JP2022140991A - 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ - Google Patents
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Abstract
【課題】圧電膜等の劣化を抑制することが可能な弾性波デバイスを提供する。【解決手段】弾性波デバイスは、基板１０と、音響反射層と、複数の下部電極１２ａ、１２ｂと、絶縁膜１８と、圧電膜１４と、上部電極１６とを備える。音響反射層は、空隙３０、または音響特性の異なる少なくとも２種類の層が積層された音響反射膜、を含む。下部電極は、基板１０上に設けられ、基板１０との間に空隙３０を含む１つの音響反射層を共有し、互いに溝５５を介し離れて配置されている。絶縁膜１８は、音響反射層上の溝５５に設けられている。圧電膜１４は、複数の下部電極１２ａ、１２ｂおよび溝５５上に一体として設けられている。上部電極１６は、圧電膜１４上に一体として設けられ、圧電膜１４を複数の下部電極１２ａ、１２ｂで挟むことにより複数の共振器１１ａ、１１ｂを形成している。【選択図】図１
Description
本発明は、弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサに関し、例えば圧電薄膜共振器を有する弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサに関する。
圧電薄膜共振器を用いた弾性波デバイスは、例えば携帯電話等の無線機器のフィルタおよびマルチプレクサとして用いられている。圧電薄膜共振器は、圧電膜を挟み下部電極と上部電極が対向する構造を有している。圧電膜を挟み下部電極と上部電極が対向する領域が共振領域である。共振領域の下には振動を制限しないように空隙または音響反射膜が設けられる。空隙または音響反射膜は平面視において共振領域を含むように設けられる。
分割された圧電薄膜共振器が単一の空隙または音響反射膜を共有する構造が知られている（例えば特許文献１）。この構造では、空隙または音響反射膜上において、下部電極と上部電極のいずれか一方が分割されている。圧電膜の分極方向が２次歪を抑制するように共振器を分割することが知られている（例えば特許文献２、３）。
例えば特許文献２、３のように２次歪を抑制するように共振器を分割する場合、特許文献１のように分割された共振器が単一の空隙または音響反射膜を共有することが考えられる。単一の空隙または音響反射膜上において下部電極を分割し、分割された下部電極上に一体として圧電膜および上部電極を形成する場合、圧電膜にクラック等の破損や結晶性が劣化した領域が発生しやすくなる。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、圧電膜等の劣化を抑制することを目的とする。
本発明は、基板と、前記基板上に設けられ、空隙、または音響特性の異なる少なくとも２種類の層が積層された音響反射膜、を含む音響反射層と、前記基板上に設けられ、前記基板との間に１つの前記音響反射層を共有し、互いに溝を介し離れて配置された複数の下部電極と、前記音響反射層上の前記溝に設けられた絶縁膜と、前記複数の下部電極および前記溝上に一体として設けられた圧電膜と、前記圧電膜上に一体として設けられ、前記圧電膜を前記複数の下部電極とで挟むことにより複数の共振器を形成する上部電極と、を備える弾性波デバイスである。
上記構成において、前記上部電極は、平面視において前記音響反射層の外側に引き出されていない構成とすることができる。
上記構成において、前記絶縁膜は、前記複数の下部電極の各々に接する構成とすることができる。
上記構成において、前記絶縁膜の前記圧電膜側の面と前記複数の下部電極の前記圧電膜側の面とは略同一平面である構成とすることができる。
上記構成において、前記絶縁膜の前記圧電膜側の面は、前記複数の下部電極の前記圧電膜側の面より前記基板側に位置しかつ前記複数の下部電極の前記基板側の面より前記圧電膜側に位置する構成とすることができる。
上記構成において、前記絶縁膜の側面は前記複数の下部電極の側面に接する構成とすることができる。
上記構成において、前記絶縁膜の前記基板側の面は前記下部電極の前記基板側の面と略平坦である構成とすることができる。
上記構成において、前記絶縁膜の一部は前記複数の下部電極の前記基板側の面の少なくとも一部に設けられている構成とすることができる。
上記構成において、前記絶縁膜は、平面視において前記音響反射層の全てと重なる構成とすることができる。
上記構成において、前記音響反射層は空隙である構成とすることができる。
上記構成において、前記基板の前記空隙側の面は略平面である構成とすることができる。
上記構成において、前記上部電極と前記下部電極との間に挿入され、前記圧電膜の材料と異なる材料を有する挿入膜を備える構成とすることができる。
本発明は、上記弾性波デバイスを含むフィルタである。
本発明は、上記フィルタを含むマルチプレクサである。
本発明によれば、圧電膜等の劣化を抑制することができる。
図面を参照し実施例について説明する。
図１（ａ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの平面図、図１（ｂ）は、図1（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図１（ａ）において、共振領域５０ａ、５０ｂおよび絶縁膜１８をハッチングで示す。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、基板１０の上面に凹部が形成され、凹部内に空隙３０（空気層）が設けられている。基板１０および空隙３０上に下部電極１２ａおよび１２ｂが設けられている。空隙３０上において下部電極１２ａと１２ｂは分離しており、下部電極１２ａと１２ｂとの間に溝５５が形成されている。溝５５内に絶縁膜１８が設けられている。絶縁膜１８は、溝５５内を延伸し、空隙３０の外の基板１０上まで設けられている（図１（ａ）参照）。下部電極１２ａ、１２ｂおよび絶縁膜１８上に圧電膜１４が一体に設けられている。圧電膜１４上に上部電極１６が一体に設けられている。上部電極１６上に周波数調整膜または保護膜が設けられていてもよい。ラダー型フィルタの並列共振器では、上部電極１６に質量負荷膜が挟まれていてもよい。
圧電膜１４の少なくとも一部を挟み下部電極１２ａおよび１２ｂと上部電極１６とが重なる領域はそれぞれ共振領域５０ａおよび５０ｂである。平面視において単一の空隙３０内に複数の共振領域５０ａおよび５０ｂが設けられている。共振領域５０ａおよび５０ｂは、半楕円形状を有し、厚み縦振動モードまたは厚みすべり振動モードの弾性波が共振する領域である。下部電極１２ａ、圧電膜１４および上部電極１６は、圧電薄膜共振器１１ａを形成し、下部電極１２ｂ、圧電膜１４および上部電極１６は、圧電薄膜共振器１１ｂを形成する。共振器１１ａと１１ｂは、下部電極１２ａと１２ｂとの間に直列に接続される。
空隙３０の平面形状は楕円形状であり、楕円形状の中心は中心５８である。平面視において上部電極１６に重なりかつ共振領域５０ａと５０ｂとの間の領域は分断領域５６である。分断領域５６は中心５８を含む。共振領域５０ａおよび５０ｂは、分断領域５６の両側に設けられ、共振領域５０ａおよび５０ｂと分断領域５６とを合わせた平面形状は空隙３０と相似する形状（すなわち楕円形状）であり、空隙３０に含まれる。平面視において、共振領域５０ａおよび５０ｂと分断領域５６とを合わせた平面形状は空隙３０と合同であり、重なっていてもよい。共振領域５０ａと５０ｂとの面積は例えば略同じである。なお、空隙３０の平面形状並びに共振領域５０ａおよび５０ｂと分断領域５６とを合わせた平面形状は、楕円形状以外に四角形状、五角形状等の多角形状でもよい。上部電極１６は、空隙３０の外に引き出されておらず、共振器１１ａおよび１１ｂ以外の共振器には接続されていない。
