JP4580766B2

JP4580766B2 - 薄膜圧電共振器及び薄膜圧電共振器の製造方法

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Publication number: JP4580766B2
Application number: JP2005001346A
Authority: JP
Inventors: 浩延柴田; 賢也佐野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-01-06
Filing date: 2005-01-06
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2025-01-06
Also published as: JP2006191356A

Description

本発明は、薄膜圧電共振器に関し、特に、高周波帯域で用いられる薄膜圧電共振器及びその製造方法に関する。

近年、携帯電話をはじめとする移動体通信機器、コンピュータ間のデータを高速に転送する無線ローカルエーリアネットワーク（ＬＡＮ）システム等の無線通信システムでは、ＧＨｚ以上の高周波数帯を利用する。このような無線通信システム等の高周波数帯電子機器に用いられる高周波素子として、薄膜圧電共振器（ＦＢＡＲ）がある。

これまで、高周波領域における共振器として、バルク(セラミック)誘電体共振器や、弾性表面波（ＳＡＷ）素子が用いられている。これらの共振器と比較し、ＦＢＡＲは小型化に適し、更に高周波化に対応が可能等の特徴がある。このため、ＦＢＡＲを用いた高周波フィルタや共振回路等の開発が進められている。

ＦＢＡＲの基本構成においては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の圧電膜が、対向する下部電極及び上部電極の間に挟まれている。高性能化のため、ＦＢＡＲの共振部は、空洞の上に浮かして配置される。例えば、積層空洞型のＦＢＡＲでは、支持基板上に堆積した犠牲層を加工し、犠牲層を覆うように下部電極、圧電膜及び上部電極を順次形成した後、犠牲層を除去してＦＢＡＲの共振部の下部に空洞を作製する(例えば、特許文献１参照)。また、シリコン（Ｓｉ）基板表面に形成した絶縁層上に下部電極、ＡｌＮ層、及び上部電極を積層し、ＡｌＮ層を貫通するビアを通して下部電極の下側に空洞部を形成し、ＦＢＡＲを作製するものもある（例えば、特許文献２参照）。

下部及び上部電極には、ＦＢＡＲの共振特性の向上のため、圧電共振振動での弾性損失が少ないこと等が求められる。また、共振周波数を調整するための機能等も求められる。また、下部及び上部電極に印加される電気信号の損失を抑制するために、低抵抗金属が望まれる。更に、下部電極に関しては、圧電膜を配向性よく成膜するためのシード層としての機能が求められる。単体金属としては、高融点で比較的に抵抗率の低いモリブデン（Ｍｏ）やタングステン（Ｗ）等が良好とされている。特に、ＡｌＮ等圧電体がｃ軸配向を取りやすいＭｏが良く使用されている。しかし、共振周波数を高周波化する場合、圧電体膜厚はもちろん電極膜厚を薄くする必要が出てくる。この場合、電極抵抗が上昇して高周波特性が劣化するため、より抵抗の低い材料を使用する必要性が生じる。
米国特許第６０６０８１８号明細書米国特許第６３５５４９８号明細書

本発明は、共振特性の向上ができ、高周波特性の劣化の抑制が可能なＦＢＡＲ及びＦＢＡＲの製造方法を提供する。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、（イ）基板上の第１の金属膜と、（ロ）第１の金属膜上の非晶質金属膜と、（ハ）非晶質金属膜上で、非晶質金属膜の表面に垂直な方向に配向した第２の金属膜と、（ニ）第２の金属膜上で、第２の金属膜の表面に垂直な方向に配向した圧電膜とを備える薄膜圧電共振器であることを要旨とする。

本発明の第２の態様は、（イ）基板上に第１の金属膜を形成し、（ロ）第１の金属膜上に非晶質金属膜を形成し、（ハ）非晶質金属膜上に非晶質金属膜の表面に垂直な方向に配向した第２の金属膜を形成し、（ニ）第２の金属膜上に第２の金属膜の表面に垂直な方向に配向した圧電膜を形成し、（ホ）圧電膜を、非晶質金属膜をエッチングストップ層として選択的に除去することを含む薄膜圧電共振器の製造方法であることを要旨とする。

本発明によれば、共振特性の向上ができ、高周波特性の劣化の抑制が可能なＦＢＡＲ及びＦＢＡＲの製造方法を提供することが可能となる。

以下図面を参照して、本発明の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るＦＢＡＲは、図１に示すように、絶縁膜３２表面上に設けられた下部電極１４と、下部電極１４の表面上に設けられた圧電膜１５と、圧電膜１５の表面上に設けられた上部電極１６とを備える。空洞１７の上で下部及び上部電極１４、１６の対向する領域と、対向する下部及び上部電極１４、１６で挟まれた圧電膜１５とで共振部２０が規定される。

また、図２に示すように、下部電極１４、圧電膜１５及び上部電極１６は、空洞１７を有する基板１１及び絶縁膜３２により支持されている。共振部２０は、空洞１７上に配置されている。下部電極１４は、基板１１表面の絶縁膜３２上に設けられた第１の金属膜２１、第１の金属膜２１表面上に設けられた非晶質金属膜２２、及び非晶質金属膜２２表面上に設けられ、非晶質金属膜２２の表面に垂直な方向に配向した第２の金属膜２３を有する。第２の金属膜２３は、圧電膜１５で覆われた部分だけに設けられている。圧電膜１５で覆われた下部電極１４の端部は、絶縁膜３２表面に対して直角より小さな角度で傾斜している。基板１１は、例えばＳｉ等の半導体基板である。絶縁膜３２は、ＳｉＯ₂膜等である。

共振部２０の圧電膜１５では、下部電極１４あるいは上部電極１６に印加された高周波信号で励振されたバルク音響波の共振により、高周波信号が伝達される。例えば、下部電極１４から印加されたＧＨｚ帯域の高周波信号は、共振部２０の圧電膜１５を介して上部電極１６に伝達される。共振部２０の良好な共振特性を得るために、結晶の配向等を含む膜質や膜厚の均一性に優れたＡｌＮ膜やＺｎＯ膜が、圧電膜１５として用いられる。

圧電膜１５の性能は、圧電効果の大きさの指標である電気機械結合係数、及び共振周波数における機械的な振動の鋭さの指標である品質係数Ｑｍ等で表すことができる。圧電膜１５の電気機械結合係数を上げるには、圧電結晶の分極軸を圧電膜１５の厚み方向に揃えることが重要となる。また、高純度の圧電結晶を用いて、圧電膜の結晶方位を分極方向に揃えることで、大きな品質係数Ｑｍが得られる。

下部電極１４の第１の金属膜２１及び上部電極１６は、低抵抗の金属膜で、ＦＢＡＲの高周波特性の劣化を抑制する。例えば、ＦＢＡＲの共振周波数、及び下部、上部電極１４、１６に用いる金属材料等が決まると、電気機械結合係数が最大となる下部、上部電極１４、１６、及び圧電膜１５の厚さは、ほぼ一義的に決まる。また、このときの電気機械結合係数の最大値は、電極に用いられる金属材料の弾性係数等に大いに依存するとともに、金属材料の密度が小さければ、その最適な電極厚さは厚くなる傾向にある。したがって、下部及び上部電極１４、１６の抵抗を低減するには、低抵抗率を有し、且つ、密度の小さな金属材料を用いることが望ましい。

第１の金属膜２１及び上部電極１６に用いる金属膜の室温での抵抗率は、約１０×１０^-8Ωｍ以下の範囲、望ましくは約５×１０^-8Ωｍ以下の範囲、更に望ましくは約３×１０^-8Ωｍ以下の範囲である。第１の金属膜２１及び上部電極１６として、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀(Ａｇ）、イリジウム（Ｉｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、及びタングステン（Ｗ）等の低抵抗金属が用いられる。また、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、及びＡｇ等の低抵抗金属を主成分とし、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｍｏ、及びＷ等を約１０ｗｔ％以下、望ましくは約５ｗｔ％以下添加した合金でもよい。これらを添加することで、熱工程でのヒロック抑制による平坦性の確保や、電極硬度増大に起因する品質係数Ｑｍの向上が期待できる。更に、合金に、Ｓｉ及び炭素（Ｃ）等を約５ｗｔ％以下添加してもよい。なお、上部電極１６は、共振部２０の共振周波数を調整するためのＴｉＷ膜等の負荷電極を含むことができる。

下部電極１４の非晶質金属膜２２及び第２の金属膜２３は、第２の金属膜２３表面に堆積される圧電膜１５の配向性を制御する。非晶質金属膜２２には、アルミニウムタンタル（Ａｌ_xＴａ_1-x）、２ホウ化チタン（ＴｉＢ₂）等の合金が用いられる。Ａｌ_xＴａ_1-xについては、例えばスパッタ等により室温近傍で成膜した場合、Ａｌ組成ｘが約０．１から約０．９の範囲で非晶質となることが、Ｘ線回折（ＸＲＤ）や反射電子回折（ＲＨＥＥＤ）等により確認されている。第２の金属膜２３には、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏ、及びＷ等の晶癖を有する金属が用いられる。ＡｌやＡｕは、面心立方格子（ｆｃｃ）金属で、晶癖面である（１１１）方位に配向しやすい。ＭｏやＷは、体心立方格子（ｂｃｃ）金属で、晶癖面である(１１０)方位に配向しやすい。

例えば、一般的な多結晶金属層では、種々の結晶方位を持つ結晶粒の表面が現われている。多結晶金属層の表面は、結晶粒に依存した凹凸等により、平坦性に劣る。一方、金属や絶縁膜等の非晶質層の表面は、均一であり、平坦である。例えば、表面粗さ計や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等で検出される二乗平均粗さは、多結晶金属表面では、３ｎｍ以上であるのに対し、非晶質金属表面では、３ｎｍ以下である。したがって、ｆｃｃ金属やｂｃｃ金属は、非晶質層表面上で、それぞれの晶癖面に配向して成膜されやすい。

また、基板表面の下地層或いは犠牲層として通常使用されるＳｉＯ₂等の非晶質絶縁膜と比較すると、一般に非晶質金属膜は、表面エネルギーが大きい。したがって、非晶質金属膜の上に成長する結晶が層状成長して表面エネルギーを下げようとする性質があるため、非晶質金属層表面では、更に配向性を向上させることができる。例えば、第２の金属膜２３としてＡｌを用いる場合、非晶質金属膜２２表面に成膜された第２の金属膜２３は（１１１）方位の高配向膜となる。

また、圧電膜１５として用いるＡｌＮ或いはＺｎＯ等の圧電結晶は六方晶系に属する。六方晶系の結晶は、本来（０００１）方位に配向しやすい性質を有している。第２の金属膜２３の高配向性を受け継いで、ＡｌＮやＺｎＯ等の圧電結晶を、第２の金属膜２３表面に垂直な方向で（０００１）方位、即ちｃ軸に高配向させて形成することができる。ここで、これら第２の金属膜２３や圧電膜１５は、例えばＸＲＤにより測定されるロッキングカーブの半値幅が３°以下程度の高配向膜として形成すればよい。このように、圧電結晶の分極方向であるｃ軸に圧電膜１５を単一配向させることによって分極軸を揃えることができる。その結果、圧電膜１５の電気機械結合係数及び品質係数Ｑｍを確保することが可能となる。

また、圧電膜１５は、絶縁膜３２上に下部電極１４が形成された表面に成膜される。絶縁膜３２と下部電極１４との段差部では、圧電膜１５の配向が変化する。その結果、圧電膜１５に応力が集中し、圧電特性が劣化したり、圧電膜１５にクラックが発生してしまうという問題がある。段差部の影響を緩和するために、下部電極１４の端部を２０度以下の傾斜となるように傾斜加工を施す。このようにして、傾斜加工された下部電極１４の段差部に成膜された圧電膜１５の応力集中を緩和しクラック発生を抑制している。

第１の実施の形態によれば、共振特性の向上ができ、高周波特性の劣化の抑制が可能なＦＢＡＲを実現することが可能となる。

次に、第１の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法を、図３〜図７に示す工程断面図を用いて説明する。ここで、説明に使用する工程断面図には、図１に示したＡ−Ａ線に相当する断面が示されている。

（イ）図３に示すように、熱酸化等により、基板１１の表面にＳｉＯ₂等の絶縁膜３２を１μｍの厚さで形成する。

（ロ）スパッタ等により、基板１１の温度を室温付近に保持しながら、例えば、Ａｌ合金層、ＡｌＴａ非晶質金属層及びＡｌ金属層をそれぞれ、約２００ｎｍ、約１００ｎｍ及び約５ｎｍの厚さで成膜する。図４に示すように、フォトリソグラフィ及びＲＩＥ等により、Ａｌ金属層、ＡｌＴａ非晶質金属層及びＡｌ合金層を選択的に除去して第１の金属膜２１、非晶質金属膜２２及び第２の金属膜２３を有する下部電極１４を形成する。なお、フォトリソグラフィ条件を調整して、レジストマスクの端部を傾斜させることにより、下部電極１４の端部を傾斜させている。

（ハ）スパッタ等により、ＡｌＮ等の圧電体層を所望の厚さで成膜する。図５に示すように、フォトリソグラフィ及びＲＩＥ等により、ＡｌＮ圧電体層を選択的に除去して圧電膜１５を形成する。なお、ＡｌＮ圧電体層のエッチングは、アルカリ溶液を用いたウェットエッチングでもよい。

（ニ）スパッタ等により、圧電膜１５上にＡｌ合金層を成膜する。図６に示すように、フォトリソグラフィ及びウェットエッチング等により、Ａｌ合金層を選択的に除去して上部電極１６を形成する。

（ホ）研磨等により、基板１１の裏面研磨を行い、例えば、約２００μｍの厚さに薄膜化する。図７に示すように、フォトリソグラフィ及びＲＩＥ等により、絶縁膜３２をエッチングストップ層として基板１１を裏面から選択的に除去して開口部を形成する。ウェットエッチング等により、基板１１の開口部を介して、下部電極１４下の絶縁膜３２を選択的に除去して空洞１７を形成する。このようにして、図２に示したように、空洞１７上に下部電極１４、圧電膜１５及び上部電極１６を有する共振部２０が形成される。

なお、第１の金属膜２１のＡｌ合金層を成膜後、大気中に一旦取り出してＡｌ合金層の表面に酸化膜を形成してもよい。薄い表面酸化膜を第１の金属膜２１上に形成することで、非晶質金属膜２２であるＡｌＴａ非晶質金属層の非晶質構造を維持しやすくなり、ひいては第２の金属膜２３の薄いＡｌ金属膜及び圧電膜１５のＡｌＮ圧電体層の配向性を向上させることができる。

また、圧電膜１５で覆われず露出した非晶質金属膜２２を除去してもよい。露出した非晶質金属膜２２の除去は、例えば、圧電膜１５のエッチング後に引き続き、ＲＩＥあるいはケミカルドライエッチング（ＣＤＥ）等により行えばよい。

上記説明では、第１の金属膜２１が、約２００ｎｍの厚さで成膜されている。第１の金属膜２１の抵抗値は、厚さに逆比例するので、厚膜化した方が望ましい。なお、Ａｌのような低硬度の金属材料を厚く成膜すると、圧電膜１５で生じた圧電共振振動のエネルギーの吸収量が増大して、弾性損失を招く恐れがある。しかし、第１の金属膜２１と圧電膜１５との間に、一般に高い硬度を有する非晶質金属膜２２を介在させることで、第１の金属膜２１における振動のエネルギー吸収を抑止でき、ひいては大きな弾性損失を招くことなく第１の金属膜２１を厚膜化することが可能となる。また、非晶質金属膜２２が、約１００ｎｍの厚さで成膜されている。非晶質金属膜２２は、圧電膜１５のエッチングにおいて、エッチングストップ層としても用いられる。ＡｌＴａに対するＡｌＮのエッチングの選択比は、エッチング条件により変化する。例えば、ＡｌＮ及びＡｌは、塩化物系ガスを用いたＲＩＥでエッチングされる。ＡｌＴａは、フッ化物系ガスを用いたＲＩＥでエッチングされる。また、塩化物系ガスを用いたＲＩＥでは、ＡｌＴａのエッチング速度は、ＡｌＮ及びＡｌに比べて遅い。したがって、非晶質金属膜２２に対する圧電膜１５のエッチング選択比、及び非晶質金属膜２２による重量付加効果を考慮しつつ、非晶質金属膜２２の必要な厚さを決定すればよい。なお、非晶質金属膜２２は、平坦性を確保するために、約３ｎｍ以上の厚さが望ましい。

また、第２の金属膜２３は、約５ｎｍの厚さで成膜されている。第２の金属膜２３は、平坦性を確保するために、約３ｎｍ以上の厚さとすればよい。ただし、第２の金属膜２３が厚すぎると、第２の金属膜２３を構成している低硬度のＡｌ膜中でのエネルギー吸収に伴う弾性損失多大になり、品質係数Ｑｍが低下する傾向があるため、第２の金属膜２３は約１０ｎｍ以下の厚さで形成することが望ましい。

また、ＦＢＡＲの共振周波数、及び下部、上部電極１４、１６に用いる金属材料により、下部及び上部電極１４、１６の電極厚さが規定される。金属材料の密度が小さければ、電極厚さは厚くなる。したがって、下部及び上部電極１４、１６の抵抗を低減するには、低抵抗率を有し、且つ、密度の小さな金属材料を用いることが望ましい。例えば、Ａｌ、Ｃｕ等の金属、及びＡｌ、Ｃｕ等を主成分とする合金が望ましい。

また、非晶質金属膜２２として用いるＡｌＴａの抵抗率は、Ａｌ等の低抵抗率金属に比べて、約２桁高い。一方、圧電膜１５直下の第２の金属膜２３の薄いＡｌ金属膜は、圧電膜１５のＡｌＮ圧電層のエッチング時に除去されてしまう。しかし、非晶質金属膜２２が、圧電膜１５のエッチングにおいてエッチングストップ層として機能するため、非晶質金属膜２２下の第１の金属膜２１は、エッチングされない。第１の実施の形態では、第１の金属膜２１として、低抵抗率を有し、且つ、密度の小さな金属材料を用いている。したがって、低抵抗率の第１の金属膜２１の厚さを厚くして下部電極１４を低抵抗にすることができ、高周波帯域での共振特性の劣化を抑制することが可能となる。

第１の実施の形態では、絶縁膜３２表面に第１の金属膜２１及び非晶質金属膜２２が平坦に成膜される。平坦な非晶質金属膜２２表面には、Ａｌ等の第２の金属膜２３を（１１１）方位に高配向させて成膜することができる。その結果、第２の金属膜２３表面に圧電膜１５をｃ軸に高配向させて成膜することが可能となる。また、下部電極１４が空洞１７を覆うように形成されているため、圧電膜１５の機械的強度を向上させることができる。

第１の実施の形態によれば、共振特性の向上ができ、高周波特性の劣化の抑制が可能なＦＢＡＲの製造が可能となる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るＦＢＡＲは、図８及び図９に示すように、絶縁膜３２にバリア膜３４を介して埋め込まれた第１の金属膜２１ａと、埋め込まれた第１の金属膜２１ａ及び絶縁膜３２の平坦化された表面に設けられた非晶質金属膜２２と、非晶質金属膜２２表面に設けられた第２の金属膜２３とを有する下部電極１４を備える。また、圧電膜１５で覆われた下部電極１４の端部は、絶縁膜３２表面に対して直角より小さな角度で傾斜している。また、圧電膜１５は、下部電極１４の傾斜端部側に延在している。上部電極１６は、圧電膜１５表面に延在して設けられている。共振部２０は、空洞１７上に配置された下部電極１４、圧電膜１５及び上部電極１６で規定される。

第２の実施の形態では、第１の金属膜２１ａが絶縁膜３２に埋め込まれて設けられている点が、第１の実施の形態と異なる。他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、重複する記載は省略する。

第２の実施の形態では、下部電極１４の第１の金属膜２１ａは、低抵抗の金属膜で、ＦＢＡＲの高周波特性の劣化を抑制することが可能となる。下部電極１４の非晶質金属膜２２上に、配向した第２の金属膜２３が設けられている。配向した第２の金属膜２３上に設けられる圧電膜１５をｃ軸に高配向させることができる。したがって、圧電膜１５の電気機械結合係数及び品質係数Ｑｍを確保することができる。また、第１の金属膜２１が絶縁膜３２に埋め込まれている。そのため、下部電極１４の傾斜端部の段差が低減される。したがって、傾斜加工された下部電極１４の段差部に成膜された圧電膜１５の応力集中が緩和され、クラック発生を抑制することが可能となる。

第２の実施の形態によれば、共振特性の向上ができ、高周波特性の劣化の抑制が可能なＦＢＡＲを実現することが可能となる。

次に、第２の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法を、図１０〜図１５に示す工程断面図を用いて説明する。

（イ）図１０に示すように、熱酸化等により、基板１１の表面にＳｉＯ₂等の絶縁膜３２を１．３μｍの厚さで形成する。図１１に示すように、フォトリソグラフィ及びＲＩＥ等により、絶縁膜３２を選択的に除去して溝２７を形成する。化学気相成長（ＣＶＤ）等により、溝２７を有する絶縁膜３２の表面にＳｉ₃Ｎ₄等のバリア膜３４を成膜する。

（ロ）図１２に示すように、スパッタ等により、バリア膜３４の表面に溝２７を埋め込むようにＣｕ等の金属層を成膜する。ＣＭＰ等により、絶縁膜３２の表面が露出するように金属層を平坦化して、第１の金属膜２１ａを形成する。

（ハ）図１３に示すように、スパッタ等により、例えば、ＡｌＴａ非晶質金属層及びＡｌ金属層をそれぞれ、約１００ｎｍ及び約５ｎｍの厚さで成膜する。フォトリソグラフィ及びＲＩＥ等により、Ａｌ金属層及びＡｌＴａ非晶質金属層を選択的に除去して第１の金属膜２１ａ、非晶質金属膜２２及び第２の金属膜２３を有する下部電極１４を形成する。なお、フォトリソグラフィ条件を調整して、レジストマスクの端部を傾斜させることにより、非晶質金属膜２２及び第２の金属膜２３の端部を傾斜させている。

（ニ）図１４に示すように、スパッタ等により、ＡｌＮ等の圧電体層を所望の厚さで成膜する。スパッタ等により、圧電膜１５上にＣｕ合金層等を、例えば約３００ｎｍの厚さで成膜する。フォトリソグラフィ及びウェットエッチング等により、Ｃｕ合金層を選択的に除去して上部電極１６を形成する。引き続き、フォトリソグラフィ及びＲＩＥ等により、ＡｌＮ圧電体層を選択的に除去して圧電膜１５を形成する。

（ホ）基板１１の裏面研磨を行い、例えば、約２００μｍの厚さに薄膜化する。図１５に示すように、フォトリソグラフィ及びＲＩＥ等により、絶縁膜３２をエッチングストップ層として基板１１を裏面から選択的に除去して開口部を形成する。ウェットエッチング等により、基板１１の開口部を介して、下部電極１４下の絶縁膜３２及びバリア膜３４を選択的に除去して空洞１７を形成する。このようにして、図９に示したように、空洞１７上に下部電極１４、圧電膜１５及び上部電極１６を有する共振部２０が形成される。

第２の実施の形態では、第１の金属膜２１ａとして、低抵抗率を有し、且つ、密度の小さな金属材料を用いている。したがって、電極厚さを厚くして低抵抗にすることができ、高周波帯域での共振特性の劣化を抑制することが可能となる。

また、第２の実施の形態では、絶縁膜３２及び第１の金属膜２１ａ表面に非晶質金属膜２２が平坦に成膜される。平坦な非晶質金属膜２２表面には、Ａｌ等の第２の金属膜２３を（１１１）方位に高配向させて成膜することができる。その結果、圧電膜１５をｃ軸に高配向させて成膜することが可能となる。また、下部電極１４が空洞１７を覆うように形成されているため、圧電膜１５の機械的強度を向上させることができる。

第２の実施の形態によれば、共振特性の向上ができ、高周波特性の劣化の抑制が可能なＦＢＡＲの製造が可能となる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の第１及び第２の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者にはさまざまな代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

本発明の第１及び第２の実施の形態においては、第１の金属膜２１及び上部電極１６として、単層の低抵抗金属膜が用いられる。しかし、第１の金属膜２１及び上部電極１６は、単層の金属膜に限定されない。低抵抗が確保されれば、複数の金属膜を用いてもよい。例えば、第１の金属膜２１及び上部電極１６に、共振部２０の共振周波数を調整するためのＴｉＷ膜等の負荷電極を含ませてもよい。

このように、本発明はここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の第１の実施の形態に係るＦＢＡＲの一例を示す平面図である。図１に示したＦＢＡＲのＡ−Ａ断面を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法の一例を示す工程断面図（その１）である。本発明の第１の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法の一例を示す工程断面図（その２）である。本発明の第１の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法の一例を示す工程断面図（その３）である。本発明の第１の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法の一例を示す工程断面図（その４）である。本発明の第１の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法の一例を示す工程断面図（その５）である。本発明の第２の実施の形態に係るＦＢＡＲの一例を示す平面図である。図８に示したＦＢＡＲのＢ−Ｂ断面を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法の一例を示す工程断面図（その１）である。本発明の第２の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法の一例を示す工程断面図（その２）である。本発明の第２の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法の一例を示す工程断面図（その３）である。本発明の第２の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法の一例を示す工程断面図（その４）である。本発明の第２の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法の一例を示す工程断面図（その５）である。本発明の第２の実施の形態に係るＦＢＡＲの製造方法の一例を示す工程断面図（その６）である。

符号の説明

１１基板
１４下部電極
１５圧電膜
１６上部電極
１７空洞
２０共振部
２１、２１ａ第１の金属膜
２２非晶質金属膜
２３第２の金属膜
２７ａ溝
３２絶縁膜
３４バリア膜

Claims

基板上の第１の金属膜と、
前記第１の金属膜上のタンタルアルミニウムからなる非晶質金属膜と、
前記非晶質金属膜上で、前記非晶質金属膜の表面に垂直な方向に配向した第２の金属膜と、
前記第２の金属膜上で、前記第２の金属膜の表面に垂直な方向に配向した圧電膜
とを備えることを特徴とする薄膜圧電共振器。
前記第１の金属膜が、室温で１０×１０^-8Ωｍ以下の抵抗率を有することを特徴とする請求項１に記載の薄膜圧電共振器。
前記第２の金属膜が、（１１１）及び（１１０）方位のいずれかに配向していることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜圧電共振器。
基板上に第１の金属膜を形成し、
前記第１の金属膜上に非晶質金属膜を形成し、
前記非晶質金属膜上に前記非晶質金属膜の表面に垂直な方向に配向した第２の金属膜を形成し、
前記第２の金属膜上に前記第２の金属膜の表面に垂直な方向に配向した圧電膜を形成し、
前記圧電膜を、前記非晶質金属膜をエッチングストップ層として選択的に除去する
ことを含むことを特徴とする薄膜圧電共振器の製造方法。