(57)【要約】【課題】直列共振器と並列共振器との共振周波数の差を精度良く設定すること。【解決手段】本発明は、圧電膜（１４）を挟み下部電極（１２）と上部電極（１６）とが対向するように設けられた積層膜（１８）と、積層膜（１８）上に接するように設けられた第１膜（２２）と、を有する直列共振器（Ｓ）と、圧電膜（１４）を挟み下部電極（１２）と上部電極（１６）とが対向するように設けられた積層膜（１８）と、積層膜（１８）上に接するように設けられた第２膜（２０）と、第２膜（２０）上に接して設けられた第１膜（２２）と、を有する並列共振器（Ｐ）と、を具備するラダー型フィルタである。【選択図】図４
2008103798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電膜を挟み下部電極と上部電極とが対向するように設けられた積層膜と、該積層膜上に接して設けられた第１膜と、を有する直列共振器と、
前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが対向するように設けられた前記積層膜と、前記積層膜上に接して設けられた第２膜と、該第２膜上に接して設けられた第１膜と、を有する並列共振器と、を具備することを特徴とするラダー型フィルタ。
【請求項２】
前記第２膜は導電体膜であることを特徴とする請求項１記載のラダー型フィルタ。
【請求項３】
前記直列共振器および前記並列共振器の前記第１膜上に接して設けられた第３膜を具備することを特徴とする請求項１または２記載のラダー型フィルタ。
【請求項４】
前記第３膜は絶縁体膜であることを特徴とする請求項３記載のラダー型フィルタ。
【請求項５】
前記並列共振器において、前記第２膜が設けられた領域は前記下部電極と前記上部電極とが対向する領域を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のラダー型フィルタ。
【請求項６】
前記直列共振器上の前記第１膜と前記並列共振器上の前記第１膜とは同じ膜厚を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のラダー型フィルタ。
【請求項７】
前記上部電極はルテニウム膜、前記第１膜はクロム膜および前記第２膜はチタン膜であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のラダー型フィルタ。
【請求項８】
前記下部電極と前記上部電極とが対向する領域は楕円形であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載のラダー型フィルタ。
【請求項９】
前記下部電極と前記上部電極とが対向する領域は非平行からなる多角形であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載のラダー型フィルタ。
【請求項１０】
前記下部電極と前記上部電極とが対向する領域の前記下部電極は、基板に設けられた空隙上または基板上に空隙を介し設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載のラダー型フィルタ。
【請求項１１】
前記積層膜は基板との間にドーム状の膨らみを有する空隙が形成されるように設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載のラダー型フィルタ。
【請求項１２】
前記下部電極と前記上部電極とが対向する領域は前記空隙に含まれることを特徴とする請求項１０または１１記載のラダー型フィルタ。
【請求項１３】
前記積層膜は圧縮応力であることを特徴とする請求項１１記載のラダー型フィルタ。
【請求項１４】
前記圧電膜は、（００２）方向を主軸とする配向性を示す窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載のラダー型フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラダー型フィルタに関し、特に、圧電薄膜共振器を用いたラダー型フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話に代表される無線機器の急速な普及により、小型で軽量な共振器およびこれを組み合わせて構成したフィルタの需要が増大している。これまでは主として誘電体と表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタが使用されてきたが、最近では、特に高周波での特性が良好で、かつ小型化とモノリシック化が可能な素子である圧電薄膜共振器およびこれを用いて構成されたフィルタが注目されつつある。
【０００３】
圧電薄膜共振子の中には、ＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）タイプとＳＭＲ(Solidly Mounted Resonator)タイプがある。ＦＢＡＲは、基板上に下部電極、圧電膜、および上部電極からなる積層膜構造を有している。圧電膜を挟み下部電極と上部電極とが対向する部分（共振部）の下部電極下に空隙が形成されている。ここで、ＦＢＡＲにおける空隙は、Ｓｉ基板表面に設けた犠牲層のウェットエッチングにより、下部電極と基板との間に形成される。または、空隙は、基板裏面からのウェットまたはドライエッチング等により基板に形成される。ＳＭＲは空隙の代わりに音響多層膜を有している。音響多層膜は、音響インピーダンスが高い膜と低い膜を交互にλ/４（λ：弾性波の波長）の膜厚で積層されている。
【０００４】
ここで、上部電極および下部電極としては、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。圧電膜としては、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。また、基板１０としては、シリコン、ガラス等を用いることができる。
【０００５】
圧電薄膜共振子の動作原理について、ＦＢＡＲを例に説明する。上部電極と下部電極との間に電気信号である高周波の電圧を印加すると、共振部の圧電膜内に逆圧電効果に起因する弾性波が励振される。また、弾性波によって生じる圧電膜の歪みは圧電効果により上部電極と下部電極との間の電気信号に変換される。この弾性波は、上部電極と下部電極（上部電極上に付加される膜を含む）とがそれぞれ空気と接する面で全反射される。このため、圧電膜の厚み方向に主変位をもつ縦型振動となる。この縦型振動の共振現象を利用することで、所望の周波数特性を有する共振子またはフィルタを得ることができる。
【０００６】
共振現象は、下部電極、圧電膜および上部電極（上部電極上に付加される膜を含む）からなる積層膜の総膜厚Ｈが、弾性波の波長λの１／２（１／２波長）の整数倍（ｎ倍）となる周波数（つまりＨ＝ｎλ／２となる周波数）において生じる。ここで、圧電膜の材料によって決まる弾性波の伝搬速度をＶとすると、共振周波数Ｆは、Ｆ＝ｎＶ／（２Ｈ）となる。このことから、積層膜の総膜厚Ｈにより共振周波数Ｆを制御することができる。
【０００７】
圧電薄膜共振子を用いたフィルタとしては、ラダー型フィルタが主に用いられる。ラダー型フィルタは、入力端子と出力端子との間に直列に直列共振器が接続され、並列共振器が並列に接続され、バンドパスフィルタとして機能する。図１（ａ）および図１（ｂ）は、それぞれ直列共振器Ｓおよび並列共振器Ｐの等価回路図を示している。図１（ｃ）は直列共振器Ｓおよび並列共振器Ｐの通過特性を示している。直列共振器Ｓの通過量は共振周波数ｆｒｓで最大値、反共振周波数ｆａｓで最小値を有する。並列共振器Ｐの通過量は共振周波数ｆｒｐで最小値、反共振周波数ｆａｐで最大値を有する。図２（ａ）は直列共振器Ｓおよび並列共振器Ｐを１段で構成したラダー型フィルタの等価回路である。図２（ｂ）はこのフィルタの通過特性を示す。直列共振器Ｓの共振周波数ｆｒｓと並列共振器Ｐの反共振周波数ｆａｐをほぼ同じ周波数とすることで、バンドパスフィルタを構成することができる。直列共振器Ｓの反共振周波数ｆａｓが高周波側の減衰極の周波数に対応し、並列共振器Ｐの共振周波数ｆｒｐが低周波側の減衰極の周波数に対応する。
【０００８】
ラダー型フィルタにおいて、所望の通過帯域を得るためには、前述のように直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの共振周波数を、相互に僅かに異なる周波数（通常は数％）に設計することが求められる。同一基板上に直列共振器Ｓおよび並列共振器Ｐを形成する場合、直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの共振周波数を異ならせるための調整工程（Δｆ調整工程）が必要となる。また、通過特性の中心周波数を調整する場合は、直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの両方の共振周波数を調整する調整工程（ｆ０調整工程）が必要となる。
【０００９】
特許文献１には、上部電極上に周波数を調整するための周波数調整膜として第１調整膜と第２調整膜とを積層し、直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとで第１調整膜の膜厚を異ならせる技術が開示されている。これにより、直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの第１調整膜の膜厚を異ならせることによりΔｆ調整工程を行い、直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの第２調整膜の膜厚をともに調整することによりｆ０調整工程を行うことができる。よって、Δｆ調整工程とｆ０調整工程とを独立に行うことができる。
【００１０】
