JP2002140075A - 基板実装型バルク波音響共鳴器の空洞全体にまたがる下部電極 - Google Patents
基板実装型バルク波音響共鳴器の空洞全体にまたがる下部電極Info
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Abstract
の提供。 【解決手段】音響共鳴器(42;62;92)を利用してフイルターが
形成される。各共鳴器は独自の空洞(48;76)、及びその
空洞を完全に覆う下部電極(44;64)を有し、そのため下
部電極(44;64)は支持された周辺領域により囲まれた支
持されていない内部領域を有する。好適な実施例におい
て、空洞は、エッチンク゛により基板(46;78)内への窪みを形
成して、その窪みを犠牲材料(52)で充填し、FBAR又はSB
ARを画定する導電層と電極層(54と94)を堆積させ、その
後に犠牲材料を窪みから除去することにより形成され
る。また代替として、犠牲材料は、窪みの周辺に限定さ
れた放出用穴(60)を介して除去される。好適には、下側
電極は空洞にまたがる電極だけであり、これにより寄生
FBAR又は寄生SBARの形成を制限する。
Description
関し、より具体的には基板上に音響共鳴器を支持するた
めの手法に関する。
制御された周波数を必用とする多くの用途に利用するこ
とが出来る。薄膜バルク音響共鳴器(Film bulk Acoust
ic Resonator:FBAR)又はスタック化薄膜バルク音
響共鳴器(Stacked Thin FilmBulk Acoustic Resonato
r:SBAR)は、サイズ、コスト及び周波数安定性が
重要な要因である携帯電話等の装置のフィルタとして利
用することが出来る。
る圧電材料から成る薄膜を含むが、SBARは、追加の
圧電材料の層を含み、かかる層の各々がそれぞれ2つの
電極を分離している。FBAR又はSBARの活性層は
その周辺部の周りでその層を支持することにより、空気
中に浮いている。積層構造の両側における空気/共鳴器
界面が稼動中に生じるエネルギーを捕らえる。
信号が印加されることにより、時間と共に変化する電界
が生じると、圧電材料は電気エネルギーの一部を音波の
形態をとる力学的エネルギーへと変換する。音波は電界
と同じ方向に伝搬され、空気/共鳴器界面において反射
する。適正に製作されたFBAR又はSBARの場合、
音波は特定の力学的共振を有する。
FBAR又はSBARは電子共鳴器として機能する為、
フィルタとして用いることが可能である。この力学的共
振周波数において、圧電材料中における音波の所定の位
相速度に関して共鳴器を介して伝搬する音波の半波長
は、共鳴器の全体の厚さとほぼ等しい。音速は光速と比
較すると何桁も遅い為、結果として小型の共鳴器を得る
ことが出来る。GHzレンジの周波数が望まれる用途に
利用される共鳴器は、直径100μm未満、厚さ数μm
の物理的寸法で構成することが出来る。
圧電膜、そして上部電極を堆積させることにより製作さ
れている。従って空気/共鳴器界面の上部は、既にでき
ているが、下部界面は何らかの設計の選択が必要とな
る。下部界面において所望の特性を得る為の周知の手法
は、いくつか存在する。
エッチングによって除去することを含む。基板がシリコ
ンである場合、強い塩基のエッチング液であるKOHを
用いて、シリコンが裏側からエッチングによって除去さ
れる。この手法については、Ruby等による米国特許
第5,587,620号に詳細に記載されている。図1
を参照すると、シリコン基板12の上面にSi3N4層1
0が堆積される。その後基板12の裏面をKOHを用い
てエッチングする。エッチング工程中、シリコン基板の
約80%を除去し、構造上の安定性を提供する残存部1
4を残すことが望ましい。次に下部電極16用の金属被
覆をSi3N4層10上に形成する。次に、圧電層18と
して窒化アルミニウム(AlN)を堆積させる。その後
圧電層18の表面に第二の電極20を形成する。FBA
RではなくSBARを製作する場合、図2に示したよう
に更に第二の圧電層22及び第三の電極24も形成され
る。
ングされた空洞内のシリコンの残存部14を、KOHエ
ッチングよりも容易に制御することが出来る低速のエッ
