JPWO2008084578A1

JPWO2008084578A1 - 圧電薄膜共振子

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Publication number: JPWO2008084578A1
Application number: JP2008553006A
Authority: JP
Inventors: 是清伊藤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2010-04-30
Anticipated expiration: 2027-10-12
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Abstract

圧電薄膜共振子（１０１）は、基板（１１）と、上下の電極間に圧電薄膜が配置された振動部（２０）と、振動部（２０）を基板（１１）に対して支持する支持部（２１ａ，２１ｂ）とを備え、支持部（２１ａ，２１ｂ）は基板（１１）と接続するアーチ状のアーチ部（２３ａ，２３ｂ）と、アーチ部（２３ａ，２３ｂ）と振動部（２０）とを接続する橋部（２２ａ，２２ｂ）とから構成する。これにより、圧電薄膜を用いることによる振動部の基板への接触の問題、長い支持梁に外部電極まで続く配線を引き回すことによる電気的特性の劣化の問題を解消し、信頼性を確保するとともに小型の圧電薄膜共振子を構成する。

Description

この発明は、基板、圧電薄膜を有する振動部、および基板上で振動部を支持する支持部を備える圧電薄膜共振子に関するものである。

従来、機械的品質係数Ｑｍが高く、共振周波数が１〜１０ＭＨｚ程度の比較的低い周波数に設定でき、且つマイクロデバイスとして使用できる程度に小型化した拡がり振動型の圧電振動子が特許文献１に示されている。

図１は特許文献１に開示されている拡がり振動型圧電振動子９１の構成を示す図である。

図１において、拡がり振動型圧電振動子９１は、Ｓｉ材料からなる基板９２と、該基板９２上に位置し、前後方向に対向して設けられたＳｉ材料からなる一対の支持部９３，９３と、各支持部９３に対向する支持梁９４，９４を介して支持された振動部９５とを備えている。そして、振動部９５は各支持梁９４によって基板９２に対して上側に浮上した状態で支持されている。

一方、振動部９５は、Ｓｉ材料によって形成され、振動板９６と、該振動板９６上に絶縁膜９７を介して設けられたＺｎＯの圧電薄膜９８と、該圧電薄膜９８を上側表面と下側表面とにそれぞれ接触して配設された上側電極９９Ａと下側電極１００Ａとから構成されている。さらに、上側電極９９Ａ，下側電極１００Ａにそれぞれ導通し、外部からのリード線等を接続する端子部９９Ｂ，１００Ｂが支持部９３，９３に形成されている。また、下側電極１００の端子部１００Ｂ上にはコンタクトホール１００Ｃが形成されている。
特開平８−１８６４６７号公報

図１に示した拡がり振動型圧電振動子は、Ｓｉが基材（振動部のベース）となっていて、Ｓｉの支持部９３、ＺｎＯの圧電薄膜９８がそれぞれ３〜１０μｍと厚いため、振動部の支持梁９４部分の剛性が高い。このため、振動部９５を構成する薄膜の応力が支持梁９４に集中しても、支持梁９４は撓むことがない。また、振動部９５の基材もＳｉがベースとなっているので、薄膜の応力が支持梁９４に集中することにより振動部９５も撓むことがない。また、リフロー半田などの熱処理があったとしても、各材料の線膨張係数の差からくる応力に対して撓むことがない。

特許文献１では、むしろ、支持部分の根元の応力に着目していて、振動部９５と支持梁９４との結合部分にウェットまたはドライによる等方性エッチングを施すことにより丸みを持たせることで、各支持部と振動部との結合部位に作用する応力集中を緩和することが開示されている。

しかし、ＡｌＮ薄膜からなる圧電薄膜とＳｉＯ₂薄膜による支持部とから振動部を構成した圧電薄膜共振子においては、材料の剛性が低く且つ薄いので、振動部を構成する薄膜の応力により振動部および支持梁が変形し、振動部が基板に接触するおそれが生じる。

