JP4608984B2 - 微小共振器およびその製造方法、ならびに電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば高周波フィルタなどに適用される微小共振器およびその製造方法、ならびに微小共振器を搭載した例えば携帯電話機などの通信装置に代表される電子機器に関する。

近年、半導体プロセスを使用して形成された微小な共振器素子が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。この共振器素子は、例えば、占有面積が小さいこと、高いＱ値を実現可能なこと、他の半導体デバイス等と集積可能なこと、の３つの特徴に基づき、無線通信分野の携帯電話機などの電子機器に搭載される高周波フィルタへの適用が検討されている。なお、「Ｑ値」とは、共振回路の性能を表す数値である。
ジェイ．アール．クラーク（J.R.Clark ），ダブリュー．−ティー．スウ（W.-T.Hsu），シー．ティー．−シー．グエン（C.T.-C.Nguyen ），"ハイ−ＱＶＨＦ マイクロメカニカル コンター−モード ディスク レゾネイター，"テクニカル ダイジェスト，電気電子技術者協会 インターナショナル エレクトロン デバイス ミーティング，サンフランシスコ，２０００年１２月１１日−１３日，ｐｐ３９９−４０２（"High-QVHF micromechanical contour-mode disk resonators,"Technical Digest,IEEE Int.Electron Devices Meeting,San Francisco,California,Dec.11-13,2000,pp.399-402.）

この共振器素子を高周波フィルタに適用する場合には、例えば、単体のままではインピーダンスが大きすぎて実用レベルに達しないため、そのインピーダンスを適正に小さくするために、複数の共振器素子を２次元的に配列させることにより集合構造体（微小共振器）を構築する必要がある。

ところで、微小共振器を高周波フィルタに適用する場合には、例えば、その微小共振器の周波数特性（すなわち共振特性）を確保するために、各共振器素子間における中心周波数のばらつきを抑制する必要がある。しかしながら、従来の微小共振器では、その製造プロセス上の理由に基づく構造的要因に起因して各共振器素子間における中心周波数のばらつきを十分に抑制し得ないため、周波数特性を確保することが困難であるという問題があった。すなわち、共振器素子を形成するためには高い形成精度が必要であることから、その共振器素子の形成精度がばらつきやすいため、共振器素子の形成精度のばらつきに起因して各共振器素子間における中心周波数がばらつくことにより、周波数特性が劣化しやすいのである。したがって、高周波フィルタに適用される微小共振器の周波数特性を確保するためには、各共振器素子間における中心周波数のばらつきを抑制することが可能な技術を確立する必要がある。この場合には、特に、微小共振器の量産性を考慮して、その微小共振器を容易に製造することが可能な技術を確立することも重要である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、各共振器素子間における中心周波数のばらつきを抑制することにより周波数特性を確保することが可能な微小共振器を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、周波数特性が確保された微小共振器を容易に製造することが可能な微小共振器の製造方法を提供することにある。

さらに、本発明の第３の目的は、微小共振器を搭載して周波数特性を確保することが可能な電子機器を提供することにある。

本発明に係る微小共振器は、入力電極、出力電極および振動板を含むと共に所定の周波数の信号を通過させる複数の共振器素子が基体上に配列されたものであり、基体上に複数の共振器素子の周囲を囲むように配設され、その複数の共振器素子の共振動作に寄与しない複数の非共振器素子を備えている。共振器素子は、間隔を隔てて配置された２つの支持柱と、その２つの支持柱により支持されると共に電気的に振動可能である振動板とを含んでいる。非共振器素子は、共振器素子と電気的に接続され、振動板を含まずに２つの支持柱だけを含んでおり、または、共振器素子から電気的に分離され、２つの支持柱および振動板を含んでいる。

本発明に係る微小共振器では、基体上に、共振動作に寄与することにより所定の周波数の信号を通過させる複数の共振器素子と共に、その複数の共振器素子の周囲に配設されて共振動作に寄与しない複数の非共振器素子を併せて備えている。すなわち、基体上に、外郭に配置された複数の非共振器素子と共に、その外郭に対して中央に配置された複数の共振器素子を併せて備えている。共振器素子は、２つの支持柱およびそれにより電気的に振動可能となるように支持された振動板を含んでいるのに対して、非共振器素子は、共振器素子と電気的に接続されている場合には振動板を含まずに２つの支持柱だけを含んでおり、共振器素子から電気的に分離されている場合には２つの支持柱および振動板を含んでいる。これにより、微小共振器の製造工程においてフォトリソグラフィ処理時に反射光の影響を受けたとしても、その反射光の影響が外郭の複数の非共振器素子の形成精度に及びやすい一方で中央の複数の共振器素子の形成精度に及びにくいため、複数の非共振器素子の形成精度が低下する一方で複数の共振器素子の形成精度が確保される。よって、各共振器素子の形成寸法がばらつきにくくなるため、各共振器素子間において中心周波数がばらつきにくくなる。

本発明に係る微小共振器の製造方法は、入力電極、出力電極および振動板を含むと共に所定の周波数の信号を通過させる複数の共振器素子が基体上に配列された微小共振器を製造する方法であり、基体上に、複数の共振器素子の周囲を囲むように、その複数の共振器素子の共振動作に寄与しない複数の非共振器素子を形成する工程を含むものである。この際、間隔を隔てて配置された２つの支持柱と、その２つの支持柱により支持されると共に電気的に振動可能である振動板とを含むように共振器素子を形成する。また、共振器素子と電気的に接続される場合には振動板を含まずに２つの支持柱だけ含むように、または、共振器素子から電気的に分離される場合には２つの支持柱および振動板を含むように非共振器素子を形成する。

本発明に係る微小共振器の製造方法では、基体上に、複数の共振器素子の周囲を囲むように、その複数の共振器素子の共振動作に寄与しない複数の非共振器素子を形成する際に、２つの支持柱およびそれにより電気的に振動可能となるように支持された振動板を含むように共振器素子を形成すると共に、共振器素子と電気的に接続される場合には振動板を含まずに２つの支持柱だけを含み、共振器素子から電気的に分離される場合には２つの支持柱および振動板を含むように非共振器素子を形成するために、既存の薄膜プロセスのみを使用し、新規かつ煩雑な製造プロセスを使用しない。

本発明に係る電子機器は、上記した本発明の微小共振器を備えたものである。

本発明に係る電子機器では、上記した本発明の微小共振器を搭載しているため、複数の非共振器素子の形成精度が低下する一方で複数の共振器素子の形成精度が確保される。これにより、各共振器素子の形成寸法がばらつきにくくなるため、各共振器素子間において中心周波数がばらつきにくくなる。

本発明に係る微小共振器によれば、基体上に、共振動作に寄与することにより所定の周波数の信号を通過させる複数の共振器素子と共に、その複数の共振器素子の周囲に配設されて共振動作に寄与しない複数の非共振器素子を併せて備える。共振器素子は、２つの支持柱およびそれにより電気的に振動可能となるように支持された振動板を含むのに対して、非共振器素子は、共振器素子と電気的に接続される場合には振動板を含まずに２つの支持柱だけを含み、共振器素子から電気的に分離される場合には２つの支持柱および振動板を含む。よって、各共振器素子の形成寸法がばらつきにくくなる結果、各共振器素子間において中心周波数がばらつきにくくなるため、各共振器素子間における中心周波数のばらつきを抑制することにより周波数特性を確保することができる。

