JP2001185984A

JP2001185984A - 積層型フィルタ

Info

Publication number: JP2001185984A
Application number: JP36687399A
Authority: JP
Inventors: Yasuyo Kamigaki; 耕世神垣
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2001-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的に信頼性が高く、高周波数に対応でき、
帯域幅の広い積層型ＢＡＷフィルタを提供する。【解決手段】振動空間Ａを有する基体１上に、前記振動
空間Ａを被覆するように出力電極２、出力用圧電体３、
接地電極４、入力用圧電体５、入力電極６が順次積層さ
れてなる積層型フィルタにおいて、出力用圧電体３およ
び入力用圧電体５が強誘電体からなり、入力用圧電体３
および／または出力用圧電体５が分極方向の異なる圧電
体３ａ、３ｂの積層体からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話や無線Ｌ
ＡＮ等に用いられる積層型フィルタに関するもので、特
に、圧電体の厚み縦振動の共振を利用した積層型フィル
タに関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、無線通信や電気回路に用いられる周
波数の高周波数化が進んでおり、これに伴って、これら
の電気信号に対して用いられるフィルタも高周波数に対
応したものが要求され、開発が行われている。

【０００３】最近は、特に、バルク・アコースティック・
ウェーブ・レゾネーター（ＢＡＷＲ）と呼ばれる共振子
を利用したフィルタの開発が進められている。これは、
入力される高周波電気信号に対して、圧電体薄膜が振動
を起こし、その振動が、薄膜の厚さ方向に共振を起こす
ことを用いた共振子であり、これを複数並べることによ
り、ＧＨｚ領域の高い共振周波数に対応したフィルタが
期待されている。

【０００４】特に、積層型ＢＡＷフィルタはＳＣＦ（St
acked Crystal Filter）とも呼ばれ、図５に示すよう
に、基体４１と、該基体４１表面上の振動空間に面する
ように形成された出力電極４２と、該出力電極４２上に
形成された出力用圧電体４３と、該出力用圧電体４３上
に形成された接地電極４４と、該接地電極４４上に形成
された入力用圧電体４５と、該入力用圧電体４５上に形
成された入力電極４６とからなるものである（例えばIE
EE TRANSACTION ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES,
vol. 41, No.6/7, pp.1075-1080, 1993参照）。

【０００５】ここで、基体４１はＧａＡｓからなり、出
力電極４２、接地電極４４および入力電極４６は、Ａｌ
とＴｉとの積層膜からなり、また、出力用圧電体４３お
よび入力用圧電体４５はＡｌＮからなっている。なお、
出力電極４２、接地電極４４および入力電極４６は、外
部との電気的接続を行うために、それぞれ引き出し電極
が形成されて接続されている。

【０００６】そして、フィルタは、入力電極４６と接地
電極４４とで入力用圧電体４５を挟持してなる入力振動
体４７と、出力電極４２と接地電極４４とで出力用圧電
体４３を挟持してなる出力用振動体４８とから構成され
ており、換言すれば、２組の圧電薄膜振動子が上下に当
接して形成されている。この２つの振動体４７、４８
は、互いに音響的に結合されているため、高周波からな
る入力信号に対して入力振動体が振動すると、その振動
が一定の周波数の時にのみ出力振動体４８が振動し、特
定の周波数を取り出すことができる。

【０００７】したがって、積層型ＢＡＷフィルタによ
り、高周波数に対応した小型化のフィルタを得ることが
可能であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記文
献の積層型ＢＡＷフィルタでは、出力用圧電体４３と入
力用圧電体４５とが、電気機械結合係数が小さいＡｌＮ
で構成されているため、フィルタの帯域幅が狭く、選択
できる周波数領域が狭いという問題があった。

【０００９】そこで、ＡｌＮの代わりに電気機械結合係
数の高い強誘電体を用いれば良いが、積層型ＢＡＷフィ
ルタの厚みは、２μｍ程度と薄いため、振動空間Ａ上に
形成された場合には、強度の低い強誘電体では薄膜にク
ラックが生じたり、破壊されるという問題があった。

