BRPI0616621A2 - dispositivo de onda de superfìcie elástico, dispositivo modular, circuito de oscilação e método de fabricação de dispositivo de onda de superfìcie elástico - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE ONDA DE SUPERFìCIE ELASTICO, DISPOSITIVO MODULAR, CIRCUITO DE OSCILAçãO E MéTODO DE FABRICAçãO DE DISPOSITIVO DE ONDA DE SUPERFìCIE ELáSTICO. Um objetivo é fornecer um dispositivo SAW tipo onda SH que é um dispositivo de onda acústica de superfície que usa um substrato de quartzo e que é pequeno e com um grande valor Q e excelentes características de envelhecimento da freqüência. Um dispositivo de onda acústica de superfície tipo onda SH inclui um substrato piezelétrico e um eletrodo IDT fornecido no substrato piezelétrico e constituído de A1 ou de uma liga contendo principalmente Aí e que usa uma onda SH como uma onda de estímulo. O substrato piezelétrico é uma placa de cristal na qual um ângulo de corte <sym> de um substrato de quartzo de corte Y rotativo é ajustado em uma faixa de -64,0<198> < <sym> < -49,3<198> no sentido anti-horário a partir do eixo geométrico Z do cristal e na qual uma direção da propagação da onda acústica de superfície é ajustada em 90<198> <sym> 5<198> em relação ao eixo geométrico X do cristal. No dispositivo de onda acústica de superfície tipo onda SH, uma espessura do filme do eletrodo H/à padronizada por um comprimento de onda do eletrodo IDT é 0,04 <sym> H/<sym> <sym> 0,12, onde <sym> é um comprimento de onda da onda acústica de superfície a ser estimulada, e uma superfície principal do substrato piezelétrico é gravada em uma espessura de 0,002 <109>m ou mais.

Description

"DISPOSITIVO DE ONDA DE SUPERFÍCIE ELÁSTICO,DISPOSITIVO MODULAR, CIRCUITO DE OSCILAÇÃO E MÉTODO DE FA-BRICAÇÃO DE DISPOSITIVO DE ONDA DE SUPERFÍCIE ELÁSTICO"

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção diz respeito a um dispositivode onda acústica de superfície (dispositivo SAW), particu-larmente, a um dispositivo acústico de superfície tipo ondaSH com melhores características de envelhecimento e a um mé-todo para fabricar o mesmo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Nos últimos anos, um dispositivo SAW é amplamenteusado no campo das comunicações. Em virtude de seus excelen-tes recursos, tais como alto desempenho, tamanho reduzido eprodutividade em massa, o dispositivo SAW é freqüentementeusado em dispositivos, tais como telefones celulares e LANs.Um dispositivo SAW que tem sido amplamente usado usa a ondaRayleigh (onda (P + SV)) que se propaga na direção de um ei-xo geométrico X de um substrato de quartzo de corte ST (umsubstrato de quartzo cujo plano XZ (plano Y) é rotacionadoem 42,75° no sentido anti-horário a partir do eixo geométri-co Z de um cristal ao redor do eixo geométrico X de um cris-tal como um eixo geométrico de rotação). Embora o coeficien-te de temperatura primário cortado ST do cristal do disposi-tivo SAW seja zero, o coeficiente de temperatura secundárioé relativamente alto em cerca de -0,034 (ppm/°C2), e é umproblema o fato de a variação de freqüência ficar maiorquando usada em faixa de alta temperatura.Para resolver este problema, dispositivos SAW fo-ram divulgados por Meirion Lewis, "Surface Skimming Bulk Wa-ve, SSBW", IEEE Ultrasonics Symp. Proc., pp. 744 - 752(1977) e pela Publicação do Pedido de Patente Japonês Exami-nado 62-016050. Em relação à figura 20a, este dispositivoSAW é um dispositivo SAW tipo onda SH no qual o ângulo decorte θ de um substrato de quartzo de corte Y rotativo é ro-tacionado em -50° no sentido anti-horário a partir do eixogeométrico Z do cristal (os eixos geométricos do substratodepois da rotação são representados pelos eixos geométricosX, Y' e Z' ) e que utiliza uma onda SH que se propaga em umadireção perpendicular ao eixo geométrico X (direção do eixogeométrico Z' ) . Para expressar este ângulo de corte nos ân-gulos Euler, ele pode ser expresso como (0o, θ + 90°, 90°) =(0o, 40°, 90°) . A figura 20b é um ressonador SAW tipo ondaSH que inclui: um eletrodo IDT 82 arranjado ao longo do eixogeométrico Z' na superfície principal de um substrato dequartzo de corte Y rotativo 81, e refletores de gradeamento83a, 83b em ambos os lados do eletrodo IDT 82. Este ressona-dor SAW tipo onda SH desempenha como um ressonador de umamaneira que a onda de superfície tipo onda SH que propagadiretamente sob a superfície do substrato piezelétrico 81seja estimulada pelo eletrodo IDT 82, e a energia de vibra-ção seja capturada diretamente pelos eletrodos (82, 83a,83b) . No geral, o ressonador SAW tipo onda SH tem boas ca-racterísticas de freqüência-temperatura que mostram uma cur-va terciária em uma ampla faixa de temperatura.Entretanto, basicamente, esta onda de superfícietipo onda SH é uma onda que avança através do substrato(SSBW). Assim, quando comparado com um dispositivo SAW queusa uma onda como a onda Rayleigh que é estimulada pelo cor-te ST da placa de quartzo e que se propaga ao longo da su-perfície de um substrato piezelétrico, há problemas em que aeficiência de reflexão da onda acústica de superfície pelosrefletores de gradeamento é baixa e em que é difícil produ-zir um dispositivo SAW tipo onda SH de pequeno porte com umalto valor Q.

A fim de resolver estes problemas, a Publicação doPedido de Patente Japonês Examinado 1-034411 (Documento dePatente 2) divulga, como mostrado na figura 21, um ressona-dor SAW que usa uma onda de superfície tipo onda SH que pro-paga na direção do eixo geométrico Z' no substrato de quart-zo de corte Y rotativo 81 da qual o ângulo de corte θ é -50°. Este é um assim denominado ressonador SAW tipo eletrodoIDT multi-pareado que visa alcançar um alto valor Q que con-tém 800 ± 200 pares de eletrodos IDT 84 e captura a energiade vibração da onda de superfície tipo onda SH somente pelouso da reflexão de dedos de eletrodo dos eletrodos IDT 84sem usar os refletores de gradeamento.

Entretanto, este ressonador SAW tipo eletrodo IDTmulti-pareado tem menos efeito de captura de energia em com-paração com o ressonador SAW com corte ST de cristal dequartzo (o tipo onda Rayleigh) e exige um número extremamen-te maior de pares de eletrodos IDT, tal como 800 ± 200 pa-res, a fim de obter um alto valor Q. Portanto, há um proble-ma em que o tamanho do substrato fica maior que aquele doressonador SAW com corte ST de quartzo, desse modo, aumen-tando o tamanho do dispositivo e tornando impossível respon-der às recentes exigências de miniaturização.

Também, com o ressonador SAW divulgado no Documen-to de Patente 2, determina-se que o valor Q pode ser aumen-tado pelo ajuste da espessura de um filme do eletrodo em 2%λ ou mais, preferivelmente, 4% λ ou menos, onde λ é um perí-odo de eletrodo (comprimento de onda) da onda de superfícietipo onda SH estimulada pelos eletrodos IDT. Por exemplo, sea freqüência for 200 MHz, o valor Q fica saturado quando aespessura de um filme do eletrodo padronizado Η/λ (um valorde espessura do filme do eletrodo H padronizado por compri-mento de onda λ, onde λ é um comprimento de onda da SAW aser propagada: também chamado simplesmente de espessura dofilme do eletrodo) for cerca de 4% λ. Assim, o valor Q obti-do é somente cerca do mesmo daquele que usa o ressonador SAWcom corte SW do quartzo. Um possível motivo para isto, é quequando a espessura do filme do eletrodo padronizado varia de2% λ ou mais até 4% λ ou mais, o onda de superfície tipo on-da SH não pode ser capturada na superfície do substrato pie-zelétrico, e a eficiência de reflexão se torna insuficiente,desse modo, não aumentando o valor Q.

Juntamente com as exigências de uma maior freqüên-cia para o dispositivo SAW, boas características de envelhe-cimento da freqüência são fortemente demandadas, e inúmerassugestões foram feitas para melhorar as características deenvelhecimento, bem como a durabilidade de potência. A Pu-blicação de Pedido de Patente Japonês não Examinado 5-199062(Documento de Patente 3) oferece uma sugestão como esta. Deacordo com este documento, é necessário fazer cristalizaçãosimples de um eletrodo de alumínio formado em um substratode quartzo a fim de melhorar as características de envelhe-cimento da freqüência. Determina-se que a cristalização sim-ples do eletrodo de alumínio depende do estado da superfíciedo substrato de quartzo e do impedimento de contaminação dasuperfície do substrato antes de desenvolver um filme de alumínio.

Para produzir um substrato de quartzo, um substra-to de quartzo com corte ST (corte ST de 33 graus do substra-to de quartzo) de uma placa Y rotativa é cortado de um blocode quartzo, e ambas as superfícies são submetidas a lapida-ção até uma espessura pré-determinada, seguida pelo polimen-to destas superfícies. Finalmente, a gravação é conduzidapara remover camadas afetadas pelo trabalho das superfíciesdo substrato de quartzo e para liberar tensão ocasionada pe-lo polimento. O processo de gravar o substrato de quartzo éconduzido pela imersão do substrato em uma solução de grava-ção, tal como um líquido composto contendo ácido fluorídricoou fluoreto de amônio, e pela gravação da superfície dosubstrato de quartzo em cerca de 0,1 pm a 2 pm. Em decorrên-cia disto, a superfície do substrato estabelece uma estrutu-ra tipo ilha com diminutas ilhas semi-esféricas uniformemen-te dispostas, com os diâmetros das ilhas semi-esféricas va-riando de 10 nm (nanômetros) até 10 nm (nanômetros) e as su-as alturas variando de cerca de 1 nm até 20 nm. Também, osintervalos entre as ilhas são de cerca de 10 nm até diversasdezenas de nm. Em virtude de o estado da superfície variardependendo do tempo de gravação e da concentração da soluçãode gravação, determina-se que os controles de condição sãonecessários.

