(57)【要約】      （修正有）【課題】バルク音波共振器の共振フィルムの機械的強度を増強して、バルク音波共振器のQ因子を増大させ擬似モードを抑制する質量調整構造付きバルク音波共振器を提供する。【解決手段】質量調整構造付きバルク音波共振器１は、サポート層２０、下部金属層３０、圧電層４０、上部金属層５０および質量調整構造８から構成される。サポート層２０は基板１０上に形成され、空孔６０を有する。空孔６０は、上部内壁表面２２を有する。下部金属層３０は、サポート層２０上に形成される。圧電層４０は下部金属層３０上に形成される。上部金属層５０は圧電層４０上に形成される。音波共振領域７は、上部金属層５０、圧電層４０、下部金属層３０、サポート層２０および空孔６０が垂直に投射して重なり合う領域で定義され、更に周辺領域および中央領域に分割される。質量調整構造８は、周辺領域内の上部内壁表面上に形成される周辺質量調整構造８１からなる。【選択図】図１
2018067902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サポート層が基板上に形成され、
空孔が前記サポート層内に存在し、
上部内壁表面が前記空孔内に存在し、
下部金属層が前記サポート層上に形成され、
圧電層が前記下部金属層上に形成され、
上部金属層が前記圧電層上に形成され、
音波共振領域が、前記上部金属層、前記圧電層、前記下部金属層、前記サポート層、および前記空孔を垂直投射して重なり合う領域で定義され、
前記音波共振領域が、周辺領域および中央領域に分割され、
質量調整構造が、周辺質量調整構造から構成され、
前記周辺質量調整構造が、前記周辺領域内の上部内壁表面上に形成されることを特徴とする、質量調整構造付きバルク音波共振器。
【請求項２】
前記質量調整構造がさらに中央質量調整構造から構成され、
前記中央質量調整構造が前記中央領域内の上部内壁表面上に形成され、
前記周辺質量調整構造の膜厚が前記中央質量調整構造の膜厚と異なることを特徴とする、請求項１記載の質量調整構造付きバルク音波共振器。
【請求項３】
前記質量調整構造が更に中央質量調整構造から構成され、
前記中央質量調整構造が前記中央領域内の上部内壁表面上に形成され、
前記周辺領域が第一および第二の周辺内部領域に分割され、
前記第二の周辺内部領域が前記中央領域および前記第一の周辺内部領域の間に位置し、
前記周辺質量調整構造が前記第一の周辺質量調整内部構造を含み、
前記第一の周辺質量調整内部構造が前記第一の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成されることを特徴とする、請求項１記載の質量調整構造付きバルク音波共振器。
【請求項４】
前記周辺質量調整構造が更に第二の周辺質量調整内部構造から構成され、
前記第二の周辺質量調整内部構造が前記第二の周辺領域内の上部内壁表面上に形成され、
前記第二の周辺質量調整内部構造の膜厚が前記第一の周辺質量調整内部構造の膜厚と異なり、
前記第二の周辺質量調整内部構造の膜厚が前記中央質量調整構造の膜厚と異なることを特徴とする、請求項３記載の質量調整構造付きバルク音波共振器。
【請求項５】
前記周辺質量調整構造が第二の周辺質量調整内部構造を含み、
前記周辺領域が第一および第二の周辺内部領域に分割され、
前記第二の周辺内部領域が前記中央領域および前記第一の周辺内部領域の間に位置し、前記第二の周辺質量調整内部構造が前記第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成されることを特徴とする、請求項１記載の質量調整構造付きバルク音波共振器。
【請求項６】
前記質量調整構造が更に中央質量調整構造から構成され、
前記中央質量調整構造が前記中央領域内の上部内壁表面上に形成され、
前記第二の周辺質量調整内部構造の膜厚が前記中央質量調整構造の膜厚と異なることを特徴とする、請求項５記載の質量調整構造付きバルク音波共振器。
【請求項７】
前記周辺質量調整構造が更に第一の周辺質量調整内部構造を含み、
前記第一の周辺質量調整内部構造が前記第一の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、前記第二の周辺質量調整内部構造の膜厚が前記第一の周辺質量調整内部構造の膜厚と異なることを特徴とする、請求項５記載の質量調整構造付きバルク音波共振器。
【請求項８】
前記質量調整構造が、金属材料、絶縁材料、あるいは、半導体材料からなることを特徴とする、請求項１記載の質量調整構造付きバルク音波共振器。
【請求項９】
前記金属材料が、Ti、Mo、Pt、Al、Au、W、およびRuからなるグループより選択される少なくとも一つの材料であり、
前記絶縁材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウム、およびポリマーからなるグループより選択される少なくとも一つの材料であり、前記半導体材料が、GaAs、InGaP、InGaAs、およびInPからなるグループより選択される少なくとも一つの材料であることを特徴とする、請求項８記載の質量調整構造付きバルク音波共振器。
【請求項１０】
前記サポート層の材料が、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウム、およびポリマーからなるグループより選択される少なくとも一つの材料であることを特徴とする、請求項１記載の質量調整構造付きバルク音波共振器。
【請求項１１】
複数のバルク音波共振器が同一の基板上に形成され、
前記複数のバルク音波共振器のおのおのにおいて、
サポート層が、前記基板上に形成され、
空孔が、前記サポート層内に存在し、
上部内壁表面が、前記空孔内に存在し、
下部金属層が、前記サポート層上に形成され、
圧電層が、前記下部金属層上に形成され、
上部金属層が、前記圧電層上に形成され、
音波共振領域が、上記上部金属層、前記圧電層、前記下部金属層、前記サポート層、および前記空孔を垂直に投射して重なり合う領域で定義され、
前記音波共振領域が、周辺領域および中央領域に分割され、
前記複数の音波共振器のうち少なくとも二つがそれぞれ質量調整構造を有し、
前記質量調整構造が、次の幾何学的形状の内一つを有し、
幾何学的形状Iでは、
前記質量調整構造が周辺質量調整構造から構成され、前記周辺質量調整構造が前記周辺領域内の上部内壁表面上に形成され、前記周辺質量調整構造が膜厚および幅を有することを特徴とし、
幾何学的形状IIでは、
前記質量調整構造が中央質量調整構造および周辺質量調整構造から構成され、前記中央質量調整構造が前記中央領域内の上部内壁表面上に形成され、前記周辺質量調整構造が前記周辺領域内の上部内壁表面上に形成され、前記中央質量調整構造が膜厚を有し、前記周辺質量調整構造が膜厚および幅を有し、前記周辺質量調整構造の膜厚が前記中央質量調整構造の膜厚と異なることを特徴とし、
幾何学的形状IIIでは、
