(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１，第２の主面を有する基板と、
前記基板の第１の主面に固定されて前記基板により支持されている第１の薄膜部と、前記基板の第１の主面から浮かされて音響的に分離されている第２の薄膜部とを有する積層薄膜とを備え、
前記積層薄膜の第２の薄膜部が、圧電薄膜と、圧電薄膜の一方主面に設けられた第１の電極と、前記圧電薄膜の他方主面に形成されており、第１の電極よりも大きい第２の電極とを有し、前記第１，第２の電極が圧電薄膜を介して重なり合っている部分により圧電振動部が構成されており、
前記圧電振動部の外周に連なる外側の領域の少なくとも一部において、前記第１の電極の周囲に設けられた質量付加膜をさらに備え、
前記第２の電極が、平面視した際に、前記圧電振動部を超えて前記質量付加膜が設けられている領域に至るように形成されている、圧電共振子。
【請求項２】
前記第１の電極上に、前記圧電振動部の外周に対して内側に間隔を隔てられて設けられている段差形成膜をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の圧電共振子。
【請求項３】
前記第１の電極の膜厚と、第２の電極の膜厚とが異なっている、請求項１または２に記載の圧電共振子。
【請求項４】
前記第２の電極の膜厚が、前記第１の電極の膜厚よりも厚くされている、請求項３に記載の圧電共振子。
【請求項５】
同一基板において、請求項１〜４のいずれか１項に記載の複数の圧電共振子が構成されており、該複数の圧電共振子が電気的に接続されてフィルタ回路が構成されている、圧電フィルタ。
【請求項６】
前記複数の圧電共振子の内、少なくとも１つの圧電共振子が、残りの圧電共振子と異なるように構成されている、請求項５に記載の圧電フィルタ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの圧電共振子の第２の電極の膜厚と、残りの圧電共振子の第２の電極の膜厚とが異ならされており、それによって、少なくとも１つの圧電共振子の共振周波数と、残りの圧電共振子の共振周波数とが異ならされている、請求項６に記載の圧電フィルタ。
【請求項８】
前記複数の圧電共振子の内、少なくとも１つの圧電共振子において、第１の電極の膜厚と、第２の電極の膜厚とが異ならされている、請求項５〜７のいずれか１項に記載の圧電フィルタ。
【請求項９】
前記複数の圧電共振子の内、少なくとも１つの前記圧電共振子において、第２の電極の膜厚が、第１の電極の膜厚よりも厚くされている、請求項８に記載の圧電フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電薄膜を用いて構成された圧電共振子及び圧電フィルタに関し、より詳細には、圧電薄膜を有する圧電振動部が基板から浮かされた状態で配置されている構造を有する圧電共振子及び圧電フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電薄膜を用いて構成された薄い圧電振動部を有する圧電共振子や圧電フィルタが知られている。【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、図２５に示す圧電フィルタが開示されている。圧電フィルタ５０１では、支持基板５０２の上面に凹部５０２ａ，５０２ｂが形成されている。凹部５０２ａが形成されている領域において、凹部５０２ａ上に、圧電薄膜５０３と、上部電極５０４と下部電極５０５とからなる第１の圧電共振子５０６が設けられている。【０００４】
同様に、凹部５０２ｂ上においても圧電薄膜５０３と、上部電極５０７と下部電極５０８とからなる圧電共振子５０９が構成されている。【０００５】
ここでは、圧電共振子５０６が直列腕共振子となるように、また圧電共振子５０９が並列腕共振子となるように、圧電共振子５０６，５０９が電気的に接続され、ラダー型回路構成の圧電フィルタ５０１が構成されている。また、直列腕共振子と並列腕共振子の共振周波数の差を設けるために、一方の圧電共振子５０６の下部電極５０５の厚みと、他方の圧電共振子５０９の下部電極５０８の厚みとが異ならされている。【０００６】
また、下記の特許文献２には、厚み縦振動モードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子が開示されている。この圧電共振子では、圧電基板を介して上部電極と下部電極とが重なり合っている部分において、エネルギー閉じ込め型の厚み縦振動モードを利用した圧電振動部が構成されている。そして、上部電極または下部電極の内の一方の電極の周囲に質量付加効果を有する質量付加膜が設けられている。質量付加膜により、圧電振動部の周囲に質量が付加される。それによって、厚み縦振動モードが圧電振動部に効果的に閉じ込められる。
【特許文献１】特開２００２−２９９９８０号公報
【特許文献２】ＷＯ９９／３７０２３
【発明の開示】
【０００７】
特許文献１に記載の圧電フィルタ５０１は、厚みが薄い圧電薄膜５０３を用いて構成されている。従って、厚みが比較的厚い圧電板を用いた場合に比べて、圧電共振子５０６，５０９の共振周波数を高めることができる。すなわち、厚み縦振動モードを利用して、より高い周波数領域で用い得る圧電フィルタ５０１を構成することが可能とされている。
【０００８】
しかしながら、厚み縦振動モード以外に、圧電薄膜５０３の面方向に伝搬するラム波などの他のモードによるスプリアスが現れ、良好な共振特性やフィルタ特性が得られないことがあった。
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、比較的薄い圧電薄膜を用いて、より高い周波数領域で使用することが可能とされている、圧電共振子及び圧電フィルタにおいて、圧電薄膜の面方向に伝搬するスプリアスによる特性の劣化が生じ難い、圧電共振子及び圧電フィルタを提供することにある。
【００１０】
本発明によれば、第１，第２の主面を有する基板と、前記基板の第１の主面に固定されて前記基板により支持されている第１の薄膜部と、前記基板の第１の主面から浮かされて音響的に分離されている第２の薄膜部とを有する積層薄膜とを備え、前記積層薄膜の第２の薄膜部が、圧電薄膜と、圧電薄膜の一方主面に設けられた第１の電極と、前記圧電薄膜の他方主面に形成されており、第１の電極よりも大きい第２の電極とを有し、前記第１，第２の電極が圧電薄膜を介して重なり合っている部分により圧電振動部が構成されており、前記圧電振動部の外周に連なる外側の領域の少なくとも一部において、前記第１の電極の周囲に設けられた質量付加膜をさらに備え、前記第２の電極が、平面視した際に、前記圧電振動部を超えて前記質量付加膜が設けられている領域に至るように形成されている、圧電共振子が提供される。
【００１１】
