WO2024203308A1 - Ｂａｗ共振器及び電子機器 - Google Patents

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WO2024203308A1
WO2024203308A1 PCT/JP2024/009661 JP2024009661W WO2024203308A1 WO 2024203308 A1 WO2024203308 A1 WO 2024203308A1 JP 2024009661 W JP2024009661 W JP 2024009661W WO 2024203308 A1 WO2024203308 A1 WO 2024203308A1
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electrode
layer
piezoelectric layer
piezoelectric
baw resonator
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浩一 坂田
大輔 中村
岳 圓岡
優津希 青木
研都 小林
孝洋 中井
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Nitto Denko Corp
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Nitto Denko Corp
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    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
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    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals

Definitions

  • the present invention relates to a BAW resonator and an electronic device.
  • BAW resonators have a piezoelectric layer made of a piezoelectric material between two electrode layers. Utilizing the piezoelectric effect of the piezoelectric layer, BAW resonators are used in electronic devices as electronic components such as pressure sensors, acceleration sensors, and AE (acoustic emission) sensors that detect elastic waves, as well as high-frequency filters, piezoelectric actuators, and radio frequency (RF) filters.
  • AE acoustic emission
  • a BAW resonator for example, a BAW resonator has been disclosed that includes a lower electrode layer including a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode layer, with the piezoelectric layer and the upper electrode layer stacked on top of the lower electrode layer (see, for example, Patent Document 1).
  • the piezoelectric layer is laminated between the lower electrode layer and the upper electrode layer with the end faces of the piezoelectric layer exposed, so resonances occurring in the piezoelectric layer tend to occur in an oblique direction rather than in a direction perpendicular to the thickness. Resonances occurring in an oblique direction become transverse waves, which become noise components in the BAW resonator, creating a problem.
  • One aspect of the present invention aims to provide a BAW resonator that can suppress the generation of transverse waves from a piezoelectric layer.
  • a BAW resonator including a support substrate, an acoustic mirror layer disposed on the support substrate, a first electrode, a piezoelectric layer, and a second electrode, the BAW resonator being formed by stacking the first electrode, the piezoelectric layer, and the second electrode, a resonator region defining layer made of a metal layer spaced apart from the second electrode on a surface of the piezoelectric layer that contacts the second electrode, the first electrode extends outward beyond the piezoelectric layer;
  • the resonator region defining layer is provided on a part of the surface of the piezoelectric layer facing the first electrode, on an end face of the piezoelectric layer, and on an exposed portion of the first electrode.
  • One aspect of the BAW resonator according to the present invention is capable of suppressing the generation of transverse waves from the piezoelectric layer.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a BAW resonator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an example of another configuration of a BAW resonator.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an example of another configuration of a BAW resonator.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an example of another configuration of a BAW resonator.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an example of another configuration of a BAW resonator.
  • ⁇ BAW resonator> 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a BAW resonator according to this embodiment.
  • the BAW resonator 1A includes a support substrate 10, an acoustic mirror layer 20, a first electrode 30, a piezoelectric layer 40, a second electrode 50, and a resonator area defining layer 60.
  • the BAW resonator 1A includes a support substrate 10, an acoustic mirror layer 20, a first electrode 30, a piezoelectric layer 40, and a second electrode 50 stacked in this order from the support substrate 10 side.
  • the BAW resonator 1A includes a part of the upper surface of the acoustic mirror layer 20, the first electrode 30, and a part of the end of the piezoelectric layer 40 covered with the resonator area defining layer 60.
  • the BAW resonator 1A may be formed in any shape, such as a sheet (film).
  • a three-dimensional Cartesian coordinate system with three axial directions (X-axis, Y-axis, and Z-axis) is used, with the width direction of the BAW resonator 1A defined as the X-axis direction, the length direction defined as the Y-axis direction, and the height (thickness) direction (vertical direction) defined as the Z-axis direction.
  • the second electrode 50 side in the Z-axis direction is defined as the +Z-axis direction, and the supporting substrate 10 side is defined as the -Z-axis direction.
  • the +Z-axis direction will be referred to as up or upward
  • the -Z-axis direction will be referred to as down or downward, but this does not represent a universal up-down relationship.
  • the BAW resonator 1A has a resonator region defining layer 60 that covers a portion of the end of the piezoelectric layer 40 provided on the acoustic mirror layer 20, which prevents the resonance that occurs in the piezoelectric layer 40 from occurring in an oblique direction of the piezoelectric layer 40, thereby preventing transverse waves from being generated from the piezoelectric layer 40 and reducing noise generation.
  • the supporting substrate 10 is a substrate on which a laminate of an acoustic mirror layer 20, a first electrode 30, a piezoelectric layer 40, a second electrode 50 and a resonator area defining layer 60 is placed, and may be flexible so as to provide flexibility to the BAW resonator 1A.
  • the material forming the support substrate 10 can be any material, regardless of type, as long as it can stably support the laminate.
  • a plastic substrate, metal foil, metal plate, silicon (Si) substrate, inorganic dielectric substrate, glass substrate, etc. may be used.
  • Plastic substrate Materials that can be used to form the plastic substrate include, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), acrylic resins, cycloolefin polymers, polyamide (PA) resins, polyimide (PI) resins, polyphenylene sulfide (PPS), polytetrafluoroethylene (PTFE), diallyl phthalate resin (PDAP), etc.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PC polycarbonate
  • acrylic resins cycloolefin polymers
  • PA polyamide
  • PI polyimide
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PDAP diallyl phthalate resin
  • Materials that can be used to form the metal foil include metals such as Au, Pt, Ag, Ti, Al, Mo, Ru, and Cu.
  • Materials that can be used to form the metal plate include, for example, aluminum, copper, stainless steel, tantalum, etc.
  • Materials for forming the inorganic dielectric substrate may include, for example, MgO, sapphire, etc.
  • the thickness of the support substrate 10 is not particularly limited and may be appropriately determined depending on the application of the BAW resonator 1A, the material of the support substrate 10, etc., and may be, for example, 20 ⁇ m to 725 ⁇ m. If the thickness of the support substrate 10 is 20 ⁇ m to 725 ⁇ m, it can stably support the laminate including the laminate of the acoustic mirror layer 20, the first electrode 30, the piezoelectric layer 40, and the second electrode 50. Furthermore, warping of the support substrate 10 is suppressed and the effect of the warping of the support substrate 10 on the piezoelectric characteristics can be reduced, so that the BAW resonator 1A can have the desired flexibility.
  • the thickness of the supporting substrate 10 refers to the length in the direction perpendicular to the main surface of the supporting substrate 10. There are no particular limitations on the method for measuring the thickness of the supporting substrate 10, and any measuring method can be used.
  • the thickness of the supporting substrate 10 may be, for example, the thickness measured at any location on the cross section of the supporting substrate 10, or it may be measured at several locations and the average value of these measured values.
  • the definition of thickness is the same for other members.
  • the acoustic mirror layer 20 is provided on the upper main surface (top surface) 101 of the support substrate 10.
  • the acoustic mirror layer 20 may be composed of an acoustic multilayer film having different specific acoustic impedances.
  • the acoustic mirror layer 20 is a multilayer film in which two or more pairs of a high acoustic impedance layer having a predetermined specific acoustic impedance and a low acoustic impedance layer having a lower specific acoustic impedance than the high acoustic impedance layer are alternately laminated.
  • the vibration energy of the resonance is reflected by the acoustic mirror layer 20.
  • the speed at which the vibration wave (elastic wave) propagates through the high acoustic impedance layer is different from the speed at which it propagates through the low acoustic impedance layer.
  • the high acoustic impedance layer is made of a material having a high density or bulk modulus, such as W, Mo, Ta 2 O 5 , ZnO, etc.
  • the low acoustic impedance layer is made of a material having a lower density or bulk modulus than the high acoustic impedance layer.
  • the low acoustic impedance layer is formed of a material having a low density or deposition modulus, such as SiO2 .
  • the low acoustic impedance layer may be an amorphous layer or a layer in which the amorphous phase is predominant.
  • the high acoustic impedance layer and the low acoustic impedance layer may be formed on the support substrate 10 by sputtering or the like.
  • the first electrode 30 is provided on the main surface (top surface) 201 above the acoustic mirror layer 20.
  • the first electrode 30 may be formed in the form of a thin film on a part of or the entire top surface 201 of the acoustic mirror layer 20.
  • the first electrode 30 is provided so as to extend outward beyond the piezoelectric layer 40. Note that the first electrode 30 extending outward beyond the piezoelectric layer 40 refers to a state in which the first electrode 30 is also disposed outside the piezoelectric layer 40 in a plan view seen from the stacking direction of the first electrode 30.
  • the first electrode 30 can be made of any conductive material.
  • the material include metals such as Pt, Au, Ag, Cu, Mg, Al, Si, Ti, Cr, Fe, Ni, Zn, Rb, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ru, Sn, Ir, Ta, and W.
  • the first electrode 30 may be an amorphous film.
  • an amorphous film it is possible to suppress unevenness on the surface of the first electrode 30 and the generation of grain boundaries that cause leak paths.
  • the thickness of the first electrode 30 can be designed as appropriate, and may be, for example, 40 nm to 300 nm. If the thickness of the first electrode 30 is 40 nm to 300 nm, the first electrode 30 can function as an electrode, and the BAW resonator 1A can be made thin.
  • the piezoelectric layer 40 is provided on a main surface (upper surface) 301 above the first electrode 30.
  • An end face of the piezoelectric layer 40 may be provided substantially perpendicular to the upper surface 301 of the first electrode 30. In other words, an angle between an end face 402 of the piezoelectric layer 40 and a plane parallel to the upper surface 301 of the first electrode 30 may be approximately 90°.
  • the piezoelectric layer 40 preferably contains an inorganic material as a main component.
  • the main component means that the content of the inorganic material is 95 atm% or more, preferably 98 atm% or more, and more preferably 99 atm% or more.
  • piezoelectric materials having a perovskite crystal structure (perovskite crystal material) and piezoelectric materials having a wurtzite crystal structure (wurtzite crystal material) can be used.
  • the wurtzite crystal structure has the general formula AB, where A is an electropositive element and B is an electronegative element.
  • Wurtzite crystal materials have a hexagonal unit cell with the polarization vector parallel to the c-axis.
  • the wurtzite crystal material it is preferable to use a material that exhibits piezoelectric characteristics of a certain value or more and can be crystallized in a low-temperature process of 200°C or less.
  • the wurtzite crystal material contains Zn, Al, Ga, Cd, Si, etc. as the positive element A represented by the general formula AB.
  • the wurtzite crystal material for example, zinc oxide (ZnO), zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), zinc telluride (ZnTe), aluminum nitride (AlN), gallium nitride (GaN), cadmium selenide (CdSe), cadmium telluride (CdTe), silicon carbide (SiC), etc.
  • ZnO is preferable as the wurtzite crystal material because it is relatively easy to orient the c-axis even in a low-temperature process.
