DE102007000133A1

DE102007000133A1 - Piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung

Info

Publication number: DE102007000133A1
Application number: DE102007000133A
Authority: DE
Inventors: Shoichiro Nagoya Yamaguchi; Yukihisa Nagoya Osugi; Tomoyoshi Nagoya Tai; Masahiro Nagoya Sakai
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2027-03-08
Also published as: US20070210878A1; US7598826B2; DE102007000133B4; JP4877966B2; JP2008042871A

Abstract

Es wird eine piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung bereitgestellt, deren Frequenz-Impedanz-Eigenschaft gegenüber einer Störung unempfänglich ist. Ein akustischer Schicht-Volumen-Resonator weist eine Konfiguration auf, bei der eine Haftschicht, eine untere Elektrode, eine piezoelektrische Dünnschicht und eine obere Elektrode in dieser Reihenfolge auf einem Auflagesubstrat geschichtet sind. Ein Ansteuerungsabschnitt der oberen Elektrode und ein Ansteuerungsabschnitt der unteren Elektrode sind zueinander mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht gegenüberliegend. Der jeweilige Ansteuerungsabschnitt weist eine schmale bzw. schlanke zweidimensionale Form auf, wobei eine Größe in einer zugehörigen longitudinalen Richtung nicht kleiner als zwei Mal, besser vier Mal und noch besser zehn Mal so groß ist wie eine Größe in einer zugehörigen Breiterichtung.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung, die einen einzelnen oder eine Vielzahl von akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren (film bulk acoustic resonator bzw. FBAR) umfasst.
Beschreibung des Standes der Technik
In 59 ist eine Schrägansicht gezeigt, die eine schematische Konfiguration eines Hauptteils eines herkömmlichen akustischen Schicht-Volumen-Resonators 9 zeigt.
Wie es in 59 gezeigt ist, umfasst ein akustischer Schicht-Volumen-Resonator 9 eine piezoelektrische Dünnschicht 91 sowie eine obere Elektrode 92 und eine untere Elektrode 93, die auf jeweiligen Hauptoberflächen der piezoelektrischen Dünnschicht 91 ausgebildet sind. In dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 9 liegen ein quadratischer Ansteuerungsabschnitt 921 der oberen Elektrode 92 und ein quadratischer Ansteuerungsabschnitt 931 der unteren Elektrode 93 einander mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 91 gegenüber, und wenn ein Anregungssignal an Kontaktflächen 923 und 933, die elektrisch mit den Ansteuerungsabschnitten 921 und 931 verbunden sind, angelegt wird, wird ein elektrisches Feld erzeugt, um Schwingungen innerhalb der piezoelektrischen Dünnschicht 91 in einem Anregungsbereich 911, wo sich die Ansteuerungsabschnitte 921 und 931 einander gegenüberliegen, anzuregen. Es ist anzumerken, dass die Formen der Ansteuerungsabschnitte 921 und 931 nicht viereckig sein müssen, sondern alternativ hierzu kreisförmig sein können.
Bei einem derartigen akustischen Schicht-Volumen-Resonator 9 wird, um ein Austreten der angeregten Schwingungen aus dem Anregungsbereich 911 zu verhindern, was zu einer Erzeugung einer Unterresonanz auf Grund der Abgrenzung der piezoelektrischen Dünnschicht 91 führt, oftmals eine Energieeinfangstruktur angewendet, bei der eine Grenzfrequenz von akustischen Wellen durch eine Einrichtung zur teilweisen Änderung einer Schichtdicke der piezoelektrischen Dünnschicht 91 versetzt wird, um ein Austreten von Schwingungen aus dem Anregungsbereich 911 zu verhindern.
Es ist anzumerken, dass die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 8 (1996)-242026 einen Stand der Technik bzgl. eines herkömmlichen akustischen Schicht-Volumen-Resonators darstellt.
Bei dem herkömmlichen akustischen Schicht-Volumen-Resonator gibt es jedoch eine Schwierigkeit dahingehend, dass in dem Fall einer Verwendung eines piezoelektrischen Materials, das einen großen elektromechanischen Kopplungsfaktor aufweist, wie bspw. Lithium-Niobat oder Lithium-Tantalit, ein ausreichender Energieeinfangeffekt nicht erreicht werden kann, wobei folglich eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft bzw. Frequenz-Impedanz-Kennlinie für Störungen empfänglich wird.
Kurzzusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung, die einen einzelnen oder eine Vielzahl von akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung bereitgestellt, die einen einzelnen oder eine Vielzahl von akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren umfasst, wobei die Vorrichtung umfasst: eine piezoelektrische Dünnschicht sowie Elektroden, die auf jeweiligen Hauptoberflächen der piezoelektrischen Dünnschicht ausgebildet sind und Ansteuerungsabschnitte aufweisen, die einander mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht gegenüberliegen, wobei der jeweilige Ansteuerungsabschnitt eine schmale zweidimensionale Form mit einer Größe in einer longitudinalen Richtung aufweist, die nicht kleiner als zweimal so groß wie eine Größe in einer Breiterichtung ist.
Dementsprechend wird eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft des akustischen Schicht-Volumen-Resonators gegenüber einer Störung unempfänglich.
Es ist zu bevorzugen, dass zumindest einer der Ansteuerungsabschnitte einen gewichteten oder gewichtsbelasteten Abschnitt mit einer größeren Masse pro Einheitsfläche als die eines Mittelabschnitts lediglich entlang von Innenseiten eines Paars von gegenüberliegenden Seiten, die sich in der longitudinalen Richtung erstrecken, aufweist.
Dementsprechend kann die Frequenz-Impedanz-Eigenschaft des akustischen Schicht-Volumen-Resonators für eine Störung unempfänglich sein, während ein Einfluss, der durch einen Resonanzsignalverlauf des Resonators, der durch den gewichteten Abschnitt gebildet wird, ausgeübt wird, vermieden wird.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale, Ausgestaltungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung besser ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 zeigt eine Schrägansicht, die eine schematische Konfiguration eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 zeigt eine Schnittdarstellung, die einen Querschnitt des akustischen Schicht-Volumen-Resonators entlang einer Schnittebenenlinie II-II gemäß 1 zeigt,
3A zeigt eine Darstellung, die Muster einer oberen Elektrode zeigt,
3B zeigt eine Darstellung, die Muster einer unteren Elektrode zeigt,
4 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel von Formen von Ansteuerungsabschnitten zeigt,
5 zeigt eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel der Formen der Ansteuerungsabschnitte zeigt,
6 zeigt eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel der Formen der Ansteuerungsabschnitte zeigt,
7 zeigt eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel der Formen der Ansteuerungsabschnitte zeigt,
8 zeigt eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel der Formen der Ansteuerungsabschnitte zeigt,
9 zeigt eine Schrägansicht, die eine schematische Konfiguration eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
10A zeigt eine Darstellung, die Muster einer oberen Elektrode zeigt,
10B zeigt eine Darstellung, die Muster einer unteren Elektrode zeigt,
11 zeigt eine Darstellung der oberen Elektrode und der unteren Elektrode, die bei Positionen ausgebildet sind, die zu Positionen versetzt sind, bei denen sie sein sollten, wenn sie von oben betrachtet werden,
12 zeigt eine Darstellung einer anderen oberen Elektrode und einer anderen unteren Elektrode, die bei Positionen ausgebildet sind, die zu Positionen versetzt sind, bei denen sie sein sollten, wenn sie von oben betrachtet werden,
13A zeigt eine Darstellung, die Muster der oberen Elektrode und der unteren Elektrode zeigt, bei denen Breiten in den ±Y-Richtungen lediglich von Abschnitten von herausgezogenen Abschnitten, die nahe bei Ansteuerungsabschnitten sind, gleich gemacht werden wie die der Ansteuerungsabschnitte,
13B zeigt eine Darstellung, die Muster der unteren Elektrode zeigt, bei der Breiten in den ±Y-Richtungen nur von Abschnitten von herausgezogenen Abschnitten, die nahe bei Ansteuerungsabschnitten sind, gleich gemacht werden wie die der Ansteuerungsabschnitte,
14 zeigt ein Schrägansicht, die eine schematische Konfiguration eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
15 zeigt eine Schnittdarstellung, die einen Querschnitt des akustischen Schicht-Volumen-Resonators entlang einer Schnittebenenlinie XV-XV gemäß 14 zeigt,
16A zeigt eine Darstellung, die Muster einer oberen Elektrode zeigt,
16B zeigt eine Darstellung, die Muster einer unteren Elektrode zeigt,
17A zeigt eine Darstellung, die ein Muster der oberen Elektrode zeigt, bei der ein anderer gewichteter Abschnitt bei der Innenseite eines gewichteten Abschnitts zusätzlich ausgebildet ist,
17B zeigt eine Darstellung, die ein Muster der unteren Elektrode zeigt,
18 zeigt eine Schnittdarstellung, die einen akustischen Schicht-Volumen-Resonator zeigt, bei dem ein stufenförmiger gewichteter Abschnitt angeordnet ist,
19 zeigt eine Schnittdarstellung, die einen akustischen Schicht-Volumen-Resonator zeigt, bei dem ein schräg geformter gewichteter Abschnitt angeordnet ist,
20 zeigt eine Schrägansicht eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
21 zeigt eine Draufsicht eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
22 zeigt eine Schnittdarstellung, die einen Querschnitt des akustischen Schicht-Volumen-Resonators entlang einer Schnittebenenlinie XXII-XXII gemäß 20 zeigt,
23 zeigt eine Draufsicht, die den akustischen Schicht-Volumen-Resonator zeigt, bei dem ein gewichteter Abschnitt über einem Bereich entlang den Innenseiten eines Paars von gegenüberliegenden Seiten eines rechteckigen gegenüberliegenden Bereichs und einem rechteckigen Bereich eines Zufuhrabschnitts, der benachbart zu dem gegenüberliegenden Bereich ist, angeordnet ist,
24 zeigt eine Draufsicht, die den akustischen Schicht-Volumen-Resonator zeigt, bei dem der gewichtete Abschnitt über einem Bereich mit einer ovalen Öffnung entlang der Innenseite des rechteckigen gegenüberliegenden Bereichs und dem rechteckigen Bereich des Zufuhrabschnitts, der benachbart zu dem Gegenbereich ist, angeordnet ist,
25 zeigt eine Draufsicht, die den akustischen Schicht-Volumen-Resonator zeigt, bei dem der gewichtete Abschnitt über einem Bereich entlang der Innenseite des Außenumfangs des rechteckigen gegenüberliegenden Bereichs und einem rechteckigen Bereich, der die Gesamtheit des Zufuhrabschnitts darstellt, der benachbart zu dem Gegenbereich ist, angeordnet ist,
26 zeigt eine Draufsicht, die den akustischen Schicht-Volumen-Resonator zeigt, bei dem ein anderer gewichteter Abschnitt zusätzlich bei der Innenseite des gewichteten Abschnitts ausgebildet ist,
27 zeigt eine Draufsicht, die den akustischen Schicht-Volumen-Resonator zeigt, bei dem ein stufenförmiger gewichteter Abschnitt angeordnet ist,
28 zeigt eine Schnittdarstellung, die den akustischen Schicht-Volumen-Resonator zeigt, bei dem ein stufenförmiger gewichteter Abschnitt angeordnet ist,
29 zeigt eine Schnittdarstellung, die den akustischen Schicht-Volumen-Resonator zeigt, bei dem ein schrägförmiger gewichteter Abschnitt angeordnet ist,
30 zeigt eine Schrägansicht eines piezoelektrischen Dünnschichtfilters gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
31 zeigt eine Draufsicht des piezoelektrischen Dünnschichtfilters gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
32 zeigt eine Schnittdarstellung, die einen Querschnitt des akustischen Schicht-Volumen-Resonators entlang einer Schnittebenenlinie XXXII-XXXII gemäß 30 zeigt,
33 zeigt eine Schaltungsdarstellung, die eine elektrische Verbindung von zwei akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren zeigt, die in dem piezoelektrischen Dünnschichtfilter beinhaltet sind,
34 zeigt eine Schnittdarstellung, die einen Trennungszustand einer Baugruppe, die durch ein Integrieren einer großen Anzahl von akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren erhalten wird, in getrennte akustische Schicht-Volumen-Resonatoren zeigt,
35A bis 35D zeigen Darstellungen zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators,
36E bis 36G zeigen Darstellungen zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators,
37 zeigt eine Darstellung, die eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft bzw. -Kennlinie eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß einem Beispiel 1 zeigt,
38 zeigt eine Darstellung, die eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß einem Beispiel 2 zeigt,
39 zeigt eine Darstellung, die eine Frequenz-Impdedanz-Eigenschaft eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt,
40 zeigt eine Darstellung, die eine Verteilung einer Amplitude von Schwingungen in einem Ansteuerungsabschnitt des akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß dem Beispiel 1 zeigt,
41 zeigt eine Darstellung, die eine Verteilung von Amplituden von Schwingungen in einem Ansteuerungsabschnitt des akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß dem Vergleichsbeispiel zeigt,
42 zeigt eine Schnittdarstellung zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß einem Beispiel 3,
43 zeigt eine Schnittdarstellung zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß dem Beispiel 3,
44 zeigt eine Darstellung, die eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft des akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß dem Beispiel 3 zeigt,
45 zeigt eine Darstellung, die eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß einem Beispiel 4 zeigt,
46 zeigt eine Darstellung, die eine Abhängigkeit einer Störungsstärke von einem Seitenverhältnis La/Lb zeigt,
47 zeigt eine Darstellung, die eine Abhängigkeit einer Niedrigfrequenz-Resonanzsignalverlaufstärke von dem Seitenverhältnis La/Lb zeigt,
48 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung einer Definition der Störungsstärke,
49 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung einer Definition der Niedrigfrequenz-Resonanzsignalverlaufstärke,
50 zeigt eine Darstellung, die einen Trennungszustand einer Baugruppe, die durch ein Integrieren einer großen Anzahl von akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren erhalten wird, in getrennte akustische Schicht-Volumen-Resonatoren zeigt,
51A bis 51D zeigen Darstellungen zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß einem Beispiel 6,
52E bis 52H zeigen eine Darstellung zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß dem Beispiel 6,
53A und 53B zeigen eine Darstellung zur Beschreibung eines Bildungsvorgangs für eine obere Elektrode eines piezoelektrischen Dünnschichtfilters gemäß einem Beispiel 7,
54 zeigt eine Darstellung, die eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft des akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß dem Beispiel 6 zeigt,
55 zeigt eine Darstellung, die eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß einem Beispiel 8 zeigt,
56 zeigt eine Darstellung, die Frequenz-Dämpfung-Eigenschaften bzw. Frequenz-Dämpfung-Kennlinien von piezoelektrischen Dünnschichtfiltern gemäß Beispielen 7 und 9 zeigt,
57 zeigt eine Schnittdarstellung, die den akustischen Schicht-Volumen-Resonator zeigt, bei dem eine gegenüberliegende Seite eines rechteckigen Hohlraums bei der Innenseite eines Anregungsbereich angeordnet ist,
58 zeigt eine Schnittdarstellung, die den akustischen Schicht-Volumen-Resonator zeigt, bei dem beide gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Hohlraums bei der Innenseite des Anregungsbereichs angeordnet sind, und
59 zeigt eine Darstellung, die eine schematische Konfiguration eines Hauptabschnitts eines herkömmlichen akustischen Schicht-Volumen-Resonators zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele von piezoelektrischen Dünnschichtvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, indem als Beispiele ein einzelner akustischer Schicht-Volumen-Resonator (film bulk acoustic resonator) und ein Kettentyp-Filter (nachstehend als „piezoelektrischer Dünnschichtfilter" bezeichnet) verwendet werden, der durch eine Kombination von zwei akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren gebildet wird. Die nachstehenden Ausführungsbeispiele sollen jedoch nicht bedeuten, dass die piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf den einzelnen akustischen Schicht-Volumen-Resonator und den piezoelektrischen Dünnschichtfilter begrenzt ist. In der vorliegenden Erfindung meint eine piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung typischerweise piezoelektrische Dünnschichtvorrichtungen im Allgemeinen, die einen einzelnen oder eine Vielzahl von akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren umfassen. Derartige piezoelekrische Dünnschichtvorrichtungen umfassen einen Oszillator, eine Fangstelle und dergleichen, die jeweils einen einzelnen akustischen Schicht-Volumen-Resonator umfassen, sowie einen Filter, einen Duplexer, einen Triplexer, eine Fangstelle und dergleichen, die jeweils eine Vielzahl von akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren umfassen. Hierbei ist der akustische Schicht-Volumen-Resonator ein Resonator, der eine elektrische Antwort mittels akustischer Volumenwellen, die piezoelektrisch durch eine Dünnschicht angeregt werden, die nicht unter ihrem eigenen Gewicht ohne eine Stütze stehen kann, verwendet.
1. Erstes Ausführungsbeispiel
In 1 ist eine Schrägansicht gezeigt, die eine schematische Konfiguration eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators (FBAR) 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. In 2 ist eine Schnittdarstellung gezeigt, die einen Querschnitt des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 entlang einer Schnittebenenlinie II-II gemäß 1 zeigt. In den 1 und 2 ist zum Zwecke der Beschreibung ein orthogonales XYZ-Koordinatensystem definiert, bei dem die Rechts-Links-Richtung die X-Achsen-Richtung ist, die Vor-Zurück-Richtung die Y-Achsen-Richtung ist und die Auf-Ab-Richtung die Z-Achsen-Richtung ist. Dies trifft ebenso auf die nachstehend beschriebenen Figuren zu. Der akustische Schicht-Volumen-Resonator 1 ist ein Resonator, der eine elektrische Antwort mittels Dickeausdehnungsschwingungen, die durch eine piezoelektrische Dünnschicht 14 angeregt werden, verwendet.
Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, weist der akustische Schicht-Volumen-Resonator 1 einen Aufbau auf, bei dem eine Haftschicht 12, eine untere Elektrode 13, die piezoelektrische Dünnschicht 14 und eine obere Elektrode 15 in dieser Reihenfolgen auf einem Trägersubstrat bzw. Auflagesubstrat 11 geschichtet sind. Bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1 weist die piezoelektrische Dünnschicht 14 eine Größe auf, die kleiner ist als die des Auflagesubstrats 11, wobei ein Teil der unteren Elektrode 13 in einem freigelegten Zustand ist.
Bei der Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 wird die piezoelektrische Dünnschicht 14 erhalten, indem eine Entfernungsverarbeitung bei einem piezoelektrischen Substrat ausgeführt wird, das unter seinem eigenen Gewicht unabhängig stehen kann, wobei aber die piezoelektrische Dünnschicht 14, die durch die Entfernungsverarbeitung erhalten wird, nicht unter ihrem eigenen Gewicht unabhängig stehen kann. Aus diesem Grund wird vor der Entfernungsverarbeitung bei der Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 ein vorbestimmtes Element, das ein piezoelektrisches Substrat umfasst, zuvor mit dem Auflagesubstrat 11 als eine Auflage verbunden.
– Auflagesubstrat
Wenn ein piezoelektrisches Substrat einer Entfernungsverarbeitung während einer Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators unterzogen wird, dient das Auflagesubstrat 11 als eine Auflage, um das piezoelektrische Substrat mit der auf einer zugehörigen unteren Oberfläche ausgebildeten unteren Elektrode 13 über die Haftschicht 12 zu tragen. Zusätzlich dient das Auflagesubstrat 11 nach der Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 ebenso als eine Auflage, um die piezoelektrische Dünnschicht 14 mit der darauf bei einer zugehörigen unteren Oberfläche ausgebildeten unteren Elektrode 13 und der oberen Elektrode 15 auf der zugehörigen oberen Oberfläche über die Haftschicht 12 zu tragen. Folglich muss das Auflagesubstrat 11 in der Lage sein, einer Kraft, die zu der Zeit der Entfernungsverarbeitung auf das piezoelektrische Substrat angelegt wird, zu widerstehen, wobei es ebenso nicht eine zugehörige Stärke nach der Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 verringern darf.
Das Material für das Auflagesubstrat 11 sowie dessen Dicke können in geeigneter Weise ausgewählt werden, um die vorstehend genannten Erfordernisse zu erfüllen. Wenn das Material für das Auflagesubstrat 11 jedoch ein Material ist, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der nahe bei dem des piezoelektrischen Materials ist, das die piezoelektrische Dünnschicht 14 bildet, noch besser ein Material, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der gleich zu dem des piezoelektrischen Materials ist, das die piezoelektrische Dünnschicht 14 bildet, beispielsweise das gleiche Material wie das piezoelektrische Material, das die piezoelektrische Dünnschicht 14 bildet, ist es möglich, ein Verziehen und eine Beschädigung, die durch eine Differenz in dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten während einer Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 verursacht wird, zu unterdrücken bzw. zu vermindern. Es ist ferner möglich, Eigenschaftsvariationen und eine Beschädigung, die durch eine Differenz in dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten nach der Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators verursacht werden, zu unterdrücken bzw. zu vermindern. Es ist anzumerken, dass es im Falle einer Verwendung eines Materials, das einen anisotropen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, wünschenswert ist, dass die thermischen Ausdehnungskoeffizienten in allen verschiedenen Richtungen die gleichen sind. Außerdem kann das gleiche Material wie das piezoelektrische Material in der gleichen Ausrichtung wie das piezoelektrische Material verwendet werden.
Eine Vertiefung (ein konkaver Abschnitt oder eine Auskehlung) 111 ist in einem vorbestimmten Bereich des Auflagesubstrats 11 gegenüberliegend zu einem Anregungsbereich 141 der piezoelektrischen Dünnschicht 14 ausgebildet. Die Vertiefung 111 bildet einen Hohlraum unter dem Anregungsbereich 141 der piezoelektrischen Dünnschicht 14, um den Anregungsbereich 141 der piezoelektrischen Dünnschicht 14 von dem Auflagesubstrat 11 zu trennen, um zu verhindern, dass Schwingungen, die durch den Anregungsbereich 141 angeregt werden, das Auflagesubstrat 11 störend beeinflussen.
– Haftschicht
Die Haftschicht 12 dient zum Verbinden und Befestigen des piezoelektrischen Substrats mit der bei einer zugehörigen Bodenoberfläche ausgebildeten unteren Elektrode 14 bei dem Auflagesubstrat 11, wenn das piezoelektrische Substrat einer Entfernungsverarbeitung während der Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 unterzogen wird. Zusätzlich dient die Haftschicht 12 ebenso zum Verbinden und Befestigen der piezoelektrischen Dünnschicht 14 mit der auf einer zugehörigen unteren Oberfläche ausgebildeten unteren Elektrode 13 und der oberen Elektrode 15 auf einer zugehörigen oberen Oberfläche bei dem Auflagesubstrat 11 nach einer Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1. Folglich muss die Haftschicht 12 in der Lage sein, einer Kraft, die zu der Zeit der Entfernungsverarbeitung an das piezoelektrische Substrat angelegt wird, zu widerstehen, wobei sie ebenso nicht eine zugehörige Haftkraft nach der Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 verringern darf.
Ein wünschenswertes Beispiel der Haftschicht 12, das derartigen Anforderungen genügt, kann eine Haftschicht 12 sein, die aus einem organischen Haftmittel, wünschenswerterweise einem Epoxyd-Haftmittel (eine Haftschicht, die aus einem Epoxydharz hergestellt ist, das duroplastische Eigenschaften verwendet) oder einem Acryl-Haftmittel (eine Haftschicht, die aus einem Acrylharz hergestellt ist, das sowohl duroplastische als auch lichthärtende Eigenschaften verwendet), gebildet wird, das einen Fülleffekt aufweist, und eine ausreichende Haftkraft ausübt, auch wenn ein anzubringender Gegenstand nicht vollständig flach ist. Eine Anwendung eines derartigen Harzes ermöglicht ein Verhindern einer unerwarteten Bildung eines Luftraums zwischen dem piezoelektrischen Substrat und dem Auflagesubstrat 11, wodurch ein Auftreten einer Bruchstelle oder dergleichen zu der Zeit der Entfernungsverarbeitung bei dem piezoelektrischen Substrat aufgrund des Luftraums verhindert wird. Dies verhindert jedoch nicht, dass die piezoelektrische Dünnschicht 14 und das Auflagesubstrat 11 durch eine Haftschicht 12 aneinander angebracht und miteinander verbunden werden, die zu der vorstehend genannten Haftschicht 12 unterschiedlich ist.
– Piezoelektrische Dünnschicht
Die piezoelektrische Dünnschicht 14 wird erhalten, indem eine Entfernungsverarbeitung bei dem piezoelektrischen Substrat ausgeführt wird. Genauer gesagt wird die piezoelektrische Dünnschicht 14 erhalten, indem das piezoelektrische Substrat in der Dicke von einer Dicke (beispielsweise nicht kleiner als 50 μm), mit der das Substrat unter seinem eigenen Gewicht unabhängig stehen kann, zu einer Dicke (beispielsweise nicht größer als 10 μm), mit der das Substrat unter seinem eigenen Gewicht nicht unabhängig stehen kann, verringert wird.
Als ein piezoelektrisches Material, das die piezoelektrische Dünnschicht 14 bildet, kann ein piezoelektrisches Material mit einer gewünschten piezoelektrischen Eigenschaft ausgewählt werden, wobei es wünschenswert ist, ein Einzelkristallmaterial, das keine Korngrenze umfasst, wie beispielsweise ein Quarzkristall (SiO₂), Lithium-Niobat (LiNbO₃), Lithium-Tantalit (LiTaO₃), Lithium-Tetraborat (Li₂B₄O₇), Zinkoxid (ZnO), Kaliumniobat (KNbO₃) oder Langasit (La₃Ga₃SiO₁₄) auszuwählen. Der Grund hierfür ist, dass die Verwendung des Einzelkristallmaterials als das piezoelektrische Material, das die piezoelektrische Dünnschicht 14 bildet, zu einer Verbesserung in einem elektromechanischen Kopplungsfaktor sowie einem mechanischen Qualitätsfaktor der piezoelektrischen Dünnschicht 14 führen kann.
Ferner kann die Kristallausrichtung in der piezoelektrischen Dünnschicht 14 ausgewählt werden, um eine Kristallausrichtung zu sein, die eine gewünschte piezoelektrische Eigenschaft aufweist. Hierbei ist die Kristallausrichtung in der piezoelektrischen Dünnschicht 14 wünschenswerterweise eine Kristallausrichtung, die zu günstigen Temperatureigenschaften einer Resonanzfrequenz und einer Antiresonanzfrequenz des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 führt, wobei sie ferner wünschenswerterweise eine Kristallausrichtung ist, bei der ein Resonanzfrequenz-Temperaturkoeffizient „0" ist.
Eine Entfernungsverarbeitung bei dem piezoelektrischen Substrat wird durch eine mechanische Verarbeitung, wie beispielsweise Schneiden, Schleifen oder Polieren, oder durch eine chemische Verarbeitung, wie beispielsweise Ätzen, ausgeführt. Hierbei ist es, wenn das piezoelektrische Substrat einer Entfernungsverarbeitung unterzogen wird, bei der eine Vielzahl von Entfernungsverarbeitungsverfahren kombiniert werden und das Entfernungsverarbeitungsverfahren in Stufen von einer, die mit einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit ausgeführt wird, zu einer mit einem kleinen Prozessabbau bei einem zu verarbeitenden Objekt geschaltet wird, möglich, die Qualität der piezoelektrischen Dünnschicht 14 zu verbessern, während eine hohe Produktivität aufrechterhalten wird, um die Eigenschaften des akustischen Schicht-Volumen-Resonators zu verbessern. Beispielsweise wird das piezoelektrische Substrat einem Schleifen unterzogen, bei dem das Substrat in Kontakt mit festen Schleifkörnern für ein Schleifen gebracht wird, wobei es dann einem Polieren unterzogen wird, bei dem das Substrat in Kontakt mit freien Schleifkörnern für ein Schleifen gebracht wird. Danach wird eine Verarbeitungsabbauschicht, die auf dem piezoelektrischen Substrat durch das vorstehend genannte Polieren erzeugt wird, durch ein Fertigpolieren entfernt. Wenn eine derartige Verarbeitung ausgeführt wird, kann das piezoelektrische Substrat mit einer schnellen Geschwindigkeit geschliffen werden, um die Produktivität des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 zu verbessern, wobei ebenso die Qualität der piezoelektrischen Dünnschicht 14 verbessert wird, um die Eigenschaften des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 zu verbessern. Es ist anzumerken, dass spezifischere Verfahren für eine Entfernungsverarbeitung bei dem piezoelektrischen Substrat in nachstehend beschriebenen Beispielen beschrieben sind.
Bei dem so beschriebenen akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1 ist im Unterschied zu einem Fall, bei dem die piezoelektrische Dünnschicht 14 durch ein Zerstäuben bzw. Sputtern oder dergleichen gebildet wird, da das piezoelektrische Material, das die piezoelektrische Dünnschicht 14 bildet, und die Kristallausrichtung in der piezoelektrischen Dünnschicht 14 frei von Beschränkungen des Substrats sind, der Flexibilitätsgrad bei einer Auswahl des piezoelektrischen Materials, das die piezoelektrische Dünnschicht 14 bildet, und der Kristallausrichtung der piezoelektrischen Dünnschicht 14 hoch. Dies vereinfacht eine Verwirklichung einer gewünschten Eigenschaft der piezoelektrischen Dünnschicht 14.
– obere Elektrode und untere Elektrode
Nachstehend sind die obere Elektrode 15 und die untere Elektrode 13 unter Bezugnahme auf die 3A und 3B beschrieben. In den 3A bzw. 3B sind Muster der oberen Elektrode 15 und der unteren Elektrode 13 gezeigt, wenn sie von oben betrachtet werden.
Die obere Elektrode 15 und die untere Elektrode 13 sind leitfähige Dünnschichten, die durch eine Bildung von Schichten aus einem leitfähigen Material erhalten werden.
Die Dicken der oberen Elektrode 15 und der unteren Elektrode 13 werden unter Berücksichtigung einer Haftfähigkeit der piezoelektrischen Dünnschicht 14, eines elektrischen Widerstands, einer Standfestigkeit und dergleichen bestimmt. Es ist anzumerken, dass zur Verringerung von Variationen in Resonanzfrequenzen und Antiresonanzfrequenzen des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1, die durch Variationen in einer Schallgeschwindigkeit und einer Schichtdicke der piezoelektrischen Dünnschicht 14 verursacht werden, die Dicken der oberen Elektrode 15 und der unteren Elektrode 13 in geeigneter Weise eingestellt werden können.
Obwohl das leitfähige Material, das die obere Elektrode 15 und die untere Elektrode 13 bildet, nicht spezifisch eingeschränkt ist, wird das Material wünschenswerterweise aus Metallen, wie beispielsweise Aluminium (Al), Silber (Ag), Kupfer (Cu), Platin (Pt), Gold (Au), Chrom (Cr), Nickel (Ni), Molybdän (Mo), Wolfram (W) und Tantal (Ta), ausgewählt. Selbstverständlich kann eine Legierung als das leitfähige Material, das die obere Elektrode 15 und die untere Elektrode 13 bildet, verwendet werden. Ferner kann eine Vielzahl von Arten von leitfähigen Materialien geschichtet werden, um die obere Elektrode 15 und die untere Elektrode 13 zu bilden.
Die obere Elektrode 15 weist einen Ansteuerungsabschnitt 151, eine Herausziehleitung bzw. herausgezogene Leitung 152 und eine Kontaktfläche 153 auf. Ähnlich weist die untere Elektrode 13 einen Ansteuerungsabschnitt 131, einen Herausziehabschnitt bzw. herausgezogenen Abschnitt 132 und eine Kontaktfläche 133 auf. Der Ansteuerungsabschnitt 151 der oberen Elektrode 15 und der Ansteuerungsabschnitt 131 der unteren Elektrode 13 liegen einander mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 14 gegenüber.
Die obere Elektrode 15, die auf der oberen Oberfläche der piezoelektrischen Dünnschicht 14 ausgebildet ist, wird in der –X-Richtung von dem Ansteuerungsabschnitt 151 durch die herausgezogene Leitung 152 herausgezogen, wobei das Ende der oberen Elektrode 15 eine Kontaktfläche 153 für eine Verbindung mit einer externen Verdrahtung ist, die elektrisch mit der Außenseite des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 verbunden ist.
Die untere Elektrode 13, die auf der unteren Oberfläche der piezoelektrischen Dünnschicht 14 ausgebildet ist, wird in der +X-Richtung von dem Ansteuerungsabschnitt 131 durch die herausgezogene Leitung 132 herausgezogen, wobei das Ende der unteren Elektrode 13 eine Kontaktfläche 133 für eine Verbindung mit einer externen Verdrahtung ist, die elektrisch mit der Außenseite des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 verbunden ist.
Bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1 ist, um die Kontaktfläche 133 mit dem externen Draht verbindbar zu machen, die piezoelektrische Dünnschicht 14 in der Nähe der Kontaktfläche 133 (ein Abschnitt, der durch eine gestrichelte Linie in 1 angezeigt ist) entfernt worden, um die Kontaktfläche 133 in einen freigelegten Zustand zu bringen. Bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1 wird, wenn die obere Elektrode 15 und die untere Elektrode 13 in dem vorstehend beschriebenen Zustand sind, bei einem Anlegen der Anregungssignale an die obere Elektrode 15 und die untere Elektrode 13 über die Kontaktflächen 153 und 133 ein elektrisches Feld E innerhalb der piezoelektrischen Dünnschicht 14 in dem Anregungsbereich 141, wo sich die obere Elektrode 151 und die untere Elektrode 133 einander gegenüberliegen, erzeugt, um Schwingungen anzuregen.
Die Ansteuerungsabschnitte 151 und 131 weisen jeweils eine schmale bzw. schlanke zweidimensionale Form (in den 1, 2, 3A und 3b rechteckig) mit einer Größe in einer zugehörigen longitudinalen Richtung auf, die nicht kleiner als zwei Mal, besser noch vier Mal und noch besser zehn Mal so groß wie eine Größe in einer zugehörigen Breiterichtung ist.
Hierbei meint der Ausdruck „eine schmale zweidimensionale Form mit einer Größe in einer zugehörigen longitudinalen Richtung, die nicht kleiner als n (n = 2, 4, 10) Mal so groß wie eine Größe in einer zugehörigen Breiterichtung ist" typischerweise ein Rechteck mit einer zugehörigen langseitigen Länge La als Größe in einer zugehörigen longitudinalen Richtung, die größer als eine zugehörige kurzzeitige Länge Ld als eine Größe in einer zugehörigen Breiterichtung ist, wobei ein Längenverhältnis La/Lb nicht kleiner als n ist (siehe eine Figur, die mit einer durchgezogenen Linie in 4 gezeichnet ist), oder er kann ein Oval mit einer zugehörigen Lange-Achse-Länge La als Größe in einer zugehörigen longitudinalen Richtung, die länger ist als eine zugehörige Kurze-Achse-Länge Lb als Größe in einer zugehörigen Breiterichtung ist, sowie einem Längenverhältnis La/Lb, das nicht kleiner als n ist (siehe eine Figur, die mit einer durchgezogenen Linie in 5 gezeichnet ist), bedeuten.
