JP5750052B2 - 弾性波デバイス、フィルタ、通信モジュール、通信装置 - Google Patents
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Description
本願の開示は、弾性波デバイス、フィルタ、通信モジュール、通信装置に関する。
近年、携帯電話に代表される無線機器の急速な普及により、圧電材料を用いた弾性表面波（ＳＡＷ）や厚み振動波（ＢＡＷ）を用いた共振子を複数組み合わせることにより特定の周波数帯の電気信号のみを通過させる特徴を持った高周波通信用のフィルタ素子が開発されている。これまでは主として誘電体フィルタとＳＡＷフィルタが使用されてきたが、最近では、特に高周波での特性が良好で、かつ小型化とモノリシック化が可能な素子である圧電薄膜共振子を用いて構成されたフィルタが注目されつつある。
このような圧電薄膜共振子の中には、ＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）タイプとＳＭＲ（Solidly Mounted Resonator）タイプがある。前者は、基板上に、主要構成要素として、上部電極／圧電膜／下部電極の構造を有し、上部電極と下部電極が対向する部分の下部電極下に空隙が形成されている。ここで、空隙は、下部電極が配置された基板表面に設けた犠牲層のウェットエッチング、あるいは裏面からの基板のウェットエッチング、又はドライエッチング等により形成される。また、後者は上記の空隙の代わりに、音響インピーダンスが高い膜と低い膜を交互にλ／４（λ：弾性波の波長）の膜厚で積層し音響反射膜として利用する構造のものである。
圧電薄膜共振子の上部電極と下部電極との間に電気信号としての高周波電圧を印加すると、上部電極と下部電極に挟まれた圧電膜内部に逆圧電効果に起因する弾性波が励振される。また、弾性波によって生じる歪は圧電効果により電気信号に変換される。このような弾性波は、上部電極膜と下部電極膜がそれぞれ空気に接している面で全反射されるため、圧電膜の厚み方向に主変位をもつ縦振動波となる。このような共振現象を利用することで、所望の周波数特性を有する共振子（あるいはこれを複数接続して形成されるフィルタ）を得ることができる。
例えば、ＦＢＡＲタイプの圧電薄膜共振子では、空隙上に形成された上部電極膜／圧電膜／下部電極膜を主要な構成要素とする積層構造部分の総膜厚Ｈが、弾性波の波長λの１／２（１／２波長）の整数倍（ｎ倍）となる周波数（Ｈ＝ｎλ／２）において共振が生じる。ここで、圧電膜の材質によって決まる弾性波の伝搬速度をＶとすると、共振周波数Ｆは、
Ｆ＝ｎＶ／２Ｈ
となるから、積層構造の総膜厚Ｈにより共振周波数Ｆが制御できる。
Ｆ＝ｎＶ／２Ｈ
となるから、積層構造の総膜厚Ｈにより共振周波数Ｆが制御できる。
このような圧電薄膜共振子を用いたフィルタの構成としては、共振子を直列−並列に梯子状に繋ぐラダー型フィルタがある。ラダー型フィルタは、梯子型に組む段数や、直列−並列に配する共振子の容量比を変えるだけで、挿入損失、帯域外抑圧度等を容易に操作することができ、設計手順も簡便なため、良く用いられている。同様な設計手法としてラティス型フィルタもある。
これらフィルタ構成は直列腕および並列腕の周波数の異なる共振子から構成されており（周波数関係：並列腕＜直列腕）、この異なる共振周波数を有する共振子を同一チップ内に形成する必要がある。並列腕に接続された共振子（以下、並列共振子）を直列腕に接続された共振子（以下、直列共振子）より低い共振周波数にするためには、並列共振子の上部電極上に質量付加膜を形成し、質量付加膜の質量によって周波数を制御している。
特許文献１は、同一基板上に複数の共振周波数を有する共振子を得るために、共振子の主要構成膜である下部電極、圧電膜、上部電極の膜厚を変化させる方法や質量付加膜の追加することによって調整する方法を開示している。特許文献２は、共振子の電極上の質量付加膜をパターニングすることによって調整する方法を開示している。
特許文献１が開示する弾性波デバイスでは、異なる膜厚の質量付加膜を形成するために、複数回の成膜処理、フォトリソグラフィ処理、エッチング処理を行うため、工程の煩雑化、しいてはデバイスのコストを増加させてしまうといった課題があった。
特許文献２が開示する弾性波デバイスのように、並列共振子の質量付加膜を用いてパターンを形成した場合には、共振子の周波数を移動することによって共振特性が大幅に劣化するという課題があった。
本発明は、複数の圧電薄膜共振子の少なくとも１つの共振周波数を特性劣化なく移動させて、優れた特性を得ることができる弾性波デバイス、フィルタ、通信モジュール、通信装置を提供することを目的とする。
本願の開示は、主共振子及び副共振子を有する弾性波デバイスであって、前記主共振子及び副共振子は少なくとも、下部電極と、前記下部電極上に備わる圧電膜と、前記圧電膜上に備わる上部電極とを備え、前記主共振子と前記副共振子とでは、前記上部電極と前記下部電極とが対向する共振領域において、前記下部電極と、前記圧電膜と、前記上部電極に単位面積当たりの重さの合計に差を有し、前記重さの差よりも軽く、かつ前記共振領域内において、パターニングされた周波数制御膜を、前記主共振子及び前記副共振子のうち少なくともいずれか一方に備える。
本願の開示によれば、同一チップ内に複数の共振周波数を有する圧電薄膜共振子において、周波数特性を良好にすることができる。また、弾性波デバイスを製造するための工程を、短縮化することができる。
（実施の形態）
〔１．弾性波デバイスの構成〕
特開２００２−３３５１４１号公報が開示する弾性波デバイスは、複数の共振周波数を有する共振子を同一チップ内で得るために、共振子の電極上に新たに質量付加膜を付加している。したがって、複数の共振周波数を有する共振子を同一チップ内で得るためには、異なる膜厚の質量付加膜が必要となり、複数回の成膜処理、フォトリソグラフィ処理、エッチング処理を行うために、工程の煩雑化、しいてはデバイスのコストを増加させてしまうといった課題があった。
〔１．弾性波デバイスの構成〕
特開２００２−３３５１４１号公報が開示する弾性波デバイスは、複数の共振周波数を有する共振子を同一チップ内で得るために、共振子の電極上に新たに質量付加膜を付加している。したがって、複数の共振周波数を有する共振子を同一チップ内で得るためには、異なる膜厚の質量付加膜が必要となり、複数回の成膜処理、フォトリソグラフィ処理、エッチング処理を行うために、工程の煩雑化、しいてはデバイスのコストを増加させてしまうといった課題があった。
米国特許第６６５７３６３号明細書が開示する弾性波デバイスでは、複数の共振周波数を有する共振子を同一チップ内で得るためには、共振子の電極上に形成した質量付加膜について、質量付加膜のピッチをパターニング工程で制御することにより、共振周波数の調整が可能であることを示している。１回の成膜処理、フォトリソグラフィ処理、エッチング処理で、複数の共振子間で、質量付加膜に対して異なるパターンを形成することができ、同一チップ内で複数の共振周波数を有する共振子を形成できる。しかしながら、並列共振子の質量付加膜を用いてパターンを形成した場合には、共振子の周波数を移動することによって共振特性が大幅に劣化するという課題があった。なお、米国特許第６６５７３６３号明細書には、共振子の電極上に形成する質量付加膜のパターンのピッチに関する開示があるのみであり、その他パターンに対する要求事項については開示されていない。
