(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間（２２、２６）で分けられ並列に接続された複数の個別の基本共振器であって、長さ、幅および高さを有し、該高さは、該幅および該長さのうち１つと少なくとも等しく、
前記基本共振器を分ける前記空間は、５より小さい誘電率を有する低誘電率充填材料（２６）で充填されている、複数の個別の基本共振器と、
支持体（１２）と、
前記複数の個別の基本共振器に電気的に接続され、前記支持体に対する第一のオフセット距離を有する第一の電極（１８，３８，５０）と、
前記複数の個別の基本共振器に電気的に接続され、前記支持体に対する、前記第一のオフセット距離より大きい第二のオフセット距離を有する第二の電極（１４、４４）と、
ここで、前記第一及び第二の電極は、前記基本共振器に並列に電気的に接続し、前記充填材料は、前記第一のオフセット距離と第二のオフセット距離との間の範囲にあるオフセット距離に位置するが、該範囲を超えて広がらないことを特徴とし、
前記第一及び第二の電極と前記並列に接続された基本共振器とを他の電気回路に接続するための電気的接続手段とを備える薄膜共振器。
【請求項２】
前記高さが、前記長さおよび前記幅の両方に少なくとも等しい、請求項１に記載の薄膜共振器。
【請求項３】
前記第一の電極と前記支持体の間に位置する音響ミラー（２５）をさらに備える、請求項１に記載の薄膜共振器。
【請求項４】
前記基本共振器が、第一の支持膜（３２）上に支持され、
前記第一の支持膜は、前記第一の電極と前記支持体の間に位置し、キャビティ（３０）にわたって伸張し、
前記キャビティは、前記第一の支持膜と前記支持体の間に位置する、請求項１に記載の薄膜共振器。
【請求項５】
前記第一の電極上に、互いに隣接し、かつ前記空間によって互いに分けられた複数の個別の圧電構造体（４０）をさらに備え、
前記第二の電極は、前記個別の圧電構造体と接触して該個別の圧電構造体上に沿って配置され、第二の複数の導電性の歯（４６）を含み、
前記第一の電極（５０）は、前記第二の複数の導電性の歯に対して交差する方向に広がる第一の複数の導電性の歯（５２）を含む、請求項１に記載の薄膜共振器。
【請求項６】
前記基本共振器は、圧電材料を含み、
該圧電材料は、ＡｌＮ、ＣｄＳ、ＺｎＯ、およびそれらの組合せから成る群から選択される元素を含み、および
前記第一及び第二の電極は、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、又はそれらの組合せのうちの少なくとも１つから成る、請求項１に記載の薄膜音響共振器。
【請求項７】
薄膜共振器を製造する方法であって、
支持体上に第一の電極を形成する工程であって、該第一の電極は、該支持体に対する第一のオフセット距離を有する、工程と、
該第一の電極上に厚さを有する圧電層を形成する工程と、
該圧電層をエッチングして、該第一の電極上に複数の個別の圧電構造体のパターンを形成する工程であって、該構造体の各々は、長さ、幅および厚さを有し、該高さは、該圧電層の厚さと実質的に同じであり、該長さおよび該幅のうち一方は、該構造体の高さ以下である、工程と、
前記構造体を分けている空間を５よりも小さい誘電率および前記圧電層のインピーダンスよりも低い音響インピーダンスを有する低誘電率充填材料で充填する工程と、
該エッチングされおよび充填された圧電層上に第二の電極を形成する工程であって、該第二の電極は、前記第一の電極から間隔をあけられ、前記支持体に対する第二のオフセット距離を有する、工程とを含み、
前記第一及び第二の電極は、前記個別の圧電構造体に並列に電気的に接続され、
前記充填材料は、前記第一のオフセット距離と前記第二のオフセット距離との間の範囲にあるオフセット距離に位置するが、該範囲を超えて広がらない、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、薄膜共振器（ＴＦＲ）に関し、より詳細には、増加した帯域幅を提供する薄膜バルク音響波（ＢＡＷ）共振器構造体、およびその共振器構造体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜共振器（以下「ＴＦＲ」）は、数百メガヘルツ（ＭＨｚ）から数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の範囲の高周波環境で通常使用される。ＴＦＲコンポーネントは、２つの導電性電極間に挿入された圧電材料を含み、導電性電極の１つは、膜などの支持構造体上、または、例えばシリコンあるいは石英で形成され得る半導体基板上または別の支持構造体上に形成された複数の交互反射層上に、形成される。圧電材料は、好適には、ＺｎＯ、ＣｄＳ、ＡｌＮ、およびそれらの組合せを含む。電極は、Ａｌ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、およびそれらの組合せなどの導電性材料から非常によく形成されるが、他の導電体からも同様に形成され得る。
【０００３】
ＴＦＲコンポーネントは、フィルタに、より詳細には、無数の通信技術に利用可能なＴＦＲフィルタ回路に、しばしば使用される。例えば、ＴＦＲフィルタ回路は、携帯、無線、および光ファイバ通信、ならびにコンピュータまたはコンピュータ関連情報交換あるいは情報共有システムにも、使用され得る。
【０００４】
こういったますます複雑化する通信システムを手軽にそして携帯用にさえしようとする要望のため、特にますます混み合う無線周波数資源の状況において、フィルタリング技術への著しい需要がある。ＴＦＲフィルタは、厳格な性能要求に応えなければならない。その性能要求は、（ａ）極めてロバストであること、（ｂ）容易に大量生産されること、（ｃ）ギガヘルツ領域へ広がる周波数範囲において、実現可能な性能対サイズ比を鋭敏に増すことが可能であること、である。さらに、これらＴＦＲフィルタについて上述した典型的な用途のいくつかは、中心周波数の４％までの通過帯域幅（例えば、２ＧＨｚの中心周波数に対して、約８０ＭＨｚの帯域幅である）を要求する。この帯域幅は、ＧＳＭ（広域自動車通信システム）などのより広い帯域幅のＲＦフィルタ用途のいくつかをカバーするのに非常に重要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この帯域幅は、ＡｌＮなどの一般の圧電物質を使用しては、２％以下の共振／反共振分離をこれまで通常示す音響ミラー上にしっかりと装着された共振器上では特に、容易に実現されない。さらに、これらのデバイスは、ＴＦＲデバイスの大きな幅対厚さ比のせいで、デバイス性能を下げる水平方向の望ましくない均一でない振動を示す。
【０００６】
不適切な帯域幅問題へのいくつかの解決策は、フィルタに使用される際ＴＦＲ素子へ外部インダクタンスを付加することを含む。しかし、そのような解決策は、ＴＦＲ自体の基本的限界に対処しないし、ＴＦＲフィルタの製造中に少なくとも１つの追加の素子を組み込む。従って、改良された帯域幅を有する２ギガヘルツの周波数域に使用するためのＴＦＲ構造体への必要はなお存在する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による薄膜共振器は、複数の個別の基本共振器を含む薄膜共振器であって、上記基本共振器は空間で分けられており、そして長さ、幅および高さを有する上記共振器の各々と並列に接続され、上記高さは、上記幅および上記長さのうち１つと少なくとも等しい、薄膜共振器であり、これにより上記課題が解決される。
【０００８】
上記に記載の薄膜共振器において、上記複数の個別の基本共振器は、少なくとも１つの共通の電極を共有してもよい。
【０００９】
上記に記載の薄膜共振器において、上記高さは、上記長さおよび上記幅の両方に少なくとも等しくしてもよい。
【００１０】
上記に記載の薄膜共振器において、上記基本共振器を分ける上記空間は、低誘電率充填材料で充填されてもよい。
【００１１】
上記に記載の薄膜共振器は、音響ミラーをさらに含んでもよい。
【００１２】
上記に記載の薄膜共振器において、上記音響ミラーは、上記複数の個別の基本共振器下にのみ配置されてもよい。
【００１３】
上記に記載の薄膜共振器において、上記基本共振器は、各々、キャビティ上に広がる第一の支持膜上に圧電材料を含み、上記キャビティは、上記複数の個別の基本共振器の下に位置してもよい。
【００１４】
上記に記載の薄膜共振器において、上記基本共振器の各々は、自己支持しており、上記複数の個別の基本共振器の下に位置するキャビティをまたいでいてもよい。
【００１５】
上記に記載の薄膜共振器は、上記基本共振器の各々の下に、およびそれと接触して、第一の導電性薄膜があってもよい。
【００１６】
上記に記載の薄膜共振器は、上記第一の導電性薄膜の反対側に第二の導電性薄膜をさらに含み、上記第二の導電性薄膜は、上記基本共振器の上およびそれと接触していてもよい。
【００１７】
本発明による薄膜音響共振器は、支持体、上記支持体上の第一の電極、上記第一の電極上の圧電層、および上記圧電層上の第二の電極を含む薄膜音響共振器であって、上記圧電層は、互いに隣接し、かつ空間によって互いに分けられた複数の実質的に同一の個別の圧電構造体を含み、上記構造体の各々は、長さ、幅および高さを有し、上記高さは、上記幅および上記高さのうち一方と少なくとも等しく、上記電極は、上記圧電構造体を並列に電気的に接続する、薄膜音響共振器であり、これにより上記課題が解決される。
【００１８】
上記に記載の薄膜共振器において、上記第一および第二の電極の少なくとも１つは、上記構造体と接触して上記構造体上に沿って広がり、そして上記空間上には広がらなくてもよい。
【００１９】
上記に記載の薄膜音響共振器は、上記第二および第一の電極の少なくとも１つの側に沿って、少なくとも１つの導電性バスをさらに含み、上記導電性バスは、上記第二および第一の電極より低い抵抗を有してもよい。
【００２０】
上記に記載の薄膜共振器において、上記第二および第一の電極の上記少なくとも１つは、上記第二の電極であり、上記第一の電極は、上記複数の細長い圧電構造体の交差する方向に広がる複数の導電性ストリップを含んでもよい。
【００２１】
上記に記載の薄膜共振器において、上記方向は、上記構造体に実質的に垂直であってもよい。
【００２２】
上記に記載の薄膜音響共振器において、上記支持体は、上記薄膜共振器の下に積層された音響反射層を含んでもよい。
【００２３】
上記に記載の薄膜音響共振器において、上記支持体は、上記支持体中のキャビティ上に広がる膜を含み、上記共振器は、上記支持体および上記キャビティ上に存在してもよい。
【００２４】
上記に記載の薄膜音響共振器において、上記圧電材料は、ＡｌＮ、ＣｄＳ、ＺｎＯ、およびそれらの組合せから成る群から選択される元素を含んでもよい。
【００２５】
上記に記載の薄膜音響共振器において、上記電極は、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、およびそれらの組合せを含んでもよい。
【００２６】
本発明による電子回路は、少なくとも１つの薄膜音響共振器を含む半導体基板上の電子回路であって、上記薄膜音響共振器は、空間によって分けられており、そして長さ、幅および高さを有する上記共振器の各々と並列に接続される複数の個別の基本共振器を含み、上記高さは、上記幅および上記高さのうち一方と少なくとも等しい、電子回路であり、これにより上記課題が解決される。
【００２７】
上記に記載の電子回路は、音響共振器フィルタであってもよい。
【００２８】
本発明は、薄膜共振器を製造する方法であって、共通の第一の電極上に複数の個別の圧電構造体を形成する工程であって、上記構造体の各々は、長さ、幅および高さを備えており、上記高さは、上記幅および上記長さのうち一方に少なくとも等しく形成される工程と、共通の第二の電極を上記構造体上に形成する工程とを包含する、方法であり、これにより上記課題が解決される。
【００２９】
上記に記載の方法において、上記高さは、また、上記長さおよび上記幅の両方に少なくとも等しく形成されてもよい。
【００３０】
本発明は、薄膜共振器を製造する方法であって、支持体上に第一の電極を形成する工程と、上記第一の電極上に厚さを有する圧電層を形成する工程と、上記圧電層をエッチングして、上記第一の電極上に複数の個別の圧電構造体のパターンを形成する工程であって、上記構造体の各々は、長さ、幅および厚さを有し、上記高さは、上記圧電層の厚さと実質的に同じであり、上記長さおよび上記幅のうち一方は、上記構造体の高さ以下である、工程と、上記エッチングされた圧電層上に、上記第一の電極から間隔をあけて第二の電極を形成する工程とを包含する方法であり、これにより上記課題が解決される。
【００３１】
上記に記載の方法において、上記構造体は、空間で分けられて形成され、上記方法は、上記第二の電極を形成する工程の前に、上記空間を低誘電率充填材料で充填する工程をさらに包含してもよい。
【００３２】
上記に記載の方法は、上記第二の電極を形成する工程の後に、上記低誘電率充填材料をエッチングして除去する工程をさらに包含してもよい。
【００３３】
上記に記載の方法は、上記第一の電極を、上記支持構造体中に形成された音響ミラー上に形成する工程をさらに包含してもよい。
【００３４】
上記に記載の方法は、上記第一の電極を、支持構造体のキャビティ上に自己支持膜として形成する工程をさらに包含してもよい。
【００３５】
本発明は、空間で分けられており、並列に接続された複数の個別の基本共振器を含む薄膜共振器を提供する。基本共振器の各々は、長さ、幅および高さを有する。基本共振器の高さは、基本共振器の幅または長さの１つと少なくとも等しい。
【００３６】
本発明によれば、支持体、支持体上の第一の電極、第一の電極上の圧電層、および圧電層上の第二の電極を含む薄膜音響共振器も提供され、圧電層は、隣接しおよび空間によって互いに分けられた複数の実質的に同様の個別の圧電構造体を含む。その構造体の各々は、長さ、幅および高さを有し、高さは、幅または長さどちらかと少なくとも等しい。電極は、並列に圧電構造体を電気的に接続する。
【００３７】
本発明によれば、すき間によって切り離され、および長さ、幅および高さを有する基本共振器の各々に並列に接続される複数の個別の基本共振器を含む少なくとも１つの薄膜音響共振器を含む音響共振器フィルタがさらに提供され、その高さは、基本共振器の幅または長さのどちらか１つと少なくとも等しい。
【００３８】
上記で記載した共振器は、改良された帯域幅および振動均一性を示す。
【００３９】
さらに、本発明によれば、薄膜共振器を製造する方法が提供され、その方法は、共通の第一の電極上に、複数の個別の圧電構造体を形成することを含み、その構造体の各々は、長さ、幅および高さを有し、その高さは、幅または長さのどちらか１つと少なくとも等しく、そしてその構造体上に共通の第二の電極を形成することを含む。
【００４０】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照しながら、好適な実施形態についての以下の詳細な説明を考慮することにより、本発明がより良く理解される。
【００４１】
以下の詳細な記載のすべてにおいて、同一の参照符号は、図面の全てにおいて同一の要素を表す。一律の縮尺に従わない図面は、説明のためだけであり、本発明を制限するものではなく、理解を目的として使用される。高さ、長さ、幅、上部、底部などの用語の使用は、本発明の記載を厳密に容易にするためのものであり、本発明を具体的な方向付けを制限する目的はない。例えば、高さは、単に鉛直上向の制限を意味するのではなく、図に示されるように３次元構造体の３次元の１つを特定するために使用される。従って、圧電材料の「高さ」は、第一と第二の電極間の圧電材料の厚さを特定する。そのような「高さ」は、電極が水平であるところでは垂直であり、電極が垂直であるところでは水平である、などである。同様に、全ての図は、水平な層として個別の層を示しているが、そのような方向付けは、記載目的だけのためであり、制限として解釈されるべきではない。
【００４２】
次に、図１および図２を参照して、支持体１２上に、本発明の第一の実施形態に従って形成されたＴＦＲ１０が示されている。好適には、この支持体は、集積電子回路特にＶＬＳＩ回路の製造に通常使用されるタイプのＳｉウェハなどの半導体ウェハである。ＴＦＲは、半導体基板の上部表面上に存在すると示されるが、ＴＦＲは、また、ウェハ表面上の追加の層の上部にも形成され得ることを理解すべきである。
【００４３】
本発明に従って、ＴＦＲは３層を含み、それは図２に最もよく示されるように、第一の電極１８，圧電材料２０，および第二の電極１４である。さらなる誘電層２４は、第二および第一の電極の他の回路との接続を切り離して存在し得る。そのような接続は、パッド１６および１６’によって図式的に示される。パッドが通常使われるが、接続は、ウェハ上の他の回路、または相互接続する他のＴＦＲへ通じ、１つより多いＴＦＲを含むフィルタを形成する伝導線１７（図３に示される）であり得ることが理解される。その伝導線は、第二のおよび第一の電極より低い抵抗率を有する導電性バスであり得ることもまた理解される。そのような低い抵抗率は、バス線の増加された横断面の厚さによって、または電極のために使用される材料より高い伝導率を示す材料の使用によって、実現され得る。
【００４４】
フォトマスキングおよびＲＩＥエッチングなどの周知のパターンニングおよびエッチング技術を使用して、圧電層がパターンニングされ第一の電極面からウェハ面へ広がる複数の個別の圧電構造体２０を形成する。構造体２０の各々は、高さ「ｈ」幅「ｗ」および長さ「ｌ」を有する。本発明に従って、圧電材料の幅「ｗ」または長さ「ｌ」の少なくとも１つは、圧電層の高さ「ｈ」と等しいかまたはより小さい。結果として、そうしてできた構造体は、第一の電極上に単独で存在する薄い高い圧電壁の形態である。有用な圧電材料は、ＡｌＮ、ＣｄＳ、ＺｎＯ、およびそれらの組合せである。
【００４５】
圧電材料をエッチングした後で、第二の電極１４が、圧電構造体２０の上部に形成される。この第二の電極は、まずすき間２２を充填し、個々の圧電壁を犠牲材料で切り離し、犠牲材料および圧電物質の表面を平坦化し、伝導層１４を平坦化した表面上にパターン化した圧電層の上面と接触させて堆積し、そして犠牲誘電材料をエッチングで除去し、すき間２２を空にすることによって、好適に形成される。あるいは、犠牲誘電材料は、マルチレベル相互接続技術において通常使用されるポリマなどの低誘電率を有していれば、残され得る。典型的な電極材料は、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、およびそれらの組合せである。
【００４６】
そうしてできた構造体は、共通の電極１８および１４を介して並列で全て接続される複数の個々の基本共振器である。基本共振器の並列アセンブリは、増加された電気機械結合係数ｋ2、および結果として同様の単一プレートバルク音響波（ＢＡＷ）共振器より共振および反共振周波数極点の大きい分離を提供するロッド型共振器とほぼ同じ動作をする。並列接続された構造体の数は、特定のフィルタについての要求と適合する周波数、電力操作、およびインピーダンスの関数である。
【００４７】
そのような典型的なフィルタ構造は、アルミニウム（Ａｌ）層を約０．１〜０．３×１０-6メートル堆積し、そしてその層をパターンニングして接続タブに接続される概して四角の第一の電極を形成することによってシリコンウェハ表面上に形成され得る。約２．７×１０-6メートルの厚さの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の圧電層は、第一の電極上に堆積され、そしてパターンニングされ、約１．５×１０-6メートルの幅および１００×１０-6メートルの長さを有する構造体のような個別の壁を形成する。その構造体は、約１〜３×１０-6メートルのすき間によって切り離される。またアルミニウムの第二の電極が次に、第一の電極の反対側に約０．１〜０．３×１０-6メートルの厚さで形成され、そしてＴＦＲを完成する構造体のような全ての圧電壁上に広がる。
【００４８】
以下の実施例のＴＦＲ構造体の全てにおいて、圧電構造体の高さは、各実施形態の記載に関してそう述べられていようがいまいが、構造体の長さまたは幅の少なくとも１つと、常に等しいかまたはより大きい。
【００４９】
図３および図４は、本発明に従って交互共振器構造体３０を示す。図３に示されるように、共振器は、また半導体ウェハであり得る支持体１２上に、再び形成される。共振器は、また第一の電極１８および第二の電極１４を有する。本実施形態における圧電層は、パターン化され、図１および図２に示される壁型構造体よりむしろ、実質的に同じ幅「ｗ」および長さ「ｌ」を有する円柱構造体２４を形成する。さらに、随意の充填材料２６は、すき間を充填するために使用される。このような低誘電充填材料は、例えば低温酸化物（ＬＴＯ）、多孔性ＳｉＯ2、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などのポリマー、ポリイミド、または低誘電率を有する他の「ソフト」充填材料であり得る。本記載に関して、「ソフト」材料は、低密度および低ヤング率（低剛性）を有し、結果的に圧電材料より音響インピーダンスが低くなる材料である。同様に、低誘電率は、誘電率＜５、好適には＜２である。
【００５０】
そのようなＴＦＲ構造体は、ｌ＝ｗ＝１．５×１０-6メートルおよびｈ＝２．７×１０-6メートルが計算される場合、有限要素分析を使用して、同じ２ギガヘルツ帯域周波数において４％の帯域幅を示す。
【００５１】
並列に全て接続された複数の円柱構造体は、従来技術のＴＦＲと同じように比較可能電力操作および電気インピーダンス調整能力を提供するために使用される。
【００５２】
図５は、本発明に従ってさらに別のＴＦＲ構造体を示す。基板１２上に、複数の交流１／４波長の音響反射層２７、２８、および２９を含む音響ミラー２５がまず形成され、ブラッグ積層（ｓｔａｃｋ）を形成する。ＴＦＲに使用するための音響反射ミラーは、周知である。例えば、Ｊｕｈａ  Ｅｌｌａに発行された米国特許第５，９１０，７５６号の図３ａ、および円柱１２ならびに１３の関連記載を参照せよ。連続的音響ミラー上にそうしてできた円柱パターン化されたＴＦＲは、通常２ギガヘルツ帯域で約２．５％の計算された帯域幅を有する。対照的に、各１００×１０-6メートルに等しい同じ厚さおよび長さかつ幅を有する典型的なＴＦＲは、同じ２ギガヘルツ帯域でわずか約２％の帯域幅しか示さない。
【００５３】
ＴＦＲ下に音響ミラーを使用する場合、音響ミラーも、圧電材料パターンに相当するパターンにパターン化され得る。そうしてできた円柱パターン化されたＴＦＲおよびミラー共振器は、通常２ギガヘルツ帯域で約３．２％の計算された帯域幅を有する。一方、図１に示されるタイプのパターン化された壁型ＴＦＲは、パターン化されたミラー共振器上で、ミラー層が個々のＴＦＲの下でしか存在せず、そしてすき間下へは広がらないようにパターン化され、２ギガヘルツ帯域で約３．０％の計算された帯域幅を有する。
【００５４】
ＴＦＲの残りは、次に、上部反射層２９上に第一の電極１８を再び形成することによって音響ミラー上に形成され、これはパターン化された圧電層を形成し、電極１８上に壁型または円柱型の圧電構造体２０を形成する。すき間は、ソフト充填材料２６で充填されるか、空のままであるか、いずれかであり得る。全ての圧電構造体２０に共通の第二の電極１４は、ＴＦＲを完成する。
【００５５】
音響ミラーは、図６に示されるようにキャビティ３０と取り替えられ得る。そのようなキャビティは、支持膜３２上に第一の電極１８を形成することによってＴＦＲ下に形成され得る。Ｅｌｌａに許可された前述の特許は、キャビティ上の支持膜上にＴＦＲ  ＢＡＷ共振器を形成するための方法を開示している（図４ａおよび図５ａ）。
【００５６】
別の構造体において、支持膜は除去され得る。この場合、圧電層は、キャビティ上に広がり、そしてパターン化されてキャビティを橋渡しする圧電壁構造体３４を形成する。これらの壁構造体３４は、自己支持である。基本ＴＦＲの各々の第一の電極１８’は、図７に示されるように、圧電壁構造体の下側に形成され、そして圧電材料に接着され、および圧電材料によって支持される。
【００５７】
キャビティ上にＴＦＲを製造する好適な方法において、キャビティ３０は、選択エッチングを使用してウェハの前部からＴＦＲ下でエッチングされ得、膜中のバイアを介して、底部エッチングバリアを形成する層上に覆われた高抵抗率シリコン層３６をエッチングする。ＴＦＲはＡｌ、ＡｌＮ、Ａｌを含み、膜はＡｌＮ層であり、そして支持体はシリコンウェハである上記に示した例において、そのようなバリアは、まずシリコンウェハ表面上にＳｉＯ2を成長させるかまたは堆積させ、そしてスパッタリングをよって高抵抗率層３６を堆積することによって生成され得る。ＸｅＦ2を使用するドライエッチングは、Ａｌ、ＡｌＮをそのままにしながら膜３２にアクセスバイアを開けることによってＴＦＲの下から高抵抗率層３６をエッチングするために使用され得る。エッジバリア層（図示せず）は、キャビティ側面領域を制限することが望まれるなら使用され得る。
【００５８】
図８および図９は、本発明に従ってさらに別のＴＦＲ構造体を示す。本実施例において、ＴＦＲは、すき間４２によって分けられた複数の圧電構造体４０を有するパターン化された圧電層がその上に存在する共通の第一の電極３８を含む。すき間は、充填材料２６で再び充填され得るか、または空であり得る。ＴＦＲは、またボンディングパッド１６’に接続される第二の電極４４を含む。第二の電極４４は、すき間上ではなく、圧電構造体上へ広がる複数の歯（ｔｉｎｅ）４６を有する。
【００５９】
図１０は、本発明に従ってのＴＦＲ構造体のさらに別の実施形態である。ＴＦＲ４８は、第一の複数の歯５２および第二の複数の歯４６を含む第二の電極４４を包含する第一の電極５０を有する。歯４６および５２は、角度、好適には９０°の角度を形成する。圧電層は、第二のおよび第一の電極歯の交差において複数の円柱圧電構造体５６を含む層として形成される。
【００６０】
複数のＴＦＲは、少なくともその１つが本発明に従って形成されるが、たとえば、とりわけ前述のＥｌｌａの特許において開示されたフィルタを製造する場合に用いられ得る。図１１に示されるように、最も単純な形態のそのようなフィルタは、第二のＴＦＲ６０と連続的に接続された第一のＴＦＲ５８を含み得る。第二のＴＦＲ６０は、本発明の実施形態の任意の１つに従って形成されることが示される。第三のＴＦＲ６２は、シャントモードで接続され、基本「Ｔ」構造フィルタを形成する。ＴＦＲ６０だけが、本発明に従って並列で接続される複数の個別の基本ＴＦＲから形成されていると示されるが、３つのＴＦＲ全てが、そのようなフィルタが目的とされる特定の応用および必要に応じて形成され得る。
【００６１】
フィルタ用途における本発明に従ってＴＦＲの使用に加えて、そのようなＴＦＲはまた、他の電気回路においても使用され得、これはＲＦタイミング回路および電圧が制御された発振器を含むがこれらに制限されない。
【００６２】
従って本発明によれば、改良された帯域幅および振動の均一性は、半導体支持体上に形成されたロッド型ＢＡＷ  ＴＦＲ構造を介して得られる。共振器は、第一および第二の電極ならびに電極間の複数の個別の基本圧電構造体を含む。圧電構造体の各々は、長さ、幅および高さを有し、高さは、電極間の距離である。圧電構造体の高さは、高さまたは幅のいずれか一方、あるいはその両方と少なくとも等しいか、それより大きい。そのような共振器は、共通の底部上に、各々が長さ、幅および高さを有する複数の個別の圧電構造体を形成することによって生成される。その場合、高さは、圧電構造体の幅または長さと少なくとも等しく形成され、そしてその上に共通の上部電極を形成する。
【００６３】
本発明の上述の記載の利益を有する当業者は、共振器の大きさおよび形態、キャビティ、圧電構造体の形態および寸法などの改変を、本明細書に記載された実施形態に提供し得る、または互いに隣接しおよび電気的に相互接続される１つより多い共振器を含む、半導体基板上の多様な型のフィルタおよび他の電気回路を生成し得る。以上のおよび他の改変は、特許請求の範囲に示されるように本発明の範囲内に含まれるものとして説明され得る。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体支持体上に形成されたロッド型ＢＡＷ  ＴＦＲ構造により、薄膜共振器（ＴＦＲ）の帯域幅を改良し、かつＴＲＦデバイスの性能を低下する水平方向における振動の均一性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるＴＦＲの第一の実施形態の模式的な平面図である。
【図２】図２は、図１に示された構造体の矢印２−２に沿った模式的な断面図である。
【図３】図３は、本発明によるＴＦＲの第二の実施形態の模式的な平面図である。
【図４】図４は、図３に示された構造体の矢印４−４に沿った模式的な断面図である。
【図５】図５は、本発明に従って、音響反射器を含む支持体上に形成されたＴＦＲの模式的な断面図である。
【図６】図６は、本発明に従って、共振器の下に形成されたキャビティを含む支持体上に形成されたＴＦＲの模式的な断面図である。
【図７】図７は、パターン化された圧電膜がＴＦＲ支持体中のキャビティにまたがる本発明の別の実施形態の模式図である。
【図８】図８は、第二の電極が、すき間上ではなく圧電材料上に形成される本発明のさらに別の実施形態の模式的な平面図である。
【図９】図９は、図８に示される構造体の矢印９−９に沿った模式的な断面図である。
【図１０】図１０は、上部および第一の電極が、交差する指状の拡張部を有して形成される本発明のさらに別の実施形態の模式的な平面図である。
【図１１】図１１は、本発明に従って、ＴＦＲを組み込んだ典型的な梯子型フィルタの模式図である。
【符号の説明】
１０  ＴＦＲ
１２  支持体
１４、４４  第二の電極
１６、１６’  パッド
１８、１８’、３８  第一の電極
２０、４０  圧電構造体
２４  誘電層
２５  音響ミラー
２６  充填材料
２７、２８、２９  音響反射層
３２  支持膜
３４  圧電壁構造体
３６  高抵抗率シリコン層
【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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【図１１】
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