JP2001285015A

JP2001285015A - 圧電共振子

Info

Publication number: JP2001285015A
Application number: JP2000092467A
Authority: JP
Inventors: Yasuyo Kamigaki; 耕世神垣
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-12
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP4471443B2

Abstract

(57)【要約】【課題】製品の不良が少なく、信頼性が高く、高周波に
対応した小型の圧電共振子を提供することを目的として
いる。【解決手段】振動空間Ａを有する基体１と、該基体１表
面に形成され、前記振動空間Ａを被覆してなる支持膜２
と、該支持膜２上に形成された中間層３と、該中間層３
上に形成され、かつ一対の電極４、７で挟持された圧電
体５からなる振動体とを具備した圧電共振子において、
前記支持膜２が窒化珪素、前記中間層３が酸化チタン、
前記圧電体５がＰｂＺｒＴｉＯ₃系セラミックスまたは
ＰｂＴｉＯ₃系セラミックスからなることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話、無線Ｌ
ＡＮ等に用いられる圧電共振子に関するものであり、特
に、圧電体の厚み縦振動の共振を利用した圧電共振子に
関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、無線通信や電気回路に用いられる周
波数の高周波数化がますます進んでおり、これに伴っ
て、これらの電気信号に対して用いられるフィルタも高
周波数に対応したものが要求され、開発が行われてい
る。

【０００３】最近は、特に、バルク・アコースティック・
ウェーブ・レゾネーター（ＢＡＷＲ）と呼ばれる共振子
とそれを用いたフィルタの開発が進められている。これ
は、入力される高周波電気信号に対して、圧電薄膜が振
動を起こし、その振動が、薄膜の厚さ方向に共振を起こ
すことを用いた共振子であり、ＧＨｚ領域の高い共振周
波数を持つレゾネーターなどへの応用が期待されるとと
もに、この共振子を複数並べることにより、ＧＨｚ領域
の高い共振周波数に対応したフィルタが期待されてい
る。

【０００４】ＢＡＷＲの基本的な構造は、図３に示すよ
うに、基体２１と、該基体２１表面上に形成された支持
膜２２と、該支持膜２２上に形成された中間層２３と、
該中間層２３上に形成された第１電極２４と、該第1電
極２４上に形成された圧電体２５と、該圧電体２５上に
形成された２つの第２電極２６とからなるもので、例え
ば特開平１０−２０９７９３号公報に開示されており、
基体２１はＳｉ、支持膜２２はＳｉＯ₂、中間層２３は
Ｔｉ、第１電極２４はＰｔ、圧電体２５はＰＺＴ、第２
電極２６はＡｌが用いられている。

【０００５】支持膜２２は、基体２１に形成された振動
空間Ａを被覆するように、基体２１上面に支持膜２２を
形成することにより、支持膜２２の空間Ａに接する部分
が振動することになる。したがって、空間Ａに接する支
持膜２２と、その表面に形成された中間層２３、第１電
極２４、圧電体２５、および第２電極２６が一体となっ
て振動するので、これらの層を支える支持膜２２は強度
が要求される。

【０００６】しかし、ＧＨｚの高周波領域での使用を考
えると、支持膜が薄く、音速の大きな材料が望まれ、支
持膜に窒化珪素を形成した圧電共振子が特開昭６０−６
８７１１号公報に提案されている。

【０００７】その構造は、図４に示すように、基体３１
と、該基体３１表面上に形成された支持膜３２と、該支
持膜３２上に形成された第１電極３４と、該第1電極３
４上に形成された圧電体３５と、該圧電体３５上に形成
された２つの第２電極３６と、該第２電極３６上に形成
された保護膜３７で構成されている。

【０００８】なお、支持膜３２は、基体３１に形成され
た振動空間Ａを被覆するように、基体３１上面に支持膜
３２を形成することにより、支持膜３２の空間Ａに接す
る部分が振動することになる。また、基体３１はＳｉ、
支持膜３２はＳｉ₃Ｎ₄、第１電極３４および第２電極３
６はＣｒ−ＡｕまたはＴｉ−Ａｕ、圧電体３５はＺｎ
Ｏ、ＡｌＮまたはＣｄＳが用いられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電体
３５としてＺｎＯ、ＡｌＮまたはＣｄＳなどの強誘電体
以外の圧電体を用いて共振子を構成すると、圧電性が小
さいため、大面積となって小型の共振子を実現できない
という問題があった。

