(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の誘電体の損失が小さく且つ共振特性及び歩留を向上することができる薄膜バルク音響共振器とその製造方法を提供する。【解決手段】支持構造物を有する圧電体を用いた薄膜バルク音響共振器（ＦＢＡＲ）が開示される。ＦＢＡＲは、基板の上面に信号ラインが形成され、基板から所定の距離隔てられるように二つの支持台およびビアを介して共振構造物４１０を形成する。ビアは共振器の下部電極と信号ラインとを電気的に接続する。また、信号ラインにインダクタパターンを形成し、ビアと信号ラインとの間にキャパシタを更に形成することができる。共振器が支持台により支えられるため、支持台により形成されたエアギャップにより共振器の駆動による基板の損失を防止することができることで共振特性を向上することができ、インダクタおよびキャパシタを介して共振周波数を調節することができるのみならず、インピーダンスの整合が容易になる。【選択図】図４Ｂ
2004357306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と；
前記半導体基板の上面に形成された信号ラインと；
前記信号ラインに電気的に接続され、下部電極および上部電極、並びに前記下部電極と前記上部電極との間に形成された圧電薄膜を有する圧電共振構造物；および
前記半導体基板の上面から所定の高さ隔てられて前記圧電共振構造物を支える少なくとも一つの支持台と；
を含むことを特徴とする薄膜バルク音響共振器。
【請求項２】
前記圧電共振構造物を支え、前記信号ラインと前記圧電共振構造物の下部電極とを電気的に接続するビア（ｖｉａ）を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項３】
前記信号ラインの上面の一部に誘電体および前記誘電体の上部に導電膜がラミネートされてなるキャパシタを更に含み、
前記ビアは、前記圧電共振構造物の前記下部電極と前記キャパシタとを接続することを特徴とする請求項２に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項４】
前記信号ラインは、インタクダを含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項５】
下部導電膜、誘電体および上部導電膜を有するキャパシタを更に含むことを特徴とする請求項４に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項６】
前記キャパシタと前記圧電共振構造物の前記下部電極とを電気的に接続するビアを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項７】
前記キャパシタは、前記信号ラインと前記圧電共振構造物の前記下部電極との間の前記ビアの中段部に形成することを特徴とする請求項６に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項８】
前記信号ラインは、複数のラインを含み、前記圧電共振構造物は、前記複数のラインの各ラインに対応する複数の共振器を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項９】
それぞれの前記共振器は、前記共振器の上部電極を隣り合う共振器の下部電極に接続する導電部により分離された圧電層を含むことを特徴とする請求項８に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項１０】
前記上部電極および前記圧電層は、前記複数の共振器に対し連続的に交差して配され、前記共振器は、それぞれ一つの下部電極を有することを特徴とする請求項８に記載の薄膜バルク音響共振器。
【請求項１１】
半導体基板の上面に導電膜をラミネートするステップと；
前記導電膜をパターニングして信号ラインを形成するステップと；
前記信号ラインが形成された前記半導体基板の上面に犠牲層をラミネートするステップと；
前記犠牲層の上面から前記信号ラインに連通する第１の貫通孔を形成するステップと；
前記犠牲層の上面から前記半導体基板に連通する少なくとも一つの第２の貫通孔を形成するステップと；