前記質量調整構造が中央質量調整構造および第一の周辺質量調整構造から構成され、前記中央質量調整構造が前記中央領域内の上部内壁表面上に形成され、前記周辺領域が第一および第二の周辺内部領域に分割され、前記第二の周辺内部領域が前記中央領域および前記第一の周辺内部領域の間に位置し、前記第一の周辺質量調整内部構造が前記第一の周辺領域内の上部内壁表面上に形成され、前記第一の周辺質量調整内部構造が膜厚および幅を有し、前記中央質量調整構造が膜厚を有することを特徴とし、
幾何学的形状IVでは、
前記質量調整構造が中央質量調整構造、第一の周辺質量調整構造、および第二の周辺質量調整構造から構成され、前記中央質量調整構造が前記中央領域内の上部内壁表面上に形成され、前記周辺領域が第一および第二の周辺内部領域に分割され、前記第二の周辺内部領域が前記中央領域および前記第一の周辺内部領域の間に位置し、前記第一の周辺質量調整内部構造が前記第一の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、前記第二の周辺質量調整内部構造が前記第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、前記第一の周辺質量調整内部構造が膜厚および幅を有し、前記第二の周辺質量調整内部構造が膜厚および幅を有し、前記中央質量調整構造が膜厚を有し、前記第二の周辺質量調整内部構造の膜厚が前記第一の周辺質量調整内部構造の膜厚と異なり、前記第二の周辺質量調整内部構造の膜厚が前記中央質量調整構造の膜厚と異なることを特徴とし、
幾何学的形状Vでは、
前記質量調整構造が第二の周辺質量調整内部構造から構成され、前記周辺領域が第一および第二の周辺内部領域に分割され、前記第二の周辺内部領域が前記中央領域および前記第一の周辺内部領域の間に位置し、前記第二の周辺質量調整内部構造が前記第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、前記第二の質量調整内部構造が膜厚および幅を有することを特徴とし、
幾何学的形状VIでは、前記質量調整構造が中央質量調整構造および第二の質量調整内部構造から構成され、前記中央質量調整構造が前記中央領域内の上部内壁表面上に形成され、前記周辺領域が第一および第二の周辺内部領域に分割され、前記第二の周辺内部領域が前記中央領域および前記第一の周辺内部領域の間に位置し、前記第二の周辺質量調整内部構造が前記第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、前記第二の周辺質量調整内部構造が膜厚および幅を有し、前記中央質量調整構造が膜厚を有し、前記第二の周辺質量調整内部構造の膜厚が前記中央質量調整構造の膜厚と異なることを特徴とし、
幾何学的形状VIIでは、
前記質量調整構造が第一の周辺質量調整内部構造および第二の周辺質量調整内部構造から構成され、前記周辺領域が第一および第二の周辺内部領域に分割され、前記第二の周辺内部領域が前記中央領域および前記第一の周辺内部領域の間に位置し、前記第一の周辺質量調整内部構造が前記第一の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、前記第二の周辺質量調整内部構造が前記第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、前記第一の周辺質量調整内部構造が膜厚および幅を有し、前記第二の周辺質量調整内部構造が膜厚および幅を有し、前記第二の周辺質量調整内部構造の膜厚が前記第一の周辺質量調整内部構造の膜厚と異なることを特徴とし、
前記質量調整構造のうち少なくとも二つが非同一の幾何学的形状を有することを特徴とするバルク音波フィルター。
【請求項１２】
前記質量調整構造がそれぞれ金属材料、絶縁材料、あるいは半導体材料からなることを特徴とする、請求項１１記載のバルク音波フィルター。
【請求項１３】
前記金属材料が、Ti、Mo、Pt、Al、Au、WおよびRuからなるグループより選択される少なくとも一つの材料であり、前記絶縁材料が、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウムおよびポリマーからなるグループより選択される少なくとも一つの材料であり、前記半導体材料が、GaAs、InGaP、InGaAsおよびInPからなるグループより選択される少なくとも一つの材料であることを特徴とする、請求項１２記載のバルク音波フィルター。
【請求項１４】
前記サポート層の材料が、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウムおよびポリマーからなるグループより選択される少なくとも一つの材料であることを特徴とする、請求項１１記載のバルク音波フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、バルク音波共振器の共振フィルムの機械的強度を増強し、バルク音波共振器のQ因子を増大し、擬似モードを抑制するのに役立つ質量調整構造付きバルク音波共振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術によるバルク音波共振器の実施形態を説明する図１０を参照する。この共振器は、基板９０、下部電極９１、圧電層９２、上部電極９３、空孔９４、および環状圧電層の窪み９５からなる。下部電極９１は基板９０の上に形成する。圧電層９２は下部電極９１の上に形成する。上部電極９３は圧電層９２の上に形成する。空孔９４は基板９０の上で下部電極９１の下に形成する。上部電極９３、圧電層９２、および下部電極９１がそれぞれ重なり合うことによって前記バルク音波共振器の共振フィルムを形成する。環状圧電層の窪み９５は、バルク音波共振器の共振フィルム外周に沿って圧電層９２の物質を切り取ることによって形成する。この環状圧電層の窪み９５を作ることによって、バルク音波共振器の共振フィルム外周の境界条件を変えることが出来る。このようにバルク音波共振器の共振フィルム外周の境界条件が可変なので、入射音波がバルク音波共振器の共振フィルム外周で反射したときの入射音波に対する反射音波の割合も変えることが出来る。こうして環状圧電層の窪み９５の深さおよび幅を適切に設計・調整することによって、入射音波に対する反射音波の割合を調整可能となる。よって、バルク音波共振器のQ因子を増大させることが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
バルク音波共振器の共振フィルムの幅は、大抵空孔９４の深さよりずっと大きい。さらに、バルク音波共振器の共振フィルムは、上部電極９３、圧電層９２および下部電極９１からなる。特に、上部電極９３および下部電極９１は金属である。したがって、圧力を加えると共振フィルムが湾曲しやすい。こうして、下部電極９１の底の部分が基板９０（空孔９４の底）に接触しやすくなる。これは、バルク音波共振器の性質に影響する。このように、環状圧電層の窪み９５を形成するバルク音波共振器の共振フィルム外周に沿って圧電層９２の部材を切り取ると、共振フィルムの機械的構造強度が損なわれる。このとき、圧力を加えると共振フィルムが下方向に湾曲しやすくなる。更に、バルク音波共振器の共振フィルムの機械的強度が十分でないと、共振フィルムそのものが壊れる恐れがある。