Allgemeiner gesprochen bedeutet hierbei „die schmale zweidimensionale Form mit einer Größe in einer zugehörigen longitudinalen Richtung, die nicht kleiner als n Mal so groß wie eine Größe in einer zugehörigen Breiterichtung ist" eine zweidimensionale Form, die ein umschriebenes Rechteck mit der kleinsten Fläche (siehe eine Figur, die durch eine gestrichelte Linie in jeder der 5 bis 7 gezeichnet ist) mit einer zugehörigen langseitigen Länge La, die nicht kleiner als n Mal so groß wie eine zugehörige kurzseitige Länge Lb ist, und ebenso eine zweidimensionale Form, bei der, wenn die zweidimensionale Form in Bezug auf beide Symmetrieachsen Sa und Sb, die orthogonal zueinander sind, symmetrisch ist, eine Größe in der Richtung der einen Symmetrieachse Sa in einer zugehörigen longitudinalen Richtung nicht kleiner ist als n Mal so groß wie eine Größe in der Richtung der anderen Symmetrieachse Sb.
Folglich können die Ansteuerungsabschnitte 151 und 131 eine Langlochform, die durch eine durchgezogene Linie in 6 gezeichnet ist, aufweisen, oder sie können ein Rechteck mit zugehörigen abgerundeten Ecken sein, die durch eine durchgezogene Linie in 7 gezeichnet sind, oder sie können ein Rechteck mit zugehörigen Ecken sein, die abgeschnitten sind, um schräge Linien zu bilden, die durch eine durchgezogene Linie in 8 gezeichnet sind.
2. Zweites Ausführungsbeispiel
In 9 ist eine Schrägansicht gezeigt, die eine schematische Konfiguration eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Der akustische Schicht-Volumen-Resonator 2 ist ebenso ein Resonator, der eine elektrische Antwort mittels Dickeausdehnungsschwingungen, die durch eine piezoelektrische Dünnschicht 24 angeregt werden, verwendet.
Wie es in 9 gezeigt ist, weist der akustische Schicht-Volumen-Resonator 2 eine Konfiguration auf, bei der eine Haftschicht 22, eine untere Elektrode 23, die piezoelektrische Dünnschicht 24 und eine obere Elektrode 25 in dieser Reihenfolge auf einem Auflagesubstrat 21 geschichtet sind. Der akustische Schicht-Volumen-Resonator 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist einen ähnlichen Aufbau wie der des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf, wobei das Auflagesubstrat 21, die Haftschicht 22, die untere Elektrode 23, die piezoelektrische Dünnschicht 24 und die obere Elektrode 25 des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 2 jeweils die gleichen sind wie das Auflagesubstrat 11, die Haftschicht 12, die untere Elektrode 13, die piezoelektrische Dünnschicht 14 und die obere Elektrode 15 des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1, mit Ausnahme der Muster der unteren Elektrode 23 und der oberen Elektrode 25. Es ist anzumerken, dass nachstehend eine wiederholte Beschreibung der gleichen Punkte wie der des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 nicht angegeben wird, wobei aber die Muster der unteren Elektrode 23 und der oberen Elektrode 25, die unterschiedlich sind zu denen des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1, besonders beschrieben sind.
In den 10A und 10B sind jeweils Muster der oberen Elektrode 25 und der unteren Elektrode 23 gezeigt, wenn sie von oben betrachtet werden.
Die obere Elektrode 25 weist einen Ansteuerungsabschnitt 251, einen herausgezogenen Abschnitt bzw. Herausziehabschnitt 252 und eine Kontaktfläche 253 auf. Ähnlich hierzu weist die untere Elektrode 23 einen Ansteuerungsabschnitt 231, einen herausgezogenen Abschnitt bzw. Herausziehabschnitt 232 und eine Kontaktfläche 233 auf. Der Ansteuerungsabschnitt 251 der oberen Elektrode 25 und die untere Elektrode 231 der unteren Elektrode 23 sind zueinander mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 24 gegenüberliegend.
Die obere Elektrode 25, die auf der oberen Oberfläche der piezoelektrischen Dünnschicht 24 ausgebildet ist, wird in der –X-Richtung von dem Ansteuerungsabschnitt 251 durch den herausgezogenen Abschnitt 252 herausgezogen, wobei das Ende der oberen Elektrode 25 eine Kontakfläche 253 für eine Verbindung mit einer externen Verdrahtung ist, die mit der Außenseite des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 2 elektrisch verbunden ist.
Die untere Elektrode 23, die auf der unteren Oberfläche der piezoelektrischen Dünnschicht 24 ausgebildet ist, ist in der +X-Richtung von dem Ansteuerungsabschnitt 231 durch den herausgezogenen Abschnitt 232 herausgezogen, wobei das Ende der unteren Elektrode 23 eine Kontaktfläche 233 für eine Verbindung mit einer externen Verdrahtung ist, die elektrisch mit der Außenseite des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 2 verbunden ist.
Ebenso weisen in dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 2 die Ansteuerungsabschnitte 251 und 231 jeweils eine schmale bzw. schlanke rechteckige Form mit einer zugehörigen langseitigen Länge auf, die nicht kleiner als zwei Mal, besser noch vier Mal und noch besser zehn Mal so groß wie eine zugehörige kurzseitige Länge ist.
Der herausgezogenen Abschnitt 252 ist mit einer langen Seite 251s des Ansteuerungsabschnitts 251 verbunden, wobei die Breite der oberen Elektrode 25 in der ±Y-Richtung von dem Ansteuerungsabschnitt 251 zu der Kontaktfläche 253 durch den herausgezogenen Abschnitt 252 konstant gehalten wird. Auf ähnliche Weise ist der herausgezogene Abschnitt 232 mit einer langen Seite 231s des Ansteuerungsabschnitts 231 verbunden, wobei die Breite der unteren Elektrode 23 in der ±Y-Richtung von dem Ansteuerungsabschnitt 231 zu der Kontaktfläche 233 durch den herausgezogenen Abschnitt 232 konstant gehalten wird. Bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 2 sind nämlich die rechteckige bandförmige obere Elektrode 25 und untere Elektrode 23, die sich in die gleiche Richtung erstrecken (±X-Richtung), jeweils bei den oberen und unteren Oberflächen der piezoelektrischen Dünnschicht 24 ausgebildet, wobei die Enden der oberen Elektrode 25 und der unteren Elektrode 23 mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 24 einander gegenüberliegen, um einen Anregungsbereich 241 zu erhalten.
Es ist anzumerken, dass, da eine Abgrenzung des Anregungsbereich 241, wo sich die Ansteuerungsabschnitte 251 und 231 mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 24 einander gegenüberliegen, akustische Wellen einer transversen Mode, die sich in der Ausbreitungsrichtung der piezoelektrischen Dünnschicht 24 ausbreiten, reflektiert, der Zustand der Abgrenzung des Anregungsbereichs 241 einen Einfluss auf eine Störungscharakteristik des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 2 aufweist. Unterschiedlich zu dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1 ist jedoch bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 2 der herausgezogene Abschnitt 251 so angeordnet, dass er mit der Gesamtheit der langen Seite 251s des Ansteuerungsabschnitts 251 verbunden ist, und der herausgezogene Abschnitt 232 ist so angeordnet, dass er mit der Gesamtheit der langen Seite 231s des Ansteuerungsabschnitts 231 verbunden ist. Aus diesem Grund kommt es bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 2 zu einer gleichförmigen Reflexion der akustischen Wellen bei den langen Seiten 251s und 231s, wobei somit eine Erzeugung einer großen Anzahl von Störungen, die durch eine Ungleichförmigkeit der Reflexion verursacht wird, im Vergleich mit dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1, bei dem eine Reflexion der akustischen Wellen ungleichförmig bei den Abschnitten, die mit den herausgezogenen Leitungen 152 und 132 verbunden sind, und den Abschnitten, die nicht mit diesen Leitungen verbunden sind, vorkommt, auf effektive Weise verhindert werden.
Ferner bleibt, wenn derartige Muster der oberen Elektrode 25 und der unteren Elektrode 23 angewendet werden, wie es in 11 gezeigt ist, die Form des Anregungsbereichs 241, wo sich die obere Elektrode 25 und die untere Elektrode 23 einander gegenüberliegen, rechteckig, auch wenn Positionen, bei denen die obere Elektrode 25 und die untere Elektrode 23 sind, in Richtungen, die durch Pfeile A25 und A23 anzeigt sind, von Positionen, bei denen sie sein sollten, versetzt sind. Bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 2 bleibt nämlich, auch wenn die Positionen, bei denen die obere Elektrode 25 und die untere Elektrode 23 ausgebildet sind, zu Positionen, bei denen sie sein sollten, versetzt sind, der Anregungsbereich 241, dessen Abgrenzung die akustischen Wellen der transversen Mode reflektiert, die sich in der Ausbreitungsrichtung der piezoelektrischen Dünnschicht 24 ausbreiten, einfach rechteckig. Folglich wird, auch wenn die Positionen, bei denen die obere Elektrode 25 und die untere Elektrode 23 ausgebildet sind, zu Positionen, bei denen sie sein sollten, versetzt sind, eine große Anzahl von Störungen, die durch eine derartige Versetzung verursacht werden, nicht erzeugt. Dies wird durch einen Vergleich mit dem Fall, wie er in den 1 und 2 gezeigt ist, ersichtlich, bei dem die Form des Anregungsbereichs 141, wo sich die obere Elektrode 25 und die untere Elektrode 13 einander gegenüberliegen, kompliziert wird, wenn die Positionen, bei denen die obere Elektrode 15 und die untere Elektrode 13 des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind, in Richtungen, die durch Pfeile A15 und A13 angezeigt werden, zu Positionen, bei denen sie sein sollten, versetzt sind, was eine Erzeugung einer großen Anzahl von Störungen verursachen kann.
Zusätzlich ist in der vorstehenden Beschreibung ein Beispiel als ein wünschenswertes Beispiel gezeigt worden, bei dem die Breite in der ±Y-Richtung von dem Ansteuerungsabschnitt 251 zu der Kontaktfläche 253 durch den herausgezogenen Abschnitt 252 gleichförmig gehalten wird und die Breite in der ±Y-Richtung von dem Ansteuerungsabschnitt 231 zu der Kontaktfläche 233 durch den herausgezogenen Abschnitt 232 ebenso gleichförmig gehalten wird. Wenn jedoch ein Energieeinfangen in dem Anregungsbereich 241 in ausreichender Weise ausgeführt wird, nimmt mit der Entfernung von dem Anregungsbereich 241 der Einfluss, der durch die obere Elektrode 25 und die untere Elektrode 23 auf eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 2 ausgeübt wird, ab. Folglich ist es, wie es bspw. in den 13A und 13B gezeigt ist, gestattet, die Breite in der ±Y-Richtung lediglich eines Abschnitts des herausgezogenen Abschnitts 252, der nahe bei dem Ansteuerungsabschnitt 251 ist, bzgl. der Breite des Ansteuerungsabschnitts 251 gleich auszugestalten und die Breite in der ±Y-Richtung lediglich eines Abschnitts des herausgezogenen Abschnitts 232, der nahe bei dem Ansteuerungsabschnitt 231 ist, bzgl. der Breite des Ansteuerungsabschnitts 231 gleich auszugestalten. Hierbei sind in den 13A und 13B Muster der oberen Elektrode 25 und der unteren Elektrode 23 gezeigt, wenn sie von oben betrachtet werden.
3. Drittes Ausführungsbeispiel
In 14 ist eine Schrägansicht gezeigt, die eine schematische Konfiguration eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators 3 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Ferner ist in 15 eine Schnittdarstellung gezeigt, die einen Querschnitt des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 3 entlang einer Schnittebenenlinie XV-XV gemäß 14 zeigt. Der akustische Schicht-Volumen-Resonator 3 ist ebenso ein Resonator, der eine elektrische Antwort mittels einer Dickeausdehnungsschwingung, die durch eine piezoelektrische Dünnschicht 34 angeregt wird, verwendet.
Wie es in den 14 und 15 gezeigt ist, weist der akustische Schicht-Volumen-Resonator 3 eine Konfiguration auf, bei der eine Haftschicht 32, eine untere Elektrode 33, die piezoelektrische Dünnschicht 34 und eine obere Elektrode 35 in dieser Reihenfolge auf einem Auflagesubstrat 31 geschichtet sind. Der akustische Schicht-Volumen-Resonator 3 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist einen ähnlichen Aufbau zu dem des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel auf, wobei das Auflagesubstrat 31, die Haftschicht 32, die untere Elektrode 33, die piezoelektrische Dünnschicht 34 und die obere Elektrode 35 des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 3 jeweils die gleichen sind wie das Auflagesubstrat 21, die Haftschicht 22, die untere Elektrode 23, die piezoelektrische Dünnschicht 24 und die obere Elektrode 25 des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 2, mit der Ausnahme, dass ein Ansteuerungsabschnitt 351 der oberen Elektrode 35 einen gewichteten bzw. gewichtsbelasteten Abschnitt 351W aufweist. Es ist anzumerken, dass nachstehend eine wiederholte Beschreibung der gleichen Punkte wie die des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 2 nicht angegeben ist, wobei aber der gewichtete Abschnitt 351W, der ein Element ist, das sich von dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 2 unterscheidet, besonders beschrieben ist.
In den 16A und 16B sind jeweils Muster der oberen Elektrode 35 und der unteren Elektrode 33 gezeigt, wenn sie von oben betrachtet werden.
Die obere Elektrode 35 weist einen Ansteuerungsabschnitt 351, einen herausgezogenen Abschnitt bzw. Herausziehabschnitt 352 und eine Kontaktfläche 353 auf. Auf ähnliche Weise weist die untere Elektrode 33 einen Ansteuerungsabschnitt 331, einen herausgezogenen Abschnitt bzw. Herausziehabschnitt 332 und eine Kontaktfläche 333 auf. Der Ansteuerungsabschnitt 351 der oberen Elektrode 35 und die untere Elektrode 331 der unteren Elektrode 33 sind mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 34 einander gegenüberliegend. Die Muster der oberen Elektrode 35 und der unteren Elektrode 33 des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 3 sind die gleichen wie die der oberen Elektrode 25 und der unteren Elektrode 23 des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 2, mit der Ausnahme, dass der Ansteuerungsabschnitt 351 den gewichteten Abschnitt 351W aufweist.
Bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 3 ist die untere Elektrode 33 eine leitfähige Dünnschicht mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke, wohingegen die obere Elektrode 35 einen Aufbau aufweist, bei dem auf der leitfähigen Dünnschicht mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke eine leitfähige Dünnschicht ferner bei Bereichen RG31 entlang den Innenseiten einer langen Seite 351L als ein Paar von gegenüberliegenden Seiten, die sich in der longitudinalen Richtung des Ansteuerungsabschnitts 351 erstrecken, überlagert ist. Der gewichtete Abschnitt 351W, der in 16A schraffiert ist, wird durch eine teilweise Vergrößerung der Dicke der oberen Elektrode 35 in dem Bereich RG31 jenseits einer unvermeidbaren Variation hinaus ausgebildet.
Der gewichtete Abschnitt 351W ist größer als der Mittelabschnitt des Ansteuerungsabschnitt 351 mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke hinsichtlich einer Masse pro Einheitsfläche, wodurch er dazu dient, eine Grenzfrequenz der akustischen Wellen in dem Bereich RG31 zu verringern. Bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 3 führt die Verringerung der Grenzfrequenz zu einer Verhinderung eines Austretens einer Schwingungsenergie von Schwingungen, die in einem gegenüberliegenden Bereich 341 angeregt werden, bei dem die Ansteuerungsabschnitte 351 und 331 einander mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 34 gegenüberliegen, wodurch eine Unterresonanz, die von der Abgrenzungsform der piezoelektrischen Dünnschicht 34 abhängt, unterdrückt wird.
Es ist anzumerken, dass der Grund, warum der gewichtete Abschnitt 351W lediglich entlang der Innenseite der langen Seite 351L bereitgestellt ist, wohingegen der gewichtete Abschnitt 351W nicht entlang der Innenseite eines Paars von kurzen Seiten 351S bereitgestellt ist, darin liegt, dass eine derartige Konfiguration die Frequenz-Impedanz-Eigenschaft des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 3 unempfänglich für eine Störung macht, während der Einfluss, der durch einen Resonanzsignalverlauf des Resonators, der durch den gewichteten Abschnitt 351W gebildet wird, ausgeübt wird, vermieden wird. Ein aktiver Grund ist nämlich, dass die Fläche des Bereichs RG31, die durch den gewichteten Abschnitt 351W eingenommen wird, der einen Resonator mit einer niedrigeren Resonanzfrequenz als ein Resonator, der durch den Mittelabschnitt gebildet wird, bildet, verringert werden kann, um die Stärke eines anderen Resonanzsignalverlaufs, der bei der Niedrigfrequenzseite des Resonanzsignalverlaufs des Resonators, der durch den Mittelabschnitt gebildet wird, überlagert wird, zu unterdrücken. Ferner ist ein passiver Grund, dass in dem Fall einer Anwendung der Ansteuerungsabschnitte 351 und 331, die jeweils eine schmale bzw. schlanke zweidimensionale Form aufweisen, die akustischen Wellen der transversen Mode hauptsächlich in eine Richtung verbreitet werden, die die lange Seite 351L kreuzt, wodurch eine ausreichende Verhinderung eines Austretens von Schwingungsenergie von dem gegenüberliegenden Bereich 341 auch ohne eine Bereitstellung des gewichteten Abschnitts 351W entlang der Innenseite der kurzen Seite 351S ermöglicht wird.
