JPH01246911A - 圧電薄膜共振子 - Google Patents
圧電薄膜共振子Info
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- JPH01246911A JPH01246911A JP7330888A JP7330888A JPH01246911A JP H01246911 A JPH01246911 A JP H01246911A JP 7330888 A JP7330888 A JP 7330888A JP 7330888 A JP7330888 A JP 7330888A JP H01246911 A JPH01246911 A JP H01246911A
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- Japan
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- film
- piezoelectric thin
- electrode
- upper electrode
- thin film
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は圧１！薄膜を撮動膜に用いた共振子に係り、特
にｖｌ（Ｆ帯およびＭ上用として好適な圧電薄膜共振子
ｆこ関する。
にｖｌ（Ｆ帯およびＭ上用として好適な圧電薄膜共振子
ｆこ関する。
（従来の技術）
ＶＨＦ帝、ＴＪＨＦ’帯といった高い周波数帯で使用で
き、しかも集積化に適した共振子として、圧電薄膜共振
子が注目されている。これは圧電薄膜を振動膜ｌご用い
たものである。
き、しかも集積化に適した共振子として、圧電薄膜共振
子が注目されている。これは圧電薄膜を振動膜ｌご用い
たものである。
特開昭６０−１８９３０７号及び％開昭６１−１２７２
１６号公報ｔこは、このよりな圧電薄膜の例として、第
３図（ａｔ 、 （ｂＪに示すような基板１上に該基板
との間に一部が開口した空隙層２を有するよう−こ形成
された第１の誘電体Ｍ３を介して、空隙層２に対応する
位置に圧電性薄膜４を形成し、この圧電性薄膜４を挾ん
で空隙層２に対応する位置で互いに対向する一対の下部
電極５及び上部電極６のその上（こ第２の誘電体膜７を
設けた構成の共撮器か記載されている。
１６号公報ｔこは、このよりな圧電薄膜の例として、第
３図（ａｔ 、 （ｂＪに示すような基板１上に該基板
との間に一部が開口した空隙層２を有するよう−こ形成
された第１の誘電体Ｍ３を介して、空隙層２に対応する
位置に圧電性薄膜４を形成し、この圧電性薄膜４を挾ん
で空隙層２に対応する位置で互いに対向する一対の下部
電極５及び上部電極６のその上（こ第２の誘電体膜７を
設けた構成の共撮器か記載されている。
この場合、下部電極パッド及び上部電極パッド９に電気
信号を印加することによって、空隙層に対向した部分の
誘電体膜３，７と圧電性薄膜４との複合撮動膜が振動し
、共振器として動作する。
信号を印加することによって、空隙層に対向した部分の
誘電体膜３，７と圧電性薄膜４との複合撮動膜が振動し
、共振器として動作する。
ところで、かかる圧電薄膜共振子の電極としては、Ａｕ
／Ｔｉ又はＡｕ／Ｃｒなどの２層金属膜が用いられるが
、圧電薄膜としてＺｎＯ膜を使用する場合には、下部電
極５および上部電極６とも以下の理由からＡｕ層がＺｎ
Ｏ圧電薄膜に接するように形成されることが好ましい。
／Ｔｉ又はＡｕ／Ｃｒなどの２層金属膜が用いられるが
、圧電薄膜としてＺｎＯ膜を使用する場合には、下部電
極５および上部電極６とも以下の理由からＡｕ層がＺｎ
Ｏ圧電薄膜に接するように形成されることが好ましい。
下部電極５においては下層に誘電体膜３との接着強度を
高めるためにＴｉ又はＣｒとし、ＺｎＯ圧電薄膜４に接
する側をＡｕとするのはＺｎＯ膜の配向性を良くし圧電
性を高めるためである。
高めるためにＴｉ又はＣｒとし、ＺｎＯ圧電薄膜４に接
する側をＡｕとするのはＺｎＯ膜の配向性を良くし圧電
性を高めるためである。
上部電極６においては、ＺｎＯ膜上にＣｒ ｅ Ｔｉを
付けるとこれらの金属は高い親和性を示すため、ＺｎＯ
膜中に拡散し、本来ｌＯ９〜１０１°Ω・倒を示すＺｎ
Ｏ膜の比抵抗が、はぼ短絡状態から１０５０・国と著し
く劣化し素子の電気的特性がそこなわれてしまう。特に
、この上部電極上に５ｉＯＪＥなどの誘電体膜７にてパ
ターン形成により積層すると、ＺｎＯ膜の比抵抗は顕微
に劣化する。しかるにＺｏＯ圧電薄膜に接する層の金属
にＡｕをその上に酸化物を密着性の良いＣｒ又はＴｉと
すると、ＺｎＯ圧電薄膜の比抵抗の劣化がなく安定した
電気的特性が得られるためである。尚ｓ ＺｎＯ圧電薄
膜に接する金属としてはＡｕ ３１ｉ層のみでも良いし
、Ａｕ上にｐｔ又はＰｄをさらにその上にＣｒ又はＴｉ
を積層した３層金属膜においても安定した電気的特性が
得られる。
付けるとこれらの金属は高い親和性を示すため、ＺｎＯ
膜中に拡散し、本来ｌＯ９〜１０１°Ω・倒を示すＺｎ
Ｏ膜の比抵抗が、はぼ短絡状態から１０５０・国と著し
く劣化し素子の電気的特性がそこなわれてしまう。特に
、この上部電極上に５ｉＯＪＥなどの誘電体膜７にてパ
ターン形成により積層すると、ＺｎＯ膜の比抵抗は顕微
に劣化する。しかるにＺｏＯ圧電薄膜に接する層の金属
にＡｕをその上に酸化物を密着性の良いＣｒ又はＴｉと
すると、ＺｎＯ圧電薄膜の比抵抗の劣化がなく安定した
電気的特性が得られるためである。尚ｓ ＺｎＯ圧電薄
膜に接する金属としてはＡｕ ３１ｉ層のみでも良いし
、Ａｕ上にｐｔ又はＰｄをさらにその上にＣｒ又はＴｉ
を積層した３層金属膜においても安定した電気的特性が
得られる。
しかし、前記電極構成には次のような欠点があった。つ
まり、この共振子を動作するためには下部ｔｍパッド８
と上部電極パッド９にＡｕ又はＡＪの細線を用いてボン
ディングが行なわれるが、この際、上部電極パッド９側
ではＺｎＯ膜とＡｕとは密沼力が極端に弱いためこの界
面で剥離してしまいボンディングができないという素子
作製上の大きな問題があった。また、ウェハー状態で電
気的特性を評価するためにプローバー等の針を接触した
場合においても、前記ボンディング時と同様にＡｕ電極
の一部が剥離してしまうという問題があった。
まり、この共振子を動作するためには下部ｔｍパッド８
と上部電極パッド９にＡｕ又はＡＪの細線を用いてボン
ディングが行なわれるが、この際、上部電極パッド９側
ではＺｎＯ膜とＡｕとは密沼力が極端に弱いためこの界
面で剥離してしまいボンディングができないという素子
作製上の大きな問題があった。また、ウェハー状態で電
気的特性を評価するためにプローバー等の針を接触した
場合においても、前記ボンディング時と同様にＡｕ電極
の一部が剥離してしまうという問題があった。
（発明が解決しようとする課題）
この発明は上記問題点を解決するために成されたもので
、ボンディング及びプローバ使用時においても電極の剥
離等の損傷がない安定で高信頼性の圧電薄膜共振子を提
供するものである。
、ボンディング及びプローバ使用時においても電極の剥
離等の損傷がない安定で高信頼性の圧電薄膜共振子を提
供するものである。
（課題を触法するための手段）
この発明の圧電薄膜共振子は、ＺｎＯ圧電薄膜上にＡｕ
層が接するように形成された電極と、この電極を含むＺ
ｎＯ圧電薄膜上に誘電体膜を積層し、電極上の誘電体膜
の一部を開口して設けたコンタクトホールと、このコン
タクトホールな介して誘電体膜上に電極パッドを設けた
ことを特徴としている。
層が接するように形成された電極と、この電極を含むＺ
ｎＯ圧電薄膜上に誘電体膜を積層し、電極上の誘電体膜
の一部を開口して設けたコンタクトホールと、このコン
タクトホールな介して誘電体膜上に電極パッドを設けた
ことを特徴としている。
（作用）
本発明に係る圧電薄膜共振子では、ＺｎＯ膜と接するＡ
ｕ電極層と、これと分離して誘電体膜上に電極パッドを
形成することにより、ＺｎＯ膜には適さないＡ Ｉ？＊
７８＋ Ｃｒといった密着性の強い電極材料が使える
ため、ボンディングやプローバー使用時ニおける電極の
剥離や損傷の問題がなくなり、高信頼で歩留りの良い素
子作製が可能となる。
ｕ電極層と、これと分離して誘電体膜上に電極パッドを
形成することにより、ＺｎＯ膜には適さないＡ Ｉ？＊
７８＋ Ｃｒといった密着性の強い電極材料が使える
ため、ボンディングやプローバー使用時ニおける電極の
剥離や損傷の問題がなくなり、高信頼で歩留りの良い素
子作製が可能となる。
（実施例）
以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。第１
図（ａＪは同実施例の平面図、同図（ｂＪは（１７図の
Ａ−Ａ’線部分において矢印の方向にみた縦断正面図で
ある。
図（ａＪは同実施例の平面図、同図（ｂＪは（１７図の
Ａ−Ａ’線部分において矢印の方向にみた縦断正面図で
ある。
この実施例の構造およびそのｈ裏方法は、以下のとおり
である。１０は例えばＳｔ等の基板であり、その上に空
隙形成用膜として例えば、非晶質のＺｎＯ膜などを０．
１μｍ程度成膜した後に空隙層部１１に相当す暮部分を
残してエツチングにより除去し、パターン化する。次に
第１の誘電体膜１２として８１０ｓ ｅ’８１３ Ｎ４
などを成膜する。その後、下部電極１３．圧電性薄膜
１４．上部−極１５．第２の誘電体膜１６を順次成膜、
パターン形成していく。
である。１０は例えばＳｔ等の基板であり、その上に空
隙形成用膜として例えば、非晶質のＺｎＯ膜などを０．
１μｍ程度成膜した後に空隙層部１１に相当す暮部分を
残してエツチングにより除去し、パターン化する。次に
第１の誘電体膜１２として８１０ｓ ｅ’８１３ Ｎ４
などを成膜する。その後、下部電極１３．圧電性薄膜
１４．上部−極１５．第２の誘電体膜１６を順次成膜、
パターン形成していく。
下部電極１３としてはＡｕ／Ｔｉ 、Ａｕ／Ｃｒが望ま
しく、上部電極１５としては圧電薄１Ｍ１４に対して安
定なＡｕ膜、またはＡｕ膜上にＰｔ 、 Ｐｄ特の拡散
バリア層（！： Ｔｔ ＃ Ｃｒ等のコンタクト層を入
れた３層重いづれにしても、圧電薄膜の比抵抗を劣化さ
せないためには圧電薄膜とＡｕとが接するようにしなけ
ればならない。圧電導膜としては、 ＺｎＯ、ＡＩＮ。
しく、上部電極１５としては圧電薄１Ｍ１４に対して安
定なＡｕ膜、またはＡｕ膜上にＰｔ 、 Ｐｄ特の拡散
バリア層（！： Ｔｔ ＃ Ｃｒ等のコンタクト層を入
れた３層重いづれにしても、圧電薄膜の比抵抗を劣化さ
せないためには圧電薄膜とＡｕとが接するようにしなけ
ればならない。圧電導膜としては、 ＺｎＯ、ＡＩＮ。
Ｔａ２０５ ＋ＰｂＴｉＯ３等を用いることが可能であ
り、第２の誘電体膜１６はＳｉｎｇ ＋Ｓｉ３Ｎ４等を
用いることができ、第１の誘電体膜１２とともに、圧電
性薄膜１４、下部電極１３．上部電極１５の保護膜とし
て信頼性を高める役割を果たすと同時に、振動部分では
圧電性導膜１４の上下を誘電体膜１２．１６で挾んだ３
／Ｉ構造の袂合賑動子として動作する。その後、誘電体
膜１６の一部をエツチングして下部電極パッド部１７を
形成し、同時に振動部分以外の上部電極１５上の一部に
コンタクトホール１８を形成する。この場合、上部電極
１５としてＡｕ膜のみを用いるとＡｕ膜はエツチング剤
に強く、全く侵かされないため、コンタクトホール１８
が精度良くできるという利点がある。
り、第２の誘電体膜１６はＳｉｎｇ ＋Ｓｉ３Ｎ４等を
用いることができ、第１の誘電体膜１２とともに、圧電
性薄膜１４、下部電極１３．上部電極１５の保護膜とし
て信頼性を高める役割を果たすと同時に、振動部分では
圧電性導膜１４の上下を誘電体膜１２．１６で挾んだ３
／Ｉ構造の袂合賑動子として動作する。その後、誘電体
膜１６の一部をエツチングして下部電極パッド部１７を
形成し、同時に振動部分以外の上部電極１５上の一部に
コンタクトホール１８を形成する。この場合、上部電極
１５としてＡｕ膜のみを用いるとＡｕ膜はエツチング剤
に強く、全く侵かされないため、コンタクトホール１８
が精度良くできるという利点がある。
一次にコンタクトホール１８を埋め込むと同時に誘電体
膜１６上に金属を臭突蒸着またはスパッタ法により成膜
し、上部電極パッド１９を形成する。
膜１６上に金属を臭突蒸着またはスパッタ法により成膜
し、上部電極パッド１９を形成する。
この金属としては密着性が良くポンディング性に優れ、
しかも安価で厚膜化の容易なＡＪｌが適している。
しかも安価で厚膜化の容易なＡＪｌが適している。
最後に、窒隙層部１１を形成するために誘電体膜１２．
１６の一部（図では上下端部）をエツチングして空隙開
口部２０ａ 、 ２０ｂを形成し、その部分から希酸等
の溶液を浸透させを隙形成用膜をエツチングして空１！
ｉｉ層部１１を形成して完成する。
１６の一部（図では上下端部）をエツチングして空隙開
口部２０ａ 、 ２０ｂを形成し、その部分から希酸等
の溶液を浸透させを隙形成用膜をエツチングして空１！
ｉｉ層部１１を形成して完成する。
尚、上記第１図に示す実施例によれば従来例に比較して
上部電極パッドと基板との間に誘電体膜が介在するため
電極パッドと基板間の寄生容量が減少し、インピーダン
スレスポンスの低下や容量比の増加といった共撮子特性
の劣化を防止できる効果がある。
上部電極パッドと基板との間に誘電体膜が介在するため
電極パッドと基板間の寄生容量が減少し、インピーダン
スレスポンスの低下や容量比の増加といった共撮子特性
の劣化を防止できる効果がある。
次に、本発明の他の実施例１こついて説明する。
第２図は第１図とほぼ同様の構成で、誘電体膜２１及び
上部！、＠１パッド２ｚ上の一部にさらに、５ｉＯｚ等
の誘電体ｐＡ２３を積層した場合であり、さらに高信頼
化が計れるとともにこの膜厚を調整することにより周波
数の調整ができる効果がある。
上部！、＠１パッド２ｚ上の一部にさらに、５ｉＯｚ等
の誘電体ｐＡ２３を積層した場合であり、さらに高信頼
化が計れるとともにこの膜厚を調整することにより周波
数の調整ができる効果がある。
第３図は圧電薄膜３０の面積を小さくして、上部電極パ
ッド３１と基板３２との１′＆ｒ１１こ圧電ＴＶ膜３０
が介在しないようにしたものである。つまり、第５図に
示す従来例と比較して、誘電率Ｅの大きい圧電性薄膜（
例えばＺｎＯ，ＡＩＮでは約８〜９． ｓ Ｔａ＊０５
では約２５）を介さないでＳｔｏｗ等の誘電率の小さい
（Ｅ中４）誘電体膜３３の上に上部電極パッド３１を設
けたことにより基板３２との間の寄生容量を減少できる
ため、インピーダンスレスポンスの低下や容量比の増加
といった共撮子特性の劣化を防止できる効果がある。
ッド３１と基板３２との１′＆ｒ１１こ圧電ＴＶ膜３０
が介在しないようにしたものである。つまり、第５図に
示す従来例と比較して、誘電率Ｅの大きい圧電性薄膜（
例えばＺｎＯ，ＡＩＮでは約８〜９． ｓ Ｔａ＊０５
では約２５）を介さないでＳｔｏｗ等の誘電率の小さい
（Ｅ中４）誘電体膜３３の上に上部電極パッド３１を設
けたことにより基板３２との間の寄生容量を減少できる
ため、インピーダンスレスポンスの低下や容量比の増加
といった共撮子特性の劣化を防止できる効果がある。
第４図は第３図とほぼ同様の構成で、誘電体膜４０及び
上部電極パッド４１上の一部にさらに、Ｓｉｎｇ等の誘
電体膜４２を積層した場合であり、さらに高信頼化が計
れるとともにこの膜厚を調整することにより周波数の調
整ができる効果がある。
上部電極パッド４１上の一部にさらに、Ｓｉｎｇ等の誘
電体膜４２を積層した場合であり、さらに高信頼化が計
れるとともにこの膜厚を調整することにより周波数の調
整ができる効果がある。
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく
、要旨を逸脱しない範囲で次のように種々変形して実施
することができる。
、要旨を逸脱しない範囲で次のように種々変形して実施
することができる。
例えば、共通の下部電極に対して複数の上部電極を直交
するように対向させ、各電極対向部間を弾性的結合が無
視できる程度に離すか、または各電極対向部間に溝や吸
音剤を設けることによって独立した複数の共撮子を有す
る多素子型共撮子を構成することも可能である。
するように対向させ、各電極対向部間を弾性的結合が無
視できる程度に離すか、または各電極対向部間に溝や吸
音剤を設けることによって独立した複数の共撮子を有す
る多素子型共撮子を構成することも可能である。
また、共通の下部電極に対して複数の上部電極を対向さ
せ、各電極対向部間の弾性的結合を利用した帯域フィル
タを構成することもできる。
せ、各電極対向部間の弾性的結合を利用した帯域フィル
タを構成することもできる。
本発明によれば、圧′亀薄膜と接するＡｕ上部電極層と
これと分離して誘電体膜上に上部電極パッドを設けたこ
とにより、ボンディングやプローバ使用時における電極
の剥離や損傷の問題がなくなり高信頼で歩留りの良い菓
子作製が可能となった。
これと分離して誘電体膜上に上部電極パッドを設けたこ
とにより、ボンディングやプローバ使用時における電極
の剥離や損傷の問題がなくなり高信頼で歩留りの良い菓
子作製が可能となった。
さらに、電極パッドと基板間の寄生容量を減少すること
ができるため、インピーダンスレスポンスの低下や容量
比の増加といった共撫子特性の劣化を防止できる。
ができるため、インピーダンスレスポンスの低下や容量
比の増加といった共撫子特性の劣化を防止できる。
断面図、第２図〜第４図は本発明の他の実施例における
縦断面図、第５図は従来の圧電薄膜共振子を示す平面図
および縦断面図である。
縦断面図、第５図は従来の圧電薄膜共振子を示す平面図
および縦断面図である。
１０・・・基板、１１・・・空隙層部、１２・・・第１
の誘電体膜、１３・・・下部電極、１４・・・圧電薄膜
、１５・・・上部電極、１６・・・第２の誘電体膜、１
７・・・下部を極パッド、１８・・、コンタクトホール
、１９・・・上部電極パッド、２０ａ、２０ｂ・・・窒
隙開口部。
の誘電体膜、１３・・・下部電極、１４・・・圧電薄膜
、１５・・・上部電極、１６・・・第２の誘電体膜、１
７・・・下部を極パッド、１８・・、コンタクトホール
、１９・・・上部電極パッド、２０ａ、２０ｂ・・・窒
隙開口部。
Claims (1)
- 基板と、この基板上に該基板との間に一部が開口した空
隙層を有するよりに形成された第１の誘電体膜と、この
誘電体膜上の前記空隙層を含む位置に形成された圧電薄
膜と、この圧電薄膜を挾んで少なくとも前記空隙層に対
応する位置で互いに対向するように形成された少なくと
も一対の上下電極とを備え、さらに第２の誘電体膜が積
層されてなる圧電薄膜共振子において、前記圧電薄膜上
にＡｕ層が接するように形成された上部電極と、前記第
２の誘電体膜の一部を開口した接続孔を介して、この誘
電体膜上に上部電極パッドを設けてなることを特徴とす
る圧電薄膜共振子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7330888A JPH01246911A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 圧電薄膜共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7330888A JPH01246911A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 圧電薄膜共振子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01246911A true JPH01246911A (ja) | 1989-10-02 |
Family
ID=13514408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7330888A Pending JPH01246911A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 圧電薄膜共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01246911A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002521890A (ja) * | 1998-07-23 | 2002-07-16 | イギリス国 | 容量性超音波変換器を製造する方法 |
| US7310861B2 (en) | 2001-09-25 | 2007-12-25 | Infineon Technologies Ag | Method of producing a piezoelectric component |
| JP2008011483A (ja) * | 2006-05-30 | 2008-01-17 | Kyocera Corp | 音響波共振子およびフィルタならびに通信装置 |
| JP2009508340A (ja) * | 2005-09-16 | 2009-02-26 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 調整可能なコンデンサおよび調整可能なコンデンサを有する回路 |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP7330888A patent/JPH01246911A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002521890A (ja) * | 1998-07-23 | 2002-07-16 | イギリス国 | 容量性超音波変換器を製造する方法 |
| US7310861B2 (en) | 2001-09-25 | 2007-12-25 | Infineon Technologies Ag | Method of producing a piezoelectric component |
| JP2009508340A (ja) * | 2005-09-16 | 2009-02-26 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 調整可能なコンデンサおよび調整可能なコンデンサを有する回路 |
| JP2008011483A (ja) * | 2006-05-30 | 2008-01-17 | Kyocera Corp | 音響波共振子およびフィルタならびに通信装置 |
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