JP2017208711A5

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Publication number: JP2017208711A5
Application number: JP2016099943A
Authority: JP
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2036-05-18

Description

本発明は、基板と、前記基板上に設けられた圧電膜と、前記基板上に空隙を介し設けられ、前記圧電膜と接し、平面視において前記空隙と重なる領域内に薄膜部と、前記空隙から前記圧電膜と接する面までの距離が前記薄膜部より大きい厚膜部とを有する下部電極と、前記圧電膜の前記下部電極が接する面とは反対の面に設けられた上部電極と、を具備する圧電薄膜共振器である。

上記構成において、前記領域は多角形状であり、前記厚膜部は、前記領域の中心と、前記下部電極および前記上部電極が前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが重なる共振領域から引き出される引き出し領域が設けられた前記多角形状の辺の中心と、を結ぶ直線の少なくとも一部を含む帯状に設けられている構成とすることができる。

図１（ａ）は、実施例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１（ｂ）および図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｄ）は、Ｂ−Ｂ断面図である。図２（ａ）から図２（ｄ）は、実施例１の直列共振器の製造方法を示す断面図（その１）である。図３（ａ）から図３（ｄ）は、実施例１の直列共振器の製造方法を示す断面図（その２）である。図４（ａ）は、比較例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図５は、比較例１において亀裂の生じる箇所を示した図である。図６（ａ）は、実施例１の変形例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例２および３に係る圧電薄膜共振器の平面図である。図８は、実施例１の変形例４に係る圧電薄膜共振器の平面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例５および６に係る圧電薄膜共振器の平面図である。図１０（ａ）は、実施例２に係る圧電薄膜共振器の断面図、図１０（ｂ）から図１０（ｄ）は、実施例２に係る圧電薄膜共振器の製造方法を示す断面図である。図１１（ａ）は、実施例２の変形例１に係る圧電薄膜共振器の断面図、図１１（ｂ）から図１１（ｄ）は、実施例２の変形例１に係る圧電薄膜共振器の製造方法を示す断面図である。図１２（ａ）は、実施例２の変形例２に係る圧電薄膜共振器の断面図、図１２（ｂ）から図１２（ｄ）は、実施例２の変形例２に係る圧電薄膜共振器の製造方法を示す断面図である。図１３（ａ）は、実施例３に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１４（ａ）は、実施例３の変形例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、実施例４および変形例１に係る圧電薄膜共振器の断面図である。図１６（ａ）は、実施例５に係る圧電薄膜共振器の平面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１７は、実施例５の変形例１に係る圧電薄膜共振器の平面図である。図１８は、実施例６に係るフィルタの回路図である。図１９（ａ）は、実施例６の変形例１に係るフィルタの平面図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２０（ａ）は、実施例６の変形例２に係るフィルタの平面図、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２１（ａ）は、実施例６の変形例３に係るフィルタの平面図、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２２は、実施例７に係るデュプレクサの回路図である。

一方、引き出し領域６１に厚膜部２５が設けられると凹凸が形成され、製造工程の不安定要因となりうる。実施例１の変形例１では、引き出し領域６１に厚膜部２５が形成されていないため、下部電極１２形成後の製造工程等を安定化できる。

図１０（ｂ）に示すように、実施例１の図２（ａ）の後に犠牲層３８および基板１０上に金属膜２７ａを形成する。図１０（ｃ）に示すように、金属膜２７ａ上に金属膜２７ｂを形成する。金属膜２７ａおよび２７ｂは、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法を用い成膜される。図１０（ｄ）に示すように、薄膜部２６となる金属膜２７ｂの一部を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用い除去する。厚膜部２５において金属膜２７ｂは除去されていない。金属膜２７ａおよび２７ｂにより下部電極１２が形成される。以降の工程は、実施例１の図２（ｄ）以降と同じであり説明を省略する。

図１１（ｂ）に示すように、実施例１の図２（ａ）の後に犠牲層３８および基板１０上に追加膜２８を形成する。追加膜２８は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法を用い成膜される。図１１（ｃ）に示すように、薄膜部２６となる追加膜２８の一部を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用い除去する。厚膜部２５において追加膜２８は除去されていない。図１１（ｄ）に示すように、犠牲層３８および追加膜２８上に下部電極１２を形成する。以降の工程は、実施例１の図２（ｄ）以降と同じであり説明を省略する。

図１２（ｂ）に示すように、実施例１の図２（ａ）の後に犠牲層３８および基板１０上に追加膜２８を形成する。追加膜２８は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法またはＣＶＤ法を用い成膜される。図１２（ｃ）に示すように、薄膜部２６となる追加膜２８の一部を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用い薄膜化する。厚膜部２５において追加膜２８は薄膜化されていない。図１２（ｄ）に示すように、犠牲層３８および追加膜２８上に下部電極１２を形成する。以降の工程は、実施例１の図２（ｄ）以降と同じであり説明を省略する。

実施例３の変形例１によれば、挿入膜２９により、弾性波の共振領域５０から横方向への漏洩を抑制できる。これにより、圧電薄膜共振器のＱ値を向上できる。挿入膜２９のヤング率または音響インピーダンスは、圧電膜１４より小さいことが好ましい。例えば圧電膜１４が窒化アルミニウムを主成分とする場合、挿入膜２９は、Ａｌ膜、Ａｕ（金）膜、Ｃｕ（銅）膜、Ｔｉ膜、Ｐｔ（白金）膜、Ｔａ（タンタル）膜、Ｃｒ膜または酸化シリコン膜であることが好ましい。特に、ヤング率の観点から挿入膜２９は、Ａｌ膜または酸化シリコン膜であることが好ましい。

Claims

基板と、
前記基板上に設けられた圧電膜と、
前記基板上に空隙を介し設けられ、前記圧電膜と接し、平面視において前記空隙と重なる領域内に薄膜部と、前記空隙から前記圧電膜と接する面までの距離が前記薄膜部より大きい厚膜部とを有する下部電極と、
前記圧電膜の前記下部電極が接する面とは反対の面に設けられた上部電極と、
を具備する圧電薄膜共振器。
前記厚膜部は、前記領域の中心と、前記下部電極および前記上部電極が前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが重なる共振領域から引き出される引き出し領域と、を結ぶ直線の少なくとも一部を含む帯状に設けられている請求項１記載の圧電薄膜共振器。
前記厚膜部は、前記領域の中心と、前記下部電極が前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが重なる共振領域から引き出される引き出し領域と、を結ぶ直線を含む帯状に設けられている請求項１記載の圧電薄膜共振器。
前記領域は楕円形状であり、前記厚膜部は前記楕円形状の短軸の少なくとも一部を含む帯状に設けられている請求項１から３のいずれか一項記載の圧電薄膜共振器。
前記領域は多角形状であり、前記厚膜部は、前記領域の中心と、前記下部電極および前記上部電極が前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが重なる共振領域から引き出される引き出し領域が設けられた前記多角形状の辺の中心と、を結ぶ直線の少なくとも一部を含む帯状に設けられている請求項１記載の圧電薄膜共振器。
前記厚膜部において前記空隙と前記下部電極との間に設けられ、前記薄膜部において設けられていない追加膜を具備する請求項１から５のいずれか一項記載の圧電薄膜共振器。
前記厚膜部における前記下部電極は前記薄膜部における前記下部電極より厚い請求項１から５のいずれか一項記載の圧電薄膜共振器。
前記下部電極と前記上部電極との間において、前記圧電膜を挟み前記下部電極と前記上部電極とが対向する共振領域内の外周領域の少なくとも一部に設けられ、前記共振領域の中央領域には設けられていない挿入膜を具備する請求項1から７のいずれか一項記載の圧電薄膜共振器。
請求項１から８のいずれか一項記載の圧電薄膜共振器を含むフィルタ。
複数の前記圧電薄膜共振器を具備し、
前記複数の圧電薄膜共振器のうち隣接する圧電薄膜共振器において前記下部電極および前記厚膜部が連続する請求項９記載のフィルタ。
請求項９または１０記載のフィルタを含むマルチプレクサ。