CN106489238B - 压电谐振器的制造方法及压电谐振器 - Google Patents
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Abstract
在压电基板(200)的背面形成牺牲层(600)(S101)。在压电基板(200)的背面形成支承层(300)，以便覆盖牺牲层(600)(S102)。使支承层(300)平坦化，形成作为压电谐振器(10)的支承层(30)。对支承层(30)与牺牲层(600)的表面进行研磨，由此形成牺牲层(600)的表面相对于支承层(30)的表面凹陷的凹部(31)(S103)。凹部(31)由向支承层(30)中的支承层(30)与牺牲层(600)的界面附近扩展的形状构成。在具有凹部(31)的支承层(30)与牺牲层(600)的表面使用粘接材料(50)来粘接支承基板(40)(S104)。设置凹部(31)，由此牺牲层(600)与支承基板(40)之间的密接强度降低，在牺牲层(600)的除去工序中，牺牲层(600)变得易于除去。
Description
技术领域
本发明涉及具有隔膜构造的压电谐振器的制造方法及压电谐振器。
背景技术
以往，关于压电谐振器(压电器件)提出了各种方案。例如，专利文献1记载着具有隔膜构造的压电谐振器(压电器件)。
专利文献1所示的具有隔膜构造的现有的压电谐振器中，在压电薄膜的背面侧配置有支承基板。压电薄膜通过支承层被固定于支承基板。在压电薄膜的背面侧，在压电薄膜与支承基板之间，设置有支承层未抵接于压电薄膜的背面的空间。
这种具有隔膜构造的压电谐振器的空间，是通过在压电薄膜的背面与支承基板之间形成牺牲层与支承层并有选择地除去牺牲层而被设置的。
牺牲层的除去是通过在压电薄膜开设牺牲层除去用的孔并使除去用的溶剂从该孔浸入而被进行的。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2011/052551号
发明内容
-发明所要解决的技术问题-
然而，在以往的压电谐振器的构成及制造方法中，在短时间内将牺牲层基本全部除去并不容易。若牺牲层未被除去而残留下来，则压电谐振器的特性会从所期望的特性偏离。
因而，本发明的目的在于，提供一种能在短时间内将牺牲层基本全部除去的压电谐振器的制造方法及压电谐振器。
-用于解决技术问题的手段-
本发明的压电谐振器的制造方法的特征在于，具有以下工序。压电谐振器的制造方法具有：在压电基板的背面形成牺牲层的工序；在压电基板的背面形成支承层的工序。压电谐振器的制造方法具有：对支承层及牺牲层进行切削，以形成牺牲层相对于支承层凹陷的凹部的工序。压电谐振器的制造方法具有：在形成凹部的一侧的支承层的面粘接支承基板的工序；和将压电基板削薄来形成压电薄膜的工序。
在该制造方法中，在支承层与支承基板的边界具有阶差的状态下，以牺牲层及支承层的牺牲层附近相比于支承层的其他部分更与支承基板隔开距离的状态通过粘接材料而被粘接。为此，牺牲层与支承基板之间的密接力降低。由此，牺牲层容易被除去。
再有，在本发明的压电谐振器的制造方法中，形成凹部的工序只要通过支承层及牺牲层的研磨来形成凹部即可。
还有，本发明的压电谐振器的制造方法中，形成凹部的工序也可以通过支承层及牺牲层的蚀刻来形成凹部。
在这些制造方法中，表示出具体的凹部的形成方法，通过使用这些方法，从而能够精度优良地形成凹部。
再者，本发明的压电谐振器的特征在于，具有以下构成。压电谐振器具备：压电薄膜、被配置在该压电薄膜的背面侧的支承基板、以及将压电薄膜固定于支承基板以便在压电薄膜与支承基板之间设置空间的支承层。支承层中的露出于空间的支承基板侧的角部，具备将该角部切去的形状的凹部。
