JP4384306B2 - Piezoelectric resonator - Google Patents

Piezoelectric resonator Download PDF

Info

Publication number
JP4384306B2
JP4384306B2 JP27330099A JP27330099A JP4384306B2 JP 4384306 B2 JP4384306 B2 JP 4384306B2 JP 27330099 A JP27330099 A JP 27330099A JP 27330099 A JP27330099 A JP 27330099A JP 4384306 B2 JP4384306 B2 JP 4384306B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
electrode
piezoelectric
resonator
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP27330099A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001102901A (en
Inventor
洋行 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP27330099A priority Critical patent/JP4384306B2/en
Publication of JP2001102901A publication Critical patent/JP2001102901A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4384306B2 publication Critical patent/JP4384306B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話や無線LAN等に用いられる圧電共振子、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】
電子デバイスの分野では、無線通信や電気回路におけ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ー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、圧電体薄膜の振動が、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ている。
【0004】
従来のBAWRとしては、図5に示すように、基体51と、該基体51表面上に形成された支持膜52と、該支持膜52上に形成されたバッファー層53と、該バッファー層53上に形成された第1電極54と、該第1電極54上に形成された圧電体55と、該圧電体55上に形成された2つの第2電極56とからなるものである(USP4,320,365号公報)。第1電極54と圧電体55と第2電極56とにより振動体57が構成され、第1電極54と第2電極56との間に高周波電界が印加されることにより、振動体57、並びにその下方に形成されたバッファー層53と、支持膜52が振動し、振動部分となる。支持膜52の振動部分は振動空間Aに露出している。
【0005】
しかしながら、上記の薄膜圧電共振子では、振動体57の下方に支持膜52を介して振動空間Aを形成する必要があり、振動体57を支持しうるに十分な強度を有する支持膜52が得られないという問題があった。
【0006】
そのため、支持膜を用いる必要のない圧電共振子が提案されている(特開平6−295181号公報)。この圧電共振子は、図6に示したように、基体61上に音響インピーダンスの異なる2種類の反射層62、63を交互に形成した多層膜からなる音響反射器64を形成し、この反射器64の上に一対の電極65、67で圧電体66を挟持した振動体68が形成されている。
【0007】
振動体68で発生した振動は、音響反射器64で反射されるため、振動エネルギーを振動体68および音響反射器64に閉じこめることができる。したがって、支持膜のない構造をとるので、支持膜の強度を懸念する必要がない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平6−295181号公報で開示された音響反射器64は、音響インピーダンスの異なる2つの膜の界面、例えば反射層62、63の界面で振動波を反射するが、全反射ではないために一部が反射し、残りは透過する。
【0009】
そこで、反射率を上げるために、音響インピーダンスの異なる2つの材料を交互に多重に重ねる必要があった。しかし、音響反射器64を構成する反射層62、63の厚みを周波数の1/4にする必要があり、製造上困難を伴うという問題があった。また、実際には反射層62、63の膜厚がばらついて反射率が低下するので、たとえ反射層62、63を繰返し形成しても、透過波が発生する。したがって、エネルギーが損失し、圧電共振子の特性が低下するという問題があった。
【0010】
本発明は、破損や変形による誤動作が少なく、エネルギーロスの少ない圧電共振子を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧電共振子は、基体と、少なくとも2つの傾斜面を有し、前記基体に底面が当接された導波体と、該導波体の傾斜面に設けられ、1対の電極で圧電体を挟持してなる振動体とを具備するとともに、前記傾斜面が前記基体に対して略45°の角度をなすことを特徴とする。このような構成を採用することにより、支持膜を必要としない圧電共振子を提供でき、支持膜が原因となる破損や変形の問題から解放される。
【0012】
また、一方の傾斜面に形成された振動体が発生した音響波は、導波体内を進んで基体と前記導波体との界面で反射して、他方の傾斜面まで進み、該傾斜面で反射し、進んできた経路を逆に進行して前記振動体が形成された傾斜面に至る。この経路を音響波が往復するとともに、1往復の経路の長さを制御して共振させることによって、音響波を導波体の内部に閉じこめることが可能となり、エネルギーロスの少ない圧電共振子が実現できる。
【0013】
ここで、一対の傾斜面にそれぞれ振動体を設けることが好ましい。このような構成を採用することにより、2つの振動体から発せられる音響波の位相を同期させて導波体内の定在波の振幅を高めることが可能となり、その結果出力の大きな圧電共振子が得られる。
【0014】
また、本発明の圧電共振子においては、音響波が導波体の底面へ入射する角度は略45°であり、垂直入射に比べて反射率が大きいため、エネルギーロスは小さいが、基体内の音速度が、導波体内の音速度の21/2倍以上である事が望ましい。このような構成を採用することにより、音響波は導波体と基体との界面で全反射され、音響波のエネルギーは反射時に損失が無くなるので、エネルギーロスを極めて少なくできる。
【0015】
さらに、導波体と基体との間に、音響波を反射する反射層が設けられており、該反射層内の音速度が、前記導波体内の音速度の21/2倍以上であることが望ましい。このような構成を採用することにより、例えば反射層内の音速度を導波体内の音速度の21/2倍以上となるように音速度の大きな材料を選ぶことにより、音速度の小さい基板を用いることができ、種々の音速度の基板に対応できる。
【0016】
ここで、反射層を窒化珪素、炭化珪素又はダイヤモンドから構成することが好ましい。これらの材料は音速度が大きいため、音速度の大きな導波体の採用が可能となり、共振周波数を高くすることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の圧電共振子では、図1に示すように、基体1上に導波体3が設けられ、底面4が基体1に当接している。この導波体3は、少なくとも2つの傾斜面5aおよび5bを有しており、この傾斜面5a、5bと基体1との角度θはそれぞれ略45°の角度をなしている。この傾斜面5a上に、第1電極6と、圧電体7と、第2電極8とからなる振動体9が設けられている。
【0018】
ここで、図1(a)および(b)の場合には、2つの傾斜面が重なり合って三角柱形状の導波体3が形成されており、その断面が直角二等辺三角形で、最大面積を有する面である底面4が基体1と当接している。したがって、傾斜面5aおよび5b、すなわち導波体3の露出している側面が、基体1と略45°の角度を形成している。
【0019】
なお、図1(c)に示すように、図1(a)における直角三角形の頂角を含む導波体の一部を基体表面と並行に除去してもよい。
【0020】
また、導波体3の傾斜面5a、5bが基体1となす角度θは、音響波が導波体の内部で同じ経路を往復して共振するために、正確に45°にすることが望ましい。しかし、実際に製造する場合には、共振特性を低下させない範囲でその角度を設定すれば共振が維持され、実質上問題はない。すなわち、導波体3の傾斜面5a、5bが基体1となす角度θは、42.5〜47.5°、好適には44〜46°の範囲で、かつ左右の対称性が保たれていることが好ましい。
【0021】
ここで、導波体3は、スパッタ法やCVD法などの手法により薄膜を形成し、加工により傾斜面を形成することができる。この加工は、例えば機械的加工や異方性エッチングを用いて、V字状の溝を形成し、基体1の表面に対して略45°の角度を持つ傾斜面を形成することができる。そして、導波体3の高さhは、共振周波数1GHz以上を達成するために、10μm以下、特に5μm以下が好ましい。
【0022】
