また、前記上部負荷膜と前記下部負荷膜が� ��じ材料の場合、前記上部負荷膜と前記下部� ��荷膜の厚みは等しくしてもよい。
 また、前記第1の圧電振動子の前記上部負荷 膜と前記第2の圧電振動子の前記上部負荷膜� �厚みが等しく、かつ前記第1の圧電振動子の� ��記下部負荷膜と前記第2の圧電振動子の前記 下部負荷膜の厚みを異ならせてもよい。

 その場合、前記上部負荷膜の厚みをTa、� �記第1の圧電振動子の前記下部負荷膜の厚み� ��Tb、前記第2の圧電振動子の前記下部負荷膜� ��厚みをTc、前記上部負荷膜の音速をva、前記 下部負荷膜の音速をvbとしたとき、TaはTb×va/v bよりも大きく、Tc×va/vbよりも小さく構成さ� �ることが好ましい。

 前記第1と第2の圧電振動子の前記上部負荷� �と、前記第1と第2の圧電振動子の前記下部負 荷膜が同じ材料で形成されることが好ましい 。あるいは、前記第1と第2の圧電振動子の前� ��上部負荷膜と、前記第1と第2の圧電振動子� �前記下部負荷膜とを異なる材料で形成して� �よい。
 前記基板と前記第1と第2の圧電振動子の間� �は、空洞部を形成してもよい。その空洞部� �転写工法により形成してもよい。

 以下、本発明の実施の形態について、図� ��を参照して説明する。

 (第1の実施形態)
 図1(a)は、本発明の第1の実施形態に係る圧� �フィルタの構造例を示す断面図である。図1( b)は、図1(a)に示した圧電フィルタに含まれる 圧電振動子の断面図とその振動モードを示す 図である。図1(c)は、図1(b)に示した圧電振動� ��の上下負荷膜の厚みの割合を変更した場合� ��結合係数を計算した結果を示すグラフであ� ��。ただし、一例として、上下負荷膜の材料� ��同じものとして計算している。本実施形態� ��係る圧電フィルタは、図1(a)に示すような断 面構造を有する。すなわち、圧電体1の一方� �領域に対して、下部に下部電極2、更にその� ��部に下部負荷膜5(第1の負荷膜)が形成され、 上部に上部電極3、更にその上部に上部負荷� �6(第2の負荷膜)が形成されて第1の圧電振動子 9が構成されている。また、圧電体1の上記領� ��とは異なる領域に対して、下部に下部電極2 、更にその下部に下部負荷膜7(第3の負荷膜)� �形成され、上部に上部電極4、更にその上部� ��上部負荷膜8(第4の負荷膜)が形成されて第2� �圧電振動子10が構成されている。すなわち圧 電体1のそれぞれ異なる領域を挟持して第1及� ��第2の圧電振動子9、10が構成されている。

 下部電極2及び上部電極3は、例えばモリ� �デン(Mo)などの金属材料で形成される。圧電� ��1は、例えば窒化アルミニウム(AlN)等の圧電� ��料で形成される。

 図1(a)に示すように、第1、第2の圧電振動子9 、10の厚み方向の両主面に負荷膜を形成する� ��とで、従来の周波数調整方法よりも結合係� ��の劣化を低減することができる。そのメカ� ��ズムを図1(b)、図1(c)を用いて説明する。
 図1(b)に示すように、圧電振動子20は、圧電� ��21の両主面上に下部電極22と上部電極23が形� ��され、更に下部電極22の下部に負荷膜25、上 部電極の上部に負荷膜26が形成されている。� ��の場合、上下電極22、23の材料、厚みが等し く、且つ上下負荷膜25、26の材料、厚みが等� �い場合、その振動モードは厚み方向に対し� �対称になる。すなわち、振動モードの節は� �圧電体21の厚み方向の中心に位置し、結合係 数は最大となる。

