(57)【要約】【課題】エネルギー損失が低減され、広帯域な特性を有するバンドパスフィルタを単体で構成し、かつ第１質量負荷材料部の高精度の形成が容易に可能な薄膜弾性波共振器を提供する。【解決手段】圧電薄膜からなる圧電体１と、圧電体の各主面上に各々設けられた第１電極２、及び第２電極３とを備え、第１及び第２電極を介して圧電体に電界を印加することにより共振振動を発生させる薄膜弾性波共振器。圧電体主面上における第１電極の平面領域の外側に環状に設けられた、第１電極よりも質量負荷効果が大きい第１質量負荷材料部４を備え、第１電極の外縁と第１質量負荷材料部の内縁とが離間していることにより、両者は電気的に絶縁されている。第１質量負荷材料部は、第１電極と同一材料により同一厚みで圧電体上に形成された補助電極層２ａと、補助電極層の上に形成された負荷材料層４ａとを含む積層構造を有する。【選択図】図１
2008079294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電薄膜からなる圧電体と、
前記圧電体の一方の主面上に設けられた第１電極と、
前記圧電体の他方の主面上に設けられた第２電極と、
前記圧電体の前記第１電極が設けられた主面上における前記第１電極の平面領域の外側に環状に設けられた、前記第１電極よりも質量負荷効果が大きい第１質量負荷材料部とを備え、
前記第１電極と前記第２電極を介して前記圧電体に電界を印加することにより共振振動を発生させる薄膜弾性波共振器において、
前記第１電極の平面領域の外縁と環状の前記第１質量負荷材料部の内縁とが空間的に離間していることにより、前記第１電極と前記第１質量負荷材料部とは電気的に絶縁されており、
前記第１質量負荷材料部は、前記第１電極と同一材料により同一厚みで前記圧電体上に形成された第１補助電極と、前記第１補助電極の上に形成された負荷材料層とを含む積層構造を有することを特徴とする薄膜弾性波共振器。
【請求項２】
前記圧電体は高域遮断形の分散特性を有する請求項１に記載の薄膜弾性波共振器。
【請求項３】
前記圧電体は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とする請求項１に記載の薄膜弾性波共振器。
【請求項４】
前記圧電体の膜厚をｄｐ、前記圧電体の厚み方向の比誘電率をε３３、前記圧電体の平面方向の比誘電率をε１１と定義したとき、前記第１電極の平面領域の外縁と前記第１質量負荷材料部の内縁とが空間的に離間している距離ｇが、下記式で表される範囲に設定された請求項１に記載の薄膜弾性波共振器。
ｇ≧ｄｐ×ε１１／ε３３
【請求項５】
前記第１電極の平面領域の外縁と前記第１質量負荷材料部の内縁とが空間的に離間している距離ｇが、距離ｇ内の領域での平面方向の振動の一波長λｈ未満である請求項１に記載の薄膜弾性波共振器。
【請求項６】
前記圧電体、前記第１電極、および前記第２電極により構成された共振部を支持する基板を備え、
前記基板内における前記共振部の下部にキャビティが形成された請求項１に記載の薄膜弾性波共振器。
【請求項７】
基板と、
低音響インピーダンス層と高音響インピーダンス層を交互に配置して構成され、前記基板上に設けられた音響ミラーとを備え、
前記圧電体、前記第１電極、および前記第２電極により構成された共振部が前記音響ミラー上に支持された請求項１に記載の薄膜弾性波共振器。
【請求項８】
前記第１電極に接続された引き出し配線電極を備え、
前記引き出し配線電極は、前記第１質量負荷材料部とは電気的に絶縁されている請求項１に記載の薄膜弾性波共振器。
【請求項９】
前記第１質量負荷材料部は、その環状の一部に切欠き部が形成され、前記引き出し配線電極は前記切欠き部を通って引き出されて、前記引き出し配線電極と前記第１質量負荷材料部とが空間的に離間されることにより、電気的に絶縁されている請求項８に記載の薄膜弾性波共振器。
【請求項１０】
圧電薄膜からなる圧電体の一方の主面に導電性材料層を形成する工程と、
前記導電性材料層をパターニングすることにより、第１電極を形成するとともに、前記第１電極の平面領域の外側に環状に、前記第１電極の平面領域の外縁と離間させて第１補助電極を形成する工程と、
前記第１補助電極の上に負荷材料層を形成して積層構造を有する第１質量負荷材料部を形成する工程と、
前記圧電体の他方の主面に第２電極を形成する工程とを備えた薄膜弾性波共振器の製造方法。
【請求項１１】
圧電薄膜からなる圧電体と、
前記圧電体の一方の主面上に設けられた第１電極と、
前記圧電体の他方の主面上に設けられた第２電極と、
前記圧電体の前記第１電極が設けられた主面上における前記第１電極の平面領域の外側に環状に設けられた第１質量負荷材料部とを備え、
前記第１電極と前記第２電極を介して前記圧電体に電界を印加することにより共振振動を発生させる薄膜弾性波共振器において、
前記圧電体の前記第２電極が設けられた主面上における前記第２電極の平面領域の外側に環状に設けられ、前記第１質量負荷材料部と対向する第２質量負荷材料部を更に備え、
前記第１電極と前記第１質量負荷材料部とは電気的に絶縁され、
前記第１及び第２質量負荷材料部の少なくとも一方は、前記第１または第２電極面上に環状に設けられた負荷材料層と、その対応する領域の前記第１または第２電極との積層構造により形成され、
前記第１電極と前記第２電極を足し合わせた質量負荷効果よりも、前記第１質量負荷材料部と前記第２質量負荷材料部を足し合わせた質量負荷効果の方が大きいことを特徴とする薄膜弾性波共振器。
【請求項１２】
前記第２電極と前記第２質量負荷材料部とは電気的に絶縁されている請求項１１に記載の薄膜弾性波共振器。
【請求項１３】
前記第１電極と前記第２質量負荷材料部は対向しないように配置され、
前記第２電極と前記第１質量負荷材料部は対向しないように配置された請求項１２に記載の薄膜弾性波共振器。
【請求項１４】
圧電薄膜からなる圧電体の一方の主面に第１電極を形成する工程と、
前記圧電体の前記第１電極が形成される主面における、前記第１電極の平面領域の外側に、前記第１電極とは電気的に絶縁された第１質量負荷材料部を環状に形成する工程と、
前記圧電体の前記第１電極が形成された他方の主面に第２電極を形成する工程と、
前記圧電体の前記第２電極が形成される主面における、前記第２電極の平面領域の外側に、前記第１質量負荷材料部と対向するように、第２質量負荷材料部を環状に形成する工程とを備え、
前記第１及び第２質量負荷材料部の少なくとも一方は、前記第１または第２電極面上に環状に設けられた負荷材料層と、その対応する領域の前記第１または第２電極との積層構造により形成し、