Eine Breite W31 des Bereichs RG31 ist wünschenswerterweise nicht kleiner als 1% und nicht größer als 30%, besser noch nicht kleiner als 5% und nicht größer als 20% einer Breite W32 des Ansteuerungsabschnitts 351. Der Grund hierfür ist, dass die Breite W31, die aus diesem Bereich herausfällt, eine Verringerung des Schwingungsenergieeinfangeffekts verursachen würde. Hierbei ist die Breite W31 des Ansteuerungsabschnitts 351 eine Länge der kurzen Seite 351S, wenn der Ansteuerungsabschnitt 351 in einer rechteckigen Form ausgebildet ist.
Die Schichtdicken der oberen Elektrode 35 und der unteren Elektrode 33 sollten entsprechend dem leitfähigen Material, das die Elektroden bildet, bestimmt werden, wobei, wenn Wolfram als das leitfähige Material ausgewählt wird, eine zugehörige Dicke wünschenswerterweise nicht kleiner als 700 Angström ist. Der Grund hierfür ist, dass, wenn Wolfram eine Schichtdicke unter 700 Angström aufweist, ein zugehöriger elektrischer Widerstand zunimmt, wobei ein Resonanzwiderstand des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 3 deutlich größer wird. Ferner kann typischerweise, wenn eine Differenz in der Schichtdicke zwischen dem gewichteten Abschnitt 35W und einem Abschnitt, der zu 351W unterschiedlich ist, etwa 500 Angström beträgt, eine Unterresonanz des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 3 günstig unterdrückt werden.
Die obere Elektrode 35 kann derart ausgebildet sein, dass eine leitfähige Dünnschicht mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke gebildet wird und eine leitfähige Dünnschicht ferner überlagert auf dem gewichteten Abschnitt 351W gebildet wird, oder dass eine leitfähige Dünnschicht mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke gebildet wird und ein Abschnitt, der unterschiedlich zu einem Abschnitt ist, der der gewichtete Abschnitt 351W wird, in der Dicke verringert wird.
Zusätzlich kann, obwohl ein Beispiel in 15 gezeigt worden ist, bei dem der gewichtete Abschnitt 351W bei dem Ansteuerungsabschnitt 351 der oberen Elektrode 35 angeordnet ist, der gewichtete Abschnitt bei dem Ansteuerungsabschnitt 331 der unteren Elektrode 33 an Stelle des Ansteuerungsabschnitts 351 der oberen Elektrode 35 angeordnet werden, oder der gewichtete Abschnitt kann sowohl bei dem Ansteuerungsabschnitt 351 der oberen Elektrode 35 als auch dem Ansteuerungsabschnitt 331 der unteren Elektrode 33 angeordnet werden. Ferner wird, obwohl der gewichtete Abschnitt 351W in einfacher Weise ausgebildet werden kann, indem teilweise die Schichtdicke des Ansteuerungsabschnitts 351 vergrößert wird, um den gewichteten Abschnitt 351W zu bilden, ein anderes Verfahren zum Bilden des gewichteten Abschnitts 351W durch ein teilweises Vergrößern einer Masse eines Ansteuerungsabschnitts 351 an Stelle einer teilweisen Vergrößerung der Schichtdicke des Ansteuerungsabschnitts 351 oder zusätzlich zu einer teilweisen Vergrößerung der Schichtdicke des Ansteuerungsabschnitts 351 nicht ausgeschlossen.
Ferner ist es wünschenswert, die Schichtdicke des herausgezogenen Abschnitts 352, der benachbart zu dem Ansteuerungsabschnitt 351 ist, zu vergrößern, um sich an die Schichtdicke des gewichteten Abschnitts 351W anzupassen, da der elektrische Widerstand des herausgezogenen Abschnitts 352 verringert werden kann.
Außerdem ist, wie es in den 17A und 17B gezeigt ist, zu berücksichtigen, dass ein anderer Ansteuerungsabschnitt 351 bei der Innenseite des gewichteten Abschnitts 351W, der in den 14, 15, 16A und 16B gezeigt ist, angeordnet sein kann.
Zusätzlich hierzu ist es ebenso möglich, eine Unterresonanz des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 3 in günstiger Weise zu unterdrücken, auch wenn eine derartige Anordnung vorliegt, dass die Schichtdicke des gewichteten Abschnitts 351W sich mit der Entfernung von dem Mittelabschnitt des Ansteuerungsabschnitts 351 vergrößert, um die Masse pro Einheitsfläche des gewichteten Abschnitts 351W zu vergrößern. Ferner besteht ein Vorteil darin, dass ein derartiger gewichteter Abschnitt 351W keinen großen Einfluss auf den Unterdrückungseffekt der Unterresonanz auch mit einer leichten Änderung in der Form des gewichteten Abschnitts 351W aufweist.
Bspw. ist in einer Schnittdarstellung gemäß 18 ein Beispiel gezeigt, bei dem der gewichtete Abschnitt 351W die Form von Stufen mit einem Abschnitt mit einer relativ großen Schichtdicke und einem Abschnitt mit einer relativ kleinen Schichtdicke aufweist. Es ist anzumerken, dass, obwohl in 18 ein Beispiel gezeigt ist, bei dem der gewichtete Abschnitt 351W die Form einer zweistufigen Treppe aufweist, der gewichtete Abschnitt 351W die Form einer Treppe mit drei oder mehr Stufen aufweisen kann. Oder, wie es in einer Schnittdarstellung gemäß 19 gezeigt ist, es kann ein gewichteter Abschnitt 371W in einer geneigten bzw. schrägen Form mit einer kontinuierlich zunehmenden Schichtdicke bei der oberen Elektrode 371 angeordnet sein.
4. Viertes Ausführungsbeispiel
In den 20 bis 22 sind schematische Darstellungen gezeigt, die eine Konfiguration eines akustischen Schicht- Volumen-Resonators 4 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen. Ferner ist in 20 eine Schrägansicht des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 gezeigt, die von schräg oben betrachtet wird, in 21 ist eine Draufsicht des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 gezeigt, der von oben betrachtet wird, und in 22 ist eine Schnittdarstellung gezeigt, die einen Querschnitt des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 entlang einer Schnittebenenlinie XXII-XXII gemäß 20 zeigt. In 20 ist ein orthogonales XYZ-Koordinatensystem zum Zwecke der Beschreibung definiert, bei dem die Rechts-Links-Richtung die X-Achsen-Richtung ist, die Vor-Zurück-Richtung die Y-Achsen-Richtung ist und die Auf-Ab-Richtung die Z-Achsen-Richtung ist.
Wie es in den 20 und 22 gezeigt ist, weist der akustische Schicht-Volumen-Resonator 4 eine Konfiguration auf, bei der eine Haftschicht 42, eine Hohlraumbildungsschicht 43, eine untere Elektrode 45, eine piezoelektrische Dünnschicht 46 und eine obere Elektrode 47 in dieser Reihenfolge auf einem Auflagesubstrat 41 geschichtet sind. Bei einer Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 wird die piezoelektrische Dünnschicht 46 erhalten, indem eine Entfernungsverarbeitung bei einem piezoelektrischen Substrat, das unter seinem eigenen Gewicht unabhängig stehen kann, ausgeführt wird, wobei aber die piezoelektrische Dünnschicht 46, die durch die Entfernungsverarbeitung erhalten wird, nicht unter ihrem eigenen Gewicht unabhängig stehen kann. Aus diesem Grund wird vor der Entfernungsverarbeitung bei einer Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 ein piezoelektrisches Substrat, auf dem die untere Elektrode 45 und die Hohlraumbildungsschicht 43 ausgebildet sind, im Voraus bei dem Auflagesubstrat 11 als eine Auflage angebracht bzw. befestigt.
– Auflagesubstrat
Wenn ein piezoelektrisches Substrat einer Entfernungsverarbeitung während einer Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 unterzogen wird, dient das Auflagesubstrat 41 als eine Auflage, um das piezoelektrische Substrat mit der auf einer zugehörigen unteren Oberfläche ausgebildeten unteren Elektrode 43 und der Hohlraumbildungsschicht 43 über die Haftschicht 12 zu tragen. Zusätzlich dient das Auflagesubstrat 41 nach der Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 ebenso als eine Auflage, um die piezoelektrische Dünnschicht 46 mit der darauf bei einer zugehörigen unteren Oberfläche ausgebildeten unteren Elektrode 45 und der Hohlraumbildungsschicht 43 sowie der oberen Elektrode 47 auf der zugehörigen oberen Oberfläche über die Haftschicht 42 zu tragen. Folglich muss das Auflagesubstrat 41 in der Lage sein, einer Kraft, die zu der Zeit der Entfernungsverarbeitung auf das piezoelektrische Substrat angelegt wird, zu widerstehen, wobei es ebenso nicht eine zugehörige Stärke nach der Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 verringern darf.
Das Material für das Auflagesubstrat 41 sowie dessen Dicke können in geeigneter Weise ausgewählt werden, um die vorstehend genannten Erfordernisse zu erfüllen. Wenn das Material für das Auflagesubstrat 41 jedoch ein Material ist, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der nahe bei dem des piezoelektrischen Materials ist, das die piezoelektrische Dünnschicht 46 bildet, noch besser ein Material, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der gleich zu dem des piezoelektrischen Materials ist, das die piezoelektrische Dünnschicht 46 bildet, beispielsweise das gleiche Material wie das piezoelektrische Material, das die piezoelektrische Dünnschicht 46 bildet, ist es möglich, ein Verziehen und eine Beschädigung, die durch eine Differenz in dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten während einer Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 verursacht wird, zu unterdrücken bzw. zu vermindern. Es ist ferner möglich, Eigenschaftsvariationen und eine Beschädigung, die durch eine Differenz in dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten nach der Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 verursacht werden, zu unterdrücken bzw. zu vermindern. Zusätzlich ist es im Falle einer Verwendung eines Materials, das einen anisotropen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, wünschenswert, dass die thermischen Ausdehnungskoeffizienten in allen verschiedenen Richtungen die gleichen sind. Außerdem ist es in dem Fall einer Verwendung des gleichen Materials für das Auflagesubstrat 41 und die piezoelektrische Dünnschicht 46 wünschenswert, die Kristallausrichtungen des Auflagesubstrats 41 und der piezoelekrischen Dünnschicht 46 anzugleichen.
– Haftschicht
Die Haftschicht 42 dient zum Anbringen und Befestigen des piezoelektrischen Substrats mit der bei einer zugehörigen Bodenoberfläche ausgebildeten unteren Elektrode 45 und der Hohlraumbildungsschicht 43 bei dem Auflagesubstrat 41, wenn das piezoelektrische Substrat einer Entfernungsverarbeitung während der Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 unterzogen wird. Zusätzlich dient die Haftschicht 42 ebenso zum Anbringen und Befestigen der piezoelektrischen Dünnschicht 46 mit der auf einer zugehörigen unteren Oberfläche ausgebildeten unteren Elektrode 45 und der Hohlraumbildungsschicht 43 sowie der oberen Elektrode 47 auf einer zugehörigen oberen Oberfläche bei dem Auflagesubstrat 41 nach einer Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4. Folglich muss die Haftschicht 42 in der Lage sein, einer Kraft, die zu der Zeit der Entfernungsverarbeitung an das piezoelektrische Substrat angelegt wird, zu widerstehen, wobei sie ebenso nicht eine zugehörige Haftkraft nach der Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 verringern darf.
Ein wünschenswertes Beispiel der Haftschicht 42, das derartigen Anforderungen genügt, kann eine Haftschicht 42 sein, die aus einem organischen Haftmittel, wünschenswerterweise einem Epoxyd-Haftmittel (eine Haftschicht, die aus einem Epoxydharz hergestellt ist, das duroplastische Eigenschaften verwendet) oder einem Acryl-Haftmittel (Haftschicht, die aus einem Acrylharz hergestellt ist, das sowohl duroplastische als auch lichthärtende Eigenschaften verwendet), gebildet wird, das einen Fülleffekt aufweist, und eine ausreichende Haftkraft ausübt, auch wenn ein anzubringender Gegenstand nicht vollständig flach ist. Eine Anwendung eines derartigen Harzes ermöglicht eine Verhinderung einer unerwarteten Bildung eines Luftraums zwischen dem piezoelektrischen Substrat und dem Auflagesubstrat 41, wodurch ein Auftreten einer Bruchstelle oder dergleichen zu der Zeit der Entfernungsverarbeitung bei dem piezoelektrischen Substrat aufgrund des Luftraums verhindert wird. Dies verhindert jedoch nicht, dass die piezoelektrische Dünnschicht 46 und das Auflagesubstrat 41 durch eine Haftschicht 42 aneinander angebracht und miteinander verbunden werden, die zu der vorstehend genannten Haftschicht 42 unterschiedlich ist.
Hohlraumbildungsschicht
Die Hohlraumbildungsschicht 43 ist eine isolierende Schicht, die durch Ausbilden einer Schicht aus einem isolierenden Material erhalten wird. Die Hohlraumbildungsschicht 43 ist bei der unteren Oberfläche eines Bereichs, der unterschiedlich zu einem gegenüberliegenden Bereich E4 der piezoelektrischen Dünnschicht 46 ist, ausgebildet, um einen Hohlraum C4 zu bilden, der den gegenüberliegenden Bereich E4 der piezoelektrischen Dünnschicht 46 von dem Abtastabschnitt 41 trennt. Eine Anordnung einer derartigen Hohlraumbildungsschicht 43, die als ein Abstandhalter dient, ermöglicht es dem gegenüberliegenden Bereich E4 der piezoelektrischen Dünnschicht 46, das Auflagesubstrat 41 nicht störend zu beeinflussen, wodurch eine Verhinderung von Schwingungen, die in dem gegenüberliegenden Bereich E4 angeregt werden, vermieden wird.
Das isolierende Material zur Bildung der Hohlraumbildungsschicht 43 ist nicht auf ein spezifisches begrenzt, aber es wird wünschenswerterweise aus isolierenden Materialien, wie bspw. Siliziumdioxid (SiO₂), ausgewählt.
– Piezoelektrische Dünnschicht
Die piezoelektrische Dünnschicht 46 wird erhalten, indem eine Entfernungsverarbeitung bei dem piezoelektrischen Substrat ausgeführt wird. Genauer gesagt wird die piezoelektrische Dünnschicht 46 erhalten, indem das piezoelektrische Substrat in der Dicke von einer Dicke (beispielsweise nicht kleiner als 50 μm), mit der das Substrat unter seinem eigenen Gewicht unabhängig stehen kann, zu einer Dicke (beispielsweise nicht größer als 10 μm), mit der das Substrat unter seinem eigenen Gewicht nicht unabhängig stehen kann, verringert wird.
Als ein piezoelektrisches Material, das die piezoelektrische Dünnschicht 46 bildet, kann ein piezoelektrisches Material mit einer gewünschten piezoelektrischen Eigenschaft ausgewählt werden, wobei es wünschenswert ist, ein Einzelkristallmaterial, das keine Korngrenze umfasst, wie beispielsweise ein Quarzkristall (SiO₂), Lithium-Niobat (LiNbO₃), Lithium-Tantalit (LiTaO₃), Lithium-Tetraborat (Li₂B₄O₇), Zinkoxid (ZnO), Kaliumniobat (KNbO₃) oder Langasit (La₃Ga₃SiO₁₉) auszuwählen. Der Grund hierfür ist, dass die Verwendung des Einzelkristallmaterials als das piezoelektrische Material, das die piezoelektrische Dünnschicht 46 bildet, zu einer Verbesserung in einem elektromechanischen Kopplungsfaktor sowie einem mechanischen Qualitätsfaktor der piezoelektrischen Dünnschicht 46 führen kann.
Ferner kann die Kristallausrichtung in der piezoelektrischen Dünnschicht 46 ausgewählt werden, um eine Kristallausrichtung zu sein, die eine gewünschte piezoelektrische Eigenschaft aufweist. Hierbei ist die Kristallausrichtung in der piezoelektrischen Dünnschicht 46 wünschenswerterweise eine Kristallausrichtung, die zu günstigen Temperatureigenschaften einer Resonanzfrequenz und einer Antiresonanzfrequenz des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 führt, wobei sie ferner wünschenswerterweise eine Kristallausrichtung ist, bei der ein Resonanzfrequenz-Temperaturkoeffizient „0" ist.
Eine Entfernungsverarbeitung bei dem piezoelektrischen Substrat wird durch eine mechanische Verarbeitung, wie beispielsweise Schneiden, Schleifen oder Polieren, oder durch eine chemische Verarbeitung, wie beispielsweise Ätzen, ausgeführt. Hierbei ist es, wenn das piezoelektrische Substrat einer Entfernungsverarbeitung unterzogen wird, bei der eine Vielzahl von Entfernungsverarbeitungsverfahren kombiniert werden und das Entfernungsverarbeitungsverfahren in Stufen von einer, die mit einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit ausgeführt wird, zu einer mit einem kleinen Prozessabbau bei einem zu verarbeitenden Objekt geschaltet wird, möglich, die Qualität der piezoelektrischen Dünnschicht 46 zu verbessern, während eine hohe Produktivität aufrechterhalten wird, um die Eigenschaften des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 zu verbessern. Beispielsweise wird das piezoelektrische Substrat einem Schleifen unterzogen, bei dem das Substrat in Kontakt mit festen Schleifkörnern für ein Schleifen gebracht wird, wobei es dann einem Polieren unterzogen wird, bei dem das Substrat in Kontakt mit freien Schleifkörnern für ein Schleifen gebracht wird. Danach wird eine Verarbeitungsabbauschicht, die auf dem piezoelektrischen Substrat durch das vorstehend genannte Polieren erzeugt wird, durch ein Fertigpolieren entfernt. Wenn eine derartige Verarbeitung ausgeführt wird, kann das piezoelektrische Substrat mit einer schnellen Geschwindigkeit geschliffen werden, um die Produktivität des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 zu verbessern, wobei ebenso die Qualität der piezoelektrischen Dünnschicht 46 verbessert wird, um die Eigenschaften des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 zu verbessern. Es ist anzumerken, dass spezifischere Verfahren für eine Entfernungsverarbeitung bei dem piezoelektrischen Substrat in nachstehend beschriebenen Beispielen beschrieben sind.
Bei dem so beschriebenen akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4 ist im Unterschied zu einem Fall, bei dem die piezoelektrische Dünnschicht 46 durch ein Zerstäuben bzw. Sputtern oder dergleichen gebildet wird, da das piezoelektrische Material, das die piezoelektrische Dünnschicht 46 bildet, und die Kristallausrichtung in der piezoelektrischen Dünnschicht 46 frei von Beschränkungen des Substrats sind, der Flexibilitätsgrad bei einer Auswahl des piezoelektrischen Materials, das die piezoelektrische Dünnschicht 46 bildet, und der Kristallausrichtung der piezoelektrischen Dünnschicht 46 hoch. Dies vereinfacht eine Verwirklichung einer gewünschten Eigenschaft in dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4.
In einem Bereich, der unterschiedlich zu dem gegenüberliegenden Bereich E4 dieser piezoelektrischen Dünnschicht 46 ist, wird ein Durchgangsloch VH4 ausgebildet, um durch die piezoelektrische Dünnschicht 46 zwischen zugehörigen oberen und unteren Oberflächen hindurchzudringen und eine obere Elektrode 472 und eine untere Elektrode 45, die einander mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 46 gegenüberliegen, leitend zu verbinden. Das Durchgangsloch VH4 schließt durch eine leitfähige Dünnschicht, die bei einer zugehörigen Innenoberfläche ausgebildet ist, die obere Elektrode 472 und die untere Elektrode 45 für eine direkte Leitung kurz.
– Obere Elektrode und untere Elektrode
Die obere Elektrode 47 und die untere Elektrode 45 sind leitfähige Dünnschichten, die durch Bilden von Schichten aus einem leitfähigen Material auf den oberen und unteren Oberflächen der piezoelektrischen Dünnschicht 46, die poliert und geglättet worden sind, ausgebildet werden. Hierbei bedeutet, dass die oberen und unteren Oberflächen der piezoelektrischen Dünnschicht 46 „glatt" sind, dass diese Oberflächen in einem Zustand sind, bei dem sie keine Unebenheit aufweisen, die größer ist als eine Unebenheit, die unvermeidbar nach einem Polieren zurückbleibt.
Obwohl das leitfähige Material, das die obere Elektrode 47 und die untere Elektrode 45 bildet, nicht spezifisch eingeschränkt ist, wird das Material wünschenswerterweise aus Metallen, wie beispielsweise Aluminium (Al), Silber (Ag), Kupfer (Cu), Platin (Pt), Gold (Au), Chrom (Cr), Nickel (Ni), Molybdän (Mo), Wolfram (W) und Tantal (Ta), ausgewählt. Selbstverständlich kann eine Legierung als das leitfähige Material, das die obere Elektrode 47 und die untere Elektrode 45 bildet, verwendet werden. Ferner kann eine Vielzahl von Arten von leitfähigen Materialien geschichtet werden, um die obere Elektrode 47 und die untere Elektrode 45 zu bilden.
Von der oberen Elektrode 47 aus ist eine obere Elektrode 471 zu der unteren Elektrode 45 mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 46 in dem gegenüberliegenden Bereich E4 gegenüberliegend. Die obere Elektrode 471 ist aus dem gegenüberliegenden Bereich E4 in der –X-Richtung herausgezogen, wobei der herausgezogene Abschnitt als ein Zufuhrabschnitt zum Zuführen des Anregungssignals zu der oberen Elektrode 471 dient.
Unterdessen ist bei der unteren Elektrode 45 die untere Elektrode 45 aus dem gegenüberliegenden Bereich E4 in der +X-Richtung herausgezogen, wobei der herausgezogene Abschnitt als ein Zufuhrabschnitt zum Zuführen des Anregungssignals zu der unteren Elektrode 45 dient.
Ferner ist von der oberen Elektrode 47 aus die obere Elektrode 472 zu dem Zufuhrabschnitt der unteren Elektrode 45 mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 46 in einem Bereich gegenüberliegend, der unterschiedlich ist zu dem gegenüberliegenden Bereich E4. Da das Durchgangsloch VH4 die obere Elektrode 472 und die untere Elektrode 45 leitfähig verbindet, wird das Anregungssignal zu der unteren Elektrode 45 über die extern freigelegte obere Elektrode 472 bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 zugeführt.
Bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4 sind die obere Elektrode 472 und die untere Elektrode 45 leitfähige Dünnschichten mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke, wohingegen die obere Elektrode 471 einen Aufbau aufweist, bei dem auf der leitfähigen Dünnschicht mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke eine leitfähige Dünnschicht ferner über einem rahmenartigen Bereich RG41 entlang der Innenseite des Außenumfangs des gegenüberliegenden Bereichs E4 (Umfangsabschnitt des gegenüberliegenden Bereichs) und einem rechteckigen Bereich RG42 des Zufuhrabschnitts, der benachbart zu dem gegenüberliegenden Bereich E4 ist, überlagert ist. Die obere Elektrode 471 weist ebenso eine Konfiguration auf, bei der ein gewichteter Abschnitt 471W zum Hinzufügen einer Masse über beide Seiten eines Abschnitts angeordnet ist, der der Außenumfang des gegenüberliegenden Abschnitts E4 und eine projizierte Umrissgrenze PL41, die durch ein Projizieren der Umrissgrenze OL41 der unteren Elektrode 45 auf die obere Elektrode 471 gezeichnet wird, ist. Der gewichtete Abschnitt 471W, der in 21 schraffiert ist, wird gebildet, indem die Dicke der oberen Elektrode 471 in den Bereichen RG41 und 42 über unvermeidbare Variationen hinaus teilweise vergrößert wird.
Der gewichtete Abschnitt 471W ist größer als der Mittelabschnitt des gegenüberliegenden Bereichs E4 mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke bzgl. einer Masse pro Einheitsfläche, wodurch er dazu dient, eine Grenzfrequenz der akustischen Wellen in den Bereichen RG41 und RG42 zu verringern. Bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4 führt die Verringerung der Grenzfrequenz zu einer Verhinderung eines Austretens von Schwingungsenergie von Schwingungen, die in dem gegenüberliegenden Bereich E4 angeregt werden, wodurch eine Unterresonanz, die von der Abgrenzungsform der piezoelektrischen Dünnschicht 46 abhängt, unterdrückt wird.
Ferner sind bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4 die oberen und unteren Oberflächen der piezoelektrischen Dünnschicht 46 glatt bzw. flach, wobei die untere Elektrode 45 nicht außerhalb des gegenüberliegenden Bereichs E4 mit Ausnahme des Zufuhrabschnitts ausgebildet ist. Folglich kann bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4 eine Differenz in der Dicke eines geschichteten Körpers, der die obere Elektrode 47, die piezoelektrische Dünnschicht 46 und die untere Elektrode 45 umfasst, nämlich eine Differenz in einer Masse pro Einheitsfläche zwischen dem Umfang des gegenüberliegenden Bereichs E4 und der Abgrenzung des gegenüberliegenden Bereichs E4 groß gemacht werden, wodurch verhindert wird, dass akustische Wellen, die etwas von dem gegenüberliegenden Bereich E4 zu der Außenseite des gegenüberliegenden Bereichs E4 austreten, bei der Endfläche der piezoelektrischen Dünnschicht 46 reflektiert werden und zu dem gegenüberliegenden Bereich E4 zurückkehren. Ferner kann bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4, da sowohl die obere Elektrode 471 als auch die untere Elektrode 45 Teilelektroden sind, die einen Teil der Hauptoberfläche abdecken, eine Anregung von Schwingungen oder eine Reflexion von akustischen Wellen bei der Endoberfläche der piezoelektrischen Dünnschicht 46 verhindert werden. Zusätzlich weist der Umstand, dass die oberen und unteren Oberflächen der piezoelektrischen Dünnschicht 46 flach bzw. glatt sind, ebenso den Vorteil auf, dass eine hohe Genauigkeit bzgl. der Größe bei einer Musterbildungsgüte bei der oberen Elektrode 47 und der unteren Elektrode 45 ermöglicht ist.
Diese Vorteile des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 können nicht durch den herkömmlichen akustischen Schicht-Volumen-Resonator, der durch ein sequentielles Schichtbilden der unteren Elektrode, der piezoelektrischen Dünnschicht und der oberen Elektrode gebildet wird, realisiert werden, da es nicht möglich ist, dass sowohl die oberen als auch die unteren Elektroden so ausgestaltet werden, dass sie Teilelektroden sind, während beide Hauptoberflächen der piezoelektrischen Dünnschicht flach bzw. glatt gemacht werden.
Unterdessen ist es bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4, da der gewichtete Abschnitt 471W ein Teil der oberen Elektrode 471 ist, möglich, dass ein Ausüben eines Einflusses durch den gewichteten Abschnitt 471W auf die Hauptresonanz sowie eine Verschlechterung in zugehörigen Eigenschaften vermieden werden. Hierbei bezeichnet der Umfang des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 einen Abschnitt, der in Kontakt mit dem Außenumfang des gegenüberliegenden Bereichs E4 ist, und der Mittelabschnitt des gegenüberliegenden Bereichs E4 bezeichnet einen Abschnitt, der getrennt von dem Außenumfang des gegenüberliegenden Abschnitts E4 ist und durch den Umfang des gegenüberliegenden Abschnitts E4 umgeben ist.
Die Breite W41 des Bereichs RG41, der den Mittelabschnitt des gegenüberliegenden Bereichs E4 mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke einfasst, ist wünschenswerterweise nicht kleiner als 1% und nicht größer als 3%, besser noch nicht kleiner als 5% und nicht größer als 20% einer Breite W42 des gegenüberliegenden Bereichs E4. Der Grund hierfür ist, dass die Breite W41, die aus diesen Bereich fällt, eine Verringerung in einem Schwingungsenergieeinfangeffekt verursacht. Hierbei ist die Breite W42 des gegenüberliegenden Bereichs E4 eine kurzzeitige Länge, wenn der gegenüberliegende Bereich E4 in einer rechteckigen Form ausgebildet ist, sowie eine Länge des Durchmessers, wenn er in einer kreisförmigen Form ausgebildet ist.
Obwohl die Schichtdicken der oberen Elektrode 45 und der oberen Elektrode 47 entsprechend einem leitfähigen Material, das die Elektroden bildet, bestimmt werden sollten, ist, wenn Wolfram als das leitfähige Material ausgewählt wird, eine zugehörige Dicke wünschenswerterweise nicht kleiner als 700 Angström. Der Grund hierfür ist, dass, wenn Wolfram eine Schichtdicke unter 700 Anström aufweist, ein zugehöriger elektrischer Widerstand zunimmt, wobei ein Resonanzwiderstand des akustischen Schicht-Volumen-Resonators deutlich zunimmt, wobei der zugehörige elektrische Widerstand zunimmt, wobei ein Resonanzwiderstand des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 zunimmt. Ferner kann, wenn eine Differenz in einer Schichtdicke zwischen dem gewichteten Abschnitt 471W und einem Abschnitt, der unterschiedlich zu 471W ist, etwa 500 Angström beträgt, eine Unterresonanz des akustischen Schicht-Volumen-Resonantors 4 in günstiger Weise unterdrückt werden.
Die obere Elektrode 471 mit dem Abschnitt des gegenüberliegenden Bereichs E4, der in einer Wannenform ausgebildet ist, kann derart ausgebildet werden, dass eine leitfähige Dünnschicht mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke gebildet wird und eine leitfähige Dünnschicht zusätzlich überlagert bei dem gewichteten Abschnitt 471W gebildet wird, oder dass eine leitfähige Dünnschicht mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Dicke gebildet wird und ein Abschnitt, der unterschiedlich ist zu einem Abschnitt, der der gewichtete Abschnitt 471W wird, in der Dicke verringert wird.
Obwohl ein Beispiel in den 20 bis 22 gezeigt worden ist, bei dem der gewichtete Abschnitte 471W bei der unteren Elektrode 45 der oberen Elektrode 45 angeordnet ist, kann der gewichtete Abschnitt bei der unteren Elektrode 45 an Stelle der oberen Elektrode 471 angeordnet sein oder der gewichtete Abschnitt kann bei sowohl der oberen Elektrode 471 als auch der unteren Elektrode 45 angeordnet sein. Ferner wird, obwohl der gewichtete Abschnitt 471W in einfacher Weise ausgebildet werden kann, indem die Schichtdicke der oberen Elektrode 471 teilweise vergrößert wird, um den gewichteten Abschnitt 471W auszubilden, hierdurch nicht eine Bildung des gewichteten Abschnitts 471W durch eine teilweise Vergrößerung einer Masse der oberen Elektrode 471 an Stelle einer teilweisen Vergrößerung der Schichtdicke der oberen Elektrode 471 oder zusätzlich zu einer teilweisen Vergrößerung der Schichtdicke der oberen Elektrode 471 verhindert.
– Weiteres Beispiel des gewichteten Abschnitts
Nachfolgend ist ein weiteres Beispiel des gewichteten Abschnitts 471W beschrieben. Der gewichtete Abschnitt 471W, der nachstehend beschrieben ist, ist jedoch lediglich ein Beispiel und zielt somit nicht darauf ab, den Bereich der vorliegenden Erfindung zu begrenzen.
In den 20 bis 22 ist der gewichtete Abschnitt 471W angeordnet, um den Mittelabschnitt des gegenüberliegenden Bereichs E4 für ein effektives Unterdrücken einer Unterresonanz des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 zu umgeben. Dies verhindert jedoch nicht eine Anordnung des gewichteten Abschnitts 471W über dem Bereich RG41 entlang der Innenseite eines Teils des Außenumfangs des gegenüberliegenden Bereichs E4 und dem rechteckigen Bereich RG42 des Zufuhrabschnitts, der benachbart zu dem gegenüberliegenden Bereich E4 ist, bspw. eine Anordnung des gewichteten Abschnitts 471W über dem Bereich RG41 entlang der Innenseite einer der gegenüberliegenden Seiten des gegenüberliegenden Bereichs E4 und dem rechteckigen Bereich RG42 des Zufuhrabschnitts, der benachbart zu dem gegenüberliegenden Bereich E4, wie es in einer Draufsicht gemäß 23 gezeigt ist.
Ferner ist eine konstante Anordnung einer Breite W41 des Bereichs RG41 in dem gewichteten Abschnitt 471W nicht essentiell. Bspw. kann, wie es in einer Draufsicht gemäß 24 gezeigt, der gewichtete Abschnitt 471W über dem Bereich RG41 entlang der Innenseite des Außenumfangs des gegenüberliegenden Bereichs E4, der eine kreisförmige Öffnung aufweist, und dem rechteckigen Bereich RG42 des Zufuhrabschnitts, der benachbart zu dem gegenüberliegenden Bereich E4 ist, angeordnet sein, wie es in einer Draufsicht gemäß 24 gezeigt ist.
Ferner ist, wie es in einer Draufsicht gemäß 25 gezeigt ist, der gewichtete Abschnitt 471W über dem Bereich RG41 entlang der Innenseite des Außenumfangs des gegenüberliegenden Bereichs E4 und dem rechteckigen Bereich RG42, was die Gesamtheit des Zufuhrabschnitts bildet, der benachbart zu dem gegenüberliegenden Bereich E4 ist, angeordnet.
Ferner ist, wie es in 26 gezeigt ist, berücksichtigt, dass ein anderer gewichteter Abschnitt 471W ferner bei der Innenseite des gewichteten Abschnitts 471W, der in den 20 bis 22 gezeigt ist, angeordnet sein kann.
Darüber hinaus kann, auch wenn der gewichtete Abschnitt 471W derart angeordnet ist, dass eine zugehörige Schichtdicke größer wird und eine zugehörige Masse pro Einheitsfläche mit einer Entfernung von dem Mittelabschnitt des gegenüberliegenden Bereichs E4 größer wird, eine Unterresonanz des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 in günstiger Weise unterdrückt werden. Ferner weist ein derartiger gewichteter Abschnitt 471W den Vorteil auf, dass er keinen großen Einfluss auf den Unterresonanzunterdrückungseffekt aufweist, auch wenn die Form des gewichteten Abschnitts 471W leicht verändert wird.
