FR3105894A1 - Structure de transducteur pour résonateur à accès unique - Google Patents

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Abstract

Structure de transducteur pour résonateur à accès unique La présente invention concerne une structure de transducteur ayant des moyens de suppression de mode transversal, en particulier pour un résonateur à accès unique, comprenant un substrat piézoélectrique (120, 170), en particulier un substrat composite piézoélectrique comprenant une couche piézoélectrique (140, 170) sur un substrat de base (144, 444), au moins une paire d'électrodes en peigne interdigitées (102, 112) formées sur le substrat piézoélectrique (120, 170), dans laquelle la première électrode en peigne (102) comprend une première barre omnibus (108) et une pluralité de doigts d'électrode (104) alternés avec des doigts d'électrode factices plus courts (106), tous s'étendant à partir de la première barre omnibus (108), dans lequel la seconde électrode en peigne (112) comprend une seconde barre omnibus (118) et une pluralité de doigts d'électrode (114) s'étendant à partir de la seconde barre omnibus (118), dans lequel les doigts d’électrode factices (106) de la première barre omnibus (108) font face aux doigts d'électrode (114) de la seconde barre omnibus (118) et sont séparées des doigts d'électrode (114) par des premiers espaces (110a), caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) fournie partiellement sous le premier espace (110a) et choisie de telle sorte que la vitesse de phase d'une onde guidée est inférieure dans la zone de la couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) par rapport à la vitesse de phase de l’onde guidée dans la zone centrale (136) sous les doigts d'électrode alternés (104, 114) des première et seconde électrodes en peigne (102, 112). La présente convention concerne également un procédé de fabrication de la structure de transducteur telle que décrite précédemment, et un résonateur à accès unique comprenant au moins une structure telle que décrite précédemment. Figure pour l’abrégé : Fig. 1a

Description

Structure de transducteur pour résonateur à accès unique
L'invention concerne une structure de transducteur ayant des moyens de suppression de mode transversal, en particulier pour un résonateur à accès unique, et un procédé de fabrication d'un tel transducteur.
L'invention concerne le domaine des dispositifs à ondes acoustiques de surface (SAW) réalisés sur des monocristaux piézoélectriques ou sur des substrats composites en utilisant un film piézoélectrique, appelé POI, pour piézoélectrique-sur-isolant. Ces tranches composites sont utilisées comme guides d’ondes pour l'excitation de modes véritables en utilisant des transducteurs interdigités (IDT) pour une fabrication de filtre radiofréquence (RF). La structure de transducteur est une pièce clé de ce que l'on nomme des résonateurs à accès unique qui sont utilisés comme élément d’impédance des filtres mentionnés. Plus précisément, ce que l'on nomme des filtres en échelle exploitent lesdits résonateurs pour assurer la fonction de filtre. De même, des résonateurs à accès unique, tels qu'utilisés pour des applications de capteur, et plus précisément pour une détection sans fil, sont affectés par de tels effets, des moyens étant souvent nécessaires pour les supprimer, par exemple par rétrécissement d'ouverture (voir par exemple EP2091146B1), solution connue pour dégrader le couplage électromécanique du dispositif. Des résonateurs à accès unique comprennent une structure de transducteur montée au centre du résonateur avec des réflecteurs positionnés des deux côtés de la structure de transducteur, tandis que des résonateurs SAW à deux accès sont constitués de deux structures de transducteur (entrée/sortie) montées au centre avec des réflecteurs agencés sur les deux côtés extérieurs du dispositif.
D'autres types de dispositifs SAW peuvent tirer avantage de l'invention, comme des filtres de résonateur couplés longitudinalement (LCRF), des filtres SAW à mode double (DMS) ou des résonateurs SAW à deux accès, ou des lignes de retard utilisées par exemple lors d'une stabilisation d'oscillateur pour des applications de source de fréquence ou dans toute autre application (détection gravimétrique, par exemple).
Des résonateurs à accès unique sur POI présentent des contributions parasites qui sont dues à une capture d'énergie latérale, produisant ce que l'on nomme des modes transversaux qui polluent la signature spectrale du dispositif. Il a par conséquent été proposé de fournir des moyens pour supprimer ces contributions afin d'améliorer la pureté spectrale de la réponse de résonateur, et de permettre de fabriquer un filtre compatible avec une spécification, et plus généralement de fabriquer un dispositif SAW.
Une difficulté dans l'état de la technique consiste à fabriquer des structures capables de supprimer les modes transversaux.
Il a été proposé de recharger le bord d’électrode avec des revêtements métalliques ou diélectriques, comme décrit dans US2012/0161577A1 ou dans US2013/0249647A1.
Dans US2012/0161577A1, un métal est redéposé sur le dessus du bord d’électrode, imposant une précision importante d'alignement de motifs, nécessitant ainsi des outils de traitement et de contrôle coûteux.
Dans US2013/0249647A1, la structure entière de transducteur interdigité (IDT) est recouverte d'une couche diélectrique qui est plus épaisse sur le bord du transducteur qu'au milieu. Dans US2015/0123746A1, un film diélectrique recouvre au moins une partie du substrat piézoélectrique et les électrodes IDT, recouvre plus précisément une zone dans laquelle les doigts d’électrode sont entremêlés ensemble, la vitesse acoustique étant plus importante dans la partie centrale du doigt IDT que sur le bord, pour éviter la survenance desdits modes transversaux. Dans la plupart des applications utilisant une couche diélectrique, le besoin de doter cette dernière d’un motif en utilisant des acides ou une gravure ionique réactive ou un usinage ionique mène à une dégradation de la qualité d'électrode lorsqu'aucune solution d'arrêt de gravure n'est appliquée pour empêcher un tel effet, ou mène même à une dégradation de la surface de substrat si elle n'est pas protégée correctement.
D'autres approches sont basées sur l'agrandissement des dimensions d'électrode, comme décrit dans US2018/0097508A1 ou US2018/0375491A1. Ces structures génèrent des difficultés à garantir l'isolation d'une électrode à une autre.
Cependant, dans toutes les approches citées ci-dessus, pour ces structures de transducteur, les modes transversaux, bien que réduits, sont toujours possibles.
Le but de l'invention est ainsi de fournir une structure de transducteur pour des résonateurs à accès unique avec suppression de modes transversaux à l'aide d'un processus de fabrication plus simple par rapport aux dispositifs de l'état de la technique tout en préservant la qualité intrinsèque du dispositif et de la surface de substrat.
Le but de l'invention est atteint à l'aide d'une structure de transducteur ayant des moyens de suppression de mode transversal, en particulier pour un résonateur à accès unique, comprenant un substrat piézoélectrique, en particulier un substrat composite piézoélectrique comprenant une couche piézoélectrique sur un substrat de base, au moins une paire d'électrodes en peigne interdigitées formée sur le substrat piézoélectrique, en particulier un substrat composite piézoélectrique comprenant une couche piézoélectrique sur un substrat de base, dans laquelle la première électrode en peigne comprend une première barre omnibus et une pluralité de doigts d'électrode alternés et des doigts d'électrode factices plus courts, tous s'étendant à partir de la barre omnibus, dans laquelle la seconde électrode en peigne comprend une seconde barre omnibus et une pluralité de doigts d'électrode s'étendant à partir de la seconde barre omnibus, les électrodes factices de la première barre omnibus font face aux doigts d'électrode de la seconde barre omnibus et sont séparées des doigts d'électrode de la seconde barre omnibus par des premiers espaces, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une couche de suppression de mode transversal fournie partiellement sous le premier espace et choisie de telle sorte que la vitesse de phase d'une onde guidée est inférieure dans la zone de la couche de suppression de mode transversal par rapport à la vitesse de phase de l’onde guidée dans le substrat piézoélectrique dans la zone centrale sous les doigts d'électrode alternés des première et seconde électrodes en peigne. La présence de la couche de suppression de mode transversal mène à un ralentissement de la vitesse d'onde dans l'espace, qui mène à la suppression ou la réduction du mode transversal non voulu dans la structure de transducteur. Ainsi, dans la structure de transducteur selon l'invention, la contribution des modes transversaux peut être réduite. D'un point de vue acoustique, la structure de transducteur selon invention permet de transférer de l'énergie depuis le doigt IDT vers le doigt factice sans réflexion, ou avec une réflexion réduite, au niveau du bord dudit doigt IDT.
Dans une variante du mode de réalisation, la couche de suppression de mode transversal peut s'étendre sous chacun des premiers espaces. La couche de suppression de mode transversal permet de ralentir la vitesse d'onde dans l'espace, ce qui mène à la suppression ou la réduction du mode transversal non voulu dans la structure de transducteur. D'un point de vue acoustique, la structure de transducteur selon l’invention permet de transférer de l'énergie depuis le doigt IDT vers le doigt factice sans réflexion, ou avec une réflexion réduite, au niveau du bord dudit doigt IDT.
Dans une variante du mode de réalisation, la seconde électrode en peigne peut comporter des doigts d'électrode factices plus courts alternant avec les droits d'électrode, les doigts d'électrode factices de la seconde barre omnibus font face aux doigts d'électrode de la première barre omnibus et sont séparés des doigts d'électrode par des seconds espaces, et comprenant en outre une seconde couche de suppression de mode transversal s'étendant au moins partiellement sous les seconds espaces et choisie de telle sorte que la vitesse de phase d'une onde guidée est inférieure dans la zone de la seconde couche de suppression de mode transversal par rapport à la vitesse de phase de l’onde guidée dans la zone centrale sous les doigts d'électrode en alternance des première et seconde électrodes en peigne, entre les première et seconde couches de suppression de mode transversal. La couche de suppression de mode transversal permet de ralentir la vitesse d'onde dans l'espace, ce qui mène à la suppression ou la réduction du mode transversal non voulu dans la structure de transducteur. Ainsi, dans la structure de transducteur selon l'invention, la contribution des modes transversaux peut être réduite davantage. D'un point de vue acoustique, la structure de transducteur selon invention permet de transférer de l'énergie depuis le doigt IDT vers le doigt factice sans réflexion, ou avec une réflexion réduite, au niveau du bord dudit doigt IDT.
Dans une variante du mode de réalisation, la couche de suppression de mode transversal peut s'étendre sous tous les seconds espaces. La couche de suppression de mode transversal permet de ralentir la vitesse d'onde dans l'espace, ce qui mène à la suppression ou la réduction du mode transversal non voulu dans la structure de transducteur. D'un point de vue acoustique, la structure de transducteur selon invention permet de transférer de l'énergie depuis le doigt IDT vers le doigt factice sans réflexion, ou avec une réflexion réduite, au niveau du bord dudit doigt IDT.
Dans une variante du mode de réalisation, la première couche de suppression de mode transversal peut s'étendre au moins partiellement jusqu'à la première barre omnibus et/ou la seconde couche de suppression de mode transversal peut s'étendre au moins partiellement jusqu'à la seconde barre omnibus.
Dans une variante du mode de réalisation, la première couche de suppression de mode transversal peut s'étendre au moins partiellement ou au moins totalement sous la première barre omnibus et/ou la seconde couche de suppression de mode transversal peut s'étendre au moins partiellement ou au moins totalement sous la seconde barre omnibus.
Dans une variante du mode de réalisation, la première et/ou seconde couche de suppression de mode transversal peut comprendre une dose de dopage différente par rapport au reste du substrat piézoélectrique dans la zone centrale sous les électrodes en peigne interdigitées pour moduler la vitesse de phase, en particulier la dose de dopage différente est une dose de Ti. Le dopage correspond ici à une introduction intentionnelle d'impuretés dans le substrat piézoélectrique. La différence de dopage de la au moins une couche de suppression de mode transversal a pour résultat une réduction de la vitesse de phase du mode dans la zone proche de l'espace séparant les électrodes IDT par rapport aux électrodes factices sans avoir besoin de fournir un quelconque motif latéral.
Dans une variante du mode de réalisation, la première et/ou seconde couche de suppression de mode transversal de la couche piézoélectrique peut comprendre une couche de passivation, en particulier une couche de passivation diélectrique, plus particulièrement une couche de SiO2.
Dans une variante du mode de réalisation, la couche de passivation peut être au moins partiellement intégrée dans le substrat piézoélectrique.
Dans une variante du mode de réalisation, la première couche de suppression de mode transversal et la seconde couche de suppression de mode transversal peuvent être symétriques par rapport à la ligne centrale des électrodes en peigne interdigitées.
Dans une variante du mode de réalisation, la première couche de suppression de mode transversal et la seconde couche de suppression de mode transversal peuvent avoir des formes différentes.
Le but de l'invention est également atteint à l'aide d'un procédé de fabrication d’une structure de transducteur comprenant les étapes de a) fournir un substrat piézoélectrique; en particulier un substrat composite piézoélectrique comprenant une couche piézoélectrique sur un substrat de base, b) former au moins une paire d'électrodes en peigne interdigitées sur le substrat piézoélectrique, dans lequel la première électrode en peigne comprend une première barre omnibus et une pluralité de doigts d'électrode en alternance et de doigts d'électrode factices plus courts, tous s'étendant à partir de la première barre omnibus, la seconde électrode en peigne comprend une seconde barre omnibus et une pluralité de doigts d'électrode alternés s'étendant à partir de la seconde barre omnibus, les électrodes factices de la première barre omnibus font face aux doigts d'électrode de la seconde barre omnibus et sont séparées des doigts d'électrode de la seconde barre omnibus par des premiers espaces, une étape c) avant l’étape b) de fournir une couche de suppression de mode transversal de telle sorte qu’après l’étape c), la couche de suppression de mode transversal est partiellement sous le premier espace, dans lequel la couche de suppression de mode transversal est choisie de telle sorte que la vitesse de phase d’une onde guidée est inférieure dans la zone de la couche de suppression de mode transversal par rapport à la vitesse de phase de l’onde guidée dans le substrat piézoélectrique dans la zone centrale sous les doigts d’électrode alternés des première et seconde électrodes. Un tel procédé permet de former la couche de suppression de mode transversal avant que les électrodes interdigitées soient formées. Ainsi, à l'aide de ce procédé, les électrodes interdigitées ne peuvent pas être détériorées par l'étape de formation de la couche de suppression et, en résultat, la qualité intrinsèque du dispositif et de la surface de substrat est préservée. Ce procédé permet de garder le processus de fabrication initiale SAW habituel inchangé. Contrairement aux dispositifs de l'état de la technique dans lesquels les électrodes interdigitées sont formées sur le substrat piézoélectrique, et ensuite une couche de suppression de mode transversal est formée sur les électrodes interdigitées. De plus, le procédé selon l’invention a pour résultat un processus de fabrication plus simple par rapport aux dispositifs de l'état de la technique.