Como uma técnica para manter o substrato de quart-zo limpo, o tempo entre a gravação do substrato e a anexaçãodo substrato a um aparelho de deposição de filme deve sertão curto quanto possível, e o substrato é seco a vapor comálcool isopropílico ou imerso em álcool isopropílico. Poste-riormente, o substrato torna-se hidrofóbico por um método deremoção de líquido ou semelhante usando separação centrífu-ga. Adicionalmente, para evitar a contaminação da superfíciedo substrato por gás emitido de uma superfície de parede nointerior de uma camada de um aparelho de vácuo, um sistemade exaustão é um sistema de criorresfriamento. Adicionalmen-te, há uma pluralidade de câmaras usadas separadamente paraa deposição de filme e para admitir e eliminar o substrato.Isto impede que as câmaras de deposição de filme sejam ex-postas à atmosfera, e a chance de contaminação da superfíciédo substrato é reduzida.

Descreve-se que o filme de alumínio produzido pe-las técnicas da tecnologia relacionada e o filme de alumínioproduzido pela nova tecnologia são avaliados: pela observa-ção das partículas de filme pelos gráficos das característi-cas de difração que usam um sistema de difração de raios-X eque usam um microscópio eletrônico, e pelo tratamento térmi-co dos filmes de alumínio e pela observação do estado da su-perficie com um microscópio. Determina-se que a amplitude deum valor médio do filme de alumínio formado pela nova tecno-logia por um método de curva de travamento é substancialmen-te equivalente à amplitude de um valor médio de um cristalsimples de alumínio em larga escala, e que o filme de alumí-nio é um filme de cristal simples de alta qualidade.

Determina-se que, quando cerca de 20 miliwatts depotência foi suprida tanto ao ressonador SAW formado pelatécnica da tecnologia relacionada quanto ao ressonador SAWformado pela nova tecnologia para observar as mudanças defreqüência com o tempo, a mudança de freqüência depois de1.000 horas no ressonador da nova tecnologia foi menos di-versos ppm, ao passo que a mudança de freqüência pelo resso-nador da tecnologia relacionada foi extremamente grande, demenos diversas dezenas até -100 ppm ou mais.

A Publicação de Pedido de Patente WO 00/24123 des-creve um eletrodo de alumínio formado em um substrato dequartzo com corte ST de uma placa Y rotativa obtida pela ro-tação da placa Y em 10° a 60° ao redor de um eixo geométricoX. Em função dos desenvolvimentos da tecnologia de análisede medição, entende-se que a análise do filme de alumínioque era considerado um cristal simples pode ter sido ligei-ramente modificada. De acordo com a divulgação da publica-ção, uma camada de alumínio é policristalina, e um contornode grão de cristal é um contorno de grão de cristal gêmeo(que é um contorno de grão de cristal em que grãos de cris-tal adjacentes têm uma relação de cristais gêmeos). Determi-na-se que, dessa maneira, a freqüência do ressonador SAW nãomuda prontamente, mesmo depois de um uso prolongado. Isto éem virtude de a energia do contorno de grão ser gerada se acamada de alumínio for policristalina. Se a camada de alumí-nio for feita de policristal, como é o filme de alumínio datecnologia relacionada, e, se a orientação de cada cristalque constitui este policristal for aleatória, a energia docontorno de grão aumenta. Quando a energia do contorno degrão aumenta, e quando a vibração for aplicada no filme doeletrodo, o cristal move-se gradualmente. Portanto, determi-na-se que, se um filme do eletrodo como este receber vibra-ção por um longo período de tempo, é concebível que o filmedeteriore durante o tempo e que a freqüência flutue.

Ao contrário, se o contorno de grão do cristal queconstitui o filme de alumínio for o contorno de grão do15 cristal gêmeo como na presente invenção, isto é, se os grãoscristalinos adjacentes tiverem uma relação de cristais gê-meos, a energia do contorno de grão diminui, e partículasque constituem o filme de alumínio não movem-se facilmente,mesmo se a vibração for aplicada no filme do eletrodo por umlongo período de tempo. Assim, é descrito como concebívelque o filme do eletrodo não modifique prontamente com o tem-po, mesmo depois de um uso prolongado.

Determina-se que uma seção de um ressonador SAWfoi observada usando um microscópio eletrônico de transmis-são (TEM) , e confirmou-se que a interface do contorno degrão do filme de alumínio era o contorno de grão do cristalgêmeo. Também, determina-se que o cristal gêmeo foi confir-mado por uma fotografia tirada usando difração de feixe deelétrons.

Documento de Patente 1: Publicação de Pedido dePatente Japonês Examinado 62-016050

Documento de Patente 2: Publicação de Pedido dePatente Japonês Examinado 1-034411

Documento de Patente 3: Publicação de Pedido dePatente Japonês não Examinado 5-199062

Documento de Patente 4: WOOO/24123

Documento não Patente 1: Meirion Lewis, "SurfaceSkimming Bulk Wave, SSBW", IEEE Ultrasonics Symp. Proc. pp.744-752 (1977)

DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO

Entretanto, nos Documentos de Patente 3, 4, não hádescrições de nenhum dispositivo SAW tipo onda SH formado emum substrato de quartzo para onda SH que é obtido de umaplaca Y rotacionada ao redor de um eixo geométrico X em -50°, nem até que ponto o substrato de quartzo para onda SHdeve ser gravado, nem como formar o filme de alumínio quepode satisfazer os padrões de envelhecimento (como um exem-plo, 10 ppm ou menos em 1.000 horas) exigidos no envelheci-mento da operação em alta temperatura conduzido pela aplica-ção de +10 dBm de potência em uma atmosfera de +125 °C. As-sim, surge um problema em que não há pistas em termos de co-mo estabelecer todos os parâmetros para o dispositivo SAWtipo onda SH.Um objetivo da presente invenção é fornecer umdispositivo SAW tipo onda SH com boas características de en-velhecimento .

Também, um objetivo da invenção é fornecer o dis-positivo SAW tipo onda SH e fornecer um dispositivo modulare um circuito de oscilação que usam este dispositivo SAW ti-po onda SH.

A fim de resolver o problema exposto, um disposi-tivo de onda acústica de superfície de acordo com a invençãoé um dispositivo de onda acústica de superfície tipo onda SHque inclui um substrato piezelétrico e um eletrodo IDT for-necido no substrato piezelétrico e constituído de Al ou umaliga contendo principalmente Al e que usa a onda SH como umaonda de estímulo, em que o substrato piezelétrico é uma pla-ca de cristal na qual um ângulo de corte θ de um substratode quartzo de corte Y rotativo é ajustado em uma faixa de -64,0° < θ < -49,3° e na qual uma direção de propagação deonda acústica de superfície é ajustada em 90° ± 5o em rela-ção ao eixo geométrico X do cristal; uma espessura do filmedo eletrodo Η/λ padronizada por um comprimento de onda doeletrodo IDT é 0,04 < Η/λ < 0,12, onde λ é um comprimento deonda da onda acústica de superfície a ser estimulada; e oeletrodo IDT é formado em uma superfície gravada do substra-to piezelétrico. Adicionalmente, preferivelmente, a gravaçãoé gravação úmida.

Também, a onda acústica de superfície da invençãoé um dispositivo de onda acústica de superfície tipo onda SHque inclui um substrato piezelétrico e um eletrodo IDT for-necido no substrato piezelétrico e constituído de Al ou deuma liga contendo principalmente Al e que usa a onda SH comouma onda de estímulo, em que: o substrato piezelétrico é umaplaca de cristal na qual um ângulo de corte θ de um substra-to de quartzo de corte Y rotativo é ajustado em uma faixa de-64,0° < θ < -49,3° e na qual a direção de propagação de umaonda acústica de superfície é ajustada em 90° ± 5o em rela-ção a um eixo geométrico X do cristal; a espessura de umfilme do eletrodo Η/λ padronizada por um comprimento de ondado eletrodo IDT é 0,04 < Η/λ < 0,12, onde λ é um comprimentode onda da onda acústica de superfície a ser estimulada; euma superfície principal do substrato piezelétrico é gravadaem uma espessura de 0, 002 μπι ou mais.

Adicionalmente, o dispositivo de onda acústica desuperfície da invenção é o dispositivo de onda acústica desuperfície tipo onda SH em que: um relacionamento entre oângulo de corte θ e a espessura do filme do eletrodo Η/λ dodispositivo de onda acústica de superfície satisfaz -1,34082χ IO"4 χ Θ3 - 2, 34969 χ IO"2 χ θ2 - 1, 37506 χ θ - 26, 7895 <Η/λ < - 1, 02586 χ IO"4 χ θ3 - 1, 73233 χ IO"2 χ θ2 - 0, 977697 χθ - 18,3420.

Além do mais, a onda acústica de superfície de a-cordo com a invenção é um dispositivo de onda acústica desuperfície tipo onda SH em que: quando uma taxa de ocupaçãolinear mr de um dedo do eletrodo que constitui o eletrodoIDT for representada como uma largura do dedo do eletrodo /(largura do dedo do eletrodo + espaço inter-dedo do eletro-do), a relação entre o ângulo de corte θ e o produto da es-pessura do filme do eletrodo e a da taxa de metalização(Η/λ) χ mr satisfaz -8, 04489 χ IO"5 χ θ3 - 1, 40981 χ IO"2 χ θ2

- 0, 825038 χ θ - 16, 0737 < (Η/λ) χ mr < -6,15517 χ IO"5 χ θ3- 1, 03943 χ IO"2 χ θ2 - 0, 586564 χ θ - 11, 0052.

Também, ο dispositivo de onda acústica de superfí-cie da invenção é o dispositivo de onda acústica de superfí-cie tipo onda SH em que: um relacionamento entre o ângulo decorte Gea espessura do filme do eletrodo Η/λ do dispositi-vo de onda acústica de superfície satisfaz - 1,44605 χ IO"4χ θ3 - 2, 50690 χ IO"2 χ θ2 - 1, 45086 χ θ - 27, 9464 < Η/λ < -9, 87691 χ IO"5 χ θ3 -1, 70304 χ IO"2 χ θ2 - 0, 981173 χ θ -18,7946.

Adicionalmente, ο dispositivo de onda acústica desuperfície da invenção é o dispositivo de onda acústica desuperfície tipo onda SH em que: uma relação entre o ângulode corte Gea espessura do filme do eletrodo Η/λ do dispo-sitivo de onda acústica de superfície satisfaz -1,44605 χIO"4 χ G3 - 2, 50690 χ IO"2 χ G2 - 1, 45086 χ θ - 27, 9464 < Η/λ< -9, 87581 χ IO"5 χ G3 - 1, 70304 χ IO"2 χ G2 - 0, 981173 χ G -18,7946.

