专利名称：微振子、半导体装置及通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及，例如，作为信号滤波器、混频器、谐振器等的元件的微振子，具有此微振子的半导体装置以及使用利用此微振子的带通滤波器的通信装置。
背景技术：
使用微型机器(MEMS微机电系统)技术制造的微振子是公知的。使用半导体工艺制作的微振子，由于具有器件占据面积小、可实现高Q值、可与其它半导体器件集成化的特点，以密歇根大学为首的研究机构已提出也可将其在无线通信器件中用作高频滤波器(参照非专利文献1)。
在图15中概略示出构成上述高频滤波器的微振子，即静电驱动的梁型振子。此振子1是在半导体基板2上夹着绝缘膜3形成有由例如多晶硅构成的输入侧布线层7和输出电极4，且与此输出电极4对置夹着空间5形成有作为振动板的电极，即所谓的梁6。梁6由两端的锚部(支撑部)8(8A、8)支撑，以桥状跨在上面，并且与输入侧布线层7连接。梁6是输入电极。输入端子t1和输出端子t2分别从输入侧布线层7和输出电极4引出。此振子1，在梁6和接地间施加直流偏压(以下称其为DC偏压)V1的状态下，通过输入端子t1供给高频信号S1。就是说，在从输入端子t1供给DC偏压V1和高频信号S1时，具有由长度确定的固有振动频率的梁6，由于在输出电极4和梁6之间产生的静电力而振动。由于这一振动，相应于在输出电极4和梁6之间电容的时间变化和DC偏压的高频信号从输出电极4(从而从输出端子t2)输出。由高频滤波器输出与梁6的固有振动频率相对应的信号。
C.T.-Nguyen，Micromechanical components forminiaturized low-power communications(invited plenary)，Proceedings，1999 IEEEMTT-S Intenational Microwave SymposiumRF MEMS Workshop，June，18，1999，pp，48-77.
发明内容
作为现有技术，图14示出静电驱动的梁型振子的另一结构。此振子11是，例如，在半导体基板12上夹着绝缘膜13形成有输入电极14及输出电极15，与此输入电极14及输出电极15对置且夹着空间16形成有作为振动板的电极，即所谓的梁17。梁17成桥状横跨输入输出电极14、15，用锚部(支撑部)19(19A、19B)一体地支撑其两端，使其与配置在输入输出电极14、15外侧上的布线层18相连接。输入端子t1从输入电极14引出，高频信号S1通过输入端子t1输入，而输出端子t2从输出电极15引出。在梁17上施加所要求的DC偏压V1。
在该振子11中，向输入电极14输入高频信号S1时，由于在施加DC偏压V1的梁17和输入电极14之间产生的静电力，梁17发生共振，使目标频率的高频信号从输出电极15输出。因为利用此微振子11，可使输入输出电极14及15的对置面积减小并且使输入输出电极14及15之间的间隔加大，所以与图15的振子1相比，输入输出电极间的寄生电容Co变小。因此，减小直接通过输入输出电极14、15之间的寄生电容Co的信号，即噪声分量，而提高输出信号的SN比。
但是，现状是单个振子的阻抗高，未达到实用化水平。为了降低阻抗，提出了振子并联化技术。在图13中示出采用与图15中示出的一样结构的振子元件并联化的微振子的一例。此微振子21，具有在基板22上形成的成为下部电极的共用输出电极23、及成桥状横跨输出电极23并沿着输出电极23的纵向方向并列配置的多个兼作输入电极的梁24，由多个振子元件25进行电并联而构成。输出电极23，分路成为两个输出电极231、232。在图中在横向方向上分别并列配置多个梁241、多个梁242，使其横跨在分路了的各个输出电极231、232之上，由布线层26(261、262、263)上的锚部27支撑。在图中在纵向方向上排列的各个梁241和242分别经布线层262电连接。各梁24(241、242)，分别经布线层261及263共连。由输出电极231、232和分别对应的各梁241、242形成多个并联的振子元件25(251A～251F、252A～252F)。
然而，在为了减小阻抗使振子元件并联化时，各振子元件的中心频率的偏差对特性有很大影响。
另外，在进行并联化时，由于相邻振子元件间的互相干扰，影响特性的可能性也很大。特别需要抑制电干扰的技术。
作为振子元件间的互相干扰，有机械振动引起的干扰、电干扰。机械振动的干扰，是由于在振子组中引起共振时，从多个振动源产生的弹性波在基板内互相一起传播，此基板振动激振振子元件而产生的。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种抑制中心频率的偏差、相邻振子元件间的干扰等的共振特性优异的微振子，具有此微振子的半导体装置以及使用利用此微振子的带通滤波器的通信装置。
本发明的微振子的特征在于由多个梁型第1振子元件并联，且在相邻的第1振子元件之间配置有梁型第2振子元件而成。
本发明的优选方式的结构是，在非共振的第2振子元件的梁上施加接地电位。
本发明的优选方式的结构是，使非共振的第2振子元件的梁的电位成为浮动状态。
本发明的微振子的特征在于具有互相并联的多个梁型第1振子元件和互相并联的多个梁型的第2振子元件，各第1振子元件和各第2振子元件交替配置，在第1及第2振子元件的各个梁上施加的直流偏压被个别控制。
本发明的微振子的特征在于配置有多个由多个梁型振子元件并联而成的振子组，在上述振子组内相邻的振子元件之间配置非共振的梁型振子元件，具有至少施加的直流偏压不同的振子组。
在本发明的微振子中，优选方式是，在与第1及第2振子元件的排列方向不同的方向上相邻的第1振子元件配置成振动相位互相为反相关系。
在本发明的微振子中，优选方式是，在与第1及第2振子元件的排列方向不同的方向上相邻的上述第1振子元件及相邻的上述第2振子元件分别配置成振动相位互相为反相关系。
在本发明的微振子中，优选方式是，在各振子组内，在与非共振的振子元件的排列方向不同的方向上相邻的上述振子元件配置成振动相位互相为反相关系。
本发明的半导体装置的特征在于具有上述微振子。
本发明的通信装置的特征在于在具有进行发送信号和/或接收信号的频带限制的滤波器的通信装置中，作为滤波器，使用由上述微振子构成的滤波器。
利用本发明的微振子，通过将多个梁型第1振子元件并联，微振子的阻抗可以降低，各种器件可以实用化。于是，通过在相邻的第1振子元件间配置非共振的第2振子元件，使此非共振的第2振子元件起到对机械振动的减振器或电屏蔽的作用，可以缓和并联的微振子内的振子元件间的互相干扰。另外，可以使在中心频率外的频带中产生的子峰下降，可以减小中心频率的偏差。因此，可以提供具有优异共振特性的微振子。
特别是，通过在非共振的第2振子元件的梁上施加接地电位，使其针对作为并联化的微振子内的振子元件间的干扰的原因之一的电干扰起到屏蔽的作用，从而可以抑制电干扰。因此，可以使子峰下降，Q值提高。另外，针对作为振子元件间的干扰的另一原因的机械振动引起的干扰，非共振的第2振子元件起到减振器的作用，由此可以使干扰缓和。就是说，以电方式捕捉噪声分量(外部及电源)使接地电位下降。以机械方式，通过采用包含振子的结构，可以由静电力抑制所要求的振动模式以外的振动。
通过使非共振的第2振子元件的梁变成电位浮动状态，可使非共振的第2振子元件起到减振器的作用而缓和干扰。
通过采用具有并联的多个第1振子元件和同样并联的多个第2振子元件，交替配置各第1振子元件和各第2振子元件，对各个第1及第2振子元件的梁施加的直流偏压进行个别控制的结构，可以引起共振频率不同的共振，可以对共振特性的Q值进行控制。就是说，可以通过互相干扰使共振特性改变。
通过采用配置多个将振子元件并联的振子组，在此振子组内的各相邻的振子元件间配置非共振的振子元件，至少具有施加的直流偏压不同的振子组的结构，使共振特性可变，就是说，可以控制。例如，在配置第1、第2两个振子元件组的场合，通过向第1及第2振子元件组输入相同的频率信号，对第1振子元件组和第2振子元件组施加不同的直流偏压，例如，可以利用第2振子元件组控制第1振子元件组的共振特性。因为配置非共振的振子元件，可以抑制各振子组的相邻振子元件间的互相干扰。
通过将与第1振子元件和非共振的第2振子元件的排列方向不同的方向相邻的第1振子元件配置成为振动相位互相为反相关系，可以使达到基板的振动抵消而抑制基板振动的发生。
即使是在第1及第2振子元件上施加有个别的直流偏压的上述微振子中，也可以通过将与两振子元件的排列方向不同的方向相邻的第1振子元件及第2振子元件配置成为振动相位分别互相为反相关系，使达到基板的振动抵消而抑制基板振动的发生。
即使是在配置多个振子组和非共振的振子元件的上述微振子中，在各振子组内，也可以通过将与非共振的振子元件的排列方向不同的方向相邻的振子元件配置成为振动相位互相为反相关系，使达到基板的振动抵消而抑制基板振动的发生。
利用本发明的半导体装置，通过对成为半导体装置的结构要素的振子使用上述的本发明的微振子，可以提供因抑制振子元件间的互相干扰而具有优异特性的半导体装置。
利用本发明的通信装置，通过对带通滤波器使用利用本发明的微振子的滤波器，可以提供因抑制振子元件间的互相干扰而得到优异滤波特性，可靠性高的通信装置。
图1为示出本发明的微振子的实施方式1的概略结构图。
图2为示出本发明的微振子的实施方式2的概略结构图。
图3为示出本发明的微振子的实施方式3的概略结构图。
图4为示出实施方式2的微振子的振动的相位关系的说明图。
图5为示出实施方式3的微振子的振动的相位关系的说明图。
图6为示出采用实施方式3的微振子作为例子，在使第2振子元件的梁电位(DC2)变成接地电位(GND)，使第1振子元件的梁电位DC1改变时的DC1电压依赖关系的共振特性图。
图7为示出采用实施方式3的微振子作为例子，在使第2振子元件的梁电位(DC2)开路，使第1振子元件的梁电位DC1改变时的DC1电压依赖关系的共振特性图。
图8示出采用实施方式3的微振子作为例子，在使第2振子元件的梁电位(DC2)固定为30V，使第1振子元件的梁电位DC1改变时的DC1电压依赖关系的共振特性图。
图9为示出本发明的微振子的实施方式4的概略结构图。
图10的A～C为示出本实施方式的制作方法的一例作为振子元件的制造的代表的制造工序图(其一)。
图11的D～F为示出本实施方式的制作方法的一例作为振子元件的制造的代表的制造工序图(其二)。
图12为示出本发明的通信装置的实施方式的电路图。
图13为比较例的微振子的概略结构图。
图14为先行技术的静电驱动的梁型振子的概略图。
图15为现有的静电驱动的梁型振子的概略图。
(附图标记说明)31、41、51、61...微振子，33(331A～331C、332A～332C)...第1振子元件，34(341A～341C、342A～342C)...第2振子元件，35(351、352)...输出电极，36(361、362、363、364)...梁，37(371、372、373)...布线层，38...锚部，43(431A～431C、432A～432C)...第1振子元件，44(441A～441C、442A～442C)...第2振子元件，45(451、452)...输入电极，46(461、462)...输出电极，47(471、472、473、474)...梁，48(481、482、483)...布线层，49...锚部，222、232、253、253Q、202I、202Q...滤波器具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1示出本发明的微振子的实施方式1。实施方式1采用与图15所示的同样结构的振子元件。本实施方式的微振子31的结构是，在共用基板32上并列配置具有梁结构的多个第1振子元件33(331A～331C、332A～332C)，并列配置多个非共振的第2振子元件34(341A～341C、342A～342C)，使其插入到各相邻的第1振子元件33间。
就是说，第1振子元件33(331A～331C、332A～332C)的结构是在基板32的表面上形成分路成为两个的输出电极35作为下部电极，在分路了的平行的两个输出电极351、352之上分别夹着空间配置作为独立的振动板的多个梁36(361、362)。各梁361、362，在图中在横向方向上并列配置，由布线层371、372、373上的锚部(支撑部)38支持。在图中在纵向方向上相邻排列的梁361和362分别经布线层372电连接。与各梁361的另一端相连接的布线层373为共连，由此引出供给输入信号及直流偏压(以下称其为DC偏压)的输入端子t1。由输出电极35引出输出端子t2。结果，各第1振子元件331A～331C、332A～332C形成为互相并联。
另一方面，非共振的第2振子元件34(341A～341C、342A～342C)的结构是该振子元件(341A、342A)、(341B、342B)、(341C、342C)的各个与第1振子元件(331A、332A)、(331B、332B)、(331C、332C)交替排列。就是说，在相邻的第1振子元件33间插入各第2振子元件34。第1振子元件33(331A～331C、332A～332C)的结构是，在上述分路了的两个输出电极351、352之上分别夹着空间配置作为独立的振动板的多个梁36(363、364)，且使其与第1振子元件33的梁36(361、362)互相交错。此梁363、364，也可以与第1振子元件33的梁361、362的形状、大小不同，但考虑到制造等等，优选是形状和大小相同。各梁363、364，与第1振子元件33一样，在图中在横向方向上并列配置，由布线层374、375、376上的锚部(支撑部)38支持。另外，在图中在纵向方向上相邻排列的梁363和364分别经布线层375电连接。与梁342A～342C相连接的布线层374为共连，由此引出端子t3。结果，各第1振子元件341A～341C、342A～342C形成为互相并联。
因为在此微振子31中，第1振子元件33(331A～331C、332A～332C)是作为主振子驱动，在从端子t1向梁363、364供给DC偏压(DC1)的同时，输入与DC偏压重叠的输入信号(频率信号)，从输出端子t2输出目标频率信号。另一方面，在不共振的非共振的第2振子元件34中，使其梁363、364变成电位浮动状态(DC2＝开放)或通过端子t3施加接地(GND)电位(DC2＝GND)。
另外，作为此微振子31的另一使用方式，是在第1振子元件33的端子t1和第2振子元件34的端子t3上分别施加不同的DC偏压DC1、DC2。
利用实施方式1的微振子31，因为对于作为主振子的第1振子元件33，在其各相邻的振子元件(331A、332A)和(331B、332B)间，振子元件(331B、332B)和(331C、332C)间以及振子元件(331C、332C)的外侧，配置非共振的第2振子元件(341A、342A)、(341B、342B)、(341C、342C)，此第2振子元件34起到机械减振器的作用和电屏蔽的作用，可以抑制第1振子元件33间的互相干扰。
例如，在使非共振的第2振子元件34的梁363、364变成电位浮动状态(DC2＝开放)时，对于由作为第1振子元件33(所谓的并联共振器)内的振子元件的互相干扰之一的机械振动引起的干扰，非共振的第2振子元件34用作减振器，可以缓和干扰。
另外，在对非共振的第2振子元件34的梁363、364上施加接地电位(DC2＝GND)时，对于电干扰，第2振子元件34用作屏蔽，可以抑制电干扰。在此场合，第2振子元件34也可以缓和由机械振动引起的干扰。
另一方面，也可以在第2振子元件34的梁363、364上施加所要求的DC偏压(DC2)，使第2振子元件34也共振而驱动微振子31。就是说，因为对第2振子元件34，可以产生共振频率与第1振子元件33不同的共振，所以从下述可知，可以控制微振子31的共振特性的Q值。
下面，图2示出本发明的微振子的实施方式2。实施方式2，采用与图14同样结构的振子元件。本发明的实施方式的微振子41的结构是在共用基板32上并列配置具有梁结构的多个第1振子元件43(431A～431C、432A～432C)，并列配置多个非共振的第2振子元件44(441A～441C、442A～442C)，使其插入到各相邻的第1振子元件43间。
就是说，第1振子元件43(431A～431C、432A～432C)的结构为，在基板32的同一平面上分别分两路形成作为下部电极的输入电极45及输出电极46，与构成分路了的各对的输入输出电极451、461，输入输出电极452、462对置分别夹着空间形成作为各独立的振动板的梁47(471、472)。在此场合，分路了的各个输入电极451、452和输出电极461、462互相交替配置而形成。
各梁471、472，在图中在横向方向上并列配置并在布线层481、482、483上由锚部(支撑部)49支持。在图中在纵向方向上相邻排列的梁471和472分别经布线层482电连接。由输入电极45引出输入端子t4，由输出电极46引出输出端子t5。另外，与第1振子元件43的各梁47相连接的布线层483为共连，由此导出用来供给DC偏压的端子t6。结果，各第1振子元件431A～431C、432A～432C形成为互相并联。
另一方面，非共振的第2振子元件44(441A～441C、442A～442C)的结构是该振子元件(441A、442A)、(441B、442B)、(441C、442C)的各个与第1振子元件(431A、432A)、(431B、432B)、(431C、432C)交替排列。就是说，在相邻的第1振子元件43间插入各第2振子元件44。第2振子元件44(441A～441C、442A～442C)的结构是在上述分路了的一对输入输出电极451、461和输入输出电极452、462之上分别夹着空间配置作为独立的振动板的梁47(473、474)，使其与第1振子元件43的梁47(471、472)的配置互相交错。
梁473、474，也可以与第1振子元件43的梁471、472的形状、大小不同，但考虑到制造等等，优选是与第1振子元件3形状和大小相同。各梁473、474，与第1振子元件43一样，在图中在横向方向上并列配置，由布线层481、482、483上的锚部(支撑部)49支持。在图中在纵向方向上相邻排列的梁473和474分别经布线层482电连接。另外，与第2振子元件44的各梁47相连接的布线层483为共连，由此引出端子t7。结果，各第2振子元件441A～441C、442A～442C形成为互相并联。
因为在此微振子41中，第1振子元件43(431A～431C、432A～432C)是作为主振子驱动，在从端子t6向梁471、472供给所要求的DC偏压的同时，从输入端子t4输入输入信号(频率信号)，从输出端子t5输出目标频率信号。另一方面，在非共振的第2振子元件44中，使其梁473、474变成电位浮动状态(DC2＝开放)或通过端子t7施加接地(GND)电位(DC2＝GND)。
另外，作为此微振子41的另一使用方式，是在第1振子元件43的端子t6和第2振子元件44的端子t7上分别施加不同的DC偏压DC1、DC2。
利用实施方式2的微振子41，与实施方式1一样，因为对于作为主振子的第1振子元件43，在其各相邻的振子元件(431A、432A)和(431B、432B)间，振子元件(431B、432B)和(431C、432C)间以及振子元件(431C、432C)的外侧，配置非共振的第2振子元件(441A、442A)、(441B、442B)、(441C、442C)，此第2振子元件44起到机械减振器的作用和电屏蔽的作用，可以抑制第1振子元件43间的互相干扰。
例如，在使非共振的第2振子元件44的梁473、474变成电位浮动状态(DC2＝开放)时，对于由作为第1振子元件43(所谓的并联共振器)内的振子元件的互相干扰之一的机械振动引起的干扰，非共振的第2振子元件44用作减振器，可以缓和干扰。
另外，在对非共振的第2振子元件44的梁473、474上施加地电位(DC2＝GND)时，对于电干扰，第2振子元件44用作屏蔽，可以抑制电干扰。在此场合，第2振子元件44也可以缓和由机械振动引起的干扰。
另一方面，也可以在第2振子元件44的梁473、474上施加所要求的DC偏压(DC2)，使第2振子元件44也共振而驱动微振子41。就是说，因为对第2振子元件44，可以产生共振频率与第1振子元件43不同的共振，所以从下述可知，可以控制微振子41的共振特性的Q值。
下面，图3示出本发明的微振子的实施方式3。实施方式3，也采用与图14同样结构的振子元件。
本实施方式的微振子51的结构，与实施方式2一样，是在共用基板32上并列配置具有梁结构的多个第1振子元件43(431A～431C、432A～432C)，并列配置多个非共振的第2振子元件44(441A～441C、442A～442C)，使其插入到各相邻的第1振子元件43间。
此实施方式3的结构与实施方式2的结构的不同在于各个分路了的输入电极45及输出电极46的配置。就是说，在实施方式3中，在基板32上的同一平面上分别分路成为两个形成作为下部电极的输入电极45及输出电极46，而输入电极45、输出电极46中的任何一个，在本例中是分路的输出电极461、462被配置在内侧，夹着它们分路了的输入电极451、452配置在外侧。
其它结构，因为与图2的实施方式2的微振子31一样，对于相对应的部分赋予相同符号，重复的说明则省略。
利用实施方式3的微振子51，因为对于作为主振子的第1振子元件43，在其各相邻的振子元件(431A、432A)和(431B、432B)间，振子元件(431B、432B)和(431C、432C)间以及振子元件(431C、432C)的外侧，配置非共振的第2振子元件(441A、442A)、(441B、442B)、(441C、442C)，此第2振子元件44起到机械减振器的作用和电屏蔽的作用，可以抑制第1振子元件43间的互相干扰。除此之外，可以获得与在实施方式2中说明的同样的效果。
此外，实施方式3的微振子51，由于是图中的在纵向方向上相邻的第1振子元件431和432的振动相位反相，抵消由于并联化的振子元件43的振动产生的基板振动，可以进一步抑制机械振动引起的干扰。下面利用图4及图5进一步进行说明。如图4的示意图所示，在图2的实施方式2的第1振子元件43中，其结构是输入电极451、452和输出电极351、352交替配置，在组成各对的输入输出电极451、461上，在输入输出电极452、462上配置各梁471、472。在此结构中，当振子元件361、362同时振动时，由于梁471、472的二次模式的振动81、82同相，在基板中产生的振动(弹性波)被加强而容易产生。与此相对，如图5的示意图所示，在图3的实施方式3的第1振子元件43中，其结构为输出电极461、462被夹在输入电极451、452中配置在内侧，组成各个对的输入输出电极451、461上、输入输出电极452、462上配置各梁471、472。在此结构中，当振子元件梁361、362同时振动时，梁471、472的二次模式的振动81、82变成反相，在基板中产生的振动(弹性波)成为抵消的形式，基板振动难以产生。结果，可以进一步抑制振子的机械干扰。
下面，在图6～图8中示出本实施方式的微振子的共振特性的测定结果。同图使用图2的微振子41进行验证。
图6示出在使非共振的第2振子元件44的梁47通过端子t7成为接地电压(DC偏置电压DC2＝GND)，使施加到第1振子元件43的梁47上的DC偏置电压(DC1)从0V改变到30V时的共振特性对DC1电压的依赖关系。曲线(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)分别表示在DC1电压为0V、10V、15V、20V、25V、30V的共振特性。
根据图6，可以了解到，通过在第2振子元件44的梁47上施加地电位(DC2＝GND)，相邻的第1振子元件43间的互相干扰受到抑制，中心频率附近的不希望有的共振消失，共振峰(Q值)升高。
图7示出在使非共振的第2振子元件44的梁47的端子t7开放使梁电位变成电浮动状态(DC2＝开放)，使施加到第1振子元件43的梁47上的DC偏置电压(DC1)从0V改变到30V时的共振特性的DC1电压依赖关系。曲线(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)分别表示在DC1电压为0V、10V、15V、20V、25V、30V的共振特性。
根据图7，可以了解到，在第2振子元件44的DC2端子t7开放时，与图6所示的DC2＝GND中的共振特性相比，背景电平b上升，但共振峰(Q值)几乎不变。因此，可以控制背景电平。
图8示出在第2振子元件44的梁47上通过端子t7施加一定的30V的DC偏置电压DC2(DC2＝30V)，使施加到第1振子元件43的梁47上的DC偏置电压(DC1)从0V改变到30V时的共振特性的DC1电压依赖关系。曲线(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)分别表示在DC1电压为0V、10V、15V、20V、25V、30V的共振特性。
根据图8，可以了解到，在施加在第2振子元件44的梁47上的DC偏置电压DC2固定为30V，对第1振子元件43的梁47施加DC偏压DC1时，与图6比较，在10V～15V附近共振峰a最小。因此，可以控制共振峰(Q值)。
图9示出本发明的微振子的实施方式4。实施方式4，采用与图14同样结构的振子元件。本实施方式的微振子61的结构是，在共用基板32上并列配置多个由具有梁结构的多个第1振子元件43组成的振子组62，在本例中是并列配置第1振子组621及第2振子组622，并列配置多个第2振子元件44使其插入到各振子组62(621、622)内的各相邻的第1振子元件43间。在此场合，第2振子元件44，既可以是非共振的振子元件，或者也可以是在梁上施加所要求的DC偏压振子元件。
就是说，第1振子组621的结构为在基板32的同一平面上分别分两路形成作为下部电极的输入电极45及输出电极46，与构成分路了的各对的输入输出电极451、461，输入输出电极452、462相对置且分别夹着空间形成作为各独立的振动板的梁47(471A、471B、472A、472B)，形成第1振子元件43(431A、431B、432A、432B)。第2振子组622的结构为，与第1振子组621并排，与构成同一对的输入输出电极451、461，输入输出电极452、462相对置且分别夹着空间形成作为各独立的振动板的梁47(471C、471D、472C、472D)而形成第1振子元件43(431C、431D、432C、432D)。
另一方面，第2振子元件44(441A、442A、441B、442B、441C、442C)的结构是在第1及第2振子组621、622排列状态下，在各相邻的第1振子元件43间插入第2振子元件44，在同样分路了的输入输出电极451、461及输入输出电极452、462上夹着空间配置独立的梁471E、472E、471F、472F、471G、472G。
其它结构，因为与图3一样，对于相对应的部分赋予相同符号，重复说明则省略。
在实施方式4的微振子61中，例如，在第2振子元件44的梁47(471E～472G)上通过端子t7施加接地电压GND，在第1振子组621及第二振子组622上在输入电极45(451、452)上输入相同频率信号的同时，在第1振子组621的梁47(471A～472B)上通过端子t61施加DC偏压DC1，在第2振子组622的梁47(471C～472G)上通过端子t62施加与DC1不同的DC偏压DC2。
利用实施方式4的微振子61，可以将一侧的例如第1振子组621的共振特性，利用另一侧的例如第2振子组622的共振进行控制。在将不同的共振特性的振子进行组合而形成通频带宽度宽的滤波器的场合，在共振特性的波形中产生脉动而难以使用。然而，通过使用实施方式4的微振子61，可以形成不产生脉动并且通频带宽的滤波器。当然，因为在相邻的第1振子元件43间配置非共振的第2振子元件44，如前所述，可以抑制在微振子组62内的第1振子元件43间的互相干扰。另外，在第2振子元件44上施加梁47所需要的DC偏压，也可以控制共振峰。
下面，利用图10～图11对上述实施方式的制造方法的一例进行说明。该图代表应用于图2、图3、图9的第1、第2振子元件43、44的制造而示出。
首先，如图10A所示，利用减压CVD法在硅半导体基板32上形成氧化硅膜(SiO2)671及氮化硅膜(SiN)672，形成绝缘膜67。
之后，如图10B所示，在绝缘膜67上，在形成例如含磷(P)的多晶硅膜之后，使用光刻技术和干法刻蚀技术，在多晶硅膜上构图，形成作为下部电极的输入电极45、输出电极46及两侧的布线层65。
之后，如图10C所示，在包含下部电极的输入电极45、输出电极46及布线层65的表面上利用减压CVD法形成牺牲层71例如，氧化硅膜(SiO2)。然后利用光刻技术和干法刻蚀技术，在牺牲层71的与布线层65相对应的部分上形成接触孔72。
之后，如图11D所示，例如，利用减压CVD法形成多晶硅膜，使用平板印刷技术和干法刻蚀技术，在多晶硅膜上构图，形成梁47及通过接触孔72与布线层65相连接的锚部39A、39B。梁47的梁长度根据共振频率设定。
之后，如图11E所示，利用DHF溶液等牺牲层的刻蚀溶液，将牺牲层71的二氧化硅膜选择性地去除，在梁47和下部电极的输入电极45及输出电极46之间形成空间66。
之后，如图11F所示，在形成例如Al-Cu、Al-Si等溅射膜的导电膜之后，使用平板印刷技术和刻蚀技术，在导电膜上构图，在布线层65上形成导电性良好的布线层79。另外，图中未示出，但根据需要可以在半导体基板32的内表面上经绝缘膜形成作为接地(GND)布线的导电层73。这样，就得到振子元件43、44。
在本发明的另一实施方式中，可以使用上述的微振子31、41、51、61等，构成信号滤波器、混频器、谐振器以及包含这些器件的SiP(封装内系统)器件模块，SoC(芯片上系统)器件模块等半导体装置。
利用本实施方式的半导体装置，因为具有特性优异的滤波器，可以提供可靠性高的半导体装置。
上述实施方式的微振子31、41、51、61，可以用作高频(RF)滤波器、中频(IF)滤波器等频带信号滤波器。
本发明可以提供使用上述实施方式的微振子的滤波器构成的便携式电话机、无线LAN机器、无线电收发两用机、电视调谐器、收音机调谐器等的利用电磁波进行通信的通信装置。
下面，参照图12对应用了上述本发明的实施方式的滤波器的通信装置的结构例进行说明。
首先，对发送系统的结构进行说明。将I信道的发送数据和Q信道的发送数据分别供给数模变换器(DAC)201I及201Q变换为模拟信号。经过变换的各信道的信号，供给带通滤波器202I及202Q，将发送信号的频带以外的信号分量去掉并将带通滤波器202I及202Q的输出供给调制器210。
在调制器210中，对各信道中的每一个经缓冲放大器211I及211Q供给混频器212I及212Q，与从发送用的PLL(锁相环)电路203供给的发送频率相对应的频率信号进行混频调制，将两混频信号在加法器214中相加而成为1个系统的发送信号。在此场合，供给混频器212I的频率信号，由移相器213使信号相位移动90°，对I信道的信号与Q信道的信号进行正交调制。
加法器214的输出，经缓冲放大器215供给功率放大器204，放大到规定的发送功率。经过功率放大器204放大的信号，经收发切换器205和高频滤波器206供给天线207，从天线207进行无线发送。高频滤波器206是去掉此通信装置中发送及接收的频带以外的信号分量的带通滤波器。
作为接收系统的结构，由天线207接收的信号经高频滤波器206及收发切换器205供给高频部220。在高频部220中，在由低噪声放大器(LNA)221放大接收信号之后，供带通滤波器222，将接收频带以外的信号分量去掉，将去掉后的信号经缓冲放大器223供给混频器224。于是，与从信道选择用PLL电路251供给的频率信号混合，以预定的发送信道的信号作为中频信号，将该中频信号经缓冲放大器225供给中频电路230。
在中频电路230中，将供给的中频信号经缓冲放大器231供给带通滤波器232，将中频信号频带以外的信号分量去掉，将去掉后的信号供给自动增益调整电路(AGC电路)233，成为大致一定增益的信号。在自动增益调整电路233中经过增益调整的中频信号，经缓冲放大器234供给解调器240。
在解调器240中，将供给的中频信号经缓冲放大器241供给混频器242I及242Q，与从中频用PLL电路252供给的频率信号混合，对接收到的I信道的信号分量和Q信道的信号分量进行解调。在此场合，向I信号用的混频器242I供给经过移相器243使信号相位移动90°的频率信号，对经过正交调制的I信道的信号分量和Q信道的信号分量进行解调。
解调的I信道和Q信道的信号，分别经缓冲放大器244I及244Q供给带通滤波器253I及253Q，将I信道及Q信道的信号以外的信号分量去掉，将去掉后的信号供给模数变换器(ADC)254I及254Q采样而进行数据数字化，得到I信道的接收数据及Q信道的接收数据。
在以上说明的结构中，各带通滤波器202I、202Q、206、222、232、253I、253Q的一部分或全部，可使用上述实施方式结构的滤波器进行频带限制。
利用本发明的通信装置，因为使用噪声小特性优异的滤波器，所以可以提供可靠性高的通信装置。
在图12的示例中，各滤波器是作为带通滤波器构成的，但也可以作为只使比预定的频率低的频带通过的低通滤波器或作为只使比预定的频率高的频带通过的高通滤波器而构成，这些滤波器也可以应用上述各实施方式的结构的滤波器。另外，在图12的示例中，说明的是进行无线发送及无线接收的通信装置，但也可以应用于经有线传输线路进行发送及接收的通信装置具有的滤波器，并且上述实施方式的结构的滤波器还可以应用于只进行发送处理的通信装置及只进行接收处理的通信装置具有的滤波器。
权利要求
1.一种微振子，其特征在于由多个梁型第1振子元件并联，且在相邻的上述第1振子元件之间配置有非共振的梁型第2振子元件而成。
2.如权利要求1所述的微振子，其特征在于在上述非共振的第2振子元件的梁上施加接地电位。
3.如权利要求1所述的微振子，其特征在于上述非共振的第2振子元件的梁的电位为浮动状态。
4.一种微振子，其特征在于具有互相并联的多个梁型第1振子元件、和互相并联的多个梁型第2振子元件；上述各第1振子元件和上述各第2振子元件交替配置，在上述第1及第2振子元件的各个梁上施加的直流偏压被分别控制。
5.一种微振子，其特征在于配置有多个由多个梁型振子元件并联得到的振子组，在上述振子组内相邻的振子元件之间配置有非共振的梁型振子元件，具有至少施加的直流偏压不同的振子组。
6.如权利要求1、2或3所述的微振子，其特征在于在与上述第1及第2振子元件的排列方向不同的方向上相邻的上述第1振子元件配置成振动相位互相为反相关系。
7.如权利要求4所述的微振子，其特征在于在与上述第1及第2振子元件的排列方向不同的方向上相邻的上述第1振子元件及相邻的上述第2振子元件分别配置成，振动相位互相为反相关系。
8.如权利要求5所述的微振子，其特征在于在上述各振子组内，在与非共振的振子元件的排列方向不同的方向上相邻的上述振子元件配置成振动相位互相为反相关系。
9.一种半导体装置，其特征在于具有权利要求1至权利要求8中任一项所述的微振子。
10.一种通信装置，具有进行发送信号和/或接收信号的频带限制的滤波器，其特征在于作为滤波器，使用由权利要求1至权利要求8中任一项所述的微振子构成的滤波器。
全文摘要
提供一种微振子、半导体装置及通信装置。该微振子可抑制中心频率的偏差，相邻振子元件间的干扰等，共振特性优异。该半导体装置以及该通信装置的带通滤波器使用了上述微振子。上述微振子构成为多个梁型第1振子元件(33)并联，且在相邻的上述第1振子元件(33)间配置有非共振的梁型第2振子元件(34)。
文档编号H01L21/00GK1808762SQ20061000641
公开日2006年7月26日 申请日期2006年1月20日 优先权日2005年1月20日
发明者多田正裕, 池田浩一 申请人:索尼株式会社