EP3286834A1 - Elektroakustisches bauelement mit verbesserter akustik - Google Patents

Elektroakustisches bauelement mit verbesserter akustik

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EP3286834A1
EP3286834A1 EP16701802.7A EP16701802A EP3286834A1 EP 3286834 A1 EP3286834 A1 EP 3286834A1 EP 16701802 A EP16701802 A EP 16701802A EP 3286834 A1 EP3286834 A1 EP 3286834A1
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EP
European Patent Office
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wafer
structures
electroacoustic
piezoelectric
eab
Prior art date
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Ceased
Application number
EP16701802.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Bolze
Christian Math
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SnapTrack Inc
Original Assignee
SnapTrack Inc
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02842—Means for compensation or elimination of undesirable effects of reflections
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
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    • H10N30/853—Ceramic compositions
    • H10N30/8542—Alkali metal based oxides, e.g. lithium, sodium or potassium niobates

Definitions

  • Electro-acoustic component having improved acoustic The invention relates to electroacoustic devices having ver ⁇ Patched acoustics, in particular with reduced interference due to substrate edges reflected acoustic waves.
  • the invention further relates to RF filters which are realized by such components, wafers for the production of such components and method for the production.
  • transducer structures convert between RF signals and acoustic waves (AW).
  • the transducer structures include electrode structures, e.g. B. electrode fingers, and are doing with a piezoelectric material, for. B. a piezoelectric wafer connected.
  • AW components are used as a band pass filter or band-stop ⁇ .
  • the transducer structures and reflector elements then have a spatial periodicity which is essentially determined by the acoustic wavelength ⁇ or ⁇ / 2 associated with the bandpass frequency.
  • the back surface of SAW chips can be roughened to disperse the AW.
  • this increases the breakage rate of the corresponding substrates.
  • the substrate edges can be enveloped by an AW absorbing mass.
  • An electro-acoustic device comprises a carrier chip with a piezoelectric material having a piezoelectric axis.
  • the device further includes AW transducer structures with electrode fingers disposed on the carrier chip.
  • the AW transducer structures are suitable and intended to convert between acoustic waves (AW) and RF signals.
  • the electrode fingers are oriented at right angles to the piezoelectric axis.
  • the piezoelectric axis does not intersect any of the substrate edges at a right angle.
  • the component described Due to the rectangular arrangement of the electrode fingers relative to the piezoelectric axis, the component described has an optimum excitation intensity and an optimal electroacoustic coupling.
  • a simple processing at the Her ⁇ position of the component by rectangular cut edges during separation is made possible by a possible rectangular cross-section of the carrier chip.
  • Irregularly structured edges help to avoid coherent reflections so that unwanted signals are dissipated.
  • the piezoelectric axis is not at right angles or parallel to the substrate edges of the rectangular carrier. gersubstrats is aligned with the interference by reflectors ⁇ oriented AW is improved, and thus obtain an improved elektroakus- diagram component.
  • an electroacoustic component is specified in which the electrode fingers are tilted relative to the substrate edges.
  • this also entails an increased space requirement, since the generally rectangular shaped component structures, for. B. electroacoustic transducer structures, and the rectangular carrier chip are rotated relative to each other and the component structures can no longer optimally fill the chip.
  • the edges of the carrier chip arise areas that can not be used by the electrode fingers, since - in contrast to known methods in which only the electrode fingers are tilted - and the current busbars are rotated relative to the substrate edges.
  • Such a device has improved electro-acoustic properties, especially at frequencies just above ei ⁇ ner passband frequency on. So there are embodiments in which the insertion loss is improved by 4.5 dB.
  • the piezoelectric axis and a sub ⁇ stratkante include an angle that lies in the interval [80 °, 87 °].
  • the transducer structures can be rotated through an angle of between 3 ° (90 ° -87 °) and 10 ° (90 ° -80 °). Then the reduction of the disturbing effects of reflected AW is already relatively high, while the additional space requirement remains relatively low.
  • the piezoelectric material is a piezoelectric ⁇ single crystal.
  • the electrode fingers and other elements of the transducer structures may be disposed directly on the crystalline piezoelectric material.
  • the propagation direction of the AW is preferably parallel to the piezoelectric
  • the piezoelectric material is Li aO 3 (lithium tantalate) or Li bO 3 (lithium niobate).
  • the übli ⁇ chen crystal cuts for lithium or lithium niobate can be used.
  • the transducer structures may include ladder-type structures.
  • Ladder-type structures are made up of basic elements with a parallel resonator and a serial resonator.
  • DMS structures are generally particularly sensitive to reflected AW.
  • Ladder type structures are relatively high performance.
  • DMS structures thus results in a particularly high-performance RF filter, which in particular significantly benefits by reducing the disturbance of acoustic waves. It is therefore possible in particular for the electroacoustic component to realize an HF filter circuit or a part of an HF filter circuit.
  • An HF filter having corresponding component structures may itself be part of an electroacoustically operating duplexer.
  • the deviation from the right angle can correspond to the angle by which the component structures, in particular the Electrode fingers are rotated relative to the substrate edges. This means that the later sawn edges and Ranele ⁇ elements for external connections in accordance with conventional processing steps after the labeling are aligned.
  • the problem of twisting is on the An ⁇ bring a quasi twisted mark, which is easier to perform, relocated.
  • a method of manufacturing an electroacoustic device or a plurality of electroacoustic devices may include the following steps:
  • a corresponding method comprises the steps: Providing a wafer,
  • the separation of the chips can be done by sawing the wafer.
  • the device structures are rotated relative to the rectangular orientation of the later chip edges by an angle that is in the interval [3 °, 10 °].
  • Fig. 2 the relative orientation of the piezoelectric
  • FIG. 5 the improvement of the insertion loss in electroacoustic components of the type mentioned above.
  • FIG. 1 shows an electroacoustic component EAB in which electroacoustic transducer structures EAWS are arranged on a chip CH.
  • the chip includes a piezoelectric mate rial ⁇ with a piezoelectric axis PA.
  • the chip CH has a rectangular base with four side edges SK.
  • the transducer structures EAWS comprise two current busbars BB and a plurality of electrode fingers EF and reflector elements REF.
  • the electrode fingers EF and the reflector elements REF are arranged in the acoustic track of the component EAB.
  • the electrode fingers EF are arranged at right angles to the piezoelectric axis PA in order to enable optimum electro-acoustic coupling.
  • the side edges SK of the chip CH are rotated by an angle l compared to conventional components.
  • the piezoelectric axis thus includes with a side edge SK an angle 2 which deviates by a right angle from al.
  • the activistnbe- of the chip may CH is compared to conventional devices increased, since in the area of four chip edges, the surface of the piezoelectric chips can not be used for the wall ⁇ ler Modellen with a rectangular cross-section.
  • Figure 2 shows how chip, piezoelectric axis PA and wafer W are aligned relative to each other.
  • the electrode fingers on the chip are perpendicular to the piezoelectric axis PA.
  • a chip edge encloses with the piezoelectric axis PA an angle a2, which deviates from a right angle.
  • the chip CH is thereby sawed out of a wafer W.
  • the orientation of the (primary flat) PF of the wafer closes the angle with the piezoelectric axis PA 3 on. If 3 denotes a right angle, then wafer W corresponds to a conventional wafer.
  • Figure 3 shows an advantageous wafer W, wherein the Mar- k ist PF is analogous to the side edge of the chip rotated relative to the pie ⁇ zoelektrischen axis PA.
  • the marking PF and the piezoelectric axis PA enclose an angle 3, which equals the angle 2, the chip including the edge and the piezoe ⁇ lectric axis PA.
  • the angles 2 and 3 deviate from the angle, which is preferably between 3 ° and 10 °, from a right angle.
  • the transducer structures can be oriented orthogonally to the piezoelectric axis and obtain a good electro-acoustic coupling.
  • FIG. 4 shows how a multiplicity (here four for example) of later chips can be arranged relative to one another and relative to the marking PF of the wafer W.
  • a multiplicity here four for example
  • Insertion Loss for a variety of conventional devices ILl and a plurality of similar improved devices IL2, in which rectangular Wand ⁇ lerpatenteden are arranged on rectangular chips, the electrode fingers of the transducer structures are aligned perpendicular to the piezoelectric axis and the substrate edges of the chip by a few degrees opposite the piezoelectric Axis are turned.
  • the devices achieve this band ⁇ pass filter with a DMS structure and at least one basic element of a ladder-type structure.
  • the bandpass filter itself has a passband between 734 MHz and 756 MHz.
  • the insertion loss at 790 MHz is improved by 4.5 dB on average.
  • the component is not limited to the described Ausry ⁇ tion forms.
  • Components include the additional Bauele ⁇ management structures such as additional electrode fingers or reflector elements, also provide exporting according to the invention is approximately shapes.
  • EAB electroacoustic component
  • EAWS electroacoustic transducer structure
  • IL1 insertion loss of conventional components
  • IL2 insertion loss of components in which the rectangular chip is twisted relative to the piezoelectric axis
  • PA piezoelectric axis

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Abstract

Es wird ein elektroakustisches Bauelement mit verbesserter Akustik angegeben. Das Bauelement umfasst einen rechteckigen Chip, dessen Seitenkanten relativ zur piezoelektrischen Achse gedreht sind.

Description

Beschreibung
Elektroakustisches Bauelement mit verbesserter Akustik Die Erfindung betrifft elektroakustische Bauelemente mit ver¬ besserter Akustik, insbesondere mit verringerten Störungen durch an Substratkanten reflektierte akustische Wellen. Die Erfindung betrifft ferner HF-Filter, die durch solche Bauelemente realisiert sind, Wafer für die Herstellung solcher Bau- elemente und Verfahren zur Herstellung.
In elektroakustischen Bauelementen wandeln Wandlerstrukturen zwischen HF-Signalen und akustischen Wellen (AW) . Die Wandlerstrukturen umfassen Elektrodenstrukturen, z. B. Elektro- denfinger, und sind dabei mit einem piezoelektrischen Material, z. B. einem piezoelektrischen Wafer, verbunden.
Die AW breiten sich in mit akustischen Oberflächenwellen (SAW = Surface Acoustic Wave = akustische Oberflächenwelle) arbei- tenden Bauelementen vorzugsweise an der Oberfläche des piezo¬ elektrischen Materials aus. Problematisch sind Wellen, die die Wandlerstrukturen verlassen, an einer Kante oder Oberfläche des piezoelektrischen Materials reflektiert werden und - mit einer falschen Phasenlage - wieder auf die Wandlerstruk- turen treffen.
Üblicherweise werden mit AW arbeitende Bauelemente als Band¬ passfilter oder Bandsperren eingesetzt. Die Wandlerstrukturen und Reflektorelemente weisen dann eine räumliche Periodizität auf, die im Wesentlichen durch die der Bandpassfrequenz zugehörigen akustischen Wellenlänge λ bzw. λ/2 bestimmt ist.
Problematisch sind insbesondere AW, deren zugehörige Frequenz knapp über der Bandpassfrequenz liegt, denn solche Wellen können Reflektorelemente relativ leicht überwinden.
Um die nachteilhaften Auswirkungen von reflektierten Wellen zu verringern, kann die rückseitige Oberfläche von SAW-Chips angeraut werden, um die AW zu zerstreuen. Dies erhöht allerdings die Bruchrate der entsprechenden Substrate.
Ferner können die Substratkanten durch eine AW absorbierende Masse umhüllt werden.
Außerdem ist es möglich, Chips mit nicht rechtwinkliger
Grundfläche zu verwenden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Elektrodenfinger so zu verkippen, dass sie zusammen mit den - unveränderten - Stromsammeischienen (bus bars) keine rechtwinklige Grundflä¬ che mehr aufweisen. Jeder dieser Ansätze zur Verringerung der durch reflektierte AW verursachten Störungen birgt jedoch Nachteile, z. B. bei der Herstellung des Bauelements selbst oder bei seiner Ein- häusung . Es besteht deshalb der Wunsch, elektroakustische Bauelemente anzugeben, deren Akustik auf eine andere, günstigere Weise verbessert ist.
Dafür geben die unabhängigen Ansprüche verbesserte Bauele- mente, verbesserte Wafer, verbesserte Herstellungsverfahren und verbesserte HF-Filter an. Abhängige Ansprüche geben zuge¬ hörige vorteilhafte Ausgestaltungen an. Ein elektroakustisches Bauelement umfasst einen Trägerchip mit einem piezoelektrischen Material mit einer piezoelektrischen Achse. Das Bauelement umfasst ferner AW- Wandlerstrukturen mit Elektrodenfingern, die auf dem Träger- chip angeordnet sind. Die AW-Wandlerstrukturen sind dabei dazu geeignet und vorgesehen, zwischen akustischen Wellen (AW) und HF-Signalen zu wandeln. Die Elektrodenfinger sind rechtwinklig zur piezoelektrischen Achse ausgerichtet. Die piezoelektrische Achse schneidet keine der Substratkanten in einem rechten Winkel.
Rechte Winkel sind nachteilhaft, wenn Reflexionen verringert werden sollen. Allerdings sind rechte Winkel vorteilhaft bei der Herstellung elektroakustischer Bauelemente, da nicht rechtwinklig ausgerichtete Kanten einen erhöhten Aufwand bei der Herstellung bedingen.
Das beschriebene Bauelement hat durch die rechtwinklige An¬ ordnung der Elektrodenfinger zur piezoelektrischen Achse eine optimale Anregungsstärke und eine optimale elektroakustische Kopplung. Durch einen möglichen rechtwinkligen Querschnitt des Trägerchips wird eine einfache Prozessierung bei der Her¬ stellung des Bauelements durch rechtwinklige Schnittkanten bei der Vereinzelung ermöglicht.
Allerdings sich auch Chips mit nicht zwangsläufig gerade ge¬ formten Kanten möglich. Unregelmäßig strukturierten Kanten helfen, kohärente Reflexionen zu vermeiden, so dass eine Zerstreuung unerwünschter Signale erhalten wird.
Dadurch, dass die piezoelektrische Achse nicht rechtwinklig oder parallel zu den Substratkanten des rechtwinkligen Trä- gersubstrats ausgerichtet ist, wird die Störung durch reflek¬ tierte AW verbessert und somit ein verbessertes elektroakus- tisches Bauelement erhalten. Es wird also ein elektroakustisches Bauelement angegeben, bei dem die Elektrodenfinger relativ zu den Substratkanten verkippt sind. Damit einher geht allerdings auch ein erhöhter Flächenbedarf, da die im Allgemeinen rechtwinklig geformten Bauelementstrukturen, z. B. elektroakustische Wandlerstruktu- ren, und der rechteckige Trägerchip relativ zueinander verdreht sind und die Bauelementstrukturen den Chip nicht mehr optimal ausfüllen können. An den Rändern des Trägerchips entstehen Bereiche, die von den Elektrodenfingern nicht genutzt werden können, da - im Gegensatz zu bekannten Methoden, bei denen lediglich die Elektrodenfinger verkippt sind - auch die Stromsammeischienen relativ zu den Substratkanten gedreht sind .
Ein solches Bauelement weist verbesserte elektroakustische Eigenschaften, insbesondere bei Frequenzen knapp oberhalb ei¬ ner Passbandfrequenz, auf. So gibt es Ausführungsformen, bei denen die Einfügedämpfung um 4,5 dB verbessert ist.
Gleichzeitig werden weder andere akustische noch elektrische Eigenschaften - das zeigen Modellrechnungen und tatsächlich aufgebaute Versuchsanordnungen - nicht verschlechtert.
Es ist möglich, dass der Trägerchip einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist. Es werden oft rechtwinklige Bauteile bevorzugt nachgefragt. Z.B. bei Bare Die Packages (Bare Die = Nacktchip) oder WLP (Wafer Level Packages) sind nicht recht¬ winklige Substrate ohne sehr großen Anpassungsaufwand prak¬ tisch inkompatibel. Es ist auch möglich, dass der Trägerchip einen im Wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt aufweist und die Kanten strukturiert sind. Die Kanten können so strukturiert sein, dass die Kanten zumindest in dafür vorgesehenen Bereichen nicht senkrecht zur Piezoachse ausgerichtet sind.
Es ist möglich, dass die piezoelektrische Achse und eine Sub¬ stratkante einen Winkel einschließen, der im Intervall [80°, 87°] liegt. Mit anderen Worten: Die Wandlerstrukturen können um einen Winkel zwischen einschließlich 3° (90°-87°) und 10° (90°-80°) gedreht sein. Dann ist die Verringerung der störenden Auswirkungen reflektierter AW schon relativ hoch, während der zusätzliche Flächenbedarf noch relativ gering bleibt.
Andere Drehwinkel, z. B. zwischen 1° und 30°, z. B. zwischen 5° und 20°, sind ebenfalls möglich. Es ist möglich, dass das piezoelektrische Material ein piezo¬ elektrischer Einkristall ist.
Die Elektrodenfinger können zur Erzeugung von SAW (akustische Oberflächenwellen) oder GBAW (GBAW = Guided Bulk Acoustic Wave = geführte akustische Volumenwelle) dienen.
Dann können die Elektrodenfinger und weitere Elemente der Wandlerstrukturen direkt auf dem kristallinen piezoelektrischen Material angeordnet sein. Die Ausbreitungsrichtung der AW ist dabei vorzugsweise parallel zur piezoelektrischen
Achse ausgerichtet, wodurch eine gute elektroakustische Kopp¬ lung erhalten wird. Es ist möglich, dass das piezoelektrische Material Li a03 (Lithiumtantalat ) oder Li b03 (Lithiumniobat ) ist. Die übli¬ chen Kristallschnitte für Lithiumtantalat bzw. Lithiumniobat können verwendet werden.
Es ist möglich, dass die Wandlerstrukturen zwei Stromsammei¬ schienen (englisch: bus bars) aufweisen, die rechtwinklig zu den Elektrodenfingern ausgerichtet sind. Es ist ferner möglich, dass die Wandlerstrukturen DMS- Strukturen (DMS = Dual Mode SAW) umfassen.
Alternativ dazu oder zusätzlich können die Wandlerstrukturen Laddertype-Strukturen umfassen. Laddertype-Strukturen sind dabei aus Grundgliedern mit einem Parallelresonator und einem seriellen Resonator aufgebaut.
DMS-Strukturen reagieren im Allgemeinen besonders empfindlich auf reflektierte AW. Laddertype-Strukturen sind relativ leis- tungsfest. Eine Kombination von Laddertype-Strukturen mit
DMS-Strukturen ergibt somit ein besonders leistungsfestes HF- Filter, das insbesondere deutlich durch die Reduktion der Störung akustischer Wellen profitiert. Es ist deshalb insbesondere möglich, dass das elektroakusti- sche Bauelement eine HF-Filterschaltung bzw. einen Teil einer HF-Filterschaltung realisiert. Ein HF-Filter, das entsprechende Bauelementstrukturen aufweist, kann dabei selbst Teil eines elektroakustisch arbeitenden Duplexers sein.
Übliche Wafer, auf denen Wandlerstrukturen für elektroakusti- sche Bauelemente angeordnet werden, umfassen seitliche Mar- kierungen, insbesondere Kanten mit einem geradlinigen Verlauf. Solche Kanten werden als „primary flat" bzw. als „se- condary flat" bezeichnet. Die Markierungen dienen dazu, die Orientierung des Wafers, der kristallinen Achsen des Waferma- terials und der darauf angeordneten Bauelementstrukturen anzugeben. Übliche Prozessschritte zur Herstellung elektroakus- tischer Bauelemente sind deshalb auf die Orientierung der Markierungen abgestimmt. Üblicherweise wird eine Vielzahl elektroakustischer Bauelemente im Vielfachnutzen struktu- riert. Die einzelnen Bauelemente werden anschließend verein¬ zelt. Auch weitere Strukturen, z. B. Kontaktstrukturen zur Verschaltung mit externen Schaltungsumgebungen, werden auf das piezoelektrische Material aufgebracht. Sowohl die Pro¬ zessschritte zur Vereinzelung als auch die Prozessschritte zum Aufbringen weiterer Strukturen benötigen präzise ausgerichtete Wafer. Sind nun die Kanten der späteren einzelnen Chips und Verschaltungsstrukturen für externe Schaltungsumge¬ bungen relativ zur piezoelektrischen Achse verdreht, deren Ausrichtung durch die Markierung des Wafers angegeben ist, so ist eine aufwendige Anpassung der Prozessierungsschritte not¬ wendig. Es ist deshalb möglich, einen Wafer vorzusehen, der ein piezoelektrisches Material mit einer piezoelektrischen Achse umfasst und eine erste Markierung aufweist. Die erste Markierung, z. B. das „primary flat", ist dazu vorgesehen, die Ausrichtung des Wafers anzuzeigen. Die Markierung umfasst einen geradlinig verlaufenden Kantenabschnitt. Im Vergleich zu üblichen Wafern, die aufwendige Änderungen der Prozessierungsschritte bedingen, schneidet die piezoelektrische Achse den Kantenabschnitt der Markierung in einem Winkel, der von einem rechten Winkel abweicht.
Die Abweichung vom rechten Winkel kann dabei dem Winkel entsprechen, um den die Bauelementstrukturen, insbesondere die Elektrodenfinger, relativ zu den Substratkanten gedreht sind. Dies bedeutet, dass die späteren Sägekanten und Anschlussele¬ mente für externe Verbindungen in Übereinstimmung mit üblichen Prozessierungsschritten nach der Markierung ausgerichtet sind. Die Problematik des Verdrehens wird dabei auf die An¬ bringung einer quasi verdrehten Markierung, welche einfacher durchzuführen ist, verlagert.
Es ist möglich, dass die Abweichung | 3 - 90 | vom rechten Winkel im Intervall zwischen 3° und 10° liegt, wobei die In¬ tervallgrenzen selbst auch mögliche Winkelabweichungen angeben. Im Übrigen können die oben für das Bauelement angegebenen Drehwinkel Verwendung finden. Ein Verfahren zur Herstellung eines elektroakustischen Bauelements oder einer Vielzahl elektroakustischer Bauelemente kann die folgenden Schritte umfassen:
- Bereitstellen eines Wafers, bei dem die Markierung nicht rechtwinklig auf die piezoelektrische Achse steht, z. B. um einen Winkel zwischen 3° und 10° verdreht ist,
- Ausbilden der Wandlerstrukturen der Bauelemente auf dem Wafer,
- Vereinzeln der Bauelemente durch Vereinzeln des Wafers in Chips, bei denen die Kanten parallel oder rechtwinklig zu der Markierung des Wafers ausgerichtet sind.
D. h. die Verwendung eines Wafers mit besonders angebrachter Markierung vereinfacht die Herstellung. Übliche Wafer können jedoch ebenso verwendet werden, um verbesserte Bauelemente zu erhalten. Dabei ist allerdings eine Anpassung der Prozess¬ schritte an eine Verdrehung zwischen Chipkanten und Markierungen notwendig. Ein entsprechendes Verfahren umfasst die Schritte : - Bereitstellen eines Wafers,
- Ausbilden der Wandlerstrukturen der Bauelemente auf dem Wafer,
- Vereinzeln der Bauelemente durch Vereinzeln des Wafers in Chips .
Das Vereinzeln der Chips kann dabei durch Zersägen des Wafers erfolgen .
Es ist auch möglich, dass die Bauelementstrukturen relativ zur rechtwinkligen Ausrichtung der späteren Chipkanten um einen Winkel gedreht werden, der im Intervall [3°, 10°] liegt .
Das Bauelement, entsprechend ausgestaltete Wafer und Verfah¬ ren zur Herstellung von Bauelementen, werden anhand von schematischen und nicht einschränkenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1: die relative Ausrichtung zwischen Chip und Wandlerstrukturen,
Fig. 2: die relative Ausrichtung der piezoelektrischen
Achse, der Chipkanten und des Wafers in einer Aus¬ führungsform,
Fig. 3: die relative Anordnung der piezoelektrischen Achse, der Chipkanten und der Markierung des Wafers in einer alternativen Ausführungsform,
Fig. 4: die Anordnung mehrerer späterer Chips auf einem
Wafer, Fig. 5: die Verbesserung der Einfügedämpfung bei elektroa- kustischen Bauelementen der oben genannten Art.
Figur 1 zeigt ein elektroakustisches Bauelement EAB, bei dem elektroakustische Wandlerstrukturen EAWS auf einem Chip CH angeordnet sind. Der Chip umfasst ein piezoelektrisches Mate¬ rial mit einer piezoelektrischen Achse PA. Der Chip CH hat eine rechteckige Grundfläche mit vier Seitenkanten SK. Die Wandlerstrukturen EAWS umfassen zwei Stromsammeischienen BB und eine Vielzahl an Elektrodenfingern EF und Reflektorelemente REF. Die Elektrodenfinger EF und die Reflektorelemente REF sind dabei in der akustischen Spur des Bauelementes EAB angeordnet. Die Elektrodenfinger EF sind dabei rechtwinklig zur piezoelektrischen Achse PA angeordnet, um eine optimale elektroakustische Kopplung zu ermöglichen. Die Seitenkanten SK des Chips CH sind im Vergleich zu konventionellen Bauelementen um einen Winkel l gedreht. Die piezoelektrische Achse schließt mit einer Seitenkante SK somit einen Winkel 2 ein, der um al von einem rechten Winkel abweicht. Der Flächenbe- darf des Chips CH ist dabei im Vergleich zu konventionellen Bauelementen erhöht, da im Bereich der vier Chipkanten die Oberfläche des piezoelektrischen Chips nicht für die Wand¬ lerstrukturen mit rechteckigem Querschnitt verwendet werden können .
Figur 2 zeigt, wie Chip, piezoelektrische Achse PA und Wafer W relativ zueinander ausgerichtet sind. Die Elektrodenfinger auf dem Chip stehen senkrecht auf die piezoelektrische Achse PA. Eine Chipkante schließt mit der piezoelektrischen Achse PA einen Winkel a2 ein, der von einem rechten Winkel abweicht. Der Chip CH wird dabei aus einem Wafer W herausge¬ sägt. Die Ausrichtung der Markierung (primary flat) PF des Wafers schließt mit der piezoelektrischen Achse PA den Winkel 3 ein. Bezeichnet 3 einen rechten Winkel, so entspricht Wafer W einem üblichen Wafer.
Figur 3 zeigt einen vorteilhaften Wafer W, bei dem die Mar- kierung PF analog zur Seitenkante des Chips relativ zur pie¬ zoelektrischen Achse PA verdreht ist. Die Markierung PF und die piezoelektrische Achse PA schließen einen Winkel 3 ein, der dem Winkel 2 gleicht, den die Chipkante und die piezoe¬ lektrische Achse PA einschließt. Die Winkel 2 und 3 weichen dabei um den Winkel, der bevorzugt zwischen 3° und 10° liegt, von einem rechten Winkel ab. Dadurch können die Wandlerstrukturen orthogonal zur piezoelektrischen Achse ausgerichtet sein und eine gute elektroakustische Kopplung erhalten.
Gleichzeitig wird ein Herstellungsverfahren vereinfacht, da die Sägekanten der späteren Chips parallel bzw. orthogonal zur Markierung PF des Wandlers ausgerichtet sind.
Figur 4 zeigt, wie eine Vielzahl (hier beispielsweise vier) an späteren Chips relativ zueinander und relativ zur Markie- rung PF des Wafers W angeordnet sein können. Durch Zersägen des Wafers W werden die einzelnen Chips CH mit den darauf an¬ geordneten Wandlerstrukturen erhalten.
Figur 5 zeigt den Verlauf einer Vielzahl einzelner tatsäch- lieh durchgeführter Messungen der Einfügedämpfung IL (IL =
Insertion Loss = Einfügedämpfung) für eine Vielzahl konventioneller Bauelemente ILl und für eine Vielzahl gleichartiger verbesserter Bauelemente IL2, bei denen rechteckige Wand¬ lerstrukturen auf rechteckigen Chips angeordnet sind, die Elektrodenfinger der Wandlerstrukturen rechtwinklig zur piezoelektrischen Achse ausgerichtet sind und die Substratkanten des Chips um einige Grad gegenüber der piezoelektrischen Achse gedreht sind. Die Bauelemente realisieren dabei Band¬ passfilter mit einer DMS-Struktur und zumindest einem Grundglied einer Laddertype-Struktur. Das Bandpassfilter selbst hat einen Durchlassbereich zwischen 734 MHz und 756 MHz. Die Einfügedämpfung bei 790 MHz ist im Durchschnitt um 4,5 dB verbessert .
Das Bauelement ist dabei nicht auf die beschriebenen Ausfüh¬ rungsformen beschränkt. Bauelemente, die zusätzliche Bauele¬ mentstrukturen wie zusätzliche Elektrodenfinger oder Reflektorelemente umfassen, stellen ebenso erfindungsgemäße Ausfüh rungsformen dar.
Bezugs zeichenliste
BB : Stromsammeischiene
CH: Chip
EAB : elektroakustisches Bauelement
EAWS : elektroakustische Wandlerstruktur
EF: Elektrodenfinger
IL1 : Einfügedämpfung konventioneller Bauelemente
IL2 : Einfügedämpfung von Bauelementen, bei denen der recht- eckige Chip relativ zur piezoelektrischen Achse verdreht ist
PA: piezoelektrische Achse
PF: Markierung des Wafers
REF: Reflektorelemente
SK: Seitenkante des Chips
0(1: Winkel, um den die Substratkanten relativ zu konventi¬ onellen Bauelementen gedreht sind bzw. Winkel zwischen den Elektrodenfingern und einer Seitenkante
2 : Winkel zwischen der Substratkante SK und der piezoe- lektrischen Achse PA
3 : Winkel zwischen der Markierung des Wafers und der pie¬ zoelektrischen Achse

Claims

Patentansprüche
1. Elektroakustisches Bauelement (EAB) , umfassend
- einen Trägerchip (CH) mit einem piezoelektrischen Material mit einer piezoelektrischen Achse (PA) ,
- AW-Wandlerstrukturen (EAWS) mit Elektrodenfingern (EF) , die auf dem Trägerchip (CH) angeordnet sind,
wobei
- die Elektrodenfinger (EF) rechtwinklig zur
piezoelektrischen Achse (PA) ausgerichtet sind und- die piezoelektrischen Achse (PA) keine der Substratkanten (SK) in einem rechten Winkel schneidet.
2. Elektroakustisches Bauelement nach dem vorherigen
Anspruch, wobei der Trägerchip (CH) einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist.
3. Elektroakustisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die piezoelektrische Achse (PA) und eine Substratkante (SK) einen Winkel 2 einschließen, der im
Intervall [80°, 87°] liegt.
4. Elektroakustisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das piezoelektrische Material ein
Einkristall ist.
5. Elektroakustisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das piezoelektrische Material LiTa03 oder LiNb03 ist.
6. Elektroakustisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wandlerstrukturen (EAWS) zwei Stromsammeischienen (BB) aufweisen, die rechtwinklig zu den Elektrodenfingern (EF) ausgerichtet sind.
7. Elektroakustisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wandlerstrukturen (EAWS) DMS-Strukturen umfassen .
8. Elektroakustisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wandlerstrukturen (EAWS) Laddertype- Strukturen umfassen.
9. HF-Filter mit einem elektroakustischen Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche.
10. Wafer (W) , umfassend
- ein piezoelektrisches Material mit einer piezoelektrischen Achse (PA),
- eine erste Markierung (PF) , die dazu vorgesehen ist, die Ausrichtung des Wafers (W) anzuzeigen,
wobei
- die Markierung (PF) einen geradlinig verlaufenden
Kantenabschnitt umfasst und
- die piezoelektrischen Achse (PA) den Kantenabschnitt in einem Winkel 3 schneidet, der von einem rechten Winkel abweicht.
11. Wafer nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Abweichung | 3 - 90| im Intervall [3°, 10°] liegt.
12. Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl
elektroakustischer Bauelemente (EAB) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines Wafers (W) nach dem vorherigen
Anspruch,
- Ausbilden der Wandlerstrukturen (EAWS) der Bauelemente (EAB) auf dem Wafer (W) ,
- Vereinzeln der Bauelemente (EAB) durch Vereinzeln des
Wafers (W) in Chips (CH) , bei denen die Kanten (SK) parallel oder rechtwinklig zu der Markierung (PF) des Wafers (W) ausgerichtet sind.
13. Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl
elektroakustischer Bauelemente nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte:
- Bereitstellen eines Wafers (W) ,
- Ausbilden der Wandlerstrukturen (EAWS) der Bauelemente (EAB) auf dem Wafer (W) ,
- Vereinzeln der Bauelemente (EAB) durch Vereinzeln des Wafers (W) in Chips (CH) .
14. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Wafer (W) beim Vereinzeln zersägt wird.
15. Verfahren nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, bei dem die Wandlerstrukturen (EAB) relativ zur rechtwinkligen Ausrichtung der späteren Chipkanten (SK) um einen Winkel l gedreht werden, der im Intervall [3°, 10°] liegt.
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