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技術 質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法

出願人 ウィンセミコンダクターズコーポレーション
発明者 チャンジャータウェイジュンルーウェングォロン
出願日 2017年11月7日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2017-214458
公開日 2018年7月12日 (2年1ヶ月経過) 公開番号 2018-110379
状態 特許登録済
技術分野 圧電・機械振動子,遅延・フィルタ回路
主要キーワード 発明提案 拡張面 メタ構造 隆起構造 犠牲構造 反射音響波 底部電極層 質量調整
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

スプリアスモードを低減するバルク音響波共振装置の製造方法を提供する。

解決手段

質量調整構造付きバルク音響波共振装置1の製造方法であって、犠牲メサ構造基板10上に形成し、犠牲メサ構造の任意の二つの隣り合った部位が互いに異なる高さを有し、犠牲メサ構造の最高位の上部表面がメサ全面上部と一致するよう犠牲メサ構造をエッチングし、犠牲メサ構造および基板上に絶縁層11を形成し、絶縁層を研磨して研磨表面41を形成し、研磨表面の上に、上部電極32、圧電層31および下部電極層30を含むバルク音響波共振構造300を形成し、犠牲メサ構造をエッチングして空孔を形成する。研磨表面およびメサ全面上部の間に位置する絶縁層は、周波数調整構造を形成し、メサ全面上部および空孔の間に位置する絶縁層は、質量調整構造を形成する。

概要

背景

図7を参照する。これは、既存技術のバルク音響波共振装置の実施例を説明する図面である。共振装置は、基板90、底部電極91、圧電層92、上部電極93、空孔94、および環状圧電層溝95からなる。底部電極91は基板90の上に形成される。圧電層92は底部電極91の上に形成される。上部電極93は圧電層92の上に形成される。空孔94は基板90の上かつ底部電極91より下に形成される。上部電極93、圧電層92、および底部電極91の重なり合った部分でバルク音響波共振装置の共振フィルムを形成する。環状圧電層溝95は、バルク音響波共振装置の共振フィルム周辺部に沿って圧電層92を構成する部材を取り除いて形成する。環状圧電層溝95を形成することによって、バルク音響波共振装置の共振フィルム周辺部の境界条件が変化する。バルク音響波共振装置の共振フィルム周辺部の境界条件が変えられるので、入射音響波がバルク音響波共振装置の共振フィルム周辺部で反射するとき、入射音響波に対する反射音響波の割合を調整することができる。したがって環状圧電層溝95の幅や深さを設計し微調整することによって、反射音響波と入射音響波の割合を調節してバルク音響波共振装置のQ因子を増強することが可能となる。

通常バルク音響波共振装置の共振フィルムの幅は上部電極93、圧電層92および底部電極91によって形成されており、その幅は空孔94の深さよりずっと大きい。とりわけ、上部電極93および底部電極91が金属で作られるため、ストレスをかけるとバルク音響波共振装置の共振フィルムは下に向かって湾曲する。こうして、底部電極91の底が基板90(空孔94の底)に触れ、バルク音響波共振装置の特性が影響を受ける危険性がある。また、環状圧電層溝95を形成する、バルク音響波共振装置の共振フィルムの周辺付近の圧電層92の部材を取り除くことによって、バルク音響波共振装置の共振フィルムの機械構造強度が損われ、ストレスによって前記共振フィルムが更に下方に曲がりやすくなる。更にそのうえ、バルク音響波共振装置の共振フィルムの機械構造強度が不十分であると、前記共振フィルムの崩壊につながる恐れがある。

音響波はバルク音響波共振装置の共振フィルム中を進行し共振するので、前記共振フィルムの上部電極93、圧電層92および底部電極91の全面的平坦さが前記バルク音響波共振装置の特性に直接影響する。従来技術のバルク音響波共振装置の他の実施例では、底部電極91の上部表面の端に沿って隆起構造を形成する。このような隆起構造を形成することによって、バルク音響波共振装置の共振フィルム周辺部の境界条件が変わり、入射音響波に対する反射音響波の割合を調整することが可能である。このように前記隆起構造を設計・調整することによって入射音響波に対する反射音響波の割合が調整可能となり、バルク音響波共振装置のQ因子が増強する。ただし、底部電極91の上部表面の端に沿って前記隆起構造を形成することは、圧電層92の平坦さを損ない、更にはバルク音響波共振装置の共振フィルム全体の平坦さに影響する危険がある。こうして、バルク音響波共振装置の共振フィルムを進行する音響波の特性にも影響し、バルク音響波共振装置の特性にも悪影響がでるだろう。

したがって、本願は、上記欠点を避け、デバイス特性を大幅に向上し、経済性も加味した新構造を開発したものである。よって、ここに本願を発明提案する。

概要

スプリアスモードを低減するバルク音響波共振装置の製造方法を提供する。質量調整構造付きバルク音響波共振装置1の製造方法であって、犠牲メサ構造を基板10上に形成し、犠牲メサ構造の任意の二つの隣り合った部位が互いに異なる高さを有し、犠牲メサ構造の最高位の上部表面がメサ全面上部と一致するよう犠牲メサ構造をエッチングし、犠牲メサ構造および基板上に絶縁層11を形成し、絶縁層を研磨して研磨表面41を形成し、研磨表面の上に、上部電極32、圧電層31および下部電極層30を含むバルク音響波共振構造300を形成し、犠牲メサ構造をエッチングして空孔を形成する。研磨表面およびメサ全面上部の間に位置する絶縁層は、周波数調整構造を形成し、メサ全面上部および空孔の間に位置する絶縁層は、質量調整構造を形成する。C

目的

本願が解決しようとする主な技術的課題は、バルク音響波共振装置の共振フィルムの機械強度を向上し、前記共振フィルム全面の平坦化への影響を取り除き、結果としてバルク音響波共振装置のスプリアスモードを低減することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

次のステップD1からステップD6までのステップから構成され、前記ステップD1では、基板の上に犠牲メサ構造を形成し、前記犠牲メサ構造を複数の部位に分割し、前記ステップD2では、前記犠牲メサ構造の任意の二つの隣り合った部位が互いに異なる高さを有するように前記メサ構造をエッチングし、前記犠牲メサ構造の最上部が最高位メサ上部表面を有し、前記最高位メサ上部表面がメサ全面上部と一致し、前記ステップD3では、前記犠牲メサ構造および前記基板上に絶縁層を形成し、前記ステップDで4は、化学的機械平坦化工程によって前記絶縁層を研磨し、研磨表面を形成し、前記ステップD5では、前記研磨表面上にバルク音響波共振構造を形成し、前記バルク音響波共振構造は、前記犠牲メサ構造の上に位置し、前記ステップD5は、更にステップD51、ステップD52およびステップD53より構成され、前記ステップD51では、前記研磨表面上に底部電極層を形成し、前記ステップD52では、前記底部電極層上に圧電層を形成し、前記ステップD53では、前記圧電層上に上部電極層を形成し、前記ステップD6では、前記犠牲メサ構造をエッチングして空孔を形成し、前記空孔は前記バルク音響波共振構造の下に位置し、前記ステップD4において、(1)前記犠牲メサ構造が露わにならない程度に前記絶縁層を研磨し、前記バルク音響波共振構造の下、前記空孔の上、かつ、前記研磨表面と前記メサ全面上部の間に位置する前記絶縁層が周波数調整構造を形成し、前記バルク音響波共振構造の下、かつ、前記メサ全面上部および前記空孔の間に位置する前記絶縁層が質量調整構造を形成し、あるいは(2)前記犠牲メサ構造が露わになるよう前記絶縁層を研磨し、前記バルク音響波共振構造の下、かつ、前記研磨表面と前記空孔の間に位置する前記絶縁層が質量調整構造を形成する、ことを特徴とする質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項2

前記ステップD4の後、前記犠牲メサ構造の前記複数の部位は、ある幾何学的構成を有し、前記犠牲メサ構造の前記幾何学的構成は前記質量調整構造の幾何学的構成に関係し、前記犠牲メサ構造の前記幾何学的構成を調節することによって、前記バルク音響波共振装置のQ因子を増強するよう前記質量調整構造の前記幾何学的構成を調整する、ことを特徴とする、請求項1記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項3

前記基板は半導体基板であり、前記犠牲メサ構造は、金属、合金、および、エピタキシャル構造からなるグループより選ばれる少なくとも一つの物質で作られる、ことを特徴とする、請求項1記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項4

前記基板は化合物半導体基板であり、前記ステップD1は次のステップD11およびステップD12より構成され、前記ステップD11では、前記基板上に犠牲構造を形成し、前記ステップD12では、前記犠牲構造をエッチングして前記犠牲メサ構造を形成する、ことを特徴とする、請求項3記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項5

(1)前記基板はGaAsからなり、前記犠牲構造はGaAs層よりなる、あるいは、(2)前記基板はInPからなり、前記犠牲構造はInGaAs層よりなる、ことを特徴とする、請求項4記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項6

さらに前記基板上に底部エッチングストップ層を形成し、前記底部エッチングストップ層の上に前記犠牲構造を形成し、前記底部エッチングストップ層の上に前記犠牲構造を形成し、(1)前記底部エッチングストップ層はInGaPよりなり、あるいは、(2)前記底部エッチングストップ層はInPよりなる、ことを特徴とする、請求項5記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項7

次のステッE1からステップE6までのステップから構成され、前記ステップE1では、基板上に犠牲メサ構造を形成し、前記ステップE2では、前記犠牲メサ構造および前記基板の上に絶縁層を形成し、前記ステップE3では、前記犠牲メサ構造がむき出しになるよう事前の化学的機械的平坦化工程によって前記絶縁層を研磨して予備研磨表面を形成し、前記犠牲メサ構造は複数の部位に分割され、前記ステップE4では、前記犠牲メサ構造の任意の二つの隣り合った部位が互いに異なる高さを有するように前記メサ構造をエッチングし、前記犠牲メサ構造の最上部は最高位メサ上部表面を有し、前記最高位メサ上部表面はメサ全面上部と一致し、前記ステップE5では、バルク音響波共振構造を形成し、前記バルク音響波共振構造は前記犠牲メサ構造より上に位置し、前記ステップE5は、更に次のステップE51からステップE55より構成され、前記ステップE51では、前記犠牲メサ構造および前記絶縁層の上に第二の研磨層を形成し、前記第二の研磨層は絶縁体よりなり、前記ステップE52では、化学的機械的平坦化工程を用いて、前記犠牲メサ構造がむき出しにならない程度に前記第二の研磨層を研磨して研磨表面を形成し、前記ステップE53では、前記研磨表面の上に底部電極層を形成し、前記ステップE54では、前記底部電極層の上に圧電層を形成し、前記ステップE55では、前記圧電層の上に上部電極を形成し、前記ステップE6では、前記犠牲メサ構造をエッチングして空孔を形成し、前記空孔は前記バルク音響波共振構造より下に位置し、前記バルク音響波共振構造より下、前記空孔より上、かつ、前記研磨表面および前記メサ全面上部の間に位置する前記第二の研磨層が周波数調整構造を形成し、前記バルク音響波共振構造より下、かつ、前記メサ全面上部および前記空孔の間に位置する前記第二の研磨層が質量調整構造を形成する、ことを特徴とする、質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項8

前記ステップE52の後、前記犠牲メサ構造の前記複数の部位は、ある幾何学的構成を有し、前記犠牲メサ構造の前記幾何学的構成は前記質量調整構造の幾何学的構成に関係し、前記犠牲メサ構造の前記幾何学的構成を調節することによって、前記バルク音響波共振装置のQ因子を増強するよう前記質量調整構造の前記幾何学的構成を調整する、ことを特徴とする、請求項7記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項9

前記基板は半導体基板であり、前記犠牲メサ構造は金属、合金、および、エピタキシャル構造のグループから選ばれる少なくとも一つの物質で作られる、ことを特徴とする、請求項7記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項10

前記基板は化合物半導体基板であり、前記ステップE1は次のステップE11およびステップE12より構成され、前記ステップE11では、前記基板上に犠牲構造を形成し、前記ステップE12では、前記犠牲構造をエッチングして前記犠牲メサ構造を形成する、ことを特徴とする、請求項9記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項11

(1)前記基板はGaAsからなり、前記犠牲構造はGaAs層よりなり、あるいは、(2)前記基板はInPからなり、前記犠牲構造はInGaAs層よりなる、ことを特徴とする、請求項10記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項12

更に、前記基板上に底部エッチングストップ層を形成し、前記底部エッチングストップ層の上に前記犠牲構造を形成し、(1)前記底部エッチングストップ層はInGaPよりなり、あるいは、(2)前記底部エッチングストップ層はInPよりなる、ことを特徴とする、請求項11記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項13

次のステップF1からステップF6で構成され、前記ステップF1では、基板上に犠牲メサ構造を形成し、前記ステップF2では、前記犠牲メサ構造および前記基板の上に絶縁層を形成し、前記ステップF3では、前記犠牲メサ構造がむき出しになるよう事前の化学的機械的平坦化工程によって前記絶縁層を研磨して予備研磨層を形成し、前記犠牲メサ構造は複数の部位に分割され、前記ステップF4では、前記犠牲メサ構造の任意の二つの隣り合った部位が互いに異なる高さを有するように、前記犠牲メサ構造をエッチングし、前記犠牲メサ構造の最上部は、最高位メサ上部表面を有し、前記最高位メサ上部表面はメサ全面上部と一致し、前記ステップF5では、バルク音響波共振構造し、前記バルク音響波共振構造は前記犠牲メサ構造より上に位置し、前記ステップF5は更に次のステップF51からステップF55で構成され、前記ステップF51では、前記犠牲メサ構造および前記絶縁層の上に第二の研磨層を形成し、前記第二の研磨層は、金属および合金からなるグループより少なくとも一つ選ばれる材料からなり、前記ステップF52では、化学的機械的平坦化工程を用いて、前記犠牲メサ構造がむき出しにならない程度に前記第二の研磨層を研磨して研磨表面を形成し、前記ステップF53では、前記第二の研磨層をパターニングし、前記ステップF54では、前記第二の研磨層の前記研磨表面および前記絶縁層の前記予備研磨表面の上に圧電層を形成し、前記ステップF55では、前記圧電層の上に上部電極を形成し前記ステップF6では、前記犠牲メサ構造をエッチングして空孔を形成し、前記空孔は前記バルク音響波共振構造より下に位置し、前記圧電層より下、前記空孔より上、かつ、前記研磨表面および前記メサ全面上部の間に位置する前記第二の研磨層が前記バルク音響波共振構造の底部電極層を形成し、前記バルク音響波共振構造より下、かつ、前記メサ全面上部および前記空孔の間に位置する前記第二の研磨層が質量調整構造を形成する、ことを特徴とする、質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項14

前記ステップF52の後、前記犠牲メサ構造の前記複数の部位が、ある幾何学的構成を有し、前記犠牲メサ構造の前記幾何学的構成は前記質量調整構造の幾何学的構成に関連し、前記犠牲メサ構造の前記幾何学的構成を調節することによって、前記バルク音響波共振装置のQ因子を増強するよう前記質量調整構造の前記幾何学的構成を調整する、ことを特徴とする、請求項13記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項15

前記基板は半導体基板であり、前記犠牲メサ構造は、金属、合金、および、エピタキシャル構造から選ばれる少なくとも一つの材料で作られる、ことを特徴とする、請求項13記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項16

前記基板は化合物半導体基板であり、前記ステップF1は、次のステップF11およびステップF12で構成され、前記ステップF11では、前記基板上に犠牲構造を形成し、前記ステップE12では、前記犠牲構造をエッチングして前記犠牲メサ構造を形成する、ことを特徴とする、請求項15記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項17

(1)前記基板はGaAsからなり、前記犠牲構造はGaAs層よりなり、あるいは、(2)前記基板はInPからなり、前記犠牲構造はInGaAs層よりなる、ことを特徴とする、請求項16記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

請求項18

更に、前記基板上に底部エッチングストップ層を形成し、前記底部エッチングストップ層の上に前記犠牲構造を形成し、(1)前記底部エッチングストップ層はInGaPよりなり、あるいは、(2)前記底部エッチングストップ層はInPよりなる、ことを特徴とする、請求項17記載の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法。

技術分野

0001

本願は、質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法に関する。特に、質量調整構造および周波数調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法に関する。

背景技術

0002

図7を参照する。これは、既存技術のバルク音響波共振装置の実施例を説明する図面である。共振装置は、基板90、底部電極91、圧電層92、上部電極93、空孔94、および環状圧電層溝95からなる。底部電極91は基板90の上に形成される。圧電層92は底部電極91の上に形成される。上部電極93は圧電層92の上に形成される。空孔94は基板90の上かつ底部電極91より下に形成される。上部電極93、圧電層92、および底部電極91の重なり合った部分でバルク音響波共振装置の共振フィルムを形成する。環状圧電層溝95は、バルク音響波共振装置の共振フィルム周辺部に沿って圧電層92を構成する部材を取り除いて形成する。環状圧電層溝95を形成することによって、バルク音響波共振装置の共振フィルム周辺部の境界条件が変化する。バルク音響波共振装置の共振フィルム周辺部の境界条件が変えられるので、入射音響波がバルク音響波共振装置の共振フィルム周辺部で反射するとき、入射音響波に対する反射音響波の割合を調整することができる。したがって環状圧電層溝95の幅や深さを設計し微調整することによって、反射音響波と入射音響波の割合を調節してバルク音響波共振装置のQ因子を増強することが可能となる。

0003

通常バルク音響波共振装置の共振フィルムの幅は上部電極93、圧電層92および底部電極91によって形成されており、その幅は空孔94の深さよりずっと大きい。とりわけ、上部電極93および底部電極91が金属で作られるため、ストレスをかけるとバルク音響波共振装置の共振フィルムは下に向かって湾曲する。こうして、底部電極91の底が基板90(空孔94の底)に触れ、バルク音響波共振装置の特性が影響を受ける危険性がある。また、環状圧電層溝95を形成する、バルク音響波共振装置の共振フィルムの周辺付近の圧電層92の部材を取り除くことによって、バルク音響波共振装置の共振フィルムの機械構造強度が損われ、ストレスによって前記共振フィルムが更に下方に曲がりやすくなる。更にそのうえ、バルク音響波共振装置の共振フィルムの機械構造強度が不十分であると、前記共振フィルムの崩壊につながる恐れがある。

0004

音響波はバルク音響波共振装置の共振フィルム中を進行し共振するので、前記共振フィルムの上部電極93、圧電層92および底部電極91の全面的平坦さが前記バルク音響波共振装置の特性に直接影響する。従来技術のバルク音響波共振装置の他の実施例では、底部電極91の上部表面の端に沿って隆起構造を形成する。このような隆起構造を形成することによって、バルク音響波共振装置の共振フィルム周辺部の境界条件が変わり、入射音響波に対する反射音響波の割合を調整することが可能である。このように前記隆起構造を設計・調整することによって入射音響波に対する反射音響波の割合が調整可能となり、バルク音響波共振装置のQ因子が増強する。ただし、底部電極91の上部表面の端に沿って前記隆起構造を形成することは、圧電層92の平坦さを損ない、更にはバルク音響波共振装置の共振フィルム全体の平坦さに影響する危険がある。こうして、バルク音響波共振装置の共振フィルムを進行する音響波の特性にも影響し、バルク音響波共振装置の特性にも悪影響がでるだろう。

0005

したがって、本願は、上記欠点を避け、デバイス特性を大幅に向上し、経済性も加味した新構造を開発したものである。よって、ここに本願を発明提案する。

発明が解決しようとする課題

0006

本願が解決しようとする主な技術的課題は、バルク音響波共振装置の共振フィルムの機械強度を向上し、前記共振フィルム全面の平坦化への影響を取り除き、結果としてバルク音響波共振装置のスプリアスモードを低減することである。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決し期待する効果を得るため、本願は、下記ステップよりなる、質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法を提供する。
ステップD1:複数の部位に分割される犠牲メサ構造を基板上に形成する。
ステップD2:前記犠牲メサ構造の任意の二つの隣り合った部位が互いに異なる高さを有するように、前記メサ構造をエッチングする。ここで、前記犠牲メサ構造の最上部は最高位メサ上部表面を有する。前記最高位メサ上部表面は、メサ全面上部と一致する。
ステップD3:前記犠牲メサ構造および基板上に絶縁層を形成する。
ステップD4:化学的機械的平坦化工程によって前記絶縁層を研磨し、研磨表面を形成する。
ステップD5:前記研磨表面上にバルク音響波共振構造を形成する。ただし、前記バルク音響波共振構造は、前記犠牲メサ構造の上に位置する。更に、このステップD5は、次のステップよりなる。
ステップD51:前記研磨表面上に底部電極層を形成する。
ステップD52:前記底部電極層上に圧電層を形成する。
ステップD53:前記圧電層上に上部電極層を形成する。
ステップD6:前記犠牲メサ構造をエッチングして空孔を形成する。ただし、前記空孔は、前記バルク音響波共振構造の下に位置し、前記ステップD4において、
(1)前記犠牲メサ構造が露わにならないように前記絶縁層を研磨する。ただし、前記バルク音響波共振構造の下、前記空孔の上、かつ、前記研磨表面と前記メサ全面上部の間に位置する前記絶縁層が周波数調整構造を形成し、前記バルク音響波共振構造の下、かつ、前記メサ全面上部および前記空孔の間に位置する前記絶縁層が質量調整構造を形成する。
あるいは(2)前記犠牲メサ構造が露わになるよう前記絶縁層を研磨する。ただし、前記バルク音響波共振構造の下、かつ、前記研磨表面および前記空孔の間に位置する前記絶縁層が質量調整構造を形成する。

0008

ある実施例においては、ステップD4の後、前記犠牲メサ構造の複数の部位は、ある幾何学的構成を有している。前記犠牲メサ構造の前記幾何学的構成は前記質量調整構造の幾何学的構成に関係し、前記犠牲メサ構造の前記幾何学的構成を調節することによって、前記バルク音響波共振装置のQ因子を増強するように前記質量調整構造の前記幾何学的構成を調整する。

0009

ある実施例においては、前記基板は半導体基板であり、前記犠牲メサ構造は、金属、合金、および、エピタキシャル構造からなるグループより選ばれる少なくとも一つの物質で作られる。

0010

ある実施例においては、前記基板は化合物半導体基板であり、前記ステップD1は次のステップより構成される。
ステップD11:前記基板上に犠牲構造を形成する。
ステップD12:前記犠牲構造をエッチングして前記犠牲メサ構造を形成する。

0011

ある実施例においては、(1)前記基板はGaAsからなり、前記犠牲構造はGaAs層よりなる。あるいは、(2)前記基板はInPからなり、前記犠牲構造はInGaAs層よりなる。

0012

ある実施例において、本願は、更に次のステップを含む。前記基板上に底部エッチングストップ層を形成し、前記底部エッチングストップ層の上に前記犠牲構造を形成する。ここで、(1)前記底部エッチングストップ層はInGaPよりなる。あるいは、(2)底部エッチングストップ層はInPよりなる。

0013

更に、本願は、質量調整構造付きバルク音響波共振構造を製造する方法を提供する。前記方法は次のステップを含む。
ステップE1:基板上に犠牲メサ構造を形成する。
ステップE2:前記犠牲メサ構造および前記基板の上に絶縁層を形成する。
ステップE3:前記犠牲メサ構造がむき出しになるよう、事前の化学的機械的平坦化工程によって前記絶縁層を研磨して予備研磨表面を形成する。ただし、前記犠牲メサ構造は複数の部位に分割される。
ステップE4:前記犠牲メサ構造の任意の二つの隣り合った部位が互いに異なる高さを有するように、前記犠牲メサ構造をエッチングする。ここで、前記犠牲メサ構造の最上部は最高位メサ上部表面を有する。前記最高位メサ上部表面は、メサ全面上部と一致する。
ステップE5:バルク音響波共振構造を形成する。ただし、前記バルク音響波共振構造は、前記犠牲メサ構造より上に位置し、前記ステップE5は更に次のステップより構成される。
ステップE51:前記犠牲メサ構造および前記絶縁層の上に第二の研磨層を形成する。ただし、前記第二の研磨層は絶縁体よりなる。
ステップE52:化学的機械的平坦化工程を用いて、前記犠牲メサ構造がむき出しにならない程度に前記第二の研磨層を研磨し、研磨表面を形成する。
ステップE53:前記研磨表面の上に底部電極層を形成する。
ステップE54:前記底部電極層の上に圧電層を形成する。
ステップE55:前記圧電層の上に上部電極を形成する。
ステップE6:前記犠牲メサ構造をエッチングして空孔を形成する。ただし、前記空孔は前記バルク音響波共振構造より下に位置する。
前記バルク音響波共振構造より下、前記空孔より上、かつ、前記研磨表面および前記メサ全面上部の間に位置する前記第二の研磨層が周波数調整構造を形成する。前記バルク音響波共振構造より下、かつ、前記メサ全面上部および前記空孔の間に位置する前記第二の研磨層が質量調整構造を形成する。

0014

ある実施例において、ステップE52の後、前記犠牲メサ構造の前記複数の部位は、ある幾何学的構成を有している。前記犠牲メサ構造の前記幾何学的構成は前記質量調整構造の幾何学的構成に関係し、前記犠牲メサ構造の前記幾何学的構成を調節することによって、前記バルク音響波共振装置のQ因子を増強するよう前記質量調整構造の前記幾何学的構成を調整する。

0015

ある実施例においては、前記基板は半導体基板であり、前記犠牲メサ構造は金属、合金、および、エピタキシャル構造のグループから選ばれる少なくとも一つの物質で作られる。

0016

ある実施例においては、前記基板は化合物半導体基板であり、前記ステップE1は次のステップより構成される。
ステップE11:前記基板上に犠牲構造を形成する。
ステップE12:前記犠牲構造をエッチングして前記犠牲メサ構造を形成する。

0017

ある実施例においては、(1)前記基板はGaAsからなり、前記犠牲構造はGaAs層よりなる。あるいは、(2)前記基板はInPからなり、前記犠牲構造はInGaAs層よりなる。

0018

ある実施例において、本願は、更に次のステップを含む。前記基板上に底部エッチングストップ層を形成し、前記底部エッチングストップ層の上に前記犠牲構造を形成する。ここで、(1)前記底部エッチングストップ層はInGaPよりなる。あるいは、(2)底部エッチングストップ層はInPよりなる。

0019

更に、本願は、質量調整構造付きバルク音響波共振構造を製造する方法を提供する。前記方法は次のステップを含む。
ステップF1:基板上に犠牲メサ構造を形成する。
ステップF2:前記犠牲メサ構造および前記基板の上に絶縁層を形成する。
ステップF3:前記犠牲メサ構造がむき出しになるよう、事前の化学的機械的平坦化工程によって前記絶縁層を研磨して予備研磨層を形成する。ただし、前記犠牲メサ構造は複数の部位に分割される。
ステップF4:前記犠牲メサ構造の任意の二つの隣り合った部位が互いに異なる高さを有するよう、前記犠牲メサ構造をエッチングする。ここで、前記犠牲メサ構造の最上部は最高位メサ上部表面を有する。前記最高位メサ上部表面は、メサ全面上部と一致する。
ステップF5:バルク音響波共振構造を形成する。ただし、前記バルク音響波共振構造は、前記犠牲メサ構造より上に位置し、前記ステップF5は更に次のステップより構成される。
ステップF51:前記犠牲メサ構造および前記絶縁層の上に第二の研磨層を形成する。ただし、前記第二の研磨層は、金属および合金からなるグループより少なくとも一つ選ばれる材料からなる。
ステップF52:化学的機械的平坦化工程を用いて、前記犠牲メサ構造がむき出しにならない程度に前記第二の研磨層を研磨し、研磨表面を形成する。
ステップF53:前記第二の研磨層をパターニングする。
ステップF54:前記第二の研磨層の前記研磨表面および前記絶縁層の前記予備研磨表面の上に圧電層を形成する。
ステップF55:前記圧電層の上に上部電極を形成する。
ステップF6:前記犠牲メサ構造をエッチングして空孔を形成する。ただし、前記空孔は前記バルク音響波共振構造より下に位置する。
前記圧電層より下、前記空孔より上、かつ、前記研磨表面および前記メサ全面上部の間に位置する前記第二の研磨層が前記バルク音響波共振構造の底部電極層を形成する。前記バルク音響波共振構造より下、かつ、前記メサ全面上部および前記空孔の間に位置する前記第二の研磨層が質量調整構造を形成する。

0020

ある実施例において、ステップF52の後、前記犠牲メサ構造の複数の部位が、ある幾何学的構成を有している。前記犠牲メサ構造の前記幾何学的構成は前記質量調整構造の幾何学的構成に関係し、前記犠牲メサ構造の前記幾何学的構成を調節することによって、前記バルク音響波共振装置のQ因子を増強するよう前記質量調整構造の前記幾何学的構成を調整する。

0021

ある実施例においては、前記基板は半導体基板であり、前記犠牲メサ構造は、金属、合金およびエピタキシャル構造から選ばれる少なくとも一つの材料で作られる。

0022

ある実施例においては、前記基板は化合物半導体基板であり、前記ステップF1は次のステップより構成される。
ステップF11:前記基板上に犠牲構造を形成する。
ステップE12:前記犠牲構造をエッチングして前記犠牲メサ構造を形成する。

0023

ある実施例においては、(1)前記基板はGaAsからなり、前記犠牲構造はGaAs層よりなる。あるいは、(2)前記基板はInPからなり、前記犠牲構造はInGaAs層よりなる。

0024

ある実施例において、本願は、更に次のステップを含む。前記基板上に底部エッチングストップ層を形成し、前記底部エッチングストップ層の上に前記犠牲構造を形成する。ここで、(1)前記底部エッチングストップ層はInGaPよりなる。あるいは、(2)前記底部エッチングストップ層はInPよりなる。

0025

以下、本願の特徴と効果を更に理解するため、いくつかの好ましい実施形態を図面を用いてより詳細に説明する。

図面の簡単な説明

0026

図1Aは、本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図1Bは、本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図1Cは、本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図1Dは、本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図1Eは、本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図1Fは、本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図1Gは、本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図1Hは、本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図1Iは、本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の一実施形態のエピタキシャル構造を示す断面図である。
図1Jは、本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図1Kは、本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図1Lは、本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の一実施形態を示す断面図である。
図2Aは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図2Bは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図2Cは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図2Dは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図2Eは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図2Fは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図2Gは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図2Hは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図2Iは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の二つの実施形態を示す断面図である。
図2Jは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の二つの実施形態を示す断面図である。
図2Kは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図2Lは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図2Mは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図2Nは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図3Aは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図3Bは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図3Cは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図3Dは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図3Eは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図3Fは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図3Gは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図3Hは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図3Iは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図3Jは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図3Kは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図3Lは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態を示す断面図である。
図4Aは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図4Bは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図4Cは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図4Dは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である。
図4Eは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図4Fは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図4Gは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図4Hは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図4Iは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態を示す断面図である。
図4Jは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図4Kは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図4Lは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図4Mは、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である。
図5は、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の実施形態の断面図である。
図6Aは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Bは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Cは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Dは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Eは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Fは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Gは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Hは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Iは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Jは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Kは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Lは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Mは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Nは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Oは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Pは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Qは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。
図6Rは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の一実施例を説明する断面図である。
図6Sは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の一実施例を示す上面電極図である。
図7は、従来技術のバルク音響波共振装置の一実施例を示す図である。

実施例

0027

本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の一実施形態のステップを示す断面図である、図1Aから1Fを参照する。本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法は、以下のステップからなる。
ステップA1:(図1B参照)化合物半導体基板13上に犠牲エピタキシャルメサ構造60を形成する。形成ステップは下記の通りである。(図1A参照)前記化合物半導体基板13上に犠牲エピタキシャル構造28を形成する。(図1B参照)前記犠牲エピタキシャル構造28をエッチングして前記犠牲エピタキシャルメサ構造60を形成する。
ステップA2:(図1C参照)犠牲エピタキシャルメサ構造60および化合物半導体基板13の上に絶縁層11を形成する。ただし、絶縁層11は、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiO2)およびポリマーからなるグループより選択する少なくとも一つの材料からなる。
ステップA3:(図1D参照)化学機械研磨工程を用いて絶縁層11を研磨して研磨表面41を形成する。
ステップA4:(図1E参照)研磨表面41上にバルク音響波共振構造3を形成する。ただし、バルク音響波共振構造3は、犠牲エピタキシャルメサ構造60の上に位置する。
前記ステップA4は、更に次のステップからなる。
ステップA41:研磨表面41上に底部電極層30を形成する。底部電極層30上に圧電層31を形成する。圧電層31上に上部電極層32を形成する。
ステップA5:(図1F参照)犠牲エピタキシャルメサ構造60をエッチングして空孔40を形成する。ただし、空孔40はバルク音響波共振構造3の下に位置する。
ステップA3では、犠牲エピタキシャルメサ構造60が露わにならない(絶縁層11の下に隠れたままになる)程度に絶縁層11を研磨する。ただし、底部電極層30および犠牲エピタキシャルメサ構造60の間の絶縁膜11は、周波数調整構造50を形成し、この周波数調整層50は一定の膜厚Tを有し、バルク音響波共振構造3は共振周波数Fを有し、ゆえに共振調整構造50の膜厚Tを調整することによって、バルク音響波共振構造3の共振周波数Fを調律することが可能となる。周波数調整構造50の膜厚Tが増大するにつれ、バルク音響波共振構造3の共振周波数Fは減少する。反対に周波数調整構造50の膜厚Tが減少するにつれ、バルク音響波共振構造3の共振周波数Fは増大する。本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の主な特徴は、化合物半導体基板13を使って犠牲エピタキシャル構造28を犠牲層として形成し、それから化学機械研磨工程で絶縁層11を研磨することである。その利点は、周波数調整構造50の膜厚Tを正確に調整しやすくすることである。また、バルク音響波共振構造3の周波数Fを正確に調律しやすくすることである。しかしながら、もし周波数調整構造50の膜厚Tが圧過ぎると、バルク音響波共振構造3の共振状態に影響してしまう。そこで、周波数調整構造50の膜厚Tは1000ナノメートル以下にすることが求められる。また、いくつかの好ましい実施形態においては、周波数調整構造50の膜厚Tは300ナノメートルかそれ以下である。

0028

本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の別の実施形態のステップを示す断面図である、図1Gと1Hを参照する。図1Hにみられる実施形態を形成する主な方法は、基本的に、図1Fにみられる実施形態を形成する方法と同じである。ただし、ステップA3において、犠牲エピタキシャルメサ構造60が露わになるまで絶縁層11を研磨する点が異なる。(図1G参照)。つづいて研磨表面41上にバルク音響波共振構造3を形成し、犠牲エピタキシャルメサ構造60をエッチングして空孔40を形成する。(図1H参照)。本実施形態において、バルク音響波共振構造3は、図1Fの実施形態にみられるような周波数調整構造50を持っていない。

0029

本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の一実施形態のエピタキシャル構造を示す断面図である、図1Iを参照する。図1Iの実施形態のエピタキシャル構造の主な構造は、基本的に、図1Aの実施形態と同じである。ただし、化合物半導体基板13の裏面に更にエッチング防止層12が形成されている点が異なる。エッチング防止層12の役割は、化合物半導体基板13の裏面を保護し、製造工程中のエッチングプロセスの間のエッチング(特に、ウェットエッチングエッチャントによるエッチング)によるダメージから化合物半導体基板13の裏面を防御することである。エッチング防止層12は、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiO2)、アルミニウム窒化物(AlN)、およびフォトレジストからなるグループより選択する少なくとも一つの材料からなる。エッチング防止層12の好ましい材料はシリコン窒化物である。通常、エッチング防止層12は、基板薄膜化工程を実施するため、ステップA5の後に取り除かれる。本願の他のすべての実施形態において、基板は半導体基板であっても化合物半導体基板であっても構わない。エッチング防止層12は、基板の裏面を守るため、半導体基板の裏面に形成してもよいし、化合物半導体基板の裏面に形成しても構わない。

0030

本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の別の実施形態のステップを示す断面図である、図1Jおよび1Kを参照する。図1Jの実施形態のエピタキシャル構造の主な構造は、基本的に、図1Aの実施形態のそれと同じである。ただし、底部エッチングストップ層20が化合物半導体基板13の上に更に形成されており、その上に犠牲エピタキシャル構造28が形成されている点が異なる。犠牲エピタキシャル構造28をエッチングして犠牲エピタキシャルメサ構造60を形成する際、犠牲エピタキシャルメサ構造60の周りの犠牲エピタキシャル構造28をエッチングすると、底部エッチングストップ層20のところでエッチングが止まる。犠牲エピタキシャルメサ構造60の下には、底部エッチングストップ層20が残る。図1Kにみられるバルク音響波共振装置の実施形態は、図1Jにみられる実施形態のエピタキシャル構造から形成される。図1Kの実施形態の主な構造は、基本的に、図1Fの実施形態のそれと同じである。ただし、底部エッチングストップ層20が、化合物半導体基板13上に更に形成される点が異なる。ステップA2では、絶縁層11が犠牲エピタキシャルメサ構造60および底部エッチングストップ層20の上に形成される。ゆえに、ステップA5で犠牲エピタキシャルメサ構造60をエッチングした後、底部エッチングストップ層20上に空孔40が形成される。幾つかの実施形態において、化合物半導体基板13はGaAsからなり、犠牲エピタキシャル構造28は犠牲エピタキシャル層からなり、犠牲エピタキシャル層はGaAsからなる。ただし、犠牲エピタキシャル層は50ナノメートルから5000ナノメートルの間の一定の膜厚を有する。底部エッチングストップ層20は、20ナノメートルから500ナノメートルの間の一定の膜厚を有するInGaPからなる。他のいくつかの実施形態では、化合物半導体基板13はInPからなり、犠牲エピタキシャル構造28は犠牲エピタキシャル層からなり、犠牲エピタキシャル層はInGaAsからなる。ただし、犠牲エピタキシャル層は50ナノメートルから5000ナノメートルの間の一定の膜厚を有する。底部エッチングストップ層20は、20ナノメートルから500ナノメートルの間の一定の膜厚を有するInPからなる。

0031

本願のバルク音響波共振装置の空孔を形成する方法の一実施形態を示す断面図である、図1Lを参照する。図1Lに見られるバルク音響波共振装置の実施形態も、図1Jに見られる実施形態のエピタキシャル構造から形成される。図1Lの実施形態の主な構造は、基本的に、図1Kの実施形態のそれと同じである。ただし、ステップA3において、犠牲エピタキシャルメサ構造60が露わになるよう絶縁層11が研磨され、その後研磨表面41上にバルク音響波共振構造3を形成し、犠牲エピタキシャルメサ構造60をエッチングして空孔40を形成する点が異なる。(図1Gおよび1Hに同様)。ゆえに、バルク音響波共振構造3は、図1Kに見られる実施形態のような周波数調整構造50を持たない。

0032

更に、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である、図2Aから2Fを参照する。図2Fに示すように、本実施形態の構造は、基板10上に形成される、少なくとも一つの第一バルク音響波共振装置1および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振装置1’を、それぞれ有する。本実施形態において、少なくとも一つの第一バルク音響波共振装置1は直列共振装置であり、少なくとも一つの第二バルク音響波共振装置1’はシャント共振装置である。少なくとも一つの第一バルク音響波共振装置1は、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3、第一の周波数調整構造50、および、少なくとも一つの第一の空孔40から構成される。少なくとも一つの第一バルク音響波共振装置1’は、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’、第二の周波数調整構造50’、および少なくとも一つの第二の空孔40’から構成される。本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法は、次のステップからなる。ステップB1:(図2B参照)基板10上に複数の犠牲メサ構造を形成する。ただし、これら複数の犠牲メサ構造は、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’から構成される。ここで、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6の高さは、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の高さより大きく、両者は第一の高低差HD1を有する。本実施形態において、基板10は半導体基板である。複数の犠牲メサ構造は、金属、合金およびエピタキシャル構造からなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。ステップB2:(図2C参照)複数の犠牲メサ構造および基板10の上に絶縁層11を形成する。ただし、この絶縁層11は、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiO2)およびポリマーからなるグループより選択される少なくとも一つの材料よりなる。ステップB3:(図2D参照)化学機械研磨工程によって絶縁層11を研磨し、研磨表面41を形成する。
ステップB4:(図2E参照)研磨表面41上に複数のバルク音響波共振構造を形成する。(本願のバルク音響波フィルターの全実施形態において、複数のバルク音響波共振構造はすべて拡張面43上に形成される。本実施形態では、拡張面43は研磨表面41と同一である。)ただし、これら複数のバルク音響波共振構造は、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’から構成される。これら少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’は、それぞれ、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の上に位置する。
ステップB4は、次のステップよりなる。
ステップB41:研磨表面41上に底部電極層30を形成する。
ステップB42:底部電極層30上に圧電層31を形成する。
ステップB43:圧電層31上に上部電極層32を形成する。
ステップB5:(図2F参照)複数の犠牲メサ構造をエッチングして複数の空孔を形成する。ただし、これら複数の空孔は、それぞれ、複数のバルク音響波共振構造の下に位置する。これら複数の空孔は、少なくとも一つの第一の空孔40および少なくとも一つの第二の空孔40’からなる。これら少なくとも一つの第一の空孔40および少なくとも一つの第二の空孔40’は、それぞれ、少なくとも一つの第一の音響波共振構造3および少なくとも一つの第一の音響波共振構造3’の下に位置する。
ステップB3では、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6’を露わにしない(絶縁層11の下に隠れる)程度に絶縁層11を研磨する。こうして、研磨表面41の下で、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の下に位置する絶縁層11が、それぞれ、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の第一の周波数調整構造50および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第二の周波数調整構造50’を、形成する。ただし、第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’は、第一の膜厚差TD1を有し、このTD1は第一の高低差HD1に等しい。少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の第一の共振周波数F1は、第一の周波数調整構造50によって調律される。一方、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第二の共振周波数F2は、第二の周波数調整構造50’によって調律される。第二の周波数調整構造50’の膜厚が第一の周波数調整構造50の膜厚より大きいので、少なくとも一つの第二の音響波共振構造3’の第二の共振周波数F2は、少なくとも一つの第一の音響波共振構造3の第一の共振周波数F1より低くなるよう調律される。それゆえ、少なくとも一つの第一の音響波共振構造3および少なくとも一つの第二の音響波共振構造3’は、第一の共振周波数差FD1を有する。ただし、このFD1は、第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’の第一の膜厚差TD1に相関する。すなわち、第一の共振周波数差FD1は、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6’の第一の高低差HD1に相関する。こうして、第一の高低差HD1を調節することによって、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の、第一の共振周波数差FD1を調整することが可能となる。基板10の寸法がバルク音響波共振装置の寸法よりはるかに大きいので、化学機械研磨工程で絶縁層11を研磨すると、基板10中央付近での絶縁層11の研磨深さは、たいてい基板10中央から離れた場所での絶縁層11の研磨深さと同じではない。しかしながら、隣り合うバルク音響波共振装置、特に、同じバルク音響波フィルターを有する複数のバルク音響波共振装置において、絶縁膜11の研磨深さは、ほぼ同じにするべきである。本願の特徴の一つは、同じバルク音響波フィルターの、第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’の第一の膜厚差TD1が、基板10の中央付近と中央から離れた場所で変わらないことである。すなわち、同じバルク音響波フィルターの、少なくとも一つの第一の音響波共振構造3および少なくとも一つの第二の音響波共振構造3’の第一の共振周波数差FD1は、基板10の中央付近と中央から離れた場所で変わらない。同じバルク音響波フィルターにおいて、少なくとも一つの第一の音響波共振構造3および少なくとも一つの第二の音響波共振構造3’の第一の共振周波数差FD1は、少なくとも一つの第一の周波数調整構造50および少なくとも一つの第二の周波数調整構造50’の第一の膜厚差TD1と相関し、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の第一の高低差HD1と相関し、第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’の材料とも相関している。第一の高低差HD1を調整し、あるいは、第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’に違う種類の材料を選択することによって、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の、第一の共振周波数差FD1を調整することが可能となる。さらに本願では、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第一の共振周波数差FD1が、基板10の中央付近と中央から離れた場所で変わらない。これは、本願の主な特徴の一つであり、後のトリミング工程で大きな助けとなる。ウェーハー上のどの領域内でも同じバルク音響波フィルターであれば、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第一の共振周波数差FD1が正確に制御され、しかも場所に依存しないので、トリミング工程の時間コストを著しく減少させる。幾つかの実施形態において、基板10は化合物半導体基板よりなる。複数の犠牲メサ構造はエピタキシャル構造よりなる。
ステップB1は次のステップからなる。
ステップB11:(図2A参照)基板10上に犠牲構造21を形成する。
ステップB12:犠牲構造21をエッチングして複数の犠牲メサ構造を形成する。ただし、これら複数の犠牲メタ構造は、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6(21)および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’(21)から構成される。ここで、これら複数の犠牲メサ構造は同じ高さを有する。
ステップB13:(図2B参照)少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が第一の高低差HD1を有するように、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’をエッチングし、あるいは、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’をエッチングする。

0033

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である、図2Gおよび図2Hを参照する。本実施形態では、基板10は半導体基板であり、複数の犠牲メサ構造が、金属、合金およびエピタキシャル構造よりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。図2Hに見られる実施形態を形成する主なステップは、基本的に、図2Fに見られる実施形態を形成するステップと同じである。ただし、ステップB3において、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6が露わになり、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が露わにならない(絶縁層11の下に隠れる)程度に絶縁層11が研磨される。(図2G参照)それゆえ、研磨表面41(拡張面43)の下において、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の下に位置する絶縁層11が、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第二の周波数調整構造50’を形成する。図2Hに見られるように、第二の周波数調整構造50’は膜厚T2を有し、そのT2は第一の高低差HD1と同一である。本実施形態では、図2Fの実施形態に見られるような第一の周波数調整構造50は存在しない。それゆえ、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第一の共振周波数差FD1は、第二の周波数調整構造50’の膜厚T2に相関する。すなわち、第一の共振周波数差FD1は、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の第一の高低差HD1と相関する。こうして、第一の高低差HD1を調整することによって、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の、第一の共振周波数差FD1を調整することが可能になる。

0034

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態を示す断面図である、図2Iを参照する。図2Iの実施形態の主な構造は、基本的に、図2Fの実施形態のそれと同じである。ただし、基板10上に底部エッチングストップ層20が更に形成され、そのうえに絶縁層11が形成される点が異なる。少なくとも一つの第一の空孔40と少なくとも一つの第二の空孔40’は、底部エッチングストップ層20の上に位置する。図2Iに見られる実施形態を形成する主な方法は、基本的に、図2Fに見られる実施形態を形成する方法のそれと同じである。ただし、ステップB11の前に、更に次のステップが含まれる点が異なる。基板10上に底部エッチングストップ層20を形成する。ただし、ステップB11では、その上に犠牲構造21を形成する。ステップB2では、複数の犠牲メサ構造および底部エッチングストップ層20の上に絶縁層11が形成される。本実施形態では、基板10は化合物半導体基板であり、複数の犠牲メサ構造(犠牲構造21)はエピタキシャル構造よりなる。幾つかの実施形態において、基板10はGaAsであり、犠牲構造21は犠牲エピタキシャル層からなる。ただし、犠牲エピタキシャル構造21はGaAsからなり、犠牲エピタキシャル層は50ナノメートルから5000ナノメートルの間の一定の膜厚を有する。底部エッチングストップ層20はInGaPからなる。ここで、底部エッチングストップ層20は20ナノメートルから500ナノメートルの一定の膜厚を有する。いくつかの他の実施形態においては、基板10はInPであり、犠牲構造21は犠牲エピタキシャル層からなる。ただし、犠牲エピタキシャル層はInGaAsからなり、50ナノメートルから5000ナノメートルの間の一定の膜厚を有する。底部エッチングストップ層20はInPからなる。ただし、底部エッチングストップ層20は、20ナノメートルから500ナノメートルの間の一定の膜厚を有する。

0035

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態を示す断面図である、図2Jを参照する。基板10は化合物半導体基板であり、複数の犠牲メサ構造はエピタキシャル構造からなる。図2Jの実施形態の主な構造は、基本的に、図2Iの実施形態のそれと同じである。ただし、ステップB3において、(図2Gと同様に)少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6が露わになり、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が露わにならない(絶縁層11の下に隠れる)程度に絶縁層11を研磨する。こうして、研磨表面41(拡張面43)の下において、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の下に位置する絶縁層11が、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第二の周波数調整構造50’を形成する。

0036

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である、図2Kから2Nを参照する。図2Kの実施形態では、基板10は化合物半導体基板であり、犠牲構造21はエピタキシャル層からなる。図2Kの実施形態のエピタキシャル構造の主な構造は、基本的に、図2Aの実施形態のそれと同じである。ただし、犠牲構造21が、エピタキシャル層27、第一のエッチングストップ層22、および第一の微調整層23から構成され、犠牲エピタキシャル層27が基板10上に形成され、その上に第一のエッチングストップ層22が形成され、更にその上に第一の微調整層23を形成する。図2Lに見られるように、犠牲構造21をエッチングして複数の犠牲メサ構造を形成する。ただし、これら複数の犠牲メサ構造は、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’から構成される。ただし、これら複数の犠牲メサ構造は同じ高さを有する(ステップB12)。図2Mに見られるように、第一の微調整層23は膜厚FT1を有する。少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が第一の高低差HD1を有するように、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の微調整層23をエッチングする(ステップB13)。図2Nに、ステップB2、ステップB3およびステップB4の後の結果が見られる。図2Nの、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’をエッチングした(ステップB5)後の結果は、図2Fの実施形態と同一である。これは、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振装置3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振装置3’の第一の共振周波数差FD1を正確に調律するのに役立つ。幾つかの実施形態において、基板10はGaAsであり、犠牲エピタキシャル層27はGaAsであり、第一のエッチングストップ層22はAlAsあるいはInGaPからなり、1ナノメートルから50ナノメートルの間の一定の膜厚を有する。第一の微調整層23はGaAsからなり、その膜厚FT1は1ナノメートルから300ナノメートルの間である。幾つかの他の実施形態において、基板10はInPからなり、犠牲エピタキシャル層27はInGaAsからなり、第一のエッチングストップ層22はInPからなり、1ナノメートルから50ナノメートルの間の一定の膜厚を有する。第一の微調整層23はInGaAsからなり、その膜厚FT1は1ナノメートルから300ナノメートルの間である。

0037

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である、図3Aから3Gを参照する。本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法を使用し、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振装置1および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振装置1’ (図3G参照)を形成するには、は、次のステップがある。
ステップC1:基板10上に複数の犠牲メサ構造を形成する。ただし、これら複数の犠牲メサ構造は同じ高さを有し、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’から構成される。本実施形態では、基板10は半導体基板であり、複数の犠牲メサ構造は金属、合金およびエピタキシャル構造からなるグループより選択される、少なくとも一つの材料からなる。
ステップC2:(図3A参照)複数の犠牲メサ構造および基板上に絶縁層11を形成する。
ステップC3:(図3B)これら複数の犠牲メサ構造が露わになるように、前処理用化学機械研磨工程で基板11を研磨して前処理研磨表面42を形成する。
ステップC4:(図3C参照)少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が第一の高低差HD1を有するように、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’をエッチングする。ただし、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6の高さは少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の高さより大きい。
ステップC5:(図3Dから3F参照)複数のバルク音響波共振構造を形成する。ただし、これら複数のバルク音響波共振構造は、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’より構成される。少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’は、それぞれ、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の上に位置する。
ステップC5は次のステップから構成される。
ステップC51:複数の犠牲メサ構造および絶縁層11上に第二の研磨層51を形成する。ただし、第二の研磨層51は絶縁体からなり、その絶縁体の材料は、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiO2)、アルミニウム窒化物、および亜鉛酸化物(ZnO)からなるグループより選択される少なくとも一つの材料である。
ステップ52:少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が露わにならない(第二の研磨層51の下に隠れる)程度に、化学機械研磨工程で第二の研磨層51を研磨して研磨表面41を形成する。こうして研磨表面41の下において、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の下に位置する、第二研磨層51は、それぞれ、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の第一の周波数調整構造50および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第一の周波数調整構造50’を形成する。ただし、第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’は、第一の膜厚差TD1を有し、そのTD1は第一の高低差HD1に等しい。
ステップC53:研磨表面41上に底部電極層30を形成する。(上述したように、複数のバルク音響波共振構造が拡張面43上に形成される。本実施形態では、拡張面43は研磨表面41に同一である。)
ステップC54:底部電極層30上に圧電層31を形成する。
ステップC55:圧電層31上に上部電極32を形成する。
ステップC6:(図3Gを参照)複数の犠牲メサ構造をエッチングして複数の空孔を形成する。ただし、これら空孔はそれぞれ複数のバルク音響波共振装置の下に位置する。またこれら複数の空孔は、少なくとも一つの第一の空孔40および少なくとも一つの第二の空孔40’より構成される。少なくとも一つの第一のバルク音響波共振装置3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振装置3’は第一の共振周波数FD1を有し、そのFD1は、第一の共振周波数調整構造50および第二の共振周波数調整構造50’の第一の膜厚差TD1と相関する。すなわち、第一の共振周波数差FD1は第一の高低差HD1と相関する。
こうして、第一の高低差HD1を調整することによって、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振装置3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振装置3’の、第一の共振周波数差FD1を調律することが可能となる。幾つかの実施形態において、基板10は化合物半導体であり、複数の犠牲メサ構造はエピタキシャル構造よりなる。ここで、ステップC1は次のステップより構成される。
ステップC11:基板10上に犠牲構造21を形成する。
ステップC12:犠牲構造21をエッチングして複数の犠牲メサ構造を形成する。ただし、これら複数の犠牲メサ構造は同じ高さを有する。

0038

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である、図3Hおよび3Iを参照する。本実施形態では、基板10は半導体基板であり、複数の犠牲メサ構造は、金属、合金およびエピタキシャル構造からなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。図3Iに見られる実施形態を形成する主なステップは、基本的に、図3Gに見られる実施形態を形成するそれと同じである。ただし、ステップC52において、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6を露わにし、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’を露わにしない(第二の研磨層51の下に隠れる)程度に第二の研磨層51を研磨する。(図3H参照)こうして、研磨表面41(拡張面43)の下において、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の下に位置する、第二の研磨層51は、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第二の周波数調整構造50’を形成する。(図3I参照)ただし、第二の周波数調整構造50’は膜厚T2を有する。このT2は第一の高低差HD1に等しい。本実施形態には、図3Gの実施形態に見られるような第一の周波数調整構造50は存在しない。それゆえ、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第一の共振周波数差FD1は、第二の周波数調整構造50’の膜厚T2と相関する。すなわち、第一の共振周波数差FD1は、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の第一の高低差HD1に相関する。こうして、第一の高低差HD1を調整することによって、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第一の共振周波数差FD1を調律することが可能となる。本実施形態では、第二の研磨層51は、金属、合金および絶縁体より構成されるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。

0039

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である、図3Jおよび図3Kを参照する。本実施形態では、基板10は半導体基板であり、複数の犠牲メサ構造は、金属、合金およびエピタキシャル構造よりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。図3Kに見られる実施形態を形成する主なステップは、基本的に、図3Gに見られる実施形態を形成するそれと同じである。ただし、ステップC5において、複数のバルク音響波共振構造が拡張面43上に形成され、この拡張面43が前処理研磨表面42と同一である点を除く。ここで、ステップC5は次のステップから構成される。
ステップC51’:(図3D参照)複数の犠牲メサ構造および絶縁層11上に第二の研磨層51を形成する。ただし、この第二の研磨層51は金属および合金よりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。好ましい実施形態では、第二の研磨層51は、Ru、Ti、Mo、Pt、Au、Al、および、Wよりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。
ステップC52’:(図3E参照)複数の犠牲メサ構造を露わにしない(第二の研磨層51の下に隠れる)程度に、化学機械研磨工程で第二の研磨層51を研磨する。
ステップC53’:(図3J参照)第二の研磨層51をパターニングする。
ステップC54’:研磨表面41上に圧電層31を形成する。
ステップC55’:圧電層31上に上部電極層32を形成する。複数の犠牲メサ構造をエッチングするステップC6の後、図3Kの実施形態を形成する。ステップC4で、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’をエッチングする。ただし、研磨表面41下で、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の下に位置する、前処理研磨表面42(拡張面43)上の、第二の研磨層51は、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の底部電極層30を形成する。ここで、研磨表面41下で、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の下に位置する、前処理研磨表面42(拡張面43)上の、第二の研磨層51は、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の底部電極層30を形成する。前処理研磨表面42(拡張面43)の下において、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の下に位置する第二の研磨層51は、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第二の周波数調整構造50’を形成する。ただし、第二の周波数調整構造50’は膜厚T2を有し、第二の周波数調整構造50’の膜厚T2は、第一の高低差HD1に等しい。
こうして、第一の高低差HD1を調整することによって、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の、第一の共鳴周波数差FD1を調律することが可能となる。

0040

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態を示す断面図である、図3Lを参照する。本願では、基板10は半導体基板である。複数の犠牲メサ構造は金属、合金およびエピタキシャル構造よりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。図3Lに見られる実施形態を形成する主なステップは、基本的に、図3Gに見られる実施形態を形成するそれと同じである。ただし、ステップC5が次のステップから構成される点が異なる。
ステップC51’’:(図3D参照)複数の犠牲メサ構造および絶縁層11上に第二の研磨層51を形成する。ただし、第二の研磨層51は、金属、合金および絶縁膜よりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。
ステップC52’’:(図3E参照)少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が露わにならない(第二の研磨層51の下に隠れる)程度に、化学機械研磨工程で第二の研磨層51を研磨して研磨表面41を形成する。
ステップC53’’:(図3J参照)第二の研磨層51をパターニングする。
ステップC54’’:研磨表面41(拡張面43)上に底部電極層30を形成する。
ステップC55’’:底部電極層30上に圧電層31を形成する。
ステップC56’’:圧電層31上に上部電極層32を形成する。図3Lの実施形態がステップC6の後に形成される。
こうして、研磨層41の下において、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の下に位置する、第二の研磨層51は、それぞれ、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の第一の周波数調整構造50、および、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第二の周波数調整構造50’を形成する。ただし、第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’は、第一の膜厚差TD1を有し、このTD1は第一の高低差HD1に等しい。こうして、第一の高低差HD1を調節することによって、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の、第一の共振周波数差FD1を調律することが可能となる。

0041

図3Gおよび3Iの実施形態において、ステップC2(図3A参照)では、非常に分厚い絶縁層11が最初に形成される。ここで、絶縁層11の膜厚は、複数の犠牲メサ構造の高さより高くなければならない。ステップC3(図3B参照)において、化学機械研磨工程は、絶縁層11の研磨後の膜厚が複数の犠牲メサ構造の高さと少なくとも同等かそれ以上になるよう、絶縁層11を研磨しなければならない。しかしながら、化学機械研磨工程には欠点もある。すなわち、要求される研磨深さが深すぎると、研磨表面の均一性が損なわれる。本実施形態では、要求される絶縁層11の研磨深さが非常に深いため、前処理研磨表面42の均一性は研磨後に損なわれてしまう。しかしながら、後のステップC51で形成される第二の研磨層51の要求研磨深さは、絶縁層11の要求研磨深さに比べて非常に薄い。第二の研磨層51の研磨深さは、単純に、第一の高低差HD1より厚くなりさえすれば良い。それゆえ、ステップC52の化学機械研磨工程で第二の研磨層51を研磨した後に形成される研磨表面41の均一性は損なわれない。ここで、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振装置1および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振装置1’の底部電極層30を、この研磨表面41上に形成することは、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振装置1および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振装置1’の共振特性を向上することに役立つ。この状況は、図3Lの実施形態においても同様である。図3Kの実施形態の場合でも、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振装置1および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振装置1’の圧電層を研磨表面41上に形成することも、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振装置1および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振装置1’の共振特性を向上することに役立つ。

0042

図3G、3I、3K、および、3Lの実施形態は、図2Kのそれと同様な犠牲構造から形成される。ただし、基板10は化合物半導体である。ここで、犠牲構造21は、犠牲エピタキシャル層27、第一のエッチングストップ層22、および、第一の微調整層23よりなる。ただし、犠牲エピタキシャル層27は基板10上に形成される。第一のエッチングストップ層22は犠牲エピタキシャル層27上に形成される。第一の微調整層23は第一のエッチングストップ層22上に形成される。ただし、第一の微調整層23は膜厚FT1を有する。ステップC4では、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が第一の高低差HD1を有するように、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の微調整層23をエッチングする。こうして、第一の高低差HD1は第一の微調整層23の膜厚FT1によって決定される。それゆえ、第一の高低差HD1を正確に調整することが可能とある。また、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の、第一の共振周波数差FD1を正確に調律することも可能となる。

0043

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の一実施形態のステップを示す断面図である、図4Aから4Dを参照する。図4Dに見られる実施形態を形成する主なステップは、基本的に、図3Gに見られる実施形態を形成するそれと同じである。ただし、ステップC4(図4A参照)において、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が第一の高低差HD1を有するように、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’をエッチングする。ただし、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6の高さは、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の高さより大きい。図4Dの実施形態は、ステップC51(図4B参照)、ステップC52(図4C)、ステップC53からステップC55およびステップC6の後に形成される。ただし、第二の研磨層51は絶縁体からなる。本実施形態では、基板10は半導体基板である。複数の犠牲メサ構造は、金属、合金およびエピタキシャル構造よりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。

0044

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である、図4Eおよび図4Fを参照する。本実施形態では、基板10は半導体基板であり、複数の犠牲メサ構造は、金属、合金およびエピタキシャル構造よりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。図4Fに見られる実施形態を形成する主なステップは、基本的に、図4Dに見られる実施形態を形成するそれと同じである。ただし、ステップC52(図4Eも参照)において、研磨表面41(拡張面43)が前処理研磨表面42と同一になるように、あるいは、研磨表面41が前処理研磨表面42より低くなるように、第二の研磨層51を研磨する。ただし、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’は露わにならない(第二の研磨層51の下に隠れる)。図4Fの実施形態において、第二の研磨層51は、金属、合金、および絶縁体よりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。

0045

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である、図4Gおよび図4Hを参照する。本実施形態では、基板10は半導体基板である。複数の犠牲メサ構造は、金属、合金およびエピタキシャル構造よりなるグループから選択される少なくとも一つの材料からなる。図4Hに見られる実施形態を形成する主なステップは、基本的に、図3Kに見られる実施形態を形成するそれと同じである。ただし、ステップC4(図4A参照)において、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が第一の高低差HD1を有するように、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’をエッチングする。ここで、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6の高さは、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の高さより大きい。ステップC5において、複数のバルク音響波共振構造は拡張面43上に形成される。ただし、拡張面43は前処理研磨表面42と同一である。第二の研磨層51をパターニングするステップC53’(図4G参照)、ステップC54’、ステップC55’、およびステップC6(図4H参照)の後、研磨表面41の下において、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の下に位置し、前処理研磨表面42(拡張面43)より上の第二の研磨層51は、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の底部電極層30を形成する。ただし、前処理研磨表面42(拡張面43)の下において、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の下に位置する第二の研磨層51は、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の第一の周波数調整構造50を形成する。研磨表面41の下において、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の下に位置し、前処理研磨表面42(拡張面43)より上の第二の研磨層51は、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の底部電極層30を形成する。前処理研磨表面42(拡張面43)の下において、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の下に位置する第二の研磨層51は、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第二の周波数調整構造50’を形成する。第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’は第一の膜厚差TD1を有し、そのTD1は第一の高低差HD1に等しい。こうして、第一の高低差HD1を調整することによって、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’ の、第一の共振周波数差FD1を調律することが可能となる。第二の研磨層51は、金属および合金よりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。ただし、好ましい実施形態においては、第二の研磨層51は、Ru、Ti、Mo、Pt、Au、Al、およびWよりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。

0046

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態を示す断面図である図4Iを参照する。本実施形態では、基板10は半導体基板であり、複数の犠牲メサ構造は、金属、合金およびエピタキシャル構造よりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。図4Iに見られる実施形態を形成する主なステップは、基本的に、図3Lに見られる実施形態を形成するそれと同じである。ただし、ステップC4(図4A参照)において、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が第一の高低差HD1を有するように、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の両方をエッチングする点で異なる。ただし、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6の高さは、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の高さより大きい。ステップ52’’においては、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が露わにならない(第二の研磨層51の下に隠れる)程度に第二の研磨層51を研磨する。第二の研磨層51をパターニングするステップ53’’(図4G参照)、ステップC54’’からステップC56’’、および、ステップC6(図4I参照)の後、研磨表面41(拡張面43)の下において、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の下に位置する、第二の研磨層51は、それぞれ、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の第一の周波数調整構造50、および、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第二の周波数調整構造50’を形成する。第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’は、第一の膜厚差TD1を有し、そのTD1は第一の高低差HD1に等しい。こうして、第一の高低差HD1を調整することによって、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の、第一の共振周波数差FD1を調律することが可能となる。本実施形態において、第二の研磨層51は、金属、合金および絶縁体よりなるグループより選択される少なくとも一つの材料からなる。

0047

本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法の別の実施形態のステップを示す断面図である、図4Jから4Mを参照する。図4Jの実施形態において、基板10は化合物半導体基板であり、犠牲構造21はエピタキシャル構造よりなる。図4Jの実施形態のエピタキシャル構造の主な構造は、基本的に、図2Lの実施形態のそれと同じである。ただし、犠牲構造21は、犠牲エピタキシャル層27、第一のエッチングストップ層22、第一の微調整層23、および上部エッチングストップ層26より構成される点で異なる。ここで、ステップC1は次のステップより構成される。
ステップC11:基板10上に犠牲構造21を形成する。
ステップC12:犠牲構造21をエッチングして複数の犠牲メサ構造を形成する。ただし、これら複数の犠牲メサ構造は同じ高さを有し、これら複数の犠牲メサ構造は、少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’から構成される。ただし、基板10上に犠牲エピタキシャル層27が形成され、その上に第一のエッチングストップ層22が形成され、その上に第一の微調整層23が形成され、その上に上部エッチングストップ層26が形成される。
図4Kの実施形態の構造がステップC2およびC3の後に形成される。ステップ4は次のステップから構成される。
ステップC41:(図4L参照)少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の上部エッチングストップ層26をエッチングする。
ステップC42:(図4M参照)少なくとも一つの第一の犠牲メサ構造6および少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’が第一の高低差HD1を有するように、少なくとも一つの第二の犠牲メサ構造6’の、第一の微調整層23をエッチングする。
第一の微調整層23は膜厚FT1を有し、ゆえに第一の高低差HD1は、第一の微調整層23の膜厚FT1により決定される。こうして、第一の高低差HD1を正確に調整することが可能となる。ここで、第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’の第一の膜厚差TD1を正確に調整することが可能となる。また、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の、第一の共振周波数差FD1を正確に調律することが可能となる。図4D、4F、4H、および4Iの実施形態は、図4Mの構造より形成される。図4Mのエピタキシャル構造から、図4D、4F、4H、および4Iの実施形態を形成するために、ステップC3では、複数の犠牲メサ構造が露わになるよう、絶縁層11を研磨する。しかしながら、研磨中、基板10の中央付近に位置する複数の犠牲メサ構造と、基板10の中央から離れたところに位置する複数の犠牲メサ構造を研磨して同時に露わにすることは不可能である。たとえば、基板10の中心より離れたところに位置する複数の犠牲メサ構造が先に露わになったとしよう。このとき、基板10の中心付近に位置する複数の犠牲メサ構造を露わにするため、研磨はまだ続けなければならない。ゆえに、基板10の中央から離れたところに位置する複数の犠牲メサ構造は過剰に研磨されてしまう。こうして、研磨後、基板10の中央付近から離れたところに位置する複数の犠牲メサ構造の第一の微調整層23の膜厚は、基板10の中央に位置する複数の犠牲メサ構造の第一の微調整層23の膜厚より薄くなってしまう。基板10の中央付近に位置する複数の犠牲メサ構造の第一の微調整層23の膜厚が、基板10の中央付近から離れたところに位置する複数の犠牲メサ構造の第一の微調整層23の膜厚と等しくならなくなることを避けるため、基板10の中央付近に位置する複数の犠牲メサ構造の第一の微調整層23の膜厚が、基板10の中央付近から離れたところに位置する複数の犠牲メサ構造の第一の微調整層23の膜厚と等しく設定できるよう、上部エッチングストップ層26を導入する。幾つかの実施形態において、基板10はGaAsからなる。犠牲エピタキシャル層27はGaAsからなる。第一のエッチングストップ層22はAlAsあるいはInGaPからなる。ただし、第一のエッチングストップ層22の膜厚は、1ナノメートルから50ナノメートルの間である。第一の微調整層23はGaAsからなる。ただし、第一の微調整層23の膜厚FT1は、1ナノメートルから300ナノメートルの間である。上部エッチングストップ層26はInGaPからなる。ただし、上部エッチングストップ層26の膜厚は、50ナノメートルから300ナノメートルの間である。幾つかの他の実施形態において、基板10はInPからなる。犠牲エピタキシャル層27はInGaAsからなる。第一のエッチングストップ層22はInPからなる。ただし、第一のエッチングストップ層22の膜厚は、1ナノメートルから50ナノメートルの間である。第一の微調整層23はInGaAsである。ただし、第一の微調整層23の膜厚FT1は、1ナノメートルから300ナノメートルの間である。上部エッチングストップ層26はInPからなる。ただし、上部エッチングストップ層26の膜厚は、50ナノメートルから300ナノメートルの間である。

0048

図2F、2H、2I、2J、3G、3I,3K,3L、4D、4F、4H、および4Iの全実施形態は、共通の特性を持っている。少なくとも一つの第一のバルク音響波共振装置1および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振装置1’は、本願のバルク音響波フィルターのバルク音響波共振装置のための周波数調整方法により形成される。共通の特性とは、任意のバルク音響波共振構造(少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3あるいは少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’)の底部電極層30が、拡張面43の上に形成されることである。これらの実施形態の共通な構造は、複数の空孔を有し基板10上に形成される絶縁層11、それぞれ前記複数の空孔の上に位置する複数のバルク音響波共振構造からなる。前記複数のバルク音響波共振構造は、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’から構成され、前記複数の空孔は、少なくとも一つの第一の空孔40および少なくとも一つの第二の空孔40’から構成され、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’は、それぞれ前記少なくとも一つの第一の空孔40および前記少なくとも一つの第二の空孔40’の上に位置する。ただし、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’は、第一の共振周波数差FD1を有する。また、前記複数のバルク音響波共振構造は、それぞれ、拡張面43上に形成される底部電極層30、その上に形成される圧電層31、更にそのうえに形成される上部電極層32、および、周波数を調整する構造、からなる。これら実施形態の間の差異は次のようである。(1)図2H、2J、3I、および3Kの実施形態において、周波数を調整数する構造は、絶縁層11が研磨された表面を有し、拡張面43が絶縁層11の表面と同一であり、さらに次の条件を満たす構造Aよりなる。少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’は、第二の周波数調整構造50’を有し、第二の周波数調整構造50’が、拡張面43上に形成され、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’および少なくとも一つの第二の空孔40’の間に位置する。第二の周波数調整構造50’は、膜厚T2を有し、この膜厚T2は、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の、第一の共振周波数差FD1と相関する。(2)図2F、2I、4F、および4Hの実施形態において、周波数を調整数する構造は、絶縁層11が研磨された表面を有し、拡張面43が絶縁層11の表面と同一であり、さらに次の条件を満たす構造Bよりなる。少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’が、それぞれ第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’を有する。第一の周波数調整構造50が拡張面43の下に形成され、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の底部電極層30および少なくとも一つの第一の空孔40の間に位置する。第二の周波数調整構造50’が拡張面43の下に形成され、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の底部電極層30および少なくとも一つの第二の空孔40’の間に位置する。第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’が、第一の膜厚差TD1を有し、その第一の膜厚差TD1は、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の、第一の共振周波数差FD1に相関する。(3)図3G、3L、4D、および4Iの実施形態において、周波数を調整数する構造は、第二の研磨層51が、複数の空孔の上において、絶縁層11上に形成され、第二の研磨層51が、研磨表面を有し、拡張面43がその研磨表面と同一であり、さらに次の条件を満たす構造Cよりなる。拡張面43の下において、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の底部電極層30および少なくとも一つの第一の空孔40の間に位置する、第二の研磨層51が、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の第一の周波数調整構造50を形成する。拡張面43の下において、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の底部電極層30および少なくとも一つの第二の空孔40’の間に位置する、第二の研磨層51が、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の第二の周波数調整構造50’を形成する。第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’が、第一の膜厚差TD1を有し、その第一の膜厚差TD1は、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3および少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の、第一の共振周波数差FD1に相関する。本願の図2F、2I、3G、3L、4D、4F、4H、および4Iの実施形態において、共通の特徴は、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の底部電極層30、および、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の底部電極層30が、拡張面43上に形成されていることである。更に、第一の周波数調整構造50および第二の周波数調整構造50’が、拡張面43の下に形成されることである。本願の図2H、2J、3I、および3Kの実施形態において、共通の特徴は、少なくとも一つの第一のバルク音響波共振構造3の底部電極層30、および、少なくとも一つの第二のバルク音響波共振構造3’の底部電極層30が、拡張面43上に形成されていることである。更に、第二の周波数調整構造50’が、拡張面43の下に形成されることである。

0049

本願は、更に質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法を提供する。図6A-6C参照しよう。この図面は、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の一実施例を説明する一連の断面図である。本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置1を製造する方法は、次のステップを含む。
ステップD1:犠牲メサ構造6を基板上10に形成する。ただし、前記犠牲メサ構造6は、中央部70と周辺部71を含む複数の部位(7)に分割される。ここで、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71は、前記犠牲メサ構造6の前記中央部70を囲む周辺である。前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71の幅はX1である。
ステップD2:前記犠牲メサ構造6の任意の二つの隣り合った部位が互いに異なる高さを有するように、前記メサ構造6をエッチングする。(前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71は高低差Y1を有する。)ここで、前記犠牲メサ構造6の最も高い部位(本実施例では前記中央部70)は最高位メサ上部表面を有し、前記最高位メサ上部表面はメサ全面上部44と一致する。(図6A参照。)
ステップD3:犠牲メサ構造6および前記基板上10に絶縁層11を形成する。ただし、前記絶縁層11は、シリコン窒化膜(SiNx)、シリコン酸化膜(SiO2)およびポリマーよりなるグループから少なくとも一つ選ばれる材料から作られる。
ステップD4:化学的機械的平坦化工程によって前記絶縁層11を研磨し、研磨表面41を形成する。(図6B参照。)ただし、前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)は、ある幾何学的構成を持っている。
ステップD5:前記研磨表面41上にバルク音響波共振構造300を形成する。ただし、前記バルク音響波共振構造300は、前記犠牲メサ構造6の上に位置する。更に、このステップD5は、次のステップよりなる。
ステップD51:前記研磨表面41上に底部電極層30を形成する。
ステップD52:前記底部電極層30上に圧電層31を形成する。
ステップD53:前記圧電層31上に上部電極層32を形成する。
ステップD6:前記犠牲メサ構造6をエッチングして空孔400を形成する。ただし、前記空孔400は、前記バルク音響波共振構造300の下に位置する。(図6C参照。)
前記ステップD4において、前記犠牲メサ構造6が露わにならないように前記絶縁層11を研磨する。ただし、前記バルク音響波共振構造300の下、前記空孔400の上、かつ、前記研磨表面41および前記メサ全面上部44の間に位置する前記絶縁層11が周波数調整構造を形成し、前記周波数調整構造の膜厚はTである。また、前記バルク音響波共振構造300の下、かつ、前記メサ全面上部44および前記空孔400の間に位置する前記絶縁層11が質量調整構造8を形成する。
本実施形態では、前記質量調整構造8は周辺質量調整構造81から構成される。前記周辺質量調整構造81の位置は、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71に対応している。前記周辺質量調整構造81の幅(X1)は、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71の幅X1と同一である。前記周辺質量調整構造81の厚さ(Y1)は、前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71の高低差Y1と同一である。質量調整構造8を形成することによって、前記バルク音響波共振装置1の前記バルク音響波共振構造300の前記上部電極層32、前記圧電層31および前記底部電極層30からなる、音響波共振フィルムの前記周辺部の前記境界条件が変化する。前記バルク音響波共振構造300の前記周辺部の前記境界条件が変化するので、前記入射音響波が前記バルク音響波共振構造300の前記周辺部に反射したとき、前記入射音響波に対する前記反射音響波の割合も変化する。前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)の前記幾何学的構成は、前記質量調整構造8の幾何学的構成と関連がある。したがって前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)の前記幾何学的構成のサイズを設計し調整することによって、前記質量調整構造8の前記幾何学的構成のサイズが調整される。(本実施例では、たとえば、前記周辺質量調整構造81の厚さY1や幅X1などを設計し調整することなどである。)こうして、前記バルク音響波共振装置1のQ因子が効果的に増強されるよう、前記入射音響波に対する前記反射音響波の割合が調整され、結果として、前記バルク音響波共振装置1のスプリアスモードが抑制される。更に本実施例では、前記絶縁層11は、前記バルク音響波共振構造300の前記機械的構造強度を効果的に増強することが可能である。それゆえ、ストレスが印可されても前記バルク音響波共振構造300が湾曲して前記基板10に接触することがなく、前記音響波共振装置1の特性に影響を与えることがない。そのうえ、前記バルク音響波共振装置1の前記バルク音響波共振構造300の前記機械強度を増強することによって、前記バルク音響波共振装置1の前記バルク音響波共振構造300の崩壊を防ぐことが可能となる。ある実施例において、前記基板10は半導体基板であり、前記犠牲メサ構造6は、金属、合金、および、エピタキシャル構造からなるグループより少なくとも一つ選ばれる材料で作られる。

0050

ある実施例では、前記基板10は化合物半導体であり、前記ステップD1は、次のステップより構成される。
ステップD11:前記基板10上に犠牲構造21を形成する。
ステップD12:前記犠牲構造21をエッチングして前記犠牲メサ構造6を形成する。
ある実施例においては、前記基板10はGaAsからなり、前記犠牲構造21はGaAs層よりなる。あるいは、また別の実施例において、前記基板10はInPからなり、前記犠牲構造21はInGaAs層よりなる。ある実施例において、前記犠牲構造21は、犠牲エピタキシャル層27、第一のエッチングストップ層22、および第一の微調整層23よりなる。ただし、前記犠牲エピタキシャル層27は前記基板10の上に形成され、前記第一のエッチングストップ層22は前記犠牲エピタキシャル層27の上に形成され、前記第一の微調整層23は前記第一のエッチングストップ層22の上に形成される。(図2K参照。)前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71の高低差Y1は、前記第一の微調整層23の膜厚によって決まる。ゆえに、これは前記周辺質量調整構造81の膜厚(Y1)を正確に調整することに役立つので、前記バルク音響波共振装置1の前記Q因子を正確に増強し、結果として、前記バルク音響波共振装置1のスプリアスモードを正確に抑制することが可能となる。

0051

図6D-6Eを参照しよう。この図は、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。図6Eの実施例を製造する主なステップは、ステップD4において前記犠牲メサ構造6が露わになるよう(図6D参照)前記絶縁層11を研磨することを除けば、基本的に、図6Cの実施例を形成するステップと同じである。ただし、前記バルク音響波共振構造300の下、かつ、前記研磨表面41および前記空孔400の間に位置する前記絶縁層11が質量調整構造8を形成する。(図6E参照。)前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)の前記幾何学的構成は、前記質量調整構造8の幾何学的構成と関連がある。それゆえ前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)の前記幾何学的構成を調整することにより、前記バルク音響波共振装置1のQ因子が増強されるよう、前記質量調整構造8の前記幾何学的構成を調整できる。結果として、前記バルク音響波共振装置1のスプリアスモードを抑制することが可能となる。本実施例において、前記質量調整構造8は周辺質量調整構造81からなる。前記周辺質量調整構造81の位置は、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71に対応している。前記周辺質量調整構造81の幅(X1)は、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71の幅X1に等しい。前記研磨表面41が前記メサ全面上部44と一致するよう、あるいは、前記研磨表面41が前記メサ全面上部44より低くなるよう、前記犠牲メサ構造6が露わになるまで前記絶縁層11を研磨する。ゆえに、前記周辺質量調整構造81の膜厚(Y1’)が前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71の高前記低差Y1以下になる。

0052

更に、本願は、質量調整構造付きバルク音響波共振構造を製造する方法を提供する。図6F-6Hを参照する。これらは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の一実施例を説明する一連の断面図である。本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置1を製造する方法は、次のステップを含む。
ステップE1:基板10上に犠牲メサ構造6を形成する。
ステップE2:前記犠牲メサ構造6および前記基板10の上に絶縁層11を形成する。ただし、前記絶縁層11は、シリコン窒化膜(SiNx)、シリコン酸化膜(SiO2)、およびポリマーからなるグループより少なくとも一つ選ばれる材料からなる。
ステップE3:前記犠牲メサ構造6がむき出しになるよう、事前の化学的機械的平坦化工程によって前記絶縁層11を研磨して予備研磨表面42を形成する。ただし、前記犠牲メサ構造6は、中央部70および周辺部71を含む複数の部位(7)に分割される。前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71は、前記中央部70を囲む周辺領域である。前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71の幅はX1である。(ステップE1、ステップE2およびステップE3は、犠牲メサ構造6が一つだけであることを除けば、図3Aおよび図3Bのステップと同様である。)
ステップE4:前記犠牲メサ構造6の任意の二つの隣り合った部位(前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71)が互いに異なる高さを有するように、前記犠牲メサ構造6をエッチングする。ただし、前記犠牲メサ構造6の最も高い部位(本実施例では前記中央部70)は最高位メサ上部表面を有し、前記最高位メサ上部表面はメサ全面上部44と一致する。前記メサ全面上部44は、前記予備研磨表面42と一致し、前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)は、ある幾何学的構成を有する。(図6F参照。)
ステップE5:バルク音響波共振構造300を形成する。ただし、前記バルク音響波共振構造300は前記犠牲メサ構造6より上に位置し、前記ステップE5は更に次のステップより構成される。
ステップE51:前記犠牲メサ構造6および前記絶縁層11の上に第二の研磨層51を形成する。ただし、前記第二の研磨層51は絶縁体よりなる。好ましい実施例では、前記第二の研磨層51は、シリコン窒化膜(SiNx)、シリコン酸化膜(SiO2)、アルミニウム窒化膜(AlN)、およびポリマーよりなるグループから少なくとも一つ選ばれる材料から作られる。ただし、前記ポリマーはベンゾシクロブタン(BCB)を含むことができる。
ステップE52:化学的機械的平坦化工程を用いて、前記犠牲メサ構造6がむき出しにならない程度に前記第二の研磨層51を研磨し、研磨表面41を形成する。(図6G参照。)
ステップE53:前記研磨表面41の上に底部電極層30を形成する。
ステップE54:前記底部電極層30の上に圧電層31を形成する。
ステップE55:前記圧電層31の上に上部電極32を形成する。
ステップE6:前記犠牲メサ構造6をエッチングして空孔400を形成する。(図6H参照。)前記空孔400は前記バルク音響波共振構造300より下に位置する。
前記バルク音響波共振構造300より下、前記空孔400より上、かつ、前記研磨表面41および前記メサ全面上部44の間に位置する前記第二の研磨層51が周波数調整構造を形成する。ただし、前記周波数調整構造の膜厚はTである。前記バルク音響波共振構造300より下、かつ、前記メサ全面上部44および前記空孔400の間に位置する前記第二の研磨層51が質量調整構造8を形成する。
前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)の前記幾何学的構成は、前記質量調整構造8の幾何学的構成と関連する。よって前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)の前記幾何学的構成を調整することにより、前記バルク音響波共振装置1のQ因子を増強するよう、前記質量調整構造8の前記幾何学的構成を調整する。結果として、前記バルク音響波共振装置1のスプリアスモードを低減することができる。本実施例では、前記質量調整構造8は周辺質量調整構造81からなる。前記周辺質量調整構造81の位置は、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71に対応する。前記周辺質量調整構造81の幅(X1)は、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71の幅X1に等しい。前記周辺質量調整構造81の膜厚(Y1)は、前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71の高低差Y1に等しい。ある実施例において、前記基板10は半導体基板である。前記犠牲メサ構造6は、金属、合金、およびエピタキシャル層からなるグループより少なくとも一つ選ばれる材料よりなる。

0053

他のある実施例では、前記基板10は化合物半導体基板である。前記ステップE1は、次のステップより構成される。
ステップE11:前記基板10上に犠牲構造21を形成する。
ステップE12:前記犠牲構造21をエッチングして前記犠牲メサ構造6を形成する。
ある実施例においては、前記基板10はGaAsからなり、前記犠牲構造21はGaAs層よりなる。あるいは、別の実施例では、前記基板10はInPからなり、前記犠牲構造21はInGaAs層よりなる。ある実施例において、前記犠牲構造21は犠牲エピタキシャル層27、第一のエッチングストップ層22、および第一の微調整層23よりなる。ただし、前記犠牲エピタキシャル層27は前記基板10の上に形成され、前記第一のエッチングストップ層22は前記犠牲エピタキシャル層27の上に形成され、前記第一の微調整層23は前記第一のエッチングストップ層22の上に形成される。(図2K参照。)前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71の前記高低差Y1は、前記第一の微調整層23の膜厚によって決まる。ゆえに、これは前記周辺質量調整構造81の膜厚(Y1)を正確に調整することに役立つので、前記バルク音響波共振装置1の前記Q因子を正確に増強し、結果として、前記バルク音響波共振装置1のスプリアスモードを正確に抑制することが可能となる。

0054

図6I-6Kを参照する。これらは、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。図6Hの実施例を製造する主なステップは、前記ステップE4で前記犠牲メサ構造6の任意の隣り合う二つの部位が互いに異なる高さを持つよう前記犠牲メサ構造6をエッチングすることを除けば、図6Kの実施例を製造するステップと同じである。(実際に前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71の高低差はY1である。)ここで、前記犠牲メサ構造6の最も高い部位(本実施形態では前記中央部70)は、最高位メサ上部表面を有し、前記最高位メサ上部表面はメサ全面上部44と一致する。前記メサ全面上部44は、前記予備研磨表面42より低く、前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)は、ある幾何学的構成を有する。(図6I参照。)図6Jを参照する。この図は、ステップE52の後の状態を示している。ステップE6の後、前記バルク音響波共振構造300より下、前記空孔400より上、かつ、前記研磨表面41および前記メサ全面上部44の間に位置する前記第二の研磨層51は、周波数調整構造を形成する。前記周波数調整構造の膜厚はTである。前記バルク音響波共振構造300の下、かつ、前記メサ全面上部44および前記空孔400の間に位置する前記第二の研磨層51は、質量調整構造8を形成する。(図6K参照。)

0055

更に本願は、質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法を提供する。ここで、図6L-6M参照する。これらの図は、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の一実施例を説明する一連の断面図である。本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置1の製造方法は、次のステップからなる。
ステップF1:基板10上に犠牲メサ構造6を形成する。
ステップF2:前記犠牲メサ構6造および前記基板10の上に絶縁層11を形成する。ただし、前記絶縁層11は、シリコン窒化膜(SiNx)、シリコン酸化膜(SiO2)、およびポリマーよりなるグループから少なくとも一つ選ばれる材料から作られる。
ステップF3:前記犠牲メサ構造6がむき出しになるよう、事前の化学的機械的平坦化工程によって前記絶縁層11を研磨して予備研磨層42を形成する。ただし、前記犠牲メサ構造6は、中央部70および周辺部71を含む複数の部位(7)に分割される。
ここで、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71は、前記犠牲メサ構造6の前記中央部70を囲む周辺である。ただし、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71の幅はX1である。(ステップF1、ステップF2およびステップF3は、犠牲メサ構造6が一つだけであることを除けば、図3Aおよび図3Bのステップと同様である。)
ステップF4:前記犠牲メサ構造6の任意の二つの隣り合った部位が互いに異なる高さを有するように、前記犠牲メサ構造6をエッチングする。(前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71は高低差Y1を有する。)ここで、前記犠牲メサ構造6の最上部は最高位メサ上部表面する。前記最高位メサ上部表面はメサ全面上部44と一致する。
ただし、前記メサ全面上部44は前記予備研磨表面42に一致し、前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)は、ある幾何学的構成を有する。(図6F参照。)
ステップF5:バルク音響波共振構造300を形成する。ただし、前記バルク音響波共振構造300は、前記犠牲メサ構造6より上に位置し、前記ステップF5は更に次のステップより構成される。
ステップF51:前記犠牲メサ構造6および前記絶縁層11の上に第二の研磨層51を形成する。ただし、前記第二の研磨層51は、金属および合金からなるグループより少なくとも一つ選ばれる材料からなる。
好ましい実施例では、前記第二の研磨層51は、ルテニウムチタンモリブデン白金、金、アルミニウム、および、タングステンからなるグループより少なくとも一つ選ばれる材料で作られる。
ステップF52:化学的機械的平坦化工程を用いて、前記犠牲メサ構造6がむき出しにならない程度に前記第二の研磨層51を研磨し、研磨表面41を形成する。(図6G参照。)
ステップF53:第二の研磨層51をパターニングする。(図6L参照。)
ステップF54:前記第二の研磨層51の研磨表面41および前記絶縁層11の前記予備研磨表面42の上に圧電層31を形成する。
ステップF55:前記圧電層31の上に上部電極32を形成する。
ステップF6:前記犠牲メサ構造6をエッチングして空孔400を形成する。ただし、前記空孔400は前記バルク音響波共振構造300より下に位置する。
前記圧電層31より下、前記空孔400より上、かつ、前記研磨表面41および前記メサ全面上部44の間に位置する前記第二の研磨層51が、前記バルク音響波共振構造300の底部電極層30を形成する。前記バルク音響波共振構造300より下、かつ、前記メサ全面上部44および前記空孔400の間に位置する前記第二の研磨層51が質量調整構造を形成する。(図6M参照。)
前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)の銭委幾何学的構成は、前記質量調整構造8の幾何学的構成に関係しており、前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)の前記幾何学的構成を調節することによって、前記バルク音響波共振装置1のQ因子を増強するよう前記質量調整構造8の前記幾何学的構成を調整する。結果として、前記バルク音響波共振装置1のスプリアスモードが低減される。本実施例では、前記質量調整構造8は、周辺質量調整構造81からなる。前記周辺質量調整構造81の位置は、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71に対応する。前記周辺質量調整構造81の幅(X1)は、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71の幅X1と同一である。前記周辺質量調整構造81の厚さ(Y1)は、前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71の高低差Y1と同一である。ある実施例において、前記基板10は半導体基板であり、前記犠牲メサ構造6は、金属、合金、および、エピタキシャル構造からなるグループより少なくとも一つ選ばれる材料で作られる。

0056

他のある実施例では、前記基板10は化合物半導体基板である。前記ステップF1は、次のステップより構成される。
ステップF11:前記基板10上に犠牲構造21を形成する。
ステップF12:前記犠牲構造21をエッチングして前記犠牲メサ構造6を形成する。
ある実施例においては、前記基板10はGaAsからなり、前記犠牲構造21はGaAs層よりなる。あるいは別の実施例では、前記基板10はInPからなり、前記犠牲構造21はInGaAs層よりなる。ある実施例において、前記犠牲構造21は犠牲エピタキシャル層27、第一のエッチングストップ層22および第一の微調整層23よりなる。ただし、前記犠牲エピタキシャル層27は前記基板10の上に形成され、前記第一のエッチングストップ層22は前記犠牲エピタキシャル層27の上に形成され、前記第一の微調整層23は前記第一のエッチングストップ層22の上に形成される。(図2K参照。)前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71の高低差Y1は、前記第一の微調整層23の膜厚によって決まる。ゆえに、これは前記周辺質量調整構造81の膜厚(Y1)を正確に調整することに役立つので、前記バルク音響波共振装置1の前記Q因子を正確に増強し、結果として、前記バルク音響波共振装置1のスプリアスモードを正確に抑制することが可能となる。

