(57)【要約】【課題】積層膜等の破壊等を抑制する。【解決手段】基板１０と、前記基板内または上に設けられ、空隙３０、または音響特性の異なる少なくとも２種類の層が積層された音響反射膜、を含む音響反射層と、前記基板および前記音響反射層上に設けられた圧電膜１４と、前記圧電膜の少なくとも一部を挟み下部電極と上部電極とが対向する複数の共振領域５０が平面視において前記音響反射層内共通に設けられるように、前記下部電極１２および前記上部電極１６のいずれか一方が分断され前記下部電極および前記上部電極の他方は分断されず、前記基板および前記音響反射層上に前記圧電膜を挟むように設けられた下部電極および上部電極と、前記下部電極と前記上部電極との間に設けられ、平面視において前記複数の共振領域の各々の外周領域において少なくとも一部に設けられ、前記複数の共振領域の各々の中央領域には設けられていない挿入膜２８と、を具備する弾性波デバイス【選択図】図１５
2018006919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板内または上に設けられ、空隙、または音響特性の異なる少なくとも２種類の層が積層された音響反射膜、を含む音響反射層と、
前記基板および前記音響反射層上に設けられた圧電膜と、
前記圧電膜の少なくとも一部を挟み下部電極と上部電極とが対向する複数の共振領域が平面視において前記音響反射層内に共通に設けられるように、前記下部電極および前記上部電極のいずれか一方が分断され前記下部電極および前記上部電極の他方は分断されず、前記基板および前記音響反射層上に前記圧電膜を挟むように設けられた下部電極および上部電極と、
前記下部電極と前記上部電極との間に設けられ、平面視において前記複数の共振領域の各々の外周領域において少なくとも一部に設けられ、前記複数の共振領域の各々の中央領域には設けられていない挿入膜と、
を具備する弾性波デバイス。
【請求項２】
前記挿入膜は、前記複数の共振領域の各々の中央領域を囲む閉ループ状に設けられている請求項１記載の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記複数の共振領域に対応する挿入膜は一体として設けられている請求項２記載の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記挿入膜は、平面視において前記下部電極および前記上部電極のいずれか一方が分断された分断領域に重なる請求項１記載の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記音響反射層は前記空隙であり、
前記挿入膜は、平面視において前記空隙の中心と重なる請求項１記載の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記下部電極および前記上部電極のいずれか一方が分断された分断領域において、前記下部電極が分断されている請求項１から５のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記下部電極および前記上部電極のいずれか一方が分断された分断領域において、前記上部電極が分断されている請求項１から５のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記圧電膜は、下部圧電膜と前記下部圧電膜上に設けられた上部圧電膜とを備え、
前記挿入膜は前記下部圧電膜と前記上部圧電膜との間に設けられ、
前記分断領域において、前記上部電極および前記上部圧電膜が分断されている請求項７記載の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記複数の共振領域内における前記挿入膜の幅は略等しい請求項１から８のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項１０】
基板と、
前記基板と、前記基板内または上に設けられた空隙と、の上に設けられた圧電膜と、
平面視において下部電極および上部電極の少なくとも一方の電極が設けられた領域は平面視において前記空隙の略全てと重なり、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する複数の共振領域が平面視において前記空隙内に共通に設けられるように前記下部電極および前記上部電極のいずれか一方が分断され前記下部電極および前記上部電極の他方は分断されず、前記基板および前記空隙上に前記圧電膜を挟むように設けられた下部電極および上部電極と、
を具備する弾性波デバイス。
【請求項１１】
前記複数の共振領域にそれぞれ対応する複数の圧電薄膜共振器を含むフィルタを具備する請求項１から１０のいずれか一項記載の弾性波デバイス。
【請求項１２】
入力端子と出力端子との間に直列に接続された１または複数の直列共振器と、
前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続された１または複数の並列共振器と、
を具備し、
前記１または複数の直列共振器および前記１または複数の並列共振器の少なくとも１つは複数の分割共振器に分割されており、
前記複数の共振領域はそれぞれ前記複数の分割共振器に対応する請求項１１記載の弾性波デバイス。
【請求項１３】
入力端子と出力端子との間に直列に接続された１または複数の直列共振器と、
前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続された１または複数の並列共振器と、
を具備し、
前記複数の共振領域は、前記１または複数の直列共振器の少なくとも１つと前記１または複数の並列共振器の少なくとも１つを含む請求項１１記載の弾性波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波デバイスに関し、例えば圧電薄膜共振器を有する弾性波デバイス関する。
【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または音響反射膜が設けられる。空隙または音響反射膜は平面視において共振領域を含むように設けられる。
【０００３】
平面視において、単一の空隙に複数の圧電薄膜共振器が含まれるように配置することが知られている（例えば特許文献１）。空隙を共有しない隣接する圧電薄膜共振器同士で下部電極を共有することが知られている（例えば特許文献２）。圧電膜内の外周領域に挿入膜を設けることが知られている（例えば特許文献３）圧電膜の分極方向が２次歪を抑制するように共振器を分割することが知られている（例えば特許文献４、５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４４７７６号公報
【特許文献２】特開２０１３−３８６５８号公報
【特許文献３】特開２０１４−１６１００１号公報
【特許文献４】特開２００８−８５９８９号公報
【特許文献５】特開２００９−１０９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば特許文献４、５のように２次歪を抑制するように共振器を分割する場合、特許文献２のように隣接する圧電薄膜共振器の下部電極を共有することが考えられる。しかし、隣接する圧電薄膜共振器を接続する下部電極等が長くなると分割した共振器間で２次歪みが完全にキャンセルされない。特許文献１のように、単一の空隙に複数の圧電薄膜共振器を設けると圧電薄膜共振器間を短くできる。しかし、単一の空隙に複雑な構造を設けるため、積層膜等にクラック等の破壊が生じることがある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、積層膜等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】
【０００７】
本発明は、基板と、前記基板内または上に設けられ、空隙、または音響特性の異なる少なくとも２種類の層が積層された音響反射膜、を含む音響反射層と、前記基板および前記音響反射層上に設けられた圧電膜と、前記圧電膜の少なくとも一部を挟み下部電極と上部電極とが対向する複数の共振領域が平面視において前記音響反射層内に共通に設けられるように、前記下部電極および前記上部電極のいずれか一方が分断され前記下部電極および前記上部電極の他方は分断されず、前記基板および前記音響反射層上に前記圧電膜を挟むように設けられた下部電極および上部電極と、前記下部電極と前記上部電極との間に設けられ、平面視において前記複数の共振領域の各々の外周領域において少なくとも一部に設けられ、前記複数の共振領域の各々の中央領域には設けられていない挿入膜と、を具備する弾性波デバイスである。
【０００８】
上記構成において、前記挿入膜は、前記複数の共振領域の各々の中央領域を囲む閉ループ状に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、前記複数の共振領域に対応する挿入膜は一体として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、前記挿入膜は、平面視において前記下部電極および前記上部電極のいずれか一方が分断された分断領域に重なる構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記音響反射層は前記空隙であり、前記挿入膜は、平面視において前記空隙の中心と重なる構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記下部電極および前記上部電極のいずれか一方が分断された分断領域において、前記下部電極が分断されている構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記下部電極および前記上部電極のいずれか一方が分断された分断領域において、前記上部電極が分断されている構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記圧電膜は、下部圧電膜と前記下部圧電膜上に設けられた上部圧電膜とを備え、前記挿入膜は前記下部圧電膜と前記上部圧電膜との間に設けられ、前記分断領域において、前記上部電極および前記上部圧電膜が分断されている構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、前記複数の共振領域内における前記挿入膜の幅は略等しい構成とすることができる。
【００１６】
本発明は、基板と、前記基板と、前記基板内または上に設けられた空隙と、の上に設けられた圧電膜と、平面視において下部電極および上部電極の少なくとも一方の電極が設けられた領域は平面視において前記空隙の略全てと重なり、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する複数の共振領域が平面視において前記空隙内に共通に設けられるように前記下部電極および前記上部電極のいずれか一方が分断され前記下部電極および前記上部電極の他方は分断されず、前記基板および前記空隙上に前記圧電膜を挟むように設けられた下部電極および上部電極と、を具備する弾性波デバイスである。
【００１７】
上記構成において、前記複数の共振領域にそれぞれ対応する複数の圧電薄膜共振器を含むフィルタを具備する構成とすることができる。
【００１８】
上記構成において、入力端子と出力端子との間に直列に接続された１または複数の直列共振器と、前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続された１または複数の並列共振器と、を具備し、前記１または複数の直列共振器および前記１または複数の並列共振器の少なくとも１つは複数の分割共振器に分割されており、前記複数の共振領域はそれぞれ前記複数の分割共振器に対応する構成とすることができる。
【００１９】
上記構成において、入力端子と出力端子との間に直列に接続された１または複数の直列共振器と、前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続された１または複数の並列共振器と、を具備し、前記複数の共振領域は、前記１または複数の直列共振器の少なくとも１つと前記１または複数の並列共振器の少なくとも１つを含む構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、積層膜等の破壊等を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（ａ）および図１（ｂ）は、は圧電薄膜共振器の断面図を示す図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は、圧電薄膜共振器を並列に分割した図、図２（ｃ）は直列分割した図である。
【図３】図３（ａ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの平面図、図３（ｂ）および図３（ｃ）は、のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、周波数に対する２次歪電圧を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの平面図、図５（ｂ）は、共振領域付近の平面図、図５（ｃ）および図５（ｄ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図６（ａ）から図６（ｃ）は、実施例１において共振領域付近を拡大した平面図である。
【図７】図７は、実施例１の効果を説明するための断面図である。
