專利名稱：：膜體聲波諧振器、濾波器、通信模塊和通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及膜體聲波諧振器(filmbulkacousticresonator)，并且涉及使用該膜體聲波諧振器的濾波器、通信模塊和通信設(shè)備。
背景技術(shù)：
：隨著以移動電話單元為代表的無線應(yīng)用的快速擴(kuò)展，對于高性能濾波器和雙工器的需求正在增長。使用膜體聲波諧振器(FBAR)的濾波器和雙工器作為下一代的濾波器和雙工器正獲得廣泛的關(guān)注，它們用來替代表面聲波濾波器，這是因?yàn)樗鼈儙砹擞绕涫窃诟哳l方面的低損耗、高抵抗力電功率特性。膜體聲波諧振器濾波器之所以實(shí)質(zhì)上具有低損耗和高抵抗力功率特性的主要原因在于，該諧振器具有簡單的結(jié)構(gòu)，并且可以避免由于電阻的增大而引起的特性的下降，因?yàn)榧词诡l率增大它也可確保電極的尺寸。然而，表面聲波濾波器的性能近來已得到了明顯的改善。因此，有必要進(jìn)一步提高使用膜體聲波諧振器的濾波器的性能并尤其降低低損耗特性以構(gòu)建其競爭性。受到這種背景的影響，對進(jìn)一步降低膜體聲波諧振器的低損耗特性的開發(fā)現(xiàn)在已被積極地促進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能夠抑制橫向泄漏(lateralleak)并降低損耗的膜體聲波諧振器、濾波器、通信模塊和通信設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種膜體聲波諧振器包括襯底、形成在襯底上的下電極、形成在下電極上的壓電薄膜、形成在壓電薄膜上的上電極、以及鄰近于上電極和襯底之間的壓電薄膜而部署的絕緣膜，該絕緣膜位于上電極和襯底彼此相對的位置處。圖1A示出了根據(jù)第一實(shí)施例的膜體聲波諧振器的示意性平面圖，圖IB示出了沿圖1A中線ZZ的膜體聲波諧振器的示意性橫截面圖2A示出了根據(jù)第二實(shí)施例的膜體聲波諧振器的示意性平面圖，圖2B示出了沿圖2A中線ZZ的膜體聲波諧振器的示意性橫截面圖3A至3N示出了根據(jù)圖2A和2B中所示的第二實(shí)施例的膜體聲波諧振器的示意性制造過程；圖4A至4E示出了膜體聲波諧振器的各種示意性結(jié)構(gòu)，以與根據(jù)本實(shí)施例的膜體聲波諧振器的特性進(jìn)行比較；圖5示出了使用根據(jù)本實(shí)施例的膜體聲波諧振器的雙工器的示意性電路圖6示出了包括根據(jù)本實(shí)施例的濾波器元件組件的芯片結(jié)構(gòu)的示意性橫截面圖7示出了包括根據(jù)本實(shí)施例的濾波器元件組件的芯片結(jié)構(gòu)的示意性橫截面圖8示出了包括根據(jù)本實(shí)施例的膜體聲波諧振器的通信模塊的示意性電路圖9示出了通信設(shè)備的示意圖IOA示出了傳統(tǒng)的膜體聲波諧振器的結(jié)構(gòu)的示意圖，圖IOB示出了沿圖IOA中所示的ZZ線的諧振器的橫截面圖；以及圖IIA示出了傳統(tǒng)的膜體聲波諧振器的結(jié)構(gòu)的示意圖，圖IIB示出了沿圖IIA中所示的ZZ線的諧振器的橫截面圖。具體實(shí)施例方式抑制膜體聲波諧振器濾波器的橫向泄漏并降低其損耗的阻礙之一是這樣一種現(xiàn)象，即聲波泄漏到上電極與下電極面對的區(qū)域(下文中稱為諧振區(qū)段(section))的外部(下文中稱為非諧振區(qū)段)，艮卩，泄漏到它們不能被重新轉(zhuǎn)換為電信號并因而丟失的區(qū)域。這里，該現(xiàn)象將被稱為"橫向泄漏"。橫向泄漏的起因是諧振區(qū)段和非諧振區(qū)段中音速的大小的關(guān)系。并不引起橫向泄漏的音速大小的關(guān)系由要使用的壓電薄膜的泊松比(Poisson，sratio)確定。如果泊松比為1/3或更大，則諧振區(qū)段中的音速比非諧振區(qū)段中的音速慢，而如果泊松比為1/3或更小，則諧振區(qū)段中的音速比非諧振區(qū)段中的音速快。