基板１０は、例えばシリコン基板、サファイア基板、スピネル基板、アルミナ基板、石英基板、ガラス基板、水晶基板、セラミック基板またはＧａＡｓ基板等の絶縁基板または半導体基板である。下部電極１２および上部電極１６は、例えばルテニウム（Ｒｕ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）またはイリジウム（Ｉｒ）等の金属の単層膜またはこれらの積層膜である。
圧電膜１４は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）、単結晶タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）または単結晶ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等を主成分とした膜である。また、例えば、圧電膜１４は、窒化アルミニウムを主成分とし、共振特性の向上または圧電性の向上のため他の元素を含んでもよい。例えば、添加元素として、スカンジウム（Ｓｃ）、２族元素と４族元素との２つの元素、または２族元素と５族元素との２つの元素を用いることにより、圧電膜１４の圧電性が向上する。このため、圧電薄膜共振器の実効的電気機械結合係数を向上できる。２族元素は、例えばカルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）または亜鉛（Ｚｎ）である。４族元素は、例えばチタン、ジルコニウム（Ｚｒ）またはハフニウム（Ｈｆ）である。５族元素は、例えばタンタル、ニオブ（Ｎｂ）またはバナジウム（Ｖ）である。さらに、圧電膜１４は、窒化アルミニウムを主成分とし、ボロン（Ｂ）を含んでもよい。
絶縁膜は、無機絶縁膜であり、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の金属酸化膜または金属窒化膜を用いることができる。周波数調整膜または保護膜は、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の絶縁膜である。質量負荷膜は、下部電極１２ａ、１２ｂおよび上部電極１６において例示した材料を用いた金属膜、または酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の絶縁膜である。
２ＧＨｚの共振周波数を有する圧電薄膜共振器の場合、下部電極１２ａおよび１２ｂは、基板１０側から膜厚が１００ｎｍのクロム膜および膜厚が２５０ｎｍのルテニウム膜である。圧電膜１４は、膜厚が１１００ｎｍの窒化アルミニウム膜である。上部電極１６は、圧電膜１４側から膜厚が２５０ｎｍのルテニウム膜および膜厚が５０ｎｍのクロム膜である。各層の膜厚は、所望の共振特性を得るため適宜設定することができる。
［実施例１の製造方法］
図２（ａ）から図３（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図２（ａ）に示すように、基板１０の上面に凹部を形成する。凹部内に犠牲層３８を例えばスパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用い成膜する。犠牲層３８は、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）または酸化シリコン（ＳｉＯ２）等である。基板１０および犠牲層３８の上面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ）を用い平坦化する。
図２（ａ）から図３（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図２（ａ）に示すように、基板１０の上面に凹部を形成する。凹部内に犠牲層３８を例えばスパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用い成膜する。犠牲層３８は、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）または酸化シリコン（ＳｉＯ２）等である。基板１０および犠牲層３８の上面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ）を用い平坦化する。
図２（ｂ）に示すように、犠牲層３８および基板１０上に下部電極１２を例えばスパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法を用い成膜する。図２（ｃ）に示すように、下部電極１２上に、開口６１を有するマスク層６０を形成する。マスク層６０は例えばフォトレジストであり、フォトリソグラフィ法を用い形成する。マスク層６０をマスクに下部電極１２を除去し、下部電極１２ａおよび１２ｂ、溝５５を形成する。下部電極１２の除去には、例えばドライエッチング法を用いる。
図３（ａ）に示すように、溝５５内およびマスク層６０上に絶縁膜１８および１９を形成する。絶縁膜１８および１９の形成には、例えばＣＶＤ法、スパッタリング法または真空蒸着法を用いる。図３（ｂ）に示すように、マスク層６０を除去することにより、溝５５内に絶縁膜１８が残存する。
図３（ｃ）に示すように、下部電極１２ａ、１２ｂおよび絶縁膜１８上に圧電膜１４を、例えばスパッタリング法または真空蒸着法を用い成膜する。圧電膜１４上に上部電極１６を、例えばスパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法を用い成膜する。上部電極１６および圧電膜１４を、例えばフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いパターニングする。これにより、共振領域５０ａ、５０ｂおよび分断領域５６が形成される。その後、エッチングする媒体（エッチング液）を用い犠牲層３８を除去する。エッチングする媒体は犠牲層３８以外の基板１０、下部電極１２ａ、１２ｂ、圧電膜１４、上部電極１６および絶縁膜１８をエッチングしない媒体であることが好ましい。エッチング媒体としては、例えばフッ酸または硝酸等を用いる。犠牲層３８が除去されると下部電極１２と基板１０との間に空隙３０が形成される。以上により、図１（ａ）および図１（ｂ）に示した弾性波デバイスが製造される。
図４（ａ）および図４（ｂ）は、それぞれ比較例１および実施例１に係る弾性波デバイスの断面拡大図である。図４（ａ）に示すように、比較例１では、絶縁膜１８が設けられていない。圧電膜１４の下面と下部電極１２ａおよび１２ｂの下面は略平坦面となる。圧電膜１４は、下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ１ｂの段差上に形成される。このため、段差の角にクラック６２が形成されることがある。また、下部電極１２ａおよび１２ｂの端部付近に圧電膜１４の結晶性が低下した領域６３が形成されることがある。図３（ｃ）において、犠牲層３８をエッチングするときに、矢印６４のようにエッチング液により圧電膜１４が侵食されることがある。特に、圧電膜１４にクラック６２または結晶性が低下した領域６３が形成されているとき、圧電膜１４は浸食されやすくなる。このように、比較例１では、圧電膜１４が劣化することがある。
図４（ｂ）に示すように、実施例１では、溝５５内に絶縁膜１８が形成されている。絶縁膜１８の厚さＴ２を下部電極１２ａおよび１２ｂ厚さＴ１ａおよびＴ１ｂとほぼ同じとする。厚さＴ１ａおよびＴ１ｂは略同じであり、絶縁膜１８の上面と下部電極１２ａおよび１２ｂの上面とは略同一平面となる。これにより、下部電極１２ａおよび１２ｂの端部付近にクラックおよび結晶性の低下した領域６３が形成されることを抑制できる。また、絶縁膜１８が分断領域５６内の圧電膜１４の下面を保護する。このため、犠牲層３８をエッチングするときに、圧電膜１４が侵食されることを抑制できる。このように、実施例１では、圧電膜１４の劣化を抑制できる。
［実施例１の変形例１］
図５（ａ）から図９（ｃ）は、実施例１の変形例１から変形例１８を示す断面図である。図５（ａ）に示すように、実施例１の変形例１では、絶縁膜１８の厚さＴ２が下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ１ｂより薄い。実施例１の変形例１においても、下部電極１２ａおよび１２ｂの上面と絶縁膜１８の上面の段差Ｄ１は、比較例１の下部電極１２ａおよび１２ｂの段差であるＴ１ａおよびＴ１ｂよりは小さくなる。よって、クラック６２および領域６３の形成を抑制できる。また、絶縁膜１８が分断領域５６における圧電膜１４の下面を保護するため、圧電膜１４の浸食を抑制できる。段差Ｄ１は厚さＴ１ａおよびＴ１ｂの３／４以下が好ましく、１／２以下がより好ましい。絶縁膜１８は、下部電極１２ａおよび１２ｂより厚くてもよい。この場合においても、段差Ｄ１は厚さＴ１ａおよびＴ１ｂの３／４以下が好ましく、１／２以下がより好ましい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図５（ａ）から図９（ｃ）は、実施例１の変形例１から変形例１８を示す断面図である。図５（ａ）に示すように、実施例１の変形例１では、絶縁膜１８の厚さＴ２が下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ１ｂより薄い。実施例１の変形例１においても、下部電極１２ａおよび１２ｂの上面と絶縁膜１８の上面の段差Ｄ１は、比較例１の下部電極１２ａおよび１２ｂの段差であるＴ１ａおよびＴ１ｂよりは小さくなる。よって、クラック６２および領域６３の形成を抑制できる。また、絶縁膜１８が分断領域５６における圧電膜１４の下面を保護するため、圧電膜１４の浸食を抑制できる。段差Ｄ１は厚さＴ１ａおよびＴ１ｂの３／４以下が好ましく、１／２以下がより好ましい。絶縁膜１８は、下部電極１２ａおよび１２ｂより厚くてもよい。この場合においても、段差Ｄ１は厚さＴ１ａおよびＴ１ｂの３／４以下が好ましく、１／２以下がより好ましい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例２］
図５（ｂ）に示すように、実施例１の変形例２では、絶縁膜１８は、溝５５内に設けられた部分１８ａと下部電極１２ａ、１２ｂおよび部分１８ａ下に設けられた部分１８ｂとを有する。部分１８ａの厚さＴ２ａは下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ２ｂとほぼ同じである。これにより、実施例１と同様に、クラック６２および領域６３の形成が抑制される。部分１８ｂが空隙３０の全体にわたり下部電極１２ａおよび１２ｂ下に設けられているため、共振領域５０ａおよび５０ｂを補強することができる。部分１８ｂが厚いと共振器１１ａおよび１１ｂの共振特性が低下する。この観点から、部分１８ｂの厚さＴ２ｂは下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ１ｂより薄いことが好ましく、Ｔ１ａおよびＴ１ｂの１／２以下が好ましく、１／４以下がより好ましい。Ｔ２ｂが薄すぎると補強とならない。この観点から、厚さＴ２ｂはＴ１ａおよびＴ１ｂの１／１０以上が好ましい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図５（ｂ）に示すように、実施例１の変形例２では、絶縁膜１８は、溝５５内に設けられた部分１８ａと下部電極１２ａ、１２ｂおよび部分１８ａ下に設けられた部分１８ｂとを有する。部分１８ａの厚さＴ２ａは下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ２ｂとほぼ同じである。これにより、実施例１と同様に、クラック６２および領域６３の形成が抑制される。部分１８ｂが空隙３０の全体にわたり下部電極１２ａおよび１２ｂ下に設けられているため、共振領域５０ａおよび５０ｂを補強することができる。部分１８ｂが厚いと共振器１１ａおよび１１ｂの共振特性が低下する。この観点から、部分１８ｂの厚さＴ２ｂは下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ１ｂより薄いことが好ましく、Ｔ１ａおよびＴ１ｂの１／２以下が好ましく、１／４以下がより好ましい。Ｔ２ｂが薄すぎると補強とならない。この観点から、厚さＴ２ｂはＴ１ａおよびＴ１ｂの１／１０以上が好ましい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例３］
図５（ｃ）に示すように、実施例１の変形例３では、部分１８ａの厚さＴ２ａは下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ２ｂより薄い。このように、部分１８ａが薄くても部分１８ａの上面と下部電極１２ａおよび１２ｂとの段差Ｄ１は厚さＴ１ａおよびＴ１ｂより小さい。このため、実施例１の変形例２と同様に、クラック６２および領域６３の形成が抑制される。段差Ｄ１の好ましい範囲は実施例１の変形例１の段差Ｄ１の好ましい範囲と同じである。部分１８ｂが空隙３０の全体にわたり下部電極１２ａおよび１２ｂ下に設けられている。これにより、共振領域５０ａおよび５０ｂを補強することができる。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。
図５（ｃ）に示すように、実施例１の変形例３では、部分１８ａの厚さＴ２ａは下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ２ｂより薄い。このように、部分１８ａが薄くても部分１８ａの上面と下部電極１２ａおよび１２ｂとの段差Ｄ１は厚さＴ１ａおよびＴ１ｂより小さい。このため、実施例１の変形例２と同様に、クラック６２および領域６３の形成が抑制される。段差Ｄ１の好ましい範囲は実施例１の変形例１の段差Ｄ１の好ましい範囲と同じである。部分１８ｂが空隙３０の全体にわたり下部電極１２ａおよび１２ｂ下に設けられている。これにより、共振領域５０ａおよび５０ｂを補強することができる。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例４］
図６（ａ）に示すように、実施例１の変形例４では、部分１８ｂは、分断領域５６の外側の一部に設けられている。共振領域５０ａおよび５０ｂ内の部分１８ｂの幅はＤ２である。幅Ｄ２は、下部電極１２ａおよび１２ｂとの合わせ精度以上であることが好ましい。この観点から、幅Ｄ２は厚さＴ１ａおよびＴ１ｂの１／１０以上が好ましく、１／２以上がより好ましい。幅Ｄ２が大きいと共振器１１ａおよび１１ｂの共振特性が劣化する。この観点から、幅Ｄ２は、厚さＴ１ａおよびＴ１ｂの２倍以下が好ましい。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。
図６（ａ）に示すように、実施例１の変形例４では、部分１８ｂは、分断領域５６の外側の一部に設けられている。共振領域５０ａおよび５０ｂ内の部分１８ｂの幅はＤ２である。幅Ｄ２は、下部電極１２ａおよび１２ｂとの合わせ精度以上であることが好ましい。この観点から、幅Ｄ２は厚さＴ１ａおよびＴ１ｂの１／１０以上が好ましく、１／２以上がより好ましい。幅Ｄ２が大きいと共振器１１ａおよび１１ｂの共振特性が劣化する。この観点から、幅Ｄ２は、厚さＴ１ａおよびＴ１ｂの２倍以下が好ましい。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例５］
図６（ｂ）に示すように、実施例１の変形例５では、部分１８ａの厚さＴ２ａは、下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ１ｂより薄い。その他の構成は実施例１の変形例４と同じであり説明を省略する。
図６（ｂ）に示すように、実施例１の変形例５では、部分１８ａの厚さＴ２ａは、下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ１ｂより薄い。その他の構成は実施例１の変形例４と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例６］
実施例１では、絶縁膜１８の側面は絶縁膜１８の側面に対し傾斜する。このため、絶縁膜１８の側面の下端では、絶縁膜１８は下部電極１２ａおよび１２ｂに接するものの、絶縁膜１８の上面付近では、絶縁膜１８は下部電極１２ａおよび１２ｂが離れる。このため、下部電極１２ａおよび１２ｂの上面と絶縁膜１８の上面との間に凹部が形成されてしまう。図６（ｃ）に示すように、実施例１の変形例６では、絶縁膜１８の側面と下部電極１２ａおよび１２ｂの側面は接触する。これにより、実施例１に比べ、下部電極１２ａおよび１２ｂと絶縁膜１８の上面とはほぼ平坦となる。よって、圧電膜１４へのクラック６２および結晶性の低下した領域６３の形成をより抑制できる。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
実施例１では、絶縁膜１８の側面は絶縁膜１８の側面に対し傾斜する。このため、絶縁膜１８の側面の下端では、絶縁膜１８は下部電極１２ａおよび１２ｂに接するものの、絶縁膜１８の上面付近では、絶縁膜１８は下部電極１２ａおよび１２ｂが離れる。このため、下部電極１２ａおよび１２ｂの上面と絶縁膜１８の上面との間に凹部が形成されてしまう。図６（ｃ）に示すように、実施例１の変形例６では、絶縁膜１８の側面と下部電極１２ａおよび１２ｂの側面は接触する。これにより、実施例１に比べ、下部電極１２ａおよび１２ｂと絶縁膜１８の上面とはほぼ平坦となる。よって、圧電膜１４へのクラック６２および結晶性の低下した領域６３の形成をより抑制できる。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例７］
図６（ｄ）に示すように、実施例１の変形例７では、絶縁膜１８の厚さＴ２は、下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ１ｂより薄い。絶縁膜１８の側面と下部電極１２ａおよび１２ｂの側面は接触する。これにより、実施例１の変形例１の図５（ａ）に比べ、下部電極１２ａおよび１２ｂ上面と絶縁膜１８の上面との間の凹部が抑制される。よって、圧電膜１４へのクラック６２および結晶性の低下した領域６３の形成をより抑制できる。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。
図６（ｄ）に示すように、実施例１の変形例７では、絶縁膜１８の厚さＴ２は、下部電極１２ａおよび１２ｂの厚さＴ１ａおよびＴ１ｂより薄い。絶縁膜１８の側面と下部電極１２ａおよび１２ｂの側面は接触する。これにより、実施例１の変形例１の図５（ａ）に比べ、下部電極１２ａおよび１２ｂ上面と絶縁膜１８の上面との間の凹部が抑制される。よって、圧電膜１４へのクラック６２および結晶性の低下した領域６３の形成をより抑制できる。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例８］
図７（ａ）に示すように、実施例１の変形例８では、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの下面に対し傾斜している。下部電極１２ａおよび１２ｂの下面と側面とのなす角度（内角）は鋭角であり、例えば２０°～６０°である。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。
図７（ａ）に示すように、実施例１の変形例８では、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの下面に対し傾斜している。下部電極１２ａおよび１２ｂの下面と側面とのなす角度（内角）は鋭角であり、例えば２０°～６０°である。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例９］
図７（ｂ）に示すように、実施例１の変形例９では、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの下面に対し傾斜している。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。
図７（ｂ）に示すように、実施例１の変形例９では、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの下面に対し傾斜している。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例１０］
図７（ｃ）に示すように、実施例１の変形例１０では、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの下面に対し傾斜している。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。
図７（ｃ）に示すように、実施例１の変形例１０では、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの下面に対し傾斜している。その他の構成は実施例１の変形例２と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例１１］
図７（ｄ）に示すように、実施例１の変形例１１では、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの下面に対し傾斜している。その他の構成は実施例１の変形例３と同じであり説明を省略する。
図７（ｄ）に示すように、実施例１の変形例１１では、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの下面に対し傾斜している。その他の構成は実施例１の変形例３と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例１２］
図８（ａ）に示すように、実施例１の変形例１２では、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの下面に対し傾斜している。その他の構成は実施例１の変形例４と同じであり説明を省略する。
図８（ａ）に示すように、実施例１の変形例１２では、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの下面に対し傾斜している。その他の構成は実施例１の変形例４と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例１３］
図８（ｂ）に示すように、実施例１の変形例１３では、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの下面に対し傾斜している。その他の構成は実施例１の変形例５と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例８～１３のように、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面は下面に対し傾斜していてもよい。下部電極１２ａおよび１２ｂの下面と側面とのなす角度は鋭角であり、絶縁膜１８の下面と側面とのなす角度が鋭角の場合、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面と絶縁膜１８の側面とのなす角度が、実施例１およびその変形例１から５より大きくなる。よって、圧電膜１４へのクラック６２および結晶性の低下した領域６３の形成をより抑制できる。