【００１０】また、圧電性の大きいペロブスカイト構造
を持つ強誘電体の酸化物であるＰｂＺｒＴｉＯ₃系セラ
ミックスまたはＰｂＴｉＯ₃系セラミックスなどを圧電
体３５として用いた場合、圧電体３５の形成時に、金属
膜からなる第１電極３４と金属酸化物からなる圧電体３
５との界面でＰｂを主体とする反応層が形成され、この
反応層を介して第１電極３４と圧電体３５との密着性が
良好となる。

【００１１】しかし、第１電極３４がなく、圧電体３５
と支持膜３２とが当接してなる部位においては、酸化物
である圧電体と窒化物である支持膜との界面で原子レベ
ルの結合を形成しにくいため、密着性が悪く、剥離、膨
れおよびボイド形成といった現象が発生し、製品不良率
が高くなり、たとえ良品となっても内部応力が高く、信
頼性が低いという問題があった。

【００１２】本発明は、製品の不良が少なく、信頼性が
高く、高周波に対応した小型の圧電共振子を提供するこ
とを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の圧電共振子は、
振動空間を有する基体と、該基体表面に形成され、前記
振動空間を被覆してなる支持膜と、該支持膜上に形成さ
れた中間層と、該中間層上に形成され、かつ一対の電極
で挟持された圧電体からなる振動体とを具備した圧電共
振子において、前記支持膜が窒化珪素、前記中間層が酸
化チタン、前記圧電体がＰｂＺｒＴｉＯ₃系セラミック
ス（以下、単にＰＺＴと記すことがある）またはＰｂＴ
ｉＯ₃系セラミックス（以下、単にＰＴと記すことがあ
る）であることを特徴とするものである。

【００１４】この構成により、窒化珪素からなる支持
膜、ＰＺＴまたはＰＴからなる圧電体との間に酸化チタ
ンからなる中間層を形成することにより、中間層と支持
膜の界面および中間層と圧電体の界面で、Ｔｉの関与す
る原子結合が形成され、支持膜と圧電体との密着性が向
上し、その結果、製品の不良が減少し、信頼性を高める
ことができる。また、強度が高く、音速度の高い窒化珪
素を用いるため、ＧＨｚオーダーの高周波に対応ができ
る。また、ＰＺＴまたはＰＴを用いるため、圧電性が大
きく、小型化が可能となる。

【００１５】また、振動体を構成する電極がＡｕ層とＴ
ｉ層との積層体であることが好ましい。そして、Ｔｉ層
を支持膜上に、Ａｕ層をＴｉ層上に形成することが望ま
しい。すなわち、ＡｕはＰｔに比べて体積抵抗値が１／
５と小さいため、大きなＱ値が期待できる。また、Ｔｉ
を中間層として用いることで支持膜と密着性が高く信頼
性の高い圧電共振子を実現できる。

【００１６】さらに、密着性を向上し、剥離、膨れを抑
制するため、酸化チタンからなる中間層の厚みが１０〜
３００ｎｍであることが好ましい。

【００１７】さらにまた、振動体を支持するために十分
の強度を有し、かつＧＨｚオーダーのより高い周波数で
共振するために、窒化珪素からなる支持膜の厚みが０．
３〜３μｍであることが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の圧電共振子は、図１に示
すように、基体１上に支持膜２が形成され、この支持膜
２の上面に、中間層３が形成され、この中間層３の上面
に、第１電極４が形成され、さらにその上に圧電体５、
第２電極７が順次設けられている。第１電極４および第
２電極７が圧電体５を挟持して振動体８が形成されてい
る。また、支持膜２の振動体８形成面の反対側には、振
動空間Ａが設けられている。

【００１９】支持膜２は、高強度高硬質材料である窒化
珪素からなることが重要である。窒化珪素は、高強度、
高硬度であるばかりでなく、残留応力を小さく抑えるこ
とが可能であり、スパッタ法やＣＶＤ法等の方法で形成
できる。特に、ＥＣＲスパッタ法で作製した窒化珪素が
好適である。この膜は高硬度で、しかも内部残留応力が
小さく、支持膜として適している。

【００２０】さらに、支持膜２の厚みは、膜の自立に対
して十分な強度を有し、かつ高周波数に対応するため、
０．３〜３μｍが好ましく、特に、最小値は０．４μ
ｍ、さらには０．５μｍが好適で、最大値は２μｍ、特
にさらには１μｍが好ましい。

【００２１】中間層３は、酸化チタンより構成される。
酸化チタンは酸化物であるが、構成元素であるＴｉは、
窒化物である窒化チタンも形成するため、窒化珪素との
界面で、Ｔｉ−Ｎ−Ｓｉの結合を作り、高い密着性が得
られる。

【００２２】また、酸化チタンは、容易に結晶質となる
ため、酸化珪素などに見られるような非晶質に特徴的な
大きな超音波の吸収によるエネルギーの散逸が小さく、
また、音速が大きいため、高周波用途に適している。そ
して、本発明の共振子に用いられる圧電体５は強誘電体
であり、Ｔｉ−Ｏ結合を含むＴｉ含有の酸化物を骨格と
するため、酸化チタンが強誘電体形成時の核となる。し
たがって、圧電体５との結合が強く、大きな密着性を示
す。

【００２３】また、中間層３に酸化チタンを用いること
によって、圧電体５からのＰｂ拡散を抑制することがで
き、膨れの発生を防止するバリア層として効果もある。

【００２４】したがって、密着性を高め、窒化珪素上に
ＰｂＴｉＯ₃膜、ＰｂＺｒＴｉＯ₃膜、（Ｐｂ、Ｌａ）Ｔ
ｉＯ₃膜などのＰＴ系またはＰＺＴ系セラミックスから
なる圧電体を膨れなしに形成するため、中間層３の厚み
は１０〜３００ｎｍ、特に１００ｎｍ〜２００ｎｍが望
ましい。

【００２５】この中間層３は、Ｔｉ膜を形成後、熱酸化
により形成するか、またはＤＣスパッタ法等において酸
素を導入するなどの方法により形成される。

【００２６】第１電極４は、Ａｕ層とＴｉ層の積層体で
構成され、Ｔｉは酸化チタン上に形成され、ＡｕはＴｉ
上に形成されている事が望ましい。すなわち、Ａｕは体
積抵抗値が小さいため、大きな共振子Ｑ値を期待でき
る。また、Ｔｉは、中間層である酸化チタンとＡｕ層と
の密着性を高める効果がある。

【００２７】第１電極４は、ＲＦマグネトロンスパッタ
法、ＤＣスパッタ法、真空蒸着法等気相成長法により形
成される。

【００２８】また、第１電極４を構成するＡｕ層の厚み
は、共振子Ｑ値および共振周波数を向上するため、１０
０〜３００ｎｍ、特に１００ｎｍ〜２００ｎｍが望まし
い。Ａｕ電極膜の厚みが１００ｎｍ未満であると電極膜
の持つ抵抗値が大きくなり、共振子のＱ値が低下する傾
向がある。また、膜厚が３００ｎｍより大きくなると、
Ａｕの比重が大きいため、質量負荷効果が大きく、共振
周波数が低下する傾向がある。

【００２９】また、第１電極４を構成するＴｉ層の厚み
は、密着性と電気抵抗の大きさから、３〜２０ｎｍ、特
に５〜１５ｎｍが望ましい。３ｎｍ未満では、島状に分
布し、Ｔｉが酸化チタンを被覆する被覆面積が小さくな
り、Ｔｉ層として十分に機能しにくくなる。またＴｉ層
の厚みが２０ｎｍより大きいと、アンカー効果が十分に
及ばなくなり、Ｔｉ層による密着性向上の効果が低下す
る傾向がある。

【００３０】圧電体５は、圧電性の大きい強誘電体から
なる。強誘電体としては、ＰＺＴ、ＰＴなどのペロブス
カイト構造を持つ酸化物、ＫＳｒ₂Ｎｂ₅Ｏ₁₅等のタング
ステンブロンズ構造を持つ酸化物があるが、本発明では
圧電性の大きさ、絶縁性および製造上の容易さからＰＺ
Ｔ系、ＰＴ系セラミックスを用いることが重要である。

【００３１】また、圧電体５は、高周波マグネトロンス
パッタ法等の気相成膜法やゾルゲル法等の溶液法で形成
できる。その厚みは、２μｍ以下、特に１μｍ以下が望
ましい。これは、厚み縦振動を用いるＢＡＷＲにおいて
は、使用周波数である共振周波数が厚みに逆比例し、１
ＧＨｚ以上の周波数で使用するためである。

【００３２】また、共振周波数を大きくするためには圧
電体５の厚みを小さくすれば良いが、小さすぎると共振
子のＱ値が小さくなる傾向があるため、圧電体５は、第
１電極４の厚み以上であることが好ましい。

【００３３】上述のように、支持膜に窒化珪素を、中間
層に酸化チタンを、圧電体にＰＺＴまたはＰＴ系または
ＰＺＴ系セラミックスを用いた組合せとすることによ
り、小型で、高周波に対応した圧電共振子を実現でき
る。また、支持膜と中間層、中間層と圧電体との密着性
を高めると共に、上記の組合せにより圧電共振子全体の
内部応力を低下できるため、信頼性が高く、製造工程に
おける歩留まりも向上できる。

【００３４】基体１は、シリコンやサファイアなどであ
り、基体１表面に形成する圧電体５の表面が平滑になる
ために、十分な平坦度と表面粗さ、例えば５μｍ以下の
平坦度とＲａ０．１μｍ以下の表面粗さを保有していれ
ば、特に材料を限定するものではない。

【００３５】また、基体１は、ＫＯＨ等を用いた化学的
エッチング法や、反応性イオンエッチング法等を用いた
エッチングにより、振動空間Ａが形成されている。基体
１の振動空間Ａとは、振動体８の振動を基体１に伝達し
ないための空間を言い、基体１に貫通孔を形成したり、
基体１の支持膜２を形成する部分に凹状の窪みを形成し
たりすることにより作製される。

【００３６】第２電極７は、最後に形成することができ
るため、材料および製造方法に特に制限をするものでは
ないが、低抵抗の点でＡｌまたはＡｕが望ましい。特
に、重量を考慮するとＡｌが最も好適である。

【００３７】第２電極７は、高周波マグネトロンスパッ
タ法等の気相成膜法などにより形成できる。また、その
厚みは周波数への影響を小さくし、導電性を確保するた
めに、２０〜３００ｎｍの範囲とすることが望ましい。
特に、電気抵抗と質量負荷効果を考慮すると、５０〜２
００ｎｍが望ましい。

【００３８】なお、圧電体５との密着性を向上するため
に、５〜５０ｎｍ、特に１０〜３０ｎｍの厚みで、Ｔｉ
などの薄膜を圧電体５と第２電極７との間に形成しても
差し支えない。

【００３９】以上のように構成された本発明の圧電共振
子では、中間層として酸化チタンを用いることにより、
剥離や膨れの問題を生じること無く共振子やフィルタを
形成できる。これにより、強度、音響特性に優れた窒化
珪素膜を支持体とし、圧電性の大きなＰｂ系ペロブスカ
イト材料を用いてＱ値を高くできる。したがって、製品
の不良が少なく、信頼性が高く、高周波に対応した小型
の圧電共振子の実現が可能となる。

【００４０】図２は本発明の他の例を示すものであり、
基体１１上に支持膜１２が形成され、この支持膜１２の
上面に、中間層１３が形成され、この中間層１３の上面
に、第１電極１４、第１圧電体１５ａ、圧電体の分極用
に中間電極１６、第２圧電体１５ｂおよび第２電極１７
が順次設けられている。

【００４１】また、第１電極１４および第２電極１７が
圧電体１５ａおよび１５ｂを挟持して振動体１８が形成
されている。また、支持膜１２の振動体１８形成面の反
対側には、振動空間Ａが設けられている。

【００４２】さらに、圧電体１５ａおよび１５ｂは、強
誘電体であることが重要である。したがって、圧電体が
強誘電体の場合、分極軸の向きは分極用電極を用いて容
易に逆向きにできるため、分極方向の異なる圧電体を積
層させることにより、各圧電体に半波長の定在波を固定
させることができる。例えば、圧電体１５ａおよび１５
ｂは、図２に示した矢印のように、互いに逆向きの分極
方向を有しており、これにより、圧電体が同じ厚みで
も、分極して逆向きにすることによって、さらに高い周
波数を実現できる。

【００４３】なお、中間電極１６は、付着強度の点でＡ
ｌ、ＰｔまたはＡｕが望ましい。特に、圧電体膜形成の
容易さの点で、ＰｔまたはＡｕが好ましい。また、中間
電極１６の厚みは、共振周波数への影響を小さくすると
ともに、導電性を確保するために、１０〜３００ｎｍの
範囲とすることが望ましい。また、電気抵抗と質量負荷
効果を考慮すると、特に５０〜１５０ｎｍが望ましい。

【００４４】なお、電極材料と圧電体材料との密着性を
向上するために、５〜５０ｎｍ、特に５〜３０ｎｍの厚
みで、Ｔｉなどの中間層を電極材料と圧電材料との間に
形成しても差し支えない。

【００４５】

【実施例】実施例１図１に示す圧電共振子を作製した。まず、減圧ＣＶＤ法
により厚み１００μｍの窒化珪素膜（以後ＳＮ膜とい
う）を両面に形成したＳｉ基板の一方の表面に、ＥＣＲ
スパッタ法によりＳＮ膜またはＲＦスパッタ法により酸
化珪素を作製し、支持膜とした。支持膜２の厚みを表１
に示した。

【００４６】次に、ＤＣスパッタ法により、支持膜上に
中間層３としてＴｉ層を１５０℃で形成した。７００℃
に加熱した炉中に投入し、１０分間大気中酸化処理を施
し、１８０ｎｍの厚みの酸化チタン層を形成した。酸化
チタン層の厚みは、Ｔｉ層の厚みにより制御した。酸化
チタン層の厚みは、Ｔｉ層厚みの約２倍であった。

【００４７】また、一部の試料では、酸化チタンの代わ
りに酸化珪素（ＳｉＯ₂）を形成した。すなわち、ＲＦ
マグネトロンスパッタ法により、ＳｉＯ₂ターゲットを
用いて作製した。作製条件は、５％の酸素を含有したＡ
ｒガスをスパッタガスとして導入し、ＲＦパワー３００
Ｗ、１００℃で成膜した。中間層３の厚みを表１に示し
た。

【００４８】さらに、酸化チタンまたは酸化珪素上にＲ
Ｆマグネトロンスパッタ法により３００℃で第１電極と
してＴｉ層を形成し、続いてその上にＡｕ層を成膜し
た。それぞれ、ＲＦパワーは３００Ｗと１００Ｗであっ
た。各層の厚みを表１に示した。

【００４９】次に、フォトリソグラフ法と化学的エッチ
ング法により、Ａｕ層との電極のパターン加工を行っ
た。Ａｕ層のエッチングはシアン化カリウム溶液を用い
た。エッチングは室温で行った。エッチング時間は約２
５秒である。なお、Ｔｉ層は、その上に形成する圧電体
形成時に酸化され、絶縁体となるため、エッチング加工
は行わない。

【００５０】そして、Ａｕをパターン加工した基板上に
ＺｎＯ膜またはＰｂ系ペロブスカイト膜からなる圧電体
５を形成した。まず、ＺｎＯ膜は、ＺｎＯ焼結体をター
ゲットとし、ＲＦスパッタ法により作製した。また、Ｐ
ｂ系ペロブスカイト膜をゾルゲル法により成膜した。

【００５１】Ｐｂ系ペロブスカイトとしてＰＺＴと（Ｐ
ｂ，Ｌａ）ＴｉＯ₃（ＰＬＴ）を作製した。まず、１Ｍ
濃度の前駆体溶液を作製した。組成比は、ＰＺＴではＰ
ｂ：Ｚｒ：Ｔｉ＝１．１０：０．５３：０．４７、ＰＬ
ＴではＰｂ：Ｌａ：Ｔｉ＝０．９０：０．１０：１．０
である。

【００５２】アルコール溶媒にアルコキシド原料及び２
−メトキシエタノール（ＣＨ₃ＯＣ₂Ｈ₅ＯＨ）を用い
た。スピンコート法（３０００ｒｐｍ、３０秒）により
室温、大気中で前駆体溶液を基板に塗布し、３６０℃
（ＰＺＴ膜）もしくは３００℃（ＰＬＴ）に加熱したホ
ットプレートを用いて熱処理しゲル膜を作製した。溶液
塗布乾燥・熱処理を６回繰返した後、炉により６８０℃
（ＰＺＴ）もしくは５５０℃（ＰＬＴ）で１０分間焼成
した。この圧電体５の厚みを表１に示した。

【００５３】さらに、フォトリソグラフ法と化学的エッ
チング法により、ＰＺＴ膜のパターン加工を行った。レ
ジスト加工後、ふっ硝酸を用いて室温でエッチングし
た。

【００５４】次に、リフトオフ法によりＡｌ上部電極パ
ターンを形成した。まず、ネガレジストパターンを形成
した。次に、ＲＦスパッタ法によりＡｌ膜を基板温度２
０℃で成膜した。ＲＦパワー、成膜時間は３００Ｗで４
分間である。次に、アセトン中に浸漬し、レジスト溶解
により、Ａｌパターンを形成した。

【００５５】最後に、パターン形成面と反対の面に減圧
ＣＶＤで形成した窒化珪素膜をフォトレジスト法とＲＩ
Ｅを用いてパターニングし、マスクパターンを形成し
た。その後、専用治具に試料をセットし、４３重量％濃
度のＫＯＨ溶液に投入し、ＫＯＨ溶液によりＳｉ基板を
エッチング除去し、基体に振動空間を形成した。条件
は、６８℃の溶液を用いて１７時間エッチングである。

【００５６】以上の工程により、裏面のＳｉを除去し振
動空間を設けたパターニングされた振動体からなる図１
の共振子を作製した。

【００５７】作製した共振子は２つの共振子が直列接続
した構造と等価である。フィルタ構成を踏まえて、配線
による電気的接続構造の共振子とした。

【００５８】得られた共振子は、まず、強誘電体薄膜評
価装置（Radient Technologies Inc.製RT6000S）により
分極電界履歴曲線を測定し、電気的絶縁性とショートの
評価を行った。そして、Ａｌ上部電極とＡｕ下部電極間
に１０Ｖの直流電圧を１０秒間印加し、圧電体の分極処
理を行った。

【００５９】圧電共振特性は、共振子構造についてＳパ
ラメータＳ₁₁の測定により行った。ＲＦネットワークア
ナライザＨＰ８７１９Ｃ（ヒューレットパッカード社
製）と、ＲＦマイクロプローブを用い、Ｓ₁₁の周波数特
性を測定する事により、共振周波数と反共振周波数を評
価した。また、共振周波数と反共振周波数との差を、周
波数幅とした。

【００６０】不良率は３インチ基板に２００個のパター
ンを形成し、その内から任意の２０個を選び出し、パタ
ーンの絶縁不良率を測定した。また、共振周波数は絶縁
性が確保できた共振子の中で任意の５個について測定
し、平均値を算出した。表１に結果を示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】本発明の試料Ｎｏ．１〜２３は、不良率が
３５％以下、共振周波数１．４６GHz以上、周波数幅が
５５MHz以上であった。

【００６３】一方、中間層として酸化チタンを形成して
いない本発明の範囲外の試料Ｎｏ．２４は、剥離が発生
した。また、支持膜に窒化珪素の代わりに酸化珪素を形
成した本発明の範囲外の試料Ｎｏ．２５は、不良率が３
５％、共振周波数２．４５GHzであったが、周波数幅が
４０MHzと小さかった。

【００６４】さらに、中間層として酸化珪素を設けた本
発明の範囲外の試料Ｎｏ．２６は、不良率が５５％、共
振周波数２．７１GHz、周波数幅が３０MHzであった。ま
た、圧電体に酸化亜鉛を用いた本発明の範囲外の試料Ｎ
ｏ．２７は、不良率が５％、共振周波数３．６２GHzで
あったが、周波数幅が５０MHzと小さかった。実施例２図２に示す圧電共振子を作製した。第１圧電体１５ａの
成膜までは実施例１と同様である。

【００６５】次に、ＤＣスパッタ法により、１０ｎｍ膜
厚のＴｉ層、続いてＡｕ中間電極１６を成膜した。基板
温度２５０℃、ＤＣパワーは１ｋＷである。フォトリソ
グラフ法と化学的エッチング法により、Ａｕ中間電極１
６のパターン加工を行った。

【００６６】その上に、第２圧電体１５ｂをゾルゲル法
により形成した。形成条件は、第１圧電体１５ａと同様
である。

【００６７】次に、第２圧電体１５ｂのパターン加工
を、実施例１と同様の条件で行った。第２圧電体１５ｂ
のエッチングを行った後、第１圧電体１５ａのエッチン
グを行った。なお、中間電極と下部電極が同じＡｕであ
るため、レジストにより中間電極パターンを保護してエ
ッチングを行った。条件は第２圧電体１５ｂと同様であ
る。

【００６８】次に、第２電極１７の形成以降は、実施例
１と同様にして行い、圧電共振子を作製した。分極処理
および評価方法は、実施例１と同様に行った。結果を表
２に示す。

【００６９】

【表２】

【００７０】本発明の試料Ｎｏ．２８〜３９は、不良率
が３５％以下、共振周波数２．６５GHz以上、周波数幅
が６５MHz以上であった。

【００７１】

【発明の効果】本発明の圧電共振子は支持膜に窒化珪素
を用い、中間層に酸化チタン、圧電体にＰｂＺｒＴｉＯ
₃系セラミックスまたはＰｂＴｉＯ₃系セラミックスを用
いることにより、支持膜上に中間層を介して圧電体を形
成しても密着性が良好となり、その結果、製品不良率が
低下し、信頼性の高い、高周波に対応した圧電共振子が
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電共振子を示すもので、（ａ）は圧
電共振子の一部の断面図、（ｂ）は圧電共振子の斜視図
である。

【図２】本発明の他の圧電共振子の断面図である。

【図３】従来の圧電共振子の断面図である。

【図４】従来の他の圧電共振子の断面図である。

【符号の説明】

１・・・基体２・・・支持膜３・・・中間層４・・・第１電極５・・・圧電体７・・・第２電極８・・・振動体Ａ・・・振動空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動空間を有する基体と、該基体表面に形
成され、前記振動空間を被覆してなる支持膜と、該支持
膜上に形成された中間層と、該中間層上に形成され、か
つ一対の電極で挟持された圧電体からなる振動体とを具
備した圧電共振子において、前記支持膜が窒化珪素、前
記中間層が酸化チタン、前記圧電体がＰｂＺｒＴｉＯ₃
系セラミックスまたはＰｂＴｉＯ₃系セラミックスから
なることを特徴とする圧電共振子。
【請求項２】振動体を構成する電極が、Ａｕ層とＴｉ層
との積層体であることを特徴とする請求項１記載の圧電
共振子。
【請求項３】酸化チタンからなる中間層の厚みが、１０
〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項１または２
記載の圧電共振子。
【請求項４】窒化珪素からなる支持膜の厚みが０．３〜
３μｍであることを特徴とする請求項１乃至３のうちい
ずれかに記載の圧電共振子。