CN113424443A - 声波器件 - Google Patents

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CN113424443A CN201980081234.4A CN201980081234A CN113424443A CN 113424443 A CN113424443 A CN 113424443A CN 201980081234 A CN201980081234 A CN 201980081234A CN 113424443 A CN113424443 A CN 113424443A
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quartz
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piezoelectric plate
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门田道雄
田中秀治
石井良美
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Abstract

公开了声波器件和相关方法。在一些实施例中，声波器件可以包括具有第一表面的石英基板，以及由LiTaO3或LiNbO3形成并且具有被配置为支持表面声波的第一表面和与石英基板的第一表面接合的第二表面的压电板。压电板的第二表面是由压电板的晶体结构取向导致的负表面。所述声波器件还可以包括叉指换能器电极，所述叉指换能器电极形成在压电板的第一表面上并且被配置为提供与所述表面声波相关联的换能器功能。

Description

声波器件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年10月16日提交的题为“ACOUSTIC WAVE DEVICES”的美国临时申请62/746,512的优先权，该临时申请的公开内容通过引用整体明确地并入本文。
技术领域
本申请涉及声波器件，如表面声波(SAW)器件。
背景技术
表面声波(SAW)谐振器通常包括实施在压电层的表面上的叉指换能器(IDT)电极。这样的电极包括两个叉指形的指状物组，并且在此构造中，同组相邻两指的间距大致等同于IDT电极所支持的表面声波的波长λ。
在多个应用中，前述SAW谐振器可以被用作基于波长λ的射频(RF)滤波器。这样的滤波器可以提供多个期望的特征。
发明内容
根据一些实施方式，本申请涉及一种声波器件，该声波器件包括石英基板和压电板，所述石英基板具有第一表面，所述压电板由LiTaO3或LiNbO3形成并且具有第一表面和第二表面，压电板的第一表面被配置为支持表面声波，压电板的第二表面与石英基板的第一表面接合。所述第二表面是由压电板的晶体结构取向导致的负表面。所述声波器件还包括叉指换能器电极，所述叉指换能器电极形成在压电板的第一表面上、并且被配置为提供与所述表面声波相关联的换能器功能。
在一些实施例中，压电板的晶体结构取向可包括欧拉(Euler)角(0°,90°<θ<270°,0°)。在一些实施例中，石英基板的第一表面可以是由石英基板的晶体结构取向导致的正表面。石英基板的晶体结构取向可以包括欧拉角
Figure BDA0003105726900000011
Figure BDA0003105726900000021
其中角度
Figure BDA0003105726900000022
具有在
Figure BDA00031057269000000214
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。角度
Figure BDA0003105726900000023
可以具有例如0°的值。角度ψ可具有例如0°的值。
在一些实施例中，石英基板的第一表面可以是由石英基板的晶体结构取向导致的负表面。石英基板的晶体结构取向可以包括欧拉角
Figure BDA0003105726900000024
其中角度
Figure BDA0003105726900000025
具有在
Figure BDA0003105726900000026
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。角度
Figure BDA0003105726900000027
可以具有例如0°的值。角度ψ可具有例如0°的值。
在一些实施例中，石英基板的第一表面可以是由石英基板的晶体结构取向导致的非极化(unpolarized)表面。石英基板的晶体结构取向可以包括欧拉角
Figure BDA0003105726900000028
Figure BDA0003105726900000029
或
Figure BDA00031057269000000210
其中角度
Figure BDA00031057269000000211
具有在
Figure BDA00031057269000000212
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。角度
Figure BDA00031057269000000213
可以具有例如90°的值，并且角度ψ可以具有例如90°的值。
在一些实施例中，压电板可以由LiTaO3形成，并且石英基板可以包括欧拉角(0°,10°-80°,0°),(0°,100°-170°,0°),(0°,190°-260°,0°)或(0°,280°-350°,0°)。
在一些实施例中，压电板可以由LiNbO3形成，并且石英基板可以包括欧拉角(0°,5°-85°,0°),(0°,95°-175°,0°),(0°,185°-265°,0°)或(0°,275°-355°,0°)。
在一些实施例中，压电板可以由LiTaO3形成，并且石英基板可以包括欧拉角(0°,5°-53°,90°),(0°,127°-175°,90°),(0°,185°-233°,90°)或(0°,307°-355°,90°)。
在一些实施例中，压电板可以由LiNbO3形成，并且石英基板可以包括欧拉角(0°,0°-52°,90°),(0°,126°-180°,90°),(0°,180°-232°,90°)或(0°,306°-360°,90°)。
在一些实施例中，压电板可以由LiTaO3或LiNbO3形成，并且石英基板可以包括欧拉角(0°,0°-360°,0°-60°)或(0°,0°-360°,120°-180°)。在一些实施例中，压电板可以由LiTaO3或LiNbO3形成，并且石英基板可以包括欧拉角(0°,0°-360°,0°-45°)或(0°,0°-360°,135°-180°)。
在一些实施例中，声波器件还可以包括第一反射器和第二反射器，它们实施在压电板的第一表面上、并且定位在叉指换能器电极的第一侧和第二侧上。
在一些实施例中，压电板的厚度可以在0.04λ～1.5λ，其中量λ是表面声波的波长。在一些实施例中，压电板的厚度可以在0.06λ～1.0λ。
在一些教导中，本申请涉及一种制造声波器件的方法。该方法包括形成或提供具有第一表面的石英基板。该方法还包括形成或提供具有LiTaO3或LiNbO3的压电板，以包括第一表面和第二表面，所述第一表面被配置为支持表面声波，所述第二表面是由压电板的晶体结构取向导致的负表面。所述方法还包括将压电板与石英基板耦接，使得压电板的负表面接合于石英基板的第一表面。
在一些实施例中，该方法还可以包括在压电板的第一表面上形成叉指换能器电极，以提供与所述表面声波相关联的换能器功能。
在一些实施例中，压电板的晶体结构取向可包括欧拉角(0°,90°<θ<270°,0°)。在一些实施例中，石英基板的第一表面可以是由石英基板的晶体结构取向导致的正表面、负表面或非极化表面。
在一些实施例中，石英基板的第一表面可以是正表面，并且石英基板可以包括欧拉角
Figure BDA0003105726900000031
是负表面，并且石英基板可以包括欧拉角
Figure BDA0003105726900000032
Figure BDA0003105726900000033
或者是非极化表面，并且石英基板可以包括欧拉角
Figure BDA0003105726900000034
或
Figure BDA0003105726900000035
Figure BDA0003105726900000036
角度
Figure BDA0003105726900000037
具有在
Figure BDA0003105726900000038
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
在一些实施例中，压电板的形成或提供可以包括在压电板与石英基板耦接之后形成压电板。压电板与石英基板的耦接以及压电板的形成可以包括，将厚的压电层结合到石英基板，随后使厚的压电层去薄以产生接合到石英基板的压电板。厚压电层的去薄可以包括抛光工艺。
在一些实施例中，压电板的形成或提供可以包括在压电板与石英基板耦接之前形成压电板。压电板与石英基板的耦接以及压电板的形成可以包括，将厚的压电层附接到处理基板，随后使厚的压电层去薄以形成压电板的负表面，然后将压电板的负表面结合到石英基板上。压电板与石英基板的耦接以及压电板的形成还可以包括移除处理基板以暴露压电板的第一表面。
在一些实施例中，处理基板可以包括硅基板。在一些实施例中，将厚压电层附接到处理基板可以包括将厚压电层结合到处理基板。在一些实施例中，厚压电层的去薄可以包括在厚压电层附接到处理基板的同时的抛光工艺。在一些实施例中，处理基板的移除可以包括蚀刻工艺。
在若干实施方案中，本发明涉及一种射频滤波器，其包括用于接收信号的输入节点、及用于提供经滤波的信号的输出节点。所述射频滤波器还包括声波器件，所述声波器件是实施为电气地位于输入节点和输出节点之间，以生成经过滤波的信号。所述声波器件包括石英基板和压电板，所述石英基板具有第一表面，所述压电板由LiTaO3或LiNbO3形成并且具有第一表面和第二表面，压电板的第一表面被配置为支持表面声波，压电板的第二表面与石英基板的第一表面接合。所述第二表面是由压电板的晶体结构取向导致的负表面。
在一些实施例中，射频滤波器还可以包括形成在压电板的第一表面上的第一叉指换能器电极和第二叉指换能器电极。第一叉指换能器电极可以电连接到输入节点，第二叉指换能器电极可以电连接到输出节点。
