(57)【要約】【課題】配向性の高い圧電体を有し、且つ、スプリアス振動が抑制された薄膜圧電共振器及び薄膜圧電共振器フィルタを提供する。【解決手段】支持基板と、前記支持基板の上に設けられ、一部が前記支持基板に支持され他の一部が前記支持基板から離間した積層体と、を備え、前記積層体は、アルミニウムを主成分とする第１電極と、前記第１電極の上に積層され窒化アルミニウムを主成分とする圧電膜と、前記圧電膜の上に積層されアルミニウムの密度の１．９倍以上の密度を有する金属を主成分とする第２電極と、を有することを特徴とする薄膜圧電共振器を提供する。【選択図】図１
2007221189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、
前記支持基板の上に設けられ、一部が前記支持基板に支持され他の一部が前記支持基板から離間した積層体と、
を備え、
前記積層体は、
アルミニウムを主成分とする第１電極と、
前記第１電極の上に積層され窒化アルミニウムを主成分とする圧電膜と、
前記圧電膜の上に積層されアルミニウムの密度の１．９倍以上の密度を有する金属を主成分とする第２電極と、
を有することを特徴とする薄膜圧電共振器。
【請求項２】
前記金属は、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、銀（Ａｇ）及び金（Ａｕ）よりなる群から選択されたいずれかであることを特徴とする請求項１記載の薄膜圧電共振器。
【請求項３】
前記積層体は、前記第２電極の上に積層されアルミニウムを主成分とし前記第１電極の厚みの０．９倍以下の厚みを有する第３電極をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜圧電共振器。
【請求項４】
前記積層体は、前記第１電極の下に積層され非晶質金属を主成分とする下地層をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜圧電共振器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の薄膜圧電共振器を備えたことを特徴とする薄膜圧電共振器フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜圧電共振器及び薄膜圧電共振器フィルタに関し、特に、窒化アルミニウムを有する薄膜圧電共振器及び薄膜圧電共振器フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信技術の発達、新方式への移行に伴い、複数の送受信システムに対応する通信装置の需要が高まっている。加えて、移動体無線端末等の高性能化、高機能化に伴い、搭載する部品点数は大幅に増加する傾向にある。特に、信号を分波するフィルタは設置スペースを占める割合が大きいため、小型化することが強く要求されている。
【０００３】
このフィルタに薄膜圧電共振器（ＦＢＡＲ：Thin Film Bulk Acoustic Resonator：薄膜バルク弾性波共振器）を用いると小型化できることから、例えば、ギガヘルツ帯Ｗ−ＣＤＭＡ用ＲＦアンテナフィルタや携帯情報端末用デュープレクサ等に搭載されることが期待されている。このＦＢＡＲの要部である圧電体として、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）をＡｌ（アルミニウム）電極の上に成長させると、高い配向性を有するＡｌＮ膜が得られる。しかし、Ａｌは音響インピーダンスが小さいのでスプリアス振動を誘発し、不要なノイズが混信し易いという問題がある（非特許文献１）。これに対して、Ａｌよりも密度が高く音響インピーダンスの高い金属として、例えばモリブデン（Ｍｏ）電極を用いた場合、スプリアス振動は抑制できるが、ＡｌＮ膜の配向性が低下するため、所望のフィルタ特性が得られない場合がある（特許文献１）。
【非特許文献１】2004 IEEE Ultrasonics Symposium Vol.1, P. 429-32
