(57)【要約】【課題】圧電膜、上部電極、下部電極及び共振器保持部材を横方向に伝搬する不要振動モードの減衰が可能な圧電共振器を実現できるようにする。【解決手段】圧電共振器は圧電膜１１と、圧電膜１１を挟んで互いに対向して形成された上部電極１２及び下部電極１３とを含む共振器本体部を備えている。共振器本体部は、上部電極１２及び下部電極１３が共に形成された部分である共振領域２１と、共振器本体部２０の共振領域２１を除く部分であって且つ周期的に配置された凹凸形状が形成された部分である音響反射領域２２とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電膜と、該圧電膜を挟んで互いに対向して形成された上部電極及び下部電極とを含む
共振器本体部を備え、
前記共振器本体部は、前記上部電極及び下部電極が共に形成された部分である共振領域と、前記共振器本体部の前記共振領域を除く部分であって且つ周期的な凹凸形状が形成された部分である音響反射領域とを有していることを特徴とする圧電共振器。
【請求項２】
前記音響反射領域において前記凹凸部は、ソニック結晶を形成していることを特徴とする請求項１に記載の圧電共振器。
【請求項３】
前記凹凸形状は、前記圧電膜に形成された複数の凸部により形成され、
前記複数の凸部のうちの一の凸部の外周と、該一の凸部と隣接する他の凸部の外周との間隔は、前記共振器本体部の動作周波数として設定した音波の波長よりも短いことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電共振器。
【請求項４】
前記凹凸形状は、前記圧電膜に形成された複数の凹部により形成され、
前記複数の凹部のうちの一の凹部の外周と、該一の凹部と隣接する他の凹部の外周との間隔は、前記共振器本体部の動作周波数として設定した音波の波長よりも短いことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電共振器。
【請求項５】
前記複数の凹部の少なくとも一部は、前記圧電膜を貫通して形成されていることを特徴とする請求項４に記載の圧電共振器。
【請求項６】
キャビティ部を有し、前記共振器本体部における前記下部電極を保持する基板をさらに備え、
前記複数の凹部の少なくとも一部は、前記圧電膜を貫通し、前記基板の上面よりも深い位置に達していることを特徴とする請求項５に記載の圧電共振器。
【請求項７】
前記共振器本体部における前記下部電極を保持する基板をさらに備え、
前記共振領域において前記基板と前記共振器本体部との間にはキャビティ部が形成されており、
前記複数の凹部の少なくとも一部は、前記圧電膜を貫通し、前記基板の上面よりも深い位置に達していることを特徴とする請求項５に記載の圧電共振器。
【請求項８】
基板と、
前記基板の上に形成され、前記共振器本体部における前記下部電極を保持する保持部材とをさらに備え、
前記複数の凹部の少なくとも一部は、前記圧電膜を貫通し、前記保持部材の上面よりも深い位置に達していることを特徴とする請求項５に記載の圧電共振器。
【請求項９】
基板の上に形成され、第１の薄膜と該第１の薄膜と比べて音響インピーダンスが高い第２の薄膜とが積層されてなり、前記共振器本体部における前記下部電極を保持する、音響ミラー層をさらに備え、
前記複数の凹部の少なくとも一部は、前記圧電膜を貫通し、前記音響ミラー層の上面よりも深い位置に達していることを特徴とする請求項５に記載の圧電共振器。
【請求項１０】
前記複数の凹部の少なくとも一部は、前記音響ミラー層の最上部に形成された前記第１の薄膜と前記第２の薄膜との界面よりも深い位置に達していることを特徴とする請求項９に記載の圧電共振器。
【請求項１１】
前記音響ミラー層の平面寸法は、前記共振器本体部の平面寸法よりも大きく、
前記複数の凹部は、前記音響ミラー層における前記共振器本体部が保持された部分の周囲の領域にも形成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の圧電共振器。
【請求項１２】
前記共振器本体部は、複数の前記共振領域及び複数の前記音響反射領域を有し、
前記各音響反射領域における前記凹部の形成周期は、互いに異なっていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の圧電共振器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の前記圧電共振器を備えていることを特徴とするフィルタ。
【請求項１４】
基板の上に形成された、第１の薄膜と該第１の薄膜と比べて音響インピーダンスが高い第２の薄膜とが交互に積層されてなる音響ミラー層と、
