JP2002043879A - 薄膜音響共振子の形成方法 - Google Patents
薄膜音響共振子の形成方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
- H03H9/172—Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
- H03H9/175—Acoustic mirrors
-
- H—ELECTRICITY
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- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気的、音響的性能の向上が図れる共振器の
所望の音響モードを形成する薄膜共振器の形成方法を提
供することである。 【解決手段】 高周波フィルタリング、周波数制御アプ
リケーションで用いられる薄膜共振器のバッチファブリ
ケーションにおいて、このプロセスは使用される。レン
ズアレイの製造に用いられる公知の方法から派生した方
法で、フォトリソグラフを利用し、この形状を得ること
が出来る。このプロセスによって、共振器内での音響波
の横方向の動きを制御し、音波の音響エネルギーを共振
器内の所望の位置に位置付けることが可能になる。この
形成法により、共振器縁部近くでの音響エネルギーの発
生が最小限に抑えられる。この縁部近くでは、エネルギ
ー漏れ、あるいは好ましくない波が所望のモードで発生
することがある。
所望の音響モードを形成する薄膜共振器の形成方法を提
供することである。 【解決手段】 高周波フィルタリング、周波数制御アプ
リケーションで用いられる薄膜共振器のバッチファブリ
ケーションにおいて、このプロセスは使用される。レン
ズアレイの製造に用いられる公知の方法から派生した方
法で、フォトリソグラフを利用し、この形状を得ること
が出来る。このプロセスによって、共振器内での音響波
の横方向の動きを制御し、音波の音響エネルギーを共振
器内の所望の位置に位置付けることが可能になる。この
形成法により、共振器縁部近くでの音響エネルギーの発
生が最小限に抑えられる。この縁部近くでは、エネルギ
ー漏れ、あるいは好ましくない波が所望のモードで発生
することがある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波（ＲＦ）電
気フィルタ、周波数制御素子及び共振子を備える発振器
に関するものであり、特に、共振子の電気性能及び音響
性能の向上が可能な音響共振子の共振モードを好適に形
成する薄膜共振子の製造方法に関する。
気フィルタ、周波数制御素子及び共振子を備える発振器
に関するものであり、特に、共振子の電気性能及び音響
性能の向上が可能な音響共振子の共振モードを好適に形
成する薄膜共振子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜共振子（ＴＦＲｓ）とは、電気信号
に反応し、例えば、０．５〜５ＧＨｚ範囲のマイクロ波
に対して高周波で共振可能な薄膜音響デバイスである。
従来の薄膜共振子は、第１電極と第２電極の間に圧電膜
を備えており、それら電極が圧電膜に電界を印加する。
圧電膜は、酸化亜鉛、アルミニウム窒化物（ＡｌＮ）等
の圧電性結晶材料、又は圧電効果のある他の圧電性結晶
材料で形成されている。圧電効果は、例えば第1電極と
第2電極によって圧電材料全般に電界が印加され、それ
に反応して圧電材料が伸縮する時や、機械的応力や張力
を圧電材料に加えることにより電荷や電流が生成される
時に起こる。膜厚が均一である圧電膜の機械的共振周波
数は、膜厚（ｔ）の２倍で音響速度（ｖ）を除すること
により求められる。即ち、ｆr＝ｖ／２ｔとなる。高周
波ソースの周波数と圧電膜の機械的共振周波数は整合す
るため、高周波ソースを用いて可変周波数の交流電界を
圧電膜に印加すると、圧電膜の機械的振動は著しく大き
くなる。機械的振動が大きいため、それによって圧電材
料はこの共振周波数における最大電流量を生成する。圧
電膜は、周波数の大きさによって生成する電流量が異な
るので、電気フィルタ、発振器、周波数制御回路の素子
として有用である。共振材料又は変換材料が、磁歪材料
又は電歪材料（例えば、ＣｏＦｅＴａＺｒ（コバルト
鉄 タンタル ジルコニウム）又はＰＭＮ（鉛 マグネ
シウム ニオブ酸塩））である場合、高周波ソースは共
振材料を圧電材料と同じく機械的に振動するため、機械
的共振子を備える電気フィルタを形成することができ
る。
に反応し、例えば、０．５〜５ＧＨｚ範囲のマイクロ波
に対して高周波で共振可能な薄膜音響デバイスである。
従来の薄膜共振子は、第１電極と第２電極の間に圧電膜
を備えており、それら電極が圧電膜に電界を印加する。
圧電膜は、酸化亜鉛、アルミニウム窒化物（ＡｌＮ）等
の圧電性結晶材料、又は圧電効果のある他の圧電性結晶
材料で形成されている。圧電効果は、例えば第1電極と
第2電極によって圧電材料全般に電界が印加され、それ
に反応して圧電材料が伸縮する時や、機械的応力や張力
を圧電材料に加えることにより電荷や電流が生成される
時に起こる。膜厚が均一である圧電膜の機械的共振周波
数は、膜厚（ｔ）の２倍で音響速度（ｖ）を除すること
により求められる。即ち、ｆr＝ｖ／２ｔとなる。高周
波ソースの周波数と圧電膜の機械的共振周波数は整合す
るため、高周波ソースを用いて可変周波数の交流電界を
圧電膜に印加すると、圧電膜の機械的振動は著しく大き
くなる。機械的振動が大きいため、それによって圧電材
料はこの共振周波数における最大電流量を生成する。圧
電膜は、周波数の大きさによって生成する電流量が異な
るので、電気フィルタ、発振器、周波数制御回路の素子
として有用である。共振材料又は変換材料が、磁歪材料
又は電歪材料（例えば、ＣｏＦｅＴａＺｒ（コバルト
鉄 タンタル ジルコニウム）又はＰＭＮ（鉛 マグネ
シウム ニオブ酸塩））である場合、高周波ソースは共
振材料を圧電材料と同じく機械的に振動するため、機械
的共振子を備える電気フィルタを形成することができ
る。
【０００３】圧電材料の上面と下面の境界において、圧
電材料内で励振する音響波を反射し、任意の周波数で共
鳴振動（共振等）が発生する。例えば、十分な材料（例
えば、その材料を通じた音の伝搬速度での波長の半分）
で分離された２つの平らな界面で研磨し、材料中を前後
に進む音波の変換が所望の期間で起こる。このような共
振子は、バルク圧電性結晶を任意の大きさに研磨するこ
とで形成可能である。しかし、この方法で得られる最大
