JP2020048193A - 犠牲層エッチングのためのリリースポートの位置 - Google Patents

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Abstract

【課題】薄膜バルク弾性波共振器及びこれを製造する方法、実施形態を提供する。【解決手段】薄膜バルク弾性波共振器１００は、キャビティ１３５の上に配置された圧電膜１１５を含む。キャビティは、第１頂点、第２頂点及び第３頂点を含む部分楕円の形状とされる。薄膜バルク弾性波共振器はさらに、キャビティの中から犠牲材料すべてを除去する為に、エッチング時間を最小限にする位置にある３つのリリースポート（アパチャ）１４５を含み、犠牲材料の層をエッチングにより除去する。【選択図】図１

Description

本開示の複数の実施形態は、弾性波デバイスとこれを製造する方法に関する。
弾性波デバイス、例えばバルク弾性波（ＢＡＷ）デバイスは、無線周波数電子システムにおけるフィルタのコンポーネントとして利用することができる。例えば、携帯電話機の無線周波数フロントエンドにおけるフィルタは、弾性波フィルタを含み得る。２つの弾性波フィルタをデュプレクサとして配列することができる。
ここに開示される一側面によれば、薄膜バルク弾性波共振器が与えられる。薄膜バルク弾性波共振器は、第１頂点、第２頂点及び第３頂点を含む部分楕円の形状とされたキャビティの上に配置された圧電膜と、当該キャビティの中から犠牲材料すべてを除去するエッチ時間を最小限にする位置にある３つのリリースポートとを含む。
いくつかの実施形態において、当該リリースポートのうち第１リリースポートは、キャビティのエッジにおいて、第１頂点と第２頂点との間の弦に垂直に当該第１頂点と第２頂点との間の弦の中心から当該第１頂点と第２頂点との間のキャビティのエッジまで延びる線の交差によって画定される位置に配置される。当該リリースポートのうち第２リリースポートは、キャビティのエッジにおいて、第１リリースポートの位置に配置された中心と第１頂点及び第２頂点と交差するエッジとを有する第１円と同じサイズを有するとともに第３頂点と交差するエッジを有する第２円の中心によって画定された第１頂点と第３頂点との間の位置に配置されてよい。当該リリースポートの第３リリースポートは、キャビティのエッジにおいて、第２頂点と交差するエッジを有するとともに第１円と同じサイズを有する第３円の中心によって画定された第２頂点と第３頂点との間の位置に配置されてよい。第１頂点と第２頂点との間の弦は、第１頂点と第３頂点との間の弦よりも短い。第１頂点と第２頂点との間の弦は、第２頂点と第３頂点との間の弦よりも短い。
いくつかの実施形態において、３つのリリースポートはそれぞれが、キャビティの内部容積と流体連通する。
いくつかの実施形態において、共振器はさらに、キャビティに面する圧電膜の下側に配置された底部電極と、当該下側に対向する圧電膜の上側に配置された頂部電極とを含み、３つのリリースポートの少なくとも一つは、少なくとも部分的に、当該圧電膜、頂部電極又は底部電極の一つ以上を貫通するアパチャによって画定される。
いくつかの実施形態において、３つのリリースポートはそれぞれが、実質的に同一の断面積を有する。
いくつかの実施形態において、キャビティの境界は、第１頂点から第３頂点まで延びる弧によって画定される。第２頂点は当該弧の上に配置されてよい。
いくつかの実施形態において、無線周波数フィルタが、ここに開示される共振器を含む。無線周波数フィルタは、電子機器モジュールに含まれてよい。電子機器モジュールは、電子デバイスに含まれてよい。
他側面によれば、薄膜バルク弾性波共振器を形成する方法が与えられる。方法は、第１頂点、第２頂点及び第３頂点を含む部分楕円の形状とされた犠牲材料層の上に圧電膜を配置して当該圧電膜の下に当該犠牲材料が充填されたキャビティを形成することと、当該圧電膜を貫通して当該犠牲材料層の中に入るリリースポートを形成することと、当該犠牲材料のためのエッチャントを、当該リリースポートを通して導入することにより当該犠牲材料層を除去することとを含み、当該リリースポートは、当該犠牲材料のすべてを除去するエッチ時間を最小限にする位置に配置される。
いくつかの実施形態において、リリースポートを形成することは、第１頂点と第２頂点との間の弦に垂直に当該第１頂点と第２頂点との間の弦の中心から当該第１頂点と第２頂点との間の当該キャビティのエッジまで延びる線の交差によって画定されるキャビティのエッジに配置された位置に第１リリースポートを形成することを含む。リリースポートを形成することはさらに、第１リリースポートの位置に配置された中心と第１頂点及び第２頂点と交差するエッジとを有する第１円と同じサイズを有するとともに第３頂点と交差するエッジを有する第２円の中心によって画定された第１頂点と第３頂点との間の、キャビティのエッジに配置された位置に第２リリースポートを形成することを含んでよい。リリースポートを形成することはさらに、第２頂点と交差するエッジを有するとともに第１円と同じサイズを有する第３円の中心によって画定された第２頂点と第３頂点との間の、キャビティのエッジに配置された位置に第３リリースポートを形成することを含んでよい。第１リリースポート、第２リリースポート及び第３リリースポートは、エッチングによって形成することができる。
