JP4963229B2 - Piezoelectric thin film device - Google Patents

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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

本発明は、複数の圧電薄膜共振子を組み合わせた圧電薄膜デバイスに関する。   The present invention relates to a piezoelectric thin film device in which a plurality of piezoelectric thin film resonators are combined.

図14、図15は、従来の圧電薄膜フィルタの振動積層体98の概略構成を示す模式図であり、図14は、圧電薄膜フィルタ9の斜視図、図15は、図14のXV−XVの切断線における圧電薄膜フィルタ9の断面図となっている。図14には、説明の便宜上、左右方向をX軸方向、前後方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とするXYZ直交座標系が定義されている。   FIGS. 14 and 15 are schematic views showing a schematic configuration of a vibration laminate 98 of a conventional piezoelectric thin film filter, FIG. 14 is a perspective view of the piezoelectric thin film filter 9, and FIG. 15 is an XV-XV of FIG. It is sectional drawing of the piezoelectric thin film filter 9 in a cutting line. For convenience of explanation, FIG. 14 defines an XYZ orthogonal coordinate system in which the left-right direction is the X-axis direction, the front-rear direction is the Y-axis direction, and the up-down direction is the Z-axis direction.

図14、図15に示すように、圧電薄膜フィルタ9は、圧電体薄膜95の下面及び上面にそれぞれ下面電極94及び上面電極96(961,962)を形成した構造を有している。圧電薄膜フィルタ9は、対向領域991において下面電極94と上面電極961とを対向させて圧電薄膜共振子を形成し、対向領域992において下面電極94と上面電極962とを対向させて圧電薄膜共振子を形成することにより、2個の圧電薄膜共振子を組み合わせたラダー型フィルタとして構成されている。   As shown in FIGS. 14 and 15, the piezoelectric thin film filter 9 has a structure in which a lower surface electrode 94 and an upper surface electrode 96 (961, 962) are formed on the lower surface and the upper surface of the piezoelectric thin film 95, respectively. The piezoelectric thin film filter 9 forms a piezoelectric thin film resonator by causing the lower surface electrode 94 and the upper surface electrode 961 to face each other in the facing region 991, and causes the lower surface electrode 94 and the upper surface electrode 962 to face each other in the facing region 992. Is formed as a ladder type filter combining two piezoelectric thin film resonators.

圧電薄膜フィルタ9では、対向領域991からは下面電極94が−Y方向に引き出される一方で、対向領域992からは下面電極94が+Y方向に引き出されている。また、対向領域992からは上面電極961が+Y方向に引き出される一方で、対向領域992からは上面電極962が−Y方向に引き出されている。すなわち、圧電薄膜フィルタ9では、2個の圧電薄膜共振子で下面電極94及び上面電極96の引き出し方向が反対となっている。   In the piezoelectric thin film filter 9, the lower surface electrode 94 is extracted from the facing region 991 in the −Y direction, while the lower surface electrode 94 is extracted from the facing region 992 in the + Y direction. Further, the upper surface electrode 961 is extracted from the facing region 992 in the + Y direction, while the upper surface electrode 962 is extracted from the facing region 992 in the −Y direction. That is, in the piezoelectric thin film filter 9, the lead-out directions of the lower surface electrode 94 and the upper surface electrode 96 are opposite in the two piezoelectric thin film resonators.

なお、特許文献1は、本発明と関連する先行技術文献であり、2個の圧電薄膜共振子で下面電極及び上面電極の引き出し方向が反対となっている圧電薄膜フィルタを図13及び図14において開示している。   Patent Document 1 is a prior art document related to the present invention. A piezoelectric thin film filter in which the drawing direction of the lower surface electrode and the upper surface electrode is reversed by two piezoelectric thin film resonators is shown in FIGS. 13 and 14. Disclosure.

特開2004−120219号公報JP 2004-120219 A

圧電薄膜フィルタにおいて、単結晶薄膜等の面内圧電異方性を有する薄膜を圧電体薄膜に採用したい場合がある。しかし、従来の圧電薄膜フィルタでは、面内圧電異方性を有する薄膜を圧電体薄膜として採用した場合、2個の圧電薄膜共振子で下面電極及び上面電極の引き出し方向が異なっているために、2個の圧電薄膜共振子の共振特性に差異が生じ、2個の圧電薄膜共振子を組み合わせた圧電薄膜フィルタにおいて所望の特性を得ることができない場合がある。このことは、3個以上の圧電薄膜共振子を組み合わせた圧電薄膜フィルタ、より一般的には、複数の圧電薄膜共振子を組み合わせた圧電薄膜デバイス全般に共通の問題である。   In the piezoelectric thin film filter, there is a case where it is desired to employ a thin film having in-plane piezoelectric anisotropy such as a single crystal thin film as the piezoelectric thin film. However, in the conventional piezoelectric thin film filter, when a thin film having in-plane piezoelectric anisotropy is adopted as the piezoelectric thin film, the lead-out directions of the lower surface electrode and the upper surface electrode are different between the two piezoelectric thin film resonators. A difference occurs in the resonance characteristics of the two piezoelectric thin film resonators, and a desired characteristic may not be obtained in the piezoelectric thin film filter in which the two piezoelectric thin film resonators are combined. This is a problem common to piezoelectric thin film filters in which three or more piezoelectric thin film resonators are combined, and more generally in general to piezoelectric thin film devices in which a plurality of piezoelectric thin film resonators are combined.

本発明は、この問題を解決するためになされたもので、単結晶薄膜等の面内圧電異方性を有する薄膜を圧電体薄膜に採用した場合でも、所望の特性を有する圧電薄膜デバイスを作製することができるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve this problem, and even when a thin film having in-plane piezoelectric anisotropy such as a single crystal thin film is adopted as a piezoelectric thin film, a piezoelectric thin film device having desired characteristics is manufactured. The purpose is to be able to.

上記課題を解決するため、請求項1の発明は、複数の圧電薄膜共振子を組み合わせた圧電薄膜デバイスであって、面内圧電異方性を有する圧電体薄膜と、連続する前記圧電体薄膜の上面及び下面にそれぞれ形成された上面電極及び下面電極とを備え、複数の対向領域において前記上面電極と前記下面電極とを前記圧電体薄膜を挟んで対向させることにより前記圧電薄膜共振子を形成し、前記対向領域の各々からの前記上面電極の引き出し方向を第1方向に揃え、前記対向領域の各々からの前記下面電極の引き出し方向を第2方向に揃えた。また、前記第1方向と前記第2方向とは反対方向である。 In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1 is a piezoelectric thin film device in which a plurality of piezoelectric thin film resonators are combined, and includes a piezoelectric thin film having in-plane piezoelectric anisotropy and the continuous piezoelectric thin film. An upper surface electrode and a lower surface electrode formed on the upper surface and the lower surface, respectively, and the piezoelectric thin film resonator is formed by making the upper surface electrode and the lower surface electrode face each other across the piezoelectric thin film in a plurality of opposing regions. The leading direction of the upper surface electrode from each of the facing regions is aligned with the first direction, and the leading direction of the lower surface electrode from each of the facing regions is aligned with the second direction. Further, the first direction and the second direction are opposite directions.

