JPH0969749A - 圧電薄膜振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素子に形成する上部、下部電極の接続用パッ
ドの形成領域が破壊することなく、かつ、共振特性に優
れた圧電薄膜振動子を提供する。 【解決手段】 基板１上に薄肉の酸化膜２を形成し、酸
化膜２の中央部を基板１から浮かしてダイアフラム形成
領域と成す。酸化膜２のダイアフラム形成領域の上側に
下部電極３を形成し、その上部側に酸化膜２の上部側ほ
ぼ全体領域を覆う圧電薄膜５を形成し、その上部側に下
部電極３と対向する上部電極６を形成する。その上部側
に圧電薄膜５の上部側ほぼ全体領域を覆う酸化膜12を形
成し、酸化膜12の上部側に、前記ダイアフラム形成領域
を避けて上部電極６および下部電極３の各接続用パッド
７，４を設け、引き出し電極16，13により、それぞれ上
部電極６と下部電極３に接続する。前記各接続パッド
７，４の形成領域は基板１上の酸化膜２と圧電薄膜５と
酸化膜12との密着積層体上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば加速度セン
サや角速度センサ等に用いられる、半導体結晶基板等を
用いた圧電薄膜振動子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば加速度センサや角速度センサ等に
用いられる圧電薄膜振動子として、半導体結晶基板を使
用した圧電薄膜振動子が用いられており、図４には、こ
の圧電薄膜振動子の一例が示されている。図４に示すも
のは、特開平１−７１２０８号公報に記載されているも
のであり、同図の（ａ）には圧電薄膜振動子の平面図
が、同図の（ｂ）には（ａ）のＡ−Ａ断面図が示されて
いる。これらの図において、半導体結晶の基板１上に薄
肉の第１の絶縁膜としての酸化膜２が形成されており、
この酸化膜２の両端間の中央部分には基板１との間に空
隙８が形成され、それにより、酸化膜２上に基板１から
浮かしたダイアフラム形成領域が形成されている。この
酸化膜２のダイアフラム形成領域の上部側、すなわち、
空隙８に対応する位置には、下部電極３が形成され、さ
らに、引き出し電極13、下部電極接続パッド（接続用パ
ッド）４が順に基板１の一端側（図の右側）にかけて形
成されており、下部電極接続パッド４は引き出し電極13
を介して下部電極３に導通接続されている。

【０００３】下部電極３の上部側には酸化膜２の中央側
から図の左側の端側を覆う圧電薄膜５が形成されてお
り、この圧電薄膜５の上部側には、前記下部電極３と対
向する上部電極６が形成され、上部電極６には引き出し
電極16を介して上部電極接続パッド（接続用パッド）７
が導通接続されている。この圧電薄膜振動子には、上部
電極接続パッド７と下部電極接続パッド４の形成領域の
上部側に、コンタクトホール９ａ，９ｂを形成した酸化
膜12（同図の（ａ）には図示せず）が形成されており、
コンタクトホール９ａ，９ｂの形成領域を除く圧電薄膜
５と酸化膜２の上部側のほぼ全体領域が、酸化膜12によ
って覆われている。なお、酸化膜12は第２の絶縁膜とし
て機能するものである。

【０００４】なお、このような圧電薄膜振動子は、上部
電極接続パッド７および下部電極接続パッド４にそれぞ
れ接続される電圧印加装置（図示せず）によって、上部
電極６と下部電極３との間に電圧を印加すると、この電
圧によって、上部電極６と下部電極３とに挟まれた圧電
薄膜５が伸縮して、同図の（ｂ）の上下方向にダイアフ
ラム形成領域が振動する。

【０００５】また、上部電極接続パッド７および下部電
極接続パッド４に電圧検出装置（図示せず）を接続し、
例えば、この圧電薄膜振動子をセンサ等に設ければ、こ
のセンサ等に加速度等が加わることにより、ダイアフラ
ム形成領域が振動し、そのとき、圧電薄膜５が伸縮す
る。その圧電薄膜５の伸縮に伴って変化する上部電極６
と下部電極３との間の電圧を前記電圧検出装置によって
検出すれば、加速度の検出を行うことができる。

【０００６】しかしながら、図４で示したような圧電薄
膜振動子は、基板抵抗が無限大でない限り、基板１が仮
想電極の役割をし、基板１と、引き出し電極13，16およ
び、上部電極接続パッド７、下部電極接続パッド４との
間に寄生容量が発生するため、共振特性が劣化してしま
うという問題があった。

【０００７】これに対し、このような問題点を解決する
ための手段として、特開平１−７１２０８号公報におい
ては、図５に示すような圧電薄膜振動子が提案されてい
る。この圧電薄膜振動子においては、基板１上に形成さ
れた酸化膜２の両端間に空隙８が形成されている。

【０００８】すなわち、図５に示す圧電薄膜振動子にお
いては、前記空隙８は上部電極接続パッド７、下部電極
接続パッド４、引き出し電極13，16の直下に対応する位
置に、犠牲層エッチングを施すことにより形成されてお
り、このように上部電極６、下部電極３の形成領域だけ
でなく、上部電極接続パッド７、下部電極接続パッド
４、引き出し電極13，16の直下に対応する位置に空隙８
を設けることにより、これらの電極３，６，13，16およ
び接続パッド４，７を基板１に対して絶縁し、それによ
り、電極３，６，13，16および接続パッド４，７と基板
１との寄生容量を低減し、共振特性の劣化を防止できる
ようにしている。

【０００９】そして、このような圧電薄膜振動子は、図
４で示した圧電薄膜振動子と同様に、上部電極６と下部
電極３との間に電圧を印加することによって、上部電極
６と下部電極に挟まれた圧電薄膜５が伸縮してダイアフ
ラム形成領域が振動する。また、この圧電薄膜振動子を
センサ等に設ければ、圧電薄膜５の伸縮に伴って変化す
る上部電極６と下部電極３との間の電圧を電圧検出装置
に検出することにより、センサ出力を検出することがで
きる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の圧電薄膜振動子においては、引き出し電極
13，16および下部電極接続パッド４、上部電極接続パッ
ド７の直下に対応する位置に空隙８が形成されているた
めに、共振特性の向上を図れるものの、その一方で、基
板１と酸化膜２との熱膨張差による応力によって、下部
電極接続パッド４および上部電極接続パッド７の形成領
域に対応する酸化膜２が破壊することがあるといった問
題があった。

【００１１】また、共振周波数の温度係数を小さくする
ことが考慮されていることから、下部電極接続パッド４
の直下の酸化膜２の厚みは数μｍと薄肉となるために、
ワイヤーボンディングを施して下部電極接続パッド４の
形成領域下部側に押し付けたときに、この下部電極接続
パッド４の形成領域が破壊することもあるといった問題
があった。

【００１２】さらに、上記圧電薄膜振動子においては、
上部電極接続パッド７が圧電薄膜５上に直接形成されて
いるために、前記ワイヤーボンディングによって、上部
電極接続パッド７形成領域下部側の圧電薄膜５にもダメ
ージを与えてしまうという問題もあった。

【００１３】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、基板と基板上に形成される
絶縁膜との熱膨張差による応力やワイヤーボンディング
の応力等によって電極の接続パッド形成領域が破壊する
ことなく、しかも共振特性の優れた圧電薄膜振動子を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成により課題を解決するため
の手段としている。すなわち、本発明は、基板上に薄肉
の第１の絶縁膜が形成されており、この第１の絶縁膜の
両端間の局部部位は前記基板から浮かしたダイアフラム
形成領域と成し、この第１の絶縁膜の前記ダイアフラム
形成領域の上部側には下部電極が形成され、該下部電極
の上部側には前記第１の絶縁膜の上部側のほぼ全体領域
を覆う圧電薄膜が形成されており、前記ダイアフラム形
成領域の圧電薄膜の上部側には前記下部電極と対向する
上部電極が形成され、該上部電極の上部側には前記圧電
薄膜の上部側のほぼ全体領域を覆う第２の絶縁膜が形成
されており、該第２の絶縁膜の上部側には前記ダイアフ
ラム形成領域を避けた位置に形成される前記基板上の前
記第１の絶縁膜と前記圧電薄膜と前記第２の絶縁膜との
密着積層体上に、前記下部電極に引き出し電極を介して
導通接続される下部電極の接続用パッドと前記上部電極
に引き出し電極を介して導通接続される上部電極の接続
用パッドとがそれぞれ分離して形成されていることを特
徴として構成されている。

【００１５】また、前記上部電極は互いに間隔を介して
配設された２極の電極によって形成されており、これら
２極の上部電極にはそれぞれ別個の引き出し電極と接続
用パッドとが設けられていること、前記基板は半導体結
晶により形成されており、該基板に凹部が形成され、該
凹部形成面上に第１の絶縁膜が形成されていることも本
発明の特徴的な構成とされている。

【００１６】上記構成の本発明において、上部電極と下
部電極とに電圧を印加するための各電極の接続用パッド
は、圧電薄膜の上部側のほぼ全体領域を覆う第２の絶縁
膜の、ダイアフラム形成領域を避けた位置にそれぞれ分
離して設けられており、この位置は、基板上の前記第１
の絶縁膜と前記圧電薄膜と前記第２の絶縁膜との密着積
層体上であるために、応力に対する強度が高くなってお
り、従来のように空隙を介して形成した第１の絶縁膜上
に接続用パッドが形成されている場合と異なり、基板と
第１の絶縁膜との熱膨張差による応力やワイヤーボンデ
ィングによる応力等が接続用パッド形成領域に加えられ
ても接続用パッドの形成領域が破壊することはない。

【００１７】また、下部電極の接続用パッドおよび上部
電極の接続用パッドは、上記のように、基板上の第１の
絶縁膜と圧電薄膜と第２の絶縁膜との密着積層体上に形
成されており、各接続用パッドと基板との間には２つの
絶縁膜が介設されていることにより、接続用パッドと基
板の寄生容量がこの２つの絶縁膜によって小さくなって
ほぼ絶縁され、それにより、共振特性の劣化が防止され
て、共振特性の優れた圧電薄膜振動子となり、上記課題
が解決される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図１には、本発明に係る圧電薄膜振
動子の第１の実施形態例が示されており、同図の（ａ）
には、圧電薄膜振動子の平面図が、同図の（ｂ）には
（ａ）のＡ−Ａ断面図が示されている。同図に示すよう
に、本実施形態例においても、従来例と同様に、半導体
結晶の基板１上には薄肉の酸化膜２が形成されている
が、本実施形態例においては、この酸化膜２の両端間の
中央側の局部部位にのみ空隙８が形成されており、この
局部部位がダイアフラム形成領域と成している。

【００１９】この酸化膜２のダイアフラム形成領域の上
側には下部電極３が形成され、この下部電極３の上部側
には、酸化膜２の上部側のほぼ全体領域を覆う圧電薄膜
５が形成されている。ダイアフラム形成領域の圧電薄膜
５の上部側には、下部電極３と対向する上部電極６が形
成されており、上部電極６の上部側には圧電薄膜５の上
部側のほぼ全体領域を覆う酸化膜12が形成されている。

【００２０】また、本実施例では、酸化膜12の上部側の
ダイアフラム形成領域を避けた位置に形成される、基板
１上の酸化膜２と圧電薄膜５と酸化膜12との密着積層体
上に、引き出し電極13を介して下部電極３に導通接続さ
れる下部電極接続パッド４と、引き出し電極16を介して
上部電極６に導通接続される上部電極接続パッド７とが
それぞれ分離して形成されている。このように、本実施
形態例においては、下部電極接続パッド４と上部電極接
続パッド７とを、酸化膜12の上部側のダイアフラム形成
領域を避けた位置に形成しており、それにより、下部電
極接続パッド４および上部電極接続パッド７を、それぞ
れ、基板１上の酸化膜２と圧電薄膜５と酸化膜12との密
着積層体上に設けたことが本実施形態例の最も特徴的な
ことである。

【００２１】なお、本実施形態例では、下部電極接続パ
ッド４および上部電極接続パッド７を共に酸化膜12上に
形成し、各引き出し電極13，16によって、それぞれ、下
部電極３、上部電極と導通接続するために、引き出し電
極16を挿通するコンタクトホール９ａが酸化膜12に形成
されており、なお、引き出し電極13を挿通するためのコ
ンタクトホール９ｂが酸化膜12および圧電薄膜５に形成
されている。また、本実施形態例においては、下部電極
接続パッド４と上部電極接続パッド７は、基板１の各端
側（下部電極接続パッド４は図の右側、上部電極接続パ
ッド７は図の左端側）に分離して形成されている。な
お、図１においても、同図の（ａ）には、酸化膜12を省
略した状態で示されている。

【００２２】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、従来例と同様の動作が行われる。次に本実施形態例
の圧電薄膜振動子の作製工程について説明する。まず、
半導体結晶の基板１上の中央部局部部位に、空隙８の形
成領域に対応させて犠牲層を形成し、この犠牲層の上部
側に、数μｍの厚みの酸化膜２を形成して、基板１のほ
ぼ全体領域を酸化膜２によって覆うようにする。次に、
前記犠牲層をエッチングして、酸化膜２と基板１との間
に空隙８を形成し、酸化膜２の中央側の局部部位に基板
１から浮かしたダイアフラム形成領域を形成する。

【００２３】次に、酸化膜２のダイアフラム形成領域の
上部側に下部電極３を形成し、下部電極３の上部側に圧
電薄膜５を形成して、酸化膜２の上部側のほぼ全体領域
を圧電薄膜５によって覆うようにする。そして、圧電薄
膜５に、下部電極３と下部電極接続パッド４を導通接続
するためのコンタクトホール９ｂ用の穴を開ける。

【００２４】次に、ダイアフラム形成領域の圧電薄膜５
の上部側に、下部電極３と対向するように上部電極６を
形成し、上部電極６の上部側に酸化膜12を形成して、酸
化膜12によって圧電薄膜５の上部側のほぼ全体領域を覆
うようにする。そして、下部電極３と下部電極接続パッ
ド４とを導通接続するためのコンタクトホール９ｂ用の
穴と、上部電極６と上部電極接続パッド７とを導通接続
するためのコンタクトホールを９ａ用の穴を酸化膜12に
開ける。そして、最後に、ワイヤーボンディングを施す
ことにより、下部電極接続パッド４をコンタクトホール
９ｂを介して引き出し電極13によって下部電極接続パッ
ド４と接続し、上部電極６をコンタクトホール９ａを介
して引き出し電極16によって上部電極接続パッド７を接
続する。

【００２５】本実施形態例は以上のようにして作製され
るものであり、従来例と同様に、下部電極接続パッド４
および上部電極接続パッド７にワイヤーボンディングが
施されて、それぞれ、引き出し電極13，16が接続される
が、本実施形態例においては、下部電極接続パッド４お
よび上部電極接続パッド７の形成領域は、ダイアフラム
形成領域を避けた位置であり、基板１上の酸化膜２と圧
電薄膜５を酸化膜12との密着積層体上であるために、応
力に対する強度は高く、従来のような基板１から浮かし
た酸化膜２を上側から押し付ける場合と異なり、ワイヤ
ーボンディングによる応力が接続パッド形成領域に加え
られても、接続パッド形成領域が破壊することはなく、
接続パッド形成領域の破壊を確実に抑制することができ
る。

【００２６】また、本実施形態例においては、上記のよ
うに、下部電極接続パッド４および上部電極接続パッド
７の形成領域が前記密着積層体上に形成されているため
に、基板１から浮かした酸化膜２の上部側に接続パッド
形成領域が設けられている従来例と異なり、たとえ、基
板１と酸化膜２との熱膨張差による応力が生じても、そ
の応力によって酸化膜２が破壊することも抑制すること
もできる。

【００２７】さらに、本実施形態例においては、上記の
ように、下部電極接続パッド４および上部電極接続パッ
ド７の形成領域が前記密着積層体上に形成されており、
基板１と下部電極接続パッド４、上部電極接続パッド７
および引き出し電極13，16の間には、第１、第２の絶縁
膜として機能する２つの酸化膜２，12および圧電薄膜５
が介設されているために、下部電極３と上部電極６との
容量に比べて、基板１と下部電極接続パッド４との寄生
容量および基板１と上部電極接続パッド７との寄生容量
が共に非常に小さくなり、また、下部電極接続パッド４
と上部電極接続パッド７との間の容量も小さくなる。そ
のため、ダイアフラム形成領域を避けた部分の引き出し
電極13，16および下部電極接続パッド４、上部電極接続
パッド７と基板１との間の寄生容量によって、インピー
ダンスレスポンス低下等の共振特性の劣化が生じること
はなく、共振特性に優れた圧電薄膜振動子とすることが
できる。

【００２８】さらに、本実施形態例によれば、下部電極
接続パッド４および上部電極接続パッド７は、共に、酸
化膜12上に形成されており、各接続パッド４，７と圧電
薄膜５との間に酸化膜12が介設されているために、圧電
薄膜５上に直接上部電極接続パッド７を形成した従来例
と異なり、圧電薄膜５にダメージを与えることを抑制
し、圧電薄膜振動子を作製するときの歩留まりを向上す
ることができるし、耐久性を向上させることもできる。

【００２９】さらに、本実施形態例によれば、基板１は
半導体結晶基板により構成し、この半導体結晶基板１を
用いて圧電薄膜振動子を形成しているために、従来例の
圧電薄膜振動子と同様に、素子の小型化を図ることが可
能となり、しかも、周辺回路と一体化することも可能と
なり、加速度センサ等のセンサやその他の様々な装置に
容易に組み込んで広く適用することができる。

【００３０】図２には、本発明に係る圧電薄膜振動子の
第２の実施形態例が、平面図（ａ）および、（ａ）のＡ
−Ａ断面図（ｂ）により示されている。本実施形態例が
上記第１の実施形態例と異なる特徴的なことは、上部電
極６が互いに間隔を介して配設された２極の電極６ａ，
６ｂによって形成されており、これら２極の上部電極６
ａ，６ｂには、それぞれ別個の引き出し電極16ａ，16ｂ
と上部電極接続パッド７ａ，７ｂが設けられていること
である。

【００３１】なお、同図には図示されていないが、本実
施形態例においても、上記第１の実施形態例と同様に、
下部電極接続パッドが、酸化膜12の上部側のダイアフラ
ム形成領域を避けた位置に形成される、基板１上の酸化
膜２と圧電薄膜５と酸化膜12との密着積層体上に、上部
電極接続パッド７とは分離して形成されており、この下
部電極接続パッドと下部電極３とは引き出し電極（図示
せず）介して導通接続されている。また、図２の（ａ）
においても、酸化膜12は省略した状態で示されている。

【００３２】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本実施形態例の圧電薄膜振動子も上記第１の実施形
態例の圧電薄膜振動子とほぼ同様の作製工程により作製
されるが、本実施形態例では、上部電極６を２極設ける
ために、圧電薄膜５の上部側に２極の上部電極６ａ，６
ｂを形成し、この上部電極６ａ，６ｂの上部側に形成さ
れる酸化膜12には、各上部電極６ａ，６ｂと各上部電極
接続パッド７ａ，７ｂとを導通接続するためのコンタク
トホール９ａ₁ ，９ａ₂ 用の穴を開ける。そして、コン
タクトホール９ａ₁ ，９ａ₂ を介して、各上部電極６
ａ，６ｂを、引き出し電極16ａ，16ｂによって各上部電
極接続パッド７ａ，７ｂにそれぞれ接続する。

【００３３】本実施形態例は以上のように作製され、上
記第１の実施形態例と同様の動作を行い、同様の効果を
奏することができる。

【００３４】また、本実施形態例によれば、上部電極６
を２極の上部電極６ａ，６ｂにより形成し、それぞれ別
個の引き出し電極16ａ，16ｂと上部電極接続パッド７
ａ，７ｂとを設けたために、例えば、一方の上部電極６
ａ側をダイアフラム形成領域の振動用の駆動電極とし、
他方側の上部電極６ｂを検出用電極として、この検出用
の上部電極６ｂ側で検出される検出電圧に基づいてダイ
アフラム形成領域の振動駆動を上部電極６ａ側で行え
ば、振動周波数制御等を行い易くすることができる。

【００３５】図３には、本発明に係る圧電薄膜振動子の
第３の実施例が、その平面図（ａ）および、（ａ）のＡ
−Ａ断面図（ｂ）により示されている。本実施形態例が
上記第１の実施形態例と異なる特徴的なことは、半導体
結晶の基板１に凹部11を形成し、この凹部11の形成面上
に酸化膜２を形成して基板１の中央側の局部部位にダイ
アフラム形成領域を形成したことである。本実施形態例
においては、上記第１、第２の実施形態例のように、基
板１と酸化膜２との間に空隙８を形成して酸化膜２に基
板１から浮かしたダイアフラム形成領域を形成する場合
と異なり、基板１の凹部形成面上に酸化膜２を形成する
ことにより酸化膜２を基板１から浮かした状態としてお
り、したがって、酸化膜２や酸化膜２の上部側に形成さ
れている圧電薄膜５の形成面は平坦面と成している。

【００３６】本実施形態例の上記以外の構成は、上記第
１の実施形態例と同様に構成されており、次に、本実施
形態例の作製工程について説明する。まず、表面14およ
び裏面10が共に平坦な半導体結晶基板１を用意し、この
基板１の表面14側の全体領域に酸化膜２を形成し、基板
１の裏面10側には、凹部11の形成領域（基板１の中央
部）を除く領域にエッチングマスク用の酸化膜（図示せ
ず）を形成する。そして、このエッチングマスク用の酸
化膜をマスクとして、基板１を異方性エッチングするこ
とにより、凹部11を形成し、その後、エッチングマスク
用の酸化膜を除去する。そうすると、基板１の凹部形成
面上（表面14側）に酸化膜２が形成された状態となり、
凹部11に対応する位置にダイアフラム形成領域が形成さ
れる。

【００３７】次に、酸化膜２のダイアフラム形成領域の
上部側に下部電極３を形成し、以下、上記第１の実施形
態例の作製工程と同様の作製工程により、図３に示すよ
うな圧電薄膜振動子を形成する。

【００３８】本実施形態例は以上のように作製され、上
記第１の実施形態例と同様の動作を行い、同様の効果を
奏することができる。

【００３９】また、本実施形態例によれば、上記第１、
第２の実施形態例と異なり、基板１上に犠牲層を形成
し、この犠牲層上に酸化膜２を形成した後に犠牲層エッ
チングを行って空隙８を形成するといった手間を省略す
ることが可能であり、半導体結晶基板１の異方性エッチ
ングといった、非常に加工が容易で加工精度の優れた方
法により凹部11を形成してダイアフラム形成領域を形成
することができるために、非常に簡単に圧電薄膜振動子
を作製することができる。

【００４０】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記第３の実施形態例では、半導体結晶基板１の異方性
エッチングにより凹部11を形成したが、凹部11の形成方
法は必ずしも基板１の異方性エッチングによるとは限ら
ず、異方性エッチング以外の、例えば切削等により凹部
11を形成してもよい。

【００４１】また、上記第３の実施形態例では、凹部11
は基板１の表面14側から裏面10側にかけて貫通の凹部と
したが、凹部11は必ずしも貫通の凹部とするとは限ら
ず、例えば、基板１の断面形状がＵ型となるように凹部
11を形成し、その凹部形成面上に酸化膜２を形成してダ
イアフラム形成領域と成しても構わない。

【００４２】さらに、上記実施形態例では、第１、第２
の絶縁膜として、酸化膜２，12を形成したが、第１、第
２の絶縁膜は必ずしも酸化膜により形成するとは限ら
ず、酸化膜以外の他の絶縁性を有する膜により形成して
もよい。

【００４３】さらに、本発明の圧電薄膜振動子に設けら
れる下部電極接続パッド４、上部電極接続パッド７は、
酸化膜12のような第２の絶縁膜の上部側のダイアフラム
形成領域を避けた、基板１上の第１の絶縁膜（上記実施
形態例では酸化膜２）と圧電薄膜５と第２の絶縁膜との
密着積層体上の適宜の位置に設けられるものであり、例
えば、基板１の角部に対応する位置に下部電極接続パッ
ド４や上部電極接続パッド７を形成してもよい。

【００４４】さらに、上記実施形態例では、ダイアフラ
ム形成領域は酸化膜２の両端間の中央部の局部部位に形
成したが、ダイアフラム形成領域は必ずしも酸化膜２の
両端間の中央部に形成するとは限らず、中央部から端側
にずれた位置に形成してもよい。また、上記実施形態例
に形成した空隙８や凹部11よりも基板１の長手方向に長
い空隙８や凹部11を形成し、それにより、基板１の長手
方向に長いダイアフラム形成領域を形成してもよい。そ
のように形成した場合にも、本発明においては、下部電
極接続パッド４および上部電極接続パッド７がダイアフ
ラム形成領域を避けた、基板１と酸化膜２と圧電薄膜５
と酸化膜12の密着積層体上に形成されるために、上記実
施形態例と同様の効果を奏することができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、上部電極および下部電
極にそれぞれ引き出し電極を介して導通接続される下部
電極および上部電極の接続用パッドを、ダイアフラム形
成領域を避けた位置に形成される基板上の第１の絶縁膜
と圧電薄膜と第２の絶縁膜との密着積層体上に形成する
ことにより、接続用パッドの形成領域の応力に対する強
度を高くすることができるために、この領域にワイヤー
ボンディングを施すことによって接続用パッド形成領域
に応力が加えられても、接続用パッド形成領域の絶縁膜
や圧電薄膜および接続用パッドそのものが破壊すること
を抑制することができる。また、前記上部電極および下
部電極の接続用パッドの形成領域を前記密着積層体上に
形成することにより、基板１と空隙を介して形成された
第１の絶縁膜の上部側に接続用パッドを形成した従来の
圧電薄膜振動子と異なり、基板と第１の絶縁膜との熱膨
張差による応力が生じても、それにより第１の絶縁膜等
が破壊することを抑制することができる。

【００４６】さらに、本発明によれば、上部電極および
下部電極の接続用パッドは第２の絶縁膜の上部側に形成
し、接続用パッドと圧電薄膜との間に第２の絶縁膜を介
設した状態とするために、圧電薄膜上に直接接続用パッ
ドを形成する従来の圧電薄膜振動子と異なり、圧電薄膜
にダメージを与えることがなく、圧電薄膜振動子を作製
するときの歩留まりを向上させることができる。

【００４７】さらに、本発明によれば、上部電極および
下部電極の接続用パッドは、上記のように、基板上の第
１の絶縁膜と圧電薄膜と第２の絶縁膜との密着積層体上
に形成しており、各接続用パッドと基板との間には第１
と第２の２つの絶縁膜を介設するために、前記密着積層
体上の各接続用パッドおよび各引き出し電極と基板との
容量は上部電極と下部電極との容量に比べて遥かに小さ
いものとすることができるために、第１の絶縁膜と基板
との間に空隙を設けて接続用パッドおよび引き出し電極
と基板との寄生容量の低減を図った従来の圧電薄膜振動
子と同様に、寄生容量の低減を図り、それにより、共振
特性の劣化を防ぎ、共振特性に優れた圧電薄膜振動子を
形成することができる。

【００４８】そして、本発明においても、基板を半導体
結晶基板により形成し、この基板を用いて圧電薄膜振動
子を形成することにより、従来の圧電薄膜振動子と同様
に、周辺回路と一体化することが可能となり、加速度セ
ンサおよび角速度センサ等のセンサや、それ以外の様々
な装置に容易に組み込むことが可能となり、様々な装置
に広く適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧電薄膜振動子の第１の実施形態
例を示す構成図である。

【図２】本発明に係る圧電薄膜振動子の第２の実施形態
例を示す構成図である。

【図３】本発明に係る圧電薄膜振動子の第３の実施形態
例を示す構成図である。

【図４】従来の圧電薄膜振動子の一例を示す説明図であ
る。

【図５】従来の圧電薄膜振動子の別の例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 基板 ２，12 酸化膜 ３ 下部電極 ４ 下部電極接続パッド ５ 圧電薄膜 ６ 上部電極 ７ 上部電極接続パッド ９ａ，９ｂ，９ａ₁ ，９ａ₂ コンタクトホール 11 凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に薄肉の第１の絶縁膜が形成され
   ており、この第１の絶縁膜の両端間の局部部位は前記基
   板から浮かしたダイアフラム形成領域と成し、この第１
   の絶縁膜の前記ダイアフラム形成領域の上部側には下部
   電極が形成され、該下部電極の上部側には前記第１の絶
   縁膜の上部側のほぼ全体領域を覆う圧電薄膜が形成され
   ており、前記ダイアフラム形成領域の圧電薄膜の上部側
   には前記下部電極と対向する上部電極が形成され、該上
   部電極の上部側には前記圧電薄膜の上部側のほぼ全体領
   域を覆う第２の絶縁膜が形成されており、該第２の絶縁
   膜の上部側には前記ダイアフラム形成領域を避けた位置
   に形成される前記基板上の前記第１の絶縁膜と前記圧電
   薄膜と前記第２の絶縁膜との密着積層体上に、前記下部
   電極に引き出し電極を介して導通接続される下部電極の
   接続用パッドと前記上部電極に引き出し電極を介して導
   通接続される上部電極の接続用パッドとがそれぞれ分離
   して形成されていることを特徴とする圧電薄膜振動子。
2. 【請求項２】 上部電極は互いに間隔を介して配設され
   た２極の電極によって形成されており、これら２極の上
   部電極にはそれぞれ別個の引き出し電極と接続用パッド
   とが設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧
   電薄膜振動子。
3. 【請求項３】 基板は半導体結晶により形成されてお
   り、該基板に凹部が形成され、該凹部形成面上に第１の
   絶縁膜が形成されていることを特徴とする圧電薄膜振動
   子。