特許文献２には、上部電極と下部電極とが対向した領域の外周より内側に圧電膜の外周を設ける技術が開示されている。これにより、弾性波が、共振部の外側に漏れていく現象（この現象を弾性波の横方向漏れ）を抑制することができる。上部電極と下部電極とが対向した領域の内側に圧電膜の外周を形成するため、圧電膜をウェットエッチングする手法が用いられている。
【特許文献１】特開２００５−２８６９４５号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に係る方法では、Δｆ調整工程を行う際に直列共振器と並列共振器との第１調整膜の膜厚を異ならせる。例えば、直列共振器の第１調整膜をエッチングし薄くする工程を行う。しかしながら、第１調整膜の途中でエッチングを止めることは制御性の点で難しい。このように、直列共振器と並列共振器との共振周波数の差を精度良く設定することが困難である。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、直列共振器と並列共振器との共振周波数の差を精度良く設定することが可能なラダー型フィルタ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】
【００１３】
本発明は、圧電膜を挟み下部電極と上部電極とが対向するように設けられた積層膜と、該積層膜上に接して設けられた第１膜と、を有する直列共振器と、前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが対向するように設けられた前記積層膜と、前記積層膜上に接して設けられた第２膜と、該第２膜上に接して設けられた第１膜と、を有する並列共振器と、を具備することを特徴とするラダー型フィルタである。本発明によれば、第２膜の有無で直列共振器と並列共振器との周波数の差Δｆを設定できるため、Δｆがばらつくことが抑制できる。また、直列共振器と並列共振器とで、第１膜上に別の膜が形成される際の密着強度を同程度とすることができる。
【００１４】
上記構成において、第２膜は導電体膜である構成とすることができる。この構成によれば、上部電極に加え第２膜も電極として機能することができる。
【００１５】
上記構成において、前記直列共振器および前記並列共振器の前記第１膜上に接して設けられた第３膜を具備する構成とすることができる。この構成によれば、第３膜の膜厚を調整することにより通過帯域の中心周波数を調整することができる。あるいは、第３膜を保護膜として用いることができる。
【００１６】
上記構成において、前記第３膜は絶縁体膜である構成とすることができる。この構成によれば、第３膜を保護膜として用いることができる。
【００１７】
前記並列共振器において、前記第２膜が設けられた領域は前記下部電極と前記上部電極とが対向する領域を含む構成とすることができる。この構成によれば、並列共振器の特性がばらつくことを抑制することができる。
【００１８】
上記構成において、前記直列共振器上の前記第１膜と前記並列共振器上の前記第１膜とは同じ膜厚を有する構成とすることができる。この構成によれば、第２膜の膜厚により直列共振器と並列共振器との周波数の差Δｆを設定できる。
【００１９】
上記構成において、前記上部電極はルテニウム膜、前記第１膜はクロム膜および前記第２膜はチタン膜である構成とすることができる。この構成によれば、第２膜と上部電極とのエッチング選択性を確保し、第１膜は第２膜または上部電極との密着を確保するこことができる。
【００２０】
上記構成において、前記下部電極と前記上部電極とが対向する領域は楕円形である構成とすることができる。また、上記構成において、前記下部電極と前記上部電極とが対向する領域は非平行からなる多角形である構成とすることができる。これらの構成によれば、平行な辺が存在しないため、圧電膜の外周で反射された弾性波が共振部内で横方向の定在波として存在することを抑制することができる。これにより、通過帯域内にリップルが発生することを抑制することができる。
【００２１】
上記構成において、前記下部電極と前記上部電極とが対向する領域の前記下部電極は、基板に設けられた空隙上または基板上に空隙を介し設けられている構成とすることができる。
【００２２】
上記構成において、前記積層膜は基板との間にドーム状の膨らみを有する空隙が形成されるように設けられている構成とすることができる。この構成によれば、生産性の向上が図れる。また、基板の機械的強度の劣化防止も図ることができる。さらに、集積化を図ることができる。信頼性劣化を抑制することがきる。良好な圧電膜の配向性を確保することができる。
【００２３】
上記構成において、前記下部電極と前記上部電極とが対向する領域は前記空隙に含まれる構成とすることができる。この構成によれば、圧電薄膜共振器の共振特性を向上させ優れた性能を得ることができる。
【００２４】
上記構成において、前記積層膜は圧縮応力である構成とすることができる。この構成によれば、ドーム状の膨らみを有する空隙が潰れることを抑制することができる。
【００２５】
