(57)【要約】【課題】圧電層のクラックの発生を防止し、かつ、共振領域の断面積を小さくすることができるバルク弾性波共振器及びフィルタ回路を提供する。【解決手段】ＢＡＷ共振器１は、音響ミラー基板２と、音響ミラー基板２上に形成された下部電極３と、下部電極３の上面のうち左右方向における中央部分が圧電膜６に対して露出するように、下部電極３の上面における左右両側方に形成された２枚の絶縁膜４，５と、下部電極３の上面のうち上部に露出した部分と絶縁膜４，５の上面とに跨って形成された圧電膜６と、圧電膜６上に形成された上部電極７とを備えて構成されている。絶縁膜４，５は、例えば亜鉛・オキサイド（ＺｎＯ）、ストロンチウム・チタン・オキサイド（ＳＴＯ）、マグネシウム・オキサイド（ＭｇＯ）のうち少なくとも１つを主成分とする平板状の部材である。【選択図】図１
2007312102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された下部電極と、
前記基板上に形成された絶縁膜と、
前記下部電極の上面と前記絶縁膜の上面とに跨って形成された圧電膜と、
前記圧電膜上に形成された上部電極とを備え、
前記下部電極及び前記上部電極に、前記両電極が前記絶縁膜を介することなく前記圧電膜を挟んで対向する領域が設けられていることを特徴とするバルク弾性波共振器。
【請求項２】
前記絶縁膜は、前記下部電極の上面の一部領域に被さるように該上面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバルク弾性波共振器。
【請求項３】
前記下部電極は、前記絶縁膜の上面の一部領域に被さるように該上面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバルク弾性波共振器。
【請求項４】
前記絶縁膜は、前記下部電極の上面における周辺領域を覆う態様で前記下部電極の側方に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバルク弾性波共振器。
【請求項５】
前記絶縁膜は、その上面が前記下部電極の上面と略面一となる態様で前記下部電極の側方に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバルク弾性波共振器。
【請求項６】
前記絶縁膜は、前記基板の板面方向において前記下部電極を挟み込むように複数設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載のバルク弾性波共振器。
【請求項７】
前記絶縁膜は、亜鉛・オキサイド（ＺｎＯ）、ストロンチウム・チタン・オキサイド（ＳＴＯ）、マグネシウム・オキサイド（ＭｇＯ）のうち少なくとも１つを主成分として成ることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のバルク弾性波共振器。
【請求項８】
一対の入力端子と、
前記一対の入力端子間に接続された直列接続の２個のバルク弾性波共振器と、
一方が前記２個のバルク弾性波共振器間に接続され、他方が前記一対の入力端子の何れか一方に接続された一対の出力端子とを備え、
前記バルク弾性波共振器は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のバルク弾性波共振器であることを特徴とするフィルタ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子特性をより向上し得るバルク弾性波共振器及びバルク弾性波共振器を用いたフィルタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＵＷＢ（Ultra Wide Band）などの高周波通信器の普及と、それらにおける高性能・低損失化に対する強いニーズを背景として、高周波でＱ値の高いバルク弾性波共振器（以下、「ＢＡＷ共振器」と呼ぶ）が注目されている。このようなＢＡＷ共振器として、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料を用いたＢＡＷ共振器が知られている（例えば特許文献１）。ＢＡＷ共振器は、それまでに用いられてきたＬＣフィルタなどに比べて高周波において鋭いＱ値を持ち、通過特性・遮断特性に優れているという特長を有している。また、使用する圧電材料の違いによって、帯域幅が異なる高周波帯域通過フィルタを得ることができるという特長も有する。
【０００３】
この種のＢＡＷ共振器は、一般的に、図８に示す構造を有している。このＢＡＷ共振器は、図略の基板上に設けられた下部電極１０１と、下部電極の上面に形成された圧電層１０２と、圧電層１０２の上面に形成された上部電極１０３とを備えている。下部電極１０１及び上部電極１０３は、いずれも圧電層１０２の一辺の長さよりも短い幅寸法を有する短冊形状を有している。
