JPS5923613A - 圧電共振子 - Google Patents
圧電共振子Info
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- JPS5923613A JPS5923613A JP13334882A JP13334882A JPS5923613A JP S5923613 A JPS5923613 A JP S5923613A JP 13334882 A JP13334882 A JP 13334882A JP 13334882 A JP13334882 A JP 13334882A JP S5923613 A JPS5923613 A JP S5923613A
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- thin film
- diaphragm
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- piezoelectric thin
- electrodes
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Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 34
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
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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
- H03H9/15—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
- H03H9/174—Membranes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシリコンウェ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ェハ
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。
形成するとともに圧電性薄膜と対向するシリコンウェハ
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、［ＦＵＮＤＡＭＩ！ｌ！ＮＴ
ＡＬＭＯＤＫ ＶＨＦ／ＩＪＨＦ ＢＵＬＫ ＡＣＯ
ＵＳＴＩＣＷＡＶＥＲルＥＩＯＮＡＴＯＲ８ＡＮＤ
Ｆ工ＬＴＦｉＲＥ？ ＯＮ Ｂ工ＬニーＣ０ＮＪ
１９８０ ＵＬＴＲＡＳＯＮ工ＣＳＹＭＰＯ８ｉＵＭ
Ｐ、８２９〜８．１や［Ｚｎｏ／Ｓ ｉｏ、 −ＤＩＡ
ＰＩｉＲＡｔ）ＭＣＯＭＰＯ８工Ｔ凹 Ｒ１！１ｓＯＮ
ＡＴＯＲＯＮ Ａ ８工ＬＩＣＯＮＷＡＦＫＲＪ
ＦｉＬＥＣＴＲＯＮＩＣ８ＬＥＴ’ｒＦＲＥ？ ９
ｔｈＩｕ’Ｊ−Ｖ １９８１ Ｖｏｌ、１７ Ｎｏ、１
４ Ｆ、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。
ＡＬＭＯＤＫ ＶＨＦ／ＩＪＨＦ ＢＵＬＫ ＡＣＯ
ＵＳＴＩＣＷＡＶＥＲルＥＩＯＮＡＴＯＲ８ＡＮＤ
Ｆ工ＬＴＦｉＲＥ？ ＯＮ Ｂ工ＬニーＣ０ＮＪ
１９８０ ＵＬＴＲＡＳＯＮ工ＣＳＹＭＰＯ８ｉＵＭ
Ｐ、８２９〜８．１や［Ｚｎｏ／Ｓ ｉｏ、 −ＤＩＡ
ＰＩｉＲＡｔ）ＭＣＯＭＰＯ８工Ｔ凹 Ｒ１！１ｓＯＮ
ＡＴＯＲＯＮ Ａ ８工ＬＩＣＯＮＷＡＦＫＲＪ
ＦｉＬＥＣＴＲＯＮＩＣ８ＬＥＴ’ｒＦＲＥ？ ９
ｔｈＩｕ’Ｊ−Ｖ １９８１ Ｖｏｌ、１７ Ｎｏ、１
４ Ｆ、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、シリコンウニノ・−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５を形成してシリコンウェハー１に厚みの簿い部分（
ダイアフラム）１Ｃを構成し、次いで、シリコンウニ・
・−１の一方向１＆上にダイアフラム１Ｃ上を含んでＡ
Ｊなどを蒸着して下部電極４を形成し、この電極４を含
むシリコンウェハー１上にスパッタリングなどによりＺ
ｎＯなどの圧電性薄膜５を形成し、さらに圧電性薄膜５
上に少なくとも下部電極４と対向させ−ＣＡ１などを蒸
着し゛Ｃ上部電電極を形成したもので、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
−５をＪＲ動させることにより、圧電性薄膜５とシリコ
ンウェハー１のダイアフラム１Ｃとの複合体を撮動させ
、その複合体の厚み振動を利用して１００ＭＨ２以上の
高周波数領域で有利に動作させ得るものである。
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５を形成してシリコンウェハー１に厚みの簿い部分（
ダイアフラム）１Ｃを構成し、次いで、シリコンウニ・
・−１の一方向１＆上にダイアフラム１Ｃ上を含んでＡ
Ｊなどを蒸着して下部電極４を形成し、この電極４を含
むシリコンウェハー１上にスパッタリングなどによりＺ
ｎＯなどの圧電性薄膜５を形成し、さらに圧電性薄膜５
上に少なくとも下部電極４と対向させ−ＣＡ１などを蒸
着し゛Ｃ上部電電極を形成したもので、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
−５をＪＲ動させることにより、圧電性薄膜５とシリコ
ンウェハー１のダイアフラム１Ｃとの複合体を撮動させ
、その複合体の厚み振動を利用して１００ＭＨ２以上の
高周波数領域で有利に動作させ得るものである。
上述した圧電共填子は、シリコンウェハー１に異方性エ
ツチング処理を施してＳｌのダイアフラム１Ｃを作成し
たのち、下部１【極４、圧電（生薄膜５および下部電極
６を形成するようにしＣいる。
ツチング処理を施してＳｌのダイアフラム１Ｃを作成し
たのち、下部１【極４、圧電（生薄膜５および下部電極
６を形成するようにしＣいる。
しかし、そのダイアフラム１Ｃは４ｑみが数μｍで機械
的強度が弱いものであるから、ダイアフラム１０作成後
の、超音波洗浄の工程、上、下部電極や圧電性４談形成
の工程において、量産的に処理するとダイアフラム１０
が破損する率が高いという事実が見い出された。しかも
、後工程だけでなく、異方性エツチング処理を施す際に
もダイアプラム１Ｃが破損し、シリコンウェハー１が使
用不能になる率も高く、全体としＣの破損する率は非常
に高いものである。また、上記した構造では、工程を逆
転させ°Ｃ１圧電性薄朦５を形成したのちダイアフラム
１Ｃを作成しようとしだ場合、異方性エツチング処理時
に圧電性？（￥験５やｊ電極４，６が、ビロカテロール
、エチレンジアミンおよび水からなる異方１生エツチン
グ液におかされ圧電機１１ヒを果たさなくなる。
的強度が弱いものであるから、ダイアフラム１０作成後
の、超音波洗浄の工程、上、下部電極や圧電性４談形成
の工程において、量産的に処理するとダイアフラム１０
が破損する率が高いという事実が見い出された。しかも
、後工程だけでなく、異方性エツチング処理を施す際に
もダイアプラム１Ｃが破損し、シリコンウェハー１が使
用不能になる率も高く、全体としＣの破損する率は非常
に高いものである。また、上記した構造では、工程を逆
転させ°Ｃ１圧電性薄朦５を形成したのちダイアフラム
１Ｃを作成しようとしだ場合、異方性エツチング処理時
に圧電性？（￥験５やｊ電極４，６が、ビロカテロール
、エチレンジアミンおよび水からなる異方１生エツチン
グ液におかされ圧電機１１ヒを果たさなくなる。
第２図のものは、シリコンウェハー７（７） 一方ｍ上
にＳｉＯ，の１１り８を形成し、他方面に異方性エツチ
ング処理を施して８１０．１４９１３まで達する四部９
を形成することＫよ＃）ＥｌｉＯ，のダイアフラム８ａ
を作成したのち、第１図のものと同様にＦ部電極４、圧
電性薄膜５および上部Ｙ１［６を順次形成するようにし
たものである。この圧心共振子も、ＪｉＯ。
にＳｉＯ，の１１り８を形成し、他方面に異方性エツチ
ング処理を施して８１０．１４９１３まで達する四部９
を形成することＫよ＃）ＥｌｉＯ，のダイアフラム８ａ
を作成したのち、第１図のものと同様にＦ部電極４、圧
電性薄膜５および上部Ｙ１［６を順次形成するようにし
たものである。この圧心共振子も、ＪｉＯ。
のダイアフラム８ａがｒ＆慣しゃすいという欠点がある
。
。
第３図は、既に本件出願人が提案したもので、一方面上
から所定深さだけポロン等をドープした（記号１１で示
す）シリコンウェハー１０の一方面にＳｉｏ＊腰１２全
１２し、他方面を異方性エツチング処理してドープ層ま
で凹部１６を形成することにより、Ｓｌと８１０２の二
層構造からなるダイアフラム１４を作成したのち、第１
図のものと同様に下部電（舅４、圧Ｔ′Ｉｉ性薄ＩＩＰ
５および下部電極が破（ｌしやすいという欠点がある。
から所定深さだけポロン等をドープした（記号１１で示
す）シリコンウェハー１０の一方面にＳｉｏ＊腰１２全
１２し、他方面を異方性エツチング処理してドープ層ま
で凹部１６を形成することにより、Ｓｌと８１０２の二
層構造からなるダイアフラム１４を作成したのち、第１
図のものと同様に下部電（舅４、圧Ｔ′Ｉｉ性薄ＩＩＰ
５および下部電極が破（ｌしやすいという欠点がある。
そこで本発明は、異方性エツチング処理の工程と圧電性
薄腰杉成の工程とを逆転させて、圧電性Ａ［の形成後に
異方性エツチング処理でき得る構造とし、同時に圧電性
薄−の保護機能をもだせて後工程での取扱いを楽にし、
なおかつリード引出しも容易にできるようにすることを
目的とする。
薄腰杉成の工程とを逆転させて、圧電性Ａ［の形成後に
異方性エツチング処理でき得る構造とし、同時に圧電性
薄−の保護機能をもだせて後工程での取扱いを楽にし、
なおかつリード引出しも容易にできるようにすることを
目的とする。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳述する。
第３図においで、一方面２０ａから所定駄ボロンをドー
プした（ドープ層を２１で示す）シリコンウェハー２０
の一方面２０ａ上に、０１０２ 膜２２が熱酸化処理、
スパッタリング、蒸着、イオンブレーティング、ＣＶＤ
などの方法で形成され°Ｃいる。このＳｉｎ、１１９２
２上Ｋ Ａｌ、 Ｃｕ、 Ａ９． ＡＬＬなどの金属を
蒸着して下部を極２３が形成され、この電極２３を含む
５１０２膿２２−日て、スパッタリング、イオングレー
ティング、ＣＶＤなどの方法Ｋ よ１）ＺｎＯ，ＡｅＮ
、ＣｄＳなどの圧電性？Ｗ膜２４が形成され、さらに、
下部電極２６と一部を対向させ゛Ｃ圧電性薄薄談４上か
ら５１０２膜２２上にかけ′ＣｋＣ，Ｃｕ、Ａ９．Ａｕ
などからなる下部電極２５が蒸着により形成され”でい
る。Ｍｉｄ体膜２６は異方性エツチング液におかされな
い、Ｊ７，０． 、 Ｓｉ。
プした（ドープ層を２１で示す）シリコンウェハー２０
の一方面２０ａ上に、０１０２ 膜２２が熱酸化処理、
スパッタリング、蒸着、イオンブレーティング、ＣＶＤ
などの方法で形成され°Ｃいる。このＳｉｎ、１１９２
２上Ｋ Ａｌ、 Ｃｕ、 Ａ９． ＡＬＬなどの金属を
蒸着して下部を極２３が形成され、この電極２３を含む
５１０２膿２２−日て、スパッタリング、イオングレー
ティング、ＣＶＤなどの方法Ｋ よ１）ＺｎＯ，ＡｅＮ
、ＣｄＳなどの圧電性？Ｗ膜２４が形成され、さらに、
下部電極２６と一部を対向させ゛Ｃ圧電性薄薄談４上か
ら５１０２膜２２上にかけ′ＣｋＣ，Ｃｕ、Ａ９．Ａｕ
などからなる下部電極２５が蒸着により形成され”でい
る。Ｍｉｄ体膜２６は異方性エツチング液におかされな
い、Ｊ７，０． 、 Ｓｉ。
Ｎ４．８１０．で構成され、ＺｎＯ幀２４および上、下
部電極２３．２５を覆うように、スパッタリング、イオ
ンブレーティング、ＣＶＤにより形成され′Ｃいる。シ
リコンウェハー２０の他方面２０ｂに、ピロカテロール
、エチレンジアミン、水からなるエツチングＩＦて異方
性エツチング処理を施し゛Ｃドープ層２１までの凹部２
７が形成されている。誘屯体薄膜２６に上、下部電極２
３．２５に貝通する開口２８．２９が形成され′Ｃいる
。
部電極２３．２５を覆うように、スパッタリング、イオ
ンブレーティング、ＣＶＤにより形成され′Ｃいる。シ
リコンウェハー２０の他方面２０ｂに、ピロカテロール
、エチレンジアミン、水からなるエツチングＩＦて異方
性エツチング処理を施し゛Ｃドープ層２１までの凹部２
７が形成されている。誘屯体薄膜２６に上、下部電極２
３．２５に貝通する開口２８．２９が形成され′Ｃいる
。
本実施例によれば、圧電性薄膜２４および上、下部電極
２３．２５が誘亀体薄暎２６により覆われ”Ｃいるので
、圧電性薄膜２４の形成後に、異方性エツチング処理に
よる凹部２７の形成が可能となる。しだがって、シリコ
ンウェハー２０．５ｉＯ１１１９２２、ＺｎＯ腰２４、
上、下部電極２３．２５からなる多層構造の状態で異方
性エツチング処理を施すことができ、しかもドープ層２
１にＳｉｎ！膜２２が接着され、とのｓｌｏ、膿２２に
圧電性薄膜２４などが接着され、かつその接着がスパッ
タリングなどで強固になされているので、異方性エツチ
ング処理時にドープ層２１や８１０． 聯２２のダイア
フラムの部分が破損する率が非常に少なくなる。また、
ダイアフラムがドープ層２１ 、８１０゜−２２，圧電
性薄膜２４の多層構造で構成され、かつ異方性エツチン
グ処理した後の工程数が少なくなるので、後工程におけ
る破損の確率が大巾に小さくなり、収率が向上する。ｔ
た、圧電性薄膜２４が誘電体薄［１１１２６にて覆われ
ているので、圧電性薄ｓ２４の保護がはかれ、経時変化
が少なくなる。さらに、コンタクトホールとなる開口２
８゜２９を通してリード接続が簡単に行える。
２３．２５が誘亀体薄暎２６により覆われ”Ｃいるので
、圧電性薄膜２４の形成後に、異方性エツチング処理に
よる凹部２７の形成が可能となる。しだがって、シリコ
ンウェハー２０．５ｉＯ１１１９２２、ＺｎＯ腰２４、
上、下部電極２３．２５からなる多層構造の状態で異方
性エツチング処理を施すことができ、しかもドープ層２
１にＳｉｎ！膜２２が接着され、とのｓｌｏ、膿２２に
圧電性薄膜２４などが接着され、かつその接着がスパッ
タリングなどで強固になされているので、異方性エツチ
ング処理時にドープ層２１や８１０． 聯２２のダイア
フラムの部分が破損する率が非常に少なくなる。また、
ダイアフラムがドープ層２１ 、８１０゜−２２，圧電
性薄膜２４の多層構造で構成され、かつ異方性エツチン
グ処理した後の工程数が少なくなるので、後工程におけ
る破損の確率が大巾に小さくなり、収率が向上する。ｔ
た、圧電性薄膜２４が誘電体薄［１１１２６にて覆われ
ているので、圧電性薄ｓ２４の保護がはかれ、経時変化
が少なくなる。さらに、コンタクトホールとなる開口２
８゜２９を通してリード接続が簡単に行える。
上記実施例では基板としてドープ層を作成しかつＥｌｉ
Ｏ，膜を形成したシリコンウエノ・−を示しているが、
本発明によれば、ドープ層を作成しただけのシリコンウ
ェハー−１あるいは８１ｏｚ１＃を形成したシリコンウ
エノ・−を用いてもよく、要は少なくともシリコンウエ
ノ・−を含む基板であればよい。
Ｏ，膜を形成したシリコンウエノ・−を示しているが、
本発明によれば、ドープ層を作成しただけのシリコンウ
ェハー−１あるいは８１ｏｚ１＃を形成したシリコンウ
エノ・−を用いてもよく、要は少なくともシリコンウエ
ノ・−を含む基板であればよい。
さらに本発明では、特にシリコンウエノ・−にドープ層
を作成した場合には、そのドープ層を下部電極として動
作させ、ＡＩ蒸着などによる下部電原を省略することが
できる。
を作成した場合には、そのドープ層を下部電極として動
作させ、ＡＩ蒸着などによる下部電原を省略することが
できる。
第１図、第２図および第３図は従来の圧電共１辰子の断
面図、第４図は本発明に基づく圧電共１辰子の断面図で
ある。 ２０ｔｉシ！Ｊコンウエノ・−１２４は圧雪、性薄映、
２３．２５は電極、２６は誘電体薄膜、２７は凹部、２
８．２９は開口である。 特許出願人 株式会社村田製作所 第 ｌ 図 躬？霞 躬３０
面図、第４図は本発明に基づく圧電共１辰子の断面図で
ある。 ２０ｔｉシ！Ｊコンウエノ・−１２４は圧雪、性薄映、
２３．２５は電極、２６は誘電体薄膜、２７は凹部、２
８．２９は開口である。 特許出願人 株式会社村田製作所 第 ｌ 図 躬？霞 躬３０
Claims (1)
- 少なくともシリコンウェハーを含む基板の一方面上に、
下部電極、圧電性薄膜および上部電極が順次形成され、
圧電性薄膜および上、下部電極を覆うように誘電体薄聯
が形成され、基板の他方面に圧電性薄膜と対向する四部
が形成され、誘電体薄膜に電極に貫通する開口が形成さ
れたことを特徴とする圧電共振子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13334882A JPS5923613A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | 圧電共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13334882A JPS5923613A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | 圧電共振子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5923613A true JPS5923613A (ja) | 1984-02-07 |
Family
ID=15102615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13334882A Pending JPS5923613A (ja) | 1982-07-29 | 1982-07-29 | 圧電共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5923613A (ja) |
Cited By (7)
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| JPH04241505A (ja) * | 1991-01-14 | 1992-08-28 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電薄膜振動子 |
| US5283458A (en) * | 1992-03-30 | 1994-02-01 | Trw Inc. | Temperature stable semiconductor bulk acoustic resonator |
| US5852337A (en) * | 1996-05-27 | 1998-12-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric film-type element |
| US7009328B2 (en) * | 2003-06-20 | 2006-03-07 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive device made of piezoelectric/electrostrictive film and manufacturing method |
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-
1982
- 1982-07-29 JP JP13334882A patent/JPS5923613A/ja active Pending
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