JP2001251159A - Thin film piezoelectric element and its manufacturing method - Google Patents
Thin film piezoelectric element and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜圧電素子及び
その製造方法に関するものであり、特に特定の周波数の
みを透過させる体積共振型フィルタに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film piezoelectric element and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a volume resonance type filter that transmits only a specific frequency.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近、携帯電話等の携帯機器はますます
小型化また軽量化しており、内部に搭載される部品及び
素子も小型かつ軽量化が要求されている。特定の周波数
の電磁波のみを透過させるフィルタ、特に携帯電話に用
いられているフィルタは、これまでバルクの同軸型共振
型及び表面波型フィルタが主として使用されてきた。さ
らに一層の小型を図るための方策としては、透過させた
い周波数に対応する振動を薄膜の体積共振により得る方
法が提案されている。この方法は表面に酸化膜を形成し
たシリコン基板の上に形成された圧電膜を、その上下に
形成された電極により体積振動を共振させるもので、圧
電膜として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を形成する方式が例え
ば、文献”弾性波素子技術ハンドブック、日本学術振興
会弾性波素子技術第１５０委員会偏、オーム社発行、平
成３年１１月３０日第１版発行、ｐｐ．１２５〜１２
８”（以下、文献１と記す）に開示されている。この体
積共振型フィルタ型の薄膜圧電素子は、その寸法が数百
μｍ以下と小さいため、１枚のシリコン基板の上に一度
にたくさん作製することができること、回路との一体化
が可能であること、等が特徴である。2. Description of the Related Art Recently, portable devices such as cellular phones have become smaller and lighter, and components and elements mounted therein have also been required to be smaller and lighter. As a filter that transmits only an electromagnetic wave of a specific frequency, in particular, a filter used in a mobile phone, a bulk coaxial resonance type and a surface wave type filter have been mainly used. As a measure for achieving further miniaturization, a method has been proposed in which vibration corresponding to the frequency to be transmitted is obtained by volume resonance of the thin film. In this method, a piezoelectric film formed on a silicon substrate having an oxide film formed on its surface is used to resonate volume vibration by electrodes formed above and below the film, and zinc oxide (ZnO) is formed as the piezoelectric film. The method is described in, for example, the document "Elastic Wave Element Technology Handbook, Japan Society for the Promotion of Science Elastic Wave Element Technology 150th Committee, polarized, published by Ohmsha, November 30, 1991, first edition, pp. 125-12.
8 "(hereinafter referred to as Document 1). Since the volume resonance filter type thin film piezoelectric element has a small size of several hundreds μm or less, it can be formed on a single silicon substrate at a time. It can be manufactured, can be integrated with a circuit, and the like.
【０００３】図５は、従来の典型的な体積共振型薄膜圧
電素子の構造を説明する図であり、その（ａ）が平面説
明図、その（ｂ）がＡ−Ａ線断面説明図、その（ｃ）が
Ａ−Ｂ線断面説明図である。これと同様な構成は例えば
上記文献１に示されている。かかる従来の薄膜圧電素子
は、シリコン酸化膜２を表面に形成したシリコン基板１
上に振動部位を構成する下部電極３と、その下部電極３
上に形成された圧電膜４と、前記下部電極３と部分的に
対向して形成された一対の振動励起用電極５ａ（入力電
極）及び振動検出用電極５ｂ（出力電極）からなる上部
電極５とを備える。シリコン基板１には、振動部位下方
のシリコン基板を除去して得られる共振用空洞７が設け
られている。この共振用空洞７は、シリコン基板１の裏
面に形成したシリコン酸化膜からなるマスク材６をマス
クとして、シリコン基板１を例えば湿式の異方性エッチ
ングによりシリコン酸化膜２の下部までエッチングする
ことにより形成される。この薄膜圧電素子では、振動励
振用電極５ａによって振動が励振され、振動検出用電極
５ｂによって振動強度が出力される。FIGS. 5A and 5B are views for explaining the structure of a conventional typical volume resonance type thin film piezoelectric element. FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA, and FIG. (C) is an explanatory sectional view taken along the line AB. A configuration similar to this is shown, for example, in the above-mentioned document 1. Such a conventional thin film piezoelectric element includes a silicon substrate 1 having a silicon oxide film 2 formed on its surface.
A lower electrode 3 constituting a vibrating part thereon, and the lower electrode 3
An upper electrode 5 including a piezoelectric film 4 formed thereon and a pair of a vibration excitation electrode 5a (input electrode) and a vibration detection electrode 5b (output electrode) formed to partially face the lower electrode 3. And The silicon substrate 1 is provided with a resonance cavity 7 obtained by removing the silicon substrate below the vibration site. The resonance cavity 7 is formed by etching the silicon substrate 1 to the lower portion of the silicon oxide film 2 by, for example, wet anisotropic etching using the mask material 6 made of a silicon oxide film formed on the back surface of the silicon substrate 1 as a mask. It is formed. In this thin-film piezoelectric element, vibration is excited by the vibration excitation electrode 5a, and the vibration intensity is output by the vibration detection electrode 5b.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の薄膜圧電素子は
いずれも透過周波数に対応する体積共振を利用している
が、精度の良い共振周波数を得るために特に重要なの
は、圧電膜５の膜厚である。共振周波数は圧電膜５の膜
厚に反比例する。仮に圧電膜５の膜厚を１μｍとする
と、共振周波数を目的の周波数から２％以内に抑えたい
場合には、２０ｎｍの精度が必要である。しかしながら
従来の薄膜圧電素子の製造方法では、薄膜圧電素子の共
振周波数を決定する圧電膜５を例えばスパッタ装置で形
成する場合、圧電膜５の膜厚はスパッタのガス圧力、電
圧、電流等の制御の精度、及び圧電膜５を形成するステ
ージの温度制御の精度などによって変化する。このた
め、生産性の高い装置で常時この精度の膜厚を制御する
のは大変難しかった。また、膜厚のばらつきによるロッ
トごとの共振周波数の変動を避けられなかった。また、
作製した薄膜圧電素子の共振周波数を素子によってわず
かに変化させたいとしてもロット全体を作り変えなけれ
ばならないという問題があった。All of the above-mentioned thin film piezoelectric elements utilize volume resonance corresponding to the transmission frequency, but it is particularly important to obtain an accurate resonance frequency that the thickness of the piezoelectric film 5 is large. It is. The resonance frequency is inversely proportional to the thickness of the piezoelectric film 5. Assuming that the thickness of the piezoelectric film 5 is 1 μm, an accuracy of 20 nm is required to suppress the resonance frequency to within 2% of the target frequency. However, in the conventional method of manufacturing a thin film piezoelectric element, when the piezoelectric film 5 for determining the resonance frequency of the thin film piezoelectric element is formed by, for example, a sputtering apparatus, the thickness of the piezoelectric film 5 is controlled by controlling the gas pressure, voltage, current, etc. of the sputtering. And the temperature control accuracy of the stage on which the piezoelectric film 5 is formed. For this reason, it was very difficult to always control the film thickness with this accuracy using a highly productive apparatus. In addition, the variation of the resonance frequency for each lot due to the variation of the film thickness cannot be avoided. Also,
Even if it is desired to slightly change the resonance frequency of the manufactured thin film piezoelectric element depending on the element, there is a problem that the entire lot must be redesigned.