前記音響ミラー層の上に保持され、圧電膜と該圧電膜を挟んで互いに対向して形成された上部電極及び下部電極とを有する共振器本体部とを備え、
前記音響ミラー層は、前記音響共振器本体部が保持された部分の周囲の領域に周期的に形成された複数の凹部を有し、
前記複数の凹部のうちの一の凹部の外周と、該一の凹部と隣接する他の凹部の外周との間隔は、前記共振器本体部の動作周波数として設定した音波の波長よりも短いことを特徴とする圧電共振器。
【請求項１５】
前記凹部は、前記音響ミラー層の前記音響共振器本体部が保持された部分を含む領域に形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の圧電共振器。
【請求項１６】
前記凹部には、前記第１の薄膜と比べて音響インピーダンスの低い材料が埋め込まれていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の圧電共振器。
【請求項１７】
基板の上に形成された、第１の薄膜と該第１の薄膜と比べて音響インピーダンスが高い第２の薄膜とが交互に積層されてなる音響ミラー層と、
前記音響ミラー層の上に保持され、圧電膜と該圧電膜を挟んで互いに対向して形成された上部電極及び下部電極とを有する共振器本体部とを備え、
前記第１の薄膜のうちの少なくとも１つには、上下に貫通する複数の孔部が周期的に形成されており、
前記複数の孔部のうちの一の孔部の外周と、該一の孔部と隣接する他の孔部の外周との間隔は、前記共振器本体部の動作周波数として設定した音波の波長よりも短いことを特徴とする圧電共振器。
【請求項１８】
前記孔部には、前記第１の薄膜と比べて音響インピーダンスの低い材料が埋め込まれていることを特徴とする請求項１７に記載の圧電共振器。
【請求項１９】
前記音響ミラー層の上には複数の前記共振器本体部が保持されていることを特徴とする請求項１４から１８のいずれか１項に記載の圧電共振器。
【請求項２０】
請求項１９に記載の圧電共振器を備えていることを特徴とするフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電体を用いた共振器に関し、特に高周波フィルタ等に用いる共振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、世界的な携帯電話の普及により、小型で高性能の高周波フィルタが必要とされている。小型で高性能のフィルタとして、薄膜バルク音響共振器（ＦＢＡＲ）等の圧電共振器を用いたフィルタが注目されている。
【０００３】
圧電共振器は、上部電極と下部電極との間に挟まれた圧電膜の厚さ（縦）方向の振動を利用するものである。一方、電極面と平行な横方向の振動も励起されるため、複数の横方向伝搬モードが存在する。横方向伝搬モードは不要振動モードであり、電極面と平行に伝播し、縦方向の振動と干渉してスプリアスを発生させる。また、複数の圧電共振器を隣接配置したフィルタ等のデバイスの場合には、隣り合う圧電共振器間において不要振動モードの干渉が生じるため、不要振動モードがスプリアスの原因となる。この横方向伝搬モードに起因するスプリアスは、圧電共振器の周波数特性を劣化させる。
【０００４】
横方向に伝搬する不要振動モードを減衰する方法として、各共振器を分離して横方向に不要振動モードが伝搬しないようにすることが考えられる。しかし、この方法では、一旦基板上に一体に形成した複数の共振器をエッチングにより分離する必要があり、工程が大幅に増加する。また、隣接する共振器間のエッチングマージンを考慮に入れる必要があり、チップ面積の増大につながる。
【０００５】
エッチングを必要としない方法として、特許文献１には圧電膜の一部に結晶性が低い部分である、音響減衰領域を設ける方法が開示されている。この方法によれば、圧電膜を伝搬する横方向の不要振動モードを減衰することが可能となる。
【特許文献１】特開２００５−１１０２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の圧電共振器においては、圧電膜の結晶性を低下させることにより音響減衰領域を設けているため、横方向に伝搬する不要振動モードの減衰が十分ではないという問題がある。また、圧電膜を横方向に伝播する不要振動モードを減衰することはできるが、電極あるいは共振器を保持する部材を横方向に伝播する不要振動モードを減衰することはできないという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題を解決し、圧電膜、上部電極、下部電極及び共振器保持部材を横方向に伝搬する不要振動モードの減衰が可能な圧電共振器を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は圧電共振器を、周期的な凹凸形状が形成された音響反射領域を備える構成とする。
