CN104321893A - 温度受控的集成压电谐振器 - Google Patents
温度受控的集成压电谐振器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104321893A CN104321893A CN201380025923.6A CN201380025923A CN104321893A CN 104321893 A CN104321893 A CN 104321893A CN 201380025923 A CN201380025923 A CN 201380025923A CN 104321893 A CN104321893 A CN 104321893A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- resonator
- temperature
- piezo
- bragg reflector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RVSGESPTHDDNTH-UHFFFAOYSA-N alumane;tantalum Chemical compound [AlH3].[Ta] RVSGESPTHDDNTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical group [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003209 poly(hydridosilsesquioxane) Polymers 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001012508 Carpiodes cyprinus Species 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- UHUUYVZLXJHWDV-UHFFFAOYSA-N trimethyl(methylsilyloxy)silane Chemical compound C[SiH2]O[Si](C)(C)C UHUUYVZLXJHWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02086—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02102—Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
- H03H9/172—Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
- H03H9/175—Acoustic mirrors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
一种集成谐振器设备(100)，包括压电谐振器(120、124、128)；耦合到压电谐振器的声学布拉格反射器(104)；以及衬底(102)，所述声学布拉格反射器设置在衬底(102)上。该设备还包括覆盖压电谐振器的有源加热器层。有源加热器层(150)产生的热量由通过加热器层提供的电流量可控制。
Description
技术领域
本发明涉及用于集成压电谐振器的设备和方法。
背景技术
时序解决方案在现代电子装置中很重要。在几乎所有的商业和消费设备中使用的计时装置提供频率控制和用于许多应用的时序。晶体振荡器作为主要类型的频率发生器已经持续了几十年。与晶体振荡器可用于控制的集成电路相比，晶体振荡器通常使用造成相当大的装置的石英。此外，温度变化能够影响振荡频率。
发明内容
公开了一种提供温度控制的集成基于压电的谐振器。
例如，一些实施例涉及集成谐振器设备，该设备包括压电谐振器；声学布拉格反射器，其耦合到压电谐振器；以及衬底，所述声学布拉格反射器设置在衬底上。该设备还包括覆盖压电谐振器的有源加热器层。有源加热器层产生的热量由通过加热器层提供的电流量可控制。
其它实施例涉及包括集成谐振器设备的系统。谐振器设备包括：压电谐振器；声学布拉格反射器，其耦合到压电谐振器；以及有源加热器层，其覆盖压电谐振器。集成谐振器设备也包括温度传感器层和电路，所述电路从温度传感器层接收指示温度的温度信号，并基于温度信号控制到有源加热器层的电流量。
又一些实施例涉及形成具有布拉格反射器的压电谐振器的方法。该方法包括在衬底上方沉积较低和较高声学阻抗材料的交替介电层，以及在交替介电层上方沉积第一谐振器电极。该方法进一步包括在第一谐振器电极上方沉积压电层；在压电层上方沉积第二谐振器电极；以及在第二谐振器电极上方沉积有源加热器层。
另一个实施例针对一种方法，其包括从集成压电谐振器中的温度传感器层接收温度信号的方法。此外，基于温度信号，该方法包括通过调节通过有源加热器层的电流来控制集成压电谐振器中的有源加热器层生成的热量。
附图说明
图1示出根据本发明各种实施例的温度受控集成压电谐振器的横截面图；
图2示出根据各种实施例的温度受控集成压电谐振器的制造方法；
图3示出温度受控集成压电谐振器的另一个实施例的横截面图；
图4示出具有外部温度控制电路的图2的温度受控集成压电谐振器的使用的示意图；
图5示出根据各种实施例的温度受控集成压电谐振器的操作方法；以及
图6示出温度受控集成压电谐振器的又一个实施例的横截面图。
具体实施方式
图1示出包括合适衬底(诸如，单晶硅晶片102)的温度受控集成压电谐振器装置100的横截面图。在衬底上，声学反射器104(诸如声学布拉格反射器)优选形成。声学布拉格反射器104可包括较高声学阻抗和较低声学阻抗的交替层。
在图1的示例中，在低声学阻抗材料的后续层108之后，高声学阻抗材料的第一层106被沉积。高和低声学阻抗材料的附加层110和112也被分别沉积。因此，层106和110是高声学阻抗材料，并且优选是相同的材料。类似地，层108和112是低声学阻抗材料，并且优选是相同的材料。
在其中一个示例中，较低声学阻抗材料可以是电介质，诸如纳米多孔氢倍半硅氧烷(HSQ)或纳米多孔甲基倍半硅氧烷(MSQ)的纳米多孔旋涂玻璃(spin-on-glasses)，所述电介质可以利用后续的固化步骤沉积在旋涂机中。