【０００４】
そして、上部電極１０３と下部電極１０１とは、平面視において、圧電層１０２のほぼ中央部分で長手方向が直交するように配設されている。ここで、上部電極１０３と下部電極１０１とが圧電層１０２を介して交差する部分が共振器となり、上部電極１０３と下部電極１０１とによって挟まれる圧電層１０２の直方体状の領域が共振領域１０４となる。そして、圧電層１０２の厚みと、下部電極１０１と上部電極１０３とが交差する部分の面積との寸法を調整することによって、共振器の共振周波数が設計される。ここで、上下方向と直交する共振領域１０４の断面の面積を共振領域１０４の断面積と呼ぶ。なお、圧電層１０２の上面に表れた下部電極１０１と平行に表れた突起１０５は、下部電極１０１の厚みの影響によるものである。
【０００５】
図９は、ＢＡＷ共振器の等価回路を示している。なお、図９において、上部電極１０３及び下部電極１０１が有する電気抵抗は「Ｒｘ」で表されている。図９において、「Ｃｏ」は共振領域の並列キャパシタンスを、「Ｌｍ」は共振機械インダクタンスを、「Ｃｍ」は共振機械キャパシタンスを、「Ｒｍ」は共振機械抵抗をそれぞれ示している。これらの回路パラメータは、共振器の目標とする直列共振周波数をｆｓとし、圧電層１０２の物性値である電気機械結合係数をｋｅｆｆとし、Ｑ値をＱとし、誘電率をεとし、共振領域１０４の断面積をＡとし、圧電層１０２の厚み（膜厚）をｔと表すとき、下記の式（１）〜（５）によって表すことができる。
【０００６】
Ｃｏ＝εＡ／ｔ      ・・・（１）
Ｃｏ：共振領域の並列キャパシタンス、ε：圧電膜の誘電率、Ａ：共振領域の断面積、ｔ：圧電層の膜厚
Ｃｍ＝ｋｅｆｆ２・Ｃｏ／（１−ｋｅｆｆ２）      ・・・（２）
Ｃｍ：共振機械キャパシタンス、ｋｅｆｆ：圧電材料の電気機械結合係数
Ｌｍ＝１／（４・π２・Ｃｍ・ｆｓ２）      ・・・（３）
Ｌｍ：共振機械インダクタンス、ｆｓ：目標の直列共振周波数
ｆｐ＝ｆｓ／ｓｑｒｔ（１−ｋｅｆｆ２）      ・・・（４）
ｆｐ：並列共振周波数
Ｒｍ＝２・π・ｆｐ・Ｌｍ／Ｑ      ・・・（５）
Ｑ：圧電層のＱ値
以上の（１）〜（５）式から分かるように、ＢＡＷ共振器は、Ｑ値と電気機械結合係数ｋｅｆｆとの基で、共振領域の断面積と膜厚ｔと調整すれば、目標とする直列共振周波数ｆｓや並列共振周波数ｆｐを設定することができる。
【０００７】
そして、図８に示すＢＡＷ共振器によれば、共振領域の断面積を上部電極１０３と下部電極１０１とが平面視において交差する領域で決定することができるため、上部電極１０３と下部電極１０１との幅寸法を調整するだけで、所望の共振周波数を有するＢＡＷ共振器を得ることができ、上部電極１０３及び下部電極１０１の詳細な位置合わせなどが不要であるという特長を有している。
【特許文献１】特開２０００−２３２３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、圧電層１０２としてＰＺＴを用いる場合、高品質のＰＺＴを得るために、下部電極１０１として、プラチナ（Ｐｔ）やイリジウム（Ｉｒ）のようなＰＺＴの結晶性を改善する物質を用いる必要があるが、下部電極１０１としてＰｔやＩｒのような物質を採用して、図８に示すような圧電層１０２を形成すると、共振領域１０４においては高品質の圧電層１０２を得ることができるものの、圧電層１０２の底面の下部電極１０１と接していない領域において、クラックが発生してしまう。具体的には、下部電極１０１上にＰＺＴを結晶化させる工程、例えばゾル・ゲル法では焼結時、スパッタリング法では高温での堆積時にクラックが発生する。そして、共振領域１０４の近傍で発生したクラックが共振領域１０４内にも及ぶと、所望の特性のＢＡＷ共振器を得ることができないという問題が生じる。なお、図８では省略しているが、実際には図８に示すＢＡＷ共振器の圧電層１０２及び下部電極１０１の下面にはＳｉＯ２が接触している。
【０００９】
そこで、圧電層１０２の底面の全域に下部電極１０１を設けることで、クラックの発生を防止することは可能であるものの、圧電層１０２としてＰＺＴを用いるときには、ＰＺＴはガリウムナイトライド等の他の圧電層材料に比べて５倍程度の誘電率を有することから、所望の（例えば５０Ωや７５Ω等）のインピーダンス特性を得るためには、共振領域１０４の断面積を小さくすることが要求される。
【００１０】
ところが、図８に示す構成において、圧電層１０２の底面全域に下部電極１０１を設けると、下部電極１０１と上部電極１０３とが圧電層１０２を介して交差する領域が極めて大きくなり、共振領域の断面積を小さくすることができず、所望のインピーダンス特性を有するＢＡＷ共振器を得ることが困難となる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、圧電層のクラックの発生を防止し、かつ、共振領域の断面積を小さくすることができるバルク弾性波共振器及びフィルタ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、基板と、前記基板上に形成された下部電極と、前記基板上に形成された絶縁膜と、前記下部電極の上面と前記絶縁膜の上面とに跨って形成された圧電膜と、前記圧電膜上に形成された上部電極とを備え、前記下部電極及び前記上部電極に、前記両電極が前記絶縁膜を介することなく前記圧電膜を挟んで対向する領域が設けられていることを特徴とするバルク弾性波共振器である。
【００１３】
この発明によれば、圧電膜との整合性が高く、圧電膜の結晶性を改善する物質で形成された絶縁膜の上面に圧電膜を形成するため、圧電膜を形成する工程において絶縁膜上での圧電膜の結晶性が向上し、圧電膜にクラックが発生するのを防止又は抑制することができる。
【００１４】
また、前記下部電極と前記上部電極とにより挟まれる圧電膜の領域のうち、前記下部電極と前記上部電極との間に絶縁膜が介在する領域は共振領域を構成せず、前記絶縁膜が介在しない領域によって共振領域の断面積が設定される。したがって、前記基板上に形成する下部電極及び絶縁膜の態様を適宜設定することで、圧電膜の共振特性を損なうことなく、断面積の小さい共振領域を高精度に形成することが可能となる。
【００１５】
前記基板上に形成する下部電極及び絶縁膜の態様として、例えば請求項２に記載の発明のように、前記絶縁膜を、前記下部電極の上面の一部領域に被さるように該上面に形成する構成を採用し、絶縁膜の面積の調整により共振領域の断面積を設定する態様が好ましい。
【００１６】
また、例えば請求項３に記載の発明のように、前記下部電極を、前記絶縁膜の上面の一部領域に被さるように該上面に形成する構成を採用し、下部電極の面積の調整により共振領域の断面積を設定する態様が好ましい。また、例えば請求項４に記載の発明のように、前記絶縁膜を、前記下部電極の上面における周辺領域を覆うように前記下部電極の側方に形成する態様が好ましい。また、例えば請求項５に記載の発明のように、前記絶縁膜を、その上面が前記下部電極の上面と略面一となるように前記下部電極の側方に形成する態様が好ましい。さらに、請求項４または５に記載の発明において、請求項６に記載の発明のように、前記絶縁膜を、前記基板の板面方向において前記下部電極を挟み込むように複数設ける態様が好ましい。
【００１７】
請求項２〜６に記載の発明によれば、共振領域の断面積を、絶縁膜又は下部電極の面積で調整することができるため、絶縁膜と上部電極との位置合わせの精度や上部電極の加工精度に留意することなく、容易に断面積の小さい共振領域を容易に製造することができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明によれば、下部電極の面積は請求項２に記載の発明における下部電極の面積に比して小さい。これにより、下部電極と上部電極とが対向する領域（圧電膜及び絶縁膜の両方を介して対向する領域及び圧電膜のみを介して対向する領域）を小さくすることができるため、下部電極と上部電極とで生じる寄生容量を小さくすることができる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記絶縁膜を、前記下部電極の上面における周辺領域を覆うように前記下部電極の側方に形成することで、下部電極の側部（側面）が要因となって生じる寄生容量を低減することができる。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明によれば、前記絶縁膜を、その上面が前記下部電極の上面と略面一となるように前記下部電極の側方に形成したので、成膜対象面に平面性が要求されるゾル・ゲル法等の形成方法によって圧電膜を成膜することが可能となり、より特性の良好な圧電膜を形成することができる。
【００２１】
前記絶縁膜を構成する材料としては、請求項７に記載の発明のように、亜鉛・オキサイド（ＺｎＯ）、ストロンチウム・チタン・オキサイド（ＳＴＯ）、マグネシウム・オキサイド（ＭｇＯ）のうち少なくとも１つを主成分として成ることが好ましい。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、一対の入力端子と、前記一対の入力端子間に接続された直列接続の２個のバルク弾性波共振器と、一方が前記２個のバルク弾性波共振器間に接続され、他方が前記一対の入力端子の何れか一方に接続された一対の出力端子とを備え、前記バルク弾性波共振器は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のバルク弾性波共振器であることを特徴とするフィルタ回路である。
【００２３】
この発明によれば、一対の入力端子と、前記一対の入力端子間に接続された直列接続の２個のバルク弾性波共振素子と、一方が前記２個のバルク弾性波共振素子間に接続され、他方が前記一対の入力端子の何れか一方に接続された一対の出力端子とを備えたフィルタ回路において、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の発明による作用が得られる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、圧電膜を絶縁膜の上面に形成するようにしたので、圧電膜を形成する工程において絶縁膜上での圧電膜の結晶性が向上し、圧電膜にクラックが発生するのを防止することができる。また、前記基板と圧電膜との間に形成する下部電極及び絶縁膜の態様を適宜設定することで、圧電膜の共振特性を損なうことなく、容易に、断面積の小さい共振領域を高精度に形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係るバルク弾性波共振器（以下、「ＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）共振器」という）の実施形態について説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係るＢＡＷ共振器の第１の実施形態を示す斜視図である。なお、図１における上下方向及び左右方向のそれぞれに直交する方向を前後方向というものとする。
【００２７】
図１に示すように、ＢＡＷ共振器１は、音響ミラー基板２と、音響ミラー基板２上に形成された下部電極３と、下部電極３上に形成された２枚の絶縁膜４，５と、絶縁膜４，５上及び下部電極３上に形成された圧電膜６と、圧電膜６上に形成された上部電極７とを備えて構成されている。
【００２８】
音響ミラー基板２は、音響振動、特に超音波を反射する層であり、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料から成る板状部材上に、音響インピーダンスの高い材料と音響インピーダンスの低い材料とが交互に積層されてなる多層膜の構成を有している。音響インピーダンスの低い材料としては、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ２）がある。音響インピーダンスの高い材料としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、タングステン（Ｗ）、タンタル酸（Ｔａ２Ｏ５）及びイリジウム（Ｉｒ）がある。これらの何れかと上記二酸化珪素との組み合わせを音響ミラー基板２に用いることができる。
【００２９】
下部電極３は、平板形状を有し、音響ミラー基板２の上面のほぼ全域を覆うように音響ミラー基板２の上面に形成されている。下部電極３は、圧電膜６を構成するＰＺＴと整合性の高いプラチナ（Ｐｔ）により構成されている。但し、圧電膜６を構成するＰＺＴと整合性の高い材料であれば、プラチナ（Ｐｔ）に代えて、イリジウム（Ｉｒ）、酸化ランタンニッケル（ＬａＮｉＯ３）、酸化ストロンチウムルテニウム（ＳｒＲｕＯ３）等の材料を採用してもよい。
【００３０】
絶縁膜４，５は、圧電膜との整合性が高く、圧電膜の結晶性を改善する物質で形成された絶縁膜であり、例えば亜鉛・オキサイド（ＺｎＯ）、ストロンチウム・チタン・オキサイド（ＳＴＯ）、マグネシウム・オキサイド（ＭｇＯ）のうち少なくとも１つを主成分とする平板状の部材であり、前後方向に下部電極３と同等の長さを有すると共に、左右方向には、下部電極３の左右方向における長さの半分未満の長さを有している。
【００３１】
そして、絶縁膜４，５は、下部電極３の上面のうち左右方向における中央部分が圧電膜６に対して露出するように、間隔を空けて下部電極３の上面における左右両側方に形成されている。なお、絶縁膜４，５の側面は下部電極３の側面と略面一とされている。
【００３２】
圧電膜６は、圧電現象を生ずる圧電材料であるＰＺＴを主成分とする薄膜であり、下部電極３及び上部電極７に所定の電気信号が印加されることにより、バルク振動が発生するものである。圧電膜６は、下部電極３の上面のうち上部に露出した部分と絶縁膜４，５の上面とに跨って形成されている。
【００３３】
上部電極７は、下部電極３と一対となって圧電膜６に電気信号を印加するための、例えば金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、イリジウム（Ｉｒ）、酸化イリジウム（ＩｒＯ２）及びルビジウム（Ｒｕ）等の導電性金属材料（合金を含む）を主成分として成る振動電極薄膜である。
【００３４】
上部電極７は、左右方向に圧電膜６と略同等の長さを有し、前後方向に圧電膜６より短尺の形状を有し、圧電膜６の上面のうち前後方向における中央部分に形成されている。なお、上部電極７と圧電膜６との密着性を改善するために、例えばチタン又はクロムの密着層を圧電膜６と上部電極７との間にさらに設けてもよい。
【００３５】
図２は、該ＢＡＷ共振器１を上方からみたときの一部破断図である。図２に示すように、ＢＡＷ共振器１においては、上方からみたときに、前述の下部電極３が上部に（圧電膜６に対して）露出した部分の一部領域と上部電極７の底面の一部領域とが重畳する（図２の斜線で示す領域）。そして、下部電極３及び上部電極７の前記各一部領域に挟まれる圧電膜６の直方体状の領域が共振領域となる。
【００３６】
なお、圧電膜６の上面の外周付近は中央部に比べて傷等が発生しやすく、外周付近の領域に共振領域を形成すると、高品質のＢＡＷ共振器を得ることが困難となることから、本実施形態のように、共振領域を、圧電膜６の上面の中央部に形成することが好ましい。
【００３７】
図３は、ＢＡＷ共振器１の製造工程を示す図である。まず、図３（ａ）に示すように、音響ミラー基板２を用意する。次に、図３（ｂ）に示すように、音響ミラー基板２の上面に下部電極３となる金属層をスパッタや蒸着等の手法を用いて成膜する。次に、図３（ｃ）に示すように、例えば亜鉛・オキサイド（ＺｎＯ）、ストロンチウム・チタン・オキサイド（ＳＴＯ）、マグネシウム・オキサイド（ＭｇＯ）のうち少なくとも１つを用い、ＣＶＤ法によって絶縁膜層８を成膜し、図３（ｄ）に示すように、リフトオフ法により絶縁膜層８をパタニングして絶縁膜４，５を形成する。次に、図３（ｅ）に示すように、圧電膜６となるＰＺＴ層をスパッタリング法等の手法を用いて成膜し、焼結する。
【００３８】
次に、図３（ｆ）に示すように、上部電極７をスパッタリング法や、蒸着法等の手法を用いて成膜した後、共振領域の断面積が所望のインピーダンス及び共振周波数を得ることができる大きさとなるように、上部電極７をパタニングする。
【００３９】
このようにして形成されたＢＡＷ共振器１では、圧電膜６の膜厚ｔ（下部電極３の上面と上部電極７の底面との距離）と、共振領域の断面積とを所望のインピーダンス及び共振周波数を得ることができるような値に設計することで、背景技術で示した（１）〜（４）式で表されるようなパラメータを有するＢＡＷ共振器１を得ることができる。
【００４０】
特に本実施形態では、下部電極３上に絶縁膜４，５を形成し、前記共振領域の断面積を、絶縁膜４，５の面積で決定することができるようにしたので、絶縁膜４，５と上部電極７との位置合わせの精度や上部電極７の加工精度の留意に要することなく、容易に、断面積の小さい共振領域を高精度に製造することができる。
【００４１】
また、音響ミラー基板２の上面のほぼ全域を覆う下部電極３上に絶縁膜４，５を形成し、下部電極３と絶縁膜４，５とに跨るように圧電膜６を形成したので、絶縁膜４，５上での圧電膜６の結晶性を向上させることができる。その結果、圧電膜６にクラックが発生するのを防止又は抑制することができる。
【００４２】
また、共振領域を圧電膜６の中央部付近に形成し、加工精度が悪く圧電特性が悪い圧電膜６の外周付近の領域を共振領域としないようにしたので、Ｑ値等の共振特性を向上させることができる。高周波において不要な反射を無くすためには、インピーダンス特性が所望の値となるようにＢＡＷ共振器１を設計しなければならない。特に、圧電膜６としてＰＺＴのような誘電率の大きな材料を採用した場合、共振領域の断面積を小さくすることが要求されるが、その場合に、圧電膜６の外周部分の領域に共振領域を設けると、共振領域の大部分を、圧電特性の悪い領域が支配することになる。従って、共振領域を圧電膜６の中央部分に設定する効果は大きい。
【００４３】
（第２の実施形態）
図４は、ＢＡＷ共振器の第２の実施形態を示す斜視図である。本実施形態のＢＡＷ共振器１０は、音響ミラー基板１１と、音響ミラー基板１１上に形成された絶縁膜１２と、絶縁膜１２上に形成された下部電極１３と、絶縁膜１２上及び下部電極１３上に形成された圧電膜１４と、圧電膜１４上に形成された上部電極１５とを備えて構成されている。なお、音響ミラー基板１１の構成、上部電極１５の形状及びその圧電膜１４への形成態様、絶縁膜１２、下部電極１３、圧電膜１４及び上部電極１５の材質は、第１の実施形態と略同様であり、絶縁膜１２、下部電極１３及び圧電膜１４の形成態様が第１の実施形態と異なる。
【００４４】
図４に示すように、絶縁膜１２は、音響ミラー基板２の上面のほぼ全域を覆うように音響ミラー基板２の上面に形成されている。