0057

図6N-6Oを参照する。この図は、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。図6Oの実施例を製造する主なステップは、前記ステップF4で前記犠牲メサ構造6の任意の隣り合う二つの部位が互いに異なる高さを持つよう前記犠牲メサ構造6をエッチングすることを除けば、図6Mの実施例を製造するステップと同じである。(実際に前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71の高低差はY1である。)ここで、前記犠牲メサ構造6の最も高い部位(本実施形態では中央部70)は、最高位メサ上部表面を有し、前記最高位メサ上部表面はメサ全面上部44と一致する。前記メサ全面上部44は前記予備研磨表面42より低く、前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)は、ある幾何学的構成を有する。(図6I参照。)図6Jを参照する。この図は、ステップF52の後の状態を示している。次に図6Nを参照する。この図は、ステップF53後の状態を示している。ステップF6の後、前記圧電層31より下、前記空孔400より上、かつ、前記研磨表面41および前記メサ全面上部44の間に位置する前記第二の研磨層51が前記バルク音響波共振構造300の底部電極層30を形成する。前記バルク音響波共振構造300の下、かつ、前記メサ全面上部44および前記空孔400の間に位置する前記第二の研磨層51が質量調整構造を形成する。(図6O参照。)

0058

図6P-6Qを参照する。この図は、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の別の一実施例を説明する一連の断面図である。図6Qの実施例を形成する主なステップは、ステップD1において前記複数の部位(7)が、中央部70、周辺部71および第二の周辺部72を含むことを除けば、図6Cの実施例を形成するステップと同じである。ただし、前記犠牲メサ構造6の前記第二の周辺部72は、前記犠牲メサ構造6の前記中央部70の周辺を囲み、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71は、前記犠牲メサ構造6の前記第二の周辺部72の周辺を囲み、前記犠牲メサ構造6の前記第二の周辺部72は、前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71の間に位置する。ただし、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71の幅はX1であり、前記第二の周辺部72の幅X2はである。ステップD2において、前記犠牲メサ構造6の任意の二つの隣り合った部位が互いに異なる高さを有するように前記犠牲メサ構造6をエッチングする。(すなわち、前記二つの隣り合った部位同士、前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記第二の周辺部72が互いに異なる高さを有し、かつ、前記二つの隣り合った部位同士、前記第二の周辺部72および前記周辺部71が互いに異なる高さを有する。)ここで、前記犠牲メサ構造6の最上部(本実施例では前記中央部70)は、最高位メサ上部表面を有する。前記最高位メサ上部表面はメサ全面上部44と一致する。前記犠牲メサ構造6の前記中央部70(最上部位)および前記第二の周辺部72の高低差はY2であり、前記犠牲メサ構造6の前記中央部70(最上部位)および前記周辺部71の高低差はY1である。ただし、前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)は、ある幾何学的構成を有する。(図6P参照。)ステップD4において、前記犠牲メサ構造6が露わにならない程度に前記絶縁層11を研磨する。前記バルク音響波共振構造300の下、前記空孔400の上、かつ、前記研磨表面41および前記メサ全面上部44の間に位置する前記絶縁層11は、周波数調整構造を形成し、前記周波数調整構造の膜厚はTである。前記バルク音響波共振構造300の下、かつ、前記メサ全面上部44および前記空孔400の間に位置する前記絶縁層11は、質量調整構造8を形成する。前記犠牲メサ構造6の複数の部位(7)の幾何学的構成は、前記質量調整構造8の幾何学的構成と関連がある。よって前記犠牲メサ構造6の前記複数の部位(7)の前記幾何学的構成を調整することによって、前記バルク音響波共振装置1のQ因子を増強するよう、前記質量調整構造8の前記幾何学的構成を調整することができる。結果として、前記バルク音響波共振装置1のスプリアスモードを抑制することが可能となる。本実施例において、前記質量調整構造8は周辺質量調整構造81および第二の周辺質量調整構造82よりなる。前記周辺質量調整構造81の位置は、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71に対応し、前記第二の質量調整構造82の位置は、前記第二の周辺部72に対応する。前記周辺質量調整構造81の幅(X1)は、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71の幅X1に等しく、前記第二の周辺質量調整構造82の幅(X2)は、前記犠牲メサ構造6の前記第二の周辺部72の幅X2に等しい。前記周辺質量調整構造81の厚さ(Y1)は、前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記第一周辺部71の高低差Y1と同一であり、前記第二の周辺質量調整構造82の厚さ(Y2)は、前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記第二の周辺部72の高低差Y2と同一である。ある実施例において、前記基板10は半導体基板であり、前記犠牲メサ構造6は、金属、合金、および、エピタキシャル構造からなるグループより少なくとも一つ選ばれる材料で作られる。

0059

他のある実施例において、前記基板10は化合物半導体基板である。他のある実施例において、前記基板10はGaAsからなり、前記犠牲構造21はGaAs層よりなる。あるいは、また別の実施例において、前記基板10はInPからなり、前記犠牲構造21はInGaAs層よりなる。ある実施例において、前記犠牲構造21は犠牲エピタキシャル層27、第二のエッチングストップ層24および第二の微調整層25、第一のエッチングストップ層22および第一の微調整層23よりなる。ただし、前記犠牲エピタキシャル層27は前記基板10の上に形成され、前記第二のエッチングストップ層24は前記犠牲エピタキシャル層27の上に形成され、前記第二の微調整層25は前記第二のエッチングストップ層24の上に形成され、前記第一のエッチングストップ層22は前記第二の微調整層25の上に形成され、前記第一の微調整層23は前記第一のエッチングストップ層22の上に形成される。(図5参照。)いくつかの実施形態においては、基板10はGaAsで形成される。犠牲エピタキシャル層27はGaAsで形成される。第一のエッチングストップ層22はAlAsあるいはInGaPで形成され、その膜厚ET1は1ナノメートルから50ナノメートルの間である。第一の微調整層23はGaAsで形成され、その膜厚FT1は1ナノメートルから300ナノメートルの間である。第二のエッチングストップ層24はAlAsあるいはInGaPで形成され、その膜厚は1ナノメートルから50ナノメートルの間である。第二の微調整層25はGaAsで形成され、その膜厚FT2は1ナノメートルから300ナノメートルの間である。いくつかの実施形態においては、基板10はInPで形成される。犠牲エピタキシャル層27はInGaAsで形成される。第一のエッチングストップ層22はInPで形成され、その膜厚ET1は1ナノメートルから50ナノメートルの間である。第一の微調整層23はInGaAsで形成され、その膜厚FT1は1ナノメートルから300ナノメートルの間である。第二のエッチングストップ層24はInPで形成され、その膜厚は1ナノメートルから50ナノメートルの間である。第二の微調整層25はInGaAsで形成され、その膜厚FT2は1ナノメートルから300ナノメートルの間である。前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記周辺部71の高低差Y1は、前記第一の微調整層23の膜厚、前記第一のエッチングストップ層22の膜厚、および前記第二の微調整層25の膜厚によって決まる。前記犠牲メサ構造6の前記中央部70および前記第二の周辺部72の高低差Y2は、前記第一の微調整層23の膜厚によって決まる。ゆえに、これは前記周辺質量調整構造81の膜厚(Y1)および前記第二の周辺質量調整構造82の膜厚(Y2)を正確に調整することに役立つので、前記バルク音響波共振装置1の前記Q因子を正確に増強し、結果として、前記バルク音響波共振装置1のスプリアスモードを正確に抑制することが可能となる。

0060

ある実施例において、前記犠牲メサ構造6の前記周辺部71は最高位メサ上部表面を有する。前記最高位メサ上部表面はメサ全面上部44と一致する。前記犠牲メサ構造6の二つの隣り合う部位、すなわち前記中央部70および前記第二の周辺部72は互いに異なる高さを有する。また、前記犠牲メサ構造6の他の二つの隣り合う部位、すなわち前記第二の周辺部72および前記周辺部71は互いに異なる高さを有する。前記質量調整構造8は、中央周辺質量調整構造および第二の周辺質量調整構造82から構成される。(図示せず。)他のある実施例では、前記犠牲メサ構造6の前記第二の周辺部72は、最高位メサ上部表面を有する。ただし、前記最高位メサ上部表面はメサ全面上部44と一致する。前記犠牲メサ構造6の二つの隣り合う部位、すなわち前記中央部70および前記第二の周辺部72は互いに異なる高さを有する。前記犠牲メサ構造6の他の二つの隣り合う部位、すなわち前記第二の周辺部72および前記周辺部71は互いに異なる高さを有する。前記質量調整構造8は、中央周辺質量調整構造および周辺質量調整構造81から構成される。(図示せず。)一般に、図6E、6H、6K、6Mおよび6Оの実施例における質量調整構造8は、図6Qの実施例における質量調整構造8と同様である。

0061

図6Rを参照する。この図は、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の一実施例を説明する断面図である。図6Rの実施例の主な構造は、底部エッチング層20が前記基板10の上に形成され、前記絶縁層11が前記底部エッチングストップ層20の上に形成されることを除けば、図6Cの実施例の構造と同じである。ステップD6では、前記底部エッチングストップ層20によって、それ以上下方向にエッチングが進行しないようになっている。他のある実施例において、前記基板10は化合物半導体基板である。またある実施例において、前記基板10はGaAsからなり、前記犠牲構造21はGaAs層よりなり、前記底部エッチングストップ層20はInGaPよりなる。また別のある実施例において、前記基板10はInPからなり、前記犠牲構造21はInGaAs層よりなり、前記底部エッチングストップ層20はInPよりなる。一般に、図6E、6H、6K、6M、6Оおよび6Qの実施例は、図6Rの実施例にみられる底部エッチングストップ層20から構成される。

0062

図6Sを参照する。この図は、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置を製造する方法の一実施例を示す上面電極図である。図6Sの実施例において、主な構造は、空孔400、底部電極層30、圧電層31、上部電極層32、周辺質量調整構造81、および、第二の周辺質量調整構造82から構成される。図6Sの区切り線a-a’に沿って切り出した断面図が、図6Qの実施例である。前記空孔400は前記底部電極層30の下に位置する。前記圧電層31は前記底部電極層30の上に形成される。前記上部電極層32は前記圧電層31の上に形成される。図6Sの実施例の上面電極図は、本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の形状の一例である。本願の質量調整構造付きバルク音響波共振装置の形状は様々である。図6C、6E、6H、6K、6M、6О、あるいは6Rの実施例の上面図(形状)は、図6Sと同様か、あるいはより多様な形状が可能である。

0063

前記上部電極層32の幅を変更することで前記バルク音響波共振構造300の周辺部の境界条件を変えることが可能である。よって、本願は、前記バルク音響波共振装置1の前記Q因子を効果的に増強するよう前記質量調整構造8および前記バルク音響波共振構造300の前記上部電極層32を調節を組み合わせる。結果として、前記バルク音響波共振装置1のスプリアスモードを抑制する。図6C、6E、6H、6K、6M、6О、6Q、および6Rの実施例などの実施例では、前記バルク音響波共振構造300の前記上部電極層32の幅は、前記空孔400の幅以下である。ある別の実施例では、前記バルク音響波共振構造300の前記上部電極層32の幅は、前記犠牲メサ構造6の前記中央部70の幅以下である。

0064

ある実施例では、前記質量調整構造8は、金属物質あるいは絶縁物質よりなる。前記金属物質は、チタン、モリブデン、白金、アルミニウム、金、タングステンおよびルビジウムからなるグループより少なくとも一つ選ばれる材料である。前記絶縁物質は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アルミニウム窒化膜およびポリマーよりなるグループから少なくとも一つ選ばれる材料である。前記ポリマーは、ベンゾシクロブタン(BCB)を含むことができる。ある実施例では、前記質量調整構造8は、上記金属物質あるいは絶縁物質の組み合わせを含むことが可能である。

0065

本願の実施例では、前記底部電極層30の物質は、チタン、モリブデン、白金、アルミニウム、金、タングステンおよびルビジウムからなるグループより少なくとも一つ選ばれる材料である。前記上部電極層32の物質は、チタン、モリブデン、白金、アルミニウム、金、タングステンおよびルビジウムからなるグループより少なくとも一つ選ばれる材料である。本願のある実施例では、前記圧電層31の物質はアルミニウム窒化膜で構成される。本願のある実施例では、前記圧電層31の物質はスカンジウムをドープしたアルミニウム窒化膜で構成される。本願の他のある実施例では、前記圧電層31の物質は酸化亜鉛で構成される。

0066

上記添付図面と共に上述してきたように、本願は、質量調整構造付きバルク音響波共振装置の製造方法を提供するものである。それは新規であり、かつ産業上の利用価値を伴うものである。

0067

本願の実施形態を詳細に説明して来たが、ここで説明されて来た知見により当該分野の一般的なスキルを有する者であれば、多くの変更や変種考案することは可能である。それゆえ、本願の精神と等価であるどのような変更も、どのような変種も、次に添付する請求項によって定義される範囲に含まれるものと考えられる。

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