前記第１電極と前記第２電極を足し合わせた質量負荷効果よりも、前記第１質量負荷材料部と前記第２質量負荷材料部を足し合わせた質量負荷効果の方が大きくなるように設定する薄膜弾性波共振器の製造方法。
【請求項１５】
第１基板に第１支持層を環状に形成する工程と、
第２基板に圧電体を形成する工程と、
前記圧電体上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に、前記第１支持層よりも環状の内縁側に延在する第２支持層を形成する工程と、
前記第１電極と前記第２支持層が形成された前記圧電体を、前記第１ならびに第２支持層を介して前記第１基板上に、前記第２基板から転写する工程と、
前記圧電体の前記第１電極が形成された他方の主面に、第２電極を形成する工程と、
前記圧電体の前記第２電極が形成された主面に、前記第２電極の平面領域の外側に環状に、前記第２電極とは電気的に絶縁された質量負荷材料部を形成する工程とを備え、
前記質量負荷材料部を、前記第２支持層の内縁部領域と対向するように配置する薄膜弾性波共振器の製造方法。
【請求項１６】
複数の薄膜弾性波共振器を備え、
前記薄膜弾性波共振器の少なくとも一つは、請求項１または１１に記載の薄膜弾性波共振器である高周波回路部品。
【請求項１７】
アンテナ、送信回路および受信回路を備えた通信機器であって、
前記アンテナと前記送信回路または前記受信回路との接続部、もしくは、前記送信回路および前記受信回路の少なくともいずれか一方に、請求項１６に記載の高周波回路部品を備えた通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波のエネルギーを共振部に閉じ込めるための構造を有する薄膜弾性波共振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯機器等の電子機器に内蔵される部品は、より小型化及び軽量化されることが要求されている。例えば、携帯機器に使用されるフィルタには、小型化が要求されると共に、周波数特性の精密な調整が可能であることが要求される。これらの要求を満たすフィルタの１つとして、薄膜弾性波共振器を用いたフィルタが知られている。
【０００３】
以下、図１３、１４、１５Ａ、１５Ｂを参照して、従来の薄膜弾性波共振器について説明する。図１３は、従来の薄膜弾性波共振器５０の基本構造を示した断面図である。薄膜弾性波共振器５０は、圧電体５１を下部電極部５２と上部電極部５３とで挟んだ構造の共振部を有する。この共振部は、キャビティ５４が形成された半導体基板５５の上に載置されている。キャビティ５４は、例えば、微細加工法を用いて、半導体基板５５の裏面から部分的にエッチングすることによって形成可能である。
【０００４】
この薄膜弾性波共振器５０は、図１４に示すように、下部電極部５２及び上部電極部５３によって、圧電体５１に厚さ方向の電界を印加することにより、厚さ方向の振動を生じる。この薄膜弾性波共振器５０の動作について、無限平板の厚み縦振動を用いて説明する。薄膜弾性波共振器５０は、下部電極部５２と上部電極部５３との間に電界が加えられると、圧電体５１で電気エネルギーが機械エネルギーに変換される。誘起された機械振動は厚さ方向の伸び振動であり、電界と同じ方向に伸び縮みを行う。一般に、薄膜弾性波共振器５０は、圧電体５１の厚さ方向の共振振動を利用し、厚さが半波長に等しくなる周波数の共振で動作する。図１３に示したキャビティ５４は、この圧電体５１の厚み縦振動を確保するために利用される。
【０００５】
この薄膜弾性波共振器５０の等価回路は、図１５Ａに示すように、直列共振と並列共振とを合わせ持ったものとなる。すなわち、コンデンサＣ１、インダクタＬ１及び抵抗Ｒ１からなる直列共振部と、直列共振部に並列接続されたコンデンサＣ０とで構成される。この回路構成によって、等価回路のアドミッタンス周波数特性は、図１５Ｂに示すように、共振周波数ｆｒでアドミッタンスが極大となり、反共振周波数ｆａでアドミッタンスが極小となる。ここで、共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａとは、次の関係にある。
【０００６】
ｆｒ＝１／｛２π√（Ｌ１×Ｃ１）｝
ｆａ＝ｆｒ√（１＋Ｃ１／Ｃ０）
このようなアドミッタンス周波数特性を有する薄膜弾性波共振器５０をフィルタとして応用した場合、圧電体５１の共振振動を利用するため、小型で低損失のフィルタを実現することが可能となる。図１６Ａに示すように、２つの薄膜弾性波共振器５０を直列と並列に接続すれば、図１６Ｂに示すような特性を持ったバンドパスフィルタを容易に構成することができる。
【０００７】
なお、実際には、薄膜弾性波共振器は必ず基板に固定され、また、電極の径方向の大きさは有限であるため、振動部で生じる厚み縦振動の全てが主共振振動として励振されるわけではなく、一部の振動が基板、または共振器外の圧電体に漏れてしまう。この基板、または径方向への振動漏れ（不要振動）は、本来、圧電体内部で振動の励振に使用されるエ
ネルギーの一部が損失として扱われることを意味する。そこで、エネルギー損失の低減を図った発明が、特許文献１あるいは特許文献２等に開示されている。
【０００８】
特許文献１に開示された、従来のエネルギー損失を低減する方法について、図１７Ａ〜１７Ｃを参照して説明する。この方法は、エネルギー損失を低減する手法の一つとして一般的な、エネルギー閉じ込め構造を用いたものである。図１７Ａは、薄膜弾性波共振器の平面図、図１７Ｂは図１７Ａの正面から見た断面図を示す側面図、図１７Ｃは図１７Ａの側面から見た断面図である。但し、図１７Ａは他の図に示された基板６０が示されず、拡大して示されている。
【０００９】
基板６０上に、エッチピット６１および膜層６２を介して、共振子構造が形成されている。エッチピット６１は、共振子構造を基板６０から絶縁するために設けられる。共振子構造は、２つの導電層６３、６４と、それらの間に配置された圧電層６５とを備え、導電層６３、６４および圧電層６５は、圧電励振可能領域である第１領域に延在し、特定の圧電励振モードで励振可能である。
【００１０】
この共振子構造は、中心領域を囲む枠様ゾーン６６を第１領域内に備える。枠様ゾーン６６は、上部の導電層６４を一部厚くすることにより形成されている。枠様ゾーン６６の層構造における圧電励振モードの遮断周波数は、中心領域の層構造における圧電励振モードとは異なる。枠様ゾーン６６の幅、および枠様ゾーン６６の層構造の音響特性は、圧電で励振した最強の共振モードに関する変位が、共振子の中心領域でほぼ一様になるように構成される。それにより、良好な電気特性を実現できる。
