JP4707574B2 - 圧電薄膜共振器、フィルタおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、圧電薄膜共振器、フィルタおよびその製造方法に関し、特に、配線としても用いることができる金属層を有する圧電薄膜共振器、フィルタおよびその製造方法に関する。
携帯電話に代表される無線機器の急速な普及により、小型で軽量な共振器およびこれを組み合わせて構成したフィルタの需要が増大している。これまでは主として誘電体と表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタが使用されてきたが、最近では、特に高周波での特性が良好で、かつ小型化とモノリシック化が可能な素子である圧電薄膜共振器およびこれを用いて構成されたフィルタが注目されつつある。
このような圧電薄膜共振器の一つとして、ＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）タイプの共振器が知られている。ＦＢＡＲは、基板上に、上部電極と圧電膜と下部電極の積層構造体（複合膜）を有し、上部電極と下部電極が対向する部分の下部電極下には振動エネルギーの基板への散逸を防ぐためバイアホールあるいはキャビティ（空隙）を必要とする。なお、下部電極下に誘電体膜を介し空隙が形成されることもある。バイアホールは素子基板として用いられる例えばＳｉ基板を裏面からエッチングすることで形成され、キャビティは基板表面の犠牲層パターン上に複合膜等の共振子を形成し、最後に犠牲層を除去することにより形成される。空隙としてバイアホールおよびキャビティを有する圧電薄膜共振器を以下ではそれぞれバイアホールタイプおよびキャビティタイプと呼ぶ。
上部電極と下部電極との間に高周波の電気信号を印加すると、上部電極と下部電極に挟まれた圧電膜内部に、逆圧電効果によって励振される弾性波や圧電効果に起因する歪によって生じる弾性波が発生する。そして、これらの弾性波が電気信号に変換される。このような弾性波は、上部電極（膜）と下部電極（膜）がそれぞれ空気に接している面で全反射されるため、厚み方向に主変位をもつ厚み縦振動波となる。この素子構造では、空隙上に形成された上部電極、圧電膜および下部電極からなる積層構造体の合計膜厚Ｈが、弾性波の１／２波長の整数倍（ｎ倍）になる周波数において共振が起こる。弾性波の伝搬速度Ｖは材料によって決まり、共振周波数ＦはＦ＝ｎＶ／２Ｈで与えられる。このような共振現象を利用すると膜厚をパラメータとして共振周波数を制御することが可能であり、所望の周波数特性を有する共振器やフィルタを作製することができる。
上部電極および下部電極としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）などの金属材料あるいはこれらの金属を組み合わせた積層材料を用いることができる。また、圧電膜としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）などを用いることができる。特に、成膜時に（００２）方向に配向軸をもつ窒化アルミニウム（ＡｌＮ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）は圧電膜に好ましい。基板としては、Ｓｉ、ガラス、ＧａＡｓなどを用いることができる。
図１は、非特許文献１に開示されているバイアホールタイプの圧電薄膜共振器（従来例１）を説明するための断面図である。図１を参照に、熱酸化膜（ＳｉＯ２）１２を有する（１００）Ｓｉ基板１１上に、下部電極１３としてＡｕ−Ｃｒ膜、圧電膜１４としてＺｎＯ膜および上部電極１５としてＡｌ膜が積層構造体を形成している。そして、積層構造体の下方には空隙（バイアホール）１６が形成されている。空隙１６は、（１００）Ｓｉ基板１１の裏面側から、ＫＯＨ水溶液あるいはＥＤＰ水溶液（エチレンジアミンとピロカテコールと水の混合液）を用いた異方性エッチングを用い形成さてれている。