【特許文献１】特開２００４−６４７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、配向性の高い圧電体を有し、且つ、スプリアス振動が抑制された薄膜圧電共振器及び薄膜圧電共振器フィルタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、支持基板と、前記支持基板の上に設けられ、一部が前記支持基板に支持され他の一部が前記支持基板から離間した積層体と、を備え、前記積層体は、アルミニウムを主成分とする第１電極と、前記第１電極の上に積層され窒化アルミニウムを主成分とする圧電膜と、前記圧電膜の上に積層されアルミニウムの密度の１．９倍以上の密度を有する金属を主成分とする第２電極と、を有することを特徴とする薄膜圧電共振器が提供される。
【０００６】
また、本発明の他の一態様によれば、上記の薄膜圧電共振器を備えたことを特徴とする薄膜圧電共振器フィルタが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、配向性の高い圧電体を有し、且つ、スプリアス振動が抑制された薄膜圧電共振器及び薄膜圧電共振器フィルタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。  
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の実施形態に係るＦＢＡＲの実施例を例示しており、図１（ａ）は、その模式断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線拡大断面図である。  
また、図２（ａ）は、図１（ａ）の平面図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）の底面図である。
【０００９】
本実施形態のＦＢＡＲ５は、中空部（キャビティ）８０を有する支持基板１０の主面上の全面に、例えば窒化珪素（ＳｉＮｘ）からなる第１パッシベーション層２０が設けられ、その上に、例えば、タンタルアルミニウム合金（ＴａＡｌ）などの非晶質金属を主成分とする下地層３０と、Ａｌを主成分とする第１電極４０と、圧電体特性を有するＡｌＮ膜５０と、例えばモリブデン（Ｍｏ）からなる第２電極６０と、例えばＳｉＮからなる第２パッシベーション層７０と、がこの順番で積層された構造を有する。
【００１０】
ここで、支持基板１０に形成されたキャビティ８０は、ＡｌＮ膜５０が厚み方向に振動した際に、支持基板１０と接触しないように、振動方向と平行に貫通されている。なお、後に詳述するように、キャビティ８０は、必ずしも支持基板１０を貫通するように形成する必要はなく、ＡｌＮ膜５０の振動を妨げないように形成されたものであればよい。例えば、犠牲層上に共振器を形成し、最後に犠牲層をエッチング除去することによりキャビティ８０を形成してもよい。また、このキャビティ８０は、第１パッシベーション層２０により塞がれているが、薄膜の積層を上下反転させて第２パッシベーション６０で塞いでもよい。本実施形態のパッシベーション層及び電極は、支持基板１０に近い方を便宜的に第１パッシベーション層２０及び第１電極４０とし、遠い方を第２パッシベーション層７０及び第２電極６０としている。
【００１１】
第１及び第２パッシベーション層２０，７０は、Ｍｏ電極６０やＴａＡｌ層３０が雰囲気ガスや湿気により酸化されて共振周波数の変動、もしくはＱ値（Quality factor）の低下などの特性変動を抑制している。また、ＴａＡｌなどの非晶質金属を主成分とする下地層３０は、後述するように高い配向性を有するＡｌ電極４０を得るための下地層としての役割を果たす。そして、Ａｌを主成分とする第１電極４０は、共振器の電気抵抗を下げるとともに、高い配向性を有するＡｌＮ膜５０を形成するための下地層としての役割も有する。
【００１２】