【００１１】
特許文献２に記載された、エネルギー閉じ込め構造の別の例について、図１８Ａ〜１８Ｄを参照して説明する。図１８Ａは共振器の上面図、図１８Ｂは共振器の断面図、図１８Ｃは音響的共振部の拡大断面図、図１８Ｄは共振器の分散曲線を示す。
【００１２】
薄膜圧電素子７０（図１８Ｂ参照）は、基板７１の一面に形成された下部電極７２と、下部電極７２上に形成された圧電薄膜７３と、圧電薄膜７３上に形成された第１上部電極７４により構成される。さらに、圧電薄膜７３上の第１上部電極７４の外側に、第１上部電極７４よりも質量負荷が大きい第２上部電極７５が形成されている。７６はキャビティ、７７は引き出し配線、７８はパッドである。
【００１３】
図１８Ｄに示すように、圧電薄膜７３は高域遮断形の分散曲線を有する。ｙ１は、無電極部圧電体７９ｃ（図１８Ｃ参照）の分散特性である。ｙ２は、薄い第１上部電極７４に対応する領域の第１上部電極部圧電体７９ａの分散特性である。ｙ３は、厚い第２上部電極７５に対応する第２上部電極部圧電体７９ｂの分散特性である。質量負荷の大きい第２上部電極部圧電体７９ｂの遮断周波数を、第１上部電極部圧電体７９ａの遮断周波数よりも低くすることができ、第１上部電極部側７９ａの領域で弾性波のエネルギーが閉じ込められる。したがって、振動の漏れを低減し、良好な性能を実現できる。
【特許文献１】特表２００３−５０５９０６号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ９９／３７０２３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述した特許文献１、あるいは特許文献２に開示されている発明によれば、質量負荷電極、または枠様ゾーンをキャビティの共振子が接する面の外形よりも内側に配置することで、基板に到達する前に振動を中心領域に閉じ込め、振動部から基板への振動漏れ（不要振動）を抑制している。従って、良好な共振器特性ならびにフィルタ特性が期待できる。
【００１５】
しかしながら、特許文献１、あるいは特許文献２に開示の上記構成では、図１９Ａに示すように、枠様ゾーン６６／質量負荷電極７５が、中心領域と電気的に接続されている。そのため、枠様ゾーン６６／質量負荷電極７５においても、図１９Ｂに示すように、異なる共振モードで共振してしまうという問題があった。図１９Ｂにおいて、Ａは中心領域の共振モード、Ｂは質量負荷領域（枠様ゾーン６６／質量負荷電極７５）の共振モードを示す。このため、電気的エネルギーが中心領域（共振モードＡ）と質量負荷領域（共振モードＢ）に分散され、その結果、主共振モードＡの特性を劣化させてしまう。
【００１６】
すなわち、上記従来例のような薄膜弾性波共振器を用いてバンドパスフィルタを構成する場合、上述のように各共振器が異なる共振モードを有することにより、図１９Ｃに示すように、通過帯域外の減衰特性を劣化させる問題も発生する。
【００１７】
これに対して、特許文献２にはさらに、図２０Ａ〜２０Ｂに示すような構造の薄膜弾性波共振器も記載されている。この薄膜弾性波共振器は、基本的な構造は、図１８Ａ〜１８Ｃに示したものと同様である。相違点は、一対の第１上部電極７４により構成された振動部の外側に、誘電体８０が設けられていることである。誘電体８０は、図１８Ａ〜１８Ｃの構成で質量負荷として作用する第２上部電極７５と同様に機能する。しかも、誘電体８０は、第１上部電極７４とは電気的に絶縁されている。
【００１８】
しかし、弾性波のエネルギーを効率的に閉じ込めて振動の漏れを低減する質量負荷として効果的に作用させさせるための、誘電体８０に要求される条件について、特許文献２には明確な記載がない。
【００１９】
したがって、本発明は、エネルギー閉じ込めにより基板への振動漏れを抑制して、異なる共振モードの発生を抑制し、且つ、主共振モードの性能向上、ならびに帯域外減衰特性を改善するための効果的な構成を、精度良く容易に作製可能な薄膜弾性波共振器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】
【００２０】
本発明の第１の構成の薄膜弾性波共振器は、基本的な構成として、圧電薄膜からなる圧電体と、前記圧電体の一方の主面上に設けられた第１電極と、前記圧電体の他方の主面上に設けられた第２電極と、前記圧電体の前記第１電極が設けられた主面上における前記第１電極の平面領域の外側に環状に設けられた、前記第１電極よりも質量負荷効果が大きい第１質量負荷材料部とを備え、前記第１電極と前記第２電極を介して前記圧電体に電界を印加することにより共振振動を発生させる。
【００２１】
上記課題を解決するために、前記第１電極の平面領域の外縁と環状の前記第１質量負荷材料部の内縁とが空間的に離間していることにより、前記第１電極と前記第１質量負荷材料部とは電気的に絶縁されており、前記第１質量負荷材料部は、前記第１電極と同一材料により同一厚みで前記圧電体上に形成された第１補助電極と、前記第１補助電極の上に形成された負荷材料層とを含む積層構造を有する。
【００２２】
本発明の第１の構成の薄膜弾性波共振器の製造方法は、圧電薄膜からなる圧電体の一方の主面に導電性材料層を形成する工程と、前記導電性材料層をパターニングすることにより、第１電極を形成するとともに、前記第１電極の平面領域の外側に環状に、前記第１電極の平面領域の外縁と離間させて第１補助電極を形成する工程と、前記第１補助電極の上に負荷材料層を形成して積層構造を有する第１質量負荷材料部を形成する工程と、前記圧電体の他方の主面に第２電極を形成する工程とを備える。
【００２３】
本発明の第２の構成の薄膜弾性波共振器は、第１の構成の薄膜弾性波共振器と同様の基本構成を有する。そして上記課題を解決するために、前記圧電体の前記第２電極が設けられた主面上における前記第２電極の平面領域の外側に環状に設けられ、前記第１質量負荷材料部と対向する第２質量負荷材料部を更に備え、前記第１電極と前記第１質量負荷材料部とは電気的に絶縁され、前記第１及び第２質量負荷材料部の少なくとも一方は、前記第１または第２電極面上に環状に設けられた負荷材料層と、その対応する領域の前記第１または第２電極との積層構造により形成され、前記第１電極と前記第２電極を足し合わせた質量負荷効果よりも、前記第１質量負荷材料部と前記第２質量負荷材料部を足し合わせた質量負荷効果の方が大きい。
【００２４】