請求項2の発明は、前記対向領域を同一の形状として平行に配置し、前記対向領域の各々からの前記上面電極の引き出し幅を揃え、前記対向領域の各々からの前記下面電極の引き出し幅を揃えた請求項1に記載の圧電薄膜デバイスである。 According to a second aspect of the present invention, the opposing regions are arranged in parallel with the same shape, the width of the upper surface electrode from each of the opposing regions is aligned, and the width of the lower surface electrode from each of the opposing regions is The piezoelectric thin film device according to claim 1 , which is aligned.

請求項3の発明は、前記圧電体薄膜が単結晶材料で構成される請求項1又は請求項2に記載の圧電薄膜デバイスである。 The invention according to claim 3 is the piezoelectric thin film device according to claim 1 or 2 , wherein the piezoelectric thin film is made of a single crystal material.

請求項4の発明は、振動モードとして厚みたて振動を用いる請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の圧電薄膜デバイスである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the piezoelectric thin film device according to any one of the first to third aspects, wherein vibration is used as the vibration mode.

本発明によれば、圧電薄膜共振子の特性を揃えることができるので、所望の特性を有する圧電薄膜デバイスを作製することが容易になる。   According to the present invention, since the characteristics of the piezoelectric thin film resonator can be made uniform, it becomes easy to manufacture a piezoelectric thin film device having desired characteristics.

また、本発明によれば、浮遊容量を減らすことができる。 Moreover, according to the present invention , stray capacitance can be reduced.

請求項2の発明によれば、圧電薄膜共振子の特性をさらに揃えることができる。 According to the invention of claim 2 , the characteristics of the piezoelectric thin film resonator can be further aligned.

以下では、振動モードとして厚みたて振動を用いる2個の圧電薄膜共振子(FBAR;Film Bulk Acoustic Resonator)を組み合わせた圧電薄膜フィルタを例として、本発明の圧電薄膜デバイスの望ましい実施形態について説明する。しかし、以下で説明する実施形態は、本発明の圧電薄膜デバイスが2個の圧電薄膜共振子を組み合わせた圧電薄膜フィルタのみに限定されることを意味するものではない。すなわち、本発明における圧電薄膜デバイスとは、一般的に言えば、複数の圧電薄膜共振子を組み合わせた圧電薄膜デバイス全般を意味しており、ラダー型フィルタ、ラティス型フィルタ及び多重モード型フィルタ等のフィルタ、デュプレクサ、トリプレクサ並びにトラップ等を包含している。ここで、圧電薄膜共振子とは、支持なくしては自重に耐え得ない薄膜に圧電的に励振されるバルク弾性波による電気的な応答を利用した共振子である。   Hereinafter, a preferred embodiment of the piezoelectric thin film device of the present invention will be described by taking as an example a piezoelectric thin film filter in which two piezoelectric thin film resonators (FBAR: Film Bulk Acoustic Resonator) that use vibration as a vibration mode are used. . However, the embodiments described below do not mean that the piezoelectric thin film device of the present invention is limited to only a piezoelectric thin film filter in which two piezoelectric thin film resonators are combined. That is, the piezoelectric thin film device in the present invention generally means a general piezoelectric thin film device in which a plurality of piezoelectric thin film resonators are combined, and includes a ladder type filter, a lattice type filter, a multimode type filter, and the like. Includes filters, duplexers, triplexers and traps. Here, the piezoelectric thin film resonator is a resonator using an electrical response by a bulk acoustic wave that is piezoelectrically excited by a thin film that cannot withstand its own weight without support.

図1、図2は、実施形態に係る圧電薄膜フィルタ1の概略構成を示す模式図であり、図1は、圧電薄膜フィルタ1の斜視図、図2は、図1のII−IIの切断線における圧電薄膜フィルタ1の断面図となっている。図1には、説明の便宜上、左右方向をX軸方向、前後方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とするXYZ直交座標系が定義されている。   1 and 2 are schematic views showing a schematic configuration of the piezoelectric thin film filter 1 according to the embodiment, FIG. 1 is a perspective view of the piezoelectric thin film filter 1, and FIG. 2 is a section line II-II in FIG. It is sectional drawing of the piezoelectric thin film filter 1 in FIG. For convenience of explanation, FIG. 1 defines an XYZ orthogonal coordinate system in which the left-right direction is the X-axis direction, the front-rear direction is the Y-axis direction, and the up-down direction is the Z-axis direction.

図1、図2に示すように、圧電薄膜フィルタ1は、支持基板11の上に、接着層12、キャビティ形成膜13、下面電極14(141,142)、圧電体薄膜15及び上面電極16(161,162,163)をこの順序で積層した構造を有している。圧電薄膜フィルタ1は、連続する圧電体薄膜15の下面及び上面にそれぞれ下面電極14及び上面電極16を形成して構成したモノリシックなラダー型フィルタとなっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the piezoelectric thin film filter 1 includes an adhesive layer 12, a cavity forming film 13, a lower surface electrode 14 (141, 142), a piezoelectric thin film 15, and an upper surface electrode 16 ( 161, 162, 163) are stacked in this order. The piezoelectric thin film filter 1 is a monolithic ladder type filter configured by forming a lower surface electrode 14 and an upper surface electrode 16 on a lower surface and an upper surface of a continuous piezoelectric thin film 15, respectively.

圧電薄膜フィルタ1の製造にあたっては、単独で自重に耐え得る圧電体基板を除去加工することにより圧電体薄膜15を得ているが、除去加工によって得られる圧電体薄膜15は単独で自重に耐え得ない。このため、圧電薄膜フィルタ1の製造にあたっては、除去加工に先立って、キャビティ形成膜13及び下面電極14を形成した圧電体基板を支持基板11にあらかじめ接着している。   When the piezoelectric thin film filter 1 is manufactured, the piezoelectric thin film 15 is obtained by removing the piezoelectric substrate that can withstand its own weight, but the piezoelectric thin film 15 obtained by the removing process can withstand its own weight alone. Absent. For this reason, in manufacturing the piezoelectric thin film filter 1, the piezoelectric substrate on which the cavity forming film 13 and the lower surface electrode 14 are formed is bonded to the support substrate 11 in advance prior to the removal processing.