【０００５】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、振動部位を有機樹脂膜で被覆す
ることにより、共振周波数の調整が可能で、所望の共振
周波数を精度よく得ることができる薄膜圧電素子及びそ
の製造方法を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. By covering a vibrating portion with an organic resin film, the resonance frequency can be adjusted, and a desired resonance frequency can be obtained with high accuracy. And a method for manufacturing the same.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明に係る薄膜圧電
素子は、基板上に形成された圧電膜とこの圧電膜の上下
に接続される少なくとも一対の電極と圧電膜の下部に形
成される共振用空洞とからなる振動部位を備え、この振
動部位が有機樹脂膜で被覆されたことを特徴とするもの
である。A thin film piezoelectric element according to the present invention comprises a piezoelectric film formed on a substrate, at least a pair of electrodes connected above and below the piezoelectric film, and a resonance formed below the piezoelectric film. A vibrating portion comprising a cavity for use, wherein the vibrating portion is covered with an organic resin film.
【０００７】この発明に係る薄膜圧電素子の製造方法
は、基板上に形成される圧電膜とこの圧電膜の上下に接
続される少なくとも一対の電極と圧電膜の下部に形成さ
れる共振用空洞とからなる振動部位を形成し、この振動
部位を有機樹脂膜で被覆した後、この有機樹脂膜の表面
側を除去することにより所定厚みの有機樹脂膜とするこ
とを特徴とするものである。[0007] A method of manufacturing a thin film piezoelectric element according to the present invention comprises a piezoelectric film formed on a substrate, at least a pair of electrodes connected above and below the piezoelectric film, and a resonance cavity formed below the piezoelectric film. After forming a vibrating portion made of, and covering the vibrating portion with an organic resin film, an organic resin film having a predetermined thickness is obtained by removing a surface side of the organic resin film.
【０００８】また、有機樹脂膜の表面側の除去を紫外線
レーザの照射により行うことを特徴とするものである。[0008] The invention is characterized in that the removal of the surface side of the organic resin film is performed by irradiation of an ultraviolet laser.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１の薄膜圧電素子の構造を説明する図であ
り、その（ａ）が平面説明図、その（ｂ）がＡ−Ａ線断
面説明図、その（ｃ）がＡ−Ｂ線断面説明図である。こ
の発明に係る薄膜圧電素子は、シリコン酸化膜１２が表
面に形成されたシリコン基板１１上に振動部位を構成す
る下部電極１３と、その下部電極１３上に形成された圧
電膜１４と、前記下部電極１２と部分的に対向して形成
された一対の振動励起用電極１５ａ（入力電極）及び振
動検出用電極１５ｂ（出力電極）とからなる上部電極１
５を備える。下部電極１３、振動励起用電極１５ａ及び
振動検出用電極１５ｂはそれぞれリード線を接続するた
めのパッド部１６、１７、１８を備える。シリコン基板
１１には、マスク材１９をマスクとして、振動部位下方
のシリコン基板を除去して得られる共振用空洞２０が設
けられ、振動部位、即ち、下部電極１３、上部電極１５
及び圧電膜１４は有機樹脂膜２１で被覆される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 1A and 1B are diagrams for explaining the structure of a thin film piezoelectric element according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA, and FIG. Is an explanatory view taken along the line AB. The thin film piezoelectric element according to the present invention includes a lower electrode 13 forming a vibrating portion on a silicon substrate 11 having a silicon oxide film 12 formed on a surface thereof, a piezoelectric film 14 formed on the lower electrode 13, Upper electrode 1 including a pair of vibration excitation electrode 15a (input electrode) and vibration detection electrode 15b (output electrode) formed so as to partially face electrode 12
5 is provided. The lower electrode 13, the vibration excitation electrode 15a, and the vibration detection electrode 15b include pad portions 16, 17, and 18 for connecting lead wires, respectively. The silicon substrate 11 is provided with a resonance cavity 20 obtained by removing the silicon substrate below the vibrating part using the mask material 19 as a mask, and the vibrating parts, ie, the lower electrode 13 and the upper electrode 15 are provided.
The piezoelectric film 14 is covered with an organic resin film 21.
【００１０】振動部位を有機樹脂膜２１で被覆すること
により、薄膜圧電素子の共振周波数は低周波側にシフト
する。従って、付加的に被覆した有機樹脂膜２１により
共振周波数を調整することができる。また、後述するよ
うに、付加的に被覆した有機樹脂膜２１の振動部位上の
有機樹脂膜２１を所望の膜厚まで除去することにより、
共振周波数の調整が可能である。By covering the vibrating portion with the organic resin film 21, the resonance frequency of the thin film piezoelectric element shifts to a lower frequency side. Therefore, the resonance frequency can be adjusted by the organic resin film 21 additionally coated. Further, as described later, by removing the organic resin film 21 on the vibration portion of the additionally coated organic resin film 21 to a desired thickness,
Adjustment of the resonance frequency is possible.
