(57)【要約】      （修正有）【課題】温度による共振周波数の変動がなく、共振周波数を調整することができるバルク弾性波共振器の製造方法を提供する。【解決手段】下部電極膜２と圧電膜３と上部電極膜５の全体の厚さを共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍とし、上部電極膜５上に形成した温度補償膜４の厚さを調整することで、共振周波数を調整する。温度補償膜４は、共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍より厚い膜を形成し、温度補償膜４の表面をエッチングして共振周波数を所定の値に調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電膜と、該圧電膜を挟む上部電極膜および下部電極膜と、前記圧電膜と逆符号の温度係数を持つ温度補償膜とを含む多層膜とが積層したバルク弾性波共振器の製造方法において、
前記下部電極膜と前記圧電膜と前記上部電極膜とを、前記バルク弾性波共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍の厚さとなるように形成する工程と、
前記上部電極膜上に前記温度補償膜として、前記共振周波数の波長の１／２の整数倍より厚い膜を形成する工程と、
前記温度補償膜の表面をエッチングし、前記バルク弾性波共振器の共振周波数を所定の値に調整する工程と、を含むことを特徴とするバルク弾性波共振器の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、
前記温度補償膜として、選択除去可能な少なくとも２層の温度補償膜を形成する工程と、
前記２層の温度補償膜の内、少なくとも表面の温度補償膜を選択エッチングし、前記バルク弾性波共振器の共振周波数を所定の値に調整する工程と、を含むことを特徴とするバルク弾性波共振器の製造方法。
【請求項３】
圧電膜と、該圧電膜を挟む上部電極膜および下部電極膜と、前記圧電膜と逆符号の温度係数を持つ温度補償膜とを含む多層膜とが積層したバルク弾性波共振器の製造方法において、
前記下部電極膜と前記圧電膜と前記上部電極膜とを、前記バルク弾性波共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍の厚さとなるように形成する工程と、
前記温度補償膜として、前記共振周波数の波長の１／２の整数倍より薄い膜を形成する工程と、
前記温度補償膜の表面に、別の膜を積層形成し、前記バルク弾性波共振器の共振周波数を所定の値に調整する工程と、を含むことを特徴とするバルク弾性波共振器の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２いずれか記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、
少なくとも２つのバルク弾性波共振器を備え、一方のバルク弾性波共振器の前記温度補償膜の表面をエッチング除去し、または前記表面の温度補償膜を選択的に除去し、該一方のバルク弾性波共振器の共振周波数を他方のバルク弾性波共振器の共振周波数とは異なる値に調整する工程を含むことを特徴とするバルク弾性波共振器の製造方法。
【請求項５】
請求項３記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、
少なくとも２つのバルク弾性波共振器を備え、一方のバルク弾性波共振器の前記温度補償膜表面に別の膜を積層形成し、該一方のバルク弾性波共振器の共振周波数を他方のバルク弾性波共振器の共振周波数とは異なる値に調整する工程を含むことを特徴とするバルク弾性波共振器の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５いずれか記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、
前記他方のバルク弾性波共振器の前記温度補償膜の表面をエッチング除去し、または前記表面の温度補償膜を選択的に除去し、該他方のバルク弾性波共振器の共振周波数を前記一方のバルク弾性波共振器の共振周波数とは異なる値に調整する工程を含むことを特徴とするバルク弾性波共振器の製造方法。
【請求項７】
請求項４または５いずれか記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、
前記他方のバルク弾性波共振器の前記温度補償膜表面に別の膜を積層形成し、該他方のバルク弾性波共振器の共振周波数を前記一方のバルク弾性波共振器の共振周波数とは異なる値に調整する工程を含むことを特徴とするバルク弾性波共振器の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれか記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、
前記共振周波数を調整する工程は、前記温度補償膜の厚さ、あるいは前記別の膜を積層形成する場合は前記温度補償膜と前記膜の積層膜との厚さをバルク弾性波共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍に調整する工程であることを特徴とするバルク弾性波共振器の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至７いずれか記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、
前記共振周波数を調整する工程は、共振周波数を高くする場合は前記温度補償膜をエッチング除去し、共振周波数を低くする場合は前記温度補償膜に別の膜を積層形成する工程であることを特徴とするバルク弾性波共振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度補償型のバルク弾性波共振器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンの世界的な普及や、ウェアラブルやＩｏＴ（Internet of Things）と通称されるマイクロ波を用いた無線通信サービスの留まることのない旺盛な需要の拡大に伴い、限られた資源である電波（マイクロ波）を有効に利用するため、空間にあふれるマイクロ波の中から必要な周波数の電波を選択的に抽出することが求められている。例えば、現在、２．５ＧＨｚ帯以下の周波数帯だけでなく３ＧＨｚ以上の高周波帯を利用するサービスも拡大しており、所定の周波数帯域の電波を選択的に抽出するため高周波フィルタが使用されている。この種の高周波フィルタでは、温度ドリフトがなく、急峻なスカート特性を有する等、高性能化が要求されている。
【０００３】
また、世界各地で使用されている周波数帯域に対応できるようにするため、１台のスマートフォンに１０個を超える高周波フィルタが搭載されるようになり、小型でフィルタ特性に優れていることから、高周波フィルタとして、ＳＡＷ（表面弾性波）共振器が多用されている。
【０００４】
一方、ＳＡＷ共振器では３ＧＨｚ以上の高周波帯域や広い通過帯域で使用するには限界があり、高性能を要求されるフィルタにはバルク弾性波（ＢＡＷ）共振器が使われるようになってきている。今後、３ＧＨｚ帯以上の高周波帯でも、使用される周波数帯域が込み合ってくるとの予測を踏まえると、バルク弾性波共振器の需要はさらに拡大することが期待される。
【０００５】
現在、圧電膜を上部電極膜と下部電極膜で挟み、これら電極直上あるいは直下を空気層として、弾性波が上部電極膜あるいは下部電極膜の表面での弾性波の反射率を高めたバルク弾性波共振器が用いられている。
【０００６】
ところで、バルク弾性波共振器では、圧電膜材料や電極膜材料が温度により熱膨張する効果と、弾性波の伝搬速度が温度により変化する効果が相まって、温度変化に伴い共振周波数が変化してしまう。その結果、バルク弾性波共振器で構成した高周波フィルタの通過帯域が、温度により変動してしまう。そのため、このような変動を考慮して、使用する周波数帯域を余裕を持って狭く設定せざるを得ず、有限の資源である電波を有効に活用できないという問題があった。また、所定の通過帯域を保証するような厳しいスペックを設定すると、製造歩留まりが低下するという問題がある。
【０００７】
そこで、温度補償のために圧電膜と逆符号の温度依存性を有する薄膜材料を積層したり、圧電膜と逆符号の温度依存性を有する電極膜材料を用いる等の手法が提案されている。
【０００８】
図７に従来の温度補償型のバルク弾性波共振器の断面図を示す。図７に示すように、支持基板となるシリコン基板１上に下部電極膜２、圧電膜３、圧電膜３と逆符号の温度依存性を有する温度補償膜４および上部電極膜５が順に積層されている。また下部電極膜２の下には凹部６が形成され、この凹部６上の下部電極膜２、圧電膜３、温度補償膜４および上部電極膜５により共振部が形成されている。
【０００９】
ところで、薄膜バルク弾性波共振器の共振周波数は、共振部を構成する温度補償膜を含む積層膜の厚さにほぼ反比例する。そのため所望の共振周波数とするためには、それぞれの膜厚の均一性や再現性に優れた製造方法が望まれる。
【００１０】
しかし実際は、共振部を構成するそれぞれの膜の厚さを厳密に所望の厚さに形成することは難しく、共振周波数はばらついてしまう。そこで、所望の共振周波数となるような調整工程が必要となる。
【００１１】
例えば特許文献１乃至３には、共振周波数の調整方法が開示されている。具体的には、図７に示すバルク弾性波共振器では、上部電極膜５表面の一部をエッチング除去することにより、共振周波数を調整できる。
【００１２】
しかし、上部電極膜５表面をエッチングすると上部電極膜５の電気抵抗値が高くなってしまい、このような薄膜バルク弾性波共振器によってフィルタを構成する場合には、その特性が劣化してしまうという問題があった。
【００１３】
また、予め上部電極膜５を薄く形成しておき、その表面に追加の金属膜を形成することにより共振周波数を調整する方法も提案されている。しかし、電極膜を厚くすることで圧電結合係数が劣化してしまい、この場合もフィルタ特性が劣化してしまうという問題があった。
【００１４】
このような問題点は、共振周波数の異なるバルク弾性波共振器を同一基板上に形成する場合でも同様で、その解決が迫られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第４００８２６４号公報
【特許文献２】特許第４００８２６５号公報
【特許文献３】米国特許第５８９４６４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来提案されているバルク弾性波共振器は、共振周波数を調整する際、上部電極膜をエッチングしたり、追加の金属膜を積層していたため、特性が劣化してしまうという問題があった。本発明はこれらの問題点を解消し、温度による共振周波数の変動がなく、共振周波数を調整することができるバルク弾性波共振器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本願請求項１記載の発明は、圧電膜と、該圧電膜を挟む上部電極膜および下部電極膜と、前記圧電膜と逆符号の温度係数を持つ温度補償膜とを含む多層膜とが積層したバルク弾性波共振器の製造方法において、前記下部電極膜と前記圧電膜と前記上部電極膜とを、前記バルク弾性波共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍の厚さとなるように形成する工程と、前記上部電極膜上に前記温度補償膜として、前記共振周波数の波長の１／２の整数倍より厚い膜を形成する工程と、前記温度補償膜の表面をエッチングし、前記バルク弾性波共振器の共振周波数を所定の値に調整する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
本願請求項２記載の発明は、請求項１記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、前記温度補償膜として、選択除去可能な少なくとも２層の温度補償膜を形成する工程と、前記２層の温度補償膜の内、少なくとも表面の温度補償膜を選択エッチングし、前記バルク弾性波共振器の共振周波数を所定の値に調整する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
本願請求項３記載の発明は、圧電膜と、該圧電膜を挟む上部電極膜および下部電極膜と、前記圧電膜と逆符号の温度係数を持つ温度補償膜とを含む多層膜とが積層したバルク弾性波共振器の製造方法において、前記下部電極膜と前記圧電膜と前記上部電極膜とを、前記バルク弾性波共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍の厚さとなるように形成する工程と、前記温度補償膜として、前記共振周波数の波長の１／２の整数倍より薄い膜を形成する工程と、前記温度補償膜の表面に、別の膜を積層形成し、前記バルク弾性波共振器の共振周波数を所定の値に調整する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
本願請求項４記載の発明は、請求項１または２いずれか記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、少なくとも２つのバルク弾性波共振器を備え、一方のバルク弾性波共振器の前記温度補償膜の表面をエッチング除去し、または前記表面の温度補償膜を選択的に除去し、該一方のバルク弾性波共振器の共振周波数を他方のバルク弾性波共振器の共振周波数とは異なる値に調整する工程を含むことを特徴とする。
【００２１】
本願請求項５記載の発明は、請求項３記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、少なくとも２つのバルク弾性波共振器を備え、一方のバルク弾性波共振器の前記温度補償膜表面に別の膜を積層形成し、該一方のバルク弾性波共振器の共振周波数を他方のバルク弾性波共振器の共振周波数とは異なる値に調整する工程を含むことを特徴とする。
【００２２】
本願請求項６記載の発明は、請求項４または５いずれか記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、前記他方のバルク弾性波共振器の前記温度補償膜の表面をエッチング除去し、または前記表面の温度補償膜を選択的に除去し、該他方のバルク弾性波共振器の共振周波数を前記一方のバルク弾性波共振器の共振周波数とは異なる値に調整する工程を含むことを特徴とする。
【００２３】
本願請求項７記載の発明は、請求項４または５いずれか記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、前記他方のバルク弾性波共振器の前記温度補償膜表面に別の膜を積層形成し、該他方のバルク弾性波共振器の共振周波数を前記一方のバルク弾性波共振器の共振周波数とは異なる値に調整する工程を含むことを特徴とする。
【００２４】
本願請求項８記載の発明は、請求項１乃至７いずれか記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、前記共振周波数を調整する工程は、前記温度補償膜の厚さ、あるいは前記別の膜を積層形成する場合は前記温度補償膜と前記膜の積層膜との厚さをバルク弾性波共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍に調整する工程であることを特徴とする。
【００２５】
本願請求項９記載の発明は、請求項１乃至７いずれか記載のバルク弾性波共振器の製造方法において、前記共振周波数を調整する工程は、共振周波数を高くする場合は前記温度補償膜をエッチング除去し、共振周波数を低くする場合は前記温度補償膜に別の膜を積層形成する工程であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、下部電極膜、圧電膜および上部電極膜の全体の厚さを、共振周波数の波長の１／２の整数倍として、その表面に概ね共振周波数の波長の１／２の整数倍の厚さとなるように温度補償膜をエッチング除去あるいは別の膜を積層形成することで共振周波数の調整を行う構成としているので、共振特性に寄与する上部電極等の形状は変化せず、バルク弾性波共振器の特性を劣化させずに共振周波数の調整が可能となる。
【００２７】
また、共振周波数の調整が行われた後の温度補償膜の厚さは、概ね共振周波数の波長の１／２の整数倍となるので、予め、温度補償膜の厚さが共振周波数の波長の１／２の整数場となるときに温度補償可能な膜を選択することで、共振周波数の調整と温度補償とを同時に行うことができるという利点がある。
【００２８】
また本発明は、複数のバルク弾性波共振器が同一基板上に形成されている場合でも、個々のバルク弾性波共振器の共振周波数の調整が可能であり、量産性に優れた製造方法となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施例のバルク弾性波共振器の温度補償膜をエッチングする前の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例のバルク弾性波共振器の温度補償膜をエッチングした後の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例のバルク弾性波共振器の温度補償膜に別の膜を積層する前の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例のバルク弾性波共振器の温度補償膜に別の膜を積層した後の断面図である。
【図５】本発明の第４の実施例のバルク弾性波共振器を説明する図である。
【図６】本発明の第５の実施例のバルク弾性波共振器を説明する図である。
【図７】従来のバルク弾性波共振器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明のバルク弾性波共振器は、下部電極膜と圧電膜と上部電極膜の全体の厚さを共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍とし、表面に形成した温度補償膜の厚さを調整することで、共振周波数を調整する構成としている。温度補償膜は、共振器の共振周波数の波長の概ね１／２の整数倍になったとき、所望の共振周波数となる。したがって、温度補償膜を共振器の共振周波数の波長の概ね１／２の整数倍のときに温度補償膜として機能する膜を選択すれば、温度補償と共振周波数の調整が同時に実現でき、しかも共振器としての特性維持を図ることが可能となる。以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施例のバルク弾性波共振器の断面図である。図１に示すように、支持基板となるシリコン基板１上に下部電極膜２、圧電膜３および上部電極膜５が順に積層している。この積層膜の厚さは、バルク弾性波共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍に設定している。
【００３２】
ここで、圧電膜として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、電極膜としてモリブデン（Ｍｏ）を用いると、それぞれ材料の温度係数は約−２５ｐｐｍ／℃、約−６０ｐｐｍ／℃であり、温度補償膜４を備えない従来構造の薄膜バルク弾性波共振器は、−４０ｐｐｍ／℃前後の負の温度係数をもち、温度上昇に伴って共振周波数が下がる傾向となる。
【００３３】
そこで上部電極膜５上に、シリコン酸化膜からなる温度補償膜４を積層形成する。この温度補償膜４は、バルク弾性波共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍よりわずかに厚く形成する。図１では、温度補償膜４ａが共振周波数の波長の１／２の整数倍に相当する部分を、温度補償膜４ｂがわずかに厚く積層した部分を表している。本実施例では、温度補償膜４ａと温度補償膜４ｂは、いずれもシリコン酸化膜とし、連続して形成する。
【００３４】
このような構造のバルク弾性波共振器は、所望の共振周波数より低い共振周波数で共振する。そこで所望の共振周波数となるように調整するため、温度補償膜４ａの表面の温度補償膜４ｂの厚さ分だけエッチング除去し、温度補償膜の厚さを薄くする（図２）。温度補償膜の厚さを薄くする方法としては、イオンビームミリング法や反応性ドライエッチング法などドライエッチング法が簡便な方法である。共振周波数は、共振周波数の測定とエッチングを繰り返すことで、所望の値に調整することができる。この調整により、温度補償膜４ｂがエッチング除去され、温度補償膜４ａの厚さが共振周波数の波長の概ね１／２の整数倍に相当する厚さとなる。
【００３５】
このように形成されたバルク弾性波共振器では、下部電極膜２と圧電膜３と上部電極膜５の積層膜の厚さを共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍とするとともに、温度補償膜の厚さも共振器の共振周波数の波長の概ね１／２の整数倍となる。より具体的には、圧電性を有する結晶配向方向を有する場合には、下部電極膜２と圧電膜３と上部電極膜５の厚さを共振器の共振周波数の波長の概ね１／２の奇数倍となる。膜厚が概ね等しく互いに逆方向の圧電性を示す結晶配向方向を有する２層の圧電膜から構成される場合には、下部電極膜２と２層の圧電膜３と上部電極膜５の厚さを共振器の共振周波数の波長の概ね１／２の２倍となる。また、互いに逆方向の結晶配向方向を有する圧電膜３が交互に偶数層積層された多層構造からなる場合は、その厚さを共振器の共振周波数の波長の概ね１／２の層数倍となる。
【００３６】
簡単のため、圧電膜が単一の圧電性を示す結晶配向方向を有し、下層電極膜２と圧電膜３と上部電極膜５の積層膜の全体の厚さを共振周波数の波長の１／２とし、温度補償膜の厚さも共振周波数の概ね１／２となる一次共振の場合について説明する。なお、２以上の整数倍となる高次の共振の場合についても考え方は同様であるため、説明は省略する。
【００３７】
この場合、下部電極膜２の下面と上部電極膜５の上面（温度補償膜の下面と一致）および温度補償膜４ａの上面が、バルク弾性波振動における歪あるいは応力分布の節となり、全体で１波長分の弾性波が励起されて共振状態となる。この下部電極膜２と圧電膜３と上部電極膜５の積層構造における歪分布は、温度補償膜４ａのない下部電極膜２と圧電膜３と上部電極膜５からなるバルク弾性波共振器の歪分布と一致する。そのため、膜内の歪分布を決める圧電結合係数は概ね同一に保たれ、特性の劣化はない。先に説明した図７に示す従来例では、下部電極膜２、圧電膜３、温度補償膜４と上部電極膜５の積層構造で構成され、下部電極膜２の下面と上部電極膜５の上面を歪分布の節となる共振器の場合には、上部電極膜５の表面をエッチング除去して上部電極膜５の厚さが変化すると下部電極膜と２圧電膜３と上部電極膜５の歪分布が変化し、そのため圧電結合係数が劣化してしまうので、本発明の効果が大きいことがわかる。
【００３８】
バルク弾性波共振器の最下面である下部電極膜２の下面と最上面である上部電極膜５の上面は温度によらず常に歪分布の節となる。圧電膜３と下部電極膜２、上部電極膜５の温度特性に対して温度補償膜４ａの温度特性の符号が逆である。そのため、温度変動によって圧電膜３と各電極膜の波長が短くなると温度補償膜の波長が長くなり、互いに相殺することによって共振周波数が温度によらずほぼ一定に保たれ、あるいは共振周波数の温度による変動が緩和される。
【００３９】
なお、圧電膜に励起されるバルク弾性波が温度補償膜にしみ出し、温度補償膜の粘性等による弾性的損失が発生するため、Ｑ値は幾分低下するが、従来例のような圧電膜と各電極膜の間に温度補償膜を挟む構造に比べて、その低減は軽微である。
【００４０】
以上説明したように、温度補償膜４ａの上面および下面が歪分布の節になるようにすれば良いから、温度補償膜の厚さは共振周波数の波長の概ね１／２ばかりでなく、その整数倍であってもよい。
【００４１】
温度補償膜４としては、二酸化シリコン膜の他、不純物をドーピングした二酸化シリコン酸化膜、酸素の組成を変えたシリコン酸化膜やシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ）を用いることができ、温度補償膜４としてバルク弾性波共振器の共振周波数の波長の概ね１／２の整数倍の膜厚としたときに、下部電極膜２、圧電膜３および上部電極膜５で構成される共振周波数の波長の１／２の整数倍となる負の温度係数を持つ部分の温度依存性を補償するような特性の膜を選択すればよい。
【実施例２】
【００４２】
次に第２の実施例について説明する。上記第１の実施例では、温度補償膜４は単一の材料で構成した場合について説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、化学的性質の異なる多層膜としてもよい。例えば、シリコン酸化膜とシリコン膜、シリコン酸化膜と金属膜であるモリブデン（Ｍｏ）膜の積層膜構造等、選択的にエッチング除去可能な膜の組合わせとすればよい。また２種類の膜の多層構造とすることに限定されず、複数の膜の多層構造としてもよい。
【００４３】
一例として、シリコン酸化膜とシリコン膜の多層構造とした場合について説明する。温度補償膜は、膜厚全体を多層構造とすることは必ずしも必要はないが、少なくとも共振周波数の調整に必要な領域を多層構造とすると、簡便な共振周波数調整が可能となる。
【００４４】
バルク弾性波共振器の共振周波数が所定の値より低い場合、例えば最表面のシリコン酸化膜をエッチング除去する。その際、共振周波数を調整するために除去する厚さに相当する厚さ、あるいはそれより薄くシリコン酸化膜を形成しておくと、共振周波数の調整のため、最表面シリコン酸化膜を完全に除去することになる。この除去工程では、シリコン酸化膜の下層のシリコン膜がエッチングストッパーとして機能し、確実にシリコン酸化膜だけを除去することができる。
【００４５】
シリコン酸化膜一層のエッチングだけでは所望の共振周波数に達していない場合には、最表面のシリコン膜をエッチング除去する。この場合、共振周波数を調整するために除去する厚さに相当する厚さ、あるいはそれより薄くシリコン膜を形成しておくと、共振周波数の調整のため、最表面となったシリコン膜を完全に除去することになる。シリコン膜の下層のシリコン酸化膜がストッパーとして機能し、確実にシリコン膜だけを除去することができる。以下、所望の共振周波数に達するまで、このエッチングを繰り返せばよい。所望の共振周波数に達したとき、残った温度補償膜の厚さは、バルク弾性波共振器の共振周波数の波長の概ね１／２の整数倍となる。
【００４６】
なお、上記のように温度補償膜を化学的に性質の異なる膜の多層構造とすると、温度補償膜として機能する場合に最適な厚さとは若干ずれる可能性がある。しかし、その差はわずかであり、最適な厚さから若干ずれても十分な温度補償機能を得ることが可能である。
【実施例３】
【００４７】
次に第３の実施例について説明する。上述の第１および第２の実施例では、温度補償膜４をエッチング除去して所望の厚さにする場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。具体的には図３および図４に示すように別の膜を付加することで、所望の厚さにしてもよい。
【００４８】
上記実施例同様、支持基板となるシリコン基板１上に下部電極膜２、圧電膜３および上部電極膜５が順に積層している。これらの膜の厚さは、バルク弾性波共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍に設定している。その後、温度補償膜４ｃを積層形成する。この温度補償膜４ｃは、バルク弾性波共振器の共振周波数の波長の１／２の整数倍よりわずかに薄い（図３）。
【００４９】
このような構造のバルク弾性波共振器は、所望の共振周波数より高い共振周波数で共振する。そこで所望の共振周波数となるように調整するため、温度補償膜４ｃの表面に別の温度補償膜４ｄを追加し、温度補償膜を厚くする（図４）。別の温度補償膜４ｄとしては、シリコン酸化膜との他、温度補償膜として使用可能な不純物をドーピングした二酸化シリコン酸化膜、酸素の組成を変えたシリコン酸化膜やシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ）等の誘電体膜や金属膜を使用する。
【００５０】
温度補償膜の厚さを厚くする方法としては、例えばスパッタ法による所望の膜の積層形成が簡便な方法である。共振周波数は、共振周波数の測定とエッチングを繰り返すことで、所望の値に調整することができる。この調整により、温度補償膜４ｄを付加され、温度補償膜の厚さが共振周波数の波長の概ね１／２の整数倍に相当する厚さとなる。
【００５１】
本実施例においても、下部電極膜２と圧電膜３と上部電極膜５の積層膜の厚さを共振器の共振周波数の１／２の整数倍とするとともに、温度補償膜４ｃに温度補償膜４ｄを追加することで全体としての温度補償膜の厚さも共振器の共振周波数の波長の概ね１／２の整数倍となり、上記第１の実施例同様の効果が得られる。
【００５２】
なお、上記実施例では、単一のバルク弾性波共振器を例にして説明したが、通常の製造工程では、ウエハ状のシリコン基板上に複数のバルク弾性波共振器を同時に形成することになる。その場合、ウエハの周辺部と中央部等ウエハの位置によって共振周波数がばらつく。そこで、上記実施例で説明した温度補償膜のエッチング量等は、共振周波数のばらつき等を考慮し、あるいは共振周波数の変化の傾向等を考慮し、適宜設定すればよい。この場合、温度補償膜の厚さは、温度補償膜として機能する最適な厚さとは若干ずれる可能性がある。しかし、その差はわずかであり、最適な厚さから若干ずれていても十分な温度補償機能を得ることができるので、ばらつきによる生じる歩留まり等を考慮し、最適な値に設定すればよい。
【実施例４】
【００５３】
次に第４の実施例について説明する。バルク弾性波共振器を用いてフィルタを形成する場合、異なる共振周波数を有する複数のバルク弾性波共振器を用いる。本発明はこのように同一基板に複数のバルク弾性波共振器を形成する場合にも適用可能である。例えば、同一基板に２つのバルク弾性波共振器を形成する場合について図５に示すように、支持基板となるシリコン基板１上に２つのバルク弾性波共振器１０Ａ、１０Ｂが形成されている。図５に示すように、バルク弾性波共振器１０Ａは、シリコン基板１上に、下部電極膜２Ａ、圧電膜３および上部電極膜５Ａが順に積層している。一方バルク弾性波共振器１０Ｂは、シリコン基板１上に、下部電極膜２Ｂ、圧電膜３および上部電極膜５Ｂが順に積層している。さらにそれぞれ温度補償膜４Ａ、４Ｂが積層している。これらの温度補償膜４Ａ、４Ｂは図５に示すように厚さが異なっている。このような温度補償膜は、一方のバルク弾性波共振器の温度補償膜の表面を選択的にエッチング除去したり、他方のバルク弾性波共振器の温度補償膜上に別の膜を積層することで形成することができる。
【００５４】
具体的には、上記第１の実施例を適用する場合について説明する。まず、上部電極膜５Ａ、５Ｂ上に、バルク弾性波共振器１０Ｂの共振周波数の概ね１／２の整数倍の厚さの温度補償膜を積層する。その後、バルク弾性波共振器１０Ｂ形成領域を覆い、バルク弾性波共振器１０Ａ形成領域を開口するようにレジスト膜をパターニングし、バルク弾性波共振器１０Ａの共振周波数の概ね１／２の整数倍の厚さとなるまで温度補償膜をエッチング除去する。その後、レジスト膜を除去すると図５に示すように、バルク弾性波共振器１０Ａの温度補償膜４Ａの厚さとバルク弾性波共振器１０Ｂの温度補償膜４Ｂの厚さとが異なる形状を同一基板上に形成することが可能となる。
【実施例５】
【００５５】
次に第５の実施例について説明する。上記第４の実施例において、上記第３の実施例を適用する場合には、温度補償膜を化学的性質の異なる多層膜とすればよい。
【００５６】
具体的には、上記第３の実施例を適用する場合について説明する。まず、上部電極膜５Ａ、５Ｂ上に、バルク弾性波共振器１０Ａの共振周波数の１／２の整数倍の厚さの温度補償膜を積層する。その後、バルク弾性波共振器１０Ａ形成領域を覆い、バルク弾性波共振器１０Ｂ形成領域を開口するようにレジスト膜をパターニングし、バルク弾性波共振器１０Ｂの共振周波数の概ね１／２の整数倍の厚さとなるまで別の膜、例えば金属膜を積層し、リフトオフすることで、図６に示すように、温度補償膜４Ｂ上に別の膜４ｅを形成することができる。
【実施例６】
【００５７】
さらに別の実施例として、一方のバルク弾性波共振器の温度補償膜のみをエッチングする代わりに、両方の温度補償膜をそれぞれ所望の厚さだけエッチングすることで共振周波数を調整することも可能である。同様に、一方のバルク弾性波共振器の温度補償膜上のみに別の膜を積層する代わりに、両方のバルク弾性波共振器の温度補償膜上に別の膜をそれぞれ積層して共振周波数を調整することも可能である。さらに、温度補償膜のエッチングによる共振周波数の調整と別の膜を積層することによる共振周波数の調整を組み合わせても問題ない。
【００５８】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。具体的には、圧電膜として窒化アルミニウムに限定されるものでなく、窒化スカンジウムアルミニウム（Ａｌ1-xＳｃxＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）も利用することが可能である。また、上部電極膜あるいは下部電極膜は、モリブデン（Ｍｏ）の代わりに、プラチナ（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）等の金属薄膜で形成することができる。同様に、温度補償膜として使用する金属膜についても、モリブデン（Ｍｏ）の代わりに、プラチナ（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）等の金属薄膜で形成することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１：シリコン基板、２：下部電極膜、３：圧電膜、４：温度補償膜、５：上部電極膜、６：凹部
【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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