<1.1 支持基板11>
支持基板11は、圧電薄膜フィルタ1の製造途上で圧電体基板を除去加工するときに、キャビティ形成膜13及び下面電極14が下面に形成された圧電体基板を接着層12を介して支持する役割を有している。加えて、支持基板11は、圧電薄膜フィルタ1の製造後に、キャビティ形成膜13及び下面電極14が下面に形成され、上面電極16が上面に形成された圧電体薄膜15を接着層12を介して支持する役割も有している。したがって、支持基板11には、圧電体基板を除去加工するときに加わる力に耐え得ることと、圧電薄膜フィルタ1の製造後にも強度が低下しないこととが要請される。
<1.1 Support substrate 11>
The support substrate 11 supports the piezoelectric substrate on which the cavity forming film 13 and the lower surface electrode 14 are formed on the lower surface via the adhesive layer 12 when the piezoelectric substrate is removed during the manufacturing process of the piezoelectric thin film filter 1. have. In addition, after the piezoelectric thin film filter 1 is manufactured, the support substrate 11 has the piezoelectric thin film 15 having the cavity forming film 13 and the lower electrode 14 formed on the lower surface and the upper electrode 16 formed on the upper surface via the adhesive layer 12. It also has a supporting role. Accordingly, the support substrate 11 is required to be able to withstand the force applied when the piezoelectric substrate is removed, and not to decrease in strength even after the piezoelectric thin film filter 1 is manufactured.

支持基板11の材料及び厚さは、このような要請を満足するように、適宜選択することができる。ただし、支持基板11の材料を、圧電体薄膜15を構成する圧電材料と近い熱膨張率、より望ましくは、圧電体薄膜15を構成する圧電材料と同じ熱膨張率を有する材料、例えば、圧電体薄膜15を構成する圧電材料と同じ材料とすれば、圧電薄膜フィルタ1の製造途上において、熱膨張率の差に起因する反りや破損を抑制することができ、圧電薄膜フィルタ1の製造後において、熱膨張率の差に起因する特性変動や破損を抑制することができる。なお、熱膨張率に異方性がある材料を用いる場合、支持基板11と圧電体薄膜15とで各方向の熱膨張率がともに同じとなるように配慮することが望ましく、支持基板11と圧電体薄膜15とに同じ圧電材料を用いる場合、支持基板11と圧電体薄膜15とで結晶方位を一致させることが望ましい。   The material and thickness of the support substrate 11 can be appropriately selected so as to satisfy such requirements. However, the material of the support substrate 11 is a material having a thermal expansion coefficient close to that of the piezoelectric material constituting the piezoelectric thin film 15, more preferably a material having the same thermal expansion coefficient as the piezoelectric material constituting the piezoelectric thin film 15, for example, a piezoelectric body If the same material as the piezoelectric material constituting the thin film 15 is used, warping or breakage due to the difference in thermal expansion coefficient can be suppressed during the manufacturing of the piezoelectric thin film filter 1. Characteristic fluctuations and breakage due to the difference in thermal expansion coefficient can be suppressed. When a material having an anisotropic thermal expansion coefficient is used, it is desirable to consider that the thermal expansion coefficient in each direction is the same between the support substrate 11 and the piezoelectric thin film 15. When the same piezoelectric material is used for the body thin film 15, it is desirable that the crystal orientations of the support substrate 11 and the piezoelectric thin film 15 are matched.

<1.2 接着層12>
接着層12は、圧電薄膜フィルタ1の製造途上で圧電体基板を除去加工するときに、キャビティ形成膜13及び下面電極14が下面に形成された圧電体基板を支持基板11に接着固定する役割を有している。加えて、接着層12は、圧電薄膜フィルタ1の製造後に、キャビティ形成膜13及び下面電極14が下面に形成され、上面電極16が上面に形成された圧電体薄膜15を支持基板11に接着固定する役割も有している。したがって、接着層12には、圧電体基板を除去加工するときに加わる力に耐え得ることと、圧電薄膜フィルタ1の製造後にも接着力が低下しないこととが要請される。
<1.2 Adhesive layer 12>
The adhesive layer 12 serves to bond and fix the piezoelectric substrate on which the cavity forming film 13 and the lower surface electrode 14 are formed on the lower surface when the piezoelectric substrate is removed during the manufacturing process of the piezoelectric thin film filter 1. Have. In addition, after the piezoelectric thin film filter 1 is manufactured, the adhesive layer 12 is bonded and fixed to the support substrate 11 with the piezoelectric thin film 15 having the cavity forming film 13 and the lower electrode 14 formed on the lower surface and the upper electrode 16 formed on the upper surface. It also has a role to play. Therefore, the adhesive layer 12 is required to be able to withstand the force applied when the piezoelectric substrate is removed and that the adhesive force does not decrease even after the piezoelectric thin film filter 1 is manufactured.

このような要請を満足する接着層12の望ましい例としては、有機接着剤、望ましくは、充填効果を有し、接着対象が完全に平坦ではなくても十分な接着力を発揮するエポキシ接着剤(熱硬化性を利用するエポキシ樹脂の接着剤)やアクリル接着剤(光硬化性及び熱硬化性を併用するアクリル樹脂の接着剤)により形成された接着層12を挙げることができる。このような樹脂を採用することにより、支持基板11と圧電体基板との間に期待しない空隙が生じることを防止し、当該空隙により圧電体基板の除去加工時にクラック等が発生することを防止可能である。ただし、このことは、これ以外の接着層12によって支持基板11と圧電体薄膜15とが接着固定されることを妨げるものではない。   Desirable examples of the adhesive layer 12 satisfying such requirements include an organic adhesive, preferably an epoxy adhesive having a filling effect and exhibiting sufficient adhesive force even if the object to be bonded is not completely flat ( Examples thereof include an adhesive layer 12 formed of an epoxy resin adhesive using thermosetting) and an acrylic adhesive (an acrylic resin adhesive using both photo-curing property and thermosetting property). By adopting such a resin, it is possible to prevent an unexpected gap from being formed between the support substrate 11 and the piezoelectric substrate, and to prevent a crack or the like from being generated due to the void during the removal processing of the piezoelectric substrate. It is. However, this does not prevent the support substrate 11 and the piezoelectric thin film 15 from being bonded and fixed by the other adhesive layer 12.