圧電体7は、ゾル・ゲル法、あるいはスパッタ法に代表される気相合成法等で形成することができる。圧電体7の厚みは使用する共振子の周波数帯にもよるが、1μm以下であることが望ましい。これは、厚み縦振動により1GHz以上の共振周波数を得るためである。
【0023】
第1電極6および第2電極8は、CVD法、スパッタ法、真空蒸着法などの気相合成法により作製して得られるが、MOCVD法などに代表されるのCVD法は、複雑な形状でも比較的良好な膜厚均一性が得られので、特に好ましい。電極の膜厚は、0.05〜0.3μmの厚みが望ましく、特には、0.1〜0.2μmが好ましい。
【0024】
また、第1電極6または第2電極8と外部電極との電気的接続のために、一対の取出電極10を形成して用いることは言うまでもない。例えば、図1(b)に示したように、第1電極6および第2電極8は一対の取出電極10とそれぞれ接続し、外部入力が可能となっている。
【0025】
基体1は、シリコンやサファイアなどであり、基体表面で音響波が全反射す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。特に、基体1内の音速度が、導波体3内の音速度の21/2倍以上にすることが望ましい。
【0026】
これは、基体1と導波体3との界面で全反射する条件(以下全反射条件と称す)が基体1内の音速度と導波体3内の音速度との比で与えられ、21/2以上が必要だからである。尚、例えば基体内の音速度とは、基体中を進行する音響波の速度を言う。
【0027】
導波体3は、全反射条件を考慮して決めることができる。例えば、SiO2を導波体として、窒化珪素を基体1として用いると、全反射条件を満足し、振動エネルギーを導波体3に閉じこめることができる。
【0028】
また、圧電体7としてZnOやAlNのような強誘電体以外の圧電体を用いて共振子を構成すると、大面積となって小型の共振子を実現できないため、本発明の圧電体7には、比誘電率の大きい強誘電体が適している。
【0029】
特に、Pb(Zr1-xTix)O3のようなペロブスカイト型構造をもつ強誘電体薄膜は、大きな自発分極を保有し、大きな圧電性が得られるとともに、強誘電体以外の圧電体ZnO、AlNなどに比べ比誘電率が約100倍も大きく、インピーダンスの決定要因の一つである電極面積を約1/100と小さくできるため、共振子のサイズを小さくできる。
【0030】
ペロブスカイト型構造をもつ強誘電体としては、上記Pb(Zr1-xTix)O3やPbTiO3、BaTiO3などがある。また、ペロブスカイト型構造以外の強誘電体薄膜、例えばタングステンブロンズ構造をもつSr2KNb515なども使用できる。
【0031】
強誘電体の中では、特にPb(Zr1-xTix)O3を基本組成としたものが好ましい。Pb(Zr1-xTix)O3を基本組成としたものは、薄膜にしても大きな圧電性と比誘電率を示すからである。
【0032】
第1電極6および第2電極8には、従来から一般的に用いられているAl、Au等の金属材料を用いることができる。圧電体7への質量負荷が小さく圧電振動を抑制し難い事と電気抵抗率が小さく共振子のQ値の低下が小さい事からAlが望ましい。なお、Alなどの電極の密着性を高めるために、導波体の間にチタニウムなどの薄膜を形成しても良い。
【0033】
以上のように構成された本発明の圧電共振子では、振動体9は、振動体9の厚み方向、すなわち、導波体3の傾斜面5aに垂直な方向に振動し、発生した振動は音響波として導波体3の内部に閉じこめられて共振する。
【0034】
具体的に説明すると、この振動体9で発生した振動による音響波は、矢印で示したように、導波体3を進んで基体1と導波体3との界面で反射し、振動体の形成していない他の傾斜面5bに達する。基体1と導波体3との界面での反射が全反射であるため、従来の反射器のように反射時のエネルギーロスがない。この音響波は、傾斜面5bでの反射後、たどった道のりを逆に進んで、振動体に戻る。
【0035】
したがって、音響波は、傾斜面5aを発して底面4で反射し、傾斜面5bに至る。そして、傾斜面5bで反射した後、底面4で反射し、傾斜面5aに戻る。この往復を繰り返すが、音響波のたどる1往復の道のりの長さが、伝播する音響波の半波長の整数倍である時、共振が起こる。
【0036】
このため、従来のように、共振周波数を高め、振動の減衰を防止するために、振動空間を設ける必要がないので、支持膜のない構造が可能となり、支持膜の割れ等の問題を考慮する必要がない。また、反射層での損失がないため、圧電共振子としての優れた特性を維持することができる。
【0037】
また、図2は本発明の他の例を示すもので、基体11上に反射層12が、反射層12上に導波体13が設けられ、その底面14が反射層12に当接している。また、導波体13は、少なくとも二つの傾斜面15aおよび15bを有しており、この傾斜面15a、15bが反射層12に対してなす角度θが略45°である。さらに、導波体13の傾斜面15a上に、第1電極16と、圧電体17と、第2電極8とからなる振動体19が設けられている。なお、反射層12内の音速度が導波体13内の音速度の21/2倍以上であることが望ましい。
【0038】
この構造を採ることにより、基体11の音速の制約が無くなるため、基体11の材料選択範囲が広がり、さまざまな材料を用いることができる。例えば、基体11の材料には、表面の平坦性や特性の均一性などを考慮して好適なシリコン基板を選択することができる。
【0039】
一方、反射層12および導波体13は、全反射条件を考慮した組み合わせが必要である。プロセスの整合性や作製の容易さを考慮すると、反射層12に窒化珪素を、導波体13にアモルファスSiO2を用いた組合せが望ましい。
【0040】
また、共振子特性を考えると、反射層12にダイアモンド薄膜を、導波体13に窒化珪素薄膜を用いた組み合わせが好ましい。ここで、周波数は音速度に比例することから、音速がアモルファスSiO2の音速の2倍以上と大きい窒化珪素を用いることによって共振周波数を大幅に増大できる。
【0041】
さらに、図3は本発明のその他の例を示すものであり、基体21上に導波体23が形成され、導波体23の底面24が基体21に当接している。この導波体23は、少なくとも2つの傾斜面25aおよび25bを有しており、この傾斜面25a、bと底面24とのなす角度θが略45°である。この導波体23の二つの傾斜面25a、b上に、第1電極26aと、圧電体27aと、第2電極28aとからなる振動体29aと第1電極26bと、圧電体27bと、第2電極28bとからなる振動体29bとがそれぞれ設けられている。
【0042】
そこで、一方の傾斜面25a上に形成された振動体29aから出た音響波が、導波体23中を進行して他の側面25bに達したときに、音響波の到達した傾斜面部分の少なくとも一部に振動体29bが配置されていることが出力強度を高めるうえで望ましい。
【0043】
さらに、図4は本発明のさらに他の例を示すものである。すなわち、基体31上に反射層32を設け、その上に導波体33を形成している。この導波体33は、底面34が反射層32に当接し、2つの傾斜面35aと35bとを有している。また、導波体33の2つの傾斜面35a、b側面上に、第1電極36aと圧電体37aと第2電極38aとからなる振動体39aと、第1電極36bと圧電体37bと第2電極38bとからなる振動体39bとがそれぞれ設けられている。
【0044】
ここでも、傾斜面35aに形成された振動体39aから出た音響波が、導波体33中を進行して他の傾斜面35bに達したときに、音響波の到達した傾斜面部分の少なくとも一部に振動体39bが配置されていることが出力強度を高めるうえで望ましい。
【0045】
【実施例】
実施例1
基体1に4インチφのシリコン(100)ウエハを、導波体3にアモルファスSiO2を、第1電極6及び第2電極8にAl、圧電体7にPZTを用いて、図1(c)に示された構造の圧電共振子を作製した。
【0046】
まず、RCA法でウエハを洗浄後、RFスパッタ法により、RF出力350W、基板温度400℃で、膜厚10μmのSiO2薄膜を形成した。
【0047】
得られたSiO2薄膜内の音速度を硬度測定の結果をもとに算出した。ウエハ内の音速度は8.4km/s、SiO2薄膜内の音速度は、4.7km/sであった。したがって、ウエハ内の音速度は、SiO2薄膜内の音速度の1.8倍であり、全反射条件を満足した。
【0048】
次に、切削加工によりアモルファスSiO2薄膜にV形状の溝を形成した。導波体3の傾斜面5aと5bが基体に対して成す角度はそれぞれ45.5°であった。この時、導波体3の高さhは、10μmであった。
【0049】
さらに、Al(C253を原料ガスとしたMOCVD法により膜厚約0.3μmのAl薄膜を第1電極6として形成し、不要部分を除去した。
【0050】
この第1電極6上に、TiO(DPM)2、Zr(DPM)4、Pb(DPM)2を原料とするMOCVD法により、膜厚約0.4μmのPZTを圧電体7として形成した。なお、DPMはジピバロイルメタナトである。
【0051】
そして、この圧電体7上に第2電極8としてAl薄膜を、第1電極6と同じ方法で作製し、不要部分を除去した。膜厚は約0.3μmである。
【0052】
最後に、フォトレジストを用いたパターン形成と、RIEエッチング、引き出し電極のAl蒸着を行って共振子を作製した。そして、導波体3を含むアモルファスSiO2薄膜を、CMP(ケミカルメカニカルポリッシング)によって、膜厚を8μmまで薄くした。
【0053】
このようにして作製した共振子構造の高周波特性を測定した結果、基本共振周波数500MHzという結果を得た。また、入出力の信号強度から圧電共振子の損失強度を算出した。その結果、損失は2.3%であった。
