JP2008048380A - 共振器およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】共振が発生する活性領域と共振が発生しない非活性領域とにおける電極厚さを異ならせることで共振特性を向上させると共に、挿入損失を減らすことのできる共振器およびその製造方法を提供する。
【解決手段】基板１１０と、基板１１０上に順次積層された第１電極１４０、圧電膜１５０、および第２電極１６０を備え、共振を発生する活性領域と共振を発生させない非活性領域とに区画された共振部１３５を含み、第１電極１４０および第２電極１６０のうち少なくとも１つは、前記非活性領域の少なくとも一部が前記活性領域と異なる厚さを有するように形成されたことを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】基板１１０と、基板１１０上に順次積層された第１電極１４０、圧電膜１５０、および第２電極１６０を備え、共振を発生する活性領域と共振を発生させない非活性領域とに区画された共振部１３５を含み、第１電極１４０および第２電極１６０のうち少なくとも１つは、前記非活性領域の少なくとも一部が前記活性領域と異なる厚さを有するように形成されたことを特徴とする。
【選択図】図２
Description
本発明は、共振現像を用いて特定周波数の振動および波を抽出する共振器とその製造方法とに関する。
近年、移動通信機器、化学機器やバイオ機器などの電子機器の急速な発達に伴い、このような機器で使用される小型軽量フィルタ、発振器、共振素子、音響共振質量センサーなどの需要が増大しつつある。
かかる小型軽量フィルタ、発振器、共振素子、音響共振質量センサーなどを具現する手段として、薄膜バルク音響共振器（Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ：以下、ＦＢＡＲと称する）が知られている。ＦＢＡＲは最小限のコストで大量生産が可能であり、超小型で具現できる長所を持つ。さらに、フィルタの主な特性である高い品質係数（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ：Ｑ）値が具現でき、マイクロ周波数帯域においても使用可能である。特に、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）からＤＣＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍ）帯域に至るまで具現できる長所が挙げられる。
一般に、ＦＢＡＲは、基板上に第１電極、圧電膜、および第２電極を順次積層して具現する共振部を含んだ構造から形成される。
ＦＢＡＲの動作原理について説明すると、最初に、第１電極および第２電極に電気エネルギーを印加し圧電膜内に電界を誘起させると、この電界は圧電膜の圧電現象を誘発し、共振部が所定の方向に振動する。その結果、振動方向と同一方向に音響波が発生し共振が引き起こる。
しかしながら、ＦＢＡＲは実際の動作時に挿入損失が発生する。かかる損失は、ＦＢＡＲが共振を発生する時、機械的なエネルギーが熱エネルギーに変換されたり、側方向モード（ｌａｔｅｒａｌ ｍｏｄｅ）の形態に変換された音響波形態のエネルギーが活性領域の外側や基板に流出されたりすることで生じる。
上記のような損失を減らすために、米国特許第６８１２６１９号公報には、共振が発生する活性領域のエッジ部に狭い幅のフレーム型層（ｆｒａｍｅ−ｌｉｋｅ ｌａｙｅｒ）が形成された共振器が提案されている。フレーム型層は、上部電極の活性領域部分のエッジ部と中心部との高さはそれぞれ異なっている。したがって、共振器が共振する場合、フレーム型層が形成された上部電極の活性領域部分のエッジ部と中心部との間の高さ差異によって、活性領域のエッジ部と中心部との間の周波数に差異が発生する。その結果、側方向モード形態に変換された音響波が活性領域の外側に流出されることが防止され、これによって活性領域の中心部では均一した共振が発生する。しかしながら、この共振器は、フレーム型層が上部電極の活性領域部分のエッジ部の高さを変化させるように形成されているため、活性領域のエッジ部での共振特性、特に圧電薄膜係数値（Ｋｔ２ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）が変化してしまう恐れがある。
さらに、ＦＢＡＲの挿入損失は、ＦＢＡＲを構成する電極の電気伝導度による電気抵抗にその影響を受ける。したがって、電極の電気伝導度による挿入損失の減少を図るためには電極の厚さを増加させたり、あるいは電気伝導度の高い高価な材質で電極を形成したりすることが好ましいが、これらは製造コストが高くなってしまうという問題がある。したがって、電極の厚さを増加させたり、あるいは電気伝導度の高い高価な材質で電極を形成したりしなくても、電極の電気抵抗によるＦＢＡＲの挿入損失を最小化する方法が求められている。
大韓民国公開特許２００１−０２９００７号公報
大韓民国公開特許２００５−０１０７１０号公報