【０００４】
音波はバルク音波共振器の共振フィルムを透過して共振するので、上部電極９３、圧電層９２および下部電極９１が全体的に平面であるかどうかがバルク音波共振器の性質に直接影響する。従来技術によるバルク音波共振器の別の一例では、下部電極９１の上表面の端に沿って突起構造が形成される。この突起構造を形成することによって、バルク音波共振器の共振フィルム外周の境界条件を変えることが出来る。これによって、入射音波に対する反射音波の割合も調整することが可能となる。この突起構造の寸法を適切に設計・調整することによって、入射音波に対する反射音波の割合も調整可能となる。そして、バルク音波共振器のQ因子を増大することが出来る。しかしながら、下部電極９１の表面の端に沿って突起構造を形成すると圧電層９２の平面性を損ない、バルク音波共振器の共振フィルムの全面的な平面性に影響を来たす。こうして、バルク音波共振器の共振フィルムを透過する音波の性質が影響を受け、バルク音波共振器自体の性質にも悪影響を及ぼす。
【０００５】
したがって、本願では上述した不都合を避ける新構造を設計し、バルク音波共振器の性能を著しく向上しつつなおかつ経済性も考慮に入れる。よって、本願を新規発明として提案する。
【０００６】
本願が解決しようとする主な技術的問題は、バルク音波共振器の共振フィルムの機械的強度を向上しつつ全体的な平面さへの悪影響を避け、結果として擬似モードを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題を解決し期待される効果を得るため、本願では、サポート層、下部金属層、圧電層、上部電極層および質量調整構造からなる質量調整構造付きバルク音波共振器を提案する。サポート層は基板の上に形成し、その内部に空孔を有し、その空孔は上部内壁表面を有する。下部金属層はサポート層の上に形成する。圧電層は下部金属層の上に形成する。上部金属層は圧電層の上に形成する。音波共振領域は、上部金属層、圧電層、下部金属層、サポート層および空孔を垂直投射して重なり合う領域で定義できる。さらに、周辺領域と中央領域に分けられる。質量調整構造は周辺質量調整構造からなり、周辺質量調整構造は周辺領域内の上部内壁表面上に形成される。この周辺質量調整構造は、深さや幅などの寸法で特徴づけられる。（周辺質量調整構造を含む）質量調整構造を形成することによって、バルク音波共振器の音波共振領域内で上部金属層、圧電層および下部金属層からなる音波共振フィルム外周の境界条件を変えることが出来る。この音波共振フィルム外周の境界条件を変えることが出来るので、入射音波がこの境界条件を決定する音波共振フィルム外周で反射する際、入射音波に対する反射音波の割合を変化させることが出来る。質量調整構造の寸法（たとえば深さや幅）を適切に設計・調整することによって入射音波に対する反射音波の割合を調整し、バルク音波共振器のQ因子を増大して擬似モードを抑制することが可能となる。更に、サポート層はバルク音波共振器の機械的構造強度を効果的に改善する。よって、圧力を加えてもバルク音波共振器が下方に湾曲して基板側に触れることが避けられ、結果としてバルク音波共振器の性質に影響することが避けられる。その上、共振フィルムの機械的構造強度を改善することは、共振フィルムの破壊を防ぐことになる。
【０００８】
ある実施形態において、質量調整構造は更に中央質量調整構造からなり、中央質量調整構造は中央領域内の上部内壁表面上に形成され、周辺質量調整構造の膜厚と中央質量調整構造の膜厚は異なる。
【０００９】
ある実施形態において、質量調整構造は更に中央質量調整構造からなり、中央質量調整構造は中央領域内の上部内壁表面上に形成され、周辺領域は第一および第二の周辺内部領域に分割され、第二の周辺内部領域は中央領域と第一の周辺内部領域の間に位置し、周辺質量調整構造は第一の周辺質量調整内部構造を含み、第一の周辺質量調整内部構造は第一の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成される。
【００１０】
ある実施形態において、質量調整構造は更に第二の周辺質量調整内部構造を含み、第二の周辺質量調整内部構造は第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、第二の周辺質量調整内部構造の膜厚は第一の周辺質量調整内部構造の膜厚と異なり、第二の周辺質量調整内部構造の膜厚は中央質量調整構造の膜厚とも異なる。
【００１１】
ある実施形態において、周辺質量調整構造は第二の周辺質量調整内部構造を含み、周辺領域は第一および第二の周辺内部領域に分割され、第二の周辺内部領域は中央領域および第一の周辺内部領域の間に位置し、第二の周辺質量調整内部構造は第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成される。
【００１２】
ある実施形態において、質量調整構造は更に中央質量調整構造から構成され、中央質量調整構造は中央領域内の上部内壁表面上に形成され、第二の周辺質量調整内部構造の膜厚は中央質量調整構造の膜厚と異なる。
【００１３】
ある実施形態において、周辺質量調整構造は更に第一の周辺質量調整内部構造を含み、第一の周辺質量調整内部構造は第一の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、第二の周辺質量調整内部構造の膜厚は第一の周辺質量調整内部構造の膜厚と異なる。
【００１４】
ある実施形態において、質量調整構造は金属材料、絶縁材料、あるいは半導体材料からなる。
【００１５】
ある実施形態において、金属材料は、Ti、Mo、Pt、Al、Au、W、そしてRuからなるグループから選ばれる少なくとも一つの材料であり、絶縁材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウムそしてポリマーからなるグループから選ばれる少なくとも一つの材料であり、半導体材料は、GaAs、InGaP、InGaAs、そしてInPからなるグループから選ばれる少なくとも一つの材料である。
【００１６】
ある実施形態において、サポート層の材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウム、そしてポリマーからなるグループから選ばれる少なくとも一つの材料である。
【００１７】
なお、本願は更に、複数のバルク音波共振器からなるバルク音波フィルターを提供する。この複数の音波共振器は基板の上に形成される。これらのバルク音波共振器はそれぞれサポート層、下部金属層、圧電層、そして上部金属層からなる。サポート層は基板の上の形成され、空孔を含み、空孔は上部内壁表面を含む。下部金属層はサポート層の上に形成される。圧電層は下部金属層の上に形成される。上部金属層は圧電層の上に形成される。音波共振領域は、上部金属層、圧電層、下部金属層、サポート層及び空孔を垂直投射して重なり合う領域で定義され、周辺領域および中央領域に分割される。複数の音波共振器の内少なくとも二つは、それぞれ質量調整構造を有する。質量調整構造は次の幾何学的形状の内任意の一つを有する。