しかしながら、従来例１には、以下のような課題がある。まず、前述の異方性エッチングは、Ｓｉ基板の（１００）面のエッチングレートが（１１１）面のエッチングレートに比較してある程度の高い値をもつという特性を利用しているため、Ｓｉ基板のカット面が（１００）面である場合に限って有効な手法である。よって、その他の基板を用いることができない。また、空隙１６は、（１００）面と（１１１）面とが交差する角度である５４．７°の傾斜をもつ側壁形状をとらざるを得ない。このため、空隙１６が大きくなり、圧電薄膜共振器の面積が大きくなる。よって、圧電薄膜共振器を複数個近接して配置させてフィルタを構成する場合、フィルタの面積が大きくなってしまう。さらに、Ｓｉ基板１１に空隙１６を形成しているため、インダクタンスやキャパシタンス等を同一基板１１上に製造することが難しく、集積化が困難である。さらに、Ｓｉ基板１１裏面の一部領域を大きくエッチングして形成される空隙１６により機械的強度が低下してしまう。このため、Ｓｉ基板１１をダイシングしてチップに分割する工程やパッケージへの実装工程において、強度の弱いチップの破損を回避するための特別な配慮を必要とする。このように、バイアホールタイプの圧電薄膜共振器においては、集積化が難しい、チップの機械的強度が弱いという課題がある。
これに対してキャビティタイプの圧電薄膜共振器は、基板にバイアホールを形成しないため、上記バイアホールタイプの圧電薄膜共振器の集積化が難しい、チップの機械的強度が弱いという課題を克服することができる。
図２は、特許文献１に開示されているキャビティタイプの圧電薄膜共振器（従来例２）を説明するための断面図である。図２を参照に、熱酸化膜（ＳｉＯ２）２２を有する基板２１上に、下部電極２３、圧電膜２４およびと上部電極２５からなる積層構造体が設けられている。積層構造体の下方には空隙（キャビティ）２６が形成されている。空隙２６は、基板２１上に、予めアイランド（島）状のＺｎＯの犠牲層パターンを形成しておき、犠牲層パターン上に積層構造体を形成し、積層構造体の下方にある犠牲層を例えば酸等のエッチング液で除去することにより形成される。
ＦＢＡＲのような厚み縦振動を利用した圧電薄膜共振器では、良好な共振特性を得るためには圧電膜の配向性が良好であることが求められる。通常キャビティ深さは、振動変位とメンブレン領域部分のたわみを考慮すると、数μｍ〜数十μｍが好ましい。しかしながら、このように厚く犠牲層を成膜すると、その表面は粗くなってしまう。このため、犠牲層上に成長させる下部電極２３と圧電膜２４の配向性が低下してしまうという課題がある。さらに、上部電極２５、圧電膜２４および下部電極２３からなる積層構造体は、ＳｉＯ２膜２２により上側に隆起する橋状の下地の上に設けられる。このため、積層構造体の機械振動に対する強度が弱いという課題がある。
図３は、特許文献２に開示されている別のキャビティタイプの圧電薄膜共振器（従来例３）を説明するための断面図である。この構造では、熱酸化膜（ＳｉＯ２）３２を有するＳｉ基板３１上に、下部電極３３、圧電膜３４および上部電極３５が形成されている。そして、下部電極３３の下方にキャビティ３６が形成されている。従来例３に係る圧電薄膜共振器は以下のように製造される。まず、Ｓｉ基板３１の表面の一部領域にエッチングにより窪みを形成する。次に犠牲層として使用するＰＳＧ（燐石英ガラス）中の燐がＳｉ基板３１中に拡散するのを防止するため、Ｓｉ基板３１表面に熱酸化膜（ＳｉＯ２）３２を形成する。窪みおよび基板３１上に犠牲層のＰＳＧを堆積する。犠牲層を基板３１表面まで研磨しクリーニングを行い、犠牲層および基板３１の表面を鏡面化する。下部電極３３、圧電膜３４、上部電極３５の順に堆積し、最後にＰＳＧを除去する。
従来例３によれば、研磨およびクリーニングを行い平坦化した犠牲層の表面に下部電極３３、圧電膜３４を形成する。このため、従来例２の課題であった圧電膜３４の配向性が低下することを抑制することができる。また、積層構造体は、基板３１の平坦な表面に上に設けられる。このため、従来例２で課題であった積層構造体の強度を向上させることができる。しかしながら、基板３１の一部をエッチングする必要があるため、製造コストが高くなってしまう。
特開昭６０−１８９３０７号公報
特開２０００−６９５９４号公報
Electron. Lett., １９８１年、１７巻、５０７−５０９頁
このように、従来例２および従来例３に係るキャビティタイプの圧電薄膜共振器により、従来例１に係るバイアホールタイプの圧電薄膜共振器の課題は解決される。しかしながら、圧電膜の配向性の向上、積層構造体の強度の確保および製造コストの削減と言う課題を解決することが難しい。また、例えば圧電薄膜共振器間または圧電共振器とパッド電極とを接続する配線は、圧電薄膜共振器の低損失化のため、低抵抗であることが好ましい。しかし、従来例１から３においては、上記配線は下部電極または上部電極が用いられている。下部電極または上部電極は振動部である積層構造体を構成するため、その膜厚や材料をそのシート抵抗が低くなるように独立に選択することができない。よって、圧電薄膜共振器間または圧電共振器とパッド電極との間の配線を低抵抗化することが難しい。