チング処理により除去する。例えば、圧電層18、22
のAlNを侵食しにくいことからテトラメチル水酸化ア
ンモニウム(TMAH)エッチング溶液を利用すること
が出来る。この結果、図2のSBAR26が形成され
る。
留まりが相対的に低くなるということである。ウエハ1
2に形成される空洞によりウエハが非常に脆くなり、き
わめて破損しやすいからである。さらに、KOHを用い
たウエットエッチングにより、54.7度の傾斜を持つ
側壁が形成される。これにより、所定寸法のウエハ上に
製作する音響共鳴器の最終的な密度が制限される。例え
ば、横の寸法が約150μm×150μmのデバイスを
標準的な530μm厚のシリコンウエハ上に構築する場
合、裏面のエッチングする開口は概ね450μm×45
0μmにもなってしまう。この結果、生産的に利用する
ことが出来るのはウエハ全体の11%程度に限られてし
まう。
法は、エアブリッジ型FBAR/SBARデバイスを製
作するものである。代表的には、犠牲層を堆積させ、次
にその犠牲層の上に音響共鳴器の積層構造を形成する。
工程の終盤近く、或いは最終ステップにおいて、この犠
牲層が除去される。この手法によれば処理は全て上面側
で済まされる為に、両面のアライメントをとること、及
び大面積の裏面の空洞を有することに苦しめられない。
しかしながら、この手法には他の固有の問題がある。第
一には、この手法を大型のデバイスに実施することが困
難な点である。通常、犠牲層は熱成長させた二酸化シリ
コンであり、これは後に100〜300nm/分(10
00〜3000Å/分)のエッチ速度を持つフッ化水素
(HF)ガスを使って除去される。約150μm×15
0μm以上の大きさであるデバイスの下部領域をエッチ
ングするためには、500分を越えるエッチング時間が
必要である。これは所要時間が過剰に長いことに加え、
30分を超える期間、金属電極をエッチング剤にさらす
ことにより、金属電極が圧電材料から剥離するというこ
とになる。
ップがないことから固定実装型共鳴器(Solidly Mounte
d Resonator:SMR)とも呼ばれる。音響ブラッグリ
フレクタを利用することによりデバイスの底部に大きな
音響インピーダンスを生じさせる。ブラッグリフレクタ
は高音響インピーダンス材料と低音響インピーダンス材
料の層を交互に設けて形成される。各層の厚さは共振周
波数の4分の1波長に固定される。充分な数の層によっ
て、圧電/電極界面の実効インピーダンスはデバイスの
音響インピーダンスよりも著しく高くなり、それによっ
て音波を効果的に圧電層内に捕らえることが出来る。こ
の手法は上記に説明した、自立型の膜の製作に関わるい
くつかの問題を回避するが、他の問題を抱えている。金
属層はデバイスの電気性能を劣化させる寄生容量を形成
することになる為、ブラッグリフレクタに利用される材
料の選択肢が限られているという点である。更に、利用
出来る誘電材料から作られる層の音響インピーダンスの
差異の程度はあまり大きくない為、より多数の層を必要
とする点である。これにより、各層の応力を適正に制御
しなければならないので製造工程が複雑となる。多数の
層を形成した後、多数のホールを通してバイアホールを
作ることが困難である為、デバイスは他の活性素子との
一体化に対して導電性ではない。更に、この種のデバイ
スはエアブリッジを有するデバイスと比べると有効結合
係数が著しく低いことが報告されている。
合わせて利用することが出来る。例えば、幾つかの共鳴
器を電気的に接続することにより、帯域フィルタを形成
し、所望のフィルタ応答が提供される。可能なフィルタ
トポロジーはいくつかある。好都合とされるトポロジー
の1つが半梯子型トポロジーであり、これは一群の共鳴
器を直列に接続(直列共鳴器)し、これら直列共鳴器の
間に、接地に接続された分路共鳴器が設けらている。直
列共鳴器は、それらの共振周波数が分路共鳴器よりも約
2%から3%ほど高くなるように作られている。圧電層
の厚さは直列共鳴器も分路共鳴器も同じにすることが出
来る為、圧電材料の堆積層は共鳴器間で「共用」するこ
とが多い。実際、この圧電層を、上述した裏面KOHエ
ッチングにより形成された空洞部にまたがる主要支持構
造を提供する膜として利用する設計者は多い。この圧電