【００１０】また、強誘電体はＡｌＮなどに比べて音速
が小さく、ＡｌＮを用いた積層型ＢＡＷフィルタと同程
度のフィルタ周波数を実現するためには、強誘電体の膜
みをＡｌＮの厚みの半分以下にする必要があり、ますま
す機械的強度が小さくなるという問題があった。

【００１１】また逆に、強誘電体の厚みを大きくして膜
全体の強度を高めた場合、厚み縦振動を用いるＢＡＷフ
ィルタの共振周波数が低下し、その結果、フィルタとし
て対応できる周波数が低下してしまうという問題があっ
た。

【００１２】したがって、本発明の目的は、機械的に信
頼性が高く、高周波数に対応でき、帯域幅の広い積層型
ＢＡＷフィルタを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の積層型フィルタ
は、振動空間を有する基体上に、前記振動空間を被覆す
るように出力電極、出力用圧電体、接地電極、入力用圧
電体、入力電極が順次積層されてなる積層型フィルタに
おいて、前記出力用圧電体および前記入力用圧電体が強
誘電体からなり、前記入力用圧電体および／または前記
出力用圧電体が分極方向の異なる複数の圧電体の積層体
からなることを特徴とするもので、これにより広帯域な
積層型ＢＡＷフィルタを実現し、かつ、フィルタの膜み
を大きくしても周波数を低下することなく、機械的強度
を高めることができる。

【００１４】特に、前記複数の圧電体の各々の厚みが、
１μｍ以下であることが好ましく、ＧＨｚ帯の周波数に
対応することができる。

【００１５】さらに、強誘電体の厚み縦振動モードの結
合係数が６％以上であることが好適であり、周波数の帯
域幅を広くすることができる。また、圧電体がＰｂＺｒ
ＴｉＯ₃系および／またはＰｂＴｉＯ₃系圧電材料からな
ることが好ましく、これによりさらに広帯域のフィルタ
を実現できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の積層型フィルタは、図１
に示すように、基体１上に振動空間Ａに面するように、
出力電極２が設けられており、さらに、出力電極２上に
出力用圧電体３、接地電極４、入力用圧電体５および入
力電極６が順次設けられている。

【００１７】そして、出力用圧電体３は、２つの圧電体
３ａ、３ｂと分極用電極２ａから構成され、２つの圧電
体３ａ、３ｂとで分極用電極２ａを挟持するように設け
られている。圧電体３ａおよび３ｂは、図１に示した矢
印のように、互いに逆向きの分極方向を有している。

【００１８】さらに、接地電極４と入力電極６で入力用
圧電体５を挟持して入力用振動体７が形成されており、
また一方では、出力電極２と接地電極４とで出力用圧電
体３を挟持するように出力振動体８が形成されている。

【００１９】このような構成の積層型フィルタの入力電
極６に印加した高周波信号に対して、入力用振動体７が
振動する。そして、特定の周波数の場合において、出力
用振動体８が共振し、出力電極２に出力が得られる。こ
のとき、出力用振動体８における圧電体３ａおよび３ｂ
は、それぞれ半波長の定在波が形成されており、その周
波数は圧電体３ａまたは３ｂの膜厚により決定される。

【００２０】本発明に用いられる圧電体は、強誘電体で
あることが重要である。すなわち、強誘電体ではない典
型的な圧電体であるＺｎＯ、ＡｌＮにおいては外部電界
による分極反転は不可能であり、実質上分極の制御は困
難である。しかし、圧電体が強誘電体であれば、分極軸
の向きを分極用電極を用いて容易に逆向きにできるた
め、分極方向の異なる圧電体を積層させることにより、
各圧電体に半波長の定在波を固定させることができる。
なお、接地電極４を挟む入力用圧電体５と圧電体３ａと
の分極方向は、同一でも反対でもかまわない。しかし、
損失を考慮すると、図１に矢印で示したように、分極方
向はお互いに反対であることが好ましい。

【００２１】したがって、図１のように、出力用圧電体
３の厚さが入力用圧電体５の厚さの２倍（または整数
倍）であっても、ＧＨｚ帯という高周波での共振が可能
となり、その結果、フィルタとして帯域幅を広く取るこ
とができ、また、厚さを大きくできるので機械的信頼性
を改善することができる。すなわち、出力用圧電体３
は、２層の圧電体３ａ、３ｂからなる積層体となってお
り、図５の従来構造に比べて同じ周波数を得ながら、し
かもフィルタ全体の厚みが大きい分だけフィルタの強度
を向上でき、安定した動作を得ることができ、また寿命
も長くすることができる。