较高声学阻抗材料可以是如包括碳化硅(SiC)的电介质。如果SiC用作较高阻抗材料，在一个实例中，可使用诸如甲烷(CH4)和硅烷的混合物的源气体将SiC沉积在离子化学蒸汽沉积(CVD)的沉积室中。如果使用金刚类碳(DLC)或Si-DLC代替SiC，则利用修改的沉积室。DLC沉积在，例如，150mm平行板反应器RFCVD室中，其中上部板是气体分布源，而下部板是衬底位于其上的阴极。在该结构中，上部板是正的而阴极是负的(接地)。RF源(例如13.56MHz)可通过阴极直接耦合到衬底。在腔室抽真空之后，如果需要掺杂硅(例如四甲基二硅氧烷(4MS))，则任何烃类气体(诸如CH4和/或形成气体的硅包含烃)被引入到腔室中，直到实现所需压力并且流量稳定。除了形成气体的烃类之外，能够使用诸如氩气(Ar)和氢气(H2)的其它气体控制最终DLC膜的化学组合物。在该点处，电力被传递给阴极以击发等离子体，并且DLC沉积固定时间量，直到达到所需厚度。接着电力关闭并且腔室使用惰性气体(Ar、N2等)通风，直到达到环境压力，并去除DLC沉积的衬底。影响DLC物理性质的变量可包括：RF功率、压力、总气体流量、不同气体比率和阴极到上部板间距。在DLC沉积之前，氩等离子体可用于预调节衬底表面以沉积1-2分钟。DLC沉积可在环境温度下进行。DLC厚度和折射率能够使用例如预校准椭偏仪直接测量。
在其中一个示例中，声学布拉格反射器104的各层厚度被选择等于装置谐振频率的四分之一波长。一旦声学布拉格反射器104完成，则下一个步骤沉积第一谐振器电极120。在其中一个实施例中，谐振器电极120被溅射沉积，并且用于电极的材料是钼(Mo)，尽管诸如钛(Ti)、钨(W)、金(Au)、铂(Pt)或铝(Al)的其它材料也是可能的。在其中一个示例中，用于谐振器电极的材料可具有低的热弹性损失，并且可具有小于约1000A的厚度，以便保持光滑表面。
在第一谐振器电极120已经沉积之后，沉积压电层124。用于压电层124的合适材料能够是氮化铝(AlN)，尽管诸如氧化锌(ZnO)和锆钛酸铅的其它材料也是可能的。在其中一个示例中，使用产生低应力、具有c轴线取向的致密层的优化工艺，利用氮气反应性溅射沉积AlN层。压电层124的厚度可以处于约0.1到约10微米的范围中。
上部电极128被沉积以完成谐振器。此外顶部电极可以是Mo的溅射沉积层。顶部布拉格反射器149也被包括并且在结构上与下部布拉格反射器104相同或类似。触点160和162被提供用于到装置的外部连接。触点160提供到上部电极128的电气触点，而触点162提供到下部电极128的电气触点。装置100可具有诸如氮化硅或氧化硅的保护性罩层154。
所示出的装置100包括衬底102、声学布拉格反射器104和谐振器(包括在压电层124的相对两侧上的电极120和128)。
在图1的实施例中，有源加热器层150也被提供作为温度控制方面的部分。有源加热器层150优选包括钽铝合金薄膜或其它合适材料。层150可具有约1000的厚度。在该厚度处，加热器的薄层电阻大约是30欧姆/平方。加热器层中钽与铝的比率可以大约是50:50。
有源加热器层150集成到装置100中，并处于上部电极128的顶部上且围绕一些或全部上部电极128，因此一般在谐振器的顶部上并围绕一些或全部谐振器。经由触点(未示出)能够将电流提供给有源加热器层150。有源加热器层产生的热量通过提供给加热器层的电流量可控制-更高的电流水平使加热器层150生成更高的热量水平。这种加热器层提供一种整体加热(oven)受控的谐振器，其将装置100的温度升高到装置的最高环境温度规格以上。通过迫使温度达到已知和稳定水平，温度变化被最小化或消除，并且因此装置的频率的温度引起的变化被避免或至少减小。
图2示出根据各种实施例的制造例如温度受控集成压电谐振器装置100或具有所有介电布拉格反应器的其它类型基于压电的谐振器的方法。方法139的步骤可以以示出的顺序执行或以不同的顺序执行。此外，两个或更多步骤可并行而不是顺序执行。
在140处，该方法包括在衬底(例如衬底102)上方沉积较低和较高声学阻抗的交替介电层。衬底可由硅(诸如单晶硅晶片)、GaAs、AlAs等形成。较低和较高声学阻抗层可由诸如上述材料的材料形成。
在布拉格反射器的各层形成之后，在142处，下部谐振器电极120在布拉格反射器上方形成。在一个示例中，选择用于下部谐振器电极的材料具有低的热弹性损耗，并且优选具有小于1000A的厚度，从而保持光滑的谐振器电极表面。上部电极可以使用诸如钼、钛、钨、金、铂、铝等的材料溅射沉积。
在144处，压电层接着沉积在下部电极上方。压电层可由诸如氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅、石英、钛酸钡等的任何合适材料形成。使用产生低应力、采用c轴线取向的致密层的优化工艺，利用氮气能够反应性溅射沉积氮化铝层。
然后沉积上部电极(146)，如图2中所示。上部电极也能够是钼的溅射沉积层。上部布拉格反射器149(图1)也可被包括。
加热器层沉积在压电谐振器上方，如在148处所示。加热器层可包括钽铝合金薄膜并且通过后续将薄膜图案化的半导体沉积/光刻/干蚀刻工艺形成。
另一个温度受控方面在图3中示出。图3示出温度受控集成压电谐振器装置200的另一个实施例。图3的装置200在一些方面与图1的装置100相似。装置200也包括衬底102、声学布拉格反射器104和包括电极120、128和压电层124的谐振器。装置200也包括有源加热器层150。
图3的装置200包括在图1中未示出的温度传感器层170。温度传感器层170是温度感测电阻器并且可集成在声学布拉格反射器104和衬底102之间。温度传感器层170可以由掺杂多晶硅或具有相对高的电阻温度系数的其它材料制造。