いくつかの実施形態において、方法はさらに、第１リリースポート、第２リリースポート及び第３リリースポートの一つ以上を通してキャビティからエッチ反応生成物を除去することを含む。
いくつかの実施形態において、薄膜バルク弾性波共振器は、キャビティに面する圧電膜の下側に配置された底部電極と、当該下側に対向する当該圧電膜の上側に配置された頂部電極とを含み、方法はさらに、当該圧電膜、頂部電極又は底部電極の一つ以上を貫通する一つ以上のアパチャを形成することにより、第１リリースポート、第２リリースポート及び第３リリースポートの少なくとも一つを形成することを含む。
いくつかの実施形態において、リリースポートを通して犠牲材料層のためのエッチャントを導入することは、当該リリースポートを通してフッ化物含有ガスを導入することを含む。リリースポートを通して犠牲材料のためのエッチャントを導入することは、当該リリースポートを通して二フッ化キセノンガスを導入することを含んでよい。
いくつかの実施形態において、犠牲材料層の上に圧電膜を配置することは、ポリシリコンの層の上に当該圧電膜を配置することを含む。
いくつかの実施形態において、リリースポートを通して犠牲材料のためのエッチャントを導入することは、当該リリースポートを通して液体エッチャントを導入することを含む。
いくつかの実施形態において、方法はさらに、犠牲材料層を除去した後にリリースポートを封止することを含む。
本開示の複数の実施形態が、添付図面を参照する非限定的な例を介して以下に記載される。
薄膜バルク弾性波共振器の一例の、簡略化された断面図である。 図１の薄膜バルク弾性波共振器の当該一例の形成中に行われる一ステップの簡略化された断面図である。 図１の薄膜バルク弾性波共振器の当該一例の形成中に行われる他ステップの簡略化された断面図である。 図１の薄膜バルク弾性波共振器の当該一例の形成中に行われる他ステップを模式的に示す。 薄膜バルク弾性波共振器の一例におけるリリースポートの位置を示す。 薄膜バルク弾性波共振器の一例におけるリリースポートのための箇所を特定する方法の第１ステップを示す。 薄膜バルク弾性波共振器の一例におけるリリースポートのための箇所を特定する方法の第２ステップを示す。 薄膜バルク弾性波共振器の一例におけるリリースポートのための箇所を特定する方法の第３ステップを示す。 薄膜バルク弾性波共振器における、犠牲材料層のオーバーエッチングが所望され得る箇所を示す。 第１の代替方法を利用して選択された薄膜バルク弾性波共振器の一例におけるリリースポートの箇所を示す比較例である。 第２の代替方法を利用して選択された薄膜バルク弾性波共振器の一例におけるリリースポートの箇所を示す比較例である。 一例のデバイスにおける薄膜圧電共振器の相対的な箇所を示す。 本開示の複数の側面に係る一つ以上の薄膜バルク弾性波共振器素子を含み得るフィルタモジュールの一つの例のブロック図である。 本開示の複数の側面に係る一つ以上のフィルタモジュールを含み得るフロントエンドモジュールの一つの例のブロック図である。 図１０のフロントエンドモジュールを含む無線デバイスの一つの例のブロック図である。
所定の実施形態の以下の説明は、特定の実施形態の様々な記載を表す。しかしながら、ここに記載のイノベーションは、例えば特許請求の範囲によって画定され及びカバーされる多数の異なる態様で具体化することができる。本記載において、同じ参照番号が同一の又は機能的に類似の要素を示し得る図面が参照される。理解されることだが、図面に示される要素は必ずしも縮尺どおりではない。さらに理解されることだが、所定の実施形態は、図面に示されるよりも多くの要素を含んでよく、及び／又は図面に示される要素の部分集合を含んでよい。さらに、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面からの特徴のいずれかの適切な組み合わせを組み入れてよい。
薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）は、一般に頂部電極と底部電極との間に挟まれた圧電材料の膜を含むバルク弾性波共振器の一形態であり、当該圧電材料の膜はキャビティの上に懸架されて振動が許容される。頂部電極及び底部電極間に適用される信号が弾性波を発生させて圧電材料の膜を通るように進行させる。ＦＢＡＲは、適用された信号に対し、圧電材料の膜の厚さによって決定される共振ピークを有する周波数応答を示す。
