压电薄膜共振元件以及利用它的电路部件的利记博彩app

专利名称：压电薄膜共振元件以及利用它的电路部件的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator,薄膜腔声谐振)型 或SMR (Solidly Mounted Resonator,固态装配谐振)型的压电薄膜共振 元件，以及利用该压电薄膜共振元件的滤波器或分波器等电路部件。
背景技术：
众所周知，压电薄膜共振元件具有如下构造用电极夹持压电膜的上
表面及下表面，在下表面电极的下部设置空隙或者声学多层膜。压电薄膜
共振元件具有以下功能在压电膜的上表面电极与下表面电极之间输入电 信号，通过压电膜将其变换成机械位移，并且通过压电膜、上表面电极及 下表面电极各部分的膜厚和下表面电极下部的空隙或声学多层膜，仅提取 特定频率的机械位移，将该机械位移再次变换为电信号而输出到外部。
在压电薄膜共振元件中，在下表面电极的下部设置了空隙的类型被称
为"FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator,薄膜腔声谐振)"，在下表而 电极的下部形成了声学多层膜的类型被称为"SMR (Solidly Mounted Resonator,固态装配谐振)"。
例如，FBAR型压电薄膜共振元件作为基本构造而具有图22、图23 所示的构造。另外，图22是FBAR型的压电薄膜共振元件的平面图，图 23是图22的X-X线截面图。图22的绘有小点的部分表示压电薄膜共振元 件的共振部。
压电薄膜共振元件100的主要结构元件有基板101、下表面电极 102、压电膜103、上表面电极104、端子电极102A以及端子电极104A。 下表面电极102、压电膜103以及上表面电极104呈矩形形状，在基板 101的上表面上按上面的次序被层叠起来。下表面电极102和上表面电极 104具有大致相同的面积，压电膜103具有比下表面电极102和上表面电极104大的面积。在基板101的、下表面电极102和上表面电极104所面 对的位置处，形成有空隙105，该空隙105具有比该面对部分稍大的开口 面。
当在上表面电极104与下表面电极102之间施加高频信号时，在压电 膜103的内部会由于逆压电效应而激发出弹性波。该弹性波包括沿着压 电膜103的膜厚方向的面(图23中的zy面)而振动的波106b (以下称为 "纵向振动波"。)、和沿着与压电膜103的膜平行的方向的面(图22 中的xy面)而振动的波106a (以下称为"横向振动波"。)。
由于纵向振动波106b分别在压电膜103的上表面电极104侧的端面和 下表面电极102侧的端面上反射，因此在压电膜103内，通过压电膜 103、上表面电极104以及下表面电极102的各膜厚之和H以及由它们的 材料所确定的弹性波的传播速度V而确定的规定频率的纵向弹性波106b 发生共振，而其他频率的纵向弹性波106b衰减。因此，纵向弹性波106b 的频率f包括满足f = nXV/2H (n为整数)的关系的频率(共振频率)， 该共振频率的纵向弹性波106b被再次变换为电信号而被输出到外部。
如上所述，压电薄膜共振元件100包括利用逆压电效应和基于机械 构造的共振现象将高频的电信号(电能)变换成特定频率的弹性波(机械 能)的构造；和将特定频率的弹性波(机械能)再次变换为该频率的电信 号(电能)的构造。在由电能-机械能变换的部分所产生的弹性波屮，横向 弹性波106a的机械能难以被再次变换为电能，因此横向弹性波106a在压 电薄膜共振元件的能量变换动作中导致了能量损失。
此外，横向弹性波106a使得在压电薄膜共振元件IOO的共振特性屮产 生寄生，使得该共振特性中的振幅特性以及相位特性发生恶化。其结果 是，例如在组合多个压电薄膜共振元件100而形成的滤波器的通过频带屮 产生波纹，并且成为导致插入损失或群时延的特性等恶化的主要原因。
然而，压电薄膜共振元件是适用于从高频的电信号中提取特定频率的 滤波器的元件，例如在损失比利用SAW (Surface Acoustic Wave,声表而 波)的共振元件低、在耐电力性或ESD (electro-static discharge;静电释 放)特性等方面优异，因此作为便携式无线电设备的收发用的滤波器或分波器等的结构元件而需求日益增高。
并且，由于在便携式无线电设备的发送用的滤波器或分波器中要求低 功耗，在接收用的滤波器中要求高接收灵敏度，因此要求压电薄膜元件减 少能量损失并提高Q值。
因此，以往，人们提出了提高压电薄膜共振元件的Q值的方法或抑制 横向弹性波的发生而减少能量损失和寄生的方法。
例如，在日本专利文献特表2003-505906号公报(专利文献1)和曰 本专利文献特开2006-5924号公报(专利文献2)中示出了以下内容， 即将压电膜103用具有分散关系k(o0的材料构成，该分散关系k(co)中， 在角频率w比隔断频率6Je低的区域波数k为实数，如图24所示，通过将 上表面电极104的外缘部的膜厚形成得比从该外缘部靠内侧的部分的膜厚 薄，而降低了寄生。另外，图24也可看作是在图23中在上表面电极 104的外缘部设置阶梯，使得该阶梯部分104a的膜厚H2比从该阶梯部分 104a靠内侧的部分的膜厚Hl薄。具有上述分散关系k(w)的压电膜103相 当于使用了泊松比为1/3以下的均匀材料的情形，例如使用氮化铝 (A1N)来实现。
此外，在日本专利文献特开2006-109472号公报(专利文献3)屮， 将压电膜用具有上述分散关系k(co)的材料构成，如图25所示，通过将上 表面电极104的外缘部的膜厚形成得比从该外缘部靠内侧的部分的膜厚 厚，来提高共振特性的Q值。另外，图25也可看作是在图23中在上表 面电极104的外缘部设置突出部104b，使得该突出部104b的膜厚H3比从 该突出部104b靠内侧的部分的膜厚Hl厚。
此外，在日本专利文献特开2006-128993号公报(专利文献4)中， 如图26所示，通过从压电膜103的上表面电极104除去伸出的部分，来抑 制横向弹性波106a的泄漏。另外，在图26中，压电膜103的宽度(y方 向的尺寸)比上表面电极104的宽度稍长，但这是为了显示压电膜103的 存在而在作图时这样描绘的，事实上，压电膜103的宽度与上表面电极 104的宽度大致相同。
此外，在日本专利文献特开2006-128993号公报(专利文献4)中，
6如图27所示，通过在上表面电极104的端子电极104A的上表面设置附加 电极107，抑制横向弹性波106a的泄漏，实现共振特性的Q值以及电气机 械结合系数的改善。另外，在图27中，在附加电极107的顶端与下表面 电极102的顶端之间设置有距离D，这是因为如果附加电极107的顶端 与下表面电极102的顶端重复则特性会恶化，因而在制造上使得两个顶端 不重复。
专利文献l:特表2003-505906; 专利文献2:特开2006-5924; 专利文献3:特开2006-109472; 专利文献4:特开2006-128993。