<1.3 キャビティ形成膜13>
キャビティ形成膜13は、絶縁材料を成膜することにより得られた絶縁体膜である。圧電薄膜フィルタ1では、下面電極14、圧電体薄膜15及び上面電極16を積層した振動積層体18の固定領域193の下面にキャビティ形成膜13が形成され、支持基板11、接着層12及びキャビティ形成膜13を積層した支持体17が細長矩形形状の自由振動領域191,192の外縁において振動積層体18を支持している。このようなスペーサしての役割を有するキャビティ形成膜13により、自由振動領域191,192の下方にキャビティ135,136が形成されて振動積層体18の自由振動領域191,192が支持基板11と干渉しなくなり、自由振動領域191,192における振動の励振が阻害されることがなくなる。
<1.3 Cavity Formation Film 13>
The cavity forming film 13 is an insulator film obtained by forming an insulating material. In the piezoelectric thin film filter 1, the cavity forming film 13 is formed on the lower surface of the fixed region 193 of the vibration laminate 18 in which the lower electrode 14, the piezoelectric thin film 15 and the upper electrode 16 are stacked, and the support substrate 11, the adhesive layer 12, and the cavity forming A support 17 on which the film 13 is laminated supports the vibration laminate 18 at the outer edges of the elongated rectangular free vibration regions 191 and 192. The cavity forming film 13 that functions as a spacer forms cavities 135 and 136 below the free vibration regions 191 and 192, and the free vibration regions 191 and 192 of the vibration laminate 18 interfere with the support substrate 11. Thus, the vibration excitation in the free vibration regions 191 and 192 is not hindered.

キャビティ形成膜13を構成する絶縁材料は、特に制限されないが、二酸化ケイ素(SiO2)等の絶縁材料から選択することが望ましい。 The insulating material constituting the cavity forming film 13 is not particularly limited, but is preferably selected from insulating materials such as silicon dioxide (SiO 2 ).

<1.4 圧電体薄膜15>
圧電体薄膜15は、圧電体基板を除去加工することにより得られる。より具体的には、圧電体薄膜15は、単独で自重に耐え得る厚み(例えば、50μm以上)を有する圧電体基板を、単独で自重に耐え得ない膜厚(例えば、10μm以下)まで除去加工で薄肉化することにより得られる。
<1.4 Piezoelectric thin film 15>
The piezoelectric thin film 15 is obtained by removing the piezoelectric substrate. More specifically, the piezoelectric thin film 15 removes a piezoelectric substrate having a thickness (for example, 50 μm or more) that can withstand its own weight to a thickness (for example, 10 μm or less) that cannot withstand its own weight. It can be obtained by thinning.

圧電体薄膜15を構成する圧電材料としては、所望の圧電特性を有する圧電材料を選択することができるが、水晶(SiO2)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、四ホウ酸リチウム(Li2B4O7)、酸化亜鉛(ZnO)、ニオブ酸カリウム(KNbO3)及びランガサイト(La3Ga3SiO14)等の粒界を含まない単結晶材料を選択することが望ましい。圧電体薄膜15を構成する圧電材料として単結晶材料を用いることにより、圧電体薄膜15の電気機械結合係数及び機械的品質係数を向上することができるからである。 As a piezoelectric material constituting the piezoelectric thin film 15, a piezoelectric material having desired piezoelectric characteristics can be selected, but quartz (SiO 2 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), Select single crystal materials that do not contain grain boundaries such as lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), zinc oxide (ZnO), potassium niobate (KNbO 3 ) and langasite (La 3 Ga 3 SiO 14 ) It is desirable. This is because by using a single crystal material as the piezoelectric material constituting the piezoelectric thin film 15, the electromechanical coupling coefficient and the mechanical quality factor of the piezoelectric thin film 15 can be improved.

また、圧電体薄膜15における結晶方位も、所望の圧電特性を有する結晶方位を選択することができる。ここで、圧電体薄膜15における結晶方位は、圧電薄膜フィルタ1を構成する圧電薄膜共振子の共振周波数や反共振周波数の温度特性が良好となる結晶方位とすることが望ましく、周波数温度係数が「0」となる結晶方位とすることがさらに望ましい。   In addition, as the crystal orientation in the piezoelectric thin film 15, a crystal orientation having desired piezoelectric characteristics can be selected. Here, the crystal orientation in the piezoelectric thin film 15 is desirably a crystal orientation in which the temperature characteristics of the resonance frequency and antiresonance frequency of the piezoelectric thin film resonator constituting the piezoelectric thin film filter 1 are favorable, and the frequency temperature coefficient is “ More preferably, the crystal orientation is “0”.

圧電体基板の除去加工は、切削、研削及び研磨等の機械加工並びにエッチング等の化学加工等により行う。ここで、複数の除去加工方法を組み合わせ、加工速度が速い除去加工方法から、加工対象に生じる加工変質が小さい除去加工方法へと除去加工方法を段階的に切り替えながら圧電体基板を除去加工すれば、高い生産性を維持しつつ、圧電体薄膜15の品質を向上し、圧電薄膜フィルタ1の特性を向上することができる。例えば、圧電体基板を固定砥粒に接触させて削る研削及び圧電体基板を遊離砥粒に接触させて削る研磨を順次行った後に、当該研磨によって圧電体基板に生じた加工変質層を仕上げ研磨により除去するようにすれば、圧電体基板を削る速度が早くなり、圧電薄膜フィルタ1の生産性を向上することができるとともに、圧電体薄膜15の品質を向上することにより、圧電薄膜フィルタ1の特性を向上することができる。なお、圧電体基板の除去加工のより具体的な方法については、後述する実施例において説明する。   The removal processing of the piezoelectric substrate is performed by mechanical processing such as cutting, grinding and polishing, and chemical processing such as etching. Here, if a plurality of removal processing methods are combined and the piezoelectric substrate is removed while switching the removal processing method step by step from the removal processing method with a high processing speed to the removal processing method with a small process alteration occurring on the processing target. The quality of the piezoelectric thin film 15 can be improved and the characteristics of the piezoelectric thin film filter 1 can be improved while maintaining high productivity. For example, after performing grinding in which a piezoelectric substrate is brought into contact with fixed abrasive grains and polishing in which a piezoelectric substrate is brought into contact with loose abrasive grains in order, a work-affected layer generated on the piezoelectric substrate by the polishing is finished and polished. If it removes by this, the speed at which the piezoelectric substrate is cut can be increased, the productivity of the piezoelectric thin film filter 1 can be improved, and the quality of the piezoelectric thin film 15 can be improved. The characteristics can be improved. Note that a more specific method of removing the piezoelectric substrate will be described in an example described later.

このような圧電薄膜フィルタ1では、圧電体薄膜15をスパッタリング等により成膜した場合と異なり、圧電体薄膜15を構成する圧電材料や圧電体薄膜15における結晶方位が下地の制約を受けないので、圧電体薄膜15を構成する圧電材料や圧電体薄膜15における結晶方位の選択の自由度が高くなっている。したがって、圧電薄膜フィルタ1では、所望の特性を実現することが容易になっている。   In such a piezoelectric thin film filter 1, unlike the case where the piezoelectric thin film 15 is formed by sputtering or the like, the piezoelectric material constituting the piezoelectric thin film 15 and the crystal orientation in the piezoelectric thin film 15 are not restricted by the base, The degree of freedom in selecting the crystal orientation of the piezoelectric material and the piezoelectric thin film 15 constituting the piezoelectric thin film 15 is high. Therefore, the piezoelectric thin film filter 1 can easily achieve desired characteristics.