幾何学的形状I：質量調整構造は周辺質量調整構造から構成され、周辺質量調整構造は周辺領域内の上部内壁表面上に形成され、周辺質量調整構造は幅および膜厚を有する。
幾何学的形状II：質量調整構造は中央質量調整構造および周辺質量調整構造から構成され、中央質量調整構造は中央領域内の上部内壁表面上に形成され、周辺質量調整構造は周辺領域内の上部内壁表面上に形成される。中央質量調整構造は膜厚を有し、周辺質量調整構造は膜厚及び幅を有し、周辺質量調整構造の膜厚は中央質量調整構造の膜厚と異なる。
幾何学的形状III：質量調整構造は中央質量調整構造および第一の周辺質量調整内部構造から構成され、中央質量調整構造は中央領域内の上部内壁表面上に形成され、周辺領域は第一および第二の周辺内部領域に分割され、第二の周辺内部領域は中央領域および第一の周辺内部領域の間に位置し、第一の周辺質量調整内部構造は第一の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、第一の周辺質量調整内部構造は膜厚および幅を有し、中央質量調整構造は幅を有する。
幾何学的形状IV：質量調整構造は中央質量調整構造、第一の周辺質量調整内部構造および第二の周辺質量調整内部構造から構成され、中央質量調整構造は中央領域内の上部内壁表面上に形成され、周辺領域は第一および第二の周辺内部構造に分割され、第二の周辺内部領域は中央領域および第一の周辺内部領域の間に位置し、第一の周辺質量調整内部構造は第一の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、第二の周辺質量調整内部構造は第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、第一の周辺質量調整内部構造は膜厚および幅を有し、第二の周辺質量調整内部構造は膜厚および幅を有し、中央質量調整構造は膜厚を有し、第二の周辺質量調整内部構造の膜厚は第一の周辺質量内部構造の膜厚と異なり、第二の周辺質量調整内部構造の膜厚は中央質量調整構造の膜厚と異なる。
幾何学的形状V：質量調整構造は第二の周辺質量調整内部構造から構成され、周辺領域は第一および第二の周辺内部領域に分割され、第二の周辺内部領域は中央領域および第一の周辺内部領域の間に位置し、第二の周辺質量調整内部構造は第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、第二の周辺質量調整内部構造は膜厚および幅を有する。
幾何学的形状VI：質量調整構造は中央質量調整構造および第二の周辺質量調整内部構造から構成され、中央質量調整構造は中央領域内の上部内壁表面上に形成され、周辺領域は第一および第二周辺内部領域に分割され、第二周辺内部領域は中央領域および第一の周辺内部領域の間に位置し、第二の周辺質量調整内部構造は第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、第二の周辺質量調整内部構造は膜厚および幅を有し、中央質量調整構造は膜厚を有し、第二の周辺質量調整内部構造の膜厚は中央質量調整構造の膜厚と異なる。
幾何学的形状VII：質量調整構造は第一および第二の質量調整内部構造から構成され、周辺領域は第一および第二の周囲辺内部領域に分割され、第二の周辺内部領域は中央領域および第一の周辺内部領域の間に位置し、第一の質量調整内部構造は第一の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、第二の周辺質量調整内部構造は第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成され、第一の周辺質量調整内部構造は膜厚および幅を有し、第二の周辺質量調整内部構造は膜厚および幅を有し、第二の周辺質量調整内部構造の膜厚は第一の周辺質量調整内部構造の膜厚と異なる。（それぞれ質量調整構造を有する）これらのバルク音波共振器内の少なくとも二つが非同一の幾何学的形状を有する。
【００１８】
一般に、バルク音波フィルターは二種類のバルク音波共振器の集まりから構成される。第一種の集まりは、より高い共振周波数を持つシリーズバルク音波共振器である。第二種の集まりは、より低い共振周波数を有するシャントバルク音波共振装置である。質量調整構造を形成することによってバルク音波共振器の音波共振フィルム外周の境界条件を変化させることが可能なので、入射音波に対する反射音波の割合も変化させられる。異なる形状にデザインされた質量調整構造、あるいは、同じ形状のデザインでも寸法が異なる質量調整構造を用いると、音波共振フィルム外周の境界条件が変化し入射音波に対する反射音波の割合が変化する。ゆえに、バルク音波フィルターを構成する少なくとも二つのバルク音波共振器の（互いに非同一の幾何学的形状を有する）質量調整構造をそれぞれ設計・調整することによって、二種類のバルク音波共振器（より高い共振周波数を有するシリーズバルク音波共振器およびより低い共振周波数を有するシャントバルク音波共振器）として調整可能となり、より高い共振周波数を有するシリーズバルク音波共振器とより低い共振周波数を有するシャントバルク音波共振器の両方のQ因子をそれぞれ増大し、疑似モードを抑制する。
【００１９】
ある実施形態において、質量調整構造はそれぞれ金属材料、絶縁材料あるいは半導体材料からなる。
【００２０】
ある実施形態において、金属材料は、Ti、Mo、Pt、Al、Au、WおよびRuからなるグループより選択する少なくとも一つの材料である。絶縁材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウムおよびポリマーからなるグループより選択する少なくとも一つの材料である。半導体材料は、GaAs、InGaP、InGaAsおよびInPからなるグループより選択する少なくとも一つの材料である。
【００２１】
ある実施形態において、サポート層の材料は酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウムおよびポリマーからなるグループより選択する少なくとも一つの材料である。
【００２２】
本願の性質および効果をより理解するため、以下ではいくつかの好ましい実施形態について図面を使って詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本願の質量調整構造（幾何学的形状I）を有するバルク音波共振器の一実施形態の図面である。
【図２】図２は、本願の質量調整構造（幾何学的形状II）を有するバルク音波共振器の別の実施形態の図面である。
【図３】図３は、本願の質量調整構造（幾何学的形状III）を有するバルク音波共振器の別の実施形態の図面である。