【００２２】また、それぞれ一定方向に分極された複数
の圧電体厚みが、各々１μｍ以下であることが好まし
い。すなわち、図１における圧電体３ａ、３ｂおよび入
力用圧電体５の膜厚が１μｍ以下であることが好まし
い。これは、圧電体の振動周波数が膜厚に依存するため
であり、膜厚が小さいほど周波数が大きくなり、膜厚が
大きくなると周波数が小さくなるからである。そして、
ＧＨｚ帯でフィルタを使用されるためには、個々の圧電
体の膜厚を１μｍ以下にする必要がある。

【００２３】さらに、各々の圧電体の膜厚が略同一であ
ることが望ましい。図１においては、圧電体３ａ、３ｂ
および入力用圧電体５の膜厚が略同一になることが望ま
しい。これは、フィルタとして使用される周波数が入力
用圧電体の膜厚で決まり、効率よく出力用圧電体が共振
するためには、出力用圧電体の各々の層厚が入力用圧電
体の厚さと等しいとき最も効率よく共振するからであ
る。

【００２４】圧電体は、厚み縦振動の電気機械結合係数
が６％以上であることが好ましく、それを実現するため
には、圧電体材料にＰｂＺｒＴｉＯ₃系および／または
ＰｂＴｉＯ₃系圧電材料を用いることが望ましい。Ｐｂ
ＺｒＴｉＯ₃系圧電材料は、電気機械結合係数が大き
く、また、抗電界が比較的小さい為、分極を効率よく行
うことができるため、大きな電気機械結合係数が容易に
得られ、広帯域なフィルタを実現できる。また、ＰｂＴ
ｉＯ₃系圧電材料は、電気機械結合係数はＰｂＺｒＴｉ
Ｏ₃系圧電材料に比べ若干小さいものの、フィルタの挿
入損失を左右する機械的品質係数が大きく、広帯域で低
損失なフィルタを実現できる。

【００２５】ＰｂＺｒＴｉＯ₃系および／またはＰｂＴ
ｉＯ₃系圧電材料からなる出力用圧電体３ａ、３ｂおよ
び入力用圧電体５は、高周波マグネトロンスパッタ法等
の気相成膜法やゾルゲル法等の溶液法で形成できる。

【００２６】出力電極２、分極用電極２ａ、接地電極４
および入力電極６には、付着強度の点でＡｌ、Ｐｔまた
はＡｕが望ましい。また圧電体膜形成の容易さの点で、
ＰｔまたはＡｕが特に好ましい。出力電極２、分極用電
極２ａ、接地電極４および入力電極６の膜厚は、フィル
タ周波数に影響を小さくするとともに、導電性を確保す
るために、２０〜３００ｎｍの範囲とすることが望まし
い。また、電気抵抗と質量負荷効果を考慮すると、特に
５０〜２００ｎｍが望ましい。なお、電極材料と圧電体
材料との密着性を向上するために、５〜５０ｎｍ、特に
１０〜３０ｎｍの膜厚で、Ｔｉなどの密着層を電極材料
と圧電材料との間に形成しても差し支えない。

【００２７】出力電極２、分極用電極２ａ、接地電極４
および入力電極６は、高周波マグネトロンスパッタ法等
の気相成膜法により形成できる。

【００２８】基体１は、砒化ガリウム（単結晶）、シリ
コンまたはサファイアなどであり、基体１表面に形成す
る圧電体の表面が平滑になるために、十分な平坦度と表
面粗さ、例えば１μｍ以下の平坦度とＲａ０．１μｍ以
下の表面粗さを保有していれば、特に材料を限定するも
のではない。

【００２９】また、基体１は、ＫＯＨ等を用いた化学的
エッチング法や、反応性イオンエッチング法等を用いた
エッチングにより、振動空間Ａが設けられている。な
お、基体１の振動空間Ａとは、出力用振動体８の振動を
基体１に伝達しないための空間を言い、基体１に貫通孔
を形成したり、基体１の出力電極２を形成する部分に凹
状の窪みを形成したりすることにより作製される。