上記構成において、前記圧電膜は、（００２）方向を主軸とする配向性を示す窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛である構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、直列共振器と並列共振器との共振周波数の差を精度良く設定することが可能なラダー型フィルタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照に本発明に係る実施例について説明する。
【実施例１】
【００２８】
図３は実施例１に係るラダー型フィルタの回路図である。入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に直列共振器Ｓ１、Ｓ２およびＳ３が直列に接続されている。直列共振器Ｓ１とＳ２との間のノードとグランドとの間に並列共振器Ｐ１が接続され、直列共振器Ｓ２とＳ３との間のノードとグランドとの間に並列共振器Ｐ２が接続されている。直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとは後述するように構造が異なる。
【００２９】
直列共振器Ｓの構造について説明する。図４（ａ）は直列共振器Ｓの平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）を参照に、Ｓｉ基板１０上に、基板１０との間に下部電極１２側にドーム状の膨らみを有する空隙３０が形成されるように下部電極１２が設けられている。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の高さが高くなるような形状の膨らみである。下部電極１２はＲｕ／Ｃｒ（クロム）で構成されている。下部電極１２上に、（００２）方向を主軸とするＡｌＮからなる圧電膜１４が設けられている。圧電膜１４を挟み下部電極１２と対向する部分（共振部５２）を有するように圧電膜１４上に上部電極１６が設けられている。上部電極１６はＲｕで構成されている。下部電極１２、圧電膜１４および上部電極１６は積層膜１８を構成している。上部電極１６上にはＣｒからなる第１膜２２が設けられている。第１膜２２、基板１０および圧電膜１４上にはＳｉＯ２（二酸化シリコン）からなる第３膜２４が設けられている。
【００３０】
図４（ａ）より下部電極１２にはＢ−Ｂの方向に後述する犠牲層をエッチングするための導入路３２が形成されている。導入路３２の先端付近は圧電膜１４で覆われておらず、下部電極１２は導入路３２の先端に孔部３４を有する。図４（ａ）および図４（ｂ）を参照に、圧電膜１４には下部電極１２と電気的に接続するための開口部３６が設けられている。開口部３６において、圧電膜１４の外周４２の少なくとも一部が上部電極１６と下部電極１２とが対向する領域５０の外周４０より距離ｄをおいて内側に位置している。
【００３１】
並列共振器Ｐの構造について説明する。図４（ｃ）は並列共振器Ｐの図４（ａ）のＡ−Ａに相当する断面図である。直列共振器Ｓと比較し、上部電極１２と第１膜２２との間にＴｉ（チタン）からなる第２膜２０が設けられている。その他の構成は直列共振器Ｓの図４（ｂ）と同じであり説明を省略する。
【００３２】
直列共振器Ｓの共振部５２の共振周波数に寄与する積層は、上からＳｉＯ２／Ｃｒ／Ｒｕ／ＡｌＮ／Ｒｕ／Ｃｒとなる。一方、並列共振器Ｐの共振部５２の積層は上からＳｉＯ２／Ｃｒ／Ｔｉ／Ｒｕ／ＡｌＮ／Ｒｕ／Ｃｒとなる。このように、並列共振器Ｐには第２膜（Ｔｉ）が設けられているため、直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの共振周波数を異ならせることができる。よって、図２（ｂ）で示したようなバンドパスフィルタの特性を得ることができる。
【００３３】
次に、直列共振器Ｓおよび並列共振器Ｐの製造方法について説明する。図５（ａ）および図５（ｄ）を参照に、Ｓｉ基板１０上に、膜厚が約４０ｎｍのＭｇＯ（酸化マグネシウム）を犠牲層３８としてスパッタリング法を用い形成する。露光技術およびエッチング技術を用い、犠牲層３８を所定の形状とする。図５（ｂ）および図５（ｅ）を参照に、犠牲層３８を覆うように、下部電極１２として、膜厚が約１００ｎｍのＣｒ膜および膜厚が約２５０ｎｍのＲｕ膜をスパッタリング法を用い形成する。露光技術およびエッチング技術を用い、下部電極１２所定の形状とする。下部電極１２および基板１０上に、圧電膜１４として膜厚が１１５０ｎｍのＡｌＮをスパッタリング法を用い形成する。圧電膜１４上に膜厚が２５０ｎｍのＲｕ膜を上部電極１６としてスパッタリング法を用い形成する。
【００３４】