【０００９】
具体的に、本発明に係る第１の圧電共振器は、圧電膜と、該圧電膜を挟んで互いに対向して形成された上部電極及び下部電極とを含む共振器本体部を備え、共振器本体部は、上部電極及び下部電極が共に形成された部分である共振領域と、共振器本体部の共振領域を除く部分であって且つ周期的な凹凸形状が形成された部分である音響反射領域とを有していることを特徴とする。
【００１０】
第１の圧電共振器によれば、音響反射領域は周期的に配置された凹凸形状が形成された部分である音響反射領域を有している。音響反射領域は、音波に対する材料の平均の音響インピーダンス密度が異なる部分であるため、凹凸形状の周期によって定められる波長の音波を反射させることが可能となる。これにより、共振器本体部を横方向に伝搬する不要振動モードを減衰することが可能となる。
【００１１】
第１の圧電共振器において、音響反射領域において凹凸部は、ソニック結晶を形成していることが好ましい。音響反射領域を音波を反射する部分が規則的に配置されたソニック結晶とすることにより、音響反射領域において確実に不要振動モードを減衰させることができる。
【００１２】
第１の圧電共振器において、凹凸形状は、圧電膜に形成された複数の凸部により形成され、複数の凸部のうちの一の凸部の外周と、該一の凸部と隣接する他の凸部の外周との間隔は、共振器本体部の動作周波数として設定した音波の波長よりも短いことが好ましい。また、凹凸形状は、圧電膜に形成された複数の凹部により形成され、複数の凹部のうちの一の凹部の外周と、該一の凹部と隣接する他の凹部の外周との間隔は、共振器本体部の動作周波数として設定した音波の波長よりも短いものであってもよい。このような構成とすることにより、共振器本体部の動作周波数の音波に影響を与えることなく、不要振動モードのみを減衰することができる。
【００１３】
第１の圧電共振器において、複数の凹部の少なくとも一部は、圧電膜を貫通して形成されていることが好ましい。
【００１４】
第１の圧電共振器において、キャビティ部を有し、共振器本体部における下部電極を保持する基板をさらに備え、複数の凹部の少なくとも一部は、圧電膜を貫通し、基板の上面よりも深い位置に達していることが好ましい。このような構成とすることにより、基板を介して伝搬する不要振動モードも減衰することができる。また、共振器本体部における下部電極を保持する基板をさらに備え、共振領域において基板と共振器本体部との間にはキャビティ部が形成されており、複数の凹部の少なくとも一部は、圧電膜を貫通し、基板の上面よりも深い位置に達していてもよい。さらに、基板と、基板の上に形成され共振器本体部における下部電極を保持する保持部材とをさらに備え、複数の凹部の少なくとも一部は、圧電膜を貫通し、保持部材の上面よりも深い位置に達していてもよい。
【００１５】
第１の圧電共振器において、基板の上に形成され、第１の薄膜と該第１の薄膜と比べて音響インピーダンスが高い第２の薄膜とが積層されてなり、共振器本体部における下部電極を保持する、音響ミラー層をさらに備え、複数の凹部の少なくとも一部は、圧電膜を貫通し、音響ミラー層の上面よりも深い位置に達していることが好ましい。このような構成とすることにより、共振領域が周辺部に支えられて中空に浮く構造とならないため、機械的な強度を向上させることが可能となる。。
【００１６】
この場合において、複数の凹部の少なくとも一部は、音響ミラー層の最上部に形成された第１の薄膜と第２の薄膜との界面よりも深い位置に達していることが好ましい。このような構成とすることにより、凹部の形成が容易となる。
【００１７】
この場合において、音響ミラー層の平面寸法は、共振器本体部の平面寸法よりも大きく、複数の凹部は、音響ミラー層における共振器本体部が保持された部分の周囲の領域にも形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、音響ミラー層自体にも音響反射領域が形成されるため、音響ミラー層を介して横方向に伝搬する不要振動モードを確実に減衰することができる。
【００１８】
