JP2005176332A - 圧電素子、および複合圧電素子、ならびにそれらを用いたフィルタ、共用器、通信機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の圧電素子は、基板21と、下部電極層と、圧電体層と、上部電極層23と、圧電振動部の下に形成された空洞部と、二以上の架橋部2a,2bとを備える。二以上の架橋部2a,2bは、圧電振動部における積層方向への投影において、圧電振動部を通るいかなる線分に対しても互いに線対称とならないように、および/または、圧電振動部内のいかなる点に対しても互いに点対称とならないように、形成されている。
【選択図】図1A
Description
図1Aは、本発明の第1の実施形態に係る圧電素子20の上面図である。図1Bは、図1AにおけるB−B線に沿う第1の実施形態に係る圧電素子20の断面図である。図1Cは、下部電極層の近傍を抜き出して描いた平面図である。
図4Aは、本発明の第2の実施形態に係る圧電素子20cの上面図である。図4Bは、図4Aに示すX−X線に沿う第2の実施形態に係る圧電素子20cの断面の第1の例を示す図である。図4Cは、図4Aに示すX−X線に沿う第2の実施形態に係る圧電素子20cの断面の第2の例を示す図である。図4Dは、図4Aに示すX−X線に沿う第2の実施形態に係る圧電素子20cの断面の第3の例を示す図である。
本発明の第3の実施形態は、本発明の第1の実施形態の変形例である。
本発明の第4の実施形態は、本発明の第2の実施形態の変形例である。
本発明の第5の実施形態は、本発明の第1の実施形態における圧電振動部の形状を種々に変形した例である。
図8Aは、本発明の第6の実施形態に係る圧電素子20gの上面図である。図8Bは、図8AにおけるB−B線に沿う第6の実施形態に係る圧電素子20gの断面図である。図8Cは、下部電極層の近傍を抜き出して描いた平面図である。
図11Aは、本発明の第7の実施形態に係る圧電素子20iの上面図である。図11Bは、図11AにおけるB−B線に沿う圧電素子20iの断面図である。第7の実施形態に係る圧電素子20iは、以下の点を除いて、第6の実施形態に係る圧電素子20gと同様である。
図13Aは、本発明の第8の実施形態に係る複合圧電素子20jの上面図である。第8の実施形態に係る複合圧電素子20jは、フィルタである。複合圧電素子20jは、互いに共振周波数が異なるあるいは同一の少なくとも二つの圧電素子20k,20lを備える。圧電素子20kと圧電素子20lとは、それぞれ下部電極層同士を電気的に接続するために、配線電極3bを一体化または連結している。圧電素子20kおよび圧電素子20lは、たとえば、図8Aや図11Aに示す圧電素子である。圧電素子20kおよび圧電素子20lの構造については、図8Aおよび図11Aを参照しながら既に説明しているので、ここでは繰り返して説明しない。
第8の実施形態では、リング状の中継用電極を有する圧電素子を用いて複合圧電素子を構成する場合を示したが、本発明は、これに限定されるものではない。第9の実施形態では、中継用電極を有さない第1の実施形態に係る圧電素子を用いて、複合圧電素子を構成してもよい。
本発明は、ミラー型の圧電素子にも適用される。図23は、本発明の第10の実施形態に係るミラー型の圧電素子の断面図である。図23において、ミラー型の圧電素子100は、上部電極層101と、圧電体層102と、下部電極層103と、ミラー層104と、第1の接合部105aと、第2の接合部105bと、第1の配線電極106aと、第2の配線電極106bと、基板107とを備える。上部電極層101と、圧電体層102と、下部電極層103とによって、圧電振動部が形成される。
次に、本発明の圧電素子をラダー型フィルタに適用した構成について、図24を用いて説明を行う。
第12の実施形態では、上記実施形態に係る圧電素子を用いたアンテナ共用器及び通信機器の構成について説明する。
2a,2b 架橋部
3a 第1の配線電極
3b 第2の配線電極
4a 第1の端子電極
4b 第2の端子電極
20 圧電素子
21 基板
22 圧電体層
23 上部電極層
24 下部電極層
25 空洞部
Claims (17)
- 圧電素子であって、
基板と、
前記基板の上方に積層された下部電極層と、
前記下部電極層の上方に積層された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に積層された上部電極層と、
