JPH02888B2 - - Google Patents
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- JPH02888B2 JPH02888B2 JP17627083A JP17627083A JPH02888B2 JP H02888 B2 JPH02888 B2 JP H02888B2 JP 17627083 A JP17627083 A JP 17627083A JP 17627083 A JP17627083 A JP 17627083A JP H02888 B2 JPH02888 B2 JP H02888B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
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- H03H9/174—Membranes
-
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- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
- H03H9/105—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a cover cap mounted on an element forming part of the BAW device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、圧電薄膜共振子に関し、特に半導体
結晶基板を使用した圧電薄膜共振子に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 一般に、電子部品のうち共振子やフイルタ等の
受動素子では、振動部品の長さ、幅あるいは厚み
等の物理的寸法が共振周波数等の部品性能を決定
する重要なフアクターとなつている。しかし、部
品の小型化・高性能化の実現の為には、水晶振動
子の場合の如く研摩技術だけでは圧電基板の厚み
をせいぜい数十μｍ程度とするにとどまり限度が
ある。そこで半導体製造技術がそのまま利用でき
しかも高周波帯域において動作する超小型の圧電
薄膜共振子として、第１図及び第２図に示す様な
中央部が薄肉の形のものが研究されている。例え
ば、1980年IEEEのUltrasonics Symposium論文
集100頁他である。これは、一表面に酸化シリコ
ン薄膜２を形成したシリコン基板１を、他面から
中央部が凹部６のダイヤフラム形に異方性エツチ
ング加し、酸化シリコン薄膜２上に第１の電極
３、圧電膜４及び第２の電極５をそれぞれ形成し
たものである。 その特長としては、厚み縦振動又は厚みすべ
り振動等の電気機械結合係数が比較的大きくなる
振動モードを利用するため、小型化が可能、しか
もフイルタでは広帯域特性が実現しやすい。弾
性ステイフネスに対する温度係数が異符号の複数
材料を組合せて振動部分を構成できるので、温度
特性の良好な共振子が得られる。振動子保持部
に半導体基板を使用するため、トランジスタ等の
能動素子との一体化及び集績化が可能、等が挙げ
られる。 周知の如く、圧電共振子はその使用に際し、周
囲環境からの影響を避ける為、種々の方法により
封止工程が施こされる。さらに、励振用電極には
電圧を印加する為の配線あるいは電気的接続も不
可欠である。 そころが、いわゆるダイヤフラム形と称される
圧電薄膜共振子は構造上いくつかの問題点を有し
ている。まず。第１に振動部分が極めて薄い膜な
ので、薄膜周囲の風圧や薄膜に作用する張力の変
化に対し非常に敏感で機械的歪みを生じやすい。
第２に、厚み振動の結果、振動エネルギは封止気
体に放出されるので、共振時の尖鋭度Ｑが低下す
る。第３に、圧電薄膜としてZnO等の吸湿性のあ
る材料を用いた場合、封止気体中の湿度により経
年変化が生じやすい、等である。第１の問題点に
ついてさらに考察する。一般に振動部分を保持す
る基体の中央部が薄肉の圧電薄膜共振子において
は、振動部分の薄膜に外圧が作用すると形状の変
化が生ずるだけでなく、近似的に薄膜の弾性定数
そのものが静的歪の関数となる。この為、薄膜に
作用する外圧は共振子の共振特性に大きな影響を
及ぼす。 〔発明の目的〕 本発明は、封止工程を施しても共振特性が劣化
する虞れがなく小型でしかも高帯域において動作
する圧電薄膜共振子を提供することを目的とす
る。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するために、本発明においては
半導体結晶基板の中央部を薄肉に形成した振動子
