JP2007288504A - Piezoelectric thin film resonator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は圧電体膜の厚み縦振動を利用した圧電薄膜共振子に関する。 The present invention relates to a piezoelectric thin film resonator using a longitudinal vibration of a piezoelectric film.
一般に、携帯電話機などの通信機器では高周波化や小型化が進展しつつあり、このために、RF回路部の高性能化や小型化が要求されるようになってきている。この中で、通信機器の送受信部に用いられる高周波フィルタ等の高周波素子として、従来のSAW(Surface Acoustic Wave)素子と同等の性能を実現することが可能で、しかも、SAW素子よりも高周波化および小型化の容易なBAW(Bulk Acoustic Wave)素子が注目されている。このBAW素子は、圧電体層を電極で挟んだ積層構造を有し、圧電体層に厚み方向の音響波を生じさせるものであり、高周波化が容易、耐電圧性が良好、小型化が容易などの利点を備えている(例えば、以下の特許文献1および2参照)。
In general, communication devices such as cellular phones are becoming higher in frequency and smaller in size, and for this reason, higher performance and smaller size of the RF circuit section have been demanded. Among them, as a high-frequency element such as a high-frequency filter used in a transmission / reception unit of a communication device, it is possible to realize performance equivalent to that of a conventional SAW (Surface Acoustic Wave) element. A BAW (Bulk Acoustic Wave) element that is easy to downsize is drawing attention. This BAW element has a laminated structure in which a piezoelectric layer is sandwiched between electrodes, and generates an acoustic wave in the thickness direction in the piezoelectric layer. It is easy to increase the frequency, have good withstand voltage, and easily downsize. (See, for example,
上記のBAW素子としては、シリコン基板等からなる基板上に上記の積層構造を形成し、その後、積層構造の下の基板部分をエッチングなどによって除去することによって共振部の縦振動を可能にした、FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)型の素子構造を備えたもの(特許文献1の図1および図3)と、音響インピーダンスの異なる層を交互に繰り返し積層してなる音響反射多層膜を上記の積層構造と基板との間に配置した、SMR(Solid Mounted Resonator)型の素子構造を備えたもの(特許文献1の図2)と、が知られている。 As the BAW element, the above laminated structure is formed on a substrate made of a silicon substrate or the like, and then the substrate portion under the laminated structure is removed by etching or the like, thereby enabling longitudinal vibration of the resonance part. An FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator) type element structure (FIGS. 1 and 3 of Patent Document 1) and an acoustic reflection multilayer film in which layers having different acoustic impedances are alternately laminated are laminated structures described above There is known an SMR (Solid Mounted Resonator) type element structure (FIG. 2 of Patent Document 1) disposed between a substrate and a substrate.
ところで、このような薄膜圧電共振子においては、圧電体層の材質によっては、良好な結晶成長が行われないことがある。その場合、圧電体層のモフォロジーやリーク電流などに起因して十分なQ値を得られないことがある。
本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、Q値が大きく高性能な圧電薄膜共振子を提供することにある。 The present invention solves the above problems, and an object thereof is to provide a high-performance piezoelectric thin film resonator having a large Q value.
本発明にかかる圧電薄膜共振子は、
基板と、
前記基板の上方に形成された共振部であって、下部電極層と、圧電体層と、上部電極層とを有し、前記下部電極層と前記上部電極層とによって前記圧電体層に電界を与えることにより、前記圧電体層の厚み方向に音響振動が生成される共振部と、
を含み、
平面視において、前記圧電体層が、前記下部電極層の領域内に含まれる。
The piezoelectric thin film resonator according to the present invention is
A substrate,
A resonating portion formed above the substrate, comprising a lower electrode layer, a piezoelectric layer, and an upper electrode layer, and an electric field applied to the piezoelectric layer by the lower electrode layer and the upper electrode layer. A resonance part that generates acoustic vibrations in the thickness direction of the piezoelectric layer,
Including
In plan view, the piezoelectric layer is included in the region of the lower electrode layer.