当热量在有源加热器层150中产生时，热量通过谐振器和声学布拉格反射器104传导到温度传感器层170。图4示意性示出连接到外部温度控制电路210的温度受控集成压电谐振器装置200。温度控制电路210连接到温度传感器层(TSL)170并连接到有源加热器层150。温度感测信号220从TSL 170提供到温度控制电路210。温度控制电路210监测温度感测信号220并确定温度是否落在预定阈值之下。当温度落在预定阈值之下(指示温度下降)时，温度控制电路210断言温度控制信号222给有源加热器层150从而使加热器变得更温暖。在一个实施例中，温度控制信号222是其幅度能够由温度控制电路210控制的电流。更高电流水平使有源加热器层150产生更高的温度。类似地，如果TSL 170的温度超过同一或更高阈值(出于滞后目的，单独的更高阈值可以是优选的)，则温度控制电路210确定装置200的温度正在变得太温暖，并做出响应，降低温度控制信号222的电流幅度。因此，TSL 170和有源加热器层150的组合为装置200提供高度可控并且稳定的温度。
图5示出用于控制装置200的温度的方法230。在232处，温度控制电路210从温度传感器层170接收温度信号。在234处，温度控制电路210基于所接收的温度信号，控制有源加热器层生成的热量。例如，温度控制电路210通过调节通过有源加热器层的电流，控制集成压电谐振器装置200中的有源加热器层生成的热量。
图6示出温度受控集成压电谐振器装置250和另一个温度控制方面的另一个实施例。在一些方面，图6的实施例与图3的实施例类似。图6包括图3的实施例中示出的所有组件和层，但是优选包括附加层180。层180包括温度补偿层。温度补偿层180优选提供在电极120、128(例如上部电极128)中的一个和压电层124之间的谐振器内。
温度补偿层180补偿装置250的其余部分(例如压电层124)的频率的温度系数。例如，在由氮化铝制成的压电层124中，频率的温度系数可以约是20ppm/℃。这意味着压电层124的频率在温度每上升一度时增加20ppm。一些材料，诸如AlN，具有它们温度升高时变得更硬的性质。在这种情况下，这种材料能够被选择为温度补偿层180以防止或至少减少随着温度增加的频率向上趋势。适于作为温度补偿层180的一种材料是二氧化硅。温度补偿层180的频率的温度系数优选具有与压电层124的频率的温度系数相同或相似的幅度(绝对值)，但是它们的符号相反。例如，如果压电层124的频率的温度系数是20ppm/℃，则温度补偿层180的频率的温度系数优选约是-20ppm/℃。在一些实施例中，温度补偿层180的厚度可以处于从约10nm到约300nm的范围中。
本领域的技术人员将理解，在所要求保护的本发明的范围内，可对所述实施例进行修改，并且许多其他实施例也是可能的。
Claims (18)
1.一种集成谐振器设备，其包括：
压电谐振器；
声学布拉格反射器，其耦合到所述压电谐振器；
衬底，所述声学布拉格反射器设置在衬底上；和
有源加热器层，其覆盖所述压电谐振器，由所述有源加热器层产生的热量由通过所述加热器层提供的电流量而可控制。
2.根据权利要求1所述的谐振器设备，其中所述加热器层包括钽铝合金薄膜。
3.根据权利要求1所述的谐振器设备，其中所述布拉格反射器包括较高声学阻抗和较低声学阻抗的交替层。
4.根据权利要求3所述的谐振器设备，其中较高和较低声学阻抗的每层是所述压电谐振器的谐振频率的四分之一波长。
5.根据权利要求1所述的谐振器设备，进一步包括在所述声学布拉格反射器和所述衬底之间的温度传感器层。
6.根据权利要求5所述的谐振器设备，其中所述温度传感器层包括掺杂的多晶硅。
7.根据权利要求5所述的谐振器设备，进一步包括温度补偿层，其具有与所述压电谐振器的压电层的频率的温度系数大约相同、但符号相反的频率的温度系数。
8.根据权利要求1所述的谐振器设备，进一步包括温度补偿层，其具有与所述压电谐振器的压电层的频率的温度系数大约相同、但符号相反的频率的温度系数。
9.根据权利要求8所述的谐振器设备，其中所述温度补偿层包括氮化铝。
10.一种系统，其包括：
集成谐振器设备，其包括：压电谐振器；耦合到所述压电谐振器的声学布拉格反射器；覆盖所述压电谐振器的有源加热器层；
所述集成谐振器设备也包括温度传感器层；和
电路，其从所述温度传感器层接收指示温度的温度信号，并基于所述温度信号控制到所述有源加热器层的电流量。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述压电谐振器包括在两个电极之间的压电层，并且所述谐振器设备进一步包括温度补偿层，其具有与所述谐振器中的所述压电层的频率的温度系数大约相同、但符号相反的频率的温度系数，其中所述温度补偿层被提供在所述电极中的一个和所述压电层之间。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述温度传感器层包括掺杂的多晶硅。
13.根据权利要求10所述的系统，其中所述有源加热器层包括钽铝合金薄膜。
14.根据权利要求10所述的系统，其中所述温度补偿层包括二氧化硅。
15.根据权利要求10所述的系统，进一步包括设置在衬底和所述声学布拉格反射器之间的温度补偿层。
16.一种形成具有布拉格反射器的压电谐振器的方法，其包括：
在衬底上方沉积较低和较高声学阻抗材料的交替介电层；
在所述交替介电层上方沉积第一谐振器电极；
在所述第一谐振器电极上方沉积压电层；
在所述压电层上方沉积第二谐振器电极；以及
在所述第二谐振器电极上方沉积有源加热器层。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括在所述衬底和所述交替介电层之间沉积温度传感器层。
18.根据权利要求16所述的方法，进一步包括在所述衬底和所述交替介电层之间沉积温度补偿层。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/484,961 | 2012-05-31 | ||
| US13/484,961 US9240767B2 (en) | 2012-05-31 | 2012-05-31 | Temperature-controlled integrated piezoelectric resonator apparatus |
| PCT/US2013/043657 WO2013181562A1 (en) | 2012-05-31 | 2013-05-31 | Temperature-controlled integrated piezoelectric resonator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104321893A true CN104321893A (zh) | 2015-01-28 |