【図４】図４は、本願の質量調整構造（幾何学的形状IV）を有するバルク音波共振器の別の実施形態の図面である。
【図５】図５は、本願の質量調整構造（幾何学的形状V）を有するバルク音波共振器の別の実施形態の図面である。
【図６】図６は、本願の質量調整構造（幾何学的形状VI）を有するバルク音波共振器の別の実施形態の図面である。
【図７】図７は、本願の質量調整構造（幾何学的形状VII）を有するバルク音波共振器の別の実施形態の図面である。
【図８】図８は、本願のバルク音波フィルターの実施形態の図面である。
【図９】図９は、本願のバルク音波フィルターの実施形態の図面である。
【図１０】図１０は、従来技術のバルク音波共振器の一実施形態の図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本願は、サポート層、下部金属層、圧電層、上部金属層および質量調整構造からなる、質量調整構造付きバルク音波共振器を提案する。サポート層は基板上に形成され、空孔を有し、その空孔は上部内壁表面を持つ。下部金属層はサポート層上に形成される。圧電層は下部金属層上に形成される。上部金属層は圧電層上に形成される。音波共振領域は、上部金属層、圧電層、下部金属層、サポート層および空孔を垂直投射して重なり合う領域で定義され、さらに周辺領域および中央領域に分割される。周辺領域は第一および第二の周辺内部領域に分割され、第二周辺内部領域は中央領域および第一の周辺内部領域の間に位置する。質量調整構造は、（１）周辺領域内の上部内壁表面上に形成される。あるいは、（２）周辺領域内および中央領域内の上部内壁表面上に形成される。あるいは、（３）第一の周辺内部領域内および中央領域内の上部内壁表面上に形成される。あるいは、（４）第一、第二の周辺内部領域内および中央領域内の上部内壁表面上に形成される。あるいは、（５）第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成される。あるいは、（６）第二の周辺内部領域内および中央領域内の上部内壁表面上に形成される。あるいは、（７）第一および第二の周辺内部領域内の上部内壁表面上に形成される。本願では、（質量調整構造がサポート層と接続されている）空孔の上部内壁表面上に質量調整構造が形成されているため、バルク音波共振器の上部金属層、圧電層および下部金属層の全体的平面さが質量調整構造の影響を受けない。更にそのうえ、本願の設計に従い、下部電極がサポート層の上に形成される前に、サポート層は化学的機械的研磨によって研磨することができる。そのためサポート層の上部表面の平面さが向上し、バルク音波共振器の上部金属層、圧電層および下部金属層全体の平面さが改善する。その結果、バルク音波共振器の共振特性が向上する。
【００２５】
本願の質量調整構造（幾何学的形状I）を有するバルク音波共振器の一実施形態の図面である図１を参照する。バルク音波共振器１は基板１０の上に形成される。バルク音波共振器１は、サポート層２０、下部金属層３０、圧電層４０、上部金属層５０および質量調整構造８から構成される。サポート層２０は基板１０の上に形成され、空孔６０を有する。空孔６０は上部内壁表面２２を有する。下部金属層３０はサポート層２０の上に形成される。圧電層４０は下部金属層３０の上に形成される。上部金属層５０は圧電層４０の上に形成される。音波共振領域７は、上部金属層５０、圧電層４０、下部金属層３０、サポート層２０および空孔６０を垂直投射して重なり合う領域で定義され、更に周辺領域７１および中央領域７０に分割される。本実施形態において、質量調整構造８は幾何学的形状Iを有する。幾何学的形状Iとは、質量調整構造８が周辺質量調整構造８１からなり、周辺質量調整構造８１が周辺領域７１内の上部内壁表面２２上に形成され、更に膜厚T1および幅D1を有することを特徴とする。質量調整構造８を形成することによって、音波共振領域７内でバルク音波共振器１の上部金属層５０、圧電層４０および下部金属層３０からなる音波共振フィルム外周の境界条件が変化する。音波共振フィルム外周の境界条件が変化するので、入射音波が音波共振フィルム外周で反射する際入射音波に対する反射音波の割合も変化する。質量調整構造８の寸法を設計・調整すること（本実施形態では膜厚T1あるいは幅D1を設計・調整すること）によって、入射音波に対する反射音波の割合が調整され、バルク音波共振器１のQ因子が効果的に増強され、疑似モードが抑制される。更に、サポート層２０はバルク音波共振器１の機械的構造強度を効果的に増強する。それゆえ、圧力を受けてもバルク音波共振器１が基板側に湾曲するのを抑え、バルク音波共振器１の性質に影響しない。また、バルク音波共振器１の音波共振フィルムの機械的強度を増強することは、バルク音波共振器１の音波共振フィルムの故障を避けることにもなる。
【００２６】
あるいくつかの実施形態においては、質量調整構造８は金属材料、絶縁材料あるいは半導体材料からなる。金属材料は、Ti、Mo、Pt、Al、Au、W、およびRuからなるグループより選択される少なくとも一つの材料である。絶縁材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウムおよびポリマーからなるグループより選択される少なくとも一つの材料である。ポリマーは、ベンゾ・シクロブタン（BCB）を含むことができる。半導体材料は、GaAs、InGaP、InGaAs、およびInPからなるグループより選択する少なくとも一つの材料である。
【００２７】
あるいくつかの実施形態においては、質量調整構造８は上述した材料の組み合わせを含むことが可能である。たとえば、質量調整構造８は、上述した金属材料と上述した絶縁材料の組み合わせを含むことができる。例えば、一実施形態において（図３参照）、第一の周辺質量調整内部構造８１１は上述した金属材料からなり、一方、中央質量調整構造８０は上述した絶縁材料からなる。例えば、他の一実施形態において（図２参照）、周辺質量調整構造８１は上述した金属材料と上述した絶縁材料を積層して形成される。
【００２８】
本願の全実施形態において、下部金属層３０の材料は、Ti、Mo、Pt、Al、Au、W、およびRuからなるグループより少なくとも一つ選択すればよい。上部電極５０の材料は、、Ti、Mo、Pt、Al、Au、W、およびRuからなるグループより少なくとも一つ選択すればよい。圧電層４０の材料は、窒化アルミニウムおよび酸化亜鉛からなるグループより少なくとも選択される。本願の全実施形態において、サポート層２０の材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化アルミニウムおよびポリマーからなるグループより少なくとも一つ選択すればよい。ポリマーはベンゾ・シクロブタン（BCB）を含むことができる。
【００２９】