  • ZnO is preferable as the wurtzite crystal material because it is relatively easy to orient the c-axis even in a low-temperature process.
  • ZnO is preferable as the wurtzite crystal material because it is relatively easy to orient the c-axis even in a low-temperature process.
  • these may be used alone or in combination of two or more types. When two or
  • the wurtzite crystal material preferably contains ZnO, more preferably consists essentially of ZnO, and even more preferably consists only of ZnO. "Substantially” means that in addition to ZnO, it may contain unavoidable impurities that may be inevitably contained during the manufacturing process.
  • Inorganic materials such as wurtzite crystal materials may contain, in addition to the above-mentioned ZnO, AlN, ZnS, ZnSe, and ZnTe, alkaline earth metals such as Mg, Ca, and Sr, or metals such as V, Ti, Zr, Si, Sr, and Li, in a predetermined range of proportions. These components may be contained in the elemental state or in the oxide state.
  • Mg-doped ZnO in which ZnO is doped with Mg, is preferred as the inorganic material, as it achieves both the K value, which is an index of the piezoelectric properties of the piezoelectric layer 40, and the Q value, which is an index of the steepness of the piezoelectric properties, and exhibits excellent piezoelectric properties.
  • the K value is the value of the electromechanical coupling constant k.
  • the square value ( k2 value) of the electromechanical coupling constant k of the piezoelectric material contained in the piezoelectric layer 40 indicates the energy conversion efficiency of the electrical energy determined for the piezoelectric material.
  • the higher the energy conversion efficiency of the electrical energy the better the operation efficiency of the BAW resonator 1A including the piezoelectric layer 40, and the BAW resonator 1A has excellent piezoelectric characteristics.
  • the smaller the disturbance of the crystal orientation of the piezoelectric material contained in the piezoelectric layer 40 the larger the k2 value of the piezoelectric material becomes while gradually becoming constant.
  • the Q value is a value that indicates the sharpness (peakedness) of frequency characteristics. The higher the Q value, the sharper the frequency characteristics will be.
  • the amount of the additive element in the piezoelectric layer 40 is not particularly limited, and may be within a range that allows the piezoelectric layer 40 to have a wurtzite crystal structure.
  • the method for measuring the amount of the additive element contained in the piezoelectric layer 40 is not particularly limited, as long as it is a measurable method.
  • the amount of the additive element contained in the piezoelectric layer 40 may be measured, for example, by Rutherford backscattering spectrometry (RBS) using a Pelletron 3SDH (manufactured by NEC Corporation) as a measuring device, or may be measured by secondary ion mass spectrometry using a dynamic SIMS (D-SIMS) or the like.
  • RBS Rutherford backscattering spectrometry
  • Pelletron 3SDH manufactured by NEC Corporation
  • D-SIMS dynamic SIMS
  • the thickness of the piezoelectric layer 40 is not particularly limited, and it is sufficient that it has sufficient piezoelectric properties, i.e., polarization properties proportional to pressure, and that it is possible to reduce the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 40 and stably exhibit the piezoelectric properties.
  • the thickness of the piezoelectric layer 40 may be, for example, 50 nm to 5 ⁇ m. If the thickness of the piezoelectric layer 40 is 50 nm to 5 ⁇ m, the occurrence of cracks is suppressed and sufficient piezoelectric properties can be exhibited.
  • the crystal orientation of the piezoelectric layer 40 is preferably 5° or less. If the crystal orientation is 5° or less, the crystal orientation in the c-axis direction (c-axis orientation) of the piezoelectric material contained in the piezoelectric layer 40 is good, and the energy conversion efficiency is improved, thereby improving the piezoelectric characteristics in the thickness direction of the piezoelectric layer 23. If the piezoelectric layer 40 contains ZnO as the piezoelectric material, ZnO has a wurtzite crystal structure, and there is a higher correlation between the crystal orientation and the piezoelectric characteristics than with piezoelectric materials having other crystal structures. If the crystal orientation of ZnO is 5° or less, it is easier to increase the energy conversion efficiency, and the piezoelectric characteristics of the BAW resonator 1A can be improved.
  • the crystal orientation of the piezoelectric layer 40 can be evaluated by the full width at half maximum (FWHM) obtained when the surface of the piezoelectric layer 40 is measured by the X-ray rocking curve (XRC) method.
  • FWHM full width at half maximum
  • XRC X-ray rocking curve
  • the FWHM indicates the degree of parallelism of the arrangement of the crystals constituting the piezoelectric material in the c-axis direction. Therefore, the FWHM of the peak waveform of the rocking curve obtained by the XRC method can be used as an indicator of the c-axis orientation of the piezoelectric layer 40. Therefore, the smaller the FWHM of the rocking curve, the better the crystal orientation of the piezoelectric layer 40 in the c-axis direction.
  • the crystal orientation of the piezoelectric layer 40 may be evaluated using the XRC method to measure diffraction from a specific crystal plane of the piezoelectric material in the piezoelectric layer 40 (e.g., the (0002) plane of a ZnO crystal) and the FWHM of the rocking curve obtained, as well as the peak intensity. That is, the crystal orientation of the piezoelectric layer 40 may be evaluated using the value obtained by dividing the integrated value of the peak intensity by the FWHM as the evaluation value. For example, the larger the evaluation value obtained by dividing the integrated value of the peak intensity by the FWHM, the better the crystal orientation of the piezoelectric layer 40 can be evaluated to be.
  • the piezoelectric layer 40 may be constructed by laminating piezoelectric layers made of each inorganic material.
  • the second electrode 50 is provided on the upper principal surface (top surface) 401 of the piezoelectric layer 40, and is disposed so as to face the first electrode 30.
  • the second electrode 50 can be formed of any material having electrical conductivity, and the same material as the first electrode 30 can be used.
  • the second electrode 50 may be formed as a thin film on a part of or the entire upper surface 401 of the piezoelectric layer 40, or may be formed in any suitable shape.
  • the thickness of the second electrode 50 can be designed as appropriate, and is preferably, for example, 40 nm to 300 nm. If the thickness of the second electrode 50 is within the above preferred range, it can function as an electrode and the BAW resonator 1A can be made thin.
  • the resonator region defining layer 60 is formed so as to cover a part of the upper surface 201 of the acoustic mirror layer 20, the first electrode 30, and a part of the end portion 41 of the piezoelectric layer 40.
  • the resonator region defining layer 60 is provided around the entire periphery of the acoustic mirror layer 20, the first electrode 30, and the piezoelectric layer 40.
  • the resonator region defining layer 60 is an exposed portion 201 a of the upper surface 201 of the layer 20, an exposed portion 301 a and an end surface 302 of the upper surface 301 of the first electrode 30, and an exposed portion 401 a and an end surface 402 of the upper surface 401 of the piezoelectric layer 40. It is provided.
  • the upper surfaces of the acoustic mirror layer 20, the first electrode 30, and the piezoelectric layer 40 are the surfaces of these layers facing the second electrode 50, and are the main surfaces of these layers that come into contact with the layers stacked on top of them.
  • the upper surface 401 of the piezoelectric layer 40 is the main surface that comes into contact with the second electrode 50.
  • the lower surfaces of the acoustic mirror layer 20, the first electrode 30, and the piezoelectric layer 40 are the surfaces on which each of these layers faces the support substrate 10, and are the main surfaces on which each of these layers comes into contact with the layer on which it is mounted.
  • the bottom surfaces of the acoustic mirror layer 20, the first electrode 30, and the piezoelectric layer 40 are different from the top and bottom surfaces of each of these layers.
  • the upper and lower surfaces of the acoustic mirror layer 20, the first electrode 30, and the piezoelectric layer 40 may or may not have the same area.
  • the end surface may have a forward tapered shape with an obtuse angle formed with the upper surface.
  • the resonator region defining layer 60 has the function of suppressing resonance occurring in the piezoelectric layer 40 from occurring in the thickness direction and diagonal directions.
  • the material forming the resonator region defining layer 60 may be any material that can have the same potential as the first electrode 30, and examples of the material that can be used to form the resonator region defining layer 60 include Au, Ag, Al, and Cu. These may be used alone or in combination of two or more of these. Since the resonator region defining layer 60 also shares wiring, it is preferable that the material forming the resonator region defining layer 60 be a metal with high conductivity such as Au, Ag, Al, and Cu.
  • the resonator region defining layer 60 may be formed using commonly used methods such as vapor deposition and coating.
  • the thickness of the resonator region defining layer 60 should be sufficient to cover the ends of the piezoelectric layer 40, and is preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, and even more preferably 200 nm or more. If the thickness of the resonator region defining layer 60 is 50 nm or more, it is possible to suppress resonance occurring in the piezoelectric layer 40 from occurring in a direction oblique to the thickness.
  • the thickness of the resonator region defining layer 60 may be the same or different from the top surface 401 of the piezoelectric layer 40 to the acoustic mirror layer 20, but it is preferable that the thickness of the resonator region defining layer 60 located on the end surface 402 of the piezoelectric layer 40 is thicker than the thickness of the resonator region defining layer 60 provided on the top surface 401 of the piezoelectric layer 40.
  • the manufacturing method of the BAW resonator 1A is not particularly limited, and any suitable manufacturing method can be used. An example of a manufacturing method of the BAW resonator 1A will be described below.
  • high acoustic impedance layers and low acoustic impedance layers are stacked alternately on the upper surface of a support substrate 10 formed to a predetermined size, forming an acoustic mirror layer 20 by stacking high acoustic impedance layers and low acoustic impedance layers in pairs.
  • the method for forming the high acoustic impedance layer and the low acoustic impedance layer is not particularly limited, and may be either a dry process or a wet process. If a dry process is used as the method for forming the high acoustic impedance layer and the low acoustic impedance layer, thin high acoustic impedance layer and low acoustic impedance layer can be easily formed.
  • Examples of dry processes include sputtering and vapor deposition, while examples of wet processes include plating.
  • DC direct current
  • RF radio frequency magnetron sputtering
  • sputtering is preferred as a method for forming the high acoustic impedance layer and the low acoustic impedance layer.
  • the high acoustic impedance layer may be, for example, a thin film formed by a material with high density or bulk modulus, such as W, Mo, Ta 2 O 5 , or ZnO, deposited by DC or RF magnetron sputtering.
  • a material with high density or bulk modulus such as W, Mo, Ta 2 O 5 , or ZnO, deposited by DC or RF magnetron sputtering.
  • the low acoustic impedance layer may be an oxide film such as a SiO 2 film formed by DC or RF magnetron sputtering.
  • sputtering may be performed using a metal or a metal oxide.
  • the high acoustic impedance layer is a ZnO film formed by DC or RF magnetron sputtering
  • sputtering may be performed using a Zn sputtering target or a ZnO sputtering target depending on the gas atmosphere.
  • the first electrode 30 is deposited (formed) on the upper surface of the acoustic mirror layer 20.