 尚、このときの共振周波数fは以下のように 決定される。
(a)まず、圧電体21の音速をvp、厚みをTpとした 場合、圧電体の共振波長λpはvp/fとなる。
(b)次に、上下電極22、23の音速をve、厚みをTe� ��した場合、電極の共振波長λeはve/fとなる。
(c)上下負荷膜25、26の音速をvd、厚みをTdとし� ��場合、負荷膜の共振波長λdはvd/fとなる。
(d)したがって、圧電体ではTp/λp倍の共振波長 を有し、各電極ではTe/λe倍の共振波長を有し 、各負荷膜では、Td/λd倍の共振波長を有する ため、
    Tp/λp+Te/λe×2+Td/λd×2=1/2
となるように、共振周波数fが決定される。
 そこで、共振周波数fを含むように上記式を 書き直した下記式、
    Tp/vp+(Te/ve)×2+(Td/vd)×2=1/(2×f)
に基づいて共振周波数fが決定される。

 図1(c)では、図1(b)に示す圧電振動子にお� �て、下部負荷膜25と上部負荷膜26の厚みの合� ��に対する下部負荷膜25の厚みの割合を横軸� �し、図1(b)に示す圧電振動子の結合係数を縦� ��としている。すなわち、横軸が0の場合は、 下部負荷膜25が無く、上部負荷膜26のみの場� �の結合係数を示し、横軸が1の場合は、逆に� ��部負荷膜26が無く、下部負荷膜25のみの場合 の結合係数を示している。この2点は、従来� �造と同じ構造となる。図1(c)に示すように、� ��部、下部両方に負荷膜25、26を形成すること で、従来構造よりも結合係数が大きくなって いることがわかる。好ましくは、横軸が0.5と なる場合、すなわち前述のように、下部負荷 膜25と上部負荷膜26の厚みが等しくなる場合� �おいて、結合係数は最大となる。

 尚、上記の上下負荷膜5、6、7、8は導電性材 料であっても、SiO ₂ などの絶縁性材料であっても構わない。

 尚、図2に示すように、第1の圧電振動子9� ��下部負荷膜5と上部負荷膜6、もしくは、第2� ��圧電振動子10の下部負荷膜7と上部負荷膜8は それぞれ異なる材料で形成しても構わない。 ただし、その場合、異なる材料では、音速が 異なる。この場合、下部負荷膜5、7の音速をv d1、厚みをTd1として、上部負荷膜6、8の音速� �vd2、厚みをTd2としたとき、Td1/Td2=vd1/vd2とな� �ように下部負荷膜5、7と上部負荷膜6、8のそ� ��ぞれの厚みを決定することで、圧電体の中� ��に節が位置する。

 尚、図1(a)では、第1の圧電振動子と第2の� ��電振動子において、下部電極2を共通として いるが、下部電極ではなく上部電極側で共通 としても構わない。ただし、両方の電極を共 通とすると一つの圧電振動子として動作する ため、必ず一方の電極は電気的に分離されて いる必要がある。

 尚、第1、第2の圧電振動子において、電� �が共通化されている側に形成されている負� �膜、例えば図3に示すように下部電極の下側� ��負荷膜15は第1、第2の圧電振動子9、10で厚み の異なる同じ材料として形成しても構わない 。

 尚、電極が分離されている側の負荷膜は� ��例えば図4に示すように上部電極3、4の上側� ��負荷膜16が絶縁性材料であれば、第1、第2の 圧電振動子9、10で厚みの異なる共通の材料と して形成しても構わない。絶縁性材料であれ ば、上述のように上部電極同士は電気的な分 離が保たれる。

 ここまで、自由空間中の圧電振動子を利� ��して説明したが、実際は基板上に支持され� ��成される。図5に図4の支持構造の断面図を� �例として示す。図5に示すように、基板17上� �下部負荷膜15(第1の負荷膜)、下部電極2、圧� �体1、上部電極3、上部負荷膜16(第2の負荷膜)� ��構成され、第1の圧電振動子9が支持されて� �る。また、基板17の別の領域には、下部負荷 膜15(第1の負荷膜)、下部電極2、圧電体1、上� �電極4、上部負荷膜16(第2の負荷膜)が構成さ� �、第2の圧電振動子10が支持されている。上� �負荷膜15及び下部負荷膜16の厚みは、第1、第 2の圧電振動子9、10において、異なるように� �成される。また、第1、第2の圧電振動子9、10 の下には、空洞部18、19が構成され、自由空� �中と同様に振動が確保される。

 尚、基板17内に空洞部18、19を形成する構造� ��示したが、基板を貫通して空洞部を形成す� ��構造や、基板17と下部負荷膜15との間に空洞 部を形成する構造でも構わない。
 尚、自由空間中と同様の振動を確保する手� ��として、基板17と下部負荷膜15間に音響ミラ ー層を形成する構造でも構わない。

<音速の測定方法>
 なお、上下負荷膜等の音速は、一般に知ら� ��た音速の測定方法によって測定することが� ��きる。例えば、以下に説明する弾性率測定� ��や共振測定法によって音速を決めることが� ��きる。ここに挙げた測定方法は一例であっ� ��これらに限られるものではない。また、通� ��用いられる音速の測定方法であれば他の測� ��方法を用いてもよいことはいうまでもない� ��

 a)弾性率測定法
 音速はヤング率と密度とを用いた以下の式� ��定義できる。
v:音速、E:ヤング率、ρ:密度
 なお、ヤング率は一般的に押し込み試験や� ��っ張り試験での資料の歪み量を測定するこ� ��によって得られる。また、密度も通常の測� ��方法で得られる。得られたヤング率と密度� ��を用いて音速を得ることができる。

 b)共振測定法
 上述したように、図1(b)に示す共振器の共振 周波数fは、共振器を構成する膜の厚みTp、Te� ��Tdと、音速vp、ve、vdとの間で以下の関係式� �満たす。
    Tp/vp+Te/ve×2+Td/vd×2=1/2×f
vp:圧電体の音速、Tp:圧電体の厚み、
ve:上下電極の音速、Te:上下電極の厚み
vd:上下負荷膜の音速、Td:上下負荷膜の厚み
 なお、上記関係式では、上下電極が同じ材� ��からなること、上下負荷膜が同じ材料から� ��ることを前提条件としている。

 上記関係式によれば、共振器を構成するい� ��れかの膜の厚みが変化すると、共振周波数f が変化する。例えば、測定対象となる負荷膜 の厚さTdをδTd変化させて共振周波数fの差分δ fを測定することで、負荷膜の音速vdを下記式 で算出することができる。
   vd=-4×δTd×f×(f+δf)/δf

 (第2の実施形態)
 図6は、本発明の第2の実施形態に係る圧電� �ィルタの構成を示す断面図である。本発明� �第1の実施形態における図1(c)に示したように 、圧電振動子の上下面に負荷膜を形成するこ とで、従来構造よりも結合係数を改善するこ とができる。図6に示すように、下部負荷膜5( 第1の負荷膜)上に下部電極2が形成され、下部 電極2上に圧電体1が設けられ、圧電体1上に上 部電極3が形成され、上部電極3上に上部負荷� ��6(第2の負荷膜)が形成されて第1の圧電振動� �9が構成される。この場合、下部負荷膜5と上 部負荷膜6の厚みが異なっても構わない。ま� �、下部負荷膜7(第3の負荷膜)上に下部電極2が 形成され、下部電極2上に圧電体1が設けられ� ��圧電体1上に上部電極4が形成され、上部電� �4上に上部負荷膜8(第4の負荷膜)が形成されて 第2の圧電振動子10が構成される。この場合、 下部負荷膜7と上部負荷膜8の厚みが異なって� ��構わない。このとき、圧電体1の各領域につ いて一方の面の負荷膜同士、例えば、それぞ れの上部負荷膜(第2の負荷膜6と第4の負荷膜8) の膜厚を同じ材料、同じ膜厚とし、同一工程 で形成することにより、工程数を削減するこ とができる。

 ここで、第1、第2の圧電振動子9、10におけ� �、各電極の厚み、圧電体の厚みを等しいと� �、上部負荷膜6、8の波長をλa、厚みをTaとし� ��下部負荷膜5の波長をλb、厚みをTbとし、下� ��負荷膜7の波長をλc、厚みをTcとした場合、T a/λaは、Tb/λbよりも大きく、Tc/λcよりも小さ� ��することで、第1、第2の圧電振動子9、10の� �合係数を大きく劣化させることなく、工程� �を削減することができる。上述の関係は下� �の関係式として表すことができる。
   Tb/λb<Ta/λa<Tc/λc
 上記関係式は、λa=va/f、λb=vb/f、λc=vc/fの関� ��を代入して、下記式が得られる。
   Tb/(vb/f)<Ta/(va/f)<Tc/(vc/f)
 さらに式を整理すると、下記の関係式が得� ��れる。
   Tb×(va/vb)<Ta<Tc×(va/vc)