前記第１の貫通孔に導電物質を充填してビアを形成するステップと；
前記第２の貫通孔に絶縁物質を充填して支持台を形成するステップと；
前記犠牲層の上面に第１の導電膜をラミネートして第１の電極を形成するステップと；
前記第１の電極の上面に圧電体膜をラミネートするステップと；
前記圧電体膜の上面に第２の導電膜をラミネートして第２の電極を形成するステップ；および
前記犠牲層を除去するステップと；
を含むことを特徴とする薄膜バルク音響共振器の製造方法。
【請求項１２】
前記信号ラインが形成された前記半導体基板の上面に誘電体膜をラミネートするステップと；
前記誘電体膜の上面に第３の導電膜をラミネートするステップ；および
キャパシタを形成するために前記信号ラインの一部に対応する領域を除き、前記誘電体膜および前記第３の導電膜を除去するステップと；を更に含み、
前記第１の貫通孔は、前記第３の導電膜に連通するように形成することを特徴とする請求項１１に記載の薄膜バルク音響共振器の製造方法。
【請求項１３】
前記信号ラインをパターニングしてインダクタを形成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜バルク音響共振器の製造方法。
【請求項１４】
前記信号ラインの上部に１次犠牲層をラミネートするステップと；
前記１次犠牲層の上面から前記信号ラインに連通する第３の貫通孔を形成するステップと；
前記第３の貫通孔に導電物質を充填して前記ビアの下部を形成するステップと；
前記ビアの下部が形成された前記１次犠牲層の上面に第３の導電膜、誘電体膜、第４の導電膜を順次にラミネートするステップ；および
前記第３の貫通孔に充填されたビアの下部を含む一部の領域を除く残りの領域を除去してキャパシタを形成するステップと；を更に含み、
前記ビアの上部は、前記第１の貫通孔に充填されたことを特徴とする請求項１３に記載の薄膜バルク音響共振器の製造方法。
【請求項１５】
前記キャパシタのキャパシタンスを選択して前記薄膜バルク音響共振器の共振周波数を決めるステップを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の薄膜バルク音響共振器の製造方法。
【請求項１６】
前記インダクタのパターニングを選択して前記薄膜バルク音響共振器の共振周波数を決めるステップを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の薄膜バルク音響共振器の製造方法。
【請求項１７】
前記第１の導電膜をラミネートして第１の電極を形成するステップにおいては、複数の第１の導電膜を別にラミネートして複数の共振器を形成することを特徴とする請求項１１に記載の薄膜バルク音響共振器の製造方法。
【請求項１８】
前記圧電体膜をラミネートするステップにおいては、複数の圧電体膜を別にラミネートし、前記第２の導電膜をラミネートして前記第２の電極を形成するステップにおいては、複数の第２の導電膜を別にラミネートして複数の共振器を形成し、
前記複数の圧電体膜のうちの隣り合う圧電体膜の間に導電部を設け、前記複数の共振器のうちのいずれか一つの第１の電極を隣り合う共振器の第２の電極に接続するステップを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜バルク音響共振器の製造方法。
【請求項１９】
半導体基板と；
前記半導体基板の上面に形成された信号ラインと；
下部電極および上部電極、並びに前記下部電極と前記上部電極との間に形成された圧電薄膜を有する圧電共振構造物；および
前記半導体基板の上面から所定の高さ隔てられて前記圧電共振構造物を支え、前記信号ラインと前記圧電共振構造物の下部電極とを電気的に接続するビアと；
を含むことを特徴とする薄膜バルク音響共振器。
【請求項２０】
前記信号ラインは、複数のラインを含み、前記圧電共振構造物は、複数の共振器を含み、前記ビアは、複数のビアを含み、前記各ビアは、対応する圧電共振構造物と対応するラインとを電気的に接続することを特徴とする請求項１９に記載の薄膜バルク音響共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響共振器に係り、特に、圧電体を用いた薄膜バルク音響共振器（Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ；ＦＢＡＲ）およびその製造方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