図１は、一般に１００で示されるＦＢＡＲの一例の簡略化された断面図である。ＦＢＡＲ１００は、基板１１０上に配置される。基板１１０は例えば、例えば二酸化ケイ素の誘電表面層１１０Ａを含み得るシリコン基板である。ＦＢＡＲ１００は、圧電材料１１５、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の層又は膜を含む。頂部電極１２０は、圧電材料１１５の層又は膜の一部分の上に配置され、底部電極１２５は、圧電材料１１５の層又は膜の一部分の下に、頂部電極１２０が配置されるその表面に対向するように配置される。頂部電極１２０は、例えばルテニウム（Ｒｕ）から形成されてよい。底部電極１２５は、単数の材料層から形成してよく、又は、圧電材料１１５の層又は膜の一部分の下に接触するように配置されたＲｕの層と、圧電材料１１５の層又は膜の当該一部分の下に接触する当該Ｒｕの層の一側に対向して当該Ｒｕの層の下側に配置されたチタン（Ｔｉ）の層とを含む二重層から形成してよい。頂部電極１２０と、オプションとしての底部電極１２５とが、誘電材料１３０、例えば二酸化ケイ素の層によって覆われてよい。キャビティ１３５が、底部電極１２５及び基板１１０の表面層１１０Ａの下に画定される。例えば銅から形成される底部電気コンタクト１４０は、底部電極１２５との電気接続をなし、例えば銅から形成される頂部電気コンタクト１４５は、頂部電極１２０との電気接続をなす。
なお、上記の相対的な位置「頂部」及び「底部」への参照は、これらの位置が互いから区別されることだけが意図される。実際のところ、ここに開示されるＦＢＡＲは、図１に示される配向から回転して又は上下反対にして配向させることができる。すなわち、実際のところ、頂部電極１２０は、ＦＢＡＲの配向に応じて底部電極１２５の横に又は下に配向させることができる。
図１に示されるようなＦＢＡＲを形成する方法における一ステップが図２に示される。ＦＢＡＲ１００を形成する方法において、例えばポリシリコンのような犠牲材料１４２の層が、基板１１０上に又は当該基板の誘電表面層１１０Ａ上に堆積され、後にキャビティ１３５を画定する形状を有するようにパターニングされる。図２に示されるように、底部電極１２５は、犠牲材料１４２の層上に堆積され、オプションとして、犠牲材料１４２の層の上面に形成された二酸化ケイ素１０Ａの層の頂面上に堆積される。図３に示されるように、圧電材料１１５の膜、頂部電極１２０、誘電材料１３０の層、並びに底部及び頂部電気コンタクト１４０、１４５を含んでＦＢＡＲ１００を作り上げる付加層もまた堆積される。
図３に示される構造において、圧電材料１１５の膜、及び下側電極１２５の下には、犠牲材料１４２の層が依然として存在する。圧電材料１１５の膜が自由に振動するようなキャビティ１３５を形成するべく、犠牲材料の層が除去される。
犠牲材料１４２の層を除去する方法は、図４に模式的に示される。犠牲材料の層を除去するべく、一つ以上のアパチャ１４５がエッチングされ、犠牲材料１４２の層の上においてＦＢＡＲ１００の一部分又は複数部分を通過する。一つ以上のアパチャ１４５はエッチングされ、圧電材料１１５の膜、頂部電極１２０、及び底部電極１２５又はこれらの部分集合を、これらの構造物の形状、及び一つ以上のアパチャ１４５の箇所に応じて通過し得る。一つ以上のアパチャ１４５は典型的に、ＦＢＡＲ１００の周縁にある箇所でエッチングされる。一つ以上のアパチャ１４５は、同一の又は実質的に同様の断面積又は直径を有し得る。一つ以上のアパチャ１４５は、約１０μｍから約５０μｍ、例えば約２４μｍ、の直径を有し得る。一つ以上のアパチャ１４５は、例えば圧電材料１１５の膜のようなＦＢＡＲデバイスの層を通る機械波の伝播への任意の影響を低減するべくＦＢＡＲデバイスキャビティのエッジに又はその近傍に配置されるのが望ましい。図５は、ＦＢＡＲの一実施形態の平面図を示す。このＦＢＡＲは、部分楕円形状と、ＦＢＡＲの周縁まわりの異なる箇所にエッチングされた３つのアパチャ１４５とを有する。
ひとたび一つ以上のアパチャ１４５が形成されると、犠牲材料１４２の層がエッチングにより除去される。いくつかの実施形態において、エッチャントガス、例えば二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）のようなフッ化物含有ガス、が犠牲材料１４２の層をエッチングにより除去するべく利用される。ガスは、一つ以上のアパチャ１４５を通して導入され、犠牲材料１４２の層の材料と反応し、ガス状反応生成物が一つ以上のアパチャ１４５を通って戻るように外に出る。よって、一つ以上のアパチャ１４５は、「リリースポート」と称してよい。エッチング反応は、以下の式に従って生じる。
Figure 2020048193
他実施形態において、ガス状エッチャントに加えて又はその代替として、液体エッチャント、例えばフッ化水素酸含有溶液を、犠牲材料１４２の層をエッチングして除去するべく使用することができる。
出願人が認識していることだが、犠牲材料１４２の層を除去するべく使用されるエッチャントの量、及び処理時間は、リリースポート１４５の思慮深い配置によって最小限にすることができる。犠牲材料１４２の層の気体系又は液体系エッチングは典型的に等方性である。よって、エッチングされる犠牲材料１４２の層のエリアは、時間と線形関係で径方向にサイズが成長するリリースポート１４５を中心とする円によって近似することができる。すなわち、リリースポート１４５の最適な箇所は、リリースポート１４５それぞれを中心としてそれぞれが同じ半径を有する円のサイズが最小限にされる一方で当該円が犠牲材料１４２の層の面積全体をカバーするような箇所とすることができる。部分楕円の形状とされたＦＢＡＲにおける３つのリリースポート１４５の最適箇所を決定する方法を、図６Ａ〜６Ｃを参照して記載する。決定されていることだが、３つのリリースポート１４５は典型的に、部分楕円の形状とされたＦＢＡＲから犠牲材料１４５の層を除去するための最適数のリリースポート１４５である。いくつかの実施形態において、大きな共振器においては、一つのリリースポートを通るエッチング量を補償するべく４つ又は５つのリリースポートを形成してよい。いくつかの実施形態において、小さな共振器は表面積が約５，０００μｍ２未満、中間サイズの共振器は表面積が約５，０００μｍ２から約１５，０００μｍ２、大きな共振器は表面積が１５，０００μｍ２以上となり得る。しかしながら、リリースポートの数が大きすぎると、ＦＢＡＲデバイスの信頼性が劣化する。デバイスのリリースポートを有する部分が、当該デバイスのリリースポートを有する部分に圧電材料及び金属を欠くことにより、リリースポートが存在しない部分よりも構造的に弱くなるからである。
図６Ａに示されるように、ＦＢＡＲにおける犠牲材料１４２の層の境界を表す部分楕円２００の頂点が特定される。これらの頂点は、図６Ａにおいて「Ａ」、「Ｂ」及び「Ｃ」に示される。線２０５が、頂点Ａを頂点Ｂ又はＣの一方と結ぶ短い方の弦（図６Ａに示される例ではＡＢ又はＡＣであり、弦ＡＣの方が短い）に垂直になるように当該短い方の弦の中点からに引かれる。線２０５と、短い方の弦ＡＣを画定する頂点間の部分楕円２００の弧との交差が、第１リリースポート１４５の箇所２１０を画定する。図示される円２１５は、箇所２１０を中心として頂点Ａから頂点Ｃまでの面積を埋める最小の円である。
第２リリースポート１４５の最適な箇所２２０を決定するべく、第１円２１５と同じサイズの第２円２２５が、当該円２２５の周縁が頂点Ｂに配置されて第２円２２５の中心が頂点Ｂ及びＣ間の線分上に配置されるように位置決めされる。（図６Ｂを参照）第２リリースポート１４５の最適な箇所２２０は、第２円２２５の中心の箇所である。
第３リリースポート１４５の最適な箇所２３０を決定するべく、第１円２１５と同じサイズの第３円２３５が、当該円２３５の周縁が頂点Ａに配置されて第３円２２５の中心が頂点Ａ及びＢ間の部分楕円２００の弧上に配置されるように位置決めされる。（図６Ｃを参照）第３リリースポート１４５の最適な箇所２３０は、第３円２３５の中心の箇所２３０である。
これらのリリースポートは、最適な箇所２１０、２２０、２３０においてエッチングされる。いくつかの実施形態において、犠牲材料層１４２のオーバーエッチングが望まれることがある。円２１５、２２５、２３５の周縁が部分楕円２００の境界に密接に近づく箇所、例えば図６Ｄにおいて２４０及び２４５に示されるエリアにおいて犠牲材料１４２の層が除去されることを保証するためである。
図７Ａは、ＦＢＡＲにおける犠牲材料１４２の層の境界を表す部分楕円２００の頂点Ａ、Ｂ、Ｃにリリースポートが配置される比較例を示す。図７Ｂは、部分楕円２００の頂点対のそれぞれの間の中点にリリースポートが配置される比較例を示す。図６Ａ〜６Ｃにおける円２１５、２２５、２３５と同じサイズの円が、図７Ａ及び７Ｂそれぞれにおいて各代替リリースポート箇所を中心として描かれる。図７Ａ及び７Ｂにおける円の組み合わせでは、部分楕円２００内の全面積がカバーされない。これは、図６Ｃに示される位置ではなく図７Ａ又は７Ｂに示される位置にリリースポートが配置されていたら、犠牲材料１４２の層を除去するのに大量の時間及び大量のエッチャント材料が使用されることを示す。
なお、図８に示されるような実際のデバイスにおける複数のＦＢＡＲの相対位置ゆえに、リリースポート１４５を最適な箇所に位置決めすることが常に可能なわけではなく、いくつかの例では、３つよりもむしろ２つのポートが利用され得る。
ここに説明される弾性波デバイスは、様々なパッケージ状モジュールに実装することができる。ここに説明されるパッケージ状弾性波デバイスの任意の適切な原理及び利点を実装することができるパッケージ状モジュールのいくつかの例を以下に説明する。図９、１０及び１１は、所定の実施形態に係る例示のパッケージ状モジュール及びデバイスの模式的なブロック図である。
