JP7130841B2 - 薄膜バルク音響波共振器及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体デバイス製造の分野に関し、特に薄膜バルク音響波共振器およびその製造方法に関する。
アナログ無線周波数通信技術が１９９０年代初頭に開発されて以来、無線周波数フロントエンドモジュールは徐々に通信機器のコアコンポーネントになっている。すべての無線周波数（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、以下は「ＲＦ」と略す）フロントエンドモジュールの中で、フィルタは最も成長の勢い強く、最も開発の見通しのあるコンポーネントになっている。ワイヤレス通信技術の急速な発展に伴い、５Ｇ通信プロトコルはより成熟し、市場のＲＦフィルタパフォーマンスのさまざまな側面に対してパフォーマンス上の要求も高まっている。フィルタのパフォーマンスは、フィルタを構成する共振器ユニットによって決まる。現在のフィルタの中で、薄膜バルク音響波共振器（ＦＢＡＲ）は、サイズが小さく、挿入損失が小さく、帯域外抑制が大きく、品質係数が高く、動作周波数が高く、電力容量が大きく、静電衝撃に対する耐性が優れるなどの特徴があるので、５Ｇアプリケーションに最適なフィルタの１つになっている。
一般に、薄膜バルク音響波共振器は、２つの薄膜電極を含み、２つの薄膜電極の間に圧電薄膜層が配置される。その動作原理は、圧電薄膜層が交番電界下で振動を発生し、当該振動が圧電薄膜層の厚さ方向に伝播するバルク音響波を励起させ、当該音響波が上／下電極と空気との界面に伝達されてから反射され、このように薄膜内で繰り返し反射されて振動することである。当該音響波が圧電薄膜層を半波長のちょうど奇数倍で伝播すると、定在波振動が形成される。
しかし、現在製造されている薄膜バルク音響波共振器は横波損失があり、品質係数（Ｑ）をこれ以上改善できないため、高パフォーマンスＲＦシステムのニーズに対応できない。
本発明の目的は、共振器の横波損失を改善し、薄膜バルク音響波共振器の品質係数を改善するとともに、共振器を外部環境汚染から保護することができ、デバイスのパフォーマンスを全体的に改善できる薄膜バルク音響波共振器およびその製造方法を提供することである。
上記の目的を達成するために、本発明によれば、薄膜バルク音響波共振器であって、
第１の基板と、
第１のキャビティが貫通して形成されるように前記第１の基板に結合された支持層と、
前記第１のキャビティを覆うとともに順次積層された第１の電極、圧電層、および第２の電極を含む圧電積層構造と、
前記第１のキャビティの上方に位置する第２のキャビティが貫通して形成されるように前記圧電積層構造の上に生成された誘電体層と、
前記誘電体層に結合されるとともに前記第２のキャビティを覆う第２の基板と、
前記第１の電極および前記圧電層を貫通するように前記第１のキャビティと前記第２のキャビティとの間に位置する前記圧電積層構造に形成されるとともに前記第１のキャビティと連通する第１のトレンチと、
前記第２の電極および前記圧電層を貫通するように前記第１のキャビティと前記第２のキャビティとの間に位置する前記圧電積層構造に形成されるとともに前記第２のキャビティと連通する第２のトレンチと、を含み
前記第１のトレンチと前記第２のトレンチとによって取り囲まれた領域は、共振器の有効動作領域であり、
前記第１の基板の底面における前記第１のトレンチと前記第２のトレンチとの投影の二つの境界部は、互いに接し、
または、前記二つの境界部には、ギャップが設けられる薄膜バルク音響波共振器が提供される。
第１の基板と、
第１のキャビティが貫通して形成されるように前記第１の基板に結合された支持層と、
前記第１のキャビティを覆うとともに順次積層された第１の電極、圧電層、および第２の電極を含む圧電積層構造と、
前記第１のキャビティの上方に位置する第２のキャビティが貫通して形成されるように前記圧電積層構造の上に生成された誘電体層と、
前記誘電体層に結合されるとともに前記第２のキャビティを覆う第２の基板と、
前記第１の電極および前記圧電層を貫通するように前記第１のキャビティと前記第２のキャビティとの間に位置する前記圧電積層構造に形成されるとともに前記第１のキャビティと連通する第１のトレンチと、
前記第２の電極および前記圧電層を貫通するように前記第１のキャビティと前記第２のキャビティとの間に位置する前記圧電積層構造に形成されるとともに前記第２のキャビティと連通する第２のトレンチと、を含み
前記第１のトレンチと前記第２のトレンチとによって取り囲まれた領域は、共振器の有効動作領域であり、
前記第１の基板の底面における前記第１のトレンチと前記第２のトレンチとの投影の二つの境界部は、互いに接し、
または、前記二つの境界部には、ギャップが設けられる薄膜バルク音響波共振器が提供される。
また、本発明によれば、薄膜バルク音響波共振器の製造方法であって、
第３の基板を提供することと、
前記第３の基板に順次形成された第２の電極層、圧電層、および第１の電極層を含む圧電積層構造を前記第３の基板に形成することと、
前記圧電積層構造に支持層を形成することと、
前記支持層に前記支持層を貫通する第１のキャビティを形成することと、
前記第１の電極層および前記圧電層を貫通する第１のトレンチを前記第１のキャビティの底に形成することと、
前記支持層に前記第１のキャビティを覆う第１の基板を結合することと、
第３の基板を除去することにより露出された表面に誘電体層を形成することと、
前記第１のキャビティの上に位置する第２のキャビティを前記誘電体層に貫通させるように前記誘電体層に形成することと、
前記第１のキャビティの上に位置する第２のトレンチを前記第２の電極層および前記圧電層に貫通させるように前記第２のキャビティの底に形成することと、
前記誘電体層に前記第２のトレンチを覆う第２の基板を結合することと、を含み、
前記第１のトレンチと前記第２のトレンチとによって取り囲まれた領域は、共振器の有効動作領域であり、
前記第１の基板の底面における前記第１のトレンチと前記第２のトレンチとの投影の二つの境界部は、互いに接し、
または、前記二つの境界部には、ギャップが設けられる薄膜バルク音響波共振器が提供される。
第３の基板を提供することと、
前記第３の基板に順次形成された第２の電極層、圧電層、および第１の電極層を含む圧電積層構造を前記第３の基板に形成することと、
前記圧電積層構造に支持層を形成することと、
前記支持層に前記支持層を貫通する第１のキャビティを形成することと、
前記第１の電極層および前記圧電層を貫通する第１のトレンチを前記第１のキャビティの底に形成することと、
前記支持層に前記第１のキャビティを覆う第１の基板を結合することと、
第３の基板を除去することにより露出された表面に誘電体層を形成することと、
前記第１のキャビティの上に位置する第２のキャビティを前記誘電体層に貫通させるように前記誘電体層に形成することと、
前記第１のキャビティの上に位置する第２のトレンチを前記第２の電極層および前記圧電層に貫通させるように前記第２のキャビティの底に形成することと、