【００１１】この発明の実施の形態１の薄膜圧電体素子
の製造方法を説明する。まず、シリコン酸化膜１２が表
面に形成されたシリコン基板１１のシリコン酸化膜１２
上に下部電極１３を形成する。下部電極１３は、金属膜
を全面に形成した後、エッチングにより所望のパターン
とする方法が望ましいが、所望のパターンを有するマス
クを介して金属膜を形成する方法でもよい。下部電極１
３としては、イリジウム、ルテニウム等を用いることが
できる。次にその上に下部電極１３全体を覆うように、
圧電膜１４を形成する。圧電膜１４としては、ＺｎＯ、
ＰｂＴｉＯ3、Ｐｂ（Ｚｒ1-xＴｉx）Ｏ3（０≦ｘ≦
１）、ＬｉＮｂＯ3、ＳｒＮｂＯ3、ＢａＮｂＯ3、Ｌｉ
ＴａＯ3等を用いることができ、スパッタ法、蒸着法、
電子ビーム蒸着法、クラスタイオンビーム法、ゾルーゲ
ル法等によって形成することができる。この圧電膜１４
の形成は、パッド部１６、１７、１８上に圧電膜を形成
しないマスク法を用いることが望ましいが、パッド部１
６、１７、１８上にも圧電膜１４を形成して、その後に
パッド部１６、１７、１８上の圧電膜１４をエッチング
により除去する方法でもよい。次に、その上にさらに振
動励起用電極１５ａ（入力電極）と振動検出用電極１５
ｂ（出力電極）とからなる２つの平行なスラブ型上部電
極１５を形成する。上部電極１５も下部電極１３と同様
に、エッチング法、マスク法のどちらを用いてもよい。
上部電極１５はイリジウム、ルテニウムの他、白金、ロ
ジウムなども使用することができる。パッド部１７及び
１８は圧電膜１４を挟んで対向して形成するのがよい
が、同方向に形成してもよい。その後、振動部位下方の
シリコン基板をシリコン酸化膜からなるマスク材１９を
マスクとして、湿式の異方性エッチングを行うことによ
り断面が台形状の共振用空洞２０を形成する。その際、
構造強度を維持するため、圧電膜１５にＺｎＯを用い、
共振用空洞２０を形成時にシリコン酸化膜１２の下部に
シリコン基板１１を僅かに残してもよい。共振は下部電
極１３及び振動励起用電極１５ａが圧電膜１４を介して
重なり合う部分を中心として、励振され、振動部位全体
に広がる。A method for manufacturing a thin film piezoelectric element according to Embodiment 1 of the present invention will be described. First, the silicon oxide film 12 on the silicon substrate 11 on which the silicon oxide film 12 is formed
The lower electrode 13 is formed thereon. The lower electrode 13 is preferably formed by forming a metal film over the entire surface and then forming a desired pattern by etching. Alternatively, a method of forming the metal film via a mask having a desired pattern may be used. Lower electrode 1
As for 3, iridium, ruthenium or the like can be used. Next, so as to cover the entire lower electrode 13 thereon,
The piezoelectric film 14 is formed. As the piezoelectric film 14, ZnO,
PbTiO 3, Pb (Zr 1- x Ti x) O 3 (0 ≦ x ≦
1), LiNbO 3 , SrNbO 3 , BaNbO 3 , Li
TaO 3 or the like can be used, and a sputtering method, an evaporation method,
It can be formed by an electron beam evaporation method, a cluster ion beam method, a sol-gel method, or the like. This piezoelectric film 14
It is preferable to use a mask method in which a piezoelectric film is not formed on the pad portions 16, 17, and 18.
Alternatively, the piezoelectric film 14 may be formed on 6, 17, and 18, and then the piezoelectric film 14 on the pad portions 16, 17, and 18 may be removed by etching. Next, the vibration excitation electrode 15a (input electrode) and the vibration detection electrode 15
b (output electrode) are formed. Similarly to the lower electrode 13, the upper electrode 15 may use either an etching method or a mask method.
The upper electrode 15 may be made of platinum, rhodium, or the like, in addition to iridium and ruthenium. The pad portions 17 and 18 are preferably formed facing each other with the piezoelectric film 14 interposed therebetween, but may be formed in the same direction. Thereafter, the silicon substrate below the vibrating portion is subjected to wet anisotropic etching using the mask material 19 made of a silicon oxide film as a mask to form a resonance cavity 20 having a trapezoidal cross section. that time,
In order to maintain the structural strength, the piezoelectric film 15 is made of ZnO,
The silicon substrate 11 may be slightly left under the silicon oxide film 12 when the resonance cavity 20 is formed. The resonance is excited around a portion where the lower electrode 13 and the vibration excitation electrode 15a overlap each other via the piezoelectric film 14, and spreads over the entire vibrating part.
【００１２】次に、通常有機樹脂膜２１と振動部位との
密着性を向上するために、下部電極１３、上部電極１５
及び圧電膜１４の表面に、一方にシロキサン結合または
酸素基を有し、他方に形成する有機樹脂に近い基を有す
るカップリング剤、例えばシランカップリング剤を塗布
した後、有機樹脂膜２１で被覆するのが好ましい。有機
樹脂膜としては、ポリエチレンなどのように弾性定数が
低い有機樹脂膜あるいはシリコーンゴムコンパウンドや
ポリウレタンなどのエラストマは振動を吸収するので、
好ましくは１×１０8Ｎ／ｍ2以上の有機樹脂膜を用い
る。このような有機樹脂膜２１として、ポリイミド系樹
脂膜、フッ素系樹脂膜、ポリカーボネート系樹脂膜、ア
クリル系樹脂膜、メタクリル酸メチル樹脂膜、スチレン
樹脂膜、ポリエステル系樹脂膜、珪素系樹脂膜、ポリフ
ェニレンサルファイド樹脂膜、エポキシ樹脂膜等のうち
の１種類、あるいは、１種類以上の共重合樹脂膜、また
はポリマーアロイを用いることができる。また、有機樹
脂膜２１として、無機物の微粉末、好ましくは０．１μ
ｍ以下の微粉末を含有する複合有機樹脂膜とすることに
より、重量効果を高めてもよい。即ち、複合有機樹脂膜
の場合、有機樹脂膜２１の密度が高くなることにより、
より薄い膜厚で、同じ効果を得ることができる。Next, in order to improve the adhesion between the organic resin film 21 and the vibrating portion, the lower electrode 13 and the upper electrode 15 are usually used.
And coating the surface of the piezoelectric film 14 with a coupling agent having a siloxane bond or an oxygen group on one side and a group close to the organic resin to be formed on the other side, for example, a silane coupling agent, and then covering with an organic resin film 21. Is preferred. As an organic resin film, an organic resin film with a low elastic constant such as polyethylene or an elastomer such as a silicone rubber compound or polyurethane absorbs vibration,
Preferably, an organic resin film of 1 × 10 8 N / m 2 or more is used. Examples of such an organic resin film 21 include a polyimide resin film, a fluorine resin film, a polycarbonate resin film, an acrylic resin film, a methyl methacrylate resin film, a styrene resin film, a polyester resin film, a silicon resin film, and polyphenylene. One of a sulfide resin film, an epoxy resin film, or the like, one or more copolymer resin films, or a polymer alloy can be used. Further, as the organic resin film 21, fine powder of an inorganic substance, preferably 0.1 μm
The weight effect may be enhanced by forming a composite organic resin film containing fine powder of m or less. That is, in the case of a composite organic resin film, the density of the organic resin film 21 increases,
The same effect can be obtained with a smaller film thickness.
【００１３】有機樹脂膜の形成方法としては、モノマー
またはオリゴマーのスピンコーティング法、スプレー
法、ディップ法、蒸着法などから選択できる。スピンコ
ーティング法を用いることにより、安価な装置で容易に
精度のよい膜厚制御が可能である。また、蒸着法を用い
ることにより、より薄い膜厚のものを精度よく形成する
ことができる。モノマーあるいはオリゴマーが薄膜圧電
素子本体上でポリマーとなるために、反応開始剤添加、
紫外線照射あるいは加熱を行う。The method for forming the organic resin film can be selected from a monomer or oligomer spin coating method, a spray method, a dipping method, a vapor deposition method, and the like. By using the spin coating method, it is possible to easily and accurately control the film thickness with an inexpensive apparatus. In addition, a thinner film can be accurately formed by using an evaporation method. Since the monomer or oligomer becomes a polymer on the thin film piezoelectric element body, a reaction initiator is added,
UV irradiation or heating is performed.
【００１４】次に、パッド部１６、１７、１８上の有機
樹脂膜２１をスポット状に集光した赤外線レーザ、また
は、紫外線レーザによるアブレーションによって完全に
除去する。その後この薄膜圧電素子本体をパッケージに
搭載しパッド部１６、１７、１８にリード線を接続す
る。次に、パッド部１６、１７を通して下部電極１３及
び振動励起用電極１５ａに透過させたい周波数の高周波
を印加し、パッド部１６、１８を通して下部電極１３及
び検出用電極１５ｂで目的とする共振周波数の振動強度
をモニタしながら、振動部位を被覆した有機樹脂膜２１
に紫外線を照射し、有機樹脂膜２１の表面側をアブレー
ション除去する。振動部位を被覆した有機樹脂膜２１の
アブレーション除去に用いる紫外線は、紫外線レーザ、
さらに好ましくは２７０ｎｍ以下の紫外線レーザを用い
る方法が効果的である。このような紫外線レーザとし
て、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキ
シマレーザ（１９３ｎｍ）、ＹＡＧレーザの４倍高調波
（２６６ｎｍ）等を用いることができる。有機樹脂膜２
１は紫外線を吸収し、そのエネルギーにより、有機樹脂
膜２１の化学結合が切断される。これによって、有機樹
脂膜が低分子量化し、ガス化して除去される。化学反応
によって有機樹脂膜２１をガス化するため、薄膜圧電素
子の温度が上昇しないので、共振周波数の測定を正確に
行うことができる。Next, the organic resin film 21 on the pad portions 16, 17 and 18 is completely removed by ablation using an infrared laser or an ultraviolet laser focused on a spot. Thereafter, the thin film piezoelectric element body is mounted on a package, and lead wires are connected to the pad portions 16, 17, and 18. Next, a high frequency of a desired frequency is applied to the lower electrode 13 and the vibration excitation electrode 15 a through the pad portions 16 and 17, and a desired resonance frequency is applied to the lower electrode 13 and the detection electrode 15 b through the pad portions 16 and 18. Organic resin film 21 covering the vibration part while monitoring the vibration intensity
Is irradiated with ultraviolet rays to remove the surface side of the organic resin film 21 by ablation. Ultraviolet laser used for ablation removal of the organic resin film 21 covering the vibrating portion is an ultraviolet laser,
More preferably, a method using an ultraviolet laser of 270 nm or less is effective. As such an ultraviolet laser, a KrF excimer laser (248 nm), an ArF excimer laser (193 nm), a fourth harmonic (266 nm) of a YAG laser, or the like can be used. Organic resin film 2
Numeral 1 absorbs ultraviolet light, and the chemical bond of the organic resin film 21 is cut by its energy. As a result, the organic resin film is reduced in molecular weight, gasified and removed. Since the organic resin film 21 is gasified by a chemical reaction, the temperature of the thin film piezoelectric element does not rise, so that the resonance frequency can be measured accurately.
【００１５】振動部位上に有機樹脂膜２１を形成した時
点で共振周波数は低周波側にシフトするが、有機樹脂膜
２１の膜厚を薄くすることによって、再度共振周波数は
高周波側にシフトする。従って、目的とする共振周波数
の振動強度を測定しながら有機樹脂膜２１の表面側をア
ブレーション除去することにより、所望の共振周波数に
調整することができる。但し、有機樹脂膜２１を形成す
る前の共振周波数より高周波側にシフトすることはない
ので、有機樹脂膜２１を形成する前の共振周波数は、所
望の周波数より少し高い目に設定しておく必要がある。
尚、この共振周波数の測定は、必ずしも有機樹脂膜２１
のアブレーション除去中、常時行う必要はなく、共振周
波数の測定とアブレーション除去を交互に行ってもよ
い。また、有機樹脂膜を振動部位の裏面側（共振用空洞
側）に形成し、裏面側から有機樹脂膜をアブレーション
除去してもよい。When the organic resin film 21 is formed on the vibrating part, the resonance frequency shifts to the low frequency side, but the resonance frequency shifts to the high frequency side again by reducing the thickness of the organic resin film 21. Therefore, the desired resonance frequency can be adjusted by ablation-removing the surface side of the organic resin film 21 while measuring the vibration intensity at the target resonance frequency. However, since the resonance frequency does not shift to a higher frequency side than the resonance frequency before the organic resin film 21 is formed, the resonance frequency before the organic resin film 21 is formed needs to be set to a value slightly higher than the desired frequency. There is.
The measurement of the resonance frequency is not necessarily performed by the organic resin film 21.
During the ablation removal, the measurement need not always be performed, and the measurement of the resonance frequency and the ablation removal may be performed alternately. Alternatively, the organic resin film may be formed on the back surface side (cavity side for resonance) of the vibration part, and the organic resin film may be ablated and removed from the back surface side.
【００１６】上述のように、付加的に振動部位を被覆し
た有機樹脂膜２１の表面をアブレーション除去すること
により、共振周波数を調整できるので、従来問題であっ
た圧電膜の膜厚のばらつきによるロットごとの共振周波
数の変動を解消できる。また、圧電膜形成時に高精度の
膜厚制御は不要であり、圧電膜形成装置の稼働率向上、
装置の低価格化が可能となる。また、作製した薄膜圧電
素子の共振周波数を素子によってわずかに変化させたい
場合にもロット全体を作り変えなければならないという
問題を解消できる。さらにまた、上部電極１５上に有機
樹脂膜２１を形成するので、上部電極１５の保護、隣接
する上部電極１５間における放電の防止、上部電極１５
を構成する金属のマイグレーションの防止などによって
薄膜圧電素子の耐候性を向上させることもできる。As described above, the resonance frequency can be adjusted by ablation removing the surface of the organic resin film 21 additionally covering the vibration portion. The fluctuation of the resonance frequency for each can be eliminated. In addition, it is not necessary to control the film thickness with high accuracy when forming the piezoelectric film.
