JP2013187680A - 静磁波素子および静磁波装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 共振特性に優れた静磁波素子および静磁波装置を提供する。
【解決手段】静磁波素子１は、支持基板３の主面上に配置された磁性膜２と、支持基板３の主面上に磁性膜２の一部または全部を間に位置させて互いに対向するように配置された第１バスバー６および第２バスバー７と、第１バスバー６と第２バスバー７とを接続している１−２接続配線１０と、第１バスバー６を覆って配置された第１絶縁膜１４と、第２バスバー７を覆って配置された第２絶縁膜１５と、第１絶縁膜上に配置された第３バスバー８と、第２絶縁膜上に配置された第４バスバー９と、第３バスバー８と第４バスバー９とを接続している３−４接続配線１１と、を備えている。さらに、第１バスバー６と第４バスバー９とを接続している１−４電極指２１と、１−４電極指２１と互いに隣接し合うように配置された、第２バスバー７と第３バスバー８とを接続している２−３電極指２２とを備える構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フィルタを構成する共振子などに使用される静磁波素子および静磁波装置に関するものである。

従来より携帯電話をはじめとする無線通信機器などには、特定の周波数帯域の電気信号の取り出しなどを行うデバイスとして弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）を
利用したものが広く使用されている。

ＳＡＷデバイスは、圧電基板上にＩＤＴ（InterDigital Transducer）電極を形成した
構造をなしている。

近年、無線通信機器などではより高周波の電気信号を利用するようになってきており、例えば、２．５ＧＨｚ以上の周波数帯域を利用するようなものも考えられている。それに伴い携帯電話に使用されるフィルタなどにも高周波化に対応したものが求められる。

しかしながら、ＳＡＷを利用したデバイスにおいて、２．５ＧＨｚを超えるような高周波に対応させようとすると、ＩＤＴ電極を構成する電極指間の間隔を非常に狭くしなければならず、歩留まり良くＳＡＷデバイスを製造することが困難となってくる。また、電極指自体が小さくなることによって電気抵抗が増大し、例えば、フィルタの挿入損失などの要求特性を満たすことが困難となってくる。

一方、ＳＡＷを利用したものでなく磁性膜中を伝搬する静磁波を利用したデバイスが従来から知られている。静磁波を利用したデバイスは、支持基板と支持基板の主面に形成された磁性膜と、磁性膜上に形成された励振電極とから構成されている（例えば、特許文献１の図７参照）。

かかる静磁波を利用したデバイスは、静磁波の伝搬速度がＳＡＷよりも速いため、ＳＡＷを利用したデバイスよりも高周波化に対応しやすい。

特開平７−２２０９２３号公報

しかしながら従来の静磁波を利用したデバイスにおいては、フィルタを構成するための共振子として使用する観点からの十分な考察がなされておらず、いずれも十分な共振特性が得られるものとはいいがたい。

したがって十分な共振特性が得られる静磁波素子および静磁波装置が提供されることが望まれる。

本発明の一態様としての静磁波素子は、支持基板と、該支持基板の主面上に配置された磁性膜と、前記支持基板の主面上に前記磁性膜の一部または全部を間に位置させて互いに対向するように配置された第１バスバーおよび第２バスバーと、前記支持基板の主面上に
配置された、前記第１バスバーと前記第２バスバーとを電気的に接続している１−２接続配線と、前記第１バスバーを覆って配置された第１絶縁膜と、前記第２バスバーを覆って配置された第２絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に前記第１バスバーに並べて配置された第３バスバーと、前記第２絶縁膜上に前記第２バスバーに並べて配置された第４バスバーと、前記支持基板の主面上に配置された、前記第３バスバーと前記第４バスバーとを電気的に接続している３−４接続配線と、前記第１バスバーおよび前記第２バスバーが対向し合う方向に沿って前記磁性膜の主面上を通って配置された、前記第１バスバーと前記第４バスバーとを電気的に接続している少なくとも１つの１−４電極指と、前記第１バスバーおよび前記第２バスバーが対向し合う方向に沿って前記磁性膜の主面上を通って前記１−４電極指と互いに隣接し合うように配置された、前記第２バスバーと前記第３バスバーとを電気的に接続している少なくとも１つの２−３電極指とを備えたものである。

本発明の一態様としての静磁波素子は、支持基板と、該支持基板の主面上に配置された磁性膜と、前記支持基板の主面上に前記磁性膜の一部または全部を間に位置させて互いに対向するように配置された第１バスバーおよび第２バスバーと、前記支持基板の主面上に配置された、前記第１バスバーと前記第４バスバーとを電気的に接続している１−４接続配線と、前記第１バスバーを覆って配置された第１絶縁膜と、前記第２バスバーを覆って配置された第２絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に前記第１バスバーに並べて配置された第３バスバーと、前記第２絶縁膜上に前記第２バスバーに並べて配置された第４バスバーと、前記支持基板の主面上に配置された、前記第２バスバーと前記第３バスバーとを電気的に接続している２−３接続配線と、前記第１バスバーおよび前記第２バスバーが対向し合う方向に沿って前記磁性膜の主面上を通って配置された、前記第１バスバーと前記第２バスバーとを電気的に接続している少なくとも１つの１−２電極指と、前記第１バスバーおよび前記第２バスバーが対向し合う方向に沿って前記磁性膜の主面上を通って前記１−２電極指と互いに隣接し合うように配置された、前記第３バスバーと前記第４バスバーとを電気的に接続している少なくとも１つの３−４電極指とを備えたものである。

本発明の一態様としての静磁波装置は、静磁波素子と、該静磁波素子が実装された実装基板とを備えたものである。

上記の構成からなる静磁波素子および静磁波装置によれば、共振子を構成する複数の電極指において、隣接する電極指に流れる電流の向きを互い違いにすることができるため、共振周波数と反共振周波数との周波数差を大きくすることができる。これにより、上記の構成からなる共振子を用いてフィルタを構成した場合には、広帯域かつ挿入損失の小さいフィルタとすることができる。

本発明の第１の実施形態に係る静磁波素子の平面図である。 図１の各一点鎖線における断面図である。 比較例の静磁波素子の平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る静磁波素子の製造方法を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ図４（ａ）のＢ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線における断面図である。 図４に続く本発明の第１の実施形態に係る静磁波素子の製造方法を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ図５（ａ）のＢ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線における断面図である。 図５に続く本発明の第１の実施形態に係る静磁波素子の製造方法を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ図６（ａ）のＢ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線における断面図である。 図６に続く本発明の第１の実施形態に係る静磁波素子の製造方法を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ図７（ａ）のＢ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線における断面図である。 図７に続く本発明の第１の実施形態に係る静磁波素子の製造方法を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ図８（ａ）のＢ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線における断面図である。 図８に続く本発明の第１の実施形態に係る静磁波素子の製造方法を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ図９（ａ）のＢ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線、Ｄ−Ｄ’線における断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る静磁波装置の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る静磁波素子の平面図である。 図１１の各一点鎖線における断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る静磁波素子および静磁波装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率などは現実のものとは必ずしも一致していない。

第２の実施形態以降において、既に説明された実施形態と共通または類似する構成については、既に説明された実施形態と共通の符号を用い、図示や説明を省略することがある。

＜第１の実施形態＞
（静磁波素子の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る静磁波素子１の平面図である。図２は図１の各一点鎖線における断面図であり、（ａ）は図１のIIａ−IIａ’線における断面図、（ｂ）はIIｂ−IIｂ’線における断面図、（ｃ）はIIｃ−IIｃ’線における断面図、（ｄ）はIIｄ−IIｄ’線における断面図、（ｅ）はIIｅ−IIｅ’線における断面図である。

静磁波素子１は、支持基板３と、支持基板３の主面上に設けられた磁性膜２と、支持基板３の主面および磁性膜２の主面に設けられた励振電極１６とを有している。励振電極１６は、第１バスバー６、第２バスバー７、第３バスバー８、第４バスバー９、１−２接続配線１０、３−４接続配線１１、複数の１−４電極指１２、複数の２−３電極指とから主に構成されている。これらの磁性膜２と励振電極１６とによって共振子が構成されている。

支持基板３の主面には、実際には共振子に高周波信号を入出力するためのパッドや共振子とパッドとを接続する配線などが形成されているが図示を省略している。また、図１では支持基板３の主面に１つの共振子が設けられている例を示しているが、実際には同じ構成からなる複数の共振子を設け、それらの共振子同士を接続することによって、例えばラダー型フィルタを構成している。フィルタの通過周波数帯域は、例えば、２．５ＧＨｚ〜６ＧＨｚである。

支持基板３は、例えば、シリコンなどの半導体材料、ガドリウム−ガリウム−ガーネット（ＧＧＧ）などの磁性材料、ガラスなどの絶縁材料からなる。支持基板３は、例えば、直方体状に形成されている。支持基板３の大きさは適宜に設定されてよいが、例えば、厚さ（ｚ方向の寸法）は０．２ｍｍ〜０．５ｍｍであり、１辺の長さ（ｘ方向またはｙ方向の寸法）は０．５ｍｍ〜３ｍｍである。

支持基板３の主面には、磁性膜２が形成されている。磁性膜２は、例えば、ニッケル鉄
合金（パーマロイ)、イットリウム−鉄−ガーネット（ＹＩＧ)などからなる。磁性膜２の厚みは、例えば、２０ｎｍ〜１００ｎｍである。磁性膜２には所定の方向に直流磁場が印加されており、これによって磁性膜２は磁化している。磁性膜２は後述するように支持基板３の主面のうち特定の領域のみに形成されている。

励振電極１６は、はしご型の形状からなる電極であり、第１バスバー６、第２バスバー７、第３バスバー８および第４バスバー９と、それらのバスバーに接続された複数の１−４電極指１２および２−３電極指１３と、所定のバスバー同士を接続する接続配線１０、１１とを有している。

第１バスバー６は、図２（ｂ）に示すように支持基板３の主面に配置されている。第１バスバー６は、例えば、平面視したときの形状がｘ方向に長く伸びた長方形状である。第１バスバー６の長さ（ｘ方向の寸法）、幅（ｙ方向の寸法）、厚み（ｚ方向の寸法）の一例を挙げると、順に５０μｍ〜８００μｍ、２μｍ〜１０μｍ、１００ｎｍ〜５００ｎｍである。

第２バスバー７は、図２（ｃ）に示すように支持基板３の主面に配置されている。また、第２バスバー７は図１に示すように、平面視したときに第１バスバー６に対して磁性膜２を間に挟んで第１バスバー６と対向するようにして配置されている。第２バスバー７の形状および大きさは、例えば第１バスバー６と同じである。

第３バスバー８は、図２（ｂ）に示すように第１絶縁膜１４を介して第１バスバー６と上下方向において重なるように配置されている。第３バスバー７の形状および大きさは、例えば第１バスバー６と同じである。なお、第１バスバー６と第３バスバー８とは、上下方向において重なっていない位置関係であってもよく、例えば、第１バスバー６と第３バスバー８とがｙ方向にずれて上下方向において重ならないように配置されていてもよい。

第４バスバー９は、図２（ｃ）に示すように第２絶縁膜１５を介して第２バスバー７と上下方向において重なるように配置されている。第４バスバー９の形状および大きさは、例えば第１バスバー６と同じである。なお、第２バスバー７と第４バスバー９とは、上下方向において重なっていない位置関係であってもよく、例えば、第２バスバー７と第４バスバー９とがｙ方向にずれて上下方向において重ならないように配置されていてもよい。

第１絶縁膜１４は、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、酸化珪素などからなる絶縁材料であり、図１に示すように第１バスバー６の一方端部を露出させた状態で第１バスバー６のほぼ全体を覆っている。第１絶縁膜１４の幅は第１バスバー６よりも大きくされており、その幅は、例えば１０μｍ〜２０μｍである。第１絶縁膜１４の厚みは、例えば、１μｍ〜８μｍである。

第２絶縁膜１５は、第１絶縁膜１４と同様にポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、酸化珪素などからなる絶縁材料であり、図１に示すように第２バスバー７の一方端部を露出させた状態で第２バスバー７のほぼ全体を覆っている。第２絶縁膜１５の幅は第２バスバー７よりも大きくされており、その幅は、例えば１０μｍ〜２０μｍである。第２絶縁膜１４の厚みは、例えば、１μｍ〜８μｍである。

第１バスバー６の一方端（ｘ方向の端）と、第２バスバー７の両端のうち第１バスバー６の一方端と同じ側に位置する一方端（ｘ方向の端）とは、支持基板３の主面に配置された１−２接続配線１０によって接続されている。これにより、第１バスバー６と第２バスバー７とが電気的に接続されることとなり、第１バスバー６と第２バスバー７とは同電位になる。

なお、図１では第１バスバー６と１−２接続配線１０との接続部において境界がわかるように図示しているが、実際は第１バスバー６と１−２接続配線１０とは同一材料によって一体的に形成されており、図示したような明確な境界があるわけではない。同様にして、同一材料からなる異なる部材間の接続部における境界も便宜上図示したものである。

第３バスバー８の一方端（−ｘ方向の端）と、第４バスバー９の両端のうち第３バスバー８の一方端と同じ側に位置する一方端（−ｘ方向の端）とは、支持基板３の主面に配置された３−４接続配線１１によって接続されている。これにより、第３バスバー８と第４バスバー９とが電気的に接続されるため第３バスバー８と第４バスバー９とは同電位になる。

ここで第３バスバー８は第１絶縁膜１４の上面に配置されているのに対し、３−４接続配線１１は支持基板３の主面に配置されているため、第３バスバー８と３−４接続配線１１は厚み方向（ｚ方向）にみて異なる位置に存在している。そこで第３バスバー８と３−４接続配線１１とを接続するために、図２（ｂ）に示すように第３バスバー８の３−４接続配線１１と接続される側の一方の端部は、第１絶縁膜１４の側面に沿って３−４接続配線１１に到達するように形成されている。第１絶縁膜１４の側面は図示したように支持基板３の主面に対し垂直になるように形成してもよいが、支持基板３の主面に向かうにつれて第１絶縁膜１４の側面が広がるように傾斜させてもよいし、側面と上面との角部が丸みを帯びるように形成するようにしてもよい。このようにして第１絶縁膜１４を形成することによって、この部分において第３バスバー８に段切れ発生するのを抑制することができる。

第４バスバー９も第２絶縁膜１５の上面に配置されているのに対し、３−４接続配線１１は支持基板３の主面に配置されているため、第４バスバー９と３−４接続配線１１は厚み方向にみて異なる位置に存在している。そこで第４バスバー９と３−４接続配線１１とを接続するために、図２（ｃ）に示すように第４バスバー９の３−４接続配線１１と接続される側の一方の端部は、第１絶縁膜１４の側面に沿って３−４接続配線１１に到達するように形成されている。第２絶縁膜１５についても、上述した第１絶縁膜１４と同様の理由により、支持基板３の主面に向かうにつれて側面が広がるように傾斜させてもよいし、側面と上面との角部が丸みを帯びるように形成するようにしてもよい。

一方、磁性膜２の上面には、図１に示すように複数の１−４電極指１２と複数の２−３電極指１３とが配置されている。これらの１−４電極指１２と２−３電極指１３とはｘ方向にみたときに１−４電極指１２と２−３電極指１３とが１本ずつ交互に位置するように配列されている。なお、１−４電極指１２と２−３電極指１３とは、それぞれの±ｙ方向における両端部が磁性膜２からはみだしており、一部は支持基板３の主面に位置している。

１−４電極指１２は、図２（ｄ）に示すように一方端（−ｙ方向の端）が第１バスバー６に接続され、他方端（ｙ方向の端）が第４バスバー９に接続されている。第４バスバー９と１−４電極指１２との接続は、１−４電極指１２の他方端部を第２絶縁膜１５の側面を伝って第２絶縁膜１２の上面に到達するように形成することによって行われる。

また、図１に示すように１−４電極指１２のうち第４バスバー９との接続部分は、磁性膜２の主面上に位置する部分である主要部分より幅が広くなっている。これにより１−４電極指１２の第２絶縁膜１５の側面に沿って形成された部分において段切れが発生するのを抑制して１−４電極指１２と第４バスバー９との間に接続不良が発生するのを抑制することができる。

２−３電極指１３は、図２（ｅ）に示すように一方端（ｙ方向の端）が第２バスバー７に接続され、他方端（−ｙ方向の端）が第３バスバー８に接続されている。第３バスバー８と２−３電極指１３との接続は、２−３電極指１３の他方端部を第１絶縁膜１４の側面を伝って第１絶縁膜１４の上面に到達するように形成することによって行なわれる。

また、図１に示すように２−３電極指１３のうち第３バスバー８との接続部分は、磁性膜２の主面上に位置する部分である主要部分より幅が広くなっている。これにより２−３電極指１３の第１絶縁膜１４の側面に沿って形成された部分において段切れが発生するのを抑制して２−３電極指１３と第３バスバー８との間に接続不良が発生するのを抑制することができる。

第１バスバー６と第４バスバー９とは電気的に接続されていないため、第１バスバー６と第４バスバー９には異なる電位が印加されることとなる。したがって第１バスバー６と第４バスバー９に接続されている１−４電極指１２には、高電位のバスバー側から低電位のバスバー側に電流Ｉが流れることとなる。例えば、ある瞬間において第１バスバー６が第４バスバー９に対して高電位となった場合は、図１に示すように第１バスバー６と第４バスバー９に接続されている１−４電極指１２には第１バスバー６から第４バスバー９に向かって電流Ｉが流れる。

また第２バスバー７と第３バスバー８についても第１バスバー６および第４バスバー９の関係と同様に互いに電気的に接続されていないため、第２バスバー７と第３バスバー８には異なる電位が印加されることとなる。したがって第２バスバー７と第３バスバー８に接続されている２−３電極指１３には、高電位のバスバー側から低電位のバスバー側に電流Ｉが流れることとなる。ここで第１バスバー６と第２バスバー７とは同電位であり、第３バスバー８と第４バスバー９とは同電位のため、第１バスバー６が第３バスバー８に対し高電位の場合には、第２バスバー７が第４バスバー９に対し高電位となる。よって、ある瞬間において第１バスバー６（第２バスバー７）が第４バスバー９（第３バスバー８）に対して高電位となった場合は、図１に示すように第２バスバー７と第３バスバー８に接続されている２−３電極指１３には第２バスバー７から第３バスバー８に向かって電流Ｉが流れる。

このようにして隣接する１−４電極指１２と２−３電極指１３には、互いに逆方向に同じ大きさの電流Ｉが流れることになる。

隣接する電極指同士において反対方向に電流が流れる場合、磁性膜２を伝搬する静磁波と電極指を流れる電流Ｉとの結合が最も強くなると考えられるのは、静磁波の波長をλとすると、隣接する電極指同士の中心間距離ｐをλ／２としたときである。そこで静磁波素子１では、１−４電極指８と２−３電極指９の中心間距離ｐ（図２（ａ））をλ／２に設定している。その中心間距離ｄは、例えば、２．５μｍ〜１２．５μｍである。

励振電極１６を上述のような構造とすることによって、共振特性、具体的には共振周波数と反共振周波数との差を大きくすることができる。この効果を図３に示す比較例の静磁波素子１’と比較しつつ説明する。

比較例の静磁波素子１’は、互いに対向配置される第１バスバー６および第２バスバー７と、第１バスバー６と第２バスバー７との間に配置された磁性膜２と、磁性膜２の主面に配置されるとともに第１バスバー６と第２バスバー７とに接続された複数の電極指１７とから構成されている。すなわち、比較例の静磁波素子１’は静磁波素子１と比較して、第１バスバー６の上に配置される第３バスバー８、第２バスバー７の上に配置される第4
バスバー９、第１バスバー６と第２バスバー７とを接続する１−２接続配線１０、第３バスバー７と第４バスバー８とを接続する３−４接続配線１１が存在しない。

このような構造からなる比較例の静磁波素子１’に高周波信号が入力されると、各電極指において電流は同じ方向に流れることとなる。すなわち、隣接する電極指同士において同じ方向に同じ大きさの電流Ｉが流れる。なお、図１では第１バスバー６が第２バスバー７よりも高電位になった瞬間における電流Ｉの向きを示している。

このように隣接する電極指において同じ方向に電流Iが流れる構造では、静磁波と電極
指を流れる電流Ｉとの結合が最も強くなると考えられるときの隣接する電極指間の中心間距離ｐはλ（λは磁性膜２を伝搬する静磁波の波長）であると考えられるが、その場合はλだけ離れた電極指の間に電極指がない分、静磁波と電流の結合が弱くなる。なお、λだけ離れた隣接する電極指の間に別の電極指を配置した場合は、共振を弱める静磁波が発生すると考えられるため静磁波と電流との結合が小さくなると予想される。

このように比較例の静磁波素子１’では、隣接する電極指の間の領域において磁性膜２を伝搬する静磁波と電極指を流れる電流Ｉとの結合がそれ程大きくなく、共振子の共振周波数と反共振周波数との差Δが小さくなることが予想される。差Δが小さくなると、この共振子を用いてフィルタを構成した場合に挿入損失特性が劣化するなどフィルタの電気的な特性劣化の要因となる。

これに対し、本実施形態の静磁波素子１では隣接する電極指において電流が反対方向に流れる構造となっているため、共振周波数における共振を最も大きくするようにλ／２ごとに電極指を配置することができる。よって、静磁波と電極指を流れる電流Ｉとの結合を大きくすることができ、共振子の共振周波数と反共振周波数との差Δを大きくすることができる。差Δが大きくなると、この共振子を用いてフィルタを構成した場合に、通過帯域が広く且つ低損失のフィルタとすることができる。

なお、図１などは模式図であることから数本の電極指を有する１対の櫛歯状電極を示しているが、実際にはこれよりも多数の電極指を有する複数対の櫛歯状電極が設けられてよい。

励振電極５は、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｌ−Ｃｕ合金などの導電性材料からなる。本実施形態の静磁波素子１においては、支持基板３の主面に位置している部分がＡｌ−Ｃｕ合金からなり、第１絶縁膜１４および第２絶縁膜１５の上面に位置している部分がＡｌとＣｒの積層構造からなる。励振電極５の厚みは、例えば、１００ｎｍ〜５００ｎｍである。

所定の方向に磁化された磁性膜２の主面において、所定の間隔で配置された複数の１−４電極指８および複数の２−３電極指９に電流が流れると各電極指の周りに高周波磁界が発生する。そうすると磁性膜２において、電子スピンによる磁気モーメントに歳差運動が発生し、その歳差運動を介してｘ方向に伝搬する静磁波が発生する。

静磁波には、表面静磁波モード（ＭＳＳＷ：MagnetoStatic Surface Wave）、体積前進静磁波モード（ＭＳＦＶＷ：MagnetoStatic Forward Volume Wave）、体積後退静磁波モ
ード（ＭＳＢＶＷ：MagnetoStatic Backward Volume Wave）の３つの基本モードが存在するが、直流磁場の方向を選択することによっていずれかのモードを選択することができる。具体的には、直流磁場の方向を磁性膜２の膜面（ｘｙ平面）に平行で、かつ静磁波の伝搬方向（ｘ方向）に対し垂直な方向（ｙ方向）に選ぶとＭＳＳＷの静磁波が発生する。また、直流磁場の方向を膜面に対し垂直で、かつ静磁波の伝搬方向に対しても垂直な方向（
ｚ方向）に選ぶとＭＳＦＶＷの静磁波が発生する。また、直流磁場の方向を膜面に対し平行で、かつ静磁波の伝搬方向に対しても平行な方向（ｘ方向）に選ぶとＭＳＢＶＷの静磁波が発生する。

静磁波素子１においてはＭＳＳＷを利用している。すなわち直流磁場はｙ方向に印加されている。直流磁場は、例えば、静磁波素子１の製造プロセスにおいて磁性膜２に対して印加される。あるいは静磁波素子１を搭載した静磁波装置に磁性膜２を挟む位置に一対の磁石を設けるようにしてもよい。

ここで支持基板３の主面のうち、第１バスバー６および第３バスバー８と第２バスバー７および第４バスバー８との間の領域および第１バスバー６と第２バスバー７との間の領領域を第１領域Ｔ１としたときに磁性膜２は、第１領域Ｔ１にのみ設けられている。第１領域Ｔ１に磁性膜２が設けられていることによって、１−４電極指８および２−３電極指９はそのほとんどが磁性膜２の上に配置されていることになる。

このように静磁波素子１では、磁性膜２が第１領域Ｔ１にのみ形成されていることから、第１バスバー６、第２バスバー７、第３バスバー８および第４バスバー９は支持基板３の主面上の領域のうち第１領域Ｔ１以外の領域である第２領域Ｔ２に位置することになる。すなわち、第１バスバー６、第２バスバー７、第３バスバー８および第４バスバー９の下には磁性膜２が存在しない。第１バスバー６〜第４バスバー９（特に支持基板３の主面に位置している第１バスバー６および第２バスバー７）の下にも磁性膜２が形成されているとすると、その部分の磁性膜２にはＭＳＳＷとは異なるモードの静磁波が発生したり、不要な磁気共鳴が発生することが懸念される。ＭＳＳＷとは異なるモードの静磁波や不要な磁気共鳴は、リップルなどの発生要因となり共振特性の劣化を招く。

これに対し、静磁波素子１によれば磁性膜２が第１領域Ｔ１にのみ形成されていることから、第１〜第４バスバーの直下領域においてＭＳＳＷとは異なるモードの静磁波の発生、あるいは不要な磁気共鳴の発生が抑制されるため共振特性の劣化を抑制することができる。よってこのような静磁波素子１を用いてフィルタを構成することによって損失を小さく抑えることができるなどフィルタの特性を向上させることができる。

また磁性膜２のｘ方向における端部は、複数の１−４電極指１２および複数の２−３電極指１３のうちｘ方向において端に位置する電極指の中心からλ／４だけ外側に位置している（図２（ａ））。すなわち、図２（ａ）における距離ｄはλ／４である。これによって磁性膜２のｘ方向における端において定在波が発生しやすいように静磁波の反射が起こり、静磁波素子１の共振を大きくすることができる。なお、距離ｄはλ／４＋ｎλ（ｎは正の整数）の範囲で変更されてよい。

（静磁波素子の製造方法）
図４〜図９は、静磁波素子１の製造方法を説明する断面図である。なお、図４〜図９の各図において（ａ）は平面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ（ａ）の平面図におけるＢ−Ｂ’線の断面図、Ｃ−Ｃ’線の断面図、Ｄ−Ｄ’線の断面図である。

静磁波素子１の製造方法に対応する図４〜図９の工程は、いわゆるウエハプロセスにおいて実現される。すなわち、分割されることによって支持基板３となる母基板を対象に、薄膜形成やフォトリソグラフィー法などが行われ、その後、ダイシングされることにより、多数個分の静磁波素子１が形成される。ただし、図４〜図９では、１つの静磁波素子１に対応する部分のみを図示する。

図４に示すように、まず、支持基板３の主面上には、磁性膜２が形成される。例えば、
支持基板３がシリコンからなり、磁性膜２がパーマロイからなる場合には、磁性膜２に対応する開口部を有するレジスト層を支持基板３の主面に形成し、その上からスパッタリング法、蒸着法などの薄膜形成方法によって、パーマロイの膜を形成する。その後、レジスト層を除去することにより磁性膜２が形成される。なお磁性膜２の形成方法はこれに限らず、メタルマスクを使用する方法、ドライエッチングを利用する方法なども可能である。

このように磁性膜２を形成した段階において、支持基板３を例えば一対の電磁石の間に配置するなどして磁性膜２の磁化を行う。このときに印加される磁場の大きさは、例えば、２Ｏｅ〜１０００Ｏｅである。

次に図５に示すように、支持基板３の主面または磁性膜２の主面に配置される第１バスバー６、第２バスバー７、１−２接続配線１０、３−４接続配線１１、１−４電極指１２の主要部分、２−３電極指１３の主要部分などが形成される。具体的には、まず、スパッタリング法、蒸着法またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などの薄膜形成法に
よって、支持基板３の主面および磁性膜２の主面に金属層が形成される。次に、金属層に対して、縮小投影露光機（ステッパー）とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置とを用いたフォトリソグラフィー法などによりパターニングが行われる。これにより、支持基板３の主面に第１バスバー６、第２バスバー７、１−２接続配線１０、３−４接続配線１１などが形成され、磁性膜２の主面に１−４電極指１２の主要部分、２−３電極指１３の主要部分が形成される。なお、これらの電極や配線の形成と同時に信号を入出力するためのパッドや共振子同士を接続するための配線なども形成される。

次に図６に示すように、支持基板３の第１バスバー６などが形成された主面側の全面に第１、第２絶縁膜となる絶縁層１７を形成する。なお図６（ａ）の平面図では、便宜上絶縁層１７にも断面図と同じハッチングを施し、その下の第１バスバー６などを破線によって示している。絶縁層１７は、例えば感光性の樹脂材料からなりスピンコート法など適宜の成膜方法によって形成される。

次に図７に示すように絶縁層１７をパターニングして第１絶縁膜１４および第２絶縁膜１５を形成する。絶縁層１７のパターニングは例えばフォトリソグラフィ法などによって行われる。

次に図８に示すようにレジスト層１７を形成する。レジスト層１７はネガ型、ポジ型のいずれでもよく、第３バスバー８、第４バスバー９、１−４電極指１２の第４バスバーとの接続部分、２−３電極指１３の第３バスバー８との接続部分などが露出するようにパターニングされている。なお、図８（ａ）ではレジスト層１８およびレジスト層から露出している第１、第２絶縁膜１４，１５に便宜上断面図と同じハッチングを施している。

次に図９に示すようにレジスト層１７の上面側から導体層１８を成膜する。なお、図９（ａ）では導体層１８に便宜上断面図と同じハッチングを施している。

その後、レジスト層１７を剥離することによって図１、図２に示した静磁波素子１が完成する。

（静磁波装置の構成）
図１０は、静磁波素子１が実装された第１実施形態に係る静磁波装置５１を示す断面図である。

静磁波装置５１は、実装基板５３と、実装基板５３の実装面上に設けられたパッド５５と、パッド５５上に配置されたバンプ５７と、バンプ５７を介して実装面に実装された静
磁波素子１と、静磁波素子１を封止する樹脂層５９とを有している。静磁波装置５１は、静磁波素子１によって構成されるフィルタを少なくとも１つ備えたデュプレクサを構成している。

実装基板５３は、例えば、セラミック基板、プリント配線板などからなり、１層板であってもよいし、２層以上の多層板であってもよい。実装基板５３の内部には内部配線５２が形成されている。内部配線５２は、例えば、インダクタンス、キャパシタンスなどを形成している。このインダクタンスおよびキャパシタンスは、例えば、デュプレクサの整合回路を構成する。

実装基板５３の下面には、外部接続端子５６が設けられている。外部接続端子５６と静磁波素子１とは、実装基板５３の内部に形成されたビア導体５４などを介して電気的に接続されている。

バンプ５７は、静磁波素子１のパッドおよび実装基板５３のパッド５５の両方に当接している。バンプ５７は、加熱によって溶融してパッド４に接着される金属によって形成されている。バンプ５７は、例えば、はんだからなる。はんだは、Ｐｂ−Ｓｎ合金はんだ等の鉛を用いたはんだであってもよいし、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだ、Ａｕ−Ｇｅ合金はんだ、Ｓｎ−Ａｇ合金はんだ、Ｓｎ−Ｃｕ合金はんだ等の鉛フリーはんだであってもよい。

樹脂層５９は、例えば、エポキシ樹脂、硬化材およびフィラーを主成分としている。樹脂層５９は、静磁波素子全体を覆うようにして、静磁波素子１と実装基板５３との間にも充填されている。

なお、静磁波装置５１としては、例えば、実装基板５３に静磁波素子１以外にもＩＣ等が実装されることによってデュプレクサモジュールを構成してもよい。

＜第２の実施形態＞
図１１は、第２の実施形態の静磁波素子２０を示す平面図である。図１２は図１１の各一点鎖線における断面図であり、図１２（ａ）はＸIIａ−ＸIIａ’線における断面図、図１２（ｂ）はＸIIｂ−ＸIIｂ’線における断面図、図１２（ｃ）はＸIIｃ−ＸIIｃ’線における断面図、図１２（ｄ）はＸIIｄ−ＸIIｄ’線における断面図、図１２（ｅ）はＸIIｅ−ＸIIｅ’線における断面図である。

第２の実施形態に係る静磁波素子２０は、第１の実施形態に係る静磁波素子１とは第１バスバー６〜第４バスバー９相互の接続対象が異なっている。第１の実施形態に係る静磁波素子１では、第１バスバー６と第２バスバー７とを接続し、第３バスバー８と第４バスバー９とを接続していたが、第２の実施形態に係る静磁波素子２０では第１バスバー６と第４バスバー９とを接続し、第２バスバー７と第３バスバー８とを接続している。

具体的には、図１に示すように第１バスバー６と第４バスバー９とは１−４接続配線２１を介して接続され、第２バスバー７と第３バスバー８とは２−３接続配線２２を介して接続されている。よって静磁波素子２０では、第１バスバー６と第４バスバー９とが同電位となり、第２バスバー７と第３バスバー８とが同電位となる。

ここで第４バスバー９は第２絶縁膜１５の上面に配置されているのに対し、１−４接続配線２１は支持基板３の主面に配置されているため、第４バスバー９と１−４接続配線２１は厚み方向にみたときに異なる位置に配置されている。そこで第４バスバー９と１−４接続配線２１とを接続するために、図１２（ｃ）に示すように、第４バスバー９の一方端を第２絶縁膜１５の側面を伝って１−４接続配線２１に到達するように形成している。こ
れと同様に、第３バスバー８は第１絶縁膜１４の上面に配置されているのに対し、２−３接続配線２２は支持基板３の主面に配置されているため、第３バスバー８と２−３接続配線２２は厚み方向にみたときに異なる位置に配置されている。そこで第３バスバー８と２−３接続配線２２とを接続するために、図１２（ｂ）に示すように、第３バスバー８の一方端を第１絶縁膜１４の側面を伝って２−３接続配線２２に到達するように形成している。

このように第２の実施形態における静磁波素子２０はバスバー間の接続対象が第１の実施形態における静磁波素子１とは異なることから、電極指も静磁波素子１とは異なってくる。具体的には、静磁波素子２０の複数の電極指は、一方端が第１バスバー６に接続され、他方端が第２バスバー７に接続される複数の１−２電極指２３と、一方端が第３バスバー８に接続され、他方端が第４バスバー９に接続される複数の３−４電極指２４とを有する。

すなわち静磁波素子２０において、３−４電極指２４は、図１２（ｄ）に示すように第１絶縁膜１４の上面に位置する第３バスバー８と第２絶縁膜１５の上面に位置する第４バスバー９とに接続されるものであり、１−２電極指２３は、図１２（ｅ）に示すように支持基板３の主面に位置する第１バスバー６と支持基板３の主面に位置する第２バスバー７とに接続されるものである。なお、３−４電極指２４は、一方端が第１絶縁膜１４の側面を伝って第１絶縁膜１４の上面に位置する第３バスバー８まで到達し、他方端が第２絶縁膜１５の側面を伝って第２絶縁膜１５の上面に位置する第４バスバー９まで到達している。

第２の実施形態に係る静磁波素子２０の構成においても、隣接する電極指ごとに流れる電流の向きが互い違いになるようにすることができるため、共振周波数と反共振周波数との差Δを大きくすることができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

例えば、励振電極１６を酸化珪素（ＳｉＯ_２など）、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、窒化珪素などの保護層によって被覆するようにしてもよい。このような保護層を設ければ励振電極１６の腐食等が抑制される。保護層は、励振電極１６を形成した後、スパッタリング法などの薄膜形成法により励振電極１６を覆う薄膜を形成し、その後、一部を除去することにより形成される。

また上述した実施形態では磁性膜２を領域Ｔ１のみに形成するようにしたが、磁性膜２の態様はこれに限らず、例えば、支持基板３の主面全体にわたって形成するようにしてもよい。この場合、磁性膜２のパターニングを行う必要がない分、静磁波素子の製造に要する時間を短縮することができる。

１・・・静磁波素子
２・・・磁性膜
３・・・支持基板
６・・・第１バスバー
７・・・第２バスバー
８・・・第３バスバー
９・・・第４バスバー
１０・・・１−２接続配線
１１・・・３−４接続配線
１２・・・１−４電極指
１３・・・２−３電極指
１４・・・第１絶縁膜
１５・・・第２絶縁膜

Claims (4)

1. 支持基板と、
   該支持基板の主面上に配置された磁性膜と、
   前記支持基板の主面上に前記磁性膜の一部または全部を間に位置させて互いに対向するように配置された第１バスバーおよび第２バスバーと、
   前記支持基板の主面上に配置された、前記第１バスバーと前記第２バスバーとを電気的に接続している１−２接続配線と、
   前記第１バスバーを覆って配置された第１絶縁膜と、
   前記第２バスバーを覆って配置された第２絶縁膜と、
   前記第１絶縁膜上に前記第１バスバーに並べて配置された第３バスバーと、
   前記第２絶縁膜上に前記第２バスバーに並べて配置された第４バスバーと、
   前記支持基板の主面上に配置された、前記第３バスバーと前記第４バスバーとを電気的に接続している３−４接続配線と、
   前記第１バスバーおよび前記第２バスバーが対向し合う方向に沿って前記磁性膜の主面上を通って配置された、前記第１バスバーと前記第４バスバーとを電気的に接続している少なくとも１つの１−４電極指と、
   前記第１バスバーおよび前記第２バスバーが対向し合う方向に沿って前記磁性膜の主面上を通って前記１−４電極指と互いに隣接し合うように配置された、前記第２バスバーと前記第３バスバーとを電気的に接続している少なくとも１つの２−３電極指と
   を備えた静磁波素子。
2. 支持基板と、
   該支持基板の主面上に配置された磁性膜と、
   前記支持基板の主面上に前記磁性膜の一部または全部を間に位置させて互いに対向するように配置された第１バスバーおよび第２バスバーと、
   前記支持基板の主面上に配置された、前記第１バスバーと前記第４バスバーとを電気的に接続している１−４接続配線と、
   前記第１バスバーを覆って配置された第１絶縁膜と、
   前記第２バスバーを覆って配置された第２絶縁膜と、
   前記第１絶縁膜上に前記第１バスバーに並べて配置された第３バスバーと、
   前記第２絶縁膜上に前記第２バスバーに並べて配置された第４バスバーと、
   前記支持基板の主面上に配置された、前記第２バスバーと前記第３バスバーとを電気的に接続している２−３接続配線と、
   前記第１バスバーおよび前記第２バスバーが対向し合う方向に沿って前記磁性膜の主面上を通って配置された、前記第１バスバーと前記第２バスバーとを電気的に接続している少なくとも１つの１−２電極指と、
   前記第１バスバーおよび前記第２バスバーが対向し合う方向に沿って前記磁性膜の主面上を通って前記１−２電極指と互いに隣接し合うように配置された、前記第３バスバーと前記第４バスバーとを電気的に接続している少なくとも１つの３−４電極指と
   を備えた静磁波素子。
3. 前記磁性膜が、前記支持基板の主面上のうち前記第１バスバーおよび前記第３バスバーと前記第２バスバーおよび前記第４バスバーとの間の内側領域のみに設けられている請求項１または２に記載の静磁波素子。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の静磁波素子と、
   該静磁波素子が実装された実装基板とを備えた静磁波装置。