JPH1079640A - Piezoelectric device, its manufacture and mobile communication equipment - Google Patents

Piezoelectric device, its manufacture and mobile communication equipment

Info

Publication number
JPH1079640A
JPH1079640A JP18289597A JP18289597A JPH1079640A JP H1079640 A JPH1079640 A JP H1079640A JP 18289597 A JP18289597 A JP 18289597A JP 18289597 A JP18289597 A JP 18289597A JP H1079640 A JPH1079640 A JP H1079640A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
piezoelectric
reflection
piezoelectric substrate
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP18289597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Tomita
佳宏 冨田
Tetsuyoshi Ogura
哲義 小掠
Atsushi Komatsu
敦 小松
Shinji Itamochi
眞次 板持
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP18289597A priority Critical patent/JPH1079640A/en
Publication of JPH1079640A publication Critical patent/JPH1079640A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an energy confinement type piezoelectric device suppressive in undesired spurious radiation, lower in impedance and capable of coping with higher frequency by suppressing reflection of vibration at the end of an electrode and conforming thickness vibration by a projection substantially provided in a piezoelectric substrate thereby making possible free electrode design with less restriction and selection of a wider electrode material and to provide the method for manufacturing the device easily. SOLUTION: Projections 4a, 4b, 4c, 4d are provided in a piezoelectric substrate 1, upper destinations are divided into excitation electrodes 2a, 2b and a dummy electrode 2c, a very small interval is provided between respective split electrodes and the electrodes are insulated electrically. Thus, reflection is not almost caused to the thickness vibration and the confinement of the vibration energy of the thickness vibration is conducted substantially by the projections provided to the piezoelectric substrate 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、高周波ク
ロック発生に用いられる圧電共振子や、高周波の信号処
理に用いられる多重モード圧電フィルタなどの、エネル
ギー閉じ込め厚み共振圧電デバイスに利用出来る、圧電
デバイス、その製造方法及びそれを用いた移動体通信装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric device which can be used for an energy trapped thickness resonant piezoelectric device such as a piezoelectric resonator used for high frequency clock generation and a multi-mode piezoelectric filter used for high frequency signal processing. And a method of manufacturing the same, and a mobile communication device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータやその周辺機器など
の情報機器における処理速度やデータ転送速度の高速化
は目覚ましく、これに伴い高い周波数のクロック発生が
求められている。高周波のクロック発生には水晶振動子
に代表される、エネルギー閉じ込め型の振動子が用いら
れており、高い周波数のものが求められるようになって
いる。環境温度による変化や経時変化などに対して、高
い周波数安定度が必要な場合は専らATカット水晶が圧
電体として用いられている。ATカット水晶振動子は、
ppmオーダーの優れた対温度安定性を有する。周波数安
定度が必要ない場合は圧電セラミックによるエネルギー
閉じ込め型の振動子が用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, the processing speed and data transfer speed of information devices such as computers and their peripheral devices have been remarkably increased, and accordingly, generation of a high-frequency clock is required. A high-frequency clock generation uses an energy-trapping type of oscillator, typified by a crystal oscillator, and a high-frequency oscillator is required. When a high frequency stability is required for a change due to an environmental temperature or a change with time, an AT-cut quartz crystal is exclusively used as a piezoelectric body. AT-cut quartz oscillator
It has excellent temperature stability on the order of ppm. When frequency stability is not required, an energy trap type vibrator made of piezoelectric ceramic is used.

【0003】エネルギー閉じ込め型の振動子について、
図10(A)〜図10(D)を参照しながら説明する。
図10(A)は上面図、図10(B)は断面図、図10
(C)は代用的な閉じ込められた厚み共振モードの振幅
分布図である。圧電基板51と、その表裏面に圧電基板
よりも狭い範囲に対向して形成された励振電極52と5
3により構成される。エネルギー閉じ込めの理論につい
ては、弾性波素子技術ハンドブック82〜89ページ
(日本学術振興会弾性波素子技術第150委員会編、1991
年11月30日オーム社より発行)に詳述されている。厚み
振動の板面に沿った厚み振動の伝搬が、励振電極部54
で伝搬、周囲の無電極部55で減衰、という条件を満た
す振動モードのエネルギーが励振電極部54に閉じ込め
られる。圧電基板51の端面まで振動が伝搬しないた
め、端面でパッケージへの保持を容易に行うことができ
る。振動エネルギーが保持部へ漏れないため、高いQ値
を実現することができ、保持による特性への影響が少な
いというメリットを有している。励振電極部54と無電
極部55の伝搬定数の差は、(1)電極など質量負荷に
よるカットオフ周波数の低下、(2)圧電効果による電
極部のカットオフ周波数の低下、の、双方の効果により
為される。ATカット水晶の厚みすべり振動子のように
電気機械結合係数の小さい圧電基板の場合、主に設けら
れた励振電極の質量負荷によりエネルギー閉じ込めが為
され、電気機械結合係数が大きい圧電セラミックでは、
圧電効果の方が圧倒的に大きな閉じ込め効果を発揮す
る。
[0003] Regarding an energy trap type vibrator,
This will be described with reference to FIGS. 10 (A) to 10 (D).
10A is a top view, FIG. 10B is a cross-sectional view, and FIG.
(C) is an amplitude distribution diagram of a substitute confined thickness resonance mode. A piezoelectric substrate 51 and excitation electrodes 52 and 5 formed on the front and back surfaces thereof in a range narrower than the piezoelectric substrate.
3. For the theory of energy confinement, see Elastic Wave Device Technology Handbook, pp. 82-89 (edited by the 150th Committee of the JSPS Acoustic Wave Device Technology, 1991).
Issued by Ohm on November 30, 2008). The propagation of the thickness vibration along the plate surface of the thickness vibration
The energy of the vibration mode that satisfies the conditions of propagation and attenuation at the surrounding electrodeless portion 55 is confined in the excitation electrode portion 54. Since the vibration does not propagate to the end face of the piezoelectric substrate 51, it is possible to easily hold the piezoelectric substrate 51 in the package at the end face. Since vibration energy does not leak to the holding unit, a high Q value can be realized, and there is an advantage that the effect of holding on the characteristics is small. The difference between the propagation constants of the excitation electrode portion 54 and the non-electrode portion 55 is due to both effects of (1) a decrease in cutoff frequency due to a mass load such as an electrode and (2) a decrease in cutoff frequency of the electrode portion due to a piezoelectric effect. Done by In the case of a piezoelectric substrate having a small electromechanical coupling coefficient such as a thickness shear resonator of an AT-cut quartz crystal, energy is confined mainly by the mass load of the excitation electrode provided, and in a piezoelectric ceramic having a large electromechanical coupling coefficient,
The piezoelectric effect exerts an overwhelmingly large confinement effect.

【0004】図10(D)は、カットオフ周波数を境に
して、カットオフ以上で厚み振動が伝搬する場合の代表
的な共振モードの周波数チャートである。縦軸は周波数
で、fcは無電極部のカットオフ周波数、fc'は電極部
のカットオフ周波数である。横軸は、エネルギー閉じ込
めの度合いを表しており、圧電体の厚さHで規格化され
た励振電極長(L/H)と、規格化された周波数低下量
Δ=(fc−fc’)/fcで表される値である。チャ
ート中の曲線は、エネルギー閉じ込めの度合いに応じ
た、各共振モードの周波数の推移を表している。S0お
よびA0は対称および斜対称モードの基本共振、Snおよ
びAn(ここで、nは厚み共振の次数であり、n>1であ
る)は対称および斜対称のより高次のモードを表してい
る。斜対称モードの電気機械結合は、励振電極全面での
積分値がゼロになるので、対称的な構成である振動子で
は電気的に励振されない。換言すると、対称的な励振電
極パターンを有する振動子の場合、斜対称モードは励振
されない。これは、励振部全面での電気機械結合が完全
に打ち消されるためである。対称性の崩れた振動子や、
後述するフィルタの場合には、斜対称モードが励振され
る。
FIG. 10D is a frequency chart of a typical resonance mode in the case where the thickness vibration propagates above the cutoff frequency with the cutoff frequency as a boundary. The vertical axis represents the frequency, fc is the cutoff frequency of the non-electrode portion, and fc 'is the cutoff frequency of the electrode portion. The horizontal axis represents the degree of energy confinement. The excitation electrode length (L / H) standardized by the thickness H of the piezoelectric body and the standardized frequency decrease amount Δ = (fc−fc ′) / It is a value represented by fc. The curves in the chart show the transition of the frequency of each resonance mode according to the degree of energy confinement. S0 and A0 are the fundamental resonances of the symmetric and oblique modes, and Sn and An (where n is the thickness resonance order and n> 1) represent the higher modes of the symmetric and oblique symmetry. . In the electromechanical coupling in the obliquely symmetric mode, the integrated value over the entire surface of the excitation electrode becomes zero, so that the vibrator having a symmetric configuration is not electrically excited. In other words, in the case of a vibrator having a symmetric excitation electrode pattern, the obliquely symmetric mode is not excited. This is because the electromechanical coupling on the entire excitation section is completely canceled. Vibrator with broken symmetry,
In the case of a filter described later, an oblique symmetric mode is excited.

【0005】ここで、各振動モードが閉じ込められる条
件を考えてみる。電極部及び無電極部の双方のカットオ
フ周波数よりも低い周波数の厚み振動は、電極部でも無
電極部でも伝搬できないため、閉じ込められない。ま
た、電極部及び無電極部の双方のカットオフ周波数より
も高い周波数の厚み振動は、電極部及び無電極部の双方
を伝搬してしまうため、閉じ込められない。従って、厚
み振動の周波数が無電極部のカットオフ周波数よりも低
く、電極部のカットオフ周波数よりも高い場合のみ、電
極部に振動が閉じ込められ、共振が現れる。
[0005] Here, consider the conditions under which each vibration mode is confined. The thickness vibration having a frequency lower than the cutoff frequency of both the electrode portion and the non-electrode portion cannot be propagated in the electrode portion or the non-electrode portion, and thus cannot be confined. Further, the thickness vibration having a frequency higher than the cutoff frequency of both the electrode portion and the non-electrode portion propagates through both the electrode portion and the non-electrode portion, and is not confined. Therefore, only when the frequency of the thickness vibration is lower than the cut-off frequency of the non-electrode portion and higher than the cut-off frequency of the electrode portion, the vibration is confined in the electrode portion and resonance appears.

【0006】例えば、閉じ込め量が図中のAの場合、S
0は閉じ込められ共振するが、S1は無電極部のカットオ
フ周波数以上で、無電極部へも伝搬するため閉じ込めら
れず、共振しない。閉じ込め量をBまで大きくすると、
S0だけでなく、S1、S2も閉じ込められ、共振するよ
うになる。つまり、閉じ込め量がAのように、適正値で
あれば、主共振は、S0のみとなり、不要共振であるス
プリアスのない優れた振動子が可能である。一方、周波
数低下量を大きくしたり、電極長を長くしたりして、よ
り閉じ込め量を大きくすると、不要な共振であるスプリ
アスが現れる。スプリアスは、クロック発振器において
周波数飛びや動作不安定の原因となるので、抑えるよう
に周波数低下量と電極長を選ばなくてはならない。
For example, when the confinement amount is A in the figure, S
0 is confined and resonates, but S1 is higher than the cut-off frequency of the non-electrode portion and propagates to the non-electrode portion, so it is not confined and does not resonate. When the amount of confinement is increased to B,
Not only S0 but also S1 and S2 are confined and resonate. That is, if the confinement amount is an appropriate value such as A, the main resonance is only S0, and an excellent vibrator without unnecessary resonance and spurious can be obtained. On the other hand, if the amount of confinement is further increased by increasing the amount of frequency drop or increasing the electrode length, spurious resonance, which is unnecessary resonance, appears. The spurious causes a frequency jump and unstable operation in the clock oscillator. Therefore, it is necessary to select the amount of frequency reduction and the electrode length so as to suppress the spurious.

【0007】次に、エネルギー閉じ込め型の圧電フィル
タは、近年の携帯電話やページャなどの個人向け移動体
通信機器の普及に伴って需要が高まっている。周波数の
高いRF部には弾性表面波フィルタや誘電体フィルタ、
1st−IFには弾性表面波フィルタや水晶フィルタ、
2nd−IFにはセラミックフィルタというように多段
のフィルタが用いられている。このうち、エネルギー閉
じ込め型多重モード圧電フィルタは、水晶フィルタとセ
ラミックフィルタの一部であり、極力少ない段数でシス
テムを構成するために、各フィルタには高いチャンネル
選択度と特性の安定した製造工法が求められる。また、
携帯電話等の加入者の急激な増加によりチャンネル数が
不足し、より高いRF周波数が用いられることとなり、
これに伴ってIFフィルタもより高い周波数のものが求
められるようになっている。
[0007] Next, with the spread of personal mobile communication devices such as mobile phones and pagers in recent years, energy trap type piezoelectric filters have been in increasing demand. Surface acoustic wave filters, dielectric filters,
The 1st-IF has a surface acoustic wave filter and a crystal filter,
The 2nd-IF uses a multi-stage filter such as a ceramic filter. Among these, the energy trapping type multi-mode piezoelectric filter is a part of a crystal filter and a ceramic filter.To construct a system with as few stages as possible, each filter must have a high channel selectivity and a manufacturing method with stable characteristics. Desired. Also,
Due to the rapid increase of subscribers such as mobile phones, the number of channels becomes insufficient, and higher RF frequencies will be used.
Along with this, IF filters having higher frequencies are required.

【0008】ここで、従来のエネルギー閉じ込め型多重
モード圧電フィルタの一例として、水晶MCF(モノリ
シック・クリスタル・フィルタ)を図11を参照しなが
ら説明する。圧電基板91としてATカット水晶を用
い、表側に2分割された入力電極92aと出力電極92
bが形成され、入出力電極92a、92bに対応した裏
面には共通アース電極93が設けられている。水晶基板
91はキャンパッケージのベース94に設けられたピン
95a、95b、95cに導電性ペースト96で固定さ
れ、入出力およびアース電極が外部に引き出されてい
る。最後にベース94に金属キャップ97を溶接し封止
を行う。
Here, a quartz crystal MCF (monolithic crystal filter) will be described as an example of a conventional energy trap type multi-mode piezoelectric filter with reference to FIG. An input electrode 92a and an output electrode 92 divided into two on the front side using AT-cut quartz as the piezoelectric substrate 91.
The common ground electrode 93 is provided on the back surface corresponding to the input / output electrodes 92a and 92b. The crystal substrate 91 is fixed to pins 95a, 95b, and 95c provided on a base 94 of the can package with a conductive paste 96, and input / output and ground electrodes are drawn out. Finally, a metal cap 97 is welded to the base 94 to perform sealing.

