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技術 薄膜弾性波共振器装置の製造方法、薄膜弾性波共振器装置、薄膜弾性波フィルタ、薄膜弾性波デバイスおよび共用器

出願人 松下電器産業株式会社
発明者 山川岳彦中塚宏中村弘幸大西慶治石崎俊雄
出願日 2003年11月18日 (15年8ヶ月経過) 出願番号 2003-388365
公開日 2005年6月9日 (14年1ヶ月経過) 公開番号 2005-151353
状態 未査定
技術分野 弾性表面波素子とその回路網 圧電・機械振動子,遅延・フィルタ回路
主要キーワード 負荷電極 周波数調整範囲 本発明薄膜 共振器周波数 質量負荷 Rxフィルタ ピラミッド形状 弾性波デバイス
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

歩留まりが向上するように改良された薄膜弾性波共振器の製造方法を提供する。

解決手段

基板41を貫通する第1のキャビティ42の上に、第1のキャビティ42を跨ぐように、第1の下部電極層22、第1の圧電体層23、第1の上部電極層24の順に積層された第1の薄膜弾性波共振器21と、基板41を貫通する第2のキャビティ43の上に、第2のキャビティ43を跨ぐように、第2の下部電極層32、第2の圧電体層33、第2の上部電極層34の順に積層された第2の薄膜弾性波共振器31とを少なくとも有する薄膜弾性波共振器装置に対して、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数モニタリングしながら、基板41の裏面側から、第1のキャビティ42を利用して、第1の下部電極層22の基板41側の面の基板41に接していない部分22uをエッチングして掘り下げて、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数を調整する工程を備えた。

概要

背景

携帯機器等の電子機器に内蔵される部品は、より小型化、軽量化されることが要求されている。例えば、携帯機器に使われているフィルタでは、小型であり、かつ周波数特性が精密に調整されることが要求される。

これらの要求を満たすフィルタの1つとして、薄膜弾性波共振器を用いたフィルタが知られている。

図10(A)は、従来の薄膜弾性波共振器の断面図を示している。

基板5の上に、薄膜弾性波共振器10が設けられている。そして、薄膜弾性波共振器10は、圧電体層1と、その上下に上部電極層2と下部電極層3を有している。基板5を貫通するキャビティ4が、下部電極層3の一部を露出させるように設けられている。基板5中にキャビティ4を設けているのは、薄膜弾性波共振器10の自由振動を確保するためである。

図10(B)は、薄膜弾性波共振器10の動作を説明するための概略的な斜視図である。

薄膜弾性波共振器10は、上部電極層2と下部電極層3の間に電界が加えられると、圧電体層1で電気エネルギー機械エネルギーに変換される。この機械エネルギーは厚さ方向伸び振動であり、電界と同じ方向に伸び縮みを行う。これにより、薄膜弾性波共振器10は、電子的な共振器として機能する。

さて、このような薄膜弾性波共振器は、製造工程において、複数個、一枚の基板の上に同時に形成される。その時、例えば、基板の中央部で形成された薄膜弾性波共振器と基板の中央部から離れた所に形成された薄膜弾性波共振器は、共振周波数が異なって形成される場合がある。すなわち、企図した同一の共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が基板上でいつも均一に得られるとは限らない。しかし、一枚の基板のどの部分からも、企図した同一の共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られることが、歩留まりの点で好ましい。

また、本発明が他の局面において関連する薄膜弾性波フィルタの設計では、それぞれ異なる共振周波数を備えた2つ以上の共振器を用いることが一般的であり、同一基板上に、異なる共振周波数の複数の共振器を配置し、薄膜弾性波フィルタを形成させる場合がある。

図11(A)は、これに関連する第1の従来例に係る薄膜弾性波フィルタの断面図を示している(例えば、特許文献1参照)。

基板5の表面に、キャビティ4aおよび4bが設けられている。基板5上に、キャビティ4aを跨るように第1の薄膜弾性波共振器14が設けられ、キャビティ4bを跨るように第2の薄膜弾性波共振器15が設けられている。第1の薄膜弾性波共振器14は、キャビティ4aに跨る下部電極層3aを備える。第2の薄膜弾性波共振器15は、キャビティ4bに跨る下部電極層3bを備える。そして、下部電極層3a、3bを覆うように圧電体層1が設けられている。

第1の薄膜弾性波共振器14では、圧電体層1の上に追加的に追加圧電体層13が設けられている。そして、第1の薄膜弾性波共振器14では、追加圧電体層13の上に上部電極層2aが設けられ、第2の薄膜弾性波共振器15では、圧電体層1の上に上部電極層2bが設けられている。追加的に設けられた追加圧電体層13の厚み分、第1の薄膜弾性波共振器14の厚みは、第2の薄膜弾性波共振器15の厚みより厚くなり、かつ質量負荷される。したがって、第1の薄膜弾性波共振器14は、第2の薄膜弾性波共振器15の共振周波数よりも低い共振周波数を有するようになり、フィルタが構成される。

図11(B)は、第2の従来例に係るフィルタの断面図を示している(例えば、特許文献2参照)。ここで、図11(A)に示すフィルタと同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

この第2の従来例では、第1の薄膜弾性波共振器14において、下部電極層3aを形成する前に底部負荷電極3dを形成し、その後、底部負荷電極3dを覆うように下部電極層3aを形成している。底部負荷電極3dを追加的に設けることにより、第1の薄膜弾性波共振器14は、第2の薄膜弾性波共振器15の共振器周波数よりも低い共振周波数を有するようになり、フィルタが構成される。

図11(C)は、第3の従来例に係るフィルタの断面図を示している(例えば、特許文献3参照)。ここでも、図11(A)に示すフィルタと同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

この第3の従来例では、第1の薄膜弾性波共振器14において、上部電極層2aの上に負荷電極2dを形成している。負荷電極2dを追加的に設けることにより、第1の薄膜弾性波共振器14は、第2の薄膜弾性波共振器15の共振周波数よりも低い共振周波数を有するようになり、フィルタが構成される。

従来の薄膜弾性波共振器は以上のように構成されており、一枚の基板のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器を得られることが要望されている。
特開2002−299979号公報
特開2002−299980号公報
特開2002−335141号公報

概要

歩留まりが向上するように改良された薄膜弾性波共振器の製造方法を提供する。基板41を貫通する第1のキャビティ42の上に、第1のキャビティ42を跨ぐように、第1の下部電極層22、第1の圧電体層23、第1の上部電極層24の順に積層された第1の薄膜弾性波共振器21と、基板41を貫通する第2のキャビティ43の上に、第2のキャビティ43を跨ぐように、第2の下部電極層32、第2の圧電体層33、第2の上部電極層34の順に積層された第2の薄膜弾性波共振器31とを少なくとも有する薄膜弾性波共振器装置に対して、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数をモニタリングしながら、基板41の裏面側から、第1のキャビティ42を利用して、第1の下部電極層22の基板41側の面の基板41に接していない部分22uをエッチングして掘り下げて、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数を調整する工程を備えた。

目的

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、一枚の基板のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られる、薄膜弾性波共振器装置の製造方法及び薄膜弾性波共振器装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

基板を貫通する第1のキャビティの上に、前記第1のキャビティを跨ぐように、第1の下部電極層、第1の圧電体層、第1の上部電極層の順に積層された第1の薄膜弾性波共振器と、前記基板を貫通する第2のキャビティの上に、前記第2のキャビティを跨ぐように、第2の下部電極層、第2の圧電体層、第2の上部電極層の順に積層された第2の薄膜弾性波共振器とを少なくとも有する薄膜弾性波共振器装置に対して、前記第1の薄膜弾性波共振器の共振周波数モニタリングしながら、前記基板の裏面側から、前記第1のキャビティを利用して、前記第1の下部電極層の前記基板側の面の、前記基板に接していない部分をエッチングして掘り下げて、前記第1の薄膜弾性波共振器の共振周波数を調整する工程を備えた、薄膜弾性波共振器装置の製造方法。

請求項2

さらに、前記第2の薄膜弾性波共振器の共振周波数をモニタリングしながら、前記基板の裏面側から、前記第2のキャビティを利用して、前記第2の下部電極層の前記基板側の面の、前記基板に接していない部分をエッチングして掘り下げて、前記第2の薄膜弾性波共振器の共振周波数を調整する工程を備えた、請求項1に記載の薄膜弾性波共振器装置の製造方法。

請求項3

前記第1の下部電極層は、前記第2の下部電極層とは、同じエッチング方法を用いてもエッチング速度が異なる材質である、請求項1または2に記載の薄膜弾性波共振器装置の製造方法。

請求項4

前記第1の下部電極層は、前記基板側から順に、第1の周波数調整層、第1の下部電極要素の2つの層で形成されており、前記第1の周波数調整層は、前記第2の下部電極層とは、同じエッチング方法を用いてもエッチング速度が異なる材質である、請求項3に記載の薄膜弾性波共振器装置の製造方法。

請求項5

前記第2の下部電極層は、前記基板側から順に、第2の周波数調整層、第2の下部電極要素の2つの層で形成されており、前記第2の周波数調整層は、前記第1の周波数調整層とは、同じエッチング方法を用いてもエッチング速度が異なる材質である、請求項4に記載の薄膜弾性波共振器装置の製造方法。

請求項6

基板上に形成された前記基板を貫通しない第1のキャビティの上に、前記第1のキャビティを跨ぐように、第1の下部電極層、第1の圧電体層、第1の上部電極層の順に積層された第1の薄膜弾性波共振器と、前記基板上に形成された前記基板を貫通しない第2のキャビティの上に、前記第2のキャビティを跨ぐように、第2の下部電極層、第2の圧電体層、第2の上部電極層の順に積層された第2の薄膜弾性波共振器とを少なくとも有し、前記第1のキャビティの一部が前記第1の下部電極層によって塞がれることなく外部に露出している、薄膜弾性波共振器装置に対して、前記第1の薄膜弾性波共振器の共振周波数をモニタリングしながら、外部に露出している前記第1のキャビティの前記一部を利用して、前記第1の下部電極層の前記基板側の面の前記基板に接していない部分をエッチングして掘り下げて、前記第1の薄膜弾性波共振器の共振周波数を調整する工程を備えた、薄膜弾性波共振器装置の製造方法。

請求項7

第1のキャビティおよび第2のキャビティが表面に形成された基板と、前記基板上に、前記第1のキャビティを跨ぐように、第1の下部電極層、第1の圧電体層、第1の上部電極層の順に積層された第1の薄膜弾性波共振器と、前記基板上に、前記第2のキャビティを跨ぐように、第2の下部電極層、第2の圧電体層、第2の上部電極層の順に積層された第2の薄膜弾性波共振器とを備えた薄膜弾性波共振器装置において、前記第1の下部電極層は、前記第1のキャビティと接する部分が、前記基板と接している面よりも掘り下げられている、薄膜弾性波共振器装置。

請求項8

複数の薄膜弾性波共振器が梯子型に構成されている薄膜弾性波フィルタにおいて、直列に配置された前記複数の薄膜弾性波共振器の少なくとも1つと並列に配置された前記複数の薄膜弾性波共振器の少なくとも1つは、請求項7に記載の第1の薄膜弾性波共振器と第2の薄膜弾性波共振器である、薄膜弾性波フィルタ。

請求項9

請求項8に記載の薄膜弾性波フィルタがフェイスダウン実装されている、薄膜弾性波デバイス

請求項10

請求項8に記載の薄膜弾性波フィルタと、移相回路とを備えた、共用器

技術分野

0001

本発明は、薄膜弾性波共振器装置の製造方法、薄膜弾性波共振器装置、薄膜弾性波フィルタ薄膜弾性波デバイスおよび共用器に関する。例えば、最適の周波数配置が得られるように改良された薄膜弾性波フィルタや、最適の周波数配置を有する薄膜弾性波デバイスおよび共用器に関する。

背景技術

0002

携帯機器等の電子機器に内蔵される部品は、より小型化、軽量化されることが要求されている。例えば、携帯機器に使われているフィルタでは、小型であり、かつ周波数特性が精密に調整されることが要求される。

0003

これらの要求を満たすフィルタの1つとして、薄膜弾性波共振器を用いたフィルタが知られている。

0004

図10(A)は、従来の薄膜弾性波共振器の断面図を示している。

0005

基板5の上に、薄膜弾性波共振器10が設けられている。そして、薄膜弾性波共振器10は、圧電体層1と、その上下に上部電極層2と下部電極層3を有している。基板5を貫通するキャビティ4が、下部電極層3の一部を露出させるように設けられている。基板5中にキャビティ4を設けているのは、薄膜弾性波共振器10の自由振動を確保するためである。

0006

図10(B)は、薄膜弾性波共振器10の動作を説明するための概略的な斜視図である。

0007

薄膜弾性波共振器10は、上部電極層2と下部電極層3の間に電界が加えられると、圧電体層1で電気エネルギー機械エネルギーに変換される。この機械エネルギーは厚さ方向伸び振動であり、電界と同じ方向に伸び縮みを行う。これにより、薄膜弾性波共振器10は、電子的な共振器として機能する。

0008

さて、このような薄膜弾性波共振器は、製造工程において、複数個、一枚の基板の上に同時に形成される。その時、例えば、基板の中央部で形成された薄膜弾性波共振器と基板の中央部から離れた所に形成された薄膜弾性波共振器は、共振周波数が異なって形成される場合がある。すなわち、企図した同一の共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が基板上でいつも均一に得られるとは限らない。しかし、一枚の基板のどの部分からも、企図した同一の共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られることが、歩留まりの点で好ましい。

0009

また、本発明が他の局面において関連する薄膜弾性波フィルタの設計では、それぞれ異なる共振周波数を備えた2つ以上の共振器を用いることが一般的であり、同一基板上に、異なる共振周波数の複数の共振器を配置し、薄膜弾性波フィルタを形成させる場合がある。

