JP4872446B2 - バルク弾性波共振器、フィルタ回路、及びバルク弾性波共振器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、バルク弾性波共振器、バルク弾性波共振器を備えるフィルタ回路、及びバルク弾性波共振器の製造方法に関するものである。

近年、携帯電話やＵＷＢ（Ultra Wide Band）などの高周波通信器の普及と、それらにおける高性能・低損失化に対する強いニーズを背景として、高周波でＱ値の高いバルク弾性波共振器が注目されている。このようなバルク弾性波共振器（以下、「ＢＡＷ共振器」と呼ぶ）として、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料を用いたＢＡＷ共振器が知られている（例えば特許文献１）。ＢＡＷ共振器は、それまでに用いられてきたＬＣフィルタなどに比べて高周波において鋭いＱ値を持ち、通過特性・遮断特性に優れているという特長を有している。また、使用する圧電材料の違いによって、帯域幅が異なる高周波帯域通過フィルタを得ることができるという特長も有する。

この類のＢＡＷ共振器は一般的に図７に示す構造をしている。このＢＡＷ共振器は、図略の基板上に設けられた下部電極１０１と、下部電極の上面に形成された圧電層１０２と、圧電層１０２の上面に形成された上部電極１０３とを備えている。下部電極１０１及び上部電極１０３はいずれも圧電層１０２の一辺の長さよりも短い幅寸法を有する短冊形状を有している。

そして、上部電極１０３と下部電極１０１とは、平面視において、圧電層１０２のほぼ中央部分で長手方向が直交するように配設されている。ここで、上部電極１０３と下部電極１０１とが圧電層１０２を介して交差する部分が共振器となり、上部電極１０３と下部電極１０１とによって挟まれる圧電層１０２の直方体状の領域が共振領域１０４となる。そして、圧電層１０２の厚みと、下部電極１０１と上部電極１０３とが交差する部分の面積（共振領域１０４の断面積）との寸法を調整することによって、共振器の共振周波数が設計される。ここで、上下方向と直交する共振領域１０４の断面の面積を共振領域１０４の断面積と呼ぶ。なお、圧電層１０２の上面に表れた下部電極１０１と平行に表れた突起１０５は、下部電極１０１の厚みの影響によるものである。

図８は、ＢＡＷ共振器の等価回路を示している。なお、図８において、上部電極１０３及び下部電極１０１が有する電気抵抗はＲｘで表されている。図８において、Ｃｏは共振領域の並列キャパシタンスを示し、Ｌｍは共振機械インダクタンスを示し、Ｃｍは共振機械キャパシタンスを示し、Ｒｍは共振機械抵抗を示している。これらの回路パラメータは、共振器の目標とする直列共振周波数をｆｓとし、圧電層１０２の物性値である電気機械結合係数をｋｅｆｆとし、Ｑ値をＱとし、誘電率をεとし、共振領域１０４の断面積をＡとし、圧電層１０２の厚み（膜厚）をｔとすると、下記の式によって表すことができる。

Ｃｏ＝εＡ／ｔ （１）
Ｃｏ：共振領域の並列キャバシタンス、ε：圧電漠の誘電率、Ａ：共振領域の断面積、ｔ：圧電層の膜厚
Ｃｍ＝ｋｅｆｆ^２・Ｃｏ／（１−ｋｅｆｆ^２） （２）
Ｃｍ：共振機械キャパシタンス、ｋｅｆｆ：圧電材料の電気機械結合係数
Ｌｍ＝１／（４・π^２・Ｃｍ・ｆｓ^２） （３）
Ｌｍ：共振機械インダクタンス、ｆｓ：目標の直列共振周波数
ｆｐ＝ｆｓ／ｓｑｒｔ（１−ｋｅｆｆ^２） （４）
ｆｐ：並列共振周波数
Ｒｍ＝２・π・ｆｐ・Ｌｍ／Ｑ （５）
Ｑ：圧電層のＱ値
以上の（１）〜（５）式から分かるように、ＢＡＷ共振器は、Ｑ値と電気機械結合係数ｋｅｆｆとの基で、共振領域の断面積と膜厚ｔと調整すれば、目標とする直列共振周波数ｆｓや並列共振周波数ｆｐを設定することができる。