層の「共用」により、54.7度のエッチング角度に起
因する基板スペースの損失を緩和することに役立つ。
ず、従来の思考によれば圧電層の支持されていない領域
(自立領域)のみの両側に上部電極及び下部電極がなけ
ればならない。こうすることで音響エネルギーが生成さ
れる領域が自立領域へと分離され、音響エネルギーが下
部の基板中へと消失しにくくなる。更に従来の思考で
は、部品の小型化を達成するという目的の結果として、
個々に空洞を持つ別個の共鳴器を設けるということは好
ましくなかった。
張性の両方を含む広い範囲の応力に対して耐えることが
でき、比較的高い性能係数(Q)を示す自立領域を有す
る音響共鳴器の製造方法が必要とされている。
響共鳴器を利用してフィルタが形成される。この場合、
音響共鳴器の各々は独自の空洞を持ち、実質的に支持基
板中に形成された開放領域全体にわたって伸びる下部電
極を含む。下部電極は開放領域の全ての辺に接してお
り、そのため支持された周縁領域内に支持されていない
内部領域を含む。下部電極は、少なくとも1つの圧電層
と少なくとも1つの他の電極層を含む積層構造のうちの
1層である。これにより、下部電極が、積層構造の支持
されていない領域内に少なくとも1つのエッジを有する
音響共鳴器と比較して著しい改善がもたらされる。
は、音響共鳴器積層構造が堆積される表面から空洞を形
成するようにエッチングすることによって基板内に形成
される。空洞は、シリコンウエハとすることができる基
板の一部にまでしか達していない。そして、この空洞
は、後に除去される犠牲層材料によって埋められる。
成されることが望ましいが、中間層を含めることも出来
る。下部電極は、空洞の全ての辺において犠牲層材料を
越えて伸びる。空洞が異方性エッチング工程により形成
される場合、空洞は少なくとも3つの側辺を有すると考
えられる。従って下部電極は、支持された内部領域と、
基板に支持された3つ以上の周辺領域を有する。
電層は下部電極の全てのエッジを越えて伸びることが好
ましい。圧電材料(例えばAlN)はカラム状材料(co
lumnar material)であり、下部電極のエッジにおいて
容易に段を降りる。この圧電材料の特性により、従来の
手法のように下部電極のエッジが空洞領域内で終端して
いる場合、性能が劣化することになる。支持されていな
い段を有する従来の手法を用いると、支持されていない
段状のエッジにおいて歪みつつ劣悪に形成されたカラム
状圧電膜が電気性能に悪影響を及ぼすことになる。更
に、段を降りることにより構造膜に機械的な弱さが生
じ、これにより潜在的にクラックをまねく。他方では、
下部電極を空洞の全ての側辺上に重ねて設けることによ
り、性能係数(Q)が向上する。
に存在する辺を含むことが好ましい。例えば、上部電極
の3つの側辺が空洞の「枠」内にあるようにし、1つの
エッジのみが空洞のエッジに重なり、積層構造と接触す
るシリコン部分上に存在するようにする。これにより下
部電極の段状のエッジに形成される寄生FBAR又は寄
生SBARの影響を低下させる。
から除去される。材料を除去する為の放出用穴は積層構
造内に形成することも可能である。しかしながら、好適
な実施形態においては、放出用穴は空洞の周辺部までに
限定される。このようにすると、横モードエネルギーの
変換又は損失の原因となる内部の不連続部が少なくな
り、音響共鳴器のQ値が向上することに気付いたからで
ある。
一辺の一部を下部電極によって重ならないように残し、
この部分に上部電極を重ねるようにする蛇行したエッジ
を含む。従って上部及び下部電極を、支持されていない
内部領域の外側で圧電層を挟まずに同じ側辺において重
ね合わせることが出来る。
材料の段状のエッジを空洞から離して配置することによ
り、音響共鳴器の自立部分が非常に強くなり、圧縮性及
び引張性応力を含むより広い範囲の応力に耐えることが
できることである。他の利点は、下部電極の段状のエッ
ジを空洞から離したことにより、Q値を向上させるとい
うことである。下部電極のエッジを空洞内に配置する従
来の手法において、発生した横モードエネルギーは、段
状のエッジにおいて不完全に形成された圧電材料から反
射することになる。エネルギーの一部はモード変換され
て失われ、他の部分は、不完全に形成されたエッジに見