然而，在日本专利文献特表2003-505906、特开2006-5924以及特开 2006-109472等各公报中所示出的、调整压电薄膜共振元件100的上农面 电极104的外缘部的膜厚来减少寄生，或者改善共振特性的Q值的方法 中，如果增加膜厚，虽然寄生特性得到了改善，但共振特性的Q值恶化， 相反，如果减小膜厚，则尽管共振特性的Q值得到改善，但寄生特性具有 恶化的趋势。
对于产生这种趋势的原因，能够利用图28来如下述地进行解释。图 28是在图25中，将下表面电极102、压电膜103以及上表面电极104的 层叠部分的区域划分为设置于上表面电极104的外缘部的突出部104b 和下表面电极102所面对的区域(区域(B))、比该区域(B)靠外侧的 区域(区域(C))、以及比区域(B)靠内侧的区域(区域(A))这三 个区域，并将各区域(A) 、 (B) 、 (C)的声阻定义为ZA、 Zb、 Zc的 图。
当在上表面电极104的外缘部设置了突出部104b时，区域(A)、 (B) 、(C)各区域的厚度HA、 Hb、 Hc成为Hc〈HA〈He的关系，l大l而 声阻ZA、 ZB、 Zc的大小关系为ZC<ZA<ZB。通过使区域(B)的声阻ZB 比区域(A) 、 (C)的声阻ZA、 Zc大，区域(A)和区域(C)的声阻的 不匹配被增大，因而高阶的对称及非对称的横向模式的弹性波在区域 (B)被反射，难以泄漏至区域(C)。其结果是，尽管主振动的频率附近的横向弹性波的泄漏的减少带来了 压电薄膜共振元件100的共振特性的Q值的提高，但由于区域(B)的横
向弹性波的反射，在区域(A)中容易产生作为寄生发生的主要原因的横 向弹性波的驻波，因此压电薄膜共振元件100的寄生特性反而会恶化。
另一方面，如图24所示，当在上表面电极104的外缘部设置了阶梯 104a时，区域(A) 、 (B) 、 (C)各区域的厚度HA、 Hb、 Hc的关系成 为HC<HB<HA，因而声阻ZA、 ZB、 Zc的大小关系为ZC<ZB<ZA。通过 使区域(B)的声阻ZB处于区域(A) 、 (C)的声阻的中间，区域(A) 和区域(C)的声阻Za、 Zc的不匹配得到了缓和，因此高阶的对称及非对 称的横向模式的弹性波容易泄漏到区域(C)。
其结果是，在区域(A)中，由于横向弹性波从区域(B)向区域 (C)的泄漏，因而难以产生作为产生寄生的主要原因的横向弹性波的驻 波，因此压电薄膜共振元件100的寄生特性得到了改善，但同时由于在主 振动的频率附近横向弹性波的泄漏增加了，因而压电薄膜共振元件100的 共振特性的Q值反而恶化了。
因此，仅仅单纯地调整使得区域(B)的厚度比区域(A) 、 (C) 厚、或者使其厚度处于区域(A) 、 (C)的中间，是难以同时对压i乜薄膜 共振元件100的共振特性的Q值和寄生特性两方面都进行改善的。
接着，在日本专利文献特开2006-128993号公报所示的、在上表面Hl 极104的端子电极104A的上表面上设置附加电极107的方法中存在以下 问题。
在压电薄膜共振元件100的制造过程中，当下表面电极102的边缘部 分呈直角时，裂缝会以该边缘部分为基点而进入，形成共振部的薄膜容易 损坏从而在可靠性方面存在问题，因此如图29所示那样地在下表面电极 102的顶端设置有倾斜面102a。因而，层叠在下表面电极102上侧的压电 膜103上产生了倾斜，层叠在压电膜103上侧的上表面电极104上也容易 产生倾斜面104c。其结果是，下表面电极102、压电膜103以及上农面电 极104的倾斜部分的膜厚比除此之外部分的膜厚薄，在该倾斜部分处声阻 会发生变化。艮P，如图29所示，将下表面电极102、压电膜103以及上表面电极 104的层叠部分的区域分割为(A) 、 (B) 、 (C)三个区域，即将下 表面电极102的倾斜面102a和上表面电极104的倾斜面104c所面对的区 域作为区域(B)，将该区域(B)靠外侧的区域作为区域(C)，将该区 域(B)靠内侧的区域作为区域(A)，如果设各区域(A) 、 (B)、 (C)的声阻为ZA、 ZB、 Zc，則Zc〈Zb〈Za。
该声阻的大小关系和如图24所示在上表面电极104的外缘部上设置 阶梯104a的情况相同，在上表面电极104的端子电极104A的上表面上设 置附加电极107的方法具有隐含压电薄膜共振元件100的共振特性的Q值 恶化的主要原因的问题。

发明内容
本发明是鉴于一..匕述问题而作出的，其目的在于提供-种实现了共振特 性的高Q化和寄生及能量损失被降低的压电薄膜共振元件、以及使用该压 电薄膜共振元件的滤波器和分波器等电路部件。
本发明的第一方式提供的压电薄膜共振元件具有由压电膜、下表而屯 极、以及上表面电极的层叠构造形成的共振部，其中，所述压电膜具有规 定的平面形状，所述下表面电极形成于该压电膜的下表面上并在外周上具 有相对于膜表面以规定的角度倾斜的倾斜部，所述上表面电极形成于所述 压电膜的上表面上，所述压电薄膜共振元件的特征在于，所述倾斜部的角 度被设定在25。到55°的范围内。
另外，在上述的压电薄膜共振元件中，所述倾斜部可以被设置在所述 下表面电极的外周的一部分上。
本发明的第二方式提供的压电薄膜共振元件的特征在于，具有由压电 膜、下表面电极、以及上表面电极的层叠构造形成的共振部，其中，所述 压电膜具有规定的平面形状，所述下表面电极形成于该压电膜的下表面上 并在外周上具有相对于膜表面以规定的角度倾斜的倾斜部，所述上表面电 极形成于所述压电膜的上表面上，并且，将所述共振部的所述下表面电极 的倾斜部上的层叠区域的一部分的声阻设定得大于所述共振部的所述下表
9面电极的倾斜部内侧的层叠区域的声阻。
本发明的第三方式提供的压电薄膜共振元件的特征在于，具有由压电 膜、下表面电极、以及上表面电极的层叠构造形成的共振部，其中，所述 压电膜具有规定的平面形状，所述下表面电极形成于该压电膜的下表面上 并在外周上具有相对于膜表面以规定的角度倾斜的倾斜部，所述上表面电 极形成于所述压电膜的上表面上，并且，通过在所述上表面电极上的、所 述倾斜部所面对的位置的一部分上设置附加膜，使得所述共振部的所述下 表面电极的倾斜部的层叠厚度中一部分的层叠厚度大于比所述共振部的所 述下表面电极的倾斜部靠内侧部分的层叠厚度。
另外，在上述的压电薄膜共振元件中，也可以是在所述上表面电极 上延伸设置了外部连接用的端子电极，所述附加膜被设置成从所述上表面 电极的上表面上的、所述倾斜部所面对的位置起，跨过所述端子电极。
或者，在上述的压电薄膜共振元件中，也可以是在所述上表而电极 上延伸设置了外部连接用的端子电极，所述附加膜被设置成从所述卜.农面 电极的比所述下表面电极的倾斜部靠内侧的位置起，通过所述倾斜部所面 对的位置，跨过所述上表面电极的所述端子电极。
另外，在上述的压电薄膜共振元件中，还可以是代替所述附加膜， 通过使所述上表面电极上的设置所述附加膜的部分的膜厚比除此之外的部 分的膜厚厚，使得所述共振部的所述下表面电极的倾斜部的层叠厚度中一 部分的层叠厚度大于比所述共振部的所述下表面电极的倾斜部靠内侧部分 的层叠厚度。
此外，在上述的压电薄膜共振元件中，还可以是在所述共振部的外 周部分的所述压电膜上设置相对于膜表面以规定的角度倾斜的倾斜部，所 述共振部的外周部分具有与比所述共振部的所述下表面电极的倾斜部靠内 侧部分的层叠厚度大致相同的层叠厚度，所述压电膜的外周被设定在所述 上表面电极的外周的内侧。
