(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜バルク音響共振器であって、
圧電膜と、
前記圧電膜を挟むように配置された一対の電極とを備え、
前記圧電膜は、前記一対の電極および前記圧電膜から構成される共振器部分の周囲の少なくとも一部から外方向に延びて形成されている外領域を含み、
前記外領域内の少なくとも一部に、前記圧電膜における他の領域よりも音波を減衰させる音響減衰領域を有し、
前記音響減衰領域と前記他の領域とは、同一の材料で一括して堆積されることにより形成されており、
前記音響減衰領域が形成される領域の下に位置する部分に、前記圧電膜の格子配列の規則性を一部失わせる段差部が形成されており、前記他の領域の下に位置する部分には、前記段差部が形成されてなく、前記圧電膜における前記他の領域が下部電極の格子配列の規則性を維持して形成されることを特徴とする、薄膜バルク音響共振器。
【請求項２】
前記音響減衰領域は、前記他の領域よりも結晶性が低いことを特徴とする、請求項１に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項３】
前記音響減衰領域は、前記他の領域よりもＸ線回折のロッキングカーブの半値幅が大きいことを特徴とする、請求項２に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項４】
前記音響減衰領域が形成される領域の下に位置する部分の表面の粗さは、前記他の領域の下に位置する部分の表面の粗さに比べて粗いことを特徴とする、請求項１に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項５】
前記共振器部分における前記圧電膜の格子定数と、前記音響減衰領域における前記圧電膜が接する面の格子定数との差が、
前記共振器部分における前記圧電膜の格子定数と、前記他の領域における前記圧電膜が接する面の格子定数との差よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項６】
薄膜バルク音響共振器の製造方法であって、
基板の上方に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極の上方に圧電膜を形成する工程と、
前記圧電膜の上方に上部電極を形成する工程とを備え、
前記圧電膜を形成する工程では、前記上部電極、前記下部電極、および前記圧電膜から構成される共振器部分の周囲の少なくとも一部から外方向に延びるように、前記圧電膜を形成しており、外方向に延びる前記圧電膜の領域内の少なくとも一部に、前記圧電膜における他の領域よりも音波を減衰させる音響減衰領域を形成し、
前記音響減衰領域と前記他の領域とは、前記圧電膜を形成する工程において同一の材料で一括して堆積されることにより形成されており、
さらに、前記圧電膜を形成する工程より前に、前記圧電膜が形成されるときに、前記他の領域の下に位置する部分には、前記圧電膜の格子配列の規則性を一部失わせる段差部を形成せず、前記音響減衰領域が形成される領域の下に位置する部分に、前記段差部を形成する工程を備え、
前記圧電膜を形成する工程において、
前記音響減衰領域が形成される領域の下に位置する部分では、前記圧電膜の格子配列の規則性の一部が失われ、前記他の領域の下に位置する部分では、前記圧電膜が前記下部電極の格子配列の規則性を維持して形成されることを特徴とする、薄膜バルク音響共振器の製造方法。
【請求項７】
前記圧電膜を形成する工程において、
外方向に延びる前記圧電膜の領域の少なくとも一部の結晶性を、前記共振器部分を構成する前記圧電膜の領域の結晶性よりも低くさせることによって、前記音響減衰領域を形成することを特徴とする、請求項６に記載の薄膜バルク音響共振器の製造方法。
【請求項８】
前記段差部を形成する工程において、
前記音響減衰領域が形成される領域の下に位置する部分の表面の粗さを、前記他の領域の下に位置する部分の表面の粗さに比べて粗くする粗面化処理を施すことを特徴とする、請求項６に記載の薄膜バルク音響共振器の製造方法。
【請求項９】
前記段差部を形成する工程において、
前記共振器部分における前記圧電膜の格子定数と、前記音響減衰領域における前記圧電膜が接する第１部材の表面の格子定数との差が、前記共振器部分における前記圧電膜の格子定数と、前記他の領域における前記圧電膜が接する第２部材の表面の格子定数との差よりも大きくなるように、前記第１部材、および前記第２部材の材料および／または形成条件を調整する工程を備えることを特徴とする、請求項６に記載の薄膜バルク音響共振器の製造方法。
【請求項１０】
複数の薄膜バルク音響共振器を接続することによって構成される薄膜バルク音響共振器フィルタであって、
各前記薄膜バルク音響共振器は、
圧電膜と、
前記圧電膜を挟むように配置された上部電極および下部電極とを備え、
少なくとも一つの前記薄膜バルク音響共振器は、前記上部電極、前記下部電極および前記圧電膜から構成される共振器部分の周囲の少なくとも一部から外方向に延びて形成されている外領域を前記圧電膜内に含み、
前記外領域内の少なくとも一部に、前記圧電膜における他の領域よりも音波を減衰させる音響減衰領域を有し、
前記音響減衰領域は、少なくとも、共振周波数が異なる前記薄膜バルク音響共振器間に設けられ、
前記音響減衰領域と前記他の領域とは、同一の材料で一括して堆積されることにより形成されており、
前記音響減衰領域が形成される領域の下に位置する部分に、前記圧電膜の格子配列の規則性を一部失わせる段差部が形成されており、前記他の領域の下に位置する部分には、前記段差部が形成されてなく、前記圧電膜における前記他の領域が下部電極の格子配列の規則性を維持して形成されることを特徴とする、薄膜バルク音響共振器フィルタ。
【請求項１１】
各前記薄膜バルク音響共振器における前記圧電膜は、連続または不連続である共通の圧電膜であり、
前記共通の圧電膜の内、前記共振器部分を構成する部分以外の領域は、音響減衰領域となっていることを特徴とする、請求項１０に記載の薄膜バルク音響共振器フィルタ。
【請求項１２】
複数の薄膜バルク音響共振器を接続することによって構成される薄膜バルク音響共振器フィルタを備える複合電子部品であって、
各前記薄膜バルク音響共振器は、
圧電膜と、
前記圧電膜を挟むように配置された上部電極および下部電極とを備え、
少なくとも一つの前記薄膜バルク音響共振器は、前記上部電極、前記下部電極および前記圧電膜から構成される共振器部分の周囲の少なくとも一部から外方向に延びて形成されている外領域を前記圧電膜内に含み、
前記外領域は、少なくとも一部に、音波を減衰させるための音響減衰領域を有し、
前記音響減衰領域は、少なくとも、共振周波数が異なる前記薄膜バルク音響共振器間に設けられ、
前記音響減衰領域と前記他の領域とは、同一の材料で一括して堆積されることにより形成されており、
前記音響減衰領域が形成される領域の下に位置する部分に、前記圧電膜の格子配列の規則性を一部失わせる段差部が形成されており、前記他の領域の下に位置する部分には、前記段差部が形成されてなく、前記圧電膜における前記他の領域が下部電極の格子配列の規則性を維持して形成されることを特徴とする、複合電子部品。
【請求項１３】
複数の薄膜バルク音響共振器を接続することによって構成される薄膜バルク音響共振器フィルタを備える通信機器であって、
各前記薄膜バルク音響共振器は、
圧電膜と、
前記圧電膜を挟むように配置された上部電極および下部電極とを備え、
少なくとも一つの前記薄膜バルク音響共振器は、前記上部電極、前記下部電極および前記圧電膜から構成される共振器部分の周囲の少なくとも一部から外方向に延びて形成されている外領域を前記圧電膜内に含み、
前記外領域は、少なくとも一部に、音波を減衰させるための音響減衰領域を有し、
前記音響減衰領域は、少なくとも、共振周波数が異なる前記薄膜バルク音響共振器間に設けられ、
前記音響減衰領域と前記他の領域とは、同一の材料で一括して堆積されることにより形成されており、
前記音響減衰領域が形成される領域の下に位置する部分に、前記圧電膜の格子配列の規則性を一部失わせる段差部が形成されており、前記他の領域の下に位置する部分には、前記段差部が形成されてなく、前記圧電膜における前記他の領域が下部電極の格子配列の規則性を維持して形成されることを特徴とする、通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜バルク音響共振器に関し、より特定的には、スプリアスを効果的に抑圧し、良好な周波数特性が得られるように改良された薄膜バルク音響共振器に関する。また、本発明は、そのような薄膜バルク音響共振器の製造方法に関する。また、本発明は、そのような薄膜バルク音響共振器を用いて良好なフィルタ特性が得られるように改良されたフィルタに関する。また、本発明は、そのようなフィルタを備えた複合電子部品に関する。また、本発明は、そのようなフィルタおよび複合電子部品を備えた通信機器に関する。
【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、軽量化されることが要求されている。例えば、携帯機器に使われているフィルタは、小型であり、かつ周波数特性が精密に調整されていることが要求される。
【０００３】
これらの要求を満たすフィルタの１つとして、薄膜バルク音響共振器（Ｆｉｌｍ  Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ：ＦＢＡＲ）を用いたフィルタが知られている。
【０００４】
図１８は、従来の薄膜バルク音響共振器の概略断面図である。図１８において、薄膜バルク音響共振器９０は、基板９１の上に設けられている。薄膜バルク音響共振器９０は、圧電膜９２と、圧電膜９２を挟むように配置した上部電極層９３と下部電極層９４とを含む。また、キャビティ９５は、基板９１を貫通して設けられ、薄膜バルク音響共振器９０の下面を露出させている。基板９１内にキャビティ９５が設けられているのは、薄膜バルク音響共振器９０の自由振動を確保するためである。
【０００５】
上部電極層９３と下部電極層９４との間に電界が加えられると、圧電膜９２の圧電効果によって電気エネルギーが機械エネルギーに変換される。例えば、厚さ方向に分極軸を持つ窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を圧電膜９２に用いた場合、この機械エネルギーは、主として、厚さ方向に伸び縮みする振動に変換される。すなわち、この機械エネルギーによって、圧電膜９２は、電界と同じ方向に伸び縮みする。
【０００６】
薄膜バルク音響共振器９０の等価回路は、直列共振回路と並列共振回路とを含む回路となる。したがって、薄膜バルク音響共振器９０は、共振周波数と反共振周波数とを持つこととなる。薄膜バルク音響共振器９０の厚さをｔとしたとき、薄膜バルク音響共振器９０は、ｔ＝λ／２となる波長λに対応する共振周波数ｆｒ（＝ｖ／λ）で共振する。ここで、ｖは、薄膜バルク音響共振器９０を構成する材料内での音速である。反共振周波数ｆａは、共振周波数と同様、薄膜バルク音響共振器９０の厚さｔに反比例し、薄膜バルク音響共振器９０を構成する材料内での音速に比例する。数１００ＭＨｚから数ＧＨｚの周波数帯内に共振周波数および／または反共振周波数を設定したい場合、そのような共振周波数および／または反共振周波数に対応する薄膜バルク音響共振器９０の厚さは、工業的に薄膜形成が容易に可能な厚さである。したがって、上記のような周波数帯において、薄膜バルク音響共振器９０は、小型であり、かつ高いＱ値を有する共振器として、有益である。