本発明に係る微小共振器の製造方法によれば、基体上に、複数の共振器素子の周囲を囲むように、その複数の共振器素子の共振動作に寄与しない複数の非共振器素子を形成する際に、２つの支持柱およびそれにより電気的に振動可能となるように支持された振動板を含むように共振器素子を形成すると共に、共振器素子と電気的に接続される場合には振動板を含まずに２つの支持柱だけを含み、共振器素子から電気的に分離される場合には２つの支持柱および振動板を含むように非共振器素子を形成するために、既存の薄膜プロセスのみを使用し、新規かつ煩雑な製造プロセスを使用しない製法的特徴に基づき、既存の薄膜プロセスのみを使用して、周波数特性が確保された微小共振器を容易に製造することができる。

本発明に係る電子機器によれば、上記した本発明の微小共振器を搭載しているので、各共振器素子の形成寸法がばらつきにくくなる結果、各共振器素子間において中心周波数がばらつきにくくなるため、微小共振器を搭載して周波数特性を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態に係る微小共振器の構成について説明する。図１は、微小共振器の平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）を表している。

本実施の形態に係る微小共振器は、例えば、周波数の制御用途などに使用される微小構造物（いわゆるマイクロマシン）であり、具体的には周波数の制御機構を有する高周波フィルタとして無線通信分野の携帯電話器などの通信装置に代表される電子機器に適用されるものである。この微小共振器は、例えば、図１に示したように、共振動作を担う主要部である共振回路１０１と、この共振回路１０１に設けられた３つの電極、すなわち直流電圧印加用のＤＣ印加電極１０２、信号入力用の入力電極１０３および信号出力用の出力電極１０４とを備えている。これらの入力電極１０３および出力電極１０４は、例えば、いずれも共振回路１０１に近い側において複数に分岐されており、共振回路１０１から遠い側において集束されている。なお、図１では、共振回路１０１を模式的に表している。

次に、図１〜図８を参照して、微小共振器の詳細な構成について説明する。図２〜図８は共振回路１０１の構成を拡大して表しており、図２〜図４は平面構成を表し、図５〜図８は断面構成を表している。ここで、図４は全体の平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）を模式的に示しており、図２は図４に示した一部の領域（領域Ｒ１）を拡大して示し、図３は図４に示した他の一部の領域（領域Ｒ２）を拡大して示している。また、図５は図２に示したＡ−Ａ線に沿った断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を示し、図６は図２に示したＢ−Ｂ線に沿った断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を示し、図７は図２に示したＣ−Ｃ線に沿った断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を示し、図８は図２に示したＤ−Ｄ線に沿った断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を示している。

共振回路１０１は、例えば、図２〜図８に示したように、基板１上に、絶縁層２，３と、微小共振器構造体１０とがこの順に積層された構成を有している。

基板１は、主に、微小共振器構造体１０を支持するものであり、例えば、シリコン（Ｓｉ）などにより構成されている。絶縁層２，３は、いずれも微小共振器構造体１０を基板１から電気的に分離するものであり、例えば、絶縁層２は酸化ケイ素（ＳｉＯ₂ ）などの絶縁性材料により構成され、絶縁層３は窒化ケイ素（ＳｉＮ）などの絶縁性材料により構成されている。

微小共振器構造体１０は、図２〜図８に示したように、半導体プロセスを使用して形成された複数の微小な共振器素子Ｆを含み、その複数の共振器素子Ｆが電気的に共振可能となるように２次元的に配列されることにより構成された集合構造体であり、特に、上記した複数の共振器素子Ｆと共に、電気的に共振不能な複数の非共振器素子Ｎが併せて配列されたものである。この微小共振器構造体１０は、所定の基体としての基板１および絶縁層２，３上（実質的には絶縁層３上）にマトリックス状に配列された共振可能な複数の共振器素子Ｆを有する共振器素子構造体１１と、それらの基板１および絶縁層２，３上に共振器素子構造体１１の周囲を囲むように配設され、複数の共振器素子Ｆの共振動作に寄与しない複数の非共振器素子Ｎを有する非共振器素子構造体１２とを備えている。なお、微小共振器構造体１０には、上記した入力電極１０３および出力電極１０４が組み込まれており、すなわち微小共振器構造体１０は、上記したＤＣ印加電極１０２と共に２種類の信号電極（入力電極１０３，出力電極１０４）を備えた構造（いわゆる３ポート型構造）を有している。

共振器素子構造体１１は、微小共振器構造体１０において実質的に共振動作に寄与するものであり、図２〜図４に示したように、絶縁層３上の中央領域、すなわちＸ軸方向における中央領域Ｒ３およびＹ軸方向における中央領域Ｒ４の双方により規定される領域に配置されている。この共振器素子構造体１１は、例えば、図２および図３に示したように、共振器素子Ｆを繰り返し構成しながらＹ軸方向に延在する複数の電極部分１１Ｐを含み、その複数の電極部分１１ＰがＸ軸方向に隙間Ｇを隔てて並列に配列された構成を有している。すなわち、共振器素子Ｆは、上記した入力電極１０３および出力電極１０４と、電気的に振動可能な振動板とを有しており、所定の周波数の信号を通過させるものである。この「振動板」の詳細に関しては、後述する。

電極部分１１Ｐは、例えば、図２、図３、図６および図７に示したように、所定の間隔Ｓを隔ててＹ軸方向に繰り返し配置された複数の電極パターン１１ＰＡと、その間隔Ｓを確保したまま各電極パターン１１ＰＡを連結しながらＹ軸方向に繰り返し配置されることにより、その電極パターン１１ＰＡと共に共振器素子Ｆを構成する複数の電極パターン１１ＰＢとを含んで構成されている。この電極部分１１Ｐを構成する電極パターン１１ＰＡ，１１ＰＢは、例えば、いずれもリン（Ｐ）が含有されたポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）などの半導体材料により構成されている。電極パターン１１ＰＡは、例えば、図２、図３および図６に示したように、矩形型の平面構造および断面構造を有している。電極パターン１１ＰＢは、例えば、図２および図３に示したように、矩形型の平面構造を有していると共に、図６および図７に示したように、ビーム型（梁型）の断面構造を有しており、具体的には一端側において互いに隣り合う２つの電極パターン１１ＰＡのうちの一方の電極パターン１１ＰＡに連結されると共に他端側において他方の電極パターン１１ＰＡに連結された鳥居型の断面構造を有している。なお、上記した共振器素子Ｆのうちの「振動板」とは、例えば、図６に示したように、電極パターン１１ＰＢが振動部分１１ＰＢＸとその振動部分１１ＰＢＸを支持する２つの支持柱部分１１ＰＢＹとを含んで構成されており、すなわち振動部分１１ＰＢＸがその一端側および他端側に設けられた２つの支持柱部分１１ＰＢＹにより振動可能に支持されている場合に、その振動部分１１ＰＢＸである。

