(57)【要約】バルク弾性波共振器は、基板（５）と、ブラッグ反射器（４）と、上部（１）および下部（３）電極と、圧電層（２）とを具備してなり、バルク弾性波フィルタにおける通過帯域リップルを抑制する手段を有する。前記スプリアスモードを吸収するまたは散乱させる手段は、基板（６）の粗い裏側、基板（６）の裏側に配置された吸収層（５）、および／または基板の裏側に配置された吸収層（５）である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極と、圧電層と、上部電極と、基礎基板と、スプリアスモードを吸収するまたは散乱させる手段とを少なくとも備えるバルク弾性波（ＢＡＷ）共振器であって、
スプリアスモードを吸収するまたは散乱させる前記手段は、
前記基礎基板の粗い裏側、
基板配置吸収層の裏側の上、および／または
基板配置吸収層の表側の上
のグループから選択されることを特徴とする、バルク弾性波共振器。
【請求項２】
前記基礎基板の裏側は、エッチングまたはブラスティングによって粗くされることを特徴とする、請求項１に記載のＢＡＷ共振器。
【請求項３】
前記裏側吸収層および／または前記表側吸収層は、エポキシ接着剤等の接着剤、ポリイミド等の弾粘性材料、ゴム、シリコンゴム、プラスチック材料、エーロゲルまたはキセロゲルのような多孔質媒体、または多孔質薄膜のグループから選択されることを特徴とする、請求項１に記載のバルク共振器。
【請求項４】
はしご型または格子型構成の通過帯域リップルを抑制する手段を備える少なくとも２つのバルク弾性波共振器を備えるバルク弾性波フィルタであって、
通過帯域リップルを抑制する前記共振器の手段は選択的に、
前記基礎基板の粗い裏側、
前記基板の裏側に配置された吸収層、および／または
前記基板の表側に且つブラッグ反射器の下に配置された吸収層
であることを特徴とする、バルク弾性波フィルタ。
【請求項５】
前記上部電極は、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料で作成され、および／または
前記圧電層は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）またはジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）で作成され、および／または
前記下部電極は、モリブデン（Ｍｏ）、プラチナ（Ｐｔ）またはタングステン（Ｗ）等の金属材料で作成されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のバルク共振器。
【請求項６】
バルク弾性波共振器を製造する方法であって、
シリコンチップまたはダイスを設けるステップと、
前記シリコンダイスの上に上部電極を配置するステップと、
圧電層を配置するステップと、
下部電極を配置するステップと、
ブラッグ反射器を配置するステップと、
表側吸収層を配置するステップと、
基礎基板を配置するステップと、
前記シリコンダイスを除去するステップと、を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はしご型または格子型の構成で接続できるバルク弾性波（ＢＡＷ）共振器で構成されるバルク弾性波フィルタに関する。本発明は、特に、バルク弾性波フィルタにおける通過帯域リップルを抑制する手段に関する。ＢＡＷ共振器は、少なくとも１つの第１の電極と、圧電層と、第２の電極とを備える。または、音響結合および積層結晶共振器構成を用いてフィルタ曲線を形成することもできる。
【背景技術】
【０００２】
フィルタの基板から共振器を分離するために、λ／４多層からなる音響ブラッグ反射器を用いることができる。他の方法としては、空隙を用いることによって、または基板をエッチング除去して膜構造を作ることによって共振器を基板から隔離することができる。しかし、膜型共振器構造においては、スプリアス膜モードが引き起こされる可能性があり、これを、ＵＳ００６１５０７０３Ａによれば、膜を特殊な方法で（異形）形成し、共振器の縁の周囲に粘弾性ダンピング材からなる吸収層を適用することによって抑制して横方向伝播音響モードを抑制することができる。
【０００３】
ブラッグ反射器の利点は、主に縦方向延長モードが共振器内の圧電膜で引き起こされるので、スプリアスモードが少ないことである。しかし、音響エネルギーが基板内に侵入し、基板を振動させることを防止するために、共振器は、ＢＡＷフィルタの通過帯域において１００％に近い高い反射率を有していなければならない。出力または入力フィルタのようなフロントエンド使用で必要とされるような共振器の高い反射率を得るためには、交互に高および低音響インピーダンスを有する材料の層のいくつかの、通常は５つの対が積層される。極めて低い挿入損失は要求されない１から１０ＧＨｚの範囲の干渉フィルタのような応用では、反射器における対の数を減少させることができる。これによって処理時間および製造コストが節約される。しかし、その場合、より多くの音響エネルギーが通過して基板に向かい、基板の振動は、これらのＢＡＷ共振器で構成されるＢＡＷフィルタの通過帯域における強いリップルと見なすことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ＢＡＷフィルタにおける通過帯域リップルを抑制する手段を有するバルク弾性波（ＢＡＷ）共振器を提供することである。本発明の他の目的は、帯域通過作用の向上したＢＡＷフィルタを提供することである。さらなる目的は、このようなＢＡＷ共振器を製造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】
【０００５】
バルク弾性波フィルタにおける通過帯域リップルを抑制する手段に関しては、少なくとも下部電極と、圧電層と、上部電極と、基礎基板と、スプリアスモードを吸収するまたは散乱させる手段とを少なくとも備えるバルク弾性波（ＢＡＷ）共振器であって、前記手段は、
基板の粗い裏側、
基板配置吸収層の裏側の上、および／または
基板配置吸収層の表側の上
のグループから選択される、ＢＡＷ共振器によって前記目的が解決する。
【０００６】
基礎基板の一表面は平滑なままとはならないが、凸凹ができ、それぞれ小さな空洞を含む層と接触するため、この手段は基礎基板が振動することを防止する。本発明の一側面によれば、基礎基板を粗くすることによって表面は凸凹にされる。本発明の他の側面によれば、多孔質構造を有する裏側または表側吸収層を配置することによって間接的に表面が凸凹にされる。いずれにしても、直接的にまたは間接的に基礎基板の表面が凸凹にされるので、表面に影響を及ぼす音波が部分的に散乱する。
【０００７】
実施の一態様によれば、エッチングのような化学的処理によって、またはブラスティング（blasting）のような機械的処理によって基礎基板の裏側を粗くする。
【０００８】
他の実施の態様によれば、裏側吸収層または表側吸収層は、エポキシ接着剤等の接着剤、ポリイミド等の弾粘性材料、ゴム、プラスチック材料、エーロゲルまたはキセロゲルのような多孔質媒体、または多孔質薄膜のグループから選択される。エポキシ接着剤の利点は、その極限引張強さ、および硬化されるとストレスがなくなることにある。弾粘性材料の利点は高い耐熱性である。ゴムの利点は、音の小さな部分のみを反射するそのしなやかさである。多孔質媒体の利点は、曲面が衝撃音波の一部のみを反射することである。
【０００９】
バルク弾性波フィルタに関しては、はしご型のまたは格子型の構成の通過帯域リップルを抑制する手段を備える少なくとも２つのバルク弾性波共振器によって前記目的が解決され、この手段は選択的に、
基礎基板の粗い裏側、
基板の裏側に配置された吸収層、および／または
ブラッグ反射器の下で基板の表側に配置された吸収層
である。
【００１０】
スプリアスモードが吸収または散乱されるように抑制手段が選択されるため、このＢＡＷフィルタでは帯域通過フィルタ作用が向上している。
【００１１】
本発明の実施の一態様によれば、上部電極はアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料で作成される。本発明の他の実施の態様によれば、圧電層は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）またはジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）で作成される。さらなる実施の態様によれば、下部電極は、モリブデン（Ｍｏ）、プラチナ（Ｐｔ）またはタングステン（Ｗ）等の金属材料で作成される。
【００１２】
方法に関しては、本発明は、バルク弾性波共振器を製造する方法によって解決され、この方法は、
シリコンチップまたはダイスを設けるステップと、
シリコンチップまたはダイスの上に上部電極を配置するステップと、
圧電層を配置するステップと、
下部電極を配置するステップと、
ブラッグ反射器を配置するステップと、
表側吸収層を配置するステップと、
基礎基板を配置するステップと、
シリコンダイスまたはチップを除去するステップと、を含む。  
この方法は基板／ウェーハ転写プロセスの利点を利用している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
添付図の例を用いて本発明を説明する。  
図１は、基礎を構成している基板５の裏側が粗くされたＢＡＷ共振器を示している。この共振器は、圧電層２の上に配置された上部電極１を備え、圧電層２は下部電極３の上に配置され、上部および下部電極１、３は圧電層２をサンドイッチ状に覆っている。このサンドイッチ構造を基礎基板５から分離するために、ブラッグ反射器４が間に配置されている。基礎基板５は、表側が電極の配列に向かって位置合わせされ、裏側が反対側に位置合わせされている。ブラッグ反射器４は、交互の高および低音響インピーダンス材料で作成されている。この実施の形態によれば、定在波を散乱させるために基板５の裏側が粗くされている。例えばガラス基板または半導体基板で構成される基板５の裏側を、例えばエッチングまたはブラスティングによって粗くすることができる。
【００１４】
図２は、基板５の裏側に配置された吸収層６を有するＢＡＷ共振器を示している。裏側吸収層６は、エポキシ接着剤またはシリコンゴム等の高い吸音能力を有する接着剤で作成されている。裏側吸収層６は、その散乱作用のため、音波が基板内５に侵入することを回避する。
【００１５】
図３は、基板５の表側に且つブラッグ反射器４の下に配置された吸収層７を有するＢＡＷ共振器を示している。この吸収層は、エポキシ接着剤またはシリコンゴムのような高吸音接着剤で作成されている。好ましい実施の形態において、表側吸収層７を有するこの共振器は、基板／ウェーハ転写と呼ばれるプロセスによって製造される。バルク共振器のこの好ましい実施の形態の製造は、
シリコンチップまたはダイスを設けるステップと、
アルミニウム（Ａｌ）のような金属材料で作成された上部電極を配置するステップと、
窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）のような圧電層を配置するステップと、
プラチナ（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）またはタングステン（Ｗ）のような金属材料で作成された下部電極を配置するステップと、
ブラッグ反射器を配置するステップと、
基板の表側にエポキシ接着剤のような吸収層を配置するステップと、
例えばガラス基板のような基板を配置するステップと、
シリコンダイスを除去するステップと、を含む。
【００１６】
図４は、基板５の上部に吸収層７を付加することによって帯域通過リップルが低下されるＢＡＷ共振器フィルタ曲線の応答の図を示している。曲線は周波数分析器によって検出された。この例において、基板５はガラス基板であり、吸収層７はエポキシ接着剤であった。ブラッグ反射器４は、ＳｉＯ２およびＴａ２Ｏ５の交互のλ／４層からなる。ブラッグ反射器４の上部には、プラチナ（Ｐｔ）で作成された下部電極３および圧電膜（２）が積層されている。上部電極１としては、アルミニウムが使用される。図示されているように、２．７９ＧＨｚの範囲での曲線Ｓ２１（送信）の通過帯域にはリップルがない。これは、ガラス基板の上部でブラッグ反射器の下に吸収層を使用したためである。点破線の曲線は、フィルタの反射Ｓ１１を示している。吸収層はエポキシ接着剤である。吸音材として用いることができる他の材料としては、ポリイミド等の弾粘性材料、あらゆる種類の接着剤、ゴム、プラスチック材料、エーロゲルまたはキセロゲルのような多孔質媒体、および吸音機構が主要のまたは音響散乱が発生する多孔質薄膜がある。
【００１７】
本発明を開示する明細書、図面および請求の範囲で説明された特徴は、単独または組み合わせて考えられた場合でも本発明にとって不可欠なものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】基板の裏側が粗くされたＢＡＷ共振器を示している。
【図２】基板の裏側に配置された吸収層を示している。
【図３】基板の表側に且つブラッグ反射器の下に配置された吸収層を示している。
【図４】帯域通過リップルを抑制する上述の手段のいくつかを備える２．７９ＧＨｚＢＡＷフィルタのバルク共振器の周波数応答を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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