在壓電薄膜的泊松比為1/3或更大的情況下，通過向諧振區(qū)段應(yīng)用適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量添加，諧振區(qū)段中的音速變得比外圍部分的音速慢，并且可以相對容易地抑制橫向泄漏。相反地，當(dāng)壓電薄膜的泊松比為1/3或更小時，在外圍部分中增大音速很困難，這樣可能不那么容易抑制橫向泄漏。泊松比為1/3或更小的氮化鋁(A1N)被用作當(dāng)前實(shí)用的膜體聲波諧振器膜中的壓電薄膜，因此存在難以抑制橫向泄漏并且損耗增大的問題。圖IOA示出了現(xiàn)有技術(shù)的壓電體膜諧振器的結(jié)構(gòu)。如圖10A所示，現(xiàn)有技術(shù)的壓電體膜諧振器具有形狀為橢圓形的諧振區(qū)段。圖10B是沿圖IOA中的Z-Z截面的截面圖。如圖10B所示，現(xiàn)有技術(shù)的壓電體膜諧振器具有上電極101和下電極102，這兩個電極在襯底104上夾著壓電薄膜103。圖IIA示出了在日本早期公開專利申請No.2005-151353中所示的現(xiàn)有技術(shù)的另一種結(jié)構(gòu)。圖IIB是沿圖IIA中的Z-Z截面的截面圖。圖11B中所示的結(jié)構(gòu)包括位于下電極102的末端的錐形末端102a。如圖IOA和10B所示，當(dāng)諧振區(qū)段Rl和非諧振區(qū)段R2中音速的大小與引起橫向泄漏有關(guān)時，在壓電薄膜103中生成的聲波Wl在壓電薄膜103的末端被反射(反射波W3)。反射波W3在壓電薄膜103中行進(jìn)，然后在橫向方向上泄漏，作為從諧振區(qū)段Rl到非諧振區(qū)段R2的泄漏聲波W2。泄漏聲波W2的生成增大了損耗。另外，如圖IIA和IIB所示，當(dāng)在下電極102的末端形成有錐形末端102a時，泄漏聲波W2被生成，并且損耗也以相同的方式增大。另外，通過錐形末端102a處的壓電薄膜103生成了不同于厚度垂直振動(即，主振動)的振動模式(非必要模式)。由于非必要模式中的機(jī)械振動被重新轉(zhuǎn)換為電振動，因此效率降低。[實(shí)施例]圖1A示出了根據(jù)本實(shí)施例的膜體聲波諧振器(這里的膜體諧振器在下文中被稱為第一膜體諧振器150)的第一結(jié)構(gòu)。圖1B示出了沿圖1A中Z-Z的截面。如圖1A和1B所示，形成了上電極l和下電極2，從而在膜體聲波諧振器中在襯底5上夾著下電極2。下電極2被形成在襯底5上并且布置在空隙6上。壓電薄膜3被形成在凸出面上與空隙6重疊的位置處。在上電極1和襯底5之間沒有形成壓電薄膜3的區(qū)域中形成了絕緣膜4。本實(shí)施例的主要特征就在于形成了絕緣膜4。第一膜體聲波諧振器150可以減少泄漏聲波的發(fā)生。具體而言，通過圖案化來去除非諧振區(qū)段R2中(襯底5上方)的壓電薄膜3，使得壓電薄膜3優(yōu)選地僅形成在諧振區(qū)段Rl中(空隙6上方)。由于諧振區(qū)段R1具有聲波在上電極1和下電極2之間反射的結(jié)構(gòu)，因此聲波高效地被空隙6反射。另外，絕緣膜4可以形成在已從其去除了壓電薄膜3的部分區(qū)域中。由于這種壓電薄膜3僅存在于諧振區(qū)段Rl中的結(jié)構(gòu)，減少了向非諧振區(qū)段R2的聲波Wl的橫向泄漏。因此，減少了將由橫向泄漏引起的機(jī)械振動重新轉(zhuǎn)換為電信號而導(dǎo)致的效率的下降。因而可以降低損耗。另外，去除壓電薄膜3要求上電極1克服壓電薄膜3和下電極2的總厚度的臺階差。由于上電極1的厚度通常比壓電薄膜3和下電極2的總厚度薄，因此僅通過去除壓電薄膜3，上電極1趨向于斷開連接。這樣，通過在壓電薄膜3已被去除的部分中形成絕緣膜4以消除或減小上電極1中的臺階差，可以防止上電極l斷開連接。另外，優(yōu)選地將壓電薄膜3和絕緣膜4之間的臺階的差S2減小為比上電極1的厚度Sl薄的差，以防止上電極1斷開連接。因?yàn)椴頢2的減小導(dǎo)致了壓電薄膜3和絕緣膜4的表面之間的臺階的減小，因此通過減小壓電薄膜3和絕緣膜4之間的臺階，可以減少面對上電極1的各個表面Be。即使絕緣膜4是圍繞壓電薄膜3形成的，聲波Wl也幾乎不能傳播到絕緣膜4中，因?yàn)榻^緣膜4沒有或者有輕微的壓電性，因而防止了聲波9Wl的橫向泄漏。