そして、図７に示すＢＡＷ共振器によれば、共振領域の断面積を上部電極１０３と下部電極１０１とが平面視において交差する領域で決定することができるため、上部電極１０３と下部電極１０１との幅寸法を調整するだけで、所望の共振周波数を有するＢＡＷ共振器を得ることができ、上部電極１０３及び下部電極１０１の詳細な位置合わせなどが不要であるという特長を有している。
特開２００１−１８５９８５号公報

しかしながら、圧電層１０２としてＰＺＴを用いる場合、高品質のＰＺＴを得るために、下部電極１０１として、プラチナ（Ｐｔ）やイリジウム（Ｉｒ）のようなＰＺＴの結晶と整合性の高い物質を用いる必要があるが、この場合、図７に示すように圧電層１０２を形成すると、下部電極１０１上にある圧電層１０２においては高品質の圧電層１０２を得ることができるものの、下部電極１０１上にない部分においては、クラックが発生してしまう。具体的には、下部電極１０１上にＰＺＴを結晶化させる工程、例えばゾルゲル法では焼結時、スパッタリング法では高温での堆積時にクラックが発生してしまう。そして、共振領域１０４の近傍で発生したクラックは共振領域１０４内にも及んでしまい、この場合、高品質のＢＡＷ共振器を得ることができないという問題がある。

そこで、圧電層１０２の底面の全域に下部電極１０１を設けることで、クラックの発生を防止することも可能ではあるが、圧電層１０２としてＰＺＴを用いると、ＰＺＴはガリウムナイトライド等の他の圧電層材料に比べて５倍程度の誘電率を有することから、所望の（例えば３５〜９０Ω等）のインピーダンス特性を得るためには、共振領域１０４の断面積を小さくすることが要求される。

しかしながら、図７に示す構成において、圧電層１０２の底面全域に下部電極１０１を設けると、下部電極１０１と上部電極１０３とが圧電層１０２を介して交差する領域が極めて大きくなり、共振領域の断面積を小さくすることができず、所望のインピーダンス特性を有するＢＡＷ共振器を得ることが困難となる。

本発明の目的は、圧電層へのクラックの発生を防止し、かつ、共振領域の断面積を小さくすることができるＢＡＷ共振器を提供することである。

本発明によるバルク弾性波共振器は、基板と、前記基板の一方面に形成された下部電極と、下面全域が前記下部電極の上面と接するように形成された圧電層と、前記圧電層の上面の外周の少なくとも一部が隠蔽されるように形成された絶縁層と、前記絶縁層の上面を跨るように設けられ、前記圧電層の上面の一部の領域と接する接点部を含む上部電極とを備え、前記基板は、音響インピーダンスの高い材料で形成された層と、音響インピーダンスが低い材料で形成された層とが交互に積層された音響ミラーで構成され、前記上部電極は、先端に向かうにつれて、形状が細くなるテーパー形状を有し、先端部分が前記圧電層の上面と接して前記接点部となり、前記接点部は、少なくとも前記先端に向かう方向に対して主面において直交する方向の側面が前記絶縁層と接触していないことを特徴とする。

この構成によれば、圧電層は下面の全域が下部電極と接するように、下部電極の上面に形成され、圧電層の下面の全域が下部電極により覆われているため、圧電層を下部電極の上面に形成する工程において圧電層の下面でのクラックの発生を防止することができる。

また、絶縁層は圧電層の上面の外周の少なくとも一部を隠蔽するように、圧電層の上面に形成されている。そして、上部電極は、圧電層の上面を跨ぐように、接点部が圧電層の上面と接するように設けられている。したがって、絶縁層及び圧電層を介して上部電極と下部電極とによって挟まれる領域は共振領域とならず、圧電層に接する接点部の面積のみによって共振領域の断面積を設定することができるため、共振領域の断面積を小さくすることができる。

さらに、絶縁層は圧電層の上面の外周の少なくとも一部を隠蔽しているため、圧電層の外周以外の領域を共振領域にすることができる。その結果、共振特性の悪い圧電層の上面外周以外の領域を、共振領域にすることができ、高品質のバルク弾性波共振器を得ることができる。