最近、無線移動通信技術が目覚しく発展し続けている。かかる移動通信技術では、限られた周波数帯域で効率よく情報が伝えられる各種の高周波（ＲＦ；Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）素子が求められる。特に、ＲＦ素子のうちのフィルタは、移動通信技術において使用される核心素子の一つであって、数多くの公衆波のうち、ユーザが必要とする信号を選択したり伝送しようとする信号をフィルタリングすることにより高品質の通信を可能にする。
【０００３】
現在、無線通信用ＲＦフィルタとして最も多用されているものが誘電体フィルタと表面弾性波（SAW:Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ；ＳＡＷ）フィルタである。誘電体フィルタは、高誘電率、低挿入損失、高温での安定性、耐振、耐衝撃に強いという長所を有している。しかし、誘電体フィルタは、最近の技術発展動向である小型化およびＭＭＩＣ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ＩＣ）化には限界性を抱えている。
【０００４】
また、ＳＡＷフィルタは、誘電体フィルタに比べて小型であり且つ信号処理が容易で回路が単純であり、半導体工程を用いることにより大量生産が可能であるという長所を有している。また、ＳＡＷフィルタは、誘電体フィルタに比べて通過帯域内のサイド・リジェクション（Ｓｉｄｅ Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ）が高く高品位の情報がやり取りできるという長所がある。しかし、ＳＡＷフィルタの工程には、紫外線（ＵＶ）を使用して露光を行う工程が含まれるため、ＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）線幅が０．５μｍ程度が限界であるという短所を抱えている。従って、ＳＡＷフィルタを用いて超高周波（５ＧＨｚ以上）帯域をカバーするには不可能であるという問題点があり、根本的に半導体基板上に設けられるＭＭＩＣ構造と単一チップ上での構成は不可能であるという問題点がある。
【０００５】
前述のような限界および問題点を克服するために、既存の半導体（Ｓｉ、ＧａＡｓ）基板上に他の能動素子と一緒に集積することで周波数制御回路を完全にＭＭＩＣ化できる薄膜バルク音響共振器（ＦＢＡＲ：Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）フィルタが提案された。
ＦＢＡＲは、薄膜素子であって低価格、小型であり且つ高品質（Ｈｉｇｈ Ｑ）係数有しているため、各種の周波帯域（９００ＭＨｚ~１０ＧＨｚ）の無線通信機器、軍用レーダー等に使用可能である。また、誘電体フィルタおよび集中定数（ＬＣ）フィルタより数百分の１の大きさでの小型化が可能であり、ＳＡＷフィルタより挿入損失が非常に小さいという特性を有している。従って、ＦＢＡＲは、安定性が高く、高品質係数を求めるＭＭＩＣに適用され得る。
【０００６】
ＦＢＡＲフィルタは、半導体基板のシリコン（Ｓｉ）やカリウムヒ素（ＧａＡｓ）に圧電誘電体物質の酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）をＲＦスパッタリング方法で直接蒸着し、圧電特性による共振を誘発する。この種のＦＢＡＲは、両電極の間に圧電薄膜を蒸着してバルク弾性波（Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を誘発させ共振を発生させる。
【０００７】
図１ないし図３は、従来のＦＢＡＲの構造を示す図である。
図１は、従来のメンブレイン型（Ｂｕｌｋ ｍｉｃｒｏ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ型）ＦＢＡＲの構造を示す図であって、メンブレイン型ＦＢＡＲは、基板１１上にシリコン酸化膜１２（ＳｉＯ２）を蒸着し、基板１１の反対面を等方性エッチング（Isotropic  Etching）してなるキャビティ１６を介してメンブレイン層１２を形成する。共振器１７は、メンブレイン層１２の上部に形成された下部電極１３、下部電極層１３の上部に圧電物質１４がＲＦマグネトロンスパッタリング方法で蒸着されてなる圧電層１４、圧電層１４の上部に上部電極１５を形成する。
