JP6284726B2 - Aluminum nitride film forming method, acoustic wave device manufacturing method, and aluminum nitride film manufacturing apparatus - Google Patents

Aluminum nitride film forming method, acoustic wave device manufacturing method, and aluminum nitride film manufacturing apparatus Download PDF

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Description

本発明は、窒化アルミニウム膜の成膜方法、弾性波デバイスの製造方法、及び窒化アルミニウム膜の製造装置に関する。   The present invention relates to an aluminum nitride film forming method, an acoustic wave device manufacturing method, and an aluminum nitride film manufacturing apparatus.

アルミニウム及び窒素以外の他の元素がドープされた窒化アルミニウム膜を成膜する方法として、窒素ガスを含む雰囲気下で、アルミニウムターゲットとドープする他の元素のターゲットとを同時にスパッタリングする二元同時スパッタリング法が知られている（例えば、特許文献１参照）。   As a method of forming an aluminum nitride film doped with an element other than aluminum and nitrogen, a dual co-sputtering method in which an aluminum target and a target of another element to be doped are simultaneously sputtered in an atmosphere containing nitrogen gas Is known (see, for example, Patent Document 1).

特開２００９−１０９２６号公報JP 2009-10926 A

アルミニウム及び窒素以外の他の元素が２種類以上ドープされた窒化アルミニウム膜を成膜する場合、従来の方法では、アルミニウムターゲットと、更に２つ以上のターゲットと、を同時にスパッタリングすることになる。スパッタリングを長時間行うと、ターゲットが削られて形状が変化するが、形状変化具合は各々のターゲットで異なるため、各々のターゲット毎にスパッタリングでの成膜速度が変化してしまう。このため、成膜される窒化アルミニウム膜の組成が変化しないように、各々のターゲットに印加する電圧等を制御しなければならないが、３種類以上のターゲットを用いることから、このような制御は難しい。よって、窒化アルミニウム膜の組成が不安定なものとなってしまう。   When forming an aluminum nitride film doped with two or more elements other than aluminum and nitrogen, in the conventional method, an aluminum target and two or more targets are simultaneously sputtered. When sputtering is performed for a long time, the target is shaved and the shape changes. However, since the shape change is different for each target, the film formation rate by sputtering changes for each target. For this reason, the voltage applied to each target must be controlled so that the composition of the formed aluminum nitride film does not change. However, since three or more types of targets are used, such control is difficult. . Therefore, the composition of the aluminum nitride film becomes unstable.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、アルミニウム及び窒素の他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜を、組成を安定させて成膜することが可能な窒化アルミニウム膜の成膜方法、弾性波デバイスの製造方法、及び窒化アルミニウム膜の製造装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an aluminum nitride film forming method capable of forming an aluminum nitride film containing at least two elements in addition to aluminum and nitrogen with a stable composition. An object of the present invention is to provide an elastic wave device manufacturing method and an aluminum nitride film manufacturing apparatus.

本発明は、窒素ガスを含む雰囲気下で、アルミニウムの他に、マグネシウムとチタン、マグネシウムとハフニウム、亜鉛とチタン、亜鉛とジルコニウム、又は亜鉛とハフニウムの組み合わせである２つの元素を含むターゲットを用いてスパッタリングを行うことを特徴とする窒化アルミニウム膜の成膜方法である。 The present invention uses, in an atmosphere containing nitrogen gas, a target containing two elements other than aluminum , magnesium and titanium, magnesium and hafnium, zinc and titanium, zinc and zirconium, or a combination of zinc and hafnium. This is a method for forming an aluminum nitride film, characterized by performing sputtering .

上記構成において、前記２つの元素は、マグネシウムとハフニウムの組み合わせである構成とすることができる。 In the above structure, the two elements may be a combination of magnesium and hafnium .

上記構成として、前記窒化アルミニウム膜は、元素がドープされていない窒化アルミニウム膜よりも、圧電定数ｄ３３の値が大きい構成とすることができる。 As the above configuration, the aluminum nitride film, than aluminum nitride film element is not doped, can be configured value of piezoelectric constant d 33 is large.

上記構成として、前記窒化アルミニウム膜は、前記少なくとも２つの元素がアルミニウムサイトに置換されている構成とすることができる。   As said structure, the said aluminum nitride film can be set as the structure by which the said at least 2 element is substituted by the aluminum site.

上記構成において、前記窒化アルミニウム膜は、ｃ軸配向性を有する結晶構造を有する構成とすることができる。   In the above structure, the aluminum nitride film may have a crystal structure having c-axis orientation.

本発明は、上記のいずれかに記載の窒化アルミニウム膜の成膜方法を有することを特徴とする弾性波デバイスの製造方法である。   The present invention is a method for manufacturing an acoustic wave device, comprising the method for forming an aluminum nitride film according to any one of the above.

上記構成において、前記弾性波デバイスは、弾性表面波デバイス、バルク弾性波デバイス、又はラム波デバイスである構成とすることができる。   In the above configuration, the acoustic wave device may be a surface acoustic wave device, a bulk acoustic wave device, or a Lamb wave device.

上記構成において、前記弾性波デバイスは、フィルタまたは分波器である構成とすることができる。   In the above configuration, the acoustic wave device may be a filter or a duplexer.

本発明は、アルミニウムの他に、マグネシウムとチタン、マグネシウムとハフニウム、亜鉛とチタン、亜鉛とジルコニウム、又は亜鉛とハフニウムの組み合わせである２つの元素を含むターゲットを備え、窒素ガスを含む雰囲気下で前記ターゲットをスパッタリングすることを特徴とする窒化アルミニウム膜の製造装置である。上記構成において、前記２つの元素は、マグネシウムとハフニウムの組み合わせである構成とすることができる。 The present invention includes, in addition to aluminum, a target including two elements which are a combination of magnesium and titanium, magnesium and hafnium, zinc and titanium, zinc and zirconium, or a combination of zinc and hafnium. An apparatus for producing an aluminum nitride film characterized by sputtering a target . In the above structure, the two elements may be a combination of magnesium and hafnium.

本発明によれば、アルミニウム及び窒素の他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜を、組成を安定させて成膜することができる。   According to the present invention, an aluminum nitride film containing at least two elements in addition to aluminum and nitrogen can be formed with a stable composition.

図１は、実施例１に係る窒化アルミニウム膜を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an aluminum nitride film according to the first embodiment. 図２は、実施例１に係る窒化アルミニウム膜の製造に用いる製造装置を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing apparatus used for manufacturing the aluminum nitride film according to the first embodiment. 図３は、第１ドープＡｌＮ膜のＸ線回折結果である。FIG. 3 is an X-ray diffraction result of the first doped AlN film. 図４は、第２ドープＡｌＮ膜のＸ線回折結果である。FIG. 4 is an X-ray diffraction result of the second doped AlN film. 図５（ａ）は、実施例２に係る弾性波デバイスを示す上面図、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ間及びＢ−Ｂ間の断面図である。FIG. 5A is a top view illustrating the acoustic wave device according to the second embodiment, and FIGS. 5B and 5C are cross-sectional views taken along lines AA and BB in FIG. FIG. 図６（ａ）から図６（ｈ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。FIG. 6A to FIG. 6H are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment. 図７（ａ）は、変形例１に係るＦＢＡＲを示す断面図、図７（ｂ）は、変形例２に係るＦＢＡＲを示す断面図、図７（ｃ）は、ＳＭＲを示す断面図である。FIG. 7A is a cross-sectional view showing the FBAR according to the first modification, FIG. 7B is a cross-sectional view showing the FBAR according to the second modification, and FIG. 7C is a cross-sectional view showing the SMR. . 図８（ａ）は、弾性表面波デバイスを示す上面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。FIG. 8A is a top view showing a surface acoustic wave device, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 図９は、ラム波デバイスを示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a Lamb wave device. 図１０は、ラダー型フィルタを示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a ladder type filter. 図１１は、分波器を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating the duplexer.

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、実施例１に係る窒化アルミニウム膜を示す断面図である。図１のように、基板１０の主面上に、アルミニウム（Ａｌ）及び窒素（Ｎ）の他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜１２が形成されている。なお、以下において、Ａｌ及びＮ以外の他の元素を含む窒化アルミニウム膜１２を、ドープＡｌＮ膜１２と称すこととする。基板１０は、ドープＡｌＮ膜１２を作製することが可能な基板であれば材質は限定されず、例えばシリコン（Ｓｉ）、サファイア、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ダイヤモンド、ニオブ酸タンタル、ニオブ酸リチウム、及びガラス等の基板を用いることができる。実施例１では、基板１０として、（１００）面を主面とするＳｉ基板を用いた場合について説明する。   FIG. 1 is a sectional view showing an aluminum nitride film according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, an aluminum nitride film 12 containing at least two elements in addition to aluminum (Al) and nitrogen (N) is formed on the main surface of the substrate 10. Hereinafter, the aluminum nitride film 12 containing an element other than Al and N will be referred to as a doped AlN film 12. The material of the substrate 10 is not limited as long as the doped AlN film 12 can be produced. For example, silicon (Si), sapphire, silicon carbide (SiC), diamond, tantalum niobate, lithium niobate, and A substrate such as glass can be used. In Example 1, a case where a Si substrate having a (100) plane as a main surface is used as the substrate 10 will be described.

ドープＡｌＮ膜１２は、Ａｌ及びＮの他に少なくとも２つの元素を含むが、実施例１では、２価元素と４価元素を含む場合について説明する。具体的には、２価元素としてマグネシウム（Ｍｇ）を含み、４価元素としてハフニウム（Ｈｆ）を含む場合、及び、２価元素としてＭｇを含み、４価元素としてジルコニウム（Ｚｒ）を含む場合、の２通りの場合について説明する。   The doped AlN film 12 contains at least two elements in addition to Al and N. In Example 1, a case where a divalent element and a tetravalent element are included will be described. Specifically, when magnesium (Mg) is included as a divalent element and hafnium (Hf) is included as a tetravalent element, and when Mg is included as a divalent element and zirconium (Zr) is included as a tetravalent element, The two cases will be described.

図２は、実施例１に係る窒化アルミニウム膜の製造に用いる製造装置を示す断面図である。図２のように、製造装置は、反応性スパッタリング法における一般的な装置である。製造装置は、ドープＡｌＮ膜１２の成膜が行われるチャンバー２０内において、基板１０とターゲット２２とが配置されている。基板１０とターゲット２２とは対向するように配置されている。ターゲット２２には、Ａｌの他に少なくとも２つの元素を含むターゲットを用いる。実施例１では、Ａｌの他に２価元素（Ｍｇ）と４価元素（Ｈｆ又はＺｒ）を含むターゲットを用いている。ターゲット２２は、チャンバー２０の外部に配置された直流又は高周波電源に接続されており、電圧を調整することが可能となっている。また、チャンバー２０は、ガス供給部２４と真空ポンプ接続部２６を有する。ドープＡｌＮ膜１２の成膜は、チャンバー２０内を真空ポンプ接続部２６から真空ポンプによって排気した後、ガス供給部２４から窒素を含むガス（例えば窒素と希ガスの混合ガス等）を導入して行われる。   FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing apparatus used for manufacturing the aluminum nitride film according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the manufacturing apparatus is a general apparatus in the reactive sputtering method. In the manufacturing apparatus, a substrate 10 and a target 22 are arranged in a chamber 20 in which the doped AlN film 12 is formed. The substrate 10 and the target 22 are disposed so as to face each other. As the target 22, a target containing at least two elements in addition to Al is used. In Example 1, a target containing a divalent element (Mg) and a tetravalent element (Hf or Zr) in addition to Al is used. The target 22 is connected to a direct current or high frequency power source disposed outside the chamber 20 and can adjust the voltage. The chamber 20 includes a gas supply unit 24 and a vacuum pump connection unit 26. The doped AlN film 12 is formed by evacuating the chamber 20 from the vacuum pump connection unit 26 with a vacuum pump, and then introducing a gas containing nitrogen (for example, a mixed gas of nitrogen and a rare gas) from the gas supply unit 24. Done.

なお、ターゲット２２下に磁石２９を配置させてもよい。磁石２９を配置することで、ターゲット２２上のプラズマ密度を向上させることができ、成膜速度を向上させることができる。また、ターゲット２２を２つ備え、２つのターゲット２２の間を交互に電圧を印加するデュアルターゲットスパッタ装置を用いてもよい。デュアルターゲットスパッタ装置を用いることで、ターゲット２２の表面に生成される絶縁部のチャージアップを抑制し、ターゲット２２の表面のクリーニングを行うことができ、成膜を安定させることができる。   A magnet 29 may be arranged under the target 22. By disposing the magnet 29, the plasma density on the target 22 can be improved, and the film formation rate can be improved. Alternatively, a dual target sputtering apparatus that includes two targets 22 and alternately applies a voltage between the two targets 22 may be used. By using the dual target sputtering apparatus, it is possible to suppress the charge-up of the insulating portion generated on the surface of the target 22, clean the surface of the target 22, and stabilize the film formation.

次に、発明者が行った実験について説明する。発明者は、図２の製造装置を用いて、基板１０の主面上に、ＭｇとＨｆを含むドープＡｌＮ膜１２及びＭｇとＺｒを含むドープＡｌＮ膜１２を成膜した。以下、ＭｇとＨｆを含むドープＡｌＮ膜１２を第１ドープＡｌＮ膜と称し、ＭｇとＺｒを含むドープＡｌＮ膜１２を第２ドープＡｌＮ膜と称すこととする。   Next, an experiment conducted by the inventor will be described. The inventor formed a doped AlN film 12 containing Mg and Hf and a doped AlN film 12 containing Mg and Zr on the main surface of the substrate 10 using the manufacturing apparatus of FIG. Hereinafter, the doped AlN film 12 containing Mg and Hf is referred to as a first doped AlN film, and the doped AlN film 12 containing Mg and Zr is referred to as a second doped AlN film.

第１ドープＡｌＮ膜の成膜は、Ａｌ、Ｍｇ、及びＨｆの合計含有量を１とした場合に、Ａｌの含有量を０．８原子％、ＭｇとＨｆの含有量をそれぞれ０．１原子％としたＭｇ０．１Ｈｆ０．１Ａｌ０．８ターゲットをターゲット２２に用いて、以下の方法によって行った。基板１０をチャンバー２０内に配置した後、チャンバー２０内を真空ポンプ接続部２６から真空ポンプによって１×１０−４Ｐａ程度まで排気する。その後、ガス供給部２４から窒素とアルゴンの混合ガスを導入する。ここで、窒素とアルゴンの流量比である窒素流量／アルゴン流量が０．５となるように各々のガス流量を調整した。混合ガスを供給した後、ターゲット２２に接続されている電源２８で５ｋＷの電力を印加してプラズマを生成し、混合ガスをターゲット２２に衝突させ、ターゲット２２からＡｌとＭｇとＨｆを同時に叩き出して、混合ガス中の窒素と反応させることで、基板１０上に第１ドープＡｌＮ膜を成膜した。なお、反応性スパッタリングの際のターゲットをスパッタリングする圧力は０．４Ｐａであった。 The first doped AlN film is formed when the total content of Al, Mg, and Hf is 1, the Al content is 0.8 atomic%, and the Mg and Hf content is 0.1 atom respectively. % Mg 0.1 Hf 0.1 Al 0.8 target was used as the target 22 and the following method was used. After the substrate 10 is placed in the chamber 20, the inside of the chamber 20 is evacuated from the vacuum pump connection 26 to about 1 × 10 −4 Pa by a vacuum pump. Thereafter, a mixed gas of nitrogen and argon is introduced from the gas supply unit 24. Here, each gas flow rate was adjusted so that the nitrogen flow rate / argon flow rate, which is the flow rate ratio of nitrogen and argon, was 0.5. After supplying the mixed gas, 5 kW of power is applied from the power supply 28 connected to the target 22 to generate plasma, the mixed gas is made to collide with the target 22, and Al, Mg, and Hf are simultaneously beaten from the target 22. Then, the first doped AlN film was formed on the substrate 10 by reacting with nitrogen in the mixed gas. In addition, the pressure which sputter | spatters the target in the case of reactive sputtering was 0.4 Pa.

第２ドープＡｌＮ膜の成膜は、Ａｌ、Ｍｇ、及びＺｒの合計含有量を１とした場合に、Ａｌの含有量を０．８原子％、ＭｇとＺｒの含有量をそれぞれ０．１原子％としたＭｇ０．１Ｚｒ０．１Ａｌ０．８ターゲットをターゲット２２に用いた点を除いて、第１ドープＡｌＮ膜と同じ方法・条件によって成膜した。 The second doped AlN film is formed by setting the Al content to 0.8 atomic% and the Mg and Zr contents to 0.1 atoms, assuming that the total content of Al, Mg, and Zr is 1. % Mg 0.1 Zr 0.1 Al 0.8 target was used except that the target 22 was used, and the film was formed by the same method and conditions as the first doped AlN film.

なお、第１ドープＡｌＮ膜の成膜に用いたＭｇ０．１Ｈｆ０．１Ａｌ０．８ターゲットは、Ａｌ、Ｍｇ、及びＨｆを原料として、真空溶解法又は真空焼結法によって作製することができる。同様に、第２ドープＡｌＮ膜の成膜に用いたＭｇ０．１Ｚｒ０．１Ａｌ０．８ターゲットは、Ａｌ、Ｍｇ、Ｈｆを原料として、真空溶解法又は真空焼結法によって作製することができる。 The Mg 0.1 Hf 0.1 Al 0.8 target used for the formation of the first doped AlN film is manufactured by vacuum melting or vacuum sintering using Al, Mg, and Hf as raw materials. Can do. Similarly, the Mg 0.1 Zr 0.1 Al 0.8 target used for the formation of the second doped AlN film should be manufactured by vacuum melting or vacuum sintering using Al, Mg, and Hf as raw materials. Can do.

発明者は、第１ドープＡｌＮ膜及び第２ドープＡｌＮ膜に対してＸ線回折測定を行った。Ｘ線回折測定は、Ｘ線源としてＣｕＫα線を使用した全自動Ｘ線回折装置によって行った。図３は、第１ドープＡｌＮ膜のＸ線回折結果である。図４は、第２ドープＡｌＮ膜のＸ線回折結果である。図３及び図４の横軸は回折角２θであり、縦軸は任意座標の回折強度である。図３及び図４のように、第１ドープＡｌＮ膜及び第２ドープＡｌＮ膜共に、回折角２θが３６°付近で回折強度のピークが観測されている。この回折ピークは、ｃ軸配向した窒化アルミニウム膜に起因する回折ピークである。なお、回折角２θが３３°付近に回折ピークが小さく観測されているが、これは、基板１０に用いたＳｉに起因する回折ピークであるため、ここでは特段考慮しない。また、その他の回折ピークは観測されていない。この結果から、第１ドープＡｌＮ膜においては、ＭｇとＨｆは、単体で存在するのではなく、ＡｌＮの結晶構造の中に入っていることが言える。同様に、第２ドープＡｌＮ膜においては、ＭｇとＺｒは、単体で存在するのではなく、ＡｌＮの結晶構造の中に入っていることが言える。また、第１ドープＡｌＮ膜及び第２ドープＡｌＮ膜は、ｃ軸配向性を有する結晶構造を有していることが分かる。   The inventor performed X-ray diffraction measurement on the first doped AlN film and the second doped AlN film. X-ray diffraction measurement was performed by a fully automatic X-ray diffractometer using CuKα rays as an X-ray source. FIG. 3 is an X-ray diffraction result of the first doped AlN film. FIG. 4 is an X-ray diffraction result of the second doped AlN film. The horizontal axis of FIGS. 3 and 4 is the diffraction angle 2θ, and the vertical axis is the diffraction intensity at an arbitrary coordinate. As shown in FIGS. 3 and 4, both the first doped AlN film and the second doped AlN film have a diffraction intensity peak observed at a diffraction angle 2θ of around 36 °. This diffraction peak is a diffraction peak due to the c-axis oriented aluminum nitride film. Note that a small diffraction peak is observed when the diffraction angle 2θ is around 33 °. However, this is a diffraction peak due to Si used for the substrate 10, and is not particularly considered here. Other diffraction peaks are not observed. From this result, it can be said that in the first doped AlN film, Mg and Hf do not exist alone but are in the crystal structure of AlN. Similarly, in the second doped AlN film, it can be said that Mg and Zr do not exist alone but are in the crystal structure of AlN. It can also be seen that the first doped AlN film and the second doped AlN film have a crystal structure having c-axis orientation.

次に、発明者は、第１ドープＡｌＮ膜及び第２ドープＡｌＮ膜に対して組成分析を行った。組成分析は、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe MicroAnalyser）を用いて行った。表１は、組成分析の結果である。なお、表１においては、各原子の原子数の合計を１００とした場合での、各原子の原子比（原子％）を示している。

Figure 0006284726
表１のように、組成分析の結果から、第１ドープＡｌＮ膜においては、ＡｌＮ膜中にＭｇとＨｆが含有され、第２ドープＡｌＮ膜においては、ＡｌＮ膜中にＭｇとＺｒが含有されていることが確認できる。 Next, the inventor performed a composition analysis on the first doped AlN film and the second doped AlN film. The composition analysis was performed using an electron beam microanalyzer (EPMA: Electron Probe MicroAnalyser). Table 1 shows the results of the composition analysis. In Table 1, the atomic ratio (atomic%) of each atom when the total number of atoms of each atom is 100 is shown.
Figure 0006284726
 As shown in Table 1, from the result of the composition analysis, the first doped AlN film contains Mg and Hf in the AlN film, and the second doped AlN film contains Mg and Zr in the AlN film. It can be confirmed.

以上の結果から、Ａｌの他に少なくとも２つの元素を含むターゲットを用いて窒化アルミニウム膜を成膜する場合、少なくとも２つの元素は窒化アルミニウム膜の結晶構造に入り込むことが分かる。即ち、成膜された窒化アルミニウム膜は、少なくとも２つの元素がアルミニウムサイトに置換されていることが分かる。   From the above results, it can be seen that when an aluminum nitride film is formed using a target containing at least two elements in addition to Al, at least two elements enter the crystal structure of the aluminum nitride film. That is, it can be seen that at least two elements are replaced with aluminum sites in the formed aluminum nitride film.

次に、発明者は、第１ドープＡｌＮ膜及び第２ドープＡｌＮ膜に対して圧電定数ｄ３３の測定を行った。圧電定数ｄ３３は、ピエゾメータを用いて、荷重０．２５Ｎ、周波数１１０Ｈｚの条件で測定した。第１ドープＡｌＮ膜の圧電定数ｄ３３は９．７ｐＣ／Ｎで、第２ドープＡｌＮ膜の圧電定数ｄ３３は１０．２ｐＣ／Ｎであった。このように、第１ドープＡｌＮ膜及び第２ドープＡｌＮ膜は、Ａｌ及びＮ以外の他の元素がドープされていない窒化アルミニウム膜（ノンドープＡｌＮ膜、圧電定数ｄ３３：７．０ｐＣ／Ｎ程度）よりも大きな圧電定数ｄ３３が得られることが確認された。 Then, the inventors have measured the piezoelectric constant d 33 relative to the first doped AlN layer and the second doped AlN film. Piezoelectric constant d 33, using Piezometa, load 0.25 N, was measured at a frequency of 110 Hz. The piezoelectric constant d 33 of the first doped AlN film was 9.7 pC / N, and the piezoelectric constant d 33 of the second doped AlN film was 10.2 pC / N. Thus, the first doped AlN film and the second doped AlN film are an aluminum nitride film that is not doped with an element other than Al and N (non-doped AlN film, piezoelectric constant d 33 : about 7.0 pC / N). a large piezoelectric constant d 33 is obtained than was confirmed.

この結果から、窒素ガスを含む雰囲気下で、Ａｌの他に２価元素と４価元素を含むターゲットを用いてスパッタリングを行い窒化アルミニウム膜を成膜することで、Ａｌ及びＮ以外の他の元素がドープされていない窒化アルミニウム膜よりも大きな圧電定数ｄ３３を有する窒化アルミニウム膜が得られることが分かる。このように、ターゲットに含まれるＡｌ以外の元素は、２価元素と４価元素以外の場合でもよいが、大きな圧電定数ｄ３３を得るという観点からは、２価元素と４価元素の場合が好ましい。実施例１では、２価元素としてＭｇを含む場合を例に示したが、その他の場合でもよく、例えばＭｇ及び亜鉛（Ｚｎ）のうちの少なくとも一方を含む場合でもよい。また、４価元素としてＺｒ又はＨｆを含む場合を例に示したが、その他の場合でもよく、例えばチタン（Ｔｉ）、Ｚｒ、及びＨｆのうちの少なくとも１つを含む場合でもよい。 From this result, in an atmosphere containing nitrogen gas, sputtering is performed using a target containing a divalent element and a tetravalent element in addition to Al to form an aluminum nitride film, so that an element other than Al and N is formed. It can be seen that an aluminum nitride film having a larger piezoelectric constant d 33 than an aluminum nitride film not doped with can be obtained. Thus, elements other than Al which is contained in the target, but may be otherwise divalent element and a tetravalent element, from the viewpoint of obtaining a large piezoelectric constant d 33, the case of the divalent element and a tetravalent element is preferable. In Example 1, although the case where Mg was contained as a bivalent element was shown as an example, other cases may be sufficient, for example, it may contain at least one of Mg and zinc (Zn). Moreover, although the case where Zr or Hf is included as a tetravalent element is shown as an example, other cases may be used, for example, at least one of titanium (Ti), Zr, and Hf may be included.

実施例１によれば、窒素ガスを含む雰囲気下で、Ａｌの他に少なくとも２つの元素を含むターゲット２２を用いてスパッタリングを行うことで、窒化アルミニウム膜１２を成膜する。これにより、Ａｌ及びＮの他に少なくとも２つの元素を含む窒化アルミニウム膜を、１つのターゲットによって成膜することができるため、３つ以上のターゲットを用いて成膜する場合に比べて、組成を安定させて成膜することができる。また、３つのターゲットを用いて成膜する場合は、３つのターゲットを装着できる特殊なスパッタ装置が必要となるが、実施例１によれば、１つのターゲットを装着できればよいため、一般的な反応性スパッタリング装置を用いることができる。   According to Example 1, the aluminum nitride film 12 is formed by performing sputtering using a target 22 containing at least two elements in addition to Al in an atmosphere containing nitrogen gas. Thereby, since an aluminum nitride film containing at least two elements in addition to Al and N can be formed by one target, the composition is higher than that in the case of forming by using three or more targets. The film can be formed stably. In addition, when forming a film using three targets, a special sputtering apparatus capable of mounting three targets is required. However, according to Example 1, it is only necessary to mount one target. A reactive sputtering apparatus can be used.

図５（ａ）は、実施例２に係る弾性波デバイスを示す上面図、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ間及びＢ−Ｂ間の断面図である。なお、実施例２では、弾性波デバイスとして、圧電薄膜共振子デバイスの１つであるＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）の場合を例に説明する。図５（ａ）から図５（ｃ）のように、ＦＢＡＲ３０は、基板３２、下部電極３４、圧電膜３６、及び上部電極３８を有する。   FIG. 5A is a top view illustrating the acoustic wave device according to the second embodiment, and FIGS. 5B and 5C are cross-sectional views taken along lines AA and BB in FIG. FIG. In the second embodiment, a case of an FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator) which is one of piezoelectric thin film resonator devices will be described as an example of the acoustic wave device. As shown in FIGS. 5A to 5C, the FBAR 30 includes a substrate 32, a lower electrode 34, a piezoelectric film 36, and an upper electrode 38.

基板３２は、例えばＳｉ基板、ガラス基板、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板、セラミック基板等を用いることができる。基板３２上に、下部電極３４が設けられている。下部電極３４は、例えばＡｌ、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、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）、及びイリジウム（Ｉｒ）のうちの少なくとも１つを含む金属膜を用いることができる。下部電極３４は、単層構造でもよいし、積層構造でもよい。   As the substrate 32, for example, a Si substrate, a glass substrate, a gallium arsenide (GaAs) substrate, a ceramic substrate, or the like can be used. A lower electrode 34 is provided on the substrate 32. The lower electrode 34 includes, for example, Al, copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), tantalum (Ta), platinum (Pt), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), and iridium. A metal film containing at least one of (Ir) can be used. The lower electrode 34 may have a single layer structure or a laminated structure.

基板３２及び下部電極３４上に、圧電膜３６が設けられている。圧電膜３６は、２価元素（例えばＭｇ、Ｚｎ）と４価元素（例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ）を含む窒化アルミニウム膜であり、ｃ軸配向性を有する結晶構造をしている。圧電膜３６上に、下部電極３４と対向する領域を有して上部電極３８が設けられている。下部電極３４と上部電極３８とが圧電膜３６を挟んで対向する領域が共振部４０となる。上部電極３８も、下部電極３４として列挙したＡｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＩｒのうちの少なくとも１つを含む金属膜を用いることができる。上部電極３８も、単層構造でもよく、また積層構造でもよい。   A piezoelectric film 36 is provided on the substrate 32 and the lower electrode 34. The piezoelectric film 36 is an aluminum nitride film containing a divalent element (eg, Mg, Zn) and a tetravalent element (eg, Ti, Zr, Hf), and has a crystal structure having c-axis orientation. An upper electrode 38 having a region facing the lower electrode 34 is provided on the piezoelectric film 36. A region where the lower electrode 34 and the upper electrode 38 face each other with the piezoelectric film 36 interposed therebetween is the resonance part 40. As the upper electrode 38, a metal film containing at least one of Al, Cu, Cr, Mo, W, Ta, Pt, Ru, Rh, and Ir listed as the lower electrode 34 can be used. The upper electrode 38 may also have a single layer structure or a laminated structure.

共振部４０において、基板３２と下部電極３４との間にドーム形状の膨らみを有する空隙４２が設けられている。ドーム形状の膨らみとは、空隙４２の高さが、空隙４２の周辺部よりも中心部ほど高くなるような形状の膨らみを言う。下部電極３４の下側には、空隙４２を形成する際にエッチャントが導入することで形成される導入路４４が設けられている。導入路４４の先端付近は圧電膜３６等で覆われてなく、導入路４４の先端は孔部４６となっている。孔部４６は、空隙４２を形成する際のエッチャントを導入する導入口である。圧電膜３６には、下部電極３４との電気的な接続を可能とするための開口４８が設けられている。   In the resonance part 40, a gap 42 having a dome-shaped bulge is provided between the substrate 32 and the lower electrode 34. The dome-shaped bulge refers to a bulge having a shape in which the height of the gap 42 is higher at the center than at the periphery of the gap 42. Below the lower electrode 34, an introduction path 44 is provided which is formed by introducing an etchant when the gap 42 is formed. The vicinity of the leading end of the introducing path 44 is not covered with the piezoelectric film 36 or the like, and the leading end of the introducing path 44 is a hole 46. The hole 46 is an introduction port for introducing an etchant when forming the gap 42. The piezoelectric film 36 is provided with an opening 48 for enabling electrical connection with the lower electrode 34.

下部電極３４と上部電極３８との間に電気信号が印加されると、圧電膜３６内部に逆圧電効果によって励振される弾性波又は圧電効果に起因する歪みによって生じる弾性波が発生する。弾性波は、下部電極３４と上部電極３８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持つ厚み振動波となる。   When an electric signal is applied between the lower electrode 34 and the upper electrode 38, an elastic wave generated by the inverse piezoelectric effect or an elastic wave caused by the piezoelectric effect is generated inside the piezoelectric film 36. The elastic wave is totally reflected on the surfaces where the lower electrode 34 and the upper electrode 38 are in contact with air, and thus becomes a thickness vibration wave having a main displacement in the thickness direction.

次に、実施例２に係る弾性波デバイスの製造方法について説明する。図６（ａ）から図６（ｈ）は、実施例２に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図６（ａ）から図６（ｄ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ間に相当する断面であり、図６（ｅ）から図６（ｈ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ間に相当する断面である。   Next, a method for manufacturing the acoustic wave device according to Example 2 will be described. FIG. 6A to FIG. 6H are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an acoustic wave device according to the second embodiment. 6 (a) to 6 (d) are cross-sections corresponding to A-A in FIG. 5 (a), and FIGS. 6 (e) to 6 (h) are B in FIG. 5 (a). It is a cross section corresponding to -B.

図６（ａ）及び図６（ｅ）のように、基板３２上に、例えばスパッタ法又は蒸着法を用いて、犠牲層４９を形成する。犠牲層４９は、例えば酸化マグネシウムからなり、少なくとも空隙４２が形成されるべき領域に形成される。次いで、例えばＡｒガス雰囲気下でスパッタリングを行い、基板３２及び犠牲層４９上に金属膜を成膜する。かかる金属膜は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＩｒのうちの少なくとも１つから選択される。その後、例えば露光技術及びエッチング技術を用いて、金属膜を所望の形状にして下部電極３４を形成する。このとき、下部電極３４の一部は犠牲層４９を覆う形状とする。   As shown in FIGS. 6A and 6E, a sacrificial layer 49 is formed on the substrate 32 by using, for example, sputtering or vapor deposition. The sacrificial layer 49 is made of, for example, magnesium oxide and is formed at least in a region where the void 42 is to be formed. Next, for example, sputtering is performed in an Ar gas atmosphere to form a metal film on the substrate 32 and the sacrificial layer 49. Such a metal film is selected from at least one of Al, Cu, Cr, Mo, W, Ta, Pt, Ru, Rh, and Ir. Thereafter, the lower electrode 34 is formed in a desired shape by using, for example, an exposure technique and an etching technique. At this time, a part of the lower electrode 34 is shaped to cover the sacrificial layer 49.

図６（ｂ）及び図６（ｆ）のように、基板３２及び下部電極３４上に、Ａｌ及びＮの他に２価元素と４価元素を含む窒化アルミニウム膜からなる圧電膜３６を成膜する。圧電膜３６の成膜は、実施例１で説明した方法を用いる。即ち、窒素ガスを含む雰囲気下で、Ａｌの他に２価元素（例えばＭｇ、Ｚｎ）と４価元素（例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ）を含むターゲットを用いてスパッタリングを行うことで成膜する。   As shown in FIGS. 6B and 6F, a piezoelectric film 36 made of an aluminum nitride film containing a divalent element and a tetravalent element in addition to Al and N is formed on the substrate 32 and the lower electrode 34. To do. The method described in the first embodiment is used for forming the piezoelectric film 36. That is, the film is formed by sputtering in a nitrogen gas-containing atmosphere using a target containing a divalent element (eg, Mg, Zn) and a tetravalent element (eg, Ti, Zr, Hf) in addition to Al.

図６（ｃ）及び図６（ｇ）のように、例えばＡｒガス雰囲気下でスパッタリングを行い、圧電膜３６上に金属膜を成膜する。かかる金属膜も、前述のように、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＩｒのうちの少なくとも１つから選択される。その後、例えば露光技術及びエッチング技術を用いて、金属膜を所望の形状にして上部電極３８を形成する。また、圧電膜３６も所望の形状にする。さらに、下部電極３４と犠牲層４９を選択的にエッチングして孔部４６を形成する。   As shown in FIGS. 6C and 6G, sputtering is performed, for example, in an Ar gas atmosphere to form a metal film on the piezoelectric film 36. Such a metal film is also selected from at least one of Al, Cu, Cr, Mo, W, Ta, Pt, Ru, Rh, and Ir as described above. Thereafter, the upper electrode 38 is formed in a desired shape by using, for example, an exposure technique and an etching technique. The piezoelectric film 36 is also formed in a desired shape. Further, the hole 46 is formed by selectively etching the lower electrode 34 and the sacrificial layer 49.

図６（ｄ）及び図６（ｈ）のように、エッチャントを孔部４６から導入して犠牲層４９を除去する。ここで、下部電極３４、圧電膜３６、及び上部電極３８からなる積層膜の応力は、スパッタリング条件の調整により圧縮応力となるようにされている。このため、犠牲層４９のエッチングが完了した時点で、積層膜は膨れ上がり、基板３２と下部電極３４との間に、ドーム形状をした膨らみの空隙４２が形成される。また、空隙４２と孔部４６とを連結する導入路４４も形成される。このような製造工程を含んで、実施例２のＦＢＡＲ３０が形成される。   As shown in FIGS. 6D and 6H, an etchant is introduced from the hole 46 to remove the sacrificial layer 49. Here, the stress of the laminated film composed of the lower electrode 34, the piezoelectric film 36, and the upper electrode 38 is set to a compressive stress by adjusting the sputtering conditions. Therefore, when the etching of the sacrificial layer 49 is completed, the laminated film swells, and a dome-shaped bulging void 42 is formed between the substrate 32 and the lower electrode 34. An introduction path 44 that connects the gap 42 and the hole 46 is also formed. The FBAR 30 of Example 2 is formed including such a manufacturing process.

実施例２によれば、実施例１で説明した窒化アルミニウム膜の成膜方法を用いて、窒化アルミニウム膜からなる圧電膜３６を形成している。即ち、窒素ガスを含む雰囲気下で、Ａｌの他に少なくとも２つの元素を含むターゲット２０を用いてスパッタリングを行うことで、窒化アルミニウム膜からなる圧電膜３６を形成している。これにより、圧電膜３６を、組成を安定させて成膜することができる。   According to the second embodiment, the piezoelectric film 36 made of an aluminum nitride film is formed using the method for forming the aluminum nitride film described in the first embodiment. That is, sputtering is performed using a target 20 containing at least two elements in addition to Al in an atmosphere containing nitrogen gas, thereby forming the piezoelectric film 36 made of an aluminum nitride film. Thereby, the piezoelectric film 36 can be formed with a stable composition.

また、実施例１で説明したように、窒素ガスを含む雰囲気下で、Ａｌの他に２価元素と４価元素を含むターゲットを用いてスパッタリングを行い、２価元素と４価元素を含む窒化アルミニウム膜を成膜することで、大きな圧電定数ｄ３３を有する窒化アルミニウム膜を得ることができる。実施例２では、このような窒化アルミニウム膜を圧電膜３６に用いているため、特性の良好な（例えば電気機械結合係数の大きな）ＦＢＡＲ３０を得ることができる。 Further, as described in Example 1, in an atmosphere containing nitrogen gas, sputtering is performed using a target containing divalent elements and tetravalent elements in addition to Al, and nitriding containing divalent elements and tetravalent elements is performed. by forming the aluminum film, it is possible to obtain an aluminum nitride film having a large piezoelectric constant d 33. In Example 2, since such an aluminum nitride film is used for the piezoelectric film 36, an FBAR 30 with good characteristics (for example, a large electromechanical coupling coefficient) can be obtained.

実施例２では、空隙４２が基板３２と下部電極３４との間のドーム形状の膨らみから形成される場合を例に示したが、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す形態を用いることもできる。図７（ａ）は、変形例１に係るＦＢＡＲを示す断面図、図７（ｂ）は、変形例２に係るＦＢＡＲを示す断面図である。図７（ａ）のように、変形例１に係るＦＢＡＲにあっては、空隙４２ａが、共振部４０における下部電極３４下の基板３２の一部を除去して設けられている。変形例２に係るＦＢＡＲにあっては、図７（ｂ）のように、空隙４２ｂが、共振部４０における下部電極３４下の基板３２を貫通して設けられている。   In the second embodiment, the case where the gap 42 is formed from a dome-shaped bulge between the substrate 32 and the lower electrode 34 is shown as an example. However, the embodiment shown in FIGS. 7A and 7B is used. You can also. FIG. 7A is a cross-sectional view illustrating an FBAR according to the first modification, and FIG. 7B is a cross-sectional view illustrating the FBAR according to the second modification. As shown in FIG. 7A, in the FBAR according to the first modification, the air gap 42 a is provided by removing a part of the substrate 32 below the lower electrode 34 in the resonance part 40. In the FBAR according to the modification example 2, as shown in FIG. 7B, the air gap 42 b is provided through the substrate 32 below the lower electrode 34 in the resonance part 40.

また、弾性波デバイスは、ＦＢＡＲタイプの圧電薄膜共振子デバイスに限らず、ＳＭＲ（Solid Mounted Resonator）タイプの圧電薄膜共振子デバイスでもよいし、その他のバルク弾性波デバイスの場合でもよい。図７（ｃ）は、ＳＭＲを示す断面図である。図７（ｃ）のように、ＳＭＲにあっては、下部電極３４下に、音響インピーダンスの高い膜５２と低い膜５４とをλ／４（λは弾性波の波長）の膜厚で交互に積層した音響反射膜５０が設けられている。   The acoustic wave device is not limited to the FBAR type piezoelectric thin film resonator device, but may be a SMR (Solid Mounted Resonator) type piezoelectric thin film resonator device or other bulk acoustic wave device. FIG. 7C is a cross-sectional view showing the SMR. As shown in FIG. 7C, in the SMR, a film 52 having a high acoustic impedance and a film 54 having a low acoustic impedance are alternately arranged below the lower electrode 34 with a film thickness of λ / 4 (λ is the wavelength of the elastic wave). A laminated acoustic reflection film 50 is provided.

さらに、弾性波デバイスは、弾性表面波デバイス又はラム波デバイスの場合でもよい。図８（ａ）は、弾性表面波デバイスを示す上面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）のように、弾性表面波デバイス６０は、例えばＳｉ基板、ガラス基板、セラミック基板、及びサファイア基板等からなる支持基板６２上に、圧電膜６４が形成されている。圧電膜６４は、実施例１で説明した窒化アルミニウム膜の成膜方法を用いて形成された窒化アルミニウム膜である。圧電膜６４上に、例えばＡｌ又はＣｕ等の金属膜６６が形成されている。金属膜６６により、反射器Ｒ０、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）ＩＤＴ０、入力端子Ｔｉｎ、及び出力端子Ｔｏｕｔが形成されている。ＩＤＴ０は、２つの櫛型電極６８を備える。２つの櫛型電極６８にはそれぞれ入力端子Ｔｉｎ及び出力端子Ｔｏｕｔが接続されている。入力端子Ｔｉｎ及び出力端子Ｔｏｕｔは、外部接続端子を構成している。ＩＤＴ０により励振された弾性波は、圧電膜６４の表面を伝搬し、反射器Ｒ０により反射される。 Further, the acoustic wave device may be a surface acoustic wave device or a Lamb wave device. FIG. 8A is a top view showing a surface acoustic wave device, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. As shown in FIGS. 8A and 8B, the surface acoustic wave device 60 includes a piezoelectric film 64 formed on a support substrate 62 made of, for example, a Si substrate, a glass substrate, a ceramic substrate, a sapphire substrate, or the like. ing. The piezoelectric film 64 is an aluminum nitride film formed by using the aluminum nitride film forming method described in the first embodiment. On the piezoelectric film 64, a metal film 66 such as Al or Cu is formed. The metal film 66 forms a reflector R0, an IDT (Interdigital Transducer) IDT0, an input terminal T in , and an output terminal T out . The IDT0 includes two comb-shaped electrodes 68. Input terminal T in and an output terminal T out are respectively connected to the two comb-shaped electrodes 68. The input terminal T in and the output terminal T out constitute an external connection terminal. The elastic wave excited by IDT0 propagates on the surface of the piezoelectric film 64 and is reflected by the reflector R0.

図９は、ラム波デバイスを示す断面図である。図９のように、ラム波デバイス７０にあっては、第１支持基板７２上に第２支持基板７４が設けられている。第２支持基板７４は、第１支持基板７２の上面に、例えば表面活性化接合又は樹脂接合等により接合されている。第１支持基板７２及び第２支持基板７４には、例えばＳｉ基板、ガラス基板、セラミック基板、サファイア基板等を用いることができる。第２支持基板７４上に、圧電膜７６が形成されている。圧電膜７６は、実施例１で説明した窒化アルミニウム膜の成膜方法を用いて形成された窒化アルミニウム膜である。第２支持基板７４には、厚さ方向に貫通する孔部が設けられており、孔部は第１支持基板７２と圧電膜７６との間の空隙７８として機能する。圧電膜７６上であって、空隙７８の上方に位置する領域に、電極７９が形成されている。電極７９はＩＤＴであり、かかるＩＤＴの両側には反射器（図示せず）が設けられている。電極７９で励振された弾性波は、圧電膜７６の上下面で反射を繰り返しながら、圧電膜７６を横方向に伝搬する。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing a Lamb wave device. As shown in FIG. 9, in the Lamb wave device 70, the second support substrate 74 is provided on the first support substrate 72. The second support substrate 74 is bonded to the upper surface of the first support substrate 72 by, for example, surface activation bonding or resin bonding. As the first support substrate 72 and the second support substrate 74, for example, a Si substrate, a glass substrate, a ceramic substrate, a sapphire substrate, or the like can be used. A piezoelectric film 76 is formed on the second support substrate 74. The piezoelectric film 76 is an aluminum nitride film formed by using the aluminum nitride film forming method described in the first embodiment. The second support substrate 74 is provided with a hole penetrating in the thickness direction, and the hole functions as a gap 78 between the first support substrate 72 and the piezoelectric film 76. An electrode 79 is formed on the piezoelectric film 76 in a region located above the gap 78. The electrode 79 is an IDT, and reflectors (not shown) are provided on both sides of the IDT. The elastic wave excited by the electrode 79 propagates in the lateral direction through the piezoelectric film 76 while being repeatedly reflected on the upper and lower surfaces of the piezoelectric film 76.

弾性波デバイスは、上述した共振器の場合に限らず、フィルタ又は分波器の場合であってもよい。図１０は、ラダー型フィルタを示す回路図である。図１０のように、ラダー型フィルタ８０は、１又は複数の直列共振器Ｓ１〜Ｓ３、及び、１又は複数の並列共振器Ｐ１〜Ｐ２を備える。直列共振器Ｓ１〜Ｓ３は、入出力端子Ｔ１とＴ２の間に直列に接続されている。並列共振器Ｐ１〜Ｐ２は、入出力端子Ｔ１とＴ２の間に並列に接続されている。直列共振器Ｓ１〜Ｓ３及び並列共振器Ｐ１〜Ｐ２を、上述した共振器とすることができる。なお、フィルタは、ラダー型フィルタの場合に限らず、例えばダブルモード型フィルタ等、他のフィルタの場合であってもよい。   The acoustic wave device is not limited to the above-described resonator, but may be a filter or a duplexer. FIG. 10 is a circuit diagram showing a ladder type filter. As shown in FIG. 10, the ladder filter 80 includes one or more series resonators S1 to S3 and one or more parallel resonators P1 to P2. The series resonators S1 to S3 are connected in series between the input / output terminals T1 and T2. The parallel resonators P1 and P2 are connected in parallel between the input / output terminals T1 and T2. The series resonators S1 to S3 and the parallel resonators P1 to P2 can be the above-described resonators. The filter is not limited to a ladder filter, and may be another filter such as a double mode filter.

図１１は、分波器を示すブロック図である。図１１のように、分波器１００は、送信端子９０とアンテナ端子９４との間に送信フィルタ９６が接続されている。受信端子９２と共通のアンテナ端子９４との間に受信フィルタ９８が接続されている。送信フィルタ９６と受信フィルタ９８とは、通過帯域が異なっている。送信フィルタ９６は、送信端子９０から入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号としてアンテナ端子９４に通過させ、他の帯域の信号を抑圧する。受信フィルタ９８は、アンテナ端子９４から入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子９２に通過させ、他の帯域の信号を抑圧する。送信フィルタ９６及び受信フィルタ９８を、上述したラダー型フィルタ８０等とすることができる。   FIG. 11 is a block diagram illustrating the duplexer. As shown in FIG. 11, the duplexer 100 has a transmission filter 96 connected between a transmission terminal 90 and an antenna terminal 94. A reception filter 98 is connected between the reception terminal 92 and the common antenna terminal 94. The transmission filter 96 and the reception filter 98 have different pass bands. The transmission filter 96 passes the signal in the transmission band among the signals input from the transmission terminal 90 to the antenna terminal 94 as a transmission signal, and suppresses signals in other bands. The reception filter 98 passes a signal in the reception band out of the signal input from the antenna terminal 94 to the reception terminal 92 as a reception signal, and suppresses signals in other bands. The transmission filter 96 and the reception filter 98 can be the ladder filter 80 described above.

実施例２では、弾性波デバイスの場合を例に示したが、アクチュエーターデバイス又は物理センサデバイスの製造方法に、実施例１で説明した窒化アルミニウム膜の成膜方法を用いてもよい。   In the second embodiment, the case of an acoustic wave device has been described as an example. However, the method for forming an aluminum nitride film described in the first embodiment may be used as a method for manufacturing an actuator device or a physical sensor device.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかか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。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

１０ 基板
１２ 窒化アルミニウム膜
２０ チャンバ
２２ ターゲット
２４ ガス供給部
３０ ＦＢＡＲ
３２ 基板
３４ 下部電極
３６ 圧電膜
３８ 上部電極
４０ 共振部
４２〜４２ｂ 空隙
５０ 音響反射膜
６０ 弾性表面波デバイス
６２ 支持基板
６４ 圧電膜
６６ 金属膜
７０ ラム波デバイス
７２ 第１支持基板
７４ 第２支持基板
７６ 圧電膜
７８ 空隙
７９ 電極
８０ ラダー型フィルタ
１００ 分波器 10 substrate 12 aluminum nitride film 20 chamber 22 target 24 gas supply unit 30 FBAR
32 Substrate 34 Lower electrode 36 Piezoelectric film 38 Upper electrode 40 Resonant part 42 to 42b Air gap 50 Acoustic reflection film 60 Surface acoustic wave device 62 Support substrate 64 Piezoelectric film 66 Metal film 70 Lamb wave device 72 First support substrate 74 Second support substrate 76 Piezoelectric film 78 Air gap 79 Electrode 80 Ladder type filter 100 Demultiplexer

Claims (10)

窒素ガスを含む雰囲気下で、アルミニウムの他に、マグネシウムとチタン、マグネシウムとハフニウム、亜鉛とチタン、亜鉛とジルコニウム、又は亜鉛とハフニウムの組み合わせである２つの元素を含むターゲットを用いてスパッタリングを行うことを特徴とする窒化アルミニウム膜の成膜方法。 In an atmosphere containing nitrogen gas, in addition to aluminum, sputtering is performed using a target containing two elements, which are magnesium and titanium, magnesium and hafnium, zinc and titanium, zinc and zirconium, or a combination of zinc and hafnium. A method of forming an aluminum nitride film characterized by the following. 前記窒化アルミニウム膜は、元素がドープされていない窒化アルミニウム膜よりも、圧電定数ｄ３３の値が大きいことを特徴とする請求項１記載の窒化アルミニウム膜の成膜方法。 The aluminum nitride film, than aluminum nitride film element is not doped, film forming method of claim 1 aluminum nitride film, wherein the value of the piezoelectric constant d 33 is large. 前記窒化アルミニウム膜は、前記２つの元素がアルミニウムサイトに置換されていることを特徴とする請求項１または２記載の窒化アルミニウム膜の成膜方法。 The aluminum nitride film, a film forming method according to claim 1 or 2 aluminum nitride film according previous SL two elements is characterized in that it is substituted with aluminum sites. 前記窒化アルミニウム膜は、ｃ軸配向性を有する結晶構造を有す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窒化アルミニウム膜の成膜方法。 The aluminum nitride film, a film formation method of an aluminum nitride film of any one of claims 1 3, characterized by having a crystal structure with a c-axis orientation. 前記２つの元素は、マグネシウムとハフニウムの組み合わせであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の窒化アルミニウム膜の成膜方法。5. The method for forming an aluminum nitride film according to claim 1, wherein the two elements are a combination of magnesium and hafnium. 請求項１から５のいずれか一項記載の窒化アルミニウム膜の成膜方法を有することを特徴とする弾性波デバイスの製造方法。 Method for manufacturing the acoustic wave device characterized by having a method for forming the aluminum nitride film of any one of claims 1 to 5. 前記弾性波デバイスは、弾性表面波デバイス、バルク弾性波デバイス、又はラム波デバイスであることを特徴とする請求項６記載の弾性波デバイスの製造方法。 The method of manufacturing an acoustic wave device according to claim 6 , wherein the acoustic wave device is a surface acoustic wave device, a bulk acoustic wave device, or a Lamb wave device. 前記弾性波デバイスは、フィルタまたは分波器であることを特徴とする請求項６または７記載の弾性波デバイスの製造方法。 8. The method for manufacturing an acoustic wave device according to claim 6 , wherein the acoustic wave device is a filter or a duplexer. アルミニウムの他に、マグネシウムとチタン、マグネシウムとハフニウム、亜鉛とチタン、亜鉛とジルコニウム、又は亜鉛とハフニウムの組み合わせである２つの元素を含むターゲットを備え、窒素ガスを含む雰囲気下で前記ターゲットをスパッタリングすることを特徴とする窒化アルミニウム膜の製造装置。 In addition to aluminum, a target including two elements which are a combination of magnesium and titanium, magnesium and hafnium, zinc and titanium, zinc and zirconium, or a combination of zinc and hafnium is provided, and the target is sputtered in an atmosphere containing nitrogen gas. An apparatus for producing an aluminum nitride film. 前記２つの元素は、マグネシウムとハフニウムの組み合わせであることを特徴とする請求項９記載の窒化アルミニウム膜の製造装置。10. The apparatus for producing an aluminum nitride film according to claim 9, wherein the two elements are a combination of magnesium and hafnium.
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