【００３０】以上のように構成された本発明の積層型フ
ィルタでは、入力用圧電体および／または出力用圧電体
を、分極軸の向きが互いに逆方向の２層以上の強誘電体
からなる積層体とすることにより、フィルタの厚みが大
きくなっても、低損失で広帯域な高周波用フィルタが実
現でき、フィルタの機械的強度を改善できる。

【００３１】図２は本発明の他の例を示すものであり、
基体１１上に振動空間Ａに面するように、出力電極１２
が設けられており、さらに、出力電極１２上に出力用圧
電体１３、接地電極１４、入力用圧電体１５および入力
電極１６が順次設けられている。ここで、出力電極１
２、接地電極１４および入力電極１６は、外部との電気
的接続を行うために、それぞれ引き出し電極が形成され
て接続されている。

【００３２】そして、出力用圧電体１３は、３つの圧電
体１３ａ、１３ｂおよび１３ｃと、２つの分極用電極１
２ａおよび１２ｂから構成されている。圧電体１３ａ、
１３ｂおよび１３ｃは、図２に示した矢印のように、互
いに逆向きの分極方向を有している。なお、入力用圧電
体１５は、接地電極１４を挟んだ圧電体１３ａと逆向き
の分極方向を有している。また、出力用圧電体１３を構
成する３つの圧電体１３ａ、１３ｂおよび１３ｃと入力
用圧電体１５の厚さは、それぞれ１μｍ以下であること
が好ましい。

【００３３】さらに、接地電極１４と入力電極１６で入
力用圧電体１５を挟持して入力用振動体１７が形成され
ており、また一方では、出力電極１２と接地電極１４と
で出力用圧電体１３を挟持するように出力振動体１８が
形成されている。

【００３４】出力用振動体１３は、３層の積層体となっ
ており、フィルタ全体の厚みが大きくなっているため、
図１の２層の場合と同じ周波数を得ながら、しかもフィ
ルタの強度をさらに向上することができる。

【００３５】図３は本発明のさらに他の例を示すもので
あり、基体２１上に振動空間Ａに面するように、出力電
極２２が設けられており、さらに、出力電極２２上に出
力用圧電体２３、接地電極２４、入力用圧電体２５およ
び入力電極２６が順次設けられている。ここで、出力電
極２２、接地電極２４および入力電極２６は、外部との
電気的接続を行うために、それぞれ引き出し電極が形成
されて接続されている。

【００３６】そして、入力用圧電体２５は、２つの圧電
体２５ａおよび２５ｂと分極用電極２６ａから構成され
ている。圧電体２５ａおよび２５ｂは、図３に示した矢
印のように、互いに逆向きの分極方向を有している。な
お、出力用圧電体２３は、接地電極２４を挟んだ圧電体
２５ｂと逆向きの分極方向を有している。

【００３７】さらに、接地電極２４と入力電極２６で入
力用圧電体２５を挟持して入力用振動体２７が形成され
ており、また一方では、出力電極２２と接地電極２４と
で出力用圧電体２３を挟持するように出力振動体２８が
形成されている。ここで、入力用圧電体２５は２層の圧
電体２５ａおよび２５ｂの積層体で、出力用圧電体２３
は１層であり、図１のフィルタと同様に、低損失で広帯
域な高周波用フィルタが実現でき、フィルタの機械的強
度を改善できる図４は本発明のさらに他の例を示すものであり、基体３
１と、該基体３１表面上の振動空間に面するように出力
電極３２が設けられており、さらに、出力電極３２上に
出力用圧電体３３、接地電極３４、入力用圧電体３５お
よび入力電極３６が順次設けられている。ここで、出力
電極３２、接地電極３４および入力電極３６は、外部と
の電気的接続を行うために、それぞれ引き出し電極が形
成されて接続されている。

【００３８】そして、入力用圧電体３５は、２つの圧電
体３５ａおよび３５ｂと分極用電極３６ａから構成され
ており、出力用圧電体３３は、３つの圧電体３３ａ、３
３ｂおよび３３ｃと分極用電極３２ａおよび３２ｂから
構成されている。また、圧電体３３ａ、３３ｂ、３３
ｃ、３５ａおよび３５ｂは、図４に示した矢印のよう
に、互いに逆向きの分極方向を有している。