本願の質量調整構造（幾何学的形状II）付きバルク音波共振器の他の実施形態の図面である図２を参照する。本実施形態の主な構造は、図１で示した実施形態の構造と基本的に同じであるが、質量調整構造８が幾何学的形状IIを有する点で異なる。幾何学的形状IIでは、質量調整装置８が中央質量調整構造８０および周辺質量調整内部構造８１から構成される。中央質量調整構造８０は、中央領域７０内の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成される。周辺質量調整内部構造８１は、周辺領域７１内の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成される。中央質量調整構造８０は膜厚T0を有する。周辺質量調整構造８１は膜厚T1および幅D1を有する。（本実施形態において周辺質量調整構造８１の膜厚T1あるいは幅D1、または、中央質量調整構造８０の膜厚T0など）質量調整構造８の寸法を設計・調整することによって、入射音波に対する反射音波の割合を適性に調整することが可能となり、バルク音波共振器１のQ因子を効果的に増強して疑似モードを抑制することができる。本実施形態では、周辺質量調整構造８１の膜厚T1は中央質量調整構造８０の膜厚T0より大きい。他の実施形態では、周辺質量調整構造８１の膜厚T1は中央質量調整構造８０の膜厚T0より小さい。また別の実施形態では、周辺質量調整構造８１の膜厚T1は中央質量調整構造８０の膜厚T0と異なる。
【００３０】
本願の質量調整構造（幾何学的形状III）付きバルク音波共振器の他の実施形態の図面である図３を参照する。本実施形態の主な構造は、図１で示した実施形態の構造と基本的に同じであるが、質量調整構造８が幾何学的形状IIIを有する点で異なる。幾何学的形状IIIでは、質量調整装置８が中央質量調整構造８０および第一の周辺質量調整内部構造８１１から構成される。中央質量調整構造８０は、中央領域７０内の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成される。周辺領域７１は、第一の周辺内部領域７１１および第二の周辺内部領域７１２に分割される。第二の周辺内部領域７１２は、中央領域７０および第一の周辺内部領域７１１の間に位置する。第一の周辺質量調整内部構造８１１は第一の周辺内部領域７１１内の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成され、第二の周辺内部領域７１２内には質量調整構造８は形成されない。図３の実施形態の第一の周辺質量調整内部構造８１１は、まさに図１の実施形態の周辺質量調整構造８１の一部である。第一の周辺質量内部構造８１１は膜厚T11および幅D11を有する。中央質量調整構造８０は膜厚T0を有する。（本実施形態において第一の周辺質量調整内部構造８１１の膜厚T１1あるいは幅D11、または、中央質量調整構造８０の膜厚T0など）質量調整構造８の寸法を設計・調整することによって、入射音波に対する反射音波の割合を適性に調整することが可能となり、バルク音波共振器１のQ因子を効果的に増強して疑似モードを抑制することができる。本実施形態では、第一の周辺質量調整内部構造８１１の膜厚T11は中央質量調整構造８０の膜厚T0より大きい。他の実施形態では、第一の周辺質量調整内部構造８１１の膜厚T11は中央質量調整構造８０の膜厚T0より小さい。また別の実施形態では、第一の周辺質量調整内部構造８１１の膜厚T11は中央質量調整構造８０の膜厚T0と異なる。
【００３１】
本願の質量調整構造（幾何学的形状IV）付きバルク音波共振器の他の実施形態の図面である図４を参照する。本実施形態の主な構造は、図１で示した実施形態の構造と基本的に同じであるが、質量調整構造８が幾何学的形状IVを有する点で異なる。幾何学的形状IVでは、質量調整構造８が中央質量調整構造８０、第一の周辺質量調整内部構造８１１および第二の周辺質量内部構造８１２から構成される。中央質量調整構造８０は、中央領域７０内の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成される。周辺領域７１は、第一の周辺内部領域７１１および第二の周辺内部領域７１２に分割される。第二の周辺内部領域７１２は、中央領域７０および第一の周辺内部領域７１１の間に位置する。第一の周辺質量調整内部構造８１１は第一の周辺内部領域７１１内の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成される。第二の周辺質量調整内部構造８１２は第二の周辺内部領域７１２内の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成される。第一の周辺質量内部構造８１１は膜厚T11および幅D11を有する。第二の周辺質量内部構造８１２は膜厚T12および幅D12を有する。中央質量調整構造８０は膜厚T0を有する。第二の周辺質量内部構造８１２の膜厚T12は、第一の周辺質量内部構造８１１の膜厚T11と異なる。第二の周辺質量調整内部構造８１２の膜厚T12は中央質量調整構造８０の膜厚T0と異なる。（本実施形態において第一の周辺質量調整内部構造８１１の膜厚T11あるいは幅D11、第二の周辺質量調整内部構造８１２の膜厚T12あるいは幅D12、または、中央質量調整構造８０の膜厚T0など）質量調整構造８の寸法を設計・調整することによって、入射音波に対する反射音波の割合を適性に調整することが可能となり、バルク音波共振器１のQ因子を効果的に増強して疑似モードを抑制することができる。本実施形態では、第一の周辺質量調整内部構造８１１の膜厚T11、第二の周辺質量調整内部構造８１２の膜厚T12および中央質量調整構造８０の膜厚T0が、T11>T0>T12の関係を持っている。別の実施形態では、T11、T12およびT0における関係が次の通りである。T12はT11と異なり（すなわち、T12はT11より大きいか小さい）、T12はT0と異なる（すなわち、T12はT0より大きいか小さい）。ただし、T11とT0の間には何の関係性も規定されない。すなわち、T11はT0より大きくても良く、等しくても良く、あるいは小さくても良い。
【００３２】
本願の質量調整構造（幾何学的形状V）付きバルク音波共振器の他の実施形態の図面である図５を参照する。本実施形態の主な構造は、図１で示した実施形態の構造と基本的に同じであるが、質量調整構造８が幾何学的形状Vを有する点で異なる。幾何学的形状Vでは、質量調整装置８が第二の周辺質量調整内部構造８１２から構成される。周辺領域７１は、第一の周辺内部領域７１１および第二の周辺内部領域７１２に分割される。第二の周辺内部領域７１２は、中央領域７０および第一の周辺内部領域７１１の間に位置する。第二の周辺質量調整内部構造８１２は、第二の周辺内部領域７１２内の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成されるが、第一の周辺内部領域７１１には質量調整構造８は形成されない。図５の実施形態における第二の周辺質量調整内部構造８１２は、まさに図１の実施形態の周辺質量調整内部構造８１の一部である。第二の周辺質量調整内部構造８１２は膜厚T12および幅D12を有する。（本実施形態において第二の周辺質量調整内部構造８１２の膜厚T12あるいは幅D12など）質量調整構造８の寸法を設計・調整することによって、入射音波に対する反射音波の割合を適性に調整することが可能となり、バルク音波共振器１のQ因子を効果的に増強して疑似モードを抑制することができる。
