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CN206878791U - 压电设备 - Google Patents

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Abstract

一种压电谐振器，具备：压电薄膜(20)，形成有功能导体(211、212)；固定层(30)，形成于压电薄膜(20)的主面，以使得在俯视下与功能部区域重合的位置形成空隙(300)；和支承基板(40)，形成于固定层(30)的主面，在压电基板的主面形成牺牲层(31)，在压电基板的主面形成固定层(30)，以使得覆盖牺牲层(31)。在固定层(30)的面贴合支承基板(40)，从压电基板剥离形成压电薄膜(20)。在压电薄膜(20)形成功能导体(211、212)，在压电薄膜(20)形成贯通孔(200)，以使得俯视下，横跨固定层(30)与牺牲层(31)的边界，利用贯通孔(200)，通过蚀刻来去除牺牲层(31)，形成空隙(300)。

Description

压电设备
技术领域
本实用新型涉及使用了压电单结晶的薄膜的压电设备以及压电设备的制造方法。
背景技术
近年来，使用了压电单结晶的薄膜的压电设备被较多开发。这种压电设备中，具有：形成有作为压电设备发挥作用的电极的压电薄膜、和支承该压电薄膜的支承体，并且使用在形成有电极的区域与支承体之间形成空间的隔膜构造(例如，参照专利文献1)。
专利文献1中，记载了隔膜构造的压电谐振器的制造方法。专利文献1中所述的制造方法首先在压电体的表面形成牺牲层，在压电体的表面粘合支承部件以使得覆盖牺牲层。压电体膜被从压电体剥离，在该压电体膜上形成所谓IDT(Inter Digital Transducer，叉指型换能器)电极等。并且，在压电体膜形成贯通孔，经由贯通孔，进行蚀刻来去除牺牲层。由此，制造出压电体膜为在空隙上悬浮的状态的压电谐振器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4636292号
实用新型内容
-实用新型要解决的课题-
在专利文献1中，由于在形成空隙时，经由形成于压电体膜的贯通孔来去除牺牲层，因此贯通孔必须贯通压电体膜，达到牺牲层。但是，在专利文献1所述的制造方法中，由于难以判别形成于压电体膜的贯通孔是否达到牺牲层，在假设贯通孔未达到牺牲层的情况下，可能不能通过蚀刻来去除牺牲层，不能形成空隙。
因此，本实用新型的目的在于，提供一种将用于形成空隙的贯通孔可靠地形成于压电体膜的压电设备以及压电设备的制造方法。
-解决课题的手段-
优选本实用新型所涉及的压电设备具备：压电膜，具有在厚度方向形成的贯通孔；功能导体，形成于所述压电膜；固定层，形成于所述压电膜的主面，以使得在俯视下与形成有所述功能导体的区域重合的位置形成空隙；和支承基板，形成于所述固定层的与所述压电膜相反的一侧的主面，所述贯通孔在俯视下，形成于横跨所述固定层与所述空隙的边界的位置，所述固定层在俯视下与所述贯通孔重合的位置具有阶梯。
在该构成中，形成于固定层的阶梯在压电设备的制造工序时形成。由于贯通孔在形成空隙时被利用，因此需要在形成空隙的区域可靠地形成。因此，通过确认阶梯的有无，能够判定空隙是否被可靠地形成。
本实用新型的特征在于，一种压电设备的制造方法，该压电设备具备：压电膜，形成有功能导体；固定层，形成于所述压电膜的主面，以使得俯视下，在重合于形成有所述功能导体的区域的位置形成空隙；和支承基板，形成于与所述固定层的所述压电膜相反的一侧的主面，所述压电设备的制造方法包含：在压电基板的主面形成牺牲层的工序；在所述压电基板的所述主面形成固定层，以使得覆盖所述牺牲层的工序；在与所述固定层的所述压电基板相反的一侧的面贴合支承基板的工序；从所述压电基板起形成所述压电膜的工序；在所述压电膜形成功能导体的工序；在所述压电膜形成贯通孔，以使得俯视下，横跨所述固定层与所述牺牲层的边界的工序；和利用所述贯通孔，通过蚀刻来去除所述牺牲层，从而形成所述空隙的工序。
在该制造方法中，将用于形成空隙的贯通孔形成于横跨固定层与牺牲层的边界的位置。由于固定层与牺牲层的材质的不同，导致蚀刻速率不同，在形成的贯通孔的底部形成阶梯。通过确认该阶梯的有无，能够判定贯通孔是否形成为达到牺牲层。通过贯通孔可靠地形成为达到牺牲层，从而能够利用蚀刻来去除牺牲层，能够可靠地形成空隙，因此能够高效地制造压电设备。
-实用新型效果-
根据本实用新型，能够将形成空隙时利用的贯通孔可靠地形成于压电薄膜，来形成空隙。
附图说明
图1是实施方式所涉及的压电谐振器的俯视图。
图2是图1的II-II线处的压电谐振器的剖视图。
图3是表示实施方式所涉及的压电谐振器的制造方法中的各工序中的形状的剖视图。
图4是表示实施方式所涉及的压电谐振器的制造方法中的各工序中的形状的剖视图。
具体实施方式
图1是本实施方式所涉及的压电谐振器的俯视图。图2是图1的II- II线处的压电谐振器的剖视图。压电谐振器是本实用新型所涉及的“压电设备”的一个例子。
压电谐振器10具备：压电薄膜20、固定层30和支承基板40。压电薄膜20是LN(LiNbO3)、LT(LiTaO3)等透过性的压电体。压电薄膜 20相当于本实用新型所涉及的“压电膜”。固定层30是SiO2等绝缘体。支承基板40是Si、蓝宝石、玻璃等。
在压电薄膜20的表面，形成功能导体211、212。功能导体211、212 俯视为梳齿形状。功能导体211、212被配置为形成IDT。以下，将形成有功能导体211、212的区域称为功能部区域。
此外，在压电薄膜20的表面，形成布线导体221、222。布线导体221 与功能导体211连接。布线导体222与功能导体212。布线导体221、222 是将功能导体211、212连接于外部电路的导体。
功能导体211、212以及布线导体221、222是Al等导电率高的材料。
在压电薄膜20的背面，依次粘合固定层30和支承基板40。也就是说，压电薄膜20通过固定层30而被固定于支承基板40。
固定层30形成于压电薄膜20，以使得俯视下包围功能部区域。由此，在与功能部区域对置的位置，形成由压电薄膜20的背面和固定层30的内壁面包围的空隙300。
在压电薄膜20，形成与空隙300连通的贯通孔200。贯通孔200在俯视下位于空隙300的内侧。更详细地，贯通孔200在俯视下形成于横跨固定层30的内壁与空隙300的边界的位置。另外，所谓横跨的位置，是指俯视下，贯通孔200重合于固定层30的内壁与空隙300的边界的位置。在贯通孔200的形成时，在重合于贯通孔200的固定层30的内壁，同时形成阶梯30A。
虽然后面详细叙述，但空隙300通过形成ZnO等牺牲层，利用湿式蚀刻来去除牺牲层而形成。贯通孔200使牺牲层31与外部连通，在通过湿式蚀刻去除牺牲层时被利用。因此，贯通孔200必须可靠地形成为达到牺牲层。在本实施方式中，只要在制造时能够确认形成阶梯30A，就能够判定为贯通孔200可靠地形成。
以下，对压电谐振器10的制造工序进行说明。
图3以及图4是表示本实施方式所涉及的压电谐振器10的制造方法中的各工序中的形状的剖视图。图3以及图4所示的剖面相当于图1的II -II线处的剖面。另外，在图4中的中段的图中，表示将虚线圆内放大的俯视图。
首先，在压电基板P20的背面形成牺牲层31。牺牲层31例如是ZnO。接着，在压电基板P20的背面，形成固定层30以使得覆盖牺牲层31。由于固定层30形成为覆盖牺牲层31等，因此在与压电基板P20相反的一侧的面产生凹凸。因此，通过CMP(Chemical MechanicalPolishing，化学机械研磨)来对存在凹凸的固定层30的面进行平坦化研磨。
接下来，在平坦化了的固定层30的主面，通过树脂粘合剂来粘合支承基板40。基板的粘合也可以使用金属接合或原子间力接合等其他接合方法。然后，通过研磨等来使压电基板P20薄膜化，形成压电薄膜20。在该形成的压电薄膜20的表面，形成功能导体211、212。功能导体211、212 通过蒸镀剥离法，形成为Al/Ti的层叠电极。此时，虽未图示，但布线导体221、222也通过蒸镀剥离法来形成于压电薄膜20的表面。
接下来，俯视下，对横跨牺牲层31与固定层30的边界的压电薄膜20 的位置进行干式蚀刻。通过干式蚀刻，形成从压电薄膜20到规定的深度的孔200A。若进行干式蚀刻，首先，蚀刻压电薄膜20，接着，蚀刻固定层30和牺牲层31。由于固定层30与牺牲层31的材质不同，因此导致蚀刻速率不同，形成于固定层30的孔200A的深度与形成于牺牲层31的孔 200A的深度分别不同。因此，在孔200A的底部形成阶梯。图2中说明的阶梯30A在进行该干式蚀刻时形成。
在进行干式蚀刻前，能够通过测定在形成的孔200A是否形成阶梯，来进行孔200A是否可靠地达到牺牲层31的判定。阶梯的有无的判定例如通过利用扫描式探测器显微镜来测量孔200A内的阶梯而进行。
在确认了孔200A存在阶梯，孔200A达到牺牲层31之后，经由该孔 200A，利用湿式蚀刻来去除牺牲层31。通过该处理，在固定层30形成空隙300，在压电薄膜20残留与空隙300连通的贯通孔200。
通过得到以上的制造方法，来形成压电谐振器10。在为了形成空隙 300而形成孔200A时，在孔200A不存在阶梯的情况下，存在孔200A未达到牺牲层31，仅形成于压电薄膜20的情况。在该情况下，存在不能通过湿式蚀刻来去除牺牲层31，不能形成空隙300的问题。因此，如本实施方式这样，将孔200A形成为横跨牺牲层31以及固定层30，测定孔200A 是否形成有阶梯，从而确认孔200A可靠地达到牺牲层31，由此能够可靠地形成空隙300。
此外，在本实施例中，表示了压电谐振器，但也能够应用于使用了压电谐振器的滤波器以及各种压电设备。
-符号说明-
P20...压电基板
10...压电谐振器
20...压电薄膜(压电膜)
30...固定层
30A...阶梯
31...牺牲层
40...支承基板
200...贯通孔
200A...孔
211、212...功能导体
221、222...布线导体
300...空隙。

Claims (1)

1.一种压电设备，具备：
压电膜，具有在厚度方向形成的贯通孔；
功能导体，形成于所述压电膜；
固定层，形成于所述压电膜的主面，以使得在俯视下与形成有所述功能导体的区域重合的位置形成空隙；和
支承基板，形成于所述固定层中的与所述压电膜侧的主面相反的一侧的主面，
所述固定层在俯视下与所述贯通孔重合的位置处的所述固定层的内壁，具有阶梯部。
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