DE3437498C2 - Akustischer Wellenresonator und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Akustischer Wellenresonator und Verfahren zu seiner Herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft einen akustischen Wellenresonator und ein Verfahren zur Herstellung des Resonators, wobei sämtliche Verfahrensschritte von einer einzigen Seite seines Trägersubstrats aus erfolgen.
In den letzten Jahren wurde der Entwicklung von mikroelektronischen Schaltungskomponenten viel Aufmerksamkeit gewidmet. Piezoelektrische Materialien in der Form von abgeschiedenen Schichten werden in mikroelektronischen Resonatoren, Wandlern und anderen Vorrichtungen verwendet. Diese Schichten oder Filme sind typischerweise auf Siliziumsubstraten abgeschieden, die dotierte p⁺-Siliziummembranen aufweisen. Die p⁺- Siliziummembranen können jedoch während der Integration der Vorrichtungen in aktive Schaltungen problematisch sein.
DE 31 01 239 A1 zeigt bei einer Vorrichtung zur Verarbeitung von akustischen Oberflächenwellen eine Vielzahl von Metallstreifen auf dem Fortpflanzungsweg der akustischen Oberflächenwelle.
Die Vorrichtung besteht aus einem Laminat mit einer piezoelektrischen Schicht und einer Halbleiterschicht. Die Metallstreifen sind auf dem Halbleiter verlängert, so daß sie sich aus dem Fortpflanzungsweg der akustischen Oberflächenwelle heraus erstrecken.
Halbisolierendes GaAs ist als ein Substratmaterial in elektronischen Vorrichtungen brauchbar. Seine hohe Elektronenmobilität ist vorteilhaft bei Hochgeschwindigkeitstransistoren, integrierten Schaltungen, Breitbandverstärkern und Leistungsfeldeffekttransistoren. Es besteht jedoch ein Bedürfnis nach miniaturisierten passiven Resonatoren, die in diese aktiven Schaltungen eingebaut werden können. Insbesondere wäre es zweckmäßig, wenn man diese Resonatoren direkt auf einem GaAs- Substrat ausbilden könnte, einem Substrat, welches bereits andere elektronische Komponenten trägt, um so die Schaltungsintegration zu erleichtern. Es wäre ferner günstig, wenn man dazu in der Lage wäre, alle diese Verfahrensschritte von einer einzigen Seite des Substrats aus vorzunehmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen akustischen Wellenresonator zu schaffen, der mit den aktiven Vorrichtungen auf einem GaAs-Substrat integriert werden kann. Weiterhin soll die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Resonators zur Verfügung stellen. Beim Verfahren zur Herstellung eines solchen Resonators sollen sämtliche Verfahrensschritte von einer einzigen Seite des GaAs-Substrats aus erfolgen können.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die in den Ansprüchen 1 und 12 genannten Maßnahmen vor. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Der erfindungsgemäße Wellenresonator weist also zwei im wesentlichen parallele Schichten aus Al-Elektroden auf, und zwar getrennt durch eine Anregungsschicht aus AlN; eine Abschirmschicht aus AlN wird von der Außenoberfläche einer der Elektroden getragen. Die Grundresonanzfrequenz ist eine Funktion der Dicke der zusammengesetzten Struktur. Die Abschirmschicht ist hinreichend dick, um die Elektrode benachbart dazu während der Resonatorherstellung zu schützen. Sie ist ferner ausreichend dick, um die Störwandlung während des Resonatorbetriebs zu steuern.
Der Resonator wird hergestellt durch Sprühabscheidung von abwechselnden Lagen aus AlN und Al auf ein GaAs-Substrat. Dies wird dadurch erreicht, daß man ein Al-Target versprüht, und zwar in einer Atmosphäre, die zwischen N₂ und Ar abwechselt, wobei bei N₂ AlN abgeschieden wird, während bei Ar das Al-Metall abgeschieden wird. Die Lagen oder Schichten werden aufeinanderfolgend abgeschieden, ohne das System zur Umgebung hin zu öffnen, so daß die Reinheit des Systems aufrechterhalten werden kann. Die AlN-Abschirmschicht wird als erstes abgeschieden, sodann eine Al-Schicht und sodann die Anregungs-AlN-Schicht und schließlich eine weitere Al- Schicht. Nach der Abscheidung wird die mehrschichtige Struktur in mehreren Schritten zur Herstellung eines Resonators verarbeitet. Eine Elektrode wird in der zuletzt abgeschiedenen Al-Schicht gebildet. Sodann wird ein Hohlraum vorgesehen, und zwar durch den mehrschichtigen zusammengesetzten Körper hindurch, um Zugang zum GaAs-Substrat zu erlangen. Schließlich wird ein selektives Ätzmittel zugegeben, und zwar durch den Hohlraum, um das GaAs entgegengesetzt zur definierten Al-Elektrode zu entfernen derart, daß der sich ergebende Resonator eine regalartige mehrschichtige Struktur ist, und zwar getragen an seinem Umfang durch GaAs. Durch dieses Verfahren können sämtliche Verfahrensschritte von einer einzigen Seite des Substrats her ausgeführt werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Querschnittsstruktur der Fig. 2,
Fig. 2 einen Querschnitt durch Resonatoren, hergestellt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren,
Fig. 3 eine Darstellung des Absolutwerts der Impedanz und Phase als Funktion der Frequenz für einen erfindungsgemäßen Resonator mit Longitudinalbetriebsart oder Mode,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Temperaturkoeffizienten der Resonanz von der Temperatur, und zwar sowohl für longitudinale wie auch für Scherwellenresonatoren gemäß der Erfindung.
In den Fig. 1 und 2 ist eine mehrschichtige Struktur des erfindungsgemäßen Resonators, abgeschieden auf einer GaAs-Struktur, gezeigt. Ein GaAs-Substrat 10 ist dargestellt, und zwar ist auf diesem eine erste Schicht 12 aus AlN, eine zweite Schicht 14 aus Al, eine dritte Schicht 16 aus AlN und eine vierte Schicht 18 aus Al abgeschieden. Die Elektrodenschichten 14 und 18 haben eine solche Dicke, daß eine hinreichende elektrische Leitfähigkeit vorgesehen wird, um den Resonatorbetrieb zu erleichtern; typischerweise sind diese Schichten 14, 18 ungefähr 0,10-0,20 µm dick. Die Schicht 16 aus AlN ist ein piezoelektrisches Material, welches bei einer bestimmten Frequenz in Resonanz kommt, und zwar in Abhängigkeit von einem durch die Elektroden aufgebauten elektrischen Feld, wobei die Resonanzfrequenz eine Funktion der Dicke der Schicht 16 ist. Die Schicht 16 hat typischerweise eine Dicke von 1,0-25 µm, was Grundfrequenzen im Bereich von mehr als ungefähr 1,0 GHz bis weniger als ungefähr 200 MHz zur Folge hat. Die Schicht 12 aus AlN hat eine hinreichende Dicke, um die Schicht 14 während des Ätzverfahrens, welches im folgenden beschrieben wird, zu schützen. Die Schicht 12 ist auch hinreichend dick, um als eine Steuerung für die Störwandlung während des Resonatorbetriebs zu dienen. Die Schicht 12 ist typischerweise ungefähr 0,5 µm dick.
Der erfindungsgemäße Resonator wird durch die Abscheidung von abwechselnden Lagen aus AlN und Al auf einem GaAs-Substrat in einem Sprühsystem hergestellt, wie beispielsweise in einem reaktiven Gleichspannungsmagnetron-Sprühsystem. Ein GaAs-Substrat und ein Al-Target werden in der Kammer des Sprühsystems vorgesehen. Das GaAs-Substrat ist vorzugsweise ein Einkristall mit einer (100) Orientierung, und das Al-Target ist vorzugsweise 99,999% rein. Die Abscheidung wird vorteilhafterweise bei einer relativ niedrigen Substrattemperatur, im allgemeinen 110°C oder niedriger, ausgeführt. Das Al-Target wird in einer Atmosphäre versprüht, die abwechselt zwischen N₂ und Ar, und zwar geschieht dies durch auf dem Gebiet der Technik bekannte Mittel derart, daß das N₂ in der Kammer für die Abscheidung von AlN vorgesehen wird, wohingegen das Ar in der Kammer für die Abscheidung von Al vorgesehen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet daher die abwechselnde Abscheidung von AlN und Al Lagen oder Schichten, ohne die Kammer gegenüber der Umgebung öffnen zu müssen, was insofern vorteilhaft ist, als der Sauerstoff gegenüber der Sprühkammer ausgeschlossen wird, einer Hauptverunreinigung von Al und Al Verbindungen.
Die Abscheidung kann auf einem GaAs-Substrat erfolgen, welches bereits andere mikroelektronische Vorrichtungen trägt. Diese Vorrichtungen können während der Abscheidung durch Masken geschützt sein, und zwar entweder mittels eines Photoresistmaterials oder durch eine Abschirmung zwischen dem Target und dem Substrat während der Abscheidung, wobei die Abschirmung eine Öffnung aufweist, durch welche das Sprühmaterial abgeschieden wird. Diese Verfahrensweisen sind auf dem Gebiet der Technik bekannt. Die relativ niedrige Substrattemperatur während der Abscheidung verhindert auch die Wärmeschädigung irgendwelcher bereits existierender Vorrichtungen.
Sodann wird ein akustischer Resonator aus dem abgeschiedenen mehrschichtigen zusammengesetzten Körper hergestellt. Der erste Schritt ist die Definition einer Al-Elektrode aus Schicht 18. Die Fläche der Schicht 18, in der eine Elektrode erwünscht ist, wird in bekannter Weise maskiert, sodann werden die nicht maskierten Teile der Schicht 18 entfernt, wodurch die Schicht-18-Elektrode definiert wird. Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei mehrere Resonatoren aus einem einzigen, mehrere Schichten aufweisenden zusammengesetzten Körper hergestellt werden. In Fig. 1 weisen die Elektroden 20 ein Kissen (oder einen Teil) 21, welches typischerweise die Größe 200 µm × 200 µm haben kann, und den Leiter 22 auf, durch den der Resonator mit anderen Schaltungskomponenten auf dem Substrat integriert werden kann. Die nicht maskierten Teile der Schicht 18 können mittels beispielsweise Ionenfräsen oder vorzugsweise durch chemisches Ätzen entfernt werden. Das zur Definition der Elektrode 20 verwendete Ätzmittel muß Al Metall, nicht aber AlN ätzen. Geeignete Ätzmittel für diesen Schritt sind unter anderem verdünntes HF, beispielsweise ungefähr 10%, oder eine Lösung aus H₃PO₄-CH₃COOH-HNO₃, wobei diese Verbindungen beispielsweise im Verhältnis 4 : 4 : 1 kombiniert werden können.
Nachdem die Elektrode 20 definiert ist, wird ein Hohlraum 25 benachbart dazu vorgesehen, und zwar sich durch die Schichten 16, 14 und 12 erstreckend, um Zugang zum GaAs-Substrat 10 zu schaffen. Obwohl andere Verfahren, wie beispielsweise das Ionenfräsen, verfügbar sind, so wird doch dieser Schritt vorzugsweise durch chemisches Ätzen vorgenommen. Das für diesen Schritt verwendete Ätzmittel muß eines sein, welches sowohl Al wie auch AlN ätzt, aber nicht das Photoresistmaterial oder anderes Maskiermaterial. Das bevorzugte Ätzmittel ist stark verdünnte NaOH-Lösung, beispielsweise ein Teil NaOH zu 800 Teilen H₂O (in Gewichtsteilen).
Schließlich wird ein Ätzmittel durch den Hohlraum 25 zum GaAs- Substrat 10 gebracht, um den Teil des GaAs, entgegengesetzt zum Elektrodenteil 21, wegzuätzen. Das Ätzmittel höhlt eine im Ganzen pyramidenförmige Öffnung 27, entgegengesetzt zum Kissen oder Teil 21, heraus, so daß der sich ergebende Resonator eine im Ganzen regalartige Struktur besitzt, die an seinem Umfang durch das GaAs-Substrat getragen wird. Sämtliche bekannten Ätzmittel für GaAs werden auch Al ätzen, aber GaAs-Ätzmittel sind dafür bekannt, daß sie AlN nicht ätzen. Ein Ätzmittel der letztgenannten Art wird bei diesem Schritt verwendet. Auf diese Weise schützt die AlN-Schicht 12 die Oberfläche 13 der Al-Schicht 14 während des GaAs-Ätzens. Eine derartige geeignete Ätzlösung für GaAs ist 1 H₂SO₄- 8 H₂O₂-300 H₂O.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, daß sämtliche Verarbeitungsschritte von einer Seite des GaAs-Substrats aus vorgenommen werden. Der Hauptvorteil dieses einseitigen Verfahrens besteht darin, daß es die Umwandlung des Substratgebietes gestattet, was eine höhere Vorrichtungsdichte und eine Erleichterung der Bindung ermöglicht ohne Verunreinigung der Resonatoroberfläche. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Ausbildung der zerbrechlichen regalartigen Struktur der letzte Verarbeitungsschritt im Verfahren ist. Auch dies erleichtert die Integration der Resonatoren mit den anderen aktiven Vorrichtungen.
Die Schicht 14, die eine Elektrode des Resonators ist, kann mit einem elektrischen Kontakt durch irgendein bekanntes Verfahren ausgestattet werden. Beispielsweise kann die Schicht 13 kapazitiv mit der Elektrode 20 gekoppelt werden, wie dies bekannt ist. Alternativ könnte die Schicht 14 partiell durch bekannte Mittel während der Abscheidung der Schichten 16 und 18 maskiert werden, um einen Teil der Schicht 14 unbedeckt zu lassen, wobei dieser Teil mit einem elektrischen Kontakt ausgestattet werden kann. Eine weitere Alternative besteht darin, daß man die Schicht 14 derart abscheidet, daß sie einen direkten Kontakt mit einer weiteren Vorrichtung auf dem GaAs-Substrat macht, wie dies bereits an sich bekannt ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die AlN-Schicht 16 mit ihrer kristallographischen C-Achse, geneigt bezüglich der Resonatornormalen, abgeschieden werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß man das Substrat in einer schrägen Position bezüglich des Targets während der Abscheidung vorsieht, oder aber dadurch, daß man ein elektrisches Feld an die Sprühkammer während der Abscheidung anlegt. Wenn dies bei einem Material mit 6 mm Symmetrie, wie beispielsweise AlN, auftritt, so ist die abgeschiedene Schicht für eine quasi-Scherwellenanregung geeignet.
Resonatoren können hinsichtlich ihrer Impedanz und dem Resonator Q gekennzeichnet werden. Die Impedanz Z wird aus der folgenden Gleichung bestimmt:
dabei ist ρ der als eine Funktion der Frequenz gemessene Reflexionskoeffizient. Der Resonator Q ist ein Maß des Verhältnisses der gespeicherten Energie zur verlorengegangenen Energie und wird aus der berechneten Phase von Z, ZΦ derart bestimmt, daß
dabei ist fr die Resonanzfrequenz. Diese Definition von Q folgt direkt aus parallelen oder Serien-RLC-Schaltungen. Weil die Impedanz eine Eigenschaft des Resonators allein ist und nicht durch die externe Schaltung bestimmt wird, ist das auf diese Weise bestimmte Q das nicht belastete oder Vorrichtungs-Q.
Beispiel I
Ein Longitudinal- oder Längswellenresonator wurde gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Die Al-Elektroden waren 0,2 µm dick, die Abschirmschicht aus AlN war 0,5 µm dick und die Resonanzschicht war 6,5 µm dick. Die Grundserienresonanz betrug 994,96 MHz, und die Grundparallelresonanz war 1000,21 MHz. Andere Resonatorparameter waren: Q-Serie von 802, Q-parallel von 374, Serienwiderstandswert von 10 Ω und Parallelwiderstandswert von 513 Ω. Die Phase und der Absolutwert der Impedanz ist als eine Funktion der Frequenz in Fig. 3 dargestellt. Der Temperaturkoeffizient der Resonanz betrug ungefähr -24 ppm/°C, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.
Beispiel II
Ein Scherwellenresonator wurde gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Die Resonatorschichten wurden mit der gleichen Dicke wie beim Resonator im Beispiel I hergestellt. Der Resonator hatte eine Grundserienresonanz von 567,81 MHz und eine Grundparallelresonanz von 568,79 MHz. Das Serien-Q betrug 2246, der Serienwiderstand war 32 Ω und der Parallelwiderstand betrug 380 Ω. Der Temperaturkoeffizient der Resonanz betrug -26,5 ppm/°C, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.
Es sei darauf hingewiesen, daß die oben angegebenen Resonatorparameter nur Beispiele sind und die Erfindung nicht einschränken sollen.

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung eines akustischen Wellenresonators, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Aufbringen einer Mehrschichtstruktur auf einem GaAs-Substrat, die aus einer ersten AlN-Schicht, einer zweiten Al-Schicht, einer dritten AlN-Schicht und einer vierten Al-Schicht besteht,
Ausbilden einer Elektrode in der vierten Schicht,
Erzeugen eines Hohlraums in dem zusammengesetzten Körper für den Zugriff zu dem GaAs-Substrat,
Ätzen eines Teils des GaAs-Substrats in dem Hohlraum entgegengesetzt zur Elektrode, wodurch eine mehrschichtige, zusammengesetzte Struktur erzeugt wird, die an ihrem Umfang durch das verbleibende GaAs-Substrat gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das GaAs ein Kristall mit (100) Orientierung ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätzmittel für GaAs 1 H₂SO₄-8 H₂O₂-300 H₂O ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode dadurch hergestellt wird, daß man einen Teil der vierten Schicht mit einem Ätzmittel für Al wegätzt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätzmittel für Al verdünntes HF oder 4 H₃PO₄-4 CH₃COOH-1 HNO₃- Lösung ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum durch Ätzen des zusammengesetzten Körpers mit einem Ätzmittel für Al und AlN erzeugt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätzmittel für Al und AlN verdünnte NaOH ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Aufbringen der Mehrschichtstruktur folgende Verfahrensschritte aufweist:
Einbringen eines Aluminiumtargets und eines GaAs-Substrats in die Kammer einer reaktiven Sputteranlage,
reaktives Sputtern des Targets zur Abscheidung einer ersten Schicht aus AlN auf dem Substrat innerhalb einer N₂-Atmosphäre,
reaktives Sputtern des Targets zum Abscheiden einer zweiten Schicht aus Al in einer Ar-Atmosphäre,
reaktives Sputtern des Targets zur Abscheidung einer dritten Schicht aus AlN in einer N₂-Atmosphäre und
reaktives Sputtern des Targets zur Abscheidung einer vierten Schicht aus Al in einer Ar-Atmosphäre.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre in der Kammer im wesentlichen sauerstofffrei ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat auf einer Temperatur von ungefähr 110°C oder weniger gehalten wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Feld an die Kammer während der Abscheidung der AlN- Schichten angelegt wird, so daß die kristallographische C-Achse der Schicht geneigt zur Resonatornormalen verläuft, wodurch der Resonator Schwerwellenresonanzen erzeugt.
12. Akustischer Wellenresonator, gekennzeichnet durch:
zwei Aluminium-Elektroden, im wesentlichen parallel zueinander,
eine Anregungsschicht aus AlN zwischen den Elektroden, und
eine Abschirmschicht aus AlN auf der Außenoberfläche einer Elektrode, wobei die Elektroden und AlN-Schichten in einer über einen Hohlraum des GaAs ragenden Struktur ausgeformt sind, und durch ein GaAs-Substrat am Umfang gehalten werden.
13. Akustischer Wellenresonator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungsschicht aus AlN von solcher Dicke ist, daß die Resonatorgrundfrequenz im Bereich von mehr als ungefähr 1,0 GHz bis weniger als ungefähr 200 MHz liegt.
14. Akustischer Wellenresonator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungsschicht eine Dicke von 1,0 µm und 25,0 µm aufweist.
15. Akustischer Wellenresonator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht aus AlN eine hinreichende Dicke besitzt, um die stützende Al-Elektrode gegen ein GaAs-Ätzmittel zu schützen.
16. Akustischer Wellenresonator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht aus AlN mindestens so dick ist, daß die Hilfstransduktion oder Wandlung während des Resonatorbetriebs gesteuert werden kann.
17. Akustischer Wellenresonator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht aus AlN ungefähr 0,5 µm dick ist.
18. Akustischer Wellenresonator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode mindestens so dick ist, daß eine hinreichende elektrische Leitfähigkeit für den Vorrichtungsbetrieb möglich ist.
19. Akustischer Wellenresonator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode eine Dicke von ungefähr 0,1 µm bis 0,2 µm aufweist.
20. Akustischer Wellenresonator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die kristallographische C-Achse der Anregungs- AlN-Schicht im wesentlichen geneigt bezüglich der Resonatornormalen verläuft, wodurch der Resonator Scherwellenresonanz zeigt.
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Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60189307A (ja) * 1984-03-09 1985-09-26 Toshiba Corp 圧電薄膜共振器およびその製造方法
KR920005610B1 (ko) * 1985-04-11 1992-07-09 도오요오 쓰으신끼 가부시끼가이샤 오버톤 발진용 압전 공진자
US4764244A (en) * 1985-06-11 1988-08-16 The Foxboro Company Resonant sensor and method of making same
US4816125A (en) * 1987-11-25 1989-03-28 The Regents Of The University Of California IC processed piezoelectric microphone
US5106471A (en) * 1990-04-02 1992-04-21 Motorola, Inc. Reactive ion etch process for surface acoustic wave (SAW) device fabrication
US5231327A (en) * 1990-12-14 1993-07-27 Tfr Technologies, Inc. Optimized piezoelectric resonator-based networks
US5348617A (en) * 1991-12-23 1994-09-20 Iowa State University Research Foundation, Inc. Selective etching process
US5232571A (en) * 1991-12-23 1993-08-03 Iowa State University Research Foundation, Inc. Aluminum nitride deposition using an AlN/Al sputter cycle technique
US5291159A (en) * 1992-07-20 1994-03-01 Westinghouse Electric Corp. Acoustic resonator filter with electrically variable center frequency and bandwidth
US5373268A (en) * 1993-02-01 1994-12-13 Motorola, Inc. Thin film resonator having stacked acoustic reflecting impedance matching layers and method
JP3255534B2 (ja) * 1993-03-22 2002-02-12 東洋通信機株式会社 超薄板圧電共振子素板の製造方法
JPH07193294A (ja) * 1993-11-01 1995-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品およびその製造方法
US5520785A (en) * 1994-01-04 1996-05-28 Motorola, Inc. Method for enhancing aluminum nitride
US5864261A (en) * 1994-05-23 1999-01-26 Iowa State University Research Foundation Multiple layer acoustical structures for thin-film resonator based circuits and systems
US5786230A (en) * 1995-05-01 1998-07-28 Motorola, Inc. Method of fabricating multi-chip packages
US5617065A (en) * 1995-06-29 1997-04-01 Motorola, Inc. Filter using enhanced quality factor resonator and method
US5596239A (en) * 1995-06-29 1997-01-21 Motorola, Inc. Enhanced quality factor resonator
US5696423A (en) * 1995-06-29 1997-12-09 Motorola, Inc. Temperature compenated resonator and method
US5801476A (en) * 1996-08-09 1998-09-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Thickness mode acoustic wave resonator
US5714917A (en) * 1996-10-02 1998-02-03 Nokia Mobile Phones Limited Device incorporating a tunable thin film bulk acoustic resonator for performing amplitude and phase modulation
US6051907A (en) * 1996-10-10 2000-04-18 Nokia Mobile Phones Limited Method for performing on-wafer tuning of thin film bulk acoustic wave resonators (FBARS)
WO1998016956A1 (en) * 1996-10-17 1998-04-23 Nokia Mobile Phones Limited Method for fabricating fbars on glass substrates
US5873154A (en) * 1996-10-17 1999-02-23 Nokia Mobile Phones Limited Method for fabricating a resonator having an acoustic mirror
US5872493A (en) * 1997-03-13 1999-02-16 Nokia Mobile Phones, Ltd. Bulk acoustic wave (BAW) filter having a top portion that includes a protective acoustic mirror
US5910756A (en) * 1997-05-21 1999-06-08 Nokia Mobile Phones Limited Filters and duplexers utilizing thin film stacked crystal filter structures and thin film bulk acoustic wave resonators
US6081171A (en) * 1998-04-08 2000-06-27 Nokia Mobile Phones Limited Monolithic filters utilizing thin film bulk acoustic wave devices and minimum passive components for controlling the shape and width of a passband response
US6437484B1 (en) * 1998-12-24 2002-08-20 Kyocera Corporation Piezoelectric resonator
US6339276B1 (en) * 1999-11-01 2002-01-15 Agere Systems Guardian Corp. Incremental tuning process for electrical resonators based on mechanical motion
US6746577B1 (en) 1999-12-16 2004-06-08 Agere Systems, Inc. Method and apparatus for thickness control and reproducibility of dielectric film deposition
US6524971B1 (en) 1999-12-17 2003-02-25 Agere Systems, Inc. Method of deposition of films
US6441703B1 (en) 2000-01-18 2002-08-27 Texas Instruments Incorporated Multiple frequency acoustic reflector array and monolithic cover for resonators and method
US6452310B1 (en) 2000-01-18 2002-09-17 Texas Instruments Incorporated Thin film resonator and method
US6323744B1 (en) 2000-02-04 2001-11-27 Agere Systems Guardian Corp. Grounding of TFR ladder filters
US7296329B1 (en) 2000-02-04 2007-11-20 Agere Systems Inc. Method of isolation for acoustic resonator device
US6437667B1 (en) 2000-02-04 2002-08-20 Agere Systems Guardian Corp. Method of tuning thin film resonator filters by removing or adding piezoelectric material
US6377136B1 (en) 2000-02-04 2002-04-23 Agere Systems Guardian Corporation Thin film resonator filter having at least one component with different resonant frequency sets or electrode capacitance
US6306313B1 (en) 2000-02-04 2001-10-23 Agere Systems Guardian Corp. Selective etching of thin films
US6603241B1 (en) 2000-05-23 2003-08-05 Agere Systems, Inc. Acoustic mirror materials for acoustic devices
US6355498B1 (en) 2000-08-11 2002-03-12 Agere Systems Guartian Corp. Thin film resonators fabricated on membranes created by front side releasing
US6486751B1 (en) 2000-09-26 2002-11-26 Agere Systems Inc. Increased bandwidth thin film resonator having a columnar structure
US6674291B1 (en) * 2000-10-30 2004-01-06 Agere Systems Guardian Corp. Method and apparatus for determining and/or improving high power reliability in thin film resonator devices, and a thin film resonator device resultant therefrom
US6587212B1 (en) 2000-10-31 2003-07-01 Agere Systems Inc. Method and apparatus for studying vibrational modes of an electro-acoustic device
US6743731B1 (en) * 2000-11-17 2004-06-01 Agere Systems Inc. Method for making a radio frequency component and component produced thereby
US7435613B2 (en) * 2001-02-12 2008-10-14 Agere Systems Inc. Methods of fabricating a membrane with improved mechanical integrity
US6714102B2 (en) * 2001-03-01 2004-03-30 Agilent Technologies, Inc. Method of fabricating thin film bulk acoustic resonator (FBAR) and FBAR structure embodying the method
JP2005236337A (ja) * 2001-05-11 2005-09-02 Ube Ind Ltd 薄膜音響共振器及びその製造方法
KR20030039446A (ko) * 2001-11-13 2003-05-22 삼성전자주식회사 Ｆｂａｒ 제조방법
US20040021529A1 (en) * 2002-07-30 2004-02-05 Bradley Paul D. Resonator with protective layer
US6828713B2 (en) * 2002-07-30 2004-12-07 Agilent Technologies, Inc Resonator with seed layer
US6894360B2 (en) * 2002-07-30 2005-05-17 Agilent Technologies, Inc. Electrostatic discharge protection of thin-film resonators
US20040027030A1 (en) * 2002-08-08 2004-02-12 Li-Peng Wang Manufacturing film bulk acoustic resonator filters
AU2003252992A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-25 Trikon Technologies Limited Acoustic resonators
US7227292B2 (en) * 2003-04-10 2007-06-05 Aviza Technologies, Inc. Methods of depositing piezoelectric films
GB0308249D0 (en) * 2003-04-10 2003-05-14 Trikon Technologies Ltd Method of depositing piezoelectric films
US6904666B2 (en) * 2003-07-31 2005-06-14 Andrew Corporation Method of manufacturing microwave filter components and microwave filter components formed thereby
JP4280198B2 (ja) * 2004-04-30 2009-06-17 株式会社東芝 薄膜圧電共振器
CN1333435C (zh) * 2004-11-17 2007-08-22 金芃 准氮化铝和准氮化镓基生长衬底及其生长方法
DE102005043034A1 (de) * 2005-09-09 2007-03-15 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zur Bewegung einer Flüssigkeit
US8242664B2 (en) * 2008-12-26 2012-08-14 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Elastic wave device and electronic component
US8291559B2 (en) * 2009-02-24 2012-10-23 Epcos Ag Process for adapting resonance frequency of a BAW resonator
US10340353B2 (en) 2014-08-01 2019-07-02 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Epitaxial metallic transition metal nitride layers for compound semiconductor devices
US10291203B2 (en) * 2016-07-12 2019-05-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric MEMS resonator with a high quality factor
KR20200048289A (ko) * 2018-10-29 2020-05-08 삼성전자주식회사 공진기 센서 소자

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422371A (en) * 1967-07-24 1969-01-14 Sanders Associates Inc Thin film piezoelectric oscillator
US3486046A (en) * 1968-10-17 1969-12-23 Westinghouse Electric Corp Thin film piezoelectric resonator
US4189516A (en) * 1978-07-17 1980-02-19 National Research Development Corporation Epitaxial crystalline aluminium nitride
US4214018A (en) * 1978-08-14 1980-07-22 Rca Corporation Method for making adherent pinhole free aluminum films on pyroelectric and/or piezoelectric substrates
US4302108A (en) * 1979-01-29 1981-11-24 Polaroid Corporation Detection of subsurface defects by reflection interference
JPS56100510A (en) * 1980-01-16 1981-08-12 Clarion Co Ltd Elastic surface wave device
US4320365A (en) * 1980-11-03 1982-03-16 United Technologies Corporation Fundamental, longitudinal, thickness mode bulk wave resonator
US4345176A (en) * 1980-11-03 1982-08-17 United Technologies Corporation Temperature compensated gallium arsenide surface acoustic wave devices

Also Published As

Publication number Publication date
DE3437498A1 (de) 1985-04-25
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GB2148645A (en) 1985-05-30
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JPS60103709A (ja) 1985-06-08

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