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Die Erfindung betrifft BAW-Resonatoren, bei denen ein Energieverlust aufgrund von lateralen Schwingungsmoden verringert ist.
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BAW-Resonatoren (BAW = Bulk Acoustic Wave = akustische Volumenwelle) sind elektroakustische Resonatoren, die mit akustischen Longitudinalwellen arbeiten. Ein BAW-Resonator umfasst im Allgemeinen eine Sandwichstruktur mit einer unteren Elektrode, einer oberen Elektrode und einer dazwischen angeordneten piezoelektrischen Schicht. Eine akustische Longitudinalmodenresonanz kann in dem Resonator angeregt werden, wenn die beiden Elektroden mit einem HF-Signal beaufschlagt werden und die Frequenz des HF-Signals ein ganzzahliges Vielfaches einer Grundfrequenz ist. Die Grundfrequenz des Resonators ergibt sich im Wesentlichen aus dem vertikalen Abstand der beiden Elektroden, der im Wesentlichen der halben Wellenlänge der zugehörigen akustischen Longitudinalmode entspricht. Bei Resonanz bildet sich damit eine stehende Welle zwischen den beiden Elektroden aus.
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Um die akustische Energie im Resonanzbereich zu halten, wird der Resonator im Allgemeinen von seiner Umgebung isoliert. Es gibt dazu so genannte FBAR-Resonatoren (FBAR = (Thin) Film Bulk Acoustic Resonator), bei denen unter der unteren Elektrode ein Hohlraum angeordnet ist. Ein weiterer Typ, der so genannte SMR (SMR = Solidly Mounted Resonator) hat unter der unteren Elektrode einen akustischen Spiegel mit Schichten abwechselnder akustischer Impedanz, die die akustischen Wellen zurück in den Resonatorbereich reflektieren.
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Solche BAW-Resonatoren können in HF-Filtern, z. B. in einer so genannten Ladder-Type-Filtertopologie, z. B. in nicht drahtgebundenen Kommunikationsgeräten, Verwendung finden.
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Störende Schwingungsmoden führen zu Energieverlusten und zu Resonanzen in unerwünschten Frequenzbereichen. Aufgrund der endlichen Dimensionen von BAW-Resonatoren lässt sich die Anregung unerwünschter Schwingungsmoden nicht prinzipiell vermeiden.
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Eine Möglichkeit zur Verringerung der Anregung unerwünschter Schwingungsmoden, z. B. lateraler Schwingungsmoden, besteht darin, eine Rahmenstruktur auf der Oberseite des Lagenstapels eines Resonators anzuordnen. Details dazu sind z. B. aus der Publikation „Optimization of Acoustic Dispersion for High Performance Thin Film BAW Resonators" (G. G. Fattinger et al., 2005 IEEE Ultrasonics Symposium) bekannt.
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Solche Rahmenstrukturen sind bezüglich ihrer akustischen Impedanz und ihrer akustischen Wechselwirkung mit den im Resonator propagierenden Wellenmoden abgestimmt. Je höher die Arbeitsfrequenz eines BAW-Resonators ist, umso kleiner sind die vertikalen Dimensionen der akustisch aktiven Elemente. Die Materialien des Lagenstapels werden im Allgemeinen durch Schichtabscheideprozesse bei der Herstellung gebildet. Je dünner entsprechende Lagen sein sollen, desto weniger präzise kann die Dicke eingestellt werden. Bei besonders hohen Frequenzen zu betreibende Resonatoren verschärfen somit die Anforderungen bezüglich der Genauigkeit der Dickeneinstellung der oben genannten Rahmenstruktur.
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Druckschrift
US 2004/0195937 A1 offenbart einen Film-BAW-Resonator mit einem mehrschichtigen Bauteil, das auf einem Substrat angeordnet ist. Das mehrschichtige Bauteil hat: eine gemeinsame Elektrode, eine piezoelektrische Schicht, die auf der gemeinsamen Elektrode ausgebildet ist, eine erste Elektrode, die auf der ersten piezoelektrischen Schicht ausgebildet ist und welche für einen Resonator verwendet wird, eine zweite Elektrode welche die Kante der ersten Elektrode umgibt, wobei sie dazwischen eine Lücke bildet, und welche als Störungsunterdrückungselement verwendet wird, eine erste Verdrahtung durch welche eine elektrische Leistung der ersten Elektrode bereitgestellt wird, und eine zweite Verdrahtung, durch welche eine elektrische Leistung der zweiten Elektrode bereitgestellt wird. In dem Film-BAW-Resonator enthält die piezoelektrische Schicht einen ferro-elektrischen Film und einen dem Resonator zugeordneten Polarisationszustand des ferro-elektrischen Films, der unterschiedlich ist gegenüber einem Polarisationszustand des ferro-elektrischen Films des Störungsunterdrückungselements.
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Es besteht deshalb der Wunsch nach alternativen Möglichkeiten, unerwünschte Schwingungsmoden zu reduzieren und dadurch die elektroakustischen Eigenschaften von Resonatoren zu verbessern und Energieverlustkanäle zu vermeiden.
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Dazu wird ein BAW-Resonator gemäß unabhängigem Anspruch 1 vorgeschlagen. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen des Resonators an.
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Der BAW-Resonator mit verringerten lateralen Verlusten hat eine untere Elektrode in einer unteren Elektrodenlage, eine obere Elektrode in einer oberen Elektrodenlage und eine Piezolage mit einem piezoelektrischen Material. Die obere Elektrode überlappt die untere Elektrode zumindest teilweise. Die Piezolage ist zwischen der unteren Elektrodenlage und der oberen Elektrodenlage angeordnet. Zusätzlich hat der BAW-Resonator eine dritte Elektrode. Der Überlappungsbereich von unterer und oberer Elektrode definiert einen Innenbereich. Die dritte Elektrode umgibt den Innenbereich in lateraler Richtung und ist in einem Randbereich um den Innenbereich herum angeordnet. Die dritte Elektrode ist mit einem Phasenversatz relativ zur unteren oder oberen Elektrode anregbar.
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Der Überlappungsbereich ist dabei derjenige Bereich in lateraler Richtung, der sowohl von der unteren Elektrode als auch von der oberen Elektrode bedeckt ist. Der dadurch definierte Innenbereich des Resonators ist im Wesentlichen der Arbeitsbereich des Resonators. Der Randbereich mit der dritten Elektrode dient zur Unterdrückung unerwünschter Schwindungsmoden, um die lateralen Verluste gering zu halten. Dies wird erreicht, indem die dritte Elektrode mit einem HF-Signal angeregt wird, das einen Phasenversatz relativ zum elektrischen Potenzial der unteren oder der oberen Elektrode aufweist. Die Frequenz des HF-Signals, mit dem die dritte Elektrode beaufschlagt wird, gleicht der Frequenz der zwei Elektroden im Arbeitsbereich.
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Durch den Phasenversatz oszilliert der Randbereich ebenfalls mit einem Phasenversatz relativ zum Arbeitsbereich des Resonators. In konventionellen Resonatoren mit einer lokal erhöhten Massenbelastung durch eine Rahmenstruktur an der Oberseite des Schichtaufbaus oszilliert der Bereich der Rahmenstruktur ebenfalls mit einem Phasenversatz relativ zum Arbeitsbereich des konventionellen Resonators. Die mit einem Phasenversatz erfolgte elektrische Anregung des Resonators resultiert damit im Wesentlichen in einem analogen akustischen Verhalten verglichen mit konventionellen Resonatoren. Ein wesentlicher Unterschied ist dabei, dass die elektrische Anregung mit dem Phasenversatz insbesondere bei hohen Frequenzen, bei denen eine Rahmenstruktur eine exakt definierte und geringe Dicke aufweisen muss, deutlich leichter zu realisieren ist. Der vorgeschlagene Resonatortyp eignet sich deshalb insbesondere für Anwendungen mit immer höheren Arbeitsfrequenzen. Umgekehrt bedeutet dies, dass die Anforderungen bezüglich der Schichtdicken bei gleich bleibenden Frequenzen verringert sind. Damit kann die Ausschussrate bei der Herstellung reduziert und die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Resonatoren erhöht werden.
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Es ist möglich, dass der Phasenversatz der Anregung während des Betriebs 180° beträgt.
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Im Randbereich oszilliert der Resonator damit im Wesentlichen gegenphasig zum Arbeitsbereich. Die gegenphasige Deformation des piezoelektrischen Materials stellt eine energetische Barriere für Schwingungsmoden mit nicht verschwindendem lateralen (seitlichen, horizontalen) Wellenvektor dar. Dissipative Verluste sind dadurch reduziert und störende akustische Resonanzen bei kritischen Frequenzen, z. B. in der Nähe von Passbändern zugehöriger Filter, verringert.
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Es ist möglich, dass die dritte Elektrode über einen Phasenschieber mit der unteren oder oberen Elektrode verschaltet ist.
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Die Anregung der dritten Elektrode erfolgt mit der gleichen Frequenz wie die Anregung des zentralen Arbeitsbereichs des Resonators. Deshalb bietet es sich an, das an den Resonator angelegte HF-Signal als Quelle für das Signal für die dritte Elektrode zu verwenden. Über den Phasenschieber wird der gewünschte Phasenversatz, z. B. 180°, eingestellt.
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Es ist möglich, dass der Phasenschieber ein induktives Element, ein kapazitives Element, eine Streifenleitung und/oder einen weiteren Resonator umfasst.
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Induktive und kapazitive Elemente haben im Idealfall eine elektrische Impedanz mit verschwindendem Realteil und ermöglichen damit auf einfache Weise eine Phasendrehung. Induktive und kapazitive Elemente können auch zu einem Impedanzanpassnetzwerk verschaltet sein, um einen gewünschten Phasenversatz zu liefern. So ist es möglich, dass der Phasenschieber eine Pi-Schaltung oder eine L-Schaltung aus induktiven und kapazitiven Elementen umfasst.
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Die Länge einer Streifenleitung ergibt ebenfalls die Möglichkeit, einen Phasenversatz mit relativ hoher Genauigkeit einzustellen.
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Resonatoren, speziell im Bereich ihrer akustischen Resonanz, weisen eine komplexe frequenzabhängige Phasenlage auf. Da zusätzliche elektroakustische Resonatoren in HF-Filtern für mobile Kommunikationsgeräte ohnehin vorhanden sind und im betreffenden Frequenzbereich arbeiten, eignen sie sich deshalb ebenfalls gut, um eine Phasendrehung in der gewünschten Höhe zu bewirken.
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Es ist möglich, dass die dritte Elektrode in der unteren oder in der oberen Elektrodenlage strukturiert ist.
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In einer solchen Ausführungsform können ohnehin notwendige Prozessierungsschritte zur Bildung der Elektroden verwendet werden, um die dritte Elektrode zu schaffen. Der Phasenversatz der dritten Elektrode gilt dabei vorzugsweise gegenüber derjenigen Elektrode, die in der gleichen vertikalen Höhe der dritten Elektrode angeordnet ist.
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Der Lagenstapel des Resonators umfasst die notwendigen Anschlüsse und Durchkontaktierungen, um die dritte Elektrode mit dem gewünschten Signal zu beaufschlagen.
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Es ist möglich, dass der BAW-Resonator zusätzlich eine Rahmenstruktur im Randbereich aufweist. Die zusätzliche Rahmenstruktur ist dabei vorzugsweise oberhalb der oberen Elektrodenlage angeordnet und bewirkt eine lokale Erhöhung der Massenbelastung. Diese Rahmenstruktur entspricht in ihrer qualitativen Arbeitsweise im Wesentlichen der Rahmenstruktur konventioneller BAW-Resonatoren. Der Unterschied zu konventionellen Rahmenstrukturen besteht quantitativ darin, dass sich die Wirkung dieser Rahmenstruktur zur Wirkung der dritten Elektrode addiert und deshalb im Betrag kleiner als die Wirkung der üblichen Rahmenstruktur ist.
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Ein Vorsehen sowohl einer Rahmenstruktur zur lokalen Erhöhung der Massenbelastung als auch der dritten Elektrode ermöglicht es, Schwankungen der Dicke der Rahmenstruktur bei der Herstellung durch eine entsprechend angepasste Phasendifferenz beim Betrieb der dritten Elektrode zu kompensieren.
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Entsprechend ist es möglich, dass der Resonator während des Betriebs im Randbereich gegenphasig zum Innenbereich schwingt. Dieses bevorzugt, ob eine zusätzliche Rahmenstruktur vorhanden ist oder nicht.
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Es ist möglich, dass der BAW-Resonator einen Hohlraum oder einen akustischen Spiegel unter der unteren Elektrodenlage hat.
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Hat der BAW-Resonator einen Hohlraum, stellt er einen Resonator vom FBAR-Typ dar. Hat der Resonator einen akustischen Spiegel, so stellt er einen Resonator vom Typ SMR dar. Der gegebenenfalls vorhandene Spiegel kann dabei zwei oder mehr Schichten unterschiedlicher akustischer Impedanz aufweisen. Bevorzugte Materialien für Schichten hoher akustischer Impedanz sind insbesondere schwere Materialien mit hoher spezifischer Dichte, z. B. Wolfram. Bevorzugte Materialien für Schichten niedriger akustischer Impedanz sind insbesondere Materialien mit niedriger spezifischer Dichte und niedrigem Elastizitätsmodul, z. B. ein Siliziumoxid.
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Der Lagenstapel des BAW-Resonators kann dabei auf einem Trägersubstrat angeordnet sein. Zusätzliche Resonatoren, z. B. als Phasenschieber verwendete Resonatoren, können ebenfalls auf dem gleichen Trägersubstrat angeordnet sein.
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Es ist möglich, dass der BAW-Resonator ein elektrisch leitendes Material zumindest abschnittsweise im Randbereich aufweist. Das elektrisch leitende Material verschaltet die untere oder obere Elektrode mit einer Schaltungsumgebung. Ferner hat der BAW-Resonator ein dielektrisches Material, das zwischen dem elektrisch leitenden Material und der dritten Elektrode angeordnet ist.
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Bevorzugte Positionen der dritten Elektrode sind in der unteren bzw. oberen Elektrodenlage, da die dritte Elektrode während der Herstellung zusammen mit der Elektrode der entsprechenden Lage gebildet werden kann. Da die beiden Elektroden aber jeweils mit einem HF-Signal mit unterschiedlicher Phasenlage zu beaufschlagen sind, müssen diese Elektroden elektrisch voneinander isoliert sein. Das Elektrodenmaterial im Innenbereich wird dabei vom Elektrodenmaterial der dritten Elektrode umschlossen. Entsprechend ist eine Leiterbahnüberkreuzung notwendig und das dielektrische Material isoliert diese Zuleitung zur inneren Elektrode von der äußeren, dritte Elektrode.
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Es ist möglich, dass der BAW-Resonator zusätzlich einen Außenbereich aufweist. Der Außenbereich umgibt den Randbereich in lateraler Richtung und schwingt mit einem Phasenversatz relativ zum Randbereich.
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Der Außenbereich kann dabei ebenfalls einen Phasenversatz der Schwingung zum inneren Bereich aufweisen. Der Phasenversatz zwischen dem Außenbereich und dem inneren Bereich kann auch Null betragen.
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Durch Einstellen der Phasenlage des Außenbereichs relativ zur Phasenlage des Randbereichs und gegebenenfalls zur Phasenlage des Innenbereichs kann die energetische Barriere für akustische Wellen noch besser modelliert werden, sodass eine weitere Verbesserung der akustischen und elektrischen Eigenschaften des Resonators erhalten werden kann.
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Es ist möglich, dass der BAW-Resonator eine Dispersion vom Typ 1 oder eine Dispersion vom Typ 2 aufweist.
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Die Dispersion eines BAW-Resonators ist durch das Design des Lagenstapels einstellbar.
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Piezoelektrische Materialien, die in einem Lagenstapel mit einer Dispersion vom Typ 2 Verwendung finden können, sind z. B. Aluminiumnitrid-basierte piezoelektrische Materialien.
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Es ist möglich, dass der BAW-Resonator Teil eines HF-Filters, z. B. einer Frontend-Schaltung eines mobilen Kommunikationsgeräts, ist.
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Entsprechend ist es möglich, dass ein HF-Filter einen oder mehreren der oben beschriebenen BAW-Resonatoren, z. B. in einer Ladder-Type-Filterschaltung, z. B. in einem Bandpassfilter oder in einem Bandsperrfilter, umfasst.
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Wichtige Aspekte bezüglich der Arbeitsweise des Resonators und seines Aufbaus und technische Details von Ausführungsformen sind in den schematischen Figuren näher erläutert.
- 1 zeigt eine mögliche Anordnung unterschiedlicher Komponenten des Lagenstapels relativ zueinander.
- 2 zeigt die Möglichkeit, die dritte Elektrode unterhalb der Piezolage anzuordnen.
- 3 zeigt einen Resonator vom FBAR-Typ.
- 4 zeigt isolierendes Material für eine Leiterbahnüberkreuzung.
- 5 zeigt ebenfalls isolierendes Material für eine Leiterbahnüberkreuzung, angeordnet oberhalb der oberen Elektrodenlage.
- 6 zeigt einen schematischen Aufbau eines Resonators mit einem Außenbereich.
- 7 zeigt eine alternative Möglichkeit der Anordnung unterschiedlicher Komponenten.
- 8 zeigt die Möglichkeit, eine Phasendifferenz über einen Phasenschieber einzustellen.
- 9 zeigt die Möglichkeit eines Phasenschiebers mit einem Impedanzanpassnetzwerk.
- 10 zeigt die Möglichkeit eines Phasenschiebers mit einer Streifenleitung.
- 11 zeigt die Möglichkeit, einen Resonator als Phasenschieber zu verwenden.
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1 zeigt einen möglichen strukturellen Aufbau eines BAW-Resonators BAWR. Ein piezoelektrisches Material PM ist in einer Piezolage PL zwischen einer unteren Elektrodenlage UEL und einer oberen Elektrodenlage OEL angeordnet. In der unteren Elektrodenlage UEL ist eine untere Elektrode UE strukturiert. In der oberen Elektrodenlage OEL ist eine obere Elektrode OE strukturiert. In der in 1 gezeigten Form ist die dritte Elektrode E3 im Randbereich RB in der oberen Elektrodenlage OEL angeordnet. Der Randbereich RB umschließt den inneren Bereich IB. Der innere Bereich IB ist derjenige laterale Bereich, der sowohl von der oberen Elektrode OE als auch von der unteren Elektrode UE abgedeckt wird. Während des Betriebs des Resonators schwingt der Lagenstapel im Randbereich RB phasenverschoben zum inneren Bereich IB. Der Phasenversatz wird durch ein Anregen der dritten Elektrode E3 mit einem entsprechenden Phasenversatz relativ zur Anregung der oberen Elektrode OE bewirkt.
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Der Lagenstapel des Resonators ist auf einem Trägersubstrat TS angeordnet. Der in 1 gezeigte Resonator ist vom SMR-Typ und hat eine Vielzahl an Spiegelschichten eines akustischen Spiegels AS mit abwechselnd niedriger (LZ) und hoher (HZ) akustischer Impedanz. Die Dicke der Piezolage PL bestimmt im Wesentlichen die halbe Wellenlänge λ/2 der akustischen Grundmode des Resonators.
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Durch die unterschiedliche Phasenlage der Anregung im Randbereich RB relativ zum inneren Bereich IB wird insbesondere für Schwingungsmoden mit nicht verschwindendem lateralen Wellenvektor eine Energiebarriere erhalten, die die Energiedissipation verringert.
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2 zeigt eine alternative Möglichkeit, die dritte Elektrode E3 in der unteren Elektrodenlage UEL anzuordnen.
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Optional besteht die Möglichkeit, eine zusätzliche Rahmenstruktur RS zur lokalen Erhöhung der Massenbelastung des Resonators vorzusehen. Die Rahmenstruktur ist dabei vorzugsweise ebenfalls im Randbereich angeordnet. Die Rahmenstruktur RS kann dabei oberhalb der oberen Elektrode angeordnet sein.
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3 zeigt die Möglichkeit, unter dem Resonator mit der piezoelektrischen Lage zwischen den zwei Elektrodenlagen einen Hohlraum H anzuordnen, um einen Resonator vom Typ FBAR zu erhalten. Das Material der Piezolage oder der Elektrodenlagen kann dabei in lateraler Richtung fortgesetzt sein, um den Resonatorbereich außerhalb des akustisch aktiven Bereichs mit dem Trägersubstrat TS zu verbinden, um den akustisch aktiven Bereich akustisch isoliert vom Trägersubstrat zu befestigen.
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Im Übrigen illustriert 3 die Möglichkeit, eine Rahmenstruktur RS zwischen dem Material der Piezolage und dem Material der oberen Elektrode OE anzuordnen.
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4 zeigt die prinzipielle Problematik einer dritten Elektrode E3, die in der gleichen Lage wie eine Elektrode des Resonators angeordnet ist. Ein isolierendes Material IS kann dabei zwischen dem Material der dritten Elektrode E3 und der Zuleitung ZL zur Elektrode, hier die obere Elektrode OE, angeordnet sein.
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Die Kontaktierung der oberen Elektrode geschieht hier somit über einen Umweg in vertikaler Richtung.
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Alternativ ist es auch möglich, dass die dritte Elektrode E3 im Außenbereich nicht ringförmig geschlossen ist, sondern eine lokale Öffnung zur Zuleitung der oberen Elektrode aufweist. Das isolierende Material IS ist dann in vertikaler Richtung gesehen in gleicher Höhe zwischen dem Material der oberen Elektrode und dem Material der dritten Elektrode angeordnet.
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5 zeigt die Möglichkeit, Material der dritten Elektrode E3 lokal in vertikaler Richtung zu verschieben und durch ein isolierendes Material IS von der Zuleitung ZL zur oberen Elektrode OE zu trennen. In den übrigen Segmenten des Randbereichs befindet sich das Material der dritten Elektrode E3 in vertikaler Richtung gesehen in gleicher Höhe wie die obere Elektrode OE.
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6 zeigt die Möglichkeit, einen zusätzlichen Außenbereich AB vorzusehen, der den Randbereich RB in lateraler Richtung umgibt. Die lokale Massenbelastung im Außenbereich AB kann dabei relativ zur Massenbelastung im inneren Bereich IB und zur Massenbelastung im Randbereich RB so gewählt sein, dass ein optimales Geschwindigkeitsprofil für Schwingungsmoden erhalten wird, das eine gute Energiebarriere für Schwingungsmoden mit nicht verschwindendem Wellenvektor in lateraler Richtung bildet.
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Der Phasenversatz zwischen der Anregung der dritten Elektrode E3 und der Anregung einer der beiden Hauptelektroden, hier der oberen Elektrode OE, wird durch einen Phasenschieber PS erhalten. Über den Phasenschieber PS ist die dritte Elektrode somit mit der entsprechenden Elektrode des Resonators verschaltet.
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7 zeigt die Möglichkeit des elektrischen Verschaltens der dritten Elektrode relativ zu derjenigen Elektrode, die nicht in der gleichen vertikalen Position wie die dritte Elektrode angeordnet ist.
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Im Gegensatz zu den Schnittansichten der 1 bis 7 zeigt 8 eine Draufsicht auf einen Schichtenstapel des Resonators BAWR. Die Blickrichtung ist somit parallel zur vertikalen Richtung, die gleichzeitig die Ausbreitungsrichtung der akustischen Hauptmode ist. Über Kontaktflächen KF sind die untere Elektrode UE und die obere Elektrode OE mit einer externen Schaltungsumgebung, z. B. weiteren Resonatoren einer HF-Filterschaltung, verschaltbar. Die dritte Elektrode E3 ist als ringförmig geschlossene Elektrodenstruktur mit rechteckigem Querschnitt in der oberen Elektrodenlage strukturiert. Über eine Zuleitung ZL kann die obere Elektrode OE mit einem HF-Signal beaufschlagt werden. Um eine Phasendifferenz zwischen dem elektrischen Potenzial der oberen Elektrode OE und dem elektrischen Potenzial der dritten Elektrode E3 aufrechtzuerhalten, ist das Material der dritten Elektrode E3 durch ein isolierendes Material IS isoliert. Es existiert somit eine Leiterbahnüberkreuzung LÜ, wobei das Material der dritten Elektrode E3 im Bereich der Leiterbahnüberkreuzung LÜ oberhalb des isolierenden Materials IS angeordnet ist. In der in 8 gezeigten Ausführungsform wird die dritte Elektrode E3 von der zur oberen Elektrode OE gehörigen Kontaktfläche KF mit einem HF-Signal gespeist, wobei der dazwischen verschaltete Phasenschieber PS die entsprechend optimale Phasendifferenz einstellt.
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9 zeigt die Möglichkeit eines Phasenschiebers PS mit einem Impedanzanpassnetzwerk N aus induktiven und kapazitiven Elementen. Beispielsweise kann das Anpassnetzwerk N eine Pi-Schaltung mit einer seriellen Induktivität und zwei parallelen Kapazitäten aufweisen. Impedanzanpassnetzwerke N mit einer seriellen Kapazität und zwei parallelen Induktivitäten sind ebenfalls möglich. Genauso möglich sind L-Schaltungen mit einer Serieninduktivität und einer parallelen Kapazität bzw. einer seriellen Kapazität und einer parallelen Induktivität.
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10 zeigt die Möglichkeit, eine Phasenschieberleitung bzw. eine Signalleitung SL mit der entsprechend ausgewählten Länge als Phasenschieber PS zu verwenden.
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11 zeigt die Möglichkeit, einen zusätzlichen Resonator R als Phasenschieber zu verwenden.
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12 zeigt ein mögliches Geschwindigkeitsprofil, bei der ein Übergangsbereich ÜB in lateraler Richtung zwischen dem Innenbereich IB mit der oberen Elektrode und dem Randbereich RB mit der dritten Elektrode E3 angeordnet ist. Der Übergangsbereich ÜB isoliert die obere Elektrode OE von der dritten Elektrode E3. Dazu ist Material der oberen Elektrodenlage OEL entfernt. Dadurch ist die Massenbelastung im Übergangsbereich ÜB lokal reduziert und die Ausbreitungsgeschwindigkeit bzw. die Resonanzfrequenz lokal erhöht. Je nach Dispersionstyp kann dadurch das Ausbilden der Wellenleiterstruktur weiter verbessert sein. Bei einem BAW-Resonator mit dem entsprechend gewählten Dispersionstyp wird somit eine Wellenleiterstruktur ausgebildet, sodass der Randbereich eine Energiebarriere für laterale Moden darstellt und weniger akustisehe Energie dissipiert wird. Ferner wird die Anregung lateraler Moden unterdrückt, sodass die elektrischen Eigenschaften des Resonators verbessert sind.
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Der BAW-Resonator ist nicht auf gezeigte oder beschriebene Beispiele beschränkt. Resonatoren mit zusätzlichen Elektrodenstrukturen, zusätzlichen lateralen Bereichen unterschiedlicher Anregung oder unterschiedlicher Massenbelastung und dergleichen sind ebenfalls umfasst.
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Bezugszeichenliste
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- AB:
- Außenbereich
- AS:
- akustischer Spiegel
- BAWR:
- BAW-Resonator
- E3:
- dritte Elektrode
- H:
- Hohlraum
- HZ:
- Spiegellage mit hoher akustischer Impedanz
- IB:
- Innenbereich
- IS:
- isolierendes Material
- LÜ:
- Leiterbahnüberkreuzung
- LZ:
- Spiegelschicht mit niedriger akustischer Impedanz
- N:
- Impedanzanpassnetzwerk
- OE:
- obere Elektrode
- OEL:
- obere Elektrodenlage
- PL:
- Piezolage
- PM:
- piezoelektrisches Material
- PS:
- Phasenschieber
- R:
- Resonator
- RB:
- Randbereich
- RS:
- Rahmenstruktur
- SL:
- Streifenleitung
- TS:
- Trägersubstrat
- UE:
- untere Elektrode
- UEL:
- untere Elektrodenlage
- ZL:
- Zuleitung