前記誘電体層に前記第２のトレンチを覆う第２の基板を結合することと、を含み、
前記第１のトレンチと前記第２のトレンチとによって取り囲まれた領域は、共振器の有効動作領域であり、
前記第１の基板の底面における前記第１のトレンチと前記第２のトレンチとの投影の二つの境界部は、互いに接し、
または、前記二つの境界部には、ギャップが設けられる薄膜バルク音響波共振器が提供される。
上述により、本発明によって提供される薄膜バルク音響波共振器は、上／下２つのキャビティ、上／下２つのキャビティの間に配置された圧電積層構造、およびキャビティ内に位置する圧電積層構造に形成される第１のトレンチと第２のトレンチを含み、前記第１のトレンチと第２のトレンチに囲まれた領域は薄膜バルク音響波共振器の有効動作領域である。本発明では、前記第１のトレンチにより圧電層と第２の電極との境界部が空気に露出され、圧電層材料および電極材料は、空気とは大きなインピーダンス不整合を有するので、圧電積層構造内の寄生横波が空気界面で反射され、横波のエネルギー漏れが防止される。同理で、第２のトレンチも横波のエネルギー漏れを防止する。したがって、本発明は、音響波損失を改善し、薄膜バルク音響波共振器の品質係数を改善し、そしてデバイスパフォーマンスをさらに改善する。同時に、本発明はまた、共振器本体のプロセスと互換性があり、プロセスが簡略化され、共振領域を効果的に保護できる、上記薄膜バルク音響波共振器を製造するための方法を提供する。
さらに、有効動作領域が不規則な多角形であるため、第１トレンチと空気との界面で反射される横波及び第１トレンチと空気との界面で反射される横波がいずれも追加の定在波振動を発生しないので、音響波損失がさらに改善され、薄膜バルク音響波共振器の品質係数が改善され、それによってデバイスのパフォーマンスがさらに改善される。
本発明はまた、他の特徴および利点を有するが、これらの特徴および利点は、本明細書に組み込まれる図面および発明を実施するための形態から明らかであるか、または本明細書に組み込まれる図面および発明を実施するための形態において詳細に説明するが、これらの図面および発明を実施するための形態はともに本発明の特定の原理を説明するに用いられる。
図面を参照しながら本発明の例示的な実施形態をより詳細に説明することにより、本発明に関する上記の説明および他の目的、特徴および利点がより明らかになるであろう。本発明の例示的な実施形態において、同じ符号は一般に同じ部材を表す。
以下、添付の図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。図面には本発明の選択可能な実施形態を示しているが、本発明は様々な形態で実施することができ、本明細書に記載の実施形態によって限定されるべきではないことを理解されたい。その反面、これらの実施形態は、本発明をより完備かつ完全にするために、そして本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために提供される。
以下に、添付の図面および特定の実施形態を参照して、さらに本発明の薄膜バルク音響波共振器および薄膜バルク音響波共振器の製造方法を詳細に説明する。以下の説明および図面によれば、本発明の利点および特徴はより明確になるであろうが、本発明の技術方案は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載の特定の実施例に限定されないことに留意されたい。図面は、非常に簡略化された形式であり、すべて精確でない比例を使用し、本発明の実施例を容易かつ明瞭に補助して説明するためのみに使用される。
明細書および特許請求の範囲における「第１」、「第２」などの用語は、類似の要素を区別するために使用され、必ずしも特定の順序または時系列を説明するために使用されるわけではない。適切な状況で、そのように使用されるこれらの用語は、例えば、本明細書に記載または示された以外の順序で本明細書に記載の本発明の実施形態を実施できるように置き換えることができることを理解されたい。同様に、本明細書に記載の方法が一連の工程を含み、本明細書に記載のこれらの工程の順序が必ずしもこれらの工程を実行できる唯一の順序ではなく、記載された工程のいくつかが省略され得るおよび／または本明細書に記載されない他の工程も方法に追加できる。特定の図面の部材が他の図面の部材と同じである場合、これらの部材はすべての図面で簡単に識別できるが、図面の説明を明確にするために、同じ部材の符号をすべて各図に示されるわけではない。
本発明の実施形態によれば、薄膜バルク音響波共振器が提供される。図１Ａを参照して、図１Ａは、本発明の一実施形態における薄膜バルク音響波共振器の断面構造の概略図であり、第１の基板１００と、第１の基板１００に位置するとともに第１の基板１００に結合される支持層１０１と、支持層１０１に形成される第１のキャビティ１１０ａと、第１のキャビティ１１０ａを覆う圧電積層構造１２０（第１の電極１３０、圧電層１４０、および第２の電極１５０を含む）と、第１の電極１３０と圧電層１４０とを貫通するように圧電積層構造１２０に形成される第１のトレンチ１３０ａ及び第２の電極１５０と圧電層１４０とを貫通するように圧電積層構造１２０に形成される第２のトレンチ１３０ｂと、圧電積層構造１２０に形成される誘電体層１０６と、誘電体層１０６に形成されるとともに誘電体層１０６を貫通するように第１のキャビティ１１０ａの上方に位置する第２のキャビティ１１０ｂと、第２のキャビティ１１０ｂを覆う第２の基板２００と、含み、第１のトレンチ１３０ａは第１のキャビティ１１０ａと連通し、第２のトレンチ１３０ｂは第２のキャビティ１１０ｂと連通し、垂直面における第１のトレンチ１３０ａと第２のトレンチ１３０ｂとによって取り囲まれた領域の投影により、閉じたまたはほぼ閉じたパターンが構成される。
薄膜バルク音響波共振器の動作原理からわかるように、薄膜バルク音響波共振器の動作領域は、第１の電極１０３、圧電層１０４、および第２の電極１０５が同時に重なる領域であり、本発明における有効動作領域は、第１のトレンチ１３０ａと第２のトレンチ１３０ｂとによって取り囲まれた内部領域である。図２Ａは一実施形態の薄膜バルク音響波共振器の上面図である。図２Ａを参照して、一実施形態において、第１のトレンチ１３０ａと第２のトレンチ１３０ｂとによって取り囲まれた領域は、閉じた五角形であり、ジョイント部は、第１のジョイント部１５０ａおよび第２のジョイント部１５０ｂである。図２Ｂは、本発明の別の実施形態における薄膜バルク音響波共振器の上面図である。図２Ｂを参照して、別の実施形態において、第１のトレンチ１３０ａと第２のトレンチ１３０ｂとによって取り囲まれた領域は、ほぼ閉じた五角形であり、ジョイント部開口は、第１のジョイント部開口１５０ａ’および第２のジョイント部開口１５０ｂ’である。