大韓民国公開特許２００４−０８７６７６号公報
本発明は前述した問題点を解決するために成されたものであって、共振が発生する活性領域と共振が発生しない非活性領域における電極の厚さを異ならせて共振特性を向上させ、挿入損失を減らすことのできる共振器およびその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、共振の発生する活性領域以外の電極部分に金属膜を加えて形成し、電極の厚さを増加させたり、電極を電気伝導度の高い高価な材質で形成したりすることなく、電極の電気抵抗による挿入損失を減らすことができる共振器及びその製造方法を提供することを目的とする。
前述した目的を達成するための本発明に係る共振器は、基板と、前記基板上に順次積層された第１電極、圧電膜、および第２電極を備え、共振を発生する活性領域と共振を発生させない比活性領域とに区画された共振部と、を含み、前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも１つは、前記非活性領域の少なくとも一部と前記活性領域とが異なる厚さを有するように形成されたことを特徴とする。
前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも１つに形成される金属膜をさらに備え、当該金属膜は、前記非活性領域の少なくとも一部が前記活性領域より大きい厚さを有するように、前記非活性領域の少なくとも一部に形成されることができる。
ここで、前記金属膜は、前記第１電極の下面、前記第１電極の上面、前記第２電極の下面、および前記第２電極の上面のうち少なくとも一ヶ所に形成されることが好ましい。なお、前記金属膜は、前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも１つの前記活性領域を取り囲むベルト形状に形成されることが好ましく、選択的には、前記金属膜は、前記ベルト形状の中間に沿って形成された少なくとも１つの溝および少なくとも１つの貫通ホールの中の１つを備えることができる。
前記金属膜は、前記第１電極および前記第２電極を外部回路と電気的に接続する電極パッド、前記第１電極、および前記第２電極のうちのいずれか１つと同一の金属から形成されることが好ましい。
また、前記金属膜は、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびニッケル（Ｎｉ）のうちいずれか１つで形成されることが好ましい。
選択的に、前記金属膜は、前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも１つの前記活性領域のエッジ部が前記活性領域の中心部よりも大きい厚さを有するように、前記活性領域のエッジ部にも形成されることができる。
本発明に係る共振器の製造方法は、基板上に第１電極、圧電膜、および第２電極を順次積層して共振部を形成するステップと、前記第１電極および前記第２電極のうちいずれか１つの非活性領域の少なくとも一部に金属膜を形成するステップと、を含むことを特徴とする。
前記共振部を形成するステップは、前記基板上に犠牲層を形成するステップと、前記犠牲層上にメンブレインを形成するステップと、前記メンブレイン上に前記第１電極、前記圧電膜、および前記第２電極を順次積層するステップと、前記犠牲層を取除くステップと、を含む。
前記金属膜を形成するステップは、金属層を形成するステップと、前記金属層を所定のパターンでパターニングするステップと、を含む。
前記金属層を形成するステップは、前記メンブレインの形成後、前記第１電極の形成後、および前記圧電膜の形成後のうちいずれか１つの形成後に行われることが好ましい。ここで、前記金属層を形成するステップが前記第２電極を形成した後に行なわれる場合、前記金属膜は、前記第１電極および前記第２電極を外部回路と電気的に接続する電極パッドと共に前記電極パッド前記第１電極、および前記第２金属のうちいずれか１つと同一の金属から形成されることが好ましい。さらに、前記金属膜は、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびニッケル（Ｎｉ）のうちいずれか１つから形成されることが好ましい。
前記金属層を所定のパターンでパターニングするステップは、前記第１電極および前記第２電極のうちいずれか１つの前記活性領域を取り囲むベルト形状でパターニングするステップを含むことができ、この時、前記ベルト形状はその中間に沿って形成された少なくとも１つの溝および貫通ホールのうちいずれか１つを含むことができる。
前記犠牲層を取除くステップは、前記金属層を所定のパターンでパターニングするステップ後に行なわれる。
選択的に、本発明の共振器の製造方法は、前記第１電極および前記第２電極の少なくとも１つの前記活性領域のエッジ部に金属膜を形成するステップをさらに含むことができる。
本発明に係る共振器およびその製造方法は、共振が発生する活性化領域と共振が発生しない非活性領域における電極の厚さを異ならせて、さらに、金属薄膜を形成することによって、共振部の共振特性が向上され、挿入損失の減少を図ることができる。
さらに、本発明に係る共振器およびその製造方法は、共振が発生する活性領域以外の電極部分に金属膜を加えて形成することによって、電極の厚さを増加させたり、電気伝導度の高い高価な材質で電極を形成したりすることなく、電極の電気抵抗による挿入損失を減少させることができる。
以下、添付した図面を参照しつつ、本発明に係る共振器およびその製造方法の一実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る共振器として、ＦＢＡＲを例示する平面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
図２に示すように、本発明のＦＢＡＲ１００は、基板１１０、絶縁層１２０、空洞部１１２、および共振部１３５を備えている。
基板１１０は通常のシリコン基板で構成される。
基板１１０の上面には基板１１０に対して共振部１３５を電気的に隔離させる絶縁層１２０が備えられている。絶縁層１２０は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＲＦマグネトロンスパッタリング（ＲＦ Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）法、または蒸発（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）法に基づいて基板１１０上に蒸着することによって形成される。
絶縁層１２０上には空洞部１１２が形成されるが、この空洞部１１２は、共振部１３５が所定の方向に振動できるよう設けられる空洞部であり、共振部１３５の下部に位置する。空洞部１１２は、後述のように絶縁層１２０上にエアキャビティ犠牲層パターン１１１（図３Ｂ参照）を形成した後、その上にメンブレイン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）１３０を形成してからエアキャビティ犠牲層パターン１１１をエッチングし取除くことにより形成される。
共振部１３５は、空洞部１１２の上部に位置するよう順次積層された第１電極１４０、圧電膜１５０、および第２電極１６０を備える。
第１電極１４０は、空洞部１１２を構成するメンブレイン１３０の上面に配置される。第１電極１４０は、導電性物質、例えば、金属物質から形成される。第１電極１４０は、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはニッケル（Ｎｉ）などの導電性物質から形成されることができる。
圧電膜１５０は、絶縁層１２０、メンブレイン１３０、および第１電極１４０の上面を覆うように配置する。圧電膜１５０は、電気的なエネルギーを弾性波形態の機械的なエネルギーに切替える圧電効果を引き起こす部分であって、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、鉛ジルコニウムチタニウム酸化物（ＰＺＴ：ＰｂＺｒＴｉＯ）などで形成される。
第２電極１６０は、圧電膜１５０上に配置される。第２電極１６０は、第１電極１４０と同様に、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはニッケル（Ｎｉ）のなどの導電性物質から形成される。
共振部１３５は、活性領域と非活性領域とに区画されている。図２に示すように、共振部１３５の活性領域は、第１電極１４０および第２電極１６０にＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号のような電気エネルギーが印加されて圧電膜１５０内に電界が誘起される時、圧電現象により所定方向に振動して共振する領域、具体的には、空洞部１１２の上方に第１電極１４０、圧電膜１５０、および第２電極１６０全てが垂直方向に重なり合った部分である。即ち、同図に示す実施形態において、共振部１３５の活性領域の右側（図正面側から見て右側）は第１電極１４０の右側端部により規定され、左側（図正面側から見て左側）は空洞部１１２の左側端部によって規定される。共振部１３５の非活性領域は、第１電極１４０および第２電極１６０に電気エネルギーが印加されても圧電現像により共振しない領域であって、活性領域外の領域で圧電膜１５０および第２電極１６０のみが重なり合った部分である。
このように構成された共振部１３５は、前述した圧電膜１５０の圧電効果を用いて特定周波数の無線信号をフィルタリングする。即ち、第２電極１６０を介して印加されるＲＦ信号は共振部１３５を経て、第１電極１４０方向に出力されることができる。この場合、共振部１３５は、圧電膜１５０にて生じる振動による一定の共振周波数を有するので、入力されたＲＦ信号のうち共振部１３５の共振周波数と一致する信号のみが出力される。
しかしながら、共振部１３５は、従来技術において説明した通りに、動作する際にして側方向モード形態に変換された音響波形態のエネルギー活性領域の外側または基板１１０に流出されて挿入損失を発生させる。
このような挿入損失を防ぐために、共振部１３５の非活性領域に位置した第２電極１６０上には、金属膜１７０が配置される。図１に示すように、金属膜１７０は、第２電極１６０の活性領域を取り囲むように、所定の幅を有する閉曲線のベルト形状に形成される。さらに、金属膜１７０は、電気伝導度の高い金属、例えば、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはニッケル（Ｎｉ）で形成される。
金属膜１７０は、共振部１３５の第１電極１４０および第２電極１６０を外部回路に連結する電極パッド１８０（図１参照）を形成する時、電極パッド１８０と共に電極パッド１８０と同一の金属で形成することができる。なお、電極パッド１８０は上記で説明した金属膜１７０と同一材料で形成される。
このように構成された金属膜１７０は、第２電極１６０の非活性領域の厚さを活性領域の厚さよりも厚くなるように形成することによって、共振部１３５の共振時に、活性領域と非活性領域との間で周波数に差異が発生する。その結果、側方向モード形態に変換された音響波が共振部１３５の活性領域の外側に流出されることが抑えられ、これにより活性領域では均一した共振が発生される。
さらに、金属膜１７０は、第２電極１６０に接して形成されるので、第２電極１６０の厚さを増加させる効果を提供するだけでなく、電気伝導度の高い金属で形成されるので特定の材質、例えば、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはニッケル（Ｎｉ）により形成された第２電極１６０と結合し、第２電極１６０の電気伝導度の改善されるという効果がある。その結果、第２電極１６０の厚さ及び材質により発生した電気抵抗による挿入損失の問題が改善される。
本発明に係る共振部１３５における実験結果に基づくと、図６に示すように、本発明により金属膜１７０を形成した場合の共振部１３５の通過特性（Ｓ２１）は金属膜１７０を形成しない場合の共振部１３５の通過特性（Ｓ２１’）よりもスミスチャート（Ｓｍｉｔｈ’ｓ ｃｈａｒｔ）上の円からそれより離れないという改善された結果を示していることが分かる。
以上では、金属膜１７０は、第２電極１６０の上面に配置されると説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図４に示すように、金属膜１７０’は、活性領域の外側に音響波流出を防止し、電気抵抗による挿入損失を改善する位置、即ち、共振部１３５の非活性領域で第１電極１４０の下面（図示せず）、第１電極１４０の上面１７０’（図４参照）、または第２電極１６０の下面（図示せず）に配置することもできる。
また、金属膜１７０は、第２電極１６０の非活性領域にのみ配置されると説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５に示すように、金属膜１７０’’は、第２電極１６０（または第１電極、図示はしていない）の非活性領域に配置されると同時に、上記説明した共振特性および挿入損失の改善効果を低下させない範囲において、第２電極１６０（または第１電極）の活性領域のエッジ部に至るまで更に延長して形成することもできる。
また、金属膜１７０は、均一の厚さを有する平坦な閉曲線のベルト形状で構成されると説明したが、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、金属膜１７０'''、１７０''''は、閉曲線ベルト形状の中間に沿って形成された少なくとも１つの閉曲線形態の溝１７１または貫通ホール１７２を備えることができる。溝１７１または貫通ホール１７２は、共振時に金属膜が形成された部分における周波数特性を変化させ、側方向モード形態に変換された音響波が共振部１３５の活性領域の外側から流出されることを二重に防止する役割を果たす。したがって、この場合、ＦＢＡＲの挿入損失は溝１７１または貫通ホール１７２を形成しない金属膜を備えるＦＢＡＲより更に減少される。
以上説明したように、本発明に係るＦＢＡＲ１００は、共振部１３５の活性領域と非活性領域における第１電極１４０または第２電極１６０の厚さを異ならせるように金属膜１７０、１７０’、１７０’’、１７０'''あるいは１７０''''を形成することによって、共振部１３５の共振特性を向上させると共に、圧力損失の減少を図ることができるようになる。
次に、以上のように構成された図１および図２に示すＦＢＡＲ１００を製造する方法について、図１、図３Ａ〜図３Ｇを参照しつつ、詳細に説明する。
まず、図３Ａに示すように、基板１１０の上面には二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）から形成された絶縁層１２０が蒸着される。