此外，在本发明的第二或第三方式所提供的压电薄膜共振元件中，可 以使所述倾斜部的角度被设定在25。到55。的范围内。
此外，在本发明的第一至第三方式所提供的压电薄膜共振元件中，可以是所述压电膜是具有以(002)方向为主轴的取向性的氮化铝或者氧 化锌。
本发明第四方式所提供的电路部件的特征在于，所述电路部件至少包 括一个本发明中的压电薄膜共振元件。


图1是表示本发明中的FAR型压电薄膜共振元件的第一实施方式的基 本构造的示意图，其中(a)为平面图，(b)为(a)中的A-A线截面 图2是表示试制了具有约2GHz共振频率的第一实施方式的压电薄膜 共振元件，并测定了其1端口特性的回损的测定结果的示意图3是表示具有约2GHz共振频率的比较用压电薄膜共振元件的基木 构造的示意图4是表示对图3所示的压电薄膜共振元件的1端口特性的回损进行 测定而得的测定结果的示意图5是用于通过数值解析对下表面电极端部的倾斜对压电薄膜共振兀 件的共振特性带来的影响进行考察的压电共振元件的模型图6是表示以下部电极的端部的倾斜角为参数来计算共振频率F的阻 抗而得到的结果的示意图7是表示以下部电极的端部的倾斜角为参数来计算反共振频率下的 阻抗而得到的结果的示意图8是表示对将倾斜角取为90°时反共振频率下的压电膜的厚度方向 的位移分布进行数值解析而得到的结果的示意图9是表示对将倾斜角取为90°时反共振频率下的压电膜的横向上的 位移分布进行数值解析而得到的结果的示意图IO是表示对将倾斜角取为8°时反共振频率下的压电膜的厚度方向 上的位移分布进行数值解析而得到的结果的示意图11是表示对将倾斜角取为8°时反共振频率下的压电膜的横向上的 位移分布进行数值解析而得到的结果的示意图；图12是在图7的反共振频率阻抗的特性上、重叠了在图5所示的压电 薄膜共振元件的模型中假设将右侧的端面完全固定时的反共振频率阻抗的
特性的图13是表示图12所示的反共振频率阻抗的两个特性的差分特性的示 意图14表示本发明中的FAR型压电薄膜共振元件的第二实施方式的基 本构造的示意图，其中(a)为平面图，(b)为(a)中的A-A线截面 图15是表示本发明中的FAR型压电薄膜共振元件的第三实施方式的 基本构造的示意图，其中(a)为平面图，(b)为(a)中的A-A线截面 图16是表示本发明中的FAR型压电薄膜共振元件的第四实施方式的 基本构造的示意图，其中(a)为平面图，(b)为(a)中的A-A线截而
图17是表示本发明中的SMR型压电薄膜共振元件的基木构造的示意 图，其中(a)为平面图，(b)为(a)屮的A-A线截面图18是表示本发明的滤波器的构造的示意图19是表示图18所示的滤波器的电路的示意图20是表示对图19所示的梯级型带通滤波器的通过特性进行测定而 得的测定结果的示意图21是分波器的基本框图22是表示FBAR型的压电薄膜共振元件的基本构造的平面图； 图23是图22中的X-X线截面图24是表示以往的FBAR中降低寄生的构造的截面图； 图25是表示以往的FBAR中改善Q值的构造的截面图； 图26是表示以往的FBAR中抑制横向弹性波的泄漏的构造的截面
图27是表示以往的FBAR中抑制横向弹性波的泄漏、并且实现共振 Q值以及电气机械耦合系数的改善的构造的截面图；图28在图25的构造中定义出声阻不同的三个区域的图29是表示在图27的构造中在下表面电极的端部上产生了倾斜的状
态的主要部分截面图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的优选实施方式进行具体说明。
图1是表示本发明中的压电薄膜共振元件的第一实施方式的基本构造
的图。该图的(a)为平面图，该图的(b)为该图的(a)中的A-A线截 面图。另外，在图l的(a)中，将附加膜8画在了比端子电极7稍微靠内 侧的地方，但这是为了显示出端子电极7的存在而在绘图时如此画出的， 实际上附加膜8与端子电极7的尺寸大致相同。此外，为了易于观看而用 粗线画出了上表面电极5和端子电极7，并在附加膜8上画出了小点。在 其他对应的平面图中也同样具有这些小点。
图1所示的压电薄膜共振元件1是FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator,薄膜腔声谐振)型的。压电薄膜共振元件1的主要结构元件 有基板2、下表面电极3、压电膜4、上表面电极5、端子电极6、端子 电极7以及附加膜8。
下表面电极3呈椭圆形，用长轴将该椭圆形一分为二，在其屮一个椭 圆形的端部(图1中左侧的端部)沿着短轴延伸设置有端子电极6。同 样，上表面电极5也呈椭圆形，用长轴将该椭圆形一分为二，在其屮一个 椭圆形的端部(图1中右侧的端部)沿着短轴延伸设置有端子电极7。因 此，下表面电极3和端子电极6、上表面电极5和端子电极7各自在整体 上形成前方后圆的电极膜。
对于下表面电极3中构成共振部的部分，如果边缘呈直角则冇山丁-裂 缝等而导致损坏的担心，因而如图l的(b)所示，使其端部相对于基板2 的上表面倾斜。尤其是，在图1的(a)中从(O顺时针到(口)的范围 Wl内，为了防止弹性波的横向泄漏而呈最佳倾斜角a，上表面电极5的 范围Wl这部分的倾斜角a被设定为25° 55°范围内的最佳倾斜角(例 如大约为30°)。另外，将倾斜角a选定在25° 55°范围内的技术意义
13将在后面讲述。
另外，由于下表面电极3及端子电极6被图样化成一体，因而在本实
施方式中，下表面电极3及端子电极6的前方后圆形状的电极膜的端部以 大约30°的倾斜角a倾斜。
此外，对于上表面电极5和端子电极7的前方后圆形状的电极膜，也 和下表面电极3及端子电极6相同，在其端部设置有大约30°的倾斜角 a。特别是，在图l的(a)的从(,)顺时针到(口)的范围W2这部分 的倾斜角设定成大约30。。
压电膜4和上表面电极5及端子电极7大致相同，具有前方后圆的形 状。附加膜8与端子电极7大致相同而具有矩形形状，附加膜8的面临上 表面电极5那侧的端部(在图1中为左侧的端部)比端子电极7延仲得稍 长，使得该端部与上表面电极2局部重叠。其端部超出上表面电极5的倾 斜部分，在平坦部上延伸以伸出尺寸dl 。
如图l的(b)所示，压电膜4的端部周围相对于下表面电极3的上表 面以角度/3 (例如为50° 60°左右)倾斜。另外，在图1的(b)中， 压电膜4右端的截面也倾斜，但该倾斜并不是积极地发生的。
在基板2的上表面依次层叠着下表面电极3和端子电极5的各电极 膜、压电膜4、下表面电极5和端子电极7的各电极膜、以及附加膜8。 在基板2的、下表面电极3和上表面电极5面对的位置处形成有空隙9， 该空隙9具有比该面对的部分稍大的开口面。
基板2由硅(Si)基板或玻璃基板构成。例如用氟类气体从基板2的 背面进行干式蚀刻，由此形成空隙9。也可以通过在设置于基板表面上的 牺牲层上进行湿式蚀刻等来形成空隙9。
下表面电极3和端子电极6的各电极膜、以及上表面电极5和端子电 极7的各电极膜由含有铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、钨(W)、钽 (Ta)、钼(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)等的金属电极膜构 成。压电膜4由使用了泊松比为1/3以下的均匀材料的薄膜构成。压电膜 4中包括显示出以(002)方向为主轴的取向性的、使用了氮化铝 (A1N)、氧化锌(ZnO)、锆钛酸铅(PZT)、钛酸铅(PbTi03)等的薄膜。
下表面电极3和端子电极6的各电极膜、上表面电极5和端子电极7
的各电极膜、压电膜4例如通过制膜、曝光、蚀刻工序而形成。下表面电 极3的倾斜部3a例如通过使用离子减薄法倾斜地蚀刻而倾斜形成角度a 。 或者，当将光刻胶作为掩模材料利用基于Ar离子的干式蚀刻法而形成下 表面电极3时，通过控制光刻胶的端部形状而将下表面电极3的端部的倾 斜角a形成为期望的角度。另外，可以通过对显影后的过热温度、过热时 间、加热气氛进行控制来调节光刻胶的端部形状。此外，通过使用湿式蚀 刻法对压电膜4进行蚀刻，使压电膜4的倾斜部分4a (以下称为"倾斜部 4a"。)倾斜形成为期望的角度e。
附加膜8由含有金(Au)、钛(Ti)等的金属膜构成。例如，附加膜 8由双层膜构成，该双层膜是通过形成钛(Ti)的薄膜作为衬底膜，并在 其上形成金(Au)的薄膜而得到的。当附加膜8通过金(Au)和钛(Ti) 的双层膜而形成时，能够将该双层膜兼用作用于形成倒装芯片安装的凸点 (b腿p)形成用的衬底，因此具有不会使得制造工序复杂化的优点。 接着，对压电薄膜共振元件1的共振动作进行说明。 在图1中，下表面电极膜3、压电膜4以及上农面电极5重叠的部分 是弹性波进行共振的部分(以下称为"共振部"。)，除此之外的部分是 弹性波不共振的部分(以下称为"非共振部"。)。下表面电极3以及上 表面电极5重叠的部分为椭圆形，因而压电薄膜共振元件1的屮央的椭岡 形部分为共振部。
如图1的(b)所示，将椭圆形的共振部的短轴方向的区域分成 (A) 、 (B) 、 (C) 、 (D)四个区域，即将下表面电极3的倾斜部 3a与上表面电极5以及附加膜8重叠的区域作为区域(C)，将比该区域 (C)靠外侧并且压电膜4和上表面电极5及附加膜8重叠的区域作为区 域(D)，将比该区域(C)靠内侧并且下表面电极3和上表而电极5以及 附加膜8重叠的区域(附加膜8的端部向上表面电极5伸出dl的区域)作 为区域(B)，将比该区域(B)靠内侧并且下表面电极3与上表面电极5 重叠的区域作为区域(A)，将各区域(A) 、 (B) 、 (C) 、 (D)的膜厚设为HA、 HB、 Hc、 HD，将声阻设为ZA、 ZB、 Zc、 ZD。
另外，声阻用材料的密度和音速的积来表示，当材料确定后，是该材 料的固有值。区域(A)的声阻ZA是由下表面电极3、压电膜4以及上表 面电极5的层叠部分整体所确定的固有值，区域(B) 、 (C)的声阻 ZB、 Zc是由下表面电极3、压电膜4、上表面电极5以及附加膜8的层叠 部分整体所确定的固有值，区域(D)的声阻ZD是由压电膜4、上表面电 极5以及附加膜8的层叠部分整体所确定的固有值。
如图1的(b)所示，将区域(A) 、 (B) 、 (C) 、 (D)的膜厚的 大小关系设定为HA<HD <HC<HB，将声阻的大小关系也设定为ZA<ZD <ZC<ZB。通过使区域(B) 、(C)的声阻ZB、 Zc比区域(A)、 (D)的声阻ZA、 Zd大，区域(A)和区域(D)的声阻的不匹配增火了， 因此从椭圆形的共振部的中心O呈放射状传播的横向弹性波中，传播到端 子电极7侧的高阶的对称及非对称的横向模式的弹性波(更具体来说，是 传播到图1的(a)中从(^f)顺时针到(口)的范围Wl的横向弹性波) 在区域(B)中被反射，难以泄漏到区域(C) 、 (D)巾。
另一方面，椭圆形的共振部中，图1的(a)中从逆吋针到 (口)的范围W2内，压电膜4的截面形状如图l的(b)所示相对于下表 面电极3的上表面以角度P倾斜，上表面电极5的端部如屋檐那样突出， 因此与不具有这种截面形状的情况相比，共振部的反共振阻抗较大。因 此，抑制了从椭圆形状的共振部的中心0呈放射状传播的横向弹性波中 的、传播到上述范围W2的横向弹性波向非共振部侧的泄漏。
其结果是，横向弹性波向非共振部侧的泄漏得到抑制，能够实现压电 薄膜共振元件1的能量损失的降低以及共振特性的Q值的提高。
此外，当在椭圆形状的共振部的外周设置了附加膜8时，寄生的发生 频率根据该附加膜8的宽度尺寸的不同而变化，但由于如图l的(a)所示， 附加膜8仅被设置在椭圆形状的共振部与端子电极7的边界部分上，除此 之外的部分没有设置，因而在共振部的设置了附加膜8的部分(图1的
(a)中从(一)顺时针到(口)的范围W1的部分)和除此之外的部分， 共振部中寄生的发生频率是不同的。对称。因而，发挥出了在共振部中设置有 附加膜8的部分和没有设置附加膜8的部分处所产生的寄生相互抵消的作 用，寄生的产生也得以抑制。
艮口，以往无法对共振特性的Q值、寄生特性以及能量损失全都进行改 善，而根据本实施方式中的压电薄膜共振元件1，能够实现共振特性的高
Q化以及寄生的降低。
此外，由于用导体构成附加膜8，因而能够降低上表面电极5和端子 电极7的电阻，从而进一歩改善压电薄膜共振元件1的Q值。
此外，由于将附加膜8跨过区域(B) 、 (C) 、 (D)而形成，因而 能够防止在上部电极5和端子电极7的倾斜部分产生裂纹，从而能够使可 靠性提高。
图2是试制了具有约2GHz共振频率的压电薄膜共振元件1，并测定 了l端口特性的回损的测定结果的图。
试制的压电薄膜共振元件1是如下制成的在硅基板2上，层叠由 240nmm的钌(Ru)膜和100nm的铬(Cr)膜这双层膜形成的下表面电极 3及端子电极6、由1150nm的氮化铝(A1N)单层膜形成的压电股4、 ||:| 240nmm的钌(Ru)单层膜形成的上表面电极5及端子电极7、由500nm 的金(Au)膜和100nm的钛(Ti)膜这双层膜形成的附加膜8。共振部是 具有长轴200/mi、短轴165/mi的尺寸的椭圆形。下表面电极3的倾斜部 3a的倾斜角约为30° 。附加膜8向上表面电极5侧延伸出的的尺寸dl为
在图2中，P点是共振频率fP (1963MHz) ， Q点是反共振频率fQ (2024MHz)。纵轴表示衰减量(dB)，横轴表示频率(MHz)。
这意味着，距OdB的衰减量越小，压电薄膜共振元件1的Q值越高。 此外，在共振频率fP以下的区域中衰减量频繁地急剧变化表示的是寄生的 发生状态。该变动量越小则意味着寄生越小。
图3示出了为了评测图2的特性而试制的具有约2GHz共振频率的比 较用的压电薄膜共振元件的基本构造，图4示出了对该比较用的压电薄膜 共振元件的1端口特性的回损进行测定而得的测定结果。
17图3所示的比较用的压电薄膜共振元件的基本构造相对于图1所示的 第一实施方式的压电薄膜共振元件1的基本构造来说，不同的仅在于附加 膜8在短轴方向上的长度。
艮P，将图3的(a)和图1的(a)进行对比即可发现，以往结构的压 电薄膜共振元件l'的附加膜8仅设置在不与区域(D)的空隙9重叠的部 分，没有延伸至区域(B) 、 (C)的部分。另外，与区域(D)的空隙9 重叠的部分的尺寸d2约为5/mi。
将图2和图4的回损特性进行比较可知，第一实施方式中的压电薄膜 共振元件1的衰减量在P点(共振频率fp)减少约0.025dB，在Q点(反 共振频率fQ)减少约0.06dB，无论在哪一个频率下Q值都高。此外，对于 共振频率fp以下的区域中衰减量的变动幅度，平均算起来第一实施方式中 的压电薄膜共振元件l也较小，寄生也变小了。
因此，可以说通过将FBAR型的压电薄膜共振元件1做成图1所示的 结构，能够实现共振特性的高Q化以及寄生的降低。
接着，说明将下表面电极3的倾斜角a选定在的25。 55°范围内的 技术意义。
图5是用于通过数值解析对下表面电极端部的倾斜对压电薄膜共振元 件的共振特性带来的影响进行考察的压电共振元件的模型图。图5的(a) 是平面图，图5的(b)是(a)的A-A线截面图。
图5所示的压电薄膜共振元件的模型图相对于图l所示的压电薄膜共 振元件1来说，不同之处仅在于基本结构不同，即没有设置附加股8， 以及将压电膜4设置到端子电极6的上表面为止。基板2的材料是硅，压 电膜4的材料是氮化铝，下部电极3和端子电极6、以及上部电极5和端 子电极7的材料是钌。此外，基板2的厚度H为300/mi，压电膜4的厚度 H2为1200nm，下部电极3和端子电极6的厚度Dl、以及上部电极5和端 子电极7的厚度D2分别为250nm。
数值解析是如下进行的为了简化而假设波动不向压电层4的纵深方 向(图5的(a)中的Y方向)传播，而仅在纵横方向(图5的(b)中的 Z方向以及X方向)，波动能量在压电层4的右端面(图5中右侧的端面)处被全部吸收，不产生反射，如此，通过考虑了压电特性的有限元法 来计算压电层4内的位移。
图6示出了以下部电极3的端部的倾斜角a为参数来计算共振频率fr 处的阻抗Zfr (以下称为"共振频率阻抗Zfr"。)而得到的结果，图7示 出了以下部电极3的端部的倾斜角a为参数来计算反共振频率fn处的阻抗 Zfn (以下称为"反共振频率阻抗Zfr")而得到的结果。
根据图6、图7可知，共振频率阻抗Zfr与倾斜角a无关而大致固定， 但反共振频率阻抗Zfo受倾斜角a的影响，在30°附近具有极大值。
然而，反共振频率阻抗Zfo由压电膜4内的静电能和动能的相互转换 而确定，在静电能和动能毫无损失地相互转换的理想状态下其无限大，但 由于实际上必然会发生损失，因而反共振频率阻抗Zft具有有限的值。并
且，反共振频率阻抗Zfn越大则损失越少，可以说共振元件的Q值很高。
根据图7，具有图5所示的模型构造的压电薄膜共振元件具有反共振 频率阻抗Zfn依赖于倾斜角a的特性，并且其特性具有极大值，因而如果 将倾斜角a选为反共振频率阻抗Zft取极大值的大约30°的角度，则能够 尽可能地提高压电薄膜共振元件的Q值。
图8、图9示出了对将倾斜角a取为90°吋反共振频率fo下的压电胶 4的位移分布进行数值解析而得到的结果，图10、图11示出了对将倾斜 角a取为8°时反共振频率fo下的压电膜4的位移分布进行数值解析而得 到的结果。另外，在图5的(b)所示的模型图中，计算压电膜4的位移 分布的模型的前提是假设共振部的大致中央的N为对称边界，假设压电 膜4和基板2之间的界面被完全固定。
图8、图IO示出了压电层4的厚度方向(图5的(b)巾的Z方向) 上的位移分布，图9、图11使出了压电层4的横向(图5的(b)中的X 方向)上的位移分布。此外，图8 图11的M表示压电层4的表面开始 倾斜的位置，相当于图5的(b)中的M的位置。在图8 图11中，M左 侧的区域相当于共振部，右侧的区域相当于非共振部。此外，压电层4内 的条纹模样是通过画出等位线而成的，其表示的是条纹密度高的部分位 移大，条纹密度小的部分位移小。根据图10、图11可知，在倾斜角为8。的情况下，对于X方向的位移 和Z方向的位移都是共振部比非共振部大，弹性波集中于共振部。g卩，可 以说在倾斜角为8。的情况下，在共振部上产生的弹性波向非共振部的泄露
少。另一方面，根据图8、图9可知，在倾斜角为90。的情况下，尽管对于 Z方向的位移来说是共振部比非共振部大，但对于X方向的位移来说共振 部与非共振部之间没有差别，在共振部上产生的弹性波向非共振部的泄露变大。
由于压电薄膜共振元件1利用的是厚度方向(图5中的Z方向)的振 动(纵向弹性波)，因而压电膜4在Z方向上具有分极轴，Z方向的振动 (机械能)被转换成电能，但X方向的振动(横向弹性波)没被转换成电 能，而是成为了能量损失。因此，可以说在倾斜角Qf为90。的吋候，能量 损失比倾斜角a为8。的时候大。
图8 图11所示的位移分布解析是针对图7所示的反共振频率阻抗 ZfJ勺特性中的、在倾斜角ce的范围两侧附近阻抗值比较接近的8°和90°进 行研究的。图8 图11的位移分布揭示出在比具有极大值的30°倾斜伯 小的区域内的8。倾斜角的情况下、和比30。倾斜角大的区域内的90°倾斜 角的情况下，弹性波在压电层4中的传播模式不同，在具有极大值的30° 倾斜角附近传播模式发生了变化。
图12在图7的反共振频率阻抗ZfJ勺特性上、重叠了在图5所示的压 电薄膜共振元件的模型中假设将右侧的端面2a完全固定吋(即，假设弹性 波在端面2a上被反射时)的反共振频率阻抗Zfn的特性。特性A是阁7所 示的反共振频率阻抗Zfn的特性，特性B是假设弹性波在端面2a上反射吋 的特性。此外，图13示出了图12所示特性B与特性A的差分特性。
根据图13，在倾斜角a为约25°到50。之间大致线性地上升，在约60° 到90。之间大致平坦地变化。直线Tl是代表25°到50。之间的线性变化的 线，直线T2是代表60°到90。之间的平坦变化的线。直线Tl和直线T2交 差的点R的倾斜角a约为55°。
如果用在点R处连接直线Tl和直线T2而成的折线来近似表现反共振
频率阻抗Zfn的差分特性，可知反共振频率阻抗Zft的差分特性在倾斜角
20a为约25。以下时不稳定，为25。以上时稳定，并且，在25。 55。的区域以 及55。 90。的区域，特性急剧变化。
在25。 55。的区域内反共振频率阻抗Zfn的差分特性线性地上升表 示随着倾斜角a的增加(随着下部电极3的边缘的立起)，在共振部产 生的弹性波(振动能量)向非共振部的泄漏增加；而当达到55。以上时其 特性变得平坦是因为下部电极3的边缘对弹性波向非共振部的泄漏几乎 没有抑制效果的缘故。因此，可以说只要将倾斜角a设为90。以下就能够 抑制振动能量向非共振部的泄漏，但为了使该抑制有效地发挥作用，最好 设定在55。以下。
另一方面，当将倾斜角a设为25。以下时反共振频率阻抗Zft的差分特 性变得不稳定，这是由于在共振部上激发了 X方向的振动(横向弹性波) 而导致的。因此，只要将倾斜角a至少设定在25。 55。的范围内，就能够 抑制共振部上的横向波的激发，并且能够有效地抑制在共振部产生的纵向 弹性波向非共振部的泄漏。
尤其是，根据图7，如果将倾斜角a设为大约30。，则反共振频率阻抗 Zft具有极大值，因而优选将倾斜角ce设定在30°附近，由此还能实现压电 薄膜共振元件1的高Q化。
在第一实施方式中，如图1所示，将附加膜8形成为从端子电极7延 伸至上表面电极5，但附加膜8的形成方法不限于此。例如，也可以将附 加膜8形成为图14 图16所示的形状。
图14所示的压电薄膜共振元件1A将附加膜8仅设置在区域(C) (下表面电极3的倾斜部3a和上表面电极5重叠的区域)的部分。以卜_， 将该实施方式称为第二实施方式。
如图14的(b)所示，将第二实施方式中的压电薄膜共振元件1A的 区域(A) 、 (B) 、 (C) 、 (D)的膜厚的大小关系设为HD<HB = HA <HC，将声阻的大小关系设为ZD<ZB = ZA<ZC。由于在第二实施方式 中，区域(C)的声阻Zc也比区域(A) 、 (B) 、 (D)的声阻ZA 、 ZB 、 Zd大，因此区域(A) 、 (B)和区域(D)之间的声阻的不匹配增 大。因此从椭圆形的共振部的中心O呈放射状传播的横向弹性波中，传播到端子电极7侧的高阶的对称及非对称的横向模式的弹性波在区域(C) 中被反射，难以泄漏到区域(D)中。
因此，能够实现压电薄膜共振元件1A的能量损失的降低和共振特性
的Q值的提高。此外，通过将下部电极3的端部的倾斜角o;设定为大约 30。可实现高Q化。
图15所示的压电薄膜共振元件1B将附加膜8仅设置在区域(B)、
(C) (下表面电极3的倾斜部3a和上表面电极5重叠的区域以及其内侧 的一部分区域)的部分。以下，将该实施方式称为第三实施方式。
如图15的(b)所示，将第三实施方式中的压电薄膜共振元件1的区 域(A) 、 (B) 、 (C) 、 (D)的膜厚的大小关系设为HD<HA<HC< HB，将声阻的大小关系设为ZD<ZA<ZC<ZB。由于在第三实施方式中， 区域(B) 、 (C)的声阻ZB、 Zc比区域(A) 、 (D)的声阻ZA、 ZD 大，因此区域(A)和区域(D)之间的声阻的不匹配增大。因此从椭圆 形的共振部的中心O呈放射状传播的横向弹性波中，传播到端子电极7侧 的高阶的对称及非对称的横向模式的弹性波在区域(B)中被反射，难以 泄漏到区域(D)中。
因此，压电薄膜共振元件IB也能够实现的能量损失的降低和共振特 性的Q值的提高。此外，通过下部电极3的端部的倾斜角a设定为大约 30。可实现高Q化。
此外，由于将附加膜8跨过区域(B) 、 (C)而形成，因而能够防止 在上部电极5和端子电极7的倾斜部分上产生裂纹，从而能够使nj靠性提 高。
图16所示的压电薄膜共振元件1C将附加膜8仅设置在区域(C)、
(D) (下表面电极3的倾斜部3a和上表面电极5重叠的区域以及其外侧 的区域)的部分。以下，将该实施方式称为第四实施方式。
如图16的(b)所示，将第四实施方式中的压电薄膜共振元件1的区 域(A) 、 (B) 、 (C) 、 (D)的膜厚的大小关系设为HB = HA<HD< Hc，将声阻的大小关系设为ZB = ZA<ZD<ZC。在第四实施方式中，区域 (C)的声阻Zc比区域(D)的声阻Zd大，区域(A) 、 (B)的声阻ZA、 Zb比区域(D)的声阻Zd小。因此在第四实施方式中，区域(A)和
区域(D)之间的声阻的不匹配也增大，因而从椭圆形的共振部的中心0 呈放射状传播的横向弹性波中，传播到端子电极7侧的高阶的对称及非对 称的横向模式的弹性波在区域(C)中被反射，难以泄漏到区域(D)中。
因此，压电薄膜共振元件1C也能够实现能量损失的降低和共振特性 的Q值的提高。此外，通过将下部电极3的端部的倾斜角a设定为大约 30。可实现高Q化。
另外，第二实施方式 第四实施方式中的附加膜8仅被设置在椭圆形 的共振部与端子电极7的边界部分处，而在此以外的部分上没有设置，这 点与第一实施方式是相同的，因而在第二实施方式 第四实施方式中，通 过与第一实施方式同样的作用可抑制寄生特性。
在第一实施方式 第四实施方式中，对于附加膜8的膜厚，在Au/Ti 的情况下，为了获得期望的效果优选为Au (200nm) /Ti (100nm)以卜.。 此外，在第一实施方式中，附加膜8的膜厚和宽度dl的最佳伯:根据彼此 数值的不同会受到影响，由于与压电薄膜共振元件1的共振频率、材料等 也相关，因此可根据适当的FEM (Finite Element Method,有限元法)等 的模拟与实验值来确定。
此外，在第一实施方式 第四实施方式中，也可以代替附加膜8而增 厚上表面电极5上的形成附加膜8的部分的膜厚。SP，代替图1、图14 图16的附加膜8，而使得上表面电极5上的附加膜8的形成部分的膜厚增 加该附加膜8的厚度的量。
如此，在代替附加膜8而使上表面电极5的膜厚部分地变化的情况 下，也能够构成上述的区域(A) (D)的声阻za z。的大小关系，能 够获得与上述作用/效果相同的作用/效果。
对于形成附加膜8的区域或使上表面电极5的膜厚增加的范围，可根 据适当的FEM等的模拟和实验值来导出最佳值。
此外，形成附加膜8的地方不限于上表面电极5的上表而，也可以是 下表面电极3的上表面或下表面、或者压电膜4的上表面等。作为使得区 域(A) (D)各区域的厚度发生改变的方法，不限于上表面电极5或附加膜8，也可以改变压电膜4的膜厚。
在上述第一实施方式 第四实施方式中，是针对FAR型的压电薄膜共 振元件进行的说明，但本发明也能够应用于SMR型的压电薄膜共振元 件。
图17是表示在SMR型的压电薄膜共振元件中设置了上述第一实施方 式中的附加膜8的基本构造的示意图。该图的(a)为平面图，(b)为 (a)中的A-A线截面图。
将图17与图l进行比较可发现，没有设置在图1的构造中在基板2上 的空隙9，而是代替该空隙9而在下表面电极3和端子电极6的电极与基 板2之间设置了声学反射膜10。众所周知，声学反射膜IO是将声阻高的 膜10a和声阻低的膜10b交替层叠X/4 (入为弹性波的波长)的厚度而成 的。
在图17所示的SMR型的压电薄膜共振元件1D (以下将该实施方式 称为"第五实施方式"。)中，通过附加膜8，区域(A) (D)的膜厚 的大小关系为HA<HD<HC<HB，因而声阻的大小关系为ZA<ZD<ZC< ZB，能够起到与第一实施方式同样的作用/效果。
另外，也可以将第五实施方式中的压电薄膜共振元件ID的附加膦8 的形状改变为图14 图16所示的第二实施方式 第四实施方式的形状。
为了获得本发明的效果，在上述第一实施方式 第五实施方式中，基 板2、下表面电极3、压电膜4、上表面电极5、端子电极6以及端子电极 7的各材料不限于上述材料，也可以使用其他材料。
此外，在下表面电极3的下侧，例如也可以设置加强件或者担当蚀刻 阻止层的作用的介电膜。另外，也可以在上表面电极5的上侧设置例如钝 化膜或者承担作为频率调整用的作用的介电膜。此外，也可以通过改变设 置在下表面电极3的下侧或上表面电极5的上侧的介电膜的厚度，来改变 上述第一实施方式 第五实施方式中的区域(A) (D)各区域的厚 度。
在上述第一实施方式 第五实施方式中，将共振部的形状设为了椭圆 形状，但即便取而代之将其设为不包含平行的两个边的多边形形状，也能够获得与上述作用/效果相同的作用/效果。
图18是表示本发明中的滤波器的构造的平面图。此外，图19是表示
图18所示的滤波器的电路的示意图。图18、图19所示的滤波器是将第一 实施方式中的压电薄膜共振元件1组合7个而得的梯级(ladder)型的带通滤 波器。另外，在图19中，为了易于观看而将上表面电极5和端子电极7用 粗线条画出，并在附加膜8上加上了小点。
带通滤波器11是将由两个共振元件按倒L字型连接而成的滤波器 (以下称为"滤波器单位")纵向排列4个而形成的4级结构的梯级型带 通滤波器。另外，第一级滤波器单位和第二级滤波器单位使输入输出的方 向相反来进行连接，第三级滤波器单位和第四级滤波器单位也使输入输出 的方向相反来进行连接，因此第二级滤波器单位的并联共振元件和第三级 滤波器单位的并联共振元件共用并联共振元件P2。