図５（ｃ）および図５（ｆ）を参照に、下部電極１２を覆うように、膜厚が１１５ｎｍのＴｉ膜を第２膜２０としてスパッタリング法を用い形成する。露光技術およびエッチング技術を用い、第２膜２０を並列共振器Ｐの犠牲層３８上に残存し、直列共振器Ｓでは残存しないようにエッチングする。このとき、Ｔｉ膜とＲｕ膜とで選択性を有するエッチングを行うことにより、上部電極１６の膜厚を薄くせず第２膜２０をエッチングすることができる。図７（ａ）は並列共振器Ｐにおける上部電極１６、第２膜２０および領域５０となるべき領域（以下、領域５０ともいう）の位置関係を示した図である。第２膜２０は領域５０を含むように形成する。図５（ｃ）および図５（ｆ）を参照に、さらに、上部電極１６上に第２膜２０を覆うように、膜厚が約２０ｎｍのＣｒ膜を第１膜２２としてスパッタリング法を用い形成する。
【００３５】
図６（ａ）および図６（ｄ）を参照に、露光技術およびエッチング法を用い、第１膜２２を所望の形状とする。図７（ｂ）は並列共振器Ｐにおける上部電極１６、第２膜２０、第１膜２２および領域５０の位置関係を示した図である。第１膜２２をエッチングする際、第２膜２０もエッチングされるため、領域５０の右側では上部電極１６と第１膜２２と第２膜２０との外周は一致している。一方、領域５０の左側では第２膜２０は領域５０より大きい。また、上部電極１６と第１膜２２との外周は一致している。
【００３６】
図６（ｂ）および図６（ｅ）を参照に、露光技術およびエッチング技術を用い、圧電膜１４をエッチングする。このとき、圧電膜１４は燐酸を用いウェットエッチングする。圧電膜１４をオーバエッチングすることにより、圧電膜１４の外周を領域５０より内側に形成することができる。図７（ｃ）は並列共振器Ｐにおける下部電極１２、上部電極１６、第２膜２０、第１膜２２および領域５０の位置関係を示した図である。領域５０の右側において、圧電膜１４の外周は領域５０より内側に形成される。これにより、領域５０の右側では、共振部５２の外周は領域５０の外周の内側に形成される。一方、領域５０の左側では、共振部５２の外周と領域５０の外周とは一致している。
【００３７】
図６（ｃ）および図６（ｆ）を参照に、犠牲層３８をエッチングするためのエッチング液を孔部３４、導入路３２（図４（ａ）参照）を経て導入し、犠牲層３８を除去する。ここで、下部電極１２、圧電膜１４および上部電極１６からなる積層膜１８の応力は、スパッタリング条件の調整により圧縮応力となるように設定されている。このため、犠牲層３８のエッチングが完了した時点で、複合膜は膨れ上がり、下部電極１２と基板１０の間に積層膜１８側にドーム状形状を有する空隙３０が形成される。なお、実施例３では複合膜の圧縮応力は−１５０ＭＰａから−３００ＭＰａとなるように設定されている。以上により、直列共振器Ｓおよび並列共振器Ｐが完成する。
【００３８】
実施例１と比較例１との特性を比較した。図８は比較例１に係るラダー型フィルタの並列共振器の断面図である。実施例１の図４（ｃ）に対し、第２膜２０ａが第１膜２２と第３膜２４との間に設けられている。比較例１の製造方法は図５（ｃ）および図５（ｆ）において、第２膜２０と第１膜２２との形成を逆にしたものである。つまり、図６（ｂ）および図６（ｅ）において、圧電膜１４をエッチングする際は、第２膜はフォトレジストのより保護されているだけである。
【００３９】
図９（ａ）および図９（ｂ）は比較例１および実施例１の並列共振器のＳ１１特性を比較したスミスチャートであり、それぞれウエハ内の３つの並列共振器の特性を図示している。なお、測定に用いた共振器は領域５０の長辺が２４７μｍ短辺が１７６μｍの楕円形状である。また、図４（ｃ）におけるｄは弾性波の横方向漏れが抑制される範囲に設定している。実施例１において、Ｓ１１特性はほとんどばらついていない。一方、比較例１において、Ｓ１１特性は３つの並列共振器で異なっている。
【００４０】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は比較例１および実施例に係るラダー型フィルタの通過特性を比較した図であり、それぞれウエハ内の４つのフィルタの特性を図示している。なお、測定に用いたラダー型フィルタの並列共振器Ｐの領域５０の代表的な形状は長辺が１８１μｍ、短辺が１５１μｍの楕円形状であり、個々の並列共振器Ｐにより若干異なる形状を用いている。一方、直列共振器Ｓの領域５０の代表的な形状は長辺が２３３μｍ、短辺が１９５μｍの楕円形状であり、個々の直列共振器Ｓにより若干異なる形状を用いている。また、図４（ｃ）におけるｄは弾性波の横方向漏れが抑制される範囲に設定している。実施例１において、通過特性はほとんどばらついていない。一方、比較例１において、通過特性がばらついている。さらに、比較例１では、通過特性内にリップルが形成されている。一方、実施例１においてはリップスが抑制されている。このように、実施例１においては、比較例１に比べ特性のバラツキが小さく、リップルが抑制されたラダー型フィルタを実現することができる。
【００４１】