この圧電薄膜共振子によれば、圧電体層が下部電極層を用いて良好な結晶成長を行うことができるため、圧電体層のモフォロジーやリーク電流が低減され、Q値の高い高性能な圧電薄膜共振子を得ることができる。 According to this piezoelectric thin film resonator, since the piezoelectric layer can perform good crystal growth using the lower electrode layer, the morphology and leakage current of the piezoelectric layer are reduced, and a high-performance piezoelectric element with a high Q value is obtained. A thin film resonator can be obtained.
本発明において、特定のA部材の上方に形成された特定のB部材というとき、A部材の上に直接B部材が形成された場合と、A部材の上に他の部材を介してB部材が形成された場合とを含む意味である。 In the present invention, when a specific B member is formed above a specific A member, when the B member is formed directly on the A member, the B member is interposed on the A member via another member. It includes the case where it is formed.
本発明において、「平面視において」とは、基板に垂直な方向から見るという意味である。 In the present invention, “in a plan view” means to view from a direction perpendicular to the substrate.
本発明の圧電薄膜共振子において、前記圧電体層と前記上部電極層とは同一の工程でパターニングされ、前記圧電体層の上面と前記上部電極層の下面とは同一の形状を有することができる。 In the piezoelectric thin film resonator of the present invention, the piezoelectric layer and the upper electrode layer may be patterned in the same process, and the upper surface of the piezoelectric layer and the lower surface of the upper electrode layer may have the same shape. .
本発明の圧電薄膜共振子において、少なくとも前記圧電体層および前記上部電極層を覆うパッシベーション層を有することができる。 The piezoelectric thin film resonator of the present invention may have a passivation layer that covers at least the piezoelectric layer and the upper electrode layer.
本発明の圧電薄膜共振子において、前記パッシベーション層における、前記上部電極層の上に位置する部分に開口部を有し、該開口部を経由して前記上部電極層と接続された配線層を有することができる。 In the piezoelectric thin film resonator according to the aspect of the invention, the passivation layer has an opening in a portion located on the upper electrode layer, and has a wiring layer connected to the upper electrode layer through the opening. be able to.
本発明の圧電薄膜共振子において、平面視において、前記圧電体層と前記上部電極層とが重なった部分は、前記基板に形成された開口部からなる自由振動領域内に含まれることができる。 In the piezoelectric thin film resonator according to the aspect of the invention, a portion where the piezoelectric layer and the upper electrode layer overlap in a plan view can be included in a free vibration region including an opening formed in the substrate.
本発明の圧電薄膜共振子において、前記基板の上方に形成された音響多層膜を有し、前記共振部は、前記音響多層膜の上方に形成され、かつ、平面視において、前記圧電体層と前記上部電極層とが重なった部分は、前記音響多層膜の領域内に含まれることができる。 The piezoelectric thin film resonator of the present invention has an acoustic multilayer film formed above the substrate, and the resonance part is formed above the acoustic multilayer film, and in a plan view, A portion where the upper electrode layer overlaps may be included in a region of the acoustic multilayer film.
本発明の圧電薄膜共振子において、前記圧電体層は、チタン酸ジルコン酸鉛あるいはチタン酸ジルコン酸鉛固溶体からなることができる。 In the piezoelectric thin film resonator of the present invention, the piezoelectric layer can be made of lead zirconate titanate or lead zirconate titanate solid solution.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1.第1実施形態
図1は、本実施形態の圧電薄膜共振子100の構造を模式的に示す断面図であり、図2は、図1に示す圧電薄膜共振子100の構造を模式的に示す平面図である。
1. First Embodiment FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a piezoelectric
圧電薄膜共振子100は、図1および図2に示すように、基板1上に、下地層2が形成されている。さらに、下地層2上に、共振部10が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the piezoelectric
基板1には、キャビティと呼ばれる開口部1aが形成されている。開口部1aは、基板1の裏面からのエッチング(ウエットエッチングまたはドライエッチング)によって形成される。この開口部1aは、後述する下地層2をエッチングストップ層として用いて形成することができる。開口部1aを設けることで、後述する共振部10に対する機械的拘束力が低減され、共振部10が自由に振動できるように構成される。図示例は、FBAR型の素子構造を示している。
The
基板1は、シリコン基板等の半導体基板、ガラス基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板、セラミックス基板等の各種の基板を用いることができる。特に、シリコン基板等の半導体基板を用いることによって、基板1内に各種の半導体回路を作り込むことができるため、圧電体薄膜共振子と回路とを一体化することができる。この中でも、シリコン基板を用いることが一般的な半導体製造技術を利用できる点で有利である。
As the
基板1上には、下地層2が形成されている。下地層2は、酸化シリコン層(SiO2)、窒化シリコン層(Si3N4)等の絶縁膜であり、2層以上の複合層で構成されていてもよい。下地層2は熱酸化法、CVD法、スパッタリング法などで形成することができる。
A
図3に示すように、共振部10は、下部電極層12、圧電体層14、上部電極層16が順次に積層されて構成される。下部電極層12は、圧電体層14および上部電極層16より広い領域に亘って形成されている。そして、平面視において、圧電体層14は、下部電極層12の領域内に含まれる。すなわち、圧電体層14は、その下面全体が下部電極層12と接触する状態で形成されている。このような積層構造を有することにより、圧電体層14の材質として例えばチタン酸ジルコン酸鉛(PZT;Pb(Zr,Ti)O3)あるいはニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛(PZTN;Pb(Zr,Ti,Nb)O3)を用いた場合、下部電極層12を選択することで該下部電極層12上に結晶性やモフォロジーの優れた圧電体層14を形成することができる。その結果、高いQ値を有し、長期信頼性に優れた圧電薄膜共振子を得ることができる。
As shown in FIG. 3, the
PZTやPZTNなどのペロブスカイト型酸化物は、結晶化する際に下地層となる下部電極層の影響を受けるため、下部電極層があるところと下部電極層がないところは結晶化条件が異なる。そのため、下部電極層のない領域では、圧電体層のモフォロジーの劣化、圧電体層の組成変化によるリーク電流の増大などに起因して、Q値が減少する問題を生じやすいが、本実施形態ではかかる問題を回避できる。 Since perovskite oxides such as PZT and PZTN are affected by the lower electrode layer serving as a base layer when crystallized, the crystallization conditions are different between a place where there is a lower electrode layer and a place where there is no lower electrode layer. Therefore, in the region without the lower electrode layer, the Q value tends to decrease due to deterioration of the morphology of the piezoelectric layer and increase in leakage current due to a change in composition of the piezoelectric layer. Such a problem can be avoided.
圧電体層14および上部電極層16は適宜の平面形状となるようにパターニングされる。工程数を少なくするために、圧電体層14と上部電極層16とは同一の工程でパターニングされることが望ましい。この場合、圧電体層14の上面と上部電極層16の下面とは同一の形状を有する。例えば、図3に示すように、下地層2上に、第1電極層12のための第1導電層、圧電体層14のための圧電体層および第2電極層16のための第2導電層を順次成膜した後、第2導電層と圧電体層とをエッチングによってパターニングすることにより、平面視において、圧電体層14と第2電極層16とが第1電極層12の領域内に含まれるように形成される。本実施形態においては、下部電極層12の領域上で圧電体層14が形成されるため、圧電体層12の面内均一性に優れ、上述したように優れた結晶性を有する。ただし、下部電極層12については、パターニングされる圧電体層12の領域より大きければ、あらかじめパターニングされていても構わない。
The
圧電体層14および上部電極層16のパターニングは、通常のフォトリソグラフィ法によって行うことができる。エッチングとしては、反応性イオンエッチング(RIE)やイオンミリングなどのドライエッチング法を用いることができる。
Patterning of the
本実施形態では、少なくとも圧電体層14および上部電極層16を覆うパッシベーション層20を有する。図示の例では、パッシベーション層20は、下部電極層12,圧電体層14および上部電極層16の全体を覆う状態で形成されている。そして、パッシベーション層20には、下部電極層12上に電極取出し用の第1開口部22が形成され、上部電極層16上に電極取出し用の第2開口部24が形成されている。この開口部24を経由して上部電極層16と接続された配線層30が形成されている。配線層30は、任意の配線材料をもちいることができ、例えば金、アルミニウムを用いることができる。
In the present embodiment, a
パッシベーション層20は、酸化シリコン層(SiO2)、窒化シリコン層(Si3N4)等の絶縁膜であり、2層以上の複合層で構成されていてもよい。パッシベーション層20は、熱酸化法、CVD法、スパッタリング法などで形成することができる。パッシベーション層20を形成することにより、圧電薄膜共振子100の長期信頼性を高めることができる。
The
本実施形態では、平面視において、圧電体層14と上部電極層16とが重なった部分は、基板1に形成された開口部1aからなる自由振動領域内に含まれることができる。このように圧電体層14と上部電極層16とが配置されることにより、基板1などの拘束部分を振動させることがなく、振動エネルギーの損失が少ない高効率の圧電薄膜共振子100を得ることができる。
In the present embodiment, the portion where the
下部電極層12は、任意の電極材料を用いることができる。例えば、圧電体層14がPZあるいはPZTNで構成される場合には、下部電極層12に白金を用いることが好ましい。下部電極層12は、基板1(下地層2)上に蒸着法、スパッタリング法等を用いて形成できる。下部電極層12は、上述した条件を満たせば、必要に応じて適宜の平面形状となるようにパターニングされる。下地電極層11の厚さはλ/4程度、或いはそれ以下であることが好ましい。実際には充分に低い電気抵抗値が得られるのであれば、音響振動に影響を与えないようにするために、λ/4の十分の一以下であることが望ましい。下部電極層12の厚さは10nm以上5μm以下とすることができる。
The
圧電体層14は、任意の圧電材料を用いることができ、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛などを例示できる。圧電体層14の膜厚hは、共振波長をλとした場合、0.9×λ/2以上、1.1×λ/2以下であることが好ましく、特に圧電体層14の膜厚hはλ/2であることが望ましい。これは、圧電体層14内に積層方向の音響波を閉じ込めたときの波長λでの共振条件を成立させるためである。共振周波数を高くすることにこだわらないのであれば、上記λ/2の代わりにその自然数倍の値を用いることができる。圧電体層14の厚さは、100nm以上10μm以下とすることができる。
Any piezoelectric material can be used for the
本実施形態の場合には、下部電極層12と上部電極層16の間には圧電体層14のみが存在するが、両電極間に上記の圧電体層14以外の層を形成しても構わない。この場合、共振条件に応じて圧電体層14の膜厚を適宜に変更すればよい。
In the present embodiment, only the
圧電体層14は、蒸着法、スパッタリング法、レーザーアブレーション法、CVD法などの種々の方法で形成することができる。例えば、レーザーアブレーション法を用いてPZTNからなる圧電体層14を形成する場合には、レーザー光をチタン酸ジルコン酸鉛用ターゲット、例えば、Pb1.05Zr0.52Ti0.48NbO3のターゲットに照射し、このターゲットから鉛原子、ジルコニウム原子、チタン原子、および酸素原子をアブレーションによって放出させ、レーザーエネルギーによってプルームを発生させ、このプルームを基板1に向けて照射する。このようにすると、下部電極層12上にチタン酸ジルコン酸鉛の薄膜が形成される。
The
上部電極層16は、任意の電極材料を用いることができ、Ptなどを例示できる。上部電極層16は、蒸着法、スパッタリング法、CVD法等によって形成することができる。上部電極層16の厚さは、λ/4程度、あるいはそれ以下であることが好ましい。実際には充分に低い電気抵抗値が得られるのであれば、音響振動に影響を与えないようにするために、λ/4の十分の一以下であることが望ましい。下部電極層12の厚さは、10nm以上5μm以下とすることができる。
The
本実施形態の圧電薄膜共振子100にいては、下部電極層12と上部電極層16とによって圧電体層14に電界を与えることにより、圧電体層14の厚み方向に音響振動が生成される。
In the piezoelectric
以下に、共振部10の構成例について述べる。
Below, the structural example of the
(A)第1の構成例においては、下部電極層12の厚みが0.05μm、圧電体層12の厚みが2.0μm、上部電極層13の厚みが0.05μmとする。縦波速度が2000m/sのとき、共振周波数は1GHzとなる。このとき、インピーダンスの周波数依存から求めたQ値は500となり、下部電極層12を先にパターニングした場合に得られるQ値100に比べて増大している。
(A) In the first configuration example, the thickness of the
(B)第2の構成例においては、下部電極層12の厚みが0.05μm、圧電体層14の厚みが2.0μm、上部電極層16の厚みが0.05μmとする。縦波速度が2000m/sのとき、共振周波数は1GHzとなる。このとき、インピーダンスの周波数依存から求めたQ値は500となるが、1ヶ月後、1年後のQ値は、パシベーション層20がない場合と比較して、大きな値となる。従って、パシベーション層20を形成することによって長期信頼性に優れた圧電薄膜共振子を得ることが可能となる。
(B) In the second configuration example, the thickness of the
本実施形態によれば、以下のような特徴を有する。すなわち、平面視において、圧電体層14は、下部電極層12の領域内に含まれる。すなわち、圧電体層14は、その下面全体が下部電極層12と接触する状態で形成されている。このような積層構造を有することにより、圧電体層14の材質として例えばPZT(Pb(Zr,Ti)O3)あるいはPZTN(Pb(Zr,Ti,Nb)O3)を用いた場合、下部電極層12を選択することで該下部電極層12上に結晶性やモフォロジーの優れた圧電体層14を形成することができる。その結果、高いQ値を有し、長期信頼性に優れた圧電薄膜共振子100を得ることができる。
According to this embodiment, it has the following features. That is, the
また、本実施形態では、下部電極層12、圧電体層14および上部電極層16を覆うパッシベーション層20を形成することにより、大気中の水蒸気などの影響を回避でき、圧電薄膜共振子100の長期信頼性を高めることができる。
In the present embodiment, by forming the
2.第2実施形態
図4は、本実施形態の圧電薄膜共振子200の構造を模式的に示す断面図である。図1および図2に示す、第1実施形態の圧電薄膜共振子100と実質的に同じ部材には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第2実施形態の圧電薄膜共振子200は、第1実施形態の圧電薄膜共振子100と、自由振動領域を構成する開口部の構造が異なる。
2. Second Embodiment FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a piezoelectric
圧電薄膜共振子200は、図4に示すように、基板1上に、下地層2が形成されている。さらに、下地層2上に、共振部10が形成されている。図示はしないが、本実施形態でも、第1実施形態と同様に、パッシベーション層および配線層を有することができる。
As shown in FIG. 4, the piezoelectric
基板1には、エアギャップといわれる開口部1bが形成されている。開口部1bは、第1実施形態の開口部1aと異なり、基板1の途中まで掘られている。このような開口部1bは、基板1の表面から基板1の途中までエッチング(ウエットエッチングまたはドライエッチング)することによって形成される。開口部1aを設けることで、共振部10に対する機械的拘束力が低減され、共振部10が自由に振動できるように構成される。図示例は、FBAR型の素子構造を示している。基板1としては、第1実施形態で述べたものと同様のものを用いることができる。
The
エアギャップ構造の開口部1bは、公知の方法で形成することができる。例えば、開口部1bは、図5(A)ないし(C)に示す方法で形成することができる。
The
まず、図5(A)で示すように、基板1に凹部1cを形成する。凹部1cは、公知のフォトリソグラフィーおよびエッチングによって形成することができる。
First, as shown in FIG. 5A, a
次いで、図5(B)で示すように、凹部1cの表面に沿ってエッチングストッパ層1dを形成する。エッチングストッパ層1dは、基板1とエッチングにおいて選択比の異なる材料を用いて形成される。例えば、基板1がシリコン基板の場合、エッチングストッパ層1dとしては酸化シリコン層を用いることができる。さらに、エッチングストッパ層1dの内部に犠牲層1eを形成する。犠牲層1eとしては、基板1およびエッチングストッパ層1dとエッチングにおいて選択比の異なる材料を用いて形成される。基板1がシリコン基板で、エッチングストッパ層1dが酸化シリコン層の場合、犠牲層1eとして、例えばポリシリコンを用いることができる。
Next, as shown in FIG. 5B, an
次いで、図5(C)に示すように、基板1、エッチングストッパ層1dおよび犠牲層1d上に、下地層2を形成する。下地層2としては、第1実施形態で述べたと同様のものを用いることができる。さらに、下地層2上に、第1実施形態で述べたように、下部電極層12,圧電体層14および上部電極層16を形成する。その後、下地層2にエッチング液を供給するための開口部2aを形成する。そして、この開口部2aを介して犠牲層1eをエッチングするためのエッチャント(エッチング液やエッチングガス)を供給することによって、犠牲層1eをエッチングする。以上の工程によって、図4に示す開口部1bを形成することができる。
Next, as shown in FIG. 5C, the
本実施形態においても、第1実施形態と同様な共振部10を有する。そして、本実施形態においても、平面視において、圧電体層14と上部電極層16とが重なった部分は、基板1に形成された開口部1aからなる自由振動領域内に収まるように配置されている。
Also in this embodiment, it has the
本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、高いQ値を有し、長期信頼性に優れた圧電薄膜共振子100を得ることができる。
According to the present embodiment, as in the first embodiment, the piezoelectric
3.第3実施形態
図6は、本実施形態の圧電薄膜共振子300の構造を模式的に示す断面図である。図1および図2に示す、第1実施形態の圧電薄膜共振子100と実質的に同じ部材には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。第3実施形態の圧電薄膜共振子300は、第1実施形態の圧電薄膜共振子100と自由振動領域を構成する領域の構造が異なり、SMR型素子である。
3. Third Embodiment FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a piezoelectric
圧電薄膜共振子300は、図6に示すように、基板1上に、音響多層膜3が形成されている。さらに、音響多層膜3上に、共振部10が形成されている。基板1としては、第1実施形態で述べたものと同様のものを用いることができる。本実施形態でも、第1実施形態と同様に、図示しないパッシベーション層および配線層を有することができる。
As shown in FIG. 6, the piezoelectric
音響多層膜3は、音響インピーダンスの異なる層を繰り返し積層して構成される。具体的には、音響インピーダンスの低い層と音響インピーダンスの高い層が交互に積層されている。音響インピーダンスが低い層としては、例えば酸化シリコン層を、音響インピーダンスが高い層としては、例えばタングステン層や窒化アルミニウム層を用いることができる。
The
音響多層膜3は、第1実施形態および第2実施形態の開口部1a、1bと同様の機能を有し、弾性波を反射することができる。音響多層膜3は、公知の方法で形成することができる。例えば、基板1上に、上述した音響インピーダンスの高い層と、音響インピーダンスの低い層とを公知の成膜方法、例えばスパッタ法、蒸着法、CVD法で交互に成膜することで形成できる。
The
本実施形態においても、第1実施形態と同様な共振部10を有する。そして、本実施形態においても、平面視において、圧電体層14と上部電極層16とが重なる部分は、基板1に形成された音響多層膜3からなる自由振動領域内に収まるように配置されている。
Also in this embodiment, it has the
本実施形態によれば、第1実施形態、第2実施形態と同様に、高いQ値を有し、長期信頼性に優れた圧電薄膜共振子100を得ることができる。
According to the present embodiment, as in the first and second embodiments, the piezoelectric
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(たとえば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same purposes and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that achieves the same effect as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. In addition, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
1…基板、1a…開口部、1b…開口部、2…下地層、3…音響多層膜、10…共振部、12…下部電極層、14…圧電体層、16…上部電極層、20…パッシベーション層、22,24…開口部、30…配線層、100,200,300…圧電薄膜共振子
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記基板の上方に形成された共振部であって、下部電極層と、圧電体層と、上部電極層とを有し、前記下部電極層と前記上部電極層とによって前記圧電体層に電界を与えることにより、前記圧電体層の厚み方向に音響振動が生成される共振部と、
を含み、
平面視において、前記圧電体層は、前記下部電極層の領域内に含まれる、圧電薄膜共振子。 A substrate,
A resonating portion formed above the substrate, comprising a lower electrode layer, a piezoelectric layer, and an upper electrode layer, and an electric field applied to the piezoelectric layer by the lower electrode layer and the upper electrode layer. A resonance part that generates acoustic vibrations in the thickness direction of the piezoelectric layer,
Including
In plan view, the piezoelectric layer is a piezoelectric thin film resonator included in a region of the lower electrode layer.
前記圧電体層と前記上部電極層とは同一の工程でパターニングされ、前記圧電体層の上面と前記上部電極層の下面とは同一の形状を有する、圧電薄膜共振子。 In claim 1,
The piezoelectric thin film resonator, wherein the piezoelectric layer and the upper electrode layer are patterned in the same process, and the upper surface of the piezoelectric layer and the lower surface of the upper electrode layer have the same shape.
少なくとも前記圧電体層および前記上部電極層を覆うパッシベーション層を有する、圧電薄膜共振子。 In claim 1 or 2,
A piezoelectric thin film resonator having a passivation layer covering at least the piezoelectric layer and the upper electrode layer.
前記パッシベーション層における、前記上部電極層の上に位置する部分に開口部を有し、該開口部を経由して前記上部電極層と接続された配線層を有する、圧電薄膜共振子。 In claim 3,
A piezoelectric thin film resonator having an opening in a portion of the passivation layer located above the upper electrode layer, and a wiring layer connected to the upper electrode layer through the opening.
平面視において、前記圧電体層と前記上部電極層とが重なった部分は、前記基板に形成された開口部からなる自由振動領域内に含まれる、圧電薄膜共振子。 In any of claims 1 to 4,
The piezoelectric thin film resonator in which a portion where the piezoelectric layer and the upper electrode layer overlap in a plan view is included in a free vibration region including an opening formed in the substrate.
前記基板の上方に形成された音響多層膜を有し、
前記共振部は、前記音響多層膜の上方に形成され、かつ、平面視において、前記圧電体層と前記上部電極層とが重なった部分は、前記音響多層膜の領域内に含まれる、圧電薄膜共振子。 In any of claims 1 to 4,
An acoustic multilayer film formed above the substrate;
The resonance part is formed above the acoustic multilayer film, and a portion where the piezoelectric layer and the upper electrode layer overlap in a plan view is included in a region of the acoustic multilayer film. Resonator.
前記圧電体層は、チタン酸ジルコン酸鉛あるいはチタン酸ジルコン酸鉛固溶体からなる、圧電薄膜共振子。 In any one of Claims 1 thru | or 6.
The piezoelectric layer is a piezoelectric thin film resonator made of lead zirconate titanate or lead zirconate titanate solid solution.
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