(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響共振器の共振周波数を達成する方法であって、
複数の音響共振器の各々を意図された動作共振周波数を達成するために層の寸法が選択された電極・圧電材積み重ね体を含むように形成することにより、前記複数の音響共振器を製造するステップであって、前記意図された動作共振周波数は目標最終動作共振周波数であり、前記各電極・圧電材積み重ね体は導電性電極層を有しているステップと、
前記音響共振器が、前記意図された動作共振周波数の誤差の許容可能な余裕内である現在の共振周波数を有しているかどうかを決定するステップと、
前記現在の共振周波数が前記誤差の許容可能な余裕から外れている場合には、前記各音響共振器に前記意図された動作共振周波数の誤差の許容可能な余裕内である最終動作共振周波数を提供するために、制御されたガス環境内で温度を制御しかつ酸素含有量を制御するステップを含めて、かつ、前記温度と酸素含有量を規制し、前記共振周波数を制御された様式で下方に調節するステップを含めて、前記音響共振器を、前記電極・圧電材積み重ね体の導電性電極層の少なくとも一方を酸化する前記制御されたガス環境に晒すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記晒すステップが、酸素を含むガスの流速を制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記晒すステップが、急速熱焼なまし器内で起こることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記晒すステップが、２１５℃を超えない温度で起こることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、音響共振器（音響共鳴器）に関し、より詳しくは、薄膜バルク音響共振器（ＦＢＡＲ）の周波数を達成しかつ安定化させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くの異なった通信の用途において、共通の信号経路が、受信機の入力端子及び送信機の出力端子の両方に結合される。例えばセルラ又はコードレス電話において、アンテナは、受信機及び送信機に結合され得る。このような装置において、共通の信号経路を入力端子及び出力端子に結合するために、送受切換え器がしばしば利用される。送受切換え器の機能は、送信機によって発生される信号が受信機の入力端子に結合されることを防止しながら、共通の信号経路への結合及びここからの必要な結合を提供することにある。
【０００３】
１つのタイプの送受切換え器は、半送受切換え器（half duplexer）と称される。この半送受切換え器は、共通の信号経路を時分割ベースで受信機又は送信機に結合するためにスイッチを利用する。半送受切換え器は、望ましい減衰特性を有するが、通話の当事者が同時に話しかつ聞くことを許容しないので、多くの電話用途において受け入れることができない。
【０００４】
電話用途に対してさらに受け入れ可能な送受切換え器のタイプは、全送受切換え器（full duplexer）である。全送受切換え器は、送信信号が受信信号の周波数とは異なった周波数を有する場合にのみ動作する。全送受切換え器は、バンドパスフィルタを組込んでおり、これらのバンドパスフィルタは、周波数に応じて、受信信号から送信信号を分離する。図１は、セルラ電話，パーソナル通信システム（ＰＣＳ；personal communication system）装置，及びその他の送信／受信装置に利用される通常の回路を示している。送信機の電力増幅器１０は、全送受切換え器(以下において、送受切換え器と記載する)１４の送信ポート１２に接続されている。この送受切換え器（デュプレクサ）１４は、受信ポート１６も含み、この受信ポート１６は、受信機の低雑音増幅器（ＬＮＡ；low noise amplifier）１８に接続されている。送信ポート１２及び受信ポート１６に加えて、送受切換え器１４は、アンテナポート２０を含み、このアンテナポート２０は、アンテナ２２に接続されている。
【０００５】
送受切換え器１４は、送信ポート１２，受信ポート１６，及びアンテナポート２０を有する３ポート装置である。送受切換え器１４の内部には、送信バンドパスフィルタ２４，受信バンドパスフィルタ２６，及び位相シフタ２８が含まれている。２つのフィルタ２４，２６の通過帯域は、それぞれ、電力増幅器１０を介して入力される送信信号及び受信機が同調される受信信号の周波数範囲に中心を有する。
【０００６】
送受切換え器１４のバンドパスフィルタ２４，２６に対する要求は、厳重である。バンドパスフィルタ２４，２６は、アンテナ２２によって発生される弱い強さの受信信号を、電力増幅器１０によって発生される強い送信信号から分離しなければならない。典型的な実施形態において、低雑音増幅器の感度は、−１００ｄＢｍの程度にあることがあるが、一方、電力増幅器は、ほぼ２８ｄＢｍの強さを有する送信信号を供給することがある。従って、送受切換え器１４は、受信ポート１６において受信信号に混合されるあらゆる残留送信信号が低雑音増幅器を過負荷にすることを防止するために、アンテナポート２０と受信ポート１６との間においてほぼ５０ｄＢだけ送信信号を減衰しなければならない。
【０００７】
移動電話に利用される１つのタイプのＰＣＳは、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）を利用する。ＣＤＭＡ ＰＣＳの無線帯域は、ほぼ１９００ＭＨｚであり、かつ、送受切換え器１４の特性に特に厳重な規則上の要求を有する。ある種の関係は、図２を参照することによって識別される。通過帯域３０は、少なくとも２つの極及び少なくとも２つのゼロによって定義される。極及びゼロは、中心周波数３２から等距離の間隔を置いている。送信機の通過帯域３０に対して、送信機対アンテナ挿入損失３４は、ほとんどの帯域にわたって望ましくは−３ｄＢより小さい。送信機から受信ポートへの分離は、殆どの送信機帯域にわたって５０ｄＢを越え、かつ、受信機帯域において４６ｄＢを越える。送信機と受信機との帯域の間のクロスオーバは、１９００ＭＨｚの回りで起こり、これは、ＣＤＭＡ仕様の下で２０ＭＨｚである。後にさらに完全に説明するように、低い周波数の極は、並列共振器の特性によって決まるが、高い周波数の極は、直列共振器の特性によって決まる。
【０００８】
送受切換え器１４のための別のチャレンジは、電力取扱い要求を達成している。図１の送信機における電力増幅器１０は、送受切換え器１４の送信ポート１２に１ワットの電力を供給することができる。バンドパスフィルタ２４は、破壊されることなくかつその特性を低下することなく、このような電力を取扱うことができなければならない。
【０００９】
図３を参照して、図１の送受切換え器１４を詳細に説明する。送受切換え器１４は、送信側の薄膜バルク音響共振器（ＦＢＡＲ）アレイ４０、及び受信側のＦＢＡＲアレイ４２を含んでいる。送信側のＦＢＡＲアレイ４０は、３つの直列ＦＢＡＲ４４，４６，４８と２つの並列ＦＢＡＲ５０，５２とを有する２1/2段のはしご形回路である。直列ＦＢＡＲ４４，４６，４８は、送信ポート１２とアンテナポート２０との間に直列に接続されており、並列ＦＢＡＲ５０，５２は、電気的なアースと、直列ＦＢＡＲの間の接続点との間に接続されている。ＦＢＡＲアレイのそれぞれの完全な段は、１つの直列ＦＢＡＲ及び１つの並列ＦＢＡＲから構成される。半分の段は、１つの直列ＦＢＡＲ又は１つの並列ＦＢＡＲのいずれかに限定される。例としてのアレイ４０において、半分の段は、直列ＦＢＡＲ４８である。
【００１０】
受信ＦＢＡＲアレイ４２は、３1/2段はしご形回路である。このＦＢＡＲアレイ４２は、３つの直列ＦＢＡＲ５４，５６，５８と４つの並列ＦＢＡＲ６０，６２，６４，６６を含んでいる。直列ＦＢＡＲ５４，５６，５８は、９０度位相シフタ２８と受信ポート１６との間に直列に接続されている。並列ＦＢＡＲ６０，６２，６４，６６は、電気的なアースと、直列ＦＢＡＲの間の接続点との間に接続されている。
【００１１】
９０度位相シフタ２８として利用するために適当な回路は、当該技術において周知である。例えば、位相シフタ２８は、インダクタンスコイル及びコンデンサにて構成することができ、λ／４伝送線であるように設定することができる。
【００１２】
送信ＦＢＡＲアレイ４０内において、それぞれの直列ＦＢＡＲ４４，４６，４８は、同じ共振周波数（ｆr）を有することができる。同様に、並列ＦＢＡＲ５０，５２は、同じ共振周波数を有するが、直列ＦＢＡＲの共振周波数は、並列ＦＢＡＲのものよりほぼ３．０パーセント高い。結果として、図２を参照して説明した２つの極が提供される。
【００１３】
受信バンドパスフィルタ２６の受信ＦＢＡＲアレイ４２もまた、同じ共振周波数ｆrを有する直列ＦＢＡＲ５４，５６，５８、及び、直列ＦＢＡＲの共振周波数と３．０パーセント異なる同じｆｒを有する並列ＦＢＡＲ６０，６２，６４，６６から構成することができる。しかしながら、ＣＤＭＡ ＰＣＳ装置の送受切換え器１４において、受信バンドパスフィルタ２６は、受信ポート１６における受信信号と混合される残留伝送信号が図１の低雑音増幅器１８を過負荷にしないような低いレベルに、送信信号を減衰することを必要とする。従って、受信バンドパスフィルタの送信信号除去要求は、送信バンドパスフィルタ２４の受信信号除去要求より可成り大きく厳重である。このことは、受信ＦＢＡＲアレイ４２の並列ＦＢＡＲ６０，６２，６４，６６が１つより多くの共振周波数を有する場合に、最も容易に達成される。
【００１４】
受信ＦＢＡＲアレイ４２に対して送信ＦＢＡＲアレイ４０を比較した場合、受信ＦＢＡＲアレイ４２の直列ＦＢＡＲ５４，５６，５８の共振周波数は、送信ＦＢＡＲアレイ４０の直列ＦＢＡＲ４４，４６，４８の共振周波数よりも、ほぼ８０ＭＨｚ高い。結果として、２つのアレイ４０，４２の中心周波数はオフセットされる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
送受切換え器１４について考察すると、送信ＦＢＡＲアレイ４０及び受信ＦＢＡＲアレイ４２におけるそれぞれのＦＢＡＲ（薄膜バルク音響共振器）が、その目標周波数に同調されるので、送信バンドパスフィルタ２４及び受信バンドパスフィルタ２６が、どのような望ましくないクロスオーバ雑音もなしに、受信信号から送信信号を適正に分離できることは、重要である。さらに、送受切換え器１４の最適な特性は、バンドパスフィルタ２４，２６が、いずれの方向にもどのような周波数シフトもなしに、すなわち、周波数の増大又は減少なしに、時間の延長された期間にわたって安定なままである場合にのみ達成することができる。
【００１６】
高品質の製造環境は、同じウエーハ上に目標共振周波数の誤差の許容可能な余裕内（例えば、１％内）の共振周波数を示すＦＢＡＲを製造しているが、その一方で、異なったウエーハ上に製造されたＦＢＡＲは、最適な特性のために必要な目標共振周波数を発生しないことがある。結果として、複数のＦＢＡＲは、目標共振周波数の誤差の許容できる余裕を越える共振周波数を生じることがある。
【００１７】
ＦＢＡＲの共振周波数を調節することを試みる１つの周知の技術としては、例えば、ふっ素プラズマ又は塩素プラズマを利用して、頂部電極層の一部をエッチング除去することによって、ＦＢＡＲの厚さを減少する技術がある。図４によれば、ＦＢＡＲ６８は、基板７０上にある電極・圧電材積み重ね体（電極と圧電材とを積み重ねてなる積み重ね体、若しくは積層体又はスタック）７２から成るものとして示されている。電極・圧電材積み重ね体７２は、底部側の金属製電極層７４、及び頂部側の金属製電極層７８を有しており、圧電（ＰＺ）層７６は、２つの電極層７４と７８との間にサンドイッチ（挟持）されている。頂部側の電極層７８の部分を除去することによって、ＦＢＡＲ６８によって提示される共振周波数は、上方に調節することができる。残念ながら、この方法は、エッチング処理に対して化学的に不活性な保護層（例えば、アルミニウム層）を、エッチングしてはいけないＦＢＡＲの部分にわたってスパッタリングすることを必要とする。この特別なステップは、ＦＢＡＲ製造の全体的なコストに加わる。
【００１８】
従って、本発明の目的は、目標共振周波数の誤差の許容可能な余裕内にある共振周波数を有する製造方法及びその結果として製造される薄膜バルク音響共振器（ＦＢＡＲ）を提供することにある。さらに、本発明の目的は、望ましくない周波数シフトを避けるために、ＦＢＡＲの共振周波数を安定化する製造方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの実施形態によれば、１つのウエーハ上に製造されたＦＢＡＲが、例えばウエーハの厚さにおける僅かな変化のために、目標から外れた共振周波数を示した場合であっても、必要なＦＢＡＲ特性は、目標共振周波数に従わせるためにその共振周波数を調節することによって達成される。目標から外れたＦＢＡＲの共振周波数を調節するための望ましい方法は、選択された時間の期間にわたって上昇した温度の条件下において頂部側金属製電極層の頂部表面を意図的に酸化することを必要とする。酸化処理は、電極が酸素に晒されたときに、１つの状態から別のものへ電極金属（例えば、Ｍｏ）の分子構造に変化を誘起する。特に、Ｍｏは、酸化モリブデンを形成するように酸素と反応する。
【００２０】
１つの実施形態において、Ｍｏは、ほぼ２０％の酸素を含むガスである酸化環境に意図的に晒される。酸化処理は、ホットプレート又は類似の構造上における酸化誘起環境の温度を上昇させることによって加速することができる。
【００２１】
別の実施形態において、酸化環境は、温度及び酸化環境内に入る酸素の量を容易に制御することができる急速熱焼なまし器（ＲＴＡ；rapid thermal annealer）内にある。ＲＴＡ内における温度を上昇させることによって、分子の加速された運動のために酸化の速度が増大する。さらに、ＲＴＡ内における酸素のパーセンテージ（含有量）の増加は、酸化処理を加速する。
【００２２】
ＦＢＡＲの酸化の意図的な誘起によって、電極層の頂部表面上におけるＭｏは、酸化モリブデン分子を形成するように、酸素と反応する。上昇した温度において制御された時間間隔にわたって酸化処理が継続された場合、酸化モリブデン分子は、電極層の頂部表面において成長し続け、それにより頂部側の金属製電極層の厚さを増加する。
【００２３】
所与のＦＢＡＲに対して、共振周波数は、電極・圧電材積み重ね体の“重み付けされた厚さ”（すなわち、電極及び圧電材料の選択に基づいて重み付けされた物理的な厚さ）に依存するので、共振周波数は、圧電層に対して相対的な電極層の総合的な厚さを変化することによって変更することができる。従って、ＦＢＡＲによって提示される共振周波数は、圧電層に対して相対的な電極層の総合的な厚さの比を増加することによって、下方に調節することができる。これとは逆に、同じＦＢＡＲに対して提示される共振周波数は、圧電層に対して相対的な電極層の総合的な厚さの比を減少することによって、上方に調節することができる。本発明によれば、酸化モリブデン分子の数が頂部電極層の表面において成長し続け、それにより圧電層に対して相対的な２つの電極層のうちの一方の厚さが増加すれば、ＦＢＡＲの共振周波数は、下方に調節される。
【００２４】
本発明の別の様相によれば、意図的に酸化を誘起することは、所定のＦＢＡＲのための共振周波数を安定化する技術として利用される。酸化モリブデン層が頂部電極の表面において成長し続ける場合、酸化のために利用できるＭｏの数は、対数的な様式で減少する。例えば、酸化モリブデンが１００オングストロームだけ成長するために２時間かかったとしても、２倍の量の成長のためには、別に１０時間かかる。この現象の理由は、Ｍｏが酸化モリブデンに変換するので、酸化のためのＭｏの供給能力において下落が生じることにある。従って、頂部側電極層の厚さは、酸化の速度が低下する場合には、延長された期間にわたって有限（限定）のレベルに近付く。共振周波数は、圧電材積み重ね体の“重み付けされた厚さ”に依存するので、ＦＢＡＲのための共振周波数は、電極の厚さが圧電層に対して相対的な定常状態に近付く場合には、安定化される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図５を参照すると、ＦＢＡＲの共振周波数を調節するステップの処理フローが、順に示されている。ＣＤＭＡの要求と両立性を有する図１の送受切換え器１４のような通信部品を形成する場合、目標周波数は、おそらく１８００ＭＨｚ〜２０００ＭＨｚの範囲内にあるようになっている。本発明によれば、目標共振周波数は、ステップ８８において、ＦＢＡＲのために選択される。目標共振周波数は、ＣＤＭＡの要求に従うことができるが、本発明は、その他の用途においても利用することができる。
【００２６】
図４を参照すると、ＦＢＡＲ６８は、基板７０の頂部に形成してよいが、このことは、クリティカルなことではない。前記のタイプのＦＢＡＲ６８は、通常、シリコン基板上に形成される。図示のように、ＦＢＡＲ６８は、基板７０の上にある電極・圧電材積み重ね体７２を含んでいる。電極・圧電材積み重ね体７２は、底部側の金属製電極層７４及び頂部側の金属製電極層７８を有し、圧電（ＰＺ）層７６は、２つの電極層７４，７８の間にサンドイッチ（挟持）されている。圧電層７６を形成するために望ましい材料はＡｌＮであるが、その他の材料（例えば、酸化亜鉛）も利用することができる。電極層７４及び７８のために望ましい電極材料はＭｏであるが、その他の金属（例えば、アルミニウム，タングステン，金，又はチタン）に置き換えてもよい。所与のＦＢＡＲ６８に対して、共振特性は、圧電層７６の厚さ，電極７４，７８の厚さ，及び電極７４，７８間の重なり面積のような幾何学的な要因に依存する。例えば、共振周波数は、電極・圧電材積み重ね体７２の“重み付けされた厚さ”に依存する。重み付けされた厚さは、電極及び圧電材料の選択に基づく調節を含む物理的な厚さである。異なった材料内において音の速度は相違するので、調節が必要である。一方又は両方の電極の重み付けされた厚さを変化することは、電極・圧電材積み重ね体７２の重み付けされた厚さを変化し、それにより積み重ね体７２の共振周波数を調節する。
【００２７】
１つの実施形態として、図４は、両方の側に共振器対空気の境界面を提供するために、空洞８０上に懸架された電極・圧電材積み重ね体７２を示している。これに代えて、本発明からそれることなく、図６の固体に取付けられた共振器（ＳＭＲ；solidly mounted resonator）８２が製造される。ＳＭＲ８２は、大きな音響インピーダンスを提供するために、電極・圧電材積み重ね体７２の下方であってかつ基板７０の上方に配置された音響的なブラッグ反射器８４を含むものとして示されている。ブラッグ反射器８４は、高い音響インピーダンスの材料と低い音響インピーダンスの材料とを交互に重ねた複数の層から成り、それぞれの層は、ＳＭＲ８２の共振周波数のほぼ１／４波長の厚さを有する。
【００２８】
図５を再び見ると、ステップ９０において、目標から外れた共振周波数を有する電極・圧電材積み重ね体が選択される。典型的に“選択”のステップは、仕様に合わないＦＢＡＲを識別することによって実行される。例としての場合において、製造すべきＦＢＡＲは、意図に反して目標共振器周波数の誤差の許容できる余裕（例えば１％）から外れたものであると想定する。
【００２９】
図５のステップ９２において、目標から外れた共振周波数を有するＦＢＡＲは、熱酸化によって矯正される。酸素に晒されたときに、酸化処理は、頂部側の電極層の表面に配置されたＭｏの分子構造を変更し、酸化モリブデンを形成する。図７を参照すると、酸化モリブデン層１００は、ＦＢＡＲ９８の頂部側の電極層７８の表面上に形成されている。層７８及び層１００は、互いに分離した層であるかのように示されているが、これらは、完全に結合されている。意図的に誘起された酸化の結果として、頂部電極の総合的な厚さ（目下では、以前の電極層７８及び追加的なモリブデン層１００から成る）は、増加している。所与のＦＢＡＲに対する共振周波数は、圧電材積み重ね体８６の“重み付けされた厚さ”に依存するので、共振周波数は、圧電層７６に対して相対的に電極層７８，７４の総合厚さを変化することによって変更することができる。従って、ＦＢＡＲ９８によって示される共振周波数は、制御された様式で下方に調節することができる。
【００３０】
本発明の別の様相によれば、図５の熱酸化ステップ９２は、ＦＢＡＲ９８の共振周波数を安定化するために利用することができる。酸化モリブデン層１００が、頂部側の電極層７８の表面において成長し続けるので、それ以上の酸化に利用できるＭｏの数は、対数的な様式で減少する。その結果として、頂部電極層の厚さは、酸化の速度が低下するので、延長された期間にわたって有限のレベルに近付く。共振周波数は、電極・圧電材積み重ね体８６の“重み付けされた厚さ”に依存するので、ＦＢＡＲ９８に対する共振周波数は、電極層（目下では、電極層７８及び酸化モリブデン層１００を含む）の総合的な厚さが圧電層７６に対して相対的な定常状態に近付くので、安定化される。
【００３１】
１つの実施形態において、図５の熱酸化ステップ９２は、ホットプレート上の空気である酸化誘起環境内において起こる。代替実施形態において、酸化ステップ９２は、急速熱焼なまし器（ＲＴＡ）内である酸化誘起環境内において起こる。図８によれば、ＲＴＡ１０２が示されており、その中において温度は、温度制御器１０４によって上昇させることができる。さらにＲＴＡ１０２の酸化環境内に入る酸素を含むガスの流速及びパーセンテージは、ガスモニタ制御器１０６によって制御することができる。例としての実施形態において、酸化誘起環境の温度は、摂氏（セ氏）２１５度に上昇される。
【００３２】
図９には、ＦＢＡＲ９８のフィルタ応答１１０が示されている。３ｄＢ帯域幅１１２における通過帯域は、左側周波数１１４（すなわちｆ3dB L）及び右側周波数１１６（すなわちｆ3dB#R）に対応する。伝送が３ｄＢだけ低下する２つの周波数１１４，１１６は、３ｄＢ帯域幅１１２の３ｄＢ挿入損失１１８である。同様に１５ｄＢ帯域幅１２０における通過帯域は、左側周波数１２２（すなわちｆ15dB#L）及び右側周波数１２４（すなわちｆ15dB#R）に対応する。伝送が１５ｄＢだけ低下する２つの周波数１２２及び１２４は、１５ｄＢ帯域幅１２０の１５ｄＢ挿入損失１２６を定義する。
【００３３】
図１０には、ＦＢＡＲ９８が、摂氏２１５度の上昇された温度における酸化環境に意図的に晒された場合のグラフが示されている。水平軸は、分についての時間ｔの尺度であり、かつ垂直軸は、ＭＨｚについての周波数ｆシフトダウンの尺度である。図１０におけるそれぞれのプロット（すなわち、１２２，１１４，１１６，１２４）は、図９における４つの通過帯域周波数１２２，１１４，１１６，１２４に対応する。ＦＢＡＲは、時間ｔの選ばれた期間にわたって意図的に酸化されるので、時間の関数として周波数１２２，１１４，１１６，１２４に変化が存在する。３ｄＢ帯域幅１１２に対応する左側周波数１１４及び右側周波数１１６は、下方に調節される。同様に１５ｄＢ帯域幅１２０に対応する左側周波数１２２及び右側周波数１２４は、下方に調節される。
【００３４】
酸化時間ｔと周波数の下方シフトＹfとの経験的な関係は、次のように与えられる。
Ｙf＝１．２９１lnｔ−１．５６７３
その際、周波数ｆは、ＭＨｚにおいて測定され、かつ時間ｔは、分において測定される。例としての実施形態において、摂氏２１５度における１００分の熱酸化時間の結果、ほぼ４．４ＭＨｚの周波数１１４，１１６，１２２，１２４の下方へのシフトが生じる。
【００３５】
さらに、図１０は、時間における増加と周波数１１４，１１６，１２２，１２４における下方へのシフトとの間に、確固たる直線的な相関関係を示している。直線相関関係の係数ｒは、下記の式から決めることができる：
【００３６】
【数１】
0004010545.tif 000002
【００３７】
【外１】
0004010545.tif 000003
【００３８】
図１１は、水平軸上に指定された６つのサンプルＦＢＡＲ１２８，１３０，１３２，１３４，１３６，１３８に対する８５分間の摂氏２１５度の空気焼なまし後の酸化のために生じている、ＭＨｚにおいて測定された周波数シフトを垂直軸上にプロットしたグラフを示している。サンプルＦＢＡＲ１２８に対して、バンドパス特性は、（ａ）１５ｄＢ挿入損失に対応する左側周波数１４４、（ｂ）３ｄＢ挿入損失に対応する左側周波数１４０、（ｃ）３ｄＢ挿入損失に対応する右側周波数１４２、及び（ｄ）１５ｄＢ挿入損失に対応する右側周波数１４６によって与えられる。図１１は、図９と同じフォーマットに従っている。すなわち、図１１におけるサンプルＦＢＡＲ１２８の周波数１４４，１４６，１４０，１４２は、図９におけるＦＢＡＲ１１０のそれぞれの周波数１２２，１１４，１１６，１２４に対応する。
【００３９】
８５分間の摂氏２１５度の空気焼なましの後に、ほぼ４．２５ＭＨｚ〜４．７ＭＨｚの程度の下方へのシフトがなされたあとで、ほぼ１ＭＨｚの大きさ以内の周波数１４４，１４６，１４０，１４２におけるシフトが存在する。図１１のサンプルＦＢＡＲ１２８の４つの周波数１４４，１４６，１４０，１４２のシフトから引出される経験的なデータは、３ｄＢバンドパス及び１５ｄＢバンドパスが酸化処理全体を通してそれらの特性を維持したことを示唆している。すなわち、サンプルフィルタ１２８は、共振周波数におけるどのような重大な変化も受けなかった。
【００４０】
以上を要約すると、次の通りである。音響共振器（４０，４２）のアレイにおいて、共振器（４４，４６，４８，５０，５２，５４，５６，５８，６０，６２，６４，６６；６８，８２，９８；１２８，１３０，１３２，１３４，１３６，１３８）の共振周波数は、前記アレイについての目標共振周波数を得るために調節（調整）されかつ安定化される。その調節方法は、上昇された温度の環境下での酸化を意図的に含むことによって達成される。熱酸化にて酸化モリブデン層（１００）が電極・圧電材積み重ね体（７２；８６）の頂部電極（７８）の表面上に成長し、これによって、圧電層（７６）に対する電極層（７８）の相対的な厚さが増加する。１つの実施形態において、頂部側の電極層が圧電層に対して増大されると、ＦＢＡＲの共振周波数は下方に調節（減少）される。他の実施形態において、共振周波数の安定化方法は、上昇された温度の環境下での酸化を意図的に含むことによって達成される。
【００４１】
単一の圧電層７６を有するＦＢＡＲ９８において利用されるものとして本発明を説明したが、本発明は、当業者のレベルから外れることなく、積み重ねたＦＢＡＲ、すなわち複数のＳＢＡＲに拡張することができる。電極層によって分離された積み重ねられた圧電層を有するＦＢＡＲのアレイは、所望のフィルタ特性を達成するために、目標共振周波数を有するように製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のセルラ電話又は類似の装置のフロントエンド回路を示すブロック図である。
【図２】図１の装置に使用されるタイプのバンドパスフィルタの特性を示すグラフである。
【図３】従来の全送受切換え器の概略ブロック図である。
【図４】薄膜バルク音響共振器（ＦＢＡＲ）の横断面図である。
【図５】本発明によるＦＢＡＲ共振周波数を調節しかつ安定化するための処理フローを示す図である。
【図６】音響的なブラッグ反射器を有する固体に取付けられた共振器（ＳＭＲ）を示す図であって、ＳＭＲの頂部電極が図５の処理により酸化された状態を示す図である。
【図７】酸化の後のＦＢＡＲの横断面図である。
【図８】図５の処理に使用することができる急速熱焼なまし器（ＲＴＡ）を示す図である。
【図９】図７のＦＢＡＲに使用されるタイプのバンドパスフィルタの特性を説明するグラフである。
【図１０】摂氏２１５度における図７のＦＢＡＲに使用されるタイプのバンドパスフィルタの下方への周波数シフトを示すグラフである。
【図１１】６つのサンプルＦＢＡＲに対する酸化による周波数シフトをそれぞれ示すグラフである。
【符号の説明】
４０  ＦＢＡＲアレイ
４２  ＦＢＡＲアレイ
６８  音響共振器
７０  基板
７２  電極・圧電材積み重ね体
７４  電極層
７６  圧電層
７８  電極層
８０  空洞
８２  音響共振器
８４  ブラッグ反射器
８６  電極・圧電材積み重ね体
９８  音響共振器
１２８  音響共振器
１３０  音響共振器
１３２  音響共振器
１３４  音響共振器
１３６  音響共振器
１３８  音響共振器
１０２  急速熱焼なまし器
【図１】
0004010545.tif 000004
【図２】
0004010545.tif 000005
【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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