本発明に係る圧電共振子のある特定の局面では、前記第１の電極上に、前記圧電振動部の外周に対して内側に間隔を隔てられて設けられている段差形成膜がさらに備えられている。この場合には、圧電振動部上に上記段差形成膜の存在により、段差形成膜の外周縁により段差が形成されることになるため、共振周波数以下の周波数域におけるスプリアスを抑制することが可能となる。
【００１２】
本発明に係る圧電共振子の他の特定の局面では、前記第１の電極の膜厚と、第２の電極の膜厚が異なっている。この場合、第１，第２の電極のいずれの膜厚が大きくともよい。もっとも、本発明の他の特定の局面では、第２の電極の膜厚が、第１の電極の膜厚よりも厚くされている。すなわち、質量付加膜が設けられていない第２の電極側の面において、第２の電極による質量付加効果が与えられる。そのため、圧電振動部の外側の領域において、両面から質量が付加されることになるため、圧電薄膜の面方向に沿う振動によるスプリアスをより効果的に抑圧することができる。
【００１３】
本発明に係る圧電フィルタでは、同一基板において、本発明の圧電共振子が複数構成されており、該複数の圧電共振子が電気的に接続されてフィルタ回路が構成されている。従って、圧電薄膜を用いて、各圧電共振子が構成されているので、高周波化及び薄型化を図ることができる。しかも、本発明により、第１の電極の周囲には質量付加膜が設けられており、かつ第２の電極が相対的に大きくされているので、質量付加膜と、第２の電極とによる質量付加作用によって、スプリアスを効果的に低減することが可能とされている。従って、良好なフィルタ特性を得ることができる。
【００１４】
本発明に係る圧電フィルタのある特定の局面では、前記複数の圧電共振子の内、少なくとも１つの圧電共振子が、残りの圧電共振子と異なるように構成されている。従って、異なる特性を持つ圧電共振子の共振特性を組み合わせることにより、様々なフィルタ特性を得ることができる。
【００１５】
本発明に係る圧電フィルタの他の特定の局面では、上記少なくとも１つの圧電共振子の第２の電極の膜厚と、残りの圧電共振子の第２の電極の膜厚とが異なっており、それによって、少なくとも１つの圧電共振子の共振周波数が、残りの圧電共振子の共振周波数とが異ならされている。従って、第２の電極の厚みが異なる少なくとも２種類の圧電共振子の一方、例えば直列腕共振子、他方例えば並列腕共振子として用いることにより、ラダー型フィルタを構成したり、上記のように共振周波数が異なる少なくとも２種類の圧電共振子を接続することにより、ラダー型回路に限らず、様々なフィルタを構成することができ、それによって、様々なフィルタ特性を実現することができる。
【００１６】
本発明に係る圧電フィルタのさらに他の特定の局面では、前記複数の圧電共振子の内、少なくとも１つの圧電共振子において、第１の電極の膜厚と、第２の電極の膜厚とが異ならされている。すなわち、第１，第２の電極の膜厚は異なっていてもよい。
【００１７】
そして、本発明に係る圧電フィルタのさらに他の特定の局面では、前記複数の圧電共振子の内、少なくとも１つの前記圧電共振子において、第２の電極の膜厚が、第１の電極の膜厚よりも厚くされている。この場合には、第２の電極の膜厚が厚くされていることにより、第２の電極による質量付加作用が高められ、スプリアスをより一層効果的に抑圧することができる。
（発明の効果）
【００１８】
本発明に係る圧電共振子では、圧電薄膜を有する積層薄膜にエネルギー閉じ込め型の圧電振動部が構成されている。従って、比較的薄い圧電薄膜を用いて圧電振動部が構成されているので、薄型化及び高周波化を図ることができる。しかも、質量付加膜が相対的に大きさの小さい第１の電極の周囲に設けられており、該質量付加膜により、圧電振動部の周囲に質量が付加される。他方、第２の電極は第１の電極よりも大きくされており、平面視した際に、圧電振動部を超えて質量付加膜が設けられている領域に至るように形成されている。従って、質量付加膜と、質量付加膜と対向する位置に設けられている第２の電極部分とにより圧電薄膜に質量が付加されることになる。よって、圧電薄膜の面方向を伝搬する振動のスプリアスを効果的に抑圧することができ、スプリアスが非常に小さい良好な共振特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧電フィルタの模式的正面断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の圧電フィルタの一方の圧電共振子が構成されている部分の模式的平面図及び該圧電共振子の模式的部分切欠正面断面図である。
【図３】図３は、第１の比較例の圧電フィルタの模式的正面断面図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、図３に示した第１の比較例の圧電フィルタの一方の圧電共振子及び他方の圧電共振子の共振特性を示すスミスチャート図である。
【図５】図５は、第１の比較例の圧電フィルタの一方の圧電共振子の質量付加膜の膜厚を６００ｎｍに増加させた場合の共振特性を示すスミスチャート図である。
【図６】図６は、第２の比較例の圧電フィルタの模式的正面断面図である。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、第２の比較例の圧電フィルタの一方の圧電共振子及び他方の圧電共振子の共振特性を示すインピーダンススミスチャート図である。
【図８】図８は、第２の比較例の圧電フィルタの一方の圧電共振子における質量付加膜の厚みを増大させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャート図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電フィルタの一方の圧電共振子及び他方の圧電共振子の共振特性を示すインピーダンススミスチャート図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の圧電フィルタの一方の圧電共振子における質量付加膜の膜厚を２４０、２６０及び３２０ｎｍに変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャート図である。
【図１１】図１１（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の圧電フィルタの一方の圧電共振子における質量付加膜の膜厚を４２０ｎｍ及び４４０ｎｍに変化させた場合の共振特性を示すインピーダンススミスチャート図である。