また、上記構成において、前記絶縁層は、前記圧電層の上面の一部の領域を露出する開口部を備え、前記圧電層の上面の外周の全域を隠蔽することが好ましい。

この構成によれば、圧電層の外周の全域に絶縁層を設けているため、絶縁層を跨ぐように上部電極を形成した場合、圧電特性の悪い圧電層の外周部が共振領域とはならず、高精度のバルク弾性波共振器を得ることができる。また、圧電層の外周は絶縁層によって覆われているため、上部電極の配置の自由度を高めることができる。

また、上記構成において、前記上部電極は、前記開口部の面積を共振領域の断面積と同一面積に設定し、前記開口部を覆うように設けられ、前記開口部の全域を前記接点部とすることが好ましい。

この構成によれば、開口部の共振領域の断面積を、開口部の面積のみで調整することができるため、絶縁層と上部電極との位置合わせの精度や上部電極の加工精度に留意することなく、製造工程を容易化することができる。

また、上記構成において、前記開口部は、短冊状であり、前記上部電極は、前記開口部の長辺と交差するように形成され、交差する部分が前記接点部とされていることが好ましい。

この構成によれば、短冊状の開口部の短辺の寸法と、上部電極の幅寸法とを調整することで共振領域の断面積を設定することができ、絶縁層の加工において微小な開口が困難なリフトオフ工程などを用いても、短辺の寸法のみ留意して開口部を形成すれば良くなる結果、容易な工程で高精度に共振器を構成することができる。

また、上記構成において、前記絶縁層の側壁は、前記上部電極方向に拡がるテーパー形状であることが好ましい。

この構成によれば、絶縁層の側壁と圧電層の上面との角度が９０度より大きくされているため、開口部の側壁と圧電層の上面とのエッジにおいて、上部電極の厚みが薄くなる等して、抵抗値が増大する、或いは上部電極の段切れによる断線を防止することができる。

また、本発明によるフィルタ回路は、請求項１〜５のいずれかに記載のバルク弾性波共振器を備えることを特徴とする。

この構成によれば、圧電層へのクラックの発生を防止し、かつ、共振領域の断面積を小さくすることができるバルク弾性波共振器を備えるフィルタ回路を提供することができる。

また、本発明によるバルク弾性波共振器の製造方法は、基板の上面に下部電極を形成するステップと、下面全域が前記下部電極の上面と接するように圧電層を形成するステップと、前記圧電層の上面の外周の少なくとも一部が隠蔽されるように絶縁層を形成するステップと、前記圧電層の上面の一部の領域と接する接点部を備え、前記絶縁層の上面を跨るように上部電極を設けるステップとを備え、前記基板は、音響インピーダンスの高い材料で形成された層と、音響インピーダンスが低い材料で形成された層とが交互に積層された音響ミラーで構成され、前記上部電極は、先端に向かうにつれて、形状が細くなるテーパー形状を有し、先端部分が前記圧電層の上面と接して前記接点部となり、前記接点部は、少なくとも前記先端に向かう方向に対して主面において直交する方向の側面が前記絶縁層と接触していないことを特徴とする。

この構成によれば、圧電層へのクラックの発生を防止し、かつ、共振領域の断面積を小さくすることができるバルク弾性波共振器を製造することができる。

本発明によれば、圧電層は下面の全域が下部電極と接するように、下部電極の上面に形成され、下部電極の下面の全域が露出していないため、圧電層を下部電極の上面に形成する工程において、圧電層の下面に発生するクラックを防止することができる。

また、絶縁層は圧電層の上面の外周の少なくとも一部を隠蔽するように、圧電層の上面に形成されている。そして、上部電極は、圧電層の上面を跨ぐように、接点部が圧電層の上面と接するように設けられている。したがって、絶縁層及び圧電層を介して上部電極と下部電極とによって挟まれる領域は共振領域とならず、圧電層に直接接する接点部の面積のみによって共振領域の断面積を設定することができるため、クラックの発生を防止し、かつ、共振領域の断面積を小さくすることができる。