在该构成中，压电谐振器的制造过程中牺牲层的除去变得容易，能可靠地实现具有所期望的特性的压电谐振器。
另外，本发明的压电谐振器也可以是以下构成。压电谐振器具备：压电薄膜、被配置在压电薄膜的背面侧的支承基板、以及将压电薄膜固定于支承基板以便在压电薄膜与支承基板之间设置空间的支承层。支承基板在露出于空间的区域具备凹部。
在该构成中，也能可靠地实现具有所期望的特性的压电谐振器。
-发明效果-
根据本发明，可将牺牲层在短时间内基本全部除去。由此，能够可靠地制造具有所期望的特性的压电谐振器。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的压电谐振器的主要构造的剖视图。
图2是表示本发明的第1实施方式涉及的压电谐振器的制造方法的流程图。
图3是表示本发明的第1实施方式涉及的压电谐振器中的各制造过程的构成的剖视图。
图4是表示本发明的第1实施方式涉及的压电谐振器中的各制造过程的构成的剖视图。
图5是表示本发明的第2实施方式涉及的压电谐振器的主要构造的剖视图。
图6是表示本发明的第2实施方式涉及的压电谐振器的制造方法的流程图。
具体实施方式
参照附图对本发明的第1实施方式涉及的压电谐振器及压电谐振器的制造方法进行说明。图1是本表示发明的实施方式涉及的压电谐振器的主要构造的剖视图。
压电谐振器10具备压电薄膜20、支承层30及支承基板40。
压电薄膜20以LiTaO3、或LiNbO3等压电体为材料。在压电薄膜20的表面形成有表面电极21。在压电薄膜20的背面形成有背面电极22。表面电极21及背面电极22例如是以Ti为基底金属的Al电极。在压电谐振器10为SAW谐振器或板波谐振器的情况下，表面电极21是梳齿状电极及反射器电极，背面电极22不存在或是接地电极。在压电谐振器10为BAW谐振器的情况下，表面电极21及背面电极22均为驱动电极(端子电极)。
支承层30由SiO2等绝缘性材料构成。支承层30局部性地抵接于压电薄膜20的背面。具体是，支承层30在压电薄膜20的除了产生压电谐振的部分所存在的区域以外的部分中与压电薄膜20抵接。
支承基板40由具有给定硬度的绝缘性材料构成。支承基板40抵接于支承层30中与抵接于压电薄膜20的端面相反的一侧的端面。支承基板40通过粘接材料50而被粘接于支承层30。
根据这种构成，在压电薄膜20的背面与支承基板40之间的未配设有支承层30的区域内形成空间60。通过设置这种空间60，从而压电薄膜20的压电振动未被阻碍。因而，能够实现弹性波的密闭效率良好且具有优越的传输特性的压电谐振器10。
进而，在本实施方式中，在支承层30中的与支承基板40粘接的一侧，在露出于空间60的角部具备有凹部31。凹部31中的与压电薄膜20的电极形成面平行的面比支承层30中的粘接于凹部31以外的支承基板40的面更远离支承基板40的表面。通过具备这种凹部31，从而在压电谐振器10的制造时，用于形成空间60的牺牲层(参照图3、图4的牺牲层600)变得易于从支承基板40剥离。因而，能够在短时间内将牺牲层除去。再有，由于能够将牺牲层可靠地除去，故易于实现具有所期望的特性的压电谐振器10。
接着，对本发明的第1实施方式涉及的压电谐振器的更具体的制造方法进行说明。图2是表示了本发明的第1实施方式涉及的压电谐振器的制造方法的流程图。图3、图4是表示本发明的第1实施方式涉及的压电谐振器中的各制造过程的构成的剖视图。
