JP2003204239A - 圧電薄膜共振子、フィルタ、および圧電薄膜共振子の製造方法 - Google Patents
圧電薄膜共振子、フィルタ、および圧電薄膜共振子の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化を図るのに適するとともに優れた共振
特性を有する圧電薄膜共振子、これにより構成されるフ
ィルタ、および、そのような圧電薄膜共振子の製造方法
を提供すること。 【解決手段】 圧電薄膜共振子１００において、第１の
面１１１およびこれと反対の第２の面１１２を有する基
板１１０と、第１の面１１１に接する第１電極膜１２
１、当該第１電極膜１２１に重なる圧電膜１２３、およ
び当該圧電膜１２３に重なる第２電極膜１２２からなる
積層共振体１２０と、を備え、基板１１０には、積層共
振体１２０に対応する位置において、第１の面１１１に
て開口する第１開口部１１１ａおよび第２の面１１２に
て開口する第２開口部１１２ａを有しつつ第１の面１１
１に対して略垂直な空隙部１１０ａが開設されているこ
ととした。
特性を有する圧電薄膜共振子、これにより構成されるフ
ィルタ、および、そのような圧電薄膜共振子の製造方法
を提供すること。 【解決手段】 圧電薄膜共振子１００において、第１の
面１１１およびこれと反対の第２の面１１２を有する基
板１１０と、第１の面１１１に接する第１電極膜１２
１、当該第１電極膜１２１に重なる圧電膜１２３、およ
び当該圧電膜１２３に重なる第２電極膜１２２からなる
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１に対して略垂直な空隙部１１０ａが開設されているこ
ととした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電薄膜共振子、
これを用いて構成されるフィルタ、および圧電薄膜共振
子の製造方法に関する。
これを用いて構成されるフィルタ、および圧電薄膜共振
子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話に代表される移動通信機器の急
速な普及により、小型で軽量なバンドパスフィルタおよ
びこれを構成するための共振子の需要は増大している。
大電力の用途に適したバンドフィルタを構成するための
共振子としては、圧電薄膜共振子が知られている。圧電
薄膜共振子は、一般に、基板と、基板上に設けられた積
層共振体とからなる。積層共振体は、圧電膜と、当該圧
電膜を上下から挟む一対の薄膜電極からなる。下部電極
の下方において、基板には空隙部が開設されている。
速な普及により、小型で軽量なバンドパスフィルタおよ
びこれを構成するための共振子の需要は増大している。
大電力の用途に適したバンドフィルタを構成するための
共振子としては、圧電薄膜共振子が知られている。圧電
薄膜共振子は、一般に、基板と、基板上に設けられた積
層共振体とからなる。積層共振体は、圧電膜と、当該圧
電膜を上下から挟む一対の薄膜電極からなる。下部電極
の下方において、基板には空隙部が開設されている。
【０００３】圧電薄膜共振子の上下の電極に交流電圧を
印加すると、逆圧電効果により、これらに挟まれた圧電
膜はその厚み方向に振動し、電気的共振特性を示す。逆
に、圧電効果によって、圧電膜に生ずる弾性波ないし振
動は、電気信号に変換され得る。この弾性波は、圧電膜
の厚み方向に主変位を持つ厚み縦振動波である。このよ
うな圧電薄膜共振子では、積層共振体の厚みＨが弾性波
の１／２波長の整数倍（ｎ倍）となる周波数にて、積層
共振体において共振現象が生ずる。材料の種類によって
定まる弾性波の伝搬速度をＶとすると、共振周波数Ｆ
は、Ｆ＝ｎＶ／２Ｈと表される。この式によると、積層
共振体の厚みＨを調節することによって、当該積層共振
体の共振周波数を制御できることが理解できよう。共振
周波数を制御することによって、所望の周波数特性を有
する圧電薄膜共振子を作製することができる。そして、
そのような共振子をラダー型に接続することによって、
所定の通過周波数帯域を有するバンドパスフィルタを構
成することができる。
印加すると、逆圧電効果により、これらに挟まれた圧電
膜はその厚み方向に振動し、電気的共振特性を示す。逆
に、圧電効果によって、圧電膜に生ずる弾性波ないし振
動は、電気信号に変換され得る。この弾性波は、圧電膜
の厚み方向に主変位を持つ厚み縦振動波である。このよ
うな圧電薄膜共振子では、積層共振体の厚みＨが弾性波
の１／２波長の整数倍（ｎ倍）となる周波数にて、積層
共振体において共振現象が生ずる。材料の種類によって
定まる弾性波の伝搬速度をＶとすると、共振周波数Ｆ
は、Ｆ＝ｎＶ／２Ｈと表される。この式によると、積層
共振体の厚みＨを調節することによって、当該積層共振
体の共振周波数を制御できることが理解できよう。共振
周波数を制御することによって、所望の周波数特性を有
する圧電薄膜共振子を作製することができる。そして、
そのような共振子をラダー型に接続することによって、
所定の通過周波数帯域を有するバンドパスフィルタを構
成することができる。
【０００４】上述した圧電薄膜共振子においては、下部
電極の下方に空隙部を設けることにより所望の共振特性
の実現が図られている。そのような空隙部を設ける技術
は、例えば、論文“ZnO/SiO2-DIAPHRAGM COMPOSITE RES
ONATOR ON A SILICON WAFER”（K.NAKAMURA, ELECTRONI
CS LETTERS 9th July 1981 Vol.17 No.14 p507-509）、
特開昭６０−１８９３０７号公報、特開２０００−６９
５９４号公報、米国特許第６，０６０，８１８号、米国
特許第５，５８７，６２０号などに開示されている。
電極の下方に空隙部を設けることにより所望の共振特性
の実現が図られている。そのような空隙部を設ける技術
は、例えば、論文“ZnO/SiO2-DIAPHRAGM COMPOSITE RES
ONATOR ON A SILICON WAFER”（K.NAKAMURA, ELECTRONI
CS LETTERS 9th July 1981 Vol.17 No.14 p507-509）、
特開昭６０−１８９３０７号公報、特開２０００−６９
５９４号公報、米国特許第６，０６０，８１８号、米国
特許第５，５８７，６２０号などに開示されている。
【０００５】図２０は、論文“ZnO/SiO2-DIAPHRAGM COM
POSITE RESONATOR ON A SILICON WAFER”に記載されて
いる圧電薄膜共振子７００の断面図である。圧電薄膜共
振子７００は、（１００）カットのシリコン基板７１０
と、下部電極７２１、圧電膜７２２および上部電極７２
３からなる積層共振体７２０とを備える。シリコン基板
７１０の表面には、熱酸化法によりＳｉＯ2膜７１１が
成膜されており、積層共振体７２０は、ＳｉＯ2膜７１
１上に設けられている。シリコン基板７１０は、ＳｉＯ
2膜７１１を成膜した後に形成された空隙部７１０ａを
有する。空隙部７１０ａは、シリコン基板の（１００）
面を利用した異方性エッチングによって形成される。具
体的には、エッチング液としてＫＯＨ水溶液やＥＤＰ水
溶液（エチレンジアミン＋ピロカテコール＋水）を用い
て、シリコン基板７１０の裏面（図中下面）から異方性
エッチングを施すことによって、空隙部７１０ａが形成
される。
POSITE RESONATOR ON A SILICON WAFER”に記載されて
いる圧電薄膜共振子７００の断面図である。圧電薄膜共
振子７００は、（１００）カットのシリコン基板７１０
と、下部電極７２１、圧電膜７２２および上部電極７２
３からなる積層共振体７２０とを備える。シリコン基板
７１０の表面には、熱酸化法によりＳｉＯ2膜７１１が
成膜されており、積層共振体７２０は、ＳｉＯ2膜７１
１上に設けられている。シリコン基板７１０は、ＳｉＯ
2膜７１１を成膜した後に形成された空隙部７１０ａを
有する。空隙部７１０ａは、シリコン基板の（１００）
面を利用した異方性エッチングによって形成される。具
体的には、エッチング液としてＫＯＨ水溶液やＥＤＰ水
溶液（エチレンジアミン＋ピロカテコール＋水）を用い
て、シリコン基板７１０の裏面（図中下面）から異方性
エッチングを施すことによって、空隙部７１０ａが形成
される。
【０００６】しかしながら、当該論文に記載されている
異方性エッチングは、単結晶シリコン基板において、
（１００）面のエッチングレートが（１１１）面のエッ
チングレートより相当程度速いという特徴を利用してい
るため、積層共振体７２０が形成されるシリコン基板の
カット面が（１００）面に限定されてしまい、積層共振
体７２０の各部位の材料および配向性が制限され得る。
また、当該論文に記載されている異方性エッチングによ
ると、シリコン基板７１０の（１１１）面に相当する空
隙部７１０ａの側壁７１０ａ’が、シリコン基板７１０
のカット面である（１００）面に対して５４．７°の傾
斜をなす。そのため、空隙部７１０ａが、シリコン基板
７１０の裏面において広く開口してしまう。例えば、シ
リコン基板７１０の厚みが３００μｍである場合、空隙
部７１０の下方開口部は、上方開口部よりも４２０μｍ
以上広がってしまう。その結果、圧電薄膜共振子７００
の機械的強度が劣化してしまうとともに、圧電薄膜共振
子７００の全体サイズが積層共振体７２０のサイズより
も相当程度大きくなってしまう。更に、このような圧電
薄膜共振子７００を複数組み合わせることによってバン
ドパスフィルタなどのフィルタを構成する場合、下方に
広く開口する空隙部７１０ａが存在するため、フィルタ
の小型化を充分に図ることができない。例えば、シリコ
ン基板７１０の厚みが３００μｍである場合、空隙部７
１０ａの下方開口部は、上方開口部よりも４２０μｍ以
上広がってしまうので、隣接する上方開口部間の距離は
４２０μｍよりも大きく設定しなければならないのであ
る。加えて、上方開口部間の距離を長く設定すると、積
層共振体間を接続する配線長が長くなり、配線抵抗が増
加してしまう。配線抵抗の増加は、高周波数帯域におけ
るフィルタ特性の向上を阻害する主な原因となる場合が
ある。
異方性エッチングは、単結晶シリコン基板において、
（１００）面のエッチングレートが（１１１）面のエッ
チングレートより相当程度速いという特徴を利用してい
るため、積層共振体７２０が形成されるシリコン基板の
カット面が（１００）面に限定されてしまい、積層共振
体７２０の各部位の材料および配向性が制限され得る。
また、当該論文に記載されている異方性エッチングによ
ると、シリコン基板７１０の（１１１）面に相当する空
隙部７１０ａの側壁７１０ａ’が、シリコン基板７１０
のカット面である（１００）面に対して５４．７°の傾
斜をなす。そのため、空隙部７１０ａが、シリコン基板
７１０の裏面において広く開口してしまう。例えば、シ
リコン基板７１０の厚みが３００μｍである場合、空隙
部７１０の下方開口部は、上方開口部よりも４２０μｍ
以上広がってしまう。その結果、圧電薄膜共振子７００
の機械的強度が劣化してしまうとともに、圧電薄膜共振
子７００の全体サイズが積層共振体７２０のサイズより
も相当程度大きくなってしまう。更に、このような圧電
薄膜共振子７００を複数組み合わせることによってバン
ドパスフィルタなどのフィルタを構成する場合、下方に
広く開口する空隙部７１０ａが存在するため、フィルタ
の小型化を充分に図ることができない。例えば、シリコ
ン基板７１０の厚みが３００μｍである場合、空隙部７
１０ａの下方開口部は、上方開口部よりも４２０μｍ以
上広がってしまうので、隣接する上方開口部間の距離は
４２０μｍよりも大きく設定しなければならないのであ
る。加えて、上方開口部間の距離を長く設定すると、積
層共振体間を接続する配線長が長くなり、配線抵抗が増
加してしまう。配線抵抗の増加は、高周波数帯域におけ
るフィルタ特性の向上を阻害する主な原因となる場合が
ある。
【０００７】図２１は、特開昭６０−１８９３０７号公
報に開示されている圧電薄膜共振子８００の断面図を示
す。圧電薄膜共振子８００は、基板８１０と、下部電極
８２１、圧電膜８２２および上部電極８２３からなる積
層共振体８２０とを備える。基板８１０と積層共振体８
２０との間に空隙部８３０が設けられている。特開昭６
０−１８９３０７号公報によると、圧電薄膜共振子８０
０の製造においては、まず、基板８１０上において、空
隙部８３０形成用の犠牲層がパターン形成される。次い
で、犠牲層の一部を露出させつつ当該犠牲層上にＳｉＯ
2膜８４０が成膜される。次いで、ＳｉＯ2膜８４０上に
積層共振体８２０が形成される。次いで、犠牲層をウェ
ットエッチングで除去することにより、積層共振体８２
０の下方に空隙部８３０が開設される。このような方法
によると、空隙部８３０は、積層共振体８２０に対して
不当に広くは形成されない。
報に開示されている圧電薄膜共振子８００の断面図を示
す。圧電薄膜共振子８００は、基板８１０と、下部電極
８２１、圧電膜８２２および上部電極８２３からなる積
層共振体８２０とを備える。基板８１０と積層共振体８
２０との間に空隙部８３０が設けられている。特開昭６
０−１８９３０７号公報によると、圧電薄膜共振子８０
０の製造においては、まず、基板８１０上において、空
隙部８３０形成用の犠牲層がパターン形成される。次い
で、犠牲層の一部を露出させつつ当該犠牲層上にＳｉＯ
2膜８４０が成膜される。次いで、ＳｉＯ2膜８４０上に
積層共振体８２０が形成される。次いで、犠牲層をウェ
ットエッチングで除去することにより、積層共振体８２
０の下方に空隙部８３０が開設される。このような方法
によると、空隙部８３０は、積層共振体８２０に対して
不当に広くは形成されない。
【０００８】厚み縦振動を利用した圧電薄膜共振子で
は、良好な共振特性を得るためには配向性の高い圧電膜
を必要とするところ、特開昭６０−１８９３０７号公報
の技術によると、充分に高い配向性を有する圧電膜８２
２を形成することは困難である。積層共振体８２０の下
方の空隙部８３０に求められる長さＬ１５は、積層共振
体８２０の反り及び振動変位を考慮すると、少なくとも
数μｍ必要である。しかしながら、圧電薄膜共振子８０
０の製造において、長さＬ１５に相当する厚さで成膜し
た犠牲層の表面は、シリコン基板８１０の表面よりも、
表面粗さが大きい。そのため、表面粗さの大きなＳｉＯ
2膜８４０を介して犠牲層上に成長させる下部電極８２
１および圧電膜８２２の配向性は劣化してしまう。その
結果、圧電薄膜共振子において良好な共振特性を得るこ
とが困難となるのである。
は、良好な共振特性を得るためには配向性の高い圧電膜
を必要とするところ、特開昭６０−１８９３０７号公報
の技術によると、充分に高い配向性を有する圧電膜８２
２を形成することは困難である。積層共振体８２０の下
方の空隙部８３０に求められる長さＬ１５は、積層共振
体８２０の反り及び振動変位を考慮すると、少なくとも
数μｍ必要である。しかしながら、圧電薄膜共振子８０
０の製造において、長さＬ１５に相当する厚さで成膜し
た犠牲層の表面は、シリコン基板８１０の表面よりも、
表面粗さが大きい。そのため、表面粗さの大きなＳｉＯ
2膜８４０を介して犠牲層上に成長させる下部電極８２
１および圧電膜８２２の配向性は劣化してしまう。その
結果、圧電薄膜共振子において良好な共振特性を得るこ
とが困難となるのである。
【０００９】図２２は、特開２０００−６９５９４号公
報に開示されている圧電薄膜共振子９００の断面図であ
る。圧電薄膜共振子９００は、シリコン基板９１０と、
下部電極９２１、圧電膜９２２および上部電極９２３か
らなる積層共振体９２０とを備える。積層共振体９２０
の下方において、基板９１０には空隙部９１０ａが形成
されている。特開２０００−６９５９４号公報による
と、圧電薄膜共振子９００の製造においては、まず、シ
リコン基板９１０に対して、エッチングにより、空隙部
９１０ａとしての凹部が形成される。次いで、当該空隙
部９１０ａを含むシリコン基板９１０の表面に、熱酸化
法によりＳｉＯ2膜９３０を形成する。次いで、犠牲層
材料を空隙部９１０ａ内に堆積させて、犠牲層を形成す
る。堆積の後、犠牲層の表面に対して研磨およびクリー
ニングを施す。次いで、犠牲層の一部を露出させつつ当
該犠牲層の上に積層共振体９２０を形成する。そして、
犠牲層をウェットエッチングで除去する。
報に開示されている圧電薄膜共振子９００の断面図であ
る。圧電薄膜共振子９００は、シリコン基板９１０と、
