(57)【要約】【課題】共振周波数の温度特性を安定させた圧電薄膜共振子、その製造方法および圧電薄膜共振子を用いた電子通信機器を提供することを目的とする。【解決手段】圧電薄膜共振子１は、開口５を有する基板２と、該基板２の一方の面上に前記開口５を覆うように形成されたＳｉＯ２および酸素欠損を有し、かつアモルファス状態であるＡｌ２Ｏ３をそれぞれ主成分とする第１，第２の絶縁膜６，７と、該絶縁膜７上に、電極８，９で挟み込まれるように形成されたＺｎＯを主成分とする圧電薄膜１０とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に形成されている、少なくとも１層以上の圧電薄膜を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の上部電極及び下部電極を厚み方向で対向させて挟む構造の振動部とを有する圧電共振子において、前記基板と前記振動部の間に第１，第２の絶縁膜が形成されており、前記第１，第２の絶縁膜及び前記圧電薄膜の内の一つのものの共振周波数の温度係数が、残余のものの共振周波数の温度係数とは逆符号であることを特徴とする、圧電共振子。
【請求項２】
前記第１，第２の絶縁膜の一方が、Ａｌ２Ｏ３を主成分とすることを特徴とする、請求項１に記載の圧電共振子。
【請求項３】
前記第１，第２の絶縁膜の一方が、ＳｉＯ２を主成分とすることを特徴とする、請求項１に記載の圧電共振子。
【請求項４】
前記第１の絶縁膜がＡｌ２Ｏ３を主成分とし、前記第２の絶縁膜がＳｉＯ２を主成分とすることを特徴とする、請求項１に記載の圧電共振子。
【請求項５】
前記下部電極の算術平均粗さ（Ｒａ）が２．５ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電共振子。
【請求項６】
前記第１，第２の絶縁膜のうち、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするものは上層であり、且つ算術平均面粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項２、４、５のいずれか１項に記載の圧電共振子。
【請求項７】
前記第１，第２の絶縁膜のうち、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするものは上層であり、且つ応力が引張応力で２５０ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下であることを特徴とする、請求項２、４、５，６のいずれか１項に記載の圧電共振子。
【請求項８】
前記第１，第２の絶縁膜のうち、ＳｉＯ２を主成分とするものは上層であり、且つ算術平均面粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項３、４、５のいずれか１項に記載の圧電共振子。
【請求項９】
前記第１，第２の絶縁膜のうち、ＳｉＯ２を主成分とするものは上層であり、且つ応力が圧縮応力で２５０ＭＰａ以下であることを特徴とする、請求項３、４、５、８のいずれか１項に記載の圧電共振子。
【請求項１０】
前記第１の絶縁膜が上層、前記第２の絶縁膜が下層として形成されており、且つ、圧電薄膜／（前記第１の絶縁膜と第２の絶縁膜）の膜厚比が０．７〜１．２であるとともに、前記第２の絶縁膜／前記第１の絶縁膜の膜厚比は１以上３以下であることを特徴とする、請求項４ないし７のいずれか１項に記載の圧電共振子。
【請求項１１】
前記第１の絶縁膜が下層、前記第２の絶縁膜が上層として形成されており、且つ、圧電薄膜／（前記第１の絶縁膜と第２の絶縁膜）の膜厚比が０．７〜１．２であるとともに、前記第２の絶縁膜／前記第１の絶縁膜の膜厚比は１以上３以下であることを特徴とする、請求項４、５、８、９のいずれか１項に記載の圧電共振子。
【請求項１２】
前記下部電極上に酸化防止膜が形成されていることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の圧電共振子。
【請求項１３】
前記酸化防止膜が、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔを主成分とする金属のいずれかからなることを特徴とする、請求項１２に記載の圧電共振子。
【請求項１４】
前記下部電極が、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ａｇを主成分とする金属のいずれかからなることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の圧電共振子。
【請求項１５】
前記酸化防止膜がＡｕを主成分とする金属、前記下部電極がＡｌを主成分とする金属からなり、前記酸化防止膜と前記下部電極との間に、拡散防止膜が形成されていることを特徴とする、請求項１２に記載の圧電共振子。
【請求項１６】
前記拡散防止膜が、Ａｇ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｔｉを主成分とする金属のいずれかからなることを特徴とする、請求項１５に記載の圧電共振子。
【請求項１７】
前記第１若しくは第２の絶縁膜のＡｌ２Ｏ３は、酸素欠損を有していることを特徴とする、請求項２、４ないし１６のいずれか１項に記載の圧電共振子。
【請求項１８】
前記第１若しくは第２の絶縁膜のＡｌ２Ｏ３は酸素欠損を有し、且つ、その欠損値の範囲がＡｌ２Ｏ３−ｘで、０．０５≦ｘ≦０．５であることを特徴とする、請求項１７に記載の圧電共振子。
【請求項１９】
前記第１若しくは第２の絶縁膜のＡｌ２Ｏ３は、アモルファス状態であることを特徴とする、請求項２、４ないし１６のいずれか１項に記載の圧電共振子。
【請求項２０】
前記基板は開口部若しくは凹部を有し、前記開口部若しくは凹部上に前記振動部が形成されていることを特徴とする、請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の圧電共振子。
【請求項２１】
前記圧電薄膜がＺｎＯ若しくはＡｌＮを主成分とすることを特徴とする、請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の圧電共振子。
【請求項２２】
請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の圧電共振子を用いたことを特徴とする、圧電フィルタ。
【請求項２３】
請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の圧電共振子を用いて、ラダー構成にしたことを特徴とする、圧電フィルタ。
【請求項２４】
請求項１ないし２３のいずれか１項に記載の圧電共振子または圧電フィルタを用いたことを特徴とする、デュプレクサ。
【請求項２５】
請求項１ないし２３のいずれか１項に記載の圧電共振子または圧電フィルタを用いたことを特徴とする、通信装置。
【請求項２６】
基板と、前記基板上に成膜されている第１，第２の絶縁膜と、前記第１，第２の絶縁膜上に形成されている、少なくとも１層以上の圧電薄膜を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の上部電極及び下部電極を厚み方向で対向させて挟む構造とを含む圧電共振子の製造方法において、
前記第１，第２の絶縁膜の上層は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするものであり、該Ａｌ２Ｏ３を主成分とする絶縁膜は、真空蒸着法によって、成膜開始前の成膜装置内の圧力が３．０×１０−４Ｐａよりも低く設定した上で成膜することを特徴とする、圧電共振子の製造方法。
【請求項２７】
基板と、前記基板上に成膜されている第１，第２の絶縁膜と、前記第１，第２の絶縁膜上に形成されている、少なくとも１層以上の圧電薄膜を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の上部電極及び下部電極を厚み方向で対向させて挟む構造とを含む圧電共振子の製造方法において、
前記第１，第２の絶縁膜の上層は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするものであり、該Ａｌ２Ｏ３を主成分とする絶縁膜は、電子ビーム蒸着法によって、膜厚成長速度が０．６〜１．０ｎｍ／秒で成膜することを特徴とする、圧電共振子の製造方法。
【請求項２８】
基板と、前記基板上に成膜されている第１，第２の絶縁膜と、前記第１，第２の絶縁膜上に形成されている、少なくとも１層以上の圧電薄膜を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の上部電極及び下部電極を厚み方向で対向させて挟む構造とを含む圧電共振子の製造方法において、
前記第１，第２の絶縁膜の上層は、ＳｉＯ２を主成分とするものであり、該ＳｉＯ２を主成分とする絶縁膜は、パワー密度が２．０〜８．５Ｗ／ｃｍ２の範囲に設定した、ＲＦマグネトロンスパッタ法で成膜することを特徴とする、圧電共振子の製造方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の圧電共振子の製造方法において、前記ＲＦマグネトロンスパッタ法による成膜時のガス圧力は、０．６Ｐａ以下であることを特徴とする、圧電共振子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電共振子、それを用いた圧電フィルタ、デュプレクサ、通信装置および圧電共振子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板上に圧電薄膜を形成した圧電共振子は、通信用フィルタなどに用いられている。
【０００３】
図２０は、従来の圧電共振子の構造を示す断面図である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この圧電共振子は、基板１０１と、複数の下地膜１０２，１０３と、一対の電極１０４，１０６と、圧電体薄膜１０５とを有しており、このように下地膜を複数層で構成することにより、それぞれの下地膜にその機能、例えば、化学的安定性、密着性などを分担させ、その結果、圧電共振子の性能や信頼性などを向上させようとするものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２４４０３０号（第３頁〜第６頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１には、複数の下地膜の下部下地膜１０２をＳｉＮｘ、上部下地膜１０３をＡｌ２Ｏ３とし、圧電体薄膜１０５をＺｎＯとした圧電共振子の実施例が開示されている。
【０００７】
しかしながら、このような従来例の構成では、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯの共振周波数の温度係数（ＴＣＦ）は、いずれも負の値をもつので、ＳｉＮｘおよびＡｌ２Ｏ３からなる下地膜１０２，１０３とＺｎＯからなる圧電体薄膜１０５との組み合わせでは、基本モードにおける共振周波数の温度特性が悪くなるという難点がある。
【０００８】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、共振周波数の温度特性を安定させた圧電共振子、その製造方法および圧電共振子を用いた圧電フィルタ、デュプレクサおよび通信装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【００１０】
すなわち、本発明の圧電共振子は、基板と、前記基板に形成されている、少なくとも１層以上の圧電薄膜を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の上部電極及び下部電極を厚み方向で対向させて挟む構造の振動部とを有する圧電共振子において、前記基板と前記振動部の間に第１，第２の絶縁膜が形成されており、前記第１，第２の絶縁膜及び前記圧電薄膜の内の一つのものの共振周波数の温度係数が、残余のものの共振周波数の温度係数とは逆符号である。
【００１１】
本発明によると、第１，第２の絶縁膜および圧電薄膜は、正の温度係数を持つものと負の温度係数を持つものとで構成されるので、それらの膜厚比を適当な値に設定することにより、圧電共振子全体として、共振周波数の温度係数を小さくして周波数温度特性を安定にすることができる。
【００１２】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記第１，第２の絶縁膜の一方が、Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２を主成分とするものであり、あるいは、前記第１の絶縁膜がＡｌ２Ｏ３を主成分とし、前記第２の絶縁膜がＳｉＯ２を主成分とするものである。この場合、ＳｉＯ２を主成分とする絶縁膜は、圧縮性応力であるのに対して、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする絶縁膜は、引っ張り性応力であるので、圧電共振子全体としての応力調整が可能となり、また、Ａｌ２Ｏ３は、ＳｉＯ２などに比べて熱伝導率が高く、放熱性に優れるので、投入電力による素子の温度上昇を抑え、良好な耐電力性を得ることができる。
【００１３】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記下部電極の算術平均粗さ（Ｒａ）が２．５ｎｍ以下である。これにより、この圧電共振子では、２００以上のＱを得ることができる。ここで、算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１−２００１の規定にて定義される。
【００１４】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記第１，第２の絶縁膜のうち、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするものは上層であり、且つ算術平均面粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下である。これにより、その上層の絶縁膜上に形成される下部電極の算術平均粗さ（Ｒａ）を２．５ｎｍ以下とすることができ、圧電共振子として２００以上のＱを得ることができる。
【００１５】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記第１，第２の絶縁膜のうち、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするものは上層であり、且つ応力が引張応力で２５０ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下である。これにより、その上層の絶縁膜上に形成される下部電極などの成膜が配向性など良く行なえるから、共振特性に優れた圧電共振子が得られる。
【００１６】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記第１，第２の絶縁膜のうち、ＳｉＯ２を主成分とするものは上層であり、且つ算術平均面粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下である。これにより、その上層の絶縁膜上に形成される下部電極の算術平均粗さ（Ｒａ）を２．５ｎｍ以下とすることができ、圧電共振子として２００以上のＱを得ることができる。
【００１７】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記第１，第２の絶縁膜のうち、ＳｉＯ２を主成分とするものは上層であり、且つ応力が圧縮応力で２５０ＭＰａ以下である。これにより、その上層の絶縁膜上に形成される下部電極などの成膜が配向性など良く行なえるから、共振特性に優れた圧電共振子が得られる。
【００１８】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記第１の絶縁膜が上層、前記第２の絶縁膜が下層として形成されており、且つ、圧電薄膜／（前記第１の絶縁膜と第２の絶縁膜）の膜厚比が０．７〜１．２であるとともに、前記第２の絶縁膜／前記第１の絶縁膜の膜厚比は１以上３以下である。これにより、その上層の絶縁膜上に形成される下部電極などの成膜が配向性など良く行なえるから、共振特性に優れた圧電共振子が得られる。
【００１９】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記第１の絶縁膜が下層、前記第２の絶縁膜が上層として形成されており、且つ、圧電薄膜／（前記第１の絶縁膜と第２の絶縁膜）の膜厚比が０．７〜１．２であるとともに、前記第２の絶縁膜／前記第１の絶縁膜の膜厚比は１以上３以下である。これにより、その上層の絶縁膜上に形成される下部電極などの成膜が配向性など良く行なえるから、共振特性に優れた圧電共振子が得られる。
【００２０】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記下部電極上に酸化防止膜が形成されている。この場合、前記酸化防止膜が、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔを主成分とする金属のいずれかからなることが好ましい。また、この場合、前記下部電極が、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ａｇを主成分とする金属のいずれかからなることが好ましい。また、この場合、前記酸化防止膜がＡｕを主成分とする金属、前記下部電極がＡｌを主成分とする金属からなり、前記酸化防止膜と前記下部電極との間に、拡散防止膜が形成されていることが好ましい。また、この場合、前記拡散防止膜が、Ａｇ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｔｉを主成分とする金属のいずれかからなることが好ましい。
【００２１】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記第１若しくは第２の絶縁膜のＡｌ２Ｏ３は、酸素欠損を有している。この場合、前記第１若しくは第２の絶縁膜のＡｌ２Ｏ３は酸素欠損を有し、且つ、その欠損値の範囲がＡｌ２Ｏ３−ｘで、０．０５≦ｘ≦０．５であることが好ましい。このように、絶縁膜のＡｌ２Ｏ３に酸素欠損を有した構成にすることにより、Ａｌ２Ｏ３は、負の温度係数を持つものであるが、酸素欠損を有することにより、正の温度係数を持つようになる。
【００２２】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記第１若しくは第２の絶縁膜のＡｌ２Ｏ３は、アモルファス状態である。これにより、Ａｌ２Ｏ３は、負の温度係数を持つものであるが、アモルファス状態であることにより、正の温度係数を持つようになる。
【００２３】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記圧電薄膜がＺｎＯ若しくはＡｌＮを主成分とする。これにより、第１，第２の絶縁膜と、ＺｎＯあるいはＡｌＮを主成分とする圧電薄膜とを組み合わせて良好な周波数温度特性を得ることができる。
【００２４】
本発明の圧電共振子は、好ましくは、前記基板は開口部若しくは凹部を有し、前記開口部若しくは凹部上に前記振動部が形成されている。これにより、基板の開口部若しくは凹部上に振動部が形成されている圧電共振子において、共振周波数の温度係数を小さくして周波数温度特性を安定にすることができる。
【００２５】
本発明の圧電フィルタ、デュプレクサおよび通信装置は、本発明の圧電共振子を用いている。これにより、本発明の圧電フィルタ、デュプレクサおよび通信装置は、周波数温度特性および共振特性の優れたものとなる。
【００２６】
本発明に係る第１の圧電共振子の製造方法は、基板と、前記基板上に成膜されている第１，第２の絶縁膜と、前記第１，第２の絶縁膜上に形成されている、少なくとも１層以上の圧電薄膜を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の上部電極及び下部電極を厚み方向で対向させて挟む構造とを含む圧電共振子の製造方法において、前記第１，第２の絶縁膜の上層は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするものであり、該Ａｌ２Ｏ３を主成分とする絶縁膜は、真空蒸着法によって、成膜開始前の成膜装置内の圧力が３．０×１０−４Ｐａよりも低く設定した上で成膜することを特徴とする。これにより、良好な周波数温度特性を有する本発明の圧電共振子を効率的に製造できる。
【００２７】
本発明に係る第２の圧電共振子の製造方法は、基板と、前記基板上に成膜されている第１，第２の絶縁膜と、前記第１，第２の絶縁膜上に形成されている、少なくとも１層以上の圧電薄膜を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の上部電極及び下部電極を厚み方向で対向させて挟む構造とを含む圧電共振子の製造方法において、前記第１，第２の絶縁膜の上層は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするものであり、該Ａｌ２Ｏ３を主成分とする絶縁膜は、電子ビーム蒸着法によって、膜厚成長速度が０．６〜１．０ｎｍ／秒で成膜することを特徴とする。これにより、良好な周波数温度特性を有する本発明の圧電共振子を効率的に製造できる。
【００２８】
本発明に係る第３の圧電共振子の製造方法は、基板と、前記基板上に成膜されている第１，第２の絶縁膜と、前記第１，第２の絶縁膜上に形成されている、少なくとも１層以上の圧電薄膜を有する薄膜部の上下面を少なくとも一対の上部電極及び下部電極を厚み方向で対向させて挟む構造とを含む圧電共振子の製造方法において、前記第１，第２の絶縁膜の上層は、ＳｉＯ２を主成分とするものであり、該ＳｉＯ２を主成分とする絶縁膜は、パワー密度が２．０〜８．５Ｗ／ｃｍ２の範囲に設定した、ＲＦマグネトロンスパッタ法で成膜することを特徴とする。この場合、前記ＲＦマグネトロンスパッタ法による成膜時のガス圧力は、０．６Ｐａ以下であることが好ましい。これにより、良好な周波数温度特性を有する本発明の圧電共振子を効率的に製造できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る圧電共振子の構造を示す断面図である。
【００３１】
この実施の形態の圧電共振子１は、基板２と、絶縁性薄膜３と、圧電素子部４とを備えている。
【００３２】
基板２は、例えば、シリコンからなり、振動部分に対応して表裏面を貫通する開口５を有している。絶縁性薄膜３は、前記開口５を覆うように基板２上に形成されており、第１の絶縁性薄膜としてＳｉＯ２を主成分とするＳｉＯ２膜６と、第２の絶縁性薄膜としてＡｌ２Ｏ３を主成分とするＡｌ２Ｏ３膜７とを有している。
【００３３】
圧電素子部４は、上下一対の電極８，９間にＺｎＯを主成分とする圧電薄膜１０が介装されて構成されている。
【００３４】
この実施の形態の圧電共振子１は、ＳｉＯ２膜６と、Ａｌ２Ｏ３膜７と、ＺｎＯを主成分とする圧電薄膜１０とを備えており、ＳｉＯ２は正の温度係数を、Ａｌ２Ｏ３は負の温度係数を、ＺｎＯは負の温度係数をそれぞれ持つので、これらの膜厚比を、適当に設定することで、共振周波数の温度係数を小さくしてゼロに近づけて共振周波数の温度特性を安定にすることができる。また、Ａｌ２Ｏ３膜７は、その応力が引張応力であって、２５０ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下のものとなっている。
【００３５】
表１は、この圧電共振子１の膜厚比と周波数温度特性との関係を示しており、この表１において、ＴＺｎＯ／ＴＡｌ２Ｏ３／ＴＳｉＯ２は、圧電薄膜１０、Ａｌ２Ｏ３膜７およびＳｉＯ２膜６の膜厚比を示している。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
この表１から温度係数が充分に小さな正の値となっていることがわかる。
【００３８】
また、表２は、この圧電共振子１の膜厚比と共振特性との関係を示しており、この表２においては、圧電薄膜１０、Ａｌ２Ｏ３膜７およびＳｉＯ２膜６の膜厚比ＴＺｎＯ／ＴＡｌ２Ｏ３／ＴＳｉＯ２に対するＱ、ｋ２およびＱ×ｋ２の各特性を示している。なお、表２においては、図２に示されるように、第１，第２の絶縁性薄膜の構成材料を逆にした、すなわち、第１の絶縁性薄膜をＡｌ２Ｏ３を主成分とするＡｌ２Ｏ３膜７とし、第２の絶縁性薄膜をＳｉＯ２を主成分とするＳｉＯ２膜６とした本発明の他の実施の形態の圧電共振子１’における圧電薄膜１０、ＳｉＯ２膜６およびＡｌ２Ｏ３膜７の膜厚比ＴＺｎＯ／ＴＳｉＯ２／ＴＡｌ２Ｏ３に対する特性を示すとともに、比較のために、図３に示されるＡｌ２Ｏ３を形成していないＺｎＯとＳｉＯ２の２層構造の特性を併せて示している。図２に示される圧電共振子１’では、ＳｉＯ２膜６は、その応力が圧縮応力であって、２５０ＭＰａ以下のものとなっている。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
この表２からＺｎＯの圧電薄膜とＳｉＯ２の２層構造に比べて、ＺｎＯの圧電薄膜１０、Ａｌ２Ｏ３膜７およびＳｉＯ２膜６の３層構造は、Ｑ×ｋ２の値が大きくなって共振子の性能が向上したことが分かる。
【００４１】
図４及び図５に本願発明者がシミュレーションによって膜厚を変化させたときの共振子の特性について示している。図４は上部電極／ＺｎＯ／下部電極／ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３構造、図５は上部電極／ＺｎＯ／下部電極／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２構造のものである。ＺｎＯを挟み込む上下電極はＡｌとし、膜厚を１８０ｎｍに固定して計算している。各図とも横軸にＺｎＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）膜厚比をとり、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の膜厚比を３：１〜１：３まで５種に変化させたときの計算結果を示している。なお、図４及び図５の上下に３段に並べて示す各グラフは、上段が膜厚比とＱとの関係、中段が膜厚比とｋ２との関係、下段が膜厚比と周波数温度特性（ＴＣＦ）との関係を示している。各膜厚値の絶対量は、共振子の周波数帯を１９００ＭＨｚになるようにすることで決定する。
【００４２】
上部電極／ＺｎＯ／下部電極／ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３構造は、上部電極／ＺｎＯ／下部電極／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２構造に比べてｋ２が大きいことが特徴となっている。これはＳｉＯ２の音響インピーダンスが１．３×１０７（Ｎ・ｓ／ｍ３）と、ＺｎＯの３．５×１０７（Ｎ・ｓ／ｍ３）、Ａｌ２Ｏ３の３．９×１０７（Ｎ・ｓ／ｍ３）に比べて小さいことによるものである（ただし、Ａｌ２Ｏ３の値は単結晶（サファイア）のものであり、実際の値は、２．３×１０７（Ｎ・ｓ／ｍ３）程度と見積もられる。）。音響インピーダンスの差が大きい界面ほど音波の反射が起こり易いため、ＺｎＯ／ＳｉＯ２界面での反射が大きく、圧電膜であるＺｎＯにエネルギーが集中することによってｋ２が大きくなると考えられる。図６（ａ），（ｂ）は、振動の変位図を示したものであるが、ＺｎＯ内での変位がＳｉＯ２内での変位よりも大きくなっていることが分かる。図６（ａ），（ｂ）の横軸は振動部を厚み方向での絶縁膜、圧電膜、電極膜をその厚み幅が横幅に対応するようにし、縦軸に振動の変位を示す図である。図６（ａ）は、絶縁膜の下層をＡｌ２Ｏ３膜とし、絶縁膜の上層をＳｉＯ２膜とする場合を示す。図６（ｂ）は、絶縁膜の下層をＳｉＯ２膜とし、絶縁膜の上層をＡｌ２Ｏ３膜とする場合を示す。
【００４３】
一方、上部電極／ＺｎＯ／下部電極／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２構造は、上部電極／ＺｎＯ／下部電極／ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３構造に比べてＴＣＦ（周波数温度変化率）の絶対値が小さいことが特徴となっている。材料の温度係数は、ＺｎＯとＡｌ２Ｏ３とが負である（温度上昇によって周波数が低下する）のに対して、ＳｉＯ２が正となる。したがって、図６から分かるように、ＳｉＯ２内での変位の大きいＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２構造の方が、ＳｉＯ２の温度係数の影響を強く受け、全体の温度係数が正の方向にシフトする（ゼロに近づく）と考えられる。
【００４４】
上部電極／ＺｎＯ／下部電極／ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３構造における最適膜厚は、ｋ２が大きくなるという観点からは、ＺｎＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）膜厚比が０．７〜１．２となるが、Ｑが大きくなるという観点では、０．６〜０．８となる。ＴＣＦの観点では、ＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３膜厚比が１以上が好ましいことになる。ただし、割合が極端に少なくなると応力バランスの問題が生じるので、ＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３膜厚比は１以上３以下とする。
【００４５】
上部電極／ＺｎＯ／下部電極／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２構造における最適膜厚は、ＴＣＦが小さくなるという観点から、ＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３膜厚比が１以上とする。ＺｎＯ膜厚に対する依存性は小さく、今回検証した全範囲において有効である。したがって、ＺｎＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）膜厚比が０．７〜１．２であり、且つ、ＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３膜厚比が１以上となる。ただし、ここでも応力の問題が生じるので、ＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３膜厚比は１以上３以下とする。
【００４６】
次に、この圧電共振子１の製造方法を説明する。
【００４７】
先ず、基板２の上面に熱酸化やスパッタリング法などでＳｉＯ２膜６を成膜する。次いで、基板２下面に対して、異方性エッチング、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）などの手法を用いて開口５を形成する。
【００４８】
次に、電子ビーム蒸着、スパッタリング法などの成膜法により、ＳｉＯ２膜６上にＡｌ２Ｏ３膜７を形成する。、例えば、酸化アルミニウムを蒸着源とした電子ビーム蒸着法によって、膜成長速度０．８ｎｍ／秒以下でＡｌ２Ｏ３膜７の成膜を行う。このＡｌ２Ｏ３膜７上に、蒸着やスパッタリングで下層電極９を形成する。なお、Ａｌ２Ｏ３膜７の膜成長速度としては、０．６〜１．０ｎｍ／秒であることが製造効率上好ましい。
【００４９】
次に、下層電極９およびＡｌ２Ｏ３膜７上に、ＺｎＯを主成分とする圧電薄膜１０を、スパッタリング、ＣＶＤ等の成膜法で形成する。例えば、ＺｎＯターゲットを用いたＲＦスパッタリング法では、基板温度５０〜５００℃、ＲＦパワー３００〜１５００Ｗ、ガス圧０．０５ｐａ〜０．８ｐａで成膜して高配向膜を作製する。この圧電薄膜１０上に、下層電極９と同様な手法で上層電極８を形成する。
【００５０】
以上のようして製造される圧電薄膜共振子１において、ＺｎＯを主成分とする圧電薄膜１０およびＳｉＯ２膜６は、共に圧縮性応力であるのに対して、Ａｌ２Ｏ３膜７は、引っ張り性応力であるので、圧電薄膜共振子１全体の応力を低減することができ、素子の割れなどによる不良を低減することができる。
【００５１】
また、表３に示されるように、Ａｌ２Ｏ３は、ＳｉＯ２に比べて、熱伝導率が高いために、放熱性に優れ、良好な耐電力を得ることができる。
【００５２】
【表３】
2004221622.tif 000005
【００５３】
なお、Ａｌ２Ｏ３は、酸素欠損がない膜では、上述のように負の温度係数を持つのであるが、酸素欠損を有し、アモルファス状態であるときには、正の温度係数を持つようになるので、本発明の他の実施の形態として、Ａｌ２Ｏ３膜を、酸素欠損を有するＡｌ２Ｏ３、例えば、アモルファス状態のＡｌ２Ｏ３とすることにより、正の温度係数とし、負の温度係数であるＺｎＯを主成分とする圧電薄膜との組み合わせによって、良好な周波数温度特性を得るようにしてもよい。
【００５４】
なお、酸素欠損を有するＡｌ２Ｏ３としては、その欠損値の範囲が、Ａｌ２Ｏ３−ｘで０．０５≦ｘ≦０．５であるものでもよい。
【００５５】
上述の実施の形態では、基板２の開口部５上に、絶縁性薄膜３および圧電素子部４を形成したけれども、本発明の他の実施の形態として、図７に示されるように、基板２の凹部５’上に、絶縁性薄膜３および圧電素子部４を形成してもよい。
【００５６】
下部電極の算術平均粗さ（Ｒａ）が小さくなると、その上に形成される圧電膜の配向性が向上し、良好な共振特性が得られることが、（本発明者による実験の測定結果を示す）図８および図９から分かる。ここで、図８は、下部電極の表面粗さと圧電薄膜のロッキングカーブ半値幅との関係を示し、図９は、下部電極の表面粗さとＱとの関係を示す。ラダーフィルタに用いられる共振子として必要なＱは２００以上であり、図９に示すように、下部電極の算術平均粗さ（Ｒａ）２．５ｎｍ以下であると、共振子のＱが２００以上となる。よって、ラダーフィルタを構成するために好適な２００以上のＱを有する共振子を得るには、下部電極の算術平均粗さ（Ｒａ）が２．５ｎｍ以下である必要がある。
【００５７】
算術平均粗さ（Ｒａ）が２．５ｎｍ以下である下部電極を形成するには、その下地となる絶縁膜の算術平均粗さ（Ｒａ）が小さい必要がある。（本発明者による実験の測定結果を示す）図１０に示すように、上層の絶縁膜の算術平均粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下であると、その上に形成される下部電極の算術平均粗さ（Ｒａ）は、２．５ｎｍ以下となることが分かる。
【００５８】
つまり、絶縁膜の算術平均粗さ（Ｒａ）１．０ｎｍ以下とすることで、算術平均粗さ（Ｒａ）が２．５ｎｍ以下である下部電極を形成することができて、配向性の高い圧電薄膜が得られ、ひいてはラダーフィルタを構成するために好適な２００以上のＱを有する共振子を得ることができる。
【００５９】
【実施例】
＜Ａｌ２Ｏ３の成膜方法（１）＞
本願発明者は、算術平均粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下の絶縁膜のＡｌ２Ｏ３の成膜方法について検討した。まず、成膜レートと、形成された絶縁膜の応力及び表面粗さの関係について調査するため、本発明者は、電子ビーム蒸着法で他の条件をほとんど変えることなく、成膜レートのみをそれぞれ異ならせて、成膜したところ、図１１に示すような結果が得られた。図１１から明らかなように、成膜レートは、形成された絶縁膜の応力及び表面粗さにほとんど影響しないことが確認された。図１１は、横軸に成膜レートをとり、縦軸に引っ張り応力と表面粗さとをとり、成膜レートと引っ張り応力との関係、成膜レートと表面粗さとの関係を示すグラフである。
【００６０】
次に、本発明者は、同じく真空蒸着法の一例としての電子ビーム蒸着法で、成膜レートは全て０．８ｎｍ／ｓｅｃとするなど他の条件は変えることなく、成膜開始前の成膜装置内の圧力のみをそれぞれ異ならせて成膜したところ、図１２に示すような結果が得られた。図１２から明らかなように、成膜開始前の成膜装置内の圧力が３．０×１０−４Ｐａよりも低く設定した上で成膜すると、算術平均粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下の絶縁膜を得ることができることが分かった。図１２は、横軸に真空蒸着を行なうときの装置内真空度を圧力としてとり、縦軸に引っ張り応力と表面粗さとをとり、装置内真空度と引っ張り応力との関係、成膜レートと表面粗さとの関係を示すグラフである。
【００６１】
この結果は、成膜される膜の純度に起因するものと考えられる。ルツボで加熱されて蒸発したＡｌ２Ｏ３の粒子は、ルツボから飛散した直後の純度が最も高く、かつ最も粒子サイズが小さい。しかし、Ａｌ２Ｏ３の粒子が基板に到達するまでの間に、成膜装置内に浮遊している不純物が存在すると、不純物の粒子と化学反応することがあり、その結果、成膜される膜の純度が落ちる。それと共に、蒸発時の粒子サイズより大きくなり、疎な膜、すなわち、算術平均粗さ（Ｒａ）が大きな膜になる。そこで、成膜装置内に浮遊している不純物を抑制することが必要となる。成膜装置内の圧力は、成膜装置内に浮遊している不順物による影響を受ける。そこで、成膜装置内に浮遊している不純物を、成膜開始前の成膜装置内の圧力が３．０×１０−４Ｐａよりも低くなる程度まで少なくすれば、純度が高く、算術平均粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下の絶縁膜を得ることができる。
【００６２】
これは電子ビーム蒸着法に限らず、抵抗化熱蒸着法、プラズマ・イオン・アシスト蒸着法など、真空蒸着法であれば良い。
【００６３】
＜Ａｌ２Ｏ３の成膜方法（２）＞
次に、本発明に係る圧電共振子について、上記＜Ａｌ２Ｏ３の成膜方法（１）＞とは別のＡｌ２Ｏ３の成膜方法を説明する。なお、図１に示される圧電共振子に基づいて符号を付して説明する。
【００６４】
シリコンウェハからなる基板２上面に形成されたＳｉＯ２でなる下層の絶縁膜６上に、電子ビーム蒸着法によって、膜厚成長速度が０．６（ｎｍ／秒）以上で１．０（ｎｍ／秒）以下の範囲で上層の絶縁膜であるＡｌ２Ｏ３膜７が成膜される。
【００６５】
上記成膜法により成膜されたＡｌ２Ｏ３膜７の表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．６ｎｍである。また、このＡｌ２Ｏ３膜７の応力は、引張応力であって、３００ＭＰａである。
【００６６】
＜ＳｉＯ２の成膜方法＞
次に、本発明に係る圧電共振子について、ＳｉＯ２の成膜方法を説明する。この場合、絶縁膜の下層はＡｌ２Ｏ３膜であり、そのＡｌ２Ｏ３膜上にＳｉＯ２を成膜するときの成膜方法について、図２に示される圧電共振子に基づいて符号を付して説明する。
【００６７】
シリコンウェハからなる基板２上面に形成されたＡｌ２Ｏ３でなる下層の絶縁膜７上に、ＲＦマグネトロンスパッタ法によりＳｉＯ２を主成分とする絶縁膜４が成膜される。この成膜の際の条件は、ガス圧が０．１〜０．２５Ｐａの範囲が好ましいのであり、パワー密度が２．０〜８．５Ｗ／ｃｍ２の範囲である。なお、成膜の際のガス圧としては、０．６Ｐａ以下であればよい。
【００６８】
上記成膜法により成膜されたＳｉＯ２膜６の表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．３ｎｍである。また、この圧電共振子１の絶縁膜４の応力は、圧縮応力であって、１５０ＭＰａである。なお、引張応力を正の値とした場合、この圧縮応力は負の値を示すのであって、−１５０ＭＰａである。なお、このように成膜されるＳｉＯ２膜６の応力は２５０ＭＰａ以下であることが好ましい。
【００６９】
次に、ＲＦマグネトロンスパッタ法を採用して、上記条件においてＳｉＯ２の上層絶縁膜を成膜することによって、その絶縁膜の表面の算術平均粗さによる表面粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下で、かつ、応力が圧縮応力２５０ＭＰａ以下の範囲に含まれるように、応力が小さくなる状態に調整される理由を説明する。
【００７０】
応力については、成膜圧力（ガスの圧力）と、応力との関係は周知のものとなっている。すなわち、成膜圧力（ガスの圧力）を高くすると圧縮応力は低減し、成膜圧力（ガスの圧力）を低くすると圧縮応力は大きくなる関係にあることが判明している。そのため、その圧縮応力を低減するためには、成膜圧力（ガスの圧力）を高く設定する。しかしながら、成膜圧力（ガスの圧力）を高く設定すると、成膜される絶縁膜表面の面粗さが粗くなり、面粗さ低減と、応力低減との両立が困難である。この理由は、成膜圧力が高いと、成膜時のガスが膜に空隙を多く生じさせることで表面が粗くなる傾向があるためである。逆に、成膜圧力を低くすると、緻密な成膜がなされ、表面が平滑になる傾向がある。しかしながら、その成膜圧力が低いことにより、成膜時に高速粒子が膜に衝突し易くなり、そのような高速粒子が格子内に格子間原子として入り込む釘打ち効果（ピーニング効果）が発生する。この釘打ち効果により、膜の体積膨張がもたらされ、膜には圧縮応力が発生する。
【００７１】
すなわち、ガス圧が高い場合には、スパッタ粒子のガスによる散乱確率が高くなることで、粒子のエネルギーが小さくなるため、釘打ち効果の影響が小さくなり、絶縁膜の応力は小さいものとなる。ところで、ガス圧が変化しても、成膜レートは大きく変動しないことも判明している。そこで、ＲＦマグネトロンスパッタ法により成膜していく際に、ＲＦパワーを大きくすると、成膜レートが大きくなる傾向がわかっているが、同一ガス圧で成膜レートが大きくなった場合、単位膜厚当たりの釘打ち効果は小さくなると考えられる。すなわち、釘打ち効果が小さくなることで、膜の応力は小さくなる。また、膜中に取り込まれる不純物（例えば成膜ガス）の量が少なくなるため、緻密で平滑な絶縁膜が形成されることになる。
【００７２】
従来からＳｉＯ２の絶縁膜の成膜方法としては、熱酸化法、減圧ＣＶＤ法、ゾルゲル法、蒸着法があるが、いずれの方法で成膜しても、応力が大きくなる。例えば、熱酸化法の場合は、３００〜４００ＭＰａ、蒸着法では、数百ＭＰａと応力が大きくなる。これらの方法で応力が大きくなる原因の１つとして、成膜時の温度が高いことがあげられる。スパッタが約３００℃であるのに対して、減圧ＣＶＤ法は５００〜８００℃、熱酸化法は約１１００℃であり、熱応力がスパッタの方が小さい。また、熱酸化法では、Ｏ２による膜の表面の体積膨張が発生し、この結果、応力が大きくなる。ゾルゲル法は、焼成の温度が高いのに加えて、このゾルゲル法特有の性質により膜厚にばらつきが発生しやすく、膜表面の平坦性が悪い。
【００７３】
一方、ＲＦマグネトロンスパッタ法では、ＲＦパワー密度の調整を行うことで、応力が小さく、膜表面の算術平均粗さが１．０ｎｍ以下の絶縁膜を成膜できる。さらに、ＲＦマグネトロンスパッタのパワーを大きくすると、膜の欠陥が減少して緻密な膜となる。図１３を参照すると、横軸に対応するＲＦパワー密度が２（Ｗ／ｃｍ２）近くでは、縦軸に対応する絶縁膜（酸化珪素で成膜されている）の応力が２００ＭＰａを越える程度であるのに対して、ＲＦパワー密度が６（Ｗ／ｃｍ２）から９（Ｗ／ｃｍ２）程度では１５０ＭＰａ近くに低下している。図１４を参照すると、横軸に対応するＲＦパワー密度が２（Ｗ／ｃｍ２）近くでは、縦軸に対応する絶縁膜表面の算術平均粗さが１．０ｎｍ程度であるのに対して、ＲＦパワー密度が８（Ｗ／ｃｍ２）近くでは、０．３ｎｍ程度である。すなわち、ＲＦパワー密度が２（Ｗ／ｃｍ２）以上のとき、ＳｉＯ２からなる絶縁膜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１．０ｎｍ以下となる。一方、ＲＦパワー密度を８．５（Ｗ／ｃｍ２）よりも大きくすると、ターゲットが割れやすくなり、成膜に支障をきたすので、ＲＦパワー密度を８．５（Ｗ／ｃｍ２）以下とすることが好ましい。
【００７４】
その結果、表面が平坦になる傾向が強くなり、釘打ち効果（ｐｅｅｎｉｎｇ効果）による絶縁膜へのアルゴンなどのガス分子の取り込みが減少し、ガス分子の取り込みによる体積膨張は小さくなる。よって、応力の小さな絶縁膜ができることになる。
【００７５】
なお、参考として、ＲＦパワー密度が高くなるほど共振特性としてのＱが向上することを図１５に示している。
【００７６】
次に、下部電極表面の酸化防止について説明する。Ａｌなどの酸化しやすい金属を下部電極９に用いた場合、圧電薄膜１０の成膜時に、Ａｌが酸化して下部電極９の表面が酸化アルミニウムになってしまい、下部電極９の上に形成する圧電薄膜１０の配向性が悪化する。これは、表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の小さい下部電極９を形成しても、下部電極９の表面が酸化する限り、圧電薄膜１０の配向性が悪化したものが発生する。Ａｌ以外に、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ａｇを下部電極に用いた場合も同様である。
【００７７】
そこで、酸化防止膜を下部電極の上に形成する（図１６参照）。酸化防止膜９ａは、Ａｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔなどの酸化しにくい金属からなる。酸化防止膜９ａは、下部電極９の酸化を防ぐことができる程度の厚みであれば良く、４〜３０ｎｍの厚みがあれば良い。
【００７８】
酸化防止膜９ａは、下部電極９の平滑さの影響を受けて成膜されるので、下部電極９と同様に平滑な膜となる。よって、酸化防止膜９ａの上に形成される圧電薄膜１０の配向性は良いものとなる。
【００７９】
なお、下部電極９にＡｌ、酸化防止膜９ａにＡｕを用いた場合、ＡｕとＡｌで相互拡散が発生し、Ａｕからなる酸化防止膜９ａの表面が平滑なものが得られなくなってしまう。そこで、下部電極９にＡｌ、酸化防止膜９ａにＡｕを用いた場合には、下部電極９と酸化防止膜９ａとの間に、拡散防止膜９ｂを形成することが好ましい（図１７参照）。拡散防止膜９ｂは、Ａｇ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｔｉのいずれかを主成分とする金属からなり、その厚さは、ＡｕとＡｌで相互拡散を防ぐことができる程度の厚みであれば良く、４〜３０ｎｍの厚みがあれば良い。
【００８０】
本発明の圧電共振子は、図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）にそれぞれ示されるπ型、Ｌ型およびＴ型のラダーフィルタに組み込んで使用することができ、良好なフィルタ特性を達成することができる。
【００８１】
また、図１９に示されるデュプレクサ１１に用いてもよい。さらに、携帯電話機やその他の通信装置に搭載して電子通信動作に使用して、その動作特性を安定させることができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１，第２の絶縁膜および圧電薄膜を、正の温度係数を持つものと負の温度係数を持つものとで構成したので、それらの膜厚比を適当な値に設定することにより、圧電共振子全体として、共振周波数の温度係数を小さくして周波数温度特性を安定にすることができる。
【００８３】
特に、絶縁膜を、ＳｉＯ２膜およびＡｌ２Ｏ３膜とし、圧電薄膜をＺｎＯ膜とすることにより、それらの膜厚比を適当な値に設定することにより、圧電薄膜共振子全体として、共振周波数の温度係数を小さくして周波数温度特性を安定にすることができ、また、Ｑ×ｋ２の値を大きくして共振特性を向上させることができる。
【００８４】
しかも、ＳｉＯ２およびＺｎＯは、いずれも圧縮性応力であるのに対して、Ａｌ２Ｏ３は、引っ張り性応力であるので、圧電薄膜共振子全体としての応力調整が可能となって素子破壊を防止でき、さらに、良好な耐電力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧電共振子の断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態の圧電共振子の断面図である。
【図３】Ａｌ２Ｏ３膜を有しないＺｎＯとＳｉＯ２の２層構造の圧電共振子の断面図である。
【図４】絶縁膜の上層がＳｉＯ２膜で下層がＡｌ２Ｏ３膜の場合であって、圧電薄膜／絶縁膜とするその膜厚比と、Ｑ、ｋ２、ＴＣＦとの関係を、ＳｉＯ２膜とＡｌ２Ｏ３膜との膜厚比を変更した場合についてそれぞれ上中下の各段において示すグラフである。
【図５】絶縁膜の上層がＡｌ２Ｏ３膜で下層がＳｉＯ２膜の場合であって、圧電薄膜／絶縁膜とするその膜厚比と、Ｑ、ｋ２、ＴＣＦとの関係を、ＳｉＯ２膜とＡｌ２Ｏ３膜との膜厚比を変更した場合についてそれぞれ上中下の各段において示すグラフである。
【図６】絶縁膜を含む振動部における振動の変位図を示したものであって、横軸は振動部を厚み方向での絶縁膜、圧電膜、電極膜をその厚み幅が横幅に対応するようにし、縦軸に振動の変位を示す図である。図６（ａ）は、絶縁膜の下層をＡｌ２Ｏ３膜とし、絶縁膜の上層をＳｉＯ２膜とする場合を示す。図６（ｂ）は、絶縁膜の下層をＳｉＯ２膜とし、絶縁膜の上層をＡｌ２Ｏ３膜とする場合を示す。
【図７】本発明の更に他の実施の形態の圧電共振子の断面図である。
【図８】下部電極の表面粗さと圧電薄膜のロッキングカーブ半値幅との関係を示すグラフである。
【図９】下部電極の表面粗さとＱとの関係を示すグラフである。
【図１０】絶縁膜上層の表面粗さと下部電極の表面粗さとの関係を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る実施例における成膜レートと引っ張り応力との関係、成膜レートと表面粗さとの関係を示すグラフである。
【図１２】本発明に係る実施例における装置内真空度と引っ張り応力との関係、成膜レートと表面粗さとの関係を示すグラフである。
【図１３】本発明に係る実施例におけるＲＦマグネトロンスパッタ法による絶縁膜の成膜におけるＲＦパワー密度と絶縁膜の応力との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明に係る実施例におけるＲＦマグネトロンスパッタ法による絶縁膜の成膜におけるＲＦパワー密度と絶縁膜表面の算術平均粗さ（Ｒａ）との関係を示すグラフである。
【図１５】本発明に係る実施例におけるＲＦマグネトロンスパッタ法による絶縁膜の成膜におけるＲＦパワー密度と共振特性Ｑとの関係を示すグラフである。
【図１６】下部電極上に酸化防止膜を形成した本発明に係る圧電共振子を示す断面図である。
【図１７】下部電極上に拡散防止膜を形成し、その拡散防止膜上に酸化防止膜を形成した本発明に係る圧電共振子を示す断面図である。
【図１８】本発明の圧電共振子を用いたフィルタの構成図である。
【図１９】本発明の圧電共振子を用いたデュプレクサを示す概略図である。
【図２０】従来例の圧電共振子の断面図である。
【符号の説明】
１，１’      圧電共振子
２            基板
３，３’      絶縁性薄膜
６            ＳｉＯ２膜
７            Ａｌ２Ｏ３膜
１０          圧電薄膜
【図１】
2004221622.tif 000006
【図２】
2004221622.tif 000007
【図３】
2004221622.tif 000008
【図４】
2004221622.tif 000009
【図５】
2004221622.tif 000010
【図６】
2004221622.tif 000011
【図７】
2004221622.tif 000012
【図８】
2004221622.tif 000013
【図９】
2004221622.tif 000014
【図１０】
2004221622.tif 000015
【図１１】
2004221622.tif 000016
【図１２】
2004221622.tif 000017
【図１３】
2004221622.tif 000018
【図１４】
2004221622.tif 000019
【図１５】
2004221622.tif 000020
【図１６】
2004221622.tif 000021
【図１７】
2004221622.tif 000022
【図１８】
2004221622.tif 000023
【図１９】
2004221622.tif 000024
【図２０】
2004221622.tif 000025