デュプレクサと、前記デュプレクサと接続された信号処理部とを備える。上記フィルタはＥＶＭが小さいため、スプリアスによる挿入損失が増大していた周波数において、損失が小さくなり、フィルタを通過する信号の電力量を小さくしても動作する。したがって、通信機の電力量が低減し、駆動時間が長くなる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、本来の厚み縦振動による共振特性はそのままに、横モードの波のみを選択的に低減する圧電薄膜共振子、それを用いたフィルタ、そのフィルタを用いたデュプレクサおよびそのフィルタまたはそのデュプレクサを用いた通信機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの構成を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの構成を示すＡ−Ａ'断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの上部電極と下部電極の位置関係を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの動作時における横方向の波を示すＦＢＡＲの断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの複素インピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの反射係数の周波数特性を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係るラダー型フィルタを示す回路図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲを用いたフィルタの挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、距離ｇが１．８５μｍの場合の本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの反射係数の周波数特性を示すグラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、距離ｇが３．１μｍの場合の本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの反射係数の周波数特性を示すグラフである。
【図６Ｃ】図６Ｃは、距離ｇが４．２５μｍの場合の本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの反射係数の周波数特性を示すグラフである。
【図６Ｄ】図６Ｄは、距離ｇが５．４μｍの場合の本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの反射係数の周波数特性を示すグラフである。
【図６Ｅ】図６Ｅは、距離ｇが６．６μｍの場合の本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの反射係数の周波数特性を示すグラフである。
【図６Ｆ】図６Ｆは、距離ｇが７．８５μｍの場合の本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの反射係数の周波数特性を示すグラフである。
【図６Ｇ】図６Ｇは、距離ｇが９．１μｍの場合の本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの反射係数の周波数特性を示すグラフである。
【図６Ｈ】図６Ｈは、距離ｇが１０．３５μｍの場合の本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの反射係数の周波数特性を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲの別の構成を示す断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の実施の形態２に係るＦＢＡＲの構成を示す平面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の実施の形態２に係るＦＢＡＲの構成を示すＡ−Ａ'断