【図８】図８（ａ）は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスの平面図、図８（ｂ）は、共振領域付近の平面図、図８（ｃ）および図８（ｄ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図９】図９（ａ）は、実施例１の変形例２に係る弾性波デバイスの平面図、図９（ｂ）は、共振領域付近の平面図、図９（ｃ）および図９（ｄ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、実施例１の変形例３に係る弾性波デバイスの平面図、図１０（ｂ）は、共振領域付近の平面図、図１０（ｃ）および図１０（ｄ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、実施例１の変形例４に係る弾性波デバイスの平面図、図１１（ｂ）は、共振領域付近の平面図、図１１（ｃ）および図１１（ｄ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、実施例１の変形例５に係る弾性波デバイスの平面図、図１２（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、実施例１の変形例６に係る弾性波デバイスの平面図、図１３（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、実施例１の変形例７に係る弾性波デバイスの平面図、図１４（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、実施例１の変形例８に係る弾性波デバイスの平面図、図１５（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。
【図１６】図１６（ａ）は、実施例１の変形例９に係る弾性波デバイスの平面図、図１６（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。
【図１７】図１７（ａ）は、実施例１の変形例１０に係る弾性波デバイスの平面図、図１７（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。
【図１８】図１８（ａ）は、実施例１の変形例１１に係る弾性波デバイスの平面図、図１８（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。
【図１９】図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、実施例１の変形例１２および１３における共振領域近傍の断面図である。
【図２０】図２０は、実施例２に係るデュプレクサの回路図である。
【図２１】図２１（ａ）は、実施例２における送信フィルタの平面図、図２１（ｂ）は、空隙の平面図である。
【図２２】図２２（ａ）は、実施例３および比較例２に係るフィルタの回路図、図２２（ｂ）は、比較例２に係るフィルタの平面図である。
【図２３】図２３は、実施例３に係るフィルタの平面図である。
【図２４】図２４（ａ）は、実施例３の変形例１に係るフィルタの平面図、図２４（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。
【図２５】図２５（ａ）は、実施例３の変形例２に係るフィルタの回路図、図２５（ｂ）は、平面図、図２５（ｃ）は、共振領域付近の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
まず、圧電薄膜共振器の２次歪みを抑制する例について説明する。図１（ａ）および図１（ｂ）は、圧電薄膜共振器の断面図を示す図である。図１（ａ）に示すように、圧電膜１４は下部電極１２と上部電極１６との間に挟まれている。圧電薄膜共振器８０では、共振周波数の波長λの１／２がほぼ圧電膜１４の厚さに相当する。つまり。圧電薄膜共振器８０は、１／２λ厚み共振を用いている。このため、例えば下部電極１２が−のとき、上部電極１６は＋となる。圧電膜１４内の上下の面はそれぞれ＋および−のいずれかとなる。
【００２３】
図１（ｂ）に示すように、２次歪の周波数の波長はほぼ圧電膜１４の厚さに相当する。このため、圧電膜１４の上下の面が＋または−となり、圧電膜１４の中心が−または＋となるように弾性波が励振する。圧電膜１４が上下に対称であれば、２次歪は上部電極１６と下部電極１２とで同電位となる。このため、２次歪成分は生じない。しかしながら、圧電膜１４として例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いる場合、良好な特性を得るために、ｃ軸に配向させる。矢印はｃ軸配向方向３４を示している。このとき、圧電膜１４内でｃ軸方向の対称性が崩れ、電界の分布に偏りが生じる。このため、上部電極１６と下部電極１２とに電位差が生じる。このように２次歪により発生する電圧を２次歪電圧という。下部電極１２から上部電極１６の方向がｃ軸配向方向３４のとき、ｃ軸配向方向３４の同じ方向に２次歪電圧３６が発生する。
【００２４】
図２（ａ）および図２（ｂ）は、圧電薄膜共振器を並列に分割した図、図２（ｃ）は直列分割した図である。図２（ａ）および図２（ｂ）では、圧電薄膜共振器８０は端子Ｔ１とＴ２との間で並列に圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂに分割されている。圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂは同じ静電容量を有するように分割されている。
【００２５】
図２（ａ）では、圧電薄膜共振器８０ａと８０ｂとで上部電極１６が端子Ｔ１に接続され、下部電極１２が端子Ｔ２に接続されている。これにより、端子Ｔ１およびＴ２に加わる２次歪電圧３６の方向が同じとなる。このため、端子Ｔ１とＴ２の間には、圧電薄膜共振器８０ａと８０ｂとの２次歪電圧３６の和の２次歪電圧が加わる。図２（ｂ）では、圧電薄膜共振器８０ａの上部電極１６と圧電薄膜共振器８０ｂの下部電極１２とが端子Ｔ１に接続され、圧電薄膜共振器８０ａの下部電極１２と圧電薄膜共振器８０ｂの上部電極１６が端子Ｔ２に接続されている。つまり、ｃ軸配向方向３４の逆方向の電極同士が接続されている。これにより、圧電薄膜共振器８０ａと８０ｂとで２次歪電圧３６の方向が逆方向で端子Ｔ１およびＴ２に接続さる。このため、圧電薄膜共振器８０ａと８０ｂとの２次歪電圧３６が相殺される。よって、端子Ｔ１およびＴ２に加わる２次歪電圧を抑制できる。
【００２６】
図２（ｃ）に示すように、圧電薄膜共振器８０は端子Ｔ１とＴ２との間で直列に圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂに分割されている。圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂの上部電極１６がそれぞれ端子Ｔ１およびＴ２に接続され、圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂの下部電極１２が接続されている。つまり、ｃ軸配向方向３４の同じ方向の電極が接続されている。このため、圧電薄膜共振器８０ａと８０ｂとの２次歪電圧３６が相殺される。よって、端子Ｔ１およびＴ２に加わる２次歪電圧を抑制できる。なお、圧電膜１４のｃ軸配向方向３４は圧電膜１４の分極方向でもよい。
【００２７】
図２（ｂ）および図２（ｃ）のように、２次歪電圧３６を相殺する比較例１を説明する。
【００２８】
（比較例１）
図３（ａ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの平面図、図３（ｂ）および図３（ｃ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図３（ｂ）は、例えばラダー型フィルタの直列共振器を、図３（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。
【００２９】
図３（ａ）から図３（ｃ）に示すように、基板１０上に下部電極１２、圧電膜１４、上部電極１６および周波数調整膜２４が積層されている。下部電極１２は下層１２ａおよび上層１２ｂを含む。上部電極１６は下層１６ａおよび上層１６ｂを含む。圧電膜１４は下部圧電膜１４ａおよび上部圧電膜１４ｂを含む。下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂとの間に挿入膜２８が設けられている。挿入膜２８は、共振領域５０の外周領域に設けられている。基板１０と下部電極との間には空隙３０が形成されている。図３（ｃ）の並列共振器では、上部電極１６の下層１６ａと上層１６ｂとの間に質量負荷膜２０が設けられている。直列共振器Ｓでは、積層膜１８は、主に下部電極１２、圧電膜１４、上部電極１６および周波数調整膜２４から形成される。並列共振器Ｐの積層膜１８は直列共振器Ｓの積層膜１８に加え、質量負荷膜２０を有する。
【００３０】
２つの圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂが下部電極１２を介し接続されている。２つの圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂは各々空隙３０を有している。１つの空隙３０内に１つの共振領域５０が設けられている、共振領域５０間の上部電極１６、圧電膜１４および挿入膜２８は分断され、分断領域６２が形成されている。
【００３１】
比較例１では、圧電薄膜共振器８０ａの共振領域５０と圧電薄膜共振器８０ｂの共振領域５０との間の下部電極１２が空隙３０を介さずに基板１０上に設けられている。このため、下部電極１２とグランドパターン（例えば、圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂが形成されたチップに形成されているグランド端子およびグランド配線等のグランドパターン、チップの側面または裏面に形成された半田等の金属層、並びにチップが実装されたパッケージのグランドパターン）との間に寄生容量Ｃ０が生じる。
【００３２】
図２（ｃ）のように、圧電薄膜共振器を直列に分割した場合の２次歪電圧をシミュレーションした。２次歪電圧は、圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂの圧電膜１４に加わる「電界強度の２乗」、「電界強度と歪みの積」および「歪みの２乗」に比例した非線形電流を元に算出した。圧電膜１４をｃ軸に配向した窒化アルミニウム膜とし、圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂの同じ静電容量および同じ積層膜１８の構造を有するとした。端子Ｔ１およびＴ２のうち一端に２８ｄＢｍの高周波信号を入力し、他端から出力される２次歪の大きさを算出した。
【００３３】
図４は、周波数に対する２次歪電圧を示す図である。図４において「分割なし」は分割していない圧電薄膜共振器の２次歪を示している。「分割」は圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂに分割した圧電薄膜共振器の２次歪みを示している。「分割」では、圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂの間の下部電極１２とグランドとの寄生容量Ｃ０を０ｐＦから０．０１ｐＦまで変化させた。
【００３４】
図４に示すように、分割していない圧電薄膜共振器では、共振周波数ｆｒである１８９５ＭＨｚにおける２次歪みは−２１．４５ｄＢｍ、反共振周波数ｆａである１９５３ＭＨｚにおける２次歪は−２７．８３ｄＢｍ、１９１３ＭＨｚのとき、２次歪は−１８．２９ｄＢｍと最も大きい。分割した圧電薄膜共振器では、寄生容量Ｃ０が０ｐＦのとき、２次歪は−６５．３７ｄＢと非常に小さい。寄生容量Ｃ０を０．００１ｐＦ、０．００５ｐＦおよび０．０１ｐＦとすると、２次歪は反共振周波数付近で最大となり、それぞれ−５４．５２ｄＢ、−４１．４ｄＢおよび−３５．４ｄＢとなる。このように、寄生容量Ｃ０が大きくなると、反共振周波数付近に発生する２次歪電圧のピークが大きくなる。
【００３５】
比較例１では、共振領域５０の間の下部電極１２が基板１０上に接している。このため、下部電極１２とグランドとの間の寄生容量Ｃ０が大きくなる。寄生容量Ｃ０が大きくなると、圧電薄膜共振器８０ａと８０ｂとで反共振周波数が異なってしまう。このように、圧電薄膜共振器８０ａと８０ｂとで反共振周波数ｆａが異なると、２次歪は完全にはキャンセルされず、反共振周波数ｆａ付近に２次歪のピークが生じる。よって、２次歪を抑制することが難しい。
【００３６】
さらに、２次歪を抑制するためには、圧電薄膜共振器８０ａと８０ｂの特性は同じであることが好ましい。しかし、比較例１では、圧電薄膜共振器８０ａと８０ｂとの間の距離が長くなる。このため、圧電薄膜共振器８０ａと８０ｂとで積層膜１８内の各層の膜厚が異なることが生じる。これにより、２次歪が劣化する。
【００３７】
以下、実施例１について説明する。
【実施例１】
【００３８】
図５（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの平面図、図５（ｂ）は、共振領域付近の平面図、図５（ｃ）および図５（ｄ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図５（ｃ）は、例えばラダー型フィルタの直列共振器を、図５（ｄ）は例えばラダー型フィルタの並列共振器を示している。
【００３９】
図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（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および空隙３０上に、下部電極１２が設けられている。下部電極１２はＣｒ（クロム）膜である下層１２ａおよびＲｕ（ルテニウム）膜である上層１２ｂを含む。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（空気層）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。
【００４０】
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は下部圧電膜１４ａおよび上部圧電膜１４ｂを含む。下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂとの間に挿入膜２８が設けられている。圧電膜１４上に上部電極１６が設けられている。上部電極１６が分断された分断領域６２が設けられている。上部電極１６はＲｕ膜である下層１２ａとＣｒ膜である上層１６ｂとを含む。
【００４１】
圧電膜１４の少なくとも一部を挟み下部電極１２と上部電極１６が対向する領域が共振領域５０である。上部電極１６が分断されている領域が分断領域６２である。分断領域６２のため、単一の空隙３０内に２つの共振領域５０が形成されている。共振領域５０は、半楕円形状を有し、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。
【００４２】
上部電極１６上には周波数調整膜２４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２４を含む。周波数調整膜２４はパッシベーション膜として機能してもよい。
【００４３】
図５（ａ）のように、圧電膜１４および下部電極１２には孔部３５が設けられている。孔部３５は、下部電極１２下の導入路３３を介し空隙３０に通じている。孔部３５および導入路３３は、空隙３０を形成するときに用いる犠牲層をエッチングするときに、犠牲層にエッチング液を導入するためのものである。
【００４４】
図５（ｄ）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と上層１６ｂとの間に、Ｔｉ（チタン）層からなる質量負荷膜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質量負荷膜２０を含む。その他の構成は直列共振器Ｓの図５（ｃ）と同じであり説明を省略する。
【００４５】
直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの共振周波数の差は、質量負荷膜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。
【００４６】
図６（ａ）から図６（ｃ）は、実施例１において共振領域付近を拡大した平面図である。図６（ａ）は、上部電極１６、共振領域５０および空隙３０の位置関係を示す平面図であり、上部電極１６をクロスで示している。図６（ｂ）は、下部電極１２、共振領域５０および空隙３０の位置関係を示す平面図であり、下部電極１２をクロスで示している。図６（ｃ）は、挿入膜２８、共振領域５０および空隙３０の位置関係を示す平面図である。
【００４７】
図６（ａ）に示すように、空隙３０は楕円形状であり、上部電極１６は短軸方向に引き出し領域６４を有する。引き出し領域６４は上部電極１６が共振領域５０から引き出される領域である。空隙３０の楕円形状の長軸に沿って上部電極１６が分割されている。上部電極１６が設けられていない領域が分断領域６２である。分断領域６２は楕円形状の中心６０を含む。引き出し領域６４以外では、上部電極１６が共振領域５０を規定する
【００４８】
図６（ｂ）に示すように、下部電極１２は引き出し領域を有していない。下部電極１２は空隙３０の長軸方向に幅広部６６を有する。幅広部６６は空隙３０の外側まで設けられている。下部電極１２は分断領域６２にも設けられている。幅広部６６および分断領域６２以外では、下部電極１２が共振領域５０を規定する。
【００４９】
共振領域５０は、分断領域６２の両側に設けられ、共振領域５０と分断領域６２を合わせた平面形状は空隙３０と相似する形状であり、空隙３０に含まれる。平面視において、共振領域５０と分断領域６２を合わせた平面形状は空隙３０と合同であり、重なっていてもよい。
【００５０】
図６（ｃ）に示すように、挿入膜２８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。分断領域６２は挿入膜２８に含まれる。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。挿入膜２８は、外周領域５２から共振領域５０外まで連続して設けられている。図６（ｃ）のように挿入膜２８の外周は空隙３０の外周の外側でもよいし、図５（ｂ）のように内側でもよい。
【００５１】
２ＧＨｚ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の下層１２ａは膜厚が１００ｎｍのＣｒ膜、上層１２ｂは膜厚が２５０ｎｍのＲｕ膜である。圧電膜１４、膜厚が１１００ｎｍのＡｌＮ膜である。挿入膜２８は膜厚が１５０ｎｍの酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜である。上部電極１６の下層１６ａは、膜厚が２５０ｎｍのＲｕ膜、上層１６ｂは膜厚が５０ｎｍのＣｒ膜である。周波数調整膜２４は、膜厚が５０ｎｍの酸化シリコン膜である。質量負荷膜２０は膜厚が１２０ｎｍのＴｉ膜である。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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
周波数調整膜２４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。質量負荷膜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。質量負荷膜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。質量負荷膜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。
【００５５】
特許文献３に記載されているように、挿入膜２８のヤング率は圧電膜１４より小さいことが好ましい。密度がほぼ同じであれば、ヤング率は音響インピーダンスと相関することから、挿入膜２８の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。これにより、Ｑ値を向上できる。また、挿入膜２８を金属膜とすることにより実効的電気機械結合係数を向上できる。さらに、挿入膜２８の音響インピーダンスを圧電膜１４より小さくするため、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２８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２８は、Ａｌ膜または酸化シリコン膜であることが好ましい。
【００５６】
図７は、実施例１の効果を説明するための断面図である。図７に示すように、実施例１によれば、複数の共振領域５０が平面視において空隙３０内に共通に設けられるように、上部電極１６が分断され下部電極１２は分断されていない。これにより、共振領域５０間を接続する下部電極１２と基板１０との間に空隙３０が設けられ。よって、寄生容量Ｃ０を小さくできる。例えば、図２（ｂ）および図２（ｃ）のように分割した圧電薄膜共振器８０ａおよび８０ｂに適用することで、２次歪を抑制できる。２次歪を抑制するため、共振領域５０の面積は略等しいことが好ましい。
【００５７】
また、挿入膜２８が下部電極１２と上部電極１６との間に設けられ、平面視において複数の共振領域５０の各々の外周領域５２において少なくとも一部に設けられ、複数の共振領域５０の各々の中央領域５４には設けられていない。これにより、共振領域５０から外部への弾性波の漏洩７０ａを抑制できる。さらに、共振領域５０間の弾性波の漏洩７０ｂを抑制できる。よって、圧電薄膜共振器のＱ値等の特性劣化を抑制できる。
【００５８】
挿入膜２８は、分断領域６２に重なり、複数の共振領域５０の各々の中央領域５４には設けられていない。これにより、共振領域５０間の弾性波の漏洩７０ｂを抑制し、Ｑ値等の圧電薄膜共振器の特性の劣化を抑制できる。分断領域６２では、積層膜１８が薄くなっており、積層膜１８にクラック７２等が入りやすい。挿入膜２８を分断領域６２に重ねることにより、分断領域６２における積層膜１８の強度を大きくできる。挿入膜２８は、分断領域６２より大きく、分断領域６２に重なるように設けることが好ましい。
【００５９】
空隙３０の中心６０は、積層膜１８に大きな応力が加わる。例えばドーム型の空隙３０を形成しようとすると、空隙３０の中心６０が最も積層膜１８の変位７４が大きくなる。このため、クラック７２が入りやすい。そこで、平面視において積層膜１８を空隙３０の中心６０を含むように設ける。これにより、積層膜１８のクラック７２等の機械的破壊を抑制できる。なお、空隙３０の中心６０は、例えば空隙３０の平面形状の重心である。
【００６０】
挿入膜２８は、外周領域５２の一部に設けられていればよいが、挿入膜２８は、複数の共振領域５０の各々の中央領域５４を囲む閉ループ状に設けられていることが好ましい。これにより、共振領域５０から外部への弾性波の漏洩、および共振領域５０間の弾性波の漏洩を抑制でき、圧電薄膜共振器のＱ値等の特性劣化をより抑制できる。
【００６１】
共振領域５０外への弾性波の漏洩を抑制するためには、共振領域５０内における挿入膜２８の幅は漏洩する弾性波の波長の１／２程度が好ましい。このように、共振領域５０内の挿入膜２８の幅には好ましい値がある。よって、共振領域５０内における挿入膜２８の幅は略等しいことが好ましい。
【００６２】
さらに、複数の共振領域５０に対応する挿入膜２８は一体として設けられていることが好ましい。これにより、弾性波デバイスを小型化できる。
【００６３】
挿入膜２８が圧電膜１４内に設けられる例を説明したが、挿入膜２８は、圧電膜１４内、圧電膜１４と上部電極１６との間、および圧電膜１４と下部電極１２との間、の少なくとも１つに設けられていればよい。
【００６４】
図６（ａ）および図６（ｂ）のように、平面視において下部電極および上部電極の少なくとも一方の電極が設けられた領域（図６（ａ）の上部電極１６と図６（ｂ）の下部電極１２のいずれかがまたは両方が設けられた領域）は空隙３０の略全てと重なる。これにより、積層膜１８の強度を大きくできる。略全て重なるとは、製造ばらつきによる誤差、および／または、引き出し領域６４と幅広部６６の間の領域を除外した程度にほぼ全て重なることである。空隙３０は、共振領域５０と分断領域６２とを合わせた領域と略同じでもよい。
【００６５】
（実施例１の変形例１）
図８（ａ）は、実施例１の変形例１に係る弾性波デバイスの平面図、図８（ｂ）は、共振領域付近の平面図、図８（ｃ）および図８（ｄ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図８（ａ）から図８（ｄ）に示すように、分断領域６２において上部電極１６および上部圧電膜１４ｂが除去されていてもよい。その他の構造は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００６６】
分断領域６２における圧電膜１４を全て除去すると、共振領域５０を下部電極１２で支持することなる。よって、下部電極１２が破損されやすくなる。そこで、分断領域６２の圧電膜１４の一部を除去する。これにより、共振領域５０間の弾性波の漏洩をより抑制できる。分断領域６２に挿入膜２８が設けられている。挿入膜２８をストッパに分断領域６２の上部電極１６および上部圧電膜１４ｂを除去することができる。これにより、圧電膜１４の一部を制御よく除去できる。
【００６７】
（実施例１の変形例２）
図９（ａ）は、実施例１の変形例２に係る弾性波デバイスの平面図、図９（ｂ）は、共振領域付近の平面図、図９（ｃ）および図９（ｄ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図９（ａ）から図９（ｄ）に示すように、分断領域６２において下部電極１２が分断され、圧電膜１４および上部電極１６は分断されていない。その他の構造は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００６８】
実施例１およびその変形例２のように、分断領域６２では、下部電極１２および上部電極１６のいずれか一方が分断され下部電極１２および上部電極１６の他方が分断されていなければよい。
【００６９】
（実施例１の変形例３）
図１０（ａ）は、実施例１の変形例３に係る弾性波デバイスの平面図、図１０（ｂ）は、共振領域付近の平面図、図１０（ｃ）および図１０（ｄ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１０（ａ）から図１０（ｄ）に示すように、挿入膜２８が設けられていない。その他の構造は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００７０】
特許文献１のように、平面視において空隙内に複数の共振領域を設けるときに、空隙内に下部電極および上部電極のいずれも設けられていない領域が存在すると、圧電膜が機械的に破壊され易くなる。実施例１の変形例３によれば、平面視において下部電極１２および上部電極１６の少なくとも一方の電極が設けられた領域が空隙３０の略全てと重なっている。これにより、下部電極１２および上部電極１６の少なくとも一方が圧電膜１４を補強する。このため、積層膜１８の機械的破損を抑制できる。
【００７１】
（実施例１の変形例４）
図１１（ａ）は、実施例１の変形例４に係る弾性波デバイスの平面図、図１１（ｂ）は、共振領域付近の平面図、図１１（ｃ）および図１１（ｄ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１１（ａ）から図１１（ｄ）に示すように、挿入膜２８は分断領域６２に設けられその他の領域には設けられていない。その他の構造は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００７２】
実施例１の変形例４のように、挿入膜２８は、分断領域６２以外に設けられていなくてもよい。挿入膜２８が分断領域６２に設けられていれば、共振領域５０間の弾性波の漏洩７０ｂを抑制することにより、Ｑ値等の圧電薄膜共振器の特性の劣化を抑制できる。また、分断領域６２における積層膜１８の強度を大きくできる。
【００７３】
（実施例１の変形例５）
図１２（ａ）は、実施例１の変形例５に係る弾性波デバイスの平面図、図１２（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、空隙３０の平面形状は円形状であり、共振領域５０と分断領域６２を合成した領域の平面形状は円形状である。その他の構造は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００７４】
（実施例１の変形例６）
図１３（ａ）は、実施例１の変形例６に係る弾性波デバイスの平面図、図１３（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、空隙３０の平面形状は四角形状であり、共振領域５０と分断領域６２を合成した領域の平面形状は四角形状である。その他の構造は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００７５】
（実施例１の変形例７）
図１４（ａ）は、実施例１の変形例７に係る弾性波デバイスの平面図、図１４（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、空隙３０の平面形状は五角形状であり、共振領域５０と分断領域６２を合成した領域の平面形状は五角形状である。その他の構造は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００７６】
実施例１の変形例５から７のように、空隙３０および共振領域５０と分断領域６２とを合成した領域の平面形状は円形状または多角形状でもよい。実施例１の変形例１から４においても空隙３０および共振領域５０と分断領域６２とを合成した領域の平面形状は円形状または多角形状としてもよい。空隙３０と、共振領域５０と分断領域６２とを合成した領域と、が相似形である例を説明したが、相似形でなくてもよい。
【００７７】
（実施例１の変形例８）
図１５（ａ）は、実施例１の変形例８に係る弾性波デバイスの平面図、図１５（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、空隙３０および共振領域５０と分断領域６２とを合成した領域の平面形状は楕円形状であり、分断領域６２は短軸に沿って設けられていてもよい。その他の構造は実施例１と同じであり説明を省略する。楕円形状を２分割する場合、短軸で２分割すると、共振領域５０の縦横比が１に近くなる。このため、スプリアスを抑制できる。
【００７８】
（実施例１の変形例９）
図１６（ａ）は、実施例１の変形例９に係る弾性波デバイスの平面図、図１６（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、分断領域６２と共振領域５０との境界は波状である。分断領域６２における挿入膜２８の輪郭は波状である。その他の構造は実施例１と同じであり説明を省略する。分断領域６２と共振領域５０との境界を波状とすることでスプリアスを抑制できる。
【００７９】
（実施例１の変形例１０）
図１７（ａ）は、実施例１の変形例１０に係る弾性波デバイスの平面図、図１７（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すように、分断領域６２は曲線状である。分断領域６２に沿った挿入膜２８は曲線状である。その他の構造は実施例１と同じであり説明を省略する。分断領域６２を曲線状とすることで、スプリアスを抑制できる。また、空隙３０の中心６０が分断領域６２に含まれない場合、中心６０は挿入膜２８と重ならなくてもよい。
【００８０】
（実施例１の変形例１１）
図１８（ａ）は、実施例１の変形例１１に係る弾性波デバイスの平面図、図１８（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示すように、分断領域６２は長軸および短軸から傾いている。分断領域６２に沿った挿入膜２８は長軸および短軸から傾いている。その他の構造は実施例１と同じであり説明を省略する。分断領域６２を曲線譲渡することで、スプリアスを抑制できる。
【００８１】
実施例１の変形例８から１１の分断領域６２の形状を実施例１およびその変形例１から７に適用してもよい。
【００８２】
（実施例１の変形例１２）
実施例１の変形例１２および１３は、空隙の構成を変えた例である。図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、実施例１の変形例１２および１３における共振領域近傍の断面図である。図１９（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。空隙３０は共振領域５０を含むように形成されている。その他の構成は、実施例１と同じであり説明を省略する。空隙３０は、基板１０を貫通するように形成されていてもよい。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。
【００８３】
（実施例１の変形例１３）
図１９（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略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。
【００８４】
実施例１およびその変形例１から１１において、実施例１の変形例１２と同様に空隙３０を形成してもよく、実施例１の変形例１３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。
【００８５】
実施例１およびその変形例１から１２のように、圧電薄膜共振器は、共振領域５０において空隙３０が基板１０と下部電極１２との間に形成されているＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）でもよい。また、実施例１の変形例１３のように、圧電薄膜共振器は、共振領域５０において下部電極１２下に圧電膜１４を伝搬する弾性波を反射する音響反射膜３１を備えるＳＭＲ（Solidly Mounted Resonator）でもよい。このように、基板１０内または上に設けられる音響反射層は、空隙３０、または音響特性の異なる少なくとも２種類の層が積層された音響反射膜３１を含めばよい。
【実施例２】
【００８６】
実施例２は、デュプレクサの例である。図２０は、実施例２に係るデュプレクサの回路図である。図２０に示すように、共通端子Ａｎｔはアンテナ４４に接続される。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。共通端子Ａｎｔとグランドとの間に整合回路としてインダクタＬ１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。インダクタＬ１は、送信フィルタ４０を通過した送信信号が受信フィルタ４２に漏れず共通端子Ａｎｔから出力されるようにインピーダンスを整合させる。
【００８７】