圖2A示出了根據(jù)本實(shí)施例的膜體聲波諧振器(這里的膜體諧振器在下文中被稱為第二膜體諧振器160)的第二結(jié)構(gòu)。圖2B示出了沿圖2A中線Z-Z的截面圖。注意，與圖1A和1B所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)用相同的標(biāo)號指示，并且其詳細(xì)說明在圖2A和2B中將被省略。第二膜體聲波諧振器160的特征之一在于在下電極2的末端形成了錐形末端2a。在第二膜體聲波諧振器160中，壓電薄膜3和絕緣膜4之間的邊界被形成在下電極2的上表面上，具體而言，該邊界被形成在遠(yuǎn)離錐形末端2a的上端的下電極2的上表面上，如圖2B所示。利用該結(jié)構(gòu)，減少了聲波Wl的橫向泄漏，而不會影響沿錐形末端2a傾斜生長的壓電薄膜3。另外，如上所述的結(jié)構(gòu)能夠防止在將機(jī)械振動重新轉(zhuǎn)換為電振動時的效率下降，這種重新轉(zhuǎn)換是由除了厚度垂直振動(即，主振動)以外所生成的振動模式引起的。另外，通過將壓電薄膜3和圍繞壓電薄膜3形成的絕緣膜4之間的臺階S12的差減小到小于上電極1的厚度Sll，可以防止上電極1斷開連接。接下來，將說明絕緣膜4的材料。表1示出了當(dāng)二氧化硅(Si02)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、氧化鋁(A1203)和氮化鋁(A1N)被用作絕緣膜的材料時的諧振因子Q(質(zhì)量因數(shù))、抗諧振因子Q和電機(jī)械耦合系數(shù)k2。注意，A1N是現(xiàn)有技術(shù)的絕緣膜。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>與現(xiàn)有技術(shù)的絕緣材料A1N相比，通過利用Si02、Si3N4、SiC和八1203中的任何一種形成下電極2，可以提高抗諧振因子Q和電機(jī)械耦合系數(shù)k2。注意，絕緣膜4可以由除了表1中所示的那些材料以外的材料形成，如果該材料至少沒有或者有輕微的壓電性的話。還可以利用表1所示的材料中的Si02通過SOG(玻璃上旋涂)的應(yīng)用方法形成絕緣膜4來縮減制作成本并形成便宜的膜體聲波諧振器。接下來，將說明壓電薄膜3的材料。本發(fā)明的實(shí)施例所獲得的優(yōu)點(diǎn)之一是防止了聲波Wl的橫向泄漏。橫向泄漏的起因是由于諧振區(qū)段Rl和非諧振區(qū)段R2中音速的大小的關(guān)系。并不引起橫向泄漏的音速大小的關(guān)系由要使用的壓電薄膜3的泊松比確定。如果泊松比為1/3或更大，則諧振區(qū)段Rl中的音速比非諧振區(qū)段R2中的音速慢，而如果泊松比為1/3或更小，則諧振區(qū)段R1中的音速比非諧振區(qū)段R2中的音速快。這里，在壓電薄膜3的泊松比為1/3或更大的情況下，通過向諧振區(qū)段Rl應(yīng)用適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量添加，音速變得比外圍部分的音速慢。因而，可以相對容易地抑制橫向泄漏。相反地，當(dāng)壓電薄膜3的泊松比為1/3或更小時，不引起橫向泄漏的音速的關(guān)系被反轉(zhuǎn)，并且可能不那么容易抑制橫向泄漏。因此，A1N例如是一種實(shí)用的材料，當(dāng)壓電薄膜3的泊松比為1/3或更小時其效果很好，因?yàn)樗梢岳帽景l(fā)明實(shí)施例的膜體聲波諧振器的結(jié)構(gòu)來抑制橫向泄漏。接下來，將說明其上形成有壓電薄膜3的面積。首先，壓電薄膜3優(yōu)選地被形成在小于上電極1和下電極2彼此面對或者上下電極之一凸出處的部分的面積上。更詳細(xì)地說，該面積對應(yīng)于壓電薄膜3與上或下電極接觸的部分的面積。通過這種壓電薄膜3與上電極1和下龜極2之間的關(guān)系，防止了聲波W1橫向泄漏到非諧振區(qū)段R2中。另外，其上形成有壓電薄膜3的部分優(yōu)選地在與圖1A和2A所示的平面圖的相同方向上的空隙6的部分內(nèi)。由于壓電薄膜3和空隙6按這種部分關(guān)系被布置，因此薄膜3能夠自由地振動，并且膜體聲波諧振器150和160具有良好的特性。接下來，將考慮從圖案化的壓電薄膜3的末端反射的聲波(反射波W3)。