ここで、ＡｌＮ膜５０の膜厚あるいはキャビティ８０の寸法を調整することによりＦＢＡＲ５の通過帯域をチューニングすることが可能となる。例えば、２ギガヘルツの周波数を通過帯域とする場合、例えば、ＡｌＮ膜５０の膜厚Ｔ１が１．５〜２．０マイクロメータであり、パッシベーション２０，７０間の膜厚Ｔ２が２．０〜２．５マイクロメータである。また、キャビティ８０の形状は、例えば、入出力インピーダンスを５０オームとすれば、長さＬ及び幅Ｗは、それぞれ１００〜２００マイクロメータからなる正方形あるいは長方形などとすることができる。
【００１３】
このＦＢＡＲ５は、ＡｌＮ膜５０を挟む第１電極４０と第２電極６０とに印加すると、ＡｌＮ膜５０は垂直方向に弾性的に振動するので、後述する図４に示すような周波数特性を示す。このような共振器をもちい、共振周波数の異なる複数の共振器を接続することにより帯域通過フィルタを実現できる。
【００１４】
本実施形態によれば、第２電極６０の密度を第１電極に用いたＡｌの密度よりも高くすることで、スプリアス振動を抑制することができる。
【００１５】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、比較例であるＦＢＡＲ５を表しており、図３（ａ）は、模式断面図であり、図３（ｂ）は、Ａ−Ａ線の拡大断面図である。
これらの図面については、図１及び図２に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。  
この比較例は、図１に表した具体例におけるＭｏなどからなる第２電極６０の代わりに、Ａｌ電極１４０を用いている。すなわち、ＡｌＮ膜５０がＡｌ電極４０、１４０で挟まれた構造を有している。
【００１６】
図４は、本実施形態に係る図１のＦＢＡＲ５の周波数とインピーダンスとの関係を例示するグラフ図である。  
図５は、比較例である図３のＦＢＡＲ５の周波数とインピーダンスとの関係を例示するグラフ図である。  
これらのグラフの横軸は周波数（ギガヘルツ）であり、縦軸はインピーダンスの絶対値（オーム）である。これらのインピーダンス特性は、ベクトルネットワークアナライザを用いて評価した。
【００１７】
まず、図５に表した比較例から説明する。  
第２電極６０にＡｌ電極１４０を用いた場合、図５に表したように、共振周波数５Ｒは単一の鋭いピークを有する共振特性を示したが、反共振周波数５ＡＲではスプリアス振動によりピークが複数に分散されることが確認できる。  
これに対して本実施形態によれば、図４に表したように、共振周波数５Ｒと反共振周波数５ＡＲともに単一の鋭いピークを有する共振特性になることが確認できる。このような単一の鋭いピークを有する共振特性は、第２電極６０としてＭｏを用いたことによりスプリアス振動が抑制されたためであると考えられる。
【００１８】
図６は、実施例である図１のＦＢＡＲ５の第１（Ａｌ）電極４０から積層方向の距離と歪みエネルギーとの関係をシミュレーション結果を表すグラフ図である。  
図７は、比較例である図３のＦＢＡＲ５の第１（Ａｌ）電極４０から積層方向の距離と歪みエネルギーとの関係をシミュレーション結果を表すグラフ図である。  
これらのグラフの横軸は積層方向の距離（ナノメータ）であり、縦軸は歪みエネルギー（a.u.）である。ここで、積層方向の距離とは、第１（Ａｌ）電極４の表面から積層方向に沿った距離である。
【００１９】
まず、図７の比較例について説明する。  
図７に表すように、第２電極６０の代わりにＡｌ電極１４０を用いた場合、ＡｌＮ膜５０と第１電極４０と第２電極１４０とにそれぞれ歪みエネルギーピークが形成されることが分かる。Ａｌは、比較的、柔らかな材料であるので、振動による歪みエネルギーを蓄えやすい。そして、特に、第１電極４０における歪みエネルギーのピーク値が高い。これは、第１電極４０の下方に設けられたＴａＡｌ層３０の密度がＡｌ電極４０よりも高く、歪みエネルギーが極大となる位置が第１電極４０側に形成され、歪みエネルギーが第１電極４０に染み出しスプリアス振動が大きくなるためと考えられる。このとき、第１電極４０に生じる歪みエネルギーは、共振器に蓄えられている歪みエネルギーの例えば、８．０パーセントに達する。
【００２０】
これに対して本実施例によれば、図６に表すように第２電極６０にＭｏを用いることで、第２電極６０には歪みエネルギーが殆ど蓄積されなくなることが分かる。これは、Ｍｏは比較的、硬い材料であるので、振動による歪みが少ないからである。また、密度の大きな金属を第２電極６０の材料として用いたことにより、振動エネルギーが極大となる位置が第２電極６０の側にシフトしている。その結果として、第１電極４０において生ずる歪みエネルギーが低下し、スプリアスが抑制される。すなわち、第１電極４０に蓄積される歪みエネルギーは、共振器全体に蓄積される歪みエネルギーの４．７パーセントと比較例よりも低い値を示し、スプリアスが抑制されていることが分かる。
【００２１】
図８は、実施例である図１のＦＢＡＲ５の正規化されたインピーダンスを表すスミスチャートである。  
図９は、比較例である図３のＦＢＡＲ５の正規化されたインピーダンスを表すスミスチャートである。
【００２２】
まず、図９の比較例から説明する。  
第２電極６０にＡｌ電極１４０を用いた場合、図９に表したように、反共振周波数付近に強いスプリアス振動が見られ、また共振のＱ値も低い。これは、Ａｌに振動エネルギーが蓄積されたことによるスプリアス振動の影響と考えられる。
【００２３】
これに対して、本実施例によれば、第２電極６０にＭｏを用いることで、図８表したように、反共振周波数付近のスプリアス振動は大幅に抑制され、Ｑ値も改善する。インピーダンス軌跡は高まることが分かる。これは、第２電極６０の密度を第１電極に用いたＡｌの密度よりも高くすることで、スプリアス振動が抑制されるためと考えられる。
【００２４】
次に、第２電極６０に使用する材料の詳細について説明する。  
図１０は、第２電極６０に用いる材料の密度と第１電極４０の歪みエネルギー割合との関係を表すグラフ図である。  
ここで、横軸はＡｌの密度（２．７ｇ／ｃｍ３）で規格化した第２電極６０の材料密度（ｇ／ｃｍ３）であり、縦軸は第１（Ａｌ）電極４０の歪みエネルギーが全体に占める割合（パーセント）である。
【００２５】
第２電極６０に用いる材料密度の増加に伴い、第１（Ａｌ）電極４０の歪みエネルギー割合は減少する傾向がみられる。ここで、Ａｌ電極４０の歪みエネルギーが６．０パーセント以下であれば、スプリアス振動の影響はほとんど無視できることから、第２電極６０に用いる材料密度をＡｌの約２倍以上とすると、スプリアス振動が抑制されることが分かる。
【００２６】
第２電極６０に使用する材料として、Ｍｏ以外には、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などを挙げることができ、その中でも特にＣｕ、Ｎｉ、Ｍｏは、他のデバイスの製造プロセスとの共通使用が可能なので好ましい。
【００２７】
図１１は、本実施形態に係るＦＢＡＲ５の第２電極６０材料における第１（Ａｌ）電極４０からの積層方向への距離と歪みエネルギーとの関係のシミュレーション結果を表すグラフ図である。
【００２８】
このグラフの横軸は第１（Ａｌ）電極４０から積層方向の距離（ａ．ｕ．）であり、縦軸は歪みエネルギー（ａ．ｕ．）である。本実施例では第２電極６０の材料として、Ａｌ密度の２倍以上の密度を有するニッケル（Ｎｉ：８．９１ｇ／ｃｍ３）と、銅（Ｃｕ：８．９６ｇ／ｃｍ３）と，Ｍｏ（１０．２２ｇ／ｃｍ３）を用い、比較例としてＡｌを用いた。
【００２９】
表１は、第２電極６０に使用した各種の材料密度と第１電極４０の歪みエネルギー割合の関係を表す一覧表である。ここで、スプリアスの影響が著しい場合を「有」とし、スプリアスの影響が無視できる場合を「無」としている。
【表１】
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比較例を先に説明すると、第２電極６０の材料としてＡｌを用いた場合、第１電極４０の歪みエネルギー割合は、例えば、６．６パーセントであり、スプリアスの影響を受ける境界値の６．０パーセントよりも高く、スプリアスの影響を受けることが分かる。
【００３０】
これに対して、第２電極６０の材料としてＮｉ、ＣｕあるいはＭｏを用いた場合、第１（Ａｌ）電極４０の歪みエネルギー割合は、例えば、Ｎｉの場合が４．７パーセント、Ｃｕの場合が４．５パーセント、Ｍｏの場合が４．４パーセントであり、６．０％よりも低いことから、スプリアスの影響が抑制されることが分かる。
【００３１】
また、本発明の第２電極６０の膜厚ｔを少なくとも約５０ナノメータから約７００ナノメータ以下（５０＜ｔ＜７００）にすると、所望のＦＢＡＲ５特性が得られる。この膜厚が５０ナノメータ以下であると、電気抵抗が高くなり熱損失が増加する。また、膜厚が７００ナノメータ以上であると、第２電極６０内部に歪みエネルギーが蓄積され圧電特性が減少する。
以上、第２電極６０に使用する材料の詳細について説明した。
次に、本実施形態に係るＦＢＡＲ５の製造方法について説明する。
【００３２】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るＦＢＡＲ５の製造方法を例示する工程断面図である。  
本実施形態のＦＢＡＲ５は、以下のように製造される。
まず、図１２（ａ）に表すように、基板厚みが約６００ミクロンのＳｉ（シリコン）からなる支持基板１０上に熱酸化膜（図示せず）を形成し、さらに約５０ナノメータの膜厚を有するＳｉ窒化膜からなる第１パッシベーション層２０をＣＶＤ(Chemival Vapor Deposition)法により形成した。次に、層厚が１０ナノメータの例えばＴａＡｌ層からなる非晶質合金下地層３０と、電極厚みが約２００ナノメータのＡｌからなる第１電極４０と、をスパッタリング法により連続成膜した後、塩素系のＲＩＥによりパターニングし、第１電極４０を形成した。
【００３３】
続いて、図１２（ｂ）に表すように、膜厚みが１．８ミクロンのＡｌＮ膜５０を同じくスパッタリング法により成膜し、塩素系のＲＩＥ法により加工した。その後、層厚が２５０ナノメータの例えば、Ｍｏからなる第２電極６０を成膜してパターニングにより第２電極６０を形成し、その上に膜厚が約５０ナノメータのＳｉ窒化膜の第２パッシベーション層７０をＣＶＤ法により形成した。
【００３４】
最後に、図１２（ｃ）に表すように、Ｓｉ支持基板１０の裏面からＤｅｅｐ−ＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）法などのドライエッチング、もしくは例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液や水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液などのエッチャントを用いたウェットエッチングにより除去してキャビティ（開口）を形成した。
【００３５】
ここで、本具体例においては、支持基板１０にＳｉを用いたが、他の材料としてガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）、石英、ガラス、あるいは約２００℃程度の耐熱性を有するプラスチック等を用いることもできる。また、本具体例においては、第１パッシベーション膜２０の材料として、平滑性に優れたＳｉＮＸ膜を用いたが、結晶性、配向性を重視すれば、酸化珪素（ＳｉＯ２）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等を用いることができる。また、この非晶質合金下地層３０は、高い配向性を有するＡｌ電極４０を形成させる役割を果たしており、このＡｌ電極４０を下地として用いることにより、ＡｌＮ膜５０をｃ軸配向させることができ、フィルタの低損失化及び広帯域化が可能となる。
【００３６】
また、このＤｅｅｐ−ＲＩＥ法に使用するエッチングガスとしては、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスとフレオン（例えば、Ｃ４Ｆ８）ガスとを組み合わせたものを挙げることができる。この場合、ＳＦ６ガスは支持基板１０をエッチングしてキャビティ８０を形成する役割を果たし、Ｃ４Ｈ８ガスはこのキャビティ８０の側壁にポリマー保護膜を形成する役目を果たし、これらのガスを交互に供給すると所望のキャビティ８０が形成できる。このようにして、本実施形態のＦＢＡＲ５の要部が完成する。  
以上、本実施形態に係るＦＢＡＲ５の製造方法について説明した。
【００３７】