The cost of the device can be reduced. Further, even when it is desired to slightly change the resonance frequency of the manufactured thin film piezoelectric element depending on the element, it is possible to solve the problem that the entire lot must be redesigned. Furthermore, since the organic resin film 21 is formed on the upper electrode 15, protection of the upper electrode 15, prevention of discharge between adjacent upper electrodes 15,
The weather resistance of the thin-film piezoelectric element can be improved by preventing migration of the metal constituting the above.
【００１７】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２の薄膜圧電素子の構造を説明する図であり、その
（ａ）が平面説明図、その（ｂ）がＡ−Ａ線断面説明図
である。図２において、図１で示した符号と同じもの
は、同じまたは相当品を示す。実施の形態２が実施の形
態１と異なる点は、実施の形態２の場合には、下部電極
２３に対向して１つの上部電極２５を備える点である。
実施の形態２の場合には、上部電極２５及び下部電極２
３のうち、一方を入力電極とすると、他方が出力電極と
なる。実施の形態２の薄膜圧電素子の製造方法は、実施
の形態１と同様にして、薄膜圧電素子の振動部位を有機
樹脂膜２１で被覆した後、各電極のパッド部２６、２７
を通して、上部電極２５及び下部電極２３のうちのいず
れか一方の電極に透過させたい周波数の高周波を印加
し、他方の電極で振動強度をモニタしながら、少なくと
も振動部位を被覆した有機樹脂膜２１の表面側を、所望
の周波数の振動強度が最大となるまで紫外線によりアブ
レーション除去する。これによって、所望の共振周波数
を有する薄膜圧電素子を得ることができる。このよう
に、上部電極が１つの場合にも、実施の形態１と同様の
効果が得られる。Embodiment 2 FIG. FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating the structure of a thin film piezoelectric element according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA. In FIG. 2, the same components as those shown in FIG. 1 indicate the same or equivalent products. The second embodiment is different from the first embodiment in that the second embodiment includes one upper electrode 25 facing the lower electrode 23.
In the case of the second embodiment, upper electrode 25 and lower electrode 2
If one of the three is an input electrode, the other is an output electrode. The method of manufacturing the thin-film piezoelectric element according to the second embodiment is similar to that of the first embodiment.
Of the organic resin film 21 covering at least the vibrating portion while applying a high frequency of a frequency desired to be transmitted to one of the upper electrode 25 and the lower electrode 23 and monitoring the vibration intensity with the other electrode. The surface side is ablated off with ultraviolet light until the vibration intensity at the desired frequency is maximized. Thus, a thin film piezoelectric element having a desired resonance frequency can be obtained. As described above, even when the number of the upper electrodes is one, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
【００１８】実施の形態３．図３は、この発明の実施の
形態３の薄膜圧電素子の構造を説明する断面説明図であ
る。図３において、図１乃至図２で示した符号と同じも
のは、同じまたは相当品を示す。実施の形態３の薄膜圧
電素子は、共振用空洞をシリコン基板の裏面を異方性エ
ッチングすることにより作製するのではなく、犠牲層を
用いてシリコン基板の表面側に作製したものである。こ
の薄膜圧電素子の製造は、犠牲層（図示せず）とシリコ
ン酸化膜１２が表面に形成されたシリコン基板３１上に
まず、下部電極１３、圧電膜１４、上部電極１５を実施
の形態２と同様の方法で形成する。次に、犠牲層をエッ
チングにより除去し、振動部位下方に共振用空洞３０を
形成する。この犠牲層を除去するとき圧電膜１４及び上
部電極２５を保護するために、予めその表面にシリコン
酸化膜からなる保護膜２２を形成しておく。その後、振
動部位を有機樹脂膜２１で被覆する。尚、有機樹脂膜２
１が、保護膜を兼ねることもできる。即ち、保護膜２２
を形成しないで、有機樹脂膜２１のみを形成してもよ
い。Embodiment 3 FIG. 3 is an explanatory sectional view illustrating the structure of a thin film piezoelectric element according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 3, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 indicate the same or equivalent products. The thin film piezoelectric element according to the third embodiment is one in which the cavity for resonance is not formed by anisotropically etching the back surface of the silicon substrate but is formed on the front surface side of the silicon substrate using a sacrificial layer. In manufacturing this thin-film piezoelectric element, first, a lower electrode 13, a piezoelectric film 14, and an upper electrode 15 are formed on a silicon substrate 31 on which a sacrificial layer (not shown) and a silicon oxide film 12 are formed. It is formed by a similar method. Next, the sacrificial layer is removed by etching, and a cavity 30 for resonance is formed below the vibration site. In order to protect the piezoelectric film 14 and the upper electrode 25 when removing the sacrificial layer, a protective film 22 made of a silicon oxide film is formed on the surface thereof in advance. After that, the vibrating part is covered with the organic resin film 21. In addition, the organic resin film 2
1 can also serve as a protective film. That is, the protective film 22
May be formed, and only the organic resin film 21 may be formed.