【００３３】
本願の質量調整構造（幾何学的形状VI）付きバルク音波共振器の他の実施形態の図面である図６を参照する。本実施形態の主な構造は、図１で示した実施形態の構造と基本的に同じであるが、質量調整構造８が幾何学的形状VIを有する点で異なる。幾何学的形状VIでは、質量調整装置８が中央質量調整構造８０と第二の周辺質量調整内部構造８１２から構成される。中央質量調整構造８０は、中央領域７０の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成される。周辺領域７１は、第一の周辺内部領域７１１および第二の周辺内部領域７１２に分割される。第二の周辺内部領域７１２は、中央領域７０および第一の周辺内部領域７１１の間に位置する。第二の周辺質量調整内部構造８１２は第二の周辺内部領域７１２内の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成されるが、第一の周辺内部領域７１１内には質量調整構造８は形成されない。図６の実施形態における第二の周辺質量調整内部構造８１２は、まさに図１の実施形態の周辺質量調整内部構造の一部である。第二の周辺質量調整内部構造８１２は膜厚T12および幅D12を有する。中央質量調整構造８０は膜厚T0を有する。第二の周辺質量調整内部構造８１２の膜厚T12は、中央質量調整構造８０の膜厚T0と異なる。（本実施形態において第二の周辺質量調整内部構造８１２の膜厚T12あるいは幅D12、または、中央質量調整構造８０の膜厚T0など）質量調整構造８の寸法を設計・調整することによって、入射音波に対する反射音波の割合を適性に調整することが可能となり、バルク音波共振器１のQ因子を効果的に増強して疑似モードを抑制することができる。本実施形態では、第二の周辺質量調整内部構造８１２の膜厚T12が、中央質量調整構造８０の膜厚T0より大きい。別の実施形態では、第二の周辺質量調整内部構造８１２の膜厚T12が、中央質量調整構造８０の膜厚T0より小さい。
【００３４】
本願の質量調整構造（幾何学的形状VII）付きバルク音波共振器の他の実施形態の図面である図７を参照する。本実施形態の主な構造は、図１で示した実施形態の構造と基本的に同じであるが、質量調整構造８が幾何学的形状VIIを有する点で異なる。幾何学的形状VIIでは、質量調整装置８が第一の周辺質量調整内部構造８１１および第二の周辺質量調整内部構造８１２から構成される。周辺領域７１は、第一の周辺内部領域７１１および第二の周辺内部領域７１２に分割される。第二の周辺内部領域７１２は、中央領域７０および第一の周辺内部領域７１１の間に位置する。第一の周辺質量調整内部構造８１１は、第一の周辺内部領域７１１内の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成される。第二の周辺質量調整内部構造８１２は、第二の周辺内部領域７１２内の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成される。第一の周辺質量調整内部構造８１１は膜厚T11および幅D11を有する。第二の周辺質量調整内部構造８１２は膜厚T12および幅D12を有する。第二の周辺質量調整内部構造８１２の膜厚T12は、第一の周辺質量調整内部構造８１１の膜厚T11と異なる。（本実施形態において第一の周辺質量調整内部構造８１１の膜厚T１１あるいは幅D1１、または、第二の周辺質量調整内部構造８１２の膜厚T12あるいは幅D12など）質量調整構造８の寸法を設計・調整することによって、入射音波に対する反射音波の割合を適性に調整することが可能となり、バルク音波共振器１のQ因子を効果的に増強して疑似モードを抑制することができる。本実施形態では、第一の周辺質量調整内部構造８１１の膜厚T11が第二の周辺質量調整内部構造８１２の膜厚T12より大きい。別の実施形態では、第一の周辺質量調整内部構造８１１の膜厚T1１が第二の周辺質量調整内部構造８１２の膜厚T12より小さい。
【００３５】
本願は更に、基板１０上に形成される複数のバルク音波共振器から構成されるバルク音波フィルターを提供する。これら複数のバルク音波共振器の一つ一つが、（図１の構造のように）サポート層２０、下部金属層３０、圧電層４０および上部金属層５０から構成される。サポート層２０は基板１０上に形成され更に空孔６０を有する。空孔６０は上部内壁表面２２を有する。下部電極３０はサポート層２０上に形成される。圧電層４０は下部電極層３０上に形成される。上部金属層５０は圧電層４０上に形成される。音波共振領域７は、上部電極５０、圧電層４０、下部電極３０、サポート層２０および空孔６０を垂直に投射して重なり合う領域で定義され、更に周辺領域７１および中央領域７０に分割される。これら複数のバルク音波共振器のうち少なくとも二つは、質量調整構造８をそれぞれ有する。（本願においては、質量調整構造８を有するバルク音波共振器がバルク音波共振器１である。）質量調整構造８は幾何学的形状IからVIIの内どれか一つを有する。これらのバルク音波共振器１の内（それぞれ質量調整構造８を有する）少なくとも二つは、互いに同一でない幾何学的形状を持った質量調整構造８を有している。ここで、非同一の二つのタイプの幾何学的形状が存在していることが特徴である。非同一の幾何学的形状の内第一のタイプでは、これらのバルク音波共振器１の内（それぞれ質量調整構造８を有する）少なくとも二つが異なる幾何学的形状（たとえば、後で詳述する図８の実施形態では、バルク音波共振器１の内一方が幾何学的形状Iを有し、他方が幾何学的形状IIを有する）を有している。非同一の幾何学的形状の内第二のタイプでは、これらのバルク音波共振器１の内（それぞれ質量調整構造８を有する）少なくとも二つが同じ幾何学的構成を持つが、それらの質量調整構造８の寸法の少なくとも一部が異なる。（たとえば、後で詳述する図９の実施形態では、両方のバルク音波共振器１が同じ幾何学的形状Iを有しているものの、一方の周辺質量調整構造８１の膜厚T1あるいは幅D1が、他方の周辺質量調整構造８１’のものと異なっている。）一般に、バルク音波共振フィルターは二種類のバルク音波共振器からなる。バルク音波共振器の第一種は、より高い共振周波数を有するシリーズバルク音波共振器である。バルク音波共振器の第二種は、より低い共振周波数を有するシャントバルク音波共振器である。質量調整構造を形成することによりバルク音波共振器の音波共振フィルム外周の境界条件を変化させることができるので、入射音波に対する反射音波の割合も変化させることが可能である。質量調整構造の異なる形状設計、あるいは寸法は異なるものの同一の形状設計は、どちらも音波共振フィルム外周の境界条件を異ならせる。よって、入射音波に対する反射音波の割合も異なる。ゆえに、バルク音波フィルターを構成する（より高い共振周波数を有するシリーズバルク音波共振器およびより低い共振周波数を有するシャントバルク音波共振器を含む）少なくとも二つの音波共振器の（非同一の幾何学的形状を有する）質量調整構造を個別に設計・調整することによって、バルク音波共振フィルターを構成する二種類のバルク音波共振器をそれぞれ調整することが可能となり、より高い共振周波数を有するシリーズバルク音波共振器およびより低い共振周波数を有するシャントバルク音波共振器の双方のQ因子を増強して疑似モードを抑制することが可能となる。
