(57)【要約】【課題】本発明はバルク音響共振器に関する。【解決手段】基板と、上記基板上に配置される下部電極と、少なくとも一部が上記下部電極上に配置される圧電体層と、上記圧電体層上に配置される上部電極と、を含み、上記下部電極と上記上部電極の少なくとも一方は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金層を含むバルク音響共振器が開示される。【選択図】図２
2019036949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置される下部電極と、
少なくとも一部が前記下部電極上に配置される圧電体層と、
前記圧電体層上に配置される上部電極と、
を含み、
前記下部電極と前記上部電極の少なくとも一方は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金層を含む、バルク音響共振器。
【請求項２】
前記下部電極と前記上部電極は、いずれも、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金層を含む、請求項１に記載のバルク音響共振器。
【請求項３】
前記上部電極は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）のいずれか１種からなるか、又は、いずれか１種を含む合金からなる層をさらに含む、請求項２に記載のバルク音響共振器。
【請求項４】
前記下部電極は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）のいずれか１種からなるか、又は、いずれか１種を含む合金からなる層をさらに含む、請求項２又は３に記載のバルク音響共振器。
【請求項５】
前記下部電極のみがスカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金層を含み、
前記上部電極は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）のいずれか１種からなるか、又は、いずれか１種を含む合金からなる層をさらに含む、請求項１に記載のバルク音響共振器。
【請求項６】
前記下部電極は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）のいずれか１種からなるか、又は、いずれか１種を含む合金からなる層をさらに含む、請求項５に記載のバルク音響共振器。
【請求項７】
前記上部電極のみがスカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金層を含み、
前記下部電極は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）のいずれか１種からなるか、又は、いずれか１種を含む合金からなる層をさらに含む、請求項１に記載のバルク音響共振器。
【請求項８】
前記上部電極は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）のいずれか１種からなるか、又は、いずれか１種を含む合金からなる層をさらに含む、請求項７に記載のバルク音響共振器。
【請求項９】
前記スカンジウム（Ｓｃ）の含有量は０．１〜５ａｔ％である、請求項１から８のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項１０】
前記圧電体層は、窒化アルミニウムであるか、又は、希土類金属を含有するドープ窒化アルミニウムである、請求項１から９のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項１１】
前記希土類金属は、スカンジウム、エルビウム、イットリウム、及びランタンからなる群から選ばれる１種、又は、これらの組み合わせを含む金属であり、前記窒化アルミニウムに含まれる元素の含有量は０．１〜３０ａｔ％である、請求項１０に記載のバルク音響共振器。
【請求項１２】
前記基板と前記下部電極との間に配置され、キャビティの周囲に配置される蝕刻防止部をさらに含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項１３】
前記圧電体層の一部領域の下部に配置される挿入層をさらに含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項１４】
前記基板の上部又は基板にはキャビティが形成される、請求項１から１３のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項１５】
前記上部電極は、活性領域の縁部に配置されるフレーム部を備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項１６】
前記基板には、溝内に埋め込み配置されるか、又は、基板上に積層される反射層が備えられる、請求項１から１５のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項１７】
前記反射層は、第１反射部材と、前記第１反射部材の上部に配置される第２反射部材と、を備え、
前記第１反射部材及び前記第２反射部材は、一対又は交互に配置される複数の対からなる請求項１６に記載のバルク音響共振器。
【請求項１８】
圧電体層の下部に配置される下部電極と、
前記圧電体層の上部に配置される上部電極と、
を含み、
前記下部電極と前記上部電極の少なくとも一方は、モリブデン（Ｍｏ）よりも低い音響インピーダンスを有し、機械的強度が３５ＭＰａよりも大きい物質で形成される、バルク音響共振器。
【請求項１９】
前記物質は、アルミニウムよりも高い耐化学性を有する、請求項１８に記載のバルク音響共振器。
【請求項２０】
前記物質は、金と接触する電解質溶液中で決定されるとき、アルミニウムよりも大きいガルバニック腐食耐性（ｇａｌｖａｎｉｃ  ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を有する、請求項１８又は１９に記載のバルク音響共振器。
【請求項２１】
前記物質は、アルミニウム２元合金である、請求項１８から２０のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項２２】
前記圧電体層は、＜１．７３°（０００２）の半値幅（ＦＷＨＭ）を有する結晶配向（Ｃｒｙｓｔａｌｓ  ｏｒｉｅｎｔｅｄ）で構成される、請求項１８から２１のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項２３】
前記物質は、＜１．１３°（１１１）の半値幅（ＦＷＨＭ）を有する結晶配向で構成される、請求項１８から２２のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項２４】
前記物質は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金で形成される、請求項１８から２３のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項２５】
基板上に配置される第１下部電極層と、第１下部電極層の上部に配置される第２下部電極層とを含む下部電極と、
前記下部電極の上部に配置される圧電体層と、
前記圧電体層の上部に配置される上部電極と、
を含み、
前記第１下部電極層と前記第２下部電極層のうちの一方は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金で形成され、前記第１下部電極層と前記第２下部電極層のうちの他方は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金以外の物質が形成される、バルク音響共振器。
【請求項２６】
前記アルミニウム合金における前記スカンジウム（Ｓｃ）の含有量は、０．１〜５ａｔ％である、請求項２５に記載のバルク音響共振器。
【請求項２７】
前記上部電極は、モリブデン（Ｍｏ）で形成される、請求項２５又は２６に記載のバルク音響共振器。
【請求項２８】
前記上部電極は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金で形成される、請求項２５又は２６に記載のバルク音響共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルク音響共振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、５Ｇ通信への技術関心度が高まっており、候補帯域において実現可能な技術の開発が活発に進められている。
【０００３】
一方、フィルム型バルク音響共振器（Ｆｉｌｍ  Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ：ＦＢＡＲ）によって実現可能な周波数帯域は略６ＧＨｚ以下である。２〜３ＧＨｚ周波数帯域で駆動されるフィルム型バルク音響共振器の場合は、電極及び圧電層の厚さを容易に実現することができるが、５ＧＨｚの周波数帯域で駆動されるフィルム型バルク音響共振器の場合は、工程難易度の上昇や性能の劣化が予想される。
【０００４】
特に、５ＧＨｚの周波数帯域で駆動されるフィルム型バルク音響共振器の場合には、超薄膜電極を実現する必要があり、圧電層の厚さも必然的に薄くなる。ところで、モリブデン（Ｍｏ）のような高い音響インピーダンス（ｈｉｇｈ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）の電極材料を使用すると、厚さ減少による電気的損失（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｌｏｓｓ）が大きくなることが予想され、さらに、共振器及びフィルタ装置の電気的損失も大きくなると予想される。
【０００５】
しかしながら、アルミニウム（Ａｌ）のような低い音響インピーダンス（ｌｏｗ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）の電極材料を使用すると、アルミニウム（Ａｌ）の機械的性質（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｙ）が悪いため、機械的・動的損失（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｌｏｓｓ）が大きくなることが予想され、圧電体層の形成時に結晶配向性が悪くなるという問題がある。
【０００６】
即ち、モリブデン（Ｍｏ）のような高い音響インピーダンス（ｈｉｇｈ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）の電極材料を使用する場合は、上部電極と下部電極の厚さを１０００Å、圧電層の厚さを３０００Åにしなければ、５ＧＨｚの周波数を実現できない。しかしながら、アルミニウム（Ａｌ）のような低い音響インピーダンスの電極材料を使用する場合には、上部電極と下部電極の厚さを２０００Å、圧電層の厚さを４０００Åにしても、５ＧＨｚの周波数を実現することができる。
【０００７】
しかしながら、上部電極と下部電極をアルミニウム（Ａｌ）のみで形成すると、機械的物性が低下し、電子移動（ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍｉｇｒａｔｉｏｎ）又は機械的変形（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）によってヒロック（ｈｉｌｌｏｃｋ）が発生するようになり、圧電層の結晶配向性及び共振器性能の劣化を引き起こす恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開１９９３−２６７９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、高周波数（例えば、６ＧＨｚ）の駆動条件下において、性能の劣化を低減させることができ、製造が容易なバルク音響共振器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施例によるバルク音響共振器は、基板と、上記基板上に配置される下部電極と、少なくとも一部が上記下部電極上に配置される圧電体層と、上記圧電体層上に配置される上部電極と、を含み、上記下部電極と上記上部電極の少なくとも一方は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金層を含むことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、高周波数（例えば、６ＧＨｚ）の駆動条件下において、性能の劣化を低減させることができ、製造が容易であるという効果がある。
【００１２】
さらに、４〜６ＧＨｚ領域での共振器の駆動時に、電気的な損失を低減することができ、圧電層の結晶配向性を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施例によるバルク音響共振器を示す平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ'線に沿った断面図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ'線に沿った断面図である。
【図４】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ'線に沿った断面図である。
【図５】純アルミニウムとスカンジウムを含有するアルミニウム合金の面抵抗変化率を示すグラフである。
【図６】純アルミニウムの表面欠陥を説明するための写真である。
【図７】スカンジウム含有アルミニウム合金（０．６２５ａｔ％）の表面欠陥を説明するための写真である。
【図８】スカンジウム含有アルミニウム合金（６．２５ａｔ％）の表面欠陥を説明するための写真である。
【図９】原子力顕微鏡による純アルミニウムの表面粗さを示す写真である。
【図１０】原子力顕微鏡によるスカンジウム含有アルミニウム合金（０．６２５ａｔ％）の表面粗さを示す写真である。
【図１１】原子力顕微鏡によるスカンジウム含有アルミニウム合金（６．２５ａｔ％）の表面粗さを示す写真である。
【図１２】純アルミニウム上に形成された圧電体層の表面欠陥を説明するための写真である。
【図１３】スカンジウム含有アルミニウム合金（６．２５ａｔ％）上に形成される圧電体層の表面欠陥を説明するための写真である。
【図１４】スカンジウム含有アルミニウム合金（０．６２５ａｔ％）上に形成される圧電体層の表面欠陥を説明するための写真である。
【図１５】本発明の第２実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図１６】本発明の第３実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図１７】本発明の第４実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図１８】本発明の第５実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図１９】本発明の第６実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図２０】本発明の第７実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図２１】本発明の第８実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図２２】本発明の第９実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図２３】本発明の第１０実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図２４】本発明の第１１実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図２５】本発明の第１２実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図２６】本発明の第１３実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図２７】本発明の第１４実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図２８】本発明の第１５実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図２９】本発明の第１６実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図３０】本発明の第１７実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図３１】本発明の第１８実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図３２】本発明の第１９実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（又は強調表示や簡略化表示）がされることがあり、図面上の同一の符号で示される要素は同一の要素である。
【００１５】
図１は本発明の第１実施例によるバルク音響共振器を示す平面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ'線に沿った断面図であり、図３は図１のＩＩ−ＩＩ'線に沿った断面図であり、図４は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ'線に沿った断面図である。
【００１６】
図１〜図４を参照すると、本発明の第１実施例によるバルク音響共振器１００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極１５０、圧電体層１６０、上部電極１７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【００１７】
基板１１０は、シリコン基板であることができる。例えば、基板１１０としては、シリコンウェーハが用いられてもよく、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）型の基板が用いられてもよい。
【００１８】
基板１１０の上面には絶縁層１１２が形成されてもよく、これによって、上部に配置される構成要素と基板１１０を電気的に隔離させることができる。また、絶縁層１１２は、製造過程においてキャビティＣを形成する場合、エッチングガスによって基板１１０が蝕刻されるのを防止する役割を果たす。
【００１９】
この場合、絶縁層１１２は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ２）、及び窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のうち少なくとも１種からなることができ、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＲＦマグネトロンスパッタリング（ＲＦ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、及びエバポレーション（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）のいずれかの工程により形成されることができる。
【００２０】
犠牲層１２０は、絶縁層１１２上に形成され、犠牲層１２０の内側にはキャビティＣと蝕刻防止部１３０が配置されることができる。キャビティＣは、製造時に犠牲層１２０の一部分を除去することによって形成される。このように、キャビティＣが犠牲層１２０の内側に形成されることで、犠牲層１２０の上部に配置される下部電極１５０などが平らに形成されるようになる。
【００２１】
蝕刻防止部１３０は、キャビティＣの境界に沿って配置される。蝕刻防止部１３０は、キャビティＣの形成過程において、キャビティ領域を超えて蝕刻されることを防止する。
【００２２】
メンブレン層１４０は、基板１１０とともにキャビティＣを形成する。また、メンブレン層１４０は、犠牲層１２０の除去時にエッチングガスとの反応性が低い材料からなることができる。なお、蝕刻防止部１３０は、メンブレン層１４０により形成された溝部１４２に挿入配置される。一方、メンブレン層１４０としては、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか１種の材料を含有する誘電体層（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｌａｙｅｒ）が使用されることができる。
【００２３】
なお、メンブレン層１４０上には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるシード層（図示せず）が形成されてもよい。即ち、シード層は、メンブレン層１４０と下部電極１５０との間に配置されることができる。シード層は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）以外にも、ＨＣＰ結晶構造を有する誘電体又は金属を用いて形成されることができる。一例として、シード層が金属である場合、シード層はチタニウム（Ｔｉ）で形成されることができる。
【００２４】
下部電極１５０は、メンブレン層１４０上に形成され、一部分がキャビティＣの上部に配置される。また、下部電極１５０は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【００２５】
一方、下部電極１５０は、一例として、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなることができる。これにより、機械的強度（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が増加し、ハイパワーな反応性スパッタリング（ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）が可能となる。このような蒸着条件とすることで、下部電極１５０の表面粗さ（ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が増加することを抑制でき、圧電体層１６０の高配向成長も誘導できるようになる。
【００２６】
また、スカンジウム（Ｓｃ）が含有されることにより、下部電極１５０の化学的抵抗（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が増加し、純アルミニウムからなる下部電極で発生する問題を補うことができ、製造時においても、乾式蝕刻（ｄｒｙ  ｅｔｃｈ）又は湿式工程（ｗｅｔ  ｐｒｏｃｅｓｓ）などの工程安定性を確保することができる。さらに、純アルミニウムからなる下部電極では、酸化が起こりやすいが、下部電極１５０がスカンジウムを含有するアルミニウム合金材料からなることで、酸化に対する耐化学性が向上するようになる。
【００２７】
これについてより詳細に説明する。先ず、１５００Åの厚さを有するように、モリブデン（Ｍｏ）材料とスカンジウムを含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）材料で電極を形成し、面抵抗を測定したところ、モリブデン（Ｍｏ）材料からなる電極では、面抵抗が０．９６８５であったが、０．６２５ａｔ％のスカンジウムを含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）材料からなる電極では、面抵抗が０．３１６であった。このように、アルミニウム合金（ＡｌＳｃ）材料からなる電極の場合、モリブデン（Ｍｏ）材料からなる電極と比較して、面抵抗が低くなることが分かる。
【００２８】
一方、スカンジウム（Ｓｃ）の含量は、０．１ａｔ％〜５ａｔ％であることができる。即ち、スカンジウム（Ｓｃ）の含量が０．１ａｔ％未満であると、アルミニウム（Ａｌ）による機械的物性の低下やヒロックなどが発生する恐れがあり、スカンジウム（Ｓｃ）の含量が５ａｔ％以上であると、面抵抗を示す電気的損失（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｌｏｓｓ）を改善することが難しくなる。また、スカンジウム（Ｓｃ）含量が増加すると、表面粗さが増大し、却って結晶配向性に悪影響を及ぼす恐れがある。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
そして、上記表から分かるように、純アルミニウム（Ａｌ）材料と比較して、スカンジウムを含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ、０．６２５ａｔ％）材料では、降伏強度が増加し、伸び率が減少した。
【００３１】
また、図５に示されたように、純アルミニウム（Ａｌ）材料と、スカンジウムを含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ、０．６２５ａｔ％）材料とを、１５００Åの厚さを有するように蒸着し、信頼性環境下で面抵抗変化を測定した。９６Ｈｒ後の面抵抗変化率を比較すると、スカンジウムを含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ、０．６２５ａｔ％）材料では、面抵抗変化率が純アルミニウム（Ａｌ）材料に比べて５０％程度の変化が認められ、耐酸化性特性に優れていることが分かる。
【００３２】
そして、下部電極１５０と金属パッド１９５とのガルバニック腐食（ｇａｌｖａｎｉｃ  ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）特性が優れるため、製造工程上の安定性を得ることができる。これと関連して、純アルミニウム（Ａｌ）とスカンジウムを含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ、０．６２５ａｔ％）材料を、１５００Åの厚さを有するように蒸着し、金属パッド１９５の材料として主に使用される金（Ａｕ）と接触させた後、電解質溶液（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）に６５時間浸漬してガルバニック腐食特性を比較した。その結果、スカンジウムを含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ、０．６２５ａｔ％）材料では、表面の変化が観察されなかったが、純アルミニウム材料では、金（Ａｕ）との腐食（ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）が観察された。よって、スカンジウムを含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）で下部電極１５０を形成することで、製造工程におけるガルバニック腐食に対する特性も確保することができる。
【００３３】
一方、下部電極１５０は、スカンジウム（Ｓｃ）のみを含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）からなる。即ち、スカンジウム（Ｓｃ）以外の金属は含有されない。若し、スカンジウム（Ｓｃ）以外の金属がさらに含有されると、このようなアルミニウム合金は相ダイヤグラム（ｐｈａｓｅ  ｄｉａｇｒａｍ）において三成分系をなす。この場合、組成の調整（ｃｏｎｔｒｏｌ）が難しくなり、相システム（ｐｈａｓｅ  ｓｙｓｔｅｍ）が複雑となるため、組成不均一や不要な結晶相が形成されることがある。
【００３４】
さらに、下部電極１５０が三成分系からなるアルミニウム合金であると、組成不均一や不要な結晶相の形成によって表面粗さが増大し、圧電体層１６０の形成時に、結晶配向性に悪影響を及ぼす恐れがある。
【００３５】
そのため、下部電極１５０がスカンジウム（Ｓｃ）のみを含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）からなることにより、下部電極１５０の上部に配置される圧電体層１６０の結晶配向性が向上する。これについては後述する。
【００３６】
圧電体層１６０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される下部電極１５０を覆うように形成される。一方、圧電体層１６０は、電気的エネルギーを弾性波形の機械的エネルギーに変換する圧電効果を引き起こす部分で、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のいずれかで形成されることができる。特に、圧電体層１６０が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で構成される場合、圧電体層１６０は希土類金属（Ｒａｒｅ  ｅａｒｔｈ  ｍｅｔａｌ）をさらに含むことができる。例えば、希土類金属としては、スカンジウム（Ｓｃ）、エルビウム（Ｅｒ）、イットリウム（Ｙ）、及びランタン（Ｌａ）のうち少なくとも１種を含むことができる。また、遷移金属としては、チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、及びニオブ（Ｎｂ）のうち少なくとも１種を含むことができる。さらに、２価金属であるマグネシウム（Ｍｇ）が含まれてもよい。
【００３７】
そして、圧電特性を向上させるために窒化アルミニウム（ＡｌＮ）に含まれる元素の含量は、０．１〜３０ａｔ％であることが好ましい。若し、圧電特性を向上させるために含まれる元素の含量が０．１ａｔ％未満であると、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）に比べて高い圧電特性を実現することができず、圧電特性を向上させるために含まれる元素の含量が３０ａｔ％を超えると、蒸着のための作製及び組成の調整が難しくなり、不均一相が形成されることがある。
【００３８】
一方、圧電体層１６０は、平坦部Ｓに配置される圧電部１６２と、拡張部Ｅに配置される屈曲部１６４と、を含む。
【００３９】
圧電部１６２は、下部電極１５０の上部面に直接積層される部分である。よって、圧電部１６２は、下部電極１５０と上部電極１７０との間に介在され、下部電極１５０及び上部電極１７０とともに平らな形に形成される。
【００４０】
屈曲部１６４は、圧電部１６２から外側に延長され、拡張部Ｅ内に位置する領域として定義されることができる。
【００４１】
屈曲部１６４は、後述する挿入層１８０上に配置され、挿入層１８０の形状に沿って持ち上げられる形態で形成される。そのため、圧電体層１６０は、圧電部１６２と屈曲部１６４との境界で屈曲され、屈曲部１６４は、挿入層１８０の厚さと形状に対応して持ち上げられる。
【００４２】
屈曲部１６４は、傾斜部１６４ａと延長部１６４ｂとに区分されることができる。
【００４３】
傾斜部１６４ａは、後述する挿入層１８０の傾斜面Ｌに沿って傾斜するように形成される部分のことをいう。また、延長部１６４ｂは、傾斜部１６４ａから外側に延長される部分のことをいう。
【００４４】
傾斜部１６４ａは、挿入層１８０の傾斜面Ｌと平行に形成され、傾斜部１６４ａの傾斜角は、挿入層１８０の傾斜面Ｌの傾斜角（図３のθ）と同一角度を有するように形成されることができる。
【００４５】
上部電極１７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６０を覆うように形成される。上部電極１７０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極１５０が入力電極として用いられる場合、上部電極１７０は出力電極として用いられ、下部電極１５０が出力電極として用いられる場合、上部電極１７０は入力電極として用いられることができる。
【００４６】
一方、上部電極１７０も、下部電極１５０と同様に、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなることができる。
【００４７】
挿入層１８０は、下部電極１５０と圧電体層１６０との間に配置される。挿入層１８０は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの誘電体からなることができるが、圧電体層１６０とは異なる材料からなる。また、必要に応じて、挿入層１８０が備えられる領域を空き空間（ａｉｒ）として形成することも可能であるが、これは、製造過程において挿入層１８０を除去することによって実現できる。
【００４８】
本実施例において、挿入層１８０の厚さは、下部電極１５０の厚さと比較して、同一であるか、又は、類似するように形成されることができる。また、圧電体層１６０の厚さと比較して、類似するか、又は、それよりも薄く形成されることができる。例えば、挿入層１８０は１００Å以上の厚さに形成され、圧電体層１６０の厚さよりは薄く形成されることができる。しかし、本発明の構成は、これに限定されるものではない。
【００４９】
一方、挿入層１８０は、メンブレン層１４０、下部電極１５０、及び蝕刻防止部１３０により形成される表面に沿って配置される。
【００５０】
挿入層１８０は、平坦部Ｓの周辺に配置され、圧電体層１６０の屈曲部１６４を支持する。よって、圧電体層１６０の屈曲部１６４は、挿入層１８０の形状に沿って傾斜部１６４ａと延長部１６４ｂとに区分されることができる。
【００５１】
挿入層１８０は、平坦部Ｓを除く領域に配置される。例えば、挿入層１８０は、平坦部Ｓを除く全領域に配置されてもよく、又は、一部の領域に配置されてもよい。
【００５２】
また、挿入層１８０は、少なくとも一部が圧電体層１６０と下部電極１５０との間に配置される。
【００５３】
平坦部Ｓの境界に沿って配置される挿入層１８０の側面は、平坦部Ｓから遠ざかるほど、厚さが厚くなる形で形成される。これにより、挿入層１８０は、平坦部Ｓと隣接するように配置される側面が、一定の傾斜角θを有する傾斜面Ｌとして形成される。
【００５４】
挿入層１８０の側面の傾斜角θが５°未満になるように製造するためには、挿入層１８０の厚さを極めて薄く形成するか、又は、傾斜面Ｌの面積を過度に大きく形成しなければならないため、その実現は実質的に困難である。
【００５５】
一方、挿入層１８０の側面の傾斜角θが７０°より大きく形成されると、挿入層１８０上に積層される圧電体層１６０の傾斜部１６４ａの傾斜角も、７０°より大きく形成される。このとき、圧電体層１６０が過度に屈曲するため、圧電体層１６０の屈曲部分においてクラック（ｃｒａｃｋ）が発生することがある。
【００５６】
よって、本実施例における上記傾斜面Ｌの傾斜角θは、５°以上７０°以下の範囲に形成される。
【００５７】
パッシベーション層１９０は、下部電極１５０と上部電極１７０の一部分を除く領域に形成される。一方、パッシベーション層１９０は、工程中に上部電極１７０及び下部電極１５０が損傷されることを防止する役割を果たす。
【００５８】
さらに、パッシベーション層１９０は、最終工程において、蝕刻によって一部分を除去することで、周波数を調整することができる。即ち、パッシベーション層１９０の厚さの調整が可能となる。パッシベーション層１９０としては、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか１種の材料を含有する誘電体層が使用されることができる。
【００５９】
金属パッド１９５は、下部電極１５０と上部電極１７０において上記パッシベーション層１９０が形成されていない一部分に形成される。一例として、金属パッド１９５は、金（Ａｕ）、金−スズ（Ａｕ−Ｓｎ）合金、銅（Ｃｕ）、銅−スズ（Ｃｕ−Ｓｎ）合金、アルミニウム（Ａｌ）、及びアルミニウム合金などの材料からなることができる。例えば、アルミニウム合金は、アルミニウム−ゲルマニウム（Ａｌ−Ｇｅ）合金であってもよい。
【００６０】
上述したように、下部電極１５０と上部電極１７０が、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなるため、電気的損失を改善することができる。
【００６１】
さらに、機械的強度を向上させることができるため、スパッタリング工程時に、より安定した圧電体層１６０の蒸着が可能となり、結晶配向性を向上でき、化学的抵抗の向上によって製造安定性が確保される。
【００６２】
これについてより詳細に説明する。先ず、５００Åの厚さを有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）材料のシード層上に純アルミニウム（Ａｌ）とスカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）を１５００Åの厚さを有するように蒸着した後、表面欠陥を観察したところ、純アルミニウム（Ａｌ）では、ヒロック及び結晶粒界凹溝（ｇｒａｉｎ  ｂｏｕｎｄａｒｙ  ｇｒｏｏｖｅ）による欠陥が多く観察されたが、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）では、ヒロック及び結晶粒界凹溝による欠陥が著しく低減された。
【００６３】
即ち、図６〜図８に示されたように、純アルミニウム（Ａｌ）では、凹溝（ｇｒｏｏｖｅ）による表面欠陥が観察され、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ、０．６２５ａｔ％）では、表面欠陥が観察されなかった。また、スカンジウム（Ｓｃ）含量が過度に高いと、却って表面粗さが増加することがわかる。
【００６４】
より具体的には、純アルミニウム（Ａｌ）と、スカンジウム（Ｓｃ）を０．６２５ａｔ％含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）と、スカンジウム（Ｓｃ）を６．２５ａｔ％含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）とを蒸着したサンプルを、原子力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて表面粗さを測定した。その結果、図９〜図１１に示されたように、純アルミニウム（Ａｌ）では、スキャンサイズ（１０μｍ×１０μｍ）基準で表面粗さ（Ｒａ）が３．７４ｎｍであり、スカンジウム（Ｓｃ）を０．６２５ａｔ％含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）では、スキャンサイズ（１０μｍ×１０μｍ）基準で表面粗さ（Ｒａ）が１．７０ｎｍであった。また、スカンジウム（Ｓｃ）を６．２５ａｔ％含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）では、スキャンサイズ（１０μｍ×１０μｍ）基準で表面粗さ（Ｒａ）が１０．２７ｎｍと増加した。
【００６５】
一方、純アルミニウム（Ａｌ）とスカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）はＦＣＣ結晶構造を有する。そして、アルミニウム合金（ＡｌＳｃ）ＦＣＣ結晶構造 （１１１）結晶面に配向される場合、圧電体層１６０である窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ＨＣＰ結晶構造（０００２）結晶面との格子不整合（ｌａｔｔｉｃｅ  ｍｉｓｍａｔｃｈ）率が８％となる。即ち、下部電極１５０をモリブデン（Ｍｏ）材料で形成する場合の格子不整合率１４％よりも、下部電極１５０を純アルミニウム（Ａｌ）とスカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）材料で形成する場合の格子不整合率が改善されることができる。
【００６６】
しかしながら、純アルミニウム（Ａｌ）では、表面欠陥などによって表面粗さが増大すると、圧電体層１６０の結晶配向性が悪化するようになる。
【００６７】
また、５００Åの厚さを有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）材料のシード層上に、純アルミニウム（Ａｌ）とスカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）及びモリブデン（Ｍｏ）を１５００Åの厚さを有するように蒸着した後、圧電体層１６０である窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を５０００Åの厚さを有するように蒸着し、薄膜の結晶配向性を比較するために、ＸＲＤ揺動曲線（ｒｏｃｋｉｎｇ  ｃｕｒｖｅ）を測定した結果、下記表の通りとなった。
【００６８】
【表２】
2019036949.tif 000004
【００６９】
上記表において、モリブデン（Ｍｏ）上に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を蒸着すると、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の結晶配向性は１．９５°となり、純アルミニウム（Ａｌ）上に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を蒸着すると、純アルミニウム（Ａｌ）の表面欠陥によって結晶配向性が１．７３°となった。換言すると、モリブデン（Ｍｏ）を適用した場合よりも純アルミニウム（Ａｌ）を適用した場合の方が圧電体層の結晶配向性が改善されるが、純アルミニウム（Ａｌ）の表面で観察された凹溝の表面欠陥は、図１２に示されたように、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を蒸着する場合にもそのまま転写される。また、スカンジウム（Ｓｃ）を６．２５ａｔ％含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）では、表面粗さの増加によって、図１３に示されたように、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の蒸着時に結晶配向性が２．１９°（表２参照）となり、純アルミニウム（Ａｌ）よりも悪くなる。しかしながら、スカンジウム（Ｓｃ）を０．６２５ａｔ％含有するアルミニウム合金（ＡｌＳｃ）では、図１４に示されたように、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の蒸着時に結晶配向性が０．７８°（表２参照）となり、非常に優れた結晶配向性が得られた。
【００７０】
即ち、スパッタリング工程時に、より安定した圧電体層１６０の蒸着が可能となり、結晶配向性を向上でき、化学的抵抗の向上によって製造安定性が確保されることができる。
【００７１】
以下では、添付の図面を参照して本発明に係るバルク音響共振器の変形実施例について説明する。但し、上述の構成要素と同一の構成要素については上記使用した符号を用いて図面に示し、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７２】
図１５は、本発明の第２実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【００７３】
図１５を参照すると、本発明の第２実施例によるバルク音響共振器２００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極２５０、圧電体層１６０、上部電極１７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【００７４】
下部電極２５０は、メンブレン層１４０上に形成され、一部分がキャビティＣの上部に配置される。また、下部電極２５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【００７５】
一方、下部電極２５０は、一例として、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、下部電極２５０は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【００７６】
一方、上部電極１７０が、上記の本発明の第１実施例によるバルク音響共振器１００に備えられる上部電極１７０のように、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなることにより、化学的抵抗が増加する。即ち、純アルミニウム材料からなる上部電極で発生する問題を補うことができ、製造時においても、乾式蝕刻又は湿式工程などの工程安定性を確保することができる。さらに、純アルミニウムからなる上部電極では、酸化が起こりやすいが、上部電極１７０がスカンジウムを含有するアルミニウム合金材料からなることで、酸化に対する耐化学性が向上するようになる。
【００７７】
図１６は、本発明の第３実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【００７８】
図１６を参照すると、本発明の第３実施例によるバルク音響共振器３００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極１５０、圧電体層１６０、上部電極３７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【００７９】
上部電極３７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６０を覆うように形成される。上部電極３７０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極１５０が入力電極として用いられる場合、上部電極３７０は出力電極として用いられ、下部電極１５０が出力電極として用いられる場合、上部電極３７０は入力電極として用いられることができる。
【００８０】
上部電極３７０は、一例として、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、上部電極３７０は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【００８１】
一方、下部電極１５０は上記の本発明の第１実施例によるバルク音響共振器１００に備えられる下部電極１５０のように、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる。これにより、機械的強度が増加し、ハイパワーな反応性スパッタリング（ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）が可能となる。そして、このような蒸着条件とすることで、下部電極１５０における表面粗さの増加を抑制でき、圧電体層１６０の高配向成長も誘導できるようになる。
【００８２】
また、スカンジウム（Ｓｃ）が含有されることにより、下部電極１５０の化学的抵抗が増加し、純アルミニウムからなる下部電極で発生する問題を補うことができ、製造時においても、乾式蝕刻又は湿式工程などの工程安定性を確保することができる。さらに、純アルミニウムからなる下部電極では、酸化が起こりやすいが、下部電極１５０がスカンジウムを含有するアルミニウム合金材料からなることで、酸化に対する耐化学性が向上するようになる。
【００８３】
図１７は、本発明の第４実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【００８４】
図１７を参照すると、本発明の第４実施例によるバルク音響共振器４００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極４５０、圧電体層１６０、上部電極１７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【００８５】
下部電極４５０は、メンブレン層１４０上に形成され、一部分がキャビティＣの上部に配置される。また、下部電極４５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【００８６】
一例として、下部電極４５０は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第１下部電極層４５２と、第１下部電極層４５２上に形成される第２下部電極層４５４と、を備える。
【００８７】
一方、第２下部電極層４５４は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第２下部電極層４５４は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【００８８】
上述したように、上部電極１７０と第１下部電極層４５２がスカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなるため、化学的抵抗が増加し、純アルミニウムからなる下部電極及び上部電極で発生する問題を補うことができ、製造時においても、乾式蝕刻又は湿式工程などの工程安定性を確保することができる。さらに、純アルミニウムからなる下部電極及び上部電極では、酸化が起こりやすいが、上部電極１７０及び下部電極４５０がスカンジウムを含有するアルミニウム合金材料からなることで、酸化に対する耐化学性が向上するようになる。
【００８９】
図１８は、本発明の第５実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【００９０】
図１８を参照すると、本発明の第５実施例によるバルク音響共振器５００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極５５０、圧電体層１６０、上部電極５７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【００９１】
下部電極５５０は、メンブレン層１４０上に形成され、一部分がキャビティＣの上部に配置される。また、下部電極５５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【００９２】
一例として、下部電極５５０は、第１下部電極層５５２と、第１下部電極層５５２の上部に形成され、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第２下部電極層５５４と、を備える。
【００９３】
一方、第１下部電極層５５２は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第１下部電極層５５２は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【００９４】
上部電極５７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６０を覆うように形成される。上部電極５７０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極５５０が入力電極として用いられる場合、上部電極５７０は出力電極として用いられ、下部電極５５０が出力電極として用いられる場合、上部電極５７０は入力電極として用いられることができる。
【００９５】
一方、上部電極５７０は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第１上部電極層５７２と、第１上部電極層５７２の上部に形成される第２上部電極層５７４と、を備える。
【００９６】
そして、第２上部電極層５７４は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第２上部電極層５７４は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【００９７】
上述したように、第２下部電極層５５４はスカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる。これにより、機械的強度が増加し、ハイパワーな反応性スパッタリング（ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）が可能となる。そして、このような蒸着条件とすることで、第２下部電極層５５４における表面粗さの増加を抑制でき、圧電体層１６０の高配向成長も誘導できるようになる。
【００９８】
また、第２下部電極層５５４及び第１上部電極層５７２がスカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなるため、化学的抵抗が増加し、純アルミニウムからなる下部電極及び上部電極で発生する問題を補うことができ、製造時においても、乾式蝕刻又は湿式工程などの工程安定性を確保することができる。さらに、純アルミニウムからなる下部電極及び上部電極では、酸化が起こりやすいが、第２下部電極層５５４及び第１上部電極層５７２がスカンジウムを含有するアルミニウム合金材料からなることで、酸化に対する耐化学性が向上するようになる。
【００９９】
図１９は、本発明の第６実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０１００】
図１９を参照すると、本発明の第６実施例によるバルク音響共振器６００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極６５０、圧電体層１６０、上部電極６７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【０１０１】
下部電極６５０は、メンブレン層１４０上に形成され、一部分がキャビティＣの上部に配置される。また、下部電極６５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【０１０２】
一方、下部電極６５０は、一例として、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、下部電極６５０は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１０３】
上部電極６７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６０を覆うように形成される。上部電極６７０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極６５０が入力電極として用いられる場合、上部電極６７０は出力電極として用いられ、下部電極６５０が出力電極として用いられる場合、上部電極６７０は入力電極として用いられることができる。
【０１０４】
一方、上部電極６７０は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第１上部電極層６７２と、第１上部電極層６７２の上部に形成される第２上部電極層６７４と、を備える。
【０１０５】
そして、第２上部電極層６７４は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第２上部電極層６７４は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１０６】
第１上部電極層６７２がスカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなるため、化学的抵抗が増加し、純アルミニウムからなる下部電極及び上部電極で発生する問題を補うことができ、製造時においても、乾式蝕刻又は湿式工程などの工程安定性を確保することができる。さらに、純アルミニウムからなる下部電極及び上部電極では、酸化が起こりやすいが、第１上部電極層６７２がスカンジウムを含有するアルミニウム合金材料からなることで、酸化に対する耐化学性が向上するようになる。
【０１０７】
図２０は、本発明の第７実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０１０８】
図２０を参照すると、本発明の第７実施例によるバルク音響共振器７００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極１５０、圧電体層１６０、上部電極７７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【０１０９】
上部電極７７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６０を覆うように形成される。上部電極７７０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極１５０が入力電極として用いられる場合、上部電極７７０は出力電極として用いられ、下部電極１５０が出力電極として用いられる場合、上部電極７７０は入力電極として用いられることができる。
【０１１０】
一方、上部電極７７０は、第１上部電極層７７２と、第１上部電極層７７２の上部に配置され、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第２上部電極層７７４と、を備える。
【０１１１】
そして、第１上部電極層７７２は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第１上部電極層７７２は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１１２】
図２１は、本発明の第８実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０１１３】
図２１を参照すると、本発明の第８実施例によるバルク音響共振器８００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極８５０、圧電体層１６０、上部電極１７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【０１１４】
下部電極８５０は、メンブレン層１４０上に形成され、一部分がキャビティＣの上部に配置される。また、下部電極８５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【０１１５】
一例として、下部電極８５０は、第１下部電極層８５２と、第１下部電極層８５２の上部に形成され、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第２下部電極層８５４と、を備える。
【０１１６】
一方、第１下部電極層８５２は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第１下部電極層８５２は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１１７】
図２２は、本発明の第９実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０１１８】
図２２を参照すると、本発明の第９実施例によるバルク音響共振器９００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極９５０、圧電体層１６０、上部電極９７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【０１１９】
下部電極９５０は、メンブレン層１４０上に形成され、一部分がキャビティＣの上部に配置される。また、下部電極９５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【０１２０】
一例として、下部電極９５０は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第１下部電極層９５２と、第１下部電極層９５２上に形成される第２下部電極層９５４と、を備える。
【０１２１】
一方、第２下部電極層９５４は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第２下部電極層９５４は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１２２】
上部電極９７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６０を覆うように形成される。上部電極９７０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極９５０が入力電極として用いられる場合、上部電極９７０は出力電極として用いられ、下部電極９５０が出力電極として用いられる場合、上部電極９７０は入力電極として用いられることができる。
【０１２３】
一方、上部電極９７０は、第１上部電極層９７２と、第１上部電極層９７２の上部に配置され、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第２上部電極層９７４と、を備える。
【０１２４】
そして、第１上部電極層９７２は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第１上部電極層９７２は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１２５】
図２３は、本発明の第１０実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０１２６】
図２３を参照すると、本発明の第１０実施例によるバルク音響共振器１０００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極１０５０、圧電体層１６０、上部電極１０７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【０１２７】
下部電極１０５０は、メンブレン層１４０上に形成され、一部分がキャビティＣの上部に配置される。また、下部電極１０５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【０１２８】
一方、下部電極１０５０は、一例として、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、下部電極１０５０は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１２９】
上部電極１０７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６０を覆うように形成される。上部電極１０７０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極１０５０が入力電極として用いられる場合、上部電極１０７０は出力電極として用いられ、下部電極１０５０が出力電極として用いられる場合、上部電極１０７０は入力電極として用いられることができる。
【０１３０】
一方、上部電極１０７０は、第１上部電極層１０７２と、第１上部電極層１０７２の上部に配置され、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第２上部電極層１０７４と、を備える。
【０１３１】
そして、第１上部電極層１０７２は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第１上部電極層１０７２は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１３２】
図２４は、本発明の第１１実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０１３３】
図２４を参照すると、本発明の第１１実施例によるバルク音響共振器１１００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極１５０、圧電体層１６０、上部電極１１７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【０１３４】
上部電極１１７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６０を覆うように形成される。上部電極１１７０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極１５０が入力電極として用いられる場合、上部電極１１７０は出力電極として用いられ、下部電極１５０が出力電極として用いられる場合、上部電極１１７０は入力電極として用いられることができる。
【０１３５】
一方、上部電極１１７０は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第１上部電極層１１７２と、第１上部電極層１１７２の上部に形成される第２上部電極層１１７４と、を備える。
【０１３６】
そして、第２上部電極層１１７４は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第２上部電極層１１７４は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１３７】
図２５は、本発明の第１２実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０１３８】
図２５を参照すると、本発明の第１２実施例によるバルク音響共振器１２００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極１２５０、圧電体層１６０、上部電極１２７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【０１３９】
下部電極１２５０は、メンブレン層１４０上に形成され、一部分がキャビティＣの上部に配置される。また、下部電極１２５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【０１４０】
一例として、下部電極１２５０は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第１下部電極層１２５２と、第１下部電極層１２５２上に形成される第２下部電極層１２５４と、を備える。
【０１４１】
一方、第２下部電極層１２５４は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第２下部電極層１２５４は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１４２】
上部電極１２７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６０を覆うように形成される。上部電極１２７０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極１２５０が入力電極として用いられる場合、上部電極１２７０は出力電極として用いられ、下部電極１２５０が出力電極として用いられる場合、上部電極１２７０は入力電極として用いられることができる。
【０１４３】
一方、上部電極１２７０は、一例として、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、上部電極１２７０は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１４４】
図２６は、本発明の第１３実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０１４５】
図２６を参照すると、本発明の第１３実施例によるバルク音響共振器１３００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極１３５０、圧電体層１６０、上部電極１３７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【０１４６】
下部電極１３５０は、メンブレン層１４０上に形成され、一部分がキャビティＣの上部に配置される。また、下部電極１３５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【０１４７】
一例として、下部電極１３５０は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第１下部電極層１３５２と、第１下部電極層１３５２上に形成される第２下部電極層１３５４と、を備える。
【０１４８】
一方、第２下部電極層１３５４は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第２下部電極層１３５４は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１４９】
上部電極１３７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６０を覆うように形成される。上部電極１３７０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極１３５０が入力電極として用いられる場合、上部電極１３７０は出力電極として用いられ、下部電極１３５０が出力電極として用いられる場合、上部電極１３７０は入力電極として用いられることができる。
【０１５０】
一方、上部電極１３７０は、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第１上部電極層１３７２と、第１上部電極層１３７２の上部に形成される第２上部電極層１３７４と、を備える。
【０１５１】
そして、第２上部電極層１３７４は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第２上部電極層１３７４は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１５２】
図２７は、本発明の第１４実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０１５３】
図２７を参照すると、本発明の第１４実施例によるバルク音響共振器１４００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極１４５０、圧電体層１６０、上部電極１４７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【０１５４】
下部電極１４５０は、メンブレン層１４０上に形成され、一部分がキャビティＣの上部に配置される。また、下部電極１４５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【０１５５】
一例として、下部電極１４５０は、第１下部電極層１４５２と、第１下部電極層１４５２の上部に形成され、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第２下部電極層１４５４と、を備える。
【０１５６】
一方、第１下部電極層１４５２は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第１下部電極層１４５２は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１５７】
上部電極１４７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６０を覆うように形成される。上部電極１４７０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極１４５０が入力電極として用いられる場合、上部電極１４７０は出力電極として用いられ、下部電極１４５０が出力電極として用いられる場合、上部電極１４７０は入力電極として用いられることができる。
【０１５８】
一方、上部電極１４７０は、一例として、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、上部電極１４７０は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１５９】
図２８は、本発明の第１５実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０１６０】
図２８を参照すると、本発明の第１５実施例によるバルク音響共振器１５００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、蝕刻防止部１３０、メンブレン層１４０、下部電極１５５０、圧電体層１６０、上部電極１５７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【０１６１】
下部電極１５５０は、メンブレン層１４０上に形成され、一部分がキャビティＣの上部に配置される。また、下部電極１５５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【０１６２】
一例として、下部電極１５５０は、第１下部電極層１５５２と、第１下部電極層１５５２の上部に形成され、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第２下部電極層１５５４と、を備える。
【０１６３】
一方、第１下部電極層１５５２は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第１下部電極層１５５２は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１６４】
上部電極１５７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６０を覆うように形成される。上部電極１５７０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極１５５０が入力電極として用いられる場合、上部電極１５７０は出力電極として用いられ、下部電極１５５０が出力電極として用いられる場合、上部電極１５７０は入力電極として用いられることができる。
【０１６５】
一方、上部電極１５７０は、第１上部電極層１５７２と、第１上部電極層１５７２の上部に配置され、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなる第２上部電極層１５７４と、を備える。
【０１６６】
そして、第１上部電極層１５７２は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第１上部電極層１５７２は、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はそれらの合金からなることができる。
【０１６７】
以下、下記に示す表を用いて本発明の第１実施例〜第１５実施例に対するバルク音響共振器の特性を説明する。
【０１６８】
各実施例における特性は、１２５×１２５μｍのサイズを有する共振器によって実現されるものである。一方、共振周波数（Ｆｓ、Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は略５ＧＨｚとし、圧電体層としては、スカンジウム（Ｓｃ）の含量が６．２５ａｔ％であるドープ窒化アルミニウム（Ｄｏｐｅｄ  ＡｌＮ、ＡｌＳｃＮ）を使用した。
【０１６９】
また、下部電極の下部にはシード層が積層され、シード層は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）材料からなり、５００Åの厚さを有する。そして、上部電極の上部にはパッシベーション層が積層され、パッシベーション層は酸化シリコン（ＳｉＯ）材料からなり、１０００Åの厚さを有する。
【０１７０】
下記表から分かるように、スカンジウム（Ｓｃ）が含有されたアルミニウム合金層を含む上部電極及び下部電極を使用すると、電極厚さを増加させることができ、挿入損失（Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  Ｌｏｓｓ）を低減することができ、特に、スカンジウム（Ｓｃ）が含有されたアルミニウム合金層を含む下部電極を使用すると、圧電体層（ＡｌＳｃＮ）の結晶配向性を向上させることができた。
【０１７１】
【表３−１】
2019036949.tif 000005
【表３−２】
2019036949.tif 000006
【表３−３】
2019036949.tif 000007
【０１７２】
図２９は、本発明の第１６実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０１７３】
図２９を参照すると、本発明の第１６実施例によるバルク音響共振器１６００は、一例として、基板１６１０、メンブレン層１６２０、下部電極１６３０、圧電体層１６４０、上部電極１６５０、パッシベーション層１６６０、及び金属パッド１６７０を含んで構成されることができる。
【０１７４】
基板１６１０は、シリコンが積層された基板であることができる。例えば、シリコンウェーハ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｗａｆｅｒ）が基板として用いられてもよい。一方、基板１６１０には、キャビティＣに対向配置される基板保護層１６１２が備えられてもよい。
【０１７５】
基板保護層１６１２は、キャビティＣの形成時に、基板１６１０の損傷を防止する役割を果たす。
【０１７６】
一例として、基板保護層１６１２は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ２）、及び窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のうち少なくとも１種からなることができ、化学気相蒸着、ＲＦマグネトロンスパッタリング、及びエバポレーションのいずれかの工程により形成されることができる。
【０１７７】
メンブレン層１６２０は、最後に除去される犠牲層（図示せず）の上部に形成され、犠牲層１６８０が除去されることによって、メンブレン層１６２０は基板保護層１６１２とともにキャビティＣを形成する。即ち、キャビティＣを形成するために基板１６１０上に犠牲層（図示せず）を形成し、その後、犠牲層を除去することによってキャビティＣが形成される。メンブレン層１６２０としては、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか１種の材料を含有する誘電体層が使用されることができる。
【０１７８】
一方、メンブレン層１６２０上には窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるシード層（図示せず）が形成されることができる。即ち、シード層は、メンブレン層１６２０と下部電極１６３０との間に配置されることができる。シード層は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）以外にも、ＨＣＰ結晶構造を有する誘電体又は金属を用いて形成されることができる。一例として、シード層が金属である場合、シード層はチタニウム（Ｔｉ）で形成されることができる。
【０１７９】
下部電極１６３０は、メンブレン層１６２０上に形成される。また、下部電極１６３０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【０１８０】
一方、下部電極１６３０は、一例として、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなることができる。これにより、機械的強度が増加し、ハイパワーな反応性スパッタリング（ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）が可能となる。このような蒸着条件とすることで、下部電極１６３０における表面粗さの増加を抑制でき、圧電体層１６４０の高配向成長も誘導できるようになる。
【０１８１】
また、スカンジウム（Ｓｃ）が含有されることにより、下部電極１６３０の化学的抵抗が増加し、純アルミニウムからなる下部電極で発生する問題を補うことができ、製造時においても、乾式蝕刻又は湿式工程などの工程安定性を確保することができる。さらに、純アルミニウムからなる下部電極では、酸化が起こりやすいが、下部電極１６３０がスカンジウムを含有するアルミニウム合金材料からなることで、酸化に対する耐化学性が向上するようになる。
【０１８２】
圧電体層１６４０は、下部電極１６３０の少なくとも一部を覆うように形成される。そして、圧電体層１６４０は、電気的エネルギーを弾性波形の機械的エネルギーに変換する圧電効果を引き起こす部分で、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のいずれかで形成されることができる。また、圧電体層１６４０が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で構成される場合、圧電体層１６４０は希土類金属をさらに含むことができる。例えば、希土類金属としては、スカンジウム（Ｓｃ）、エルビウム（Ｅｒ）、イットリウム（Ｙ）、及びランタン（Ｌａ）のうち少なくとも１種を含むことができる。また、遷移金属としては、チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、及びニオブ（Ｎｂ）のうち少なくとも１種を含むことができる。さらに、２価金属であるマグネシウム（Ｍｇ）が含まれてもよい。
【０１８３】
上部電極１６５０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１６４０を覆うように形成される。上部電極１６５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極１６３０が入力電極として用いられる場合、上部電極１６５０は出力電極として用いられ、下部電極１６３０が出力電極として用いられる場合、上部電極１６５０は入力電極として用いられることができる。
【０１８４】
一方、上部電極１６５０も、下部電極１６３０と同様に、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなることができる。
【０１８５】
また、上部電極１６５０には、活性領域、即ち、下部電極１６３０、圧電体層１６４０、及び上部電極１６５０が全部重なるように配置される領域の縁部に配置されるフレーム部１６５２が備えられることができる。フレーム部１６５２は、上部電極１６５０の他の部分よりも大きい厚さを有する。一例として、フレーム部１６５２は、共振時に発生する側方波（Ｌａｔｅｒａｌ  Ｗａｖｅ）を活性領域の内部に反射させて、共振エネルギーを活性領域に閉じ込める役割を果たす。
【０１８６】
パッシベーション層１６６０は、下部電極１６３０と上部電極１６５０の一部分を除く領域に形成される。一方、パッシベーション層１６６０は、工程中に上部電極１６５０及び下部電極１６３０が損傷されることを防止する役割を果たす。
【０１８７】
さらに、パッシベーション層１６６０は、最終工程において、蝕刻によってパッシベーション層１６６０の厚さを調整することで、周波数を調整することができる。パッシベーション層１６６０は、メンブレン層１６２０に使用される物質と同一の物質を使用することができる。例えば、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか１種の材料を含有する誘電体層が使用されることができる。
【０１８８】
そして、金属パッド１６７０は、下部電極１６３０と上部電極１６５０において上記パッシベーション層１６６０が形成されていない一部分に形成される。一例として、金属パッド１６７０は、金（Ａｕ）、金−スズ（Ａｕ−Ｓｎ）合金、銅（Ｃｕ）、銅−スズ（Ｃｕ−Ｓｎ）合金、アルミニウム（Ａｌ）、及びアルミニウム合金などの材料からなることができる。例えば、アルミニウム合金は、アルミニウム−ゲルマニウム（Ａｌ−Ｇｅ）合金であることができる。
【０１８９】
図３０は、本発明の第１７実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０１９０】
図３０を参照すると、本発明の第１７実施例によるバルク音響共振器１７００は、一例として、基板１７１０、メンブレン層１７２０、下部電極１７３０、圧電体層１７４０、上部電極１７５０、パッシベーション層１７６０、及び金属パッド１７７０を含んで構成されることができる。
【０１９１】
基板１７１０は、シリコンが積層された基板であることができる。例えば、シリコンウェーハが基板として用いられてもよい。一方、基板１７１０には、キャビティＣを形成するための溝１７２１が備えられてもよい。
【０１９２】
溝１７２１は、基板１７１０の中央部に配置するように形成されてもよく、活性領域の下部に配置されてもよい。ここで、活性領域とは、下部電極１７３０、圧電体層１７４０、及び上部電極１７５０が全部重なるように配置される領域のことをいう。
【０１９３】
メンブレン層１７２０は、基板１７１０とともにキャビティＣを形成する。即ち、メンブレン層１７２０は、基板１７１０の溝１７２１を覆うように形成されることができる。メンブレン層１７２０は、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか１種の材料を含有する誘電体層が使用されることができる。
【０１９４】
一方、メンブレン層１７２０上には窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるシード層（図示せず）が形成されることができる。即ち、シード層は、メンブレン層１７２０と下部電極１７３０との間に配置されることができる。シード層は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）以外にも、ＨＣＰ結晶構造を有する誘電体又は金属を用いて形成されることができる。一例として、シード層が金属である場合、シード層はチタニウム（Ｔｉ）で形成されることができる。
【０１９５】
下部電極１７３０は、メンブレン層１７２０上に形成される。また、下部電極１７３０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【０１９６】
一方、下部電極１７３０は、一例として、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなることができる。これにより、機械的強度が増加し、ハイパワーな反応性スパッタリング（ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）が可能となる。このような蒸着条件とすることで、下部電極１７３０における表面粗さの増加を抑制でき、圧電体層１７４０の高配向成長も誘導できるようになる。
【０１９７】
また、スカンジウム（Ｓｃ）が含有されることにより、下部電極１７３０の化学的抵抗が増加し、純アルミニウムからなる下部電極で発生する問題を補うことができ、製造時においても、乾式蝕刻又は湿式工程などの工程安定性を確保することができる。さらに、純アルミニウムからなる下部電極では、酸化が起こりやすいが、下部電極１７３０がスカンジウムを含有するアルミニウム合金材料からなることで、酸化に対する耐化学性が向上するようになる。
【０１９８】
圧電体層１７４０は、下部電極１７３０の少なくとも一部を覆うように形成される。そして、圧電体層１７４０は、電気的エネルギーを弾性波形の機械的エネルギーに変換する圧電効果を引き起こす部分で、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のいずれかで形成されることができる。また、圧電体層１７４０が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で構成される場合、圧電体層１６４０は希土類金属をさらに含むことができる。例えば、希土類金属としては、スカンジウム（Ｓｃ）、エルビウム（Ｅｒ）、イットリウム（Ｙ）、及びランタン（Ｌａ）のうち少なくとも１種を含むことができる。また、遷移金属としては、チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、及びニオブ（Ｎｂ）のうち少なくとも１種を含むことができる。さらに、２価金属であるマグネシウム（Ｍｇ）が含まれてもよい。
【０１９９】
上部電極１７５０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１７４０を覆うように形成される。上部電極１７５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極１７３０が入力電極として用いられる場合、上部電極１７５０は出力電極として用いられ、下部電極１７３０が出力電極として用いられる場合、上部電極１７５０は入力電極として用いられることができる。
【０２００】
一方、上部電極１７５０も、下部電極１７３０と同様に、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなることができる。
【０２０１】
また、上部電極１７５０には、活性領域の縁部に配置されるフレーム部１７５２が備えられることができる。フレーム部１７５２は、上部電極１７５０の他の部分よりも大きい厚さを有する。一例として、フレーム部１７５２は、共振時に発生する側方波を活性領域の内部に反射させて、共振エネルギーを活性領域に閉じ込める役割を果たす。
【０２０２】
パッシベーション層１７６０は、下部電極１７３０と上部電極１７５０の一部分を除く領域に形成される。一方、パッシベーション層１７６０は、工程中に上部電極１７５０及び下部電極１７３０が損傷されることを防止する役割を果たす。
【０２０３】
さらに、パッシベーション層１７６０は、最終工程において周波数を調整するために、蝕刻によってパッシベーション層１７６０の厚さが調整されることができる。パッシベーション層１７６０は、メンブレン層１７２０に使用される物質と同一の物質を使用することができる。例えば、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか１種の材料を含有する誘電体層が使用されることができる。
【０２０４】
そして、金属パッド１７７０は、下部電極１６３０と上部電極１７５０において上記パッシベーション層１７６０が形成されていない一部分に形成される。一例として、金属パッド１７７０は、金（Ａｕ）、金−スズ（Ａｕ−Ｓｎ）合金、銅（Ｃｕ）、銅−スズ（Ｃｕ−Ｓｎ）合金、アルミニウム（Ａｌ）、及びアルミニウム合金などの材料からなることができる。例えば、アルミニウム合金は、アルミニウム−ゲルマニウム（Ａｌ−Ｇｅ）合金であることができる。
【０２０５】
図３１は、本発明の第１８実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０２０６】
図３１を参照すると、本発明の第１８実施例によるバルク音響共振器１８００は、一例として、基板１８１０、メンブレン層１８２０、下部電極１８３０、圧電体層１８４０、上部電極１８５０、パッシベーション層１８６０、及び金属パッド１８７０を含んで構成されることができる。
【０２０７】
基板１８１０は、シリコンが積層された基板であることができる。例えば、シリコンウェーハが基板として用いられてもよい。一方、基板１８１０には、反射層１８１１が備えられてもよい。
【０２０８】
反射層１８１１は、基板１８１０の中央部に配置するように形成されてもよく、活性領域の下部に配置されてもよい。ここで、活性領域とは、下部電極１８３０、圧電体層１８４０、及び上部電極１８５０が全部重なるように配置される領域のことをいう。
【０２０９】
一方、反射層１８１１は、溝内に配置される第１、２反射部材１８１２、１８１４を備えることができる。第１、２反射部材１８１２、１８１４は、互いに異なる材料からなることができる。
【０２１０】
第１反射部材１８１２は、モリブデン（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はそれらの合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、ルテニウム（Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ），タングステン（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｕｍ：Ｉｒ）、白金（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、及びクロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などが使用可能である。また、第２反射部材１８１４は、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか１種の材料を含有する誘電体層が使用されることができる。さらに、第１、２反射部材１８１２、１８１４が一対のみをなしてもよく、又は、第１、２反射部材１８１２、１８１４が対をなして繰り返し構成されてもよい。
【０２１１】
メンブレン層１８２０は、基板１８１０の反射層１８１１を覆うように形成されることができる。メンブレン層１８２０は、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか１種の材料を含有する誘電体層が使用されることができる。
【０２１２】
一方、メンブレン層１８２０上には窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるシード層（図示せず）が形成されることができる。即ち、シード層は、メンブレン層１８２０と下部電極１８３０との間に配置されることができる。シード層は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）以外にも、ＨＣＰ結晶構造を有する誘電体又は金属を用いて形成されることができる。一例として、シード層が金属である場合、シード層はチタニウム（Ｔｉ）で形成されることができる。
【０２１３】
下部電極１８３０は、メンブレン層１８２０上に形成される。また、下部電極１８３０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。
【０２１４】
一方、下部電極１８３０は、一例として、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなることができる。これにより、機械的強度が増加し、ハイパワーな反応性スパッタリング（ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）が可能となる。このような蒸着条件とすることで、下部電極１８３０における表面粗さの増加を抑制でき、圧電体層１８４０の高配向成長も誘導できるようになる。
【０２１５】
また、スカンジウム（Ｓｃ）が含有されることにより、下部電極１８３０の化学的抵抗が増加し、純アルミニウムからなる下部電極で発生する問題を補うことができ、製造時においても、乾式蝕刻又は湿式工程などの工程安定性を確保することができる。さらに、純アルミニウムからなる下部電極では、酸化が起こりやすいが、下部電極１８３０がスカンジウムを含有するアルミニウム合金材料からなることで、酸化に対する耐化学性が向上するようになる。
【０２１６】
圧電体層１８４０は、下部電極１８３０の少なくとも一部を覆うように形成される。そして、圧電体層１８４０は、電気的エネルギーを弾性波形の機械的エネルギーに変換する圧電効果を引き起こす部分で、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のいずれかで形成されることができる。特に、圧電体層１８４０が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で構成される場合、圧電体層１８４０は希土類金属をさらに含むことができる。例えば、希土類金属としては、スカンジウム（Ｓｃ）、エルビウム（Ｅｒ）、イットリウム（Ｙ）、及びランタン（Ｌａ）のうち少なくとも１種を含むことができる。また、遷移金属としては、チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、及びニオブ（Ｎｂ）のうち少なくとも１種を含むことができる。さらに、２価金属であるマグネシウム（Ｍｇ）が含まれてもよい。
【０２１７】
上部電極１８５０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電体層１８４０を覆うように形成される。上部電極１８５０は、ＲＦ信号などの電気的信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いられることができる。即ち、下部電極１８３０が入力電極として用いられる場合、上部電極１８５０は出力電極として用いられ、下部電極１８３０が出力電極として用いられる場合、上部電極１８５０は入力電極として用いられることができる。
【０２１８】
一方、上部電極１８５０も、下部電極１８３０と同様に、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなることができる。
【０２１９】
また、上部電極１８５０には、活性領域の縁部に配置されるフレーム部１８５２が備えられることができる。フレーム部１８５２は、上部電極１８５０の他の部分よりも大きい厚さを有する。一例として、フレーム部１８５２は、共振時に発生する側方波を活性領域の内部に反射させて、共振エネルギーを活性領域に閉じ込める役割を果たす。
【０２２０】
パッシベーション層１８６０は、下部電極１８３０と上部電極１８５０の一部分を除く領域に形成される。一方、パッシベーション層１８６０は、工程中に上部電極１８５０及び下部電極１８３０が損傷されることを防止する役割を果たす。
【０２２１】
さらに、パッシベーション層１８６０は、最終工程において周波数を調整するために、蝕刻によってパッシベーション層１８６０の厚さが調整されることができる。パッシベーション層１８６０は、メンブレン層１８２０に使用される物質と同一の物質を使用することができる。例えば、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれか１種の材料を含有する誘電体層が使用されることができる。
【０２２２】
そして、金属パッド１８７０は、下部電極１８３０と上部電極１８５０において上記パッシベーション層１８６０が形成されていない一部分に形成される。一例として、金属パッド１８７０は、金（Ａｕ）、金−スズ（Ａｕ−Ｓｎ）合金、銅（Ｃｕ）、銅−スズ（Ｃｕ−Ｓｎ）合金、アルミニウム（Ａｌ）、及びアルミニウム合金などの材料からなることができる。例えば、アルミニウム合金は、アルミニウム−ゲルマニウム（Ａｌ−Ｇｅ）合金であることができる。
【０２２３】
図３２は、本発明の第１９実施例によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【０２２４】
図３２を参照すると、本発明の第１９実施例によるバルク音響共振器１９００は、一例として、基板１９１０、メンブレン層１９２０、下部電極１９５０、圧電体層１９６０、上部電極１９７０、挿入層１９８０、パッシベーション層１９９０、及び金属パッド１９９５を含んで構成されることができる。
【０２２５】
一方、本発明の第１９実施例によるバルク音響共振器１９００に備えられる基板１９１０、メンブレン層１９２０は、上記の本発明の第１８実施例によるバルク音響共振器１８００に備えられる構成と同一の構成要素であるため、ここでは詳細な説明を省略し、上述した説明で代替する。
【０２２６】
また、本発明の第１９実施例によるバルク音響共振器１９００に備えられる下部電極１９５０、圧電体層１９６０、上部電極１９７０、挿入層１９８０、パッシベーション層１９９０及び金属パッド１９９５は、本発明の第１実施例によるバルク音響共振器１００に備えられる下部電極１５０、圧電体層１６０、上部電極１７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０及び金属パッド１９５と同一の構成要素であるため、ここでは詳細な説明を省略し、上述した説明で代替する。
【０２２７】
挿入層１９８０は、下部電極１９５０と圧電体層１９６０との間に配置される。挿入層１９８０は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの誘電体からなることができるが、圧電体層１９６０とは異なる材料からなる。また、必要に応じて、挿入層１９８０が備えられる領域を空き空間として形成することも可能であるが、これは、製造過程において挿入層１９８０を除去することによって実現できる。
【０２２８】
本実施例において、挿入層１９８０の厚さは、下部電極１９５０の厚さと比較して、同一であるか、又は、類似するように形成されることができる。また、圧電体層１９６０の厚さと比較して、類似するか、又は、それよりも薄く形成されることができる。例えば、挿入層１９８０は１００Å以上の厚さに形成され、圧電体層１９６０の厚さよりは薄く形成されることができる。しかし、本発明の構成は、これに限定されるものではない。
【０２２９】
一方、挿入層１９８０は、上記の本発明の第１実施例によるバルク音響共振器１００に備えられる挿入層１８０と同一の構成要素であるため、ここでは詳細な説明を省略し、上述した説明で代替する。
【０２３０】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【０２３１】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００  バルク音響共振器
１１０  基板
１２０  犠牲層
１３０  蝕刻防止部
１４０  メンブレン層
１５０、２５０、４５０、５５０、６５０、８５０、９５０、１０５０、１２５０、１３５０、１４５０、１５５０  下部電極
１６０  圧電体層
１７０、３７０、５７０、６７０、７７０、９７０、１０７０、１１７０、１２７０、１３７０、１４７０、１５７０  上部電極
１８０  挿入層
１９０  パッシベーション層
１９５  金属パッド
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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