如圖1B所示，聲波Wl的大部分在圖案化的壓電薄膜3的末端被反射，并且生成反射波W3。該反射波W3被限制在諧振區(qū)段R1內(nèi)，因?yàn)闆]有橫向泄漏。這樣，當(dāng)該反射波W3作為橫向駐波停留在諧振區(qū)段Rl內(nèi)時，其生成通帶內(nèi)的脈動，這可能導(dǎo)致應(yīng)用方面的問題。可以通過將上電極1面向下電極2處的諧振區(qū)段Rl形成為橢圓形狀或者不規(guī)則的多邊形形狀，來避免反射波W3的問題。這是因?yàn)闄M向諧振條件得不到滿足，并且由于將諧振區(qū)段Rl形成為橢圓形或不規(guī)則的多邊形形狀而沒有平行的兩側(cè)存在，從而橫向駐波很難存在于諧振區(qū)段R1內(nèi)。接下來，將說明上電極1和下電極2的電極材料。有必要使用聲阻高的電極材料以便將聲波限制在諧振區(qū)段Rl的厚度方向上。如果在壓電薄膜3內(nèi)生成的厚度垂直振動被聲阻低的電極材料所夾，則該振動泄漏到電極材料中。因此，即使采用了防止實(shí)施例的橫向泄漏的膜體聲波諧振器的結(jié)構(gòu)，其效果也會減弱。因此，優(yōu)選地使用鉬(Mo)、鎢(W)、釕(Ru)、銠(Rh)、銥(Ir)和鉑(Pt)中的任何一種作為用于形成上電極l和下電極2的材料。將說明用于制作本實(shí)施例的膜體聲波諧振器的方法。本發(fā)明的實(shí)施例的效果在該方法中利用由Si制成的襯底5、由Ru制成的上電極1和下電極2、以及由A1N制成的壓電薄膜3來驗(yàn)證。圖3A至3N示出了本實(shí)施例的膜體聲波諧振器的制作步驟。首先，如圖3A所示，在Si襯底5上形成作為下電極2的Ru。這里，除了Si襯底以外，襯底5還可以是玻璃襯底、石英襯底或其上形成有另一個半導(dǎo)體器件的襯底。另外，除了Ru以外，下電極2還可以是高聲阻的Mo、W、Rh、Ir禾卩Pt。接下來，通過去除Ru膜的一部分來形成具有錐形末端2a的下電極2，如圖3B所示。接下來，在下電極2和襯底5上形成由A1N制成的壓電薄膜3，如圖3C所示。此時，可以形成上電極1的一部分la，以保護(hù)A1N上A1N的表12面(在本實(shí)施例中形成了上電極l的一部分la)。接下來，在上電極1的部分la上形成具有所需圖案的抗蝕劑圖案7，以去除非諧振區(qū)段R2的A1N，如圖3D所示。接下來，通過抗蝕劑圖案刻蝕形成為A1N表面保護(hù)膜的上電極1的部分la，如圖3E所示。接下來，刻蝕非諧振區(qū)段R2中的A1N(壓電薄膜3)，如圖3F所示。從而，抗蝕劑圖案7也被去除，如圖3G所示，這產(chǎn)生了這樣一種狀態(tài)，其中在襯底5上形成了下電極2、壓電薄膜3和上電極l的部分la。接下來，利用SOG(玻璃上旋涂)方法圍繞A1N(壓電薄膜3)形成作為絕緣膜4的Si02，如圖3H所示。這里，盡管在制作成本方面期望用于形成絕緣膜4的方法是上述的SOG應(yīng)用，但是除了該方法以外，也可使用其他方法，例如濺射、蒸發(fā)、CVD(化學(xué)氣相沉積)等等。接下來，去除應(yīng)用在諧振區(qū)段Rl上的SOG(絕緣膜4)，并且執(zhí)行平整化處理以減少A1N(壓電薄膜3)和圍繞A1N的絕緣膜4之間的表面臺階差，如圖3I所示。這里，平整化處理是利用回刻蝕、研磨、CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)等等來執(zhí)行的。這里，可以通過將表面臺階差減小到小于上電極1的厚度來防止上電極1斷開連接。此時可以去除A1N表面保護(hù)膜(上電極l的部分la)。接下來，形成作為上電極lb的Ru，如圖3J所示。這里，除了Ru以外，上電極lb還可以由大聲阻的Mo、W、Rh、Ir和Pt形成。接下來，在上電極lb上形成抗蝕劑圖案8，如圖3K所示。接下來，刻蝕抗蝕劑圖案8以去除非諧振區(qū)段R2上的上電極lb，如圖3L所示。接下來，去除在下電極2的側(cè)面上的SOG(絕緣膜4)，以利用下電極2獲得電連接，如圖3M所示。注意，盡管在該步中可以去除在下電極2的側(cè)面上的所有SOG(絕緣膜)，但是可以留下絕緣膜4的一部分4a，如圖3M所示。這樣留下絕緣膜4的部分4a，可以加強(qiáng)下電極2并且在形成空隙6時防止下電極2的損壞。