上述したように、ここに開示されるＦＢＡＲ素子の複数の実施形態は、例えば、フィルタとして構成し、又はフィルタにおいて使用することができる。同様に、一つ以上のＦＢＡＲ素子を使用するＦＢＡＲフィルタは、例えば無線通信デバイスのような電子デバイスにおいて究極的に使用することができるモジュールに組み入れて当該モジュールとしてパッケージ状にすることができる。図９は、ＦＢＡＲフィルタ３１０を含むモジュール３００の一例を示すブロック図である。ＦＢＡＲフィルタ３１０は、一つ以上の接続パッド３２２を含む一つ以上のダイ３２０上に実装してよい。例えば、ＦＢＡＲフィルタ３１０は、ＦＢＡＲフィルタ用の入力接点に対応する接続パッド３２２と、ＦＢＡＲフィルタ用の出力接点に対応する他の接続パッド３２２とを含み得る。パッケージ状モジュール３００は、ダイ３２０を含む複数のコンポーネントを受容するように構成されたパッケージ基板３３０を含む。複数の接続パッド３３２をパッケージ基板３３０上に配置することができ、ＦＢＡＲフィルタダイ３２０の様々な接続パッド３２２を、電気コネクタ３３４を介してパッケージ基板３３０上の接続パッド３３２に接続することができる。電気コネクタ３３４は、様々な信号のＦＢＡＲフィルタ３１０への又はＦＢＡＲフィルタ３１０からの通過を許容するべく、例えば、はんだバンプ又はワイヤボンドとしてよい。モジュール３００はさらに、オプションとして、ここでの開示に鑑みて半導体製作の当業者に知られるような、例えば一つ以上の付加フィルタ、増幅器、前置フィルタ、変調器、復調器、ダウンコンバータ等のような他の回路ダイ３４０を含んでよい。いくつかの実施形態において、モジュール３００はまた、例えばモジュール３００の保護を与えて容易な扱いを促すための、一つ以上のパッケージ構造物を含み得る。このようなパッケージ構造物は、パッケージ基板３３０の上に形成されて様々な回路及び部品を実質的に封入する寸法とされたオーバーモールドを含み得る。
ＦＢＡＲフィルタ３１０の様々な例及び実施形態は、広範な電子デバイスにおいて使用することができる。例えば、ＦＢＡＲフィルタ３１０は、アンテナデュプレクサにおいて使用することができる。アンテナデュプレクサ自体は、ＲＦフロントエンドモジュール及び通信デバイスのような様々な電子デバイスに組み入れることができる。
図１０を参照すると、例えば無線通信デバイス（例えば携帯電話機）のような電子デバイスにおいて使用できるフロントエンドモジュール４００の一例のブロック図が例示される。フロントエンドモジュール４００は、共通ノード４０２、入力ノード４０４及び出力ノード４０６を有するアンテナデュプレクサ４１０を含む。アンテナ５１０は共通ノード４０２に接続される。
アンテナデュプレクサ４１０は、入力ノード４０４と共通ノード４０２との間に接続された一つ以上の送信フィルタ４１２と、共通ノード４０２と出力ノード４０６との間に接続された一つ以上の受信フィルタ４１４とを含み得る。送信フィルタの通過帯域は、受信フィルタの通過帯域と異なる。ＦＢＡＲフィルタ３１０の複数例を、送信フィルタ４１２及び／又は受信フィルタ４１４を形成するべく使用することができる。インダクタ又は他の整合コンポーネント４２０を、共通ノード４０２に接続してよい。
フロントエンドモジュール４００はさらに、デュプレクサ４１０の入力ノード４０４に接続された送信器回路４３２と、デュプレクサ４１０の出力ノード４０６に接続された受信器回路４３４とを含む。送信器回路４３２は、アンテナ５１０を介した送信のための信号を生成することができ、受信器回路４３４は、アンテナ５１０を介して信号を受信し、受信した信号を処理することができる。いくつかの実施形態において、受信器回路及び送信器回路は、図１０に示されるように別個のコンポーネントとして実装されるが、他実施形態においてこれらのコンポーネントは、共通送受信器回路又はモジュールに一体化され得る。当業者にわかることだが、フロントエンドモジュール４００は、図１０に例示されない他のコンポーネント（スイッチ、電磁結合器、増幅器、プロセッサ等を含むがこれらに限られない）を含んでよい。
図１１は、図１０に示されるアンテナデュプレクサ４１０を含む無線デバイス５００の一例のブロック図である。無線デバイス５００は、セルラー電話機、スマートフォン、タブレット、モデム、通信ネットワーク、又は音声若しくはデータ通信用に構成された任意の他の携帯若しくは非携帯デバイスとしてよい。無線デバイス５００は、アンテナ５１０から信号を受信及び送信することができる。無線デバイスは、図１０を参照して上述されたものと同様のフロントエンドモジュール４００の一実施形態を含む。フロントエンドモジュール４００は、上述したデュプレクサ４１０を含む。図１１に示される例において、フロントエンドモジュール４００はさらに、アンテナスイッチ４４０を含む。アンテナスイッチ４４０は、例えば送信モード及び受信モードのような、異なる周波数帯域又はモード間の切り替えをするべく構成することができる。図１１に示される例において、アンテナスイッチ４４０は、デュプレクサ４１０とアンテナ５１０との間に位置決めされるが、他例においてデュプレクサ４１０は、アンテナスイッチ４４０とアンテナ５１０との間に位置決めされてもよい。他例において、アンテナスイッチ４４０とデュプレクサ４１０とは一体化して一つのコンポーネントにすることができる。