Além do mais, ο dispositivo de onda acústica desuperfície da invenção é o dispositivo de onda acústica desuperfície tipo onda SH em que: quando uma taxa de metaliza-ção mr de um dedo de eletrodo que constitui o eletrodo IDTfor representada como uma largura do dedo do eletrodo /(largura do dedo do eletrodo + espaço inter-dedo do eletro-do) , a relação entre o ângulo de corte Geo produto da es-pessura do filme do eletrodo e da taxa de metalização, (Η/λ)χ mr satisfaz -8, 67632 χ IO"5 χ θ3 - 1, 50414 χ IO"2 χ θ2 -0, 870514 χ θ - 16, 7678 < (Η/λ) χ mr < -5, 92554 χ IO"5 χ θ3 -1, 02183 χ IO"2 χ θ2 - 0, 588704 χ θ - 11, 2768.

Além do mais, ο dispositivo de onda acústica desuperfície da invenção é o dispositivo de onda acústica desuperfície tipo onda SH em que: o dispositivo de onda acús-tica de superfície é um ressonador de onda acústica de su-perfície de porta única com pelo menos um eletrodo IDR dis-posto no substrato piezelétrico.

Também, o dispositivo de onda acústica de superfí-cie da invenção é o dispositivo de onda acústica de superfí-cie tipo onda SH em que: o dispositivo de onda acústica desuperfície é um ressonador de onda acústica de superfície deduas portas com pelo menos dois eletrodos IDT dispostos aolongo da direção de propagação da onda acústica de superfí-cie do substrato piezelétrico.

Adicionalmente, o dispositivo de onda acústica desuperfície da invenção é o dispositivo de onda acústica desuperfície tipo onda SH em que: o dispositivo de onda acús-tica de superfície é um filtro multi-modos transversalmenteacoplado com uma pluralidade de ressonadores de onda acústi-ca de superfície dispostos próximos um do outro em paraleloà direção da propagação da onda acústica de superfície dosubstrato piezelétrico.

Além do mais, o dispositivo de onda acústica desuperfície da invenção é o dispositivo de onda acústica desuperfície tipo onda SH em que: o dispositivo de onda acús-tica de superfície é um filtro multi-modos longitudinalmenteacoplado com um ressonador de onda acústica de superfície deduas portas constituído de uma pluralidade de eletrodos IDTdispostos ao longo da direção da propagação da onda acústicade superfície do substrato piezelétrico.

Além do mais, o dispositivo de onda acústica desuperfície da invenção é o dispositivo de onda acústica desuperfície tipo onda SH em que: o dispositivo de onda acús-tica de superfície é um filtro de onda acústica de superfí-cie tipo escada com uma pluralidade de ressonadores de ondaacústica de superfície tipo onda SH dispostos em uma confi-guração tipo escada no substrato piezelétrico.

Também, o dispositivo de onda acústica de superfí-cie da invenção é o dispositivo de onda acústica de superfí-cie tipo onda SH em que: o dispositivo de onda acústica desuperfície é um filtro SAW transversal com uma pluralidadede eletrodos IDT dispostos com uma folga pré-determinada en-tre eles no substrato piezelétrico, os eletrodos IDT propa-gando a onda acústica de superfície em ambas as direções.

Adicionalmente, o dispositivo de onda acústica desuperfície da invenção é o dispositivo de onda acústica desuperfície tipo onda SH em que: o dispositivo de onda acús-tica de superfície é um filtro SAW transversal com pelo me-nos um eletrodo IDT disposto no substrato piezelétrico, opelo menos um eletrodo IDT propagando a onda acústica de su-perfície em uma direção.

Além do mais, o dispositivo de onda acústica desuperfície da invenção é o dispositivo de onda acústica desuperfície tipo onda SH em que: o dispositivo de onda acús-tica de superfície é um sensor de onda acústica de superfície.

Além do mais, o dispositivo de onda acústica desuperfície da invenção é o dispositivo de onda acústica desuperfície tipo onda SH em que: o dispositivo de onda acús-tica de superfície inclui refletores de gradeamento em ambosos lados do eletrodo IDT.

Um dispositivo modular de acordo com a invenção eum circuito de oscilação de acordo com a invenção usam odispositivo SAW tipo onda SH supradescrito.

Adicionalmente, um método para fabricar um dispo-sitivo de onda de superfície de acordo com a invenção é ummétodo para fabricar o dispositivo de onda acústica de su-perfície tipo onda SH supradescrito que inclui gravar a su-perfície principal do substrato piezelétrico antes de formaro filme constituído de Al ou de uma liga que contém Al. Istoé, um método para fabricar o dispositivo de onda acústica desuperfície de acordo com a invenção é um dispositivo de ondaacústica de superfície tipo onda SH que inclui: gravar a su-perfície principal do substrato piezelétrico, e formar o e-letrodo IDT na superfície principal gravada do substrato pi-ezelétrico.

O dispositivo SAW da invenção: usa o substrato dequartzo de corte Y rotativo cujo ângulo de corte θ está nafaixa de -64,0° < θ < -49,3°, preferivelmente, -61,4° < θ <-51,1°, usa a onda SH que é estimulada quando a direção depropagação da SAW é 90° ± 5o em relação a um eixo geométricoX do cristal, e inclui os eletrodos IDT e refletores de gra-deamento cujo material do eletrodo é composto de Al ou deuma liga contendo principalmente Al. No dispositivo SAW dainvenção: a espessura do filme do eletrodo Η/λ padronizadopelo comprimento de onda é ajustado na faixa de 0,04 < Η/λ <0,12, preferivelmente, 0,05 < Η/λ < 0,10, para que a onda,que de outra forma poderia avançar através do substrato, se-ja concentrada na superfície do substrato, permitindo um usoeficiente da reflexão da onda de superfície usando os refle-tores de gradeamento ou semelhantes. Também, em virtude de osubstrato de quartzo ser gravado em 0, 002 μπι ou mais, é pos-sível fornecer um dispositivo SAW tipo onda SH de pequenoporte com um alto valor Q e excelentes características deenvelhecimento da freqüência. Adicionalmente, em virtude deser usado o substrato de quartzo de corte Y rotativo cujoângulo de corte θ está na faixa de -64,0° < θ < -49,3°, pre-ferivelmente, -61,4° < θ < -51,1°, a quantidade de gravaçãoneste substrato de quartzo pode ser menor que 0,1 μπι, e agravação leva menos tempo.

Também, pela satisfação das exigências para a es- pessura do filme do eletrodo Η/λ e do ângulo de corte Θ, épossível ajustar a temperatura de transição Tp (°C) em umafaixa de temperatura praticável e produzir o dispositivo SAWtipo onda SH com boas características de envelhecimento da freqüência.

Adicionalmente, pela satisfação das exigências pa-ra o ângulo de corte θ e para o produto da espessura do fil-me do eletrodo e da taxa de metalização, (Η/λ) χ mr, é pos-sível ajustar a temperatura de transição Tp (0C) na faixa detemperatura praticável e fornecer o dispositivo SAW tipo on-da SH com boas características de envelhecimento da freqüência.

Além do mais, pelo emprego de vários sistemas dodispositivo SAW, é possível fornecer um dispositivo SAW tipoonda SH de pequeno porte com um alto valor Q e excelentescaracterísticas de envelhecimento da freqüência.

Também, em virtude de o dispositivo SAW incluir osrefletores de gradeamento arranjados em ambos os lados doeletrodo IDT para capturar de forma suficiente a energia SAWno eletrodo IDT, é possível fornecer um dispositivo SAW tipoonda SH de pequeno porta com um alto valor Q e excelentescaracterísticas de envelhecimento da freqüência.

Adicionalmente, em virtude de o dispositivo modu-lar ou o circuito de oscilação da invenção usar o dispositi-vo SAW tipo onda SH da invenção, é possível fornecer um dis-positivo modular ou circuito de oscilação de pequeno porte ede alto desempenho com excelentes características de enve-lhecimento da freqüência.

Adicionalmente, o método de fabricação da invençãoé um método para fabricar o dispositivo de onda acústica desuperfície tipo onda SH, no qual a superfície principal deum substrato de quartzo é gravada antes de formar um filmede Al ou de uma liga contendo principalmente Al. Portanto, épossível fabricar prontamente o dispositivo de onda de su-perfície tipo onda SH com excelentes características de en-velhecimento.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOSA figura 1 é um diagrama que ilustra um ângulo decorte θ de um substrato de um ressonador SAW tipo onda SH ea posição de um eletrodo. A figura Ib é um diagrama planoque ilustra a composição do ressonador SAW tipo onda SH.

A figura 2 é um gráfico que mostra as caracterís-ticas de freqüência-temperatura do ressonador SAW tipo ondaSH que são representadas juntamente com as característicasde freqüência-temperatura de um ressonador SAW de quartzo decorte ST.

A figura 3 mostra uma relação entre uma espessurado filme do eletrodo Η/λ e um valor Q do ressonador SAW tipoonda SH.

A figura 4 mostra uma relação entre a espessura dofilme do eletrodo Η/λ e um coeficiente de temperatura secun-dário do ressonador SAW tipo onda SH.

A figura 5a mostra uma relação entre a espessurado filme do eletrodo Η/λ e uma temperatura de transição Tpdo ressonador SAW tipo onda SH. A figura 5b mostra uma rela-ção entre o ângulo de corte Gea temperatura de transição Tp.

A figura 6 mostra uma relação entre o ângulo decorte Gea espessura do filme do eletrodo Η/λ do ressonadorSAW tipo onda SH quando a temperatura de transição Tp (0C)for Tp = -50, 0, +70, +125.

A figura 7 mostra uma relação entre a temperaturade transição Tp e um produto da espessura do filme do ele-trodo e da taxa de metalização, (Η/λ) χ mr, do ressonadorSAW tipo onda SH.A figura 8 mostra uma relação ente o ângulo decorte θ e o produto da espessura do filme do eletrodo e dataxa de metalização, (Η/λ) χ mr, do ressonador SAW tipo ondaSH quando a temperatura de transição Tp (0C) for Tp = -50,0, +70, +125.

A figura 9 mostra um ressonador SAW tipo onda SHde duas portas.

As figuras IOa e IOb são diagramas para explicaros filtros DMS. A figura 10a mostra um filtro DMS transver-salmente acoplado e a figura 10b mostra um filtro DMS longi-tudinalmente acoplado.

A figura 11 mostra um filtro SAW tipo escada.

As figuras 12a e 12b são diagramas para explicarfiltros SAW transversais. A figura 12a mostra um filtro SAWtransversal com IDTs que estimulam SAW em ambas as direções,e a figura 12b mostra um filtro SAW transversal com IDTs queestimulam SAW em uma direção.

A figura 13 é um diagrama plano esquemático quemostra a estrutura do ressonador SAW tipo onda SH do qual osubstrato de quartzo da invenção é gravado de forma leve.