図３Ｂに示すように、エアキャビティ犠牲層パターン１１１を形成のために、絶縁層１２０上には犠牲層（図示せず）が形成される。犠牲層は後でエアキャビティ犠牲層パターン１１１がエッチング工程により除去されることができるよう、電極および圧電膜の成膜が容易で、エッチングが容易なポリシリコンのような物質で形成される。前記犠牲層は、フォトリソグラフィ工程で形成された空洞部１１２のパターンを有する犠牲層マスクパターン（図示せず）をマスクとして使用してエッチングされ、犠牲層マスクパターンが除去される。その結果、基板１１０の絶縁層１２０上にはエアキャビティ犠牲層パターン１１１が形成される。エアキャビティ犠牲層パターン１１１は、後のエッチング工程により除去されて、空洞部１１２内面の形態を規定する。
次に、図３Ｃに示すように、エアキャビティ犠牲層パターン１１１が形成された基板１１０上には、メンブレイン１３０が伸縮性の誘電体物質であるシリコン窒化膜、あるいはシリコン酸化膜で形成される。
次に、図３Ｄ〜図３Ｆに示すように、メンブレイン１３０が形成された後、メンブレイン１３０上には第１電極１４０、圧電膜１５０、および第２電極１６０が順次積層されて共振部１３５が形成される。
詳細に説明すれば、最初に、メンブレイン１３０の上部表面の全面にわたって金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはニッケル（Ｎｉ）のような導電性物質から形成される第１金属層（図示せず）が所定の厚さで蒸着される。第１金属層は、フォトリソグラフィ工程に基づいて形成された、第１電極１４０のパターンを有する第１電極パターン（図示せず）をマスクとして使用してエッチングしたり、レーザトリミング方法に基づいてパターニングされる。その結果、図３Ｄに示すように、メンブレイン１３０と絶縁層１２０の一定領域を露出する第１電極１４０とが形成される。
次に、露出されたメンブレイン１３０と絶縁層１２０および第１電極１４０の上部表面に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、または鉛ジルコニウムチタニウム酸化物（ＰＺＴ）などで形成される圧電層（図示せず）が所定の厚さで蒸着される。圧電層は第１電極１４０と同様に、エッチング工程やレーザトリミング方法に基づいてパターニングされ、その結果、図１および図３Ｅに示すように、電極パッド１８０を形成するための、第１電極１４０の一定領域および絶縁層１２０を露出する圧電膜１５０が形成される。
次に、圧電膜１５０の上面全面に金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはニッケル（Ｎｉ）のような導電性物質から形成された第２金属層（図示せず）が蒸着される。第２金属層は、第１電極１４０と同様に、エッチング工程やレーザトリミング方法に基づいてパターニングされ、その結果、図３Ｆに示すように、電極パッド１８０を形成するための、第１電極１４０の一定領域と圧電膜１５０および絶縁層１２０の所定領域を露出する第２電極１６０が形成される。
このように、共振部１３５が形成されてから、金属膜１７０および電極パッド１８０を形成するために、第２電極１６０が形成された基板１１０の全面には金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはニッケル（Ｎｉ）のような電気伝導度の高い金属から形成された第３金属層が所定の厚さで蒸着される。第３金属層は、フォトリソグラフィ工程に基づいて形成された、金属膜１７０および電極パッド１８０のパターンを有する金属膜／電極パッドパターン（図示せず）をマスクとして使用するエッチング工程や、リフトオフ（ｌｉｆｔ ｏｆｆ）方法に基づいてパターニングされる。その結果、図１および図３Ｇに示すように、基板１１０上には金属膜１７０と電極パッド１８０が形成される。
それから、空洞部１１２を形成するために、エアキャビティ犠牲層パターン１１１は、このエアキャビティ犠牲層パターン１１１の犠牲層物質に関してエッチング選択性を有する溶媒を使用する湿式エッチング、あるいはＸｅＦ２ガスを使用するエッチング工程により除去される。なお、エアキャビティ犠牲層パターン１１１は、基板１１０に形成されたエッチング通路（図示せず）を介して除去されることができる。その結果、基板１１０上には空洞部１１２が形成され、ＦＢＡＲ１００を製造する工程は完了される。
以上、図面に基づいて本発明に係る共振部およびその製造方法の一実施形態を説明してきたが本発明の技術的範囲は、前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
本発明は、共振器およびこれを用いる機器に関する技術分野に有用である。
１００ 共振器、
１１０ 基板、
１１１ エアキャビティ犠牲層パターン、
１１２ 空洞部、
１２０ 絶縁層、
１３０ メンブレイン、
１３５ 共振部、
１４０ 第１電極、
１５０ 圧電膜、
１６０ 第２電極、
１７０、１７０’、１７０’’、１７０’’’、１７０''''金属膜、
１８０ 電極パッド。
１１０ 基板、
１１１ エアキャビティ犠牲層パターン、
１１２ 空洞部、
１２０ 絶縁層、
１３０ メンブレイン、
１３５ 共振部、
１４０ 第１電極、
１５０ 圧電膜、
１６０ 第２電極、
１７０、１７０’、１７０’’、１７０’’’、１７０''''金属膜、
１８０ 電極パッド。
Claims (18)
- 基板と、
前記基板上に順次積層された第１電極、圧電膜、および第２電極を備え、共振を発生する活性領域と共振を発生させない非活性領域とを有する共振部と、
を含み、
前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも１つは、前記非活性領域の少なくとも一部と前記活性領域とが異なる厚さを有するように形成されたことを特徴とする共振器。 - 前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも１つに形成される金属膜をさらに備え、当該金属膜は、前記非活性領域の少なくとも一部が前記活性領域よりも大きい厚さを有するように、前記非活性領域の少なくとも一部に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の共振器。
- 前記金属膜は、前記第１電極の下面、前記第１電極の上面、前記第２電極の下面、および前記第２電極の上面のうち少なくともいずれか１つに形成されることを特徴とする請求項２に記載の共振器。
- 前記金属膜は、前記第１電極および前記第２電極のうち少なくとも１つの前記活性領域を取り囲むようにベルト形状を有して形成されたことを特徴とする請求項２に記載の共振器。
- 前記金属膜は、少なくとも１つの溝および少なくとも１つの貫通ホールのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４に記載の共振器。
- 前記金属膜は、前記第１電極および前記第２電極を外部回路と電気的に接続するための電極パッド、前記第１電極、および前記第２電極のうちのいずれか１つと同一の金属から形成されたことを特徴とする請求項２に記載の共振器。
- 前記金属膜は、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびニッケル（Ｎｉ）のうちいずれか１つから形成されたことを特徴とする請求項２に記載の共振器。
- 前記金属膜は、前記第１電極および第２電極のうちの少なくとも１つの前記活性領域のエッジ部が前記活性領域の中心部よりも大きい厚さを有するように形成されることを特徴とする請求項２に記載の共振器。
- 基板上に第１電極、圧電膜、および第２電極を順次積層して共振部を形成するステップと、
前記第１電極および第２電極のうちいずれか１つの非活性領域の少なくとも一部に金属膜を形成するステップと、
を含むことを特徴とする共振器の製造方法。 - 前記共振部を形成するステップは、
前記基板上に犠牲層を形成するステップと、
前記犠牲層上にメンブレインを形成するステップと、
前記メンブレイン上に前記第１電極、前記圧電膜、および前記第２電極を順次積層するステップと、
前記犠牲層を取除くステップと、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の共振器の製造方法。 - 前記金属膜を形成するステップは、
金属層を形成するステップと、
前記金属層を所定のパターンでパターニングするステップと、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の共振器の製造方法。 - 前記金属層を形成するステップは、前記メンブレインの形成後、前記第１電極の形成後、前記圧電膜の形成後、および前記第１電極の形成後のうちいずれか１つの形成後に行われることを特徴とする請求項１１に記載の共振器の製造方法。
- 前記金属層を形成するステップが前記第２電極を形成した後に行なわれる場合、前記金属膜は、前記第１電極および前記第２電極を外部回路と電気的に接続する電極パッド、前記第１電極、および前記第２金属のうちのいずれか１つと同一の金属から形成されることを特徴とする請求項１２に記載の共振器の製造方法。
- 前記金属膜は、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびニッケル（Ｎｉ）のうちいずれか１つから形成されたことを特徴とする請求項１１に記載の共振器の製造方法。
- 前記金属層を所定のパターンでパターニングするステップは、前記第１電極および前記第２電極のうちいずれか１つの前記活性領域を取り囲むベルト形状でパターニングするステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の共振器の製造方法。
- 前記ベルト形状は、少なくとも１つの溝および貫通ホールのうちいずれか１つを含むことを特徴とする請求項１５に記載の共振器の製造方法。
- 前記犠牲層を取除くステップは、前記金属層を所定のパターンでパターニングするステップ後に行なわれることを特徴とする請求項１１に記載の共振器の製造方法。
- 前記第１電極および前記第２電極の少なくとも１つの活性領域のエッジ部に金属膜を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の共振器の製造方法。
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