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、例えば圧電薄膜共振器間または圧電共振器とパッド電極とを接続する配線として用いることもできる金属層を低抵抗化することが可能な圧電薄膜共振器およびフィルタ並びにその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、基板上に設けられた第１金属層および第２金属層と、前記第１金属層上に、該第１金属層と電気的に接続し、前記第１金属層から前記第２金属層に向かって延在し、前記基板との間に空隙が形成されるように設けられた下部電極と、前記下部電極上に設けられた圧電膜と、該圧電膜上に設けられ、前記第２金属層と電気的に接続する上部電極と、を具備し、前記第１金属層と前記第２金属層とは、前記上部電極または前記下部電極以外では電気的に分離され、前記空隙上の前記下部電極下には前記第１金属層は設けられておらず、前記圧電膜上には前記第２金属層は設けられていないことを特徴とする圧電薄膜共振器である。本発明によれば、例えば、圧電薄膜共振器間または圧電共振器とパッド電極とを接続する配線として用いることもできる金属層を低抵抗化することができる。また、下部電極、圧電膜および上部電極の強度を確保することができる。
上記構成において、前記下部電極は、前記第１金属層から前記第２金属層に向かって平坦に延在する構成とすることができる。この構成によれば、圧電膜の配向性を向上させることができる。また、積層構造体の強度をより確保することできる。
上記構成において、前記第１金属層、前記第２金属層および前記第１金属層と第２金属層との間の領域における前記基板の表面は平坦である構成とすることができる。この構成によれば、製造コストを抑制することができる。
上記構成において、前記圧電膜は、（００２）方向を主軸とする配向性を示す窒化アルミニウムおよび酸化亜鉛のいずれかである構成とすることができる。この構成によれば、良好な共振特性を得ることができる。
本発明は、上記構成の圧電薄膜共振器を複数組み合わせて構成されていることを特徴とするフィルタである。本発明によれば、例えば圧電薄膜共振器間または圧電共振器とパッド電極とを接続する配線として用いることもできる金属層を低抵抗化することができる。これにより、フィルタの損失を低減することができる。
上記構成において、前記圧電薄膜共振器の前記第１金属層および第２金属層と少なくとも一方は、前記圧電薄膜共振器間を電気的に接続する配線を含む構成とすることができる。この構成によれば、フィルタの損失を低減することができる。
本発明は、基板上に第１金属層および第２金属層を形成する工程と、前記第１金属層上に、前記第１金属層と電気的に接続し、前記第１金属層から前記第２金属層に向かって延在し、前記基板との間に空隙が形成されるように下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に圧電膜を形成する工程と、該圧電膜上に、前記第２金属層と電気的に接続するように上部電極を形成する工程と、を有し、前記第１金属層と前記第２金属層とは、前記上部電極または前記下部電極以外では電気的に分離され、前記空隙上の前記下部電極下には前記第１金属層は設けられておらず、前記圧電膜上には前記第２金属層は設けられていないことを特徴とする圧電薄膜共振器の製造方法である。本発明によれば、例えば、圧電薄膜共振器間または圧電共振器とパッド電極とを接続する配線として用いることもできる金属層を低抵抗化することができる。また、下部電極、圧電膜および上部電極の強度を確保することができる。
上記構成において、前記第１金属層および前記第２金属層を形成する工程は、前記基板上に前記第１金属層および前記第２金属層が形成されるべき開口部を有する犠牲層を設ける工程と、前記開口部および前記犠牲層上に前記第１金属層および前記第２金属層となるべき層を形成する工程と、前記第１金属層および前記第２金属層となるべき層を、前記犠牲層に達し前記第１金属層および前記第２金属層となるべき層と前記犠牲層との上面が平坦になるように除去する工程と、を含み、前記下部電極を形成する工程は、前記第１金属層上および前記犠牲層上に前記下部電極を形成する工程である構成とすることができる。この構成によれば、圧電膜の配向性を向上させることができる。また、積層構造体の強度を確保することができる。
上記構成において、前記第１金属層および前記第２金属層となるべき層はメッキ法により形成された構成とすることができる。この構成によれば、第１金属層および第２金属層を厚膜化することができ、より低抵抗化することができる。