A figura 14 é um gráfico que mostra as caracterís-ticas de envelhecimento do ressonador SAW tipo onda SH com osubstrato de quartzo gravado de forma leve, que são repre-sentadas juntamente com as características de envelhecimentodo ressonador SAW tipo onda SH da tecnologia relacionada sema gravação.A figura 15 mostra uma micrografia eletrônica dosubstrato de quartzo para onda SH com sua superfície sendogravada de forma leve em uma quantidade de 0, 0045 μπι.

A figura 16 mostra uma micrografia eletrônica dosubstrato de quartzo de corte ST com sua superfície sendogravada em uma quantidade de 0,6 ym.

A figura 17 é uma tabela que compara FWHM com CPSusando os substratos de quartzo gravado e não gravado.

A figura 18 é uma tabela que compara a resistênciaefetiva do ressonador SAW tipo onda SH que usa os substratosde quartzo gravado e não gravado.

A figura 19 é um gráfico que mostra as caracterís-ticas de envelhecimento do ressonador SAW tipo onda SH quan-do a quantidade de gravação do substrato de quartzo é 0,045μm, 1.500 Â.

A figura 20 é um diagrama que mostra o ângulo decorte θ do substrato do ressonador SAW tipo onda SH e a po-sição do eletrodo. A figura 20b é um diagrama plano que mos-tra a composição do ressonador SAW tipo onda SH.

A figura 21 é um diagrama plano que mostra a es-trutura de um ressonador SAW tipo eletrodo IDT multi-pareado.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS

Antes de explicar a presente invenção, o Pedido dePatente Japonês 2004-310452 será explicado, uma vez que apresente invenção é baseada nele. Em relação à figura la,uma onda de superfície tipo onda SH é uma onda que se propa-ga em uma direção de 90° ± 5o em relação a um eixo geométri-co X do cristal, quando um ângulo de rotação θ de um subs-trato de quartzo de corte Y é de cerca de -50° no sentidoanti-horário a partir do eixo geométrico Z do cristal. A fi-gura Ib é um ressonador SAW tipo onda SH que inclui: um ele-trodo IDT 2 arranjado na direção de um eixo geométrico Z' emuma superfície principal de um substrato de quartzo 1, e re-fletores de gradeamento 3a, 3b dispostos em ambos os ladosdo eletrodo IDT 2. 0 eletrodo IDT 2 é constituído de um parde transdutores interdigitais, cada qual com uma pluralidadede dedos do eletrodo que são encaixados uns nos outros. Umeletrodo condutor estende-se a partir de cada dedo do eletrodo.

Um material de eletrodo do eletrodo IDT 2 e dosrefletores de gradeamento 3a, 3b é alumínio (Al) ou uma ligacontendo principalmente Al. A espessura de um filme do ele-trodo padronizado é representada como Η/λ, no qual a espes-sura de um filme do eletrodo H do eletrodo IDT 2 e dos re-fletores de gradeamento 3a, 3b é padronizada em um compri-mento de onda λ da onda de superfície tipo onda SH. L/(L +S) representa uma taxa de metalização mr, onde L é uma lar-gura do dedo de eletrodo que constitui o eletrodo IDT 2, e(L+S) é uma adição da largura do dedo do eletrodo L e de umespaço do dedo do eletrodo S. A menos que de outra forma de-terminado, mr = 0,60.

Mediante o estudo das desvantagens da tecnologiarelacionada, na presente invenção, o valor da espessura dofilme do eletrodo Η/λ é ajustado maior do que a tecnologiarelacionada para que a onda de superfície tipo onda SH sejaconcentrada na superfície do substrato piezelétrico para u-sar eficientemente a reflexão da onda de superfície tipo on-da SH pelo uso de refletores de gradeamento. A energia daonda de superfície tipo onda SH é, desse modo, capturada noseletrodos IDT mesmo com um menor número de pares dos eletro-dos IDT e com um menor número de refletores de gradeamentoe, dessa maneira, o tamanho do dispositivo é diminuído.

A figura 2 é um gráfico que mostra característicasde freqüência-temperatura (em linha cheia) do ressonador SAWtipo onda SH mostrado na figura lb, no qual um substrato dequartzo com propagação X de 90° do corte Y rotativo de -51°(em expressão do ângulo de Euler, 0o, 39°, 90°)) é usado co-mo o substrato piezelétrico 1: a freqüência de oscilação é315 MHz, a espessura do filme do eletrodo Η/λ é 0,06, o nú-mero de pares dos eletrodos IDT 2 é 100, e o número de re-fletores de gradeamento 3a, 3b é 100 cada. Também, para com-paração, as características de freqüência-temperatura doressonador SAW de quartzo de corte ST com o substrato pieze-létrico do mesmo tamanho são representadas em uma linha pon-tilhada sobreposta com a linha cheia.

A figura 3 mostra uma relação entre a espessura dofilme do eletrodo Η/λ e um valor Q no ressonador SAW tipoonda SH de acordo com a invenção. As condições de desenho doressonador são as mesmas apresentadas. Este gráfico precei-tua que um valor Q que excede o valor Q (15.000) do ressona-dor SAW do quartzo de corte ST pode ser obtido na faixa de0,04 < Η/λ < 0,12. Também, um valor Q tão alto quanto 20.000pode ser obtido pelo ajuste da faixa em 0,05 < Η/λ < 0,10.Pela comparação do valor Q entre o ressonador SAWtipo IDT multi-pareado da Publicação de Pedido de PatenteJaponês Examinado 1-034411 e o ressonador SAW tipo onda SHda presente invenção, o valor Q obtido na Publicação de Pe-dido de Patente Japonês Examinado 1-034411 foi o valor emque a freqüência de oscilação era 207,561 (MHz). Quando estevalor é convertido usando a freqüência de oscilação de 315(MHz) usada nesta modalidade, o valor Q fica em cerca de5.000, que é quase igual àquele o ressonador SAW do quartzode corte ST. Também, pela comparação do tamanho do ressona-dor, o ressonador SAW tipo IDT multi-pareado da Publicaçãode Pedido de Patente Japonês Examinado 1-034411 exige até800 ± 200 pares, embora, na presente invenção, um total de200 pares tanto para os IDTs quanto para os refletores degradeamento seja suficiente e, assim, é possível uma granderedução de tamanho. Dessa maneira, pelo ajuste da espessurado filme do eletrodo na faixa de 0,04 < Η/λ < 0,12 e pelaeficiente reflexão da onda de superfície tipo onda SH usandoos refletores de gradeamento, é possível conceber um menordispositivo SAW com um valor Q mais alto em relação ao res-sonador SAW tipo IDT multi-pareado divulgado na Publicaçãode Pedido de Patente Japonês Examinado 1-034411.

A figura 4 mostra uma relação entre a espessura dofilme do eletrodo Η/λ e um coeficiente de temperatura secun-dário do ressonador SAW tipo onda SH de acordo com a inven-ção. As condições de desenho do ressonador são as mesmas su-pramencionadas. A figura 4 mostra que, na faixa de 0,04 <Η/λ < 0,12 que produz um alto valor Q, um coeficiente maisalto que o coeficiente de temperatura secundário do ressona-dor SAW do quartzo de corte ST, -0, 034 (ppm/°C2), foi obti-do. Estes resultados preceituam que, pelo ajuste da espessu-ra do filme do eletrodo na faixa de 0,04 < Η/λ < 0,12, épossível fornecer um dispositivo SAW que é menor e com umvalor Q mais alto e com boa estabilidade de freqüência emrelação ao ressonador SAW do quartzo de corte ST e ao dispo-sitivo SAW divulgado na Publicação de Pedido de Patente Ja-ponês Examinado 1-034411.

O que foi exposto é somente um exemplo em que oângulo de corte θ é -51°. Entretanto, com o ressonador SAWda presente invenção, mesmo se o ângulo de corte θ for modi-ficado, a dependência da espessura do filme não muda muito.Com o ângulo de corte θ de diversos graus maior ou menor que-51°, um bom valor Q e um bom coeficiente de temperatura se-cundário ainda são obtidos se a espessura do filme do ele-trodo for ajustada na faixa de 0,04 < Η/λ <0,12.

Percebe-se que o ressonador SAW tipo onda SH dainvenção tem características de temperatura terciárias emuma faixa de temperatura muito ampla, mas é considerado tercaracterísticas secundárias em uma estreita faixa de tempe-ratura especificada, e que a temperatura de transição Tp va-ria dependendo da espessura do filme do eletrodo e do ângulode corte. Portanto, mesmo se o ressonador tiver excelentescaracterísticas de freqüência-temperatura, a estabilidade dafreqüência se deteriora enormemente se a temperatura detransição Tp não estiver em uma faixa de temperatura opera-cional. Assim, a fim de alcançar excelente estabilidade defreqüência em uma faixa de temperatura operacional praticá-vel (-50 °C a +125 °C) , é necessário um exame detalhado emconsideração não somente ao coeficiente de temperatura se-cundário, mas também à temperatura de transição Tp.

A figura 5a mostra uma relação entre a espessurado filme do eletrodo Η/λ e a temperatura de transição Tp doressonador SAW tipo onda SH da invenção com o ângulo de cor-te θ de -50,5°. Como fica aparente a partir da figura 5b,quando a espessura do filme do eletrodo Η/λ aumenta, a tem-peratura de transição Tp diminui. A relação entre o ângulode corte Gea temperatura de transição Tp é expressa nafórmula de aproximação a seguir.

Tp(Η/λ) = -41.825 χ (Η/λ)2 + 2.855,4 χ (Η/λ) - 26,42 ...(1)

Exceto por uma interceptação, a fórmula (1) é es-sencialmente aplicável também ao ângulo de corte de quase - 50°.

A figura 5b mostra uma relação entre o ângulo decorte Gea temperatura de transição Tp do ressonador SAW dainvenção quando a espessura do filme do eletrodo Η/λ for0,06. Como fica aparente a partir da figura 5b, quando umvalor absoluto do ângulo de corte θ diminui, a temperaturade transição Tp diminui. A relação entre o ângulo de corte θe a temperatura de transição Tp é expressa na fórmula de a-proximação a seguir.

Tp(θ) = - 43,5372 χ θ - 2.197,14 ...(2)

As fórmulas (1) e (2) indicam que, a fim de ajus-tar a temperatura de transição Tp na faixa de temperaturaoperacional praticável (-50 0C a +125 °C) quando a espessurado filme do eletrodo Η/λ for 0,04 < Η/λ < 0,12, o ângulo decorte θ precisa estar na faixa de -59,9° < θ ^ -48,9°.

Também, em relação tanto à espessura do filme doeletrodo Η/λ quanto ao ângulo de corte Θ, a temperatura má-xima Tp é expressa na fórmula de aproximação a seguir obtidadas fórmulas (1) e (2).

Tp(Η/λ,θ) = Tp(Η/λ) + Tp(θ) = -41.825 χ (Η/λ)2 +2.855,4 χ (Η/λ) - 43,5372 χ θ - 2.223,56 ...(3)

A partir da fórmula (3) , a fim de ajustar a tempe-ratura de transição Tp na faixa de temperatura operacional(-50 0C a +125 °C), a espessura do filme do eletrodo Η/λ e oângulo de corte θ precisam estar em uma faixa expressa nafórmula a seguir.

0, 9613 < -18, 498 χ (Η/λ) 2+l, 2629 χ (Η/λ)0, 019255 χ θ < 1, 0387 ... (4)

Da forma mostrada, na invenção, é possível forne-cer um dispositivo SAW que é menor e com um valor Q mais al-to e boa estabilidade de freqüência: pelo uso do substratode quartzo de corte Y rotativo, cujo ângulo de corte θ estána faixa de -59,9° < θ ^ -48,9°, pelo uso da onda SH que éestimulada quando a direção de propagação da SAW for subs-tancialmente perpendicular ao eixo geométrico X, pela cons-tituição do material do eletrodo dos eletrodos IDT e dos re-fletores de gradeamento com Al ou com uma liga contendoprincipalmente Al, e pelo ajuste da espessura do filme doeletrodo Η/λ em 0,04 < Η/λ < 0,12.Para examinar condições mais adequadas, é preferí-vel ajustar a espessura do filme do eletrodo Η/λ na faixa de0,05 < Η/λ < 0,10 para obter o valor Q de 20.000 ou mais,como mostrado na figura 3. Também, a fim de ajustar a tempe-ratura de transição Tp na faixa de temperatura operacionalpraticável (0 0C a +70 0C), é preferível ajustar o ângulo decorte θ na faixa de -55,7° < θ ^ -50,2°. Adicionalmente, épreferível ajustar o ângulo de corte Gea espessura do fil-me do eletrodo Η/λ na seguinte faixa obtida a partir da fórmula (3).

0, 9845 < -18,518 χ (Η/λ)2 + 1, 2643 χ (Η/λ) -0, 019277 χ θ < 1,0155 ... (5)

Anteriormente, uma relação entre a espessura dofilme do eletrodo Η/λ e o ângulo de corte Θ, de maneira talque possa ajustar a temperatura de transição Tp na faixa detemperatura operacional prática, foi derivada da relação en-tre a espessura do filme do eletrodo Η/λ e a temperatura detransição Tp quando o ângulo de corte θ for -50,5°, e da re-lação entre o ângulo de corte θ e a temperatura de transiçãoTp quando a espessura do filme do eletrodo Η/λ for 0,06. En-tretanto, em experimentos que usam faixas mais amplas do ân-gulo de corte Θ, condições mais detalhadas foram encontra-das, como explicado a seguir.

A figura 6 mostra uma relação entre o ângulo decorte Oea espessura do filme do eletrodo Η/λ quando a tem-peratura máxima Tp (0C) do ressonador SAW tipo onda SH forTp = -50, 0, +70, +125. A fórmula de aproximação para cadauma das características Tp é como segue.Tp = -50 (°C) : Η/λ * -1, 02586 χ 10"4 χ θ3 - 1, 73238χ 10"2 χ θ2 - 0, 977607 χ θ - 18,3420

Tp = O(0C): Η/λ * -9, 87591 χ 10"5 χ θ3 - 1, 70304 χ10"2 χ θ2 - 0, 991173 χ θ - 18, 7946

Tp = +70 (0C) : Η/λ * =1, 44605 χ 10"4 χ θ3 - 2, 50690χ 10"2 χ θ2 - 1, 45086 χ θ - 27, 9464

Tp = +125 (0C) : Η/λ * -1, 34082 χ 10"4 χ θ3 - 2, 34969χ 10"2 χ θ2 - 1, 37506 χ θ - 26, 7895

A figura 6 indica que, a fim de ajustar a tempera-tura de transição Tp na faixa praticável de -50 < Tp ^ +125,o ângulo de corte Gea espessura do filme do eletrodo Η/λprecisam estar em uma região circundada por curvas de Tp = -50 °C e Tp = +125 °C, isto é, em uma região de: -1, 34082 χ10"4 χ θ3 - 1, 73238 χ 10"2 χ θ2 - 0, 977607 χ θ - 18, 3420. Tam-bém, é necessário ajustar a espessura do filme do eletrodoΗ/λ, neste caso, na faixa de 0,04 < Η/λ < 0,12 que podemproduzir melhores características do que o ressonador SAW doquartzo de corte ST da tecnologia relacionada, e ajustar oângulo de corte θ na faixa de -64,0 < θ < -49,3 que está nafaixa mostrada na figura 6, do ponto A até o ponto B.

Para examinar condições ainda mais adequadas, édesejável ajusta a temperatura máxima Tp (0C) em 0 ^ Tp ^+70 que é a faixa de temperatura operacional praticável. Afim de ajustar Tp (°C) na faixa declarada anteriormente, oângulo de corte θ e a espessura do filme do eletrodo Η/λprecisam estar em uma região circundada pelas curvas de Tp =0°C e Tp = +70°C mostrada na figura 6, isto é, em uma re-gião de: -1, 44605 χ 10"4 χ θ3 - 2, 50690 χ 10"2 χ θ2 - 1, 45086χ θ - 27, 9464 < Η/λ < -9, 87591 χ IO"5 χ θ3 - 1, 70304 χ IO"2 χθ2 - 0,991173 χ θ - 18,7946. Também, é desejável que a es-pessura do filme do eletrodo Η/λ esteja na faixa de 0,05 <Η/λ < 0,10 que pode produzir o valor Q de não menos que20.000. A fim de ajustar a espessura do filme do eletrodo nafaixa supramencionada e a temperatura máxima Tp (0C) na fai-xa de 0 ^ θ ^ +70, é necessário ajustar o ângulo de corte θna faixa de -61,4 < θ < -51,1 mostrada na figura 6, do pontoC até o ponto D.

Como descoberto a partir do exame detalhado expos-to, descobriu-se que é possível obter um dispositivo SAW comum valor Q mais alto do que o ressonador SAW do quartzo decorte ST e excelentes características de temperatura e, tam-bém, ajustar a temperatura de transição Tp na faixa de tem-peratura operacional praticável: pelo uso do substrato dequartzo de corte Y rotativo cujo ângulo de corte θ está nafaixa de -64,0° < θ < -49,3°, preferivelmente, -61,4° < θ <-51,1°, pelo uso da onda SH que é estimulada quando a dire-ção da propagação da onda de superfície é substancialmenteperpendicular ao eixo geométrico X, pela constituição do ma-terial do eletrodo dos eletrodos IDT e dos refletores degradeamento com Al ou com uma liga contendo principalmenteAl, e pelo ajuste da espessura do filme do eletrodo Η/λ em0,04 < Η/λ < 0,12, preferivelmente, em 0,05 < Η/λ < 0,10.

É explicado anteriormente um exemplo no qual a ta-xa de metalização mr do IDT é fixa em 0,60. São examinadas aseguir as características Tp quando a taxa de metalizaçãoestiver incluída em uma variável. A figura 7 mostra uma re-lação entre a temperatura de transição Tp e um produto daespessura do filme do eletrodo e da taxa de metalização,(Η/λ) χ mr. Note que o eixo geométrico vertical indica atemperatura de transição Tp (°C), e o eixo geométrico verti-cal indica o produto da espessura do filme do eletrodo Η/λ eda taxa de metalização, (Η/λ) χ mr. O ângulo de corte θ dosubstrato de quartzo neste caso é -51,5°. A figura 7 mostraque, à medida que um valor do produto da espessura do filmedo eletrodo e da taxa de metalização, (Η/λ) χ mr, aumenta, atemperatura de transição Tp diminui.

A figura 8 mostra uma relação entre o ângulo decorte θ do substrato de quartzo e o produto da espessura dofilme do eletrodo Η/λ e da taxa de metalização, (Η/λ) χ mr,quando a temperatura de transição Tp (0C) do ressonador SAWtipo onda SH for Tp = -50, 0, +70, +125. A fórmula de apro-ximação para cada uma das características Tp é como segue.

Tp = -50 (°C): Η/λ χ mr * -6,15517 χ IO"8 χ θ3 -1, 03943 χ IO"2 χ θ2 - 0, 586564 χ θ - 11, 0052

Tp = 0 (0C): Η/λ χ mr * -5, 92554 χ IO"5 χ θ3 -1, 02183 χ IO"2 χ θ2 - 0, 588704 χ θ - 11, 2768

Tp = +70 (0C): Η/λ + mr * -8, 67632 χ IO"5 χ θ3 -1, 50414 χ IO"2 χ θ2 - 0, 870514 χ θ - 16, 7678

Tp = +125 (0C): Η/λ + mr * -8, 04489 χ IO"5 χ θ3 -1, 40981 χ IO"2 χ θ2 - 0, 825038 χ θ - 16, 0737

A figura 8 indica que, a fim de ajustar a tempera-tura de transição Tp (0C) na faixa praticável de -50 < θ <125, o ângulo de corte θ e o produto da espessura do filmedo eletrodo e da taxa de metalização, (Η/λ) χ mr, precisaestar em uma região envolvida pelas curvas de Tp = -50 0C eTp = +125 °C, isto é, em uma região de: -8,04489 χ IO"5 χ θ3- 1, 40981 χ IO"2 χ θ2 - 0, 825038 χ θ - 16, 0737 < Η/λ χ mr < -6,15517 χ IO"5 χ θ3 - 1, 03943 χ IO"2 χ θ2 - 0, 586564 χ θ -11,0052. Também, é necessário ajustar a espessura do filmedo eletrodo Η/λ, neste caso, na faixa de 0,04 < Η/λ < 0,12que pode produzir melhores características do que o ressona-dor SAW do quartzo de corte ST da tecnologia relacionada, eajustar o ângulo de corte θ na faixa de -64,0 < θ < -49,3.

Adicionalmente, a fim de ajustar a temperatura detransição Tp (0C) na faixa de temperatura operacional prati-cável de 0 ^ Tp ^ +70, o ângulo de corte θ e o produto daespessura do filme do eletrodo e da taxa de metalização,(Η/λ) χ mr, precisam estar em uma região envolvida pelascurvas de Tp = 0 0C e Tp = +70 0C mostradas na figura 8, is-to é, em uma região de: -8, 67632 χ IO"5 χ θ3 - 1, 50414 χ IO"2χ θ2 - 0, 870514 χ θ - 16, 7678 < Η/λ χ mr < -5, 92554 χ IO"5 χθ3 - 1, 02183 χ IO"2 χ θ2 - 0, 588704 χ θ - 11, 2768. Também, édesejável que a espessura do filme do eletrodo Η/λ esteja nafaixa de 0,05 < Η/λ < 0,10 que pode produzir o valor Q denão menos que 20.000. A fim de ajustar a espessura do filmedo eletrodo na faixa apresentada e a temperatura de transi-ção Tp (0C) na faixa de 0 2 θ < + 70, é necessário ajustar oângulo de corte θ na faixa de -61,5 < θ < -51,1.

