WO2007063842A1 - 音響共振器およびその製造方法 - Google Patents

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WO2007063842A1
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tensile stress
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Kei Satou
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Sony Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to an acoustic resonator that prevents damage to a piezoelectric layer and a method for manufacturing the same.
  • Fig. 9 shows a planar layout
  • Fig. 9 shows ( 1) A schematic sectional view taken along line XX 'in the figure is shown.
  • the thickness of the support substrate 320 made of high-resistance silicon or high-resistance gallium arsenide is set to include an air layer 321 having a thickness of about 0.5 m to 3 m.
  • a lower electrode 322 having a thickness of about 1 m—0.5 ⁇ m is formed, and a piezoelectric layer 323 having a thickness of about L m—2 / zm is formed on the upper portion thereof.
  • the upper electrode 324 is formed to form a thin film Balta acoustic resonator (FBAR) 100.
  • the lower electrode 322, the piezoelectric layer 323, and the upper electrode 324 are sequentially formed by using a sputtering deposition technique well-known in the semiconductor manufacturing field and various etching techniques using a resist as a mask.
  • a metal material such as molybdenum, tungsten, tantalum, titanium, platinum, ruthenium, gold, aluminum, or copper is used.
  • aluminum nitride (A1N ), Acid zinc (ZnO), sulfur sulfate, zinc titanate Lead acid [Pb (Zr, Ti) 0: PZT] or the like is used.
  • the air layer 321 is formed immediately below the region where the upper electrode 324 and the lower electrode 322 are spatially overlapped (that is, the region operating as FBA R), the same as the upper electrode 324
  • the lower electrode 322 also has an interface in contact with air.
  • the air layer 321 includes a silicon oxide film, a phosphorus silicate glass (PSG) film, a boron phosphorus silicate glass (BPSG) film, a SOG (Spin on glass) film, etc. Is etched away with a hydrofluoric acid (HF) solution through the via hole 326.
  • PSG phosphorus silicate glass
  • BPSG boron phosphorus silicate glass
  • SOG Spin on glass
  • the operation of the FBAR is outlined.
  • an alternating voltage is applied between the upper electrode 324 and the lower electrode 322 to generate a time-varying electric field in the piezoelectric layer 323, the piezoelectric layer 323 generates a part of electric energy as an elastic wave ( This is converted into mechanical energy in the form of sound waves). This mechanical energy is applied to the piezoelectric layer 3 in the direction perpendicular to the electrode surface.
  • the sound wave induced in the piezoelectric layer 323 repeatedly reflects up and down at the interface between the piezoelectric layer and the electrode, and a standing wave corresponding to the half wavelength is formed.
  • the resonance frequency ⁇ is when the frequency of the sound wave where the standing wave of half wavelength is standing matches the frequency of the AC voltage.
  • the lower electrode layer 213 and the piezoelectric layer 214 with a uniform tensile stress or compressive stress are provided on the support substrate 211 via the air layer 212.
  • the piezoelectric layer 214 is curved in a concave shape (or a convex shape). As a result, as shown in FIG. Will occur.
  • a crack 217 is generated in the piezoelectric layer 214 starting from the peripheral edge of the via hole 231.
  • FBARs that make up bandpass filters require an electromechanical coupling coefficient of 5% or more, and a stress value that satisfies this is 300 MPa or more, or 300 MPa or more.
  • the inventor of the present application has found an experimental fact that the compressive stress is necessary.
  • the air layer is located on the upper surface of the support substrate. It is easy to mix with microwave integrated circuit (MMIC) and silicon integrated circuit (SilC), and this feature is attractive to meet the demand for downsizing and high functionality of the factory. Therefore, the FBAR has the above air bridge type structure, and can prevent cracks from occurring and has a wide pass frequency band, that is, an FBAR with a large electromechanical coupling coefficient. Was strongly desired.
  • MMIC microwave integrated circuit
  • SiC silicon integrated circuit
  • a problem to be solved is that, in an acoustic resonator having an air bridge structure, a high electromechanical coupling coefficient cannot be realized without causing cracks in the piezoelectric layer.
  • the piezoelectric layer has a laminated structure including a tensile stress layer and a compressive stress layer, and the mechanical strength of the piezoelectric layer is increased to prevent the occurrence of cracks and a high electromechanical coupling coefficient. The challenge is to achieve this.
  • the acoustic resonator of the present invention includes a first electrode composed of at least one conductive layer, a piezoelectric layer composed of a plurality of layers formed adjacent to an upper surface of the first electrode, and the piezoelectric layer An acoustic resonator having a second electrode made of at least one conductive layer formed adjacent to the upper surface of the substrate, wherein the piezoelectric layer includes a tensile stress layer in which tensile stress is contained and a compressive stress layer in which compressive stress is present And the tensile stress of the tensile stress layer and the compressive stress of the compressive stress layer are adjusted so as to cancel each other.
  • the piezoelectric layer has a tensile stress layer containing a tensile stress and a compressive stress layer containing a compressive stress, and the tensile stress of the tensile stress layer and the compressive stress layer Since the adjustment is made so as to cancel out the compressive stress, the large bending generated in the piezoelectric layer containing only the tensile stress or the compressive stress is prevented, and the electromechanical coupling coefficient is increased.
  • the method for manufacturing an acoustic resonator of the present invention includes a first electrode composed of at least one conductive layer, a piezoelectric layer composed of a plurality of layers formed adjacent to the upper surface of the electrode, and the piezoelectric body
  • the step of forming the piezoelectric layer includes a tensile stress.
  • the step of forming the piezoelectric layer includes a step of forming a tensile stress layer containing a tensile stress and a step of forming a compressive stress layer containing a compressive stress. So that the tensile stress of the tensile stress layer and the compressive stress of the compressive stress layer are offset. Since the tensile stress layer and the compressive stress layer are formed, the large bending generated in the piezoelectric layer containing only the tensile stress or the compressive stress is prevented, and the electromechanical coupling coefficient is increased.
  • the acoustic resonator of the present invention includes a tensile stress layer in which a piezoelectric layer contains tensile stress and a compressive stress layer in which compressive stress is contained, and the tensile stress of the tensile stress layer and the compression of the compressive stress layer. Since it is adjusted so as to cancel out the stress, it is possible to prevent the occurrence of a large curvature that occurred in the piezoelectric layer containing only tensile stress or compressive stress, and to increase the electromechanical coupling coefficient Therefore, if an acoustic resonator that ensures a high Q value can be realized, there is an advantage. As a result, a high-quality band-pass filter having a wide pass frequency band and a small insertion loss can be provided.
  • the acoustic resonator manufacturing method of the present invention forms a tensile stress layer containing tensile stress and a compressive stress layer containing compressive stress, and the tensile stress of the tensile stress layer and the compressive stress of the compressive stress layer. Since the tensile stress layer and the compressive stress layer are formed so as to cancel each other, it is possible to prevent the occurrence of a large curvature that occurred in the piezoelectric layer containing only the tensile stress or the compressive stress. At the same time, since the electromechanical coupling coefficient can be increased, an acoustic resonator having a high Q value can be realized. As a result, there is an advantage in that a high-quality band-pass filter having a wide pass frequency band and an insertion loss power can be manufactured with a high yield.
  • FIG. 1 is a drawing showing a first example of an embodiment of an acoustic resonator according to the present invention.
  • FIG. 1 (1) is a schematic sectional view of the acoustic resonator.
  • FIG. 1 (2) is an enlarged sectional view of the piezoelectric layer.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the piezoelectric layers of the second and third examples of the acoustic resonator of the present invention.
  • FIG. 3 is a drawing for comparing the characteristics of the acoustic resonators of the first to third embodiments with the characteristics of an acoustic resonator having a piezoelectric layer having a conventional configuration.
  • FIG. 4 is a manufacturing process sectional view showing an example of the embodiment according to the method for manufacturing an acoustic resonator of the present invention.
  • FIG. 5 is a manufacturing process sectional view showing an example of the embodiment according to the method for manufacturing an acoustic resonator of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic sectional view showing a conventional air bridge type FBAR.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view showing the problems of a conventional air bridge type FBAR.
  • FIG. 8 is a plan layout diagram showing problems of a conventional air bridge type FBAR.
  • FIG. 9 is a schematic sectional view showing a conventional air bridge type FBAR.
  • FIG. 1 (1) in FIG. 1 is a schematic sectional view of the acoustic resonator, and (2) in FIG. 1 is an enlarged sectional view of the piezoelectric layer.
  • a first electrode (lower electrode) 13 is formed on the upper surface of the support substrate 11 so as to cover the air layer 12. That is, the air layer 12 is enclosed by the first electrode 13.
  • the first electrode 13 has a molybdenum (Mo) force, for example, and is formed to a thickness of 230 nm, for example.
  • Mo molybdenum
  • a metal material such as tungsten, tantalum, titanium, platinum, ruthenium, gold, aluminum, or copper can be used. Further, the first electrode 13 can be formed of a plurality of layers of electrode materials.
  • a piezoelectric layer 14 is formed on the first electrode 13.
  • the piezoelectric layer 14 is a multilayer aluminum nitride (A1N) film with different internal stresses, and is formed to a thickness of, for example, 1. O / zm. Since the resonance frequency of the acoustic resonator (FBAR) is substantially determined by the film thickness of the piezoelectric layer 14, the film thickness of the piezoelectric layer 14 is determined according to the resonance frequency of the acoustic resonator.
  • A1N aluminum nitride
  • the piezoelectric layer 14 is formed by, for example, laminating a compressive stress layer 21, a buffer layer 22, a tensile stress layer 23, a nother layer 24, and a compressive stress layer 25 in this order from the lower layer (first electrode 13 side). It is formed.
  • the buffer layer 22 is provided between the compressive stress layer 21 and the tensile stress layer 23 to relieve the compressive stress of the compressive stress layer 21 and the bow I tension stress of the tensile stress layer 23.
  • the stress is 0 or
  • the buffer layer 24 is provided between the tensile stress layer 23 and the compressive stress layer 25 to relieve the bow I tension stress of the bow I tension stress layer 23 and the compression stress of the compression stress layer 25.
  • it is formed of an aluminum nitride layer having a tensile stress or compressive stress of 0 or less than lOOMPa, for example.
  • the compressive stress layers 21 and 25 are formed to have a compressive stress of, for example, 300 MPa or more, preferably 1 GPa or more, and the tensile stress layer 23 is formed to have a tensile stress of 300 MPa or more, preferably 800 MPa or more.
  • the film thickness of each of the above layers is, for example, 100 nm for the compressive stress layers 21 and 25, 22 for the noffer layer, 24 for 200 nm, and 23 for the tensile stress layer OO nm. Therefore, the film thickness of the entire piezoelectric layer 14 is 1 ⁇ m as described above.
  • the piezoelectric layer 14 is in a state in which the compressive stress generated in the compressive stress layers 21 and 25 and the tensile stress generated in the tensile stress layer 23 cancel each other. Therefore, the piezoelectric layer 14 is formed so that the compressive stress and the tensile stress are offset over the entire piezoelectric layer 14. In this way, the thickness and stress of each of the compressive stress layers 21 and 25 and the tensile stress layer 23 are adjusted so that the compressive stress and the tensile stress are offset.
  • the (A1N) layer is oriented in the c-axis direction as much as possible.
  • the allowable value is preferably within 1.5 degrees as the half-value width in the c-axis direction.
  • An upper electrode 15 is formed on the piezoelectric layer 14.
  • the upper electrode 15 also has, for example, a molybdenum (Mo) force and is formed to a thickness of, for example, 334 nm.
  • Mo molybdenum
  • metal materials such as tungsten, tantalum, titanium, platinum, ruthenium, gold, aluminum and copper can be used.
  • the upper electrode layer can be formed of a plurality of electrode materials.
  • a via hole 32 that penetrates the piezoelectric layer 14 and the lower electrode 13 and reaches the space layer 12 is formed.
  • the via hole 32 is used when etching a sacrificial layer for forming the force space layer 12 which will be described in detail later in the description of the manufacturing method.
  • a so-called air-bridge type acoustic resonator (FBAR) 1 is configured.
  • the piezoelectric layer 14 has the tensile stress layer 23 containing the tensile stress and the compressive stress layers 21, 25 containing the compressive stress, and the tensile stress of the tensile stress layer 23 is Since it is adjusted so as to cancel out the compressive stress of the compressive stress layers 21 and 25, it is possible to prevent the occurrence of a large curvature that occurred in the piezoelectric layer in which only the tensile stress or compressive stress exists.
  • the electromechanical coupling coefficient can be increased, there is an advantage that the acoustic resonator 1 having a high Q value can be realized. As a result, a high-quality bandpass filter having a wide pass frequency band and a small insertion loss can be provided. By the way, the bandpass filter using the acoustic resonator 1 of the present invention can expand the bandwidth of 1 OM Hz at the center frequency of 2 GHz.
  • FIG. 2 (1) shows the piezoelectric layer of the second embodiment
  • FIG. 2 (2) shows the piezoelectric layer of the third embodiment.
  • the acoustic resonator of the second embodiment has the same configuration except that the configuration of the piezoelectric layer 14 in the acoustic resonator 1 is different. Therefore, here, the configuration of the piezoelectric layer 14 will be described.
  • the piezoelectric layer 14 includes a compressive stress layer 26 having a compressive stress on the side of the first electrode 13 formed so as to cover the air layer 12 on the support substrate 11 described with reference to FIG.
  • the bow I tension stress layer 27 having a bow I tension stress is formed by laminating. Further, the second electrode 15 is formed on the tensile stress layer 27.
  • the film thickness of each of the above layers was 500 nm for the compressive stress layer 26 and 500 nm for the tensile stress layer 27. Therefore, the film thickness of the entire piezoelectric layer 14 is 1 ⁇ m.
  • the piezoelectric layer 14 the compressive stress generated in the compressive stress layer 26 and the tensile stress generated in the tensile stress layer 27 cancel each other. Therefore, the piezoelectric layer 14 is formed so that the compressive stress and the tensile stress are offset over the entire piezoelectric layer 14. Thus, the film thickness and stress of each compressive stress layer 26 and tensile stress layer 27 are adjusted so that the compressive stress and the tensile stress are offset.
  • the acoustic resonator having the configuration of the piezoelectric layer 14 shown in (1) of Fig. 2 above, the same effects as those of the acoustic resonator 1 can be obtained.
  • the acoustic resonator according to the third embodiment has the same configuration as that of the acoustic resonator 1 except that the configuration of the piezoelectric layer 14 is different. Therefore, here, the configuration of the piezoelectric layer 14 will be described.
  • the piezoelectric layer 14 has a tensile stress layer 28, a nother layer 22, and a compression layer on the first electrode 13 side formed so as to cover the air layer 12 on the support substrate 11 described with reference to FIG.
  • the stress layer 29, the noffer layer 24, and the tensile stress layer 30 are laminated in order.
  • the buffer layer 22 is provided between the tensile stress layer 28 and the compressive stress layer 29 to relieve the tensile stress of the tensile stress layer 28 and the compressive stress of the compressive stress layer 29.
  • the stress is 0 or, for example, lOOMPa It is formed of an aluminum nitride layer having a tensile stress or compressive stress within.
  • the buffer layer 24 is provided between the compressive stress layer 29 and the tensile stress layer 30, and relaxes the compressive stress of the compressive stress layer 29 and the tensile stress of the tensile stress layer 30.
  • the compressive stress layer 29 has a compressive stress of, for example, 300 MPa or more, preferably 600 MPa or more, and the tensile stress layers 28, 30 have a bow I tension stress of 300 MPa or more, preferably 80 OMPa or more. It is formed!
  • the film thicknesses of the above layers are, for example, 100 nm for the tensile stress layers 28 and 30, 200 nm for the buffer layers 22 and 24, and 400 nm for the compressive stress layer 29. Therefore, the film thickness of the entire piezoelectric layer 14 is as follows.
  • the piezoelectric layer 14 the tensile stress generated in the tensile stress layers 28 and 30 and the compressive stress generated in the compressive stress layer 29 cancel each other. Therefore, the piezoelectric layer 14 is formed so that the tensile stress and the compressive stress are offset over the entire piezoelectric layer 14. Thus, the film thickness and stress of each of the tensile stress layers 28 and 30 and the compressive stress layer 29 are adjusted so that the tensile stress and the compressive stress are offset.
  • the compressive stresses 21 and 26 are provided on the first electrode (lower electrode) 13 side as in the first and second embodiments. preferable.
  • the piezoelectric layer 14 The overall crystal orientation is improved.
  • aluminum nitride (A1N) is required to be oriented in the c-axis direction for crystal growth with good orientation. To do this, it is necessary to first form a compressive stress film that tends to be preferentially oriented in the c-axis direction as the film that starts crystal growth.
  • the tensile stress layer 28 is formed first, it is difficult to orient in the c-axis direction, so that the electromechanical coupling coefficient of the acoustic resonator is slightly lowered as in the third embodiment. This point will be described next.
  • the characteristics of the acoustic resonators of the first to third embodiments are compared with the characteristics of an acoustic resonator having a piezoelectric layer having a conventional configuration. The result is illustrated by FIG.
  • the piezoelectric layer 14 has the compressive stress layer 21, the nother layer 22, the tensile stress from the first electrode (lower electrode) 13 side.
  • the layer 23, the noffer layer 24, and the compressive stress layer 25 are sequentially stacked, and the second electrode (upper electrode) 15 is formed on the compressive stress layer 25.
  • the piezoelectric layer 14 is formed by sequentially laminating the compressive stress layer 26 and the tensile stress layer 27 from the first electrode (lower electrode) 13 side.
  • the second electrode (upper electrode) 15 is formed on the tensile stress layer 27. The details are as described with reference to FIG. 2 (1).
  • the piezoelectric layer 14 has the tensile stress layer 28, the nother layer 22, the compressive stress from the first electrode (lower electrode) 13 side.
  • a second electrode (upper electrode) 15 is formed on the tensile stress layer 30 by sequentially laminating the layer 29, the noffer layer 24, and the tensile stress layer 30. Details of this are as described in (2) of FIG.
  • the Type D acoustic resonator is an acoustic resonator having a conventional configuration, and the piezoelectric layer 114 is placed on the first electrode (lower electrode) 13 on the buffer. It is formed of an aluminum nitride layer made of the same material as that of the layer, for example, having a stress of 0 or, for example, uniformly having a tensile stress or a compressive stress of less than lOOMPa. An electrode (upper electrode) 15 is formed.
  • the measured value is an actually measured value in the FBAR having each piezoelectric layer.
  • the type and value of the internal stress of each piezoelectric layer can be determined by examining the direction and amount of warpage of the substrate that occurs when an aluminum nitride (A1N) layer is deposited on the substrate. The measurement was performed with an FBAR in which the capacitance of the overlap region between the electrode 13 and the second electrode 15 was 1. lpF.
  • the piezoelectric layer 14 of the present invention has a tensile stress layer containing a tensile stress and a compressive stress layer containing a compressive stress, and the bow of the tensile stress layer.
  • the acoustic resonator having a configuration in which the tension stress and the compressive stress are adjusted so as to cancel out the compressive stress of the layer is higher than the acoustic resonator having the configuration of the piezoelectric layer 114 of the related art. Keff 2 ) is bigger.
  • the electromechanical coupling coefficient Keff 2
  • the electromechanical coupling coefficient is the first example and the second example. It is lower than the acoustic resonator in the example. Therefore, the film first formed on the first electrode 13 is more preferably a film having a compressive stress. The orientation when the internal stress of the lowermost layer of the piezoelectric layer 14 adjacent to the upper surface of the first electrode (lower electrode) 13 is adjusted to a compressive stress is 1.5 degrees or less, and the crystallinity is good. This is reflected in the electromechanical coupling coefficient.
  • a resist mask is formed by a normal lithography technique.
  • the sacrificial layer is patterned by an etching technique using a resist mask to form a sacrificial layer pattern 31.
  • the sacrificial layer pattern 31 is formed in a truncated pyramid shape, for example.
  • the sacrificial layer pattern 31 is formed of, for example, an oxide silicon-based film that can be etched with hydrofluoric acid, for example.
  • a SOG (Spin on glass) film is formed to a thickness of 1 ⁇ m.
  • it can be formed with a silicon oxide film, a phosphorous silicate glass (PSG) film, a boron silicate glass (BPSG) film, etc. by CVD.
  • a first electrode (lower electrode) 13 is formed on the support substrate 11 so as to cover the sacrificial layer pattern 31.
  • the first electrode 13 is formed by depositing, for example, molybdenum (Mo) to a thickness of, for example, 230 nm by, for example, DC magnetron sputtering.
  • Mo molybdenum
  • metal materials such as tungsten, tantalum, titanium, platinum, ruthenium, gold, aluminum, and copper can be used. Further, the first electrode 13 can be formed of a plurality of layers of electrode materials.
  • the piezoelectric layer 14 is formed on the first electrode 13.
  • the piezoelectric layer 14 is formed of a plurality of aluminum nitride (A1N) films with different internal stresses, for example, by a DC pulse sputtering method or the like, for example, with a thickness of 1. O / zm. Since the resonance frequency of the acoustic resonator (FBAR) is substantially determined by the film thickness of the piezoelectric layer 14, the film thickness of the piezoelectric layer 14 is determined according to the resonance frequency of the acoustic resonator.
  • A1N aluminum nitride
  • a compressive stress layer 21, a buffer layer 22, a tensile stress layer 23, a nother layer 24, and a compressive stress layer 25 are formed in this order from the lower layer.
  • the buffer layer 22 is provided between the compressive stress layer 21 and the tensile stress layer 23 to relieve the compressive stress of the compressive stress layer 21 and the tensile stress of the tensile stress layer 23. It is formed of an aluminum nitride layer having a tensile stress or compressive stress less than lOOMPa.
  • the buffer layer 24 is provided between the tensile stress layer 23 and the compressive stress layer 25, and has a tensile stress.
  • the compressive stress layers 21 and 25 have a compressive stress of, for example, 300 MPa or more, preferably 1 GPa or more, and the tensile stress layer 23 has a bow I tension stress of 300 MPa or more, preferably 800 MPa or more. Formed.
  • the film thickness of each of the above layers is, for example, 100 nm for the compression stress layers 21 and 25, 22 for the noffer layer, 24 for 200 nm, and 23 for the tensile stress layer OO nm. Accordingly, the film thickness of the entire piezoelectric layer 14 is 1. ⁇ as described above.
  • the compressive stress layer 21, the noffer layer 22, the tensile stress layer 23, the noffer layer 24, and the compressive stress layer 25 can be continuously formed in the same chamber of the DC pulse sputtering apparatus.
  • the film forming conditions are, for example, a film forming pressure of 0.27 Pa, a flow rate ratio of argon gas and nitrogen gas of 1: 7, a sputtering power of 5 kW to 10 kW, and a substrate bias voltage of 25 V to 48 V, for example.
  • the stress of the deposited film is determined by changing the substrate bias voltage.
  • the substrate bias voltage is set to 42 V to 48 V (for example, 45 V), for example.
  • the substrate bias voltage is set to 31 V to 35 V, for example.
  • the substrate bias voltage is set to, for example, 22V to 26V.
  • the compressive stress generated in the compressive stress layers 21 and 25 and the bow I tensile stress generated in the tensile stress layer 23 can be mutually offset. In this way, in order to cancel the compressive stress and tensile stress in the entire piezoelectric layer 14, the film thickness and stress of each compressive stress layer 21, 25 and tensile stress layer 23 are adjusted. It is important to form a film.
  • the piezoelectric layer 14 is configured by laminating the compressive stress layer 26 and the tensile stress layer 27 described with reference to (1) of Fig. 2, the compression is performed by changing the substrate bias voltage.
  • the stress layer 26 and the tensile stress layer 27 may be laminated in order.
  • the piezoelectric When the body layer 14 is configured by laminating the tensile stress layer 28, the noffer layer 22, the compressive stress layer 29, the noffer layer 24, and the tensile stress layer 30 described in (2) of FIG.
  • the substrate bias voltage may be changed to form the tensile stress layer 28, the noffer layer 22, the compressive stress layer 29, the noffer layer 24, and the bow I tension stress layer 30 in this order.
  • the piezoelectric layer 14 it is necessary to orient the aluminum nitride (A1N) layer in the c-axis direction as much as possible in order for the piezoelectric layer 14 to obtain sufficient piezoelectric characteristics.
  • the permissible value is, for example, preferably within 1.5 degrees as the half-value width in the c-axis direction.
  • an upper electrode layer for forming an upper electrode is formed on the piezoelectric layer 14.
  • the upper electrode layer is formed by depositing, for example, molybdenum (Mo) to a thickness of, for example, 334 nm by, for example, DC magnetron sputtering.
  • Mo molybdenum
  • a metal material such as tungsten, tantalum, titanium, platinum, ruthenium, gold, aluminum, and copper can be used for the upper electrode layer.
  • the upper electrode layer can be formed of a plurality of electrode materials.
  • a resist mask (not shown) for forming the upper electrode is formed by resist coating and lithographic techniques, and then the upper electrode layer is patterned by an etching technique using this resist mask.
  • this etching is performed by reactive ion etching (RIE) using a halogen-based gas as an etching gas. Thereafter, the resist mask is removed.
  • RIE reactive ion etching
  • a resist mask (not shown) for forming a via hole necessary for removing the sacrificial layer pattern 31 by resist coating and lithography techniques.
  • via holes 32 that penetrate the piezoelectric layer 14 and the lower electrode 13 and reach the sacrificial layer pattern 31 are formed by an etching technique using the resist mask.
  • this etching is performed by reactive ion etching (RIE) using a halogen-based gas as an etching gas.
  • the resist mask is removed.
  • the sacrificial layer pattern 31 (see (6) of FIG. 4) is removed through the via hole 32.
  • the removal of the sacrificial layer pattern 31 is, for example, by wet etching using a hydrofluoric acid (HF) aqueous solution.
  • HF hydrofluoric acid
  • the sacrificial layer pattern 31 is completely removed, and the space 12 is formed in the removed portion. Form. That is, the space 12 is formed between the support substrate 11 and the first electrode 13. In this way, a so-called air bridge type acoustic resonator (FBAR) 1 is completed.
  • FBAR air bridge type acoustic resonator
  • the acoustic resonator manufacturing method includes the formation of the tensile stress layer 23 including the tensile stress and the compressive stress layers 21 and 25 including the compressive stress, and the tensile stress and the compressive stress layer of the tensile stress layer 23. Since the tensile stress layer 23 and the compressive stress layers 21 and 25 are formed so that the compressive stresses 21 and 25 cancel each other, the large curvature generated in the piezoelectric layer containing only the tensile stress or the compressive stress is generated. Since it can be prevented from occurring and the electromechanical coupling coefficient can be increased, there is an advantage that the acoustic resonator 1 having a high Q value can be realized. Accordingly, there is an advantage that a high-quality band-pass filter can be manufactured with a high yield, with a wide pass frequency band and an insertion loss power.
  • an air bridge type acoustic resonator for example, FBAR
  • the piezoelectric layer 14 has a compressive stress layer and a tensile stress layer.
  • the stress is adjusted so that the compressive stress and the tensile stress are offset, the effect of the present invention can be obtained, and it does not depend on the position or structure of forming the FBAR on the support substrate. For this reason, the same effect can be expected for the FBAR having the membrane structure and the FBAR having the acoustic reflection mirror described in Reference 1.

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Abstract

　圧電体層を引張応力層と圧縮応力層とを有する積層構造にして、圧電体層の機械的強度を高めてクラックの発生を防止するとともに高い電気機械結合係数を実現することを可能とする。少なくとも１層の導電層から成る第１電極１３と、前記第１電極１３の上面に隣接して形成された複数層から成る圧電体層１４と、前記圧電体層１４の上面に隣接して形成された少なくとも１層の導電層から成る第２電極１５とを有する音響共振器１において、前記圧電体層１４が引張応力を内在する引張応力層２３と圧縮応力を内在する圧縮応力層２１、２５とを有し、かつ前記引張応力層２３の引張応力と前記圧縮応力層２１、２５の圧縮応力とが相殺されるように調整されているものである。

Description

明 細 書
音響共振器およびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、圧電体層の損傷を防止した音響共振器およびその製造方法に関するも のである。
背景技術
[0002] 近年、携帯電話や個人用携帯情報端末 (PDA： Personal Digital Assistance)機器 の高機能化'高速ィ匕に伴い、これら通信機器に内蔵される数 100MHz—数 GHz動 作の高周波フィルタにはこれまでに増して小型ィ匕 '低コストィ匕の要求がある。この要求 を満たす高周波フィルタの有力候補が、半導体製造技術を用いて形成できる薄膜バ ルク音響共振器（Thin Film Bulk Acoustic Resonator,以下 FBARと記す）を用いた フィルタである。
[0003] この FBARの代表例として空気ブリッジ型と呼ばれる構造がある（例えば、 K. M. La kin著「Thin Film Resonators ana Filters] Proceedings of the 1999 IEEE Ultrasonics S ymposium, Vol.2, p.895- 906 1999年 10月（以下、文献 1と記す）参照。 )。この構造 を図 9によって説明する。なお、図 9の（1)は平面レイアウト図を示し、図 9の（2)は図 9の（1)図中の X— X'線断面の概略構成断面図を示す。
[0004] 図 9に示すように、高抵抗シリコンや高抵抗ガリウム砒素から成る支持基板 320上に 、厚さ 0. 5 m— 3 m程度の空気層 321を包含するように、厚さ 0. 1 m— 0. 5 μ m程度の下部電極 322が形成され、その上部に厚さ： L m— 2 /z m程度の圧電体層 323、厚さ 0. 1 μ m- 0. 5 μ m程度の上部電極 324が形成されて、薄膜バルタ音響 共振器 (FBAR) 100が構成されている。上記下部電極 322、圧電体層 323、上部電 極 324は、半導体製造分野で周知のスパッタ堆積技術やレジストをマスクとした各種 エッチング技術を用 、て順次に形成される。
[0005] 上記各電極材料には、例えば、モリブテン、タングステン、タンタル、チタン、白金、 ルテニウム、金、アルミニウム、銅などの金属材料が用いられ、圧電体材料には、例 えば、窒化アルミニウム (A1N)、酸ィ匕亜鉛 (ZnO)、硫ィ匕力ドニゥム、チタン酸ジルコン 酸鉛〔Pb (Zr, Ti) 0： PZT〕などが用いられる。
3
[0006] 上記上部電極 324と下部電極 322とが空間的に重なり合った領域 (すなわち FBA Rとして動作する領域)の直下には上記空気層 321が形成されているので、上部電 極 324と同様に下部電極 322も空気と接する境界面を持っている。この空気層 321 は、支持基板 320の上面に空気層 321の形状に形成されたシリコン酸化膜、リンシリ ケートガラス（PSG)膜、ホウ素リンシリケートガラス（BPSG)膜、 SOG (Spin on glass) 膜などを、ビアホール 326を通してフッ酸 (HF)水溶液でエッチング除去することで形 成される。
[0007] 次に、 FBARの動作を概説する。上部電極 324と下部電極 322との間に交流電圧 を印加して時間的に変化する電界を圧電体層 323の内部に生じさせると、圧電体層 323は電気的エネルギーの一部を弾性波（以下、音波と記す）という形の機械的エネ ルギ一へ変換する。この機械的エネルギーは、電極面の垂直方向である圧電体層 3
23の膜厚方向に伝搬され、再び電気的エネルギーへと変換される。
[0008] この電気 Z機械のエネルギー変換過程でその効率が優れる特定の周波数が存在 し、この周波数を持つ交流電圧を印カロしたとき、音響共振器 (以下、 FBARという、 F BAR: Film Bulk Acoustic Resonator)は極めて低いインピーダンスを示す。この特定 の周波数は一般に共振周波数（γ )と呼ばれ、その値は、一次近似として上部電極 3 24と下部電極 322の存在を無視したとき、 y =VZ (2t)で与えられる。ここで、 Vは 圧電体層 323中の音波の速度、 tは圧電体層 323の厚さである。音波の波長をえと すると、 V= y λの関係式が成立することから、 t= λ Ζ2となる。これは圧電体層 32 3中で誘起された音波が圧電体層 Ζ電極の境界面で上下に反射を繰り返し、丁度そ の半波長に対応した定在波が形成されていることを意味する。換言すれば、半波長 の定在波が立っている音波の周波数と交流電圧の周波数が一致したときが共振周 波数 γとなる。
[0009] 上記共振周波数で FBARのインピーダンスが極めて小さくなることを利用した電子 機器として、複数の FBARをラダー構成に組み、所望の周波数帯域にある電気信号 のみを低損失で通過させるバンドパスフィルタが文献 1で開示されている。
[0010] このフィルタで通過周波数帯域を広く設定するには、 FBARの共振周波数と半共 振周波数との差を大きく取る、換言すれば電気機械結合係数を高くする必要があり、 この手段として圧電体層の全体に一様に引張応力を内在させる方法が経験的に知 られている。また引張応力とは逆向きの圧縮応力でも、電気機械結合係数を高くでき ることが開示されている（例えば、特開 2005— 124107号公報参照。；)。
[0011] し力しながら、図 6に示すように、支持基板 211上に空気層 212を介して、下部電極 層 213および一様に引張り応力または圧縮応力を内在させた状態で圧電体層 214 を形成した FBAR210では、圧電体層 214が凹状 (または凸状）に湾曲し、その結果 、図 7に示すように、圧電体層 214が曲がる箇所 Cを起点として圧電体層 214にクラッ ク 216が発生する。または、図 8に示すように、ビアホール 231の周囲端を起点として 圧電体層 214にクラック 217が発生する。このため、 FBAR210の機械的強度が著し く劣化するとともに、このクラック 216、 217の先端力 上部電極 215の直下の領域ま で、または隣に形成した FBAR (図示せず)まで到達し、 FBARを用いたフィルタの電 気特性が著しく劣化するという問題があった。
[0012] 本発明者の実験結果によると、引張応力が 200MPaで、膜厚が 1 mの窒化アル ミニゥム (A1N)膜を採用した場合、ビアホールの平面形状に依存せず、クラックが生 じた FBARの発生率は 70%と高い値を示した。また、圧縮応力— 350MPaで、膜厚 力 mの窒化アルミニウム (A1N)膜を採用した場合、ビアホールの平面形状に依 存せず、クラックが生じた FBARの発生率は 60%と、こちらも高い値を示した。
[0013] しカゝしながら、バンドパスフィルタを構成する FBARでは、その電気機械結合係数と して 5%以上が要求されており、これを満足する応力値として 300MPa以上の引張り 応力もしくは 300MPa以上の圧縮応力が必要との実験事実を本願発明者は見出し た。
[0014] このように、 、わゆる空気ブリッジ型構造を有する FBARでは、圧電体層で発生す るクラックという課題に直面しているものの、空気層が支持基板の上面に位置すること から、モノリシックマイクロ波集積回路 (MMIC)やシリコン集積回路（SilC)との混載 が容易であり、この特徴は巿場の小型化 ·高機能化要求に応えるのに魅力的である 。したがって、上記空気ブリッジ型構造を有するもので、し力もクラックの発生を防止 でき、かつ通過周波数帯域を広く取れる、つまり電気機械結合係数が大きな FBAR が強く望まれていた。
[0015] 解決しょうとする問題点は、空気ブリッジ型構造の音響共振器において、圧電体層 にクラックを発生させることなく高 ヽ電気機械結合係数を実現できな 、点である。
[0016] 本発明は、圧電体層を引張応力層と圧縮応力層とを有する積層構造にして、圧電 体層の機械的強度を高めてクラックの発生を防止するとともに高い電気機械結合係 数を実現することを課題とする。
発明の開示
[0017] 本発明の音響共振器は、少なくとも 1層の導電層から成る第 1電極と、前記第 1電極 の上面に隣接して形成された複数層から成る圧電体層と、前記圧電体層の上面に 隣接して形成された少なくとも 1層の導電層から成る第 2電極とを有する音響共振器 において、前記圧電体層が引張応力を内在する引張応力層と圧縮応力を内在する 圧縮応力層とを有し、かつ前記引張応力層の引張応力と前記圧縮応力層の圧縮応 力とが相殺されるように調整されて!ヽることを特徴とする。
[0018] 本発明の音響共振器では、圧電体層が引張応力を内在する引張応力層と圧縮応 力を内在する圧縮応力層とを有し、かつ引張応力層の引張応力と圧縮応力層の圧 縮応力とが相殺されるように調整されて ヽることから、引張応力または圧縮応力のみ を内在する圧電体層で発生する大きな湾曲を防止するとともに、電気機械結合係数 が高められる。
[0019] 本発明の音響共振器の製造方法は、少なくとも 1層の導電層から成る第 1電極と、 該電極の上面に隣接して形成された複数層から成る圧電体層と、該圧電体層の上 面に隣接して形成された少なくとも 1層の導電層から成る第 2電極とを有する音響共 振器の製造方法において、前記圧電体層を形成する工程が引張応力を内在する引 張応力層を形成する工程と圧縮応力を内在する圧縮応力層を形成する工程とを有 し、前記引張応力層の引張応力と前記圧縮応力層の圧縮応力とが相殺されるよう〖こ 前記引張応力層と前記圧縮応力層とを形成することを特徴とする。
[0020] 本発明の音響共振器の製造方法では、圧電体層を形成する工程が引張応力を内 在する引張応力層を形成する工程と圧縮応力を内在する圧縮応力層を形成するェ 程とを有し、引張応力層の引張応力と圧縮応力層の圧縮応力とが相殺されるよう〖こ 引張応力層と圧縮応力層とを形成することから、引張応力または圧縮応力のみを内 在する圧電体層で発生する大きな湾曲を防止するとともに、電気機械結合係数が高 められる。
[0021] 本発明の音響共振器は、圧電体層が引張応力を内在する引張応力層と圧縮応力 を内在する圧縮応力層とを有し、かつ引張応力層の引張応力と圧縮応力層の圧縮 応力とが相殺されるように調整されているため、引張応力または圧縮応力のみを内在 する圧電体層で発生していた大きな湾曲の発生を防止できるとともに、電気機械結 合係数が高めることができるので、高 Q値を確保した音響共振器を実現できると 、う 利点がある。これによつて、通過周波数帯域が広ぐかつ挿入損失が小さい高品質 のバンドパスフィルタを提供できる。
[0022] 本発明の音響共振器の製造方法は、引張応力を内在する引張応力層と圧縮応力 を内在する圧縮応力層とを形成するとともに、引張応力層の引張応力と圧縮応力層 の圧縮応力とが相殺されるように引張応力層と圧縮応力層とを形成するため、引張 応力または圧縮応力のみを内在する圧電体層で発生していた大きな湾曲が発生す るのを防止することができるとともに、電気機械結合係数が高めることができるので、 高 Q値を確保した音響共振器を実現できるという利点がある。これによつて、通過周 波数帯域が広ぐかつ挿入損失力 、さい高品質のバンドパスフィルタを高歩留まりで 製造することができるようになると 、う利点がある。
図面の簡単な説明
[0023] [図 1]図 1は、本発明の音響共振器に係る一実施の形態の第 1実施例を示した図面 であり、図 1の（1)は音響共振器の概略構成断面図であり、図 1の（2)は圧電体層の 拡大断面図である。
[図 2]図 2は、本発明の音響共振器に係る一実施の形態の第 2、第 3実施例の圧電体 層を示した概略構成断面図である。
[図 3]図 3は、第 1〜第 3実施例の各音響共振器の特性と、従来の構成の圧電体層を 有する音響共振器の特性とを比較する図面である。
[図 4]図 4は、本発明の音響共振器の製造方法に係る一実施の形態の実施例を示し た製造工程断面図である。 [図 5]図 5は、本発明の音響共振器の製造方法に係る一実施の形態の実施例を示し た製造工程断面図である。
[図 6]図 6は、従来の空気ブリッジ型の FBARを示す概略構成断面図である。
[図 7]図 7は、従来の空気ブリッジ型の FBARの問題点を示す概略構成断面図である
[図 8]図 8は、従来の空気ブリッジ型の FBARの問題点を示す平面レイアウト図である
[図 9]図 9は、従来の空気ブリッジ型の FBARを示す概略構成断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0024] 本発明の音響共振器に係る一実施の形態の第 1実施例を、図 1によって説明する。
図 1の（1)は音響共振器の概略構成断面図であり、図 1の（2)は圧電体層の拡大断 面図である。
[0025] 図 1に示すように、支持基板 11の上面に空気層 12を覆うように第 1電極（下部電極 ) 13が形成されている。すなわち、第 1電極 13によって上記空気層 12が包み込まれ ている。この第 1電極 13は、例えばモリブデン（Mo)力もなり、例えば 230nmの厚さ に形成されている。上記第 1電極 13には、モリブテンの他に、タングステン、タンタル 、チタン、白金、ルテニウム、金、アルミニウム、銅などの金属材料を用いることができ る。また、上記第 1電極 13は複数層の電極材料で形成することもできる。
[0026] 上記第 1電極 13上には圧電体層 14が形成されている。この圧電体層 14は、内部 応力を代えた複数層の窒化アルミニウム (A1N)膜で、例えば 1. O /z mの厚さに形成 されている。なお、音響共振器 (FBAR)の共振周波数は上記圧電体層 14の膜厚で ほぼ決定されるので、音響共振器の共振周波数に応じて上記圧電体層 14の膜厚が 決定されている。
[0027] 上記圧電体層 14は、例えば、下層（第 1電極 13側）より、圧縮応力層 21、バッファ 層 22、引張応力層 23、ノ ッファ層 24、圧縮応力層 25を順に積層して形成されてい る。上記バッファ層 22は、圧縮応力層 21と引張応力層 23との間に設けられて圧縮 応力層 21の圧縮応力および引張応力層 23の弓 I張応力を緩和するもので、例えば 応力が 0もしくは例えば lOOMPa未満の引張応力もしくは圧縮応力を有する窒化ァ ルミ-ゥム層で形成されている。同様に、上記バッファ層 24は、引張応力層 23と圧縮 応力層 25との間に設けられ、弓 I張応力層 23の弓 I張応力および圧縮応力層 25の圧 縮応力を緩和するもので、例えば応力が 0もしくは例えば lOOMPa未満の引張応力 もしくは圧縮応力を有する窒化アルミニウム層で形成されている。また、上記圧縮応 力層 21、 25は例えば 300MPa以上、好ましくは lGPa以上の圧縮応力を有するよう に、また上記引張応力層 23は 300MPa以上、好ましくは 800MPa以上の引張応力 を有するように形成されて 、る。
[0028] 上記各層の膜厚は、一例として、圧縮応力層 21、 25が 100nm、ノ ッファ層 22、 24 力 200nm、引張応力層 23力 OOnmとした。したがって、圧電体層 14全体の膜厚は 上記したように 1 μ mとなっている。
[0029] 上記圧電体層 14は、上記圧縮応力層 21、 25に生じる圧縮応力と上記引張応力層 23に生じる引張応力とが互いに相殺した状態となっている。したがって、圧電体層 1 4全体にお ヽて圧縮応力および引張応力が相殺されるように形成されて!ヽる。このよ うに、圧縮応力および引張応力が相殺されるように、各圧縮応力層 21、 25、および 引張応力層 23の膜厚および応力が調整されている。
[0030] また、上記圧電体層 14が十分な圧電特性を得るようにするため、窒化アルミニウム
(A1N)層を可能な限り c軸方向に配向させてある。その許容値は、例えば c軸方向の 半値幅としては 1. 5度以内が望ましい。
[0031] 上記圧電体層 14上には上部電極 15が形成されている。この上部電極 15は、例え ばモリブデン (Mo)力もなり、例えば 334nmの厚さに形成されている。上記上部電極 層には、モリブテンの他に、タングステン、タンタル、チタン、白金、ルテニウム、金、ァ ルミ-ゥム、銅などの金属材料を用いることができる。また、上記上部電極層は複数 層の電極材料で形成することもできる。
[0032] さらに、上記圧電体層 14および下部電極 13を貫通して空間層 12に達するビアホ ール 32が形成されている。このビアホール 32は、後の製造方法の説明で詳述する 力 空間層 12を形成するための犠牲層をエッチングする際に用 ヽるものである。
[0033] 上記説明したように、いわゆる空気ブリッジ型構造の音響共振器 (FBAR) 1が構成 されている。 [0034] 上記音響共振器 1では、圧電体層 14が引張応力を内在する引張応力層 23と圧縮 応力を内在する圧縮応力層 21, 25とを有し、かつ引張応力層 23の引張応力と圧縮 応力層 21, 25の圧縮応力とが相殺されるように調整されているため、引張応力また は圧縮応力のみが内在する圧電体層で発生していた大きな湾曲の発生を防止する ことができるとともに、電気機械結合係数が高めることができるので、高 Q値を確保し た音響共振器 1を実現できるという利点がある。これによつて、通過周波数帯域が広く 、かつ挿入損失が小さい高品質のバンドパスフィルタを提供できる。ちなみに、本発 明の音響共振器 1を用 、たバンドパスフィルタでは、中心周波数が 2GHz帯で 1 OM Hzの帯域幅の拡大が可能となった。
[0035] 本発明の音響共振器に係る一実施の形態の第 2、第 3実施例を、図 2の概略構成 断面図によって説明する。図 2の（1)に第 2実施例の圧電体層を示し、図 2の（2)に 第 3実施例の圧電体層を示す。
[0036] 図 2の（1)に示すように、第 2実施例の音響共振器は、前記音響共振器 1において 、圧電体層 14の構成が異なる他は、同様なる構成である。したがって、ここでは、圧 電体層 14の構成について説明する。上記圧電体層 14は、前記図 1によって説明し た支持基板 11上に空気層 12を被覆するようにして形成される第 1電極 13側に、圧 縮応力を有する圧縮応力層 26とその上部に形成される弓 I張応力を有する弓 I張応力 層 27とを積層して形成されている。さらに、引張応力層 27上に第 2電極 15が形成さ れている。
[0037] 上記各層の膜厚は、一例として、圧縮応力層 26を 500nm、引張応力層 27を 500 nmとした。したがって、圧電体層 14全体の膜厚は 1 μ mとなっている。
[0038] また、上記圧電体層 14は、上記圧縮応力層 26に生じる圧縮応力と上記引張応力 層 27に生じる引張応力とが互いに相殺した状態となっている。したがって、圧電体層 14全体にお ヽて圧縮応力および引張応力が相殺されるように形成されて!ヽる。この ように、圧縮応力および引張応力が相殺されるように、各圧縮応力層 26、および引 張応力層 27の膜厚および応力が調整されている。
[0039] 上記図 2の（1)に示した圧電体層 14の構成を有する音響共振器であっても、前記 音響共振器 1と同様なる作用効果が得られる。 [0040] 図 2の（2)に示すように、第 3実施例の音響共振器は、上記音響共振器 1において 、圧電体層 14の構成が異なる他は、同様なる構成である。したがって、ここでは、圧 電体層 14の構成について説明する。上記圧電体層 14は、前記図 1によって説明し た支持基板 11上に空気層 12を被覆するようにして形成される第 1電極 13側に、引 張応力層 28、 ノ ッファ層 22、圧縮応力層 29、 ノ ッファ層 24、引張応力層 30を順に 積層して形成されている。上記バッファ層 22は、引張応力層 28と圧縮応力層 29との 間に設けられて引張応力層 28の引張応力および圧縮応力層 29の圧縮応力を緩和 するもので、例えば応力が 0もしくは例えば lOOMPa以内の引張応力もしくは圧縮応 力を有する窒化アルミニウム層で形成されている。同様に、上記バッファ層 24は、圧 縮応力層 29と引張応力層 30との間に設けられ、圧縮応力層 29の圧縮応力および 引張応力層 30の引張応力を緩和するもので、例えば応力が 0もしくは例えば 100M Pa未満の引張応力もしくは圧縮応力を有する窒化アルミニウム層で形成されている 。また、上記圧縮応力層 29は例えば 300MPa以上、好ましくは 600MPa以上の圧 縮応力を有するように、また上記引張応力層 28、 30は 300MPa以上、好ましくは 80 OMPa以上の弓 I張応力を有するように形成されて!、る。
[0041] 上記各層の膜厚は、一例として、引張応力層 28、 30を 100nm、バッファ層 22、 24 を 200nm、圧縮応力層 29を 400nmとした。したがって、圧電体層 14全体の膜厚は となっている。
[0042] 上記圧電体層 14は、上記引張応力層 28、 30に生じる引張応力と上記圧縮応力層 29に生じる圧縮応力とが互いに相殺した状態となっている。したがって、圧電体層 1 4全体にお ヽて引張応力および圧縮応力が相殺されるように形成されて!ヽる。このよ うに、引張応力および圧縮応力が相殺されるように、各引張応力層 28、 30、および 圧縮応力層 29の膜厚および応力が調整されている。
[0043] 上記図 2の（2)に示した圧電体層 14の構成を有する音響共振器であっても、前記 音響共振器 1と同様なる作用効果が得られる。
[0044] また、上記説明した音響共振器の圧電体層 14では、第 1実施例、第 2実施例のよう に、第 1電極（下部電極） 13側に圧縮応力 21、 26を設けることが好ましい。このように 、圧縮応力層 21、 26から圧電体層 14の結晶成長を始めることにより、圧電体層 14 全体の結晶配向性が良くなる。例えば、窒化アルミニウム (A1N)の場合、配向性良く 結晶成長させるには、 c軸方向に配向させることが求められている。それには、結晶 成長を始める膜として、 c軸方向に優先配向しやすい圧縮応力膜を最初に成膜する ことが必要になる。もし、引張応力層 28を最初に成膜した場合、 c軸方向に配向しづ らくなるので、前記第 3実施例のように音響共振器の電気機械結合係数がやや低下 することになる。この点については次に説明する。
[0045] 次に、上記第 1〜第 3実施例の各音響共振器の特性と、従来の構成の圧電体層を 有する音響共振器の特性を比較する。その結果を、図 3によって説明する。
[0046] 図 3の（1)に示すように、 TypeAの音響共振器は、圧電体層 14が、第 1電極（下部 電極） 13側より、圧縮応力層 21、ノ ッファ層 22、引張応力層 23、ノ ッファ層 24、圧 縮応力層 25を順に積層して形成されていて、圧縮応力層 25上に第 2電極 (上部電 極） 15が形成されている。この詳細については、前記図 1によって説明した通りである
[0047] 図 3の（2)に示すように、 TypeBの音響共振器は、圧電体層 14が、第 1電極（下部 電極） 13側より、圧縮応力層 26、引張応力層 27を順に積層して形成されていて、引 張応力層 27上に第 2電極 (上部電極） 15が形成されている。この詳細については、 前記図 2の（1)によって説明した通りである。
[0048] 図 3の（3)に示すように、 TypeCの音響共振器は、圧電体層 14が、第 1電極（下部 電極） 13側より、引張応力層 28、ノ ッファ層 22、圧縮応力層 29、ノ ッファ層 24、引 張応力層 30を順に積層して形成されて ヽて、引張応力層 30上に第 2電極 (上部電 極） 15が形成されている。この詳細については、前記図 2の（2)によって説明した通り である。
[0049] 図 3の (4)に示すように、 TypeDの音響共振器は、従来構成の音響共振器であり、 その圧電体層 114は、第 1電極（下部電極） 13上に、上記バッファ層と同様な材質か らなる、例えば応力が 0もしくは例えば lOOMPa未満の引張応力もしくは圧縮応力を 一様に有する窒化アルミニウム層で形成されて 、るものであり、この圧電体層 114上 に第 2電極 (上部電極） 15が形成されて 、るものである。
[0050] 次に、上記説明したように、 TypeA, B、 C、 Dに示したような内部応力の構成を有 する圧電体層 14を有する音響共振器の電気機械結合係数との関係を、図 3の (5)に よって説明する。測定値は、上記各圧電体層を有する FBARでの実測値である。各 圧電体層の内部応力の種類とその値は、基板に窒化アルミニウム (A1N)層を堆積し た際に生じる基板の反りの向きとその量を調べることにより、また電気機械結合係数 は第 1電極 13と第 2電極 15とのオーバーラップ領域の電気容量が 1. lpFとなるよう にした FBARで測定した。
[0051] 図 3の（5)に示すように、本発明の圧電体層 14が引張応力を内在する引張応力層 と圧縮応力を内在する圧縮応力層とを有し、かつ引張応力層の弓 I張応力と圧縮応力 層の圧縮応力とが相殺されるように調整されているという構成を有する音響共振器は 、従来の圧電体層 114の構成を有する音響共振器よりも電気機械結合係数 (Keff2) が大きくなつて 、る。この電気機械結合係数の値が大き 、ほど音響共振器 (例えば F BAR)の共振周波数と反共振周波数の差が大きくなり、ノ ンドバスフィルタを構成し たとき、通過周波数帯域を広く取れる利点がある。そこで電気機械結合係数は、通常 、 5. 0以上を確保することが求められている。したがって、本発明の圧電体層 14の構 成を有する TypeA (第 1実施例の構成）、 TypeB (第 2実施例の構成）、 TypeC (第 3 実施例の構成)のいずれも、電気機械結合係数が 5. 0以上となっており、従来の圧 電体層 114の構成を有する音響共振器よりも電気機械結合係数 (Keff 2)が顕著に 向上している。
[0052] また、 TypeA、 TypeB, TypeCの!、ずれもクラックの発生が抑えられておりフィルタ 特性と歩留りを両立している。
[0053] さらに、第 3実施例の TypeCは、最初に成膜した引張応力層 26の結晶配向性が c 軸方向に配向していないため、電気機械結合係数が第 1実施例、第 2実施例の音響 共振器よりも低くなつている。したがって、第 1電極 13上に最初に成膜される膜は圧 縮応力を有する膜がより好ましい。そして、第 1電極 (下部電極） 13上面に隣接する 圧電体層 14の最下層の内部応力が圧縮応力に調整された時の配向性は 1. 5度以 内であり、結晶性の良さが電気機械結合係数に反映されている。
[0054] 上記説明したように、圧電体層 14の内部には、圧縮応力と引張応力とが同時に存 在し、かつその圧縮応力と引張応力とが互いに相殺された状態となっていることが望 ましい。
[0055] 次に、本発明の音響共振器の製造方法に係る一実施の形態の実施例を、図 4〜図 5の製造工程断面図によって説明する。
[0056] 図 4の（1)に示すように、支持基板 11の上面に後の工程で空気層を形成するため の犠牲層を成膜した後、通常のリソグラフィー技術によるレジストマスクの形成とこの レジストマスクを用いたエッチング技術により上記犠牲層をパター-ングして、犠牲層 パターン 31を形成する。この犠牲層パターン 31は、例えば角錐台状に形成される。 上記犠牲層パターン 31は、例えばフッ酸でエッチングが可能な、例えば酸ィ匕シリコン 系の膜で形成する。例えば、 SOG (Spin on glass)膜を 1 μ mの厚さに成膜して形成 する。その他、 CVD法によるシリコン酸ィ匕膜、リンシリケートガラス (PSG)膜、ホウ素リ ンシリケートガラス (BPSG)膜等で形成することもできる。
[0057] 次に、図 4の（2)に示すように、上記犠牲層パターン 31を被覆するように、上記支持 基板 11上に第 1電極（下部電極） 13を形成する。この第 1電極 13は、例えば DCマグ ネトロンスパッタリング法等により、例えばモリブデン (Mo)を、例えば 230nmの厚さ に堆積して形成する。上記第 1電極 13には、モリブテンの他に、タングステン、タンタ ル、チタン、白金、ルテニウム、金、アルミニウム、銅などの金属材料を用いることがで きる。また、上記第 1電極 13は複数層の電極材料で形成することもできる。
[0058] 次に、図 4の（3)に示すように、上記第 1電極 13上に圧電体層 14を形成する。この 圧電体層 14は、例えば、 DCパルススパッタリング法等により、内部応力を代えた複 数層の窒化アルミニウム (A1N)膜で、例えば 1. O /z mの厚さに形成する。なお、音響 共振器 (FBAR)の共振周波数は上記圧電体層 14の膜厚でほぼ決定されるので、 音響共振器の共振周波数に応じて上記圧電体層 14の膜厚を決定する。
[0059] 例えば図 4の (4)に示すように、下層より、圧縮応力層 21、バッファ層 22、引張応力 層 23、ノ ッファ層 24、圧縮応力層 25を順に形成する。上記バッファ層 22は、圧縮応 力層 21と引張応力層 23との間に設けられて圧縮応力層 21の圧縮応力および引張 応力層 23の引張応力を緩和するもので、例えば応力が 0もしくは例えば lOOMPa未 満の引張応力もしくは圧縮応力を有する窒化アルミニウム層で形成される。同様に、 上記バッファ層 24は、引張応力層 23と圧縮応力層 25との間に設けられ、引張応力 層 23の引張応力および圧縮応力層 25の圧縮応力を緩和するもので、例えば応力 が 0もしくは例えば lOOMPa未満の引張応力もしくは圧縮応力を有する窒化アルミ- ゥム層で形成される。また、上記圧縮応力層 21、 25は例えば 300MPa以上、好まし くは lGPa以上の圧縮応力を有するように、また上記引張応力層 23は 300MPa以上 、好ましくは 800MPa以上の弓 I張応力を有するように形成される。
[0060] 上記各層の膜厚は、一例として、圧縮応力層 21、 25が 100nm、ノ ッファ層 22、 24 力 200nm、引張応力層 23力 OOnmとした。したがって、圧電体層 14全体の膜厚は 上記したよつに 1. Ο πιとなる。
[0061] 上記圧縮応力層 21、ノ ッファ層 22、引張応力層 23、ノ ッファ層 24、圧縮応力層 2 5は、 DCパルススパッタリング装置の同一チャンバ内で連続的に成膜することができ 、成膜条件は、成膜圧力を例えば 0. 27Pa、アルゴンガスと窒素ガスの流量比を例え ば 1 : 7、スパッタパワーを例えば 5kW〜10kW、基板バイアス電圧を例えば 25V〜4 8Vとする。この基板バイアス電圧を変えることで成膜された膜の応力が決定される。 圧縮応力層 21、 25を成膜するときは、基板バイアス電圧を例えば 42V〜48V (例え ば 45V)に設定する。例えば 45Vに設定して 800MPaの圧縮応力を得るようにした。 また、ノ ッファ層 22、 24を形成するときは、基板バイアス電圧を例えば 31 V〜35Vに 設定する。引張応力層 23を形成するときは、基板バイアス電圧を例えば 22V〜26V に設定する。例えば 26Vに設定して 550MPaの引張応力を得るようにした。このよう に基板バイアス電圧を調整することで、圧縮応力層 21、 25と、応力が 0もしくはほとん ど生じていないバッファ層 22、 24と、引張応力層 23とを、上記説明したように積層状 に構成することができ、し力も、上記圧縮応力層 21、 25に生じる圧縮応力と上記引 張応力層 23に生じる弓 I張応力とが互 ヽに相殺した状態とすることができる。このよう に、圧電体層 14全体にお ヽて圧縮応力および引張応力が相殺されるように形成す るには、各圧縮応力層 21、 25、および引張応力層 23の膜厚および応力を調整して 成膜を行うことが重要である。
[0062] または、上記圧電体層 14を前記図 2の（1)によって説明した圧縮応力層 26と引張 応力層 27とを積層させた構成とする場合には、基板バイアス電圧を変化させて圧縮 応力層 26と引張応力層 27とを順に積層させて形成すればよい。同様に、上記圧電 体層 14を前記図 2の（2)によって説明した引張応力層 28、ノ ッファ層 22、圧縮応力 層 29、ノ ッファ層 24、引張応力層 30とを積層させた構成とする場合には、基板バイ ァス電圧を変化させて引張応力層 28、ノ ッファ層 22、圧縮応力層 29、ノ ッファ層 24 、弓 I張応力層 30とを順に積層させて形成すればょ ヽ。
[0063] また、上記成膜においては、圧電体層 14が十分な圧電特性を得るようにするため、 窒化アルミニウム (A1N)層を可能な限り c軸方向に配向させることが必要である。その 許容値は、例えば c軸方向の半値幅としては 1. 5度以内が望ましい。
[0064] 次に、図 5の（5)に示すように、上記圧電体層 14上に上部電極を形成するための 上部電極層を形成する。この上部電極層は、例えば DCマグネトロンスパッタリング法 により、例えばモリブデン (Mo)を、例えば 334nmの厚さに堆積して形成する。上記 上部電極層には、モリブテンの他に、タングステン、タンタル、チタン、白金、ルテユウ ム、金、アルミニウム、銅などの金属材料を用いることができる。また、上記上部電極 層は複数層の電極材料で形成することもできる。その後、レジスト塗布およびリソダラ フィー技術によって、上部電極を形成するためのレジストマスク（図示せず）を形成し た後、このレジストマスク用いたエッチング技術により、上記上部電極層をパターニン グして上部電極 15を形成する。このエッチングは、一例として、エッチングガスにハロ ゲン系ガスを用いた反応性イオンエッチング (RIE)で行う。その後、上記レジストマス クを除去する。
[0065] 次に、図 5の（6)に示すように、レジスト塗布およびリソグラフィー技術によって、犠 牲層パターン 31を除去する際に必要となるビアホールを形成するためのレジストマス ク（図示せず)を形成した後、このレジストマスク用いたエッチング技術により、上記圧 電体層 14および下部電極 13を貫通して犠牲層パターン 31に達するビアホール 32 を形成する。このエッチングは、一例として、エッチングガスにハロゲン系ガスを用い た反応性イオンエッチング (RIE)で行う。
[0066] 次に、図 5の（7)に示すように、上記レジストマスクを除去する。その後、ビアホール 32を通して犠牲層パターン 31〔前記図 4の（6)参照〕を除去する。この犠牲層パター ン 31の除去カ卩ェは、例えばフッ酸 (HF)水溶液によるウエットエッチングによる。この エッチングにより犠牲層パターン 31を完全に除去し、この除去した部分に空間 12を 形成する。すなわち、上記支持基板 11と第 1電極 13との間に上記空間 12を形成す る。このようにして、いわゆる空気ブリッジ型構造の音響共振器 (FBAR) 1が完成する
[0067] 上記音響共振器の製造方法は、引張応力を内在する引張応力層 23と圧縮応力を 内在する圧縮応力層 21、 25とを形成するとともに、引張応力層 23の引張応力と圧縮 応力層 21、 25の圧縮応力とが相殺されるように引張応力層 23と圧縮応力層 21、 25 とを形成するため、引張応力または圧縮応力のみを内在する圧電体層で発生してい た大きな湾曲が発生するのを防止することができるとともに、電気機械結合係数が高 めることができるので、高 Q値を確保した音響共振器 1を実現できるという利点がある 。これによつて、通過周波数帯域が広ぐかつ挿入損失力 、さい高品質のバンドパス フィルタを高歩留まりで製造することができるようになるという利点がある。
[0068] さらに、本実施例では、一例として、空気ブリッジ型の音響共振器 (例えば FBAR) を説明したが、本願発明は圧電体層 14が圧縮応力層および引張応力層を有し、そ の圧縮応力および引張応力が相殺されるように応力調整されて 、るものであれば、 本発明の効果を得ることができるものであり、 FBARを支持基板上に形成する位置や 構造に依存しない。このため、前記文献 1に記載されているメンブレン構造の FBAR や音響反射ミラーを有する構造の FBARに対しても同様の効果が期待できる。

Claims

請求の範囲
[1] 少なくとも 1層の導電層から成る第 1電極と、前記第 1電極の上面に隣接して形成さ れた複数層から成る圧電体層と、前記圧電体層の上面に隣接して形成された少なく とも 1層の導電層から成る第 2電極とを有する音響共振器において、
前記圧電体層が弓 I張応力を内在する弓 I張応力層と圧縮応力を内在する圧縮応力 層とを有し、
力つ前記引張応力層の引張応力と前記圧縮応力層の圧縮応力とが相殺されるよう に調整されている
ことを特徴とする音響共振器。
[2] 前記圧縮応力層と前記引張応力層との間に、前記圧縮応力層の圧縮応力および 前記引張応力層の弓 I張応力を緩和するバッファ層が形成されて ヽる
ことを特徴とする請求項 1記載の音響共振器。
[3] 前記第 1電極は基板上に空気層を一部に介して形成され、
前記圧縮応力層の一層は前記第 1電極に隣接して形成されている
ことを特徴とする請求項 1記載の音響共振器。
[4] 前記圧電体層は窒化アルミニウムまたは酸ィ匕亜鉛で形成されて 、る
ことを特徴とする請求項 1記載の音響共振器。
[5] 少なくとも 1層の導電層から成る第 1電極と、該電極の上面に隣接して形成された複 数層から成る圧電体層と、該圧電体層の上面に隣接して形成された少なくとも 1層の 導電層から成る第 2電極とを有する音響共振器の製造方法において、
前記圧電体層を形成する工程が、
I張応力を内在する I張応力層を形成する工程と、
圧縮応力を内在する圧縮応力層を形成する工程とを有し、
前記引張応力層の引張応力と前記圧縮応力層の圧縮応力とが相殺されるように前 記引張応力層と前記圧縮応力層とを形成する
ことを特徴とする音響共振器の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019153858A (ja) * 2018-03-01 2019-09-12 太陽誘電株式会社 圧電薄膜共振器、フィルタ、デュプレクサおよび圧電薄膜共振器の製造方法

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8981876B2 (en) 2004-11-15 2015-03-17 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Piezoelectric resonator structures and electrical filters having frame elements
US7791434B2 (en) * 2004-12-22 2010-09-07 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator performance enhancement using selective metal etch and having a trench in the piezoelectric
WO2009025118A1 (ja) * 2007-08-23 2009-02-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. 圧電共振子及びその製造方法
DE112008002283B4 (de) * 2007-09-06 2018-01-04 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelektrischer Resonator
JP5136134B2 (ja) 2008-03-18 2013-02-06 ソニー株式会社 バンドパスフィルタ装置、その製造方法、テレビジョンチューナおよびテレビジョン受信機
JP5220503B2 (ja) * 2008-07-23 2013-06-26 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス
US8248185B2 (en) 2009-06-24 2012-08-21 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator structure comprising a bridge
US9520856B2 (en) 2009-06-24 2016-12-13 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator structure having an electrode with a cantilevered portion
US8902023B2 (en) 2009-06-24 2014-12-02 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator structure having an electrode with a cantilevered portion
US8796904B2 (en) 2011-10-31 2014-08-05 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bulk acoustic resonator comprising piezoelectric layer and inverse piezoelectric layer
US9243316B2 (en) 2010-01-22 2016-01-26 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Method of fabricating piezoelectric material with selected c-axis orientation
WO2011099381A1 (ja) * 2010-02-09 2011-08-18 株式会社村田製作所 圧電デバイス、圧電デバイスの製造方法
WO2012043616A1 (ja) * 2010-09-28 2012-04-05 株式会社村田製作所 圧電デバイス、圧電デバイスの製造方法
US8962443B2 (en) * 2011-01-31 2015-02-24 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Semiconductor device having an airbridge and method of fabricating the same
US9203374B2 (en) 2011-02-28 2015-12-01 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Film bulk acoustic resonator comprising a bridge
US9154112B2 (en) 2011-02-28 2015-10-06 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Coupled resonator filter comprising a bridge
US9148117B2 (en) 2011-02-28 2015-09-29 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Coupled resonator filter comprising a bridge and frame elements
US9425764B2 (en) 2012-10-25 2016-08-23 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Accoustic resonator having composite electrodes with integrated lateral features
US9571064B2 (en) 2011-02-28 2017-02-14 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator device with at least one air-ring and frame
US9083302B2 (en) 2011-02-28 2015-07-14 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Stacked bulk acoustic resonator comprising a bridge and an acoustic reflector along a perimeter of the resonator
US9136818B2 (en) 2011-02-28 2015-09-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Stacked acoustic resonator comprising a bridge
US9099983B2 (en) 2011-02-28 2015-08-04 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bulk acoustic wave resonator device comprising a bridge in an acoustic reflector
US9048812B2 (en) 2011-02-28 2015-06-02 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bulk acoustic wave resonator comprising bridge formed within piezoelectric layer
CN202535316U (zh) 2011-03-09 2012-11-14 精工爱普生株式会社 振动元件、振子、振荡器以及电子设备
JP5708089B2 (ja) * 2011-03-18 2015-04-30 セイコーエプソン株式会社 圧電振動素子、圧電振動子、圧電発振器及び電子デバイス
US8575820B2 (en) 2011-03-29 2013-11-05 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Stacked bulk acoustic resonator
US9490771B2 (en) 2012-10-29 2016-11-08 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator comprising collar and frame
US9525397B2 (en) 2011-03-29 2016-12-20 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator comprising acoustic reflector, frame and collar
US9444426B2 (en) 2012-10-25 2016-09-13 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Accoustic resonator having integrated lateral feature and temperature compensation feature
US9490418B2 (en) 2011-03-29 2016-11-08 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator comprising collar and acoustic reflector with temperature compensating layer
US9401692B2 (en) 2012-10-29 2016-07-26 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator having collar structure
US8350445B1 (en) 2011-06-16 2013-01-08 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bulk acoustic resonator comprising non-piezoelectric layer and bridge
US8330325B1 (en) 2011-06-16 2012-12-11 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bulk acoustic resonator comprising non-piezoelectric layer
US9608592B2 (en) 2014-01-21 2017-03-28 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Film bulk acoustic wave resonator (FBAR) having stress-relief
US9385684B2 (en) 2012-10-23 2016-07-05 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator having guard ring
EP3110628B1 (en) * 2014-02-28 2019-07-03 The Regents of the University of California Variable thickness diaphragm for a wideband robust piezoelectric micromachined ultrasonic transducer (pmut)
JP6390836B2 (ja) 2014-07-31 2018-09-19 セイコーエプソン株式会社 振動片、振動子、振動デバイス、発振器、電子機器、および移動体
US9401469B2 (en) * 2014-09-29 2016-07-26 Sae Magnetics (H.K.) Ltd. Thin-film piezoelectric material element, method of manufacturing the same, head gimbal assembly, hard disk drive, ink jet head, variable focus lens and sensor
EP4106189A1 (en) * 2015-04-24 2022-12-21 Qualcomm Technologies, Inc. Mems process power
GB201517879D0 (en) * 2015-10-09 2015-11-25 Spts Technologies Ltd Method of deposition
US11832521B2 (en) * 2017-10-16 2023-11-28 Akoustis, Inc. Methods of forming group III-nitride single crystal piezoelectric thin films using ordered deposition and stress neutral template layers
US11411168B2 (en) 2017-10-16 2022-08-09 Akoustis, Inc. Methods of forming group III piezoelectric thin films via sputtering
US11411169B2 (en) 2017-10-16 2022-08-09 Akoustis, Inc. Methods of forming group III piezoelectric thin films via removal of portions of first sputtered material
TWI717498B (zh) * 2016-06-21 2021-02-01 日商前進材料科技股份有限公司 膜構造體及其製造方法
KR102066960B1 (ko) 2016-08-03 2020-01-16 삼성전기주식회사 박막 벌크 음향 공진기 및 이를 포함하는 필터
US11895920B2 (en) 2016-08-15 2024-02-06 Akoustis, Inc. Methods of forming group III piezoelectric thin films via removal of portions of first sputtered material
US10601391B2 (en) * 2016-11-15 2020-03-24 Global Communication Semiconductors, Llc. Film bulk acoustic resonator with spurious resonance suppression
US11736088B2 (en) 2016-11-15 2023-08-22 Global Communication Semiconductors, Llc Film bulk acoustic resonator with spurious resonance suppression
US11856858B2 (en) 2017-10-16 2023-12-26 Akoustis, Inc. Methods of forming doped crystalline piezoelectric thin films via MOCVD and related doped crystalline piezoelectric thin films
US11764750B2 (en) 2018-07-20 2023-09-19 Global Communication Semiconductors, Llc Support structure for bulk acoustic wave resonator
KR20200011141A (ko) 2018-07-24 2020-02-03 삼성전기주식회사 체적 음향 공진기
JP7299008B2 (ja) * 2018-10-17 2023-06-27 太陽誘電株式会社 圧電薄膜共振器、フィルタ、及びマルチプレクサ
JP7290941B2 (ja) 2018-12-27 2023-06-14 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ
US11817839B2 (en) 2019-03-28 2023-11-14 Global Communication Semiconductors, Llc Single-crystal bulk acoustic wave resonator and method of making thereof
JP7383417B2 (ja) * 2019-07-31 2023-11-20 太陽誘電株式会社 弾性波デバイスおよびその製造方法、圧電薄膜共振器、フィルタ並びにマルチプレクサ
US11909373B2 (en) 2019-10-15 2024-02-20 Global Communication Semiconductors, Llc Bulk acoustic resonator structures with improved edge frames
US11618968B2 (en) 2020-02-07 2023-04-04 Akoustis, Inc. Apparatus including horizontal flow reactor with a central injector column having separate conduits for low-vapor pressure metalorganic precursors and other precursors for formation of piezoelectric layers on wafers
CN113328725B (zh) * 2021-05-21 2024-04-05 武汉衍熙微器件有限公司 声波谐振结构、滤波器及声波谐振结构的制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001203558A (ja) * 1999-11-11 2001-07-27 Murata Mfg Co Ltd 圧電共振子、フィルタ及び電子機器
JP2003051732A (ja) * 2001-08-08 2003-02-21 Murata Mfg Co Ltd 圧電共振子、フィルタおよび電子通信機器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6441539B1 (en) * 1999-11-11 2002-08-27 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric resonator
US6906451B2 (en) * 2002-01-08 2005-06-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric resonator, piezoelectric filter, duplexer, communication apparatus, and method for manufacturing piezoelectric resonator
US7276994B2 (en) * 2002-05-23 2007-10-02 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric thin-film resonator, piezoelectric filter, and electronic component including the piezoelectric filter
JP4024741B2 (ja) * 2003-10-20 2007-12-19 富士通メディアデバイス株式会社 圧電薄膜共振子及びフィルタ
JP5089860B2 (ja) * 2004-12-03 2012-12-05 富士フイルム株式会社 圧電アクチュエータ及び液体吐出ヘッド
JP4548171B2 (ja) * 2005-03-24 2010-09-22 ソニー株式会社 圧電共振素子およびその製造方法
JP5391395B2 (ja) * 2007-10-15 2014-01-15 日立金属株式会社 圧電薄膜付き基板及び圧電素子

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001203558A (ja) * 1999-11-11 2001-07-27 Murata Mfg Co Ltd 圧電共振子、フィルタ及び電子機器
JP2003051732A (ja) * 2001-08-08 2003-02-21 Murata Mfg Co Ltd 圧電共振子、フィルタおよび電子通信機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019153858A (ja) * 2018-03-01 2019-09-12 太陽誘電株式会社 圧電薄膜共振器、フィルタ、デュプレクサおよび圧電薄膜共振器の製造方法
JP7116557B2 (ja) 2018-03-01 2022-08-10 太陽誘電株式会社 圧電薄膜共振器、フィルタ、デュプレクサおよび圧電薄膜共振器の製造方法

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