(57)【要約】【課題】入力電極と出力電極との配置を特定することで、平衡入力を平衡出力として出力することを可能とする。【解決手段】信号を入力する入力電極１１、１２と、信号を出力する出力電極２１、２２と、入力電極２１、２２および出力電極２１、２２に対して空間４１を介して対向する振動子３１とを備えたＭＥＭＳの共振器において、入力電極１１、１２に平衡で信号が入力され、出力電極２１、２２は平衡で信号が出力されるものであり、例えば第１入力電極１１と第１出力電極２１とはそれぞれの位置における振動子３１の振幅の位相が同位相となる位置に配置され、第２入力電極２１と第２出力電極２２とはそれぞれの位置における振動子３１の振幅の位相が同位相の位置でかつ第１入力電極１１の位置における振動子３１の振幅の位相とは１８０度異なる位相の位置に配置されているものである。【選択図】図１
2005244406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を入力する入力電極と、
信号を出力する出力電極と、
前記入力電極および前記出力電極に対して空間を介して対向する振動子と
を備えたマイクロ電気機械システムの共振器において、
前記入力電極に平衡で信号が入力され、
前記出力電極は平衡で信号が出力される
ことを特徴とするマイクロ電気機械システムの共振器。
【請求項２】
前記入力電極は第１入力電極と第２入力電極とからなり、
前記出力電極は第１出力電極と第２出力電極とからなり、
前記第１入力電極と前記第１出力電極とはそれぞれの位置における前記振動子の振幅の位相が同位相となるように配置され、
第２入力電極と第２出力電極とはそれぞれの位置における前記振動子の振幅の位相が同位相の位置でかつ前記第１入力電極の位置における前記振動子の振幅の位相とは１８０度異なる位相となるように配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロ電気機械システムの共振器。
【請求項３】
前記第１入力電極、前記第２出力電極、前記第１出力電極、前記第２入力電極の順に配置されている
ことを特徴とする請求項２記載のマイクロ電気機械システムの共振器。
【請求項４】
前記第１入力電極、前記第２入力電極、前記第１出力電極、前記第２出力電極の順に配置されている
ことを特徴とする請求項２記載のマイクロ電気機械システムの共振器。
【請求項５】
前記入力電極は複数個の入力電極からなり、
前記出力電極は複数個の出力電極からなり、
前記各入力電極のうちの第１入力電極と前記各出力電極のうちの第１出力電極とはそれぞれの位置における前記振動子の振幅の位相が同位相となるように配置され、
前記各入力電極のうちの第２入力電極と前記各出力電極のうちの第２出力電極とはそれぞれの位置における前記振動子の振幅の位相が同位相となるようにかつ前記第１入力電極の位置における前記振動子の振幅の位相とは１８０度異なる位相となるように配置され、
前記入力電極のうち残りの入力電極は前記第１入力電極もしくは前記第２入力電極の位置における前記振動子の振幅の位相と同位相となるように配置され、
前記出力電極のうち残りの出力電極は前記第１出力電極もしくは前記第２出力電極の位置における前記振動子の振幅の位相と同位相となるように配置される
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロ電気機械システムの共振器。
【請求項６】
信号を入力する入力電極と、
信号を出力する出力電極と、
前記入力電極および前記出力電極に対して空間を介して対向する振動子と
を備えたマイクロ電気機械システムの共振器の製造方法において、
前記入力電極と前記出力電極とは同時に形成され、
前記入力電極には第１入力電極と第２入力電極とを形成し、
前記出力電極には第１出力電極と第２出力電極とを形成し、
前記第１入力電極と前記第１出力電極とはそれぞれの位置における前記振動子の振幅の位相が同位相となるように配置され、
第２入力電極と第２出力電極とはそれぞれの位置における前記振動子の振幅の位相が同位相となるようにかつ前記第１入力電極の位置における前記振動子の振幅の位相とは１８０度異なる位相となるように配置される
ことを特徴とするマイクロ電気機械システムの共振器の製造方法。
【請求項７】
信号を入力する入力電極と、
信号を出力する出力電極と、
