专利名称：薄膜压电谐振器的制造方法、薄膜压电谐振器的制造装置、薄膜压电谐振器以及电子部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及在基体之上，将下部电极、压电膜以及上部电极按照该顺序形成的薄膜压电谐振器的制造方法以及制造装置，用该制造方法制造的薄膜压电谐振器、以及包括该薄膜压电谐振器而构成的电子部件。
背景技术：
作为用这种制造方法制造的薄膜压电谐振器，在特开2001-251159号公报中公开了使用于搭载在手机等电子机器上的滤波器等上的薄膜压电元件。该薄膜压电元件，以在硅基片(11)之上将下部电极(13)、电压膜(14)以及上部电极(15)按照该顺序形成的方式构成。在该情况下，硅基片是薄膜压电元件的基体，在其上面形成有氧化硅薄膜(12)，在其下面形成有掩模材料(19)的层。另外，在硅基片上，形成有谐振用空腔(20)，以可实现驱动时的下部电极、压电膜以及上部电极的谐振的方式构成。
在该薄膜压电元件的制造时，首先，在硅基片的二氧化硅薄膜之上形成了用于形成下部电极的金属膜之后，利用蚀刻留下金属膜的相当于下部电极的部位，去除不需要的部位来形成下部电极。这时，作为一例，在金属膜之上形成光致抗蚀剂层，然后通过曝光以及显影形成掩模，用该掩模进行蚀刻。其次，在硅基片(11)上例如用溅射法以覆盖下部电极的方式形成压电膜。接着，在压电膜之上形成了用于形成上部电极的金属膜之后，利用蚀刻留下金属膜的相当于上部电极的部位，去除不需要的部位来形成上部电极。这时，与下部电极的形成时同样，例如用将光致抗蚀剂层曝光以及显影而形成的掩模进行蚀刻。接着，将形成在硅基片的下面的掩模材料(19)作为掩模，通过蚀刻硅基片来形成谐振用空腔。之后，通过以覆盖压电膜以及上部电极的方式涂布有机树脂材料来形成有机树脂膜(21)，薄膜压电元件便完成了。
可是，发明者们探讨上述以往的薄膜压电元件的制造方法的结果，发现了以下的问题点。即，在以往的制造方法中，通过蚀刻形成在压电膜之上的金属膜来形成上部电极。因而，在用湿蚀刻法形成上部电极的情况下，根据形成压电膜的材料、和形成上部电极的金属的组合，当金属膜的不需要的部位被除去而使蚀刻液接触了压电膜的表面时，连压电膜也被用于蚀刻金属膜的蚀刻液所蚀刻。另外，在压电膜即将开始被蚀刻液所蚀刻之前就结束蚀刻的情况下，应该除去的金属膜肯定在压电膜之上有部分的残留。这时，在发生了对压电膜的蚀刻，或金属膜的部分残留的状态下，薄膜压电元件的电的特性便不能满足作为该设计目标所要求的特性。因而，必须以不蚀刻压电膜而完全地除去不要的金属膜的方式进行蚀刻。但是，由于金属膜的厚度的些许的参差不齐，和蚀刻液的温度变化等，到结束金属膜的蚀刻为止的时间，每次进行蚀刻都变化。因而，在以往的薄膜压电元件的制造方法中，存在很难不蚀刻压电膜而完全地除去不要的金属膜来形成上部电极的问题点。
发明内容
本发明是为了解决上述的问题点而进行的，其主要目的在于提供能够可靠地制造具有所要求的电的特性的薄膜压电谐振器的薄膜压电谐振器的制造方法以及制造装置，用该制造方法制造的薄膜压电谐振器，以及包括该薄膜压电谐振器而构成的电子部件。
本发明中的薄膜压电谐振器的制造方法，是在以覆盖形成在基体之上的下部电极的方式在该基体之上形成了压电膜之后，将用于形成上部电极的电极材料层形成在比该压电膜更靠近上侧的位置上，在该电极材料层之上形成了规定形状的掩模之后，通过蚀刻该电极材料层而形成前述上部电极，从而制造薄膜压电谐振器之际，在形成前述电极材料层的工序之前，在蚀刻该电极材料层时，以覆盖该压电膜中至少前述上部电极的非形成部位的方式形成用于保护前述压电膜的保护层，之后以覆盖该保护层的方式形成前述电极材料层。
另外，本发明中的薄膜压电谐振器的制造装置，以如下的方式构成，即在以覆盖形成在基体之上的下部电极的方式在该基体之上形成了压电膜之后，将用于形成上部电极的电极材料层形成在比该压电膜更靠近上侧的位置上，在该电极材料层之上形成了规定形状的掩模之后，通过蚀刻该电极材料层而形成前述上部电极，从而可以制造薄膜压电谐振器；在形成前述电极材料层的工序之前，在蚀刻该电极材料层时，以覆盖该压电膜中至少前述上部电极的非形成部位的方式形成用于保护前述压电膜的保护层，之后以覆盖该保护层的方式形成前述电极材料层。
根据该薄膜压电谐振器的制造方法以及制造装置，在形成上部电极的工序之前，通过以覆盖压电膜中至少上部电极的非形成部位的方式形成保护层，在蚀刻电极材料层时，从由蚀刻液导致的侵蚀下保护压电膜，因此一面可以避免对压电膜的不必要的蚀刻，一面可以充分进行蚀刻直到完全除去没有被掩模覆盖的部位的电极材料层。因而，由于可以避免在压电膜的厚度上产生参差不齐或在压电膜上残留了电极材料层等的事态，故能够可靠且容易地制造具有所要求的电的特性的薄膜压电谐振器。这时，通过不在上部电极的形成部位上形成保护层，而只在非形成部位上形成保护层，可以制造耦合系数较大的薄膜压电谐振器。
这时，最好用SiO2形成前述保护层。根据该较好的样态，能够可靠地从由用于蚀刻铝或金等的蚀刻液导致的侵蚀下保护压电膜。
另外，最好用ZnO形成前述压电膜。根据该较好的样态，可以制造滤波器特性中的通带宽度较宽的薄膜压电谐振器。这时，根据该制造方法，由于压电膜被保护层可靠地保护，因此即便在用容易被蚀刻液中所含有的醋酸、磷酸以及硝酸等酸侵蚀的ZnO形成压电膜的情况下，也能够可靠且容易地制造具有所要求的电的特性的薄膜压电谐振器。
进而，最好用Al或Au形成前述电极材料层。根据该较好的样态，通过用Al形成电极材料层，可以制造谐振频率足够高的薄膜压电谐振器。另外，通过用Au形成电极材料层，可以制造通过信号的插入损失较小的薄膜压电谐振器。
另外，最好用湿蚀刻法蚀刻前述电极材料层来形成前述上部电极。根据该较好的样态，可以用比较简单的制造设备可靠且容易地制造薄膜压电谐振器。
另外，本发明中的薄膜压电谐振器，用上述薄膜压电谐振器的制造方法制造。根据该薄膜压电谐振器，可以充分满足所要求的电的特性。
另外，本发明中的电子部件，包括上述薄膜压电谐振器而构成。由此，电子部件，可以满足所要求的电的特性。
再者，本公开，与作为2003年3月31日申请的日本特许申请的特愿2003-094569所包含的主题相关联，这些公开全部在此作为参照事项被明确地记录。
图1是用本发明的实施形态的制造方法制造的薄膜压电谐振器1的平面图。
图2是展示薄膜压电谐振器1的层结构的图1中的A-A线的剖面图。
图3是薄膜压电谐振器1的等效电路图。
图4是展示制造薄膜压电谐振器1的薄膜压电谐振器制造装置51的构成的框图。
图5是在硅基片11的下面以及上面形成了下部阻挡层12以及上部阻挡层13的状态的剖面图。
图6是在下部阻挡层12的下面形成了抗蚀剂层R1的状态的剖面图。
图7是使玻璃掩模21触接在抗蚀剂层R1的下面然后曝光的状态的剖面图。
图8是将抗蚀剂层R1显影从而形成了掩模M1的状态的剖面图。
图9是使用掩模M1蚀刻了下部阻挡层12的状态的剖面图。
图10是在上部阻挡层13的上面形成了粘接层3a以及电极材料层3b的状态的剖面图。
图11是在电极材料层3b的上面形成了掩模M2的状态的剖面图。
图12是使用掩模M2蚀刻了粘接层3a以及电极材料层3b(形成了下部电极3)的状态的剖面图。
图13是以覆盖下部电极3的方式形成了压电膜4的状态的剖面图。
图14是在压电膜4的上面形成了保护层5的状态的剖面图。
图15是在保护层5的上面形成了粘接层6a以及电极材料层6b的状态的剖面图。
图16是在电极材料层6b的上面形成了掩模M3的状态的剖面图。
图17是使用掩模M3蚀刻了粘接层6a以及电极材料层6b(形成了上部电极6)的状态的剖面图。
图18是以覆盖上部电极6的方式形成了掩模M4的状态的剖面图。
图19是使用掩模M4蚀刻保护层5以及压电膜4而形成了通孔7、7、7、7的状态的剖面图。
图20是在本发明的其他的实施形态的制造方法中，在压电膜4的上面的上部电极6的非形成部位P上形成了保护层5的状态的剖面图。
图21是展示用本发明的其他的实施形态的制造方法制造的薄膜压电谐振器1A的层结构的剖面图。
图22是展示用本发明的其他的实施形态的制造方法制造的薄膜压电谐振器1B的层结构的剖面图。
图23是展示用本发明的其他的实施形态的制造方法制造的薄膜压电谐振器1C的层结构的剖面图。
图24是在本发明的其他的实施形态的制造方法中，在电极材料层6b的上面形成了掩模M3的状态的剖面图。
图25是展示用本发明的其他的实施形态的制造方法制造的薄膜压电谐振器1D的层结构的剖面图。
图26是展示用本发明的其他的实施形态的制造方法制造的薄膜压电谐振器1E的层结构的剖面图。
具体实施例方式
以下，参照附图，对本发明中的薄膜压电谐振器的制造方法以及制造装置，用该制造方法制造的薄膜压电谐振器、以及包括该薄膜压电谐振器而构成的电子部件的适宜的实施形态进行说明。
首先，参照附图对薄膜压电谐振器1的构成进行说明。
图1、2所示的薄膜压电谐振器1，相当于本发明中的薄膜压电谐振器，具备基体2、下部电极3、3、3、压电膜4、保护层5以及上部电极6而构成。在该情况下，薄膜压电谐振器1，具备3个单位薄膜压电谐振器U1～U3(以下，在没有区别时也称为“单位薄膜压电谐振器U”)而构成。在此，所谓的单位薄膜压电谐振器U，说的是包括被下部电极3，和上部电极6的与该下部电极3相对的部位夹住的部分，从而在驱动时作为谐振器工作的构成要素，具体地说，由下部电极3、上部电极6、包括被两个电极3、6夹住的部位的压电膜4以及保护层5构成，该各单位薄膜压电谐振器U也分别构成本发明中的薄膜压电谐振器。即，本发明中的薄膜压电谐振器，以1个单位薄膜压电谐振器U为最小单位而构成，也可以具备多个单位薄膜压电谐振器U而构成。另外，薄膜压电谐振器1，也作为成为本发明中的电子部件的滤波器而工作，通过将3个单位薄膜压电谐振器U1～U3连接在一起，如图3所示，作为串联-并联-串联类型的滤波器工作。再者，在图2、5～24中，为了便于对本发明的理解，夸张且较厚地图示了各层的厚度，同时用与实际不同的比率图示各层彼此的厚度的比率。
基体2，是用于支撑由下部电极3、3、3、压电膜4、保护层5以及上部电极6构成的叠层体的支撑基体，具备以其厚度在大于等于100μm、小于等于300μm的范围内的方式形成的硅基片(裸硅基片)11，和分别形成在硅基片11的表背两面上的下部阻挡层12以及上部阻挡层13而构成。这时，在该薄膜压电谐振器1中，作为一例，使用以厚度在大于等于200μm、小于等于500μm的范围内的方式形成的硅基片11，下部阻挡层12以及上部阻挡层13用氮化硅(SiNx)或二氧化硅(SiO2)形成，厚度在大于等于0.03μm、小于等于0.5μm的范围内。另外，为了避免在薄膜压电谐振器1的驱动时阻碍下部电极3、压电膜4、保护层5以及上部电极6的振动，在基体2上形成有振动空间2a。
下部电极3，用Al、Pt、Au、Ag、Cr、Cu或Ti等金属材料构成，其厚度在大于等于0.03μm、小于等于1μm的范围内。这时，在该薄膜压电谐振器1中，作为一例，在将铬(Cr)的薄膜作为粘接层3a而形成之后，形成由金(Au)构成的电极材料层3b，然后通过蚀刻形成下部电极3。再者，作为形成下部电极3以及后述的上部电极6所使用的金属材料，在使驱动时的波动减小的情况下，最好采用其泊松比以及密度较小的金属材料(例如Al)。另外，在使通过信号的插入损失减小的情况下，最好采用低电阻的金属材料(例如Au)。压电膜4，是由氧化锌(ZnO)、钛酸锆酸铅(Pb(Zr，Ti)O3PZT)或氮化铝(AIN)等形成并具有压电性的薄膜，其厚度形成为5μm或其以下。这时，在该薄膜压电谐振器1中，作为一例，用因其耦合系数较大而众所周知的氧化锌(ZnO)将压电膜4形成为厚度0.8μm左右。另外，在薄膜压电谐振器1上，以贯通压电膜4以及保护层5的方式形成有4个通孔7、7、7、7，如图3所示，构成为可实现相对于下部电极3的表面的焊丝W1～W4等的连接(焊接)。
保护层5，是在上部电极6的形成中在蚀刻粘接层6a以及电极材料层6b(参照图16、17)时用于保护压电膜4的层，在该薄膜压电谐振器1中，作为一例，以覆盖压电膜4的上面整体的方式构成，并且其厚度在大于等于5nm、小于等于300nm的范围内。这时，适于形成保护层5的材料，根据上部电极6的形成方法而不同。具体地说，在用湿蚀刻形成上部电极6的情况下，能够从由用于蚀刻电极材料层6b等的蚀刻液导致的侵蚀下保护(可保护)压电膜4的材料比较适合，在用干蚀刻形成上部电极6的情况下，能够从由用于蚀刻电极材料层6b等的反应性气体导致的侵蚀下保护(可保护)压电膜4的材料比较适合。再者，在该薄膜压电谐振器1中，如后述那样，由于通过用湿蚀刻来蚀刻铬的粘接层6a以及金的电极材料层6b的方式形成上部电极6，因此为了从由这些蚀刻时所使用的蚀刻液导致的侵蚀下保护压电膜4，作为一例，用二氧化硅形成厚度在大于等于10nm、小于等于100nm的范围内的保护层5。这时，作为形成保护层5的材料，不只是上述的二氧化硅，还可以采用氧化铝(Al2O3)，或氮化硅(SiNx)等。
上部电极6，和下部电极3同样，由Al、Pt、Au、Ag、Cr、Cu或Ti等金属形成为薄膜状，其厚度在大于等于0.03μm、小于等于1μm左右。这时，在该薄膜压电谐振器1中，作为一例，在作为粘接层6a而形成的铬(Cr)的薄膜的上侧形成了由金(Au)构成的电极材料层6b之后，通过蚀刻形成上部电极6。
其次，参照附图，对制造薄膜压电谐振器1的薄膜压电谐振器制造装置51的构成进行说明。
图4所示的薄膜压电谐振器制造装置(以下，也称为“制造装置”)51，是用于制造薄膜压电谐振器1的制造装置，具备成膜装置61、掩模形成装置62、65、68、70、蚀刻装置63、66、69、71、72以及溅射装置64、67而构成。成膜装置61，通过用化学气相生长法(CVD)使例如氮化硅(SiNx)附着在硅基片11的表背两面上，形成下部阻挡层12以及上部阻挡层13。掩模形成装置62，具备涂布装置62a、曝光装置62b以及显影装置62c，在下部阻挡层12的下面形成掩模M1(参照图8)。蚀刻装置63，例如用反应性离子蚀刻来蚀刻下部阻挡层12。溅射装置64，在上部阻挡层13的上面将铬(Cr)以及金(Au)按顺序叠层，从而形成粘接层3a以及电极材料层3b。掩模形成装置65，具备涂布装置65a、曝光装置65b以及显影装置65c，在电极材料层3b之上形成掩模M2(参照图11)。蚀刻装置66，通过用湿蚀刻法来蚀刻电极材料层3b以及粘接层3a形成下部电极3。
溅射装置67，以覆盖下部电极3的方式通过在上部阻挡层13之上将例如氧化锌(ZnO)叠层形成压电膜4。另外，溅射装置67，通过在压电膜4之上将例如二氧化硅(SiO2)叠层形成保护层5。进而，溅射装置67，在保护层5之上将铬(Cr)以及金(Au)按顺序叠层，从而形成粘接层6a以及电极材料层6b。掩模形成装置68，具备涂布装置68a、曝光装置68b以及显影装置68c，在电极材料层6b之上形成掩模M3(参照图16)。蚀刻装置69，通过用湿蚀刻法来蚀刻电极材料层6b以及粘接层6a形成上部电极6。掩模形成装置70，具备涂布装置70a、曝光装置70b以及显影装置70c，以覆盖上部电极6的方式在保护层5之上形成掩模M4(参照图18)。蚀刻装置71，通过用采用了例如醋酸的湿蚀刻法来蚀刻保护层5以及压电膜4，形成通孔7、7、7、7，蚀刻装置72，通过用采用了例如氢氧化钾(KOH)的湿蚀刻法来蚀刻硅基片11，形成振动空间2a。
接着，参照附图对薄膜压电谐振器1的制造方法进行说明。
首先，如图5所示，成膜装置61，通过使氮化硅(SiNx)附着在硅基片11的表背两面，形成下部阻挡层12以及上部阻挡层13。其次，如图6所示，掩模形成装置62的涂布装置62a，通过涂布例如正型的光致抗蚀剂，在下部阻挡层12的下面形成抗蚀剂层R1。接着，如图7所示，在使例如用铬(Cr)在其表面上描画了掩模图形21a的玻璃掩模21紧贴抗蚀剂层R1的状态下，曝光装置62b，从同一图中所示的箭头的朝向照射紫外线，从而在抗蚀剂层R1上形成潜影(曝光)。其次，显影装置62c，通过将该状态的抗蚀剂层R1显影，如图8所示，在下部阻挡层12的下面形成掩模M1。接着，蚀刻装置63，蚀刻下部阻挡层12。由此，如图9所示，下部阻挡层12的中央部(之后形成振动空间2a的部位)被除去。
其次，如图10所示，溅射装置64，通过以覆盖上部阻挡层13的上面整体的方式将铬(Cr)以及金(Au)按顺序叠层，形成厚10nm左右的粘接层3a，和厚100nm左右的电极材料层3b。接着，如图11所示，掩模形成装置65，在电极材料层3b之上涂布光致抗蚀剂而形成了抗蚀剂层R2之后，通过进行曝光以及显影，在电极材料层3b之上形成掩模M2。接着，蚀刻装置66，蚀刻电极材料层3b以及粘接层3a。由此，如图12所示，在上部阻挡层13之上形成下部电极3。其次，如图13所示，溅射装置67，通过在上部阻挡层13之上以覆盖下部电极3的方式将例如氧化锌(ZnO)叠层，形成厚度为0.8μm左右的压电膜4。
接着，如图14所示，溅射装置67，通过以覆盖压电膜4的上面整体的方式将例如二氧化硅(SiO2)叠层，形成其厚度在大于等于10nm、小于等于100nm的范围内(作为一例，50nm)的保护层5。这时，如果保护层5的厚度太薄，在如后述那样由蚀刻装置69形成上部电极6(被蚀刻)之际，便很难从由蚀刻液导致的侵蚀下保护压电膜4。另外，如果保护层5的厚度太厚，耦合系数因该保护层5的存在而降低。因而，作为保护层5的厚度，必须规定在大于等于5nm、小于等于300nm的范围，最好规定在大于等于10nm、小于等于100nm的范围。
其次，如图15所示，溅射装置67，通过以覆盖保护层5的上面整体的方式将例如铬(Cr)以及金(Au)按顺序叠层，形成厚10nm左右的粘接层6a，和厚100nm左右的电极材料层6b。接着，如图16所示，掩模形成装置68，在电极材料层6b之上涂布光致抗蚀剂而形成了抗蚀剂层R3之后，通过进行曝光以及显影，在电极材料层6b之上形成掩模M3。接着，蚀刻装置69，蚀刻电极材料层6b以及粘接层6a。这时，由于压电膜4被保护层5覆盖，因此即使浸泡在蚀刻液中充分地蚀刻从掩模M3露出的电极材料层6b以及粘接层6a，也能避免压电膜4被蚀刻液侵蚀。因而，应除去的电极材料层6b以及粘接层6a便很容易没有部分残留地、充分地浸泡在蚀刻液中，其结果，如图17所示，不会导致由蚀刻不足而引起的不必要的电极材料层6b等的残留，而在保护层5之上只形成必要的上部电极6。
接着，如图18所示，掩模形成装置70，以覆盖上部电极6的方式在保护层5之上涂布光致抗蚀剂而形成了抗蚀剂层R4之后，通过进行曝光以及显影，在保护层5之上形成掩模M4。接着，如图19所示，蚀刻装置71，蚀刻保护层5以及压电膜4而形成通孔7、7、7、7。其次，蚀刻装置72，将形成在硅基片11的下面的下部阻挡层12作为掩模来蚀刻硅基片11。由此，同一图中用虚线表示的部位被除去，形成振动空间2a。其结果，如图2所示，完成薄膜压电谐振器1。
这样，根据使用该制造装置51的薄膜压电谐振器1的制造方法，由于在形成粘接层6a以及电极材料层6b的工序(形成上部电极6的工序)之前，通过以覆盖压电膜4的上面整体的方式形成保护层5，在蚀刻粘接层6a以及电极材料层6b之际，从由蚀刻液导致的侵蚀下保护压电膜4，因此一面可以避免对压电膜4的不必要的蚀刻，一面可以充分地进行蚀刻直到完全除去没有被掩模M3覆盖的部位的粘接层6a以及电极材料层6b。因而，由于可以避免在压电膜4的厚度上产生参差不齐或在压电膜4上残留了电极材料层6b等的事态，故能够可靠且容易地制造具有所要求的电的特性的薄膜压电谐振器1。另外，通过用该薄膜压电谐振器1构成滤波器等电子部件，可提供满足所要求的电的特性的电子部件。
另外，根据使用该制造装置51的薄膜压电谐振器1的制造方法，通过用SiO2形成保护层5，能够可靠地从由用于蚀刻铝或金的蚀刻液导致的侵蚀下保护压电膜4。
进而，根据使用该制造装置51的薄膜压电谐振器1的制造方法，通过由耦合系数较大的ZnO形成压电膜4，可以制造滤波器特性中的通带宽度较宽的薄膜压电谐振器1。这时，根据该制造方法，由于由保护层5可靠地保护压电膜4，因此即便在用容易被蚀刻液中所含有的醋酸、磷酸以及硝酸等酸侵蚀的ZnO形成压电膜4的情况下，也能够可靠且容易地制造具有所要求的电的特性的薄膜压电谐振器1。
另外，根据使用该制造装置51的薄膜压电谐振器1的制造方法，通过用导电性良好的Au形成电极材料层6b，可以制造通过信号的插入损失较小的薄膜压电谐振器1。
进而，根据使用该制造装置51的薄膜压电谐振器1的制造方法，通过用湿蚀刻法将电极材料层6b以及粘接层6a蚀刻而形成上部电极6，可以用比较简单的制造设备可靠且容易地制造薄膜压电谐振器1。
再者，本发明，不限于上述实施形态。例如，在本发明的实施形态中，虽然说明了在形成粘接层6a以及电极材料层6b的工序之前，用溅射装置67以覆盖压电膜4的上面整体的方式形成保护层5的制造方法，但本发明不限于此，例如，如图20所示，也可以采用在后面的工序中只在没有形成上部电极6的部位(在本说明书中，称为“非形成部位”)P(参照同图以及图21)上由溅射装置67将例如二氧化硅(SiO2)叠层来形成保护层5的制造方法。根据该制造方法，如图21所示的薄膜压电谐振器1A那样，由于在上部电极6和压电膜4之间不存在保护层5，因此能够充分薄地作为由上部阻挡层13、下部电极3、压电膜4以及上部电极6构成的叠层体整体的厚度。因此，可以制造具有较高的谐振频率的薄膜压电谐振器1A。另外，由于在上部电极6和压电膜4之间不存在保护层，因此可以使上部电极6和压电膜4直接接触，其结果，是可以制造耦合系数较大的薄膜压电谐振器1A。
另外，在采用只在非形成部位P上形成保护层5的制造方法的情况下，最好通过在将形成在电极材料层6b之上的掩模M3的端部以重叠在保护层5上的方式稍大地形成的状态下进行蚀刻，如图22所示的薄膜压电谐振器1B那样，将上部电极6的端部以重叠在保护层5上的方式形成。根据该制造方法，由于由形成在压电膜4上的保护层5，和电极材料层6b上的掩模M3，可以从由蚀刻液导致的侵蚀下可靠地保护上部电极6的形成部位和非形成部位P的边界线附近的压电膜4，因此能够可靠地制造具有所要求的电的特性的薄膜压电谐振器1B。进而，即便在采用只在非形成部位P上形成保护层5的制造方法的情况下，本发明，也不将在非形成部位P的整个区域上形成保护层5作为必要的条件。例如，如图23所示，可以不在不影响谐振器的功能的部位上形成保护层5，而在能够保护包括被下部电极3以及上部电极6夹住的部位的比较狭窄的范围的压电膜4(规定范围的压电膜4)的部位上形成保护层5，从而构成薄膜压电谐振器1C。
另外，在本发明的实施形态中，虽然说明了通过溅射装置64在将铬(Cr)叠层而形成粘接层3a后将金(Au)叠层而形成电极材料层3b的方式形成下部电极3，通过溅射装置67在将铬(Cr)叠层而形成粘接层6a之后将金(Au)叠层而形成电极材料层6b的方式形成上部电极6的制造方法，但本发明不限于此。例如，如图24所示，也可以采用通过如下的方式制造薄膜压电谐振器1D的制造方法，即在溅射装置64将铝(Al)叠层而形成了电极材料层3b之后，蚀刻装置66蚀刻该电极材料层3b而形成下部电极3，在溅射装置67以覆盖保护层5的方式将铝(Al)叠层而形成了电极材料层6b之后，蚀刻装置69将该电极材料层6b蚀刻，如图25所示，在上部阻挡层13之上形成下部电极3，并且在压电膜4之上形成上部电极6。根据该制造方法，由于形成下部电极3以及上部电极6的铝重量较轻，因此能够可靠且容易地制造例如谐振频率足够高的薄膜压电谐振器。
进而，在本发明的实施形态中，虽然说明了具备了用湿蚀刻法形成下部电极3以及上部电极6的蚀刻装置66、69的制造装置51，但本发明不限于此，也可以采用代替蚀刻装置66、69，使用以反应性气体蚀刻电极材料层3b、6b以及粘接层3a、6a的(由干蚀刻实现的蚀刻)蚀刻装置来形成下部电极3以及上部电极6的构成。在采用了该构成的情况下，在由溅射装置64、67进行的叠层时，由可以从由用于蚀刻电极材料层6b(或者粘接层6a以及电极材料层6b)的反应性气体导致的侵蚀下保护压电膜4的材料形成保护层5。
另外，在本发明的实施形态中，虽然说明了在由硅基片11、下部阻挡层12以及上部阻挡层13构成的基体2之上形成下部电极3、压电膜4、保护层5以及上部电极6的制造方法，但在本发明的制造方法中所使用的基体的构成不限于此。例如，也可以采用如图26所示的薄膜压电谐振器1E那样，在将例如氮化铝(AIN)的薄膜32a、和二氧化硅(SiO2)的薄膜32b交替地叠层而构成的基体32(声音多层膜)之上形成下部电极3、压电膜4、保护层5以及上部电极6的制造方法。根据该制造方法，与前述薄膜压电谐振器1、1A～1D的制造方法中所使用的基体2相比较，由于单位薄膜压电谐振器U的部分变厚，故可提高基体32的强度，因此可以制造能够避免由冲击等导致的破损的薄膜压电谐振器1E。
进而，在本发明的实施形态的制造方法中所使用的各种材料只是例示，本发明不限于使用了这些材料的制造方法。另外，在本发明的实施形态中，虽然说明了使用3个单位薄膜压电谐振器U1～U3而作为串联-并联-串联类型的梯形滤波器工作的电子部件，但本发明中的电子部件的构成不限于滤波器，也可以作为双工器构成。这时，对于单位薄膜压电谐振器U的使用个数、以及连接形态，不限于本发明的实施形态所例示的，可以任意规定。进而，在本发明的实施形态中，虽然以具备3个单位薄膜压电谐振器U1～U3而构成的薄膜压电谐振器1为例进行了说明，但本发明中的薄膜压电谐振器不限于此，也可以用1个单位薄膜压电谐振器U构成薄膜压电谐振器，还可以具备2个或4个或更多的多个单位薄膜压电谐振器而构成薄膜压电谐振器。
如以上所述，根据该薄膜压电谐振器的制造方法，由于在形成上部电极的工序之前，通过以覆盖压电膜的至少上部电极的非形成部位的方式形成保护层，在电极材料层的蚀刻时，从由蚀刻液导致的侵蚀下保护压电膜，因此一面可以避免对压电膜的不必要的蚀刻，一面可以充分进行蚀刻直到完全除去没有被掩模覆盖的部位的电极材料层。因而，可以避免在压电膜的厚度上产生参差不齐或在压电膜上残留了电极材料层等的事态，故可以实现能够可靠且容易地制造具有所要求的电的特性的薄膜压电谐振器的薄膜压电谐振器的制造方法。
权利要求
1.一种薄膜压电谐振器的制造方法，其中，在以覆盖形成在基体之上的下部电极的方式在该基体之上形成了压电膜之后，将用于形成上部电极的电极材料层形成在比该压电膜更靠近上侧的位置上，在该电极材料层之上形成了规定形状的掩模之后，通过蚀刻该电极材料层而形成前述上部电极，从而制造薄膜压电谐振器之际；在形成前述电极材料层的工序之前，在蚀刻该电极材料层时，以覆盖该压电膜中至少前述上部电极的非形成部位的方式形成用于保护前述压电膜的保护层，之后以覆盖该保护层的方式形成前述电极材料层。
2.如权利要求1所述的薄膜压电谐振器的制造方法，其中，用SiO2形成前述保护层。
3.如权利要求1所述的薄膜压电谐振器的制造方法，其中，用ZnO形成前述压电膜。
4.如权利要求1所述的薄膜压电谐振器的制造方法，其中，用Al或Au形成前述电极材料层。
5.如权利要求1所述的薄膜压电谐振器的制造方法，其中，用湿蚀刻法蚀刻前述电极材料层而形成前述上部电极。
6.一种薄膜压电谐振器的制造装置，其中，以如下的方式构成，即在以覆盖形成在基体之上的下部电极的方式在该基体之上形成了压电膜之后，将用于形成上部电极的电极材料层形成在比该压电膜更靠近上侧的位置上，在该电极材料层之上形成了规定形状的掩模之后，通过蚀刻该电极材料层而形成前述上部电极，从而可以制造薄膜压电谐振器；在形成前述电极材料层的工序之前，在蚀刻该电极材料层时，以覆盖该压电膜中至少前述上部电极的非形成部位的方式形成用于保护前述压电膜的保护层，之后以覆盖该保护层的方式形成前述电极材料层。
7.如权利要求6所述的薄膜压电谐振器的制造装置，其中，用湿蚀刻法蚀刻前述电极材料层而形成前述上部电极。
8.一种薄膜压电谐振器，用权利要求1～5的任意一项所述的薄膜压电谐振器的制造方法来制造。
9.一种电子部件，包括权利要求8所述的薄膜压电谐振器而构成。
全文摘要
本发明中的薄膜压电谐振器的制造方法，是在以覆盖形成在基体(2)之上的下部电极(3)的方式在基体(2)之上形成了压电膜(4)之后，将用于形成上部电极(6)的电极材料层(6b)形成在比压电膜(4)更靠近上侧的位置上，在电极材料层(6b)之上形成了规定形状的掩模之后，通过蚀刻电极材料层(6b)而形成上部电极(6)，从而制造薄膜压电谐振器(1)之际，在形成电极材料层(6b)的工序之前，在蚀刻电极材料层(6b)时，以覆盖压电膜(4)中至少上部电极(6)的非形成部位的方式形成用于保护压电膜(4)的保护层(5)，之后以覆盖保护层(5)的方式形成电极材料层(6b)。
文档编号H03H9/00GK1757158SQ20048000616
公开日2006年4月5日 申请日期2004年3月26日 优先权日2003年3月31日
发明者小室荣树, 齐藤久俊, 野口隆男, 伊村正明 申请人:Tdk株式会社