8設(shè)置在共振區(qū)域50的外周區(qū)域52中，而不是設(shè)置在中心區(qū)域54中。外周區(qū)域52是共振區(qū)域50中的區(qū)域，包括共振區(qū)域50的外周，并且沿著共振區(qū)域50的外周。外周區(qū)域52具有帶形或環(huán)形。中心區(qū)域54是共振區(qū)域50中的區(qū)域并且是包括共振區(qū)域50的中心的區(qū)域。中心可以是除了幾何中心之外的位置。插入膜28設(shè)置在圍繞共振區(qū)域50且除了外周區(qū)域52之外的區(qū)域56中。插入膜28可以從外周區(qū)域52連續(xù)設(shè)置到共振區(qū)域50的外部。
[0043]圖2A和圖2B示出了共振區(qū)域的邊緣附近的放大剖面圖。上電極16從共振區(qū)域50引出到左側(cè)。下電極12從共振區(qū)域引出到右側(cè)。圖2A示出了在上電極16所引出到的一側(cè)上的共振區(qū)域50的邊緣的放大圖。圖2B示出了在下電極12所引出到的一側(cè)上的共振區(qū)域50的邊緣的放大圖。
[0044]如圖2A所示，下電極12的邊緣面58具有錐形形狀，其中邊緣面58與下電極12的下表面之間的角度Θ I是銳角。這是因為在角度Θ I等于或大于90度的情況下壓電膜14形成在下電極和基板10上時，可能會劣化壓電膜14在邊緣面58上的膜特性。為了抑制壓電膜14的膜特性的劣化，角度Θ I是例如60度或更小，或是例如45度或更小。邊緣面58可以具有除了平面之外的形狀。下電極12的邊緣面58的區(qū)域也作為共振區(qū)域50起作用。即，下電極12較薄的區(qū)域充當聲波振蕩的共振區(qū)域50。共振區(qū)域50中的插入膜28的寬度被表達為寬度Wl。
[0045]如圖2B所示，上電極16的邊緣面與基板10大致垂直。即，上電極16的邊緣面與下表面之間的角度Θ 2是90度。角度Θ 2可以小于90度。即使上電極16的角度Θ2大，對壓電膜14的影響也非常小。因此，上電極16的邊緣面的角度Θ 2大，使得加工更容易。因此，角度Θ 2大于角度Θ1。共振區(qū)域50中的插入膜28的寬度被表示為寬度W2。
[0046]除了 Si基板之外的石英基板、玻璃基板、陶瓷基板、GaAs基板等可以用作基板10。除了 Ru 和 Cr 之外的 Al (鋁)、T1、Cu(銅)、Mo (鑰)、W(鎢)、Ta(鉭)、Pt (鉬)、Rh(銠)、Ir (銥)等的單層膜或?qū)訅耗た梢杂米飨码姌O12和上電極16。例如，上電極16的下層16a可以是Ru。上電極16的上層16b可以是Mo。除了氮化鋁之外的Ζη0(氧化鋅)、PZT (鋯鈦酸鉛)、PbTi03 (鈦酸鉛)等可以用作壓電膜14。例如，壓電膜14可以以氮化鋁作為主要成分，并且可以包括用于改善共振特性或改善壓電性的另一種元素。例如，當Sc(鈧)用作摻雜元素時，改善了壓電膜14的壓電性。因此，可以改善壓電薄膜共振器的有效機電耦合系數(shù)。
[0047]優(yōu)選地,插入膜28可以由楊氏模量小于諸如Al、Au、Cu、T1、Pt、Ta、Cr或S12等的壓電膜14的楊氏模量的材料制成。由此，可以改善Q值。當金屬膜用作插入膜28時，可以改善有效機電耦合系數(shù)。下面將描述細節(jié)。
[0048]除了二氧化硅膜之外的氮化硅膜、氮化鋁膜等可以用作頻率調(diào)節(jié)膜24。除了 Ti之外的諸如Ru、Cr、Al、Cu、Mo、W、Ta、Pt、Rh、Ir等的單層膜可以用作質(zhì)量負荷膜20。例如，可以使用由諸如氮化硅或二氧化硅等的氮化金屬或氧化金屬制成的絕緣膜。質(zhì)量負荷膜20可以形成在下電極12下表面、下電極12的層之間、上電極16上、下電極12與壓電膜14之間、或壓電膜14與上電極16之間。當質(zhì)量負荷膜20包括共振區(qū)域50時，質(zhì)量負荷膜20可以大于共振區(qū)域50。
[0049]圖3A至圖3C示出了用于描述根據(jù)第一實施方式的串聯(lián)共振器的制造方法的剖視圖。如圖3A所示，形成用于在具有平坦主面的基板10上形成空腔的犧牲層38。犧牲層38的厚度是例如10至lOOnm。犧牲層38的材料從容易溶解在蝕刻液或蝕刻氣體中的材料(諸如，MgO, ZnO, Ge或S12)中選擇。此后，使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對犧牲層38進行構(gòu)圖(pattern)，并且使該犧牲層38形成為期望形狀。犧牲層38的形狀對應(yīng)于空腔30的平面形狀。并且，犧牲層38包括作為共振區(qū)域50的區(qū)域。接著，下層12a和上層12b形成在犧牲層38和基板10上，作為下電極12。犧牲層38和下電極12例如使用濺射法、真空氣相沉積法或CVD(化學氣相沉積)法來形成。此后，使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對下電極12進行構(gòu)圖，并且使下電極12形成為期望形狀。下電極12可以經(jīng)由剝離法(lift-off method)形成。在這種情況下，進行構(gòu)圖，使得下電極12的邊緣面58形成為錐形。