第１の圧電共振器において、共振器本体部は、複数の共振領域及び複数の音響反射領域を有し、各音響反射領域における凹部の形成周期は、互いに異なっていることが好ましい。このような構成とすることにより、隣接する共振領域に不要振動モードがほとんど伝搬することがない圧電共振器を実現できる。この場合において、フィルタは第１の圧電共振器を備えていることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る第２の圧電共振器は、基板の上に形成された、第１の薄膜と該第１の薄膜と比べて音響インピーダンスが高い第２の薄膜とが交互に積層されてなる音響ミラー層と、音響ミラー層の上に保持され、圧電膜と該圧電膜を挟んで互いに対向して形成された上部電極及び下部電極とを有する共振器本体部とを備え、音響ミラー層は、音響共振器本体部が保持された部分の周囲の領域に形成された複数の凹部を有し、複数の凹部のうちの一の凹部の外周と、該一の凹部と隣接する他の凹部の外周との間隔は、共振器本体部の動作周波数として設定した音波の波長よりも短いことを特徴とする。
【００２０】
第２の圧電共振器によれば音響ミラー層は、音響共振器本体部が保持された部分の周囲の領域に形成された複数の凹部を有しているため、音響ミラー層に音響反射領域が形成される。従って、音響ミラー層を介して横方向に伝搬する不要振動モードを減衰することができるので、スプリアスの発生が少ない圧電共振器を実現できる。
【００２１】
第２の圧電共振器において凹部は、音響ミラー層の音響共振器本体部が保持された部分を含む領域に形成されていることが好ましい。このような構成とすることにより、共振器領域の周辺における支持部において横方向の音波の伝搬を反射させるだけでなく、共振器内の領域においても横方向の音波の伝搬を反射させることが可能となる。
【００２２】
第２の圧電共振器において凹部には、第１の薄膜と比べて音響インピーダンスの低い材料が埋め込まれていることが好ましい。このような構成とすることにより、音響ミラー層における音響インピーダンスを変化させることができるので、より効果的に横方向の音波を反射することが可能となる。また、音響ミラー層の上面を平坦化することができるため、圧電共振器本体部の形成が容易となる。
【００２３】
本発明に係る第３の圧電共振器は、基板の上に形成された、第１の薄膜と該第１の薄膜と比べて音響インピーダンスが高い第２の薄膜とが交互に積層されてなる音響ミラー層と、音響ミラー層の上に保持され、圧電膜と該圧電膜を挟んで互いに対向して形成された上部電極及び下部電極とを有する共振器本体部とを備え、第１の薄膜のうちの少なくとも１つには、上下に貫通する複数の孔部が周期的に形成されており、複数の孔部のうちの一の孔部の外周と、該一の孔部と隣接する他の孔部の外周との間隔は、共振器本体部の動作周波数として設定した音波の波長よりも短いことを特徴とする。
【００２４】
第３の圧電共振器によれば、第１の薄膜のうちの少なくとも１つには、上下に貫通する複数の孔部が周期的に形成されており、複数の孔部のうちの一の孔部の外周と、該一の孔部と隣接する他の孔部の外周との間隔は、共振器本体部の動作周波数として設定した音波の波長よりも短いため、音響ミラー層に音響反射領域が形成される。従って、音響ミラー層を介して横方向に伝搬する不要振動モードを減衰することができるので、スプリアスの発生が少ない圧電共振器を実現できる。
【００２５】
第３の圧電共振器において、孔部には第１の薄膜と比べて音響インピーダンスの低い材料が埋め込まれていることが好ましい。このような構成とすることにより、音響ミラー層を形成すること及び音響ミラー層の上に音響共振器本体部を形成することが容易となる。
【００２６】
第２及び第３の圧電共振器において、音響ミラー層の上には複数の共振器本体部が保持されていることが好ましい。また、フィルタは、第３の圧電共振器を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る圧電共振器によれば、圧電膜、上部電極、下部電極及び共振器保持部材を横方向に伝搬する不要振動モードの減衰が可能な圧電共振器を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は第１の実施形態に係る圧電共振器であり、（ａ）は平面構成を示しており、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面構成を示している。図１においては共振器本体部のみ示しており、実際の共振器は、共振器本体部がキャビティ部又は音響ミラー等が形成された基板の上に保持されている。
【００２９】
図１に示すように本実施形態の圧電共振器は、圧電膜１１と、圧電膜１１を挟んで互いに対向して形成された上部電極１２及び下部電極１３とからなる共振器本体部２０を備えている。共振器本体部２０において圧電膜１１の上部電極１２及び下部電極１３が共に形成されている部分は、圧電膜の厚さ方向（縦方向）の音波振動を閉じこめる共振領域２１である。本実施形態の圧電共振器においては、共振領域２１の周囲に音響反射領域２２が形成されている。
【００３０】
音響反射領域２２において、圧電膜１１には複数の凹部１４が形成されている。図１においては、凹部１４が圧電膜１１を貫通しているが、かならずしも貫通している必要はない。凹部１４の外周同士の間隔ｄは、共振器の動作周波数として設定された音波の波長よりも短くする。例えば、共振器の動作周波数が２ＧＨｚの場合には、２．５μｍ〜５μｍとすればよい。
【００３１】
このような間隔で複数の凹部１４を形成することにより、音響反射領域２２において圧電膜１１の音波に対する平均密度が変化する。つまり、音響反射領域２２は、音波を散乱する部分が規則的に形成されたソニック結晶となる。従って、凹部１４の間隔によって設定した周波数の共振モードのみを凹部１４により反射することが可能となる。その結果、横方向の不要振動モードによるスプリアスの発生を抑えることができる。また、１枚の圧電膜に複数対の上部電極と下部電極とが形成され、複数の共振器本体部が一体に形成されている場合に、各共振器本体部同士の不要振動モードが互いに干渉してスプリアスが発生することを抑えることが可能となる。
【００３２】
圧電膜１１は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の適当な圧電材料を用いて形成すればよい。凹部１４は、例えばフォトリソグラフィーを用いて圧電膜１１にマスクを形成した後、塩素（Ｃｌ）系又はフッ素（Ｆ）系のエッチャントを用いてドライエッチングすることにより形成すればよい。また、上部電極１２及び下部電極１３は、モリブデン（Ｍｏ）又はタングステン（Ｗ）等の既知の適当な材料を用いて形成すればよい。また、積層体や混合物を用いてもよい。
【００３３】
図１においては、音響反射領域２２の一部に下部電極１３が形成されている例を示しているが、下部電極１３の代わりに又は下部電極１３と共に上部電極１２が形成されていてもかまわない。また、上部電極１２又は下部電極１２が形成されている場合に、凹部１４が上部電極１２又は下部電極１３を貫通するようにしてもよい。このようにすれば、複数の共振器本体部２０が一体に形成され、隣接する共振器本体部２０が上部電極１２又は下部電極１３を共有する場合に、上部電極１２又は下部電極１３を伝搬する不要振動モードを減衰することが可能となる。
【００３４】
本実施形態においては、音響反射領域２２には凹部１４を形成したが、電子ビーム蒸着等により複数の凸部を形成してもよい。
【００３５】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。図２は第２の実施形態に係る圧電共振器の断面構成を示している。図２において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００３６】
図２に示すように本実施形態の圧電共振器は、共振器本体部２０がキャビティ部４２が形成された基板４１の上に保持されている。キャビティ部４２は、共振器本体部２０の共振領域２１の下側に形成され、共振領域２１を除く領域は基板４１に保持されている。圧電膜１１の基板４１に保持された部分の少なくとも一部には、複数の凹部１４が形成されている。本実施形態の圧電共振器は、凹部１４が圧電膜１１を貫通し基板１１の上面よりも深い位置にまで達している。従って、圧電膜１１を横方向に伝搬する不要振動モードだけでなく、基板４１を横方向に伝搬する不要振動モードを減衰することが可能である。
【００３７】
なお、図２において凹部１４は基板４１を貫通していないが、基板４１を貫通するように形成してもよい。また、基板４１の圧電膜１１が保持されていない領域にも凹部１４を形成してかまわない。
【００３８】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。図３は第３の実施形態に係る圧電共振器の断面構成を示している。図３において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００３９】
図３に示すように本実施形態の圧電共振器は、共振器本体部２０が基板４１の上に保持されており、共振器本体部２０の共振領域２１の下側において、基板４１と下部電極１３との間にキャビティ部４３が形成されている。キャビティ部４３は既知の犠牲層を用いる方法等により形成すればよい。
【００４０】