前記下部電極層、前記圧電体層、および前記上部電極層によって構成される圧電振動部の下に形成された空洞部と、
前記圧電振動部の周縁の一部から延び、前記空洞部の上方で、前記圧電振動部を前記基板に支持するための二以上の架橋部とを備え、
前記二以上の架橋部は、前記圧電振動部における積層方向への投影において、前記圧電振動部を通るいかなる線分に対しても互いに線対称とならないように、および/または、前記圧電振動部内のいかなる点に対しても互いに点対称とならないように、形成されていることを特徴とする、圧電素子。 - 前記空洞部は、前記基板を加工することによって形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の圧電素子。
- 前記空洞部は、前記基板の上に設けられた、当該空洞部を形成するための空洞形成層を加工することにより形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の圧電素子。
- 前記下部電極層、前記圧電体層、または前記上部電極層の少なくとも一つに接触するように設けられた誘電体層をさらに備える、請求項1に記載の圧電素子。
- 前記誘電体層は、前記基板と前記下部電極層との間に設けられていることを特徴とする、請求項4に記載の圧電素子。
- 前記架橋部は、前記下部電極層、前記圧電体層、前記上部電極層、および前記誘電体層からなる群から選ばれる少なくとも一つの層が延びて形成されていることを特徴とする、請求項4に記載の圧電素子。
- 前記下部電極層、前記圧電体層、前記上部電極層、および前記誘電体層からなる群から選ばれる少なくとも一つの層は、前記空洞部の周縁部の少なくとも一部にまで延びて形成されていることを特徴とする、請求項4に記載の圧電素子。
- 前記二以上の架橋部は、
前記上部電極層から延びた部分を含む第1の架橋部と、
前記下部電極層から延びた部分を含む第2の架橋部とを含み、
当該圧電素子は、さらに、
前記基板の上方であって、前記上部電極層から延びた部分に電気的に接続されるように、前記空洞部の周縁部に設けられ、第1の端子電極に接続される第1の配線電極と、
前記基板の上方であって、前記下部電極層から延びた部分に電気的に接続されるように、前記空洞部の周縁部に設けられ、第2の端子電極に接続される第2の配線電極とを備える、請求項1に記載の圧電素子。 - 前記第1の配線電極は、前記積層方向への投影において、前記圧電振動部の中心と前記第1の架橋部の中心とを結ぶ第1の中心線と、前記圧電振動部の中心と前記第1の配線電極の中心とを結ぶ第2の中心線とが重ならないように、配置されており、
前記第2の配線電極は、前記積層方向への投影において、前記圧電振動部の中心と前記第2の架橋部の中心とを結ぶ第3の中心線と、前記圧電振動部の中心と前記第2の配線電極の中心とを結ぶ第4の中心線とが重ならないように、配置されていることを特徴とする、請求項8に記載の圧電素子。 - 前記第1の架橋部は、前記積層方向への投影において、当該第1の架橋部が前記圧電振動部と前記第1の配線電極との間に配置されないように、配置されており、
前記第2の架橋部は、前記積層方向への投影において、当該第2の架橋部が前記圧電振動部と前記第2の配線電極との間に配置されないように、配置されていることを特徴とする、請求項9に記載の圧電素子。 - 前記二以上の架橋部を介して前記空洞部の周縁まで延びた前記上部電極層に、電気的に接続された第1の中継用電極と、
前記二以上の架橋部を介して前記空洞部の周縁まで延びた前記下部電極層に、電気的に接続された第2の中継用電極とをさらに備える、請求項1に記載の圧電素子。 - 前記第1および第2の中継用電極の少なくとも一方は、前記空洞部の周縁に沿ってリング状もしくは枠状に設けられていることを特徴とする、請求項11に記載の圧電素子。
- 少なくとも二つの圧電素子が電気的に接続された複合圧電素子であって、
少なくとも一つの前記圧電素子は、
基板と、
前記基板の上方に積層された下部電極層と、
前記下部電極層の上方に積層された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に積層された上部電極層と、
前記下部電極層、前記圧電体層、および前記上部電極層によって構成される圧電振動部の下に形成された空洞部と、