フロントエンドモジュール４００は、送信を目的として信号生成するべく、又は受信した信号を処理するべく構成された送受信器４３０を含む。送受信器４３０は、図１０の例に示されるように、デュプレクサ４１０の入力ノード４０４に接続され得る送信器回路４３２と、デュプレクサ４１０の出力ノード４０６に接続され得る受信器回路４３４とを含み得る。
送信器回路４３２による送信のために生成された信号は、送受信器４３０からの生成信号を増幅する電力増幅器（ＰＡ）モジュール４５０によって受信される。電力増幅器モジュール４５０は、一つ以上の電力増幅器を含み得る。電力増幅器モジュール４５０は、多様なＲＦ又は他の周波数帯域の送信信号を増幅するべく使用することができる。例えば、電力増幅器モジュール４５０は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）信号又は任意の他の適切なパルス信号の送信に役立つように電力増幅器の出力をパルスにするべく使用されるイネーブル信号を受信することができる。電力増幅器モジュール４５０は、例えばＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ）（登録商標）信号、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）信号、Ｗ−ＣＤＭＡ信号、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）信号、又はＥＤＧＥ信号を含む様々なタイプの信号のいずれかを増幅するべく構成することができる。所定の実施形態において、電力増幅器モジュール４５０及びスイッチ等を含む関連コンポーネントは、例えば高電子移動度トランジスタ（ｐＨＥＭＴ）又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＢｉＦＥＴ）を使用するヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）基板上に作製し、又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）電界効果トランジスタを使用するシリコン基板上に作製することができる。
依然として図１１を参照すると、フロントエンドモジュール４００はさらに、低雑音増幅器モジュール４６０を含み得る。これは、アンテナ５１０からの受信信号を増幅してその増幅信号を、送受信器４３０の受信器回路４３４に与える。
図１１の無線デバイス５００はさらに、送受信器４３０に接続されて無線デバイス５００の動作のために電力を管理する電力管理サブシステム５２０を含む。電力管理システム５２０はまた、無線デバイス５００のベース帯域サブシステム５３０及び様々な他のコンポーネントの動作を制御することもできる。電力管理システム５２０は、無線デバイス５００の様々なコンポーネントのために電力を供給する電池（図示せず）を含み、又はこれに接続され得る。電力管理システム５２０はさらに、例えば信号の送信を制御することができる一つ以上のプロセッサ又は制御器を含み得る。一実施形態において、ベース帯域サブシステム５３０は、ユーザに与えられ又はユーザから受け取る音声及び／又はデータの様々な入力及び出力を容易にするユーザインタフェイス５４０に接続される。ベース帯域サブシステム５３０はまた、無線デバイスの動作を容易にし及び／又はユーザのための情報記憶を与えるデータ及び／又は命令を記憶するように構成されたメモリ５５０に接続することもできる。上述された実施形態のいずれもが、セルラーハンドセットのような携帯デバイスに関連して実装することができる。実施形態の原理及び利点は、ここに説明される実施形態のいずれかから有益となり得る任意のアップリンク無線通信デバイスのような、任意のシステム又は装置によって使用することができる。ここでの教示は、様々なシステムに適用可能である。本開示がいくつかの実施形態例を含むにもかかわらず、ここに説明される教示は、様々な構造に適用することができる。ここに説明される原理及び利点はいずれも、約４５０ＭＨｚ〜６ＧＨｚの範囲のような、約３０ｋＨｚ〜３００ＧＨｚの範囲にある信号を処理するＲＦ回路構成に関連して実装することができる。
本開示の複数の側面は、様々な電子デバイスに実装することができる。電子デバイスの例は、消費者用電子製品、パッケージ状無線周波数モジュールのような消費者用電子製品の部品、アップリンク無線通信デバイス、無線通信インフラストラクチャ、電子試験機器等を含むがこれらに限られない。電子デバイスの例は、スマートフォンのような携帯電話機、スマートウォッチ又はイヤーピースのような装着可能コンピューティングデバイス、電話機、テレビ、コンピュータモニタ、コンピュータ、モデム、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、電子レンジ、冷蔵庫、自動車用電子システムのような車載電子システム、ステレオシステム、デジタル音楽プレーヤー、ラジオ、デジタルカメラのようなカメラ、携帯メモリーチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯／乾燥機、コピー機、ファクシミリ機、スキャナ、多機能周辺デバイス、腕時計、置き時計等を含むがこれらに限られない。さらに、電子デバイスは未完成の製品も含んでよい。