【図１２】図１２は、様々な金属からなる電極を形成した場合のＡｌＮからなる圧電薄膜の厚みと圧電共振子の電気機械結合係数ｋｔ２＝π２／４×ｆｓ（ｆｐ−ｆｓ）／ｆｐ×１００（％）〔ただし、ｆｓは共振周波数、ｆｐは反共振周波数〕との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、電極材料が、Ｐｔを主体とする材料である変形例の圧電フィルタの一方の圧電共振子の共振特性を示すインピーダンススミスチャートを示す図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｃ）は、本発明のある変形例に係る圧電フィルタの製造方法を説明するための図であり、得られる圧電フィルタの一方の圧電共振子の要部を示す模式的平面図、（ａ）のＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線に沿う各断面図である。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｄ）は、図１４に示した変形例の圧電フィルタの製造工程を説明するための各模式的正面断面図である。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｄ）は、図１４に示した変形例の圧電フィルタの製造工程を説明するための各模式的正面断面図である。
【図１７】図１７（ａ），（ｂ）は、図１４に示した変形例の圧電フィルタの製造工程を説明するための各模式的正面断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の第２の実施形態に係る圧電フィルタの模式的正面断面図である。
【図１９】図１９は、本発明が適用される圧電フィルタの回路構成の一例としてのラティス型回路を示す回路図である。
【図２０】図２０は、本発明が適用される圧電フィルタの回路構成の一例としてのラダー型回路を示す回路図である。
【図２１】図２１は、本発明の第３の実施形態に係る圧電フィルタの模式的正面断面図である。
【図２２】図２２（ａ），（ｂ）は、第３の実施形態の圧電フィルタの一方の圧電共振子及び他方の圧電共振子の共振特性を示すインピーダンススミスチャート図である。
【図２３】図２３は、本発明の圧電フィルタのさらに他の変形例を説明するための模式的正面断面図である。
【図２４】図２４は、本発明の圧電フィルタのさらに他の変形例を説明するための模式的正面断面図である。
【図２５】図２５は、本発明の圧電共振子の変形例を説明するための模式的正面断面図である。
【図２６】図２６は、本発明の圧電共振子の他の変形例を示す模式的正面断面図である。
【図２７】図２７は、本発明の圧電共振子の他の変形例を示す模式的正面断面図である。
【図２８】図２８は、本発明の圧電共振子の他の変形例を示す模式的正面断面図である。
【図２９】図２９は、本発明の圧電共振子の別の変形例の模式的平面図である。
【図３０】図３０は、図２９のＸ１−Ｘ１線に沿う断面図である。
【図３１】図３１は、図２９中のＸ２−Ｘ２線に沿う断面図である。
【図３２】図３２は、本発明の圧電共振子のさらに他の変形例を説明するための模式的平面図である。
【図３３】図３３は、本発明の圧電共振子の他の変形例を示す模式的正面断面図である。
【図３４】図３４は、図３４に示した変形例の模式的側面断面図である。
【図３５】図３５は、本発明の圧電共振子の他の変形例を示す模式的正面断面図である。
【図３６】図３６は、図３５に示した変形例の模式的側面断面図である。
【図３７】図３７は、従来の圧電フィルタの一例を示す模式的正面断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１…圧電フィルタ
２…基板
２ａ…上面
２ｂ…下面
３…圧電共振子
３Ａ〜３Ｅ…圧電共振子
４…圧電共振子
４Ａ〜４Ｅ…圧電共振子
５…圧電薄膜
６…空隙
７…空隙
８…上部電極
９…下部電極
１１…質量付加膜
１２…上部電極
１３…下部電極
１０，１４…周波数調整膜
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。【００２２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧電フィルタの正面断面図である。圧電フィルタ１は、基板２を有する。基板２は、第１の主面としての上面２ａと、第２の主面としての下面２ｂとを有する。基板２は、後述する圧電共振子を支持するために設けられている。従って、基板２は、適宜の絶縁性セラミックスまたは絶縁性樹脂などの絶縁性材料により構成され得る。【００２３】
本実施形態では、基板２は、Ｓｉ系基板により構成されている。【００２４】
基板２の上面２ａ上に、圧電共振子３，４が配置されている。圧電共振子３，４は、それぞれ、後述する圧電薄膜を用いた圧電薄膜共振子である。【００２５】
すなわち、基板２の上面２ａ上において、圧電薄膜５が配置されている。圧電薄膜５は、圧電共振子３，４が形成されている部分において、空隙６，７を隔てて上方に浮かされた状態とされている。【００２６】
圧電薄膜５は、空隙６，７が形成されている部分の周囲において、基板２の上面２ａ上に固定されている。【００２７】
圧電共振子３が形成されている部分では、圧電薄膜５の上面に上部電極８が形成されており、圧電薄膜５の下面には上部電極８と圧電薄膜５を介して重なり合うように下部電極９が形成されている。下部電極９は、上部電極８よりも大きくされている。本発明の第１の電極が上部電極８であり、第２の電極が下部電極９に相当する。圧電共振子３においては、上記圧電薄膜５の上下に上部電極８及び下部電極９が積層されており、このような積層薄膜により圧電共振子３及び後述の圧電共振子４が形成されていることになる。【００２８】
そして、上記積層薄膜は、基板２の上面２ａに固定されている第１の薄膜部と、基板２の上面２ａから浮かされて音響的に分離されている第２の薄膜部とを有することになり、この第２の薄膜部により、圧電共振子３及び後述の圧電共振子４が構成されている。【００２９】
上部電極８と下部電極９とが圧電薄膜５を介して重なり合っている第２の薄膜部が、圧電振動部を構成している。圧電薄膜５は、本実施形態では、ＡｌＮからなり、その分極軸方向は厚み方向とされている。従って、上部電極８と下部電極９とから交流電圧を印加することにより、厚み縦振動モードを利用した共振特性を得ることができる。この場合、上部電極８と下部電極９とが圧電薄膜５を介して重なり合っている部分が、上記交流電圧の印加により駆動される、エネルギー閉じ込め型の圧電振動部である。上記圧電振動部は、厚みが０．１μｍ〜１０μｍ程度の圧電薄膜５を用いて形成されている。すなわち、積層薄膜を用いて形成されているため、厚みが１０μｍより厚い圧電基板を用いた厚み縦振動モードを利用した圧電共振子に比べ、高周波域で利用することができる。【００３０】
上部電極８及び下部電極９は、適宜の導電性材料からなる。本実施形態では、上部電極８は、Ａｌ電極層を主体とし、その下方にすなわち下地層としてＴｉ空なる電極層が積層された積層金属膜により形成されている。【００３１】
他方、下部電極９は、本実施形態では、Ｐｔと、Ｔｉと、Ａｌと、Ｔｉとを積層した構造を有する。この場合、Ｐｔ層が最外側に位置するように下部電極９が配置されている。【００３２】