【０００７】
さて、薄膜バルク音響共振器９０において、理想的には、圧電膜９２の厚さ方向Ｐの振動のみが存在することが望ましい。しかし、実際には、薄膜バルク音響共振器９０において、横方向Ｑの振動も励起され得るため、複数の横方向伝搬モードが存在することとなる。これらの横方向伝搬モードは不要振動モードである。横方向伝搬モードは、電極面に平行に伝播し、圧電膜９２の側壁または上部電極層９３、下部電極層９４の端部で多重反射し、スプリアスの原因となる。また、複数の薄膜バルク音響共振器を隣接配置してなるデバイスの場合、隣り合う薄膜バルク音響共振器間で、不要振動モードが干渉するので、同様に、不要振動モードが、スプリアスの原因となる。これらの横方向伝搬モードに起因するスプリアスは、薄膜バルク音響共振器の周波数特性を劣化させる。
【０００８】
この問題を解決するために、様々な技術が提案されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００９】
図１９Ａおよび図１９Ｂは、特許文献１に開示されている従来の薄膜バルク音響共振器の構成概略図である。図１９Ａに示すように、当該薄膜バルク音響共振器は、矩形形状の電極９６ａ（図上、実線で囲まれた部分）の周りに、電極９６ａおよび圧電層とは別に、印刷などで音響ダンピング材料９７ａ（図上、点線で囲まれた部分）が設けられている。音響ダンピング材料９７ａは、横方向音響エネルギーの相当の量を吸収し、横方向音響エネルギーを弱めるので、スプリアスが抑圧されることとなる。また、図１９Ｂに示すように、不等辺矩形形状の電極９６ｂ（図上、実線で囲まれた部分）の周りに、電極９６ｂおよび圧電層とは別に、音響ダンピング材料９７ｂ（図上、点線で囲まれた部分）を設けても、スプリアスが抑圧される。図１９Ｃは、音響ダンピング材料９７ａおよび９７ｂを設けない場合の周波数通過特性を示す図である。図１９Ｄは、音響ダンピング材料９７ａまたは９７ｂを設けた場合の周波数通過特性を示す図である。図１９Ｃ、図１９Ｄに示すように、音響ダンピング材料９７ａまたは９７ｂを設けることにより、スプリアスが抑圧されることが分かる。
【００１０】
図１９Ｅは、特許文献２に開示されている従来の薄膜バルク音響共振器の構成概略図である。当該薄膜バルク音響共振器は、上述のような音響ダンピング材料を有さない。当該薄膜バルク音響共振器は、辺の長さが互いに等しくなく、かつそれぞれの辺が互いに平行とならない不等辺不平行多角形の電極９６ｃを有する。当該薄膜バルク音響共振器は、不等辺不平行多角形の電極９６ｃを用いることによって、ある一つの壁のある一点９００を出た音波９８が対向する壁で反射して、当該音波９８が同じ点に戻らないようにしている。これにより、横方向伝搬モードが減衰することとなるので、スプリアスが抑圧される。
【特許文献１】特開２０００−３１５５２号公報
【特許文献２】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】
【００１１】
しかし、特許文献１に開示されている従来の薄膜バルク音響共振器では、音響ダンピング材料９７を付加的に配置する必要があるので、製造プロセスが煩雑になるという問題がある。さらに、当該従来の薄膜バルク音響共振器には、所望の振動モードの一部も、不要振動モードと同様に減衰し、周波数特性が劣化するという問題もある。
【００１２】
また、特許文献２に開示されている従来の薄膜バルク音響共振器では、電極９６ｃの形状を不等辺不平行多角形にしなければならないので、共振器の形状を自由に選ぶことができない。そのため、設計の自由度が低くなるという問題がある。具体的には、薄膜バルク音響共振器を高度に集積化する場合、集積度が上がらないといった問題がある。また、不要振動モードが、電極端部で完全に反射されずに漏洩伝播するので、隣り合った共振器に悪影響をおよぼすといった問題もある。
【００１３】
それゆえ、本発明の目的は、製造プロセスが煩雑でなく、かつ設計の自由度を有していながらも、横方向伝搬モードを効率良く抑圧することができるように改良された薄膜バルク音響共振器を提供することである。また、本発明の目的は、そのような薄膜バルク音響共振器の製造方法を提供することである。また、本発明の目的は、そのような薄膜バルク音響共振器を用いて良好なフィルタ特性が得られるように改良されたフィルタを提供することである。また、本発明の目的は、そのようなフィルタを備えた複合電子部品を提供することである。また、本発明の目的は、そのようなフィルタを備えた通信機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、薄膜バルク音響共振器であって、圧電膜と、圧電膜を挟むように配置された一対の電極とを備える。圧電膜は、一対の電極および圧電膜から構成される共振器部分の周囲の少なくとも一部から外方向に延びて形成されている外領域を含む。外領域は、少なくとも一部に、音波を減衰させるための音響減衰領域を有する。
【００１５】
本発明によれば、共振器部分の周囲の少なくとも一部に音響減衰領域が設けられているので、横方向伝搬モードを選択的に減衰させることができ、隣接する共振器への悪影響を回避することができる。また、音響減衰領域は共振器部分を形成する圧電膜と一括に形成される構造となるため、製造プロセスが容易になる。また、上部電極および下部電極の形状には、特別な限定がないので、設計の自由度が増す。
【００１６】
好ましくは、圧電膜において、音響減衰領域と音響減衰領域以外の領域とは、同一の材料で形成されている。音響減衰領域は、音響減衰領域以外の領域よりも結晶性が低い。
【００１７】
これにより、音響減衰領域と音響減衰領域以外の領域とは、同一の材料で形成されているので、各領域の音響インピーダンスは略一致する。そのため、横方向伝搬モードは、音響減衰領域に伝わることができ、音響減衰領域で減衰することとなる。また、音響減衰領域は、結晶性を低くするという簡単な方法で形成可能であるので、製造プロセスが容易になる。
【００１８】
たとえば、音響減衰領域は、圧電膜における音響減衰領域以外の領域よりもＸ線回折のロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ）が大きい。
【００１９】
これにより、音響減衰領域が形成されているか否かを容易に確かめることができる。
【００２０】
たとえば、音響減衰領域が接する部材の表面は、段差部を有する。
【００２１】
これにより、段差部の影響により、圧電膜の堆積時に、段差部の上に形成される圧電膜の結晶性が劣化し、それにより音響減衰領域が形成される。
【００２２】
たとえば、音響減衰領域が接する部材の表面の粗さは、共振器部分が接する部材の表面の粗さに比べて粗い。
【００２３】
これにより、音響減衰領域が接する部材上に形成される圧電膜の結晶性が低くなる。
【００２４】
たとえば、共振器部分における圧電膜の格子定数と、音響減衰領域における圧電膜が接する面の格子定数との差が、共振器部分における圧電膜の格子定数と、音響減衰領域以外における圧電膜が接する面の格子定数との差よりも大きい。
【００２５】
これにより、音響減衰領域が接する部材上に形成される圧電膜の結晶性が低くなる。
【００２６】
たとえば、音響減衰領域は、圧電膜における音響減衰領域以外の領域には存在しない異種原子または同種原子を有する。
【００２７】
これにより、圧電膜の結晶性が低くなる。また、平面方向、厚さ方向に関して不定形な音響不連続部が形成され、不要振動モードを乱反射させることが可能となる。
【００２８】
たとえば、音響減衰領域は、圧電膜における音響減衰領域以外の領域には存在しない異種イオンまたは同種イオンが注入されている。
【００２９】
これにより、圧電膜の結晶性が低くなる。また、平面方向、厚さ方向に関して不定形な音響不連続部が形成され、不要振動モードを乱反射させることが可能となる。
【００３０】
たとえば、音響減衰領域は、レーザの照射跡を有する。
【００３１】
これにより、レーザ照射跡を有する部分の圧電膜は結晶性が低くなる。
【００３２】
また、本発明は、薄膜バルク音響共振器の製造方法であって、基板の上方に下部電極を形成する工程と、下部電極の上方に圧電膜を形成する工程と、圧電膜の上方に上部電極を形成する工程とを備える。圧電膜を形成する工程では、上部電極、下部電極、および圧電膜から構成される共振器部分の周囲の少なくとも一部から外方向に延びるように、圧電膜を形成しており、外方向に延びる圧電膜の領域の少なくとも一部の結晶性を、共振器部分を構成する圧電膜の領域の結晶性よりも低くさせることによって、音波を減衰させるための音響減衰領域を形成する。
【００３３】
これにより、容易な製造プロセスで音響減衰領域を形成できる。
【００３４】
たとえば、さらに、圧電膜に接する部材の表面の一部に段差部を形成する工程を備える。圧電膜を形成する工程では、段差部の上方にも圧電膜を形成することによって、音響減衰領域を形成する。
【００３５】
たとえば、さらに、圧電膜に接する部材の表面の一部に粗面化処理を施す工程を備える。圧電膜を形成する工程では、粗面化処理を施された面の上方にも圧電膜を形成することによって、音響減衰領域を形成する。
【００３６】
たとえば、さらに、共振器部分における圧電膜の格子定数と、音響減衰領域における圧電膜が接する部材の表面の格子定数との差が、共振器部分における圧電膜の格子定数と、音響減衰領域以外における圧電膜が接する部材の表面の格子定数との差よりも大きくなるように、部材の材料および／または形成条件を調整する工程を備える。圧電膜を形成する工程では、格子整合がなされていない面の上方にも圧電膜を形成することによって、音響減衰領域を形成する。
【００３７】
たとえば、圧電膜を形成する工程では、音響減衰領域を形成する部分に対して、レーザを照射することによって音響減衰領域を形成する。
【００３８】
たとえば、圧電膜を形成する工程では、音響減衰領域を形成する部分に対して、外部から原子を熱拡散させることによって、音響減衰領域を形成する。
【００３９】
たとえば、圧電膜を形成する工程では、音響減衰領域を形成する部分に対して、付加的にイオンを注入することによって、音響減衰領域を形成する。
【００４０】
これにより、圧電膜の堆積時または堆積後において、圧電膜の結晶性が低くなり、音響減衰領域が形成されることとなる。
【００４１】
また、本発明は、複数の薄膜バルク音響共振器を接続することによって構成される薄膜バルク音響共振器フィルタであって、各薄膜バルク音響共振器は、圧電膜と、圧電膜を挟むように配置された上部電極および下部電極とを備える。少なくとも一つの薄膜バルク音響共振器は、上部電極、下部電極および圧電膜から構成される共振器部分の周囲の少なくとも一部から外方向に延びて形成されている外領域を圧電膜内に含む。外領域は、少なくとも一部に、音波を減衰させるための音響減衰領域を有す。音響減衰領域は、少なくとも、共振周波数が異なる薄膜バルク音響共振器間に設けられている。
【００４２】
これにより、共振周波数が異なる薄膜バルク音響共振器間での横方向伝搬モードによる影響を抑圧することができる。
【００４３】
好ましくは、各薄膜バルク音響共振器における圧電膜は、連続または不連続である共通の圧電膜である。共通の圧電膜の内、共振器部分を構成する部分以外の領域は、音響減衰領域となっている。
【００４４】
これにより、全ての薄膜バルク音響共振器間での横方向伝搬モードによる影響を抑圧することができる。
【００４５】