0010

図11(A)は、これに関連する第1の従来例に係る薄膜弾性波フィルタの断面図を示している(例えば、特許文献1参照)。

0011

基板5の表面に、キャビティ4aおよび4bが設けられている。基板5上に、キャビティ4aを跨るように第1の薄膜弾性波共振器14が設けられ、キャビティ4bを跨るように第2の薄膜弾性波共振器15が設けられている。第1の薄膜弾性波共振器14は、キャビティ4aに跨る下部電極層3aを備える。第2の薄膜弾性波共振器15は、キャビティ4bに跨る下部電極層3bを備える。そして、下部電極層3a、3bを覆うように圧電体層1が設けられている。

0012

第1の薄膜弾性波共振器14では、圧電体層1の上に追加的に追加圧電体層13が設けられている。そして、第1の薄膜弾性波共振器14では、追加圧電体層13の上に上部電極層2aが設けられ、第2の薄膜弾性波共振器15では、圧電体層1の上に上部電極層2bが設けられている。追加的に設けられた追加圧電体層13の厚み分、第1の薄膜弾性波共振器14の厚みは、第2の薄膜弾性波共振器15の厚みより厚くなり、かつ質量負荷される。したがって、第1の薄膜弾性波共振器14は、第2の薄膜弾性波共振器15の共振周波数よりも低い共振周波数を有するようになり、フィルタが構成される。

0013

図11(B)は、第2の従来例に係るフィルタの断面図を示している(例えば、特許文献2参照)。ここで、図11(A)に示すフィルタと同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

0014

この第2の従来例では、第1の薄膜弾性波共振器14において、下部電極層3aを形成する前に底部負荷電極3dを形成し、その後、底部負荷電極3dを覆うように下部電極層3aを形成している。底部負荷電極3dを追加的に設けることにより、第1の薄膜弾性波共振器14は、第2の薄膜弾性波共振器15の共振器周波数よりも低い共振周波数を有するようになり、フィルタが構成される。

0015

図11(C)は、第3の従来例に係るフィルタの断面図を示している(例えば、特許文献3参照)。ここでも、図11(A)に示すフィルタと同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

0016

この第3の従来例では、第1の薄膜弾性波共振器14において、上部電極層2aの上に負荷電極2dを形成している。負荷電極2dを追加的に設けることにより、第1の薄膜弾性波共振器14は、第2の薄膜弾性波共振器15の共振周波数よりも低い共振周波数を有するようになり、フィルタが構成される。

0017

従来の薄膜弾性波共振器は以上のように構成されており、一枚の基板のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器を得られることが要望されている。
特開2002−299979号公報
特開2002−299980号公報
特開2002−335141号公報

発明が解決しようとする課題

0018

しかしながら、上記いずれの従来例の場合においても、実装後に、モニタリングをしながら共振周波数を調整することはできなかった。

0019

図11(A)に示す第1の従来例では、第1の薄膜弾性波共振器14は、圧電体層1および追加圧電体層13を上部電極層2aと下部電極層3aで挟み込む構造である。したがって、最適の周波数配置を得るために、実装後にモニタリングをしながら共振周波数を調整しようと試みても、実装後には追加圧電体層13の膜厚増減することができないので、共振周波数の調整はできなかった。

0020

図11(B)に示す第2の従来例においても、最適の周波数配置を得るために、実装後にモニタリングをしながら第1の薄膜弾性波共振器14の共振周波数を調整しようと試みても、実装後には底部負荷電極3dの膜厚の増減ができないので、共振周波数の調整はできなかった。

0021

また、図11(C)に示す第3の従来例の構造では、実装後にモニタリングをしながら第1の薄膜弾性波共振器14の共振周波数を調整するために、実装した状態で、負荷電極2dの膜厚を増減させることは、理論上は可能である。しかし、負荷電極2d以外の部分をマスクして、負荷電極2dの膜厚を増減させる必要がある。したがって、製造プロセスが複雑になるため、実際上は製造工程において共振周波数を調整することはできなかった。

0022

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、一枚の基板のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られる、薄膜弾性波共振器装置の製造方法及び薄膜弾性波共振器装置を提供することを目的とする。

0023

また、別の本発明は、最適の周波数配置を有する薄膜弾性波フィルタを提供することを目的とする。

0024

また、別の本発明は、最適の周波数配置を有する薄膜弾性波フィルタを備えた薄膜弾性波デバイスおよび共用器を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0025

上述した課題を解決するために、第1の本発明は、
基板を貫通する第1のキャビティの上に、前記第1のキャビティを跨ぐように、第1の下部電極層、第1の圧電体層、第1の上部電極層の順に積層された第1の薄膜弾性波共振器と、前記基板を貫通する第2のキャビティの上に、前記第2のキャビティを跨ぐように、第2の下部電極層、第2の圧電体層、第2の上部電極層の順に積層された第2の薄膜弾性波共振器とを少なくとも有する薄膜弾性波共振器装置に対して、
前記第1の薄膜弾性波共振器の共振周波数をモニタリングしながら、前記基板の裏面側から、前記第1のキャビティを利用して、前記第1の下部電極層の前記基板側の面の、前記基板に接していない部分をエッチングして掘り下げて、前記第1の薄膜弾性波共振器の共振周波数を調整する工程を備えた、薄膜弾性波共振器装置の製造方法である。

0026

第2の本発明は、
さらに、前記第2の薄膜弾性波共振器の共振周波数をモニタリングしながら、前記基板の裏面側から、前記第2のキャビティを利用して、前記第2の下部電極層の前記基板側の面の、前記基板に接していない部分をエッチングして掘り下げて、前記第2の薄膜弾性波共振器の共振周波数を調整する工程を備えた、第1の本発明の薄膜弾性波共振器装置の製造方法である。

0027

第3の本発明は、
前記第1の下部電極層は、前記第2の下部電極層とは、同じエッチング方法を用いてもエッチング速度が異なる材質である、第1または第2の本発明の薄膜弾性波共振器装置の製造方法である。

0028

第4の本発明は、
前記第1の下部電極層は、前記基板側から順に、第1の周波数調整層、第1の下部電極要素の2つの層で形成されており、
前記第1の周波数調整層は、前記第2の下部電極層とは、同じエッチング方法を用いてもエッチング速度が異なる材質である、第3の本発明の薄膜弾性波共振器装置の製造方法である。

0029

第5の本発明は、
前記第2の下部電極層は、前記基板側から順に、第2の周波数調整層、第2の下部電極要素の2つの層で形成されており、
前記第2の周波数調整層は、前記第1の周波数調整層とは、同じエッチング方法を用いてもエッチング速度が異なる材質である、第4の本発明の薄膜弾性波共振器装置の製造方法である。

0030

第6の本発明は、
基板上に形成された前記基板を貫通しない第1のキャビティの上に、前記第1のキャビティを跨ぐように、第1の下部電極層、第1の圧電体層、第1の上部電極層の順に積層された第1の薄膜弾性波共振器と、前記基板上に形成された前記基板を貫通しない第2のキャビティの上に、前記第2のキャビティを跨ぐように、第2の下部電極層、第2の圧電体層、第2の上部電極層の順に積層された第2の薄膜弾性波共振器とを少なくとも有し、前記第1のキャビティの一部が前記第1の下部電極層によって塞がれることなく外部に露出している、薄膜弾性波共振器装置に対して、
前記第1の薄膜弾性波共振器の共振周波数をモニタリングしながら、外部に露出している前記第1のキャビティの前記一部を利用して、前記第1の下部電極層の前記基板側の面の前記基板に接していない部分をエッチングして掘り下げて、前記第1の薄膜弾性波共振器の共振周波数を調整する工程を備えた、薄膜弾性波共振器装置の製造方法である。

0031

第7の本発明は、
第1のキャビティおよび第2のキャビティが表面に形成された基板と、
前記基板上に、前記第1のキャビティを跨ぐように、第1の下部電極層、第1の圧電体層、第1の上部電極層の順に積層された第1の薄膜弾性波共振器と、
前記基板上に、前記第2のキャビティを跨ぐように、第2の下部電極層、第2の圧電体層、第2の上部電極層の順に積層された第2の薄膜弾性波共振器とを備えた薄膜弾性波共振器装置において、
前記第1の下部電極層は、前記第1のキャビティと接する部分が、前記基板と接している面よりも掘り下げられている、薄膜弾性波共振器装置である。

0032

第8の本発明は、
複数の薄膜弾性波共振器が梯子型に構成されている薄膜弾性波フィルタにおいて、
直列に配置された前記複数の薄膜弾性波共振器の少なくとも1つと並列に配置された前記複数の薄膜弾性波共振器の少なくとも1つは、第7の本発明の第1の薄膜弾性波共振器と第2の薄膜弾性波共振器である、薄膜弾性波フィルタである。

0033

第9の本発明は、
第8の本発明薄膜弾性波フィルタフェイスダウン実装されている、薄膜弾性波デバイスである。

0034

第10の本発明は、
第8の本発明の薄膜弾性波フィルタと、
移相回路とを備えた、共用器である。

発明の効果

0035

本発明により、一枚の基板のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られる、薄膜弾性波共振器装置の製造方法及び薄膜弾性波共振器装置を提供することができる。

0036

また、別の本発明により、最適の周波数配置を有する薄膜弾性波フィルタを提供することができる。

0037

また、別の本発明により、最適の周波数配置を有する薄膜弾性波フィルタを備えた薄膜弾性波デバイスおよび共用器を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0038

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

0039

(実施の形態1)
図1(A)は、本発明の実施の形態1の薄膜弾性波共振器装置が形成された基板の部分断面図である。まず、図1(A)を用いて、本実施の形態1の薄膜弾性波共振器装置の構成について説明する。

0040

基板41上に、複数の薄膜弾性波共振器が設けられている。ここでは、その複数の薄膜弾性波共振器のうちの、第1の薄膜弾性波共振器21と第2の薄膜弾性波共振器31の部分を取り出して説明する。なお、本説明においては、同一の基板上に形成された複数の薄膜弾性波共振器を、薄膜弾性波共振器装置と呼ぶ。

0041

第1の薄膜弾性波共振器21は、基板41の上に、基板41側から順に形成された、第1の下部電極層22、第1の圧電体層23および第1の上部電極層24を有している。

0042

第2の薄膜弾性波共振器31は、基板41の上に、基板41側から順に形成された、第2の下部電極層32、第2の圧電体層33および第2の上部電極層34を有している。

0043

第1の圧電体層23および第2の圧電体層33の材料としては、酸化亜鉛(ZnO)、チタン酸ジルコン酸鉛PZT)、または窒化アルミニウム(AlN)その他適当な圧電材料を用いることができる。

0044

第1の上部電極層24、第2の上部電極層34および第1の下部電極層22、第2の下部電極層32の材料としては、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、金(Au)、銅(Cu)、タングステン(W)または白金(Pt)その他適当な材料を用いることができる。

0045

基板41の材料としては、例えばガラス基板シリコン基板(Si)を用いることができる。シリコン基板を用いた場合には、図示しないが、絶縁性を確保するため、および膜の密着力を高めるために、基板41の上に絶縁膜を形成し、その上に第1の下部電極層22と第2の下部電極層32を形成するのが好ましい。

0046

基板41には、第1の薄膜弾性波共振器21と第2の薄膜弾性波共振器31のそれぞれの下に、基板41を上下に貫通する第1のキャビティ42と第2のキャビティ43が設けられている。第1のキャビティ42および第2のキャビティ43は、例えばピラミッド型の形状を有している。

0047

次に、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数の調整方法について説明する。

0048

薄膜弾性波共振器は、製造工程において、一枚の基板の上に複数、同時に形成される。その時、例えば、基板の中央部で形成された薄膜弾性波共振器と基板の中央部から離れた所で形成された薄膜弾性波共振器は、同一の共振周波数になるように企図したにもかかわらず、共振周波数が異なって形成される場合がある。すなわち、企図した同一の共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が基板上でいつも均一に得られるとは限らない。

0049

しかし、一枚の基板のどの部分からも、企図した同一の共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られることが、歩留まりの点で好ましい。歩留まりを上げるためには、基板41の上に形成された複数の薄膜弾性波共振器の全てが同じ共振周波数を有するようにする必要がある。

0050

そこで、図1(A)に示すように、例えば、第1の薄膜弾性波共振器21が企図した共振周波数を有していない場合には、第1の下部電極層22の下側の面の一部22uを掘り下げて除去する。これにより、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数を企図したものに調整することができる。その結果、一枚の基板41のどの部分からも、企図した共振周波数を有する同じ薄膜弾性波共振器が得られ、歩留まりが向上する。

0051

第1の下部電極層22の下側の面の一部22uを除去する具体的方法としては、基板41をマスクとして利用し、第1のキャビティ42を介して第1の下部電極層22を下側の面からエッチングする。この場合、第1のキャビティ42以外のキャビティは、マスク等の適切な方法で保護しておくとよい。

0052

なお、この方法は薄膜弾性波フィルタを形成する場合にも応用できる。図1(B)は、薄膜弾性波フィルタの等価回路図を示している。

0053

例えば、図1(B)に示すように、図1(A)に示した第1の薄膜弾性波共振器21を直列に接続する共振器とし、第2の薄膜弾性波共振器31を並列に接続する共振器とした場合、第1の下部電極層22の下側の面の一部22uを除去することにより、第1の薄膜弾性波共振器21の厚みが、第2の薄膜弾性波共振器31の厚みより薄くなる。したがって、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数は、第2の薄膜弾性波共振器31の共振器の共振周波数よりも高くなるので、同一基板上に共振周波数の異なる複数の薄膜弾性波共振器を配置し、フィルタを構成できることとなる。この方法を用いると、最適の周波数配置を有するフィルタが得られる。

0054

この場合、第1の下部電極層22を第1の上部電極層24より厚くすると、第1の下部電極層22の下側の面の一部22uをエッチングして周波数調整する際に、周波数調整範囲を広く取ることできる。尚且つ、エッチングにより第1の下部電極層22が極薄となって特性劣化することを防ぐことが可能となる。

0055

図1(C)は、実施の形態1の他の構成の薄膜弾性波共振器装置が形成された基板の部分断面図を示している。図1(A)に示す薄膜弾性波共振器装置と同一または相当する部分には、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

0056

図1(C)の薄膜弾性波共振器装置では、第1の薄膜弾性波共振器21の圧電体層と第2の薄膜弾性波共振器31の圧電体層が、第1の薄膜弾性波共振器21および第2の薄膜弾性波共振器31間において分断されることのない、一続きの圧電体層100で構成されている。また、第1の薄膜弾性波共振器21の下部電極層と第2の薄膜弾性波共振器31の下部電極層も、第1の薄膜弾性波共振器21および第2の薄膜弾性波共振器31間において分断されることのない、一続きの共通の下部電極層200で構成されている。

0057

この図1(C)の構成においても、図1(A)の構成と同様の効果が得られる。さらに、第1の薄膜弾性波共振器21と第2の薄膜弾性波共振器31が圧電体層100および下部電極層200を共有するので、製造工程が容易になるという効果も奏する。

0058

次に、図2を用いて、本実施の形態1の薄膜弾性波共振器装置の製造方法について説明する。

0059

図2は、本実施の形態1の薄膜弾性波共振器装置の製造工程を説明する図である。なお、図2では、一枚の基板上に形成される複数の薄膜弾性波共振器の内、周波数調整を行う第1の薄膜弾性波共振器21の部分のみを図示している。

0060

まず、基板41を準備する(図2(A))。次に、基板41の上に、第1の下部電極層22、第1の圧電体層23、第1の上部電極層24を設け、第1の薄膜弾性波共振器21を形成させる(図2(B))。そして、基板41中に、第1の下部電極層22の下側の面の一部を露出させるように、上下に貫通する第1のキャビティ42をエッチングによって形成させる(図2(C))。

0061

次に、第1の下部電極層22および第1の上部電極層24にそれぞれ接続される、バンプ27aおよびバンプ27bを形成させる(図2(D))。バンプ27a、27bの一例として、例えば半田ボールが好ましく用いられる。そして、第1の薄膜弾性波共振器21を配線板44へフェイスダウン実装する(図2(E))。フェイスダウン実装は、バンプ27a、27bを、配線板44の電極端子45a、45bと接合することによって行われる。

0062

最後に、第1の下部電極層22と第1の上部電極層24の間に交流電圧印加して、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数のモニタリングを行いながら、基板41をマスクにして、第1のキャビティ42を通じて第1の下部電極層22の下側の面の一部22uを厚み方向にエッチングする(図2(F))。エッチングは、ウェットエッチングまたはドライエッチングで行う。

0063

図2に示す本実施の形態1の薄膜弾性波共振器装置の製造方法では、フェイスダウン実装後に、第1の下部電極層22の下側の面の一部22uを厚み方向にエッチングできるので、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数のモニタリングを行いながら、第1の下部電極層22の厚みを適切に調整できる。

0064

その結果、図2(E)の工程で得られた第1の薄膜弾性波共振器21が企図した共振周波数を有していない場合であっても、図2(F)の工程で第1の下部電極層22の下側の面の一部22uを除去することにより、共振周波数を企図したものに調整することができる。したがって、一枚の基板41のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られ、歩留まりが向上する。

0065

また、第1のキャビティ42および第2のキャビティ43を、基板41を貫通する貫通孔の形状にしていることにより、製造が容易となる。

0066

また、薄膜弾性波フィルタの製造に、本実施の形態1の薄膜弾性波共振器装置の製造方法を応用した場合には、最適の周波数配置を有するフィルタを得ることができる。

0067

従来の薄膜弾性波フィルタの製造方法では、図11(A)に示す第1の従来例の場合には、圧電体層1および追加圧電体層13を上部電極層2aと下部電極層3aで挟み込む構造であるため、実装後にモニタリングをしながら共振周波数を調整しようにも、追加圧電体層13の膜厚を増減するということは不可能であった。また、図11(B)に示す従来例2の場合にも、実装後にモニタリングをしながら周波数を調整しようにも、底部負荷電極3dの膜厚を増加させるということは不可能であった。したがって、これらの従来例では、微妙な周波数調整を行うことができず、最適の周波数配置を有するフィルタを得ることができなかった。

0068

これらの従来の製造方法に対して、本実施の形態1の薄膜弾性波共振器装置の製造方法を応用した場合には、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数のモニタリングを行いながら、第1の下部電極層22の厚みを適切に調整できる。その結果、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数を、より精密に調整でき、最適の周波数配置を有するフィルタを得ることができる。

0069

(実施の形態2)
図3(A)は、本発明の実施の形態2の薄膜弾性波共振器装置が形成された基板の部分断面図である。まず、図3(A)を用いて、本実施の形態2の薄膜弾性波共振器装置の構成について説明する。なお、図1(A)に示した実施の形態1の薄膜弾性波共振器装置と同じ構成の部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

0070

基板41上に、複数の薄膜弾性波共振器が設けられている。ここでは、その複数の薄膜弾性波共振器のうちの、第1の薄膜弾性波共振器21と第2の薄膜弾性波共振器31の部分を取り出して説明する。

0071

第1の薄膜弾性波共振器21は、基板41の上に、基板41側から順に形成された、第1の周波数調整層29、第1の下部電極層22、第1の圧電体層23および第1の上部電極層24を有している。第1の周波数調整層29は、金属または圧電性のない誘電体で形成される。

0072

第2の薄膜弾性波共振器31は、基板41の上に、基板41側から順に形成された、第2の下部電極層32、第2の圧電体層33および第2の上部電極層34を有している。なお、第1の周波数調整層29は、第2の下部電極層32と異なる材質で形成されており、同じエッチング方法を用いてもこれらの2つの層のエッチング速度は異なる。

0073

なお、本実施の形態2では、第1の下部電極層22が、本発明の第1の下部電極要素の一例であり、第1の下部電極層22と第1の周波数調整層29の2つの層を合わせた部分が、本発明の第1の下部電極層の一例である。

0074

基板41には、第1の薄膜弾性波共振器21と第2の薄膜弾性波共振器31のそれぞれの下に、基板41を上下に貫通する第1のキャビティ42と第2のキャビティ43が設けられている。

0075

第1の薄膜弾性波共振器21において、第1の周波数調整層29の下側の面の一部29uは、第1の周波数調整層29の内部に向かって掘り下げられて除去されている。

0076

次に、第1の薄膜弾性波共振器21および第2の薄膜弾性波共振器31の共振周波数の調整方法について説明する。

0077

本実施の形態2の薄膜弾性波共振器装置を製造する際に、例えば、第1の薄膜弾性波共振器21が企図した共振周波数を有していない場合には、第1の周波数調整層29の下側の面の一部29uを除去する。これにより、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数を企図したものに調整することができる。その結果、一枚の基板41のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られ、歩留まりが向上する。

0078

第1の周波数調整層29の厚み部分の一部29uを除去する具体的な方法としては、基板41をマスクとして、第1のキャビティ42を介して、第1の周波数調整層29を下側の面からエッチングする。

0079

この方法によれば、第1の周波数調整層29と第2の下部電極層32はエッチング速度が異なるので、基板41をマスクとして第1の周波数調整層29と第2の下部電極層32を別々にエッチングすることができるので、製造プロセスを煩雑化させるようなマスク工程は不要となる。

0080

図11(C)に示す第3の従来例のフィルタの製造方法では、モニタリングをしながら共振周波数を調整する場合には、負荷電極2d以外の部分をマスクして、負荷電極2dの膜厚の増減を行う必要があり、製造プロセスが複雑になる。これに対して、本実施の形態2の薄膜弾性波共振器装置の製造方法では、基板41をマスクとしてエッチングするだけであるので、製造プロセスが容易である。

0081

そして、本実施の形態2の薄膜弾性波共振器装置の製造の際には、図3(A)で、第2の薄膜弾性波共振器31もまた企図した共振周波数を有していない場合には、基板41をマスクとして、第2のキャビティ43を介して、第2の下部電極層32を下側の面からエッチングすることにより、第2の薄膜弾性波共振器31の共振周波数も調整できる。

0082

なお、この技術は、実施の形態1と同様に、薄膜弾性波フィルタの製造にも応用できる。
図3(B)は、薄膜弾性波フィルタの等価回路図を示している。図3(B)に示すように、図3(A)に示した第1の薄膜弾性波共振器21を並列に接続する共振器とし、第2の薄膜弾性波共振器31を直列に接続する共振器とした場合に、第1の周波数調整層29および第2の下部電極層32の厚みを調整することにより、最適の周波数配置を有する薄膜弾性波フィルタが得られる。

0083

次に、図4を用いて、本実施の形態2の薄膜弾性波共振器装置の製造方法について説明する。

0084

図4は、本実施の形態2の薄膜弾性波共振器装置の製造工程を説明する図である。なお、図4では、一枚の基板上に形成される複数の薄膜弾性波共振器の内、周波数調整を行う第1の薄膜弾性波共振器21のみを図示して説明する。

0085

まず、基板41を準備する(図4(A))。次に、基板41上に、下から順に第1の周波数調整層29、第1の下部電極層22、第1の圧電体層23、第1の上部電極層24を設け、第1の薄膜弾性波共振器21を形成させる(図4(B))。そして、基板41中に、第1の周波数調整層29の下側の面の一部を露出させるように、上下に貫通する第1のキャビティ42をエッチングによって形成させる(図4(C))。

0086

次に、第1の下部電極層22および第1の上部電極層24にそれぞれ接続されるバンプ27aおよびバンプ27bを形成させる(図4(D))。バンプ27a、27bの一例として、例えば半田ボールが好ましく用いられる。そして、第1の薄膜弾性波共振器21を配線板44へフェイスダウン実装する(図4(E))。フェイスダウン実装は、バンプ27a、27bを、配線板44の電極端子45a、45bと接合することによって行われる。

0087

最後に、第1の下部電極層22と第1の上部電極層24の間に交流電圧を印加して、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数のモニタリングを行いながら、基板41をマスクにして、第1のキャビティ42を通じて第1の周波数調整層29の下側の面の一部29uを厚み方向にエッチングする(図4(F))。エッチングはウェットエッチングまたはドライエッチングで行う。

0088

本実施の形態2の薄膜弾性波共振器装置の製造方法は、基板41をマスクとしてエッチングするだけであるので、製造プロセスを簡略化することができる。なお、レーザ照射によりエッチングを行ってもよい。

0089

本実施の形態2の薄膜弾性波共振器装置の製造方法は、フェイスダウン実装後に、基板41をマスクとして、第1の周波数調整層29の下側の面の一部29uを厚み方向にエッチングできるので、第1の薄膜弾性波共振器21の周波数のモニタリングを行いながら、第1の周波数調整層29の厚みを適切に調整できる。これにより、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数を企図したものに調整することができる。その結果、一枚の基板41のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られるようになり、歩留まりが向上する。

0090

また、薄膜弾性波フィルタの製造に、本実施の形態2の薄膜弾性波共振器装置の製造方法を応用した場合には、最適の周波数配置を有するフィルタを得ることができる。

0091

なお、本実施の形態2の製造方法では、フェイスダウン実装する前に第1のキャビティ42を形成させているが、フェイスダウン実装後に第1のキャビティ42を形成させてもよい。そして、第1のキャビティ42を形成させる時に、第1の周波数調整層29をエッチングしてもよい。

0092

なお、本実施の形態2の説明では、第1の薄膜弾性波共振器21と第2の薄膜弾性波共振器31の2種類の共振器について説明したが、第1の薄膜弾性波共振器21とは第1の周波数調整層29のエッチング速度が異なる第1の薄膜弾性波共振器21と同じ構成の共振器が、複数種類、同一基板上にあってもよい。この場合、エッチング速度の異なる第1の周波数調整層を有する第1の薄膜弾性波共振器ごとに、個別にエッチングをすることができる。

0093

(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3の薄膜弾性波共振器装置が形成された基板の部分断面図である。図5を用いて、本実施の形態3の薄膜弾性波共振器装置の構成について説明する。なお、図1(A)に示した実施の形態1の薄膜弾性波共振器装置と同じ構成の部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

0094

基板41上に、複数の薄膜弾性波共振器が設けられている。ここでは、その複数の薄膜弾性波共振器のうちの、第1の薄膜弾性波共振器21と第2の薄膜弾性波共振器31を取り出して説明する。

0095

第1の薄膜弾性波共振器21は、基板41の上に、基板41側から順に形成された、第1の周波数調整層29、第1の下部電極層22、第1の圧電体層23および第1の上部電極層24を有している。

0096

第2の薄膜弾性波共振器31は、基板41の上に、基板41側から順に形成された、第2の周波数調整層39、第2の下部電極層32、第2の圧電体層33および第2の上部電極層34を有している。なお、第2の周波数調整層39は、第1の周波数調整層29と異なる材質で形成されており、同じエッチング方法を用いてもこれらの2つの層のエッチング速度は異なる。

0097

なお、本実施の形態3では、第1の下部電極層22が、本発明の第1の下部電極要素の一例であり、第1の下部電極層22と第1の周波数調整層29の2つの層を合わせた部分が、本発明の第1の下部電極層の一例である。また、第2の下部電極層32が、本発明の第2の下部電極要素の一例であり、第2の下部電極層32と第2の周波数調整層39の2つの層を合わせた部分が、本発明の第2の下部電極層の一例である。

0098

基板41には、第1の薄膜弾性波共振器21と第2の薄膜弾性波共振器31のそれぞれの下に、基板41を上下に貫通する第1のキャビティ42と第2のキャビティ43が設けられている。

0099

第1の薄膜弾性波共振器21において、第1の周波数調整層29の下側の面の一部29uは、第1の周波数調整層29の内部に向かって掘り下げられて除去されている。また、第2の薄膜弾性波共振器31において、第2の周波数調整層39の下側の面の一部39uは、第2の周波数調整層39の内部に向かって掘り下げられて除去されている。

0100

本実施の形態3の薄膜弾性波共振器装置の製造の際には、たとえ、得られた第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数が企図した周波数のものと異なっていたとしても、第1の周波数調整層29の下側の面の一部29uを除去することにより、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数の調整を行うことができる。同様に、第2の薄膜弾性波共振器31の共振周波数が企図した周波数のものと異なっていた場合にも、第2の周波数調整層39の下側の面の一部39uを除去することにより、第2の薄膜弾性波共振器31の共振周波数の調整を行うことができる。その結果、一枚の基板41のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られ、歩留まりが向上する。

0101

第1の周波数調整層29の厚み部分の一部29uを除去する具体的な方法としては、基板41をマスクとして、第1のキャビティ42を介して、第1の周波数調整層29の下側の面の一部29uをエッチングすることにより、第1の周波数調整層29の厚み部分の一部を除去する。また、第2の周波数調整層39の厚み部分の一部39uを除去する具体的な方法としては、基板41をマスクとして、第2のキャビティ43を介して、第2の周波数調整層39の下側の面の一部39uをエッチングすることにより、第2の周波数調整層39の厚み部分の一部を除去する。

0102

本実施の形態3の薄膜弾性波共振器装置の製造方法では、第1の周波数調整層29と第2の周波数調整層39のエッチング速度が異なるため、別途マスクをしなくても、基板41をマスクとしてエッチングすることができる。そのため、製造プロセスを煩雑化させるようなマスク工程は不要となる。

0103

なお、実施の形態1の薄膜弾性波共振器装置の製造方法と同様に、本実施の形態3の薄膜弾性波共振器装置の製造方法の技術も薄膜弾性波フィルタを形成する場合に応用できる。

0104

なお、本実施の形態3の説明では、第1の薄膜弾性波共振器21と第2の薄膜弾性波共振器31の2種類の共振器について説明したが、第1の周波数調整層29と第2の周波数調整層39のいずれともエッチング速度が異なる、第1の薄膜弾性波共振器21および第2の薄膜弾性波共振器31と同じ構成の共振器が、さらに複数種類、同一基板上にあってもよい。つまり、3種類以上の周波数調整層のエッチング速度が異なる薄膜弾性波共振器が、同一基板上にあってもよい。この場合、エッチング速度の異なる周波数調整層を有する薄膜弾性波共振器ごとに、個別にエッチングをすることができる。

0105

(実施の形態4)
図6(A)、(B)は、本発明の実施の形態4の薄膜弾性波共振器が形成された基板の部分断面図である。なお、図1(A)に示した実施の形態1の薄膜弾性波共振器と同じ構成の部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

0106

本実施の形態4の薄膜弾性波共振器は、実施の形態1の薄膜弾性波共振器とは、キャビティの形状が異なっている。

0107

基板41上に、複数の薄膜弾性波共振器が設けられている。ここでは、その複数の薄膜弾性波共振器のうちの、共振周波数を調整する必要のある第1の薄膜弾性波共振器21のみを取り出して説明する。

0108

図1(A)に示した実施の形態1の薄膜弾性波共振器では、第1のキャビティ42および第2のキャビティ43は上方向に向かって細るピラミッド形状であったが、本実施の形態4の図6(A)に示す第1の薄膜弾性波共振器21では、キャビティ141の断面形状が長方形となっている。断面形状が長方形のキャビティ141は、基板41の下部からのドライエッチングによって形成される。キャビティ141を通じて、第1の下部電極層22の一部を下側から除去し、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数の調整を行うことは実施の形態1と同様である。

0109

また、図6(B)に示すように、基板41の表面にキャビティ142を形成してもよい。キャビティ142は、基板41を貫通していないが、このように基板41の表面だけにキャビティ142を形成させても、第1の薄膜弾性波共振器21の自由振動を確保できる。キャビティ142を通じて、第1の下部電極層22の一部が下側から除去され、共振周波数の調整が行われている。

0110

図6(C)は、図6(B)における矢印K方向から見た矢視図である。図6(C)に示すように、第1の薄膜弾性波共振器21はキャビティ142を完全に覆うのではなく、キャビティ142の一部142sは露出している。なお、キャビティ142の一部142sは、本発明の、外部に露出しているキャビティの一部の一例である。なお、図6(B)は、図6(C)のJ−J’断面図である。

0111

次に、図7を用いて、本実施の形態4の薄膜弾性波共振器装置の製造方法について説明する。

0112

図7は、本実施の形態4の図6(B)、(C)に示す薄膜弾性波共振器の製造工程を説明する図である。

0113

まず、基板41の表面にキャビティ142を設ける(図7(A))。次に、キャビティ142の中に、後に除去される犠牲層46を埋め込む(図7(B))。犠牲層46は、例えば、ガラスで形成される。

0114

次に、基板41上に、キャビティ142を跨ぐように、下から順に、第1の下部電極層22、第1の圧電体層23、第1の上部電極層24を設ける(図7(C))。その後、図6(C)に示すキャビティ142の一部露出している部分142sを除いて、第1の下部電極層22および第1の上部電極層24を覆うように、基板41上にエッチングストッパ層70を設ける。エッチングストッパ層70は、第1の薄膜弾性波共振器21の振動を妨げないように極薄く形成する。エッチングストッパ層70の材料として、例えば第1の圧電体層23に用いられているものと同じもの、若しくは後述する第1の下部電極層22をエッチングする液で溶解しない材料が選ばれる。

0115

次に、キャビティ142の一部露出している部分142sを通じて、キャビティ142の中の犠牲層46を除去する(図7(D))。犠牲層46の除去は、フッ化水素を用いる溶解または他の方法で行われる。そして、犠牲層46の除去により、空洞が形成される。

0116

次に、バンプ27a、27bを形成すべき部分のエッチングストッパ層70をマスクを用いて除去し、その後、第1の下部電極層22および第1の上部電極層24にそれぞれ接続されるバンプ27aおよびバンプ27bを形成させる(図7(E))。バンプの一例として、例えば半田ボールが好ましく用いられる。そして、第1の薄膜弾性波共振器21を配線板44へフェイスダウン実装する(図7(F))。フェイスダウン実装は、バンプ27a、27bを、配線板44の電極端子45a、45bと接合することによって行われる。

0117

最後に、第1の下部電極層22と第1の上部電極層24の間に交流電圧を印加して、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数のモニタリングを行いながら、基板41をマスクにして、キャビティ142を通じて第1の下部電極層22の下側の面の一部22uを厚み方向にエッチングする。エッチングはウェットエッチングで行う。

0118

本実施の形態4の薄膜弾性波共振器装置の製造方法では、図7(F)の工程で得られた第1の薄膜弾性波共振器21が企図した共振周波数を有していない場合であっても、フェイスダウン実装後の図7(F)の工程で、第1の下部電極層22の下側の面の一部22uを、第1の下部電極層22の内部に向かって除去することにより、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数を企図したものに調整することができる。したがって、一枚の基板41のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られ、歩留まりが向上する。また、基板41をマスクに利用するので、製造プロセスを煩雑化させるようなマスク工程は不要となる。

0119

なお、本実施の形態4の薄膜弾性波共振器装置の製造方法を、フィルタの製造に応用した場合には、最適の周波数配置を有するフィルタを得ることができる。

0120

なお、図6(B)に示すような、基板41を貫通していない形状のキャビテイと、図1A)の実施の形態1で示したような基板41を貫通するような形状のキャビティとが、一枚の基板上に混在していてもかまわない。