実施例１によれば、直列共振器Ｓにおいては、積層膜１８上に接するように第１膜２２が設けられ、並列共振器Ｐにおいては、積層膜１８上に接するように第２膜２０が設けられ、第２膜２０上に接して第１膜２２が設けられている。これにより、第２膜２０の有無で直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの共振周波数の差Δｆを設定できる。よって、例えば特許文献１に比べΔｆのばらつきを小さくできる。また、直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの第１膜２２は同じ材料の膜である。よって、仮に第１膜２２上に別の膜を形成した場合に、別の膜との密着を直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとで同程度とすることができる。
【００４２】
例えば、実施例１では、図６（ｂ）および図６（ｅ）を参照に、圧電膜１４をエッチングする際、直列共振器Ｓおよび並列共振器Ｐともレジスト（不図示）と接触する膜は第１膜２２である。一方、比較例１では、直列共振器Ｓのレジスト（不図示）と接触する膜は第１膜２２であるが、並列共振器Ｐのレジスト（不図示）と接触する膜は第２膜２０である。第２膜２０であるＴｉはウェットエッチングの際侵食しやすく、またレジストとの密着強度も第１膜２２であるＣｒに比べると弱い。よって、比較例1では、圧電膜１４をエッチングする際、第２膜２０が侵食されてしまう。第２膜２０が侵食される量はウエハ面内で異なる。よって、共振特性がばらつき、通過特性もばらついてしまう。
【００４３】
第２膜２０は上部電極１６とのエッチング選択比が大きいことが好ましい。第１膜２２は別の膜との密着強度を強くできる材料が好ましい。そこで、実施例１のように、直列共振器Ｓにおいては、積層膜１８上に第１膜２２が設けられ、並列共振器Ｐにおいては、第２膜２０が積層膜１８と第１膜２２との間に設ける。これにより、第２膜２０形成時のオーバエッチングにより上部電極１６の膜厚が減少し、直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの周波数の差Δｆがばらつくことが抑制できる。また、直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとで、第１膜２２上に別の膜が形成される際の密着強度を同程度に大きくすることができる。
【００４４】
第１膜２２は他の材料と密着を図れる材料、第２膜２０は上部電極とエッチング選択比を確保しやすい材料が好ましい。特に、第１膜２２および第２膜２０は上部電極１６として電気を伝える機能を持たせるため導電体膜であることが好ましい。
【００４５】
さらに、直列共振器Ｓおよび並列共振器Ｐの第１膜２２上に接して第３膜２４が設けられている。これにより、直列共振器Ｓと並列共振器Ｐの第３膜２４を同時にエッチングすることにより、直列共振器Ｓと並列共振器Ｐとの共振周波数を同時に調整することができる。よって、通過特性の中心周波数ｆ０を調整することができる。第３膜２４は、ｆ０調整の際、第１膜２２、第２膜２０および積層膜１８がエッチングされない材料であることが好ましい。また、第３膜２４は、第１膜２２、第２膜２０および積層膜１８の保護膜としての機能も有するため金属酸化膜や金属窒化膜等の絶縁体膜とすることが好ましい。
【００４６】
図７（ｃ）を参照に、並列共振器Ｐにおいて、第２膜２０が設けられた領域は下部電極１２と上部電極１６とが対向する領域５０を含むことが好ましい。領域５０に第２膜２０が形成されていない領域があると、共振器の特性がばらついてしまうためである。
【００４７】
また、直列共振器Ｓ上の第１膜２２と並列共振器Ｐ上の第１膜２２とは同じ膜厚を有することが好ましい。これにより、第２膜２０の膜厚でのみΔｆを調整することができる。よって、特性のバラツキを抑制することができる。
【００４８】
さらに、空隙３０を積層膜１８側にドーム状形状としているため、基板１０をエッチングする必要がない。よって、生産性の向上が図れる。また、基板１０をエッチングしないため基板１０の機械的強度の劣化防止も図ることができる。さらに、空隙３０を形成する領域は小さくて済むため集積化を図ることができる。空隙３０の大きさを小さくできるため、積層膜１８の機械振動による信頼性劣化を抑制することがきる。また、空隙３０を形成するための犠牲層３８の厚さを薄くすることができるため、良好な圧電膜１４の配向性を確保することができる。
【００４９】
さらに、下部電極１２、圧電膜１４および上部電極１６からなる積層膜１８の応力を圧縮応力とすることにより、ドーム状の膨らみを有する空隙３０が潰れることなく形成することができる。また、下部電極１２に空隙３０に通じる孔部３４が設けられている。この孔部３４を介し犠牲層３８をエッチングすることにより、ドーム状の膨らみを有する空隙３０を形成することができる。
【００５０】
さらに、下部電極１２と上部電極１６とが対向する領域５０は空隙３０を基板１０に投影した領域に含まれる。これにより、積層膜１８が振動することができる。
【００５１】
さらに、圧電膜１４として、（００２）方向を主軸とする配向性を示す窒化アルミニウム、または酸化亜鉛を用いることにより、良好な共振特性を有する圧電薄膜共振器を提供することができる。