支持体平担面上に、少なくとも圧電膜を含む圧電
体及び振動用電極をそれぞれ形成し、その振動子
支持体を圧電体側から封止する第１の封止体と振
動子支持体との空〓、振動子支持体を裏面側から
封止する第２の封止体と振動子支持体との空〓に
おける各静圧が略等しくなる様に、振動子支持体
のみに若しくは振動子支持体及び第２の封止体に
通気孔を設けた圧電薄膜共振子を提供する。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。尚、図面中同一箇所には同一符号を
付してある。第３図は本発明に係る圧電薄膜共振
子の一例を示す分解斜視図、第４図は同じく分解
断面図である。 半導体結晶基板１は、例えばSi単結晶基板を使
用する。半導体結晶基板１の両面には、例えば
SiO2を主成分とする薄膜（以下、「SiO2系薄膜」
という）２を積層する。これは、圧電薄膜素材の
温度特性を考慮し共振子の温度補償をするため及
び、半導体結晶基板１の加工をここで停止させる
ため積層するものである。SiO2系薄膜２は、例
えばSiO2にリンをドープしたPSG（Phospho
Silicate Glass）やボロンとリンをドープした
BPSG（Boro Phospho Silicate Glass）でも良
い。このSiO2系薄膜２の片面の一部を方形にエ
ツチング加工し、加工したSiO2系薄膜２面側か
ら、Si単結晶基板１を異方性エツチングすること
により、中央部が薄肉である振動子支持体８を形
成している。尚、Si単結晶基板１及び方形加工の
施してない方のSiO2系薄膜２の厚みは、所望す
る共振子の共振周波数と温度特性から定められ、
中央部を薄肉に加工する為使用するエツチング液
に対するエツチング量を考慮して設定される。次
に振動子支持体８の平担面上には第１の電極３が
形成されている。この第１の電極３は圧電体４１
に電圧を印加し励振させるためのものであり、圧
電体４１の形状・配置や圧電薄膜共振子の共振特
性等を考慮して、その形状が定められる。この第
１の電極３は、例えばAl、Cr−Au、Ti−Au等
を電極材料として形成する。一般的に、第１の電
極３を振動子支持体８の平担面上に形成する場
合、第１の電極３の振動部分が、薄肉になつてい
る凹部６の中央に略対向する位置に在るように形
成するのが望ましい。これは、振動部分の厚み振
動のみを利用し、不要振動による影響をなくすた
めである。第１の電極３の励振部上には、圧電膜
を含む圧電体４１が形成される。圧電体４１は、
所望の共振特性により圧電膜と誘電体膜等を組合
せ、多層構造とすることもできる。圧電体４１を
構成する圧電膜は、所望する共振周波数や温度係
数及び電気機械結合係数の大きさ等から材質を決
定される。例えば、ZnO、AlN、CdS等が周知で
ある。これらの中で、特にZnOは電気機械結合係
数が大きく、しかも膜の形成が容易であることか
ら好適である。この圧電体４１の厚みｔ（mm）は、
所望の共振周波数をｆ（Hz）、少なくとも誘圧電膜
を含む圧電体４１の複合振動膜固有の周波数定数
をＮ（Hz・mm）とすればｆ＝Ｎ／ｔなる関係から
おおよそ定められる。圧電体４１の上には第２の
電極５が形成される。 尚、第１の電極３と第２の電極５は必ずしも上
述の実施例の如く、圧電体４１の上下にある必要
はない。即ち、圧電体４１を励振させるため圧電
体４１の構造等に応じて配置・形成するからであ
る。第２の電極は第１の電極３と同じ材質で造る
ことができる。振動子支持体８には、半導体結晶
基板の厚み方向に沿つて気体が通りうる通気孔７
が設けてある。通気孔７は、圧電薄膜共振子の振
動部分に影響を与えない位置に設けるのが望まし
い。通気孔７は、半導体結晶基板１の中央部を薄
肉に加工したと同様に異方性エツチング法で形成
してもよく、あるいはレーザ加工法で形成しても
よい。尚、第３図、第４図においては通気孔７を
異方性エツチング法により加工した場合を示して
いる。同様の効果が得られればこの通気孔７は、
振動子支持体８だけに限らず、第２の封止体にも
凸部もしくは溝等によつて形成して差し支えな
い。 平担面上に各電極３，５や圧電体４１が形成さ
れ、通気孔７が設けられた振動子支持体８は、第
１の封止体９と第２の封止体１０により封止さ
れ、外界等からの影響を少なくすることができ
る。第１の封止体９は、各電極３，５の励振部分
及び圧電体４１のいずれにも接触しないように空
〓をもつて、振動子支持体８を圧電体４１側から
封止する。振動部分に触れていると共振子の共振
特性が劣化するからである。この為、第１の封止
体９には、振動子支持体８に対向する面に凹部１
１を形成するのが望ましい。該凹部１１の大きさ