共振器本体部２０の共振領域２１を除く領域は基板４１に保持されており、圧電膜１１の基板４１に保持された部分の少なくとも一部には、複数の凹部１４が形成されている。本実施形態の圧電共振器は、凹部１４が圧電膜１１を貫通し基板１１の上面よりも深い位置にまで達している。従って、圧電膜１１を横方向に伝搬する不要振動モードだけでなく、基板４１を横方向に伝搬する不要振動モードを減衰することが可能である。
【００４１】
（第４の実施形態）
以下に、本発明の第４の実施形態について図面を参照して説明する。図４は第４の実施形態に係る圧電共振器の断面構成を示している。図４において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００４２】
図４に示すように本実施形態の圧電共振器は、共振器本体部２０が保持部４５を介在させて基板４１の上に保持されている。これにより、共振器本体部２０の共振領域２１の下側において基板４１と下部電極１３との間にキャビティ部４４が形成されている。
【００４３】
共振器本体部２０の共振領域２１を除く領域は基板４１に保持されており、圧電膜１１の基板４１に保持された部分の少なくとも一部には、複数の凹部１４が形成されている。本実施形態の圧電共振器は、凹部１４が圧電膜１１を貫通し保持部４５の上面よりも深い位置にまで達している。従って、保持部４５を介して基板４１に伝搬する不要振動モードを減衰することができる。
【００４４】
なお、１つの圧電膜を挟んで複数対の上部電極と下部電極とが形成された共振器本体部であっても同様の構成とすることができる。
【００４５】
（第５の実施形態）
以下に、本発明の第５の実施形態について図面を参照して説明する。図５（ａ）及び（ｂ）は第５の実施形態に係る圧電共振器であり、（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面構成を示している。図５において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００４６】
図５に示すように本実施形態の圧電共振器は、圧電膜１１、上部電極１２及び下部電極１３からなる共振器本体部２０が基板３１の上に保持された音響ミラー層３３の上に形成されている。共振器本体部２０が音響ミラー３２によって保持されているため、共振器本体部２０の下にキャビティ部を設ける場合と異なり、共振領域２１が中空に浮く構造とならないため、機械的な強度が向上し、物理的な破壊に対する耐性が向上する。
【００４７】
音響ミラー層３３は、第１の薄膜３３Ａと第２の薄膜３３Ｂとが複数対積層されて形成されている。第１の薄膜３３Ａは音響インピーダンスが低いシリコン（Ｓｉ）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）又は窒化シリコン（ＳｉＮ）等を用いて形成すればよい。第２の薄膜３３Ｂは第１の薄膜３３Ａと比べて音響インピーダンスが高いモリブデン（Ｍｏ）又は酸化ハフニウム（ＨｆＯ）等を用いて形成すればよい。図５において、音響ミラー層３３は第１の薄膜３３Ａと第２の薄膜３３Ｂとの積層数が３周期となっているが、さらに積層数が多くてもよい。
【００４８】
本実施形態の圧電共振器において凹部１４の少なくとも一部は、圧電膜１１を貫通し音響ミラー層３３の上面よりも深い位置に達している。凹１４が圧電膜を保持する音響ミラー層３３にも形成されているため、圧電膜１１を横方向に伝搬する不要振動モードだけでなく、音響ミラー層３３を横方向に伝搬する不要振動モードを減衰することができる。
【００４９】
一般的にミラー層の音響反射特性は、音響インピーダンスの比によって決定される。圧電膜１１の側から見て、１対目の第１の薄膜３３Ａ及び第２の薄膜３３Ｂに伝搬された音波は、１対目の第２の薄膜３３Ｂと２対目の第１の薄膜３３Ａとの界面において自由反射の状態に近づき、１対目の第２の薄膜３３Ｂと２対目の第１の薄膜３３Ａとの界面において反射しきれなかった音波のみが２対目の第１の薄膜３３Ａ及び第２の薄膜３３Ｂに伝搬される。従って、音響ミラー層３３の材料による変動はあるが、一般的に１対目の第２の薄膜３３Ｂと２対目の第１の薄膜３３Ａとの界面において８０％程度の音波が反射される。
【００５０】
このため、図６に示すように凹部１４の深さを、圧電膜１１の側から見て１対目の第２の薄膜３３Ｂと２対目の第１の薄膜３３Ａとの界面よりも浅い位置としても、大部分の不要振動モードを減衰することが可能となる。凹部１４の深さを浅くすることにより、エッチング工程が簡略化できる。
【００５１】
なお、図７に示すように、共振器本体部２０が共振領域２１のみから構成されている場合には、圧電膜１１を横方向に伝搬する不要振動モードの影響をほとんど無視してよく、音響ミラー層３３にのみ凹部１４を形成してもよい。