【００４５】
下部電極１３は、前後方向に絶縁膜１２と同等の長さを有すると共に、左右方向には、絶縁膜１２より短尺とされており、絶縁膜１２の上面における左右方向の略中央位置に形成されている。
【００４６】
したがって、左右方向における中央部分において、下部電極１３の上面全体が上部に（圧電膜１４に対して）露出し、その露出部分の左右両側に、圧電膜１４の上面が位置する態様となる。そして、圧電膜１４は、下部電極１３の上面と絶縁膜１２の上面のうち上部に露出した領域とに跨って形成されている。
【００４７】
本実施形態においても、前記第１の実施形態と同様、上方からみたとき、前述の下部電極１３の上面の一部領域と、上部電極１５の底面の一部領域とが重畳し、下部電極１３及び上部電極１５の前記各一部領域に挟まれる圧電膜１４の直方体状の領域が共振領域となる。
【００４８】
そして、ＢＡＷ共振器１０では、前記第１の実施形態と同様、圧電膜１４の膜厚ｔ（下部電極１３の上面と上部電極１５の底面との距離）と、共振領域の断面積とを所望のインピーダンス及び共振周波数を得ることができるような値に設計することで、背景技術で示した（１）〜（４）式で表されるようなパラメータを有するＢＡＷ共振器１を得ることができる。
【００４９】
また、本実施形態では、絶縁膜１２上に下部電極１３を形成し、前記共振領域の断面積を、絶縁膜４，５の面積で決定することができるようにしたので、下部電極１３と上部電極１５との位置合わせの精度や上部電極１５の加工精度の留意を要することなく、容易に、断面積の小さい共振領域を高精度に製造することができる。
【００５０】
また、前記第１の実施形態と同様、下部電極１３と絶縁膜１２とに跨るよう圧電膜１４を形成したので、圧電膜６にクラックが発生するのを防止又は抑制することができる。
【００５１】
さらに、前記第１の実施形態では、下部電極と上部電極とが絶縁膜及び圧電膜の少なくとも一つを挟んで対向する領域の大きさは、ほぼ上部電極７の底面の大きさとなるのに対し、本実施形態では、下部電極１３の大きさが前記第１の実施形態における下部電極３に比して小さいため、前記第１の実施形態に比して小さいものとなる。これにより、下部電極１３と上部電極１５との対向によって生じる寄生容量を低減することができ、上部電極１５及び下部電極１３と圧電膜１４とのインピーダンスマッチングをより高精度に行うことができる。
【００５２】
（第３の実施形態）
図５は、ＢＡＷ共振器の第３の実施形態を示す斜視図である。本実施形態のＢＡＷ共振器２０は、音響ミラー基板２１と、音響ミラー基板２１上に形成された下部電極２２及び絶縁膜２３，２４と、下部電極２２上及び絶縁膜２３，２４上に形成された圧電膜２５と、圧電膜２５上に形成された上部電極２６とを備えて構成されている。なお、音響ミラー基板２１の構成、上部電極２６の形状及びその圧電膜２５への形成態様、下部電極２２、絶縁膜２３，２４、圧電膜２５及び上部電極２６の材質は、第１の実施形態と略同様であり、下部電極２２、絶縁膜２３，２４及び圧電膜２５の形成態様が第１の実施形態と異なる。
【００５３】
図５に示すように、下部電極２２は、前後方向に音響ミラー基板２１と同等の長さを有すると共に、左右方向には、音響ミラー基板２１より短尺とされており、音響ミラー基板２１の上面における左右方向の略中央位置に形成されている。
【００５４】
絶縁膜２３，２４は、音響ミラー基板２１の上面のうち下部電極２２で覆われた領域以外の領域に密着するとともに、下部電極２２の左右両側の所定部位を覆うように（下部電極２２の左右両側面２２ａ，２２ｂ及び下部電極２２の上面のうち左右両側部位２２ｃ，２２ｄを覆うように）形成されている。
【００５５】
したがって、左右方向における中央部分において、下部電極２２の上面の一部が上部に（圧電膜２５に対して）露出し、その露出部分の左右両側に、絶縁膜２３，２４の上面が位置する態様となる。なお、絶縁膜２３，２４の側面は下部電極２２の前後端面や音響ミラー基板２１の側面と略面一とされている。そして、圧電膜２５は、下部電極２２の上面のうち上部に露出した領域と絶縁膜２３，２４の上面とに跨って形成されている。
【００５６】
本実施形態においても、前記第１の実施形態と同様、上方からみたとき、前述の下部電極２２が上部に露出した部分の一部領域と上部電極２６の底面の一部領域とが重畳し、下部電極２２及び上部電極２６の前記各一部領域に挟まれる圧電膜２５の直方体状の領域が共振領域となる。
【００５７】
そして、ＢＡＷ共振器２０では、前記第１の実施形態と同様、圧電膜２５の膜厚ｔ（下部電極２２の上面と上部電極２６の底面との距離）と、共振領域の断面積とを所望のインピーダンス及び共振周波数を得ることができるような値に設計することで、背景技術で示した（１）〜（４）式で表されるようなパラメータを有するＢＡＷ共振器１を得ることができる。
【００５８】
また、本実施形態では、前記共振領域の断面積を、絶縁膜２３，２４の面積で決定することができるようにしたので、下部電極２２と上部電極２６との位置合わせの精度や上部電極２６の加工精度の留意を要することなく、容易に、断面積の小さい共振領域を高精度に製造することができる。
【００５９】
また、前記第１の実施形態と同様、下部電極２２と絶縁膜２３，２４とに跨るよう圧電膜２５を形成したので、圧電膜２５にクラックが発生するのを防止又は抑制することができる。
【００６０】
また、前記第２の実施形態と同様、下部電極２２の大きさが前記第１の実施形態における下部電極３に比して小さいため、下部電極２２と上部電極２６とが絶縁膜２３，２４及び圧電膜２５の少なくとも一方を挟んで対向する領域は、前記第１の実施形態に比して小さいものとなる。これにより、下部電極２２と上部電極２６との対向によって生じる寄生容量を低減することができる。
【００６１】
さらに、本実施形態では、下部電極２２の側面２２ａ，２２ｂを絶縁膜２３，２４で覆うようにしたので、圧電膜２５の膜厚に比して無視できない膜厚を有する下部電極２２の側面２２ａ，２２ｂにより生じる寄生容量をも低減することができる。これらの寄生容量の低減により、上部電極２６及び下部電極２２と圧電膜２５とのインピーダンスマッチングをより一層高精度に行うことができる。
【００６２】
（第４の実施形態）
図６は、ＢＡＷ共振器の第４の実施形態を示す斜視図である。本実施形態のＢＡＷ共振器３０は、音響ミラー基板３１と、音響ミラー基板３１上に形成された下部電極３２及び絶縁膜３３，３４と、下部電極３２上及び絶縁膜３３，３４上に形成された圧電膜３５と、圧電膜３５上に形成された上部電極３６とを備えて構成されている。なお、音響ミラー基板３１の構成、上部電極３６の形状及びその圧電膜３５への形成態様、下部電極３２、絶縁膜３３，３４、圧電膜３５及び上部電極３６の材質は、第１の実施形態と略同様であり、下部電極３２、絶縁膜３３，３４及び圧電膜３５の形成態様が第１の実施形態と異なる。
【００６３】
図６に示すように、下部電極３２は、前後方向に音響ミラー基板３１と同等の長さを有すると共に、左右方向には、音響ミラー基板３１より短尺とされており、音響ミラー基板３１の上面における左右方向の略中央位置に形成されている。
【００６４】
絶縁膜３３，３４は、音響ミラー基板３１の上面のうち下部電極３２で覆われた領域以外の領域に形成されているとともに、その上面は、下部電極３２の上面と面一となるように形成されている。
【００６５】
したがって、左右方向における中央部分において、下部電極３２の上面が上部に（圧電膜２５に対して）露出し、その露出部分の左右両側に、絶縁膜３３，３４の上面が位置する態様となる。なお、絶縁膜３３，３４の側面は下部電極３２の前後端面や音響ミラー基板３１の側面と略面一とされている。そして、圧電膜３５は、下部電極３２の上面と絶縁膜３３，３４の上面とに跨って形成されている。
【００６６】
本実施形態においても、前記第１の実施形態と同様、上方からみたとき、前述の下部電極３２の上面の一部領域と上部電極３６の底面の一部領域とが重畳し、下部電極３２及び上部電極３６の前記各一部領域に挟まれる圧電膜３５の直方体状の領域が共振領域となる。
【００６７】
そして、ＢＡＷ共振器３０では、前記第１の実施形態と同様、圧電膜３５の膜厚ｔと、共振領域の断面積とを所望のインピーダンス及び共振周波数を得ることができるような値に設計することで、背景技術で示した（１）〜（４）式で表されるようなパラメータを有するＢＡＷ共振器１を得ることができる。
【００６８】
また、前記共振領域の断面積を、絶縁膜３３，３４の面積で決定することができるようにしたので、下部電極３２と上部電極３６との位置合わせの精度や上部電極３６の加工精度の留意を要することなく、容易に、断面積の小さい共振領域を高精度に製造することができる。
【００６９】
また、前記第１の実施形態と同様、下部電極３２と絶縁膜３３，３４とに跨るよう圧電膜３５を形成したので、圧電膜３５にクラックが発生するのを防止又は抑制することができる。
【００７０】
また、前記第２、第３の実施形態と同様、下部電極３２の大きさが前記第１の実施形態における下部電極３に比して小さいため、下部電極３２と上部電極３６とが絶縁膜３３，３４及び圧電膜３５の少なくとも一方を挟んで対向する領域は、前記第１の実施形態に比して小さくなる。これにより、下部電極３２と上部電極３６との対向によって生じる寄生容量を低減することができる。
【００７１】
また、前記第第３の実施形態と同様、下部電極３２の側面３２ａ，３２ｂを絶縁膜３３，３４で覆うようにしたので、圧電膜３５の膜厚に比して無視できない膜厚を有する下部電極３２の側面３２ａ，３２ｂにより生じる寄生容量をも低減することができる。これらの寄生容量の低減により、上部電極３６及び下部電極３２と圧電膜３５とのインピーダンスマッチングをより一層高精度に行うことができる。
【００７２】
さらに、本実施形態では、成膜対象面に平面性が要求されるゾル・ゲル法等の形成方法によって圧電膜３５を成膜することが可能となり、より特性の良好な圧電膜を形成することができる。
【００７３】
図７は、第１〜第４実施の形態のいずれかのＢＡＷ共振器を用いて構成されたフィルタ回路の回路図を示しており、図７（ａ）は、１段のフィルタ回路を示している。
【００７４】
図７（ａ）において、フィルタ回路４０は、一対の入力端子Ｔｉｎａ、Ｔｉｎｂと、２個のＢＡＷ共振器４１、４２と、一対の出力端子Ｔｏｕｔａ、Ｔｏｕｔｂとを備えて構成される。
【００７５】
２個のＢＡＷ共振器４１、４２は、第１〜第４の実施形態におけるいずれかのＢＡＷ共振器１，１０，２０，３０であり、直列に接続されている。そして、この直列接続の２個のＢＡＷ共振器４１、４２は、一対の入力端子Ｔｉｎａ、Ｔｉｎｂ間に接続されている。そして、一対の出力端子Ｔｏｕｔａ、Ｔｏｕｔｂにおける一方、例えば出力端子Ｔｏｕｔａは、ＢＡＷ共振器４１とＢＡＷ共振器４２とが接続されている接続部ａに接続され、一対の出力端子Ｔｏｕｔａ、Ｔｏｕｔｂの他方の出力端子Ｔｏｕｔｂは、入力端子Ｔｉｎｂに接続されている。
【００７６】
また、このような構成のフィルタ回路４０を複数縦続に接続することによってフィルタ回路を構成してもよい。一例として、フィルタ回路４０を３個縦続に接続したフィルタ回路５０を図７（ｂ）に示す。
【００７７】
このフィルタ回路５０は、３個のフィルタ回路４０−１、４０−２、４０−３を備えて構成される。これら３個のフィルタ回路４０−１；４０−２；４０−３は、それぞれ、一対の入力端子Ｔｉｎａ−１、Ｔｉｎｂ−１；Ｔｉｎａ−２、Ｔｉｎｂ−２；Ｔｉｎａ−３、Ｔｉｎｂ−３と、２個のＢＡＷ共振器４１−１、４２−１；４１−２、４２−２；４１−３、４２−３と、一対の出力端子Ｔｏｕｔａ−１、Ｔｏｕｔｂ−１；Ｔｏｕｔａ−２、Ｔｏｕｔｂ−２；Ｔｏｕｔａ−３、Ｔｏｕｔｂ−３とを備え、図７（ａ）と同様に構成されている。
【００７８】
フィルタ回路４０−１における一対の出力端子Ｔｏｕｔａ−１、Ｔｏｕｔｂ−１がフィルタ回路４０−２における一対の入力端子Ｔｉｎａ−２、Ｔｉｎｂ−２にそれぞれ接続され、フィルタ回路４０−２における一対の出力端子Ｔｏｕｔａ−２、Ｔｏｕｔｂ−２がフィルタ回路４０−３における一対の入力端子Ｔｉｎａ−３、Ｔｉｎｂ−３にそれぞれ接続されることによって、フィルタ回路５０が構成される。
【００７９】
このような構成のフィルタ回路４０、５０によれば、第１〜第４の実施形態のいずれかのＢＡＷ共振器１，１０，２０，３０が採用されているため、共振特性の高いフィルタ回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】ＢＡＷ共振器の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】ＢＡＷ共振器を上方からみたときの一部破断図である。
【図３】第１の実施形態のＢＡＷ共振器の製造工程を示す図である。
【図４】ＢＡＷ共振器の第２の実施形態を示す斜視図である。
【図５】ＢＡＷ共振器の第３の実施形態を示す斜視図である。
【図６】ＢＡＷ共振器の第４の実施形態を示す斜視図である。
【図７】第１〜第４の実施形態のいずれかのＢＡＷ共振器を用いて構成されたフィルタ回路の回路図である。
【図８】従来のＢＡＷ共振器の構成を示す斜視図である。
【図９】ＢＡＷ共振器の等価回路図である。
【符号の説明】
【００８１】
１，１０，２０，３０，４１，４２  共振器
２，１１，２１，３１  音響ミラー基板
３，１３，２２，３２  下部電極
４，５，１２，２３，２４，３３，３４  絶縁膜
６，１４，２５，３５  圧電膜
７，１５，２６，３６  上部電極
８  絶縁膜層
２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ  側面
４０，５０  フィルタ回路
【図１】
2007312102.tif 000003
【図２】
2007312102.tif 000004
【図３】
2007312102.tif 000005
【図４】
2007312102.tif 000006
【図５】
2007312102.tif 000007
【図６】
2007312102.tif 000008
【図７】
2007312102.tif 000009
【図８】
2007312102.tif 000010
【図９】
2007312102.tif 000011