DE3308365A1 - Akustische oberflaechenwellen bildende vorrichtung - Google Patents
Akustische oberflaechenwellen bildende vorrichtungInfo
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Description
33U8365
Akustische Oberflächenwellen bildende Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine akustische Oberflächenwellen
bildende Vorrichtung mit neuartigem Aufbau und ausgezeichneter Charakteristik.
Es ist der folgende Aufbau von akustische Oberflächenwellen bildenden Vorrichtungen (Substraten) bekannt, die mit
verschiedenen elektrischen Signalen unter Ausnutzung einer akustischen Oberflächenwelle umgehen:
1. Ein einteiliger Aufbau nur aus einem piezoelektrischen Substrat (piezoelektrisches Einkristallsubstrat,
piezoelektrisches Keramiksubstrat usw.);
2. ein Schichtaufbau mit einem piezoelektrischen Film, der auf einem nicht piezoelektrischen Substrat
niedergeschlagen ist;
3. ein Schichtaufbau mit einem piezoelektrischen Film, der auf einem Halbleitersubstrat niedergeschlagen ist, und
andere Arten des Aufbaues.
Ein bekanntes Ausführungsbeispiel des obigen Schichtaufbaues Nr. 2 umfasst ein Saphirsubstrat oder ein Glassubstrat
mit einem Zinkoxidfilm (ZnO), der durch Aufdampfen darauf niedergeschlagen ist. Ein Zinkoxidfilm hat jedoch die
folgenden Nachteile:
1. Da es schwierig ist, eine gute Qualität des Filmes zu erzielen, werden Vorrichtung hergestellt, die in ihrer
Piezoelektrizität usw. minderwertig sind.
ORIGINAL INSPECTED
2. Die Fortpflanzungsverluste der akustischen Oberflächenwelle
sind im Hochfrequenzbereich gross.
3. Die Streuung der Fortpflanzungscharakteristik der akustischen Oberflächenwelle ist gross.
4. Es ist schwierig, das Änderungsverhältnis
(1/T) "(31/3 T) der Verzögerungszeit ~[ der akustischen
Oberflächenwälle in Abhängigkeit von einer Änderung der Temperatur (T ist die Umgebungstemperatur) zu steuern.
Durch die Erfindung sollen daher die beim Stande der Technik auftretenden Schwierigkeiten beseitigt werden und
soll somit eine akustische Oberflächenwellen bildende Vorrichtung geschaffen werden, die hervorragende Eigenschaften
hat, ihre Herstellung vereinfacht und mit geringeren Kosten verbunden ist.
Um das zu erreichen, wird gemäss des Grundgedankens der
Erfindung ein elastisches Substrat verwandt, das einen positiven Verzögerungszeittemperaturkoeffizi^nten bezüglich
der akustischen Oberflächenwelle aufweist, wobei auf dem Substrat ein AlN-FiIm vorgesehen ist. Um das obige Ziel
zu erreichen, ist es insbesondere zweckmässig, ein Saphirsubstrat, ein Silicium-auf-Saphir- oder SOS-Substrat oder
ein Siliciumeinkristallsubstrat als elastisches Substrat zu verwenden.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
beschrieben.
Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
35
Fig. 2 zeigen die Kennlinien, die bei der in Fig.
1 dargestellten Vorrichtung erhalten werden.
Fig. 11 zeigen in Schnittansichten weitere Aus-
führungsbeispiele der Erfindung.
Fig. 15A,15B,16A zeigen die Kennlinien, die bei den in
bis 16D und 17A , „. .,.,,. . Λ j ι. τ-, ±.
, . 17„ den Fig. 11 bis 14 dargestellten Aus
führung sbeispielen erhalten werden.
Fig. 18 zeigen in Schnittansichten noch weitere
1S Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Fig. 22A,22B,23A, zeigen die Kennlinien, die bei den in den
Fig. 18 bis 21 dargestellte: beispielen erhalten werden.
„,_ 23B, 24A u. 24B _. 1O ,..,.,-, . , , . , ,;..,
Fig. 18 bis 21 dargestellten Ausfuhrungs-
Fig. 25 zeigt das Blockschaltbild einer MO-CVD-
Anlage (metallorganischchemisches Aufdampfen)
für die epitaxiale Verfahrens
technik.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemässen akustische Oberflächenwellen bildenden
Vorrichtung. Ein Saphirsubstrat 1 ist längs einer zur (0001)-Kristallfläche
äquivalenten Fläche (C-Fläche) geschnitten. Ein AlN-FiIm 2 ist auf dem Saphirsubstrat 1 so niedergeschlagen,
dass die piezoelektrische Achse (C-Achse oder /0001/~Achse)des Filmes senkrecht oder parallel zur Oberfläche
des Saphirsubstrates 1 verläuft. Es sind weiterhin kammförmige Elektroden 3 und 4 vorgesehen, die jeweils eine
akustische Oberflächenwelle erzeugen und eine akustische Oberflächenwelle
aufnehmen, wobei mit H die Stärke des AlN-Filmes 2 bezeichnet ist.
ORIGINAL INSPECTED
— «4 —
- 41.
Im folgenden wird ein erstes Beispiel beschrieben, bei dem das Saphirsubstrat 1 längs einer zur (0001)-Kristallfläche
äquivalenten Fläche (C-Fläche) geschnitten ist und der AlN-FiIm 2 so aufgebracht ist, dass seine C-Achse senkrecht
zur Oberfläche des Saphirsubstrates 1 liegt. Eine akustische Oberflächenwelle wird dazu gebracht, sich in zur piezoelektrischen
Achse (C-Achse) des AIN-Filmes 2 senkrechter Richtung und in der Richtung, die zur /Ί1007~Achse (Y-Achse)
auf der (0001)-Fläche des Saphirsubstrates 1 äquivalent ist, fortzupflanzen.
Fig. 2 zeigt die Geschwindigkeitsverteilungskennlinie für die elastische Oberflächenwelle, die bei dem ersten Beispiel
erhalten wird. In dieser Figur ist auf der Abszisse die normierte Stärke 2 TTH/,1 ( /\ ist die Wellenlänge der
elastischen Oberflächenwelle) aufgetragen, wenn die Stärke des AIN-Filmes 2 gleich H ist, während auf der Ordinate
die Phasengeschwindigkeit V der elastischen Oberflächenwelle aufgetragen ist. Die Phasengeschwindigkeit streut
nicht sehr stark, ist jedoch sehr gross.
Fig. 3 zeigt die Kennlinie des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten, die bei dem ersten Beispiel erhalten wird.
Auf der Abszisse ist die normierte Stärke 2 7ΓΗ//1 aufgetragen,
während auf der Ordinate der elektromechanische Kopplungskoeffiziont K2 aufgetragen ist. Wenn die normierte
Stärke 2 TTH/ A gleich 2,0 bis 6,0 ist, ist K2 gleich 0,22 %
bis 0,27 %. Dieser Wert ist im allgemeinen für die Erzeugung und die Aufnahme einer elastischen Oberflächenwelle geeignet
und führt zu einer ausgezeichneten Piezoelektrizität.
Fig. 4 zeigt die Kennlinie des Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten
TCD für eine elastische Oberflächenwelle, die beim ersten Beispiel erhalten wird. Auf der Abszisse
ORIGINAL INSPECTED
ist die normierte Stärke 2 jpH/X aufgetragen, während die
Ordinate das Temperaturänderungsverhältnis (1/7- )· (3 τ/3 T)
der Verzögerungszeit χ in ppm/0C zeigt. Da der Verzögerungszeittemperaturkoeffizient
des Saphirsubstrates 1 positiv ist, während der des AlN-Filmes 2 negativ ist,
kompensieren beide Temperaturkoeffizienten einander und ändert sich die resultierende Kennlinie nach Massgabe der
Stärke H des AlN-Filmes 2. Wenn die Stärke H in dem Bereich liegt, der der Beziehung 3,0 C 2 TH//1 *- 5,0 genügt,
wird das Verzögerungszeittemperaturänderungsverhältnis nahezu gleich Null.
Das erste Ausführungsbeispiel stellt daher eine akustische
Oberflächenwellen bildende Vorrichtung dar, die in ihrer Verzögerungszeittemperaturänderungskennlinie sowie in der
Geschwindigkeitsverteilungskennlinie und der K2 Kennlinie ausgezeichnet ist.
Im folgenden wird ein zweites Beispiel beschrieben. Das zweite Beispiel unterscheidet sich vom ersten Beispiel lediglich
darin, dass die elastische Oberflächenwelle dazu gebracht
wird, sich in eine der /~112Q/-Achse (X-Achse) auf
der (0001)-Fläche des Saphirsubstrates äquivalenten Richtung statt in der der /Ί10Oj'-Achse (Y-Achse) äquivalenten
Richtung fortzupflanzen.
Fig. 5 zeigt die Geschwindigkeitsverteilungskennlinie der akustischen Oberflächenwelle, die bei dem zweiten Beispiel
erhalten wird. Die Phasengeschwindigkeit V streut nicht sehr, ist jedoch sehr gross.
Fig. 6 zeigt die Kennlinie des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten (K2 Kennlinie), die beim zweiten Beispiel
erhalten wird. Wenn die normierte Stärke 2,0 bis 8,0 beträgt, 35
ist K2 gleich 0,2 % bis 0,28 %. Dieser Wert ist im allgemeinen
für die Erzeugung und Aufnahme einer elastischen Oberflächenwelle geeignet und führt zu einer ausgezeichneten
Piezoelektrizität
5
5
Fig. 7 zeigt die Kennlinie des Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten
TCD der akustischen Oberflächenwelle, die beim zweiten Beispiel erhalten wird. Wenn die Stärke H
des AlN-Filmes 2 in einem Bereich liegt, der der Beziehung
3,0 <. 2 fTU/A C 6,0 genügt, ist das Verzögerungszeittemperaturänderungsverhältnis
nahezu gleich Null.
Das zweite Beispiel stellt daher gleichfalls eine akustische Oberflächenwellen bildende Vorrichtung dar., die in ihrer
Verzögerungszeittemperaturänderungskennlinie sowie der Geschwindigkeitsverteilungskennlinie und der K2 Kennlinie
ausgezeichnet ist.
Im folgenden wird ein drittes Beispiel beschrieben, bei dem das Saphirsubstrat 1 längs der R-Fläche geschnitten ist,
die äquivalent zur (O1T2)-Kristallflache ist,und bei dem
der AlN-FiIm 2 so aufgebracht ist, dass seine C-Achse parallel zur /011 \]-Achse des Saphirsubstrates 1 verläuft.
Die elastische Oberflächenwelle wird dazu gebracht, sich in einer zur piezoelektrischen Achse (C-Achse) des AlN-Filmes
2 parallelen Richtung und in die Richtung fortzupflanzen, die zur /"0111_7~Achse auf der
(0112)-Fläche (R-Fläche) des Saphirsubstrates 1 äquivalent
ist.
Fig. 8 zeigt die Geschwindigkeitsverteilungskennlinie einer akustischen Oberflächenwelle, die beim dritten Beispiel
erhalten wird. Die Phasengeschwindigkeit V streut nicht sehr, ist jedoch sehr gross.
Fig. 9 zeigt die Kennlinie des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten, die bei dem dritten Beispiel erhalten wird.
Wenn die normierte Stärke 2 JfH/Λ gleich 1,0 bis 8,0 ist,
beträgt K3 0,75 % bis 0,8 %. Dieser Wert ist im allgemeinen
für die Erzeugung und Aufnahme einer elastischen Oberflächenwelle geeignet und führt zu einer ausgezeichneten
Piezoelektrizität.
Fig. 10 zeigt die Kennlinie des Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten
TCD der akustischen Oberflächenwelle, die beim dritten Beispiel erhalten wird. Wenn die Stärke H
des AlN-Filmes 2 in einem Bereich liegt, der der Beziehung
2,0 C 2 /TH//1 L 5, 0 genügt, ist das Verzögerungszeittemperaturänderungsverhältnis
nahezu gleich Null. 15
Das dritte Beispiel stellt daher eine akustische Oberflächenwellen
bildende Vorrichtung dar, die in ihrer Verzögerungszeittemperaturänderungskennlinie
sowie der Geschwindigkeitsverteilungskennlinie und der K2 Kennlinie ausgezeichnet ist.
20
Fig. 11 bis 14 zeigen weitere Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei denen ein Siliciumeinkristallsubstrat mit positivem Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten für eine akustische
Oberflächenwelle als elastische Substrat verwandt wird.
Bei dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
ein Siliciumeinkristallsubstrat 11 vorgesehen, das längs einer zur (111)-Kristallfläche, zur (110)-Kristallfläche
oder zur (001)-Kristallfläche äquivalenten Fläche geschnitten
ist. Ein AlN-FiIm 12 ist auf dem Siliciumeinkristallsubstrat 11 so niedergeschlagen, dass die piezoelektrische
Achse (C-Achse oder /000 λ]- Achse) des Filmes senkrecht
oder parallel zum Siliciumeinkristallsubstrat 11 verläuft. Es sind kamrnförmige Elektroden 13 und 14 jeweils zum Erzeugen
einer akustischen Oberflächenwelle und zum Aufnehmen
einer akustischen Oberflächenwelle vorgesehen. Die Stärke des AlN-Filmes 12 ist mit H bezeichnet.
. 5 Fig. 15A zeigt die Geschwindigkeitsverteilungscharakteristik,
die dann erhalten wird, wenn die in Fig. 11 bis 14 dargestellten Ausführungsbeispiele verwandt werden und sich
die elastische Oberflächenwelle in einer zur piezoelektrischen Achse (C-Achse oder /"00017-Achse) des AlN-Filmes 12
fortpflanzt. In Fig. 15A ist auf der Abszisse die normierte
Stärke 2 ffH/Λ aufgetragen, während auf der Ordinate
die Phasengeschwindigkeit V der elastischen Oberflächenwelle aufgetragen ist. Die Kurve a wird dann erhalten, wenn
sich die elastische Oberflächenwelle in eine Richtung
fortpflanzt, die zur /Ί12/-Achse auf der (111)-Fläche des
Siliciumeinkristallsubstrates 11 äquivalent ist, die Kurve b wird dann erhalten, wenn sich die elastische Oberflächenwelle
in eine Richtung fortpflanzt, die zur /001_/-Achse auf der (110)-Fläche des Siliciumeinkristallsubstrates
11 äquivalent ist,und die Kurve c wird dann erhalten,
wenn sich die akustische Oberflächenwelle in eine Richtung fortpflanzt, die zur /"011_/-Achse auf der (100)-Fläche
des Siliciumeinkristallsubstrates 11 äquivalent ist. Aus Fig. 15A ist ersichtlich, dass die Phasengeschwindigkeit
V nicht sehr streut, jedoch sehr hoch ist.
Fig. 16A zeigt die Kennlinien des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten,
die bei denselben Ausführungsbeispielen erhalten werden. Auf der Abszisse ist die normierte Stärke
2 Tf H/ /I auf getragen, während auf der Ordinate der elektromechanische
Kopplungskoeffizient K2 aufgetragen ist. In F1Ig.
16A hat die Vorrichtung A den in Fig. 11 dargestellten Aufbau.
Diese Kurven zeigen, dass elektromechanische Kopplungskoeffizienten
K2 erhalten werden können, die für die Erzeugung und Aufnahme einer akustischen Oberflächenwelle
und für eine ausgezeichnete Piezoelektrizität geeignet sind.
ORIGINAL INSPECTED
-s-
Die Fig. 17Λ bis 17D zeigen die Kennlinien des Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten
TCD, die bei denselben Ausführungsbeispielen erhalten werden. Auf der Abszisse ist
die normierte Stärke 2 ITH/Λ aufgetragen, während die Ordinate das Temperaturänderungsverhältnis (1 / χ-) · ( 3?" / J T)
der Verzögerungszeit -χ der akustischen Oberflächenwelle
in ppm/°C zeigt. Die in Fig. 17A dargestellte Kurve wird
dann erhalten, wenn sich die akustische Oberflächenwelle in die Richtung fortpflanzt, die zur f\Mj-hchse auf der
(111)-Fläche des Siliciumeinkristallsubstrates 11 äquivalent
ist, die Kurve in Fig. 17B wird dann erhalten, wenn sich sich die akustische Oberflächenwelle in die Richtung
fortpflanzt, die zur /u0i7-Achse der (110)-Fläche äquivalent
ist, die Kurve von Fig. 17C wird dann erhalten, wenn sich
die akustische Oberflächenwelle in die Richtung fortpflanzt, die der /1007-Achse auf den (001)-Flächen äquivalent
ist und die Kurve von Fiq. 17D wird dann erhalten, wenn sich
die akustische Oberflächenwelle in die Richtung fortpflanzt, die der /Ί 10_7-Achse auf der (001)-Fläche äquivalent ist.
Da der Verzögerungszeittemperaturkoeffizient des Siliciumeinkristallsubstrates
11 positiv ist, während der des AlN-Filmes 12 negativ ist, kompensieren beide Temperaturkoeffizienten
einander und ändert sich die resultierende Kennlinie nach Massgabe der Stärke H des AlN-Filmes 12.
Die Stärke H kann so bestimmt werden, dass das Verzögerungszeittemperaturänderungsverhältnis
nahezu gleich Null ist.
Fig. 15D zeigt die Geschwindigkeitsverteilungskennlinien
der akustischen Oberflächenwelle, die dann erhalten werden, 0 wenn sich die akustische Oberflächenwelle in eine Richtung
parallel zur piezoelektrischen Achse (C-Achse oder /0 001./-Achse)
fortpflanzt. Die Kurve d wird dann erhalten, wenn sich die akustische Oberflächenwelle in die Richtung fort-
pflanzt, die der /"0017-Achse auf der (001)-Fläche des
Siliciumeinkristallsubstrates 11 äquivalent ist, während die Kurve e dann erhalten wird, wenn sich die akustische
Oberflächenwelle in die Richtung fortpflanzt, die der /OOiy-Achse auf der (110)-Fläche des Siliciumeinkristallsubstrates
11 äquivalent ist. Die Phasengeschwindigkeit
V streut nicht sehr und ist sehr hoch. P
Die Fig. 16C und 16D zeigen die Kennlinien des elektromechanischen
Kopplungskoeffizienten, die durch dieselbe Vorrichtung und bei denselben Fortpflanzungsrichtungen
erhalten werden. Die Vorrichtung A in denselben Figuren hat den in Fig. 11 dargestellten Aufbau. Die Kurve von
Fig. 16C wird dann erhalten, wenn sich die akustische Oberflächenwelle in die Richtung fortpflanzt, die der /001_7-Achse
auf der (110)-Fläche des Siliciumeinkristallsubstrates 11 äquivalent ist, während die Kurve von Fig. 16D dann
erhalten wird, wenn sich die akustische Oberflächenwelle in die Richtung fortpflanzt, die zur /"1007-Achse auf der
(001)-Fläche des Substrates 11 äquivalent ist. Diese Figuren zeigen, dass ein elektromechanischer Kopplungskoeffizient
K2 erhalten werden kann, der für die Erzeugung und Aufnahme einer akustischen Oberflächenwelle und für eine ausgezeichnete
Piezoelektrizität geeignet ist.
Die Fig. 17E und 17F zeigen den Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten
TDC der akustischen Oberflächenwelle unter denselben Bedingungen. Die Kurve von Fig. 17E wird dann
erhalten, wenn sich die akustische Oberflächenwelle in 0 die Richtung fortpflanzt, die zur /"1007-Achse auf der (001)-Fläche
des Siliciumeinkristallsubstrates 11 äquivalent ist, während die Kurve von Fig. 17F dann erhalten wird,
wenn sich die akustische Oberflächenwelle in die Richtung fortpflanzt, die zur /~001_/-Achse auf der (110)-Fläche des
Substrates 11 äquivalent ist. Aus den Fig. 17A bis 17F
ist ersichtlich, dass dann, wenn die Stärke H des AlN-Filmes 12 in einem Bereicht liegt, der der Beziehung
0,2 <2"»«Η/Λ 4 3,0 genügt, das Verzögerungszeittemperaturänderungsverhältnis
nahezu gleich Null ist.
Das in Fig. 12 dargestellte Ausführungsbeispiel hat einen Aufbau, der ein Siliciumeinkristallsubstrat 11, akustische
Oberflächenwellen erzeugende Elektroden 13 sowie akustische Oberflächenwellen aufnehmende Elektroden 14, die alle auf
der Oberfläche des Substrates 11 vorgesehen sind,und einen
AlN-FiIm 12 umfasst, der auf dem Substrat 11 so niedergeschlagen
ist, dass er die Elektroden 13 und 14 überdeckt.
Das in Fig. 13 dargestellte Ausführungsbeispiel· hat einen
Aufbau, der ein Siliciumeinkristallsubstrat 11, zwei Schirmelektroden 17, die auf Teilen des Substrates 11
vorgesehen sind, um als zweite Elektroden zu dienen, einen AlN-FiIm 12, der so auf dem Substrat 11 vorgesehen ist,
dass er die Schirmelektroden 17 überdeckt,und akustische Oberflächenwellen erzeugende Elektroden 13 sowie akustische
Oberflächenwellen aufnehmende Elektroden 14, die alle auf dem AlN-FiIm 12 vorgesehen sind.
Das in Fig. 14 dargestellte Ausführungsbeispiel hat einen
Aufbau, der ein Siliciumeinkristallsubstrat 11, die akustische Oberflächenwellen erzeugenden Elektroden 13
sowie die akustische Oberflächenwellen aufnehmende Elektroden 14 umfasst, die auf der Oberfläche des Substrates
11 so vorgesehen sind, dass sie als erste Elektroden dienen, wobei der AlN-FiIm 12 auf dem Substrat 11 so vorgesehen ist,
dass er die Elektroden 13 und 14 überdeckt und zwei Schirmelektroden 17 auf Teilen des AlN-Filmes 12 vorgesehen sind.
ORIGINAL INSPECTED
Die Fig. 16A und 16B zeigen die K2 Kennlinien, die dann erhalten
werden, wenn sich die akustische Oberflächenwelle in eine Richtung senkrecht zur piezoelektrischen Achse
des AlN-Filmes 12 bei Verwendung von akustische Oberflächenwellen
bildenden Vorrichtungen mit dem in Fig. 12 bis 14 dargestellten Aufbau fortpflanzt. In diesen Figuren entspricht
die Vorrichtung B Fig. 12, die Vorrichtung C Fig. 13 und die Vorrichtung D Fig. 14 jeweils. Diese Figuren
zeigen, dass ein elektromechanischer Kopplungskoeffizient K2 erhalten werden kann, der für die Erzeugung und Aufnahme
einer akustischen Oberflächenwelle und für eine ausgezeichnete Piezoelektrizität geeignet ist.
Fig. 16C und 16D zeigen die K2 Kennlinien, die dann erhalten
werden, wenn sich die akustische Oberflächenwelle in die Richtung parallel zur piezoelektrischen Achse des AlN-Filmes
12 bei Verwendung der in den Fig. 12 bis 14 dargestellten Vorrichtungen fortpflanzt. Die Kurve von Fig. 16C wird
dann erhalten, wenn sich die akustische Oberflächenwelle in die Richtung fortpflanzt, die der /001/-Achse auf der
(110)-Fläche des Substrates 11 äquivalent ist, während
die Kurve von Fig. 16D dann erhalten wird, wenn sich die akustische Oberflächenwelle in die Richtung fortpflanzt,
die der /ΊθΟ-7-Achse auf der (001)-Fläche des Substrates
äquivalent ist. Diese Figuren zeigen, dass ein elektromechanischer Kopplungskoeffizient K2 erhalten werden kann,
der für die Erzeugung und die Aufnahme von akustischen Oberflächenwellen
und für eine ausgezeichnete Piezoelektrizität geeignet ist.
Aus den Fig. 16A bis 16D ist ersichtlich, dass dann, wenn
die normierte Stärke 2TTH/ Λ in einem Bereich von 0,2 bis
6,0 liegt, K2 Werte erhalten werden können, die sich für die Anwendung in der Praxis und für eine ausgezeichnete
Piezoelektrizität eignen.
_ -1/3 _
Der AlN-FiIm kann ein AlN-Einkristallepitaxialfilm sein.
In diesem Fall kann die akustische Oberflächenwellen
bildende Vorrichtung durch die in Fig. 25 dargestellte Anordnung hergestellt werden.
5
5
Fig. 25 zeigt das Blockschaltbild einer MO-CVD-Anlage
(metallorganischchemisches Aufdampfen) für die Epitaxialverfahrenstechnik.
Eine Standardreaktionsröhre 31,in der ein Siliciumeinkristallsubstrat 32 zu bearbeiten ist,
wird auf einer drehbaren Halteplatte 33 angeordnet. Wie es in Fig. 25 dargestellt ist, sind weiterhin eine Wasserstoffgasquelle
(H-) 34, eine Ammoniakgasquelle (NH-J 35, eine Aluminiumlegierungsquelle 36, die Trimethylaluminium
(TMA, Al(CH3)3: flüssig bei normaler Temperatur) beispielsweise
sein kann, Rohre 37A und 37B, ein Ventil 38, ein Strömungsmesser 39, ein Reiniger 40, eine Hochfrequenzspule
41, ein ünterdrucksaugrohr 4 2 und ein Auslassrohr 43 vorgesehen.
Während das Siliciumeinkristallsubstrat 32 in der Standardreaktionsröhre
31 durch die drehbare Halteplatte 33 gedreht wird, und das Substrat 32 durch die Hochfrequenzspule 41
Wärme ausgesetzt wird, wird Trimethylaluminium, das durch das Wasserstoffgas in Blasen auf steigt, der· Reaktionsrühre 31 über die
Leitung 37A zugeführt und wird Ammoniakgas der Reaktionsröhre 31 über die Leitung 3 7B zugeführt. DasTrimethylaluminium
und das Ammoniak reagieren miteinander in der Reaktionsröhre 31, was zur Ausbildung und zum epitaxialen Wachstum einer
AlN-Filmes auf dem Siliciumeinkristallsubstrat 32 führt.
Eine Filmwachstumsgeschwindigkeit von 3 Im/h des AlN-Filmes
wurde unter den folgenden Epitaxxalarbeitsverhältnissen erhalten. Erwärmung des Siliciumeinkristallsubstrates 32:
126O0C, Wasserstoffgasstrom: 5 l/min, Ammoniakstrom: 3 l/min,
ORIGINAL INSPECTED
Trimethylaluminiumstrom: 13,6x10 mol/min. Es wurden
weiterhin Siliciumeinkristallsubstrate mit (111)-Kristallfläche,
(110)-Kristallflache und (100)-Kristallfläche jeweils
verwandt und in derselben Weise bearbeitet. Das hat zur Folge, dass in jedem Fall der AlN-FiIm in die (0001)-Kristallflache
wuchs.
Es kann ein Substrat aus einem anderen Material als Siliciumeinkristall
benutzt werden, um darauf den AlN-FiIm vorzusehen, wobei der gelieferte Verzögerungszeittemperaturkoeffizient
negativ ist. Beispielsweise kann das Substrat eine Siliciumeinkristallplatte und einen Siliciumoberflächenschutzfilm
aus Siliciumdioxid umfassen, der auf der Siliciumeinkristallplatte niedergeschlagen ist.
Die Fig. 18 bis 21 zeigen noch weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei denen ein SOS, d.h. Silicium-auf-Saphir-Substrat
als elastisches Substrat mit einem positiven Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten
für die akustische Oberflächenwelle verwandt wird.
Das in Fig. 18 dargestellte SOS oder Silicium-auf-Saphir-Substrat
umfasst ein Saphirsubstrat 25 und einen Siliciumfilm 26, der auf dem Saphirsubstrat 25 niedergeschlagen
ist. Ein AlN-FiIm 22 ist auf dem SOS-Substrat 21 so niedergeschlagen,
dass die piezoelektrische Achse(C-Achse oder /"0001_/-Achse) des Filmes senkrecht oder parallel zur Oberfläche
des SOS-Substrates 21 verläuft. Kammförmige Elektroden 23 und 24 dienen zur Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle
und zur Aufnahme der akustischen Oberflächenwelle, und
sind alle auf der Oberfläche des AlN-Filmes 22 vorgesehen.
Die Stärke des AlN-Filmes 22 ist mit H bezeichnet, während die Stärke des Siliciumfilmes 26 mit T bezeichnet ist.
- 1-5· -
Fig. 22A zeigt die Geschwindigkeitsverteilungskennlinie
für die akustische Oberflächenwelle, die dann erhalten
wird, wenn die in Fig. 18 dargestellte Vorrichtung verwandt wird und sich die akustische Oberflächenwelle
in die Richtung senkrecht zur piezoelektrischen Achse (C-Ache oder /O001/-Achse) des AIN-Filmes 22 fortpflanzt.
Auf der Abszisse ist die normierte Stärke 2 /TH//L aufgetragen,
während auf der Ordinate die Phasengeschwindigkeit V der akustischen Oberflächenwelle aufgetragen ist.
Aus Fig. 22A ist ersichtlich, dass die Phasengeschwindigkeit V nicht stark streut und sehr gross ist.
Fig. 23A zeigt die Kennlinie des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten, die unter denselben Bedingungen
erhalten wird. Auf der Abszisse ist die normierte Stärke 2 /TH//I aufgetragen, während auf der Ordinate der elektromechanisch^
Kopplungskoeffizient K2 aufgetragen ist. Die Vorrichtung A entspricht dem in Fig. 18 dargestellten Aufbau.
Wenn die normierte Stärke 2/f H //L nahe bei 3,0 liegt,
ist der Wert von K2 annähernd 0,39 %. Dieser Wert ist für die Erzeugung und Aufnahme einer akustischen Oberflächenwelle
geeignet.
Fig. 24A zeigt die Kennlinie des Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten
TCD für die akustische Oberflächenwelle, die unter denselben Bedingungen erhalten wird. Auf der Abszisse
ist die normierte Stärke 2 7ΓΗ/Λ aufgetragen, während die
Ordinate das Temperaturänderungsverhältnis (1/T)'(3l/^T)
der Verzögerungszeit T der akustischen Oberflächenwelle in ppm/°C zeigt. Da der Verzögerungszeittemperaturkoeffizient
des SOS-Substrates 21 positiv ist, während der des AlN-Filmes 22 negativ ist, kompensieren sich beide Temperaturkoeffizienten
und ändert sich die sich ergebende Kennlinie nach Massgabe der Stärke H des AIN-Filmes 22. Wenn die Stärke H
so bestimmt ist, dass sie der Beziehung 1 , 0 c. 2 ,TH/ A c 4 , 0 ge-5
nügt, ist das Verzögerungszeittemperaturänderungsverhältnis nahezu gleich Null.
Fig. 22B zeigt die Geschwindigkeitsverteilungskennlinie der akustischen Oberflächenwelle, die dann erhalten
wird, wenn die in Fig. 18 dargestellte Vorrichtung verwandt wird und sich die akustische Oberflächenwelle in
die Richtung parallel zur piezoelektrischen Achse (C-Achse oder Z~0001_7-Achse) des AlN-Filmes 22 fortpflanzt.
Aus Fig. 22B ist ersichtlich, dass die Phasengeschwindigkeit V nicht sehr streut und sehr gross ist.
Fig. 23B zeigt die Kennlinie des elektromechanischen
Kopplungskoeffizienten, die unter denselben Bedingungen erhalten wird. Die Kurve A ist die Kennlinie, die dem
in Fig. 18 dargestellten Aufbau entspricht. Wenn die normierte Stärke 2 ^TH /,\ nahe bei 2,9 liegt, ist K2
annähernd gleich 0,88 %. Dieser Wert ist für die Erzeugung und Aufnahme einer akustischen Oberflächenwelle geeignet.
Fig. 24B zeigt die Kennlinie des Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten
TCD für die akustische Oberflächenwelle, die unter denselben Bedingungen erhalten wird. Wenn die
Stärke H des AlN-Filmes 22 so bestimmt ist, dass sie der Beziehung 1 , 0 C 2 7TH//\ <c4 ,0 genügt, ist das Temperaturänderungsverhältnis
der Verzögerungszeit nahezu gleich Null.
Das in Fig. 19 dargestellte Ausführungsbeispiel hat einen
Aufbau, bei dem die akustische Oberflächenwellen erzeugenden Elektroden 23 und die akustische Oberflächenwellen aufnehmenden
Elektroden 24 auf der Oberfläche des SOS-oder Silicium-auf-Sa^hir-Substrates 2^ vorgesehen sind und
bei dem anschliessend der AlN-FiIm 22 auf dem SOS-Substrat
21 so niedergeschlagen ist, dass er die Elektroden 23 und 24 überdeckt.
Bei dem in Fig. 20 dargestellten Ausführungsbeispiel sind
zwei Schirmelektroden 27, die als zweite Elektroden dienen,
auf Teilen der Oberfläche des SOS-Substrates 21 vorgesehen und ist der AlN-FiIm 22 danach auf dem Substrat
21 so vorgesehen, dass er die Schirmelektroden überdeckt. Akustische Oberflächenwellen erzeugende Elektroden 23
sowie akustische Oberflächenwellen aufnehmende Elektroden 24, die alle als erste Elektroden dienen, sind auf dem
AlN-FiIm 22 vorgesehen.
Bei dem in Fig. 21 dargestellten Beispiel sind akustische Oberflächenwellen erzeugende Elektroden 23 und akustische
Oberflächenwellen aufnehmende Elektroden 24, die als erste Elektroden dienen, auf der Oberfläche des SOS-Substrates
1 vorgesehen. Der AlN-FiIm 22 ist danach auf dem Substrat 21 so niedergeschlagen, dass er die Elektroden 23 und 24
überdeckt. Zwei Schirmelektroden 27, die als zweite Elektroden dienen, sind auf der Oberfläche des AIN-Filmes 22 vorgesehen.
Wenn die in den Fig. 19 bis 21 dargestellten Vorrichtungen verwandt werden und sich die akustische Oberflächenwelle
in die Richtung senkrecht zur piezoelektrischen Achse des AIN-Filmes 22 fortpflanzt, ergeben sich Geschwindigkeitsverteilungskennlinien
der akustischen Oberflächenwelle, die im wesentlichen gleich den Kennlinien in Fig. 22A sind
und sind die Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten TCD
der akustischen Oberflächenwelle im wesentlichen gleich denen, die in Fig. 24A dargestellt sind. Die K2 Kennlinien
sind weiterhin in Fig. 23A dargestellt, in der die Vorrichtung B dem in Fig. 19 dargestellten Aufbau entspricht,
in der die Vorrichtung C Fig. 20 entspricht und in der die Vorrichtung D Fig. 21 entspricht. Im Falle der Vorrichtung
B hat dann, wenn die normierte Stärke 2 IfK/Λ nahe
bei 3,1 liegt, der Kopplungskoeffizient K2 einenDoppelspitzen-
ORIGINAL INSPECTED
* is-
kennwert von 0,35 %. Im Falle der Vorrichtung D erreicht der Kopplungskoeffizient K2 zwei Spitzenwerte
0,27 % und 0,4 5 % jeweils, wenn die normierte Stärke 2,7"H /X 0,27 und 3,6 beträgt. Diese Werte sind für die
Erzeugung und Aufnahme einer akustischen Oberflächenwelle geeignet.
Wenn die in den Fig. 19 bis 21 dargestellten Vorrichtungen verwandt werden und sich die akustische Oberflächenwelle
in die Richtung parallel zur piezoelektrischen Achse des AlN-Filmes 22 fortpflanzt, sind die Geschwindigkeitsverteilungskennlinien
im wesentlichen die gleichen wie sie in Fig. 22B dargestellt sind und sind die Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten
TCD für die akustische Oberflächenwelle im wesentlichen gleich denen von Fig. 24B. Die K2
Kennlinien, die unter denselben Bedingungen erhalten werden, sind in Fig. 23B dargestellt, in der die Vorrichtung
B dem in Fig. 19 dargestellten Aufbau entspricht, in der die Vorrichtung C Fig. 20 entspricht und in der
die Vorrichtung D Fig. 21 jeweils entspricht. Im Fall der Vorrichtung B erreicht der Kopplungskoeffizient K2
Spitzenwerte von 0,15 % und 0,62 % jeweils, wenn die normierte Stärke 2 ffK/ Λ gleich 0,4 und 2,9 ist. Im Fall der Vorrichtung
C ist K2 gleich 0,97%, wenn- die normierte Stärke
2 ~H/ Λ nahe bei 1,9 liegt und im Falle der Vorrichtung D ist K2 gleich 0,7 %, wenn die normierte Stärke 2TTYiIX- nahe
bei 2,8 liegt. Diese Werte sind für die Erzeugung und die Aufnahme von akustischen Oberflächenwellen geeignet.
Wie es in den Fig. 23A und 23B dargestellt ist, ist es durch eine Wahl der normierten Stärke 2 /TH/X zwischen 0,1 bis
6,0 möglich, K2 Werte zu erhalten, die für die Anwendung in der Praxis und für eine ausgezeichnete Piezoelektrizität
geeignet sind.
ORIGINAL INSPECTED
-W-
Das SOS- oder Silicium-auf-Saphir -Substrat, auf dem der
AlN-FiIm niedergeschlagen wird, kann durch ein anderes gewünschtes Material mit negativem Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten
ersetzt werden. 5
Da der AlN-FiIm einen grossen Bandabstand von 6,2 eV
hat und leicht so ausgebildet werden kann, dass sein spezifischer Widerstand grosser als 10^jLcm ist, stellt er
eine ausgezeichnete Isolierung dar.
Weiterhin ist der AlN-?iIm dem Zinkoxidfilm überlegen, der
durch Aufdampfen ausgebildet wird, da ein Film mit gleichmässiger und konstanter Qualität erhalten werden
kann. Das macht es möglich, selbst im Hochfrequenzband die Fortpflanzungsverluste klein zu halten.
Da insbesondere der Verzögerungszeittemperaturkoeffizient
für die akustische Oberflächenwelle des AlN-Filmes negativ
ist, wenn er auf einem Substrat, wie beispielsweise einem Saphirsubstrat niedergeschlagen wird, dessen Verzögerungszeitkoeffizient
wiederum positiv ist, kompensieren beide Temperaturkoeffizienten einander, so dass die sich ergebende
Kennlinie gegenüber einer Temperaturänderung stabil ist. Die Stabilität der akustische Oberflächenwellen
erzeugenden Vorrichtung gegenüber einer Temperaturänderung ist der wichtigste Faktor bei einer Schmalbandsignalverarbeitungsvorrichtung,
wie beispielsweise einem Resonator, einem Oszillator usw. Von diesem Standpunkt aus stellt jede
der oben beschriebenen Vorrichtungen eine stabile Funktion gegenüber einer Temperaturänderung sicher. Durch dieselben
Vorrichtungen ist auch die Eignung für das Hochfrequenzband bei niedrigen Fortpflanzungsverlusten sichergestellt.
Wie es oben beschrieben wurde, ergibt sich gemäss der Erfindung
durch die Verwendung eines elastischen Aufbaues mit einem auf einem elastischen Substrat, dessen Ver-
ORIGINAL INSPECTED
zögerungszeittemperaturkoeffizient für die akustische Oberflächenwelle
positiv ist/ niedergeschlagenen AlN-FiIm eine elastische Oberflächenwellen bildende Vorrichtung,
die in ihren verschiedenen Kennwerten ausgezeichnet ist. 5
Durch die Erfindung wird hauptsächlich folgendes bewirkt:
1. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit der akustischen
Oberflächenwelle ist die Wellenlänge im Hochfrequenzband
gross, was die Herstellung der kammförmigen Elektroden erleichtert.
2. Aufgrund des kleinen Frequenzänderungsverhältnisses in Abhängigkeit von der Änderung der Filmstärke ist es
leicht, Vorrichtungen herzustellen, die sich für das gewünschte Frequenzband eignen, was zu einer guten Produktivität
und zur Verminderung der Kosten führt.
3. Es ist möglich, die Verzögerungszeit der akustische Oberflächenwellen bildenden Vorrichtung nahezu gleich Null
zu halten.
4. Der AlN-FiIm mit guter Isolierung kann leicht ausgebildet werden. Weiterhin lässt sich ein einkristalliner
epitaxialer AlN-FiIm leicht nach dem MO-CVD-Verfahren ausbilden.
Die Kristallorientierungen des Substrates und des AlN-Filmes
und gleichfalls die Fortpflanzungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle sind nicht auf diejenigen
der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Andere Orientierungen und Richtungen können ähnliche Wirkungen zeigen.
ORIGINAL INSPECTED
Claims (28)
1. Akustische Oberflächenwellen bildende Vorrichtung,
gekennzeichnet durch ein elastisches Substrat (1) mit einem positiven Verzögerungszeittemperaturkoeffizienten
für die akustischen Oberflächenwellen, einen Aluminiumnitrid-(AlN)-Film
(2), der auf dem elastischen Substrat (1) so niedergeschlagen ist, dass die piezoelektrische
Achse des Filmes (2) eine bestimmte Richtung bezüglich des elastischen Substrates (1) hat,und Elektroden (3, 4) für
die akustischen Oberflächenwellen, die auf bestimmten Bereichen des AlN-Filmes (2) vorgesehen sind.
Copy
JOUOODO
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ dass das elastische Substrat(1) aus
Saphir besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Saphirsubstrat (1) eine Hauptfläche
hat, die der (0001)-Kristallfläche äquivalent ist, dass die piezoelektrische Achse des AlN-Filmes (2)
senkrecht oder parallel zur Hauptfläche des Saphirsubstrates (1) verläuft, und dass die Elektroden (3, 4)
die akustischen Oberflächenwellen in eine Richtung laufen lassen, die der /"11 OOy-Achse auf der Hauptfläche des
Saphirsubstrates (1) äquivalent ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Stärke H des AlN-Filmes (2)
in einem Bereich liegt, der der Beziehung 2*12 Jf H/^.<6
genügt, wobei /L die Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle
ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Saphirsubstrat (1) eine Hauptfläche
hat, die der (0001)-Kristallfläche äquivalent
ist, dass die piezoelektrische Achse des AlN-Filmes (2) senkrecht oder parallel zur Hauptfläche des Saphirsubstrates
(1) verläuft und dass die Elektroden (3, 4) die akustischen Oberflächenwellen in eine Richtung laufen lassen, die
der/11207-Achse auf der Hauptfläche des Saphirsubstrates
(1) äquivalent ist.
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30
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Stärke H des AlN-Filmes (2)
in einem Bereich liegt, der der Beziehung 2ζ.2/
genügt.
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ORIGINAL INSPECTED
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Saphirsubstrat (1) eine Hauptfläche
hat, die der (0iT2)-Kristallfläche äquivalent
ist, dass die piezoelektrische Achse des AlN-Filmes (2)
senkrecht oder parallel zu der Hauptfläche des Saphirsubstrates (1) verläuft und dass die Elektroden (3, 4)
die akustischen Oberflächenwellen in eine Richtung laufen lassen, die der /011i7~Achse auf der Hauptfläche des
Saphirsubstrates (1) äquivalent ist. 10
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass die Stärke H des AlN-Filmes (2) in
einem Bereich liegt, der der Beziehung 1 L 2 TTR/XL·8 genügt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der AlN-FiIm (2) ein einkristalliner
epitaxialer AlN-FiIm ist.
10. Akustische Oberflächenwellen bildende Vorrichtung,
gekennzeichnet durch ein elastisches Substrat (11), das hauptsächlich aus einem Siliciumeinkristall besteht,
dessen Verzögerungszeittemperaturkoeffizient für die akustischen Oberflächenwellen positiv ist, einen AlN-FiIm
(12), der auf dem elastischen Substrat (11) so niedergeschlagen ist, dass die piezoelektrische Achse des Filmes
(12) eine bestimmte Richtung bezüglich des elastischen
Substrates (11) hat, und Elektroden (13, 14) für die akustischen Oberflächenwellen, die an bestimmten Stellen
auf dem AlN-FiIm (12) vorgesehen sind.
11. Akustische Oberflächenwellen bildende Vorrichtung,
gekennzeichnet durch ein elastisches Substrat (11), das hauptsächlich aus einem Siliciumeinkristall besteht,
dessen Verzögerungszeittemperaturkoeffizient für die akustischen Obcrflächenwellen positiv ist, einen AlN-FiIm
(12), der auf dem elastischen Substrat (11)so nieder-
JJUöJöb
geschlagen ist/ dass die piezoelektrische Achse des Filmes eine bestimmte Richtung bezüglich des elastischen Substrates
(11) hat, und Elektroden (13, 14) für die elastischen Oberflächenwellen,
die zwischen dem Substrat (11) und dem AlN-FiIm (12) vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass Schirmelektroden (17) an Stellen
zwischen dem Substrat (11) und dem AlN-FiIm (12) vorgesehen
sind, die den Stellen der Elektroden (13, 14) für die akustischen Oberflächenwellen entsprechen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Schirmelektroden (17) an Stellen
auf dem Substrat (11) vorgesehen sind, die den Stellen der Elektroden (13, 14) für die akustischen Oberflächenwellen
entsprechen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet , dass das elastische Substrat (11) aus einem Siliciumeinkristall besteht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , dass das Siliciumeinkristall-
substrat (11) eine Hauptfläche hat, die der (111)-Kristallfläche
äquivalent ist, dass die piezoelektrische Achse des AlN-Filmes (12) senkrecht oder parallel zur Hauptfläche
des Siliciumeinkristallsubstrates (11) verläuft und dass die Elektroden(13, 14) für die akustischen Oberflächenwellen
die akustischen Oberflächenwellen in die Richtung laufen lassen, die senkrecht oder parallel zur
piezoelektrischen Achse des AlN-Filmes \12) liegt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η zeichnet,
dass die Stärke H des AlN-Filmes (12) in einem Bereich liegt, der der Beziehung 0,2/1.2 /7" H/,1 Z. 2,5
genügt.
ORIGINAL INSPECTED
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , dass das Siliciumeinkristallsubstrat
(11) eine Hauptfläche hat, die der (110)-Kristallfläche
äquivalent ist, dass die piezoelektrische Achse des AlN-Filmes (12) senkrecht oder parallel zu der Hauptfläche
des Substrates (11) verläuft und dass die Elektroden
(13, 14) für die akustischen Oberflächenwellen die akustischen Oberflächenwellen in die Richtung laufen
lassen, die senkrecht oder parallel zur piezoelektrischen Achse des AlN-Filmes (12) liegt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass die Stärke H des AlN-Filmes (12)
in einen Bereich liegt, der der Beziehung 1 Δ2^Η/Λί· 3
genügt.
19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , dass das Siliciumeinkristallsubstrat
(11) eine Hauptfläche hat, die der (001)-Kristallfläche
äquivalent ist, dass die piezoelektrische Achse des AlN-Filmes (12) senkrecht oder parallel zu der Hauptfläche
des Substrates (11) verläuft und dass die Elektroden
(13, 14) für die elastischen Oberflächenwellen die elastischen Oberflächenwellen in eine Richtung
laufen lassen, die senkrecht oder parallel zur piezoelektrischen Achse des AlN-Filmes (12) liegt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch g e k e η η zeichn
et, dass die Stärke H des AlN-Filmes (12) in einem Bereich liegt, der der Beziehung 1 L 2 1/'li/Zc2
genügt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13, dadurch
gekenn zeichnet, dass der AlN-FiIm (12) ein einkristalliner epitaxialer AlN-FiIm ist.
JJUÖ365
22. Akustische Oberflächenwellen bildende Vorrichtung,
gekennzeichnet durch ein Silicium-auf-Saphir-Substrat (21), das aus einem Saphirsubstrat (25)
und einem Siliciumfilm (26) besteht, der auf dem Saphirsubstrat (25) vorgesehen ist, wobei der Verzögerungszeittemperaturkoeffizient
des Silicium-auf-Saphir-Substrates (21) für die akustischen Oberflächenwellen
positiv ist, einen AlN-FiIm (22), der auf dem Siliciumauf-Saphir-Substrat
(21) so vorgesehen ist, dass die piezoelektrische Achse des Filmes (22) eine bestimmte
Richtung bezüglich des Silicium-auf-Saphir-Substrates (21) hat,und Elektroden (23, 24) für die akustischen Oberflächenwellen,
die an bestimmten Stellen auf dem AlN-FiIm (22) vorgesehen sind.
23. Akustische Oberflächenwellen bildende Vorrichtung,
gekennzeichnet durch ein Silicium-auf-Saphir-Substrat
(21), das aus einem Saphirsubstrat (25) und einem Siliciumfilm (26) besteht, der auf dem Saphirsubstrat
(25) niedergeschlagen ist, wobei der Verzögerungszeittemperaturkoeffizient
des Silicium-auf-Saphir-Substrates positiv ist, einen AlN-FiIm (22), der auf
dem Silicium-auf-Saphir-Substrat (21) so niedergeschlagen ist, dass die piezoelektrische Achse des Filmes (22)
eine bestimmte Richtung bezüglich des Silicium-auf-Saphir-Substrates (21) hat,und Elektroden (23, 24) für die
akustischen Oberflächenwellen, die zwischen dem Siliciumauf-Saphir-Substrat
(21) und dem AlN-FiIm (22) vorgesehen sind.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass Schirmelektroden (27) an Stellen
auf dem Silicium-auf-Saphir-Substrat (21) vorgesehen sind, die den Stellen der Elektroden (23, 24) für die akustischen
Oberflächenwellen entsprechen.
COPY ORIGINAL INSPECTED
25. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass Schirmelektroden (27) an Stellen
zwischen dem Silicium-auf-Saphir-Substrat (21) und dem
AlN-FiIm (22) vorgesehen sind, die den Stellen der Elektroden
(23, 24) für die akustischen Oberflächenwellen entsprechen.
26. Vorrichtung nach Anspruch 22, 23, 24 oder 25, dadurch
gekennzeichnet , dass die piezoelektrische Achse des AIN-Filmes (22) senkrecht zur Hauptfläche
des Silicium-auf-Saphir-Substrates (21) verläuft.
27. Vorrichtung nach Anspruch 22, 23, 24 oder 25, dadurch
gekennzeichnet , dass die piezoelektrische Achse des AlN-Filmes (22) parallel zur
Hauptfläche des Silicium-auf-Saphir-Substrates (21) verläuft.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch g e kennzeichnet, dass sich die akustischen
Oberflächenwellen in eine Richtung senkrechc oder
parallel zur piezoelektrischen Achse des AlN-Filmes (22) fortpflanzen.
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