JPH0131728B2 - - Google Patents
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- JPH0131728B2 JPH0131728B2 JP57004538A JP453882A JPH0131728B2 JP H0131728 B2 JPH0131728 B2 JP H0131728B2 JP 57004538 A JP57004538 A JP 57004538A JP 453882 A JP453882 A JP 453882A JP H0131728 B2 JPH0131728 B2 JP H0131728B2
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- thin film
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 29
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 18
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 22
- 239000010408 film Substances 0.000 description 11
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H3/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシリコンウエハーなどの基板上に圧電
性薄膜を形成するとともに圧電性薄膜と対向する
シリコンウエハーの他面に異方性エツチング処理
で凹部を形成した、バルク波を利用した高周波用
圧電共振子に関する。
性薄膜を形成するとともに圧電性薄膜と対向する
シリコンウエハーの他面に異方性エツチング処理
で凹部を形成した、バルク波を利用した高周波用
圧電共振子に関する。
このような圧電共振子は、
「FUNDAMENTAL MODE VHF／UHF
BULK ACOUSTIC WAVE RESONATORS
AND FILTERS ON SILICON」1980
ULTRASONIC SYMPOSIUM P.829〜833や
「ZnO／SiO2−DIAPHRAGM COMPOSITE
RESONATOR ON Ａ SILICONWAFER」
ELECTRONICS LETTERS 9th July 1981
Vol.17 No.14 P.507〜509に開示されており、第
１図および第２図に示す構造をとる。
「FUNDAMENTAL MODE VHF／UHF
BULK ACOUSTIC WAVE RESONATORS
AND FILTERS ON SILICON」1980
ULTRASONIC SYMPOSIUM P.829〜833や
「ZnO／SiO2−DIAPHRAGM COMPOSITE
RESONATOR ON Ａ SILICONWAFER」
ELECTRONICS LETTERS 9th July 1981
Vol.17 No.14 P.507〜509に開示されており、第
１図および第２図に示す構造をとる。
第１図の共振子は、シリコンウエハー１の一方
面１ａ上から所定の深さだけボロン等をドープし
た（記号２で示す）のち、他方面１ｂを異方性エ
ツチング処理にて凹部３を形成してシリコンウエ
ハー１に厚みの薄い部分１ｃを構成し、シリコン
ウエハー１の一方面１ａ上に部分１ｃ上を含んで
Alなどを蒸着して一方電極４を形成し、この電
極４を含むシリコンウエハー１上にスパッタリン
グなどによりZnOなどの圧電性薄膜５を形成し、
さらに圧電性薄膜５上に少なくとも一方電極４と
対向させてAlなどを蒸着して他方電極６を形成
したもので、電極４，６間に電気信号を加えて圧
電性薄膜５の圧電効果によりその薄膜５を振動さ
せることにより、圧電性薄膜５とシリコンウエハ
ー１の部分１ｃとの複合体を振動させ、その複合
体の厚み振動を利用して100MHz以上の高周波数
領域で有利に動作させ得るものである。この共振
子の共振周波数は主として圧電性薄膜５とシリコ
ンウエハー１の薄い部分１ｃとの複合体の厚みで
決まり、均一な共振周波数を得るにはシリコンウ
エハー１の凹部３や圧電性薄膜５を高い精度で制
御しながら形成しなければならない。ところが、
凹部３はボロンなどをドープした部分とドープし
ていない部分のエツチング速度の差を利用してそ
の深さを決めるようにしているので、ドープ量に
より凹部３の深さひいては部分１ｃの厚みが規定
され、量産時における部分１ｃの厚みの正確な制
御が極めて困難で、厚みのバラツキが大きくな
る。また圧電性薄膜５はスパツタリングなどで形
成するが量産時に厚みを精度よく制御するのも困
難なものである。したがつて、量産時に共振周波
数を所定値に一致させるのは非常にむずかしい作
業である。しかも、共振子を完成後に共振子の共
振周波数を巧く修正する方法も見い出せなかつた
ので、圧電性薄膜５や凹部１ｃの形成の精度を高
める方向でしか工夫が施せず、均一な共振周波数
をえるという点では量産性に乏しいものであつ
た。
面１ａ上から所定の深さだけボロン等をドープし
た（記号２で示す）のち、他方面１ｂを異方性エ
ツチング処理にて凹部３を形成してシリコンウエ
ハー１に厚みの薄い部分１ｃを構成し、シリコン
ウエハー１の一方面１ａ上に部分１ｃ上を含んで
Alなどを蒸着して一方電極４を形成し、この電
極４を含むシリコンウエハー１上にスパッタリン
グなどによりZnOなどの圧電性薄膜５を形成し、
さらに圧電性薄膜５上に少なくとも一方電極４と
対向させてAlなどを蒸着して他方電極６を形成
したもので、電極４，６間に電気信号を加えて圧
電性薄膜５の圧電効果によりその薄膜５を振動さ
せることにより、圧電性薄膜５とシリコンウエハ
ー１の部分１ｃとの複合体を振動させ、その複合
体の厚み振動を利用して100MHz以上の高周波数
領域で有利に動作させ得るものである。この共振
子の共振周波数は主として圧電性薄膜５とシリコ
ンウエハー１の薄い部分１ｃとの複合体の厚みで
決まり、均一な共振周波数を得るにはシリコンウ
エハー１の凹部３や圧電性薄膜５を高い精度で制
御しながら形成しなければならない。ところが、
凹部３はボロンなどをドープした部分とドープし
ていない部分のエツチング速度の差を利用してそ
の深さを決めるようにしているので、ドープ量に
より凹部３の深さひいては部分１ｃの厚みが規定
され、量産時における部分１ｃの厚みの正確な制
御が極めて困難で、厚みのバラツキが大きくな
る。また圧電性薄膜５はスパツタリングなどで形
成するが量産時に厚みを精度よく制御するのも困
難なものである。したがつて、量産時に共振周波
数を所定値に一致させるのは非常にむずかしい作
業である。しかも、共振子を完成後に共振子の共
振周波数を巧く修正する方法も見い出せなかつた
ので、圧電性薄膜５や凹部１ｃの形成の精度を高
める方向でしか工夫が施せず、均一な共振周波数
をえるという点では量産性に乏しいものであつ
た。
第２図のものは、シリコンウエハー７の一方面
上にSiO2の膜８を形成し、他方面にSiO2膜８ま
で達する凹部９を形成し、SiO2膜８上に第１図
のものと同様に電極４、圧電性薄膜５、電極６を
順次作成したもので、SiO2膜８と圧電性薄膜５
の膜厚で共振周波数が決まり、第１図のものと同
様の欠点があつた。
上にSiO2の膜８を形成し、他方面にSiO2膜８ま
で達する凹部９を形成し、SiO2膜８上に第１図
のものと同様に電極４、圧電性薄膜５、電極６を
順次作成したもので、SiO2膜８と圧電性薄膜５
の膜厚で共振周波数が決まり、第１図のものと同
様の欠点があつた。
本発明は、上述した従来の技術状況にかんがみ
てなされたもので共振子の完成後に周波数調整が
できるようにしかつその周波数調整が実際に共振
周波数を測定しながら行えるようにした圧電共振
子を提供することを目的とする。
てなされたもので共振子の完成後に周波数調整が
できるようにしかつその周波数調整が実際に共振
周波数を測定しながら行えるようにした圧電共振
子を提供することを目的とする。
本発明の圧電共振子は、基板の一方面上に、一
対の電極を有する圧電性薄膜を設け、他方面側に
圧電性薄膜と該基板を介して表裏対向する領域に
凹部を設けることにより、圧電性薄膜と共に複合
体として振動される、基板の凹部外の部分よりも
相対的に薄い部分を形成し、この凹部内に周波数
調整用薄膜を設けたことを特徴とするものであ
る。以下においては、本発明の一実施例につき図
面を参照しつつ説明する。
対の電極を有する圧電性薄膜を設け、他方面側に
圧電性薄膜と該基板を介して表裏対向する領域に
凹部を設けることにより、圧電性薄膜と共に複合
体として振動される、基板の凹部外の部分よりも
相対的に薄い部分を形成し、この凹部内に周波数
調整用薄膜を設けたことを特徴とするものであ
る。以下においては、本発明の一実施例につき図
面を参照しつつ説明する。
第３図は第１図の従来例と同様に基板１０とし
てシリコンウエハーを用い、シリコンウエハー１
０の一方面１０ａから所定量ボロンをドープした
（記号１１で示す）のち、他方面１０ｂから異方
性エツチング処理にて凹部１２を形成してシリコ
ンウエハー１０に厚みの薄い部分１０ｃを構成
し、シリコンウエハー１０の一方面１０ａ上に部
分１０ｃを含んでAlなどを蒸着して一方電極１
３を形成し、この電極１３を含むシリコンウエハ
ー１０上にスパツタリングなどによりZnOなどの
圧電性薄膜１４を形成し、さらに圧電性薄膜１４
上に少なくとも一方電極１３と対向させてAlな
どを蒸着して他方電極１５を形成し、シリコンウ
エハー１０の凹部１２内にAl、Ag、Auなどの金
属あるいはSiO2、Al2O3、ZnO、AlN、TiO2など
の絶縁物を付着して周波数調整用膜１６を形成し
たものである。
てシリコンウエハーを用い、シリコンウエハー１
０の一方面１０ａから所定量ボロンをドープした
（記号１１で示す）のち、他方面１０ｂから異方
性エツチング処理にて凹部１２を形成してシリコ
ンウエハー１０に厚みの薄い部分１０ｃを構成
し、シリコンウエハー１０の一方面１０ａ上に部
分１０ｃを含んでAlなどを蒸着して一方電極１
３を形成し、この電極１３を含むシリコンウエハ
ー１０上にスパツタリングなどによりZnOなどの
圧電性薄膜１４を形成し、さらに圧電性薄膜１４
上に少なくとも一方電極１３と対向させてAlな
どを蒸着して他方電極１５を形成し、シリコンウ
エハー１０の凹部１２内にAl、Ag、Auなどの金
属あるいはSiO2、Al2O3、ZnO、AlN、TiO2など
の絶縁物を付着して周波数調整用膜１６を形成し
たものである。
本実施例によれば、共振子の完成後に測定器の
電極ピン（図示せず）を電極１３，１５に接触さ
せ、共振周波数を測定しながらそれらの電極１
３，１５と反対側に位置する凹部１２内の膜１６
をトリミングして共振周波数を一致させることが
できる。
電極ピン（図示せず）を電極１３，１５に接触さ
せ、共振周波数を測定しながらそれらの電極１
３，１５と反対側に位置する凹部１２内の膜１６
をトリミングして共振周波数を一致させることが
できる。
第４図および第５図はそれぞれ他の実施例を示
し、いずれも基板の構成が上記実施例と異なつて
いるので基板を中心に説明する。第４図のものは
基板１７としてシリコンウエハー１８の一方面に
SiO2膜１９を形成したものを用い、シリコンウ
エハー１８の他方面からSiO2膜１９まで凹部２
０を異方性エツチングで形成したものであり、第
５図のものは基板２１としてシリコンウエハー２
２の一方面に所定量ボロンをドープした（記号２
３で示す）のちSiO2膜２４を形成したものを用
い、シリコンウエハー２２の他方面からエツチン
グ速度が異なるドープした部分まで異方性エツチ
ング処理して凹部２５を形成したものである。各
実施例とも凹部２０，２５内に周波数調整用膜１
６を形成し、共振周波数を測定しながらトリミグ
できるように構成している。
し、いずれも基板の構成が上記実施例と異なつて
いるので基板を中心に説明する。第４図のものは
基板１７としてシリコンウエハー１８の一方面に
SiO2膜１９を形成したものを用い、シリコンウ
エハー１８の他方面からSiO2膜１９まで凹部２
０を異方性エツチングで形成したものであり、第
５図のものは基板２１としてシリコンウエハー２
２の一方面に所定量ボロンをドープした（記号２
３で示す）のちSiO2膜２４を形成したものを用
い、シリコンウエハー２２の他方面からエツチン
グ速度が異なるドープした部分まで異方性エツチ
ング処理して凹部２５を形成したものである。各
実施例とも凹部２０，２５内に周波数調整用膜１
６を形成し、共振周波数を測定しながらトリミグ
できるように構成している。
本発明は、以上説明したように、圧電性薄膜に
接続された電極が基板の一方面側に形成されてお
り、基板の他方面側に設けられた凹部内に周波数
調整用薄膜が形成されているので、電極から電圧
を印加して圧電性薄膜及び基板の薄い部分を複合
体として振動させ、その共振周波数を測定しつ
つ、リアルタイムで周波数調整用薄膜をトリミン
グして周波数調整を行い得る。しかも、周波数調
整に対しては、電極ではなく、圧電性薄膜の設け
られている面と反対側の基板面に形成された周波
数調整用薄膜をトリミングするものであるため、
電気的な特性の劣化のおそれも少ない。従つて、
均一な共振周波数をもつ共振子を大量生産できる
という実用上大きな効果を有している。
接続された電極が基板の一方面側に形成されてお
り、基板の他方面側に設けられた凹部内に周波数
調整用薄膜が形成されているので、電極から電圧
を印加して圧電性薄膜及び基板の薄い部分を複合
体として振動させ、その共振周波数を測定しつ
つ、リアルタイムで周波数調整用薄膜をトリミン
グして周波数調整を行い得る。しかも、周波数調
整に対しては、電極ではなく、圧電性薄膜の設け
られている面と反対側の基板面に形成された周波
数調整用薄膜をトリミングするものであるため、
電気的な特性の劣化のおそれも少ない。従つて、
均一な共振周波数をもつ共振子を大量生産できる
という実用上大きな効果を有している。
第１図および第２図は従来の圧電共振子を示す
断面図、第３図、第４図および第５図はそれぞれ
本発明による圧電共振子の実施例を示す断面図で
ある。 １０，１７，２１は基板、１２，２０，２５は
凹部、１４は圧電性薄膜、１６は周波数調整用
膜。
断面図、第３図、第４図および第５図はそれぞれ
本発明による圧電共振子の実施例を示す断面図で
ある。 １０，１７，２１は基板、１２，２０，２５は
凹部、１４は圧電性薄膜、１６は周波数調整用
膜。
Claims (1)
- １ 基板の一方面上に、一対の電極を有する圧電
性薄膜を設け、前記基板の他方面側に、圧電性薄
膜と該基板を介して表裏対向する領域に凹部を設
けることにより、圧電性薄膜と共に複合体として
振動される、基板の凹部外の部分に比べて相対的
に薄い部分を基板に形成し、この凹部内に周波数
調整用薄膜を設けたことを特徴とする圧電共振
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP453882A JPS58121815A (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | 圧電共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP453882A JPS58121815A (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | 圧電共振子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58121815A JPS58121815A (ja) | 1983-07-20 |
| JPH0131728B2 true JPH0131728B2 (ja) | 1989-06-27 |
Family
ID=11586815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP453882A Granted JPS58121815A (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | 圧電共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58121815A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61100030U (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-26 | ||
| JPH0650255B2 (ja) * | 1987-03-31 | 1994-06-29 | シャープ株式会社 | シリコンマイクロセンサの製造方法 |
| JP4513169B2 (ja) * | 2000-05-17 | 2010-07-28 | 株式会社村田製作所 | 圧電フィルタ、通信装置および圧電フィルタの製造方法 |
| JP2003229743A (ja) | 2001-11-29 | 2003-08-15 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電フィルタ、通信装置および圧電フィルタの製造方法 |
| JP2004147246A (ja) | 2002-10-28 | 2004-05-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電振動子、それを用いたフィルタ及び圧電振動子の調整方法 |
| WO2005088835A1 (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 分波器及び弾性表面波フィルタ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5737917A (en) * | 1980-08-14 | 1982-03-02 | Fujitsu Ltd | Plezoelectric oscillator |
-
1982
- 1982-01-14 JP JP453882A patent/JPS58121815A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5737917A (en) * | 1980-08-14 | 1982-03-02 | Fujitsu Ltd | Plezoelectric oscillator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58121815A (ja) | 1983-07-20 |
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