本実施形態において、第１のトレンチは第１のキャビティと連通し、第２のトレンチは第２のキャビティと連通する。第１のトレンチと第２のトレンチとによって取り囲まれた領域は有効動作領域であり、さらに、有効動作領域は不規則な多角形であるため、第１のトレンチと空気との界面で反射される横波及び第２のトレンチと空気との界面で反射される横波はいずれも追加の定在波振動を発生しないので、音響波損失がさらに改善され、薄膜バルク音響波共振器の品質係数が向上し、それによってデバイスのパフォーマンスがさらに向上する。同時に、上部パッケージカバー構造を有する薄膜バルク音響波共振器は、上部スペースに露出している各層が外部環境による汚染問題を効果的に解決でき、デバイス全体のパフォーマンスを向上させることができる。
第１の基板１００は、当業者に知られている任意の適切な基板であってよく、例えば、以下に記載の材料の少なくとも１つであってよい。シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、シリコンカーボン（ＳｉＣ）、カーボンゲルマニウムシリコン（ＳｉＧｅＣ）、インジウムヒ素（ＩｎＡｓ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）または他のＩＩＩ／Ｖ複合半導体（これらの半導体で構成される多層構造なども含まれる）、またはシリコンオンインシュレーター（ＳＯＩ）、積層シリコンオンインシュレーター（ＳＳＯＩ）、積層シリコンゲルマニウムオンインシュレーター（Ｓ－ＳｉＧｅＯＩ）、シリコンゲルマニウムオンインシュレーター（ＳｉＧｅＯＩ）およびゲルマニウムオンインシュレーター（ＧｅＯＩ）、または両面研磨ウェーハ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｉｄｅ Ｐｏｌｉｓｈｅｄ Ｗａｆｅｒｓ，ＤＳＰ）、アルミナなどのセラミック基板、石英またはガラス基板など。この実施形態における第１の基板１００は、結晶配向のＰ型高抵抗単結晶シリコンである。支持層１０１の材料は、任意の適切な誘電材料であってよく、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭窒化ケイ素などの材料のうちの少なくとも１つを含むが、これらに限られるものではない。
支持層１０１は第１の基板１００に位置し、支持層１０１には第１のキャビティ１１０ａが設けられ、第１のキャビティ１１０ａはエッチングプロセスにより支持層１０１をエッチングすることによって形成することができる。しかしながら、本発明の技術はこれに限られるものではない。この実施形態において、第１のキャビティ１１０ａの底面の形状は長方形であるが、本発明の他の実施形態において、第１のキャビティ１１０ａの底面の形状は円形、楕円形、または例えば、五角形、六角形などの長方形以外の多角形などであってよい。第１のキャビティ１１０ａは、支持層１０１に形成されることに限られない。支持層１０１が設けられない場合、第１のキャビティ１１０ａを直接第１の基板１００に形成し、圧電積層構造１２０を直接第１の基板１００に設けてよい。
圧電積層構造１２０は、第１の電極１０３、圧電層１０４、および第２の電極１０５を含み、第１の電極１０３は支持層１０１に位置する。圧電層１０４は第１の電極１０３に位置し、第２の電極１０５は圧電層１０４に位置する。第１の電極１０３、圧電層１０４、および第２の電極１０５の厚さ方向における重なり合う領域は、第１のキャビティ１１０ａの真上にある。第１の支持層１０１と第１の電極１０３との間には、さらにエッチング停止層１０２が設けられ、その材料は、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）および酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）を含むが、これらに限られるものではない。エッチング停止層１０２は、最終製造された薄膜バルク音響波共振器の構造安定性を向上させる一方、支持層１０１よりも低いエッチング速度を有するので、支持層１０１をエッチングしてキャビティ１１０ａを形成する過程において、オーバーエッチングを防ぐことができ、その下に位置する第１の電極１０３を表面損傷から保護することができ、デバイスのパフォーマンスと信頼性を向上させることができる。その後の電気信号の入力／出力を容易にするために、第１の電極１０３が圧電層１０４と第２の電極１０５によって覆われていないエッジ領域１０３ａを含むことに留意されたい。
第２の電極１０５には誘電体層１０６が位置し、誘電体層１０６には第２の基板２００が位置する。誘電体層１０６には、第２のキャビティ１１０ｂが形成され、第２のキャビティ１１０ｂは、第１のキャビティ１１０ａと対向して設けられ、誘電体層１０６をエッチングすることによって形成することができる。この実施形態において、第２のキャビティ１１０ｂの底面の形状は長方形であるが、本発明の他の実施形態において、第２のキャビティ１１０ｂの底面の形状は円形、楕円形、または例えば、五角形、六角形などの長方形以外の多角形などであってよい。この実施形態において、第２のキャビティ１１０ｂおよび第１のキャビティ１１０ａは、それぞれ、圧電積層構造１２０の上側および下側に設けられる。選択肢として、第２のキャビティ１１０ｂおよび第１のキャビティ１１０ａは、圧電積層構造１２０に対して対称的に設けられる。第２の基板２００の材料は、第１の基板１００の材料と同じであってよく、また、当業者に知られている他の適切な基板であってよい。その後の電気信号の入力／出力を容易にするために、第２の電極１０５は誘電体層１０６によって覆われていないエッジ領域１０５ａを含むことに留意されたい。
トレンチ（Ａｉｒ Ｔｒｅｎｃｈ）構造は、エアギャップキャビティ（Ａｉｒ Ｔｒｅｎｃｈ）とも呼ばれ、圧電積層構造１２０に設けられ、第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂを含み、第１のトレンチ１３０ａは、第１の電極１０３と圧電層１０４とを貫通するとともに第１のキャビティ１１０ａと連通し、第２のトレンチ１３０ｂは、第２の電極１０５と圧電層１０４とを貫通するとともに第２のキャビティ１１０ｂと連通する。図２Ａを参照して、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂの投影は、ハーフ環状またはハーフ環状に近い多角形であり、ちょうど互いに接しまたはほぼ互いに接し、即ち、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂの投影により、完全に閉じた環状またはほぼ閉じた環状が構成される。ここで、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａと第２のトレンチ１３０ｂとの投影のジョイント部は、第１のジョイント部１５０ａおよび第２のジョイント部１０５ｂを含む。第１のトレンチ１３０ａと第２のトレンチ１３０ｂとの組み合わせは、圧電共振層１０４２の周りの横波をブロックでき、すなわち、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂの投影によって取り囲まれたパターン（円形または多角形）が位置する領域は、薄膜バルク音響波共振器の有効動作領域００１である。第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂは、有効動作領域００１の周辺に位置し、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂの投影のサイズは、両者の組み合わせにより成された環状を均等に分割してもよく（このとき、第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂは有効動作領域００１の両側にあり、すべての部分がいずれも完全に対向する）、不均等に分割してもよい（このとき、第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂは有効動作領域００１の両側にあり、一部だけが対向する）。
図１３を参照して、圧電積層構造１２０において、第１の電極１０３は第１の電極共振領域１０３２を含み、第１の電極共振領域１０３２は有効動作領域００１と重なり合う。第２の電極１０５は第２の電極共振領域１０５２を含み、第２の電極共振領域１０５２は有効動作領域００１と重なり合う。圧電層１０４は圧電共振領域１０４２を含み、圧電共振領域１０４２は第１の電極共振領域１０３２と第２の電極共振領域１０５２との間に位置し、すなわち、有効動作領域００１と重なり合う。第２のキャビティ１１０ｂと第１のキャビティ１１０ａとの厚さ方向における重なり合う領域は、第１のトレンチ１３０ａ、第２のトレンチ１３０ｂ、および有効動作領域００１（すなわち、第１の電極共振領域１０３２、第２の電極共振領域１０５２および圧電共振領域１０４２）を覆う。
本発明の他の実施形態において、薄膜バルク音響波共振器は信号入力／出力構造をさらに含む。例えば、図２Ｂと図１４を参照して、信号入力／出力構造は、それぞれ第１の電極１０３および第２の電極１０５に接続される第１のパッド１０７ａおよび第２のパッド１０７ｂである。具体的には、第１のパッド１０７ａは圧電層１０４および第２の電極１０５に覆われていない第１の電極１０３のエッジ領域１０３ａに接続され、第２のパッド１０７ｂは誘電体層１０６に覆われていない第２の電極１０５のエッジ領域１０５ａに接続されている。
本発明によれば、薄膜バルク音響波共振器の製造方法がさらに提供される。図３は、本発明の薄膜バルク音響波共振器の製造方法のフローチャートであり、図３を参照して、薄膜バルク音響波共振器の製造方法は、
第３の基板を提供し、第３の基板に順次形成された第２の電極層、圧電層、および第１の電極層を含む圧電積層構造を第３の基板に形成するＳ０１と、圧電積層構造に支持層を形成し、支持層に支持層を貫通する第１のキャビティを形成し、第１の電極層および圧電層を貫通する第１のトレンチを第１のキャビティの底に形成するＳ０２と、支持層に第１のキャビティを覆う第１の基板を結合するＳ０３と、第２の電極層が露出されるように第３の基板を除去するＳ０４と、第２の電極層に誘電体層を形成し、第１のキャビティの上に位置する第２のキャビティを誘電体層に貫通させるように誘電体層に形成し、第２のトレンチを第２の電極層および圧電層に貫通させるように第２のキャビティの底に形成するＳ０５と、誘電体層に第２のキャビティを覆う第２の基板を結合するＳ０６と、を含む。
第３の基板を提供し、第３の基板に順次形成された第２の電極層、圧電層、および第１の電極層を含む圧電積層構造を第３の基板に形成するＳ０１と、圧電積層構造に支持層を形成し、支持層に支持層を貫通する第１のキャビティを形成し、第１の電極層および圧電層を貫通する第１のトレンチを第１のキャビティの底に形成するＳ０２と、支持層に第１のキャビティを覆う第１の基板を結合するＳ０３と、第２の電極層が露出されるように第３の基板を除去するＳ０４と、第２の電極層に誘電体層を形成し、第１のキャビティの上に位置する第２のキャビティを誘電体層に貫通させるように誘電体層に形成し、第２のトレンチを第２の電極層および圧電層に貫通させるように第２のキャビティの底に形成するＳ０５と、誘電体層に第２のキャビティを覆う第２の基板を結合するＳ０６と、を含む。
図４～図１４は、本実施形態によって提供される薄膜バルク音響波共振器の製造方法の各工程に対応する概略構造図である。以下に、この実施形態によって提供される薄膜バルク音響波共振器の製造方法を詳細に説明する。
図４と図５に示されるように、工程Ｓ０１を実行し、第３の基板３００を提供し、第３の基板３００に圧電積層構造１２０を形成する。圧電積層構造１２０は第２の電極層１０５、圧電層１０４および第１の電極層１０３を含む。ここで、圧電層１０４は、第１の電極層１０３と第２の電極層１０５との間に位置し、また、第１の電極層１０３と第２の電極層１０５とは対向して設けられる。第１の電極層１０３と第２の電極層１０５をパターニングすることにより第１の電極１０３と第２の電極１０５とを形成する。第１の電極１０３は、無線周波数（ＲＦ）信号などの電気信号を受信または発信する入力電極または出力電極として使用することができる。例えば、第２の電極１０５が入力電極として使用される場合、第１の電極１０３は出力電極として使用することができ、また、第２の電極１０５が出力電極として使用される場合、第１の電極１０３は入力電極として使用することができる。圧電層１０４は、第１の電極１０３または第２の電極１０５を介して入力された電気信号をバルク音響波に変換する。例えば、圧電層１０４は、物理的振動を通じて電気信号をバルク音響波に変換する。
第３の基板３００と第２の電極層１０５との間には、隔離層（図５には示されていない）がさらに形成される。その後の剥離プロセスにおいて、隔離層を腐食させることにより、第３の基板３００をその後に形成される圧電積層構造１２０から分離させることができ、第３の基板３００の迅速剥離に有利であるため、プロセス製造効率が向上する。隔離層の材料は、いずれも二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のうちのすくなくとも一つを含むが、これらに限られるものではない。隔離層は、化学蒸着、マグネトロンスパッタリングまたは蒸着などの方式によって形成することができる。この実施形態において、第３の基板３００は単結晶シリコンであり、隔離層の材料は二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）である。
第２の電極層１０５と第１の電極層１０３の材料は、当業者に知られている任意の適切な導電性材料または半導体材料を使用することができ、ここの導電性材料は、導電性を有する金属材料であってよい。例えば、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、プラチナ（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、レニウム（Ｒｅ）、パラジウム（Ｐｄ）などの金属のうちの１つまたは上述金属からなる積層体でできている。半導体材料は、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅＣなどである。第２の電極層１０５および第１の電極層１０３は、マグネトロンスパッタリング、蒸着などの物理的蒸着法または化学的蒸着法によって形成することができる。圧電層１０４の材料は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、石英（Ｑｕａｒｔｚ）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ3）または、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）などのようなウルツ鉱型結晶構造を有する圧電材料とそれらの組み合わせを使用することができる。圧電層１０４が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含む場合、圧電層１０４は希土類金属、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）、エルビウム（Ｅｒ）、イットリウム（Ｙ）およびランタン（Ｌａ）のうちの少なくとも１つをさらに含むことができる。さらに、圧電層１０４が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含む場合、圧電層１０４は遷移金属、例えば、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、およびハフニウム（Ｈｆ）のうちの少なくとも１つをさらに含むことができる。圧電層１０４は、化学的蒸着、物理的蒸着、または原子層堆積などの当業者に知られている任意の適切な方法によって堆積することができる。好ましくは、この実施形態において、第２の電極層１０５および第１の電極層１０３は金属モリブデン（Ｍｏ）ででき、圧電層１０４は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）でできている。
第２の電極１０５、圧電層１０４および第１の電極１０３の形状は、同じでも同じでなくてもよい。第２の電極１０５、圧電層１０４および第１の電極１０３の面積は、同じでも同じでなくてもよい。第２の電極層１０５を形成する前に、隔離層にシード層（図５には示されていない）を形成することができ、シード層は、隔離層と第２の電極層１０５との間に形成され、その後形成される第２の電極層１０５（圧電層１０４および第１の電極層１０３）の結晶配向に対して配向性を有し、その後形成される圧電積層構造１２０が特定の結晶配向に沿って生成するのに便利であり、圧電層１０４の均一性が保証されることになる。シード層の材料は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）とすることができるが、シード層は、ＡｌＮに加えて、六方最密充填（ＨＣＰ）構造を持つ金属または誘電性材料で形成することもできる。例えば、シード層は金属チタン（Ｔｉ）で形成することもできる。
図６から図９に示されるように、工程Ｓ０２を実行し、第１の電極層１０３に支持層１０１を形成し、支持層１０１をエッチングして第１のキャビティ１１０ａを形成し、第１のキャビティ１１０ａと連通する第１のトレンチ１３０ａが形成されるように第１のキャビティ１１０ａで第１の電極層１０３と圧電層１０４をエッチングする。支持層１０１に第１の基板１００を結合する。具体的には、図６に示されるように、まず、化学的堆積法により第１の電極層１０３に支持層１０１を形成する。支持層１０１の材料は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、および窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のうちの一種類または複数種類の組み合わせである。この実施形態において、支持層１０１の材料は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）である。次に、図７に示されるように、第１の電極層１０３の一部を露出させるようにエッチングプロセスにより支持層１０１をエッチングして第１の開口１１０ａ’を形成する。当該エッチングプロセスは、湿式エッチングまたは乾式エッチングプロセスであってよい。好ましくは、乾式エッチングプロセスが使用される。乾式エッチングは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、イオンビームエッチング、プラズマエッチング、またはレーザーカットを含むが、これらに限られるものではない。第１の開口１１０ａ’の深さおよび形状は、いずれも製造される薄膜バルク音響波共振器に必要なキャビティの深さおよび形状に依存する。即ち、形成される支持層１０１の厚さにより第１の開口１１０ａ’の深さを特定することができる。第１の開口１１０ａ’の底面の形状は、長方形または例えば、五角形、六角形、八角形などの長方形以外の多角形であってよく、円形または楕円形であってよい。本発明の他の実施形態において、第１の開口１１０ａ’の縦断面の形状は、上広下狭の球形キャップであり、すなわち、その縦断面はＵ字形である。
この実施形態において、支持層１０１を形成する前に、第１の電極１０３上にさらにエッチング停止層１０２を形成する。前記エッチング停止層１０２の材料は、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）および酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）を含むが、これらに限られるものではない。エッチング停止層１０２は、後で形成される支持層１０１よりも低いエッチング速度を有するので、その後支持層１０１をエッチングして第１の開口１１０ａ’を形成する際に、オーバーエッチングを防ぐことができ、その下に位置する第１の電極１０３を表面損傷から保護することができる。
次に、図８に示されるように、第１の開口１１０ａ’に第１のトレンチ１３０ａが形成されるように第１の電極層１０３および圧電層１０４をエッチングする。第１のトレンチ１３０ａの側壁は、傾斜しても垂直であってもよい。この実施形態において、第１のトレンチ１３０ａの側壁と第２の電極層１０５が位置する平面とは鈍角を形成する（第１のトレンチ１３０ａの縦断面（基板の厚さ方向に沿った断面）の形状は逆台形である）。圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａの投影は、ハーフ環状またはハーフ環状に近い多角形である。
工程Ｓ０３を実行し、第１の基板１００と支持層１０１とを結合させ、第１の基板１００と第１の電極層１０３とは、支持層１０１の第１の開口１１０ａ’に第１のキャビティ１１０ａを形成する。第１の基板１００は、当業者に知られている任意の適切な基板であってよく、例えば、以下に記載の材料の少なくとも１つであってよい。シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、シリコンカーボン（ＳｉＣ）、カーボンゲルマニウムシリコン（ＳｉＧｅＣ）、インジウムヒ素（ＩｎＡｓ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）または他のＩＩＩ／Ｖ複合半導体（これらの半導体で構成される多層構造なども含まれる）、またはシリコンオンインシュレーター（ＳＯＩ）、積層シリコンオンインシュレーター（ＳＳＯＩ）、積層シリコンゲルマニウムオンインシュレーター（Ｓ－ＳｉＧｅＯＩ）、シリコンゲルマニウムオンインシュレーター（ＳｉＧｅＯＩ）およびゲルマニウムオンインシュレーター（ＧｅＯＩ）、または両面研磨ウェーハ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｉｄｅ Ｐｏｌｉｓｈｅｄ Ｗａｆｅｒｓ，ＤＳＰ）、アルミナなどのセラミック基板、石英またはガラス基板など。第１の基板１００と支持層１０１との結合は、ホットプレス結合やドライフィルム接合によって実現することができる。
本発明の他の実施形態において、第１のトレンチ１３０ａと第１の開口１１０ａ’の形成方法は、第１の基板１００を提供し、第１の基板１００上に支持層１０１を形成し、第１の基板１００の一部を露出させるように支持層１０１をエッチングすることにより、支持層１０１に第１の開口１１０ａ’を形成することと、第１の電極層１０３と圧電層１０４をエッチングして第１のトレンチ１３０ａを形成することと、第１の開口１１０ａ’が形成された支持層１０１と第１のトレンチ１３０ａが形成された圧電積層構造１２０とを結合させることと、をさらに含む。ここで、第１のトレンチ１３０ａ及び、第１の開口１１０ａ’を有する支持層１０１を製造するプロセス工程は、時系列に限定されず、当業者は、実際のプロセス条件に従ってそれを具体的に実施することができる。結合プロセスが完了した後、工程Ｓ０４を実行し、第３の基板２００を除去し、結合後の上記薄膜バルク音響波共振器を反転させて、図１０に示される構造が得られる。この実施形態において、隔離層（図示しない）を腐食させることによって第３の基板３００を剥離する。本発明の他の実施形態において、例えば、エッチングまたは機械的研削などの他の方法を使用して、第３の基板３００を除去することができる。
図１１から図１３に示されるように、工程Ｓ０５を実行し、第２のトレンチ１３０ｂが形成されるように第２の電極層１０５および圧電層１０４をエッチングし、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂの投影により、閉じたまたはほぼ閉じたパターンが取り囲まれる。
具体的には、まず、化学的堆積の方法により第２の電極層１０５に誘電体層１０６を形成し、図１１に示されるように、誘電体層１０６と支持層１０１との材料は同じで、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の一種類または複数種類の組み合わせである。この実施形態において、誘電体層１０６の材料は二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）である。そして、図１２に示されるように、エッチングプロセスにより誘電体層１０６をエッチングして第２の開口１１０ｂ’を形成することにより、第２の電極層１０５の一部を露出させるようになる。当該エッチングプロセスは、湿式エッチングまたは乾式エッチングプロセスであってよい。好ましくは、乾式エッチングプロセスが使用される。乾式エッチングは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、イオンビームエッチング、プラズマエッチング、またはレーザーカットを含むが、これらに限られるものではない。第２の開口１１０ｂ’の深さおよび形状は、いずれも製造される薄膜バルク音響波共振器に必要なキャビティの深さおよび形状に依存する。即ち、形成される誘電体層１０６の厚さにより第２の開口１１０ｂ’の深さを特定することができる。第２の開口１１０ｂ’の底面の形状は、長方形または例えば、五角形、六角形、八角形などの長方形以外の多角形であってよく、円形または楕円形であってよい。本発明の他の実施形態において、第２の開口１１０ｂ’の縦断面の形状は上広下狭の球形キャップであり、すなわち、その縦断面はＵ字形である。次に、図１３に示されるように、第２の開口１１０ｂ’に第２のトレンチ１３０ｂが形成されるように第２の電極層１０５および圧電層１０４をエッチングする。第２のトレンチ１３０ｂの側壁は、傾斜しても垂直であってもよい。この実施形態において、第２のトレンチ１３０ｂの側壁と第１の電極層１０３が位置する平面とは鈍角を形成する（第２のトレンチ１３０ｂの縦断面（基板の厚さ方向に沿った断面）の形状は逆台形である）。圧電層１０４が位置する平面における第２のトレンチ１３０ｂの投影は、ハーフ環状またはハーフ環状に近い多角形である。
図２Ａと図２Ｂに示されるように、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂの投影は、ハーフ環状またはハーフ環状に近い多角形であり、ちょうど互いに接しまたはほぼ互いに接し、即ち、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂの投影により、完全に閉じた環状またはほぼ閉じた環状が構成される。ここで、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａと第２のトレンチ１３０ｂとの投影のジョイント部は、第１のジョイント部１５０ａおよび第２のジョイント部１０５ｂを含む。第１のトレンチ１３０ａと第２のトレンチ１３０ｂとの組み合わせは、圧電共振領域１０４２の周りの横波をブロックでき、すなわち、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂの投影によって取り囲まれたパターン（円形または多角形）が位置する領域は、薄膜バルク音響波共振器の有効動作領域００１である。第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂは、有効動作領域００１の周辺に位置し、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂの投影のサイズは、両者の組み合わせにより成された環状を均等に分割してもよく（このとき、第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂは有効動作領域００１の両側にあり、すべての部分がいずれも完全に対向する）、不均等に分割してもよい（このとき、第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂは有効動作領域００１の両側にあり、一部だけが対向する）。
この実施形態において、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂの投影によって取り囲まれたパターン（有効動作領域００１）は、ちょうど互いに接する五角形であり、且つ、多角形の任意の二つの辺は平行しない。本発明の他の実施形態において、図２Ｂに示されるように、圧電層１０４が位置する平面における第１のトレンチ１３０ａおよび第２のトレンチ１３０ｂの投影によって取り囲まれたパターンは、２箇所のジョイント部に開口（第１の開口１５０ａ’と第２の開口１５０ｂ’）を有するほぼ閉じた五角形であってよい。この実施形態において、第２の開口１１０ｂ’を形成する過程において、第２の電極層１０５の信号入力／出力が便利になるように、誘電体層１０６の一部をエッチングして第２の電極層１０５のエッジ部分１０５ａを露出させてよい。例えば、第２のパッド１０７ｂは、エッジ部分１０５ａに形成してよい。さらに、第２の電極層１０５および圧電層１０４をエッチングして第２のトレンチ１３０ｂを形成する過程において、第１の電極１０３の信号入力／出力が便利になるように、第２の電極層１０５の一部（エッジ部分１０５ａ）および圧電層１０４をエッチングして第１の電極層１０３の側のエッジ部分１０３ａを露出させてよい。例えば、第１のパッド１０７ａは、エッジ部分１０３ａに形成してよい。
最後に、図１４を参照して、工程Ｓ０６を実行し、第２の基板２００を提供し、誘電体層１０６の第２の開口１１０ｂ’に第２のキャビティ１１０ｂが形成されるように誘電体層１０６を第２の基板２００に結合する。第２の基板２００は、当業者に知られている任意の適切な基板であり得る。この実施形態において、第２の基板２００の材料は、Ｐ型高抵抗単結晶シリコンである。第２の基板２００と誘電体層１０６との間の結合は、ホットプレス結合によって実現することができ、またはドライフィルム接合によって実現することができる。
本発明の他の実施形態において、第２のトレンチ１３０ｂおよび第２のキャビティを形成するための方法は、
第２の開口１１０ｂ’に第２のトレンチ１３０ｂが形成されるように第２の電極層１０５および圧電層１０４をエッチングすることと、第２の基板２００を提供し、第２の基板２００上に誘電体層１０６を形成し、誘電体層１０６をエッチングして第２の基板２００の一部を露出させることにより、誘電体層１０６に第２の開口１１０ｂ’を形成することと、第２の開口１１０ｂ’が形成された誘電体層１０６と第２のトレンチ１３０ｂが形成された圧電積層構造１２０とを結合させることと、をさらに含む。ここで、第２のトレンチ１３０ｂおよび、第２の開口１１０ｂ’を有する誘電体層１０６を製造するプロセス工程は、時系列に限定されず、当業者は、実際のプロセス条件に従ってそれを実施することができる。
第２の開口１１０ｂ’に第２のトレンチ１３０ｂが形成されるように第２の電極層１０５および圧電層１０４をエッチングすることと、第２の基板２００を提供し、第２の基板２００上に誘電体層１０６を形成し、誘電体層１０６をエッチングして第２の基板２００の一部を露出させることにより、誘電体層１０６に第２の開口１１０ｂ’を形成することと、第２の開口１１０ｂ’が形成された誘電体層１０６と第２のトレンチ１３０ｂが形成された圧電積層構造１２０とを結合させることと、をさらに含む。ここで、第２のトレンチ１３０ｂおよび、第２の開口１１０ｂ’を有する誘電体層１０６を製造するプロセス工程は、時系列に限定されず、当業者は、実際のプロセス条件に従ってそれを実施することができる。
本明細書の各実施形態は、関連する方式で説明され、各実施形態の間の同じまたは類似の部分は、互いに参照され得ることに留意されたい。各実施形態は、他の実施形態との違いを重要点として説明し、特に、構造に関する実施形態につき、基本的に方法の実施形態と同様であるため、その説明は比較的簡単であり、関連部材につき、方法に関する実施形態についての説明を参照されたい。
以上で本発明の各実施形態を説明したが、上記の説明は例示的であり、網羅的ではないので、これらの実施形態に限られるものではない。説明された実施形態の範囲および精神から逸脱しない前提では、多くの修正および変更は、当業者にとって自明なことである。
符号の説明：
１００－第１の基板； ２００－第２の基板； ３００－第３の基板； １２０－圧電積層構造； １３０－トレンチ構造； １０１－支持層； １１０ａ’－第１の開口； １１０ｂ’－第２の開口； １１０ａ－第１のキャビティ； １１０ｂ－第２のキャビティ； １３０ａ－第１のトレンチ； １３０ｂ－第２のトレンチ； １０３－第１の電極／第１の電極層（第１の電極層をパターニングすることにより第１の電極を形成する）； １０３ａ－第１の電極エッジ領域； １０３２－第１の電極共振領域； １０４－圧電層； １０４２－圧電共振領域； １０５－第２の電極／第２の電極層（第２の電極層をパターニングすることにより第２の電極を形成する）； １０５ａ－第２の電極エッジ領域； １０５２－第２の電極共振領域； １０６－誘電体層； １０７ａ－第１のパッド； １０７ａ－第２のパッド； １５０ａ－第１のジョイント部； １５０ｂ－第２のジョイント部； １５０ａ’－第１のジョイント部開口； １５０ｂ’－第２のジョイント部開口； ００１－有効動作領域。
１００－第１の基板； ２００－第２の基板； ３００－第３の基板； １２０－圧電積層構造； １３０－トレンチ構造； １０１－支持層； １１０ａ’－第１の開口； １１０ｂ’－第２の開口； １１０ａ－第１のキャビティ； １１０ｂ－第２のキャビティ； １３０ａ－第１のトレンチ； １３０ｂ－第２のトレンチ； １０３－第１の電極／第１の電極層（第１の電極層をパターニングすることにより第１の電極を形成する）； １０３ａ－第１の電極エッジ領域； １０３２－第１の電極共振領域； １０４－圧電層； １０４２－圧電共振領域； １０５－第２の電極／第２の電極層（第２の電極層をパターニングすることにより第２の電極を形成する）； １０５ａ－第２の電極エッジ領域； １０５２－第２の電極共振領域； １０６－誘電体層； １０７ａ－第１のパッド； １０７ａ－第２のパッド； １５０ａ－第１のジョイント部； １５０ｂ－第２のジョイント部； １５０ａ’－第１のジョイント部開口； １５０ｂ’－第２のジョイント部開口； ００１－有効動作領域。
Claims (15)
- 薄膜バルク音響波共振器であって、
第１の基板と、
第１のキャビティが貫通して形成されるように前記第１の基板に結合された支持層と、
前記第１のキャビティを覆うとともに順次積層された第１の電極、圧電層、および第２の電極を含む圧電積層構造と、
前記第１のキャビティの上方に位置する第２のキャビティが貫通して形成されるように前記圧電積層構造の上に生成された誘電体層と、
前記誘電体層に結合されるとともに前記第２のキャビティを覆う第２の基板と、
前記第１の電極および前記圧電層を貫通するように前記第１のキャビティと前記第２のキャビティとの間に位置する前記圧電積層構造に形成されるとともに前記第１のキャビティと連通する第１のトレンチと、
前記第２の電極および前記圧電層を貫通するように前記第１のキャビティと前記第２のキャビティとの間に位置する前記圧電積層構造に形成されるとともに前記第２のキャビティと連通する第２のトレンチと、を含み
前記第１のトレンチと前記第２のトレンチとによって取り囲まれた領域は、共振器の有効動作領域であり、
前記第１の基板の底面における前記第１のトレンチと前記第２のトレンチとの投影の二つの境界部は、互いに接し、
または、前記二つの境界部には、ギャップが設けられる、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器。 - 請求項１に記載の薄膜バルク音響波共振器であって、
前記有効動作領域は、断面形状が多角形であり、前記多角形の任意の２つの辺が平行しない、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器。 - 請求項１に記載の薄膜バルク音響波共振器であって、
前記第１のトレンチの側壁と前記第２の電極が位置する平面とをなす傾斜角は、９０度より大きく、
前記第２のトレンチの側壁と前記第１の電極が位置する平面とをなす傾斜角は、９０度より大きい、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器。 - 請求項１に記載の薄膜バルク音響波共振器であって、
前記第１の電極と前記支持層との間に配置された絶縁層をさらに含む、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器。 - 請求項１に記載の薄膜バルク音響波共振器であって、
前記圧電層の材料は、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、ジルコン酸鉛またはチタン酸鉛を含む、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器。 - 請求項１に記載の薄膜バルク音響波共振器であって、
前記支持層または前記誘電体層の材料は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムのうちの１つまたはそれらの組み合わせを含む、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器。 - 請求項１に記載の薄膜バルク音響波共振器であって、
前記第１の電極または前記第２の電極の材料は、モリブデン、タングステン、アルミニウム、銅、タンタル、プラチナ、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、クロム、またはチタンのいずれか１つ、またはこれらの金属で形成された積層を含む、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器。 - 薄膜バルク音響波共振器の製造方法であって、
第３の基板を提供することと、
前記第３の基板に順次形成された第２の電極層、圧電層、および第１の電極層を含む圧電積層構造を前記第３の基板に形成することと、
前記圧電積層構造に支持層を形成することと、
前記支持層に前記支持層を貫通する第１のキャビティを形成することと、
前記第１の電極層および前記圧電層を貫通する第１のトレンチを前記第１のキャビティの底に形成することと、
前記支持層に前記第１のキャビティを覆う第１の基板を結合することと、
前記第３の基板を除去することにより露出された表面に誘電体層を形成することと、
前記第１のキャビティの上に位置する第２のキャビティを前記誘電体層に貫通させるように前記誘電体層に形成することと、
前記第１のキャビティの上に位置する第２のトレンチを前記第２の電極層および前記圧電層に貫通させるように前記第２のキャビティの底に形成することと、
前記誘電体層に前記第２のトレンチを覆う第２の基板を結合することと、を含み、
前記第１のトレンチと前記第２のトレンチとによって取り囲まれた領域は、共振器の有効動作領域であり、
前記第１の基板の底面における前記第１のトレンチと前記第２のトレンチとの投影の二つの境界部は、互いに接し、
または、前記二つの境界部には、ギャップが設けられる、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器の製造方法。 - 請求項８に記載の薄膜バルク音響波共振器の製造方法であって、
前記有効動作領域は、断面形状が多角形であり、前記多角形の任意の２つの辺が平行しない、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器の製造方法。 - 請求項８に記載の薄膜バルク音響波共振器の製造方法であって、
前記第１のトレンチの側壁と前記第２の電極層が位置する平面とをなす傾斜角は、９０度より大きく、
前記第２のトレンチの側壁と前記第１の電極層が位置する平面とをなす傾斜角は、９０度より大きい、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器の製造方法。 - 請求項８に記載の薄膜バルク音響波共振器の製造方法であって、
前記第３の基板をエッチングまたは機械的研削によって除去する、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器の製造方法。 - 請求項８に記載の薄膜バルク音響波共振器の製造方法であって、
前記第１のトレンチおよび前記第２のトレンチを形成するための方法は、乾式エッチングを含む、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器の製造方法。 - 請求項８に記載の薄膜バルク音響波共振器の製造方法であって、
前記第１のキャビティまたは前記第２のキャビティを形成するための方法は、湿式エッチングまたは乾式エッチングを含む、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器の製造方法。 - 請求項８に記載の薄膜バルク音響波共振器の製造方法であって、
前記第１の電極層を形成してから、前記支持層を形成する前に、さらに、前記第１の電極層にエッチング停止層を形成することを含む、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器の製造方法。 - 請求項１４に記載の薄膜バルク音響波共振器の製造方法であって、
前記エッチング停止層の材料は、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素を含む、
ことを特徴とする薄膜バルク音響波共振器の製造方法。
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