実施例2
基体11に(100)面のシリコンウエハを、反射層12に窒化珪素を、導波体13にアモルファスSiO2を、第1電極16及び第2電極18にそれぞれAl、圧電体17にPb(Zr0.47Ti0.53)O3を用いて、図2に示された構造の圧電共振子を作製した。
【0054】
まず、RCA法によりウエハを洗浄した後、窒化珪素薄膜をECRスパッタ法により作製した。すなわち、プラズマチャンバー(PC)内にArを16sccm、N2を5sccm導入し、出力600Wのマイクロ波によってプラズマ化させ、プラズマチャンバーを取り囲むコイル磁場により電子サイクロトロン共鳴(ECR)条件を満たすECRプラズマを発生させる。
【0055】
PCに隣接するデポジションチャンバーのPCとの境界付近に設置してある珪素ターゲットに高周波(RF)300Wが印加され、珪素がスパッタされて400℃に加熱された基板上で、活性化した窒素と反応して窒化珪素薄膜を形成する。膜厚を2μmとした。
【0056】
続いて、この窒化珪素薄膜の上にRFスパッタ法でSiO2薄膜を形成した。作製条件は、RF出力350W、基板温度400℃で、膜厚は10μmであった。得られたSiO2薄膜はアモルファスであった。
【0057】
得られた薄膜内の音速度を硬度測定の結果をもとに算出した。窒化珪素薄膜内の音速度は10.8km/s、SiO2薄膜内の音速度は、4.7km/sであった。したがって、窒化珪素薄膜内の音速度は、SiO2薄膜内の音速度の2.3倍であり、全反射条件を満足した。
【0058】
次に、実施例1と同様に導波体13にV形状の溝を形成し、SiO2薄膜を9μmの高さにした。
【0059】
さらに、第1電極16を実施例1と同様にして形成し、圧電体17を第1電極16上に形成した。圧電体17としてPb(Zr0.47Ti0.53)O3を用いている。成膜法はMOCVD法で、TiO(DPM)2 、Zr(DPM)4 、Pb(DPM)2 を用いて、膜厚約0.4μmの薄膜を形成した。DPMはジピバロイルメタナトである。
【0060】
そして、この圧電体17上に第2電極18としてAl薄膜を、第1電極16と同じ方法で作製した。膜厚は約0.3μmである。
【0061】
最後に、CMPを用いて、両傾斜面15a、bが接触する導波体33の頂部を研削し、SiO2薄膜を9μmの高さにした。そして、フォトレジストを用いたパターン形成と、RIEエッチング、引き出し電極のAl蒸着を行って共振子を作製した。
【0062】
作製した共振子構造の高周波特性を測定し、基本共振周波数530MHzという結果を得た。アモルファスSiO2の音速および、振動体部分の音速を考慮して考えると、両側面に形成された振動体で反射した振動波が、アモルファスSiO2層と窒化珪素層の界面での全反射を介して共鳴していると考えられる。2次、3次の共振を用いることで、1GHz以上の動作周波数を有する共振子が形成できる。また損失は2.2%であった。
実施例3
基体21に4インチφシリコン(100)ウエハを、導波体23にアモルファスSiO2を、第1電極25a、b及び第2電極28a、bにAl、圧電体28a、bにPZTを用いて、実施例1と同様の方法で、図3に示された構造の圧電共振子を作製した。
【0063】
作製した共振子構造の高周波特性を測定し、基本共振周波数500MHzという結果を得た。また損失は2.2%であった。
実施例4
基体31に4インチφの(100)面シリコンウエハを、反射層32にダイヤモンドを、導波体33に窒化珪素を、第1電極36a、b及び第2電極38a、bにAl、圧電体37a、bにPb(Zr0.47Ti0.53)O3を用いて、図4に示した構造の圧電共振子を作製した。ダイヤモンド薄膜以外の製法は実施例2と同様であった。
【0064】
ダイアモンド薄膜の作製はプラズマCVD法により作製した。作製方法、条件は、減圧下でCH4、CO2 、H2 混合ガスを用いて、マイクロ波を6kwで入力している。膜厚は2μmである。
【0065】
得られた共振子構造の高周波特性を測定し、基本共振周波数が800MHz、損失が2.0%であった。基本共振周波数800MHzという値は、実施例3に比べて約1.6倍の大きな値となっている。これは、振動波を閉じ込める導波体の音速の差によるものである。すなわち、反射層と導波体との音速の比率を保ったまま、それぞれ音速の大きな材料にすることで、より大きな共振周波数を有する共振子を得ることが出来る。なお、2次または3次の共振を用いることで、1GHz以上の動作周波数を有する共振子が形成できた。
比較例
まず、Siウエハーを基体とし、RCA法により洗浄した後、音響反射器64となる薄膜を形成した。すなわち、Si基体61の上にスパッタ法によって、SiO2膜62とSi34膜63をそれぞれ4層ずつ繰り返し形成した。
【0066】
次に、音響反射器64上に第1電極65、圧電体66、第2電極67の各層を、スパッタ法を用いて形成した。電極材料にはPtを、圧電体材料にはPZTを用いた。パターン形成には全てメタルマスクを用いた。
【0067】
このようにして作製した共振子構造の高周波特性を測定したところ、基本波の共振周波数450MHzという結果を得た。また、損失は5.5%であった。
【0068】
【発明の効果】
本発明の圧電共振子は、基体と45°の角度をなす傾斜面を有する導波体中を音響波が進行し、基体表面での全反射と共振とを利用するため、支持膜が必要となり、支持膜の強度不足による素子の破損を考慮する必要がなく、また、振動波の全反射を利用して効率の良い振動閉込めを実現でき、低損失で大きな共振周波数が得られる。
【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)は断面図、(b)は斜視図、(c)は断面図である。
【図2】本発明の他の圧電共振子を示す断面図である。
【図3】本発明のその他の圧電共振子を示す断面図である。
【図4】本発明のさらに他の圧電共振子を示す断面図である。
【図5】従来の圧電共振子の基本構造を示す断面図である。
【図6】従来の他の圧電共振子を示す斜視図である。
【符号の説明】
1・・・基体
3・・・導波体
4・・・底面
5a、5b・・・傾斜面
6・・・第1電極
7・・・圧電体
8・・・第2電極
9・・・振動体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric resonator used in a cellular phone, a wireless LAN, and the like, and more particularly to a piezoelectric resonator using resonance of a thickness longitudinal vibration of a piezoelectric body.
[0002]
[Prior art]
In the field of electronic devices, the frequency of radio communication and electric circuits is becoming higher, and along with this, filters used for these electric signals are also required to support high frequencies. Development is underway.
[0003]
Recently, the development of a resonator called a bulk acoustic wave resonator (BAWR) is in progress. This is a resonator using the fact that the vibration of the piezoelectric thin film causes resonance in the thickness direction of the thin film with respect to the input high-frequency electric signal, and is applied to a resonator having a high resonance frequency in the GHz range. Application is expected.
[0004]
As shown in FIG. 5, the conventional BAWR includes a base 51, a support film 52 formed on the surface of the base 51, a buffer layer 53 formed on the support film 52, and the buffer layer 53. A first electrode 54 formed on the first electrode 54, a piezoelectric body 55 formed on the first electrode 54, and two second electrodes 56 formed on the piezoelectric body 55 (USP 4,320). , 365). A vibrating body 57 is configured by the first electrode 54, the piezoelectric body 55, and the second electrode 56. By applying a high frequency electric field between the first electrode 54 and the second electrode 56, the vibrating body 57 and its The buffer layer 53 formed below and the support film 52 vibrate to become a vibrating portion. The vibration portion of the support film 52 is exposed to the vibration space A.