られる空隙や不純物とばらばらに衝突することにより直
接的に熱へと変換されてしまう。しかしながら、エッジ
を基板表面上へと配置することにより、空洞のエッジは
高度に反射するエッジとしてエネルギーを音響共鳴器の
自立部分へと反射して戻すように機能する。この反射
は、寄生横モードからエネルギーの一部を戻す。
り許容される膜応力の範囲は、注目に値する。最高6×
1010μN/cm2(6×109ダイン/cm2)までの
圧縮力と、約1011μN/cm2(1010ダイン/c
m2)の張力の膜応力を有するデバイスを形成した。他
の設計のものは、大幅に低い膜応力において故障(例え
ばクラックや座屈等)し始めた。Q値は少なくとも2倍
に向上した。放出用穴を自立部分の中心から空洞のエッ
ジへと移動させると、更に10%〜20%ほどの改善が
得られることがわかった。
法と比較することによって、より容易に理解することが
出来る。本発明の譲受人に譲渡されたRuby等による
米国特許出願番号第09/088,964号に記載の手
法によれば、図3及び図4に示したFBAR28が得ら
れる。FBARは、下部電極32及び上部電極34の間
に挟まれた圧電層30を含む。この従来の手法において
は、音響共鳴器の自立領域の下部電極が1つのエッジを
越えて配置されるが、空洞36のエッチングにより確定
される支持枠の全エッジを覆う(例えば重なる)わけで
はない。圧電層30の代表的な材料は窒化アルミニウム
(AlN)であり、これは、下部電極32の段状のエッ
ジにおいて歪んで不十分に形成されるカラム状材料であ
る。この不十分に形成された領域を、図3及び図4にお
いて符号40で示した。不十分に形成された領域は、図
4の3辺を持つ斜線領域40によって示すように下部電
極32の支持されていないエッジ全体に沿って伸びてい
る。
2を簡単に参照すると、下部電極44のエッジは積層構
造の支持されていない内部領域から移動しており、下部
電極44の全てのエッジが基板46に接触するようにな
っている。図3及び図4のFBAR28と比べて、FB
AR42は、両電極44、58及び圧電層54が基板4
6上に直接的に存在する寄生の重なり部分によってわず
かに結合係数が低い(例えばkt2)。しかしながら、
性能係数(Q)の増大は、この結合係数の低下を相殺し
て余りがある。性能は結合係数とQ値との積で測られる
為、FBAR42の全体的な性能は、下側の共鳴器/空
気界面の全ての辺を超えて伸びるように下部電極を形成
することにより改善される。
の製造工程を、図5〜図8を参照しつつ説明する。図5
において、基板46の一部が窪み48を含むように示さ
れる。この窪みを形成するための手段は本発明に重要で
はない。従来から周知のように、KOHエッチングを用
いて、54.7度の傾斜を有する側壁を含む異方性エッ
チングの窪みを形成することが出来る。エッチングは基
板46の全体を貫通する開口が形成される前に終了す
る。従って、先端を切り取った逆角錐形状が形成され
る。図5に示した向きにおける窪みの端から端までの距
離は、最上部において30μmである。引き続いて形成
されるFBAR積層構造の下の窪みの深さは、下にある
基板から音響的に分断されるのに充分な距離だけあれば
良い。従ってその深さは5μm未満とすることが出来
る。
表面状に成長させ、後に堆積される膜が基板46へと拡
散するのを防止することが好ましい。具体的に説明する
と、図6の犠牲層52からリン材料がシリコン基板46
へと拡散することでシリコンを導体に変えてしまうとい
う懸念があり、それは完成品の電気的動作に支障を来
す。
52が堆積される。特に限定はされないが、犠牲層はリ
ン酸シリケートガラス(PSG)とすることが出来る。
PSGは、リンを約8%含む軟質ガラス様の材料を形成
するためにシラン及びP2O5の供給源を利用し、約45
0℃の温度で堆積される。この低温プロセスは当業者に
は周知であり、本明細書では詳細に説明しない。PSG
が犠牲層材料の好適な選択肢である理由は、これが非常
に清浄かつ不活性の材料であり、相対的に低い温度で堆
積でき、またH2O:HFの希釈溶液中にて非常に早い
エッチング速度でエッチングすることが出来るからであ
る。希釈率を10:1とした場合、エッチング速度は約
3μm/分を得る。
鳴器を構築するためには、不良なベースである。かかる
層の表面は原子レベルでは、非常に粗い。FBAR/S
BARタイプの音響共鳴器には、結晶が電極の平面に対
して垂直であるカラム状に成長する圧電材料を必用とす
る。PSG層の表面上にきれいに平行化された圧電膜を
成長させようとしても、最良の場合でさえ圧電効果をわ
ずかしか、或いは全く示さない不良な多結晶の材料しか
得ることが出来ない。これは粗い表面の多数の小平面が
結晶の成長を様々な方向に生じさせるからである。
することに関連した問題は、PSG層の表面をスラリー
で研磨し、図5で形成された窪み48の外側にあるPS
G層の上部を除去することにより解決できる。この結果
得られた構造が図7に示されている。残されたPSG犠
牲層52の表面を、より小さい粒子のスラリーを使って
研磨しても良い。代替として、さらなる研磨時間がかか
っても良い場合には、単一のより小さい粒子のスラリー
を両方の研磨工程に利用しても良い。その目的は「鏡面
のように」仕上げることである。熱酸化膜50も犠牲層
52の下にある部分を除いて基盤46表面から研磨され
ているように示されているが、これは重要ではない。
スラリーを使用したことで基板表面にはシリカ粒子が残
っている。この粒子を除去しなければならない。好適な
実施形態においては、これを例えばPOLYTEX(コ
ネチカット州、Rodel社)という商標名で市販され
ているもののような、硬質パッドを使った第二のエメリ
ーバフ(polishing wheel)を利用することにより実施
する。潤滑剤としては脱イオン水を利用する。研磨終了
後、基盤46は最終洗浄工程の準備が整うまで脱イオン
水中に維持される。シリコン基板は最終研磨工程から最
終洗浄工程までの間、乾燥した状態にしてはならない。
最終洗浄工程には、基板を様々な化学薬品の入った一連
のタンク中に浸漬することが含まれる。各タンクは超音
波攪拌されている。このような洗浄ベンチは当該技術に
おいて周知であり、詳細な説明は省く。
犠牲層52の表面は滑らかとなり、圧電層の「種結晶」
となり得る結晶構造を含まないという事実にもかかわら
ず、非常にきめの細かい、優良な圧電特性を示すc軸圧
電材料の堆積のベースを提供する。
法を示したが、表面に必要な平滑性をもたらす方法であ
れば他の研磨法及び洗浄法を代用しても良い。好適な実
施形態における最終表面は、原子間力顕微鏡プローブに
よる測定で、高さの二乗平均平方根(RMS)のばらつ
きが0.5μm未満である。
器を構成する各層が、基板46及び犠牲層52の表面上
に堆積される。図8を参照すると、第一の層は下部電極
44である。好適な電極材料はモリブデンであるが、他
の材料を代用しても良い。例えば、アルミニウム、タン
グステン、金、プラチナ、パラジウム又はチタン等から
電極を作ることが可能である。モリブデンが好適である
のは、その熱弾性損失が低い為である。モリブデンの熱
弾性損失はアルミニウムの約1/56である。
される。圧電層の好適な材料は、スパタリングにより堆
積したAlNである。圧電層を形成するためのAlNの
堆積は、当該技術で周知である為、堆積プロセスの説明
は省略する。好適な実施形態において、圧電層は0.1
μm〜10μmの厚さを持つ。
形成された窪み48全体にわたって広がっており、その
窪み48は現時点では中に犠牲層52を含む。図8に示
されるように圧電層54は下部電極44の端部を越えて
伸びており、そのためカラム状の圧電材料は、基板46
表面上に存在する不良に形成された段状のエッジ56を
含む。これが図3及び図4に示した従来手法の支持され
ていない段状のエッジ40とは異なる点である。
積される。上部電極もモリブデンから構成されることが
望ましい。FBAR42の積層構造が形成された後、犠
牲層52が前に形成された窪みから除去される。PSG
材料の除去は、実用上の観点から、積層構造中に穴をあ
け、上述したH2O:HFの希釈溶液が犠牲材料へと近
づく手段を提供することにより実施される。しかしなが
ら、この放出用穴を窪み48の外周までに限定すること
で、より高いQ値を得られることがわかっている。図1
0の上面図を参照すると、犠牲材料を窪み48から除去
する手段として外周HF放出用穴60が形成されてい
る。この時点においても、積層構造は支持されていない
内部領域及び基板46の表面に取り付けられた4つの一
体化周辺領域を含んだ状態にある。
58は窪み48のエッジのうちの1つにしか重なってい
ない。FBARの寄生性質は相対的に小さいが、その影
響は電極‐圧電材料‐電極のサンドイッチ状の構造をシ
リコン基板46の1部分上にのみ形成することにより、
制御され得る。
R62の他の実施形態を示す上面図である。下部電極6
4が1つ以上のリセス66、68を含み、上部電極74
のくびれ部分70、72がこれらのリセスを通る為、こ
の実施形態を「さねはぎ構造」と呼ぶことが出来る。基
板78中の空洞76は上部電極及び下部電極により覆わ
れている為、点線で示した。この上面図からわかる通
り、上部電極74は空洞76の上にあたる領域において
のみ下部電極64と重なっている。FBAR62のQ値
は図9に示したFBAR42のQ値よりもわずかに小さ
く、破損の可能性も若干高いものの、FBAR62には
下の基板78へのいかなる寄生結合も排除出来るという
利点がある。依然として下部電極64は空洞76の全て
のエッジを越えて広がっている為、そしてカラム状の圧
電材料(図示せず)が下部電極の段を下る領域が最小限
である為、破損の可能性はわずかにしか増大しない。
2、84、86、88及び90を含む半梯子型トポロジ
ーのフィルタ80が示されている。共鳴器の各々は上述
した本発明に従って形成されている。共鳴器82、84
及び86は直列に接続されており、共鳴器88及び90
は接地に接続される分路共鳴器である。当該技術で周知
のように、直列共鳴器と分路共鳴器との間の根本的な違
いは、中心周波数の選択である。半梯子型トポロジーの
場合、分路共鳴器は直列共鳴器よりも低い周波数に調整
される。
(step skirts)、通過帯域の低い挿入損失、及び段あ
たりの高い選択度として現れる)を得るには、各共鳴器
82、84、86、88及び90のQ値を可能な限り高
くしなければならないことがわかっている。これを実現
するには、各共鳴器が独自の空洞を持ち、図11に示し
たように下部電極がその空洞の4辺全てに及ばなければ
ならない。
を説明して来たが、この工程は図13に示したようなS
BARの形成にも等しく適用することが出来る。SBA
Rの積層構造92は下部電極44、圧電層54及び電極
58を含む。これらの層は、電極58の上にもう1つの
圧電層98が形成されることから電極58の厚さが重要
であるという点を除いて、機能的にも構造的にも図9に
関して説明したものと同一である。従って、電極58は
100nm(1000Å)未満の厚さであるべきであ
る。圧電層94上にはもう1つの電極96が形成され
る。上述した第一の圧電層54及び電極58の形成プロ
セスは、第二の圧電層94及び新たな電極96の形成に
も適用される。必用に応じて、追加の圧電層及び電極を
付加しても良い。
48の上にある支持されていない内部領域を含む。下部
電極44は、基板46の表面、又は基板の表面に形成さ
れた中間層と接触する4つの周辺領域を含む。
したものとして説明してきたが、他の材料を使用するこ
とも出来る。例えば、スピンオンガラスのような他の形
態のガラスを利用しても良い。更に、材料上でスピニン
グによって、又は基板が特別なチャンバ内にある間に材
料を堆積することによってのいずれかによって、堆積さ
せることが出来るポリビニール、ポリプロピレン及びポ
リスチレン等のようなプラスチック材料としても良い。
犠牲層は有機剥離剤又はO2プラズマエッチングを用い
て除去することが出来る。PSG犠牲層を有する場合、
一般的にこれらの材料の表面は原子的には平滑でないた
め、これらの材料とともに研磨が重要である。
電極により完全に覆われる基板の開放領域は、上述した
ように窪み48を作ることによって形成されている。し
かしながら、空洞全体を覆う下部電極構造は、基板を貫
通する空洞を作ることにより開放領域を構成したデバイ
スにも適用することが出来る。
を含む広い範囲の応力に対して耐えることができ、高い
性能係数(Q)を示す自立領域を有する音響共鳴器の製
造方法が提供される。
れたSBARの側断面図である。
断面図である。
第09/088,964号に記載の工程に従って形成さ
れたFBARの側断面図である。
製造工程における側断面図である。
材料を形成した状態を示す側断面図である。
た空洞内にある犠牲材料以外の犠牲材料を除去した状態
を示す側断面図である。
に積層構造が形成された後の状態を示す側断面図であ
る。
から犠牲材料を除去した後の状態を示す側断面図であ
る。
BARの上面図である。
フィルタの概略図である。
たSBARの側断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】基板(46;78)上に音響共鳴器(42;62;
92)を製作する方法であって、 前記基板の浮遊領域(48;76)上に、その浮遊領域の各
境界を越えて伸びるエッジを有するように下部電極(4
4;64)を形成するステップと、 圧電材料(54、94)を前記下部電極上に形成するステッ
プと、及び前記圧電材料上に上部電極(58、96;74)を
形成するステップとからなり、 前記下部電極の前記エッジを前記浮遊領域の全ての側辺
に接触させたまま残し、その下部電極の内側の領域を前
記基板と接触させない状態とすることを含む、方法。 - 【請求項2】前記上部電極(58、94;74)を形成する前
記ステップは、前記上部電極の対向するエッジが前記浮
遊領域(48;76)と位置合わせされた領域内にあるよう
に導電性材料を堆積させるステップを含む、請求項1に
記載の方法。 - 【請求項3】前記導電性材料(58、96)を堆積させる前
記ステップは、周辺部の大部分が前記浮遊領域(48;7
6)と位置合わせされた前記領域内にあるように前記上
部電極を画定するステップを含む、請求項2に記載の方
法。 - 【請求項4】前記基板(46;78)の前記浮遊領域に空洞
(48;76)を形成して、前記下部電極(44;64)の前記
内部領域を自由にするステップを更に含む、請求項1、
2又は3に記載の方法。 - 【請求項5】前記空洞を形成する前記ステップが、 前記基板(46;78)中に窪み(48)を形成するステップ
と、 前記窪みを犠牲材料(52)で埋めるステップと、 前記犠牲材料上及び前記基板上に、前記浮遊領域の前記
境界の各々を越えて広がる前記下部電極(44)を堆積す
るステップと、及び前記下部電極、上部電極及び前記圧
電材料(54)を形成する前記ステップの後に前記犠牲材
料を除去するステップとを含む、請求項4に記載の方
法。 - 【請求項6】前記下部電極(64)を形成する前記ステッ
プは、前記下部電極が前記浮遊領域の前記全ての側辺に
接触した状態を維持しながら、前記浮遊領域(76)の周
辺部分のうちの少なくとも1つの部分(66、68)を前記
下部電極が重ならないように残すことを含み、及び前記
上部電極(74)を形成する前記ステップが、前記上部電
極の前記浮遊領域の前記周辺部への重なりを、前記少な
くとも1つの部分に限ることを含む、請求項1、2、
3、4又は5に記載の方法。 - 【請求項7】 上面に開放領域(48;78)を有する基板
(46;78)と、 前記上面及び前記開放領域上に位置する活性積層構造で
あって、前記活性積層構造が、圧電層(54)の両側に下
部電極(44;64)と上部電極(48;74)を含み、前記下
部電極が前記開放領域にまたがって伸びて前記基板に接
続していることにより、支持されていない状態の内部領
域と、前記開放領域の各主要な辺上の支持された状態の
周辺領域とが設けられており、前記支持されていない内
部領域が前記支持されている周辺領域により実質的に囲
まれている、活性積層構造とからなる音響共鳴器(42;
62;92)。 - 【請求項8】前記開放領域が前記基板中の空洞(48;7
6)であり、前記空洞が前記基板の前記上面から部分的
に異方性エッチングにより形成されたことを示す構成を
有する、請求項7に記載の音響共鳴器。 - 【請求項9】前記空洞(48;76)が、前記空洞(48)の
形成を可能とするように使用可能な放出用穴(60)だけ
で、前記活性積層構造により実質的に囲まれている、請
求項7又は8に記載の音響共鳴器。 - 【請求項10】前記放出用穴(60)が前記空洞(48)の
周辺部までに限定されている、請求項9に記載の音響共
鳴器。
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