さらに、絶縁層は圧電層の上面の外周の少なくとも一部を隠蔽しているため、共振特性が悪い圧電層の外周以外の領域を共振領域にすることができる。その結果、高品質のバルク弾性波共振器を得ることができる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるバルク弾性波共振器（以下、「ＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）共振器」と呼ぶ）１を示す図であり、（ａ）は外観斜視図を示し、（ｂ）は１ｂ−１ｂ断面図を示している。なお、図１（ａ）、（ｂ）において、上部電極５０側を上方向とし、下部電極２０側を下方向とする。また、図１（ａ）において、基板１０は省略されている。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ＢＡＷ共振器１は、基板１０と、基板１０の上面１１に形成された下部電極２０と、下部電極２０の上面２１に形成された圧電層３０と、圧電層３０の上面３１に形成された絶縁層４０と、絶縁層４０の上面４１に形成された上部電極５０とを備えている。

ここで、基板１０は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、モリブテン（Ｍｏ）又はタングステン（Ｗ）等の音響インピーダンスの高い材料で形成された層と、（二酸化硅素）ＳｉＯ_２等の音響インピーダンスが低い材料で形成された層とが交互に積層された音響ミラーを備えている。但し、基板１０としては、圧電層３０の共振エネルギーを損失しないような材料であれば、Ｆ−ＢＡＲのように共振領域の底面部分が空隙になるような材料を用いてもよい。

下部電極２０は、平板形状を有し、基板１０の上面１１のほぼ全域を覆うように基板１０の上面１１に形成されている。下部電極２０は、圧電層３０を構成するＰＺＴと整合性の高いプラチナ（Ｐｔ）により構成されている。但し、圧電層３０を構成するＰＺＴと整合性の高い材料であれば、プラチナ（Ｐｔ）に代えて、イリジウム（Ｉｒ）、酸化ランタンニッケル（ＬａＮｉＯ_３）、酸化ストロンチウムルテニウム（ＳｒＲｕＯ_３）等の材料を採用してもよい。

圧電層３０は、ＰＺＴから構成され、直方体形状を有し、下部電極２０の上面２１に形成されている。

絶縁層４０は、圧電層３０の上面３１の外周を構成する４辺のうちの一辺である辺３２を隠蔽するように、上面３１に形成されている。ここで、上面３１と絶縁層４０とが接する矩形状の領域Ｄ１の幅ｘは、辺３２と直交する辺３４の長さの半分より多少小さな寸法である。これにより、後述する接点部５１が圧電層３０の中央部に位置するようになり、共振領域６０を圧電層３０の中央部に形成することができる。すなわち、圧電層３０の上面３１の外周付近は中央部に比べて傷等が発生しやすく、外周付近の領域に共振領域６０を形成すると、高品質のＢＡＷ共振器を得ることが困難となる。そのため、共振領域６０は圧電層３０の上面３１の中央部に形成することが好ましい。なお、図１（ａ）に示すように、絶縁層４０は、基板１０、下部電極２０、及び圧電層３０の右半分の領域よりも多少小さな領域を覆うように圧電層３０の上面３１に形成されている。また、上下方向と直交する共振領域６０の断面の面積を共振領域６０の断面積と呼ぶ。

また、圧電層３０の中央部側の絶縁層４０の側壁４３と圧電層３０の上面３１との角度θは、９０度よりも大きくなるように、側壁４３は傾斜したテーパー形状を有している。

上部電極５０は、絶縁層４０の上面４１に形成され、先端に向かうにつれて、形状が細くなるようなテーパー形状を有しており、先端部分が圧電層３０の上面３１と接する接点部５１となっている。接点部５１は、長方形又は正方形等の矩形形状を有している。この接点部５１と下部電極２０とによって挟まれる圧電層３０の直方体状の領域が共振領域６０となる。ここで、上部電極５０をテーパー形状とすることで、所望のインピーダンス特性を得るために、接点部５１の面積を小さくしても、上部電極５０の抵抗を小さくすることができる。

図２は、ＢＡＷ共振器１の製造工程を示す図である。まず、（ａ）に示すように、基板１０を用意する。次に、（ｂ）に示すように、基板１０の上面１１に下部電極２０となる金属層をスパッタや蒸着等の手法を用いて成膜する。次に、（ｃ）に示すように、圧電層３０となるＰＺＴ層をスパッタリング法やゾルゲル法等の手法を用いて成膜し、焼結する。

