(57)【要約】  圧電薄膜の面方向に沿う不要振動によるスプリアスがなく、挿入損失の増大を図り得る圧電フィルタ装置を得る。  相対的に音響インピーダンスが低い材料からなる第１の音響インピーダンス層５ａ〜５ｃと、相対的に音響インピーダンスが高い材料からなる第２の音響インピーダンス層５ｄ，５ｅとを有する音響反射層５と、前記音響反射層５上に設けられた薄膜積層体６とを備え、薄膜積層体６が、圧電薄膜９と、第１の電極１０と、第１の電極１０よりも大きな第２の電極１１とを有し、第２の電極１１が前記音響反射層５上に形成されており、圧電振動部の外側の領域の少なくとも一部において、前記第１の電極１０の周囲に設けられた質量付加膜１４をさらに備え、前記第２の電極１１が、平面視した際に、圧電振動部を超えて質量付加膜１４が設けられている領域に至るように形成されている、圧電共振子３。
2009013938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１，第２の主面を有する基板と、
前記基板の前記第１の主面上に設けられており、相対的に音響インピーダンスが低い材料からなる第１の音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが高い材料からなる第２の音響インピーダンス層とを有する音響反射層と、
前記音響反射層上に設けられた薄膜積層体とを備え、
前記薄膜積層体が、第１，第２の主面を有する圧電薄膜と、圧電薄膜の第１の主面上に形成された第１の電極と、前記圧電薄膜の第２の主面上に形成されており、第１の電極よりも大きな第２の電極とを有し、第２の電極が前記音響反射層上に形成されており、前記第１，第２の電極が圧電薄膜を介して重なり合っている部分により圧電振動部が構成されており、
前記薄膜積層体において、前記圧電振動部の外側の領域の少なくとも一部において、前記第１の電極の周囲に設けられた質量付加膜をさらに備え、
前記第２の電極が、平面視した際に、前記圧電振動部を超えて前記質量付加膜が設けられている領域に至るように形成されている、圧電共振子。
【請求項２】
前記第１の電極の膜厚と、前記第２の電極の膜厚とが異なっている、請求項１に記載の圧電共振子。
【請求項３】
前記第２の電極の膜厚が、前記第１の電極の膜厚よりも厚くされている、請求項２に記載の圧電共振子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電共振子を複数備え、複数の圧電共振子の前記基板が共通の単一の基板であり、前記複数の圧電共振子がフィルタ回路を構成するように電気的に接続されている、圧電フィルタ装置。
【請求項５】
前記複数の圧電共振子のうち、少なくとも１つの圧電共振子が、残りの圧電共振子と異なるように構成されている、請求項４に記載の圧電フィルタ装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの圧電共振子の共振周波数と、残りの前記圧電共振子の共振周波数とが異なるように、前記少なくとも１つの圧電共振子の第２の電極の膜厚が、残りの前記圧電共振子の第２の電極の膜厚と異ならされている、請求項５に記載の圧電フィルタ装置。
【請求項７】
前記複数の圧電共振子のうち、少なくとも１つの圧電共振子において、第１の電極の膜厚と、第２の電極の膜厚とが異ならされている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の圧電フィルタ装置。
【請求項８】
前記複数の圧電共振子のうち、前記少なくとも１つの圧電共振子において、第２の電極の膜厚が第１の電極の膜厚よりも厚くされている、請求項７に記載の圧電フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、発振子や帯域フィルタになどに用いられている圧電共振子及び圧電フィルタ装置に関し、より詳細には、圧電薄膜と圧電薄膜を挟持する第１，第２の電極とを有する薄膜積層体が基板上に形成された構造を備えた圧電共振子及び圧電フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電薄膜を用いて構成された薄い圧電振動部を有する圧電共振子や圧電フィルタ装置が知られている。【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、図２５に示す圧電フィルタが開示されている。圧電フィルタ５０１では、支持基板５０２の上面に凹部５０２ａ，５０２ｂが形成されている。凹部５０２ａが形成されている領域において、凹部５０２ａ上に、圧電薄膜５０３と、上部電極５０４と下部電極５０５とからなる第１の圧電共振子５０６が設けられている。【０００４】
同様に、凹部５０２ｂ上においても圧電薄膜５０３と、上部電極５０７と下部電極５０８とからなる圧電共振子５０９が構成されている。【０００５】
ここでは、圧電共振子５０６が直列腕共振子となるように、また圧電共振子５０９が並列腕共振子となるように、圧電共振子５０６，５０９が電気的に接続され、ラダー型回路構成の圧電フィルタ５０１が構成されている。また、直列腕共振子と並列腕共振子との共振周波数の差を設けるために、一方の圧電共振子５０６の下部電極５０５の厚みと、他方の圧電共振子５０９の下部電極５０８の厚みとが異ならされている。【０００６】
他方、下記の特許文献２には、バルク波を利用したＢＡＷ共振器に、音響インピーダンスが相対的に低い材料からなる層と、音響インピーダンスが相対的に高い材料からなる層とを積層してなる音響反射器が組み合わされた構造が開示されている。ここでは、ＢＡＷ共振器から漏洩した横波を音響反射器により反射させ、共振周波数における縦波の反射率と横波の反射率とを近づけることにより、共振周波数における特性の向上が図られている。
【特許文献１】特開２００２−２９９９８０号公報
【特許文献２】特開２００４−１５９３３９号公報
【発明の開示】
【０００７】
特許文献１に記載のような圧電薄膜を用いた薄膜積層体を有する圧電共振子では、厚みが比較的厚い圧電板を用いた場合に比べて、共振子周波数を高めることができる。従って、厚み縦振動モードを利用して、より高い周波数領域で用いる圧電フィルタ装置を構成することができる。
【０００８】
しかしながら、厚み縦振動モード以外に、圧電薄膜５０３の面方向に伝搬するＬａｍｂ波によるスプリアスが現れがちであった。そのため、良好な共振特性やフィルタ特性が得ることができないことがあった。
【０００９】
なお、特許文献２には、上記圧電フィルタ５０１とは全く異なり、バルク波を利用したＢＡＷ共振器が開示されているにすぎない。ここでは、ＢＡＷ共振器において利用するバルク波の共振周波数における特性を高めるために、共振周波数における縦波の反射率と横波の反射率とを近づけるように、上記音響反射器が組み合わされている。
【００１０】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、比較的薄い圧電薄膜を用いて、より高い周波数領域で使用することができるだけでなく、圧電薄膜の面方向に伝搬するモードのスプリアスによる特性の劣化が生じ難い、圧電共振子及び圧電フィルタ装置を提供することにある。
【００１１】
本発明によれば、第１，第２の主面を有する基板と、前記基板の前記第１の主面上に設けられており、相対的に音響インピーダンスが低い材料からなる第１の音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが高い材料からなる第２の音響インピーダンス層とを有する音響反射層と、前記音響反射層上に設けられた薄膜積層体とを備え、前記薄膜積層体が、第１，第２の主面を有する圧電薄膜と、圧電薄膜の第１の主面上に形成された第１の電極と、前記圧電薄膜の第２の主面上に形成されており、第１の電極よりも大きな第２の電極とを有し、第２の電極が前記音響反射層上に形成されており、前記第１，第２の電極が圧電薄膜を介して重なり合っている部分により圧電振動部が構成されており、前記薄膜積層体において、前記圧電振動部の外側の領域の少なくとも一部において、前記第１の電極の周囲に設けられた質量付加膜をさらに備え、前記第２の電極が、平面視した際に、前記圧電振動部を超えて前記質量付加膜が設けられている領域に至るように形成されている、圧電共振子が提供される。
【００１２】
本発明に係る圧電共振子では、上記体１の電極の膜厚と第２の電極の膜厚とが、等しくともよく、異なっていてもよい。また、第２の電極の膜厚が、第１の電極の膜厚よりも厚くされている場合には、第２の電極の配線抵抗を小さくするとこができ、挿入損失を改善することができる。
【００１３】
また、本発明によれば、本発明に従って構成された圧電共振子を複数備え、複数の圧電共振子の前記基板が共通の単一の基板であり、前記複数の圧電共振子がフィルタ回路を構成するように電気的に接続されている、圧電フィルタ装置が提供される。本発明の圧電共振子を用いているので、圧電フィルタ装置の通過帯域内におけるリップルを低減することができ、挿入損失を小さくすることが可能となる。また、圧電フィルタ装置のフィルタ特性において、通過帯域端部におけるフィルタ特性の急峻性、すなわちロールオフが高められ、カットオフ性能が効果的に高められる。
【００１４】
本発明に係る圧電フィルタ装置では、好ましくは、前記複数の圧電共振子のうち、少なくとも１つの圧電共振子が、残りの圧電共振子と異なるように構成されている。この場合には、複数の圧電共振子の周波数特性を異ならせることにより、様々な通過帯域等を容易に形成することができる。
【００１５】
本発明に係る圧電フィルタ装置では、好ましくは、前記少なくとも１つの圧電共振子の共振周波数と、残りの前記圧電共振子の共振周波数とが異なるように、前記少なくとも１つの圧電共振子の第２の電極の膜厚が、残りの前記圧電共振子の第２の電極の膜厚と異ならされている。少なくとも１つの圧電共振子の第２の電極の膜厚と、残りの圧電共振子の第２の電極の膜厚は容易に異ならせる得るため、少なくとも１つの圧電共振子の共振周波数と、残りの圧電共振子の共振周波数とを容易に異ならせることができる。
【００１６】
本発明に係る圧電フィルタ装置では、好ましくは、前記複数の圧電共振子のうち、少なくとも１つの圧電共振子において、第１の電極の膜厚と、第２の電極の膜厚とが異ならされている。また、本発明の圧電フィルタ装置では、好ましくは、前記複数の圧電共振子のうち、前記少なくとも１つの圧電共振子において、第２の電極の膜厚が第１の電極の膜厚よりも厚くされている。この場合には、第２の電極の配線抵抗を小さくするとこができ、挿入損失を改善することができる。
（発明の効果）
【００１７】
本発明に係る圧電共振子では、圧電薄膜を有する薄膜積層体において、エネルギー閉じ込め型の圧電振動部が構成されている。従って、比較的薄い圧電薄膜を用いて圧電振動部が構成されているので、薄型化及び高周波化を図ることができる。
【００１８】
しかも、上記質量付加膜が設けられているため、圧電振動部の周囲に質量が付加される。他方、第２の電極が第１の電極よりも大きくされており、平面視した際に、圧電振動部を超えて質量付加膜が設けられている領域に至っている。従って、質量付加膜と質量付加膜と対向する位置に設けられている第２の電極部分とにより圧電薄膜に質量が付加される。よって、圧電薄膜の面方向を伝搬する振動のスプリアスを効果的に抑圧することができる。
【００１９】
さらに、この発明では、第２の電極側に上記音響反射層が積層されているため、通過帯域内におけるスプリアスをより効果的に抑圧することができるとともに、Ｑ値を高めることが可能となる。
【００２０】
よって、圧電薄膜の面方向を伝搬する振動きスプリアスを効果的に抑圧でき、スプリアスが非常に小さく、良好な共振特性を得ることができるとともに、圧電共振子のＱ値を効果的に高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の圧電フィルタ装置の模式的正面断面図であり、（ｂ）は、その回路構成を示す回路図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において質量付加膜の厚みを０、７１０、８３０ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において質量付加膜の厚みを８５０、８８０、９４０ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において質量付加膜の厚みを８８０ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図５】図５は、第１の実施形態の第１の圧電共振子部分のみを模式的に示す正面断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は、図５に示した圧電共振子部分を製造する工程を説明するための各正面断面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｄ）は、図５に示した圧電共振子部分を製造する工程を説明するための各正面断面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｄ）は、図５に示した圧電共振子部分を製造する工程を説明するための各正面断面図である。
【図９】図９（ａ）は、図５に示した圧電共振子を製造する工程を説明するための側面断面図であり、（ｂ）は、該圧電共振子を製造する工程を説明するための正面断面図である。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、第１の圧電共振子の変形例を説明するための各正面断面図である。
【図１１】図１１（ａ），（ｂ）は、第１の圧電共振子の変形例を説明するための各正面断面図である。
【図１２】図１２（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において質量付加膜の厚みを８５０ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において質量付加膜の厚みを０、４６０、４９０ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において質量付加膜の厚みを５２０、５８０、６７０ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図１５】図１５（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において質量付加膜の厚みを５００ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図１６】図１６（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において質量付加膜の厚みを０、８５０ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図１７】図１７（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において最上層ＳｉＯ２膜の厚みを６００、７００、７５０ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図１８】図１８（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において最上層ＳｉＯ２膜の厚みを８２０、８５０、８７０ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図１９】図１９（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において最上層ＳｉＯ２膜の厚みを９００、１０００、１１００ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図２０】図２０（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において質量付加膜の厚みを５００ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図２１】図２１（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の第１の圧電共振子において質量付加膜の厚みを５００ｎｍと変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。
【図２２】図２２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の圧電フィルタ装置が内蔵されたＣＳＰの各模式的正面断面図である。
【図２３】図２３は、本発明の圧電フィルタ装置が内蔵されたＣＳＰの模式的正面断面図である。
【図２４】図２４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の圧電フィルタ装置が内蔵されたＣＳＰの各模式的正面断面図である。
【図２５】図２５は、従来の圧電フィルタ装置の一例を示す模式的正面断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…圧電フィルタ装置
２…基板
２ａ…上面
２ｂ…下面
３，４…圧電共振子
５…音響反射層
５ａ〜５ｃ…第１の音響インピーダンス層
５ｄ，５ｅ…第２の音響インピーダンス層
６…薄膜積層体
７…音響反射層
８…薄膜積層体
９…圧電薄膜
９ａ…上面
９ｂ…下面
１０，１２…第１の電極
１１，１３…第２の電極
１４，１５…質量付加膜
１４ａ…内側端縁
１４ｂ…外側端縁
１６…保護膜
２１，２２…タングステン膜
２３，２４…金属膜
２５，２６…配線電極
３１…圧電共振子
３２…質量付加膜
３２ａ…端縁
３２ｂ…側面
３３…圧電共振子
３４…質量付加膜
３４ａ…端縁
３４ｂ…側面
３５，３７…圧電共振子
３６，３８…質量付加膜
３６ａ，３８ａ…側面
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧電フィルタ装置の表面断面図である。圧電フィルタ装置１は、基板２を有する。基板２は、第１の主面としての上面２ａと、第２の主面としての下面２ｂとを有する。【００２５】
基板２は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＳｉＣなどの半導体材料，；ガラス，；アルミナ、サファイア、水晶、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムといった絶縁性セラミックスもしくは単結晶絶縁性樹脂などの適宜の絶縁性材料からなる。本実施形態では、基板２は高抵抗Ｓｉ（抵抗率１０００Ω・ｃｍ以上）からなる。【００２６】
本実施形態では、単一の基板２を用いて、複数の圧電共振子３，４が形成されている。すなわち、圧電共振子３，４において、基板２は共通化されている。もっとも、圧電共振子３，４は、異なる基板を用いて形成されてもよい。【００２７】
本実施形態の圧電フィルタ装置１は、ラダー型回路構成を有する圧電フィルタである。周知のように、ラダー型フィルタは、入力端と出力端との間を結ぶ直列腕に挿入された直列腕共振子と、直列腕とグラウンド電位との間を結ぶ並列腕に挿入された並列腕共振子とを有する。圧電フィルタ装置１では、圧電共振子３が直列腕共振子であり、圧電共振子４が並列腕共振子である。圧電共振子３，４は、図示されていない部分で電気的に接続されて、図１（ｂ）に示すラダー型回路を構成している。【００２８】
図１（ａ）に示すように、圧電共振子３が構成されている部分では、基板２上に音響反射層５及び薄膜積層体６がこの順序で積層されている。同様に、圧電共振子４が、構成されている部分においても、基板２上に、音響反射層７及び薄膜積層体８がこの順序で積層されている。音響反射層５は、相対的に音響インピーダンスが低い材料からなる第１の音響インピーダンス層５ａ〜５ｃと、相対的に音響インピーダンスが高い材料からなる第２の音響インピーダンス層５ｄ，５ｅとを交互に積層した構造を有する。すなわち、後述の圧電振動部から基板２側に向かって、第１の音響インピーダンス層５ａ−第２の音響インピーダンス層５ｄ−第１の音響インピーダンス層５ｂ−第２の音響インピーダンス層５ｅ−第１の音響インピーダンス層５ｃの順序で、音響インピーダンス層５ａ〜５ｅが積層されている。【００２９】
圧電共振子４側においても、音響反射層７が、音響反射層５と同様に形成されている。すなわち、音響反射層７は、後述の圧電振動部から基板２側に向かって、順に、第１の音響インピーダンス層５ａ−第２の音響インピーダンス層５ｄ−第１の音響インピーダンス層５ｂ−第２の音響インピーダンス層５ｅ−第１の音響インピーダンス層５ｃの順序で第１，第２の音響インピーダンス層５ａ〜５ｅが積層されている。【００３０】
上記第１の音響インピーダンス層５ａ〜５ｃ及び第２の音響インピーダンス層５ｄ，５ｅは、適宜の無機材料または有機材料により形成することができる。【００３１】
例えば、第１の音響インピーダンス層５ａ〜５ｃは、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯＣなどの無機材料または商品名：「ＳＵ−８」（ＭＩＣＲＯ  ＣＨＥＭ社製）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリイミドなどのような高分子材料のような有機材料により形成することができる。また、第２の音響インピーダンス層５ｄ，５ｅは、例えば、Ｗ、Ｉｒ、ＰｔもしくはＭｏなどの金属またはＡｌＮ、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３もしくはＴａ２Ｏ５などの無機化合物、あるいは適宜の有機材料を挙げることができる。特に、第１の音響インピーダンス層５ａ〜５ｃを構成する材料として、ＳｉＯ２などの酸化ケイ素を用い、第２の音響インピーダンス層５ｄ，５ｅを構成する材料として、ＷまたはＴａ２Ｏ５を用いることが望ましい。この場合、ＷとＳｉＯ２との間に密着性を高めたり、Ｗの結晶性を高めるために、Ｔｉ層やＡｌＮ層などを挿入することがより好ましい。【００３２】
ＳｉＯ２を用いた場合、温度変化による共振周波数変動を小さくすることができ、望ましい。Ｗを用いた場合、音響インピーダンスが大きいため音響反射器の層数を少なくすることができ、望ましい。また、Ｔａ２Ｏ５を用いた場合、絶縁材料のためパターニングを不要とすることができ、望ましい。【００３３】
なお、本実施形態では、音響反射層５，７では、３層の第１の音響インピーダンス層５ａ〜５ｃと、２層の第２の音響インピーダンス層５ｄ，５ｅとが積層されている。もっとも、音響反射層５，７における音響インピーダンス層の積層数は、５に限らず、少なくとも１層の第１の音響インピーダンス層と、少なくとも１層の第２の音響インピーダンス層とを有しておればよい。好ましくは、音響インピーダンス層の積層数は４層以上であり、５層または７層とすることが望ましい。【００３４】
いずれにしても、後述の圧電振動部側に相対的に音響インピーダンスが低い第１の音響インピーダンス層が配置されており、該第１の音響インピーダンス層よりも基板側に第２の音響インピーダンス層が配置されていることが必要である。それによって、第１の音響インピーダンス層と第２の音響インピーダンス層との界面において、圧電振動部側から伝搬してきた振動が反射され、音響反射層５，７としての作用を果たし、後述するように、通過帯域内におけるスプリアスの低減及び挿入損失の低減を図ることができる。【００３５】
音響反射層５，７上に、前述した薄膜積層体６，８が積層されている。薄膜積層体６は、第１の主面としての上面９ａと、第２の主面としての下面９ｂとを有し、分極軸が厚み方向に揃っている圧電薄膜９を備える。本実施形態では、圧電薄膜９は圧電共振子４側にも至っている。すなわち、圧電共振子４においても、薄膜積層体８は、圧電薄膜９を備えている。【００３６】
圧電薄膜９は、圧電性を示す適宜の圧電単結晶または圧電セラミックスからなる。このような圧電材料としては、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＮｂＯ３またはチタン酸ジルコン酸鉛系圧電性セラミックスなどを挙げることができる。【００３７】
上記圧電薄膜９は、薄膜であり、その膜厚は特に限定されるわけではないが、２００ｎｍ〜５０００ｎｍ程度の膜厚とされる。従って、このような薄い圧電薄膜９を用いることにより、高周波で駆動し得る圧電共振子３，４を容易に形成することができる。【００３８】
圧電共振子３において、圧電薄膜９の上面９ａ上に第１の電極１０が形成されており、下面９ｂ上に第２の電極１１が形成されている。電極１０，１１は、適宜の導電性材料からなる。このような導電性材料としては、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａなどの適宜の金属もしくはこれらの金属の合金を挙げることができる。また、上記電極１０，１１は、これらの金属もしくは合金からなる金属膜を複数積層した積層金属膜からなるものであってもよい。【００３９】
本実施形態では、上記第１の電極１０と第２の電極１１とが、圧電薄膜９を介して重なり合っている部分により圧電振動部が構成されている。すなわち、第１，第２の電極１０，１１間に交流電界を印加した場合、圧電振動部に電界が印加されて、圧電振動部が励振される。この圧電振動部は、圧電薄膜９の一部に設けられている。従って、エネルギー閉じ込め型の厚み縦振動を利用した共振特性を得ることができる。【００４０】
本実施形態では、第１の電極１０の面積よりも第２の電極１１の平面積が大きくされている。但し、引き出し配線部では、第１の電極１０と第２の電極１１の重なり部は、寄生容量を生じるため、第１の電極１０と第２の電極１１との重なり部を生じないように、第２の電極１１に切欠が設けられている。そして、平面視した場合、第１の電極１０が第２の電極１１内に位置している。言い換えれば、第２の電極１１は、上記圧電振動部の外側の領域に至っている。【００４１】
圧電共振子４側においても、同様に、第１，第２の電極１２，１３が形成されている。本実施形態では、圧電共振子３が直列型共振子であり、圧電共振子４が並列型共振子として用いられる。従って、並列型共振子である圧電共振子４の共振周波数が相対的に低くされる必要があるため、第２の電極１３の膜厚が、第１の電極５の膜厚よりも厚くされている。圧電共振子４側においても、第２の電極１３が、圧電振動部の外側の領域に至るように、第２の電極１３が第１の電極１２よりも大きくされている。【００４２】
また、圧電共振子３においては、薄膜積層体６において、圧電振動部の外側の少なくとも一部において、第１の電極１０の周囲に質量付加膜１４が設けられている。そして、第２の電極１１は、平面視した際に、圧電振動部を超えて質量付加膜１４が設けられている領域に至るように形成されている。【００４３】
質量付加膜１４は、圧電振動部の外側の領域において、圧電薄膜９に質量を付加し得る適宜の材料からなる。このような材料は、絶縁性材料であってもよく、導電性材料であってもよい。もっとも、本実施形態では、第１の電極１０の外周縁に接するように環状の質量付加膜１４が形成されているため、本実施形態では、質量付加膜１４は絶縁性材料により形成される。このような絶縁性材料としては、ＡｌＮ、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、ＳｉＮなどが挙げられ、質量付加作用に優れているため、ＡｌＮが好ましい。【００４４】
なお、質量付加膜１４を、第１の電極１０と隔てて形成する場合には、質量付加膜１４は、Ａｌ、Ｐｔなどの金属もしくは合金から形成されてもよい。その場合、第１の電極１０と同じ材料により質量付加膜１４を形成することが、製造工程の簡略化を図り得るため、望ましい。【００４５】
圧電共振子４側においても、質量付加膜１５が圧電振動部の外側に領域に少なくとも一部に設けられている。質量付加膜１５は、質量付加膜１４と同様の材料からなる。好ましくは、圧電フィルタ装置１では、質量付加膜１４，１５の材料を同一とすることにより、材料の種類の低減及びプロセスの低減を図ることができる。もっとも、質量付加膜１４を構成する材料と、質量付加膜１５を構成する材料を異ならせてもよい。その場合には、圧電共振子３に適した質量付加効果を果たす材料により質量付加膜１４を形成し、圧電共振子４に最適な質量付加作用を果たす材料により質量付加膜１５を形成することが望ましい。それによって、各圧電共振子３，４における質量付加膜１４，１５による質量付加効果の最適化を図ることができる。【００４６】
質量付加膜１４，１５を設けることにより、利用する厚み縦振動モードに対してスプリアスとなる圧電薄膜９の面方向に沿う振動によるスプリアスを効果的に抑圧することができる。【００４７】
なお、上記質量付加膜１４，１５の平面形状は、環状の形状に限定されず、圧電振動部の外側に連なる外側の領域の少なくとも一部に様々な形状で形成され得る。もっとも、圧電振動部の外側の領域において、均一にＬａｍｂ波などのスプリアスとなるモードを抑圧するには、圧電振動部の中心に対して等方性を有する形状、例えば、円環状の形状の質量付加膜が望ましい。【００４８】
また、上記第２の電極１１，１３は、質量付加膜１４，１５が設けられている領域の下方に至っている。従って、第２の電極１１，１３の質量付加膜１４，１５が設けられている領域の下方に至っている部分による質量付加作用によっても、上記スプリアスが効果的に抑圧される。上記質量付加膜１４，１５及び第２の電極１１，１３による質量付加作用の効果については、後ほど、具体的な実験例に基づき説明する。【００４９】
質量付加膜１４の内側端縁１４ａから外側端縁１４ｂまでの寸法、すなわち環状の質量付加膜１４の幅方向寸法は、特に限定されないが、５μｍ以上の幅とすることが望ましい。【００５０】
また、本実施形態では、第２の電極１１，１３が、質量付加膜１４，１５の下方の領域に至っているが、この場合、質量付加膜１４，１５が設けられている領域の下方領域の一部にのみ第２の電極１１，１３が至っていてもよい。【００５１】
なお、本実施形態では、第１の電極１０，１２を覆うように保護膜１６が形成されている。保護膜１６は、電極１０，１２を覆うだけでなく、質量付加膜１４，１５をも覆い、すなわち、圧電フィルタ装置１の上面の第１の電極１０，１２を外部と電気的に接続したり配線するための部分を除いて、全領域を被覆するように形成されている。保護膜１６により、下方の構造を保護し、湿気や不純物による汚染を防止することができる。また、保護膜１６の形成に際し、保護膜１６の材料及び膜厚を調整したり、保護膜１６をエッチングすることにより、圧電フィルタ装置１の周波数調整を行うことも可能である。【００５２】
保護膜１６を構成する材料としては、特に限定されないが、ＳｉＯ２、ＳｉＮまたはＡｌＮなどを挙げることができ、また、これらの材料からなる複数の膜を積層した積層膜により保護膜１６を形成してもよい。また、保護膜１６は、電極との短絡を防止し得る限り、金属膜を用いて形成されてもよい。【００５３】
本実施形態の圧電フィルタ装置１では、上記のように、質量付加膜１４，１５が圧電振動部の周囲の外側の領域の少なくとも一部に設けられており、かつ第２の電極１１，１３が、平面視した際に、質量付加膜１４，１５が設けられている領域に至るように形成されているため、共振特性において圧電薄膜の面方向の沿うモード、例えば、Ｌａｍｂ波によるスプリアスを抑圧でき、Ｑ値を高めることができる。さらに、通過帯域内におけるリップルが低減され、挿入損失を小さくすることが可能となる。また、上記フィルタの通過帯域端部における急峻性が高められて、ロールオフが改善され、カットオフ性能が高められる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。【００５４】
いま、下記の表１に示すように、圧電共振子３，４の膜厚及び材料を設定し、圧電フィルタ装置１を作製した。このようにして、設計共振周波数が圧電共振子３側において１８９８ＭＨｚ、圧電共振子４の設計共振周波数が１８４０ＭＨｚであるラダー型の回路構成の圧電フィルタ装置１を得た。【００５５】
【表１】
2009013938.tif 000003
【００５６】
ＳｉＯ２の音響インピーダンスは１．２×１０１０（ｇ／ｓ・ｍ２）であり、Ｗの音響インピーダンスは１０．０×１０１０（ｇ／ｓ・ｍ２）である。【００５７】
上記のようにして得た圧電フィルタ装置１における圧電共振子３，４の共振特性を、図４（ａ），（ｂ）において、それぞれインピーダンススミスチャートで示す。インピーダンス−周波数特性ではなく、インピーダンススミスチャートで示したのは、スプリアスが高域側に現れることにより明確に示し得ることによる。図４（ａ）から明らかなように、圧電共振子３側において、共振特性の高域側にスプリアスがほとんど発生していないことがわかる。同様に、図４（ｂ）から明らかなように、圧電共振子４側においても、スプリアスが高域側にほとんど表れていないことがわかる。【００５８】
比較のために、質量付加膜１４が設けられてないことを除いては、圧電共振子３と同様に形成された比較例の圧電共振子と、質量付加膜１４の膜厚を、７１０ｎｍ、８３０ｎｍ、８５０ｎｍ及び圧電共振子３と同様に８８０ｎｍ及び９４０ｎｍとしたことを除いては、上記と同様にして構成された圧電共振子を用意し、共振特性を測定した。図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、質量付加膜１４が０ｎｍ、７１０ｎｍ、８５０ｎｍ、８８０ｎｍ及び９４０ｎｍの場合の圧電共振子の共振特性を示す。図２（ａ）から明らかなように、質量付加膜１４が設けられていない場合、高域側に多数のスプリアスが表れていることがわかる。そして、質量付加膜１４の膜厚を、８３０〜８８０ｎｍとした場合、スプリアスを効果的に抑制し得ることがわかる。すなわち、質量付加膜１４を設けて、第２の電極１１を質量付加膜の下方の領域に至るように形成することにより、スプリアスを効果的に抑圧し得ることがわかる。【００５９】
なお、上記のようなスプリアスが表れると、電極外周部で散乱し、Ｑ値が劣化し得ることとなる。同時に、不要振動のエネルギーが熱エネルギーに変換され、発熱したりし、耐電力性能が低下するおそれがある。これに対して、上記実施形態では、スプリアスを効果的に抑圧し得るので、Ｑ値を高めることができ、耐電力性の低下も生じ難い。【００６０】
次に上記圧電共振子３，４を有する圧電フィルタ装置１の製造工程の一例を、圧電共振子３を形成されている部分を代表して説明することとする。すなわち、上記圧電フィルタ装置１において、圧電共振子３が構成されている部分を図５に正面断面図で示す。この圧電共振子３を得るにあたっては、図６（ａ）に示すように、Ｓｉからなる基板２を用意する。該基板２上に、熱酸化膜の形成、スパッタリングまたはＣＶＤ法により、ＳｉＯ２からなる第１の音響インピーダンス層５ｃを全面に成膜する。次に、スパッタリングまたはＣＶＤ法により、タングステン膜２１を全面に形成する。しかる後、図６（ｂ）に示すように、ドライエッチングまたはウエットエッチングにより上記タングステン膜２１をパターニングし、第２の音響インピーダンス層５ｅを形成する。次に、図６（ｃ）ように、ＳｉＯ２からなる第１の音響インピーダンス層５ｂ及びタングステン膜２２を上記と同様にして順次形成する。【００６１】
しかる後、図６（ｄ）に示すように、反応性イオンエッチングまたはウエットエッチングなどのエッチングによりタングステン膜２２をパターニングし、第２の音響インピーダンス層５ｄを形成する。【００６２】
さらに、図７（ａ）に示すように、スパッタリングまたはＣＶＤ法により、ＳｉＯ２からなる第１の音響インピーダンス層５ａを成膜する。そして、図７（ｂ）に示すように、Ａｒプラズマエッチングまたは酸素プラズマエッチングにより、表面を平坦化する。【００６３】
そして、図７（ｃ）に示すように、スパッタリングまたは蒸着により第２の電極を形成する金属膜２３を全面に形成する。【００６４】
次に、図７（ｄ）に示すように、ドライエッチングもしくはウエットエッチングまたはリフトオフ法により上記金属膜２３をパターニングし、第２の電極１１を形成する。【００６５】
しかる後、図８（ａ）に示すように、スパッタリングにより、ＡｌＮ膜を体積させ、圧電薄膜９を形成する。【００６６】
しかる後、図８（ｂ）に示すように、全面に金属膜２４をスパッタリングもしくは蒸着等により形成する。そして、図８（ｃ）に示すように、上記金属膜２４をパターニングすることにより、第１の電極１０を形成する。そして、図８（ｄ）に示すように、第１の電極１０の周囲に、スパッタリングによりＡｌＮ膜を体積し、質量付加膜１４を形成する。【００６７】
次に、図９（ａ）において、側面断面図で示すように第１の電極１０及び第２の電極１１に接続されるように、配線電極２５，２６をスパッタリングもしくは蒸着等により形成する。図９（ａ）に示す側面断面図では、上部に設けられている第１の電極１０及び下部に設けられている第２の電極１１は、圧電振動部を超えて、外側に引き出されており、該外側に引き出されている部分において、配線電極２５，２６にそれぞれ接続されている。【００６８】
しかる後、図９（ｂ）正面断面図で示すように酸化シリコンまたは窒化シリコンなどをスパッタリングまたはＣＶＤ法により体積し、さらに適宜のＲＩＥもしくはウェットエッチングなどのエッチングによりパターニングし、保護膜１６を形成する。このようにして、図５に示した圧電共振子３が得られる。【００６９】
なお、圧電共振子４も同様の製造工程により得ることができる。図１に示した圧電共振子３及び圧電共振子４では、質量付加膜１４，１５が、第１の電極１０，１２の外周縁に接する環状の形状とされていた。このような質量付加膜１４，１５の形状は適宜変形することができる。【００７０】
例えば、図１０（ａ）に示す変形例の圧電共振子３１では、質量付加膜３２の内側の端縁３２ａが第１の電極１０の上面に位置するように質量付加膜３２が第１の電極１０の上面に乗り上げるように形成されている。また、図１０（ｂ）に示す変形例の圧電共振子３３では、質量付加膜３４の内側の端縁３４ａが、同じく、第１の電極の上部に位置するように、質量付加膜３４の一部が第１の電極１０上に乗り上げている。もっとも、内側側面３４ｂは、下方に行くほど圧電振動部の内側に向かうように傾斜されている。図１０（ａ）に示した質量付加膜３２では、側面３２ｂは、傾斜面とされておらず、上下方向に延びている。【００７１】
質量付加膜３２，３４のように、端縁３２ａ，３４ａは、第１の電極１０上に至っていてもよい。従って、このような構造では、抑制すべき振動が質量付加膜３２，３４に伝搬し易くなるため、不要振動をより効果的に抑制することができる。また、端縁３２ａ，３４ａが、電極１０の上部に位置していてよいため、フォトリソグラフィーエッチング法による質量付加膜３２，３４の形成に際し、端縁３２ａ，３４ａの位置がわずかにずれたとしても特性が変動し難い。【００７２】
さらに、図１０（ｂ）に示すように、質量付加膜３４の側面３４ｂが傾斜面とされている場合には、圧電振動部から圧電振動部外に向かって質量付加膜３４による質量付加効果が徐々に大きくなっていく。従って、質量付加効果が穏やかに変化することとなる。この場合には、質量付加膜３４を形成する際のフォトリソグラフィーエッチング法において、形成位置がわずかにずれたとしても、特性のばらつきが生じ難い。【００７３】
同様に、図１１（ａ），（ｂ）に示す圧電共振子３５，３７のように、質量付加膜３６，３８の内側の側面３６ｂ，３８ｂが傾斜面とされている構造を用いた場合においても、同様に、質量付加膜３６，３８の内側の端縁３６ａ，３８ａの位置がわずかにずれたとしたとしても、特性は変動し難い。【００７４】
なお、図１１（ａ），（ｂ）の質量付加膜３６，３８の内側の端縁３６ａ，３８ａは、第１の電極１０の外側に位置している。すなわち、質量付加膜３６では、端縁３６ａが第１の電極１０の外周側縁に接しており、図１１（ｂ）では、質量付加膜３８の内側の端縁３８ａは、第１の電極１０と隔てられている。【００７５】
（第２の実施形態）
圧電フィルタ装置１と同様の構造を有し、但し、各部分の材料及び膜厚が下記の表２に示すように構成されている第２の実施形態の圧電フィルタ装置を用意した。なお、第２の実施形態の圧電フィルタ装置は、第１の実施形態の圧電フィルタ装置１と同様の構造を有するため、同一の参照番号を付して適宜説明することとする。【００７６】
【表２】
2009013938.tif 000004
【００７７】
第２の実施形態の圧電フィルタ装置１における第１の圧電共振子３及び第２の圧電共振子４のインピーダンススミスチャートを図１２（ａ），（ｂ）に示す。ここでは、質量付加膜の厚みは、いずれも８５０ｎｍである。【００７８】
図１２（ａ），（ｂ）から明らかなように、第１，第２の圧電共振子３，４のいずれにおいても、不要振動に基づくスプリアスがほとんど現れていないことがわかる。【００７９】
（第３の実施形態）
下記の表３に示すように各部分の材料及び膜厚を変更したことを除いては、第１の実施形態と同様にして、圧電フィルタ装置１を得た。【００８０】
【表３】
2009013938.tif 000005
【００８１】
この場合、直列腕共振子である第１の圧電共振子の設計共振周波数が２５３９ＭＨｚとし、並列腕共振子である第２の圧電共振子の設計共振周波数は２４６８ＭＨｚとした。【００８２】
また、第１の音響インピーダンス層５ａ〜５ｃの膜厚及び第２の音響インピーダンス層５ｄ，５ｅの膜厚は、それぞれ、λ／４とした。なお、λ／４は、λ／４＝ｖ／４ｆで求められる。ｖは、音響インピーダンス層の材料の音速であり、ＳｉＯ２では、おおよそ６２０８（ｍ／ｓ）、Ｗでは、おおよそ５２２１（ｍ／ｓ）であり、ｆは、おおよそ各圧電共振子の共振周波数である。また、表３から明らかなように、ここでは、第１の電極１０，１２及び第２の電極１１，１３を構成する材料として、表３に示す複数の金属膜を積層した積層膜が用いられている。なお、複数の金属膜のうち、Ｔｉ膜は、電極の圧電膜への密着性及び金属膜同士の密着性を高めるために設けられた密着層である。【００８３】
また、第２の電極１３の厚みを第２の電極１１の厚みと異ならせることにより、第２の圧電共振子４の共振周波数が第１の圧電共振子３の共振周波数と異ならされている。【００８４】
本実施形態においても、質量付加膜の厚みを、０ｎｍ（質量付加膜を形成しない比較例）、４６０ｎｍ、４９０ｎｍ、５２０ｎｍ、５８０ｎｍ、６７０ｎｍと変化させ、共振特性を測定した。結果を図１３（ａ）〜（ｃ）及び図１４（ａ）〜（ｃ）に示す。図１３及び図１４から明らかなように、質量付加膜が設けられていない場合に比べて、質量付加膜が設けられている場合、不要振動によるスプリアスが効果的に抑圧され得ることがわかる。特に、質量付加膜であるＡｌＮ膜の厚みが４９０〜５８０ｎｍの場合には、スプリアスがほとんど表れておらず、より好ましいことがわかる。【００８５】
図１５（ａ）,（ｂ）は、質量付加膜１４，１５の厚みが５００ｎｍである第３の実施形態の圧電フィルタ装置における第１の圧電共振子３及び第２の圧電共振子４の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。図１５（ａ），（ｂ）から明らかなように、本実施形態においても、高周波配置で動作し得る圧電共振子３，４において、所望でないスプリアスを効果的に抑圧し得ることがわかる。【００８６】
また、本実施形態では、Ｐｔ膜と、Ａｌ膜とを密着層としてのＴｉ膜とを積層して第１，第２の電極１０，１２，１１，１３が形成されているが、第２の電極１１，１３において、Ａｌ膜の厚みのみを異ならせることにより、共振周波数が調整されている。従って、密度の比較的小さいＡｌ膜の厚みを調整し得ることにより共振周波数を調整することができるので、高周波帯で動作する圧電共振子３，４間の周波数差を高精度にかつ容易に調整することができる。【００８７】
（第４の実施形態）
下記の表４に示すように各部分の材料及び膜厚を設定したことを除いては、第１の実施形態の圧電共振子３と同様にして、圧電共振子３を形成した。【００８８】
【表４】
2009013938.tif 000006
【００８９】
ここでは、１９００ＭＨｚ帯で動作する圧電共振子３として、設計共振周波数が１９０６ＭＨｚである圧電共振子３を作製した。また、電極材料としては、Ａｌ膜とＷ膜とを積層してなる積層金属膜を用いた。なお、本実施形態では、音響反射層の各第１，第２の音響インピーダンス層５ａ〜５ｃ，５ｄ，５ｅの膜厚はλ／４からずらした。なお、λ／４は、λ／４＝ｖ／４ｆで求められる。ｖは、音響インピーダンスの材料の音速であり、ＳｉＯ２では、８２０（ｍ／ｓ）、Ｗでは、６９０（ｍ／ｓ）であり、ｆは、各圧電共振子の共振周波数である。【００９０】
本実施形態の圧電共振子において、質量付加膜を設けなかったことを除いては、上記と同様にして比較例の圧電共振子を形成した。図１６（ａ）は、この比較例の圧電共振子の共振特性を示すインピーダンススミスチャートであり、（ｂ）は、本実施形態の圧電共振子の共振特性を示すインピーダンススミスチャートである。【００９１】
図１６（ａ）と図１６（ｂ）と比較すれば明らかなように、質量付加膜の形成により、スプリアスを効果的に抑圧し得ることがわかる。【００９２】
また、本実施形態では、第１の音響インピーダンス層５ａ、すなわち、最上部に位置し、圧電振動部を構成している薄膜積層体と接している音響インピーダンス層５ａの厚みが１０００ｎｍと、第１の実施形態の場合よりも厚くされている。そのため、振動エネルギーが音響インピーダンス層５ａにより多く漏れだして、周波数温度特性を改善することができる。すなわち、ＳｉＯ２膜は正の周波数温度係数を示し、ＡｌＮ膜は負の周波数温度係数を有するため、正の周波数温度係数を有するＳｉＯ２からなる第１の音響インピーダンス層５ａの膜厚を増加させることにより、全体としての周波数温度係数ＴＣＦの絶対値をより一層小さくすることが可能となる。【００９３】
また、第２の音響インピーダンス層５ｄ、第１の音響インピーダンス層５ｂ、第２の音響インピーダンス層５ｅの厚みを第１の実施形態の場合に比べて薄くされているため、横波の反射率が高められる。そのため、圧電薄膜９への厚み縦振動のエネルギー閉じ込め効果が高められる。これは、第２の電極１１の外周縁や各層間の境界面に入射した弾性波が反射したときに生じる横波が、音響反射層５に入射した際に、より確実に横波が反射されることによる。一般に、固体中を伝搬する横波は、縦波の約１／２の音速を有する。そのため、横波の波長λｓは、縦波の波長λｐの約半分となる。従って、λ／４音響反射器を作る場合、縦波に対しては、λｓ／４、横波に対してはλｐ／４〜λｓ／８の厚みとすればよい。すなわち、縦波に対しては、λ／４となる厚みよりも薄くすることにより、横波の反射率を高めることができる。【００９４】
（第５の実施形態）
下記の表５に示す材料及び膜厚に変更したことを除いては、第１の実施形態と同様にして、第１の圧電共振子３を作製した。ここでは、動作周波数１９００ＭＨｚ帯である圧電共振子を作製した。なお、音響反射層の最上部に位置する第１の音響インピーダンス層５ａの膜厚Ｘ（ｎｍ）を６００ｎｍ〜１１０００ｎｍの間で種々変更し、複数種の圧電共振子を作製した。さらに、この複数種の実施形態の圧電共振子に対応する比較例として、それぞれ、質量付加膜を設けられていないことを除いては、各実施形態の圧電共振子と同様にして得られた比較例の圧電共振子をそれぞれ作製した。【００９５】
【表５】
2009013938.tif 000007
【００９６】
図１７（ａ），（ｃ），（ｅ）は、それぞれ、質量付加膜が設けられておらず、第１の音響インピーダンス層５ａの膜厚が６００、７００及び７５０ｎｍである各比較例のインピーダンススミスチャートを示し、（ｂ）（ｄ）（ｆ）は、それぞれ、質量付加膜が設けられており、第１の音響インピーダンス層５ａの厚みが、６００、７００、７５０ｎｍの場合のインピーダンススミスチャートを示す。【００９７】
同様に図１８（ａ）（ｃ）及び（ｅ）は、第１の音響インピーダンス層５ａの膜厚が８２０、８５０及び８７０ｎｍである比較例の圧電共振子のインピーダンススミスチャートを示し、（ｂ），（ｄ），（ｆ）は、同様に、第１の音響インピーダンス層５ａの厚みが、８２０、８５０、８７０ｎｍである質量付加膜を有する実施形態の各圧電共振子のインピーダンススミスチャートを示す。【００９８】
図１９（ａ），（ｃ），（ｅ）は、第１の音響インピーダンス層５ａの膜厚が９００、１０００、１１００ｎｍの場合の比較例の圧電共振子のインピーダンススミスチャートを示し、（ｂ），（ｄ），（ｆ）は、第１の音響インピーダンス層５ａの厚みが、９００、１０００及び１１００ｎｍの場合の質量付加膜を有する実施形態の各圧電共振子のインピーダンススミスチャートを示す。【００９９】
図１７（ａ），（ｃ），（ｅ）、図１８（ａ），（ｃ），（ｅ）及び図１９（ａ），（ｃ），（ｅ）と、対応する図１７（ｂ），（ｄ），（ｆ）、図１８（ｂ），（ｄ），（ｆ）、図１９（ｂ），（ｄ），（ｆ）の特性を比較すれば明らかなように、いずれの場合においても、質量付加膜を設けることにより、スプリアスを効果的に抑圧し得ることがわかる。【０１００】
また、第１の音響インピーダンス層５ａの膜厚が８００ｎｍ以下の比較例では、図１７（ａ），（ｃ），（ｅ）及び図１８（ａ），（ｃ），（ｅ）に示すように、共振周波数よりも低い周波数にもスプリアスが存在する。これは、高域遮断型分散特性を有することを意味する。【０１０１】
これに対して、第１の音響インピーダンス層５ａの厚みが９００ｎｍ以上の圧電共振子では、共振周波数より低い周波数にスプリアスが存在せず、低域遮断型分散特性を有することがわかる。よって、質量付加膜を設けることにより、高域遮断型及び低域遮断型の双方の音響反射型圧電共振子においてスプリアスを抑制し得ることがわかる。【０１０２】
（第６の実施形態）
２４００ＭＨｚ帯で動作する圧電フィルタ装置１を下記の表６に示す仕様で作製した。【０１０３】
【表６】
2009013938.tif 000008
【０１０４】
ここでは、第１の圧電共振子の共振周波数、第２の圧電共振子４の共振周波数との差は、第２の電極１１，１３の厚みを異ならせることにより設定されている。すなわち、Ｐｔ膜の厚みを異ならせることにより、両者の共振周波数が異ならされている。【０１０５】
本実施形態の圧電フィルタ装置の圧電共振子３及び圧電共振子４の共振特性を図２０（ａ），（ｂ）のインピーダンススミスチャートによりそれぞれ示す。図２０（ａ），（ｂ）から明らかなように、いずれの圧電共振子３，４においても、不要振動に基づくスプリアスがほとんどみられないことがわかる。このように、下部電極である第２の電極１１，１３において、積層金属膜のうちＰｔ膜の膜厚を異ならせ、他の膜厚を同一とすることによっても、圧電共振子３，４間の共振周波数差を設定することができる。【０１０６】
（第７の実施形態）
２４００ＭＨｚ帯で動作する圧電フィルタ装置１を、下記の表７に示す仕様で作製した。【０１０７】
【表７】
2009013938.tif 000009
【０１０８】
ここでは、第１の圧電共振子３と第２の圧電共振子４との共振周波数差は、第２の電極１１，１３におけるＡｌ膜の厚みを異ならせることにより設定した。【０１０９】
図２１（ａ），（ｂ）は、圧電共振子３及び圧電共振子４の共振特性を示す各インピーダンススミスチャートである。図２１（ａ），（ｂ）から明らかなように、いずれの圧電共振子３，４においても、不要振動によるスプリアスはほとんどみられないことがわかる。本実施形態から明らかなように、下部電極である第２の電極１１，１３を構成しているＡｌ膜の厚みのみを異ならせて、共振周波数を異ならせてもよい。【０１１０】
（第８の実施形態）
図２２（ａ）は、第１の実施形態の圧電フィルタ装置１を内蔵したＣＳＰを示す模式的正面断面図である。ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）５１は、圧電フィルタ装置１上に圧電共振子３，４と対向するように蓋基板５２を金属層５３ａ〜５３ｃより接合した構造を有する。ここでは、圧電共振子３，４の上方に振動を妨げないための空隙を隔てて、蓋基板５２が圧電共振子３，４の上方に配置されている。蓋基板５２の上面５２ａ上には、電極パッド５４，５５が形成されている。電極パッド５４，５５上に表面実装するための金属パンプ５６，５７が接合されている。電極パッド５４，５５は、蓋基板５２内に設けられたビアホール電極５８，５９に接続されている。ビアホール電極５８，５９の下端は、蓋基板５２の下面５２ｂに露出している。そして、ビアホール電極５８，５９の下端が、接続電極６１，６２により圧電共振子３，４に電気的に接続されている。【０１１１】
このように、圧電フィルタ装置１を蓋基板５２と組み合わせてＣＳＰ５１を形成してもよい。【０１１２】
また、図２２（ｂ）に示す変形例のＣＳＰ７１のように、蓋基板７２にはビアホール電極及び電極パッドを形成せずに、圧電フィルタ装置１を構成している基板２側にビアホール電極５８，５９、電極パッド５４，５５及び半田バンプ５６，５７を形成してもよい。この場合には、基板２側から表面実装可能なＣＳＰ７１が得られる。上記蓋基板５２，７２は、基板２と同じ材料で形成されてもよく、異なる材料で形成されてもよい。好ましくは、同じ材料で形成することが好ましい。【０１１３】
なお、蓋基板５２と基板２との金属層５３ａ〜５３ｃによる接合に際しては、金属層５３ａを蓋基板５２に、金属層５３ｃを基板２側に形成しておき、両者を貼り合わせて、金属を拡散させることにより達成され得る。すなわち、金属層５３ａを構成している金属と金属層５３ｃを構成している金属とを相互に拡散させて、両者の界面に金属層５３ｂを形成する金属拡散法により接合することができる。例えば、金属層５３ａがＳｎ、金属層５３ｃがＣｕからなる場合、金属層５３ｂは、両者が拡散して形成されたＳｎ−Ｃｕ合金からなることになる。このような拡散接合を行い得る金属の組み合わせとしては、ＳｎとＣｕの他、ＡｕとＡｕのように同種金属の組み合せであってもよい。その場合には、金属層５３ｂは、金属層５３ａ，５３ｃと同じ金属からなることとなる。【０１１４】
なお、半田バンプに代えて、ワイヤボンディングによりプリント基板などに実装されるように構成されていてもよい。【０１１５】
また、図２３に示すＣＳＰ８１のように、第１の音響インピーダンス層５ａ〜５ｃを圧電共振子３，４が設けられている領域の側方まで配置し、上記ビアホール電極を音響インピーダンス層を貫通するように設けてもよい。【０１１６】
（第９の実施形態）
図２４（ａ）に示す実施形態のＣＳＰ９１では、図２４（ａ）に示した蓋基板７２に代えて、合成樹脂層９２が形成されている。合成樹脂層９２は、ポリイミド、ＳＵ−８またはＢＣＢなどの適宜の合成樹脂からなる。この合成樹脂層９２の下方に圧電共振子３，４の振動を妨げない空隙を隔てるように、合成樹脂層９２が矩形枠状の合成樹脂層９３を介して基板２に接合されている。合成樹脂層９３は、ポリイミド、ＳＵ−８またはＢＣＢなどの適宜の合成樹脂からなるが、接着剤により構成されてもよい。【０１１７】
その他の点については、ＣＳＰ９１は、図２４に示したＣＳＰと同様に構成されている。また、図２４（ｂ）に示すように、上方に配置された合成樹脂層９２内にビアホール電極５８，５９を形成してもよい。この場合には、ビアホール電極５８，５９は、合成樹脂層９２と矩形枠状の合成樹脂層９３内を貫通するように設けられている。【０１１８】
図２４（ａ），（ｂ）に示すＣＳＰ９１，９４では、ＣＳＰ構造を形成するのに、合成樹脂層９２，９３を形成するだけでよいため、コストを低減することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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