压电薄膜器件制造技术

本发明专利技术可提高压电薄膜器件的特性。含有４个压电薄膜谐振子（Ｒ１１～Ｒ１４）的压电薄膜滤波器（１）具有通过粘接层（１２）粘接滤波器部（１１）和平坦的底座基板（１３）的结构，该滤波器部（１１）包含不能单独承受自重的压电体薄膜（１１１），该底座基板（１３）机械地支撑滤波器部（１１）。作为构成压电薄膜器件（１１１）的压电体材料，最好是从水晶、铌酸锂、钽酸锂、四硼酸锂、氧化锌、铌酸钾以及硅酸镓镧中选择的、不包含晶粒边界的单晶材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包含单个或多个压电薄膜谐振子的压电薄膜器件。
技术介绍
一直以来，包含单个或多个压电薄膜谐振子(FBAR；Film Bulk AcousticResonator)的压电薄膜器件，例如振动子、收集器、滤波器、双层及三层等的压电薄膜器件，如图12以及图13所示，通过在底座基板94上形成的支撑层92的上面，利用溅射等使下部电极93、压电体薄膜94以及上部电极95依次成膜，并在压电体薄膜94的激励区域E91的下方用蚀刻等形成腔室(空洞)C91来制造(例如参照专利文献1-特开2005-94735号公报)。但是，在现有技术中，由于是在金属膜的下部电极93上形成压电体薄膜94。所以，难以用单晶压电材料构成压电体薄膜94，结晶性的低下引起的压电体薄膜的品质低下，存在压电薄膜器件的特性劣化的问题。
技术实现思路
本专利技术是为解决该问题而提出的技术方案，其目的是提高压电薄膜器件的特性。为了解决上述课题，本专利技术的第1方案是含有单个或多个压电薄膜谐振子的压电体薄膜器件，具备单晶的压电体薄膜，以及支撑含有上述压电体薄膜的所定部件的支撑体。本专利技术的第2方案，在方案1中所述的压电薄膜器件中，上述压电体薄膜不包含晶粒边界。专利技术的第3方案，在方案1或2中所述的压电薄膜器件中，构成上述压电薄膜的单晶从水晶、铌酸锂、钽酸锂、四硼酸锂、氧化锌、铌酸钾以及硅酸镓镧中选择。根据本专利技术的第1至3方案，由于可提高压电体薄膜的品质，所以可提高压电薄膜器件的特性。附图说明图1是从上方所见的压电薄膜滤波器1的俯视模式图。图2是从前方所见的图1的II-II截面的截面模式图。图3是从右方所见的图1的III-III截面的截面模式图。图4是表示压电薄膜滤波器1所含的4个压电薄膜谐振子R11～R14的电连接状态的电路图。图5是表示压电薄膜滤波器2所含压电薄膜谐振子R21的截面模式图。图6是表示压电薄膜滤波器2所含压电薄膜谐振子R21的截面模式图。图7是表示将多个压电薄膜滤波器1一体化的集合体U11向各个压电薄膜滤波器1分离的样子的截面模式图。图8是表示制造实施例1的压电薄膜滤波器1的流程的流程图。图9是表示制造实施例1的压电薄膜滤波器1的流程的流程图。图10是对凹陷形成工序进行说明的截面模式图。图11是对凹陷形成工序进行说明的截面模式图。图12表示原有的压电薄膜器件9的结构的截面图。图13表示原有的压电薄膜器件9的结构的截面图。图中1～3-压电薄膜滤波器，11-滤波器部，12、22、32-粘接层，13、23、33-底座基板，14-压电体基板，1121～1124、2121、3121-上部电极，1131～1132、2131、2135、3131-下部电极，111、211、311-压电体薄膜，114-腔室形成膜，C11～C12、C21、C31-腔室，E11～E14、E21、E31-激励区域，R11～R14、R21、R31-压电薄膜谐振子，S21、S31-凹陷。具体实施例方式下面以组合4个压电薄膜谐振子(FBAR；Film Bulk Acoustic Resonator)的阶梯型滤波器(以下称“压电薄膜滤波器”)为例，对本专利技术的压电薄膜滤波器的优选实施例进行说明。但是，以下说明的实施例并不意味着本专利技术的压电薄膜器件被仅限定于压电薄膜滤波器。即，本专利技术的压电薄膜器件一般是指所有含有单个或多个压电薄膜谐振子的压电薄膜器件，含有单个压电薄膜谐振子的振动子以及收集器等且含有多个压电薄膜谐振子的滤波器，包含了双层、三层及收集器等。这里，压电薄膜谐振子不是支撑体，而是利用了在不耐自重的薄膜上激发的由块状的弹性波形成的电响应的谐振子。1第1实施方式。(1.1压电薄膜滤波器的构成)图1～图4是表示本专利技术的第1实施方式的压电薄膜滤波器1的构成的图。这里，图1是从上方所见的压电薄膜滤波器1俯视模式图。图2是从前方(-Y方向)所见的图1的II-II截面的截面模式图。图3是从右方(+X方向)所见的图1的III-III截面的截面模式图。另外，图4是表示压电薄膜滤波器1所含的4个压电薄膜谐振子R11～R14电连接状态的电路图。另外，在图1～图3中，为了方便看图，将左右方向定为±X轴方向、将前后方向定为±Y轴方向、将上下方向定为±Z轴方向的XYZ直角坐标系。如图1～图3所示，压电薄膜滤波器1具有通过粘接层12粘接了滤波器部11和平坦的底座基板13的结构，该滤波器部11提供了压电薄膜滤波器1的过滤功能，该底座基板13机械地支撑滤波器部11。在压电薄膜滤波器1的制造中，虽然通过对能单独承受自重的压电体基板进行去除加工得到压电体薄膜111，但通过去除加工得到的压电体薄膜111不能单独承受自重。因此，在压电薄膜滤波器1的制造中，在进行去除加工之前，先将包含压电体基板的所定部件预先连接在用作支撑体的底座基板13上。(1.1.1滤波器部)滤波器部11具备压电体薄膜111；在压电体薄膜111的上面形成的上部电极1121～1124；在压电体薄膜111的下面形成的下部电极1131～1132；以及，上部电极1121～1124和下部电极1131～1132在夹着压电体薄膜111而相对的激励区域E11～E14的下方形成腔室(空洞)C11～C14的腔室形成膜114。压电体薄膜压电体薄膜111通过对压电体基板进行去除加工而得到。更具体地说，压电体薄膜111通过将具有能单独承受自重的厚度(例如50μm以上)的压电体基板用去除加工薄型化至不能单独承受自重的厚度(例如10μm以上)而得到。另外，激励区域为圆形的场合直径在30～300μm的范围内，为多边形的场合其最长的对角线在30～300μm的范围内。作为构成压电体薄膜111的压电材料，可选择具有期望的压电特性的压电材料，希望选择水晶(SiO2)、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、四硼酸锂(Li2B4O7)、氧化锌(ZnO)、铌酸钾(KNbO3)以及硅酸镓镧(La3Ga3SiO14)等不包含晶粒边界的单晶材料。作为构成压电体薄膜111的的压电材料，通过使用单晶材料，可提高压电体薄膜111的机械品质系数、以低损失实现边缘特性良好的压电薄膜滤波器1，同时，可提高压电体薄膜111的电气机械结合系数，实现宽带域的压电薄膜滤波器1。另外，在压电体薄膜111的结晶方位也可选择具有期望的压电特性的结晶方位。这里，只要使压电体薄膜111的结晶方位为压电薄膜谐振子R11～R14的谐振频率或反谐振频率的温度特性良好的结晶方位、最好是频率温度系数为“0”的结晶方位，就能实现通过带域的中心频率等的温度特性良好的压电薄膜滤波器1。压电体基板15的去除加工通过切削、磨削以及研磨等机械加工及蚀刻等化学加工来进行。这里，如果组合多种去除加工方法，一边从加工速度快的去除方法到加工对象产生的加工变质小的去除方法来阶梯式地切换去除加工方法一边对压电体基板进行去除加工，则在维持高的生产性的同时可提高压电体薄膜111的品质，并可提高压电薄膜滤波器1的特性。例如，依次进行使压电体基板接触固定磨石来切削的磨削以及使压电体基板接触可动磨石来切削的研磨之后，将由该研磨在压电体基板上产生的加工变质层利用精研磨去除，则切削压电体基板的速度快，可提高压电薄膜1的生产效率，同时，通过提高压电体薄膜111的品质，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电薄膜器件，含有单个或多个压电薄膜谐振子，其特征在于，具备：单晶的压电体薄膜，以及支撑含有上述压电体薄膜的所定部件的支撑体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉野隆史，山口省一郎，岩田雄一，浜岛章，铃木健吾，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，NGK光陶瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]