また、本発明は、複数の薄膜バルク音響共振器を接続することによって構成される薄膜バルク音響共振器フィルタを備える複合電子部品であって、各薄膜バルク音響共振器は、圧電膜と、圧電膜を挟むように配置された上部電極および下部電極とを備える。少なくとも一つの薄膜バルク音響共振器は、上部電極、下部電極および圧電膜から構成される共振器部分の周囲の少なくとも一部から外方向に延びて形成されている外領域を圧電膜内に含む。外領域は、少なくとも一部に、音波を減衰させるための音響減衰領域を有する。音響減衰領域は、少なくとも、共振周波数が異なる薄膜バルク音響共振器間に設けられている。
【００４６】
また、本発明は、複数の薄膜バルク音響共振器を接続することによって構成される薄膜バルク音響共振器フィルタを備える通信機器であって、各薄膜バルク音響共振器は、圧電膜と、圧電膜を挟むように配置された上部電極および下部電極とを備える。少なくとも一つの薄膜バルク音響共振器は、上部電極、下部電極および圧電膜から構成される共振器部分の周囲の少なくとも一部から外方向に延びて形成されている外領域を圧電膜内に含む。外領域は、少なくとも一部に、音波を減衰させるための音響減衰領域を有する。音響減衰領域は、少なくとも、共振周波数が異なる薄膜バルク音響共振器間に設けられている。
【発明の効果】
【００４７】
このように、本発明によれば、共振器部分の周囲の少なくとも一部に音響減衰領域が設けられているので、横方向伝搬モードを選択的に減衰させることができ、隣接する共振器への悪影響を回避することができる。また、音響減衰領域は共振器部分を形成する圧電膜と一括に形成される構造となるため、製造プロセスが容易になる。また、上部電極および下部電極の形状には、特別な限定がないので、設計の自由度が増す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
（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バルク音響共振器１００の断面図である。図１において、薄膜バルク音響共振器１００は、上部電極１０１と、下部電極１０２と、圧電膜１０３とを備える。圧電膜１０３は、一対の電極である上部電極１０１と下部電極１０２とに挟まれて構成される共振器部分の周囲から外方向に延びて形成されている外領域１０４を含む。外領域１０４は、当該共振器部分からの音波を減衰させるための音響減衰領域１０５を一部に有する。
【００４９】
圧電膜１０３の材料は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の適当な圧電材料である。
【００５０】
上部電極１０１および下部電極１０２の材料は、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、または金（Ａｕ）等の適当な材料である。
【００５１】
音響減衰領域１０５は、圧電膜１０３の一部であるので、圧電膜１０３と同一の材料から形成されている。ただし、音響減衰領域１０５の結晶性は、圧電膜１０３における音響減衰領域以外の領域の結晶性に比べて低くなっている。
【００５２】
本明細書において、結晶性とは、結晶化した物質内において、分子がどの程度規則的に配列しているかを示す度合いのことをいう。第１の領域の結晶性よりも第２の領域の結晶性の方が低いといった場合、第２の領域は、第１の領域に比べて、分子が規則的に配列していないことを意味する。
【００５３】
圧電膜における結晶性は、結晶の配向性の良し悪しによって評価することができる。配向性が悪いと、結晶性が低い。圧電膜における配向性の良し悪しは、Ｘ線回折等のロッキングカーブの半値幅（ＦＷＨＭ：ｆｕｌｌ  ｗｉｄｔｈ  ｈａｌｆ  ｍａｘｉｍｕｎ）によって評価できる。配向性が悪いと、半値幅は大きくなる。一方、配向性が良いと、半値幅は、小さくなる。一般に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電膜をスパッタ法によって製膜した場合、半値幅は、１．０〜１．５度程度となる。このような場合、音響減衰領域１０５の半値幅は、５度以上であることが好ましい。
【００５４】
図２は、上部電極１０１と下部電極１０２とに挟まれて構成される共振器部分における圧電膜１０３のＸ線回折のロッキングカーブ（図上実線）と、音響減衰領域１０５のＸ線回折のロッキングカーブ（図上点線）とを示す図である。図２に示すように、音響減衰領域１０５の半値幅Ｈ１は、音響減衰領域１０５以外の領域の半値幅Ｈ２よりも大きい。すなわち、音響減衰領域１０５は、音響減衰領域１０５以外の領域よりもＸ線回折のロッキングカーブの半値幅が大きい。よって、音響減衰領域１０５の配向性は、音響減衰領域以外の領域の配向性よりも悪い。すなわち、音響減衰領域１０５の結晶性は、音響減衰領域以外の領域の結晶性よりも低いと言える。このように、Ｘ線回折のロッキングカーブを測定し、半値幅を求めることによって、音響減衰領域１０５の結晶性が低いか否かを評価することができる。
【００５５】
また、結晶性は、圧電膜の屈折率によっても評価することができる。評価対象の圧電膜の屈折率が、良好に製膜したときの圧電膜の屈折率に対して、どの程度変化しているか否かによって、結晶性を評価することができる。評価対象の圧電膜の屈折率が良好な圧電膜の屈折率に比べて大きく異なる場合、当該評価対象の圧電膜の結晶性は低いと言える。よって、音響減衰領域１０５の屈折率が、音響減衰領域１０５以外の領域の屈折率と比べて異なる場合、音響減衰領域１０５の結晶性は、音響減衰領域１０５以外の領域の結晶性よりも低いと言える。このように、屈折率を測定することによって、音響減衰領域１０５の結晶性が低いか否かを評価することができる。
【００５６】
また、結晶性は、圧電膜の堅さによっても評価することができる。音響減衰領域１０５が、音響減衰領域以外の領域に比べて堅くない場合、音響減衰領域１０５の結晶性は、音響減衰領域１０５以外の領域の結晶性よりも低いと言える。
【００５７】
後述する製造工程を経たら、音響減衰領域１０５は、圧電膜１０３の形成と合わせて形成されることとなるので、音響減衰領域１０５の形成のために、煩雑なプロセスを必要としない。
【００５８】
以上のように、第１の実施形態において、音響減衰領域１０５の結晶性は、圧電膜１０３における音響減衰領域１０５以外の領域の結晶性よりも低い。音響減衰領域１０５は、結晶性が良好な部分に比べて、音波を大幅に減衰させることができる。そのため、横方向伝搬モードが存在したとしても、上部電極１０１と下部電極１０２とに挟まれて構成される共振器部分における圧電膜１０３からの音波は、音響減衰領域１０５内で減衰することとなる。結果、薄膜バルク音響共振器１００は、厚み方向Ｐの主振動（厚み振動）には影響を与えずに、不要振動モードである横方向に伝搬する横方向伝搬モードを選択的に減衰させることができる。よって、隣接する他の薄膜バルク音響共振器への影響を最低限に抑えることができる。
【００５９】
また、第１の実施形態では、上部電極１０１および下部電極１０２の平面形状を必ずしも不等辺不平行多角形にする必要がないので、共振器の形状を自由に選ぶことができ（円形、等辺多角形など）、設計の自由度が増す。
【００６０】
また、印刷などで音響ダンピング材料を塗布する従来技術に比べ、共振器間が狭くなった場合でも、高精度に音響減衰領域を形成することができる。
【００６１】
なお、外領域１０４は、上部電極１０１と下部電極１０２とに挟まれて構成される共振器部分の周囲の少なくとも一部から、外方向に延びて形成されていればよく、当該共振器部分の周囲の全てに形成されていないくてよい。
【００６２】
なお、音響減衰領域１０５は、外領域１０４の少なくとも一部に形成されていれば、横方向伝搬モードを減衰させるという効果を得ることができ、外領域１０４の全てに形成されていなくてもよい。
【００６３】
なお、音響減衰領域１０５は、音波を減衰させるために、結晶性が他の部分に比べて低くなっていることとしたが、音波を減衰させることができるのであれば、結晶性に関する限定はなくてもよい。
【００６４】
（第２の実施形態）
図３Ａは、本発明の第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図３Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の上面図である。図３Ａは、図３ＢにおけるＡＡ線に沿う断面図である。
【００６５】
図３Ａ，図３Ｂにおいて、第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器は、第１の薄膜バルク音響共振器２１と、第２の薄膜バルク音響共振器３１と、音響減衰領域５０と、基板１５とを備える。基板１５の上面には、二つのキャビティ２４が、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１にそれぞれ対応して設けられている。二つのキャビティ２４をそれぞれ覆うように、二つの下部電極２３が、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１にそれぞれ対応して設けられている。二つの下部電極２３を覆うように、基板１５上に、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１に共通する圧電膜１６が設けられている。共通の圧電膜１６の上に、二つの上部電極２２が、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１に対応して設けられている。したがって、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１は、それぞれ、二つのキャビティ２４の上に載るように設けられている。
【００６６】
共通の圧電膜１６の材料は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等、その他適当な圧電材料である。
【００６７】
上部電極２２および下部電極２３の材料は、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、または金（Ａｕ）等、その他適当な材料である。
【００６８】
基板１５の材料は、例えばシリコン（Ｓｉ）やガラス等である。なお、図示していないが、基板１５にＳｉ等の半導体材料を用いる場合、下部電極２３と基板１５との間に絶縁膜を備えることが好ましい（他の実施形態についても同様）。この場合、当該絶縁膜は、基板１５と下部電極２３とを絶縁する。絶縁膜の材料として、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）や窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）などが用いられる。また、絶縁膜の材料として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電膜を用いてもよい。絶縁膜の表面であって、かつ第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１の周囲の少なくとも一部で、外方向に延びて形成された圧電膜部分１６ａの、下方に位置する部分には、段差部が設けられることになる。
【００６９】
二つのキャビティ２４は、基板１５の表面であって、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１のそれぞれの下方に位置する部分に設けられている。第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１は、各キャビティ２４を完全に覆っていない。キャビティ２４の一部２４ａは、露出している。キャビティ２４の一部２４ａの役割については、後述する。
【００７０】
音響減衰領域５０は、共通の圧電膜１６の一部である。音響減衰領域５０は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１の周囲の少なくとも一部で、外方向に延びて形成された圧電膜部分１６ａ、すなわち第１の薄膜バルク音響共振器２１と隣接の第２の薄膜バルク音響共振器３１との間に位置する圧電膜部分１６ａの少なくとも一部に設けられている。圧電膜部分１６ａは、第１の実施形態における外領域に対応する。圧電膜部分１６ａにおける音響減衰領域５０は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃと同一の材料からなる。音響減衰領域５０の結晶性は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの結晶性よりも低い。後述するように、基板１５の表面に段差部１７を設けることによって、圧電膜部分１６ａの結晶性を低くすることができる。
【００７１】
このように、第２の実施形態によれば、圧電膜部分１６ａと、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃとは、同一の材料で一括して形成されているので、圧電膜部分１６ａの音響インピーダンスと圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの音響インピーダンスとは、略一致する。しかし、圧電膜部分１６ａの結晶性は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの結晶性より低い。結晶性が低くなっている部分で、音波は、結晶性が良好な部分に比べて大きく減衰する。よって、圧電膜部分１６ａは、音響減衰領域５０となる。そのため、横方向伝搬モードが存在する場合であっても、圧電膜部分１６ｂ，１６ｃから圧電膜部分１６ａに向かう音波は、音響減衰領域５０内で減衰する。結果、厚み方向Ｐの主振動（厚み振動）には影響を与えることなく、不要振動モードである横方向Ｑに伝播する横方向伝搬モードを選択的に減衰させることができる。よって、隣接する薄膜バルク音響共振器への影響を最小限にすることができる。
【００７２】
また、上部電極２２および下部電極２３の平面形状は、必ずしも不等辺不平行多角形でなくてもよいので、共振器の形状（円形、等辺多角形など）を自由に選ぶことができ、設計の自由度が増す。また、印刷などで音響ダンピング材料を塗布する従来技術に比べ、共振器間が狭くなった場合でも、高精度に音響減衰領域を形成することができる。
【００７３】
なお、第２の実施形態では、隣接する二つの薄膜バルク音響共振器について説明したが、三つ以上の薄膜バルク音響共振器を備える共振器において、各薄膜バルク音響共振器が音響減衰領域を含むようにしても、同様の効果が得られる。また、二つ以上の薄膜バルク音響共振器が集積されたフィルタなどのデバイスにおいて、各薄膜バルク音響共振器が音響減衰領域を含むようにしても、同様の効果が得られる。好ましくは、隣接する二つの薄膜バルク音響共振器の間に、音響減衰領域が構成されているとよい。
【００７４】
なお、第２の実施形態では、矩形の段差部１７を形成した例について説明したが、段差部の形状は、これに限られるものではない。段差部は、テーパ加工（基板上に傾斜部を形成）によって得てもよいし（図示せず）、緩やかな波型形状（図示せず）であるとしても、同様の効果が得られる。また、段差部は、段差が連続したものである必要はなく、単に高低差を有する１つの段差を有するものであってもよい。たとえば、第１の薄膜バルク音響共振器２１を配置する部分の基板１５の高さと、第２の薄膜バルク音響共振器３１を配置する部分の基板１５の高さとを異ならせ、その高低差により生じる段差を第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１間に設けても、音響減衰領域を形成することができる。
【００７５】
なお、二つの薄膜バルク音響共振器が隣接配置される場合、互いに共振周波数が異なる共振器間、または、同位相の横伝播音波モードが伝播するように配置された共振器間で、より一層の効果が得られる。なぜなら、周波数が同じで位相が１８０度異なる音波が伝播する場合、互いに打ち消しあう効果が期待できるが、そうでない場合、互いに強めあう効果があるため、共振器間に音響減衰領域を設けることにより、これを防止、抑制することが可能となるからである。
【００７６】
（第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法）
図４Ａ〜図４Ｇは、第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図である。以下、図４Ａ〜図４Ｇを参照しながら、第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法について説明する。
【００７７】
まず、図４Ａに示すように、基板１５が、準備される。
【００７８】
次に、図４Ｂに示すように、基板１５の表面に、二つのキャビティ２４および段差部１７が形成される。二つのキャビティ２４は、基板１５の表面に離れて形成される。段差部１７は、基板１５の表面であって、かつ音響減衰領域５０が形成される領域の下に位置する部分に形成される。
【００７９】
次に、図４Ｃに示すように、二つのキャビティ２４の中に、後で除去可能な犠牲層２５が埋め込まれる。犠牲層２５は、例えば、リン酸シリケートガラス（ＰＳＧ）など、易溶性材料で形成される。
【００８０】
次に、図４Ｄに示すように、基板１５上に、二つのキャビティ２４を跨ぐように、二つの下部電極２３が形成される。
【００８１】
次に、図４Ｅに示すように、基板１５上に、下部電極２３を覆うように、共通の圧電膜１６が堆積される。この堆積は、たとえば、スパッタリング法又はＣＶＤ法等で行われる。圧電膜１６が堆積されるとき、段差部１７の上に形成される圧電膜部分１６ａは、段差部１７の影響を受けて、格子配列の規則性を一部失う。一方、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃは、二つの下部電極２３の格子配列の規則性を維持して形成される。このため、圧電膜部分１６ａの結晶性は、薄膜バルク音響共振器２１、３１を構成する他の圧電膜部分１６ｂ、１６ｃの結晶性に比べて低くなる。結果、音響減衰領域５０が形成される。
【００８２】
次に、図４Ｆに示すように、共通の圧電膜１６上に、第１の薄膜バルク音響共振器２１を構成する上部電極２２と、第２の薄膜バルク音響共振器３１を構成する上部電極２２とが、互いに離して形成される。
【００８３】
最後に、図４Ｇに示すように、各キャビティ２４において、一部露出している四つの部分２４ａを通じて、キャビティ２４中の犠牲層２５が除去され、空洞部が形成される。犠牲層２５の除去は、フッ化水素水溶液による溶解または他の方法で行われる。
【００８４】
以上のように、本製造方法によれば、基板１５に段差部１７を設けるという簡単な方法で、音響減衰領域５０を形成することができる。すなわち、付加的な音響減衰材料を用いることなく、音響減衰領域５０を形成することができるので、音響減衰領域５０を含む薄膜バルク音響共振器の製造プロセスが容易となる。言い換えれば、基板１５に段差部１７を設ける以外は、従来の薄膜バルク音響共振器の製造プロセスに準じて、第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器を製造することができる。
【００８５】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図５において、図３Ａ，図３Ｂに示す薄膜バルク音響共振器と同様の部分、および、図３Ａ，図３Ｂに示す薄膜バルク音響共振器に対応する部分には、同一の参照符号を付すこととし、説明を省略する。
【００８６】
図５に示すように、第３の実施形態において、キャビティ２４ｂは、基板１５ａを貫通するように形成されていている。このように、キャビティが基板の表面に形成されていなくても、同様の効果を得ることができる。
【００８７】
図４Ａ〜図４Ｇに示す製造方法では、基板１５の表面に形成されたキャビティ２４内に犠牲層２５を埋め込み、犠牲層２５の上に、下部電極２３、圧電膜１６、上部電極２２を形成し、その後、キャビティ２４内から犠牲層２５を除去し、空洞を形成する必要があった。しかし、第３の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器によると、第１の薄膜バルク音響共振器２１と、第２の薄膜バルク音響共振器３１とを完成させた後、基板１５を貫通するだけで、キャビティ２４ｂを簡単に形成することができる。
【００８８】
（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図６において、図３Ａ，図３Ｂに示す薄膜バルク音響共振器と同様の部分、および、図３Ａ，図３Ｂに示す薄膜バルク音響共振器に対応する部分には、同一の参照符号を付すこととし、説明を省略する。
【００８９】
図６に示すように、第４の実施形態において、段差部１７ａは、下地電極２３ａの表面に設けられている。下地電極２３ａは、隣り合う二つの下部電極２３と接続されるように設けられている。第４の実施形態では、二つの下部電極２３および下地電極２３ａを覆うように、共通の圧電膜１６が、スパッタリング法またはＣＶＤ法で堆積される。このように、音響減衰領域５０を形成したい領域の下に位置する部分の下地電極２３ａに段差部１７ａを設けることによっても、音響減衰領域５０を形成することができる。
【００９０】
なお、図６では、隣り合う下部電極２３の接続部分に段差加工を施すこととしたが、必ずしも隣り合う下部電極２３同士が接続されている必要はない。この場合、段差部を形成する部分に下地電極２３ａ同様、電極材料でパターニングを施せば、段差部が得られることはいうまでもない。また、互いに接続された下地電極を形成した後、さらに同じ電極材料、または下地電極材料とは異なる材料を用いてパターニングを行うことにより段差部を形成してもよい。
【００９１】
圧電膜１６を堆積するとき、下地電極２３ａの段差部１７ａの上に形成される圧電膜部分１６ａでは、段差部１７ａの影響を受けて、堆積される圧電膜部分１６ａの格子配列の規則性が一部失われる。一方、圧電膜部分１６ｂ，１６ｃでは、下部電極２３の結晶性が維持される。そのため、圧電膜部分１６ａの結晶性は、他の圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの結晶性に比べて低くなる。よって、音響減衰領域５０が形成される。圧電膜１６内を横方向に伝播する音波は、音響減衰領域５０に入ると減衰する。その結果、横方向伝搬モードを選択的に減衰させることができるので、隣接する薄膜バルク音響共振器への影響を最小限にすることができる。
【００９２】