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明の実施の形態２に係るＦＢＡＲの上部電極と下部電極の位置関係を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２に係るＦＢＡＲに高周波電圧を印加した時の横方向の波を示すためのＦＢＡＲの断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の実施の形態２に係るＦＢＡＲの複素インピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の実施の形態２に係るＦＢＡＲの反射係数の周波数特性を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２に係るＦＢＡＲを用いたフィルタの挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２に係るＦＢＡＲの別の構成を示す断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２に係るＦＢＡＲの別の構成を示す平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態３に係る通信機の構成を示す構成図である。
【図１５】図１５は、従来のＦＢＡＲの構成を示す断面図である。
【図１６】図１６は、従来のＦＢＡＲに高周波電圧を印加した時の横方向の波を示すための構成を示す断面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、従来のＦＢＡＲの複素インピーダンスを示すスミスチャートである。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、従来のＦＢＡＲの反射係数の周波数特性を示すグラフである。
【図１８】図１８は、従来のＦＢＡＲを用いたラダー型フィルタの挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１９】図１９は、従来の別のＦＢＡＲの構成を示す断面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、従来の別のＦＢＡＲの複素インピーダンスを示すスミスチャートである。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、従来の別のＦＢＡＲの反射係数の周波数特性を示すグラフである。
【図２１】図２１は、従来の別のＦＢＡＲを用いたラダー型フィルタの挿入損失の周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ  ＦＢＡＲ
５  ラダー型フィルタ
６  第２ＦＢＡＲ
７  コイル
１１  基板
１２  空隙
１３  下部電極
１４  圧電膜
１５、２５  上部電極
１６ａ、１６ｂ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ  擬似電極
１７ａ、１７ｂ、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ  絶縁部
１８ａ、１８ａ−１〜１８ａ−６、１８ｂ、２８ａ、２８ｂ  電気的不連続部
２０  共振領域
２１  非共振領域
２２、２３、２９  横方向の波
３１、３２、４１、４２ａ〜４２ｈ、４３、５１、５２  特性
６０  通信機
６１  アンテナ
６２  デュプレクサ
６３  送信側信号処理部
６４  受信側信号処理部
６５  マイク
６６  スピーカ
６７  送信用フィルタ
６８  受信用フィルタ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態にかかる圧電薄膜共振子、その圧電薄膜共振子を用いたフィルタ、そのフィルタを用いたデュプレクサおよび、そのフィルタまたはそのデュプレクサを用いた通信機について、図面を参照しながら説明する。【００３６】
