(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響波で作動するＭＥＭＳ部品（１）の製造方法であって、
音響波で作動するＭＥＭＳデバイス（２）を基板（３）上に作成するステップと、
前記デバイス（２）を、電磁放射線（１４）に対して１つの波長領域において透過性を有するハウジング層（１０）を用いてカプセル封止するステップと、
前記ハウジング層（１０）が電磁放射線（１４）に対して透過性を有する前記波長領域内にある波長の電磁放射線（１４）で、前記デバイス（２）を照射することによって当該デバイス（２）をトリミングするステップと、
を備え、
前記ＭＥＭＳデバイス（２）は、共鳴器の音響特性を決定する共鳴領域（１５）と、音響特性を直接には決定しない不活性領域（１６，１７）とを有する共鳴器を有し、
前記共鳴器の共鳴周波数が前記部品（１）に定められた目標値よりも高い場合、当該共鳴器の不活性領域（１６，１７）が電磁放射線（１４）で照射される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記デバイス（２）のカプセル封止後に、当該デバイス（２）の少なくとも１つの音響特性を測定するステップを更に有し、
音響特性の測定値に依存して、続いて当該デバイス（２）の音響特性が前記部品（１）に規定された目標値に合わせられるように、前記デバイス（２）が、電磁放射線（１４）で照射される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記共鳴器の共鳴周波数が前記部品（１）に規定された目標値よりも低い場合、当該共鳴器の共鳴領域（１５）が電磁放射線（１４）で照射される、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
電磁放射線（１４）での照射により、前記デバイス（２）の表面全体に一様に堆積している材料が前記共鳴領域（１５）で除去されて、前記共鳴器の厚さが当該共鳴領域で減少させられることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
電磁放射線（１４）での照射により、前記デバイス（２）の表面全体に一様に堆積している材料が前記不活性領域（１６，１７）で除去されて、前記共鳴器の厚さが前記共鳴領域で増大させられることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記デバイス（２）はガス雰囲気中にカプセル封止され、当該デバイス（２）の表面の材料が電磁放射線（１４）で照射されることによって熱せられて、前記ガス雰囲気のガス原子と結合することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ガスが表面と反応して表面を改質するか、または
照射により前記ガス分子が前記表面上に堆積することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記デバイス（２）を、Ｎ２を有する雰囲気でカプセル封止するステップと、
前記デバイス（２）を、電磁放射線（１４）で照射することによる当該デバイス（２）の表面の反応性の窒化によってトリミングするステップと、
を備えることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記デバイス（２）を酸素雰囲気中にカプセル封止するステップと、
前記該デバイス（２）を、電磁放射線（１４）で照射することによるデバイス（２）の表面の酸化によってトリミングするステップと、
を有することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
カプセル封止前に前記デバイス（２）の表面にトリミング層（９）を設けるステップと、
前記デバイス（２）を、電磁放射線（１４）で照射することにより前記トリミング層（９）の密度を高めることによってトリミングするステップと、
を備えることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記デバイス（２）の照射のためにフェムト秒レーザが用いられることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記デバイス（２）は、電極フィンガー（３０）を備えたフィンガー構造のメタライジング部を備える、音響表面波で作動する共鳴器を有し、
電磁放射線（１４）での照射により、電極フィンガー（３０）の幅が減少させられる、  ことを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
複数の共鳴器が基板上に作成され、回路接続されて１つのデュプレクサとなっており、  前記複数の共鳴器は、一緒にカプセル封止されており、
前記複数の共鳴器は、カプセル封止後に次々に電磁放射線（１４）で照射することによってトリミングされる、
ことを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＭＥＭＳデバイス（２）は、その層構造が直接基板（３）上に薄膜法で生成される薄膜パッケージの中にカプセル封止されることを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ部品および音響波で作動するＭＥＭＳ部品の製造方法に関する。ＭＥＭＳ部品は音響体積波（Bulk Acoustic Waves  ＝  BAW)または音響表面波(Surface Acoustic Waves ＝ SAW)で作動するデバイスを有し得る。
【背景技術】
【０００２】
たとえば表面波または体積波を用いる部品のようなＭＥＭＳ部品のハウジングは、原則的にキャビティを必要とする。デバイスが一旦そのようなハウジングにカプセル封止されると、デバイスを加工してたとえば音響特性を調整することはもはや不可能である。
【０００３】
特許文献１は機械共鳴器をトリミングする（Trimmen）方法を記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７１７０３６９Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、ＭＥＭＳ部品で、少なくとも１つの音響特性の予め定められた値からのずれを、最小限に抑えることを可能にする方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は請求項１に記載の方法によって解決される。更に、もう１つの独立請求項はこの方法によって製造可能な部品を例示する。
【０００７】
本発明は、音響波で作動するＭＥＭＳ部品の製造方法を提示する。この方法は以下のステップを含む。
−音響波で作動するＭＥＭＳデバイスを基板上に作成するステップ。
−このデバイスを、ある波長領域で電磁放射線に対し透過性を有するハウジング層でカプセル封止するステップ。
−このデバイスを、ハウジング層が電磁放射線に対し透過性を有している波長領域内にある波長を持つ電磁放射線で照射することによりトリミングするステップ。
この方法では、このＭＥＭＳデバイスは、共鳴器の音響特性を決定する共鳴領域と、音響特性を直接には決定しない不活性領域とを有する共鳴器を有し、共鳴器の共鳴周波数が上記部品に定められた目標値よりも高い場合、当該共鳴器の不活性領域が電磁放射線で照射される。
【０００８】
ここでトリミングするとは、デバイスの音響特性を目標通りに変更することを意味する。
【０００９】
デバイスの製造では、製造時のある程度の誤差は防ぎ得ないことが多い。こうした誤差は、音響波で作動するデバイスの音響特性に重大な影響を及ぼし得る。たとえばこうした誤差は、共鳴周波数をデバイスに予め定められた目標値からのずれをもたらし得る。
【００１０】
ここで示す方法は、デバイスをカプセル封止後にトリミングすることによって、こうした誤差を最小限に抑えることを可能にする。
【００１１】
特に、デバイスをカプセル封止するステップによっても音響特性の望ましくない変化が起こり得る。特定の波長の電磁放射線に対して透過性を有するハウジングを使用することによってのみ、カプセル封止後であってもデバイスをトリミングすることが可能になる
以下で、電磁放射線でデバイスを照射することによってデバイスのトリミングを行う様々な方法がそれぞれ示される。たとえば、共鳴領域または不活性領域で材料を除去することや、照射の結果として材料の密度を増大することや、表面波に基づくデバイスの場合にフィンガーの幅を減少させることや、デバイスの表面とガス雰囲気の分子との結合を誘発することは、そうした方法のうちに数えられる。
【００１２】
ここで記述するハウジング層は、全体が、電磁放射線に対して適合した波長領域で透過性を有していてよく、あるいは少なくとも１つの領域が、電磁放射線に対して適合した波長領域で透過性を有していてよい。更に、ハウジング層は複数の副層（Teilschichten）から成っていてよい。特に、ハウジング層はパターニングされた第１の安定化層とカプセル封止層とを有していてよい。パターニングされた第１の安定化層およびカプセル封止層もまた、全体が、適合した波長領域で電磁放射線に対する透過性を有していてもよく、あるいは少なくとも１つの領域が、適合した波長領域で電磁放射線に対する透過性を有していてよい。
【００１３】
このハウジング層のパターニングされた第１の安定化層は、単原子炭素層、グラフェン、および／またはナノチューブから形成されていてよい。またはパターニングされた第１の安定化層は酸化物または窒化物を含んでいてよい。カプセル封止層は複数の副層を有していてよい。この際、これらの副層のうち少なくともいくつかの層は、導電性も有し、これによって高周波を遮蔽するように形成されていてよい。カプセル封止層の複数の層は、印刷処理で塗布されるエポキシ材料を含んでいてよく、もし導電性でなければならない場合は金属から成っていてよい。更に、カプセル封止層はポリマーを含んでよい。
【００１４】
更に、本方法は、デバイスのカプセル封止後にデバイスの少なくとも１つの音響特性を測定するステップを有してよい。音響特性は、たとえば共鳴器の共鳴周波数であってよい。あるいは音響特性は、フィルタの帯域幅またはスロープ特性であってよい。複数のデバイスからなる回路の音響特性が測定されてもよい。
【００１５】
更に、デバイスはその後、音響特性の測定値に依存して、このデバイスの音響特性を部品に規定された目標値に合わせるように、電磁放射線で照射されよい。これに対応して、適切なトリミング方法が、測定された音響特性の予め決められた目標値からのずれに依存して選択される。たとえば、照射のためのデバイスの異なる領域が、測定されたずれに依存して選択されてよい。
【００１６】
更に、ＭＥＭＳデバイスは、共鳴器の音響特性を決定する共鳴領域と、音響特性を直接的には決定しない不活性領域（Passivbereich）とを有する共鳴器を備えていてよい。体積波を用いる共鳴器では、この共鳴領域は、その間に圧電層が配設された二つの電極が、この体積波の伝播方向で重なり合うことによって規定されている。表面波を用いた共鳴器では、この共鳴領域は、圧電基板上に配設された二つの電極の電極フィンガーが、この表面波の伝播方向で重なり合うことによって規定されている。ここで不活性領域は、それぞれ電極ないし電極フィンガーの重なり合いがないことによって規定されており、従ってこの不活性領域では音響波は励起されない。
【００１７】
ここで上記の測定の結果、共鳴器の共鳴周波数が部品に規定された目標値より低ければ、この共鳴器の共鳴領域が電磁放射線で照射される。電磁放射線での照射により、上記の共鳴領域において、このデバイスの表面全体に一様に堆積している材料が除去されるので、共鳴器の厚さはこの共鳴領域で減少する。この厚さの減少は、体積波を用いた共鳴器では共鳴周波数の上昇をもたらし、こうして共鳴器はトリミングされることになる。
【００１８】
上記の測定の結果、共鳴器の共鳴周波数が部品に規定された目標値より高ければ、共鳴器の不活性領域が電磁放射線で照射される。この場合電磁放射線での照射により、この不活性領域において、このデバイスの表面全体に一様に堆積している材料が除去されるので、共鳴器の厚さは共鳴領域で増大する。これは直接的に共鳴周波数の低下をもたらす。
【００１９】
このようにして、ここに記載する方法は、こうして共鳴器の共鳴周波数を上げることを可能にし、また下げることも可能にする。こうしてトリミングは、共鳴周波数が予め規定された目標値から上へずれているか下へずれているかに関わりなく可能である。
【００２０】
しかしながら電磁放射線で照射することによるトリミングの別の方法もまた可能である。これらは、所定の領域での材料の除去の代替または補完として実施されてよい。
【００２１】
部品は真空にカプセル封止されてよい。しかしながらその真空は完全な真空ではなく、ある程度の残留圧力を有するものとなる。デバイスは、特に所定のガス雰囲気でカプセル封止されてもよい。この場合も好ましくは真空に近い、極めて低い圧力に設定される。
【００２２】
ここでガス雰囲気でカプセル封止されたデバイスが電磁放射線で照射されると、デバイスの表面の材料が、電磁放射線で照射されることにより加熱される。その際表面の材料はこのガス雰囲気のガス原子と結合し得る。このガス雰囲気はたとえばＮ２を含む雰囲気または酸素雰囲気であってよい。
【００２３】
表面とガス分子との化学結合によってもまた、デバイスの少なくとも１つの音響特性がトリミングされる。たとえばこの結合が表面の密度の変化をもたらし得るので、これによって音響波の伝搬速度が変化される。
【００２４】
具体的には、ガスは表面と反応してこの表面を改質することができる。代替として照射によってガス分子をこの表面上に堆積することも可能である。どちらの場合も表面が所定に変更されることにより、このデバイスはトリミングされる。
【００２５】
デバイスがＮ２を含む雰囲気でカプセル封止される場合、このデバイスを、電磁放射線の照射を用いたこのデバイスの表面の反応性の窒化によってトリミングすることができる。デバイスが酸素雰囲気でカプセル封止される場合、このデバイスを、電磁放射線の照射を用いたデバイスの表面の酸化によってトリミングすることができる。表面の窒化も酸化も特に狙いを定めて誘発することができ、従って対象とする音響特性、たとえば共鳴周波数を、こうして極めて正確に調整することができる。
【００２６】
更に、本方法は、カプセル封止の前にデバイスの表面にトリミング層を設けるステップと、電磁放射線での照射によるトリミング層の密度の増大によってデバイスをトリミングするステップとを有していてよい。トリミング層は、デバイスの表面を覆うカバー層の副層であってよい。トリミング層は、たとえばアルミニウムを含んでいてもよく、またはアルミニウムから成っていてよい。照射によってトリミング層内のアルミニウムを酸化してＡｌ２Ｏ３とし、それによってトリミング層の密度を増大することができる。
【００２７】
トリミング層は化学的蒸着（Chemical Vapour Deposition = CVD）により付着されてよい。化学的蒸着により付着される層の厚さは極めて正確に調整することができる。
【００２８】
デバイスの照射のためにフェムト秒レーザが使用されてよい。このレーザの放射は極めて短いパルスの形で発せられるため、デバイスにはその都度わずかだけ熱が供給される。これにより熱的効果によるデバイスの破壊を回避できる。
【００２９】
しかしながら、あるトリミング方法では、たとえばデバイスの表面のガス分子との結合を促進するために、デバイスの表面をある程度加熱することが望ましい。この場合は多少長めの、従ってよりエネルギーが大きいパルスを生じるレーザを使用することが有効であり得る。たとえばピコ秒レーザを使用してよい。
【００３０】
デバイスが、電極フィンガーを有するフィンガーパターン形状のメタライジング部を有する、音響表面波で作動する共鳴器を備える場合、このデバイスは、電磁放射線での照射によって電極フィンガーの幅が減少させられるように照射されてよい。特に、製造時の加工誤差を均すために、個々の電極フィンガーの幅が減少させられてよい。電極フィンガーの材料が電極フィンガーの一方の側面でのみ除去されると、それによって、電極フィンガーによって励起される表面波に決定的な影響を及ぼすフィンガー中心の位置が移動する。
【００３１】
具体的には、表面波に基づく共鳴器の共鳴周波数は、隣接する電極フィンガー同士の中心間の距離によって規定される。中心間の距離の小さな加工誤差を、電極フィンガーの１つの側で材料を狙いを定めて除去することにより補正することができ、こうして共鳴周波数をトリミングできる。
【００３２】
更に、回路接続されて１つのデュプレクサとされる複数の共鳴器が基板上に生成されてよい。これらの共鳴器は、一緒にカプセル封止されてよい。カプセル封止後、これらの共鳴器は上記の方法で次々に電磁放射線で照射することによりトリミングされてよい。この場合、個々の共鳴器の音響特性が必ずしも最適化されるのではなく、むしろフィルタ回路の１つの音響特性、たとえば帯域幅またはスロープ特性が最適化される。
【００３３】
本発明が提示する方法においては、ＭＥＭＳデバイスは、好ましくは薄膜パッケージでカプセル封止され、この薄膜パッケージの層構造は、直接基板上に薄膜法で生成されたものである。薄膜パッケージは、重なり合って配設された複数の層を備える層配列である。これに対応して、上記のハウジング層は、好ましくはこのような層配列である。
【００３４】
この薄膜パッケージは、レーザ装置から発せられる電磁放射線に対して透過性を有し、従ってここで提示する方法に特に適している。この電磁放射線に対して適合した波長領域で透過性を有するハウジング層を用いることによってのみ、デバイスのカプセル封止後のトリミングが可能になる。
【００３５】
このハウジング層が層構造として直接基板上に薄膜法で生成されると、ハウジング層の高さは小さくなるので、このデバイスは極めて高度に小型化されたものとなる。
【００３６】
更に、本発明は、基板上のＭＥＭＳデバイスとハウジング層とを有する、音響波で作動するＭＥＭＳ部品に関する。このハウジング層は、ＭＥＭＳデバイスをカプセル封止し、電磁放射線に対し１つの波長領域で透過性を有する。
【００３７】
このＭＥＭＳ部品は、たとえば請求項１に記載の方法に従って製造することができる。従って、この方法に関連して開示された上記の構造的並びに機能的特徴は、個別に、または組み合わせて、この部品にも当てはまり得る。
【００３８】
更に、デバイスの表面は、デバイスの他の表面の密度より高い、少なくとも１つの密度が増大した局所的領域を有していてよい。特に、この増大した密度を有する領域は、上述のトリミング方法に従ってレーザで照射することにより生成可能である。これに対応してこの領域は、たとえば窒化または酸化されていてよい。更に、この領域にガス分子が堆積されてよい。
【００３９】
本発明を図面および実施形態例を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による電子デバイスの１つの実施形態の概略側面図である。
【図２Ａ】本発明による電子デバイスのもう１つの実施形態の概略側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す電子デバイスの概略上面図である。
【図３】レーザで照射中の図２Ａおよび２Ｂに示されたデバイスの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明は、音響波で作動するＭＥＭＳ部品１の製造方法に関し、この方法ではＭＥＭＳ部品１は製造時にトリミングされる。トリミング（Trimmen）とは、ここではこの部品１の少なくとも１つの音響特性を狙いを定めて変更することを意味する。ここで音響特性は、予め規定された目標値に合わせられる。この音響特性は、たとえば共鳴器の共鳴周波数であってよい。本方法により、複数のデバイスから成る回路の音響特性、たとえばフィルタ回路の帯域幅および／またはスロープ特性もトリミング可能である。
【００４２】
第１の実施形態例によれば、ＭＥＭＳ部品１は体積波に基づく電子音響ＭＥＭＳデバイス２を備えている。具体的には、このＭＥＭＳ部品１は音響体積波で作動するＭＥＭＳ共鳴器を備えていてよい。
【００４３】
図１は第１の実施形態によるＭＥＭＳ部品１の概略側面図であって、ＭＥＭＳ部品１は音響体積波で作動する共鳴器を備えている。図１には２個のＭＥＭＳ部品１が示されており、それぞれ音響体積波で作動する１つのＭＥＭＳ共鳴器を備えている。図１に示された部品１は、更なる方法ステップで個々に分離することができる。
【００４４】
音響体積波で作動するＭＥＭＳ共鳴器は、基板３，複数の層の第１反射層４，複数の層の第２反射層５，第１電極６，第２電極７，および圧電層８を備えている。第１反射層４および第２反射層５は交互に重なり合って配設されている。これらの反射層４，５はブラッグミラーを構成し、第１反射層４は低い音響インピーダンスを有し、第２反射層５は高い音響インピーダンスを有している。
【００４５】
第１反射層４はたとえばＳｉＯ2を、第二反射層５はタングステンを含んでいてよい。このように配設された反射層４，５は縦波に対してもせん断波（Scherwellen）に対しても高い反射率を有する。こうしてこれらの波は圧電層８中に戻されるように反射される。
【００４６】
基板３はたとえばＳｉまたは ＳｉＯ2を有していてよい。共鳴器自体は、反射層４，５上にあり、第１電極６，第２電極７，および圧電層８を備えている。この圧電層８はたとえばＡｌＮを含んでいてよく、電極６，７はともに、Ｔｉ，Ｍｏ，ＴｉとＭｏとの混合物,  Ｐｔ，Ｒｕ，Ｗ，Ａｌ，Ｃｕ，ＡｌとＣｕとの混合物のような金属を含んでいてよい。これらの電極６，７も重なり合って積層された複数の副層を含んでいてよく、ここで各副層は、別の材料を含んでよく、この別の材料は、上に列挙した材料から選択されていてよい。たとえば電極６，７はサンドイッチ構造Ｔｉ，Ａｌ／Ｃｕ，Ｗを備えていてよい。もう１つ可能なサンドイッチ構造はＭｏ，Ｔｉ／Ｍｏ, Ｒｕという構造を備える。
【００４７】
図１に示された構成体の上に、更に共鳴器を覆うカバー層９が設けられている。カバー層９は複数の層から成っていてよい。カバー層９はトリミング層および/またはパッシベーション層および/またはチューニング層（Tuningschicht）を備えていてよい。パッシベーション層は酸化物層であってよい。更に、カバー層９の複数の層のうち少なくともいくつかの層は化学的蒸着（Chemical Vapour Deposition = CVD）により付着されてよい。
【００４８】
さらにこのデバイスの上に、キャビティ１１を備えるハウジング層１０が設けられる。図１は、ＭＥＭＳデバイス２の上のキャビティ１１，キャビティ１１の上のパターニングされた第１の安定化層１２，および第１の層１２の上のカプセル封止層１３を示す。パターニングされた第１の安定化層１２は単原子炭素層，グラフェン，および／またはナノチューブから形成されていてよい。またはパターニングされた第１の安定化層１２は酸化物または窒化物を含んでいてよい。その大きな機械的安定性のおかげで、この安定化層は安定してキャビティ１１に跨り、同時にカプセル封止層１３を支えることができる。
【００４９】
カプセル封止層１３は更なる安定をもたらし、ＭＥＭＳデバイス２を湿気に対して密封する。カプセル封止層１３は、複数の副層を有していてよい。この際、これらの副層のうち少なくともいくつかの層は、導電性も有し、これによって高周波を遮蔽するように形成されていてよい。カプセル封止層１３の複数の層は、印刷法により塗布されるエポキシ材料を含んでよく、導電性でなければならない場合は金属から成っていてよい。更に、このカプセル封止層１３はポリマーを有していてよい。
【００５０】
パターニングされた第１の安定化層１２も、またカプセル封止層１３も、以下で説明するように部品２のトリミングのために使用されるレーザの電磁放射線に対して透過性を有する。この薄膜パッケージとも呼ばれるハウジング層１０を用いることによってのみ、部品１をカプセル封止後であってもトリミングすることが可能になる。これは薄膜パッケージを構成する層がレーザの電磁放射線に対し透過性を有するからである。
【００５１】
ＭＥＭＳデバイス２を薄膜パッケージ内にカプセル封止後、このデバイス２のトリミングを行ってよい。カプセル封止後、まず部品２の音響特性が測定される。この音響特性は、たとえば共鳴器の共鳴周波数や、共鳴器を備える回路の帯域幅である。
【００５２】
共鳴器をカプセル封止後にトリミングするために、共鳴器が電磁放射線１４で照射される。このために共鳴器は好ましくは、極めて短い、場所が正確に固定された電磁放射線１４のパルスを共鳴器に照射することを可能にするフェムト秒レーザで照射される。
【００５３】
音響体積波で作動する共鳴器は、活性共鳴領域１５と、共鳴器の音響特性を直接的には決定しない不活性領域１６，１７とを有する。活性共鳴領域１５は、第１および第２電極６，７が重なっている領域である。
【００５４】
不活性領域１６，１７は活性共鳴領域の横側につながっている。デバイス２は、第１不活性領域１６に、カバー層９，第２電極７，および圧電層８を有する積層部を備えているが、第１電極６は有していない。こうして第１不活性領域では第２電極７が第１電極６と対向していないので、第１不活性領域１６では音響体積波は励起され得ない。デバイス２は、第２不活性領域１７に、カバー層９と圧電層８と第１電極６とを有する積層部を備えているが、第２電極７は備えていない。第２不活性領域１７でも音響体積波は励起され得ない。
【００５５】
こうして共鳴器の共鳴周波数は、ほぼ活性共鳴領域１５によって決定される。共鳴周波数にとって決定的に重要なのは、活性共鳴領域１５における共鳴器の厚さである。共鳴周波数は、さらに活性共鳴領域１５における層の材料、特に材料の密度によっても影響されるが、これはその密度によって体積波の伝播速度が影響を受けるからである。
【００５６】
カプセル封止後、まず共鳴器の共鳴周波数が決定される。ほとんど不可避の加工誤差により、共鳴周波数は部品１に対して規定された目標値からわずかにずれることになる。このずれはあとでトリミングによって補正することができる。
【００５７】
音響体積波で作動する共鳴器の共鳴周波数が決められた目標値より低い場合、レーザは共鳴器の共鳴領域１５に向けられる。この事例は図１の右側の部品に表されている。
【００５８】
共鳴領域が電磁放射線１４で照射されると、共鳴領域１５から材料が除去させる。こうして除去された材料は、デバイス２全体に一様に分布される。具体的には、レーザ照射により局所的に除去された材料は、キャビティ１１内に広がるプラズマ雲１８を形成する。これによって、活性共鳴領域１５にて除去された材料は、共鳴領域１５および不活性領域１６，１７に一様に堆積する。これによって、共鳴器の厚さは共鳴領域１５にて減少させられる。厚さの減少は共鳴器の共鳴周波数の上昇に対応する。
【００５９】
逆に測定で共鳴周波数が規定された目標値よりも高いことが明らかになると、デバイス２の不活性層１６，１７がレーザで照射される。今度は不活性領域１６，１７にて材料が除去される。この材料は、この場合もまた、まずプラズマ雲を形成し、次いでこのプラズマ雲はキャビティ１１内の表面全体に一様に分布し、従って一部は共鳴領域１５にも堆積される。これにより共鳴器の共鳴領域１５の厚さが増大させられる。従って、共鳴周波数はより低い周波数にシフトし、予め規定された目標値に近づく。
【００６０】
照射はフェムト秒レーザで行われる。このレーザの放射は極めて短いパルスの形で発せられるため、部品１にはその都度わずかだけ熱が供給される。これにより熱的効果による部品１の破壊を回避できる。
【００６１】
特に、フェムト秒レーザは、焦点面がデバイス２の表面にある一方、ハウジング層１０の領域では焦点が合わないように、焦点合わせされてよい。これにより、ハウジング層１０の領域では電磁エネルギーの最小値が放出されるだけであり、一方デバイス２の表面近くでは最大の電磁エネルギーが放出されるということが達成される。
【００６２】
電磁放射線１４を用いた照射による別のタイプのトリミングも可能である。キャビティ１１内でデバイス２は、ガス雰囲気でカプセル封止されていてよい。このガス雰囲気は、たとえばＮ２を含む雰囲気や酸素雰囲気であってよい。電磁放射線１４を用いた照射によって、ここではデバイス２の表面が熱せられて、表面がガス雰囲気のガス原子と結合し、表面の改質がもたらされる。レーザの照射により表面へのガスの堆積を誘発することができる。
【００６３】
ここでは表面の加熱が制御されて行われなければならないので、フェムト秒レーザの代わりにピコ秒レーザが使用されてよい。ピコ秒レーザは、熱的効果によるデバイス２の損傷をもたらさずに、表面を狙いを定めて加熱できる、やや長いパルスを発生する。
【００６４】
表面のこの変更により、狙いを定めて共鳴器の音響特性をトリミングすることができる。特に、カバー層９の最上層はトリミング層であってよい。レーザで照射することにより、トリミング層の密度が増大される。たとえばカバー層９は、共鳴器の最上層として、レーザ照射によりＡｌ２Ｏ３に転換されるアルミニウムを含んでいてよい。酸化アルミニウムはアルミニウムより大きな密度を持つため、カバー層９の密度は照射によって増大される。密度が増大することにより、体積波の伝搬速度が下げられて、デバイス２の共鳴周波数が下げられる。
【００６５】
こうして、部品１をまず多少高い共鳴周波数をもつように構成し、次いで、トリミング層を狙いを定めて照射して転換することにより、予め規定された目標値に調整することが可能である。
【００６６】
更に、部品１にて、音響体積波で作動する複数の共鳴器が互に回路接続されていてよい。これらの共鳴器は、回路接続されて、たとえば１つのフィルタまたはデュプレクサとなってよい。これらの互に回路接続された共鳴器を個別に目標通りにトリミングすることにより、全ての個別の共鳴器の共鳴周波数を別々に補正することができる。個々の共鳴器の共鳴周波数がトリミングされると、それによってデュプレクサの帯域幅および／またはスロープ特性がトリミングされ得る。
【００６７】
第２実施形態例によれば、ＭＥＭＳ部品１は表面波を用いた電子音響ＭＥＭＳデバイス２２を備えている。具体的には、このＭＥＭＳデバイス２２は音響表面波で作動するＭＥＭＳ共鳴器を備えてよい。
【００６８】
図２Ａは表面波に基づくデバイス２２の概略側面図である。このデバイスは、圧電層２８，第１電極２６，および第２電極２７を備える。
【００６９】
図２Ｂにはこのようなデバイス２２の概略上面図が示されている。この図には、第１電極２６および第２電極２７がそれぞれ櫛歯状の構造を備えていることが示されており、それぞれの櫛歯は交互にになった短い電極フィンガーと長い電極フィンガー３０とを備えている。異なる櫛歯の電極フィンガー３０が交互に、圧電層３０の長手軸に沿って次々に圧電層２８上に配設されている。これが図２Ａの概略側面図に示されている。こうして電極２６，２７の個々の電極フィンガー３０の間で電磁波が生成される。この電磁波は圧電層２８によって機械的な波に変換可能で、逆もまた可能である。
【００７０】
表面波を用いるデバイス２２も、ハウジング層１０によってカプセル封止される。ハウジング層１０は薄膜パッケージである。このハウジング層１０は、第１実施形態例の体積波を用いるデバイス２をカプセル封止するハウジング層と同じ構造的並びに機能的特徴を有する。具体的には、ハウジング層１０は、パターニングされた第１の安定化層１２がキャビティ１１の上にあり、カプセル封止層１３が第１の層１２の上にある多層構造を有する薄膜パッケージである。
【００７１】
音響表面波で作動する共鳴器も、カプセル封止後にトリミング可能である。このために少なくとも１つの音響特性、たとえば共鳴周波数が測定され、予め規定された目標値からの起こり得るずれが決定される。
既に音響体積波で作動する共鳴器に関して説明したトリミング方法を、少なくとも部分的に、音響表面波で作動する共鳴器にも適用することができる。
【００７２】
こうして音響表面波で作動する共鳴器は電極の上方に、密度がレーザの照射によって増大されるカバー層９を備えるができる。これにより表面波の伝搬速度が低減され、従って共鳴器の共鳴周波数も低減される。
【００７３】
図３は更に、代替として電極フィンガー３０の一方の側面３１で材料を除去することにより、この電極フィンガー３０の幅が減少され得ることを示している。図３は、この際の表面波を用いるデバイス２２の上面図を示す。ここでは幅は、電極フィンガー３０の、表面波が伝搬する方向の拡がりを意味する。電極フィンガー３０の側面３１は基板上に垂直に立っており、側面３１の面法線は音響表面波の伝搬方向に平行である。
【００７４】
図３に破線で示されているように、電極フィンガー３０の一方の側面３１でのみ材料が除去されると、二つの隣接した電極フィンガー３０の中心間の距離が変わる。この中心間の距離が音響表面波で作動する共鳴器の共鳴周波数を決定する。こうして製造時に生じ得る多少の誤差を後から補正することができるので、共鳴周波数は、可能な限り高い精度で予め規定された目標値に調整することができる。
【００７５】
音響表面波で作動する共鳴器もガス雰囲気、たとえばＮ2を有する雰囲気または酸素雰囲気でカプセル封止されてよい。電磁放射線１４の照射により、共鳴器の表面がガス雰囲気のガス分子と反応し、ガス分子の堆積または表面の改質がもたらされる。このようにして同様に共鳴周波数を目標通りに変更することができる。
【００７６】
１つの部品において、更に複数の音響表面波で作動する共鳴器が互いに回路接続されていてよい。これらの共鳴器は、回路接続されて、たとえば１つのフィルタまたはデュプレクサとなってよい。これらの互に回路接続された共鳴器を個別に狙いを定めてトリミングすることにより、デュプレクサの帯域幅および／またはスロープ特性をトリミングすることができる。
【００７７】
更に、体積波を用いた共鳴器と表面波を用いた共鳴器とが互に組み合わされた回路も可能である。この場合も、これらの共鳴器の各々を、次々に電磁放射線１４で照射することによりトリミングすることができる。これによって個々の共鳴器の共鳴周波数をトリミングすることができるので、回路の帯域幅および.／またはスロープ特性がトリミングされる。
【００７８】
デバイス２が薄膜パッケージにカプセル封止されていることが決定的に重要であるが、これは薄膜パッケージが、使用されるレーザの波長領域で電磁放射線１４に対し透過性を有しているためである。こうして、音響波で作動するＭＥＭＳデバイス２のためのカプセル封止後のトリミングが漸く可能になる。
【符号の説明】
【００７９】
１    ＭＥＭＳ部品
２    ＭＥＭＳデバイス
３    基板
４    第１反射層
５    第２反射層
６    第１電極
７    第２電極
８    圧電基板
９    カバー層
１０    ハウジング層
１１    キャビティ
１２    パターニングされた第１の安定化層
１３    カプセル封止層
１４    電磁放射線
１５    活性共鳴領域
１６    第１不活性領域
１７    第２不活性領域
１８    プラズマ雲
２２    ＭＥＭＳデバイス
２６    第１電極
２７    第２電極
２８    圧電基板
３０    電極フィンガ
３１    側面
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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