專利名稱：薄膜壓電諧振器以及薄膜壓電諧振器濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜壓電諧振器以及薄膜壓電諧振器濾波器，特別是關(guān)于具有氮化鋁的薄膜壓電諧振器以及薄膜壓電諧振器濾波器。
背景技術(shù)：
伴隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展和向新方式的轉(zhuǎn)移，與多個(gè)收發(fā)信系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的通信裝置的需求增加。并且，伴隨著移動(dòng)體無(wú)線終端等的高性能化和多功能化，裝配的部件數(shù)量有大幅增加的趨勢(shì)。特別是由于將信號(hào)分頻的濾波器占設(shè)置空間的比例較大，所以小型化的需求很大。
該濾波器中使用薄膜壓電諧振器(FBARThin Film BulkAcoustic Resonator薄膜腔聲諧振器)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，所以可以期待裝配在吉赫帶W-CDMA用RF天線濾波器和便攜式信息終端用雙工器等上。作為該FBAR主要部分的壓電體，例如可以通過(guò)在Al(鋁)電極上生長(zhǎng)氮化鋁(AlN)來(lái)得到高取向性的AlN膜。但是，由于Al的聲阻抗較小，所以會(huì)誘發(fā)寄生振動(dòng)，容易產(chǎn)生無(wú)用的噪聲干擾(非專利文獻(xiàn)1)。相反，使用密度比Al大、聲阻抗比Al高的金屬，如鉬(Mo)電極時(shí)，雖然能夠抑制寄生振動(dòng)，但是AlN膜的取向性降低，所以有時(shí)不能得到所期望的濾波器特性(專利文獻(xiàn)1)。
2004 IEEE Ultrasonics Symposium Vol.1，P.429-32[專利文獻(xiàn)1]特開(kāi)2004-64785號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一種方式，提供一種薄膜壓電諧振器，具有支撐基板和設(shè)置在上述支撐基板上、一部分由上述支撐基板來(lái)支撐、另一部分與上述支撐基板相離的層疊體，其特征在于，上述層疊體具有以鋁為主要成分的第1電極，層疊在上述第1電極上、以氮化鋁為主要成分的壓電膜，和層疊在上述壓電膜上、以密度大于等于鋁密度1.9倍的金屬為主要成分的第2電極。
另外，根據(jù)本發(fā)明另一種方式，提供一種薄膜壓電諧振器濾波器，其特征在于，具有上述薄膜壓電諧振器。


圖1(a)及圖1(b)表示涉及本發(fā)明實(shí)施方式的FBAR的實(shí)施例，圖1(a)為示意性剖面圖，圖1(b)為A-A線的擴(kuò)大剖面圖。
圖2(a)為圖1(a)的平面圖，圖2(b)為圖1(a)的仰視圖。
圖3(a)及圖3(b)表示作為比較例的FBAR，圖3(a)為示意性剖面圖，圖3(b)為A-A線的擴(kuò)大剖面圖。
表示本實(shí)施方式的圖1中FBAR頻率與阻抗關(guān)系的曲線圖。
表示作為比較的圖3中FBAR頻率與阻抗關(guān)系的曲線圖。
是作為實(shí)施例的圖1中FBAR的在層疊方向上到第1(Al)電極40的距離和應(yīng)變能關(guān)系的模擬結(jié)果曲線圖。
是作為比較例的圖3中FBAR的在層疊方向上到第1(Al)電極40的距離和應(yīng)變能關(guān)系的模擬結(jié)果曲線圖。
表示作為實(shí)施例的圖1中FBAR阻抗的史密斯圖表。
表示作為比較例的圖3中FBAR阻抗的史密斯圖表。
表示用于第2電極60的材料密度與第1電極40應(yīng)變能比例的關(guān)系的曲線圖。
表示本實(shí)施方式的FBAR的第2電極60材料的在層疊方向上到第1(Al)電極40的距離和應(yīng)變能關(guān)系的模擬結(jié)果的曲線圖。
圖12(a)～圖12(c)表示本實(shí)施方式的FBAR制造方法的過(guò)程剖面圖。
圖13(a)～圖13(b)表示本發(fā)明實(shí)施方式的FBAR的第2具體例，圖13(a)為剖面圖，圖13(b)為A-A線的擴(kuò)大剖面圖。
表示用第1(Al)電極40的膜厚標(biāo)準(zhǔn)化后的第2(Al)電極的膜厚與第1及第2電極60合計(jì)的應(yīng)變能比例的關(guān)系的曲線圖。
表示本發(fā)明實(shí)施方式的FBAR的第3具體例的示意性剖面圖。
表示用本實(shí)施方式的FBAR形成的FBAR濾波器15的示意性剖面圖。
FBAR濾波器15的分解平面圖。
表示FBAR濾波器15電路圖的示意圖。
表示頻率與阻抗關(guān)系的曲線圖。
表示裝配本實(shí)施方式的FBAR的電壓控制振蕩器165的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
表示裝配本實(shí)施方式的FBAR的移動(dòng)電話的示意圖。
表示裝配本實(shí)施方式的FBAR的PDA的示意圖。
表示裝配本實(shí)施方式的FBAR的筆記本電腦的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1(a)及圖1(b)表示涉及本發(fā)明實(shí)施方式的FBAR的實(shí)施例，圖1(a)為其示意性剖面圖，圖1(b)為圖1(a)中A-A線的擴(kuò)大剖面圖。
圖2(a)為圖1(a)的平面圖，圖2(b)為圖1(a)的仰視圖。
本實(shí)施方式的FBAR5的結(jié)構(gòu)是在具有空心部(空腔)80的支撐基板10的整個(gè)主面上，設(shè)置了如由氮化硅(SiNx)構(gòu)成的第1鈍化層20，其上依次層疊了以鉭鋁合金(TaAl)等非晶金屬為主要成分的底層30、以Al為主要成分的第1電極40、具有壓電體特性的AlN膜50、例如由鉬(Mo)構(gòu)成的第2電極60、和例如由SiN構(gòu)成的第2鈍化層70。
這里，形成在支撐基板10上的空腔80與振動(dòng)方向平行地貫穿，使得當(dāng)AlN膜50在厚度方向上振動(dòng)時(shí)，不與支撐基板10接觸。而且，如后述，空腔80并不是一定要貫穿支撐基板10，只要不妨礙AlN膜50的振動(dòng)就可以。例如，可以在犧牲層上形成諧振器，最后通過(guò)將犧牲層蝕刻除去來(lái)形成空腔80。另外，該空腔80被第1鈍化層20塞住，但也可以上下翻轉(zhuǎn)薄膜的層疊，由第2鈍化層70來(lái)塞住。本實(shí)施方式的鈍化層及電極，為了方便，把靠近支撐基板10的作為第1鈍化層20及第1電極40，遠(yuǎn)離的作為第2鈍化層70及第2電極60。
第1及第2鈍化層20、70，抑制Mo電極60和TaAl層30被氛圍氣體和濕氣氧化而產(chǎn)生的諧振頻率的變動(dòng)或者Q值(品質(zhì)因數(shù))降低等特性變動(dòng)。另外，以TaAl等非晶金屬為主要成分的底層30，如后述，是作為用于得到高取向性Al電極40的底層來(lái)發(fā)揮作用。而且，以Al為主要成分的第1電極40，具有降低諧振器電阻和作為形成高取向性AlN膜50的底層的作用。
這里，通過(guò)調(diào)整AlN膜50的膜厚或空腔80的尺寸能夠調(diào)諧FBAR5的通帶。例如，以2吉赫的頻率作為通帶時(shí)，AlN膜50的膜厚T1為1.5～2.0微米，鈍化層20、70間的膜厚T2為2.0～2.5微米。另外，例如輸入輸出阻抗為50歐姆時(shí)，空腔80的形狀可以為長(zhǎng)L及寬W分別為100～200微米的正方形或長(zhǎng)方形。
該FBAR5中，當(dāng)施加在夾著AlN膜50的第1電極40和第2電極60上時(shí)，AlN膜50會(huì)在垂直方向上彈性震動(dòng)，所以顯示出后述的圖4所示的頻率特性。利用這種諧振器，連接諧振頻率不同的多個(gè)諧振器，能夠?qū)崿F(xiàn)帶通濾波器。
通過(guò)本實(shí)施方式，通過(guò)使第2電極60的密度大于用于第1電極的Al密度，能夠抑制寄生振動(dòng)。
圖3(a)及圖3(b)表示作為比較例的FBAR5，圖3(a)為示意性剖面圖，圖3(b)為A-A線的擴(kuò)大剖面圖。
這些附圖中，與圖1及圖2相同的要素用同一符號(hào)表示，省略其詳細(xì)說(shuō)明。
該比較例中，取代圖1所示的具體例中的由MO等構(gòu)成的第2電極60，使用Al電極140。即，AlN膜50被Al電極40、140夾住。
圖4表示本實(shí)施方式的圖1中FBAR5頻率與阻抗關(guān)系的曲線圖。
圖5表示作為比較例的圖3中FBAR5頻率與阻抗關(guān)系的曲線圖。
這些曲線圖的橫軸為頻率(吉赫)，縱軸為阻抗的絕對(duì)值(歐姆)。這些阻抗特性，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)評(píng)價(jià)。
先從圖5所示的比較例來(lái)說(shuō)明。
第2電極60使用Al電極140時(shí)，如圖5所示，諧振頻率5R顯示出具有單一尖銳峰值的諧振特性，反諧振頻率5AR中由于寄生振動(dòng)，峰值分散為多個(gè)。
與之相對(duì)，根據(jù)本實(shí)施方式，如圖4所示，諧振頻率5R和反諧振頻率5AR都是具有單一尖銳峰值的諧振特性?？梢哉J(rèn)為，這種具有單一尖銳峰值的諧振特性是由于第2電極60使用了Mo而抑制了寄生振動(dòng)。
圖6是作為實(shí)施例的圖1中FBAR5的在層疊方向上到第1(Al)電極40的距離和應(yīng)變能關(guān)系的模擬結(jié)果曲線圖。
圖7是作為比較例的圖3中FBAR5的在層疊方向上到第1(Al)電極40的距離和應(yīng)變能關(guān)系的模擬結(jié)果曲線圖。
這些曲線圖的橫軸為在層疊方向上的距離(納米)，縱軸為應(yīng)變能(a.u.)。這里，在層疊方向上的距離是從第1(Al)電極40的表面開(kāi)始沿著層疊方向的距離。
先從圖7的比較例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
如圖7所示，代替第2電極60使用Al電極140時(shí)，AlN膜50與第1電極40和第2電極140分別形成應(yīng)變能峰值。Al是比較柔軟的材料，所以容易存儲(chǔ)由振動(dòng)而產(chǎn)生的應(yīng)變能。特別是第1電極40中的應(yīng)變能峰值較高。這是由于，設(shè)置在第1電極40下方的Ta Al層30的密度比Al電極40高，應(yīng)變能極大的位置形成在第1電極40側(cè)，應(yīng)變能滲到第1電極40，寄生振動(dòng)變大。這時(shí)，第1電極40中產(chǎn)生的應(yīng)變能達(dá)到諧振器中存儲(chǔ)的應(yīng)變能的如8.0％。
與之相對(duì)，根據(jù)本實(shí)施例，如圖6所示，第2電極60使用Mo時(shí)，第2電極60中幾乎沒(méi)有存儲(chǔ)應(yīng)變能。這是由于Mo是比較硬的材料，由振動(dòng)產(chǎn)生的變形很小。另外，用密度大的金屬作為第2電極60的材料，振動(dòng)能極大的位置移動(dòng)到第2電極60側(cè)。結(jié)果，第1電極40中產(chǎn)生的應(yīng)變能降低，寄生得到抑制。即，第1電極40中存儲(chǔ)的應(yīng)變能是整個(gè)諧振器中存儲(chǔ)的應(yīng)變能的4.7％，比比較例低，寄生得到抑制。
圖8是表示實(shí)施例的圖1中FBAR5的標(biāo)準(zhǔn)化后的阻抗的史密斯圖表。
圖9是表示比較例的圖3中FBAR5的標(biāo)準(zhǔn)化后的阻抗的史密斯圖表。
先從圖9的比較例來(lái)說(shuō)明。
第2電極60使用Al電極140時(shí)，如圖9所示，反諧振頻率附近可以看到很強(qiáng)的寄生振動(dòng)，并且諧振的Q值也很低。這是由于Al中存儲(chǔ)的振動(dòng)能產(chǎn)生的寄生振動(dòng)影響。
與之相對(duì)，根據(jù)本實(shí)施例，第2電極60使用Mo時(shí)，如圖8所示，反諧振頻率附近的寄生振動(dòng)得到很大抑制，Q值也得到改善。阻抗軌跡提高。這是由于第2電極60的密度比第1電極使用的Al密度大，寄生振動(dòng)得到抑制。
下面對(duì)第2電極60中使用的材料進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖10是表示用于第2電極60的材料密度與第1電極40應(yīng)變能比例的關(guān)系的曲線圖。
這里，橫軸是用Al密度(2.7g/cm3)標(biāo)準(zhǔn)化后的第2電極60的材料密度(g/cm3)，縱軸是第1(Al)電極40的應(yīng)變能占整體的比例(％)。
伴隨著第2電極60使用的材料密度的增加，第1(Al)電極40的應(yīng)變能比例有減少的傾向。這里，由于Al電極40的應(yīng)變能小于等于6.0％時(shí)，寄生振動(dòng)的影響幾乎可以忽視，所以第2電極60使用的材料密度大于等于Al的1.9倍時(shí)，寄生振動(dòng)得到抑制。
用于第2電極60的材料除了Mo，還可以使用如銅(Cu)、鎳(Ni)、釕(Ru)、鈷(Co)、鉑(Pt)、銠(Rh)、鎢(W)、銥(Ir)、銀(Ag)、金(Au)等，其中，由于Cu、Ni、Mo還可以與其他設(shè)備制造過(guò)程共用，所以比較好。
圖11是表示本實(shí)施方式的FBAR 5的第2電極60材料的在層疊方向上到第1(Al)電極40的距離和應(yīng)變能關(guān)系的模擬結(jié)果的曲線圖。
該曲線圖的橫軸是在層疊方向上到第1(Al)電極40的距離(a.u.)，縱軸是應(yīng)變能(a.u.)。本實(shí)施例中，第2電極60的材料使用密度大于等于Al密度2倍的鎳(Ni8.91g/cm3)、銅(Cu8.96g/cm3)、Mo(10.22g/cm3)，比較例使用Al。
表1是表示第2電極60使用的各種材料密度與第1電極40應(yīng)變能比例關(guān)系的一覽圖。這里，寄生影響明顯時(shí)為“有”，寄生影響可以忽視時(shí)為“無(wú)”。
先說(shuō)明比較例，第2電極60的材料使用Al時(shí)，第1電極40的應(yīng)變能比例例如為6.6％，高于受寄生影響的臨界值6.0％，可知受到寄生的影響。
與之相對(duì)，第2電極60的材料使用Ni、Cu或Mo時(shí)，第1(Al)電極40的應(yīng)變能比例例如，Ni時(shí)為4.7％，Cu時(shí)為4.5％，Mo時(shí)為4.4％，低于6.0％，可知，寄生的影響得到抑制。
另外，本發(fā)明的第2電極60的膜厚t在約50納米到約700納米之間(50≤t≤700)時(shí)，能夠得到所期望的FBAR5特性。該膜厚在50納米以下時(shí)，電阻變大，熱損失增加。另外，膜厚在700納米以上時(shí)，應(yīng)變能存儲(chǔ)在第2電極60內(nèi)部，壓電特性減少。
上面詳細(xì)說(shuō)明了第2電極60所使用的材料。
下面說(shuō)明本實(shí)施方式的FBAR5的制造方法。
圖12(a)～(c)表示本實(shí)施方式的FBAR 5制造方法的過(guò)程剖面圖。
本實(shí)施方式的FBAR5由下述方法制造。
首先，如圖12(a)所示，在由基板厚度約600微米的Si(硅)構(gòu)成的支撐基板10上形成熱氧化膜(未圖示)，再由CVD(化學(xué)汽相淀積)法形成膜厚約為50納米的由氮化硅膜構(gòu)成的第1鈍化層20。然后由濺射法連續(xù)形成層厚為10納米的如由TaAl層構(gòu)成的非晶合金底層30、電極厚度約為200納米的由Al構(gòu)成的第1電極40，接著由氯系的RIE形成圖案，形成第1電極40。
然后，如圖12(b)所示，同樣由濺射法形成膜厚為1.8微米的AlN膜50，由氯系的RIE法進(jìn)行加工。接著，形成層厚為250納米的如由Mo構(gòu)成的第2電極60后，形成圖案，形成第2電極60，在其上由CVD法形成膜厚約50納米的氮化硅膜即第2鈍化層70。
最后，如圖12(c)所示，從支撐基板10的背面由Deep-RIE(深反應(yīng)離子蝕刻)法等干蝕或使用如氫氧化鉀(KOH)水溶液和氫氧化四甲銨(TMAH)水溶液等蝕刻劑的濕蝕來(lái)除去Si，形成空腔(開(kāi)口)。
這里，本具體例中，支撐基板10使用了Si，可以使用其他材料如砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、石英、玻璃、或者約具有200℃耐熱性的塑料等。另外，本具體例中，第1鈍化膜20的材料使用平滑性好的SiNx膜，但如果重視結(jié)晶性、取向性的話，可以使用二氧化硅(SiO2)、氮化鋁(AlN)和氧化鋁(Al2O3)等。另外，該非晶合金底層30具有形成高取向性Al電極40的作用，將該Al電極40作為底層使用，可以使AlN膜50成為c軸取向，能夠?qū)崿F(xiàn)濾波器的低損失化和寬帶化。
另外，作為該Deep-RIE法中使用的腐蝕氣體，可以例舉六氟化硫(SF6)氣體和氟里昂(例如C4F8)氣體的混合氣體。這時(shí)，SF6氣體的作用是蝕刻支撐基板10而形成空腔80，C4F8氣體的作用是在該空腔80的側(cè)壁上形成聚合物保護(hù)膜，交替提供這兩種氣體，能夠形成所期望的空腔80。由此，完成本實(shí)施方式的FBAR5的主要部分。
上面說(shuō)明了本實(shí)施方式的FBAR5的制造方法。
下面參照?qǐng)D13至圖16來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式的FBAR5的其他具體例。這些附圖中，與圖1至圖12中相同的要素用同一符號(hào)表示，省略其詳細(xì)說(shuō)明。
圖13(a)及(b)表示本發(fā)明實(shí)施方式的FBAR5的第2具體例，圖13(a)為其剖面圖，圖13(b)為(a)的A-A線的擴(kuò)大剖面圖。
本具體例的基本結(jié)構(gòu)與圖1一樣，AlN膜50上設(shè)置了密度比Al高的、如使用了Mo的第2電極160B，其上形成了以Al為主要成分的上層電極140B。這種結(jié)構(gòu)中，通過(guò)設(shè)置以Al為主要成分的上層電極140B，能夠降低諧振器的電阻。而且通過(guò)限制上層電極140B的膜厚，能夠抑制寄生。
圖14表示用第1(Al)電極40的膜厚標(biāo)準(zhǔn)化后的第2上層(Al)電極140B的膜厚與使用Al的第1及第2上層電極合計(jì)的應(yīng)變能比例的關(guān)系的曲線圖。這里，橫軸為以第1(Al)電極40的膜厚標(biāo)準(zhǔn)化后的第2上層(Al)電極140B的膜厚，縱軸為第1及第2上層(Al)電極的應(yīng)變能合計(jì)占諧振器中存儲(chǔ)的總應(yīng)變能的比例(％)。
可知，伴隨著標(biāo)準(zhǔn)化后的第2上層(Al)電極140B膜厚的減少，第1電極40及第2上層電極140B的應(yīng)變能合計(jì)的比例降低。如此，根據(jù)本具體例，將Mo用于電極中，可以有效增大機(jī)電耦合系數(shù)，同時(shí)通過(guò)在上面設(shè)置Al電極140B來(lái)降低電阻。這里，Mo的電阻例如為5.2×10-6歐姆厘米，與之相對(duì)，Al為2.7×10-6歐姆厘米，為低電阻。
如前對(duì)于圖10的評(píng)述，Al電極的應(yīng)變能小于等于6.0％時(shí)，寄生振動(dòng)的影響幾乎沒(méi)有，所以第2(Al)電極的膜厚小于等于第1電極40的約0.9倍時(shí)，第1(Al)電極40及第2上層(Al)電極140B的應(yīng)變能合計(jì)的比例能夠小于等于6.0％，能夠抑制寄生振動(dòng)。
圖15是表示本發(fā)明實(shí)施方式的FBAR5的第3具體例的示意性剖面圖。
該具體例的結(jié)構(gòu)是，在具有大致為平面狀的主面的支撐基板10的主面上形成具有分離部的層疊體，層疊體的分離部和支撐基板10之間設(shè)置了空洞80B。這樣的結(jié)構(gòu)中，振動(dòng)的FBAR5不與支撐基板10接觸，所以能夠得到良好的阻抗特性。另外，通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠得到阻抗特性與圖1一樣的FBAR5，且不需要由Deep-RIE法等形成空腔80，所以能夠縮短制造工序的完成時(shí)間。
形成該諧振器時(shí)，為了形成所期望的空洞80B，首先用CVD法等在支撐基板10上形成由硅酸鹽玻璃等構(gòu)成的犧牲層。然后，跨過(guò)該犧牲層和支撐基板10的表面的一部分形成層疊體后，例如使用氟化銨和稀氟酸等蝕刻劑除去犧牲層形成空洞80B。
本具體例的FBAR5中，如前對(duì)圖10的評(píng)述，第2電極60的材料使用Mo等金屬，能夠降低第1電極(Al)40中的應(yīng)變能、抑制寄生。另外，本具體例中，如前對(duì)圖13的評(píng)述，第2電極60，通過(guò)在由Mo等構(gòu)成的下層電極上層疊由Al構(gòu)成的上層電極，能夠降低電阻，另外，通過(guò)限制由Al構(gòu)成的上層電極的厚度，能夠抑制寄生。
上面說(shuō)明了本實(shí)施方式的FBAR5。
下面說(shuō)明通過(guò)連接諧振頻率不同的多個(gè)圖1的FBAR5而形成的FBAR濾波器15。
圖16是表示用本實(shí)施方式的FBAR5形成的FBAR濾波器15的示意性剖面圖。
圖17是其分解平面圖。
圖18是表示圖16的FBAR濾波器15電路圖的示意圖。
圖19是表示頻率與阻抗關(guān)系的曲線圖。
本實(shí)施方式的FBAR濾波器15，如圖16至圖18所示，是將諧振頻率不同的圖1的FBAR5以并聯(lián)4個(gè)、串聯(lián)3個(gè)的方式排列而形成的梯形FBAR濾波器15，組合各FBAR5的第1電極40和第2電極60，電連接所有的FBAR5。該FBAR濾波器15，例如從輸入端FBAR5(F1、F2、F3)輸入，經(jīng)由FBAR5(F4)，從輸出端FBAR5(F5、F6、F7)輸出。這時(shí)，將輸入端和輸出端調(diào)換也能夠得到同樣效果。
這樣，通過(guò)組合并聯(lián)FBAR95和串聯(lián)FBAR100，如圖19所示，從輸入端92輸入的信號(hào)由并聯(lián)FBAR95的諧振頻率95R和串聯(lián)FBAR100的反諧振頻率100AR大幅衰減，在各諧振頻率間形成通帶，能夠從輸出端94中只取出特定的頻率。
這樣的FBAR濾波器15，由于不需要形成精細(xì)圖案所以能夠高頻率化，能夠增大電極的耐電力性。另外，由于形成在由半導(dǎo)體構(gòu)成的支撐基板10上，所以RF濾波器的單片化也容易實(shí)現(xiàn)。通過(guò)本實(shí)施方式，如前對(duì)圖1～圖15的評(píng)述，通過(guò)使用抑制了寄生的FBAR5，能夠?qū)崿F(xiàn)濾波器特性好、高效率的FBAR濾波器15。
以上，參照具體例說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式。但本發(fā)明并不限定于此。例如，本實(shí)施方式的FBAR的振動(dòng)部平面形狀，除了正方形，還可以是長(zhǎng)方形等四邊形、三角形、多角形、不等邊多角形等形狀，也能夠得到與本實(shí)施方式同樣的效果。
圖20是表示裝配本實(shí)施方式的FBAR的電壓控制振蕩器165的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
該電壓控制振蕩器(Voltage Controlled OscillatorVCO)165，具有FBAR5、放大器170、緩沖放大器175、可變電容器C1、C2，能夠只將通過(guò)FBAR濾波器15的頻率分量反饋到放大器170的輸入上，然后取出輸出信號(hào)，由此能夠調(diào)整頻率。
上述VCO165，可以裝配在如圖21所示的移動(dòng)電話、圖22所示的PDA或圖23所示的筆記本電腦等信息終端裝置上，能夠用于防止干擾。
構(gòu)成本發(fā)明FBAR及FBAR濾波器的各要素的材料、組成、形狀、圖案、制造工序等，即使有適當(dāng)改變，只要包含本發(fā)明的要領(lǐng)，就在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
另外，各具體例的結(jié)構(gòu)，只要技術(shù)上能夠?qū)崿F(xiàn)，可以互相進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，通過(guò)組合得到的FBAR濾波器也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜壓電諧振器，具有支撐基板，設(shè)置在上述支撐基板上、一部分由上述支撐基板來(lái)支撐、另一部分與上述支撐基板相離的層疊體；其特征在于，上述層疊體具有以鋁為主要成分的第1電極，層疊在上述第1電極上、以氮化鋁為主要成分的壓電膜，層疊在上述壓電膜上、以密度大于等于鋁密度1.9倍的金屬為主要成分的第2電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述金屬是從鉬(Mo)、銅(Cu)、鎳(Ni)、釕(Ru)、鈷(Co)、鉑(Pt)、銠(Rh)、鎢(W)、銥(Ir)、銀(Ag)、金(Au)構(gòu)成的群中選擇出的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述金屬是從鉬(Mo)、銅(Cu)、鎳(Ni)構(gòu)成的群中選擇出的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述層疊體還具有層疊在上述第2電極上、以鋁為主要成分的第3電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述第3電極的厚度小于等于上述第1電極厚度的0.9倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述層疊體還具有層疊在上述第1電極之下、以非晶金屬為主要成分的底層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述非晶金屬為TaAl。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述第2電極的厚度大于等于50納米、小于等于700納米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述壓電膜為c軸取向。
10.一種薄膜壓電諧振器，其特征在于，具有以鋁為主要成分的第1電極，層疊在上述第1電極上的壓電膜，層疊在上述壓電膜上、以密度大于等于鋁密度1.9倍的金屬為主要成分的第2電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述壓電薄膜以氮化鋁為主要成分。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述金屬是從鉬(Mo)、銅(Cu)、鎳(Ni)、釕(Ru)、鈷(Co)、鉑(Pt)、銠(Rh)、鎢(W)、銥(Ir)、銀(Ag)、金(Au)構(gòu)成的群中選擇出的任一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，還具有層疊在上述第2電極上、以鋁為主要成分的第3電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述第3電極的厚度小于等于上述第1電極厚度的0.9倍。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，還具有層疊在上述第1電極之下、以非晶金屬為主要成分的底層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述非晶金屬為TaAl。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述第2電極的厚度大于等于50納米、小于等于700納米。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜壓電諧振器，其特征在于，上述壓電膜為c軸取向。
19.一種薄膜壓電諧振器濾波器，其特征在于，具有權(quán)利要求1所述的薄膜壓電諧振器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的薄膜壓電諧振器濾波器，其特征在于，上述金屬是從鉬(Mo)、銅(Cu)、鎳(Ni)、釕(Ru)、鈷(Co)、鉑(Pt)、銠(Rh)、鎢(W)、銥(Ir)、銀(Ag)、金(Au)構(gòu)成的群中選擇出的任一種。
全文摘要
提供一種薄膜壓電諧振器，具有支撐基板和設(shè)置在上述支撐基板上、一部分由上述支撐基板來(lái)支撐、另一部分與上述支撐基板相離的層疊體；其特征在于，上述層疊體具有以鋁為主要成分的第1電極，層疊在上述第1電極上、以氮化鋁為主要成分的壓電膜，層疊在上述壓電膜上、以密度大于等于鋁密度1.9倍的金屬為主要成分的第2電極。
文檔編號(hào)H01L41/09GK101022271SQ200710005320
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者尾原亮一, 梁瀨直子, 佐野賢也, 安本恭章, 板谷和彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