非共振器素子構造体１２は、微小共振器構造体１０において実質的に共振動作に寄与しないものであり、図２および図４に示したように、絶縁層３上の外郭領域、すなわちＸ軸方向における２つの端部領域Ｒ５およびＹ軸方向における２つの端部領域Ｒ６の双方により規定される領域に配置されている。この非共振器素子構造体１２は、例えば、絶縁層３上において共振器素子構造体１１と並列的に形成されたものであり、上記したように、Ｙ軸方向およびＸ軸方向にマトリックス状に配列された共振不能な複数の非共振器素子Ｎを有している。特に、非共振器素子構造体１２は、例えば、Ｙ軸方向のうちの一端側および他端側の双方、すなわち図４に示した端部領域Ｒ６において、非共振器素子Ｎを１列以上有していると共に、Ｘ軸方向のうちの一端側および他端側、すなわち図４に示した端部領域Ｒ５において、非共振器素子Ｎを２行以上有している。

この非共振器素子構造体１２の構成は、上記したように、共振動作に寄与せず、かつ端部領域Ｒ５，Ｒ６において非共振器素子Ｎが所定の行数および列数に渡って存在する限りにおいて、自由に設定可能である。ここでは、例えば、図２および図４に示したように、非共振器素子構造体１２が、端部領域Ｒ６において非共振器素子Ｎを１列有していると共に、端部領域Ｒ５において非共振器素子Ｎを２行有している。非共振器素子構造体１２は、具体的には、例えば、図４に示した中央領域Ｒ４（中央領域Ｒ３，Ｒ４の双方により規定される領域（共振器素子構造体１１の配置領域）を除く。）に配置されたダミーパターン１２Ａ，１２Ｂと、端部領域Ｒ６に配置されたダミーパターン１２Ｃ，１２Ｄとを含んで構成されている。ダミーパターン１２Ａ，１２Ｂは、例えば、図２および図５に示したように、電極部分１１Ｐのうちの電極パターン１１ＰＡ，１１ＰＢにそれぞれ対応した平面構造および断面構造を有している。ダミーパターン１２Ｃは、例えば、図２、図５、図６および図８に示したように、複数の電極パターン１１ＰＡおよび複数のダミーパターン１２Ａを連結可能な矩形型の平面構造および断面構造を有している。特に、ダミーパターン１２Ｃは、例えば、図２および図４に示したように、中央領域Ｒ３と端部領域Ｒ５との間に設けられた分離スペースＰを隔てて分離されている。ダミーパターン１２Ｄは、例えば、図２、図５、図６および図８に示したように、電極パターン１１ＰＢおよびダミーパターン１２Ｂとは異なり、それらの電極パターン１１ＰＢおよびダミーパターン１２ＢをＹ軸方向において分離した構造に相当する矩形型の平面構造および下向き凸型の断面構造を有している。この場合には、例えば、非共振器素子構造体１２のうちの端部領域Ｒ５に配置された部分では、中央領域Ｒ３に配置された残りの部分から分離スペースＰを隔てて分離され、すなわち電気的に分離されているために共振不能になっていると共に、中央領域Ｒ３に配置された残りの部分では、ダミーパターン１２Ｄがビーム構造（電極パターン１１ＰＢに対応する構造）を構成していないために共振不能になっている。

ここで、上記した非共振器素子構造体１２（複数の非共振器素子Ｎ）の配設範囲、すなわち「Ｙ軸方向において非共振器素子Ｎを１列以上有していると共にＸ軸方向において非共振器素子Ｎを２行以上有している」配設範囲を他の構成的表現で説明すれば、以下の通りとなる。すなわち、図６に示したように、共振器素子Ｆを構成している電極パターン１１ＰＢが、振動部分１１ＰＢＸおよび２つの支持柱部分１１ＰＢＹを含んで構成されているのに対して、非共振器素子Ｎを構成しているダミーパターン１２Ｄが、支持柱部分１１ＰＢＹに対応する支持柱部分１２ＤＹを含むと共に振動部分１１ＰＢＸに対応する部分を含まずに構成されている。この場合には、上記した支持柱部分１２ＤＹの配列数に基づいて非共振器素子Ｎの配設範囲を規定すれば、非共振器素子構造体１２（複数の非共振器素子Ｎ）は、共振器素子Ｆから周囲に向かう方向、すなわち複数の共振器素子Ｆの配設領域（図４に示した中央領域Ｒ３，Ｒ４の双方により規定される領域）を中心として放射状に向かう方向において、支持柱部分１２ＤＹを２つ以上含んでいることとなる。

なお、入力電極１０３および出力電極１０４は、例えば、図２、図３、図５〜図７に示したように、いずれも間隔Ｓと共に隙間Ｇを経由しながらＸ軸方向に延在している。これらの入力電極１０３および出力電極１０４は、例えば、電極部分１１Ｐ（電極パターン１１ＰＡ，１１ＰＢ）の構成材料と同様の材料により構成されている。

確認までに、図２および図３では、電極パターン１１ＰＡ，１１ＰＢ、ダミーパターン１２Ａ〜１２Ｄ、入力電極１０３および出力電極１０４の配置関係を見やすくするために、電極パターン１１ＰＡ、ダミーパターン１２Ａ，１２Ｃ、入力電極１０３および出力電極１０４に濃い網掛を施しており、電極パターン１１ＰＢおよびダミーパターン１２Ｂ，１２Ｄに淡い網掛を施している。また、図４では、微小共振器構造体１０の領域区分（共振器素子構造体１１，非共振器素子構造体１２の別）を見やすくするために、共振器素子構造体１１の領域区分に濃い網掛を施しており、非共振器素子構造体１２の領域区分に淡い網掛を施している。図２および図３と図４との間の対応関係から明らかなように、図２に示した領域Ｒ１では共振器素子構造体１１と非共振器素子構造体１２とが混在しており、図２に示した領域Ｒ２では共振器素子構造体１１のみが存在している。なお、図２において太い一定鎖線により囲まれている領域は、微小共振器構造体１０のうちの図２に示した範囲内における共振器素子構造体１１と非共振器素子構造体１２との間の境界を表している。

なお、図１〜図８に示した微小共振器は、上記した一連の構成要素、すなわち共振器素子構造体１１および非共振器素子構造体１２と共に、図示しない他の構成要素も併せて備えている。この「他の構成要素」としては、例えば、ＤＣ印加電極１０２に電圧を印加するための電源などが挙げられる。

この微小共振器では、図１〜図８に示したように、微小共振器構造体１０のうちの共振器素子構造体１１において、ＤＣ印加電極１０２を通じて一連の電極部分１１Ｐに電圧が印加されると、その電圧印加に応じて静電力が発生するため、一連の共振器素子Ｆが静電力に基づいて振動することにより共振する。具体的には、図６に示したように、電極パターン１１ＰＢのうちの振動部分１１ＰＢＸが、２つの支持柱部分１１ＰＢＹにより両端を支持された状態において、緊張して水平に維持された位置と撓んで落ち込んだ位置との間で反復的に変位するため、一連の共振器素子Ｆが共振する。そして、入力電極１０３および出力電極１０４を通じて信号が入出力されることにより、所定の周波数の信号が取り出される。この際、非共振器素子構造体１２のうちの一連の非共振器素子Ｎは共振不能に構成されているため、その一連の非共振器素子Ｎは共振器素子Ｆの共振動作に寄与しない。

次に、図１〜図１２を参照して、図１〜図８に示した微小共振器の製造方法について説明する。図９〜図１２は微小共振器の製造工程を説明するためのものであり、いずれも図６に対応する断面構成を示している。以下では、主に、図６および図９〜図１２を参照して、微小共振器のうちの図６に示した断面構成の製造工程について言及する。なお、微小共振器を構成する各構成要素の構造的特徴に関しては既に詳しく説明したので、以下ではそれらの説明を随時省略する。

