專利名稱：壓電諧振器及壓電諧振器的制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及在以便攜式電話或無線LAN等為代表的無線通信設備 中使用的、利用了壓電薄膜的壓電諧振器、及其壓電諧振器的制造方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)置在便攜式通信設備等中的部件要求維持高性能且要求更小型 化且輕量化。例如，在便攜電話中使用的選擇高頻信號的濾波器或共用 器中，要求小型且插入損耗小。作為滿足該要求的濾波器的一種，己知 有使用利用壓電薄膜的壓電諧振器的濾波器。圖12是現(xiàn)有的壓電諧振器的剖面圖(參照專利文獻l)。該現(xiàn)有的 電壓諧振器按以下順序制造。最初，在由硅等構(gòu)成的基板504的表面上形成成為空腔506的凸部。 然后，在該凸部中填充由磷硅酸玻璃(PSG)或有機阻擋層等易熔性材 料構(gòu)成的犧牲層，然后進行平坦化。接著，在犧牲層上形成由氧化硅 (Si02)或氮化硅(Si3N4)等構(gòu)成的絕緣膜510。接著，在絕緣膜510 上形成成為第一電極502的導電膜。接著，利用通常的光刻技術(shù)，將導 電膜構(gòu)圖為預定的形狀，形成第一電極502。在此，第一電極502通過濺 射法或蒸鍍法形成，廣泛利用鉬(Mo)、鎢(W)或鋁(Al)等。接 著，在第一電極502上形成由氮化鋁(A1N)或氧化鋅(ZnO)等壓電體 構(gòu)成的壓電體層501。進而，在壓電體層501上形成成為第二電極503的 導電膜。接著，通過再次對導電膜進行蝕刻加工，從而形成第二電極503 。 最后，利用氫氟酸或有機溶劑等溶劑來蝕刻除去犧牲層，并形成空腔 506。由圖12可知，在通過濕法蝕刻形成了各電極時，第一電極502的剖 面形狀成為與壓電體層501相接的一側(cè)成為短邊的臺形形狀，第二電極 503的斷面形狀成為與壓電體層501相接的一側(cè)成為長邊的臺形形狀。并 且，如使用干法蝕刻等方法，則第一電極502及第二電極503的斷面形狀 均成為端面垂直的矩形形狀。圖13是現(xiàn)有的其它壓電諧振器的剖面圖(參照專利文獻2)。該現(xiàn) 有的壓電諧振器是將上述的現(xiàn)有的壓電諧振器的空腔506，用交替層疊 了低音響阻抗層605和高音響阻抗層606的聲音反射鏡層607代替的結(jié) 構(gòu)。該現(xiàn)有的壓電諧振器也采用從基板604按順序?qū)盈B的制造方法，所 以通過濕法蝕刻形成了各電極時，第一電極602的斷面形狀成為與壓電 體層601相接的一側(cè)成為短邊的臺形形狀，第二電極603的斷面形狀形成 與壓電體層601相接的一側(cè)成為長邊的臺形形狀。專利文獻l:(日本)特表2002—509644號公報專利文獻2:(日本)特開2002—251190號公報但是，上述的現(xiàn)有的壓電諧振器在形成第一電極之后以形成壓電體 層及第二電極的順序制造，所以第一電極的斷面形狀形成與壓電體相接 的一側(cè)成為短邊的臺形形狀或端面垂直的矩形形狀。因此，存在如下問 題在壓電諧振器的電特性中，產(chǎn)生無用的寄生等。此外，上述現(xiàn)有的壓電諧振器以在第一電極上形成壓電體層的順序制造，所以存在如下問題在第一電極端部，壓電體層的結(jié)晶性變差，而作為諧振尖銳度的Q值變差。進而，在上述現(xiàn)有的壓電諧振器以在犧牲層或聲音反射鏡層上形成壓電體層的順序制造，所以存在如下問題形成有壓電體層的表面的平 坦度被損壞，使壓電體層的結(jié)晶性變差。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供一種壓電諧振器及其制造方法，具有 沒有無用的寄生的優(yōu)良的特性。