前記第１金属層、前記第２金属層および前記第１金属層と第２金属層との間の領域における前記基板の表面は平坦である構成とすることができる。この構成によれば、製造コストを抑制することができる。
本発明は、上記圧電薄膜共振器の製造方法を含むことを特徴とするフィルタの製造方法とすることができる。本発明によれば、例えば圧電薄膜共振器間または圧電共振器とパッド電極とを接続する配線として用いることもできる金属層を低抵抗化することができる。これにより、フィルタの損失を低減することができる。
本発明によれば、例えば圧電薄膜共振器間または圧電共振器とパッド電極とを接続する配線として用いることもできる金属層を低抵抗化することが可能な圧電薄膜共振器およびフィルタ並びにその製造方法を提供することができる。
以下、図面を参照に本発明に係る実施例について説明する。
図４（ａ）は実施例１に係る圧電薄膜共振器の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、である。図４（ａ）および図４（ｂ）を参照に、Ｓｉ基板４１上に、銅からなる第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂが設けられている。第１金属層４８ａ上には第１金属層４８ａと電気的に接続する下部電極４３が設けられている。下部電極４３は、第１金属層４８ａと第２金属層の間に延在し、基板４１との間に空隙４６（キャビティ）が形成されるように設けられている。下部電極４３上に圧電膜４４、圧電膜４４上に第２金属層４６ｂと電気的に接続するように上部電極４５がそれぞれ設けられている。下部電極４３、圧電膜４４および上部電極４５は複合膜を構成している。下部電極４３および上部電極４５はＲｕ、圧電膜４４は（００２）方向を主軸とするＡｌＮを用いている。
図５（ａ）から図６（ｄ）は、実施例１に係る圧電薄膜共振器の製造工程を示す断面図であり、図４（ａ）のＡ−Ａ断面に相当する断面である。図５（ａ）を参照に、平坦なＳｉ基板４１を準備する。基板４１はＳｉ基板以外にも、ガラス基板、石英基板、サファイヤ基板等を用いることもできる。特に、空隙４６を形成する際、従来例１および３のように基板４１をエッチングしないため、エッチングの難しい基板も用いることができる。図５（ｂ）を参照に、例えばＳｉＯ２等からなる膜厚が約５μｍの犠牲層４２を例えばＰＥＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）法を用い形成する。犠牲層４２としては、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＡｌＮなど、エッチング液により、容易に溶解できる材料が好ましい。図５（ｃ）を参照に、露光技術とエッチング技術を用い、犠牲層４２に第１金属層および第２金属層を形成されるべき開口部５０を形成する。図５（ｄ）を参照に、メッキのためのシード層４７としてＴｉおよびＡｕを全面に形成する。シード層４７は、０．６〜１．２ＰａのＡｒガス雰囲気中のスパッタリングにより形成される。
図６（ａ）参照に、シード層４７上（つまり基板１および開口部５０上）に第１金属層および第２金属層となるべき膜４９としてＣｕを電解メッキ法により例えば約５μｍ形成する。金属層となるべき膜４９はＣｕ以外にもＡｕ、Ｒｕ、Ｐｔ等メッキ法により成膜可能な金属膜であればよい。金属層となるべき膜４９の膜厚は、開口部５０を完全に埋め込むため、犠牲層４２の膜厚より厚いことが好ましい。図６（ｂ）を参照に、第１金属層および第２金属層となるべき膜４９を犠牲層４２の表面に達するまで研磨する。これにより、基板４１上に、金属層となるべき膜４９より犠牲層４２に埋め込まれた第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂが形成される。また、第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂと犠牲層４２との表面は平坦化される。ここで、平坦とは、研磨により得られる程度に平坦という意味である。
図６（ｃ）を参照に、第１金属層４８ａおよび第１金属層４８ａと第２金属層４８ｂとの間の領域の犠牲層４２上に、第１金属層４８ａ上に電気的に接続し、第１金属層４８ａと第２金属層４８ｂとの間に延在するように下部電極４３を形成する。下部電極４３は、Ｒｕからなり膜厚が約１００ｎｍであり、０．６〜１．２ＰａのＡｒガス雰囲気中のスパッタリングで形成される。下部電極４３としては、前述した金属を用いることができる。露光技術とイオンミリング技術を用い、下部電極４３を所定の形状とする。下部電極４３および基板４１上に、（００２）方向を主軸とするＡｌＮ膜からなり膜厚が約４００ｎｍの圧電膜４４を、約０．３Ｐａの圧力のＡｒ／Ｎ２混合ガス雰囲気中のスパッタリングで形成する。圧電膜４４上に、第２金属層４８ｂに電気的に接続する上部電極４５を形成する。上部電極４３は、Ｒｕからなり膜厚が約１００ｎｍであり、０．６〜１．２ＰａのＡｒガス雰囲気中のスパッタリングで形成する。圧電膜４４としては、前述のようにＺｎＯ等の圧電材料を用いることもできる。上部電極４５は下部電極４３と同様の金属を用いることができる。露光技術とエッチング技術を用い上部電極４５および圧電膜４４を所定の形状とする。図６（ｄ）を参照に、犠牲層４２をエッチングにより除去する。以上により、実施例１に係る圧電薄膜共振器が完成する。
実施例１によれば、下部電極４３に電気的に接続する第１金属層４８ａおよび上部電極４５に電気的に接続する第２金属層４９ｂを、例えば、実施例２にて後述するように圧電薄膜共振器間の配線やパッドと圧電薄膜共振器との間の配線に用いることができる。下部電極４３および上部電極４５は共振する積層構造体として機能するため、膜厚や材料をそのシート抵抗が低くなるように選択できない。一方、第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂは下部電極４３および上部電極４５とは独立に形成できる。このため、実施例１のように抵抗率の低い例えばＣｕを用い、厚膜化することができる。これにより、圧電薄膜共振器間の配線やパッドと圧電薄膜共振器との間の配線を低抵抗化することができる。よって、圧電薄膜共振器の損失を低減することができる。特に、第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂを、下部電極４３および上部電極４５より低抵抗率の材料とすることにより、例えば、圧電薄膜共振器間の配線やパッドと圧電薄膜共振器との間の配線として使用することのできる第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂを低抵抗化することができる。さらに、第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂのシート抵抗を、下部電極４３および上部電極４５のシート抵抗より小さくすることにより、より第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂを低抵抗化することができる。
また、下部電極４３が第１金属層４８ａ上に設けられ、第１金属層４８ａから第２金属層４８ｂに向かって延在し基板４１との間に空隙４６が形成されるように設けられている。これにより、積層構造体を形成する前に第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂを形成することができる。空隙４６を第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂの膜厚の厚さとすることができるため、図６（ｄ）のように犠牲層４２の除去の際のエッチング液の浸透が早く、犠牲層４２の除去時間を短縮させることができる。さらに、下部電極４３が第１金属層４８ａと第２金属層４８ｂとの間に延在している。このため、従来例２のように橋状の積層構造体と異なり、積層構造体の強度を確保することができる。また、橋状の端部（つまり空隙４６の端部）における下部電極４３や上部電極４５の段切れを抑制することができる。
さらに、下部電極４３は、第１金属層４８ａから第２金属層４８ｂに向かって平坦に延在している。これにより、下部電極４３上に形成される圧電膜４４の配向性を向上させることができる。また、積層構造体の強度が低下することをより抑制できる。さらに、空隙４６の端部における下部電極４３や上部電極４５の段切れをより抑制することができる。
さらに、第１金属層４８ａ、第２金属層４８ｂおよび第１金属層４８ａと第２金属層４８ｂとの間の領域における基板４１の表面は平坦である。基板４１の表面が平坦なため、従来例３のように、基板４１表面をエッチングする工程がなく、製造コストを削減させることができる。
さらに、圧電膜４４として、（００２）方向を主軸とする配向性を示す窒化アルミニウム、または酸化亜鉛を用いることにより、良好な共振特性を有する圧電薄膜共振器を提供することができる。
実施例１に係る圧電薄膜共振器の製造方法によれば、図５（ｃ）のように、基板４１上に第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂが形成されるべき開口部５０を有する犠牲層４２を設ける。図５（ｄ）および図６（ａ）のように、開口部５０および犠牲層４２上に第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂとなるべき層４９を形成する。図６（ｂ）のように、第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂとなるべき層４９を、犠牲層４２に達し第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂとなるべき層４９と犠牲層４２との上面が平坦になるように除去する。このようにして、第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂを形成する。そして、第１金属層４８ａ上および犠牲層４２上に下部電極４３を形成する。下部電極４３を平坦な犠牲層および第１金属層４８ａ上に形成することにより、第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂを厚膜化した場合も、下部電極４３上に形成される圧電膜４４の配向性を向上させることができる。また、積層構造体の強度を確保することができる。さらに、空隙４６の端部における下部電極４３や上部電極４５の段切れをより抑制することができる。さらに、第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂを厚膜化し、低抵抗化した場合も、犠牲層４２の表面を平坦化することができる。前述のように、第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂを厚膜化することにより、配線抵抗を低減し圧電薄膜共振器の損失を低減することができる。また、下部電極４３が基板４１に付着することを抑制することができる。
さらに、第１金属層および第２金属層となるべき層４９をメッキ法により形成することが好ましい。スパッタ法を用いた場合、第１金属層および第２金属層となるべき層４９の応力が大きく厚膜化が難しい。また、蒸着法を用いた場合、リフトオフのためのフォトレジストを厚膜化することが難しい。よって、メッキ法を用いることにより、第１金属層および第２金属層となるべき層４９を厚膜化することができる。積層構造体を形成後に第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂを形成する場合、メッキのための給電のための配線を行わなくてはならない。しかし、第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂを積層構造体を形成する前に形成するため、メッキのための給電をシード層４７を介し行うことができる。
実施例２は、実施例１に係る圧電薄膜共振器を複数組み合わせて構成されているフィルタの例である。図７（ａ）は実施例２に係るフィルタの上面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ´−Ａ´断面図である。基本的な構成は実施例１と同様であり、実施例１と同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。このフィルタは、直列腕共振器Ｓ１からＳ４の４個と並列腕共振器Ｐ１からＰ３の３個で構成されるラダー型フィルタである。第１金属層４８ａまたは第２金属層４８ｂは、ワイヤによる接続やバンプを形成するバッド５２、圧電薄膜共振器間の電気的接続のための配線、パッド５２と圧電薄膜共振器とを接続する配線として機能する。このように、ワイヤによる接続やバンプを形成するバッド５２、圧電薄膜共振器間の電気的接続のための配線、パッド５２と圧電薄膜共振器とを接続する配線を低抵抗な金属層を用い形成できるため、フィルタの損失を低減することができる。なお、ラダー型フィルタ以外のフィルタにおいても、実施例１に係る圧電薄膜共振器を複数組み合わせて構成することにより、実施例２と同様の効果を奏することができる。
実施例２は、フィルタの圧電薄膜共振器の第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂの両方に圧電薄膜共振器間を電気的に接続する配線を含んでいる。これにより、圧電薄膜共振器間を接続する配線の抵抗を小さくすることができる。よって、フィルタの損失を抑制することができる。第１金属層４８ａおよび第２金属層４８ｂの少なくとも一方が圧電薄膜共振器間を電気的に接続する配線を含んでいても良い。これにより、圧電薄膜共振器間を接続する配線の抵抗を小さくすることができる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１１、２１、３１、４１ 基板
１３、２３、３３、４３ 下部電極
１４、２４，３４、４４ 圧電薄膜
１５、２５、３５、４５ 下部電極
１６、２６、３６、４６ 空隙
４２ 犠牲層
４７ シード層
４８ａ 第１金属層
４８ｂ 第２金属層
４９ 第１金属層および第２金属層となるべき層
５０ 開口部
５２ パッド
１３、２３、３３、４３ 下部電極
１４、２４，３４、４４ 圧電薄膜
１５、２５、３５、４５ 下部電極
１６、２６、３６、４６ 空隙
４２ 犠牲層
４７ シード層
４８ａ 第１金属層
４８ｂ 第２金属層
４９ 第１金属層および第２金属層となるべき層
５０ 開口部
５２ パッド
Claims (11)
- 基板上に設けられた第１金属層および第２金属層と、
前記第１金属層上に、該第１金属層と電気的に接続し、前記第１金属層から前記第２金属層に向かって延在し、前記基板との間に空隙が形成されるように設けられた下部電極と、
前記下部電極上に設けられた圧電膜と、
該圧電膜上に設けられ、前記第２金属層と電気的に接続する上部電極と、を具備し、
前記第１金属層と前記第２金属層とは、前記上部電極または前記下部電極以外では電気的に分離され、
前記空隙上の前記下部電極下には前記第１金属層は設けられておらず、
前記圧電膜上には前記第２金属層は設けられていないことを特徴とする圧電薄膜共振器。 - 前記下部電極は、前記第１金属層から前記第２金属層に向かって平坦に延在することを特徴とする請求項１記載の圧電薄膜共振器。
- 前記第１金属層、前記第２金属層および前記第１金属層と第２金属層との間の領域における前記基板の表面は平坦であることを特徴とする請求項１または２記載の圧電薄膜共振器。
- 前記圧電膜は、（００２）方向を主軸とする配向性を示す窒化アルミニウムおよび酸化亜鉛のいずれかであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の圧電薄膜共振器。
- 請求項１から６のいずれかに記載の圧電薄膜共振器を複数組み合わせて構成されていることを特徴とするフィルタ。
- 前記圧電薄膜共振器の前記第１金属層および第２金属層と少なくとも一方は、前記圧電薄膜共振器間を電気的に接続する配線を含むことを特徴とする請求項５記載のフィルタ。
- 基板上に第１金属層および第２金属層を形成する工程と、
前記第１金属層上に、前記第１金属層と電気的に接続し、前記第１金属層から前記第２金属層に向かって延在し、前記基板との間に空隙が形成されるように下部電極を形成する工程と、
前記下部電極上に圧電膜を形成する工程と、
該圧電膜上に、前記第２金属層と電気的に接続するように上部電極を形成する工程と、を有し、
前記第１金属層と前記第２金属層とは、前記上部電極または前記下部電極以外では電気的に分離され、
前記空隙上の前記下部電極下には前記第１金属層は設けられておらず、
前記圧電膜上には前記第２金属層は設けられていないことを特徴とする圧電薄膜共振器の製造方法。 - 前記第１金属層および前記第２金属層を形成する工程は、
前記基板上に前記第１金属層および前記第２金属層が形成されるべき開口部を有する犠牲層を設ける工程と、
前記開口部および前記犠牲層上に前記第１金属層および前記第２金属層となるべき層を形成する工程と、
前記第１金属層および前記第２金属層となるべき層を、前記犠牲層に達し前記第１金属層および前記第２金属層となるべき層と前記犠牲層との上面が平坦になるように除去する工程と、を含み、
前記下部電極を形成する工程は、前記第１金属層上および前記犠牲層上に前記下部電極を形成する工程であることを特徴とする請求項７記載の圧電薄膜共振器の製造方法。 - 前記第１金属層および前記第２金属層となるべき層はメッキ法により形成されたことを特徴とする請求項８記載の圧電薄膜共振器の製造方法。
- 前記第１金属層、前記第２金属層および前記第１金属層と第２金属層との間の領域における前記基板の表面は平坦であることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項記載の圧電薄膜共振器の製造方法。
- 請求項１０記載の圧電薄膜共振器の製造方法を含むことを特徴とするフィルタの製造方法。
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