最終，就在諧振區(qū)段Rl下方(見圖2B)形成空隙6，如圖3N所示。空隙6可以通過利用深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)從襯底5的背面刻蝕來形成。這里，除了上述方法以外，還有一種方法用于制作空隙6:在襯底5中形成凹面，然后在凹面中填充犧牲層，并去除末端的犧牲層。還有一種方法在襯底5上形成犧牲層圖案，然后去除末端的犧牲層。另外，盡管在本實(shí)施例中己經(jīng)示出了形成空隙6的配置，但是可以采用使用聲鏡的配置，并且可以采用另外的配置，只要該配置至少可以實(shí)現(xiàn)聲波諧振器即可。通過本實(shí)施例的方法制作的膜體聲波諧振器的諧振因子Q(質(zhì)量因數(shù))、抗諧振因子Q和電機(jī)械耦合系數(shù)k2在上述表1的Si02欄中示出。當(dāng)與表1中的A1N相比時清楚可見，當(dāng)在非諧振區(qū)段R2中形成A1N時抗諧振因子Q的值為400，而通過采用類似于本實(shí)施例的去除非諧振區(qū)段R2的A1N并圍繞諧振區(qū)段Rl的A1N形成Si02的絕緣膜4的配置，可以確認(rèn)抗諧振因子Q的值被提高到865。與此類似，確認(rèn)了電機(jī)械耦合因數(shù)k2的值被從6.15%提高到6.33%。圖4A示出了其中沒有形成絕緣膜4的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)。圖4B示出了形成了由Si02構(gòu)成的絕緣膜4并且形成了與錐形末端2a的下端和絕緣膜4的末端之間的距離Dl相對應(yīng)的壓電薄膜3的區(qū)域的結(jié)構(gòu)。圖4C示出了其中錐形末端2a的下端的位置與絕緣膜4的末端的位置相一致的結(jié)構(gòu)。圖4D示出了其中錐形末端2a的上端的位置與絕緣膜4的末端的位置相一致的結(jié)構(gòu)。圖4E示出了其中絕緣膜4被形成在錐形末端2a上并且在錐形末端2a的上端和絕緣膜4的末端之間具有距離D2的結(jié)構(gòu)。注意，在圖4A至4E所示的結(jié)構(gòu)中，錐形末端2a的下端與空隙6的邊緣的位置相一致。另外，在本實(shí)施例中的兩種情況下，距離Dl和D2都是2iLim。表2示出了通過實(shí)施例中所示的方法制作的圖4A至4E所示的膜體聲波諧振器的每種特性。換句話說，表2示出了具有在形成絕緣膜4的區(qū)域上不同的各種結(jié)構(gòu)的諧振器的每種特性，盡管每種諧振器在下電極2的末端都有錐形末端2a。14表2<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>可以確認(rèn)，相比于圖4A至4C分別所示的膜體聲波諧振器，具有圖4D和4E所示結(jié)構(gòu)的膜體聲波諧振器在抗諧振因子Q和電機(jī)械耦合系數(shù)k2方面有所提高。圖4A中所示的諧振器沒有絕緣膜4，而圖4B和4C中所示的諧振器具有這樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使得壓電薄膜3和絕緣膜4之間的每個邊界被部署在錐形末端2a的下端上或者部署在下電極2的外部。另一方面，圖4D和4E中所示的諧振器具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中每個邊界被部署在錐形末端2a的上端上或者部署在下電極2的內(nèi)部(從錐形末端2a的上端到下電極2的上表面的中心)。除了邊界的部署以外，圖4D和4E中所示的諧振器是通過以下方法步驟制作的去除除了在被上電極1和下電極2所夾的位置處的壓電薄膜3;在已從其去除壓電薄膜3的非諧振區(qū)段R2中形成絕緣膜4;以及在其上端或內(nèi)部形成壓電薄膜3和絕緣膜4的邊界的一部分。圖5示出了使用本實(shí)施例的膜體聲波諧振器的雙工器的電路圖。如圖5所示，雙工器具有連接到天線(未示出)的端子31、由梯型濾波器組成的接收濾波器32、連接到接收電路(未示出)的輸出端子33、用于匹配接收和發(fā)送方的阻抗的相位匹配電路34、由梯型濾波器組成的發(fā)送濾波器35、以及連接到發(fā)送電路(未示出)的輸入端子36。