Bspw. zeigen eine Draufsicht gemäß 27 und eine Schnittdarstellung gemäß 28 ein Beispiel des gewichteten Abschnitts 471W in einer Treppenform mit einem Abschnitt mit einer relativ kleinen Schichtdicke und einem Abschnitt mit einer relativ großen Schichtdicke. Es ist anzumerken, dass die 27 und 28 ein Beispiel zeigen, bei dem der gewichtete Abschnitt 471W die Form einer zweistufigen Treppe aufweist, wobei der gewichtete Abschnitt 471W die Form einer Treppe mit drei oder mehr Stufen aufweisen kann. Oder, wie es in einer Schnittdarstellung gemäß 29 gezeigt ist, der gewichtete Abschnitt 471W in einer geneigten bzw. Schrägen Form, die eine kontinuierlich ansteigende Schichtdicke aufweist, kann bei der oberen Elektrode 471 angeordnet sein.
5. Fünftes Ausführungsbeispiel
In den 30 bis 33 sind schematische Darstellungen gezeigt, die eine Konfiguration eines piezoelektrischen Dünnschichtfilters 5 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen. In 30 ist eine Schrägdarstellung des piezoelektrischen Dünnschichtfilters 5 schräg von oben betrachtet gezeigt, in 31 ist eine Draufsicht des piezoelektrischen Dünnschichtfilters 5 von oben betrachtet gezeigt, in 32 ist eine Schnittdarstellung gezeigt, die einen Querschnitt des piezoelektrischen Dünnschichtfilters 5 entlang einer Schnittebenenlinie XXXII-XXXII gemäß 30 zeigt, und in 33 ist ein Schaltungsdiagramm gezeigt, das eine elektrische Verbindung zwischen zwei akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren R51 und R52 zeigt, die in dem piezoelektrischen Dünnschichtfilter 5 beinhaltet sind. Es ist anzumerken, dass in 30 ein orthogonales XYZ-Koordinaten-System zum Zwecke der Beschreibung definiert ist, bei dem die Rechts-Links-Richtung die X-Achsen-Richtung ist, die Vor-Zurück-Richtung die Y-Achsen-Richtung ist und die Auf-Ab-Richtung die Z-Achsen-Richtung ist.
Wie es in den 30 bis 33 gezeigt ist, weist in der gleichen Art und Weise wie in dem Fall des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der piezoelektrische Dünnschichtfilter 5 eine Konfiguration auf, bei der eine Haftschicht 52, eine Hohlraumbildungsschicht 53, eine untere Elektrode 55, eine piezoelektrische Dünnschicht 56 und eine obere Elektrode 57 in dieser Reihenfolge auf einem Auflagesubstrat 51 geschichtet sind. Das Auflagesubstrat 51, die Haftschicht 52, die Hohlraumbildungsschicht 53, die untere Elektrode 55, die piezoelektrische Dünnschicht 56 und die obere Elektrode 57 können jeweils unter Verwendung der gleichen Materialien wie denen des Auflagesubstrats 41, der Haftschicht 42, der Hohlraumbildungsschicht 43, der unteren Elektrode 45, der piezoelektrischen Dünnschicht 46 und der oberen Elektrode 47 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel aufgebaut werden.
Hier werden Muster der oberen Elektrode 57 und der unteren Elektrode 55 beschrieben, die unterschiedlich zu dem Fall des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel sind.
Von der oberen Elektrode 57 aus ist die obere Elektrode 571 zu der unteren Elektrode 55 mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 56 bei einem gegenüberliegenden Bereich E51 gegenüberliegend, um einen akustischen Schicht-Volumen-Resonator (serieller Resonator) R52 zu bilden. Nachdem sie aus dem gegenüberliegenden Bereich E51 in der +Y-Richtung herausgezogen ist, wird die obere Elektrode 571 in die +X-Richtung und die –Y-Richtung aufeinanderfolgend in zugehörige Ausdehnungsrichtungen gebogen, wobei der herausgezogene Abschnitt ein Zufuhrabschnitt zum Zuführen des Anregungssignals zu der oberen Elektrode 571 ist. Ein Teil des Zufuhrabschnitts ist eine Kontaktfläche 53, die mit einer externen Verdrahtung verbunden ist.
Die obere Elektrode 572 ist zu der unteren Elektrode 55 mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 56 in einem gegenüberliegenden Bereich E52 gegenüberliegend, um einen akustischen Schicht-Volumen-Resonator (paralleler Resonator) R51 zu bilden. Nachdem sie aus dem gegenüberliegenden Bereich E52 in der –Y-Richtung herausgezogen ist, wird die obere Elektrode 572 in die –X-Richtung und die +Y-Richtung aufeinanderfolgend in zugehörige Ausdehnungsrichtungen gebogen, wobei der herausgezogene Abschnitt ein Zufuhrabschnitt zum Zuführen des Anregungssignals zu der oberen Elektrode 572 ist. Teile der Zufuhrabschnitte sind Kontaktflächen P52 und P54, die mit einer externen Verdrahtung verbunden sind.
Die obere Elektrode 573 ist zu der unteren Elektrode 55 mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht 56 in einem Bereich, der unterschiedlich zu dem gegenüberliegenden Bereich E51 und E52 ist, gegenüberliegend. Da ein Durchgangsloch VH5 die obere Elektrode 573 und die untere Elektrode 55 leitend verbindet, wird in dem piezoelektrischen Dünnschichtfilter 5 das Anregungssignal zu der unteren Elektrode 55 über die obere Elektrode 572, die nach außen freigelegt ist, zugeführt. Ein Teil der oberen Elektrode 572 ist die Kontaktfläche P51, die mit einer externen Verdrahtung verbunden ist.
Wie es in der Schnittdarstellung gemäß 32 gezeigt ist, sind Hohlräume C51 und C52 zum Trennen der gegenüberliegenden Bereiche E51 und E52 von dem Auflagesubstrat 51 unter den gegenüberliegenden Bereichen E51 und E52 ausgebildet.
Mit der so angeordneten oberen Elektrode 57 und der so angeordneten unteren Elektrode 55 ist der piezoelektrische Dünnschichtfilter 5 ein Kettentyp-Bandpassfilter, der durch ein monolitisches Vereinigen von akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren R51 und R52 erhalten wird.
In dem akustischen Schicht-Volumen-Filter 5 weist wie in dem Fall des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel die obere Elektrode 571 einen Aufbau auf, bei dem eine leitfähige Dünnschicht auf der leitfähigen Dünnschicht mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke über einem rahmenartigen Bereich RG511 entlang der Innenseite des Außenumfangs des gegenüberliegenden Bereichs E51 und einem Bereich RG512 des Zufuhrabschnitts, der die Gesamtheit des Zufuhrabschnitts benachbart zu dem gegenüberliegenden Bereich E51 bildet, überlagert. Die obere Elektrode 572 weist einen Aufbau auf, bei dem eine leitfähige Dünnschicht auf der leitfähigen Dünnschicht mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke über einem rahmenartigen Bereich RG521 entlang der Innenseite des Außenumfangs des gegenüberliegenden Bereichs E52 und einem Bereich RG522, der die Gesamtheit des Zufuhrabschnitts benachbart zu dem gegenüberliegenden Bereich E52 bildet, überlagert. Die obere Elektrode 571 weist ebenso einen Aufbau auf, bei dem auf Grund des Vorhandenseins der leitfähigen Dünnschichten, die bei den Bereichen RG511 und RG512 überlagert sind, die gewichteten Abschnitte 571W und 572W zum Hinzufügen einer Masse über beiden Seiten eines Abschnitts, die die Außenumfänge der gegenüberliegenden Bereich E51 und E52 sind, und projizierten Außengrenzen PL511 und PL512, die durch ein Projizieren der Außengrenze OL21 der unteren Elektrode 55 auf die oberen Elektroden 571 und 572 gezogen werden, angeordnet sind. Es ist ersichtlich, dass die gewichteten Abschnitte 571W und 572W, wie sie in „ein weiteres Beispiel eines gewichteten Abschnitts" gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben sind, bei dem piezoelektrischen Dünnschichtfilter 5 angewendet werden können.
Bei dem piezoelektrischen Dünnschichtfilter 5, wie er so beschrieben ist, ist, da eine Unterresonanz, die von der Außenform der piezoelektrischen Dünnschicht 56 abhängt, unterdrückt werden kann, eine Filtereigenschaft gegenüber einer Störung unempfänglich.
6. Anderes
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung die nachstehend genannten Erfindungen [1] bis [5] umfasst.

[1] Eine piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung mit einem einzelnen oder einer Vielzahl von akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren, die umfasst: eine piezoelektrische Dünnschicht, die flache erste und zweite Hauptoberflächen aufweist, eine erste Abschnittselektrode, die einen Teil der ersten Hauptoberfläche abdeckt, eine zweite Abschnittselektrode, die einen Teil der zweiten Hauptoberfläche abdeckt, wobei die erste Abschnittselektrode einen gewichteten Abschnitt mit einer Masse pro Einheitsfläche, die größer ist als die des Mittelabschnitts eines gegenüberliegenden Bereichs, bei dem die erste Elektrode und die zweite Elektrode einander mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht gegenüberliegen, über beiden Seiten eines Abschnitts, der der Außenumfang des gegenüberliegenden Bereichs ist, und einer projizierten Außengrenze, die durch ein Projizieren der Außengrenze der zweiten Abschnittselektrode auf die erste Abschnittselektrode gezogen wird, aufweist.
[2] Die piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung nach [1], wobei der gewichtete Abschnitt den Mittelabschnitt umgibt.
[3] Die piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung nach [2], wobei die erste Abschnittselektrode ferner einen weiteren gewichteten Abschnitt bei der Innenseite des gewichteten Abschnitts, der den Mittelabschnitt umgibt, aufweist.
[4] Die piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung nach einem von [1] bis [3], wobei der gewichtete Abschnitt gebildet wird, indem eine Schichtdicke der Elektrode vergrößert wird.
[5] Die piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung nach einem gemäß [1] bis [4], wobei der gewichtete Abschnitt in einer zugehörigen Masse pro Einheitsfläche mit einer Entfernung von dem Mittelabschnitt zunimmt.

Beispiele
Nachstehend sind Beispiele gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sowie Vergleichsbeispiele außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Beispiel 1
Beispiel 1 ist ein Beispiel, das einen akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1 betrifft, bei dem die Ansteuerungsabschnitte 151 und der Ansteuerungsabschnitt 131 jeweils eine rechteckige Form mit einer langseitigen Länge La aufweisen, die doppelt so groß ist wie eine zugehörige kurzseitige Länge Lb.
In dem Beispiel 1 ist der akustische Schicht-Volumen-Resonator 1 unter Verwendung eines Einzelkristalls aus Lithium-Niobat als das piezoelektrische Material, das das Auflagesubstrat 11 und die piezoelektrische Dünnschicht 14 bildet, einem Epoxyd-Haftmittel als ein Material, das die Haftschicht 12 bildet, Molybdän und Tantal als die leitfähigen Materialien, um die untere Elektrode 13 zu bilden, sowie Chrom und Gold als das leitfähige Material, das die obere Elektrode 15 bildet, hergestellt worden.
Wie es in einer Schnittdarstellung gemäß 34 gezeigt ist, wird, um die Herstellungskosten zu verringern, der akustische Schicht-Volumen-Resonator 1 gemäß dem Beispiel 1 in der nachstehend beschriebenen Art und Weise erhalten. Nach Herstellung einer Baugruppe U1 durch ein Integrieren einer großen Anzahl von akustischen Schicht-Volumen- Resonatoren 1 wird die Baugruppe U1 durch eine Schneidesäge in einzelne akustische Schicht-Volumen-Resonatoren 1 geschnitten. Es ist anzumerken, dass, obwohl das Beispiel, das in 8 gezeigt ist, drei akustische Schicht-Volumen-Resonatoren 1 in der Baugruppe U1 umfasst, die Anzahl von akustischen Schicht-Volμmen-Resonatoren 1, die in der Baugruppe U1 umfasst sind, vier oder mehr sein kann, wobei typischerweise mehrere hundert bis mehrere tausend akustische Schicht-Volumen-Resonatoren 1 in der Baugruppe U1 beinhaltet sind.
Obwohl die Beschreibung auf einen akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1, der in der Baugruppe U1 beinhaltet ist, zur Vereinfachung konzentriert worden ist, werden die anderen akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren 1, die in der Baugruppe beinhaltet sind, gleichzeitig mit dem fokussierten akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1 hergestellt.
Nachfolgend ist das Verfahren zum Herstellen des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 gemäß dem Beispiel 1 unter Bezugnahme auf die 35A bis 35D und 36E bis 36G beschrieben. Es ist anzumerken, dass die 35A bis 35D und die 36E bis 36G Schnittdarstellungen entlang einer Schnittebenenlinie II-II in 1 des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 während der Herstellung sind.
Bei einer Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 ist zuerst ein kreisförmiger Wafer (36-Grad-Schnitt-Y-Platte) eines Einzelkristalls aus Lithium-Niobat mit einer Schichtdicke von 0,5 mm und einem Durchmesser von 3 Zoll als das Auflagesubstrat 11 und ein piezoelektrisches Substrat 17 vorbereitet worden.
Nachfolgend wird eine Maske (geschichtete Schicht, die eine Chrom-Schicht und eine Gold-Schicht umfasst) M1, bei der ein Bereich zum Ausbilden der Vertiefung 111 eine Öffnung ist, auf der oberen Oberfläche des Auflagesubstrats 11 gebildet (35A), wobei das Auflagesubstrat 11 in einer 1:1-Flusssäure-Wasser-Pufferlösung bei 60°C eingetaucht wird, um das Auflagesubstrat 11 mit der darin ausgebildeten Vertiefung 111 zu erhalten (35B).
Danach sind eine Molybdän-Schicht mit einer Dicke von 0,057 μm und eine Tantal-Schicht mit einer Dicke von 0,02 μm auf der unteren Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 17 durch Sputtern ausgebildet worden, wobei die untere Elektrode 13 mit dem Muster, das in 3B gezeigt ist, durch Fotolithographie erhalten worden ist (35C).
Danach ist ein Epoxyd-Haftmittel, um die Haftschicht 12 zu bilden, auf der oberen Oberfläche des Auflagesubstrats 11 aufgebracht worden, um die obere Oberfläche des Auflagesubstrats 11 mit der unteren Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 17 zu verbinden. Dann ist Druck an das Auflagesubstrat 11 und das piezoelektrische Substrat 17 für ein Pressdruckbonden bzw. Pressdruckverbinden angelegt worden, um die Haftschicht 12 auf eine Dicke von 0,5 mm zu bearbeiten. Danach sind das Auflagesubstrat 11 und das piezoelektrische Substrat 17, die miteinander verbunden sind, in einer 200°C-Umgebung für eine Stunde für ein Aushärten des Epoxyd-Haftmittels gelassen worden, um das Auflagesubstrat 11 mit dem piezoelektrischen Substrat 17 zu verbinden (35D).
Nach Abschluss der Verbindung des Auflagesubstrats 11 mit dem piezoelektrischen Substrat 17 ist, während das piezoelektrische Substrat 17 in einem Zustand gelassen worden ist, bei dem es mit dem Auflagesubstrat 11 verbunden ist, die untere Oberfläche des Auflagesubstrats 11 bei einer Poliereinspannvorrichtung, die aus Siliziumkarbid (SiC) hergestellt wird, befestigt worden, und die obere Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 17 ist einer Schleifverarbeitung unter Verwendung einer Schleifmaschine mit festen Schleifkörnern unterzogen worden, um die Dicke des piezoelektrischen Substrats auf 50 μm zu verringern. Ferner ist die obere Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 17 einer Polierverarbeitung unter Verwendung von Diamantschleifkörnern unterzogen worden, um die Dicke des piezoelektrischen Substrats 17 auf 2 μm zu verringern. Schließlich sind zur Entfernung einer Prozessabtragschicht, die auf dem piezoelektrischen Substrat 17 durch die Polierverarbeitung unter Verwendung der Diamantschleifkörner erzeugt wird, freie Schleifkörner und ein Poliervlieskissen verwendet worden, um ein Fertigpolieren bei dem piezoelektrischen Substrat 17 auszuführen, um die piezoelektrische Dünnschicht 14 mit einer Dicke von 1 μm zu erhalten (36E).
Nachfolgend ist die obere Oberfläche (polierte Oberfläche) der piezoelektrischen Dünnschicht 14 unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels abgewaschen worden und eine Chromschicht mit einer Dicke von 0,02 μm sowie eine Goldschicht mit einer Dicke von 0,0515 μm sind durch Sputtern bzw. Aufsprühen ausgebildet worden, wobei die obere Elektrode 15 mit dem Muster, das in 3A gezeigt ist, durch Fotolithographie erhalten worden ist (36F).
Ferner ist ein Abschnitt der piezoelektrischen Dünnschicht 14, die eine Anschlussfläche 133 einer unteren Elektrode 13 abdeckt, durch Ätzen unter Verwendung von Flusssäure entfernt worden, um den akustischen Schicht-Volumen-Resonator mit der freigelegten Anschlussfläche 133 zu erhalten (36G).
Eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft bzw. -Kennlinie des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1, der so erhalten wird, ist unter Verwendung einer Netzwerkanalysevorrichtung und einer Testvorrichtung geschätzt worden, wobei ein Resonanzsignalverlauf erhalten wird, bei dem ein geringer Einfluss durch eine Störung ausgeübt wird, wie es in 37 gezeigt ist.
