JP2007221588A - 薄膜圧電共振器及び薄膜圧電共振器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】共振部の基板への固着を防止し、共振特性の劣化を抑制することが可能な薄膜圧電共振器を提供する。
【解決手段】表面に空洞を有する基板と、基板上面から空洞上に延在する下部電極１４と、下部電極１４上に設けられた圧電膜１６と、下部電極１４と対向し、圧電膜１６上に配置された上部電極１８と、空洞内で下部電極１４の下方に設けられた複数の突起部２４ａ〜２４ｅとを備える。
【選択図】図２
【解決手段】表面に空洞を有する基板と、基板上面から空洞上に延在する下部電極１４と、下部電極１４上に設けられた圧電膜１６と、下部電極１４と対向し、圧電膜１６上に配置された上部電極１８と、空洞内で下部電極１４の下方に設けられた複数の突起部２４ａ〜２４ｅとを備える。
【選択図】図２
Description
本発明は、薄膜圧電共振器に関し、特に、高周波帯域で用いられる薄膜圧電共振器及びその製造方法に関する。
近年、携帯電話をはじめとする移動体通信機器、コンピュータ間のデータを高速に転送する無線ローカルエーリアネットワーク（ＬＡＮ）システム等の無線通信システムでは、ＧＨｚ以上の高周波数帯を利用する。このような無線通信システム等の高周波数帯電子機器に用いられる高周波素子として、薄膜圧電共振器（ＦＢＡＲ）がある。
これまで、高周波領域における共振器として、バルク(セラミック)誘電体共振器や、弾性表面波（ＳＡＷ）素子が用いられている。これらの共振器と比較し、ＦＢＡＲは小型化に適し、更に高周波化に対応が可能等の特徴がある。このため、ＦＢＡＲを用いた高周波フィルタや共振回路等の開発が進められている。
ＦＢＡＲの基本構成においては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の圧電膜が、対向する下部電極及び上部電極の間に挟まれている。高性能化のため、ＦＢＡＲの共振部は、空洞の上に懸架される。空洞の上に懸架されたＦＢＡＲの製造方法の１つとして、犠牲材料を用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
例えば、基板に形成された溝を埋め込むように犠牲膜が堆積される。堆積した犠牲膜を平坦化し、犠牲膜を覆うように下部電極、圧電膜及び上部電極が順次形成される。その後、犠牲膜を除去してＦＢＡＲの共振部の下部に空洞が形成される。
例えば、リンシリカガラス（ＰＳＧ）等の犠牲膜を、化学機械研磨（ＣＭＰ）により平坦化する場合、犠牲膜及び基板の硬度の相違に起因してＣＭＰ後の表面にディッシングが生じやすい。ディッシングにより、埋め込まれた犠牲膜表面は下方の基板側に向かってくぼむ。そのため、ディッシングが発生した犠牲膜上に形成された共振部には歪が生じる。また、空洞を形成するため犠牲膜を除去すると、共振部の歪が更に増加してしまう。その結果、ＦＢＡＲの共振特性が劣化する。更に、犠牲膜のエッチング後の乾燥等において、空洞内に残った水の表面張力等の影響で共振部が撓んで空洞の底面に固着し共振が阻害されてしまう問題が生じる。
米国特許第６０６０８１８号明細書
本発明は、共振部の基板への固着を防止し、共振特性の劣化を抑制することが可能なＦＢＡＲ及びＦＢＡＲの製造方法を提供する。
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、（イ）表面に空洞を有する基板と、（ロ）基板上面から空洞上に延在する下部電極と、（ハ）下部電極上に設けられた圧電膜と、（ニ）下部電極と対向し、圧電膜上に配置された上部電極と、（ホ）空洞内で下部電極の下方に設けられた複数の突起部とを備える薄膜圧電共振器であることを要旨とする。
本発明の第２の態様は、（イ）基板の一部を除去して、孤立した複数の第１支持部、及び複数の第１支持部を箱型に囲む第２支持部を形成し、（ロ）複数の第１支持部のそれぞれの間及び複数の第１支持部と第２支持部の間に設けられた第１空隙、並びに第２支持部を周回して第２支持部と基板の間に設けられた第２空隙をそれぞれを埋め込むように犠牲膜及び側壁膜を形成し、（ハ）基板上から犠牲膜及び第１支持部上に延在する下部電極を形成し、（ニ）下部電極の表面に圧電膜を形成し、（ホ）下部電極と対向し圧電膜上に配置される上部電極を形成し、（ヘ）犠牲層を除去して、下部電極及び上部電極が対向する領域で規定される共振部の下部に空洞を形成し、（ト）空洞内における複数の第１支持部のそれぞれの高さ方向の少なくとも一部を除去することを含む薄膜圧電共振器の製造方法であることを要旨とする。
本発明によれば、共振部の基板への固着を防止し、共振特性の劣化を抑制することが可能なＦＢＡＲ及びＦＢＡＲの製造方法を提供することが可能となる。
以下図面を参照して、本発明の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
本発明の実施の形態に係るＦＢＡＲは、図１及び図２に示すように、基板１０と、基板１０の上に設けられた下部電極１４と、下部電極１４の上に設けられた圧電膜１６と、圧電膜１６の上に設けられた上部電極１８とを備える。基板１０は、表面に空洞２０を備える。下部電極１４は、基板１０の上面から空洞２０上に延在する。圧電膜１６は、下部電極１４の一部及び空洞２０を覆うように設けられる。上部電極１８は下部電極１４と対向するように設けられる。複数の突起部２４ａ、２４ｂ、・・・、２４ｃ、２４ｄ、・・・、２４ｅ、・・・が、下部電極１４の下方において空洞２０内で空洞２０を規定する基板１０に設けられる。基板１０と下部電極１４の間には、保護膜１２が設けられる。
複数の突起部２４ａ〜２４ｅ、・・・を囲んで、基板１０とは異なる材質の側壁膜２２が設けられる。側壁膜２２に接して囲壁部２６が設けられる。空洞２０の上で下部及び上部電極１４、１８の対向する領域で共振部４０が規定される。図３に示すように、共振部４０の外側に位置する圧電膜１６及び保護膜１２には、共振部４０の下に形成された空洞２０につながる開口部３０が設けられる。
共振部４０の圧電膜１６では、下部電極１４あるいは上部電極１８に印加された高周波信号で励振されたバルク音響波の共振により、高周波信号が伝達される。例えば、下部電極１４から印加されたＧＨｚ帯域の高周波信号は、共振部４０の圧電膜１６を介して上部電極１８に伝達される。共振部４０の良好な共振特性を得るために、結晶の配向等を含む膜質や膜厚の均一性に優れたＡｌＮ膜やＺｎＯ膜が、圧電膜１６として用いられる。
下部電極１４には、アルミニウム（Ａｌ）及びタンタルアルミニウム（ＴａＡｌ）等の積層金属膜、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）等の高融点金属、あるいは高融点金属を含む金属化合物が用いられる。上部電極１８には、Ａｌ等の金属、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ等の高融点金属、あるいは高融点金属を含む金属化合物が用いられる。基板１０は、例えばＳｉ等の半導体基板である。保護膜１２は、ＡｌＮ等の絶縁膜である。側壁膜２２は、基板１０と異なる材質、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の絶縁膜である。
空洞２０の寸法は、ＦＢＡＲの使用周波数や断面構造によっても異なるが、ここでは例えば各辺の長さが約１００μｍ〜約２００μｍである。また、複数の突起部２４ａ〜２４ｅは平面形状が長方形で、短辺の寸法が約１μｍ〜約１０μｍの範囲であり、複数の突起部２４ａ〜２４ｅのそれぞれの間隔は、約１０μｍ以下である。
実施の形態に係るＦＢＡＲでは、共振部４０の下に形成される空洞２０の底面に、複数の突起部２４ａ〜２４ｅが設けられている。複数の突起部２４ａ〜２４ｅの上面の面積は共振部４０の全面積より小さい。そのため、製造工程の処理中に共振部４０が撓んで複数の突起部２４ａ〜２４ｅの上面と接触しても、複数の突起部２４ａ〜２４ｅの上面に固着されない。このように、実施の形態によれば、共振部４０の基板１０への固着による共振特性の劣化を抑制することができる。
なお、圧電膜１６は、保護膜１２上に下部電極１４が形成された表面に成膜される。保護膜１２と下部電極１４との段差部では、圧電膜１６の配向が変化する。その結果、圧電膜１６に応力が集中し、圧電特性が劣化したり、圧電膜１６にクラックが発生してしまうという問題がある。段差部の影響を緩和するために、下部電極１４の端部を保護膜１２表面に対して直角より十分小さな角度で傾斜させることが望ましい。
次に、実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法を、図４〜図１４に示す工程平面及び断面図を用いて説明する。ここで、説明に使用する断面図には、図１に示したＡ−Ａ線あるいはＢ−Ｂ線に相当する断面が示されている。
（イ）図４及び図５に示すように、フォトリソグラフィ及び反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等により、Ｓｉ等の基板１０の一部を除去して、孤立した複数の第１支持部１２４ａ、１２４ｂ、・・・、１２４ｃ、１２４ｄ、・・・、１２４ｅ、・・・、及び複数の第１支持部１２４ａ〜１２４ｅ、・・・を箱型に囲む第２支持部１２６が形成される。角柱状の複数の第１支持部１２４ａ〜１２４ｅ、・・・のそれぞれの間、及び複数の第１支持部１２４ａ〜１２４ｅ、・・・と第２支持部１２６の間に第１空隙１２０が設けられる。複数の第１支持部１２４ａ〜１２４ｅのそれぞれは、上面が約２μｍ×１０μｍの長方形である。隣接する第１支持部１２４ａ〜１２４ｅの間隔は、約１０μｍ以下である。第２支持部１２６を周回して第２支持部１２６と基板１０の間に第２空隙１２２が設けられる。なお、第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｅ、１２６の側面形状は、深さ方向において中央部が細くなるように加工される。
（ロ）化学気相堆積（ＣＶＤ）等により、燐ガラス（ＰＳＧ）等の絶縁膜が、第１及び第２空隙１２０、１２２を埋め込むように基板１０上に堆積される。図６に示すように、ＣＭＰ等により、堆積された絶縁膜を基板１０の表面が露出するように平坦化して、第１空隙１２０に埋め込まれた犠牲膜２２２、及び第２空隙１２２に埋め込まれた側壁膜２２が形成される。
（ハ）図７に示すように、スパッタ等により、犠牲膜２２２及び側壁膜２２が埋め込まれた基板１０の表面にＡｌＮ等の保護膜１２を堆積する。
（ニ）図８に示すように、スパッタ、フォトリソグラフィ及びＲＩＥ等により、基板１０上から犠牲膜２２２及び第１支持部１２４ａ〜１２４ｃ上に延在するＡｌＴａ／Ａｌ等の下部電極１４を形成する。なお、フォトリソグラフィ条件を調整して、レジストマスクの端部を傾斜させることにより、下部電極１４の端部を傾斜させている。
（ホ）図９に示すように、スパッタ、フォトリソグラフィ及びＲＩＥ等により、ＡｌＮ等の圧電膜１６を形成する。なお、ＡｌＮ圧電体のエッチングは、アルカリ溶液を用いたウェットエッチングでもよい。
（ヘ）図１０に示すように、スパッタ、フォトリソグラフィ及びウェットエッチング等により、Ｍｏ等の上部電極１８を形成する。
（ト）図１１及び図１２に示すように、フォトリソグラフィ及びＲＩＥ等により、レジスト膜１００をマスクとして、圧電膜１６及び保護膜１２を選択的に除去して開口部３０を形成する。開口部３０には、犠牲膜２２２の表面が露出している。なお、開口部３０は、矩形状の第２支持部１２６の角部近傍に４個配置されているが、開口部の配置位置及び配置数は限定されない。例えば、開口部の配置は、上部及び下部電極１４、１８が対向する領域以外の位置であればよく、開口部の数は、１個又は複数個であってもよい。また、犠牲膜２２２や第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｄ、１２６の少なくとも一部をエッチング除去する際のエッチャントに対し、耐性（耐腐食性）を有する材料が下部及び上部電極１４、１８に用いられる場合は、下部及び上部電極１４、１８が対向する領域において、下部及び上部電極１４、１８を圧電膜１６及び保護膜１２とともに貫通する開口部を設けてもよい。
（チ）図１３に示すように、緩衝フッ化水素（ＢＨＦ）を用いるウェットエッチング等により、開口部３０を介して、下部電極１４及び圧電膜１６の下の犠牲膜２２２を選択的に除去して空洞２０を形成する。側壁膜２２は、Ｓｉ等の第２支持部１２６で覆われてＢＨＦ等のウェットエッチング溶液に触れないので除去されず、この後第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｄ、１２６の少なくとも一部をエッチング除去する際に、基板１０の面内方向に対するエッチング停止膜として機能する。下部電極１４及び圧電膜１６は、保護膜１２下の第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｄ、１２６により基板１０の表面のレベルで支持される。