周波数には実質的に限界があり、研磨によって、材料が
容易に扱えないほど薄くなると、周波数もそれ以上高く
することはできない。
電材料内で励振する音響波を反射し、任意の周波数で共
鳴振動（共振等）が発生する。例えば、十分な材料（例
えば、その材料を通じた音の伝搬速度での波長の半分）
で分離された２つの平らな界面で研磨し、材料中を前後
に進む音波の変換が所望の期間で起こる。このような共
振子は、バルク圧電性結晶を任意の大きさに研磨するこ
とで形成可能である。しかし、この方法で得られる最大
周波数には実質的に限界があり、研磨によって、材料が
容易に扱えないほど薄くなると、周波数もそれ以上高く
することはできない。
【０００４】薄膜共振子は、圧電膜の薄膜化が可能なた
めに、高周波で用いることができる。例えば、０．５〜
１０ＧＨｚの高周波帯域では、圧電膜の膜厚を０．４〜
８ミクロンにすることが可能である。このような高周波
の印加を要する圧電共振子は、集積回路を製造するとき
に用いるような技術で形成することができる。薄膜共振
子の構成としては、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素
（ＧａＡｓ）やその他の半導体基板上に形成し、アクテ
ィブ半導体装置と一体化するなど、一体構造とするのが
好ましい。薄膜共振子が後述する音響反射層を備えてい
る場合、音響反射層は基板上に形成され、その後第２電
極を形成する。薄膜共振子が音響反射層を備えていない
場合、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）又はスパッタ法用い
て、第２電極が基板上に形成される。それについては、
Ｋｅｒｎ＆Ｖｏｓｓｅｎ、ＴｈｉｎＦｉｌｍ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｅｓ、Ｖｏｌｓ．Ｉ及びＩＩ、Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏ
ｎｓを参照するとよい。そして、第２電極上に圧電膜を
形成し、続いて、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）又はスパッ
タ法を用いて、圧電膜の上部に第1電極を形成する。
めに、高周波で用いることができる。例えば、０．５〜
１０ＧＨｚの高周波帯域では、圧電膜の膜厚を０．４〜
８ミクロンにすることが可能である。このような高周波
の印加を要する圧電共振子は、集積回路を製造するとき
に用いるような技術で形成することができる。薄膜共振
子の構成としては、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素
（ＧａＡｓ）やその他の半導体基板上に形成し、アクテ
ィブ半導体装置と一体化するなど、一体構造とするのが
好ましい。薄膜共振子が後述する音響反射層を備えてい
る場合、音響反射層は基板上に形成され、その後第２電
極を形成する。薄膜共振子が音響反射層を備えていない
場合、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）又はスパッタ法用い
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Ｋｅｒｎ＆Ｖｏｓｓｅｎ、ＴｈｉｎＦｉｌｍ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｅｓ、Ｖｏｌｓ．Ｉ及びＩＩ、Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏ
ｎｓを参照するとよい。そして、第２電極上に圧電膜を
形成し、続いて、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）又はスパッ
タ法を用いて、圧電膜の上部に第1電極を形成する。
【０００５】このような圧電フィルムをシリコンウエハ
上に単に蒸着させただけでは、圧電材料とシリコン間の
音響反射率が低いため、生成される音響の大部分がシリ
コンに漏洩し、失われてしまう。この場合、反射界面の
反射率を上げるために、シリコン基板の一部分をデバイ
スの下方から除去し、膜タイプの薄膜共振子デバイスを
作製する。一方、異なる材料間に存在する多数の界面で
小さな反射を連続的に起こし、全ての反射を確実に集約
するようにして、音響ミラーを製造してもよい。例え
ば、図１に示す共振子１０では、アルミニウム窒化物
（ＡｌＮ）からなる上部層１１から二酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）からなる第１層１２へと音波が振動する際に、
音波エネルギーは、その全てが第１層１１を通過せず
に、一部反射される。それは、各層の密度と音伝搬速度
が異なるからである。また、二酸化シリコン層１２とそ
の下にあるアルミニウム窒化物層１３間の界面にも、別
の反射が起こる。それでも、音波が反射される度に、上
部層１１に存在する反射された音波は効率的に集約され
る。このように反射音波を効率的に確実に集約するに
は、任意の周波数において、各ミラー層の厚みが確実に
音の１／４波長でなければならない。この方法で、音波
エネルギーの半分が各界面で反射される場合、その音波
が層１２を通過すると、例えば、音波の１０００分の１
を除く全ての音波が反射されることになる。この反射さ
れなかった部分が、共振子から失われた音波の量を表
す。
上に単に蒸着させただけでは、圧電材料とシリコン間の
音響反射率が低いため、生成される音響の大部分がシリ
コンに漏洩し、失われてしまう。この場合、反射界面の
反射率を上げるために、シリコン基板の一部分をデバイ
スの下方から除去し、膜タイプの薄膜共振子デバイスを
作製する。一方、異なる材料間に存在する多数の界面で
小さな反射を連続的に起こし、全ての反射を確実に集約
するようにして、音響ミラーを製造してもよい。例え
ば、図１に示す共振子１０では、アルミニウム窒化物
（ＡｌＮ）からなる上部層１１から二酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）からなる第１層１２へと音波が振動する際に、
音波エネルギーは、その全てが第１層１１を通過せず
に、一部反射される。それは、各層の密度と音伝搬速度
が異なるからである。また、二酸化シリコン層１２とそ
の下にあるアルミニウム窒化物層１３間の界面にも、別
の反射が起こる。それでも、音波が反射される度に、上
部層１１に存在する反射された音波は効率的に集約され
る。このように反射音波を効率的に確実に集約するに
は、任意の周波数において、各ミラー層の厚みが確実に
音の１／４波長でなければならない。この方法で、音波
エネルギーの半分が各界面で反射される場合、その音波
が層１２を通過すると、例えば、音波の１０００分の１
を除く全ての音波が反射されることになる。この反射さ
れなかった部分が、共振子から失われた音波の量を表
す。
【０００６】２ＧＨｚといった通常の高周波周波数で共
振するには、アルミニウム窒化物の膜厚は２．５ミクロ
ンで、電極は、５０オーム回路に最適に適合する３００
ミクロンほどである。従って、材料の横幅に対する厚み
の比率は小さく、音エネルギーが横方向に効果的に制限
されない。異なったタイプの音響波（モードが異なる音
響波）と共振子の縁部との間に有害な相互作用が生じ、
共振子の縁部での大きなフィールドが共振子内で不要な
振動を作り出す場合もある。これらの現象によって、所
望の振動からエネルギーが失われ、共振子の質の低下の
原因となる。
振するには、アルミニウム窒化物の膜厚は２．５ミクロ
ンで、電極は、５０オーム回路に最適に適合する３００
ミクロンほどである。従って、材料の横幅に対する厚み
の比率は小さく、音エネルギーが横方向に効果的に制限
されない。異なったタイプの音響波（モードが異なる音
響波）と共振子の縁部との間に有害な相互作用が生じ、
共振子の縁部での大きなフィールドが共振子内で不要な
振動を作り出す場合もある。これらの現象によって、所
望の振動からエネルギーが失われ、共振子の質の低下の
原因となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、リソグラフを
用いて共振子を形成する方法であり、音響エネルギーの
優位性を共振子内の任意の場所に提供するものである。
例えば、共振子の中央部分を厚くするように構成する
と、共振モード形状が変化し、共振子の中央部分での共
振モードは大きくなる。モード形状は、共振定在波があ
る一瞬に見せるものであり、それは振動の反響振幅が大
きい時や小さい時に起こる。共振子の中央部の厚みを厚
くし、共振モードの形状を変えると、エネルギーの一部
が共振子の縁部で不要な振動に変換されるのを軽減でき
る。この共振子リソグラフ形成方法は、一括製造（バッ
チファブリケーション）時に利用することができる（例
えば、高周波で用いられる薄膜共振子の連続シリコン基
板上に多層薄膜共振子が形成されるとき）。実施の形態
の中には、フォトリソグラフを用いて形成したものもあ
る。光感光性レジストを基板の除去しない領域に施すこ
とができる。レジスト自体は、いずれレジストが除去さ
れる時までは、そのレジストの真下にある基板を保護で
きる程度の速度で除去される。レジストの形状パターン
を、除去される圧電材料の形状パターンへ変換するにあ
たり、材料除去すなわちエッチングを行ってもよい。
用いて共振子を形成する方法であり、音響エネルギーの
優位性を共振子内の任意の場所に提供するものである。
例えば、共振子の中央部分を厚くするように構成する
と、共振モード形状が変化し、共振子の中央部分での共
振モードは大きくなる。モード形状は、共振定在波があ
る一瞬に見せるものであり、それは振動の反響振幅が大
きい時や小さい時に起こる。共振子の中央部の厚みを厚
くし、共振モードの形状を変えると、エネルギーの一部
が共振子の縁部で不要な振動に変換されるのを軽減でき
る。この共振子リソグラフ形成方法は、一括製造（バッ
チファブリケーション）時に利用することができる（例
えば、高周波で用いられる薄膜共振子の連続シリコン基
板上に多層薄膜共振子が形成されるとき）。実施の形態
の中には、フォトリソグラフを用いて形成したものもあ
る。光感光性レジストを基板の除去しない領域に施すこ
とができる。レジスト自体は、いずれレジストが除去さ
れる時までは、そのレジストの真下にある基板を保護で
きる程度の速度で除去される。レジストの形状パターン
を、除去される圧電材料の形状パターンへ変換するにあ
たり、材料除去すなわちエッチングを行ってもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下の好ましい実施例の説明を参
照することで、当該分野の技術者の本発明に対する理解
はより深まるであろう。同一の構成要素には、複数の図
面にわたって同一の参照符号が付されている。
照することで、当該分野の技術者の本発明に対する理解
はより深まるであろう。同一の構成要素には、複数の図
面にわたって同一の参照符号が付されている。
【０００９】図２は、この発明によるドーム型圧電共振
子３０の説明図である。図２における共振子３０では、
ＡｌＮ３１（圧電層）がドーム型になっており、ＳｉＯ
2３２、及びＡｌＮ３３の層がドーム型ＡｌＮ層３１の
下に位置して、音響ミラーとして作用する。低周波にお
いては、石英結晶に機械的に研磨されたドームが形成さ
れたものが機械的に製造され、フィルタ性及び周波数選
択性の向上が図れる。図２の共振子３０は高周波で作動
するが、この作製工程は本質的に異なるものである。ま
ず、薄膜がシリコン上に蒸着され（コンピュータチップ
を作製する際に用いられる方法に類似する）、全作製工
程に渡って、フォトリソグラフ及びエッチングが用いら
れ、それによって共振子の中央に好適に音波を導くドー
ム型音響共振子３０が得られる。
子３０の説明図である。図２における共振子３０では、
ＡｌＮ３１（圧電層）がドーム型になっており、ＳｉＯ
2３２、及びＡｌＮ３３の層がドーム型ＡｌＮ層３１の
下に位置して、音響ミラーとして作用する。低周波にお
いては、石英結晶に機械的に研磨されたドームが形成さ
れたものが機械的に製造され、フィルタ性及び周波数選
択性の向上が図れる。図２の共振子３０は高周波で作動
するが、この作製工程は本質的に異なるものである。ま
ず、薄膜がシリコン上に蒸着され（コンピュータチップ
を作製する際に用いられる方法に類似する）、全作製工
程に渡って、フォトリソグラフ及びエッチングが用いら
れ、それによって共振子の中央に好適に音波を導くドー
ム型音響共振子３０が得られる。
【００１０】本発明の共振子では、音波が共振子に導入
されると、その音波は中へ入り、反対側に跳ね返り、元
の位置に戻ると考えられる。音波が同位相で共振子の中
に入ると、その音波は、すでにある音波とともに効果的
に集約されると考えられる。これが、共振振動（例えば
共振）の簡略的な概念である。逆に、この音波が適切な
位相で共振子に入らない場合、この音波は破壊的にあら
ゆる音波に干渉する。この発明では、音波が伝搬し、層
の対向面に当たり、戻ってくるのに必要な時間は、共振
及び破壊的干渉の決定に関連する。層が厚くなると、音
波の伝搬及び戻りに要する時間も長くなる。薄い層であ
るほど、音波は速く伝搬し、反射する。
されると、その音波は中へ入り、反対側に跳ね返り、元
の位置に戻ると考えられる。音波が同位相で共振子の中
に入ると、その音波は、すでにある音波とともに効果的
に集約されると考えられる。これが、共振振動（例えば
共振）の簡略的な概念である。逆に、この音波が適切な
位相で共振子に入らない場合、この音波は破壊的にあら
ゆる音波に干渉する。この発明では、音波が伝搬し、層
の対向面に当たり、戻ってくるのに必要な時間は、共振
及び破壊的干渉の決定に関連する。層が厚くなると、音
波の伝搬及び戻りに要する時間も長くなる。薄い層であ
るほど、音波は速く伝搬し、反射する。
【００１１】圧電材料の機械的共振周波数において、そ
の電気的特性が有用な性質を示すため、圧電フィルタは
電子フィルタとして利用される。このようなフィルタで
は、エネルギーロスによる信号の劣化を軽減することが
重要である。このようなデバイスにおけるエネルギーロ
スの一例として、共振子縁部での横方向の励起の発生
（所望の共振モードからエネルギーを引き出す）が挙げ
られる。従って、圧電デバイスにおいて、モード形状を
制御しその電気的性能を向上させることが重要である。
の電気的特性が有用な性質を示すため、圧電フィルタは
電子フィルタとして利用される。このようなフィルタで
は、エネルギーロスによる信号の劣化を軽減することが
重要である。このようなデバイスにおけるエネルギーロ
スの一例として、共振子縁部での横方向の励起の発生
（所望の共振モードからエネルギーを引き出す）が挙げ
られる。従って、圧電デバイスにおいて、モード形状を
制御しその電気的性能を向上させることが重要である。
【００１２】共振子の形成は、現在のマイクロレンズ作
製プロセスで用いられるものと類似した技術によって可
能である。例として、次の特許がマイクロレンズ及びマ
イクロレンズアレイの例を示している。例えば、米国特
許５，０７９，１３０号（Derkits）は、フォトリソグ
ラフと反応性イオンエッチングを用いた回折マイクロレ
ンズ加工について開示している。米国特許５，２８６，
３３８号（Feldblum）は、薄膜蒸着による回折マイクロ
光学アレイの製造について開示している。米国特許５，
０１１，２５４号（Edwards）はアプリケーションを結
合する光ファイバーの縁部に直接マイクロレンズを形成
する方法を開示している。また、米国特許５，４１２，
５０６号（Feldblum）は、複数段階のエッチング加工に
よる回折マイクロオプティクスの作製について開示して
いる。マイクロレンズは、コーニング社、日本板硝子株
式会社、ユナイテッドテクノロジー社などによって実用
化されている。
製プロセスで用いられるものと類似した技術によって可
能である。例として、次の特許がマイクロレンズ及びマ
イクロレンズアレイの例を示している。例えば、米国特
許５，０７９，１３０号（Derkits）は、フォトリソグ
ラフと反応性イオンエッチングを用いた回折マイクロレ
ンズ加工について開示している。米国特許５，２８６，
３３８号（Feldblum）は、薄膜蒸着による回折マイクロ
光学アレイの製造について開示している。米国特許５，
０１１，２５４号（Edwards）はアプリケーションを結
合する光ファイバーの縁部に直接マイクロレンズを形成
する方法を開示している。また、米国特許５，４１２，
５０６号（Feldblum）は、複数段階のエッチング加工に
よる回折マイクロオプティクスの作製について開示して
いる。マイクロレンズは、コーニング社、日本板硝子株
式会社、ユナイテッドテクノロジー社などによって実用
化されている。
【００１３】回折マイクロレンズ作製のリソグラフ法に
ついては、米国特許５，０７９，１３０号で開示されて
おり、さらにその改良特許が米国特許５，２８６，３３
８号である。円柱形レンズは、米国特許５，２８６，３
３８号に開示されている方法で作製される。しかし、こ
の場合は、レジストとして細長い長方形（円柱形ではな
く）が用いられる。
ついては、米国特許５，０７９，１３０号で開示されて
おり、さらにその改良特許が米国特許５，２８６，３３
８号である。円柱形レンズは、米国特許５，２８６，３
３８号に開示されている方法で作製される。しかし、こ
の場合は、レジストとして細長い長方形（円柱形ではな
く）が用いられる。
【００１４】回折マイクロレンズアレイは、理想的な回
折光学断面を一連の平坦な階段形状により近づけること
によって形成される。これが、階段効果をもたらす。段
の数が多いほど、回折効果は増加する。８段の構造で
は、理論上最大９５％の回折効果が得られ、１６段では
９９％に達する。一連のリソグラフ露光及び反応性イオ
ンエッチングによってこの構造が形成される。
折光学断面を一連の平坦な階段形状により近づけること
によって形成される。これが、階段効果をもたらす。段
の数が多いほど、回折効果は増加する。８段の構造で
は、理論上最大９５％の回折効果が得られ、１６段では
９９％に達する。一連のリソグラフ露光及び反応性イオ
ンエッチングによってこの構造が形成される。
【００１５】図３は、この発明による共振子の作製工程
２０を表す図である。この工程では、まず、基板２１を
フォトレジスト２２で被覆し、フォトレジスト２２は、
露光及び現像によりホッケーパック状の円柱部２３にな
る。例えば、フォトレジストはパターニングによって円
柱部２３になり、加熱スケジュール（例えば、各１０分
ずつ８０℃、１５０℃で加熱）によって、フォトレジス
ト円柱部２３は、溶融され、ドーム型の「ドロップ」２
４となる。次に、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を
用いてレジストのレンズ形状を基板材料に写す。部分レ
ジスト２５はＲＩＥ完了前に得られる。レジストを完全
に除去すると、基板の除去も始まる。
２０を表す図である。この工程では、まず、基板２１を
フォトレジスト２２で被覆し、フォトレジスト２２は、
露光及び現像によりホッケーパック状の円柱部２３にな
る。例えば、フォトレジストはパターニングによって円
柱部２３になり、加熱スケジュール（例えば、各１０分
ずつ８０℃、１５０℃で加熱）によって、フォトレジス
ト円柱部２３は、溶融され、ドーム型の「ドロップ」２
４となる。次に、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を
用いてレジストのレンズ形状を基板材料に写す。部分レ
ジスト２５はＲＩＥ完了前に得られる。レジストを完全
に除去すると、基板の除去も始まる。
【００１６】エッチング（例えば、反応性イオンエッチ
ング、湿式化学法、又は収束イオンビームミリング（Ｆ
ＩＢ））によって、レジスト２５及び基板材料２１が所
定の速度でエッチングされ（エッチング加工の部分で述
べたとおり）、最終構造物２６には、所望の形状のドー
ム、起伏、すなわち形状が残り、音波を共振子の中央に
導くことができる。反応性イオンエッチングは、反応ガ
スを導入し、除去する面を化学的に攻撃してチャンバー
内で材料を除去するものである。ＦＩＢでの除去プロセ
スは、イオンプラズマからの高エネルギーイオンで材料
表面をボンバードすることで、その効果が増大する。こ
れは、電荷イオン（一般的には、化学的不活性イオン）
を生成し、除去する材料に向けてこのイオンを加速させ
ることで可能になる。湿式化学法では、一般的な化学物
質を用い、湿式化学槽内で、溶解、反応によって基板か
ら材料を除去する。例えば、アルミニウムその他多数の
物質は、フッ化水素酸での化学的エッチングが可能であ
る。化学機械研磨（ＣＭＰ）では、微細研磨スラリーと
研磨パッドを用い、化学反応との組合せで基板から材料
を除去する。材料とレジストの除去速度が、上記の材料
除去プロセスのいずれにおいても等しい場合は、レジス
トに存在していた最初のパターンが、レジストの真下の
材料にそのまま再生されることになる。しかし、レジス
トが、下にある材料の除去速度の半分の速度で除去され
ると、最初のパターンは、下の材料に移行したものとし
て除去されることになる。この場合、下の材料がレジス
トの２倍のエッチング速度でエッチングされるため、レ
ジスト中の段あるいはドームの高さは２倍になる。材料
除去プロセスの種類及びプロセスのパラメータを、除去
工程中に変更し、レジストと下の材料とのエッチングの
相対速度を変化させることが出来る。そうすることによ
って、初期のレジストの形状を最終的に所望の形状にす
ることができる。例えば、ＲＩＥで用いられる反応ガス
種や、湿式エッチングの化学物質、ＣＭＰで用いられる
化学物質の種類を変えるなどである。そうすることによ
って、エッチングの際の融通が効くようになり、最終形
状の選択の範囲が広がる。
ング、湿式化学法、又は収束イオンビームミリング（Ｆ
ＩＢ））によって、レジスト２５及び基板材料２１が所
定の速度でエッチングされ（エッチング加工の部分で述
べたとおり）、最終構造物２６には、所望の形状のドー
ム、起伏、すなわち形状が残り、音波を共振子の中央に
導くことができる。反応性イオンエッチングは、反応ガ
スを導入し、除去する面を化学的に攻撃してチャンバー
内で材料を除去するものである。ＦＩＢでの除去プロセ
スは、イオンプラズマからの高エネルギーイオンで材料
表面をボンバードすることで、その効果が増大する。こ
れは、電荷イオン（一般的には、化学的不活性イオン）
を生成し、除去する材料に向けてこのイオンを加速させ
ることで可能になる。湿式化学法では、一般的な化学物
質を用い、湿式化学槽内で、溶解、反応によって基板か
ら材料を除去する。例えば、アルミニウムその他多数の
物質は、フッ化水素酸での化学的エッチングが可能であ
る。化学機械研磨（ＣＭＰ）では、微細研磨スラリーと
研磨パッドを用い、化学反応との組合せで基板から材料
を除去する。材料とレジストの除去速度が、上記の材料
除去プロセスのいずれにおいても等しい場合は、レジス
トに存在していた最初のパターンが、レジストの真下の
材料にそのまま再生されることになる。しかし、レジス
トが、下にある材料の除去速度の半分の速度で除去され
ると、最初のパターンは、下の材料に移行したものとし
て除去されることになる。この場合、下の材料がレジス
トの２倍のエッチング速度でエッチングされるため、レ
ジスト中の段あるいはドームの高さは２倍になる。材料
除去プロセスの種類及びプロセスのパラメータを、除去
工程中に変更し、レジストと下の材料とのエッチングの
相対速度を変化させることが出来る。そうすることによ
って、初期のレジストの形状を最終的に所望の形状にす
ることができる。例えば、ＲＩＥで用いられる反応ガス
種や、湿式エッチングの化学物質、ＣＭＰで用いられる
化学物質の種類を変えるなどである。そうすることによ
って、エッチングの際の融通が効くようになり、最終形
状の選択の範囲が広がる。
【００１７】あるいは、フォトレジスト２２を例えばプ
ロピレングリコルエチルメチルアセテート（ＰＧＭＥ
Ａ）といった適切なレジスト溶液の蒸気に曝露し、レジ
ストドロップを形成してもよい。ここでは、レジスト円
柱部２３を、空の加熱されたチャンバー内の加熱溶液の
蒸気に曝露する。溶液の蒸気がレジスト円柱部２３に吸
収されると、材料が流動する温度が低下し、レジスト円
柱部２３は流動し、レジスト層２４が形成される。蒸気
を利用することで、より薄いレジスト層が可能となる。
溶融方式による場合の数ミクロンの厚さと比較して、
０．４μｍ以上のレジスト厚が利用可能となる。よっ
て、連続エッチング時間を実質的に短縮することが可能
になる。
ロピレングリコルエチルメチルアセテート（ＰＧＭＥ
Ａ）といった適切なレジスト溶液の蒸気に曝露し、レジ
ストドロップを形成してもよい。ここでは、レジスト円
柱部２３を、空の加熱されたチャンバー内の加熱溶液の
蒸気に曝露する。溶液の蒸気がレジスト円柱部２３に吸
収されると、材料が流動する温度が低下し、レジスト円
柱部２３は流動し、レジスト層２４が形成される。蒸気
を利用することで、より薄いレジスト層が可能となる。
溶融方式による場合の数ミクロンの厚さと比較して、
０．４μｍ以上のレジスト厚が利用可能となる。よっ
て、連続エッチング時間を実質的に短縮することが可能
になる。
【００１８】共振子は、（上から見て）対称性が低い形
状に形成してもよい。一般的に、円形共振子（例とし
て）は、横方向の進行音波の建設的干渉がより高レベル
になるのに伴って、最も対称性の高い形状となる。一
方、非放射状の共振子（多角形のものなど）の建設的干
渉のレベルは低い。従って、対称性の高い構造の共振子
と低い共振子は、それぞれ大きい或いは小さい干渉を得
るのに用いるべきである。
状に形成してもよい。一般的に、円形共振子（例とし
て）は、横方向の進行音波の建設的干渉がより高レベル
になるのに伴って、最も対称性の高い形状となる。一
方、非放射状の共振子（多角形のものなど）の建設的干
渉のレベルは低い。従って、対称性の高い構造の共振子
と低い共振子は、それぞれ大きい或いは小さい干渉を得