本明細書及び特許請求の範囲全体にわたり、文脈上そうでないことが明らかに必要とされない限り、「含む」、「備える」、「包含する」等の単語は一般に、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「〜を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。ここで一般に使用される単語「結合」は、直接接続されるか又は一つ以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２つ以上の要素を言及する。同様に、ここで一般に使用される単語「接続」は、直接接続されるか又は一つ以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２つ以上の要素を言及する。加えて、単語「ここ」、「上」、「下」及び同様の趣旨の単語は、本アプリケーションにおいて使用される場合、本アプリケーション全体を言及し、本アプリケーションの任意の固有部分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数を使用する上述の詳細な説明における用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。２つ以上の項目のリストを言及する単語「又は」及び「若しくは」は、当該単語の以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意の組み合わせである。
さらに、とりわけ「できる」、「し得る」、「してよい」、「かもしれない」、「例えば」、「のような」等のようなここに記載の条件付き言語は一般に、特にそうでないことが述べられ、又は使用の文脈上そうでないことが理解される場合を除き、所定の実施形態が所定の特徴、要素及び／又は状態を含む一方で他の実施形態がこれらを含まないことを伝えるように意図される。すなわち、かかる条件的言語は、特徴、要素及び／若しくは状態が一つ以上の実施形態にとって必要な任意の態様にあること、又は一つ以上の実施形態が必ず、筆者のインプット若しくは促しありで若しくはなしで、これらの特徴、要素及び／若しくは状態が任意の固有実施形態に含まれ若しくは当該実施形態で行われるか否かを決定するロジックを含むこと、を示唆することを一般には意図しない。
所定の実施形態が記載されてきたが、これらの実施形態は、例示により提示されたにすぎないので、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際のところ、ここに記載される新規な方法、装置及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更が、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。例えば、ブロックが所与の配列で提示されるが、代替実施形態は、異なる部品及び／又は回路トポロジで同様の機能を果たすことができ、いくつかのブロックは削除、移動、追加、細分化、結合、及び／又は修正することができる。これらのブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。上述した様々な実施形態の要素及び工程の任意の適切な組み合わせを、さらなる実施形態を与えるように組み合わせることができる。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。

Claims (26)

  1. 薄膜バルク弾性波共振器であって、
    第１頂点、第２頂点及び第３頂点を含む部分楕円の形状とされたキャビティの上に配置された圧電膜と、
    前記キャビティの中から犠牲材料すべてを除去するエッチ時間を最小限にする位置にある３つのリリースポートと
    を含む、共振器。
  2. 前記リリースポートのうち第１リリースポートは、前記キャビティのエッジにおいて、前記第１頂点と第２頂点との間の弦に垂直に前記第１頂点と第２頂点との間の弦の中心から前記第１頂点と第２頂点との間の前記キャビティのエッジまで延びる線の交差によって画定される位置に配置される、請求項１の共振器。
  3. 前記リリースポートのうち第２リリースポートは、前記キャビティのエッジにおいて、前記第１リリースポートの位置に配置された中心と前記第１頂点及び第２頂点と交差するエッジとを有する第１円と同じサイズを有するとともに第３頂点と交差するエッジを有する第２円の中心によって画定された前記第１頂点と第３頂点との間の位置に配置される、請求項２の共振器。
  4. 前記リリースポートの第３リリースポートは、前記キャビティのエッジにおいて、前記第２頂点と交差するエッジを有するとともに前記第１円と同じサイズを有する第３円の中心によって画定された前記第２頂点と第３頂点との間の位置に配置される、請求項３の共振器。