微小共振器を製造する際には、まず、図９に示したように、シリコン製の基板１上に、例えば、減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法を使用して酸化ケイ素などの絶縁性材料を成膜することにより絶縁層２を形成したのち、同様に減圧ＣＶＤ法を使用して窒化珪素などの絶縁性材料を成膜することにより絶縁層３を形成し、これらの絶縁層２，３を積層させる。

続いて、図６および図９〜図１２に示したように、絶縁層３上に、互いに直交するＹ軸方向およびＸ軸方向に配列された共振可能な複数の共振器素子Ｆを有するように共振器素子構造体１１を形成すると共に、その共振器素子構造体１１の周囲を囲むように、複数の共振器素子Ｆの共振動作に寄与しない複数の非共振器素子Ｎを有するように非共振器素子構造体１２を形成することにより、微小共振器構造体１０を形成する。特に、微小共振器構造体１０を形成する際には、例えば、非共振器素子構造体１２を絶縁層３上に共振器素子構造体１１と並列的に形成する。

微小共振器構造体１０（共振器素子構造体１１，非共振器素子構造体１２）の形成手順は、例えば、以下の通りである。

すなわち、まず、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して絶縁層３を覆うように、リンが含有されたポリシリコンなどの半導体材料膜を形成したのち、フォトリソグラフィ処理およびドライエッチング処理を使用して半導体材料膜をパターニングすることにより、図９に示したように、所定の間隔Ｓを隔ててＹ軸方向に繰り返し配置されるように、後工程において形成される電極部分１１Ｐのうちの一部を構成する複数の電極パターン１１ＰＡを形成する。この場合には、図２に示したように、複数の電極パターン１１ＰＡがＸ軸方向において隙間Ｇを隔てて並列に配列されるようにする。より具体的には、最終的に共振器素子Ｆを繰り返し構成しながらＹ軸方向に延在する複数の電極部分１１Ｐを含み、その複数の電極部分１１Ｐが隙間Ｇを隔ててＸ軸方向に配列された構成を有する共振器素子構造体１１を形成可能となるように、各電極パターン１１ＰＡを配置する。なお、以下では、上記したフォトリソグラフィ処理およびドライエッチング処理を使用したパターニング処理を、単に「パターニング」と呼称する。

特に、電極パターン１１ＰＡを形成する際には、例えば、その電極パターン１１ＰＡの形成工程と同一工程において半導体材料膜をパターニングすることにより、図５および図９に示したように、複数のダミーパターン１２Ａ，１２Ｃを併せて形成すると共に、入力電極１０３および出力電極１０４を併せて形成する。この場合には、例えば、図２および図４に示したように、ダミーパターン１２Ａが電極パターン１１ＰＡと同様の配置構成を有し、かつダミーパターン１２Ｃが分離スペースＰを隔てて部分的に分離されるようにすると共に、入力電極１０３および出力電極１０４が間隔Ｓと共に隙間Ｇを経由しながらＸ軸方向に延在するようにする。特に、最終的に非共振器素子構造体１２を形成した際に、例えば、Ｙ軸方向のうちの一端側および他端側の双方（図４に示した端部領域Ｒ６）において非共振器素子Ｎを１列以上有すると共に、Ｘ軸方向のうちの一端側および他端側の双方（図４に示した端部領域Ｒ５）において非共振器素子Ｎを２行以上有することが可能となるように、各ダミーパターン１２Ａ，１２Ｃを配置する。ここでは、例えば、Ｙ軸方向のうちの一端側および他端側の双方において非共振器素子Ｎを１列有すると共に、Ｘ軸方向のうちの一端側および他端側の双方において非共振器素子Ｎを２行有することが可能となるようにする。なお、確認までに説明しておけば、上記した「Ｙ軸方向において非共振器素子Ｎを１列以上有すると共にＸ軸方向において非共振器素子Ｎを２行以上有する」ことは、後述するダミーパターン１２Ｄの構成（図１１参照）に置き換えて説明すれば、「複数の共振器素子Ｆの配設領域から周囲に向かう方向において、複数の非共振器素子Ｎが支持柱部分１２ＤＹを２つ以上含む」ことに該当する。

続いて、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して間隔Ｓを埋め込むように酸化ケイ素などの絶縁性材料膜を形成したのち、その絶縁性材料膜をパターニングすることにより、図１０に示したように、その間隔Ｓを埋め込むように犠牲膜２０を形成する。この場合には、例えば、後工程においてビーム型（梁型）の断面構造を有するように電極パターン１１ＰＢ（図１１参照）を形成可能とするために、間隔Ｓを埋め込みながら電極パターン１１ＰＡを部分的に覆うと共に、同様にビーム型（梁型）の断面構造を有するようにダミーパターン１２Ｂ（図５参照）を形成し、かつ下向き凸型の断面構造を有するようにダミーパターン１２Ｄ（図５参照）を形成可能とするために、ダミーパターン１２Ａ，１２Ｃを併せて部分的に覆うように犠牲膜２０を形成することにより、それらの電極パターン１１ＰＡおよびダミーパターン１２Ａ，１２Ｃをそれぞれ部分的に露出させる。

続いて、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して電極パターン１１ＰＡの露出面および犠牲膜２０を覆うように、リンが含有されたポリシリコンなどの半導体材料膜を形成したのち、その半導体材料膜をパターニングすることにより、図１１に示したように、電極パターン１１ＰＡおよび犠牲膜２０上に、その犠牲膜２０上を経由して各電極パターン１１ＰＡ間を連結しながらＹ軸方向に繰り返し配置されるように、電極部分１１Ｐのうちの他の一部を構成する複数の電極パターン１１ＰＢを形成する。この電極パターン１１ＰＢは、電気的に共振可能な振動部分１１ＰＢＸと、その振動部分１１ＰＢＸの一端側および他端側に設けられ、振動部分１１ＰＢＸを支持する２つの支持柱部分１１ＰＢＹとを含み、これらの振動部分１１ＰＢＸと２つの支持柱部分１１ＰＢＹとが一体化されたものである。この場合には、図２に示したように、電極パターン１１ＰＡの配列構成に対応して複数の電極パターン１１ＰＢがＸ軸方向において並列に配列されるようにする。

特に、電極パターン１１ＰＢを形成する際には、例えば、ダミーパターン１２Ａ，１２Ｃの露出面および犠牲膜２０を覆うように半導体材料膜を形成したのち、その電極パターン１１ＰＢの形成工程と同一工程において半導体材料膜をパターニングすることにより、図５および図１１に示したように、複数のダミーパターン１２Ｂ，１２Ｄを併せて形成する。この場合には、例えば、図２に示したように、各ダミーパターン１２Ｂが電極パターン１１ＰＢと同様に犠牲膜２０上を経由して各ダミーパターン１２Ａ間を連結しながらＹ軸方向に繰り返し配置されるようにすると共に、各ダミーパターン１２Ｄが互いに分離配置されるようにする。