次に、（ｄ）に示すように焼結した圧電層３０にパタニングを施し、圧電層３０の右側の部分を除去すると共に、圧電層３０の左側の部分を除去する。次に、（ｅ）に示すように、下部電極２０にパタニングを施し、下部電極２０の右側の部分を除去する。

次に、（ｆ）に示すように、下部電極２０の上面２１及び圧電層３０の上面３１にフォトレジスト７０を塗布し、光を照射して、絶縁層４０を形成する以外の領域のフォトレジスト７０を除去する。次に、（ｇ）に示すように、絶縁層４０を成膜する。次に、（ｈ）に示すように、フォトレジスト７０を剥離することで、絶縁層４０の左側の部分を除去し、圧電層３０の左側の部分を露出させる開口部を形成する。すなわち、（ｆ）〜（ｈ）においては、絶縁層４０として、二酸化硅素（ＳｉＯ_２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）等を用い、ＣＶＤ法によって絶縁層４０を成膜した後、絶縁層４０をパタニングするというリフトオフ法により絶縁層４０が形成されている。

次に、（ｉ）に示すように、上部電極５０をスパッタリング法や、蒸着法等の手法を用いて成膜した後、接点部５１の面積が所望する共振周波数を得ることができる大きさとなり、かつ、接点部５１に向かうにつれて、上部電極５０の幅が細くなるように、上部電極５０をパタニングする。

このようにして形成されたＢＡＷ共振器１では、圧電層３０の膜厚ｔと、接点部５１の面積（共振領域６０の断面積）とを所望の共振周波数を得ることができるような値に設計することで、背景技術で示した（１）〜（４）式で表されるようなパラメータを有するＢＡＷ共振器１を得ることができる。

また、図２（ｃ）〜（ｅ）に示すように、圧電層３０は、下部電極２０としてのＰｔ層が形成された後、下部電極２０がパタニングされる前に、成膜されているため、溶液を塗布してコーディングするゾルゲル法のような製法を採用する場合、下地段差による厚みムラが生じることなく、高い厚み精度を有する成膜が可能となる。また、圧電層３０の底面の全域に下部電極２０が形成されているため、圧電層３０を焼結する際に、圧電層３０に発生するクラックを防止することができ、高品質のＢＡＷ共振器１を製造することができる。

また、接点部５１は、圧電層３０の中央部付近に設けられており、加工精度が悪く圧電特性が悪い圧電層３０の外周付近の領域が共振領域６０とされていないため、Ｑ値等の共振特性を向上させることができる。

高周波において不要な反射を無くすためには、インピーダンス特性が所望の値となるようにＢＡＷ共振器１を設計しなければならない。特に、圧電層３０としてＰＺＴのような誘電率の大きな材料を採用した場合、共振領域６０の断面積を小さくすることが要求される。この場合、圧電層３０の外周部分の領域に共振領域を設けると、共振領域の大部分を、圧電特性の悪い領域が支配することになる。従って、共振領域６０を圧電層３０の中央部分に設定する効果は大きい。

なお、リフトオフ加工により開口部を形成したのは、エッチングによって開口部を加工すると、共振領域６０にあたる圧電層３０の表面も、エッチング時に研削され、表面荒れが発生し、共振特性が劣化するからである。

また、絶縁層４０の側壁４３は、上側に向かうにつれて、開口部が末広がりとなるように傾斜したテーパー形状を有しているため、側壁４３と圧電層３０の上面３１とが交差する箇所で、上部電極５０が段切れを起こして断線したり、上部電極５０が薄膜化して上部電極５０の抵抗が増大したりすることを防止することができる。

（実施の形態２）
図３は、実施の形態２によるＢＡＷ共振器１ａを示す図であり、（ａ）は外観斜視図を示し、（ｂ）は３ｂ−３ｂ断面図を示している。実施の形態２によるＢＡＷ共振器１ａは、圧電層３０の外周の４辺を隠蔽するように、圧電層３０の上面３１に絶縁層４０ａを形成し、絶縁層４０ａの中央部分に開口部４２ａを形成し、圧電層３０の中央部分を露出し、この開口部４２ａに接点部５１を形成したことを特徴とする。

具体的には、絶縁層４０ａは、圧電層３０の外周を構成する４辺を隠蔽するように圧電層３０の上面３１に形成され、基板１０の右側の上面１１にも形成されている。開口部４２ａは、圧電層３０の中央部分に設けられ、上面視において正方形又は長方形の矩形形状を有し、圧電層３０の上面３１を露出する。なお、開口部４２ａの上面視における形状は、矩形状に限定されず、円、楕円、三角形等の他の形状を採用してもよい。また、開口部４２ａの４方の側壁４３ａは、上方に向かうにつれて開口部の断面積が大きくなるように傾斜されたテーパー形状を有している。また、開口部４２ａの断面積は接点部５１の面積よりも大きくされている。

上部電極５０は、実施の形態１と同様、絶縁層４０ａの右側の上面４１ａを跨ぐように形成され、先端の接点部５１が圧電層３０の上面３１と接触している。従って、上部電極５０と下部電極２０とが対向していても、絶縁層４０が存在する領域は、共振領域６０とならず、下部電極２０と接点部５１とが対向する圧電層３０の直方体の領域のみを共振領域６０とすることができる。

このように、実施の形態２によるＢＡＷ共振器１ａによれば、絶縁層４０ａの中央部分に開口部４２ａを設けているため、上部電極５０を絶縁層４０ａ上に配置する際の自由度を高めることができる。また、接点部５１の断面積によって共振領域の断面積を決定することができるため、開口部４２ａの断面積を大きくすることが可能となり、リフトオフ加工を用いても開口部４２ａを精度よく形成することが可能となり、高精度のＢＡＷ共振器１ａを得ることができる。

（実施の形態３）
図４は、実施の形態３によるＢＡＷ共振器１ｂを示す図であり、（ａ）は外観斜視図を示し、（ｂ）は４ｂ−４ｂ断面図を示している。実施の形態３によるＢＡＷ共振器１ｂは、開口部４２ｂの断面積が共振領域６０の断面積と同じ大きさとなるように加工し、開口部４２ｂの全域を覆うように、上部電極５０ｂを絶縁層４０ｂの上面４１ｂに形成したことを特徴とする。

具体的には、絶縁層４０ｂの中央部分に正方形又は長方形等の矩形状の開口部４２ｂを形成して圧電層３０の上面を露出させた後、この開口部４２ｂを覆うように、短冊状の上部電極５０ｂを絶縁層４０ｂの上面４１ｂに形成する。従って、開口部４２ｂの底面の全域が上部電極５０ｂによって覆われて接点部５１ｂが形成される。このため、開口部４２ｂの底面の面積が共振領域６０の断面積とほぼ同じ大きさとなる。また、開口部４２ｂの側壁４３ｂは実施の形態１，２と同様テーパー形状を有している。

このように、実施の形態３によるＢＡＷ共振器１ｂによれば、開口部４２ｂの断面積を共振領域６０の断面積とほぼ同じ大きさに設定し、開口部４２ｂを上部電極５０ｂで覆っているため、開口部４２ｂの断面積のみを精度よく加工することで、所望する断面積を有する共振領域６０を得ることが可能となり、上部電極５０ｂを開口部４２ｂにおいて高精度に位置決めする必要がなくなり、上部電極５０ｂの加工精度を低下させても、高精度に共振領域６０を形成することができる。

更に、実施の形態１，２と同様、共振領域６０が圧電層３０の中央部分に形成されているため、Ｑ値のような共振特性を高めることがでる。また、開口部４２ｂがテーパー形状を有しているため、上部電極５０ｂの断線及び薄膜化による高抵抗化を防止することができる。

（実施の形態４）
図５は、実施の形態４によるＢＡＷ共振器１ｃを示す図であり、（ａ）は外観斜視図を示し、（ｂ）は５ｂ−５ｂ断面図を示している。実施の形態４によるＢＡＷ共振器１ｂは、短冊状の開口部４２ｃを形成し、この開口部４２ｃの長手方向と交差するように上部電極５０ｃを形成したことを特徴とする。

具体的には、開口部４２ｃは、短冊形状を有し、圧電層３０の中央部分に形成されている。上部電極５０ｃは、長手方向が開口部４２ｃの短辺Ｓ１の方向と平行となり、かつ、先端５２ｃが絶縁層４０ｃの上部に位置するように、絶縁層４０ｃの上面４１ｃに沿って配設されている。上部電極５０ｃは、開口部４２ｃ内において圧電層３０の上面３１の一部を覆っており、この覆った部分が接点部５１ｃとなっている。上部電極５０ｃは先端５２ｃに向かうにつれて幅が小さくされ、低抵抗化が図られている。開口部４２ｃの側壁４３ｃは、上方に向かうにつれて、開口部４２ｃの断面積が大きくなるように傾斜してテーパー形状を有している。

従って、共振領域６０の断面積は、開口部４２ｃの短辺Ｓ１の寸法と、上部電極５０ｃの開口部４２ｃでの幅Ｓ２の寸法とによって決定されることになる。そのため、開口部４２ｃにおいて、接点部５１ｃを高精度に位置決めしなくとも、開口部４２ｃの短辺Ｓ１の寸法と、上部電極５０ｃの開口部４２ｃでの幅Ｓ２の寸法とを設定するだけで、共振領域６０の断面積を所望する大きさに設定することができる。また、これにより、開口部４２ｃの長辺の寸法の自由度を高めることができる。

このように実施の形態４によるＢＡＷ共振器１ｃによれば、開口部４２ｃにおいて接点部５１ｃを高精度に位置決めしなくとも、所望する断面積の共振領域６０を得ることができる。また、開口部４２ｃの長辺を大きくして、開口部４２ｃの断面積を比較的大きくすることが可能であるため、リフトオフ加工により、高精度に開口部４２ｃを形成することが可能となる。

また、実施の形態１〜３と同様、開口部４２ｃが圧電層３０中央部分に設けられているため、ＢＡＷ共振器１ｃの共振特性を高めることができ、また、開口部４２ｃの側壁４３ｃが開口部４２ｃの断面積が上方に向かうにつれて大きくなるように傾斜するテーパー形状を有しているため、上部電極５０ｃの段切れや薄膜化による大抵抗化を防止することができる。

図６は、実施の形態１〜４のいずれかのＢＡＷ共振器１〜１ｃを用いて構成されたフィルタ回路２の回路図を示している。図６（ａ）は、１段のフィルタ回路を示し、図６（ｂ）は、３段のフィルタ回路を示している。

図６（ａ）に示すように、フィルタ回路２は、一対の入力端子Ｔ１，Ｔ２、２個のＢＡＷ共振器Ｃ１，Ｃ２、及び一対の出力端子Ｔ３，Ｔ４を備えている。

ＢＡＷ共振器Ｃ１，Ｃ２は、各々実施の形態１〜４のＢＡＷ共振器１〜１ｃのいずれかにより構成されている。ＢＡＷ共振器Ｃ１は、一端が入力端子Ｔ１に接続され、他端が出力端子Ｔ３及びＢＡＷ共振器Ｃ２に接続されている。ＢＡＷ共振器Ｃ２は、一端が入力端子Ｔ２及び出力端子Ｔ４に接続されている。

また、図６（ｂ）に示すフィルタ回路３は、縦続接続された３個のフィルタ回路２０１〜２０３を備える。フィルタ回路２０１〜２０３は、各々図６（ａ）に示すフィルタ回路２により構成されている。そして、フィルタ回路３は、フィルタ回路２０１の出力端子Ｔ３，Ｔ４が、各々フィルタ回路２０２の入力端子Ｔ１，Ｔ２に接続され、フィルタ回路２０２の出力端子Ｔ３，Ｔ４が、各々フィルタ回路２０３の入力端子Ｔ１，Ｔ２に接続されている。

このような構成のフィルタ回路２、３によれば、実施の形態１〜４のいずれかのＢＡＷ共振器１〜１ｃが採用されているため、共振特性の高いフィルタ回路を提供することができる。

本発明の実施の形態１によるＢＡＷ共振器を示す図であり、（ａ）は外観斜視図を示し、（ｂ）は断面図を示している。 ＢＡＷ共振器の製造工程を示す図である。 本発明の実施の形態２によるＢＡＷ共振器を示す図であり、（ａ）は外観斜視図を示し、（ｂ）は３ｂ−３ｂ断面図を示している。 本発明の実施の形態３によるＢＡＷ共振器を示す図であり、（ａ）は外観斜視図を示し、（ｂ）は４ｂ−４ｂ断面図を示している。 本発明の実施の形態４によるＢＡＷ共振器を示す図であり、（ａ）は外観斜視図を示し、（ｂ）は５ｂ−５ｂ断面図を示している。 本発明によるフィルタ回路の回路図を示している。図６（ａ）は、１段のフィルタ回路を示し、図６（ｂ）は、３段のフィルタ回路を示している。 背景技術を示す図である。 背景技術を示す図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ ＢＡＷ共振器
２，３ フィルタ回路
１０ 基板
１１ 上面
２０ 下部電極
２１ 上面
２０１，２０２，２０３ フィルタ回路
３０ 圧電層
３１ 上面
４０ ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 絶縁層
４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 上面
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ 開口部
４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ 側壁
５０，５０ｂ，５０ｃ 上部電極
５１，５１ｂ，５１ｃ 接点部
５２ｃ 先端
６０ 共振領域
Ｃ１，Ｃ２ ＢＡＷ共振器
Ｄ１ 領域
Ｓ１ 短辺
Ｓ２ 幅
ｔ 膜厚
Ｔ１，Ｔ２ 入力端子
Ｔ３，Ｔ４ 出力端子
ｘ 幅寸法
θ 角度

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板の一方面に形成された下部電極と、
   下面全域が前記下部電極の上面と接するように形成された圧電層と、
   前記圧電層の上面の外周の少なくとも一部が隠蔽されるように形成された絶縁層と、
   前記絶縁層の上面を跨るように設けられ、前記圧電層の上面の一部の領域と接する接点部を含む上部電極とを備え、
   前記基板は、音響インピーダンスの高い材料で形成された層と、音響インピーダンスが低い材料で形成された層とが交互に積層された音響ミラーで構成され、
   前記上部電極は、先端に向かうにつれて、形状が細くなるテーパー形状を有し、先端部分が前記圧電層の上面と接して前記接点部となり、
   前記接点部は、少なくとも前記先端に向かう方向に対して主面において直交する方向の側面が前記絶縁層と接触していないことを特徴とするバルク弾性波共振器。
2. 前記絶縁層は、前記圧電層の上面の一部の領域を露出する開口部を備え、前記圧電層の上面の外周の全域を隠蔽することを特徴とする請求項１記載のバルク弾性波共振器。
3. 前記開口部は、短冊状であり、
   前記上部電極は、前記開口部の長辺と交差するように形成され、交差する部分が前記接点部とされていることを特徴とする請求項２記載のバルク弾性波共振器。
4. 前記絶縁層の側壁は、前記上部電極方向に拡がるテーパー状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバルク弾性波共振器。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のバルク弾性波共振器を備えることを特徴とするフィルタ回路。
6. 基板の上面に下部電極を形成するステップと、
   下面全域が前記下部電極の上面と接するように圧電層を形成するステップと、
   前記圧電層の上面の外周の少なくとも一部が隠蔽されるように絶縁層を形成するステップと、
   前記圧電層の上面の一部の領域と接する接点部を備え、前記絶縁層の上面を跨るように上部電極を設けるステップとを備え、
   前記基板は、音響インピーダンスの高い材料で形成された層と、音響インピーダンスが低い材料で形成された層とが交互に積層された音響ミラーで構成され、
   前記上部電極は、先端に向かうにつれて、形状が細くなるテーパー形状を有し、先端部分が前記圧電層の上面と接して前記接点部となり、
   前記接点部は、少なくとも前記先端に向かう方向に対して主面において直交する方向の側面が前記絶縁層と接触していないことを特徴とするバルク弾性波共振器の製造方法。
   

Images