本発明の第２の構成の薄膜弾性波共振器の製造方法は、圧電薄膜からなる圧電体の一方の主面に第１電極を形成する工程と、前記圧電体の前記第１電極が形成される主面における、前記第１電極の平面領域の外側に、前記第１電極とは電気的に絶縁された第１質量負荷材料部を環状に形成する工程と、前記圧電体の前記第１電極が形成された他方の主面に第２電極を形成する工程と、前記圧電体の前記第２電極が形成される主面における、前記第２電極の平面領域の外側に、前記第１質量負荷材料部と対向するように、第２質量負荷材料部を環状に形成する工程とを備える。前記第１及び第２質量負荷材料部の少なくとも一方は、前記第１または第２電極面上に環状に設けられた負荷材料層と、その対応する領域の前記第１または第２電極との積層構造により形成し、前記第１電極と前記第２電極を足し合わせた質量負荷効果よりも、前記第１質量負荷材料部と前記第２質量負荷材料部を足し合わせた質量負荷効果の方が大きくなるように設定する。
【００２５】
本発明の第３の構成の薄膜弾性波共振器の製造方法は、第１基板に第１支持層を環状に形成する工程と、第２基板に圧電体を形成する工程と、前記圧電体上に第１電極を形成する工程と、前記第１電極上に、前記第１支持層よりも環状の内縁側に延在する第２支持層を形成する工程と、前記第１電極と前記第２支持層が形成された前記圧電体を、前記第１ならびに第２支持層を介して前記第１基板上に、前記第２基板から転写する工程と、前記圧電体の前記第１電極が形成された他方の主面に、第２電極を形成する工程と、前記圧電体の前記第２電極が形成された主面に、前記第２電極の平面領域の外側に環状に、前記第２電極とは電気的に絶縁された質量負荷材料部を形成する工程とを備える。前記質量負荷材料部を、前記第２支持層の内縁部領域と対向するように配置する。
【発明の効果】
【００２６】
上述した本発明の薄膜弾性波共振器によれば、第１質量負荷材料部が、第１電極と同一材料により同一厚みで形成された第１補助電極と負荷材料層とを含む積層構造により形成されるので、中心領域においてエネルギーを閉じ込め、且つ、質量負荷領域における異なる共振モードの発生を抑制するための効果的な構成を、精度良く容易に作製可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の薄膜弾性波共振器は、上記構成を基本として、以下のような種々の態様をとることができる。
【００２８】
例えば、上記本発明の第１の構成の薄膜弾性波共振器において、前記圧電体は高域遮断形の分散特性を有することが好ましい。前記圧電体は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とする構成とすることができる。
【００２９】
また、前記圧電体の膜厚をｄｐ、前記圧電体の厚み方向の比誘電率をε３３、前記圧電体の平面方向の比誘電率をε１１と定義したとき、前記第１電極の平面領域の外縁と前記第１質量負荷材料部の内縁とが空間的に離間している距離ｇが、下記式で表される範囲に設定されることが好ましい。
【００３０】
ｇ≧ｄｐ×ε１１／ε３３
また、前記第１電極の平面領域の外縁と前記第１質量負荷材料部の内縁とが空間的に離間している距離ｇが、距離ｇ内の領域での平面方向の振動の一波長λｈ未満であることが好ましい。
【００３１】
また、前記圧電体、前記第１電極、および前記第２電極により構成された共振部を支持する基板を備え、前記基板内における前記共振部の下部にキャビティが形成された構成とすることができる。その場合、キャビティの共振子が接する面の外形よりも内側に第１質量負荷材料部を配置することが好ましい。
【００３２】
あるいは、基板と、低音響インピーダンス層と高音響インピーダンス層を交互に配置して構成され、前記基板上に設けられた音響ミラーとを備え、前記圧電体、前記第１電極、および前記第２電極により構成された共振部が前記音響ミラー上に支持された構成としてもよい。
【００３３】
また、前記第１電極に接続された引き出し配線電極を備え、前記引き出し配線電極は、前記第１質量負荷材料部とは電気的に絶縁されている構成とすることが好ましい。
【００３４】
また、前記第１質量負荷材料部は、その環状の一部に切欠き部が形成され、前記引き出し配線電極は前記切欠き部を通って引き出されて、前記引き出し配線電極と前記第１質量負荷材料部とが空間的に離間されることにより、電気的に絶縁されている構成とすることができる。
【００３５】
上記第２の構成の薄膜弾性波共振器において、前記第２電極と前記第２質量負荷材料部とは電気的に絶縁されていることが好ましい。
【００３６】
また、前記第１電極と前記第２質量負荷材料部は対向しないように配置され、前記第２電極と前記第１質量負荷材料部は対向しないように配置されていることが好ましい。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜弾性波共振器の共振部の構造例を示した断面図である。図２は、図１に示した共振部に対する支持構造を含む薄膜弾性波共振器を示した断面図である。図３は、図２に示した薄膜弾性波共振器の配線を含めた構造例を示した上面図である。
【００３９】
本実施形態に係る薄膜弾性波共振器は、図１に示すような共振部構造を有する。すなわち、圧電体１に対して、その上部に上部電極２ａが形成され、下部に下部電極３が形成されている。圧電体１上の上部電極２ａの外側を包囲して、第１質量負荷材料部４が形成されている。上部電極２ａ、圧電体１及び下部電極３によって、中心領域６が構成され、第１質量負荷材料部４、圧電体１及び下部電極３によって、質量負荷領域７が構成される。
【００４０】
第１質量負荷材料部４は、第１補助電極２ｂと負荷材料層４ａの２層膜により構成される。第１補助電極２ｂは、上部電極２ａと同一の材料により同一の厚みで形成されている。すなわち、圧電体１上の中心領域６と質量負荷領域７に渡って、上部電極２ａの材料からなる導電材料層（図示せず）を成膜した後、その導電材料層をエッチングすることにより、中心領域６と質量負荷領域７の間で、上部電極２ａと第１補助電極２ｂに分断（パターニング）する。更に第１補助電極２ｂ上に、負荷材料層４ａを形成する。
【００４１】
以上の構成の共振部が、図２に示すような基板８の上に形成されて、本実施形態に係る薄膜弾性波共振器が構成されている。
【００４２】
図３に示されるように、第１質量負荷材料部４は環状に形成され、上部電極２ａの平面領域の外縁と第１質量負荷材料部４の平面領域の内縁とは、空間的に離間し、中心領域６と質量負荷領域７間で電気的な絶縁が実現されている。
【００４３】
図３にのみ図示されているが、圧電体１上に、上部電極２ａの引き出し配線１０が形成される。第１質量負荷材料部４には切欠き部５が設けられ、その切欠き部５を通して引き出し配線１０が外方に延在する。それにより、引き出し配線１０は、第１質量負荷材料部４とは、空間的に離間されて配置されている。これにより、引き出し配線１０を介して上部電極２ａと第１質量負荷材料部４が接続されることを回避し、両者の電気的な絶縁が確保される。また、基板８上に、下部電極３が引き出されている。
【００４４】
下部電極３及び上部電極２ａは、例えばモリブデン（Ｍｏ）で形成される。圧電体１は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の高域遮断形の分散特性を有した圧電材料で形成される。
【００４５】
圧電体１に高域遮断形の分散特性を有する圧電材料を使用し、エネルギー閉じ込めを実現するため、中心領域６の質量負荷効果よりも質量負荷領域７の質量負荷効果を大きくする。質量負荷効果は、各膜の膜厚を「ｄ」、密度を「ρ」としたとき、「ｄ×ρ」で決まる。従って、中心領域６と質量負荷領域７のそれぞれの領域における下部電極３の膜厚が等しい場合、上部電極２ａの「ｄ×ρ」よりも第１質量負荷材料部４の「ｄ×ρ」の方を大きくする。
【００４６】
本実施形態においては、第１質量負荷材料部４は、第１補助電極２ｂと負荷材料層４ａの２層膜により構成され、第１補助電極２ｂは、上部電極２ａと同一の材料により同一の厚みに形成されているので、負荷材料層４ａの膜厚、密度によらず、中心領域６の質量効果よりも質量負荷領域７の質量負荷の方が、負荷材料層４ａの分だけ大きくなる。従って、エネルギー閉じ込めを容易に実現することができる。
【００４７】
また、上部電極２ａと第１補助電極２ｂを同一の工程で形成できることにより、上部電極２ａの平面領域の外縁と第１質量負荷材料部４の平面領域の内縁とが空間的に離間している離間領域ｇを、容易に形成することができる。すなわち、導電材料層をエッチングにより、上部電極２ａと第１補助電極２ｂに分断して離間領域ｇが形成されるので、離間領域ｇの形成には、エッチング用マスクの精度のみを考慮すればよい。
【００４８】
これに対して、上部電極２ａと第１質量負荷材料部４を全く別の工程で形成する場合には、各々を形成するためのマスクの精度に加えて、例えば、先に形成された上部電極２ａに対して、第１質量負荷材料部４を形成するためのマスクを位置合わせする精度も要求される。離間領域ｇの寸法がミクロンオーダーであることを考慮すると、かなり高度の制御が要求され、製造コスト増大の原因となる。
【００４９】
本実施形態の共振器では、上部電極２ａと下部電極３の間に電界を印加することにより発生する厚み縦振動を利用した共振子が構成される。その厚み縦振動を確保するため、図２に示すように、基板８内には、キャビティ９が形成される。質量負荷領域７、すなわち第１質量負荷材料部４は、キャビティ９の共振子が接する面の外形よりも中心側に配置されることが好ましい。キャビティ９の形成には、犠牲層エッチングプロセス、微細化工法を用いた基板の裏面からのエッチングプロセス等を用いることができるが、どのプロセスを選択するかは本発明の効果に関わらない。
【００５０】
ここで、本実施形態に係る薄膜弾性波共振器の動作原理について説明する。図４は、本実施形態に係る薄膜弾性波共振器の分散特性を示している。横軸は、横方向の弾性波の波数、縦軸は周波数を示している。横軸の中心（ｋ＝０）から右側の領域では、波数が実数となり、弾性波が横方向に伝搬し、左側の領域では、波数が虚数となり、弾性波が横方向に伝搬しないことを表現している。したがって、分散特性が横軸の中心（ｋ＝０）と交わる点が、遮断周波数となる。また、同図において、曲線ｘ１は、中心領域６の分散特性、曲線ｘ２は、質量負荷領域７の分散特性を示している。ただし、中心領域６の質量負荷効果よりも質量負荷領域７の質量負荷効果の方が大きい条件で計算している。
【００５１】
圧電体１の材料には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を使用しているため、分散特性は高域遮断形を示している。ちなみに、分散特性は、主に、圧電体１の膜厚、密度、ポアソン比や、上部電極２ａ、下部電極３、第１質量負荷材料部４などの圧電体１に係る層の膜厚、密度により決定される。圧電体１のポアソン比が１／３以下となるとき、分散特性は高域遮断形となり、逆に酸化亜鉛（ＺｎＯ）などのポアソン比が１／３以上の圧電材料を用いると、分散特性は低域遮断形になる。
【００５２】
図４に示すように、質量負荷効果の大きい質量負荷領域７に対応する曲線ｘ２は、中心領域６に対応する曲線ｘ１よりも低周波数側に変化している。これにより、中心領域６の遮断周波数「ｆ１」よりも質量負荷領域７の遮断周波数「ｆ２」の方が低くなる。このため、中心領域６の遮断周波数「ｆ１」と質量負荷領域７の遮断周波数「ｆ２」の間においては、中心領域６中で弾性波は伝搬し、且つ、質量負荷領域７中で弾性波は遮断される。したがって、中心領域６と質量負荷領域７との境界領域において、弾性波は反射され、中心領域６内に弾性波エネルギーを閉じ込めることができる。
【００５３】
一方、上部電極２ａと第１質量負荷材料部４が電気的に絶縁されていることによって、電気エネルギーが質量負荷領域７で使用されることは回避され、主共振モードとは異なる周波数での共振モードは発生しない。すなわち、電気エネルギーを中心領域６でのみ最大限機械共振へと変換することが可能となるため、良好な主共振モードの特性を得ることができる。
【００５４】
上部電極２ａの平面領域の外縁と第１質量負荷材料部４の平面領域の内縁とが空間的に離間する距離（便宜上、離間領域の符号ｇを兼用する。図１参照。）は、実用上好ましい効果を得るためには、以下のような範囲に設定すればよい。ここで、圧電体１の膜厚をｄｐ、圧電体１の厚み方向の比誘電率をε３３、平面方向の比誘電率をε１１と定義する。
【００５５】
まず距離ｇの下限値は、下記式で表されるように設定する。
【００５６】
ｇ≧ｄｐ×ε１１／ε３３
これにより、厚み方向の容量結合よりも平面方向の結合度を小さくすることができる。例えば、厚みｄｐ＝１．１μｍの圧電体（ＡＬＮ）を用いる場合であれば、ＡＬＮのε１１≒８、ε３３≒１１であるので、距離ｇを０．８μｍ以上にすればよい。
【００５７】
また、距離ｇの上限値は、下記式で表されるとおりに設定する。すなわち距離ｇは、平面方向の振動の一波長λｈ未満とする。
【００５８】
ｇ＜λｈ
これに対して、距離ｇを平面方向の振動の一波長以上にすると、閉じ込め効果が減少する。
【００５９】
図１における離間領域ｇの分散曲線が、図４にｘ３で示される。中心領域６の共振ｆ１での波数ｋ（Ａ）から換算すれば、λｈ＝２π／ｋ（Ａ）である。従って、Ｍｏ／ＡＬＮ／Ｍｏ＝０．３／１．１／０．３μｍの厚みであれば、一波長＝３．５μｍである。
【００６０】
尚、以上の説明では、厚み縦振動を確保するために、共振部の支持構造として、基板８内にキャビティ９を構成した場合について説明したが、図５に示すように、音響ミラー１１を共振部の支持構造として用いても、上記の例と同様のエネルギー閉じ込め効果を得ることが可能である。すなわち、基板８にキャビティ９を設けるのではなく、基板８と下部電極３の間に音響ミラー１１を配置する。音響ミラー１１は、主共振モードの共振周波数から算出される１／４波長膜厚の低音響インピーダンス層１１ａと、高音響インピーダンス層１１ｂを交互に配置して構成される。
【００６１】
上記の構成において負荷材料層４ａは、第１補助電極２ｂと同じ導電性材料、第１補助電極２ｂとは異なる導電性材料、または絶縁性材料等、適宜選択した材料により形成しても、同様の効果を得ることが可能である。
【００６２】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る薄膜弾性波共振器の共振部の構造例を示した断面図である。本実施形態に係る薄膜弾性波共振器は、基板（図示せず）の上に、下部電極３ａ、圧電体１及び上部電極２が順に形成された構造である。下部電極３ａは、中心領域６内にのみ形成されている。基板と圧電体１の間において、下部電極３ａの外側に第２質量負荷材料部１２が形成されている。下部電極３ａ、圧電体１及び上部電極２によって、中心領域６が構成され、第２質量負荷材料部１２、圧電体１、及び上部電極２によって、質量負荷領域７が構成される。ここで、下部電極３ａの外縁と第２質量負荷材料部１２の内縁を空間的に離間することで、中心領域６と質量負荷領域７の電気的な絶縁が確保されている。
【００６３】
第２質量負荷材料部１２は、第２補助電極３ｂと負荷材料層１２ａにより構成される。第２補助電極３ｂは、下部電極３ａと同一の導電性材料により、同一の工程で形成される。負荷材料層１２ａの材料は、第１質量負荷材料部４の負荷材料層４ａと同様に設定することができる。
【００６４】
なお、本実施形態の共振部を、図２の薄膜弾性波共振器のように基板８上に支持させた構造は、例えば、図１のような共振部の要素を形成し、それを上下反転させて、空洞部が形成された支持用の基板に貼り合わせることにより作製することができる。すなわち、基板８上の周辺部に支持部を設け、その支持部により、図６に示す共振部を支持させる。従って、基板８と図６に示す共振部とは、支持部でのみ接続されている構成となる。その際、図６における第２質量負荷材料部１２は、基板と接触しないように配置することが好ましい。そのような構成は、図８を参照して後述するような転写プロセスを用いることにより、容易に作製することができる。
【００６５】
圧電体１に高域遮断形の分散特性を有する圧電材料を使用し、エネルギー閉じ込めを実現するため、中心領域６の質量負荷効果よりも質量負荷領域７の質量負荷効果を大きくする。すなわち、中心領域６と質量負荷領域７のそれぞれの領域における上部電極２の膜厚が等しい場合、下部電極３ａの「ｄ×ρ」よりも第２質量負荷材料部１２の「ｄ×ρ」の方を大きくする。本実施形態においては、第１の実施形態と同様、負荷材料層１２ａの膜厚、密度によらず、下部電極３ａの「ｄ×ρ」よりも第２質量負荷材料部１２の「ｄ×ρ」の方が、負荷材料層１２ａの分だけ大きくなる。
【００６６】
図示しないが、下部電極３ａの引き出し部が形成される領域において、第２質量負荷材料部１２を排除することで、下部電極３ａの引き出し部と第２質量負荷材料部１２は空間的に離間される。したがって、第２質量負荷材料部１２と下部電極３ａの引き出し部は電気的に絶縁される。それにより、下部電極３ａの引き出し部を介しての、下部電極３ａと第２質量負荷材料部１２の電気的な接続も回避することができる。
【００６７】
以上のように、第１の実施形態の動作原理と同様に、本実施形態の薄膜弾性波共振器は、中心領域６におけるエネルギー閉じ込めを実現し、且つ、下部電極３ａと第２質量負荷材料部１２との電気的な絶縁により、異なる共振モードの発生も抑制することができる。したがって、良好な主共振モードの特性を得ることができる。
【００６８】
尚、質量負荷領域を、図７に示すような構造により形成することもできる。すなわち、圧電体１上の中心領域６と質量負荷領域７に渡って、上部電極２ａと同じ材料からなる電極層（図示せず）を成膜した後、その電極層をエッチングにより、中心領域６と質量負荷
領域７の間で上部電極２ａと第１補助電極２ｂに分断（パターニング）する。また、圧電体１の下面には下部電極３を全面に形成し、下部電極３の質量負荷領域７における第１補助電極２ｂと対応する位置に、負荷材料層１２ａを設ける。これにより、負荷材料層１２ａおよびその対応する部分の下部電極３の積層構造からなる第２質量負荷材料部が形成される。
【００６９】
この構造でも、負荷材料層１２ａの膜厚、密度によらず、中心領域６の質量効果よりも質量負荷領域７の質量負荷の方が大きくなり、エネルギー閉じ込めを実現することができる。また、上部電極２ａと第１補助電極２ｂが離間されているため、中心領域６と質量負荷領域７は電気的に絶縁される。
【００７０】
また、図６及び図７の構成の共振器において、第１の実施形態に係る薄膜弾性波共振器と同様に、厚み縦振動を確保するため、基板８内に、キャビティを形成することが好ましい。ただし、質量負荷領域７、すなわち第２質量負荷材料部１２は、キャビティの共振子が接する面の外形よりも中心側、すなわち、キャビティ内に配置されることが好ましい。また、また、キャビティに代えて、図５に示したように、基板８と下部電極３の間に音響ミラーを配置して、支持ならびに厚み縦振動を確保してもよい。
【００７１】
図７に示した薄膜弾性波共振器は、転写プロセスを用いて作製することができる。転写プロセスのフローを図８に示す。
【００７２】
まず、図８（ａ）に示すように、基板８上に第１支持部１３を形成する。次に、図８（ｂ）に示すように、補助基板１４上に圧電体１、下部電極３、第２支持部１５を順次堆積、形成する。次に図８（ｃ）に示すように、図８（ａ）の構造と図８（ｂ）の構造を、第１支持部１３と第２支持部１５とを当接させて接合する。次に図８（ｄ）に示すように、補助基板１４を除去する。最後に、図８（ｅ）に示すように、上部電極２ａ、及び第１補助電極２ｂを形成する。
【００７３】
以上のプロセスにおいて、第２支持部１５は第１支持部１３よりも大きくする。そして、第２支持部１５の内縁部領域である、第１支持部１３からのはみ出し部１５ａを、第１補助電極２ｂと対向するように形成する。ここで、第１、第２支持部１３、１５、基板８、及び下部電極３によりキャビティ９が形成される。第２支持部１５のはみ出し部１５ａは、第１支持部１３の内縁よりも中心方向にあるため、エネルギー閉じ込めにより振動漏れの抑制を実現することができる。また、上部電極２ａと第１補助電極２ｂが径方向に離間されているため、異なる共振モードの発生も抑制し、良好な主共振モードの特性を得ることができる。
【００７４】
以上のようにして、図７に示した本実施形態に係る薄膜弾性波共振器を作製することができる。ただし、第２支持部１５は図７における負荷材料層１２ａに対応するように機能するが、負荷材料層１２ａとは異なり、第１補助電極２ｂの外縁よりもさらに外側にまで延在している。なお、図７の薄膜弾性波共振器を作製する方法は、これに限るものではない。
【００７５】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態に係る薄膜弾性波共振器の共振部の構造例を示した断面図である。本実施形態に係る薄膜弾性波共振器は、図１に示した第１の実施形態に係る薄膜弾性波共振器において、下部電極３を中心領域６と質量負荷領域７の境界領域で分断して、中心部の下部電極３ａと第２質量負荷材料部３ｃにパターニングした構成である。
【００７６】
図１の構造において、上部電極２ａと下部電極３の間に印加される電界は、厳密には厚み方向だけではない。そのため、上部電極２ａと下部電極３の一方の電極が分断されていない場合、斜め方向にも振動が発生し、異なる共振モードを発生させる要因となる。
【００７７】
これに対して、上部電極２ａと下部電極３ａ共に、中心領域６と質量負荷領域７間で電気的に絶縁することで、異なる共振モードの発生をより十分に抑制することができる。また、それにより、より効果的に主共振モードの特性を改善することができる。
【００７８】
なお、図９では、下部電極３ａと第２質量負荷材料部３ｃは、同材料で同一厚みに形成されているが、材料および厚みを異ならせて、第２質量負荷材料部３ｃをより適切に機能させることも可能である。最終的に第１質量負荷材料部４との重ね合わせにおいて、中心領域の両電極２ａ、３ａよりも大きい質量負荷効果を得ることができれば、本発明の閉じ込めの効果を実現できる。
【００７９】
ただし、上部電極２ａと第２質量負荷材料部３ｃ、または下部電極３ａと第１質量負荷材料部４が、圧電体１を挟んで対向すると、対向する領域において共振部が形成される。それにより、中心領域６での共振周波数とは異なる周波数において不要共振が発生し、また中心領域６で使用されるエネルギーが低減されるため、特性劣化を招く。したがって、上部電極２ａと第２質量負荷材料部３ｃ、または下部電極３ａと第１質量負荷材料部４は、圧電体１を挟んで対向しないように配置されることが好ましい。
【００８０】
また、図３に示したように、第１質量負荷材料部４は、引き出し配線１０が形成される領域で排除されて切欠き部５が形成されている。同様に、第２質量負荷材料部３ｃにも切欠き部を形成して、中心部下部電極３ａの引き出し配線を、第２質量負荷材料部３ｃとは空間的に離間されるように配置することができる。
【００８１】
一方、第１質量負荷材料部４は、圧電体１を挟んで下部電極３ａの引き出し配線と対向する領域においては、圧電体１を介して下部電極３ａと結合するため、第１質量負荷材料部４における下部電極３ａの引き出し配線と対向する領域を排除して、結合を避けることが望ましい。同様に、第２質量負荷材料部３ｃにおける上部電極２ａの引き出し配線と対向する領域を排除することが望ましい。
【００８２】
以上のように下部電極を分断した構造は、上述の全ての実施形態に係る他の薄膜弾性波共振器についても、同様に適用することができる。すなわち、上部電極２ａ、及び下部電極３ａ共に中心領域６と質量負荷領域７の境界領域で分断（パターニング）し、電気的に絶縁することで、異なる共振モードの発生を十分に抑制し、より効果的に主共振モードの特性を改善することができる。
【００８３】
（第４の実施形態）
図１０Ａは、本発明の第４の実施形態に係る高周波回路部品の回路構成である。入出力端子２０ａ、２０ｂ間に、直列の薄膜弾性波共振器２１ａ、２１ｂ、２１ｃと並列の薄膜弾性波共振器２２ａ、２２ｂが梯子型に接続され、並列の薄膜弾性波共振器２２ａ、２２ｂは各々、インダクタ２３ａ、２３ｂを介して接地されている。直列の薄膜弾性波共振器２１ａ、２１ｂ、２１ｃの共振周波数と、並列の圧電共振器２２ａ、２２ｂの反共振周波数とを略一致させることにより、帯域通過型の高周波フィルタが構成されている。
【００８４】
また、図１０Ｂは、本発明の第４の実施の形態における他の例の高周波回路部品の回路構成を示す。入出力端子２０ａ、２０ｂ間に、直列の薄膜弾性波共振器２１と、並列の薄膜弾性波共振器２２ａ、２２ｂが接続され、並列の薄膜弾性波共振器２２ａ、２２ｂは各々、インダクタ２３ａ、２３ｂを介して接地されている。並列の薄膜弾性波共振器２２ａとインダクタ２３ａの間の接続点と、並列の薄膜弾性波共振器２２ｂとインダクタ２３ｂの間の接続点が、バイパス薄膜弾性波共振器２４により接続されている。
【００８５】
直列の薄膜弾性波共振器２１と並列の薄膜弾性波共振器２２ａ、２２ｂ、バイパス薄膜弾性波共振器２４の共振周波数は、求められるフィルタ特性によっても異なるが、直列の薄膜弾性波共振器２１の共振周波数と、並列の薄膜弾性波共振器２２ａ、２２ｂの反共振
周波数とを略一致させるとともに、バイパス薄膜弾性波共振器２４の共振周波数を並列の薄膜弾性波共振器２２の共振周波数よりも低く設定する。それにより、帯域外減衰量が大きく、低損失な帯域通過型のフィルタが構成される。
【００８６】
上記構成の高周波回路部品における薄膜弾性波共振器２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２２ａ、２２ｂ、２４に、上記いずれかの実施形態に示された構成を適用することにより、帯域外減衰領域にスプリアスがなく、低損失であり、かつスカート特性に優れた高周波フィルタを得ることができる。
【００８７】
なお、本実施形態の高周波回路部品の回路構成は一例であり、段数（薄膜弾性波共振器の素子数）はこれに限られるものではない。また、ラティス型のフィルタや、複数の共振器を平面方向や厚み方向に隣接配置させた多重モードフィルタなど、薄膜弾性波共振器を利用した種々のフィルタに適用可能である。
【００８８】
また、本発明の各実施形態における薄膜弾性波共振器を用いたバンドパスフィルタは、図１１に示すようなアンテナ共用器３６に用いることができる。同図のアンテナ共用器３６は、送信端子３０、受信端子３１、およびアンテナ端子３２を有し、送信端子３０と受信端子３１間には送信フィルタ３３、移相回路３４、および受信フィルタ３５が順に配置されている。送信フィルタ３３と移相回路３４間にアンテナ端子３２が接続されている。送信フィルタ３３および受信フィルタ３５の少なくとも一方として、上記いずれかの実施形態に係る薄膜弾性波共振器を用いたバンドパスフィルタが具備される。
【００８９】
また、本発明の各実施形態における薄膜弾性波共振器を用いたバンドパスフィルタは、図１２に示すような通信機器４０に用いることができる。同図の通信機器４０では、送信端子４１から入った信号がベースバンド部４２を通り、パワーアンプ４３で信号が増幅され、送信フィルタ３３を通りフィルタリングされ、アンテナ４４から電波が送信される。また、アンテナ４４から受信した信号は、受信フィルタ３５を通りフィルタリングされ、ＬＮＡ４５により増幅され、ベースバンド部４２を通り受信端子４６に伝達される。送信フィルタ３３および受信フィルタ３５の少なくとも一方として、上記いずれかの実施形態に係る薄膜弾性波共振器を用いたバンドパスフィルタが具備される。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の薄膜弾性波共振器は、不要共振モードを抑制し、Ｑ値の高い、且つ広帯域な薄膜弾性波共振器を提供することが可能である。したがって、低損失特性、急峻なスカート特性、且つ良好な減衰特性を備えた高周波フィルタや共用器などの高周波回路部品、低損失フィルタを備えた低消費電力で通話品質に優れた無線機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る薄膜弾性波共振器の共振部の構成を示す断面図
【図２】同薄膜弾性波共振器の断面図
【図３】同薄膜弾性波共振器の配線を含めた上面図
【図４】同薄膜弾性波共振器の分散特性を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る薄膜弾性波共振器の他の構成を示す断面図
【図６】本発明の第２の実施形態に係る薄膜弾性波共振器の共振部の構成を示す断面図
【図７】本発明の第２の実施形態に係る薄膜弾性波共振器の共振部の他の構成を示す断面図
【図８】図７の構成の薄膜弾性波共振器の製造工程を示す断面図
【図９】本発明の第３の実施形態に係る薄膜弾性波共振器の共振部の構成を示す断面図
【図１０Ａ】本発明の第４の実施形態に係る高周波回路部品の構成例を示す回路図
【図１０Ｂ】同実施形態に係る高周波回路部品の他の構成例を示す回路図
【図１１】本発明の薄膜弾性波共振器を用いたフィルタを具備した共用器の構成例を示すブロック図
【図１２】本発明の薄膜弾性波共振器を用いたフィルタを具備した通信機器の構成例を示すブロック図
【図１３】従来の薄膜弾性波共振器の構成を示す断面図
【図１４】従来の薄膜弾性波共振器の構成を示す斜視図
【図１５Ａ】従来の薄膜弾性波共振器の等価回路図
【図１５Ｂ】同薄膜弾性波共振器のアドミッタンス周波数特性を示す図
【図１６Ａ】従来の薄膜弾性波共振器を用いたフィルタの構成図
【図１６Ｂ】図１６Ａのフィルタの通過特性図
【図１７Ａ】従来例のエネルギー閉じ込めを実現する薄膜弾性波共振器の構成を示す平面図
【図１７Ｂ】図１７Ａの正面から見た断面を示す側面図
【図１７Ｃ】図１７Ａの側面から見た断面図
【図１８Ａ】他の従来例のエネルギー閉じ込めを実現する薄膜弾性波共振器の平面図
【図１８Ｂ】同薄膜弾性波共振器の断面図
【図１８Ｃ】同薄膜弾性波共振器の要部を拡大して示した断面図
【図１８Ｄ】同薄膜弾性波共振器を説明するための特性図
【図１９Ａ】従来例のエネルギー閉じ込めを実現する構造の課題を説明するための薄膜弾性波共振器の断面図
【図１９Ｂ】図１９Ａの薄膜弾性波共振器の共振モードを示す図
【図１９Ｃ】同通過特性を示す図
【図２０Ａ】更に他の従来例のエネルギー閉じ込めを実現する薄膜弾性波共振器の平面図
【図２０Ｂ】同薄膜弾性波共振器の断面図
【符号の説明】
【００９２】
１、５１、６３、７５  圧電体
２、２ａ、５３、６４、６５、７４  上部電極
２ｂ  第１補助電極
３ｂ  第２補助電極
３、３ａ、５２、６２、７３  下部電極
３ｃ  第２質量負荷材料部
４  第１質量負荷材料部
４ａ、１２ａ  負荷材料層
５  切欠き部
６  中心領域
７  質量負荷領域
８、５５、６１、７０  基板
９、５４、６６  キャビティ
１０、６７  引き出し配線
１１  音響ミラー
１１ａ  低音響インピーダンス層
１１ｂ  高音響インピーダンス層
１２  第２質量負荷材料部
１３  第１支持部
１４  補助基板
１５  第２支持部
２０ａ、２０ｂ  入出力端子
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  直列の薄膜弾性波共振器
２２ａ、２２ｂ  並列の薄膜弾性波共振器
２３  インダクタ
２４  バイパス薄膜弾性波共振器
３０  送信端子
３１  受信端子
３２  アンテナ端子
３３  送信フィルタ
３４  移相回路
３５  受信フィルタ
３６  共用器
４０  通信機器
４１  送信端子
４２  ベースバンド部
４３  パワーアンプ
４４  アンテナ
４５  ＬＮＡ
４６  受信端子
５０  薄膜弾性波共振器
５１  圧電体
５２  下部電極部
５３  上部電極部
５４  キャビティ
５５  半導体基板
６０  基板
６１  エッチピット
６２  膜層
６３、６４  導電層
６５  圧電層
６６  枠様ゾーン
７０  薄膜圧電素子
７１  基板
７２  下部電極
７３  圧電薄膜
７４  第１上部電極
７５  第２上部電極
７６  キャビティ
７７  引き出し配線
７８  パッド
７９ａ  第１上部電極部圧電体
７９ｂ  第２上部電極圧電体
７９ｃ  無電極部圧電体
８０  誘電体
ｘ１  中心領域の分散特性
ｘ２  質量負荷領域の分散特性
ｘ３  離間領域の分散特性
ｙ１  無電極部圧電体の分散特性
ｙ２  薄い上部電極圧電体の分散特性
ｙ３  厚い上部電極圧電体の分散特性
【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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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