[0050]如圖3B所示，壓電膜14a和插入膜28使用濺射法、真空氣相沉積法、CVD法等形成在下電極12和基板10上。使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對插入膜28進行構(gòu)圖，并且使插入膜28形成為期望形狀。插入膜28可以經(jīng)由剝離法形成。
[0051]如圖3C所不,壓電膜14b、上電極16的下層16a和上層16b使用派射法、真空氣相沉積法或CVD法形成。壓電膜14由壓電膜14a和14b形成。使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對上電極16進行構(gòu)圖，并且使上電極16形成為期望形狀。下電極16可以經(jīng)由剝離法形成。
[0052]在圖1的(d)示出的并聯(lián)共振器中，在形成下層16a之后，質(zhì)量負荷膜20由濺射法、真空氣相沉積法、CVD法等形成。使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對質(zhì)量負荷膜20進行構(gòu)圖，并且使質(zhì)量負荷膜20形成為期望形狀。此后，形成上層16b。
[0053]頻率調(diào)節(jié)膜24由濺射法、CVD法等形成。使用光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對頻率調(diào)節(jié)膜24進行構(gòu)圖，并且使頻率調(diào)節(jié)膜24形成為期望形狀。
[0054]此后，經(jīng)由孔部35和引導(dǎo)路徑33(參照圖1的(a))將犧牲層38的蝕刻液引導(dǎo)到下電極12下方的犧牲層38。由此，去除犧牲層38。優(yōu)選地，用于蝕刻犧牲層38的介質(zhì)是不對除了犧牲層38之外的共振器的材料進行蝕刻的介質(zhì)。具體地，優(yōu)選的是，蝕刻介質(zhì)是使得與蝕刻介質(zhì)接觸的下電極12不被蝕刻的介質(zhì)。層壓膜18 (參照圖1的(c)和圖1的(d))的應(yīng)力被設(shè)置為壓縮應(yīng)力。由此，當去除犧牲層38時，層壓膜18膨脹，以便朝向基板10的相反側(cè)遠離基板10。形成了具有圓頂形凸起的、位于下電極12與基板10之間的空腔30。借助這些處理，形成圖1的(a)和圖1的(C)示出的串聯(lián)共振器S以及圖1的(a)和圖1的⑷示出的并聯(lián)共振器P。
[0055]在下電極12的邊緣面與下表面大致垂直并且插入膜28的在共振區(qū)域50中的寬度大致恒定的第一比較例中，研究插入膜28的效果。圖4A示出了根據(jù)第一比較例的壓電薄膜共振器的平面圖。圖4B示出了插入膜的平面圖。圖4C和圖4D示出了沿圖4A的線A-A截取的剖面圖。
[0056]如圖4A至圖4D所示,插入膜28的邊緣面與插入膜28的下表面垂直。插入膜28朝向共振區(qū)域50的外部連續(xù)形成。插入膜28在共振區(qū)域50中的寬度W不變。其他結(jié)構(gòu)與第一實施方式的圖1的(a)至圖1的(d)相同。因此，省略結(jié)構(gòu)的說明。
[0057]在第一比較例中，改變插入膜28的材料，并且使用有限元法模擬反共振點的Q值。經(jīng)由如圖4C所示的剖面的二維分析來執(zhí)行有限元法。層壓膜18的各個厚度和各個材料被示為具有圖1的(a)至圖1的(d)的2GHz的共振頻率的壓電薄膜共振器。即，壓電膜14由AlN制成。插入膜28的厚度是150nm。共振區(qū)域50和插入膜28彼此交疊的寬度W是2 μ m。插入膜28設(shè)置在壓電膜14沿膜厚度方向的中心位置處。
[0058]圖5A不出了相對于楊氏模量的反共振點的Q值。圖5B不出了相對于楊氏模量的有效機電耦合系數(shù)k2eff。第二比較例對應(yīng)于不具有插入膜28的共振器。作為插入膜28的材料，對Al、S12' T1、Cr、A1N、Ru和W進行計算。
[0059]如圖5A所不，當具有小楊氏模量的材料用于插入膜28時,反共振點的Q值變大。當楊氏模量小于AlN的楊氏模量時，Q值大于第一比較例