前記入力電極および前記出力電極に対して空間を介して対向する振動子と
を備えたマイクロ電気機械システムの共振器を備えた周波数フィルタにおいて、
前記入力電極に平衡で信号が入力され、前記出力電極は平衡で信号が出力される
ことを特徴とする周波数フィルタ。
【請求項８】
前記入力電極は第１入力電極と第２入力電極とからなり、
前記出力電極は第１出力電極と第２出力電極とからなり、
前記第１入力電極と前記第１出力電極とはそれぞれの位置における前記振動子の振幅の位相が同位相となるように配置され、
第２入力電極と第２出力電極とはそれぞれの位置における前記振動子の振幅の位相が同位相の位置でかつ前記第１入力電極の位置における前記振動子の振幅の位相とは１８０度異なる位相となるように配置されている
ことを特徴とする請求項７記載の周波数フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平衡入力により平衡出力が容易なマイクロ電気機械システムの共振器およびその製造方法および周波数フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報通信技術の発展に伴って、近年ネットワークを利用するデバイスの数は飛躍的に増加しており、使い勝手の面からも、無線ネットワーク技術に対する需要が高まっている。
【０００３】
無線通信で用いられるＲＦ（ラジオ周波）フロントエンドモジュールには、半導体チップのほかに、ＲＦフィルタ、ＩＦ（中間周波）フィルタ用に表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタや誘電体フィルタなど、比較的サイズの大きな部品が存在しており、これらの存在がＲＦフロントエンドの小型化と低コスト化を阻んできた。これらのフィルタ機能を半導体チップの中に取り込むことが現在求められている。
【０００４】
半導体プロセス技術を用いて形成された微小振動子は、デバイスの占有面積が小さいこと、高いＱ値を実現できること、他の半導体デバイスとの集積が可能であること等の特徴により、無線通信デバイスの中でもＩＦフィルタ、ＲＦフィルタとしての利用がミシガン大学を始めとする研究機関から提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、これまでに提案され、検証された微小振動子の共振周波数は最高でも２００ＭＨｚを超えず、従来の表面弾性波（ＳＡＷ）あるいは薄膜弾性波（ＦＢＡＲ）によるＧＨｚ（ギガヘルツ）領域のフィルタに対して、微小振動子の特性である高いＱ値をＧＨz帯周波数領域で提供することは困難となっている。
【０００６】
現在のところ、一般に高い周波数領域では出力信号としての共振ピークが小さくなる傾向があり、良好なフィルタ特性を得るためには、共振ピークのＳＮ比を向上する必要がある。ミシガン大学の文献（Ｄｉｓｋ型の例）（例えば、非特許文献１参照）によれば、出力信号のノイズ成分は、入出力電極間に構成される寄生容量を直接透過する信号によっており、この信号を小さくするために、直流（ＤＣ）を印加した振動電極を入出力電極間に配置することで、ノイズ成分の低減が図れるとされている。
【０００７】
一方でＤｉｓｋ型の振動子で、十分な出力信号を得るには、３０Ｖを超えるＤＣ電圧が必要であるために、実用的な構造としては両持ち梁を用いたビーム型の構造が望ましい。上記のノイズ成分の低減方法をビーム型の構造に対して適用した場合、一例として図９に示すような電極配置となる。
【０００８】
図９に示すように、シリコン基板上に酸化シリコン膜および窒化シリコン膜の積層膜を形成した基板３１０上に、離間した状態で入力電極３１１と出力電極３１２とが平行に配設され、その上空に微小な空間３２１を介して上記入力電極３１１および上記出力電極３１２を横切るようにビーム型振動子３１３が配設されているものである。また、図面に示した曲線はビーム型振動子３１３の振動曲線を示す。
【０００９】
このような共振器では、振動子３１３は２次モードの振動となり、不平衡入力で不平衡出力となる。このような共振器を平衡入力の周波数フィルタに用いた場合、図１０に示すように、前段デバイス（例えば集積回路）４２１からの出力信号（平衡入力）を、周波数フィルタ４１１にとって不平衡入力とするためのバラン素子４３１と、周波数フィルタ４１１の出力段に周波数フィルタ４１１からの不平衡出力を平衡出力とするためのバラン素子４３２を接続する必要がある。これによって、周波数フィルタ４１１に接続されている後段デバイス（例えば集積回路）４２２に平衡入力信号が入力できるようになる。
【００１０】
【非特許文献１】フランクＤボノン３世（Frank D.Bonnon III）他著  「High-Q HF Microelectromechanical Filters」ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers） JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS,VOL.35,NO.4,APRIL  ２０００年  ｐ．５１２−５２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
解決しようとする問題点は、従来のマイクロ電気機械システムの共振器は、不平衡入力し、不平衡出力するデバイスである点である。現在の通信機器では、集積回路内は平衡信号が主流となっており、従来のＭＥＭＳ共振器を使うためには、例えばＩＦフィルタなどへの応用のためには、不平衡平衡変換器（Ｂａｌｕｎ）が必要である点である。これはコストの増加と、サイズの増加を意味し、ＭＥＭＳ共振器の採用を困難にしていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のマイクロ電気機械システムの共振器は、信号を入力する入力電極と、信号を出力する出力電極と、前記入力電極および前記出力電極に対して空間を介して対向する振動子とを備えたマイクロ電気機械システムの共振器において、前記入力電極に平衡で信号が入力され、前記出力電極は平衡で信号が出力されることを最も主要な特徴とする。
【００１３】
本発明のマイクロ電気機械システムの共振器の製造方法は、信号を入力する入力電極と、信号を出力する出力電極と、前記入力電極および前記出力電極に対して空間を介して対向する振動子とを備えたマイクロ電気機械システムの共振器の製造方法において、前記入力電極と前記出力電極とは同時に形成され、前記入力電極には第１入力電極と第２入力電極とを形成し、前記出力電極には第１出力電極と第２出力電極とを形成し、前記第１入力電極と前記第１出力電極とはそれぞれの位置における前記振動子の振幅の位相が同位相となるように配置され、第２入力電極と第２出力電極とはそれぞれの位置における前記振動子の振幅の位相が同位相となるようにかつ前記第１入力電極の位置における前記振動子の振幅の位相とは１８０度異なる位相となるように配置されることを最も主要な特徴とする。
【００１４】
本発明の周波数フィルタは、信号を入力する入力電極と、信号を出力する出力電極と、前記入力電極および前記出力電極に対して空間を介して対向する振動子とを備えたマイクロ電気機械システムの共振器を備えた周波数フィルタにおいて、前記入力電極に平衡で信号が入力され、前記出力電極は平衡で信号が出力されることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のマイクロ電気機械システムの共振器（以下ＭＥＭＳ共振器と記す）は、平衡で入力する入力電極と平衡で出力する出力電極とを備えていることから、平衡入力、平衡出力が可能になる。このため、本発明のＭＥＭＳ共振器を用いている周波数フィルタ、特にＲＦフィルタやＩＦフィルタにおいては、従来のビーム式共振器を用いたＲＦフィルタやＩＦフィルタで必要であったバラン素子が必要なくなり、回路の単純化、小型化、低コスト化が可能となるという利点がある。
【００１６】
また、本発明のＭＥＭＳの共振器の製造方法では、入力電極と出力電極とは同時に形成され、入力電極には第１入力電極と第２入力電極とを形成し、出力電極には第１出力電極と第２出力電極とを形成し、第１入力電極と第１出力電極とはそれぞれの位置における振動子の振幅の位相が同位相となるように配置され、第２入力電極と第２出力電極とはそれぞれの位置における振動子の振幅の位相が同位相となるようにかつ第１入力電極の位置における振動子の振幅の位相とは１８０度異なる位相となるように配置されることから、ＭＥＭＳの共振器は各入力電極に対して平衡入力したものは、各出力電極により平衡出力が可能となるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
平衡入力を平衡出力で出力するという目的を、平衡入力信号を入力する入力電極と平衡出力信号を出力する出力電極とを同位相の位置に配置することで、バラン素子を用いずに実現した。
【実施例１】
【００１８】
本発明のＭＥＭＳ共振器１に係る実施例１を、図１（１）の概略構成断面図および図１（２）の平面レイアウト図によって説明する。
【００１９】
図１に示すように、表面に絶縁膜５２が形成された基板１０上には、平衡で信号を入力する第１入力電極１１と第２入力電極１２および平衡で信号を出力する第１出力電極２１と第２出力電極２２が、第１入力電極１１、第２出力電極２２、第１出力電極２１、第２入力電極１２の順に並行に、かつ上記第１入力電極１１と第１出力電極２１のそれぞれの位置における後述する振動子３１の振幅の位相が同位相となるように、また上記第２入力電極１２と第２出力電極２２のそれぞれの位置における振動子３１の振幅の位相が同位相となるとともに上記第１入力電極１１の位置における振動子３１の位相とは１８０度異なる位相となるような位置に配置されている。
【００２０】
また、上記第１入力電極１１、第２出力電極２２、第１出力電極２１および第２入力電極１２を挟むように振動子の電極３３、３４が形成されている。上記第１入力電極１１、第２出力電極２２、第１出力電極２１および第２入力電極１２上には、空間４１を介して対向するように、かつ電極３３、３４に接続するように振動子３１が形成されている。上記第１入力電極１１、第２出力電極２２、第１出力電極２１および第２入力電極１２と、振動子１３との間の空間４１は、例えば０．１μｍ程度に形成されている。
【００２１】
このように構成されたＭＥＭＳ共振器１は、図２に示すような振動曲線を描いて振動子３１は３次モードで振動する。この結果、ＭＥＭＳ共振器１は、入力ｉｎ１から第１入力電極１１に平衡で信号を入力し、その入力信号は第１出力電極２１から出力ｏｕｔ１へ信号を平衡で出力する。同様に、入力ｉｎ２から第２入力電極１２に平衡で信号を入力し、その入力信号は第２出力電極２２から出力ｏｕｔ２へ信号を平衡で出力する。このように、平衡で入力された信号は平衡で出力される。
【実施例２】
【００２２】
次に、本発明のＭＥＭＳ共振器２に係る実施例２を、図３（１）の概略構成断面図および図３（２）の平面レイアウト図によって説明する。
【００２３】
図３に示すように、表面に絶縁膜（図示せず）が形成された基板１０上には、平衡で信号を入力する第１入力電極１１と第２入力電極１２および平衡で信号を出力する第１出力電極２１と第２出力電極２２が、第１入力電極１１、第２入力電極１２、第１出力電極２１、第２出力電極２２の順に並行に、かつ上記第１入力電極１１と第１出力電極２１のそれぞれの位置における後述する振動子３１の振幅の位相が同位相となるように、また上記第２入力電極１２と第２出力電極２２のそれぞれの位置における振動子３１の振幅の位相が同位相となるとともに上記第１入力電極１１の位置における振動子３１の位相とは１８０度異なる位相となるような位置に配置されている。
【００２４】
また、上記第１入力電極１１、第２入力電極１２、第１出力電極２１および第２出力電極２２を挟むように振動子の電極３３、３４が形成されている。上記第１入力電極１１、第２入力電極１２、第１出力電極２１および第２出力電極２２上には、空間４１を介して対向するように、かつ電極３３、３４に接続するように振動子３１が形成されている。上記第１入力電極１１、第２出力電極２２、第１出力電極２１および第２入力電極１２と、振動子１３との間の空間４１は、例えば０．１μｍ程度に形成されている。
【００２５】
このように構成されたＭＥＭＳ共振器２は、図４に示すような振動曲線を描いて振動子３１は３次モードで振動する。この結果、ＭＥＭＳ共振器１は、入力ｉｎ１から第１入力電極１１に平衡で信号を入力し、その入力信号は第１出力電極２１から出力ｏｕｔ１へ信号を平衡で出力する。同様に、入力ｉｎ２から第２入力電極１２に平衡で信号を入力し、その入力信号は第２出力電極２２から出力ｏｕｔ２へ信号を平衡で出力する。このように、平衡で入力された信号は平衡で出力される。
【実施例３】
【００２６】
上記実施例１および実施例２では４次モードのＭＥＭＳ共振器を説明したが、本発明のＭＥＭＳ共振器は、２ｎ次モード（ｎは２以上の自然数）の振動を得るものとすることもできる。例えば、６次モードの振動を得るＭＥＭＳ共振器の一例を、図５の概略構成断面図によって説明する。
【００２７】
図５に示すように、表面に絶縁膜（図示せず）が形成された基板１０上には、平衡で信号を入力する第１入力電極１１と第２入力電極１２と第３入力電極１３と第４入力電極１４、および平衡で信号を出力する第１出力電極２１と第２出力電極２２が、第１入力電極１１、第２入力電極１２、第１出力電極２１、第２出力電極２２、第３入力電極１３、第４入力電極１４の順に並行に、かつ上記第１入力電極１１と第１出力電極２１と第３入力電極１３のそれぞれの位置における後述する振動子３１の振幅の位相が同位相となるような位置に、また上記第２入力電極１２と第２出力電極２２と第４入力電極１４のそれぞれの位置における振動子３１の振幅の位相が同位相となるとともに上記第１入力電極１１の位置における振動子３１の位相とは１８０度異なる位相となるような位置に配置されている。
【００２８】
また、上記第１入力電極１１、第２入力電極１２、第３入力電極１３、第４入力電極１４、第１出力電極２１および第２出力電極２２を挟むように振動子の電極３３、３４が形成されている。上記第１入力電極１１、第２入力電極１２、第３入力電極１３、第４入力電極１４、第１出力電極２１および第２出力電極２２上には、空間４１を介して対向するように、かつ電極３３、３４に接続するように振動子３１が形成されている。上記第１入力電極１１、第１入力電極１１、第１出力電極２１、第２出力電極２２、第３入力電極１３および第４入力電極１４と、振動子１３との間の空間４１は、例えば０．１μｍ程度に形成されている。
【００２９】
このように構成されたＭＥＭＳ共振器３は、図５に示すような振動曲線を描いて振動子３１は６次モードで振動する。この結果、ＭＥＭＳ共振器１は、入力ｉｎ１から第１入力電極１１および第３入力電極１３に平衡で信号を入力し、その入力信号は第１出力電極２１から出力ｏｕｔ１へ信号を平衡で出力する。同様に、入力ｉｎ２から第２入力電極１２および第４入力電極１４に平衡で信号を入力し、その入力信号は第２出力電極２２から出力ｏｕｔ２へ信号を平衡で出力する。このように、平衡で入力された信号は平衡で出力される。
【００３０】
２ｎ（ｎは２以上の自然数とする。）次の振動モードとなる本発明のＭＥＭＳ共振器における各入力電極（第１入力電極、第２入力電極、第３入力電極、…）および各出力電極（第１出力電極、第２出力電極、第３出力電極、…）の配置位置は、下記のようになる。
【００３１】
第１入力電極は２ｎ個内の奇数番目に配置され、第１入力電極に入力された信号を出力する第１出力電極は２ｎ個内の上記第１入力電極が配置された以外の奇数番目に配置される。また、第２入力電極は２ｎ個内の偶数番目に配置され、第２入力電極に入力された信号を出力する第２出力電極は２ｎ個内の上記第２入力電極が配置された以外の偶数番目に配置される。そして６次モード以上の場合には、さらに第３入力電極以降（第３入力電極、第４入力電極、…）の入力電極は上記第１入力電極と同一位相の場合には２ｎ個内の空いている奇数番目に配置し、上記第２入力電極と同一位相の場合には２ｎ個内の空いている偶数番目に配置し、第３出力電極以降（第３出力電極、第４出力電極、…）の出力電極は上記第１出力電極と同一位相の場合には２ｎ個内の空いている奇数番目に配置し、上記第２出力電極と同一位相の場合には２ｎ個内の空いている偶数番目に配置すればよい。
【００３２】
上記説明したように、本発明のＭＥＭＳ共振器は、入力電極に平衡で信号を入力し、その信号が出力電極から平衡で出力されるように、各入力電極、各出力電極が配置されるものであれば、２ｎ次（ｎは２以上の自然数）のＭＥＭＳ共振器とすることができる。このように高次モードのＭＥＭＳ共振器では、振動子の長さが長くなるので、振動子の加工精度を高めることができる。なお、高次モードのＭＥＭＳ共振器とするには、振動子やその支持部の耐久性を考慮して入力電極および出力電極の数を決定する必要がある。
【実施例４】
【００３３】
次に、本発明のＭＥＭＳ共振器１に係る製造方法の一例を、図６および図７の製造工程断面図によって説明する。
【００３４】
図６（１）に示すように、半導体基板５１に絶縁膜５２を形成する。半導体基板５１には、例えばシリコン基板を用い、絶縁膜５２には、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を用いる。この窒化シリコン膜は、例えば１μｍの厚さに形成する。なお、窒化シリコン膜の代わりに酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜を用いてもよい。このように基板１０は、一例としてシリコン基板５１上に絶縁膜５２が形成されたものからなる。さらに、絶縁膜５２上に電極形成膜５３を形成する。この電極形成膜５３は、例えばポリシリコン膜で形成され、例えば０．５μｍの厚さに形成される。
【００３５】
次いで、図６（２）に示すように、レジスト塗布、リソグラフィー技術により入力電極形状および出力電極形状に上記電極形成膜５３を加工するためのレジストマスクを形成した後、このレジストマスクを用いたエッチング加工により、上記電極形成膜５３〔前記図６（１）参照〕で第１入力電極１１と第２出力電極２２と第１出力電極２１と第２入力電極１２とを形成する。同時に、上記電極形成膜５３〔前記図６（１）参照〕で振動子の電極３３、３４も形成する。このとき、上記第１入力電極１１と第１出力電極２１とはそれぞれの位置における後に形成される振動子の振幅の位相が同位相となる位置に配置されるとともに、上記第２入力電極１２と第２出力電極２２とはそれぞれの位置における後に形成する振動子の振幅の位相が同位相となる位置でかつ上記第１入力電極１１が形成される位置における後に形成する振動子の振幅の位相とは１８０度異なる位相となる位置に配置される。例えば、第１入力電極１１、第２出力電極２２、第１出力電極２１、第２入力電極１２の順に形成される。また、上記振動子の電極３３、３４は、第１入力電極１１、第２出力電極２２、第１出力電極２１および第２入力電極１２の電極群を、間隔を置いて挟むように形成される。上記第１、第２入力電極１１，１２、第１、第２出力電極２１，２２の配置は、入力信号が各入力電極に平衡入力され、出力信号が各出力電極より平衡出力される位置であればよい。
【００３６】
次いで、図６（３）に示すように、上記第１入力電極１１、第２出力電極２２、第１出力電極２１、第２入力電極１２および振動子の電極３４を被覆する様にかつ上記第１、第２入力電極１１、１２および第１、第２出力電極２１、２２よりも厚く犠牲層５４を形成する。この犠牲層５４は、例えば酸化シリコン膜で形成され、その厚さは例えば０．５μｍとする。この犠牲層５４は、上記絶縁膜５２、各電極に対して選択的にエッチングされる材料であればよい。
【００３７】
次いで、図６（４）に示すように、化学的機械研磨を用いて、上記犠牲層５４の表面を平坦化する。このとき、上記第１、第２入力電極１１、１２上および第１、第２出力電極２１、２２上に、犠牲層５４が薄く残るようにする。この残す厚さは、その後に形成される振動子と上記第１、第２入力電極１１、１２および第１、第２出力電極２１、２２との間隔を決定することになるので、その間隔分だけ残す。例えば、第１、第２入力電極１１、１２上および第１、第２出力電極２１、２２に犠牲層５４が０．１μｍの厚さだけ残るようにする。同様に、電極３３、３４上にも犠牲層５４が残される。
【００３８】
次いで、図７（５）に示すように、通常のレジスト塗布、リソグラフィー技術によるエッチングマスクの形成およびそのエッチングマスクを用いたエッチングにより、犠牲層５４の一部をエッチング加工して上記電極３３、３４の一部を露出させる開口部５５、５６を形成する。
【００３９】
次いで、図７（６）に示すように、犠牲膜５４が形成されている側の全面に振動子形成膜５７を形成する。この振動子形成膜５７は、例えばポリシリコン膜で形成し、例えば０．５μｍの厚さに形成する。
【００４０】
次いで、図７（７）に示すように、通常のレジスト塗布、リソグラフィー技術によるエッチングマスクの形成およびそのエッチングマスクを用いたエッチング加工により、振動子形成膜５７をエッチング加工してビーム状の振動子３１を形成する。この振動子３１は、上記開口部５５、５６を通して電極３３、３４に接続されている。
【００４１】
次いで、図７（８）に示すように、ウエットエッチングによって、犠牲層５４〔前記図７（７）参照〕をエッチング除去する。ここでは、犠牲層５４を酸化シリコンで形成しているので、フッ酸を用いた。この結果、第１入力電極１１、第２出力電極２２、第１出力電極２１、第２入力電極１２の各両側、および第１入力電極１１、第２出力電極２２、第１出力電極２１、第２入力電極１２と振動子３１との各間に空間４１が形成される。この空間４１は、第１入力電極１１、第２出力電極２２、第１出力電極２１および第２入力電極１２と振動子１４との間の距離が０．１μｍ程度となっている。このようにして、ＭＥＭＳ共振器１が形成される。
【００４２】
上記製造方法において成膜される各膜の成膜方法は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法等を採用することができる。また、上記した各膜厚は適宜設計されるものである。また、上記絶縁膜５２の最表面を酸化シリコンで形成し、各電極をポリシリコンで形成した場合には、上記犠牲膜５４は窒化シリコンで形成することができる。この場合の犠牲膜５４のウエットエッチングは熱リン酸を用いればよい。
【００４３】
上記製造方法によれば、平衡入力を平衡出力することができる４次モードのＭＥＭＳ共振器１を得ることができる。
【実施例５】
【００４４】
次に、本発明のＭＥＭＳ共振器２に係る製造方法は、前記図６および図７の製造工程断面図によって説明した本発明のＭＥＭＳ共振器１に係る製造方法において、第１入力電極１１はそのまま第１入力電極とし、第２出力電極２２の位置に第２入力電極を形成し、第１出力電極２１はそのまま第１出力電極とし、第２入力電極１２の位置に第２出力電極を形成すればよい。その他の工程は、実施例３で説明した製造工程と同様である。
【実施例６】
【００４５】
次に、本発明のＭＥＭＳ共振器１もしくはＭＥＭＳ共振器２を周波数フィルタに用いた実施例を、図８のブロック図によって説明する。
【００４６】
上記説明したように、本発明のＭＥＭＳ共振器１は平衡入力が平衡出力となって出力されるため、この共振器１を周波数フィルタに用いた場合、不平衡出力を平衡出力とするバラン素子を用いる必要がない。すなわち、図８に示すように、本発明のＭＥＭＳ共振器１を用いた周波数フィルタ７１によって、前段デバイス（例えば集積回路）８１からの出力信号（平衡入力）は平衡出力として出力される。そのため、周波数フィルタ７１に直接、後段デバイス（例えば集積回路）８２を接続することができる。
【００４７】
上記ＭＥＭＳ共振器２、３も上記ＭＥＭＳ共振器１と同様に、前記図８によって説明した周波数フィルタに用いることができる。
【００４８】
上記各実施例では、第１入力電極１１、第２入力電極１２、第１出力電極２１、第２出力電極２２、電極３４等の各電極はポリシリコン以外に金属を用いることができる。この金属としては、例えばアルミニウム、金、銅、タングステン等の半導体装置に金属配線として用いる材料を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のマイクロ電気機械システムの共振器およびその製造方法は、周波数フィルタ（ＲＦフィルタ、ＩＦフィルタ等）、発振器等の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のＭＥＭＳ共振器に係る第１実施例を示す概略構成断面図である。
【図２】図１に示したＭＥＭＳ共振器の振動子の振動モードを示す振動曲線図である。
【図３】本発明のＭＥＭＳ共振器に係る第２実施例を示す概略構成断面図である。
【図４】図３に示したＭＥＭＳ共振器の振動子の振動モードを示す振動曲線図である。
【図５】本発明のＭＥＭＳ共振器に係る第３実施例を示す概略構成断面図である。
【図６】本発明に係るＭＥＭＳ共振器の製造方法の一例を示す製造工程断面図である。
【図７】本発明に係るＭＥＭＳ共振器の製造方法の一例を示す製造工程断面図である。
【図８】本発明のフィルタの入出力を説明するブロック図である。
【図９】従来のＭＥＭＳ共振器の概略構成断面図である。
【図１０】従来のＭＥＭＳ共振器を用いたフィルタの入出力を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…ＭＥＭＳ共振器、１１…第１入力電極、１２…第２入力電極、２１…第１出力電極、２２…第２出力電極、３１…振動子、４１…空間
【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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