次に、図１３乃至図１６を参照しつつ、本実施形態に係るＦＢＡＲ５の他の具体例について説明する。これらの図面については、図１乃至図１２に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３８】
図１３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態に係るＦＢＡＲ５の第２の具体例を例示し、図１３（ａ）は、その断面図であり、図１３（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の拡大断面図である。
【００３９】
本具体例の基本構造は、図１と同様であるが、この第２電極６０は積層構造からなり、ＡｌＮ膜５０上にはＡｌよりも密度の高い、例えばＭｏを用いた第２下層電極１６０Ｂと、例えば、Ａｌからなる第２上層電極１４０Ｂと、がこの順に形成されている。この構造においては、Ａｌからなる第２上層電極１４０Ｂを設けることにより、共振器の電気抵抗を低減できる。そして、Ａｌからなる第２上層電極１４０Ｂの膜厚を制限することにより、スプリアスを抑制できる。
【００４０】
図１４は、第１（Ａｌ）電極４０の膜厚を用いて規格化した第２上層（Ａｌ）電極１４０Ｂの膜厚と、Ａｌを用いた第１及び第２上層電極の総和の歪みエネルギー割合と、の関係を表すグラフ図である。ここで、横軸は第１（Ａｌ）電極４０の膜厚で規格化した第２上層（Ａｌ）電極１４０Ｂの膜厚でありとし、縦軸は第１及び第２上層（Ａｌ）電極の歪みエネルギーの総和が共振器に蓄積された全体の歪みエネルギーに占める割合（パーセント）である。
【００４１】
規格化した第２上層（Ａｌ）電極１４０Ｂの膜厚の減少に伴い、第１電極４０及び第２上層電極１４０Ｂの歪みエネルギーの総和の割合が低下することが分かる。このように本具体例によれば、Ｍｏを電極に用いることにより実効的な電気機械結合係数を増大させつつ、その上にＡｌ電極１４０Ｂを設けることで電気抵抗を低減させることが可能となる。ここで、Ｍｏの電気抵抗は例えば、５．２×１０−６オームセンチメータで有るのに対して、Ａｌは２．７×１０−６オームセンチメータと低抵抗である。
【００４２】
図１０に関して前述したように、Ａｌ電極の歪みエネルギーが６．０パーセント 以下であれば、スプリアス振動による影響はほとんど無いことから、第２（Ａｌ）電極の膜厚を第１電極４０の約０．９倍以下とすれば、第１（Ａｌ）電極４０及び第２上層（Ａｌ）電極１４０Ｂの歪みエネルギーの総和の割合を６．０パーセント以下にでき、スプリアス振動が抑制される。
【００４３】
図１５は、本発明の実施形態に係るＦＢＡＲ５の第３の具体例を例示する模式断面図である。
この具体例は、略平面状の主面を有する支持基板１０の主面上に、離間部を有する積層体が形成され、積層体の離間部と支持基板１０との間に空洞８０Ｂが設けられた構造をしている。このような構造にしても、振動したＦＢＡＲ５が支持基板１０には接触しないことから、良好なインピーダンス特性を得ることができる。また、このような構造にすると、図１と同等なインピーダンス特性を有するＦＢＡＲ５が得られ、且つＤｅｅｐ−ＲＩＥ法などによりキャビティ８０を形成する必要がないので、製造工程のリードタイムを短縮することが可能である。
【００４４】
この共振器を形成する場合、所望の空洞８０Ｂを形成するために、まず、ＣＶＤ法などを用いて支持基板１０上にシリケートガラスなどからなる犠牲層を形成する。そして、この犠牲層と支持基板１０の表面の一部に亘って積層体を形成した後、例えば、フッ化アンモニウムや希フッ酸のようなエッチャントを用いて犠牲層を除去して空洞８０Ｂを形成する。
【００４５】
本具体例のＦＢＡＲ５においても、図１０に関して前述したように、第２電極６０の材料としてＭｏなどの金属を用いることにより、第１電極（Ａｌ）４０における歪みエネルギーを低減し、スプリアスを抑制できる。また、本具体例においても、図１３に関して前述したように、第２電極６０として、Ｍｏなどからなる下層電極の上にＡｌからなる上層電極を積層することにより、電気抵抗を低減でき、またＡｌからなる上層電極の厚みを規制することにより、スプリアスを抑制できる。