【００３６】
本願のバルク音波フィルターの一実施形態の図面である図８を参照する。図８の実施形態に見られるように、それぞれ質量調整構造を有する二つのバルク音波共振器がある。これら二つのバルク音波共振器の質量調整構造は互いに異なる幾何学的形状（すなわち第一種非同一幾何学的形状）を有する。このフィルターは、バルク音波共振器１およびバルク音波共振器１’より構成される。バルク音波共振器１およびバルク音波共振器１’はともに同じ基板１０上に形成される。本願では、バルク音波共振器１はより高い共振周波数を有するシリーズバルク音波共振器およびより低い共振周波数を有するシャントバルク音波共振器の内どちらか一方であり、バルク音波共振器１’はその他方である。バルク音波共振器１の構造は図１に示す実施形態の構造と同じである。バルク音波共振器１は、サポート層２０、下部金属層３０、圧電層４０、上部金属層５０、空孔６０そして質量調整構造８から構成される。サポート層２０は基板１０上に形成される。下部金属層３０はサポート層２０上に形成される。圧電層４０は下部金属層３０上に形成される。上金属層５０は圧電層４０上に形成される。空孔６０はサポート層２０の内側に形成される。音波共振領域７は、上部金属層５０、圧電層４０、下部金属層３０、サポート層２０そして空孔６０を垂直に投射して重なり合う領域で定義され、更に周辺領域７１および中央領域７０に分割される。質量調整構造８は幾何学的形状Iを有し、周辺質量調整構造８１から構成される。周辺質量調整構造８１は周辺領域７１内の空孔６０の上部内壁表面２２上に形成され、更に膜厚T1および幅D1を有する。バルク音波共振器１’の構造は、図２にみられる実施形態の構造と同じであり、サポート層２０、下部金属層３０’、圧電層４０’、上部電極５０’、空孔６０’そして質量調整構造８’から構成される。サポート層２０は基板１０上に形成される。下部金属層３０’はサポート層２０上に形成される。圧電層４０’は下部金属層３０’上に形成される。上部金属層５０’は圧電層４０’上に形成される。空孔６０’はサポート層２０の内側に形成される。音波共振領域７’は、上部金属層５０’、圧電層４０’、下部金属層３０’、サポート層２０そして空孔６０’を垂直に投射して重なり合う領域で定義される。更に音波共振領域７’は、周辺領域７１’および中央領域７０’に分割される。質量調整構造８’は幾何学的形状IIを有し、中央質量調整構造８０’および周辺質量調整構造８１’より構成される。中央質量調整構造８０’は中央領域７０’の空孔６０’の上部内壁表面２２上に形成される。中央質量調整構造８０’は膜厚T0’を有する。周辺質量調整構造８１’は、周辺領域７１’内の空孔６０’の上部内壁表面２２’上に形成される。周辺質量調整構造８１’は膜厚T1’および幅D1’を有する。質量調整構造８および質量調整構造８’は、それぞれ異なる幾何学的形状を有する。それは、第一種非同一幾何学的形状である。このようにいくつかの実施形態において、バルク音波フィルターを構成するバルク音波共振器の内（それぞれ質量調整構造８を有する）任意の二つは、それぞれ異なる幾何学的形状を有し、第一種非同一幾何学的形状に属する。
【００３７】
本願のバルク音波フィルターの一実施形態の図面である図９を参照する。図９の実施形態に見られるように、それぞれ質量調整構造を有する二つのバルク音波共振器がある。これら二つのバルク音波共振器の質量調整構造は互いに同じ幾何学的構成を持っているが、それら質量調整構造の寸法の少なくとも一部が異なる（すなわち第二種非同一幾何学的形状）。図９の実施形態の主な構造は図８の実施形態の構造と基本的に同じであるが、バルク音波共振器１’が図１の実施形態と同じ構造を持っている点で異なる。本願において、バルク音波共振器１はより高い共振周波数を有するシリーズバルク音波共振器およびより低い共振周波数を有するシャントバルク音波共振器の内どちらか一方であり、バルク音波共振器１’はその他方である。バルク音波共振器１’は、サポート層２０、下部金属層３０’、圧電層４０’、上部電極５０’、空孔６０’そして質量調整構造８’からなる。サポート層２０は基板１０上に形成される。下部金属層３０’はサポート層２０上に形成される。圧電層４０’は下部金属層３０’上に形成される。上部金属層５０’は圧電層４０’上に形成される。空孔６０’はサポート層２０の内側に形成される。音波共振領域７’は、上部金属層５０’、圧電層４０’、下部金属層３０’、サポート層２０そして空孔６０’を垂直に投射して重なり合う領域で定義される。さらに音波共振領域７’は、周辺領域７１’および中央領域７０’に分割される。質量調整構造８’は幾何学的形状Iを有し、周辺質量調整構造８１’から構成される。周辺質量調整構造８１’は周辺領域７１’内の空孔６０’の上部内壁表面２２’上に形成される。更に周辺質量調整構造８１’は膜厚T1’および幅D1’を有する。質量調整構造８および８’の両方とも幾何学的形状Iを有する。しかしながら、周辺質量調整構造８１の膜厚T1は、周辺質量調整構造８１’の膜厚T1’より小さく、周辺質量調整構造８１の幅D1は周辺質量調整構造８１’の幅D1’より大きい。それゆえ、第二種非同一幾何学的形状に属する。いくつかの実施形態において、バルク音波フィルターを構成するバルク音波共振器の内（それぞれ質量調整構造８を有する）任意の二つはそれぞれ同じ幾何学的形状を有するが、（周辺質量調整構造の膜厚あるいは幅、あるいは中央質量調整構造の膜厚など）少なくとも寸法の一部が異なり、第二種非同一幾何学的形状に属する。
【００３８】
図面および上述したように、本願は質量調整構造を有するバルク音波共振器およびそのバルク音波フィルターへの応用を提供することが可能である。それは、新規であり産業利用可能なものである。
【００３９】
これまで本願の全実施形態を詳述して来たが、以上の開示により教示され、教授されうることから多くの修正や変種が可能である。それゆえ、本願の精神を逸脱しない如何なる修正も如何なる変種も以下に与えられる請求項によって記載される範囲に収まるものと考えられる。
【符号の説明】
【００４０】
１    バルク音波共振器
７    音波共振領域
８    質量調整構造
１０  基板
２０  サポート層
３０  下部金属層
４０  圧電層
５０  上部金属層
６０  空孔
７０  中央領域
８０  中央質量調整構造
【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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