るのに用いるべきである。
【００１９】共振子内での横波が同位相で反射し、建設
的に集約されるのが望ましい場合もある。しかし、その
ような横波がランダムな位相で反射するのが望ましい場
合もある（例えば、ハッチ形状、扇状、のこぎり歯状、
波状の縁部を有する共振子を構成することによって）。
音波が不定な干渉を示す原因となる可能性があり、建設
的干渉を軽減できるという利点をもつと考えられる。
的に集約されるのが望ましい場合もある。しかし、その
ような横波がランダムな位相で反射するのが望ましい場
合もある（例えば、ハッチ形状、扇状、のこぎり歯状、
波状の縁部を有する共振子を構成することによって）。
音波が不定な干渉を示す原因となる可能性があり、建設
的干渉を軽減できるという利点をもつと考えられる。
【００２０】この発明の別の実施例では、ドーム形状で
はなく皿状の形状が望ましい場合もある。縁の部分の厚
みが大きいことによって共振子の縁部での著しい振動を
伴うモードを生成することが可能になる。また、別の実
施例では、複数のドームを１つの共振子に形成したり、
複数の高低のある列を有する洗濯板状のものや、放射状
パターン（例えば、規則的、あるいは不規則な周期と高
さのターゲット）のものが好まれることもある。このよ
うな形状は、デバイスのあらゆる部分、基板、反射層、
圧電共振子、金属電極等、に形成される。その結果、共
振子内での音波の横方向の動きが制御可能となる。そし
て、共振子内の所望の箇所における音響エネルギーある
いは音波の抑揚が可能となり、振動子やフィルタ等の周
波数選択デバイスとして用いた場合に、共振子の性能に
好影響を与える。
はなく皿状の形状が望ましい場合もある。縁の部分の厚
みが大きいことによって共振子の縁部での著しい振動を
伴うモードを生成することが可能になる。また、別の実
施例では、複数のドームを１つの共振子に形成したり、
複数の高低のある列を有する洗濯板状のものや、放射状
パターン（例えば、規則的、あるいは不規則な周期と高
さのターゲット）のものが好まれることもある。このよ
うな形状は、デバイスのあらゆる部分、基板、反射層、
圧電共振子、金属電極等、に形成される。その結果、共
振子内での音波の横方向の動きが制御可能となる。そし
て、共振子内の所望の箇所における音響エネルギーある
いは音波の抑揚が可能となり、振動子やフィルタ等の周
波数選択デバイスとして用いた場合に、共振子の性能に
好影響を与える。
【００２１】図２の共振子に蓄積するエネルギーを箇所
ごとに異なるようにするために、共振子の外形を変える
ことも可能である。その結果、伝搬され適切な時間に反
射されることによって、ある周波数において、ドームの
中央部に音波エネルギーが集中するようになり、エネル
ギーが効果的に集約される。しかし、ドームの厚さが小
さい共振子の外縁部では、波長が１／２ラムダより小さ
いため、理想的な周波数で最適に集約されたものよりエ
ネルギーは小さくなる。その結果、共振子の縁部では最
適なエネルギー総量より小さくなり、より大きなエネル
ギーが共振子の中央に集中する。以下の記述は、複雑な
外形での共振現象について簡単に説明したもので、エネ
ルギーはその構造と作動周波数によって、共振子のある
部分に集中することを表すものである。
ごとに異なるようにするために、共振子の外形を変える
ことも可能である。その結果、伝搬され適切な時間に反
射されることによって、ある周波数において、ドームの
中央部に音波エネルギーが集中するようになり、エネル
ギーが効果的に集約される。しかし、ドームの厚さが小
さい共振子の外縁部では、波長が１／２ラムダより小さ
いため、理想的な周波数で最適に集約されたものよりエ
ネルギーは小さくなる。その結果、共振子の縁部では最
適なエネルギー総量より小さくなり、より大きなエネル
ギーが共振子の中央に集中する。以下の記述は、複雑な
外形での共振現象について簡単に説明したもので、エネ
ルギーはその構造と作動周波数によって、共振子のある
部分に集中することを表すものである。
【００２２】また、レジストを複数の層からなるものに
し、複数のエッチングを行い、階段状の共振子を形成す
ることが出来る。図４は、この発明による階段状の圧電
共振子を示す図である。図７は、両面階段状圧電共振子
の断面図である。図４に示す階段状の圧電共振子には、
二酸化シリコン層及び音響ミラーとして作用する窒化ア
ルミニウム層が含まれている。フォトリソグラフ法によ
って、多数の小さな階段形状を有するドーム形状に近づ
けることが可能になる。その際、下りの階段状の形を形
成するほうが容易で、ドーム型圧電共振子と同様の効果
を得ることができる。階段状の圧電子によって、複数の
階段形状において従来のリソグラフを行うことが可能に
なる。階段形状の圧電共振子は、そのモードを複数のモ
ードに分割し、所望のスペクトル特徴を共振子の電気的
応答に付加することができる。図７の両面階段形状共振
子は、自在（free standing） 膜として形成することも
可能である。また、音響ミラーの最上層、共振子の第２
電極を溝を有する構造にして、共振子とミラーの界面を
所望の位置まで下げることが可能である。
し、複数のエッチングを行い、階段状の共振子を形成す
ることが出来る。図４は、この発明による階段状の圧電
共振子を示す図である。図７は、両面階段状圧電共振子
の断面図である。図４に示す階段状の圧電共振子には、
二酸化シリコン層及び音響ミラーとして作用する窒化ア
ルミニウム層が含まれている。フォトリソグラフ法によ
って、多数の小さな階段形状を有するドーム形状に近づ
けることが可能になる。その際、下りの階段状の形を形
成するほうが容易で、ドーム型圧電共振子と同様の効果
を得ることができる。階段状の圧電子によって、複数の
階段形状において従来のリソグラフを行うことが可能に
なる。階段形状の圧電共振子は、そのモードを複数のモ
ードに分割し、所望のスペクトル特徴を共振子の電気的
応答に付加することができる。図７の両面階段形状共振
子は、自在（free standing） 膜として形成することも
可能である。また、音響ミラーの最上層、共振子の第２
電極を溝を有する構造にして、共振子とミラーの界面を
所望の位置まで下げることが可能である。
【００２３】共振子を形成する上で、フォトリソグラフ
を用いるのは、さまざまな形状、例えば平面―凸面形状
の共振子（図5参照）や、両面凸状共振子（図６参照）
など、を得ることができるという点でも有利である。ま
た、エッチング加工によって、共振子を形成し、様々な
共振子の特徴を組合わせることも可能である（図８およ
び９参照）。さらに、ミラー上に共振子を形成するのに
加えて、自在（freestanding）膜共振子を形成し、それ
らを広域フィルターアプリケーションに用いるのが望ま
しい。
を用いるのは、さまざまな形状、例えば平面―凸面形状
の共振子（図5参照）や、両面凸状共振子（図６参照）
など、を得ることができるという点でも有利である。ま
た、エッチング加工によって、共振子を形成し、様々な
共振子の特徴を組合わせることも可能である（図８およ
び９参照）。さらに、ミラー上に共振子を形成するのに
加えて、自在（freestanding）膜共振子を形成し、それ
らを広域フィルターアプリケーションに用いるのが望ま
しい。
【００２４】図１０（ａ）から１０（ｆ）は、この発明
のその他の実施例を示す平面図である。これらの対称性
の低いものは、フォトリソグラフあるいはエッチングで
形成され、ある特定のアプリケーション（例えば、音波
の位置を共振子内で位置変えするなど）において有利な
方法で音波を収束させることができる。従来の円形共振
子では、横方向に動く音波を対称的に伝搬、反射させ
る。このような共振子では、ある周波数において、音波
が同時に（同位相で）共振子の中間に到達する。一方、
本発明のような対称性の低い形状の共振子では、音波が
同位相で共振子の中間の位置で伝搬、反射することはな
く、代わりに、音波は無秩序に（ランダムに）反射し、
共振子の中央より離れた位置においても大きな増幅振動
が起こる。その結果、音波の横方向伝搬の位置変えが有
利に達成できる。
のその他の実施例を示す平面図である。これらの対称性
の低いものは、フォトリソグラフあるいはエッチングで
形成され、ある特定のアプリケーション（例えば、音波
の位置を共振子内で位置変えするなど）において有利な
方法で音波を収束させることができる。従来の円形共振
子では、横方向に動く音波を対称的に伝搬、反射させ
る。このような共振子では、ある周波数において、音波
が同時に（同位相で）共振子の中間に到達する。一方、
本発明のような対称性の低い形状の共振子では、音波が
同位相で共振子の中間の位置で伝搬、反射することはな
く、代わりに、音波は無秩序に（ランダムに）反射し、
共振子の中央より離れた位置においても大きな増幅振動
が起こる。その結果、音波の横方向伝搬の位置変えが有
利に達成できる。
【００２５】共振子の音波方向と共振子の非平行縁部と
の結合によって、共振子の作動周波数が変化すると、図
１０（ａ）から１０（ｆ）の実施例にあるモード形状も
変化する。モード形状の変化によって、共振子のインピ
ーダンスの変化に左右される所望の周波数を得られる。
図１０（ａ）から１０（ｃ）の多角形及び台形の実施例
では、共振子の境界線の対称性に一致するモード形状が
得られる。図１０（ｄ）の四辺形の実施例では、丸い形
状の隅が原因となって起こる摂動（例えば、モード形状
の振動）を伴って、共振子の縁に平行な列に位置する音
波からなるモード形状を得られる。図１０（ｂ）の楕円
形の実施例では、挟み合う楕円と双曲線とからなるモー
ド形状を備える。図１０（ｅ）の環形の実施例では、シ
ヌソイド角パターンで挟まれた円形放射状モード形状を
備える。図１０（ｆ）のトラック形状の実施例では、ラ
ンダムな形になっている。
の結合によって、共振子の作動周波数が変化すると、図
１０（ａ）から１０（ｆ）の実施例にあるモード形状も
変化する。モード形状の変化によって、共振子のインピ
ーダンスの変化に左右される所望の周波数を得られる。
図１０（ａ）から１０（ｃ）の多角形及び台形の実施例
では、共振子の境界線の対称性に一致するモード形状が
得られる。図１０（ｄ）の四辺形の実施例では、丸い形
状の隅が原因となって起こる摂動（例えば、モード形状
の振動）を伴って、共振子の縁に平行な列に位置する音
波からなるモード形状を得られる。図１０（ｂ）の楕円
形の実施例では、挟み合う楕円と双曲線とからなるモー
ド形状を備える。図１０（ｅ）の環形の実施例では、シ
ヌソイド角パターンで挟まれた円形放射状モード形状を
備える。図１０（ｆ）のトラック形状の実施例では、ラ
ンダムな形になっている。
【００２６】図１１（ａ）から１１（ｃ）の異なる縁部
形状の共振子（例えば、ハッチ形状、扇形状、波形状な
ど）を構成し、ランダムな位相で横方向の音波が共振子
内で反射するようにすることが可能である。不規則に音
波が干渉し、建設的干渉（例えば反射コヒーレンスの軽
減）が軽減できるという利点がある。室壁を凹凸にして
望ましくないコヒーレンス反射を軽減するアナログ的な
方法で、反射コヒーレンスは軽減される。
形状の共振子（例えば、ハッチ形状、扇形状、波形状な
ど）を構成し、ランダムな位相で横方向の音波が共振子
内で反射するようにすることが可能である。不規則に音
波が干渉し、建設的干渉（例えば反射コヒーレンスの軽
減）が軽減できるという利点がある。室壁を凹凸にして
望ましくないコヒーレンス反射を軽減するアナログ的な
方法で、反射コヒーレンスは軽減される。
【００２７】この発明について好ましい実施例を参照し
て例示説明したが、この発明の範囲から逸脱しない範囲
においてその形態及び詳細の変更が可能であるものとす
る。
て例示説明したが、この発明の範囲から逸脱しない範囲
においてその形態及び詳細の変更が可能であるものとす
る。
【図１】従来技術による音響ミラー上に形成された規則
的な平面形状の共振子を示す図である。
的な平面形状の共振子を示す図である。
【図２】本発明による音響ミラー上のドーム型圧電共振
子を示す説明図である。
子を示す説明図である。
【図３】本発明によるドーム型圧電共振子を形成する加
工工程を示す図である。
工工程を示す図である。
【図４】本発明による音響ミラー上の階段形状の圧電共
振子を示す図である。
振子を示す図である。
【図５】本発明による平面―凸型共振子の断面図であ
る。
る。
【図６】本発明による両面凸型共振子の断面図である。
【図７】本発明による両面階段形状の共振子の断面図で
ある。
ある。
【図８】図６および図７の共振子の特徴を有する共振子
の断面図である。
の断面図である。
【図９】図５及び図７の共振子の特徴を有する共振子の
断面図である。
断面図である。
【図１０】本発明による様々な外形と対称性の共振子の
平面図である。
平面図である。
【図１１】本発明による様々な縁の形状を有する共振子
の上面図である。
の上面図である。
２１ 基板 ２２ フォトレジスト ２３ 円柱部 ２４ レジスト層 ２５ 部分レジスト ２６ 最終構造物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501194112 14645Ｎ．Ｗ． 77ｔｈ Ａｖｅｎｕｅ Ｍｉａｍｉ Ｌａｋｅｓ、Ｆｌｏｒｉｄａ 33014 Ｕ．Ｓ．Ａ (72)発明者 ブラッドレー ポール バーバー アメリカ合衆国、07928 ニュージャージ ー、チャザム、ヘリテイジ ドライブ 21 ジー (72)発明者 ピーター レデル ギャメル アメリカ合衆国、07041 ニュージャージ ー、ミルバーン、ウィッティンガム テラ ス 58 (72)発明者 ハロルド エー ハギンス アメリカ合衆国、07060 ニュージャージ ー、ウォッチャン、マウンテン ブラバー ド 615 (72)発明者 ユーフェン ウォン アメリカ合衆国、07901 サミット、ウッ ドランドアベニュー 160 Ｆターム(参考） 5J108 MM08
Claims (21)
- 【請求項１】 加熱スケジュール、蒸気サイクルのいず
れかによってマスク材料を構造物に形成する工程と、共
振子を形成するために共振子から材料を除去する工程
と、からなる高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項２】 上記除去工程は、共振子の一方の電極、
下部層、変換材料のうち少なくとも１つから材料を除去
することからなる請求項１に記載の高周波薄膜音響共振
子の形成方法。 - 【請求項３】 変換材料は圧電材料、電歪材料、磁歪材
料のいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の
高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項４】 上記材料の除去は、共振子エッチング、
または研磨のいずれかの方法で行われることを特徴とす
る請求項１に記載の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項５】 共振子のエッチングは、共振子をドーム
状にあるいは皿状にすることを特徴とする請求項４に記
載の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項６】 共振子のエッチングは、共振子をドーム
状あるいは階段状にすることを特徴とする請求項４に記
載の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項７】 共振子のエッチングは、共振子を皿状あ
るいは階段状にすることを特徴とする請求項４に記載の
高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項８】 上記所定の加熱スケジュールは、材料を
少なくとも第１の温度で加熱すること、及び少なくとも
第２の温度で加熱することからなることを特徴とする請
求項１に記載の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項９】 上記第１の温度は８０℃、上記第２の温
度は１５０℃であることを特徴とする請求項８に記載の
高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項１０】 上記加熱は、それぞれ１０分間行われ
ることを特徴とする請求項８に記載の高周波薄膜音響共
振子の形成方法。 - 【請求項１１】 成形された共振子に加熱スケジュール
によって材料をパターニングする工程を繰り返す工程
と、共振子をエッチングして、共振子の形状をドーム
状、起伏を有する形状、階段状のいずれか少なくとも１
つとする工程と、からなる請求項１に記載の高周波薄膜
音響共振子の形成方法。 - 【請求項１２】 共振子は、多角形、トラック形、円
形、楕円形、環形のいずれかであることを特徴とする請
求項１に記載の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項１３】 蒸気サイクルによってマスク材料構成
物を共振子断面頂部に形成する工程を繰り返す工程と、
共振子をエッチングし、マスク材料構成物上に形成する
共振子の形状をドーム状、起伏を有する形状、階段状の
うち少なくとも１つにする工程からなる請求項１に記載
の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項１４】 共振子のモード形状は、共振子中央部
において最大の変位が見られることを特徴とする請求項
１に記載の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項１５】 マスク材料がフォトレジストであっ
て、蒸気サイクルは、材料を加熱されたレジスト溶液に
曝露し、材料が流動し始める温度を下げる工程からなる
請求項１に記載の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項１６】 レジスト溶液はプロピレングリコール
メチルエチルアセテートであることを特徴とする請求項
１５に記載の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項１７】 共振子の縁部はハッチ形状、扇状、の
こぎり歯状、波状のいずれかであることを特徴とする請
求項１に記載の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項１８】 エッチングは、反応性イオンエッチン
グ、収束イオンビームエッチング、化学機械研磨、及び
湿式化学法のいずれかであることを特徴とする請求項４
に記載の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項１９】 材料除去中のエッチングパラメータを
変化させ、共振子からのマスク材料の除去速度を変化さ
せることで、共振子がマスク材料とは異なる形状をもつ
ようにする工程からなることを特徴とする請求項１８に
記載の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項２０】 エッチングパラメータは、反応性イオ
ンエッチング中に用いられる反応ガス、湿式化学エッチ
ングが行われる化学物質、共振子を研磨するのに用いら
れる化学物質のいずれかであることを特徴とする請求項
１９に記載の高周波薄膜音響共振子の形成方法。 - 【請求項２１】 マスク材料を断面状に形成する工程
と、マスク材料上の共振子をエッチングして共振子を形
成する工程からなる共振モードを有する薄膜共振子のリ
ソグラフ成形方法。
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