【実施例２】
【００５２】
実施例２は基板１０に空隙３０ａが設けられた例である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）を参照に、実施例１のように、基板１０上に空隙３０を介し下部電極１２が設けられていなくとも、実施例２のように上部電極１６と下部電極１２との対向する領域５０下の基板１０に空隙３０ａが形成されていても良い。この空隙３０ａはＤｅｅｐ−ＲＩＥ(反応性イオンエッチング）を用いることにより略垂直とすることができる。
【実施例３】
【００５３】
図１２は実施例３の直列共振器Ｓおよび並列共振器Ｐの平面図である。図１２を参照に、上部電極１６と下部電極１２とが対向する領域５０は非平行からなる多角形とすることができる。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。領域５０を実施例１のように楕円形状、実施例２のように非平行からなる多角形とすることができる。これにより、平行な辺が存在しないため、圧電膜１４の外周で反射された弾性波が共振部５２内で横方向の定在波として存在することを抑制することができる。これにより、通過帯域内にリップルが発生することを抑制することができる。
【００５４】
実施例１から３はＦＢＡＲを用いたラダー型フィルタを例に説明したがＳＭＲを用いたラダー型フィルタに本発明を適用することもできる。また、基板１０は、石英基板、ガラス基板、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はＲｕ膜を例に説明したが背景技術において説明した材料を用いることができる。犠牲層３８は、エッチング液により容易に除去できる材料が好ましく、例えばＺｎＯ、Ｇｅ、Ｔｉ等を用いることができる。また、スパッタリング法以外に蒸着法を用い形成することができる。第１膜２２はＣｒ膜、第２膜２０はＴｉ膜および第３膜２４はＳｉＯ２膜を例に説明したが、本発明の効果をそうする範囲で適宜選択することができる。
【００５５】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係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。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１（ａ）および図１（ｂ）はそれぞれ直列共振器および並列共振器の等価回路図、図１（ｃ）は直列共振器および並列共振器の周波数特性である。
【図２】図２（ａ）は１段のラダー型フィルタの等価回路図、図２（ｂ）はラダー型フィルタの通過特性である。
【図３】図３は実施例１に係るラダー型フィルタの等価回路図である。
【図４】図４（ａ）は実施例１の直列共振器の平面図、図４（ｂ）は直列共振器のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）は並列共振器のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５（ａ）から図５（ｆ）は実施例１の直列共振器および並列共振器の製造工程を示す断面図（その１）である。
【図６】図６（ａ）から図６（ｆ）は実施例１の直列共振器および並列共振器の製造工程を示す断面図（その２）である。
【図７】図７（ａ）から図７（ｃ）は領域５０付近の平面図である。
【図８】図８は比較例１の並列共振器の断面図である。
【図９】図９（ａ）および図９（ｂ）はそれぞれ比較例１および実施例１の並列共振器の特性を示すスミスチャートである。
【図１０】図１０（ａ）および図１０（ｂ）はそれぞれ比較例１および実施例１に係るラダー型フィルタの通過特性を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は実施例２の並列共振器の平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】図１２は実施例３の並列共振器の平面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０            基板
１２            下部電極
１４            圧電膜
１６            上部電極
１８            積層膜
２０            第２膜
２２            第１膜
２４            第３膜
３０            空隙
３４            孔部
５０            上部電極と下部電極とが対向する領域
５２            共振部
【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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