図８（ｂ）に示すように、実施例１の変形例１３では、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの下面に対し傾斜している。その他の構成は実施例１の変形例５と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例８～１３のように、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面は下面に対し傾斜していてもよい。下部電極１２ａおよび１２ｂの下面と側面とのなす角度は鋭角であり、絶縁膜１８の下面と側面とのなす角度が鋭角の場合、下部電極１２ａおよび１２ｂの側面と絶縁膜１８の側面とのなす角度が、実施例１およびその変形例１から５より大きくなる。よって、圧電膜１４へのクラック６２および結晶性の低下した領域６３の形成をより抑制できる。
［実施例１の変形例１４］
図８（ｃ）に示すように、実施例１の変形例１４では、絶縁膜１８の側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの側面に接触している。これにより、下部電極１２ａおよび１２ｂの上面と絶縁膜１８の上面が略平坦となる。その他の構成は実施例１の変形例８と同じであり説明を省略する。
図８（ｃ）に示すように、実施例１の変形例１４では、絶縁膜１８の側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの側面に接触している。これにより、下部電極１２ａおよび１２ｂの上面と絶縁膜１８の上面が略平坦となる。その他の構成は実施例１の変形例８と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例１５］
図８（ｄ）に示すように、実施例１の変形例１５では、絶縁膜１８の側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの側面に接触している。その他の構成は実施例１の変形例９と同じであり説明を省略する。
図８（ｄ）に示すように、実施例１の変形例１５では、絶縁膜１８の側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの側面に接触している。その他の構成は実施例１の変形例９と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例１６］
図９（ａ）に示すように、実施例１の変形例１６では、絶縁膜１８の側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの側面に接触している。その他の構成は実施例１の変形例１０と同じであり説明を省略する。
図９（ａ）に示すように、実施例１の変形例１６では、絶縁膜１８の側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの側面に接触している。その他の構成は実施例１の変形例１０と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例１７］
図９（ｂ）に示すように、実施例１の変形例１７では、絶縁膜１８の側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの側面に接触している。その他の構成は実施例１の変形例１０と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例１４～１７のように、下部電極１２ａおよび１２ｂの下面と側面とのなす角度が鋭角のときに、絶縁膜１８の側面は下部電極１２ａおよび１２ｂの側面と接触していてもよい。
図９（ｂ）に示すように、実施例１の変形例１７では、絶縁膜１８の側面が下部電極１２ａおよび１２ｂの側面に接触している。その他の構成は実施例１の変形例１０と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例１４～１７のように、下部電極１２ａおよび１２ｂの下面と側面とのなす角度が鋭角のときに、絶縁膜１８の側面は下部電極１２ａおよび１２ｂの側面と接触していてもよい。
［実施例１の変形例１８］
図９（ｃ）に示すように、実施例１の変形例１８では、下部電極１２ａおよび１２ｂの下面と側面とのなす角度は鈍角である。絶縁膜１８の側面は下部電極１２ａおよび１２ｂの側面と接触している。その他の構成は実施例１の変形例１６と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例１８のように、下部電極１２ａおよび１２ｂの下面と側面とのなす角度が鈍角のときに、絶縁膜１８の側面は下部電極１２ａおよび１２ｂの側面と接触していてもよい。
図９（ｃ）に示すように、実施例１の変形例１８では、下部電極１２ａおよび１２ｂの下面と側面とのなす角度は鈍角である。絶縁膜１８の側面は下部電極１２ａおよび１２ｂの側面と接触している。その他の構成は実施例１の変形例１６と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例１８のように、下部電極１２ａおよび１２ｂの下面と側面とのなす角度が鈍角のときに、絶縁膜１８の側面は下部電極１２ａおよび１２ｂの側面と接触していてもよい。
［実施例１の変形例１９］
図１０（ａ）は、実施例１の変形例１９に係る弾性波デバイスの平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図１０（ａ）では、挿入膜２８をハッチングし図示している。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、圧電膜１４は、下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂとを備えている。下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂとの間に挿入膜２８が設けられている。挿入膜２８は共振領域５０ａおよび５０ｂの外周領域５２に設けられ、中央領域５４には設けられていない。外周領域５２は、共振領域５０ａおよび５０ｂ内の領域であって、共振領域５０ａおよび５０ｂの外周を含み外周に沿った領域である。外周領域５２は、例えば帯状である。中央領域５４は、共振領域５０ａおよび５０ｂ内の領域であって、共振領域５０ａおよび５０ｂの中央を含む領域である。中央は幾何学的な中心でなくてもよい。挿入膜２８は、外周領域５２から共振領域５０ａおよび５０ｂ外まで連続して設けられており、分断領域５６に設けられている。下部圧電膜１４ａの側面は上部圧電膜１４ｂの側面より外側に設けられており、上部圧電膜１４ｂの外側における下部圧電膜１４ａ上に挿入膜２８が設けられている。
図１０（ａ）は、実施例１の変形例１９に係る弾性波デバイスの平面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図１０（ａ）では、挿入膜２８をハッチングし図示している。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、圧電膜１４は、下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂとを備えている。下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂとの間に挿入膜２８が設けられている。挿入膜２８は共振領域５０ａおよび５０ｂの外周領域５２に設けられ、中央領域５４には設けられていない。外周領域５２は、共振領域５０ａおよび５０ｂ内の領域であって、共振領域５０ａおよび５０ｂの外周を含み外周に沿った領域である。外周領域５２は、例えば帯状である。中央領域５４は、共振領域５０ａおよび５０ｂ内の領域であって、共振領域５０ａおよび５０ｂの中央を含む領域である。中央は幾何学的な中心でなくてもよい。挿入膜２８は、外周領域５２から共振領域５０ａおよび５０ｂ外まで連続して設けられており、分断領域５６に設けられている。下部圧電膜１４ａの側面は上部圧電膜１４ｂの側面より外側に設けられており、上部圧電膜１４ｂの外側における下部圧電膜１４ａ上に挿入膜２８が設けられている。
挿入膜２８の音響インピーダンスは、圧電膜１４の音響インピーダンスを圧電膜１４より小さいことが好ましい。圧電膜１４が窒化アルミニウムを主成分とする場合、挿入膜２８は、例えば酸化シリコン膜、アルミニウム膜、金膜、銅膜、チタン膜、白金膜またはタンタル膜である。共振領域５０ａと５０ｂとが隣接する領域に挿入膜２８を設けることで、共振器１１ａと１１ｂとの間の弾性波の干渉を抑制できる。また、共振器１１ａと１１ｂから弾性波が基板１０に漏洩することができ、Ｑ値を向上させることができる。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例２０］
図１１（ａ）は、実施例１の変形例２０に係る弾性波デバイスの断面図である。図１１（ａ）に示すように、下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂとの間に温度補償膜２６が設けられている。温度補償膜２６は、共振領域５０ａ、５０ｂおよび分断領域５６全域にわたり設けられている。温度補償膜２６の弾性定数の温度係数の符号は圧電膜１４の弾性定数の温度係数の符号の反対である。これにより、共振器１１ａおよび１１ｂの周波数温度係数を小さくできる。温度補償膜２６は、例えば不純物を意図的に添加していない酸化シリコン膜またはフッ素等の不純物を添加した酸化シリコン膜である。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
図１１（ａ）は、実施例１の変形例２０に係る弾性波デバイスの断面図である。図１１（ａ）に示すように、下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂとの間に温度補償膜２６が設けられている。温度補償膜２６は、共振領域５０ａ、５０ｂおよび分断領域５６全域にわたり設けられている。温度補償膜２６の弾性定数の温度係数の符号は圧電膜１４の弾性定数の温度係数の符号の反対である。これにより、共振器１１ａおよび１１ｂの周波数温度係数を小さくできる。温度補償膜２６は、例えば不純物を意図的に添加していない酸化シリコン膜またはフッ素等の不純物を添加した酸化シリコン膜である。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例２１］
図１１（ｂ）は、実施例１の変形例２１に係る弾性波デバイスの断面図である。図１１（ｂ）に示すように、下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂとの間に温度補償膜２６および挿入膜２８が設けられている。その他の構成は実施例１の変形例１９および２０と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例１９～２１のように、実施例１およびその変形例１～１８に挿入膜２８および／または温度補償膜２６を設けてもよい。
図１１（ｂ）は、実施例１の変形例２１に係る弾性波デバイスの断面図である。図１１（ｂ）に示すように、下部圧電膜１４ａと上部圧電膜１４ｂとの間に温度補償膜２６および挿入膜２８が設けられている。その他の構成は実施例１の変形例１９および２０と同じであり説明を省略する。実施例１の変形例１９～２１のように、実施例１およびその変形例１～１８に挿入膜２８および／または温度補償膜２６を設けてもよい。
［実施例１の変形例２２］
実施例１の変形例２２および２３は、空隙の構成を変えた例である。図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、実施例１の変形例２２および２３における共振領域近傍の断面図である。図１２（ａ）に示すように、基板１０の上面は平坦である。基板１０の上面と下部電極１２ａ、１２ｂおよび絶縁膜１８の下面の間にドーム状の空隙３０が形成されている。ドーム状とは、空隙３０の周縁では空隙３０の高さが小さく、空隙３０の内部ほど空隙３０の高さが高くなるような形状である。ドーム状の空隙３０を形成するため、下部電極１２ａ、１２ｂ、圧電膜１４および上部電極１６の合計の内部応力を圧縮応力とすることが好ましい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
実施例１の変形例２２および２３は、空隙の構成を変えた例である。図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、実施例１の変形例２２および２３における共振領域近傍の断面図である。図１２（ａ）に示すように、基板１０の上面は平坦である。基板１０の上面と下部電極１２ａ、１２ｂおよび絶縁膜１８の下面の間にドーム状の空隙３０が形成されている。ドーム状とは、空隙３０の周縁では空隙３０の高さが小さく、空隙３０の内部ほど空隙３０の高さが高くなるような形状である。ドーム状の空隙３０を形成するため、下部電極１２ａ、１２ｂ、圧電膜１４および上部電極１６の合計の内部応力を圧縮応力とすることが好ましい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
［実施例１の変形例２３］
図１２（ｂ）に示すように、実施例１の空隙３０の代わりに音響反射膜３１が形成されている。音響反射膜３１は、音響インピーダンスの低い膜３１ａと音響インピーダンスの高い膜３１ｂとが交互に設けられている。膜３１ａおよび３１ｂの膜厚は例えばそれぞれ略λ／４（λは弾性波の波長）である。膜３１ａと膜３１ｂの積層数は任意に設定できる。例えば、音響反射膜３１は、基板１０中に音響インピーダンスの異なる膜が一層設けられている構成でもよい。その他の構成は、実施例１と同じであり説明を省略する。
図１２（ｂ）に示すように、実施例１の空隙３０の代わりに音響反射膜３１が形成されている。音響反射膜３１は、音響インピーダンスの低い膜３１ａと音響インピーダンスの高い膜３１ｂとが交互に設けられている。膜３１ａおよび３１ｂの膜厚は例えばそれぞれ略λ／４（λは弾性波の波長）である。膜３１ａと膜３１ｂの積層数は任意に設定できる。例えば、音響反射膜３１は、基板１０中に音響インピーダンスの異なる膜が一層設けられている構成でもよい。その他の構成は、実施例１と同じであり説明を省略する。
実施例１およびその変形例１から２１において、実施例１の変形例２２と同様にドーム状の空隙３０を形成してもよく、実施例１の変形例２３と同様に空隙３０の代わりに音響反射膜３１を形成してもよい。
実施例１およびその変形例１から２２のように、共振器１１ａおよび１１ｂは、ＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）でもよい。また、実施例１の変形例２３のように、共振器１１ａおよび１１ｂは、ＳＭＲ（Solidly Mounted Resonator）でもよい。このように、基板１０内または上に設けられる音響反射層は、空隙３０、または音響特性の異なる少なくとも２種類の層が積層された音響反射膜３１を含めばよい。
実施例１およびその変形例によれば、空隙３０、または音響特性の異なる少なくとも２種類の層が積層された音響反射膜３１、を含む音響反射層が基板１０上に設けられている。複数の下部電極１２ａおよび１２ｂは、基板１０との間に１つの音響反射層を共有し、互いに溝５５を介し離れて配置されている。絶縁膜１８は、音響反射層上の溝５５に設けられている。圧電膜１４は、複数の下部電極１２ａ、１２ｂおよび溝５５上に一体として設けられている。上部電極１６は、圧電膜１４上に一体として設けられ、圧電膜１４を複数の下部電極１２ａおよび１２ｂとで挟むことにより複数の共振器１１ａおよび１１ｂを形成する。
これにより、図４（ｂ）を用い説明したように、図４（ａ）の比較例１において形成される圧電膜１４内のクラック６２および結晶性の低下した領域６３の形成を抑制できる。また、図３（ｃ）において犠牲層３８を除去するときに、絶縁膜１８が圧電膜１４を保護するため、圧電膜１４の浸食を抑制できる。よって、圧電膜１４等の劣化を抑制できる。
上部電極１６は、平面視において音響反射層の外側に引き出されていない。すなわち、上部電極１６には他の共振器が接続されていない。これにより、共振器１１ａと１１ｂとは直列接続され、かつ圧電膜１４の分極方向が反対となるため、特許文献１に説明されているように２次歪を抑制できる。また、上部電極１６の上方は大気のため、分断領域５６における上部電極１６に付加される寄生容量を小さくできる。これにより、特許文献１の図４の説明のように２次歪をより抑制できる。２次歪を抑制するため、共振領域５０ａと５０ｂとの面積は製造誤差程度に略同じであることが好ましい。また、共振領域５０ａと５０ｂと平面形状は対称（例えば点対称、線対称または鏡面対称）であることが好ましい。共振領域５０ａと５０ｂと平面形状は非対称でもよい。これにより、共振器１１ａと１１ｂとの不要波が干渉することを抑制できる。
また、上部電極１６が平面視において音響反射層の外側に引き出されていないとき、平面視において上部電極１６および圧電膜１４が空隙３０に含まれる。このため、共振器１１ａおよび１１ｂは主に下部電極１２ａおよび１２ｂにより基板１０に支持され、支持強度が弱い。そこで、絶縁膜１８を設けることで、共振器１１ａおよび１１ｂを補強することができる。
絶縁膜１８は、複数の下部電極１２ａおよび１２ｂの各々に接する。例えば、絶縁膜１８は少なくとも下部電極１２ａおよび１２ｂの下端に接する。絶縁膜１８は、下部電極１２ａおよび１２ｂを補強することができる。また、比較例１の図４（ａ）の矢印６４のように圧電膜１４が犠牲層３８のエッチング液に曝されることを抑制できる。なお、絶縁膜１８が複数の下部電極１２ａおよび１２ｂの各々に接していなくても、クラック６２および領域６３の形成を抑制する効果は得られる。
実施例１およびその変形例２、４、６、８、１０、１２、１４、１６および１８のように、絶縁膜１８の圧電膜１４側の面と下部電極１２ａおよび１２ｂの圧電膜１４側の面とは略同一平面である。これにより、圧電膜１４におけるクラック６２および領域６３の形成を抑制できる。なお、略同一平面とは製造誤差程度に平面であり、例えば実施例１の変形例２２の図１２（ａ）のように、空隙３０をドーム状とした場合、空隙３０の高さは空隙３０の幅の１／１００程度であり、空隙３０の上面は略同一平面とみなせる。絶縁膜１８の圧電膜１４側の面と下部電極１２ａおよび１２ｂの圧電膜１４側の面との間に凹部が設けられていてもよい。
実施例１の変形例１、３、５、７、９、１１、１３、１５および１７のように、絶縁膜１８の圧電膜１４側の面は、下部電極１２ａおよび１２ｂの圧電膜１４側の面より基板１０側に位置し、かつ下部電極１２ａおよび１２ｂの基板１０側の面より圧電膜１４側に位置する。これにより、段差Ｄ１は、厚さＴ１ａおよびＴ１ｂより小さくなる。よって、圧電膜１４におけるクラック６２および領域６３の形成を抑制できる。
実施例１の変形例６、７、１４～１８のように、絶縁膜１８の側面は複数の下部電極１２ａおよび１２ｂの側面に、接する面を有するように接する。これにより、絶縁膜１８の上面と下部電極１２ａおよび１２ｂの上面との間に凹部が形成されないため圧電膜１４におけるクラック６２および領域６３の形成をより抑制できる。
実施例１の変形例６、７、１４、１６および１８のように、絶縁膜１８の圧電膜１４側の面は下部電極１２ａおよび１２ｂの圧電膜１４側の面と製造誤差程度に略平坦である。すなわち、絶縁膜１８の圧電膜１４側の面と下部電極１２ａおよび１２ｂの圧電膜１４側の面との間に凹部が設けられていない。これにより、圧電膜１４におけるクラック６２および領域６３の形成をさらに抑制できる。
実施例１およびその変形例１、６～９、１４および１５のように、絶縁膜１８の基板１０側の面は下部電極１２ａおよび１２ｂの基板１０側の面と製造誤差程度に略平坦である。これにより、図３（ｂ）のように、犠牲層３８の上面に下部電極１２ａ、１２ｂおよび絶縁膜１８を形成すればよいので、容易に絶縁膜１８を形成できる。
実施例１の変形例２～５、１０～１３、１６～１８のように、絶縁膜１８の一部は下部電極１２ａおよび１２ｂの基板１０側の面に設けられている。これにより、絶縁膜１８は下部電極１２ａおよび１２ｂを補強することができる。
実施例１の変形例２、３、１０、１１、１６～１８のように、絶縁膜１８は、平面視において音響反射層の全てと重なる。これにより、絶縁膜１８は下部電極１２ａおよび１２ｂを補強することができる。
実施例１の変形例１～２２のように、音響反射層が空隙３０のとき、絶縁膜１８を設けないと分断領域５６の強度が弱くなる。よって、分断領域５６に絶縁膜１８を設けることで、下部電極１２ａおよび１２ｂを補強することができる。
実施例１の変形例２２のように、基板１０の空隙３０側の面は製造誤差程度に略平面であるとき、下部電極１２ａおよび１２ｂは上方に湾曲する。絶縁膜１８を設けないと分断領域５６の強度が弱くなる。よって、分断領域５６に絶縁膜１８を設けることで、下部電極１２ａおよび１２ｂを補強することができる。
実施例１の変形例１９～２１のように、圧電膜１４の材料と異なる材料を有する挿入膜２８および／または温度補償膜２６が上部電極１６と下部電極１２ａおよび１２ｂとの間に挿入されていてもよい。
実施例２は、デュプレクサの例である。図１３は、実施例２に係るデュプレクサの回路図である。図１３に示すように、共通端子Ａｎｔはアンテナ４４に接続される。共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ４０が接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ４２が接続されている。共通端子Ａｎｔとグランドとの間に整合回路としてインダクタＬ１が接続されている。送信フィルタ４０は、送信端子Ｔｘから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ４２は、共通端子Ａｎｔから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。インダクタＬ１は、送信フィルタ４０を通過した送信信号が受信フィルタ４２に漏れず共通端子Ａｎｔから出力されるようにインピーダンスを整合させる。
送信フィルタ４０は、ラダー型フィルタである。共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４が直列に接続されている。共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ３が並列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ３の一端は共通にインダクタＬ２を介し接地されている。並列共振器Ｐ１は共振器Ｐ１ａおよびＰ１ｂに直列に分割されている。
図１４（ａ）は、実施例２における送信フィルタの平面図、図１４（ｂ）は、空隙の平面図である。図１４（ａ）に示すように、基板１０上に直列共振器Ｓ１からＳ４、並列共振器Ｐ１からＰ３、配線４５および端子４６が形成されている。直列共振器Ｓ１からＳ４、および並列共振器Ｐ１からＰ３は共振領域５０を有する。配線４５は共振領域５０同士を接続、および共振領域５０と端子４６とを接続する。端子４６は入力端子Ｔｉｎ、出力端子Ｔｏｕｔおよびグランド端子Ｔｇを含む。配線４５および端子４６は、下部電極１２または上部電極１６により形成されている。
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、並列共振器Ｐ１以外の共振器は、単一の空隙３０に単一の共振領域５０が設けられている。共振器Ｐ１ａおよびＰ１ｂは実施例１およびその変形例に係る共振器１１ａおよび１１ｂであり、単一の空隙３０ａに２つの共振領域５０ａおよび５０ｂと分断領域５６が設けられている。共振器Ｐ１ａおよびＰ１ｂが設けられた空隙３０ａと他の空隙３０とは楕円形状を有している。このように、空隙３０ａと３０とが同様の形状であるため、空隙３０ａおよび３０上に圧電膜１４等を形成する応力条件をほぼ同一にできる。よって、空隙３０ａおよび３０と圧電膜１４等とを容易に形成することができる。
実施例２のように、送信フィルタ４０は、実施例１およびその変形例の単一の空隙３０に設けられた複数の共振領域５０にそれぞれ対応する複数の圧電薄膜共振器を含む。これにより、共振器Ｐ１ａとＰ１ｂとの間の配線の寄生容量を小さくできる。よって、特許文献１と同様に２次歪を抑制できる。また、下部電極１２ａおよび１２ｂお間の溝５５に絶縁膜１８が設けられているため、圧電膜等の劣化を抑制できる。
実施例２では、送信フィルタ４０に実施例１およびその変形例を用いる例を説明したが、受信フィルタ４２に実施例１およびその変形例を用いてもよい。また、ラダー型フィルタに実施例１およびその変形例を用いる例を説明したが、ラティス型フィルタまたは多重モードフィルタに実施例１およびその変形例を用いてもよい。マルチプレクサの例としてデュプレクサを説明したが。マルチプレクサはトリプレクサまたはクワッドプレクサでもよい。
並列共振器Ｐ１が複数の共振器Ｐ１ａおよびＰ１ｂ（分割共振器）に分割されており、共振器Ｐ１ａおよびＰ１ｂに対応する複数の共振領域５０は空隙３０ａに共通に設けられている。これにより、２次歪を抑制できる。分割される共振器は、１または複数の直列共振器および１または複数の並列共振器の少なくとも１つの共振器であればよい。２次歪を抑制する観点から出力端子に最も近い直列共振器Ｓ１および／または並列共振器Ｐ１が分割されていることが好ましい。直列共振器および並列共振器の数は任意に設定できる。
実施例３は、ラダー型フィルタに実施例１およびその変形例を用いる例である。図１５は、実施例３に係るフィルタの平面図である。共振領域５０ａ～５０ｃおよび絶縁膜１８をハッチングし図示している。図１５に示すように、空隙３０に共通に直列共振器Ｓ１およびＳ２並びに並列共振器Ｐ１に対応する３つの共振領域５０ａ～５０ｃが設けられている。共振領域５０ａ～５０ｃの間は分断領域５６である。下部電極１２ａ～１２ｃの間に溝５５が設けられている。溝５５に絶縁膜１８が設けられている。上部電極１６は共振領域５０ａ～５０ｃに共通に設けられている。３つの共振器は上部電極１６により電気的に接続されている。下部電極１２ａ、１２ｂおよび１２ｃは、それぞれ入力端子Ｔｉｎ、出力端子Ｔｏｕｔおよびグランド端子Ｔｇに接続されている。これにより、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔとの間に、直列共振器Ｓ１およびＳ２が直列に接続され、並列共振器Ｐ１が並列に接続される。
実施例３によれば、１または複数の直列共振器の少なくとも１つと１または複数の並列共振器の少なくとも１つに対応する共振領域５０が空隙３０に共通に設けられている。これにより、直列共振器と並列共振器との間の配線の寄生容量を抑制できる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０ 基板
１２、１２ａ～１２ｃ 下部電極
１１ａ、１１ｂ 共振器
１４ 圧電膜
１６ 上部電極
１８ 絶縁膜
１８ａ、１８ｂ 部分
２６ 温度補償膜
２８ 挿入膜
３０、３０ａ 空隙
３１ 音響反射膜
４０ 送信フィルタ
４２ 受信フィルタ
５０、５０ａ～５０ｃ 共振領域
５５ 溝
５６ 分断領域
１２、１２ａ～１２ｃ 下部電極
１１ａ、１１ｂ 共振器
１４ 圧電膜
１６ 上部電極
１８ 絶縁膜
１８ａ、１８ｂ 部分
２６ 温度補償膜
２８ 挿入膜
３０、３０ａ 空隙
３１ 音響反射膜
４０ 送信フィルタ
４２ 受信フィルタ
５０、５０ａ～５０ｃ 共振領域
５５ 溝
５６ 分断領域
Claims (14)
- 基板と、
前記基板上に設けられ、空隙、または音響特性の異なる少なくとも２種類の層が積層された音響反射膜、を含む音響反射層と、
前記基板上に設けられ、前記基板との間に１つの前記音響反射層を共有し、互いに溝を介し離れて配置された複数の下部電極と、
前記音響反射層上の前記溝に設けられた絶縁膜と、
前記複数の下部電極および前記溝上に一体として設けられた圧電膜と、
前記圧電膜上に一体として設けられ、前記圧電膜を前記複数の下部電極とで挟むことにより複数の共振器を形成する上部電極と、
を備える弾性波デバイス。 - 前記上部電極は、平面視において前記音響反射層の外側に引き出されていない請求項１に記載の弾性波デバイス。
- 前記絶縁膜は、前記複数の下部電極の各々に接する請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
- 前記絶縁膜の前記圧電膜側の面と前記複数の下部電極の前記圧電膜側の面とは略同一平面である請求項１から３のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 前記絶縁膜の前記圧電膜側の面は、前記複数の下部電極の前記圧電膜側の面より前記基板側に位置しかつ前記複数の下部電極の前記基板側の面より前記圧電膜側に位置する請求項１から３のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 前記絶縁膜の側面は前記複数の下部電極の側面に接する請求項１から５のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 前記絶縁膜の前記基板側の面は前記下部電極の前記基板側の面と略平坦である請求項１から６のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 前記絶縁膜の一部は前記複数の下部電極の前記基板側の面の少なくとも一部に設けられている請求項１から６のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 前記絶縁膜は、平面視において前記音響反射層の全てと重なる請求項８に記載の弾性波デバイス。
- 前記音響反射層は空隙である請求項１から９のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 前記基板の前記空隙側の面は略平面である請求項１０に記載の弾性波デバイス。
- 前記上部電極と前記下部電極との間に挿入され、前記圧電膜の材料と異なる材料を有する挿入膜を備える請求項１から１１のいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 請求項１から１２のいずれか一項に記載の弾性波デバイスを含むフィルタ。
- 請求項１３に記載のフィルタを含むマルチプレクサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021041100A JP2022140991A (ja) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021041100A JP2022140991A (ja) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=83195196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021041100A Pending JP2022140991A (ja) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ |
Country Status (2)
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2021
- 2021-03-15 JP JP2021041100A patent/JP2022140991A/ja active Pending
-
2022
- 2022-03-04 US US17/687,501 patent/US20220294420A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220294420A1 (en) | 2022-09-15 |
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