本実施の形態にかかる弾性波デバイスは、複数の圧電薄膜共振子が接続されて形成されるフィルタにおいて、複数の圧電薄膜共振子のうち少なくとも１つの共振周波数を特性劣化なく移動させて、優れた周波数特性を得ることを目的とする。
（実施例１）
図１Ａ〜図１Ｃは、本実施の形態にかかる弾性波デバイスの一例である圧電薄膜共振子の一実施例を示す。図１Ａは、圧電薄膜共振子の平面図である。図１Ｂは、図１ＡにおけるＡ−Ａ部の断面図であり、第一圧電薄膜共振子の断面図である。図１Ｃは、第二圧電薄膜共振子の断面図である。
図１Ａ〜図１Ｃは、本実施の形態にかかる弾性波デバイスの一例である圧電薄膜共振子の一実施例を示す。図１Ａは、圧電薄膜共振子の平面図である。図１Ｂは、図１ＡにおけるＡ−Ａ部の断面図であり、第一圧電薄膜共振子の断面図である。図１Ｃは、第二圧電薄膜共振子の断面図である。
図２は、本実施の形態の圧電薄膜共振子を直列腕と並列腕とに複数個配置しているフィルタ回路を示す。ここで、直列腕に接続する共振子を第一圧電薄膜共振子（直列共振子）Ｓ１〜Ｓ４、並列腕に接続する共振子を第二圧電薄膜共振子（並列共振子）Ｐ１〜Ｐ３と呼ぶこととする。
図１Ａ〜図１Ｃに示す圧電薄膜共振子は、基板４１、空隙４２、下部電極４３、圧電膜４４、上部電極４５、メンブレン部４６、エッチング媒体導入孔４７、エッチング媒体導入路４８、犠牲層４９、質量付加膜５０、周波数制御膜５１を備えている。基板４１は、本実施例ではシリコン（Ｓｉ）を用いている。下部電極４３は、本実施例ではルテニウム（Ｒｕ）／クロム（Ｃｒ）の２層構造としている。圧電膜４４は、本実施例では窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いている。上部電極４５は、本実施例ではＣｒ／Ｒｕの２層構造としている。下部電極４３、圧電膜４４、上部電極４５の各膜は、スパッタリング法等などの成膜方法によって形成することができる。例えば、２ＧＨｚの共振周波数を有する圧電薄膜共振子の場合、各層のおおよその膜厚は、下部電極４３のＲｕが２５０ｎｍ、Ｃｒが１００ｎｍ、圧電膜４４のＡｌＮが１１５０ｎｍ、上部電極４５の第二層４５ｂ（Ｃｒ）が２０ｎｍ、第一層（Ｒｕ）が２５０ｎｍとなる。なお、下部電極４３及び上部電極４５の電極膜としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）などを用いることができる。また、圧電膜４４としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）などを用いることができる。また、基板４１としては、シリコン（Ｓｉ）、ガラス、セラミックス等を用いることができる。
図１Ｃに示すように、第二圧電薄膜共振子Ｐ１〜Ｐ３は、質量付加膜５０を備えている。質量付加膜５０は、本実施例では膜厚１２５ｎｍのチタン（Ｔｉ）で形成されている。質量付加膜５０は、上部電極４５の第一層４５ａと第二層４５ｂとの間に備わる。質量付加膜５０は、下部電極４３と上部電極４５とが対向しているメンブレン部４６に負荷を付加する膜として機能させるためには、少なくとも上部電極４５と下部電極４３とが対向するメンブレン部４６を含むように形成されていればよい。また、質量付加膜５０は、上部電極４５と下部電極４３とが対向するメンブレン部４６を含むように形成したものを最小領域とし、上部電極４５の形状と一致する形状を最大領域とし、この最小領域と最大領域との間の大きさで任意の形状とすることができる。
図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、第一圧電薄膜共振子Ｓ１〜Ｓ４および第二圧電薄膜共振子Ｐ１〜Ｐ３の上部電極４５の上には、周波数制御膜５１が備わる。周波数制御膜５１は、本実施例では膜厚２０ｎｍのＴｉで形成されている。周波数制御膜５１は、少なくとも上部電極４５と下部電極４３とが対向するメンブレン部４６を含むように備わる。
周波数調整膜５２は、メンブレン部４６における最上層に備わる。周波数調整膜５２は、本実施例ではＳｉＯ2で形成されている。周波数調整膜５２は、図１Ｂに示す第一圧電薄膜共振子Ｓ１〜Ｓ４、図１Ｃに示す第二圧電薄膜共振子Ｐ１〜Ｐ３の共振周波数調整を同時に行うことができる。すなわち、直列腕の第一圧電薄膜共振子Ｓ１〜Ｓ４の膜構成は、最上層から最下層に向かって、ＳｉＯ2／Ｔｉ／Ｃｒ／Ｒｕ／ＡｌＮ／Ｒｕ／Ｃｒ／Ｓｉ基板の順番で膜が形成されている。並列腕の第二圧電薄膜共振子Ｐ１〜Ｐ３の膜構成は、最上層から最下層に向かって、ＳｉＯ2／Ｔｉ／Ｃｒ／Ｔｉ／Ｒｕ／ＡｌＮ／Ｒｕ／Ｃｒ／Ｓｉ基板の順番で膜が形成されている。なお、各層の膜厚は、フィルタの要求仕様に応じて異なり、下部電極４３及び上部電極４５の膜、圧電膜４４、質量付加膜５０、周波数制御膜５１も上述以外の構成も可能である。また、下部電極４３は、１層構造でもよい。また、質量付加膜５０は、上部電極４５の第一層４５ａと第二層４５ｂとの間に挟むことにより、周波数制御膜５１は第一圧電薄膜共振子Ｓ１〜Ｓ４と第二圧電薄膜共振子Ｐ１〜Ｐ３ともに同じ材料の上に形成できる。また、周波数調整膜５２はなくてもよい。上部電極４５と下部電極４３とが対向するメンブレン部４６の、下部電極４３の下と基板４１との間にはドーム状の空隙４２（膨らみ）が形成されている。「ドーム状の空隙」とは、例えば空隙の周辺部では内部高さが低く、空隙の中央ほど内部高さが高くなるような形状の膨らみである。
図３Ａ〜図３Ｄは、第一圧電薄膜共振子Ｓ１〜Ｓ４の製造工程を示す断面図である。図４Ａ〜図４Ｄは、第二圧電薄膜共振子Ｐ１〜Ｐ３の製造工程を示す断面図である。図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｄは、いずれもメンブレン部４６の中心を通る線分（図１ＡにおけるＡ−Ａ部）における断面を示す。
まず、図３Ａ及び図４Ａに示すように、Ｓｉ基板４１上に、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等からなる犠牲層４９を、例えばスパッタリング法または蒸着法を用いて形成する。基板４１は、Ｓｉ基板以外にも石英基板、ガラス基板、セラミックス基板、ＧａＡｓ基板等を用いることができる。特に、基板４１は、空隙形成工程において犠牲層エッチング時にエッチングされてしまことを防ぐため、エッチングが困難な材料で形成されたものを採用することが好ましい。犠牲層４９は、ＺｎＯ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｃｕ等、エッチング液あるいはエッチングガスにより容易に溶解できる材料で形成することが好ましい。犠牲層４９の形成後、露光技術とエッチング技術とを用いて、犠牲層４９を所定の形状にする。