| CN104321893B CN104321893B (zh) | 2017-09-22 |
Family
ID=49669498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201380025923.6A Active CN104321893B (zh) | 2012-05-31 | 2013-05-31 | 温度受控的集成压电谐振器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9240767B2 (zh) |
| JP (1) | JP6419069B2 (zh) |
| CN (1) | CN104321893B (zh) |
| WO (1) | WO2013181562A1 (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111010115A (zh) * | 2019-08-09 | 2020-04-14 | 天津大学 | 体声波谐振器、滤波器和电子设备及控制谐振器温度的方法 |
| CN111434036A (zh) * | 2017-12-07 | 2020-07-17 | Rf360欧洲有限责任公司 | 电声谐振器装置及其制造方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI538395B (zh) * | 2014-05-07 | 2016-06-11 | 國立清華大學 | 主動式溫度補償共振器結構 |
| WO2015190322A1 (ja) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | 株式会社村田製作所 | 圧電デバイス |
| US10778180B2 (en) * | 2015-12-10 | 2020-09-15 | Qorvo Us, Inc. | Bulk acoustic wave resonator with a modified outside stack portion |
| US9965930B1 (en) * | 2017-03-16 | 2018-05-08 | Apple Inc. | Electronic device including piezoelectric material layer and temperature compensation circuitry and related methods |
| JP6781271B2 (ja) * | 2017-09-22 | 2020-11-04 | 安徽安努奇科技有限公司Ａｎｈｕｉ Ａｎｕｋｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． | 圧電共振器の製造方法と圧電共振器 |
| US11563419B1 (en) * | 2018-10-18 | 2023-01-24 | Hrl Laboratories, Llc | Piezoelectric resonator with multiple electrode sections |
| JP7434724B2 (ja) | 2019-05-23 | 2024-02-21 | セイコーエプソン株式会社 | 振動デバイス、電子機器および移動体 |
| TWI810698B (zh) * | 2019-06-12 | 2023-08-01 | 美商特拉華公司 | 電極界定未懸掛之聲波共振器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7042131B2 (en) * | 2001-06-06 | 2006-05-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| US7310029B2 (en) * | 2003-07-17 | 2007-12-18 | Commissariat A L'energie Atomique | Bulk acoustic resonator with matched resonance frequency and fabrication process |
| US7385334B1 (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-10 | Sandia Corporation | Contour mode resonators with acoustic reflectors |
| US20080313900A1 (en) * | 2007-06-21 | 2008-12-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing inkjet print head |
| CN100578931C (zh) * | 2002-11-07 | 2010-01-06 | 安华高科技无线Ip（新加坡）私人有限公司 | 块体波共振器的音声反射器 |
| US20100134209A1 (en) * | 2005-09-09 | 2010-06-03 | Reinhard Gabl | Device comprising a piezoacoustic resonator element and integrated heating element, method for producing the same and method for outputting a signal depending on a resonant frequency |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62245811A (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-27 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 恒温型圧電振動子 |