【0009】フィルタも振動子と同様にエネルギー閉じ
込めの原理を用いており、電極を形成した部分には電極
の質量負荷により、厚み振動エネルギーが閉じ込められ
る。入力電極92aと出力電極92bの部分はそれぞれ
別々のエネルギー閉じ込め振動子を形成している。この
2個の振動子を適当な距離に配置し、漏れ出た振動を結
合させると、入力側と出力側が同位相で振動する対称モ
ードと逆位相で振動する斜対称モードの双方が励振され
るようになる。入力側から出力側に伝搬する、対称・斜
対称双方のモードを制御することで所望のフィルタ特性
を得る。
The filter also uses the principle of energy confinement similarly to the vibrator, and the thickness vibration energy is confined in the portion where the electrode is formed due to the mass load of the electrode. The portions of the input electrode 92a and the output electrode 92b form separate energy confinement oscillators. When these two vibrators are arranged at an appropriate distance and the leaked vibrations are coupled, both the symmetric mode in which the input side and the output side vibrate in the same phase and the oblique symmetric mode in which the input side and the output side vibrate in the opposite phase are excited. Become like A desired filter characteristic is obtained by controlling both symmetric and oblique symmetric modes that propagate from the input side to the output side.

【0010】フィルタは振動子に比べて、より厳しい電
極設計が求められる。振動子の場合は、高次のモードの
スプリアスをある程度避ければ良いが、フィルタの場合
は、入出力電極における基本となる対称モードと斜対称
モードのみエネルギー閉じ込めされる条件に電極膜厚お
よびサイズを選ぶのが基本で、電極をより重くしたり電
極面積をより大きくすると、周波数の高い高次モードが
電極端部で反射され共振しスプリアスの原因となる。従
って、可能な電極厚さおよび電極サイズには上限があ
り、フィルタ設計の自由度が著しく制限される。
A filter is required to have a stricter electrode design than a vibrator. In the case of a vibrator, it is sufficient to avoid high-order mode spurs to some extent, but in the case of a filter, the electrode film thickness and size must be such that only the basic symmetric mode and oblique symmetric mode in the input and output electrodes are confined. Basically, if the electrode is made heavier or the electrode area is made larger, a higher-order mode having a higher frequency is reflected at the end of the electrode and resonates to cause spurious. Therefore, there is an upper limit to the possible electrode thickness and electrode size, which severely limits the degree of freedom in filter design.

【0011】従来の振動子・フィルタとも、電極材料と
して高い周波数安定度が求められるものには金が用いら
れ、クロムなどの下地層が用いられる。そうでないもの
はコストを下げるために銀が用いられる。さらに高周波
の場合、比重の小さいアルミのような金属も用いられて
いる。
[0011] For both conventional vibrators and filters, gold is used for those requiring high frequency stability as an electrode material, and an underlayer such as chromium is used. Otherwise, silver is used to reduce costs. In the case of a high frequency, a metal such as aluminum having a small specific gravity is also used.

【0012】圧電基板に電極薄膜を形成する安価な方法
として、形成しようとする電極形状と同じ形状の穴を有
するメタルマスクが一般にマスク材として用いられてい
る。より高い周波数が要求され、より優れたフィルタ特
性とその安定した製造工法が求められる仕様において
は、高い電極の加工精度が要求され、メタルマスクに代
わってフォトリソグラフィを用いた加工も行われるよう
になっている。このような厳しい仕様においては表電極
と裏電極のパターンを正確に合わせる必要があり、製造
コストは上がってしまう。
As an inexpensive method of forming an electrode thin film on a piezoelectric substrate, a metal mask having holes of the same shape as the electrode to be formed is generally used as a mask material. In specifications where higher frequencies are required, better filter characteristics and a stable manufacturing method are required, high electrode processing accuracy is required, and processing using photolithography instead of metal masks is also performed. Has become. In such a strict specification, it is necessary to accurately match the pattern of the front electrode and the back electrode, and the manufacturing cost increases.

【0013】実装形態としてキャンパッケージを示した
が、機器の小型化に伴い、小型の振動子・フィルタが求
められており、表面実装パッケージ内に圧電基板を寝か
せた状態で実装したものが多くなってきている。
Although a can package has been described as a mounting form, a small vibrator / filter has been required with the miniaturization of equipment, and a large number of packages mounted with a piezoelectric substrate lying in a surface mount package have been increasing. Is coming.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたことからも
わかるように、エネルギー閉じ込め圧電デバイスでは、
いかにスプリアスのレベルを抑制するかが最大の課題で
ある。
As can be seen from the above description, in the energy trapping piezoelectric device,
The biggest challenge is how to control spurious levels.

【0015】スプリアスは、圧電デバイスが振動子の場
合、振動子の発振周波数の飛びや不安定な励振状態の原
因となる。又、スプリアスは、圧電デバイスがフィルタ
の場合では、通過帯域よりも高い周波数の厚み振動は入
力から出力へ伝搬しやすく、振動が電極端部などで反射
すると共振条件を満足する周波数で不要な通過帯域を形
成してしまう。前述の如く、スプリアスを発生させない
電極厚さと電極長の条件が求められるが、必ずしも実現
可能ではない。
When the piezoelectric device is a vibrator, the spurious causes a jump in the oscillation frequency of the vibrator and an unstable excitation state. In addition, when the piezoelectric device is a filter, the thickness vibration having a frequency higher than the pass band easily propagates from the input to the output when the piezoelectric device is a filter. A band is formed. As described above, the conditions of the electrode thickness and the electrode length that do not cause spurious are required, but are not always feasible.

【0016】例えば、振動子・フィルタとも低インピー
ダンスのものが求められる。振動子の場合は安定した発
振のため、フィルタの場合は回路とのインピーダンス整
合を容易にするためである。低インピーダンス化は、電
極面積を大きくして行けば可能であるが、高次のモード
まで共振するようになり、スプリアスの原因となる。電
極膜厚を薄くすれば電極サイズを大きくすることも可能
であるが、電極膜厚を薄くして行くと、微細な電極粒子
が局所的つながった不安定な状態となるため、薄くする
のにも限度があった。電極膜厚の下限は、電極材料にも
依存するが、実用上安定した電極膜を得るには少なくと
も50nmの膜厚が必要である。また、金や銀のような
比重の大きな電極をより比重の小さいアルミなどの金属
にすることで質量負荷を軽減することが可能であるが、
金や銀に比べて電極が変化しやすく長期信頼性に問題が
あった。さらに、圧電セラミックやタンタル酸リチウ
ム、ニオブ酸リチウムといった電気機械結合係数の大き
い圧電基板を用いた場合、電極の質量負荷がゼロでも圧
電効果による一定のエネルギー閉じ込めが為されてしま
うため、スプリアスの出ない電極サイズの上限がかなり
小さくなる。従って、スプリアスなく、安定した動作を
保証できる範囲での低インピーダンス化には限界がある
と言う課題を有していた。
For example, it is required that both the vibrator and the filter have low impedance. This is because the oscillator is used for stable oscillation, and the filter is used for facilitating impedance matching with a circuit. Although it is possible to reduce the impedance by increasing the electrode area, resonance occurs up to higher-order modes, which causes spurious. It is possible to increase the electrode size by reducing the electrode film thickness, but as the electrode film thickness is reduced, an unstable state is formed in which fine electrode particles are locally connected. There was also a limit. Although the lower limit of the electrode film thickness depends on the electrode material, a film thickness of at least 50 nm is necessary to obtain a practically stable electrode film. In addition, it is possible to reduce the mass load by making a high specific gravity electrode such as gold or silver a metal such as aluminum having a low specific gravity.
The electrodes tend to change more easily than gold or silver, and there is a problem in long-term reliability. Furthermore, when a piezoelectric substrate with a large electromechanical coupling coefficient, such as piezoelectric ceramic, lithium tantalate, or lithium niobate, is used, even if the mass load on the electrodes is zero, a certain amount of energy is trapped by the piezoelectric effect, and spurious emissions are generated. The upper limit of the electrode size is significantly smaller. Therefore, there is a problem that there is a limit in reducing impedance in a range where stable operation can be guaranteed without spurious.

【0017】さらに周波数が高くなると、厚み振動の波
長が短くなるため、相対的に電極による質量負荷を軽減
する必要があった。従って、より電極膜厚を薄くする
か、あるいは、そのように薄くできない場合は電極面積
を小さくしてスプリアスを抑える必要があった。
When the frequency is further increased, the wavelength of the thickness vibration is shortened, so that it is necessary to relatively reduce the mass load on the electrode. Therefore, it is necessary to reduce the electrode thickness or to reduce the electrode area when the electrode thickness cannot be so reduced to suppress the spurious.

【0018】また、従来のエネルギー閉じ込め圧電デバ
イスでは電極の引き出し部も質量負荷となるため、電極
の引き出し部を厚み振動が伝搬して思わぬ部分で反射
し、スプリアスの原因となると言った課題があった。
又、従来の場合、引き出し部分の挙動は解析的に設計す
ることが困難であることから、設計試作を繰り返し、経
験的に決定する必要が有った。
Further, in the conventional energy trapping piezoelectric device, since the lead portion of the electrode also becomes a mass load, a problem that the thickness vibration propagates through the lead portion of the electrode and is reflected at an unexpected portion to cause spurious noise. there were.
Further, in the conventional case, it is difficult to analytically design the behavior of the drawer portion, so that it is necessary to repeat design trial production and determine it empirically.

【0019】本発明は、上記従来の課題を考慮し、不要
なスプリアスの抑制が出来、より低インピーダンスで、
より高周波に対応した圧電デバイスの閉じ込め設計にお
いて、従来に比べてより一層自由度の高い電極設計がで
きる圧電デバイス、とその製造がより容易に行える圧電
デバイスの製造方法及びそれを用いた移動体通信装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned conventional problems, and can suppress unnecessary spurious components.
A piezoelectric device capable of designing an electrode with a higher degree of freedom than ever before in a confinement design of a piezoelectric device corresponding to a higher frequency, a method of manufacturing a piezoelectric device capable of manufacturing the electrode more easily, and a mobile communication using the same It is intended to provide a device.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、厚み振動に用いる圧電基板と、前記圧電基板の両面
に設けられた、前記厚み振動を行わせる一組又は複数組
の励振電極と、前記厚み振動により発生する振動エネル
ギーを実質上閉じ込めるエネルギー閉じ込め用負荷とを
備え、前記エネルギー閉じ込め用負荷が、前記励振電極
の内側又は外側に設けられている圧電デバイスである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric substrate used for thickness vibration, and one or more sets of excitation electrodes provided on both sides of the piezoelectric substrate for performing the thickness vibration. And an energy trapping load that substantially traps vibration energy generated by the thickness vibration, wherein the energy trapping load is a piezoelectric device provided inside or outside the excitation electrode.

【0021】請求項12記載の本発明は、厚み振動が生
じる圧電基板上の部位に、前記厚み振動により発生する
振動エネルギーを実質上閉じ込めるエネルギー閉じ込め
用負荷を設ける工程と、前記エネルギー閉じ込め用負荷
が設けられた圧電基板の両面に、前記厚み振動を行わせ
る励振電極を一組又は複数組設ける工程とを備えた圧電
デバイスの製造方法である。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a step of providing an energy confinement load for substantially confining vibration energy generated by the thickness vibration at a portion on the piezoelectric substrate where the thickness vibration occurs, wherein the energy confinement load is Providing one or more sets of excitation electrodes for performing the thickness vibration on both surfaces of the provided piezoelectric substrate.

【0022】請求項13記載の本発明は、圧電基板の両
面に、厚み振動を行わせる励振電極を一組又は複数組設
ける工程と、前記設けられた励振電極の上に、前記厚み
振動により発生する振動エネルギーを実質上閉じ込める
エネルギー閉じ込め用負荷を設ける工程とを備えた圧電
デバイス製造方法である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a step of providing one or more sets of excitation electrodes for performing thickness vibration on both surfaces of a piezoelectric substrate, and generating the excitation electrodes on the provided excitation electrodes by the thickness vibration. Providing a load for confining energy that substantially confines the vibration energy to be generated.

【0023】請求項25記載の本発明は、厚み振動が生
じる圧電基板上の少なくとも片側に、前記厚み振動によ
り発生する振動エネルギーを実質上閉じ込めるエネルギ
ー閉じ込め用負荷のパターンを設ける工程と、前記圧電
基板の両側に、前記厚み振動を行わせる励振電極のパタ
ーンを設ける工程とを備えた圧電デバイスの製造方法で
ある。
25. The method according to claim 25, wherein a step of providing an energy trapping load pattern for substantially trapping vibration energy generated by the thickness vibration is provided on at least one side of the piezoelectric substrate where the thickness vibration occurs. Providing a pattern of excitation electrodes for performing the thickness vibration on both sides of the piezoelectric device.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施の形態1)以下、本発明の圧電デバイスの一実施
の形態のエネルギー閉じ込め圧電デバイスについて、図
1(A)〜図1(C)を参照しながら説明する。
(Embodiment 1) Hereinafter, an energy trapping piezoelectric device according to an embodiment of the piezoelectric device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (A) to 1 (C).

【0025】図1(A)〜図1(C)は本発明の実施の
形態1として、多重モード圧電フィルタの構造例を示す
もので、図1(A)は本多重モード圧電フィルタの上面
図であり、図1(B)は図1(A)のA−A’における
断面図であり、図1(C)は下面から見た図である。
FIGS. 1A to 1C show an example of the structure of a multimode piezoelectric filter according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a top view of the present multimode piezoelectric filter. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1A, and FIG. 1C is a view as viewed from below.

【0026】同図に示すように、1が圧電基板、2aが
入力電極、2bが出力電極、2cが上面アース電極、3
が下面アース電極、4a、4bおよび4c、4dが圧電
基板1の上下面に形成された突起である。これら突起
は、本発明のエネルギー閉じ込め用突起に対応する。
又、これら突起は、本発明のエネルギー閉じ込めよう負
荷に対応する。入力電極2a、出力電極2bおよび上面
アース電極2cは、それぞれ数μmという極めて微少な
電極間隙を隔てて、圧電基板1の上面をほとんど全面覆
っており、下面電極3は圧電基板1の下面をほぼ全面覆
っており、電極2cは圧電基板1の側面を介して下面ア
ース電極3に導通している。
As shown in FIG. 1, 1 is a piezoelectric substrate, 2a is an input electrode, 2b is an output electrode, 2c is a top ground electrode,
Are projections formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric substrate 1. These projections correspond to the energy trapping projections of the present invention.
These projections also correspond to the energy confining load of the present invention. The input electrode 2a, the output electrode 2b, and the upper surface ground electrode 2c cover almost the entire upper surface of the piezoelectric substrate 1 with a very small electrode gap of several μm, and the lower electrode 3 substantially covers the lower surface of the piezoelectric substrate 1. The entire surface is covered, and the electrode 2 c is electrically connected to the lower surface ground electrode 3 via the side surface of the piezoelectric substrate 1.