接收濾波器32和發(fā)送濾波器35由梯型濾波器組成，該梯型濾波器由本實(shí)施例的膜體聲波諧振器形成。圖6示出了雙工器的實(shí)施例。在圖6中，雙工器具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中發(fā)送濾波器元件42和接收濾波器元件45以面向下的方式被安裝在安裝襯底43上。安裝襯底43內(nèi)建有線路、移相器和輸出端子(未示出)。安裝襯底43通過焊點(diǎn)46與發(fā)送濾波器元件42和接收濾波器元件45電連接。接收濾波器元件45和發(fā)送濾波器元件42分別被形成為各個芯片。因?yàn)楸緦?shí)施例的膜體聲波諧振器的值Q很高，所以當(dāng)利用本實(shí)施例的膜體聲波諧振器來構(gòu)造雙工器時，可以實(shí)現(xiàn)小型的、高性能雙工器。盡管接收濾波器32和發(fā)送濾波器35利用本實(shí)施例中的膜體聲波諧振器來配置，但是也可以采用將膜體聲波諧振器濾波器連接到發(fā)送方并將表面聲波連接到接收方的配置。另外，盡管在圖6中采用了發(fā)送濾波器元件42和接收濾波器元件45以面向下的方式安裝并且被樹脂所隱藏的配置，但是它們也可以被配置為用線路安裝并且被密封隱藏。另外，代替根據(jù)本實(shí)施例在安裝襯底43上安裝一個發(fā)送濾波器器件42和一個接收濾波器器件45的雙工器，可以采用這樣一種配置，其中通過在單個襯底上安裝多個發(fā)送濾波器和多個接收濾波器來形成多個雙工器。在這種情況下，可以利用半導(dǎo)體開關(guān)來實(shí)現(xiàn)適應(yīng)于多模式或多頻帶便攜式電話的雙工器。圖7示出了包括根據(jù)本實(shí)施例的膜體聲波諧振器的通信模塊。該通信模塊包括接收濾波器元件45和發(fā)送濾波器元件42，這兩個元件包括使用根據(jù)本實(shí)施例的膜體聲波諧振器的梯型濾波器。作為各個芯片的接收和發(fā)送濾波器元件45和42以面向下的方式被安裝在安裝襯底43上。半導(dǎo)體器件48和安裝襯底43利用線路47來連線。在安裝襯底43上，實(shí)現(xiàn)了未示出的一個或多個線路、移相器和輸出端子。安裝襯底43通過焊點(diǎn)46與發(fā)送濾波器元件42和接收濾波器元件45電連接。半導(dǎo)體器件48通過安裝襯底43中包括的線路與發(fā)送濾波器元件42和接收濾波器元件45電連接。安裝襯底43通過樹脂材料41成模，以便覆蓋發(fā)送濾波器元件42、接收濾波器元件45和半導(dǎo)體器件48。16通過如上所述的構(gòu)造，可以實(shí)現(xiàn)在同一襯底上安裝有圖5中所示的雙工器和半導(dǎo)體器件48的通信模塊。注意，作為一個示例，優(yōu)選地通過低噪聲放大器來構(gòu)造半導(dǎo)體器件48。除此之外，由于半導(dǎo)體器件48可以由開關(guān)元件組成，因此通過在一個襯底上安裝多個發(fā)送濾波器、多個接收濾波器和一個半導(dǎo)體開關(guān)，可以構(gòu)造適應(yīng)多模式的通信模塊。圖8示出了具有根據(jù)本實(shí)施例的膜體聲波諧振器的一種示例性通信模塊。如圖8所示，雙工器62包括接收濾波器62a和發(fā)送濾波器62b。接收濾波器62a與適應(yīng)平衡輸出的接收端子63a和63b相連。發(fā)送濾波器62b經(jīng)由功率放大器64連接到發(fā)送端子65。接收濾波器62a和發(fā)送濾波器62b包括本實(shí)施例的膜體聲波諧振器或者具有膜體聲波諧振器的帶通濾波器。在接收信號時，接收濾波器62a僅傳遞經(jīng)由天線端子61輸入的信號內(nèi)的、預(yù)定頻帶中的信號，并從接收端子63a和63b輸出到外部。在發(fā)送信號時，發(fā)送濾波器62b僅傳遞從發(fā)送端子65輸入并由功率放大器64放大的信號內(nèi)的、預(yù)定頻帶中的信號，并從天線端子61輸出到外部。通過形成上述具有包括至少一個本實(shí)施例的膜體聲波諧振器的濾波器的通信模塊，可以實(shí)現(xiàn)在接收和發(fā)送特性上優(yōu)異并且尺寸較小的通信模塊。