FR2998420A1 - Transducteur a ondes elastiques de surface se propageant sur un substrat en niobate de lithium ou en tantalate de lithium. - Google Patents
Transducteur a ondes elastiques de surface se propageant sur un substrat en niobate de lithium ou en tantalate de lithium. Download PDFInfo
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Abstract
Description
Claims (10)
- REVENDICATIONS1.- Transducteur à ondes élastiques de surface (SAW), destiné à fonctionner à une longueur d'onde acoustique prédéterminée À et comprenant une plaque de substrat (6) ayant une largeur w, une longueur I et une épaisseur t, en un matériau piézoélectrique, coupée selon trois plans de coupe définis par un premier angle cp, un deuxième angle 0, et un troisième angle ii définis par la nomenclature (YXwIt)/(p/e/ip du standard IEEE Std-176 (révision 1949), et ayant une face de support (10) de normale la direction de l'épaisseur apte à recevoir des électrodes, et un réseau (8) d'électrodes métalliques (12, 14, 16, 18, 20, 22) d'épaisseur h et de largeur a aptes à être reliées mécaniquement et électriquement à une source électrique (4), disposé sur la face de support (10) et comportant un premier peigne (32) d'électrodes (12, 16, 20) rangées selon une première direction et un deuxième peigne (34) d'électrodes (14, 18, 22) rangées selon une deuxième direction, le premier peigne (32) et le deuxième peigne (34) étant agencés de sorte que les électrodes (12, 16, 20 ; 14, 18, 22) du premier peigne (32) et deuxième peigne (34) soient entrelacées alternativement deux à deux suivant un pas périodique p de réseau et selon une direction de propagation d'ondes élastiques de surface le long de la face de support (10), le double du pas de réseau 2p étant égal sensiblement à la longueur d'onde acoustique À; caractérisé en ce que la coupe de la plaque de substrat (6) est une coupe à simple rotation définie par les orientations cristallines (YXw/t)/0°±5°/0/0°±5° au sens de la norme IEEE Std-176 avec 0 compris entre -90° et +90° ou les orientations cristallines (YXw/t)/60°±5°/0°±5°/0°±5° et choisie tel que, les ondes élastiques de surface se propageant le long de la face de support (10) lorsque le transducteur est excité idéalement avec une face de support libre du réseau d'électrodes présentent une onde de surface prédominante et une onde de surface résiduelle, l'onde de surface prédominante étant soit une onde de Rayleigh soit une onde de cisaillement partiellement guidée, l'onde résiduelle étant une onde de cisaillement partiellement guidée lorsque l'onde prédominante est une onde de Rayleigh, l'onde résiduelle étant une onde de Rayleigh lorsque l'onde prédominante est une onde de cisaillement partiellement guidée, et l'épaisseur relative de métallisation h/À, c'est-à-dire le rapport entre l'épaisseur des électrodes et la longueur d'onde acoustique À, et le taux de métallisation a/p, c'est-à-dire le rapport entre la largeur a des électrodes et la période mécanique du réseau p, ont étédéterminés en même temps pour annuler la contribution de l'onde résiduelle, lorsque le taux de métallisation est différent à 5% près de 0,5 et que le matériau de la plaque de substrat (6) est différent d'une coupe de niobate de lithium d'angle 0 compris entre +10 degrés et +25 degrés.
- 2. Transducteur à ondes élastiques de surface selon la revendication 1, dans lequel le taux de métallisation et l'épaisseur de métallisation dépendent du matériau constituant la plaque de substrat (6) et de la coupe choisie, et le matériau cristallin piézoélectrique du substrat (6) est un matériau compris dans l'ensemble formé par le quartz (a-Si02), le niobate de lithium (LiNbO3) ou le tantalate de lithium (LITaO3) , la langasite et ses variantes.
- 3. Transducteur à ondes élastiques de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel le taux de métallisation a/p et l'épaisseur relative de métallisation h/À dépendent du matériau métallique constituant les électrodes métalliques (12, 14, 16, 18, 20, 22), et le matériau métallique est un métal ou un alliage d'un plusieurs métaux compris dans l'ensemble formé par l'aluminium, le cuivre, le platine, le tungstène et le molybdène.
- 4. Transducteur à ondes élastiques de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la coupe de la plaque de substrat (6) est une coupe à simple rotation définie par les orientations cristallines (YXwit)/0°±5°/0/0°±50, et l'angle de coupe 0 correspond à une configuration dans laquelle, l'onde de surface prédominante est une onde de onde de cisaillement partiellement guidée.
- 5. Transducteur à ondes élastiques de surface selon la revendication 4, dans lequel le matériau de la plaque de substrat (6) est du niobate de lithium (LiNbO3) et l'angle de coupe 0 est compris entre -5 degrés et 90 degrés, ou le matériau de la plaque de substrat (6) est du tantalate de lithium (LiTaO3) et l'angle de coupe 0 est compris entre -5 degrés et 90 degrés..
- 6. Transducteur à ondes élastiques de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la coupe de la plaque de substrat (6) est une coupe à simple rotation définie par les orientations cristallines (YXwit)/0°±5°/0/0°±50, et l'angle de coupe 0 correspond à une configuration dans laquelle, l'onde de surface prédominante est une onde de Rayleigh.
- 7. Transducteur à ondes élastiques de surface selon la revendication 6, dans lequel le matériau de la plaque de substrat (6) est du niobate de lithium (LiNbO3) et l'angle de coupe 0 est compris entre -69 degrés et -20 degrés, ou
- 8. Transducteur à ondes élastiques de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la coupe de la plaque de substrat (6) est une coupe à simple rotation définie par les orientations cristallines (YXw/t)/60°±5°/0°±5°/0°±5° et correspond à une configuration dans laquelle l'onde de surface prédominante est une onde de Rayleigh.
- 9. Procédé de fabrication d'un transducteur à ondes élastiques de surface (SAW), destiné à fonctionner à une longueur acoustique prédéterminée À comprenant les étapes consistant à ce que : dans une étape (408) est fournie une plaque de substrat (6) est fournie ayant une largeur w, une longueur I et une épaisseur t, en un matériau piézoélectrique, coupée selon trois plans de coupe définis par un premier angle cp, un deuxième angle 0, et un troisième angle ip définis par la nomenclature (YXwIt)/(p/e/ip du standard IEEE Std-176 (révision 1949), et ayant une face de support (10) de normale la direction de l'épaisseur apte à recevoir des électrodes, dans une étape suivante (410) est fourni un réseau (8) d'électrodes métalliques (12, 14, 16, 18, 20, 22) d'épaisseur h et de largeur a aptes à être reliées mécaniquement et électriquement à une source électrique (4), comportant un premier peigne (32) d'électrodes rangées selon une première direction et un deuxième peigne (34) d'électrodes rangées selon une deuxième direction, dans une étape suivante (412) le réseau (8) d'électrodes métalliques est disposé et fixé sur la face de support (10) en agençant le premier peigne et le deuxième peigne de sorte que les électrodes du premier peigne (32) et du deuxième peigne (34) soient entrelacées alternativement deux à deux suivant un pas périodique p de réseau et selon une direction de propagation d'ondes élastiques de surface le long de la face de support (10), le double du pas de réseau 2p étant égal sensiblement à la longueur d'onde acoustique À; caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à ce que dans une étape (404) précédant l'étape (408), le matériau du substrat est choisi dans la famille des matériaux formée par le quartz (a-Si02), le niobate de lithium (LiNbO3) ou le tantalate de lithium (LITaO3), la langasite et ses variantes, et la coupe de la plaque de substrat (6) est choisie comme une coupe à simple rotation définie par les orientations cristallines (YXw/t)/0°±5°/0/0°±5° au sens de la norme IEEE Std-176 avec 0 compris entre -90° et+90° ou les orientations cristallines (YXw/t)/60°±5°/0°±5°/0°±5° et choisie tel que, les ondes élastiques de surface se propageant le long de la face de support lorsque le transducteur est excité idéalement avec une face de support libre du réseau d'électrodes présentent une onde de surface prédominante et une onde de surface résiduelle, l'onde de surface prédominante étant soit une onde de Rayleigh soit une onde de cisaillement partiellement guidée, l'onde résiduelle étant une onde de cisaillement partiellement guidée lorsque l'onde prédominante est une onde de Rayleigh, l'onde résiduelle étant une onde de Rayleigh lorsque l'onde prédominante est une onde de cisaillement partiellement guidée, et dans une étape (406) interposée entre l'étape (404) et l'étape (408), l'épaisseur relative de métallisation h/À, c'est-à-dire le rapport entre l'épaisseur des électrodes et la longueur d'onde acoustique À, et le taux de métallisation a/p, c'est-à-dire le rapport entre la largeur a des électrodes et la période mécanique du réseau p, sont déterminés en même temps pour annuler la contribution de l'onde résiduelle, lorsque le taux de métallisation est différent à 5% près de 0,5 et que le matériau de la plaque de support est différent d'une coupe de niobate de lithium d'angle 0 compris entre 10 degrés et 25 degrés.
- 10. Procédé de fabrication d'un transducteur à ondes élastiques de surface (SAW) selon la revendication 9 dans lequel la détermination conjointe et simultanée du taux de métallisation et de l'épaisseur de métallisation des électrodes mise en oeuvre dans l'étape (406) dépend du matériau métallique constituant les électrodes métalliques, et le matériau métallique est un métal ou un alliage d'un plusieurs métaux compris dans l'ensemble formé par l'aluminium, le cuivre, le platine, le tungstène l'or, le chrome, le titane et le molybdène, ainsi que les métaux dopés tels que l'aluminium dopé au cuivre, au silicium ou au titane.
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Non-Patent Citations (2)
Title |
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Also Published As
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---|---|
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