次に、図３Ｂ及び図４Ｂに示すように、下部電極４３として、Ｒｕ／Ｃｒをスパッタリング法等により成膜する。ここでは、下部電極４３は２層構造としたが、１層構造でもよい。次に、露光技術とエッチング技術により、犠牲層４９を覆うように、下部電極４３を所望の形状にパターニングする。この時、下部電極４３には、犠牲層４９をエッチングするためのエッチング媒体を導入するための導入路４８（図１Ａ参照）が形成され、導入路４８の先端には空隙形成時に犠牲層４９をエッチングするためのエッチング媒体導入孔４７（図１Ａ参照）が形成されていてもよい。続いて、圧電膜４４としてＡｌＮを、スパッタリング法等により成膜する。次に、上部電極４５の第一層４５ａとしてＲｕを、スパッタリング法等により成膜する。
次に、図４Ｂに示すように第二圧電薄膜共振子は、質量付加膜５０としてＴｉを、スパッタリング法等により成膜する。次に、露光技術とエッチング技術により、質量付加膜５０が少なくとも上部電極４５と下部電極４３とが対向したメンブレン部４６を含むように形成する。ここで、質量付加膜５０のパターニングにはリフトオフ法を用いても構わない。なお、質量付加膜５０の成膜は、第二圧電薄膜共振子の製造工程においてのみ実施され、第一圧電薄膜共振子の製造工程においては省略することができる。
次に、図３Ｃ及び図４Ｃに示すように、スパッタリング法などで上部電極４５の第二層４５ｂとして、Ｃｒを成膜する。ここで、第二圧電薄膜共振子における質量付加膜５０は、上部電極４５の第一層４５ａと第二層４５ｂとにより挟まれた状態となる。次に、上部電極４５の第二層４５ｂの上に、周波数制御膜５１としてＴｉを成膜する。次に、露光技術とエッチング技術を用いて、少なくとも上部電極４５と下部電極４３とが対向したメンブレン部４６を含む領域の周波数制御膜５１を、所望の形状にパターニングする。本工程において、フィルタを構成する各共振子の上部電極４５上のパターンを各々異ならせることによって、複数の共振周波数を有する共振子を一度の工程で作製することができる。
ここで、周波数制御膜５１は、単位面積あたりの重さが圧電膜４４（ＡｌＮ）により励振される弾性波に影響を与えない重さにすることにより、周波数制御膜５１がパターニングされたことによって生じる不要スプリアスの発生や共振特性の劣化を抑制することができる。「周波数制御膜５１が圧電膜４４により励振される弾性波に影響を与えない重さ」とは、第一に、第一圧電薄膜共振子と第二圧電薄膜共振子において、上部電極と下部電極とが対向する共振領域における下部電極と、圧電膜と、上部電極と、質量付加膜と、周波数調整膜との単位面積当たりの重さの合計の差よりも軽い重さである。本実施例では、周波数制御膜の単位面積当たりの重さが、第二圧電薄膜共振子に形成された質量付加膜５０の単位面積当たりの重さよりも軽い重さで形成される。特に、本実施例では周波数制御膜５１の単位面積あたりの重さが０．２ｇ／ｍ2以下の条件を満たすことにより、周波数制御膜５１がパターニングされたことによって生じる不要スプリアスの発生や共振特性の劣化を抑制することができる。ここで、上部電極、下部電極、圧電膜、質量付加膜、周波数調整膜、周波数制御膜等の「単位面積あたりの重さ（ｇ／ｍ２）」とは、それぞれの材料密度（ｇ／ｍ３）と膜厚（ｍ）との積である。本実施例では質量付加膜及び周波数調整膜を含んだ構成で発明を開示してあるが、質量付加膜等を含まない弾性波デバイスを実施する場合には、上記「周波数制御膜５１が圧電膜４４により励振される弾性波に影響を与えない重さ」は、第一圧電薄膜共振子と第二圧電薄膜共振子において、上部電極と下部電極とが対向する共振領域における下部電極と、圧電膜と、上部電極との単位面積当たりの重さの合計の差よりも軽い重さとすることにより、同様の効果を得ることができる。
周波数制御膜５１のエッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングのうちいずれか一方を用いることができる。しかし、微細なパターン形状が容易に得られること、アンダーエッチングが少ないことから、ドライエッチングを用いるほうが好ましい。
周波数制御膜５１の形状は、膜厚よりも低い高さであってもよい。しかし、各共振子間で複数の共振周波数を有する共振子を得るためには、複数の共振子の上部電極４５上で異なる形状のパターンをエッチングする必要がある。したがって、周波数制御膜５１の形状は、膜厚に相当する高さを有するように形成することにより、パターン形成時のエッチングのバラツキを低減することができ、精密に所望の周波数に移動させることができる。
また、周波数制御膜５１と上部電極４５の組み合わせとしては、エッチング選択性のある材料の組み合わせにすれば、エッチング時に他の膜への損傷が少なく、精密に所望の周波数に移動させることができる。したがって、優れた特性の弾性波デバイスを安定して提供することができる。
次に、図３Ｄ及び図４Ｄに示すように、露光技術とエッチング技術により、上部電極４５を所望の形状にパターニングする。次に、下部電極４３の窓明けおよび共振特性改善のために、露光技術とエッチング技術により圧電膜４４を所望の形状にパターニングする。次に、周波数調整膜５２（ＳｉＯ2）をスパッタリング等により成膜する。ここで、周波数調整膜５２の材料は、ＳｉＯ2に限定されず、励起エネルギーなどにより、その一部を漸減できる金属酸化膜や金属窒化膜などの他の絶縁膜であっても構わない。
次に、露光技術とエッチング技術によって、上部電極４５上にある周波数調整膜５２を除去し、その部分にバンプパッド（不図示）を形成する。
最後に、露光技術とエッチング技術により、下部電極４３の一部に形成されている犠牲層エッチング媒体導入孔４７（図１Ａ参照）上の周波数調整膜５２を除去する。次に、犠牲層エッチング媒体導入孔４７に、犠牲層エッチング媒体を導入する。犠牲層エッチング媒体は、導入路４８（図１Ａ参照）を経て、下部電極４３の下へ導入され、犠牲層４９を除去する。これにより、上部電極４５と下部電極４３とが対向するメンブレン部４６の下方に、ドーム状の膨らみを有する空隙４２を形成することができる。以上により、本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子が完成する。
犠牲層４９のエッチング液としては、犠牲層４９以外の圧電薄膜共振子を構成する材料、特にエッチング媒体が接触する犠牲層４９上の電極材料をエッチングしにくい材料であることが好ましい。
なお、基板４１、下部電極４３、上部電極４５、圧電膜４４の各材料は上記に限定されず、他の材料でもよい。また、空隙４２に代えて、音響インピーダンスが高い膜と低い膜とが交互にλ／４（λ：弾性波の波長）の膜厚で積層した音響反射膜を、メンブレン部４６における、下部電極４３と基板４１との間に配置する構造であってもよい。
図５は、第一圧電薄膜共振子において、パターンが形成された周波数制御膜５１の材料密度と膜厚の積、つまり、単位面積当たりの重さと共振Ｑとの関係を示す特性図である。図５において、横軸は周波数制御膜５１の単位面積あたりの重さ、縦軸は共振Ｑの劣化を示している。ここで、縦軸は、周波数制御膜５１が無い圧電薄膜共振子の共振Ｑの値から、周波数制御膜５１がある圧電薄膜共振子の共振Ｑの値を差し引いた値である。つまり、縦軸において正の値は劣化量、負の値は改善量を示している。また、図５の値は周波数移動量が全て約１０ＭＨｚの場合の値である。また、周波数制御膜５１の膜厚は、２５ｎｍ（図５のＴ１）、５０ｎｍ（図５のＴ２）、１２５ｎｍ（図５のＴ３）とした。ここで、周波数制御膜５１の膜厚が１２５ｎｍの場合は、第二圧電薄膜共振子に形成された質量付加膜の単位面積当たりの重さと同じ場合を示している。また、周波数制御膜５１は、上部電極４５における共振領域内に形成している。また、周波数制御膜５１は、凸状に突出したパターン（島パターン）を有し、この島パターンにより共振部に質量を与えることができる。図５に示すように、周波数制御膜５１の単位面積あたりの重さが０．２ｇ／ｍ2以下であれば、共振Ｑが劣化せずに共振周波数を移動させることができることが分かった。
図６Ａは、周波数制御膜の単位面積あたりの重さが０．５６ｇ／ｍ2の場合の、周波数移動量に対する共振Ｑおよび電気機械結合係数ｋ2の劣化の割合を示す。図６Ｂは、周波数制御膜の単位面積あたりの重さが０．１１ｇ／ｍ2の場合の周波数移動量に対する共振Ｑおよび電気機械結合係数ｋ2の劣化の割合を示す。図６Ａの場合、周波数移動量の増加に伴い、共振Ｑおよび電気機械結合係数ｋ2が共に劣化するのに対し、図６Ｂの場合、周波数移動量の増加に伴う共振Ｑおよび電気機械結合係数ｋ2の劣化は見られなかった。
ここで、本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子のメカニズムについて説明する。
圧電薄膜共振子は、上部電極４５と下部電極４３に電圧を印加すると、上部電極４５と下部電極４３とが対向するメンブレン部４６において厚さ方向の電界が発生し、圧電膜４４が厚さ方向に伸縮する。換言すれば、圧電膜４４の共振領域の厚さ方向に弾性波が伝播する。上部電極４５の上部と下部電極４３の下部は真空（または気体）との境界であるため、そこでは弾性波は自由端反射する。反射を繰り返す弾性波は、弾性波が発生する箇所の総膜厚と位相が合わない周波数成分は打ち消しあう。結局、弾性波の波長の半分の整数倍が総膜厚と一致する弾性波のみ存在でき、共振現象を起こす。
上部電極４５上にパターンが形成された周波数制御膜５１がある場合、パターンがある部分とパターンがない部分の総膜厚が異なることになり、上記共振現象はパターンがある部分とパターンがない部分の２カ所で発生する。共振現象が２カ所で発生する共振特性を有する共振子を用いてフィルタを作製した場合、一方の共振特性はスプリアスとして機能してしまうため、共振特性を一個にする必要がある。また、共振現象が２カ所で発生するため、共振特性自体の劣化が生じる。従来は周波数制御膜のパターンピッチを、圧電膜に励振された弾性波の波長よりも小さくすることにより、弾性波はパターンを認識できないと考えられてきたが、本発明者らは、パターンピッチではなく、共振領域において、パターンを形成する膜の単位面積当たりの重さが特性に影響を与えることを見出した。パターンを形成する膜の単位面積あたりの重さが十分に小さい場合、上部電極４５上にパターンが形成された膜を形成したとしても、圧電膜４４に励振された弾性波がパターンがある部分とパターンがない部分を認識できないことを見出したのである。
図７は、周波数制御膜５１としてＴｉあるいはＳｉＯ2を用いた場合の共振Ｑの劣化を縦軸に、横軸に単位面積あたりの重さでプロットした特性図を示す。ここで、周波数制御膜５１をＳｉＯ2で形成した場合の膜厚は、５０ｎｍとした（図７におけるＴ１１）。また、周波数制御膜５１を膜厚２５ｎｍのＴｉで形成した場合（Ｔ１２）、膜厚５０ｎｍのＴｉで形成した場合（Ｔ１３）、膜厚１２５ｎｍのＴｉで形成した場合（Ｔ１４）の値をプロットした。
図７に示すように、膜厚５０ｎｍのＳｉＯ2を形成した場合（Ｔ１１）の共振Ｑと、膜厚２５ｎｍのＴｉを形成した場合（Ｔ１２）の共振Ｑとが、ほぼ一致している。すなわち、周波数制御膜５１は、材料の違いおよび膜厚の違い（膜厚５０ｎｍのＳｉＯ2、膜厚２５ｎｍのＴｉ）があったとしても、単位面積あたりの重さを同じにすることにより周波数移動に伴う特性劣化を抑制できていることが分かる。このことは、周波数制御膜５１の膜厚が重要なのではなく、単位面積あたりの重さを圧電膜４４が励振する弾性波に影響を及ぼさない重さになるように、周波数制御膜５１の密度と膜厚の積を設定にすることにより、共振子の共振周波数を共振特性の劣化なく移動させることができることを示している。
ここで、周波数制御膜５１のパターンは、本実施の形態では島パターン（凸形状）としたが、単位面積当たりの重さを任意の値にすることができれば、ホールパターン（凹形状）であっても構わない。
図８は、周波数制御膜５１の占有率と共振Ｑとの関係を示すグラフである。ここで、占有率とは、上部電極と下部電極とが対向する共振領域の面積に対して、周波数制御膜５１が形成されている面積の割合を示している。つまり、占有率が低い場合は、共振領域に形成されている周波数制御膜５１の面積は小さく、占有率が高い場合は、共振領域に形成されている周波数制御膜５１の面積が大きいことを示している。図８に示すように、島パターンの周波数制御膜５１を備えた場合、メンブレン部４６に対する周波数制御膜５１の占有率は、４０％以下とすることが好ましい。また、ホールパターンの周波数制御膜５１を備えた場合、メンブレン部４６に対する周波数制御膜５１の占有率は、６０％以上とすることが好ましい。
また、周波数制御膜５１のパターンは、円形または楕円形で形成することができる。また、周波数制御膜５１のパターンは、曲線を含む形状で形成することができる。周波数制御膜を上記の形状で形成することにより、パターン形成時に所望のパターンを正確に形成しやすく、共振子の共振周波数を精密に所望の周波数に移動させることができる。
（実施例２）
図９Ａ〜図９Ｃは、本実施の形態にかかる弾性波デバイスの一例である圧電薄膜共振子の一実施例を示す。図９Ａは、圧電薄膜共振子の平面図である。図９Ｂは、図９ＡにおけるＡ−Ａ部の断面図であり、第一圧電薄膜共振子の断面図である。図９Ｃは、第二圧電薄膜共振子の断面図である。
図９Ａ〜図９Ｃは、本実施の形態にかかる弾性波デバイスの一例である圧電薄膜共振子の一実施例を示す。図９Ａは、圧電薄膜共振子の平面図である。図９Ｂは、図９ＡにおけるＡ−Ａ部の断面図であり、第一圧電薄膜共振子の断面図である。図９Ｃは、第二圧電薄膜共振子の断面図である。
図１０は、本実施の形態の圧電薄膜共振子を直列腕と並列腕とに複数個配置しているフィルタ回路を示す。ここで、直列腕に接続する共振子を第一圧電薄膜共振子（直列共振子）Ｓ１〜Ｓ４、並列腕に接続する共振子を第二圧電薄膜共振子（並列共振子）Ｐ１〜Ｐ３と呼ぶこととする。
図９Ａ〜図９Ｃに示す圧電薄膜共振子は、基板４１、空隙４２、下部電極４３、圧電膜４４、上部電極４５、メンブレン部４６、エッチング媒体導入孔４７、エッチング媒体導入路４８、周波数制御膜５１、周波数調整膜５２を備えている。基板４１は、本実施例ではシリコン（Ｓｉ）を用いている。下部電極４３は、本実施例ではルテニウム（Ｒｕ）／クロム（Ｃｒ）の２層構造としている。圧電膜４４は、本実施例では窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いている。上部電極４５は、本実施例では第一層４５ａと第二層４５ｂの２層構造としている。第一層４５ａは、例えばＲｕを用いることができる。第二層４５ｂは、例えばＣｒを用いることができる。
ここで、図９Ｃに示す並列共振子（図１０における第二圧電薄膜共振子Ｐ１〜Ｐ３）の上部電極４５の膜厚は、図９Ｂに示す直列共振子（図１０における第一圧電薄膜共振子Ｓ１〜Ｓ４）の上部電極４５と比べて厚くしている。具体的には、図９Ｃに示す上部電極４５の第一層４５ａの膜厚は、図９Ｂに示す上部電極４５の第一層４５ａの膜厚よりも厚くしている。このような構成とすることによって、並列共振子の共振周波数を直列共振子の共振周波数よりも低くしている。
下部電極４３、圧電膜４４、上部電極４５の各膜は、スパッタリング法等などの成膜方法によって形成することができる。例えば、２ＧＨｚの共振周波数を有する圧電薄膜共振子の場合、各層のおおよその膜厚は、下部電極４３のＲｕが２５０ｎｍ、Ｃｒが１００ｎｍ、圧電膜４４のＡｌＮが１１５０ｎｍ、図９Ｂに示す直列共振子の上部電極４５の第一層４５ａ（Ｒｕ）が２５０ｎｍ、第二層４５ｂ（Ｃｒ）が２０ｎｍ、図９Ｃに示す並列共振子の上部電極４５のＣｒが２０ｎｍ、Ｒｕが３００ｎｍとなる。
周波数調整膜５２は、メンブレン部４６における最上層に備わる。周波数調整膜５２は、本実施例ではＳｉＯ2で形成されている。周波数調整膜５２は、図９Ｂに示す第一圧電薄膜共振子Ｓ１〜Ｓ４、図９Ｃに示す第二圧電薄膜共振子Ｐ１〜Ｐ３の共振周波数の調整を同時に行うことができる。すなわち、直列腕の第一圧電薄膜共振子Ｓ１〜Ｓ４の膜構成は、最上層から最下層に向かって、ＳｉＯ2／Ｔｉ／Ｃｒ／Ｒｕ／ＡｌＮ／Ｒｕ／Ｃｒ／Ｓｉ基板の順番で膜が形成されている。並列腕の第二圧電薄膜共振子Ｐ１〜Ｐ３の膜構成は、最上層から最下層に向かって、ＳｉＯ2／Ｔｉ／Ｃｒ／Ｒｕ／ＡｌＮ／Ｒｕ／Ｃｒ／Ｓｉ基板の順番で膜が形成されている。なお、各層の膜厚は、フィルタの要求仕様に応じて異なり、下部電極４３及び上部電極４５の膜、圧電膜４４、周波数制御膜５１も上述以外の構成も可能である。また、下部電極４３は、１層構造でもよい。また、本実施例では直列共振子と並列共振子の共振周波数の周波数差を、上部電極４５の第一層４５ａ及び第二層４５ｂの膜厚差によって規定しているが、同様の膜厚差を下部電極４３に含まれる複数の層の膜厚差によって共振周波数差を規定しても良い。上部電極４５と下部電極４３とが対向するメンブレン部４６の、下部電極４３の下と基板４１との間にはドーム状の空隙４２（膨らみ）が形成されている。「ドーム状の空隙」とは、例えば空隙の周辺部では内部高さが低く、空隙の中央ほど内部高さが高くなるような形状の膨らみである。
ここで、周波数制御膜５１は、単位面積あたりの重さが圧電膜４４（ＡｌＮ）により励振される弾性波に影響を与えない重さにすることにより、周波数制御膜５１がパターニングされたことによって生じる不要スプリアスの発生や共振特性の劣化を抑制することができる。「周波数制御膜５１が圧電膜４４により励振される弾性波に影響を与えない重さ」とは、第二に、第一圧電薄膜共振子と第二圧電薄膜共振子において、上部電極と下部電極とが対向する共振領域における下部電極と、圧電膜と、上部電極と、周波数調整膜との単位面積当たりの重さの合計の差よりも軽い重さである。本実施例では、周波数制御膜の単位面積当たりの重さが、第一圧電薄膜共振子と第二圧電薄膜共振子の上部電極の単位面積当たりの重さの差よりも軽い重さで形成される。特に、本実施例では周波数制御膜の単位面積あたりの重さが０．２ｇ／ｍ2以下の条件を満たすことにより、周波数制御膜５１がパターニングされたことによって生じる不要スプリアスの発生や共振特性の劣化を抑制することができる。ここで、上部電極、下部電極、圧電膜、周波数調整膜、周波数制御膜等の「単位面積あたりの重さ（ｇ／ｍ２）」とは、材料密度（ｇ／ｍ３）と膜厚（ｍ）との積である。
（実施例３）
次に、実施例３として、本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子を梯子形に接続したラダー型フィルタについて説明する。
次に、実施例３として、本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子を梯子形に接続したラダー型フィルタについて説明する。
図１１は、本実施例のラダー型フィルタの回路図である。図１１に示すように、ラダー型フィルタは、直列腕に接続されている第一圧電薄膜共振子Ｓ１〜Ｓ５と、並列腕に接続されている第二圧電薄膜共振子Ｐ１〜Ｐ３とを備えている。ここで、第一圧電薄膜子および第二圧電薄膜共振子は実施例１に記載の膜構成であり、第二圧電薄膜共振子には第一圧電薄膜共振子との間に共振周波数差を設けるために質量付加膜が形成されている。ここで、第一圧電薄膜共振子Ｓ１の共振周波数をｆS1としたとき、第一圧電薄膜共振子Ｓ２の共振周波数がｆS1、第一圧電薄膜共振子Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５の共振周波数が（ｆS1−７ＭＨｚ）となるように、各第一圧電薄膜共振子Ｓ１〜Ｓ５にパターンが形成された周波数制御膜５１を備えている。
図１２は、周波数制御膜５１の単位面積あたりの重さが０．５６ｇ／ｍ2の場合（比較例）と０．１１ｇ／ｍ2の場合（実施例３）とにおけるラダー型フィルタの通過特性を示す。ここで、比較例は周波数制御膜５１の単位面積当たりの重さが、質量付加膜の単位面積当たりの重さよりと同じ場合を示し、実施例３は周波数制御膜５１の単位面積当たりの重さが、質量付加膜の単位面積当たりの重さよりも軽い場合を示している。周波数制御膜５１の単位面積あたりの重さが０．５６ｇ／ｍ2の場合では、ラダー型フィルタに含まれる圧電薄膜共振子の共振周波数を移動させた場合に、各共振子の共振特性が劣化してしまう。これに対し、実施例３の周波数制御膜５１の単位面積あたりの重さが０．１１ｇ／ｍ2の場合では、ラダー型フィルタに含まれる圧電薄膜共振子の共振特性を劣化させずに共振周波数を移動できるため、優れたフィルタ特性が得られる。
〔２．通信モジュールの構成〕
図１３は、本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子を備えた通信モジュールの一例を示す。図１３に示すように、デュープレクサ６２は、受信フィルタ６２ａと送信フィルタ６２ｂとを備えている。また、受信フィルタ６２ａには、例えばバランス出力に対応した受信端子６３ａ及び６３ｂが接続されている。また、送信フィルタ６２ｂは、パワーアンプ６４を介して送信端子６５に接続している。ここで、受信フィルタ６２ａは、本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子を備えている。
図１３は、本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子を備えた通信モジュールの一例を示す。図１３に示すように、デュープレクサ６２は、受信フィルタ６２ａと送信フィルタ６２ｂとを備えている。また、受信フィルタ６２ａには、例えばバランス出力に対応した受信端子６３ａ及び６３ｂが接続されている。また、送信フィルタ６２ｂは、パワーアンプ６４を介して送信端子６５に接続している。ここで、受信フィルタ６２ａは、本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子を備えている。
受信動作を行う際、受信フィルタ６２ａは、アンテナ端子６１を介して入力される受信信号のうち、所定の周波数帯域の信号のみを通過させ、受信端子６３ａ及び６３ｂから外部へ出力する。また、送信動作を行う際、送信フィルタ６２ｂは、送信端子６５から入力されてパワーアンプ６４で増幅された送信信号のうち、所定の周波数帯域の信号のみを通過させ、アンテナ端子６１から外部へ出力する。
本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子を通信モジュールに備えることで、通過特性の優れた通信モジュールを実現することができる。また、通信モジュールの製造工程を短縮することができる。
なお、図１３に示す通信モジュールの構成は一例であり、他の形態の通信モジュールに本実施の形態にかかるフィルタを搭載しても、同様の効果が得られる。
〔３．通信装置の構成〕
図１４は、本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子、または前述の通信モジュールを備えた通信装置の一例として、携帯電話端末のＲＦブロックを示す。また、図１４に示す通信装置は、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）通信方式及びＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）通信方式に対応した携帯電話端末の構成を示す。また、本実施の形態におけるＧＳＭ通信方式は、８５０ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯、１．８ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯に対応している。また、携帯電話端末は、図１４に示す構成以外にマイクロホン、スピーカー、液晶ディスプレイなどを備えているが、本実施の形態における説明では不要であるため図示を省略した。ここで、受信フィルタ７３ａ、７７〜８０は、本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子を備えている。
図１４は、本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子、または前述の通信モジュールを備えた通信装置の一例として、携帯電話端末のＲＦブロックを示す。また、図１４に示す通信装置は、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）通信方式及びＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）通信方式に対応した携帯電話端末の構成を示す。また、本実施の形態におけるＧＳＭ通信方式は、８５０ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯、１．８ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯に対応している。また、携帯電話端末は、図１４に示す構成以外にマイクロホン、スピーカー、液晶ディスプレイなどを備えているが、本実施の形態における説明では不要であるため図示を省略した。ここで、受信フィルタ７３ａ、７７〜８０は、本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子を備えている。
まず、アンテナ７１を介して入力される受信信号は、その通信方式がＷ−ＣＤＭＡかＧＳＭかによってアンテナスイッチ回路７２で、動作の対象とするＬＳＩを選択する。入力される受信信号がＷ−ＣＤＭＡ通信方式に対応している場合は、受信信号をデュープレクサ７３に出力するように切り換える。デュープレクサ７３に入力される受信信号は、受信フィルタ７３ａで所定の周波数帯域に制限されて、バランス型の受信信号がＬＮＡ７４に出力される。ＬＮＡ７４は、入力される受信信号を増幅し、ＬＳＩ７６に出力する。ＬＳＩ７６では、入力される受信信号に基づいて音声信号への復調処理を行ったり、携帯電話端末内の各部を動作制御したりする。
一方、信号を送信する場合は、ＬＳＩ７６は送信信号を生成する。生成された送信信号は、パワーアンプ７５で増幅されて送信フィルタ７３ｂに入力される。送信フィルタ７３ｂは、入力される送信信号のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させる。送信フィルタ７３ｂから出力される送信信号は、アンテナスイッチ回路７２を介してアンテナ７１から外部に出力される。
また、入力される受信信号がＧＳＭ通信方式に対応した信号である場合は、アンテナスイッチ回路７２は、周波数帯域に応じて受信フィルタ７７〜８０のうちいずれか一つを選択し、受信信号を出力する。受信フィルタ７７〜８０のうちいずれか一つで帯域制限された受信信号は、ＬＳＩ８３に入力される。ＬＳＩ８３は、入力される受信信号に基づいて音声信号への復調処理を行ったり、携帯電話端末内の各部を動作制御したりする。一方、信号を送信する場合は、ＬＳＩ８３は送信信号を生成する。生成された送信信号は、パワーアンプ８１または８２で増幅されて、アンテナスイッチ回路７２を介してアンテナ７１から外部に出力される。
本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子、または通信モジュールを通信装置に備えることで、通過特性の優れた通信装置を実現することができる。また、通信装置の製造工程を短縮することができる。
なお、図１４に示す通信装置は一例であり、少なくとも本実施の形態にかかる圧電薄膜共振子を備えた通信装置であれば、他の構成を有する通信装置であっても本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
〔４．実施の形態の効果、他〕
本実施の形態によれば、空隙４２を複合膜側にドーム形状としているため、基板４１をエッチングする必要がなく生産性の向上が図れる。また、基板４１をエッチングしないため、基板４１の機械的強度の劣化防止も図ることができる。更に、空隙４２を形成する領域は小さくて済むため、集積化を図ることができる。
本実施の形態によれば、空隙４２を複合膜側にドーム形状としているため、基板４１をエッチングする必要がなく生産性の向上が図れる。また、基板４１をエッチングしないため、基板４１の機械的強度の劣化防止も図ることができる。更に、空隙４２を形成する領域は小さくて済むため、集積化を図ることができる。
更に、上部電極４５と下部電極４３とが対向するメンブレン部４６の形状を、楕円形、または非平行からなる多角形にすることにより、平行な辺が存在しないため、電極の外周で反射された弾性波が共振部分で横方向の定在波として存在することを抑制することができる。これにより、通過帯域内にリップルが発生することを抑制することができる。
更に、空隙の基板面上への投影領域は上部電極と下部電極とが対向する領域を含むことにより、圧電薄膜共振子の共振特性を向上させ優れた性能を得ることができる。
なお、実施例１に示す圧電薄膜共振子、および実施例２に示すフィルタを製造する際は、上記製造工程に限らず、他の製造工程であってもよい。例えば、犠牲層４９を形成しないでバンプパッド形成工程まで得た後、基板４１の裏面に、上部電極４５と下部電極４３とが対向するメンブレン部４６を含むように開口したレジストパターンを形成する。次に、基板４１の裏面からＳＦ6によるエッチングとＣ4Ｆ8による側壁保護膜形成を交互に繰り返す条件で行うことによって、側壁形状が基板面に対して略垂直になるようにドライエッチングを行い、上部電極４５と下部電極４３とが対向するメンブレン部４６の下側に空隙４２を形成する。これにより、圧電薄膜共振子、および圧電薄膜共振子を複数接続して構成されるフィルタを、製造することができる。
また、本実施の形態では、ラダー型フィルタを一例として挙げたが、複数の共振子をラティス型に接続したラティス型フィルタであってもよい。
本実施の形態における第一圧電薄膜共振子（直列共振子）は、本発明の主共振子の一例である。本実施の形態における第二圧電薄膜共振子（並列共振子）は、本発明の副共振子の一例である。本実施の形態における基板４１は、本発明の基板の一例である。本実施の形態における下部電極４３は、本発明の下部電極の一例である。本実施の形態における上部電極４５は、本発明の上部電極の一例である。本実施の形態における圧電膜４４は、本発明の圧電膜の一例である。本実施の形態における質量付加膜５０は、本発明の質量付加膜の一例である。本実施の形態における周波数制御膜５１は、本発明に周波数制御膜の一例である。本実施の形態におけるメンブレン部４６は、本発明の共振領域の一例である。本実施の形態における空隙４２は、本発明の空隙の一例である。
本実施の形態に関して、以下の付記を開示する。
（付記１）
主共振子及び副共振子を有する弾性波デバイスであって、
前記主共振子及び副共振子は、
下部電極と、
前記下部電極上に備わる圧電膜と、
前記圧電膜上に備わる上部電極とを備え、
前記主共振子と前記副共振子とでは、前記上部電極と前記下部電極とが対向する共振領域における単位面積当たりの重さに差を有し、
前記重さの差よりも軽い周波数制御膜を、前記主共振子及び前記副共振子のうち少なくともいずれか一方に備える、弾性波デバイス。
主共振子及び副共振子を有する弾性波デバイスであって、
前記主共振子及び副共振子は、
下部電極と、
前記下部電極上に備わる圧電膜と、
前記圧電膜上に備わる上部電極とを備え、
前記主共振子と前記副共振子とでは、前記上部電極と前記下部電極とが対向する共振領域における単位面積当たりの重さに差を有し、
前記重さの差よりも軽い周波数制御膜を、前記主共振子及び前記副共振子のうち少なくともいずれか一方に備える、弾性波デバイス。
（付記２）
前記重さの差は、上部電極あるいは下部電極の厚みの差である、付記１記載の弾性波デバイス。
前記重さの差は、上部電極あるいは下部電極の厚みの差である、付記１記載の弾性波デバイス。
（付記３）
前記副共振子は、質量付加膜を備え、
前記重さの差は、前記質量付加膜の重さである、付記１記載の弾性波デバイス。
前記副共振子は、質量付加膜を備え、
前記重さの差は、前記質量付加膜の重さである、付記１記載の弾性波デバイス。
（付記４）
前記周波数制御膜の単位面積あたりの重さは、０．２ｇ／ｍ2以下である、付記１記載の弾性波デバイス。
前記周波数制御膜の単位面積あたりの重さは、０．２ｇ／ｍ2以下である、付記１記載の弾性波デバイス。
（付記５）
前記周波数制御膜の形状は、凸形状の島パターンである、付記１〜４のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
前記周波数制御膜の形状は、凸形状の島パターンである、付記１〜４のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記６）
前記周波数制御膜の形状は、凹形状のホールパターンである、付記１〜４のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
前記周波数制御膜の形状は、凹形状のホールパターンである、付記１〜４のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記７）
凸形状の島パターンを有する周波数制御膜を備えた共振子と、凹形状のホールパターンを有する周波数制御膜を備えた共振子とを備えた、付記１〜４のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
凸形状の島パターンを有する周波数制御膜を備えた共振子と、凹形状のホールパターンを有する周波数制御膜を備えた共振子とを備えた、付記１〜４のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記８）
前記周波数制御膜の形状は、前記周波数制御膜の膜厚に相当する高さである、付記１〜４のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
前記周波数制御膜の形状は、前記周波数制御膜の膜厚に相当する高さである、付記１〜４のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記９）
前記周波数制御膜によって形成されたパターンは、前記共振領域に分散して形成されている、付記１〜８のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
前記周波数制御膜によって形成されたパターンは、前記共振領域に分散して形成されている、付記１〜８のいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記１０）
前記周波数制御膜によって形成されたパターンは、円または楕円である、付記１〜９のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
前記周波数制御膜によって形成されたパターンは、円または楕円である、付記１〜９のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記１１）
前記周波数制御膜によって形成されたパターンは、曲線を含む形状である、付記１〜１０のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
前記周波数制御膜によって形成されたパターンは、曲線を含む形状である、付記１〜１０のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記１２）
前記周波数制御膜と前記上部電極とは、材料が異なる、付記１〜１１のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
前記周波数制御膜と前記上部電極とは、材料が異なる、付記１〜１１のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記１３）
