DE102007051314B4

DE102007051314B4 - Electroacoustic component

Info

Publication number: DE102007051314B4
Application number: DE200710051314
Authority: DE
Inventors: Dr. Rösler Ulrike; Dr. Bleyl Ingo
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: SnapTrack Inc
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2027-10-27
Also published as: DE102007051314A1

Abstract

Elektroakustisches Bauelement, mit einem Substrat aus einem Quarz-Einkristall, der nach drei definierten Euler-Winkeln geschnitten wurde.Electroacoustic component, with a substrate made of a quartz single crystal, which was cut according to three defined Euler angles.

Description

Es wird ein elektroakustisches Bauelement angegeben, umfassend einen Quarz-Einkristall, der bestimmte Euler-Winkel aufweist.There is provided an electro-acoustic device comprising a quartz single crystal having certain Euler angles.

Quarz-Einkristalle für elektroakustische Bauelemente mit Kombinationen von Euler-Winkeln sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2006 048 879 A1 , US 4,400,640 A , EP 1 659 687 A1 und WO 99/04488 A1 bekannt.Quartz single crystals for electroacoustic components with combinations of Euler angles are for example from the publications DE 10 2006 048 879 A1 . US 4,400,640 A . EP 1 659 687 A1 and WO 99/04488 A1 known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement anzugeben, welches einen piezoelektrischen Einkristall umfasst, der eine geringe Schnittwinkelsensitivität unter anderem bezüglich der Temperatureigenschaften und der Ausbreitungsgeschwindigkeit, einer Welle, welche über die Oberfläche des Quarz-Einkristalls läuft, aufweist.The object of the present invention is to provide an acoustic wave device comprising a piezoelectric single crystal having a low cutting angle sensitivity among other things with respect to temperature characteristics and propagation velocity of a wave traveling over the surface of the quartz single crystal.

Ein Kristallschnitt kann durch drei Euler-Winkel angegeben werden. Die Euler-Winkel sind nachstehend anhand von 1 erläutert. Der erste Euler-Winkel wird im Folgenden mit λ, der zweite Euler-Winkel mit μ und der dritte Euler-Winkel mit θ bezeichnet.A crystal cut can be specified by three Euler angles. The Euler angles are given below with reference to 1 explained. The first Euler angle is denoted by λ in the following, the second Euler angle by μ and the third Euler angle by θ.

Die Aufgabe wird durch ein elektroakustisches Bauelement gelöst, dessen Substrat einen Quarz-Einkristall mit einem Kristallschnitt umfasst, wobei für dessen Euler-Winkel gilt: 28.1° ≤ λ ≤ 35° für den ersten Euler-Winkel, 85° ≤ μ ≤ 95° für den zweiten Euler-Winkel und 147.1° ≤ θ ≤ 165° für den dritten Euler-Winkel.The object is achieved by an electroacoustic component whose substrate comprises a quartz single crystal with a crystal cut, for whose Euler angle applies: 28.1 ° ≦ λ ≦ 35 ° for the first Euler angle, 85 ° ≦ μ ≦ 95 ° for the second Euler angle and 147.1 ° ≤ θ ≤ 165 ° for the third Euler angle.

Ein Quarz-Einkristall, dessen Euler-Winkel in den angegebenen Bereichen liegen, weist eine geringe Schnittwinkelsensitivität bezüglich der Temperatureigenschaften und der Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle auf, welche über die Oberfläche des Quarz-Einkristalls läuft. Dies bedeutet, dass ein elektroakustisches Bauelement aus einem solchen Quarz-Einkristall bezüglich dieser genannten Eigenschaften eine nur geringe Änderung aufweist, wenn der Schnitt nicht exakt geführt ist und der Schnitt, beziehungsweise der diesem zugeordnete Euler-Winkel, gegenüber dem gewünschten Schnitt eine Abweichung zeigt.A quartz single crystal whose Euler angles are in the specified ranges has a low cut-angle sensitivity to the temperature characteristics and the propagation speed of a wave passing over the surface of the quartz single crystal. This means that an electroacoustic component made of such a quartz single crystal has only a slight change with respect to these properties if the cut is not exactly guided and the cut, or the Euler angle associated therewith, shows a deviation from the desired cut.