なお、上記第２〜第４の実施形態では、段差部を形成する部材は、主に、基板１５または下地電極２３ａであるとしたが、音響減衰領域５０を形成する圧電膜部分１６ａと基板１５とが接する面に段差部が設けられているのであれば、段差部を形成する部材は、これらに限定されるものではない。なお、段差部を形成するための部材は、単一の部材である必要はない。段差の形成が可能であれば、段差部は、複数の部材からなっていてもよい。たとえば、基板１５上に電極を部分的にパターニングすれば、基板１５とパターニングされた電極との２つの部材によって、段差部が形成される。
【００９３】
（第５の実施形態）
図７Ａは、本発明の第５の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図７Ａにおいて、図３Ａ，図３Ｂに示す薄膜バルク音響共振器と同様の部分、および、図３Ａ，図３Ｂに示す薄膜バルク音響共振器に対応する部分には、同一の参照符号を付すこととし、説明を省略する。
【００９４】
図７Ａに示すように、下地電極２３ｂは、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１の周囲の少なくとも一部で、外方向に延びて形成される圧電膜部分１６ａの下方部分に設けられている。下地電極２３ｂは、両側に配置された二つの下部電極２３に接続されている。下地電極２３ｂは、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する二つの下部電極２３とは格子定数（ｌａｔｔｉｃｅ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）が大きく異なる材料で形成されている。より具体的には、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１における圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの格子定数と下地電極２３ｂの格子定数（音響減衰領域における圧電膜部分１６ａが接する面の格子定数）との差が、圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの格子定数と下部電極２３の格子定数（音響減衰領域以外におけるにおける圧電膜部分１６ａが接する面の格子定数）との差よりも大きくなるように、下地電極２３ｂの材料および／または形成条件が調整されている。そして、格子整合がなされていない下地電極２３ｂの上方にも圧電膜が形成される。これにより、圧電膜部分１６ｂ，１６ｃと下部電極２３との格子整合がとれ、圧電膜部分１６ａと下地電極２３ｂとが格子不整合となるので、圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの結晶性に比べ、圧電膜部分１６ａの結晶性が低くなる。
【００９５】
したがって、圧電膜部分１６ａは、音響減衰領域５０となる。これにより、圧電膜１６内を横方向に伝播する音波は、音響減衰領域５０に入ると減衰する。その結果、横方向伝搬モードを選択的に減衰させることができる。よって、隣接する薄膜バルク音響共振器への影響を最小限にすることができる。
【００９６】
なお、第５の実施形態では、格子定数の違う下地電極を利用する構造について説明したが、例えば六方晶に属するＡｌＮを圧電膜として利用する場合、下地電極の配向性の差異を利用することによって、音響減衰領域を形成するようにしてもよい。例えば、白金（Ｐｔ）の（１１１）面と（００１）面とを利用することができる。これにより、圧電膜に接する面の格子定数を異ならせることができる。この場合、Ｐｔ（１１１）面上では整合よくＡｌＮ膜が成長するが、Ｐｔ（００１）面上では結晶性が劣化する。したがって、下部電極２３がＰｔ（１１１）面となるようにし、下地電極２３ｂがＰｔ（００１）面となるようにすることによって、音響減衰領域を形成することができる。このように、下地電極の配向性を調整することによっても音響減衰領域を形成することができ、同様の効果が得られる。それゆえ、下部電極２３と下地電極２３ｂとは、必ずしも異なる材料を使用する必要はない。
【００９７】
（第５の実施形態の変形例１）
図７Ｂは、第５の実施形態の変形例１に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図７Ｂに示すように、二つの下部電極２３間に設けられた下地電極２３ｃの両端部は、下部電極２３の端部に乗り上がっている。また、下部電極２３の格子定数と下地電極２３ｃの格子定数とは、大きく異ならせている。このような構成にすることによっても、圧電膜１６の堆積時に、圧電膜部分１６ａにおいて、音響減衰領域が形成される。
【００９８】
（第５の実施形態の変形例２）
図７Ｃは、第５の実施形態の変形例２に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図７Ｃに示すように、下部電極２３は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１間において分断されることなく、一続きの電極層として形成されている。下地電極２３ｄは、下部電極２３の上であって、かつ第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１の周囲の少なくとも一部で、外方向に延びて形成された圧電膜部分１６ａの、下方に位置する部分に、設けられている。下部電極２３の格子定数と下地電極２３ｄの格子定数とは、大きく異ならせている。このような構成にすることによっても、圧電膜１６の堆積時に、圧電膜部分１６ａにおいて、音響減衰領域が形成される。
【００９９】
（第５の実施形態の変形例３）
図７Ｄは、第５の実施形態の変形例３に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図７Ｄに示すように、下地電極２３ｅは、基板１５の上に設けられている。第１の薄膜バルク音響共振器２１の下部電極２３と、第２の薄膜バルク音響共振器３１の下部電極２３とは、下地電極２３ｅの上に、互いに離されて設けられている。下部電極２３の格子定数と下地電極２３ｅの格子定数とは、大きく異ならせている。このような構成にすることによっても、圧電膜１６の堆積時に、圧電膜部分１６ａにおいて、音響減衰領域が形成される。
【０１００】
（第６の実施形態）
図８Ａは、本発明の第６の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図８Ａにおいて、図３Ａ，図３Ｂに示す薄膜バルク音響共振器と同様の部分、および、図３Ａ，図３Ｂに示す薄膜バルク音響共振器に対応する部分には、同一の参照符号を付すこととし、説明を省略する。
【０１０１】
図８Ａにおいて、薄膜バルク音響共振器は、基板１５と圧電膜１６との間に設けられた誘電体層２６をさらに備える。誘電体層２６は、基板１５が例えば半導性のシリコン基板である場合、基板１５と下部電極２３とを絶縁するための絶縁層として設けられる。絶縁層の材料として、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）や窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）などが用いられる。また、絶縁層の材料として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電膜を用いてもよい。誘電体層２６の表面であって、かつ第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１の周囲の少なくとも一部で、外方向に延びて形成された圧電膜部分１６ａの、下方に位置する部分には、段差部１７ｂが設けられている。
【０１０２】
圧電膜１６の堆積時に、段差部１７ｂの形状の影響を受け、堆積される圧電膜部分１６ａの格子配列の規則性が一部失われる。一方、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃでは、下部電極２３に対して結晶性が維持される。結果、圧電膜部分１６ａの結晶性は、圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの結晶性よりも実質的に低くなり、音響減衰領域５０が形成される。圧電膜１６内を横方向に伝播する音波は、音響減衰領域５０に入ると減衰する。よって、横方向伝搬モードを選択的に減衰させることができるので、隣接する薄膜バルク音響共振器への影響を最小限にすることができる。
【０１０３】
（第６の実施形態の変形例）
図８Ｂは、第６の実施形態の変形例に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図８Ｂに示すように、低音響インピーダンス層２７ａと高音響インピーダンス層２７ｂとが交互に積層されてなる音響ミラー２７が、基板１５の上に設けられている。音響ミラー２７は、第２〜第５の実施形態で説明したキャビティと同じ役割を果たし、共振器の共振振動を共振器内に閉じ込める。音響ミラー２７の上に、第１の薄膜バルク音響共振器２１と、第２の薄膜バルク音響共振器３１とが互いに離されて設けられている。音響ミラー２７の最上層の表面であって、かつ第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１の周囲の少なくとも一部で、外方向に延びて形成された圧電膜部分１６ａの、下方に位置する部分には、段差部１７ｂが設けられている。
【０１０４】
図８Ｂに示すような構成であっても、圧電膜１６を堆積する時に、段差部１７ｂの上に形成される圧電膜部分１６ａでは、段差部１７ｂの影響を受けて、堆積される圧電膜部分１６ａの格子配列の規則性が一部失われる。一方、圧電膜部分１６ｂ，１６ｃでは、下部電極２３に対して良好な結晶性が維持される。そのため、圧電膜部分１６ａの結晶性は、薄膜バルク音響共振器２１、３１を構成する他の圧電膜部分１６ｂ、１６ｃの結晶性に比べて低くなり、結果、音響減衰領域５０が形成される。
【０１０５】
なお、第６の実施形態およびその変形例では、２つの隣接する薄膜バルク音響共振器が誘電体層または音響ミラー層上に設けられていることとしたが、１つの薄膜バルク音響共振器が誘電体層または音響ミラー層に設けられていても、同様の効果が得られる。また、二つ以上の薄膜バルク音響共振器が誘電体層または音響ミラー層上に設けられて集積されたフィルタなどのデバイスにおいて、各薄膜バルク音響共振器が音響減衰領域を含むようにしても、同様の効果が得られる。
【０１０６】
また、第６の実施形態およびその変形例では、矩形の段差部１７ｂを形成した例について説明したが、段差部の形状はこれに限られない。段差部は、テーパ加工（基板上に傾斜部を形成）によって得てもよいし（図示せず）、緩やかな波型形状（図示せず）であるとしても、同様の効果が得られる。また、段差部は、段差が連続したものである必要はなく、単に高低差を有する１つの段差を有するものであってもよい。たとえば、第１の薄膜バルク音響共振器２１を配置する部分の基板１５の高さと、第２の薄膜バルク音響共振器３１を配置する部分の基板１５の高さとを異ならせ、その高低差により生じる段差を第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１間に設けても、音響減衰領域を形成することができる。
【０１０７】
なお、二つの薄膜バルク音響共振器が隣接配置される場合、互いに共振周波数が異なる共振器間、または、同位相の横伝播音波モードが伝播するように配置された共振器間で、より一層の効果が得られる。なぜなら、周波数が同じで位相が１８０度異なる音波が伝播する場合、互いに打ち消しあう効果が期待できるが、そうでない場合、互いに強めあう効果があるため、共振器間に音響減衰領域を設けることにより、これを防止、抑制することが可能となるからである。
【０１０８】
なお、図８Ａ，図８Ｂでは、誘電体層または音響ミラー層は、横方向に渡って連続的に形成され、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１間に段差部が設けられていることとしたが、必ずしも、誘電体層または音響ミラー層は、横方向に渡って連続的に形成されていなくてもよい。たとえば、誘電体層または音響ミラー層が横方向に連続的に形成されていない場合、段差部を形成すべき箇所に、誘電体でパターンニングを施すこと等によって、段差部を形成するようにしてもよい。また、誘電体層または音響ミラー層が横方向に連続的に形成される場合、誘電体層または音響ミラー層を形成した後、さらに同じ誘電体材料等を用いてパターニングを行うことによって、段差部が形成されてもよい。
【０１０９】
（第７の実施形態）
図９Ａは、本発明の第７の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図９Ａにおいて、図３Ａ，図３Ｂに示す薄膜バルク音響共振器と同様の部分、および、図３Ａ，図３Ｂに示す薄膜バルク音響共振器に対応する部分には、同一の参照符号を付すこととし、説明を省略する。
【０１１０】
図９Ａに示すように、基板１５の表面であって、かつ第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１の周囲の少なくとも一部で、外方向に延びて形成された圧電膜部分１６ａの、下方に位置する部分２８には、粗面加工が施され、不規則な凹凸がつけられている。これにより、圧電膜部分１６ａが接する部材の表面の粗さは、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１が接する部材の表面の粗さに比べて粗くなる。粗面加工は、例えば、ドライエッチングで行われる。また、サンドブラストなどの機械的な加工方法によって、粗面加工を施してもよい。
【０１１１】
圧電膜１６を堆積する時に、粗面加工が施された部分２８の上に形成される圧電膜部分１６ａでは、粗面加工が施された部分２８の不規則な凹凸形状の影響を受けて、堆積される圧電膜部分１６ａの格子配列の規則性が著しく損なわれる。一方、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃでは、下部電極２３に対して良好な結晶性が得られる。そのため、圧電膜部分１６ａの結晶性は、圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの結晶性に比べて低くなるので、音響減衰領域５０が形成される。圧電膜１６内を横方向に伝播する音波は、音響減衰領域５０に入ると減衰する。その結果、横方向伝播モードを選択的に減衰させることができるので、隣接する薄膜バルク音響共振器への影響を最小限にすることができる。
【０１１２】
（第７の実施形態の変形例１）
図９Ｂは、第７の実施形態の変形例１に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図９Ｂに示すように、下部電極２３は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１間において分断されることなく一続きの電極層として形成されている。この電極層の表面であって、かつ音響減衰領域５０が形成される領域の下に位置する部分２８ａには、粗面加工が施されている。このような構成であっても、圧電膜１６の堆積時、圧電膜部分１６ａの結晶性は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの結晶性に比べて低くなるので、音響減衰領域５０が形成される。
【０１１３】
（第７の実施形態の変形例２）
図９Ｃは、第７の実施形態の変形例２に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図９Ｃに示すように、誘電体層２６が、基板１５上に設けられている。誘電体層２６の上には、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１が互いに離されて設けられる。誘電体層２６は、基板１５が例えばシリコン基板である場合、基板１５と下部電極２３とを絶縁するための絶縁層として設けられる。誘電体層２６の表面であって、かつ音響減衰領域５０が形成される領域の下に位置する部分２８ｃには、粗面加工が施されている。このような構成であっても、圧電膜１６の堆積時、圧電膜部分１６ａの結晶性は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの結晶性に比べて低くなるので、音響減衰領域５０が形成される。
【０１１４】
なお、第７の実施形態またはその変形例では、粗面加工を施す部材は、基板１５、下部電極２３、または誘電体層２６であるとしたが、これに限られるものではない。音響減衰領域５０を形成する圧電膜部分１６ａが接する部材の表面に粗面加工が施されているのであれば、圧電膜部分１６ａの堆積時に、粗面加工が施された部分の形状の影響を受け、堆積される圧電膜部分１６ａの格子配列の規則性が損なわれることとなる。結果、圧電膜部分１６ａの結晶性が低くなって、音響減衰領域が形成される。
【０１１５】
（第７の実施形態の製造方法）
図１０Ａ〜図１０Ｇは、第７の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図である。以下、図１０Ａ〜図１０Ｇを参照しながら、第７の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法について説明する。
【０１１６】
まず、図１０Ａに示すように、基板１５が準備される。
【０１１７】
次に、図１０Ｂに示すように、基板１５の表面であって、かつ音響減衰領域５０が形成される領域の下に位置する部分２８に、例えば、ドライエッチングにより粗面加工が施され、不規則な凹凸が形成される。あわせて、薄膜バルク音響共振器を形成する部分に、二つのキャビティ２４が形成される。
【０１１８】
次に、図１０Ｃに示すように、それぞれのキャビティ２４の中に、後に除去可能な犠牲層２５が埋め込まれる。
【０１１９】
次に、図１０Ｄに示すように、それぞれのキャビティ２４を跨ぐように、二つの下部電極２３が設けられる。
【０１２０】
次に、図１０Ｅに示すように、基板１５上に、二つの下部電極２３を覆うように、共通の圧電膜１６が堆積される。圧電膜１６を堆積する際、粗面加工が施された部分２８の上に形成される圧電膜部分１６ａでは、粗面加工が施された部分２８の不規則な凹凸形状の影響を受けて、堆積される圧電膜部分１６ａの格子配列の規則性が一部失われる。一方、圧電膜部分１６ｂ，１６ｃでは、各下部電極２３に対して良好な結晶性が得られる。そのため、圧電膜部分１６ａの結晶性は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの結晶性に比べて低くなるので、音響減衰領域５０が形成される。
【０１２１】
次に、図１０Ｆに示すように、共通の圧電膜１６上に、第１の薄膜バルク音響共振器２１を構成する上部電極２２と、第２の薄膜バルク音響共振器３１を構成する上部電極２２とが、互いに離して形成される。
【０１２２】
次に、図１０Ｇに示すように、キャビティ２４の中の犠牲層２５が除去される。
【０１２３】
本製造方法によれば、基板１５の表面に粗面加工を施すという簡単な製造プロセスで音響減衰領域５０を形成することができる。
【０１２４】
（第８の実施形態）
図１１Ａは、本発明の第８の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図１１Ａにおいて、図３Ａ，図３Ｂに示す薄膜バルク音響共振器と同一の部分、および、図３Ａ，図３Ｂに示す薄膜バルク音響共振器に対応する部分には、同一の参照符号を付すこととし、説明を省略する。
【０１２５】
図１１Ａに示すように、圧電膜１６の一部であって、音響減衰領域５０が形成される圧電膜部分１６ａには、Ｔｉ、Ｚｒ等の異種原子２９が熱拡散により導入されている。ここで、異種原子とは、圧電膜を構成する元素とは異なる原子のことをいう。異種原子２９の熱拡散は、圧電膜部分１６ａの上または下に、Ｔｉ、Ｚｒ等の金属層を配置し、加熱することにより行われる。異種原子２９の熱拡散によって、圧電膜部分１６ａでは、格子配列の規則性が一部失われる。一方、圧電膜部分１６ｂ、１６ｃでは、下部電極２３の結晶性が引き継がれて維持される。そのため、圧電膜部分１６ａの結晶性は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの結晶性に比べて低くなるので、結果、不要振動モードの減衰量が大きい音響減衰領域５０が形成される。
【０１２６】
圧電膜１６内を横方向に伝播する音波は、音響減衰領域５０に入ると減衰する。結果、横方向伝搬モードを選択的に減衰させることができるので、隣接する薄膜バルク音響共振器への影響を最小限にすることができる。
【０１２７】
なお、異種原子を任意の場所に存在させることにより、平面方向、厚さ方向に関して不定形な音響不連続部が形成され、不要振動モードを乱反射させることが可能となる。結果、横方向伝搬モードを選択的に減衰させることができる。
【０１２８】
なお、圧電膜にＡｌＮを用いる場合には、Ａｌ等の同種原子を熱拡散させることによって、音響減衰領域が形成されてもよい。ここで、同種原子とは、圧電膜を構成する元素をいう。結局、音響減衰領域は、外部から原子を熱拡散させることによって、本来の圧電膜が持つ化学量論組成比に変化をもたらすことにより、形成される。
【０１２９】
（第８の実施形態の変形例１）
図１１Ｂは、第８の実施形態の変形例１に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図１１Ｂに示すように、圧電膜１６の一部であって、音響減衰領域５０が形成される圧電膜部分１６ａには、Ｃ，Ｎ，Ｂ，Ｏまたはメタル等の異種イオン４９が注入されている。ここで、異種イオンとは、圧電膜を構成する元素とは異なる元素のイオンのことをいう。異種イオン４９の注入は、圧電膜部分１６ａの表面に、イオン化された粒子を加速して打ち込むことによって行われる。異種イオン４９の注入により、圧電膜部分１６ａでは、格子配列の規則性が一部失われる。一方、圧電膜部分１６ｂ、１６ｃでは、良好な結晶性を有している。そのため、圧電膜部分１６ａの結晶性は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１、３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃの結晶性に比べて低くなるので、音響減衰領域５０が形成される。
【０１３０】
なお、異種イオンを任意の場所に注入することにより、平面方向、厚さ方向に関して不定形な音響不連続部が形成され、不要振動モードを乱反射させることが可能となる。結果、横方向伝搬モードを選択的に減衰させることができる。
【０１３１】
なお、圧電膜にＡｌＮを用いる場合には、Ａｌ、Ｎ等の同種イオンを注入させることによって、音響減衰領域が形成されてもよい。ここで、同種イオンとは、ＡｌやＮのように圧電膜を構成する元素のイオンをいう。結局、音響減衰領域は、圧電膜に付加的にイオンを注入し、本来の圧電膜が持つ化学量論組成比に変化をもたらすことにより、形成される。
【０１３２】
（第８の実施形態の変形例２）
図１１Ｃは、第８の実施形態の変形例２に係る薄膜バルク音響共振器の断面図である。図１１Ｃに示すように、圧電膜１６の表面に、上部電極２２をマスクとして、レーザが照射されることによって、音響減衰領域５０が形成される。または、音響減衰領域を形成する部分に選択的にレーザが照射されることによって、音響減衰領域が形成される。これにより、圧電膜部分１６ａでは、格子配列の規則性が一部失われる。図１１Ｃにおいて、Ｘ印の箇所は、格子配列の規則性が失われている様子を示している。一方、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する圧電膜部分１６ｂ，１６ｃでは、レーザ照射の影響がないので、良好な結晶性が維持される。そのため、圧電膜部分１６ａの結晶性は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１を構成する他の圧電膜部分１６ｂ、１６ｃの結晶性に比べて低くなり、音響減衰領域５０が形成される。
【０１３３】
なお、上記第２〜第８の実施形態では、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１は、基板１５上に設けられていることとしたが、基板上に設けられていなくてもよい。
【０１３４】
なお、上記第２〜第８の実施形態では、キャビティ２４は、基板１５の表面を掘り下げることによって、設けられることとしたが、キャビティが設けられるのであれば、基板の表面を掘り下げる構成に限られるものではない。
【０１３５】
図１２Ａは、基板１５ａの上に、穴が開いている支持部１５ｂを設けて、支持部１５ｂの上に、薄膜バルク音響共振器を設けたときの断面構造を示す図である。基板１５ａにシリコンなどの半導体を使用する場合、支持部１５ｂは、絶縁膜、または絶縁膜を含む多層膜であるとよい。基板１５ａが不導体である場合、支持部１５ｂは、金属であってもよい。
【０１３６】
図１２Ｂは、基板１５の上に、キャビティ部分を除くように絶縁膜１５ｃを形成することによって、基板１５と絶縁膜１５ｃとによってキャビティ２４ａを形成したときの断面構造を示す図である。図１２Ｂに示すように、絶縁膜１５ｃを介して、薄膜バルク音響共振器を基板上に設けるようにしてもよい。
【０１３７】
図１２Ｃは、基板１５ａの全面にわたって絶縁膜１５ｄを形成し、絶縁膜１５ｄの上に、穴が開いている支持部１５ｂを設けて、支持部１５ｂの上に、薄膜バルク音響共振器を設けたときの断面構造を示す図である。図１２Ｃに示すように、基板１５ａ上に絶縁膜１５ｄを全面に渡って形成することによって、支持部１５ｂに金属または絶縁膜のいずれも利用できることとなる。図１２Ａ〜図１２Ｃでは、薄膜バルク音響共振器が一つの場合について例示したが、二つ以上の場合であっても同様である。
【０１３８】
なお、上記第２〜第８の実施形態では、音響減衰領域５０は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１間に設けられることとしたが、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１の両端に音響減衰領域が設けられてもよい。図１３は、第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１の両端に音響減衰領域５０ａ，５０ｂを設けたときの薄膜バルク音響共振器の断面図である。図１３に示すように、音響減衰領域５０，５０ａ，５０ｂは、一対の電極および圧電膜から構成される共振器部分（薄膜バルク音響共振器）の周囲から外側に延びて形成されている外領域５１，５１ａ，５１ｂの一部に形成されていればよい。
【０１３９】
（第９の実施形態）
図１４Ａは、本発明の第９の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器フィルタの上面図である。図１４Ｂは、図１４ＡにおけるＢ―Ｂ線に沿う断面図である。図１４Ｃは、第９の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器フィルタの等価回路図である。
【０１４０】
図１４Ａ〜Ｃにおいて、第９の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器フィルタは、薄膜バルク音響共振器１〜７を備える。薄膜バルク音響共振器１〜７は、共通の圧電膜１６０を挟む上部電極および下部電極によって構成されている。図１４Ａにおいて、薄膜バルク音響共振器１〜７は、図１４Ｃの等価回路に示すように接続されるよう、上部電極同士または下部電極同士が配線部によって接続される。薄膜バルク音響共振器１〜７に接続する配線部は、図１４Ｃの等価回路に示すように、端子またはグランドが接続されるように、電極パッドに接続されている。薄膜バルク音響共振器１〜７は、隣接する薄膜バルク音響共振器への横方向伝搬モードの影響を抑圧するために、隣接する薄膜バルク音響共振器側の外領域の一部に、音響減衰領域を形成している。
【０１４１】
たとえば、図１４Ｂに示すように、薄膜バルク音響共振器１，２，３は、薄膜バルク音響共振器１の上部電極２２の上に設けられた上部引出し電極３５ａと、薄膜バルク音響共振器１，２のそれぞれの下部電極２３を接続する下地電極２３ａと、薄膜バルク音響共振器２，３のそれぞれの上部電極２２を接続する上部接続電極２２ａと、薄膜バルク音響共振器３の下部電極２３に接続された下部引出し電極３５ｂとによって、直列に接続されている。上部引出し電極３５ａは、電極パッド４０ａに接続されている。下部引出し電極３５ｂは、電極パッド４０ｂに接続されている。
【０１４２】
薄膜バルク音響共振器１と薄膜バルク音響共振器２との間には、音響減衰領域５０が設けられている。薄膜バルク音響共振器２と薄膜バルク音響共振器３との間には、音響減衰領域５２が設けられている。ここでは、音響減衰領域５０は、図６に示したように、下地電極２３ａの表面に段差部１７を設けることによって形成されているとしている。また、音響減衰領域５２は、図３Ａに示したように、基板１５の上に段差部１７を設け、その上に形成される圧電膜部分１６ｄの結晶性を低くすることによって形成されているとしている。なお、音響減衰領域５０，５２の形成方法は、これらに限られるものではない。
【０１４３】
圧電膜１６内を横方向Ｑに伝播する音波は、音響減衰領域５０，５２に入ると減衰する。結果、薄膜バルク音響共振器１，２，３の厚み方向Ｐの縦振動に影響を与えることなく、横方向伝搬モードを選択的に減衰させることができる。よって、隣接する薄膜バルク音響共振器への影響を最小限にすることができ、良好な周波数特性を有する薄膜バルク音響共振器フィルタを得ることができる。
【０１４４】
以下、複数の薄膜バルク音響共振器を備えるフィルタにおいて、音響減衰領域をどのように配置するのが好ましいのかについて考察する。
【０１４５】
図１５は、音響減衰領域を最も好ましく配置したときの薄膜バルク音響共振器フィルタの上面図である。図１５では、上部電極に接続される上部配線部と、下部電極に接続される下部配線部との網掛けパターンが異なるように図示されている。これによって、図１５に示す薄膜バルク音響共振器フィルタは、図１４Ｃに示すような等価回路を有していると理解できる。圧電膜１６０は、薄膜バルク音響共振器１〜７を構成する上部電極と下部電極との間に共通に設けられている。上部電極と下部電極との間に挟まれる圧電膜以外の部分は、全て音響減衰領域となっている。図１５では、音響減衰領域の網掛けパターンを他の部分と異なるパターンとなるように図示している。ただし、下部配線部または上部配線部と重なる箇所については、音響減衰領域の網掛けパターンの図示が省略されているが、下部配線部または上部配線部と重なる箇所についても、音響減衰領域が形成されている。このように、薄膜バルク音響共振器を構成するために上部電極と下部電極とに挟まれている圧電膜部分以外の領域全てを音響減衰領域とすることによって、横方向伝搬モードを最大限に減衰させ、隣接する薄膜バルク音響共振器への影響を最小限にすることができ、良好な周波数特性を有する薄膜バルク音響共振器フィルタを得ることができる。
【０１４６】
図１６は、良好な周波数特性を有する薄膜バルク音響共振器フィルタを得るために最低限の音響減衰領域を設けたときの薄膜バルク音響共振器フィルタの上面図である。図１６において、音響減衰領域５０ｃは、入出力端子である電極パッド４０ａと４０ｂとの間に直列に接続される共振器（直列共振器という）である薄膜バルク音響共振器１〜３と、電極パッド４０ａと４０ｂとの間に並列に接続される共振器（並列共振器という）である薄膜バルク音響共振器４，７との間に形成されている。音響減衰領域５０ｄは、直列共振器である薄膜バルク音響共振器１〜３と、並列共振器である薄膜バルク音響共振器５，６との間に形成されている。直列共振器と並列共振器とでは、共振周波数が大きく異なる。よって、このように、共振周波数が大きく異なる共振器間に音響減衰領域を設けることによって、横方向伝搬モードの影響を抑圧することができ、良好な周波数特性を有する薄膜バルク音響共振器フィルタを得ることができる。なお、このような音響減衰領域５０ｃ，５０ｄは、対応する基板の表面に段差部を設けたり、対応する基板の表面を粗面加工したり、その他、上述した製造方法によって形成することができる。
【０１４７】
なお、図１４Ｃに示すような等価回路が形成されるのであれば、上部配線部および下部配線部の配線パターンは、図１５または図１６に示す例に限られない。また、フィルタが構成されるのであれば、等価回路は、図１４Ｃの例に限定されない。なお、ここでは、圧電膜１６０は、連続的に形成されているとしたが、音響減衰領域と共振器を構成する圧電膜とは、不連続となっていてもよい。
【０１４８】
なお、第９の実施形態では、図１４Ａ，１５，１６に示すように、円形の共振器構造を用いることとしたが、円形の共振器構造に限られるものではない。多角形形状の共振器構造にすることによって、より一層の効果を発揮することができる。
【０１４９】
なお、第１〜第９の実施形態において、上部電極、下部電極、および圧電膜は、密着していることとしたが、上部電極と圧電膜との間に誘電体層等が形成されていてもよいし、下部電極と圧電膜との間に誘電体層等が形成されていてもよい。すなわち、圧電膜は、下部電極の上方にあればよく、また、上部電極は圧電膜の上方にあればよい。
【０１５０】
（第１０の実施形態）
図１７は、本発明の第１０の実施形態に係る共用器の等価回路図である。図１７において、共用器２００は、Ｔｘフィルタ（送信フィルタ）２０１と、Ｒｘフィルタ（受信フィルタ）２０２と、移相回路２０３とを備える。移相回路２０３は、例えば２つの伝送線路２０４，２０５を含む。Ｔｘフィルタ２０１およびＲｘフィルタ２０２は、例えば、図１４Ａ〜Ｃ，図１５，図１６に示すような薄膜バルク音響共振器フィルタを含む。よって、第９の実施形態に示すように、この薄膜バルク音響共振器フィルタは、横方向伝搬モードを選択的に減衰させた周波数特性の良好な薄膜バルク音響共振器から形成されているので、共用器としての特性が向上することとなる。
【０１５１】
なお、Ｔｘフィルタ２０１またはＲｘフィルタ２０２のいずれか一方だけが、横方向伝搬モードを選択的に減衰させた周波数特性の良好な薄膜バルク音響共振器から形成される薄膜バルク音響共振器フィルタを含むこととしてもよい。
【０１５２】
なお、第１０の実施形態では、薄膜バルク音響共振器フィルタを備える複合電子部品として、共用器を例示したが、これに限られるものではない。本発明の特徴を有する薄膜バルク音響共振器を複数接続する薄膜バルク音響共振器フィルタを備える複合電子部品であれば、共用器以外の複合電子部品であってもよい。
【０１５３】
また、本発明の特徴を有する薄膜バルク音響共振器を複数接続する薄膜バルク音響共振器フィルタを通信機器に内蔵することによって、特性を向上させることができる。
【０１５４】
以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明に係る薄膜バルク音響共振器は、横方向伝搬モードを抑圧することができるので、周波数特性の良好な薄膜バルク音響共振器となり、携帯機器、通信機器等に適応できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器１００の断面図
【図２】上部電極１０１と下部電極１０２とに挟まれて構成される共振器部分における圧電膜１０３のＸ線回折のロッキングカーブ（図上実線）と、音響減衰領域１０５のＸ線回折のロッキングカーブ（図上点線）とを示す図
【図３Ａ】本発明の第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図３Ｂ】本発明の第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の上面図
【図４Ａ】第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図４Ｂ】第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図４Ｃ】第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図４Ｄ】第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図４Ｅ】第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図４Ｆ】第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図４Ｇ】第２の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図５】本発明の第３の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図６】本発明の第４の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図７Ａ】本発明の第５の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図７Ｂ】第５の実施形態の変形例１に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図７Ｃ】第５の実施形態の変形例２に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図７Ｄ】第５の実施形態の変形例３に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図８Ａ】本発明の第６の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図８Ｂ】第６の実施形態の変形例に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図９Ａ】本発明の第７の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図９Ｂ】第７の実施形態の変形例１に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図９Ｃ】第７の実施形態の変形例２に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図１０Ａ】第７の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図１０Ｂ】第７の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図１０Ｃ】第７の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図１０Ｄ】第７の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図１０Ｅ】第７の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図１０Ｆ】第７の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図１０Ｇ】第７の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法を説明するための図
【図１１Ａ】本発明の第８の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図１１Ｂ】第８の実施形態の変形例１に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図１１Ｃ】第８の実施形態の変形例２に係る薄膜バルク音響共振器の断面図
【図１２Ａ】基板１５ａの上に、穴が開いている支持部１５ｂを設けて、支持部１５ｂの上に、薄膜バルク音響共振器を設けたときの断面構造を示す図
【図１２Ｂ】基板１５の上に、キャビティ部分を除くように絶縁膜１５ｃを形成することによって、基板１５と絶縁膜１５ｃとによってキャビティ２４ａを形成したときの断面構造を示す図
【図１２Ｃ】基板１５ａの全面にわたって絶縁膜１５ｄを形成し、絶縁膜１５ｄの上に、穴が開いている支持部１５ｂを設けて、支持部１５ｂの上に、薄膜バルク音響共振器を設けたときの断面構造を示す図
【図１３】第１および第２の薄膜バルク音響共振器２１，３１の両端に音響減衰領域５０ａ，５０ｂを設けたときの薄膜バルク音響共振器の断面図
【図１４Ａ】本発明の第９の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器フィルタの上面図
【図１４Ｂ】図１４ＡにおけるＢ―Ｂ線に沿う断面図
【図１４Ｃ】第９の実施形態に係る薄膜バルク音響共振器フィルタの等価回路図
【図１５】音響減衰領域を最も好ましく配置したときの薄膜バルク音響共振器フィルタの上面図
【図１６】良好な周波数特性を有する薄膜バルク音響共振器フィルタを得るために最低限の音響減衰領域を設けたときの薄膜バルク音響共振器フィルタの上面図
【図１７】本発明の第１０の実施形態に係る共用器の等価回路図
【図１８】従来の薄膜バルク音響共振器の概略断面図
【図１９Ａ】特許文献１に開示されている従来の薄膜バルク音響共振器の構成概略図
【図１９Ｂ】特許文献１に開示されている従来の薄膜バルク音響共振器の構成概略図
【図１９Ｃ】音響ダンピング材料９７ａおよび９７ｂを設けない場合の周波数通過特性を示す図
【図１９Ｄ】音響ダンピング材料９７ａまたは９７ｂを設けた場合の周波数通過特性を示す図
【図１９Ｅ】特許文献２に開示されている従来の薄膜バルク音響共振器の構成概略図
【符号の説明】
【０１５７】
１〜７，１００  薄膜バルク音響共振器
１５，１５ａ  基板
１５ｂ  支持部
１５ｃ，１５ｄ  絶縁膜
１６，１０３，１６０  圧電膜
１６，１６ｂ，１６ｃ  圧電膜部分
１７，１７ａ，１７ｂ  段差部
２１  第１の薄膜バルク音響共振器
３１  第２の薄膜バルク音響共振器
２２，１０１  上部電極
２２ａ  上部接続電極
２３，１０２  下部電極
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ  下地電極
２４，２４ｂ  キャビティ
２５  犠牲層
２６  誘電体層
２７ａ  低音響インピーダンス層
２７ｂ  高音響インピーダンス層
２７  音響ミラー
２９  異種原子
３５ａ  上部引出し電極
３５ｂ  下部引出し電極
４０ａ，４０ｂ  電極パッド
４９  異種イオン
５０，５２，５０ｃ，５０ｄ，１０５  音響減衰領域
５１，５１ａ，５１ｂ，１０４  外領域
２００  共用器
２０１  Ｔｘフィルタ
２０２  Ｒｘフィルタ
２０３  移相回路
２０４，２０５  伝送線路
【図１】
0004657660.tif 000002
【図２】
0004657660.tif 000003
【図３Ａ】
0004657660.tif 000004
【図３Ｂ】
0004657660.tif 000005
【図４Ａ】
0004657660.tif 000006
【図４Ｂ】
0004657660.tif 000007
【図４Ｃ】
0004657660.tif 000008
【図４Ｄ】
0004657660.tif 000009
【図４Ｅ】
0004657660.tif 000010
【図４Ｆ】
0004657660.tif 000011
【図４Ｇ】
0004657660.tif 000012
【図５】
0004657660.tif 000013
【図６】
0004657660.tif 000014
【図７Ａ】
0004657660.tif 000015
【図７Ｂ】
0004657660.tif 000016
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
0004657660.tif 000018
【図８Ａ】
0004657660.tif 000019
【図８Ｂ】
0004657660.tif 000020
【図９Ａ】
0004657660.tif 000021
【図９Ｂ】
0004657660.tif 000022
【図９Ｃ】
0004657660.tif 000023
【図１０Ａ】
0004657660.tif 000024
【図１０Ｂ】
0004657660.tif 000025
【図１０Ｃ】
0004657660.tif 000026
【図１０Ｄ】
0004657660.tif 000027
【図１０Ｅ】
0004657660.tif 000028
【図１０Ｆ】
0004657660.tif 000029
【図１０Ｇ】
0004657660.tif 000030
【図１１Ａ】
0004657660.tif 000031
【図１１Ｂ】
0004657660.tif 000032
【図１１Ｃ】
0004657660.tif 000033
【図１２Ａ】
0004657660.tif 000034
【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
0004657660.tif 000039
【図１４Ｃ】
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【図１５】
0004657660.tif 000041
【図１６】
0004657660.tif 000042
【図１７】
0004657660.tif 000043
【図１８】
0004657660.tif 000044
【図１９Ａ】
0004657660.tif 000045
【図１９Ｂ】
0004657660.tif 000046
【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
0004657660.tif 000048
【図１９Ｅ】
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