接触を防ぐためには、支持梁を長くして振動部と基板との間の空隙を広げることが考えられる。しかし、支持梁を長くすることで素子サイズが大きくなるばかりでなく、実用的な長さの範囲では支持部と垂直な方向の反りが解消されないため、振動部が上凸のときは振動部の角が、振動部が下凸のときは振動部の腹が、それぞれ基板と接触するのを防ぐことができない。また、支持梁が長く、振動部の反りも解消されていないため、ＣＳＰなどの小型低背パッケージに封入する際には、パッケージの蓋と振動部との接触が発生する。さらに、支持梁に外部電極まで続く配線を引き回すため、配線による電気抵抗が増大し、電気的特性が劣化するという問題も生じる。

そこでこの発明の目的は、上述の問題を解消して特性劣化を回避し信頼性を確保した小型の圧電薄膜共振子を提供することにある。

前記課題を解決するために、この発明の圧電薄膜共振子は次のように構成する。
（１）基板と、一対の電極間に圧電薄膜が配置された振動部と、前記基板と前記振動部とを互いに接続するとともに、前記基板と前記振動部との間に空隙部を設ける支持部とを備え、前記支持部は、前記基板と接続するアーチ状のアーチ部と、該アーチ部と前記振動部とを接続する橋部とから構成する。

（２）前記支持部は、前記振動部の対向する２つの辺の両方に接続される両持ち梁構造とする。

（３）前記支持部は、前記振動部の対向する２つの辺の一方に設けられる片持ち梁構造とする。

（４）前記アーチ部は、その一端のみが前記基板に接続された構造とする。

（５）前記振動部の膜の圧縮応力の大きさが、前記アーチ部の膜の圧縮応力の大きさに比べて小さいものとする。

（６）前記アーチ部には、その両端から前記振動部の前記一対の励振電極の一方に向けて配線が施されたものとする。

（７）前記橋部は前記アーチ部に対して略垂直に延びるものとする。

（８）前記橋部は前記アーチ部の頂点または頂点近傍から延びるものとする。

（９）前記振動部の振動モードは、拡がり振動モードまたは長さ振動モードとする。

この発明によれば次のような効果を奏する。
（１）基板と前記振動部との間に空隙部を設ける支持部を、基板と接続するアーチ状のアーチ部と、該アーチ部と前記振動部とを接続する橋部とから構成したことにより、支持部の基板との接続部から振動部との接続部までの直線的な距離を長くすることなく、振動部の反りを低減し、且つ振動部と基板との間の空隙部の高さを稼ぐことができ、振動部の膜の応力がばらついて膜に反りが多少発生しても振動部の角または腹が基板と接触するのを防ぐことができる。

また小さな素子サイズで必要な空隙を得ることが可能であり、全体に大型化することがない。さらに、犠牲層の膜厚を薄くしても振動部と基板との間の空間を確保でき、基板との接触を防げるので低コスト化できる。

（２）前記支持部を、前記振動部の対向する２つの辺の両方に接続される両持ち梁構造とすることにより対称性が保たれ、振動部の線対称または点対称の振動モードに悪影響を与えることなく、良好な電気的特性が得られる。

（３）前記支持部を、前記振動部の対向する２つの辺の一方に設けられる片持ち梁構造とすることにより、伸びを抑制するものがなくなり、振動部の膜形成時に振動部の膜が圧縮応力によりアーチ部と同方向に撓む場合でも、両持ち梁構造に比べて振動部の撓みが少なくなる。そのため、振動部と基板との間の空隙を容易に確保できる。

（４）前記アーチ部を、その一端のみが前記基板に接続された構造とすることにより、橋部とアーチ部の根元が基板に固定されず弾性状態で保持されるので、振動漏れによる特性の劣化をより効果的に抑制することができる。

（５）前記振動部の膜の圧縮応力の大きさが、前記アーチ部の膜の圧縮応力の大きさに比べて小さくすることにより、アーチ部の反りの方が振動部の反りよりも大きくなって、振動部の角または腹が基板に接触するのをより効果的に防ぐことができる。

（６）前記アーチ部には、その両端から前記振動部の前記一対の励振電極の一方に向けて配線が施されたものとすることにより、電気抵抗を減らすことができ、電気的特性の劣化を最低限なものにできる。また、アーチ部に電極の段差による構造上の膜の不連続部が発生しないため、アーチ部の強度を増すことができる。

（７）前記アーチ部に対して前記橋部が略垂直に延びるものとすることにより、最小限の素子サイズで必要な空隙を得ることが可能であり、全体に大型化することがない。

（８）アーチの頂点あるいはそれに近い部分から振動子を支持する橋が延びることにより、ほぼ最大限の空隙が確保され、基板と振動子の接触を防ぐことができる。

（９）前記振動部の振動モードは、拡がり振動モードまたは長さ振動モードとすることにより、アーチ部と橋部による支持構造の利点を最も高めることができる。

特許文献１に示されている圧電薄膜共振子の構成を示す斜視図である。第１の実施形態に係る圧電薄膜共振子の主要部の斜視図である。同圧電薄膜共振子の主要部の平面図および断面図である。アーチ部の形成について示す図である。各部の膜構造の例を示す図である。その他の膜構造の例を示す図であるその他の膜構造の例を示す図であるその他の膜構造の例を示す図である第２の実施形態に係る圧電薄膜共振子の主要部の平面図および断面図である。第２の実施形態に係る別の圧電薄膜共振子の主要部の平面図および断面図である。第３の実施形態に係る圧電薄膜共振子の主要部の斜視図である。第４の実施形態に係る圧電薄膜共振子の主要部の斜視図である。第５の実施形態に係る圧電薄膜共振子の主要部の斜視図である。第６の実施形態に係る圧電薄膜共振子の主要部の平面図である。

符号の説明

１１−基板
１２，４５，５２，６２−絶縁層
１３−下部電極
１４，４３，５４，６４−圧電薄膜
１６，４６，６７−応力調整膜
１５−上部電極
１７，４７，５６，６６−温度特性補償膜
２０−振動部
２１，２５，２７−支持部
２２−橋部
２３，２４，２６−アーチ部
３０−犠牲層
３１−空隙部
１００−構造体
１０１，１０２，１０３−圧電薄膜共振子

《第１の実施形態》
第１の実施形態に係る圧電薄膜共振子について図２〜図８を参照して説明する。
図２は第１の実施形態に係る圧電薄膜共振子の主要部の斜視図である。また図３（Ａ）はその上面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＢ−Ｂ部分の断面図、図３（Ｃ）は図３（Ａ）におけるＣ−Ｃ部分の断面図である。

圧電薄膜共振子１０１の主要部である構造体１００は基板（素子ウエハ）１１上に構成される。構造体１００は、振動部２０と、この振動部２０を基板１１上で空隙部３１を設けるとともに支持する支持部２１ａ，２１ｂとを備えている。

図２・図３では図示していないが、基板１１の上部には構造体１００を覆うようにパッケージの蓋を配置する。また、この図２・図３では単一の圧電薄膜共振子についてのみ示しているが、製造上は、基板（素子ウエハ）１１上に多数の構造体１００を配列形成し、その上部に蓋体を重ねた後に、個々の圧電薄膜共振子に分割する。

支持部２１ａ，２１ｂはアーチ状のアーチ部２３ａ，２３ｂと橋部２２ａ，２２ｂとでそれぞれ構成している。

アーチ部２３ａ，２３ｂはそれぞれの両端部Ｐ，Ｐで基板１１上に接して、基板１１上の膜（配線パターン）と連続している。但し、基板１１上の配線パターンについては図示を省略している。橋部２２ａ，２２ｂは、それによってアーチ部２３ａ，２３ｂと振動部２０とを接続している。

橋部２２ａ，２２ｂはアーチ部２３ａ，２３ｂの頂点または頂点近傍からアーチ部２３ａ，２３ｂに対して略垂直方向に延びるように形成している。

振動部２０は拡がり振動モードまたは長さ振動モードであり、橋部２２ａ，２２ｂはこの振動モードの振動を妨げない位置に設けている。

図３に示すように、振動部２０は、絶縁層１２、下部電極１３、圧電薄膜１４、上部電極１５、応力調整膜１６、温度特性補償膜１７をこの順に備えている。アーチ部２３ａは、絶縁層１２、圧電薄膜１４、上部電極１５、温度特性補償膜１７をこの順に備えている。アーチ部２３ｂは、絶縁層１２、下部電極１３、圧電薄膜１４、温度特性補償膜１７をこの順に備えている。