圧電体薄膜15には、圧電体薄膜15の下面と上面との間を貫通し、固定領域193において圧電体薄膜15を挟んで対向する下面電極141と上面電極162とを導通させるバイアホール155と、固定領域193において圧電体薄膜15を挟んで対向する下面電極142と上面電極163とを導通させるバイアホール156とが形成されている。   The piezoelectric thin film 15 has a via hole 155 that penetrates between the lower surface and the upper surface of the piezoelectric thin film 15 and connects the lower electrode 141 and the upper electrode 162 facing each other with the piezoelectric thin film 15 interposed therebetween in the fixed region 193. In the fixed region 193, the lower surface electrode 142 and the upper surface electrode 163 that are opposed to each other with the piezoelectric thin film 15 interposed therebetween are formed.

<1.5 下面電極14及び上面電極16>
下面電極14及び上面電極16は、それぞれ、圧電体薄膜15の下面及び上面に導電材料を成膜することにより形成された導電体薄膜である。
<1.5 Lower electrode 14 and upper electrode 16>
The lower surface electrode 14 and the upper surface electrode 16 are conductor thin films formed by depositing a conductive material on the lower surface and the upper surface of the piezoelectric thin film 15, respectively.

下面電極14及び上面電極16を構成する導電材料は、特に制限されないが、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)、白金(Pt)、金(Au)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)及びタンタル(Ta)等の金属から選択することが望ましい。もちろん、下面電極14及び上面電極16を構成する導電材料として合金を用いてもよい。また、複数種類の導電材料を重ねて成膜することにより、下面電極14及び上面電極16を形成してもよい。   The conductive material constituting the lower electrode 14 and the upper electrode 16 is not particularly limited, but aluminum (Al), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), gold (Au), chromium (Cr), nickel It is desirable to select from metals such as (Ni), molybdenum (Mo), tungsten (W) and tantalum (Ta). Of course, an alloy may be used as the conductive material constituting the lower electrode 14 and the upper electrode 16. Further, the lower electrode 14 and the upper electrode 16 may be formed by stacking a plurality of kinds of conductive materials.

図1、図2の他、下面電極14及び上面電極16を上方から見たパターンを示す図3の平面図に示すように、下面電極141と上面電極161とは、自由振動領域191の中の細長矩形形状の対向領域(実線のハッチングで特定される領域)196において、圧電体薄膜15を挟んで対向し、図4の回路図に示す圧電薄膜共振子(直列共振子)1001を形成している。圧電薄膜共振子1001において、下面電極141は、対向領域196から−Y方向へ引き出され、上面電極161は、対向領域196から+Y方向へ引き出された後、延伸方向が+X方向及び−Y方向に順次折り曲げられ、その一部は外部へ接続されるパット1011となっている。   As shown in the plan view of FIG. 3 showing a pattern of the lower surface electrode 14 and the upper surface electrode 16 viewed from above in addition to FIGS. 1 and 2, the lower surface electrode 141 and the upper surface electrode 161 are included in the free vibration region 191. A thin thin film resonator (series resonator) 1001 shown in the circuit diagram of FIG. 4 is formed by facing the piezoelectric thin film 15 in an elongated rectangular shape facing region 196 (region specified by solid line hatching). Yes. In the piezoelectric thin film resonator 1001, the lower surface electrode 141 is drawn from the facing region 196 in the −Y direction, and the upper surface electrode 161 is drawn from the facing region 196 in the + Y direction, and then the stretching direction is in the + X direction and the −Y direction. The pad 1011 is bent sequentially and part thereof is connected to the outside.

また、下面電極142と上面電極162とは、自由振動領域192の中の細長矩形形状の対向領域(実線のハッチングで特定される領域)197において、圧電体薄膜15を挟んで対向し、図4の回路図に示す圧電薄膜共振子(並列共振子)1002を形成している。   Further, the lower surface electrode 142 and the upper surface electrode 162 are opposed to each other with the piezoelectric thin film 15 interposed therebetween in an elongated rectangular opposing region (region specified by solid line hatching) 197 in the free vibration region 192, as shown in FIG. A piezoelectric thin film resonator (parallel resonator) 1002 shown in the circuit diagram of FIG.

圧電薄膜共振子1002において、下面電極142は、対向領域197から−Y方向へ引き出され、上面電極162は、対向領域197から+Y方向へ引き出された後、延伸方向が+X方向及び−Y方向に順次折り曲げられ、その一部は外部へ接続されるパット1013となっている。   In the piezoelectric thin film resonator 1002, the lower surface electrode 142 is extracted from the opposing region 197 in the −Y direction, and the upper surface electrode 162 is extracted from the opposing region 197 in the + Y direction, and then the extending direction is in the + X direction and the −Y direction. The pad 1013 is bent sequentially and part thereof is connected to the outside.

すなわち、圧電薄膜フィルタ1は、圧電薄膜共振子1001,1002で、対向領域196,197からの下面電極141,142の引き出し方向を+Y方向に揃え、対向領域196,197からの上面電極161,162の引き出し方向を−Y方向へ揃えた電極パターンを有している。このような電極パターンを採用すれば、単結晶薄膜等の面内圧電異方性を有する圧電体薄膜15を採用した場合でも、圧電薄膜共振子1001,1002の特性(例えば、共振周波数と反共振周波数との差)を揃えることができるので、所望の特性を有する圧電薄膜フィルタを作製することが容易になる。   That is, the piezoelectric thin film filter 1 is the piezoelectric thin film resonators 1001 and 1002, and the lead-out directions of the lower surface electrodes 141 and 142 from the opposing regions 196 and 197 are aligned in the + Y direction, and the upper surface electrodes 161 and 162 from the opposing regions 196 and 197 are aligned. Electrode pattern in which the lead-out direction is aligned in the -Y direction. When such an electrode pattern is employed, even when the piezoelectric thin film 15 having in-plane piezoelectric anisotropy such as a single crystal thin film is employed, the characteristics of the piezoelectric thin film resonators 1001 and 1002 (for example, resonance frequency and antiresonance). (Difference with frequency) can be made uniform, so that it is easy to manufacture a piezoelectric thin film filter having desired characteristics.

