专利名称：声共振器及滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及声共振器及滤波器，尤其涉及能够抑制乱真振动的产 生的声共振器、以及使用该声共振器的滤波器。
背景技术：
内置在便携式设备等电子设备中的部件要求小型化及轻量化。例 如，在便携式设备中使用的滤波器要求小型化，并且要求能够进行频 率特性的精密调节。作为满足这些要求的滤波器之一，已知有使用声共振器的滤波器(参照专利文献1 3)。以下，参照图13A 图13D，说明专利文献1记载的以往的声共振器o图13A是表示以往的声共振器的基本构造的剖面图。以往的声共 振器是通过上部电极102和下部电极103夹持压电体101的构造。该 以往的声共振器载置在形成有腔体104的基板105上使用。可以利用 微细加工法从基板105的背面进行局部蚀刻，来形成腔体104。该以 往的声共振器通过上部电极102和下部电极103在厚度方向上施加电 场，产生厚度方向的振动。接着，利用无限平板的厚度纵振动进行以 往的声共振器的动作说明。图13B是用来说明以往的声共振器的动作的示意性的立体图。以 往的声共振器中，如果在上部电极102与下部电极103之间施加电场， 则通过压电体101将电能变换为机械能。被激励的机械振动是厚度方 向拉伸振动，在与电场相同的方向上进行伸縮。 一般，以往的声共振 器利用压电体101的厚度方向的共振振动，以厚度等于半波长的频率
的共振动作。图13A所示的腔体104是为了确保该压电体101的厚 度纵振动而利用的。该以往的声共振器的等价电路如图13D所示，是同时具有串联共 振与并联共振的等价电路。该等价电路通过由电容器C1、电感器L1 及电阻Rl构成的串联共振部、和与串联共振部并联连接的电容器C0 构成。通过该电路结构，等价电路的导纳频率特性如图13C所示， 在共振频率fr下导纳成为最大，在反共振频率fa下导纳成为最小。 这里，共振频率fr与反共振频率fa具有以下的关系。&=1/{2兀V (UXC1) }fa=frV (1+C1/C0)在使用具有这样的导纳频率特性的以往的声共振器作为滤波器 的情况下，由于利用压电体101的共振振动，所以能够实现小型且低 损耗的滤波器。这里，在较大地影响声共振器特性的压电薄膜，期望使用高品质 的压电薄膜。因此，提出了各种用来实现高品质的压电薄膜的制造方 法(参照专利文献4)。图14是用来说明在专利文献4中公开的以往 的声共振器的制造方法的顺序的图。首先，蚀刻基板lll，然后在基板111上形成作为腔体112的凹 陷(图14 (a))。接着，在基板111的整个面上形成替代腐蚀层115 (图14 (b))。接着，进行平坦化以使基板lll的表面与替代腐蚀层 115的表面成相等高度(图14 (c))。接着，在其上部分别层叠下部 电极121、压电薄膜122及上部电极123，形成振动部120(图14(d))。 最后，通过蚀刻除去替代腐蚀层115而设置腔体112，声共振器完成 (图14 (c))。在该专利文献4中，为了提高压电薄膜的结晶性，通 过规定作为下部电极121的钼(Mo)的膜厚及平坦性，实现了使用 溅镀法时的高品质的压电薄膜。专利文献1:日本特开昭60-68711号公报 专利文献2:日本特开2003-158309号公报专利文献3:美国专利第5587620号说明书专利文献4:日本特许第2800905号公报专利文献5:美国专利第6060818号说明书上述以往的声共振器是一部分固定在基板105上的构造，所以振 动部所产生的振动的一部分无论如何也会传递到基板105。传递到该 基板105的不必要振动，在基板105的底面反射而返回到振动部侧， 所以会给振动部的主共振振动带来影响(图15的箭头e)。该影响如图16A所示，在振动部的共振频率与反共振频率之间产 生乱真振动。如果将具有这样的乱真振动的声共振器如图16B那样 并联连接而形成滤波器，则如图16C所示，在通带的局部出现不希 望的通过特性。该通过特性导致通信品质降低。此外，根据以往的制造方法，压电薄膜的结晶性受基底较大影响。 因此，对于作为基底的材料，要求高结晶性及高平坦性。由此，如果 由压电薄膜及上下电极构成的振动部和基板之间的构造变得复杂，则 对压电薄膜的基底膜的结晶性及平坦性产生影响。因此，例如对于平 坦性，在压电薄膜的成膜前需要进行平坦化工艺等的工艺，有工艺变 得复杂的问题。此外，为了实现高品质的压电薄膜，已知与使用溅镀法的成膜相 比，使用有机金属气相外延成长法(MOCVD法)的成膜更好。但是， 在该MOCVD法中，需要100(TC左右高温下的工艺。因此，在如上 述以往的声共振器的制造方法那样从下部依次进行成膜及层叠的制 造方法的情况下，存在为了承受MOCVD法的高温工艺而限制了电 极材料等的问题。关于该高温工艺的问题，虽然可以考虑不从下部依 次进行成膜及层叠的其他的制造方法、例如在将压电薄膜成膜后从基 板内面成膜电极等的制造方法，但还没有实现在实用上有效的制造方 法。 发明内容因此，本发明的目的是提供一种能够防止在基板的底面反射回来 的不必要振动、且抑制乱真振动的发生的声共振器及滤波器。此外，本发明的另一目的是提供一种声共振器的制造方法，利用 基板贴合的技术在压电薄膜的成膜后进行电极等的成膜，即使支承部 的构造是复杂的形状，也能够制造使用了结晶型较高的压电薄膜的声 共振器。本发明涉及以规定频率振动的声共振器。并且，为了实现上述目 的，本发明的声共振器具备基板；第1支承部，设在基板上；第2 支承部，设在第l支承部上；振动部，设在第2支承部上，至少包括 压电体、在压电体的上表面设置的上部电极、以及在压电体的下表面 设置的下部电极；第1支承部由具有比基板高的声阻抗的材料构成。优选的是，第l支承部如金与锡的共晶结晶等那样，由具有比基 板高的声阻抗的材料构成。此外，在上侧设有第2支承部的情况下， 相对于由振动部激励的共振频率的波长入，第1支承部的厚度优选为 入/4。另一方面，在上侧设有声反射器部的情况下，相对于由振动部激励的共振频率的波长A ，第1支承部的厚度优选为入/4以外。上述的本发明的声共振器单独地作为滤波器发挥功能，但只要是 任一个或组合而将两个以上连接为梯形，就能够实现各种频率特性的 滤波器。此外，上述滤波器可以与切换输入信号并输出的开关等一起 在通信设备中使用。此外，本发明涉及声共振器的制造方法。并且，本发明的声共振 器的制造方法通过依次进行下述的处理，实现上述目的。在替代腐蚀基板上使压电薄膜成膜。在压电薄膜上层叠第1电极 层。将第1电极层构图，形成声共振器的下部电极。在压电薄膜及下 部电极上层叠第1替代腐蚀层。将第1替代腐蚀层构图，成形在除去 后作为声共振器的空洞发挥功能的替代腐蚀部。在替代腐蚀部、下部 电极及压电薄膜上通过成膜形成用来保持压电薄膜共振器的保持层。 在保持层的表面贴合半导体基板。在贴合的工序之后，将替代腐蚀基 板从半导体基板剥离。在剥离后露出的压电薄膜上层叠第2电极层。 将第2电极层构图，使声共振器的上部电极成形。将替代腐蚀部除去 而形成空洞。保持层的表面也可以在贴合半导体基板的工序之前进行平坦化。此外，保持层表面的平坦化优选为，表面粗糙度是1000ARMS以下。 在该贴合工序中，既可以将保持层与半导体基板通过粘接层贴 合，也可以利用共晶接合来贴合。在替代腐蚀层中优选使用钼或钨的 硅化物。此外，在成膜压电薄膜的工序中，也可以在替代腐蚀基板上 隔着第2替代腐蚀层使压电薄膜成膜。在第2替代腐蚀层中优选使用 氮化镓或钼。此外，本发明的声共振器的制造方法，也可以通过依次进行下述 的处理来实现上述目的。在替代腐蚀基板上使压电薄膜成膜。在压电薄膜上层叠第1电极 层。将第1电极层构图，形成声共振器的下部电极。在下部电极及压 电薄膜上将用来保持压电薄膜共振器的保持层成膜。在保持层上形成 反射器层。在反射器层上贴合半导体基板。在贴合的工序之后，将替 代腐蚀基板从半导体基板剥离。在剥离后露出的压电薄膜上层叠第2 电极层。将第2电极层构图，使声共振器的上部电极成形。保持层的表面也可以在贴合半导体基板的工序之前进行平坦化。 此外，保持层的表面的平坦化优选为，表面粗糙度是1000ARMS以 下。在该贴合工序中，既可以将反射器层与半导体基板通过粘接层贴 合，也可以利用共晶接合来贴合。此外，在成膜压电薄膜的工序中， 也可以在替代腐蚀基板上隔着替代腐蚀层将压电薄膜成膜。此外，在 成膜压电薄膜的工序中，也可以在替代腐蚀基板上隔着替代腐蚀层将 压电薄膜成膜。在替代腐蚀层中优选使用氮化镓或钼。根据上述本发明的声共振器，能够防止在基板部的底面反射而返 回到振动部侧的不必要振动的产生。由此，能够得到在振动部的共振 频率与反共振频率之间不发生乱真振动的良好的导纳频率特性。此外，根据上述本发明，由于利用基板贴合技术，所以在对声共 振器的特性较大地影响的压电薄膜的成膜时可以使用单结晶基板作为基底基板，或者可以使用MOCVD法等的高温工艺，所以能够得到结晶性较高的压电薄膜。此外，在腔体的形成、以及支承部的形成， 也在压电薄膜的成膜后进行，所以没有支承部等的结晶性、平坦性对 压电薄膜的结晶性的影响。进而，由于在腔体的形成中使用替代腐蚀 层，在基板剥离后通过蚀刻将替代腐蚀层除去，所以在激光提离工序 中振动部的隔膜不会受到损伤，能够提高成品率。
图1是本发明的第1实施方式涉及的声共振器的结构剖面图。图2是本发明的第1实施方式涉及的声共振器的另一结构剖面图。图3是本发明的第1实施方式涉及的声共振器的另一结构剖面图。图4是本发明的第1实施方式涉及的声共振器的另一结构剖面图。图5是本发明的第2实施方式涉及的声共振器的结构剖面图。 图6A是表示使用本发明的声共振器的滤波器的实施例的图。 图6B是表示使用本发明的声共振器的滤波器的另一实施例的图。图7是表示使用本发明的声共振器的滤波器的又一实施例的图。
图8表示使用本发明的声共振器的装置的实施例的图。图9A是使用第1例的制造方法制造的声共振器的图。图9B是图9A的声共振器的结构剖面图。图10A是用来说明第1例的制造方法的工序图。图10B是用来说明第1例的制造方法的工序图。图10C是用来说明第1例的制造方法的工序图。图11是使用第2例的制造方法制造的声共振器的结造剖面图。图12A是用来说明第2例的制造方法的工序图。图12B是用来说明第2例的制造方法的工序图。图12C是用来说明第2例的制造方法的工序图。图13A是用来说明以往的声共振器的图。图13B是用来说明以往的声共振器的图。图13C是用来说明以往的声共振器的图。图13D是用来说明以往的声共振器的图。图14是说明以往的声共振器的制造方法的图。图15是用来说明在以往的声共振器中产生的问题的图。图16A是用来说明在以往的声共振器中产生的问题的图。图16B是用来说明在以往的声共振器中产生的问题的图。图16C是用来说明在以往的声共振器中产生的问题的图。附图标记10振动部11、 101压电体12、 102上部电极13、 103下部电极20、 30支承部21、 104腔体 40、 105基板50声反射器部51低阻抗层52高阻抗层61、 62、 71压电共振器81、 82天线84滤波器91、 92替代腐蚀层具体实施方式
[第1实施方式]图1是本发明的第1实施方式涉及的声共振器的结构剖面的图。 在图1中，第1实施方式涉及的声共振器包括基板部40、设在基板 部40上的第1支承部30、设在第1支承部30上的第2支承部20、 和设在第2支承部20上的振动部10。第2支承部20为了确保振动 部10的纵振动，具有贯通第2支承部20的形状的腔体21。该第2 支承部20是用来将振动部10支承在基板部40上的支承层。振动部 10包括用氮化铝(A1N)等压电材料形成的压电体11、设在压电体 11上表面的上部电极12、和设在压电体11下表面的下部电极13。 上部电极12及下部电极13例如由钼(Mo)形成。该振动部10使下 部电极13为下侧地载置在第2支承部20上。第1支承部30是用来与第2支承部20联动将振动部10支承在 基板部40上的支承层，并且也是阻尼层。该第1支承部30由利用具 有比压电体11及基板40高的声阻抗的材料形成的膜、或者利用Q 值比压电体11及基板部40小的材料形成的膜等构成。该第1支承部 30的材料既可以是绝缘材料也可以是导电材料。在使用导电材料的 情况下，也可以将第1支承部30作为布线层使用。高阻抗的第l支 承部30例如可以使金与锡共晶结晶来形成。在低Q值的第1支承部 30中，可以使用例如聚合物等的粘接剂。在上述结构的第1实施方式涉及的声共振器中，通过设在基板部40与第2支承部20之间的第1支承部30的作用，发挥以下的特征。 第1，从第2支承部20朝向基板部40的振动的大部分被第1支承部30反射(图1的箭头a)。第2，即使从第2支承部20向基板部40传递的很少的振动在基板部40的底面反射而返回到振动部10的方向，也在第1支承部30反射(图l的箭头b)。这意味着第l支承部30的声阻抗比基板部40及第2支承部20高。另外，第2支承部20的厚度、腔体21的深度、以及第1支承部30的厚度除了图1所示的构造以外，也能够做成图2 图4所示的构造。图2是设有不贯通第2支承部20的形状的腔体21的声共振器的 实施例。图3是相对于由振动部10激励的共振频率的波长入，使第 2支承部20的厚度及第1支承部30的厚度分别为入/4的声共振器的 实施例。图4是相对于由振动部10激励的共振频率的波长A，使第 2支承部20的厚度为入/2、第1支承部30的厚度为A /4的声共振器 的实施例。当然，在该图3及图4的构造中，也可以做成腔体21不 贯通第2支承部20的构造。[第2实施方式]图5是本发明的第2实施方式涉及的声共振器的结构剖面的图。 在图5中，第2实施方式涉及的声共振器包括基板部40、设在基板 部40上的支承部30、设在支承部30上的声反射器部50、和设在声 反射器部50上的振动部10。声反射器部50构成交替地层叠了低阻 抗层51和高阻抗层52的声反射层。在该声反射器部50中，确保了 振动部10的纵振动。振动部IO包括用氮化铝(A1N)等压电材料形 成的压电体11、设在压电体11上表面的上部电极12、和设在压电体 11下表面的下部电极13。上部电极12及下部电极13由例如钼(Mo)
形成。该振动部10使下部电极13为下侧地载置在第2支承部20上。在上述结构的第2实施方式涉及的声共振器中，通过设在基板部 40与声反射器部50之间的支承部30的作用，发挥以下的特征。第1，从声反射器部50朝向基板部40的振动的大部分被支承部 30反射(图5的箭头c)。第2，即使从声反射器部50向基板部40 传递的较少的振动，在基板部40的底面反射而返回到振动部10的方 向，也被支承部30反射(图5的箭头d)。这意味着支承部30的声 阻抗比基板部40及声反射器部50高。在该第2实施方式涉及的声共振器的结构中，其特征点是，声反 射器部50的低阻抗层51及高阻抗层52的厚度分别是声共振器的振 动波长入的1/4，但是，支承部30的厚度是入/4以外。此时，也可以 使载置了振动部10的部分的支承部30的厚度与没有载置振动部10 的部分的支承部30的厚度不同。通过这些特征，能够进一步发挥阻 尼效果。此外，通过改变振动部10的共振频率和振动部10以外的共 振频率，能够将能量封闭在振动部10内，能够期待更好的阻尼效果。此外，支承部30由利用具有比压电体11及基板40高的声阻抗 的材料所形成的膜、或者利用Q值比压电体11及基板部40小的材 料所形成的膜等构成。该支承部30的材料既可以是绝缘材料也可以 是导电材料。在使用导电材料的情况下，也可以将支承部30作为布 线层使用。高阻抗的支承部30例如可以使金与锡共晶结晶来形成。 在低Q值的支承部30中，可以使用例如聚合物等的粘接剂。以上，根据本发明的第1及第2实施方式涉及的声共振器，能够 防止在基板部40的底面反射而返回到振动部10的不必要振动的产 生。由此，能够得到在振动部10的共振频率与反共振频率之间不发 生乱真振动的良好的导纳频率特性。另外，上述第1及第2实施方式涉及的声共振器可以通过组合1 个或多个得到滤波器。以下，对组合多个时的滤波器及使用该滤波器 的装置进行说明。(使用声共振器的滤波器的第1实施例) 图6A是表示使用本发明的声共振器的滤波器的第1实施例的图。图6A所示的滤波器是将声共振器以L型连接的梯形滤波器。连接有 声共振器61，其作为串联共振器动作。g卩，串联连接在输入端子63 与输出端子64之间。连接有声共振器62，其作为并联共振器动作。 即，连接在从输入端子63朝向输出端子64的路径与地线之间。这里， 如果将声共振器61的共振频率设定得比声共振器62的共振频率高， 则能够实现具有带通特性的梯形滤波器。优选的是，通过使声共振器 61的共振频率与声共振器62的反共振频率实质上一致或者设定为接 近，能够实现带通的平坦性优良的梯形滤波器。另外，在上述第1实施例中，例示L型结构的梯形滤波器进行了 说明，但如果是其他T型结构或ir型结构的梯形滤波器、或者栅格型 结构的梯形滤波器，也能够得到同样的效果。此外，梯形滤波器既可 以如图6A那样是1级结构，也可以如图6B那样是多级结构。 (使用声共振器的滤波器的第2实施例)图7是表示使用本发明的声共振器的滤波器的第2实施例的图。 图7所示的滤波器是堆叠型的滤波器。声共振器71串联连接在输入 端子73与输出端子74之间。声共振器71的中间电极连接在地线上。 这样，如果使用没有乱真振动的声共振器71，则能够实现带通特性 良好的堆叠型滤波器。当然，梯形滤波器既可以如图7那样是1级结 构，也可以是多级结构。(使用声共振器的装置的实施例)图8是表示使用本发明的声共振器的装置的实施例的图。图8所 示的装置是使用图6A、图6B及图7所示的滤波器的通信设备。该 装置包括两个天线81及82、用来切换两个频率信号的开关83、和滤 波器84。通过这样的结构，能够实现低损耗的通信设备。 (声共振器的制造方法的第1例) 图9A是使用第1例的制造方法制造的第1实施方式涉及的声共振器的俯视图的一例。图9B是图9A所示的声共振器的X-X剖面图。 在该第1例的制造方法中，通过使用将两个基板贴合的方法制造声共 振器。以下，进一步参照图10A 图IOC，说明第1例的制造方法的 顺序。首先，在替代腐蚀基板92之上层叠替代腐蚀层91 (图10A，工 序a)。接着，在替代腐蚀层91之上通过成膜形成压电薄膜lla (图 IOA，工序b)。这里，所谓的替代腐蚀基板92是在形成声共振器的 过程中临时使用的基板，是不包含在制造后的声共振器中的结构。该 替代腐蚀基板92例如由蓝宝石构成。替代腐蚀层91是为了在后述的 贴合工序之后将替代腐蚀基板92从压电薄膜lla剥离而设置的缓冲 层。该替代腐蚀层91例如由氮化镓(GaN)构成。压电薄膜lla由 氮化铝(A1N)构成，通过MOCVD法成膜在替代腐蚀层91上。这 样，通过使用MOCVD法，能够形成膜质良好的压电体层，能够制 造宽频带及高Q值、并且可靠性较高的声共振器。另外，MOCVD法在1050。C的高温下进行。但是，在本实施例中， 使用高熔点材料的氮化镓作为替代腐蚀层91，能够充分承受1050°C 的高温。因而，在压电薄膜lla的成膜中使用MOCVD法，在制造 工艺上没有任何问题。另外，在替代腐蚀层91中，除了氮化镓以外， 也可以使用钼。接着，在压电薄膜lla上层叠作为导电体的电极层13a (图IOA， 工序c)。然后，对层叠的电极层13a进行构图，将下部电极13成形 (图10A，工序d)。接着，在成形的下部电极13及压电薄膜lla上 层叠替代腐蚀层21a (图IOA，工序e)。此时，将替代腐蚀层21a层 叠为比下部电极13厚的层。接着，对该层叠的替代腐蚀层21a进行 构图，将替代腐蚀层部21成形(图10A，工序f)。该替代腐蚀部21
是在后述的腔体形成工序中被除去的部分，通过被除去而形成声共振器的腔体21。作为该替代腐蚀层21a的材料，可以使用例如钼或转 的硅化物等。另外，在此情况下，在下部电极13的材料中使用钼以 外的铝等。接着，在替代腐蚀部18、下部电极13及压电薄膜lla上层叠第 2支承层20 (图IOB，工序g)。第2支承层20优选为氧化硅(Si02) 或氮化硅(Si3N4)等的绝缘体。接着，进行平坦化处理，使得在该 层叠的第2支承层20的表面上没有台阶(图10B，工序h)。通过该 平坦化处理，使得在后续的贴合工序中能够将基板40整个面均匀地 顺利贴合。在平坦化处理中可以使用CMP等，通过使表面的粗糙度 为RMS2000A以下，能够进行均匀的贴合。接着，在第1支承层30的表面，将形成有由金锡的合金构成的 第1支承层30的基板40和第2支承层20贴合(图IOB，工序i)。 该基板40例如由硅构成。此时，也可以在基板40与第1支承层30 之间形成由氮化硅或氧化硅构成的绝缘体层。在第1例中，作为第l 支承层30通过成膜形成金锡的合金膜，进行利用了金锡的共晶接合 的贴合。具体而言，使替代腐蚀基板92与基板40对置，通过在施加 15N/cm2的压力的状态下施加375匸的温度10分钟，将两片基板贴 合。另外，只要是能够共晶接合的材料，通过金锡以外的合金也能够 得到同样的效果。接着，从替代腐蚀基板92的背面照射钇铝石榴石(YAG)激光， 通过切断由带隙较小的氮化铝构成的替代腐蚀层91的接合，将替代 腐蚀基板92与基板40剥离(图10B，工序j)。此时，形成在比替代 腐蚀层91靠上侧的压电薄膜lla、下部电极13、替代腐蚀部18、以 及第2支承层20被转印到基板40上。另夕卜，在剥离中使用的YAG 激光，根据使用的替代腐蚀基板92及替代腐蚀层91的模厚及种类来 选择激光波长，也能够应对替代腐蚀层91的厚度引起的带隙变化、
或选择了其他材料的情况。接着，在被剥离而在表面露出的压电薄膜lla上，层叠作为导电 体的电极层12a (图IOC，工序k)。然后，对层叠的电极层12a进行 构图，将上部电极12成形(图IOC，工序l)。进而，根据需要将压 电薄膜lla构图，使压电体ll成形(图10C，工序m)。最后，将替 代腐蚀部18通过蚀刻等除去，形成腔体21 (图IOC，工序n)。由此， 完成图9B所示的声共振器。如上所述，在该第1例的制造方法中利用基板贴合技术。因此， 在压电薄膜的成膜时能够在基底中使用硅等单结晶基板，即使在复杂 的膜结构(支承部结构)中也能够消除基底的影响而得到高品质的压 电薄膜。此外，在压电薄膜形成时可以使用MOCVD法等高温工艺， 能够得到外延成长的压电薄膜。此外，在腔体的形成中使用替代腐蚀层，在基板剥离后将替代腐 蚀层通过蚀刻除去，所以在激光提离工序中振动部的隔膜不会受到伤 害，能够提高成品率。此外，由于能够将基板以整面贴合，所以能够 使制造工序简单化。另外，根据贴合条件，也能够省略第2支承部20的平坦化工序 (图10B，工序h)。在这样不进行平坦化的情况下，由于振动部IO 从贴合面离开，所以不会给声共振器的特性带来影响，并且能够简便 地制造声共振器。此外，由于第2支承部20与基板40的贴合面从振动部10离开， 所以也可以在第1支承部30使用粘接剂等。在此情况下，不需要改 善表面的粗糙度，能够省略平坦化工序(图IOB，工序g)，能够更 简便地制造声共振器，并且通过由粘接剂构成的第1支承部30的阻 尼效果，能够高效率地衰减传递给基板40的振动。此外，在替代腐蚀基板92中，除了蓝宝石的基板以外，只要能 够使压电薄膜lla成膜，也可以使用硅或碳化硅(SiC)等的基板。
此外，在替代腐蚀层91中，除了氮化镓以外，也可以使用能够从基 板容易地剥离、能够成膜压电体层的材料。例如，通过使用钼作为替代腐蚀层91，能够利用过氧化氢更容易地从形成基板剥离。在此情况下，在基板剥离工序(在本实施例中对应于激光提离工序)中，在使用湿式蚀刻等的情况下，由于振动部10被第2支承部20覆盖，所 以下部电极13也不会受到损伤。此外，作为压电薄膜lla的成膜方法，并不限于MOCVD法，使 用溅镀法当然也具有同样的效果。进而，在压电薄膜lla中，除了利 用MOCVD法形成的氮化铝以外，也可以使用实施了高温处理的钛 酸铅(PbTi03)或钛酸锆酸铅(PbTiZrO)等的PZT材料等。但是， 在成形这些膜时，由于必须在氧气体环境下进行80(TC左右的高温处 理，所以在替代腐蚀层中使用材料中需要耐热性。此外，作为基板剥离工序，表示了激光提离工序的例子，但只要 是在贴合工序后能够将替代腐蚀基板92除去的方法，作为替代腐蚀 基板除去工序，可以考虑利用蚀刻等将替代腐蚀基板92除去的方法。 例如，在湿式蚀刻的情况下，在替代腐蚀基板92是硅基板的情况下 能够使用硝酸除去，利用干式蚀刻等也能够同样地除去。 (声共振器的制造方法的第2例)图11是使用第2例的制造方法制造的声共振器的构造剖面图的 一例。该第2例的制造方法也能够通过采用将两个基板贴合的方法制 造声共振器。以下，再参照图12A 图12C，说明第2例的制造方法 的顺序。首先，在替代腐蚀基板92上层叠替代腐蚀层91 (图12A，工序A) 。接着，在替代腐蚀层91上使压电薄膜lla成膜(图12A，工序B) 。接着，在压电薄膜lla上层叠作为导电体的电极层13a(图12A， 工序C)。然后，将层叠的电极层13a构图，使下部电极13成形(图 12A，工序D)。接着，在成形的下部电极13及压电薄膜lla上层叠
高声阻抗层51 (图12A，工序E)。此时将高声阻抗层51层叠成比下 部电极13厚的层。接着，进行平坦化处理，使得在该层叠的高声阻 抗层51的表面上没有台阶(图12A,工序F)。接着，在平坦化的高 声阻抗层51上层叠低声阻抗层52 (图12B，工序G)。重复多次该 工序F及工序G，形成声反射器层50 (图12B，工序H)。在图12B 中，表示了将高声阻抗层51和低声阻抗层52交替地层叠了 3级的声 反射器层50的例子。接着，用用第1支承层30的面将形成有由金锡的合金构成的第1 支承层30的基板40和声反射器层50贴合(图12B，工序I)。接着， 从替代腐蚀基板92的背面照射钇铝石榴石激光，通过切断由带隙较 小的氮化镓构成的替代腐蚀层91的接合，将替代腐蚀基板92与基板 40剥离(图12C，工序J)。此时，形成在比替代腐蚀层91靠上侧的 压电薄膜lla、下部电极13、以及声反射器层50被转印到基板40上。 接着，在被剥离而在表面露出的压电薄膜lla上，层叠作为导电体的 电极层12a (图12C，工序K)。最后，将层叠的电极层12a构图，使 上部电极12成形(图12C，工序L)。由此，完成图11所示的声共振器o如上所述，在该第2例中利用基板贴合技术。因此，可以在压电 薄膜形成时采用MOCVD法等的高温工艺，能够得到结晶性较高的 压电薄膜。另外，在上述图12A的工序E中，说明了在下部电极13a及压 电薄膜11上直接层叠高声阻抗层51的例子，但也可以在此之前形成 由氧化硅及氮化硅等的绝缘体构成的保持层。本发明的声共振器及滤波器能够用于便携式电话、无线通信或无 线的因特网连接等，特别适合于想要得到抑制了乱真振动的导纳频率 特性的情况等。此外，本发明的制造方法能够作为在便携电话及无线LAN等的 移动体通信终端的高频率电路中使用的声共振器的制造方法等使用，特别在想要利用结晶性较高的压电薄膜实现宽频带且低损耗的声共振器等的情况下是有用的。
权利要求
1、一种声共振器，以规定的频率振动，其特征在于，该声共振器具备基板；第1支承部，设在上述基板上；第2支承部，设在上述第1支承部上；振动部，设在上述第2支承部上，至少包括压电体、在压电体的上表面设置的上部电极、以及在压电体的下表面设置的下部电极；上述第1支承部由具有比上述基板高的声阻抗的材料构成。
2、 一种声共振器，以规定的频率振动，其特征在于， 该声共振器具备基板；支承部，设在上述基板上；声反射器部，设在上述支承部上，交替地层叠有低阻抗层和高阻 抗层；振动部，设在上述声反射器部上，至少包括压电体、在压电体的 上表面设置的上部电极、以及在压电体的下表面设置的下部电极； 上述支承部由具有比上述基板高的声阻抗的材料构成。
3、 如权利要求1所述的声共振器，其特征在于，使金与锡共晶 结晶而形成上述第1支承部。
4、 如权利要求2所述的声共振器，其特征在于，使金与锡共晶 结晶而形成上述支承部。
5、 如权利要求1所述的声共振器，其特征在于，相对于由上述 振动部激励的共振频率的波长入，上述第1支承部的厚度为入/4。
6、 如权利要求2所述的声共振器，其特征在于，相对于由上述 振动部激励的共振频率的波长入，上述支承部的厚度为入/4以外。
7、 一种滤波器，将两个以上的权利要求1所述的声共振器以梯 形连接而构成。
8、 一种通信设备，具备权利要求7所述的滤波器。
全文摘要
在基板部(40)与第2支承部(20)之间设有第1支承部(30)。该第1支承部(30)通过由具有比压电体(11)及基板部(40)高的声阻抗的材料形成的膜、或者由Q值比压电体(11)及基板部(40)小的材料形成的膜等构成。通过该第1支承部(30)的插入，从第2支承部(20)朝向基板部(40)的振动的大半被反射(箭头(a))，并且防止从第2支承部(20)向基板部(40)传递的振动被基板部(40)的底面反射而向振动部(10)的方向返回(箭头(b))。
文档编号H03H9/17GK101213744SQ200680023789
公开日2008年7月2日 申请日期2006年6月22日 优先权日2005年6月30日
发明者中塚宏, 中村弘幸, 大西庆治, 岩崎智弘, 鹤见直大 申请人:松下电器产业株式会社