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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-78102(P2021-78102A)
(43)【公開日】2021年5月20日
(54)【発明の名称】バルク音響共振器
(51)【国際特許分類】
H03H 9/17 20060101AFI20210423BHJP
H01L 41/187 20060101ALI20210423BHJP
H01L 41/047 20060101ALI20210423BHJP
H01L 41/319 20130101ALI20210423BHJP
【ＦＩ】
H03H9/17 F
H01L41/187
H01L41/047
H01L41/319
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】19
(21)【出願番号】特願2020-98030(P2020-98030)
(22)【出願日】2020年6月4日
(31)【優先権主張番号】10-2019-0141129
(32)【優先日】2019年11月6日
(33)【優先権主張国】KR
(71)【出願人】
【識別番号】594023722
【氏名又は名称】サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】リー、タエ キュン
(72)【発明者】
【氏名】シン、ラン ヒー
(72)【発明者】
【氏名】ソン、ジン スク
(72)【発明者】
【氏名】キョン、ジェ ホン
【テーマコード（参考）】
5J108
【Ｆターム（参考）】
5J108AA07
5J108BB08
5J108CC02
5J108CC10
5J108CC11
5J108EE04
5J108FF03
5J108NA01
(57)【要約】 （修正有）
【課題】圧電層の異常成長を抑制することができるバルク音響共振器を提供する。【解決手段】バルク音響共振器１００は、圧電層１６０と、第１電極１５０と、第２電極１７０とを有する。圧電層１６０は、第１電極の少なくとも一部を覆っている。第２電極は、圧電層の上部に配置される。圧電層は、ドーパントを含有し、圧電層の厚さとスカンジウム（Ｓｃ）の含有量に対する数式である［圧電層の厚さ（ｎｍ）×ドーパント濃度（ａｔ％）］／１００の値が８０以下である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１電極と、
前記第１電極の少なくとも一部を覆う圧電層と、
前記圧電層の上部に配置される第２電極と、
を含み、
前記圧電層はドーパントを含有し、
前記圧電層の厚さと前記ドーパントの含有量に対する数式である［圧電層の厚さ（ｎｍ）×ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）の濃度（ａｔ％）］／１００の値が８０以下である、バルク音響共振器。
前記第１電極の少なくとも一部を覆う圧電層と、
前記圧電層の上部に配置される第２電極と、
を含み、
前記圧電層はドーパントを含有し、
前記圧電層の厚さと前記ドーパントの含有量に対する数式である［圧電層の厚さ（ｎｍ）×ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）の濃度（ａｔ％）］／１００の値が８０以下である、バルク音響共振器。
【請求項2】
前記圧電層は窒化アルミニウムを含む、請求項１に記載のバルク音響共振器。
【請求項3】
前記ドーパントは、スカンジウム（Ｓｃ）、エルビウム（Ｅｒ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、ニオビウム（Ｎｂ）からなる群より選択される１つ又はこれらの組み合わせからなる、請求項２に記載のバルク音響共振器。
【請求項4】
前記ドーパントがスカンジウム（Ｓｃ）である場合、前記圧電層のスカンジウム（Ｓｃ）の含有量は０．１〜３０ａｔ％である、請求項３に記載のバルク音響共振器。
【請求項5】
前記圧電層のスカンジウム（Ｓｃ）の含有量は１０〜３０ａｔ％である、請求項４に記載のバルク音響共振器。
【請求項6】
前記第１電極の下部に配置される基板と、
前記基板とともにキャビティを形成し、前記第１電極が上部に配置される膜層と、
をさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
前記基板とともにキャビティを形成し、前記第１電極が上部に配置される膜層と、
をさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項7】
前記基板と前記第１電極の間に配置され、キャビティの周囲に配置されるエッチング防止部をさらに含む、請求項６に記載のバルク音響共振器。
【請求項8】
前記エッチング防止部を覆うように配置される犠牲層をさらに含む、請求項７に記載のバルク音響共振器。
【請求項9】
前記圧電層の一部の領域の下部に配置される挿入層をさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項10】
前記膜層は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるシード層を備える、請求項６に記載のバルク音響共振器。
【請求項11】
前記第１及び第２電極のうち少なくとも一つは、モリブデン（ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）、ルテニウム（ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｙｍ：Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、クロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）のいずれかで構成されるか、又はいずれかを含む合金で構成される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項12】
前記第１電極の表面粗さ（ＲＭＳ）は５ｎｍ以下である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項13】
前記第１及び第２電極のうち少なくとも一つは、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金層を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載のバルク音響共振器。
【請求項14】
前記基板には、前記第１電極、前記圧電層、及び前記第２電極がすべて重なるように配置される活性領域の下部に配置される反射層が備えられる、請求項６に記載のバルク音響共振器。
【請求項15】
