(57)【要約】【課題】低コストな薄膜圧電共振器を提供する。【解決手段】支持体上に支持されて下部中空部の上に設けられた下部電極と、下部電極の上に設けられた圧電体層と、圧電体層の上に設けられた上部電極と、上部電極の周囲を囲んで設けられ、一部が圧電体層からなる側壁部と、側壁部の上端に接合され、側壁部と共に上部中空部を画設する上部封止体と、圧電体層における側壁部の一部として設けられた部分の下の支持体上に設けられ、下部電極及び上部電極をそれぞれ側壁部の外側の支持体上に引き出す中継電極と、を備えている。【選択図】図１
2008011141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部中空部を有する支持体と、
前記支持体上に支持されて前記下部中空部の上に設けられた下部電極と、
前記下部電極の上に設けられた圧電体層と、
前記圧電体層の上に設けられた上部電極と、
前記上部電極の周囲を囲んで設けられ、一部が前記圧電体層からなる側壁部と、
前記側壁部の上端に接合され、前記側壁部と共に上部中空部を画設する上部封止体と、
前記圧電体層における前記側壁部の一部として設けられた部分の下の前記支持体上に設けられ、前記下部電極及び前記上部電極をそれぞれ前記側壁部の外側の前記支持体上に引き出す中継電極と、
を備えたことを特徴とする薄膜圧電共振器。
【請求項２】
前記側壁部は、下から順に設けられた、前記圧電体層と、絶縁体層と、前記上部封止体との接合用金属層と、を含むことを特徴とする請求項１記載の薄膜圧電共振器。
【請求項３】
前記絶縁体層は、酸化シリコンからなることを特徴とする請求項２記載の薄膜圧電共振器。
【請求項４】
前記圧電体層及び前記絶縁体層において、少なくとも前記上部中空部に臨む部分は、絶縁材料からなる保護膜で覆われていることを特徴とする請求項２または３に記載の薄膜圧電共振器。
【請求項５】
前記中継電極の下に、前記中継電極に比べて前記圧電体層に対するエッチング選択比が高い下地電極を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の薄膜圧電共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下の電極間で圧電体層を挟んだ構成を有する薄膜圧電共振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜圧電共振器では、共振部の機械的振動を妨げないために共振部の上下を中空構造にする必要がある。例えば、特許文献１には、空洞を形成したシリコンウェーハ上に、下から順に第１電極、圧電層、第２電極が設けられ、さらに、周囲壁及びキャップにより第２電極の周囲及び上方に中空部を設けた構造が開示されている。
【０００３】
第１電極、第２電極を外部回路などと接続させるために、それら電極を中空部の外側に引き出す必要があるが、特許文献１では、圧電層と周囲壁下端との間に形成したリードと、そのリードに接続するように周囲壁の厚さ方向を貫通して設けられ導電物質が充填されたビアを設けている。すなわち、第１電極、第２電極は、キャップの上面に引き出される構造となっており、この構造の場合、周囲壁にビアを形成しなければならず、ウェーハ上でのパターニングによって配線を形成する場合に比べて手間のかかる工程となる。なお、特許文献１には、圧電層の下に形成された第１電極を、圧電層の上に形成されたリードにどのようにして接続させるのかは開示されていない。
【特許文献１】特開２００５−３０４０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、低コストな薄膜圧電共振器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、下部中空部を有する支持体と、前記支持体上に支持されて前記下部中空部の上に設けられた下部電極と、前記下部電極の上に設けられた圧電体層と、前記圧電体層の上に設けられた上部電極と、前記上部電極の周囲を囲んで設けられ、一部が前記圧電体層からなる側壁部と、前記側壁部の上端に接合され、前記側壁部と共に上部中空部を画設する上部封止体と、前記圧電体層における前記側壁部の一部として設けられた部分の下の前記支持体上に設けられ、前記下部電極及び前記上部電極をそれぞれ前記側壁部の外側の前記支持体上に引き出す中継電極と、を備えたことを特徴とする薄膜圧電共振器が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、低コストな薄膜圧電共振器が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。各図面中、同一部分には同一の符号を付している。
【０００８】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜圧電共振器の要部断面構造を例示する模式図である。  
図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【０００９】
下部中空部３６を有する支持体上に、下部電極１５と上部電極１８との間に圧電体層１７ａが挟まれてなる共振部（素子部）が設けられている。支持体は、例えば高抵抗シリコン基板１１からなり、この表面には、熱酸化膜１２と、シリコン窒化膜１３とが順に形成されている。高抵抗シリコン基板１１の裏面には、同じく高抵抗シリコンからなる下部封止体３８が貼り付けられている。
【００１０】
下部電極１５は、支持体上に支持されて、下部中空部３６の上に設けられている。圧電体層１７ａは、下部電極１５の上に設けられ、上部電極１８は、圧電体層１７ａの上に設けられている。上部電極１８上には、共振部の質量を所望の値に調整し、共振周波数を所望の値に設定するための質量付加膜１９が形成されている。
【００１１】
図２に表すように、共振部となる圧電体層１７ａの周囲には、圧電体層１７ａと同工程にて形成され、同材料からなる周辺部１７ｂが形成されている。周辺部１７ａの下の支持体上には、中継電極１５ａ、１６が形成されている。周辺部１７ａの上には、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁体層２２が設けられている。絶縁体層２２の上端には、接合用金属層３２、３３を介して、例えばシリコンからなる上部封止体３４が接合され、上部中空部３５が形成されている。その上部中空部３５の内部に、上部電極１８が設けられている。
【００１２】
本実施形態に係る薄膜圧電共振器によれば、共振部（上部電極１８及び下部電極１５で圧電体層１７ａを挟んでなる部分）の上下に、上部中空部３５と下部中空部３６とが設けられることで、共振部の厚み方向の機械的振動が許容される。
【００１３】
また、上部封止体３４と共に上部中空部３５を画設する側壁部１０は、下から順に設けられた、圧電体層周辺部１７ｂ、絶縁体層２２、接合用金属層３２、３３によって構成される。すなわち、本来、共振部として用いられる圧電体層を、上部中空部３５を形成するための側壁部１０の一部としても用いている。これにより、共振部形成工程と側壁部形成工程の一部を共通化でき、工程効率化によるコスト低減が図れる。
【００１４】
下部電極１５は、側壁部１０の一部として設けられた圧電体層周辺部１７ｂの下に設けられた中継電極１５ａに接続され、中継電極１５ａは、側壁部１０の外側の支持体上に設けられた下部引き出し電極２４に接続されている。すなわち、側壁部１０の内側に設けられた下部電極１５は、中継電極１５ａ、下部引き出し電極２４を介して、側壁部１０の外側に引き出されて、外部回路との接続が可能になっている。
【００１５】
上部電極１８は、内側上部引き出し電極２５を介して、圧電体層周辺部１７ｂの下に設けられた中継電極１６に接続され、中継電極１６は、側壁部１０の外側の支持体上に設けられた外側上部引き出し電極２６に接続されている。すなわち、側壁部１０の内側に設けられた上部電極１８は、内側上部引き出し電極２５、中継電極１６、外側上部引き出し電極２６を介して、側壁部１０の外側に引き出されて、外部回路との接続が可能になっている。
【００１６】
上下の電極を外部に引き出すための中継電極１５ａ、１６は、圧電体層１７ａ、１７ｂを形成する前に、下部電極１５形成時に同時に支持体上にパターニング形成されるので、共振部形成工程と外部引き出し電極形成工程とを一部共通化して工程効率化によるコスト低減が図れる。また、特許文献１のように上部中空部の壁部にビアを形成し、そのビアに導電性物質を充填するといった工程を行うことなく、半導体ウェーハ上における公知の配線パターニング技術を用いて外部への引き出し構造を形成でき、このこともプロセスコスト低減に寄与する。
【００１７】
中継電極１５ａ、１６の上に設けられた圧電体層周辺部１７ｂ及び絶縁体層２２は、電気絶縁性であるため、上部電極１８と下部電極１５との間が短絡することがない。また、圧電体層として一般的に用いられる材料（例えば窒化アルミニウム）よりも、比誘電率の小さい例えば酸化シリコンからなる絶縁体層２２の厚さを圧電体層周辺部１７ｂより厚く形成することで、接合用金属層３２、３３と中継電極１５ａ、１６との間の寄生容量の増大を抑制できる。
【００１８】
また、側壁部１０の材料として樹脂は用いておらず、さらに、上部中空部３５に臨む絶縁体層２２や、圧電体層１７ａ、１７ｂの表面には、例えば窒化シリコンからなる保護膜２３が被覆されているので、高温、高圧、高湿の環境下で、樹脂成分の分解及び飛散が生じることがなく、その飛散物の共振部への付着による共振周波数の低下や共振特性の劣化を引き起こすことがなく、信頼性高い中空構造を提供できる。
【００１９】
次に、図３〜図８は、第１の実施形態に係る薄膜圧電共振器の製造工程の要部を例示する模式図である。
【００２０】
まず、図３（ａ）に表すように、高抵抗シリコン基板１１の主面上に熱酸化膜１２が形成され、その熱酸化膜１２上に、熱酸化膜１２より薄いシリコン窒化膜１３が、例えば熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成される。
【００２１】
シリコン窒化膜１３上には、下地電極１４ａ〜１４ｃが選択的に形成される。下地電極１４ａ〜１４ｃは、図２に表すように、ストライプ状に形成される。下地電極１４ａ〜１４ｃは、後述する圧電体層１７をエッチング加工する際にエッチングストッパーとしての機能を有する材料である。なお、中継電極１５ａ、１６自体が、圧電体層１７に対してエッチング選択比の高い材料であれば、下地電極１４ａ〜１４ｃは必ずしも設けなくてもよい。また、下地電極１４ａ〜１４ｃは、その上に形成される中継電極１５ａ、１６の段差被覆性を良好にするため、短尺方向の両端をテーパー状に加工することが望ましい。
【００２２】
次に、図３（ｂ）に表すように、下部電極１５が、シリコン窒化膜１３上に形成される。下部電極１５は、シリコン窒化膜１３上において、共振部となるべき部分に形成されると共に、その一端部である中継電極１５ａは、下地電極１４ａを覆う。この下地電極１４ａを覆う部分である中継電極１５ａは、下部電極１５を、側壁部１０（図１参照）の外側に引き出すための中継電極として機能する。また、シリコン窒化膜１３上には、上部電極１９（図１参照）を側壁部１０の外側に引き出すための中継電極１６が、下地電極１４ｂ、１４ｃを覆うように形成される。
【００２３】
下部電極１５、中継電極１５ａ、１６は、シリコン窒化膜１３上全面に形成された導電膜を選択的にエッチングすることによって得られる。すなわち、下部電極１５と、中継電極１５ａ、１６とを同時に形成でき、プロセスコストを低減できる。
【００２４】
下部電極１５、中継電極１５ａ、１６の材料としては、例えば、タングステン、モリブデン、チタン、アルミニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金などを用いることができる。
【００２５】
次に、図３（ｃ）に表すように、下部電極１５及び中継電極１５ａ、１６を覆うように、シリコン窒化膜１３上に圧電体層１７が形成される。圧電体層１７の材料としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ジルコン酸チタン酸塩（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などを用いることができる。
【００２６】
圧電体層１７上には上部電極１８が形成され、上部電極１８上には質量付加膜１９が形成される。上部電極１８の材料としては、例えば、タングステン、モリブデン、チタン、アルミニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金などを用いることができる。質量付加膜１９の材料としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）等の絶縁材料、又は、アルミニウム、モリブデン等の金属材料を用いることができる。上部電極１８及び質量付加膜１９は、エッチング加工されて、共振部以外の部分が除去される。
【００２７】
次に、図３（ｄ）に表すように、上部電極１８及び質量付加膜１９を覆うように、例えばプラズマＣＶＤ法により、圧電体層１７上にシリコン酸化膜２１が形成された後、そのシリコン酸化膜２１は、レジストエッチバック法またはＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により平坦化される。平坦化後のシリコン酸化膜２１の厚さは、例えば、０．３μｍ以上である。
【００２８】
次に、図４（ａ）に表すように、シリコン酸化膜２１を選択的にエッチングして、上部電極１８から離間して上部電極１８の周囲四方を囲む絶縁体層２２を形成する。この絶縁体層２２の形成にあたっては、シリコン酸化膜２１を、当初ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法にてエッチングし、その後、質量付加膜１９、上部電極１８および圧電体層１７を腐食しない薬液にてウェットエッチングした。これにより、共振する部分となる質量付加膜１９、上部電極１８および圧電体層１７が、ＲＩＥによって削れて質量が変わり、共振周波数が設計値から変動してしまうのを抑制できる。絶縁体層２２は、上部中空部３５を形成するための側壁部１０の一部として機能する。
【００２９】
次に、図示しないエッチングマスクを用いて、図４（ｂ）に表すように、圧電体層１７を選択的にエッチング除去する。圧電体層１７は、図２に表すように、共振部（下部電極１５及び上部電極１８に挟まれた部分）１７ａだけでなく、その共振部１７ａの周囲四方を囲む周辺部１７ｂも除去されずに残される。周辺部１７ｂは、上部中空部３５を形成するための側壁部１０の一部として機能する。このように、共振部形成工程時に併せて側壁部１０の一部も形成してしまうで、工程共通化によるコスト低減が図れる。
【００３０】
圧電体層１７のエッチング除去時に、中継電極１５ａ、１６が過剰に除去されてしまっても、その下の下地電極１４ａ〜１４ｃは、中継電極１５ａ、１６よりも、圧電体層１７に対してエッチング選択比の高い材料を用いているため、下地電極１４ａ〜１４ｃは確実に残すことができ、その下地電極１４ａ〜１４ｃが中継電極の一部として機能し、下部電極や上部電極を確実に側壁部の外側に引き出すことができる。高エッチング選択比の下地電極１４ａ〜１４ｃを設けた場合、中継電極１５ａ、１６の材料としては、電気的特性を優先して、より低抵抗な材料を選択することができる。
【００３１】
圧電体層１７の選択的な除去により、中継電極１５ａの一部および中継電極１６の一部が露出される。中継電極１５ａは、絶縁体層２２及び圧電体層周辺部１７ｂで囲まれた領域よりも外側の部分が露出される。中継電極１６は、圧電体層周辺部１７ｂの下の部分以外、すなわち、絶縁体層２２及び圧電体層周辺部１７ｂで囲まれた領域よりも外側及び内側の部分が露出される。
【００３２】
次に、図５（ａ）に表すように、前述までの工程にて得られた構造体において露出している表面すべてを覆う保護膜２３を形成する。保護膜２３は、例えば、プラズマＣＶＤ法により形成されるシリコン窒化膜である。あるいは、保護膜２３の材料としては、その他に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒素添加炭化シリコン（ＳｉＣＮ）などを用いることができる。保護膜２３の厚さは、例えば、数百オングストロームである。
【００３３】
次に、図５（ｂ）に表されるように、保護膜２３を部分的に除去して、中継電極１５ａ、１６の一部を露出させる。中継電極１５ａは、絶縁体層２２及び圧電体層周辺部１７ｂで囲まれた領域よりも外側の部分が露出される。中継電極１６は、圧電体層周辺部１７ｂの下の部分以外、すなわち、絶縁体層２２及び圧電体層周辺部１７ｂで囲まれた領域よりも外側及び内側の部分が露出される。また、保護膜２３と共にその下の質量付加膜１９の一部も除去されて、上部電極１８の一部も露出される。
【００３４】
そして、下部引き出し電極２４が、中継電極１５ａの露出部分に接して、絶縁体層２２及び圧電体層周辺部１７ｂで囲まれた領域の外側に形成される。また、内側上部引き出し電極２５が、上部電極１８の露出部分及び中継電極１６の露出部分に接して、絶縁体層２２及び圧電体層周辺部１７ｂで囲まれた領域の内側に形成される。さらに、外側上部引き出し電極２６が、中継電極１６の露出部分に接して、絶縁体層２２及び圧電体層周辺部１７ｂで囲まれた領域の外側に形成される。下部引き出し電極２４、内側上部引き出し電極２５及び外側上部引き出し電極２６は、例えば、アルミニウム膜を１μｍ程度成膜した後、選択的にウェットエッチングして得られる。
【００３５】
次に、図６（ａ）に表すように、絶縁体層２２の高さと同程度の保護レジスト層２７を塗布した後、絶縁体層２２上の保護レジスト層２７を選択的に除去して、保護レジスト層２７上及び絶縁体層２２上に、給電メタル膜２８を形成する。給電メタル膜２８は、例えば、Ｔｉ（チタン）膜と、この上に形成されたＰｄ（パラジウム）膜とからなる。
【００３６】
給電メタル膜２８上には、図６（ｂ）に表すように、めっき用レジスト２９が形成され、めっき用レジスト２９において、絶縁体層２２上の部分に開口３１が形成される。開口３１の幅は、絶縁体層２２の幅より若干小さい。
【００３７】
そして、図７（ａ）に表すように、開口３１内に露出した給電メタル膜２８上に、電解めっき法により、例えば、Ａｕ（金）膜３２が３μｍ程度析出形成される。
【００３８】
その後、めっき用レジスト２９を除去後、Ａｕ（金）膜３２を覆うようにパターニングしたエッチングマスクを形成し、これをマスクとして、給電メタル膜２８及び保護レジスト層２７をエッチング除去する。
【００３９】
この後、図７（ｂ）に表すように、例えば、一方の面に（Ａｕ／Ｓｎ）膜３３を形成した高抵抗シリコンからなる上部封止体３４を、Ａｕ（金）膜３２上に接合する。Ａｕ（金）膜３２と、（Ａｕ／Ｓｎ）膜３３とは、金属拡散接合によって相互に接合される。これにより、側壁部１０及び上部封止体３４によって画設された上部中空部３５が得られる。
【００４０】
次に、図８（ａ）に表すように、高抵抗シリコン基板１１の薄型化を行った後、高抵抗シリコン基板１１を裏面側から高速ＲＩＥする。さらに、例えば、フッ化アンモニウム溶液を用いたウェットエッチングにて、熱酸化膜１２を除去し、これにより、下部電極１５の下に凹部３６ａが形成される。このとき、シリコン窒化膜１３は、エッチングストッパーとして機能する。
【００４１】
次に、図８（ｂ）に表すように、上部封止体３４の薄型化を行った後、例えばブレードを用いたダイシングにて上部封止体３４を切断して、上部封止体３４を個片化し、これにより露出された下部引き出し電極２４上及び外側上部引き出し電極２６上にプローブ３７を接触させてフィルターの共振周波数を測定しつつ、凹部３６ａを通じて、下部電極１５の裏面側の成膜物のエッチング（トリミング）または下部電極１５裏面側への成膜を行って、共振部の質量調整、すなわち共振周波数の調整を行う。
【００４２】
その後、図１に表すように、高抵抗シリコン基板１１の裏面に、金属膜３９を介して、例えばシリコンからなる下部封止体３８を貼り付けて下部電極１５の下方に下部中空部３６を形成した後、個片化し、図１に表される薄膜圧電共振器が得られる。金属膜３９は、例えば、（Ｔｉ／Ｗ／Ａｕ）、（Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ）などからなる。
【００４３】
次に、図９〜図１１は、本実施形態に係る薄膜圧電共振器の製造工程の他の具体例を例示する模式図である。
【００４４】
本具体例では、前述した図３（ｄ）に表される工程の後、図９（ａ）に表すように、シリコン酸化膜２１の上に給電メタル膜２８が形成され、給電メタル膜２８の上にめっき用レジスト２９が形成され、めっき用レジスト２９に開口３１が形成される。
【００４５】
そして、図９（ｂ）に表すように、開口３１内に露出した給電メタル膜２８上に、電解めっき法により、例えば、Ａｕ（金）膜３２が３μｍ程度析出形成される。
【００４６】
次に、レジスト２９除去後、Ａｕ（金）膜３２を覆うようにパターニングしたエッチングマスクを形成し、これをマスクとして、給電メタル膜２８をエッチング除去する。さらに、続けて、シリコン酸化膜２１を選択的にエッチングして、図１０（ａ）に表すように、上部電極１８の周囲四方を囲む絶縁体層２２を形成する。
【００４７】
次に、図１０（ｂ）に表すように、圧電体層１７を選択的にエッチング除去する。圧電体層１７は、共振部（下部電極１５及び上部電極１８に挟まれた部分）１７ａだけでなく、その共振部１７ａの周囲四方を囲む周辺部１７ｂも除去されずに残される。
【００４８】
次に、図１１（ａ）に表すように、前述までの工程にて得られた構造体において露出している表面すべてを覆う保護膜２３を形成した後、保護膜２３を部分的に除去して、中継電極１５ａ、１６の一部を露出させる。中継電極１５ａは、絶縁体層２２及び圧電体層周辺部１７ｂで囲まれた領域よりも外側の部分が露出される。中継電極１６は、圧電体層周辺部１７ｂの下の部分以外、すなわち、絶縁体層２２及び圧電体層周辺部１７ｂで囲まれた領域よりも外側及び内側の部分が露出される。また、保護膜２３と共にその下の質量付加膜１９の一部も除去されて、上部電極１８の一部も露出される。さらに、Ａｕ（金）膜３２の上面も露出される。
【００４９】
そして、下部引き出し電極２４が、中継電極１５ａの露出部分に接して、絶縁体層２２及び圧電体層周辺部１７ｂで囲まれた領域の外側に形成される。また、内側上部引き出し電極２５が、上部電極１８の露出部分及び中継電極１６の露出部分に接して、絶縁体層２２及び圧電体層周辺部１７ｂで囲まれた領域の内側に形成される。さらに、外側上部引き出し電極２６が、中継電極１６の露出部分に接して、絶縁体層２２及び圧電体層周辺部１７ｂで囲まれた領域の外側に形成される。
【００５０】
次に、図１１（ｂ）に表すように、一方の面に（Ａｕ／Ｓｎ）膜３３を形成した高抵抗シリコンからなる上部封止体３４を、Ａｕ（金）膜３２上に接合させ、上部中空部３５を形成する。
【００５１】
以降、前述した図８（ａ）〜（ｂ）と同様の工程が行われ、図１に表される薄膜圧電共振器が得られる。
【００５２】
［第２の実施形態］
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る薄膜圧電共振器の要部断面構造を例示する模式図である。  
本実施形態に係る薄膜圧電共振器は、下部中空部の形成方法が、上記第１の実施形態と異なる。
【００５３】
まず、図１３（ａ）に表すように、シリコン基板４１上に埋め込み酸化膜４２を介して形成されたＳＯＩ（Silicon on Insulator）層４３に、埋め込み酸化膜４２に届くトレンチ４６を形成する。トレンチ４６の形成には、例えば、数百オングストロームのＳｉＮ膜と、数百ナノメートルのＴＥＯＳ（tetraethoxysilane）膜との積層膜をマスク材として用いた。
【００５４】
次に、清浄化処理の後、図１３（ｂ）に表すように、ＴＥＯＳ膜４７にて完全にトレンチを埋め込み、ＣＭＰ法によりＳＯＩ層４３上のＴＥＯＳ膜を除去した。その後、例えば、数百オングストロームの熱酸化膜４４を形成した。
【００５５】
この後、熱酸化膜４４上に、前述した図３（ａ）以降の工程が行われていく。そして、上部封止体３４によって上部中空部３５を密封する前に、圧電体層１７ａにあけられた開口を通じて、ＳＯＩ層４３において、酸化膜４２、４７及び４４で囲まれた部分（犠牲層）を、例えばＸｅＦ２ガスを用いたドライエッチングにて除去して、図１２に表すように、下部電極１５の下に下部中空部４５を形成する。これにより、図１２に表される薄膜圧電共振器が得られる。
【００５６】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、本来、共振部として用いられる圧電体層を、上部中空部３５を形成するための側壁部１０の一部としても用いている。これにより、共振部形成工程と側壁部形成工程の一部を共通化でき、工程効率化によるコスト低減が図れる。
【００５７】
下部電極１５は、側壁部１０の一部として設けられた圧電体層周辺部１７ｂの下に設けられた中継電極１５ａに接続され、中継電極１５ａは、側壁部１０の外側の支持体上に設けられた下部引き出し電極２４に接続されている。すなわち、側壁部１０の内側に設けられた下部電極１５は、中継電極１５ａ、下部引き出し電極２４を介して、側壁部１０の外側に引き出されて、外部回路との接続が可能になっている。
【００５８】
上部電極１８は、内側上部引き出し電極２５を介して、圧電体層周辺部１７ｂの下に設けられた中継電極１６に接続され、中継電極１６は、側壁部１０の外側の支持体上に設けられた外側上部引き出し電極２６に接続されている。すなわち、側壁部１０の内側に設けられた上部電極１８は、内側上部引き出し電極２５、中継電極１６、外側上部引き出し電極２６を介して、側壁部１０の外側に引き出されて、外部回路との接続が可能になっている。
【００５９】
上下の電極を外部に引き出すための中継電極１５ａ、１６は、圧電体層１７ａ、１７ｂを形成する前に、下部電極１５形成時に同時に支持体上にパターニング形成されるので、共振部形成工程と外部引き出し電極形成工程とを一部共通化して工程効率化によるコスト低減が図れる。また、特許文献１のように上部中空部の壁部にビアを形成し、そのビアに導電性物質を充填するといった工程を行うことなく、半導体ウェーハ上における公知の配線パターニング技術を用いて外部への引き出し構造を形成でき、このこともプロセスコスト低減に寄与する。
【００６０】
中継電極１５ａ、１６の上に設けられた圧電体層周辺部１７ｂ及び絶縁体層２２は、電気絶縁性であるため、上部電極１８と下部電極１５との間が短絡することがない。また、圧電体層として一般的に用いられる材料（例えば窒化アルミニウム）よりも、比誘電率の小さい例えば酸化シリコンからなる絶縁体層２２の厚さを圧電体層周辺部１７ｂより厚く形成することで、接合用金属層３２、３３と中継電極１５ａ、１６との間の寄生容量の増大を抑制できる。
【００６１】
また、側壁部１０の材料として樹脂は用いておらず、さらに、上部中空部３５に臨む絶縁体層２２や、圧電体層１７ａ、１７ｂの表面には、例えば窒化シリコンからなる保護膜２３が被覆されているので、高温、高圧、高湿の環境下で、樹脂成分の分解及び飛散が生じることがなく、その飛散物の共振部への付着による共振周波数の低下や共振特性の劣化を引き起こすことがなく、信頼性高い中空構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る薄膜圧電共振器の要部断面構造を例示する模式図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る薄膜圧電共振器の製造工程の要部を例示する模式図である。
【図４】図３に続く工程を表す模式図である。
【図５】図４に続く工程を表す模式図である。
【図６】図５に続く工程を表す模式図である。
【図７】図６に続く工程を表す模式図である。
【図８】図７に続く工程を表す模式図である。
【図９】薄膜圧電共振器の製造工程の他の具体例を例示する模式図である。
【図１０】図９に続く工程を表す模式図である。
【図１１】図１０に続く工程を表す模式図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る薄膜圧電共振器の要部断面構造を例示する模式図である。
【図１３】第２の実施形態に係る薄膜圧電共振器の製造工程の要部を例示する模式図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…側壁部、１４ａ〜１４ｃ…下地電極、１５…下部電極、１５ａ…中継電極、１６…中継電極、１７ａ，１７ｂ…圧電体層、１８…下部電極、１９…質量付加膜、２２…絶縁体層、２３…保護膜、３２，３３…接合用金属層、３４…上部封止体、３５…上部中空部、３６，４５…下部中空部
【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１】
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