【０００８】
前記のようなメンブレイン型ＦＢＡＲは、キャビティ１６により基板１１の誘電損失が小さく、電力損失が小さいという長所を有している。しかし、メンブレイン型ＦＢＡＲは、シリコン基板の方向性により素子の占める面積が大きく、後続するパッケージング工程時における構造的な安定性が低くて破損による歩留まりの低下が問題点になっていた。従って、最近、メンブレインによる損失を軽減し素子の製造工程を単純化するために、エアギャップ（Ａｉｒ Ｇａｐ）型とブラック反射型（Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）ＦＢＡＲが登場した。
【０００９】
図２は、ブラック反射型ＦＢＡＲの構造を示す図である。ブラック反射型ＦＢＡＲは、音響反射器２８を基板２１上にラミネートし、音響反射器２８の上部に共振器２９をラミネートする構造で作製されている。一般に、音響反射器２８は、共振器２９で音響エネルギーの効率よい制限のために、低インピーダンスおよび高インピーダンス物質が交互にラミネートされてなる複数の誘電体膜２２~２４を含む。共振器２９は、下部電極層２５、圧電層２６および上部電極層２７を含む。このようなブラック反射型ＦＢＡＲは、基板２１上に音響インピーダンスの差が大きい複数の誘電体層２２~２４を交互に蒸着し、ブラック反射を誘発させることで音波エネルギーが下部電極層２５と上部電極層２７との間で共振されるようにする。
【００１０】
従って、ブラック反射型ＦＢＡＲは、強固な構造を有し、共振器２９の反りによるストレスが発生することなく、製造時間が節約され、且つ外部からの衝撃に強いという長所を有する。しかし、ブラック反射型ＦＢＡＲは、全反射をなすための層間膜厚の調節が容易ではなく、反射層２８の形成による製造費用がアップするという問題点がある。
図３は、エアギャップ型（Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｉｃｒｏ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）ＦＢＡＲの構造を示す図である。エアギャップ型ＦＢＡＲは、マイクロマシニング（Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ）技術を用いて、基板３１の表面に犠牲層を介してエアギャップ３６を形成するものであって、メンブレイン層を形成する。図中３２は酸化シリコン膜、３３は下部電極、３４は圧電物質、そして、３５は上部電極を示す。
【００１１】
エアギャップ型ＦＢＡＲは、図１のメンブレインの形成のための基板の反対面のエッチング時に所要される長い工程時間と有害ガスによる危険性を下げることができ、品質係数（Q）値が向上されると同時に面積が小さいという長所がある。しかし、エアギャップ型ＦＢＡＲは、犠牲層のエッチング時において構造物が長時間露出し、後続の工程で破損し易くなることで歩留まりを落とす原因になり、製造工程が複雑になるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、基板の誘電体の損失が小さく、且つ共振特性および歩留まりを向上することができる薄膜バルク音響共振器およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するための本発明に係る薄膜バルク音響共振器は、半導体基板の上面に形成された信号ラインと、前記半導体基板と所定の高さ隔てられ、圧電薄膜の上下部にそれぞれ電極として用いるための導電膜が接合されてなる圧電共振構造物と、前記半導体基板から前記圧電共振構造物を支える少なくとも一つの支持台、および前記信号ラインと前記圧電共振構造物の下部の導電膜とを電気的に接続するビアと、を含む。
【００１４】
ここで、前記薄膜バルク音響共振器は、前記信号ラインの上面の一部に誘電体および前記誘電体の上部に導電膜がラミネートされてなるキャパシタを更に含み、前記ビアでは、前記圧電共振構造物の前記下部電極と前記キャパシタをなす誘電体上部導電膜とを接続することができる。
また、前記薄膜バルク音響共振器は、前記信号ラインにインタクダパターンを形成することができ、なお、前記ビアの中段部に、誘電体の上下に導電膜が接合されてなるキャパシタを更に含むことができる。
【００１５】
また、ビアは、接地に直接接続されるスタブ（ｓｔｕｂ）として用いることができる。
前記目的を達成するための本発明に係る薄膜バルク音響共振器の製造方法は、半導体基板の上面に導電膜をラミネートするステップと、前記半導体基板の上面の導電膜をパターニングして信号ラインを形成するステップと、前記信号ラインが形成された前記半導体基板の上面に犠牲層をラミネートするステップと、前記犠牲層の上面から前記信号ラインに連通する第１の貫通孔および前記基板に連通する少なくとも一つの第２の貫通孔を形成するステップと、前記第１の貫通孔に導電物質を、前記第２の貫通孔に絶縁物質を充填してビアおよび支持台を形成するステップと、前記導電物質および絶縁物質が充填された前記犠牲層の上面に導電膜をラミネートして第１の電極を形成するステップと、前記第１の電極をなす前記導電膜の上面に圧電体膜をラミネートするステップと、前記圧電体膜の上面に導電膜をラミネートして第２の電極を形成するステップ、および前記犠牲層を除去するステップと、を含む。
【００１６】
また、前記薄膜バルク音響共振器の製造方法は、前記信号ラインが形成された前記半導体基板の上面に誘電体膜をラミネートするステップと、前記誘電体膜の上面に導電膜をラミネートするステップ、および前記誘電体膜および前記誘電体膜の上面にラミネートされた導電膜に対し前記信号ラインの一部に対応する領域を除いてエッチングするステップと、を更に含み、前記第１の貫通孔は、前記誘電体膜の上面にラミネートされた導電膜に連通するように形成することができる。
【００１７】
更に、前記薄膜バルク音響共振器の製造方法において、前記信号ラインは、パターニングにより形成されたインダクタを含み、前記信号ラインの上部に１次犠牲層をラミネートするステップと、前記１次犠牲層の上面から前記信号ラインに連通する第３の貫通孔を形成するステップと、前記第３の貫通孔に導電物質を充填して前記ビアの下部を形成するステップと、前記ビアの下部が形成された前記１次犠牲層の上面に、１次導電膜、誘電体膜、そして２次導電膜を順次にラミネートし、前記第３の貫通孔に形成されたビアの下部を含む一部の領域を除く残りの領域をエッチングしてキャパシタを形成するステップと、を更に含み、前記第１の貫通孔は、前記キャパシタに連通するように形成することができる。
【００１８】
以上のような本発明に係る薄膜バルク音響共振器およびその製造方法によれば、共振構造物が基板から所定の距離隔てられることにより基板の誘電率の損失を低減することができ、基板と共振構造物との間の空間にインダクタおよび／またはキャパシタ等の受動素子および能動素子を集積することができ、外部回路とインピーダンスの整合が容易いのみならず、集積度を向上することができるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
以上で説明したような本発明に係るＦＢＡＲは、支持台を介して圧電共振構造物と基板との間にエアギャップが形成されるため、理想的な共振器の形態を得ることができ、基板の損失を低減することができることで共振特性を向上することができる。
また、インダクタおよび／またはキャパシタを更に形成して共振周波数の調節を圧電層の膜厚ではないインダクタおよびキャパシタを用いて調節することができ、外部回路とのインピーダンスの整合を容易くすることができるようになる。
【００２０】
更に、基板にＦＢＡＲとは別に受動素子および能動素子を集積することができ、基板の効率を高めることができ、ＣＭＯＳ工程との互換性があることで工程の効率も高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付した図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の一実施例に係るＦＢＡＲの平面図および断面図である。ＦＢＡＲは、基板４０１の上面に形成された信号ライン４０２、共振構造物４１０、二つの支持台４０４、およびビア４０３（Ｖｉａ）を有する。共振構造物４１０は、下部電極４０５、下部電極４０５上に形成された圧電物質４０６、および圧電物質４０６上に形成された上部電極４０７を含む。二つの支持台４０４およびビア４０３は、共振構造物４１０を基板４０１から所定の距離隔てさせる。ビア４０３は、共振器４１０の下部電極４０５と基板４０１上に形成された信号ライン４０２とを電気的に接続する。
【００２３】
上述した本願発明のＦＢＡＲは、上部電極４０７及び下部電極４０５の間に圧電物質４０６を蒸着することによりバルク弾性波（Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を誘発させ共振を発生させる。このとき、基板９０１と共振器９１０との間に形成されたエアギャップ９０３−１により、圧電物質４０６が基板から隔離する。よって、上部電極４０７及び下部電極４０５に電界が印加され圧電物質４０６に生じる体積波(bulk acoustic wave)がシリコン基板に影響がないため、高品質係数(high-Q)を維持することができる。また、ＦＢＡＲは、薄膜素子であって低価格、小型であり挿入損失が非常に小さいという特性を有している。
【００２４】
また、支持台４０４を有するため、構造的強度が大きく、エッチング時やパッケージング時における基板の破損を低減することができる。よって、基板の損失による各種の高周波（ＲＦ；Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号の損失を抑えることができる。
図９Ａないし図９Ｇは、図４Ａおよび図４Ｂに示すＦＢＡＲの製造工程を順次に示す図である。ＦＢＡＲは、まず、図９Ａに示す基板９０１の上面に図９Ｂに示すように信号ライン９０２を形成した後、図９Ｃに示すように、信号ライン９０２が形成された基板９０１の上面に犠牲層９０３をラミネートする。犠牲層９０３の材質としては、フォトレジストまたはパターニングし易く、且つ残余の構造物に影響を及ぼすことなく除去される任意の物質等を用いることができる。次いで、犠牲層９０３の上面に支持台およびビアの形成位置をパターニングした後、図９Ｄに示すように、それぞれエッチングにより貫通孔９０４、９０４¢を形成する。この時、ビア用貫通孔９０４は、信号ライン９０２に連通し、支持台用貫通孔９０４¢は、基板９０１の上面に連通する。次いで、図９Ｅに示すように、ビア用貫通孔９０４に金属のような導電物質９０５を、支持台用貫通孔９０４¢に不導体の物質９０６を充填する。次いで、各貫通孔９０４、９０４¢にそれぞれの物質９０５、９０６が充填された犠牲層の上面に対して平坦化作業を施した後、図９Ｆに示すように、下部電極用導電膜９０７、圧電物質９０８、上部電極用導電膜９０９を順次に形成して共振器９１０を形成する。次いで、犠牲層９０３を除去する。
【００２５】
前記のような製造工程により共振器９１０は、基板から所定の高さ浮き上がっている状態のＦＢＡＲが完成し、基板９０１と共振器９１０との間に形成されたエアギャップ９０３−１により共振器９１０の駆動による基板の損失が低減できるようになる。
一方、同製造過程における支持台用貫通孔９０４¢の連通位置は、必ずしも基板９０１の上面に限られるものではなく、共振器９１０を最も安定して支持できる位置に形成することが好ましい。その理由は、支持台９０６が不導体であることから信号ライン９０２に接続されても下部電極９０７と信号ライン９０２とを電気的に短絡させることがないためである。
【００２６】
図５は、本発明の他の実施例を示すＦＢＡＲの断面図である。ＦＢＡＲは、基板５０１および基板５０１の上面に形成された共振構造物５１０を有する。共振構造物５１０は、下部電極５０４、圧電物質５０５および上部電極５０６を含む。少なくとも一つの支持台５０３が、共振構造物５１０を基板５０１から所定の距離隔てさせる。ＦＢＡＲは、図４に示すＦＢＡＲの実施例とは異なって、ビア４０３およびライン４０２に取って代わって、下部電極５０４と接地（図示せず）とを接続するスタブ（Ｓｔｕｂ）を有する。
【００２７】
また、図６は、本発明のまた他の実施例を示すＦＢＡＲの断面図である。他の実施例に類似して、ＦＢＡＲは、基板６０１の上面に形成された共振構造物６１０を有する。共振構造物６１０は、下部電極６０５、圧電物質６０６および上部電極６０７を含む。図６に示すＦＢＡＲでは、半導体基板６０１の上面に形成された信号ライン６０２がインダクタパターン６０２−１を含む。支持台６０３は、共振器６１０を両側から支持するように形成している。また、ビア６０４は、インダクタ６０２−１と共振器６１０の下部電極６０５とを接続する構造である。このような図６の構造において、インダクタパターンの形態を用いて共振周波数を調節することができ、外部回路とインピーダンスの整合が容易になる。
【００２８】
図７も同じく本発明の更なる実施例を示すＦＢＡＲの断面図である。他の実施例に類似して、ＦＢＡＲは、基板７０１の上面に形成された共振構造物７１０を有する。共振構造物７１０は、下部電極７０６、圧電物質７０７および上部電極７０８を含む。支持台７１１が、共振構造物７１０を基板７０１から所定の高さ隔てて支持する。ＦＢＡＲは、信号ライン７０２の上面に誘電物質７０３および導電膜７０４を順次にラミネートしてキャパシタ７０９を形成し、ビア７０５は、共振器７１０の下部電極７０６とキャパシタ７０９とを接続している。かかるＦＢＡＲも同じく、共振器７１０をなす圧電層７０７の膜厚で共振周波数を変更せず、キャパシタ７０９の容量によって共振周波数が調節できるようになり、外部回路とのインピーダンスの整合を容易にする。
【００２９】
前記のように、キャパシタ７０９が形成されたＦＢＡＲを製造するためには、まず、信号ライン７０２が形成された半導体基板の上面に誘電体膜７０３をラミネートした後、誘電体膜７０３の上面に導電膜７０４をラミネートする。次いで、誘電体膜７０３および誘電体膜７０３の上面にラミネートされた導電膜７０４に対して信号ライン７０２の一部に対応する領域を除いてエッチングを施した後、ビア７０５を共振器７１０の下部電極７０６とキャパシタ７０９とを接続する工程により製造することができる。無論、キャパシタを含むＦＢＡＲの製造は、前記のような工程に限られるものではなく、様々な製造工程により製造することができる。例えば、犠牲層を用いてキャパシタの形成領域に対してのみ誘電体膜および誘電体膜の上部に導電膜をラミネートすることでキャパシタを形成することもできる。
【００３０】
図８も同じく本発明のまた更なる実施例に係るＦＢＡＲの断面図である。他の実施例に類似して、ＦＢＡＲは、基板８０１の上面に形成された共振構造物８１０を有する。共振構造物８１０は、下部電極８０７、圧電物質８０８および上部電極８０９を含む。支持台８１２が、共振構造物８１０を基板８０１から所定の高さ隔てて支持する。ＦＢＡＲは、インダクタ８０２−１とキャパシタ８１１のいずれもを含んでなる。インダクタ８０２−１は、信号ライン８０２に形成され、キャパシタ８１１は、下部電極８０７を信号ライン８０２に接続するビア８０６の中段部に形成されている。図７とは異なって、図８には、キャパシタ８１１が信号ライン８０２上に設けられ、信号ライン８０２を下位導電部として使用する必要がない。即ち、図８のキャパシタ８１１は、第１の導電膜８０３、誘電体膜８０４および第２の導電膜８０５を含む。
【００３１】
前記のように、インダクタ８０２−１とキャパシタ８１１のいずれもを含むＦＢＡＲの製造のためには、まず、信号ライン８０２の上部に１次犠牲層をラミネートし、１次犠牲層の上面から前記信号ラインに連通する貫通孔を形成した後、該貫通孔に導電物質を充填してビア８０６の下部を形成する。そして、ビアの下部が形成された１次犠牲層の上面に導電膜８０３、誘電体膜８０４、導電膜８０５を順次にラミネートした後、貫通孔に充填されたビア８０６の下部を含む一部の領域を除く残りの領域をエッチングすることでキャパシタ８１１を形成する。そして、キャパシタ８１１が形成された１次犠牲層の上面に２次犠牲層をラミネートした後、支持台８１２およびキャパシタ８１１の上部導電膜に接続されるようにビア８０６の上部を形成する。支持台８１２のための貫通孔は、１次および２次犠牲層を介して形成され絶縁物質で充填される。次いで、共振器８１０を２次犠牲層上にラミネートしてＦＢＡＲの製造を完了する。無論、前記のようにインダクタおよびキャパシタのいずれもを含むＦＢＡＲの製造工程も同じく、前記工程に限られるものではなく、様々な工程により製造することが可能である。
図１０および図１１は、それぞれ本発明に係るＦＢＡＲがフィルタに適用された例を示す断面図である。複数の部材を代表符号をもって説明する。１００１および１１０１は半導体基板を、１００３および１１０３は支持台を、１００４および１１０４はビアを、そして１０１０および１１１０は、それぞれ電極１００５、１００７、１１０５、１１０７および圧電体１００６、１１０６とからなる共振器であり、かかる共振器が複数連なってフィルタの一部分として使用される。同図１０および図１１に示すそれぞれのフィルタの適用例をみると、図１０においては、共振器間の接続のために互いに相反する電極をビアを介して接続しており、図１１においては、共振器の上部電極を一体に形成している。また、図１０の共振器１０１０は、下部電極１００５と上部電極１００７とを接続する導電部１００８を介在して分離された複数の共振器（図中では、便宜上、二つを示す）を含む。図１０において、１の共振器は、１００２，１００３，１００４，１０１０を含み、別の１の共振器は、１００２’，１００３’，１００４’，１００７’，１００６’，１００５’を含む。同様に、図１１において、１の共振器は、１１０２，１１０３，１１０４，１１１０を含み、別の１の共振器は、１１０２’，１１０３’，１１０４’，１１０７’，１１０６’，１１０５’を含む。
【００３２】
各共振器は、対応するビア１００３を介して対応する信号ライン１００２に接続される。また、図１１に示す共振器１１１０は、下部電極１１０５と上部電極１１０７とを接続する導電部１１０８を介在して分離された複数の共振器（図中では、便宜上、二つを示す）を含む。各共振器は、対応するビア１１０３を介して対応する信号ライン１１０２に接続される。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
共振特性が向上した共振器の製造に用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来のメンブレイン型ＦＢＡＲの断面図である。
【図２】従来のブラック反射型ＦＢＡＲの断面図である。
【図３】従来のエアギャップ型ＦＢＡＲの断面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施例に係るＦＢＡＲの平面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施例に係るＦＢＡＲの断面図である。
【図５】本発明の他の実施例に係るＦＢＡＲの断面図（１）である。
【図６】本発明の他の実施例に係るＦＢＡＲの断面図（２）である。
【図７】本発明の他の実施例に係るＦＢＡＲの断面図（３）である。
【図８】本発明の他の実施例に係るＦＢＡＲの断面図（４）である。
【図９Ａ】図４Ａおよび図４Ｂに示すＦＢＡＲの製造工程を順次に示す図（１）である。
【図９Ｂ】図４Ａおよび図４Ｂに示すＦＢＡＲの製造工程を順次に示す図（２）である。
【図９Ｃ】図４Ａおよび図４Ｂに示すＦＢＡＲの製造工程を順次に示す図（３）である。
【図９Ｄ】図４Ａおよび図４Ｂに示すＦＢＡＲの製造工程を順次に示す図（４）である。
【図９Ｅ】図４Ａおよび図４Ｂに示すＦＢＡＲの製造工程を順次に示す図（５）である。
【図９Ｆ】図４Ａおよび図４Ｂに示すＦＢＡＲの製造工程を順次に示す図（６）である。
【図９Ｇ】図４Ａおよび図４Ｂに示すＦＢＡＲの製造工程を順次に示す図（７）である。
【図１０】本発明に係るＦＢＡＲを応用したフィルタの例を示す断面図（１）である。
【図１１】本発明に係るＦＢＡＲを応用したフィルタの例を示す断面図（２）である。
【符号の説明】
【００３５】
１１、２１、３１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１、１１０１：半導体基板
１７、２９、３７、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０、１０１０、１１１０：共振器
１６、３６、９０３−１：エアギャップ
２８：反射器
４０３、６０４、７０５、８０６、１００４、１１０４：ビア
５０３、６０３、７１１、８１２、９０６、１００３、１１０３：支持台
６０２−１、８０２−１：インダクタ
７０５、８１１：キャパシタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図１０】
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【図１１】
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