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１に係るＦＢＡＲ１ａの構成を示す平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ'断面の断面図である。基板１１には、空隙１２が形成されている。基板１１上に空隙１２を覆うように下部電極１３（第１電極）が形成されている。下部電極１３上には、圧電膜１４が形成されている。圧電膜１４上には上部電極１５ａ（第２電極）が形成されている。共振領域２０では、所定の高周波電圧印加時には上部電極１５ａと下部電極１３との間の圧電膜１４で上部電極１５ａ面の法線方向に伝搬する弾性波が生じる。共振領域２０において、下部電極１３、圧電膜１４および上部電極１５ａは、それぞれ厚さが均一に形成されており、共振領域２０における圧電膜１４の音響特性が一様である。共振領域２０の基板１１には、空隙１２が形成されている。非共振領域２１は、上部電極１５ａと下部電極１３が対向していない領域であり、電圧印加時に上部電極１５ａと下部電極１３の間の圧電膜１４で弾性波が生じない。【００３７】
図１Ｂに示すように、共振領域２０と非共振領域２１との境界（共振領域の端部）より一定の距離内側に入った上部電極１５ａ部分には、電気的不連続部１８ａが形成されている。電気的不連続部１８ａは、上部電極１５ａと絶縁されている。【００３８】
図１Ａに示すように、電気的不連続部１８ａは、複数個（図１Ａでは６つ）の電気的不連続部１８ａ−１〜１８ａ−６に分割されている。電気的不連続部１８ａ−１〜１８ａ−６は、共振領域の端部より一定の距離内側に入り、共振領域の端部に沿って、楕円周状に配置されている。各電気的不連続部１８ａ−１〜１８ａ−６は、隣り合う電気的不連続部と間隔を開けて配置されている。これにより、上部電極１５ａにおける電気的不連続部１８ａに対して内側の領域と外側の領域とが導通可能な構成になっている。【００３９】
図１Ｂに示すように、電気的不連続部１８ａは、上部電極１５ａと接する絶縁部１７ａと、上部電極１５ａと同種の金属の擬似電極１６ａとを有する。擬似電極１６ａは、絶縁部１７ａに囲まれ、上部電極１５ａと絶縁されている。擬似電極１６ａが上部電極１５ａと同種の金属で形成されることにより、擬似電極１６ａ下の圧電膜１４に加わる圧力が、上部電極１５ａ下の圧電膜１４に加わる圧力と同じになり、圧電膜１４の音響特性が上部電極１５ａ下と擬似電極１６ａ下とで同じになる。【００４０】
図１Ｃは、下部電極１３と上部電極１５ａの位置関係を示すための図であり、下部電極１３を破線で、上部電極１５ａを実線で示す。下部電極１３は、外周が楕円弧状の部分（楕円弧状部分）を有している。上部電極１５ａは、外周が楕円弧状の部分を有し、この外周が楕円弧状の部分が下部電極１３の楕円弧状部分と圧電膜１４を介して楕円形状に重なるように配置されている。この重なった領域が共振領域２０である。【００４１】
ＦＢＡＲ１ａの製造方法は、従来のＦＢＡＲの製造工程に電気的不連続部１８ａの形成工程を追加したものである。以下、従来のＦＢＡＲにない電気的不連続部１８ａの形成工程を含む上部電極１５ａの形成工程について説明する。上部電極１５ａの形成は、圧電膜１４上面全体に亘って金属層を形成し、その後フォトリソグラフィーにより金属層の不要部分を取り除いて行われる。このフォトリソグラフィーにより、同時に絶縁部１７ａが形成される領域の金属層も取り除く。絶縁部１７ａが形成される領域の金属層が取り除かれることにより、絶縁部１７ａが形成される領域に囲まれる部分は、孤立した島のような金属層が残り、これが擬似電極１６ａとなる。つぎに、絶縁部１７ａが形成される領域にスパッタリングなどにより絶縁性の材料を埋め込み、絶縁部１７ａを形成する。以上のような工程で、電気的不連続部１８ａが形成される。【００４２】
次に、ＦＢＡＲ１ａの動作について説明する。下部電極１３と上部電極１５ａとの間に所定の高周波電圧を印加すると、共振領域２０の圧電膜１４に、ピストンモードの波が生じる。さらに、上部電極１５ａ面の法線方向に対して垂直な方向（図１Ｂの左右方向）に伝搬する波（すなわち、横方向の波）が生じる。図２は、ＦＢＡＲ１ａの動作時における横方向の波を示すＦＢＡＲ１ａの断面図である。圧電膜１４は、横方向の波２２、２３を表示するために、ハッチングを省略している。また、横方向の波２３を表示するために、電気的不連続部１８ａの位置を図１Ｂの位置からずらして表示している。【００４３】
電気的不連続部１８ａには、高周波電圧が印加されないので、電気的不連続部１８ａ下の圧電膜１４に波は生じない。図２に示すように、電気的不連続部１８ａ下の圧電膜１４において、両側から伝搬した横方向の波２２、２３が互いに打ち消しあう。従って、横方向の波が低減され、横モードの波に起因するスプリアスを低減することができる。【００４４】
図３Ａは、ＦＢＡＲ１ａの複素インピーダンス特性３１を示すスミスチャートであり、図３ＢはＦＢＡＲ１ａの反射係数の周波数特性４１を示すグラフである。図３Ａおよび図３Ｂにおいて、比較のため図１５に示す従来のＦＢＡＲ１０１ａの特性１４１、１５１を合わせて破線で示す。図３Ａおよび図３Ｂにより、ＦＢＡＲ１ａは、従来のＦＢＡＲ１０１ａより１．８６ＧＨｚ以下の周波数においてスプリアスが低減していることが分かる。【００４５】
図４は、ＦＢＡＲ１ａ（第１ＦＢＡＲ１ａ）を直列腕に配置したラダー型フィルタ５の構成を示す回路図である。ラダー型フィルタ５は、直列腕に第１ＦＢＡＲ１ａが配置され、並列腕に第１ＦＢＡＲ１ａと共振周波数が異なる第２ＦＢＡＲ６が配置されている。第２ＦＢＡＲ６は、コイル７を介して接地されている。また、第１ＦＢＡＲ１ａの共振周波数と、第２ＦＢＡＲ６の反共振周波数とを同程度の周波数に設定すると、ラダー型フィルタ５は図５に示す挿入損失特性５１となる。【００４６】
図５において、特性５１と比較するために図１８に示した従来のラダー型フィルタの挿入損失特性１６１を図５に破線で示す。図５から、このラダー型フィルタ５の特性５１は、特性１６１（図１８）よりも、１．８２〜１８．６ＧＨｚ帯のスプリアスが低減していることが分かる。また、通過帯域の高周波側（１．８６〜１．８８ＧＨｚ）において、従来のＦＢＡＲ１０１ａで構成したフィルタと同様の特性であり、挿入損失は低下していない。【００４７】
次に、図１Ｂに示す共振領域２０の端部から電気的不連続部１８ａまでの距離ｇの適切な範囲について説明する。図６Ａ〜図６Ｈは、図１Ｂに示す電気的不連続部１８ａの幅ｗが１．２μｍであり、電気的不連続部１８ａの共振領域２０の端部からの距離ｇを１．８５μｍ〜１０．３５μｍまで段階的に変化させた場合のそれぞれの反射係数の周波数特性を示すグラフである。図６Ａは距離ｇが１．８５μｍの場合の特性４２ａを示す図であり、図６Ｂは距離ｇが３．１μｍの場合の特性４２ｂを示す図である。また、図６Ｃは距離ｇが４．２５μｍの場合の特性４２ｃを示す図であり、図６Ｄは距離ｇが５．４μｍの場合の特性４２ｄを示す図である。また、図６Ｅは距離ｇが６．６μｍの場合の特性４２ｅを示す図であり、図６Ｆは距離ｇが７．８５μｍの場合の特性４２ｆを示す図である。また、図６Ｇは距離ｇが９．１μｍの場合の特性４２ｇを示す図であり、図６Ｈは距離ｇが１０．３５μｍの場合の特性４２ｈを示す図である。【００４８】
図６Ａ〜図６Ｈは、図１７Ｂの特性１５１を計算したのと同様の汎用圧電解析ソフトを用いて求められる。それぞれのグラフにおいて、比較のために、図１７Ｂに示す従来のＦＢＡＲ１０１ａの反射係数の周波数特性１５１を破線で示す。図６Ａ〜図６Ｆに示す特性４２ａ〜４２ｆは、従来のＦＢＡＲ１０１ａの特性１５１よりもスプリアスが低減している。また、特性４２ａ〜４２ｆは、特性４２ｇ、４２ｈよりもスプリアスが低減している。つまり、距離ｇは、１．８５μｍ〜７．８５μｍの範囲であれば、スプリアス低減効果がより高い。【００４９】
この計算では、ピストンモードの波長λを２．３μｍとして計算している。したがって、図１Ｂに示す電気的不連続部１８ａの共振領域２０の端部からの距離ｇの適切な範囲は、０＜ｇ＜３λである。ここで、この適切な範囲は、ｗ、λが変化しても成り立つ。なお、ピストンモードの波長λは、音速をｖ、周波数をｆとすると、λ＝ｖ／ｆで求めることができる。【００５０】
また、電気的不連続部１８ａの幅ｗは、ピストンモードの波長λより広くなると、電気的不連続部１８ａ下の圧電膜１４の音響特性が変化し、横方向の波が反射する場合がある。従って、電気的不連続部１８ａの幅ｗは、０＜ｗ＜λを満たす範囲であることが好ましい。【００５１】
以上のように、ＦＢＡＲ１ａを構成することにより、横モードの波が低減され、反射係数におけるスプリアスが低減される。従って、図４に示す第１ＦＢＡＲ１ａを用いて構成されたラダー型フィルタ５において、スプリアスが低減され、同時に通過帯域の高周波側の特性を維持することができる。【００５２】
なお、本実施の形態では、擬似電極１６ａが上部電極１５ａと同一の材料で形成された例を示したが、擬似電極１６ａが上部電極１５ａと同一の材料である場合に限定されず、他の金属あるいは絶縁体などであってもよい。上部電極１５ａと異なる材料を用いる場合は、擬似電極１６ａ下の圧電膜１４と上部電極１５ａ下の圧電膜１４の音響特性を同じにするために、擬似電極１６ａの面密度を上部電極１５ａと同じにすることが好ましい。擬似電極１６ａ下の圧電膜１４と、擬似電極１６ａの両側における上部電極１５ａ下の圧電膜１４の音響特性を同じにすると、電気的不連続部１８ａ下の圧電膜１４において、さらに横方向の波が打ち消しあいやすくなり、スプリアスが低減される効果が増す。【００５３】
さらに、擬似電極１６ａの材料は、上部電極１５ａと同程度の密度であることが好ましい。同程度の密度にすることにより、上部電極１５ａの上面と同一平面に、擬似電極１６ａの上面を配置することになり、平坦化膜を形成せずに、その平面に誘電体膜などを形成することができる。【００５４】
また、絶縁部１７ａは、必ずしも絶縁体で構成される必要がなく、擬似電極１６ａと上部電極１５ａを導通させなければよく、空隙であってもよい。【００５５】
また、電気的不連続部１８ａの変形例として図７に示す電気的不連続部１８ｂを用いたＦＢＡＲ１ｂにおいても、同様にスプリアス低減効果を得ることができる。図７は、本実施の形態の変形例であるＦＢＡＲ１ｂの構成を示す断面図である。電気的不連続部１８ｂは、擬似電極１６ｂと、擬似電極１６ｂと上部電極１５ｂを絶縁する絶縁部１７ｂとを有する。絶縁部１７ｂは、さらに擬似電極１６ｂと圧電膜１４の境界にも形成されている。【００５６】
図１Ｂに示すＦＢＡＲ１ａにおいて、ＦＢＡＲに用いる周波数がより高くなると、０＜ｗ＜λを満たすためには、電気的不連続部１８ａの幅を狭くする必要があり、絶縁部１７ａの幅も狭くなる。そうなると、上述した電気的不連続部１８ａの形成工程において、エッチングなどを用いて幅の狭い絶縁部１７ａを形成することは困難である。これに対して、図７に示すＦＢＡＲ１ｂの電気的不連続部１８ｂは、以下に示すように形成される。なお、その他の工程はＦＢＡＲ１ａと同様であるので、説明を省略する。【００５７】
上部電極１５ｂを形成する工程において、フォトリソグラフィーにより、上部電極１５ｂのパターンを形成すると供に、電気的不連続部１８ｂが形成される領域の金属層も取り除く。つぎに、スパッタリングなどにより、電気的不連続部１８ｂが形成される領域の底面および、電気的不連続部１８ｂに接する上部電極１５ｂの側面に膜状の絶縁部１７ｂを形成する。つぎに、電気的不連続部１８ｂが形成される領域の底面に形成された絶縁部１７ｂ上に金属材料を堆積させて、擬似電極１６ｂを形成する。このように、より高周波用のＦＢＡＲにおいても、電気的不連続部１８ｂを形成することができ、スプリアスを低減させることができる。【００５８】
本実施の形態において、ＦＢＡＲ１ａ、１ｂは、上部電極１５ａ、１５ｂに電気的不連続部１８ａ、１８ｂを設ける構成を例に説明したが、共振領域２０の下部電極１３に電気的不連続部を設けてもよいし、共振領域２０の上部電極１５ａ、１５ｂおよび下部電極１３のそれぞれ対向する位置に電気的不連続を設けてもよい。【００５９】
なお、ＦＢＡＲ１ａ、１ｂにおいて、共振領域２０を円形状や、正方形など角が偶数の多角形形状とすることもできるが、楕円形状あるいは五角形など角が奇数の多角形形状にすることが好ましい。共振領域２０を楕円形状あるいは角が奇数の多角形形状にすると、横方向の波の伝播距離がまちまちになり特定の波長の波が強め合わず、スプリアスが発生しにくくなる。電気的不連続部における横方向の波の打ち消しあい効果と相まって、スプリアスをさらに低減することができる。【００６０】
また、本実施の形態において、空隙１２と共振領域２０の基板１１の面方向における面積が同じである場合について示したが、空隙１２の面積が共振領域２０の面積より大きくてもよい。この構成であれば、共振点および反共振点におけるＱ値が良好である。【００６１】
（実施の形態２）
図８Ａは本発明の実施の形態２に係るＦＢＡＲ２ａの構成を示す平面図であり、図８Ｂは図８ＡのＡ−Ａ'断面の断面図である。ＦＢＡＲ２ａでは、電気的不連続部２８ａが、上部電極２５の外に形成されている。ＦＢＡＲ２ａにおいて、ＦＢＡＲ１ａと同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。【００６２】
図８Ｃは、図８Ａに示すＦＢＡＲ２ａにおいて、下部電極１３の形状を示すために、電気的不連続部２８ａおよび圧電膜１４を取り除いた状態を示す平面図である。なお、上部電極２５の形状を破線で示す。下部電極１３は、外周が楕円弧状である部分を有する。この外周が楕円弧状である部分は、圧電膜１４を介して上部電極２５と重なる。この重なった楕円形状の領域が共振領域２０である。【００６３】
図８Ｂに示すように、圧電膜１４上には、上部電極２５が形成されている。圧電膜１４上において、上部電極２５が形成されていない領域（非共振領域２１）には、上部電極２５と絶縁された電気的不連続部２８ａが形成されている。電気的不連続部２８ａは、擬似電極２６ａと絶縁部２７ａとを有している。すなわち、上部電極２５と擬似電極２６ａとは、絶縁部２７ａにより、絶縁されている。擬似電極２６ａは、上部電極２５と同種の金属で形成され、上部電極２５と厚さが同じように形成されている。これにより、上部電極２５と擬似電極２６ａの面密度をほぼ同じにすることができる。このような構成により、擬似電極２６ａ下の圧電膜１４は、上部電極２５下の圧電膜と音響特性を同一とすることができる。【００６４】
絶縁部２７ａは、境界領域２０と非境界領域２１との境界における横方向の波の反射が低減するように、図８Ｂに示す絶縁部２７ａの幅ｗ１が０＜ｗ１＜λとなるように形成されていることが好ましい。【００６５】
図８Ｂに示したＦＢＡＲ２ａの製造方法は、従来のＦＢＡＲの製造工程に、電気的不連続部２８ａの形成工程を追加したものであり、以下、電気的不連続部２８ａの形成工程について説明する。圧電膜１４上面全体に亘って金属層を形成し、その後フォトリソグラフィーにより金属層の絶縁部２７ａが形成される領域を取り除く。残された金属層の一部が上部電極２５であり、他の部分が擬似電極２６ａである。つぎに、絶縁部２７ａが形成される領域にスパッタリングなどにより絶縁性の材料を埋め込み、絶縁部２７ａを形成する。以上のような工程により、電気的不連続部２８ａが形成される。【００６６】
次に、ＦＢＡＲ２ａの動作について説明する。図９は、ＦＢＡＲ２ａに高周波電圧を印加した時の横方向の波を示すＦＢＡＲ２ａの断面図である。横方向の波２９を示すために、圧電膜１４のハッチングを省略している。下部電極１３と上部電極２５との間に特定の高周波電圧が印加されると、共振領域２０の圧電膜１４に、上部電極２５面の法線方向に伝搬するピストンモードの波（図示せず）が生じ、さらに、上部電極２５面の法線方向に垂直な方向に伝搬する横方向の波２９が生じる。非共振領域２１には擬似電極２６ａが形成されているため、共振領域２０と非共振領域２１では、圧電膜１４の音響特性が一致する。そのため、共振領域２０で発生した横方向の波２９は、共振領域２０と非共振領域２１との境界で反射せず、非共振領域２１の領域に伝搬し、減衰する。従って、共振領域２０内において、横方向の波２９による定在波（横モード）が、図１６に示す従来のＦＢＡＲ１０１ａより低減する。【００６７】
図１０ＡはＦＢＡＲ２ａの複素インピーダンス特性３２を示すスミスチャートであり、図１０ＢはＦＢＡＲ２ａの反射係数の周波数特性４３を示すグラフである。図１０Ａおよび図１０Ｂにおいて、比較のため図１７Ａおよび図１７Ｂに示す従来のＦＢＡＲ１０１ａの特性１４１、１５１を破線で示す。図１０Ａおよび図１０Ｂにより、ＦＢＡＲ２ａの特性３２、４３は、従来のＦＢＡＲ１０１ａの特性１４１、１５１よりスプリアスが低減していることが分かる。また、ＦＢＡＲ２ａの特性３２、４３において、反射係数の低減は見られない。すなわち、ＦＢＡＲ２ａの共振特性は、従来のＦＢＡＲ１０１ａの特性１４１、１５１に対して、高周波数側はそのままに、低周波数側は横モードの波によるスプリアスが低減している。【００６８】
図１１は、図４に示したラダー型フィルタ５の第１ＦＢＡＲ１ａを図１０Ａの特性を有するＦＢＡＲ２ａに置き換えた場合のフィルタの挿入損失の周波数特性５２を示すグラフである。図１８で示した従来のＦＢＡＲ１０１ａで構成したフィルタ特性１６１（破線で示す）よりもスプリアスが低減していることが分かる。このため、ＥＶＭを低く抑えることができる。また、通過帯域の高周波側においては、従来のＦＢＡＲ１０１ａで構成したフィルタより帯域を広くとることができる。【００６９】
また、電気的不連続部２８ａの変形例として図１２に示す電気的不連続部２８ｂを用いることができる。図１２は、本実施の形態にかかる変形例であるＦＢＡＲ２ｂの構成を示す断面図である。電気的不連続部２８ｂは、擬似電極２６ｂと、擬似電極２６ｂと上部電極２５を絶縁する絶縁部２７ｂとを有する。絶縁部２７ｂは、さらに擬似電極２６ｂと圧電膜１４の境界にも形成されている。【００７０】
図８Ｂに示すＦＢＡＲ２ａにおいて、ＦＢＡＲに用いる周波数がより高くなると、絶縁部２７ａの幅ｗ１が０＜ｗ１＜λを満たすためには、絶縁部２７ａの幅を狭くする必要がある。そうなると、上述した電気的不連続部２８ａの形成工程において、エッチングなどを用いて幅の狭い絶縁部２７ａを形成することは困難である。これに対して、図１２にＦＢＡＲ２ｂは以下に示すように形成される。なお、その他の工程はＦＢＡＲ２ａと同様であるので、説明を省略する。【００７１】
フォトリソグラフィーにより、電気的不連続部２８ｂが形成される領域の金属層を取り除く。このフォトリソグラフィーにより残された金属層が上部電極２５である。つぎに、スパッタリングなどにより、電気的不連続部２８ｂが形成される領域の底面および上部電極２５の側面に膜状の絶縁部２７ｂを形成する。つぎに、電気的不連続部２８ｂが形成される領域の底面の絶縁部２７ｂ上に金属材料を堆積させて、擬似電極２６ｂを形成する。このように電気的不連続部２８ｂを形成する。【００７２】
なお、ＦＢＡＲ２ａ、２ｂにおいて、擬似電極２６ａ、２６ｂは、上部電極２５と同種の金属である例を示したが、必ずしも同種の金属である必要はなく、上部電極２５と同程度の面密度であればよい。面密度が同程度であれば、その下の圧電膜の音響特性も共振領域２０の圧電膜の音響特性とほぼ同じとなり、非共振領域２１に横方向の波を通過しやすくさせて、スプリアス低減効果が生じる。【００７３】
さらに、擬似電極２６ａ、２６ｂの構成材料が上部電極２５の金属と同程度の密度であれば、擬似電極２６ａ、２６ｂの上面を上部電極２５の上面と同一平面に配置することができるため、この上面にさらに誘電体膜などを構成する場合に平坦化膜などを形成しなくてもすむ。【００７４】
また、電気的不連続部２８ａ、２８ｂは、必ずしも下部電極１３に対向する領域全体に形成されている必要はない。図１３は、ＦＢＡＲ２ｂにおいて、電気的不連続部２８ｃが非共振領域２１の一部にのみ形成された例を示す平面図である。共振領域２０における上部電極２５に接して絶縁部２７ｃが形成され、絶縁部２７ｃにより上部電極２５と絶縁さて擬似電極２６ｃが形成されている。このように、電気的不連続部２８ｃが非共振領域２１における下部電極１３の一部にのみ対向するように形成されていても、その非共振領域２１に伝搬する横方向の波があれば、その分だけスプリアスの発生が低減される。【００７５】
また、圧電薄膜共振子１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂは、下部電極１３および上部電極１５ａ、１５ｂ、２５として、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）等を用いることができる。下部電極１３および上部電極１５ａ、１５ｂ、２５の少なくとも一方は、Ｒｕ膜を含むことが好ましい。Ｒｕは、高音響インピーダンスを有する材料のため、Ｑ値の良好な共振子を実現することができる。【００７６】
また、圧電膜１４として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）等を用いることができる。特に、ＡｌＮは、他の圧電膜物質に比べて、物質中における音波の伝搬速度が速い物質であるため、Ｑ値の良好な共振子を実現することができるので、圧電膜１４として好ましい。また、基板１１として、シリコン、ガラス等を用いることができる。【００７７】
また、上記ＦＢＡＲ１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂにおいて、共振領域２０の下部電極１３は、基板１１を貫通して設けられた空隙１２上に設けられている例を示したが、この構成に限定されない。例えば、基板１１の下部電極１３に接触する側の面に凹部状の穴部が形成され、共振領域２０の下部電極１３は、穴部を覆うように形成されていてもよい。【００７８】
また、実施の形態１および２に示したＦＢＡＲ１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂにおいて、基板１１の空隙１２の代わりに音響多層膜を設けてもＦＢＡＲと同様の効果を得ることができる。このような構成は、ＳＭＲと呼ばれる。【００７９】
また、実施の形態１および２では、ＦＢＡＲ１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂの主要部分のみが記載されており、他の部材が設けられていてもよい。例えば、下部電極１３の下に補強のため、またはエッチングストップ層として誘電体膜を設けた構成にすることができる。また、上部電極１５ａ、１５ｂ、２５の上にパッシベーション膜または周波数調整用の誘電体膜を設けた構成にすることもできる。【００８０】
（実施の形態３）
図１４は、本発明の実施の形態３に係る通信機６０を示す構成図である。通信機６０は、アンテナ６１と、デュプレクサ６２と、送信側信号処理部６３と、受信側信号処理部６４と、マイク６５と、スピーカ６６とを有する。デュプレクサ６２は、実施の形態１または２のＦＢＡＲ１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂを用いて形成された送信用フィルタ６７と、受信用フィルタ６８とを有している。受信用フィルタ６８は、送信用フィルタ６７の通過帯域と異なる通過帯域（受信帯域）を有する。【００８１】
マイク６５は、音声を音声信号に変換して、音声信号を送信側信号処理部６３に入力する。送信側信号処理部６３は、音声信号を変調した送信信号を生成する。デュプレクサ６２は、送信側信号処理部６３で生成された送信信号をアンテナ６１に入力する。【００８２】
アンテナ６１は、送信信号を電波に変換して出力する。また、アンテナ６１は、電波を電気信号である受信信号に変換し、受信信号をデュプレクサ６２に入力する。デュプレクサ６２において、受信用フィルタ６８は、受信帯域の受信信号を通過させ、受信側信号処理部６４に入力する。一方、送信用フィルタ６７は、通過帯域が受信帯域と異なるため、受信信号を通過させない。したがって、受信信号は送信側信号処理部６３に入力されない。受信側信号処理部６４は、受信信号に対して検波、増幅などの処理を行い、音声信号を生成する。スピーカ６６は、音声信号を音声に変換して出力する。【００８３】
送信用フィルタ６７および受信用フィルタ６８は、図４に示した構成のラダー型フィルタ５を用いることができる。このラダー型フィルタ５を用いると、図５に示すように、スプリアスの影響が低減され、ＥＶＭが低くなる。そのため、受信用フィルタ６７による送信信号の電力損失、および受信用フィルタ６８による受信信号の電力損失を低減することができる。この送信用フィルタ６７および受信用フィルタ６８を有するデュプレクサ６２を用いることにより、通信機６０の電力損失を低減することができる。これにより、例えば、電池を備えた通信機６０の使用可能時間を延ばすことができる。【００８４】
なお、通信機６０は、マイク６５およびスピーカ６６を備えた構成について説明したが、必ずしもこの構成に限定されず、例えば、パーソナルコンピュータのように必ずしもマイク６５またはスピーカ６６を必要としないもの、および音声データ以外のデータを送受信するものであってもよい。【００８５】
また、図４に示したラダー型フィルタ５の第１ＦＢＡＲ１ａに代えて、ＦＢＡＲ１ｂ、２ａ、または２ｂを用いても同様の効果を得ることができる。【００８６】
また、実施の形態１および２に示したＦＢＡＲ１ａ、１ｂ、２ａ、または２ｂを用いて形成されたフィルタの用途は、通信機６０のデュプレクサ６２のフィルタに限定されるものではない。【００８７】
また、実施の形態１〜３において、ＦＢＡＲ１ａ、１ｂ、２ａ、または２ｂを用いたラダー型フィルタを例に説明したが、ラダー型フィルタ以外にも、例えばラティス型フィルタに、ＦＢＡＲ１ａ、１ｂ、２ａ、または２ｂを用いても、同様の効果を得ることができる。【００８８】
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態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。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の圧電薄膜共振子は、スプリアスを低減することができるという効果を有し、圧電薄膜共振子、デュプレクサ、通信機などに利用可能である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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