 なお、上述のように、第1の圧電振動子9の� �部負荷膜6を構成する材料と、第2の圧電振動 子10の上部負荷膜8を構成する材料が同じであ るので、それぞれの上部負荷膜6、8は同じ音� ��vaを有する。さらに、第1の圧電振動子9の下 部負荷膜5を構成する材料と第2の圧電振動子1 0の下部負荷膜7を構成する材料が同じ場合に� ��、それぞれの下部負荷膜5、7の音速vb、vcも� ��じとなる(vb=vc)。この場合、上記関係式は、 以下のようになる。
   Tb×(va/vb)<Ta<Tc×(va/vb)

 さらに、全ての負荷膜が同じ材料の場合� ��全ての負荷膜の音速は同じとなる(va=vb)とな る。この場合、各負荷膜の厚みの関係がTb< Ta<Tcの関係式を満たすように調整すること� ��、第1、第2の圧電振動子9、10の結合係数を� �きく劣化させることなく、工程数を削減す� �ことができる。上記範囲の膜厚とすること� �より、図1(c)に示した最適点である、上下負� ��膜の厚みが等しい場合(横軸0.5)を境に、0.5� �下の圧電振動子と0.5以上の圧電振動子を構� �することができる。これにより、可能な限� �最適点の近傍で第1の圧電振動子9と第2の圧� �振動子10を構成できるため、結合係数の劣化 を限りなく低減することができる。

 尚、図6では、第1の圧電振動子と第2の圧� ��振動子において、下部電極2を共通としてい るが、下部電極ではなく上部電極側で共通と しても構わない。ただし、両方の電極を共通 とすると一つの圧電振動子として動作するた め、必ず一方の電極は電気的に分離されてい る必要がある。

 尚、第1、第2の圧電振動子において、電� �が共通化されている側に形成されている負� �膜、例えば下部電極の下側の下部負荷膜5、7 は第1、第2の圧電振動子9、10で厚みの異なる� ��じ材料として一括形成しても構わない。

 尚、電極が分離されている側の負荷膜は� ��例えば上部電極3、4の上側の上部負荷膜6、8 が絶縁性材料であれば、第1、第2の圧電振動� ��9、10で厚みの異なる同じ材料として一括形� ��しても構わない。絶縁性材料であれば、上� ��のように上部電極同士は電気的な分離が保� ��れる。

 図7に本発明の第2の実施形態に係る圧電� �ィルタの支持構造の断面図を示す。図7に示� ��ように、基板17の一方の領域上に下部負荷� �15(第1負荷膜)、下部電極2、圧電体1、上部電� ��3、上部負荷膜16(第2の負荷膜)が構成され、� ��1の圧電振動子9が支持されている。また、� �板17の別の領域には、下部負荷膜15(第1の負� �膜)、下部電極2、圧電体1、上部電極4、上部� ��荷膜16(第2の負荷膜)が構成され、第2の圧電� ��動子10が支持されている。第1の圧電振動子9 の下部負荷膜15の厚みと、第2の圧電振動子10� ��下部負荷膜15の厚みとは、異なるように形� �される。一方、第1の圧電振動子9の上部負荷 膜16の厚みと第2の圧電振動子10の上部負荷膜1 6の厚みとは等しくしている。また、第1、第2 の圧電振動子9、10の下部負荷膜15と基板17と� �間には、空洞部18、19が構成され、自由空間� ��と同様に振動が確保される。

 尚、基板17内に凹部状の空洞部18、19を形成� ��る構造を示したが、基板を貫通して空洞部� ��形成する構造でも構わない。
 尚、自由空間中と同様の振動を確保する手� ��として、基板17と下部負荷膜15間に音響ミラ ー層を形成する構造でも構わない。

 また、図8には、第2の実施形態に係る圧� �フィルタの別の支持構造の断面図を示す。� �の構造は、本発明の第2の実施形態に係る圧� ��フィルタを作製するため、転写技術を利用� ��た場合の断面構造である。基板17上に接合� �れた第1、第2の支持部31、32を介して、下部� �荷膜15が形成される。更に、その上に下部電 極2、圧電体1、上部電極3、4、上部負荷膜16が 形成され、第1、第2の圧電振動子9、10が構成� ��れる。また、基板17と下部負荷膜15との間に は、空洞部18、19が構成される。ここで、上� �負荷膜16を第1、第2の圧電振動子で共通化し� ��同じ膜厚とすることで、空洞部18、19が構成 される工程後の工程数を削減することができ 、歩留まりの劣化を低減できる。

 図9ならびに図10に示す転写技術を用いたプ� ��セスフローの一例を利用してそのメカニズ� ��を説明する。
(a)図9(a)に示すように、基板34上に、上部電極 33、圧電体1、下部電極2を順次成膜し、下部� �極2をパターニングする。
(b)次に、図9(b)に示すように、下部負荷膜15(� �1の負荷膜)を形成する。
(c)次に、図9(c)、図9(d)に示すように、第1、第 2の圧電振動子9、10が形成されるそれぞれの� �域に形成された下部負荷膜15の厚みを第1、� �2の圧電振動子9、10のそれぞれで異なる厚さ� ��なるようにエッチング等により調整する。� ��お、上述のように下部負荷膜15の厚みを調� �された領域を「調整領域」とし、それ以外� �領域を「非調整領域」とする。
(d)次に、図9(e)に示すように、下部負荷膜15の 非調整領域上に第1の支持部31を形成する。
(e)次に、図9(f)に示すように、別の基板17上に 第2の支持部32を形成する。
(f)次に、図10(a)に示すように、図9(e)、図9(f)� �作製した2つの基板を第1の支持部31と第2の支 持部32で接合する。このとき、2つの基板間に は、空洞部18、19が形成される。
(g)次に、図10(b)に示すように、基板34を除去� �、下部電極2、圧電体1、上部電極33からなる� ��膜構造体を転写する。
(h)更に、図10(c)に示すように、空洞部18、19に 対向する領域を残すように上部電極3、4を形� ��することで、下部電極2、圧電体1、上部電� �3、4からなる第1、第2の圧電振動子9、10がそ� ��ぞれ形成される。
(i)次に、図10(d)に示すように、第1、第2の圧� �振動子をそれぞれ覆うように上部負荷膜16(� �2の負荷膜)が形成され、図10(e)に示すように� ��1、第2の圧電振動子9、10上の上部負荷膜16の 厚みを一括で同量に調整する。

 これにより、第1、第2の圧電振動子9、10� �おいて、それぞれの下部負荷膜15の厚みは異 なり、それぞれの上部負荷膜16の厚みは等し� ��圧電フィルタを実現することができる。こ� ��で、最終工程である上部負荷膜16の調整回� �を低減することで、基板34を除去し、下部電 極2、圧電体1、上部電極33(3、4)からなる薄膜� ��造が空洞部18、19上に支持された状態での工 程数を削減することができる。したがって、 上部負荷膜及び下部負荷膜の厚さ調整によっ て従来よりも結合係数を改善し、更に歩留ま りを低減することができる。

(参考例)
 なお、この第2の実施形態に係る圧電フィル タとの比較のため、図20及び図21に参考例の� �電フィルタの製造方法を示す。図20ならびに 図21では、転写技術を用いたプロセスフロー� ��一例を示す。
(a)図20(a)に示すように、基板96上に上部電極97 、圧電体81、下部電極82を順次成膜し、下部� �極82をパターニングする。
(b)次に、図20(b)に示すように、下部電極82上� �第1の支持部94を形成する。
(c)次に、図20(c)に示すように、別の基板93上� �第2の支持部95を形成する。
(d)次に、図20(d)に示すように、図20(b)、図20(c) で作製した2つの基板を第1の支持部94と第2の� ��持部95で接合する。このとき、2つの基板間� ��は、空洞部87、88が形成される。
(e)次に、図20(e)に示すように、基板96を除去� �、下部電極82、圧電体81、上部電極97からな� �薄膜構造体を転写する。
(f)更に、図21(a)に示すように、空洞部87、88に 対向する領域を残すように上部電極83、84を� �成することで、下部電極82、圧電体81、上部� ��極83、84からなる第1、第2の圧電振動子89、90 が形成される。
(g)次に、図21(b)に示すように、第1、第2の圧� �振動子を覆うように負荷膜98が形成され、図 21(c)、図21(d)に示すように第1、第2の圧電振動 子89、90上の負荷膜98の厚みを各々調整する。
 これにより、第1、第2の圧電振動子89、90に� ��いて異なる厚みの負荷膜98を形成すること� �でき、異なる共振周波数の圧電振動子を接� �した圧電フィルタを実現することができる� �

 しかし、上記の製造方法においては、図2 0(e)で基板96を除去後、下部電極82、圧電体81� �上部電極97(83、84)からなる薄膜構造が空洞部 87、88上に支持された中で、後工程を行う必� �があり、工程数が多いほど破壊される可能� �が高くなる。その結果、参考例の圧電フィ� �タでは、第2の実施形態に係る圧電フィルタ� ��比べて歩留まりが大きく劣化する可能性が� ��る。

(第3の実施形態)
 図11は、本発明の第3の実施形態に係る圧電� ��ィルタの支持構造を示す断面図である。基� ��上の第1、第2の圧電振動子9、10が形成され� �構造に関しては、第2の実施形態と同様であ� ��。図11に示すように、基板17上に、下部負荷 膜35(第1の負荷膜)が形成され、下部負荷膜35� �に下部電極2、圧電体1、上部電極3、4、上部� ��荷膜16(第2の負荷膜)が形成される。ここで� �上部負荷膜16の厚みは、第1、第2の圧電振動� ��9、10において同じとされる。また、図9、図 10の転写工法のように、第1、第2の圧電振動� �9、10が形成される領域の下部負荷膜35の厚み は、別基板上で事前にエッチングにより調整 され、その後基板17に接合される。下部負荷� ��35はエッチングにより調整された後、基板17 に直接接合される。これによって、下部負荷 膜35のうち、エッチングにより厚みが削減さ� ��た領域、すなわち下部負荷膜35の調整領域� �基板17の間に空洞部18、19が画成される。な� �、この場合、下部負荷膜35の厚みが未調整の 領域、すなわち下部負荷膜35の非調整領域自� ��が支持部を構成し、この支持部である非調� ��領域が基板17と直接接合される。これによ� �、本発明の第2の実施形態に示した転写工法� ��おける第1、第2の支持部を形成する工程を� �減することができる。また、基板17上の第1� �第2の圧電振動子9、10が形成される構造に関� ��ては、第2の実施形態と同様であるため、同 様に結合係数の劣化を改善し、転写工法の歩 留まりを低減することができる。

(第4の実施形態)
 図12は、本発明の第4の実施形態に係る高周� ��回路部品を示すブロック図である。本発明� ��各実施形態における圧電フィルタは、図12� �示すアンテナ共用器47に用いることができる 。同図のアンテナ共用器47は、送信端子41、� �信端子42、およびアンテナ端子43を有し、送� ��端子41と受信端子42間には送信フィルタ44、� ��相回路45、および受信フィルタ46が順に配置 されている。送信フィルタ44と移相回路45間� �アンテナ端子43が接続されている。送信フィ ルタ44又は受信フィルタ46の少なくとも一方� �、上記いずれかの実施形態に係る圧電フィ� �タを具備する。

 また、本発明の各実施形態における圧電� ��ィルタは、図13に示す通信機器57に用いるこ とができる。同図の通信機器57では、送信端� ��51から入った信号がベースバンド部52を通り 、パワーアンプ53で信号が増幅され、送信フ� ��ルタ44を通りフィルタリングされ、アンテ� �54から電波が送信される。また、アンテナ54� ��ら受信した信号は、受信フィルタ46を通り� �ィルタリングされ、LNA55により増幅され、ベ ースバンド部52を通り受信端子56に伝達され� �。送信フィルタ44および受信フィルタ46の少� ��くとも一方として、上記いずれかの実施形� ��に係る圧電フィルタが具備される。