  • the method for forming the first electrode 30 is not particularly limited, and either a dry process or a wet process may be used, similar to the method for forming the high acoustic impedance layer and the low acoustic impedance layer. Details of the dry process and the wet process are similar to the method for forming the high acoustic impedance layer and the low acoustic impedance layer, so they will not be described here.
  • the first electrode 30 may be formed on the entire upper surface 201 of the acoustic mirror layer 20.
  • the first electrode 30 may also be formed into any shape by processing the first electrode 30 into a pattern having a predetermined shape by etching or the like.
  • the piezoelectric layer 40 is formed on the upper surface 301 of the first electrode 30.
  • the piezoelectric layer 40 may be formed by DC or RF magnetron sputtering in a mixed gas atmosphere containing an inert gas such as Ar and a trace amount of oxygen, using a target containing the elements that make up the piezoelectric material.
  • the piezoelectric layer 40 is formed by sputtering the piezoelectric material onto the first electrode 30.
  • the laminate consisting of the support substrate 10, the acoustic mirror layer 20, and the first electrode 30 may be placed on a deposition plate, which serves as an anode, in a deposition chamber of a sputtering device.
  • the deposition plate may be rotatable, for example.
  • the laminate consisting of the support substrate 10, the acoustic mirror layer 20, and the first electrode 30 may be wound around a drum roll, which is a film-forming roll, instead of a film-forming plate, as an anode.
  • a drum roll By placing a drum roll in a film-forming chamber, the piezoelectric layer 40 can be continuously formed on the first electrode 30 while the laminate consisting of the support substrate 10, the acoustic mirror layer 20, and the first electrode 30 is transported by a roll-to-roll method.
  • a target containing the elements that make up the piezoelectric material is used as the cathode.
  • a target containing a wurtzite crystal material may be used.
  • a target containing a wurtzite crystal material multiple or single targets containing the wurtzite crystal material contained as a main component in the piezoelectric layer 40 may be used.
  • the multiple or single targets may be arranged to face the deposition plate at a distance.
  • a multi-target sputtering method is used when multiple targets are used as cathodes, and a one-dimensional sputtering method is used when a single target is used as a cathode, to form the piezoelectric layer 40 containing a wurtzite crystal material.
  • each target contains a different type of material that constitutes the wurtzite crystal material contained as the main component in the piezoelectric layer 40.
  • a target containing Zn, a target containing Si or Sn, and a target containing Al or Mg may be used.
  • Each target may be a metal oxide target containing oxygen.
  • the multiple targets may be placed in the deposition chamber at intervals. During sputtering, the power applied to each target is adjusted according to the type of wurtzite crystal material contained in the piezoelectric layer 40, and the atomic ratio between each material that constitutes the piezoelectric layer 40 is adjusted.
  • the single target When a single target is used as the cathode, the single target contains the wurtzite crystal material contained in the piezoelectric layer 40.
  • an alloy target in which the atomic ratio of the wurtzite crystal material contained in the piezoelectric layer 40 is adjusted may be used.
  • an alloy target containing Zn, Si or Sn, and Al or Mg may be used.
  • the alloy target may be a metal oxide target containing a wurtzite crystal material and oxygen.
  • a ZnO sintered compact target may be used as the target.
  • a ZnO sintered compact target is placed in a sputtering device, and a mixed gas containing an inert gas such as Ar and oxygen is supplied into the sputtering device.
  • a piezoelectric layer 40 can be obtained on the first electrode 30 while suppressing the amount of inert gas that gets in during the deposition of the ZnO film.
  • the piezoelectric material is, for example, a wurtzite crystal material made of MgZnO containing ZnO and MgO in a predetermined mass ratio
  • a multi-source sputtering method may be used using a target made of ZnO sintered body and a target made of MgO sintered body.
  • a one-dimensional sputtering method may be used using an alloy target containing ZnO and MgO, such as a target made of ZnO sintered body to which MgO has been added in advance at a predetermined ratio.
  • a multi-target sputtering device is used as the sputtering device, and a mixed gas containing an inert gas such as Ar and oxygen is supplied into the multi-target sputtering device.
  • a mixed gas containing an inert gas such as Ar and oxygen
  • a ZnO sintered compact target and an MgO sintered compact target are simultaneously and independently sputtered onto the first electrode 30, thereby forming a piezoelectric layer 40 composed of a MgZnO thin film on the first electrode 30.
  • a sputtering device When using the one-dimensional sputtering method, a sputtering device is used to perform sputtering in a mixed gas atmosphere containing an inert gas such as Ar and oxygen, using, for example, a target of ZnO sintered body to which MgO has been added in advance at a predetermined ratio, thereby forming a piezoelectric layer 40 composed of a thin MgZnO film on the first electrode 30.
  • the gas atmosphere during sputtering may be an inert gas atmosphere or a mixed gas atmosphere containing an inert gas and oxygen.
  • the pressure in the gas atmosphere during sputtering may be determined appropriately depending on the type of piezoelectric material, the sputtering method, etc., and may be, for example, 0.1 Pa to 2.0 Pa.
  • the deposition temperature of the piezoelectric layer 40 is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the layer structure of the BAW resonator 1A, for example, the piezoelectric layer 40 may be deposited at 150°C or lower.
  • the sputtering method to deposit the first electrode 30 and the piezoelectric layer 40, it is possible to form a uniform film with strong adhesion while maintaining the composition ratio of the compound target. In addition, by simply controlling the time, it is possible to precisely form the first electrode 30 and the piezoelectric layer 40 to the desired thickness.
  • the piezoelectric layer 40 may be constructed by laminating multiple layers.
  • the end surface 402 of the piezoelectric layer 40 may be processed so that the angle between the end surface 402 of the piezoelectric layer 40 and a plane parallel to the upper surface 301 of the first electrode 30 is approximately 90°.
  • a general method such as dry etching using a reactive gas such as Cl 2 , CF 4 , or CHF 3 , or wet etching using an acidic solution such as HCl or HNO 3 can be used.
  • the resonator region defining layer 60 is formed on the upper surface 401 and end surface 402 of the piezoelectric layer 40.
  • the resonator region defining layer 60 may be formed using a method similar to that used to form the first electrode 30 on the upper surface 201 of the acoustic mirror layer 20.
  • a second electrode 50 having a predetermined shape is formed on the upper surface of the piezoelectric layer 40.
  • the second electrode 50 can be formed using the same method as the first electrode 30.
  • the thickness of the second electrode 50 can be designed as appropriate and may be, for example, 40 nm to 300 nm.
  • the second electrode 50 may be formed on a portion of the upper surface 401 of the piezoelectric layer 40, or may be formed in any suitable shape.
  • a resonator region defining layer 60 is formed on the upper surfaces of the acoustic mirror layer 20 and the first electrode 30, and on the ends of the piezoelectric layer 40 (upper surface 401 and end surface 403 of the piezoelectric layer 40).
  • a dry process or a wet process may be used, similar to the method for forming the high acoustic impedance layer and the low acoustic impedance layer. Details of the dry process and the wet process are similar to the method for forming the high acoustic impedance layer and the low acoustic impedance layer, so they will not be described here.
  • the BAW resonator 1A is formed by forming a second electrode 50 on the upper surfaces of the acoustic mirror layer 20 and the first electrode 30, and on the end of the piezoelectric layer 40.
  • the entire BAW resonator 1A may be heat-treated. This heat treatment can crystallize the first electrode 30 and the second electrode 50, lowering their resistance. Heat treatment is not essential, and may not be performed after the formation of the BAW resonator 1A in cases such as when the support substrate 10 is made of a material that is not heat-resistant.
  • the BAW resonator 1A comprises a support substrate 10, a first electrode 30, a piezoelectric layer 40, a second electrode 50, and a resonator area defining layer 60.
  • the first electrode 30 extends outward beyond the piezoelectric layer 40
  • the resonator area defining layer 60 is made of a metal layer and is spaced apart from the second electrode 50 on the upper surface 401 of the piezoelectric layer 40, and is provided on a part of the upper surface 401 and the end surface 402 of the piezoelectric layer 40.
  • the end 41 of the piezoelectric layer 40 is covered with the resonator region defining layer 60, so that when vibration occurs in the piezoelectric layer 40, the vibration of the end 41 can be suppressed by the resonator region defining layer 60. Therefore, the BAW resonator 1A can suppress the generation of transverse waves at the end of the piezoelectric layer 40.
  • the BAW resonator 1A can suppress the generation of noise caused by transverse waves by suppressing the generation of transverse waves at the end 41 of the piezoelectric layer 40.
  • the BAW resonator 1A can have the resonator region defining layer 60 provided continuously from the end face 402 of the piezoelectric layer 40 to the exposed portion of the first electrode.
  • the BAW resonator 1A can more reliably cover the end 41 of the piezoelectric layer 40 and more reliably suppress vibration of the end 41 of the piezoelectric layer 40, thereby more reliably suppressing the generation of transverse waves at the end 41 of the piezoelectric layer 40.
  • the BAW resonator 1A can provide the resonator area defining layer 60 on the top surface 301 and end surface 302 as exposed portions of the first electrode 30.
  • the BAW resonator 1A can more reliably cover the end 41 of the piezoelectric layer 40 and more reliably suppress vibration of the end 41 of the piezoelectric layer 40, thereby more reliably suppressing the generation of transverse waves at the end 41 of the piezoelectric layer 40.
  • the BAW resonator 1A may include at least one of Al, Cu, and Au in the resonator region defining layer 60. Since Al, Cu, and Au are easily made to have the same potential as the first electrode 30 and have high conductivity, the BAW resonator 1A can use the resonator region defining layer 60 as wiring while suppressing vibrations generated at the end 41 of the piezoelectric layer 40 with the resonator region defining layer 60.
  • the angle between the end face 402 of the piezoelectric layer 40 and a plane parallel to the upper surface 301 of the first electrode 30 can be approximately 90°.
  • the end face 41 of the piezoelectric layer 40 is approximately perpendicular to the upper surface 301 of the first electrode 30, it can be covered with the resonator area defining layer 60, so that when vibration occurs in the piezoelectric layer 40, the vibration of the end face 41 can be suppressed by the resonator area defining layer 60.
  • the BAW resonator 1A can have a resonator region defining layer 60 with a thickness of 50 nm or more. This allows the resonator region defining layer 60 to suppress vibrations at the end 41 of the piezoelectric layer 40 and suppress the generation of transverse waves. Therefore, even when used for a long period of time, the BAW resonator 1A can suppress deterioration of the piezoelectric properties of the piezoelectric layer 40 and reliably maintain the piezoelectric properties.
  • the first electrode 30 and the second electrode 50 of the BAW resonator 1A can be configured to include at least one of Pt, W, Mo, Ru, and Ir.
  • the BAW resonator 1A can include MgZnO in the piezoelectric layer 40 as a piezoelectric material.
  • MgZnO in the piezoelectric layer 40 as a piezoelectric material.
  • the K value and the Q value of a piezoelectric layer formed by doping a piezoelectric material with other elements there is a trade-off between the K value and the Q value of a piezoelectric layer formed by doping a piezoelectric material with other elements, and when a piezoelectric element is used in a high-frequency filter that extracts only signals in a high-frequency range such as the 5 GHz band and removes signals in other frequency bands, the Q value tends to decrease when the required K value is obtained in the high-frequency range.
  • the BAW resonator 1A can stably exhibit piezoelectric characteristics even in the high-frequency range of a high-frequency filter, etc.
  • the BAW resonator 1A can effectively be used as a BAW filter because it reduces noise generation and has excellent piezoelectric properties, even in high frequency bands.
  • the BAW resonator 1A can reduce noise generation and have excellent piezoelectric characteristics, it can also be used in electronic devices for various purposes as an electronic component that utilizes the positive piezoelectric effect or the inverse piezoelectric effect in electronic devices, in addition to BAW filters.
  • the BAW resonator 1A is not limited to the above configuration, and other configurations may be used as long as the end 41 of the piezoelectric layer 40 is covered with the resonator region defining layer 60 to suppress the generation of transverse waves from the piezoelectric layer 40.
  • An example of another configuration of the BAW resonator 1A is shown below.
  • the BAW resonator 1B may be provided with the piezoelectric layer 40 so that its end face 402 is inclined.
  • the angle between the end face 402 of the piezoelectric layer 40 and a plane parallel to the upper surface 301 of the first electrode 30 may be less than 90°. This prevents deterioration of the film quality on the surface of the end face 402 of the piezoelectric layer 40 and in the depth direction near it.
  • the BAW resonator 1B can cover the end face 402 of the piezoelectric layer 40 with the resonator region defining layer 60 while preventing deterioration from the end of the piezoelectric layer 40, thereby preventing the generation of transverse waves from the end 41 of the piezoelectric layer 40 and preventing deterioration of the piezoelectric characteristics.
  • the BAW resonator 1B has the resonator region defining layer 60 located at a position that is spaced apart from the second electrode 50 in the width direction by ⁇ /4 or more, where ⁇ is the wavelength of the resonant frequency defined by the thickness of the piezoelectric layer 40.
  • ⁇ is the wavelength of the resonant frequency defined by the thickness of the piezoelectric layer 40.
  • the BAW resonator 1B can further suppress the generation of transverse waves while suppressing the deterioration of the piezoelectric characteristics.
  • the BAW resonator 1A has an acoustic mirror layer 20 formed of an acoustic multilayer film, but the acoustic mirror layer 20 may also be formed of a space.
  • the BAW resonator 1C may have a recess 11 on the upper surface 101 of the support substrate 10, and the space S formed between the recess 11 of the support substrate 10 and the first electrode 30 may function as the acoustic mirror layer 20.
  • the resonator region defining layer 60 may be provided on the exposed portion 101a of the upper surface 101 of the support substrate 10, the exposed portion 101a and end surface 302 of the upper surface 301 of the first electrode 30, and the exposed portion 401a and end surface 402 of the upper surface 401 of the piezoelectric layer 40.
  • the support substrate 10 may be a conductive substrate.
  • the support substrate 10 can also function as the first electrode, so the BAW resonator 1A does not need to include the first electrode 30.
  • the BAW resonator 1E may include the support substrate 10, the piezoelectric layer 40, and the second electrode 50, which are stacked in this order from the support substrate 10 side.
  • the support substrate 10 may be a metal plate, or may be a conductive transparent substrate such as ITO, IZO, IZTO, or IGZO.
  • the support substrate 10 is a metal plate
  • a metal film such as Al foil, Cu foil, Al-Ti alloy foil, Cu-Ti alloy foil, or stainless steel foil may be used.
  • the thickness of the metal film is thin, the flexibility of the support substrate 10 is high, so a metal adhesive film such as Ti or Ni may be inserted between the support substrate 10 and the piezoelectric layer 40.
  • the thickness of the BAW resonator 1E can be reduced by the thickness of the first electrode 30. This allows the overall thickness of the BAW resonator 1F to be reduced, making it possible to reduce the size.
  • a first electrode, a piezoelectric layer, and a second electrode are laminated in this order on a supporting substrate, a resonator region defining layer made of a metal layer is provided on a surface of the piezoelectric layer that is in contact with the second electrode and is spaced apart from the second electrode; the first electrode extends outward beyond the piezoelectric layer,
  • the BAW resonator has a resonator region defining layer provided on a part of a surface of the piezoelectric layer facing the second electrode and on an end surface of the piezoelectric layer.
  • ⁇ 2> The BAW resonator according to ⁇ 1>, wherein the resonator region defining layer is provided continuously from an end face of the piezoelectric layer to an exposed portion of the first electrode.
  • ⁇ 3> The BAW resonator according to ⁇ 2>, wherein the exposed portion of the first electrode is an end face of the first electrode and at least a part of a surface of the first electrode facing the piezoelectric layer.
  • ⁇ 5> The BAW resonator according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the resonator region defining layer contains at least one of Al, Cu, and Au.
  • ⁇ 6> The BAW resonator according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the resonator region defining layer is spaced from the second electrode in a width direction by ⁇ /4 or more, where ⁇ is a wavelength of a resonant frequency defined by a thickness of the piezoelectric layer.
  • ⁇ 7> The BAW resonator according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the resonator region defining layer has a thickness of 50 nm or more.
  • An acoustic mirror layer is provided between the support substrate and the first electrode, The BAW resonator according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, wherein the acoustic mirror layer is a laminate in which one or more pairs of high acoustic impedance layers and low acoustic impedance layers are alternately stacked, or a gap is formed between the support substrate and the first electrode.
  • An electronic device comprising the BAW resonator according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10>.
  • BAW resonator 10 Support substrate 20 Acoustic mirror layer 30 First electrode 40 Piezoelectric layer 50 Second electrode 60 Resonator region defining layer 101, 201, 301, 401 Main surface (upper surface) 101a, 201a, 301a, 401a Exposed portion 302, 402 End surface S Space

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Abstract

本発明に係るＢＡＷ共振器は、支持基板と、支持基板上に配置された音響ミラー層と、第１の電極と、圧電体層と、第２の電極を積層して備えるＢＡＷ共振器であって、前記圧電体層の前記第２の電極と接する側の面に、前記第２の電極と離間して金属層からなる共振子領域規定層を有し、前記第１の電極は、前記圧電体層よりも外側に延伸され、前記共振子領域規定層は、前記圧電体層の前記第１の電極側の面の一部と、前記圧電体層の端面と、前記第１の電極の露出部分とに設けられる。

Description

ＢＡＷ共振器及び電子機器
　本発明は、ＢＡＷ共振器及び電子機器に関する。
　バルク音響波（ＢＡＷ：Ｂｕｌｋ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ）共振器は、２つの電極層間に圧電材料からなる圧電体層を有する。ＢＡＷ共振器は、圧電体層の圧電効果を利用して、例えば、圧力センサ、加速度センサ、弾性波を検出するＡＥ（アコースティック・エミッション）センサ等のセンサ、高周波フィルタ、圧電アクチュエータ、高周波（ＲＦ：Radio Frequency）フィルタ等の電子部品として電子機器に使用されている。
　ＢＡＷ共振器として、例えば、下部電極を含む下部電極層と、圧電層と、上部電極層とを備え、下部電極層の上に圧電層と上部電極層を積層したＢＡＷ共振器が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
米国特許９６０２０７６号
　しかしながら、特許文献１のＢＡＷ共振器では、圧電層は、下部電極層と上部電極層との間に、圧電層の端面を露出した状態で積層されているため、圧電層で生じる共振は、厚さと垂直方向ではなく斜め方向に発生し易くなる。斜め方向に発生した共振は、横波となって、ＢＡＷ共振器のノイズ成分となる、という問題があった。
　特許文献１のＢＡＷ共振器のように従来のＢＡＷ共振器では、製造時に露光時のアライメントずれ等の加工誤差や、圧電体層の端部はエッチング時に薬液に浸漬することで圧電体層の端部付近の膜質の変質等が生じやすい。そのため、一般に、従来のＢＡＷ共振器では、下部電極と上部電極とが通電しないように、圧電体層は、その端部が上部電極から露出するように形成されている。
　本発明の一態様は、圧電体層から横波が発生することを抑制できるＢＡＷ共振器を提供することを目的とする。
　本発明に係るＢＡＷ共振器の一態様は、
　支持基板と、支持基板上に配置された音響ミラー層と、第１の電極と、圧電体層と、第２の電極を積層して備えるＢＡＷ共振器であって、
　前記圧電体層の前記第２の電極と接する側の面に、前記第２の電極と離間して金属層からなる共振子領域規定層を有し、
　前記第１の電極は、前記圧電体層よりも外側に延伸され、
　前記共振子領域規定層は、前記圧電体層の前記第１の電極側の面の一部と、前記圧電体層の端面と、前記第１の電極の露出部分とに設けられる。
　本発明に係るＢＡＷ共振器の一態様は、圧電体層から横波が発生することを抑制できる。
本発明の実施形態に係るＢＡＷ共振器の構成を示す概略断面図である。 ＢＡＷ共振器の他の構成の一例を示す概略断面図である。 ＢＡＷ共振器の他の構成の一例を示す概略断面図である。 ＢＡＷ共振器の他の構成の一例を示す概略断面図である。 ＢＡＷ共振器の他の構成の一例を示す概略断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号を付して、重複する説明は省略する。また、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。本明細書において数値範囲を示す「～」は、別段の断わりがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
＜ＢＡＷ共振器＞
　図１は、本実施形態に係るＢＡＷ共振器の構成を示す概略断面図である。図１に示すように、ＢＡＷ共振器１Ａは、支持基材１０、音響ミラー層２０、第１の電極３０、圧電体層４０、第２の電極５０及び共振子領域規定層６０を備える。ＢＡＷ共振器１Ａは、支持基材１０側から、支持基材１０、音響ミラー層２０、第１の電極３０、圧電体層４０及び第２の電極５０をこの順に積層して備える。ＢＡＷ共振器１Ａは、音響ミラー層２０の上面の一部と、第１の電極３０と、圧電体層４０の端部の一部とを共振子領域規定層６０で被覆した状態で備える。ＢＡＷ共振器１Ａは、シート状（フィルム状）等、任意の形状に形成されてよい。
　なお、本明細書では、３軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の３次元直交座標系を用い、ＢＡＷ共振器１Ａの幅方向をＸ軸方向とし、長さ方向をＹ軸方向とし、高さ（厚さ）方向（垂直方向）をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向の第２の電極５０側を＋Ｚ軸方向とし、支持基材１０側を－Ｚ軸方向とする。以下の説明において、説明の便宜上、＋Ｚ軸方向を上又は上方といい、－Ｚ軸方向を下又は下方と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。
　ＢＡＷ共振器１Ａは、音響ミラー層２０上に設けられた圧電体層４０の端部の一部を覆うように共振子領域規定層６０を設けることで、圧電体層４０で生じる共振が、圧電体層４０の斜め方向に発生することを抑えることで、圧電体層４０から横波が発生することを抑制でき、ノイズの発生を低減できる。
［支持基材］
　支持基材１０は、図１に示すように、音響ミラー層２０、第１の電極３０、圧電体層４０、第２の電極５０及び共振子領域規定層６０の積層体が設置される基板であり、ＢＡＷ共振器１Ａに屈曲性を与えられるように、可撓性を有してよい。
　支持基材１０を形成する材料としては、積層体を安定して支持することができれば、特に種類を問わず、任意の材料を用いることができ、例えば、プラスチック基材、金属箔、金属板、シリコン（Ｓｉ）基板、無機誘電体基材、ガラス基材等を用いてもよい。
　プラスチック基材を用いる場合、圧電体層４０を備えるＢＡＷ共振器１Ａに屈曲性を与えることができる可撓性を有する材料を用いることが好ましい。
　プラスチック基材を形成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系ポリマー、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ジアリルフタレート樹脂（ＰＤＡＰ）等を用いることができる。
　金属箔を形成する材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｃｕ等の金属を用いてよい。
　金属板を形成する材料としては、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス、タンタル等を用いてよい。
　無機誘電体基材を形成する材料としては、例えば、ＭｇＯ、サファイア等を用いてよい。
　支持基材１０の厚さは、特に限定されず、ＢＡＷ共振器１Ａの用途、支持基材１０の材料等に応じて適宜決定してよく、例えば、２０μｍ～７２５μｍとしてもよい。支持基材１０の厚さが２０μｍ～７２５μｍであれば、音響ミラー層２０、第１の電極３０、圧電体層４０及び第２の電極５０の積層体を含む積層体を安定して支持できる。また、支持基材１０の反りが抑えられ、支持基材１０の反りが圧電特性に影響を与えることを軽減できるため、ＢＡＷ共振器１Ａは所望の屈曲性を有することができる。
　本明細書において、支持基材１０の厚さとは、支持基材１０の主面に垂直な方向の長さをいう。支持基材１０の厚さの測定方法は、特に限定されず、任意の測定方法を用いることができる。支持基材１０の厚さは、例えば、支持基材１０の断面において、任意の場所を測定した時の厚さとしてもよいし、任意の場所で数カ所測定し、これらの測定値の平均値としてもよい。以下、厚さの定義は、他の部材でも同様に定義する。
［音響ミラー層］
　音響ミラー層２０は、図１に示すように、支持基材１０の上方の主面（上面）１０１に設けられる。音響ミラー層２０は、固有音響インピーダンスが異なる音響多層膜で構成されてよい。音響ミラー層２０は、所定の固有音響インピーダンスを有する高音響インピーダンス層と、高音響インピーダンス層よりも固有音響インピーダンスの低い低音響インピーダンス層とが、交互に２組以上積層された多層膜である。
　音響ミラー層２０に共振振動が伝えられると、共振の振動エネルギーは音響ミラー層２０で反射される。振動の波（弾性波）が高音響インピーダンス層を伝搬する速度と、低音響インピーダンス層を伝搬する速度は異なる。音響ミラー層２０を構成する各層の界面で、干渉により反射波は強め合うように、厚さを設計することで、共振の振動エネルギーを、支持基材１０の影響を受けずに弾性波の入射方向に戻しつつ、熱エネルギーを支持基材１０の方向に逃がす。
　高音響インピーダンス層は、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ等、密度又は体積弾性率が高い材料で形成される。低音響インピーダンス層は、高音響インピーダンス層よりも密度又は体積弾性率が低い材料で形成される。
　低音響インピーダンス層は、ＳｉＯ２等の密度又は堆積弾性率が低い材料で形成される。低音響インピーダンス層はアモルファス層、又はアモルファスが支配的な層であってもよい。低音響インピーダンス層をアモルファスが支配的な層とすることで、高音響インピーダンス層での応力を緩和することもできる。
　高音響インピーダンス層と低音響インピーダンス層は、支持基材１０上にスパッタリング等で形成してよい。
［第１の電極］
　第１の電極３０は、図１に示すように、音響ミラー層２０の上方の主面（上面）２０１に設けられる。第１の電極３０は、音響ミラー層２０の上面２０１の一部又は全面に薄膜状に形成されてもよい。第１の電極３０は、圧電体層４０よりも外側に延伸されるように設けられている。なお、第１の電極３０が圧電体層４０よりも外側に延伸されるとは、第１の電極３０の積層方向から見た平面視において、第１の電極３０が圧電体層４０の外側にも配置されている状態をいう。
　第１の電極３０は、導電性を有する任意の材料を用いることができる。前記材料としては、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｒｂ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｉｒ、Ｔａ及びＷ等の金属を用いることができる。
　第１の電極３０と圧電体層４０の間の界面の凹凸や結晶粒界を抑制する観点からは、第１の電極３０は非晶質の膜としてもよい。非晶質の膜とすることで、第１の電極３０の表面の凹凸や、リークパスの要因となる結晶粒界の生成を抑制できる。
　第１の電極３０の厚さは、適宜設計可能であり、例えば、４０ｎｍ～３００ｎｍとしてもよい。第１の電極３０の厚さが４０ｎｍ～３００ｎｍであれば、第１の電極３０は電極としての機能が発現できると共に、ＢＡＷ共振器１Ａの薄膜化が図れる。
［圧電体層］
　圧電体層４０は、図１に示すように、第１の電極３０の上方の主面（上面）３０１に設けられる。圧電体層４０の端面は、第１の電極３０の上面３０１に対して略垂直に設けられてよい。即ち、圧電体層４０の端面４０２と第１の電極３０の上面３０１に平行な面とのなす角が、略９０°としてよい。
　圧電体層４０は、無機材料を主成分として含むことが好ましい。なお、主成分とは、無機材料の含有量が、９５ａｔｍ％以上であり、好ましくは９８ａｔｍ％以上であり、より好ましくは９９ａｔｍ％以上であることをいう。
　無機材料としては、ペロブスカイト型の結晶構造を有する圧電材料（ペロブスカイト型結晶材料）やウルツ鉱型の結晶構造を有する圧電材料（ウルツ鉱型結晶材料）等を用いることができる。
　ウルツ鉱型の結晶構造は、一般式ＡＢ（Ａは、陽性元素であり、Ｂは陰性元素である。）で表される。ウルツ鉱型結晶材料は、六方晶の単位格子を持ち、ｃ軸と平行な方向に分極ベクトルを有する。
　ウルツ鉱型結晶材料としては、一定値以上の圧電特性を示し、２００℃以下の低温プロセスで結晶化させることができる材料を用いることが好ましい。ウルツ鉱型結晶材料は、一般式ＡＢで表わされる陽性元素Ａとして、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｄ及びＳｉ等を含む。ウルツ鉱型結晶材料としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を用いることができる。これらの中でも、ウルツ鉱型結晶材料としては、低温プロセスでも比較的良好にｃ軸配向し易い点から、ＺｎＯが好ましい。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。ウルツ鉱型結晶材料を２種以上併用する場合、これらのうちの１種以上の成分を主成分として含み、その他の成分を任意成分として含んでもよい。また、それぞれの材料を積層してもよいし、複数のターゲットを用いて一つの層として形成してもよい。
　ウルツ鉱型結晶材料は、ＺｎＯを含むことが好ましく、ＺｎＯから実質的になることがより好ましく、ＺｎＯのみからなることがさらに好ましい。「実質的に」とは、ＺｎＯ以外に、製造過程で不可避的に含まれ得る不可避不純物を含んでもよいことを意味する。
　ウルツ鉱型結晶材料等の無機材料は、上記の、ＺｎＯ、ＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ及びＺｎＴｅの他に、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、又はＶ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｌｉ等の金属を所定の範囲の割合で含んでもよい。これらの成分は、元素の状態で含まれてもよいし、酸化物の状態で含まれてもよい。中でも、圧電体層４０の圧電特性の指標となるＫ値と圧電特性の急峻性の指標となるＱ値とを両立し、優れた圧電特性を発揮する点から、無機材料としては、ＺｎＯにＭｇがドープされたＭｇ添加ＺｎＯ（ＭｇＺｎＯ）が好ましい。
　なお、Ｋ値とは、電気機械結合定数ｋの値である。圧電体層４０に含まれる圧電材料の電気機械結合定数ｋの二乗値（ｋ2値）は、圧電材料に対して定められる、電気的エネルギーのエネルギー変換効率を示す。電気的エネルギーのエネルギー変換効率が高いほど、圧電体層４０を備えるＢＡＷ共振器１Ａの動作効率が良く、ＢＡＷ共振器１Ａは、優れた圧電特性を有する。同一材料、および組成において、圧電体層４０に含まれる圧電材料の結晶配向の乱れが小さくなるほど、圧電材料のｋ2値は大きくなりながら次第に一定となる。即ち、圧電材料の結晶配向の乱れが小さくなるほど、圧電材料のエネルギー変換効率が高まりながら次第に一定となり、圧電性は一定となる。よって、電気機械結合定数ｋが大きいほど、ｋ2値が大きくなり、圧電材料のエネルギー変換効率は高くなるため、圧電特性が高くなることを意味する。また、電気機械結合定数ｋが大きいほど、結晶配向の乱れが小さくなるため、結晶配向性が高くなることを意味する。 
　Ｑ値とは、周波数特性の鋭さ（尖鋭度）を表す値である。Ｑ値が大きいほど、周波数特性が鋭く表れることを意味する。
　圧電体層４０中の添加元素の含有量は、特に限定されるものではなく、圧電体層４０がウルツ鉱型の結晶構造を有することができる範囲内であればよい。なお、圧電体層４０に含まれる添加元素の含有量の測定方法は、測定可能な方法であれば特に限定されない。圧電体層４０に含まれる添加元素の含有量は、例えば、ラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）により、測定装置としてＰｅｌｌｅｔｒｏｎ ３ＳＤＨ（ＮＥＣ社製）を使用して測定してもよいし、二次イオン質量分析法により、ダイナミックＳＩＭＳ（Ｄ－ＳＩＭＳ）等を使用して測定してもよい。
　圧電体層４０の厚さは、特に限定されず、十分な圧電特性、即ち圧力に比例した分極特性を有すると共に、圧電体層４０にクラック等が発生することを低減して、安定して圧電特性を発揮できる厚さであればよい。圧電体層４０の厚さとしては、例えば、５０ｎｍ～５μｍであればよい。圧電体層４０の厚さが５０ｎｍ～５μｍであれば、クラックの発生が抑えられると共に、十分な圧電特性を発揮できる。
　圧電体層４０の結晶配向性は、５°以下であることが好ましい。結晶配向性が５°以下であれば、圧電体層４０に含まれる圧電材料のｃ軸方向への結晶配向性（ｃ軸配向性）が良く、エネルギー変換効率を高められるため、圧電体層２３の厚さ方向への圧電特性が高められる。圧電体層４０が圧電材料としてＺｎＯを含む場合、ＺｎＯは、ウルツ鉱型の結晶構造を有し、他の結晶構造を有する圧電材料よりも結晶配向性と圧電特性との相関が高い。ＺｎＯの結晶配向性が５°以下であれば、エネルギー変換効率がより高め易いため、ＢＡＷ共振器１Ａの圧電特性を向上させることができる。
　圧電体層４０の結晶配向性は、圧電体層４０の表面をＸ線ロッキングカーブ（ＸＲＣ：X-ray Rocking Curve）法で測定した時に得られる半値全幅（ＦＷＨＭ：Full Width at Half Maximum）で評価され得る。即ち、圧電体層４０の結晶配向性は、ＸＲＣ法により、圧電体層４０に主成分として含まれる圧電材料の結晶の（０００２）面からの回折を測定したときに得られるロッキングカーブの、ピーク波形のＦＷＨＭで表わされる。圧電体層４０に含まれる圧電材料がＺｎＯ等のウルツ鉱型結晶構造を有する場合、ＦＷＨＭは、圧電材料を構成する結晶同士のｃ軸方向の配列の平行の度合いを示す。そのため、ＸＲＣ法により得られるロッキングカーブのピーク波形のＦＷＨＭは、圧電体層４０のｃ軸配向性の指標にできる。よって、ロッキングカーブのＦＷＨＭが小さいほど、圧電体層４０のｃ軸方向の結晶配向性が良いと評価できる。
　また、圧電体層４０の結晶配向性は、ＸＲＣ法により、圧電体層４０に圧電材料の特定の結晶面（例えば、ＺｎＯの結晶の（０００２）面）からの回折を測定して得られるロッキングカーブのＦＷＨＭの他に、ピーク強度も含めて評価してよい。即ち、圧電体層４０の結晶配向性は、ピーク強度の積分値をＦＷＨＭで割った値を評価値として用いて評価してもよい。例えば、ピーク強度の積分値をＦＷＨＭで割った評価値が大きいほど、圧電体層４０の結晶配向性が良いと評価できる。
　圧電体層４０は、無機材料を２種以上併用する場合、それぞれの無機材料からなる圧電体層を積層して構成されてもよい。
［第２の電極］
　第２の電極５０は、図１に示すように、圧電体層４０の上方の主面（上面）４０１に設けられ、第１の電極３０と対向するように配置されている。第２の電極５０は、導電性を有する任意の材料で形成することができ、第１の電極３０と同様の材料を用いることができる。
　第２の電極５０は、第１の電極３０と同様、圧電体層４０の上面４０１の一部又は全面に薄膜状に形成されてもよいし、適宜任意の形状に形成してもよい。
　第２の電極５０の厚さは、適宜設計可能であり、例えば、４０ｎｍ～３００ｎｍが好ましい。第２の電極５０の厚さが上記の好ましい範囲内であれば、電極としての機能が発現できると共に、ＢＡＷ共振器１Ａの薄膜化を図ることができる。
［共振子領域規定層］
　共振子領域規定層６０は、図１に示すように、音響ミラー層２０の上面２０１の一部と、第１の電極３０と、圧電体層４０の端部４１の一部とを被覆するように設けられている。共振子領域規定層６０は、音響ミラー層２０、第１の電極３０及び圧電体層４０の全周にわたって設けられている。即ち、共振子領域規定層６０は、音響ミラー層２０の上面２０１のうちの露出部分２０１ａと、第１の電極３０の上面３０１のうちの露出部分３０１ａと端面３０２と、圧電体層４０の上面４０１のうちの露出部分４０１ａと端面４０２とに設けられている。
　なお、音響ミラー層２０、第１の電極３０及び圧電体層４０の上面とは、これらの各層が第２の電極５０と向き合う方向に位置する面であり、これらの各層がそれぞれの上に積層される層と接触する主表面である。例えば、圧電体層４０の上面４０１は、第２の電極５０と接触する主表面である。
　音響ミラー層２０、第１の電極３０及び圧電体層４０の下面とは、これらの各層が支持基材１０と向き合う方向に位置する面であり、これらの各層がそれぞれ設置される層と接触する主表面である。
　音響ミラー層２０、第１の電極３０及び圧電体層４０の下面とは、これらの各層の上面及び下面とは異なる面である。
　音響ミラー層２０、第１の電極３０及び圧電体層４０の各層の上面及び下面は同一面積であってもよいし、同一面積でなくてもよい。例えば、上面が下面よりも面積の小さい状態においては、端面は上面と成す角が鈍角である順テーパ形状であってもよい。
　共振子領域規定層６０は、圧電体層４０で生じる共振がその厚さと斜め方向に発生することを抑制する機能を有する。
　共振子領域規定層６０を形成する材料は、第１の電極３０と同電位になり得る材料であればよく、共振子領域規定層６０を形成する材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等を用いることができる。これらは、１種単独で用いてもよいし、これらの２種以上の組み合わせを用いてもよい。共振子領域規定層６０は、配線も共用させるため、共振子領域規定層６０を形成する材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ及びＣｕ等の高い導電性を有する金属等であることが好ましい。
　共振子領域規定層６０は、蒸着、塗布法等、一般に用いられる方法でを用いて形成されてよい。
　共振子領域規定層６０の厚さは、圧電体層４０の端部を被覆できればよく、例えば、５０ｎｍ以上であることが好ましく、１００ｎｍ以上であることがより好ましく、２００ｎｍ以上であることがさらに好ましい。共振子領域規定層６０の厚さが５０ｎｍ以上であれば、圧電体層４０で生じる共振がその厚さと斜め方向に発生することを抑制できる。
　共振子領域規定層６０の厚さは、圧電体層４０の上面４０１から音響ミラー層２０にかけて同一でもよいし、異なってもよいが、圧電体層４０の端面４０２に位置する共振子領域規定層６０の厚さは、圧電体層４０の上面４０１に設けられる共振子領域規定層６０の厚さよりも厚いことが好ましい。
　ＢＡＷ共振器１Ａの製造方法は、特に限定されず適宜任意の製造方法を用いることができる。ＢＡＷ共振器１Ａの製造方法の一例について説明する。
　まず、所定の大きさに形成された支持基材１０の上面に、高音響インピーダンス層と低音響インピーダンス層とを一組として、高音響インピーダンス層と低音響インピーダンス層を交互に積層して、音響ミラー層２０を形成する。
　高音響インピーダンス層及び低音響インピーダンス層の形成方法は、特に限定されず、ドライプロセス及びウエットプロセスのいずれでもよい。高音響インピーダンス層及び低音響インピーダンス層の形成方法としてドライプロセスを用いれば、薄い高音響インピーダンス層及び低音響インピーダンス層を容易に形成できる。
　ドライプロセスとしては、例えば、スパッタリング、蒸着等が挙げられ、ウエットプロセスとしては、例えば、めっき等が挙げられる。
　スパッタリングとしては、例えば、ＤＣ（直流）又はＲＦ（高周波）のマグネトロンスパッタリング法等を用いることができる。
　高音響インピーダンス層及び低音響インピーダンス層の形成方法としてスパッタリングを用いることで、密度が高く、薄い高音響インピーダンス層及び低音響インピーダンス層を容易に形成できる。そのため、高音響インピーダンス層及び低音響インピーダンス層の形成方法としては、スパッタリングが好ましい。
　高音響インピーダンス層としては、例えば、ＤＣ又はＲＦのマグネトロンスパッタリング法により成膜された、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ２Ｏ５及びＺｎＯ等、密度又は体積弾性率が高い材料で形成される薄膜等を用いることができる。
　低音響インピーダンス層としては、例えば、ＤＣ又はＲＦのマグネトロンスパッタリング法により成膜された、ＳｉＯ２膜等の酸化物を用いることができる。
　ＤＣ又はＲＦのマグネトロンスパッタリング法を用いる際、高音響インピーダンス層又は低音響インピーダンス層が、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ、ＳｉＯ２等の金蔵酸化物である場合には、スパッタリングには、金属のスパッタリングを用いてもよいし、金属酸化物のスパッタリングを用いてもよい。例えば、高音響インピーダンス層がＤＣ又はＲＦのマグネトロンスパッタリング法により成膜されたＺｎＯ膜である場合、スパッタリングには、ガス雰囲気に応じて、Ｚｎスパッタリングターゲットを用いてもよいし、ＺｎＯスパッタリングターゲットを用いてもよい。
　次に、音響ミラー層２０の上面に、第１の電極３０を成膜（形成）する。第１の電極３０の形成方法は、特に限定されず、高音響インピーダンス層及び低音響インピーダンス層の形成方法と同様、ドライプロセス及びウエットプロセスのいずれを用いてもよい。ドライプロセス及びウエットプロセスの詳細は、高音響インピーダンス層及び低音響インピーダンス層の形成方法と同様であるため、詳細は省略する。
　第１の電極３０は、音響ミラー層２０の上面２０１の全面に形成されていてもよい。また、第１の電極３０は、エッチング等により所定の形状を有するパターンに加工して、適宜任意の形状に形成してもよい。
　次に、第１の電極３０の上面３０１に圧電体層４０を形成する。例えば、圧電材料を構成する元素を含むターゲットを用いて、Ａｒ等の不活性ガスと微量の酸素を含む混合ガス雰囲気中で、ＤＣ又はＲＦマグネトロンスパッタリング法により成膜してよい。第１の電極３０の上に圧電材料をスパッタリングすることで、圧電体層４０が成膜される。
　支持基材１０、音響ミラー層２０及び第１の電極３０からなる積層体は、スパッタリング装置の成膜室の、アノードとなる成膜板に配置してよい。成膜板は、例えば、回転可能でもよい。支持基材１０、音響ミラー層２０及び第１の電極３０からなる積層体を成膜板に配置すれば、第１の電極３０の上に圧電体層４０をバッチ式で成膜できる。
　また、支持基材１０、音響ミラー層２０及び第１の電極３０からなる積層体は、アノードとして、成膜板に代えて、成膜ロールであるドラムロールに巻き付けてもよい。ドラムロールを成膜室に配置することで、支持基材１０音響ミラー層２０及び第１の電極３０からなる積層体をロール・トゥ・ロール方式で搬送しながら、第１の電極３０の上に圧電体層４０を連続して成膜することができる。
　圧電材料を構成する元素を含むターゲットは、カソードとして用いる。
　圧電材料が、例えば、ウルツ鉱型結晶材料を含む場合、ターゲットにはウルツ鉱型結晶材料を含むターゲットを用いてよい。ウルツ鉱型結晶材料を含むターゲットとしては、圧電体層４０に主成分として含まれるウルツ鉱型結晶材料を含有する複数又は単数のターゲットを用いてよい。複数又は単数のターゲットは、成膜板と間隔を隔てて対向するように配置してよい。複数のターゲットをカソードとして用いる場合には多元スパッタリング法を用い、単数のターゲットをカソードとして用いる場合には一次元スパッタリング法を用いることで、ウルツ鉱型結晶材料を含む圧電体層４０を形成できる。
　複数のターゲットをカソードとして用いる場合、それぞれのターゲットごとに、圧電体層４０に主成分として含まれるウルツ鉱型結晶材料を構成する、異なる種類の材料を含む。複数のターゲットを用いる場合、例えば、Ｚｎを含むターゲットと、Ｓｉ又はＳｎを含むターゲットと、Ａｌ又はＭｇを含むターゲットとを用いてよい。なお、それぞれのターゲットは、酸素を含む金属酸化物ターゲットを用いてよい。複数のターゲットは、互いに間隔を置いて成膜室に配置してよい。スパッタリングの際には、圧電体層４０に含まれるウルツ鉱型結晶材料の種類等に応じて、それぞれのターゲット毎に印加する電力を調整して、圧電体層４０を構成するそれぞれの材料同士の原子割合を調整する。
　単数のターゲットをカソードとして用いる場合、単数のターゲットが、圧電体層４０に含まれるウルツ鉱型結晶材料を含有する。単数のターゲットを用いる場合として、圧電体層４０に含まれるウルツ鉱型結晶材料同士の原子割合を調整した合金ターゲットを用いてよい。例えば、Ｚｎと、Ｓｉ又はＳｎと、Ａｌ又はＭｇとを含有する合金ターゲットを用いることができる。合金ターゲットは、ウルツ鉱型結晶材料と酸素を含む金属酸化物ターゲットを用いてよい。
　圧電材料が、例えば、ＺｎＯからなるウルツ鉱型結晶材料である場合、ターゲットにはＺｎＯ焼結体のターゲットを用いてよい。スパッタリング装置内にＺｎＯ焼結体のターゲットを設置して、Ａｒ等の不活性ガスと酸素を含む混合ガスをスパッタリング装置内に供給する。不活性ガスと酸素を含む混合ガス雰囲気下において、ＺｎＯ焼結体のターゲットを用いてスパッタリングすることで、第１の電極３０上に、ＺｎＯの成膜時に入り込む不活性ガスの量を抑えながら、圧電体層４０を得ることができる。
　圧電材料が、例えば、ＺｎＯとＭｇＯとを所定の質量比で含むＭｇＺｎＯからなるウルツ鉱型結晶材料である場合、ＺｎＯ焼結体からなるターゲットとＭｇＯ焼結体からなるターゲットを用いた多元スパッタリング法を用いてよい。また、他の方法として、予め所定の割合でＭｇＯを添加したＺｎＯ焼結体のターゲット等のＺｎＯ及びＭｇＯを含む合金ターゲットを用いた一次元スパッタリング法を用いてよい。
　多元スパッタリング法を用いる場合、スパッタリング装置として多元スパッタ装置を用いて、Ａｒ等の不活性ガスと酸素を含む混合ガスを多元スパッタ装置内に供給する。不活性ガスと酸素を含む混合ガス雰囲気下において、ＺｎＯ焼結体のターゲットとＭｇＯ焼結体のターゲットを用いて同時かつ独立に第１の電極３０上にスパッタリングすることで、第１の電極３０上にＭｇＺｎＯ薄膜で構成された圧電体層４０を成膜できる。
　一次元スパッタリング法を用いる場合、スパッタリング装置を用いて、Ａｒ等の不活性ガスと酸素を含む混合ガス雰囲気下において、例えば、予め所定の割合でＭｇＯを添加したＺｎＯ焼結体のターゲットを用いてスパッタリングすることで、第１の電極３０上に、ＭｇＺｎＯ薄膜で構成された圧電体層４０を成膜できる。
　スパッタリングする際のガス雰囲気は、不活性ガス雰囲気としてよいし、不活性ガスと酸素を含む混合ガス雰囲気としてよい。
　スパッタリングする際のガス雰囲気内の圧力は、圧電材料の種類、スパッタリング法等に応じて適宜決定してよく、例えば、０．１Ｐａ～２．０Ｐａとしてよい。
　圧電体層４０の成膜温度は、特に限定されず、ＢＡＷ共振器１Ａの層構成等に応じて適宜選択してよく、例えば、１５０℃以下で圧電体層４０を成膜してもよい。
　第１の電極３０及び圧電体層４０の成膜にスパッタリング法を用いることで、化合物のターゲットの組成比をほぼ保った状態で付着力の強い均一な膜を形成できる。また、時間の制御だけで、所望の厚さの第１の電極３０及び圧電体層４０を精度良く形成することができる。
　圧電体層４０は、複数積層して構成してもよい。
　次に、圧電体層４０の端面４０２を加工し、圧電体層４０の端面４０２と第１の電極３０の上面３０１に平行な面とのなす角を略９０°としてよい。
　加工方法としては、Ｃｌ２、ＣＦ４、ＣＨＦ３等の反応性ガスを用いたドライエッチングや、ＨＣｌ、ＨＮＯ３等の酸性溶液を用いたウェットエッチング等、一般的な方法を用いることができる。
　次に、圧電体層４０上面４０１及び端面４０２に共振子領域規定層６０を形成する。共振子領域規定層６０は、音響ミラー層２０の上面２０１に第１の電極３０を形成した場合と同様の形成方法を用いて形成してよい。
　次に、圧電体層４０の上面に、所定の形状を有する第２の電極５０を形成する。第２の電極５０は、第１の電極３０と同様の形成方法を用いて形成できる。
　第２の電極５０の厚さは、適宜設計可能であり、例えば、４０ｎｍ～３００ｎｍとしてよい。
　第２の電極５０は、圧電体層４０の上面４０１の一部に形成されていてもいいし、適宜任意の形状に形成してもよい。
　次に、音響ミラー層２０及び第１の電極３０の上面と、圧電体層４０の端部（圧電体層４０の上面４０１及び端面４０３）に共振子領域規定層６０を形成する。共振子領域規定層６０の形成方法は、特に限定されず、高音響インピーダンス層及び低音響インピーダンス層の形成方法と同様、ドライプロセス及びウエットプロセスのいずれを用いてもよい。ドライプロセス及びウエットプロセスの詳細は、高音響インピーダンス層及び低音響インピーダンス層の形成方法と同様であるため、詳細は省略する。
　音響ミラー層２０及び第１の電極３０の上面と、圧電体層４０の端部に第２の電極５０を形成することで、ＢＡＷ共振器１Ａが形成される。
　なお、第２の電極５０の形成後に、ＢＡＷ共振器１Ａの全体を加熱処理してもよい。この加熱処理により、第１の電極３０及び第２の電極５０を結晶化させ、低抵抗化させることができる。加熱処理は、必須ではなく、支持基材１０が耐熱性のない材料で形成されている場合等では、ＢＡＷ共振器１Ａの形成後に行わなくてもよい。
　このように、本実施形態に係るＢＡＷ共振器１Ａは、支持基材１０、第１の電極３０、圧電体層４０、第２の電極５０及び共振子領域規定層６０を備えている。ＢＡＷ共振器１Ａは、第１の電極３０を圧電体層４０よりも外側に延伸し、共振子領域規定層６０を、金属層で構成し、圧電体層４０の上面４０１に第２の電極５０と離間し、圧電体層４０の上面４０１の一部及び端面４０２に設けている。「第１の電極３０を圧電体層４０よりも外側に延伸」しているとは、第１の電極３０の積層方向から見た平面視において、第１の電極３０が圧電体層４０の外側にも配置されている状態である。ＢＡＷ共振器１Ａは、圧電体層４０の端部４１を共振子領域規定層６０で被覆することで、圧電体層４０で振動が発生した際に、端部４１の揺れを共振子領域規定層６０で抑えることができる。よって、ＢＡＷ共振器１Ａは、圧電体層４０の端部で横波が生じることを抑えることができる。
　ＢＡＷ共振器１Ａは、圧電体層４０の端部４１で横波が生じることを抑えることで、横波に起因したノイズの発生を抑制できる。
　ＢＡＷ共振器１Ａは、共振子領域規定層６０を、圧電体層４０の端面４０２から第１の電極の露出部分にかけて連続して設けることができる。ＢＡＷ共振器１Ａは、共振子領域規定層６０を圧電体層４０の端部４１から第１の電極３０の露出部分にかけて連続して設けることで、圧電体層４０の端部４１をより確実に被覆し、圧電体層４０の端部４１の揺れをより確実に抑えることができるので、圧電体層４０の端部４１で横波が生じることをより抑えることができる。
　ＢＡＷ共振器１Ａは、共振子領域規定層６０を、第１の電極３０の露出部分として上面３０１及び端面３０２に設けることができる。ＢＡＷ共振器１Ａは、共振子領域規定層６０を圧電体層４０の端部４１から第１の電極３０の上面３０１及び端面３０２にかけて連続して設けることで、圧電体層４０の端部４１をより確実に被覆し、圧電体層４０の端部４１の揺れをさらに確実に抑えることができるので、圧電体層４０の端部４１で横波が生じることをより抑えることができる。
　ＢＡＷ共振器１Ａは、共振子領域規定層６０に、Ａｌ、Ｃｕ及びＡｕの少なくとも一つを含むことができる。Ａｌ、Ｃｕ及びＡｕは、第１の電極３０と同電位にし易く、高い導電性を有するため、ＢＡＷ共振器１Ａは、共振子領域規定層６０で圧電体層４０の端部４１で生じる振動を抑えつつ、共振子領域規定層６０を配線として用いることができる。
　ＢＡＷ共振器１Ａは、圧電体層４０の端面４０２と第１の電極３０の上面３０１に平行な面とのなす角を略９０°とすることができる。ＢＡＷ共振器１Ａは、圧電体層４０の端部４１を第１の電極３０の上面３０１に対して略垂直にしても、共振子領域規定層６０で被覆できるため、圧電体層４０で振動が発生した際に、端部４１の揺れを共振子領域規定層６０で抑えることができる。
　ＢＡＷ共振器１Ａは、共振子領域規定層６０を５０ｎｍ以上の厚さとすることができる。これにより、共振子領域規定層６０は、圧電体層４０の端部４１における揺れを抑え、横波の発生を抑えることができる。よって、ＢＡＷ共振器１Ａは、長期間にわたって使用しても圧電体層４０の圧電特性の低下を抑え、圧電特性を確実に維持できる。
　ＢＡＷ共振器１Ａは、第１の電極３０及び第２の電極５０を、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ及びＩｒの少なくとも一つを含んで構成できる。
　ＢＡＷ共振器１Ａは、圧電体層４０にＭｇＺｎＯを圧電材料として含むことができる。一般に、圧電材料に他の元素をドープして形成した圧電体層のＫ値とＱ値とはトレードオフの関係にあり、圧電素子を、例えば、５Ｇ帯等の高周波域の周波数の信号のみを取り出し、それ以外の周波数帯の信号を取り除く高周波フィルタ等に使用すると、高周波域において必要なＫ値を得るとＱ値が低下する傾向にある。圧電体層４０が、ＭｇＺｎＯを圧電材料として含むことで、ＭｇＺｎＯはＭｇ濃度に対してＫ値とＱ値とのトレードオフが無く、高周波域においても、Ｋ値及びＱ値を両立できる。よって、ＢＡＷ共振器１Ａは、圧電体層４０にＭｇＺｎＯを圧電材料として含むことで、高周波フィルタ等の高周波域においても圧電特性を安定して発揮できる。
　ＢＡＷ共振器１Ａは、高周波帯域においても、ノイズの発生を低減し、優れた圧電特性を有することができることから、ＢＡＷフィルタとして有効に用いることができる。
　また、ＢＡＷ共振器１Ａは、ノイズの発生を低減し、優れた圧電特性を有することができることから、ＢＡＷフィルタ以外に、電子機器において正圧電効果又は逆圧電効果を利用した電子部品として種々の用途の電子機器に用いることもできる。
（変形例）
　なお、本実施形態においては、ＢＡＷ共振器１Ａは、上記構成に限定されず、圧電体層４０の端部４１を共振子領域規定層６０で被覆して、圧電体層４０から横波が発生することを抑制できれば、他の構成でもよい。ＢＡＷ共振器１Ａの他の構成の一例を以下に示す。
　図２に示すように、ＢＡＷ共振器１Ｂは、圧電体層４０を、その端面４０２が傾斜するように設けてもよい。圧電体層４０の端面４０２と第１の電極３０の上面３０１に平行な面とのなす角が、９０°未満としてよい。これにより、圧電体層４０の端面４０２の表面及びその近傍の深さ方向における膜質の劣化が抑えられる。よって、ＢＡＷ共振器１Ｂは、圧電体層４０の端面４０２を共振子領域規定層６０で被覆しつつ、圧電体層４０の端部から劣化を抑えることができるので、圧電体層４０の端部４１から横波が発生することを抑制しつつ、圧電特性の低下を抑制できる。
　このとき、ＢＡＷ共振器１Ｂは、共振子領域規定層６０を、圧電体層４０の厚さより規定される共振周波数の波長λに対して、第２の電極５０から幅方向にλ／４以上離間されている位置に設けることが好ましい。平面視において、第１の電極３０と第２の電極５０との距離が、λ／４未満であると、圧電体層４０の端部４１で生じる表面弾性波が励起され易く、横波が生じ易い傾向にある。ＢＡＷ共振器１Ｂは、共振子領域規定層６０を、圧電体層４０の厚さより規定される共振周波数の波長λに対して、第２の電極５０から幅方向にλ／４以上離間された位置に設けることで、横波の発生をより抑制しつつ、圧電特性の低下を抑制できる。
　本実施形態では、ＢＡＷ共振器１Ａは、音響ミラー層２０を音響多層膜で構成しているが、音響ミラー層２０は、空間で構成してもよい。例えば、図３に示すように、ＢＡＷ共振器１Ｃは、支持基材１０の上面１０１に窪み部１１を設けて、支持基材１０の窪み部１１と第１の電極３０との間に形成された空間Ｓを音響ミラー層２０としての機能を発揮させてもよい。
　このとき、共振子領域規定層６０は、支持基材１０の上面１０１のうちの露出部分１０１ａと、第１の電極３０の上面３０１の露出部分１０１ａ及び端面３０２と、圧電体層４０の上面４０１の露出部分４０１ａ及び端面４０２とに設けてよい。
　ＢＡＷ共振器１Ｃは、空間Ｓを音響ミラー層２０として機能させることができるため、支持基材１０の上面１０１に第１の電極３０を直接設けることができる。これにより、ＢＡＷ共振器１Ｅは、全体の厚さを薄くできるため、小型化を図ることができる。
　本実施形態では、ＢＡＷ共振器１Ａは、音響ミラー層２０を備えなくてもよい。図４に示すように、ＢＡＷ共振器１Ｄは、支持基材１０、第１の電極３０、圧電体層４０、第２の電極５０を、支持基材１０側からこの順に積層して備えてよい。
　この場合、支持基材１０は、導電性を有する基板でもよい。支持基材１０が導電性を有する基板である場合、支持基材１０が第１の電極としても機能できるため、ＢＡＷ共振器１Ａは、第１の電極３０を備えなくてもよい。例えば、図５に示すように、ＢＡＷ共振器１Ｅは、支持基材１０、圧電体層４０及び第２の電極５０を、支持基材１０側からこの順に積層して備えてよい。支持基材１０は、金属板であってもよいし、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＺＴＯ、ＩＧＺＯ等の導電性透明基板でもよい。支持基材１０が金属板である場合、Ａｌ箔、Ｃｕ箔、Ａｌ－Ｔｉ合金箔、Ｃｕ－Ｔｉ合金箔、ステンレス箔等の金属膜を用いてもよい。金属膜の厚さが薄い場合、支持基材１０の可撓性は高くなるため、支持基材１０と圧電体層４０との間にＴｉ、Ｎｉ等の金属密着膜を挿入してもよい。図５に示すように、ＢＡＷ共振器１Ｅは、第１の電極３０の分の厚さを減らせる。これにより、ＢＡＷ共振器１Ｆは、全体の厚さを薄くできるため、小型化を図ることができる。
　以上の通り、実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更等を行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　なお、本発明の実施形態の態様は、例えば、以下の通りである。
＜１＞　支持基材上に、第１の電極、圧電体層及び第２の電極をこの順に積層して備え、
　前記圧電体層の前記第２の電極と接する側の面に前記第２の電極と離間して設けられ、金属層からなる共振子領域規定層を有し、
　前記第１の電極は、前記圧電体層よりも外側に延伸され、
　前記共振子領域規定層は、前記圧電体層の前記第２の電極側の面の一部と、前記圧電体層の端面とに設けられるＢＡＷ共振器。
＜２＞　前記共振子領域規定層は、前記圧電体層の端面から前記第１の電極の露出部分にかけて連続して設けられている＜１＞に記載のＢＡＷ共振器。
＜３＞前記第１の電極の露出部分が、前記第１の電極の端面と、前記第１の電極の前記圧電体層側の面の少なくとも一部である＜２＞に記載のＢＡＷ共振器。
＜４＞　前記圧電体層の端面と前記第１の電極の表面に平行な面とのなす角が、９０°以下である＜１＞～＜３＞の何れか一つに記載のＢＡＷ共振器。
＜５＞　前記共振子領域規定層は、Ａｌ、Ｃｕ及びＡｕの少なくとも一つを含む＜１＞～＜４＞の何れか一つに記載のＢＡＷ共振器。
＜６＞　　前記共振子領域規定層は、前記圧電体層の厚さより規定される共振周波数の波長λに対して、前記第２の電極から幅方向にλ／４以上離間されている＜１＞～＜５＞の何れか一つに記載のＢＡＷ共振器。
＜７＞　前記共振子領域規定層は、５０ｎｍ以上の厚さを有する＜１＞～＜６＞の何れか一つに記載のＢＡＷ共振器。
＜８＞　前記第１の電極及び前記第２の電極は、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ及びＩｒの少なくとも一つを含む＜１＞～＜７＞の何れか一つに記載のＢＡＷ共振器。
＜９＞　前記圧電体層は、ＭｇがドープされたＺｎＯを含む＜１＞～＜８＞の何れか一つに記載のＢＡＷ共振器。
＜１０＞　前記支持基材と前記第１の電極との間に、音響ミラー層を有し、
　前記音響ミラー層は、高音響インピーダンス層と低音響インピーダンス層が交互に一対以上積層された積層体、又は前記支持基材と前記第１の電極の間に形成された空隙である＜１＞～＜９＞の何れか一つに記載のＢＡＷ共振器。
＜１１＞　＜１＞～＜１０＞の何れか一つに記載のＢＡＷ共振器を備える電子機器。
　本出願は、２０２３年３月３０日に日本国特許庁に出願した特願２０２３－５５０３０号に基づいて優先権を主張し、前記出願に記載された全ての内容を援用する。
　１Ａ～１Ｅ　ＢＡＷ共振器
　１０　支持基材
　２０　音響ミラー層
　３０　第１の電極
　４０　圧電体層
　５０　第２の電極
　６０　共振子領域規定層
　１０１、２０１、３０１、４０１　主面（上面）
　１０１ａ、２０１ａ、３０１ａ、４０１ａ　露出部分
　３０２、４０２　端面
　Ｓ　空間

Claims (11)

  1. 　支持基材上に、第１の電極、圧電体層及び第２の電極をこの順に積層して備え、
    　前記圧電体層の前記第２の電極と接する側の面に前記第２の電極と離間して設けられ、金属層からなる共振子領域規定層を有し、
    　前記第１の電極は、前記圧電体層よりも外側に延伸され、
    　前記共振子領域規定層は、前記圧電体層の前記第２の電極側の面の一部と、前記圧電体層の端面とに設けられるＢＡＷ共振器。
  2. 　前記共振子領域規定層は、前記圧電体層の端面から前記第１の電極の露出部分にかけて連続して設けられている請求項１に記載のＢＡＷ共振器。
  3. 　前記第１の電極の露出部分が、前記第１の電極の前記圧電体層側の面と、前記第１の電極の端面とである請求項２に記載のＢＡＷ共振器。
  4. 　前記共振子領域規定層は、Ａｌ、Ｃｕ及びＡｕの少なくとも一つを含む請求項１に記載のＢＡＷ共振器。
  5. 　前記圧電体層の端面と前記第１の電極の表面に平行な面とのなす角が、９０°以下である請求項１に記載のＢＡＷ共振器。
  6. 　前記圧電体層の端面と前記第１の電極の表面に平行な面とのなす角が、９０°未満であり、
    　前記共振子領域規定層は、前記圧電体層の厚さより規定される共振周波数の波長λに対して、前記第２の電極から幅方向にλ／４以上離間されている請求項５に記載のＢＡＷ共振器。
  7. 　前記共振子領域規定層は、５０ｎｍ以上の厚さを有する請求項１に記載のＢＡＷ共振器。
  8. 　前記第１の電極及び前記第２の電極は、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ及びＩｒの少なくとも一つを含む請求項１に記載のＢＡＷ共振器。
  9. 　前記圧電体層は、ＭｇがドープされたＺｎＯを含む請求項１に記載のＢＡＷ共振器。
  10. 　前記支持基材と前記第１の電極との間に、音響ミラー層を有し、
    　前記音響ミラー層は、高音響インピーダンス層と低音響インピーダンス層が交互に一対以上積層された積層体、又は前記支持基材と前記第１の電極の間に形成された空隙である請求項１に記載のＢＡＷ共振器。
  11. 　請求項１に記載のＢＡＷ共振器を備える電子機器。
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