在图18中，符号In、 Out、 a、 b、 c分别与图19的输入输出端子In、 Out以及连接点a、 b、 c对应，符号G表示接地点。此外，椭圆形状的上 表面电极5的部分是共振部，各共振部上所标注的P1 P3、 S1 S4对应 于图19的共振元件P1 P3、 S1 S4。
串联共振元件Sl和并联共振元件Pl通过上表面电极5侧的端子电极 7相连，将串联共振元件Sl和并联共振元件01的端子电极7 —体化而得 的电极部分为输入端子In。同样，串联共振元件S4和并联共振元件P3也 通过上表面电极5侧的端子电极7相连，串联共振元件S4和并联共振元 件P3的端子电极7 —体化而得的电极部分为输出端子Out。
串联共振元件Sl和串联共振元件S2通过下表面电极3侧的端子电极 6相连，串联共振元件Sl和串联共振元件S2的端子电极6被形成为一 体。同样，串联共振元件S3和串联共振元件S4通过下表面电极3侧的端 子电极6相连，串联共振元件S3和串联共振元件S4的端子电极6被形成 为一体。另外，串联共振元件S2、并联共振元件P2以及串联共振元件S3 通过上表面电极5侧的端子电极7相连，串联共振元件S2、并联共振元件 P2以及串联共振元件S3的端子电极7被形成为一体。
图20是表示试制了图18所示的梯级型带通滤波器，并对该带通滤波器的通过特性进行测定而得的测定结果的示意图。
在第一实施方式的图2的说明中，试制的压电薄膜共振元件1将上表
面电极5和端子电极7用24nmm的钌(Ru)单层膜构成，但在试制的带 通滤波器11中，与输入端子In、输出端子Out以及连接点b的电极相当 的、并联共振元件S1 S4的上表面电极5和端子电极7是用240nmm的 钌(Ru)膜和110nm的铬(Cr)膜这双层膜构成的。
在图20中，特性A是本发明中的带通滤波器的特性。特性B是在图 20中将串联共振元件S1 S4以及并联共振元件P1 P3的构造试制成图3 所示的压电薄膜共振元件的构造而得的带通滤波器(以下称为"比较用带 通滤波器")的特性。比较用带通滤波器采用的是图18中使附加膜8不 从端子电极7延伸到上表面电极5内的结构。
如图20所示，本发明中的带通滤波器与比较用带通滤波器相比最小 的插入损失改善了约O.ldB (参考1930MHz 1970MHz)，在一1.7dB带 宽下变成大约4MHz的宽波段。此外，对于波段内的波纹来说，也是本发 明中的带通波滤器的比较小。
如上所述，即使在通过使用本发明中的压电薄膜共振元件构成滤波器 的时候，也能够实现该滤波器的插入损失以及波纹的降低、并实现宽波 段。
此外，如果将上述的梯级型带通滤波器应用在图21所不的包括匹配 电路121、发送用滤波器122以及接收用滤波器123的分波器12的发送用 滤波器122和接收用滤波器123中，则能够实现发送波段及接收波段内的 波纹少、损失低的分波器12。另外，在图21中，匹配电路121是用于对 天线端子和发送用滤波器122及接收用滤波器123的阻抗进行调节的电 路，例如由相位器等构成。该匹配电路121是根据需要进行设计的，在分 波器12中可以省去。
另外，构成滤波器的共振元件的数量或布局等不限于上述内容。
关于上述实施方式，还公开了如下附加内容。 (附1) 一种压电薄膜共振元件，具有由压电膜、下表面电极、以及 上表面电极的层叠构造形成的共振部，其中，所述压电膜具有规定的平面形状，所述下表面电极形成于该压电膜的下表面上并在外周上具有相对于 膜表面以规定的角度倾斜的倾斜部，所述上表面电极形成于所述压电膜的 上表面上，所述压电薄膜共振元件的特征在于，所述倾斜部的角度被设定 在25。到55。的范围内。
(附2)如附1所述的压电薄膜共振元件，其特征在于，所述倾斜部
被设置在所述下表面电极的外周的一部分上。
(附3) —种压电薄膜共振元件，其特征在于，具有由压电膜、下表 面电极、以及上表面电极的层叠构造形成的共振部，其中，所述压电膜具 有规定的平面形状，所述下表面电极形成于该压电膜的下表面上并在外周 上具有相对于膜表面以规定的角度倾斜的倾斜部，所述上表面电极形成于 所述压电膜的上表面上，并且，将所述共振部的所述下表面电极的倾斜部 上的层叠区域的一部分的声阻设定得大于所述共振部的所述下表面电极的 倾斜部内侧的层叠区域的声阻。
(附4) 一种压电薄膜共振元件，其特征在于，具有由压电膜、下表 面电极、以及上表面电极的层叠构造形成的共振部，其中，所述压电膜贝-有规定的平面形状，所述下表面电极形成于该压电膜的下表面上并在外周 上具有相对于膜表面以规定的角度倾斜的倾斜部，所述上表面电极形成于 所述压电膜的上表面上，并且，通过在所述上表面电极上的、所述倾斜部 所面对的位置的一部分上设置附加膜，使得所述共振部的所述下表面电极 的倾斜部的层叠厚度中一部分的层叠厚度大于比所述共振部的所述下表面 电极的倾斜部靠内侧部分的层叠厚度。
(附5)如附4所述的压电薄膜共振元件，其特征在于，所述附加膜 被设置在所述上表面电极的上表面上。
(附6)如附5所述的压电薄膜共振元件，其特征在于，在所述上表 面电极上延伸设置了外部连接用的端子电极，所述附加膜被设置成从所述 上表面电极的、所述倾斜部所面对的位置起，跨过所述端子电极。
(附7)如附5所述的压电薄膜共振元件，其特征在于，在所述上表 面电极上延伸设置了外部连接用的端子电极，所述附加膜被设置成从所述 上表面电极的比所述下表面电极的倾斜部靠内侧的位置起，通过所述倾斜部所面对的位置，跨过所述上表面电极的所述端子电极。
(附8)如附4至附7中任一项所述的压电薄膜共振元件，其特征在 于，所述附加膜是导体。
(附9)如附4至附7中任一项所述的压电薄膜共振元件，其特征在
于，代替所述附加膜，通过使所述上表面电极上的设置所述附加膜的部分 的膜厚比除此之外的部分的膜厚厚，使得所述共振部的所述下表面电极的 倾斜部的层叠厚度中一部分的层叠厚度大于比所述共振部的所述下表面电 极的倾斜部靠内侧部分的层叠厚度。
(附10) —种压电薄膜共振元件，其特征在于，具有由压电膜、下表
面电极、以及上表面电极的层叠构造形成的共振部，其中，所述压电膜具 有规定的平面形状，所述下表面电极形成于该压电膜的下表面上并在外周 上具有以规定的角度倾斜的倾斜部，所述上表面电极形成于所述压电膜的 上表面上，并且，通过使所述压电膜的面对所述倾斜部的膜厚大于所述压 电膜的面对比所述共振部的所述下表面电极的倾斜部靠内侧部分的膜厚， 使得所述共振部的所述下表面电极的倾斜部的层叠厚度中一部分的层叠厚 度大于比所述共振部的所述内侧部分的层叠厚度。
(附11) 一种压电薄膜共振元件，其特征在于，具有由压电膜、下表 面电极、上表面电极、以及介电膜的层叠构造形成的共振部，其屮，所述 压电膜具有规定的平面形状，所述下表面电极形成于该压电膜的下表面上 并在外周上具有以规定的角度倾斜的倾斜部，所述上表面电极形成于所述 压电膜的上表面上，所述介电膜形成于所述下表面电极的下表面和所述上 表面电极的上表面中的某一者或两者上，通过使所述介电膜的面对所述倾 斜部的膜厚大于所述介电膜的面对比所述共振部的所述下表面电极的倾斜 部靠内侧部分的膜厚，使得所述共振部的所述下表面电极的倾斜部的层叠 厚度中一部分的层叠厚度大于比所述共振部的所述下表面电极的倾斜部靠 内侧部分的层叠厚度。
(附12)如附4 附7、附10、附11中任一项所述的压电薄股共振 元件，其特征在于，
在所述共振部的外周部分的所述压电膜上设置相对于膜表面以规定的角度倾斜的倾斜部，所述共振部的外周部分具有与比所述共振部的所述下 表面电极的倾斜部靠内侧部分的层叠厚度大致相同的层叠厚度，所述压电 膜的外周被设定在所述上表面电极的外周的内侧。
(附13)如附4 附7、附10、附11中任一项所述的压电薄膜共振
元件，其特征在于，所述倾斜部的角度被设定在25。到55。的范围内。
(附14)如附1 附7、附10、附11中任一项所述的压电薄膜共振
元件，其特征在于，所述压电膜是具有以(002)方向为主轴的取向性的
氮化铝或者氧化锌。
(附15)如附1 附7、附10、附11中任一项所述的压电薄膜共振
元件，其特征在于，所述共振部的平面形状是椭圆或者不包含平行的两边
的多边形。
(附16) —种电路部件，其特征在于，所述电路部件至少包括 -个附 1 附7、附10、附11中任一项所述的压电薄膜共振元件。
根据附1、附2、附13所述的压电薄膜共振元件，由于下部分电极的 倾斜部的角度被设定在25°到55。的范围内，因此能够实现压电薄膜共振元 件的Q值的提高。
根据附3、 4、 9 11、 14所述的压电薄膜共振元件，山于将共振部的 下表面电极的倾斜部上的层叠区域的一部分的声阻设定得大于共振部的下 表面电极的倾斜部内侧的层叠区域的声阻，因此能够抑制横向的弹性波的 泄漏，实现压电薄膜共振元件的Q值的提高。此外，由于在平面视角下共 振部的声阻变化是不对称的，因此还可降低寄生。
根据附5所述的压电薄膜共振元件，能够在不给制造带来恶劣影响的 前提下，容易地设置附加膜。
根据附6所述的压电薄膜共振元件，通过在上表面电极的端子电极上 还形成附加膜，当附加膜为导体时，能够降低上表面电极的端子电极的电 阻。由此，能够进一步改善压电薄膜共振元件的Q值。
根据附7所述的压电薄膜共振元件，由于能够将-..h表面电极的面对下 表面电极的倾斜部的位置处的附加膜的膜厚稳定地设定为期望的膜厚，因 此能够可靠地提高压电薄膜共振元件的Q值、改善降低能量损失以及减少寄生的特性。
根据附8所述的压电薄膜共振元件，由于能够降低上表面电极的端子 电极的电阻，因而有利于压电薄膜共振元件的Q值的改善。
根据附12所述的压电薄膜共振元件，由于在共振部的外周上的声阻
没有设定得比中心部高的部分处，通过使压电膜的外周处于上表面电极的 外周的内侧，因而反共振阻抗变大，能够抑制该部分处的横向弹性波的泄
漏。由此，能够进一步实现压电薄膜共振元件的Q值的提高。
根据附15所述的压电薄膜共振元件，由于能够在一定程度上降低寄
生，因而能够实现寄生少的压电薄膜共振元件。
根据附16所述的压电薄膜共振元件，能够实现寄生少、损失低的滤
波器或分波器等电路部件。
权利要求
1.一种压电薄膜共振元件，具有由压电膜、下表面电极、以及上表面电极的层叠构造形成的共振部，其中，所述压电膜具有规定的平面形状，所述下表面电极形成于该压电膜的下表面上并在外周上具有相对于膜表面以规定的角度倾斜的倾斜部，所述上表面电极形成于所述压电膜的上表面上，所述压电薄膜共振元件的特征在于，所述倾斜部的角度被设定在25°到55°的范围内。
2. 如权利要求1所述的压电薄膜共振元件，其特征在于， 所述倾斜部被设置在所述下表面电极的外周的一部分上。
3. —种压电薄膜共振元件，其特征在于，具有由压电膜、下表面电极、以及上表面电极的层叠构造形成的共振 部，其中，所述压电膜具有规定的平面形状，所述下表面电极形成于该压 电膜的下表面上并在外周上具有相对于膜表面以规定的角度倾斜的倾余I-部，所述上表面电极形成于所述压电膜的上表面上，将所述共振部的所述下表面电极的倾斜部上的层叠区域的一部分的声 阻设定得大于所述共振部的所述下表面电极的倾斜部内侧的层叠区域的声 阻。
4. 一种压电薄膜共振元件，其特征在于，具有由压电膜、下表面电极、以及上表面电极的层叠构造形成的共振 部，其中，所述压电膜具有规定的平面形状，所述下表面电极形成于该压 电膜的下表面上并在外周上具有相对于膜表面以规定的角度倾斜的倾斜 部，所述上表面电极形成于所述压电膜的上表面上，通过在所述上表面电极上的、所述倾斜部所面对的位置的一部分上设 置附加膜，使得所述共振部的所述下表面电极的倾斜部的层叠厚度中一部 分的层叠厚度大于比所述共振部的所述下表面电极的倾斜部靠内侧部分的 层叠厚度。
5. 如权利要求4所述的压电薄膜共振元件，其特征在于， 在所述上表面电极上延伸设置了外部连接用的端子电极，所述附加膜被设置成从所述上表面电极的上表面上的、所述倾斜部所面对的位置起， 跨过所述端子电极。
6. 如权利要求4所述的压电薄膜共振元件，其特征在于， 在所述上表面电极上延伸设置了外部连接用的端子电极，所述附加膜被设置成从所述上表面电极的比所述下表面电极的倾斜部靠内侧的位置 起，通过所述倾斜部所面对的位置，跨过所述上表面电极的所述端子电 极。
7. 如权利要求4至6中任一项所述的压电薄膜共振元件，其特征在于，代替所述附加膜，通过使所述上表面电极上的设置所述附加膜的部分 的膜厚比除此之外的部分的膜厚厚，从而使得所述共振部的所述下表而电 极的倾斜部的层叠厚度中一部分的层叠厚度大于比所述共振部的所述下表 面电极的倾斜部靠内侧部分的层叠厚度。
8. 如权利要求4至6中任一项所述的压电薄膜共振元件，其特征在于，在所述共振部的外周部分的所述压电膜上设置相对于膜表而以规定的 角度倾斜的倾斜部，所述共振部的外周部分具有与比所述共振部的所述下 表面电极的倾斜部靠内侧部分的层叠厚度大致相同的层叠厚度，所述il;:电 膜的外周被设定在所述上表面电极的外周的内侧。
9. 如权利要求4至6中任一项所述的压电薄膜共振元件，其特征在 于，所述倾斜部的角度被设定在25。到55。的范围内。
10. 如权利要求1至6中任一项所述的压电薄膜共振元件，其特征在 于，所述压电膜是具有以(002)方向为主轴的取向性的氮化铝或者氧化 锌。
11. 一种电路部件，其特征在于，所述电路部件至少包括一个权利要 求1 6中任一项所述的压电薄膜共振元件。
全文摘要
压电薄膜共振元件(1)具有共振部，该共振部具有椭圆的平面形状，由在下表面电极(3)和上表面电极(5)这两个电极之间夹入压电膜(4)的层叠构造而形成，其中，下表面电极(3)在外周上具有以25°到55°的范围内的规定角度(例如大约30°)倾斜的倾斜部(3a)，上表面电极(5)具有椭圆的平面形状。在上表面电极(5)的面对下表面电极(3)的倾斜部(3a)的位置的一部分上设置附加膜(8)，由此使得共振部的下表面电极(3)的倾斜部(3a)的层叠厚度中的一部分的层叠厚度H_C大于共振部的下表面电极(3)的倾斜部(3a)靠内侧部分的层叠厚度H_A。
文档编号H03H9/17GK101689845SQ20088002328
公开日2010年3月31日 申请日期2008年3月5日 优先权日2007年7月13日
发明者上田政则, 原基扬, 岩城匡郁, 横山刚, 西原时弘, 谷口真司 申请人:富士通株式会社