（リ）フレオン（ＣＦ４）及び酸素（Ｏ２）等を用いるケミカルドライエッチング（ＣＤＥ）等により、開口部３０及び空洞２０を介して保護膜１２下の第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｄ、１２６のそれぞれの高さ方向の一部を選択的に除去する。第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｄ、１２６は、深さ方向において中央部が細くなっているため、中央部から除去されるように加工される。また、第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｄ、１２６をＣＤＥにより除去する間に、空洞２０の底面が側壁膜２２より深さＤｂだけ掘り込まれる。その結果、図１４に示すように、基板１０の上面の水平レベルより低い頂部を有する突起部２４ａ〜２４ｄ、及び囲壁部２６が下部電極１４の下方の空洞２０の底面に形成される。なお、ＣＦ４及びＯ２を用いるＣＤＥでは、ＰＳＧの側壁膜２２及びＡｌＮの保護膜１２はエッチングされない。このようにして、図１〜図３に示したＦＢＡＲが製造される。
実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法では、複数の第１支持部１２４ａ〜１２４ｅのそれぞれの間の間隔は約１０μｍ以下である。したがって、ＣＭＰにより犠牲膜２２２を平坦化しても、犠牲膜２２２の表面に発生するディッシングを防止することができる。その結果、共振部４０の歪を抑制することができる。
また、犠牲膜２２２を除去しても第１支持部１２４ａ〜１２４ｅで下部電極１４及び圧電膜１６が支持されている。したがって、下部電極１４及び圧電膜１６が、空洞２０の底面方向に撓んで反ることはない。
更に、保護膜１２下の第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｅ、１２６がＣＤＥにより除去されると、空洞２０の底面には複数の突起部２４ａ〜２４ｅが形成される。複数の突起部２４ａ〜２４ｅの上面の面積は共振部４０の全面積より小さい。そのため、製造工程の水洗等の処理中に共振部４０が撓んで複数の突起部２４ａ〜２４ｅの上面と接触しても、複数の突起部２４ａ〜２４ｅの上面に固着されない。
このように、実施の形態によれば、共振部４０の歪の発生、及び共振部４０の基板１０への固着を防止することができる。その結果、共振特性の劣化を抑制してＦＢＡＲを製造することができる。
なお、実施の形態では、平面形状が長方形の複数の突起部２４ａ〜２４ｅを用いている。しかし、複数の突起部の平面形状は限定されない。例えば、図１５に示すように、一辺の寸法が約１μｍ〜約１０μｍの範囲の正方形の複数の突起部２４Ａを用いてもよい。また、図１６に示すように、直径が約１μｍ〜約１０μｍの範囲の円形の複数の突起部２４Ｂを用いてもよい。なお、図１５及び図１６では、説明を簡略化するため、保護膜及び共振部を省略して示してある。ここで、隣接する突起部２４Ａ、あるいは２４Ｂの間隔は、犠牲膜２２２を埋め込むためのＣＭＰの際にディッシングの発生が防止され得る条件で適宜設定されればよく、例えば突起部２４ａ〜２４ｅの場合と同様約１０μｍ以下とされる。
（第１の変形例）
本発明の実施の形態の第１の変形例に係るＦＢＡＲは、図１７及び図１８に示すように、空洞２０に面する保護膜１２の下面に複数の第１付加膜５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、・・・としても機能する突起部、及び囲壁膜５６を備える。複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄ、・・・は、空洞２０の底面を規定する基板１０に設けられた複数の突起部２４ａ〜２４ｄ、・・・に対向して設けられる。囲壁膜５６は、囲壁部２６に対向し、側壁膜２２に接して設けられる。
本発明の実施の形態の第１の変形例に係るＦＢＡＲは、図１７及び図１８に示すように、空洞２０に面する保護膜１２の下面に複数の第１付加膜５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、・・・としても機能する突起部、及び囲壁膜５６を備える。複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄ、・・・は、空洞２０の底面を規定する基板１０に設けられた複数の突起部２４ａ〜２４ｄ、・・・に対向して設けられる。囲壁膜５６は、囲壁部２６に対向し、側壁膜２２に接して設けられる。
複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄ、・・・のうち、第１付加膜５４ｂ、５４ｃ、・・・が共振部４０内の下部電極１４の下に配置される。ＦＢＡＲの共振周波数は、圧電膜１６に設けられた下部及び上部電極１４、１８等の質量の平方根に凡そ反比例する。したがって、共振部４０の第１付加膜５４ｂ、５４ｃ、・・・による質量付加効果により、共振部４０の共振周波数を変化させることができる。
実施の形態の第１の変形例では、空洞２０に面する保護膜１２の下面に複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄ及び囲壁膜５６が設けられている点が、実施の形態と異なる。他の構成は、実施の形態と同様であるので、重複する記載は省略する。
実施の形態の第１の変形例では、図１３に示したように、下部電極１４及び圧電膜１６の下に空洞２０が形成される。ＣＦ４及びＯ２を用いるＣＤＥにより、空洞２０を介して保護膜１２下の第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｄ、１２６を選択的に除去する。第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｄ、１２６は、深さ方向において中央部が細くなっている。したがって、ＣＤＥのエッチング条件を制御することにより、図１８に示したように、第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｄ、１２６の深さ方向における中央部を除去して、空洞２０に面する保護膜１２の下面に複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄ、・・・、及び囲壁膜５６を形成することができる。複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄのエッチング量を制御することにより、共振部４０の共振周波数を調整することが可能となる。
実施の形態の第１の変形例では、保護膜１２の下面に複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄとなる突起部が、空洞２０の底面には複数の突起部２４ａ〜２４ｅが形成される。そのため、製造工程の水洗等の処理中に共振部４０が撓んで複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄの下面が複数の突起部２４ａ〜２４ｅの上面と接触しても、複数の突起部２４ａ〜２４ｅの上面に固着されない。このように、実施の形態の第１の変形例によれば、共振部４０の基板１０への固着を防止することができる。その結果、ＦＢＡＲの共振特性の劣化を抑制することが可能となる。なお、実施の形態の第１の変形例の場合には、複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄとなる突起部の下面の面積が共振部４０の全面積より小さいため、空洞２０の底面に複数の突起部２４ａ〜２４ｅが形成されていなくても、共振部４０の基板１０への固着を防止することが可能となる。
（第２の変形例）
本発明の実施の形態の第２の変形例に係るＦＢＡＲは、図１９及び図２０に示すように、空洞２０に面する保護膜１２の下面に複数の第２付加膜５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ、・・・として機能する突起部を備える。複数の第２付加膜５８ａ〜５８ｄ、・・・は、共振部４０の外縁内側に沿って共振部４０内の下部電極１４の下に配置される。複数の第２付加膜５８ａ〜５８ｄ、・・・は、空洞２０の底面に設けられた複数の突起部２８ａ〜２８ｄ、・・・に対向して設けられる。
本発明の実施の形態の第２の変形例に係るＦＢＡＲは、図１９及び図２０に示すように、空洞２０に面する保護膜１２の下面に複数の第２付加膜５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ、・・・として機能する突起部を備える。複数の第２付加膜５８ａ〜５８ｄ、・・・は、共振部４０の外縁内側に沿って共振部４０内の下部電極１４の下に配置される。複数の第２付加膜５８ａ〜５８ｄ、・・・は、空洞２０の底面に設けられた複数の突起部２８ａ〜２８ｄ、・・・に対向して設けられる。
ＦＢＡＲの共振部４０で高周波信号を伝達するバルク音響波は、下部及び上部電極１４、１８の対向する平面間を伝搬する縦波である。共振部４０では、縦波以外に横波も発生する。横波は、下部及び上部電極１４、１８と圧電膜１６との界面に平行に進行する。共振部４０内を進行する横波は、共振部４０の端部で反射される。例えば、共振部４０の一辺に沿う方向に進行する横波は、共振部４０の端部で反射され同一の経路を反対向きに進行し、対向する端部で反射された横波と干渉することによりスプリアスが発生する。
実施の形態の第２の変形例では、共振部４０の外縁内側に沿って配置された第２付加膜５８ａ〜５８ｄ、・・・により、共振部４０の端部で横波を減衰させることができる。その結果、スプリアスの発生を抑制することが可能となる。なお、第２付加膜５８ａ〜５８ｄ、・・・の少なくとも一辺の寸法は、例えば、約５μｍ〜約３０μｍの範囲で、第１付加膜５４ａ〜５４ｄ、・・・より大きくすることが望ましい。第１付加膜５４ａ〜５４ｄ、・・・が、共振周波数の調整でエッチオフされた場合でも、第２付加膜５８ａ〜５８ｄ、・・・を残すことが可能となる。
実施の形態の第２の変形例では、空洞２０に面する保護膜１２の下面に複数の第２付加膜５８ａ〜５８ｄ、・・・が共振部４０の外縁内側に沿って設けられている点が、実施の形態と異なる。他の構成は、実施の形態と同様であるので、重複する記載は省略する。
実施の形態の第２の変形例では、保護膜１２の下面に複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄ及び第２付加膜５８ａ〜５８ｄとなる突起部が、空洞２０の底面には複数の突起部２４ａ〜２４ｅ、２８ａ〜２８ｄが形成される。そのため、製造工程の水洗等の処理中に共振部４０が撓んで複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄ及び複数の第２付加膜５８ａ〜５８ｄの下面が複数の突起部２４ａ〜２４ｅ、２８ａ〜２８ｄの上面と接触しても、複数の突起部２４ａ〜２４ｅ、２８ａ〜２８ｄの上面に固着されない。このように、実施の形態の第２の変形例によれば、共振部４０の基板１０への固着を防止することができる。その結果、ＦＢＡＲの共振特性の劣化を抑制することが可能となる。なお、この場合も、複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄ及び第２付加膜５８ａ〜５８ｄとなる突起部の下面の面積が共振部４０の全面積より小さいため、空洞２０の底面には複数の突起部２４ａ〜２４ｅ、２８ａ〜２８ｄが形成されていなくても、共振部４０の基板１０への固着を防止することが可能となる。
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者にはさまざまな代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者にはさまざまな代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
本発明の実施の形態、並びに、第１及び第２の変形例においては、空洞２０の側面に側壁膜２２を設けている。側壁膜２２は、第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｅ、１２６を除去するＣＤＥにおけるエッチング停止膜として機能する。しかし、第１及び第２支持部１２４ａ〜１２４ｅ、１２６を除去する際に、基板１０表面上に設けられる下部電極１４及び圧電膜１６の外縁を越えて空洞２０が拡がらなければ、側壁膜は設けなくても良い。
また、実施の形態では、空洞２０の底面を規定する基板１０の側に複数の突起部２４ａ〜２４ｅを設けている。しかし、複数の突起を設ける面は空洞２０の底面に限定されない。複数の突起として、空洞２０条に形成された共振部４０の側で保護膜１２の下面に設けられた複数の第１付加膜５４ａ〜５４ｄ、・・・、及び複数の第２付加膜５８ａ〜５８ｄ、・・・の少なくともいずれかを用いてもよい。
例えば、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板を用い、埋め込み酸化膜（ＢＯＸ）上の半導体層に第１及び第２支持部を形成後、犠牲膜としてＢＯＸに対してエッチング選択比を有する材料を埋め込む。第１及び第２支持部は、ＲＩＥ等のエッチング条件を調整することにより、半導体層の表面側より、ＢＯＸ側の幅が細くなるように加工することができる。犠牲膜を選択的にエッチング除去して空洞を形成した後、ＣＤＥ等により、空洞を介して保護膜下の第１及び第２支持部のそれぞれの一部を選択的に除去する。その結果、空洞の底面を規定するＢＯＸ上には突起が残らず、空洞の上面を規定する保護膜の下面に複数の突起部が形成される。保護膜の下面に設けられた複数の突起部により、共振部が空洞の底面に固着することを防止することができる。
このように、本発明はここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ定められるものである。
１０ 基板
１４ 下部電極
１６ 圧電膜
１８ 上部電極
２０ 空洞(凹部)
２２ 側壁膜
２４ａ〜２４ｅ 突起部
２６ 囲壁部
３０ 開口部
４０ 共振部
５４ａ〜５４ｄ 第１付加膜
５８ａ〜５８ｄ 第２付加膜
１４ 下部電極
１６ 圧電膜
１８ 上部電極
２０ 空洞(凹部)
２２ 側壁膜
２４ａ〜２４ｅ 突起部
２６ 囲壁部
３０ 開口部
４０ 共振部
５４ａ〜５４ｄ 第１付加膜
５８ａ〜５８ｄ 第２付加膜
Claims (5)
- 表面に空洞を有する基板と、
前記基板上面から前記空洞上に延在する下部電極と、
前記下部電極上に設けられた圧電膜と、
前記下部電極と対向し、前記圧電膜上に配置された上部電極と、
前記空洞内で前記下部電極の下方に設けられた複数の突起部
とを備えることを特徴とする薄膜圧電共振器。 - 前記複数の突起部を囲んで、前記基板と異なる材質の側壁膜が設けられることを特徴とする請求項１に記載の薄膜圧電共振器。
- 前記複数の突起部が、前記空洞内の、前記空洞の底面を規定する前記基板の側、並びに前記空洞上に形成され前記下部電極及び前記上部電極が対向する領域で規定される共振部の側の少なくともいずれかに設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜圧電共振器。
- 前記複数の突起部が、前記共振部の外縁内側に沿って、前記空洞内の前記共振部の側に少なくとも設けられることを特徴とする請求項３に記載の薄膜圧電共振器。
- 基板の一部を除去して、孤立した複数の第１支持部、及び該複数の第１支持部を箱型に囲む第２支持部を形成し、
前記複数の第１支持部のそれぞれの間及び前記複数の第１支持部と前記第２支持部の間に設けられた第１空隙、並びに前記第２支持部を周回して前記第２支持部と前記基板の間に設けられた第２空隙をそれぞれを埋め込むように犠牲膜及び側壁膜を形成し、
前記基板上から前記犠牲膜及び前記第１支持部上に延在する下部電極を形成し、
前記下部電極の表面に圧電膜を形成し、
前記下部電極と対向し前記圧電膜上に配置される上部電極を形成し、
前記犠牲膜を除去して、前記下部電極及び前記上部電極が対向する領域で規定される共振部の下部に空洞を形成し、
前記空洞内における前記複数の第１支持部のそれぞれの高さ方向の少なくとも一部を除去する
ことを含むことを特徴とする薄膜圧電共振器の製造方法。
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