[0005]
However, in the above-described thin film piezoelectric resonator, the vibration space A needs to be formed below the vibrating body 57 via the supporting film 52, and the supporting film 52 having sufficient strength to support the vibrating body 57 is obtained. There was a problem that it was not possible.
[0006]
Therefore, a piezoelectric resonator that does not require the use of a support film has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 6-295181). As shown in FIG. 6, this piezoelectric resonator forms an acoustic reflector 64 composed of a multilayer film in which two types of reflection layers 62 and 63 having different acoustic impedances are alternately formed on a base 61. A vibrating body 68 in which a piezoelectric body 66 is sandwiched between a pair of electrodes 65 and 67 is formed on 64.
[0007]
Since the vibration generated by the vibrating body 68 is reflected by the acoustic reflector 64, the vibration energy can be confined to the vibrating body 68 and the acoustic reflector 64. Therefore, since it has a structure without a support film, there is no need to worry about the strength of the support film.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the acoustic reflector 64 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-295181 reflects vibration waves at the interface between two films having different acoustic impedances, for example, the interfaces between the reflective layers 62 and 63, but is not totally reflective. Part of the light is reflected and the rest is transmitted.
[0009]
Therefore, in order to increase the reflectance, two materials having different acoustic impedances must be alternately stacked. However, it is necessary to make the thickness of the reflective layers 62 and 63 constituting the acoustic reflector 64 ¼ of the frequency, which causes a problem in that it is difficult to manufacture. Further, in practice, the thickness of the reflective layers 62 and 63 varies and the reflectance decreases, so that even if the reflective layers 62 and 63 are repeatedly formed, a transmitted wave is generated. Therefore, there is a problem that energy is lost and the characteristics of the piezoelectric resonator are deteriorated.
[0010]
An object of the present invention is to provide a piezoelectric resonator that is less likely to malfunction due to breakage or deformation and that has less energy loss.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The piezoelectric resonator according to the present invention includes a base, a waveguide having at least two inclined surfaces, the bottom of which is in contact with the substrate, and a pair of electrodes provided on the inclined surface of the waveguide. And a vibrating body sandwiching a piezoelectric body, and the inclined surface forms an angle of approximately 45 ° with respect to the base. By adopting such a configuration, a piezoelectric resonator that does not require a support film can be provided, and the problem of breakage and deformation caused by the support film is released.
[0012]
In addition, the acoustic wave generated by the vibrating body formed on one inclined surface travels through the waveguide, is reflected at the interface between the base and the waveguide, and travels to the other inclined surface. The reflected and advanced path travels in the opposite direction to reach the inclined surface on which the vibrating body is formed. By reciprocating the acoustic wave along this path and controlling the length of one reciprocal path, it is possible to confine the acoustic wave inside the waveguide, realizing a piezoelectric resonator with less energy loss. it can.
[0013]
Here, it is preferable to provide a vibrating body on each of the pair of inclined surfaces. By adopting such a configuration, it becomes possible to increase the amplitude of the standing wave in the waveguide by synchronizing the phases of the acoustic waves emitted from the two vibrators. can get.