は通気孔７をふさぐことのないように決められて
いる。同様に、第２の封止体１０は振動子支持体
８の薄肉部に接触しないように振動子支持体８の
凹部６側から封止する。この第２の封止体１０
は、振動子支持体８を支持する役目も果たすこと
ができる。尚、この第２の封止体１０は封止の際
に通気孔７をふさぐおそれがなければ、凹部１２
は必ずしも必要ではない。また、凹部１２を設け
る場合であつても、その大きさは第１の封止体９
の凹部１１と同寸法である必要はない。しかし、
各封止体９，１０を同一形状・同一寸法で製作す
れば生産効率等の点で有利である。さらに、各封
止体９，１０の製作に際し、振動子支持体８と同
種の半導体結晶基板、例えばSi基板を使用すれ
ば、共振子全体の熱膨張係数を全ての方向で一致
させることができるので、温度変化に強い共振子
が得られる。これら各封止体９，１０の実際の封
止は、接着あるいは溶着により行うことができ
る。各封止体９，１０を通気孔７に対し上述の如
く構成するから、振動子支持体８を封止しても、
振動子支持体８の振動部分の上側と下側とにおけ
る静圧を略等しく保つことができる。尚、各封止
体９，１０を接着する場合には注意を要する点が
ある。即ち、接着時に余分の接着剤が振動子支持
体８の凹部６に流入して、振動部分に付着しない
ようにしなければならない。共振特性が変化して
しまうからである。ところが、高周波用共振子で
あることから振動部分の厚さも数十μｍ以下とな
り外形寸法が小さく、微量の接着剤量であつても
係る弊害の生じないようにするのは難しい。した
がつて、接着により封止作業をする場合には、余
分な接着剤の取扱いについて考慮しなければなら
ない。そこで、この実施例においては、振動子支
持体８が第２の封止体１０と相接する位置に少な
くとも接着剤が入り込める空〓部として、溝１４
を振動子支持体８に形成している。 したがつて、接着時の余分な接着剤はこの溝１
４に入り込むので、振動部分に悪影響を及ぼすこ
となく接着作業を良好に行うことができる。この
溝１４は振動子支持体８だけでなく、第１の封止
体９あるいは第２の封止体１０に設けることもで
きる。また、余分な接着剤が入り込める空〓であ
ればよいから溝に限られない。例えば、第２の封
止体１０が振動子支持体８に接する位置におい
て、第２の封止体１０に凸部又は凹部を形成して
も良い。 周囲の影響から、圧電体４１、各電極３，５等
の振動部分をさらに保護しなければならない場合
がある。このような場合、真空封止や水分を含ま
ない高純度不活性ガス封入が有効である。この為
この実施例では第２の封止体１０に厚さ方向に気
体の通る排気孔１３を形成している。例えば、真
空封止作業は次の要領で行う。まず、排気孔１３
を形成した第２の封止体１０と第１の封止体９と
で振動子支持体８をパツケージングする。それを
真空装置に入れ、排気孔１３を通して内部を真空
にする。その後排気孔１３をハンダ等で封じるこ
とによつて容易に真空封止を行うことができる。
このようにすれば、大気中の湿度による悪影響等
を除去することができる。この実施例では排気孔
１３を第２の封止体１０に形成しているが、第１
の封止体９に形成しても良い。また、排気孔１３
を封じる前に、例えば水分を殆んど含まあい高純
度不活性ガス等を封入し、その後排気孔１３を閉
じれば理想的なガス封止ができる。これらの場
合、圧電体４１等の振動部分の上側と下側とで
は、通気孔７を通つて空気が略均一に排気され
る。この為、振動部分の上側と下側とでは作用す
る静圧も略均一である。したがつて、封止工程を
施こしても圧電体４１等の振動部分に歪を生ぜし
める虞れがない。このことは、真空状態にした後
不活性ガスを封入する場合も同様である。尚、排
気孔１３は通気孔７や振動部分から離れた位置に
形成するのが望ましい。これは、排気孔１３の封
止時にハンダ等の封止材料の飛散により、通気孔
７がふさがれたり振動部分が汚染され尖鋭度Ｑの
低下の虞れがあるからである。 次に本発明の他の実施例について説明する。第
５図は圧電薄膜共振子を振動子支持体の凹部から
見た斜視図であり、第６図はその構成を示す断面
図である。尚、各封止体９，１０については省略
している。ここで通気孔７は、半導体結晶基板１
の圧電体４１側から該基板１の厚さ方向に設けら
れ、しかも該基板１の裏面近くではダイヤフラム
形の凹部６まで延びている。１５は通気孔７が凹
部６まで及んでいる箇所を示している。 この実施例における通気孔７は、凹部６を形成
する際の方形の穴明け加工時に併せて適当な幅の
溝を形成しておくことにより、半導体結晶基板１
の異方性エツチングと同一の工程で形成すること
ができる。したがつて、工程数を特に増やす必要
