(57)【要約】【課題】圧電薄膜共振子の副共振を効果的に抑制し、圧電薄膜デバイスの特性を向上する。【解決手段】圧電薄膜共振子１では、対向領域１９１において下面電極１４及び上面電極１６が形成された圧電体薄膜１５を支持基板１１から離隔させた自由振動領域１９２の平面形状は、五角形となっており、五角形の輪郭１３４を構成する５個１３５〜１３９の辺の各々は相互に非平行になっている。これは、圧電体薄膜１５の音響インピーダンスが自由振動領域１９２の内側と外側とで大きく異なり、輪郭１３４となっている部分が固定端に近い状態となっていることを考慮したものである。すなわち、自由振動領域１９２に内包される対向領域１９１から漏洩した弾性波は輪郭１３４となっている部分で反射するので、反射した弾性波が定在波を引き起こして副共振の原因となることがないようにしたものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単数又は複数の圧電薄膜共振子を含む圧電薄膜デバイスであって、
圧電体薄膜と、
前記圧電体薄膜の両主面にそれぞれ形成され、対向領域において前記圧電体薄膜を挟んで対向する電極と、
前記圧電体薄膜を支持する支持体と、
を備え、
前記圧電体薄膜が前記支持体から離隔された自由振動領域の平面形状が非円形であって、前記自由振動領域の平面形状を規定する輪郭が連続する平行部分を実質的に含まない圧電薄膜デバイス。
【請求項２】
前記自由振動領域の平面形状を規定する輪郭が、前記対向領域の平面形状を規定する輪郭と平行な連続する平行部分を実質的に含まない請求項１に記載の圧電薄膜デバイス。
【請求項３】
前記自由振動領域の平面形状を規定する輪郭が、複数の直線区分を含み、前記複数の直線区分の各々が相互に非平行となっている請求項１又は請求項２に記載の圧電薄膜デバイス。
【請求項４】
前記輪郭が、曲線区分を含む請求項１又は請求項２に記載の圧電薄膜デバイス。
【請求項５】
前記自由振動領域の平面形状が、回転対称軸Ｃn（ｎ≧２）を持たない請求項１に記載の圧電薄膜デバイス。
【請求項６】
前記電極が前記圧電体薄膜の平坦な両主面に形成される請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の圧電薄膜デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単数又は複数の圧電薄膜共振子を含む圧電薄膜デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電薄膜共振子（ＦＢＡＲ；Film Bulk Acoustic Resonator）は、支持体に支持された圧電体薄膜の両主面に電極を形成し、圧電体薄膜を挟んで電極を対向させた構造を有する。圧電薄膜共振子は、圧電体薄膜を挟んで電極が対向する対向領域に励振された厚み縦振動に起因する電気的な応答を利用した共振子となっている。
【０００３】
しかし、圧電薄膜共振子では、圧電体薄膜の広がり方向に伝播する弾性波が対向領域の外郭において反射して定在波を引き起こし、副共振の原因となる場合がある。この副共振の問題を解決するため、対向領域の平面形状を不規則形状とした圧電伝薄膜共振子が特許文献１に紹介されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３２５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の圧電薄膜共振子は、確かに副共振を抑制することができるものの、その効果が不十分であるという問題を有していた。本発明は、この課題を解決するためになされたもので、圧電薄膜共振子の副共振を効果的に抑制し、圧電薄膜デバイスの特性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、単数又は複数の圧電薄膜共振子を含む圧電薄膜デバイスであって、圧電体薄膜と、前記圧電体薄膜の両主面にそれぞれ形成され、対向領域において前記圧電体薄膜を挟んで対向する電極と、前記圧電体薄膜を支持する支持体とを備え、前記圧電体薄膜が前記支持体から離隔された自由振動領域の平面形状が非円形であって、前記自由振動領域の平面形状を規定する輪郭が連続する平行部分を実質的に含まない。
【０００７】
請求項２の発明は、前記自由振動領域の平面形状を規定する輪郭が、前記対向領域の平面形状を規定する輪郭と平行な連続する平行部分を実質的に含まない請求項１に記載の圧電薄膜デバイスである。
【０００８】
請求項３の発明は、前記自由振動領域の平面形状を規定する輪郭が、複数の直線区分を含み、前記複数の直線区分の各々が相互に非平行となっている請求項１又は請求項２に記載の圧電薄膜デバイスである。
【０００９】
請求項４の発明は、前記輪郭が、曲線区分を含む請求項１又は請求項２に記載の圧電薄膜デバイスである。
【００１０】
請求項５の発明は、前記自由振動領域の平面形状が、回転対称軸Ｃn（ｎ≧２）を持たない請求項１に記載の圧電薄膜デバイスである。
【００１１】
請求項６の発明は、前記電極が前記圧電体薄膜の平坦な両主面に形成される請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の圧電薄膜デバイスである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、圧電薄膜共振子の副共振を効果的に抑制し、圧電薄膜デバイスの特性を向上することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、圧電薄膜デバイスの特性をさらに向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜１．１  全体構造＞
以下では、単独の圧電薄膜共振子（ＦＢＡＲ；Film Bulk Acoustic Resonator）を例として、本発明の圧電薄膜デバイスの望ましい実施形態について説明する。しかし、以下で説明する実施形態は、本発明の圧電薄膜デバイスが単独の圧電薄膜共振子に限定されることを意味するものではない。すなわち、本発明における圧電薄膜デバイスとは、一般的にいえば、単数又は複数の圧電薄膜共振子を含む圧電薄膜デバイス全般を意味しており、単一の圧電薄膜共振子を含む発振子及びトラップ等並びに複数の圧電薄膜共振子を含むフィルタ、デュプレクサ、トリプレクサ及びトラップ等を包含している。
【００１５】
図１〜図３は、圧電薄膜共振子１の模式図である。図１は、圧電薄膜共振子１の斜視図、図２は、圧電薄膜共振子１の平面図、図３は、図２のIII-IIIで示される切断線における圧電薄膜共振子１の断面図となっている。図１〜図３には、説明の便宜上、左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とする共通のＸＹＺ直交座標系が定義されている。
【００１６】
図１〜図３に示すように、圧電薄膜共振子１は、支持基板１１の上に、接着層１２、キャビティ形成膜１３、下面電極１４、圧電体薄膜１５及び上面電極１６（１６１，１６２）をこの順序で積層した構造を有している。圧電薄膜共振子１の製造にあたっては、単独で自重に耐え得る後述の圧電体基板１７を除去加工することにより圧電体薄膜１５を得ているが、除去加工によって得られる圧電体薄膜１５は単独で自重に耐え得ない。このため、圧電薄膜共振子１の製造にあたっては、除去加工に先立って、キャビティ形成膜１３及び下面電極１４を形成した圧電体基板１７を支持体となる支持基板１１にあらかじめ接着している。
【００１７】
＜１．２  支持基板＞
支持基板１１は、圧電薄膜共振子１の製造途上で圧電体基板１７を除去加工するときに、キャビティ形成膜１３及び下面電極１４が下面に形成された圧電体基板１７を接着層１２を介して支持する支持体としての役割を有している。加えて、支持基板１１は、圧電薄膜共振子１の製造後に、キャビティ形成膜１３及び下面電極１４が下面に形成され、上面電極１６が上面に形成された圧電体薄膜１５を接着層１２を介して支持する支持体としての役割も有している。したがって、支持基板１１には、圧電体基板１７を除去加工するときに加わる力に耐え得ることと、圧電薄膜共振子１の製造後にも強度が低下しないこととが要請される。
【００１８】
支持基板１１の材料及び厚さは、このような要請を満足するように、適宜選択することができる。ただし、支持基板１１の材料を、圧電体薄膜１５を構成する圧電材料と近い熱膨張率、より望ましくは、圧電体薄膜１５を構成する圧電材料と同じ熱膨張率を有する材料、例えば、圧電体薄膜１５を構成する圧電材料と同じ材料とすれば、圧電薄膜共振子１の製造途上において、熱膨張率の差に起因する反りや破損を抑制することができ、圧電薄膜共振子１の製造後において、熱膨張率の差に起因する特性変動や破損を抑制することができる。なお、熱膨張率に異方性がある材料を用いる場合、支持基板１１と圧電体薄膜１５とで各方向の熱膨張率がともに同じとなるように配慮することが望ましく、支持基板１１と圧電体薄膜１５とに同じ圧電材料を用いる場合、支持基板１１と圧電体薄膜１５とで結晶方位を一致させることが望ましい。
【００１９】
＜１．３  接着層＞
接着層１２は、圧電薄膜共振子１の製造途上で圧電体基板１７を除去加工するときに、キャビティ形成膜１３及び下面電極１４が下面に形成された圧電体基板１７を支持基板１１に接着固定する役割を有している。加えて、接着層１２は、圧電薄膜共振子１の製造後に、キャビティ形成膜１３及び下面電極１４が下面に形成され、上面電極１６が上面に形成された圧電体薄膜１５を支持基板１１に接着固定する役割も有している。したがって、接着層１２には、圧電体基板１７を除去加工するときに加わる力に耐え得ることと、圧電薄膜共振子１の製造後にも接着力が低下しないこととが要請される。
【００２０】
このような要請を満足する接着層１２の望ましい例としては、有機接着剤、望ましくは、充填効果を有し、接着対象が完全に平坦ではなくても十分な接着力を発揮するエポキシ接着剤（熱硬化性を利用するエポキシ樹脂の接着剤）やアクリル接着剤（光硬化性及び熱硬化性を併用するアクリル樹脂の接着剤）により形成された接着層１２を挙げることができる。このような樹脂を採用することにより、支持基板１１と圧電体基板１７との間に期待しない空隙が生じることを防止し、当該空隙により圧電体基板１７の除去加工時にクラック等が発生することを防止可能である。ただし、このことは、これ以外の接着層１２によって支持基板１１と圧電体薄膜１５とが接着固定されることを妨げるものではない。
【００２１】
＜１．４  キャビティ形成膜＞
キャビティ形成膜１３は、絶縁材料を成膜することにより得られた絶縁体膜である。キャビティ形成膜１３は、対向領域１９１の外側に形成され、自由振動領域１９２において圧電体薄膜１５を支持基板１１から離隔させるキャビティ（空洞）１３５を形成している。このようなスペーサとしての役割を有するキャビティ形成膜１３により、自由振動領域１９２において圧電体薄膜１５が支持基板１１と干渉しなくなり、対向領域１９１における励振が阻害されることがなくなる。
【００２２】
キャビティ形成膜１３を構成する絶縁材料は、特に制限されないが、二酸化ケイ素（SiO2）等の絶縁材料から選択することが望ましい。
【００２３】
＜１．５  圧電体薄膜＞
圧電体薄膜１５は、圧電体基板１７を除去加工することにより得られる。より具体的には、圧電体薄膜１５は、単独で自重に耐え得る厚み（例えば、５０μｍ以上）を有する圧電体基板１７を、単独で自重に耐え得ない膜厚（例えば、１０μｍ以下）まで除去加工で薄肉化することにより得られる。
【００２４】
圧電体薄膜１５を構成する圧電材料としては、所望の圧電特性を有する圧電材料を選択することができるが、水晶（SiO2）、ニオブ酸リチウム(LiNbO3）、タンタル酸リチウム（LiTaO3）、四ホウ酸リチウム（Li2B4O7）、酸化亜鉛（ZnO）、ニオブ酸カリウム（KNbO3）及びランガサイト（La3Ga3SiO14）等の粒界を含まない単結晶材料を選択することが望ましい。圧電体薄膜１５を構成する圧電材料として単結晶材料を用いることにより、圧電体薄膜１５の電気機械結合係数及び機械的品質係数を向上することができるからである。
【００２５】
また、圧電体薄膜１５における結晶方位も、所望の圧電特性を有する結晶方位を選択することができる。ここで、圧電体薄膜１５における結晶方位は、圧電薄膜共振子１の共振周波数や反共振周波数の温度特性が良好となる結晶方位とすることが望ましく、周波数温度係数が「０」となる結晶方位とすることがさらに望ましい。
【００２６】
圧電体基板１７の除去加工は、切削、研削及び研磨等の機械加工並びにエッチング等の化学加工等により行う。ここで、複数の除去加工方法を組み合わせ、加工速度が速い除去加工方法から、加工対象に生じる加工変質が小さい除去加工方法へと除去加工方法を段階的に切り替えながら圧電体基板を除去加工すれば、高い生産性を維持しつつ、圧電体薄膜１５の品質を向上し、圧電薄膜共振子１の特性を向上することができる。例えば、圧電体基板１７を固定砥粒に接触させて削る研削及び圧電体基板１７を遊離砥粒に接触させて削る研磨を順次行った後に、当該研磨によって圧電体基板１７に生じた加工変質層を仕上げ研磨により除去するようにすれば、圧電体基板１７を削る速度が早くなり、圧電薄膜共振子１の生産性を向上することができるとともに、圧電体薄膜１５の品質を向上することにより、圧電薄膜共振子１の特性を向上することができる。
【００２７】
このような圧電薄膜共振子１では、圧電体薄膜１５をスパッタリング等により成膜した場合と異なり、圧電体薄膜１５を構成する圧電材料や圧電体薄膜１５における結晶方位が下地の制約を受けないので、圧電体薄膜１５を構成する圧電材料や圧電体薄膜１５における結晶方位の選択の自由度が高くなっている。したがって、圧電薄膜共振子１では、所望の特性を実現することが容易になっている。
【００２８】
この圧電体薄膜１５には、圧電体薄膜１５の下面と上面との間を貫通し、圧電体薄膜１５を挟んで対向する下面電極１４と上面電極１６２とを導通させるバイアホール１５５が形成されている。バイアホール１５５は、その内側面に成膜された導電体薄膜により下面電極１４と上面電極１６２とを電気的に接続する。
【００２９】
＜１．６  下面電極及び上面電極＞
下面電極１４及び上面電極１６は、それぞれ、圧電体薄膜１５の平坦に研磨された下面及び上面に導電材料を成膜することにより形成された導電体薄膜である。ここで、圧電体薄膜１５の下面及び上面が「平坦」であるとは、研磨後に不可避的に残存する表面粗さを超えるような凹凸がない状態をいう。圧電体薄膜１５の平坦な下面に下面電極１４を形成すること及び圧電体薄膜１５の平坦な上面に上面電極１６を成膜することには、フォトリソグラフィにより下面電極１４及び上面電極１６を形成する場合に、上面電極１４及び下面電極１６の寸法精度を向上することができるという利点がある。このような寸法精度の向上効果は、下面電極１４及び上面電極１６の輪郭が圧電体薄膜１５の下面及び上面の平坦な部分に位置していれば得ることができる。
【００３０】
下面電極１４及び上面電極１６を構成する導電材料は、特に制限されないが、アルミニウム（Al）、銀（Ag）、銅（Cu）、白金（Pt）、金（Au）、クロム（Cr）、ニッケル（Ni）、モリブデン（Mo）、タングステン(W)及びタンタル（Ta）等の金属から選択することが望ましい。もちろん、下面電極１４及び上面電極１６を構成する導電材料として合金を用いてもよい。また、複数種類の導電材料を重ねて成膜することにより、下面電極１４及び上面電極１６を形成してもよい。
【００３１】
図４及び図５は、それぞれ、下面電極１４及び上面電極１６のパターンを示す図である。図４及び図５にも、図２〜図４と共通のＸＹＺ直交座標系が定義されている。
【００３２】
図２、図４及び図５に示すように、下面電極１４の一部を占める細長の五角形の駆動部１４１は、対向領域１９１において、上面電極１６１の一部を占める細長の五角形の駆動部１６１１と圧電体薄膜１５を挟んで対向している。下面電極１４１の、駆動部１４１１を除く残余を占める給電部１４４は、バイアホール１５５によって、上面電極１６２に接続されている。
【００３３】
このような下面電極１４及び上面電極１６のパターンにより、圧電薄膜共振子１では、外部に露出している上面電極１６１と上面電極１６２の給電部１６２２とに励振信号が印加されると、下面電極１４の駆動部１４１と上面電極１６１の駆動部１６１１とに励振信号が供給され、対向領域１９１に振動が励振されることになる。これにより、圧電薄膜共振子１は、厚み縦振動又は厚みすべり振動を利用したエネルギー閉じ込め型の共振子として機能する。
【００３４】
＜１．７  自由振動領域及び対向領域の平面形状＞
圧電薄膜共振子１では、図２に示すように、キャビティ１３３の平面形状、すなわち、下面電極１４及び上面電極１６が形成された圧電体薄膜１５が支持基板１１から離隔された自由振動領域１９２の平面形状は、五角形となっており、五角形の輪郭１３４を構成する５個１３５〜１３９の辺の各々は相互に非平行になっている。
【００３５】
これは、圧電体薄膜１５の音響インピーダンスが自由振動領域１９２の内側と外側とで大きく異なり、輪郭１３４となっている部分が固定端に近い状態となっていることを考慮したものである。仮に自由振動領域１９２の平面形状が、輪郭に平行部分を有する（平行な辺を有する）多角形の場合、自由振動領域１９２に内包される対向領域１９１から漏洩した圧電体薄膜の広がり方向に伝搬する横モードは自由振動領域１９２の平行の辺の間で励振されやすくなり、厚み縦振動モードに対する副共振（スプリアス）となる。しかしながら、図２に示すように、自由振動領域１９２の平面形状を五角形とすることで、横モードが励振されにくくなり（横モードのＱが小さくなり）、厚み縦振動モードに対する副共振が抑圧されるようになる。
【００３６】
この観点からは、自由振動領域１９２の平面形状は、五角形である必要はなく、平行な辺さえ持たなければ、三角形、四角形、六角形及び七角形等であってもよい。すなわち、４個以下又は６個以上の辺から輪郭が構成される多角形であってもよい。
【００３７】
また、自由振動領域１９２の平面形状の輪郭が、辺（直線区分）のみから構成されることも必須ではなく、連続する平行部分を含まなければ、図６に示すように、円弧等の曲線区分２３５及び直線区分２３６〜２３９の両方から構成されていてもよいし、図７に示すように、曲線区分３３５〜３３９のみから構成されていてもよい。
【００３８】
ここで、「連続する平行部分を含まない」とは、輪郭の特定の部分と平行な部分が連続しないという意味である。したがって、図８に示すように、波形の輪郭３３５の特定の部分（例えば、点４３９）と平行な部分（例えば、点４３６〜４３８）が複数あっても、それが連続していなければ問題とはならない。
【００３９】
また、連続する平行部分を含まないことについては、連続する平行部分を実質的に含んでいるか否かに基づいて判断すべきである。すなわち、圧電薄膜共振子１の特性に実質的に影響を及ぼさないようなごく短い（概ね輪郭の全長の３％以下の）連続する平行部分を輪郭が含んでいても、「連続する平行部分を含まない」とみなすべきである。
【００４０】
さらに、副共振の縮退を解除して副共振の強度を低下させるためには、自由振動領域１９２の平面形状の対称性は低いことが望ましい。より具体的には、当該平面形状に垂直な回転対称軸Ｃn（ｎ≧２）を持たないことが望ましい。したがって、回転対称軸Ｃn（ｎ≧２）を有する多角形よりは回転対称軸Ｃn（ｎ≧２）を有さない多角形が望ましい。また、自由振動領域１９２の平面形状を無限回対称軸Ｃ∞を持つ円形とすることは望ましくなく、非円形とすることが望ましい。
【００４１】
加えて、圧電薄膜共振子１では、対向領域１９１の平面形状と自由振動領域１９２の平面形状とは非相似となっており、輪郭１３４を構成する５個１３５〜１３９の辺の各々は、対向領域１９１の平面形状（五角形）の輪郭１９４を構成する５個の辺１９５〜１９９のいずれとも非平行になっている。このように、輪郭１９４が輪郭１３４と平行な連続する平行部分を含まないようにすれば、副共振をより強力に抑圧することができる。ここで、連続する平行部分を含まないことについては、先に述べたとのと同様に、連続する平行部分を実質的に含んでいるか否かに基づいて判断すべきであり、圧電薄膜共振子１の特性に実質的に影響を及ぼさないようなごく短い（概ね輪郭の全長の３％以下の）連続する平行部分を輪郭が含んでいても、「連続する平行部分を含まない」とみなすべきである。
【００４２】
対向領域１９１の平面形状についても、自由振動領域１９２の平面形状と同様のことがいる。すなわち、対向領域１９１の平面形状も、連続する平行部分を実質的に含まない輪郭を有する非円形であることが望ましい。ただし、このことは、対向領域１９１の平面形状を円形や正方形や矩形等にすることを妨げるものではない。
【００４３】
なお、上述の説明では、自由振動領域１９２が対向領域１９１を内包しているとしたが、対向領域１９１の一部が自由振動領域１９２の外側にある場合にも本発明は適用可能である。
【００４４】
＜１．８  製造方法＞
続いて、支持基板１１及び圧電体薄膜１５を構成する圧電材料としてニオブ酸リチウムの単結晶、接着層１２を構成する材料としてエポキシ接着剤、キャビティ形成膜１３を構成する絶縁材料として二酸化ケイ素、下面電極１４及び上面電極１６を構成する導電材料としてタングステンを用いた場合を例として、圧電薄膜共振子１の製造方法を説明する。ただし、以下で説明する製造方法は例示に過ぎず、所望の特性に応じて材料を変更することを妨げるものではない。また、圧電体薄膜１５を圧電体基板１７の除去加工により得ることも必須ではなく、従来から行われているように、基板の上に下面電極１４、圧電体薄膜１５及び上面電極１６をスパッタリング等の付加加工で順次成膜することにより圧電薄膜共振子１を製造してもよい。
【００４５】
なお、以下で説明する製造方法においては、圧電薄膜共振子１は、製造原価の低減のために、多数（典型的には、数１００個〜数１０００個）の圧電薄膜共振子１を一体化したマザー基板を作製して先述の周波数調整を行った後に、当該マザー基板をダイシングソーで切断して個々の圧電薄膜共振子１へ分離することによって得られている。
【００４６】
以下では、便宜上、当該マザー基板に含まれる１個の圧電薄膜共振子１に着目して説明を進めるが、マザー基板に含まれる他の圧電薄膜共振子１も着目した圧電薄膜共振子１と同時平行して製造されている。
【００４７】
圧電薄膜共振子１の製造にあたっては、最初に、圧電体基板１７の下面の全面にタングステン膜をスパッタリングにより成膜し、一般的なフォトリソグラフィプロセスを用いてパターニングを行い、図４に示すパターンを有する下面電極１４を得る（図９）。
【００４８】
続いて、圧電体基板１７の下面の全面に二酸化ケイ素膜をスパッタリングにより成膜し、一般的なフォトリソグラフィプロセスを用いてパターニングを行い、キャビティ形成膜１３を形成する（図１０）。
【００４９】
さらに続いて、支持基板１１の上面に接着層１２となるエポキシ接着剤を塗布し、支持基板１１の上面と、下面電極１４及びキャビティ形成膜１３が形成された圧電体基板１７の下面とを張り合わせる。そして、支持基板１１及び圧電体基板１７に圧力を印加してプレス圧着を行う。しかる後に、エポキシ接着剤を硬化させ、支持基板１１と圧電体基板１７を接着する（図１１）。
【００５０】
支持基板１１と圧電体基板１７との接着が完了した後、圧電体基板１７を支持基板１１に接着した状態を維持したまま、支持基板１１の下面を研磨治具に接着固定し、圧電体基板１７の上面を固定砥粒の研削機で研削加工し、圧電体基板１７を薄肉化する。さらに、圧電体基板１７の上面をダイヤモンド砥粒で研磨加工し、圧電体基板１７をさらに薄肉化する。最後に、ダイヤモンド砥粒による研磨加工で圧電体基板１７に生じた加工変質層を除去するために、遊離砥粒及び不繊布系研磨パッドを使用して圧電体基板１７の仕上げ研磨を行い、所望の膜厚の圧電体薄膜１５を得る（図１２）。
【００５１】
次に、圧電体薄膜１５の上面（研磨面）を有機溶剤で洗浄し、クロム膜と金膜とを圧電体薄膜１５の上面に順次成膜し、得られた積層膜を一般的なフォトリソグラフィプロセスを用いてパターニングすることにより、圧電体薄膜１５の、バイアホール１５５を形成すべき部分のみを露出させたエッチングマスク１８を得る（図１３）。
【００５２】
エッチングマスク１８の形成後、加熱したバッファードフッ酸で圧電体薄膜１５のエッチングを行い、圧電体薄膜１５の上面と下面との間を貫通するバイアホール１５５を形成して下面電極１４を露出させるとともに、エッチングマスク１８をエッチングにより除去した（図１４）。
【００５３】
そして、圧電体基板１７の上面の全面にタングステン膜をスパッタリングにより成膜し、一般的なフォトリソグラフィプロセスを用いてパターニングを行い、図５に示すパターンを有する上面電極１６を得る（図１５）。これにより、圧電薄膜共振子１が製造されたことになる。
【００５４】
＜１．９  自由振動領域の平面形状による副共振の抑制効果＞
図１６及び図１７は、それぞれ、自由振動領域１９２の平面形状を先述の五角形にした場合及び矩形にした場合の圧電薄膜共振子の周波数インピーダンス特性及び位相インピーダンス特性を示す図である。また、図１８及び図１９は、それぞれ、自由振動領域１９２の平面形状を上述の五角形にした場合及び矩形にした場合の圧電薄膜共振子の電圧反射係数のスミスチャート上での動きを示す図である。
【００５５】
図１８及び図１９に示すように、自由振動領域１９２の平面形状を矩形とすると、共振周波数と反共振周波数との間や反共振周波数よりも高周波数側に副共振が重畳しているが（図１７及び図１９の中の矢印で示した部分）、自由振動領域１９２の平面形状を五角形にすることにより、これらの副共振を抑制することができている。このような副共振の抑制効果は、自由振動領域１９２の平面形状が五角形である場合のみならず、先述の形状とした場合にも得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の望ましい実施形態に係る圧電薄膜共振子の斜視図である。
【図２】圧電薄膜共振子の平面図である。
【図３】図２のIII-IIIで示される切断線における圧電薄膜共振子の断面図である。
【図４】下面電極のパターンを示す図である。
【図５】上面電極のパターンを示す図である。
【図６】キャビティの平面形状の例を示す図である。
【図７】キャビティの平面形状の例を示す図である。
【図８】キャビティの平面形状の例を示す図である。
【図９】製造途上の圧電薄膜共振子の断面図である。
【図１０】製造途上の圧電薄膜共振子の断面図である。
【図１１】製造途上の圧電薄膜共振子の断面図である。
【図１２】製造途上の圧電薄膜共振子の断面図である。
【図１３】製造途上の圧電薄膜共振子の断面図である。
【図１４】製造途上の圧電薄膜共振子の断面図である。
【図１５】製造途上の圧電薄膜共振子の断面図である。
【図１６】圧電薄膜共振子の周波数インピーダンス特性を示す図である。
【図１７】圧電薄膜共振子の周波数インピーダンス特性を示す図である。
【図１８】圧電薄膜共振子の電圧反射係数のスミスチャート上での動きを示す図である。
【図１９】圧電薄膜共振子の電圧反射係数のスミスチャート上での動きを示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  圧電薄膜共振子
１１  支持基板
１２  接着層
１３  キャビティ形成膜
１４  下面電極
１５  圧電体薄膜
１６  上面電極
１３３  キャビティ
１９１  対向領域
１９２  自由振動領域
【図１】
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【図２】
2008244725.tif 000004
【図３】
2008244725.tif 000005
【図４】
2008244725.tif 000006
【図５】
2008244725.tif 000007
【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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