圖8中所示的通信模塊的配置是一個示例，通過另一種類型的包括根據(jù)本實(shí)施例的膜體聲波諧振器或帶通濾波器的通信模塊，可以獲得類似的優(yōu)點(diǎn)。圖9示出了移動電話單元的射頻(RF)塊，該移動電話單元是包括根據(jù)本實(shí)施例的膜體聲波諧振器的一種示例性通信設(shè)備。在圖9所示的配置中，該移動電話單元遵從諸如全球移動通信系統(tǒng)(GSM)和寬帶碼分多址(W-CDMA)之類的傳輸方法。本實(shí)施例中的GSM通信系統(tǒng)對應(yīng)于850MHz、950MHz、1.8GHz禾B1.9GHz。另外，盡管除了圖9中所示的結(jié)構(gòu)以外，該移動電話單元還具有麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、液晶顯示屏等等，但是17它們未被示出，因?yàn)樗鼈儗τ诒緦?shí)施例的說明不是必要的。這里，接收濾波器73a、77、78、79和80以及發(fā)送濾波器73b包括根據(jù)本實(shí)施例的膜體聲波諧振器。首先，天線切換電路72依據(jù)經(jīng)由天線71輸入的接收信號的通信系統(tǒng)是W-CDMA還是GSM來選擇要操作的大規(guī)模集成(LSI)。當(dāng)輸入的接收信號遵從W-CDMA通信系統(tǒng)時，電路72進(jìn)行切換以將接收信號輸出到雙工器73。輸入到雙工器73的接收信號被接收濾波器73a限制到預(yù)定頻帶并被輸出到低噪聲放大器(LNA)74作為經(jīng)平衡的接收信號。然后，LNA74放大經(jīng)平衡的接收信號，并將放大后的經(jīng)平衡接收信號輸出到LSI76。LSI76將由LNA74放大后的經(jīng)平衡接收信號解調(diào)為聲音信號，或者控制移動電話單元內(nèi)每個部件的操作。相反地，當(dāng)發(fā)送信號時，LSI76生成發(fā)送信號。所生成的發(fā)送信號被功率放大器75放大，并且被輸入到發(fā)送濾波器73b。發(fā)送濾波器73b僅傳遞輸入的發(fā)送信號內(nèi)的、預(yù)定頻帶中的信號。經(jīng)過發(fā)送濾波器73b傳遞的信號隨后經(jīng)由天線切換電路72被從天線71輸出到外部。當(dāng)輸入的接收信號是遵從GSM通信系統(tǒng)的信號時，天線切換電路72選擇與頻帶相對應(yīng)的接收濾波器77至80中的任何一個，并輸出接收信號。頻帶被接收濾波器77至80中的任何一個所限制的接收信號被輸入到LSI83?；谳斎氲慕邮招盘枺琇SI83執(zhí)行用于解調(diào)為聲音信號的處理，或者控制移動電話單元內(nèi)每個部件的操作。相反地，當(dāng)要發(fā)送信號時，LSI83生成發(fā)送信號。所生成的發(fā)送信號被功率放大器81或82放大，并且經(jīng)由天線切換電路72被從天線71輸出到外部。如上所述，通過在通信設(shè)備中包括本實(shí)施例的膜體聲波諧振器，可以實(shí)現(xiàn)在接收和發(fā)送特性上優(yōu)異并且尺寸較小的通信設(shè)備。根據(jù)本實(shí)施例的膜體聲波諧振器，可以通過在非諧振區(qū)段R2中、在上電極1和襯底5之間形成絕緣膜4，來抑制聲波在橫向方向上從壓電薄膜3泄漏并降低損耗。通過將這種膜體聲波諧振器用到諸如帶通濾波器之類的各種濾波器，還可以實(shí)現(xiàn)在通帶特性上優(yōu)異的濾波器。另外，通過將這種膜體聲波諧振器用到雙工器、通信模塊和通信設(shè)備，可以改善接收和發(fā)送特性，并且可以減小尺寸。權(quán)利要求1.一種膜體聲波諧振器，包括襯底；形成在所述襯底上的下電極；形成在所述下電極上的壓電薄膜；形成在所述壓電薄膜上的上電極；以及鄰近于所述上電極和所述襯底之間的壓電薄膜而部署的絕緣膜，該絕緣膜位于所述上電極和所述襯底彼此相對的位置處。2.如權(quán)利要求1所述的膜體聲波諧振器，其中所述襯底被形成為在面對所述下電極的部分形成有空隙。3.如權(quán)利要求1所述的膜體聲波諧振器，其中所述下電極具有錐形末端，并且所述壓電薄膜和所述絕緣膜之間的邊界的一部分被部署在從所述錐形末端的上端看的內(nèi)部。4.如權(quán)利要求1所述的膜體聲波諧振器，其中所述壓電薄膜和所述絕緣膜之間的臺階的測量結(jié)果小于所述上電極的厚度的測量結(jié)果。5.如權(quán)利要求1所述的膜體聲波諧振器，其中所述絕緣膜由二氧化硅、氮化硅、碳化硅和氧化鋁中的一種組成。6.如權(quán)利要求1所述的膜體聲波諧振器，其中所述絕緣膜由利用玻璃上旋涂方法應(yīng)用在所述襯底上的二氧化硅形成。7.如權(quán)利要求1所述的膜體聲波諧振器，其中所述壓電薄膜由氮化鋁作為主要成分組成。8.如權(quán)利要求1所述的膜體聲波諧振器，其中所述壓電薄膜與所述上電極和所述下電極之一之間的接觸面積小于凸出在包括襯底表面的平面上的上電極和下電極的各形狀之間的公共部分的面積，所述下電極形成在所述表面上。9.如權(quán)利要求2所述的膜體聲波諧振器，其中所述壓電薄膜與所述上電極和所述下電極之一之間的接觸面積小于所述下電極面對所述空隙的面積。10.如權(quán)利要求1所述的膜體聲波諧振器，其中所述壓電薄膜與所述上電極和所述下電極之一相接觸處部分的形狀為橢圓形。11.如權(quán)利要求1所述的膜體聲波諧振器，其中所述壓電薄膜與所述上電極和所述下電極之一相接觸處部分的形狀為多邊形，組成所述多邊形的多條邊中的任何一條邊不與這多條邊中的另一條邊平行。12.如權(quán)利要求1所述的膜體聲波諧振器，其中所述上電極和所述下電極都由包含鉬、鎢、釕、銠、銥和鉑之一作為主要成分的材料組成。13.—種濾波器，包括膜體聲波諧振器，包括襯底；形成在所述襯底上的下電極；形成在所述下電極上的壓電薄膜；形成在所述壓電薄膜上的上電極；以及鄰近于所述上電極和所述襯底之間的壓電薄膜而部署的絕緣膜，該絕緣膜位于所述上電極和所述襯底彼此相對的位置處。14.一種雙工器，包括濾波器，包括膜體聲波諧振器，包括襯底；形成在所述襯底上的下電極；形成在所述下電極上的壓電薄膜；形成在所述壓電薄膜上的上電極；以及鄰近于所述上電極和所述襯底之間的壓電薄膜而部署的絕緣膜，該絕緣膜位于所述上電極和所述襯底彼此相對的位置處。15.—種包括濾波器和雙工器中的任何一個或兩者的用于通信的傳輸模塊，其中所述濾波器包括膜體聲波諧振器，包括-襯底；形成在所述襯底上的下電極；形成在所述下電極上的壓電薄膜；形成在所述壓電薄膜上的上電極；以及鄰近于所述上電極和所述襯底之間的壓電薄膜而部署的絕緣膜，該絕緣膜位于所述上電極和所述襯底彼此相對的位置處，所述雙工器包括膜體聲波諧振器，包括襯底；形成在所述襯底上的下電極；形成在所述下電極上的壓電薄膜；形成在所述壓電薄膜上的上電極；以及鄰近于所述上電極和所述襯底之間的壓電薄膜而部署的絕緣膜，該絕緣膜位于所述上電極和所述襯底彼此相對的位置處。16.如權(quán)利要求15所述的傳輸模塊，還包括半導(dǎo)體器件；以及其上安裝了所述半導(dǎo)體器件及所述濾波器和所述雙工器中的任何一個或兩者的襯底。17.—種通信設(shè)備，包括用于通信的傳輸模塊，包括半導(dǎo)體器件及濾波器和雙工器中的任何一個或兩者，其中所述濾波器包括膜體聲波諧振器，包括襯底；形成在所述襯底上的下電極；形成在所述下電極上的壓電薄膜；形成在所述壓電薄膜上的上電極；以及鄰近于所述上電極和所述襯底之間的壓電薄膜而部署的絕緣膜，該絕緣膜位于所述上電極和所述襯底彼此相對的位置處，所述雙工器包括膜體聲波諧振器，包括襯底；形成在所述襯底上的下電極；形成在所述下電極上的壓電薄膜；形成在所述壓電薄膜上的上電極；以及鄰近于所述上電極和所述襯底之間的壓電薄膜而部署的絕緣膜，該絕緣膜位于所述上電極和所述襯底彼此相對的位置處。全文摘要本發(fā)明提供了一種膜體聲波諧振器、濾波器、通信模塊和通信設(shè)備。該膜體聲波諧振器具有襯底、形成在襯底上的下電極、形成在下電極上的壓電薄膜、形成在壓電薄膜上的上電極、以及鄰近于上電極和襯底之間的壓電薄膜而部署的絕緣膜，該絕緣膜位于上電極和襯底彼此相對的位置處。襯底優(yōu)選地被形成為在面對下電極的部分形成有空隙。下電極優(yōu)選地具有錐形末端，并且壓電薄膜和絕緣膜之間的邊界的一部分被部署在從錐形末端的上端看的內(nèi)部。文檔編號H03H9/72GK101510768SQ20091000301公開日2009年8月19日申請日期2009年1月8日優(yōu)先權(quán)日2008年2月15日發(fā)明者上田政則,橫山剛申請人:富士通株式會社