送信フィルタ４０は、ラダー型フィルタである。共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘ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。共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ３が並列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ３の一端は共通にインダクタＬ２を介し接地されている。並列共振器Ｐ１は共振器Ｐ１ａおよびＰ１ｂに直列に分割されている。
【００８８】
図２１（ａ）は、実施例２における送信フィルタの平面図、図２１（ｂ）は、空隙の平面図である。図２１（ａ）に示すように、基板１０上に直列共振器Ｓ１からＳ４、並列共振器Ｐ１からＰ３、配線４５および端子４６が形成されている。直列共振器Ｓ１からＳ４、および並列共振器Ｐ１からＰ３は共振領域５０を有する。配線４５は共振領域５０同士を接続、および共振領域５０と端子４６とを接続する、端子４６は入力端子Ｔｉｎ、出力端子Ｔｏｕｔおよびグランド端子Ｔｇを含む。配線４５および端子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。
【００８９】
図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示すように、並列共振器Ｐ１以外の共振器は、単一の空隙３０に単一の共振領域５０が設けられている。共振器Ｐ１ａおよびＰ１ｂは実施例１およびその変形例に係る圧電薄膜共振器であり、単一の空隙３０ａに２つの共振領域５０と分断領域６２が設けられている。共振器Ｐ１ａおよびＰ１ｂが設けられた空隙３０ａと他の空隙３０とは楕円形状を有している。このように、空隙３０ａと３０とが同様の形状であるため、空隙３０ａおよび３０上に積層膜１８を形成する応力条件をほぼ同一にできる。よって、空隙３０ａおよび３０と積層膜１８とを容易に形成することができる。
【００９０】
実施例２のように、送信フィルタ４０は、実施例１およびその変形例の単一の空隙３０に設けられた複数の共振領域５０にそれぞれ対応する複数の圧電薄膜共振器を含む。これにより、共振器Ｐ１ａとＰ１ｂとの間の配線の寄生容量Ｃ０を小さくできる。よって、２次歪を抑制できる。また、積層膜の機械的な破壊を抑制できる。
【００９１】
実施例２では、送信フィルタ４０に実施例１およびその変形例を用いる例を説明したが、受信フィルタ４２に実施例１およびその変形例を用いてもよい。また、ラダー型フィルタに実施例１およびその変形例を用いる例を説明したがラティス型フィルタまたは多重モードフィルタでもよい。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。
【００９２】
また、並列共振器Ｐ１が複数の共振器Ｐ１ａおよびＰ１ｂ（分割共振器）に分割されており、共振器Ｐ１ａおよびＰ１ｂに対応する複数の共振領域５０は空隙３０ａに共通に設けられている。これにより、２次歪を抑制できる。分割される共振器は、１または複数の直列共振器および１または複数の並列共振器の少なくとも１つの共振器であればよい。２次歪を抑制する観点から出力端子に最も近い直列共振器Ｓ１および／または並列共振器Ｐ１が分割されていることが好ましい。
分割は、図２（ｂ）のような並列分割でもよい。直列共振器および並列共振器の数は任意に設定できる。
【実施例３】
【００９３】
実施例３は、ラダー型フィルタに実施例１およびその変形例を用いる例である。図２２（ａ）は、実施例３および比較例２に係るフィルタの回路図、図２２（ｂ）は、比較例２に係るフィルタの平面図である。
【００９４】
図２２（ａ）に示すように、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に直列に直列共振器Ｓ１およびＳ２が接続され、並列に並列共振器Ｐ１が接続されている。図２２（ｂ）に示すように、基板１０上に共振領域５０、配線４５および端子４６が設けられている。配線４５および端子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。比較例２においては、基板１０上に共振器に対応する３つの共振領域５０が形成されている。３つの共振領域５０はそれぞれ単一の空隙３０上に設けられている。
【００９５】
図２３は、実施例３に係るフィルタの平面図である。図２３に示すように、実施例３では、直列共振器Ｓ１およびＳ２に対応する共振領域５０は空隙３０に共通に設けられている。直列共振器Ｓ１およびＳ２の上部電極１６は分断領域６２で分断されている。直列共振器Ｓ１およびＳ２の上部電極１６は共通に並列共振器Ｐ１に接続されている。
【００９６】
実施例３のように、複数の直列共振器Ｓ１およびＳ２は単一の空隙３０を共有する実施例１およびその変形例でもよい。
【００９７】
図２４（ａ）は、実施例３の変形例１に係るフィルタの平面図、図２４（ｂ）は、共振領域付近の平面図である。図２４（ａ）および図２４（ｂ）に示すように、空隙３０に共通に直列共振器Ｓ１およびＳ２並びに並列共振器Ｐ１に対応する３つの共振領域５０が設けられている。上部電極１６は分断領域６２で分断されている。下部電極１２は分断領域６２に設けられている。３つの共振器は下部電極１２により電気的に接続されている。その他の構成は実施例３と同じであり説明を省略する。
【００９８】
図２５（ａ）は、実施例３の変形例２に係るフィルタの回路図、図２５（ｂ）は、平面図、図２５（ｃ）は、共振領域付近の平面図である。図２５（ａ）に示すように、直列共振器Ｓ１とＳ２との間のノードとグランドと間に２つの並列共振器Ｐ１およびＰ２が並列に接続されている。図２５（ｂ）および図２５（ｃ）に示すように、空隙３０に共通に直列共振器Ｓ１およびＳ２並びに並列共振器Ｐ１およびＰ２に対応する４つの共振領域５０が設けられている。上部電極１６は分断領域６２で分断されている。下部電極１２は分断領域６２に設けられている。４つの共振器は下部電極１２により電気的に接続されている。その他の構成は実施例３と同じであり説明を省略する。
【００９９】
実施例３の変形例１および２のように、複数の直列共振器Ｓ１およびＳ２並びに並列共振器Ｐ１、Ｐ２は単一の空隙３０を共有する実施例１およびその変形例でもよい。
【０１００】
実施例３の変形例のように、１または複数の直列共振器の少なくとも１つと１または複数の並列共振器の少なくとも１つに対応する共振領域５０が空隙３０に共通に設けられている。これにより、直列共振器と並列共振器との間の配線の寄生容量を抑制できる。また、積層膜の機械的な破壊を抑制できる。
【０１０１】
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】
【０１０２】
１０      基板
１２      下部電極
１４      圧電膜
１６      上部電極
１８      積層膜
２８      挿入膜
３０      空隙
５０      共振領域
５２      外周領域
５４      中央領域
６０      空隙の中心
６２      分断領域
【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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