基板１１上には振動部２０またはアーチ部２３ａ，２３ｂと同様の膜を形成している。但し、上部電極１５および下部電極１３は圧電薄膜を挟むことなく引き出し電極として配線している。

構造体１００は、先ず基板１１上の所定位置に犠牲層３０を形成し、その上部に図３に示した膜を順に形成し、その後に犠牲層３０を除去することによって構成する。

図５（Ａ）は振動部２０・橋部２２ａ，２２ｂの膜構造、図５（Ｂ）はアーチ部２３ａ，２３ｂの膜構造についてそれぞれ示している。絶縁層１２はＳｉＯ₂からなり、厚さ１．７μｍで−１８０ＭＰａの圧縮応力が作用している。この絶縁層１２の上部の圧電薄膜１４はＡｌＮからなり、厚さ１．６μｍで−８０ＭＰａの圧縮応力が作用している。振動部２０の圧電薄膜１４の上下には上部電極１５および下部電極１３が存在するが、共に膜厚が薄く、応力の影響が小さいため、この図５では図示を省略している。応力調整膜１６はＡｌＮからなり、厚さ０．８μｍで＋１００ＭＰａの引っ張り応力が作用している。最上層の温度特性補償膜１７はＳｉＯ₂からなり、厚さ３．３μｍで−１８０ＭＰａの圧縮応力が作用している。

図５（Ａ）に示すように振動部・橋部は圧縮応力が作用する圧電薄膜１４と引っ張り応力が作用する応力調整膜１６とで応力が相殺され、振動部の膜の圧縮応力の大きさがアーチ部の膜の圧縮応力の大きさに比べて小さい。そのため振動部・橋部は大きく撓むことがなく、平坦な状態を維持する。

一方、図５（Ｂ）に示すようにアーチ部には図５（Ａ）の応力調整膜１６が存在せず、アーチ部２３ａ，２３ｂはいずれも圧縮応力が作用する絶縁層１２、圧電薄膜１４、および温度特性補償膜１７で構成している。そのため、犠牲層の除去後、アーチ部は基板１１の面方向に延び、それに伴い、基板１１に対し垂直方向に持ち上がってアーチ状となる。このとき、アーチ部を確実に上方向に反らすために、アーチ部の膜の圧縮応力を上方部と下方部とで比べた場合、上方部の方が大きくなるようにするとなお良い。その結果、図２に示したように振動部２０は橋部２２ａ，２２ｂで支持された状態で基板１１上に空隙部３１を介して支持されることになる。

図４はアーチ部がアーチ状になる様子を示している。図４（Ａ）は犠牲層３０除去前の状態、図４（Ｂ）は犠牲層除去後の状態である。図４（Ａ）のように、基板１１上に犠牲層３０を介してアーチ部の膜構造体２３′が形成されている状態ではその膜構造体２３′に圧縮応力が溜まっている。この状態で犠牲層３０を除去すれば、空隙部３１が形成されるとともに、膜構造体２３′の圧縮応力が解放されて膜が伸び、アーチ状のアーチ部２３となる。

図２・図３に示した構造によれば、振動部２０への電気的な配線はアーチ部２３ａ，２３ｂおよび橋部２２ａ，２２ｂを介して行うが、アーチ部２３ａ，２３ｂは基板１１に対してそれぞれ両端部Ｐ，Ｐで接しているため、それら２箇所から並行して配線することによって配線抵抗を減らすことができる。またそのことにより、アーチ部２３ａ，２３ｂに電極の段差が生じないので、その上に形成した膜において、電極の段差による膜の構造上の不連続性が生じることがなく、アーチ部２３ａ，２３ｂの機械的強度が増す。

但し、基板上への配線パターンの引回しの都合上アーチ部の片方から配線するようにしてもよい。また、２本の支持部２１ａ，２１ｂのうち片方の支持部から上部電極１５および下部電極１３への配線を行ってもよい。そのことにより外部電極の取り出しを基板の片側に寄せることができ、全体のチップサイズを縮小化が容易となる。

図６〜図８は基板上に形成する各部の膜構造の他の例を示す断面図である。いずれの図においても（Ａ）は振動部・橋部の膜構造、（Ｂ）はアーチ部の膜構造である。

図６に示す例では圧電薄膜４３はＡｌＮからなり、厚さ１．６μｍで−８０ＭＰａの圧縮応力が作用する。振動部の圧電薄膜４３の上下には上部電極および下部電極が存在するが、共に膜厚が薄く、応力の影響が小さいため、この図６では図示を省略している。絶縁層４５はＳｉＯ₂からなり、厚さ２．０μｍで−１８０ＭＰａの圧縮応力が作用する。応力調整膜４６はＡｌＮからなり、厚さ０．８μｍで＋１００ＭＰａの引っ張り応力が作用する。最上層の温度特性補償膜４７はＳｉＯ₂からなり、厚さ３．０μｍで−１８０ＭＰａの圧縮応力が作用する。

振動部・橋部は、図６（Ａ）に示すように圧縮応力が作用する圧電薄膜４３と引っ張り応力が作用する応力調整膜４６との応力相殺によって大きく撓むことがなく、平坦な状態を維持する。一方、アーチ部は図６（Ｂ）に示すように図６（Ａ）の応力調整膜４６が存在せず、いずれも圧縮応力が作用する圧電薄膜４３、絶縁層４５、および温度特性補償膜４７で構成している。そのため、犠牲層の除去後、アーチ部は基板１１の面方向に延び、それに伴い、基板１１に対し垂直方向に持ち上がってアーチ状となる。

図７に示す例では、振動部・橋部およびアーチ部のいずれも同じ膜構造を備えている。絶縁層５２はＳｉＯ₂からなり、厚さ１．０μｍで−１８０ＭＰａの圧縮応力が作用する。この絶縁層５２の上部の圧電薄膜５４はＡｌＮからなり、厚さ１．６μｍで−８０ＭＰａの圧縮応力が作用する。振動部の圧電薄膜５４の上下には上部電極および下部電極が存在するが、共に膜厚が薄く、応力の影響が小さいため、この図７では図示を省略している。最上層の温度特性補償膜５６はＳｉＯ₂からなり、厚さ４．０μｍで−１８０ＭＰａの圧縮応力が作用している。

このように全ての膜が圧縮応力を有する膜であっても、振動部・橋部は犠牲層の除去後に基板１１からは分離され、アーチ部が振動部・橋部の膜の伸びを吸収するので圧縮応力が解放され、アーチ部のようには撓まない。このとき、振動部の上方部と下方部との膜の伸び量を同程度になるように応力を調整しておくことで、振動部の反りを最小限にできる。したがって図２に示したものと同様の構造体１００が構成できる。

図８に示す例では、絶縁層６２はＳｉＯ₂からなり、厚さ１．７μｍで−１８０ＭＰａの圧縮応力が作用する。この絶縁層６２の上部の圧電薄膜６４はＡｌＮからなり、厚さ１．６μｍで＋８０ＭＰａの引っ張り応力が作用する。振動部の圧電薄膜６４の上下には上部電極および下部電極が存在するが、共に膜厚が薄く、応力の影響が小さいため、この図８では図示を省略している。温度特性補償膜６６はＳｉＯ₂からなり、厚さ３．３μｍで−１８０ＭＰａの圧縮応力が作用している。さらに応力調整膜６７はＡｌＮからなり、厚さ０．８μｍで−８０ＭＰａの圧縮応力が作用する。

このようにアーチ部に引っ張り応力の膜が存在していても全体として圧縮応力が作用することにより、犠牲層の除去後、アーチ部は基板１１の面方向に延び、それに伴い、基板１１に対し垂直方向に持ち上がってアーチ状となる。

なお、アーチ部の撓み量（高さ）はアーチ部の長さおよび圧縮応力の強度によって設定することができる。

《第２の実施形態》
第２の実施形態に係る圧電薄膜共振子について図９・図１０を参照して説明する。
図９・図１０はそれぞれ第２の実施形態に係る圧電薄膜共振子の三面図である。両図において（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ部分の断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ部分の断面図である。

図９の圧電薄膜共振子１０２および図１０の圧電薄膜共振子１０３の基本的な構成は図３に示した圧電薄膜共振子１０１と同様である。異なるのは、圧力調整膜１６の形成範囲である。図３に示した例では、圧力調整膜１６を、その端縁が橋部２２とアーチ部２３との境界に位置する範囲に形成したが、図９の例では、圧力調整膜１６を、その端縁が橋部２２に位置する範囲に形成している。また、図１０の例では、圧力調整膜１６を、その端縁がアーチ部２３にまで広がる範囲に形成している。

図９の構造によれば、アーチ部にかかる応力が非常に大きい（撓みが大きい）場合、応力調整膜の境界部を、アーチ部と橋部との境界からおよびアーチ内部からずらして、橋内部にすることで、アーチ部の強度を向上させることができる。

また、図１０の構造によれば、橋部にかかる応力が非常に大きい（振動部の上下の応力がつりあっているが、全体として０応力から大きくずれている）場合、応力調整膜の境界部を、アーチ部と橋部との境界からおよび橋内部からずらして、アーチ内部にすることで、橋部の強度を向上させることができる。

《第３の実施形態》
図１１は第３の実施形態に係る圧電薄膜共振子の主要部の斜視図である。図２に示した圧電薄膜共振子と異なるのはアーチ部２４ａ，２４ｂの形状である。
図１１において振動部２０は支持部２５ａ，２５ｂによって、基板との間に所定の空隙層を設けて支持している。支持部２５ａは振動部２０の一方の短辺中央から引き出した橋部２２ａと一端が基板に接するアーチ部２４ａとで構成している。同様に支持部２５ｂは振動部２０の他方の短辺中央から引き出した橋部２２ｂと一端が基板に接するアーチ部２４ｂとで構成している。

アーチ部２４ａ，２４ｂはそれぞれ一端Ｐのみで基板に接続するので犠牲層の除去後の圧縮応力の解放による撓みを利用することができない。そのためアーチ部２４ａ，２４ｂの下部の犠牲層は予めアーチ状に形成しておく。

なお、図１１に示した例では２つのアーチ部２４ａ，２４ｂが基板から立ち上がって延びる方向が同一方向になるようにしたが、互いに逆向きに延びるようにアーチ部の基板への接続位置を定めてもよい。

《第４の実施形態》
図１２は第４の実施形態に係る圧電薄膜共振子の主要部の斜視図である。図２に示した圧電薄膜共振子と異なるのはアーチ部２６ａ，２６ｂの形状である。この例ではアーチ部２６ａ，２６ｂをミアンダ形状としている。

図１２において振動部２０は支持部２７ａ，２７ｂによって、基板との間に所定の空隙層を設けて支持している。このような形状によってアーチ部２６ａ，２６ｂの弾性が増し、振動部２０からの振動漏れによる特性の劣化がさらに抑制できる。

図１２に示した例ではアーチ部をミアンダ形状としたが、アーチ部の基板への接続点Ｐ−Ｐの間が最短距離で繋いだ円弧状とはならないようにパターン化すれば同様の効果が得られる。

《第５の実施形態》
図１３は第５の実施形態に係る圧電薄膜共振子の主要部の斜視図である。この圧電薄膜共振子は図２に示したものにおいて振動部２０の一方の短辺の中央からのみ支持部２１ａで支持するようにしたものに相当する。このような片持ち梁構造とすれば支持部の基板上での占有面積を縮小化でき全体に小型化が図れる。また、振動部の片側が支持されていないので、図７のように振動部とアーチ部とで膜構造を変えなくても、膜の上方部と下方部との応力を等しくしておけば、アーチ部は撓んだ状態を、且つ振動部は平坦な状態を、それぞれ実現できる。

《第６の実施形態》
これまでに示した各実施形態では、単一の振動部を備えた圧電薄膜共振子について示したが、この第６の実施形態では二つの振動部を備えた圧電薄膜共振子について示す。

図１４は第６の実施形態に係る３つのタイプの圧電薄膜共振子の主要部（基板上の構造体）の平面図である。これらはいずれも、二つの振動部と、それを支持する支持部を同一の犠牲層上に形成した後に犠牲層を除去することによって、二つの振動部を複数の支持部で支持するようにしたものである。

図１４（Ａ）（Ｂ）は、いずれも二つの振動部２０ａ，２０ｂを縦につないだ例、図１４（Ｃ）は、二つの振動部２０ａ，２０ｂを横につないだ例である。

図１４（Ａ）の例では、二つの振動部２０ａ，２０ｂを橋部２２ｃで連結するとともに、振動部２０ａとアーチ部２３ａとの間を橋部２２ａで連結し、振動部２０ｂとアーチ部２３ｂとの間を橋部２２ｂで連結している。また、図１４（Ｂ）の例では、振動部２０ａを橋部２２ａ，２２ｃでアーチ部２３ａ，２３ｃにそれぞれ連結し、振動部２０ｂを橋部２２ｂ，２２ｄでアーチ部２３ｂ，２３ｃにそれぞれ連結している。

図１４（Ｃ）の例では、振動部２０ａを橋部２２ａ，２２ｂでアーチ部２３ａ，２３ｂにそれぞれ連結し、振動部２０ｂを橋部２２ｃ，２２ｄでアーチ部２３ａ，２３ｂにそれぞれ連結している。
なお、破線の楕円で囲んだ部分が基板との接続部である。

図１４に示した例では二つの振動部を連結したが、同様にして三つ以上の振動部を連結してもよい。

このように、複数の振動部を備えることにより、個別の圧電薄膜共振子を回路上でつなぐ場合よりも省スペース化が図れる。また、電気的だけでなく、機械的にも結合するので、設計上の自由度が高く、スプリアスの低減設計も可能である。

なお、第１〜第６のいずれの実施形態においても、振動部２０は平坦であり且つ基板にほぼ平行であることが望ましいが、少なくとも振動部２０が基板に接触しなければよい。この発明によれば、振動部２０と基板１１との間に十分な空隙部を形成することができるので、振動部２０は上方向に凸、下方向に凸またはその複合された形状に多少撓んでいてもよい。また、基板に対して多少非平行であってもよい。

Claims

基板と、一対の電極間に圧電薄膜が配置された振動部と、前記基板と前記振動部とを互いに接続するとともに、前記基板と前記振動部との間に空隙部を設ける支持部とを備えた圧電薄膜共振子において、
前記支持部は、前記基板と接続するアーチ状のアーチ部と、該アーチ部と前記振動部とを接続する橋部とからなる、圧電薄膜共振子。
前記支持部は、前記振動部の対向する２つの辺の両方に接続される両持ち梁構造である、請求項１に記載の圧電薄膜共振子。
前記支持部は、前記振動部の対向する２つの辺の一方に設けられる片持ち梁構造である、請求項１に記載の圧電薄膜共振子。
前記アーチ部は、その一端のみが前記基板に接続される、請求項１〜３のいずれかに記載の圧電薄膜共振子。
前記振動部の膜の圧縮応力の大きさが、前記アーチ部の膜の圧縮応力の大きさに比べて小さい、請求項１〜４のいずれかに記載の圧電薄膜共振子。
前記アーチ部には、その両端から前記振動部の前記一対の電極の一方に向けて配線が施されている、請求項１または２に記載の圧電薄膜共振子。
前記橋部は前記アーチ部に対して略垂直に延びる、請求項１〜６のいずれかに記載の圧電薄膜共振子。
前記橋部は前記アーチ部の頂点または頂点近傍から延びる、請求項１〜７のいずれかに記載の圧電薄膜共振子。
前記振動部の振動モードは拡がり振動モードまたは長さ振動モードである、請求項１〜８のいずれかに記載の圧電薄膜共振子。