【００３９】さらに、接地電極３４と入力電極３６で入
力用圧電体３５を挟持して入力用振動体３７が形成され
ており、また一方では、出力電極３２と接地電極３４と
で出力用圧電体３３を挟持するように出力振動体３８が
形成されている。入力用圧電体３５は、２層の圧電体３
５ａおよび３５ｂの積層体からなり、出力用圧電体３３
は３層の圧電体３３ａ、３３ｂおよび３３ｃの積層体か
らなり、全体で５層の圧電体を有し、さらに一層機械強
度にすぐれた高周波域のフィルタを実現できる。

【００４０】

【実施例】実施例１図１に示す積層型ＢＡＷフィルタを作製した。まず、Ｓ
ｉ基板の両面に、減圧ＣＶＤ法により窒化珪素膜（以後
ＳＮ膜という）を形成した。この基体１上に、出力電極
２を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタ法によりＴｉ
を形成し、その上にＡｕ膜を形成した。すなわち、Ｔｉ
はＲＦパワー３００Ｗ、Ａｕは１００Ｗで、Ａｒをスパ
ッタガスとして基板温度５００℃で作製した。Ｔｉ、Ａ
ｕの膜厚は各々３０ｎｍ、１５０ｎｍであり、このＡ
ｕ、Ｔｉ電極をフォトリソグラフ法と化学的エッチング
法により、所望の形状に加工した。

【００４１】次に、作製したＴｉ、Ａｕ膜の上に、圧電
体３ｂとしてＰｂＺｒＴｉＯ₃膜をゾルゲル法により、
以下のように形成した。

【００４２】１ｍｏｌ／ｌ濃度ゾルゲル溶液をスピンコ
ート法により塗布し、３６０℃で１分間熱処理してゲル
膜を作製した。塗布、熱処理を５回繰返した後、７００
℃で４分間焼成した。溶液塗布、熱処理によるゲル膜形
成工程をさらに５回繰り返し、７００℃で５分間焼成し
た。得られたＰｂＺｒＴｉＯ₃の膜厚は７００ｎｍであ
った。

【００４３】ゾルゲル溶液は、以下のように作製した。
酢酸Ｐｂ無水物、Ｚｒイソプロポキシド、Ｔｉイソプロ
ポキシドを出発原料とし、２−メトキシエタノールを溶
媒として作製した。Ｚｒ、Ｔｉ原料を、溶媒の２−メト
キシエタノールと混合、溶解し、１ｍｏｌ／ｌ濃度のＺ
ｒ、Ｔｉ溶液を作製した。所望の組成比でＺｒ及びＴｉ
溶液を混合し、酢酸鉛と溶媒を混合し、１２４℃で２時
間還流処理を行った。室温へ冷却後、所定量のアセチル
アセトンを添加・混合してゾルゲル溶液を作製した。

【００４４】次に、フォトリソグラフ法と化学エッチン
グ法により、圧電体３ｂを所望の形状に加工した。そし
て、圧電体３ｂの上に、分極電極２ａとしてＴｉとＡｕ
をＲＦマグネトロンスパッタ法により形成し、フォトリ
ソグラフ法と化学的エッチング法により、所望の形状に
加工した。スパッタ条件は、それぞれＲＦパワー３００
Ｗと１００Ｗで、Ａｒをスパッタガスとして基板温度３
００℃で作製した。膜厚はＴｉが１０ｎｍ、Ａｕが５０
ｎｍである。

【００４５】さらに、分極電極２ａの上に、ゾルゲル法
によりＰｂＺｒＴｉＯ₃膜からなる圧電体３ａを作製し
た。作製条件は圧電体３ｂと同様である。次いで、圧電
体３ａをフォトリソグラフ法と化学エッチング法によ
り、所望の形状に加工した。

【００４６】次に、圧電体３ａの上に、接地電極４とし
てＴｉとＡｕをＲＦマグネトロンスパッタ法により形成
し、フォトリソグラフ法と化学的エッチング法により、
所望の形状に加工した。スパッタ条件は、それぞれＲＦ
パワー３００Ｗと１００Ｗで、Ａｒをスパッタガスとし
て基板温度３００℃で作製した。膜厚はＴｉが１０ｎ
ｍ、Ａｕが１５０ｎｍである。

【００４７】さらに、接地電極４の上に、ゾルゲル法に
よりＰｂＺｒＴｉＯ₃膜からなる入力用圧電体５を作製
した。作製条件は圧電体３ｂと同様である。次いで、フ
ォトリソグラフ法と化学的エッチング法により、入力用
圧電体５を所望の形状に加工した。

【００４８】最後に、入力用圧電体５の上に、入力電極
６としてＡｌをＲＦマグネトロンスパッタ法により形成
し、フォトリソグラフ法と化学的エッチング法により所
望の形状に加工した。スパッタ条件は、ＲＦパワー３０
０Ｗ、Ａｒをスパッタガスとして基板温度１００℃であ
る。膜厚は１００ｎｍである。

【００４９】次に、電極、圧電体を形成加工した面と反
対の基板面に減圧ＣＶＤで形成した窒化珪素膜を、フォ
トレジスト法とＲＩＥを用いてパターニングし、専用治
具を用いることによりＫＯＨ溶液によりＳｉ基板をエッ
チング除去し、基体にビアホールを形成し、フィルタ構
造を作製した。

【００５０】最後に、各圧電体３ａ、３ｂ、５が互いに
逆方向の分極軸方向を示すように分極した。分極条件
は、８０℃、ＤＣ電圧１０Ｖ、１０秒間である。

【００５１】得られた積層型ＢＡＷフィルタのフィルタ
特性は、ＲＦネットワークアナライザＨＰ８７１９Ｃ
（ヒューレットパッカード社製）と、ＲＦマイクロプロ
ーブを用い、Ｓ２１の周波数特性を測定する事により評
価した。−３ｄＢの周波数幅を帯域幅とした。また、機
械的強度は、４インチＳｉウエハ上に５０個の素子を形
成し、破損せず、正常に作動した素子数で評価した。

【００５２】その結果、約２ＧＨｚでフィルタ特性を示
し、７５ＭＨｚの帯域幅が得られた。また、機械的強度
については、５０素子中、破損した素子数は６個であ
り、４４個のフィルタが得られた。実施例２図２に示す積層型フィルタを作製した。作製方法は実施
例１と同様であった。また、得られた積層型フィルタを
実施例１と同様に評価した。

【００５３】その結果、約２ＧＨｚでフィルタ特性を示
し、７３ＭＨｚの帯域幅が得られた。また、機械的強度
については、５０素子中、破損した素子数は４個であ
り、４６個のフィルタが得られた。実施例３図３に示す積層型フィルタを、ＰｂＴｉＯ₃を用いて作
製した。作製方法は実施例１と同様であった。また、得
られた積層型フィルタを実施例１と同様に評価した。

【００５４】その結果、約２ＧＨｚでフィルタ特性を示
し、６５ＭＨｚの帯域幅が得られた。また、機械的強度
については、５０素子中、破損した素子数は５個であ
り、４５個のフィルタが得られた。実施例４図４に示す積層型フィルタを作製した。作製方法は実施
例１と同様であった。また、得られた積層型フィルタを
実施例１と同様に評価した。

【００５５】その結果、約２ＧＨｚでフィルタ特性を示
し、７０ＭＨｚの帯域幅が得られた。また、機械的強度
については、５０素子中、破損した素子数は１個であ
り、４９個のフィルタが得られた。比較例１図５に示す従来の積層型フィルタを、ＡｌＮを用いて以
下のように作製した。まず、減圧ＣＶＤ法でＳｉ基板の
両面に形成した窒化珪素膜上に、出力電極４２としてＡ
ｌをＲＦスパッタ法により形成し、フォトリソグラフ法
と化学的エッチング法により加工した。基板温度２００
℃で、ＲＦパワー３００Ｗ，Ａｒガスをスパッタガスと
して用いて成膜した。膜厚は１００ｎｍであった。

【００５６】次に、ＲＦマグネトロンスパッタ法によ
り、ＡｌＮを成膜し、出力用圧電体４３を形成した。Ａ
ｌターゲットを用い、基板温度は２００℃、ＲＦパワー
４００Ｗ、Ｎガスをスパッタガスとして作製した。次い
で、フォトリソグラフ法と化学的エッチング法により、
出力用圧電体４３を所望の形状に加工した後、接地電極
４４としてＡｌ膜を出力電極４２と同様に形成した。

【００５７】さらに、その上にＲＦマグネトロンスパッ
タ法によりＡｌＮを出力用圧電体４３と同様に成膜し、
入力用圧電体４５を形成した後、出力電極４６としてＡ
ｌ膜を出力電極４２と同様に形成した。

【００５８】最後に、フォトリソグラフ法と、化学的エ
ッチング法により入力圧電体４５を加工し、積層型フィ
ルタを作製した。また、得られた積層型フィルタを実施
例１と同様に評価した。

【００５９】その結果、約２ＧＨｚでフィルタ特性を示
し、２５ＭＨｚの帯域幅が得られた。また、機械的強度
については、５０素子中、破損した素子数は１個であ
り、４９個のフィルタが得られた。比較例２図５に示す積層型フィルタを、ＰｂＺｒＴｉＯ₃を用い
て作製した。すなわち、出力用圧電体４３および入出力
用圧電体４５としていずれも７００ｎｍの厚さのＰｂＺ
ｒＴｉＯ₃膜を形成し、出力電極４２、接地電極４４お
よび入力電極４６としてＴｉ、Ａｕ膜を形成した。作製
方法は実施例と同様に行った。また、得られた積層型フ
ィルタを実施例１と同様に評価した。

【００６０】その結果、約２ＧＨｚでフィルタ特性を示
し、７７ＭＨｚの帯域幅が得られた。しかし、機械的強
度については、５０素子中、破損した素子数は４７個で
あり、わずか３個のフィルタが得られた。比較例３図５に示す積層型フィルタを、ＰｂＺｒＴｉＯ₃を用い
て作製した。比較例２と同様な構造で、入力用圧電体４
５の厚さは７００ｎｍであるが、出力用圧電体４３の厚
さを２０００ｎｍとした。また、得られた積層型フィル
タを実施例１と同様に評価した。

【００６１】その結果、２ＧＨｚでのフィルタ特性を示
したが、４０ＭＨｚの帯域幅しか得られなかった。ま
た、機械的強度については、５０素子中、破損した素子
数は１個であり、４９個のフィルタが得られた。

【００６２】

【発明の効果】本発明の積層型フィルタは、音響結合型
の積層型フィルタにおいて、圧電体に強誘電体を用いる
と共に、分極軸方向が互いに逆向きの圧電体を積層する
ことにより、機械的に信頼性が高く、高周波数に対応で
き、帯域幅の広い積層型ＢＡＷフィルタを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層型フィルタの構造を示す断面図で
ある。

【図２】本発明の他の積層型フィルタの構造を示す断面
図である。

【図３】本発明のさらに他の積層型フィルタの構造を示
す断面図である。

【図４】本発明のさらに他の積層型フィルタの構造を示
す断面図である。

【図５】従来の積層型フィルタの構造を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・基体２・・・出力電極２ａ・・・分極用電極３・・・出力用圧電体３ａ、３ｂ・・・圧電体４・・・接地電極５・・・入力用圧電体６・・・入力電極７・・・入力用振動体８・・・出力用振動体Ａ・・・振動空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動空間を有する基体上に、前記振動空間
を被覆するように出力電極、出力用圧電体、接地電極、
入力用圧電体、入力電極が順次積層されてなる積層型フ
ィルタにおいて、前記出力用圧電体および前記入力用圧
電体が強誘電体からなり、前記入力用圧電体および／ま
たは前記出力用圧電体が分極方向の異なる複数の圧電体
の積層体からなることを特徴とする積層型フィルタ。
【請求項２】前記複数の圧電体の各々の厚みが、１μｍ
以下であることを特徴とする請求項１記載の積層型フィ
ルタ。
【請求項３】強誘電体の厚み縦振動モードの結合係数が
６％以上であることを特徴とする請求項１乃至２のうち
いずれかに記載の積層型フィルタ。
【請求項４】圧電体がＰｂＺｒＴｉＯ₃系および／また
はＰｂＴｉＯ₃系圧電材料からなることを特徴とする請
求項１乃至３のうちいずれかに記載の積層型フィルタ。