首先，准备压电基板200。压电基板200以LiTaO3、或LiNbO3等的压电体为材料。在压电基板200的背面形成背面电极22。背面电极22的形成例如是通过蒸镀剥离法等在压电基板200的背面按顺序对Ti、Al进行蒸镀来实现的。在是不需要背面电极的压电谐振器的情况下，也可以省略该构成。
作为工序S101，在压电基板200的背面形成牺牲层600，以便覆盖背面电极22(参照图3(A)。)。牺牲层600由例如ZnO构成。牺牲层600是通过溅射法在压电基板200的整个背面形成了ZnO层后通过湿式蚀刻等对该ZnO层进行图案化而形成的。例如，牺牲层600的膜厚为1μm～3μm程度。
作为工序S102，在压电基板200的背面形成支承层300，以便覆盖牺牲层600(参照图3(B)。)。支承层300例如由SiO2构成。支承层300通过溅射法而形成于牺牲层600已被形成图案的压电基板200的整个背面整体。例如，支承层300的膜厚为2μm～8μm程度。通过利用研磨等使支承层300的表面平坦化来形成支承层30。即，通过将研磨支承层300中的成为覆盖牺牲层600的区域的隆起的部分削除，由此在压电谐振器10形成剩下的支承层30。
作为工序S103，关于已被平坦化的支承层30与牺牲层600，形与支承层30相比牺牲层600更凹陷的凹部31(参照图3(C)。)。具体是，对支承层30与牺牲层600的表面进行研磨。此时，在支承层30与牺牲层600中，材料不同而使研磨速率不同，牺牲层600的研磨速率比支承层30的研磨速率更高。因而，即便是相同的研磨时间，牺牲层600比支承层30切削得更多。利用该研磨速率的差异，可形成通过使牺牲层600的区域比支承层30的区域更凹陷而得到的凹部31。另外，此时在支承层30与牺牲层600的界面附近，支承层30也变得比支承层30的其他部分更容易被切削。因而，如图3(C)所示，凹部31不只是在牺牲层600的区域，成为扩展到支承层30中的与牺牲层600的界面近旁的给定宽度的区域为止的形状。
作为工序S104，在已形成凹部31的支承层30与牺牲层600的表面，使用粘接材料50来粘接支承基板40(参照图3(D)。)。此时，牺牲层600的表面及凹部31的底面，与凹部31以外的支承层30的表面相比，与支承基板40的间隔变宽。因而，牺牲层600及凹部31与支承基板40的密接性，和凹部31以外的支承层30与支承基板40的密接性相比有所降低。
作为工序S105，使压电基板200薄膜化，以形成压电薄膜20(参照图4(A)。)。压电基板200的薄膜化只要通过已知的方法进行即可。例如，从压电基板200中的与形成了牺牲层600的面相反一侧起通过研磨进行薄膜化。再有，在形成牺牲层600的之前，从压电基板200的背面侧注入氢离子，从背面起在给定的深度位置形成劈开层。而且，在粘接支承基板40后通过进行加热，从而使劈开伸展。由此，使压电基板200的背面侧的给定厚度的部分自压电基板200分离，以形成压电薄膜20。
作为工序S106，在压电薄膜20的表面(压电薄膜20中的与形成了牺牲层600的面相反一侧的面)形成表面电极21(参照图4(B)。)。表面电极21的形成，例如通过蒸镀剥离法等按顺序在压电薄膜20的表面对Ti、Al进行蒸镀来实现。表面电极21的膜厚例如是10nm～2000nm程度。
作为工序S107，除去牺牲层600，在压电薄膜20与支承基板40之间形成空间60。更具体的是，在压电薄膜20设置牺牲层600的除去用的孔23(参照图4(C)。)。孔23的开口面积要比牺牲层600的面积小。孔23例如可通过干式蚀刻法来形成。从该孔23注入蚀刻溶液，将牺牲层600除去(参照图4(D)。)。蚀刻溶液例如使用醋磷酸(acetic phosphoricacid)的混合溶液。醋磷酸的混合溶液是以1∶1∶10的比例将醋酸、磷酸、水进行混合而得的溶液。
在此，如上所述，在本实施方式的构成中，牺牲层600与支承基板40之间的密接强度比支承层30与支承基板40之间的密接强度更低。因而，与以往的构成及以往的制造方法相比，能在短时间内更可靠地将牺牲层600除去。
接着，参照附图，对本发明的第2实施方式涉及的压电谐振器及压电谐振器的制造方法进行说明。图5是表示本发明的第2实施方式涉及的压电谐振器的主要构造的剖视图。
本发明的第2实施方式涉及的压电谐振器10A相对于第1实施方式涉及的压电谐振器10而言，凹部的形成部位不同，其他构成和第1实施方式涉及的压电谐振器10相同。
如图5所示，压电谐振器10A在支承基板40形成有凹部41A。凹部41A形成为至少包含支承基板40隔着粘接层50而露出于空间60的区域。
即便是这种构成，也能够获得与第1实施方式涉及的压电谐振器10同样的作用效果。再有，在该构成中，在支承层30A内并未形成凹部。因而，能够更高精度地决定由支承层30A来决定的空间60的体积，能够高精度地制造具有所期望的特性的压电谐振器10A。
本实施方式涉及的压电谐振器10A通过以下所示的工序来制造。图6是表示本发明的第2实施方式涉及的压电谐振器的制造方法的流程图。
本实施方式涉及的压电谐振器10A的制造方法除了凹部的形成以外，基本上和第1实施方式涉及的压电谐振器10的制造方法相同。
作为工序S201，在压电基板的背面形成牺牲层，以便覆盖背面电极。
作为工序S202，在压电基板的背面形成支承层，以便覆盖牺牲层。而且，自与压电基板相反侧的面起将支承层与牺牲层研磨至牺牲层露出为止，使表面(研磨面)平坦化。
作为工序S203，将支承基板40的表面局部性地研磨，以形成凹部41A。
作为工序S204，使用粘接材料50将已形成凹部41A的支承基板40和支承层及牺牲层进行粘接。
作为工序S205，使压电基板薄膜化，形成压电薄膜。
作为工序S206，在压电薄膜的表面(压电薄膜中的与已形成牺牲层的面相反侧的面)上形成表面电极。
作为工序S207，除去牺牲层，在压电薄膜20与支承基板40之间形成空间60。
另外，在上述的构成中，虽然表示出通过研磨来形成凹部31、41A的形态，但也可以利用支承层与牺牲层的材料的差异所带来的蚀刻速率的差异，使用通过蚀刻来形成凹部31的形态。
-符号说明-
10、10A：压电谐振器
20：压电薄膜
21：表面电极
22：背面电极
30、30A、300：支承层
31、41A：凹部
40：支承基板
50：粘接材料
60：空间
600：牺牲层
Claims (4)
1.一种压电谐振器的制造方法，具有：
在压电基板的背面形成牺牲层的工序；
在所述压电基板的背面形成支承层的工序；
将所述支承层及所述牺牲层切削，形成所述牺牲层相对于所述支承层凹陷的凹部的工序；
在形成所述凹部的一侧的所述支承层的面粘接支承基板的工序；和
将所述牺牲层除去的工序。
2.根据权利要求1所述的压电谐振器的制造方法，其中，
形成所述凹部的工序中，通过所述支承层及所述牺牲层的研磨来形成所述凹部。
3.根据权利要求1所述的压电谐振器的制造方法，其中，
形成所述凹部的工序中，通过所述支承层及所述牺牲层的蚀刻来形成所述凹部。
4.一种压电谐振器，具备：
压电薄膜；
被配置在该压电薄膜的背面侧的支承基板；和
将所述压电薄膜固定于所述支承基板，以使得在所述压电薄膜与所述支承基板之间设置空间的支承层，
所述支承层中的露出于所述空间的所述支承基板一侧的角部，具备将该角部切去的形状的凹部。
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