下部電極９２１、圧電膜９２２および上部電極９２３か
らなる積層共振体９２０とを備える。積層共振体９２０
の下方において、基板９１０には空隙部９１０ａが形成
されている。特開２０００−６９５９４号公報による
と、圧電薄膜共振子９００の製造においては、まず、シ
リコン基板９１０に対して、エッチングにより、空隙部
９１０ａとしての凹部が形成される。次いで、当該空隙
部９１０ａを含むシリコン基板９１０の表面に、熱酸化
法によりＳｉＯ2膜９３０を形成する。次いで、犠牲層
材料を空隙部９１０ａ内に堆積させて、犠牲層を形成す
る。堆積の後、犠牲層の表面に対して研磨およびクリー
ニングを施す。次いで、犠牲層の一部を露出させつつ当
該犠牲層の上に積層共振体９２０を形成する。そして、
犠牲層をウェットエッチングで除去する。
【００１０】しかしながら、特開２０００−６９５９４
号公報の方法では、空隙部９１０ａに犠牲層を堆積する
工程、および、その犠牲層を研磨する工程など、工程数
が多い。そのため、低コストで歩留まりのよい圧電薄膜
共振子製造を達成するのが難しい。
号公報の方法では、空隙部９１０ａに犠牲層を堆積する
工程、および、その犠牲層を研磨する工程など、工程数
が多い。そのため、低コストで歩留まりのよい圧電薄膜
共振子製造を達成するのが難しい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで考え出されたものであって、上述の従来の
問題点を解消ないし軽減することを課題とし、小型化を
図るのに適するとともに優れた共振特性を有する圧電薄
膜共振子、これにより構成されるフィルタ、および、そ
のような圧電薄膜共振子の製造方法を提供することを目
的とする。
事情のもとで考え出されたものであって、上述の従来の
問題点を解消ないし軽減することを課題とし、小型化を
図るのに適するとともに優れた共振特性を有する圧電薄
膜共振子、これにより構成されるフィルタ、および、そ
のような圧電薄膜共振子の製造方法を提供することを目
的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
ると圧電薄膜共振子が提供される。この圧電薄膜共振子
は、第１の面およびこれと反対の第２の面を有する基板
と、第１の面に接する第１電極膜、当該第１電極膜に重
なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第２電極膜から
なる積層共振体と、を備え、基板には、積層共振体に対
応する位置において、第１の面にて開口する第１開口部
および第２の面にて開口する第２開口部を有しつつ第１
の面に対して略垂直な空隙部が開設されていることを特
徴とする。
ると圧電薄膜共振子が提供される。この圧電薄膜共振子
は、第１の面およびこれと反対の第２の面を有する基板
と、第１の面に接する第１電極膜、当該第１電極膜に重
なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第２電極膜から
なる積層共振体と、を備え、基板には、積層共振体に対
応する位置において、第１の面にて開口する第１開口部
および第２の面にて開口する第２開口部を有しつつ第１
の面に対して略垂直な空隙部が開設されていることを特
徴とする。
【００１３】このような構成によると、小型化を図るの
に適するとともに優れた共振特性を有する圧電薄膜共振
子を得ることができる。本発明では、空隙部は、基板に
おいて、積層共振体に対応する位置で第１の面および第
２の面にて開口し、第１の面に対して略垂直に形成され
ている。基板を垂直に貫通する空隙部は、基板のカット
態様にかかわらず、ドライエッチングであるＤｅｅｐ−
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）で形成することがで
きる。このように、基板を貫通する空隙部を積層共振体
に対して過度には広く開口することなく形成することに
よって、圧電薄膜共振子自体の小型化を図ることができ
る。その結果、複数の圧電薄膜共振子を用いて例えばラ
ダー型バンドフィルタなどのフィルタを作製する場合、
第１の側面に係る圧電薄膜共振子によると、実用に適し
た小型のフィルタを得ることが可能となる。また、基板
を貫通する空隙部を、基板のカット態様にかかわらず形
成できるため、基板のカット態様を適宜選択でき、基板
上において、所望の基板のカット面を利用して配向性の
高い第１電極膜すなわち下部電極を形成することができ
る。したがって、配向性の高い第１電極膜上において、
配向性の高い圧電膜を形成することができ、その結果、
良好な共振特性を有する圧電薄膜共振子を得ることが可
能となる。
に適するとともに優れた共振特性を有する圧電薄膜共振
子を得ることができる。本発明では、空隙部は、基板に
おいて、積層共振体に対応する位置で第１の面および第
２の面にて開口し、第１の面に対して略垂直に形成され
ている。基板を垂直に貫通する空隙部は、基板のカット
態様にかかわらず、ドライエッチングであるＤｅｅｐ−
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）で形成することがで
きる。このように、基板を貫通する空隙部を積層共振体
に対して過度には広く開口することなく形成することに
よって、圧電薄膜共振子自体の小型化を図ることができ
る。その結果、複数の圧電薄膜共振子を用いて例えばラ
ダー型バンドフィルタなどのフィルタを作製する場合、
第１の側面に係る圧電薄膜共振子によると、実用に適し
た小型のフィルタを得ることが可能となる。また、基板
を貫通する空隙部を、基板のカット態様にかかわらず形
成できるため、基板のカット態様を適宜選択でき、基板
上において、所望の基板のカット面を利用して配向性の
高い第１電極膜すなわち下部電極を形成することができ
る。したがって、配向性の高い第１電極膜上において、
配向性の高い圧電膜を形成することができ、その結果、
良好な共振特性を有する圧電薄膜共振子を得ることが可
能となる。
【００１４】本発明において、第１電極膜および第２電
極膜の形成には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅
（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタ
ン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）などを用いることができる。
圧電膜の形成には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や酸化
亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チ
タン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）などを用いることができる。
また、基板としては、例えばシリコン基板を用いること
ができる。
極膜の形成には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅
（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタ
ン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）などを用いることができる。
圧電膜の形成には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や酸化
亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チ
タン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）などを用いることができる。
また、基板としては、例えばシリコン基板を用いること
ができる。
【００１５】好ましくは、基板の第１の面に接して形成
される第１電極膜は、一軸配向構造を有する単層導電
膜、または、一軸配向構造を有する複数の導電膜が積層
されてなる積層導電膜である。より好ましくは、第１電
極膜に重ねて形成される圧電膜も一軸配向構造を有す
る。また、好ましくは、基板は（１１１）カットのシリ
コン基板であり、第１の面および第２の面は（１１１）
面とされている。これらの構成は、配向性の高い圧電膜
を形成するうえで好ましい。
される第１電極膜は、一軸配向構造を有する単層導電
膜、または、一軸配向構造を有する複数の導電膜が積層
されてなる積層導電膜である。より好ましくは、第１電
極膜に重ねて形成される圧電膜も一軸配向構造を有す
る。また、好ましくは、基板は（１１１）カットのシリ
コン基板であり、第１の面および第２の面は（１１１）
面とされている。これらの構成は、配向性の高い圧電膜
を形成するうえで好ましい。
【００１６】本発明の第２の側面によると別の圧電薄膜
共振子が提供される。この圧電薄膜共振子は、（１１
１）面である第１の面を有する（１１１）カットのシリ
コン基板と、ＡｌまたはＣｕを含んで第１の面に接する
第１電極膜と、ＡｌＮまたはＺｎＯを含んで第１電極膜
に重なる圧電膜と、圧電膜に重なる第２電極膜と、を備
えることを特徴とする。
共振子が提供される。この圧電薄膜共振子は、（１１
１）面である第１の面を有する（１１１）カットのシリ
コン基板と、ＡｌまたはＣｕを含んで第１の面に接する
第１電極膜と、ＡｌＮまたはＺｎＯを含んで第１電極膜
に重なる圧電膜と、圧電膜に重なる第２電極膜と、を備
えることを特徴とする。
【００１７】このような構成によると、圧電膜を構成す
るための圧電体材料としてＡｌＮまたはＺｎＯを用いる
場合において、シリコン基板の（１１１）面を利用し
て、配向性の高い第１電極膜を介して配向性の高い圧電
膜を形成することができる。
るための圧電体材料としてＡｌＮまたはＺｎＯを用いる
場合において、シリコン基板の（１１１）面を利用し
て、配向性の高い第１電極膜を介して配向性の高い圧電
膜を形成することができる。
【００１８】本発明の第１および第２の側面において、
好ましくは、第１電極膜は、（１１１）の一軸配向構造
をとるＡｌまたはＣｕを含む単層導電膜とする。或い
は、第１電極膜は、一軸配向構造を有する複数の導電層
が積層されてなり、（１１１）の一軸配向構造をとるＡ
ｌまたはＣｕを含んで第１の面に接する第１導電層を有
する積層導電膜としてもよい。或いは、第１電極膜は、
（１１１）の一軸配向構造をとるＡｌまたはＣｕを含ん
で第１の面に接する第１導電層と、（１１０）の一軸配
向構造をとるＭｏを含む第２導電層とからなる２層導電
膜としてもよい。これらのような構成によると、（１１
１）カットのシリコン基板上において、配向性の高い第
１電極膜を形成することができる。
好ましくは、第１電極膜は、（１１１）の一軸配向構造
をとるＡｌまたはＣｕを含む単層導電膜とする。或い
は、第１電極膜は、一軸配向構造を有する複数の導電層
が積層されてなり、（１１１）の一軸配向構造をとるＡ
ｌまたはＣｕを含んで第１の面に接する第１導電層を有
する積層導電膜としてもよい。或いは、第１電極膜は、
（１１１）の一軸配向構造をとるＡｌまたはＣｕを含ん
で第１の面に接する第１導電層と、（１１０）の一軸配
向構造をとるＭｏを含む第２導電層とからなる２層導電
膜としてもよい。これらのような構成によると、（１１
１）カットのシリコン基板上において、配向性の高い第
１電極膜を形成することができる。
【００１９】好ましくは、圧電膜は、（００２）の一軸
配向構造をとるＡｌＮまたはＺｎＯである。このような
構成によると、（１１１）カットのシリコン基板上に形
成された配向性の高い一軸配向構造をとる第１電極膜上
において、配向性の高い圧電膜を形成することができ
る。
配向構造をとるＡｌＮまたはＺｎＯである。このような
構成によると、（１１１）カットのシリコン基板上に形
成された配向性の高い一軸配向構造をとる第１電極膜上
において、配向性の高い圧電膜を形成することができ
る。
【００２０】好ましくは、圧電薄膜共振子は、更に、基
板の第２の面に接合されたカバー基板を有する。このよ
うな構成は、圧電薄膜共振子の実装プロセスなどにおい
て、積層共振体の破損などの不具合を回避するのに好適
である。
板の第２の面に接合されたカバー基板を有する。このよ
うな構成は、圧電薄膜共振子の実装プロセスなどにおい
て、積層共振体の破損などの不具合を回避するのに好適
である。
【００２１】好ましくは、第１電極膜の一部および圧電
膜の一部は、共に空隙部に露出している。第１電極膜お
よび圧電膜が励振部およびその近傍において絶縁膜など
を介せずに空隙部に露出することによって、良好な共振
特性を得ることが可能となる。
膜の一部は、共に空隙部に露出している。第１電極膜お
よび圧電膜が励振部およびその近傍において絶縁膜など
を介せずに空隙部に露出することによって、良好な共振
特性を得ることが可能となる。
【００２２】本発明の第３の側面によると別の圧電薄膜
共振子が提供される。この圧電薄膜共振子は、第１の面
およびこれと反対の第２の面を有する基板と、第１の面
に接する第１電極膜、当該第１電極膜に重なる圧電膜、
および当該圧電膜に重なる第２電極膜からなる積層共振
体と、を備え、基板には、積層共振体に対応する位置に
おいて、第１の面にて開口する第１開口部を有する空隙
部が開設されており、第１電極膜の一部および圧電膜の
一部は、空隙部に露出していることを特徴とする。
共振子が提供される。この圧電薄膜共振子は、第１の面
およびこれと反対の第２の面を有する基板と、第１の面
に接する第１電極膜、当該第１電極膜に重なる圧電膜、
および当該圧電膜に重なる第２電極膜からなる積層共振
体と、を備え、基板には、積層共振体に対応する位置に
おいて、第１の面にて開口する第１開口部を有する空隙
部が開設されており、第１電極膜の一部および圧電膜の
一部は、空隙部に露出していることを特徴とする。
【００２３】積層共振体における第１電極膜および圧電
膜の一部が空隙部に露出していると、積層共振体と空隙
部との間に絶縁膜が介在している場合に比べて、積層共
振体において良好な共振特性を得ることが可能となる。
また、第１電極膜に加えて圧電膜が露出する程度にまで
開口する空隙部を有することにより、後述するように最
小挿入損失や減衰極の抑圧などの共振特性が良好とな
る。
膜の一部が空隙部に露出していると、積層共振体と空隙
部との間に絶縁膜が介在している場合に比べて、積層共
振体において良好な共振特性を得ることが可能となる。
また、第１電極膜に加えて圧電膜が露出する程度にまで
開口する空隙部を有することにより、後述するように最
小挿入損失や減衰極の抑圧などの共振特性が良好とな
る。
【００２４】本発明の第４の側面によるとフィルタが提
供される。このフィルタは、第１から第３の側面に係る
上述のいずれかに記載の圧電薄膜共振子を少なくとも１
つ含んだ複数の圧電薄膜共振子を有し、当該複数の圧電
薄膜共振子が一体となって動作することを特徴とする。
このような構成のフィルタは、良好なフィルタ特性を示
す。
供される。このフィルタは、第１から第３の側面に係る
上述のいずれかに記載の圧電薄膜共振子を少なくとも１
つ含んだ複数の圧電薄膜共振子を有し、当該複数の圧電
薄膜共振子が一体となって動作することを特徴とする。
このような構成のフィルタは、良好なフィルタ特性を示
す。
【００２５】本発明の第５の側面によると別のフィルタ
が提供される。このフィルタは、第１の面およびこれと
反対の第２の面を有する基板と、第１の面に接する第１
電極膜、当該第１電極膜に重なる圧電膜、および当該圧
電膜に重なる第２電極膜からなる複数の積層共振体と、
基板における、積層共振体の各々に対応する位置におい
て、第１の面にて開口する第１開口部および第２の面に
て開口する第２開口部を有しつつ第１の面に対して略垂
直に開設された空隙部と、を備えて複数の圧電薄膜共振
子が一体的に形成されており、隣接する第１開口部間の
距離は４２０μｍ以下であることを特徴とする。
が提供される。このフィルタは、第１の面およびこれと
反対の第２の面を有する基板と、第１の面に接する第１
電極膜、当該第１電極膜に重なる圧電膜、および当該圧
電膜に重なる第２電極膜からなる複数の積層共振体と、
基板における、積層共振体の各々に対応する位置におい
て、第１の面にて開口する第１開口部および第２の面に
て開口する第２開口部を有しつつ第１の面に対して略垂