【００５２】
（第６の実施形態）
以下に、本発明の第６の実施形態について図面を参照して説明する。図８（（ａ）及び（ｂ）は第６の実施形態に係る圧電共振器であり、（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のVIIIｂ−VIIIｂ線における断面構成を示している。図８において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００５３】
図８に示すように本実施形態の圧電共振器は、音響ミラー層３３の最上部の第１の薄膜３３Ａが、上下に貫通する孔部１５を有している。孔部１５は、第１の実施形態における凹部１４と同様に周期的に形成されている。
【００５４】
本実施形態の圧電共振器は、共振器本体部２０に凹部１４が形成されていないが、共振領域２１を含む第１の薄膜３３Ａの全体に孔部１５が形成されている。これにより、ミラー層を介して横方向に伝搬する音波を遮断することが可能となるため、不要振動モードの発生を抑えることができる。
【００５５】
また、第１の薄膜３３Ａと比べて音響インピーダンスが低い材料を孔部１５に埋め込むことにより音響ミラー層３３の上面を平坦化してもよい。音響ミラー層３３の上面を平坦化することにより、共振器本体部２０を音響ミラー層３３の上に形成することが容易となる。
【００５６】
凹部１４への低音響インピーダンス材料の埋め込みは、例えば、液状ガラス材料等をスピンコートして熱処理するスピンオングラス法により行えばよい。また、有機材料をスピンコートしてもよい。
【００５７】
図９は本実施形態の圧電共振器の変形例を示している。本変形例に示すように孔部１５を最上部の第１の薄膜３３Ａに代えて、下層の第１の薄膜３３Ａに形成してもよい。このような構成においても、少なからずミラー層を介して横方向に伝搬する音波を遮断することが可能となるため、不要振動モードの発生を抑えることができる。また、この場合にも孔部１５に低インピーダンス材料を埋め込めば、音響ミラー層３３の積層が容易となる。さらに、複数の層に孔部１５を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の圧電共振器は、圧電膜、上部電極、下部電極及び共振器保持部材を横方向に伝搬する不要振動モードの減衰が可能な圧電共振器を実現でき、圧電体を用いた共振器、特に高周波フィルタ等に用いる共振器等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る圧電共振器を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る圧電共振器を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る圧電共振器を示す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る圧電共振器を示す断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第５の実施形態に係る圧電共振器を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る圧電共振器の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る圧電共振器の変形例を示す断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第６の実施形態に係る圧電共振器を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIIIｂ−VIIIｂ線における断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る圧電共振器の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１１    圧電膜
１２    上部電極
１３    下部電極
１４    凹部
１５    孔部
２０    共振器本体部
２１    共振領域
２２    音響反射領域
３３    音響ミラー層
３３Ａ  第１の薄膜
３３Ｂ  第２の薄膜
４１    基板
４２    キャビティ部
４３    キャビティ部
４５    支持部材
【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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