Besonders vorteilhaft ist ein Schnitt mit den Euler-Winkeln λ = 30° +/–5°, μ = 90° +/– 5°und 147.1° ≤ θ ≤ 165°. Bei einem mit akustischen Wellen arbeitenden Bauelement, das auf einem Substrat mit innerhalb dieses Bereiches liegenden Euler-Winkeln aufgebaut ist, weist die Frequenz eine besonders niedrige Empfindlichkeit gegenüber einer Variation des Euler-Winkels θ auf. Des Weiteren ist besonders vorteilhaft, dass mit zunehmendem Euler-Winkel θ auch die elektroakustische Kopplung k² zunimmt, was besonders für den Einsatz in elektroakustischen Bauelementen vorteilhaft ist.Particularly advantageous is a section with the Euler angles λ = 30 ° +/- 5 °, μ = 90 ° +/- 5 ° and 147.1 ° ≤ θ ≤ 165 °. In an acoustic wave device constructed on a substrate having Euler angles within this range, the frequency has a particularly low sensitivity to variation of the Euler angle θ. Furthermore, it is particularly advantageous that the electroacoustic coupling k ² increases with increasing Euler angle θ, which is particularly advantageous for use in electroacoustic components.

Der Temperaturgang der Frequenz f des elektroakustischen Bauelements kann durch eine Taylor-Reihe beschrieben werden: df/f = TCF1 ΔT + TCF2 (ΔT)² + ... ≈ TCF2·(T – T0)² The temperature response of the frequency f of the electroacoustic device can be described by a Taylor series: df / f = TCF1 ΔT + TCF2 (ΔT) ² + ... ≈ TCF2 · (T - T0) ²

df ist die temperaturbedingte Abweichung der Frequenz des Bauelements bei einer Temperaturdifferenz ΔT. Dies kann z. B. die Temperaturabweichung von der Raumtemperatur bzw. einer vorgegebenen Referenztemperatur sein. Der Koeffizient TCF2 vor dem quadratischen Term dieser Reihe wird als quadratischer Temperaturkoeffizient bezeichnet. Die Kurve df/f ist im Wesentlichen eine Parabel. Der Parameter T0, der so genannte Temperatur-Umkehrpunkt, beschreibt die Lage des Extremums dieser Parabel.df is the temperature-dependent deviation of the frequency of the component at a temperature difference ΔT. This can be z. B. be the temperature deviation from the room temperature or a predetermined reference temperature. The coefficient TCF2 before the quadratic term of this series is called the quadratic temperature coefficient. The curve df / f is essentially a parabola. The parameter T0, the so-called temperature reversal point, describes the position of the extremum of this parabola.

Es ist für die Temperaturempfindlichkeit eines Bauelements von Vorteil, wenn der Arbeitspunkt des Bauelements in der Nähe des Temperaturumkehrpunkts liegt. Der Temperaturumkehrpunkt kann insbesondere durch eine geeignete Wahl der Dicke der Metallisierung und des Metallisierungsverhältnisses η, welches das Verhältnis von Fingerbreite zur Summe aus Fingerbreite und Fingerabstand beschreibt, im Bauelement beeinflusst werden, so dass er in dem bevorzugten Bereich der Raumtemperatur liegt.It is advantageous for the temperature sensitivity of a device when the operating point of the device is close to the temperature reversal point. In particular, the temperature reversal point can be influenced in the device by a suitable choice of the thickness of the metallization and of the metallization ratio η, which describes the ratio of finger width to the sum of finger width and finger distance, so that it lies in the preferred range of room temperature.

Ein geringer Temperaturgang ist für ein elektroakustisches Bauelement von Vorteil, wenn die Anwendungen eine Stabilität der Frequenz über einen vorgegebenen Temperaturbereich fordern.A low temperature response is advantageous for an electro-acoustic device when the applications require stability of frequency over a given temperature range.