前記基板には、前記第１電極、前記圧電層、及び前記第２電極がすべて重なるように配置される活性領域の下部に配置されるキャビティ形成溝が備えられる、請求項６に記載のバルク音響共振器。
【請求項16】
前記基板の上面及びキャビティ形成溝には絶縁層が備えられる、請求項６に記載のバルク音響共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バルク音響共振器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近、５Ｇ通信が新しい話題として登場したことを受けて、５Ｇ用ＢＡＷフィルタの開発が進められている。５Ｇ用ＢＡＷフィルタの特徴としては、従来のフィルタと比較して、バンド幅（ｂａｎｄ ｗｉｄｔｈ）が遥かに増加し、通信距離が短くなるにつれて、信号の強度、パワー（Ｐｏｗｅｒ）が増加することが挙げられる。
【0003】
このような傾向に合わせてＢＡＷフィルタのバンド幅を広げるためには、圧電体の圧電定数を増加させて共振器の性能を向上させる必要がある。また、ハイパワーに耐えるようにするためには、圧電体薄膜の損失を減らして、ＢＡＷフィルタの信頼性を向上させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５９９４８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、圧電層の異常成長を抑制することができるバルク音響共振器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一実施形態によるバルク音響共振器は、第１電極と、上記第１電極の少なくとも一部を覆う圧電層と、上記圧電層の上部に配置される第２電極と、を含み、上記圧電層はドーパントを含有し、上記圧電層の厚さと上記ドーパントの含有量に対する数式である［圧電層の厚さ（ｎｍ）×ドーパント濃度（ａｔ％）］／１００の値が８０以下であることができる。
【発明の効果】
【0007】
本発明によると、圧電層の異常成長を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第１実施形態によるバルク音響共振器を示す概略平面図である。
【図5】窒化アルミニウムのウルツ鉱（ｗｕｒｔｚｉｔｅ）の結晶構造を示す説明図である。
【図6】正常な結晶（ｇｒａｉｎ）よりも大きい結晶（ｇｒａｉｎ）の異常成長を説明するための写真である。
【図7】圧電層の厚さとドーパントの濃度に応じた異常成長の密度を示す表である。
【図8】圧電層の厚さとドーパントの濃度に応じた異常成長の密度を示すグラフである。
【図9】異常成長が発生する領域を説明するための説明図である。
【図10】異常成長が発生する領域を説明するための写真である。
【図11】［圧電層の厚さ（ｎｍ）×ドーパント濃度（ａｔ％）］／１００の値を示す表である。
【図12】本発明の第２実施形態によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【図13】本発明の第３実施形態によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、具体的な実施形態及び添付された図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は、いくつかの他の形態に変形することができ、本発明の範囲が以下説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（又は強調表示や簡略化表示）がされることがあり、図面上の同一の符号で示される要素は同一の要素である。
【0010】
図１は本発明の第１実施形態によるバルク音響共振器を示す概略平面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ'線に沿った断面図であり、図３は図１のＩＩ−ＩＩ'線に沿った断面図であり、図４は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ'線に沿った断面図である。
【0011】
図１〜図４を参照すると、本発明の第１実施形態によるバルク音響共振器１００は、一例として、基板１１０、犠牲層１２０、エッチング防止部１３０、膜層１４０、第１電極１５０、圧電層１６０、第２電極１７０、挿入層１８０、パッシベーション層１９０、及び金属パッド１９５を含んで構成されることができる。
【0012】
基板１１０は、シリコン基板であることができる。例えば、基板１１０としては、シリコンウェハが用いられてもよく、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）型の基板が用いられてもよい。
【0013】
基板１１０の上面には、絶縁層１１２が形成されることができ、上部に配置される構成と基板１１０を電気的に絶縁させることができる。また、絶縁層１１２は、製造過程においてキャビティＣを形成する場合、エッチングガスによって基板１１０がエッチングされることを防止する役割を果たすことができる。
【0014】
この場合、絶縁層１１２は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、シリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ２）、及び窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のうち少なくとも一つで形成されることができ、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＲＦマグネトロンスパッタリング（ＲＦ Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、及び蒸発（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）のいずれかの工程を介して形成されることができる。
【0015】
犠牲層１２０は、絶縁層１１２上に形成され、犠牲層１２０の内側には、キャビティＣ及びエッチング防止部１３０が配置されることができる。キャビティＣは、製造時に犠牲層１２０の一部を除去することによって形成される。このように、キャビティＣが犠牲層１２０の内側に形成されるため、犠牲層１２０の上部に配置される第１電極１５０などは平らに形成されることができる。
【0016】
エッチング防止部１３０は、キャビティＣの境界に沿って配置される。エッチング防止部１３０は、キャビティＣの形成過程において、キャビティ領域を超えてエッチングが行われることを防止する。
【0017】
膜層１４０は、基板１１０とともにキャビティＣを形成する。また、膜層１４０は、犠牲層１２０の除去時にエッチングガスと反応性の低い材料からなることができる。一方、エッチング防止部１３０は、膜層１４０によって形成された溝部１４２に挿入配置される。一方、膜層１４０は、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかの材料を含有する誘電体層（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌａｙｅｒ）が用いられることができる。
【0018】
一方、膜層１４０上には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるシード層（不図示）が形成されることができる。すなわち、シード層は、膜層１４０と、第１電極１５０の間に配置されることができる。シード層は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）以外にも、ＨＣＰ結晶構造を有する誘電体又は金属を用いることで形成されることができる。一例として、シード層が金属の場合、シード層はチタン（Ｔｉ）で形成されることができる。
【0019】
第１電極１５０は、膜層１４０上に形成され、一部がキャビティＣの上部に配置される。また、第１電極１５０は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号などの電気信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いることができる。
【0020】
一方、第１電極１５０は、一例として、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなることができる。このように、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料で第１電極１５０が形成されることにより、機械的強度（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が増加するにつれて、ハイパワーな反応性スパッタリング（ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）が可能である。かかる蒸着条件下で、第１電極１５０の表面粗さ（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）の増加を防ぐことができ、圧電層１６０の高配向成長も誘導することができる。
【0021】
また、スカンジウム（Ｓｃ）が含有されることにより、第１電極１５０の耐化学性（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が増加して、純アルミニウムで第１電極が形成される場合に発生する欠点を補完することができる。尚、製造時のドライエッチング（ｄｒｙ ｅｔｃｈ）又はウェットプロセス（ｗｅｔ ｐｒｏｃｅｓｓ）などのプロセス安定性を確保することができる。さらに、純アルミニウムで第１電極が形成される場合には酸化が容易に発生するが、スカンジウムを含有するアルミニウム合金材料で第１電極１５０が形成されることにより、酸化に対する耐化学性を向上させることができる。
【0022】
第１電極１５０は、一例として、モリブデン（ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はその合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第１電極１５０は、ルテニウム（ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｙｍ：Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、クロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はその合金からなることもできる。
【0023】
圧電層１６０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される第１電極１５０を覆うように形成される。一方、圧電層１６０は、電気的エネルギーを弾性波の形の機械的エネルギーに変換する圧電効果を引き起こす部分であって、一例として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）材料を含む。
【0024】
また、圧電層１６０には、希土類金属（Ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｍｅｔａｌ）又は遷移金属のようなドーパント（ｄｏｐａｎｔ）がドープされることができる。一例として、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）として用いられる希土類金属は、スカンジウム（Ｓｃ）、エルビウム（Ｅｒ）、イットリウム（Ｙ）、及びランタン（Ｌａ）のうち少なくとも一つを含むことができる。さらに、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）として用いられる遷移金属は、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、及びニオビウム（Ｎｂ）のうち少なくとも一つを含むことができる。また、圧電層１６０には、２価金属であるマグネシウム（Ｍｇ）も含まれることができる。
【0025】
一方、圧電層１６０は、下記数式の値が８０以下である値を有する。数式：［圧電層の厚さ（ｎｍ）×ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）の濃度（ａｔ％）］／１００
【0026】
これについてより詳細に説明すると、先ず、圧電層１６０は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を基本ベース材料として用いる。そして、圧電層１６０の使用バンド幅（ｂａｎｄ ｗｉｄｔｈ）を継続的に広げるためには、圧電層１６０に含まれるドーパント（ｄｏｐａｎｔ）、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）がドープ（ｄｏｐｉｎｇ）される含有量が継続的に増えるようにする必要がある。しかし、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）、例えば、スカンジウムがドープされる含有量の増加に応じて、高配向性の窒化アルミニウム層の実現が難しくなる。
【0027】
より詳細には、図５に示すように、窒化アルミニウムは、ＨＣＰ構造のウルツ鉱（ｗｕｒｔｚｉｔｅ）の結晶構造を有する。ところが、窒化アルミニウムのドーパント（ｄｏｐａｎｔ）、例えば、スカンジウムがドープされる場合、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）元素、例えば、スカンジウム元素は、アルミニウム元素サイトに置換されて入る。しかし、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）、例えば、スカンジウムの含有量が増加すると、ＨＣＰ結晶構造における端の結晶方向に速い結晶成長が起こり、図６のように、正常な結晶（ｇｒａｉｎ）よりも大きい結晶（ｇｒａｉｎ）の異常成長が発生するようになる。
【0028】
特に、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）、例えば、スカンジウムの含有量がさらに増加すると、かかる異常成長が発生する確率が増加し、異常成長の発生頻度が指数関数的に増加する。
【0029】
圧電層１６０の圧電特性を向上させるために用いられるドーパント（ｄｏｐａｎｔ）は、アルミニウム（Ａｌ）よりも原子直径が大きい元素が該当する。すなわち、アルミニウム（Ａｌ）よりも原子直径が大きい元素がアルミニウム（Ａｌ）と置換されて、結晶構造に変形が発生し、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）の含有量が増加するほど、かかる変形の増加が原因となって異常成長の発生確率も増加するようになる。
【0030】
一般に、異常成長は、結晶粒界緩和モデル（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ）で説明可能である。薄膜の異常成長は、正常な結晶（ｇｒａｉｎ）と結晶（ｇｒａｉｎ）の境界である結晶粒界（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）における隙間に発生することがある。これは、異常成長の核生成のサイトになる可能性がある。このように、オープン結晶粒界（ｏｐｅｎ ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）において異常成長が発生した場合、薄膜成長中の表面自由エネルギー（ｓｕｒｆａｃｅ ｆｒｅｅ ｅｎｅｒｇｙ）を減少させるため、一般的に異常成長が現れる環境になり得る。
【0031】
また、圧電層１６０を蒸着する前に、第１電極１５０の表面粗さも異常成長に重要な影響を及ぼす。第１電極１５０と第２電極１７０が重なる活性（ａｃｔｉｖｅ）領域における第１電極１５０の表面粗さ（ＲＭＳ、Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）が５ｎｍ以上の場合には、異常成長が発生する可能性が高くなる。このように、表面粗さが高くなった状態で異常成長が発生した場合には、高出力及び高電圧環境下で異常成長が原因となってバルク音響共振器１００が破損するおそれがある。表面粗さは、ＡＦＭ分析を行うか、又はＴＥＭ断面の第１電極１５０の表面粗さから分析可能である。これにより、第１電極１５０の表面粗さ（ＲＭＳ）は、５ｎｍ未満であることができる。
【0032】
一方、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）の含有量が増加するほど異常成長の発生頻度が増加するようになる。これは、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）の含有量が増加するほどオープン結晶粒界のサイト（ｏｐｅｎ ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｓｉｔｅ）が増加して異常成長が発生する確率も高くなるためである。
【0033】
また、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）の含有量毎のＡｌｓｃターゲット（ｔａｒｇｅｔ）を用いることにより、窒素ガス（ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｇａｓ）との反応（ｒｅａｃｔｉｖｅ）によりスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）蒸着を行う。そして、ＡｌＳｃＮ薄膜の厚さを２００ｎｍ〜１３００ｎｍに厚さを１００ｎｍずつ増加させながら、異常成長の密度（ｄｅｎｓｉｔｙ）をＳＥＭで確認する。一般に、ＡｌＳｃＮ圧電薄膜内のドーパント（ｄｏｐａｎｔ）、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）に対してＴＥＭで成分分析を行い、アルミニウム（Ａｌ）とドーパント、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）の含有量を１００ａｔ％とみなすとき、ドーパント、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）のａｔ％含有量の割合として表す。
【0034】
また、図７及び図８に示すように、同一のドーパント（ｄｏｐａｎｔ）、例えば、圧電層１６０が同一のスカンジウム（Ｓｃ）の含有量を有しても、圧電層１６０の厚さが増加する場合には、異常成長の発生率も増加し、異常成長のサイズも大きくなる。この現象は、厚さの増加に伴う結晶成長（ｇｒａｉｎ ｇｒｏｗｔｈ）の面からも、正常な結晶成長だけでなく、異常成長の成長（ｇｒｏｗｔｈ）も伴われるため現れる。
【0035】
そして、図９に示すように、圧電層１６０での異常成長は、初期に起こるのではなく、一定の厚さ以上から発生することが分かる。また、図１０に示すように、実際の異常成長が発生した圧電層１６０をＦＩＢ断面分析した場合、一定の厚さ以上から発生することが分かる。
【0036】
一方、図７及び図８に示すように、ドーパント、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）の含有量が６．２５ａｔ％の場合には、圧電層１６０の厚さが１３００ｎｍであるときから異常成長が観察され始めることが分かる。そして、ドーパント、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）の含有量が１２．５ａｔ％の場合には、圧電層１６０の厚さが７００ｎｍであるときから異常成長が観察され始めることが分かる。さらに、ドーパント、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）の含有量が２０ａｔ％の場合には、圧電層１６０の厚さが５００ｎｍであるときから異常成長が観察され始めることが分かる。
【0037】
これにより、異常成長が発生しない状態を、数式を介して確認すると、［圧電層の厚さ（ｎｍ）×ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）の濃度（ａｔ％）］／１００の値が８０以下であることが分かる。すなわち、図１１に示すように、太線によって囲まれた部分、［圧電層の厚さ（ｎｍ）×ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）の濃度（ａｔ％）］／１００の値が８０よりも大きい場合には異常成長が発生する。
【0038】
結果として、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）の含有量に応じて異常成長が発生しない圧電層の厚さを用いてＢＡＷフィルタを製作する場合には、圧電層１６０での欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）なしに製作可能である。かかる圧電層１６０での欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）がない場合には、高出力及び高電圧条件下で信頼性の高いバルク音響共振器１００の圧電層１６０の実現が可能であるため、信頼性の向上に寄与することができる。
【0039】
一方、ドーパントがスカンジウム（Ｓｃ）の場合には、圧電層１６０におけるスカンジウム（Ｓｃ）の含有量は０．１〜３０ａｔ％であることができる。圧電層が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる場合と比較して、高圧電特性を実現するために、ドーパントであるスカンジウム（Ｓｃ）の含有量は、０．１ａｔ％以上にする必要がある。また、スカンジウム（Ｓｃ）の含有量が３０ａｔ％以上の場合には、ＡｌＳｃ合金ターゲット（ＡｌＳｃ ａｌｌｏｙ ｔａｒｇｅｔ）の製作が容易ではない。スカンジウム（Ｓｃ）の含有量が３０ａｔ％以上の場合には、溶融（ｍｅｌｔｉｎｇ）法を介してターゲット（ｔａｒｇｅｔ）を製作した際に、ＡｌＳｃターゲット（ｔａｒｇｅｔ）が脆く（ｂｒｉｔｔｌｅ）なるという問題があるため、ＡｌＳｃ合金ターゲット（ＡｌＳｃ ａｌｌｏｙ ｔａｒｇｅｔ）の製作及び加工が容易ではない。
【0040】
さらに、ドーパントがスカンジウム（Ｓｃ）の場合、圧電層１６０におけるスカンジウム（Ｓｃ）の含有量は１０〜３０ａｔ％であることができる。すなわち、スカンジウム（Ｓｃ）の含有量が１０ａｔ％以下の場合には、圧電層１６０の厚さの増加に伴う異常成長の発生頻度が少ないが、１０ａｔ％以上の場合には、圧電層１６０の異常成長の発生頻度が急速に増加する。
【0041】
特に、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）の含有量が１０ａｔ％以上の場合には、異常成長の発生頻度が増加するため、かかる数値範囲下で製作することがより好ましい。
【0042】
一方、圧電層１６０は、平坦部Ｓに配置される圧電部１６２と、拡張部Ｅに配置される屈曲部１６４と、を含む。
【0043】
圧電部１６２は、第１電極１５０の上部面に直接積層される部分である。これにより、圧電部１６２は、第１電極１５０と第２電極１７０の間に介在して、第１電極１５０、第２電極１７０とともに平らな形で形成される。
【0044】
屈曲部１６４は、圧電部１６２から外側に延長され、拡張部Ｅ内に位置する領域として定義することができる。
【0045】
屈曲部１６４は、後述する挿入層１８０上に配置され、挿入層１８０の形状に沿って隆起する形で形成される。これにより、圧電層１６０は、圧電部１６２と屈曲部１６４の境界で屈曲され、屈曲部１６４は、挿入層１８０の厚さ及び形状に対応して隆起する。
【0046】
屈曲部１６４は、傾斜部１６４ａと延長部１６４ｂに区分されることができる。
【0047】
傾斜部１６４ａは、後述する挿入層１８０の傾斜面Ｌに沿って傾斜するように形成される部分を意味する。そして、延長部１６４ｂは、傾斜部１６４ａから外側に延長される部分を意味する。
【0048】
傾斜部１６４ａは、挿入層１８０の傾斜面Ｌと平行に形成され、傾斜部１６４ａの傾斜角は、挿入層１８０の傾斜面Ｌの傾斜角と同一に形成されることができる。
【0049】
第２電極１７０は、少なくともキャビティＣの上部に配置される圧電層１６０を覆うように形成される。第２電極１７０は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号などの電気信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いることができる。すなわち、第１電極１５０が入力電極として用いられる場合、第２電極１７０は出力電極として用いられる。また、第１電極１５０が出力電極として用いられる場合、第２電極１７０は入力電極として用いられることができる。
【0050】
第２電極１７０は、一例として、モリブデン（ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はその合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第２電極１７０は、ルテニウム（ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｙｍ：Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、クロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はその合金からなることもできる。
【0051】
挿入層１８０は、第１電極１５０と圧電層１６０の間に配置される。挿入層１８０は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの誘電体で形成されることができるが、圧電層１６０とは異なる材料で形成される。また、必要に応じて、挿入層１８０が備えられる領域を空き領域（ａｉｒ）で形成することも可能である。これは、製造過程において挿入層１８０を除去することにより実現することができる。
【0052】
本実施形態において、挿入層１８０の厚さは、第１電極１５０の厚さと同一又は同様に形成することができる。また、圧電層１６０と同様であるか、又は圧電層１６０よりも薄く形成することができる。例えば、挿入層１８０は、１００Å以上の厚さで形成し、且つ圧電層１６０の厚さよりも薄く形成することができる。しかし、本発明の構成がこれに限定されるものではない。
【0053】
一方、挿入層１８０は、膜層１４０、第１電極１５０、及びエッチング防止部１３０によって形成される表面に沿って配置される。
【0054】
挿入層１８０は、平坦部Ｓの周囲に配置されて圧電層１６０の屈曲部１６４を支持する。これにより、圧電層１６０の屈曲部１６４は、挿入層１８０の形状に沿って傾斜部１６４ａと延長部１６４ｂに区分されることができる。
【0055】
挿入層１８０は、平坦部Ｓを除いた領域に配置される。例えば、挿入層１８０は、平坦部Ｓを除いた領域全体に配置されるか、又は一部の領域に配置されることができる。
【0056】
また、挿入層１８０は、少なくとも一部が圧電層１６０と第１電極１５０の間に配置される。
【0057】
平坦部Ｓの境界に沿って配置される挿入層１８０の側面は、平坦部Ｓから離れるほど厚さが厚くなる形状に形成される。これにより、挿入層１８０は、平坦部Ｓと隣接するように配置される側面が一定の傾斜角θを有する傾斜面Ｌで形成される。
【0058】
挿入層１８０の側面の傾斜角θが５°よりも小さく形成されると、これを製造するために挿入層１８０の厚さを非常に薄く形成したり、傾斜面Ｌの面積を過度に大きく形成する必要があるため、実質的に実現することが難しい。
【0059】
また、挿入層１８０の側面の傾斜角θが７０°よりも大きく形成されると、挿入層１８０上に積層される圧電層１６０の傾斜部１６４ａの傾斜角も７０°よりも大きく形成されるようになる。この場合、圧電層１６０が過度に屈曲するため、圧電層１６０の屈曲部分でクラック（ｃｒａｃｋ）が発生する可能性がある。
【0060】
したがって、本実施形態において、上記傾斜面Ｌの傾斜角θは、５°以上７０°以下の範囲で形成される。
【0061】
パッシベーション層１９０は、第１電極１５０及び第２電極１７０の一部を除いた領域に形成される。一方、パッシベーション層１９０は、工程中に、第２電極１７０及び第１電極１５０が損傷することを防止する役割を果たす。
【0062】
さらに、パッシベーション層１９０は、最終工程において、周波数調整のためにエッチングによって一部が除去されることができる。すなわち、パッシベーション層１９０の厚さが調整されることができる。パッシベーション層１９０は、一例として、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかの材料を含有する誘電体層（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌａｙｅｒ）が用いられることができる。
【0063】
金属パッド１９５は、第１電極１５０及び第２電極１７０において上記したパッシベーション層１９０が形成されない一部に形成される。一例として、金属パッド１９５は、金（Ａｕ）、金−スズ（Ａｕ−Ｓｎ）合金、銅（Ｃｕ）、銅−スズ（Ｃｕ−Ｓｎ）合金、アルミニウム（Ａｌ）、及びアルミニウム合金などの材料からなることができる。アルミニウム合金は、例えば、アルミニウム−ゲルマニウム（Ａｌ−Ｇｅ）合金であることができる。
【0064】
上述のように、数式［圧電層の厚さ（ｎｍ）×ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）の濃度（ａｔ％）］／１００の値が８０以下である値を有するため、圧電層１６０の異常成長を防止することができる。
【0065】
図１２は本発明の第２実施形態によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【0066】
図１２を参照すると、本発明の第２実施形態によるバルク音響共振器２００は、一例として、基板２１０、膜層２２０、第１電極２３０、圧電層２４０、第２電極２５０、挿入層２６０、パッシベーション層２７０、及び金属パッド２８０を含んで構成されることができる。
【0067】
基板２１０は、シリコンが積層された基板であることができる。例えば、シリコンウエハ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｗａｆｅｒ）が、基板として用いられることができる。一方、基板２１０には、反射層２１１が備えられることができる。
【0068】
反射層２１１は、活性領域の下部に配置されることができる。ここで、活性領域とは、第１電極２３０、圧電層２４０、及び第２電極２５０がすべて重なるように配置される領域のことである。
【0069】
一方、反射層２１１は、溝内に配置される第１及び第２反射部材２１２、２１４を備えることができる。第１及び第２反射部材２１２、２１４は、互いに異なる材質からなることができる。
【0070】
第１反射部材２１２は、モリブデン（ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はその合金を用いて形成することができる。但し、これに限定されず、ルテニウム（ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｙｍ：Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、クロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などが使用可能である。また、第２反射部材２１４は、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかの材料を含有する誘電体層（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌａｙｅｒ）が用いられることができる。一方、第１及び第２反射部材２１２、２１４は４つの層、すなわち、第１及び第２反射部材２１２、２１４が２対備えられることができる。但し、これに限定されず、第１及び第２反射部材２１２、２１４が一対のみからなるか、第１及び第２反射部材が３対以上備えられることができる。
【0071】
一方、第１反射部材２１２は、第２反射部材２１４よりも高い密度を有する材料からなることができる。
【0072】
膜層２２０は、基板２１０の反射層２１１を覆うように形成されることができる。膜層２２０は、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかの材料を含有する誘電体層（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌａｙｅｒ）が用いられることができる。
【0073】
一方、膜層２２０上には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるシード層（不図示）が形成されることができる。すなわち、シード層は、膜層２２０と第１電極２３０の間に配置されることができる。シード層は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）以外にも、ＨＣＰ結晶構造を有する誘電体又は金属を用いて形成されることができる。一例として、シード層が金属の場合、シード層はチタン（Ｔｉ）で形成されることができる。
【0074】
第１電極２３０は膜層２２０上に形成される。また、第１電極２３０は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号などの電気信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いることができる。
【0075】
一方、第１電極２３０は、一例として、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料からなることができる。このように、スカンジウム（Ｓｃ）を含有するアルミニウム合金材料で第１電極２３０が形成されることにより、機械的強度（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が増加するにつれて、ハイパワーな反応性スパッタリング（ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）が可能である。かかる蒸着条件下で、第１電極２３０の表面粗さ（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）の増加を防ぐことができ、圧電層２４０の高配向成長も誘導することができる。
【0076】
また、スカンジウム（Ｓｃ）が含有されることにより、第１電極２３０の耐化学性（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が増加して、純アルミニウムで第１電極が形成される場合に発生する欠点を補完することができる。尚、製造時のドライエッチング（ｄｒｙ ｅｔｃｈ）又はウェットプロセス（ｗｅｔ ｐｒｏｃｅｓｓ）などのプロセス安定性を確保することができる。さらに、純アルミニウムで第１電極が形成される場合には酸化が容易に発生するが、スカンジウムを含有するアルミニウム合金材料で第１電極１５０が形成されることにより、酸化に対する耐化学性を向上させることができる。
【0077】
第１電極２３０は、一例として、モリブデン（ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はその合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第１電極２３０は、ルテニウム（ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｙｍ：Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、クロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はその合金からなることもできる。
【0078】
一方、第１電極２３０の表面粗さ（ＲＭＳ）は、５ｎｍ未満であることができる。
【0079】
圧電層２４０は、少なくとも反射層２１１の上部に配置される第１電極２３０を覆うように形成される。一方、圧電層２４０は、電気的エネルギーを弾性波の形の機械的エネルギーに変換する圧電効果を引き起こす部分であって、一例として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）材料を含む。
【0080】
また、圧電層２４０には、希土類金属（Ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｍｅｔａｌ）又は遷移金属のようなドーパント（ｄｏｐａｎｔ）がドープされることができる。一例として、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）として用いられる希土類金属は、スカンジウム（Ｓｃ）、エルビウム（Ｅｒ）、イットリウム（Ｙ）、及びランタン（Ｌａ）のうち少なくとも一つを含むことができる。さらに、ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）として用いられる遷移金属は、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、ニオビウム（Ｎｂ）のうち少なくとも一つを含むことができる。また、圧電層２４０には、２価金属であるマグネシウム（Ｍｇ）も含まれることができる。
【0081】
一方、圧電層２４０は、下記数式の値が８０以下である値を有する。数式：［圧電層の厚さ（ｎｍ）×ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）の濃度（ａｔ％）］／１００
【0082】
一方、圧電層２４０は、平坦部Ｓに配置される圧電部２４２と、拡張部Ｅに配置される屈曲部２４４と、を含む。
【0083】
圧電部２４２は、第１電極２３０の上部面に直接積層される部分である。これにより、圧電部２４２は、第１電極２３０と第２電極２５０の間に介在して、第１電極２３０及び第２電極２５０とともに平らな形で形成される。
【0084】
屈曲部２４４は、圧電部２４２から外側に延長され、拡張部Ｅ内に位置する領域として定義することができる。
【0085】
屈曲部２４４は、後述する挿入層２６０上に配置され、挿入層２６０の形状に沿って隆起する形で形成される。これにより、圧電層２４０は、圧電部２４２と屈曲部２４４の境界で屈曲され、屈曲部２４４は、挿入層２６０の厚さと形状に対応して隆起する。
【0086】
屈曲部２４４は、傾斜部２４４ａと延長部２４４ｂに区分されることができる。
【0087】
傾斜部２４４ａは、後述する挿入層２６０の傾斜面Ｌに沿って傾斜するように形成される部分を意味する。そして、延長部２４４ｂは、傾斜部２４４ａから外側に延長される部分を意味する。
【0088】
傾斜部２４４ａは、挿入層２６０の傾斜面Ｌと平行に形成され、傾斜部２４４ａの傾斜角は、挿入層２６０の傾斜面Ｌの傾斜角と同一に形成されることができる。
【0089】
第２電極２５０は、少なくとも反射層２１１の上部に配置される圧電層２４０を覆うように形成される。第２電極２５０は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号などの電気信号を入出力する入力電極及び出力電極のいずれかとして用いることができる。すなわち、第１電極２３０が入力電極として用いられる場合、第２電極２５０は出力電極として用いられ、第１電極２３０が出力電極として用いられる場合、第２電極２５０は入力電極として用いられることができる。
【0090】
第２電極２５０は、一例として、モリブデン（ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ：Ｍｏ）のような導電性材料又はその合金を用いて形成されることができる。但し、これに限定されず、第２電極２５０は、ルテニウム（ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ：Ｒｕ）、タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅｎ：Ｗ）、イリジウム（Ｉｒｉｄｉｙｍ：Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｌａｔｉｎｉｕｍ：Ｐｔ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ：Ｃｕ）、チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ：Ｔｉ）、タンタル（Ｔａｎｔａｌｕｍ：Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ：Ｎｉ）、クロム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ：Ｃｒ）などのような導電性材料又はその合金からなることもできる。
【0091】
挿入層２６０は、第１電極２３０と圧電層２４０の間に配置される。挿入層２６０は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの誘電体で形成されることができるが、圧電層２４０とは異なる材質で形成される。また、必要に応じて、挿入層２６０が備えられる領域を空き領域（ａｉｒ）で形成することも可能である。これは、製造過程での挿入層２６０を除去することにより、実装されることができる。
【0092】
本実施形態において、挿入層２６０の厚さは、第１電極２３０の厚さと同一又は同様に形成することができる。また、圧電層２４０と同様であるか、又は圧電層２４０よりも薄く形成することができる。例えば、挿入層２６０は、１００Å以上の厚さで形成し、且つ圧電層２４０の厚さより薄く形成することができる。しかし、本発明の構成がこれに限定されるものではない。
【0093】
一方、挿入層２６０は、膜層２２０及び第１電極２３０によって形成される表面に沿って配置される。
【0094】
挿入層２６０は、平坦部Ｓの周囲に配置されて圧電層２４０の屈曲部２４４を支持する。これにより、圧電層２４０の屈曲部３４４は、挿入層２６０の形状に沿って傾斜部２４４ａと延長部２４４ｂに区分されることができる。
【0095】
挿入層２６０は、平坦部Ｓを除いた領域に配置される。例えば、挿入層２６０は、平坦部Ｓを除いた領域全体に配置されるか、又は一部の領域に配置されることができる。
【0096】
また、挿入層２６０は、少なくとも一部が圧電層２４０と第１電極２３０の間に配置される。
【0097】
パッシベーション層２７０は、第１電極２３０及び第２電極２５０の一部を除いた領域に形成される。一方、パッシベーション層２７０は、工程中に、第２電極２５０及び第１電極２３０が損傷することを防止する役割を果たす。
【0098】
さらに、パッシベーション層２７０は、最終工程において、周波数調整のためにエッチングによって一部が除去されることができる。すなわち、パッシベーション層２７０の厚さが調整されることができる。パッシベーション層２７０は、一例として、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マンガン（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかの材料を含有する誘電体層（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌａｙｅｒ）が用いられることができる。
【0099】
金属パッド２８０は、第１電極２３０及び第２電極２５０において上記したパッシベーション層２７０が形成されない部分に形成される。一例として、金属パッド２８０は、金（Ａｕ）、金−スズ（Ａｕ−Ｓｎ）合金、銅（Ｃｕ）、銅−スズ（Ｃｕ−Ｓｎ）合金、アルミニウム（Ａｌ）、及びアルミニウム合金などの材料からなることができる。アルミニウム合金は、例えば、アルミニウム−ゲルマニウム（Ａｌ−Ｇｅ）合金であることができる。
【0100】
上述のように、数式［圧電層の厚さ（ｎｍ）×ドーパント（ｄｏｐａｎｔ）の濃度（ａｔ％）］／１００の値が８０以下である値を有するため、圧電層２４０の異常成長を防止することができる。
【0101】
図１３は本発明の第３実施形態によるバルク音響共振器を示す概略断面図である。
【0102】
図１３を参照すると、本発明の第３実施形態によるバルク音響共振器３００は、一例として、基板３１０、膜層２２０、第１電極２３０、圧電層２４０、第２電極２５０、挿入層２６０、パッシベーション層２７０、及び金属パッド２８０を含んで構成されることができる。
【0103】
一方、膜層２２０、第１電極２３０、圧電層２４０、第２電極２５０、挿入層２６０、パッシベーション層２７０、及び金属パッド２８０は、上記した本発明の第２実施形態によるバルク音響共振器２００に備えられる構成と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略して、上記した説明に代えることとする。
【0104】
基板３１０は、シリコンが積層された基板であることができる。例えば、シリコンウエハ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｗａｆｅｒ）が基板として用いられることができる。
【0105】
一方、基板３１０には、キャビティＣを形成するためのキャビティ形成溝３１１が備えられることができる。また、基板３１０には、絶縁層３１２が形成されることができ、上部に配置される構成と基板３１０を電気的に絶縁させることができる。尚、絶縁層３１２は、製造過程において、キャビティＣを形成する場合、エッチングガスによって基板３１０がエッチングされることを防止する役割を果たす。
【0106】
この場合、絶縁層３１２は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、シリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ２）、及び窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のうち少なくとも一つで形成されることができ、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＲＦマグネトロンスパッタリング（ＲＦ Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、蒸発（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）のいずれかの工程を介して形成されることができる。
【0107】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは、当技術分野における通常の知識を有する者には自明である。
【符号の説明】
【0108】
１００、２００、３００ バルク音響共振器１１０、２１０、３１０ 基板
１２０ 犠牲層
１３０ エッチング防止部
１４０、２２０ 膜層
１５０、２３０ 第１電極
１６０、２４０ 圧電層
１７０、２５０ 第２電極
１８０、２６０ 挿入層
１９０、２７０ パッシベーション層
１９５、２８０ 金属パッド