Außerdem ist eine Verteilung der Amplitude der Schwingungen in dem Ansteuerungsabschnitt unter Verwendung eines Laserversatzmessgeräts gemessen worden, wobei herausgefunden worden ist, dass, wie es in 40 gezeigt ist, die Amplitude in der Nähe der Mitte des Ansteuerungsabschnitts, die durch den Bereich D1 gezeigt ist, groß ist und mit einer Entfernung von der Mitte des Ansteuerungsabschnitts kleiner wird, wobei der Streuungsbereich von Schwingungen in der langseitigen Richtung nur etwa so groß ist wie bei der kurzseitigen Länge Lb des Ansteuerungsabschnitts.
Es wird berücksichtigt, dass die Amplitudenverteilung, wie sie hier beschrieben ist, so erhalten wird, dass eine zweidimensionale Wellenoberfläche von akustischen Wellen, die sich von der Mitte des Ansteuerungsabschnitts ausbreiten, durch eine Verteilung eines elektrischen Felds in der kurzseitigen Richtung des Ansteuerungsabschnitts 151 stark beeinflusst wird, um einen starken Effekt eines Energieeinfangens in der Nähe der Mitte des Ansteuerungsabschnitts zu erzeugen, um ein Austreten der Schwingungen stark zu unterdrücken.
Beispiel 2
Beispiel 2 ist ein Beispiel, das den akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1 betrifft, bei dem die Ansteuerungsabschnitte 151 und der Ansteuerungsabschnitt 131 jeweils eine rechteckige Form mit einer zugehörigen langseitigen Länge La aufweisen, die vier Mal so groß ist wie eine zugehörige kurzseitige Länge Lb. In dem Beispiel 2 ist der akustische Schicht-Volumen-Resonator 1 in dem gleichen Prozess wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt worden, dass die Muster der oberen Elektrode 15 und der unteren Elektrode 13 verändert worden sind.
Eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1, der so erhalten wird, ist unter Verwendung einer Netzwerkanalysevorrichtung und einer Testvorrichtung geschätzt worden, wobei hierdurch ein einzelner Resonanzsignalverlauf beobachtet werden konnte, bei dem beinahe kein Einfluss durch eine Störung ausgeübt worden ist, wie es in 38 gezeigt ist.
Vergleichsbeispiel 1
Vergleichsbeispiel 1 ist ein Beispiel, das einen akustischen Schicht-Volumen-Resonator betrifft, der außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegt, wobei die Ansteuerungsabschnitte 151 und der Ansteuerungsabschnitt 131 jeweils eine kreisförmige Form aufweisen. In dem Vergleichsbeispiel 1 ist der akustische Schicht-Volumen-Resonator in der gleichen Weise wie in dem Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt worden, dass die Muster der oberen Elektrode und der unteren Elektrode verändert worden sind.
Eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1, der so erhalten wird, ist unter Verwendung der Netzwerkanalysevorrichtung und der Testvorrichtung geschätzt worden, wobei hierdurch lediglich ein Resonanzsignalverlauf, der durch eine große Anzahl von geschichteten Störungen gebildet wird, beobachtet werden konnte, wie es in 39 gezeigt ist.
Ferner ist eine Verteilung der Amplitude der Schwingungen in dem Ansteuerungsabschnitt unter Verwendung des Laserversatzmessgeräts gemessen worden, wobei herausgefunden worden ist, dass die Schwingungen weit über den Ansteuerungsabschnitt, der durch den Bereich D2 gezeigt ist, verteilt sind, wie es in 41 gezeigt ist.
Vergleich zwischen den Beispielen 1 und 2 sowie dem
Vergleichsbeispiel 1
Wie es aus den Beispielen 1 und 2 sowie dem Vergleichsbeispiel 1 ersichtlich ist, ermöglicht eine Ausbildung einer schmalen bzw. schlanken Form des Ansteuerungsabschnitts eine Unterdrückung der Ausbreitung von Schwingungen in einer zugehörigen longitudinalen Richtung des Ansteuerungsabschnitts, so dass ein akustischer Schicht-Volumen-Resonator eines Energieeinfangtyps verwirklicht werden kann, bei dem der größte Teil der Energie in der Nähe der Mitte des Ansteuerungsabschnitts konzentriert ist. Auf Grund eines derart starken Energieeinfangens wird bei derartigen akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren 1 eine Erzeugung einer Unterresonanz, die durch den Umriss der piezoelektrischen Dünnschicht 14 verursacht wird, unterdrückt, wobei die Frequenz-Impedanz-Eigenschaft gegenüber einer Störung trotz einer nachteiligen Bedingung einer Verwendung eines piezoelektrischen Materials mit einem großen elektromechanischen Kopplungsfaktor wie Lithium-Niobat und einer unerwünschten Ausbreitung von akustischen Wellen zu dem Ende der piezoelektrischen Dünnschicht 14 unempfänglich wird.
Es ist anzumerken, dass ein derartiger Störungsunterdrückungseffekt erhalten wird, solange der Ansteuerungsabschnitt eine schmale Form aufweist, wobei eine Anwendung der Form, die in den 4 bis 8 veranschaulicht ist, nicht notwendigerweise essentiell ist.
Beispiel 3
Beispiel 3 ist ein Beispiel, das den akustischen Schicht-Volumen-Resonator 3 betrifft, bei dem die Ansteuerungsabschnitte 351 und 331 jeweils eine rechteckige Form mit einer zugehörigen langseitigen Länge La aufweisen, die zehn Mal so groß ist wie eine zugehörige kurzseitige Länge Lb. In dem Beispiel 3 ist der gewichtete Abschnitt 351W derart ausgebildet, dass eine leitfähige Dünnschicht mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke ausgebildet ist und dann eine leitfähige Dünnschicht überlagert auf einem Abschnitt ausgebildet ist, um zu dem gewichteten Abschnitt 351W zu werden.
In dem Beispiel 3 ist der akustische Schicht-Volumen-Resonator 3 unter Verwendung eines Einzelkristalls aus Lithium-Niobat als das piezoelektrische Material, das die piezoelektrische Dünnschicht 34 und das Auflagesubstrat 31 bildet, eines Epoxid-Haftmittels als ein Material, das die Haftschicht 32 bildet, um von Wolfram als das leitfähige Material, das die obere Elektrode 35 und die untere Elektrode 33 bildet, hergestellt worden.
Der akustische Schicht-Volumen-Resonator 3 gemäß dem Beispiel 3 kann in einem Herstellungsverfahren hergestellt werden, das ähnlich zu dem für den akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1 gemäß dem Beispiel 1 ist.
Bei einer Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 3 unterscheidet sich jedoch der akustische Schicht-Volumen-Resonator 3 von dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1 darin, dass Wolframschichten als die obere Elektrode 35 und die untere Elektrode 33 ausgebildet werden und der gewichtete Abschnitt 351W auf der oberen Elektrode 35 ausgebildet wird.
Bei einer Bildung des gewichteten Abschnitts 351W ist zuerst eine Wolframschicht mit einer Schichtdicke von 500 Angström über die gesamte obere Oberfläche der piezoelektrischen Dünnschicht 34 durch Sputtern ausgebildet worden und dann mittels eines typischen fotolithographischen Prozesses einer Musterbildung unterzogen worden, um eine Wolframschicht 351a lediglich auf einem Abschnitt zurückzulassen, der der gewichtete Abschnitt 351W der oberen Elektrode 35 wird (42).
Ferner ist eine Wolframschicht mit einer Schichtdicke von 1000 Angström über der gesamten oberen Oberfläche der piezoelektrischen Dünnschicht 34 durch Sputtern ausgebildet worden und dann mittels des typischen fotolithographischen Prozesses einer Musterbildung unterzogen worden, um die obere Elektrode 35, die das in den 14, 15, 16A und 16B gezeigte Muster aufweist und mit dem gewichteten Abschnitt 351W versehen ist, zu erhalten (43).
Eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 3, der so erhalten wird, ist unter Verwendung der Netzwerkanalysevorrichtung und der Testvorrichtung geschätzt worden, wobei hierdurch ein Resonanzsignalverlauf in der Nähe einer Hauptresonanz bei etwa 2,2 GHz beobachtet werden konnte, bei dem ein geringer Einfluss durch eine Störung ausgeübt wird, wie es in 44 gezeigt ist.
Beispiel 4
Beispiel 4 ist ein Beispiel, das einen akustischen Schicht-Volumen-Resonator betrifft, der durch Hinzufügen des gewichteten Abschnitts 351W zu dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 3 gemäß dem Beispiel 3 entlang der Innenseite der kurzen Seite 351S des Ansteuerungsabschnitts 351 erhalten wird.
Eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft des akustischen Schicht-Volumen-Resonators gemäß dem Beispiel 4 ist unter Verwendung der Netzwerkanalysevorrichtung und der Testvorrichtung geschätzt worden, wobei hierdurch ein Resonanzsignalverlauf in der Nähe einer Hauptresonanz bei etwa 2,0 GHz beobachtet werden konnte, bei dem ein geringer Einfluss durch eine Störung ausgeübt wird, wie es in 45 gezeigt ist. Bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator gemäß dem Beispiel 4 ist jedoch der Resonanzsignalverlauf des Resonators, der durch den gewichteten Abschnitt 351W gebildet wird, bei etwa 1,6 GHz überlagert.
Beispiel 5
In einem Beispiel 5 sind bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 3 gemäß dem Beispiel 3, wenn ein Seitenverhältnis La/Lb der langseitigen Länge La zu der kurzseitigen Länge Lb in dem Bereich von 1 zu 100 geändert worden ist, Änderungen bzgl. einer Stärke (nachstehend als Störungsstärke bezeichnet) Ia eines Resonanzsignalverlaufs einer Störung in der Nähe der Hauptresonanz und bzgl. einer Stärke (nachstehend als Niedrigfrequenz-Resonanzsignalverlaufsstärke bezeichnet) Lb eines Niedrigfrequenz-Resonanzsignalverlaufs eines Resonators, der durch den gewichteten Abschnitt 351W gebildet wird, überprüft worden. Die Ergebnisse sind in den 46 und 47 gezeigt.
Es ist anzumerken, dass, wie es in 48 gezeigt ist, die „Störungsstärke Ia" eine Breite zwischen einem Resonanzwiderstand und einem Antiresonanzwiderstand des Resonanzsignalverlaufs einer Störung angibt. Wie es in 49 gezeigt ist, gibt die „Störungsstärke Ib" eine Breite zwischen einem Resonanzwiderstand und einem Antiresonanzwiderstand des Niedrigfrequenz-Resonanzsignalverlaufs an. Ferner sind in den 46 und 47 bei dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator gemäß dem Beispiel 4 mit dem Seitenverhältnis La/Lb von 1 (vier Seiten der rechteckigen Zone) als eine Referenz relative Werte der Störungsstärke Ia und der Niedrigfrequenz-Resonanzsignalverlaufstärke Ib mit einem Seitenverhältnis La/Lb, das in dem Bereich von 1 bis 10 verändert wird (zwei Seiten der rechteckigen Zone), angegeben.
Wie es aus den 46 und 47 ersichtlich ist, kann, wenn das Seitenverhältnis La/Lb Eins ist, eine Bereitstellung des gewichteten Abschnitts 351W entlang lediglich der Innenseite der langen Seite 351L nicht zu einer Verringerung der Störungsstärke Ia führen. Wenn jedoch das Seitenverhältnis La/Lb nicht kleiner als Zwei ist, besser noch nicht kleiner als Vier ist und noch besser nicht kleiner als Zehn ist, kann die Bereitstellung des gewichteten Abschnitts 351W entlang lediglich der Innenseite der langen Seite 351L zu einer ausreichenden Verringerung der Störungsstärke Ia führen. Unterdessen kann, wenn das Seitenverhältnis La/Lb nicht kleiner als Eins und nicht größer als 40 ist, die Bereitstellung des gewichteten Abschnitts 351W entlang lediglich der Innenseite der langen Seite 351L zu einer ausreichenden Verringerung des Niedrigfrequenz-Resonanzsignalverlaufs Ib führen.
Beispiel 6
Nachstehend ist ein Beispiel 6 beschrieben, das den akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrifft. In dem Beispiel 6 wird der gewichtete Abschnitt 471W derart ausgebildet, dass eine leitfähige Dünnschicht mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke ausgebildet wird und dann ferner eine leitfähige Dünnschicht überlagert auf einem Abschnitt ausgebildet wird, um der gewichtete Abschnitt 471W zu werden.
In dem Beispiel 6 ist der akustische Schicht-Volumen-Resonator 4 unter Verwendung eines Einzelkristalls aus Lithium-Niobat als das piezoelektrische Material, das die piezoelektrische Dünnschicht 46 und das Auflagesubstrat 41 bildet, von Wolfram als das leitfähige Material, das die obere Elektrode 47 und die untere Elektrode 45 bildet, von Siliziumdioxid als das isolierende Material, das die Hohlraumbildungsschicht 43 bildet, und eines Epoxid-Haftmittels als das Material, das die Haftschicht 42 bildet, hergestellt worden.
Wie es in 50 gezeigt ist, wird zur Verringerung der Herstellungskosten der akustische Schicht-Volumen-Resonator 4 gemäß dem Beispiel 6 in der nachstehend beschriebenen Art und Weise erhalten. Nach einer Herstellung einer Baugruppe U4 durch Integrieren einer großen Anzahl (typischerweise mehrere hundert bis mehrere tausend) von akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren 4 wird die Baugruppe U4 unter Verwendung der Schneidesäge in einzelne akustische Schicht-Volumen-Resonatoren 4 geschnitten.
Obwohl sich die Beschreibung auf einen akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4, der in der Baugruppe U4 beinhaltet ist, zur Vereinfachung konzentriert, werden die anderen akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren 4, die in der Baugruppe U beinhaltet sind, gleichzeitig mit dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4, auf den sich hier konzentriert wird, hergestellt.
Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 gemäß dem Beispiel 6 unter Bezugnahme auf 51A bis 51D sowie 52E bis 52H beschrieben.
Bei einer Herstellung des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4 wird zuerst ein kreisförmiger Wafer (45-Grad-Schnitt-Y-Platte) aus einem Einzelkristall aus Lithium-Niobat mit einer Schichtdicke von 0,5 mm und einem Durchmesser von 3 Zoll als das piezoelektrische Substrat 49 und das Auflagesubstrat 41 vorbereitet.
Ferner ist eine Wolframschicht mit einer Schichtdicke von 1000 Angström über der gesamten unteren Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 49 durch Sputtern ausgebildet worden und dann mittels des typischen fotolithographischen Prozesses einer Musterbildung unterzogen worden, um die untere Elektrode 45 mit dem Muster, das in den 20 und 21 gezeigt ist, zu erhalten (51A).
Nachfolgend ist eine Siliziumdioxidschicht mit einer Schichtdicke von 0,5 μm über der gesamten unteren Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 49 durch Sputtern ausgebildet worden, wobei die Siliziumdioxidschicht, die in einem Bereich ausgebildet wird, der der gegenüberliegende Bereich E4 in der piezoelektrischen Dünnschicht 46 wird, der durch eine Entfernungsverarbeitung bei dem piezoelektrischen Substrat 49 erhalten wird, durch ein Nassätzen unter Verwendung von Flusssäure entfernt worden ist. Hierdurch ist die Hohlraumbildungsschicht 43 in einem Bereich, der unterschiedlich zu dem Bereich ist, der zu dem gegenüberliegenden Bereich E4 in der piezoelektrischen Dünnschicht 46 wird, ausgebildet worden (51B).
Ferner ist eine Epoxid-Haftschicht, die die Haftschicht 42 wird, auf die obere Oberfläche des Auflagesubstrats 41 aufgebracht worden, um die obere Oberfläche des Auflagesubstrats 41 mit der unteren Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 49, bei dem die untere Elektrode 45 und die Hohlraumbildungsschicht 43 ausgebildet sind, zu verbinden. Dann wird ein Druck auf das Auflagesubstrat 41 und das piezoelektrische Substrat 49 für ein Pressdruckverbinden angelegt, um die Haftschicht 42 auf eine Dicke von 0,5 μm zu bringen. Danach sind das Auflagesubstrat 41 und das piezoelektrische Substrat 49 in einer 200°C-Umgebung für eine Stunde zum Aushärten des Epoxid-Haftmittels gelassen worden, um das Auflagesubstrat 41 mit dem piezoelektrischen Substrat 49 zu verbinden. Hierdurch ist ein Hohlraum C4 mit einer Tiefe von etwa 0,5 μm unter dem Bereich, der der gegenüberliegende Bereich E4 in der piezoelektrischen Dünnschicht 46 der piezoelektrischen Dünnschichtvorrichtung 49 wird, ausgebildet worden (51C).
Nach Abschluss der Verbindung des Auflagesubstrats 41 mit dem piezoelekrischen Substrat 49 ist, während das piezoelektrische Substrat 49 in dem Zustand einer Verbindung mit dem Auflagesubstrat 41 gehalten worden ist, die untere Oberfläche des Auflagesubstrats 41 bei einer Poliereinspannvorrichtung befestigt worden, wobei die obere Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 49 einer Schleifverarbeitung unter Verwendung einer Schleifmaschine mit festen Schleifkörnern unterzogen worden ist, um die Dicke des piezoelektrischen Substrats 49 auf 50 μm zu verringern. Ferner ist die obere Oberfläche des piezoelektrischen Substrats 49 einer Polierverarbeitung unter Verwendung von Diamantschleifkörnern unterzogen worden, um die Dicke des piezoelektrischen Substrats 49 auf 2 μm zu verringern. Schließlich sind zur Entfernung einer Prozessabtragschicht, die auf dem piezoelektrischen Substrat 49 durch die Polierverarbeitung unter Verwendung der Diamantschleifkörner erzeugt wird, freie Schleifkörner und ein Poliervlieskissen verwendet worden, um ein Fertigpolieren bei dem piezoelektrischen Substrat 49 auszuführen, um die piezoelektrische Dünnschicht 46 mit einer Dicke von 1,00 μm zu erhalten (51D).