直に開設された空隙部と、を備えて複数の圧電薄膜共振
子が一体的に形成されており、隣接する第１開口部間の
距離は４２０μｍ以下であることを特徴とする。
【００２６】このような構成によると、小型のフィルタ
を得ることができる。加えて、積層共振体間を接続する
配線長を短くでき、その結果、配線抵抗の増加を抑える
ことが可能となる。配線抵抗を低減することによって、
高周波数帯域におけるフィルタ特性を向上することが可
能となる。また、レイアウトの自由度が高いフィルタを
得ることもできる。従来の圧電薄膜共振子では、一般
に、３００μｍ以上の厚さを有するシリコン基板が用い
られていた。このような厚さの基板を備えて、積層共振
体の下方において当該基板を貫通する空隙部が設けられ
ている圧電薄膜共振子は、従来では上述のように、下方
開口部が過度に広がっている。その結果、複数のそのよ
うな圧電薄膜共振子よりなるフィルタにおいては、上述
のように、隣接する上方開口部間の距離は４２０μｍよ
りも大きく設定しなければならなかった。これに対し、
本発明の第５の側面によると、フィルタを構成する圧電
薄膜共振子の空隙部を基板に対して垂直に開設するとと
もに上方開口部間の距離を短く設定することによって、
小型化に適したフィルタを得ることができるのである。
を得ることができる。加えて、積層共振体間を接続する
配線長を短くでき、その結果、配線抵抗の増加を抑える
ことが可能となる。配線抵抗を低減することによって、
高周波数帯域におけるフィルタ特性を向上することが可
能となる。また、レイアウトの自由度が高いフィルタを
得ることもできる。従来の圧電薄膜共振子では、一般
に、３００μｍ以上の厚さを有するシリコン基板が用い
られていた。このような厚さの基板を備えて、積層共振
体の下方において当該基板を貫通する空隙部が設けられ
ている圧電薄膜共振子は、従来では上述のように、下方
開口部が過度に広がっている。その結果、複数のそのよ
うな圧電薄膜共振子よりなるフィルタにおいては、上述
のように、隣接する上方開口部間の距離は４２０μｍよ
りも大きく設定しなければならなかった。これに対し、
本発明の第５の側面によると、フィルタを構成する圧電
薄膜共振子の空隙部を基板に対して垂直に開設するとと
もに上方開口部間の距離を短く設定することによって、
小型化に適したフィルタを得ることができるのである。
【００２７】本発明の第４および第５の側面において、
複数の圧電薄膜共振子は、相互に直列に接続された複数
の第１圧電薄膜共振子と、相互に並列に接続された複数
の第２圧電薄膜共振子とを含み、複数の第１圧電薄膜共
振子および複数の第２圧電薄膜共振子によりラダー型フ
ィルタとして構成されている。
複数の圧電薄膜共振子は、相互に直列に接続された複数
の第１圧電薄膜共振子と、相互に並列に接続された複数
の第２圧電薄膜共振子とを含み、複数の第１圧電薄膜共
振子および複数の第２圧電薄膜共振子によりラダー型フ
ィルタとして構成されている。
【００２８】第５の側面において、好ましくは、複数の
圧電薄膜共振子の少なくとも１つでは、第１電極膜の一
部および圧電膜の一部は、空隙部に露出している。
圧電薄膜共振子の少なくとも１つでは、第１電極膜の一
部および圧電膜の一部は、空隙部に露出している。
【００２９】本発明の第６の側面によると別のフィルタ
が提供される。このフィルタは、第１の面およびこれと
反対の第２の面を有する基板と、第１の面に接する第１
電極膜、当該第１電極膜に重なる圧電膜、および当該圧
電膜に重なる第２電極膜からなる複数の積層共振体と、
基板における、積層共振体の各々に対応する位置におい
て、第１の面にて開口する第１開口部を有するように設
けられた空隙部と、を備えて、複数の圧電薄膜共振子が
一体的に形成されており、複数の圧電薄膜共振子の少な
くとも１つにおいて、第１電極膜の一部および圧電膜の
一部は、対応する空隙部に露出していることを特徴とす
る。
が提供される。このフィルタは、第１の面およびこれと
反対の第２の面を有する基板と、第１の面に接する第１
電極膜、当該第１電極膜に重なる圧電膜、および当該圧
電膜に重なる第２電極膜からなる複数の積層共振体と、
基板における、積層共振体の各々に対応する位置におい
て、第１の面にて開口する第１開口部を有するように設
けられた空隙部と、を備えて、複数の圧電薄膜共振子が
一体的に形成されており、複数の圧電薄膜共振子の少な
くとも１つにおいて、第１電極膜の一部および圧電膜の
一部は、対応する空隙部に露出していることを特徴とす
る。
【００３０】本発明の第１および第３から第６の側面に
おいて、好ましくは、空隙部の第１開口部および第２開
口部の形状は、円または楕円である。空隙部の開口形状
が円形や楕円形である場合には、矩形である場合と比較
して、ドライエッチングによる空隙部形成の効率は良
い。空隙部の開口部形状が矩形である場合には、角の部
分のエッチング速度は、他の部分のそれよりも低下して
しまうため、設計通りの開口部形状を形成できない場合
がある。特に、単一基板上に異なるサイズの空隙部を形
成する際には、開口部形状が矩形よりも円形や楕円形で
ある方が、空隙部形成の効率の差は顕著となる。
おいて、好ましくは、空隙部の第１開口部および第２開
口部の形状は、円または楕円である。空隙部の開口形状
が円形や楕円形である場合には、矩形である場合と比較
して、ドライエッチングによる空隙部形成の効率は良
い。空隙部の開口部形状が矩形である場合には、角の部
分のエッチング速度は、他の部分のそれよりも低下して
しまうため、設計通りの開口部形状を形成できない場合
がある。特に、単一基板上に異なるサイズの空隙部を形
成する際には、開口部形状が矩形よりも円形や楕円形で
ある方が、空隙部形成の効率の差は顕著となる。
【００３１】本発明の第１および第３から第６の側面に
おいて、好ましくは、第１電極膜において空隙部に露出
する部分、および、圧電膜において空隙部に露出する部
分は、フッ素系のガスでエッチングされないＡｌやＣｕ
などの導電性材料により構成されている。このような構
成によると、第１電極膜および空隙部の損傷を回避ない
し抑制しつつ、ドライエッチングであるＤｅｅｐ−ＲＩ
Ｅにより空隙部を形成することができる。
おいて、好ましくは、第１電極膜において空隙部に露出
する部分、および、圧電膜において空隙部に露出する部
分は、フッ素系のガスでエッチングされないＡｌやＣｕ
などの導電性材料により構成されている。このような構
成によると、第１電極膜および空隙部の損傷を回避ない
し抑制しつつ、ドライエッチングであるＤｅｅｐ−ＲＩ
Ｅにより空隙部を形成することができる。
【００３２】本発明の第１から第６の側面において、好
ましくは、積層共振体における励振部の面積に対する第
１開口部の面積の比は、１〜２．２５である。このよう
な面積比率によると、積層共振体の変形や破損を回避し
つつ良好な共振特性を得ることが可能となる。励振部と
は、第１電極膜と第２電極膜とが圧電膜を介して重複す
る領域をいう。
ましくは、積層共振体における励振部の面積に対する第
１開口部の面積の比は、１〜２．２５である。このよう
な面積比率によると、積層共振体の変形や破損を回避し
つつ良好な共振特性を得ることが可能となる。励振部と
は、第１電極膜と第２電極膜とが圧電膜を介して重複す
る領域をいう。
【００３３】本発明の第１から第６の側面において、好
ましくは、第１電極膜の励振部の形状と第２電極膜の励
振部の形状は略一致している。このような構成は、２つ
の電極膜間において余分な容量の発生を防止し、良好な
共振特性を達成するうえで好適である。また、好ましく
は、第１電極膜の励振部の形状および第２電極膜の励振
部の形状は、円または楕円の一部を有している。
ましくは、第１電極膜の励振部の形状と第２電極膜の励
振部の形状は略一致している。このような構成は、２つ
の電極膜間において余分な容量の発生を防止し、良好な
共振特性を達成するうえで好適である。また、好ましく
は、第１電極膜の励振部の形状および第２電極膜の励振
部の形状は、円または楕円の一部を有している。
【００３４】本発明の第７の側面によると圧電薄膜共振
子の製造方法が提供される。この製造方法は、第１の面
およびこれと反対の第２の面を有する基板に、第１の面
に接する第１電極膜と、当該第１電極膜に重なる圧電膜
と、当該圧電膜に重なる第２電極膜とからなる積層共振
体を形成する工程と、基板に対して、ドライエッチング
により、積層共振体に対応する位置において第１の面お
よび第２の面にて開口する空隙部を第１の面に対して略
垂直に形成する工程と、を含むことを特徴とする。
子の製造方法が提供される。この製造方法は、第１の面
およびこれと反対の第２の面を有する基板に、第１の面
に接する第１電極膜と、当該第１電極膜に重なる圧電膜
と、当該圧電膜に重なる第２電極膜とからなる積層共振
体を形成する工程と、基板に対して、ドライエッチング
により、積層共振体に対応する位置において第１の面お
よび第２の面にて開口する空隙部を第１の面に対して略
垂直に形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００３５】このような構成によると、本発明の第１の
側面に係る圧電薄膜共振子を製造することができる。し
たがって、本発明の第７の側面によっても、第１の側面
に関して上述したのと同様の効果が奏される。
側面に係る圧電薄膜共振子を製造することができる。し
たがって、本発明の第７の側面によっても、第１の側面
に関して上述したのと同様の効果が奏される。
【００３６】本発明の第８の側面によると別の圧電薄膜
共振子の製造方法が提供される。この製造方法は、第１
の面およびこれと反対の第２の面を有する基板に、第１
の面に接する第１電極膜と、当該第１電極膜に重なる圧
電膜と、当該圧電膜に重なる第２電極膜とからなる積層
共振体を形成する工程と、基板に対して、ドライエッチ
ングにより、積層共振体に対応する位置において第１の
面および第２の面にて開口する空隙部を形成する工程と
を含み、空隙部を形成する工程において、第１電極膜の
一部および圧電膜の一部を空隙部に露出させることを特
徴とする。
共振子の製造方法が提供される。この製造方法は、第１
の面およびこれと反対の第２の面を有する基板に、第１
の面に接する第１電極膜と、当該第１電極膜に重なる圧
電膜と、当該圧電膜に重なる第２電極膜とからなる積層
共振体を形成する工程と、基板に対して、ドライエッチ
ングにより、積層共振体に対応する位置において第１の
面および第２の面にて開口する空隙部を形成する工程と
を含み、空隙部を形成する工程において、第１電極膜の
一部および圧電膜の一部を空隙部に露出させることを特
徴とする。
【００３７】このような構成によると、本発明の第３の
側面に係る圧電薄膜共振子を製造することができる。し
たがって、本発明の第８の側面によっても、第３の側面
に関して上述したのと同様の効果が奏される。
側面に係る圧電薄膜共振子を製造することができる。し
たがって、本発明の第８の側面によっても、第３の側面
に関して上述したのと同様の効果が奏される。
【００３８】本発明の第７および第８の側面において、
好ましくは、ドライエッチングはＤｅｅｐ−ＲＩＥであ
る。これらの製造方法においては、更に、空隙部を閉塞
するように基板の第２の面にカバー基板を接合する工程
を含んでもよい。また、空隙部を形成する工程では、圧
電薄膜共振子またはこれにより構成されるフィルタの輪
郭を規定する溝部をエッチング形成してもよい。
好ましくは、ドライエッチングはＤｅｅｐ−ＲＩＥであ
る。これらの製造方法においては、更に、空隙部を閉塞
するように基板の第２の面にカバー基板を接合する工程
を含んでもよい。また、空隙部を形成する工程では、圧
電薄膜共振子またはこれにより構成されるフィルタの輪
郭を規定する溝部をエッチング形成してもよい。
【００３９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る圧電薄膜共振子１００を表す。図２は、図１の線
II−IIに沿った断面図である。
に係る圧電薄膜共振子１００を表す。図２は、図１の線
II−IIに沿った断面図である。
【００４０】圧電薄膜共振子１００は、シリコン基板１
１０と、その上に形成された積層共振体１２０とを有す
る。シリコン基板１１０は、（１１１）カットされた単
結晶シリコン基板であり、（１１１）面に相当する第１
の面１１１および第２の面１１２を有する。積層共振体
１２０は、第１電極膜１２１と、第２電極膜１２２と、
これらに挟まれた圧電膜１２３とからなる。本実施形態
では、第１電極膜１２１は、１００ｎｍの厚みを有し、
（１１１）の一軸配向構造をとるＡｌまたはＣｕにより
形成されている。第２電極膜１２２は、１００ｎｍの厚
みを有し、ＡｌまたはＣｕにより形成されている。圧電
膜１２３は、５００ｎｍの厚みを有し、（００２）の一
軸配向構造をとるＡｌＮまたはＺｎＯにより形成されて
いる。
１０と、その上に形成された積層共振体１２０とを有す
る。シリコン基板１１０は、（１１１）カットされた単
結晶シリコン基板であり、（１１１）面に相当する第１
の面１１１および第２の面１１２を有する。積層共振体
１２０は、第１電極膜１２１と、第２電極膜１２２と、
これらに挟まれた圧電膜１２３とからなる。本実施形態
では、第１電極膜１２１は、１００ｎｍの厚みを有し、
（１１１）の一軸配向構造をとるＡｌまたはＣｕにより
形成されている。第２電極膜１２２は、１００ｎｍの厚
みを有し、ＡｌまたはＣｕにより形成されている。圧電
膜１２３は、５００ｎｍの厚みを有し、（００２）の一
軸配向構造をとるＡｌＮまたはＺｎＯにより形成されて
いる。
【００４１】シリコン基板１１０には、積層共振体１２
０の下方に空隙部１１０ａが形成されている。空隙部１
１０ａは、第１の面１１１および第２の面１１２に対し
て垂直にシリコン基板１１０を貫通しており、第２の面
１１２における空隙部１１０ａの開口部１１２ａは、第
１の面１１１における開口部１１１ａと同一の面積およ
び形状を有する。本実施形態では、開口部１１１ａ，１
１２ａは正方形である。このように、空隙部１１０ａの
開口部１１２ａが開口部１１１ａよりも有意には広がっ
ていないため、シリコン基板１１０ひいては圧電薄膜共
振子１００を小型に設計することが可能となっている。
例えば、圧電薄膜共振子１００の共振周波数を５ＧＨｚ
に設定する場合、積層共振体１２０における励振部につ
いて長さＬ１は約５０μｍであり、空隙部１１０ａにつ
いて長さＬ２は約６０μｍである。ここで励振部とは、
第１電極膜１２１および第２電極膜１２２が圧電膜１２
３を介して重複する領域をいう。本実施形態では、励振
部は、一辺の長さがＬ１の正方形である。本発明では、
励振部は、正方形に代えて長方形でもよいし、矩形でな
くともよい。励振部形状に応じて開口部１１１ａ，１１
２ａの形状を変更してもよい。本実施形態では、第１電
極膜１２１の一部および圧電膜１２３の一部は、空隙部
１１０ａに露出している。したがって、良好な共振特性
を達成可能である。
０の下方に空隙部１１０ａが形成されている。空隙部１
１０ａは、第１の面１１１および第２の面１１２に対し
て垂直にシリコン基板１１０を貫通しており、第２の面
１１２における空隙部１１０ａの開口部１１２ａは、第
１の面１１１における開口部１１１ａと同一の面積およ
び形状を有する。本実施形態では、開口部１１１ａ，１
１２ａは正方形である。このように、空隙部１１０ａの
開口部１１２ａが開口部１１１ａよりも有意には広がっ
ていないため、シリコン基板１１０ひいては圧電薄膜共
振子１００を小型に設計することが可能となっている。
例えば、圧電薄膜共振子１００の共振周波数を５ＧＨｚ
に設定する場合、積層共振体１２０における励振部につ
いて長さＬ１は約５０μｍであり、空隙部１１０ａにつ
いて長さＬ２は約６０μｍである。ここで励振部とは、
第１電極膜１２１および第２電極膜１２２が圧電膜１２
３を介して重複する領域をいう。本実施形態では、励振
部は、一辺の長さがＬ１の正方形である。本発明では、
励振部は、正方形に代えて長方形でもよいし、矩形でな
くともよい。励振部形状に応じて開口部１１１ａ，１１
２ａの形状を変更してもよい。本実施形態では、第１電
極膜１２１の一部および圧電膜１２３の一部は、空隙部
１１０ａに露出している。したがって、良好な共振特性
を達成可能である。
【００４２】ここで、励振部についての長さＬ１、およ
び、空隙部１１０ａないし開口部１１１ａについての長
さＬ２が共振特性に与える影響について説明する。本発
明の圧電薄膜共振子１００による１ポート共振子を、ネ
ットワークアナライザに対して図３に示すように接続
し、その通過特性（Ｓ２１特性）を測定したところ、図
４および図５に示す結果を得た。測定に供した複数の圧
電薄膜共振子１００は、いずれも、（１１１）カットさ
れた厚さ３００μｍのシリコン基板１１０上に、Ａｌよ
りなる厚さ１００ｎｍの第１電極膜１２１と、ＺｎＯよ
りなる厚さ５００ｎｍの圧電膜１２３と、Ａｌよりなる
厚さ１００ｎｍの第２電極膜１２２とからなる積層共振
体１２０が形成されたものである。当該複数の圧電薄膜
共振子１００において、正方形励振部の一辺の長さＬ
１、および、空隙部１１０ａないし正方形の開口部１１
１ａの一辺の長さＬ２の比は、異なる。図４のグラフ
は、通過特性における最小挿入損失のＬ２／Ｌ１依存性
を表す。図５のグラフは、通過特性における減衰極の抑
圧のＬ２／Ｌ１依存性を表す。
び、空隙部１１０ａないし開口部１１１ａについての長
さＬ２が共振特性に与える影響について説明する。本発
明の圧電薄膜共振子１００による１ポート共振子を、ネ
ットワークアナライザに対して図３に示すように接続
し、その通過特性（Ｓ２１特性）を測定したところ、図
４および図５に示す結果を得た。測定に供した複数の圧
電薄膜共振子１００は、いずれも、（１１１）カットさ
れた厚さ３００μｍのシリコン基板１１０上に、Ａｌよ
りなる厚さ１００ｎｍの第１電極膜１２１と、ＺｎＯよ
りなる厚さ５００ｎｍの圧電膜１２３と、Ａｌよりなる
厚さ１００ｎｍの第２電極膜１２２とからなる積層共振
体１２０が形成されたものである。当該複数の圧電薄膜
共振子１００において、正方形励振部の一辺の長さＬ
１、および、空隙部１１０ａないし正方形の開口部１１
１ａの一辺の長さＬ２の比は、異なる。図４のグラフ
は、通過特性における最小挿入損失のＬ２／Ｌ１依存性
を表す。図５のグラフは、通過特性における減衰極の抑
圧のＬ２／Ｌ１依存性を表す。
【００４３】図４のグラフによると、最小挿入損失は、
Ｌ２／Ｌ１の値が１より小さくなるにつれて上昇してし
まい、Ｌ２／Ｌ１がの値が１以上であると、相対的に小
さな値で略一定であることがわかる。また、図５のグラ
フによると、減衰極の抑圧は、Ｌ２／Ｌ１の値が１より
小さくなるにつれて低下してしまい、Ｌ２／Ｌ１の値が
１以上であると、相対的に大きな値で略一定であること
がわかる。このように、Ｌ２／Ｌ１の値が１以上におい
て、最小挿入損失および減衰極の抑圧で示唆される共振
特性は良好となる。このように共振特性が良好となるの
は、Ｌ２／Ｌ１の値が１より小さいと、空隙部１１０ａ
に露出するのは第１電極膜１２１の一部のみであるのに
対し、Ｌ２／Ｌ１の値が１よりも大きいと、第１電極膜
１２１の一部に加えて圧電膜１２３の一部も空隙部１１
０ａに露出するためである。一方、Ｌ２／Ｌ１の値が
１．５よりも大きいと、励振部が反り易くなって共振特
性の変動要因が増加するとともに破損のおそれも増大
し、好ましくない。したがって、Ｌ２／Ｌ１の値は、１
以上であって、かつ、製造プロセス上の精度などをも考
慮したうえで必要最小限の大きさとするのがよく、好ま
しくは１〜１．５の範囲である。本測定において、励振
部および開口部１１１ａの形状は、各々、一辺をＬ１お
よびＬ２とする正方形であるところ、Ｌ２／Ｌ１の値の
好ましい範囲に基くと、開口部１１１ａの面積に対する
励振部の面積の比は、１〜２．２５の範囲が好ましいこ
とが理解できよう。ただし、開口部１１１ａおよび励振
部の形状が正方形でない場合であっても、両者の面積比
は、１〜２．２５の範囲が好ましい。
Ｌ２／Ｌ１の値が１より小さくなるにつれて上昇してし
まい、Ｌ２／Ｌ１がの値が１以上であると、相対的に小
さな値で略一定であることがわかる。また、図５のグラ
フによると、減衰極の抑圧は、Ｌ２／Ｌ１の値が１より
小さくなるにつれて低下してしまい、Ｌ２／Ｌ１の値が
１以上であると、相対的に大きな値で略一定であること
がわかる。このように、Ｌ２／Ｌ１の値が１以上におい
て、最小挿入損失および減衰極の抑圧で示唆される共振
特性は良好となる。このように共振特性が良好となるの
は、Ｌ２／Ｌ１の値が１より小さいと、空隙部１１０ａ
に露出するのは第１電極膜１２１の一部のみであるのに
対し、Ｌ２／Ｌ１の値が１よりも大きいと、第１電極膜
１２１の一部に加えて圧電膜１２３の一部も空隙部１１
０ａに露出するためである。一方、Ｌ２／Ｌ１の値が
１．５よりも大きいと、励振部が反り易くなって共振特
性の変動要因が増加するとともに破損のおそれも増大
し、好ましくない。したがって、Ｌ２／Ｌ１の値は、１
以上であって、かつ、製造プロセス上の精度などをも考
慮したうえで必要最小限の大きさとするのがよく、好ま
しくは１〜１．５の範囲である。本測定において、励振
部および開口部１１１ａの形状は、各々、一辺をＬ１お
よびＬ２とする正方形であるところ、Ｌ２／Ｌ１の値の
好ましい範囲に基くと、開口部１１１ａの面積に対する
励振部の面積の比は、１〜２．２５の範囲が好ましいこ
とが理解できよう。ただし、開口部１１１ａおよび励振
部の形状が正方形でない場合であっても、両者の面積比
は、１〜２．２５の範囲が好ましい。
【００４４】次に、シリコン基板の表面の状態が、基板
上に成膜される第１電極膜、および、当該第１電極膜上
に成膜される圧電膜の配向性に対して与える影響につい
て説明する。まず、次のような基板Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを用
意した。基板Ａは、（１１１）カットのシリコン基板で
ある。基板Ｂは、（１００）カットのシリコン基板であ
る。基板Ｃは、スパッタリングにより表面に厚さ５μｍ
のＳｉＯ2膜を成膜した（１１１）カットのシリコン基
板である。基板Ｄは、スパッタリングにより表面に厚さ
５μｍのＳｉＯ2膜を成膜した（１００）カットのシリ
コン基板である。これらの基板上に、第１電極膜とし
て、スパッタリングにより厚さ１００ｎｍのＡｌ膜を成
膜した。更に、第１電極膜の上に、圧電膜として、スパ
ッタリングにより厚さ５００ｎｍのＺｎＯ膜を成膜し
た。次いで、各基板について、成膜されたＡｌおよびＺ
ｎＯの配向性を調べた。具体的には、配向性について
は、Ｘ線回折装置を用いた測定により得られるロッキン
グカーブのＦＷＨＭ（Full Widthat Half Maximum）の
値に基づいて評価した。ＦＷＨＭの値が小さいほど配向
性が高いことを意味する。良好な圧電性を得るために
は、圧電膜のＦＷＨＭは６°以下であるのが好ましい。
上に成膜される第１電極膜、および、当該第１電極膜上
に成膜される圧電膜の配向性に対して与える影響につい
て説明する。まず、次のような基板Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを用
意した。基板Ａは、（１１１）カットのシリコン基板で
ある。基板Ｂは、（１００）カットのシリコン基板であ
る。基板Ｃは、スパッタリングにより表面に厚さ５μｍ
のＳｉＯ2膜を成膜した（１１１）カットのシリコン基
板である。基板Ｄは、スパッタリングにより表面に厚さ
５μｍのＳｉＯ2膜を成膜した（１００）カットのシリ
コン基板である。これらの基板上に、第１電極膜とし
て、スパッタリングにより厚さ１００ｎｍのＡｌ膜を成
膜した。更に、第１電極膜の上に、圧電膜として、スパ
ッタリングにより厚さ５００ｎｍのＺｎＯ膜を成膜し
た。次いで、各基板について、成膜されたＡｌおよびＺ
ｎＯの配向性を調べた。具体的には、配向性について
は、Ｘ線回折装置を用いた測定により得られるロッキン
グカーブのＦＷＨＭ（Full Widthat Half Maximum）の
値に基づいて評価した。ＦＷＨＭの値が小さいほど配向
性が高いことを意味する。良好な圧電性を得るために
は、圧電膜のＦＷＨＭは６°以下であるのが好ましい。
【００４５】基板Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに成膜されたＡｌおよ
びＺｎＯについて、（１１１）一軸配向Ａｌおよび（０
０２）一軸配向ＺｎＯのＦＷＨＭの値を表１に掲げる。
表１に示すように、基板Ａにおいて、Ａｌは（１１１）
の良好な一軸配向をとり、ＺｎＯは（００２）の良好な
一軸配向をとっていた。ここで、一軸配向とは、Ｘ線回
折装置を使用してθ−２θ測定を行った際に得られる結
果において、他の結晶面からの回折ピーク強度が所望の
結晶面からの回折ピーク強度に対して１／１００以下に
抑えられていることを意味する。これに対し、基板Ｂで
は、Ａｌ（２００）およびＺｎＯ（１０３）といった他
の結晶面からの比較的強い回折ピークが見られ、第１電
極膜として成膜されたＡｌおよび圧電膜として成膜され
たＺｎＯにおいて充分な一軸配向をとっていなかった。
このように、（１１１）カットである基板Ａの方が、
（１００）カットである基板Ｂよりも、Ａｌ（１１１）
およびＺｎＯ（００２）のＦＷＨＭの値が小さくなって
おり、第１電極膜として成膜されたＡｌおよび圧電膜と
して成膜されたＺｎＯの両方の配向性が高いことがわか
る。なお、基板Ｃ，Ｄでは、基板表面に成膜されたＳｉ
Ｏ2膜の表面の粗さが大きいことに起因して、Ａｌおよ
びＺｎＯは、測定不可能なほど配向性が低かった。
びＺｎＯについて、（１１１）一軸配向Ａｌおよび（０
０２）一軸配向ＺｎＯのＦＷＨＭの値を表１に掲げる。
表１に示すように、基板Ａにおいて、Ａｌは（１１１）
の良好な一軸配向をとり、ＺｎＯは（００２）の良好な
一軸配向をとっていた。ここで、一軸配向とは、Ｘ線回
折装置を使用してθ−２θ測定を行った際に得られる結
果において、他の結晶面からの回折ピーク強度が所望の
結晶面からの回折ピーク強度に対して１／１００以下に
抑えられていることを意味する。これに対し、基板Ｂで
は、Ａｌ（２００）およびＺｎＯ（１０３）といった他
の結晶面からの比較的強い回折ピークが見られ、第１電
極膜として成膜されたＡｌおよび圧電膜として成膜され
たＺｎＯにおいて充分な一軸配向をとっていなかった。
このように、（１１１）カットである基板Ａの方が、
（１００）カットである基板Ｂよりも、Ａｌ（１１１）
およびＺｎＯ（００２）のＦＷＨＭの値が小さくなって
おり、第１電極膜として成膜されたＡｌおよび圧電膜と
して成膜されたＺｎＯの両方の配向性が高いことがわか
る。なお、基板Ｃ，Ｄでは、基板表面に成膜されたＳｉ
Ｏ2膜の表面の粗さが大きいことに起因して、Ａｌおよ
びＺｎＯは、測定不可能なほど配向性が低かった。
【００４６】
【表１】
【００４７】基板Ａ，Ｂについては、第１電極膜として
厚さ１００ｎｍのＣｕを成膜し、圧電膜として厚さ５０
０ｎｍのＺｎＯを成膜した場合についても、上述と同様
の手法により配向性を調べた。その結果、基板Ａにおい
て、Ｃｕは（１１１）の良好な一軸配向をとり、ＺｎＯ
は（００２）の良好な一軸配向をとっていることがわか
った。特に、圧電膜として成膜されたＺｎＯのＦＷＨＭ
は、基板Ａでは１．８°であり、基板Ｂでは９．６°で
あった。この結果は、基板Ａの圧電膜として成膜された
ＺｎＯの方が、基板ＢのＺｎＯのそれよりも配向性が高
いことを示す。また、基板Ａ，Ｂについては、第１電極
膜として、厚さ５０ｎｍのＡｌを成膜して更に厚さ１０
０ｎｍのＭｏを成膜し、圧電膜として厚さ５００ｎｍの
ＡｌＮを成膜した場合についても、上述と同様の手法に
より配向性を調べた。その結果、基板Ａにおいて、Ａｌ
は（１１１）の良好な一軸配向をとり、Ｍｏは（１１
０）の良好な一軸配向をとり、ＡｌＮは（００２）の良
好な一軸配向をとっていることがわかった。これに対し
て、基板Ｂでは、第１電極膜のＭｏ層においてＭｏ（２
１１）といった他の結晶面からの回折ピークが見られ、
充分な一軸配向をとっていなかった。特に、圧電膜とし
て成膜されたＡｌＮのＦＷＨＭは、基板Ａでは２．１°
であり、基板Ｂでは測定不可能であった。
厚さ１００ｎｍのＣｕを成膜し、圧電膜として厚さ５０
０ｎｍのＺｎＯを成膜した場合についても、上述と同様
の手法により配向性を調べた。その結果、基板Ａにおい
て、Ｃｕは（１１１）の良好な一軸配向をとり、ＺｎＯ
は（００２）の良好な一軸配向をとっていることがわか
った。特に、圧電膜として成膜されたＺｎＯのＦＷＨＭ
は、基板Ａでは１．８°であり、基板Ｂでは９．６°で
あった。この結果は、基板Ａの圧電膜として成膜された
ＺｎＯの方が、基板ＢのＺｎＯのそれよりも配向性が高
いことを示す。また、基板Ａ，Ｂについては、第１電極
膜として、厚さ５０ｎｍのＡｌを成膜して更に厚さ１０
０ｎｍのＭｏを成膜し、圧電膜として厚さ５００ｎｍの
ＡｌＮを成膜した場合についても、上述と同様の手法に
より配向性を調べた。その結果、基板Ａにおいて、Ａｌ
は（１１１）の良好な一軸配向をとり、Ｍｏは（１１
０）の良好な一軸配向をとり、ＡｌＮは（００２）の良
好な一軸配向をとっていることがわかった。これに対し
て、基板Ｂでは、第１電極膜のＭｏ層においてＭｏ（２
１１）といった他の結晶面からの回折ピークが見られ、
充分な一軸配向をとっていなかった。特に、圧電膜とし
て成膜されたＡｌＮのＦＷＨＭは、基板Ａでは２．１°
であり、基板Ｂでは測定不可能であった。
【００４８】以上の結果より、基板Ａ，ＢすなわちＳｉ
Ｏ2膜を成膜していないシリコン基板は、基板Ｃ，Ｄす
なわちＳｉＯ2膜を成膜したシリコン基板よりも、配向
性を有する圧電膜を形成するのに適していることが理解
できよう。更に、基板Ａすなわち（１１１）カットのシ
リコン基板は、基板Ｂすなわち（１００）カットのシリ
コン基板よりも、配向性の高い圧電膜を形成するのに適
していることが理解できよう。
Ｏ2膜を成膜していないシリコン基板は、基板Ｃ，Ｄす
なわちＳｉＯ2膜を成膜したシリコン基板よりも、配向
性を有する圧電膜を形成するのに適していることが理解
できよう。更に、基板Ａすなわち（１１１）カットのシ
リコン基板は、基板Ｂすなわち（１００）カットのシリ
コン基板よりも、配向性の高い圧電膜を形成するのに適
していることが理解できよう。
【００４９】図６は、図１に示す圧電薄膜共振子１００
の製造における一連の工程の一部を表す。図７は、図６
に続く工程を表す。図６および図７は、製造工程におけ
る、図１の線II−IIに沿った断面形状の様子を表す。
の製造における一連の工程の一部を表す。図７は、図６
に続く工程を表す。図６および図７は、製造工程におけ
る、図１の線II−IIに沿った断面形状の様子を表す。
【００５０】圧電薄膜共振子１００の製造においては、
まず、図６（ａ）に示すように、スパッタリング法によ
り、シリコンウエハ１０に対して、第１電極膜１２１を
１００ｎｍの厚さで成膜する。シリコンウエハ１０は、
（１１１）カットされたものであり、（１１１）面に相
当する第１の面１１および第２の面１２を有する。第１
電極膜１２１は、ＡｌまたはＣｕよりなる。次に、図６
（ｂ）に示すように、所定のレジストパターンを介して
ドライエッチングまたはウェットエッチングを施すこと
により、第１電極膜１２１をパターニングする。ドライ
エッチングにおいて、例えば、Ａｌに対しては、ＢＣｌ
3およびＣｌ2の混合ガスを使用することができ、Ｃｕに
対しては、ＡｒとＣｌ2の混合ガスを使用することがで
きる。また、ウェットエッチングにおけるエッチング液
として、例えば、Ａｌに対しては、リン酸、酢酸、硝酸
を含む水溶液を使用することができ、Ｃｕに対しては、
硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液を使用することが
できる。電極膜に対する以降のエッチングについても、
これらを使用することができる。
まず、図６（ａ）に示すように、スパッタリング法によ
り、シリコンウエハ１０に対して、第１電極膜１２１を
１００ｎｍの厚さで成膜する。シリコンウエハ１０は、
（１１１）カットされたものであり、（１１１）面に相
当する第１の面１１および第２の面１２を有する。第１
電極膜１２１は、ＡｌまたはＣｕよりなる。次に、図６
（ｂ）に示すように、所定のレジストパターンを介して
ドライエッチングまたはウェットエッチングを施すこと
により、第１電極膜１２１をパターニングする。ドライ
エッチングにおいて、例えば、Ａｌに対しては、ＢＣｌ
3およびＣｌ2の混合ガスを使用することができ、Ｃｕに
対しては、ＡｒとＣｌ2の混合ガスを使用することがで
きる。また、ウェットエッチングにおけるエッチング液
として、例えば、Ａｌに対しては、リン酸、酢酸、硝酸
を含む水溶液を使用することができ、Ｃｕに対しては、
硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液を使用することが
できる。電極膜に対する以降のエッチングについても、
これらを使用することができる。
【００５１】次に、図６（ｃ）に示すように、スパッタ
リング法により、圧電膜１２３を５００ｎｍの厚さで成
膜し、続いて、第２電極膜１２２を１００ｎｍの厚さで
成膜する。圧電膜１２３は、ＡｌＮまたはＺｎＯよりな
る。第２電極膜１２２は、ＡｌまたはＣｕよりなる。次
に、図６（ｄ）に示すように、所定のレジストパターン
を介してドライエッチングまたはウェットエッチングを
施すことにより、第２電極膜１２２をパターニングす
る。次に、図６（ｅ）に示すように、所定のマスクを介
してドライエッチングまたはウェットエッチングを施す
ことにより、圧電膜１２３をパターニングする。ウェッ
トエッチングにおけるエッチング液として、ＡｌＮに対
しては加熱リン酸を使用することができ、ＺｎＯに対し
ては酢酸水溶液を使用することができる。圧電膜１２３
がパターニングされることによって、各素子ごとに積層
共振体１２０が形成されることとなる。以上、積層共振
体１２０の形成について、電極膜ないし圧電膜上へのレ
ジストの成膜、当該レジストに対する露光、および、電
極膜または圧電膜のエッチングを経る手法について説明
した。本発明では、これに代えて、レジストの成膜、当
該レジストに対する露光、電極膜または圧電膜の成膜、
および、リフトオフを経て積層共振体１２０を形成する
手法を採用してもよい。
リング法により、圧電膜１２３を５００ｎｍの厚さで成
膜し、続いて、第２電極膜１２２を１００ｎｍの厚さで
成膜する。圧電膜１２３は、ＡｌＮまたはＺｎＯよりな
る。第２電極膜１２２は、ＡｌまたはＣｕよりなる。次
に、図６（ｄ）に示すように、所定のレジストパターン
を介してドライエッチングまたはウェットエッチングを
施すことにより、第２電極膜１２２をパターニングす
る。次に、図６（ｅ）に示すように、所定のマスクを介
してドライエッチングまたはウェットエッチングを施す
ことにより、圧電膜１２３をパターニングする。ウェッ
トエッチングにおけるエッチング液として、ＡｌＮに対
しては加熱リン酸を使用することができ、ＺｎＯに対し
ては酢酸水溶液を使用することができる。圧電膜１２３
がパターニングされることによって、各素子ごとに積層
共振体１２０が形成されることとなる。以上、積層共振
体１２０の形成について、電極膜ないし圧電膜上へのレ
ジストの成膜、当該レジストに対する露光、および、電
極膜または圧電膜のエッチングを経る手法について説明
した。本発明では、これに代えて、レジストの成膜、当
該レジストに対する露光、電極膜または圧電膜の成膜、
および、リフトオフを経て積層共振体１２０を形成する
手法を採用してもよい。
【００５２】次に、図７（ａ）に示すように、シリコン
ウエハ１０の第１の面１１の側にレジスト３０を形成す
る。レジスト３０によって、以降の工程において積層共
振体１２０が適切に保護される。
ウエハ１０の第１の面１１の側にレジスト３０を形成す
る。レジスト３０によって、以降の工程において積層共
振体１２０が適切に保護される。
【００５３】次に、図７（ｂ）に示すように、シリコン
ウエハ１０に対してレジストパターン２０を形成する。
具体的には、シリコンウエハ１０の第２の面１２にフォ
トレジストを成膜し、当該フォトレジストに対して露光
および現像を施すことによって、レジストパターン２０
を形成する。
ウエハ１０に対してレジストパターン２０を形成する。
具体的には、シリコンウエハ１０の第２の面１２にフォ
トレジストを成膜し、当該フォトレジストに対して露光
および現像を施すことによって、レジストパターン２０
を形成する。
【００５４】次に、図７（ｃ）に示すように、シリコン
ウエハ１０に対して、レジストパターン２０を介してド
ライエッチングであるＤｅｅｐ−ＲＩＥを施す。これに
よって、各素子ごとに空隙部１１０ａが形成される。本
実施形態のＤｅｅｐ−ＲＩＥでは、エッチングと側壁保
護膜形成とを交互に繰り返して行い、例えば、ＳＦ6ガ
スによるエッチングを１０秒間とし、Ｃ4Ｆ8ガスによる
側壁保護膜形成を１０秒間とし、ウエハに印加するバイ
アスは２０Ｗ程度とする。これによって、シリコンウエ
ハ１０の第１の面１１および第２の面１２に対して垂直
な空隙部１１０ａが形成される。また、このとき、この
ようなフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって
は、Ａｌ，Ｃｕ，ＡｌＮ，ＺｎＯはエッチングされない
ため、第１電極膜１２１および圧電膜１２２に損傷を与
えることなく、信頼性よく空隙部１１０ａを形成するこ
とができる。すなわち、Ａｌ，Ｃｕ，ＡｌＮ，ＺｎＯ
は、このドライエッチングの際のエッチングストッパ層
として機能していることになる。また、本発明では、空
隙部１１０ａを形成する工程で、空隙部１１０ａと共に
素子分割用の境界貫通溝を形成してもよい。その場合に
は、素子を分割するための後述のダイシング工程を別途
設ける必要はなく、圧電薄膜共振子１００の製造工程の
簡略化を図ることができる。
ウエハ１０に対して、レジストパターン２０を介してド
ライエッチングであるＤｅｅｐ−ＲＩＥを施す。これに
よって、各素子ごとに空隙部１１０ａが形成される。本
実施形態のＤｅｅｐ−ＲＩＥでは、エッチングと側壁保
護膜形成とを交互に繰り返して行い、例えば、ＳＦ6ガ
スによるエッチングを１０秒間とし、Ｃ4Ｆ8ガスによる
側壁保護膜形成を１０秒間とし、ウエハに印加するバイ
アスは２０Ｗ程度とする。これによって、シリコンウエ
ハ１０の第１の面１１および第２の面１２に対して垂直
な空隙部１１０ａが形成される。また、このとき、この
ようなフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって
は、Ａｌ，Ｃｕ，ＡｌＮ，ＺｎＯはエッチングされない
ため、第１電極膜１２１および圧電膜１２２に損傷を与
えることなく、信頼性よく空隙部１１０ａを形成するこ
とができる。すなわち、Ａｌ，Ｃｕ，ＡｌＮ，ＺｎＯ
は、このドライエッチングの際のエッチングストッパ層
として機能していることになる。また、本発明では、空
隙部１１０ａを形成する工程で、空隙部１１０ａと共に
素子分割用の境界貫通溝を形成してもよい。その場合に
は、素子を分割するための後述のダイシング工程を別途
設ける必要はなく、圧電薄膜共振子１００の製造工程の
簡略化を図ることができる。
【００５５】次に、図７（ｄ）に示すように、レジスト
パターン２０およびレジスト３０を剥離する。その後、
ダイシング工程を経て各素子に分割し、複数の圧電薄膜
共振子１００が完成することとなる。
パターン２０およびレジスト３０を剥離する。その後、
ダイシング工程を経て各素子に分割し、複数の圧電薄膜
共振子１００が完成することとなる。
【００５６】図８は、本発明の第２の実施形態に係る圧
電薄膜共振子２００の断面図である。圧電薄膜共振子２
００は、圧電薄膜共振子１００のそれとは異なる第１電
極膜２２１および第２電極膜２２２を有する。圧電薄膜
共振子１００の第１電極膜１２１および第２電極膜１２
２は、ＡｌまたはＣｕよりなる単層導電膜である。これ
に対し、圧電薄膜共振子２００の第１電極膜２２１は第
１導電層２２１ａおよび第２導電層２２１ｂからなる２
層導電膜である。第１導電層２２１ａは、５０ｎｍの厚
みを有し、（１１１）の一軸配向構造をとるＡｌまたは
Ｃｕよりなる。第２導電層２２１ｂは、１００ｎｍの厚
みを有し、（１１０）の一軸配向構造をとるＭｏよりな
る。また、第２電極膜２２２は、１００ｎｍの厚みを有
し、Ｍｏよりなる。
電薄膜共振子２００の断面図である。圧電薄膜共振子２
００は、圧電薄膜共振子１００のそれとは異なる第１電
極膜２２１および第２電極膜２２２を有する。圧電薄膜
共振子１００の第１電極膜１２１および第２電極膜１２
２は、ＡｌまたはＣｕよりなる単層導電膜である。これ
に対し、圧電薄膜共振子２００の第１電極膜２２１は第
１導電層２２１ａおよび第２導電層２２１ｂからなる２
層導電膜である。第１導電層２２１ａは、５０ｎｍの厚
みを有し、（１１１）の一軸配向構造をとるＡｌまたは
Ｃｕよりなる。第２導電層２２１ｂは、１００ｎｍの厚
みを有し、（１１０）の一軸配向構造をとるＭｏよりな
る。また、第２電極膜２２２は、１００ｎｍの厚みを有
し、Ｍｏよりなる。
【００５７】圧電薄膜共振子２００の製造においては、
圧電薄膜共振子１００に関して図６（ａ）に示す工程
で、第１電極膜１２１に代えて、第１電極膜２２１とし
て第１導電層２２１ａおよびこれに積層する第２導電層
２２１ｂを成膜する。そして、図６（ｂ）に示す工程
で、第１導電層２２１ａおよび第２導電層２２１ｂを併
せてパターニングする。このパターンニングのためのエ
ッチングおよび第２電極膜２２２をパターニングするた
めのエッチングにおいて、ウェットエッチングのエッチ
ング液としては、例えば、リン酸、酢酸、硝酸を含む水
溶液を使用することができる。他の構成および形成工程
については、圧電薄膜共振子１００と同一である。
圧電薄膜共振子１００に関して図６（ａ）に示す工程
で、第１電極膜１２１に代えて、第１電極膜２２１とし
て第１導電層２２１ａおよびこれに積層する第２導電層
２２１ｂを成膜する。そして、図６（ｂ）に示す工程
で、第１導電層２２１ａおよび第２導電層２２１ｂを併
せてパターニングする。このパターンニングのためのエ
ッチングおよび第２電極膜２２２をパターニングするた
めのエッチングにおいて、ウェットエッチングのエッチ
ング液としては、例えば、リン酸、酢酸、硝酸を含む水
溶液を使用することができる。他の構成および形成工程
については、圧電薄膜共振子１００と同一である。
【００５８】圧電薄膜共振子２００のような電極構造に
おいても、上述の配向性調査でも示したように、（１１
１）カットのシリコン基板１１０上に、例えばＡｌＮや
ＺｎＯにより配向性の高い圧電膜１２３を形成すること
ができる。ただし、本発明では、第１電極膜は、単層導
電膜および２層導電膜に代えて、一軸配向構造を有する
複数の導電層が積層された積層導電膜であってもよい。
その場合、シリコン基板１１０に接する最下層の導電膜
は、（１１１）の一軸配向構造をとるＡｌまたはＣｕに
より構成される導電膜であるのが好ましい。
おいても、上述の配向性調査でも示したように、（１１
１）カットのシリコン基板１１０上に、例えばＡｌＮや
ＺｎＯにより配向性の高い圧電膜１２３を形成すること
ができる。ただし、本発明では、第１電極膜は、単層導
電膜および２層導電膜に代えて、一軸配向構造を有する
複数の導電層が積層された積層導電膜であってもよい。
その場合、シリコン基板１１０に接する最下層の導電膜
は、（１１１）の一軸配向構造をとるＡｌまたはＣｕに
より構成される導電膜であるのが好ましい。
【００５９】図９は、本発明の第３の実施形態に係る圧
電薄膜共振子３００の断面図である。圧電薄膜共振子３
００は、圧電薄膜共振子１００に、カバー基板５０を接
合した構造を有する。カバー基板５０は、２００μｍの
厚みを有し、圧電薄膜共振子１００におけるシリコン基
板１１０の第２の面１１２に対して、空隙部１１０ａを
閉塞するように接合されている。より具体的には、カバ
ー基板５０の片面に、接合材料としてのＡｕ−Ｓｎ膜５
１をスパッタリング法により５μｍの厚さで成膜する。
次に、シリコン基板１１０の第２の面１１２に対して、
Ａｕ−Ｓｎ膜５１を介してカバー基板５０を合わせる。
次に、約３１０℃で３０分間の加熱を経て、両基板を接
合する。
電薄膜共振子３００の断面図である。圧電薄膜共振子３
００は、圧電薄膜共振子１００に、カバー基板５０を接
合した構造を有する。カバー基板５０は、２００μｍの
厚みを有し、圧電薄膜共振子１００におけるシリコン基
板１１０の第２の面１１２に対して、空隙部１１０ａを
閉塞するように接合されている。より具体的には、カバ
ー基板５０の片面に、接合材料としてのＡｕ−Ｓｎ膜５
１をスパッタリング法により５μｍの厚さで成膜する。
次に、シリコン基板１１０の第２の面１１２に対して、
Ａｕ−Ｓｎ膜５１を介してカバー基板５０を合わせる。
次に、約３１０℃で３０分間の加熱を経て、両基板を接
合する。
【００６０】カバー基板５０を伴うこのような構造によ
ると、特に圧電薄膜共振子の実装工程において、積層共
振体１２０を適切に保護することができる。具体的に
は、第２の面１１２の側をカバー基板５０を介して導体
ペーストなどによりマザーボードなどに接合する際、当
該導体ペーストが空隙部１１０ａに入り込むのを回避す
ることができる。また、フリップチップボンディングに
おいて第２の面１１２の側を吸着コレットで吸引保持す
る際、吸引に起因する第１電極膜１２１や圧電膜１２３
の破壊などを防止することができる。なお、本実施形態
では、接合材料としては、Ａｕ−Ｓｎ膜５１に代えて、
他の金属材料を使用してもよいし、エポキシなどの樹脂
材料を使用してもよい。或は、接合材料を使用せずに、
直接接合や陽極接合などの接合技術を用いてもよい。
ると、特に圧電薄膜共振子の実装工程において、積層共
振体１２０を適切に保護することができる。具体的に
は、第２の面１１２の側をカバー基板５０を介して導体
ペーストなどによりマザーボードなどに接合する際、当
該導体ペーストが空隙部１１０ａに入り込むのを回避す
ることができる。また、フリップチップボンディングに
おいて第２の面１１２の側を吸着コレットで吸引保持す
る際、吸引に起因する第１電極膜１２１や圧電膜１２３
の破壊などを防止することができる。なお、本実施形態
では、接合材料としては、Ａｕ−Ｓｎ膜５１に代えて、
他の金属材料を使用してもよいし、エポキシなどの樹脂
材料を使用してもよい。或は、接合材料を使用せずに、
直接接合や陽極接合などの接合技術を用いてもよい。
【００６１】図１０は、本発明の第４の実施形態に係る
圧電薄膜共振子４００の平面図である。図１１は、図１
０の線XI−XIに沿った断面図である。
圧電薄膜共振子４００の平面図である。図１１は、図１
０の線XI−XIに沿った断面図である。
【００６２】圧電薄膜共振子４００は、シリコン基板４
１０と、その上に形成された積層共振体４２０とを有す
る。シリコン基板４１０は、（１１１）カットされた単
結晶シリコン基板であり、（１１１）面に相当する第１
の面４１１および第２の面４１２を有する。積層共振体
４２０は、第１電極膜４２１と、第２電極膜４２２と、
これらに挟まれた圧電膜４２３とからなる。第１電極膜
４２１および第２電極膜４２２は、各々、略円形の円形
電極部４２１ａおよび円形電極部４２２ａを有する。円
形電極部４２１ａおよび円形電極部４２２ａは、圧電膜
４２３を介して重複し、圧電薄膜共振子４００の励振部
をなす。このように、積層共振体４２０は円形の励振部
を有する。本実施形態では、この励振部の直径Ｌ１’は
約５０μｍである。第１電極膜４２１、第２電極膜４２
２、および圧電膜４２３の厚み寸法および構成材料は、
上述の第１の実施形態に係る圧電薄膜共振子１００と同
様である。
１０と、その上に形成された積層共振体４２０とを有す
る。シリコン基板４１０は、（１１１）カットされた単
結晶シリコン基板であり、（１１１）面に相当する第１
の面４１１および第２の面４１２を有する。積層共振体
４２０は、第１電極膜４２１と、第２電極膜４２２と、
これらに挟まれた圧電膜４２３とからなる。第１電極膜
４２１および第２電極膜４２２は、各々、略円形の円形
電極部４２１ａおよび円形電極部４２２ａを有する。円
形電極部４２１ａおよび円形電極部４２２ａは、圧電膜
４２３を介して重複し、圧電薄膜共振子４００の励振部
をなす。このように、積層共振体４２０は円形の励振部
を有する。本実施形態では、この励振部の直径Ｌ１’は
約５０μｍである。第１電極膜４２１、第２電極膜４２
２、および圧電膜４２３の厚み寸法および構成材料は、
上述の第１の実施形態に係る圧電薄膜共振子１００と同
様である。
【００６３】シリコン基板４１０には、積層共振体４２
０における励振部の直下において空隙部４１０ａが形成
されている。空隙部４１０ａは、第１の面４１１および
第２の面４１２に対して垂直にシリコン基板４１０を貫
通しており、第１の面４１１にて開口する円形の第１開
口部４１１ａ、および、第２の面４１２にて開口する円
形の第２開口部４１２ａを有する。本実施形態では、第
１開口部４１１ａ、第２開口部４１２ａ、および空隙部
４１０ａの断面の直径Ｌ２’は、約６０μｍである。こ
のように、空隙部４１０ａの開口部４１２ａが開口部４
１１ａよりも有意には広がっていないため、シリコン基
板４１０ひいては圧電薄膜共振子４００を小型に設計す
ることが可能となっている。図１１によく表れているよ
うに、本実施形態では、第１電極膜４２１の円形電極部
４２１ａおよび圧電膜４２３は、空隙部４１０ａに露出
している。したがって、良好な共振特性を達成可能であ
る。圧電薄膜共振子４００は、圧電薄膜共振子１００に
関して上述したのと同様の工程を経て製造することがで
きる。
０における励振部の直下において空隙部４１０ａが形成
されている。空隙部４１０ａは、第１の面４１１および
第２の面４１２に対して垂直にシリコン基板４１０を貫
通しており、第１の面４１１にて開口する円形の第１開
口部４１１ａ、および、第２の面４１２にて開口する円
形の第２開口部４１２ａを有する。本実施形態では、第
１開口部４１１ａ、第２開口部４１２ａ、および空隙部
４１０ａの断面の直径Ｌ２’は、約６０μｍである。こ
のように、空隙部４１０ａの開口部４１２ａが開口部４
１１ａよりも有意には広がっていないため、シリコン基
板４１０ひいては圧電薄膜共振子４００を小型に設計す
ることが可能となっている。図１１によく表れているよ
うに、本実施形態では、第１電極膜４２１の円形電極部
４２１ａおよび圧電膜４２３は、空隙部４１０ａに露出
している。したがって、良好な共振特性を達成可能であ
る。圧電薄膜共振子４００は、圧電薄膜共振子１００に
関して上述したのと同様の工程を経て製造することがで
きる。
【００６４】図１２から図１４は、本発明の第５の実施
形態に係るバンドパスフィルタ５００を表す。図１２
は、バンドパスフィルタ５００の平面図である。図１３
は、図１２の線XIII−XIIIに沿った断面図である。図１
４は、図１２の線XIV−XIVに沿った断面図である。
形態に係るバンドパスフィルタ５００を表す。図１２
は、バンドパスフィルタ５００の平面図である。図１３
は、図１２の線XIII−XIIIに沿った断面図である。図１
４は、図１２の線XIV−XIVに沿った断面図である。
【００６５】バンドパスフィルタ５００は、シリコン基
板１１０と、この上にパターン形成された第１電極膜１
２１、圧電膜１２３、および第２電極膜１２２とを備え
る。第１電極膜１２１、圧電膜１２３、および第２電極
膜１２２は、相互に直列に接続されている４つの圧電薄
膜共振子１００Ａと、相互に並列に接続されている４つ
の圧電薄膜共振子１００Ｂとを構成するように、重なり
合っている。各圧電薄膜共振子１００Ａ，１００Ｂは、
第１の実施形態に係る圧電薄膜共振子１００に相当す
る。シリコン基板１１０上にてパターン形成されている
第１電極膜１２１は、その露出端部において、外部端子
接続用の端子部６０Ａ，６０Ｂを有する。相互に直列の
圧電薄膜共振子１００Ａと相互に並列の圧電薄膜共振子
１００Ｂの共振周波数を有意に異ならしめるためには、
並列共振子である圧電薄膜共振子１００Ｂの第２電極膜
１２２上に、更に、例えば厚み５０ｎｍのＡｌ膜を設け
るのが好ましい。このように、バンドパスフィルタ５０
０は、合計８個の圧電薄膜共振子１００Ａ，１００Ｂが
単一のシリコン基板１１０において一体的に構成された
ラダー型フィルタである。図１９は、そのようなバンド
パスフィルタ５００の等価回路である。
板１１０と、この上にパターン形成された第１電極膜１
２１、圧電膜１２３、および第２電極膜１２２とを備え
る。第１電極膜１２１、圧電膜１２３、および第２電極
膜１２２は、相互に直列に接続されている４つの圧電薄
膜共振子１００Ａと、相互に並列に接続されている４つ
の圧電薄膜共振子１００Ｂとを構成するように、重なり
合っている。各圧電薄膜共振子１００Ａ，１００Ｂは、
第１の実施形態に係る圧電薄膜共振子１００に相当す
る。シリコン基板１１０上にてパターン形成されている
第１電極膜１２１は、その露出端部において、外部端子
接続用の端子部６０Ａ，６０Ｂを有する。相互に直列の
圧電薄膜共振子１００Ａと相互に並列の圧電薄膜共振子
１００Ｂの共振周波数を有意に異ならしめるためには、
並列共振子である圧電薄膜共振子１００Ｂの第２電極膜
１２２上に、更に、例えば厚み５０ｎｍのＡｌ膜を設け
るのが好ましい。このように、バンドパスフィルタ５０
０は、合計８個の圧電薄膜共振子１００Ａ，１００Ｂが
単一のシリコン基板１１０において一体的に構成された
ラダー型フィルタである。図１９は、そのようなバンド
パスフィルタ５００の等価回路である。
【００６６】圧電薄膜共振子１００Ａの積層共振体１２
０において、正方形の励振部の長さＬ３は７５μｍであ
り、図１３に示すように、これに対応する空隙部１１０
ａの正方開口形（図１２においては図示せず）の一辺の
長さＬ５は８０μｍである。圧電薄膜共振子１００Ａの
空隙部１１０ａ間の距離Ｌ６は２０μｍである。一方、
圧電薄膜共振子１００Ｂの積層共振体１２０において、
正方形の励振部の長さＬ４は５０μｍであり、図１４に
示すように、これに対応する空隙部１１０ａの正方開口
形（図１２においては図示せず）の一辺の長さＬ７は５
５μｍである。圧電薄膜共振子１００Ｂの空隙部１１０
ａ間の距離Ｌ８は４５μｍである。このように、バンド
パスフィルタ５００においては、各圧電薄膜共振子１０
０Ａ，１００Ｂの空隙部１１０ａは、シリコン基板１１
０において、積層共振体１２０の励振部に対応する位置
で開口し、シリコン基板１１０の第１の面１１１ないし
積層共振体１２０に対して垂直に形成されている。した
がって、各積層共振体１２０を近接配置することがで
き、その結果、バンドパスフィルタ５００の小型化が図
られる。また、各積層共振体１２０を近接配置すること
によって、圧電薄膜共振子１００Ａ，１００Ｂ間を電気
的に接続するための配線距離を短くすることができ、そ
の結果、各圧電薄膜共振子１００Ａ，１００Ｂ間の配線
抵抗を低減することが可能となっている。
０において、正方形の励振部の長さＬ３は７５μｍであ
り、図１３に示すように、これに対応する空隙部１１０
ａの正方開口形（図１２においては図示せず）の一辺の
長さＬ５は８０μｍである。圧電薄膜共振子１００Ａの
空隙部１１０ａ間の距離Ｌ６は２０μｍである。一方、
圧電薄膜共振子１００Ｂの積層共振体１２０において、
正方形の励振部の長さＬ４は５０μｍであり、図１４に
示すように、これに対応する空隙部１１０ａの正方開口
形（図１２においては図示せず）の一辺の長さＬ７は５
５μｍである。圧電薄膜共振子１００Ｂの空隙部１１０
ａ間の距離Ｌ８は４５μｍである。このように、バンド
パスフィルタ５００においては、各圧電薄膜共振子１０
０Ａ，１００Ｂの空隙部１１０ａは、シリコン基板１１
０において、積層共振体１２０の励振部に対応する位置
で開口し、シリコン基板１１０の第１の面１１１ないし
積層共振体１２０に対して垂直に形成されている。した
がって、各積層共振体１２０を近接配置することがで
き、その結果、バンドパスフィルタ５００の小型化が図
られる。また、各積層共振体１２０を近接配置すること
によって、圧電薄膜共振子１００Ａ，１００Ｂ間を電気
的に接続するための配線距離を短くすることができ、そ
の結果、各圧電薄膜共振子１００Ａ，１００Ｂ間の配線
抵抗を低減することが可能となっている。
【００６７】本実施形態では、図１３に表れているよう
に、圧電薄膜共振子１００Ａにおける積層共振体１２０
を構成する第１電極膜１２１の一部および圧電膜１２３
の一部は、空隙部１１０ａに露出している。積層共振体
１２０を構成する第１電極膜１２１および圧電膜１２３
が空隙部１１０ａへ露出するのは、圧電薄膜共振子１０
０Ｂについても同様である。したがって、各圧電薄膜共
振子１００Ａ，１００Ｂは良好な共振特性を示し、その
結果、バンドパスフィルタ５００は良好なフィルタ特性
を達成可能である。バンドパスフィルタ５００は、圧電
薄膜共振子１００に関して上述したのと略同様の工程を
経て、複数の圧電薄膜共振子１００を一体的に形成する
ことによって製造することができる。
に、圧電薄膜共振子１００Ａにおける積層共振体１２０
を構成する第１電極膜１２１の一部および圧電膜１２３
の一部は、空隙部１１０ａに露出している。積層共振体
１２０を構成する第１電極膜１２１および圧電膜１２３
が空隙部１１０ａへ露出するのは、圧電薄膜共振子１０
０Ｂについても同様である。したがって、各圧電薄膜共
振子１００Ａ，１００Ｂは良好な共振特性を示し、その
結果、バンドパスフィルタ５００は良好なフィルタ特性
を達成可能である。バンドパスフィルタ５００は、圧電
薄膜共振子１００に関して上述したのと略同様の工程を
経て、複数の圧電薄膜共振子１００を一体的に形成する
ことによって製造することができる。
【００６８】本発明では、バンドパスフィルタ５００を
構成する圧電薄膜共振子１００Ａ，１００Ｂにおいて、
圧電薄膜共振子１００の構成に代えて、第１電極膜がＡ
ｌ（５０ｎｍ）とＭｏ（１００ｎｍ）とからなる２層導
電膜であって第２電極膜がＭｏ（１００ｎｍ）である圧
電薄膜共振子２００、または、カバー基板５１を備える
圧電薄膜共振子３００の構成を採用してもよい。
構成する圧電薄膜共振子１００Ａ，１００Ｂにおいて、
圧電薄膜共振子１００の構成に代えて、第１電極膜がＡ
ｌ（５０ｎｍ）とＭｏ（１００ｎｍ）とからなる２層導
電膜であって第２電極膜がＭｏ（１００ｎｍ）である圧
電薄膜共振子２００、または、カバー基板５１を備える
圧電薄膜共振子３００の構成を採用してもよい。
【００６９】図１５から図１８は、本発明の第６の実施
形態に係るバンドパスフィルタ６００を表す。図１５
は、バンドパスフィルタ６００の平面図である。図１６
は、図１５の線XVI−XVIに沿った断面図である。図１７
は、図１５の線XVII−XVIIに沿った断面図である。図１
８は、図１５の線XVIII−XVIIIに沿った断面図である。
形態に係るバンドパスフィルタ６００を表す。図１５
は、バンドパスフィルタ６００の平面図である。図１６
は、図１５の線XVI−XVIに沿った断面図である。図１７
は、図１５の線XVII−XVIIに沿った断面図である。図１
８は、図１５の線XVIII−XVIIIに沿った断面図である。
【００７０】バンドパスフィルタ６００は、シリコン基
板４１０と、この上にパターン形成された第１電極膜４
２１、圧電膜４２３、および第２電極膜４２２とを備え
る。第１電極膜４２１、圧電膜４２３、および第２電極
膜４２２は、相互に直列に接続されている４つの圧電薄
膜共振子４００Ａと、相互に並列に接続されている４つ
の圧電薄膜共振子４００Ｂとを構成するように、重なり
合っている。各圧電薄膜共振子４００Ａ，４００Ｂは、
第４の実施形態に係る圧電薄膜共振子４００に相当す
る。シリコン基板４１０上にてパターン形成されている
第１電極膜４２１は、その露出端部において、外部端子
接続用の端子部７０Ａ，７０Ｂを有する。相互に直列の
圧電薄膜共振子４００Ａと相互に並列の圧電薄膜共振子
４００Ｂの共振周波数を有意に異ならしめるためには、
並列共振子である圧電薄膜共振子４００Ｂの第２電極膜
４２２上に、更に、例えば厚み５０ｎｍのＡｌ膜を設け
るのが好ましい。このように、バンドパスフィルタ６０
０は、合計８個の圧電薄膜共振子４００Ａ，４００Ｂが
単一のシリコン基板４１０において一体的に構成された
ラダー型フィルタである。バンドパスフィルタ６００
も、図１９の等価回路で表すことができる。
板４１０と、この上にパターン形成された第１電極膜４
２１、圧電膜４２３、および第２電極膜４２２とを備え
る。第１電極膜４２１、圧電膜４２３、および第２電極
膜４２２は、相互に直列に接続されている４つの圧電薄
膜共振子４００Ａと、相互に並列に接続されている４つ
の圧電薄膜共振子４００Ｂとを構成するように、重なり
合っている。各圧電薄膜共振子４００Ａ，４００Ｂは、
第４の実施形態に係る圧電薄膜共振子４００に相当す
る。シリコン基板４１０上にてパターン形成されている
第１電極膜４２１は、その露出端部において、外部端子
接続用の端子部７０Ａ，７０Ｂを有する。相互に直列の
圧電薄膜共振子４００Ａと相互に並列の圧電薄膜共振子
４００Ｂの共振周波数を有意に異ならしめるためには、
並列共振子である圧電薄膜共振子４００Ｂの第２電極膜
４２２上に、更に、例えば厚み５０ｎｍのＡｌ膜を設け
るのが好ましい。このように、バンドパスフィルタ６０
０は、合計８個の圧電薄膜共振子４００Ａ，４００Ｂが
単一のシリコン基板４１０において一体的に構成された
ラダー型フィルタである。バンドパスフィルタ６００
も、図１９の等価回路で表すことができる。
【００７１】圧電薄膜共振子４００Ａの積層共振体４２
０において、円形の励振部の直径Ｌ９は８５μｍであ
り、図１６に示すように、これに対応する空隙部４１０
ａの円形開口（図１５においては図示せず）の直径Ｌ１
１は９０μｍである。圧電薄膜共振子４００Ａの空隙部
４１０ａ間の距離Ｌ１２は２０μｍである。一方、圧電
薄膜共振子４００Ｂの積層共振体４２０において、励振
部の長さＬ１０は５５μｍであり、図１７および図１８
に示すように、これに対応する空隙部４１０ａの円形開
口（図１５においては図示せず）の直径Ｌ１３は６０μ
ｍである。図１７に示すように、圧電薄膜共振子４００
Ｂの空隙部４１０ａ間の距離Ｌ１４は５０μｍである。
このように、バンドパスフィルタ６００においては、各
圧電薄膜共振子４００Ａ，４００Ｂの空隙部４１０ａ
は、シリコン基板４１０において、積層共振体４２０の
励振部に対応する位置で開口し、シリコン基板４１０の
第１の面４１１ないし積層共振体４２０に対して垂直に
形成されている。したがって、各積層共振体４２０を近
接配置することができ、その結果、バンドパスフィルタ
６００の小型化が図られる。また、各積層共振体４２０
を近接配置することによって、圧電薄膜共振子４００
Ａ，４００Ｂ間を電気的に接続するための配線距離を短
くすることができ、その結果、各圧電薄膜共振子４００
Ａ，４００Ｂ間の配線抵抗を低減することが可能となっ
ている。
０において、円形の励振部の直径Ｌ９は８５μｍであ
り、図１６に示すように、これに対応する空隙部４１０
ａの円形開口（図１５においては図示せず）の直径Ｌ１
１は９０μｍである。圧電薄膜共振子４００Ａの空隙部
４１０ａ間の距離Ｌ１２は２０μｍである。一方、圧電
薄膜共振子４００Ｂの積層共振体４２０において、励振
部の長さＬ１０は５５μｍであり、図１７および図１８
に示すように、これに対応する空隙部４１０ａの円形開
口（図１５においては図示せず）の直径Ｌ１３は６０μ
ｍである。図１７に示すように、圧電薄膜共振子４００
Ｂの空隙部４１０ａ間の距離Ｌ１４は５０μｍである。
このように、バンドパスフィルタ６００においては、各
圧電薄膜共振子４００Ａ，４００Ｂの空隙部４１０ａ
は、シリコン基板４１０において、積層共振体４２０の
励振部に対応する位置で開口し、シリコン基板４１０の
第１の面４１１ないし積層共振体４２０に対して垂直に
形成されている。したがって、各積層共振体４２０を近
接配置することができ、その結果、バンドパスフィルタ
６００の小型化が図られる。また、各積層共振体４２０
を近接配置することによって、圧電薄膜共振子４００
Ａ，４００Ｂ間を電気的に接続するための配線距離を短
くすることができ、その結果、各圧電薄膜共振子４００
Ａ，４００Ｂ間の配線抵抗を低減することが可能となっ
ている。
【００７２】本実施形態では、図１６および図１７によ
く表れているように、圧電薄膜共振子４００Ａ，４００
Ｂにおける積層共振体４２０を構成する第１電極膜４２
１の一部および圧電膜４２３の一部は、空隙部４１０ａ
に露出している。したがって、各圧電薄膜共振子４００
Ａ，４００Ｂは良好な共振特性を示し、その結果、バン
ドパスフィルタ６００は良好なフィルタ特性を達成可能
である。バンドパスフィルタ６００は、圧電薄膜共振子
１００に関して上述したのと略同様の工程を経て、複数
の圧電薄膜共振子４００を一体的に形成することによっ
て製造することができる。
く表れているように、圧電薄膜共振子４００Ａ，４００
Ｂにおける積層共振体４２０を構成する第１電極膜４２
１の一部および圧電膜４２３の一部は、空隙部４１０ａ
に露出している。したがって、各圧電薄膜共振子４００
Ａ，４００Ｂは良好な共振特性を示し、その結果、バン
ドパスフィルタ６００は良好なフィルタ特性を達成可能
である。バンドパスフィルタ６００は、圧電薄膜共振子
１００に関して上述したのと略同様の工程を経て、複数
の圧電薄膜共振子４００を一体的に形成することによっ
て製造することができる。
【００７３】本発明では、バンドパスフィルタ６００を
構成する圧電薄膜共振子４００Ａ，４００Ｂにおいて、
圧電薄膜共振子４００の構成に代えて、圧電薄膜共振子
２００のように第１電極膜がＡｌ（５０ｎｍ）とＭｏ
（１００ｎｍ）とからなる２層導電膜であって第２電極
膜がＭｏ（１００ｎｍ）でありつつ、励振部が円形また
は楕円形な圧電薄膜共振子、もしくは、圧電薄膜共振子
３００のようにカバー基板５１を備えつつ励振部が円形
または楕円形な圧電薄膜共振子の構成を採用してもよ
い。
構成する圧電薄膜共振子４００Ａ，４００Ｂにおいて、
圧電薄膜共振子４００の構成に代えて、圧電薄膜共振子
２００のように第１電極膜がＡｌ（５０ｎｍ）とＭｏ
（１００ｎｍ）とからなる２層導電膜であって第２電極
膜がＭｏ（１００ｎｍ）でありつつ、励振部が円形また
は楕円形な圧電薄膜共振子、もしくは、圧電薄膜共振子
３００のようにカバー基板５１を備えつつ励振部が円形
または楕円形な圧電薄膜共振子の構成を採用してもよ
い。
【００７４】上述の第５および第６の実施形態はバンド
パスフィルタであるが、本発明では、例えば第１から第
４の実施形態に係る圧電薄膜共振子により、ハイパスフ
ィルタやローパスフィルタを構成してもよい。
パスフィルタであるが、本発明では、例えば第１から第
４の実施形態に係る圧電薄膜共振子により、ハイパスフ
ィルタやローパスフィルタを構成してもよい。
【００７５】以上のまとめとして、本発明の構成および
そのバリエーションを以下に付記として列挙する。
そのバリエーションを以下に付記として列挙する。
【００７６】（付記１）第１の面およびこれと反対の第
２の面を有する基板と、前記第１の面に接する第１電極
膜、当該第１電極膜に重なる圧電膜、および当該圧電膜
に重なる第２電極膜からなる積層共振体と、を備え、前
記基板には、前記積層共振体に対応する位置において、
前記第１の面にて開口する第１開口部および前記第２の
面にて開口する第２開口部を有しつつ前記第１の面に対
して略垂直な空隙部が開設されていることを特徴とす
る、圧電薄膜共振子。 （付記２）前記第１電極膜は、一軸配向構造を有する単
層導電膜、または、一軸配向構造を有する複数の導電膜
が積層されてなる積層導電膜である、付記１に記載の圧
電薄膜共振子。 （付記３）前記圧電膜は一軸配向構造を有する、付記２
に記載の圧電薄膜共振子。 （付記４）前記基板は（１１１）カットのシリコン基板
であり、前記第１の面および前記第２の面は（１１１）
面である、付記１から３のいずれか１つに記載の圧電薄
膜共振子。 （付記５）（１１１）面である第１の面を有する（１１
１）カットのシリコン基板と、ＡｌまたはＣｕを含んで
前記第１の面に接する第１電極膜と、ＡｌＮまたはＺｎ
Ｏを含んで前記第１電極膜に重なる圧電膜と、前記圧電
膜に重なる第２電極膜と、を備えることを特徴とする、
圧電薄膜共振子。 （付記６）前記第１電極膜は、（１１１）の一軸配向構
造をとるＡｌまたはＣｕを含む単層導電膜である、付記
４または５に記載の圧電薄膜共振子。 （付記７）前記第１電極膜は、一軸配向構造を有する複
数の導電層が積層されてなり、（１１１）の一軸配向構
造をとるＡｌまたはＣｕを含んで前記第１の面に接する
第１導電層を有する積層導電膜である、付記４または５
に記載の圧電薄膜共振子。 （付記８）前記第１電極膜は、（１１１）の一軸配向構
造をとるＡｌまたはＣｕを含んで前記第１の面に接する
第１導電層と、（１１０）の一軸配向構造をとるＭｏを
含む第２導電層とからなる２層導電膜である、付記４ま
たは５に記載の圧電薄膜共振子。 （付記９）前記圧電膜は、（００２）の一軸配向構造を
とるＡｌＮまたはＺｎＯである、付記６から８のいずれ
か１つに記載の圧電薄膜共振子。 （付記１０）更に、前記基板の前記第２の面に接合され
て前記空隙部を閉塞するカバー基板を有する、付記１か
ら４および６から９のいずれか１つに記載の圧電薄膜共
振子。 （付記１１）前記第１開口部および前記第２開口部の形
状は、円または楕円である、付記１から４および６から
１０のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振子。 （付記１２）前記第１電極膜の一部および前記圧電膜の
一部は、前記空隙部に露出している、付記１から４およ
び６から１１のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振子。 （付記１３）第１の面およびこれと反対の第２の面を有
する基板と、前記第１の面に接する第１電極膜、当該第
１電極膜に重なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第
２電極膜からなる積層共振体と、を備え、前記基板に
は、前記積層共振体に対応する位置において、前記第１
の面にて開口する第１開口部を有する空隙部が開設され
ており、前記第１電極膜の一部および前記圧電膜の一部
は、前記空隙部に露出していることを特徴とする、圧電
薄膜共振子。 （付記１４）前記第１電極膜において前記空隙部に露出
する部分、および、前記圧電膜において前記空隙部に露
出する部分は、フッ素系のガスでエッチングされない導
電性材料により構成されている、付記１２または１３に
記載の圧電薄膜共振子。 （付記１５）前記積層共振体における励振部の面積に対
する前記第１開口部の面積の比は、１〜２．２５であ
る、付記１から４および６から１４のいずれか１つに記
載の圧電薄膜共振子。 （付記１６）前記第１電極膜の励振部の形状と前記第２
電極膜の励振部の形状は略一致している、付記１から１
５のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振子。 （付記１７）前記第１電極膜の励振部の形状および前記
第２電極膜の励振部の形状は、円または楕円の一部を有
する、付記１から１６のいずれか１つに記載の圧電薄膜
共振子。 （付記１８）付記１から１７のいずれか１つに記載の圧
電薄膜共振子を少なくとも１つ含んだ複数の圧電薄膜共
振子を有し、当該複数の圧電薄膜共振子が一体となって
動作することを特徴とする、フィルタ。 （付記１９）第１の面およびこれと反対の第２の面を有
する基板と、前記第１の面に接する第１電極膜、当該第
１電極膜に重なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第
２電極膜からなる複数の積層共振体と、前記基板におけ
る、前記積層共振体の各々に対応する位置において、前
記第１の面にて開口する第１開口部および前記第２の面
にて開口する第２開口部を有しつつ前記第１の面に対し
て略垂直に開設された空隙部と、を備えて複数の圧電薄
膜共振子が一体的に形成されており、隣接する前記第１
開口部間の距離は４２０μｍ以下であることを特徴とす
る、フィルタ。 （付記２０）前記複数の圧電薄膜共振子は、相互に直列
に接続された複数の第１圧電薄膜共振子と、相互に並列
に接続された複数の第２圧電薄膜共振子とを含み、前記
複数の第１圧電薄膜共振子および前記複数の第２圧電薄
膜共振子によりラダー型フィルタとして構成されてい
る、付記１８または１９に記載のフィルタ。 （付記２１）前記複数の圧電薄膜共振子の少なくとも１
つにおいて、前記第１電極膜の一部および前記圧電膜の
一部は、前記空隙部に露出している、付記１９または２
０に記載のフィルタ。 （付記２２）第１の面およびこれと反対の第２の面を有
する基板と、前記第１の面に接する第１電極膜、当該第
１電極膜に重なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第
２電極膜からなる複数の積層共振体と、前記基板におけ
る、前記積層共振体の各々に対応する位置において、前
記第１の面にて開口する第１開口部を有するように開設
された空隙部と、を備えて複数の圧電薄膜共振子が一体
的に形成されており、前記複数の圧電薄膜共振子の少な
くとも１つにおいて、前記第１電極膜の一部および前記
圧電膜の一部は、対応する空隙部に露出していることを
特徴とする、フィルタ。 （付記２３）前記第１電極膜において前記空隙部に露出
する部分、および、前記圧電膜において前記空隙部に露
出する部分は、フッ素系のガスでエッチングされない導
電性材料により構成されている、付記１９から２２のい
ずれか１つに記載の圧電薄膜共振子。 （付記２４）前記第１電極膜の励振部の形状と前記第２
電極膜の励振部の形状は略一致している、付記１９から
２３のいずれか１つに記載のフィルタ。 （付記２５）前記積層共振体における励振部の面積に対
する前記第１開口部の面積の比は、１〜２．２５であ
る、付記１９から２４のいずれか１つに記載のフィル
タ。 （付記２６）前記第１開口部および前記第２開口部の形
状は、円または楕円である、付記１９から２５のいずれ
か１つに記載のフィルタ。 （付記２７）第１の面およびこれと反対の第２の面を有
する基板に、前記第１の面に接する第１電極膜と、当該
第１電極膜に重なる圧電膜と、当該圧電膜に重なる第２
電極膜とからなる積層共振体を形成する工程と、前記基
板に対して、ドライエッチングにより、前記積層共振体
に対応する位置において前記第１の面および前記第２の
面にて開口する空隙部を前記第１の面に対して略垂直に
形成する工程と、を含むことを特徴とする、圧電薄膜共
振子の製造方法。 （付記２８）第１の面およびこれと反対の第２の面を有
する基板に、前記第１の面に接する第１電極膜と、当該
第１電極膜に重なる圧電膜と、当該圧電膜に重なる第２
電極膜とからなる積層共振体を形成する工程と、前記基
板に対して、ドライエッチングにより、前記積層共振体
に対応する位置において前記第１の面および前記第２の
面にて開口する空隙部を形成する工程とを含み、前記空
隙部を形成する工程において、前記第１電極膜の一部お
よび前記圧電膜の一部を前記空隙部に露出させることを
特徴とする、圧電薄膜共振子の製造方法。 （付記２９）前記ドライエッチングはＤｅｅｐ−ＲＩＥ
である、付記２７または２８に記載の圧電薄膜共振子の
製造方法。 （付記３０）更に、前記空隙部を閉塞するように前記基
板の前記第２の面にカバー基板を接合する工程を含む、
付記２７から２９のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振
子の製造方法。 （付記３１）前記空隙部を形成する工程では、圧電薄膜
共振子またはこれにより構成されるフィルタの輪郭を規
定する溝部もエッチング形成される、付記２７から３０
のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振子の製造方法。
２の面を有する基板と、前記第１の面に接する第１電極
膜、当該第１電極膜に重なる圧電膜、および当該圧電膜
に重なる第２電極膜からなる積層共振体と、を備え、前
記基板には、前記積層共振体に対応する位置において、
前記第１の面にて開口する第１開口部および前記第２の
面にて開口する第２開口部を有しつつ前記第１の面に対
して略垂直な空隙部が開設されていることを特徴とす
る、圧電薄膜共振子。 （付記２）前記第１電極膜は、一軸配向構造を有する単
層導電膜、または、一軸配向構造を有する複数の導電膜
が積層されてなる積層導電膜である、付記１に記載の圧
電薄膜共振子。 （付記３）前記圧電膜は一軸配向構造を有する、付記２
に記載の圧電薄膜共振子。 （付記４）前記基板は（１１１）カットのシリコン基板
であり、前記第１の面および前記第２の面は（１１１）
面である、付記１から３のいずれか１つに記載の圧電薄
膜共振子。 （付記５）（１１１）面である第１の面を有する（１１
１）カットのシリコン基板と、ＡｌまたはＣｕを含んで
前記第１の面に接する第１電極膜と、ＡｌＮまたはＺｎ
Ｏを含んで前記第１電極膜に重なる圧電膜と、前記圧電
膜に重なる第２電極膜と、を備えることを特徴とする、
圧電薄膜共振子。 （付記６）前記第１電極膜は、（１１１）の一軸配向構
造をとるＡｌまたはＣｕを含む単層導電膜である、付記
４または５に記載の圧電薄膜共振子。 （付記７）前記第１電極膜は、一軸配向構造を有する複
数の導電層が積層されてなり、（１１１）の一軸配向構
造をとるＡｌまたはＣｕを含んで前記第１の面に接する
第１導電層を有する積層導電膜である、付記４または５
に記載の圧電薄膜共振子。 （付記８）前記第１電極膜は、（１１１）の一軸配向構
造をとるＡｌまたはＣｕを含んで前記第１の面に接する
第１導電層と、（１１０）の一軸配向構造をとるＭｏを
含む第２導電層とからなる２層導電膜である、付記４ま
たは５に記載の圧電薄膜共振子。 （付記９）前記圧電膜は、（００２）の一軸配向構造を
とるＡｌＮまたはＺｎＯである、付記６から８のいずれ
か１つに記載の圧電薄膜共振子。 （付記１０）更に、前記基板の前記第２の面に接合され
て前記空隙部を閉塞するカバー基板を有する、付記１か
ら４および６から９のいずれか１つに記載の圧電薄膜共
振子。 （付記１１）前記第１開口部および前記第２開口部の形
状は、円または楕円である、付記１から４および６から
１０のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振子。 （付記１２）前記第１電極膜の一部および前記圧電膜の
一部は、前記空隙部に露出している、付記１から４およ
び６から１１のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振子。 （付記１３）第１の面およびこれと反対の第２の面を有
する基板と、前記第１の面に接する第１電極膜、当該第
１電極膜に重なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第
２電極膜からなる積層共振体と、を備え、前記基板に
は、前記積層共振体に対応する位置において、前記第１
の面にて開口する第１開口部を有する空隙部が開設され
ており、前記第１電極膜の一部および前記圧電膜の一部
は、前記空隙部に露出していることを特徴とする、圧電
薄膜共振子。 （付記１４）前記第１電極膜において前記空隙部に露出
する部分、および、前記圧電膜において前記空隙部に露
出する部分は、フッ素系のガスでエッチングされない導
電性材料により構成されている、付記１２または１３に
記載の圧電薄膜共振子。 （付記１５）前記積層共振体における励振部の面積に対
する前記第１開口部の面積の比は、１〜２．２５であ
る、付記１から４および６から１４のいずれか１つに記
載の圧電薄膜共振子。 （付記１６）前記第１電極膜の励振部の形状と前記第２
電極膜の励振部の形状は略一致している、付記１から１
５のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振子。 （付記１７）前記第１電極膜の励振部の形状および前記
第２電極膜の励振部の形状は、円または楕円の一部を有
する、付記１から１６のいずれか１つに記載の圧電薄膜
共振子。 （付記１８）付記１から１７のいずれか１つに記載の圧
電薄膜共振子を少なくとも１つ含んだ複数の圧電薄膜共
振子を有し、当該複数の圧電薄膜共振子が一体となって
動作することを特徴とする、フィルタ。 （付記１９）第１の面およびこれと反対の第２の面を有
する基板と、前記第１の面に接する第１電極膜、当該第
１電極膜に重なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第
２電極膜からなる複数の積層共振体と、前記基板におけ
る、前記積層共振体の各々に対応する位置において、前
記第１の面にて開口する第１開口部および前記第２の面
にて開口する第２開口部を有しつつ前記第１の面に対し
て略垂直に開設された空隙部と、を備えて複数の圧電薄
膜共振子が一体的に形成されており、隣接する前記第１
開口部間の距離は４２０μｍ以下であることを特徴とす
る、フィルタ。 （付記２０）前記複数の圧電薄膜共振子は、相互に直列
に接続された複数の第１圧電薄膜共振子と、相互に並列
に接続された複数の第２圧電薄膜共振子とを含み、前記
複数の第１圧電薄膜共振子および前記複数の第２圧電薄
膜共振子によりラダー型フィルタとして構成されてい
る、付記１８または１９に記載のフィルタ。 （付記２１）前記複数の圧電薄膜共振子の少なくとも１
つにおいて、前記第１電極膜の一部および前記圧電膜の
一部は、前記空隙部に露出している、付記１９または２
０に記載のフィルタ。 （付記２２）第１の面およびこれと反対の第２の面を有
する基板と、前記第１の面に接する第１電極膜、当該第
１電極膜に重なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第
２電極膜からなる複数の積層共振体と、前記基板におけ
る、前記積層共振体の各々に対応する位置において、前
記第１の面にて開口する第１開口部を有するように開設
された空隙部と、を備えて複数の圧電薄膜共振子が一体
的に形成されており、前記複数の圧電薄膜共振子の少な
くとも１つにおいて、前記第１電極膜の一部および前記
圧電膜の一部は、対応する空隙部に露出していることを
特徴とする、フィルタ。 （付記２３）前記第１電極膜において前記空隙部に露出
する部分、および、前記圧電膜において前記空隙部に露
出する部分は、フッ素系のガスでエッチングされない導
電性材料により構成されている、付記１９から２２のい
ずれか１つに記載の圧電薄膜共振子。 （付記２４）前記第１電極膜の励振部の形状と前記第２
電極膜の励振部の形状は略一致している、付記１９から
２３のいずれか１つに記載のフィルタ。 （付記２５）前記積層共振体における励振部の面積に対
する前記第１開口部の面積の比は、１〜２．２５であ
る、付記１９から２４のいずれか１つに記載のフィル
タ。 （付記２６）前記第１開口部および前記第２開口部の形
状は、円または楕円である、付記１９から２５のいずれ
か１つに記載のフィルタ。 （付記２７）第１の面およびこれと反対の第２の面を有
する基板に、前記第１の面に接する第１電極膜と、当該
第１電極膜に重なる圧電膜と、当該圧電膜に重なる第２
電極膜とからなる積層共振体を形成する工程と、前記基
板に対して、ドライエッチングにより、前記積層共振体
に対応する位置において前記第１の面および前記第２の
面にて開口する空隙部を前記第１の面に対して略垂直に
形成する工程と、を含むことを特徴とする、圧電薄膜共
振子の製造方法。 （付記２８）第１の面およびこれと反対の第２の面を有
する基板に、前記第１の面に接する第１電極膜と、当該
第１電極膜に重なる圧電膜と、当該圧電膜に重なる第２
電極膜とからなる積層共振体を形成する工程と、前記基
板に対して、ドライエッチングにより、前記積層共振体
に対応する位置において前記第１の面および前記第２の
面にて開口する空隙部を形成する工程とを含み、前記空
隙部を形成する工程において、前記第１電極膜の一部お
よび前記圧電膜の一部を前記空隙部に露出させることを
特徴とする、圧電薄膜共振子の製造方法。 （付記２９）前記ドライエッチングはＤｅｅｐ−ＲＩＥ
である、付記２７または２８に記載の圧電薄膜共振子の
製造方法。 （付記３０）更に、前記空隙部を閉塞するように前記基
板の前記第２の面にカバー基板を接合する工程を含む、
付記２７から２９のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振
子の製造方法。 （付記３１）前記空隙部を形成する工程では、圧電薄膜
共振子またはこれにより構成されるフィルタの輪郭を規
定する溝部もエッチング形成される、付記２７から３０
のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振子の製造方法。
【００７７】
【発明の効果】本発明によれば、小型化を図るのに適す
るとともに優れた共振特性を有する圧電薄膜共振子を得
ることができる。また、そのような圧電薄膜共振子によ
り小型化が図られつつ良好なフィルタ特性を有するフィ
ルタを得ることができる。
るとともに優れた共振特性を有する圧電薄膜共振子を得
ることができる。また、そのような圧電薄膜共振子によ
り小型化が図られつつ良好なフィルタ特性を有するフィ
ルタを得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧電薄膜共振子
を表す。
を表す。
【図２】図１の線II−IIに沿った断面図である。
【図３】特性評価のための測定に供した１ポート共振子
を表す。
を表す。
【図４】最小挿入損失のＬ２／Ｌ１依存性を示すグラフ
である。
である。
【図５】減衰極の抑圧のＬ２／Ｌ１依存性を示すグラフ
である。
である。
【図６】図１に示す圧電薄膜共振子の製造における一連
の工程の一部を表す。
の工程の一部を表す。
【図７】図６に続く工程を表す。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る圧電薄膜共振子
の断面図である。
の断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る圧電薄膜共振子
の断面図である。
の断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る圧電薄膜共振
子の平面図である。
子の平面図である。
【図１１】図１０の線XI−XIに沿った断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係るバンドパスフ
ィルタの平面図である。
ィルタの平面図である。
【図１３】図１２の線XIII−XIIIに沿った断面図であ
る。
る。
【図１４】図１２の線XIV−XIVに沿った断面図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態に係るバンドパスフ
ィルタの平面図である。
ィルタの平面図である。
【図１６】図１５の線XVI−XVIに沿った断面図である。
【図１７】図１５の線XVII−XVIIに沿った断面図であ
る。
る。
【図１８】図１５の線XVIII−XVIIIに沿った断面図であ
る。
る。
【図１９】第５および第６の実施形態に係るバンドパス
フィルタの等価回路図である。
フィルタの等価回路図である。
【図２０】従来の圧電薄膜共振子の断面図である。
【図２１】従来の別の圧電薄膜共振子の断面図である。
【図２２】従来の別の圧電薄膜共振子の断面図である。
１００，２００，３００，４００ 圧電薄膜共振子
５００，６００ バンドパスフィルタ
１１０，４１０ シリコン基板
１１０ａ，４１０ａ 空隙部
１１１，４１１ 第１の面
１１１ａ，４１１ａ 第１開口部
１１２，４１２ 第２の面
１１２ａ，４１２ａ 第２開口部
１２０，４２０ 積層共振体
１２１，２２１，４２１ 第１電極膜
１２２，２２２，４２２ 第２電極膜
１２３，４２３ 圧電膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西原 時弘
神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番
１号 富士通株式会社内
(72)発明者 坂下 武
神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番
１号 富士通株式会社内
(72)発明者 木町 礼
神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番
１号 富士通株式会社内
(72)発明者 横山 剛
神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番
１号 富士通株式会社内
(72)発明者 宮下 勉
神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番
１号 富士通株式会社内
Ｆターム(参考） 5J108 AA07 BB07 CC04 CC11 EE03
EE04 EE07 FF04 JJ04 KK01
KK02
Claims (20)
- 【請求項１】 第１の面およびこれと反対の第２の面を
有する基板と、 前記第１の面に接する第１電極膜、当該第１電極膜に重
なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第２電極膜から
なる積層共振体と、を備え、前記基板には、前記積層共
振体に対応する位置において、前記第１の面にて開口す
る第１開口部および前記第２の面にて開口する第２開口
部を有しつつ前記第１の面に対して略垂直な空隙部が開
設されていることを特徴とする、圧電薄膜共振子。 - 【請求項２】 前記基板は（１１１）カットのシリコン
基板であり、前記第１の面および前記第２の面は（１１
１）面である、請求項１に記載の圧電薄膜共振子。 - 【請求項３】 （１１１）面である第１の面を有する
（１１１）カットのシリコン基板と、 ＡｌまたはＣｕを含んで前記第１の面に接する第１電極
膜と、 ＡｌＮまたはＺｎＯを含んで前記第１電極膜に重なる圧
電膜と、 前記圧電膜に重なる第２電極膜と、を備えることを特徴
とする、圧電薄膜共振子。 - 【請求項４】 前記第１電極膜は、（１１１）の一軸配
向構造をとるＡｌまたはＣｕを含む単層導電膜である、
請求項２または３に記載の圧電薄膜共振子。 - 【請求項５】 前記第１電極膜は、一軸配向構造を有す
る複数の導電層が積層されてなり、（１１１）の一軸配
向構造をとるＡｌまたはＣｕを含んで前記第１の面に接
する第１導電層を有する積層導電膜である、請求項２ま
たは３に記載の圧電薄膜共振子。 - 【請求項６】 前記第１電極膜は、（１１１）の一軸配
向構造をとるＡｌまたはＣｕを含んで前記第１の面に接
する第１導電層と、（１１０）の一軸配向構造をとるＭ
ｏを含む第２導電層とからなる２層導電膜である、請求
項２または３に記載の圧電薄膜共振子。 - 【請求項７】 前記圧電膜は、（００２）の一軸配向構
造をとるＡｌＮまたはＺｎＯである、請求項４から６の
いずれか１つに記載の圧電薄膜共振子。 - 【請求項８】 前記第１開口部および前記第２開口部の
形状は、円または楕円である、請求項１，２および４か
ら７のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振子。 - 【請求項９】 前記第１電極膜の一部および前記圧電膜
の一部は、前記空隙部に露出している、請求項１，２お
よび４から８のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振子。 - 【請求項１０】 第１の面およびこれと反対の第２の面
を有する基板と、 前記第１の面に接する第１電極膜、当該第１電極膜に重
なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第２電極膜から
なる積層共振体と、を備え、 前記基板には、前記積層共振体に対応する位置におい
て、前記第１の面にて開口する第１開口部を有する空隙
部が開設されており、 前記第１電極膜の一部および前記圧電膜の一部は、前記
空隙部に露出していることを特徴とする、圧電薄膜共振
子。 - 【請求項１１】 前記第１電極膜において前記空隙部に
露出する部分、および、前記圧電膜において前記空隙部
に露出する部分は、フッ素系のガスでエッチングされな
い導電性材料により構成されている、請求項９または１
０に記載の圧電薄膜共振子。 - 【請求項１２】 前記積層共振体における励振部の面積
に対する前記第１開口部の面積の比は、１〜２．２５で
ある、請求項１，２および４から１１のいずれか１つに
記載の圧電薄膜共振子。 - 【請求項１３】 前記第１電極膜の励振部の形状と前記
第２電極膜の励振部の形状は略一致している、請求項１
から１２のいずれか１つに記載の圧電薄膜共振子。 - 【請求項１４】 請求項１から１３のいずれか１つに記
載の圧電薄膜共振子を少なくとも１つ含んだ複数の圧電
薄膜共振子を有し、当該複数の圧電薄膜共振子が一体と
なって動作することを特徴とする、フィルタ。 - 【請求項１５】 第１の面およびこれと反対の第２の面
を有する基板と、 前記第１の面に接する第１電極膜、当該第１電極膜に重
なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第２電極膜から
なる複数の積層共振体と、 前記基板における、前記積層共振体の各々に対応する位
置において、前記第１の面にて開口する第１開口部およ
び前記第２の面にて開口する第２開口部を有しつつ前記
第１の面に対して略垂直に開設された空隙部と、を備え
て複数の圧電薄膜共振子が一体的に形成されており、 隣接する前記第１開口部間の距離は４２０μｍ以下であ
ることを特徴とする、フィルタ。 - 【請求項１６】 前記複数の圧電薄膜共振子は、相互に
直列に接続された複数の第１圧電薄膜共振子と、相互に
並列に接続された複数の第２圧電薄膜共振子とを含み、
前記複数の第１圧電薄膜共振子および前記複数の第２圧
電薄膜共振子によりラダー型フィルタとして構成されて
いる、請求項１４または１５に記載のフィルタ。 - 【請求項１７】 前記複数の圧電薄膜共振子の少なくと
も１つにおいて、前記第１電極膜の一部および前記圧電
膜の一部は、対応する空隙部に露出している、請求項１
５または１６に記載のフィルタ。 - 【請求項１８】 第１の面およびこれと反対の第２の面
を有する基板と、 前記第１の面に接する第１電極膜、当該第１電極膜に重
なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第２電極膜から
なる複数の積層共振体と、 前記基板における、前記積層共振体の各々に対応する位
置において、前記第１の面にて開口する第１開口部を有
するように設けられた空隙部と、を備えて複数の圧電薄
膜共振子が一体的に形成されており、 前記複数の圧電薄膜共振子の少なくとも１つにおいて、
前記第１電極膜の一部および前記圧電膜の一部は、対応
する空隙部に露出していることを特徴とする、フィル
タ。 - 【請求項１９】 第１の面およびこれと反対の第２の面
を有する基板に、前記第１の面に接する第１電極膜と、
当該第１電極膜に重なる圧電膜と、当該圧電膜に重なる
第２電極膜とからなる積層共振体を形成する工程と、 前記基板に対して、ドライエッチングにより、前記積層
共振体に対応する位置において前記第１の面および前記
第２の面にて開口する空隙部を前記第１の面に対して略
垂直に形成する工程と、を含むことを特徴とする、圧電
薄膜共振子の製造方法。 - 【請求項２０】 第１の面およびこれと反対の第２の面
を有する基板に、前記第１の面に接する第１電極膜と、
当該第１電極膜に重なる圧電膜と、当該圧電膜に重なる
第２電極膜とからなる積層共振体を形成する工程と、 前記基板に対して、ドライエッチングにより、前記積層
共振体に対応する位置において前記第１の面および前記
第２の面にて開口する空隙部を形成する工程とを含み、 前記空隙部を形成する工程において、前記第１電極膜の
一部および前記圧電膜の一部を前記空隙部に露出させる
ことを特徴とする、圧電薄膜共振子の製造方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2002013984A JP3954395B2 (ja) | 2001-10-26 | 2002-01-23 | 圧電薄膜共振子、フィルタ、および圧電薄膜共振子の製造方法 |
| US10/117,219 US6734763B2 (en) | 2001-10-26 | 2002-04-08 | Thin-film piezoelectric resonator, band-pass filter and method of making thin-film piezoelectric resonator |
| EP20020252715 EP1306973A3 (en) | 2001-10-26 | 2002-04-17 | Thin-film piezoelectric resonator, band-pass filter and method of making thin-film piezoelectric resonator |
| KR1020020023391A KR100789302B1 (ko) | 2001-10-26 | 2002-04-29 | 압전 박막 공진자, 필터, 및 압전 박막 공진자의 제조 방법 |
| US10/764,520 US20040185594A1 (en) | 2001-10-26 | 2004-01-27 | Thin-film piezoelectric resonator, band-pass filter and method of making thin-film piezoelectric resonator |
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|---|---|---|---|
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