【0027】尚、入力電極2a、出力電極2b、上面ア
ース電極2cをまとめて、上面電極2とも呼ぶ。又、上
面アース電極2cは、本発明の反射抑制用ダミー電極に
対応する。又、入力電極2aと下面アース電極3により
構成された一組の励振電極と、出力電極2bと下面アー
ス電極3により構成された他の一組の励振電極とが、本
発明の圧電基板に形成された複数組の励振電極に対応す
る。
The input electrode 2a, the output electrode 2b, and the upper surface ground electrode 2c are collectively referred to as the upper surface electrode 2. Further, the upper surface ground electrode 2c corresponds to the reflection suppressing dummy electrode of the present invention. Also, a set of excitation electrodes formed by the input electrode 2a and the lower surface ground electrode 3 and another set of excitation electrodes formed by the output electrode 2b and the lower surface ground electrode 3 are formed on the piezoelectric substrate of the present invention. Corresponding to a plurality of sets of excitation electrodes.

【0028】この様に、突起4a,4cが、入力電極2
aと下面アース電極3の内側の面に、又、突起4b,4
dが、出力電極2bと下面アース電極3の内側の面にそ
れぞれ接していることから、本実施の形態の圧電デバイ
スは、エネルギー閉じ込め用突起が、圧電基板1の厚み
方向を基準として、励振電極の内側に設けられているタ
イプの圧電デバイスに相当する。
As described above, the protrusions 4a and 4c are
a and the projections 4b, 4
Since d is in contact with the inner surface of the output electrode 2 b and the inner surface of the lower surface ground electrode 3, the piezoelectric device according to the present embodiment has a configuration in which the energy trapping protrusions have the excitation electrode based on the thickness direction of the piezoelectric substrate 1. Corresponds to a piezoelectric device of the type provided inside.

【0029】従来の様に単独に存在する電極の端面では
厚み振動が反射されるが、本実施の形態1のように電極
端面の直近に電極を配し、電極間距離を小さくすること
で、電極端面での反射を抑えて行くことができ、電極に
よる振動の閉じ込めが行われない。
Although the thickness vibration is reflected on the end face of the electrode which is present alone as in the related art, the electrode is arranged immediately near the end face of the electrode and the distance between the electrodes is reduced as in the first embodiment. The reflection at the electrode end surface can be suppressed, and the vibration is not confined by the electrode.

【0030】一方、圧電基板1に設けた突起4a、4
b、4c、4dは、入出力電極2a、2bと下面アース
電極3とによって厚み振動が励振される部分に、上下面
で一致した位置に設けられており、突起部の質量負荷効
果により実質的に基本となる対称モードと斜対称モード
の振動を閉じ込めている。
On the other hand, the projections 4a, 4a provided on the piezoelectric substrate 1
b, 4c, and 4d are provided at positions where the thickness vibration is excited by the input / output electrodes 2a and 2b and the lower surface ground electrode 3 on the upper and lower surfaces, and are substantially provided by the mass load effect of the projection. The fundamental symmetrical mode and obliquely symmetrical mode vibration are confined.

【0031】従来の圧電フィルタでは、図11を参照し
ながら説明した通り、入力電極92aと共通アース電極
93とにより、又、出力電極92bと共通アース電極9
3とによりそれぞれ振動を閉じ込める構成であった。
In the conventional piezoelectric filter, as described with reference to FIG. 11, the input electrode 92a and the common ground electrode 93, and the output electrode 92b and the common ground electrode 9
3 was used to confine the vibration.

【0032】これに対し、本実施の形態の圧電フィルタ
では、圧電基板1に設けた突起4a〜4dにより、実質
的に振動を閉じ込める構成である。そのため、基本の対
称モードと斜対称モードが閉じ込められ、且つ、より高
次のモードが閉じ込められないようにする閉じ込め設計
を、突起の形状や厚さを調整することにより行えるよう
になり、電極への依存性が少なくなる。従って、電極の
サイズや膜厚、電極材料などの電極設計の自由度が広が
る。
On the other hand, in the piezoelectric filter of the present embodiment, the vibration is substantially confined by the projections 4a to 4d provided on the piezoelectric substrate 1. Therefore, the confinement design to confine the basic symmetric mode and the oblique symmetric mode and prevent higher-order modes from being confined can be performed by adjusting the shape and thickness of the projections, and the electrodes can be confined. Dependencies are reduced. Therefore, the degree of freedom in electrode design such as the size and thickness of the electrode and the electrode material is increased.

【0033】本実施の形態では、図1(A)〜図1
(C)に示すように、突起4a、4bのそれぞれの面積
に比べて、入力電極2a、出力電極2bのそれぞれの面
積の方を大きく設定している。そのため、突起による振
動閉じ込めから周囲に漏れ出る振動成分も有効に励振す
ることができ、入出力インピーダンスがより低く、効率
の良いフィルタを構成することができる。
In the present embodiment, FIGS.
As shown in (C), the respective areas of the input electrode 2a and the output electrode 2b are set to be larger than the respective areas of the protrusions 4a and 4b. Therefore, it is possible to effectively excite the vibration component leaking to the surroundings from the vibration confinement by the protrusion, and it is possible to configure an efficient filter having lower input / output impedance.

【0034】また、仮に、従来の圧電デバイスの構成、
即ち電極の質量負荷による振動の閉じ込めを利用する構
成では、電極薄膜として実際には実現不可能な程度に極
めて軽い質量負荷が必要となるため、結果的には実現出
来ない場合でも、本実施の形態の構成によれば実現可能
となる。即ち、本実施の形態の構成によれば、エネルギ
ー閉じ込め用突起4a〜4dの質量負荷を軽くした分、
振動面積(エネルギー閉じ込め用突起4a〜4dの各面
積に対応)を広くし、入出力インピーダンスを下げるこ
とが可能である。
Further, suppose that the structure of the conventional piezoelectric device is
That is, in the configuration utilizing the confinement of vibration due to the mass load of the electrode, a very light mass load is required as an electrode thin film that cannot be actually realized. According to the configuration of the embodiment, it can be realized. That is, according to the configuration of the present embodiment, the mass load of the energy trapping projections 4a to 4d is reduced,
It is possible to widen the vibration area (corresponding to each area of the energy confinement projections 4a to 4d) and reduce the input / output impedance.

【0035】さらに、従来の構成では、電極材料とし
て、アルミを用いなければならない場合でも、本実施の
形態によれば、金や銀のように安定な電極膜を用いるこ
とができ、電極厚さも特性の安定する膜厚まで厚くする
ことが可能になる。
Further, in the conventional configuration, even when aluminum must be used as the electrode material, according to the present embodiment, a stable electrode film such as gold or silver can be used, and the electrode thickness can be reduced. It is possible to increase the thickness up to a film thickness with stable characteristics.

【0036】本実施の形態1では、引き出し電極部分も
含めてほぼ全面に電極を配設しているため、従来課題で
あった、引き出し電極などによる厚み振動の反射も起こ
りにくく、電極に起因するスプリアスの発生を抑えるこ
とができ、電極の引き回しを自由に行うことができる。
なお、電極端部による反射は、電極間隔を微少にするほ
ど小さくなるが、目安として、フィルタ特性として要求
される通過帯域に対するスプリアス抑止量よりも電極端
部での反射抑止量が大きくなる電極間隔とするのが望ま
しい。なお、電極端部による反射抑止は、抑止すべき周
波数帯の全てのスプリアスについて考慮する必要があ
る。
In the first embodiment, since the electrodes are provided on almost the entire surface including the extraction electrode portion, reflection of thickness vibration by the extraction electrode and the like, which is a conventional problem, hardly occurs, and is caused by the electrode. Spurious generation can be suppressed, and the electrodes can be freely routed.
The reflection at the electrode end becomes smaller as the electrode spacing becomes smaller. However, as a guide, the electrode spacing at which the reflection suppression at the electrode end is larger than the spurious suppression for the pass band required as the filter characteristic. It is desirable that In addition, it is necessary to consider all spurious components in the frequency band to be suppressed when the reflection is suppressed by the electrode ends.

【0037】従来のエネルギー閉じ込め圧電デバイス
で、結合係数の大きい圧電基板を用いると、電極質量が
ゼロであったとしても、圧電効果による電極部の周波数
低下が大きく、スプリアスを抑制するためにはどうして
も電極を小さくする必要があり、低インピーダンス化に
限界があった。本発明の如く、分割された電極間を極微
少にすることで、分割された電極間の周波数低下量は同
一で、カットオフ周波数の高い無電極部を極微少区間と
することができ、圧電効果による電極端部での反射をも
抑えることができる。つまり、結合係数の大きい基板で
あっても、閉じ込め設計を突起の質量負荷のみで行うこ
とが可能となる。
In a conventional energy trapping piezoelectric device, when a piezoelectric substrate having a large coupling coefficient is used, even if the electrode mass is zero, the frequency drop of the electrode portion due to the piezoelectric effect is large, and it is inevitable to suppress spurious. It is necessary to reduce the size of the electrode, and there is a limit to lowering the impedance. By minimizing the distance between the divided electrodes as in the present invention, the amount of frequency reduction between the divided electrodes is the same, and the non-electrode portion having a high cutoff frequency can be defined as a micro minute section. The reflection at the electrode end due to the effect can also be suppressed. That is, even if the substrate has a large coupling coefficient, the confinement design can be performed only by the mass load of the protrusion.

【0038】又、本実施の形態で述べたように、入力電
極と出力電極の周囲に設けられている反射抑制用ダミー
電極をアースに落とすことで、入力電極と出力電極の間
の浮遊容量による電気的な信号伝達を軽減することがで
きる。
Further, as described in this embodiment, by dropping the reflection suppressing dummy electrode provided around the input electrode and the output electrode to the ground, the stray capacitance between the input electrode and the output electrode is reduced. Electric signal transmission can be reduced.

【0039】尚、上面の突起4a、4bだけで、下面の
突起4c、4dがなくても質量負荷による振動の閉じ込
めができ、上記本発明の効果が得られるが、本実施の形
態1のように両面に同じ位置に突起を形成することで、
厚み振動の閉じ込めのバランスが良くなり、より不要な
スプリアス振動の発生を抑えやすくなる。
It is to be noted that the vibrations due to the mass load can be confined without the protrusions 4c and 4d on the lower surface only by the protrusions 4a and 4b on the upper surface, and the effect of the present invention can be obtained. By forming protrusions at the same position on both sides,
The balance of thickness vibration confinement is improved, and it becomes easier to suppress the generation of unnecessary spurious vibration.

【0040】次に、図2(A)〜図2(F)を参照しな
がら、本発明の圧電デバイスの製造方法の一例について
説明する。
Next, an example of a method for manufacturing a piezoelectric device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 (A) to 2 (F).

【0041】ここで、図2(A)〜図2(F)は、本実
施の形態1の多重モード圧電フィルタを製造するための
工程の流れを示す流れ図である。又、図2(A)〜図2
(F)は、図1(A)のA−A’断面に対応している。
FIGS. 2A to 2F are flow charts showing the flow of steps for manufacturing the multi-mode piezoelectric filter according to the first embodiment. 2 (A) to 2
(F) corresponds to the AA ′ cross section of FIG.

【0042】即ち、以下の各図を参照しながら、各製造
工程を順次説明する。
That is, each manufacturing process will be sequentially described with reference to the following drawings.

【0043】図2(A)に示すように、圧電基板1とし
てゼロ周波数温度係数を持つATカット水晶を用い、そ
の両面にフォトレジスト5を塗布し乾燥した。
As shown in FIG. 2A, an AT-cut crystal having a zero-frequency temperature coefficient was used as the piezoelectric substrate 1, and a photoresist 5 was applied to both surfaces thereof and dried.

【0044】図2(B)に示すように、フォトマスクを
圧電基板1の上面に密着させ、上面側から概ね平行な紫
外線光を照射し、水晶の両面のフォトレジスト5を一括
露光・現像して、水晶1の両面に同一のフォトレジスト
パターンを形成した。
As shown in FIG. 2 (B), a photomask is brought into close contact with the upper surface of the piezoelectric substrate 1 and substantially parallel ultraviolet light is irradiated from the upper surface side to collectively expose and develop the photoresist 5 on both sides of the quartz crystal. Thus, the same photoresist pattern was formed on both surfaces of the quartz crystal 1.

【0045】図2(C)に示すように、フォトレジスト
パターン5をマスク材として、水晶1を重フッ化アンモ
ニウム水溶液で両面エッチングし、両面に突起4a、4
bおよび4c、4dを形成した。
As shown in FIG. 2C, the quartz crystal 1 is etched on both sides with an aqueous solution of ammonium bifluoride using the photoresist pattern 5 as a mask material, and the projections 4a, 4a are formed on both sides.
b and 4c, 4d were formed.

【0046】図2(D)に示すように、フォトレジスト
5を剥離した後、水晶1の両面に上面電極2と下面電極
3としてクロムを下地とした金薄膜を100nm成膜し
た。
As shown in FIG. 2D, after the photoresist 5 was peeled off, a gold thin film having a thickness of 100 nm was formed on both surfaces of the quartz crystal 1 as a top electrode 2 and a bottom electrode 3 using chromium as a base.

【0047】図2(E)に示すように、上部電極2上
に、フォトリソグラフィ工程によりフォトレジストパタ
ーン6を形成した。
As shown in FIG. 2E, a photoresist pattern 6 was formed on the upper electrode 2 by a photolithography process.

【0048】図2(F)に示すように、フォトレジスト
6をマスクとして、上部電極2の電極間間隙をエッチン
グ除去することで、電極パターン2a、2b、2cを形
成した。
As shown in FIG. 2F, by using the photoresist 6 as a mask, the interelectrode gap of the upper electrode 2 was removed by etching to form electrode patterns 2a, 2b and 2c.

【0049】尚、図1(A)、図2(A)等には、1個
の矩形の圧電基板を示しているが、これに限らず、例え
ば、複数個の圧電基板を一括して製造する構成でも勿論
良い。即ち、その場合、図1(A)、図2(A)で示し
た圧電基板より更に大きなサイズの矩形圧電基板を用い
て、図1(A)で示す構造と同様の構造を繰り返しパタ
ーンとして一括製造した後、図1(A)で示す圧電デバ
イスのサイズに切り出し、表面実装用セラミックパッケ
ージ内に導電性ペーストにより実装する様にしても良
い。
Although FIGS. 1A and 2A show one rectangular piezoelectric substrate, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of piezoelectric substrates may be manufactured at once. Of course, such a configuration is also acceptable. That is, in this case, using a rectangular piezoelectric substrate having a larger size than the piezoelectric substrate shown in FIGS. 1A and 2A, a structure similar to the structure shown in FIG. After manufacturing, the piezoelectric device may be cut into the size of the piezoelectric device shown in FIG. 1A and mounted in a ceramic package for surface mounting using a conductive paste.

【0050】本実施の形態1の製造方法によれば、フォ
トレジスト6を露光する光源に対して透明な圧電基板で
あれば、圧電基板の両面の同じ位置に突起4a、4bお
よび4c、4dを形成することができる。さらに、電極
パターン形成にフォトリソグラフィを用いることで、電
極間の間隙を極微少にすることができ、電極による厚み
振動の反射を抑えることができる。
According to the manufacturing method of the first embodiment, if the piezoelectric substrate is transparent to the light source for exposing the photoresist 6, the projections 4a, 4b and 4c, 4d are formed at the same position on both surfaces of the piezoelectric substrate. Can be formed. Further, by using photolithography for forming the electrode pattern, the gap between the electrodes can be made extremely small, and the reflection of thickness vibration by the electrodes can be suppressed.

【0051】従来例ではメタルマスクを用いて電極パタ
ーンを形成しているが、精度は高々数十μmであり、本
実施の形態1のようにフォトリソグラフィではサブμm
の精度も可能である。そのため、本実施の形態によれ
ば、近年要求される高いフィルタ精度を満足し、且つ高
い生産安定性を実現できる。
In the conventional example, the electrode pattern is formed by using a metal mask. However, the accuracy is at most several tens of μm.
Is also possible. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to satisfy the recently required high filter accuracy and realize high production stability.

【0052】また、メタルマスクでは上下面の電極の位
置合わせが容易ではなく、製造ばらつきの原因となる
が、フォトリソグラフィを用いることで精度良く位置合
わせができる。
In the metal mask, the positioning of the electrodes on the upper and lower surfaces is not easy, which causes a manufacturing variation. However, the positioning can be accurately performed by using photolithography.

【0053】一般にフォトリソグラフィを用いるパター
ン形成は、メタルマスクよりも製造コスト高になるが、
本実施の形態1のように、大判の圧電基板に多数のフィ
ルタを一括製造すれば、作業性の良いフォトリソグラフ
ィの方が有利になってくる。
In general, the pattern formation using photolithography is higher in manufacturing cost than a metal mask.
If a large number of filters are collectively manufactured on a large-sized piezoelectric substrate as in the first embodiment, photolithography with good workability becomes more advantageous.

【0054】また、本実施の形態1では下面電極3は全
面アース電極としてパターン形成工程を簡略化してい
る。従来例の構成でも、下面を全面アースにすることが
可能であるが、下面の電極による閉じ込め効果がなくな
る。一方、本発明の構成では両面とも突起4a、4b、
4c、4dにおいて振動閉じ込めを行うことが可能であ
り、閉じ込め条件を変えずに全面アース電極にすること
ができる。
Further, in the first embodiment, the pattern forming step is simplified by using the lower surface electrode 3 as the entire surface ground electrode. In the configuration of the conventional example, the entire lower surface can be grounded, but the confinement effect by the electrode on the lower surface is lost. On the other hand, in the configuration of the present invention, the protrusions 4a, 4b,
Vibration confinement can be performed in 4c and 4d, and the entire surface can be used as a ground electrode without changing confinement conditions.

【0055】尚、上記のエネルギー閉じ込め用負荷の形
成方法は、圧電基板1をエッチングして形成する場合に
限らず、例えば、エネルギー閉じ込め用の薄膜パターン
を、圧電基板1に直接形成する方法でも良い。このよう
に、エネルギー閉じ込め用負荷を、電極とは異なる薄膜
パターンで形成することにより、エッチングが困難な圧
電基板にも本発明を適用することが可能となる。 (実施の形態2)以下、本発明の圧電デバイスの一実施
の形態のエネルギー閉じ込め圧電デバイスについて、図
3(A)〜図3(C)および図4(A)〜図4(C)を
参照しながら説明する。
The method of forming the energy confinement load is not limited to the case where the piezoelectric substrate 1 is formed by etching. For example, a method of directly forming the energy confinement thin film pattern on the piezoelectric substrate 1 may be used. . Thus, by forming the energy confinement load with a thin film pattern different from the electrodes, the present invention can be applied to a piezoelectric substrate that is difficult to etch. (Embodiment 2) Hereinafter, an energy trapping piezoelectric device according to an embodiment of the piezoelectric device of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (A) to 3 (C) and FIGS. 4 (A) to 4 (C). I will explain while.

【0056】図3(A)〜図3(C)は、本発明の実施
の形態2として、多重モード圧電フィルタの構造例を示
すもので、図3(A)は上面、図3(B)は図3(A)
のA−A’における断面、図3(C)は下面から見た図
である。又、図4(A)〜図4(C)は本実施の形態2
の製造方法を示す流れ図であり、図3(A)で示すA−
A’断面に対応している。次に図面を参照しながら各製
造工程を順次述べる。
FIGS. 3A to 3C show an example of the structure of a multi-mode piezoelectric filter according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3A is a top view, and FIG. Figure 3 (A)
FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. FIGS. 4A to 4C show the second embodiment.
3 is a flow chart showing a method for manufacturing the semiconductor device of FIG.
It corresponds to the A 'section. Next, each manufacturing process will be sequentially described with reference to the drawings.

【0057】図4(A)に示すように、圧電基板1とし
てタンタル酸リチウム単結晶を用い、その両面に上面電
極2と下面電極3としてクロムを下地とした金薄膜を1
00nm成膜した。
As shown in FIG. 4A, a single crystal of lithium tantalate was used as the piezoelectric substrate 1, and a gold thin film having a chromium base as an upper electrode 2 and a lower electrode 3 was formed on both surfaces thereof.
A film was formed to a thickness of 00 nm.

【0058】図4(B)に示すように、フォトリソグラ
フ工程により、電極2を微少な間隔を隔てて分割する電
極パターン2a、2b、2cを形成した。
As shown in FIG. 4B, electrode patterns 2a, 2b, and 2c for dividing the electrode 2 at a small interval were formed by a photolithography process.

【0059】図4(C)に示すように、突起4a、4b
および4c、4dとして、振動を閉じ込める部分の両面
に位置を合わせて、酸化珪素薄膜パターンを形成した。
これら突起4a、4bおよび4c、4dは、本発明のエ
ネルギー閉じ込め用薄膜に対応する。又、これら突起4
a、4bおよび4c、4dは、本発明のエネルギー閉じ
込め用負荷に対応する。
As shown in FIG. 4C, the projections 4a, 4b
As 4c and 4d, a silicon oxide thin film pattern was formed by aligning the positions on both surfaces of the portion for confining the vibration.
These projections 4a, 4b and 4c, 4d correspond to the energy trapping thin film of the present invention. In addition, these projections 4
a, 4b and 4c, 4d correspond to the energy confinement loads of the present invention.

【0060】本実施の形態2と実施の形態1との構成上
の主な相違点は、両面の突起4a、4bおよび4c、4
dを、薄膜パターンで形成している点と、上面電極のパ
ターンにおいて入力電極2aと出力電極2bの間にアー
ス電極2cの一部2dを配設している点である。
The main structural difference between the second embodiment and the first embodiment is that the projections 4a, 4b and 4c,
d is formed by a thin film pattern, and a part 2d of the ground electrode 2c is arranged between the input electrode 2a and the output electrode 2b in the pattern of the upper surface electrode.

【0061】この様に、薄膜により形成された突起4
a,4cが、入力電極2aと下面アース電極3の外側の
面に、又、薄膜により形成された突起4b,4dが、出
力電極2bと下面アース電極3の外側の面にそれぞれ設
けられていることから、本実施の形態の圧電デバイス
は、エネルギー閉じ込め用突起が、圧電基板1の厚み方
向を基準として、励振電極の外側に設けられているタイ
プの圧電デバイスに相当する。
As described above, the protrusions 4 formed by the thin film
a, 4c are provided on the outer surface of the input electrode 2a and the lower surface earth electrode 3, and projections 4b, 4d formed of thin films are provided on the outer surface of the output electrode 2b and the lower surface earth electrode 3, respectively. Therefore, the piezoelectric device according to the present embodiment corresponds to a piezoelectric device in which the energy trapping projection is provided outside the excitation electrode with reference to the thickness direction of the piezoelectric substrate 1.

【0062】この様に、突起4a、4bおよび4c、4
dを、薄膜パターンで形成することにより、タンタル酸
リチウムのようにエッチング加工し難い材料の圧電基板
においても、厚み振動の閉じ込めが可能となり、本発明
を適用できる基板材料の選択の幅を広げることができ
る。
As described above, the protrusions 4a, 4b and 4c, 4c
By forming d in a thin film pattern, it is possible to confine thickness vibration even on a piezoelectric substrate made of a material that is difficult to etch such as lithium tantalate, thereby expanding the range of substrate materials to which the present invention can be applied. Can be.

【0063】又、本実施の形態2では電極上に突起を形
成しているが、このようにすることで、厚み振動する部
分の電極を保護する効果がある。例えば、アルミのよう
な経時変化しやすい電極材料を用いた場合、励振電極上
に酸化珪素のような安定な突起が存在すれば、アルミの
酸化を抑えられ、フィルタ特性の経時変化を抑えること
ができる。
In the second embodiment, the projections are formed on the electrodes, but this has the effect of protecting the electrode in the portion where the thickness vibration occurs. For example, when an electrode material that easily changes with time such as aluminum is used, if there is a stable protrusion such as silicon oxide on the excitation electrode, the oxidation of aluminum can be suppressed, and the change in filter characteristics with time can be suppressed. it can.

【0064】なお、実施の形態1の最後に述べた、エネ
ルギー閉じ込め用の薄膜パターンを、圧電基板1に直接
形成する方法と同様の方法により、本実施の形態の突起
4a、4bおよび4c、4dを形成しても勿論良い。そ
の場合でも、上記と同様の効果が得られる。
The projections 4a, 4b, 4c, and 4d of the present embodiment are formed in the same manner as the method of directly forming the energy trapping thin film pattern on the piezoelectric substrate 1 described at the end of the first embodiment. May of course be formed. Even in that case, the same effect as described above can be obtained.

【0065】この構成の場合、圧電基板と突起の材質が
ともに透明であれば、実施の形態1と同様の工程によっ
て、両面の突起を同一の位置に精度良く形成することが
可能である。
In the case of this configuration, if both the piezoelectric substrate and the projections are transparent, the projections on both surfaces can be formed at the same position with high precision by the same process as in the first embodiment.

【0066】次に、入出力電極2a、2bの間にアース
パターン2dを設けることにより、従来の電極構成で問
題であった、入出力電極間の浮遊容量で電気的に信号が
伝搬し、入出力間のアイソレーションが取れなくなる問
題を解決することができる。つまり、入力電極2aは2
a−2d間の浮遊容量によりアースに落とされ、出力電
極2bは2b−2d間の浮遊容量によりアースに落とさ
れるため、直接的な電気的な結合を軽減することができ
るのである。従来のフィルタでこのようなアース電極を
設けることも可能であるが、アース電極を設けることで
入出力の振動子の間に新たな質量負荷がなされたことに
なり、振動の閉じ込め条件が変わってしまう。恐らく新
たなスプリアスの原因になると推察される。一方、本発
明においては、電極間距離を極微少にして、実質的な振
動閉じ込めを突起4a、4b、4c、4dで行っている
ため、本実施の形態2の電極構成にしても振動閉じ込め
条件は変わらず、より高性能のフィルタを実現できる。 (実施の形態3)以下、本発明の圧電デバイスの一実施
の形態であるエネルギー閉じ込め圧電デバイスについ
て、図5(A)〜図5(C)を参照しながら説明する。
Next, by providing the ground pattern 2d between the input / output electrodes 2a and 2b, a signal is electrically propagated by the stray capacitance between the input / output electrodes, which has been a problem in the conventional electrode configuration, and the input / output electrodes 2a and 2b have a problem. The problem that isolation between outputs cannot be obtained can be solved. That is, the input electrode 2a is 2
Since the output electrode 2b is grounded by the stray capacitance between the terminals a and d and the output electrode 2b is grounded by the stray capacitance between the terminals 2b and 2d, direct electrical coupling can be reduced. It is possible to provide such a ground electrode with a conventional filter, but by providing a ground electrode, a new mass load has been applied between the input and output vibrators, and the conditions for confining vibration have changed. I will. It is presumed to cause new spurs. On the other hand, in the present invention, since the distance between the electrodes is extremely small and the substantial vibration confinement is performed by the projections 4a, 4b, 4c, and 4d, the vibration confinement conditions are also used in the electrode configuration of the second embodiment. Does not change, and a higher-performance filter can be realized. (Embodiment 3) Hereinafter, an energy trapping piezoelectric device which is an embodiment of the piezoelectric device of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 (A) to 5 (C).

【0067】図5(A)〜図5(C)は本発明の実施の
形態3として、多重モード圧電フィルタの構造例を示す
もので、図5(A)はその上面図、図5(B)は図5
(A)のA−A’における断面図、図5(C)は下面か
ら見た図である。同図に示すように、1が圧電基板、2
aが入力電極、2bが出力電極、2cが上面アース電
極、3が下面アース電極、4a、4b、4c、4d、4
e、4fが圧電基板1の上下面に形成された突起で、7
が上面および下面の電極間に形成された電極間突起であ
る。実施の形態1および2に対して特徴的なのは、上面
電極2a、2b、2cの間隙が、概ね後述する式で与え
られる厚さの電極間突起7で埋められている点である。
ここで、本発明の第2の反射抑制用突起又第2の反射抑
制用薄膜は、電極間突起7に対応する。尚、図5(B)
は、電極間突起7が本発明の第2の反射抑制用突起に対
応する場合の図である。電極間突起7が本発明の第2の
反射抑制用薄膜に対応する場合の構成は、図7(A)〜
図7(D)及び図8(A)〜図8(D)に示す。
FIGS. 5A to 5C show an example of the structure of a multimode piezoelectric filter according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5A is a top view thereof, and FIG. ) Is FIG.
FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line AA ′, and FIG. As shown in FIG.
a is an input electrode, 2b is an output electrode, 2c is a top ground electrode, 3 is a bottom ground electrode, 4a, 4b, 4c, 4d, 4
e, 4f are projections formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric substrate 1,
Are inter-electrode protrusions formed between the upper and lower electrodes. The feature of the first and second embodiments is that the gap between the upper electrodes 2a, 2b, and 2c is filled with an inter-electrode projection 7 having a thickness given by a formula generally described later.
Here, the second anti-reflection projection or the second anti-reflection thin film of the present invention corresponds to the inter-electrode projection 7. FIG. 5B
FIG. 6 is a diagram in a case where the inter-electrode projection 7 corresponds to the second reflection suppression projection of the present invention. The configuration when the inter-electrode projection 7 corresponds to the second reflection suppressing thin film of the present invention is shown in FIGS.
FIG. 7D and FIGS. 8A to 8D.

【0068】上述した通り、電極間突起7の厚さは、次
式を満たす様に調整されている。
As described above, the thickness of the inter-electrode projection 7 is adjusted so as to satisfy the following equation.

【0069】電極間突起の質量負荷による周波数低下量
=電極の質量負荷による周波数低下量+電極部の圧電効
果による周波数低下量 つまり、電極間突起7は電極による周波数低下量に相当
する質量負荷量を有する突起であり、電極部と無電極部
の境界において、それぞれのカットオフ周波数をほぼ同
一にすることができる。図10(D)を用いて上述した
通り、閉じ込められる厚み振動は、fcとfc’の間の
周波数を有するものであり、電極部と無電極部の境界で
それぞれのカットオフ周波数の差が無いということは、
電極の端部において反射されて閉じ込められる振動モー
ドが実質上存在しないことを意味する。従って、電極端
部に起因するスプリアスを抑えることができるのであ
る。
The amount of frequency decrease due to the mass load of the inter-electrode protrusion = the amount of frequency decrease due to the mass load of the electrode + the amount of frequency decrease due to the piezoelectric effect of the electrode portion. The cutoff frequency can be made substantially the same at the boundary between the electrode portion and the non-electrode portion. As described above with reference to FIG. 10D, the thickness vibration to be confined has a frequency between fc and fc ′, and there is no difference between the cutoff frequencies at the boundary between the electrode portion and the non-electrode portion. That means
This means that there is virtually no vibration mode reflected and confined at the end of the electrode. Therefore, spurious due to the electrode end can be suppressed.

【0070】ここで、カットオフ周波数とは、対象とす
る部位が無限に広がっていると仮定した場合の、無限平
板の厚み振動の共振周波数のことである。
Here, the cut-off frequency is the resonance frequency of the thickness vibration of an infinite flat plate, assuming that the target portion is infinitely widened.

【0071】本実施の形態3の構成によれば、電極部と
無電極部の界面での厚み振動の反射を極めて小さく抑え
ることができる。即ち、厚み振動の閉じ込めは、突起4
a、4b、4c、4d、4e、4fのみでなされ、励振
電極の設計がより一層自由に行える。
According to the structure of the third embodiment, the reflection of thickness vibration at the interface between the electrode portion and the non-electrode portion can be suppressed to an extremely small value. That is, the thickness vibration is confined by the protrusion 4
a, 4b, 4c, 4d, 4e, and 4f, and the excitation electrode can be designed more freely.

【0072】例えば、実施の形態1および2で述べた電
極端部での厚み振動の反射を限りなく小さくしようとす
れば、電極間間隙(例えば、図3(A)の入力電極2a
とアース電極2c、出力電極2bとアース電極2cの間
隔)を限りなく小さくする必要がある。
For example, in order to minimize the reflection of the thickness vibration at the electrode end portions described in the first and second embodiments, the gap between the electrodes (for example, the input electrode 2a in FIG.
And the distance between the output electrode 2b and the ground electrode 2c).

【0073】これに対して、本実施の形態3では、上述
した通り、電極と電極の間に第2の反射抑制用突起又は
第2の反射抑制用薄膜を隙間無く配置する構成としたこ
とにより、電極端部での厚み振動の反射自体を抑えるこ
とができる。そのため、電極と電極の間は、必ずしも微
細な間隔にする必要がない。
On the other hand, in the third embodiment, as described above, the second reflection suppressing projection or the second reflection suppressing thin film is arranged without any gap between the electrodes. In addition, the reflection of the thickness vibration at the electrode end can be suppressed. Therefore, it is not always necessary to make a fine interval between the electrodes.

【0074】即ち、これら電極同士の間に、第2の反射
抑制用突起又は第2の反射抑制用薄膜を配置しておきさ
えすれば、電極端部における厚み振動の反射によるスプ
リアスの発生を気にせず設計を行うことができる。例え
ば、図5(A)〜図5(C)に示すように、各電極間隔
を極限まで近づけなくても、又、入出力電極2a、2b
の各引き出し電極部の直近にアース電極2cを配設しな
くても、これらいずれの場合でも、電極端部や引き出し
電極部での厚み振動の反射を十分抑えることが出来る。
従って、電極を極微細に加工する必要が無く、ファイン
ピッチのフォトリソグラフィ装置を用いることなく、よ
り簡便な製造を実現出来る。
That is, as long as the second anti-reflection projection or the second anti-reflection thin film is arranged between these electrodes, the generation of spurious due to the reflection of the thickness vibration at the end of the electrode can be avoided. Design can be performed For example, as shown in FIGS. 5 (A) to 5 (C), the input / output electrodes 2a, 2b
Even if the ground electrode 2c is not disposed in the immediate vicinity of each of the extraction electrode portions, the reflection of the thickness vibration at the electrode end portion or the extraction electrode portion can be sufficiently suppressed in any of these cases.
Therefore, it is not necessary to process the electrodes very finely, and simpler manufacturing can be realized without using a fine pitch photolithography apparatus.

【0075】実施の形態1の構成のように、励振電極2
a、2bの引き出し電極の裏面にも下面電極3が存在す
ると、引き出し電極と下面電極の間に余分な浮遊容量が
付加され、振動子としての容量比が増大し、設計できる
フィルタの範囲が制限されるという問題や、引き出し電
極と下面電極の交差した部分にも不要な厚み振動が励振
される可能性があるといった問題がある。本実施の形態
3によれば、図5(A)〜図5(C)のように、入出力
電極2a、2bの各引き出し電極部と下面電極3との交
差部分をなくしても、引き出し電極での厚み振動の反射
を十分抑えることが出来るので、実施の形態1よりもさ
らに設計自由度があり、不要な共振を抑えることが可能
である。
As in the configuration of the first embodiment, the excitation electrode 2
If the lower electrode 3 also exists on the back surface of the extraction electrodes a and 2b, an extra stray capacitance is added between the extraction electrode and the lower electrode, the capacitance ratio as a vibrator increases, and the range of the filter that can be designed is limited. And there is a possibility that unnecessary thickness vibration may be excited also at the intersection of the extraction electrode and the lower electrode. According to the third embodiment, as shown in FIGS. 5 (A) to 5 (C), even if the intersection between each of the extraction electrode portions of the input / output electrodes 2a and 2b and the lower surface electrode 3 is eliminated, the extraction electrode Since the reflection of the thickness vibration can be sufficiently suppressed, there is more design freedom than in the first embodiment, and unnecessary resonance can be suppressed.

【0076】なお、図5の構成は、突起4a、4b、4
c、4d、4e、4fからなる3個のエネルギー閉じ込
め振動子を結合させた、いわゆる3ポール構造のフィル
タであり、基本となる対称モードと斜対称モード、さら
に中心の振動子のみ位相の反転した対称モードの3個の
振動モードを用いてフィルタを構成している。このよう
に、本発明の効果はフィルタに用いる振動子の数、モー
ドの数に限定されるものではなく、より大きなポール数
の圧電フィルタにも適用できる。
The configuration shown in FIG. 5 is different from the projections 4a, 4b, 4
This is a so-called three-pole structure filter in which three energy confinement oscillators composed of c, 4d, 4e, and 4f are coupled. The fundamental symmetric mode and the oblique symmetric mode, and the phase of only the center oscillator is inverted. The filter is configured using three vibration modes of the symmetric mode. As described above, the effect of the present invention is not limited to the number of vibrators and the number of modes used in the filter, but can be applied to a piezoelectric filter having a larger number of poles.

【0077】尚、本実施の形態の圧電フィルタにおける
上面アース電極2cは、実施の形態1,2で述べたダミ
ー電極2cとしての役割は有していない。即ち、本実施
の形態の上面アース電極2cは、あくまで励振電極の一
つとしてのアース電極の役割を有するものである。
The upper surface ground electrode 2c in the piezoelectric filter of the present embodiment does not have the role of the dummy electrode 2c described in the first and second embodiments. That is, the upper surface ground electrode 2c of the present embodiment has only the role of the ground electrode as one of the excitation electrodes.

【0078】次に、本発明の圧電デバイスの製造方法の
一実施の形態として、上述した実施の形態3の圧電フィ
ルタを製造する方法について、図6(A)〜図6
(D)、図7(A)〜図7(D)、図8(A)〜図8
(D)を用いて、3例説明する。
Next, as one embodiment of the method of manufacturing the piezoelectric device of the present invention, a method of manufacturing the above-described piezoelectric filter of Embodiment 3 will be described with reference to FIGS.
(D), FIGS. 7 (A) to 7 (D), FIGS. 8 (A) to 8
Three examples will be described using (D).

【0079】ここで、図6(A)〜図6(D)は、図5
(A)〜図5(C)で述べた実施の形態3である多重モ
ード圧電フィルタを製造するための工程の流れを示す流
れ図である。同図は、図5(A)のA−A’断面図に対
応している。
Here, FIGS. 6A to 6D correspond to FIGS.
It is a flowchart which shows the flow of the process for manufacturing the multi-mode piezoelectric filter which is Embodiment 3 described with (A) -FIG.5 (C). This figure corresponds to the cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【0080】先ず、同図を参照しながら、製造方法の第
1の例を順次説明する。
First, a first example of the manufacturing method will be sequentially described with reference to FIG.

【0081】図6(A)に示すように、圧電基板1とし
てATカット水晶を用い、フォトリソグラフィ法により
水晶をエッチングし、突起4a、4b、4c、4d、4
e、4fを形成した。
As shown in FIG. 6A, using an AT-cut quartz as the piezoelectric substrate 1, the quartz is etched by photolithography, and the projections 4a, 4b, 4c, 4d, 4d are formed.
e, 4f were formed.

【0082】図6(B)に示すように、水晶1の上下面
それぞれに電極間隙に対応したフォトレジストパターン
8を形成し、水晶をエッチングすることで電極間突起7
を形成した。
As shown in FIG. 6B, a photoresist pattern 8 corresponding to the electrode gap is formed on each of the upper and lower surfaces of the quartz crystal 1, and the inter-electrode protrusion 7 is formed by etching the quartz crystal.
Was formed.

【0083】図6(C)に示すように、両面にクロムを
下地とした金薄膜を100nm成膜した。
As shown in FIG. 6 (C), a gold thin film having a base of chromium was formed to a thickness of 100 nm on both surfaces.

【0084】図6(D)に示すように、フォトレジスト
8を剥離洗浄することで電極をリフトオフし、両面の電
極膜パターン2a、2b、2cおよび3を形成した。
As shown in FIG. 6 (D), the electrodes were lifted off by removing and cleaning the photoresist 8, thereby forming electrode film patterns 2a, 2b, 2c and 3 on both surfaces.

【0085】次に、図7(A)〜図7(D)を参照しな
がら、第2の例を説明する。
Next, a second example will be described with reference to FIGS. 7A to 7D.

【0086】ここで、図7(A)〜図7(D)は、実施
の形態3で述べた多重モード圧電フィルタを製造するた
めの工程の流れ図を示す断面図である。
Here, FIGS. 7A to 7D are cross-sectional views showing a flow chart of a process for manufacturing the multi-mode piezoelectric filter described in the third embodiment.

【0087】図7(A)に示すように、圧電基板1とし
てタンタル酸リチウムを用い、両面に酸化珪素薄膜9を
成膜し、フォトリソグラフィ法を用いて酸化珪素膜をエ
ッチングし、突起4a、4b、4c、4d、4e、4f
を形成した。
As shown in FIG. 7A, a silicon oxide thin film 9 is formed on both sides by using lithium tantalate as the piezoelectric substrate 1, and the silicon oxide film is etched by using a photolithography method to form the projections 4a. 4b, 4c, 4d, 4e, 4f
Was formed.

【0088】図7(B)に示すように、圧電基板1の上
下面それぞれに電極間隙に対応したフォトレジストパタ
ーン8を形成し、酸化珪素薄膜をエッチングすることで
電極間突起7を形成した。
As shown in FIG. 7B, a photoresist pattern 8 corresponding to the electrode gap was formed on each of the upper and lower surfaces of the piezoelectric substrate 1, and the inter-electrode projections 7 were formed by etching the silicon oxide thin film.

【0089】図7(C)に示すように、両面にクロムを
下地とした金薄膜を100nm成膜した。
As shown in FIG. 7C, a gold thin film having a base of chromium was formed to a thickness of 100 nm on both surfaces.

【0090】図7(D)に示すように、フォトレジスト
53、54を剥離洗浄することで電極をリフトオフし、
両面の電極膜パターン2a、2b、2cおよび3を形成
した。
As shown in FIG. 7D, the electrodes are lifted off by removing and cleaning the photoresists 53 and 54,
Electrode film patterns 2a, 2b, 2c and 3 on both surfaces were formed.

【0091】次に、図8(A)〜図8(D)を参照しな
がら、第3の例を説明する。
Next, a third example will be described with reference to FIGS. 8A to 8D.

【0092】ここで、図8(A)〜図8(D)は、実施
の形態3の構成の多重モード圧電フィルタを製造するた
めの工程の流れ図を示す断面図である。
FIGS. 8A to 8D are cross-sectional views showing a flow chart of a process for manufacturing a multimode piezoelectric filter having the structure of the third embodiment.

【0093】図8(A)に示すように、圧電基板1とし
てATカット水晶を用い、フォトリソグラフィ法により
水晶をエッチングし、突起4a、4b、4c、4d、4
e、4fを形成した。
As shown in FIG. 8A, using an AT-cut quartz as the piezoelectric substrate 1, the quartz is etched by photolithography, and the projections 4a, 4b, 4c, 4d, 4d are formed.
e, 4f were formed.

【0094】図8(B)に示すように、水晶1の両面に
クロムを下地とした金薄膜を100nm成膜し、電極パ
ターンに対応したフォトレジストパターン10を形成し
た。
As shown in FIG. 8B, a gold thin film having a base of chromium was formed to a thickness of 100 nm on both surfaces of the quartz crystal 1 to form a photoresist pattern 10 corresponding to the electrode pattern.

【0095】図8(C)に示すように、フォトレジスト
10をマスクとして電極をエッチングし、両面に酸化珪
素薄膜11を成膜した。
As shown in FIG. 8C, the electrodes were etched using the photoresist 10 as a mask, and silicon oxide thin films 11 were formed on both surfaces.

【0096】図8(D)に示すように、フォトレジスト
10を剥離洗浄することで酸化珪素膜11をリフトオフ
し、両面の電極間突起7を形成した。
As shown in FIG. 8D, the silicon oxide film 11 was lifted off by removing and cleaning the photoresist 10, and the inter-electrode protrusions 7 on both surfaces were formed.

【0097】上記3通りの製造方法によれば、電極パタ
ーンの間を電極間突起により完全に埋めているので、素
子の両面の全面において電極端部での振動反射を抑える
ことができ、スプリアスの極めて少ない多重モード圧電
フィルタを実現できる。 (実施の形態4)上記実施の形態1ないし3では、本発
明のエネルギー閉じ込め圧電デバイスとして、複数の振
動子の振動を結合させた、多重モード圧電フィルタの例
を示したが、単独の振動子に本発明を適用しても同様の
効果が得られる。
According to the above-described three manufacturing methods, since the space between the electrode patterns is completely filled with the inter-electrode projections, vibration reflection at the electrode end can be suppressed over the entire surface on both surfaces of the element, and the spurious Very few multimode piezoelectric filters can be realized. Fourth Embodiment In the first to third embodiments, an example of a multi-mode piezoelectric filter in which the vibrations of a plurality of vibrators are coupled has been described as the energy trapping piezoelectric device of the present invention. The same effect can be obtained by applying the present invention to the present invention.

【0098】以下、本発明の圧電デバイスの一実施の形
態である、エネルギー閉じ込め圧電振動子について、図
9(A)〜図9(C)を参照しながら説明し、同時に製
造工程についても述べる。
Hereinafter, an energy trapping piezoelectric vibrator, which is one embodiment of the piezoelectric device of the present invention, will be described with reference to FIGS. 9A to 9C, and the manufacturing process will be described at the same time.

【0099】図9(A)は、本実施の形態のエネルギー
閉じ込め圧電振動子の上面図、図9(B)は図9(A)
のA−A’における断面図である。
FIG. 9A is a top view of the energy trapping piezoelectric vibrator of the present embodiment, and FIG. 9B is FIG. 9A.
3 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【0100】又、図9(C)は、図9(A)のエネルギ
ー閉じ込め圧電振動子とは、別の例であり、ダミー電極
と電極間突起との両方を設けた場合の、図9(A)のA
−A’に相当する断面図である。
FIG. 9 (C) is another example of the energy trapping piezoelectric vibrator of FIG. 9 (A), and shows a case where both the dummy electrode and the inter-electrode projection are provided. A) A)
It is sectional drawing corresponding to -A '.

【0101】図9(A)に示すように、圧電基板1とし
てタンタル酸リチウム単結晶を用い、その両面に上面電
極2と下面電極3としてクロムを下地とした金薄膜を1
00nm成膜した。
As shown in FIG. 9 (A), a single crystal of lithium tantalate was used as the piezoelectric substrate 1, and a gold thin film with chromium as the underlayer was used as the upper electrode 2 and the lower electrode 3 on both surfaces thereof.
A film was formed to a thickness of 00 nm.

【0102】図9(B)に示すように、フォトリソグラ
フ工程により、電極2を微少な間隔を隔てて分割する電
極パターン2a、2cを形成した。ここで、電極パター
ン2cは、励振電極と電気的に絶縁された、且つ前記励
振電極と所定の隙間を隔てて圧電基板上に形成された本
発明の反射抑制用ダミー電極に対応する。
As shown in FIG. 9B, electrode patterns 2a and 2c for dividing the electrode 2 at very small intervals were formed by a photolithographic process. Here, the electrode pattern 2c corresponds to the reflection suppressing dummy electrode of the present invention which is electrically insulated from the excitation electrode and formed on the piezoelectric substrate with a predetermined gap from the excitation electrode.

【0103】図9(C)に示すように、突起4a、4c
として、振動を閉じ込める部分の両面に位置を合わせ
て、酸化珪素薄膜パターンを形成した。尚、図9(C)
に示す構成の圧電振動子は、本発明の反射抑制用ダミー
電極と、第1の反射抑制用薄膜とを備えたタイプの圧電
デバイスに対応する。又、図9(C)では、本発明のエ
ネルギー閉じ込め用負荷に対応する突起4a、4cが、
圧電基板上に薄膜として形成される点でも、図9(B)
の構成と異なる。
As shown in FIG. 9C, the projections 4a, 4c
As a result, a silicon oxide thin film pattern was formed by aligning the positions on both surfaces of a portion for confining vibration. FIG. 9 (C)
The piezoelectric vibrator having the configuration shown in (1) corresponds to a piezoelectric device of the type including the anti-reflection dummy electrode of the present invention and the first anti-reflection thin film. In FIG. 9C, the projections 4a and 4c corresponding to the energy confinement load of the present invention are:
FIG. 9B also shows that a thin film is formed on a piezoelectric substrate.
Configuration.

【0104】尚、図9(A)〜図9(C)において、電
極2aと下面電極3は、本発明の一組の励振電極に対応
する。
In FIGS. 9A to 9C, the electrode 2a and the lower electrode 3 correspond to a pair of excitation electrodes of the present invention.

【0105】図9(A)、図9(B)の構成は、実施の
形態2の構成および製造方法を圧電振動子に適用した例
である。上面電極2は、励振電極と引き出し電極2aと
ダミー電極2cに微少な間隔を隔てて分割されていて、
電極2aの端面での振動の反射を抑えることができる。
従って、突起4a、4cによって実質的なエネルギー閉
じ込めが為される。突起4a、4cは圧電基板1上に直
接設けても良く、実施の形態1と同様に、圧電基板をエ
ッチングして突起4a、4cを設けても良く、その機能
に変わりはなく、同様の効果が得られる。
FIGS. 9A and 9B are examples in which the configuration and the manufacturing method of the second embodiment are applied to a piezoelectric vibrator. The upper surface electrode 2 is divided into an excitation electrode, an extraction electrode 2a, and a dummy electrode 2c at a small interval.
Vibration reflection on the end face of the electrode 2a can be suppressed.
Therefore, substantial energy confinement is performed by the projections 4a and 4c. The protrusions 4a and 4c may be provided directly on the piezoelectric substrate 1, and the protrusions 4a and 4c may be provided by etching the piezoelectric substrate as in the first embodiment. Is obtained.

【0106】一方、図9(C)の構成は、実施の形態3
と同様の手法(主に、図7(A)〜図7(D))を圧電
振動子に適用し、電極間隙に電極間突起7を設けたもの
である。
On the other hand, the configuration of FIG.
7 (A) to 7 (D) are applied to the piezoelectric vibrator, and interelectrode protrusions 7 are provided in the electrode gap.

【0107】即ち、図9(C)の構成では、図9(B)
で述べた励振電極とダミー電極との間の微細な隙間に代
えて、その間に電極間突起を設けることにより、実施の
形態3と同様、電極端での振動の反射をより抑えること
ができる。
That is, in the configuration of FIG.
By providing an interelectrode protrusion between the fine gap between the excitation electrode and the dummy electrode described in the above, reflection of vibration at the electrode end can be further suppressed as in the third embodiment.

【0108】尚、図9(C)の構成では、突起4a、4
cが、圧電基板上に薄膜として形成される場合につてい
説明したが、これに限らず例えば、図9(B)で示した
様に、励振電極上にエネルギー閉じ込め用負荷としての
薄膜を形成する構成でも勿論良い。この場合、実施の形
態2の図4(C)で示した内容とほぼ同様に、両面の電
極パターンを形成した後に、エネルギー閉じ込め用負荷
を設けることにより製造出来る。
In the structure shown in FIG. 9C, the protrusions 4a, 4a
Although the case where c is formed as a thin film on the piezoelectric substrate has been described, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9B, a thin film as an energy trapping load is formed on the excitation electrode. Of course, such a configuration is also acceptable. In this case, it can be manufactured by providing an energy confinement load after forming the electrode patterns on both surfaces in substantially the same manner as the contents shown in FIG. 4C of the second embodiment.

【0109】上記の何れの構成に於いても、圧電振動子
のエネルギー閉じ込めが実質的に突起4a、4cで為さ
れるため、スプリアスを抑止する閉じ込め設計を突起の
形状や厚さで行えるようになり、電極への依存性が少な
くなる。
In any of the above arrangements, the energy confinement of the piezoelectric vibrator is substantially performed by the projections 4a and 4c. And the dependence on the electrodes is reduced.

【0110】従って、電極サイズや膜厚、電極材料など
の電極設計の自由度が広がる。励振電極2aを突起4a
よりも大きくすることができ、突起による振動閉じ込め
から周囲に漏れ出る振動成分も有効に励振することがで
き、よりインピーダンスを下げることができる。
Therefore, the degree of freedom in electrode design such as electrode size, film thickness, electrode material and the like is expanded. Exciting electrode 2a is projected 4a
The vibration component leaking to the surroundings from the vibration confinement by the protrusion can be effectively excited, and the impedance can be further reduced.

【0111】また、従来の電極の質量負荷による振動の
閉じ込めでは電極薄膜として成立し得ないほど極軽い質
量負荷も本発明によれば可能であり、質量負荷を軽くし
た分振動面積を広くし、インピーダンスを下げることが
可能である。
Further, according to the present invention, it is possible to achieve a very light mass load that cannot be realized as an electrode thin film by the conventional method of confining the vibration by the mass load of the electrode, and to increase the vibration area by reducing the mass load. It is possible to lower the impedance.

【0112】さらに、従来アルミを用いなければならな
い場合でも金や銀のように安定な電極膜を用いることが
でき、電極厚さも特性の安定する膜厚まで厚くすること
が可能になる。
Furthermore, even when aluminum must be used conventionally, a stable electrode film such as gold or silver can be used, and the thickness of the electrode can be increased to a thickness with stable characteristics.

【0113】また、引き出し電極部分も含めてほぼ全面
に電極を配設しているため、従来の構成において課題で
あった、引き出し電極などによる厚み振動の反射も起こ
りにくく、電極に起因するスプリアスの発生を抑えるこ
とができ、電極の引き回しを自由に行うことができる。
Further, since the electrodes are provided on almost the entire surface including the extraction electrode portion, reflection of thickness vibration by the extraction electrode and the like, which is a problem in the conventional structure, is less likely to occur, and spurious noise caused by the electrodes is reduced. Generation can be suppressed and the electrodes can be freely drawn.

【0114】なお、電極端部による反射は、電極間隔を
微少にするほど小さくなるが、目安として、要求される
スプリアス抑止量よりも電極端部での反射抑止量が大き
くなる電極間隔とするのが望ましい。なお、電極端部に
よる反射抑止は、抑止すべき周波数帯の全てのスプリア
スについて考慮する必要がある。
Although the reflection at the electrode end becomes smaller as the electrode spacing becomes smaller, as a guide, the electrode spacing is such that the amount of reflection suppression at the electrode end is larger than the required amount of spurious suppression. Is desirable. In addition, it is necessary to consider all spurious components in the frequency band to be suppressed when the reflection is suppressed by the electrode ends.

【0115】従来、結合係数の大きい圧電基板では圧電
効果による閉じ込めが大きく、どうしても電極を小さく
する必要があり、低インピーダンス化に限界があった。
本発明では、励振電極部とダミー電極部の周波数低下量
が同一であるため、閉じ込め設計を突起の質量負荷のみ
で行うことが可能となる。
Conventionally, in a piezoelectric substrate having a large coupling coefficient, the confinement due to the piezoelectric effect is large, and it is necessary to reduce the size of the electrodes.
According to the present invention, since the frequency reduction amount of the excitation electrode portion and the dummy electrode portion is the same, the confinement design can be performed only by the mass load of the protrusion.

【0116】以上、実施の形態4に示したように、実施
の形態1ないし3の効果は、多重モード圧電フィルタに
限定されるものではなく、振動子などのエネルギー閉じ
込め圧電デバイスに広く適用でき、同様の効果が得られ
る。
As described above, as described in the fourth embodiment, the effects of the first to third embodiments are not limited to the multi-mode piezoelectric filter, but can be widely applied to an energy trapping piezoelectric device such as a vibrator. Similar effects can be obtained.

【0117】又、上記構成による圧電フィルタを携帯電
話などの無線通信装置に用いることにより、不要なスプ
リアスが抑えられ、且つ、設計自由度が大きく、特性の
優れたフィルタで高周波部を構成することができること
から、隣接チャンネルの選択度が大きく、妨害波の影響
を受けにくい無線通信機器を実現することが出来る。上
記構成による圧電振動子を情報機器や通信機器に用いる
ことで、スプリアスが少なく安定した特性の振動子によ
るクロック発生ができることから、基準周波数や動作の
安定した情報機器や通信機器を実現できる。
Further, by using the piezoelectric filter having the above configuration in a wireless communication device such as a portable telephone, unnecessary high frequency components can be suppressed, and the high frequency section can be formed by a filter having a large degree of freedom in design and excellent characteristics. Therefore, it is possible to realize a wireless communication device in which the selectivity of the adjacent channel is large and is hardly affected by an interference wave. By using the piezoelectric vibrator having the above configuration in an information device or a communication device, a clock can be generated by a vibrator having stable characteristics with less spurious, so that an information device or a communication device having a stable reference frequency and operation can be realized.

【0118】又、上述した実施の形態によれば、エネル
ギー閉じ込め圧電デバイスの閉じ込め設計を従来に比べ
てより容易に行える構成とすることで、自由度のより高
い電極設計や、より幅広い電極材料の選択が出来る。
又、不要なスプリアスが抑制しやすく、より低インピー
ダンスで、より高周波に対応した圧電デバイスを実現出
来る。又、フィルタにおいては優れたチャンネル選択度
を有するエネルギー閉じ込め圧電デバイスが実現出来
る。又、その製造方法は、従来に比べてより一層容易な
ものである。
Further, according to the above-described embodiment, the configuration for confining the energy confining piezoelectric device can be made easier than in the past, so that an electrode design with a higher degree of freedom and a wider range of electrode materials can be used. You can choose.
In addition, unnecessary spurious components can be easily suppressed, and a piezoelectric device with lower impedance and higher frequency can be realized. Moreover, in the filter, an energy trapping piezoelectric device having excellent channel selectivity can be realized. Further, the manufacturing method is much easier than before.

【0119】尚、上記実施の形態1ないし4では、圧電
材料として水晶およびタンタル酸リチウム、ニオブ酸リ
チウムを用いたが、本発明は圧電材料により制限される
ものではなく、エネルギー閉じ込め多重モード圧電フィ
ルタを構成する圧電材料において同様の効果を奏するも
のである。
In the first to fourth embodiments, quartz, lithium tantalate, and lithium niobate are used as the piezoelectric material. However, the present invention is not limited to the piezoelectric material, and is not limited to the piezoelectric material. Has the same effect in the piezoelectric material constituting the above.

【0120】又、上記実施の形態では、エネルギー閉じ
込め用負荷とともに、ダミー電極、反射抑制用突起、あ
るいは反射抑制用薄膜などの反射抑制用負荷をも備えた
場合の構成について説明したが、これに限らず例えば、
上記反射抑制用負荷はなくてもかまわない。即ち、従来
の様に励振電極によりエネルギーを閉じ込める構成に比
べて、上記のエネルギー閉じ込め用負荷を備えた構成の
圧電デバイスの方が、不要なスプリアス振動の発生が少
なくなる。従って、上記反射抑制用負荷は必ずしも必要
としない。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in the case where the load for energy confinement is provided together with the load for energy confinement, such as a dummy electrode, a reflection suppressing protrusion, or a reflection suppressing thin film, is described. Not limited to, for example,
The reflection suppressing load may be omitted. That is, compared to the conventional configuration in which energy is confined by the excitation electrode, the piezoelectric device having the above-described energy confinement load reduces unnecessary spurious vibrations. Therefore, the reflection suppressing load is not necessarily required.

【0121】又、上記実施の形態では、圧電基板の両面
の電極が分割されている場合の構成について説明した
が、これに限らず例えば、何れか一方の面の電極のみが
分割されていても勿論良い。
In the above embodiment, the configuration in which the electrodes on both surfaces of the piezoelectric substrate are divided has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, even if only one of the electrodes is divided. Of course it is good.

【0122】又、上記実施の形態では、電極が分割され
た方の圧電基板の面には、必ずエネルギー閉じ込め用負
荷が形成されている場合の構成について説明したが、こ
れに限らず例えば、分割されていない電極が形成された
面にのみエネルギー閉じ込め用負荷が形成されている構
成でも良い。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the energy confining load is always formed on the surface of the piezoelectric substrate on which the electrode is divided has been described. A configuration in which the energy confinement load is formed only on the surface on which the unformed electrode is formed may be used.

【0123】又、本発明の反射抑制用ダミー電極は、上
記実施の形態では、励振電極と同一の電極材料を用いて
形成したが、これに限らず例えば、他の電極材料、ある
いは絶縁性材料など全く別の材料で形成しても勿論良
い。
In the above embodiment, the reflection suppressing dummy electrode of the present invention is formed using the same electrode material as the excitation electrode. However, the present invention is not limited to this. For example, another electrode material or an insulating material may be used. Of course, it may be formed of a completely different material.

【0124】又、本発明のエネルギー閉じ込め用負荷
は、上記実施の形態では、励振電極の面積よりも大きく
設定していたが、これに限らず例えば、励振電極の面積
と同じ大きさでもかまわない。
In the above embodiment, the energy confinement load of the present invention is set larger than the area of the excitation electrode. However, the present invention is not limited to this. For example, the load may be the same as the area of the excitation electrode. .

【0125】[0125]

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、従来に比べてより一層自由度の高い設計ができ
ると言う長所を有する。又、その製造がより容易に行え
ると言う長所を有する。又、優れたチャンネル選択度を
有すると言う長所を有する。
As is apparent from the above description, the present invention has an advantage that a design having a higher degree of freedom can be achieved as compared with the prior art. In addition, it has an advantage that its manufacture can be performed more easily. Also, it has the advantage of having excellent channel selectivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(A):本発明の実施の形態1のエネルギー閉
じ込め圧電デバイスを示す上面図 (B):同圧電デバイスを示す断面図 (C):同圧電デバイスを示す裏面図
FIG. 1A is a top view showing an energy trapping piezoelectric device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1B is a cross-sectional view showing the piezoelectric device. FIG. 1C is a back view showing the piezoelectric device.

【図2】(A)〜(F):本発明の実施の形態1のエネ
ルギー閉じ込め圧電デバイスの製造方法を示す流れ図
FIGS. 2A to 2F are flowcharts showing a method of manufacturing the energy trapping piezoelectric device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】(A):本発明の実施の形態2のエネルギー閉
じ込め圧電デバイスを示す上面図 (B):同圧電デバイスを示す断面図 (C):同圧電デバイスを示す裏面図
3A is a top view showing an energy trapping piezoelectric device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3B is a cross-sectional view showing the piezoelectric device. FIG. 3C is a back view showing the piezoelectric device.

【図4】(A)〜(C):本発明の実施の形態2のエネ
ルギー閉じ込め圧電デバイスの製造方法を示す流れ図
FIGS. 4A to 4C are flowcharts showing a method of manufacturing an energy trapping piezoelectric device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】(A):本発明の実施の形態3のエネルギー閉
じ込め圧電デバイスを示す上面図 (B):同圧電デバイスを示す断面図 (C):同圧電デバイスを示す裏面図
5A is a top view illustrating an energy trapping piezoelectric device according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating the piezoelectric device. FIG. 5C is a rear view illustrating the piezoelectric device.

【図6】(A)〜(D):本発明の実施の形態3のエネ
ルギー閉じ込め圧電デバイスの製造方法を示す流れ図
FIGS. 6A to 6D are flowcharts showing a method for manufacturing an energy trapping piezoelectric device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】(A)〜(D):本発明の実施の形態3のエネ
ルギー閉じ込め圧電デバイスの製造方法を示す流れ図
FIGS. 7A to 7D are flowcharts showing a method for manufacturing an energy trapping piezoelectric device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】(A)〜(D):本発明の実施の形態3のエネ
ルギー閉じ込め圧電デバイスの製造方法を示す流れ図
FIGS. 8A to 8D are flowcharts showing a method of manufacturing an energy trapping piezoelectric device according to a third embodiment of the present invention.

【図9】(A):本発明の実施の形態4のエネルギー閉
じ込め圧電デバイスを示す上面図 (B):同圧電デバイスを示す断面図 (C):同圧電デバイスの別の構成を示す断面図
9A is a top view illustrating an energy trapping piezoelectric device according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 9B is a cross-sectional view illustrating the piezoelectric device. FIG. 9C is a cross-sectional view illustrating another configuration of the piezoelectric device.

【図10】(A):従来例のエネルギー閉じ込め圧電振
動子を示す上面図 (B):同圧電振動子を示す断面図 (C):同圧電振動子の各振動モードの振幅分布図 (D):同圧電振動子の各振動モードの周波数チャート
10A is a top view illustrating a conventional energy trapping piezoelectric vibrator. FIG. 10B is a cross-sectional view illustrating the piezoelectric vibrator. FIG. 10C is an amplitude distribution diagram of each vibration mode of the piezoelectric vibrator. ): Frequency chart of each vibration mode of the piezoelectric vibrator

【図11】従来例のエネルギー閉じ込め圧電フィルタを
示す斜視図
FIG. 11 is a perspective view showing a conventional energy trapping piezoelectric filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電基板 2 上面電極 2a 入力電極 2b 出力電極 3 下面電極 4a〜4d 突起 7 電極間突起 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric substrate 2 Upper surface electrode 2a Input electrode 2b Output electrode 3 Lower surface electrode 4a-4d Projection 7 Projection between electrodes

フロントページの続き (72)発明者 板持 眞次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内Continuation of the front page (72) Inventor Shinji Itamochi 1006 Oaza Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】厚み振動に用いる圧電基板と、 前記圧電基板の両面に設けられた、前記厚み振動を行わ
せる一組又は複数組の励振電極と、 前記厚み振動により発生する振動エネルギーを実質上閉
じ込めるエネルギー閉じ込め用負荷とを備え、 前記エネルギー閉じ込め用負荷が、前記励振電極の内側
又は外側に設けられていることを特徴とする圧電デバイ
ス。
1. A piezoelectric substrate used for thickness vibration, one or more sets of excitation electrodes provided on both sides of the piezoelectric substrate for performing the thickness vibration, and a vibration energy generated by the thickness vibration is substantially generated. A piezoelectric device, comprising: a load for confining energy to be confined; and the load for confining energy is provided inside or outside the excitation electrode.
【請求項2】前記エネルギー閉じ込め用負荷は、(1)
前記励振電極の内側であって、且つ前記圧電基板の少な
くとも一方の面に設けられたエネルギー閉じ込め用突起
若しくは薄膜であるか、又は、(2)前記励振電極の外
側であって、且つ前記圧電基板の少なくとも一方の面に
形成された励振電極に設けられたエネルギー閉じ込め用
薄膜であることを特徴とする請求項1記載の圧電デバイ
ス。
2. The energy confining load comprises: (1)
An energy trapping projection or a thin film provided inside the excitation electrode and on at least one surface of the piezoelectric substrate, or (2) outside the excitation electrode and the piezoelectric substrate 2. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the piezoelectric device is an energy trapping thin film provided on an excitation electrode formed on at least one surface of the piezoelectric device.
【請求項3】前記励振電極の外周端部における厚み振動
の反射の発生を抑制する反射抑制用負荷を、前記励振電
極が設けられた領域以外の前記圧電基板上の領域の全部
又は一部の領域に備えたことを特徴とする請求項2記載
の圧電デバイス。
3. A load for suppressing reflection, which suppresses reflection of thickness vibration at an outer peripheral end portion of the excitation electrode, is applied to all or a part of a region on the piezoelectric substrate other than a region where the excitation electrode is provided. The piezoelectric device according to claim 2, wherein the piezoelectric device is provided in an area.
【請求項4】前記反射抑制用負荷は、前記励振電極と電
気的に絶縁された、且つ前記励振電極と所定の隙間を隔
てて前記圧電基板上に設けられた反射抑制用ダミー電極
であることを特徴とする請求項3記載の圧電デバイス。
4. The reflection suppressing load is a reflection suppressing dummy electrode which is electrically insulated from the excitation electrode and is provided on the piezoelectric substrate with a predetermined gap from the excitation electrode. The piezoelectric device according to claim 3, wherein:
【請求項5】前記反射抑制用負荷は、(1)前記励振電
極と電気的に絶縁された、且つ前記励振電極と所定の間
隔を隔てて前記圧電基板上に設けられた反射抑制用ダミ
ー電極と、(2)前記間隔を隔てた前記励振電極と前記
反射抑制用ダミー電極との間に設けられた第1の反射抑
制用突起又は第1の反射抑制用薄膜とを備え、 前記第1の反射抑制用突起又は第1の反射抑制用薄膜の
部位における厚み振動のカットオフ周波数が、前記励振
電極の部位及び前記反射抑制用ダミー電極の部位におけ
る厚み振動のそれぞれのカットオフ周波数と実施上同一
であることを特徴とする請求項3記載の圧電デバイス。
5. The reflection suppressing load includes: (1) a reflection suppressing dummy electrode electrically insulated from the excitation electrode and provided on the piezoelectric substrate at a predetermined distance from the excitation electrode. And (2) a first reflection suppression protrusion or a first reflection suppression thin film provided between the excitation electrode and the reflection suppression dummy electrode spaced apart from each other, The cutoff frequency of the thickness vibration at the portion of the reflection suppressing protrusion or the first reflection suppressing thin film is practically the same as the cutoff frequency of the thickness vibration at the portion of the excitation electrode and the portion of the dummy electrode for reflection suppression. The piezoelectric device according to claim 3, wherein
【請求項6】前記反射抑制用負荷は、前記励振電極に実
質上隣接して設けられた第2の反射抑制用突起又は第2
の反射抑制用薄膜を備え、 前記第2の反射抑制用突起又は第2の反射抑制用薄膜の
部位における厚み振動のカットオフ周波数が、前記励振
電極の部位における厚み振動のカットオフ周波数と実施
上同一であることを特徴とする請求項3記載の圧電デバ
イス。
6. The anti-reflection load is a second anti-reflection projection provided substantially adjacent to the excitation electrode.
The cutoff frequency of the thickness vibration at the portion of the second reflection suppressing projection or the portion of the second reflection suppressing thin film is different from the cutoff frequency of the thickness vibration at the portion of the excitation electrode. The piezoelectric device according to claim 3, wherein the piezoelectric device is the same.
【請求項7】前記励振電極及び前記反射抑制用ダミー電
極の双方の、前記所定の間隔を隔てて対向する端部で
は、前記エネルギー閉じ込め用負荷における閉じ込めの
対象とならない振動モードの反射が抑制されることを特
徴とする請求項4記載の圧電デバイス。
7. An end of both the excitation electrode and the reflection suppressing dummy electrode facing each other at the predetermined interval, the reflection of a vibration mode which is not an object of confinement in the energy confinement load is suppressed. The piezoelectric device according to claim 4, wherein:
【請求項8】前記反射抑制用突起の質量負荷によるカッ
トオフ周波数の周波数低下量をF1とし、前記励振電極
の質量負荷によるカットオフ周波数の周波数低下量をF
2とし、前記励振電極の圧電効果によるカットオフ周波
数の周波数低下量をF3とした場合、前記反射抑制用突
起の、基準面からの高さHは、F1=F2+F3を満た
す値に設定されることを特徴とする請求項5又は6記載
の圧電デバイス。
8. A frequency reduction amount of a cutoff frequency due to a mass load of the reflection suppressing projection is defined as F1, and a frequency reduction amount of a cutoff frequency due to a mass load of the excitation electrode is defined as F1.
2, the height H of the reflection suppressing projection from the reference plane is set to a value that satisfies F1 = F2 + F3, where F3 is the frequency reduction amount of the cutoff frequency due to the piezoelectric effect of the excitation electrode. 7. The piezoelectric device according to claim 5, wherein:
【請求項9】前記エネルギー閉じ込め用負荷は、前記圧
電基板の両側の実質上同じ位置に形成されていることを
特徴とする請求項2記載の圧電デバイス。
9. The piezoelectric device according to claim 2, wherein the energy confining loads are formed at substantially the same position on both sides of the piezoelectric substrate.
【請求項10】前記励振電極は、前記圧電基板上に複数
組設けられており、前記複数組の励振電極は、フィルタ
ー機能を備えたことを特徴とする請求項1記載の圧電デ
バイス。
10. The piezoelectric device according to claim 1, wherein a plurality of the excitation electrodes are provided on the piezoelectric substrate, and the plurality of the excitation electrodes have a filter function.
【請求項11】前記複数組の励振電極の電極間には、そ
れらの励振電極と所定の間隔を隔てて設けられたアース
電極を備え、 近接する前記励振電極及び前記アース電極の双方の、前
記所定の間隔を隔てて対向する端部では、前記エネルギ
ー閉じ込め用負荷における閉じ込めの対象とならない振
動モードの反射が抑制されることを特徴とする請求項1
0記載の圧電デバイス。
11. An earth electrode provided between the electrodes of the plurality of sets of excitation electrodes at a predetermined interval from the excitation electrodes, wherein both of the excitation electrode and the earth electrode which are close to each other, The reflection of a vibration mode which is not a target of confinement in the energy confinement load is suppressed at an end portion facing at a predetermined interval.
0. The piezoelectric device according to 0.
【請求項12】厚み振動が生じる圧電基板上の部位に、
前記厚み振動により発生する振動エネルギーを実質上閉
じ込めるエネルギー閉じ込め用負荷を設ける工程と、 前記エネルギー閉じ込め用負荷が設けられた圧電基板の
両面に、前記厚み振動を行わせる励振電極を一組又は複
数組設ける工程と、を備えたことを特徴とする圧電デバ
イスの製造方法。
12. The method according to claim 12, wherein a portion on the piezoelectric substrate where the thickness vibration occurs is
Providing an energy confining load for substantially confining the vibration energy generated by the thickness vibration; and one or more sets of excitation electrodes for performing the thickness vibration on both surfaces of the piezoelectric substrate on which the energy confining load is provided. Providing a piezoelectric device.
【請求項13】圧電基板の両面に、厚み振動を行わせる
励振電極を一組又は複数組設ける工程と、 前記設けられた励振電極の上に、前記厚み振動により発
生する振動エネルギーを実質上閉じ込めるエネルギー閉
じ込め用負荷を設ける工程と、を備えたことを特徴とす
る圧電デバイス製造方法。
13. A step of providing one or more sets of excitation electrodes for performing thickness vibration on both surfaces of a piezoelectric substrate, and substantially confining vibration energy generated by the thickness vibration on the provided excitation electrodes. Providing a load for confining energy.
【請求項14】前記エネルギー閉じ込め用負荷はエネル
ギー閉じ込め用突起であり、 前記圧電基板上の前記突起を形成する予定の部位に耐エ
ッチング性のマスキングを施した後、前記予定の部位以
外の部位をエッチングで薄くすることにより、前記突起
を形成することを特徴とする請求項12記載の圧電デバ
イス製造方法。
14. The energy confinement load is an energy confinement projection, and after etching-resistant masking is performed on a portion of the piezoelectric substrate where the projection is to be formed, portions other than the predetermined portion are removed. 13. The method according to claim 12, wherein the protrusions are formed by thinning by etching.
【請求項15】前記エネルギー閉じ込め用負荷はエネル
ギー閉じ込め用薄膜であり、 前記圧電基板上に、又は前記励振電極上に前記薄膜を形
成することを特徴とする請求項12又は13記載の圧電
デバイス製造方法。
15. The piezoelectric device according to claim 12, wherein the energy confinement load is an energy confinement thin film, and the thin film is formed on the piezoelectric substrate or on the excitation electrode. Method.
【請求項16】前記励振電極を設ける工程は、 前記エネルギー閉じ込め用負荷が形成された圧電基板の
両面に電極膜を形成する電極膜形成工程と、 前記圧電基板の両面に形成された電極膜の内、少なくと
も一方の面に形成された電極膜を、前記励振電極の領域
とダミー電極の領域とに分割する分割工程と、を備える
ことを特徴とする請求項12記載の圧電デバイス製造方
法。
16. The method according to claim 16, wherein the step of providing the excitation electrode includes forming an electrode film on both sides of the piezoelectric substrate on which the energy trapping load is formed, and forming the electrode film on both sides of the piezoelectric substrate. 13. The method according to claim 12, further comprising a dividing step of dividing an electrode film formed on at least one surface into a region for the excitation electrode and a region for the dummy electrode.
【請求項17】前記励振電極を設ける工程は、 前記圧電基板の両面に電極膜を形成する電極膜形成工程
と、 前記圧電基板の両面に形成された電極膜の内、少なくと
も一方の面に形成された電極膜を、前記励振電極の領域
とダミー電極の領域とに分割する分割工程と、を備える
ことを特徴とする請求項13記載の圧電デバイス製造方
法。
17. The step of providing an excitation electrode includes: forming an electrode film on both surfaces of the piezoelectric substrate; forming at least one of the electrode films formed on both surfaces of the piezoelectric substrate. 14. The method according to claim 13, further comprising: a dividing step of dividing the divided electrode film into a region of the excitation electrode and a region of the dummy electrode.
【請求項18】前記分割工程では、前記励振電極と前記
ダミー電極との間に所定の隙間を形成し、 前記所定の隙間は、前記エネルギー閉じ込め用負荷にお
ける閉じ込めの対象とならない振動モードの反射が実質
上抑制され、且つ、前記励振電極と前記ダミー電極とが
電気的に絶縁される様に調整されていることを特徴とす
る請求項16又は17記載の圧電デバイス製造方法。
18. In the dividing step, a predetermined gap is formed between the excitation electrode and the dummy electrode, and the predetermined gap has a reflection of a vibration mode which is not a target of confinement in the energy confinement load. 18. The method according to claim 16, wherein the excitation electrode and the dummy electrode are adjusted so as to be substantially insulated and electrically insulated from the dummy electrode.
【請求項19】前記励振電極は、前記圧電基板の両面に
複数組形成するものであり、 前記圧電基板の少なくとも片面上の、所定の間隔を隔て
て形成された励振電極同士の間の位置に、又は、前記圧
電基板の少なくとも片面上の、所定の間隔を隔てて形成
される予定の励振電極同士の間の位置に、厚み振動の反
射を抑制するための反射抑制用負荷を形成する反射抑制
用負荷形成工程を備えることを特徴とする請求項12又
は13記載の圧電デバイス製造方法。
19. A plurality of sets of said excitation electrodes are formed on both sides of said piezoelectric substrate, and at least on one side of said piezoelectric substrate at a position between said excitation electrodes formed at a predetermined interval. Or, reflection suppression for forming a reflection suppressing load for suppressing reflection of thickness vibration at a position between excitation electrodes to be formed at a predetermined interval on at least one surface of the piezoelectric substrate. 14. The method for manufacturing a piezoelectric device according to claim 12, further comprising a load forming step.
【請求項20】前記反射抑制用負荷は、反射抑制用突起
であり、 前記励振電極同士の間のパターン形状に対応したフォト
レジストパターンを形成し、 前記フォトレジストパターンをマスクとして圧電基板の
エッチングを行って前記反射抑制用突起を形成し、 前記反射抑制用突起が形成された圧電基板上に電極膜を
成膜して前記フォトレジストを剥離洗浄し、前記フォト
レジスト上の電極膜をリフトオフすることを特徴とする
請求項19記載の圧電デバイス製造方法。
20. The reflection suppressing load is a reflection suppressing projection, forms a photoresist pattern corresponding to the pattern shape between the excitation electrodes, and etches the piezoelectric substrate using the photoresist pattern as a mask. Forming the reflection suppressing protrusions, forming an electrode film on the piezoelectric substrate on which the reflection suppressing protrusions are formed, removing and cleaning the photoresist, and lifting off the electrode film on the photoresist. 20. The method for manufacturing a piezoelectric device according to claim 19, wherein:
【請求項21】前記反射抑制用負荷は、反射抑制用絶縁
性薄膜であり、 前記圧電基板上に絶縁性薄膜を成膜し、 前記励振電極同士の間のパターン形状に対応したフォト
レジストパターンを形成し、 前記フォトレジストパターンをマスクとして絶縁性薄膜
のエッチングを行って前記反射抑制用絶縁性薄膜を形成
し、 前記反射抑制用絶縁性薄膜の形成された圧電基板上に電
極膜を成膜してフォトレジストを剥離洗浄し、前記フォ
トレジスト上の電極膜をリフトオフすることをする請求
項19記載の圧電デバイス製造方法。
21. The reflection suppressing load is a reflection suppressing insulating thin film, an insulating thin film is formed on the piezoelectric substrate, and a photoresist pattern corresponding to a pattern shape between the excitation electrodes is formed. Forming, etching the insulating thin film using the photoresist pattern as a mask to form the reflection suppressing insulating thin film, and forming an electrode film on the piezoelectric substrate on which the reflection suppressing insulating thin film is formed. 20. The method of manufacturing a piezoelectric device according to claim 19, wherein the photoresist is peeled and washed to lift off the electrode film on the photoresist.
【請求項22】前記反射抑制用負荷は、反射抑制用絶縁
性薄膜であり、 電極膜を成膜し、 前記電極膜上に前記励振電極のパターン形状に対応した
フォトレジストパターンを形成し、 前記フォトレジストパターンをマスクとして前記電極膜
をエッチングし、 前記エッチングの後、更に絶縁性薄膜を成膜して前記フ
ォトレジストを剥離洗浄し、前記フォトレジスト上の絶
縁性薄膜をリフトオフすることで、前記反射抑制用絶縁
性薄膜を形成することをする請求項19記載の圧電デバ
イス製造方法。
22. The reflection suppressing load is a reflection suppressing insulating thin film, forming an electrode film, forming a photoresist pattern corresponding to the pattern shape of the excitation electrode on the electrode film, Etching the electrode film using a photoresist pattern as a mask, after the etching, further forming an insulating thin film, peeling and cleaning the photoresist, and lifting off the insulating thin film on the photoresist, 20. The method for manufacturing a piezoelectric device according to claim 19, wherein an insulating thin film for suppressing reflection is formed.
【請求項23】前記圧電基板は実質上透明な基板であ
り、前記圧電基板の両面に前記エネルギー閉じ込め用突
起又は前記反射抑制用突起を形成する際に、前記両面に
フォトレジストを塗布し、平行光線により前記両面の前
記フォトレジストを一括露光し、前記両面に同一のフォ
トレジストパターンを形成した後、エッチングを行うこ
とで、前記両面に同一形状の前記突起を形成することを
特徴とする請求項12、13又は19記載の圧電デバイ
ス製造方法。
23. The piezoelectric substrate is a substantially transparent substrate. When forming the energy trapping projection or the reflection suppressing projection on both surfaces of the piezoelectric substrate, a photoresist is applied to both surfaces of the piezoelectric substrate, The projections having the same shape are formed on both surfaces by simultaneously exposing the photoresist on both surfaces with a light beam, forming the same photoresist pattern on the both surfaces, and performing etching. 20. The method for manufacturing a piezoelectric device according to 12, 13, or 19.
【請求項24】前記圧電基板上であって前記励振電極の
領域以外の領域に、前記励振電極と所定の間隔を隔てて
ダミー電極を形成するダミー電極形成工程と、 前記形成された励振電極とダミー電極との間の位置に、
厚み振動の反射を抑制するための反射抑制用負荷を形成
する反射抑制用負荷形成工程と、を備えることを特徴と
する請求項12又は13記載の圧電デバイス製造方法。
24. A dummy electrode forming step of forming a dummy electrode on the piezoelectric substrate in a region other than the region of the excitation electrode at a predetermined distance from the excitation electrode; In the position between the dummy electrode,
14. The method for manufacturing a piezoelectric device according to claim 12, further comprising: a reflection suppressing load forming step of forming a reflection suppressing load for suppressing reflection of thickness vibration.
【請求項25】厚み振動が生じる圧電基板上の少なくと
も片側に、前記厚み振動により発生する振動エネルギー
を実質上閉じ込めるエネルギー閉じ込め用負荷のパター
ンを設ける工程と、 前記圧電基板の両側に、前記厚み振動を行わせる励振電
極のパターンを設ける工程と、を備えたことを特徴とす
る圧電デバイスの製造方法。
25. A step of providing an energy trapping load pattern for substantially confining vibration energy generated by the thickness vibration on at least one side of the piezoelectric substrate on which the thickness vibration occurs; Providing a pattern of an excitation electrode for performing the following.
【請求項26】請求項1〜11の何れか一つに記載の圧
電デバイスを用いたことを特徴とする移動体通信装置。
26. A mobile communication device using the piezoelectric device according to claim 1. Description:
【請求項27】請求項12〜25の何れか一つに記載の
圧電デバイス製造方法により製造した圧電デバイスを用
いたことを特徴とする移動体通信装置。
27. A mobile communication device using a piezoelectric device manufactured by the method of manufacturing a piezoelectric device according to claim 12.
JP18289597A 1996-07-10 1997-07-08 Piezoelectric device, its manufacture and mobile communication equipment Withdrawn JPH1079640A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18289597A JPH1079640A (en) 1996-07-10 1997-07-08 Piezoelectric device, its manufacture and mobile communication equipment

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18034196 1996-07-10
JP8-180341 1996-07-10
JP18289597A JPH1079640A (en) 1996-07-10 1997-07-08 Piezoelectric device, its manufacture and mobile communication equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1079640A true JPH1079640A (en) 1998-03-24

Family

ID=26499904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18289597A Withdrawn JPH1079640A (en) 1996-07-10 1997-07-08 Piezoelectric device, its manufacture and mobile communication equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1079640A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010183568A (en) * 2009-01-07 2010-08-19 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Elastic wave device and electronic component
JP2010252143A (en) * 2009-04-17 2010-11-04 Seiko Epson Corp Piezoelectric vibrator
US9450166B2 (en) 2012-06-06 2016-09-20 Seiko Epson Corporation Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010183568A (en) * 2009-01-07 2010-08-19 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Elastic wave device and electronic component
JP2010252143A (en) * 2009-04-17 2010-11-04 Seiko Epson Corp Piezoelectric vibrator
US9450166B2 (en) 2012-06-06 2016-09-20 Seiko Epson Corporation Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element
US10147867B2 (en) 2012-06-06 2018-12-04 Seiko Epson Corporation Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element
US10680158B2 (en) 2012-06-06 2020-06-09 Seiko Epson Corporation Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element
US11495727B2 (en) 2012-06-06 2022-11-08 Seiko Epson Corporation Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5969463A (en) Energy trapping piezoelectric device and producing method thereof
CN110829997B (en) Thin film bulk acoustic resonator and method of manufacturing the same
US6630871B2 (en) Center-mass-reduced microbridge structures for ultra-high frequency MEM resonator
JP5708089B2 (en) Piezoelectric vibration element, piezoelectric vibrator, piezoelectric oscillator, and electronic device
US7439825B2 (en) Integrated filter including FBAR and saw resonator and fabrication method therefor
US20190379344A1 (en) Film bulk acoustic wave resonators and fabrication methods thereof
JP5982898B2 (en) Vibration element, vibrator, electronic device, oscillator, and electronic device
US20020125794A1 (en) Vibrating piece, vibrator, oscillator, and electronic device
JP3229336B2 (en) Acoustic piezoelectric crystals with micromachined surfaces
JP2002261575A (en) Vibrating piece, vibrator, oscillator and electronic equipment
JP2014017881A (en) Method of isolation for acoustic resonator device
JP7194476B2 (en) Bulk acoustic wave resonator, manufacturing method thereof, filter, radio frequency communication system
JP2022507325A (en) Bulk acoustic wave resonator and its manufacturing method, filter, radio frequency communication system
JP2004260718A (en) Tuning fork type vibration pieces, manufacturing method of tuning fork type vibration pieces, and piezoelectric device
JP2000252786A (en) Piezoelectric vibrating element
KR101532115B1 (en) Piezo vibrator and method for manufacturing the same
JP2003273679A (en) Method of manufacturing piezoelectric vibrator, photo- mask, piezoelectric vibrator, and piezoelectric device
JPH11340775A (en) Piezoelectric oscillator
JP3982182B2 (en) Surface acoustic wave device and manufacturing method thereof
JP2000312130A (en) Piezoelectric device, manufacture thereof and mobile communication unit employing them
JPH1079640A (en) Piezoelectric device, its manufacture and mobile communication equipment
JP4196641B2 (en) Ultra-thin piezoelectric device and manufacturing method thereof
JP2022507320A (en) Bulk acoustic wave resonator and its manufacturing method, filter, radio frequency communication system
JP2005260692A (en) Piezoelectric vibrating bar, piezoelectric vibrator and piezo-oscillator
JP2001028528A (en) Piezoelectric device and manufacture thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040510

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060725

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20060825