【００１９】実施の形態３の薄膜圧電素子は実施の形態
２と同様に、上部電極２３及び下部電極２５のうち、一
方を入力電極、他方を出力電極とし、上部電極２３及び
下部電極２５のうちのいずれか一方の電極に透過させた
い周波数の高周波を印加し、他方の電極で振動強度をモ
ニタしながら、振動部位を被覆した有機樹脂膜２１の表
面側を、所望の周波数の振動強度が最大となるまで紫外
線によりアブレーション除去する。これによって、所望
の共振周波数を有する薄膜圧電素子を得ることができ
る。このように、共振用空洞３０を犠牲層を用いてシリ
コン基板３１上に形成する場合も、実施の形態１と同様
の効果が得られる。As in the second embodiment, the thin film piezoelectric element according to the third embodiment has one of the upper electrode 23 and the lower electrode 25 as an input electrode and the other as an output electrode. While applying a high frequency of a frequency to be transmitted to one of the electrodes and monitoring the vibration intensity with the other electrode, the vibration intensity of the desired frequency is maximized on the surface side of the organic resin film 21 covering the vibration part. Ablation is removed by ultraviolet light until と. Thus, a thin film piezoelectric element having a desired resonance frequency can be obtained. As described above, even when the resonance cavity 30 is formed on the silicon substrate 31 using the sacrificial layer, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【００２０】実施の形態４．図４は、この発明の実施の
形態４の薄膜圧電素子の構造を説明する断面説明図であ
る。図４において、図１乃至図２で示した符号と同じも
のは、同じまたは相当品を示す。実施の形態４は、同一
基板から複数個の薄膜圧電素子を得るものである。実施
の形態４の薄膜圧電素子においては、振動部位を有機樹
脂膜２１で被覆し、その有機樹脂膜２１の表面側を所望
の共振周波数となるように紫外線によりアブレーション
除去した後、ダイシング溝４０に沿ってシリコン基板４
１を切断する。尚、ダイシング溝４０に沿ってシリコン
基板４１を切断してから、所望の共振周波数となるよう
に有機樹脂膜２１の表面側をアブレーション除去しても
よい。尚、図４において、上部電極２５のパッド部３７
は、圧電膜１４上に形成されているが、この方が圧電膜
１４の段差部分で上部電極２５が切断する可能性がな
く、信頼性が高い。Embodiment 4 FIG. 4 is an explanatory sectional view illustrating the structure of a thin film piezoelectric element according to Embodiment 4 of the present invention. 4, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 and 2 indicate the same or equivalent products. In the fourth embodiment, a plurality of thin film piezoelectric elements are obtained from the same substrate. In the thin film piezoelectric element according to the fourth embodiment, the vibrating portion is covered with the organic resin film 21, and the surface side of the organic resin film 21 is ablated and removed by ultraviolet rays so as to have a desired resonance frequency. Along the silicon substrate 4
Cut 1 After the silicon substrate 41 is cut along the dicing groove 40, the surface side of the organic resin film 21 may be ablated and removed so as to have a desired resonance frequency. In FIG. 4, the pad portion 37 of the upper electrode 25 is shown.
Is formed on the piezoelectric film 14, but this is more reliable because there is no possibility that the upper electrode 25 is cut at a step portion of the piezoelectric film 14.
【００２１】[0021]
【実施例】以下に、実施の形態１に示した薄膜圧電素子
について、具体的な実施例により、更に詳細に説明す
る。EXAMPLES Hereinafter, the thin film piezoelectric element shown in the first embodiment will be described in more detail with reference to specific examples.
【００２２】実施例１．上部電極１５の形成まで完了
し、共振周波数が約８００ＭＨｚの薄膜圧電素子本体の
表面に、まず、イミド系カップリング剤として、γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシランを２重量％含むメチル
アルコール溶液をスピンコーティング法によりコーティ
ングし、１００℃で１時間熱処理した。その後、有機樹
脂膜２１として、ポリイミド系樹脂膜を形成するため
に、ビスマレイミド・トリアジン（ＢＴレジン）のオリ
ゴマーを７０重量％含むメチルエチルケトン溶液を原液
として、等容量のメチルエチルケトンで希釈し、薄膜圧
電素子本体に滴下した後、毎分４０００回転でスピンコ
ートを行った。次にこの全体を徐々に加熱し、８０℃に
おいて１時間乾燥した後、さらにまた徐々に加熱して、
最高温度２００℃にて２時間加熱処理を行った。このよ
うにして得られたポリイミド系樹脂膜の膜厚は約１μｍ
であった。この有機樹脂膜２１上に、パッド部のみに開
口部を有するマスクを設置し、５ｍＪ／ｃｍ2のＹＡＧ
レーザを照射し、パッド部１６、１７、１８上の有機樹
脂膜２１を除去し、パッド部１６、１７、１８を露出さ
せた。このパッド部１６、１７、１８にリード線を接続
し、実施の形態１に記載の方法で共振周波数を測定した
ところ、有機樹脂膜を形成する前に比較して低周波側に
シフトした。次に振動部位より少し大きめの０．６ｍｍ
角の窓を有する金属マスクを通して、１ｍＪ／ｃｍ2の
ＫｒＦエキシマレーザを照射したところ、ＢＴレジンの
膜厚がおよそ０．３μｍ程度減少した。この結果、共振
周波数が高周波側にシフトした。これによって、特定の
高周波で素子を励振させながら、振動部位を被覆した有
機樹脂膜２１の表面を除去し、所望の周波数の振動強度
が最大となる膜厚になるまでアブレーションすることに
より、所望の共振周波数に調整できることを確認した。Embodiment 1 FIG. After the formation of the upper electrode 15 is completed, a methyl alcohol solution containing 2% by weight of γ-aminopropyltrimethoxysilane as an imide coupling agent is spin-coated on the surface of the thin film piezoelectric element body having a resonance frequency of about 800 MHz. It was coated by a method and heat-treated at 100 ° C. for 1 hour. Thereafter, in order to form a polyimide resin film as the organic resin film 21, a thin film piezoelectric element was diluted with an equal volume of methyl ethyl ketone using a methyl ethyl ketone solution containing 70% by weight of an oligomer of bismaleimide / triazine (BT resin) as a stock solution. After being dropped on the main body, spin coating was performed at 4000 revolutions per minute. Next, the whole was gradually heated, dried at 80 ° C. for 1 hour, and further gradually heated.
Heat treatment was performed at a maximum temperature of 200 ° C. for 2 hours. The thickness of the polyimide resin film thus obtained is about 1 μm.
Met. On this organic resin film 21, a mask having an opening only in the pad portion is provided, and YAG of 5 mJ / cm 2 is provided.
Laser irradiation was performed to remove the organic resin film 21 on the pad portions 16, 17, and 18, thereby exposing the pad portions 16, 17, and 18. When lead wires were connected to the pad portions 16, 17, and 18, and the resonance frequency was measured by the method described in the first embodiment, the resonance frequency was shifted to a lower frequency side as compared to before the organic resin film was formed. Next, 0.6mm slightly larger than the vibrating part
Irradiation with a 1 mJ / cm 2 KrF excimer laser through a metal mask having square windows reduced the thickness of the BT resin by about 0.3 μm. As a result, the resonance frequency shifted to the high frequency side. Thus, while exciting the element at a specific high frequency, the surface of the organic resin film 21 covering the vibrating portion is removed, and abrasion is performed until the vibration intensity at a desired frequency becomes the maximum, thereby achieving a desired thickness. It has been confirmed that the resonance frequency can be adjusted.
【００２３】実施例２．実施例１と同じ薄膜圧電素子本
体の表面にカップリング剤として、ビニルトリエトキシ
シランを２重量％含むメチルアルコール溶液をスピンコ
ーティング法により塗布し、１００℃で１時間乾燥させ
た。その後、有機樹脂膜としてメタクリル酸メチルとス
チレンの共重合体を形成するためにメタクリル酸メチル
モノマーとスチレンモノマーの１対１の混合物に反応開
始剤として過酸化ベンゾイルを２重量％を混合した溶液
を、スピンコーティング法により塗布し、徐々に加熱し
て、８０℃で１時間保持してメタクリル酸メチルとスチ
レンの共重合反応を行わせた。その後ＫｒＦエキシマレ
ーザ照射によりパッド部１６、１７、１８上の有機樹脂
膜２１を取り除き、パッド部１６、１７、１８を露出さ
せた。このパッド部１６、１７、１８にリード線を接続
し、実施の形態１に記載の方法で共振周波数を測定した
ところ、有機樹脂膜２１を形成する前に比べて低周波側
にシフトした。その後、ＫｒＦエキシマレーザを振動部
位を被覆した有機樹脂膜２１に照射すると、アブレーシ
ョンにより、振動部位を被覆した有機樹脂膜２１の膜厚
が減少し、共振周波数が高周波側にシフトした。これに
より、実施例１と同様に、所望の共振周波数に調整でき
ることを確認した。Embodiment 2 FIG. A methyl alcohol solution containing 2% by weight of vinyltriethoxysilane as a coupling agent was applied to the surface of the same thin film piezoelectric element body as in Example 1 by a spin coating method, and dried at 100 ° C. for 1 hour. Then, to form a copolymer of methyl methacrylate and styrene as an organic resin film, a solution obtained by mixing 2% by weight of benzoyl peroxide as a reaction initiator with a one-to-one mixture of methyl methacrylate monomer and styrene monomer is used. Then, the mixture was applied by spin coating, gradually heated, and kept at 80 ° C. for 1 hour to cause a copolymerization reaction of methyl methacrylate and styrene. Thereafter, the organic resin film 21 on the pad portions 16, 17, and 18 was removed by KrF excimer laser irradiation, and the pad portions 16, 17, and 18 were exposed. When lead wires were connected to the pad portions 16, 17, and 18, and the resonance frequency was measured by the method described in the first embodiment, the resonance frequency was shifted to a lower frequency side than before the organic resin film 21 was formed. After that, when the KrF excimer laser was applied to the organic resin film 21 covering the vibrating part, the thickness of the organic resin film 21 covering the vibrating part was reduced by ablation, and the resonance frequency shifted to the high frequency side. Thus, it was confirmed that the desired resonance frequency could be adjusted in the same manner as in Example 1.
【００２４】実施例３．実施例１と同じ薄膜圧電素子本
体の表面にカップリング剤として、β−エチルトリメト
キシシランを１重量％を含むメタノール溶液を、薄膜圧
電素子本体上にスピンコーティング法により塗布し、１
００℃で１時間乾燥した。次に、有機樹脂膜２１とし
て、ポリエステル系樹脂膜であるポリエチレンテレフタ
レート樹脂膜を形成する。エチレングリコールとテレフ
タール酸を別々のガラス容器に入れ、真空中でエチレン
グリコールを２００℃程度に加熱し、テレフタール酸を
３００℃程度に加熱し、表面が下向に保持され、８０℃
に加熱された薄膜圧電素子本体表面に蒸着し、薄膜圧電
素子本体表面で重合させた。その後、実施例２と同様
に、ＫｒＦエキシマレーザ照射によりパッド部１６、１
７、１８上の有機樹脂膜２１を取り除き、パッド部１
６、１７、１８を露出させた。このパッド部１６、１
７、１８にリード線を接続し、実施の形態１に記載の方
法で共振周波数を測定したところ、有機樹脂膜２１を形
成する前に比べて低周波側にシフトした。その後、Ｋｒ
Ｆエキシマレーザを振動部位を被覆した有機樹脂膜２１
に照射すると、アブレーションにより、振動部位を被覆
した有機樹脂膜２１の膜厚が減少し、共振周波数が高周
波側にシフトした。これにより、実施例１と同様に、所
望の共振周波数に調整できることを確認した。Embodiment 3 FIG. A methanol solution containing 1% by weight of β-ethyltrimethoxysilane as a coupling agent was applied to the surface of the same thin film piezoelectric element body as in Example 1 by a spin coating method.
Dried at 00 ° C. for 1 hour. Next, a polyethylene terephthalate resin film, which is a polyester resin film, is formed as the organic resin film 21. Put ethylene glycol and terephthalic acid in separate glass containers, heat ethylene glycol to about 200 ° C in vacuum, heat terephthalic acid to about 300 ° C, hold the surface downward, 80 ° C
The film was vapor-deposited on the surface of the main body of the thin film piezoelectric element which was heated in the above-mentioned manner, and polymerized on the surface of the main body of the thin film piezoelectric element. Then, similarly to the second embodiment, the pad portions 16 and 1 are irradiated with KrF excimer laser.
The organic resin film 21 on 7 and 18 is removed, and the pad portion 1 is removed.
6, 17, and 18 were exposed. This pad section 16, 1
When the lead wires were connected to 7 and 18, and the resonance frequency was measured by the method described in the first embodiment, the resonance frequency was shifted to a lower frequency side than before the organic resin film 21 was formed. After that, Kr
Organic resin film 21 coated with F excimer laser at vibration site
, The thickness of the organic resin film 21 covering the vibrating portion was reduced by ablation, and the resonance frequency was shifted to a higher frequency side. Thus, it was confirmed that the desired resonance frequency could be adjusted in the same manner as in Example 1.
【００２５】実施例４．実施例４は、有機樹脂膜２１と
して、無機粉末を含有する複合有機樹脂膜を用いるもの
である。実施例１と同じカップリング剤を塗布した薄膜
圧電素子本体に、ビスマレイミド・トリアジン（ＢＴレ
ジン）のオリゴマーのメチルエチルケトン溶液に、アエ
ロジル（ＳｉＯ２の微粉末）をメチルエチルケトンに分
散したものを混合し、この混合液をスピンコーティング
法により塗布した。その後、これを徐々に加熱して、最
高温度２００℃にて２時間加熱キュアーを行ったところ
無機粉末を含有する複合有機樹脂膜が形成できた。この
複合有機樹脂膜上に、パッド部１６、１７、１８のみに
ＫｒＦエキシマレーザの光線が照射されるように、パッ
ド部のみに開口部を有するマスクを設置して、時々エア
を軽く吹き込んで、分離したアエロジル吹き飛ばし、パ
ッド部１６、１７、１８が露出するまでアブレーション
し、有機樹脂とアエロジルを取り除いた。このパッド部
１６、１７、１８にリード線を接続し、実施の形態１に
記載の方法で共振周波数を測定したところ、有機樹脂膜
２１を形成する前に比べて低周波側にシフトした。次に
振動部位より少し大きめの開口窓を有する金属マスクを
通して、ＫｒＦエキシマレーザを照射したところ、有機
樹脂膜２１の膜厚が減少し、共振周波数が高周波側にシ
フトした。これにより、実施例１と同様に所望の共振周
波数に調整できることを確認した。Embodiment 4 FIG. In the fourth embodiment, a composite organic resin film containing an inorganic powder is used as the organic resin film 21. A thin film piezoelectric element body coated with the same coupling agent as in Example 1 was mixed with a solution of bismaleimide-triazine (BT resin) oligomer in methyl ethyl ketone, in which Aerosil (fine powder of SiO 2) was dispersed in methyl ethyl ketone. The mixture was applied by a spin coating method. Thereafter, the resultant was gradually heated and subjected to heating curing at a maximum temperature of 200 ° C. for 2 hours, whereby a composite organic resin film containing inorganic powder was formed. On this composite organic resin film, a mask having an opening only in the pad portion is provided so that only the pad portions 16, 17, and 18 are irradiated with the KrF excimer laser beam, and air is occasionally blown lightly. The separated Aerosil was blown off and ablation was performed until the pad portions 16, 17, and 18 were exposed to remove the organic resin and Aerosil. When lead wires were connected to the pad portions 16, 17, and 18, and the resonance frequency was measured by the method described in the first embodiment, the resonance frequency was shifted to a lower frequency side than before the organic resin film 21 was formed. Next, when a KrF excimer laser was irradiated through a metal mask having an opening window slightly larger than the vibrating part, the thickness of the organic resin film 21 was reduced, and the resonance frequency was shifted to a higher frequency side. As a result, it was confirmed that the desired resonance frequency could be adjusted in the same manner as in Example 1.
【００２６】[0026]
【発明の効果】この発明に係る薄膜圧電素子は、振動部
位を有機樹脂膜で被覆したので、共振周波数の調整が可
能である。According to the thin-film piezoelectric element of the present invention, since the vibrating portion is covered with the organic resin film, the resonance frequency can be adjusted.
【００２７】また、この発明に係る薄膜圧電素子の製造
方法は、振動部位を有機樹脂膜で被覆した後、この有機
樹脂膜の表面側を所定の厚みまで除去することにより、
所望の共振周波数に精度良く調整することができる。In the method of manufacturing a thin film piezoelectric element according to the present invention, after the vibrating portion is covered with an organic resin film, the surface side of the organic resin film is removed to a predetermined thickness.
The desired resonance frequency can be adjusted with high accuracy.
【００２８】また、有機樹脂膜の表面側の除去に紫外線
レーザを用いることにより、有機樹脂膜の表面を除去す
るときの温度上昇を防ぐことができるので、共振周波数
を精度良く測定しながら有機樹脂膜の表面側を除去する
ことができる。Further, by using an ultraviolet laser for removing the surface side of the organic resin film, it is possible to prevent a temperature rise when the surface of the organic resin film is removed. The surface side of the film can be removed.
【図１】 この発明の実施の形態１の薄膜圧電素子の構
造を説明する図であり、その（ａ）が平面説明図、その
（ｂ）がＡ−Ａ線断面説明図、その（ｃ）がＡ−Ｂ線断
面説明図であるFIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating a structure of a thin film piezoelectric element according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA, and FIG. Is a cross-sectional explanatory view taken along line AB
【図２】 この発明の実施の形態２の薄膜圧電素子の構
造を説明する図であり、その（ａ）が平面説明図、その
（ｂ）がＡ−Ａ線断面説明図を示す。FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a structure of a thin-film piezoelectric element according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a plan view and FIG.
【図３】 この発明の実施の形態３の薄膜圧電素子の構
造を説明する断面説明図である。FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view illustrating a structure of a thin film piezoelectric element according to Embodiment 3 of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態４の薄膜圧電素子の構
造を説明する断面説明図である。FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view illustrating a structure of a thin film piezoelectric element according to Embodiment 4 of the present invention.
【図５】 従来の薄膜圧電素子の構造を説明する図であ
り、その（ａ）が平面説明図、その（ｂ）がＡ−Ａ線断
面説明図、その（ｃ）がＡ−Ｂ線断面説明図である。5A and 5B are diagrams illustrating the structure of a conventional thin film piezoelectric element, in which FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line AB. FIG.
１１、３１、４１ シリコン基板 １３、２３ 下部電極 １４ 圧電膜 １５、２５ 上部電極 １５ａ 振動励起用電極（入力電極） １５ｂ 振動検出用電極（出力電極） ２０、３０ 共振用空洞 ２１ 有機樹脂膜 11, 31, 41 Silicon substrate 13, 23 Lower electrode 14 Piezoelectric film 15, 25 Upper electrode 15a Electrode for vibration excitation (input electrode) 15b Electrode for vibration detection (output electrode) 20, 30 Resonance cavity 21 Organic resin film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 智佐子 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 内川 英興 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J108 AA02 AA07 BB01 BB04 CC01 CC04 FF01 HH04 HH05 KK06 NA04 NB05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Chisako Maeda 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Hideko Uchikawa 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation F-term (reference) 5J108 AA02 AA07 BB01 BB04 CC01 CC04 FF01 HH04 HH05 KK06 NA04 NB05
Claims (3)
の上下に接続される少なくとも一対の電極と前記圧電膜
の下部に形成される共振用空洞とからなる振動部位を備
え、前記振動部位が有機樹脂膜で被覆されたことを特徴
とする薄膜圧電素子。A vibrating part comprising a piezoelectric film formed on a substrate, at least a pair of electrodes connected above and below the piezoelectric film, and a resonance cavity formed below the piezoelectric film; A thin-film piezoelectric element having a portion covered with an organic resin film.
の上下に接続される少なくとも一対の電極と前記圧電膜
の下部に形成される共振用空洞とからなる振動部位を形
成し、前記振動部位を有機樹脂膜で被覆した後、当該有
機樹脂膜の表面側を除去することにより所定厚みの有機
樹脂膜とすることを特徴とする薄膜圧電素子の製造方
法。2. A vibration part comprising a piezoelectric film formed on a substrate, at least a pair of electrodes connected above and below the piezoelectric film, and a resonance cavity formed below the piezoelectric film, A method for manufacturing a thin film piezoelectric element, comprising: forming an organic resin film having a predetermined thickness by covering a vibration portion with an organic resin film and removing a surface side of the organic resin film.
ザの照射により行うことを特徴とする請求項２記載の薄
膜圧電素子の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the surface of the organic resin film is removed by irradiating an ultraviolet laser.
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