特表 2024-531817 バルク弾性波共振構造およびその製造方法、弾性波デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-29

(54)【発明の名称】バルク弾性波共振構造およびその製造方法、弾性波デバイス

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/02 20060101AFI20240822BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20240822BHJP

   H03H 9/05 20060101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

H03H9/02 Z

H03H9/17 F

H03H9/05

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024518177

(86)(22)【出願日】2022-09-23

(85)【翻訳文提出日】2024-03-21

(86)【国際出願番号】 CN2022121118

(87)【国際公開番号】W WO2023061191

(87)【国際公開日】2023-04-20

(31)【優先権主張番号】63/262,586

(32)【優先日】2021-10-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519340020

【氏名又は名称】ウーハン イエンシー マイクロ コンポーネンツ カンパニーリミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジャン ダーポン

(72)【発明者】

【氏名】リン リー－チン

(72)【発明者】

【氏名】リアオ ペイ－チュン

(72)【発明者】

【氏名】ホアン ウェイ－ション

(72)【発明者】

【氏名】コー ジーウェイ

【テーマコード（参考）】

5J108

【Ｆターム（参考）】

5J108AA07

5J108BB05

5J108BB08

5J108DD06

5J108EE03

5J108EE07

5J108KK01

5J108KK03

(57)【要約】

本発明の実施例は、バルク弾性波共振構造およびその製造方法、弾性波デバイスを提供する。バルク弾性波共振構造は、基板と、基板上に順次配置された反射構造、第１電極、圧電層および第２電極と、を含み、ここで、前記基板における第１電極の正投影と、基板における圧電層の正投影と、基板における第２電極の正投影との重畳領域は、第１重畳領域であり、第１電極は、第１部分、第２部分および第３部分を含み、第２部分は、第１部分と第３部分とを接続し、ここで、基板における第１部分の正投影は、第１重畳領域内に入り、第１部分は、基板の表面に平行な方向に沿って延在し、基板における第２部分の正投影と第３部分の正投影は、第１重畳領域以外の領域に入り、第２部分は、基板の表面に対して傾斜角度を有し、第３部分は、基板の表面に平行な方向に沿って延在し、第１部分は、基板の表面に垂直な方向において第３部分より高い。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バルク弾性波共振構造であって、
基板と、
前記基板上に順次配置された反射構造、第１電極、圧電層および第２電極と、を含み、前記基板における前記第１電極の正投影と、前記基板における前記圧電層の正投影と、前記基板における前記第２電極の正投影との重畳領域は、第１重畳領域であり、
前記第１電極は、第１部分、第２部分および第３部分を含み、前記第２部分は、前記第１部分と前記第３部分とを接続し、
前記基板における前記第１部分の正投影は、前記第１重畳領域内に入り、且つ前記第１部分は、前記基板の表面に平行な方向に沿って延在し、
前記基板における前記第２部分の正投影と前記第３部分の正投影は、前記第１重畳領域以外の領域に入り、前記第２部分は、前記基板の表面に対して傾斜角度を有し、前記第３部分は、前記基板の表面に平行な方向に沿って延在し、
前記第１部分は、前記基板の表面に垂直な方向において、前記第３部分より高い、前記バルク弾性波共振構造。

【請求項2】

前記第１電極はさらに、第４部分と第５部分を含み、
前記基板における前記第４部分の正投影と前記第５部分の正投影は、前記第１重畳領域以外の領域に入り、前記第４部分は、前記基板の表面に対して前記傾斜角度を有し、前記第５部分は、前記基板の表面に平行な方向に沿って延在し、
前記第４部分は、前記第３部分と前記第５部分とを接続し、前記第３部分は、前記基板の表面に垂直な方向において前記第５部分より高く、前記第５部分は、前記圧電層と前記基板との間に位置する、
請求項１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項3】

前記第５部分は、前記基板と直接接触する、
請求項２に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項4】

前記第３部分は、前記圧電層と前記基板との間に位置し、且つ前記第３部分は、前記基板と直接接触し、
前記第３部分の前記第１重畳領域から相対的に離れた側は、前記圧電層と接触する、
請求項１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項5】

前記基板の表面に垂直な方向における前記第３部分の厚さは、前記基板の表面に垂直な方向における前記第１部分の厚さより大きい、
請求項４に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項6】

前記基板は、前記第３部分に向かって突出する第１突起を含み、前記第１突起は、前記第３部分と直接接触し、
前記第１突起の前記第１重畳領域から相対的に離れた側は、前記圧電層と接触し、
前記第１突起の前記第１重畳領域に相対的に近接する側は、前記反射構造と接触する、
請求項４に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項7】

前記バルク弾性波共振構造はさらに、前記圧電層と前記基板との間に位置する第１隙間を含み、
前記第３部分の前記第１重畳領域から相対的に離れた側は、前記第１隙間と接触する、
請求項１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項8】

前記第１隙間は、前記基板の表面に垂直な方向において第１高さを有し、前記第３部分は、前記基板の表面に垂直な方向において第２高さを有し、前記第１高さは、前記第２高さと等しく、前記第１高さは、前記第１重畳領域内で、前記基板の表面に垂直な方向における前記反射構造の高さより小さい、
請求項７に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項9】

前記バルク弾性波共振構造はさらに、前記第３部分に向かって突出する第２突起を含み、前記第２突起は、前記第３部分と直接接触し、
前記第１隙間は、前記基板の表面に垂直な方向において第１高さを有し、前記第３部分は、前記基板の表面に垂直な方向において第２高さを有し、前記第２突起は、前記基板の表面に垂直な方向において第３高さを有し、前記第１高さは、前記第２高さと前記第３高さとの合計に等しい、
請求項７に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項10】

前記バルク弾性波共振構造はさらに、第２隙間を含み、前記第２隙間は、前記圧電層と前記第２部分および第３部分との間に位置し、
前記第２隙間の前記第１重畳領域に相対的に近接する側は、前記第２部分と接触し、
前記第２隙間の前記基板に相対的に近接する側は、前記第３部分と接触する、
請求項１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項11】

前記バルク弾性波共振構造はさらに、前記第２電極に接続された電極リードを含み、前記基板における前記電極リードの正投影は、前記第１重畳領域以外の領域に位置し、
前記第２部分と前記第３部分は、前記第１重畳領域を包囲して設けられ、前記基板における前記第２部分の正投影と前記第３部分の正投影は、前記基板における前記電極リードの正投影以外の領域に入る、
請求項１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項12】

前記バルク弾性波共振構造はさらに、第３隙間と第４隙間を含み、前記第３隙間は、前記圧電層と前記第２部分および第３部分との間に位置し、前記第４隙間は、前記電極リードと前記圧電層との間に位置する、
請求項１１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項13】

前記第２部分と前記第３部分の長さの合計は、０．２μｍ以上である、
請求項１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項14】

請求項１ないし１３のいずれか一項に記載のバルク弾性波共振構造を備える、弾性波デバイス。

【請求項15】

バルク弾性波共振構造の製造方法であって、
基板を提供し、前記基板の表面に犠牲層を形成することと、
前記犠牲層に溝を形成することと、
前記溝を被覆し且つ前記犠牲層の表面まで延在する第１電極を形成することであって、前記第１電極は、第１部分、第２部分および第３部分を含み、前記第２部分は、前記第１部分と前記第３部分とを接続し、前記第３部分は、前記溝の底部を被覆し、前記第１部分は、前記基板の表面に平行な方向に沿って延在し、前記第２部分は、前記基板の表面に対して傾斜角度を有する、ことと、
前記犠牲層と前記第１電極を被覆する圧電層を形成することと、
前記圧電層の前記基板から相対的に離れた側に第２電極を形成することと、
前記圧電層を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成することであって、前記エッチング孔を介して前記犠牲層を解放して、反射構造を形成する、ことと、を含む、前記バルク弾性波共振構造の製造方法。

【請求項16】

バルク弾性波共振構造の製造方法であって、
基板を提供し、前記基板の表面に犠牲層を形成することと、
前記犠牲層を貫通する開口を形成して、分離された第１犠牲構造および第２犠牲構造を形成することと、
前記開口を被覆し且つ前記第２犠牲構造の表面まで延在する第１電極を形成することであって、前記第１電極は、第１部分、第２部分および第３部分を含み、前記第２部分は、前記第１部分と前記第３部分とを接続し、前記第３部分は、前記開口の底部を被覆し、前記第１部分は、前記基板の表面に平行な方向に沿って延在し、前記第２部分は、前記基板の表面に対して傾斜角度を有する、ことと、
前記第１犠牲構造、前記第２犠牲構造および前記第１電極を被覆する圧電層を形成することと、
前記圧電層の前記基板から相対的に離れた側に第２電極を形成することと、
前記圧電層を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成することであって、前記エッチング孔を介して前記第１犠牲構造を解放して、第１隙間を形成する、ことと、
前記エッチング孔を介して前記第２犠牲構造を解放して、反射構造を形成することと、を含む、前記バルク弾性波共振構造の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願への相互参照）
本願は、２０２１年１０月１５日に提出された、出願番号が６３／２６２，５８６である米国仮特許出願に基づいて提出されるものであり、当該米国仮特許出願の優先権を主張し、当該米国仮特許出願のすべての内容が参照によって本願に組み込まれている。

【0002】

本発明は、半導体技術分野に関し、特に、バルク弾性波共振構造およびその製造方法、弾性波デバイスに関する。

【背景技術】

【0003】

携帯電話などの広く普及している通信機器には、通常、弾性波を使用する弾性波デバイスを通信機器とするフィルタが含まれる。弾性波デバイスの一例として、表面弾性波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を使用するデバイス、またはバルク弾性波（ＢＡＷ：Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を使用するデバイスなどがある。弾性波デバイスの性能は、通信機器の通信効果に影響を与える。

【0004】

通信技術の発展に伴い、通信機器の集積化と小型化の進展に合わせて、弾性波デバイスの性能を如何に向上させるかは、解決すべき課題となっている。

【発明の概要】

【0005】

第１態様によれば、本発明の実施例は、バルク弾性波共振構造を提供し、前記構造は、基板と、基板上に順次配置された反射構造、第１電極、圧電層および第２電極と、を含み、ここで、基板における第１電極の正投影と、基板における圧電層の正投影と、基板における第２電極の正投影との重畳領域は、第１重畳領域であり、第１電極は、第１部分、第２部分および第３部分を含み、第２部分は、第１部分と第３部分とを接続し、ここで、基板における第１部分の正投影は、第１重畳領域内に入り、第１部分は、基板の表面に平行な方向に沿って延在し、基板における第２部分の正投影と第３部分の正投影は、第１重畳領域以外の領域に入り、第２部分は、基板の表面に対して傾斜角度を有し、第３部分は、基板の表面に平行な方向に沿って延在し、
第１部分は、基板の表面に垂直な方向において、第３部分より高い。

【0006】

第２態様によれば、本発明の実施例は、上記の実施例に係るバルク弾性波共振構造を備える、弾性波デバイスを提供する。

【0007】

第３態様によれば、本発明の実施例は、バルク弾性波共振構造の製造方法を提供し、前記方法は、
基板を提供し、基板の表面に犠牲層を形成することと、
犠牲層に溝を形成することと、
溝を被覆し且つ犠牲層の表面まで延在する第１電極を形成することであって、第１電極は、第１部分、第２部分および第３部分を含み、第２部分は、第１部分と第３部分とを接続し、第３部分は、溝の底部を被覆し、第１部分は、基板の表面に平行な方向に沿って延在し、第２部分は、基板の表面に対して傾斜角度を有する、ことと、
犠牲層と第１電極を被覆する圧電層を形成することと、
圧電層の基板から相対的に離れた側に第２電極を形成することと、
圧電層を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成することであって、エッチング孔を介して犠牲層を解放して、反射構造を形成する、ことと、を含む。

【0008】

第４態様によれば、本発明の実施例は、バルク弾性波共振構造の製造方法を提供し、前記方法は、
基板を提供し、基板の表面に犠牲層を形成することと、
犠牲層を貫通する開口を形成して、分離された第１犠牲構造および第２犠牲構造を形成することと、
開口を被覆し且つ第２犠牲構造の表面まで延在する第１電極を形成することであって、第１電極は、第１部分、第２部分および第３部分を含み、第２部分は、第１部分と第３部分とを接続し、第３部分は、開口の底部を被覆し、第１部分は、基板の表面に平行な方向に沿って延在し、第２部分は、基板の表面に対して傾斜角度を有する、ことと、
第１犠牲構造、第２犠牲構造および第１電極を被覆する圧電層を形成することと、
圧電層の基板から相対的に離れた側に第２電極を形成することと、
圧電層を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成することであって、エッチング孔を介して第１犠牲構造を解放して、第１隙間を形成する、ことと、
エッチング孔を介して第２犠牲構造を解放して、反射構造を形成することと、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の例示的な上面図を示す。

【図2】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第１概略図を示す。

【図3】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第２概略図を示す。

【図4】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第３概略図を示す。

【図5】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第４概略図を示す。

【図6】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第５概略図を示す。

【図7】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第６概略図を示す。

【図8】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第７概略図を示す。

【図9】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第８概略図を示す。

【図10】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第９概略図を示す。

【図11】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第１０概略図を示す。

【図12】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第１１概略図を示す。

【図13】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第１２概略図を示す。

【図14】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第１３概略図を示す。

【図15】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第１４概略図を示す。

【図16】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法の第１の例示的なフローチャートを示す。

【図17a】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第１概略図を示す。

【図17b】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第１概略図を示す。

【図17c】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第１概略図を示す。

【図18】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法の第２の例示的なフローチャートを示す。

【図19a】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第２概略図を示す。

【図19b】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第２概略図を示す。

【図19c】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第２概略図を示す。

【図19d】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第２概略図を示す。

【図19e】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第２概略図を示す。

【図20a】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第３概略図を示す。

【図20b】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第３概略図を示す。

【図20c】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第３概略図を示す。

【図20d】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第３概略図を示す。

【図20e】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第３概略図を示す。

【図21a】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第４概略図を示す。

【図21b】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第４概略図を示す。

【図21c】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第４概略図を示す。

【図21d】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第４概略図を示す。

【図22a】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第５概略図を示す。

【図22b】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第５概略図を示す。

【図22c】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第５概略図を示す。

【図22d】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第５概略図を示す。

【図22e】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第５概略図を示す。

【図22f】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第５概略図を示す。

【図23a】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第６概略図を示す。

【図23b】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第６概略図を示す。

【図23c】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第６概略図を示す。

【図23d】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の第６概略図を示す。

【図24】本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の試験結果の概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図面において、特に明記しない限り、複数の図面における同じ参照番号は、同じまたは類似した部品または要素を示す。これらの図面は、必ずしも縮尺通りに描かれたものではない。理解すべきこととして、これらの図面は、本願に係るいくつかの実施形態のみを示しており、本願の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

【0011】

以下では、図面および具体的な実施例を参照して、本発明の技術的解決策についてさらに詳細に説明する。

【0012】

本発明の実施例において、「第１」、「第２」等の用語は、類似した対象を区別するためのものであり、特定の順番または先後順序を説明するために使用されるものではない。

【0013】

本発明の実施例において、「ＡはＢと接触する」という用語は、ＡがＢと直接接触する場合、またはＡとＢが他の構成要素を介在して間接的に接触する場合を含む。

【0014】

本発明の実施例において、「層」という用語は、厚さを有する領域を含む材料部分を指す。層は、下方または上方構造の全体にわたって延在してもよいし、または下方または上方構造の範囲よりも小さい範囲を有してもよい。さらに、層は、連続構造の厚さよりも薄い厚さを有する均質または不均質の連続構造の領域であってもよい。例えば、層は、連続構造の頂面と底面の間に位置してもよいし、または層は、連続構造の頂面と底面の任意の水平面対の間に位置してもよい。層は、水平、垂直および／または傾斜面に沿って延在してもよい。また、層は、複数のサブ層を含んでもよい。

【0015】

理解できるように、本発明における「…上」、「…上にある」や「…上方にある」の意味は、最も広範に解釈されるべきであり、「…上」は、中間特徴や層を介さずに何かの「上」にある（即ち、直接に何かの上にある）ことを含むだけでなく、何かの「上」にあり且つその間に介在する中間特徴や層があることも含む。

【0016】

共振器は、誘電体共振器、表面弾性波共振器およびバルク弾性波共振器を含む。誘電体共振器は、電力容量が大きいという利点があるが、その体積が大きいためチップの小型化と集積化の進展にうまく対応できず、さらに、現在のモバイル通信分野では、異なる周波数帯域間の周波数差がますます小さくなるにつれて、フィルタの信号選択性に対する要求が高まっているため、デバイスは、より高い品質係数（Ｑ値）を備える必要がある。

【0017】

表面弾性波共振器は、動作周波数が高く、位相ノイズが低く、Ｑ値が高く、挿入損失が低く、２ＧＨｚ周波数帯域以下での製造工程が簡単であるため、商用製品に広く使用されている。しかし、５Ｇ通信の発展に伴い、櫛形型電極のサイズ制限により、高周波数通信分野における表面弾性波共振器の応用は制限されている。

【0018】

バルク弾性波共振器の共振周波数は、圧電材料、異なる製造方法および製造プロセスの影響などの様々な要因、特に圧電材料の材料厚さに依存する。バルク弾性波共振器は、表面弾性波共振器よりもはるかに高い動作周波数を達成することができ、そのサイズも周波数が高くなるにつれて小さくなるため、体積が小さいという利点があり、通信分野で重要な役割を果たし、その中で、バルク弾性波共振器の一種である薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ：Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）は、通信技術の発展に伴い大幅に改良され、関連するフィルタやデュプレクサなどは、高周波数通信分野で大規模に商業応用されている。

【0019】

薄膜バルク弾性波共振器の性能を測定するための多くのパラメータかあり、主なパラメータとしては、品質係数（Ｑ値）を含む。バルク弾性波共振器の上部電極および下部電極に電気エネルギが印加されると、上部電極および下部電極に位置する圧電層が圧電効果により弾性波を発生する。圧電層内では、縦波に加えて、横方向剪断波（横方向剪断波は、横波またはせん断波とも呼ばれる）も発生する。横方向剪断波の存在は、主縦波のエネルギに影響を与え、横方向剪断波は、エネルギの損失を引き起こし、バルク弾性波共振器のＱ値の悪化をもたらす。

【0020】

例えば、モバイル端末では、複数の周波数帯域が同時に使用される場合があるため、モバイル端末におけるフィルタまたはデュプレクサには、急峻なスカートとより小さな插入損失が必要になる。フィルタの性能は、それを構成する共振器によって決まり、共振器のＱ値を高くすることで、急峻なスカートと小さな插入損失を実現することができる。さらに、共振器の過剰な寄生共振も、フィルタまたはデュプレクサの性能に悪影響を及ぼす。

【0021】

これを鑑み、バルク弾性波共振器の寄生共振を如何に低減し、バルク弾性波共振器のＱ値を向上させるかは、解決すべき課題となっている。

【0022】

図１は、本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造１００の例示的な上面図を示し、図２は、図１に示すバルク弾性波共振構造１００のＡ－Ａ’方向に沿った断面の概略図である。図２を参照すると、バルク弾性波共振構造１００は、基板１０１と、基板１０１上に順次配置された反射構造１０２、第１電極１０３、圧電層１０４および第２電極１０５と、を含み、ここで、基板１０１における第１電極１０３の正投影と、基板１０１における圧電層１０４の正投影と、基板１０１における第２電極１０５の正投影との重畳領域は、第１重畳領域１０６であり、第１電極１０３は、第１部分１３１、第２部分１３２および第３部分１３３を含み、第２部分１３２は、第１部分１３１と第３部分１３３とを接続し、
ここで、基板１０１における第１部分１３１の正投影は、第１重畳領域１０６内に入り、第１部分１３１は、基板１０１の表面に平行な方向に沿って延在し、基板１０１における第２部分１３２の正投影と第３部分１３３の正投影は、第１重畳領域１０６以外の領域に入り、第２部分１３２は、基板１０１の表面に対して傾斜角度を有し、第３部分１３３は、基板１０１の表面に平行な方向に沿って延在し、第１部分１３１は、基板１０１の表面に垂直な方向において、第３部分１３３より高い。

【0023】

なお、第１電極１０３の各部分の位置を直観的に説明するために、図２に示すバルク弾性波共振構造１００は、第１電極１０３を強調表示した局部断面の概略図である。第１電極１０３の各部分を明確に示すために、図２では、第１電極１０３の第２部分１３２と第３部分１３３を局部的に拡大表示している。図２に示すバルク弾性波共振構造は、本発明の実施例の一例に過ぎず、本発明の実施例におけるバルク弾性波共振構造の特徴を限定するためのものではなく、後続の実施例には、本発明の実施例のバルク弾性波共振構造の他の例も示されている。ここで、図２は、第１電極１０３が圧電層１０４と反射構造１０２との間に位置し、第１電極１０３が基板１０１と接触していない例を示す。

【0024】

実際の適用において、基板１０１の構成材料は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などを含んでもよい。

【0025】

第１電極１０３は、下部電極とも呼ばれ、それに対応して、第２電極１０５は、上部電極とも呼ばれ、電気エネルギは、当該上部電極と下部電極を介してバルク弾性波共振構造１００に印加されることができる。第１電極１０３と第２電極１０５の構成材料は、同じであってもよく、当該構成材料は、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、クロム（Ｃｒ）またはプラチナ（Ｐｔ）などの導電金属または上記の導電金属の合金からなる導電材料を含んでもよい。例示的に、第１電極１０３と第２電極１０５の構成材料は、いずれもモリブデン（Ｍｏ）である。

【0026】

圧電層１０４は、逆圧電特性に従って振動を生成し、第１電極１０３と第２電極１０５に負荷された電気信号を弾性波信号に変換し、電気エネルギから機械エネルギへの変換を実現するために使用されることができる。

【0027】

実際の適用において、圧電層１０４の構成材料は、圧電特性を有する材料を含む。例えば、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、タンタル酸リチウム、チタン酸ジルコン酸鉛またはチタン酸バリウムなどを含む。圧電層１０４の構成材料は、ドーピングにより圧電特性を有する材料を含んでもよく、ドーピングされたものは、遷移金属または希少金属であってもよく、例えば、スカンジウムをドーピングした窒化アルミニウムなどが挙げられる。

【0028】

ここで、反射構造１０２は、弾性波信号を反射するように構成される。圧電層１０４によって生成された弾性波信号が反射構造１０２に向かって伝播するとき、弾性波信号は、第１電極１０３と反射構造１０２とが接触する界面で全反射され、これにより、弾性波信号を圧電層１０４に反射させることができる。このようにして、圧電層１０４によって生成された弾性波信号のエネルギは、圧電層１０４内に局在化させることができ、弾性波信号のエネルギ損失を低減し、バルク弾性波共振構造の主共振モードの弾性波エネルギを増加させることができる。

【0029】

なお、図１に示すバルク弾性波共振構造は、本発明の一例に過ぎず、実際の適用において、バルク弾性波共振構造は、反射構造１０２の形態の違いに応じて、第１タイプのキャビティ型の薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ：Ｆｉｌｍ Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）、第２タイプのキャビティ型ＦＢＡＲ、ＳＭＲ（Ｓｏｌｉｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）型の共振構造などに具体的に分類することができる。本発明の実施例による解決策は、上記の異なる種類のバルク弾性波共振構造に適用することができる。

【0030】

例示的に、バルク弾性波共振構造１００が第１タイプのキャビティ型ＦＢＡＲを含む場合、反射構造１０２は、第１電極１０３の上向き突出部と基板１０１の表面との間に形成される第１キャビティを含む。バルク弾性波共振構造１００が第２タイプのキャビティ型ＦＢＡＲを含む場合、反射構造１０２は、基板１０１の表面の下向き凹部と第１電極１０３との間に形成される第２キャビティを含む。ここで、バルク弾性波共振構造１００が第１タイプのキャビティ型ＦＢＡＲを含むことを例として説明する。

【0031】

実際の適用において、図２に示すように、基板１０１における第１電極１０３の正投影と、基板１０１における圧電層１０４の正投影と、基板１０１における第２電極１０５の正投影との重畳領域は、第１重畳領域１０６である。第１重畳領域１０６は、共振領域または活性領域とも呼ばれ、第１重畳領域１０６以外の領域は、非共振領域とも呼ばれる。共振領域の有効領域（または主共振領域）は、第１重畳領域１０６であり、第１重畳領域１０６内で、バルク弾性波共振構造の主共振モードが生成される。

【0032】

図２に示すように、第１重畳領域１０６の縁部近傍（非共振領域）には、基板１０１の表面に対して傾斜角度を有する第２部分１３２が設けられている。例示的に、第２部分１３２の傾斜角度は、１０°～８０°である。バルク弾性波共振構造の設計サイズに応じて傾斜角度を改善することもできる。第１電極１０３は、傾斜面（即ち、第２部分１３２）を有し、傾斜面を設けることにより、第２電極１０５の縁部から第１電極１０３の縁部までの距離が長くなり、これにより、第２電極１０５から第１電極１０３までの電気力線が長くなり、非共振領域の電界強度が小さくなる。電界強度が小さくなると、電気的変位が減少し、圧電共振の効果が小さくなるため、第１重畳領域の縁部付近（即ち、共振領域の内側に位置する可能性もあるし、共振の外側に位置する可能性もある）の寄生共振が低減され、共振領域への寄生共振の伝播が低減され、それにより、バルク弾性波共振構造のＱ値を高めることができる。

【0033】

１つの実施例において、第１部分１３１、第２部分１３２および第３部分１３３の構成材料は同じであり、例えば、第１部分１３１、第２部分１３２および第３部分１３３の構成材料は、モリブデン（Ｍｏ）を含む。別の１つの実施例において、第１部分１３１と第２部分１３２の構成材料は異なり、第２部分１３２と第３部分１３３の構成材料は同じであり、例えば、第１部分１３１の構成材料は、アルミニウム（Ａｌ）を含み、第２部分１３２と第３部分１３３の構成材料は、モリブデン（Ｍｏ）を含む。

【0034】

図３は、本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の断面の第２概略図を示す。図３は、図１に示すバルク弾性波共振構造１００のＢ－Ｂ’方向に沿った部分断面の概略図である。第１電極１０３の各部分を明確に示すために、図３では、第１電極１０３の第２部分１３２と第３部分１３３を局部的に拡大表示している。なお、図２および図３は、２つの異なる反射構造１０２を示している。図２に示すように、第１重畳領域１０６における反射構造１０２の高さは、第１重畳領域１０６以外の領域における反射構造１０２の高さと同じである。図３に示すように、第１重畳領域１０６における反射構造１０２の高さは、第１重畳領域１０６以外の領域における反射構造１０２の高さより高い。理解できるように、図３に示すバルク弾性波共振構造における反射構造１０２は、第１重畳領域１０６以外の領域（非共振領域）の第１電極１０３と第２電極１０５との間の距離をさらに増加させることができ、これにより、非共振領域の電界を弱めることができる。

【0035】

本発明の実施例において、第１重畳領域１０６以外の領域、即ち、非共振領域で、傾斜面を有する第１電極１０３を設けることにより、第１重畳領域１０６の縁部近傍（非共振領域）の第１電極１０３と第２電極１０５との間の距離を増加させ、第１重畳領域１０６に隣接する非共振領域の電界強度を小さくすることができ、これにより、第１重畳領域１０６の縁部近傍の寄生共振を低減し、共振領域への寄生共振の伝播を低減し、それにより、バルク弾性波共振構造のＱ値を高めることができる。

【0036】

いくつかの実施例において、図４を参照すると、第１電極１０３はさらに、第４部分１３４と第５部分１３５を含み、ここで、基板１０１における第４部分１３４の正投影と第５部分１３５の正投影は、第１重畳領域１０６以外の領域に入り、第４部分１３４は、基板１０１の表面に対して傾斜角度を有し、第５部分１３５は、基板１０１の表面に平行な方向に沿って延在し、第４部分１３４は、第３部分１３３と第５部分１３５とを接続し、第３部分１３３は、基板１０１の表面に垂直な方向において第５部分１３５より高く、ここで、第５部分１３５は、圧電層１０４と基板１０１との間に位置する。

【0037】

なお、第１電極１０３は、少なくとも１つの傾斜面を含む。例示的に、第１電極１０３は、２つの傾斜面（例えば、図４または図５に示す第２部分１３２と第４部分１３４）を有することができ、この場合、第１電極１０３の第５部分１３５は、圧電層１０４と基板１０１との間に位置する。１つの実施例において、図４に示すように、第５部分１３５は、基板１０１と直接接触している。別の１つの実施例において、図５に示すように、第５部分１３５は、基板１０１と接触していない。

【0038】

具体的には、図４に示すように、第１電極１０３は、２つの傾斜面（図４の第２部分１３２と第４部分１３４）を有し、反射構造１０２は、２つの傾斜面を有し、この場合、第１電極１０３の第２部分１３２と第４部分１３４は、反射構造１０２の傾斜面に沿って延在する。このようにして、第５部分１３５は、基板１０１と直接接触する。

【0039】

図５に示すように、第１電極１０３は、２つの傾斜面（図５の第２部分１３２と第４部分１３４）を有し、ここで、反射構造１０２は、３つの傾斜面を有し、この場合、第１電極１０３の第２部分１３２と第４部分１３４は、反射構造１０２の３つの傾斜面のうちの２つの傾斜面に沿って延在する。このようにして、第５部分１３５は、基板１０１と接触しない。

【0040】

例示的に、第２部分１３２と第４部分１３４の傾斜角度は、１０°～８０°である。第２部分１３２と第４部分１３４の傾斜角度は、同じであってもよいし、異なってもよい。バルク弾性波共振構造の設計サイズに応じて傾斜角度を改善することもできる。

【0041】

本発明の実施例において、第１電極１０３は、複数の傾斜面（例えば、２つの傾斜面）を有する。第１電極１０３に１つのみの傾斜面を設ける方式と比較して、本発明は、複数の傾斜面を有する第１電極１０３を設けることにより、非共振領域における第１電極１０３と第２電極１０５との間の距離をさらに増加させ、第１重畳領域１０６に隣接する非共振領域の電界強度を小さくすることができ、これにより、第１重畳領域１０６の縁部近傍の寄生共振を低減し、共振領域への寄生共振の伝播を低減し、バルク弾性波共振構造のＱ値を高めることができる。なお、第１電極１０３に複数の斜面を設ける方式と比較して、第１電極１０３に１つのみの斜面を設ける方式は、工程が単純で実施が容易であり、コストを節約し、製造工程を簡略化することができる。

【0042】

いくつかの実施例において、図４を参照すると、第５部分１３５は、基板１０１と直接接触している。

【0043】

例示的に、図４に示すように、第１電極１０３の第２部分１３２と第４部分１３４は、反射構造１０２の傾斜面に沿って延在しており、この場合、第５部分１３５は、基板１０１の表面まで延在して、基板１０１と直接接触する。このように、第１電極１０３が延在して基板１０１と直接接触することにより、バルク弾性波共振構造をより安定させ、さらに、第１電極１０３が基板１０１と直接接触することにより、基板１０１を介して熱を放散することができ、バルク弾性波共振構造の性能をさらに向上させることができる。

【0044】

いくつかの実施例において、図６を参照すると、第３部分１３３は、圧電層１０４と基板１０１との間に位置し、第３部分１３３は、基板１０１と直接接触しており、
第３部分１３３の第１重畳領域１０６から相対的に離れた側は、圧電層１０４と接触している。

【0045】

図６に示すように、第１電極１０３は、１つの傾斜面（第２部分１３２）を有する。第３部分１３３は、基板１０１の表面まで延在して、基板１０１と直接接触する。このように、第１電極１０３が延在して基板１０１と接触することにより、バルク弾性波共振構造をより安定させ、さらに、第１電極１０３が基板１０１と直接接触することにより、基板１０１を介して熱を放散することができ、バルク弾性波共振構造の性能をさらに向上させることができる。

【0046】

第３部分１３３は、基板１０１および圧電層１０４とそれぞれ直接接触しているため、第１電極１０３と圧電層１０４との間に良好な支持があり、圧電層１０４が破損する確率が低減し、それにより、バルク弾性波共振構造の安定性が向上し、アンカー損失が低減する。

【0047】

いくつかの実施例において、図７を参照すると、基板１０１の表面に垂直な方向における第３部分１３３の厚さは、基板１０１の表面に垂直な方向における第１部分１３１の厚さより大きい。

【0048】

例示的に、基板１０１の表面に垂直な方向における第３部分１３３の厚さは２μｍであり、基板１０１の表面に垂直な方向における第１部分１３１の厚さは１μｍである。図７に示すように、第１電極１０３は、１つの傾斜面（第２部分１３２）を有しており、増厚された第３部分１３３は、基板１０１の表面まで延在して、基板１０１と直接接触する。

【0049】

本発明の実施例において、第１電極１０３の各部分の厚さが均一である、図６に示すバルク弾性波共振構造と比較して、本発明の実施例では、増厚された第３部分１３３により、第１電極１０３の電気損失をさらに低減することができ、これにより、バルク弾性波共振構造の性能を向上させることができる。

【0050】

いくつかの実施例において、図８を参照すると、基板１０１は、第３部分１３３に向かって突出する第１突起１１１を含み、第１突起１１１は、第３部分１３３と直接接触し、第１突起１１１の第１重畳領域１０６から相対的に離れた側は、圧電層１０４と接触し、第１突起１１１の第１重畳領域１０６に相対的に近接する側は、反射構造１０２と接触する。

【0051】

図８に示すように、バルク弾性波共振構造の第１電極１０３の各部分の厚さは均一である。第１電極１０３の厚さを変更せずに第１電極１０３を基板１０１と直接接触させるために、基板１０１上に第１突起１１１を設ける。例示的に、第１突起１１１と基板１０１の構成材料は同じである。

【0052】

本発明の実施例において、第１電極１０３の延在された第３部分１３３は、基板１０１の第１突起１１１と直接接触し、これにより、バルク弾性波共振構造をより安定させる。第３部分１３３が基板１０１と直接接触することにより、基板１０１を介して熱を放散することができ、バルク弾性波共振構造の性能をさらに向上させることができる。第３部分１３３の厚さをより厚くする必要がある図７に示すバルク弾性波共振構造と比較して、本発明の実施例では、増厚された第３部分１３３を形成せず、第１電極１０３の各部分の厚さは均一であるため、同一の工程で形成でき、それにより、コストを節約し、製造工程を簡略化することができる。

【0053】

いくつかの実施例において、図９を参照すると、バルク弾性波共振構造はさらに、第１隙間１０７を含み、第１隙間１０７は、圧電層１０４と基板１０１との間に位置し、第３部分１３３の第１重畳領域１０６から相対的に離れた側は、第１隙間１０７と接触する。

【0054】

実際の適用において、第１隙間１０７の材料は、空気または弾性波を反射するための機能性材料を含む。例示的に、第１隙間１０７は、真空隙間を含んでもよいし、他のガス媒体空隙であってもよい。第１隙間１０７の材料が空気が含む場合、圧電層１０４の縁部の一部を空気に露出させることで、横方向剪断波を効果的に抑制することができる。第１隙間１０７はまた、炭化シリコン（ＳｉＣ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの音響インピーダンスの低い機能性材料を採用してもよい。

【0055】

図９に示すように、第１隙間１０７は、第１重畳領域１０６以外の非共振領域に位置し、これにより、横方向剪断波が非共振領域に伝播された場合、第１隙間１０７は、横方向剪断波の漏れを減少、更には抑制することができる。

【0056】

図９に示すように、第３部分１３３の第１重畳領域１０６から相対的に離れた側は、第１隙間１０７と接触しており、すると、第１隙間１０７は、第１電極１０３の延在された第３部分１３３の縁部に設けられる。例示的に、第１隙間１０７の材料は、空気を含み、第１電極１０３の縁部は、空気に露出され、これにより、非共振領域の電界強度をさらに小さくすることで、第１重畳領域１０６の縁部の寄生共振を低減することができ、これにより、共振領域への寄生共振の伝播を低減することができる。

【0057】

なお、図９および図１０は、２つの異なる反射構造１０２を示している。図９に示すように、第１重畳領域１０６における反射構造１０２の高さは、第１重畳領域１０６以外の領域における反射構造１０２の高さと同じである。図１０に示すように、第１重畳領域１０６における反射構造１０２の高さは、第１重畳領域１０６以外の領域における反射構造１０２の高さより高い。理解できるように、図１０に示すバルク弾性波共振構造における反射構造１０２は、第１重畳領域１０６以外の領域（非共振領域）の第１電極１０３と第２電極１０５との間の距離をさらに増加させることができ、これにより、非共振領域の電界強度を小さくすることができる。

【0058】

理解できるように、図９または図１０に示す圧電層１０４は、溝１４１を含み、当該溝１４１は、圧電層１０４の堆積工程において、圧電層１０４の下表面の形態に応じて自然に形成されたものである。

【0059】

本発明の実施例において、第１隙間１０７は、横方向剪断波の漏れを低減し、バルク弾性波共振構造のＱ値を高めることができる。好ましくは、第１隙間１０７の材料は空気を含み、このようにして、非共振領域の電界強度をさらに小さくすることができ、バルク弾性波共振構造の主共振モードの弾性波エネルギの増加により有益である。

【0060】

いくつかの実施例において、図１１を参照すると、第１隙間１０７は、基板１０１の表面に垂直な方向において第１高さを有し、第３部分１３３は、基板１０１の表面に垂直な方向において第２高さを有し、ここで、第１高さは第２高さと等しく、第１高さは、第１重畳領域１０６内の基板１０１の表面に垂直な方向における反射構造１０２の高さより小さい。

【0061】

図１１に示すように、第１電極１０３は、１つの傾斜面（第２部分１３２）を有し、増厚された第３部分１３３は、基板１０１の表面まで延在して基板１０１と直接接触する。第３部分１３３の第１重畳領域１０６から相対的に離れた側は、第１隙間１０７と接触しており、すると、第１隙間１０７は、第１電極１０３の延在された第３部分１３３の縁部に設けられる。第１電極１０３の縁部は、空気に露出され、これにより、非共振領域の電界強度をさらに小さくして、第１重畳領域１０６の縁部の寄生共振を低減することができ、これにより、共振領域への寄生共振の伝播を低減することができる。例示的に、基板１０１の表面に垂直な方向における第３部分１３３の第２高さは２μｍであり、基板１０１の表面に垂直な方向における第１隙間１０７の第１高さは２μｍである。

【0062】

本発明の実施例において、第１電極１０３の各部分の厚さが均一である、図９または図１０に示すバルク弾性波共振構造と比較して、本発明の実施例では、基板１０１の表面に垂直な方向における第１隙間１０７の第１高さは、基板１０１の表面に垂直な方向における第３部分１３３の第２高さと等しく、即ち、第１電極１０３は、増厚された第３部分１３３を含み、これにより、第１電極１０３の電極損失をさらに低減することができ、さらに、バルク弾性波共振構造の性能を向上させることができる。さらに、第１隙間１０７は、横方向剪断波の漏れを低減し、バルク弾性波共振構造のＱ値を高めることができる。好ましくは、第１隙間１０７の材料は空気を含み、このようにして、非共振領域の電界強度をさらに小さくすることができ、バルク弾性波共振構造の主共振モードの弾性波エネルギの増加により有益である。

【0063】

いくつかの実施例において、図１２を参照すると、バルク弾性波共振構造はさらに、第３部分１３３に向かって突出する第２突起１１２を含み、第２突起１１２は、第３部分１３３と直接接触し、第１隙間１０７は、基板１０１の表面に垂直な方向において第１高さを有し、第３部分１３３は、基板１０１の表面に垂直な方向において第２高さを有し、第２突起１１２は、基板１０１の表面に垂直な方向において第３高さを有し、ここで、第１高さは、第２高さと第３高さとの合計に等しい。

【0064】

図１２に示すように、バルク弾性波共振構造の第１電極１０３の各部分の厚さは均一である。第１電極１０３の厚さを変更せずに第１電極１０３を基板１０１と直接接触させるために、基板１０１上に第２突起１１２を設ける。例示的に、第２突起１１２と基板１０１の構成材料は同じである。

【0065】

例示的に、第１隙間１０７の材料が空気を含むことを例として説明する。図１２に示すように、第１隙間１０７は、第１重畳領域１０６以外の非共振領域に位置し、このようにして、横剪断波が非共振領域に伝播された場合、第１隙間１０７は、横方向剪断波の漏れを減少、更には抑制することができる。

【0066】

図１２に示すように、第１電極１０３は、１つの傾斜面（第２部分１３２）を有し、第３部分１３３は、第２突起１１２の表面まで延在して、第２突起１１２と直接接触している。第３部分１３３の第１重畳領域１０６から相対的に離れた側は、第１隙間１０７と接触しており、すると、第１隙間１０７は、第１電極１０３の延在された第３部分１３３の縁部に設けられる。第１電極１０３の縁部は、空気に露出され、これにより、非共振領域の電界強度をさらに小さくして、寄生共振を低減することができる。例示的に、基板１０１の表面に垂直な方向における第１隙間１０７の第１高さは２μｍであり、基板１０１の表面に垂直な方向における第３部分１３３の第２高さは１μｍであり、基板１０１の表面に垂直な方向における第２突起１１２の第３高さは１μｍである。

【0067】

理解できるように、異なる実施例において、基板１０１上の異なるバルク弾性波共振構造を説明するために、基板１０１上の突起をそれぞれ、第１突起１１１（図８に示す）、第２突起１１２（図１２に示す）と命名する。実際の適用において、第１突起１１１と第２突起１１２は、基板１０１上の同じ突起であってもよい。

【0068】

本発明の実施例において、第１電極１０３の延在された第３部分１３３は、基板１０１の第２突起１１２と直接接触し、このようにして、バルク弾性波共振構造をより安定させる。第３部分１３３が基板１０１と直接接触することにより、基板１０１を介して熱を放散することができ、バルク弾性波共振構造の性能をさらに向上させることができる。第３部分１３３の電極厚さを増加する必要がある図１１に示すバルク弾性波共振構造と比較して、本発明の実施例では、増厚された第３部分１３３を形成せず、第１電極１０３の各部分の厚さは均一であるため、同一の工程で形成でき、それにより、コストを節約し、製造工程を簡略化することができる。

【0069】

いくつかの実施例において、図１３を参照すると、バルク弾性波共振構造はさらに、第２隙間１０８を含み、第２隙間１０８は、圧電層１０４と第２部分１３２および第３部分１３３との間に位置し、第２隙間１０８の第１重畳領域１０６に相対的に近接する側は、第２部分１３２と接触し、第２隙間１０８の基板１０１に相対的に近接する側は、第３部分１３３と接触する。

【0070】

実際の適用において、第２隙間１０８の材料は、第１隙間１０７を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0071】

図１３に示すように、第２隙間１０８は、第１重畳領域１０６以外の非共振領域に位置し、このようにして、横方向剪断波が非共振領域に伝播された場合、第２隙間１０８は、横方向剪断波の漏れを減少、更には抑制することができる。

【0072】

図１３に示すように、第１電極１０３の第２部分１３２と第３部分１３３は、第２隙間１０８と接触している。例示的に、第２隙間１０８の材料は、空気を含み、第１電極１０３の第２部分１３２と第３部分１３３はいずれも空気に露出され、これにより、非共振領域の電界強度をさらに小さくして、寄生共振を低減することができる。

【0073】

本発明の実施例において、第２隙間１０８は、横方向剪断波の漏れを低減し、バルク弾性波共振構造のＱ値を高めることができる。好ましくは、第２隙間１０８の材料は空気を含み、このようにして、非共振領域の電界強度をさらに小さくすることができ、バルク弾性波共振構造の主共振モードの弾性波エネルギの増加により有益である。第１隙間１０７により第３部分１３３の縁部を露出させること（例えば、図１２に示すように）と比較して、第２隙間１０８により第１電極１０３の第２部分１３２と第３部分１３３を露出させることにより、非共振領域の電界強度をさらに小さくして、寄生共振を低減することができる。

【0074】

いくつかの実施例において、図１を参照すると、バルク弾性波共振構造はさらに、第２電極１０５に接続された電極リード１５１を含み、基板１０１における電極リード１５１の正投影は、第１重畳領域１０６以外の領域に位置し、
第２部分１３２と第３部分１３３は、第１重畳領域１０６を包囲して設けられ、基板１０１における第２部分１３２の正投影と第３部分１３３の正投影は、基板１０１における電極リード１５１の正投影以外の領域に入る。

【0075】

例示的に、電極リード１５１は上部電極リードであり、上部電極リードは、第２電極１０５（上部電極）と同層に設けられ、上部電極リードは、第２電極１０５（上部電極）に接続される。なお、バルク弾性波共振器はさらに、下部電極リード１０３１を含み、下部電極リード１０３１は、第１電極１０３（下部電極）と同層に設けられ、下部電極リード１０３１は、第１電極１０３（下部電極）に接続される。

【0076】

実際の適用において、電極リード１５１は、第２電極１０５に接続され、電極リード１５１は、上部電極リードである。第１電極１０３は、第１部分１３１、第２部分１３２および第３部分１３３を含み、ここで、基板１０１における第２部分１３２の正投影と第３部分１３３の正投影は、第１重畳領域１０６以外の領域に入り、すると、第２部分１３２と第３部分１３３は、第１電極１０３の延在部分である。基板１０１における第１電極１０３の延在部分の正投影は、基板１０１における上部電極リード（電極リード１５１）の正投影以外の領域に入る。図１に示すように、第１電極１０３の延在部分は、第１重畳領域１０６を包囲して設けられ且つ閉じられていない。

【0077】

なお、第１電極１０３は、複数の部分を含み、ここで、第１電極１０３の、基板１０１における正投影が第１重畳領域１０６以外の領域に入る部分は、すべて第１電極１０３の延在部分である。例示的に、基板１０１における第１電極１０３の延在部分の正投影と、基板１０１における上部電極リードの正投影とを組み合わせて閉環状とする。

【0078】

いくつかの実施例において、図１４を参照すると、バルク弾性波共振構造はさらに、第３隙間１０９と第４隙間１１０を含み、第３隙間１０９は、圧電層１０４と第２部分１３２および第３部分１３３との間に位置し、第４隙間１１０は、電極リード１５１と圧電層１０４との間に位置する。

【0079】

実際の適用において、第３隙間１０９と第４隙間１１０の材料は、空気または弾性波を反射するための機能性材料を含む。第３隙間１０９と第４隙間１１０の材料は、同じであってもよいし、異なってもよい。例示的に、第３隙間１０９と第４隙間１１０の材料は、空気を含む。

【0080】

図１４に示すように、第３隙間１０９と第４隙間１１０は、第１重畳領域１０６以外の非共振領域に位置し、これにより、横方向剪断波が非共振領域に伝播された場合、第３隙間１０９と第４隙間１１０は、横剪断波の漏れを減少、更には抑制することができる。

【0081】

図１４に示すように、第１電極１０３の第２部分１３２と第３部分１３３は、第３隙間１０９と接触している。第３隙間１０９の材料は、空気を含み、第１電極１０３の第２部分１３２と第３部分１３３はいずれも空気に露出される。第１隙間１０７により第３部分１３３の縁部を露出させること（例えば、図１２に示すように）と比較して、第３隙間１０９により第１電極１０３の第２部分１３２と第３部分１３３を露出させることにより、非共振領域の電界強度をさらに小さくして、寄生共振を低減することができる。

【0082】

電極リード１５１と圧電層１０４との間に隙間がない方式（例えば、図１３に示すように）と比較して、電極リード１５１と圧電層１０４との間に第４隙間１１０を設けることにより、電極リード１５１の長さを長くし、非共振領域の電界強度をさらに小さくして、寄生共振を低減することができる。

【0083】

本発明の実施例において、第３隙間１０９と第４隙間１１０は、横方向剪断波の漏れを低減し、バルク弾性波共振構造のＱ値を高めることができる。好ましくは、第３隙間１０９と第４隙間１１０の材料は空気を含み、このようにして、非共振領域の電界強度をさらに小さくすることができ、バルク弾性波共振構造の主共振モードの弾性波エネルギの増加により有益である。

【0084】

いくつかの実施例において、図１５を参照すると、第１電極１０３はさらに、第６部分１３６と第７部分１３７を含み、ここで、基板１０１における第６部分１３６の正投影と第７部分１３７の正投影は、第１重畳領域１０６以外の領域に入り、第６部分１３６は、基板１０１の表面に対して傾斜角度を有し、第７部分１３７は、基板１０１の表面に平行な方向に沿って延在する。

【0085】

第６部分１３６は、第３部分１３３と第７部分１３７とを接続し、第３部分１３３は、基板１０１の表面に垂直な方向において第７部分１３７より高く、ここで、第７部分１３７は、基板１０１と直接接触する。

【0086】

図１５に示すように、第１電極１０３は、２つの傾斜面（図１５の第２部分１３２と第６部分１３６）を有し、第６部分１３６は、基板１０１まで延在し且つ基板１０１と直接接触しており、これにより、バルク弾性波共振構造をより安定させることができる。第６部分１３６が基板１０１と直接接触することにより、基板１０１を介して熱を放散することができ、バルク弾性波共振構造の性能をさらに向上させることができる。

【0087】

なお、図１５に示す第３隙間１０９と第４隙間１１０は、図１４に示すバルク弾性波共振構造における第３隙間１０９と第４隙間１１０の作用を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0088】

本発明の実施例において、第１電極１０３は、複数の傾斜面（例えば、２つの傾斜面）を有する。第１電極１０３に１つのみの傾斜面を設ける方式と比較して、本発明は、複数の傾斜面を有する第１電極１０３を設けることにより、非共振領域の第１電極１０３と第２電極１０５との間の距離をさらに増加させることができ、これにより、第１重畳領域１０６に隣接する非共振領域の電界強度を小さくして、第１重畳領域１０６の縁部の寄生共振を低減し、共振領域への寄生共振の伝播を低減し、バルク弾性波共振構造のＱ値を高めることができる。さらに、第３隙間１０９と第４隙間１１０は、横方向剪断波の漏れを低減し、バルク弾性波共振構造のＱ値をさらに高めることができる。

【0089】

いくつかの実施例において、第２部分１３２と第３部分１３３の長さの合計は、０．２μｍ以上である。なお、第１電極１０３は、複数の部分を含み得、ここで、第１電極１０３の、基板１０１における正投影が第１重畳領域１０６以外の領域に入る部分は、すべて第１電極１０３の延在部分である。図２に示すように、基板１０１における当該延在部分の正投影の長さはＬである。例示的に、長さＬの範囲は、０．２μｍ以上を含む。長さＬは、１．５～３．５μｍであることが好ましい。

【0090】

１つの例において、第１電極１０３は、第１部分１３１、第２部分１３２および第３部分１３３を含み、ここで、基板１０１における第２部分１３２の正投影と第３部分１３３の正投影は、第１重畳領域１０６以外の領域に入り、すると、第２部分１３２と第３部分１３３は、第１電極１０３の延在部分である。第１電極１０３の延在部分の長さは、基板１０１における第２部分１３２の正投影と第３部分１３３の正投影の長さの合計である。

【0091】

別の１つの例において、第１電極１０３は、第１部分１３１と第２部分１３２を含み、基板１０１における第２部分１３２の正投影は、第１重畳領域１０６以外の領域に入る。第１電極１０３の延在部分の長さは、基板１０１における第２部分１３２の正投影の長さである。例示的に、基板１０１における第２部分１３２の正投影の長さは０．２μｍである。

【0092】

本発明の実施例は、上記の実施例に記載のバルク弾性波共振構造を備える、弾性波デバイスを提供する。本発明の実施例において、弾性波デバイスにおけるバルク弾性波共振構造の具体的な説明については、前述した実施例におけるバルク弾性波共振構造を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0093】

図１６は、本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法の第１の例示的なフローチャートを示す。上記のバルク弾性波共振構造に基づいて、本発明の実施例は、バルク弾性波共振構造の製造方法を提供し、前記方法は、図１６に示すように、以下のステップを含む。

【0094】

ステップＳ１０において、基板を提供し、基板の表面に犠牲層を形成する。

【0095】

ステップＳ２０において、犠牲層に溝を形成する。

【0096】

ステップＳ３０において、溝を被覆し且つ犠牲層の表面まで延在する第１電極を形成し、第１電極は、第１部分、第２部分および第３部分を含み、第２部分は、第１部分と第３部分とを接続し、第３部分は、溝の底部を被覆し、第１部分は、基板の表面に平行な方向に沿って延在し、第２部分は、基板の表面に対して傾斜角度を有する。

【0097】

ステップＳ４０において、犠牲層と第１電極を被覆する圧電層を形成する。

【0098】

ステップＳ５０において、圧電層の基板から相対的に離れた側に第２電極を形成する。

【0099】

ステップＳ６０において、圧電層を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成し、エッチング孔を介して犠牲層を解放して、反射構造を形成する。

【0100】

基板、第１電極、圧電層、第２電極、反射構造の構成材料については、上記のバルク弾性波共振構造の各実施例の関連説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。なお、図１～図１５は、本発明に係るバルク弾性波共振構造の例示的な概略図であり、図１～図１５に示す第１電極１０３（下部電極）と第２電極１０５（上部電極）の側壁角度は９０°である。図１７ａ～図１７ｃおよび図１９ａ～図２３ｄは、本発明に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の概略図であり、製造工程プロセスにおける第１電極１０３（下部電極）と第２電極１０５（上部電極）の側壁角度は９０°未満であり、これは、バルク弾性波共振構造の実際の製造状況をより反映している。

【0101】

図１７ａ～図１７ｃは、１つの例示的な実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の概略図を示す。図１７ａを参照すると、ステップＳ１０～Ｓ２０が実行される。いくつかの実施例において、基板１０１上に犠牲材料を堆積し、犠牲材料をエッチングして犠牲層１０２ａを形成する。例示的に、犠牲層１０２ａの構成材料は、リンケイ酸ガラス（ＰＳＧ：Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）または二酸化シリコンなどを含むが、これらに限定されない。犠牲層１０２ａの構成材料が二酸化シリコンであることを例として説明すると、反応ガスとしてシラン（ＳｉＨ_４）と酸素（Ｏ_２）を使用して、化学気相堆積工程によって、基板１０１の第１表面に犠牲層１０２ａを形成することができる。

【0102】

図１７ａに示すように、犠牲層１０２ａは、基板１０１上に形成されることができ、犠牲層１０２ａは、基板１０１の上面から突出している。犠牲層１０２ａは、後続の工程プロセスで除去されて、上凸のキャビティ型の反射構造１０２を形成することができる（図１７ｃを参照）。

【0103】

図１７ａを参照すると、エッチング工程により、犠牲層１０２ａに溝Ｈが形成される。溝Ｈの底部は、基板１０１の表面と平行であり、溝Ｈの側壁は、基板１０１の表面に対して傾斜角度を有する。例示的に、傾斜角度は、１０°～８０°である。バルク弾性波共振構造の設計サイズに応じて傾斜角度を改善することもできる。

【0104】

図１７ｂを参照すると、ステップＳ３０～Ｓ５０が実行される。溝Ｈの底部と側壁を被覆し且つ犠牲層１０２ａの表面まで延在する第１電極材料を形成し、第１電極材料をパターニングして第１電極１０３を形成する。犠牲層１０２ａと第１電極１０３を被覆する圧電層１０４を形成する。圧電層１０４の表面を被覆する第２電極材料を形成し、第２電極材料をパターニングして第２電極１０５を形成する。

【0105】

実際の適用において、基板１０１における第１電極１０３の正投影と、基板１０１における圧電層１０４の正投影と、基板１０１における第２電極１０５の正投影との重畳領域は、第１重畳領域１０６である。第１重畳領域１０６は、共振領域または活性領域とも呼ばれ、第１重畳領域１０６以外の領域は、非共振領域とも呼ばれる。

【0106】

なお、第１電極１０３を堆積する前に、まず、下部電極材料の結晶軸配向を改善するための、一層のシード層を堆積することにより、結晶格子を圧電層に近づけ、後続で堆積される圧電層の格子欠陥を低減することができる一方、シード層は、第１電極１０３のエッチング阻止層として機能することもできる。シード層の構成材料は、圧電層の構成材料と同じである。

【0107】

図１７ｃを参照すると、ステップＳ６０が実行される。エッチング孔を形成し、エッチング孔を介して犠牲層１０２ａを解放して、反射構造１０２を形成する。１つの実施例において、エッチング孔を利用してエッチング剤を放出して犠牲層１０２ａを除去する。ここで、エッチング孔は、基板１０１の表面が露出されるまで、圧電層１０４および犠牲層１０２ａを貫通することができる。別の１つの実施例において、エッチング孔は、犠牲層１０２ａの表面が露出されるまで、圧電層１０４のみを貫通することができ、即ち、エッチング孔は、犠牲層１０２ａを貫通する必要がない。

【0108】

例示的に、適切なエッチング剤を選択し、エッチング孔内にエッチング剤を注入することにより、エッチング剤が、露出した犠牲層１０２ａと接触して化学反応して、ガス状生成物を生成するようにして、犠牲層１０２ａを除去することができる。具体的には、犠牲層１０２ａの構成材料が二酸化シリコンである場合、ドライエッチング工程を採用して、エッチング剤としてフッ化水素（ＨＦ）を選択して犠牲層１０２ａを除去することができる。フッ化水素が、エッチング孔から露出した犠牲層１０２ａと反応すると、ガス状のフッ化シリコン（ＳｉＦ_４）とガス状の水が生成される。

【0109】

いくつかの実施例において、当該方法は、第２電極１０５を薄くするステップをさらに含む。薄くすることにより、バルク弾性波共振構造の厚さと体積をさらに低減することができ、バルク弾性波共振構造の小型化および集積化に有利である。

【0110】

本発明の実施例において、第１重畳領域１０６以外の領域、即ち、非共振領域において、傾斜面を有する第１電極１０３を設けることにより、非共振領域の第１電極１０３と第２電極１０５との間の距離を増加させ、第１重畳領域１０６に隣接する非共振領域の電界強度を小さくすることができ、これにより、第１重畳領域１０６の縁部の寄生共振を低減し、共振領域への寄生共振の伝播を低減し、バルク弾性波共振構造のＱ値を高めることができる。

【0111】

図１８は、１つの例示的な実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法の第２の例示的なフローチャートを示す。上記のバルク弾性波共振構造に基づいて、本発明の実施例は、バルク弾性波共振構造の製造方法を提供し、前記方法は、図１８に示すように、以下のステップを含む。

【0112】

ステップＳ１００において、基板を提供し、基板の表面に犠牲層を形成する。

【0113】

ステップＳ２００において、犠牲層を貫通する開口を形成して、分離された第１犠牲構造および第２犠牲構造を形成する。

【0114】

ステップＳ３００において、開口を被覆し且つ第２犠牲構造の表面まで延在する第１電極を形成し、第１電極は、第１部分、第２部分および第３部分を含み、第２部分は、第１部分と第３部分とを接続し、第３部分は、開口の底部を被覆し、第１部分は、基板の表面に平行な方向に沿って延在し、第２部分は、基板の表面に対して傾斜角度を有する。

【0115】

ステップＳ４００において、第１犠牲構造、第２犠牲構造および第１電極を被覆する圧電層を形成する。

【0116】

ステップＳ５００において、圧電層の基板から相対的に離れた側に第２電極を形成する。

【0117】

ステップＳ６００において、圧電層を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成し、エッチング孔を介して第１犠牲構造を解放して、第１隙間を形成する。

【0118】

ステップＳ７００において、エッチング孔を介して第２犠牲構造を解放して、反射構造を形成する。

【0119】

ここで、バルク弾性波共振構造がさらに第１隙間１０７を含むことを例として説明する。なお、ステップＳ１００～ステップＳ７００において、基板１０１、反射構造１０２、第１電極１０３、圧電層１０４および第２電極１０５を形成する具体的なプロセスについては、上記の第１の例示的なフローチャートの説明を参照することができる。

【0120】

図１９ａ～図１９ｅは、本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の概略図を示す。図１９ａを参照すると、ステップＳ１００～Ｓ２００が実行される。いくつかの実施例において、基板１０１上に犠牲材料を堆積し、犠牲材料をエッチングして犠牲層を形成する。図１９ａに示すように、犠牲層を貫通する開口Ｈ２を形成して、分離された第１犠牲構造１０２ｂと第２犠牲構造１０２ｃを形成する。

【0121】

第１犠牲構造１０２ｂと第２犠牲構造１０２ｃは、基板１０１上に形成され、第１犠牲構造１０２ｂと第２犠牲構造１０２ｃは、基板１０１の上面から突出している。第２犠牲構造１０２ｃは、後続の工程プロセスで除去され、上凸のキャビティ型の反射構造１０２を形成することができる（図１９ｅを参照）。

【0122】

図１９ａを参照すると、エッチング工程により、犠牲層に開口Ｈ２が形成される。開口Ｈ２の底部は、基板１０１の表面と平行であり、開口Ｈ２の側壁は、基板１０１の表面に対して傾斜角度を有する。例示的に、傾斜角度は、１０°～８０°である。バルク弾性波共振構造の設計サイズに応じて傾斜角度を改善することもできる。

【0123】

図１９ｂを参照すると、ステップＳ３００が実行される。なお、製造工程プロセスにおける第１電極１０３（下部電極）の側壁角度は９０°未満であり、これは、バルク弾性波共振構造の実際の製造状況をより反映している。図１９ｃを参照すると、第１電極１０３を形成した後、第１電極１０３の左側と第１犠牲構造１０２ｂとの間に、一層の犠牲材料を形成して、隙間犠牲構造１０２ｂ’を形成する。後続の工程プロセスで第１犠牲構造１０２ｂと隙間犠牲構造１０２ｂ’を除去して、第１隙間１０７を形成することができ（図１９ｅを参照）、このようにして、後続で第１電極１０３の左側が第１隙間１０７と接触するようにする。

【0124】

図１９ｄを参照すると、ステップＳ４００～Ｓ５００が実行される。第１犠牲構造１０２ｂ、隙間犠牲構造１０２ｂ’および第１電極１０３を被覆する圧電層１０４を形成する。圧電層１０４の表面を被覆する第２電極材料を形成し、第２電極材料をパターニングして第２電極１０５を形成する。

【0125】

実際の適用において、基板１０１における第１電極１０３の正投影と、基板１０１における圧電層１０４の正投影と、基板１０１における第２電極１０５の正投影との重畳領域は、第１重畳領域１０６である。第１重畳領域１０６は、共振領域または活性領域とも呼ばれ、第１重畳領域１０６以外の領域は、非共振領域とも呼ばれる。

【0126】

図１９ｅを参照すると、ステップＳ６００が実行される。エッチング孔を形成し、エッチング孔を介して第２犠牲構造１０２ｃを解放して、反射構造１０２を形成する。エッチング孔を介して第１犠牲構造１０２ｂを解放して、第１隙間１０７を形成する。ステップＳ６００の具体的なプロセスについては、図１６に示す第１の例示的なフローチャートのステップＳ６０の説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0127】

本発明の実施例において、第１重畳領域１０６以外の領域、即ち、非共振領域において、傾斜面を有する第１電極１０３を設けることにより、非共振領域の第１電極１０３と第２電極１０５との間の距離を増加させ、第１重畳領域１０６に隣接する非共振領域の電界強度を小さくすることができ、これにより、第１重畳領域１０６の縁部の寄生共振を低減し、共振領域への寄生共振の伝播を低減し、バルク弾性波共振構造のＱ値を高めることができる。第１隙間１０７は、横方向剪断波の漏れを低減し、バルク弾性波共振構造のＱ値を高めることができる。好ましくは、第１隙間１０７の材料は空気を含み、このようにして、非共振領域の電界強度をさらに小さくすることができ、バルク弾性波共振構造の主共振モードの弾性波エネルギの増加により有益である。

【0128】

バルク弾性波共振構造において、第１電極１０３が２つの傾斜面を含むことを例として説明すると、本発明の実施例は、バルク弾性波共振構造の製造方法を示し、前記方法は、以下のステップを含む。

【0129】

図２０ａ～図２０ｅは、本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の概略図を示す。図２０ａに示すように、基板１０１上に第１犠牲構造１０２ｂと第３犠牲構造１０２ｃ’を形成する。具体的には、基板１０１を提供し、基板１０１上に犠牲材料を堆積し、犠牲材料をエッチングして犠牲層を形成する。犠牲層を貫通する開口Ｈ２を形成して、分離された第１犠牲構造１０２ｂと第２犠牲構造１０２ｃを形成する。当該プロセスについては、図１９ａを参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。第２犠牲構造１０２ｃを部分的にエッチングして、段差を有する第３犠牲構造１０２ｃ’を形成する（図２０ａに示すように）。

【0130】

図２０ｂに示すように、開口Ｈ２を被覆し且つ第３犠牲構造１０２ｃ’の表面まで延在する第１電極１０３を形成する。なお、製造工程プロセスにおける第１電極１０３（下部電極）の側壁角度は９０°未満であり、これは、バルク弾性波共振構造の実際の製造状況をより反映している。図２０ｃを参照すると、第１電極１０３を形成した後、第１電極１０３の左側と第１犠牲構造１０２ｂとの間に、一層の犠牲材料を形成して、隙間犠牲構造１０２ｂ’を形成する。後続の工程プロセスで第１犠牲構造１０２ｂと隙間犠牲構造１０２ｂ’を除去して、第１隙間１０７を形成することができ（図２０ｅを参照）、このようにして、後続で第１電極１０３の左側が第１隙間１０７と接触するようにする。

【0131】

図２０ｄに示すように、第１犠牲構造１０２ｂ、隙間犠牲構造１０２ｂ’、第３犠牲構造１０２ｃ’および第１電極１０３を被覆する圧電層１０４を形成し、圧電層１０４の基板から相対的に離れた側に第２電極１０５を形成する。当該ステップの具体的なプロセスについては、上記の第２の例示的なフローチャートのステップＳ３００～ステップＳ５００の説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0132】

図２０ｅに示すように、圧電層１０４を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成し、エッチング孔を介して第１犠牲構造１０２ｂを解放して、第１隙間１０７を形成し、エッチング孔を介して第３犠牲構造１０２ｃ’を解放して、反射構造１０２を形成する。当該ステップの具体的なプロセスについては、上記の第２の例示的なフローチャートのステップＳ６００～ステップＳ７００の説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0133】

図１１に示す構造を備えるバルク弾性波共振構造を例として説明すると、本発明の実施例は、バルク弾性波共振構造の製造方法を示し、前記方法は、以下のステップを含む。

【0134】

図２１ａ～図２１ｄは、本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の概略図を示す。図２１ａに示すように、基板１０１上に第１犠牲構造１０２ｂと第３犠牲構造１０２ｃ’を形成する。当該プロセスについては、図２０ａの説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。第３犠牲構造１０２ｃ’の第１犠牲構造１０２ｂに近接する側に第１凸部１０３ａを堆積する。第１凸部１０３ａの構成材料は、第１電極１０３と同じである。

【0135】

図２１ｂに示すように、開口Ｈ２と第１凸部１０３ａを被覆し且つ第３犠牲構造１０２ｃ’の表面まで延在する第１電極材料層を形成し、第１凸部１０３ａと第１電極材料層とが第１電極１０３を形成する。なお、製造工程プロセスにおける第１電極１０３（下部電極）の側壁角度は９０°未満であり、これは、バルク弾性波共振構造の実際の製造状況をより反映している。図２１ｂを参照すると、第１電極１０３を形成した後、第１電極１０３の左側と第１犠牲構造１０２ｂとの間に、一層の犠牲材料を形成して、隙間犠牲構造１０２ｂ’を形成する。後続の工程プロセスで第１犠牲構造１０２ｂと隙間犠牲構造１０２ｂ’を除去して、第１隙間１０７を形成することができ（図２０ｅを参照）、このようにして、後続で第１電極１０３の左側が第１隙間１０７と接触するようにする。

【0136】

図２１ｃに示すように、第１犠牲構造１０２ｂ、隙間犠牲構造１０２ｂ’、第３犠牲構造１０２ｃ’および第１電極１０３を被覆する圧電層１０４を形成し、圧電層１０４の基板から相対的に離れた側に第２電極１０５を形成する。当該ステップの具体的なプロセスについては、上記の第２の例示的なフローチャートのステップＳ３００～ステップＳ５００の説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0137】

図２１ｄに示すように、圧電層１０４を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成し、エッチング孔を介して第１犠牲構造１０２ｂを解放して、第１隙間１０７を形成し、エッチング孔を介して第３犠牲構造１０２ｃ’を解放して、反射構造１０２を形成する。当該ステップの具体的なプロセスについては、上記の第２の例示的なフローチャートのステップＳ６００～ステップＳ７００の説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0138】

図１２に示す構造を備えるバルク弾性波共振構造を例として説明すると、本発明の実施例は、バルク弾性波共振構造の製造方法を示し、前記方法は、以下のステップを含む。

【0139】

図２２ａ～図２２ｆは、本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の概略図を示す。図２２ａに示すように、基板材料を提供し、基板材料をエッチングして、基板１０１および基板上に位置する第１突起１１１を形成する。

【0140】

図２２ｂに示すように、基板１０１上に第１犠牲構造１０２ｂと第３犠牲構造１０２ｃ’を形成する。当該プロセスについては、図２０ａの説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0141】

図２２ｃに示すように、第１突起１１１および第３犠牲構造１０２ｃ’を被覆する第１電極１０３を形成する。なお、製造工程プロセスにおける第１電極１０３（下部電極）の側壁角度は９０°未満であり、これは、バルク弾性波共振構造の実際の製造状況をより反映している。図２２ｄを参照すると、第１電極１０３を形成した後、第１電極１０３の左側と第１犠牲構造１０２ｂとの間に、一層の犠牲材料を形成して、隙間犠牲構造１０２ｂ’を形成する。後続の工程プロセスで第１犠牲構造１０２ｂと隙間犠牲構造１０２ｂ’を除去して、第１隙間１０７を形成することができ（図２０ｅを参照）、このようにして、後続で第１電極１０３の左側が第１隙間１０７と接触するようにする。

【0142】

図２２ｅを参照すると、第１犠牲構造１０２ｂ、隙間犠牲構造１０２ｂ’、第３犠牲構造１０２ｃ’および第１電極１０３を被覆する圧電層１０４を形成し、圧電層１０４の基板から相対的に離れた側に第２電極１０５を形成する。当該ステップの具体的なプロセスについては、上記の第２の例示的なフローチャートのステップＳ３００～ステップＳ５００の説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0143】

図２２ｆに示すように、圧電層１０４を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成し、エッチング孔を介して第１犠牲構造１０２ｂを解放して、第１隙間１０７を形成し、エッチング孔を介して第３犠牲構造１０２ｃ’を解放して、反射構造１０２を形成する。当該ステップの具体的なプロセスについては、上記の第２の例示的なフローチャートのステップＳ６００～ステップＳ７００の説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0144】

第２隙間１０８を含むバルク弾性波共振構造を例として説明すると、本発明の実施例は、バルク弾性波共振構造の製造方法を示し、前記方法は、以下のステップを含む。

【0145】

図２３ａ～図２３ｄは、本発明の実施例に係るバルク弾性波共振構造の製造方法のプロセスに対応する断面の概略図を示す。図２３ａに示すように、基板１０１を提供し、基板１０１上に第３犠牲構造１０２ｃ’を形成する。第３犠牲構造１０２ｃ’を形成するプロセスについては、上記の実施例の説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0146】

図２３ｂに示すように、第３犠牲構造１０２ｃ’を被覆する第１電極１０３を形成し、第１電極１０３の縁部を被覆する第２凸部１０２ｄを形成する。第２凸部１０２ｄの構成材料は、第３犠牲構造１０２ｃ’の構成材料と同じである。

【0147】

図２３ｃに示すように、第２凸部１０２ｄ、第１電極１０３および第３犠牲構造１０２ｃ’を被覆する圧電層１０４を形成し、圧電層１０４の基板から相対的に離れた側に第２電極１０５を形成する。当該ステップの具体的なプロセスについては、上記の第２の例示的なフローチャートのステップＳ３００～ステップＳ５００の説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0148】

図２３ｄに示すように、圧電層１０４を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成し、エッチング孔を介して第２凸部１０２ｄを解放して、第２隙間１０８を形成し、エッチング孔を介して第３犠牲構造１０２ｃ’を解放して、反射構造１０２を形成する。当該ステップの具体的なプロセスについては、上記の第２の例示的なフローチャートのステップＳ６００～ステップＳ７００の説明を参照することができ、ここでは繰り返して説明しない。

【0149】

いくつかの実施例において、図７のバルク弾性波共振構造の製造方法は、図２１ａ～図２１ｃを参照することができ、基板１０１上に第３犠牲構造１０２ｃ’を形成する（第１犠牲構造１０２ｂは形成されない）。第３犠牲構造１０２ｃ’の一方の縁部に第１凸部１０３ａを堆積する。第１凸部１０３ａの構成材料は、第１電極１０３の構成材料と同じである。開口Ｈ２と第１凸部１０３ａを被覆し且つ第３犠牲構造１０２ｃ’の表面まで延在する第１電極材料層を形成し、第１凸部１０３ａと第１電極材料層とが第１電極１０３を形成する。第３犠牲構造１０２ｃ’および第１電極１０３を被覆する圧電層１０４を形成し、圧電層１０４の基板から相対的に離れた側に第２電極１０５を形成する。圧電層１０４を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成し、エッチング孔を介して第３犠牲構造１０２ｃ’を解放して、反射構造１０２を形成する。

【0150】

いくつかの実施例において、図８のバルク弾性波共振構造の製造方法は、図２２ａ～図２２ｄを参照することができ、基板１０１上に第１突起１１１と第３犠牲構造１０２ｃ’を形成する（第１犠牲構造１０２ｂは形成されない）。第１突起１１１および第３犠牲構造１０２ｃ’を被覆する第１電極１０３を形成する。第３犠牲構造１０２ｃ’および第１電極１０３を被覆する圧電層１０４を形成し、圧電層１０４の基板から相対的に離れた側に第２電極１０５を形成する。圧電層１０４を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成し、エッチング孔を介して第３犠牲構造１０２ｃ’を解放して、反射構造１０２を形成する。

【0151】

いくつかの実施例において、図５、図１４および図１５に示すように、第１電極１０３を堆積する工程において、第１電極１０３の傾斜面の数と傾斜面の傾斜角度は、下方の犠牲層の表面形態に応じて自然に形成され、犠牲層は、後続の工程で除去されて、反射構造１０２を形成する。具体的には、基板上に犠牲層を堆積し、犠牲層の構成材料は、ＳｉＯ_２を含むが、これに限定されない。犠牲層上にフォトレジストを均一に塗布し、露光現像により、必要なフォトレジストパターンが得られ、エッチングにより、フォトレジストによって被覆されていない犠牲層を除去し、最後に、フォトレジストを除去して、第１パターンの犠牲層および第１角度を形成する。第１パターンの犠牲層上にフォトレジストを均一に塗布し、エッチングにより第２角度を形成し、フォトレジストを均一に塗布し続け、エッチングにより第３角度を形成する。ここで、第１角度、第２角度および第３角度はそれぞれ、基板の表面に対する犠牲層の各側壁の傾斜角度であり、傾斜角度は、１０°～８０°である。

【0152】

なお、シミュレート試験によれば、図２または図３に示すバルク弾性波共振構造のＱ値は約１４４９．１であり、図４に示すバルク弾性波共振構造のＱ値は約１４４３．３であり、図９または図１０に示すバルク弾性波共振構造のＱ値は約１４０６．２であり、図６に示すバルク弾性波共振構造のＱ値は約１４１５．２である。試験結果によると、バルク弾性波共振構造において、第１電極１０３に傾斜延在部分を設けることにより、非共振領域の第１電極１０３と第２電極１０５との間の距離をさらに増加させ、第１重畳領域１０６に隣接する非共振領域の電界強度を小さくすることができ、これにより、非共振領域の寄生共振を低減し、バルク弾性波共振構造のＱ値を高めることができる。改善されたバルク弾性波共振構造のＱ値は、１０％～２０％増加することができる。

【0153】

図２４を参照すると、図２に示すバルク弾性波共振構造における第１電極１０３の延在長さについて試験を行った。延在長さは、基板１０１における第１電極１０３の延在部分の正投影の長さＬを表す（図２に示すように）。図２４に示すように、系列１は、延在長さが０であることを示し、系列２は、延在長さが２μｍであることを示し、系列３は、延在長さが３μｍであることを示し、系列４は、延在長さが３μｍであり且つ延在端部の尖端を丸めしたことを示す。試験結果によると、図２４の点線枠内に示すように、系列２は、インダクタンス値を効果的に高め、通過帯域における高周波数帯域の信号抑制能力を高めることができるため、第１電極１０３の延在長さは２～３μｍであることが好ましい。

【0154】

上記の内容は、本発明の特定の実施形態に過ぎず、本発明の保護範囲はこれに限定されない。本発明で開示された技術的範囲内で、当業者が容易に想到し得る変更または置換は、すべて本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17a】

【図17b】

【図17c】

【図18】

【図19a】

【図19b】

【図19c】

【図19d】

【図19e】

【図20a】

【図20b】

【図20c】

【図20d】

【図20e】

【図21a】

【図21b】

【図21c】

【図21d】

【図22a】

【図22b】

【図22c】

【図22d】

【図22e】

【図22f】

【図23a】

【図23b】

【図23c】

【図23d】

【図24】

【手続補正書】

【提出日】2024-03-21

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バルク弾性波共振構造であって、
基板と、
前記基板上に順次配置された反射構造、第１電極、圧電層および第２電極と、を含み、前記基板における前記第１電極の正投影と、前記基板における前記圧電層の正投影と、前記基板における前記第２電極の正投影との重畳領域は、第１重畳領域であり、
前記第１電極は、第１部分、第２部分および第３部分を含み、前記第２部分は、前記第１部分と前記第３部分とを接続し、
前記基板における前記第１部分の正投影は、前記第１重畳領域内に入り、且つ前記第１部分は、前記基板の表面に平行な方向に沿って延在し、
前記基板における前記第２部分の正投影と前記第３部分の正投影は、前記第１重畳領域以外の領域に入り、前記第２部分は、前記基板の表面に対して傾斜角度を有し、前記第３部分は、前記基板の表面に平行な方向に沿って延在し、
前記第１部分は、前記基板の表面に垂直な方向において、前記第３部分より高い、前記バルク弾性波共振構造。

【請求項2】

前記第１電極はさらに、第４部分と第５部分を含み、
前記基板における前記第４部分の正投影と前記第５部分の正投影は、前記第１重畳領域以外の領域に入り、前記第４部分は、前記基板の表面に対して前記傾斜角度を有し、前記第５部分は、前記基板の表面に平行な方向に沿って延在し、
前記第４部分は、前記第３部分と前記第５部分とを接続し、前記第３部分は、前記基板の表面に垂直な方向において前記第５部分より高く、前記第５部分は、前記圧電層と前記基板との間に位置する、
請求項１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項3】

前記第５部分は、前記基板と直接接触する、
請求項２に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項4】

前記第３部分は、前記圧電層と前記基板との間に位置し、且つ前記第３部分は、前記基板と直接接触し、
前記第３部分の前記第１重畳領域から相対的に離れた側は、前記圧電層と接触する、
請求項１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項5】

前記基板の表面に垂直な方向における前記第３部分の厚さは、前記基板の表面に垂直な方向における前記第１部分の厚さより大きい、
請求項４に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項6】

前記基板は、前記第３部分に向かって突出する第１突起を含み、前記第１突起は、前記第３部分と直接接触し、
前記第１突起の前記第１重畳領域から相対的に離れた側は、前記圧電層と接触し、
前記第１突起の前記第１重畳領域に相対的に近接する側は、前記反射構造と接触する、
請求項４に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項7】

前記バルク弾性波共振構造はさらに、前記圧電層と前記基板との間に位置する第１隙間を含み、
前記第３部分の前記第１重畳領域から相対的に離れた側は、前記第１隙間と接触する、
請求項１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項8】

前記第１隙間は、前記基板の表面に垂直な方向において第１高さを有し、前記第３部分は、前記基板の表面に垂直な方向において第２高さを有し、前記第１高さは、前記第２高さと等しく、前記第１高さは、前記第１重畳領域内で、前記基板の表面に垂直な方向における前記反射構造の高さより小さい、
請求項７に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項9】

前記バルク弾性波共振構造はさらに、前記第３部分に向かって突出する第２突起を含み、前記第２突起は、前記第３部分と直接接触し、
前記第１隙間は、前記基板の表面に垂直な方向において第１高さを有し、前記第３部分は、前記基板の表面に垂直な方向において第２高さを有し、前記第２突起は、前記基板の表面に垂直な方向において第３高さを有し、前記第１高さは、前記第２高さと前記第３高さとの合計に等しい、
請求項７に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項10】

前記バルク弾性波共振構造はさらに、第２隙間を含み、前記第２隙間は、前記圧電層と前記第２部分および第３部分との間に位置し、
前記第２隙間の前記第１重畳領域に相対的に近接する側は、前記第２部分と接触し、
前記第２隙間の前記基板に相対的に近接する側は、前記第３部分と接触する、
請求項１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項11】

前記バルク弾性波共振構造はさらに、前記第２電極に接続された電極リードを含み、前記基板における前記電極リードの正投影は、前記第１重畳領域以外の領域に位置し、
前記第２部分と前記第３部分は、前記第１重畳領域を包囲して設けられ、前記基板における前記第２部分の正投影と前記第３部分の正投影は、前記基板における前記電極リードの正投影以外の領域に入る、
請求項１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項12】

前記バルク弾性波共振構造はさらに、第３隙間と第４隙間を含み、前記第３隙間は、前記圧電層と前記第２部分および第３部分との間に位置し、前記第４隙間は、前記電極リードと前記圧電層との間に位置する、
請求項１１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項13】

前記第２部分と前記第３部分の長さの合計は、０．２μｍ以上である、
請求項１に記載のバルク弾性波共振構造。

【請求項14】

請求項１ないし１３のいずれか一項に記載のバルク弾性波共振構造を備える、弾性波デバイス。

【請求項15】

バルク弾性波共振構造の製造方法であって、
基板を提供し、前記基板の表面に犠牲層を形成することと、
前記犠牲層に溝を形成することと、
前記溝を被覆し且つ前記犠牲層の表面まで延在する第１電極を形成することであって、前記第１電極は、第１部分、第２部分および第３部分を含み、前記第２部分は、前記第１部分と前記第３部分とを接続し、前記第３部分は、前記溝の底部を被覆し、前記第１部分は、前記基板の表面に平行な方向に沿って延在し、前記第２部分は、前記基板の表面に対して傾斜角度を有する、ことと、
前記犠牲層と前記第１電極を被覆する圧電層を形成することと、
前記圧電層の前記基板から相対的に離れた側に第２電極を形成することと、
前記圧電層を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成することであって、前記エッチング孔を介して前記犠牲層を除去して、反射構造を形成する、ことと、を含む、前記バルク弾性波共振構造の製造方法。

【請求項16】

バルク弾性波共振構造の製造方法であって、
基板を提供し、前記基板の表面に犠牲層を形成することと、
前記犠牲層を貫通する開口を形成して、分離された第１犠牲構造および第２犠牲構造を形成することと、
前記開口を被覆し且つ前記第２犠牲構造の表面まで延在する第１電極を形成することであって、前記第１電極は、第１部分、第２部分および第３部分を含み、前記第２部分は、前記第１部分と前記第３部分とを接続し、前記第３部分は、前記開口の底部を被覆し、前記第１部分は、前記基板の表面に平行な方向に沿って延在し、前記第２部分は、前記基板の表面に対して傾斜角度を有する、ことと、
前記第１犠牲構造、前記第２犠牲構造および前記第１電極を被覆する圧電層を形成することと、
前記圧電層の前記基板から相対的に離れた側に第２電極を形成することと、
前記圧電層を貫通する少なくとも１つのエッチング孔を形成することであって、前記エッチング孔を介して前記第１犠牲構造を除去して、第１隙間を形成する、ことと、
前記エッチング孔を介して前記第２犠牲構造を除去して、反射構造を形成することと、を含む、前記バルク弾性波共振構造の製造方法。

【国際調査報告】