Nachfolgend ist die obere Oberfläche (polierte Oberfläche) der piezoelektrischen Dünnschicht 46 unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels abgewaschen worden und eine Chromschicht mit einer Schichtdicke von 200 Angström sowie eine Goldschicht mit einer Schichtdicke von 2000 Angström sind aufeinanderfolgend auf der oberen Oberfläche der piezoelektrischen Dünnschicht 46 ausgebildet worden, wobei die erhaltenen geschichteten Schichten dann durch eine Musterbildung mittels des typischen fotolithographischen Prozesses gemustert worden sind, um eine Ätzmaske M4 zu erhalten, bei der lediglich ein Abschnitt zur Bildung des Durchgangslochs VH4 freigelegt ist (52E).
Nach der Bildung der Ätzmaske M4 ist die piezoelektrische Dünnschicht 46 mittels einer gepufferten Flusssäure, die auf 65°C erwärmt ist, geätzt worden, um das Durchgangsloch VH4, das durch die piezoelektrische Dünnschicht 46 zwischen zugehörigen oberen und unteren Oberflächen hindurchdringt, zu bilden, wobei hierdurch die untere Elektrode 45 freigelegt wird und die Ätzmaske M4 durch das Ätzen entfernt worden ist (52F).
Bei dem nachfolgenden Bildungsvorgang für die obere Elektrode 46 ist zuerst eine Wolframschicht mit einer Schichtdicke von 500 Angström über der gesamten oberen Oberfläche der piezoelektrischen Dünnschicht 46 durch Sputtern ausgebildet worden und dann einer Musterbildung mittels des typischen fotolithographischen Prozesses unterzogen worden, um eine Wolframschicht 471a lediglich bei einem Abschnitt, der der gewichtete Abschnitt 471W der oberen Elektrode 47 wird, zurückzulassen (52G).
Ferner ist eine Wolframschicht mit einer Schichtdicke von 100 Angström über der gesamten oberen Oberfläche der piezoelektrischen Dünnschicht 46 durch Sputtern ausgebildet worden und dann einer Musterbildung mittels des typischen fotolithographischen Prozesses unterzogen worden, um die obere Elektrode 47, die das in den 20 und 21 gezeigte Muster aufweist und mit dem gewichteten Abschnitt 471W versehen ist, zu erhalten (52H). Zu diesem Zeitpunkt ist die Wolframschicht ebenso auf der Innenseitenoberfläche des Durchgangslochs VH4 ausgebildet worden, um eine Leitung zwischen der oberen Elektrode 472 und der unteren Elektrode 45 sicherzustellen.
Eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4, der so erhalten wird, ist gemessen worden, um eine Resonanzkennlinie von Dickeausdehnungsschwingungen zu schätzen, wobei ein Signalverlauf, wie er in 54 gezeigt ist, beobachtet wird, wobei ein Antiresonanzwiderstand 1326 Ohm gewesen ist.
Beispiel 7
Nachstehend ist ein Beispiel 7 beschrieben, das den piezoelektrischen Dünnschichtfilter 5 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrifft. In dem Beispiel 7 ist eine leitfähige Dünnschicht mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schichtdicke ausgebildet, wobei dann ein Abschnitt, der unterschiedlich zu den Abschnitten ist, die die gewichteten Abschnitte 571W und 572W werden, in der Dicke verringert wird, um die gewichteten Abschnitte 571W und 572W zu bilden. Es ist anzumerken, dass in dem Beispiel 7 der piezoelektrische Dünnschichtfilter 5 in der gleichen Weise wie in dem Beispiel 6 hergestellt wird, mit der Ausnahme des Bildungsvorgangs der oberen Elektrode 57, wobei folglich der Bildungsvorgang für die obere Elektrode 57 nachstehend beschrieben ist.
Unter Bezugnahme auf eine Schnittdarstellung gemäß 53A und 53B ist der Bildungsvorgang der oberen Elektrode 57 beschrieben. Zuerst ist eine Wolframschicht mit einer Schichtdicke von 1200 Angström über der gesamten oberen Oberfläche der piezoelektrischen Dünnschicht 56 durch Sputtern ausgebildet worden und dann einer Musterbildung mittels des typischen fotolithographischen Prozesses unterzogen worden, um die obere Elektrode 57 mit den Mustern, die in den 30 und 31 gezeigt sind, zu erhalten (53A). Zu diesem Zeitpunkt ist die Wolframschicht ebenso auf der Innenseitenoberfläche des Durchgangslochs VH5 ausgebildet worden, um eine Leitung zwischen der oberen Elektrode 573 und der unteren Elektrode 55 sicherzustellen.
Ferner sind Abschnitte, die die gewichteten Abschnitte 571W und 572W der oberen Elektroden 571 und 572 werden, durch eine Metallmaske geschützt worden, wobei der verbleibende Abschnitt unter Verwendung eines Innenstrahls IB geätzt worden ist, um die gewichteten Abschnitte 571W und 572W zu bilden (53B).
Eine Frequenz-Dämpfung-Eigenschaft bzw -Kennlinie des piezoelektrischen Dünnschichtfilters 5, der nach dem Bildungsvorgang für die obere Elektrode 57 wie hier beschrieben erhalten wird, ist für eine Schätzung eines Filtersignalverlaufs gemessen worden, wobei ein Signalverlauf beobachtet wird, der durch eine durchgezogene Linie in 56 angezeigt ist.
Beispiel 8
In dem Beispiel 8 ist ein akustischer Schicht-Volumen-Resonator in der gleichen Art und Weise wie in dem Beispiel 6 mit der Ausnahme, dass der gewichtete Abschnitt 471W nicht auf der oberen Elektrode 471 angeordnet worden ist, dass nämlich die Schichtdicke der oberen Elektrode 471 im Wesentlichen gleichförmig gemacht worden ist, hergestellt worden. Eine Frequenz-Impedanz-Eigenschaft des akustischen Schicht-Volumen-Resonators, der so erhalten wird, ist zur Schätzung einer Resonanzkennlinie der Dickeausdehnungsschwingungen gemessen worden, wobei ein Signalverlauf, wie er in 55 gezeigt ist, beobachtet wird, wobei ein Antiresonanzwiderstand 617 Ohm gewesen ist.
Beispiel 9
In einem Beispiel 9 ist ein piezoelektrischer Dünnschichtfilter in der gleichen Art und Weise wie in dem Beispiel 7 mit der Ausnahme, dass die gewichteten Abschnitte 571W und 572W nicht auf der oberen Elektrode 571 angeordnet worden sind, dass nämlich die Schichtdicken der oberen Elektroden 571 und 572 im Wesentlichen gleichförmig gemacht sind, hergestellt worden. Eine Frequenz-Dämpfung-Eigenschaft bzw. -Kennlinie des piezoelektrischen Dünnschichtfilters, der so erhalten wird, ist zur Schätzung eines Filtersignalverlaufs gemessen worden, wobei ein Signalverlauf, wie er durch eine gestrichelte Linie in 56 angezeigt ist, beobachtet wird.
Vergleich zwischen den Beispielen 6 bis 9
Wie es aus den 54 und 55 ersichtlich ist, ermöglicht eine Anordnung eines gewichteten Abschnitts auf der oberen Elektrode eines akustischen Schicht-Volumen-Resonators eine Verringerung einer Störung, die auf einen Resonanzsignalverlauf des akustischen Schicht-Volumen-Resonators überlagert ist, und ebenso eine Vergrößerung eines Antiresonanzwiderstands, um einen Q-Wert in einer Antiresonanzfrequenz zu vergrößern, während auf eine Hauptresonanz kein Einfluss ausgeübt wird.
Ferner ermöglicht, wie es aus 56 ersichtlich ist, eine Anordnung eines gewichteten Abschnitts auf der oberen Elektrode eines piezoelektrischen Dünnschichtfilters eine Verringerung von Welligkeiten in einem Band, wie es durch Pfeile in der 56 angezeigt ist, um einen Durchgangsverlust zu verringern.
Eine derartige Verbesserung in Kennlinien der piezoelektrischen Dünnschichtvorrichtung kann in dem Fall einer Anordnung eines gewichteten Abschnitts auf der unteren Elektrode an Stelle der oberen Elektrode und ebenso ein dem Fall einer Anordnung von gewichteten Abschnitten sowohl auf der oberen als auch der unteren Elektrode, ganz zu schweigen von einer Vielzahl von gewichteten Abschnitten, die in „andere Beispiele von gewichteten Abschnitten" gezeigt sind, sowie bei gewichteten Abschnitten, die diesbezüglich weiter modifiziert sind, erreicht werden.
Außerdem ist in dem vierten Ausführungsbeispiel der akustische Schicht-Volumen-Resonator 4 beschrieben worden, bei dem die Breite des Hohlraums C4 größer ist als die Breite W41 des gegenüberliegenden Bereichs E4, wobei der Außenumfang des Hohlraums C4 außerhalb des gegenüberliegenden Bereichs E4 angeordnet ist, wie es in 22 gezeigt ist. Dies steht jedoch nicht einer Anwendung einer Konfiguration entgegen, bei der ein Teil oder die Gesamtheit des Außenumfangs des Hohlraums C4 innerhalb des gegenüberliegenden Bereichs E4 in dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4 angeordnet ist.
Bspw. ist es, wie es in einer Schnittdarstellung gemäß 57 gezeigt, möglich, auf effektive Weise eine Unterresonanz zu unterdrücken, auch wenn der gewichtete Abschnitt 471W auf der oberen Elektrode 47 in dem akustischen Schicht-Volumen-Resonators 4, bei dem eine der gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Hohlraums C4 innerhalb des gegenüberliegenden Bereichs E4 angeordnet ist, oder in dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4, bei dem beide gegenüberliegenden Seiten des rechteckigen Hohlraums C4 innerhalb des gegenüberliegenden Bereichs E4 angeordnet sind, angeordnet ist.
In dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4, bei dem die Hohlraumbildungsschicht 43 über beide Seiten des Außenumfangs des gegenüberliegenden Bereichs E4 ausgebildet ist, ist ein kontinuierlicher Bereich von dem Rand entlang der Innenseite des Außenumfangs des gegenüberliegenden Bereichs E4 zu dem Außenrandabschnitt entlang der Außenseite des Außenumfangs des gegenüberliegenden Bereichs E4 bei dem Auflagesubstrat 41 über die Hohlraumbildungsschicht 43 und die Haftschicht 42 befestigt. In dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4 wird zusätzlich zu der oberen Elektrode 471 das Gewicht, das den Schichtdicken der Hohlraumbildungsschicht 43, der Haftschicht 42 und dergleichen entspricht, ebenso auf die untere Elektrode 45 angelegt, wobei eine effektive Unterdrückung einer Unterresonanz ermöglicht ist. Es ist anzumerken, dass in einem Fall, bei dem die Endoberfläche der unteren Elektrode 45 in dem Bereich beinhaltet ist, ein kontinuierlicher Bereich von dem Randabschnitt entlang der Innenseite des Außenumfangs des gegenüberliegenden Bereichs E4 zu dem Außenrandabschnitt entlang der Außenseite des Außenumfangs des gegenüberliegenden Bereichs E4 durch die Endoberfläche der unteren Elektrode 45 bei dem Auflagesubstrat 41 in einer dreidimensionalen Art und Weise befestigt ist, was ebenso zu einer effektiven Unterdrückung einer Unterresonanz in dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 4 beiträgt.
Modifizierte Beispiele
Ferner ist, obwohl vorstehend ein akustischer Schicht-Volumen-Resonator beschrieben worden ist, der eine elektrische Antwort mittels Dickeausdehnungsschwingungen, die durch die piezoelektrische Dünnschicht angeregt werden, verwendet, eine Mode, die unterschiedlich zu den Dickeausdehnungsschwingungen ist, bspw. Dickescherungsschwingungen, ebenso verfügbar.
Der technische Aufbau, der in den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen beschrieben ist, kann in geeigneter Weise kombiniert verwendet werden. Bspw. kann der herausgezogene Abschnitt der unteren Elektrode 13 durch ein Durchgangsloch in dem akustischen Schicht-Volumen-Resonator 1 ersetzt werden, oder die Hohlraumkonfiguration des akustischen Schicht-Volumen-Resonators 1 kann bei dem piezoelektrischen Dünnschichtfilter 5 angewendet werden.
Obwohl die Erfindung ausführlich gezeigt und beschrieben worden ist, ist die vorstehende Beschreibung bzgl. aller Ausgestaltungen als Veranschaulichung und nicht als Begrenzung zu verstehen. Es ist folglich ersichtlich, dass verschiedenerlei Modifikationen und Änderungen in Betracht kommen, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Es wird eine piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung bereitgestellt, deren Frequenz-Impedanz-Eigenschaft gegenüber einer Störung unempfänglich ist.
Ein akustischer Schicht-Volumen-Resonator weist eine Konfiguration auf, bei der eine Haftschicht, eine untere Elektrode, eine piezoelektrische Dünnschicht und eine obere Elektrode in dieser Reihenfolge auf einem Auflagesubstrat geschichtet sind. Ein Ansteuerungsabschnitt der oberen Elektrode und ein Ansteuerungsabschnitt der unteren Elektrode sind zueinander mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht gegenüberliegend. Der jeweilige Ansteuerungsabschnitt weist eine schmale bzw. schlanke zweidimensionale Form auf, wobei eine Größe in einer zugehörigen longitudinalen Richtung nicht kleiner als zwei Mal, besser vier Mal und noch besser zehn Mal so groß ist wie eine Größe in einer zugehörigen Breiterichtung.

Claims

Piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung, die einen einzelnen oder eine Vielzahl von akustischen Schicht-Volumen-Resonatoren umfasst, mit: einer piezoelektrischen Dünnschicht (14, 24, 34) und Elektroden (13, 15, 23, 25, 33, 35), die auf jeweiligen Hauptoberflächen der piezoelektrischen Dünnschicht (14, 24, 34) ausgebildet sind und Ansteuerungsabschnitte (131, 151, 231, 251, 331, 351) aufweisen, die einander mit der dazwischen eingefügten piezoelektrischen Dünnschicht (14, 24, 34) gegenüberliegen, wobei der jeweilige Ansteuerungsabschnitt (131, 151, 231, 251, 331, 351) eine schmale zweidimensionale Form aufweist, wobei eine Größe in einer longitudinalen Richtung nicht kleiner als zwei Mal so groß wie eine Größe in einer Breiterichtung ist.
Piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der jeweilige Ansteuerungsabschnitt (131, 151, 231, 251, 331, 351) eine schmale zweidimensionale Form aufweist, wobei eine Größe in der longitudinalen Richtung nicht kleiner als vier Mal so groß wie eine Größe in der Breiterichtung ist.
Piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der jeweilige Ansteuerungsabschnitt (131, 151, 231, 251, 331, 351) eine schmale zweidimensionale Form aufweist, wobei eine Größe in der longitudinalen Richtung nicht kleiner als zehn Mal so groß wie eine Größe in der Breiterichtung ist.
Piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der jeweilige Ansteuerungsabschnitt (131, 151, 231, 251, 331, 351) eine rechteckige Form mit einer langseiten Länge als Größe in der longitudinalen Richtung aufweist, die nicht kleiner als zwei Mal so groß wie eine kurzseitige Länge als Größe in der Breiterichtung ist.
Piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die jeweilige Elektrode (23, 25, 33, 35) einen herausgezogenen Abschnitt (232, 252, 332, 352) zum Herausziehen des Ansteuerungsabschnitts (231, 251, 331, 351) in einer Richtung aufweist, die senkrecht zu einer vorbestimmten Richtung ist, während eine Breite des Ansteuerungsabschnitts (231, 251, 331, 351) in der vorbestimmten Richtung beibehalten wird.
Piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der jeweilige Ansteuerungsabschnitt (131, 151, 231, 251, 331, 351) eine ovale Form mit einer Lange-Achse-Länge als Größe in der longitudinalen Richtung aufweist, die nicht kleiner als zwei Mal so groß wie eine Kurze-Achse-Länge als Größe in der Breiterichtung ist.
Piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest einer der Ansteuerungsabschnitte (331, 351) einen gewichteten Abschnitt (351W) mit einer größeren Masse pro Einheitsfläche als die eines Mittelabschnitts lediglich entlang von Innenseiten eines Paars von gegenüberliegenden Seiten (351L), die sich in die longitudinale Richtung erstrecken, aufweist.
Piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der jeweilige Ansteuerungsabschnitt (331, 351) eine rechteckige Form mit einer langseitigen Länge als Größe in der longitudinalen Richtung aufweist, die nicht kleiner als zwei Mal so groß wie die kurzseitige Länge als Größe in der Breiterichtung ist, und zumindest einer der Ansteuerungsabschnitte (331, 351) den gewichteten Abschnitt (351W) lediglich entlang der Innenseite der langen Seite (351L) aufweist.
Piezoelektrische Dünnschichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Material für die piezoelektrische Dünnschicht (14, 24, 34) ein beliebiges von Lithium-Niobat und Lithium-Tantalit ist.
Piezoelekrische Dünnschichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit: einer Auflage (11, 21, 31) zum Tragen der piezoelektrischen Dünnschicht (14, 24, 34) und einer Haftschicht (12, 22, 32) zum Verbinden der piezoelektrischen Dünnschicht (14, 24, 34) mit der Auflage (11, 21, 31).