最後に、例えば希フッ化水素（ＤＨＦ；Diluted Hydrogen Fluoride ）溶液などの溶解液を使用して犠牲膜２０を溶解することにより、その犠牲膜２０を選択的に除去する。これにより、図６に示したように、犠牲膜２０が設けられていた箇所に、電極パターン１１ＰＡ，１１ＰＢにより間隔Ｓが構成される結果、それらの電極パターン１１ＰＡ，１１ＰＢにより構成された複数の共振器素子Ｆを有するように複数の電極部分１１Ｐが形成されることにより、その複数の電極部分１１Ｐを含むように共振器素子構造体１１が形成されると共に、その間隔Ｓを経由するように入力電極１０３および出力電極１０４が配置される。この場合には、特に、共振器素子構造体１１の周囲を囲み、ダミーパターン１２Ａ〜１２Ｄにより構成された複数の非共振器素子Ｎを有するように、非共振器素子構造体１２が併せて形成される。したがって、共振器素子構造体１１および非共振器素子構造体１２と共に入力電極１０３および出力電極１０４を併せて備えるように微小共振器構造体１０が形成されるため、基板１上に絶縁層２，３および微小共振器構造体１０がこの順に積層された構成を有するように微小共振器が完成する。

なお、上記した製造工程を経て微小共振器構造体１０が形成される場合には、例えば、図１２に示したように、図６および図９〜図１２を参照して説明した一連の工程を経て電極パターン１１ＰＢが形成されたのち、最外端に位置する電極パターン１１ＰＡに部分的に乗り上げるように配線電極３０が形成される場合がある。この配線電極３０は、例えば、スパッタリングを使用してアルミニウム銅合金（ＡｌＣｕ）やアルミニウムケイ素合金（ＡｌＳｉ）などの導電性膜を形成したのち、その導電性膜をパターニングすることにより形成可能である。

本実施の形態に係る微小共振器では、複数の共振器素子Ｆを有して共振動作に寄与する共振器素子構造体１１と共に、その共振器素子構造体１１の周囲に配設され、複数の非共振器素子Ｎを有して共振動作に寄与しない非共振器素子構造体１２を併せて備えるようにしたので、以下の理由により、各共振器素子Ｆ間における中心周波数のばらつきを抑制することにより周波数特性を確保することができる。

図１３は本実施の形態に係る微小共振器に対する比較例としての微小共振器の構成を表しており、図２に対応した平面構成を示している。図１３に示した比較例の微小共振器は、微小共振器構造体１０が共振器素子構造体１１と共に非共振器素子構造体１２を併せて備えている本実施の形態に係る微小共振器とは異なり、その微小共振器構造体１０に対応する微小共振器構造体２００を備え、その微小共振器構造体２００が非共振器素子構造体１２を備えずに共振器素子構造体１１のみを備えている点を除き、本実施の形態に係る微小共振器と同様の構成を有している。

この比較例の微小共振器（図１３参照）では、微小共振器構造体２００が共振器素子構造体１１のみを備えていて非共振器素子構造体１２を備えていないため、本実施の形態に係る微小共振器のうちの微小共振器構造体１０の配置構成（図２参照）と比較した場合に、その微小共振器構造体１０のうちの共振器素子構造体１１の配置領域に対応して配置された共振器素子Ｆ群、すなわち図１３中において太い一定鎖線で囲んだ領域Ｒ２０１内に配置されている共振器素子Ｆ群だけでなく、非共振器素子構造体１２の配置領域に対応して配置された共振器素子Ｆ群、すなわち図１３中において太い一定鎖線で囲んだ領域Ｒ２０２内に配置されている共振器素子Ｆ群までもが共振動作に寄与することとなる。この場合には、例えば、微小共振器構造体２００の製造工程において、フォトリソグラフィ処理を使用して絶縁層３上に複数の電極部分１１Ｐ（電極パターン１１ＰＡ，１１ＰＢ）を形成することにより複数の共振器素子Ｆを形成する際に、その絶縁層３上の外郭領域（領域Ｒ２０２）において露光時に生じる反射光の影響が顕著に大きくなり、すなわち反射光の影響を受けて露光範囲が意図せずに拡大することに起因して電極パターン１１ＰＡ，１１ＰＢの形成精度が顕著に低下する。絶縁層３上の外郭領域において反射光の影響が顕著に大きくなる要因としては、例えば、絶縁層３を支持している基板１の周囲に、その基板１を固定するための高反射性の治具などが存在していることが挙げられる。これらの電極パターン１１ＰＡ，１１ＰＢの形成精度が低下すると、各共振器素子Ｆの形成寸法がばらつきやすくなり、具体的には電極パターン１１ＰＢのうちの振動部分１１ＰＢＸ（図６参照）の形成寸法Ｌが各共振器素子Ｆ間においてばらつきやすくなるため、各共振器素子Ｆ間において中心周波数がばらつきやすくなる。なお、絶縁層３上の中央領域（領域Ｒ２０１）では、反射光の影響が外郭領域（領域Ｒ２０２）ほど大きくならないため、電極パターン１１ＰＢのうちの振動部分１１ＰＢＸの形成寸法Ｌが各共振器素子Ｆ間においてばらつきにくくなり、すなわち各共振器素子Ｆ間において中心周波数がばらつきにくくなる。このことから、比較例の微小共振器では、中心周波数のばらつきが大きな共振器素子Ｆ群が共振動作に寄与する結果、全体として各共振器素子Ｆ間における中心周波数のばらつきを十分に抑制し得ないため、周波数特性を確保することが困難になる。

これに対して、本実施の形態に係る微小共振器（図２参照）では、共振動作に寄与する共振器素子構造体１１の周囲を囲むように、その共振動作に寄与しない非共振器素子構造体１２が設けられており、すなわち絶縁層３上において中央に配置された共振器素子構造体１１と共に、外郭に配置された非共振器素子構造体１２を併せて備えるように微小共振器構造体１０が構成されている。この場合には、微小共振器構造体１０の製造工程においてフォトリソグラフィ処理時に反射光の影響を受けたとしても、上記したように、その反射光の影響が外郭の非共振器素子Ｎの形成精度に及びやすい一方で中央の共振器素子Ｆの形成精度に及びにくいため、非共振器素子Ｎの形成精度が低下する一方で共振器素子Ｆの形成精度が確保される。これにより、共振器素子構造体１１では、電極パターン１１ＰＢのうちの振動部分１１ＰＢＸ（図６参照）の形成寸法Ｌが各共振器素子Ｆ間においてばらつきにくくなるため、各共振器素子Ｆ間において中心周波数がばらつきにくくなる。したがって、本実施の形態に係る微小共振器では、中心周波数のばらつきが大きな非共振器素子Ｎ群（非共振器素子構造体１２）が共振動作に寄与せず、中心周波数のばらつきが小さな共振器素子Ｆ群（共振器素子構造体１１）のみが共振動作に寄与する結果、各共振器素子Ｆ間における中心周波数のばらつきを抑制することが可能なため、周波数特性を確保することができるのである。

なお、本発明の微小共振器において上記した効果（周波数特性の確保）を生ずるための条件について補足しておくと、形成精度が確保された所定数の共振器素子Ｆを含むように共振器素子構造体１１を構成するためには、例えば、上記したように、Ｙ軸方向のうちの一端側および他端側の双方（図４に示した端部領域Ｒ６）において非共振器素子Ｎを１列以上有すると共に、Ｘ軸方向のうちの一端側および他端側の双方（図４に示した端部領域Ｒ５）において非共振器素子Ｎを２行以上有するように非共振器素子構造体１２を構成し、言い換えれば、共振器素子構造体１１（複数の共振器素子Ｆ）から周囲に向かい方向において、非共振器素子構造体１２（複数の非共振器素子Ｎ）が支持柱部分１２ＤＹを２つ以上含むようにすればよい。この「非共振器素子構造体１２のうちの非共振器素子Ｎの列数および行数」あるいは「非共振器素子構造体１２が支持柱部分１２ＤＹを含む数」の設定範囲は、以下の実施例で詳細に説明するように、非共振器素子構造体１２の構成（非共振器素子Ｎの行数）と電極パターン１１ＰＢのうちの振動部分１１ＰＢＸの形成精度（振動部分１１ＰＢＸの形成寸法Ｌの均一性）との間の相関を調べることにより確認されたものである。

また、本実施の形態に係る微小共振器の製造方法では、複数の共振器素子Ｆを有して共振動作に寄与する共振器素子構造体１１と共に、その共振器素子構造体１１の周囲に配設され、複数の非共振器素子Ｎを有して共振動作に寄与しない非共振器素子構造体１２を併せて備えた微小共振器を製造するために、減圧ＣＶＤ法に代表される成膜技術、フォトリソグラフィ処理およびドライエッチング処理に代表されるパターニング技術、ならびに犠牲膜２０の溶解処理を利用した部分的除去技術を含む既存の薄膜プロセスのみを使用し、新規かつ煩雑な製造プロセスを使用しない。したがって、本実施の形態では、既存の薄膜プロセスのみを使用して、周波数特性が確保された微小共振器を容易に製造することができる。

なお、本実施の形態では、図２に示したように、非共振器素子構造体１２の構成に関して、Ｙ軸方向のうちの一端側および他端側の双方（図４に示した端部領域Ｒ６）において非共振器素子Ｎを１列有すると共に、Ｘ軸方向のうちの一端側および他端側の双方（図４に示した端部領域Ｒ５）において非共振器素子Ｎを２行有するようにし、すなわち共振器素子構造体１１（複数の共振器素子Ｆ）から周囲に向かう方向において非共振器素子構造体１２（複数の非共振器素子Ｎ）が支持柱部分１２ＤＹを２つ有するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、上記したように、非共振器素子Ｎの列数は１列以上の範囲内で自由に設定可能であると共に、非共振器素子Ｎの行数は２列以上の範囲内で自由に設定可能であり、すなわち非共振器素子構造体１２が支持柱部分１２ＤＹを含む数は２つ以上の範囲内で自由に設定可能である。非共振器素子Ｎの列数および行数、あるいは非共振器素子構造体１２が支持柱部分１２ＤＹを含む数を変更した場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、図１、図２、図５および図６に示したように、微小共振器構造体１０がＤＣ印加電極１０２と共に２種類の信号電極（入力電極１０３，出力電極１０４）を備えた３ポート型構造を有するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、図２、図５および図６にそれぞれ対応する図１４、図１５および図１６に示したように、微小共振器構造体１０が電極部分１１と共に１種類の信号電極（出力電極１０５）を備えた２ポート型構造を有するようにしてもよい。この２ポート型の微小共振器構造体１０では、電極部分１１Ｐが入力電極１０３の機能を兼ねることとなる。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、図１４〜図１６に示した微小共振器に関する上記以外の構成は、図１、図２、図５および図６に示した場合と同様である。

参考までに、図１４〜図１６に示した場合には、電極部分１１Ｐが入力電極１０３の機能を兼ねる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、電極部分１１Ｐが入力電極１０３に代えて出力電極１０４の機能を兼ねるようにしてもよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

以上をもって、本発明の一実施の形態に係る微小共振器およびおよびその製造方法についての説明を終了する。

次に、図１７を参照して、本発明の微小共振器を搭載した電子機器の構成について説明する。図１７は電子機器としての通信装置のブロック構成を表している。

図１７に示した通信装置は、上記実施の形態において説明した微小共振器を高周波フィルタ３０２として搭載したものであり、例えば、携帯電話器、無線ＬＡＮ機器、無線トランシーバ、テレビチューナまたはラジオチューナなどである。この通信装置は、例えば、図１７に示したように、送信系回路３００Ａと、受信系回路３００Ｂと、送受信経路を切り替える送受信切換器３０１と、上記実施の形態において説明した微小共振器により構成された高周波フィルタ３０２と、送受信用のアンテナ３０３とを備えている。

送信系回路３００Ａは、Ｉチャンネルの送信データおよびＱチャンネルの送信データに対応した２つのデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ；Digital/Analogue Converter）３１１Ｉ，３１１Ｑおよび２つのバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑと、変調器３２０および送信用ＰＬＬ（Phase-Locked Loop ）回路３１３と、電力増幅器３１４とを備えている。この変調器３２０は、上記した２つのバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑに対応した２つのバッファアンプ３２１Ｉ，３２１Ｑおよび２つのミキサ３２２Ｉ，３２２Ｑと、移相器３２３と、加算器３２４と、バッファアンプ３２５とを含んで構成されている。

受信系回路３００Ｂは、高周波部３３０、バンドパスフィルタ３４１およびチャンネル選択用ＰＬＬ回路３４２と、中間周波回路３５０およびバンドパスフィルタ３４３と、復調器３６０および中間周波用ＰＬＬ回路３４４と、Ｉチャンネルの受信データおよびＱチャンネルの受信データに対応した２つのバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑおよび２つのアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ；Analogue/Digital Converter）３４６Ｉ，３４６Ｑとを備えている。高周波部３３０は、低ノイズアンプ３３１と、バッファアンプ３３２，３３４と、ミキサ３３３とを含んで構成されており、中間周波回路３５０は、バッファアンプ３５１，３５３と、自動ゲイン調整（ＡＧＣ；Auto Gain Controller）回路３５２とを含んで構成されている。復調器３６０は、バッファアンプ３６１と、上記した２つのバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑに対応した２つのミキサ３６２Ｉ，３６２Ｑおよび２つのバッファアンプ３６３Ｉ，３６３Ｑと、移相器３６４とを含んで構成されている。

この通信装置では、送信系回路３００ＡにＩチャンネルの送信データおよびＱチャンネルの送信データが入力されると、それぞれの送信データを以下の手順で処理する。すなわち、まず、ＤＡＣ３１１Ｉ、３１１Ｑにおいてアナログ信号に変換し、引き続きバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑにおいて送信信号の帯域以外の信号成分を除去したのち、変調器３２０に供給する。続いて、変調器３２０において、バッファアンプ３２１Ｉ，３２１Ｑを介してミキサ３２２Ｉ，３２２Ｑに供給し、引き続き送信用ＰＬＬ回路３１３から供給される送信周波数に対応した周波数信号を混合して変調したのち、両混合信号を加算器３２４において加算することにより、１系統の送信信号とする。この際、ミキサ３２２Ｉに供給する周波数信号に関しては、移相器３２３において信号移相を９０°シフトさせることにより、Ｉチャンネルの信号とＱチャンネルの信号とが互いに直交変調されるようにする。最後に、バッファアンプ３２５を介して電力増幅器３１４に供給することにより、所定の送信電力となるように増幅する。この電力増幅器３１４において増幅された信号は、送受信切換器３０１および高周波フィルタ３０２を介してアンテナ３０３に供給されることにより、そのアンテナ３０３を介して無線送信される。この高周波フィルタ３０２は、通信装置において送信または受信する信号のうちの周波数帯域以外の信号成分を除去するバンドパスフィルタとして機能する。

一方、アンテナ３０３から高周波フィルタ３０２および送受信切換器３０１を介して受信系回路３００Ｂに信号が受信されると、その信号を以下の手順で処理する。すなわち、まず、高周波部３３０において、受信信号を低ノイズアンプ３３１で増幅し、引き続きバンドパスフィルタ３４１で受信周波数帯域以外の信号成分を除去したのち、バッファアンプ３３２を介してミキサ３３３に供給する。続いて、チャンネル選択用ＰＰＬ回路３４２から供給される周波数信号を混合し、所定の送信チャンネルの信号を中間周波信号とすることにより、バッファアンプ３３４を介して中間周波回路３５０に供給する。続いて、中間周波回路３５０において、バッファアンプ３５１を介してバンドパスフィルタ３４３に供給することにより中間周波信号の帯域以外の信号成分を除去し、引き続きＡＧＣ回路３５２でほぼ一定のゲイン信号としたのち、バッファアンプ３５３を介して復調器３６０に供給する。続いて、復調器３６０において、バッファアンプ３６１を介してミキサ３６２Ｉ，３６２Ｑに供給したのち、中間周波用ＰＰＬ回路３４４から供給される周波数信号を混合し、Ｉチャンネルの信号成分およびＱチャンネルの信号成分を復調する。この際、ミキサ３６２Ｉに供給する周波数信号に関しては、移相器３６４において信号移相を９０°シフトさせることにより、互いに直交変調されたＩチャンネルの信号成分およびＱチャンネルの信号成分を復調する。最後に、Ｉチャンネルの信号およびＱチャンネルの信号をそれぞれバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑに供給することによりＩチャンネルの信号およびＱチャンネルの信号以外の信号成分を除去したのち、ＡＤＣ３４６Ｉ，３４６Ｑに供給してデジタルデータとする。これにより、Ｉチャンネルの受信データおよびＱチャンネルの受信データが得られる。

この通信装置では、上記実施の形態において説明した微小共振器を高周波フィルタ３０２として搭載しているため、上記実施の形態において図２を参照して説明したように、非共振器素子Ｎの形成精度が低下する一方で共振器素子Ｆの形成精度が確保される。これにより、各共振器素子Ｆの形成寸法がばらつきにくくなるため、各共振器素子Ｆ間において中心周波数がばらつきにくくなる。したがって、微小共振器を搭載して周波数特性を確保することができる。

なお、図１７に示した通信装置では、上記実施の形態において説明した微小共振器を高周波フィルタ３０２に適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、高周波フィルタ３０２に代えて、バンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑに代表される一連のバンドパスフィルタに微小共振器を適用してもよい。この場合においても、やはり周波数特性を確保することができる。

次に、本発明に関する実施例について説明する。

本発明の微小共振器に関して、微小共振器構造体（共振器素子構造体，非共振器素子構造体）のうちの非共振器素子構造体の構成に基づく影響を調べたところ、図１８に示した結果が得られた。図１８は非共振器素子の行数と振動部分の形成寸法の均一性との間の相関を表しており、「横軸」は非共振器素子の行数を示し、「縦軸」は振動部分の形成寸法の均一性（電極パターンのうちの振動部分の形成精度）として、その形成寸法の標準偏差を示している。この「非共振器素子の行数」とは、図４を参照して上記したように、非共振器素子構造体のうちの端部領域Ｒ５に配置されている非共振器素子の行数を表しており、ここでは０〜３の範囲内で変化させている。確認までに説明しておくと、例えば、非共振器素子の行数＝２の場合は、端部領域Ｒ５に非共振器素子構造体が設けられており、その端部領域Ｒ５において非共振器素子が２行に渡って配置されている場合を表しており、非共振器素子の行数＝０の場合は、端部領域Ｒ５に非共振器素子構造体が設けられておらず、その非共振器素子構造体に代えて共振器素子構造体が設けられている場合を表している。なお、図１８に示した「１８Ａ０」，「１８Ａ１」，「１８Ａ２」，「１８Ａ３」は、図４に示した領域Ｒ１において非共振器素子の行数をそれぞれ０，１，２，３と設定したときの結果を示しており、「１８Ｂ０」，「１８Ｂ１」，「１８Ｂ２」，「１８Ｂ３」は、図４に示した領域Ｒ２において非共振器素子の行数をそれぞれ０，１，２，３と設定したときの結果を示している。

図１８に示した結果から判るように、領域Ｒ１において非共振器素子の行数を変化させた場合（１８Ａ０〜１８Ａ３）および領域Ｒ２において非共振器素子の行数を変化させた場合（１８Ｂ０〜１８Ｂ３）のいずれの場合においても、振動部分の形成寸法に関する標準偏差はほぼ非共振器素子の行数が大きくなるにしたがって次第に小さくなった。このことから、共振器素子構造体と共に非共振器素子構造体を併せて備えるように微小共振器構造体を構成することにより、各共振器素子間における中心周波数のばらつきを抑制できることが確認された。

また、図１８に示した結果から判るように、振動部分の形成寸法の均一性に関して、非共振器素子の行数の増加に伴う変動状況を調べたところ、領域Ｒ１において非共振器素子の行数を変化させた場合（１８Ａ０〜１８Ａ３）および領域Ｒ２において非共振器素子の行数を変化させた場合（１８Ｂ０〜１８Ｂ３）のいずれの場合においても、その振動部分の形成寸法に関する標準偏差は非共振器素子の行数＝２以上の範囲においてほぼ一定となった。このことから、非共振器素子の行数が２以上となるように非共振器素子構造体を構成することにより、各共振器素子間における中心周波数のばらつきを十分に抑制できることが確認された。なお、上記では、図４を参照した場合に、非共振器素子構造体のうちの端部領域Ｒ５における非共振器素子の行数が２以上であることが好ましいことを確認したが、この「非共振器素子の行数＝２以上」の条件は、図２から明らかなように、非共振器素子構造体のうちの端部領域Ｒ６における非共振器素子の列数に換算すると「非共振器素子の列数＝１以上」に相当することから、非共振器素子の列数が１以上となるように非共振器素子構造体を構成することにより、各共振器素子間における中心周波数のばらつきを十分に抑制できることも併せて確認された。

確認までに、各共振器素子間における中心周波数のばらつきを抑制するための適正な範囲として上記した「非共振器素子の行数＝２行以上」および「非共振器素子の列数＝１列以上」という条件は、図２から明らかなように、「共振器素子構造体（複数の共振器素子）から周囲に向かう方向において非共振器素子構造体（複数の非共振器素子）が含む支持柱部分の数」に換算すると２以上となる。このことから、共振器素子構造体から周囲に向かう方向において非共振器素子構造体が含む支持柱部分の数が２以上となるように非共振器構造体を構成することにより、各共振器素子間における中心周波数のばらつきを十分に抑制できることが導き出された。

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明の微小共振器およびその製造方法を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、本発明の微小共振器の構成やその微小共振器の製造方法に関する手順などは、上記実施の形態および実施例と同様の効果を得ることが可能な限りにおいて自由に変形可能である。

また、上記実施の形態では、本発明の微小共振器およびその製造方法を高周波フィルタに適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、本発明の微小共振器およびその製造方法を高周波フィルタ以外の他の電子デバイスに適用することも可能である。もちろん、上記実施の形態では、本発明の微小共振器およびその製造方法を携帯電話機などの通信装置に代表される電子機器に適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、本発明の微小共振器およびその製造方法を通信装置以外の他の電子機器に適用することも可能である。これらのいずれの場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

本発明に係る微小共振器およびその製造方法は、例えば高周波フィルタとして携帯電話機などの通信装置に代表される電子機器に適用することが可能である。

本発明の一実施の形態に係る微小共振器の平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）を表す平面図である。 共振回路の平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）の一部（領域Ｒ１）を拡大して表す平面図である。 共振回路の平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）の他の一部（領域Ｒ２）を拡大して表す平面図である。 共振回路の全体の平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）を模式的に表す平面図である。 図２に示したＡ−Ａ線に沿った共振回路の断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。 図２に示したＢ−Ｂ線に沿った共振回路の平面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。 図２に示したＣ−Ｃ線に沿った共振回路の断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。 図２に示したＤ−Ｄ線に沿った共振回路の断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る微小共振器の製造工程を説明するための断面図である。 図９に続く工程を説明するための断面図である。 図１０に続く工程を説明するための断面図である。 図１１に続く工程を説明するための断面図である。 本発明の一実施の形態に係る微小共振器に対する比較例の微小共振器の平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）の一部を拡大して表す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る微小共振器の構成に関する変形例の平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）の一部を拡大して表す平面図である。 図１４に示したＡ−Ａ線に沿った共振回路の断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。 図１４に示したＢ−Ｂ線に沿った共振回路の断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る微小共振器を搭載した電子機器（通信装置）のブロック構成を表すブロック図である。 非共振器素子の行数と振動部分の形成寸法の均一性との間の相関を表す図である。

符号の説明

１…基板、２，３…絶縁層、１０…微小共振器構造体、１１…共振器素子構造体、１１Ｐ…電極部分、１１ＰＡ，１１ＰＢ…電極パターン、１１ＰＢＸ…振動部分、１１ＰＢＹ…支持柱部分、１２…非共振器素子構造体、１２Ａ〜１２Ｄ…ダミーパターン、２０…犠牲膜、３０…配線電極、１０１…共振回路、１０２…ＤＣ印加電極、１０３…入力電極、１０４，１０５…出力電極、３００Ａ…送信系回路、３００Ｂ…受信系回路、３０１…送受信切換器、３０２…高周波フィルタ、３０３…アンテナ、３１１Ｉ，３１１Ｑ…ＤＡＣ、３１２Ｉ，３１２Ｑ，３４１，３４３，３４５Ｉ，３４５Ｑ…バンドパスフィルタ、３１３…送信用ＰＬＬ回路、３１４…電力増幅器、３２０…変調器、３２１Ｉ，３２１Ｑ，３２５，３３２，３３４，３５１，３５３，３６１，３６３Ｉ，３６３Ｑ…バッファアンプ、３２２Ｉ，３２２Ｑ，３３３，３６２Ｉ，３６２Ｑ…ミキサ、３２３，３６４…移相器、３２４…加算器、３３０…高周波部、３３１…低ノイズアンプ、３４２…チャンネル選択用ＰＬＬ回路、３５０…中間周波回路、３５２…ＡＧＣ回路、３６０…復調器、３４６Ｉ，３４６Ｑ…ＡＤＣ、Ｆ…共振器素子、Ｇ…隙間、Ｌ…形成寸法、Ｎ…非共振器素子、Ｐ…分離スペース、Ｒ１，Ｒ２…領域、Ｒ３，Ｒ４…中央領域、Ｒ５，Ｒ６…端部領域、Ｓ…空間。

Claims (9)

1. 入力電極、出力電極および振動板を含むと共に所定の周波数の信号を通過させる複数の共振器素子が基体上に配列された微小共振器であって、
   前記基体上に前記複数の共振器素子の周囲を囲むように配設され、その複数の共振器素子の共振動作に寄与しない複数の非共振器素子を備え、
   前記共振器素子は、間隔を隔てて配置された２つの支持柱と、その２つの支持柱により支持されると共に電気的に振動可能である前記振動板とを含み、
   前記非共振器素子は、前記共振器素子と電気的に接続され、前記振動板を含まずに前記２つの支持柱だけを含み、または、前記共振器素子から電気的に分離され、前記２つの支持柱および前記振動板を含む、
   微小共振器。
2. 前記複数の非共振器素子が、前記基体上において前記複数の共振器素子と並列的に形成されたものである、請求項１記載の微小共振器。
3. 前記複数の非共振器素子が、前記複数の共振器素子から周囲に向かう方向において、前記支持柱を２つ以上含んでいる、請求項２記載の微小共振器。
4. 前記振動板が、前記入力電極または前記出力電極のいずれか一方の機能を兼ねる、請求項１記載の微小共振器。
5. 入力電極、出力電極および振動板を含むと共に所定の周波数の信号を通過させる複数の共振器素子が基体上に配列された微小共振器の製造方法であって、
   前記基体上に、前記複数の共振器素子の周囲を囲むように、その複数の共振器素子の共振動作に寄与しない複数の非共振器素子を形成する工程を含み、
   間隔を隔てて配置された２つの支持柱と、その２つの支持柱により支持されると共に電気的に振動可能である前記振動板とを含むように、前記共振器素子を形成し、
   前記共振器素子と電気的に接続され、前記振動板を含まずに前記２つの支持柱だけ含むように、または、前記共振器素子から電気的に分離され、前記２つの支持柱および前記振動板を含むように、前記非共振器素子を形成する、
   微小共振器の製造方法。
6. 前記基体上に、前記複数の非共振器素子を前記複数の共振器素子と並列的に形成する、請求項５記載の微小共振器の製造方法。
7. 前記複数の共振器素子から周囲に向かう方向において、前記支持柱を２つ以上含むように、前記複数の非共振器素子を形成する、請求項６記載の微小共振器の製造方法。
8. 前記共振器素子を形成する工程が、
   前記基体上に、前記入力電極および前記出力電極を形成する第１の工程と、
   前記入力電極および前記出力電極を覆うように、犠牲膜を形成する第２の工程と、
   前記犠牲膜上に、前記２つの支持柱および前記振動板を形成する第３の工程と、
   前記犠牲膜を選択的に除去する第４の工程と、を含む、
   請求項５記載の微小共振器の製造方法。
9. 入力電極、出力電極および振動板を含むと共に所定の周波数の信号を通過させる複数の共振器素子が基体上に配列された微小共振器、を備えた電子機器であって、
   前記微小共振器が、
   前記基体上に前記複数の共振器素子の周囲を囲むように配設され、その複数の共振器素子の共振動作に寄与しない複数の非共振器素子を備え、
   前記共振器素子は、間隔を隔てて配置された２つの支持柱と、その２つの支持柱により支持されると共に電気的に振動可能である前記振動板とを含み、
   前記非共振器素子は、前記共振器素子と電気的に接続され、前記振動板を含まずに前記２つの支持柱だけを含み、または、前記共振器素子から電気的に分離され、前記２つの支持柱および前記振動板を含む、
   電子機器。

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