下面電極141と上面電極162とは、固定領域193の中の対向領域(点線のハッチングで特定される領域)198において、圧電体薄膜15を挟んで対向し、バイアホール155によって短絡されている。また、下面電極142と上面電極163とは、固定領域193の中の対向領域(点線のハッチングで特定される領域)199において、圧電体薄膜15を挟んで対向し、バイアホール156によって短絡されている。上面電極163の一部は、外部へ接続されるパット1012,1014となっている。   The lower surface electrode 141 and the upper surface electrode 162 are opposed to each other across the piezoelectric thin film 15 in a facing region (region specified by dotted hatching) 198 in the fixed region 193 and are short-circuited by a via hole 155. In addition, the lower surface electrode 142 and the upper surface electrode 163 are opposed to each other with the piezoelectric thin film 15 interposed therebetween in an opposing region (region specified by dotted hatching) 199 in the fixed region 193 and short-circuited by the via hole 156. Yes. A part of the upper surface electrode 163 serves as pads 1012 and 1014 connected to the outside.

このような電極パターンにより、圧電薄膜フィルタ1は、パット1011,1012を入力端子対、パット1013,1014を出力端子対とする双方向性のフィルタとして機能し、直列共振子1001及び並列共振子1012の厚み縦振動モードや厚みすべり振動モードの共振特性に応じた濾波特性を発揮する。   With such an electrode pattern, the piezoelectric thin film filter 1 functions as a bidirectional filter having the pads 1011 and 1012 as input terminal pairs and the pads 1013 and 1014 as output terminal pairs, and the series resonator 1001 and the parallel resonator 1012. It exhibits filtering characteristics according to the resonance characteristics of the thickness longitudinal vibration mode and thickness shear vibration mode.

なお、圧電薄膜共振子1001,1002の特性を揃えるという観点からは、下面電極141,142のパターンを全く同じにし、上面電極161,162のパターンを全く同じにすることが最も望ましい。ただし、圧電薄膜共振子1001,1002がエネルギー閉じ込め型の共振子となっていれば、対向領域196,197から離れるにつれて電極パターンが圧電薄膜共振子1001,1002の特性に与える影響は小さくなるので、対向領域196,197及びその近傍についてのみ、下面電極141,142のパターンを同じにし、上面電極161,162のパターンを同じにすれば実用上は十分である。そこで、圧電薄膜フィルタ1では、上面電極161,162のパターンは全く同一ではないが、対向領域196,197を同一の細長矩形形状として平行に配置し、対向領域196,197からの下面電極141,142の引き出し幅(引き出し方向と垂直な方向の長さ)を揃え、対向領域196,197からの上面電極161,162の引き出し幅を揃えることにより、圧電薄膜共振子1001,1002に特性の差異が生じることを防止している。   From the viewpoint of making the characteristics of the piezoelectric thin film resonators 1001 and 1002 uniform, it is most desirable that the patterns of the lower surface electrodes 141 and 142 are exactly the same and the patterns of the upper surface electrodes 161 and 162 are the same. However, if the piezoelectric thin film resonators 1001 and 1002 are energy confinement type resonators, the influence of the electrode pattern on the characteristics of the piezoelectric thin film resonators 1001 and 1002 decreases as the distance from the opposing regions 196 and 197 increases. It is practically sufficient if the patterns of the lower surface electrodes 141 and 142 are made the same and the patterns of the upper surface electrodes 161 and 162 are made the same only in the opposing regions 196 and 197 and the vicinity thereof. Therefore, in the piezoelectric thin film filter 1, the patterns of the upper surface electrodes 161 and 162 are not exactly the same, but the opposing regions 196 and 197 are arranged in parallel as the same elongated rectangular shape, and the lower surface electrodes 141 and 141 from the opposing regions 196 and 197 are arranged. By aligning the lead-out width 142 (length in the direction perpendicular to the lead-out direction) and aligning the lead-out widths of the upper surface electrodes 161 and 162 from the opposing regions 196 and 197, the piezoelectric thin film resonators 1001 and 1002 have a difference in characteristics. It is prevented from occurring.

また、下面電極141,142の引き出し方向と上面電極161,162の引き出し方向とは、図3に示すように、反対方向とすることが望ましい。反対方向とすれば、浮遊容量を減らすことができるので、圧電薄膜共振子1001,1002の反共振周波数が低下して圧電薄膜フィルタ1の通過帯域幅が狭くなることや、阻止帯域の周波数の信号が浮遊容量を介して伝達され圧電薄膜フィルタ1の帯域外抑圧量が減少することを防止できるからである。ただし、このことは、下面電極141,142の引き出し方向と上面電極161,162の引き出し方向とのなす角を180°以外とすること、例えば、90°とすることを妨げるものではない。   Further, it is desirable that the lead-out direction of the lower surface electrodes 141 and 142 and the lead-out direction of the upper surface electrodes 161 and 162 are opposite to each other as shown in FIG. If the direction is opposite, the stray capacitance can be reduced, so that the anti-resonance frequency of the piezoelectric thin film resonators 1001 and 1002 is lowered, the pass band width of the piezoelectric thin film filter 1 is narrowed, and the signal of the stop band frequency This is because it is possible to prevent the amount of out-of-band suppression of the piezoelectric thin film filter 1 from being reduced. However, this does not prevent the angle formed between the lead-out direction of the lower surface electrodes 141 and 142 and the lead-out direction of the upper surface electrodes 161 and 162 from being other than 180 °, for example, 90 °.

<1.6 その他>
上述の説明では、L型のラダー型フィルタに本発明を適用した場合について説明したが、本発明はT型、π型のラダー型フィルタ、ラティス型フィルタ、多重モード型フィルタにも適用することができ、フィルタを構成する共振子の数も特に制限されない。
<1.6 Other>
In the above description, the case where the present invention is applied to an L-type ladder filter has been described. However, the present invention can also be applied to T-type, π-type ladder filters, lattice filters, and multimode filters. The number of resonators constituting the filter is not particularly limited.

以下では、本発明の望ましい実施形態に係る実施例について説明する。   Examples according to preferred embodiments of the present invention will be described below.

本実施例では、支持基板11及び圧電体薄膜15を構成する圧電材料としてニオブ酸リチウムの単結晶、接着層12を構成する材料としてエポキシ接着剤、キャビティ形成膜13を構成する絶縁材料として二酸化ケイ素、下面電極14及び上面電極16を構成する導電材料としてタングステンを用いて圧電薄膜フィルタ1を製造した。   In this embodiment, a single crystal of lithium niobate is used as the piezoelectric material constituting the support substrate 11 and the piezoelectric thin film 15, an epoxy adhesive is used as the material constituting the adhesive layer 12, and silicon dioxide is used as the insulating material constituting the cavity forming film 13. The piezoelectric thin film filter 1 was manufactured using tungsten as the conductive material constituting the lower surface electrode 14 and the upper surface electrode 16.

実施例に係る圧電薄膜フィルタ1は、図5の断面図に示すように、製造原価の低減のために、多数の圧電薄膜フィルタ1を一体化したマザー基板1mを作製した後に、マザー基板1mをダイシングソーで切断して個々の圧電薄膜フィルタ1へ分離することによって製造されている。なお、図5には、3個の圧電薄膜フィルタ1がマザー基板1mに含まれる例が示されているが、マザー基板1mに含まれる圧電薄膜フィルタ1の数は、4個以上であってもよく、典型的に言えば、マザー基板1mには、数100個〜数1000個の圧電薄膜フィルタ1が含まれる。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 5, the piezoelectric thin film filter 1 according to the example is manufactured by manufacturing a mother substrate 1 m in which a large number of piezoelectric thin film filters 1 are integrated in order to reduce the manufacturing cost. It is manufactured by cutting into individual piezoelectric thin film filters 1 by cutting with a dicing saw. FIG. 5 shows an example in which three piezoelectric thin film filters 1 are included in the mother substrate 1m, but the number of piezoelectric thin film filters 1 included in the mother substrate 1m is four or more. Well, typically speaking, the mother substrate 1m includes several hundred to several thousand piezoelectric thin film filters 1.

以下では、便宜上、マザー基板1mに含まれる1個の圧電薄膜フィルタ1に着目して説明を進めるが、マザー基板1mに含まれる他の圧電薄膜フィルタ1も着目した圧電薄膜フィルタ1と同時平行して製造されている。   In the following, for the sake of convenience, the description will be focused on one piezoelectric thin film filter 1 included in the mother substrate 1m, but other piezoelectric thin film filters 1 included in the mother substrate 1m are also parallel to the focused piezoelectric thin film filter 1. Manufactured.

続いて、図6〜図13の断面図を参照しながら、実施例に係る圧電薄膜フィルタ1の製造方法を説明する。   Then, the manufacturing method of the piezoelectric thin film filter 1 which concerns on an Example is demonstrated, referring sectional drawing of FIGS.

圧電薄膜フィルタ1の製造にあたっては、最初に、厚み0.5mm、直径3インチのニオブ酸リチウム単結晶の円形ウエハ(45度カットY板)を支持基板11及び圧電体基板916として準備した。   In manufacturing the piezoelectric thin film filter 1, first, a circular wafer (45 ° cut Y plate) of lithium niobate single crystal having a thickness of 0.5 mm and a diameter of 3 inches was prepared as the support substrate 11 and the piezoelectric substrate 916.

続いて、圧電体基板916の下面に膜厚1000オングストロームのタングステン膜をスパッタリングにより成膜し、得られたタングステン膜を一般的なフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより、図3に示すパターンを有する下面電極14が形成された圧電体基板916を得た(図6)。   Subsequently, a tungsten film having a thickness of 1000 angstroms is formed on the lower surface of the piezoelectric substrate 916 by sputtering, and the obtained tungsten film is patterned by using a general photolithography technique, so that the pattern shown in FIG. 3 is obtained. A piezoelectric substrate 916 having a lower electrode 14 having the same was obtained (FIG. 6).

そして、圧電体基板916の下面に膜厚0.5μmの二酸化ケイ素膜をスパッタリングにより成膜し、得られた二酸化ケイ素膜を一般的なフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより、固定領域193に成膜された二酸化ケイ素膜を残して、自由振動領域191,192に成膜された二酸化ケイ素膜を除去した(図7)。これにより、圧電体基板916にキャビティ形成膜13が形成されたことになる。   Then, a silicon dioxide film having a thickness of 0.5 μm is formed on the lower surface of the piezoelectric substrate 916 by sputtering, and the obtained silicon dioxide film is patterned by using a general photolithography technique, so that the fixed region 193 is formed. The silicon dioxide film formed in the free vibration regions 191 and 192 was removed while leaving the formed silicon dioxide film (FIG. 7). As a result, the cavity forming film 13 is formed on the piezoelectric substrate 916.

ここで、支持基板11の上面に接着層12となるエポキシ接着剤を塗布し(図8)、支持基板11の上面と、下面電極14及びキャビティ形成膜13が形成された圧電体基板916の下面とを張り合わせた。そして、支持基板11及び圧電体基板916に圧力を印加してプレス圧着を行い、接着層12の膜厚を0.5μmとした。しかる後に、張り合わせた支持基板11及び圧電体基板916を200℃の環境下で1時間放置してエポキシ接着剤を硬化させ、支持基板11と圧電体基板916とを接着した(図9)。これにより、圧電体基板916の自由振動領域191,192の下方に、深さ0.5μmのキャビティ135,136が形成された。   Here, an epoxy adhesive serving as the adhesive layer 12 is applied to the upper surface of the support substrate 11 (FIG. 8), and the upper surface of the support substrate 11 and the lower surface of the piezoelectric substrate 916 on which the lower electrode 14 and the cavity forming film 13 are formed. And pasted together. Then, pressure was applied to the support substrate 11 and the piezoelectric substrate 916 to perform press-bonding, and the film thickness of the adhesive layer 12 was set to 0.5 μm. Thereafter, the bonded support substrate 11 and piezoelectric substrate 916 were allowed to stand in an environment of 200 ° C. for 1 hour to cure the epoxy adhesive, thereby bonding the support substrate 11 and the piezoelectric substrate 916 (FIG. 9). As a result, cavities 135 and 136 having a depth of 0.5 μm were formed below the free vibration regions 191 and 192 of the piezoelectric substrate 916.

支持基板11と圧電体基板916との接着が完了した後、圧電体基板916を支持基板11に接着した状態を維持したまま、支持基板11の下面を研磨治具に接着固定し、圧電体基板916の上面を固定砥粒の研削機で研削加工し、圧電体基板916の膜厚を50μmまで薄肉化した。さらに、圧電体基板916の上面をダイヤモンド砥粒で研磨加工し、圧電体基板916の膜厚を2μmまで薄肉化した。最後に、ダイヤモンド砥粒による研磨加工で圧電体基板916に生じた加工変質層を除去するために、遊離砥粒及び不繊布系研磨パッドを使用して圧電体基板916の仕上げ研磨を行い、膜厚1μmの圧電体薄膜15を得た(図10)。   After the bonding between the support substrate 11 and the piezoelectric substrate 916 is completed, the lower surface of the support substrate 11 is bonded and fixed to the polishing jig while maintaining the state where the piezoelectric substrate 916 is bonded to the support substrate 11. The upper surface of 916 was ground with a fixed abrasive grinder to reduce the thickness of the piezoelectric substrate 916 to 50 μm. Further, the upper surface of the piezoelectric substrate 916 was polished with diamond abrasive grains, and the thickness of the piezoelectric substrate 916 was reduced to 2 μm. Finally, in order to remove the work-affected layer generated on the piezoelectric substrate 916 by polishing with diamond abrasive grains, the piezoelectric substrate 916 is subjected to final polishing using loose abrasive grains and a non-woven cloth polishing pad, A piezoelectric thin film 15 having a thickness of 1 μm was obtained (FIG. 10).

次に、圧電体薄膜15の上面を有機溶媒で洗浄し、圧電体薄膜15の上面にクロム膜と金膜とをスパッタリングにより順次成膜し、得られた積層膜を一般的なフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより、バイアホール155,156を形成すべき領域のみを露出させたエッチングマスク918を形成した(図11)。しかる後に、圧電体薄膜15を温度60℃の1:1バッファードフッ酸水溶液でエッチングすることによりバイアホール155,156を形成し、下面電極14を露出させた(図12)。   Next, the upper surface of the piezoelectric thin film 15 is washed with an organic solvent, a chromium film and a gold film are sequentially formed on the upper surface of the piezoelectric thin film 15 by sputtering, and the obtained laminated film is subjected to a general photolithography technique. The etching mask 918 exposing only the region where the via holes 155 and 156 are to be formed was formed by patterning using the etching mask (FIG. 11). After that, the piezoelectric thin film 15 was etched with a 1: 1 buffered hydrofluoric acid aqueous solution at a temperature of 60 ° C. to form via holes 155 and 156 to expose the lower surface electrode 14 (FIG. 12).

そして、圧電体薄膜15の上面に膜厚1000オングストロームのタングステン膜をスパッタリングにより成膜し、得られたタングステン膜を一般的なフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより、図3に示すパターンを有する上面電極16を得た(図13)。このとき、バイアホール155,156の内側面にもタングステン膜が形成されるので、下面電極14と上面電極16との導通が確保される。   Then, a tungsten film having a film thickness of 1000 angstroms is formed on the upper surface of the piezoelectric thin film 15 by sputtering, and the obtained tungsten film is patterned using a general photolithography technique, thereby having the pattern shown in FIG. A top electrode 16 was obtained (FIG. 13). At this time, since the tungsten film is also formed on the inner side surfaces of the via holes 155 and 156, conduction between the lower surface electrode 14 and the upper surface electrode 16 is ensured.

本発明の望ましい実施形態に係る圧電薄膜フィルタの概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of a piezoelectric thin film filter according to a preferred embodiment of the present invention. 本発明の望ましい実施形態に係る圧電薄膜フィルタの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the piezoelectric thin film filter which concerns on desirable embodiment of this invention. 下面電極及び上面電極を上方から見たパターンを示す平面図である。It is a top view which shows the pattern which looked at the lower surface electrode and the upper surface electrode from upper direction. 圧電薄膜フィルタの回路図である。It is a circuit diagram of a piezoelectric thin film filter. マザー基板を切断して個々の圧電薄膜フィルタへ分離する様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a mode that a mother board | substrate is cut | disconnected and isolate | separated into each piezoelectric thin film filter. 圧電体基板に下面電極を形成した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which formed the lower surface electrode in the piezoelectric material board | substrate. 圧電体基板にキャビティ形成膜を形成した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which formed the cavity formation film in the piezoelectric material board | substrate. 支持基板に接着層を塗布した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which apply | coated the adhesive layer to the support substrate. 支持基板と圧電体基板とを接着した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which adhere | attached the support substrate and the piezoelectric material board | substrate. 圧電体基板を薄肉化して圧電体薄膜とした状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which made the piezoelectric material thin film the piezoelectric material thin film. 圧電体薄膜にエッチングマスクを形成した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which formed the etching mask in the piezoelectric material thin film. 圧電体薄膜にバイアホールを形成した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which formed the via hole in the piezoelectric material thin film. 圧電体薄膜に上面電極を形成した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which formed the upper surface electrode in the piezoelectric material thin film. 従来の圧電薄膜フィルタの主要部の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the principal part of the conventional piezoelectric thin film filter. 従来の圧電薄膜フィルタの主要部の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the principal part of the conventional piezoelectric thin film filter.

符号の説明Explanation of symbols

1 圧電薄膜フィルタ
14,141,142 下面電極
15 圧電体薄膜
16,161,162,163 上面電極
196,197 対向領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric thin film filter 14,141,142 Lower surface electrode 15 Piezoelectric thin film 16,161,162,163 Upper surface electrode 196,197 Opposite area | region

Claims (4)

複数の圧電薄膜共振子を組み合わせた圧電薄膜デバイスであって、
面内圧電異方性を有する圧電体薄膜と、
連続する前記圧電体薄膜の上面及び下面にそれぞれ形成された上面電極及び下面電極と、
を備え、
複数の対向領域において前記上面電極と前記下面電極とを前記圧電体薄膜を挟んで対向させることにより前記圧電薄膜共振子を形成し、
前記対向領域の各々からの前記上面電極の引き出し方向を第1方向に揃え、前記対向領域の各々からの前記下面電極の引き出し方向を第2方向に揃え
前記第1方向と前記第2方向とが反対方向である
ことを特徴とする圧電薄膜デバイス。
A piezoelectric thin film device combining a plurality of piezoelectric thin film resonators,
A piezoelectric thin film having in-plane piezoelectric anisotropy;
An upper surface electrode and a lower surface electrode respectively formed on the upper surface and the lower surface of the continuous piezoelectric thin film;
With
Forming the piezoelectric thin film resonator by causing the upper surface electrode and the lower surface electrode to face each other across the piezoelectric thin film in a plurality of opposing regions;
Aligning the leading direction of the upper surface electrode from each of the opposing regions to the first direction, aligning the leading direction of the lower surface electrode from each of the opposing regions to the second direction ,
The piezoelectric thin film device, wherein the first direction and the second direction are opposite directions .
前記対向領域を同一の形状として平行に配置し、前記対向領域の各々からの前記上面電極の引き出し幅を揃え、前記対向領域の各々からの前記下面電極の引き出し幅を揃えた請求項1に記載の圧電薄膜デバイス。2. The opposing regions are arranged in parallel in the same shape, the leading electrode widths from the opposing regions are aligned, and the leading electrode widths from the opposing regions are aligned. Piezoelectric thin film device. 前記圧電体薄膜が単結晶材料で構成される請求項1又は請求項2に記載の圧電薄膜デバイス。The piezoelectric thin film device according to claim 1, wherein the piezoelectric thin film is made of a single crystal material. 振動モードとして厚みたて振動を用いる請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の圧電薄膜デバイス。The piezoelectric thin film device according to any one of claims 1 to 3, wherein vibration is used as a vibration mode.
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