Anteriormente, somente um ressonador SAW de portaúnica mostrado nas figuras Ia e Ib foi descrito. Entretanto,a invenção é aplicável a outros ressonadores SAW. As estru-turas de vários dispositivos SAW são descritas a seguir.A figura 9 mostra um ressonador SAW tipo onda SHde duas portas que inclui eletrodos IDT 12, 13 dispostos emum substrato piezelétrico 11 ao longo de uma direção de pro-pagação da SAW e refletores de gradeamento 14a, 14b em ambosos lados dos eletrodos 12, 13. Com este ressonador SAW, épossível adquirir um valor Q exatamente tão alto quando ovalor adquirido com o ressonador SAW tipo onda SH de portaúnica.

As figuras IOa e IOb mostram, como um sistema dofiltro ressonador, filtros SAW de modo duplo (DMS) que uti-lizam acoplamento acústico do ressonador SAW. A figura 10a éum filtro DMS transversalmente acoplado no qual ressonadoresSAW 22 ficam dispostos próximos uns dos outros em um subs-trato piezelétrico 21 em paralelo à direção da propagação. Afigura 10b é um filtro DMS de duas portas longitudinalmenteacoplado no qual um ressonador SAW tipo onda SH constituídode IDTs 32 fica disposto em um substrato piezelétrico 31 emrelação à direção de propagação da onda de superfície. Ofiltro DMS transversalmente acoplado usa o acoplamento acús-tico em uma direção perpendicular à direção da propagação, eo filtro DMS longitudinalmente acoplado usa o acoplamentoacústico em uma direção horizontal à direção da propagação.O recurso característico destes filtros DMS é que passa ban-da horizontal e boa supressão fora de banda podem ser obtidos.

Com o filtro DMS longitudinalmente acoplado, há umcaso em que ressonadores SAW são acoplados a fim de melhorara atenuação próximo de um passa banda. Este filtro DMS tam-bém é aplicável a um filtro SAW multi-modos de um modo deordem ainda mais alto e a um filtro SAW multi-modos que usao acoplamento acústico em ambas as direções vertical e hori-zontal da direção de propagação.

Como um outro sistema do filtro ressonador, a fi-gura 11 mostra um filtro SAW tipo escada composto de um fil-tro com uma pluralidade de ressonadores SAW de porta única42 dispostos em série, em paralelo, e em arranjos em série etipo escada em um substrato piezelétrico 41. 0 filtro SAWtipo escada tem uma propriedade de filtro que mostra uma in-clinação de atenuação escarpada próxima à passa banda, secomparada com o filtro DMS supradescrito.

As figuras 12a e 12b mostram filtros SAW transver-sais. A figura 12a é um filtro SAW transversal com IDTs deentrada 52 e IDTs de saída 53 arranjados com uma folga pré-determinada entre eles em um substrato piezelétrico 51 nadireção de propagação da onda de superfície. Os IDTs 52, 53propagam a onda de superfície em ambas as direções. Estefiltro SAW também pode incluir um eletrodo de proteção 54para impedir a influência de furo de passagem entre os ter-minais de entrada e de saída e elementos de absorção de som55 em ambas as extremidades do substrato piezelétrico 51 pa-ra suprimir ondas refletidas indesejadas das superfícies deextremidade do substrato. 0 filtro SAW transversal permite odesenho separado para as características de amplitude e ascaracterísticas de fase, e é freqüentemente usado como umfiltro IF em virtude de sua alta supressão fora de banda.O filtro SAW transversal tem um problema de altaperda de inserção de filtro, uma vez que a onda de superfí-cie se propaga de maneira igualmente transversal na direçãoda propagação. Para resolver este problema, há um filtro SARtransversal mostrado na figura 12b que contém assim denomi-nados transdutores unidirecionais de fase única (SPUDTs) 62,63, nos quais a onda de superfície é estimulada em uma dire-ção pela ponderação do estímulo e da reflexão da SAW pelavariação do alinhamento e da largura dos dedos do eletrodo.

Em virtude de o estímulo da onda de superfície ser unidire-cional, o filtro alcança características de baixa perda. A-dicionalmente, como em uma outra estrutura, há um assim de-nominado filtro SAW transversal tipo banco de reflexão, porexemplo, no qual refletores de gradeamento são arranjadosentre eletrodos de estímulo dos IDTs.

Fica aparente que estes vários tipos de dispositi-vos SAW produzem o efeito similar àquele da presente inven-ção: pelo ajuste do ângulo de corte θ do substrato de quart-zo de corte Y rotativo do substrato piezelétrico na faixa de-64° < θ < -49,3°, preferivelmente, -61,4° < θ < -51,1°, nosentido anti-horário a partir do eixo geométrico Z do cris-tal, pelo uso de uma placa de cristal com a qual a direçãoda propagação da onda acústica de superfície é 90° ± 5o emrelação ao eixo geométrico X do cristal, e pelo ajuste daespessura do filme do eletrodo Η/λ na faixa de 0,04 < Η/λ <0,12, preferivelmente, 0,05 < Η/λ < 0,10.

Adicionalmente, fica claro que estes dispositivosSAW produzem um efeito similar àquele da presente invenção,se um filme de proteção, tal como SiO2, ou um filme de pro-teção de Al anodicamente oxidado for formado nos eletrodosIDT e nos refletores de gradeamento, e se as partes superiore inferior do eletrodo de Al forem fornecidas com uma camadade adesão ou outro fino filme metálico para melhorar a dura-bilidade da potência. Também não há dúvida de que o disposi-tivo SAW tipo onda SH da invenção é aplicável a tais dispo-sitivos, como dispositivos sensores, dispositivos de móduloe circuitos de oscilação. Além do mais, se o dispositivo SAWda invenção for usado em um dispositivo, tal como um oscila-dor SAW com tensão controlada (VCSO), uma amplitude de fre-qüência variável pode ser ajustada grande já que a taxa decapacitância γ pode ser ajustada pequena.

0 dispositivo SAW da invenção pode não necessaria-mente ter uma estrutura na qual um chipe SAW e um pacote es-tão ligados com fios. 0 dispositivo SAW pode ter: uma estru-tura de ligação com estampa em cima do substrato, no ladooposto dos contatos (FCB) na qual as bases do eletrodo de umchipe SAW e os terminais de um pacote são acoplados em pro-tuberâncias metálicas, uma estrutura de pacote de tamanho dechipe (CSP) na qual um chipe SAW é ligado com estampa em ci-ma do substrato, no lado oposto dos contatos em um substratode fiação e vedado com resina na periferia do chipe SAW, ouuma estrutura do pacote de tamanho de chipe de nivel decristal semicondutor (WLCSP) na qual uma camada de filme me-tálico ou de resina é formada em um chipe SAW, desse modo,não exigindo nenhum pacote nem substrato de fiação. Adicio-nalmente, o dispositivo SAW pode ter uma estrutura AQP (todoo pacote de quartzo) na qual um dispositivo de quartzo éprensado, empilhado e vedado entre os substratos de cristalde quartzo ou os substratos de vidro. Com a estrutura AQP, épossível formar finamente o dispositivo SAW em virtude desua estrutura, na qual o dispositivo de quartzo é prensadoentre os substratos do cristal de quartzo ou os substratosde vidro. Também, é possível produzir excelentes caracterís-ticas de envelhecimento se o dispositivo de quartzo e osubstrato forem vedados com vidro de baixa temperatura defusão ou unidos diretamente para reduzir a emissão de gásocasionada por um agente adesivo.

A seguir, a invenção será descrita com detalhescom base nas modalidades ilustradas nos desenhos. A figura13 é um diagrama plano que mostra a estrutura do ressonadorSAW tipo onda SH de acordo com a invenção. Um substrato dequartzo 71 é de maneira tal que o ângulo de rotação θ dosubstrato de quartzo de corte Y seja cerca de -50° a partirdo eixo geométrico Z do cristal no sentido anti-horário, daforma mostrada na figura la, e que use um substrato que es-timula a onda de superfície tipo onda SH que se propaga emuma direção de 90° ± 5o (direção do eixo geométrico Z') emrelação ao eixo geométrico X do cristal. Então, o ressonadorSAW tipo onda SH inclui: eletrodo IDT 72 feito de alumínioou de uma liga contendo principalmente Alumínio arranjado aolongo da direção do eixo geométrico Z' do substrato dequartzo 71, e refletores de gradeamento 73a, 73b arranjadosem ambos os lados dos eletrodos IDT 72. 0 eletrodo IDT 72 éconstituído de uma pluralidade de pares de dedos do eletrodoque são encaixados uns nos outros, e um eletrodo condutorque estende-se a partir de cada dedo do eletrodo para fazerdois terminais.

0 ângulo de corte θ, o material do eletrodo, a es-pessura do filme do eletrodo Η/λ padronizada (λ é o compri-mento de onda da onda de superfície tipo onda SH), a taxa demetalização mr (taxa da largura de um dedo de eletrodo L poruma adição da largura do dedo do eletrodo Lea largura doespaço S), etc. do substrato de quartzo 71 são baseados noPedido de Patente Japonês 2004-310452 supracitado.

Um recurso característico da presente invenção éuma quantidade de gravação do substrato de quartzo 71 para aonda SH. A gravação do substrato de quartzo de corte ST érealizada, como supradescrito (Documento de Patente 3), pelaimersão do substrato de quartzo de corte ST em uma soluçãode gravação, tal como um composto líquido que contém ácidofluorídrico ou fluoreto de amônio, e pela gravação da super-fície do substrato de quartzo em cerca de 0,1 μπι (1.000 Â) a2 μm. Em decorrência disto, o Documento 3 determina que asuperfície do substrato estabelece uma estrutura de ilha queinclui diminutas ilhas semi-esféricas uniformemente dispos-tas. Ele estabelece que, quando um filme de alumínio é for-mado nesta superfície, um filme de cristal simples é produzido.

Entretanto, não há menção do substrato de quartzopara a onda SH. Assim, o presente inventor produziu experi-mentalmente o ressonador SAW tipo onda SH mostrado na figura13 e mediu as características de envelhecimento do substratode quartzo: pela gravação da superfície do substrato dequartzo para a onda SH em várias espessuras, pela formaçãode um filme de alumínio na superfície do substrato de quart-zo usando deposição de vapor no vácuo e pulverização catódi-ca, e pelo uso de técnicas de fotolitografia e de gravação.

O Documento de Patente 3 descreve que uma quantidade exem-plar na gravação da superfície do substrato de quartzo decorte ST é de 0,1 μm a 2 μm. Entretanto, de acordo com osresultados da produção experimental do ressonador SAW tipoonda SH, descobriu-se que a quantidade de gravação difereenormemente. Isto é, quando o substrato de quartzo para aonda SH foi gravado (gravado de forma leve) por 3 minutos emuma velocidade de gravação de 0,25 nm/seg, o ressonador SAWtipo onda SH experimental mostrou características de enve-lhecimento extremamente boas. Neste caso, a quantidade degravação do substrato de quartzo foi 0,045 ym, e a camadaafetada pelo trabalho ou semelhante na superfície do subs-trato de quartzo foi efetivamente removida por gravação úmi-da. Também, o ângulo de corte θ do substrato 71 foi ajustadoem -52,0°, o número de pares dos eletrodos IDT 72 foi 100pares, o número de refletores de gradeamento 73a, 73b foi100 cada, a espessura do filme do eletrodo Η/λ foi 0,06, e ataxa de metalização mr foi 0,6. Linhas cheias com *'s na fi-gura 14 foram representadas ficando estabelecido que: a con-dição de envelhecimento do ressonador SAW tipo onda SH é a-quela do envelhecimento da operação em alta temperatura, atensão a ser aplicada é +10 dBm, a atmosfera é 125 °C, o ei-xo geométrico horizontal mostra o tempo decorrido (h) , e oeixo geométrico vertical mostra a variação de freqüência(ppm). A titulo de comparação, linhas cheias com x's que u-sam substratos de quartzo não gravados (quantidade de grava-ção de 0 pm) para onda SH foram representadas juntamente comas características de envelhecimento do ressonador SAW tipoonda SH experimental usando os parâmetros expostos.

Embora o envelhecimento do ressonador SAW tipo on-da SH que usa o substrato de quartzo não gravado para ondaSH foi de -130 ppm até -170 ppm depois de 350 horas, o enve-lhecimento do ressonador SAW tipo onda SH que usa o substra-to de quartzo gravado para onda SH foi de -0,8 ppm até -1,3ppm depois de 350 horas.

Além do mais, na figura 14, as características deenvelhecimento dos ressonadores SAW tipo onda SH produzidospela gravação do substrato de quartzo em 0, 0025 ym são re-presentadas juntamente com as características de envelheci-mento dos ressonadores SAW tipo onda SH produzidos pela gra-vação do substrato de quartzo em 0,015 μιη. Na figura 14, li-nhas cheias com Δ's mostram as características de envelheci-mento dos substratos de quartzo gravados em 0, 0025 μιη, embo-ra linhas cheias com s mostrem as características de enve-lhecimento dos substratos de quartzo gravados em 0,015 pm.Nestes casos, também, o ângulo de corte θ do substrato 71foi ajustado em -52,0°, o número de pares dos eletrodos IDT72 foi 120 pares, o número de refletores de gradeamento 73a,73b foi 100 cada, a espessura do filme do eletrodo Η/λ foi0,06, e a taxa de metalização mr foi 0,6. Também, a condiçãode envelhecimento do ressonador SAW tipo onda SH foi aquelade um envelhecimento da operação em alta temperatura, a ten-são a ser aplicada foi + 10 dBm, e a atmosfera foi 125 °C.

O envelhecimento do ressonador SAW tipo onda SHque usa o substrato de quartzo com a quantidade gravada de0, 0025 μm foi de -1,0 ppm a -8,5 ppm depois de 350 horas.

Também, o envelhecimento do ressonador SAW tipo onda SH queusa o substrato de quartzo com a quantidade gravada de0,0015 μm foi de -1,0 ppm a -7,3 ppm depois de 350 horas.Isto mostra que, mesmo quando o substrato de quartzo é gra-vado em 0, 0025 μπι por gravação úmida, a camada afetada pelotrabalho e semelhantes do substrato de quartzo pode ser efe-tivamente removida, e as características de envelhecimentosão excelentes. A partir dos resultados das medições mostra-das na figura 14, é concebivel que, em virtude de o envelhe-cimento depois de 350 horas ser de -1,0 ppm a -8,5 ppm mesmoquando a quantidade de gravação do substrato de quartzo é0, 0025 μm em particular, o envelhecimento depois de 350 ho-ras será de diversos ppm mesmo se a quantidade de gravaçãodo substrato de quartzo foi ajustada em 0, 002 μm.

A figura 15 é um diagrama em perspectiva do ele-trodo IDT do ressonador SAW tipo onda SH, e a figura 15b éuma vista em perspectiva ampliada de uma região Ε. A figura15b é uma imagem de FEM (microscópio por emissão de campo)de um substrato produzido pela formação de um filme de alu-mínio em um substrato de quartzo onda SH que foi gravado por3 minutos em uma velocidade de gravação de 0,25 nm/segundoem uma quantidade de gravação de 0, 045 μm, e pela gravaçãode uma parte do filme de alumínio. A parte gravada e rebai-xada é a superfície do substrato de quartzo onda SH. Um tra-ço de gravação é mostrado em ambas as superfícies do eletro-do IDT e do substrato de quartzo (destacado com linhas chei-as) correndo em uma direção horizontal da imagem.

Ao contrário, a figura 16a é um diagrama em pers-pectiva do eletrodo IDT do ressonador SAW tipo onda SH, e afigura 16b é uma vista em perspectiva ampliada de uma regiãoΕ. A figura 16b é uma imagem de FEM de um substrato produzi-do pela formação de um filme de alumínio em um substrato dequartzo de corte ST que foi gravado por 6 minutos em uma ve-locidade de gravação de 1,67 nm/segundo em uma quantidade degravação de 0,6 μπι (a mesma quantidade que a quantidade degravação determinada no Documento de Patente 3), e pela gra-vação de uma parte do filme de alumínio. A parte gravada erebaixada é a superfície do substrato de quartzo de corteST. Ambas as superfícies do substrato IDT e do substrato dequartzo são substancialmente lisas.

Medições foram tomadas usando o aparelho de difra-ção de raios-X em relação a como a largura completa em meta-de do máximo (FWHM) da curva de travamento pela difração deraios-X difere entre um exemplo em que o filme de alumíniofoi formado no substrato de quartzo onda SH e um exemplo noqual o filme de alumínio foi formado no substrato de quartzoonda SH não gravado. Os resultados da medição são mostradosna figura 17. As posições de medida das amostras são indica-das como Topo, Direita e Esquerda. Embora a média da larguracompleta em metade do máximo (FWHM) da curva de travamentosem gravação tenha sido 1,022, a média com gravação foi0,899, e esta última mostrou melhoria na cristalinidade.

Na figura 17, CPS representa intensidade de difra-ção, que é uma intensidade integral da curva de travamento enão a intensidade de pico. Embora a média de CPS quando ofilme de alumínio foi formado no substrato de quartzo ondaSH não gravado tenha sido 9,642, a média de CPS quando ofilme de alumínio foi formado no substrato de quartzo ondaSH gravado foi 96,662, demonstrando que a intensidade desteúltimo foi aproximadamente dez vezes maior.

A figura 18 mostra efetivas resistências Rl (Ω) esuas médias (Ave.) do ressonador SAW tipo onda SH se compa-rado entre os exemplos nos quais o eletrodo IDT de alumíniofoi formado no substrato de quartzo onda SH não gravado enos quais o eletrodo IDT foi formado no substrato de quartzoonda SH gravado. Embora a média da resistência efetiva dosubstrato de quartzo onda SH não gravado tenha sido 13,6 Ω,a média da resistência efetiva do substrato de quartzo ondaSH gravado foi 12,3 Ω, e esta última mostrou melhoria decerca de 10%.

A figura 19 mostra as características de envelhe-cimento dos ressonadores SAW tipo onda SH compostos usandosubstratos de cristal onda SH que foram gravados por 3 minu-tos (0, 045 μπι, gravação leve) e por 10 minutos (0,15 μηα,gravação forte). As condições de envelhecimento foram asmesmas daquelas da figura 14. A marca "·" indica o tempo degravação de 3 minutos, e a marca "x" indica o tempo de gra-vação de 10 minutos. As características de envelhecimentoforam descobertas substancialmente equivalentes entre a gra-vação leve e a gravação forte, que durou 10 minutos. Também,as resistências efetivas Rl dos ressonadores SAW tipo ondaSH foram basicamente as mesmas entre o envelhecimento de 8minutos e o envelhecimento de 10 minutos.

Como explicado anteriormente, o recurso caracte-rístico da invenção é que o substrato de quartzo tipo ondaSH é gravado em uma pequena quantidade (por exemplo, de0, 002 μπι a 0,15 μm), isto é, gravado de forma leve, se com-parado com ser gravado em uma quantidade (por exemplo, 0,6μπι) na tecnologia relacionada. Confirmou-se pelo uso da di-fração de raios-X e semelhantes que, apesar da gravação le-ve, boas características de envelhecimento (por exemplo, má-ximo de aproximação -1 ppm depois de 350 h) foram obtidassob as condições de envelhecimento de operação em alta tem-peratura e que a cristalinidade do alumínio ou da liga con-tendo principalmente Alumínio como o material dos eletrodosIDT foi amplamente melhorada.

Pelo encurtamento do tempo na gravação do substra-to de quartzo tipo onda SH, isto é, pela redução da quanti-dade de gravação, é possível reduzir a deterioração da solu-ção de gravação. Isto é uma grande vantagem na manutenção daqualidade do substrato de quartzo tipo onda SH.

Preferivelmente, a quantidade de gravação do subs-trato de quartzo tipo onda SH varia de 0, 002 μπι ou mais amenos de 0,1 μm. Dessa maneira, um dispositivo SAW altamenteconfiável pode ser concebido. Também, na presente modalida-de, é possível reduzir a quantidade de gravação do substratode quartzo se comparado com o dispositivo SAW que usa osubstrato de quartzo de corte ST da tecnologia relacionada.

Adicionalmente, é particularmente possível reduzir a deteri-oração da solução de gravação, desse modo, produzindo taisefeitos como maior vida útil da solução de gravação e menorfreqüência de troca da solução de gravação. Um outro efeitoé a redução tanto do ônus ambiental durante a fabricaçãoquanto dos custos de produção.

Foi explicado anteriormente o ressonador SAW tipoonda SH que usa a onda de superfície tipo onda SH que sepropaga na direção de 90° ± 5o em relação ao eixo geométricoX de um cristal, no qual o ângulo de corte θ do substrato dequartzo de corte Y rotativo é de cerca de -50° no sentidoanti-horário a partir do eixo geométrico Z do cristal. En-tretanto, a invenção não é limitada a este, mas é aplicávela um filtro SAW de modo duplo longitudinalmente acopladoprimário e secundário com uma estrutura na qual dois eletro-dos IDT são proximamente arranjados em um substrato dequartzo ao longo de uma direção de propagação da onda de su-perfície tipo onda SH e, também, no qual os refletores degradeamento estão dispostos em ambos os lados destes doiseletrodos IDT. A invenção também é aplicável a um filtro SAWde modo duplo longitudinalmente acoplado primário e terciá-rio com refletores de gradeamento em ambos os lados dos trêseletrodos IDT arranjados próximos uns dos outros.

Além do mais, a invenção é aplicável a um filtroSAW de modo duplo transversalmente acoplado primário e se-cundário com uma estrutura na qual dois eletrodos IDT sãoproximamente arranjados no substrato de quartzo em uma dire-ção perpendicular à direção da propagação da onda de super-fície tipo onda SH e no qual os refletores de gradeamentosão dispostos em ambos os lados destes dois eletrodos IDT.

Adicionalmente, a invenção também é aplicável a um filtroSAW tipo escada com uma pluralidade de ressonadores SAW tipoonda SH, cada qual composto de eletrodos IDT arranjados nosubstrato de quartzo ao longo da direção de propagação daonda de superfície tipo onda SH e de refletores de gradea-mento em ambos os lados dos eletrodos IDT.

Adicionalmente, a invenção também é aplicável a umfiltro SAW tipo transversal com dois eletrodos IDT arranja-dos no substrato de quartzo com uma folga pré-determinadaentre os eletrodos IDT.

Adicionalmente, na fabricação do dispositivo deonda acústica de superfície tipo onda SH apresentado, o dis-positivo de onda acústica de superfície tipo onda SH com bo-as características de envelhecimento pode ser fabricado deuma maneira simples em virtude de o método de fabricação in-cluir a gravação da superfície principal do substrato dequartzo antes da formação do filme constituído de Al ou deuma liga contendo principalmente Al.

Claims (17)

1. Dispositivo de onda acústica de superfície tipoonda SH, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um substrato piezelétrico; eum eletrodo IDT fornecido no substrato piezelétri-co e constituído de Al ou de uma liga contendo principalmen-te Al, em que:o dispositivo usa uma onda SH como uma onda de es-tímulo;o substrato piezelétrico é uma placa de cristal naqual um ângulo de corte θ de um substrato de quartzo de cor-te Y rotativo é ajustado em uma faixa de -64,0° < θ < -49,3°(no sentido anti-horário a partir do eixo geométrico Z docristal) e na qual uma direção de propagação da onda acústi-ca de superfície é ajustada em 90° ± 5o em relação ao eixogeométrico X do cristal (e com um traço gravado em sua su-perfície, o traço gravado sendo formado por gravação úmida ecorrendo de um lado até o outro lado da superfície);uma espessura do filme do eletrodo Η/λ padronizadapor um comprimento de onda do eletrodo IDT é 0,04 < Η/λ <- 0,12, onde λ é um comprimento de onda da onda acústica desuperfície a ser estimulada; eo eletrodo IDT é fornecido na superfície com otraço gravado do substrato piezelétrico.

2. Dispositivo de onda acústica de superfície tipoonda SH, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um substrato piezelétrico; eum eletrodo IDT fornecido no substrato piezelétri-co e constituído de Al ou de uma liga contendo principalmen-te Al, em que:o dispositivo usa uma onda SH como uma onda de es-tímulo;o substrato piezelétrico é uma placa de cristal naqual um ângulo de corte θ de um substrato de quartzo de cor-te Y rotativo é ajustado em uma faixa de -64,0° < θ < -49,3°(no sentido anti-horário a partir do eixo geométrico Z docristal) e na qual uma direção de propagação da onda acústi-ca de superfície é ajustada em 90° ± 5o em relação ao eixogeométrico X do cristal;uma espessura do filme do eletrodo Η/λ padronizadapor um comprimento de onda do eletrodo IDT é 0,04 < Η/λ <-0,12, onde λ é um comprimento de onda da onda acústica desuperfície a ser estimulada; euma superfície principal do substrato piezelétricoé gravada em uma espessura de 0, 002 μπι ou mais.

3. Dispositivo de onda acústica de superfície tipoonda SH, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelofato de que uma relação entre o ângulo de corte θ e a espes-sura do filme do eletrodo Η/λ do dispositivo de onda acústi-ca de superfície satisfaz -1,34082 χ IO"4 χ θ3 -2,34969 χ 10"-2 χ θ2 - 1, 37506 χ θ - 26, 7895 < Η/λ < -1, 02586 χ IO"4 χ θ3 --1, 73238 χ IO"2 χ θ2 - 0, 977607 χ θ - 18, 3420.

4. Dispositivo de onda acústica de superfície tipoonda SH, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelofato de que quando uma taxa de metalização mr de um dedo deeletrodo que constitui o eletrodo IDT for representada comouma largura do dedo do eletrodo / (largura do dedo do ele-trodo + espaço inter-dedo do eletrodo), a relação entre oângulo de corte θ e o produto da espessura do filme do ele-trodo e da taxa de metalização, (Η/λ) χ mr satisfaz -8,04489χ IO"5 χ Θ3 - 1, 40981 χ IO"2 χ θ2 - 0, 825038 χ θ - 16, 0737 <(Η/λ) X mr < -6,15517 X IO"5 X θ3 - 1, 03943 χ IO"2 χ θ2 --0,586564 χ θ - 11,0052.

5. Dispositivo de onda acústica de superfície tipoonda SH, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um substrato piezelétrico; eum eletrodo IDT fornecido no substrato piezelétri-co e constituído de Al ou de uma liga contendo principalmen-te Al, em que:o dispositivo usa uma onda SH como uma onda de es-tímulo;o substrato piezelétrico é uma placa de cristal naqual um ângulo de corte θ de um substrato de quartzo de cor-te Y rotativo é ajustado em uma faixa de -61,4° < θ < -51,1°no sentido anti-horário a partir do eixo geométrico Z docristal e na qual uma direção de propagação da onda acústicade superfície é ajustada em 90° ± 5o em relação ao eixo geo-métrico X do cristal e tem um traço gravado em sua superfí-cie, o traço gravado sendo formado por gravação úmida e cor-rendo de um lado até o outro lado de uma superfície;uma espessura do filme do eletrodo Η/λ padronizadapor uma comprimento de onda do eletrodo IDT é 0,05 < Η/λ <- 0,10, onde λ é um comprimento de onda da onda acústica desuperfície a ser estimulada; eo eletrodo IDT é fornecido na superfície com otraço gravado do substrato piezelétrico.

6. Dispositivo de onda acústica de superfície tipoonda SH, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelofato de que uma relação entre o ângulo de corte θ e a espes-sura do filme do eletrodo Η/λ do dispositivo de onda acústi-ca de superfície satisfaz -1,44605 χ 10"4 χ θ3 - 2,50690 χ- 10"2 χ θ2 - 1, 45086 χ θ - 27, 9464 < Η/λ < -9, 87591 χ 10"5 χ θ3- 1, 70304 χ 10"2 χ θ2 - 0, 981173 χ θ - 18, 7946.

7. Dispositivo de onda acústica de superfície tipoonda SH, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelofato de que quando uma taxa de metalização mr de um dedo deeletrodo que constitui o eletrodo IDT for representada comouma largura do dedo do eletrodo / (largura do dedo do ele-trodo + espaço inter-dedo do eletrodo), a relação entre oângulo de corte Oeo produto da espessura do filme do ele-trodo e da taxa de metalização, (Η/λ) χ mr satisfaz -8,67632χ 10"5 χ Θ3 - 1, 50414 χ 10"2 χ θ2 - 0, 87051 χ θ - 16, 7678 <(Η/λ) χ mr < -5, 92554 χ 10"5 χ θ3 - 1, 02183 χ 10"2 χ θ2 -- 0,588704 χ θ - 11,2768.

8. Dispositivo de onda acústica de superfície tipoonda SH, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de onda a-cústica de superfície é um ressonador de onda acústica desuperfície de porta única com pelo menos um eletrodo IDTdisposto no substrato piezelétrico.

9. Dispositivo de onda acústica de superfície tipoonda SH, de acordo com qualquer uma as reivindicações 1 a 7,CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de onda acústi-ca de superfície é um ressonador de onda acústica de super-fície de duas portas com pelo menos dois eletrodos IDT dis-postos ao longo da direção de propagação da onda acústica desuperfície do substrato piezelétrico.

10. Dispositivo de onda acústica de superfície ti-po onda SH, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de ondaacústica de superfície é um filtro multi-modos transversal-mente acoplado com uma pluralidade de ressonadores de ondaacústica de superfície dispostos próximos uns dos outros emparalelo à direção de propagação da onda acústica de super-fície do substrato piezelétrico.

11. Dispositivo de onda acústica de superfície ti-po onda SH, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de ondaacústica de superfície é um filtro multi-modos longitudinal-mente acoplado com um ressonador de onda acústica de super-fície de duas portas constituído de uma pluralidade de ele-trodos IDT dispostos ao longo da direção de propagação daonda acústica de superfície do substrato piezelétrico.

12. Dispositivo de onda acústica de superfície ti-po onda SH, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de ondaacústica de superfície é um filtro de onda acústica de su-perfície tipo escada com uma pluralidade de ressonadores deonda acústica de superfície tipo onda SH dispostos em umaconfiguração tipo escada no substrato piezelétrico.

13. Dispositivo de onda acústica de superfície ti-po onda SH, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de ondaacústica de superfície é um sensor de onda acústica de su-perfície.

14. Dispositivo de onda acústica de superfície ti-po onda SH, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de ondaacústica de superfície inclui refletores de gradeamento emambos os lados do eletrodo IDT.

15. Dispositivo modular, CARACTERIZADO pelo fatode que usa o dispositivo de onda acústica de superfície tipoonda SH, do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.

16. Circuito de oscilação, CARACTERIZADO pelo fatode que usa o dispositivo de onda acústica de superfície tipoonda SH, do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.

17. Método para fabricar o dispositivo de onda a-cústica de superfície tipo onda SH, do tipo definido emqualquer uma das reivindicações 1 a 14, CARACTERIZADO pelofato de que compreende:gravar a superfície principal do substrato pieze-létrico; eformar o eletrodo IDT na superfície principal gra-vada do substrato piezelétrico.