(57)【要約】【課題】  圧電体の音響インピーダンス値に制約を受けずにさらなる高周波化を図ることのできる圧電薄膜振動子の構造を提供する。【解決手段】  本発明の圧電薄膜振動子１０Ａは、圧電体層１２と、該圧電体層の表裏両側に配置された一対の電極層１１Ａ，１３とを含む積層構造を有し、前記一対の電極で与えられる電界により前記積層構造内に積層方向の音響振動が生成される圧電薄膜振動子において、前記一対の電極層のうちの少なくとも一方の前記電極層１１Ａがダイヤモンド薄膜で構成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体層と、該圧電体層の表裏両側に配置された一対の電極層とを含む積層構造を有し、前記一対の電極で与えられる電界により前記積層構造内に積層方向の音響振動が生成される圧電薄膜振動子において、
前記一対の電極層のうちの少なくとも一方の前記電極層がダイヤモンド薄膜で構成されていることを特徴とする圧電薄膜振動子。
【請求項２】
圧電体層と、該圧電体層の表裏両側に配置された一対の電極層とを含む積層構造を有し、前記一対の電極で与えられる電界により前記積層構造内に積層方向の音響振動が生成される圧電薄膜振動子において、
前記一対の電極層のうちの少なくとも一方の前記電極層がダイヤモンド薄膜と金属薄膜の積層体で構成されていることを特徴とする圧電薄膜振動子。
【請求項３】
前記ダイヤモンド薄膜の膜厚と前記金属薄膜の膜厚の比が両者中の音響振動の伝播速度の比の２．５倍以上であることを特徴とする請求項２に記載の圧電薄膜振動子。
【請求項４】
前記積層構造中に酸化シリコン層が含まれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧電薄膜振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電薄膜振動子に係り、特に、高周波フィルタとして好適に用いられる振動子構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、携帯電話機などの通信機器では高周波化や小型化が進展しつつあり、このために、ＲＦ回路部の高性能化や小型化が要求されるようになってきている。この中で、通信機器の送受信部に用いられる高周波フィルタ等の高周波素子として、従来のＳＡＷ（表面弾性波）素子と同等の性能を実現することが可能で、しかも、従来よりも高周波化及び小型化の容易なＢＡＷ（Bulk Acoustic Wave）素子が注目されている。このＢＡＷ素子は、圧電体層を電極で挟んだ積層構造を有し、圧電体層に厚み方向の音響波を生じさせるものであり、高周波化が容易、耐電圧性が良好、小型化が容易などの利点を備えている（例えば、以下の特許文献１乃至３参照）。
【０００３】
上記のＢＡＷ素子としては、シリコン基板等からなる基板上に上記の積層構造を形成し、その後、積層構造の背後の基板部分をエッチングなどによって除去することによって積層構造部分の縦振動を可能にした、ＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）型の素子構造を備えたもの（特許文献１の図１及び図３）と、音響インピーダンスの異なる層を交互に繰り返し積層してなる音響反射多層膜を上記の積層構造と基板との間に配置した、ＳＭＲ（Solid Mounted Resonator）型の素子構造を備えたもの（特許文献１の図２）と、が知られている。
【０００４】
上記の特許文献１乃至３には、基板上にダイヤモンド薄膜を形成し、この上にさらに上記の積層構造を形成して、ダイヤモンド薄膜を支持膜として用いる方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１５６５８２号公報
【特許文献２】特開２００２−３４４２７９号公報
