(57)【要約】【課題】ダイヤフラム構造形成技術の課題を解決し、より小型で、周波数精度が向上された圧電バルク共振子およびその製造方法、その圧電バルク共振子を用いたフィルタ、それを用いた半導体集積回路装置、並びにそれを用いた高周波モジュールを提供する。【解決手段】本発明に係る圧電バルク共振子は、第１の面およびこれと反対の第２の面を有する基板と、前記第１の面に接する第１の電極膜、当該第１の電極膜に重なる圧電膜、および当該圧電膜に重なる第２の電極膜からなる積層共振体と、を備え前記基板には前記積層共振体に対応する位置において、前記第１の面にて開口する第１の開口部および前記第２の面にて開口する第２の開口部を有し、前記第１の面に対して略垂直な空隙部が開設され、前記第１の面近傍においてテ―パ形状の空隙部が開設されている構造とする。【選択図】図１
2006180304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面と、
前記第１の面にて開口する第１の開口部を有するテーパ形状の第１の空隙部と、
前記第２の面にて開口する第２の開口部を有し、前記第１の面に対して略垂直な形状を有し前記第１の空隙部に連続する第２の空隙部とを有する基板と、
前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面上に搭載され積層構造を有する積層共振体と
を具備して成ることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項２】
請求項１において、
前記基板は面方位（１００）のシリコン基板であり、前記第１の面および前記第２の面の少なくとも一方は（１００）面であることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項３】
請求項２において、
前記積層共振体は、
第１の電極層と、
第２の電極層と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に、前記第１の電極層と前記第２の電極層との積層方向において挟まれた部分を有する圧電層と
を具備して成ることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１の電極層は、前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面に接していることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項５】
請求項２において、
前記積層共振体は、
前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面に接する第１の層と、
前記第１の層の積層方向において、前記第１の層に重なる部分を有する第１の電極層と、
第２の電極層と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に、前記第１の電極層と前記第２の電極層との積層方向において挟まれた部分を有する圧電層と
を具備して成ることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項６】
請求項３において、
前記第１の電極層および前記第２の電極層の少なくとも一方は、モリブデンおよびタングステンの少なくとも一方を主成分として含むことを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項７】
請求項５において、
前記第１の層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウム、および炭化ケイ素のうちの少なくとも一つを主成分として含んで成ることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項８】
第１の面と、
前記第１の面に対向する第２の面と、
前記第１の面にて開口する第１の開口部を有し、その内部の面が（１１１）面である第１の空隙部と、
前記第２の面にて開口する第２の開口部を有し、前記第１の空隙部に連続する前記第１の面に対して略垂直な形状の第２の空隙部とを有する面方位（１００）のシリコン基板と、
前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面上に搭載され積層構造を有する積層共振体と
を具備して成ることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項９】
請求項８において、
前記積層共振体は、
第１の電極層と、
第２の電極層と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に、前記第１の電極層と前記第２の電極層との積層方向において挟まれた部分を有する圧電層と
を具備して成ることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１の電極層は、前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面に接していることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項１１】
請求項８において、
前記積層共振体は、
前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面上に重なる第１の層と、
前記第１の層の積層方向において、前記第１の層に重なる部分を有する第１の電極層と、
第２の電極層と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に、前記第１の電極層と前記第２の電極層との積層方向において挟まれた部分を有する圧電層と
を具備して成ることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項１２】
請求項９において、
前記第１の電極層および前記第２の電極層の少なくとも一方は、モリブデンおよびタングステンの少なくとも一方を主成分として含むことを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項１３】
請求項１１において、
前記第１の層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウム、および炭化ケイ素のうちの少なくとも一つを主成分として含んで成ることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項１４】
第１の面と、
前記第１の面に対向する第２の面と、
前記第１の面にて開口する第１の開口部を有するウェットエッチングによって形成された第１の空隙部と、
前記第２の面にて開口する第２の開口部を有し、前記第１の空隙部に連続する前記第１の面に対して略垂直な形状の第２の空隙部とを有する面方位（１１１）のシリコン基板と、
前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面上に搭載された積層構造を有する積層共振体と
を具備して成ることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記積層共振体は、
第１の電極層と、
第２の電極層と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に、前記第１の電極層と前記第２の電極層との積層方向において挟まれた部分を有する圧電層と
を具備して成ることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記第１の電極層は、前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面に接していることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項１７】
請求項１４において、
前記積層共振体は、
前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面上に重なる第１の層と、
前記第１の層に重なる部分を有する第１の電極層と、
第２の電極層と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に、前記第１の電極層と前記第２の電極層との積層方向において挟まれた部分を有する圧電層と
を具備して成ることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項１８】
請求項１５において、
前記第１の電極層および前記第２の電極層の少なくとも一方は、モリブデンおよびタングステンの少なくとも一方を主成分として含むことを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項１９】
請求項１７において、
前記第１の層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウム、および炭化ケイ素のうちの少なくとも一つを主成分として含んで成ることを特徴とする圧電バルク共振子。
【請求項２０】
単一基板に形成された複数の圧電バルク共振子と、前記複数の圧電バルク共振子を介して互いに接続されている入力端子および出力端子とを有する圧電バルク共振子フィルタであって、
前記複数の圧電バルク共振子の少なくとも１つは、
前記基板の第１の面にて開口する第１の開口部を有するテーパ形状の第１の空隙部と、
前記第１の面に対向する前記基板の第２の面にて開口する第２の開口部を有し、前記第１の面に対して略垂直な形状を有し前記第１の空隙部と連続する第２の空隙部と、
前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面上に搭載された積層構造を有する積層共振体と
を具備して成ることを特徴とする圧電バルク共振子フィルタ。
【請求項２１】
請求項２０において、
前記積層共振体は、
第１の電極層と、
第２の電極層と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に、前記第１の電極層と前記第２の電極層との積層方向において挟まれた部分を有する圧電層と
を具備して成り、
前記複数の圧電バルク共振子は、第１および第２の圧電バルク共振子を含んで成り、
前記第１の圧電バルク共振子の前記第１および第２の電極層のいずれか一方が前記入力端子に電気的に接続され、
前記第２の圧電バルク共振子の前記第１および第２の電極層のいずれか一方が前記出力端子に電気的に接続されていることを特徴とする圧電バルク共振子フィルタ。
【請求項２２】
請求項２０において、
前記複数の圧電バルク共振子は、
直列共振器を構成する第１の複数の圧電バルク共振子と、
並列共振器を構成する第２の複数の圧電バルク共振子と
を含んで成ることを特徴とする圧電バルク共振子フィルタ。
【請求項２３】
請求項２０において、
前記積層共振体は、
第１の電極層と、
第２の電極層と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に、前記第１の電極層と前記第２の電極層との積層方向において挟まれた部分を有する圧電層と
を具備して成り、
前記複数の圧電バルク共振子は、第１および第２の圧電バルク共振子を含んで成り、
前記入力端子に入力された信号は、前記第１の圧電バルク共振子の前記第１の電極層および第２の圧電バルク共振子の第１の電極層に入力され、
前記入力された信号は第２の圧電バルク共振子の第２の電極層を介して出力され、
前記第１の圧電バルク共振子の前記第２の電極層は基準電位に接続されていることを特徴とする圧電バルク共振子フィルタ。
【請求項２４】
複数の圧電バルク共振子を含んで構成され、所望の周波数帯域の信号を選択的に通過させる圧電バルク共振子フィルタを備えたフロントエンド部と、電界効果トランジスタを含んで構成された高周波回路部とが、面方位（１００）のシリコン基板上に集積化された半導体集積回路装置であって、
前記複数の圧電バルク共振子の少なくとも１つは、
前記基板の第１の面にて開口する第１の開口部を有するテーパ形状の第１の空隙部と、
前記第１の面に対向する前記基板の第２の面にて開口する第２の開口部を有し、前記第１の面に対して略垂直な形状を有し前記第１の空隙部と連続する第２の空隙部と、
前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面上に搭載された積層構造を有する積層共振体と
を具備して成ることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２５】
複数の圧電バルク共振子を含んで構成され、所望の周波数帯域の信号を選択的に通過させる圧電バルク共振子フィルタを備えたフロントエンド部と、バイポーラトランジスタを含んで構成された高周波回路部とが、面方位（１１１）のシリコン基板上に集積化された半導体集積回路装置であって、
前記複数の圧電バルク共振子の少なくとも１つは、
前記基板の第１の面にて開口する第１の開口部を有するウェットエッチングによって形成された第１の空隙部と、
前記第１の面に対向する前記基板の第２の面にて開口する第２の開口部を有し、前記第１の面に対して略垂直な形状を有し前記第１の空隙部に連続する第２の空隙部と、
前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面上に搭載された積層構造を有する積層共振体と
を有することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２６】
第１の端子と、前記第１の端子にその入力端子が接続された第１の圧電バルク共振子フィルタと、前記第１の端子にその出力端子が接続された第２の圧電バルク共振子フィルタと、前記第１の圧電バルク共振子フィルタの出力端子に接続された第２の端子と、前記第２の圧電バルク共振子フィルタの入力端子に接続された第３の端子と、を具備して成る高周波モジュールであって、
前記第１および第２の圧電バルク共振子フィルタの少なくとも一方は、
第１の面と、
前記第１の面に対向する第２の面と、
前記第１の面にて開口する第１の開口部を有するテーパ形状の第１の空隙部と、
前記第２の面にて開口する第２の開口部を有し、前記第１の面に対して略垂直な形状を有し前記第１の空隙部に連続する第２の空隙部とを有する基板と、
前記第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面上に搭載された積層構造を有する積層共振体と
を具備して成る圧電バルク共振子
を含んで構成されることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２７】
請求項２６において、
高周波電力増幅器を更に具備して成り、
前記高周波電力増幅器は、前記第２の圧電バルク共振子フィルタの入力端子と前記第３の端子とに電気的に接続されていることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２８】
請求項２６において、
高周波回路部を更に具備して成り、
前記高周波回路部は、前記第２の端子と前記第３の端子とに電気的に接続されていることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２９】
第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを備えた基板の前記第１の面に、第１の電極層を形成する工程と、
前記第１の電極層の積層方向において、前記第１の電極層に重なる部分を有する圧電層を形成する工程と、
前記積層方向において、前記圧電層に重なる部分を有する第２の電極層を形成する工程と、
前記第２の面から、ドライエッチング法により、前記積層方向における前記基板の厚さよりも短い距離、前記基板をエッチングする工程と、
前記第２の面から、ウェットエッチング法により、前記積層方向における前記基板の厚さと、前記ドライエッチング法によりエッチングされる距離との差分で規定される距離、前記基板をエッチングする工程と
を含むことを特徴とする圧電バルク共振子の製造方法。
【請求項３０】
請求項２９において、
前記基板は面方位（１００）のシリコン基板であり、前記第１の面は（１００）面であることを特徴とする圧電バルク共振子の製造方法。
【請求項３１】
請求項３０において、
前記ウェットエッチングはＫＯＨを用いてエッチングすることを特徴とする圧電バルク共振子の製造方法。
【請求項３２】
請求項２９において、
前記積層方向において、前記基板と前記第１の電極層との間に挟まれる部分を有し、前記基板に接する第１の層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする圧電バルク共振子の製造方法。
【請求項３３】
請求項２９おいて、
前記第１の電極層および前記第２の電極層の少なくともどちらか一方が、モリブデンおよびタングステンの少なくとも一方を主成分とする材料を含んで成ることを特徴とする圧電バルク共振子の製造方法。
【請求項３４】
請求項３２において、
前記第１の層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウム、および炭化ケイ素の少なくとも一つを主成分とする材料を含んで成ることを特徴とする圧電バルク共振子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波を用いた共振子に関し、特に、バルク弾性波を利用した圧電バルク共振子、それを用いたフィルタ（以下、「圧電バルク共振子フィルタ」と呼ぶ）、および圧電バルク共振子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話に代表される移動体通信の普及に伴い、数百ＭＨｚから数ＧＨｚの高周波フィルタに対する需要が高まっている。種々のフィルタ技術の中で、圧電バルク共振子から作製されるフィルタは（１）高周波化、（２）小型化、（３）温度特性、（４）耐電力性に優れるという特徴を持つ。
【０００３】
圧電バルク共振子はＡｌＮやＺｎＯなどの圧電層の上下を、金属材料からなる電極膜でサンドイッチした構造の積層共振体で、この積層共振体に交流電圧を加えることで発生する縦方向の共振振動を利用するものである。圧電バルク共振子の構造は、バルク弾性波を圧電膜内に封じ込める方法によって分類され、そのひとつの手法として、共振器下部に空洞部を設け、ダイヤフラム構造を形成する手法がある。
上述した圧電バルク共振子における、ダイヤフラム構造形成技術として、圧電層が、下部電極層と上部電極層とに挟持され、この挟持構造が、下地層によって、空洞部上に支持されている構成がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
別のダイヤフラム構造形成技術として、支持基板上の空隙部形成領域に、犠牲層をパターン形成した上に、圧電層が下部電極層と上部電極層とに挟持された挟持構造を形成した後、犠牲層を除去することで挟持構造の下部に空隙部を得る構成がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
別のダイヤフラム構造形成技術として、支持基板上の空隙部形成領域にあらかじめ凹部を形成し、その凹部を犠牲層で充填し、平坦化処理を行った上に圧電層が下部電極層と上部電極層とに挟持された挟持構造を形成した後、犠牲層を除去することで挟持構造の下部に空隙部を得る構成がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
別のダイヤフラム構造形成技術として、支持基板の第１の面に接して、圧電層が下部電極層と上部電極層とに挟持された挟持構造を備え、基板の挟持構造に対応する位置において、第１の面にて開口する第１開口部および第２面にて開口する第２開口部を有しつつ第１の面に対して略垂直な空隙部を開設するためにＤｅｅｐ−ＲＩＥで形成する技術がある（例えば、非特許文献２または特許文献３参照）。特許文献３によると、小型化を図るのに適すると共に、優れた共振特性を有する圧電バルク共振子を得ることが出来るが、圧電層の配向性に関して十分な性能を得るには支持基板のカット面が重要であり、支持基板おいて面方位（１１１）のシリコン基板が好適であると記載されている。また、面方位（１００）のシリコン基板を適用する場合には、圧電層の配向性の劣化が激しく、圧電バルク共振子において良好な共振特性を得ることが難しいと記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１８９３０７号公報
【０００８】
【特許文献２】特開２０００−６９５９４号公報
【特許文献３】特開２００３−２０４２３９号公報
【非特許文献１】１９９４年  アイトリプルイー、インターナショナル・フリークエンシー・コントロール、シンポジウム第１３５頁から１３８頁（1994 IEEE International Frequency Control Symposium pp.135-138）
【非特許文献２】２００２年  アイトリプルイー、ウルトラソニック、シンポジウム第９６９頁から９７２頁（2002 IEEE International Ultrasonics Symposium pp.969-972）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
圧電バルク共振子内のバルク弾性波は、圧電層によって隔てられた２つの電極間に電気信号が印加されることにより、励起される。このとき、バルク弾性波の経路は、挟持構造、または挟持構造と下地層とを含んでなるダイヤフラム構造であり、この挟持構造、または挟持構造と下地層とをあわせた膜厚により周波数が決定される。ダイヤフラム構造の上下が大気によって弾性的に絶縁されているため、バルク弾性波はダイヤフラム構造端面と大気との界面で反射し、ダイヤフラム構造から外部への弾性エネルギーの漏洩を防いでいる。要するに、圧電バルク共振子とは、入力された電気信号を機械的な励振に変換する装置であり、ダイヤフラム構造の膜厚と反比例の関係を持つ周波数で共振する。この性質を用いることで、圧電バルク共振子を電子回路における高周波共振器として利用することが可能である。
【００１０】
圧電バルク共振子フィルタを作製するためには、異なる共振周波数を持つ２つ以上の圧電バルク共振子を電気的に接続する必要がある。基本的には、２種類の共振周波数で十分であるが、より幅広いフィルタ設計において、それぞれ異なる共振周波数を備えた３つ以上の共振子を必要とすることがある。さらに、携帯電話のような、送信と受信の両方の機能を備えた通信手段を構成する場合、送信周波数に対応した送信フィルタと、受信周波数に対応した受信フィルタの２種類をもって、送受切替器を作製する必要がある。圧電バルク共振子はダイヤフラム構造の全体膜厚を１／２波長とする周波数で共振するため、圧電バルク共振子の共振周波数は、ダイヤフラム構造の全体膜厚と、下地層材料、下部電極層材料、圧電層材料、及び上部電極層材料のそれぞれの弾性速度とから一意的に決定される。すなわち、ダイヤフラム構造の全体膜厚を変えることで、圧電バルク共振子の共振周波数を制御できることになり、単一基板の上に、圧電バルク共振子フィルタを構成するためには、各圧電バルク共振子毎にダイヤフラム構造の全体膜厚を変えることが要求される。
しかしながら、本発明者等は上述の従来技術を検討した結果、以下の問題点を見出した。
【００１１】
従来技術の非特許文献１の開示する技術は、基板の積層共振体に対応する位置において空洞部を形成する際、シリコンエッチング工程を用いているが、発明者らの検討によれば、そのエッチング工程はウェットエッチングを用いていると考えられる。そのため、空洞部が基板裏面で開口する面積が大きくなり、圧電バルク共振子のサイズを小型化するには適していない。
【００１２】
また、従来技術の特許文献１の開示する技術は、犠牲層の表面状態の影響により圧電層の配向性が劣化するため圧電バルク共振子において良好な共振特性を得ることが難しい。
また、特許文献２の開示する技術は、圧電バルク共振子形成の工程数の増加によりコストが高くなるという問題がある。
【００１３】
また、非特許文献２または特許文献３の開示する技術は、基板の積層共振体に対応する位置において空隙部を形成する際、ドライエッチングを用いているため、基板直上の積層共振体にエッチング損傷を与え、そのため積層共振体の膜厚が変動し、共振周波数がシフトしてしまう可能性がある。
【００１４】
また、特許文献３の開示する技術は、圧電バルク共振子を作成する際、基板として面方位（１１１）のシリコン基板を使用しているが、基板のエッチング速度や基板価格等、コストの面から考えれば、面方位（１００）のシリコン基板を用いたほうが好適である。また、圧電バルク共振子とＣＭＯＳ高周波集積回路を単一基板上の集積化する作製技術を考えた場合には、現在のＣＭＯＳ高周波集積回路が面方位（１００）のシリコン基板を適用していることから、良好なＣＭＯＳ特性の面からも面方位（１００）のシリコン基板を用いるのが好適な場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の代表的手段の一例を示せば次の通りである。即ち、本発明に係る圧電バルク共振子は、第１の面とそれに対向する第２の面とを備えた基板に、第１の面にて開口するテーパ形状の第１の空隙部と、第２の面にて開口する前記第２の面に対して略垂直な形状を有する前記第１の空隙部に連続する第２の空隙部とを設け、積層構造を有する積層共振体を、基板の第１面上に、第１の開口部と重なる部分を持つように搭載することを特徴とするものである。なお、上記基板としては面方位（１００）のシリコン基板が好適である。
また、上記積層共振体は、下部電極、上部電極、および圧電膜が積層構造されたダイヤフラム構造になっており、下部電極と基板との間に更に下地層を含んでいても良い。
【００１６】
また、本発明に係る圧電バルク共振子フィルタは、単一基板に形成された複数の圧電バルク共振子と、複数の圧電バルク共振子を介して互いに接続されている入力端子および出力端子とを有する圧電バルク共振子フィルタであって、複数の圧電バルク共振子の少なくとも１つは、基板の第１の面にて開口する第１の開口部を有するテーパ形状の第１の空隙部と、第１の面に対向する基板の第２の面にて開口する第２の開口部を有し、第２の面に対して略垂直な形状を有する前記第１の空隙部と連続する第２の空隙部と、第１の開口部と重なる部分を有して第１の面上に搭載された積層構造を有する積層共振体と、を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る半導体集積回路装置は、複数の圧電バルク共振子を含んで構成され、所望の周波数帯域の信号を選択的に通過させる圧電バルク共振子フィルタを備えたフロントエンド部と、電界効果トランジスタを含んで構成された高周波回路部とが、面方位（１００）のシリコン基板上に集積化された半導体集積回路装置であって、複数の圧電バルク共振子の少なくとも１つは、基板の第１の面にて開口する第１の開口部を有するテーパ形状の第１の空隙部と、第１の面に対向する基板の第２の面にて開口する第２の開口部を有し、第２の面に対して略垂直な形状を有する前記第１の空隙部と連続する第２の空隙部と、第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面上に搭載された積層構造を有する積層共振体と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る高周波モジュールは、第１の端子と、第１の端子にその入力端子が接続された第１の圧電バルク共振子フィルタと、第１の端子にその出力端子が接続された第２の圧電バルク共振子フィルタと、第１の圧電バルク共振子フィルタの出力端子に接続された第２の端子と、第２の圧電バルク共振子フィルタの入力端子に接続された第３の端子と、を具備して成る高周波モジュールであって、第１および第２の圧電バルク共振子フィルタの少なくとも一方は、第１の面と、第１の面に対向する第２の面と、第１の面にて開口する第１の開口部を有するテーパ形状の第１の空隙部と、第２の面にて開口する第２の開口部を有し第２の面に対して略垂直な形状を有する第２の空隙部と、を有する基板と、第１の開口部と重なる部分を有して前記第１の面上に搭載された積層構造を有する積層共振体と、を具備して成る圧電バルク共振子を含んで構成されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る圧電バルク共振子の製造方法は、第１の面とそれに対向する第２の面とを備えた基板の前記第１の面に、第１の電極層を形成する工程と、前記第１の電極層に積層する部分を有する圧電層を形成する工程と、前記圧電層に積層する部分を有する第２の電極層を形成する工程と、前記第２の面から、ドライエッチング法により、前記第１および前記第２の電極層の積層方向で規定される第１の方向における前記基板の厚さよりも短い距離、前記基板をエッチングする工程と、前記第２の面から、ウェットエッチング法により、前記第１の方向における前記基板の厚さと、前記ドライエッチング法によりエッチングされる距離との差分で規定される距離、前記基板をエッチングする工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、圧電バルク共振子および圧電バルク共振子フィルタを小型化することができる。また、本発明によれば、圧電バルク共振子および圧電バルク共振子フィルタの周波数精度を向上でき、歩留まりを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る実施の形態について、以下、添付図面を参照しながら、具体的な実施例を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明に係る圧電バルク共振子の第一実施例を示す断面構造図である。図１において圧電バルク共振子を形成する基板１は面方位（１００）の単結晶シリコン基板であり、（１００）面に相当する第１の面１１と、これに対向する第２の面２２を有する。この基板１の第１の面１１上に、第１の面１１に接する第１の電極層２と、第１の電極層２に重なる圧電層３と、圧電層３に重なる第２の電極層４とを含んで構成される積層共振体１０とを備え、基板１上の積層共振体１０に対応する領域において、基板１を貫く空隙部５０が形成されている。積層共振体１０は、圧電層３が第１電極層および第２の電極層との間に、その積層方向において挟まれているダイヤフラム構造を形成しており、本実施例では、第１および第２電極層が、それぞれ、ダイヤフラム構造の下部電極層および上部電極層になっている。また、空隙部５０は、基板１の第１の面１１と第２の面２２において、開口部１３と開口部１２をそれぞれ有しており、第１の面１１において開口する空隙部はテーパ形状３３になっており、第２の面２２において開口する空隙部は、第１の面１１に対して略垂直な形状の空隙部となっている。空隙部５０が基板１を貫いていることからも明らかなように、略垂直形状の空隙部とテーパ形状の空隙部は、それらの間に空隙を遮るものが無く、連続している。
【００２３】
本実施例において、圧電バルク共振子は例えば、第１の電極層２は４００ｎｍの厚さを有する（１１０）一軸配向構造をとるＭｏにより、圧電層３は９５０ｎｍの厚さを有する（００２）一軸配向構造をとるＡｌＮにより、第２の電極層４は４００ｎｍの厚さを有する（１１０）一軸配向構造をとるＭｏにより形成されている。また面方位（１００）のシリコン基板である基板１の厚さは２００μｍとしている。積層共振体１０の下部領域の空隙部５０の形状に関しては、基板１の第２の面２２から１８０μｍまでの空隙部は、基板１の第１の面１１に対して略垂直な形状を有しており、さらに、基板１の第２の面２２から１８０μｍ以降の空隙部は、テーパ形状３３を有している。第１の電極層は空隙部５０に露出しているため、バルク弾性波を大気によって絶縁することができる。
【００２４】
図２は、図１に示した本実施例の圧電バルク共振子の上面図であり、第２の電極層４から基板１の方向を見た場合を示してある。図２において、第１の面１１にて開口する開口部１３は、積層方向から見て、積層共振体１０に対応する第１の電極層２の大きさよりも小さく作成されているが、開口部１３は、積層方向から見て、第１の電極層２に重ならない部分があっても良く、実施例に限定されない。
【００２５】
本実施例によれば、基板１の空隙部５０の大部分が略垂直の形状で、一部がテーパ形状になっているため、空隙部５０の全てをテーパ形状にする構成に比較して、圧電バルク共振子の小型化が実現できる。
【００２６】
次に、図３に沿って本実施例の圧電バルク共振子の製造方法の一例を説明する。まず、面方位（１００）の単結晶シリコン基板である基板１の第１の面１１上に、第１の電極層２として（１１０）一軸配向構造をとるMoを４００ｎｍ堆積し（b）、パターニングして所望の領域の電極を得る（c）。次いで、圧電層３として（００２）一軸配向構造をとるＡｌＮを９５０ｎｍ、第２の電極層４として（１１０）一軸配向構造をとるＭｏを４００ｎｍを連続して堆積する（d）。次いで第２の電極層４としてＭｏのパターニング、圧電層３としてＡｌＮのパターニングを行い、積層共振体１０を形成する（e）。次いで圧電バルク共振子の下部領域の空隙部５０を形成するため、基板１の第２の面２２の圧電バルク共振子に対応する領域に沿ってエッチングマスク材４０としてレジストを形成する（f）。次いでＤｅｅｐ−ＲＩＥによるドライエッチングにて、基板１の第２の面２２から深さ１８０μｍまでエッチングを行い、第１の面１１に対して略垂直形状の空隙部を形成する（g）。
【００２７】
さらに、基板１の第２の面２２から１８０μｍ以降のエッチングは、ウエットエッチングにて行い、第１の電極層２が露出するまでエッチングを行い、空隙部５０を形成する（h）。つまり、空隙部５０の形成に関しては、基板の第２の面２２から、基板の厚さより短い深さでドライエッチングを行い、ドライエッチングで削らなかった空隙部５０の残りの部分、つまり、基板の厚さとドライエッチングの深さとの差分で規定される距離は、ウェットエッチングにてエッチングを行なう。本実施例のように、（１００）基板を用いている場合には、ウェットエッチングは、例えば６０℃に加熱したＫＯＨ溶液にて異方性ウエットエッチングを行なうのが好適である。このように、ＫＯＨ溶液に代表される異方性ウェットエッチングを用いて、面方位（１００）のシリコン基板をエッチングした場合、エッチングされた空隙部の内部の面は（１１１）面になっている。
【００２８】
本実施例によれば、エッチングの最終段でウエット処理を適用することにより、第１の電極層に与えるエッチング損傷を低減でき、積層共振体１０の厚さ変動による周波数シフトを十分に抑えることが可能となる。図６に積層共振体１０の厚さ変動による周波数シフトのシミュレーション結果の例を示す。この図を用いて本実施例の効果を説明する。下部電極の厚さ変動と周波数シフト量の関係から、下部電極の厚さが約１０ｎｍ変動すると周波数が１８ＭＨｚ変動することが分かり、第１の電極層２のエッチングによる損傷は無視できないことが分かる。同様に図６から、積層共振体全体の厚さ１７５０ｎｍの中から電極層厚さ分が約１０ｎｍ変動すると周波数が１８ＭＨｚ変動することは明らかである。よって、本実施例では、第１の電極層２に与えるエッチング損傷を低減でき、積層共振体１０の厚さ変動による周波数シフトを十分に抑えることが可能となり、一層の歩留まり改善が期待でき、低コスト化にも貢献できることがわかる。また、本実施例によれば、下部電極としての第１の電極層２が、ドライエッチングでエッチングされない材料に限定されないため、下部電極材料の選択の幅を広げることができ、好適な材料を選択することで、圧電バルク共振子の共振特性を向上することもできる。
【００２９】
なお、第１の電極層２および第２の電極層４の材料としては、好適にはＭｏやＷを用いる。ＭｏやＷは弾性速度が高いため、弾性波の伝播特性に優れている。それ以外にも、Ｔａ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔｉなどの材料も、第１の電極層および第２の電極層として適用可能である。また、圧電層の材料としてはＡｌＮ以外に、ＺｎＯ、ＰＺＴ、ＰｂＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３も使用可能である。また、上記各層の厚さは一例であり、使用する材料、必要とする共振周波数に応じて適宜変更できる。また、上記実施例にて示した製造方法も一例であり、適宜変更できる。本圧電バルク共振子のダイヤフラム構造は、現状の製造技術では３００ｎｍ〜７μｍ程度の範囲で製造可能であり、共振周波数が０．５ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ程度まで適用可能な技術である。
【００３０】
以上、面方位（１００）のシリコン基板を用いた場合の実施例について説明したが、基板１として面方位（１１１）のシリコン基板を用いても良い。この場合にも空隙部５０を形成するエッチングの最終段でウェット処理を適用することにより、第１の電極層に与える損傷を低減でき、同様に、積層共振体１０の厚さ変動による周波数シフトを十分に抑えることができる。エッチングの最終段でのウエット処理は、例えば、ＨＦ溶液による等方性ウェットエッチングを用いるのが好適である。また、面方位（１１１）のシリコン基板を用いた場合、後述するように、バイポーラトランジスタを含んで構成された高周波集積回路との集積化が容易となる効果がある。
【実施例２】
【００３１】
図４は、本発明に係る圧電バルク共振子の別の一実施例を示す断面構造図である。図４において、基板１、第１の電極層２、第１の電極層２に重なる圧電層３、および圧電層３に重なる第２の電極４、および基板１に形成された空隙部５０に関しては、実施例１と同様である。実施例１と異なる点は、基板１と第１の電極層２との間に、基板１の第１の面１１に接するように下地層６を設けていることであり、下地層６は、少なくともその一部が、第１の面１１にて開口するテーパ形状の空隙部の開口部に、積層方向から見て、重なるように位置している。下地層６は空隙部５０に露出しており、電気信号を大気によって弾性的に絶縁できるようになっている。
【００３２】
本実施例において、圧電バルク共振子は例えば、下地層６は１０ｎｍの厚さを有するＳｉＣにより形成されている。基板１、第１の電極層２、圧電層３、および第２の電極４の材料、配向構造および厚さ、並びに空隙部５０の形状は、実施例１と同様である。
【００３３】
本実施例によれば、実施例１と同様に、基板１の空隙部５０の大部分が略垂直の形状で、一部がテーパ形状になっているため、空隙部５０の全てをテーパ形状にする構成に比較して、圧電バルク共振子を小型化することができる。また、面方位（１００）のシリコン基板においても下地層として、例えばＡｌＮを適用することにより、圧電層にも十分な（００２）一軸配向が得られ、圧電層の良好な膜質から優れた共振特性を得ることが可能となる。
【００３４】
図５は、本実施例の圧電バルク共振子の製造方法の一例である。実施例１で示した製造方法と異なる点は、面方位（１００）のシリコン基板である基板１上に下地層６としてＳｉＣを１０ｎｍ、第１の電極２としてＭｏを４００ｎｍを連続して堆積する工程（ｂ）、および、下地層６をパターニングする工程（e）を含む点であり、他の工程は実施例１と同様である。
【００３５】
本実施例によれば、エッチングの最終段でウエット処理を適用することにより、下地層６に与えるエッチング損傷を低減でき、積層共振体２０の厚さ変動による周波数シフトを十分に抑えることが可能となり、一層の歩留まり改善が期待でき、低コスト化にも貢献できることがわかる。
【００３６】
下地層材料としては、好適にはＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４の中から選択される。下地層は挟持構造を中空に支持しなくてはならないため、高い機械的強度を持つことが望ましく、その点においてＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＣは好適である。それ以外にもＺｎＯ、ＰＺＴ、ＰｂＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３などの材料も使用可能である。
なお上記各層の厚さは一例であり、使用する材料、必要とする共振周波数に応じて適宜変更することができる。また、上記実施例にて示した製造方法も一例であり、適宜変更できる。
【実施例３】
【００３７】
ここでは、本発明に係る圧電バルク共振子を用いたフィルタを単一基板の上に構成する実施例を説明する。図７に、本発明に係る圧電バルク共振子を用いたフィルタが適用された携帯電話のブロック回路図の一例を示す。フィルタの具体的構成については後述する。
【００３８】
図７において、アンテナＡＮＴで受信された高周波の受信信号Ｒｘは位相器１３０を通り、さらにイメージ周波数信号を除去して所定の受信帯域の周波数信号を選択的に通すための受信フィルタ７９を介して、高周波受信信号Ｒｘを増幅するために低雑音増幅器１５０へ入力される。低雑音増幅器１５０において増幅された高周波受信信号Ｒｘは、ベースバンドに変換するために受信ミキサ１５３を介して、ベースバンド部１５５へ送られる。
【００３９】
一方、ベースバンド部１５５から送られてきた高周波の送信信号Ｔｘは変調無線周波数信号を作るための送信ミキサ１５２を介して、高周波送信信号Ｔｘを増幅するために電力増幅部１５１に入力される。電力増幅部１５１で増幅された高周波送信信号Ｔｘは、所定の送信周波数帯域の送信信号を選択的に通す送信フィルタ７８を介してアンテナより電波として放射される。
【００４０】
図７に示すブロック回路は、受信部と送信部のアンテナの共用を可能にする位相器１３０と、シンセサイザ１５４と、受信信号および送信信号の信号処理を行なうベースバンド部１５５を備えており、フロントエンド部１６０は、受信フィルタ７９と、送信フィルタ７８と、位相器１３０とを含んで構成される。
【００４１】
図８は、図７に示したフロントエンド部１６０の回路ブロック図の一例である。図８において、送信フィルタ７８と受信フィルタ７９のそれぞれが、本発明に係る複数の圧電バルク共振子の集合によって構成され、送信フィルタ７８は破線で囲った圧電バルク共振子７１〜７７の配列によって、受信フィルタ７９は破線で囲った圧電バルク共振子１２０〜１２６の配列によってそれぞれ構成される。
送信信号は、送信フィルタ７８を構成する圧電バルク共振子７３および７７に接続される端子から入力され、圧電バルク共振子７１および７４に接続される端子から出力される。一方アンテナからの受信信号は位相器１３０を通過し、受信フィルタ７９を構成する圧電バルク共振子１２０および１２３に入力され、圧電バルク共振子１２２および１２６に接続される端子から出力される。送信フィルタ７８において、圧電バルク共振子７１〜７３が直列共振器を構成し、圧電バルク共振子７４〜７７が並列共振器を構成する。受信フィルタ７９において、圧電バルク共振子１２０〜１２２が直列共振器を構成し、圧電バルク共振子１２３〜１２６が並列共振器を構成する。
【００４２】
なお、ここで示した共振子の配列は一例であり、共振子の配列は所望のフィルタ特性によって決定されるため、特に実施例で示した配列に限定されない。また、位相器１３０として用いる回路は周知の構成でよく、例えば、インダクタおよびコンダクタ、またはλ／４伝送線路によって構成される。
【００４３】
図９に、図８に示す送信フィルタ７８が単一基板上に作製された場合の模式的な外観斜視図の一例を示す。圧電バルク共振子７１〜７７は、上述の実施例１または２で示したような構造であり、上部電極、下部電極、およびそれらに挟まれた圧電層を含んで構成される。ここで、圧電バルク共振子７１〜７７は四辺形で示されているが、圧電バルク共振子の形状は所望のフィルタ特性によって決定されるため、四辺形に限定されない。圧電バルク共振子７１〜７３が直列共振器を構成し、圧電バルク共振子７４〜７７が並列共振器を構成する。図９において、圧電バルク共振子を接続している実線は圧電バルク共振子の上部電極層と接続される配線を、点線は圧電バルク共振子の下部電極層と接続される配線を表している。四角形の領域１００は圧電層である。また、参照符号Ｐ２は不図示の内部回路からの送信信号が伝送されてくる入力配線パッドであり、送信フィルタ７８の圧電バルク共振子７３に接続されたフィルタの入力端子パッドＰ２２とボンディングワイヤＢＷにより接続され、さらに電極配線で直列接続された圧電バルク共振子７２、７１を介してフィルタの出力端子パッドＰ１１に接続されている。フィルタの出力端子パッドＰ１１と、不図示のアンテナに接続されているパッドＰ１とがボンディングワイヤＢＷにより接続される。圧電バルク共振子７４、７６の上部電極層に接続された配線パッドと、圧電バルク共振子７５、７７の下部電極層に接続された配線パッドは、それぞれボンディングワイヤＢＷにより不図示のグランドパッドに接続されている。このようにして、図８の回路図に示した送信フィルタ７８が単一基板上に形成される。
【００４４】
本実施例によれば、圧電バルク共振子フィルタを単一の基板上に作製することにより、フィルタの小型化や低コスト化が可能となる。また、フィルタを形成する複数の圧電バルク共振子に、本発明に係る圧電バルク共振子を用いているので、フィルタの周波数精度を向上でき、歩留まり改善に貢献することができる。また、本実施例のフィルタを携帯電話に搭載した場合には、携帯電話の小型化が可能である。
【００４５】
なお、図９で示した実施例は、不図示の内部回路と送信フィルタ７８の接続にボンディングワイヤＢＷを使用した場合であるが、バンプボンディング等、他の実装方法を適用しても良い。また、入力端子Ｐ２２および出力端子Ｐ１１は圧電バルク共振子の上下いずれか一方の電極に接続されていれば良く、本実施例のように特に上部電極に接続されるものに限定しない。
【００４６】
本実施例では、送信フィルタ７８を単一基板上に形成した場合を説明したが、受信フィルタ７９についても同様に単一基板上に形成することができる。また、送信フィルタ７８及び受信フィルタ７９、あるいは送信フィルタ７８と受信フィルタ７９とを含むフロントエンド部１６０を単一基板上に形成することも可能であり、この場合には、フロントエンド部およびそれを搭載した携帯電話の一層の小型化や低コスト化が可能となり、さらに将来的には、高周波集積回路との集積化にも容易に適用可能となる。
【００４７】
なお、本実施例はシングルバンド携帯電話の場合を示しているが、デュアルバンド、トリプルバンド、クアッドバンドなどのマルチバンド携帯電話の構成においても、同様に適用可能であり、特に実施例で示した構成に限定されない。
【実施例４】
【００４８】
本発明に係る圧電バルク共振子を用いた高周波モジュールの実施例を説明する。本実施例は、図７のブロック回路において、フロントエンド部１６０、高周波集積回路部１６１、および電力増幅部１５１を携帯電話用チップセットとしてモジュール化したものである。
【００４９】
本実施例によれば、信号送受信系の機能をモジュール化することにより、それを搭載する携帯電話の小型化や低コスト化が可能となる。尚、本実施例はシングルバンド携帯電話の場合を示しているが、デュアルバンド、トリプルバンド、クアッドバンドなどのマルチバンド携帯電話の構成においても、同様に適用可能であり、特に実施例で示した構成に限定されない。
【実施例５】
【００５０】
本実施例では、実施例１または２の圧電バルク共振子を用いたフィルタと、ＣＭＯＳ高周波回路部とを単一基板上に集積化した構成について説明する。
図１０に圧電バルク共振子フィルタとＣＭＯＳ高周波集積回路とを単一の面方位（１００）のシリコン基板上に作製した本実施例のブロック図を示す。図１０において、フロントエンド部１６０と高周波集積回路部１６１が単一基板上に集積される。
【００５１】
本実施例によれば、集積化した半導体集積回路装置１６５の実現により、携帯電話機の無線送受信にかかわる機能ブロックがひとつの集積回路に集約することができる。また、フロントエンド部と高周波集積回路部とを別チップとしている場合に比較し、これらチップ間を接続する配線が不要となるので実装面積の大幅な縮小が可能となる。特に、無線ＬＡＮやブルートゥースなどにおいては、電力増幅部１５１が不要なため、本実施例の適用がより容易になる。また、将来的には、電力増幅部１５１を更に集積化してもよく、この場合には、電力増幅部１５１を実装する組立工程が省略できるという効果がある。
【００５２】
以下、図１１にそって、実施例１または２の圧電バルク共振子を用いたフィルタとＣＭＯＳ高周波集積回路とを、面方位（１００）のシリコン基板上に集積化した本実施例の製造工程の一例を説明する。まず、ＣＭＯＳ高周波集積回路の製造工程として、ｎ形シリコン基板８０上に形成した酸化膜９０に所望の形状の開口部８１を形成したのち、ボロンイオンを打ち込むことにより（ａ）ｐウエル８２の形成を行なう。ついで、不図示の酸化膜および窒化膜を所望の形状に形成し、ボロンイオン打ち込みを行なった後に（ｂ）フィールド酸化膜８３を形成する。次いで、不図示の酸化膜および窒化膜を除去した後に（ｃ）ゲート酸化膜８４を形成する。
【００５３】
次いで、所望の形状にボロンイオン打ち込みを行った後にポリシリコン形成、リン拡散を行なった後、所望の形状にポリシリコン８５を加工し（ｄ）ゲートパターンを作製する。ＣＭＯＳ高周波回路にてゲート形成まで実施した後、（ｅ）圧電バルク共振子の製造工程にて、第1の電極膜２と、圧電膜３と、第２の電極膜４とからなる積層共振体１０、もしくは下地層６と、第1の電極膜２と、圧電膜３と、第２の電極膜４とからなる２０の形成を行なう。その後ＣＭＯＳ製造工程として、（ｆ）ソース／ドレイン８６の形成として、所望の形状に砒素イオン打ち込みを、所望の形状にボロンイオン打ち込みを行なう。ついで（ｇ）層間絶縁膜８７としてＰＳＧを形成し、コンタクト開口部を形成した後に（ｈ）配線層８８の形成を行なう。以上でＣＭＯＳ高周波回路８００が作製される。次いで、（ｉ）積層共振体１０、もしくは２０に対応する位置において、基板の第２の面から、ドライエッチングにより基板の厚さより短い深さだけ、第１の面に対して略垂直にエッチングし、更に、ウェットエッチングにより、基板の厚さとドライエッチングの深さとの差分で規定される距離を更にエッチングして空隙部５０を開設し、圧電バルク共振子フィルタ７００を作製する。
【００５４】
本実施例によれば、実施例１または２において上述したように、エッチングの最終段でウエット処理を適用することにより、第１の電極膜に与えるエッチング損傷を低減でき、積層共振体１０、もしくは２０の膜厚変動による周波数シフトを十分に抑えることが可能となる。特に、基板として、面方位（１００）のシリコン基板を使用していることから、ウェット処理は例えばＫＯＨ溶液のような異方性ウェットエッチングが適用可能である。また、面方位（１００）のシリコン基板を使用していることから、ＣＭＯＳ高周波集積回路との単一基板上への集積化が可能となり、携帯電話に代表される移動体通信端末のより一層の小型化に貢献できる。また、現在のＣＭＯＳ高周波集積回路が面方位（１００）のシリコン基板を適用していることから、コストの面からも、圧電バルク共振子に面方位（１００）のシリコン基板適用の要求が加速すると考えられる。
【００５５】
本実施例では、ＣＭＯＳトランジスタを用いた高周波集積回路について説明したが、ＭＩＳ等の電界効果トランジスタやバイポーラトランジスタにも適用可能であり、特にＭＯＳ電界効果トランジスタに限定されない。また、基板として面方位（１１１）のシリコン基板を適用してもよく、この場合には、バイポーラトランジスタを含んで構成された高周波集積回路部と、圧電バルク共振子とを、面方位（１１１）の基板上に集積することができ、携帯電話に代表される移動体通信端末のより一層の小型化に貢献できる。なお、上記の製造工程は実施の一例であり、適宜変更できることは言うまでもなく、実施例に限定されない。
【００５６】
以上のように、実施例３〜５は、携帯電話用のフィルタ、高周波モジュール、および半導体集積回路装置を代表例として説明しているが、本発明は携帯電話に限定されるものではなく、他の無線通信機器にも同様に適用可能であり、この場合にも、無線通信機器の小型化や低コスト化に有効である。また、本発明は、フィルタに関するもので、特に、携帯電話に代表される移動体通信用の数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ、またはそれ以上の範囲の周波数帯域の高周波フィルタに関するものである。各種フィルタ技術の中で、圧電バルク共振子から作製されるフィルタは、高周波化、小型化、温度特性、耐電力性に優れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る圧電バルク共振子の第１の実施例を示す断面図。
【図２】本発明に係る圧電バルク共振子の第１の実施例を示す上面図
【図３】図１に示した圧電バルク共振子の製造方法の一例を工程順に示す断面構造図。
【図４】本発明に係る圧電バルク共振器の第２の実施例を示す断面図。
【図５】図４に示した圧電バルク共振子の製造方法の一例を工程順に示す断面構造図。
【図６】下部電極のエッチング損傷による膜厚変動による周波数シフト量を示す図。
【図７】本発明に係る圧電バルク共振子を用いたフィルタが適用された携帯電話のブロック回路図。
【図８】本発明に係る圧電バルク共振子の配列によって構成された送信フィルタおよび受信フィルタを含むフロントエンド部の回路ブロック図である。
【図９】本発明に係る圧電バルク共振子を用いた送信フィルタを単一基板上に作製した模式的な外観斜視図である。
【図１０】本発明に係る圧電バルク共振子フィルタとＣＭＯＳ高周波集積回路とを単一基板上に作製したブロック図である。
【図１１】本発明に係る圧電バルク共振子フィルタとＣＭＯＳ高周波集積回路とを単一基板上に作製する製造方法の一例を工程順に示す断面構造図である。
【図１２】従来の圧電バルク共振子の断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
1…基板、２…第１の電極膜、３…圧電膜、４…第２の電極膜、６…下地層、
１０，２０…積層共振体、１１…第１の面、１２…第２の面の開口部、１３…第１の面の開口部、２２…第２の面、３３…テーパ面、
４０…エッチングマスク材、５０…空隙層、
７１〜７３、１２０〜１２２…直列接続の圧電バルク共振子、
７４〜７７、１２３〜１２６…分路接続の圧電バルク共振子、
７８…送信フィルタ、７９…受信フィルタ、
８０…ｎ形シリコン基板、８１…開口部、８２…ｐウエル、８３…フィールド酸化膜、
８４…ゲート酸化膜、８５…ポリシリコン、８６…ソース／ドレイン、
８７…層間絶縁膜、８８…配線層、９０…酸化膜、１００…圧電層、１３０…位相器、
１５０…低雑音増幅器、１５１…電力増幅部、１５２…送信ミキサ、
１５３…受信ミキサ、１５４…シンセサイザ、１５５…ベースバンド部、
１６０…フロントエンド部、１６１…高周波集積回路部、
１６５…半導体集積回路装置、
７００…圧電バルク共振子フィルタ、８００…ＣＯＭＳ高周波集積回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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