【００４６】
以上、本実施形態に係るＦＢＡＲ５について説明した。  
次に、共振周波数の異なる複数の図１のＦＢＡＲ５が接続されたＦＢＡＲフィルタ１５について説明する。
【００４７】
図１６は、本実施形態に係るＦＢＡＲ５を用いて形成されたＦＢＡＲフィルタ１５を例示する模式断面図である。  
また、図１７は、その分解平面図である。  
また、図１８は、図１６のＦＢＡＲフィルタ１５の回路図を例示する模式図である。  
また、図１９は、周波数及びインピーダンスの関係を表すグラフ図である。
【００４８】
本実施形態のＦＢＡＲフィルタ１５は、図１６乃至図１８に表すように、共振周波数の異なる図１のＦＢＡＲ５を並列に四個と、直列に三個とを配列して形成されたラダー型のＦＢＡＲフィルタ１５であり、各ＦＢＡＲ５の第１電極４０と第２電極６０とを組み合わせて、全てのＦＢＡＲ５を電気的に接続している。このＦＢＡＲフィルタ１５は、例えば、入力端側ＦＢＡＲ５（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）から入力して、ＦＢＡＲ５（Ｆ４）を介して出力端側ＦＢＡＲ５（Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７）から出力している。この際、入力端と出力端を逆にしても同様の効果が得られる。
【００４９】
このように、並列ＦＢＡＲ９５及び直列ＦＢＡＲ１００を組み合わせることで、図１９に表したように、入力端９２から入力された信号は並列ＦＢＡＲ９５の共振周波数９５Ｒと直列ＦＢＡＲ１００の反共振周波数１００ＡＲとで大きく減衰し、各共振周波数の間に通過帯域が形成され、出力端９４から特定の周波数のみを取り出すことができる。
【００５０】
このようなＦＢＡＲフィルタ１５は、ファインパターンを形成する必要がないので高周波化でき、電極の耐電力性を増大させることができる。また、半導体からなる支持基板１０の上に形成できることから、ＲＦフィルタのモノリシック化も容易である。そして、本実施形態によれば、図１〜図１５に関して前述したように、スプリアスを抑制したＦＢＡＲ５を用いることにより、フィルタ特性に優れ、高効率のＦＢＡＲフィルタ１５を実現できる。
【００５１】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。例えば、本実施形態のＦＢＡＲの振動部の平面形状は、正方形状以外にも、長方形等の四辺形、三角形、多角形、不等辺多角形など、どのような形状でもよく、本実施形態と同様の効果が得られる。
【００５２】
図２０は、本実施形態にかかるＦＢＡＲを搭載する電圧制御発振器１６５の内部の回路構成の例示する回路図である。  
この電圧制御発振器（Voltage Controlled Oscillator: ＶＣＯ）１６５は、ＦＢＡＲ５と、増幅器１７０と、バッファ増幅器１７５と、容量可変キャパシタＣ１、Ｃ２と、を有し、ＦＢＡＲフィルタ１５を通過した周波数成分のみを増幅器１７０の入力にフィードバックして出力信号を取り出すことができ、これにより周波数調整が可能となる。
【００５３】
このようなＶＣＯ１６５は、例えば、図２１に表すような携帯電話、図２２に表すようなＰＤＡ、もしくは図２３に表すようなノートパソコン等の情報端末装置に搭載され、混信を防止するために利用できる。
【００５４】
本発明のＦＢＡＲ及びＦＢＡＲフィルタを構成する各要素の材質、組成、形状、パターン、製造工程などについては、当業者が適宜変更を加えたものであっても、本発明の要旨を包含する限りにおいて本発明の範囲に包含される。
【００５５】
また、各具体例の構造は、技術的に可能な限りにおいてお互いに適宜組み合わせることが可能であり、そのように組み合わせて得られたＦＢＡＲフィルタも本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の実施形態に係るＦＢＡＲの実施例を例示しており、図１（ａ）は、模式断面図であり、図１（ｂ）はＡ−Ａ線の拡大断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１（ａ）の平面図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）の底面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、比較例であるＦＢＡＲを表しており、図３（ａ）は、模式断面図であり、図３（ｂ）は、Ａ−Ａ線の拡大断面図である。