はなく生産性にも優れている。この実施例におい
ては、平板状の第２の封止体１０で封止しても振
動子支持体８の凹部６と通気孔７は連通している
為、振動部分の上側と下側とにおける静圧を等し
くすることができる。さらに第７図は、本発明の
別の他の実施例を示す斜視図である。ここでは、
通気孔７を、圧電体４１上において第１の電極
３、第２の電極５を避けた部分、即ち直接的には
振動に寄与しない部分に形成している。この実施
例によれば、製作工程は増すが振動部分の形状が
変わるため振動モード成分の漏洩による悪影響を
少なくすることができる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、圧電体及び電極を形成した振
動子支持体のみに、若しくはこの振動子支持体及
び第２の封止体に気体等が通る通気孔を形成して
いる。したがつて、振動部分の上側と下側とで静
圧が等しくなり振動部分に歪みを生ぜしめること
なく封止することができる。さらに接着により封
止する場合余分な接着剤の入り込む空〓部を振動
子支持体もしくは封止体に形成している。この
為、余分な接着剤が振動部分に付着する虞れがな
く封止工程を施こすことができる。
結晶基板を使用した圧電薄膜共振子に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 一般に、電子部品のうち共振子やフイルタ等の
受動素子では、振動部品の長さ、幅あるいは厚み
等の物理的寸法が共振周波数等の部品性能を決定
する重要なフアクターとなつている。しかし、部
品の小型化・高性能化の実現の為には、水晶振動
子の場合の如く研摩技術だけでは圧電基板の厚み
をせいぜい数十μｍ程度とするにとどまり限度が
ある。そこで半導体製造技術がそのまま利用でき
しかも高周波帯域において動作する超小型の圧電
薄膜共振子として、第１図及び第２図に示す様な
中央部が薄肉の形のものが研究されている。例え
ば、1980年IEEEのUltrasonics Symposium論文
集100頁他である。これは、一表面に酸化シリコ
ン薄膜２を形成したシリコン基板１を、他面から
中央部が凹部６のダイヤフラム形に異方性エツチ
ング加し、酸化シリコン薄膜２上に第１の電極
３、圧電膜４及び第２の電極５をそれぞれ形成し
たものである。 その特長としては、厚み縦振動又は厚みすべ
り振動等の電気機械結合係数が比較的大きくなる
振動モードを利用するため、小型化が可能、しか
もフイルタでは広帯域特性が実現しやすい。弾
性ステイフネスに対する温度係数が異符号の複数
材料を組合せて振動部分を構成できるので、温度
特性の良好な共振子が得られる。振動子保持部
に半導体基板を使用するため、トランジスタ等の
能動素子との一体化及び集績化が可能、等が挙げ
られる。 周知の如く、圧電共振子はその使用に際し、周
囲環境からの影響を避ける為、種々の方法により
封止工程が施こされる。さらに、励振用電極には
電圧を印加する為の配線あるいは電気的接続も不
可欠である。 そころが、いわゆるダイヤフラム形と称される
圧電薄膜共振子は構造上いくつかの問題点を有し
ている。まず。第１に振動部分が極めて薄い膜な
ので、薄膜周囲の風圧や薄膜に作用する張力の変
化に対し非常に敏感で機械的歪みを生じやすい。
第２に、厚み振動の結果、振動エネルギは封止気
体に放出されるので、共振時の尖鋭度Ｑが低下す
る。第３に、圧電薄膜としてZnO等の吸湿性のあ
る材料を用いた場合、封止気体中の湿度により経
年変化が生じやすい、等である。第１の問題点に
ついてさらに考察する。一般に振動部分を保持す
る基体の中央部が薄肉の圧電薄膜共振子において
は、振動部分の薄膜に外圧が作用すると形状の変
化が生ずるだけでなく、近似的に薄膜の弾性定数
そのものが静的歪の関数となる。この為、薄膜に
作用する外圧は共振子の共振特性に大きな影響を
及ぼす。 〔発明の目的〕 本発明は、封止工程を施しても共振特性が劣化
する虞れがなく小型でしかも高帯域において動作
する圧電薄膜共振子を提供することを目的とす
る。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するために、本発明においては
半導体結晶基板の中央部を薄肉に形成した振動子
支持体平担面上に、少なくとも圧電膜を含む圧電
体及び振動用電極をそれぞれ形成し、その振動子
支持体を圧電体側から封止する第１の封止体と振
動子支持体との空〓、振動子支持体を裏面側から
封止する第２の封止体と振動子支持体との空〓に
おける各静圧が略等しくなる様に、振動子支持体
のみに若しくは振動子支持体及び第２の封止体に
通気孔を設けた圧電薄膜共振子を提供する。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。尚、図面中同一箇所には同一符号を
付してある。第３図は本発明に係る圧電薄膜共振
子の一例を示す分解斜視図、第４図は同じく分解
断面図である。 半導体結晶基板１は、例えばSi単結晶基板を使
用する。半導体結晶基板１の両面には、例えば
SiO2を主成分とする薄膜（以下、「SiO2系薄膜」
という）２を積層する。これは、圧電薄膜素材の
温度特性を考慮し共振子の温度補償をするため及
び、半導体結晶基板１の加工をここで停止させる
ため積層するものである。SiO2系薄膜２は、例
えばSiO2にリンをドープしたPSG（Phospho
Silicate Glass）やボロンとリンをドープした
BPSG（Boro Phospho Silicate Glass）でも良
い。このSiO2系薄膜２の片面の一部を方形にエ
ツチング加工し、加工したSiO2系薄膜２面側か
ら、Si単結晶基板１を異方性エツチングすること
により、中央部が薄肉である振動子支持体８を形
成している。尚、Si単結晶基板１及び方形加工の
施してない方のSiO2系薄膜２の厚みは、所望す
る共振子の共振周波数と温度特性から定められ、
中央部を薄肉に加工する為使用するエツチング液
に対するエツチング量を考慮して設定される。次
に振動子支持体８の平担面上には第１の電極３が
形成されている。この第１の電極３は圧電体４１
に電圧を印加し励振させるためのものであり、圧
電体４１の形状・配置や圧電薄膜共振子の共振特
性等を考慮して、その形状が定められる。この第
１の電極３は、例えばAl、Cr−Au、Ti−Au等
を電極材料として形成する。一般的に、第１の電
極３を振動子支持体８の平担面上に形成する場
合、第１の電極３の振動部分が、薄肉になつてい
る凹部６の中央に略対向する位置に在るように形
成するのが望ましい。これは、振動部分の厚み振
動のみを利用し、不要振動による影響をなくすた
めである。第１の電極３の励振部上には、圧電膜
を含む圧電体４１が形成される。圧電体４１は、
所望の共振特性により圧電膜と誘電体膜等を組合
せ、多層構造とすることもできる。圧電体４１を
構成する圧電膜は、所望する共振周波数や温度係
数及び電気機械結合係数の大きさ等から材質を決
定される。例えば、ZnO、AlN、CdS等が周知で
ある。これらの中で、特にZnOは電気機械結合係
数が大きく、しかも膜の形成が容易であることか
ら好適である。この圧電体４１の厚みｔ（mm）は、
所望の共振周波数をｆ（Hz）、少なくとも誘圧電膜
を含む圧電体４１の複合振動膜固有の周波数定数
をＮ（Hz・mm）とすればｆ＝Ｎ／ｔなる関係から
おおよそ定められる。圧電体４１の上には第２の
電極５が形成される。 尚、第１の電極３と第２の電極５は必ずしも上
述の実施例の如く、圧電体４１の上下にある必要
はない。即ち、圧電体４１を励振させるため圧電
体４１の構造等に応じて配置・形成するからであ
る。第２の電極は第１の電極３と同じ材質で造る
ことができる。振動子支持体８には、半導体結晶
基板の厚み方向に沿つて気体が通りうる通気孔７
が設けてある。通気孔７は、圧電薄膜共振子の振
動部分に影響を与えない位置に設けるのが望まし
い。通気孔７は、半導体結晶基板１の中央部を薄
肉に加工したと同様に異方性エツチング法で形成
してもよく、あるいはレーザ加工法で形成しても
よい。尚、第３図、第４図においては通気孔７を
異方性エツチング法により加工した場合を示して
いる。同様の効果が得られればこの通気孔７は、
振動子支持体８だけに限らず、第２の封止体にも
凸部もしくは溝等によつて形成して差し支えな
い。 平担面上に各電極３，５や圧電体４１が形成さ
れ、通気孔７が設けられた振動子支持体８は、第
１の封止体９と第２の封止体１０により封止さ
れ、外界等からの影響を少なくすることができ
る。第１の封止体９は、各電極３，５の励振部分
及び圧電体４１のいずれにも接触しないように空
〓をもつて、振動子支持体８を圧電体４１側から
封止する。振動部分に触れていると共振子の共振
特性が劣化するからである。この為、第１の封止
体９には、振動子支持体８に対向する面に凹部１
１を形成するのが望ましい。該凹部１１の大きさ
は通気孔７をふさぐことのないように決められて
いる。同様に、第２の封止体１０は振動子支持体
８の薄肉部に接触しないように振動子支持体８の
凹部６側から封止する。この第２の封止体１０
は、振動子支持体８を支持する役目も果たすこと
ができる。尚、この第２の封止体１０は封止の際
に通気孔７をふさぐおそれがなければ、凹部１２
は必ずしも必要ではない。また、凹部１２を設け
る場合であつても、その大きさは第１の封止体９
の凹部１１と同寸法である必要はない。しかし、
各封止体９，１０を同一形状・同一寸法で製作す
れば生産効率等の点で有利である。さらに、各封
止体９，１０の製作に際し、振動子支持体８と同
種の半導体結晶基板、例えばSi基板を使用すれ
ば、共振子全体の熱膨張係数を全ての方向で一致
させることができるので、温度変化に強い共振子
が得られる。これら各封止体９，１０の実際の封
止は、接着あるいは溶着により行うことができ
る。各封止体９，１０を通気孔７に対し上述の如
く構成するから、振動子支持体８を封止しても、
振動子支持体８の振動部分の上側と下側とにおけ
る静圧を略等しく保つことができる。尚、各封止
体９，１０を接着する場合には注意を要する点が
ある。即ち、接着時に余分の接着剤が振動子支持
体８の凹部６に流入して、振動部分に付着しない
ようにしなければならない。共振特性が変化して
しまうからである。ところが、高周波用共振子で
あることから振動部分の厚さも数十μｍ以下とな
り外形寸法が小さく、微量の接着剤量であつても
係る弊害の生じないようにするのは難しい。した
がつて、接着により封止作業をする場合には、余
分な接着剤の取扱いについて考慮しなければなら
ない。そこで、この実施例においては、振動子支
持体８が第２の封止体１０と相接する位置に少な
くとも接着剤が入り込める空〓部として、溝１４
を振動子支持体８に形成している。 したがつて、接着時の余分な接着剤はこの溝１
４に入り込むので、振動部分に悪影響を及ぼすこ
となく接着作業を良好に行うことができる。この
溝１４は振動子支持体８だけでなく、第１の封止
体９あるいは第２の封止体１０に設けることもで
きる。また、余分な接着剤が入り込める空〓であ
ればよいから溝に限られない。例えば、第２の封
止体１０が振動子支持体８に接する位置におい
て、第２の封止体１０に凸部又は凹部を形成して
も良い。 周囲の影響から、圧電体４１、各電極３，５等
の振動部分をさらに保護しなければならない場合
がある。このような場合、真空封止や水分を含ま
ない高純度不活性ガス封入が有効である。この為
この実施例では第２の封止体１０に厚さ方向に気
体の通る排気孔１３を形成している。例えば、真
空封止作業は次の要領で行う。まず、排気孔１３
を形成した第２の封止体１０と第１の封止体９と
で振動子支持体８をパツケージングする。それを
真空装置に入れ、排気孔１３を通して内部を真空
にする。その後排気孔１３をハンダ等で封じるこ
とによつて容易に真空封止を行うことができる。
このようにすれば、大気中の湿度による悪影響等
を除去することができる。この実施例では排気孔
１３を第２の封止体１０に形成しているが、第１
の封止体９に形成しても良い。また、排気孔１３
を封じる前に、例えば水分を殆んど含まあい高純
度不活性ガス等を封入し、その後排気孔１３を閉
じれば理想的なガス封止ができる。これらの場
合、圧電体４１等の振動部分の上側と下側とで
は、通気孔７を通つて空気が略均一に排気され
る。この為、振動部分の上側と下側とでは作用す
る静圧も略均一である。したがつて、封止工程を
施こしても圧電体４１等の振動部分に歪を生ぜし
める虞れがない。このことは、真空状態にした後
不活性ガスを封入する場合も同様である。尚、排
気孔１３は通気孔７や振動部分から離れた位置に
形成するのが望ましい。これは、排気孔１３の封
止時にハンダ等の封止材料の飛散により、通気孔
７がふさがれたり振動部分が汚染され尖鋭度Ｑの
低下の虞れがあるからである。 次に本発明の他の実施例について説明する。第
５図は圧電薄膜共振子を振動子支持体の凹部から
見た斜視図であり、第６図はその構成を示す断面
図である。尚、各封止体９，１０については省略
している。ここで通気孔７は、半導体結晶基板１
の圧電体４１側から該基板１の厚さ方向に設けら
れ、しかも該基板１の裏面近くではダイヤフラム
形の凹部６まで延びている。１５は通気孔７が凹
部６まで及んでいる箇所を示している。 この実施例における通気孔７は、凹部６を形成
する際の方形の穴明け加工時に併せて適当な幅の
溝を形成しておくことにより、半導体結晶基板１
の異方性エツチングと同一の工程で形成すること
ができる。したがつて、工程数を特に増やす必要
はなく生産性にも優れている。この実施例におい
ては、平板状の第２の封止体１０で封止しても振
動子支持体８の凹部６と通気孔７は連通している
為、振動部分の上側と下側とにおける静圧を等し
くすることができる。さらに第７図は、本発明の
別の他の実施例を示す斜視図である。ここでは、
通気孔７を、圧電体４１上において第１の電極
３、第２の電極５を避けた部分、即ち直接的には
振動に寄与しない部分に形成している。この実施
例によれば、製作工程は増すが振動部分の形状が
変わるため振動モード成分の漏洩による悪影響を
少なくすることができる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、圧電体及び電極を形成した振
動子支持体のみに、若しくはこの振動子支持体及
び第２の封止体に気体等が通る通気孔を形成して
いる。したがつて、振動部分の上側と下側とで静
圧が等しくなり振動部分に歪みを生ぜしめること
なく封止することができる。さらに接着により封
止する場合余分な接着剤の入り込む空〓部を振動
子支持体もしくは封止体に形成している。この
為、余分な接着剤が振動部分に付着する虞れがな
く封止工程を施こすことができる。
第１図は従来の圧電薄膜共振子を示す斜視図、
第２図は従来の圧電薄膜共振子の構成を示すもの
で第１図のＡ−A′における断面図、第３図は本
発明の一実施例に係る圧電薄膜共振子を示す分解
斜視図、第４図は本発明の一実施例に係る圧電薄
膜共振子の分解断面図、第５図は本発明の他の実
施例に係る圧電薄膜共振子を裏面から見た斜視
図、第６図は本発明の他の実施例に係る圧電薄膜
共振子の断面図、第７図は別の他の実施例に係る
圧電薄膜共振子の斜視図である。 １……半導体結晶基板、３……第１の電極、４
……圧電膜、５……第２の電極、７……通気孔、
８……振動子支持体、９……第１の封止体、１０
……第２の封止体、４１……圧電体。
第２図は従来の圧電薄膜共振子の構成を示すもの
で第１図のＡ−A′における断面図、第３図は本
発明の一実施例に係る圧電薄膜共振子を示す分解
斜視図、第４図は本発明の一実施例に係る圧電薄
膜共振子の分解断面図、第５図は本発明の他の実
施例に係る圧電薄膜共振子を裏面から見た斜視
図、第６図は本発明の他の実施例に係る圧電薄膜
共振子の断面図、第７図は別の他の実施例に係る
圧電薄膜共振子の斜視図である。 １……半導体結晶基板、３……第１の電極、４
……圧電膜、５……第２の電極、７……通気孔、
８……振動子支持体、９……第１の封止体、１０
……第２の封止体、４１……圧電体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体結晶基板の一面に凹部を形成すること
により中央部を薄肉に形成した振動子支持体と、
この振動子支持体の薄肉部に配置され少なくとも
圧電薄膜を含んで形成した圧電体と、この圧電体
を励振させる電極と、この電極の各励振部分及び
前記圧電体のいずれにも触れないように空〓をも
つて、前記振動子支持体を前記圧電体側から封止
する第１の封止体と、前記振動子支持体の薄肉部
に触れないように、振動子支持体を裏面側から封
止する第２の封止体と、前記振動子支持体の振動
部分を境界として、少なくとも第２の封止体側の
空〓における静圧が第１の封止体側の空〓におけ
る静圧と略等しくなるように、前記振動子支持体
のみに若しくは、前記振動子支持体及び前記第２
の封止体に設けた通気孔から成る圧電薄膜共振
子。 ２ 通気孔を、振動子支持体の肉厚部から凹部内
側に渡つて設けた特許請求の範囲第１項記載の圧
電薄膜共振子。 ３ 圧電体を貫通し振動子支持体の薄肉部であつ
て且つ電極から離れた位置に通気孔を設けた特許
請求の範囲第１項記載の圧電薄膜共振子。 ４ 振動子支持体が第１の封止体と第２の封止体
のいずれかと相接する位置において、少なくとも
接着剤が入り込める空隙部を設けた特許請求の範
囲第１項記載の圧電薄膜共振子。 ５ 第１の封止体もしくは第２の封止体に排気孔
を設けた特許請求の範囲第１項記載の圧電薄膜共
振子。 ６ 第１の封止体と第２の封止体の少なくとも一
方が振動子支持体と同一の半導体結晶基板から成
る特許請求の範囲第１項記載の圧電薄膜共振子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17627083A JPS6068710A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 圧電薄膜共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17627083A JPS6068710A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 圧電薄膜共振子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6068710A JPS6068710A (ja) | 1985-04-19 |
| JPH02888B2 true JPH02888B2 (ja) | 1990-01-09 |
Family
ID=16010631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17627083A Granted JPS6068710A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 圧電薄膜共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6068710A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0531491U (ja) * | 1991-09-27 | 1993-04-23 | アイワ株式会社 | インナーイヤヘツドホン |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728003B2 (ja) * | 1986-11-10 | 1995-03-29 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜ハイブリツドｉｃ |
| WO1998052280A1 (fr) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif a couche mince piezo-electrique |
| US7242130B2 (en) | 2003-11-07 | 2007-07-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric device, antenna duplexer, and method of manufacturing piezoelectric resonators used therefor |
| US7113055B2 (en) | 2003-11-07 | 2006-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric resonator, method of manufacturing piezoelectric resonator, and filter, duplexer, and communication device using piezoelectric resonator |
| US7230367B2 (en) | 2003-11-07 | 2007-06-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric resonator, production method thereof, filter, duplexer, and communication device |
| JP5128981B2 (ja) * | 2007-07-25 | 2013-01-23 | 日本碍子株式会社 | 圧電／電歪アクチュエータ及び圧電／電歪アクチュエータの製造方法 |
| WO2010007805A1 (ja) * | 2008-07-17 | 2010-01-21 | 株式会社 村田製作所 | 分波器 |
| JP2010035059A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Tdk Corp | 電子デバイス |
| JP5168568B2 (ja) * | 2008-09-01 | 2013-03-21 | Ｔｄｋ株式会社 | 薄膜バルク波共振器 |
| JP2017046225A (ja) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | 株式会社ディスコ | Ｂａｗデバイス及びｂａｗデバイスの製造方法 |
| WO2022080433A1 (ja) * | 2020-10-14 | 2022-04-21 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 |
-
1983
- 1983-09-26 JP JP17627083A patent/JPS6068710A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0531491U (ja) * | 1991-09-27 | 1993-04-23 | アイワ株式会社 | インナーイヤヘツドホン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6068710A (ja) | 1985-04-19 |
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