すなわち、下部電極９は、Ａｌを主体とし、その両面にＴｉ層が形成されており、かつ最外層にＰｔ層を有する。【００３３】
他方、上記圧電振動部においては、上部電極８上に、周波数調整膜１０が積層されている。この周波数調整膜１０は、圧電振動部において、上部電極８上に質量を付加し、共振周波数を調整するために設けられている。この周波数調整膜１０は、必ずしも設けられずともよい。【００３４】
もっとも、周波数調整膜１０による質量付加作用を利用し、すなわち周波数調整膜１０の厚みや材質を選択することにより、圧電共振子３の共振周波数を所望の共振周波数となるように高精度に調整することができる。【００３５】
さらに、本実施形態では、上記周波数調整膜１０は、第１の電極として上部電極８の外周から内側に間隔を設けられて配置されている。そして、この周波数調整膜の外周縁により、圧電振動部上に段差が形成されることになる。すなわち、上部電極８の上面と、周波数調整膜１０の上面との間に、周波数調整膜１０の外周縁による段差が形成される。この段差の形成により、共振周波数以下の周波数域におけるスプリアスを低減する効果も得ることができる。言い換えれば、周波数調整膜１０は、本発明において、上記スプリアスを低減するための段差形成膜としても機能する。【００３６】
好ましくは、上記周波数調整膜１０の外周縁近傍の厚みを削ること等により、厚みを薄くして、上記スプリアスをより一層効果的に低減し得るように段差の大きさを調整してもよい。その場合には、より一層良好なフィルタ特性を得ることができる。【００３７】
本実施形態では、周波数調整膜１０は、ＳｉＯ２からなる。好ましくは、周波数調整膜１０は、後述の質量付加膜１１と同じ材料で形成される。その場合には、用意する材料の種類を少なくすることができる。【００３８】
圧電振動部の外側の領域においては、圧電薄膜５の上面に質量付加膜１１が配置されている。質量付加膜１１は、圧電振動部の外周に連なる外側領域の一部に設けられている。本実施形態では、質量付加膜１１は、圧電振動部の外周縁を囲むように環状の形状を有するように構成されている。この質量付加膜１１を設けることにより、利用する厚み縦振動モードに対してスプリアスとなる圧電薄膜５の面方向に沿う振動によるスプリアスを効果的に抑圧することができる。【００３９】
このような質量付加膜１１を構成する材料は特に限定されないが、本実施形態では、質量付加膜１１はＳｉＯ２により形成されている。【００４０】
また、本実施形態では、上記質量付加膜１１が形成されている領域の下方に、第２の電極としての下部電極９が至っている。言い換えれば、第２の電極９は圧電振動部の外側の領域に至るように形成されており、平面視したときに、圧電振動部を超えて上記質量付加膜１１が設けられている領域に至っている。このように、第２の電極としての下部電極９が、圧電振動部の外側の質量付加膜１１が設けられている領域に至っているので、本実施形態では、下部電極９の質量付加膜１１が設けられている領域に至っている部分において、第２の電極９の質量付加作用によっても、上記スプリアスを効果的に抑圧することができる。この質量付加膜１１及び第２の電極としての下部電極９における質量付加作用の効果については、後程具体的な実験例に基づき詳述する。【００４１】
圧電共振子４側においても、圧電共振子３側と同様に、圧電薄膜５の上面に、上部電極１２が設けられており、下面に下部電極１３が設けられている。そして、第２の電極としての下部電極１３は、第１の電極としての上部電極１２よりも大きくされている。【００４２】
また、上部電極１２上には、周波数調整膜１４が形成されている。上部電極１２と下部電極１３とが重なり合っている圧電振動部の外側の領域において、耐圧電振動部の周囲に沿うように、圧電薄膜５の上面に質量付加膜１５が配置されている。そして、圧電共振子４においても、下部電極１３は、質量付加膜１５が設けられている領域に至るように形成されている。【００４３】
もっとも、圧電共振子４においては、下部電極１３の厚みが、上部電極１２の厚みよりも厚くされている。【００４４】
従って、圧電薄膜５に対する質量付加作用は、圧電共振子３における下部電極９に比べて、下部電極１３の方が大きくなる。よって、同じ基板２及び圧電薄膜５を用いながら、共振周波数が異なる圧電共振子３，４を形成することができる。言い換えれば、圧電共振子４において、下部電極１３の厚みや材質を工夫したり、周波数調整膜１４の材質や厚みを工夫することにより、圧電共振子３と異なる共振特性を有する圧電共振子４を容易に形成することができる。この場合、周波数調整膜１４を、周波数調整膜１０と同じ材料を用いてほぼ同等の厚みとした場合であっても、下部電極１３を下部電極９と異ならせることにより、容易に共振特性が異なる圧電共振子３，４を形成することできる。【００４５】
なお、本実施形態では、上部電極１２及び下部電極１３を構成する電極材料は、圧電共振子３側の上部電極８及び下部電極９と同様とされている。もっとも、後述する実験例のように、圧電共振子４の上部電極１２及び下部電極１３を形成する各金属層の厚みについては、圧電共振子３における各金属層の厚みと異ならされている。【００４６】
本実施形態の圧電フィルタ１では、上記のように、共振特性が異なる圧電共振子３，４が同一の基板２上において構成されており、かつ圧電共振子３，４が図示しない部分で電気的に接続され、フィルタ回路が構成されている。このようなフィルタ回路の例については、後述することとする。【００４７】
なお、圧電共振子４においても、圧電薄膜５を用いた圧電振動部は空隙７を隔てて基板２から浮かされている。【００４８】
このような空隙６，７により、圧電共振子３，４の圧電振動部が基板２から浮かされた状態とした構造は、様々な製造方法により実現することができる。【００４９】
一例を挙げると、例えば基板２上に、溶剤により容易に除去される易溶剤除去性材料層を空隙６，７が形成される部分に設けておき、しかる後、上部電極８，１２、下部電極９，１３、圧電薄膜５などを含む積層薄膜を形成した後、これらの積層薄膜部分を除去しないが、易溶剤除去性材料層を除去し得る溶剤を用い、易溶媒除去性材料層を溶解し、除去する方法を用いることができる。この方法によれば、溶剤により、易溶剤除去性材料層が溶解されて除去され、空隙６，７が最後に形成されることになる。なお、質量付加膜１１，１５及び周波数調整膜１０，１４については、上記空隙６，７を形成する前に形成していてもよく、空隙６，７の形成後に形成してもよい。【００５０】
なお、図1では、圧電共振子３，４の要部が正面断面図で示されているが、上部電極８，１２及び下部電極９，１３は、図１で示されている断面とは異なる断面部分で、圧電振動部外に引き出されている。これを、図２（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図２（ａ）は、圧電共振子３が構成されている部分の模式的平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う部分の部分切欠断面図である。なお、図１における圧電共振子３は、図２（ａ）のＡ−Ａに沿う部分の断面構造が図示されている。図２（ａ），（ｂ）に示すように、圧電共振子３においては、上部電極８及び下部電極９は、圧電振動部外に至るように延ばされており、電極接続部８ａ，９ａを有する。この電極接続部８ａ，９ａにより、他の圧電共振子や、外部端子または他の電子部品素子に電気的に接続される。【００５１】
なお、図２（ａ）では、圧電振動部の平面形状は正方形とされているが、圧電薄膜共振子をレイアウトする際のデバイスの面積を小さくし得るため、長方形とすることが望ましい。例えば、圧電薄膜共振子の電極の平面形状を長方形、特に長辺と短辺との比率が１対（１＋√５）／２の比率で知られる黄金比の長方形とした場合には、複数の圧電薄膜共振子により構成されるフィルタの面積を容易に小さくすることができ、好ましい。もっとも、本発明において、下部電極と上部電極とが重なり合う圧電振動部の平面形状は、正方形や長方形の他、円形、楕円形、正方形以外の正多角形などの様々な形状に変更することができる。【００５２】
次に、第１の実施形態に係る圧電フィルタにおいて、圧電共振子３，４の共振周波数よりも高い周波数に現れる、圧電薄膜５の面方向に沿う振動、例えばラム波（Ｌａｍｂ波）スプリアスを抑制し得ることを、より具体的な実験例に基づき説明する。【００５３】
本願発明者らは、未だ公知ではないが、本発明を成す前に、図３に示す第１の比較例の圧電フィルタ５１を開発した。この圧電フィルタ５１は、圧電フィルタ１と同様に、同一の基板２上に圧電薄膜５を用いて圧電共振子５３，５４を構成した構造を有する。圧電フィルタ５１が圧電フィルタ１と異なるところは、上述した圧電フィルタ１では、第２の電極としての下部電極９，１３が、質量付加膜１１，１５と重なり合う領域まで至っているのに対し、図３に示されているように、第２の電極としての下部電極５５，５６が、上部電極８，１２と同じ大きさとされていることにある。すなわち、下部電極５５，５６は、圧電振動部においてのみ配置されており、圧電振動部の周囲の領域には至っていない。また、上部電極１２（図１参照）に対し、本比較例では、圧電共振子５４において上部電極５７の厚みがかなり厚くされている。その他の点については、圧電フィルタ５１は、圧電フィルタ１と同様であるため、同一部分については同一の参照番号を付することにより、その詳細な説明を省略する。【００５４】
いま、下記の表１に示すように各部分の膜厚及び材料を設定し、圧電フィルタ５１を作製した。このようにして、設計共振周波数が圧電共振子５３側において１８８３ＭＨｚ、圧電共振子５４の設計共振周波数が１８２２ＭＨｚである、ラダー型回路構成の圧電フィルタ５１を作製した。【００５５】
【表１】
0004661958.tif 000002
【００５６】
上記圧電共振子５３，５４の共振特性を、図４（ａ）にインピーダンススミスチャートで示す。なお、インピーダンス−周波数特性ではなく、インピーダンススミスチャートで示すのは、スプリアスが高域側に現れる状態をより明確に示し得ることによる。【００５７】
図４（ａ）は、圧電共振子５３の共振特性を、図４（ｂ）は圧電共振子５４の共振特性を示す。【００５８】
図４（ａ）及び図４（ｂ）から明らかなように、圧電共振子５４側においては、矢印Ｃで示すように、共振周波数以上の周波数において、大きなスプリアスが現れていることがわかる。このように、圧電共振子５４側において、圧電共振子５３に比べて大きなスプリアスが現れるのは、質量付加膜１５による質量付加作用が十分ではないことによると考えられる。すなわち、圧電フィルタ５１を設計した場合、圧電共振子５３の共振特性を最適化した場合、圧電共振子５４側においては、質量付加膜による質量付加作用が十分でなく、上記周波数よりも高い周波数に現れるスプリアスを効果的に抑制し得ないことがわかる。【００５９】
本比較例では、圧電共振子５３における圧電振動部周囲の質量差は、密度が２．６９ｇ／ｍ３であるＡｌの電極層の厚みの差、すなわち２０５−１００＝１０５ｎｍの電極層によることとなる。これは、密度２．２ｇ／ｍ３のＳｉＯ２の場合には、１２８ｎｍの厚みのＳｉＯ２に相当する。しかしながら、圧電共振子５４において、ＳｉＯ２膜からなる質量付加膜の厚みを４８０ｎｍから６００ｎｍに変更したとしても、図５に示すように、共振周波数よりも高い周波数におけるスプリアスＤを抑圧し得ないことが確かめられた。【００６０】
これは、ＡｌＮからなる圧電薄膜が振動体の主材料であるのに対し、ＳｉＯ２が占める割合が増えたことにより、振動体のポアソン比が振動される圧電薄膜部分と、質量付加膜とで異なるので、ラム波が振動部外に伝搬しなくなることにあると考えられる。【００６１】
上記のように、図３に示した第１の比較例においては、依然として、共振周波数よりも高い周波数域におけるスプリアスを抑制することができなかったことに鑑み、本願発明者は、図６に示す第２の比較例の圧電フィルタ６１を検討した。【００６２】
図６に示す圧電フィルタ６１は、図３に示した圧電フィルタ５１に対し、圧電共振子６４，６５における第２の電極としての下部電極６２，６３が圧電振動部外に至っている点において相違する。その他の点については、圧電フィルタ６１は、圧電フィルタ５１と同様に構成されている。【００６３】
【表２】
0004661958.tif 000003
【００６４】
圧電フィルタ６１を、各部分の膜厚及び材料を下記の表２に示すように構成し、その他は第１の比較例の圧電フィルタ５１と同様として、圧電フィルタ６１を作製した。この圧電フィルタ６１の圧電共振子６４，６５の共振特性を図７（ａ），（ｂ）に示す。【００６５】
図７（ｂ）から明らかなように、圧電共振子６５においては、矢印Ｅで示すように、共振周波数よりも高域側において、スプリアスが現れ、該スプリアスが抑制されていないことがわかる。【００６６】
圧電共振フィルタ装置６１において、圧電共振子６５の共振特性が十分でないのは、圧電共振子６５に応じた質量付加がなされていないことにある。従って、圧電フィルタ５１と同様に、圧電共振子６５側において、ＳｉＯ２からなる質量付加膜１５の厚みを３２０μｍから４４０ｎｍに増加させた場合の圧電共振子６５の共振特性を図８に示す。【００６７】
図８から明らかなように、質量付加膜の厚みを４００ｎｍとすることにより、質量付加作用が高まり、共振周波数よりも高域側において、スプリアスが抑制されていることがわかる。【００６８】
しかしながら、このような構造では、圧電共振子６４と、圧電共振子６５とにおいて、異なる質量付加膜を用意しなければならない。従って、プロセスが煩雑となり、コストが高くつかざるを得ない。【００６９】
これに対して、本実施形態の圧電フィルタ１では、圧電共振子３及び圧電共振子４において使用する質量付加膜１１，１５の材料及び膜厚を等しくすることができる。従って、このような工程数の増加を招くことはない。しかも、圧電共振子４側において、共振周波数よりも高域側のスプリアスを効果的に抑圧することができる。これを、図９（ａ），（ｂ）を参照して説明する。【００７０】
いま、上記実施形態の圧電フィルタ１における各薄膜部分の材料及び厚みを下記の表３に示すように設定し、圧電フィルタ１を作製した。【００７１】
【表３】
0004661958.tif 000004
【００７２】
このようにして製作された圧電フィルタ１の圧電共振子３及び圧電共振子４の共振特性をインピーダンススミスチャートで図９（ａ），（ｂ）に示す。【００７３】
図９（ａ）から明らかなように、圧電共振子３側及び圧電共振子４側のいずれにおいても、共振周波数よりも高い周波数領域において、スプリアスが抑制されていることがわかる。これは、以下の理由による。すなわち、圧電フィルタ１では、圧電共振子３を最適化し、圧電共振子３におけるスプリアスをまず抑圧する。その場合、圧電共振子４側においてスプリアスが現れがちとなるが、本実施形態では、平面視したとき質量付加膜１５と重なり合う位置に第２の電極としての下部電極１３が至っており、しかも下部電極１３の膜厚が、上部電極１２よりも厚くされているため、十分な質量付加作用が下部電極１３の外周近傍部分により得られることになる。そのため、共振周波数よりも高域側におけるスプリアスを効果的に抑圧することができる。【００７４】
また、上記実施形態では、ＳｉＯ２からなる質量付加膜１１，１５の厚みを３２０μｍとしたが、この質量付加膜の厚みを変化させることにより、共振特性に現れるスプリアスを抑圧することができる。【００７５】
図１０（ａ）〜（ｃ）及び図１１（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態における圧電共振子３側において、質量付加膜１１の厚みを２４０ｎｍ、２６０ｎｍ、３２０ｎｍ、４２０ｎｍ及び４４０ｎｍと変化させた場合の圧電共振子３の共振特性の変化を示すスミスチャートである。【００７６】
図１０及び図１１から明らかなように、質量付加膜１１の厚みを変化させることにより、共振特性上に現れるスプリアスの抑制度合いが変化することがわかる。特に、質量付加膜１１の厚みが、２６０〜４２０ｎｍの場合、スプリアスを効果的に抑圧し得ることがわかる。これは、スプリアスの原因となるラム波を振動部内に閉じ込めずに、振動部外へ逃すことに成功しているためと考えられる。【００７７】
上記実施形態では、表３に示したように、上部電極として、Ａｌ層とＴｉ層とをそれぞれの膜厚が１００ｎｍ及び１０ｎｍとされている積層金属膜を用い、下部電極９についてはＰｔ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉの積層構造において、膜厚を、１０ｎｍ／１０ｎｍ／１００ｎｍ／１０ｎｍとした。これに対して、本願発明者は、下記の表４に示すように圧電薄膜としてのＡｌＮ膜及び電極を含む他の薄膜の膜厚及び材料を設定した場合に、図１３にスミスチャートで示すように、共振周波数−反共振周波数においてスプリアスがない、より一層良好な共振特性の得られることを見出した。【００７８】
【表４】
0004661958.tif 000005
【００７９】
図１２に示すように、ＡｌＮからなる圧電膜を用い、電極材料をＡｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、ＰｔまたはＰｔ／Ａｌ合金とした場合、電気機械結合係数Ｋ２が、ＡｌＮの膜厚に応じて変化することが知られている。そして、大きな比帯域を得たい場合には、図１２から明らかなように、Ｐｔなどの密度が相対的に大きい電極材料を用いることが望ましい。そして、密度の大きな電極材料を用いた場合、圧電薄膜の厚みを薄くすることができ、それによって必要なインピーダンスを得るための電極面積を小さくすることができる。従って、圧電共振子や圧電フィルタの小型化を進めることが可能となる。【００８０】
もっとも、密度の大きい金属により電極を形成した場合、スプリアスが抑制された高いＱの共振子を得るには、圧電振動部の周囲への質量付加を大きくする必要がある。【００８１】
これに対して、上記実施形態では、質量付加膜１１，１５により圧電振動部の周囲に質量が付加され、加えて下部電極９，１３が、圧電振動部外に至っており、下部電極９，１３の一部によっても質量が付加される。従って、Ｐｔのような密度の大きな電極材料を積層金属膜を構成する材料の主要部分として用いることにより、帯域幅の拡大及び素子の小型化を図ることができる。【００８２】
よって、本発明においては、好ましくは、第１，第２の電極としての上部電極及び下部電極は、密度が比較的大きいＰｔを主たる電極層として含む電極材料により構成されることが望ましい。なお、上記実施形態では、質量付加膜がＳｉＯ２により構成されていたが、質量付加膜は、ＡｌＮあるいはＺｎＯなどの様々な誘電体材料あるいは絶縁性材料により構成することができる。【００８３】
また、周波数調整膜についても、ＳｉＯ２の他、質量を付加して共振周波数を微妙に調整することが可能である適宜の誘電体材料もしくは絶縁性材料を用いることができる。【００８４】
なお、第１の実施形態では、複数の圧電共振子３，４を有する圧電フィルタ１について説明したが、上記圧電共振子４のように、第２の電極としての下部電極１３を圧電振動部外に至るように設け、かつ第２の電極としての下部電極１３の厚みを第１の電極１２よりも厚くすることにより、大きな質量付加効果を第２の電極１３でもたせることができる。従って、このような圧電共振子もまた、本発明の一実施形態であることを指摘しておく。【００８５】
次に、上記実施形態の変形例に係る圧電共振子の製造方法の一例を説明する。【００８６】
上記実施形態では、前述したように、圧電フィルタ１において、圧電共振子３，４は、それぞれ、空隙６，７を隔てて基板２から浮かされた状態で形成されていた。このような製造方法の一例については、易溶剤除去材料を用いた製造方法を前述したが、図１４〜図１７を参照して、より具体的な製造方法の一例を説明する。【００８７】
本変形例では、図１４（ａ）において、圧電共振子３Ａの要部を模式的平面図で示す。そして、図１４（ｂ），（ｃ）は、図１４（ａ）のＦ−Ｆ線及びＧ−Ｇ線に沿う断面図である。本変形例の圧電共振子３Ａでは、第１の実施形態の圧電共振子３と同様に、基板２上において、積層薄膜からなる圧電共振子部分が空隙６を隔てて浮かされた状態で配置されている。圧電共振子３Ａの製造方法を、図１５〜図１７を参照して説明する。【００８８】
まず、図１５（ａ）に示すように、基板２上に、空隙を形成するための材料としてＺｎＯからなるＺｎＯ犠牲層３１を形成する。このＺｎＯ犠牲層３１は、例えばウェットエッチングなどの適宜の方法で形成することができる。本変形例では、ＺｎＯ犠牲層３１は、１０００ｎｍの厚みとなるようにウェットエッチングにより成膜した。【００８９】
次に、図１５（ｂ）に示すように、ＺｎＯ犠牲層３１を覆うように、下地層としての保護膜３２を形成した。保護膜３２は、ＳｉＯ２膜を１００ｎｍの厚みとなるように薄膜形成法により形成した。【００９０】
しかる後、保護膜３２上に、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ＝１０／３０／６０／１０／１０ｎｍの各厚みとなるように、これらの積層金属膜を形成し、しかる後フォトリソグラフィによりパターニングして、下部電極９を形成した。【００９１】
次に、下部電極９上を覆うように、ＡｌＮからなる圧電薄膜を、厚み１５８４ｎｍとなるようにスパッタリングにより成膜した。図１５（ｃ）に示すように、パターニングを行い、下部電極９の一部を露出させた。このようにして、圧電薄膜５を成膜した。【００９２】
しかる後、図１５（ｄ）に示すように、圧電薄膜５上に、上部電極８を形成した。上部電極８は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉが１０／１０／６０／３０／１０ｎｍの厚みとなるようにこれらの各金属層をスパッタリングにより積層し、リフトオフ法によりパターニングすることにより形成した。【００９３】
しかる後、図１６（ａ）に示すように、圧電薄膜５上において、圧電振動部の周囲に、ＡｌＮからなる質量付加膜１１を厚み６８０ｎｍとなるように成膜し、パターニングし、質量付加膜１１を形成した。【００９４】
次に、図１６（ｂ）に示すように、厚膜電極３３を上部電極８に電気的に接続されるようにＣｕを成膜することにより形成した。この厚膜電極３３の厚みは５００ｎｍとした。【００９５】
次に、図１６（ｃ）に示すように、ＳｉＯ２からなる周波数調整膜１０を厚み１００ｎｍとなるように上面の全面に成膜した。【００９６】
次に、図１６（ｄ）に示すように、周波数調整膜１０の上面をドライエッチングし、段差１０ａを形成した。すなわち、周波数調整膜１０の外周部分を厚みが２０ｎｍ薄くなるようにドライエッチングにより研磨した。【００９７】
しかる後、図１７（ａ）に示すように、電極パッド２３を形成し、しかる後、質量付加膜１１の周囲において、ＳｉＯ２膜をドライエッチングにより除去した。また、図１７（ｂ）に示すように、ＺｎＯ犠牲層３１をウェットエッチングにより除去し、空隙６を形成した。【００９８】
このようにして、図１４（ａ）〜（ｃ）に示した圧電共振子３Ａを作製した。
図２５〜図３６に、上記実施形態の圧電共振子の変形例を示す。【００９９】
図２５〜図３６において、図１４（ａ）〜（ｃ）に示した圧電共振子の構造と同一部分については同一の参照番号を付することにより、その詳細な説明を省略することとする。【０１００】
図２５に示す圧電共振子では、質量付加膜１１Ａが、傾斜面部１１ａを有する。傾斜面部１１ａは、質量付加膜１１Ａにおいて、上部電極８と下部電極９とが対向している部分側に向かって質量付加膜１１Ａの厚みが薄くなるように傾斜されている傾斜面部である。【０１０１】
また、図２６に示す変形例の圧電共振子では、質量付加膜１１Ｂは、傾斜面部１１ａに加えて、圧電振動部とは反対側の端縁に向かって厚みが徐々に薄くなる傾斜面部１１ｂをさらに有する。【０１０２】
上記傾斜面部１１ａを設けたり、傾斜面部１１ａ，１１ｂを設けたりすることにより、傾斜面部における質量付加効果が圧電振動部から離れるにつれて穏やかに変化することとなる。そのため、質量付加膜１１Ａ，１１Ｂを形成する際のフォトリソグラフィ工程やエッチング工程における位置ずれ等が生じたとしても、特性の変化を小さくすることができる。それによって、製品の歩留りを高めることができる。【０１０３】
また、図２７に示した変形例のように、質量付加膜１１Ｃの一部が、上部電極８と下部電極９とが対向している圧電振動部に至っていてもよい。ここでは、質量付加膜１１Ｃの一部が、常態的に大きさの小さい上部電極８の上面の一部に至るように形成されている。このように、質量付加膜１１Ｃを圧電振動部に至るように形成した場合には、質量付加膜１１Ｃにより抑制されるべき不要振動が、質量付加膜１１Ｃに伝搬しやすくなる。また、質量付加膜１１Ｃを形成する際のフォトリソグラフィ工程やエッチング工程における質量付加膜１１Ｃの形成位置の位置ずれが生じたとしても、特性の変化が生じ難い。【０１０４】
なお、２ＧＨｚ帯の圧電共振子を設計する場合には、上記質量付加膜１１Ｃの圧電振動部への重なり幅は５μｍ程度以下が望ましく、該重なり幅は圧電共振子に分ける厚み縦振動の設計周波数に反比例する。逆に、圧電振動部から質量付加膜が離れて形成される場合には、質量付加膜と圧電振動部との間の距離は１μｍ程度以下が望ましく、この距離は、厚み縦振動の設計周波数にやはり反比例する。【０１０５】
また、図２８に示す変形例のように、圧電振動部に至っている質量付加膜１１Ｄがさらに傾斜面部１１ａを有していてもよい。【０１０６】
図２９は、上記実施形態の圧電共振子のさらに他の変形例を説明するための平面図であり、図３０は図２９のＸ１−Ｘ１線に沿う部分の断面図であり、図３１は、Ｘ２−Ｘ２線に沿う部分の断面図である。【０１０７】
本変形例の圧電共振子では、図２９〜図３１に示すように、圧電振動部を囲んでいる矩形枠状の質量付加膜１１Ｅの一部に切り込み１１ｃが設けられていてもよい。この場合、質量付加膜１１Ｅの形成に際しリフトオフ法を用いた場合、フォトレジストを溶解するための溶液が質量付加膜１１Ｅが形成される領域内に入り込みやすく、リフトオフを容易に行うことができる。従って、製造工程の簡略化を果たすことができる。【０１０８】
また、図１４及び図２９に示した圧電共振子では、上部電極８及び下部電極９は、圧電振動部において重なり合っているが、圧電振動部から上部電極８や下部電極９が引き出されている部分の幅方向寸法は圧電振動部における上部電極８や下部電極９の幅よりも狭くされていた。しかしながら、図３２に示すように、圧電振動部において重なり合っている上部電極８及び下部電極９は、その幅のまま、圧電振動部外に引き出されていてもよい。この場合には、配線幅を太くすることができ、配線抵抗を小さくすることができる。図３２は、このような変形例の圧電共振子の模式的平面図である。【０１０９】
図３３及び図３４は、本発明の圧電共振子のさらに他の変形例を示す模式的部分正面図及び側面断面図である。図３３に示した変形例の圧電共振子では、周波数調整膜、質量付加膜、上部電極、圧電薄膜及び下部電極と、下方のＳｉＯ２膜の膜厚及び材料が、下記の表５に示すように形成されている。すなわち、ここでは、圧電薄膜５がＡｌＮからなり、その厚みが１１３５ｎｍと薄くされており、他方、上部電極８及び下部電極９が、下記の表５に示す積層金属膜からなり、比較的厚く形成されている。このように、圧電薄膜を、厚みの薄いＡｌＮ膜で形成することにより、圧電共振子のより一層の薄型化を図ることができる。【０１１０】
【表５】
0004661958.tif 000006
【０１１１】
図３５，３６は、図３３，３４に示した変形例の圧電共振子のさらに他の変形例を示す部分切欠正面断面図及び側面断面図である。ここでは、図３３，３４とは異なり、周波数調整膜としてのＳｉＯ２膜が単一の層からなり、段差を有するように２層構造とされていない。すなわち、表５に示したように、図３３及び図３４に示した構造では、周波数調整膜は、１００ｎｍの厚みのＳｉＯ２膜を形成した後、外周部を２０ｎｍ薄くし、周波数調整膜に段差が設けられていた。これに対して、図３５及び図３６に示すように、１００ｎｍの厚みのＳｉＯ２膜を形成し、段差を有しない周波数調整膜を設けてもよい。図３５及び図３６に示した圧電共振子は、上記周波数調整膜を除いては、表５に示した材料及び厚みに形成されている。この場合においても、圧電薄膜の厚みが薄くされるので、薄型化を図ることができる。加えて、周波数調整膜としてのＳｉＯ２膜の外周縁を薄くする必要がないため、工程を削減することができ、コストを低減することができる。【０１１２】
なお、本発明における圧電共振子の製造方法は上記製造方法に限定されるものではない。【０１１３】
図１８は、本発明の第２の実施形態に係る圧電フィルタの模式的正面断面図である。第２の実施形態の圧電フィルタ７１では、同一の基板２を用いて、圧電共振子３Ｂ，４Ｂが形成されている。第１の実施形態の圧電フィルタ１と異なるところは、第１の実施形態における空隙６と空隙７とが連ねられていることにある。すなわち、圧電薄膜５は、圧電共振子３Ｂ，４Ｂが形成されている領域全体に渡り空隙７２により浮かされた状態とされている。このように、複数の圧電共振子３Ｂ，４Ｂは、共通の空隙７２により基板２から浮かされていてもよい。その他の構造については、圧電フィルタ７１は圧電フィルタ１と同様に構成されている。【０１１４】
なお、第１の実施形態では、圧電共振子３と圧電共振子４とがラダー型回路を構成するように電気的に接続されている旨を説明したが、本発明に係るフィルタ装置では、複数の圧電共振子は、様々なフィルタ回路を構成するように電気的に接続され得る。このようなフィルタ回路の一例を図１９に示す。図１９は、ラティス型回路構成のフィルタ装置の回路図である。【０１１５】
なお、このラティス型のフィルタ８１を複数段接続してもよく、それによって、フィルタ特性の急峻性及び減衰特性をさらに高めることができる。【０１１６】
図２０は、ラダー型フィルタ回路の一例を示す回路図である。【０１１７】
図２１は、本発明の第３の実施形態に係る圧電フィルタを示す模式的正面断面図である。圧電フィルタ９１では、構造は圧電フィルタ１と同様である。従って、同一部分については同一の参照番号を付することにより、その詳細な説明を省略する。もっとも、第３の実施形態の圧電フィルタ９１では、下記の表６に示すように圧電共振子３，４を構成している材料及び膜厚が設定されている。【０１１８】
【表６】
0004661958.tif 000007
【０１１９】
そして、圧電共振子３の共振周波数は１８８２ＭＨｚ、反共振周波数は１９３６ＭＨｚ、圧電共振子４の共振周波数は１８２１ＭＨｚ、反共振周波数は１８７３ＭＨｚとされている。【０１２０】
第３の実施形態の圧電フィルタ９１における圧電共振子３，４の共振特性をスミスチャートで図２２（ａ），（ｂ）に示す。【０１２１】
図２２から明らかなように、共振周波数の高域側において、スプリアスを効果的に抑圧し得ることがわかる。【０１２２】
また、本実施形態では、密度の高い電極材料を用いて下部電極９，１３が形成されているため、第１の実施形態の場合に比べて、圧電振動部の面積を１６％低減することができ、それによって小型化を図ることが可能とされている。【０１２３】
図２３は、本発明の第４の実施形態に係る圧電フィルタの模式的正面断面図である。図２３に示すように、本実施形態の圧電フィルタ９２では、圧電共振子３Ｄ，４Ｄにおいて、上部電極８，１２が、圧電振動部を超えて質量付加膜１１，１５と平面視した際に重なる領域に至っている。他方、圧電共振子４Ｄにおいては、上部電極１２の厚みが下部電極１３の厚みより厚くされている。そして、下部電極９，１３は、圧電振動部に設けられており、相対的に上部電極８，１２よりも小さくされている。【０１２４】
すなわち、本実施形態の圧電フィルタ７１では、相対的に径の大きな第２の電極が上部電極８，１２であり、相対的に小さい第１の電極が下部電極９，１３である。【０１２５】
このように、本発明においては、圧電薄膜の上面に形成する電極及び下面に形成される電極の内いずれが第１の電極または第２の電極であってもよい。【０１２６】
圧電フィルタ７１においても、第２の電極としての上部電極８，１２が、圧電振動部外に至っており、かつ圧電共振子４Ｄにおいて、上部電極１２の厚みが厚くされているので、第１の実施形態と同様に、十分な質量付与効果が得られ、共振周波数よりも高域側における所望でないスプリアスを効果的に抑圧することが可能とされている。【０１２７】
図２４は、本発明の圧電フィルタのさらに他の変形例を説明するための模式的断面図である。ここでは、基板２上に、圧電薄膜５が空隙６，７を隔てて浮かされて圧電振動部３Ｅ，４Ｅが形成されている。もっとも、圧電薄膜５自体が基板２に固定されず、圧電振動部の周囲に設けられた質量付加膜１１Ａ，１５Ａが、圧電振動部外において基板２の上面２ａに固定されている。すなわち、圧電振動部３Ｅにおいては、圧電薄膜５の上面に、第２の電極としての上部電極８Ａが、下面に第１の電極として相対的に小さい下部電極９Ａが形成されている。この圧電振動部の周囲であって、圧電薄膜５の下面に、質量付加膜１１が形成されている。この質量付加膜１１は、圧電振動部の周囲からさらに外側に至り、基板２の上面２ａに固定されている。【０１２８】
上部電極８Ａの上面には、周波数調整膜１０が設けられている。【０１２９】
同様に、圧電共振子４Ｅにおいても、相対的に大きな第２の電極としての上部電極１２Ａが圧電薄膜５の上面に形成されており、上部電極１２Ａ上に周波数調整膜１４が形成されている。圧電薄膜５の下面には、相対的に小さい第１の電極としての下部電極１３Ａが形成されている。そして、下部電極１３Ａの周囲に設けられた質量付加膜１５Ａが圧電振動部の周囲からさらにその外側に位置しており、上記質量付加膜１１Ａと連ねられている。【０１３０】
本変形例のように、質量付加膜は、圧電共振子を構成している圧電薄膜の下面側に配置されていてもよい。その場合には、質量付加膜を利用して圧電薄膜を含む積層薄膜を、基板２に固定してもよい。また、相対的に大きな第２の電極は、圧電薄膜の上面及び下面のいずれに形成してもよい。
【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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