0121

(実施の形態5)
図8は、本発明の実施の形態5の薄膜弾性波共振器装置の製造工程を説明する図である。なお、図8では、基板の上に形成される複数の薄膜弾性波共振器の内、周波数調整を行う第1の薄膜弾性波共振器21の部分のみを図示しており、その部分について説明する。

0122

本実施の形態5の薄膜弾性波共振器装置の製造方法は、基板上の構造が、図3に示す実施の形態2の第1の周波数調整層29を有する第1の薄膜弾性波共振器21の構造であり、キャビティの形状が、図6(B)に示すキャビテイ142と同一の形状の構造である、薄膜弾性波共振器装置の製造方法である。

0123

まず、その表面に空洞であるキャビティ142が設けられた基板41を準備する(図8(A))。次に、キャビティ142内に、後にエッチング除去される犠牲層46を埋め込む(図8(B))。犠牲層46は、例えばガラスで形成される。

0124

次に、基板41の上に、キャビティ142を跨ぐように、第1の周波数調整層29、第1の下部電極層22、第1の圧電体層23および第1の上部電極層24を形成させる(図8(C))。そして、キャビティ142内から犠牲層46を除去する(図8(D))。

0125

次に、第1の下部電極層22および第1の上部電極層24にそれぞれ接続される、バンプ27aおよびバンプ27bを形成させる(図8(E))。バンプ27a、27bの一例として、例えば半田ボールが好ましく用いられる。そして、第1の薄膜弾性波共振器21を配線板44へフェイスダウン実装する(図8(F))。フェイスダウン実装は、バンプ27a、27bを、配線板44の電極端子45a、45bと接合することによって行われる。

0126

最後に、第1の下部電極層22と第1の上部電極層24の間に交流電圧を印加して、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数のモニタリングを行いながら、基板41をマスクにして、キャビティ142を通じて第1の周波数調整層29の下側の面の一部29uを厚み方向にエッチングする(図8(G))。エッチングはウェットエッチングで行う。

0127

本実施の形態5の薄膜弾性波共振器装置の製造方法を用いることにより、図8(F)の工程で得られた第1の薄膜弾性波共振器21が企図した共振周波数を有していない場合であっても、フェイスダウン実装後に、第1の周波数調整層29の下側の面の一部29uを、第1の周波数調整層29の内部に向かって除去することにより、第1の薄膜弾性波共振器21の共振周波数を企図したものに調整することができる。したがって、一枚の基板のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られ、歩留まりが向上する。また、基板41をマスクに利用するので、製造プロセスを煩雑化させるようなマスク工程は不要となる。

0128

なお、本実施の形態5の薄膜弾性波共振器装置の製造方法を、フィルタの製造に応用した場合には、最適の周波数配置を有するフィルタを得ることができる。

0129

(実施の形態6)
図9は、本発明の実施の形態6の共用器の等価回路図である。図9を用いて、本実施の形態6の共用器について説明する。

0130

本実施の形態6の共用器は、Txフィルタ(送信フィルタ)と、Rxフィルタ受信フィルタ)と、移相回路で構成されている。移相回路は、図9に示すように、例えば2つの伝送線路から構成される。TxフィルタおよびRxフィルタは、例えば、図1(B)の本発明の実施の形態1に示したフィルタを含むものである。これらのTxフィルタおよびRxフィルタは、最適の周波数配置を有するフィルタにされているので、特性の優れた共振器を得ることができる。

0131

なお、今回開示した各実施の形態に示した構成、方法等はすべての点で例示であって制限的なものではない。

0132

以上に説明したように、本発明の薄膜弾性波共振器によれば、得られた薄膜弾性波共振器が企図した共振周波数を有していない場合であっても、共振周波数の調整部材となるキャビティの直上にある層をエッチングするので、共振周波数を企図したものに調整することができる。したがって、一枚の基板のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られ、歩留まりが向上するという効果を奏する。

0133

本発明の薄膜弾性波フィルタは、共振周波数の調整が行われた薄膜弾性波共振器を用いているので、最適の周波数配置を有する薄膜弾性波フィルタとなる。

0134

また、本発明の薄膜弾性波デバイスは、薄膜弾性波フィルタがフェイスダウン実装されているので、共振周波数のモニタリングを行いながら、共振周波数の調整が可能となる。

0135

また、本発明の共用器は、最適の周波数配置を有する薄膜弾性波フィルタを用いているので、特性の優れた共用器となる。

0136

また、本発明の薄膜弾性波共振器装置の製造方法は、得られた薄膜弾性波共振器が企図した共振周波数を有するものでない場合であっても、共振周波数の調整部材となるキャビティの直上にある層をエッチングするので、共振周波数を企図したものに調整することができる。したがって、一枚の基板のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られ、歩留まりが向上するという効果を奏する。

0137

一枚の基板のどの部分からも、企図した共振周波数を有する薄膜弾性波共振器が得られ、携帯機器および通信機器などの用途に適用できる。

図面の簡単な説明

0138

(A)本発明の実施の形態1の薄膜弾性波共振器装置が形成された基板の部分断面図、(B)本発明の実施の形態1の薄膜弾性波共振器を薄膜弾性波フィルタとして応用した場合の等価回路図、(C)本発明の実施の形態1の他の構成の薄膜弾性波共振器装置が形成された基板の部分断面図
本発明の実施の形態1の薄膜弾性波共振器装置の製造方法の工程説明図
(A)本発明の実施の形態2の薄膜弾性波共振器装置が形成された基板の部分断面図、(B)本発明の実施の形態2の薄膜弾性波共振器を薄膜弾性波フィルタとして応用した場合の等価回路図
本発明の実施の形態2の薄膜弾性波共振器装置の製造方法の工程説明図
本発明の実施の形態3の薄膜弾性波共振器装置が形成された基板の部分断面図
(A)本発明の実施の形態4の薄膜弾性波共振器の断面図、(B)本発明の実施の形態4の他の構成例における薄膜弾性波共振器の断面図、(C)図6(B)における矢印K方向から見た矢視図
本発明の実施の形態4の薄膜弾性波共振器装置の製造方法の工程説明図
本発明の実施の形態5の薄膜弾性波共振器装置の製造方法の工程説明図
本発明の実施の形態6の共用器の等価回路図
(A)従来の薄膜弾性波共振器の断面図、(B)従来の薄膜弾性波共振器の動作を説明するための概略的な斜視図
(A)第1の従来例に係るフィルタの断面図、(B)第2の従来例に係るフィルタの断面図、(C)第3の従来例に係るフィルタの断面図

符号の説明

0139

21 第1の薄膜弾性波共振器
22 第1の下部電極層
22u 第1の下部電極層の下側の面の一部
23 第1の圧電体層
24 第1の上部電極層
31 第2の薄膜弾性波共振器
32 第2の下部電極層
33 第2の圧電体層
34 第2の上部電極層
41基板
42 第1のキャビティ
43 第2のキャビティ

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