[发明专利]声共振器及滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及声共振器及滤波器，尤其涉及能够抑制乱真振动的产生的声共振器、以及使用该声共振器的滤波器。

背景技术

内置在便携式设备等电子设备中的部件要求小型化及轻量化。例如，在便携式设备中使用的滤波器要求小型化，并且要求能够进行频率特性的精密调节。作为满足这些要求的滤波器之一，已知有使用声共振器的滤波器(参照专利文献1～3)。

以下，参照图13A～图13D，说明专利文献1记载的以往的声共振器。

图13A是表示以往的声共振器的基本构造的剖面图。以往的声共振器是通过上部电极102和下部电极103夹持压电体101的构造。该以往的声共振器载置在形成有腔体104的基板105上使用。可以利用微细加工法从基板105的背面进行局部蚀刻，来形成腔体104。该以往的声共振器通过上部电极102和下部电极103在厚度方向上施加电场，产生厚度方向的振动。接着，利用无限平板的厚度纵振动进行以往的声共振器的动作说明。

图13B是用来说明以往的声共振器的动作的示意性的立体图。以往的声共振器中，如果在上部电极102与下部电极103之间施加电场，则通过压电体101将电能变换为机械能。被激励的机械振动是厚度方向拉伸振动，在与电场相同的方向上进行伸缩。一般，以往的声共振器利用压电体101的厚度方向的共振振动，以厚度等于半波长的频率的共振动作。图13A所示的腔体104是为了确保该压电体101的厚度纵振动而利用的。

该以往的声共振器的等价电路如图13D所示，是同时具有串联共振与并联共振的等价电路。该等价电路通过由电容器C1、电感器L1及电阻R1构成的串联共振部、和与串联共振部并联连接的电容器C0构成。通过该电路结构，等价电路的导纳频率特性如图13C所示，在共振频率fr下导纳成为最大，在反共振频率fa下导纳成为最小。这里，共振频率fr与反共振频率fa具有以下的关系。

fr＝1/{2π√(L1×C1)}

fa＝fr√(1+C1/C0)

在使用具有这样的导纳频率特性的以往的声共振器作为滤波器的情况下，由于利用压电体101的共振振动，所以能够实现小型且低损耗的滤波器。

这里，在较大地影响声共振器特性的压电薄膜，期望使用高品质的压电薄膜。因此，提出了各种用来实现高品质的压电薄膜的制造方法(参照专利文献4)。图14是用来说明在专利文献4中公开的以往的声共振器的制造方法的顺序的图。

首先，蚀刻基板111，然后在基板111上形成作为腔体112的凹陷(图14(a))。接着，在基板111的整个面上形成替代腐蚀层115(图14(b))。接着，进行平坦化以使基板111的表面与替代腐蚀层115的表面成相等高度(图14(c))。接着，在其上部分别层叠下部电极121、压电薄膜122及上部电极123，形成振动部120(图14(d))。最后，通过蚀刻除去替代腐蚀层115而设置腔体112，声共振器完成(图14(c))。在该专利文献4中，为了提高压电薄膜的结晶性，通过规定作为下部电极121的钼(Mo)的膜厚及平坦性，实现了使用溅镀法时的高品质的压电薄膜。

专利文献1：日本特开昭60-68711号公报

专利文献2：日本特开2003-158309号公报

专利文献3：美国专利第5587620号说明书

专利文献4：日本特许第2800905号公报

专利文献5：美国专利第6060818号说明书

上述以往的声共振器是一部分固定在基板105上的构造，所以振动部所产生的振动的一部分无论如何也会传递到基板105。传递到该基板105的不必要振动，在基板105的底面反射而返回到振动部侧，所以会给振动部的主共振振动带来影响(图15的箭头e)。

该影响如图16A所示，在振动部的共振频率与反共振频率之间产生乱真振动。如果将具有这样的乱真振动的声共振器如图16B那样并联连接而形成滤波器，则如图16C所示，在通带的局部出现不希望的通过特性。该通过特性导致通信品质降低。

此外，根据以往的制造方法，压电薄膜的结晶性受基底较大影响。因此，对于作为基底的材料，要求高结晶性及高平坦性。由此，如果由压电薄膜及上下电极构成的振动部和基板之间的构造变得复杂，则对压电薄膜的基底膜的结晶性及平坦性产生影响。因此，例如对于平坦性，在压电薄膜的成膜前需要进行平坦化工艺等的工艺，有工艺变得复杂的问题。