Quarz-Einkristalle, welche diese Stabilität aufweisen, eignen sich unter anderem für die Fertigung von elektroakustischen Bauelementen, welche eine Lauffläche für eine akustische Welle aufweisen, also für SAW-Bauelemente.Quartz monocrystals which have this stability are suitable, inter alia, for the production of electroacoustic components which have a running surface for an acoustic wave, that is to say for SAW components.

Hierbei kann die Lauffläche metallisierte Bereiche umfassen. Die Höhe dieser Metallisierung wird hierbei oft relativ zur Wellenlänge angegeben. Die relative Metallisierungshöhe (hmet/λ) liegt in den Ausführungsformen des vorgeschlagenen Bauelements bevorzugt über 2%, besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 2% und 8%.Here, the tread may include metallized areas. The height of this metallization is often given relative to the wavelength. The relative metallization height (hmet / λ) in the embodiments of the proposed device is preferably more than 2%, more preferably in a range between 2% and 8%.

Teile des metallisierten Bereiches können hierbei als Elektroden-Finger ausgeformt sein.Parts of the metallized region may in this case be shaped as electrode fingers.

Das als Metallisierungsverhältnis η bezeichnete Verhältnis von Fingerbreite zur Summe aus Fingerbreite und Fingerabstand liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0.67 +/– 0.05.The ratio of finger width to the sum of finger width and finger distance, referred to as the metallization ratio η, is preferably in the range of 0.67 +/- 0.05.

Das Material der Metallisierung kann hierbei Aluminium umfassen. Geeignet sind Aluminium, Aluminium enthaltende Legierungen oder mehrschichtige Metallisierungen mit Teilschichten, die Aluminium umfassen. Vorzugsweise beträgt der Gewichtsanteil des Aluminiums in der Metallisierung mindestens 80%. The material of the metallization may include aluminum. Suitable are aluminum, aluminum-containing alloys or multilayer metallizations with partial layers comprising aluminum. Preferably, the weight proportion of aluminum in the metallization is at least 80%.

Das elektroakustische Bauelement kann insbesondere auch zur Arbeit mit Oberflächenwellen (Surface Acoustic Waves, SAW) eingesetzt werden. Die Ausbreitung von SAWs erfolgt direkt entlang der Oberfläche. Hierbei kann eine Ausführungsform des Bauelements zur Anregung von Rayleighwellen oder zur Arbeit mit Rayleighwellen ausgelegt sein.The electroacoustic component can also be used in particular for working with surface acoustic waves (surface acoustic waves, SAW). The propagation of SAWs occurs directly along the surface. Here, an embodiment of the device for the excitation of Rayleigh waves or to work with Rayleigh waves can be designed.

Das elektroakustische Bauelement kann des Weiteren Wandler umfassen. Diese können als Interdigitalwandler ausgebildet sein mit kammartigen Elektroden, die alternierend ineinander greifende Elektrodenfinger aufweisen. Die Elektrodenfinger sind hierbei etwa senkrecht zur Wellenausbreitungsrichtung angeordnet. Der auf manchen Schnitten auftretende Beamsteering-Effekt kann im vorgeschlagenen Bauelement durch leichtes Verschieben der Elektrodenfinger senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle berücksichtigt werden.The electroacoustic device may further comprise transducers. These can be designed as interdigital transducers with comb-like electrodes which have alternately intermeshing electrode fingers. The electrode fingers are arranged approximately perpendicular to the wave propagation direction. The Beamsteering effect occurring on some sections can be taken into account in the proposed device by slightly shifting the electrode fingers perpendicular to the propagation direction of the shaft.

Die Wandler des elektroakustischen Bauelements können so ausgeformt sein, dass sie als Interdigitalwandler (IDT) fungieren. Hierbei kann ein Wandler als Eingangswandler, ein zweiter als Ausgangswandler ausgeformt sein. Der Eingangswandler wandelt ein hochfrequentes elektrisches Signal in eine akustische Welle um. Der Ausgangswandler wandelt die akustische Welle wieder zurück in ein hochfrequentes elektrisches Signal.The transducers of the electroacoustic device may be formed to function as an interdigital transducer (IDT). In this case, a transducer may be formed as an input transducer, a second as output transducer. The input transducer converts a high frequency electrical signal into an acoustic wave. The output transducer converts the acoustic wave back into a high-frequency electrical signal.

Ein Wandler kann zwei gegenüberliegende „Busbar” genannte Kontakte umfassen, welche parallel zur Ausbreitungsrichtung der akustischen Welle und damit üblicherweise parallel zu den Seitenrändern des Bauelements angeordnet sind. Die Elektroden gehen z. B. senkrecht vom Busbar ab. Die Elektroden des einen Kontaktes können hierbei zumindest teilweise in den Zwischenräumen der Elektroden des gegenüberliegenden Kontaktes liegen, so dass eine Struktur von zwei sich verzahnenden Kämmen entsteht.A transducer may comprise two opposite "busbar" contacts arranged parallel to the propagation direction of the acoustic wave, and thus usually parallel to the side edges of the device. The electrodes go z. B. from the busbar vertically. In this case, the electrodes of the one contact may lie at least partially in the interstices of the electrodes of the opposite contact, so that a structure of two intermeshing crests is produced.

Metallstrukturen auf einem piezoelektrischen Substrat wie z. B. Quarz haben die Eigenschaft, eine sich ausbreitende akustische Welle zu reflektieren. Die Reflexionsstärke hängt u. a. von der Höhe und den physikalischen Eigenschaften der Metallstrukturen sowie von den Eigenschaften des Substrats ab.Metal structures on a piezoelectric substrate such. As quartz have the property to reflect a propagating acoustic wave. The reflection strength depends u. a. from the height and physical properties of the metal structures as well as the properties of the substrate.

Die akustische Reflexion an den Elektroden/Wandlern kann konstruktiv zur Verbesserung der Frequenzgenauigkeit genutzt und durch die Höhe der Metallisierung beeinflusst werden. Die Höhe der Metallisierung beträgt in einer Ausführung mindestens 2% und vorzugsweise nicht mehr als 8% der Wellenlänge der akustischen Welle.The acoustic reflection at the electrodes / transducers can be used constructively to improve the frequency accuracy and be influenced by the height of the metallization. The height of the metallization in one embodiment is at least 2% and preferably not more than 8% of the wavelength of the acoustic wave.

Die Ausführungsformen des elektroakustischen Bauelements weisen u. a. aufgrund des gewählten Kristallschnitts eine geringe Temperatursensibilität auf. So übersteigt der quadratische Temperaturkoeffizient (TCF2) nicht den Wert von 25 ppb/K².The embodiments of the electroacoustic component have, inter alia, due to the selected crystal section on a low temperature sensitivity. Thus, the quadratic temperature coefficient (TCF2) does not exceed the value of 25 ppb / K ² .

Der Kristallschnitt, die Metallisierungshöhe der Elektroden und der Anteil der metallisierten Fläche im akustisch aktiven Bereich des Bauelements wird vorzugsweise so gewählt, dass der Temperatur-Umkehrpunkt T0 ungefähr bei Raumtemperatur, d. h. bei ca. 30°C liegt.The crystal cut, the metallization height of the electrodes and the proportion of the metallized area in the acoustically active area of the component are preferably selected such that the temperature reversal point T0 is approximately at room temperature, ie. H. at about 30 ° C is.

Die Sensitivität des Temperaturumkehrpunktes T0 gegenüber Variationen der Euler-Winkel des Quarz-Einkristalls ist so gering, dass ein Abweichen eines der Euler-Winkel um 0.2° zu einer maximalen Änderung der Lage des Temperatur-Umkehrpunkt T0 im Verlauf des Temperaturkoeffizienten (TCF2) von 20°C führt.The sensitivity of the temperature reversal point T0 to variations in the Euler angles of the quartz single crystal is so small that a deviation of the Euler angle by 0.2 ° to a maximum change in the position of the temperature reversal point T0 in the course of the temperature coefficient (TCF2) of 20 ° C leads.

Eine Temperaturabweichung von 50°C vom Temperatur-Umkehrpunkt T0 führt zu einer Frequenzabweichung von maximal 60 ppm. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass der T0 bei diesem Schnitt über eine Drehung des Retikels bzw. der damit realisierten Metallstruktur eingestellt werden kann, wohingegen bei den bisher üblichen Quarzen jeweils unterschiedlich geschnittene Wafer notwendig sind.A temperature deviation of 50 ° C from the temperature reversal point T0 leads to a maximum frequency deviation of 60 ppm. An additional advantage is that the T0 in this section can be adjusted via a rotation of the reticle or the metal structure realized therewith, whereas in the case of the quartz crystals customary in the past, differently cut wafers are necessary.

Im Folgenden sind beispielhafte Ausgestaltungen des Bauelements angegeben.The following are exemplary embodiments of the device specified.

Es erweisen sich Ausführungsformen als vorteilhaft, bei denen der dritte Euler-Winkel θ 149° +/– 1 beträgt, das Metallisierungsverhältnis η bei 0.67 +/– 0.05 liegt und die relative Metallisierungshöhe hmet/λ bei 4% +/– 1% liegt.Embodiments are advantageous in which the third Euler angle θ is 149 ° +/- 1, the metallization ratio η is 0.67 +/- 0.05, and the relative metallization height hmet / λ is 4% +/- 1%.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsformen beträgt der dritte Euler-Winkel θ 149.5° +/– 1, liegt das Metallisierungsverhältnis η bei 0.67 +/– 0.05, und die relative Metallisierungshöhe hmet/λ beträgt 5% +/– 1%.In a further advantageous embodiment, the third Euler angle θ is 149.5 ° +/- 1, the metallization ratio η is 0.67 +/- 0.05, and the relative metallization height hmet / λ is 5% +/- 1%.

Ausführungsformen des elektroakustischen Bauelements eignen sich auf Grund ihrer Eigenschaften unter anderem zum Einsatz als Filter oder Resonator, welche mit akustischen Oberflächenwellen arbeiten. Für die Resonatoranwendung ist die Frequenzstabilität der hergestellten Bauteile besonders entscheidend. Für die Herstellung spielt neben dem aufgebrachten Elektrodenmaterial auch die Exaktheit der Schnitte der verwendeten Einkristallplatten (Wafer) eine Rolle.Due to their properties, embodiments of the electroacoustic component are suitable inter alia for use as a filter or resonator, which work with surface acoustic waves. For the Resonatoranwendung the frequency stability of the manufactured components is particularly crucial. In addition to the applied electrode material, the precision of the sections of the single-crystal plates (wafers) used also plays a role in the production.

Eine mögliche Ausführungsform ist ein 1-Tor-Resonator, welcher einen Interdigitalwandler umfasst, der zwischen zwei Reflektoren angeordnet ist. One possible embodiment is a 1-port resonator, which comprises an interdigital transducer, which is arranged between two reflectors.

Als weiteres Einsatzgebiet wäre der Einsatz als mit Oberflächenwellen arbeitender Sensor denkbar. Hier wird z. B. die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer akustischen Welle zwischen zwei Elektroden bzw. deren Änderung im Hinblick auf eine Änderung eines zu detektierenden physikalischen Parameters gemessen. Die Elektroden befinden sich hierbei an den gegenüberliegenden Enden eines piezoelektrischen Substrates.Another application would be the use as a sensor operating with surface waves conceivable. Here is z. For example, the propagation velocity of an acoustic wave between two electrodes or their change with respect to a change of a physical parameter to be detected is measured. The electrodes are in this case at the opposite ends of a piezoelectric substrate.

1 zeigt schematisch die Lage der drei Euler-Winkel bezügliche der Kristallachsen. 1 shows schematically the position of the three Euler angles with respect to the crystal axes.

2a zeigt eine schematische Darstellung eines Resonators als möglicher Ausführungsform. 2a shows a schematic representation of a resonator as a possible embodiment.

2b zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Resonators, welcher den Beamsteering-Winkel berücksichtigt. 2 B shows a schematic representation of an embodiment of a resonator, which takes into account the Beamsteering angle.

3 zeigt die Empfindlichkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle in Abhängigkeit des Euler-Winkels θ. 3 shows the sensitivity of the propagation velocity of the wave as a function of the Euler angle θ.

4 zeigt die Frequenzempfindlichkeit bei +/– 50°C Temperaturabweichung vom Temperatur-Umkehrpunkt T0 in Abhängigkeit des Euler-Winkels θ. 4 shows the frequency sensitivity at +/- 50 ° C temperature deviation from the temperature reversal point T0 as a function of the Euler angle θ.

5 zeigt dem Beamsteering-Winkel in Abhängigkeit des Euler-Winkels θ. 5 shows the Beamsteering angle as a function of the Euler angle θ.

Die Euler-Winkel sind im Folgenden anhand von 1 erläutert.The Euler angles are below based on 1 explained.

Die Achsen des kristallphysikalischen Koordinatensystems (x, y, z) werden entlang der Kristall-Achsen (a, b, c) einer Elementarzelle des Einkristalls ausgerichtet. Der erste Euler-Winkel λ beschreibt eine Drehung des Koordinatensystems entgegen dem Uhrzeigersinn um die z-Achse, siehe 1. Das einmal gedrehte Koordinatensystem wird als (x', y', z) bezeichnet. Der zweite Euler-Winkel μ beschreibt eine Drehung des einmal gedrehten Koordinatensystems um die x'-Achse. Dabei geht man zum Koordinatensystem (x', y'', Z) über. Der dritte Euler-Winkel θ beschreibt eine Drehung des zweimal gedrehten Koordinatensystems um die Z-Achse. Die X-Achse des nun erhaltenen Koordinatensystems (X, Y, Z) ist in die als Ausbreitungsrichtung der akustischen Welle vorgesehene Richtung ausgerichtet. Die akustische Welle breitet sich in der X,Y-Ebene aus, die auch als Schnittebene des Substrats bezeichnet wird. Die Z-Achse ist die Normale zu dieser Ebene.The axes of the crystal-physical coordinate system (x, y, z) are aligned along the crystal axes (a, b, c) of a unit cell of the single crystal. The first Euler angle λ describes a counterclockwise rotation of the coordinate system about the z-axis, see 1 , The once rotated coordinate system is referred to as (x ', y', z). The second Euler angle μ describes a rotation of the once rotated coordinate system about the x'-axis. In doing so one goes to the coordinate system (x ', y'', Z). The third Euler angle θ describes a rotation of the twice rotated coordinate system about the Z-axis. The X-axis of the now obtained coordinate system (X, Y, Z) is aligned in the direction provided as propagation direction of the acoustic wave direction. The acoustic wave propagates in the X, Y plane, which is also referred to as the cutting plane of the substrate. The Z axis is the normal to this plane.

In 2a ist ein Resonator als mögliche Ausführungsform in schematischer Zeichnung dargestellt. Der Resonator weist zumindest einen Interdigitalwandler (W) auf, der zwischen zwei akustischen Reflektoren (R1, R2) angeordnet ist. Die Entfernung (A) vom Wandler zum Reflektor ist so ausgelegt, dass sich durch konstruktive Interferenz eine stehende Welle zwischen den beiden Reflektoren ausbilden kann. Der Resonator kann darüber hinaus weitere Wandler umfassen.In 2a a resonator is shown as a possible embodiment in a schematic drawing. The resonator has at least one interdigital transducer (W) which is arranged between two acoustic reflectors (R1, R2). The distance (A) from the transducer to the reflector is designed so that constructive interference can form a standing wave between the two reflectors. The resonator may further comprise other transducers.

In 2b ist schematisch die Ausführungsform eines Resonators dargestellt, welcher Elektroden aufweist, die durch eine Verschiebung einen bei der Wellenausbreitung auftretenden Beamsteering-Winkel berücksichtigen. Die zwei akustischen Reflektoren (R1, R2) sind somit räumlichen gegeneinander versetzt. Dies hat den Vorteil, dass der Wellenzug trotz Beamsteering-Winkel immer über den Elektroden läuft.In 2 B schematically the embodiment of a resonator is shown, which has electrodes which take into account a occurring during shaft propagation Beamsteering angle by a displacement. The two acoustic reflectors (R1, R2) are thus spatially offset from one another. This has the advantage that the wave train always runs over the electrodes despite Beamsteering angle.

In 3 ist die Empfindlichkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle in Abhängigkeit vom Euler-Winkel θ dargestellt. Die 3 zeigt ein Quarz-Einkristall mit den Euler-Winkel λ = 30° und μ = 90°. Der Dritte Euler-Winkel θ wurde in 2° Schritten variiert. Aus der Darstellung ist ersichtlich, dass im Bereich von θ = 152° die Empfindlichkeit ein Minimum hat. Dies bedeutet, das ein Quarz-Einkristall, welcher mit den Euler-Winkeln λ = 30°, μ = 90° und θ = 152° geschnitten wurde, eine geringe Empfindlichkeit seiner Eigenschaften bei der Fertigung gegenüber einer Abweichung in den Schnittwinkeln aufweist.In 3 the sensitivity of the propagation velocity of the wave is shown as a function of the Euler angle θ. The 3 shows a quartz single crystal with the Euler angle λ = 30 ° and μ = 90 °. The third Euler angle θ was varied in 2 ° steps. It can be seen from the illustration that the sensitivity has a minimum in the range of θ = 152 °. This means that a quartz single crystal cut with the Euler angles λ = 30 °, μ = 90 ° and θ = 152 ° has a low sensitivity of its manufacturing properties to a deviation in the cutting angles.

In 4 ist die Abhängigkeit der maximalen Frequenzabweichung einer Ausführungsform innerhalb eines Temperaturbereiches von +/– 50°C um die Raumtemperatur gegenüber dem Euler-Winkels θ dargestellt. Die 4 zeigt die entsprechenden Werte für einen Quarz-Einkristall mit den Euler-Winkeln λ = 30° und μ = 90°. Der Dritte Euler-Winkel θ wurde in 1° Schritten variiert. Aus der Darstellung ist ersichtlich, dass die bei einer gegebenen Temperaturschwankung auftretende maximale Frequenzverschiebung in einem Bauelement mit hmet/λ = 2% für den genannten Quarz-Einkristall ein Minimum aufweist, wenn der dritte Euler-Winkel θ im Bereich von 147 bis 148° liegt.In 4 shows the dependence of the maximum frequency deviation of an embodiment within a temperature range of +/- 50 ° C around the room temperature compared to the Euler angle θ. The 4 shows the corresponding values for a quartz single crystal with the Euler angles λ = 30 ° and μ = 90 °. The third Euler angle θ was varied in 1 ° increments. It can be seen from the illustration that the maximum frequency shift occurring in a component with hmet / λ = 2% for a given temperature quartz crystal has a minimum for said quartz single crystal when the third Euler angle θ is in the range of 147 to 148 ° ,

Mit anderen Worten, um bei dieser Ausführungsform mit den Euler-Winkeln λ = 30°, μ = 90°, und einer relativen Metallisierungshöhe hmet/λ von 2% einen geringen Temperaturgang zu erzielen, sollte der dritte Euler-Winkel θ in einem Bereich von 147 bis 148° gewählt werden.In other words, to achieve a low temperature response in this embodiment with the Euler angles λ = 30 °, μ = 90 °, and a relative metallization height hmet / λ of 2%, the third Euler angle θ should be in a range of 147 to 148 ° are selected.

In 5 ist die Abhängigkeit des Beamsteering-Winkels vom dritten Euler-Winkel θ dargestellt. Gezeigt wird die Änderung des Beamsteering-Winkel für einen Quarz-Einkristall mit den Euler-Winkeln λ = 30° und μ = 90° in Abhängigkeit des dritten Euler-Winkels θ. Aus 5 geht hervor, dass bei einer Ausführungsform mit den Euler-Winkeln λ = 30° und μ = 90° der Beamsteering-Winkel den Wert 0 hat, wenn der dritte Euler-Winkel θ im Bereich zwischen 152 bis 153° liegt. Eine Ausführungsform mit einem möglichst geringen Beamsteering-Winkel ist erstrebenswert.In 5 the dependence of the Beamsteering angle on the third Euler angle θ is shown. Shown is the change of the Beamsteering angle for a quartz single crystal with the Euler angles λ = 30 ° and μ = 90 ° as a function of the third Euler angle θ. Out 5 shows that in one embodiment with the Euler angles λ = 30 ° and μ = 90 °, the Beamsteering angle has the value 0, if the third Euler angle θ is in the range 152-153 °. An embodiment with the smallest possible beam angle is desirable.

Claims

Electroacoustic component, with a substrate of a quartz single crystal, For its first Euler angle λ: 28.1 ° ≤ λ ≤ 35 °, For its second Euler angle μ: 85 ° ≤ μ ≤ 95 °, For its third Euler angle θ: 147.1 ° ≤ θ ≤ 165 °.

An electroacoustic component according to claim 1, comprising a tread for an acoustic wave.

An electroacoustic component according to claim 2, wherein the tread comprises metallized regions.

An electroacoustic component according to claim 3, wherein the tread comprises a metallization whose relative metallization height hmet / λ is at least 2%.

An electroacoustic component according to claim 4, wherein the relative metallization height hmet / λ is between 2% and 8%.

An electroacoustic device according to any one of claims 3 to 5, wherein a part of the metallized regions are formed as fingers.

An electroacoustic device according to claim 6, wherein the ratio of finger width to the sum of finger width and finger distance is 0.67 +/- 0.05.

An electroacoustic device according to any one of claims 3 to 7, wherein the metallization comprises metallic aluminum.

An electroacoustic component according to claim 8, wherein the weight proportion of aluminum (in the metallization) is at least 80%.

Electro-acoustic component according to one of the preceding claims, which is designed to excite Rayleigh waves, or which works with Rayleigh waves.

An electroacoustic component according to one of the preceding claims, comprising A first converter which converts a high-frequency electrical signal into an acoustic wave, - A second converter, which converts the acoustic wave into a high-frequency electrical signal.

Electro-acoustic component according to one of the preceding claims, comprising an interdigital transducer.

An electroacoustic device according to any one of claims 11 to 12, wherein the relative metallization height of the transducers relative to the wavelength of the acoustic wave is at most 8%.

An electroacoustic component according to any one of claims 11 to 13, wherein the acoustic reflection on the transducers is at least 2%.

An electroacoustic component according to any one of the preceding claims, wherein the magnitude of the quadratic temperature coefficient TCF2 does not exceed 25 ppb / K ² .

An electroacoustic component according to any one of claims 2 to 15, wherein the temperature reversal point T0 of the acoustic wave is in the range of room temperature.

An electroacoustic component according to claim 16, wherein the position of the temperature reversal point T0 in the course of the temperature coefficient (TCF2) by a change of the Euler angle by 0.2 ° at most by 20 ° C varies.

An electroacoustic device according to any one of claims 16 or 17, wherein a temperature deviation of 50 ° C from the temperature reversal point T0 results in a maximum frequency deviation of 60 ppm.

An electroacoustic component according to one of the preceding claims, wherein The third Euler angle θ = 149 ° +/- 1, The ratio of finger width to the sum of finger width and finger distance is 0.67 +/- 0.05, - The relative metallization height hmet / λ = 4% +/- 1% amount.

An electroacoustic component according to one of the preceding claims, wherein The third Euler angle θ = 149.5 ° +/- 1, The ratio of finger width to the sum of finger width and finger distance 0.67 +/- 0.05, - The relative metallization height hmet / λ = 5% +/- 1% amount.

Electro-acoustic component according to one of the preceding claims, comprising at least one surface acoustic wave working transducer or resonator, which is arranged on the substrate.