【特許文献３】特開２００４−１５８９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように前述のＢＡＷ素子は高周波化が容易である点でＳＡＷ素子などに比べて優位性を備えているが、一般的な圧電体の音響インピーダンスは通常３０［Ｐａ・ｓ／ｍ］程度と低いため、さらなる高周波化を図ることが難しいという問題点がある。また、共振周波数は、圧電体の音響特性だけでなく、積層構造の質量にも影響されるため、電極の電気抵抗などの制約によって電極を厚く形成せざるを得ない場合には、電極の質量が足枷となって所望の高周波数が実現できないという問題もある。
【０００６】
一方、上記の特許文献１にはダイヤモンド薄膜を支持膜として用いることが知られているが、例えば、特許文献１では、ダイヤモンド薄膜と圧電体層との間にＰｔ薄膜を構成要素とする電極層が形成されているために、圧電体層で発生する音響振動が電極層との界面で反射し、ダイヤモンド薄膜の音響振動特性が振動子特性に反映されないことから、音響振動特性は圧電体層と金属からなる電極層とで決定され、それ以上の高周波化が難しいという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、圧電体の音響インピーダンス値に制約を受けずにさらなる高周波化を図ることのできる圧電薄膜振動子の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
斯かる実情に鑑み、本発明の圧電薄膜振動子は、圧電体層と、該圧電体層の表裏両側に配置された一対の電極層とを含む積層構造を有し、前記一対の電極で与えられる電界により前記積層構造内に積層方向の音響振動が生成される圧電薄膜振動子において、前記一対の電極層のうちの少なくとも一方の前記電極層がダイヤモンド薄膜で構成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、少なくとも一方の電極層がダイヤモンド薄膜で構成されることにより、ダイヤモンド薄膜の音響振動特性を利用することが可能になるため、振動子の高周波化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明の別の圧電薄膜振動子は、圧電体層と、該圧電体層の表裏両側に配置された一対の電極層とを含む積層構造を有し、前記一対の電極で与えられる電界により前記積層構造内に積層方向の音響振動が生成される圧電薄膜振動子において、前記一対の電極層のうちの少なくとも一方の前記電極層がダイヤモンド薄膜と金属薄膜の積層体で構成されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、少なくとも一方の電極層がダイヤモンド薄膜と金属薄膜の積層体で構成されることにより、ダイヤモンド薄膜の音響振動特性を利用することが可能になるため、振動子の高周波化を図ることができるとともに、ダイヤモンド薄膜の導電性を金属薄膜で補うことができるため、電位の印加状態を改善することができ、振動子特性を向上させることができる。
【００１２】
さらに、ダイヤモンド薄膜を用いることにより、積層構造の剛性の確保や熱拡散性の向上を図ることができるので、耐電力特性を高めることができる。
【００１３】
本発明において、前記ダイヤモンド薄膜の膜厚と前記金属薄膜の膜厚の比が両者中の音響振動の伝播速度の比の２．５倍以上であることが好ましい。これによれば、金属薄膜が充分に薄いため、金属薄膜による音響振動への影響をほとんどなくすことができる。
【００１４】
本発明において、前記積層構造中に酸化シリコン層が含まれることがさらに望ましい。これによれば、酸化シリコン層の温度特性によって圧電体層の温度特性を補償できるため、振動子の周波数特性の温度依存性を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［第１実施形態］
次に、添付図面を参照して本発明の第１実施形態について詳細に説明する。図１は本実施形態の圧電薄膜振動子の構造を模式的に示す概略縦断面図である。
【００１６】
この圧電薄膜振動子１０は基板１Ａ上に形成されている。この基板１Ａは、シリコン基板等の半導体基板、ガラス基板、サファイア基板、セラミックス基板等の各種の基板を用いることができる。特に、シリコン基板等の半導体基板を用いることによって、基板１Ａ内に各種の半導体回路を作り込むことができるため、圧電体薄膜振動子と回路とを一体化することができる。この中でも、シリコン基板を用いることが一般的な半導体製造技術を利用できる点で有利である。
【００１７】
基板１Ａには裏面からのエッチング（ウエットエッチング又はドライエッチング）によって形成された開口部１ａが設けられている。この開口部１ａは上記下部電極層１１をエッチングストップ層として用いて形成することができる。開口部１ａを設けることで、後述する積層構造に対する機械的拘束力が低減され、積層構造が比較的自由に振動できるように構成される。図示例はＦＢＡＲ型の素子構造を示している。基板１Ａに開口部１ａを形成する具体的な方法としては、ＩＣＰ（結合容量式プラズマ）エッチング装置を用いることができる。
【００１８】
基板１Ａの上には、下部電極層１１Ａ、圧電体層１２、上部電極層１３が順次に積層されてなる構造を備えた圧電薄膜振動子１０Ａが形成されている。なお、基板１Ａ上に酸化シリコン、酸化チタン、窒化シリコン等の絶縁層を形成し、この絶縁層上に上記積層構造を形成してもよい。この絶縁層は２層以上の複合層で構成されていてもよい。当該絶縁層は熱酸化法、ＣＶＤ法、スパッタリング法などで形成することができる。
【００１９】
下部電極層１１Ａはダイヤモンド薄膜で構成されている。ダイヤモンド薄膜は他の材料よりも飛びぬけて高い音速（縦波速度）ＶＬを示し、一般的な圧電体の２倍以上の高い音響インピーダンスＺ＝ρ・ＶＬ＝６１．６［Ｐａ・ｓ／ｍ］を備えている（ρは密度）。共振波長をλとした場合、下部電極層１１Ａであるダイヤモンド層の膜厚ｈは０．９×λ／４以上、１．１×λ／４以下であることが好ましく、特にｈ〜λ／４であることが望ましい。これは、上記積層構造中に励振された音波の閉じ込め効果を得るためである。なお、上記波長λ＝Ｖｌ／ｆｒ（Ｖｌは当該材料の音速、ｆｒは共振周波数）となる。
【００２０】
ダイヤモンド薄膜はＣＶＤ法等によって形成することができる。例えば、メタン、ジボラン等の炭化水素ガスと水素とをチャンバー内に導入し、熱、放射線（光、マイクロ波等）によってエネルギーを注入することによって炭素の活性種が生成され、これを基板１上に照射することにより、基板１上にダイヤモンド薄膜が堆積する。ダイヤモンド合成方法としてはマイクロ波ＣＶＤが最も一般的である。シリコン、タングステン、モリブデン等の種々の基板や層上に形成することができるが、特に、ダイヤモンドで基板表面や層表面にスクラッチ処理を施すことなどによって簡単に薄膜を成長させることができる。
【００２１】
本実施形態では、ダイヤモンド薄膜を導電性とすることで、ダイヤモンド薄膜のみで下部電極層１１Ａを構成している。ダイヤモンド薄膜を導電性にするには、ダイヤモンド中にＢ（ホウ素）をドープする方法が挙げられる。例えば、炭素源としてメタン等の有機溶媒を、Ｂ源として酸化ホウ素等を用いるＣＶＤ法（プラズマＣＶＤ法）などによって成膜することができる。ただし、導電性ダイヤモンドは、Ｂ（ボロン）ドーピングのほかに、Ｎ（窒素）ドーピングや表面水素化処理などによっても製造することが可能である。図６には、ダイヤモンド薄膜のボロン濃度［ｃｍ−３］と比抵抗［Ω・ｃｍ］の関係を示す。これを見ればわかるように、ボロン濃度を高くすれば、電極材料として充分に用いることができる。
【００２２】
圧電体層１２は、圧電性を示す素材であれば如何なるものであってもよいが、例えば、ＡｌＮ（Ｚ＝３５．０［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、ＺｎＯ（Ｚ＝３４．６［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、ＰＺＴ（Ｚ＝３１．８［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、ＫＮｂＯ３（Ｚ＝２９．３［Ｐａ・ｓ／ｍ］）などが挙げられる。圧電体層１４の膜厚ｈは、共振波長をλとした場合、０．９×λ／２以上、１．１×λ／２以下であることが好ましく、特にｈ〜λ／２であることが望ましい。これは、上記積層構造中に音響波を閉じ込めるためである。圧電体層１２は、蒸着法、スパッタリング法、レーザーアブレーション法、ＣＶＤ法などの種々の方法で形成することができる。
【００２３】
上部電極層１３は、任意の電極材料を用いることができる。ただし、特に限定されるものではないが、音響インピーダンスの高い電極材料、例えば、Ｐｔ（Ｚ＝６９．７［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、Ｗ（Ｚ＝９８．２［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、Ｍｏ（Ｚ＝６４．４［Ｐａ・ｓ／ｍ］）などを用いることが好ましい。なお、これらの電極をパターニングする場合にはリフトオフ法を用いることができる。また、上記の音響インピーダンスの高い電極材料の薄膜上に、音響インピーダンスの低い電極材料、例えば、Ａｌ（Ｚ＝１７．０［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、Ｓｉ（Ｚ＝１９．７［Ｐａ・ｓ／ｍ］）などの層を積層した構造としてもよい。上部電極層１３の厚さは、高周波化を図るために軽いことが好ましいので、充分な導電性を示すのであれば薄い方が好ましい。
【００２４】
本実施形態の具体的構成としては、例えば、共振周波数を５．８［ＧＨｚ］としたい場合、下部電極層１１Ａ（ダイヤモンド薄膜）の膜厚を０．７５６［μｍ］、圧電体層１２（ＡｌＮ）の膜厚を０．９４９［μｍ］、上部電極層１３（Ａｌ）の膜厚を０．２７３［μｍ］とすればよい。ここで、圧電体層１２にＺｎＯを用いる場合には、膜厚は０．５２５［μｍ］とすればよい。
【００２５】
本実施形態においては、圧電体層１２にフォトリソグラフィ法等によって貫通孔（ビアホール）１２ａを形成し、この貫通孔１２ａを通して導電体１４が下部電極層１１Ａに導電接続されるように構成している。そして、この導電体１４と、上部電極層１３との間に所定の電圧を印加することにより、圧電体層１２中に電界が形成される。したがって、導電体１４と上部電極層１３との間に高周波信号を入力すると、圧電薄膜振動子の所定の周波数特性に従って音響振動が発生するので、所定の共振周波数を有する共振器として、或いは、所定の通過帯域を有する帯域通過フィルタとして用いることが可能になる。
【００２６】
本実施形態では、一方の電極である下部電極層１１Ａをダイヤモンド薄膜で構成しているため、ダイヤモンドの高い音響振動の伝播速度を有効に活用し、振動子の高周波化を図ることができる。また、ダイヤモンド薄膜は高い硬度を有し、支持膜としても機能するため、積層構造を簡易化することができ、振動体質量の軽減やプロセス数の削減を図ることができる。特に、ダイヤモンド薄膜に導電性を付与するためにドーピングを行うことにより、硬度がさらに増大し、音速もさらに高まるため、上記効果をさらに向上させることができる。
【００２７】
圧電薄膜振動子の製造工程としては、基板１Ａ上に下部電極層を形成する工程、圧電体層を形成する工程、上部電極層を形成する工程を順次に有するが、本実施形態の場合、その後、基板１Ａに開口孔１ａを形成する工程、圧電体層１２に貫通孔１２ａを形成する工程、導電層１４を形成する工程を順次設ける。
【００２８】
なお、本実施形態において、上記基板１Ａの代わりに、後述する第２実施形態の基板１Ｂ、或いは、後述する第３実施形態の基板１Ｃを用いても構わない。また、上記とは逆に、上部電極層をダイヤモンド薄膜で構成してもよく、さらには、下部電極層と上部電極層の双方をダイヤモンド薄膜で構成してもよい。
【００２９】
［第２実施形態］
次に、図２を参照して、本発明に係る第２実施形態について説明する。この第２実施形態の圧電薄膜振動子１０Ｂは、基本的な構成については上記第１実施形態と同様であるが、ダイヤモンド薄膜のみで構成された下部電極層１１Ａの代わりに、ダイヤモンド薄膜１１ｘと金属薄膜１１ｙの積層体で下部電極層１１Ｂを構成した点で第１実施形態とは異なる。
【００３０】
本実施形態の場合には、ダイヤモンド薄膜１１ｘを圧電体層１２とは反対側に配置し、金属薄膜１１ｙを圧電体層１２側に配置している。ここで、ダイヤモンド薄膜１１ｘは、その材質中の共振波長をλとしたとき、その膜厚が実際には、０．９×λ／４以上、１．１×λ／４以下とすることが好ましく、特にλ／４となるように構成することが好ましい。なお、本実施形態においては、金属薄膜１１ｙによって導電性が補われるので、ダイヤモンド薄膜１１ｘ単独では電極として不適な導電性を有しているものであってもよい。
【００３１】
一方、金属薄膜１１ｙは音響振動に対する影響をなるべく少なくするために、その材質中の共振波長をλとしたとき、その膜厚がλ／４未満であることが好ましく、特に、λ／１０以下であることが望ましい。換言すれば、圧電体層１２の膜厚がλ／２、ダイヤモンド薄膜１１ｘの膜厚がλ／４であるときを基準として考えると、ダイヤモンド薄膜１１ｘの膜厚と金属薄膜１１ｙの膜厚の比は、両材質中の音響振動の伝播速度の比の２．５倍以上であれば音響振動的な影響を回避できる。この金属薄膜１１ｙはダイヤモンド薄膜１１ｘの導電性を補うものであり、下部電極層１１Ｂ全体が良好な電気伝導性を備えるものとなればよい。金属薄膜１１ｙの実際の膜厚としては、１０〜１００ｎｍ程度とすることができる。
【００３２】
なお、金属薄膜１１ｙの膜厚は、圧電体層１２を基準とした場合には、一般的に、圧電体層１２の膜厚の１／１０以下であれば、音響振動に対する影響を低減できる。
【００３３】
上記のように金属薄膜１１ｙを充分に薄く構成することにより、音響的には金属薄膜１１ｙの影響をほとんどなくすことができる。ただし、ダイヤモンド薄膜１１ｘ内に音響振動がより有効に導かれるようにするために、金属薄膜１１ｙの音響インピーダンスをダイヤモンド薄膜よりも低いものとすることがさらに好ましい。このようにすると、圧電体層１２と金属薄膜１１ｙの界面における音響振動の反射波を低減できる。
【００３４】
音響インピーダンスの低い金属素材としては、例えば、Ａｌ（Ｚ＝１７．０［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、Ｓｉ（Ｚ＝１９．７［Ｐａ・ｓ／ｍ］）などが挙げられる。ただし、金属薄膜１１ｙの音響インピーダンスは、圧電体層１２の音響インピーダンス以上、ダイヤモンド薄膜の音響インピーダンス（Ｚ＝６１．６［Ｐａ・ｓ／ｍ］）以下とすることが最も好ましい。このような素材としては、例えば、Ｆｅ（Ｚ＝４３．２［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、Ａｇ（Ｚ＝４０．０［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、Ｃｒ（Ｚ＝４５．２［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、Ｃｕ（Ｚ＝４３．４［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、Ｎｉ（Ｚ＝５２．５［Ｐａ・ｓ／ｍ］）などが挙げられる。
【００３５】
なお、導電体１４は金属薄膜１１ｙに導電接続されている。これによって下部電極層１１Ｂの平面範囲全体に均一に電位を供給することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、第１実施形態とは異なり、第１実施形態と同様の材質からなる基板１Ｂの表層部に空間部１ｂを形成してある。この空間部１ｂは、基板１Ｂ上に図示しない犠牲層（基板材料に対して選択的に除去可能な材料、例えば、酸化シリコン膜、ＰＳＧ膜など）を形成し、その後、この犠牲層上に圧電薄膜振動子１０Ｂを形成してから、最後に、圧電薄膜振動子１０Ｂをそのままとし、犠牲層だけをエッチング等で除去することによって形成することができる。
【００３７】
本実施形態では、ダイヤモンド薄膜１１ｘと金属薄膜１１ｙの積層体で電極を構成することにより、ダイヤモンド薄膜１１ｘの導電性が不十分であっても、電極全体として充分な電気伝導性を確保することが可能になる。また、ダイヤモンドの音響特性を利用して高周波化を図ることが出来る点では第１実施形態と同様である。
【００３８】
なお、この実施形態において、基板１Ｂの代わりに、上記第１実施形態と同様の開口部１ａを備えた基板１Ａ、あるいは、後述する第３実施形態の基板１Ｃを用いても構わない。また、上記構成の代わりに、上部電極層をダイヤモンド薄膜と金属薄膜の積層体で構成してもよく、さらに、下部電極層と上部電極層の双方をダイヤモンド薄膜と金属薄膜の積層体で構成してもよい。この場合、上部電極層では、金属薄膜を圧電体層側に、ダイヤモンド薄膜をその反対側に配置することが好ましい。
【００３９】
［第３実施形態］
次に、図３を参照して本発明に係る第３実施形態について説明する。この実施形態の圧電薄膜振動子１０Ｃは、基本的な構成については上記第１実施形態及び第２実施形態と同様であるが、下部電極層１１Ｃを圧電体層１２側のダイヤモンド薄膜１１ｘと基板１Ｃ側の金属薄膜１１ｚの積層体で構成した点で異なる。
【００４０】
ここで、ダイヤモンド薄膜１１ｘと金属薄膜１１ｚの積層体で下部電極層１１Ｃが構成されている点では第２実施形態と同様であるが、本実施形態では、ダイヤモンド薄膜１１ｘは圧電体層１２側に配置されており、金属薄膜１１ｚはその反対側に配置されている。導電体１４はダイヤモンド薄膜１１ｘを貫通して金属薄膜１１ｚに導電接続されている。
【００４１】
この実施形態では、ダイヤモンド薄膜１１ｘを介して圧電体層１２に電界が印加されるため、ダイヤモンド薄膜１１ｘ全体が音響振動に寄与しやすくなる点で有利である。また、金属薄膜１１ｚの音響インピーダンスはダイヤモンド薄膜１１ｘよりも高くても支障がなく、例えば、Ｐｔ（Ｚ＝６９．７［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、Ｗ（Ｚ＝９８．２［Ｐａ・ｓ／ｍ］）、Ｍｏ（Ｚ＝６４．４［Ｐａ・ｓ／ｍ］）などを用いることができる。
【００４２】
この実施形態でも、金属薄膜１１ｚはダイヤモンド薄膜１１ｘの導電性を補うものであるため、薄くても足りるとともに、振動子質量を低減する上では軽い方が好ましいので、薄い方が好ましい。したがって、この場合でも、その材質中の共振波長をλとしたとき、その膜厚がλ／１０以下、或いは、圧電体層１２の膜厚の１／１０以下であることが好ましい。ダイヤモンド薄膜１１ｘの膜厚については第２実施形態と同様であり、ダイヤモンド薄膜１１ｘの膜厚と金属薄膜１１ｙの膜厚の比は、両材質中の音響振動の伝播速度の比の２．５倍以上であればよい。この金属薄膜１１ｙはダイヤモンド薄膜１１ｘの導電性を補うものであり、下部電極層１１Ｂ全体が良好な電気伝導性を備えるものとなればよい。金属薄膜１１ｙの実際の膜厚としては、１０〜１００ｎｍ程度とすることができる。
【００４３】
本実施形態では、上記各実施形態とは異なり、基板１Ｃの表面部に、音響インピーダンスの異なる層を交互に繰り返し積層してなる音響反射多層膜１ｃを形成し、この音響反射多層膜１ｃによって圧電薄膜振動子１０Ｃで発生した音波を反射させ、基板１Ｃへ音響振動のエネルギーが漏出しないようにし、積層構造中に音響振動を閉じ込めている。すなわち、いわゆるＳＭＲ型の素子構造を有している。
【００４４】
なお、本実施形態において、基板１Ｃの代わりに、先の実施形態の基板１Ａ又は１Ｂを用いてもかまわない。
【００４５】
［第４実施形態］
次に、図４を参照して本発明に係る第４実施形態について説明する。この実施形態の圧電薄膜振動子１０Ｄは、基本的な構成については上記の第１実施形態と同様であるが、積層構造中に酸化シリコン層１７，１８を有する点で異なる。
【００４６】
図示例の場合には、下部電極層１１と圧電体層１２の間に酸化シリコン（ＳｉＯ２）層１７が形成され、圧電体層１２と上部電極層１３の間に酸化シリコン層（ＳｉＯ２）１８が形成されている。これらの酸化シリコン層はＣＶＤ法、スパッタリング法などによって形成することができる。
【００４７】
酸化シリコン層１７，１８の膜厚は、圧電薄膜振動子１０Ｄの温度特性に応じて設定される。通常、圧電体層１２は負の温度特性を有し、酸化シリコン層１７，１８は正の温度特性を有するので、圧電体層１２の温度特性を酸化シリコン層１７，１８で補償することが可能になり、圧電薄膜振動子１０Ｄの周波数特性の温度依存性を低減することができる。
【００４８】
具体例としては、例えば、圧電体層１２をＺｎＯで構成した場合、酸化シリコン層１７，１８の合計の厚みが圧電体層１２の０．８〜１．５倍の範囲内にあることが好ましい。この範囲を下回ると、温度依存性の補償が充分にできず、また、上記範囲を上回ると、温度依存性の補償はできるが、圧電性のない膜が存在することによる振動子特性の劣化が大きくなる。
【００４９】
なお、本実施形態は、圧電体層１２に酸化シリコン層が接している点で周波数特性の温度依存性を低減する上で最も好ましい構成となっているが、酸化シリコン層は上記図示例に限らず、積層構造中に形成されていればよいので、例えば、上部電極層の上や下部電極の下に形成されていてもよく、また、１層のみであってもよい。
【００５０】
［第５実施形態］
次に、図５を参照して本発明に係る第５実施形態について説明する。この実施形態の圧電薄膜振動子１０Ｅは、基本的な構成については上記の第２実施形態と同様であるが、積層構造中に酸化シリコン層１７，１８を有する点で異なる。
【００５１】
この実施形態では、基本的に先に説明した第４実施形態と同様であり、酸化シリコン層の膜厚や積層位置についても第４実施形態と同様である。なお、第４実施形態では第１実施形態の基本構成を用い、第５実施形態では第２実施形態の構成を用いているが、第３実施形態の積層構造中に酸化シリコン層を付加したものとしても構わない。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態の圧電薄膜振動子は、圧電体層を変えずに従来の素子よりも高周波化が容易であるという効果を奏し、これによってフィルタ等の回路素子のさらなる高周波化を図ることが可能になる。また、ダイヤモンド薄膜を用いることにより、積層構造の剛性の確保や熱拡散性の向上を図ることができるので、耐電力特性を高めることができる。
【００５３】
尚、本発明の圧電薄膜振動子は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更をことは勿論である。例えば、上記の各実施形態に示したいずれの電極構造も下部電極層と上部電極層のいずれに用いてもよく、下部電極層にいずれか一つの電極構造を、上部電極に他のいずれかの電極構造を用いても構わない。すなわち、上記の各実施形態に示した電極構造はいずれの組み合わせで下部電極層及び上部電極層に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１実施形態の圧電薄膜振動子の構造を模式的に示す概略構成断面図。
【図２】第２実施形態の圧電薄膜振動子の構造を模式的に示す概略構成断面図。
【図３】第３実施形態の圧電薄膜振動子の構造を模式的に示す概略構成断面図。
【図４】第４実施形態の圧電薄膜振動子の構造を模式的に示す概略構成断面図。
【図５】第５実施形態の圧電薄膜振動子の構造を模式的に示す概略構成断面図。
【図６】ダイヤモンド薄膜のドーピング濃度と比抵抗との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５５】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…基板、１ａ…開口部、１ｂ…空間、１ｃ…音響反射多層膜、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ…圧電薄膜振動子（積層構造）、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ…下部電極層、１２…圧電体層、１３…上部電極層、１１ｘ…ダイヤモンド薄膜、１１ｙ、１１ｚ…金属薄膜
【図１】
2007088819.tif 000003
【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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