【図４】本実施形態に係る図１のＦＢＡＲの周波数とインピーダンスとの関係を例示するグラフ図である。
【図５】比較とする図３のＦＢＡＲの周波数とインピーダンスとの関係を例示するグラフ図である。
【図６】実施例である図１のＦＢＡＲの第１（Ａｌ）電極４０から積層方向の距離と歪みエネルギーの関係をシミュレーション結果を表すグラフ図である。
【図７】比較例である図３のＦＢＡＲの第１（Ａｌ）電極４０から積層方向の距離と歪みエネルギーの関係のシミュレーション結果を表すグラフ図である。
【図８】実施例である図１のＦＢＡＲのインピーダンスを表すスミスチャートである。
【図９】比較例である図３のＦＢＡＲのインピーダンスを表すスミスチャートである。
【図１０】第２電極６０に用いる材料密度と第１電極４０の歪みエネルギー割合の関係を表すグラフ図である。
【図１１】本実施形態に係るＦＢＡＲの第２電極６０材料における第１（Ａｌ）電極４０から積層方向の距離と歪みエネルギーの関係のシミュレーション結果を表すグラフ図である。
【図１２】図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、本実施形態に係るＦＢＡＲの製造方法を例示する工程断面図である。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、本発明の実施形態に係るＦＢＡＲの第２の具体例を例示しており、図１３（ａ）は、断面図であり、図１３（ｂ）はＡ−Ａ線の拡大断面図である。
【図１４】第１（Ａｌ）電極４０の膜厚を用いて規格化した第２（Ａｌ）電極の膜厚と、第１及び第２電極６０の総和の歪みエネルギー割合と、の関係を表すグラフ図である。
【図１５】本発明の実施形態に係るＦＢＡＲの第３の具体例を例示する模式断面図である。
【図１６】本実施形態に係るＦＢＡＲを用いて形成されたＦＢＡＲフィルタ１５を例示する模式断面図である。
【図１７】ＦＢＡＲフィルタ１５の分解平面図である。
【図１８】ＦＢＡＲフィルタ１５の回路図を例示する模式図である。
【図１９】周波数及びインピーダンスの関係を表すグラフ図である。
【図２０】本実施形態にかかるＦＢＡＲを搭載する電圧制御発振器１６５の内部の回路構成の例示する回路図である。
【図２１】本実施形態にかかるＦＢＡＲを搭載する携帯電話を表す模式図である。
【図２２】本実施形態にかかるＦＢＡＲを搭載するＰＤＡを表す模式図である。
【図２３】本実施形態にかかるＦＢＡＲを搭載するノートパソコンを表す模式図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ ＦＢＡＲ、５Ｒ  共振周波数、５ＡＲ  反共振周波数、１０ 支持基板、１５ ＦＢＡＲフィルタ、２０ 第１パッシベーション層、３０ 非晶質合金下地（ＴａＡｌ）層、４０ 第１（Ａｌ）電極、５０ ＡｌＮ膜、６０ 第２（Ｍｏ）電極、７０ 第２パッシベーション層、８０ キャビティ、８０Ｂ 空洞、９０ トレンチ、９２ 入力端、９４ 出力端、９５ 並列ＦＢＡＲ、９５Ｒ  共振周波数（並列ＦＢＡＲ）、９５ＡＲ  反共振周波数（並列ＦＢＡＲ）、１００ 直列ＦＢＡＲ、１００Ｒ  共振周波数（直列ＦＢＡＲ）、１００ＡＲ  反共振周波数（直列ＦＢＡＲ）、１１０ 通過帯域（パスバンド）、１４０ Ａｌ電極、１４０Ｂ 第２上層電極、１６０Ｂ 第２下層電極、１６５ 電圧制御発振器、１７０ 増幅器、１７５ バッファ、Ｃ１、Ｃ２ 容量可変キャパシタ
【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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