在一些实施方式中，本申请涉及射频模块，所述射频模块包括封装基板(packaging substrate)和射频电路，所述封装基板被配置为接收多个组件，所述射频电路被实现在所述封装基板上并且被配置为支持信号的发射和/或接收。所述射频模块还包括射频滤波器，所述射频滤波器被配置为对所述信号中的至少一些信号提供滤波。所述射频滤波器包括：声波器件，所述声波器件包括石英基板和压电板，所述石英基板具有第一表面，所述压电板由LiTaO3或LiNbO3形成并且具有第一表面和第二表面，压电板的第一表面被配置为支持表面声波，压电板的第二表面与石英基板的第一表面接合。所述第二表面是由压电板的晶体结构取向导致的负表面。
在一些实施方案中，本发明涉及一种无线装置，其包括收发器、天线、及无线系统，所述无线系统是实施为电气地位于收发器与天线之间。所述无线系统包括滤波器，该滤波器被配置为给该无线系统提供滤波功能。所述滤波器包括声波器件，该声波器件包括石英基板和压电板，所述石英基板具有第一表面，所述压电板由LiTaO3或LiNbO3形成并且具有第一表面和第二表面，压电板的第一表面被配置为支持表面声波，压电板的第二表面与石英基板的第一表面接合。所述第二表面是由压电板的晶体结构取向导致的负表面。
在一些教导中，本申请涉及一种制造声波器件的方法。该方法包括将压电层的第一表面附接到处理基板，以及对压电层执行去薄操作以暴露附接到处理基板的厚度减小的压电层的第二表面。所述方法还包括将厚度减小的压电层的第二表面结合到永久基板的第一表面，以及从厚度减小的压电层移除处理基板。
在一些实施例中，从厚度减小的压电层移除处理基板可以暴露附接到处理基板的第一表面，该第一表面被配置为支持表面声波。该方法还可以包括在厚度减小的压电层的第一表面上形成叉指换能器电极，以提供与表面声波相关联的换能器功能。
在一些实施例中，声波器件和相应叉指换能器电极形成的组件(assembly)可以是实现为晶圆的一组类似组件之一。该方法还可以包括分割晶圆以提供多个声波器件。
在一些实施例中，处理基板可以包括硅基板。在一些实施例中，永久基板可以包括石英基板。
在一些实施例中，压电层可以由LiTaO3或LiNbO3形成，其具有的晶体结构取向使得厚度减小的压电层的第二表面是负表面。压电板的晶体结构取向可包括欧拉角(0°,90°<θ<270°,0°)。
在一些实施例中，永久基板的第一表面可以是由永久基板的晶体结构取向导致的正表面、负表面或非极化表面。在一些实施例中，永久基板的第一表面可以是正表面，并且该永久基板可以包括欧拉角
Figure BDA0003105726900000051
是负表面，并且该永久基板可以包括欧拉角
Figure BDA0003105726900000052
或为非极化表面，并且该永久基板可以包括欧拉角
Figure BDA0003105726900000053
或
Figure BDA0003105726900000054
角度
Figure BDA0003105726900000055
具有在
Figure BDA0003105726900000056
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
根据一些实施方式，本申请涉及包括晶圆组件，该晶圆组件包括具有第一表面和第二表面的压电层。所述晶圆组件还包括处理基板和永久基板，所述处理基板附接到压电层的第一表面，所述永久基板附接到压电层的第二表面。所述处理基板被选为可移除的，以便当压电层附接到永久基板时暴露压电层的第一表面。
在一些实施例中，处理基板可以是硅基板。在一些实施例中，永久基板可以是石英基板。
在一些实施例中，压电层可以是因在厚压电层上进行去薄操作所致的厚度减小的压电层，其第一表面附接到处理晶圆但无永久基板。在一些实施例中，压电层的第一表面可以用第一结合强度接合到处理基板，压电层的第二表面可以用第二结合强度结合到永久基板。压电层与处理基板之间的第一结合强度可大于压电层与永久基板之间的结合强度，其中第一结合强度允许在不损坏压电层的情况下执行去薄操作。例如，压电层与处理基板之间的第一结合强度可以比压电层与永久基板之间的第二结合强度大至少一个数量级。
在一些实施例中，压电层可以由LiTaO3或LiNbO3形成，其具有的晶体结构取向使得厚度减小的压电层的第二表面是负表面。压电板的晶体结构取向可以包括欧拉角(0°,90°<θ<270°,0°)。
在一些实施例中，永久基板的第一表面可以是由永久基板的晶体结构取向导致的正表面、负表面或非极化表面。在一些实施例中，永久基板的第一表面可以是正表面，并且该永久基板可以包括欧拉角
Figure BDA0003105726900000057
是负表面，并且该永久基板可以包括欧拉角
Figure BDA0003105726900000058
或为非极化表面，并且该永久基板可包括欧拉角
Figure BDA0003105726900000059
或
Figure BDA00031057269000000510
角度
Figure BDA00031057269000000511
具有在
Figure BDA00031057269000000512
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
出于概述本申请的目的，本文中已经描述了本发明的某些方面、优点和新特征。应理解，根据本发明的任何具体实施例不一定都可以实现所有这样的优点。因此，本发明可以以实现或优化本文所教示的一个优点或一组优点、而不一定实现本文所教示或建议的其它优点的方式来实施或执行。
附图说明
图1示出了表面声波(SAW)谐振器的常规结构的示例，该表面声波(SAW)谐振器包括形成在LiTaO3(LT)或LiNbO3(LN)上的叉指换能器(IDT)电极，以及形成在IDT电极的两侧上的反射器。
图2示出了SAW谐振器的结构的一个示例，包括LT板或LN板与石英基板的组合。
图3示出了图2的SAW谐振器的IDT电极的单独放大平面图。
图4示出了通过在42°YXLT((0°,312°,0°)的欧拉角)基板上形成铜(Cu)IDT电极而制造的常规SAW谐振器的实际测量特性。
图5示出了通过组合Cu电极、42°YXLT((0°,132°,0°)的欧拉角)板、和42°42°45’Y90°X((0°,132°45’,90°)的欧拉角)石英基板来制造的SAW谐振器的实际测量特性。
图6A-6H示出LT板或LN板与石英基板的各种组合。
图7A和7B示出了诸如LT板或LN板或石英基板之类的层的极化和表面电荷的表征的一个示例。
图8A和8B示出了相对于参考坐标系的示例LT晶体取向的极化。
图9A和9B示出SAW谐振器的频率特性，其中波长(λ)2μm、厚度0.08λ的铝电极分别形成在20°旋转的Y板X传播LT的(+)表面((0°,110°,0°)的欧拉角)和其(-)表面((0°,290°,0°)的欧拉角)上。
图10A和10B示出了SAW谐振器的频率特性，其中图9A和9B的电极分别形成在42°旋转的Y板X传播LT的(+)表面((0°,132°,0°)的欧拉角)和其(-)表面((0°,312°,0°)的欧拉角)上。
图11A-11D示出了20°旋转的Y板X传播LT的(+)和(-)表面与42°45’Y板90°X传播石英的(+)和(-)表面的四种组合的频率特性。
图12A和12B示出了根据20°旋转的Y板X传播LT的(+)和(-)表面与35°Y板90°X传播向60°Y板90°X传播旋转的石英的(+)和(-)表面的四种组合形成的SAW谐振器的带宽和阻抗比的欧拉角依赖性。
图13A和13B示出了根据10°X-传播向50°YX-传播旋转的LT的(+)和(-)表面与42°45’Y板90°X传播石英的(+)和(-)表面的四种组合形成的SAW谐振器的带宽和阻抗比的欧拉角依赖性。
图14A和14B示出了根据25°旋转Y板X传播LN的(+)和(-)表面与35°Y板90°X传播向60°Y板90°X传播旋转的石英的(+)和(-)表面的四种组合形成的SAW谐振器的带宽和阻抗比的欧拉角依赖性。
图15A和15B示出了具有+20YXLT-/+42°45’Y90X石英结构的SAW谐振器的带宽和阻抗比的LT-厚度依赖性。
图16示出了(0°,θ,0°)LT在X方向(SAW传播方向)和Y方向(与SAW传播方向成90度角)的线性膨胀系数的θ依赖性。
图17示出了(0°,θ,0°)LN在X方向(SAW传播方向)和Y方向(与SAW传播方向成90度角)的线性膨胀系数的θ依赖性。
图18示出了(0°,θ,0°)石英在X方向和Y方向的线性膨胀系数的θ依赖性。
图19示出了(0°,θ,45°)石英在X方向和Y方向的线性膨胀系数的θ依赖性。
图20示出了(0°,θ,90°)石英在X方向和Y方向的线性膨胀系数的θ依赖性。
图21示出了在(0°,126°,ψ)石英在X方向和Y方向的线性膨胀系数的ψ依赖性。
图22示出了(0°,132°45’,ψ)石英在X方向和Y方向的线性膨胀系数的ψ依赖性。
图23示出了(0°,145°,ψ)石英在X方向和Y方向的线性膨胀系数的ψ依赖性。
图24A-24C示出了可用于获得LT或LN板与石英基板的组合的工艺的一个示例。
图25A-25E示出了可用于获得LT或LN板与石英基板的组合的工艺的另一示例。
图26A示出了在图24A-24C的结合(bonding)工艺之后在200℃热处理20小时之后损坏的LT基板。
图26B示出了当基板在图24A-24C的工艺期间被抛光到5μm时该基板因弱结合强度而部分地剥离的一个示例。
图27A示出了LT结合到硅基板、并且该LT抛光到0.3μm的厚度之后获得的LT表面。
图27B示出了在将石英基板结合到图27A的组件的LT表面、并且然后该硅基板被等离子体蚀刻技术蚀刻之后获得的LT表面。
图28示出了用类似于图25A-25E的示例的方法制造的SAW谐振器的频率特性。
图29示出了在一些实施例中，多个单元的SAW谐振器可以在诸如晶圆形式的阵列中制造。
图30示出了在一些实施例中，具有本文所述一个或多个特征的SAW谐振器可以被实施为封装器件的一部分。
图31示出了在一些实施例中，图30的基于SAW谐振器的封装器件可以是封装的滤波器器件。
图32示出了在一些实施例中，射频(RF)模块可以包括一个或多个RF滤波器的组件。
图33描绘了具有本文所述一个或多个有利特征的无线设备的一个示例。
具体实施方式
本文提供的标题(如果有的话)仅是为了方便，并且不一定影响所要求保护的发明的范围或含义。
用于智能电话等的频带包括彼此接近的大约80个频带，因此需要或期望具有陡峭频率特性的滤波器和双工器。这种滤波应用可以包括例如梯形滤波器结构，其中采用表面声波(SAW)或体波的谐振器被布置为阶梯。因此，需要或期望具有较大阻抗比或高Q的谐振器以实现具有陡峭频率特性的滤波器或双工器。
图1示出了表面声波(SAW)谐振器10的常规结构的一个示例，该SAW谐振器10包括形成在LiTaO3(LT)或LiNbO3(LN)基板18上的叉指换能器(IDT)电极12，以及形成在IDT电极12两侧上的反射器14，16。
图2示出了实施为SAW谐振器的表面声波(SAW)装置100的示例。这样的SAW谐振器可以包括由例如LiTaO3(本文中也称LT)或LiNbO3(本文中也称LN)形成的压电层104。这样的压电层可以包括第一表面110(例如，当SAW谐振器100如图所示取向时的上表面)和相对的第二表面。压电层104的第二表面可以附接到例如石英基板112。
在压电层104的第一表面110上，可以实施叉指换能器(IDT)电极102，以及一个或多个反射器组件(例如，114，116)。图3示出了图2的SAW谐振器100的IDT电极102的单独放大平面图。应理解，图2和图3的IDT电极102可以包括更多或更少数量的指状物(fingers)用于两个叉指形的指状物组。
在图3的示例中，IDT电极102被示为包括指状物122a的第一组120a和指状物122b的第二组120b，这两组叉指形布置。在这样的构型中，同一组的两个相邻指状物(例如，第一组120a的相邻指状物122a)之间的距离与关联IDT电极102的表面声波的波长λ大致相同。
在图3的示例中，示出了与指状物有关的各种尺寸。更具体地，每个指状物(122a或122b)被示出为具有横向宽度F，而间距G被示为提供在相邻两个叉指形指状物(122a和122b)之间。
应注意，图2的SAW谐振器100可被配置为提供比图1的常规SAW谐振器10更大的阻抗比(例如，约29dB)。例如，图4示出了作为图1之SAW谐振器10的频率的函数的阻抗特性曲线图，图5示出了作为图2之SAW谐振器100的频率的函数的阻抗特性曲线图。对于图4的曲线图，阻抗比(20log(Za/Zr))是51dB，其中Zr和Za分别是谐振频率fr和反谐振频率fa处的阻抗值。对于图5的曲线图，阻抗比是80dB，比图4的大29dB。
在一些实施方式中，本申请涉及用于制造图2的SAW谐振器100的技术。这种技术可以允许制造工艺避免或降低不期望的效应的可能性。例如，当LT或LN结合到石英基板时，可能由于在进行热处理工艺以增强结合强度期间LT或LN与石英基板之间的热膨胀差异而发生损坏。在另一实例中，当为了避免损坏而在较低温度进行热处理来产生结合的基板时，结合强度可能较弱，且因此在使LT或LN板去薄的过程期间LT或LN可以破裂或从石英基板剥离。
在一些实施例中，各种装置、结构和方法可以用于通过将LT或LN的取向角与石英基板的取向角最佳地或选择性地组合来增强结合强度，和/或用于在结合较弱时支持制造过程。
应注意，声波滤波器的带宽取决于在声波滤波器中使用的压电基板的机电耦合系数(耦合系数)。因此，具有滤波器带宽所必需的耦合系数的LiTaO3(LT)或LiNbO3(LN)基板被采用。
在多个应用中，具有满足滤波器带宽的耦合系数、同时具有更大阻抗比(较高Q)的谐振器是期望的。如本文所述，将薄板LT或LN与石英基板如图2所示组合可以提供如图5所示的更大阻抗比和更好温度特性。
在一些实施例中，优化或选择LT或LN压电薄板的极性以及石英基板的极性处于所希望的关系中可以提供更宽的带宽和更大的阻抗比。例如，将LT或LN的负(-)表面与石英基板结合可以比将LT或LN的正(+)表面与石英基板结合提供更宽的带宽和更大的阻抗比。这类极性的例子在本文中更详细地描述。
在一些实施例中，在将LT或LN的负表面结合到石英基板之后，可通过热处理来增强结合强度。当LT或LN的X方向(SAW传播方向)以及与X方向相差90度的Y方向上的线性膨胀系数与石英基板的那些线性膨胀系数显著不同时，结合过程之后的热处理可能导致对基板的损坏。当X方向和Y方向上的膨胀系数之间的差更大时，热处理期间的损坏更可能发生。因此，选择被结合的层的取向可以减小这些层之间的膨胀系数差异。应注意，即使在同一层内，也可减小X方向与Y方向之间的膨胀系数差异。
应注意，在一些实施例中，对于一个或一个以上的性能特性，被组合的结合层的取向角度有时希望是不同于为解决上述问题而选择的取向角度。
应注意，在一些实施例中，直接结合技术可能难以应用于氧化物基板(例如LT及石英)。另一方面，LT或LN层和硅(Si)层可以彼此直接结合，此结合足以强大到省略热处理。因此，在一些实施例中，在将LT或LN层通过这种直接结合技术结合到Si层之后，LT或LN可以被去薄到所需厚度。然后，去薄的LT或LN板的抛光表面可以结合到石英基板，而Si层可以被蚀刻以实现LT、LN薄板/石英基板的组件。因为在上述工艺之后不执行抛光工艺，所以即使结合强度有某种程度的弱，与抛光有关的机械损伤也不可能发生在制造工艺中。
如上所述，图1示出了表面声波(SAW)谐振器10的常规结构，所述谐振器10包含形成于LT或LN18上的叉指换能器(IDT)电极12及形成于IDT电极12的两侧上的反射器14,16。图2示出了SAW谐振器100的一个示例结构，其包括LT薄板或LN薄板104与石英基板112的组合。IDT电极102示为在LT或LN薄板104的表面110上形成，反射器114,116示为在IDT电极102的两侧上形成。
如上所述，图4示出了作为图1的SAW谐振器10的频率的函数的阻抗特性曲线图，图5示出了作为图2的SAW谐振器100的频率的函数的阻抗特性曲线。在图4的示例中，IDT电极(图1的12)是在42°旋转的Y板LT基板的负平面上X方向(称为42°YXLT((0°,312°,0°)平面的欧拉角中的负平面)传播的SAW方向上形成的铜(Cu)电极。在此图中，阻抗最小的点被称为谐振阻抗Zr，其对应频率被称为谐振频率fr，阻抗最大的点被称为反谐振阻抗Za，其对应频率被称为反谐振频率fa。带宽表示为(fa-fr)/fr，阻抗比表示为20*log(Za/Zr)。
如上所述，图5示出了通过将42°YXLT(IDT形成于42°YXLT,(0°,132°,0°)平面的欧拉角中的正平面)薄板与42°45’Y90°X石英基板(在从X轴偏离90°的方向上传播：(0°,132°45’,90°)的欧拉角)组合而制造的SAW谐振器的实际测量特性。LT与石英的组合可允许带宽从4.2％扩展到5.1％、阻抗比从51dB扩大到80dB，导致增大29dB。因此，将LT与石英基板组合可显著改善频率特征。
应注意，压电体具有相对于c轴的正(+)极性和负(-)极性。例如，表示为42°旋转的Y板(0°,132°,0°)欧拉角的表面代表了(+)表面，而其反面，即180°旋转(0°,312°,0°)，代表了(-)表面。
图6A到6H示出了在一些实施例中，SAW谐振器100可具有压电层104(例如，LT或LN)的极性取向与基板112(例如，石英)的极性取向的不同组合。在图6A-6H中，每个SAW谐振器100的压电层104被示为包括第一表面103a和第二表面103b，并且相同SAW谐振器的基板112被示为包括第一表面113a和第二表面113b。压电层104的第二表面103b被示为接合于(engage)基板112的第一表面113a。因此，为了描述的目的，压电层104的第二表面103b和基板112的第一表面113a可以被认为是接合表面，而压电层104的第一表面103a和基板112的第二表面113b可以被认为是非接合表面。
图6A示出了在一些实施例中，SAW谐振器100的压电层104可以被配置为使得其极性导致接合表面103b是负(-)表面，而SAW谐振器100的基板112可以被配置为使得其极性导致接合表面113a是正(+)表面。在这样的配置中，压电层104的非接合表面103a是正(+)表面，而基板112的非接合表面113b是正负(-)表面。负(-)和正(+)表面的更详细示例在本文中参考图7和8描述。
图6B示出了在一些实施例中，SAW谐振器100的压电层104可以被配置为使得其极性导致接合表面103b是负(-)表面，而SAW谐振器100的基板112可以被配置为使得其极性导致接合表面113a是负(-)表面。在这样的配置中，压电层104的非接合表面103a是正(+)表面，而基板112的非接合表面113b是正(+)表面。
图6C示出了在一些实施例中，SAW谐振器100的压电层104可以被配置为使得其极性导致接合表面103b是正(+)表面，而SAW谐振器100的基板112可以被配置为使得其极性导致接合表面113a是正(+)表面。在这样的配置中，压电层104的非接合表面103a是负(-)表面，而基板112的非接合表面113b是负(-)表面。
图6D示出了在一些实施例中，SAW谐振器100的压电层104可以被配置为使得其极性导致接合表面103b是正(+)表面，而SAW谐振器100的基板112可以被配置为使得其极性导致接合表面113a是负(-)表面。在这样的配置中，压电层104的非接合表面103a是负(-)表面，而基板112的非接合表面113b是正(+)表面。
图6E示出了在一些实施例中，SAW谐振器100的压电层104可以被配置为使得其极性导致接合表面103b是负(-)表面，而SAW谐振器100的基板112可以被配置为使得其晶体取向导致接合表面113a是具有欧拉角
Figure BDA0003105726900000121
的非极化表面。在这样的配置中，压电层104的非接合表面103a是正(+)表面。
图6F示出了在一些实施例中，SAW谐振器100的压电层104可以被配置为使得其极性导致接合表面103b是负(-)表面，而SAW谐振器100的基板112可以被配置为使得其晶体取向导致接合表面113a是具有欧拉角
Figure BDA0003105726900000122
的非极化表面。在这样的配置中，压电层104的非接合表面103a是正(+)表面。
图6G示出了在一些实施例中，SAW谐振器100的压电层104可以被配置为使得其极性导致接合表面103b为正(+)表面，而SAW谐振器100的基板112可以被配置为使得其晶体取向导致接合表面113a为具有欧拉角
Figure BDA0003105726900000123
的非极化表面。在这样的配置中，压电层104的非接合表面103a是负(-)表面。
图6H示出了在一些实施例中，SAW谐振器100的压电层104可以被配置为使得其极性导致接合表面103b是正(+)表面，而SAW谐振器100的基板112可以被配置为使得其晶体取向导致接合表面113a是具有欧拉角
Figure BDA0003105726900000124
的非极化表面。在这样的配置中，压电层104的非接合表面103a是负(-)表面。
图7A和图7A示出了材料主体105，其可以是压电层(如LT或LN层)，或者是介电层，如石英层。出于描述的目的，假定这样的主体在第一表面107a和第二表面107b之间具有平面形状，具有平行于矩形坐标系的XY平面的平面。在这样的配置中，X方向可以是表面声波的传播方向。
在图7A和7B的主体105中，极化可以存在或被感应，导致第一表面107a和第二表面107b之间的净极化电位差。这样的净极化差可导致第一表面107a上的一种类型的净电荷，以及第二表面107b上的另一类型的净电荷。
例如，如图7A所示，当第一表面107a具有正(+)极化电位、第二表面107b具有负(-)极化电位时，第一表面107a具有负(-)电荷、第二表面107n具有正(+)电荷。反过来，如图7B所示，当第一表面107a具有负(-)极化电位、第二表面107b具有正(+)极化电位时，第一表面107a具有正(+)电荷、第二表面107n具有负(-)电荷。
为了描述的目的，并且除非另有说明，主体105的正(+)表面可以对应于具有正(+)极化电位的表面，主体105的负(-)表面可以对应于具有负(-)极化电位的表面。因此，图6A-6D的压电层104和基板112的正(+)和负(-)表面可以被理解为遵循前述示例定义。
应理解，主体的正(+)和负(-)表面可以以其它方式限定。例如，正(+)和负(-)表面可被限定为对应于这些表面的电荷。在此情形中，主体的正(+)表面可对应于具有正(+)电荷的表面，主体的负(+)表面可对应于具有负(+)电荷的表面。
图8A示出了图7A和图7B的主体105的晶体结构的晶胞117的示例。这类晶胞被示为具有平行于主体105的XY平面的相对于参考平面115的晶体取向，以便为主体105的相应表面提供负(-)极化电位。因此，这样的表面是负(-)表面。
应注意，例如，具有42°Y结构的LT晶体(42°YLT)可以代表正(+)((0°,132°,0°)欧拉角)或负(-)((0°,312°,0°)欧拉角)平面。当仅使用常规LT或LN时，这两种欧拉角结构((0°,132°,0°)和(0°,312°,0°))提供如本文所述的类似频率特性(例如，参考图10A和10B)。然而，与(0°,132°,0°)平面相比，抛光(0°,312°,0°)平面更容易且更快。因此，在一些实施例中，用于示例42°YXLT的平面是(0°,312°,0°)平面。
图8B示出了图7A和图7B的主体105的晶体结构的晶胞117的另一示例。这类晶胞被示为具有平行于主体105的XY平面的相对于参考平面115的晶体取向，以便为主体105的相应表面提供正(+)极化电位。因此，这样的表面是正(+)表面。
作为示例，具有前述正(+)表面的LT晶体包括欧拉角(0°,132°,0°)。因此，与42°YX结构(42°YXLT)的负(-)极化电位表面对应的负(-)表面可以表示为具有欧拉角(0°,312°,0°)。如图8A所述，这种表面(具有欧拉角(0°,312°,0°))的应用在一些实施例中可以是优选的。
为了描述的目的，并且参考图6和7，为正(+)极化电位表面限定的欧拉角包括(0°,90°<θ<270°,0°)。此外，为负(-)极化电位表面限定的欧拉角包括(0°,-90°<θ<90°,0°)。因此，如果正(+)和负(-)表面遵循正(+)和负(-)极化电位表面，则为正(+)表面限定的欧拉角包括(0°,90°<θ<270°,0°)，为负(-)表面限定的欧拉角包括(0°,-90°<θ<90°,0°)。
为了描述的目的，将理解，角度α可以以等效形式表达为α±n360°，其中n是整数。例如，欧拉角(0°,90°<θ<270°,0°)将被理解为等同于(0°,-270°<θ<-90°,0°)。在另一示例中，欧拉角(0°,-90°<θ<90°,0°)将被理解为等同于(0°,270°<θ<450°,0°)。
在对正(+)和负(-)表面的前述示例定义的情形中，表1总结了图6A-6D的SAW谐振器配置，其假设压电层104是LT、基板112是石英，并认为，当如所描绘的那样观察时，欧拉角对应于相应层的上表面(LT层104的103a、和石英层112的113a)。
表1
Figure BDA0003105726900000141
在表1的实例中，每一石英基板被配置为包括对应于相应欧拉角的正(+)表面及负(-)表面。应注意，当石英晶体的极化平面(例如，Z平面)垂直于SAW平面的表面(例如，为(90°,90°,90°)或(90°,-90°,90°)的欧拉角)时，对应的石英基板不具有与所述极化平面关联的(+)表面和(-)表面。在一些实施例中，利用这种石英基板的SAW谐振器可以被实施。
表2总结了图6D-6G的SAW谐振器配置，其假设压电层104是LT、基板112是石英，并认为，当如所描绘的那样观察时，欧拉角对应于相应层的上表面(LT层104的103a、和石英层112的113a)。
表2
Figure BDA0003105726900000142
如本文更详细地描述的，应注意，与具有-LT+/石英配置的SAW谐振器(例如，图6G或图6H)相比，具有+LT-/石英配置的SAW谐振器(例如，图6E或图6F)具有更高的阻抗比。
表1和表2中列出的LT和石英的表面组合的结合强度(bonding strength)测量如下。对于+LT-/+石英-配置(图6A)，测量的结合强度(2γ)是2.2焦/m2。对于+LT-/-石英+配置(图6B)，测量的结合强度(2γ)是2.0焦/m2。对于-LT+/+石英-配置(图6C)，测量的结合强度(2γ)是1.8焦/m2。对于-LT+/-石英+配置(图6D)，测量的结合强度(2γ)是2.0焦/m2。对于图6E的+LT-/石英配置，测量的结合强度(2γ)是1.9焦/m2。对于图6F的+LT-/石英配置，测量的结合强度(2γ)是1.9焦/m2。对于图6G的-LT+/石英配置，测量的结合强度(2γ)是1.9焦/m2。对于图6H的-LT+/石英配置，测量的结合强度(2γ)是1.9焦/m2。注意，在表1和2列出的八种配置中，图6A的配置(+LT-/+石英-)提供最高的结合强度(2γ＝2.2焦/m2)。
在前述测量实施例中，结合强度表示为2γ，其中γ是Tong,Q.,Goesele,U.,andSociety,E.(1999)Semiconductor Wafer Bonding:Science and Technology,JohnWiley&Sons,Inc.,New York所述的两个基板之间的结合强度。与各种制造工艺步骤中的结合强度相关的示例在本文中更详细地描述。
在一些实施例中，用于表1和表2中石英基板的角度
Figure BDA0003105726900000151
可以具有
Figure BDA0003105726900000152
180°范围内的值。例如，石英基板可具有
Figure BDA0003105726900000153
或
Figure BDA0003105726900000154
的配置。在一些实施例中，用于表1和表2中石英基板的角度ψ可以具有0°≤ψ<180°范围内的值。举例来说，石英基板可具有ψ＝0°或ψ＝90°的配置。
应理解，表1和表2中定义的表面组合和欧拉角组合也可以适用于其他压电层(包括LN层)和/或其他基板层。
还将理解，正(+)表面在本文中也简称(+)表面，负(-)表面在本文中也简称(-)表面。
图9A和9B示出了SAW谐振器的特性，其中波长(λ)为2μm、且厚度为0.02λ的铝电极分别于20°旋转的Y板X传播LT的(+)表面((0°,110°,0°)欧拉角)和(-)表面((0°,290°,0°)欧拉角)上形成。图10A和10B示出了SAW谐振器的特性，其中相同的电极分别于42°旋转的Y板X传播LT的(+)表面((0°,132°,0°)欧拉角)和(-)表面((0°,312°,0°)的欧拉角)上形成。从这些阻抗特性曲线可以看出，即使电极在常规LT基板的(+)或(-)表面中的任一个上形成，相应SAW谐振器之间的带宽、阻抗比、谐振频率、反谐振频率、杂散模式等也基本上没有差异。
基于前述示例，可以看到在常规LT基板的(+)和(-)表面之间没有阻抗特性的差异。因此，通常，当使用常规LT基板时，(+)平面和(-)平面不予区分。然而，因为(-)平面更容易抛光，所以这种表面通常用在常规LT基板中。例如，(0°,312°,0°)平面通常用在常规42°YXLT的示例中。
图11～14示出了与LT取向和石英取向的不同组合相关联的特性的各种示例。这种组合(压电层104和基板层112)的更一般形式在图6A-6D中示出。
作为示例，制得20°旋转的Y板X传播LT的(+)和(-)表面(欧拉角分别为(0°,110°,0°)和(0°,290°,0°))、以及42°45’Y-板90°X-传播石英的(+)和(-)表面((0°,132°45’,90°)和(0°,312°45’,90°))，以便形成对应于图6A-6D所示四种组合的四种SAW谐振器，并获得它们的频率特性。图11A-11D示出了这些特性。
参考图6A-6D和图11A-11D，注意，LT电极侧为(+)表面、与石英结合的LT表面为(-)表面的LT与石英的结合表面是(+)表面的石英的组合(图6A)，以及相同LT与石英的结合表面是(-)表面的石英的组合(图6B)示出了基本相同的带宽和阻抗比，见图11A和11B。还应注意，LT电极侧为(-)表面、与石英结合的LT表面为(+)表面的LT与石英的结合表面是(+)表面的石英的组合(图6C)，以及相同LT与石英的结合表面是(-)表面的石英的组合(图6D)示出了基本相同的带宽和阻抗比，见图11C和11D。然而，图11A和11B的实施例表明，与图11C和11D中所示的实施例相比，带宽增加13％、阻抗比增大2dB。注意，13％的值是用图11A-11D所示的6.2％/5.5％计算出的。
因此，不管石英是(+)表面或(-)表面，当如图6A和6B所示LT被结合的表面是(-)表面时，这样的结构可以导致更好的特性。
作为另一示例，制得20°旋转的Y板X传播LT的(+)和(-)表面(欧拉角分别为(0°,110°,0°)和(0°,290°,0°))，以及35°Y板90°X传播向60°Y板90°X传播旋转的石英的(+)表面(欧拉角(0°,125°,90°)至(0°,150°,90°))和相同石英的(-)表面(欧拉角(0°,305°,90°)至(0°,330°,90°))，形成对应于图6A-6D所示四种组合的四个SAW谐振器，并获得它们的频率特性。这四种结构组合的带宽和阻抗比在图12A和12B中示出为石英的欧拉角θ的函数。纵观具有任何欧拉角θ的石英，图6A和6B的结构比图6C和6D的结构获得更宽的带宽和更大的阻抗比。
作为另一示例，制得10°X传播向50°YX传播旋转的LT的(+)表面(欧拉角(0°,100°,0°)至(0°,140°,0°))和相同LT的(-)表面(欧拉角(0°,280°,0°)至(0°,320°,0°))，以及42°45’Y板90°X传播的石英的(+)和(-)表面(欧拉角分别为(0°,132°45’,90°)和(0°,312°45’,90°))。获得图6A-6D所示四种组合的SAW谐振器的频率特性。这四种结构组合的带宽和阻抗比在图13A和13B中示出为LT的欧拉角θ的函数。对于任何欧拉角的LT而言，图6A和6B的结构可以比图6C和6D的结构获得更宽的带宽和更大的阻抗比。
在图11-13的各种示例中，压电层都是LT层。用LN作为压电层可以获得类似的结果。
例如，制得25°旋转的Y板X传播LN的(+)和(-)表面(欧拉角分别为(0°,115°,0°)和(0°,295°,0°))，以及35°Y板90°X传播向60°Y板90°X传播旋转的石英的(+)表面(欧拉角(0°,125°,90°)至(0°,150°,90°))和相同石英的(-)表面(欧拉角(0°,305°,90°)至(0°,330°,90°))。获得图6A-6D所示四种组合的SAW谐振器的频率特性。这四种结构组合的带宽和阻抗比在图14A和14B中示出为石英的欧拉角θ的函数。纵观任何欧拉角θ的石英，图6A和6B的结构比图6C和6D的结构获得更宽的带宽和更大的阻抗比。LN与石英的其它组合也可提供与本文所述LT与石英的对应组合类似的结果。
至少部分地基于前述示例，当LT或LN板上与石英基板结合的表面是(-)表面时，按照图6A和6B的结构用这种LT或LN板与石英基板的组合可以在LT、LN或石英为任意取向时提供更好的特性。
当SAW谐振器的极化电位平面垂直于石英表面(例如，欧拉角为(90°,90°,90°)或(90°,-90°,90°)的平面)时，其石英基板就极化方向而言不具有(+)表面和(-)表面。应注意，该示例(90°,90°,90°)平面的背面为(90°,-90°,90°)平面。
在石英基板的前述配置中，并参考图6E-6H和表2，图6E的SAW谐振器(+LT-/(90°,90°,90°))石英)和图6F的SAW谐振器(+LT-/(90°,-90°,90°)石英)提供了比图6G的SAW谐振器(-LT+/(90°,90°,90°)石英)和图6H的SAW谐振器(-LT+/(90°,-90°,90°)石英)更高的阻抗比。因此，可以看到，无论石英基板是否包括其自身的(-)和(+)平面，选择LT或LN的(-)或(+)平面来与石英基板接合对于获得高阻抗比是重要的。
图15A和15B示出了+20°YXLT-/+42°45’Y90°X石英结构的厚度(以波长λ记)分别与(a)带宽和(b)阻抗比之间的关系。可以看出，当LT厚度为0.004λ～1.5λ时可以获得70dB或更高的阻抗比，当LT厚度为0.006λ～1λ时可以获得73dB或更高的阻抗比。因此，为了获得更大的阻抗比，LT或LN的厚度可以是1.5λ或更小，优选1λ或更小。
应理解，本申请的一个或多个特征不仅可以应用于SAW谐振器，还可以应用于通过将LT或LN层与石英基板组合而形成的任何SAW设备。
图16和17分别针对(0°,θ,0°)LT和(0°,θ,0°)LN示出了基板在X方向(SAW传播方向)和Y方向(与SAW传播方向成90度角的方向)的线性膨胀系数的θ依赖性。对于LT和LN两者而言，X方向的线性膨胀系数大于Y方向的线性膨胀系数。对于LT和LN两者而言，X方向与Y方向之间的线性膨胀系数的差在θ＝90°附近更大。应注意，与
Figure BDA0003105726900000181
有关的线性膨胀系数基本等同于
Figure BDA0003105726900000182
Figure BDA0003105726900000183
的线性膨胀系数；因此，在线性膨胀系数的情形中，
Figure BDA0003105726900000184
在本文中可称为
Figure BDA0003105726900000185
图18、19和20分别示出了(0°,θ,0°)石英基板、(0°,θ,45°)石英基板、和(0°,θ,90°)石英基板在X方向和Y方向上线性膨胀系数的θ依赖性。如图18对于(0°,θ,0°)石英所示，X方向的线性膨胀系数大于Y方向的线性膨胀系数。然而，如图19对于(0°,θ,45°)石英所示，两个方向的线性膨胀系数基本相同，如图20对于(0°,θ,90°)石英所示，Y方向的线性膨胀系数大于X方向的线性膨胀系数。
图21、22和23分别示出了(0°,126°,ψ)石英基板、(0°,132°45’,ψ)石英基板、和(0°,145°,ψ)石英基板在X方向和Y方向上线性膨胀系数的ψ依赖性。对于在0≤ψ<45°和135°≤ψ≤180°的任何基板，X方向的线膨胀系数都大于Y方向的线膨胀系数；对于在ψ＝45°和135°的任何基板，两个方向的线性膨胀系数基本相同；对于在45°≤ψ<135°的任何基板，X方向的线膨胀系数小于Y方向的线膨胀系数。
在一些实施例中，考虑到合适的耦合系数，(0°,280°-330°,0°)(其提供与(0°,100°-150°,0°)相同的线性膨胀系数)可以用于LT层。这些层与(0°,θ,0°)石英层的任何组合可以允许X方向的线性膨胀系数大于Y方向的线性膨胀系数，并因此由热引起的膨胀在任何取向角时都是在X方向上更大。因此，LT层在任何取向角都不太可能发生热裂。这两层之间在X方向上的线性膨胀系数的差异大约是15％；然而，如果甚至在Y方向上允许有这种差异，则LT取向角(0°,120°-150°,0°)的Y方向线性膨胀系数可以是大约7.10x10-6至13.10x10-6，而石英取向角(0°,10°-80°,0°)和(0°,100°-170°,0°)的Y方向线性膨胀系数约为7.48x10-6至13.52x10-6。因此，所述石英取向角可允许两层的线性膨胀系数基本相同。
在一些实施例中，(0°,265°-336°,0°)(其提供与(0°,85°-156°,0°)相同的线性膨胀系数)可用于LN，且其与(0°,θ,0°)石英的组合可允许X方向线性膨胀系数大于两层的Y方向线性膨胀系数，使得在任何取向角都是X方向上的热膨胀更大。LN取向角(0°,85°-156°,0°)(其在线性膨胀系数方面等同于(0°,265°-336°,0°))的Y方向线性膨胀系数为约7.5x10-6至14.00x10-6，而石英(0°,5°-85°,0°)和(0°,95°-175°,0°)的Y方向线性膨胀系数约为7.48x10-6至13.71x10-6。相应地，LN和石英的线性膨胀系数对于该取向角而言可以是基本上相同的。
X方向和Y方向线性膨胀系数的大小关系在图16所示(0°,θ,0°)LT与图20所示(0°,θ,90°)石英之间是反转的，并因此可能难以找到LT与石英结合的条件。然而，优选使用允许(0°,280°-330°,0°)LT的膨胀系数与石英的膨胀系数之间的差尽可能小的取向，其中(0°,280°-330°,0°)本身是LT通常使用的取向。这样的取向(0°,280°-330°,0°)LT具有大约16.1x10-6的X方向线性膨胀系数，并且其+/-40％线性膨胀系数在大约9.66x10-6至22.96x10-6的范围内；并且因此允许石英的X方向线性膨胀系数在该范围内的石英取向角可以是(0°,0°-54°,90°)和(0°,126°-180°,90°)。另一方面，对于Y方向，上述取向LT的线性膨胀系数在约4.46x10-6至13.1x10-6的范围内，其+/-40％线性膨胀系数范围是约6.24x10-6至18.34x10-6；并且因此满足这些系数的石英取向角可以是(0°,0°-180°,90°)。为此，对于示例取向(0°,100°-150°,0°)LT，允许LT与石英之间的线性膨胀系数差在X方向和Y方向上都为+/-40％以内的石英取向角可以是(0°,0°-54°,90°)至(0°,126°-180°,90°)。
X方向和Y方向的线性膨胀系数的大小关系在图17所示(0°,θ,0°)LN和图20所示(0°,θ,90°)石英之间是反转的；然而，优选使用允许(0°,85°-156°,0°)LN的膨胀系数与石英的膨胀系数之间的差尽可能小的取向，其中(0°,85°-156°,0°)本身是LT通常使用的取向。如图17所示，(0°,85°-156°,0°)LN的X方向线性膨胀系数是约15.4x10-6，其+/-40％X方向线性膨胀系数约为9.24x10-6至21.56x10-6。相应地，对应于所述系数的石英具有如从图20导出的(0°,0°-58°,90°)和(0°,122°-180°,90°)的取向。另一方面，相同取向LN的Y方向线性膨胀系数在约7.62x10-6至14.08x10-6的范围内，(0°,0°-180°,90°)石英的Y方向线性膨胀系数为13.71x10-6，并且任何取向的线性膨胀系数可以近似于上述取向LN的线性膨胀系数。因此，满足(0°,85°-156°,0°)LN和(0°,θ,90°)石英之间在X方向和Y方向上的线性膨胀系数差异在+/-40％以内的石英取向可以是(0°,0°-58°,90°)和(0°,122°-180°,90°)。
参考图21、22和23，当ψ＝45°和135°时，(0°,θ,ψ)石英的X方向和Y方向线性膨胀系数基本相同，而当0≤ψ<45°和135°≤ψ≤180°时，X方向的线性膨胀系数大于Y方向的线性膨胀系数。对于其他θ也是如此。因此，(0°,0°-180°,0°-45°)和(0°,0°-180°,135°-180°)石英的X方向线性膨胀系数大于Y方向线性膨胀系数，与上述LT和LN类似，并因此对于结合而言是所希望的取向角。此外，如图21、22和23所示，ψ＝30°～45°时的X方向和Y方向线性膨胀系数相对于在ψ＝45°时的X方向和Y方向线性膨胀系数是在+/-7％以内，当ψ＝30°～45°和ψ＝45°～60°时X方向和Y方向的线性膨胀系数的大小关系反转；但仍在+/-7％以内，并且即使在(0°,0°-180°,30°-60°)石英中也可以获得足够的结合强度。类似地，ψ＝120°～150°时的X方向和Y方向线性膨胀系数也相对于在ψ＝135°时的X方向和Y方向线性膨胀系数是在+/-7％以内，并且因此即使在(0°,0°-180°,120°-150°)石英中也可以获得足够的结合强度。因此，(0°,0°-180°,30°-60°)石英和(0°,0°-180°,120°-150°)石英具有适于与LT或LN结合的取向角，优选地，(0°,0°-180°,0°-45°)和(0°,0°-180°,135°-180°)石英是更合适的取向角。
图24A-24C示出了可用于制造具有本文所述一个或多个特征的SAW谐振器的一个示例过程。图25A-25E示出了可用于制造具有本文所述一个或多个特征的SAW谐振器的另一示例工艺。在两个示例中，LT材料被用作压电；然而，应当理解，可以使用包括LN材料的其他材料。
在第一示例中，图24A示出了在一些实施例中，制造工艺可以包括形成或提供由相对厚的LT板130与石英板112组成的组件132的工艺步骤。在一些实施例中，所述相对厚的LT板和石英板可以在它们各自的镜面侧上被清洁和激活，并且这些表面可以被加压以被结合。可选地或替代地，可以在两个板之间利用由硅(Si)等制成的薄膜进行结合。
图24B示出了工艺步骤，其中相对厚的LT板130的厚度被减小到较薄的LT板134，以便形成组件136。在一些实施例中，这样的去薄工艺步骤可以通过例如抛光工艺(诸如机械抛光工艺，化学机械工艺等)来实现。在图24B中，较薄的LT板134被示为包括与石英板112接合的第一表面(例如，通过结合)，以及与第一表面相对的得自去薄工艺步骤的第二表面。在一些实施例中，可以执行去薄工艺步骤以提供较薄的LT板的期望厚度在例如0.3～1μm的范围内。
图24C示出了电极102形成于LT板134的第二表面上以形成组件138的工艺步骤。如本文所述，这样的电极可以包括指状物122a、122b的叉指式布置。
在一些实施例中，与图24A-24C有关的一些或全部工艺步骤可以对单个单元实施以产生组件138的单个单元，可以对多个单独单元实施以产生组件138的多个相应的单个单元，或在多个单元以阵列格式(例如，晶圆格式)附接、然后分割的同时实施以产生组件138的多个经分割的单元。
在第二示例中，图25A示出了在一些实施例中，制造工艺可以包括形成或提供由相对厚的LT板130与处理基板(例如，硅基板)140组成的组件142的工艺步骤。在一些实施例中，相对厚的LT板和硅(Si)基板可以在它们各自的镜面侧上被清洁和激活，并且相对厚的LT板和Si基板的镜面侧可以在真空中加压的同时被直接结合。
图25B示出了相对厚的LT板130的厚度被减小到较薄的LT板144以形成组件146的工艺步骤。在一些实施例中，这样的去薄工艺步骤可以通过例如抛光工艺(诸如机械抛光工艺，化学机械工艺等)来实现。在图25B中，较薄的LT板144被示为包括由去薄工艺步骤产生的第一表面和与第一表面相对的第二表面，该第二表面附接到处理基板140。在一些实施例中，可以执行去薄工艺步骤以提供较薄的LT板的期望厚度在例如0.3～1μm的范围内。
图25C示出了LT板144的第一表面附接到石英板112以形成组件148的工艺步骤。在一些实施例中，LT板144的第一表面可以直接附接(例如，结合)到石英板112。在一些实施例中，相对厚的LT板和石英板可以在它们各自的镜面侧上被清洁和激活，并且这些表面可以被加压以被结合。在一些实施例中，LT板144可结合到石英板112，以便提供如本文表1和2所述的表面组合，例如表面组合+LT–/+石英–或+LT–/–石英+，或表面组合+LT-/石英。
图25D示出了移除处理基板(图25C中的140)以部分地或完全地暴露LT板144以形成组件150的处理步骤。在一些实施例中，处理基板(诸如硅基板)的这种移除可以通过例如蚀刻工艺(例如，等离子体蚀刻工艺)来实现。在一些实施例中，图25D的组件150中的LT板144与图25C的组件148中的LT板144可以基本相同或不是基本相同。为了描述的目的，将理解，由移除处理基板而产生的暴露表面类似于图25B描述的LT板144的第二表面。
图25E示出了电极102形成于LT板144的第二表面上以形成组件152的工艺步骤。如本文所述，这样的电极可以包括指状物122a、122b的叉指式布置。
在一些实施例中，与图25A-25E有关的一些或全部工艺步骤可以对单个单元实施以产生组件152的单个单元，可以对多个单独单元实施以产生组件152的多个相应的单个单元，或可以在多个单元以阵列格式(例如，晶圆格式)附接、然后被分割的同时实施以产生组件152的多个经分割的单元。
应注意，在图24A-24C的实例制造过程中，石英或玻璃板与LT或LN板之间的结合强度可相对较弱，在抛光过程期间，LT板可能被剥落、破裂等，从而常常不能被抛光到所需厚度。图26A示出了为了增强(图24A中)结合强度而在200℃热处理20小时后损坏的示例，图26B示出了当LT被抛光到5μm时由于弱结合强度致使LT部分地剥离的示例。
测量两个结合的基板的强度的方法以及结合强度γ的公式可以参见Tong,Q.,Goesele,U.,and Society,E.(1999)Semiconductor Wafer Bonding:Science andTechnology,John Wiley&Sons,Inc.,New York。在各种结合技术中，石英和LT之间的结合力通常为1焦/m2或更小。类似地，LT与玻璃、LN与石英、或LN与玻璃之间的结合力通常为1焦/m2或更小。
另一方面，除了石英和LT或LN之外的硅、蓝宝石等之间的结合力高达30焦/m2或更高，而不管在结合当时或之后是否执行热处理；并且因此即使抛光至0.3μm，LT或LN板也非常可能不发生剥离或破裂。因此，图25A-25E的示例性制造工艺在多个制造应用中可以是优选的。
参考图25A-25E，当LT和Si的镜面侧在真空中加压被直接结合时，结合强度γ为43焦/m2。然后，LT板可以被抛光到0.3μm的示例厚度而不剥落或损坏。在图27A中示出了抛光的LT表面的一个示例。接下来，LT抛光表面和石英表面可以被清洁、激活、和加压以提供结合。随后，Si可以使用例如等离子体蚀刻来进行蚀刻。图27B示出了来自LT侧的所得组件(图25D中的150)的照片。LT板与石英板之间的结合强度γ为0.97焦/m2，其可提供足够的强度以进一步处理以产生SAW谐振器，因为在结合LT和石英的步骤之后不需要抛光。
可以使用得到的组件(图25D中的150)，并且可以在去薄的LT板上形成IDT电极，以制造具有本文所述一个或多个特征的SAW谐振器。
在一些实施例中，并且如本文图6A-6H和表1和2所述，LT和石英之间的结合强度可以根据LT和/或石英的晶体取向而变化。例如，注意，在表1和2列出的八种配置中，图6A的配置(+LT-/+石英-)提供了最高的结合强度(2γ＝2.2焦/m2，或γ＝1.1焦/m2)。
因此，应当理解，在一些实施例中，当期望LT和石英之间的较高结合强度时，图24A-24C的示例过程可以利用例如+LT-/+石英-(图6A)或+LT-/-石英+(图6B)来实现。优选地，如果期望LT和石英之间的最高结合强度，则可以利用图6A的+LT-/+石英-配置。
还将理解，在一些实施例中，当期望LT和石英之间的较高结合强度时，图25A-25E的示例过程也可以用例如+LT-/+石英-(图6A)或+LT-/-石英+(图6B)来实现。优选地，如果期望LT和石英之间的最高结合强度，则可以利用图6A的+LT-/+石英-配置。然而，由于图25A-25E的示例过程利用本文所述的处理基板(诸如硅基板)，应当理解，在一些实施例中，图25A-25E的过程可以用图6A-6H以及表1和2的任何配置来实现。
所得SAW谐振器的示例频率特性在图28中示出。获得了82dB的阻抗比，比图5所示的示例特性大2dB。此外，可以使用具有0.3μm厚度的LT板来实现2.3GHz高频SAW谐振器。
因此，通过利用参考图25A-25E描述的技术，可以将诸如LT或LN板之类的压电板抛光到大约0.3μm，使得可以实现具有高Q、高阻抗、和更好的温度特性的2GHz或更大的SAW器件。此外，在一些实施例中，可以在压电薄板和石英之间提供结合膜。这种配置的示例可见于国际公开号WO2018/097016，其全部内容通过引用明确地并入本文。
图29示出了在一些实施例中，可以以阵列形式制造多个SAW谐振器单元。例如，晶圆200可以包括单元100'的阵列，这些单元可以在连接在一起经历多个工艺步骤的处理。例如，在一些实施例中，可以在实现图24A-24C的所有工艺步骤的同时，这种单元的阵列作为具有不同层(例如，石英层112和LT层130,134)的晶圆接合在一起。在另一示例中，可以在实现图25A-25E的所有工艺步骤的同时，这种单元的阵列作为具有不同层(例如，处理层140、LT层130,144和石英层112)的晶圆接合在一起。
在前述晶圆格式中完成工艺步骤之后，单元100'的阵列可以被分割以提供多个SAW谐振器100。图29描绘了这样的SAW谐振器100中的一个。在图29的示例中，分割的SAW谐振器100被示为包括形成在压电层104(诸如LT或LN层)上的电极102。这样的压电层和相应的石英层可以如本文所述被配置以提供所需特征。应当理解，在一些实施例中，可以在压电层上提供另一个电极以及一个或多个反射器。
图30示出了在一些实施例中，具有本文所述一个或多个特征的SAW谐振器100可以被实现为封装器件300的一部分，这样的封装器件可以包括封装基板302，其被配置为接收和支持包括SAW谐振器100在内的一个或多个部件。
图31示出了在一些实施例中，图30的基于SAW谐振器的封装设备300可以是封装的滤波器器件300。这样的滤波器器件可以包括适合于接收和支持被配置为提供诸如RF滤波功能的滤波功能的SAW谐振器100的封装基板302。
图32示出了在一些实施例中，射频(RF)模块400可以包括一个或多个RF滤波器的组件406。这样的滤波器可以是基于SAW谐振器的滤波器100、封装的滤波器300、或其某种组合。在一些实施例中，图32的RF模块400还可以包括例如RF集成电路(RFIC)404和天线开关模块(ASM)408。这样的模块可以是例如被配置为支持无线操作的前端模块。在一些实施例中，所有前述部件中的一些可以安装在封装基板402上并由封装基板402支撑。
在一些实现中，具有本文所述一个或多个特征的器件和/或电路可以被包括在诸如无线设备的RF设备中。这样的器件和/或电路可以直接在无线设备中实现、以本文所述的模块化形式实现、或者在其一些组合中实现。在一些实施例中，这样的无线设备可以包括例如蜂窝电话、智能电话、具有或不具有电话功能的手持式无线设备、无线平板电脑等。
图33描绘了具有本文所述一个或多个有利特征的示例无线设备500。在具有本文所述一个或多个特征的模块的情形中，此种模块可大体上由虚线框400描绘，且可实施为例如前端模块(FEM)。在这样的示例中，一个或多个本文所述SAW滤波器可以包括在例如滤波器组件(例如，双工器526)中。
参考图33，功率放大器(PA)520可从收发器510接收其各自的RF信号，收发器510可以按已知方式配置和操作以产生待放大及发射的RF信号，和处理所接收的信号。收发器510被示为与基带子系统408交互，基带子系统408被配置为提供适合于用户的数据和/或语音信号与适合于收发器510的RF信号之间的转换。收发器510还可以与功率管理部件506进行通信，功率管理部件506被配置为管理用于无线设备500的操作的功率。这样的功率管理还可以控制基带子系统508和模块400的操作。
基带子系统508被示为连接到用户接口502，以促进提供给用户和从用户接收的语音和/或数据的各种输入和输出。基带子系统508还可以连接到存储器504，存储器504被配置为存储数据和/或指令以促进无线设备的操作，和/或提供对用户的信息的存储。
在示例无线设备500中，PAs 520的输出被示为被路由到它们各自的双工器526。这种被放大和滤波的信号可以通过天线开关514被路由到天线516以进行发射。在一些实施例中，双工器526可允许使用共用天线(例如，516)同时执行发射和接收操作。在图33中，所接收的信号被示为被路由到可以包括例如低噪声放大器(LNA)的"Rx"路径(未示出)。
除非上下文另外清楚地要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等将被解释为包含性的意义，而不是排他性的或穷举的意义；也就是说，是指“包括但不限于”。词语“耦接”，如本文中通常使用的，是指两个或更多个元件可以直接连接或通过一个或多个中间元件来连接。同样地，词语“连接”，如本文中通常使用的，是指两个或更多元件可以直接连接或通过一个或多个中间元件来连接。此外，词语“本文”、“上文”、“下文”，以及具有类似重要性的词语，当在本申请中使用时，应该指整个的本申请，而不是本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，在上文具体实施方式章节中使用单数或复数形式的词语也可以分别包括复数或单数。词语“或”是指两个或更多个项目的列表，该单词覆盖该词语的所有以下解释：列表中的任何项目，列表中的所有项目，以及列表中的项目的任何组合。
本发明实施例的以上详细描述并不旨在穷举或将本发明限于以上公开的精确形式。虽然上文中出于说明性目的描述了本发明的特定实施例和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内各种等效修改是可能的。例如，虽然过程或框是以给定顺序呈现，但是替代实施例可以以不同的顺序执行具有步骤的例程，或者采用具有框的系统，并且一些过程或框可以被删除、移动、添加、细分、组合、和/或修改。这些过程或框中的每一个可以以各种不同的方式来实现。此外，虽然过程或框有时表示为按串行执行，但是这些过程或框也可以并行地执行，或者可以在不同的时间执行。
本文所提供的本发明的教导可应用于其它系统，未必是上文所描述的系统。上述各种实施例的元件和动作可以组合以提供另外的实施例。
虽然已经描述了本发明的某些实施例，但是这些实施例仅作为示例呈现，而不旨在限制本公开的范围。实际上，本文所描述的新颖方法和系统可以以各种其它形式来体现；此外，在不脱离本公开的精神的情况下，可以对本文所描述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等同物旨在覆盖落入本公开的范围和精神内的这类形式或修改。

Claims (69)

1.一种声波器件，包括：
石英基板，该基板包括第一表面；
压电板，由LiTaO3或LiNbO3形成，包括第一表面和第二表面，压电板的第一表面被配置为支持表面声波，压电板的第二表面与石英基板的第一表面接合，该第二表面是由压电板的晶体结构取向导致的负表面；以及
叉指换能器电极，形成于压电板的第一表面上，并且被配置为提供与所述表面声波相关联的换能器功能。
2.根据权利要求1所述的声波器件，其中，压电板的晶体结构取向包括欧拉角(0°,90°<θ<270°,0°)。
3.根据权利要求2所述的声波器件，其中石英基板的第一表面是由石英基板的晶体结构取向导致的正表面。
4.根据权利要求3所述的声波器件，其中石英基板的晶体结构取向包括欧拉角
Figure FDA0003105726890000011
角度
Figure FDA0003105726890000012
具有在
Figure FDA0003105726890000013
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
5.根据权利要求4所述的声波器件，其中，角度
Figure FDA0003105726890000014
为0°。
6.根据权利要求4所述的声波器件，其中，角度ψ为0°。
7.根据权利要求2所述的声波器件，其中石英基板的第一表面是由石英基板的晶体结构取向导致的负表面。
8.根据权利要求7所述的声波器件，其中石英基板的晶体结构取向包括欧拉角
Figure FDA0003105726890000015
角度
Figure FDA0003105726890000016
具有在
Figure FDA0003105726890000017
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
9.根据权利要求8所述的声波器件，其中，角度
Figure FDA0003105726890000018
为0°。
10.根据权利要求8所述的声波器件，其中，角度ψ为0°。
11.根据权利要求2所述的声波器件，其中石英基板的第一表面是由石英基板的晶体结构取向导致的非极化表面。
12.根据权利要求11所述的声波器件，其中石英基板的晶体结构取向包括欧拉角
Figure FDA0003105726890000019
或
Figure FDA00031057268900000110
角度
Figure FDA00031057268900000111
具有在
Figure FDA00031057268900000112
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
13.根据权利要求12所述的声波器件，其中，角度
Figure FDA00031057268900000113
具有90°的值，并且角度ψ具有90°的值。
14.根据权利要求1所述的声波器件，其中，压电板由LiTaO3形成，并且石英基板包括欧拉角(0°,10°-80°,0°),(0°,100°-170°,0°),(0°,190°-260°,0°)或(0°,280°-350°,0°)。
15.根据权利要求1所述的声波器件，其中压电板由LiNbO3形成，并且石英基板包括欧拉角(0°,5°-85°,0°),(0°,95°-175°,0°),(0°,185°-265°,0°)或(0°,275°-355°,0°)。
16.根据权利要求1所述的声波器件，其中，压电板由LiTaO3形成，并且石英基板包括欧拉角(0°,5°-53°,90°),(0°,127°-175°,90°),(0°,185°-233°,90°)或(0°,307°-355°,90°)。
17.根据权利要求1所述的声波器件，其中压电板由LiNbO3形成，并且石英基板包括欧拉角(0°,0°-52°,90°),(0°,126°-180°,90°),(0°,180°-232°,90°)或(0°,306°-360°,90°)。
18.根据权利要求1所述的声波器件，其中，压电板由LiTaO3或LiNbO3形成，并且石英基板包括欧拉角(0°,0°-360°,0°-60°)或(0°,0°-360°,120°-180°)。
19.根据权利要求18所述的声波器件，其中压电板由LiTaO3或LiNbO3形成，并且石英基板包括欧拉角(0°,0°-360°,0°-45°)或(0°,0°-360°,135°-180°)。
20.根据权利要求1所述的声波器件，还包括第一反射器和第二反射器，所述第一反射器和所述第二反射器被实现在压电板的第一表面上、并且定位在叉指换能器电极的第一侧和第二侧上。
21.根据权利要求1所述的声波器件，其中压电板的厚度为0.04λ～1.5λ，量值λ是所述表面声波的波长。
22.根据权利要求21所述的声波器件，其中，压电板的厚度为0.06λ～1.0λ。
23.一种用于制造声波器件的方法，所述方法包括：
形成或提供具有第一表面的石英基板；
形成或提供具有LiTaO3或LiNbO3的压电板以包括第一表面和第二表面，第一表面被配置为支持表面声波，第二表面是由压电板的晶体结构取向导致的负表面；以及
将压电板与石英基板耦接，使压电板的负表面接合于石英基板的第一表面。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括在压电板的第一表面上形成叉指换能器电极，以提供与表面声波相关联的换能器功能。
25.根据权利要求23所述的方法，其中压电板的晶体结构取向包括欧拉角(0°,90°<θ<270°,0°)。
26.根据权利要求25所述的方法，其中石英基板的第一表面是由石英基板的晶体结构取向导致的正表面、负表面或非极化表面。
27.根据权利要求26所述的方法，其中石英基板的第一表面是正表面，且石英基板包含欧拉角
Figure FDA0003105726890000031
角度
Figure FDA0003105726890000032
具有在
Figure FDA0003105726890000033
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
28.根据权利要求26所述的方法，其中石英基板的第一表面是负表面，且石英基板包含欧拉角
Figure FDA0003105726890000034
角度
Figure FDA0003105726890000035
具有在
Figure FDA0003105726890000036
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
29.根据权利要求26所述的方法，其中石英基板的第一表面是非极化表面，并且石英基板包括欧拉角
Figure FDA0003105726890000037
或
Figure FDA0003105726890000038
角度
Figure FDA0003105726890000039
具有在
Figure FDA00031057268900000310
Figure FDA00031057268900000311
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
30.根据权利要求23所述的方法，其中形成或提供压电板包括在压电板与石英基板耦接之后形成压电板。
31.根据权利要求30所述的方法，其中压电板与石英基板的耦接及压电板的形成包括将厚的压电层接合到石英基板，接着对厚的压电层去薄，从而致使压电板接合到石英基板。
32.根据权利要求31所述的方法，其中对厚的压电层去薄包括抛光工艺。
33.根据权利要求23所述的方法，其中，形成或提供压电板包括在压电板与石英基板耦接之前形成压电板。
34.根据权利要求33所述的方法，其中压电板与石英基板的耦接及压电板的形成包含将厚的压电层附接到处理基板，接着对厚的压电层去薄，以形成压电板的负表面，接着将压电板的负表面结合到石英基板。
35.根据权利要求34所述的方法，其中压电板与石英基板的耦接及压电板的形成还包括移除处理基板以暴露压电板的第一表面。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述处理基板包括硅基板。
37.根据权利要求35所述的方法，其中将厚的压电层附接到处理基板包括将厚的压电层结合到处理基板。
38.根据权利要求35所述的方法，其中对厚的压电层去薄包括在厚的压电层附接到处理基板时进行抛光工艺。
39.根据权利要求35所述的方法，其中，移除处理基板包括蚀刻工艺。
40.一种射频滤波器，包括：
输入节点，用于接收信号；
输出节点，用于提供经滤波的信号；以及
声波器件，实施为电气地位于输入节点和输出节点之间，以生成经滤波的信号，所述声波器件包括石英基板和压电板，所述石英基板具有第一表面，所述压电板由LiTaO3或LiNbO3形成并且具有第一表面和第二表面，压电板的第一表面被配置为支持表面声波，压电板的第二表面与石英基板的第一表面接合，该第二表面是由压电板的晶体结构取向导致的负表面。
41.根据权利要求40所述的射频滤波器，还包括形成在压电板的第一表面上的第一叉指换能器电极和第二叉指换能器电极，第一叉指换能器电极电连接到输入节点、第二叉指换能器电极电连接到输出节点。
42.一种射频模块，包括：
封装基板，被配置为接收多个部件；
射频电路，在封装基板上实施且被配置为支持信号的发射和/或接收；及
射频滤波器，被配置为提供对所述信号中的至少一些信号的滤波，并且包括声波器件，所述声波器件包括石英基板和压电板，所述石英基板具有第一表面，所述压电板由LiTaO3或LiNbO3形成并且具有第一表面和第二表面，压电板的第一表面被配置为支持表面声波，压电板的第二表面与石英基板的第一表面接合，该第二表面是由压电板的晶体结构取向导致的负表面。
43.一种无线设备，包括：
收发器；
天线；以及
无线系统，实施为电气地位于收发器和天线之间，所述无线系统包括被配置为给无线系统提供滤波功能的滤波器，所述滤波器包括声波器件，所述声波器件包括石英基板和压电板，所述石英基板具有第一表面，所述压电板由LiTaO3或LiNbO3形成并且具有第一表面和第二表面，压电板的第一表面被配置为支持表面声波，压电板的第二表面与石英基板的第一表面接合，该第二表面是由压电板的晶体结构取向导致的负表面。
44.一种用于制造声波器件的方法，所述方法包括：
将压电层的第一表面附接至处理基板；
对压电层进行去薄操作以暴露附接到处理基板的厚度减小的压电层的第二表面；
使厚度减小的压电层的第二表面与永久基板的第一表面结合；以及
从所述厚度减小的压电层移除所述处理基板。
45.根据权利要求44所述的方法，其中从厚度减小的压电层移除处理基板使得附接到处理基板的第一表面暴露，该第一表面被配置为支持表面声波。
46.根据权利要求45所述的方法，还包括在厚度减小的压电层的第一表面上形成叉指换能器电极，以提供与表面声波相关联的换能器功能。
47.根据权利要求46所述的方法，其中声波器件和各自叉指换能器电极形成的组件是实施为晶圆的一组类似组件中的一个。
48.根据权利要求47所述的方法，还包括分割晶圆以提供多个声波器件。
49.根据权利要求44所述的方法，其中处理基板包括硅基板。
50.根据权利要求44所述的方法，其中永久基板包括石英基板。
51.根据权利要求44所述的方法，其中压电层由LiTaO3或LiNbO3形成，具有晶体结构取向，使得厚度减小的压电层的第二表面是负表面。
52.根据权利要求51所述的方法，其中压电板的晶体结构取向包括欧拉角(0°,90°<θ<270°,0°)。
53.根据权利要求52所述的方法，其中永久基板的第一表面是由永久基板的晶体结构取向导致的正表面、负表面、或非极化表面。
54.根据权利要求53所述的方法，其中永久基板的第一表面是正表面，并且永久基板包括欧拉角
Figure FDA0003105726890000051
角度
Figure FDA0003105726890000052
具有在
Figure FDA0003105726890000053
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
55.根据权利要求53所述的方法，其中永久基板的第一表面是负表面，且永久基板包含欧拉角
Figure FDA0003105726890000054
角度
Figure FDA0003105726890000055
具有在
Figure FDA0003105726890000056
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
56.根据权利要求53所述的方法，其中永久基板的第一表面是非极化表面，并且永久基板包括欧拉角
Figure FDA0003105726890000061
或
Figure FDA0003105726890000062
角度
Figure FDA0003105726890000063
具有在
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Figure FDA0003105726890000065
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
57.一种晶圆组件，包括：
压电层，具有第一表面和第二表面；
处理基板，附接压电层的第一表面；以及
永久基板，附接到压电层的第二表面，处理基板被选为可移除的，以便在压电层附接到永久基板的同时暴露压电层的第一表面。
58.根据权利要求57所述的晶圆组件，其中处理基板是硅基板。
59.根据权利要求57所述的晶圆组件，其中永久基板是石英基板。
60.根据权利要求57所述的晶圆组件，其中压电层是具有附接至处理晶圆的第一表面且无永久基板的厚压电层经去薄操作而得到的厚度减小的压电层。
61.根据权利要求60所述的晶圆组件，其中压电层的第一表面以第一结合强度结合到处理基板，并且压电层的第二表面以第二结合强度结合到永久基板。
62.根据权利要求61所述的晶圆组件，其中压电层与处理基板之间的第一结合强度大于压电层与永久基板之间的结合强度，所述第一结合强度允许在不损坏压电层的情况下执行去薄操作。
63.根据权利要求62所述的晶圆组件，其中压电层与处理基板之间的第一结合强度比压电层与永久基板之间的第二结合强度大至少一个数量级。
64.根据权利要求57所述的晶圆组件，其中压电层由LiTaO3或LiNbO3形成，其晶体结构取向使得厚度减小的压电层的第二表面是负表面。
65.根据权利要求64所述的晶圆组件，其中压电层的晶体结构取向包括欧拉角(0°,90°<θ<270°,0°)。
66.根据权利要求65所述的晶圆组件，其中永久基板的第一表面是由永久基板的晶体结构取向导致的正表面、负表面或非极化表面。
67.根据权利要求66所述的晶圆组件，其中永久基板的第一表面是正表面，且永久基板包含欧拉角
Figure FDA0003105726890000066
角度
Figure FDA0003105726890000067
具有在
Figure FDA0003105726890000068
Figure FDA0003105726890000069
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
68.根据权利要求66所述的晶圆组件，其中永久基板的第一表面是负表面，且所述永久基板包含欧拉角
Figure FDA00031057268900000610
角度
Figure FDA00031057268900000611
具有在
Figure FDA00031057268900000612
Figure FDA0003105726890000071
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
69.根据权利要求66所述的晶圆组件，其中永久基板的第一表面是非极化表面，并且永久基板包括欧拉角
Figure FDA0003105726890000072
或
Figure FDA0003105726890000073
角度
Figure FDA0003105726890000074
具有在
Figure FDA0003105726890000075
范围内的值，角度ψ具有在0°≤ψ<180°范围内的值。
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