JP5191762B2 - 圧電薄膜共振器、フィルタ、および通信装置 - Google Patents
圧電薄膜共振器、フィルタ、および通信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5191762B2 JP5191762B2 JP2008056261A JP2008056261A JP5191762B2 JP 5191762 B2 JP5191762 B2 JP 5191762B2 JP 2008056261 A JP2008056261 A JP 2008056261A JP 2008056261 A JP2008056261 A JP 2008056261A JP 5191762 B2 JP5191762 B2 JP 5191762B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lower electrode
- thin film
- piezoelectric thin
- piezoelectric
- upper electrode
- 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.)
- Active
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 100
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims description 29
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 95
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 64
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 28
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 5
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 19
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 18
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 2
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
- H03H9/132—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials characterized by a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02086—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02133—Means for compensation or elimination of undesirable effects of stress
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
- H03H9/172—Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
- H03H9/173—Air-gaps
Description
本発明は、圧電薄膜による電気信号とバルク弾性波の変換作用を利用した圧電薄膜共振器に関する。また、圧電薄膜共振器を複数個接続して構成したフィルタに関する。また、フィルタを備えた通信装置に関する。
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フィルタと表面弾性波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）フィルタが使用されてきたが、最近では、特に高周波領域で低損失、高耐電力性、ＥＳＤ（Electrostatic Discharge）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。これは、基板上に、主要構成要素として下部電極と圧電膜と上部電極からなる積層構造体を有し、下部電極と上部電極が対向する部分（メンブレン領域）の下部電極下には空隙（バイアホールあるいはキャビティ）が形成されている。
上部電極と下部電極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弾性波が励振される。逆に、圧電効果によって弾性波による歪が電気信号に変換される。この弾性波は、上部電極と下部電極がそれぞれ空気に接している面で全反射されるため、厚み方向の主変位を持つ厚み縦振動波となる。この構造では空隙上に形成された上部電極／圧電膜／下部電極を主要構成要素とする薄膜構造部分の合計膜厚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。材料によって決まる弾性波の伝搬速度をＶとすると、共振周波数Ｆは、
Ｆ＝ｎＶ／２Ｈ
となる。この共振現象を利用して膜厚によって共振周波数を制御することにより、所望の周波数特性を有する共振器、あるいは、複数の共振器を接続することによりフィルタが作製される。
Ｆ＝ｎＶ／２Ｈ
となる。この共振現象を利用して膜厚によって共振周波数を制御することにより、所望の周波数特性を有する共振器、あるいは、複数の共振器を接続することによりフィルタが作製される。
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）等、あるいはこれらを組み合わせた積層材料を用いることができる。
基板としては、シリコン、ガラス、ＧａＡｓ等を用いることができる。空隙は、素子基板として用いられているＳｉ基板自身の裏面からのエッチング（ウェットエッチングやドライエッチィング）、あるいは、Ｓｉ基板の表面に設けた犠牲層のウェットエッチング等によって形成されている。本明細書においては、基板の裏面から基板表面まで貫通している穴を「バイアホール」、基板の表面近傍で下部電極直下に存在する空隙を「キャビティ」と呼ぶことにする。従来の圧電薄膜共振器は、バイアホールタイプとキャビティタイプに分けられる。
図２０は、従来のバイアホールタイプの圧電薄膜共振器の断面図である。図２０に示す構成は、圧電薄膜共振器の一例であり、非特許文献１に開示されている。この構造では、熱酸化膜（ＳｉＯ2）を有する（１００）Ｓｉ基板上に、下部電極としてＡｕ−Ｃｒ、圧電膜としてＺｎＯ、上部電極としてＡｌが形成されている。バイアホールは、Ｓｉ基板の裏面側からＫＯＨ水溶液、あるいは、ＥＤＰ水溶液（エチレンジアミン＋ピロカテコール＋水）を用いた異方性エッチングを施して形成したものである。
一方、図２１は、キャビティタイプの圧電薄膜共振器の断面図を示す。キャビティタイプの圧電薄膜共振器は、犠牲層上に主構成要素として上部電極／圧電膜／下部電極を形成し、最後に犠牲層をエッチングして除去することによりキャビティを形成したものである。図２１に示す圧電薄膜共振器は、特許文献１に開示されたものである。この例では、犠牲層として島状のＺｎＯによる犠牲層パターンを作り、その上に、誘電体膜／上部電極／圧電膜／下部電極／誘電体膜の構造を作製し、犠牲層を酸で除去してキャビティ（エアーブリッジ構造）を形成している。
また、図２２に示すように、特許文献２には、上部電極／圧電膜／下部電極が重なりあう領域の下方に、基板表面に凹部が設けられた圧電薄膜共振器が開示されている。図２２に示す圧電薄膜共振器は、予め形成した凹部に犠牲層を堆積して基板表面を平坦化した後、上部電極／圧電膜／下部電極を形成して、最後に犠牲層をエッチングして除去することにより、キャビティを形成したものである。
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）等を用いることができるが、実用的には、音速、温度特性、Ｑ値および成膜技術の容易性の観点からＡｌＮが用いられていることが多い。特に、ｃ軸（下部電極表面に対して垂直方向）配向した結晶性の高いＡｌＮ膜の形成が共振特性を決める重要な要因の一つであり、結合係数やＱ値に直接影響を及ぼしている。一方で、ｃ軸配向した結晶性の高いＡｌＮ膜の形成には、その成膜時に高いエネルギーを印加する必要があり、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）では１０００℃以上、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）でもプラズマの電力に加えて４００℃以上の基板加熱を必要とし、スパッタ技術を用いても絶縁膜のスパッタによる基板温度上昇が知られている。このため、一般的にＡｌＮ膜は強い膜応力を有することとなる。その結果、ｃ軸配向した結晶性の高いＡｌＮを持つ圧電薄膜共振器では、上部電極からの引出部分の断線やメンブレン破壊という問題が生じていた。これは、圧電薄膜共振器はメンブレン領域において弾性波の共振を起こしているため、共振が自由に行えるように空隙がメンブレン領域を含むような形態が好んでとられているためである。
この様な機械的強度の劣化に対して、下部電極端を空洞の中にある状態から空洞の外側の基板上に配置する技術が用いられている（特許文献３に開示）。
特公平６−４０６１１号公報
特開２０００−６９５９４号公報
特開２００２−１４００７５号公報
Electron.Lett.、17(1981)、pp.507〜509
しかしながら、特許文献３に開示されている構成では、機械的強度やＱ値の向上は実現できるものの、電気機械結合係数の低下を免れない等のトレードオフの関係があった。
本発明の目的は、圧電薄膜共振器の上部電極形状に着眼し、上部電極と下部電極が交差する領域で上部電極からの引出部分に見られる断線やメンブレン破壊等の課題に対して、これを改善する構造を提案することある。
本発明の第１の圧電薄膜共振器は、基板と、前記基板上に形成された下部電極と、前記基板上および下部電極上に形成された圧電膜と、前記圧電膜上に形成された上部電極とを備え、前記圧電膜を挟み上部電極と下部電極の重なり領域であるメンブレンに対応する部位の下部電極の下方に空隙を有した圧電薄膜共振器であって、前記メンブレンに接する前記上部電極の引出部分の中央部は、前記空隙の上に形成され、前記上部電極の引出部分の両端部は、前記空隙の外側に形成されているものである。
本発明の第２の圧電薄膜共振器は、基板と、前記基板の平坦主面上に形成された下部電極と、前記基板上および前記下部電極上に形成された圧電膜と、前記圧電膜上に形成された上部電極とを備え、前記圧電膜を挟み前記上部電極と前記下部電極との重なり領域であるメンブレンに対応する部位の前記下部電極の下方に空隙を有した圧電薄膜共振器であって、前記メンブレンに接する前記上部電極の引出部分の中央部は、前記空隙の上に形成され、前記上部電極の引出部分の両端部は、前記空隙の外側に形成されているものである。
本発明によれば、共振特性を維持しつつ、機械的強度を改善することができる。また、生産性に優れた圧電薄膜共振器を実現することができる。また、そのような圧電薄膜共振器を備えたフィルタ、通信装置を実現することができる。
本発明の第１の圧電薄膜共振器は、基板と、前記基板上に形成された下部電極と、前記基板上および下部電極上に形成された圧電膜と、前記圧電膜上に形成された上部電極とを備え、前記圧電膜を挟み上部電極と下部電極の重なり領域であるメンブレンに対応する部位の下部電極の下方に空隙を有した圧電薄膜共振器であって、前記メンブレンに接する前記上部電極の引出部分の中央部は、前記空隙の上に形成され、前記上部電極の引出部分の両端部は、前記空隙の外側に形成されていることを特徴としている。このような構成によれば、共振特性を維持しつつ機械的強度を改善し、生産性に優れた圧電薄膜共振器を実現することができる。
本発明の第２の圧電薄膜共振器は、基板と、前記基板の平坦主面上に形成された下部電極と、前記基板上および前記下部電極上に形成された圧電膜と、前記圧電膜上に形成された上部電極とを備え、前記圧電膜を挟み前記上部電極と前記下部電極との重なり領域であるメンブレンに対応する部位の前記下部電極の下方に空隙を有した圧電薄膜共振器であって、前記メンブレンに接する前記上部電極の引出部分の中央部は、前記空隙の上に形成され、前記上部電極の引出部分の両端部は、前記空隙の外側に形成されていることを特徴としている。このような構成によれば、共振特性を維持しつつ機械的強度を改善し、生産性に優れた圧電薄膜共振器を実現することができる。
本発明の圧電薄膜共振器は、上記構成を基本として、下記のような形態をとることができる。
本発明の圧電薄膜共振器において、前記空隙の下部電極先端部における平面形状は、前記下部電極先端部の平面形状と同一形状である構成とすることができる。このような構成によれば、共振特性を維持しつつ機械的強度を改善し、生産性に優れた圧電薄膜共振器を実現することができる。
本発明の圧電薄膜共振器において、前記基板と前記下部電極と前記圧電膜と前記上部電極とを積層して形成される積層膜の応力は、圧縮応力である構成とすることができる。この構成によれば、基板の上に形成された積層膜の間に再現性良く空隙を形成することができ、空隙が潰れることを抑制することができる。
本発明の圧電薄膜共振器において、前記上部電極と前記下部電極とが対向する領域は、楕円形、または非平行の辺からなる多角形である構成とすることができる。上部電極と下部電極との対向領域を楕円形とすることにより、電極端部や圧電膜の外周で反射された弾性波が共振部内で横方向（基板表面に対して平行方向）の定在波として存在することを抑制することができる。これにより、通過帯域内にリップルが発生することを抑制することができる。また、上部電極と下部電極との対向領域を非平行の辺からなる多角形とすることにより、電極端部や圧電膜の外周で反射された弾性波が共振部内で横方向の定在波として存在することを抑制することができる。これにより、通過帯域内にリップルが発生することを抑制することができる。
本発明の圧電薄膜共振器において、前記圧電膜は、窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛を主成分とする材料で形成されている構成とすることができる。
（実施の形態）
〔１．圧電薄膜共振器の第１実施例〕
図１は、本実施例の圧電薄膜共振器の構成を示す平面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ部の断面図である。図３は、図１におけるＢ−Ｂ部の断面図である。ここでは、基板１は。平坦主面を持つＳｉ基板を使用している。下部電極２は、Ｒｕ膜（膜厚２６０ｎｍ）で形成した。なお、基板１は、Ｓｉ基板に代えて石英基板等を用いてもよく、バイアホール形成が困難な基板も利用可能である。基板１をバイアホールを形成困難な基板で構成する場合は、基板１と下部電極との間に空隙（キャビティ）を形成することで本実施例と同様な構成とすることができる。また、圧電膜３は、ＡｌＮ膜（膜厚１２００ｎｍ）で形成した。上部電極４は、Ｒｕ膜（膜厚２６０ｎｍ）で形成した。
〔１．圧電薄膜共振器の第１実施例〕
図１は、本実施例の圧電薄膜共振器の構成を示す平面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ部の断面図である。図３は、図１におけるＢ−Ｂ部の断面図である。ここでは、基板１は。平坦主面を持つＳｉ基板を使用している。下部電極２は、Ｒｕ膜（膜厚２６０ｎｍ）で形成した。なお、基板１は、Ｓｉ基板に代えて石英基板等を用いてもよく、バイアホール形成が困難な基板も利用可能である。基板１をバイアホールを形成困難な基板で構成する場合は、基板１と下部電極との間に空隙（キャビティ）を形成することで本実施例と同様な構成とすることができる。また、圧電膜３は、ＡｌＮ膜（膜厚１２００ｎｍ）で形成した。上部電極４は、Ｒｕ膜（膜厚２６０ｎｍ）で形成した。
圧電膜３を挟み上部電極４と下部電極２とが対向する領域（メンブレン部）における、下部電極２の下側と基板１の表面との間には、ドーム形状の膨らみを有する空隙６が形成されている（図２参照）。また、本実施の形態では、空隙６の平面形状を楕円とし、上部電極４と下部電極２とが重なりあった部分の平面形状を概ね楕円としている（図１参照）。この空隙６は、下部電極２の形成時に、下部電極２の下に予めパターンニングされた犠牲層を除去することにより形成することができる。また、基板１には、犠牲層をエッチングして空隙６を形成するために用いる犠牲層エッチング用のエッチング液導入孔７が設けられている。
図４は、図１に示す圧電薄膜共振器において、下部電極２、上部電極４、および空隙６の関係を説明するための平面図である。図４では、基板１、圧電膜３、犠牲層エッチング用のエッチング液導入孔７などの描画を省略している。図５は、図４におけるＣ部を拡大したものである。図５において、斜線のハッチングを付している領域が、下部電極２の下の空隙６を示す。また、図５において、一点鎖線は上部電極４の外形線、実線は下部電極２の外形線、破線は空隙６の外形線である。
図６は、図１〜図５に示した圧電薄膜共振器の製造プロセスを説明するための図であり、これらの図は何れも、図１におけるＡ−Ａ部の断面図として図示してある。
先ず、図６（ａ）に示すように、Ｓｉ基板１（あるいは石英基板）上に、犠牲層９となる酸化マグネシウム（ＭｇＯ、膜厚２０〜１００ｎｍ程度）をスパッタリング法や真空蒸着法により成膜する。犠牲層９としては、ＭｇＯの他にも、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、チタン（Ｔｉ）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）など、エッチング液により容易に溶解できる材料であれば特に制限はない。次に、フォトリソグラフィー技術とエッチング処理により、犠牲層９を所望の形状にパターニングする。ここでは、上部電極４と下部電極２とが重なりあった部分（メンブレン部）の形状と概ね等しい楕円形状としている。
次に、図６（ｂ）に示すように、下部電極２、圧電膜３、および上部電極４を順次形成する。下部電極２は、０．６〜１．２Ｐａの圧力下のＡｒガス雰囲気中でスパッタリング成膜され、さらにフォトリソグラフィー技術とエッチング処理により下部電極２を所望の形状にパターニングする。これに続いて、圧電膜３であるＡｌＮを、約０．３Ｐａの圧力のＡｒ／Ｎ2混合ガス雰囲気中で、Ａｌターゲットを用いてスパッタリング成膜する。そして、上部電極４のＲｕ膜を０．６〜１．２Ｐａの圧力のＡｒガス雰囲気中でスパッタリング成膜する。このようにして成膜された積層膜にフォトリソグラフィー技術とエッチング処理（ウェットエッチングまたはドライエッチング）を施し、上部電極４と圧電膜３とを所望の形状にパターニングする。ここで示したスパッタ条件は一例であり、下部電極２、圧電膜３、上部電極４からなる積層膜の応力が圧縮応力となるように設定している。メンブレン部に接する上部電極４の引出部分４ｘの中央部４ｙは、この次の工程で形成する空隙６の上に形成され、上部電極４の引出部分４ｘの両端部４ｚは空隙６の外側に位置するように形成している（図４参照）。
次に、図６（ｃ）に示すように、下部電極２に対して、レジストパターニングによるフォトリソグラフィー技術によりエッチング液導入孔７を形成する。このエッチング液導入孔７から犠牲層９に向かってエッチング液を導入して、犠牲層９をエッチング除去することで空隙６を形成する。エッチング液導入孔７は、下部電極２をエッチングする際に同時に形成しておいてもよい。ここで、下部電極２、圧電膜３および上部電極４からなる積層膜の応力が、圧縮応力となるように設定される。このような応力条件を満足することにより、犠牲層９のエッチング終了時点で積層膜が膨れ上がり、下部電極２と基板１との間にドーム形状の空隙６を形成することができる（図６（ｃ）参照）。
なお、上述のスパッタ成膜条件では、積層膜の応力は概ね（マイナス）３００ＭＰａの圧縮応力であった。ここで示したスパッタリング条件は一例であり、積層膜の応力を圧縮応力とすることがドーム形状の空隙を形成する上で重要であり、スパッタリング条件は種々の組み合わせが可能である。その他の成膜方法を用いても、積層膜の応力を調整することでドーム形状の空隙を形成することが可能である。
図７は、図６に示す製造方法に基づき作製された圧電薄膜共振器の共振特性を示す。また、図７に示す特性図には、本実施の形態と従来技術との比較のため、図８及び図９に示す従来構成の共振器の特性も併せて示している。図８及び図９に示す従来の圧電薄膜共振器は、図４及び図５に示す本実施の形態の圧電薄膜共振器と比較して、上部電極１０４の引出部分１０４ｘ全てが空隙１０６の上に形成されている点が異なる部分である。なお、図９は、図８におけるＤ部の拡大図である。図９において、一点鎖線は上部電極１０４の外形線、実線は下部電極１０２の外形線、破線は空隙１０６の外形線である。本実施の形態の構成及び従来技術の構成のいずれも、下部電極と上部電極の対向する部位は楕円形状であり、楕円サイズは主軸：２４５μｍ、副軸：１７５μｍとした。
図７において、グラフの縦軸は１ポート特性のリターンロスを表し、０ｄＢに近いほど損失が少なく、共振器のクオリティファクタＱが高いことを意味する。２つの共振器の特性を比べると、図４及び図５に示す本実施の形態の強度対策を施した共振器でも従来の共振器と同等の特性が得られていることが分かるが、本実施の形態の共振器では上部電極４の引出部分４ｘの幅Ｗ１（図４参照）が従来の共振器よりも広い構成（図８の引出部分１０４ｘの幅Ｗ２）であるため、電極抵抗が低減し、共振周波数でのクオリティファクタＱがやや向上している。
図１０は、図４及び図５に示す圧電薄膜共振器内の上部電極４の引出部分４ｘ近傍の残留応力分布を示し、図５に示すように下部電極２と上部電極４と空隙６とが重なる部分における残留応力分布を示す。図１１は、図８及び図９に示す従来の圧電薄膜共振器内の上部電極１０４の引出部分１０４ｘ近傍の残留応力分布を示し、図９に示すように下部電極１０２と上部電極１０４と空隙１０６とが重なる部分における残留応力分布を示す。図１１における矢印Ｆで指している部分に示すように、従来の圧電薄膜共振器では、上部電極１０４の引出部分１０４ｘの残留応力が高く、上部電極１０４が破断する等のメンブレン破壊が生じる可能性がある。これに対して、図１０における矢印Ｅで指している部分に示すように、本実施の形態の圧電薄膜共振器では、上部電極４の引出部分の残留応力が小さく、上部電極４が破断する等のメンブレン破壊に対する余裕度が向上している。なお、図１０において、領域２ａ、４ａ、６ａは、それぞれ下部電極２、上部電極４、空隙６における残留応力を示す。また、図１１において、領域１０２ａ、１０４ａ、１０６ａは、それぞれ下部電極１０２、上部電極１０４、空隙１０６における残留応力を示す。
なお、本発明の効果を得るにあたって、基板、電極膜、圧電膜、付加膜の各材料は上記に限定されず、他の材料を使用してもよい。
また、本実施の形態における膜構成は、圧電薄膜共振器の主要構成要素のみを記しており、例えば、下部電極２の下や上部電極４の上に誘電体膜を形成してもよい。下部電極２の下に形成する誘電体膜は、例えば補強材の役割、あるいはエッチングのストップ層としての役割を担うことができる。また、上部電極４の上に形成した誘電体膜は、例えばパシベーション膜あるいは周波数調整用としての役割を担うことができる。
また、本実施の形態では、下部電極２と上部電極４とにおける互いに対向する部位は、楕円形状であったが、楕円形状以外の形状であってもよい。例えば、平行な２辺を含まない多角形（五角形等）であっても同様な効果が得られる。
また、本実施の形態では、基板１の平坦主面上に形成された空隙６を用いて構成を説明したが、下部電極２の下に空隙６を持つ圧電薄膜共振器で同様な効果が得られる。下部電極２の下の空隙は、上部電極４、圧電膜３、下部電極２を形成した後の基板１に、ドライエッチング処理を行って形成することができる。
〔２．圧電薄膜共振器の第２実施例〕
図１２は、本実施の形態の圧電薄膜共振器における上部電極４の引出部分４ｘ近傍の要部拡大図を示し、基本構成は図４に示す第１実施例の構成と同様であるため説明は省略する。第２実施例の構成は、第１実施例の構成に比べて空隙の形状が異なる。図１３は、従来構成における上部電極１０４と下部電極１０２とに本実施例の空隙を組み合わせたものである。図１２に示す圧電薄膜共振器と図１３に示す圧電薄膜共振器それぞれの残留応力分布を図１４及び図１５にそれぞれ示す。
図１２は、本実施の形態の圧電薄膜共振器における上部電極４の引出部分４ｘ近傍の要部拡大図を示し、基本構成は図４に示す第１実施例の構成と同様であるため説明は省略する。第２実施例の構成は、第１実施例の構成に比べて空隙の形状が異なる。図１３は、従来構成における上部電極１０４と下部電極１０２とに本実施例の空隙を組み合わせたものである。図１２に示す圧電薄膜共振器と図１３に示す圧電薄膜共振器それぞれの残留応力分布を図１４及び図１５にそれぞれ示す。
図１４は、図１２に示す本実施例の構成における上部電極４の引出部分４ｘ近傍の残留応力分布を示す。図１５は、図１３に示す従来の構成における上部電極１０４の引出部分１０４ｘ近傍の残留応力分布を示す。図１５における矢印Ｈで指している部分に示すように、従来の構成では上部電極１０４の引出部分１０４ｘの残留応力が高くなっているため、上部電極１０４の破断等のメンブレン破壊が発生する可能性がある。これに対して、本実施例の構成では、図１４における矢印Ｇで指している部分に示すように、上部電極４の引出部分４ｘの残留応力が小さくなっているため、上部電極４が破断する等のメンブレン破壊に対する余裕度が向上している。
なお、図１４及び図１５に示す２つの圧電薄膜共振器は、下部電極の下の空隙を広げたもので、下部電極と上部電極の重なり部分と空隙とが、製造上の理由により相対的な位置ずれが生じても共振特性に変化が生じないような構造となっている。これにより、製造性の向上が図れる。図１６を参照して製造性について説明する。
図１６は、下部電極２と犠牲層９の平面図である。基板１の平坦主面上に形成された図１６（ａ）に示す犠牲層９に対して、図１６（ｂ）に示すように下部電極２が配置されるが、下部電極２をパターニングした後において図１６（ｃ）に示すように下部電極２の先端形状（図中の左端の形状）と犠牲層９の形状がほぼ一致していても構わない。この場合、犠牲層９が除去された後は下部電極２の先端部の空隙の平面形状が、下部電極２の先端部の平面形状とほぼ同一形状となる。図１６（ｂ）、図１６（ｃ）のいずれも、下部電極２の下の空隙が下部電極と上部電極の重なり部分よりも大きく形成された状態となっている。したがって、位置ずれに対する余裕度が広がり、製造性が向上する。
〔３．フィルタの構成〕
図１７は、フィルタの構成を示す回路図であり、一例として複数の共振器をラダー型に接続したバンドパスフィルタで構成した。図１７に示すフィルタは、直列椀に複数の共振器Ｓを互いに直列接続し、さらに直列椀に対して並列接続された並列椀に共振器Ｐを接続している。各共振器Ｓ及びＰに、上記第１実施例または第２実施例に示す圧電薄膜共振器を用いることができる。各共振器の共振周波数を所望の値に設定することで、所定の周波数の信号のみを通過させるバンドパスフィルタを実現することができる。
図１７は、フィルタの構成を示す回路図であり、一例として複数の共振器をラダー型に接続したバンドパスフィルタで構成した。図１７に示すフィルタは、直列椀に複数の共振器Ｓを互いに直列接続し、さらに直列椀に対して並列接続された並列椀に共振器Ｐを接続している。各共振器Ｓ及びＰに、上記第１実施例または第２実施例に示す圧電薄膜共振器を用いることができる。各共振器の共振周波数を所望の値に設定することで、所定の周波数の信号のみを通過させるバンドパスフィルタを実現することができる。
本実施の形態の圧電薄膜共振器を用いてフィルタを構成することで、共振特性を維持しつつ、機械的強度を改善し、生産性に優れたフィルタを実現することができる。