  5. 前記第１頂点と第２頂点との間の弦は、前記第１頂点と第３頂点との間の弦よりも短い、請求項４の共振器。
  6. 前記第１頂点と第２頂点との間の弦は、前記第２頂点と第３頂点との間の弦よりも短い、請求項５の共振器。
  7. 前記３つのリリースポートはそれぞれが、前記キャビティの内部容積と流体連通する、請求項１の共振器。
  8. 前記キャビティに面する前記圧電膜の下側に配置された底部電極と、前記下側に対向する前記圧電膜の上側に配置された頂部電極とをさらに含み、前記３つのリリースポートの少なくとも一つは、少なくとも部分的に、前記圧電膜、頂部電極又は底部電極の一つ以上を貫通するアパチャによって画定される、請求項１の共振器。
  9. 前記３つのリリースポートはそれぞれが、実質的に同一の断面積を有する、請求項１の共振器。
  10. 前記キャビティの境界は、前記第１頂点から第３頂点まで延びる弧によって画定される、請求項１の共振器。
  11. 前記第２頂点は前記弧の上に配置される、請求項１０の共振器。
  12. 請求項１の共振器を含む無線周波数フィルタ。
  13. 請求項１２の無線周波数フィルタを含む電子機器モジュール。
  14. 請求項１３の電子機器モジュールを含む電子デバイス。
  15. 薄膜バルク弾性波共振器を形成する方法であって、
    第１頂点、第２頂点及び第３頂点を含む部分楕円の形状とされた犠牲材料層の上に圧電膜を配置して前記圧電膜の下に前記犠牲材料が充填されたキャビティを形成することと、
    前記圧電膜を貫通して前記犠牲材料層の中に入るリリースポートを形成することと、
    前記犠牲材料のためのエッチャントを、前記リリースポートを通して導入することにより前記犠牲材料層を除去することと
    を含み、
    前記リリースポートは、前記犠牲材料のすべてを除去するエッチ時間を最小限にする位置に配置される、方法。
  16. 前記リリースポートを形成することは、前記第１頂点と第２頂点との間の弦に垂直に前記第１頂点と第２頂点との間の弦の中心から前記第１頂点と第２頂点との間の前記キャビティのエッジまで延びる線の交差によって画定される前記キャビティのエッジに配置された位置に第１リリースポートを形成することを含む、請求項１５の方法。
  17. 前記リリースポートを形成することはさらに、前記第１リリースポートの位置に配置された中心と前記第１頂点及び第２頂点と交差するエッジとを有する第１円と同じサイズを有するとともに前記第３頂点と交差するエッジを有する第２円の中心によって画定された前記第１頂点と第３頂点との間の、前記キャビティのエッジに配置された位置に第２リリースポートを形成することを含む、請求項１６の方法。
  18. 前記リリースポートを形成することはさらに、前記第２頂点と交差するエッジを有するとともに前記第１円と同じサイズを有する第３円の中心によって画定された前記第２頂点と第３頂点との間の、前記キャビティのエッジに配置された位置に第３リリースポートを形成することを含む、請求項１７の方法。
  19. 前記第１リリースポート、第２リリースポート及び第３リリースポートはエッチングにより形成される、請求項１８の方法。
  20. 前記第１リリースポート、第２リリースポート及び第３リリースポートの一つ以上を通して前記キャビティからエッチ反応生成物を除去することをさらに含む、請求項１８の方法。
  21. 前記薄膜バルク弾性波共振器は、
    前記キャビティに面する前記圧電膜の下側に配置された底部電極と、
    前記下側に対向する前記圧電膜の上側に配置された頂部電極と
    を含み、
    前記方法はさらに、前記圧電膜、頂部電極又は底部電極の一つ以上を貫通する一つ以上のアパチャを形成することにより、前記第１リリースポート、第２リリースポート及び第３リリースポートの少なくとも一つを形成することを含む、請求項１８の方法。
  22. 前記リリースポートを通して前記犠牲材料層のためのエッチャントを導入することは、前記リリースポートを通してフッ化物含有ガスを導入することを含む、請求項１５の方法。
  23. 前記リリースポートを通して前記犠牲材料層のためのエッチャントを導入することは、前記リリースポートを通して二フッ化キセノンガスを導入することを含む、請求項２２の方法。
  24. 前記犠牲材料層の上に前記圧電膜を配置することは、ポリシリコンの層の上に前記圧電膜を配置することを含む、請求項１５の方法。
  25. 前記リリースポートを通して前記犠牲材料層のためのエッチャントを導入することは、前記リリースポートを通して液体エッチャントを導入することを含む、請求項１５の方法。
  26. 前記犠牲材料層を除去した後に前記リリースポートを封止することをさらに含む、請求項１５の方法。
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