[0014]
In the piezoelectric resonator of the present invention, the angle at which the acoustic wave is incident on the bottom surface of the waveguide is approximately 45 °, and the reflectance is larger than that of the normal incidence, so that the energy loss is small. It is desirable that the sound speed is 2 1/2 times or more the sound speed in the waveguide. By adopting such a configuration, the acoustic wave is totally reflected at the interface between the waveguide and the substrate, and the energy of the acoustic wave is lost when reflected, so that the energy loss can be extremely reduced.
[0015]
Furthermore, a reflection layer that reflects acoustic waves is provided between the waveguide and the substrate, and the sound velocity in the reflection layer is 2 1/2 times or more the sound velocity in the waveguide. It is desirable. By adopting such a configuration, for example, by selecting a material having a large sound speed so that the sound speed in the reflection layer is 2 1/2 times or more the sound speed in the waveguide, a substrate having a low sound speed is obtained. Can be used, and can deal with substrates of various sound speeds.
[0016]
Here, the reflective layer is preferably made of silicon nitride, silicon carbide, or diamond. Since these materials have a high sound speed, it is possible to employ a waveguide body having a high sound speed, and the resonance frequency can be increased.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the piezoelectric resonator of the present invention, as shown in FIG. 1, the waveguide 3 is provided on the base 1, and the bottom surface 4 is in contact with the base 1. The waveguide 3 has at least two inclined surfaces 5a and 5b, and the angle θ between the inclined surfaces 5a and 5b and the substrate 1 is approximately 45 °. On the inclined surface 5a, a vibrating body 9 including a first electrode 6, a piezoelectric body 7, and a second electrode 8 is provided.
[0018]
Here, in the case of FIGS. 1A and 1B, two inclined surfaces are overlapped to form a triangular prism-shaped waveguide 3 whose section is a right-angled isosceles triangle and has a maximum area. A bottom surface 4 which is a surface is in contact with the base 1. Therefore, the inclined surfaces 5 a and 5 b, that is, the exposed side surfaces of the waveguide 3 form an angle of approximately 45 ° with the substrate 1.
[0019]
As shown in FIG. 1 (c), a part of the waveguide including the apex angle of the right triangle in FIG. 1 (a) may be removed in parallel with the substrate surface.
[0020]
Further, it is desirable that the angle θ formed by the inclined surfaces 5a and 5b of the waveguide 3 with the base body 1 is precisely 45 ° so that the acoustic wave reciprocates along the same path inside the waveguide and resonates. . However, in actual manufacturing, if the angle is set within a range that does not deteriorate the resonance characteristics, resonance is maintained and there is substantially no problem. That is, the angle θ between the inclined surfaces 5a and 5b of the waveguide 3 and the base 1 is in the range of 42.5 to 47.5 °, preferably 44 to 46 °, and the left-right symmetry is maintained. Preferably it is.
[0021]
Here, the waveguide 3 can form a thin film by a technique such as sputtering or CVD, and can form an inclined surface by processing. In this processing, for example, mechanical processing or anisotropic etching is used to form a V-shaped groove, and an inclined surface having an angle of about 45 ° with respect to the surface of the substrate 1 can be formed. The height h of the waveguide 3 is preferably 10 μm or less, particularly preferably 5 μm or less in order to achieve a resonance frequency of 1 GHz or more.
[0022]
The piezoelectric body 7 can be formed by a sol-gel method, a gas phase synthesis method represented by a sputtering method, or the like. The thickness of the piezoelectric body 7 is preferably 1 μm or less, although it depends on the frequency band of the resonator used. This is to obtain a resonance frequency of 1 GHz or more by thickness longitudinal vibration.
[0023]
The first electrode 6 and the second electrode 8 are obtained by a vapor phase synthesis method such as a CVD method, a sputtering method, or a vacuum evaporation method, but the CVD method represented by the MOCVD method or the like has a complicated shape. Since relatively good film thickness uniformity is obtained, it is particularly preferable. The thickness of the electrode is preferably 0.05 to 0.3 μm, and particularly preferably 0.1 to 0.2 μm.
[0024]
In addition, it goes without saying that a pair of extraction electrodes 10 is formed and used for electrical connection between the first electrode 6 or the second electrode 8 and the external electrode. For example, as shown in FIG. 1B, the first electrode 6 and the second electrode 8 are respectively connected to a pair of extraction electrodes 10 to enable external input.
[0025]
The substrate 1 is made of silicon or sapphire, and has sufficient flatness and surface roughness such that the acoustic wave is totally reflected on the surface of the substrate, for example, a flatness of 5 μm or less and a surface roughness of Ra 0.1 μm or less. The material is not particularly limited. In particular, it is desirable that the sound speed in the substrate 1 be 2 1/2 times or more the sound speed in the waveguide 3.
[0026]
This is because the condition of total reflection at the interface between the substrate 1 and the waveguide 3 (hereinafter referred to as total reflection condition) is given by the ratio of the sound velocity in the substrate 1 and the sound velocity in the waveguide 3. Because more than 1/2 is necessary. For example, the sound velocity in the substrate refers to the velocity of an acoustic wave traveling in the substrate.
[0027]
The waveguide 3 can be determined in consideration of the total reflection condition. For example, when SiO 2 is used as a waveguide and silicon nitride is used as the substrate 1, the total reflection condition is satisfied and vibration energy can be confined in the waveguide 3.
[0028]
In addition, if a resonator is formed using a piezoelectric material other than a ferroelectric material such as ZnO or AlN as the piezoelectric material 7, a large-sized resonator cannot be realized. A ferroelectric having a large relative dielectric constant is suitable.
[0029]
In particular, a ferroelectric thin film having a perovskite type structure such as Pb (Zr 1-x Ti x ) O 3 has a large spontaneous polarization and can provide a large piezoelectricity, and a piezoelectric material other than the ferroelectric material ZnO Since the relative dielectric constant is about 100 times larger than that of AlN and the electrode area, which is one of the factors determining impedance, can be reduced to about 1/100, the size of the resonator can be reduced.
[0030]
Examples of the ferroelectric having a perovskite structure include Pb (Zr 1-x Ti x ) O 3 , PbTiO 3 , and BaTiO 3 . Further, a ferroelectric thin film other than the perovskite structure, for example, Sr 2 KNb 5 O 15 having a tungsten bronze structure can be used.
[0031]
Among the ferroelectric materials, those having a basic composition of Pb (Zr 1-x Ti x ) O 3 are particularly preferable. This is because Pb (Zr 1-x Ti x ) O 3 as a basic composition exhibits large piezoelectricity and relative dielectric constant even when it is a thin film.
[0032]
The first electrode 6 and the second electrode 8 may be made of a metal material such as Al or Au that has been conventionally used. Al is desirable because the mass load on the piezoelectric body 7 is small and it is difficult to suppress piezoelectric vibration, and the electrical resistivity is small and the Q value of the resonator is small. Note that a thin film of titanium or the like may be formed between the waveguides in order to improve the adhesion of the electrode of Al or the like.
[0033]
In the piezoelectric resonator of the present invention configured as described above, the vibrating body 9 vibrates in the thickness direction of the vibrating body 9, that is, in the direction perpendicular to the inclined surface 5 a of the waveguide 3, and the generated vibration is acoustic. It is confined inside the waveguide 3 as a wave and resonates.
[0034]
More specifically, as indicated by the arrow, the acoustic wave generated by the vibration generated in the vibrating body 9 travels along the waveguide 3 and is reflected at the interface between the base 1 and the waveguide 3. It reaches another inclined surface 5b that is not formed. Since reflection at the interface between the substrate 1 and the waveguide 3 is total reflection, there is no energy loss at the time of reflection unlike the conventional reflector. This acoustic wave travels in the reverse direction after reflection on the inclined surface 5b and returns to the vibrating body.
[0035]
Therefore, the acoustic wave is emitted from the inclined surface 5a, reflected by the bottom surface 4, and reaches the inclined surface 5b. And after reflecting on the inclined surface 5b, it reflects on the bottom face 4, and returns to the inclined surface 5a. This round trip is repeated, but resonance occurs when the length of one round trip of the acoustic wave is an integral multiple of a half wavelength of the propagating acoustic wave.
[0036]
For this reason, as in the prior art, it is not necessary to provide a vibration space in order to increase the resonance frequency and prevent vibration attenuation, so that a structure without a support film is possible, and problems such as cracks in the support film are considered. There is no need. In addition, since there is no loss in the reflective layer, excellent characteristics as a piezoelectric resonator can be maintained.
[0037]
FIG. 2 shows another example of the present invention, in which a reflective layer 12 is provided on a substrate 11, a waveguide 13 is provided on the reflective layer 12, and its bottom surface 14 is in contact with the reflective layer 12. . The waveguide 13 has at least two inclined surfaces 15a and 15b, and an angle θ formed by the inclined surfaces 15a and 15b with respect to the reflective layer 12 is approximately 45 °. Furthermore, a vibrating body 19 including a first electrode 16, a piezoelectric body 17, and a second electrode 8 is provided on the inclined surface 15 a of the waveguide body 13. It is desirable that the sound speed in the reflective layer 12 is 2 1/2 times or higher than the sound speed in the waveguide 13.
[0038]
By adopting this structure, there is no restriction on the speed of sound of the base 11, so that the material selection range of the base 11 is widened, and various materials can be used. For example, a suitable silicon substrate can be selected as the material of the substrate 11 in consideration of surface flatness and uniformity of characteristics.
[0039]
On the other hand, the reflection layer 12 and the waveguide 13 need to be combined in consideration of the total reflection condition. In consideration of process consistency and ease of manufacture, a combination using silicon nitride for the reflective layer 12 and amorphous SiO 2 for the waveguide 13 is desirable.
[0040]
In consideration of the resonator characteristics, a combination using a diamond thin film for the reflective layer 12 and a silicon nitride thin film for the waveguide 13 is preferable. Here, since the frequency is proportional to the sound speed, the resonance frequency can be greatly increased by using silicon nitride whose sound speed is as large as twice or more that of amorphous SiO 2 .
[0041]
FIG. 3 shows another example of the present invention, in which a waveguide 23 is formed on a base 21, and a bottom surface 24 of the waveguide 23 is in contact with the base 21. The waveguide 23 has at least two inclined surfaces 25a and 25b, and an angle θ between the inclined surfaces 25a and 25b and the bottom surface 24 is approximately 45 °. On the two inclined surfaces 25a, b of the waveguide 23, a vibrating body 29a, a first electrode 26b, a piezoelectric body 27b, a first electrode 26a, a piezoelectric body 27a, and a second electrode 28a, A vibrating body 29b including two electrodes 28b is provided.
[0042]
Therefore, when the acoustic wave emitted from the vibrating body 29a formed on one inclined surface 25a travels through the waveguide 23 and reaches the other side surface 25b, the acoustic wave reaches the inclined surface portion. In order to increase the output strength, it is desirable that the vibrating body 29b is disposed at least partially.
[0043]
FIG. 4 shows still another example of the present invention. That is, the reflective layer 32 is provided on the base 31 and the waveguide 33 is formed thereon. The waveguide 33 has a bottom surface 34 in contact with the reflective layer 32 and has two inclined surfaces 35a and 35b. In addition, on the two inclined surfaces 35a and b of the waveguide 33, a vibrating body 39a including a first electrode 36a, a piezoelectric body 37a, and a second electrode 38a, a first electrode 36b, a piezoelectric body 37b, and a second electrode are provided. A vibrating body 39b including the electrode 38b is provided.
[0044]
Also here, when the acoustic wave emitted from the vibrating body 39a formed on the inclined surface 35a travels through the waveguide 33 and reaches the other inclined surface 35b, at least the inclined surface portion to which the acoustic wave has reached has been reached. In order to increase the output strength, it is desirable that the vibrating body 39b is partially disposed.
[0045]
【Example】
Example 1
1 (c) using a 4-inch φ silicon (100) wafer for the substrate 1, amorphous SiO 2 for the waveguide 3, Al for the first electrode 6 and second electrode 8, and PZT for the piezoelectric 7. A piezoelectric resonator having the structure shown in FIG.
[0046]
First, after cleaning the wafer by the RCA method, an SiO 2 thin film having a film thickness of 10 μm was formed by RF sputtering at an RF output of 350 W and a substrate temperature of 400 ° C.
[0047]
The sound speed in the obtained SiO 2 thin film was calculated based on the result of hardness measurement. The sound velocity in the wafer was 8.4 km / s, and the sound velocity in the SiO 2 thin film was 4.7 km / s. Therefore, the sound speed in the wafer was 1.8 times the sound speed in the SiO 2 thin film, and the total reflection condition was satisfied.
[0048]
Next, V-shaped grooves were formed in the amorphous SiO 2 thin film by cutting. The angles formed by the inclined surfaces 5a and 5b of the waveguide 3 with respect to the substrate were 45.5 °, respectively. At this time, the height h of the waveguide 3 was 10 μm.
[0049]
Further, an Al thin film having a film thickness of about 0.3 μm was formed as the first electrode 6 by MOCVD using Al (C 2 H 5 ) 3 as a source gas, and unnecessary portions were removed.
[0050]
On the first electrode 6, PZT having a film thickness of about 0.4 μm was formed as the piezoelectric body 7 by MOCVD using TiO (DPM) 2 , Zr (DPM) 4 , and Pb (DPM) 2 as raw materials. DPM is dipivaloylmethanato.
[0051]
Then, an Al thin film was produced as the second electrode 8 on the piezoelectric body 7 by the same method as that for the first electrode 6, and unnecessary portions were removed. The film thickness is about 0.3 μm.
[0052]
Finally, pattern formation using a photoresist, RIE etching, and Al deposition of an extraction electrode were performed to produce a resonator. The amorphous SiO 2 thin film including the waveguide 3 was thinned to 8 μm by CMP (Chemical Mechanical Polishing).
[0053]
As a result of measuring the high frequency characteristics of the resonator structure fabricated in this manner, a result of a basic resonance frequency of 500 MHz was obtained. The loss strength of the piezoelectric resonator was calculated from the input / output signal strength. As a result, the loss was 2.3%.
Example 2
The substrate 11 is a (100) -plane silicon wafer, the reflective layer 12 is silicon nitride, the waveguide 13 is amorphous SiO 2 , the first electrode 16 and the second electrode 18 are Al, and the piezoelectric body 17 is Pb (Zr). A piezoelectric resonator having the structure shown in FIG. 2 was fabricated using 0.47 Ti 0.53 ) O 3 .
[0054]
First, after cleaning the wafer by the RCA method, a silicon nitride thin film was produced by the ECR sputtering method. That is, Ar is introduced into a plasma chamber (PC) at 16 sccm and N2 is introduced at 5 sccm, and plasma is generated by a microwave having an output of 600 W, and ECR plasma satisfying electron cyclotron resonance (ECR) conditions is generated by a coil magnetic field surrounding the plasma chamber. .
[0055]
A high frequency (RF) 300 W is applied to a silicon target installed near the boundary of the deposition chamber adjacent to the PC and the silicon is sputtered and heated to 400 ° C. A silicon nitride thin film is formed by reaction. The film thickness was 2 μm.
[0056]
Subsequently, a SiO 2 thin film was formed on the silicon nitride thin film by RF sputtering. The production conditions were an RF output of 350 W, a substrate temperature of 400 ° C., and a film thickness of 10 μm. The obtained SiO 2 thin film was amorphous.
[0057]
The sound speed in the obtained thin film was calculated based on the result of hardness measurement. The sound velocity in the silicon nitride thin film was 10.8 km / s, and the sound velocity in the SiO 2 thin film was 4.7 km / s. Therefore, the sound velocity in the silicon nitride thin film was 2.3 times the sound velocity in the SiO 2 thin film, satisfying the total reflection condition.
[0058]
Next, a V-shaped groove was formed in the waveguide 13 in the same manner as in Example 1, and the SiO 2 thin film was made 9 μm high.
[0059]
Further, the first electrode 16 was formed in the same manner as in Example 1, and the piezoelectric body 17 was formed on the first electrode 16. Pb (Zr 0.47 Ti 0.53 ) O 3 is used as the piezoelectric body 17. The film forming method was an MOCVD method, and a thin film having a thickness of about 0.4 μm was formed using TiO (DPM) 2 , Zr (DPM) 4 , and Pb (DPM) 2 . DPM is dipivaloylmethanato.
[0060]
Then, an Al thin film was produced on the piezoelectric body 17 as the second electrode 18 by the same method as the first electrode 16. The film thickness is about 0.3 μm.
[0061]
Finally, using CMP, the top of the waveguide 33 where both the inclined surfaces 15a and 15b are in contact is ground to make the SiO 2 thin film 9 μm high. Then, pattern formation using a photoresist, RIE etching, and Al deposition of an extraction electrode were performed to produce a resonator.
[0062]
The high frequency characteristics of the fabricated resonator structure were measured, and a result of a basic resonance frequency of 530 MHz was obtained. Considering the sound velocity of amorphous SiO 2 and the sound velocity of the vibrating body, the vibration wave reflected by the vibrating body formed on both sides is totally reflected through the interface between the amorphous SiO 2 layer and the silicon nitride layer. It seems that they are resonating. By using secondary and tertiary resonances, a resonator having an operating frequency of 1 GHz or more can be formed. The loss was 2.2%.
Example 3
Using a 4-inch φ silicon (100) wafer for the base 21, amorphous SiO 2 for the waveguide 23, Al for the first electrodes 25 a and b and the second electrodes 28 a and b, and PZT for the piezoelectric bodies 28 a and b, A piezoelectric resonator having the structure shown in FIG. 3 was produced in the same manner as in Example 1.
[0063]
The high frequency characteristics of the fabricated resonator structure were measured, and a result of a basic resonance frequency of 500 MHz was obtained. The loss was 2.2%.
Example 4
The substrate 31 is a 4 inch φ (100) plane silicon wafer, the reflective layer 32 is diamond, the waveguide 33 is silicon nitride, the first electrodes 36a and 36b and the second electrodes 38a and 38b are Al, and the piezoelectric body 37a. A piezoelectric resonator having the structure shown in FIG. 4 was fabricated using Pb (Zr 0.47 Ti 0.53 ) O 3 for b and b. The production method other than the diamond thin film was the same as in Example 2.
[0064]
The diamond thin film was produced by a plasma CVD method. As a manufacturing method and conditions, a microwave is input at 6 kw using a CH 4 , CO 2 , and H 2 mixed gas under reduced pressure. The film thickness is 2 μm.
[0065]
The high frequency characteristics of the obtained resonator structure were measured, and the basic resonance frequency was 800 MHz and the loss was 2.0%. The value of the basic resonance frequency of 800 MHz is about 1.6 times larger than that of the third embodiment. This is due to the difference in sound speed between the waveguides that confine the vibration wave. That is, a resonator having a higher resonance frequency can be obtained by using a material having a higher sound speed while maintaining the ratio of the sound speed between the reflective layer and the waveguide. A resonator having an operating frequency of 1 GHz or more could be formed by using secondary or tertiary resonance.
Comparative Example First, a Si wafer was used as a substrate, and after cleaning by the RCA method, a thin film to be the acoustic reflector 64 was formed. That is, four layers of SiO 2 film 62 and Si 3 N 4 film 63 were repeatedly formed on the Si substrate 61 by sputtering.
[0066]
Next, each layer of the first electrode 65, the piezoelectric body 66, and the second electrode 67 was formed on the acoustic reflector 64 by sputtering. Pt was used as the electrode material, and PZT was used as the piezoelectric material. A metal mask was used for pattern formation.
[0067]
When the high-frequency characteristics of the resonator structure fabricated in this way were measured, a result that the resonance frequency of the fundamental wave was 450 MHz was obtained. The loss was 5.5%.
[0068]
【The invention's effect】
The piezoelectric resonator of the present invention requires a support film because the acoustic wave travels in a waveguide having an inclined surface that forms an angle of 45 ° with the substrate and uses total reflection and resonance on the substrate surface. Therefore, it is not necessary to consider the damage of the element due to insufficient strength of the support film, and efficient vibration confinement can be realized by utilizing total reflection of vibration waves, and a large resonance frequency can be obtained with low loss.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a piezoelectric resonator of the present invention, in which (a) is a cross-sectional view, (b) is a perspective view, and (c) is a cross-sectional view.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another piezoelectric resonator of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another piezoelectric resonator of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing still another piezoelectric resonator according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a basic structure of a conventional piezoelectric resonator.
FIG. 6 is a perspective view showing another conventional piezoelectric resonator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base | substrate 3 ... Waveguide 4 ... Bottom 5a, 5b ... Inclined surface 6 ... 1st electrode 7 ... Piezoelectric body 8 ... 2nd electrode 9 ... Vibration body

Claims (5)

基体と、底面が前記基体に当接され、かつ前記底面に対して略45°の角度をなす一対の傾斜面が形成された導波体と、該導波体の傾斜面に設けられ、一対の電極で圧電体を挟持してなる振動体とを具備することを特徴とする圧電共振子。A base body, a waveguide having a bottom surface in contact with the base body and a pair of inclined surfaces formed at an angle of about 45 ° with respect to the bottom surface, and a pair of inclined surfaces provided on the waveguide body; And a vibrating body having a piezoelectric body sandwiched between the electrodes. 一対の傾斜面にそれぞれ振動体が設けられていることを特徴とする請求項1記載の圧電共振子。2. The piezoelectric resonator according to claim 1, wherein a vibrating body is provided on each of the pair of inclined surfaces. 基体内の音速度が、導波体内の音速度の21/2倍以上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。3. The piezoelectric resonator according to claim 1, wherein the sound velocity in the substrate is 2 1/2 times or more the sound velocity in the waveguide. 導波体と基体との間に、音響波を反射する反射層が設けられており、該反射層内の音速度が、前記導波体内の音速度の21/2倍以上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。A reflection layer for reflecting acoustic waves is provided between the waveguide and the substrate, and the sound velocity in the reflection layer is at least 2 1/2 times the sound velocity in the waveguide; The piezoelectric resonator according to claim 1 or 2, characterized in that: 反射層が窒化珪素、炭化珪素およびダイヤモンドのうちいずれかからなることを特徴とする請求項4記載の圧電共振子。The piezoelectric resonator according to claim 4, wherein the reflective layer is made of any one of silicon nitride, silicon carbide, and diamond.
JP27330099A 1999-09-27 1999-09-27 Piezoelectric resonator Expired - Fee Related JP4384306B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27330099A JP4384306B2 (en) 1999-09-27 1999-09-27 Piezoelectric resonator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27330099A JP4384306B2 (en) 1999-09-27 1999-09-27 Piezoelectric resonator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001102901A JP2001102901A (en) 2001-04-13
JP4384306B2 true JP4384306B2 (en) 2009-12-16

Family

ID=17525949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27330099A Expired - Fee Related JP4384306B2 (en) 1999-09-27 1999-09-27 Piezoelectric resonator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4384306B2 (en)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8981876B2 (en) 2004-11-15 2015-03-17 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Piezoelectric resonator structures and electrical filters having frame elements
US7791434B2 (en) 2004-12-22 2010-09-07 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator performance enhancement using selective metal etch and having a trench in the piezoelectric
US7479685B2 (en) 2006-03-10 2009-01-20 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Electronic device on substrate with cavity and mitigated parasitic leakage path
US8248185B2 (en) 2009-06-24 2012-08-21 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator structure comprising a bridge
US8902023B2 (en) 2009-06-24 2014-12-02 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator structure having an electrode with a cantilevered portion
US9243316B2 (en) 2010-01-22 2016-01-26 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Method of fabricating piezoelectric material with selected c-axis orientation
US8796904B2 (en) 2011-10-31 2014-08-05 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bulk acoustic resonator comprising piezoelectric layer and inverse piezoelectric layer
US8962443B2 (en) 2011-01-31 2015-02-24 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Semiconductor device having an airbridge and method of fabricating the same
US9203374B2 (en) 2011-02-28 2015-12-01 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Film bulk acoustic resonator comprising a bridge
US9136818B2 (en) 2011-02-28 2015-09-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Stacked acoustic resonator comprising a bridge
US9083302B2 (en) 2011-02-28 2015-07-14 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Stacked bulk acoustic resonator comprising a bridge and an acoustic reflector along a perimeter of the resonator
US9148117B2 (en) 2011-02-28 2015-09-29 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Coupled resonator filter comprising a bridge and frame elements
US9154112B2 (en) 2011-02-28 2015-10-06 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Coupled resonator filter comprising a bridge
US9425764B2 (en) 2012-10-25 2016-08-23 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Accoustic resonator having composite electrodes with integrated lateral features
US9048812B2 (en) 2011-02-28 2015-06-02 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bulk acoustic wave resonator comprising bridge formed within piezoelectric layer
US9444426B2 (en) 2012-10-25 2016-09-13 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Accoustic resonator having integrated lateral feature and temperature compensation feature
US8575820B2 (en) 2011-03-29 2013-11-05 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Stacked bulk acoustic resonator
US8350445B1 (en) 2011-06-16 2013-01-08 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bulk acoustic resonator comprising non-piezoelectric layer and bridge
US8922302B2 (en) 2011-08-24 2014-12-30 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator formed on a pedestal
JP7382773B2 (en) * 2019-09-24 2023-11-17 東芝Itコントロールシステム株式会社 Radiation inspection equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001102901A (en) 2001-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4384306B2 (en) Piezoelectric resonator
US6424237B1 (en) Bulk acoustic resonator perimeter reflection system
CN110324022B (en) Resonator and preparation method thereof
JP3967786B2 (en) Resonant acoustic isolator for thin film acoustic resonator
US9748918B2 (en) Acoustic resonator comprising integrated structures for improved performance
JP4624005B2 (en) Device manufactured with controlled piezoelectric coupling coefficient in thin film bulk acoustic resonator
US9490418B2 (en) Acoustic resonator comprising collar and acoustic reflector with temperature compensating layer
US6943647B2 (en) Bulk acoustic wave filter with a roughened substrate bottom surface and method of fabricating same
US7105980B2 (en) Saw filter device and method employing normal temperature bonding for producing desirable filter production and performance characteristics
JP3735777B2 (en) Resonator structure and filter having the resonator structure
US10756702B2 (en) Acoustic resonator and acoustic resonator filter including the same
US20070194863A1 (en) Film bulk acoustic resonator and method of manufacturing same
JP2007181185A (en) Acoustic resonator and its fabricating method
KR20200131188A (en) Elastic wave device, radio-frequency front-end circuit, and communication apparatus
JP2001044794A (en) Piezoelectric resonator
JP2005033379A (en) Thin film bulk wave vibrating element and manufacturing method thereof
JP3723697B2 (en) Piezoelectric resonator
JP2005057707A (en) Thin film bulk acoustic resonator and micro electromechanical system device
JP2005303573A (en) Thin film piezoelectric resonator and its manufacturing method
TW202007079A (en) Solidly mounted resonator
KR20240028967A (en) Bulk acoustic resonator and its manufacturing method, filter and electronic device
TWI794053B (en) Bulk acoustic resonator
JP2001156583A (en) Piezoelectric resonator
WO2024055388A1 (en) Acoustic resonator
JP2005142902A (en) Substrate for surface acoustic wave device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090827

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090901

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090925

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131002

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees