(57)【要約】      （修正有）【課題】スプリアス弾性波を軽減させた薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）の構造及びその方法を提供する。【解決手段】ＦＢＡＲ１００は、基板１１０上に配置され、二酸化ケイ素の誘電表面層１１０Ａを含むシリコン基板であり、動作中に主要弾性波が生成される主要アクティブドメインを画定する中心領域１５０及び当該中心領域の両側方の対向側に配置された陥凹枠領域１５５に配置された圧電膜１１５を含む。圧電膜１１５は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の層又は膜を含む。陥凹枠領域に配置された圧電膜は、中心領域に配置された圧電膜における欠陥濃度よりも大きい欠陥濃度を含む。【選択図】図１
2020043566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）であって、
動作中に主要弾性波が生成される主要アクティブドメインを画定する中心領域と、前記中心領域の側方対向側に配置された陥凹枠領域とに配置された圧電膜を含み、
前記陥凹枠領域に配置された前記圧電膜は、前記中心領域に配置された前記圧電膜における欠陥濃度よりも大きな欠陥濃度を含む、ＦＢＡＲ。
【請求項２】
前記圧電膜の頂面に配置された頂部電極と、
前記圧電膜の底面に配置された底部電極と
をさらに含み、
前記中心領域における前記頂部電極及び前記底部電極間の垂直距離が、前記陥凹枠領域における前記頂部電極及び前記底部電極間の垂直距離よりも大きい、請求項１のＦＢＡＲ。
【請求項３】
前記中心領域から前記陥凹枠領域の側方対向側に配置された隆起枠領域をさらに含み、
前記圧電膜は、前記陥凹枠領域を通って側方に延び、
前記隆起枠領域における前記頂部電極の厚さは、前記中心領域における前記頂部電極の厚さよりも大きい、請求項２のＦＢＡＲ。
【請求項４】
前記陥凹枠領域の圧電膜における音速は、前記隆起枠領域の圧電膜における音速とは異なる、請求項３のＦＢＡＲ。
【請求項５】
前記陥凹枠領域と前記隆起枠領域との音速差により、前記中心領域の外側で前記圧電膜を通って進行する横弾性波が前記中心領域に侵入するのを防止するのに十分な音速不連続がもたらされる、請求項４のＦＢＡＲ。
【請求項６】
前記隆起枠領域内の前記圧電膜の少なくとも一部分が、前記中心領域に配置された前記圧電膜における欠陥濃度よりも大きな欠陥濃度を含む、請求項３のＦＢＡＲ。
【請求項７】
前記中心領域に配置された前記圧電膜における欠陥濃度よりも大きな欠陥濃度を含む前記隆起枠領域における前記圧電膜の一部分が、前記底部電極に接触する、請求項６のＦＢＡＲ。
【請求項８】
前記中心領域に配置された前記圧電膜における欠陥濃度よりも大きな欠陥濃度を含む前記陥凹枠領域における前記圧電膜の一部分が、前記底部電極に接触する、請求項２のＦＢＡＲ。
【請求項９】
前記頂部電極の頂面に等角的に堆積された誘電材料の層をさらに含む、請求項２のＦＢＡＲ。
【請求項１０】
前記陥凹枠領域における前記底部電極の上面が、前記中心領域における前記底部電極の表面よりも大きな程度の表面欠陥を示す、請求項２のＦＢＡＲ。
【請求項１１】
前記隆起枠領域における前記底部電極の上面が、前記中心領域における前記底部電極の表面よりも大きな程度の表面欠陥を示す、請求項１０のＦＢＡＲ。
【請求項１２】
請求項１のＦＢＡＲを含む無線周波数フィルタ。
【請求項１３】
請求項１２の無線周波数フィルタを含む電子機器モジュール。
【請求項１４】
請求項１３の電子機器モジュールを含む電子デバイス。
【請求項１５】
薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）を形成する方法であって、
キャビティを覆うように配置された誘電材料の層の上面に底部電極を堆積させることであって、前記キャビティは前記誘電材料の前記層と基板との間に画定されることと、
圧電材料のシード層を前記底部電極の上面に堆積することと、
前記圧電材料のシード層を通る一以上の開口をエッチングすることであって、前記一以上の開口をエッチングすることは、前記一以上の開口をエッチングすることにより露出された前記底部電極の上面の複数部分に損傷を与えるのに十分な量の前記シード層のオーバーエッチングを含むことと、
前記圧電材料のバルク膜を、前記シード層の上面に、前記損傷を受けた複数部分を含む前記底部電極の上面の一部分に、及び前記誘電層の上面の一部分に堆積することと
を含む、方法。
【請求項１６】
前記シード層のオーバーエッチングが、前記底部電極の上面に十分な損傷を引き起こすことにより、前記一以上の開口を覆うように堆積された前記圧電材料のバルク膜の複数領域が、前記一以上の開口を含まない前記シード層の複数部分を覆うように堆積された前記圧電材料のバルク膜の複数領域よりも、高い欠陥濃度を示すようになる、請求項１５の方法。
【請求項１７】
頂部電極を形成するべく、前記圧電材料のバルク膜の上面に導電性材料の層を堆積することをさらに含む、請求項１５の方法。
【請求項１８】
前記導電性材料の層を堆積することは、
前記シード層における前記一以上の開口の直上のエリア間に配置された中心領域に第１厚さを有する導電性材料の層を堆積することと、
前記シード層における一以上の開口の直上のエリアの、前記中心領域から対向側のエリアに第１厚さよりも大きい第２厚さを有する導電性材料を堆積することと
を含む、請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記導電性材料の層の上面に誘電材料の層を等角的に堆積することをさらに含む、請求項１７の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、弾性波デバイス及び構造と、それらにおいてスプリアス信号を軽減する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波デバイス、例えばバルク弾性波（ＢＡＷ）デバイスは、無線周波数電子システムにおけるフィルタのコンポーネントとして利用することができる。例えば、携帯電話機の無線周波数フロントエンドにおけるフィルタは、弾性波フィルタを含み得る。２つの弾性波フィルタをデュプレクサとして配列することができる。
【発明の概要】
【０００３】
ここに開示される一側面によれば、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）が与えられる。ＦＢＡＲは、動作中に主要弾性波が生成される主要アクティブドメインを画定する中心領域に、及び前記中心領域の両側方の対向側に配置された陥凹枠領域に配置された圧電膜を含む。陥凹枠領域に配置された圧電膜は、中心領域に配置された圧電膜における欠陥濃度よりも大きい欠陥濃度を含む。
【０００４】
いくつかの実施形態において、ＦＢＡＲはさらに、圧電膜の頂面に配置された頂部電極と、当該圧電膜の底面に配置された底部電極とを含み、中心領域における頂部電極及び底部電極間の垂直距離が、陥凹枠領域における頂部電極及び底部電極間の垂直距離よりも大きい。ＦＢＡＲはさらに、中心領域から陥凹枠領域の側方対向側に配置された隆起枠領域を含んでよい。圧電膜は、陥凹枠領域を通って側方に延び、隆起枠領域における頂部電極の厚さは、中心領域における頂部電極の厚さよりも大きい。陥凹枠領域の圧電膜における音速は、隆起枠領域の圧電膜における音速と異なってよい。陥凹枠領域と隆起枠領域との音速差により、中心領域の外側で圧電膜を通って進行する横弾性波が中心領域に侵入するのを防止するのに十分な音速不連続をもたらすことができる。
【０００５】
いくつかの実施形態において、隆起枠領域内の圧電膜の少なくとも一部分は、中心領域に配置された圧電膜における欠陥濃度よりも大きい欠陥濃度を含む。中心領域に配置された圧電膜の欠陥濃度よりも大きな欠陥濃度を含む隆起枠領域の圧電膜の一部分が、底部電極と接触してよい。
【０００６】
いくつかの実施形態において、中心領域に配置された圧電膜の欠陥濃度よりも大きな欠陥濃度を含む陥凹枠領域の圧電膜の一部分が、底部電極と接触する。
【０００７】
いくつかの実施形態において、ＦＢＡＲはさらに、頂部電極の頂面に等角的に堆積された誘電材料の層を含む。
【０００８】
いくつかの実施形態において、陥凹枠領域の底部電極の上面は、中心領域の底部電極の表面よりも大きな程度の表面欠陥を示す。隆起枠領域の底部電極の上面は、中心領域の底部電極の表面よりも大きな程度の表面欠陥を示し得る。
【０００９】
いくつかの実施形態において、無線周波数フィルタが、上述したＦＢＡＲを含む。無線周波数フィルタは、電子機器モジュールに含まれてよい。電子機器モジュールは、電子デバイスに含まれてよい。
【００１０】
他側面によれば、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）を形成する方法が与えられる。方法は、キャビティを覆うように配置された誘電材料の層の上面に底部電極を堆積させることであって、当該キャビティは当該誘電材料の層と基板との間に画定されることと、圧電材料のシード層を底部電極の上面に堆積することと、当該圧電材料のシード層を通る一以上の開口をエッチングすることであって、当該一以上の開口をエッチングすることは、当該一以上の開口のエッチングにより露出された底部電極の上面の複数部分を損傷するのに十分な量だけシード層をオーバーエッチングすることを含むことと、圧電材料のバルク膜を、シード層の上面に、損傷部分を含む底部電極の上面の一部分に、及び誘電層の上面の一部分に堆積することとを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態において、シード層のオーバーエッチングが、底部電極の上面に十分な損傷を引き起こすことにより、一以上の開口を覆うように堆積された圧電材料のバルク膜の複数領域が、当該一以上の開口を含まないシード層の複数部分を覆うように堆積された圧電材料のバルク膜の複数領域よりも、高い欠陥濃度を示すようになる。
【００１２】
いくつかの実施形態において、方法はさらに、導電性材料の層を、圧電材料のバルク膜の上面に堆積して頂部電極を形成することを含む。導電性材料の層を堆積することは、シード層における一以上の開口の直上のエリア間に配置された中心領域において第１厚さを有する導電性材料の層を堆積することと、シード層における一以上の開口の直上のエリアの、中心領域から対向側のエリアに第１厚さよりも大きい第２厚さを有する導電性材料を堆積することとを含んでよい。
【００１３】
いくつかの実施形態において、方法はさらに、誘電材料の層を、導電性材料の層の上面に等角的に堆積することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本開示の複数の実施形態が、添付図面を参照する非限定的な例を介して以下に記載される。
【００１５】
【図１】薄膜バルク弾性波共振器の一例の断面図である。
【図２】薄膜バルク弾性波共振器の他例の断面図である。
【図３Ａ】薄膜バルク弾性波共振器の他例の断面図である。
【図３Ｂ】薄膜バルク弾性波共振器の他例の断面図である。
【図４】薄膜バルク弾性波共振器の一例を形成する方法における一工程を示す。
【図５Ａ】薄膜バルク弾性波共振器の一例を形成する方法における他工程を示す。
【図５Ｂ】薄膜バルク弾性波共振器の一例を形成する方法における他工程を示す。
【図５Ｃ】薄膜バルク弾性波共振器の一例を形成する方法における他工程を示す。
【図６】薄膜バルク弾性波共振器の一例を形成する方法における他工程を示す。
【図７】本開示の側面に係る一以上の弾性波素子を含み得るフィルタモジュールの一例のブロック図である。
【図８】本開示の側面に係る一以上のフィルタモジュールを含み得るフロントエンドモジュールの一例のブロック図である。
【図９】図８のフロントエンドモジュールを含む無線デバイスの一例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
所定の実施形態の以下の説明は、特定の実施形態の様々な記載を表す。しかしながら、ここに記載のイノベーションは、例えば特許請求の範囲によって画定され及びカバーされる多数の異なる態様で具体化することができる。本記載において、同じ参照番号が同一の又は機能的に類似の要素を示し得る図面が参照される。理解されることだが、図面に示される要素は必ずしも縮尺どおりではない。さらに理解されることだが、所定の実施形態は、図面に示されるよりも多くの要素を含んでよく、及び／又は図面に示される要素の部分集合を含んでよい。さらに、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面からの特徴のいずれかの適切な組み合わせを組み入れてよい。
【００１７】
薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）は、一般に頂部電極と底部電極との間に挟まれた圧電材料の膜を含むバルク弾性波共振器の一形態であり、当該圧電材料の膜はキャビティの上に懸架されて振動が許容される。頂部電極及び底部電極間に適用される信号が弾性波を発生させて圧電材料の膜を通るように進行させる。ＦＢＡＲは、適用された信号に対し、圧電材料の膜の厚さによって決定される共振ピークを有する周波数応答を示す。理想的には、ＦＢＡＲにおいて発生する弾性波のみが、頂部電極及び底部電極を形成する導電材料の層に直交する方向において圧電材料を通るように進行する主要弾性波である。しかしながら、ＦＢＡＲの圧電材料は、非ゼロのポアソン比を有するのが典型的である。主要弾性波の通過に関連付けられた圧電材料の圧縮及び弛緩は、当該主要弾性波の伝播方向に直交する方向において当該圧電材料の圧縮及び弛緩を引き起こし得る。主要弾性波の伝播方向に直交する方向における圧電材料の圧縮及び弛緩は、当該主要弾性波に直交する（電極膜の表面に平行となる）ように圧電材料を通る横弾性波を生成し得る。横弾性波は反射されて、主要弾性波が伝播するエリアに戻されるので、当該主要弾性波と同じ方向に進行するスプリアス弾性波を誘発させ得る。こうしたスプリアス弾性波は、ＦＢＡＲの周波数応答を、予測されるものよりも又は意図されるものよりも劣化させ得るので、一般に望ましくないとみなされる。
【００１８】
図１は、一般に１００で示されるＦＢＡＲの一例の断面図である。ＦＢＡＲ１００は、基板１１０上に配置される。基板１１０は例えば、例えば二酸化ケイ素の誘電表面層１１０Ａを含み得るシリコン基板である。ＦＢＡＲ１００は、圧電材料１１５、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の層又は膜を含む。頂部電極１２０は、圧電材料１１５の層又は膜の一部分の上に配置され、底部電極１２５は、圧電材料１１５の層又は膜の一部分の下に配置される。頂部電極１２０は、例えばルテニウム（Ｒｕ）から形成されてよい。底部電極１２５は、圧電材料１１５の層又は膜の一部分の下に接触するように配置されたＲｕの層１２５Ａと、圧電材料１１５の層又は膜の当該一部分の下に接触するＲｕの層１２５Ａの一側に対向してＲｕの層１２５Ａの下側に配置されたチタン（Ｔｉ）の層１２５Ｂとを含み得る。頂部電極１２０及び底部電極１２５はそれぞれが、誘電材料１３０、例えば二酸化ケイ素の層に覆われてよい。キャビティ１３５が、底部電極１２５と基板１１０の表面層１１０Ａとを覆う誘電材料１３０の層の下方に画定される。例えば銅から形成される底部電気コンタクト１４０は、底部電極１２５との電気接続をなし、例えば銅から形成される頂部電気コンタクト１４５は、頂部電極１２０との電気接続をなす。
【００１９】
ＦＢＡＲ１００は、動作中に主要弾性波が励振される圧電材料１１５の層又は膜において主要アクティブドメインを含む中心領域１５０を含み得る。中心領域は、例えば約２０μｍから約１００μｍの幅を有し得る。単数又は複数の陥凹枠領域１５５は、中心領域１５０の側方範囲の境界を定めて当該側方範囲を画定し得る。陥凹枠領域は、例えば約１μｍの幅を有し得る。陥凹枠領域１５５は、頂部電極１２０の上に、中心領域１５０よりも誘電材料１３０の薄い層を有するエリアによって画定され得る。陥凹枠領域１５５における誘電材料層１３０は、中心領域１５０における誘電材料層１３０よりも約１０ｎｍから約１００ｎｍだけ薄くてよく、及び／又は陥凹枠領域１５５対中心領域１５０の誘電材料の厚さの差は、陥凹枠領域１５５におけるデバイスの共振周波数を、中心領域１５０におけるデバイスの共振周波数よりも約５ＭＨｚから約５０ＭＨｚだけ高くさせ得る。単数又は複数の隆起枠領域１６０が、陥凹枠領域１５５の、中心領域１５０から反対側に画定され、陥凹枠領域１５５の外側エッジに直接当接し得る。隆起枠領域は、例えば約１μｍの幅を有し得る。隆起枠領域１６０は、頂部電極１２０が中心領域１５０及び陥凹枠領域１５５においてよりも厚いエリアによって画定することができる。頂部電極１２０は、中心領域１５０及び陥凹枠領域１５５において同じ厚さを有してよいが、隆起枠領域１６０においては大きな厚さとなる。頂部電極１２０は、隆起枠領域１６０において、中心領域１５０及び／又は陥凹枠領域１５５においてよりも約５０ｎｍから約５００ｎｍだけ厚くてよい。
【００２０】
陥凹枠領域１５５及び隆起枠領域１６０は、動作中にＦＢＡＲ１００において発生する横弾性波の散逸又は散乱に寄与し、及び／又は伝播する横波を陥凹枠領域１５５及び隆起枠領域１６０の外側に反射させ、当該横弾性波が中心領域に入り込んでスプリアス信号をＦＢＡＲの主要アクティブドメイン領域に誘発させることを防止することができる。特定の理論に拘束されるわけではなく、陥凹枠領域１５５における頂部電極１２０の上にある誘電材料１３０の薄い層に起因して、陥凹枠領域１５５は、中心領域１５０よりも高い弾性波伝播速度を示すと考えられている。これとは逆に、隆起枠領域１６０における頂部電極１２０の増加した厚さ及び質量に起因して、隆起枠領域１６０は、中心領域１５０よりも低い弾性波伝播速度、及び陥凹枠領域１５５よりも低い弾性波伝播速度を示し得る。陥凹枠領域１５５と隆起枠領域１６０との弾性波速度の不連続により、横弾性波を散乱、抑制及び／又は反射させる障壁がもたらされる。
【００２１】
認識されてきたことだが、図１に示されるＦＢＡＲ構造１００は、改善することができる。例えば、製造中、陥凹枠領域１５５において頂部電極１２０を覆う誘電材料１３０の層のエッチングを精密に制御することは難しいことがある。製造のばらつきにより、中心領域において頂部電極１２０を覆う誘電材料１３０と比較すると、一回のバッチにおける異なるウェハ間で、又は異なる製造工程間で、陥凹枠領域１５５において頂部電極１２０を覆う誘電材料１３０の層には、ＦＢＡＲ構造が形成されるウェハにわたって異なる絶対厚さ又は相対厚さがもたらされ得る。それゆえ、望ましくないことに、図１に示されるＦＢＡＲ構造１００の挙動が、デバイスごとにばらつき得る。
【００２２】
製造ばらつきを低減することと、横弾性波及び関連スプリアス信号が抑制される程度を増加させることとの双方を行い得る図１のＦＢＡＲ構造１００の改善が、図２に示される。図２のＦＢＡＲ２００は、図１のものと実質的に同じであるから、共通の特徴物には付番せず、ここで詳細には記載しない。図１のＦＢＡＲ１００と図２のＦＢＡＲ２００との一つの差異は、図２のＦＢＡＲ２００において、低品質圧電材料１１５の領域２１０が、意図的に陥凹枠領域２５５に形成される点である。低品質圧電材料１１５の領域２１０は、中心領域２５０及び隆起枠領域２６０における圧電材料１１５よりも大きな欠陥濃度（例えば圧電材料結晶のボイド、積層欠陥、転位、不整列等）を含み得る。いくつかの実施形態において、低品質圧電材料１１５の領域２１０は、圧電材料１１５の他のエリアよりも高い表面粗さ、及び／又は、例えば中心領域２５０及び／又は隆起枠領域２６０のような圧電材料１１５の他のエリアと比べて多数又は高密度の他の態様の欠陥、例えば、格子空孔、自己格子間原子、置換若しくは格子間の不純物原子若しくは他の不純物、粒界、交互相、介在物、又は不整合結晶を有し得る。低品質圧電材料１１５の領域２１０における欠陥は、図２のＦＢＡＲ構造における陥凹枠領域２５５と隆起枠領域２６０及び／又は中心領域２５０との間に、図１のＦＢＡＲ構造１００における対応陥凹枠領域１５５と隆起枠領域１６０及び／又は中心領域１５０との間よりも大きな程度の音響インピーダンス差をもたらし得る。図２のＦＢＡＲ２００における当該異なる領域間の音響インピーダンス差の増加は、図１のＦＢＡＲ１００においてよりも大きな程度で横弾性波を抑制し又は屈折させ得る。陥凹枠領域２５５はまた、中心領域２５０及び隆起枠領域２６０よりも高い音速を示す。これは、中心領域２５０及び隆起枠領域２６０における全体的な膜厚と比べて陥凹枠領域２５５における全体的な膜厚が低減していることに起因する。以下にさらに説明されるように、圧電材料１１５のシード層２１５が、低品質圧電材料１１５の領域２１０が中に延びる開放エリア２２０を有することにより、低品質圧電材料１１５の領域２１０を形成することが容易になる。
【００２３】
図３Ａに示される他実施形態では、ＦＢＡＲ構造３００において、図２における領域２１０と同様の低品質圧電材料１１５の領域３１０が、陥凹枠領域２５５の中に延び、さらに、中心領域２５０の対向側の隆起枠領域２６０の中に部分的に又は完全に延び得る。
【００２４】
図３Ｂに示されるさらなる実施形態では、ＦＢＡＲ構造３００において、図２における領域２１０と同様の低品質圧電材料１１５の領域３１０は、陥凹枠領域２５５の中に延び、さらに、中心領域２５０の対向側の隆起枠領域２６０の一方又はそれぞれを過ぎて、底部電気コンタクト１４０及び／又は頂部電気コンタクト１４５により覆われる圧電材料１１５の複数部分の中に部分的に又は完全に延び得る。
【００２５】
なお、図１〜３Ｂに示されるＦＢＡＲは、高度に簡略化された態様で示される。異なる特徴物の相対的な寸法は、縮尺どおりに示されるわけではない。さらに、典型的なＦＢＡＲは、図示されない付加的な特徴物又は層を含み得る。
【００２６】
低品質圧電材料の領域を含むＦＢＡＲ構造の実施形態を形成する所定の工程が、図４〜６に示される。なお、完成されたＦＢＡＲ構造を形成することには、図示されないが当業者に理解される多くの他の構成が含まれ得る。
【００２７】
図４に示される一工程において、底部電極１２５が、基板１１０上に形成されてキャビティ１３５を画定する誘電材料１１０Ａの層に堆積される。圧電材料のシード層２１５、例えばＡｌＮが、底部電極１２５、及び誘電材料１１０Ａの露出された部分の頂部に直接堆積される。シード層２１５は、例えば、シード層２１５の厚さを極めて精密に制御することができる化学気相堆積（ＣＶＤ）又は原子層堆積（ＡＬＤ）によって堆積してよい。
【００２８】
圧電材料のシード層２１５が堆積された後、低品質圧電材料の領域が後に形成される箇所の上に開放エリア２２０が形成される。開放エリアは、図２及び図５Ａに示されるように完成予定ＦＢＡＲの陥凹枠領域１５５に対応するような（以下でさらに述べる）、並びに／又は、図３Ａ及び図５Ｂに示されるように完成予定ＦＢＡＲの隆起枠領域１６０の一部分若しくは全体に対応するような（以下でさらに述べる）、位置及び寸法としてよい。他実施形態では、図３Ｂに示されるようなＦＢＡＲを形成するべく、圧電材料のシード層２１５が、図５Ｃに示されるように、中心領域２５０の外側にある底部電極２１５のすべての部分及び誘電材料の層から除去されてよい。圧電材料のシード層２１５は、例えばプラズマ又はイオンビームを使用して、ドライエッチングによりエッチングされてよい。シード層２１５のオーバーエッチングは、圧電材料のシード層２１５における開放エリア２２０のエッチング中に露出されるようになる底部電極１２５の複数部分の上面に、例えば表面粗さ、ピット、又は他の不均質のような損傷をもたらすように行うことができる。
【００２９】
開放エリア２２０が圧電材料のシード層２１５に形成され、又はシード層２１５の複数部分が除去された後、圧電材料１１５の膜のバルクが、シード層２１５と、底部電極１２５の複数部分及び誘電材料１１０Ａの層とを覆うように堆積される。圧電材料の膜のバルクは、シード層２１５を堆積するべく使用されたものと同様の方法、例えばＣＶＤ又はＡＬＤを使用して堆積することができる。シード層２１５のオーバーエッチングにより損傷を受けた底部電極１２５の複数部分１２５Ａ及び／又は誘電層１１０を覆うように堆積された圧電材料は、シード層２１５と底部電極２１５の未損傷部分及び誘電材料１１０Ａの層とを覆うように堆積された圧電材料１１５よりも大きな程度の欠陥及び／又は不整合の結晶ドメインを有する。それゆえ、シード層２１５のオーバーエッチングにより損傷を受けた底部電極１２５の複数部分及び／又は誘電材料１１０Ｂを覆うように堆積された圧電材料は、シード層２１５と底部電極２１５の未損傷部分及び誘電材料１１０Ａの層とを覆うように堆積された圧電材料よりも低い品質を示す領域２１０、３１０を含み得る。
【００３０】
圧電材料の膜のバルクの堆積が完了すると、シード層２１５（領域２１０）において開放エリア２２０を覆うように、又は、シード層２１５が除去された底部電極１２５の複数部分及び／若しくは誘電材料１１０Ａ、１１０Ｂの層を覆うように堆積された圧電材料の膜の一部分の表面が、シード層２１５と底部電極２１５の未損傷部分及び／又は誘電材料１１０Ａの層とを覆うように堆積された圧電材料の複数部分の表面から陥凹するようになり得る。陥凹６０５（図６）の深さは、シード層２１５の厚さに対応してよい。上述したように、シード層２１５は、高程度の厚さ制御により堆積することができる。それゆえ、陥凹６０５の深さは、図１に示されるＦＢＡＲ構造１００における陥凹枠領域１５５の誘電層１３０にエッチングされた陥凹よりも緊密に制御されるので、製造ばらつきを受けにくくなる。
【００３１】
ＦＢＡＲ構造を完成するには、電極材料の一又は複数の層が、図６に示される圧電材料の膜のバルクの頂部に堆積され、電極材料膜の厚い部分が隆起枠領域２６０に堆積される。その後、誘電材料１３０の等角層が電極材料膜を覆うように堆積され、図２、３Ａ又は３Ｂに示されるＦＢＡＲ構造がもたらされる。
【００３２】
ここに説明される弾性波デバイスは、様々なパッケージ状モジュールに実装することができる。ここに説明されるパッケージ状弾性波デバイスの任意の適切な原理及び利点を実装することができるパッケージ状モジュールのいくつかの例を以下に説明する。図７、８及び９は、所定の実施形態に係る例示のパッケージ状モジュール及びデバイスの模式的なブロック図である。
【００３３】
上述したように、開示されるＦＢＡＲの複数の実施形態は、例えば、フィルタとして構成し、又はフィルタにおいて使用することができる。同様に、一以上のＦＢＡＲ素子を使用するＦＢＡＲフィルタは、例えば無線通信デバイスのような電子デバイスにおいて究極的に使用することができるモジュールに組み入れて当該モジュールとしてパッケージ状にすることができる。図７は、ＦＢＡＲフィルタ７１０を含むモジュール７００の一例を示すブロック図である。ＦＢＡＲフィルタ７１０は、一以上の接続パッド７２２を含む一以上のダイ７２０上に実装してよい。例えば、ＦＢＡＲフィルタ７１０は、ＦＢＡＲフィルタ用の入力接点に対応する接続パッド７２２と、ＦＢＡＲフィルタ用の出力接点に対応する他の接続パッド７２２とを含み得る。パッケージ状モジュール７００は、ダイ７２０を含む複数のコンポーネントを受容するように構成されたパッケージ基板７３０を含む。複数の接続パッド７３２をパッケージ基板７３０上に配置することができ、ＦＢＡＲフィルタダイ７２０の様々な接続パッド７２２を、電気コネクタ７３４を介してパッケージ基板７３０上の接続パッド７３２に接続することができる。電気コネクタ３３４は、様々な信号のＦＢＡＲフィルタ７１０への又はＦＢＡＲフィルタ３１０からの通過を許容するべく、例えば、はんだバンプ又はワイヤボンドとしてよい。モジュール７００はさらに、オプションとして、ここでの開示に鑑みて半導体製作の当業者に知られるような、例えば一以上の付加フィルタ、増幅器、前置フィルタ、変調器、復調器、ダウンコンバータ等のような他の回路ダイ７４０を含んでよい。いくつかの実施形態において、モジュール７００はまた、例えばモジュール７００の保護を与えて容易な扱いを促すための、一以上のパッケージ構造物を含み得る。このようなパッケージ構造物は、パッケージ基板７３０の上に形成されて様々な回路及び部品を実質的に封入する寸法とされたオーバーモールドを含み得る。
【００３４】
ＦＢＡＲフィルタ７１０の様々な例及び実施形態は、広範な電子デバイスにおいて使用することができる。例えば、ＦＢＡＲフィルタ７１０は、アンテナデュプレクサにおいて使用することができる。アンテナデュプレクサ自体は、ＲＦフロントエンドモジュール及び通信デバイスのような様々な電子デバイスに組み入れることができる。
【００３５】
図８を参照すると、例えば無線通信デバイス（例えば携帯電話機）のような電子デバイスにおいて使用できるフロントエンドモジュール８００の一例のブロック図が例示される。フロントエンドモジュール８００は、共通ノード８０２、入力ノード８０４及び出力ノード８０６を有するアンテナデュプレクサ８１０を含む。アンテナ９１０は共通ノード８０２に接続される。
【００３６】
アンテナデュプレクサ８１０は、入力ノード８０４と共通ノード８０２との間に接続された一以上の送信フィルタ８１２と、共通ノード８０２と出力ノード８０６との間に接続された一以上の受信フィルタ８１４とを含み得る。送信フィルタの通過帯域は、受信フィルタの通過帯域と異なる。ＦＢＡＲフィルタ７１０の複数例を、送信フィルタ８１２及び／又は受信フィルタ８１４を形成するべく使用することができる。インダクタ又は他の整合コンポーネント８２０を、共通ノード８０２に接続してよい。
【００３７】
フロントエンドモジュール８００はさらに、デュプレクサ８１０の入力ノード８０４に接続された送信器回路８３２と、デュプレクサ８１０の出力ノード８０６に接続された受信器回路８３４とを含む。送信器回路８３２は、アンテナ９１０を介した送信のための信号を生成することができ、受信器回路８３４は、アンテナ９１０を介して信号を受信し、受信した信号を処理することができる。いくつかの実施形態において、受信器回路及び送信器回路は、図８に示されるように別個のコンポーネントとして実装されるが、他実施形態においてこれらのコンポーネントは、共通送受信器回路又はモジュールに一体化され得る。当業者にわかることだが、フロントエンドモジュール８００は、図８に例示されない他のコンポーネント（スイッチ、電磁結合器、増幅器、プロセッサ等を含むがこれらに限られない）を含んでよい。
【００３８】
図９は、図８に示されるアンテナデュプレクサ８１０を含む無線デバイス９００の一例のブロック図である。無線デバイス９００は、セルラー電話機、スマートフォン、タブレット、モデム、通信ネットワーク、又は音声若しくはデータ通信用に構成された任意の他の携帯若しくは非携帯デバイスとしてよい。無線デバイス９００は、アンテナ９１０から信号を受信及び送信することができる。無線デバイスは、図８を参照して上述されたものと同様のフロントエンドモジュール８００の一実施形態を含む。フロントエンドモジュール８００は、上述したデュプレクサ８１０を含む。図９に示される例において、フロントエンドモジュール８００はさらに、アンテナスイッチ８４０を含む。アンテナスイッチ８４０は、例えば送信モード及び受信モードのような、異なる周波数帯域又はモード間の切り替えをするべく構成することができる。図９に示される例において、アンテナスイッチ８４０は、デュプレクサ８１０とアンテナ９１０との間に位置決めされるが、他例においてデュプレクサ８１０は、アンテナスイッチ８４０とアンテナ９１０との間に位置決めされてもよい。他例において、アンテナスイッチ８４０とデュプレクサ８１０とは一体化して一つのコンポーネントにすることができる。
【００３９】
フロントエンドモジュール８００は、送信を目的として信号生成するべく、又は受信した信号を処理するべく構成された送受信器８３０を含む。送受信器８３０は、図８の例に示されるように、デュプレクサ８１０の入力ノード８０４に接続され得る送信器回路８３２と、デュプレクサ８１０の出力ノード８０６に接続され得る受信器回路８３４とを含み得る。
【００４０】
送信器回路８３２による送信のために生成された信号は、送受信器８３０からの生成信号を増幅する電力増幅器（ＰＡ）モジュール８５０によって受信される。電力増幅器モジュール８５０は、一以上の電力増幅器を含み得る。電力増幅器モジュール８５０は、多様なＲＦ又は他の周波数帯域の送信信号を増幅するべく使用することができる。例えば、電力増幅器モジュール８５０は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）信号又は任意の他の適切なパルス信号の送信に役立つように電力増幅器の出力をパルスにするべく使用されるイネーブル信号を受信することができる。電力増幅器モジュール８５０は、例えばＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ）（登録商標）信号、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）信号、Ｗ−ＣＤＭＡ信号、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）信号、又はＥＤＧＥ信号を含む様々なタイプの信号のいずれかを増幅するべく構成することができる。所定の実施形態において、電力増幅器モジュール８５０及びスイッチ等を含む関連コンポーネントは、例えば高電子移動度トランジスタ（ｐＨＥＭＴ）又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＢｉＦＥＴ）を使用するヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）基板上に作製し、又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）電界効果トランジスタを使用するシリコン基板上に作製することができる。
【００４１】
依然として図９を参照すると、フロントエンドモジュール８００はさらに、低雑音増幅器モジュール８６０を含み得る。これは、アンテナ９１０からの受信信号を増幅してその増幅信号を、送受信器８３０の受信器回路８３４に与える。
【００４２】
図９の無線デバイス９００はさらに、送受信器８３０に接続されて無線デバイス９００の動作のために電力を管理する電力管理サブシステム９２０を含む。電力管理システム９２０はまた、無線デバイス９００のベース帯域サブシステム９３０及び様々な他のコンポーネントの動作を制御することもできる。電力管理システム９２０は、無線デバイス９００の様々なコンポーネントのために電力を供給する電池（図示せず）を含み、又はこれに接続され得る。電力管理システム９２０はさらに、例えば信号の送信を制御することができる一つ以上のプロセッサ又は制御器を含み得る。一実施形態において、ベース帯域サブシステム９３０は、ユーザに与えられ又はユーザから受け取る音声及び／又はデータの様々な入力及び出力を容易にするユーザインタフェイス９４０に接続される。ベース帯域サブシステム９３０はまた、無線デバイスの動作を容易にし及び／又はユーザのための情報記憶を与えるデータ及び／又は命令を記憶するように構成されたメモリ９５０に接続することもできる。上述された実施形態のいずれもが、セルラーハンドセットのような携帯デバイスに関連して実装することができる。実施形態の原理及び利点は、ここに説明される実施形態のいずれかから有益となり得る任意のアップリンク無線通信デバイスのような、任意のシステム又は装置によって使用することができる。ここでの教示は、様々なシステムに適用可能である。本開示がいくつかの実施形態例を含むにもかかわらず、ここに説明される教示は、様々な構造に適用することができる。ここに説明される原理及び利点はいずれも、約６００ＭＨｚ〜２．７ＧＨｚの範囲のような、約３０ｋＨｚ〜５ＧＨｚの範囲にある信号を処理するＲＦ回路構成に関連して実装することができる。
【００４３】
本開示の複数の側面は、様々な電子デバイスに実装することができる。電子デバイスの例は、消費者用電子製品、パッケージ状無線周波数モジュールのような消費者用電子製品の部品、アップリンク無線通信デバイス、無線通信インフラストラクチャ、電子試験機器等を含むがこれらに限られない。電子デバイスの例は、スマートフォンのような携帯型電話機、スマートウォッチ又はイヤーピースのような装着可能コンピューティングデバイス、電話機、テレビ、コンピュータモニタ、コンピュータ、モデム、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、電子レンジ、冷蔵庫、自動車電子システムのような車載電子システム、ステレオシステム、デジタル音楽プレーヤー、ラジオ、デジタルカメラのようなカメラ、携帯型メモリーチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯／乾燥機、コピー機、ファクシミリ装置、スキャナ、多機能周辺デバイス、腕時計、置時計等を含むがこれらに限られない。さらに、電子デバイスは未完成の製品も含んでよい。
【００４４】
本明細書及び特許請求の範囲全体にわたり、文脈上そうでないことが明らかに必要とされない限り、「含む」、「備える」、「包含する」等の単語は一般に、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「〜を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。ここで一般に使用される単語「結合」は、直接接続されるか又は一以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２以上の要素を言及する。同様に、ここで一般に使用される単語「接続」は、直接接続されるか又は一以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２以上の要素を言及する。加えて、単語「ここ」、「上」、「下」及び同様の趣旨の単語は、本アプリケーションにおいて使用される場合、本アプリケーション全体を言及し、本アプリケーションの任意の固有部分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数を使用する上述の詳細な説明における用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。２以上の項目のリストを言及する単語「又は」及び「若しくは」は、当該単語の以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意の組み合わせである。
【００４５】
さらに、とりわけ「できる」、「し得る」、「してよい」、「かもしれない」、「例えば」、「のような」等のようなここに記載の条件付き言語は一般に、特にそうでないことが述べられ、又は使用の文脈上そうでないことが理解される場合を除き、所定の実施形態が所定の特徴、要素及び／又は状態を含む一方で他の実施形態がこれらを含まないことを伝えるように意図される。すなわち、かかる条件的言語は、特徴、要素及び／若しくは状態が一以上の実施形態にとって必要な任意の態様にあること、又は一以上の実施形態が必ず、筆者のインプット若しくは促しありで若しくはなしで、これらの特徴、要素及び／若しくは状態が任意の固有実施形態に含まれ若しくは当該実施形態で行われるか否かを決定するロジックを含むこと、を示唆することを一般には意図しない。
【００４６】
所定の実施形態が記載されてきたが、これらの実施形態は、例示により提示されたにすぎないので、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際のところ、ここに記載される新規な方法、装置及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更が、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。例えば、ブロックが所与の配列で提示されるが、代替実施形態は、異なる部品及び／又は回路トポロジで同様の機能を果たすことができ、いくつかのブロックは削除、移動、追加、細分化、結合、及び／又は修正することができる。これらのブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。上述した様々な実施形態の要素及び工程の任意の適切な組み合わせを、さらなる実施形態を与えるように組み合わせることができる。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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