本發(fā)明面向以預定的頻率振動的壓電諧振器。并且，為了實現(xiàn)上述 目的，本發(fā)明的壓電諧振器具備由壓電薄膜構(gòu)成的壓電體層；第一電 極，形成在壓電體層的一個主面上，其斷面具有將與壓電體層相接的部 分作為長邊的臺形形狀；及第二電極，形成在壓電體層的另一個主面上， 其斷面具有將與壓電體層相接的部分作為長邊的臺形形狀。優(yōu)選，第一電極的斷面形狀和第二電極的斷面形狀夾著壓電體層而 對稱。此外，優(yōu)選，壓電體層隔著由無機材料構(gòu)成的支承部而固定在基 板上，或者壓電體層隔著由無機材料構(gòu)成的薄膜層固定在基板上。上述結(jié)構(gòu)的壓電諧振器通過下述工序制造在第一基板上形成壓電 體層的工序；在壓電體層的一個主面上，形成其斷面形狀具有將與壓電 體層相接的部分作為長邊的臺形形狀的第一電極的工序；利用隔著支承 部的粘合方式，將形成有第一電極的壓電體層從第一基板轉(zhuǎn)印到第二基 板的工序；在壓電體層的另一個主面上，形成其斷面形狀具有將與壓電 體層相接的部分作為長邊的臺形形狀的第二電極的工序。轉(zhuǎn)印的工序可以包括使由金屬構(gòu)成的支承部成為熔融狀態(tài)或半熔 融狀態(tài)而粘合的工序，可以包括使由氧化物薄膜層構(gòu)成的支承部和第二 基板，表面活性化并重合從而進行粘合的工序。上述的本發(fā)明的壓電諧振器可以單獨起作用，但是若連接2個以上， 則可以實現(xiàn)濾波器或供給器等高頻部件。此外，上述高頻部件能夠與天 線、發(fā)送電路及接收電路等一起用于通信設備。發(fā)明的效果如下根據(jù)上述本發(fā)明，能夠有效地抑制無用的寄生，實現(xiàn)Q值高的壓電 諧振器。特別是，根據(jù)本發(fā)明的壓電諧振器的制造方法，能夠不損壞壓 電體層的結(jié)晶性地將高品質(zhì)的壓電體層應用于諧振器。


圖1A是示意地表示本發(fā)明的第一實施方式的壓電諧振器的結(jié)構(gòu)的圖。圖1B是示意地表示本發(fā)明的第一實施方式的壓電諧振器的結(jié)構(gòu)的圖。圖1C是示意地表示本發(fā)明的第一實施方式的壓電諧振器的結(jié)構(gòu)的圖。圖2A是概略地示出第一實施方式的壓電諧振器的制造方法的順序 的圖。圖2B是概略地示出第一實施方式的壓電諧振器的制造方法的順序 的圖。圖3是表示第一實施方式的壓電諧振器的電特性(導納)的圖。 圖4A是用于說明圖3所示的電特性的現(xiàn)有的壓電諧振器的結(jié)構(gòu)剖 面圖。圖4B是用于說明圖3所示的電特性的本發(fā)明的壓電諧振器的結(jié)構(gòu) 剖面圖。圖5A是示意地示出本發(fā)明的第一實施方式的其它壓電諧振器的結(jié) 構(gòu)的圖。圖5B是示意地示出本發(fā)明的第一實施方式的其它壓電諧振器的結(jié) 構(gòu)的圖。圖5C是示意地示出本發(fā)明的第一實施方式的其它壓電諧振器的結(jié) 構(gòu)的圖。圖6A是示意地示出本發(fā)明的第二實施方式的其它壓電諧振器的結(jié) 構(gòu)的圖。圖6B是示意地示出本發(fā)明的第二實施方式的其它壓電諧振器的結(jié) 構(gòu)的圖。圖7A是概略地示出第二實施方式的壓電諧振器的制造方法的順序 的圖。圖7B是概略地示出第二實施方式的壓電諧振器的制造方法的順序 的圖。圖8是表示使用了本發(fā)明的壓電諧振器的壓電濾波電路的例子的圖。圖9是表示使用了本發(fā)明的壓電諧振器的其它壓電濾波電路的例子的圖。圖10是使用了本發(fā)明的壓電諧振器的共用器的例子的圖。 圖1 l是使用了本發(fā)明的壓電諧振器的通信設備的例子的圖。 圖12是示意地示出現(xiàn)有的壓電諧振器的結(jié)構(gòu)的圖。 圖13是示意地示出現(xiàn)有的其它壓電諧振器的結(jié)構(gòu)的圖。 符號說明101、 501、 601 壓電體層；102、 103、 502、 503、 602、 603 電 極；104、 504、 604 基板;105 支承部；105a、 105b 多層膜；111 成膜用基板;112、 113電極膜；205接合層；207、 605低聲音阻 抗層；208、 606高聲音阻抗層；209、 607 聲音反射鏡層；302、 303、 304壓電諧振器；305 電感；410共用器；414、 425 發(fā)送濾波器； 415移相電路；416、 426接收濾波器；420通信設備；423基帶 部；424功率放大器；428天線；427 LNA; 506 空腔具體實施方式
以下，參照

本發(fā)明的實施方式。 (第一實施方式)圖1A是示意地表示本發(fā)明的第一實施方式的壓電諧振器的結(jié)構(gòu)的 俯視圖。圖1B及圖1C是圖1A所示的壓電諧振器的A—A剖面圖，圖1B 僅表示振動部的圖，圖1C表示通過支承部105將振動部放置在基板104 上的圖。振動部由壓電體層IOI、形成為夾著該壓電體層101的第一電極102 及第二電極103構(gòu)成。壓電體層101使用氮化鋁(A1N)、氧化鋅(ZnO)、 鋯鈦酸鉛(PZT)類材料、鈮酸鋰(LiNbOs)、鉭酸鋰(LiTa03)或鈮 酸鉀(KNbO3)等壓電性材料。第一電極102及第二電極103使用鉬(Mo)、 鋁(Al)、鴿(W)、鉬(Pt)、金(Au)、鈦(Ti)、或銅(Cu)等導電性材料、或它們的層疊金屬或合金。如圖1B及圖1C所示，第一實施方式的壓電諧振器的第一電極102在 壓電體層101的一個主面上，以斷面將與壓電體層101相接的一側(cè)作為長 邊的臺形形狀形成。此外，第二電極103也在壓電體層101的另一個主面 上以將與壓電體層101相接的一側(cè)作為長邊的臺形形狀形成。并且，在 該例子中，示出第一電極102和第二電極103以線對稱的形狀形成的例 子，但是不特別限制第一電極102和第二電極103之間的關系(厚度或位 置等)。此夕卜，壓電體層101的形狀也不特別限制。在壓電諧振器是使用了壓電薄膜的諧振器的情況下，振動部變得非 常薄(例如，2GHz帶域的諧振器的情況下為幾微米左右)。因此，一 般，如圖1C所示，壓電諧振器以振動部放置在基板上的狀態(tài)使用。在圖 1C的例子中，振動部隔著支承部105固定在基板104上。基板104使用硅 (Si)、玻璃或藍寶石等材料。支承部105使用后述的特征性的壓電諧 振器制造方法，所以使用以金錫(AuSn)合金為主體的材料。圖2A及圖2B是概略地示出第一實施方式的壓電諧振器的制造方法 的順序的圖。在該制造方法中，通過使用粘合方法，制造圖1A 圖1C所 示的壓電諧振器。首先，準備由硅、玻璃或藍寶石等構(gòu)成的成膜用基板lll，在該成 膜用基板111上形成成為第二電極103的電極膜113 (圖2A、工序a)。并 且，在成膜用基板lll上預先形成有平坦的熱氧化膜作為絕緣膜(未圖 示)。接著，在電極膜113上形成壓電體層101 (圖2A，工序b)。例如， 在形成2GHz帶域的壓電諧振器時，壓電體層101的厚度成為大約 1100nm，電極膜113的厚度成為大約300nm。在本實施例中，在平坦的 成膜用基板111上隔著電極膜113形成壓電體層101，所以沒有電極膜113 的不連續(xù)部分的發(fā)生或構(gòu)圖時生成的電極膜113的表面劣化等的影響， 能夠得到具備良好的結(jié)晶性的壓電體層IOI。接著，在壓電體層101上形成成為第一電極102的電極膜112(圖2A、 工序c)。然后，利用通常的光刻方法，將電極膜112構(gòu)圖為預定的臺形形狀，形成第一電極102 (圖2A、工序d)。在本實施例中，利用使用了 硝酸系的蝕刻劑(硝酸一硫酸一水)的濕法蝕刻方法，溶解除去電極膜 112的無用部分，從而形成了第一電極102。由此，可以將第一電極102 形成為斷面形狀具備錐形。即，能夠得到將與壓電體層101相接的一側(cè) 作為長邊的臺形形狀的電極。并且，若得到同樣的臺形形狀，則不限于 硝酸類的蝕刻劑，還可以使用干法蝕刻等方法。接著，利用電子束蒸鍍法或濺射法等，在壓電體層101上形成成為 支承部105—部分的多層膜105a (圖2A、工序e)。在本實施例中，通過 電子束蒸鍍以Ti/Au/AuSn的順序，利用舉離(liftoff)方法構(gòu)圖形成 支承部105—部分。圖形優(yōu)選形成在不阻礙壓電振動的第一電極102的區(qū) 域以外。由此，完成成膜用基板lll的準備。接著，準備支承振動部的基板104，利用電子束蒸鍍或濺射法等， 在基板104上形成成為支承部105—部分的多層膜105b (圖2A、工序f)。 并且，在基板104上，預先形成有平坦的熱氧化膜等作為絕緣膜(未圖 示)。在本實施例中，利用電子束蒸鍍法，按照Ti/Au/AuSn的順序利 用舉離方法構(gòu)圖形成支承部105，以便在將基板104與成膜用基板111面 對面時AuSn合金層相接。并且，形成在基板104上的支承部105的圖形不 需要與形成在成膜用基板111上的支承部105的圖形完全一致，優(yōu)選考慮 兩基板的位置對準精度，使其具有余量。接著，使成膜用基板111的支承部105 (多層膜105a)與基板104的 支承部105 (多層膜105b)面對面，使金和錫形成共晶結(jié)晶進行粘合(圖 2B、工序g)。這時，可以對兩基板施加壓力。在本實施例中，施加3 個大氣壓的擠壓壓力，進行了基板的粘合。此外，可以對粘合的基板進 行加熱，使相互接觸的AuSn成為熔融狀態(tài)，通過降低溫度來得到堅固的 金屬結(jié)。由此，能夠得到接合可靠性優(yōu)良的壓電諧振器。在該實施例中，對支承部105使用了AuSn合金，但是不限于此。例 如，支承部105經(jīng)過半熔融狀態(tài)或熔融狀態(tài)而粘合了2個基板的情況下， 該熔點(固相線溫度)高于將壓電諧振器安裝在母板時的焊錫回流溫度、且低于壓電諧振器的電極材料等的熔點即可。此外，支承部105可以通 過利用熔融溫度以下的金屬之間的相互擴散進行的擴散結(jié)合來粘合，也 可以通過等離子體處理等，使連接面表面活性化而在常溫下接合。通過 在常溫下接合，能夠消除振動部的殘留熱應力，所以能夠得到制造合格 率高且頻率變動等經(jīng)時變化少的壓電諧振器。接著，從粘合了2個基板的形成物中除去成膜用基板111 (圖2B、工 序h)。例如，可以利用干法蝕刻除去成膜用基板lll。通過該工序g及 工序h，原來存在于成膜用基板111上的形成物轉(zhuǎn)印到基板104。接著， 然后通過通常的光刻方法，將電極膜113構(gòu)圖為預定的臺形形狀，形成 第二電極103 (圖2B、工序i)。由此，形成將與壓電體層101相接的一 側(cè)成為長邊的臺形形狀作為斷面的第二電極103。最后，通過蝕刻除去 壓電體層101的無用的部分(圖2B、工序j)，完成圖1C所示的壓電諧振 器。并且，在上述制造方法中，示出蝕刻除去成膜用基板lll的例子， 但是，可以在電極膜113和成膜用基板111之間設置剝離層，從剝離層切 離成膜用基板lll。此外，也可以不形成電極膜113，在成膜用基板lll 上層疊剝離層及壓電體層IOI。這時，在剝離了成膜用基板lll之后，需 要構(gòu)圖形成第二電極103。若使用光學特性與AIN不同的氮化鎵(GsN) 作為剝離層，則能夠通過照射激光僅分解GaN來轉(zhuǎn)印AIN。此外，作為 剝離層也可以使用與電極膜113的親和力較小的金屬膜或容易溶解于溶 劑等中的金屬膜和氧化物、或者玻璃等。接著，對由利用上述制造方法形成的構(gòu)造帶來的第一實施方式的壓 電諧振器的效果進行說明。在現(xiàn)有的壓電諧振器中，必須構(gòu)圖第一電極，接著形成壓電體層。 但是，在本發(fā)明中，準備成膜用基板lll，在未進行構(gòu)圖的電極膜113上 形成壓電體層IOI。因此，沒有電極膜113的不連續(xù)部分的發(fā)生或構(gòu)圖時 產(chǎn)生的對電極膜113的表面劣化等的影響，能夠得到具備良好的結(jié)晶性 的壓電體層IOI。具體地，相對于將電極膜(Mo)進行構(gòu)圖之后成膜的壓電體層(A1N)的作為結(jié)晶性的指標的X衍射的(0002)面的半值寬 度(FWHM: Full Width Half Maximum)為1.5度，而不對電極膜(Mo) 進行構(gòu)圖而成膜的壓電體層(A1N)的FWHM是l.l度。這樣，在本發(fā)明中，在形成壓電體層101之后進行第一電極102的構(gòu) 圖，所以能夠大幅度提高壓電體層101的結(jié)晶性。此外，由此可以提高 表示作為壓電諧振器的性能的Q值。在由發(fā)明人進行的實驗中，能夠觀 測到大約20n/。的Q值提高。這種Q值提高的效果，使用哪種電極材料、壓 電材料、及基板材料都能得到發(fā)揮。進而，通過結(jié)晶性的提高，壓電體 層的絕緣耐壓也提高，壓電諧振器的耐電特性也提高。圖3是表示第一實施方式的壓電諧振器的電特性(導納)的圖。此 外，圖4A及圖4B是用于說明圖3所示的電特性的壓電諧振器的結(jié)構(gòu)剖 面圖。圖3的(a)是示出現(xiàn)有的壓電諧振器(圖4A)的特性的圖，在諧 振頻率和反諧振頻率之間觀察到由無用振動引起的寄生(無用電信 號)。在圖3的(a)中，如圖4A所示，由于電極的存在，在圖中的虛 線部形成聲音不連續(xù)部分，產(chǎn)生在與振動方向垂直的方向(橫向)上 傳播的無用模振動等反射，考慮發(fā)生了寄生。另一方面，圖3的(b) ~ (e)是示出第一實施方式的壓電諧振器 的特性的圖。相對于夾著壓電體層101形成的臺形形狀的第一電極102 及第二電極103的長邊d為(在該例子中，各電極是圓形，相當于其直 徑)50ym，示出r的值在圖3的(b)中是0.3ym、在圖3的(c)中為 0.5 um、在圖3的(d)中為lum及在圖3的(e)中為3um的情況。根 據(jù)該圖3，可知本發(fā)明的壓電諧振器與現(xiàn)有的壓電諧振器相比，寄生被 抑制。即，設定r的值，以便厚度在電極的端部逐漸變化，從而能夠抑 制無用模振動在電極端部的反射，在導納特性中，可以降低寄生。r的 值沒有特別的制約，但若是與電極的厚度同等以上的值，就能得到寄 生抑制效果。更好是，若將錐角8的角度設為3(T以下(在圖3的例子中 r二0.5ym以上)，則能得到寄生的抑制效果。因此，從諧振頻率附近到反諧振頻率附近，能夠?qū)崿F(xiàn)寄生少且Q值高的壓電諧振器。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的壓電諧振器，能夠?qū)崿F(xiàn)有效地抑制無用的寄生、且Q值高的壓電諧振器。特別是，若使用本發(fā) 明的壓電諧振器的制造方法，則能夠不損壞壓電體層的結(jié)晶性地將高 品質(zhì)的壓電體層應用于諧振器。并且，在上述第一實施方式中，示出壓電諧振器的形狀即第一電 極102及第二電極103是圓形的情況。但是，第一電極102及第二電極103 的形狀如圖5A 圖5C所示，可以使用矩形、橢圓形或多角形等各種形 狀。此外，在上述第一實施方式的壓電諧振器的結(jié)構(gòu)上，可在任意的 位置上設置以絕緣、溫度補償、或防止由外來異物帶來的特性劣化及 耐濕性提高等為目的的氧化膜、氮化膜或有機膜。 (第二實施方式)圖6A是示意地示出本發(fā)明的第二實施方式的壓電諧振器的結(jié)構(gòu)的 俯視圖。圖6B是圖6A所示的壓電諧振器的B—B剖面圖。該第二實施方 式的壓電諧振器是將上述第一實施方式的由壓電諧振器的支承部105 形成的空腔替換為聲音反射鏡層209的結(jié)構(gòu)。因此，在第二實施方式中， 對于聲音反射鏡層209以外的與第一實施方式同樣的結(jié)構(gòu)部位，賦予相同的參照符號，省略一部分說明。如圖6B所示，第二實施方式的壓電諧振器的第一電極102形成為與 壓電體層101相接的一側(cè)成為長邊的臺形形狀。此外，第二電極103也 形成為與壓電體層101相接的一側(cè)成為長邊的臺形形狀。聲音反射鏡層209是交替層疊例如由氧化硅構(gòu)成的低聲音阻抗層 207和例如由氧化鉿構(gòu)成的高聲音阻抗層208而構(gòu)成的。在該實施例中， 構(gòu)成5層結(jié)構(gòu)，但是不限制層疊數(shù)量。該低聲音阻抗層207及高聲音阻 抗層208層疊在第一電極102上形成，所以如圖6B所示地構(gòu)成配合第一 電極102的臺形形狀而彎折的層。優(yōu)選，將低聲音阻抗層207及高聲音 阻抗層208的厚度分別設定為聲音波長的1/4，從而有效地鎖住由振動部激勵的彈性波。圖7A及圖7B是概略地示出第二實施方式的壓電諧振器的制造方 法的順序的圖。在該制造方法中，與上述第一實施方式同樣地，通過 利用貼合2個基板的方法，制造圖6A及圖6B所示的壓電諧振器。并且， 在第二實施方式的壓電諧振器的制造方法中，工序a 工序d與上述第一 實施方式的壓電諧振器的制造方法相同，所以省略說明。當結(jié)束圖7A的工序時，接著在壓電體層101及第一電極102上形成 聲音反射鏡層209 (圖7A、工序k)。例如，通過化學氣相法(CVD; Chemical Vapor Deposition)形成氧化硅(低聲音阻抗層207)，通過物 理氣相法(PVD; Physical Vapor Deposition)形成氧化鉿(高聲音阻抗 層208)。接著，準備支承振動部的基板104，利用電子束蒸鍍或濺射法形成 由Ti/Au/AuSn合金構(gòu)成的接合層205 (相當于支承部105)(圖7A、工 序1)。并且，在基板104上預先形成有平坦的熱氧化膜等作為絕緣膜(未 圖示)。接著，使成膜用基板111的聲音反射鏡層209和基板104的接合層 205面對面，使金和錫形成共晶結(jié)晶進行貼合(圖7B、工序m)。這時， 可以對兩基板施加壓力。此外，可以對貼合的基板進行加熱，使相互 接觸的AuSn成為熔融狀態(tài)，通過降低溫度來得到堅固的金屬結(jié)合。在該實施例中，接合層205利用了AuSn合金，但是不限于此。例如， 接合層205經(jīng)過半熔融狀態(tài)或熔融狀態(tài)而粘合了2個基板時，其熔點(固 相線溫度)高于將壓電諧振器安裝在母板上時的焊錫回流溫度、且低 于壓電諧振器的電極材料的熔點即可。并且，在使用了鉬或鎢等金屬 作為聲音反射鏡層20卯寸，可以通過在熔融溫度以下由金屬之間的相互 擴散形成的擴散接合來貼合，在聲音反射鏡209的最下層是氧化物層的 情況等的情況下，通過等離子體處理等使連接面表面活性化而在常溫 下接合。這時，能夠在基板104側(cè)不需要特別地形成接合層地直接接合 壓電諧振器和基板。接著，從貼合2個基板的形成物中除去成膜用基板111 (圖7B、工 序n)。接著，然后通過通常的光刻方法，將電極膜113構(gòu)圖為預定的 臺形形狀，形成第二電極103 (圖7B、工序o)。由此，形成將與壓電 體層101相接的一側(cè)成為長邊的臺形形狀作為斷面的第二電極103。最 后，通過蝕刻除去壓電體層101及聲音反射鏡層209的無用的部分(圖 7B、工序p)，完成圖6B所示的壓電諧振器。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的壓電諧振器，能夠?qū)崿F(xiàn) 有效地抑制無用的寄生、且Q值高的壓電諧振器。特別是，若使用本發(fā) 明的壓電諧振器的制造方法，則能夠不損壞壓電體層的結(jié)晶性地將高 品質(zhì)的壓電體層應用于諧振器。該第二實施方式的壓電諧振器的電特 性(導納)與上述第一實施方式中說明的相同。并且，在上述第二實施方式中，作為壓電諧振器的形狀可以使用 矩形、橢圓形或多角形等各種形狀(參照圖5A 圖5C),并且，可以 在任意的位置設備以絕緣、溫度補償、或防止由外來異物帶來的特性 劣化及提高耐濕性等為目的的氧化膜、氮化膜、或有機膜。 (使用了壓電諧振器的結(jié)構(gòu)例)圖8是表示使用了本發(fā)明的壓電諧振器的壓電濾波電路的例子的 圖。圖8所示的壓電濾波電路在輸入輸出端子301之間以梯子形連接有 串聯(lián)插入的串聯(lián)壓電諧振器302和并聯(lián)插入的并聯(lián)壓電諧振器303，并 聯(lián)壓電諧振器303經(jīng)由電感305接地。通過使串聯(lián)壓電諧振器302的諧振 頻率和并聯(lián)壓電諧振器303的反諧振頻率大致一致，可以構(gòu)成帶通型的 高頻濾波器。此外，圖9是表示使用了本發(fā)明的壓電諧振器的其它壓電濾波電路 的例子的圖。圖9所示的壓電濾波電路在輸入輸出端子301之間以格子 形連接有串聯(lián)插入的串聯(lián)壓電諧振器302和偏置壓電諧振器304及并聯(lián) 插入的并聯(lián)壓電諧振器303，并聯(lián)壓電諧振器303經(jīng)由電感305接地。通 過使串聯(lián)壓電諧振器302的諧振頻率和并聯(lián)壓電諧振器303的反諧振頻 率大致一致的同時，將偏置壓電諧振器304的諧振頻率設定為低于并聯(lián)壓電諧振器303的諧振頻率，可以構(gòu)成頻帶外衰減量較大且低損耗的帶 通型的高頻濾波器。在這種壓電濾波電路中，壓電諧振器的諧振頻率及反諧振頻率附 近的寄生信號對濾波器的通帶的特性給予較大的影響。通過應用本發(fā) 明的壓電諧振器，是通帶內(nèi)沒有寄生的Q值高的諧振器，所以能夠得到 低損失且裙特性優(yōu)良的高頻濾波器。并且，利用了本發(fā)明的壓電諧振器的上述壓電濾波電路的結(jié)構(gòu)是 一例，級數(shù)(壓電諧振器的元件數(shù)量)或連接形狀不限于此，可以應 用于晶格型濾波器、將多個諧振器在平面方向或厚度方向上鄰接配置 的多模濾波器等、利用了壓電諧振器的各種濾波器。圖10是使用了本發(fā)明的壓電諧振器的共用器410的例子的圖。圖10 所示的共用器410在發(fā)送端子411和接收端子412之間按順序直接連接 了發(fā)送濾波器414、移相電路415、及接收濾波器416，在發(fā)送濾波器414 和移相電路415之間連接有天線端子413。此外，圖11是使用了上述那樣的共用器的通信設備420的例子的 圖。在圖11所示的通信設備420中從發(fā)送端子421輸入的信號通過基帶 部423，由功率放大器424放大，由發(fā)送濾波器425濾波，從天線428作 為電波發(fā)送。并且，由天線428接收的信號，由接收濾波器426濾波， 由LNA427放大，并通過基帶部423，傳遞到接收端子422。工業(yè)利用性本發(fā)明的壓電諧振器可以利用于高頻濾波器或共用器等高頻電路 部件及通信設備等，特別是在想要有效地抑制無用的寄生并得到較高 的Q值的情況下有用。
權(quán)利要求
1. 一種以預定的頻率振動的壓電諧振器，其特征在于，具備由壓電薄膜構(gòu)成的壓電體層(101)；第一電極(102)，形成在上述壓電體層(101)的一個主面上，其斷面具有將與上述壓電體層(101)相接的部分作為長邊的臺形形狀；及第二電極(103)，形成在上述壓電體層(101)的另一個主面上，其斷面具有將與上述壓電體層(101)相接的部分作為長邊的臺形形狀。
2. 如權(quán)利要求l所述的壓電諧振器，其特征在于，上述第一電極 (102)的斷面形狀和上述第二電極(103)的斷面形狀夾著上述壓電體層(101)而對稱。
3. 如權(quán)利要求l所述的壓電諧振器，其特征在于，上述壓電體層 (101)隔著由無機材料構(gòu)成的支承部(105)而固定在基板(104)上。
4. 如權(quán)利要求l所述的壓電諧振器，其特征在于，上述壓電體層 (101)隔著由無機材料構(gòu)成的薄膜層(209)而固定在基板(104)上。
5. —種壓電諧振器的制造方法，其特征在于，具備 在第一基板上形成壓電體層的工序(a， b); 在上述壓電體層的一個主面上，形成其斷面形狀具有將與上述壓電體層相接的部分作為長邊的臺形形狀的第一電極的工序(C， d);利用隔著支承部的粘合方式，將形成有上述第一 電極的壓電體層從上述第一基板轉(zhuǎn)印到上述第二基板的工序(e， f， g);在上述壓電體層的另一個主面上，形成其斷面形狀具有將與上述壓 電體層相接的部分作為長邊的臺形形狀的第二電極的工序(h， i)。
6. 如權(quán)利要求5所述的制造方法，上述轉(zhuǎn)印的工序包括使由金屬構(gòu) 成的上述支承部成為熔融狀態(tài)或半熔融狀態(tài)而粘合的工序。
7. 如權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，上述轉(zhuǎn)印的工序包括使由氧化物薄膜層構(gòu)成的上述支承部和上述第二基板，表面活性化并 重合從而進行粘合的工序。
8. —種高頻部件，具備多個壓電諧振器，其特征在于，具備l個以 上的如權(quán)利要求l所述的壓電諧振器。
9. 一種通信設備，具備天線、發(fā)送電路及接收電路，其特征在于， 在發(fā)送電路及接收電路中的至少一方具備如權(quán)利要求3所述的壓電諧振 器。
全文摘要
壓電諧振器具備由壓電薄膜構(gòu)成的壓電體層(101)；第一電極(102)，形成在壓電體層(101)的一個主面上，并且其斷面具有將與壓電體層(101)相接的一側(cè)作為長邊的臺形形狀；及第二電極(103)，形成在壓電體層(101)的另一個主面上，并且其斷面具有將與壓電體層(101)相接的一側(cè)作為長邊的臺形形狀。
文檔編號H03H9/17GK101228691SQ20068002652
公開日2008年7月23日 申請日期2006年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月30日
發(fā)明者中塚宏, 大西慶治, 山川岳彥, 巖崎智弘, 神山智英 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社