JP2004187204A

JP2004187204A - Acoustics resonator and signal processor

Info

Publication number: JP2004187204A
Application number: JP2002354766A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Tanaka; 均洋田中
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-07-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bulk acoustic resonator which is packaged with high density onto a circuit board. <P>SOLUTION: An acoustic resonator 1 is provided with: a substrate 3; a first acoustic reflection layer 5 disposed on the substrate 3; a resonance part 13 constituted by laminating a lower electrode layer 7, a piezoelectric layer 9 and an upper electrode layer 11 on the first acoustic reflection layer 5 in this order; a second acoustic reflection layer 15 laminated on the first acoustic reflection layer 5 while covering the resonance part 13; a plug 21 filling a connection hole 19 provided through the second acoustic reflection layer 15 and the piezoelectric layer 9 so as to reach the lower electrode layer 7; and a projecting electrode 23 provided on the side of the second acoustic reflection layer 15 with the plug 21 as its bottom face. Above the first acoustic reflection layer 5, a flattened insulating film 14 is provided to expose a shift electrode 11a on the upper electrode layer 11 via the piezoelectric layer 9. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響共振器および信号処理装置に関し、特には薄膜を用いたバルク型の音響共振器、およびバルク型の音響共振器を搭載してなる信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯端末やＩＣカード等の小型化および薄型化が進んだ通信用の信号処理装置に用いられる音響フィルタには、薄膜を用いたバルク型の音響共振器、いわゆるバルク・アコースティック・ウェーブ・レゾネータ（ＢＡＷＲ）が用いられている。
【０００３】
この音響共振器は、例えば、下記特許文献１に開示されているように、基板上に第１音響反射層が設けられ、その上にパターニングされた下部電極、圧電体、および上部電極を順次積層してなる振動体が設けられ、さらにその上に第２音響反射層が設けられ、これらを覆う状態で保護膜が設けられた構成となっている。また、外部回路との接続を図るための下部電極および上部電極に接続された接点パッドが、第２音響反射層の下から保護膜外の基板上に引き出されている。このような構成の音響共振器では、下部電極と上部電極との間に高周波電界が印加されることにより、振動体が振動して音響波が発生する。発生した音響波は、第１音響反射層および第２音響反射層において反射される。これにより、第１音響反射層と第２音響反射層との間にエネルギーが閉じこめられる。
【０００４】
また、このような音響共振器を音響フィルタとして用いた信号処理装置は、下記特許文献１に示すように、複数の音響共振器が形成された基板を信号処理装置の回路基板上に実装し、音響共振器の基板上に引き出された接点パッドと、回路基板上の接点パッドとを接合ワイヤを介して結合した構成となっている。また、このこの他にも、フリップチップ法により、基板上の接点パッドと回路基板上の接点パッドとを、ハンダ・バンプを介して結合した構成となっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２７０９７９号公報（第７頁、第８図、および第８−９頁、図２３，図２４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した構成の音響共振器では、外部回路との接続を図るための接点パッドが保護膜外の基板上に引き出されており、音響共振器の上部高さに対して、接点パッドの位置が低くなっている。つまり、基板上の接点パッドは、段差下部に設けられることになる。このため、この音響共振器を回路基板上に実装する際には、段差の下部に配置された接点パッドに対して、ハンダ・バンプや接合ワイヤを結合させなければならない。
【０００７】
したがって、ハンダ・バンプによる結合を図る場合には、段差の高さに対して十分に広い面積の接点パッドを設ける必要が生じる。一方、接合ワイヤによる結合を図る場合には、接合ワイヤのキャピラリーが段差の側壁に接触することのないように、接点パッドを段差の側壁から十分に離して設ける必要が生じる。これらのことは、音響共振器の小型化、さらにはこの音響共振器を用いた信号処理装置の小型化を制限する要因になっている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するための本発明の音響共振器は、基板上に、第１音響反射層を介して、下部電極層、圧電体層および上部電極層を前記第１音響反射層上にこの順に積層してなる共振部が設けられている。また、第１音響反射層上には、この共振部を覆う状態で第２音響反射層が積層されている。この第２音響反射層には、共振部を避けた位置に、下部電極層または上部電極層に達する接続孔が設けられ、接続孔の内部にはプラグが埋め込まれている。そして、第２音響反射層側には、このプラグを底面として突起電極が設けられている。
【０００９】
また本発明は、上記音響共振器を回路基板上に搭載してなる信号処理装置でもある。
【００１０】
このような構成の音響共振器は、第２音響反射層に設けた接続孔内をプラグで埋め込んだことにより、振動部を構成する電極層の端子が音響共振器の最上面を構成する第２音響反射層の表面に引き出されている。このため、このプラグを底面として設けられた突起電極は、わずかな高さであっても音響共振器の最表面に突出した状態となる。したがって、従来の技術で説明した、第２音響反射層の下から引き出されることで段差下部に位置する上部電極層または下部電極層の接点パッド上に、回路基板との接続用のハンダ・バンプ（突起電極）を形成する構成と比較して、突起電極に必要とされる高さが低くなると共に、必要高さの突起電極を設けるための電極パッド部分が縮小される。これにより、音響共振器および、音響共振器の実装面積の縮小が図られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の音響共振器および信号処理装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
＜音響共振器＞
図１は本発明の音響共振器の一例を示す断面構成図である。この図に示す音響共振器１は、例えば図２の平面図および図３の回路図に示す音響フィルタ２を構成するものである。尚、図１は、図２のＡ−Ａ’断面図である。
【００１３】
図１に示す音響共振器１は、圧電体薄膜を用いたいわゆるバルク型の音響共振器（圧電共振器）であり、基板３の一主面側を覆う第１音響反射層５を備えている。この第１音響反射層５上には、下部電極層７、圧電体層９および上部電極層１１がこの順に積層形成されており、これらの積層部分で共振部１３が構成されている。そして、第１音響反射層５上には、共振部１３を覆う状態で第２音響反射層１５が設けられている。この第２音響反射層１５には、下部電極層７に達する接続孔１９が形成されており、接続孔１９内にはプラグ２１が埋め込まれている。また、第２音響反射層１５側には、プラグ２１を底面とした突起電極２３が設けられている。
【００１４】
以下、上記各構成部材の詳細を説明する。
【００１５】
基板３は、例えばシリコンのような半導体基板が好ましく用いられる。これにより、音響共振器１の製造に対する半導体プロセスの適用が容易となる。
【００１６】
第１音響反射層５は、高音響インピーダンス薄膜ａと低音響インピーダンス薄膜ｂとを交互に積層した構成となっている。また、第１音響反射層５の最上部は、低音響インピーダンス薄膜ｂで構成されることが好ましい。これらの一例として、高音響インピーダンス薄膜ａには窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が用いられ、低音響インピーダンス薄膜ｂには酸化シリコン（ＳｉＯ_２）や窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）が用いられる。
【００１７】
これらの高音響インピーダンス薄膜ａと低音響インピーダンス薄膜ｂとは、それぞれが、音響波波長の１／４の膜厚ｔ１，ｔ２に設定されていることとし、材質によってそれぞれ固有の膜厚ｔ１，ｔ２を有していることとする。尚、図面においては、高音響インピーダンス薄膜ａと低音響インピーダンス薄膜ｂとを、低音響インピーダンス薄膜ｂから順に交互に積層した構成を図示したが、これらの積層数はこれに限定されることはなく、全体として奇数層を積層してもよい。
【００１８】
そして、このような構成の第１音響反射層５上に設けられた下部電極層７は、第１音響反射層５上にパターン形成されている。この下部電極層７は、図２にも示すように、その一部が圧電体層９および上部電極層１１と積層されて共振部１３を構成する部分となり、他の部分が電極パッド部分として十分な広さに形成されている。本実施形態においては、この音響共振器１は、図２および図３に示すような音響フィルタを構成するものであり、３つの共振部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを備えている。各共振部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを構成する下部電極層７は、それぞれ絶縁された状態にパターニングされ、各共振部１３ａ，１３ｂ，１３ｃからそれぞれ端子として引き出され、その引き出された部分が電極パッド部分として形成されているのである。
【００１９】
また、これらの下部電極７間は、例えば絶縁膜８で埋め込まれることで、下部電極７の形成面が平坦化されていることが好ましいが、絶縁膜８を設けなくとも良い。
【００２０】
そして、この平坦化された下部電極層７および絶縁膜８上に設けられる圧電体層９は、第１音響反射層５の全面を覆う状態で形成される。この圧電体層９は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなり、膜厚ｔが音響波波長の１／２またはその奇数倍に設定されていることとし、材質によってそれぞれ固有の膜厚ｔを有していることとする。
【００２１】
下記表１には、以上の用にして設定された圧電体層９、高音響インピーダンス層ａ、および低音響インピーダンス層ｂの各膜厚の一例を示す。これらの値は、２ＧＨｚと８ＧＨｚの音響波を共振させる場合において、圧電体層９および高音響インピーダンス層ａを窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で構成し、また低音響インピーダンス層ｂを酸化シリコン（ＳｉＯ_２）で構成した場合の一例である。
【００２２】
【表１】

【００２３】
また、この圧電体層９の結晶配向性は、共振部１３の特性に非常に大きな影響を与えるが、この結晶配向性は圧電体層９を結晶成長させる際の下地となる下部電極７の影響を強く受ける。このため、圧電特性の均質な音響共振器１を得るためには、下部電極７の面積を上部電極１１の面積と比較して大きく設定し、上部電極１１の形成部（すなわち共振部１３）を選択できるようにすることが好ましい。
【００２４】
そして、この圧電体層９上に積層形成された上部電極層１１は、図２に示したように、３つの下部電極層７の一部の上方にそれぞれ重なるように一連にパターニングされていることとする。つまり、上部電極層１１は、下部電極層７および圧電体層９と積層されることで各共振部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを構成するだけではなく、各共振部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを接続するシャント配線としても用いられているのである（図３参照）。
【００２５】
以上、第１音響反射層５および共振部１３の構成は、特許第３１１９２８７号に記載されているものに類似して構成することができる。
【００２６】
また、上部電極層１１上の必要部分上には、周波数調整用のシフト電極１１ａを設けても良い。これは、音響共振器１における共振周波数は、圧電体層９の膜厚ｔ以外に、上部電極層１１の質量や膜厚によっても影響を受けるためである。このため、音響共振器１を音響フィルタとして用いるときにはこの性質を積極的に利用し、上部電極層１１の必要部上のみにシフト電極１１ａを積層形成することで、各振動部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの通過周波数帯域をそれぞれ異なる値にすることができる。ただし、第１音響反射層５および第２音響反射層の反射周波数特性によって、通過周波数帯域の範囲は制限を受けることになる。
【００２７】
尚、このようなシフト電極１１ａが設けられた音響共振器１においては、シフト電極１１ａが請求項に示す上部電極層の一部を構成するものとなる。
【００２８】
また、圧電体層９上には、このようにパターニングされた上部電極層１１およびシフト電極１１ａの凹凸を埋め込む平坦化絶縁膜１４が形成されることにより、表面が平坦化されていることが好ましい。
【００２９】
そして、第２音響反射層１５は、第１音響反射層５と鏡面対称性を有するように構成されている。つまり、第２音響反射層１５は、最下層を低音響インピーダンス薄膜ｂとして、低音響インピーダンス薄膜ｂと高音響インピーダンス薄膜ａとを交互に積層した構成となっている。但し、高音響インピーダンス薄膜ａと低音響インピーダンス薄膜ｂとの繰り返し層数は、必ずしも同じでなくても良い。また、第２音響反射層１５の最上層の膜は、保護膜１７としても用いられる材料からなることが好ましい。この点からも、最上層の膜は酸化シリコン（ＳｉＯ_２）や窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）からなる低音響インピーダンス薄膜ｂで構成されることが好ましい。また、より好ましくは、保護特性の良好な窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）を、単層または酸化シリコン（ＳｉＯ_２）と積層させて最上層とする構成とする。さらに、最上層の低音響インピーダンス薄膜ｂの上部に、別途保護膜１７を設けても良い。
【００３０】
尚、このような第１音響反射層５および第２音響反射層１５の構成の詳細は、Ｈ．Ｋａｎｂａｒａらの論文、「ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＴｈｉｎＦｉｌｍＲｅｓｏｎａｔｏｒｓｗｉｔｈＡｃｏｕｓｔｉｃＱｕａｒｔｅｒ−ＷａｖｅＭｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ．（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ３９（２０００）ｐｐ．３０４９−３０５３）」に記載の構成が好適に採用される。
【００３１】
そして、この第２音響反射層１５（保護膜１７）および圧電体層９に設けられた接続孔１９は、共振部１３を避けた位置において、上部電極層１１およびシフト電極１１ａに対して十分に絶縁性を保って配置されている。この接続孔１９は、図２に示すように、それぞれにパターニングされた３つの下部電極層７の電極パッド部分を底面とする３箇所に設けられていることとする。そして、これらの各接続孔１９の内部に、導電性材料がプラグ２１として埋め込まれているのである。
【００３２】
また、プラグ２１を底面とする突起電極２３は、各プラグ２１に対応するそれぞれの位置に設けられている。これらの突起電極２３は、音響共振器１において突起電極２３の最上面が最も高くなり、かつ同一高さになるように配置される。
【００３３】
次に、このような構成の音響共振器１の製造工程を説明する。
【００３４】
先ず、基板３上に、低音響インピーダンス薄膜ｂを、上述した所定膜厚で形成する。例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）からなる低音響インピーダンス薄膜ｂを形成する場合には、Ａｒガスと酸素ガス（Ｏ_２）との混合ガス雰囲気中において、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）ターゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッタ法を用いた成膜が行われる。この際、基板温度は３５０℃程度に設定される。
【００３５】
次に、低音響インピーダンス薄膜ｂ上に、高音響インピーダンス薄膜ａを上述した所定膜厚で形成する。例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる高音響インピーダンス薄膜ａを形成する場合には、アルゴンガス（Ａｒ）と窒素ガス（Ｎ_２）との混合ガス雰囲気中において、アルミニウム（Ａｌ）ターゲットを用いたＤＣバイアスＲＦマグネトロンスパッタ法を用いた成膜が行われる。この際、基板温度は３５０℃程度に設定される。
【００３６】
以上の高音響インピーダンス薄膜ａの形成と低音響インピーダンス薄膜ｂの形成とを繰り返し行い、最終層として低インピーダンス薄膜ｂを形成し、第１音響反射層５を形成する。この第１音響反射層５の形成は、成膜の途中で成膜表面を大気暴露させない連続した工程で行うこととする。
【００３７】
次に、以上のようにして形成した第１音響反射層５上に、下部電極層７を構成する導電性材料膜を成膜する。導電性材料膜としては、例えば膜厚１０ｎｍ程度のチタン（Ｔｉ）薄膜を接着層として用い、この上部に膜厚１００ｎｍ程度のプラチナ（Ｐｔ）を積層させた膜を用いる。この際、例えば、Ａｒ雰囲気中におけるＤＣスパッタ法により、Ｔｉをターゲットとした成膜を行った後、Ｐｔをターゲットとした成膜を行い、Ｔｉ上にＰｔを積層させた導電性材料膜を形成する。
【００３８】
そして、この導電性材料膜を、レジストパターンをマスクに用いたＲＩＥ（ｒｅａｃｔｉｖｅｉｏｎｅｔｃｈｉｎｇ）によって必要な形状に加工することで、上述した形状の下部電極層７を得る。
【００３９】
次いで、必要に応じて、下部電極層７を埋め込む絶縁膜８を形成し、この絶縁膜８の平坦化処理を行うと共に下部電極７を露出させ、下部電極７間に絶縁膜８を埋め込む。この絶縁膜８は、共振部１３とは無関係な位置に設けられるため、絶縁性を有していれば良く、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または酸化シリコン（ＳｉＯ_２）または窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）を用いて構成されても良い。この場合上述した高音響インピーダンス薄膜ａまたは低音響インピーダンス薄膜ｂと同様の方法にて、絶縁膜８の形成を行い、次いでＣＭＰ等の平坦化処理を行う。
【００４０】
その後、第１導電層７および絶縁膜８を覆う状態で、第１音響反射層５上に、所定膜厚の圧電体層９を形成する。この圧電体層９が例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる場合には、上述した高音響インピーダンス薄膜ａと同様の方法にて、圧電体層９の形成を行う。
【００４１】
以上の後、圧電体層９上に、例えばアルミニウムからなる上部電極層１１をリフトオフ法によって形成する。この場合、先ず、レジストパターンを形成し、次いで低温スパッタ法によってアルミニウム膜を形成した後、レジストパターンを除去することでアルミニウム膜の必要部分を上部電極層１１として圧電体層９上に残す。
【００４２】
また次に、この上部電極層１１上に、上部電極層１１と同様の方法にてアルミニウムからなるシフト電極１１ａを形成する。
【００４３】
以上の後、これらのシフト電極１１ａおよび上部電極層１１を埋め込む状態で絶縁膜１４を形成し、この絶縁膜１４を上部電極層１１が露出するまで平坦化処理する。この絶縁膜１４の形成は、絶縁膜８と同様に行われる。
【００４４】
次に、平坦化処理された絶縁膜（平坦化絶縁膜）１４上に、低音響インピーダンス薄膜ｂ、高音響インピーダンス薄膜ａの形成をこの順に交互に行い、最後に低音響インピーダンス薄膜ｂを形成して第２音響反射層１５を形成する。これらの低音響インピーダンス薄膜ｂおよび高音響インピーダンス薄膜ａの形成は、第１音響反射層５の形成で説明したと同様に行う。また、最上層の低音響インピーダンス薄膜ｂは、そのまま保護膜１７として形成されるか、またはこの上層にさらに保護膜１７を形成する。
【００４５】
次に、第２音響反射層１５（保護膜１７），絶縁膜１４および圧電体層９に、下部電極層７に達する接続孔１９を形成する。この場合、レジストパターンをマスクに用いて第２音響反射層１５，絶縁膜１４および圧電体層９を順次エッチングすることにより、接続孔１９を形成する。
【００４６】
次いで、この接続孔１９の内部にプラグ２１を埋め込む。ここでは、例えば先ず、接続孔１９の内壁を覆う状態で第２音響反射層１５の表面にニッケル（Ｎｉ）等からなる下地層を形成した後、電界メッキ法によって下地層上に銅（Ｃｕ）膜を成長させて接続孔１９の内部を埋め込む。しかる後、ＣＭＰ法によって、第２音響反射層１５上の銅膜および下地層を除去し、接続孔１９内のみに銅膜と下地層とを残してこれをプラグ２１とする。
【００４７】
以上の後、プラグ２１の露出表面に、例えば無電界メッキ法によって選択的に銅（Ｃｕ）または金（Ａｕ）等を析出させることにより突起電極２３を形成する。
【００４８】
以上により、基板３の上部に、複数の音響共振器１部分が形成される。このため、各音響共振器１部分を分割する処理を行い、これによって音響フィルタとして用いられる音響共振器１が得られる。
【００４９】
このようにして得られた音響共振器１は、第１音響反射層５と第２音響反射層１５とで振動部１３を挟んだ構成であるため、振動部１３を上下に取り囲む部分の音響インピーダンスが対称となり、また、振動部１３の共振器の上下境界を基本波に対し自由端として扱う近似が適用できる構造となるために、共振器を設計する自由度が増す。これにより、素子性能（共振性能）、例えば、フィルタ特性の向上を図るための工夫の自由度が増すこととなり、結果として優れた特性の共振器を生み出すことができる。
【００５０】
また、この音響共振器１は、振動部１３が完全に固体中に埋め込まれているため、空洞によって音響的な絶縁が図られた構成の音響共振器１と比較して、耐環境特性が良好であり、信頼性を獲得することが可能となる。
【００５１】
そして特に、この音響共振器１においては、第２音響反射層１５に設けた接続孔１９内をプラグ２１で埋め込んだことにより、振動部１３から延設された下部電極層７の端子が音響共振器１の最上面を構成する第２音響反射層１５の表面に引き出されている。しかも、第２音響反射層１５は、下地となる部分に平坦化絶縁膜１４を設けたことで、表面平坦に構成されている。このため、このプラグ２１を底面として設けられた突起電極２は、わずかな高さであっても音響共振器１の最表面に突出した状態となる。
【００５２】
したがって、従来例と比較して、突起電極２３に必要とされる高さが低くなり、またこれにより必要高さの突起電極２３を設けるための電極パッド部分（下部電極層１１部分）が縮小される。つまり、本発明においては、プラグ２１を接続させるために十分な面積で下部電極層１１の電極パッド部分が形成されていれば良いのである。これに対して、従来の技術で説明した音響共振器では、相当高さの突起電極（ハンダ・バンプ）を形成するために、広い面積の電極パッド部分（接点パッド）を確保する必要があった。このため、本発明によれば、従来と比較して、音響共振器１の微細化、さらには音響共振器１の実装面積の縮小化を図ることが可能になる。
【００５３】
＜信号処理装置＞
図４は、上述した音響共振器１を用いた信号処理装置の断面構成図である。
【００５４】
この図に示す信号処理装置４０は、回路基板４１上に、複数の音響共振器１、１を搭載してなる。
【００５５】
回路基板４１は、例えばシリコンなどの半導体基板４３上に、配線４５をパターン形成してなるものであり、配線４５の一部が、音響共振器１，１を搭載するための電極パッド部分として構成されている。尚、ここでの図示は省略したが、この半導体基板４３の配線４５形成面側には、この信号処理装置４０を構成する信号処理回路が、半導体プロセス（例えばＣＭＯＳプロセス）を用いて形成されていることとする。そして、これらの信号処理回路の少なくとも一部は、配線４５に接続されていることとする。
【００５６】
また、この回路基板４１に搭載される各音響共振器１，１は、例えば、それぞれの設計にしたがった膜厚で第１音響反射層５，振動部１３，および第２音響反射層１５が構成されていることとする（図１参照）。したがって、各音響共振器１，１は、それぞれ異なる基板３上に異なるプロセスで形成されたものである。
【００５７】
そして、これらの各音響共振器１，１は、回路基板４１の一主面側に設けられた配線４５に突起電極２３を接続させる状態で、回路基板４１上に搭載されている。
【００５８】
尚、この信号処理装置４０においては、回路基板４１上に音響共振器１，１の他の外部素子が搭載されていても良い。
【００５９】
このような信号処理装置４０では、上述したように微細化された音響共振器１が、フリップチップ実装されているため音響共振器１の実装面積が縮小され、装置のさらなる小型化を図ることが可能になり、またさらなる高密度実装が可能になる。
【００６０】
この信号処理装置４０に用いる音響共振器１は、振動部１３が完全に固体中に埋め込まれているため（図１参照）、回路基板４１上に実装された他の半導体デバイスと同等の信頼性を獲得することが可能となる。このため、信号処理装置４０の信頼性の向上をも図ることが可能になる。
【００６１】
尚、以上説明した実施形態においては、下部電極層７に電極パッド部分を設けてプラグ２１を接続させ、上部電極層１１をシャント配線として用いた構成の音響共振器１を例にとって本発明の構成を説明した。しかし、本発明の音響共振器は、下部電極層７をシャント配線として用い、上部電極１１に電極パッド部分を設けてプラグ２１を接続させた構成であっても良い。この場合、プラグ２１が埋め込まれる接続孔１９は、圧電体層９を貫通することなく設けられる。
【００６２】
また、以上の実施形態においては、圧電体層９が単層である音響共振器１を説明した。しかし、本発明の音響共振器は、圧電体層が電極を挟んだ２層構造であって、この積層体を下部電極層と上部電極層で狭持された構成であっても良い。この場合、例えば圧電体に挟まれた電極は接地されることとし、この電極と、さらに上部電極層または下部電極層の一方とに、プラグを接続させることとする。
【００６３】
さらに、以上の実施形態においては、図３に示したように３個の共振部１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより音響フィルタが構成されている。しかし、音響フィルタの構成は、図に示した構成に限定されるものではなく、これらが、複数個接続され、多段の梯子型フィルタが構成されても良いし、さらに複雑に共振部が接続され網状の回路網を形成してもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の音響共振器によれば、振動部を構成する電極層の端子をプラグによって第２音響反射層の上部に引き出して突起電極を設けたことで、音響共振器の最表面に突起電極を突出させるための、突起電極の必要高さを低くすることができる。したがって、必要高さの突起電極を設けるための面積が縮小され、音響共振器の小型化を図ることが可能になる。またこの結果、音響共振器の高密度実装および実装面積の縮小化が図られる。これにより、音響共振器を実装してなる信号処理装置のさらなる小型化を達成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の音響共振器の断面構成図である。
【図２】音響共振器によって構成される音響フィルタの平面図である。
【図３】図２の音響フィルタの等価回路図である。
【図４】実施形態の信号処理装置の断面構成図である。
【符号の説明】
１…音響共振器、３…基板、５…第１音響反射層、７…下部電極層、９…圧電体層、１１…上部電極層、１１ａ…シフト電極、１３…共振部、１５…第２音響反射層、１７…保護膜、１８…平坦化絶縁膜、１９…接続孔、２１…プラグ、２３…突起電極、４０…信号処理装置、４１…回路基板、４５…配線、ａ…高音響インピーダンス薄膜、ｂ…低音響インピーダンス薄膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an acoustic resonator and a signal processing device, and more particularly, to a bulk acoustic resonator using a thin film and a signal processing device including the bulk acoustic resonator.
[0002]
[Prior art]
Acoustic filters used in communication signal processing devices, such as portable terminals and IC cards, which have become smaller and thinner, include bulk acoustic resonators using thin films, so-called bulk acoustic wave resonators (BAWRs). ) Is used.
[0003]
In this acoustic resonator, for example, as disclosed in Patent Document 1 below, a first acoustic reflection layer is provided on a substrate, and a patterned lower electrode, piezoelectric body, and upper electrode are sequentially laminated thereon. Is provided, a second acoustic reflection layer is further provided thereon, and a protective film is provided so as to cover these. Further, contact pads connected to a lower electrode and an upper electrode for connection with an external circuit are drawn out from under the second acoustic reflection layer onto a substrate outside the protective film. In the acoustic resonator having such a configuration, when a high-frequency electric field is applied between the lower electrode and the upper electrode, the vibrator vibrates to generate an acoustic wave. The generated acoustic wave is reflected on the first acoustic reflection layer and the second acoustic reflection layer. Thereby, energy is confined between the first acoustic reflection layer and the second acoustic reflection layer.
[0004]
Further, a signal processing device using such an acoustic resonator as an acoustic filter, as shown in Patent Document 1 below, mounts a substrate on which a plurality of acoustic resonators are formed on a circuit board of the signal processing device, The contact pad pulled out on the substrate of the acoustic resonator and the contact pad on the circuit board are connected via a bonding wire. In addition to this, the contact pads on the substrate and the contact pads on the circuit board are connected via solder bumps by a flip chip method.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-270979 (

pages

7, 8 and 8-9, FIGS. 23 and 24)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the acoustic resonator having the above-described configuration, the contact pads for connection with an external circuit are drawn out on the substrate outside the protective film, and the position of the contact pads is higher than the height of the acoustic resonator. Is low. That is, the contact pads on the substrate are provided below the step. For this reason, when mounting this acoustic resonator on a circuit board, it is necessary to bond a solder bump or a bonding wire to a contact pad arranged below the step.
[0007]
Therefore, when bonding by solder bumps is required, it is necessary to provide a contact pad having a sufficiently large area with respect to the height of the step. On the other hand, when the bonding is performed by the bonding wire, the contact pad needs to be provided sufficiently away from the side wall of the step so that the capillary of the bonding wire does not contact the side wall of the step. These factors are limiting factors for downsizing the acoustic resonator and further downsizing the signal processing device using the acoustic resonator.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The acoustic resonator of the present invention for solving such a problem includes a lower electrode layer, a piezoelectric layer, and an upper electrode layer provided on a substrate via a first acoustic reflection layer. A resonating portion laminated in this order is provided. Further, a second acoustic reflection layer is laminated on the first acoustic reflection layer so as to cover the resonance section. In the second acoustic reflection layer, a connection hole reaching the lower electrode layer or the upper electrode layer is provided at a position avoiding the resonance portion, and a plug is embedded in the connection hole. A projecting electrode is provided on the second acoustic reflection layer side with the plug as a bottom surface.
[0009]
The present invention is also a signal processing device including the above acoustic resonator mounted on a circuit board.
[0010]
In the acoustic resonator having such a configuration, the connection hole provided in the second acoustic reflection layer is buried with a plug, so that the terminal of the electrode layer constituting the vibrating portion constitutes the uppermost surface of the acoustic resonator. It is drawn to the surface of the acoustic reflection layer. For this reason, the protruding electrode provided with this plug as the bottom surface protrudes from the outermost surface of the acoustic resonator even if the height is slight. Therefore, the solder bumps (for connection with the circuit board) on the contact pads of the upper electrode layer or the lower electrode layer located below the step by being pulled out from under the second acoustic reflection layer described in the related art. The height required for the protruding electrode is lower than that of the configuration in which the protruding electrode is formed, and the electrode pad portion for providing the protruding electrode having the required height is reduced. Thereby, the acoustic resonator and the mounting area of the acoustic resonator can be reduced.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of an acoustic resonator and a signal processing device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
<Acoustic resonator>
FIG. 1 is a sectional view showing an example of the acoustic resonator of the present invention. The acoustic resonator 1 shown in this figure constitutes, for example, the acoustic filter 2 shown in the plan view of FIG. 2 and the circuit diagram of FIG. FIG. 1 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
[0013]
The acoustic resonator 1 shown in FIG. 1 is a so-called bulk acoustic resonator (piezoelectric resonator) using a piezoelectric thin film, and includes a first acoustic reflection layer 5 covering one main surface side of a substrate 3. . On the first acoustic reflection layer 5, a lower electrode layer 7, a piezoelectric layer 9 and an upper electrode layer 11 are laminated in this order, and the laminated portion constitutes a resonance section 13. The second acoustic reflection layer 15 is provided on the first acoustic reflection layer 5 so as to cover the resonance section 13. A connection hole 19 reaching the lower electrode layer 7 is formed in the second acoustic reflection layer 15, and a plug 21 is embedded in the connection hole 19. Further, a protruding electrode 23 having the plug 21 as a bottom surface is provided on the second acoustic reflection layer 15 side.
[0014]
Hereinafter, details of each of the above constituent members will be described.
[0015]
As the substrate 3, for example, a semiconductor substrate such as silicon is preferably used. This facilitates application of the semiconductor process to the manufacture of the acoustic resonator 1.
[0016]
The first acoustic reflection layer 5 has a configuration in which high acoustic impedance thin films a and low acoustic impedance thin films b are alternately laminated. Further, it is preferable that the uppermost part of the first acoustic reflection layer 5 is composed of the low acoustic impedance thin film b. As an example of these, aluminum nitride (AlN) is used for the high acoustic impedance thin film a, and silicon oxide (SiO 2) is used for the low acoustic impedance thin film b. ₂ ) And silicon nitride (SiN) _x ) Is used.
[0017]
Each of the high acoustic impedance thin film a and the low acoustic impedance thin film b is set to have a film thickness t1 or t2 that is の of the acoustic wave wavelength. It is assumed that it has. In the drawings, the configuration in which the high acoustic impedance thin film a and the low acoustic impedance thin film b are alternately laminated from the low acoustic impedance thin film b is illustrated, but the number of these laminated layers is not limited to this. Alternatively, an odd number of layers may be stacked as a whole.
[0018]
The lower electrode layer 7 provided on the first acoustic reflection layer 5 having such a configuration is pattern-formed on the first acoustic reflection layer 5. As shown in FIG. 2, a part of the lower electrode layer 7 is laminated with the piezoelectric layer 9 and the upper electrode layer 11 to constitute a resonating part 13, and the other part is sufficient as an electrode pad part. It is formed in a wide area. In the present embodiment, the acoustic resonator 1 constitutes an acoustic filter as shown in FIGS. 2 and 3, and includes three resonating

portions

13a, 13b, and 13c. The lower electrode layers 7 constituting the

respective resonating portions

13a, 13b, 13c are patterned in an insulated state, and are respectively drawn as terminals from the

respective resonating portions

13a, 13b, 13c, and the extracted portions are electrode pad portions. It is formed as.
[0019]
It is preferable that the surface between the lower electrodes 7 is flattened by, for example, being buried with an insulating film 8. However, the insulating film 8 may not be provided.
[0020]
The piezoelectric layer 9 provided on the flattened lower electrode layer 7 and the insulating film 8 is formed so as to cover the entire surface of the first acoustic reflection layer 5. The piezoelectric layer 9 is made of, for example, aluminum nitride (AlN), and the thickness t is set to １／ of the acoustic wave wavelength or an odd multiple thereof, and each material has a unique thickness t depending on the material. And that.
[0021]
Table 1 below shows an example of the thickness of each of the piezoelectric layer 9, the high acoustic impedance layer a, and the low acoustic impedance layer b set as described above. These values indicate that when acoustic waves of 2 GHz and 8 GHz are resonated, the piezoelectric layer 9 and the high acoustic impedance layer a are made of aluminum nitride (AlN), and the low acoustic impedance layer b is made of silicon oxide (SiO 2). ₂ ) Is an example.
[0022]
[Table 1]

[0023]
Further, the crystal orientation of the piezoelectric layer 9 has a very large effect on the characteristics of the resonance section 13, and the crystal orientation is affected by the lower electrode 7 serving as a base when the piezoelectric layer 9 is grown. Receive strongly. For this reason, in order to obtain an acoustic resonator 1 having uniform piezoelectric characteristics, the area of the lower electrode 7 is set to be larger than the area of the upper electrode 11, and the formation portion of the upper electrode 11 (that is, the resonance section 13) is set. It is preferable to be able to select.
[0024]
The upper electrode layer 11 laminated on the piezoelectric layer 9 is patterned in a series so as to overlap above a part of the three lower electrode layers 7 as shown in FIG. And That is, the upper electrode layer 11 not only constitutes each of the resonating

portions

13a, 13b, and 13c by being laminated with the lower electrode layer 7 and the piezoelectric layer 9, but also includes a shunt for connecting the resonating

portions

13a, 13b, and 13c. It is also used as a wiring (see FIG. 3).
[0025]
As described above, the configurations of the first acoustic reflection layer 5 and the resonance unit 13 can be configured similar to those described in Japanese Patent No. 3119287.
[0026]
Further, a shift electrode 11a for frequency adjustment may be provided on a necessary portion on the upper electrode layer 11. This is because the resonance frequency of the acoustic resonator 1 is affected by the mass and thickness of the upper electrode layer 11 in addition to the thickness t of the piezoelectric layer 9. For this reason, when the acoustic resonator 1 is used as an acoustic filter, this property is positively utilized, and the shift electrodes 11a are laminated only on the necessary portions of the upper electrode layer 11, whereby each of the vibrating

portions

13a, 13b, 13c is formed. Can have different values. However, the range of the pass frequency band is limited by the reflection frequency characteristics of the first acoustic reflection layer 5 and the second acoustic reflection layer.
[0027]
Incidentally, in the acoustic resonator 1 provided with such a shift electrode 11a, the shift electrode 11a constitutes a part of the upper electrode layer described in claims.
[0028]
Further, it is preferable that the surface is flattened by forming a flattening insulating film 14 for embedding the irregularities of the upper electrode layer 11 and the shift electrode 11a thus patterned on the piezoelectric layer 9. .
[0029]
The second acoustic reflection layer 15 is configured to have mirror symmetry with the first acoustic reflection layer 5. That is, the second acoustic reflection layer 15 has a configuration in which the lowermost layer is the low acoustic impedance thin film b and the low acoustic impedance thin film b and the high acoustic impedance thin film a are alternately laminated. However, the number of repeating layers of the high acoustic impedance thin film a and the low acoustic impedance thin film b does not necessarily have to be the same. It is preferable that the uppermost film of the second acoustic reflection layer 15 be made of a material that is also used as the protective film 17. Also from this point, the uppermost film is made of silicon oxide (SiO 2). ₂ ) And silicon nitride (SiN) _x ) Is preferably formed of the low acoustic impedance thin film b. More preferably, silicon nitride (SiN) having good protection characteristics is used. _x ) Is replaced by a single layer or silicon oxide (SiO ₂ ) To form an uppermost layer. Further, a protective film 17 may be separately provided on the uppermost low acoustic impedance thin film b.
[0030]
The details of the configuration of the first acoustic reflection layer 5 and the second acoustic reflection layer 15 are described in H.S. In the paper of Kanbara et al., "Analysis of Piezoelectric Thin Film Resonators with Acoustic Quarter-Wave Multilayers. (Applied to Jpn. Appl. Phys. .
[0031]
The connection holes 19 provided in the second acoustic reflection layer 15 (protective film 17) and the piezoelectric layer 9 are sufficiently provided for the upper electrode layer 11 and the shift electrode 11a at positions avoiding the resonance section 13. They are arranged while maintaining insulation. As shown in FIG. 2, it is assumed that the connection holes 19 are provided at three places with the electrode pad portions of the three patterned lower electrode layers 7 as bottom surfaces. A conductive material is buried as a plug 21 in each of the connection holes 19.
[0032]
The protruding electrodes 23 having the plugs 21 as bottom surfaces are provided at respective positions corresponding to the plugs 21. These protruding electrodes 23 are arranged such that the uppermost surface of the protruding electrodes 23 in the acoustic resonator 1 is the highest and the same height.
[0033]
Next, a manufacturing process of the acoustic resonator 1 having such a configuration will be described.
[0034]
First, the low acoustic impedance thin film b is formed on the substrate 3 with the above-mentioned predetermined thickness. For example, silicon oxide (SiO ₂ ) Is formed, an Ar gas and an oxygen gas (O 2 ₂ ) In a mixed gas atmosphere with silicon oxide (SiO 2). ₂ 2.) Film formation is performed using an RF magnetron sputtering method using a target. At this time, the substrate temperature is set to about 350 ° C.
[0035]
Next, the high acoustic impedance thin film a is formed on the low acoustic impedance thin film b with the above-mentioned predetermined thickness. For example, when forming a high acoustic impedance thin film a made of aluminum nitride (AlN), an argon gas (Ar) and a nitrogen gas (N ₂ In the mixed gas atmosphere of (1) and (2), a film is formed by a DC bias RF magnetron sputtering method using an aluminum (Al) target. At this time, the substrate temperature is set to about 350 ° C.
[0036]
The formation of the high acoustic impedance thin film a and the formation of the low acoustic impedance thin film b are repeated to form the low impedance thin film b as the final layer and the first acoustic reflection layer 5. The formation of the first acoustic reflection layer 5 is performed in a continuous process in which the surface of the film is not exposed to the air during the film formation.
[0037]
Next, a conductive material film constituting the lower electrode layer 7 is formed on the first acoustic reflection layer 5 formed as described above. As the conductive material film, for example, a film in which a titanium (Ti) thin film having a thickness of about 10 nm is used as an adhesive layer, and platinum (Pt) having a thickness of about 100 nm is laminated thereon. At this time, for example, a film is formed using Ti as a target by a DC sputtering method in an Ar atmosphere, and then a film is formed using Pt as a target to form a conductive material film in which Pt is laminated on Ti. I do.
[0038]
Then, the conductive material film is processed into a required shape by RIE (reactive ion etching) using a resist pattern as a mask, thereby obtaining the lower electrode layer 7 having the above-described shape.
[0039]
Next, if necessary, an insulating film 8 for burying the lower electrode layer 7 is formed, the insulating film 8 is planarized, the lower electrode 7 is exposed, and the insulating film 8 is buried between the lower electrodes 7. Since the insulating film 8 is provided at a position irrelevant to the resonance section 13, it is sufficient that the insulating film 8 has an insulating property. ₂ ) Or silicon nitride (SiN _x ) May be used. In this case, the insulating film 8 is formed by the same method as the high acoustic impedance thin film a or the low acoustic impedance thin film b described above, and then a flattening process such as CMP is performed.
[0040]
Thereafter, a piezoelectric layer 9 having a predetermined thickness is formed on the first acoustic reflection layer 5 so as to cover the first conductive layer 7 and the insulating film 8. When the piezoelectric layer 9 is made of, for example, aluminum nitride (AlN), the piezoelectric layer 9 is formed by the same method as the high acoustic impedance thin film a described above.
[0041]
After the above, the upper electrode layer 11 made of, for example, aluminum is formed on the piezoelectric layer 9 by a lift-off method. In this case, first, a resist pattern is formed, then an aluminum film is formed by a low-temperature sputtering method, and then the resist pattern is removed to leave a necessary portion of the aluminum film on the piezoelectric layer 9 as the upper electrode layer 11.
[0042]
Next, a shift electrode 11a made of aluminum is formed on the upper electrode layer 11 in the same manner as the upper electrode layer 11.
[0043]
Thereafter, an insulating film 14 is formed in a state where the shift electrode 11a and the upper electrode layer 11 are buried, and the insulating film 14 is planarized until the upper electrode layer 11 is exposed. The formation of the insulating film 14 is performed in the same manner as the formation of the insulating film 8.
[0044]
Next, the low acoustic impedance thin film b and the high acoustic impedance thin film a are alternately formed on the planarized insulating film (planarized insulating film) 14 in this order, and finally the low acoustic impedance thin film b is formed. Thus, the second acoustic reflection layer 15 is formed. The formation of the low acoustic impedance thin film b and the high acoustic impedance thin film a is performed in the same manner as described for the formation of the first acoustic reflection layer 5. The uppermost low acoustic impedance thin film b is formed as it is as the protective film 17 or the protective film 17 is further formed thereon.
[0045]
Next, a connection hole 19 reaching the lower electrode layer 7 is formed in the second acoustic reflection layer 15 (protective film 17), the insulating film 14, and the piezoelectric layer 9. In this case, the connection hole 19 is formed by sequentially etching the second acoustic reflection layer 15, the insulating film 14, and the piezoelectric layer 9 using the resist pattern as a mask.
[0046]
Next, the plug 21 is embedded in the connection hole 19. Here, for example, first, an underlayer made of nickel (Ni) or the like is formed on the surface of the second acoustic reflection layer 15 so as to cover the inner wall of the connection hole 19, and then copper (Cu) is formed on the underlayer by electrolytic plating. A film is grown to fill the inside of the connection hole 19. Thereafter, the copper film and the underlayer on the second acoustic reflection layer 15 are removed by the CMP method, and the copper film and the underlayer are left only in the connection holes 19 to form plugs 21.
[0047]
After the above, the protruding electrodes 23 are formed on the exposed surfaces of the plugs 21 by selectively depositing copper (Cu) or gold (Au), for example, by electroless plating.
[0048]
As described above, a plurality of acoustic resonators 1 are formed on the substrate 3. For this reason, the process which divides each acoustic resonator 1 part is performed, whereby the acoustic resonator 1 used as an acoustic filter is obtained.
[0049]
The acoustic resonator 1 thus obtained has a configuration in which the vibrating portion 13 is sandwiched between the first acoustic reflecting layer 5 and the second acoustic reflecting layer 15, so that the acoustic impedance of the portion vertically surrounding the vibrating portion 13 is obtained. Are symmetrical, and an approximation in which the upper and lower boundaries of the resonator of the vibrating part 13 are treated as free ends with respect to the fundamental wave can be applied, so that the degree of freedom in designing the resonator increases. As a result, the degree of freedom for improving the element performance (resonance performance), for example, the filter characteristics is increased, and as a result, a resonator having excellent characteristics can be produced.
[0050]
Further, since the vibrating portion 13 is completely embedded in the solid, the acoustic resonator 1 has better environmental resistance than the acoustic resonator 1 in which the acoustic insulation is achieved by the cavity. Therefore, it is possible to obtain reliability.
[0051]
In particular, in the acoustic resonator 1, the terminal of the lower electrode layer 7 extending from the vibrating part 13 is connected to the terminal of the lower acoustic layer 7 by filling the connection hole 19 provided in the second acoustic reflection layer 15 with the plug 21. It is drawn out to the surface of the second acoustic reflection layer 15 constituting the uppermost surface of the container 1. Moreover, the second acoustic reflection layer 15 has a flat surface by providing the planarization insulating film 14 in a portion serving as a base. Therefore, the protruding electrode 2 provided with the plug 21 as a bottom surface protrudes from the outermost surface of the acoustic resonator 1 even at a slight height.
[0052]
Therefore, as compared with the conventional example, the height required for the projecting electrode 23 is reduced, and the electrode pad portion (the lower electrode layer 11 portion) for providing the projecting electrode 23 having the required height is reduced. You. That is, in the present invention, it is sufficient that the electrode pad portion of the lower electrode layer 11 is formed with a sufficient area for connecting the plug 21. On the other hand, in the acoustic resonator described in the related art, it is necessary to secure an electrode pad portion (contact pad) having a large area in order to form a protruding electrode (solder bump) having a considerable height. . Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the size of the acoustic resonator 1 and to reduce the mounting area of the acoustic resonator 1 as compared with the related art.
[0053]
<Signal processing device>
FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of a signal processing device using the acoustic resonator 1 described above.
[0054]
The signal processing device 40 shown in this figure has a plurality of

acoustic resonators

1 and 1 mounted on a circuit board 41.
[0055]
The circuit board 41 is formed by patterning a wiring 45 on a semiconductor substrate 43 such as silicon, for example, and a part of the wiring 45 is configured as an electrode pad portion for mounting the

acoustic resonators

1 and 1. Have been. Although not shown here, a signal processing circuit constituting the signal processing device 40 is formed on the side of the semiconductor substrate 43 on which the wiring 45 is formed using a semiconductor process (for example, a CMOS process). It is assumed that. Then, it is assumed that at least a part of these signal processing circuits is connected to the wiring 45.
[0056]
Each of the

acoustic resonators

1, 1 mounted on the circuit board 41 has, for example, a first acoustic reflection layer 5, a vibrating portion 13, and a second acoustic reflection layer 15 having a film thickness according to the respective designs. (See FIG. 1). Therefore, each of the

acoustic resonators

1 and 1 is formed on a different substrate 3 by a different process.
[0057]
Each of the

acoustic resonators

1 and 1 is mounted on the circuit board 41 in a state where the protruding electrode 23 is connected to the wiring 45 provided on one main surface side of the circuit board 41.
[0058]
In the signal processing device 40, other external elements of the

acoustic resonators

1 and 1 may be mounted on the circuit board 41.
[0059]
In such a signal processing device 40, since the acoustic resonator 1 miniaturized as described above is flip-chip mounted, the mounting area of the acoustic resonator 1 is reduced, and the size of the device can be further reduced. And further high-density mounting becomes possible.
[0060]
The acoustic resonator 1 used in the signal processing device 40 has the same reliability as other semiconductor devices mounted on the circuit board 41 because the vibrating part 13 is completely embedded in a solid (see FIG. 1). Can be obtained. Therefore, the reliability of the signal processing device 40 can be improved.
[0061]
In the above-described embodiment, the configuration of the present invention is described by taking as an example the acoustic resonator 1 having a configuration in which an electrode pad portion is provided on the lower electrode layer 7 to connect the plug 21 and the upper electrode layer 11 is used as a shunt wiring. Was explained. However, the acoustic resonator of the present invention may be configured such that the lower electrode layer 7 is used as a shunt wiring, the upper electrode 11 is provided with an electrode pad portion, and the plug 21 is connected. In this case, the connection hole 19 in which the plug 21 is embedded is provided without penetrating the piezoelectric layer 9.
[0062]
In the above embodiment, the acoustic resonator 1 in which the piezoelectric layer 9 is a single layer has been described. However, the acoustic resonator of the present invention may have a two-layer structure in which the piezoelectric layer sandwiches the electrodes, and may have a configuration in which this laminate is sandwiched between the lower electrode layer and the upper electrode layer. In this case, for example, an electrode sandwiched between piezoelectric bodies is grounded, and a plug is connected to this electrode and further to one of the upper electrode layer and the lower electrode layer.
[0063]
Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 3, the acoustic filter is constituted by the three

resonance parts

13a, 13b, 13c. However, the configuration of the acoustic filter is not limited to the configuration shown in the figure, and a plurality of these may be connected to form a multi-stage ladder-type filter, or the resonance section may be connected more complicatedly. A reticulated network may be formed.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the acoustic resonator of the present invention, the terminal of the electrode layer forming the vibrating portion is pulled out to the upper part of the second acoustic reflection layer by the plug and the protruding electrode is provided, thereby providing the acoustic resonator. The required height of the projecting electrode for projecting the projecting electrode on the outermost surface can be reduced. Therefore, the area for providing the required height of the protruding electrode is reduced, and the size of the acoustic resonator can be reduced. As a result, high-density mounting of the acoustic resonator and reduction of the mounting area are achieved. Thus, it is possible to further reduce the size of the signal processing device including the acoustic resonator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of an acoustic resonator according to an embodiment.
FIG. 2 is a plan view of an acoustic filter constituted by an acoustic resonator.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the acoustic filter of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of a signal processing device according to an embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Acoustic resonator, 3 ... Substrate, 5 ... 1st acoustic reflection layer, 7 ... Lower electrode layer, 9 ... Piezoelectric layer, 11 ... Upper electrode layer, 11a ... Shift electrode, 13 ... Resonating part, 15 ... 2nd Acoustic reflection layer, 17: protective film, 18: planarization insulating film, 19: connection hole, 21: plug, 23: projecting electrode, 40: signal processing device, 41: circuit board, 45: wiring, a: high acoustic impedance Thin film, b ... Low acoustic impedance thin film

Claims

基板と、
前記基板上に配置された第１音響反射層と、
下部電極層、圧電体層および上部電極層を前記第１音響反射層上にこの順に積層してなる共振部と、
前記共振部を覆う状態で前記第１音響反射層上に積層された第２音響反射層と、
前記下部電極層または上部電極層に達する状態で前記第２音響反射層に設けられた接続孔内を埋め込むプラグと、
前記プラグを底面として前記第２音響反射層側に設けられた突起電極とを備えた
ことを特徴とする音響共振器。Board and
A first acoustic reflection layer disposed on the substrate;
A resonance unit formed by stacking a lower electrode layer, a piezoelectric layer, and an upper electrode layer on the first acoustic reflection layer in this order;
A second acoustic reflection layer laminated on the first acoustic reflection layer so as to cover the resonance section;
A plug that fills a connection hole provided in the second acoustic reflection layer so as to reach the lower electrode layer or the upper electrode layer;
An acoustic resonator comprising: a projection electrode provided on the second acoustic reflection layer side with the plug as a bottom surface.

請求項１記載の音響共振器において、
前記第１音響反射層の上方には、前記上部電極層を露出させる状態で平坦化絶縁膜が設けられている
ことを特徴とする音響共振器。The acoustic resonator according to claim 1,
An acoustic resonator, wherein a planarizing insulating film is provided above the first acoustic reflection layer so as to expose the upper electrode layer.

請求項１記載の音響共振器において、
前記第１音響反射層および第２音響反射層は、高音響インピーダンス薄膜と低音響インピーダンス薄膜とを交互に積層してなる
ことを特徴とする音響共振器。The acoustic resonator according to claim 1,
The acoustic resonator according to claim 1, wherein the first acoustic reflection layer and the second acoustic reflection layer are formed by alternately stacking high acoustic impedance thin films and low acoustic impedance thin films.

請求項３記載の音響共振器において、
前記低音響インピーダンス薄膜として用いられる酸化シリコン、窒化シリコンまたはこれらの積層膜が、保護膜として最表面に設けられている
ことを特徴とする音響共振器。The acoustic resonator according to claim 3,
An acoustic resonator, wherein silicon oxide, silicon nitride, or a laminated film thereof used as the low acoustic impedance thin film is provided on the outermost surface as a protective film.

基板と、
前記基板上に配置された第１音響反射層と、
下部電極層、圧電体層および上部電極層を前記第１音響反射層上にこの順に積層してなる共振部と、
前記共振部を覆う状態で前記第１音響反射層上に積層された第２音響反射層と、
前記下部電極層または上部電極層に達する状態で前記第２音響反射層に設けられた接続孔内を埋め込むプラグと、
前記プラグを底面として前記第２音響反射層側に設けられた突起電極とを備えた音響共振器を、
回路基板の一主面側に設けられた配線に前記突起電極を接続させる状態で当該回路基板上に搭載してなる
ことを特徴とする信号処理装置。Board and
A first acoustic reflection layer disposed on the substrate;
A resonance unit formed by stacking a lower electrode layer, a piezoelectric layer, and an upper electrode layer on the first acoustic reflection layer in this order;
A second acoustic reflection layer laminated on the first acoustic reflection layer so as to cover the resonance section;
A plug that fills a connection hole provided in the second acoustic reflection layer so as to reach the lower electrode layer or the upper electrode layer;
An acoustic resonator including a projection electrode provided on the second acoustic reflection layer side with the plug as a bottom surface,
A signal processing device mounted on a circuit board in a state where the protruding electrode is connected to wiring provided on one main surface side of the circuit board.

請求項５記載の信号処理装置において、
前記音響共振器の第１音響反射層の上方には、前記上部電極層を露出させる状態で平坦化絶縁膜が設けられている
ことを特徴とする信号処理装置。The signal processing device according to claim 5,
A signal processing device, wherein a planarization insulating film is provided above the first acoustic reflection layer of the acoustic resonator so as to expose the upper electrode layer.