前記圧電振動部の周縁の一部から延び、前記空洞部の上方で、前記圧電振動部を前記基板に支持するための二以上の架橋部とを備え、
前記二以上の架橋部は、前記圧電振動部における積層方向への投影において、前記圧電振動部を通るいかなる線分に対しても互いに線対称とならないように、および/または、前記圧電振動部内のいかなる点に対しても互いに点対称とならないように、形成されていることを特徴とする、複合圧電素子。 - 圧電素子であって、
基板と、
前記基板の上方に積層された下部電極層と、
前記下部電極層の上方に積層された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に積層された上部電極層と、
前記下部電極層、前記圧電体層、および前記上部電極層によって構成される圧電振動部の下に形成されたミラー層と、
前記上部電極層から延びた部分を含み、前記ミラー層上に形成された第1の配線電極に、電気的および機械的に接続するための第1の接合部と、
前記下部電極層から延びた部分を含み、前記ミラー層上に形成された第2の配線電極に、電気的および機械的に接続するための第2の接合部とを備え、
前記第1の接合部と第2の接合部とは、前記圧電振動部における積層方向への投影において、前記圧電振動部を通るいかなる線分に対しても互いに線対称とならないように、および/または、前記圧電振動部内のいかなる点に対しても互いに点対称とならないように、形成されていることを特徴とする、圧電素子。 - 複数の圧電素子を備えるフィルタであって、
少なくとも一つの前記圧電素子は、
基板と、
前記基板の上方に積層された下部電極層と、
前記下部電極層の上方に積層された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に積層された上部電極層と、
前記下部電極層、前記圧電体層、および前記上部電極層によって構成される圧電振動部の下に形成された空洞部と、
前記圧電振動部の周縁の一部から延び、前記空洞部の上方で、前記圧電振動部を前記基板に支持するための二以上の架橋部とを備え、
前記二以上の架橋部は、前記圧電振動部における積層方向への投影において、前記圧電振動部を通るいかなる線分に対しても互いに線対称とならないように、および/または、前記圧電振動部内のいかなる点に対しても互いに点対称とならないように、形成されていることを特徴とする、フィルタ。 - 複数の圧電素子を備えるフィルタで構成される共用器であって、
少なくとも一つの前記圧電素子は、
基板と、
前記基板の上方に積層された下部電極層と、
前記下部電極層の上方に積層された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に積層された上部電極層と、
前記下部電極層、前記圧電体層、および前記上部電極層によって構成される圧電振動部の下に形成された空洞部と、
前記圧電振動部の周縁の一部から延び、前記空洞部の上方で、前記圧電振動部を前記基板に支持するための二以上の架橋部とを備え、
前記二以上の架橋部は、前記圧電振動部における積層方向への投影において、前記圧電振動部を通るいかなる線分に対しても互いに線対称とならないように、および/または、前記圧電振動部内のいかなる点に対しても互いに点対称とならないように、形成されていることを特徴とする、共用器。 - 圧電素子を備える通信機器であって、
前記圧電素子は、
基板と、
前記基板の上方に積層された下部電極層と、
前記下部電極層の上方に積層された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に積層された上部電極層と、
前記下部電極層、前記圧電体層、および前記上部電極層によって構成される圧電振動部の下に形成された空洞部と、
前記圧電振動部の周縁の一部から延び、前記空洞部の上方で、前記圧電振動部を前記基板に支持するための二以上の架橋部とを備え、
前記二以上の架橋部は、前記圧電振動部における積層方向への投影において、前記圧電振動部を通るいかなる線分に対しても互いに線対称とならないように、および/または、前記圧電振動部内のいかなる点に対しても互いに点対称とならないように、形成されていることを特徴とする、通信機器。
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