なお、本実施の形態では、ラダー型フィルタを一例として挙げたが、ラティス型フィルタなど、本実施の形態における圧電薄膜共振器を用いることができるフィルタに応用することが可能である。
〔４．通信モジュールの構成〕
図１８は、本実施の形態の圧電薄膜共振器または上記フィルタを備えた通信モジュールの一例を示す。図１８に示すように、デュープレクサ６２は、受信フィルタ６２ａと送信フィルタ６２ｂとを備えている。また、受信フィルタ６２ａには、例えばバランス出力に対応した受信端子６３ａ及び６３ｂが接続されている。また、送信フィルタ６２ｂは、パワーアンプ６４を介して送信端子６５に接続している。ここで、受信フィルタ６２ａ及び送信フィルタ６２ｂには、本実施の形態における圧電薄膜共振器が含まれている。
図１８は、本実施の形態の圧電薄膜共振器または上記フィルタを備えた通信モジュールの一例を示す。図１８に示すように、デュープレクサ６２は、受信フィルタ６２ａと送信フィルタ６２ｂとを備えている。また、受信フィルタ６２ａには、例えばバランス出力に対応した受信端子６３ａ及び６３ｂが接続されている。また、送信フィルタ６２ｂは、パワーアンプ６４を介して送信端子６５に接続している。ここで、受信フィルタ６２ａ及び送信フィルタ６２ｂには、本実施の形態における圧電薄膜共振器が含まれている。
受信動作を行う際、受信フィルタ６２ａは、アンテナ端子６１を介して入力される受信信号のうち、所定の周波数帯域の信号のみを通過させ、受信端子６３ａ及び６３ｂから外部へ出力する。また、送信動作を行う際、送信フィルタ６２ｂは、送信端子６５から入力されてパワーアンプ６４で増幅された送信信号のうち、所定の周波数帯域の信号のみを通過させ、アンテナ端子６１から外部へ出力する。
以上のように本実施の形態の圧電薄膜共振器またはフィルタを、通信モジュールの受信フィルタ６２ａ及び送信フィルタ６２ｂに備えることで、共振特性を維持しつつ、機械的強度を改善し、生産性に優れた通信モジュールを実現することができる。
なお、図１８に示す通信モジュールの構成は一例であり、他の形態の通信モジュールに本発明の圧電薄膜共振器またはフィルタを搭載しても、同様の効果が得られる。
〔５．通信装置の構成〕
図１９は、本実施の形態の通信モジュールを備えた通信装置の一例として、携帯電話端末のＲＦブロックを示す。また、図１９に示す構成は、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）通信方式及びＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Divition Multiple Access）通信方式に対応した携帯電話端末の構成を示す。また、本実施の形態におけるＧＳＭ通信方式は、８５０ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯、１．８ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯に対応している。また、携帯電話端末は、図１９に示す構成以外にマイクロホン、スピーカー、液晶ディスプレイなどを備えているが、本実施の形態における説明では不要であるため図示を省略した。ここで、受信フィルタ７３ａ、７７、７８、７９、８０、および送信フィルタ７３ｂには、本実施の形態における圧電薄膜共振器またはフィルタが含まれている。
図１９は、本実施の形態の通信モジュールを備えた通信装置の一例として、携帯電話端末のＲＦブロックを示す。また、図１９に示す構成は、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）通信方式及びＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Divition Multiple Access）通信方式に対応した携帯電話端末の構成を示す。また、本実施の形態におけるＧＳＭ通信方式は、８５０ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯、１．８ＧＨｚ帯、１．９ＧＨｚ帯に対応している。また、携帯電話端末は、図１９に示す構成以外にマイクロホン、スピーカー、液晶ディスプレイなどを備えているが、本実施の形態における説明では不要であるため図示を省略した。ここで、受信フィルタ７３ａ、７７、７８、７９、８０、および送信フィルタ７３ｂには、本実施の形態における圧電薄膜共振器またはフィルタが含まれている。
まず、アンテナ７１を介して入力される受信信号は、その通信方式がＷ−ＣＤＭＡかＧＳＭかによってアンテナスイッチ回路７２で、動作の対象とするＬＳＩを選択する。入力される受信信号がＷ−ＣＤＭＡ通信方式に対応している場合は、受信信号をデュープレクサ７３に出力するように切り換える。デュープレクサ７３に入力される受信信号は、受信フィルタ７３ａで所定の周波数帯域に制限されて、バランス型の受信信号がＬＮＡ７４に出力される。ＬＮＡ７４は、入力される受信信号を増幅し、ＬＳＩ７６に出力する。ＬＳＩ７６では、入力される受信信号に基づいて音声信号への復調処理を行ったり、携帯電話端末内の各部を動作制御する。
一方、信号を送信する場合は、ＬＳＩ７６は送信信号を生成する。生成された送信信号は、パワーアンプ７５で増幅されて送信フィルタ７３ｂに入力される。送信フィルタ７３ｂは、入力される送信信号のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させる。送信フィルタ７３ｂから出力される送信信号は、アンテナスイッチ回路７２を介してアンテナ７１から外部に出力される。
また、入力される受信信号がＧＳＭ通信方式に対応した信号である場合は、アンテナスイッチ回路７２は、周波数帯域に応じて受信フィルタ７７〜８０のうちいずれか一つを選択し、受信信号を出力する。受信フィルタ７７〜８０のうちいずれか一つで帯域制限された受信信号は、ＬＳＩ８３に入力される。ＬＳＩ８３は、入力される受信信号に基づいて音声信号への復調処理を行ったり、携帯電話端末内の各部を動作制御する。一方、信号を送信する場合は、ＬＳＩ８３は送信信号を生成する。生成された送信信号は、パワーアンプ８１または８２で増幅されて、アンテナスイッチ回路７２を介してアンテナ７１から外部に出力される。
以上のように本実施の形態の圧電薄膜共振器、フィルタ、または通信モジュールを通信装置に備えることで、共振特性を維持しつつ、機械的強度を改善し、生産性に優れた通信装置を実現することができる。
〔６．実施の形態の効果、他〕
本実施の形態によれば、共振特性を維持しつつ、機械的強度を向上させることができる。また、生産性に優れた圧電薄膜共振器、フィルタ、通信モジュール、通信装置を実現することができる。
本実施の形態によれば、共振特性を維持しつつ、機械的強度を向上させることができる。また、生産性に優れた圧電薄膜共振器、フィルタ、通信モジュール、通信装置を実現することができる。
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。
（付記１）
基板と、
前記基板上に形成された下部電極と、
前記基板上および下部電極上に形成された圧電膜と、
前記圧電膜上に形成された上部電極とを備え、
前記圧電膜を挟み上部電極と下部電極の重なり領域であるメンブレンに対応する部位の下部電極の下方に空隙を有した圧電薄膜共振器であって、
前記メンブレンに接する前記上部電極の引出部分の中央部は、前記空隙の上に形成され、
前記上部電極の引出部分の両端部は、前記空隙の外側に形成されている、圧電薄膜共振器。
基板と、
前記基板上に形成された下部電極と、
前記基板上および下部電極上に形成された圧電膜と、
前記圧電膜上に形成された上部電極とを備え、
前記圧電膜を挟み上部電極と下部電極の重なり領域であるメンブレンに対応する部位の下部電極の下方に空隙を有した圧電薄膜共振器であって、
前記メンブレンに接する前記上部電極の引出部分の中央部は、前記空隙の上に形成され、
前記上部電極の引出部分の両端部は、前記空隙の外側に形成されている、圧電薄膜共振器。
（付記２）
基板と、
前記基板の平坦主面上に形成された下部電極と、
前記基板上および前記下部電極上に形成された圧電膜と、
前記圧電膜上に形成された上部電極とを備え、
前記圧電膜を挟み前記上部電極と前記下部電極との重なり領域であるメンブレンに対応する部位の前記下部電極の下方に空隙を有した圧電薄膜共振器であって、
前記メンブレンに接する前記上部電極の引出部分の中央部は、前記空隙の上に形成され、
前記上部電極の引出部分の両端部は、前記空隙の外側に形成されている、圧電薄膜共振器。
基板と、
前記基板の平坦主面上に形成された下部電極と、
前記基板上および前記下部電極上に形成された圧電膜と、
前記圧電膜上に形成された上部電極とを備え、
前記圧電膜を挟み前記上部電極と前記下部電極との重なり領域であるメンブレンに対応する部位の前記下部電極の下方に空隙を有した圧電薄膜共振器であって、
前記メンブレンに接する前記上部電極の引出部分の中央部は、前記空隙の上に形成され、
前記上部電極の引出部分の両端部は、前記空隙の外側に形成されている、圧電薄膜共振器。
（付記３）
前記空隙の下部電極先端部における平面形状は、前記下部電極先端部の平面形状と同一形状である、付記２に記載の圧電薄膜共振器。
前記空隙の下部電極先端部における平面形状は、前記下部電極先端部の平面形状と同一形状である、付記２に記載の圧電薄膜共振器。
（付記４）
前記基板と前記下部電極と前記圧電膜と前記上部電極とを積層して形成される積層膜の応力は、圧縮応力である、付記１〜３の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
前記基板と前記下部電極と前記圧電膜と前記上部電極とを積層して形成される積層膜の応力は、圧縮応力である、付記１〜３の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
（付記５）
前記上部電極と前記下部電極とが対向する領域は、楕円形である、付記１〜４の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
前記上部電極と前記下部電極とが対向する領域は、楕円形である、付記１〜４の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
（付記６）
前記上部電極と前記下部電極とが対向する領域は、非平行の辺からなる多角形である、付記１〜５の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
前記上部電極と前記下部電極とが対向する領域は、非平行の辺からなる多角形である、付記１〜５の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
（付記７）
外部から前記空隙に通じる孔部が形成されている、付記２〜６の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
外部から前記空隙に通じる孔部が形成されている、付記２〜６の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
（付記８）
前記圧電膜は、
窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛を主成分とする材料で形成されている、付記１〜７の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
前記圧電膜は、
窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛を主成分とする材料で形成されている、付記１〜７の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
（付記９）
付記１〜８のいずれかに記載の圧電薄膜共振器を備えた、フィルタ。
付記１〜８のいずれかに記載の圧電薄膜共振器を備えた、フィルタ。
（付記１０）
付記９に記載のフィルタを備えた、通信モジュール。
付記９に記載のフィルタを備えた、通信モジュール。
（付記１１）
付記９に記載のフィルタ、または付記１０に記載の通信モジュールを備えた、通信装置。
付記９に記載のフィルタ、または付記１０に記載の通信モジュールを備えた、通信装置。
本発明の圧電薄膜共振器は、所定周波数の信号を受信または送信することができる機器に有用である。
１ 基板
２ 下部電極
３ 圧電膜
４ 上部電極
２ 下部電極
３ 圧電膜
４ 上部電極
Claims (8)
- 基板と、
前記基板上に形成された下部電極と、
前記基板上および下部電極上に形成された圧電膜と、
前記圧電膜上に形成された上部電極とを備え、
前記圧電膜を挟み上部電極と下部電極の重なり領域であるメンブレンに対応する部位の下部電極の下方に空隙を有した圧電薄膜共振器であって、
前記メンブレンに接する前記上部電極の引出部分の中央部は、前記空隙の上に形成され、
前記上部電極の引出部分の両端部は、前記下部電極及び前記圧電膜と重なっており、前記空隙の外側に形成されている、圧電薄膜共振器。 - 基板と、
前記基板の平坦主面上に形成された下部電極と、
前記基板上および前記下部電極上に形成された圧電膜と、
前記圧電膜上に形成された上部電極とを備え、
前記圧電膜を挟み前記上部電極と前記下部電極との重なり領域であるメンブレンに対応する部位の前記下部電極の下方に空隙を有した圧電薄膜共振器であって、
前記メンブレンに接する前記上部電極の引出部分の中央部は、前記空隙の上に形成され、
前記上部電極の引出部分の両端部は、前記下部電極及び前記圧電膜と重なっており、前記空隙の外側に形成されている、圧電薄膜共振器。 - 前記空隙の下部電極先端部における平面形状は、前記下部電極先端部の平面形状と同一形状である、請求項２に記載の圧電薄膜共振器。
- 前記基板と前記下部電極と前記圧電膜と前記上部電極とを積層して形成される積層膜の応力は、圧縮応力である、請求項１〜３の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
- 前記上部電極と前記下部電極とが対向する領域は、楕円形、または非平行の辺からなる多角形である、請求項１〜４の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
- 前記圧電膜は、窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛を主成分とする材料で形成されている、請求項１〜５の何れか一項記載の圧電薄膜共振器。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の圧電薄膜共振器を備えた、フィルタ。
- 請求項７に記載のフィルタを備えた、通信装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008056261A JP5191762B2 (ja) | 2008-03-06 | 2008-03-06 | 圧電薄膜共振器、フィルタ、および通信装置 |
| US12/397,932 US8085115B2 (en) | 2008-03-06 | 2009-03-04 | Piezoelectric thin film resonator, filter, and communication apparatus |
| CN200910117841XA CN101527551B (zh) | 2008-03-06 | 2009-03-06 | 压电薄膜谐振器、滤波器和通信设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008056261A JP5191762B2 (ja) | 2008-03-06 | 2008-03-06 | 圧電薄膜共振器、フィルタ、および通信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009213037A JP2009213037A (ja) | 2009-09-17 |
| JP5191762B2 true JP5191762B2 (ja) | 2013-05-08 |
Family
ID=41095278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008056261A Active JP5191762B2 (ja) | 2008-03-06 | 2008-03-06 | 圧電薄膜共振器、フィルタ、および通信装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8085115B2 (ja) |
| JP (1) | JP5191762B2 (ja) |
| CN (1) | CN101527551B (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011036979A1 (ja) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波デバイス |
| JP5319491B2 (ja) * | 2009-10-22 | 2013-10-16 | 太陽誘電株式会社 | 圧電薄膜共振子 |
| CN102545827B (zh) * | 2012-01-04 | 2015-09-09 | 华为技术有限公司 | 薄膜体声波谐振器、通信器件和射频模块 |
| KR20170141386A (ko) * | 2016-06-15 | 2017-12-26 | 삼성전기주식회사 | 탄성파 필터 장치 |
| IT201600109764A1 (it) * | 2016-10-31 | 2018-05-01 | St Microelectronics Srl | Sensore mems di tipo piezoelettrico, quale sensore di forza, sensore di pressione, sensore di deformazione o microfono, a sensibilita' migliorata |
| US11271543B2 (en) | 2018-02-13 | 2022-03-08 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Bulk acoustic wave resonator |
| US20210408999A1 (en) * | 2018-11-05 | 2021-12-30 | Kyocera Corporation | Elastic wave device, splitter, and communication apparatus |
| WO2020132998A1 (zh) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | 天津大学 | 一种柔性体声波滤波器 |
| CN111010132A (zh) * | 2019-07-08 | 2020-04-14 | 天津大学 | 体声波谐振器、滤波器及电子设备 |
| CN110635776B (zh) * | 2019-09-10 | 2023-02-24 | 苏州汉天下电子有限公司 | 谐振器及其制造方法 |
| CN113556100B (zh) * | 2021-07-30 | 2022-06-21 | 武汉衍熙微器件有限公司 | 体声波谐振器 |
| CN115865014B (zh) * | 2023-01-17 | 2023-05-30 | 四川斯艾普电子科技有限公司 | 一种集成化限幅场放及其制备方法 |
| CN116131801A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-16 | 北京超材信息科技有限公司 | 声表面波器件及其制造方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0640611B2 (ja) | 1985-03-25 | 1994-05-25 | 株式会社東芝 | 圧電薄膜共振子 |
| US6060818A (en) | 1998-06-02 | 2000-05-09 | Hewlett-Packard Company | SBAR structures and method of fabrication of SBAR.FBAR film processing techniques for the manufacturing of SBAR/BAR filters |
| US6384697B1 (en) | 2000-05-08 | 2002-05-07 | Agilent Technologies, Inc. | Cavity spanning bottom electrode of a substrate-mounted bulk wave acoustic resonator |
| JP2004222244A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-08-05 | Toshiba Corp | 薄膜圧電共振器およびその製造方法 |
| JP2005033262A (ja) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子、圧電フィルタおよびそれを有する電子機器 |
| JP2005045694A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Sony Corp | 薄膜バルク音響共振子およびその製造方法 |
| EP1533896B1 (en) * | 2003-11-20 | 2011-11-02 | Panasonic Corporation | Piezoelectric element, composite piezoelectric element, and filter, duplexer and communication equipment using the same |
| US7212082B2 (en) * | 2003-12-19 | 2007-05-01 | Ube Industries, Ltd. | Method of manufacturing piezoelectric thin film device and piezoelectric thin film device |
| JP4149416B2 (ja) * | 2004-05-31 | 2008-09-10 | 富士通メディアデバイス株式会社 | 圧電薄膜共振子およびフィルタならびにそれらの製造方法 |
| JP4550658B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2010-09-22 | 富士通メディアデバイス株式会社 | 圧電薄膜共振器およびフィルタ |
| JP4476903B2 (ja) * | 2005-08-24 | 2010-06-09 | 株式会社東芝 | 薄膜圧電共振器およびフィルタ回路 |
| JP4707533B2 (ja) | 2005-10-27 | 2011-06-22 | 太陽誘電株式会社 | 圧電薄膜共振器およびフィルタ |
| JP4803183B2 (ja) * | 2005-11-04 | 2011-10-26 | 株式会社村田製作所 | 圧電薄膜共振子 |
| JP4838093B2 (ja) * | 2006-10-25 | 2011-12-14 | 太陽誘電株式会社 | 圧電薄膜共振器およびフィルタ |
| JP4870541B2 (ja) * | 2006-12-15 | 2012-02-08 | 太陽誘電株式会社 | 圧電薄膜共振器およびフィルタ |
-
2008
- 2008-03-06 JP JP2008056261A patent/JP5191762B2/ja active Active
-
2009
- 2009-03-04 US US12/397,932 patent/US8085115B2/en active Active
- 2009-03-06 CN CN200910117841XA patent/CN101527551B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8085115B2 (en) | 2011-12-27 |
| CN101527551B (zh) | 2012-11-28 |
| JP2009213037A (ja) | 2009-09-17 |
| US20100060385A1 (en) | 2010-03-11 |
| CN101527551A (zh) | 2009-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5191762B2 (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタ、および通信装置 | |
| JP5319491B2 (ja) | 圧電薄膜共振子 | |
| JP5226409B2 (ja) | 共振デバイス、通信モジュール、通信装置、共振デバイスの製造方法 | |
| JP5147932B2 (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタ、通信モジュール、および通信装置 | |
| JP4968900B2 (ja) | ラダー型フィルタの製造方法 | |
| JP5229945B2 (ja) | フィルタ、デュープレクサ、および通信装置 | |
| KR100950391B1 (ko) | 압전 박막 공진기 및 필터 | |
| US8531087B2 (en) | Piezoelectric thin-film resonator with distributed concave or convex patterns | |
| JP4149444B2 (ja) | 圧電薄膜共振子及びこれを用いたフィルタ | |
| WO2011036979A1 (ja) | 弾性波デバイス | |
| JP5478180B2 (ja) | フィルタ | |
| JP5750052B2 (ja) | 弾性波デバイス、フィルタ、通信モジュール、通信装置 | |
| JP5591977B2 (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタ、デュープレクサ、通信モジュール、および通信装置 | |
| JP2011071913A (ja) | 弾性波デバイス | |
| JP5340876B2 (ja) | 弾性波デバイス、フィルタ、通信モジュール、通信装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20100527 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100628 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110128 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120823 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120830 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121022 |
|
| 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: 20130129 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130130 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5191762 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160208 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |