[发明专利]压电谐振器及其制造方法

说明书

本发明涉及压电谐振器及其制造方法。提供一种抑制了基于Si的厚度偏差的谐振频率的偏差的压电谐振器。压电谐振器(1)具备单晶Si(5)、设置在上述单晶Si(5)上的由氮化铝构成的压电膜(8)、以及被设置成夹着上述压电膜(8)的第一电极和第二电极(6、7)，在由上述氮化铝构成的压电膜(8)掺杂有除了氮以及铝的元素，除了上述单晶Si(5)的部分的音速的合成音速实质上与上述单晶Si(5)的音速一致。

技术领域

本发明涉及压电谐振器以及该压电谐振器的制造方法。

背景技术

以往，已知在单晶Si上构成有包括压电膜的激励部的压电MEMS(Micro ElectroMechanical Systems：微机电系统)振子。

例如，在下述的专利文献1中，公开了在Si单晶上设置有由含钪的氮化铝构成的压电膜的压电MEMS振子。上述压电MEMS振子具有在Si单晶上设置有空腔部的所谓Cavity(空腔)SOI(Silicon on insulator：绝缘衬底上的硅)构造。

另外，在下述的专利文献2、非专利文献1、2中，也公开了在SOI基板上设置有由氮化铝构成的压电膜层的压电MEMS振子。

专利文献1:日本特开2009-10926号公报

专利文献2:US2010/0013360A1

非专利文献1:Procedia Chemistry1(2009)1395-1398

非专利文献2:Frequency Control Symposium，2007，IEEE International 1210-1213

然而，在专利文献1、2、非专利文献1、2所记载的压电MEMS振子中，Si层的厚度偏差较大。另一方面，谐振频率取决于Si层的厚度。因此，在专利文献1、2、非专利文献1、2所记载的压电谐振器中，频率容易产生偏差。因此，必须设置校正工序对频率进行调整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够抑制基于Si的厚度偏差的谐振频率的偏差的压电谐振器以及该压电谐振器的制造方法。

本发明涉及的压电谐振器具备单晶Si、设置在上述单晶Si上的由氮化铝构成的压电膜、以及被设置成夹着上述压电膜的第一电极和第二电极。在由上述氮化铝构成的压电膜掺杂有除了氮以及铝的元素。除了上述单晶Si的部分的音速的合成音速实质上与上述单晶Si的音速一致。

在本发明涉及的压电谐振器的某个特定的方面，完成上述掺杂，以便除了上述单晶Si的部分的音速的合成音速实质上与上述单晶Si的音速一致。

在本发明涉及的压电谐振器的其它特定的方面，上述掺杂通过从钪、钇、镥以及镝构成的组中选择的至少一种元素而完成。

在本发明涉及的压电谐振器的其它特定的方面，上述单晶Si被掺杂n型掺杂剂，该n型掺杂剂的浓度为1×10¹⁹/cm³以上。

本发明涉及的压电谐振器优选硅氧化膜层被配置成与上述第一电极和第二电极相接。

在本发明涉及的压电谐振器中，优选与由掺杂有除了上述氮以及铝的元素的氮化铝构成的压电膜相比高音速的介电膜被配置成与上述第一电极和第二电极相接。上述高音速的介电膜优选由掺杂有硼与碳中的至少一个元素的氮化铝构成。

本发明涉及的压电谐振器优选振动模式为宽度扩展振动或者面内弯曲振动。