Dans une variante du mode de réalisation, la seconde électrode en peigne peut comporter en outre des doigts d'électrode factices plus courts alternant avec les doigts d'électrode, et les doigts d'électrode factices de la seconde barre omnibus font face aux doigts d'électrode de la première barre omnibus et sont séparés des doigts d'électrode de la première barre omnibus par des seconds espaces, et l’étapes c) de fournir une couche de suppression de mode transversal peut comprendre fournir une première couche de suppression de mode latéral et une seconde couche de suppression de mode transversal s'étendant au moins partiellement sous les seconds espaces et choisies de telle sorte que la vitesse de phase d'une onde guidée est inférieure dans la zone de la seconde couche de suppression de mode transversal par rapport à la vitesse de phase de l’onde guidée dans la zone centrale sous les doigts d'électrode alternés des première et seconde électrodes en peigne, entre les première et seconde couches de suppression de mode transversal. Un tel procédé permet de former les couches de suppression de mode transversal avant que les électrodes interdigitées soient formées. Ainsi, à l'aide de ce procédé, les électrodes interdigitées ne peuvent pas être détériorées par l'étape de formation de la couche de suppression et, en résultat, la qualité intrinsèque du dispositif et de la surface de substrat est préservée. Ce procédé permet de garder le processus de fabrication initiale SAW habituel inchangé. Contrairement aux dispositifs de l'état de la technique, où les électrodes interdigitées sont formées sur le substrat piézoélectrique, et ensuite une couche de suppression de mode transversal est formée sur les électrodes interdigitées. De plus, le procédé selon l’invention a pour résultat un processus de fabrication plus simple par rapport aux dispositifs de l'état de la technique.
Dans une variante de l'invention, l'étape de fournir une couche de suppression de mode transversal peut comprendre une étape de modifier la dose de dopage du substrat piézoélectrique, en particulier avec une étape d'implantation ou une étape de diffusion d'espèces atomiques et/ou une technique d'échange de protons. À nouveau, le dopage correspond ici à une introduction intentionnelle d'impuretés dans le substrat piézoélectrique. Une technique simple peut être utilisée pour former la couche de suppression de mode transversal par rapport à la technique utilisée dans le processus de fabrication des dispositifs de l'état de la technique.
Dans une variante du mode de réalisation, l'étape de fournir une couche de suppression de mode transversal peut comprendre fournir une couche de passivation, en particulier une couche de passivation diélectrique, plus particulièrement une couche de SiO2. Une technique de dépôt de couche de matériau peut être utilisée pour former la couche de suppression de mode transversal, qui est une technique plus simple par rapport à la technique utilisée dans le processus de fabrication des dispositifs de l'état de la technique. Dans une variante de l’invention, l'étape de fournir une couche de suppression de mode transversal peut comprendre une étape consistant à intégrer au moins partiellement la couche de passivation dans le substrat piézoélectrique.
Dans une variante de l'invention, la couche de passivation peut être dotée d'un motif par un processus de «lift-off» ou de détachement, de telle sorte que les côtés de la couche de passivation sont inclinés de telle manière que les électrodes en peigne déposées recouvrent ces côtés sans rupture, fournissant une réduction régulière et continue de la vitesse de phase dans la zone correspondante. Ceci réduit ainsi de manière régulière les possibilités pour le mode transversal de se développer car ce dernier a besoin de préférence d'une variation aiguë de la vitesse au niveau du bord des électrodes agissant comme réflecteur d'onde. Dans ce cas, aucune gravure n'est nécessaire, gardant ainsi le substrat dans de bonnes conditions. Dans le cas où le substrat doit être préservé vis-à-vis d'une contamination organique, ce que l'on appelle un processus de gravure humide basé sur une gravure isotrope de la couche de dioxyde de silicium peut être implémenté, produisant également des bords réguliers de la couche de passivation à motif. Le SiO2est par conséquent déposé de manière homogène sur le dessus de la tranche en tant que première étape, puis un masque de gravure in situ de résine photosensible est formé sur le dessus de la couche, en permettant une gravure locale de la couche de SiO2. Des masques d'alignement doivent cependant être déposés dans les deux cas pour préparer la surface selon les processus technologiques habituels dans ce but.
Le but de l'invention est également atteint à l'aide d'un dispositif SAW, en particulier un résonateur à accès unique, comprenant au moins une structure de transducteur telle que décrite précédemment. Un tel dispositif SAW peut être fabriqué à l'aide d'un processus de fabrication plus simple par rapport à l'état de la technique tout en préservant une contribution réduite de modes transversaux, ayant pour résultat une pureté spectrale améliorée de la réponse de résonateur.
L’invention peut être mieux comprise en se reportant à la description qui suit prise conjointement avec les dessins annexés, où des références numériques identifient des caractéristiques de l'invention.
est une vue de dessus d'une structure de transducteur selon un premier mode de réalisation de l'invention.
est une vue latérale d'une structure de transducteur selon le premier mode de réalisation de l'invention.
est une vue latérale d'une structure de transducteur selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention.
est une vue latérale d'une structure de transducteur selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention.
est une vue latérale d'une structure de transducteur selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention.
est une vue latérale d'une structure de transducteur selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention.
est une vue de dessus d'une structure de transducteur selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention.
est une vue de dessus d'une structure de transducteur selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention.
est une vue de dessus d'une structure de transducteur selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention.
est une vue de dessus d'une structure de transducteur selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention.
est une vue de dessus d'une structure de transducteur selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention.
est une vue de dessus d'une structure de transducteur selon une autre variante du premier mode de réalisation de l'invention.
est un diagramme schématique d’un procédé de fabrication d'une structure de transducteur selon le premier mode de réalisation de l'invention et ses variantes.
est un diagramme schématique d’un procédé de fabrication d'une structure de transducteur selon la quatrième variante du premier mode de réalisation de l'invention.
L'invention va maintenant être décrite de manière plus détaillée en utilisant des modes de réalisation avantageux à titre d'exemple et en se reportant aux dessins. Les modes de réalisation décrits sont simplement des configurations possibles, et il convient de garder à l'esprit que les caractéristiques individuelles telles que décrites ci-dessus peuvent être fournies indépendamment les unes des autres ou peuvent être omises ensemble pendant l'implémentation de la présente invention.
La figure 1a est une vue de dessus d'une structure de transducteur selon un premier mode de réalisation de l'invention.
La structure de transducteur 100 comprend une paire d'électrodes en peigne interdigitées 102 et 112 fournies sur un substrat piézoélectrique 120. Le substrat piézoélectrique 120 peut être un substrat piézoélectrique massif ou un substrat composite ayant une couche piézoélectrique sur un substrat de base, ce qui va être expliqué davantage ci-dessous par rapport à la figure 1b.
La première électrode en peigne interdigitée 102 comprend une pluralité de doigts d’électrode 104 et une pluralité de doigts d’électrode factices 106 s'étendant à partir d'une première barre omnibus 108. De la même manière, la seconde électrode en peigne interdigitée 112 comprend une pluralité de doigts d’électrode 114 et une pluralité de doigts d’électrode factices 116 s'étendant à partir d'une seconde barre omnibus 118. Les doigts électrodes factices 106 de la première barre omnibus 108 font face aux doigts d’électrode 114 de la seconde barre omnibus 118, et sont séparés des doigts d’électrode 114 de la seconde barre omnibus 118 par des premiers espaces 110a. Les doigts électrodes factices 116 de la seconde barre omnibus 118 font face aux doigts d’électrode 104 de la première barre omnibus 108, et sont séparés des doigts d’électrode 104 de la première barre omnibus 108 par des seconds espaces 110b. Ici, les premiers et seconds espaces 110a et 110b sont identiques.
Selon une variante de l'invention, la seconde électrode en peigne 112 n'a pas de doigt d'électrode factice 116 s'étendant à partir de la seconde barre omnibus 118, uniquement une pluralité de doigts d'électrode 116. Dans ce cas, les seconds espaces 110b sont définis par la distance entre la seconde barre omnibus 118 et les électrodes en vis-à-vis 104 de la première électrode en peigne 102.
Selon une variante de l'invention, tous les doigts d'électrode 104, 114 de la première 108 et/ou seconde 118 barre omnibus n’ont pas un doigt d'électrode factice 106, 116 de la barre omnibus correspondante 108, 118 leur faisant face, et vice versa.
Dans une variante, les premiers et seconds espaces 110a, 110b peuvent être différents dans toute la structure de transducteur 100, en particulier les premiers et seconds espaces 110a, 110b peuvent de manière aléatoire être différents en termes de longueur ou de position dans la structure de transducteur 100.
Les électrodes en peigne interdigitées 102, 112 sont formées de tout métal conducteur adapté, par exemple de l'aluminium ou des alliages d'aluminium, comme Al-Cu, Al-Ti ou Al-Si.
Les deux électrodes en peigne interdigitées 102, 112 sont connectées à des potentiels opposés +V/-V. La structure de transducteur 100 a un pas d'électrodesp, étant défini par la condition de Bragg, et ainsipest égal àλ/2,λétant la longueur d'onde de fonctionnement de la structure de transducteur 100. Le paspreprésente la distance entre les centres de doigts d'électrode adjacents des électrodes interdigitées. Ainsi, dans ce mode de réalisation,pcorrespond à la distance entre le centre du doigt d'électrode 104 de l'électrode 102 et le centre du doigt d’électrode adjacent 114 de l'électrode 112. La structure de transducteur 100 est synchrone, c'est-à-dire que les doigts d'électrode interdigitée 104, 114 présentent les mêmes largeur, période et forme.
Les doigts d'électrode 104, 114 et les doigts d'électrode factices 106, 116 ont une largeura. Selon l’art de la technique, le rapport d'aspect métallique est défini para/p.
Les doigts d'électrode 104, 114 des électrodes interdigitées 102, 112 sont respectivement identiques, avec la même largeuraet la même longueurl 1 .Dans une variante, les électrodes interdigitées pourraient avoir des doigts d'électrode 102, 112 différents.
De la même manière, les doigts d'électrode factices 106, 116 des électrodes interdigitées 102, 112 sont respectivement identiques, avec la même largeuraet la même longueurl 1 .Dans une variante, les électrodes interdigitées 102, 112 pourraient avoir des doigts d'électrode factices 106, 116 différents.
Sur la figure 1a, les électrodes interdigitées 102, 112 sont identiques, à savoir qu'elles ont les mêmes doigts d'électrode, le même paspet les mêmes premiers et seconds espaces 110a, 110b. Dans une variante, elles pourraient être différentes, avec un paspdifférent, des espaces différents et des doigts d’électrode 102, 112 et des doigts d'électrode factices 106, 116 différents.
Selon l'invention, deux couches de suppression de mode transversal 122 et 132 sont fournies entre le substrat 120 et les électrodes en peigne interdigitées 102, 112. La première couche de suppression de mode transversal 122 est positionnée sous les premiers espaces 110a, et la seconde couche de suppression de mode transversal 132 est positionnée sous les seconds espaces 110b. Leurs propriétés physiques sont choisies de telle sorte que la vitesse de phase de l'onde guidée de la structure de transducteur est inférieure dans la zone des couches de suppression de mode transversal 122, 132 par rapport à la vitesse de phase de l'onde guidée de la structure de transducteur dans le substrat piézoélectrique 120 dans la zone restante 134 qui est la zone centrale 136 sous les doigts d'électrode alternés des première et seconde électrodes. L'onde guidée peut être une quelconque onde guidée ou un mode véritable de la surface, comprenant des ondes de type Rayleigh et des ondes de cisaillement et des ondes de cisaillement ou longitudinales pures ou quasi-pures.
Dans une variante du mode de réalisation, une seule couche de suppression de mode transversal est présente dans la structure de transducteur.
Dans ce mode de réalisation, les première et seconde couches de suppression de mode transversal 122 et 132 sont rectangulaires, et ont des dimensions et une forme identiques. Les zones 122 et 132 s'étendent le long de la direction y, sous la totalité des doigts d'électrode 104, 114 et la totalité des doigts d'électrode factices 106, 116 de la structure de transducteur 100, ainsi, le long de la longueur totale de la structure de transducteur 100. Elles sont symétriques par rapport à la ligne centrale y des électrodes interdigitées 102,112 de la structure de transducteur 100.
Les première et seconde couches de suppression de mode transversal 122 et 132 s’étendent le long de la direction x, qui est la direction de propagation d'une onde acoustique transversale non voulue dans la structure de transducteur 100, sur une longueurd. Sur la figure 1a, la couche de suppression de mode transversal 122 s'étend sur le premier espace 110a et sur une partie des doigts d'électrode factices 106 et une partie des doigts d'électrode 104. De la même manière, la couche de suppression de mode transversal 132 s'étend sur le second espace 110b et sur une partie des doigts d'électrode factices 116 et une partie des doigts d'électrode 114.
Sur la figure 1a, les première et seconde couches de suppression de mode transversal 122 et 132 sont situées à la même distancesde la barre omnibus 108, 118 dans la direction X. Dans une variante, elles peuvent avoir une distance différente par rapport aux barres omnibus.
Sur la figure 1b, une vue latérale découpée le long d’une ligne AA de la figure 1a d'une structure de transducteur 100 selon le premier mode de réalisation de l'invention est représentée.
Le substrat piézoélectrique 120 est un substrat piézoélectrique composite, comprenant une couche piézoélectrique 140 sur un substrat de base 144. Une couche diélectrique mince 142 est déposée entre la couche piézoélectrique 140 et le substrat de base 144. Dans une variante, la couche piézoélectrique 140 peut être déposée directement sur le dessus du substrat de base 144.
L'épaisseur de la couche piézoélectrique 140 est de l'ordre de la longueur d'onde, ou inférieure.
Dans ce mode de réalisation, les première et seconde couches de suppression de mode transversal 122 et 132 sont une couche de passivation déposée sur la couche piézoélectrique 140, avant que les électrodes interdigitées 102, 112 aient été déposées sur le substrat 120, et ainsi sur la couche piézoélectrique 140. La couche de passivation est directement en contact avec la couche piézoélectrique 140.
La couche de passivation est une couche diélectrique, par exemple une couche de SiO2ou de Ta2O5ou de HfO2.
La couche de suppression de mode transversal 122, également référencée en tant que première couche de suppression de mode transversal, située sur le côté droit de la figure 1b, est totalement recouverte par le doigt d'électrode 104, qui est connecté à sa barre omnibus 108.
La seconde couche de suppression de mode transversal 132 située sur le côté gauche de la figure 1b s'étend sous l'extrémité 116a du doigt d'électrode factice 116, le doigt d'électrode factice 116 étant connecté à sa barre omnibus 118, le second espace 110b et l'extrémité 104a du doigt d'électrode 104, qui est connectée à la barre omnibus 108 au niveau de la connexion 134.
Dans une variante de l'invention, les couches de passivation ont des côtés ou des bords de paroi inclinés, de sorte que lorsque les électrodes en peigne recouvrent complètement les couches de passivation, aucune rupture des électrodes en peigne déposées ne survient au niveau du bord de paroi de la couche de passivation, garantissant un recouvrement de l'électrode régulier et continu par la couche de passivation.
Dans une variante, au lieu d'utiliser une couche de passivation supplémentaire, les première et seconde couches de suppression de mode transversal 122, 132 peuvent être formées à l'intérieur de la couche piézoélectrique 140, par exemple en ayant une dose de dopage différente par rapport à la zone centrale 136 de la couche piézoélectrique 140, et l'espace entre les couches de suppression de mode transversal 122, 132 et les barres omnibus ayant une largeurs. Le dopage correspond ici à une introduction intentionnelle d'impuretés dans le substrat piézoélectrique. La différence de dopage de la au moins une couche de suppression de mode transversal a pour résultat une réduction de la vitesse de phase du mode à proximité de l'espace séparant les électrodes IDT par rapport aux électrodes factices sans avoir besoin de fournir un quelconque motif latéral.
La structure de transducteur 100 selon le premier mode de réalisation fonctionne de la manière suivante. La structure de transducteur selon l'invention est utilisée pour exciter et détecter des ondes de cisaillement. La direction de déplacement de cisaillement alterne d'une électrode à une autre lorsque le transducteur est excité par une structure de polarisation électrique +V/-V, car le dispositif fonctionne dans les conditions de Bragg.
La présence des première et seconde couches de suppression de mode transversal 122, 132 génère des emplacements où la propagation SAW est modifiée, d'une telle manière qu'une onde guidée se propageant dans la zone avec les couches de suppression d'ondes 122, 132 présente une vitesse de phase inférieure à une onde guidée se propageant dans la zone centrale 1326 du substrat 120 qui est sans modification. Les première et seconde couches de suppression de mode transversal 122, 132 changent la vitesse du mode à proximité des premiers et seconds espaces 110 à 110b entre le doigt d'électrode actif 104 et son doigt d'électrode factice associé 116. Un ralentissement de la vitesse d'onde dans l'espace 110a et 110b mène à la suppression ou la réduction du mode transversal non voulu.
Ainsi, dans la structure de transducteur 100 selon l'invention, la contribution des modes transversaux peut être réduite. En même temps, le processus de fabrication est simplifié par rapport à des structures de transducteur de l'état de la technique.
Selon l'invention, bien que la modification locale du substrat 120 dans ou à proximité des premiers et seconds espace 110a, 110b nécessite une étape de fabrication supplémentaire, le processus de fabrication initiale SAW habituel reste inchangé, simplifiant la fabrication de dispositifs exempts de mode transversal. En outre, par rapport à d'autres solutions nécessitant un alignement précis entre des couches consécutives, ici un alignement grossier de masque suffit pour réaliser la fabrication d'un dispositif.
Comme cela va être indiqué ci-dessous, des variantes du mode de réalisation vont présenter diverses formes et positions des première et seconde couches de suppression de mode transversale 122 et 132 par rapport à la structure de transducteur 100.
Des références numériques déjà utilisées dans la description du premier mode de réalisation ne seront pas répétées de nouveau, mais il sera fait référence à leur description.
La figure 2a est une vue latérale d'une structure de transducteur 200a selon une première variante de l'invention.
Par rapport au premier mode de réalisation, la couche de passivation 246, 248 formant les première et seconde couches de suppression de mode transversal 122, 132 s'étendent sous les barres omnibus 108 et 118. La couche de passivation 248 s'étend complètement sous la barre omnibus 118, tandis que l'autre couche de passivation 246 s'étend uniquement partiellement sous la barre omnibus 108. Dans cette variante, les première et seconde couches de suppression de mode transversal 122 et 132 ne sont pas symétriques.
Dans une autre variante, les première et seconde couches de suppression de mode transversal 122 et 132 peuvent être intégrées complètement ou partiellement dans la couche piézoélectrique 140.
La figure 2a est une vue latérale d'une structure de transducteur selon une deuxième variante de l'invention.
Comme mentionné dans la description du premier mode de réalisation, les première et seconde couches de suppression de mode transversal 222 et 232 de la couche piézoélectrique 140, dans cette variante, sont une couche piézoélectrique structurel modifiée localement 140. Par exemple, la modification structurelle de la couche piézoélectrique 140 correspond à une dose de dopage différente dans la couche de suppression de mode transversal 222, 232 par rapport au reste de la couche piézoélectrique 140.
La figure 2c représente une troisième variante de la structure de transducteur 200c du premier mode de réalisation.
Par rapport à la variante de la deuxième variante, les première et seconde couches de suppression de mode transversal 222, 232 s'étendent uniquement partiellement sous les barres omnibus 108, 118. Les première et seconde couches de suppression de mode transversal 222 et 232 sont symétriques.
La figure 2d est une vue latérale d'une structure de transducteur 200d selon une quatrième variante de l'invention.
Contrairement aux trois premières variantes, tandis que la première couche de suppression de mode transversal 232 s'étend partiellement sous la barre omnibus 118, la seconde couche de suppression de mode transversal 222 ne s'étend pas du tout sous sa barre omnibus correspondante 108. À nouveau, les zones modifiées localement 222 et 232 ne sont ici pas identiques.
Les figures 3a à 3f illustrent des variantes supplémentaires des couches de suppression de mode transversal dans une vue de dessus de la structure de transducteur. Elles présentent toutes des formes géométriques différentes de la couche de suppression de mode transversal.
La figure 3a est une vue de dessus d'une structure de transducteur selon une cinquième variante du premier mode de réalisation de l'invention. Par rapport au mode de réalisation représenté sur la figure 1a, ici, la couche de suppression de mode transversal 222 s’étend au moins partiellement jusqu'à la barre omnibus 108 sur un premier côté et éventuellement même sous la barre omnibus 108, tandis que sur l'autre côté, la couche de suppression de mode transversal 232 est située à une distancesde la barre omnibus 108, comme dans le premier mode de réalisation. En résultat, les couches de suppression de mode transversal 222 et 232 sont différentes en termes de dimensions, et ne sont pas symétriques.
Sur la figure 3b, une sixième variante est représentée, dans laquelle les couches de suppression de mode transversal 222 et 232 sont effilées.
La figure 3c est une vue de dessus d’une structure de transducteur, en particulier selon la deuxième variante représentée sur la figure 2b, où les deux couches de suppression de mode transversal 222, 232 s'étendent sous les barres omnibus 208, 218 et sont symétriques en termes de forme et de dimensions.
Dans la septième variante, illustrée sur la figure 3d, par rapport à la variante représentée sur la figure 3c, les deux couches de suppression de mode transversal 222, 232 s'étendent même davantage vers l'extérieur que les barres omnibus 208, 218 dans la direction X. Dans une variante, une seule des couches de suppression de mode transversal 222, 232 s'étend davantage vers l'extérieur que les barres omnibus 208, 218.
Dans la huitième variante représentée sur la figure 3e, par rapport au mode de réalisation représenté sur la figure 1a, les couches de suppression de mode transversal 222, 232 ont une forme convexe ou concave afin d'améliorer le confinement de mode lorsque moins d'énergie est rayonnée au niveau du bord du transducteur interdigité.
Dans la neuvième variante, comme représenté sur la figure 3f, différentes formes peuvent être utilisées pour les couches de suppression de mode transversal 222, 232. Sur la figure 3f, la forme de la seconde couche de suppression de mode transversal 232 est arrondie, tandis que la forme de la première couche de suppression de mode transversal 222 est pointue. La forme arrondie des couches de suppression de mode transversal 232 est arrondie avec des angles à différentes valeurs pour rompre tout effet de synchronisme possible. Ceci est également le cas pour des motifs pointus, les angles étant choisis d'une manière telle qu'aucune cohérence ne survient d'un bord d'électrode à un autre.
La figure 4 est un diagramme schématique des étapes du procédé de fabrication d'une structure de transducteur selon le premier mode de réalisation de l'invention et de quelconques de ses variantes.
Selon l'étape a), un substrat piézoélectrique 420 est fourni. Sur la figure 4, le substrat piézoélectrique 420 est un substrat composite, comprenant une couche piézoélectrique 440 sur un substrat de base 444. Dans ce mode de réalisation, une couche de SiO2est également présente entre le substrat de base 444 et la couche piézoélectrique 440.
Selon une première variante 1), deux couches de suppression de mode transversal 422 et 432 sont fournies en dopant la couche piézoélectrique 440 avec une dose différente par rapport au reste du substrat piézoélectrique 420 dans au moins une zone du substrat piézoélectrique 420.
Cette étape comprend une implantation ou une diffusion d'espèces atomiques, en particulier du Ti, pour modifier la concentration des espèces atomiques dans le substrat piézoélectrique de la couche de suppression de mode transversal.
Selon une variante supplémentaire, l'étape consistant à fournir la couche de suppression de mode transversal peut être un processus d'échange de protons.
Le processus d'échange de protons comprend un échange de protons basique à partir d'une source de protons organique et un post-traitement de recuit, qui implique uniquement un chauffage de l'échantillon pour redistribuer les ions lithium et hydrogène.
La technique d'échange de protons est décrite par Chung et al, «Proton-Exchanged 36° Y-X LiTaO3Waveguides for Surface Acoustic Wave», IEEE transactions on UFFC, vol. 53, no. 2, 2006. L'utilisation de P-E permet de modifier localement la couche piézoélectrique. La technique d'échange de protons est une technique intéressante pour une approche industrielle afin d'obtenir l'effet attendu comme elle ne va pas affecter la rugosité de surface et se conforme par conséquent parfaitement à un traitement de technologie planétaire tel qu'utilisé dans l'industrie des SAW.
Selon une deuxième variante 2) du procédé, l'étape consistant à fournir la couche de suppression de mode transversal est une étape de dépôt de couche de passivation. La couche déposée peut être une couche de passivation diélectrique, plus particulièrement une couche de SiO2.
La couche de passivation 446 est déposée sur le substrat piézoélectrique 424, afin de former les première et seconde couches de suppression de mode transversal 422 et 432.
Selon une troisième variante 3d), la couche de passivation peut être au moins partiellement intégrée dans le substrat piézoélectrique 440. Cette variante comporte une étape de gravure, afin d'enlever une partie du substrat piézoélectrique 440 dans les zones 422, 432, ou tout autre processus qui permet de réduire l'épaisseurtdu substrat piézoélectrique 440 dans les zones 422, 432. La couche de passivation est ensuite déposée localement ou totalement sur le substrat, et une étape de polissage chimico-mécanique (CMP) est appliquée pour récupérer une surface parfaitement plane conformément à l'exigence habituelle de fabrication de SAW.
Ensuite, une paire d'électrodes en peigne interdigitées sont formées sur le substrat piézoélectrique, en utilisant une combinaison d'étapes de dépôt de couche et de réalisation de motif, comme représenté sur la figure 4c.
Selon une quatrième variante de l'invention, comme représenté sur la figure 5, la couche de passivation peut être dotée d'un motif par un processus de «lift-off» ou détachement, de telle sorte que les côtés de la couche de passivation sont inclinés de telle manière que les électrodes en peigne déposées recouvrent ces côtés sans rupture, fournissant une réduction régulière et continue de la vitesse de phase dans la zone correspondante. Dans ce cas, aucune gravure n'est nécessaire, gardant ainsi le substrat dans de bonnes conditions. Des masques d'alignement doivent cependant être déposés pour préparer la surface selon les processus technologiques habituels dans ce but.
Comme première étape a), le substrat POI 420 est nettoyé avec un processus au plasma O2. Ensuite, un dépôt d'un film de résine photosensible 448, en particulier par revêtement par centrifugation, est effectuée (étape b)). Une étape de lithographie à UV est effectuée à travers un masque UV 450 sur le film de résine photosensible 448 en tant qu'étape c), de manière à obtenir un film de résine photosensible à motif ayant une pluralité de structures 452 avec des bords de paroi inclinés, à l'étape d). À l'étape e), la couche de passivation 446 est déposée sur le substrat POI 420 et sur le film de résine photosensible à motif 450, ainsi également entre les structures 452 du film de résine photosensible à motif 450 pour former les couches de suppression de mode transversal 422, 432. Du fait des bords de paroi inclinés des structures 452 du film de résine photosensible à motif 450, le dépôt de la couche de passivation 446 sur les substrats POI 420 résulte en ce que la couche de passivation 446 soit déposée entre les structures 452 du film de résine photosensible à motif 448 et comprenne également des bords de paroi inclinés, comme représenté à l'étape e). Enfin, une étape f) est effectuée pour enlever les structures 452 du film de résine photosensible à motif 450 avec la couche de passivation 446 sur le dessus, et seule la couche de passivation446 présente directement sur le substrat POI 420 entre les structures 452 du film de résine photosensible à motif 450 est laissée sur la surface du substrat POI 420.
Selon le procédé de l'invention, les électrodes interdigitées sont formées au-dessus de la couche de suppression de mode transversal et du substrat piézoélectrique. La couche de suppression de mode transversal est formée avant que les électrodes interdigitées soient formées. Contrairement aux dispositifs de l'état de la technique, où les électrodes interdigitées sont formées sur le substrat piézoélectrique, et ensuite une couche de suppression de mode transversal est formée sur les électrodes interdigitées.
Selon une variante de l'invention, les électrodes interdigitées sont formées au-dessus de la première et/ou seconde couche de suppression de mode transversal et du substrat piézoélectrique. Les couches de suppression de mode transversal sont ainsi formées avant que les électrodes interdigitées soient formées. Contrairement aux dispositifs de l'état de la technique, où les électrodes interdigitées sont formées sur le substrat piézoélectrique, et ensuite une couche de suppression de mode transversal est formée sur les électrodes interdigitées.
Divers modes de réalisation de l'invention ont été décrits. Il convient néanmoins de comprendre que diverses modifications et améliorations peuvent être réalisées sans sortir des revendications annexées.

Claims (18)

  1. Structure de transducteur ayant des moyens de suppression de mode transversal, en particulier pour un résonateur à accès unique, comprenant:
    un substrat piézoélectrique (120, 140), en particulier un substrat composite piézoélectrique comprenant une couche piézoélectrique (140, 440) sur un substrat de base (144, 444);
    au moins une paire d'électrodes en peigne interdigitées (102, 112) formées sur le substrat piézoélectrique (120, 170),
    dans laquelle la première électrode en peigne (102) comprend une première barre omnibus (108) et une pluralité de doigts d'électrode (104) alternés avec des doigts d'électrode factices plus courts (106), tous s'étendant à partir de la première barre omnibus (108),
    dans laquelle la seconde électrode en peigne (112) comprend une seconde barre omnibus (118) et une pluralité de doigts d'électrode (114) s'étendant à partir de la seconde barre omnibus (118),
    dans laquelle les doigts d’électrode factices (106) de la première barre omnibus (108) font face aux doigts d'électrode (114) de la seconde barre omnibus (118) et sont séparées des doigts d'électrode (114) par des premiers espaces (110a),
    caractérisée en ce qu'elle comprend en outre
    une couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) fournie partiellement sous le premier espace (110a) et choisie de telle sorte que la vitesse de phase d'une onde guidée est inférieure dans la zone de la couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) par rapport à la vitesse de phase de l’onde guidée dans la zone centrale (136) sous les doigts d'électrode alternés (104, 114) des première et seconde électrodes en peigne (102, 112).
  2. Structure de transducteur selon la revendication 1, dans laquelle la couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) s’étend sous chacun des premiers espaces (110a).
  3. Structure de transducteur selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la seconde électrode en peigne (112) comprend en outre des doigts d'électrode factices plus courts (116) alternés avec les doigts d'électrode (114), les doigts d'électrode factices (116) de la seconde barre omnibus (118) font face aux doigts d'électrode (104) de la première barre omnibus (108) et sont séparés des doigts d'électrode (104) par des seconds espaces (110b), et comprenant en outre une seconde couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) s'étendant au moins partiellement sous les seconds espaces (110b) et choisie de telle sorte que la vitesse de phase d'une onde guidée est inférieure dans la zone de la seconde couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) par rapport à la vitesse de phase de l’onde guidée dans la zone centrale (136) sous les doigts d'électrode alternés (104, 114) des première et seconde électrodes en peigne (102, 112), entre les première et seconde couches de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432).
  4. Structure de transducteur selon la revendication 3, dans laquelle la couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) s’étend sous la totalité des seconds espaces (110b).
  5. Structure de transducteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la première couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) s'étend au moins partiellement jusqu'à la première barre omnibus (108) et/ou la seconde couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) s'étend au moins partiellement jusqu'à la seconde barre omnibus (118).
  6. Structure de transducteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la première couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) s'étend en outre au moins partiellement ou au moins totalement sous la première barre omnibus (108) et/ou la seconde couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) s'étend au moins partiellement ou au moins totalement sous la seconde barre omnibus (118).
  7. Structure de transducteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la première et/ou seconde couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) comprend une dose de dopage différente par rapport au reste du substrat piézoélectrique (120, 420) dans la zone centrale (136) sous les électrodes en peigne interdigitées (102, 112) pour moduler la vitesse de phase de l’onde guidée de la structure de transducteur, en particulier la dose de dopage différente est une dose de Ti.
  8. Structure de transducteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle la première et/ou seconde couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) comprend une couche de passivation (246, 248, 446), en particulier une couche de passivation diélectrique, plus particulièrement une couche de SiO2.
  9. Structure de transducteur selon la revendication 8, dans laquelle la couche de passivation (246) est au moins partiellement intégrée dans le substrat piézoélectrique (120, 420).
  10. Structure de transducteur selon l’une quelconque des revendications 3 à 9, dans laquelle les première et seconde couches de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) sont symétriques par rapport à la ligne centrale des électrodes en peigne interdigitées (102, 112).
  11. Structure de transducteur selon l’une quelconque des revendications 3 à 9, dans laquelle la première couche de suppression de mode transversal et la seconde couche de suppression de mode transversal (122, 132, 222, 232, 422, 432) ont des formes différentes.
  12. Procédé de fabrication d’une structure de transducteur comprenant les étapes de:
    a) fournir un substrat piézoélectrique, en particulier un substrat composite piézoélectrique comprenant une couche piézoélectrique sur un substrat de base;
    b) former au moins une paire d'électrodes en peigne interdigitées sur le substrat piézoélectrique, dans lequel la première électrode en peigne comprend une première barre omnibus et une pluralité de doigts d'électrode alternés et de doigts d'électrode factices plus courts, tous s'étendant à partir de la première barre omnibus, la seconde électrode en peigne comprend une seconde barre omnibus et une pluralité de doigts d'électrode alternéss'étendant à partir de la seconde barre omnibus, les électrodes factices de la première barre omnibus font face aux doigts d'électrode de la seconde barre omnibus et sont séparées des doigts d'électrode par des premiers espaces,
    caractérisé en ce qu’il comprend en outre
    une étape c) avant l’étape b) de fournir une couche de suppression de mode transversal de telle sorte qu’après l’étape c), la couche de suppression de mode transversal est partiellement sous le premier espace, dans lequel la couche de suppression de mode transversal est choisie de telle sorte que la vitesse de phase d’une onde guidée est inférieure dans la zone de la couche de suppression de mode transversal par rapport à la vitesse de phase de l’onde guidée dans le substrat piézoélectrique dans la zone centrale sous les doigts d’électrode alternés des première et seconde électrodes en peigne.
  13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la seconde électrode en peigne comporte en outre des doigts d'électrode factices plus courts alternés avec les doigts d'électrode, et les doigts d'électrode factices de la seconde barre omnibus font face aux doigts d'électrode de la première barre omnibus et sont séparés des doigts d'électrode de la première barre omnibus par des seconds espaces, et dans lequel l’étape c) de fournir une couche de suppression de mode transversale comprend l’étape de fournir une première couche de suppression de mode transversal et une seconde couche de suppression de mode transversal s'étendant au moins partiellement sous les seconds espaces et choisies de telle sorte que la vitesse de phase d'une onde guidée est inférieure dans la zone de la seconde couche de suppression de mode transversal par rapport à la vitesse de phase de l’onde guidée dans la zone centrale sous les doigts d'électrode alternés des première et seconde électrodes en peigne, entre les première et seconde couches de suppression de mode transversal.
  14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, dans lequel l'étape c) de fourniture de la couche de suppression de mode transversal comprend une étape de modifier la dose de dopage du substrat piézoélectrique pour moduler la vitesse de phase de l’onde guidée de la structure de transducteur, en particulier avec une étape d'implantation ou une étape de diffusion d'espèces atomiques et/ou une technique d'échange de protons.
  15. Procédé selon l’une des revendications 12 à 14, dans lequel l’étape c) de fournir la couche de suppression de mode transversale comprend fournir une couche de passivation, en particulier une couche de passivation diélectrique, plus particulièrement une couche de SiO2.
  16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel l’étape c) comprend une étape d’intégrer au moins partiellement la couche de passivation dans le substrat piézoélectrique.
  17. Procédé selon l’un quelconque des revendications précédentes 15 ou 16, dans lequel la couche de passivation est dotée d’un motif par un processus de lift-off, de telle sorte que les côtés des parois de bord de la couche de passivation sont inclinés.
  18. Dispositif SAW, en particulier résonateur à accès unique, comprenant une structure de transducteur selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 17.
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KR1020227026139A KR102673527B1 (ko) 2019-12-30 2020-12-28 단일 포트 공진기용 트랜스듀서 구조체
US17/757,800 US20220360249A1 (en) 2019-12-30 2020-12-28 Transducer structure for single-port resonator with transverse mode suppression
JP2022538955A JP2023508079A (ja) 2019-12-30 2020-12-28 横モードが抑制された単一ポート共振器のためのトランスデューサ構造
DE112020006401.8T DE112020006401T5 (de) 2019-12-30 2020-12-28 Wandlerstruktur für einen Eintor-Resonator
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113872556A (zh) * 2021-09-27 2021-12-31 江苏卓胜微电子股份有限公司 一种声表面波谐振器和射频滤波器

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230402989A1 (en) * 2022-06-13 2023-12-14 RF360 Europe GmbH Surface-Acoustic-Wave (SAW) Filter with Dielectric Material Disposed in a Piezoelectric Layer
WO2023241786A1 (fr) * 2022-06-14 2023-12-21 Huawei Technologies Co., Ltd. Élément résonateur à ondes acoustiques de surface et appareil électronique doté dudit élément résonateur à ondes acoustiques de surface
CN115314018B (zh) * 2022-08-16 2023-07-07 天通瑞宏科技有限公司 一种声表面波滤波器及其制备方法
WO2024043347A1 (fr) * 2022-08-26 2024-02-29 株式会社村田製作所 Dispositif à ondes élastiques et dispositif de filtre
CN116366022A (zh) * 2023-03-20 2023-06-30 江苏卓胜微电子股份有限公司 温度补偿声表面换能器及制造方法
CN116032242B (zh) * 2023-03-30 2023-08-25 阿尔伯达(苏州)科技有限公司 一种具有寄生模态抑制层的声表面波谐振器
CN116979926B (zh) * 2023-09-01 2023-12-22 深圳新声半导体有限公司 声表面波谐振器装置及其制造方法、滤波器

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010166148A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Murata Mfg Co Ltd 弾性波装置
US20120161577A1 (en) 2009-09-22 2012-06-28 Triquint Semiconductor, Inc. Acoustic Wave Guide Device and Method for Minimizing Trimming Effects and Piston Mode Instabilities
US20130249647A1 (en) 2011-03-25 2013-09-26 Panasonic Corporation Acoustic wave device with reduced higher order transverse modes
US20150123746A1 (en) 2013-11-01 2015-05-07 Taiyo Yuden Co., Ltd. Surface acoustic wave device and filter
EP2091146B1 (fr) 2006-11-08 2015-07-22 Skyworks Panasonic Filter Solutions Japan Co., Ltd. Résonateur d'onde acoustique de surface
US20150280689A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 Taiyo Yuden Co., Ltd. Surface acoustic wave device and filter
US20160126928A1 (en) * 2010-01-25 2016-05-05 Epcos Ag Electroacoustic Transducer having Reduced Losses due to Transverse Emission and Improved Performance due to Suppression of Transverse Modes
US20170155373A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Surface acoustic wave (saw) resonator structure with dielectric material below electrode fingers
US20180062612A1 (en) * 2015-04-24 2018-03-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Elastic wave device
US20180097508A1 (en) 2015-06-24 2018-04-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Filter device
US20180375491A1 (en) 2017-06-26 2018-12-27 Taiyo Yuden Co., Ltd. Acoustic wave resonator, filter, and multiplexer
US20190334500A1 (en) * 2017-01-13 2019-10-31 Murata Manufacturing Co., Ltd. Elastic wave device

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3946338A (en) * 1975-06-09 1976-03-23 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Acoustic wave devices involving perturbation of acoustic velocity by diffusion of metals
JP3101445B2 (ja) * 1992-11-19 2000-10-23 キヤノン株式会社 弾性表面波コンボルバ
JP2005311786A (ja) * 2004-04-22 2005-11-04 Univ Of Tokyo 表面弾性波素子、及び表面弾性波速度変調方法
JPWO2012127793A1 (ja) * 2011-03-22 2014-07-24 パナソニック株式会社 弾性波素子
JP6355328B2 (ja) * 2013-12-19 2018-07-11 太陽誘電株式会社 弾性表面波デバイス及びフィルタ
WO2017199485A1 (fr) * 2016-05-17 2017-11-23 株式会社村田製作所 Appareil à ondes élastiques
SG10202010325SA (en) * 2016-11-25 2020-11-27 Univ Tohoku Acoustic wave devices
JP6954799B2 (ja) * 2017-10-20 2021-10-27 株式会社村田製作所 弾性波装置
JP2019102896A (ja) * 2017-11-29 2019-06-24 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金膜
CN213783263U (zh) * 2018-03-09 2021-07-23 株式会社村田制作所 弹性波装置
FR3079053B1 (fr) * 2018-03-16 2020-03-27 Frec'n'sys Substrats composites pour les dispositifs d'etiquette a ondes acoustiques de surface pour applications de rfid et de capteurs
DE102018108732A1 (de) * 2018-04-12 2019-10-17 RF360 Europe GmbH Dünnschicht SAW-Wandler mit verbesserten Eigenschaften, elektroakustisches Filter und HF-Filter
KR20190138096A (ko) * 2018-06-04 2019-12-12 (주)와이솔 표면 탄성파 소자

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2091146B1 (fr) 2006-11-08 2015-07-22 Skyworks Panasonic Filter Solutions Japan Co., Ltd. Résonateur d'onde acoustique de surface
JP2010166148A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Murata Mfg Co Ltd 弾性波装置
US20120161577A1 (en) 2009-09-22 2012-06-28 Triquint Semiconductor, Inc. Acoustic Wave Guide Device and Method for Minimizing Trimming Effects and Piston Mode Instabilities
US20160126928A1 (en) * 2010-01-25 2016-05-05 Epcos Ag Electroacoustic Transducer having Reduced Losses due to Transverse Emission and Improved Performance due to Suppression of Transverse Modes
US20130249647A1 (en) 2011-03-25 2013-09-26 Panasonic Corporation Acoustic wave device with reduced higher order transverse modes
US20150123746A1 (en) 2013-11-01 2015-05-07 Taiyo Yuden Co., Ltd. Surface acoustic wave device and filter
US20150280689A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 Taiyo Yuden Co., Ltd. Surface acoustic wave device and filter
US20180062612A1 (en) * 2015-04-24 2018-03-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Elastic wave device
US20180097508A1 (en) 2015-06-24 2018-04-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Filter device
US20170155373A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Surface acoustic wave (saw) resonator structure with dielectric material below electrode fingers
US20190334500A1 (en) * 2017-01-13 2019-10-31 Murata Manufacturing Co., Ltd. Elastic wave device
US20180375491A1 (en) 2017-06-26 2018-12-27 Taiyo Yuden Co., Ltd. Acoustic wave resonator, filter, and multiplexer

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHUNG ET AL.: "Proton-Exchanged 36° Y-X LiTa0 Waveguides for Surface Acoustic Wave", IEEE TRANSACTIONS ON UFFC, vol. 53, no. 2, 2006, XP011148783, DOI: 10.1109/TUFFC.2006.1593391
KAKIO SHOJI ET AL: "Suppression of bulk wave radiation from leaky surface acoustic waves by loading with thin dielectric films", JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, vol. 87, no. 3, February 2000 (2000-02-01), pages 1440 - 1447, XP012049434 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113872556A (zh) * 2021-09-27 2021-12-31 江苏卓胜微电子股份有限公司 一种声表面波谐振器和射频滤波器

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Publication number Publication date
FR3105894B1 (fr) 2023-11-03
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