前記周波数制御膜と前記上部電極とは、材料の組み合わせがエッチング選択性のある材料の組み合わせである、付記１〜１２のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
前記周波数制御膜と前記上部電極とは、材料の組み合わせがエッチング選択性のある材料の組み合わせである、付記１〜１２のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記１４）
前記共振領域は、楕円形である、付記１〜１３のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
前記共振領域は、楕円形である、付記１〜１３のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記１５）
前記共振領域は、非平行からなる多角形である、付記１〜１３のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
前記共振領域は、非平行からなる多角形である、付記１〜１３のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記１６）
少なくとも前記共振領域に重なる前記下部電極の下部と前記基板との間に、ドーム状の膨らみを有する空隙を備え、
前記空隙の輪郭は曲線からなる閉じた形状である、付記１〜１５のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
少なくとも前記共振領域に重なる前記下部電極の下部と前記基板との間に、ドーム状の膨らみを有する空隙を備え、
前記空隙の輪郭は曲線からなる閉じた形状である、付記１〜１５のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記１７）
前記共振領域を基板に投影した領域は、空隙を基板に投影した領域に含まれる、付記１〜１６のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
前記共振領域を基板に投影した領域は、空隙を基板に投影した領域に含まれる、付記１〜１６のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記１８）
前記基板は、前記共振領域に重なる領域に空隙を備えている、付記１〜１５のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
前記基板は、前記共振領域に重なる領域に空隙を備えている、付記１〜１５のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス。
（付記１９）
前記主共振子及び副共振子をラダー型もしくはラティス型に接続した、弾性波デバイス。
前記主共振子及び副共振子をラダー型もしくはラティス型に接続した、弾性波デバイス。
（付記２０）
付記１〜１９のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイスを備えた、フィルタ。
付記１〜１９のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイスを備えた、フィルタ。
（付記２１）
付記１〜１９のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイスを備えた、デュープレクサ。
付記１〜１９のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイスを備えた、デュープレクサ。
（付記２２）
付記１〜１９のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス、付記２０に記載のフィルタ、または付記２１に記載のデュープレクサを備えた、通信モジュール。
付記１〜１９のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス、付記２０に記載のフィルタ、または付記２１に記載のデュープレクサを備えた、通信モジュール。
（付記２３）
付記１〜１９のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス、付記２０に記載のフィルタ、付記２１に記載のデュープレクサ、または付記２２に記載の通信モジュールを備えた、通信装置。
付記１〜１９のうちいずれか一つに記載の弾性波デバイス、付記２０に記載のフィルタ、付記２１に記載のデュープレクサ、または付記２２に記載の通信モジュールを備えた、通信装置。
本願は、弾性波デバイス、フィルタ、通信モジュール、通信装置に有用である。
４１ 基板
４２ 空隙
４３ 下部電極
４４ 圧電膜
４５ 上部電極
４６ メンブレン部
４７ エッチング媒体導入孔
４８ 犠牲層エッチング媒体導入路
４９ 犠牲層
５０ 質量付加膜
５１ 周波数制御膜
５２ 周波数調整膜
４２ 空隙
４３ 下部電極
４４ 圧電膜
４５ 上部電極
４６ メンブレン部
４７ エッチング媒体導入孔
４８ 犠牲層エッチング媒体導入路
４９ 犠牲層
５０ 質量付加膜
５１ 周波数制御膜
５２ 周波数調整膜
Claims (7)
- 主共振子及び副共振子を有する弾性波デバイスであって、
前記主共振子及び副共振子は、
下部電極と、
前記下部電極上に備わる圧電膜と、
前記圧電膜上に備わる上部電極とを備え、
前記主共振子及び前記副共振子のうち、前記副共振子のみは、前記上部電極内に、前記上部電極とは異なる材料からなる質量付加膜をさらに備え、
前記主共振子と前記副共振子とでは、前記上部電極と前記下部電極とが対向する共振領域における単位面積当たりの重さに差を有し、
前記重さの差は、前記質量付加膜の単位面積当たりの重さであり、
前記重さの差よりも軽い周波数制御膜を、前記主共振子及び前記副共振子のうち少なくともいずれか一方に備える、弾性波デバイス。 - 前記周波数制御膜の単位面積あたりの重さは、０．２ｇ／ｍ2以下である、請求項１記載の弾性波デバイス。
- 前記周波数制御膜は、凹形状または凸形状のパターンを備え、前記パターンが前記共振領域に分散して形成されている、請求項１または２に記載の弾性波デバイス。
- 前記周波数制御膜は、円形または楕円形である、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の弾性波デバイス。
- 請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の弾性波デバイスを備えた、フィルタ。
- 請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の弾性波デバイス、または請求項５に記載のフィルタを備えた、通信モジュール。
- 請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の弾性波デバイス、請求項５に記載のフィルタ、または請求項６に記載の通信モジュールを備えた、通信装置。
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