| US5283458A (en) * | 1992-03-30 | 1994-02-01 | Trw Inc. | Temperature stable semiconductor bulk acoustic resonator |
| US5696423A (en) * | 1995-06-29 | 1997-12-09 | Motorola, Inc. | Temperature compenated resonator and method |
| US6060692A (en) * | 1998-09-02 | 2000-05-09 | Cts Corporation | Low power compact heater for piezoelectric device |
| KR100502569B1 (ko) | 2003-04-15 | 2005-07-20 | 박희대 | 선택형 블라그 반사층을 이용한 fbar 필터 |
| US7332985B2 (en) * | 2003-10-30 | 2008-02-19 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte Ltd. | Cavity-less film bulk acoustic resonator (FBAR) devices |
| US7400217B2 (en) | 2003-10-30 | 2008-07-15 | Avago Technologies Wireless Ip Pte Ltd | Decoupled stacked bulk acoustic resonator band-pass filter with controllable pass bandwith |
| DE102005043037B4 (de) | 2005-09-09 | 2009-04-09 | Siemens Ag | Vorrichtung mit piezoakustischem Resonatorelement, Verfahren zu dessen Herstellung und Verfahren zur Ausgabe eines Signals in Abhängigkeit einer Resonanzfrequenz |
| US7463118B2 (en) * | 2006-06-09 | 2008-12-09 | Texas Instruments Incorporated | Piezoelectric resonator with an efficient all-dielectric Bragg reflector |
| US7898365B2 (en) * | 2006-09-06 | 2011-03-01 | Raytheon Company | Integrated saw device heater |
| JP4978210B2 (ja) * | 2007-01-25 | 2012-07-18 | セイコーエプソン株式会社 | バルク音響振動子の製造方法 |
| EP2228903B1 (en) * | 2009-03-09 | 2011-11-16 | Micro Crystal AG | Oscillator device comprising a thermally-controlled piezoelectric resonator |
| US9608589B2 (en) | 2010-10-26 | 2017-03-28 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Method of forming acoustic resonator using intervening seed layer |
-
2012
- 2012-05-31 US US13/484,961 patent/US9240767B2/en active Active
-
2013
- 2013-05-31 CN CN201380025923.6A patent/CN104321893B/zh active Active
- 2013-05-31 WO PCT/US2013/043657 patent/WO2013181562A1/en active Application Filing
- 2013-05-31 JP JP2015515251A patent/JP6419069B2/ja active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7042131B2 (en) * | 2001-06-06 | 2006-05-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave device |
| CN100578931C (zh) * | 2002-11-07 | 2010-01-06 | 安华高科技无线Ip（新加坡）私人有限公司 | 块体波共振器的音声反射器 |
| US7310029B2 (en) * | 2003-07-17 | 2007-12-18 | Commissariat A L'energie Atomique | Bulk acoustic resonator with matched resonance frequency and fabrication process |
| US20100134209A1 (en) * | 2005-09-09 | 2010-06-03 | Reinhard Gabl | Device comprising a piezoacoustic resonator element and integrated heating element, method for producing the same and method for outputting a signal depending on a resonant frequency |
| US7385334B1 (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-10 | Sandia Corporation | Contour mode resonators with acoustic reflectors |
| US20080313900A1 (en) * | 2007-06-21 | 2008-12-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing inkjet print head |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111434036A (zh) * | 2017-12-07 | 2020-07-17 | Rf360欧洲有限责任公司 | 电声谐振器装置及其制造方法 |
| CN111010115A (zh) * | 2019-08-09 | 2020-04-14 | 天津大学 | 体声波谐振器、滤波器和电子设备及控制谐振器温度的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013181562A1 (en) | 2013-12-05 |
| US9240767B2 (en) | 2016-01-19 |
| JP2015519848A (ja) | 2015-07-09 |
| CN104321893B (zh) | 2017-09-22 |
| JP6419069B2 (ja) | 2018-11-07 |
| US20130321101A1 (en) | 2013-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104321893B (zh) | 温度受控的集成压电谐振器 | |
| US6507983B1 (en) | Method of making tunable thin film acoustic resonators | |
| JP4624005B2 (ja) | 薄膜バルク音響共鳴器における圧電結合係数を制御して製造される装置 | |
| US7463118B2 (en) | Piezoelectric resonator with an efficient all-dielectric Bragg reflector | |
| US6342134B1 (en) | Method for producing piezoelectric films with rotating magnetron sputtering system | |
| US8154850B2 (en) | Systems and methods for a thin film capacitor having a composite high-k thin film stack | |
| US9647625B2 (en) | Method for manufacturing BAW resonators on a semiconductor wafer | |
| US9305971B2 (en) | Integrated piezoelectric resonator and additional active circuit | |
| US20060131680A1 (en) | Piezoelectric element and method for manufacturing | |
| US11799436B2 (en) | Method of forming an integrated resonator with a mass bias | |
| JP2015519848A5 (zh) | ||
| US8536764B2 (en) | Arrangement of a piezoacoustic resonator on an acoustic mirror of a substrate, method for producing the arrangement and use of the arrangement | |
| US9157378B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric element and piezoelectric element manufactured using same | |
| CN109616569A (zh) | Saw器件及制造方法以及包括其的电子电路和电子器件 | |
| Felmetsger et al. | Crystal orientation and stress in ac reactively sputtered AlN films on Mo electrodes for electro-acoustic devices | |
| JP2004119938A (ja) | 酸化シリコン膜製造方法及び装置 | |
| Mirea et al. | AlN-based solidly mounted resonators on glass substrates for high temperature applications | |
| DeMiguel-Ramos et al. | Hafnium nitride as high acoustic impedance material for fully insulating acoustic reflectors | |
| Campedelli et al. | Thin Film Deposition | |
| CN109891559A (zh) | 半导体装置的制造方法及半导体装置 | |
| Felmetsger et al. | Stress control in AlN and Mo films for electro-acoustic devices | |
| CN111593323A (zh) | 半导体器件的制造方法、衬底处理装置及记录介质 | |
| WO2011062050A1 (ja) | 圧電体薄膜の製造方法、圧電体薄膜及び圧電体素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |