JP2015528667A - 温度補償能力を調整できる圧電音響共振器 - Google Patents
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Abstract
温度補償能力を調整できる圧電音響共振器である。前記圧電音響共振器は、圧電音響反射構造、第1電極、第2電極、第1電極と第2電極の間に位置する圧電層、及び温度補償層を含み、前記温度補償層はSixOy材料からなる単層温度補償層を用い、或いは、正の音速温度係数材料と負の音速温度係数材料から積層してなる複合温度補償層を用い、前記温度補償層は、前記圧電音響共振器における第1電極、圧電層及び第2電極による温度周波数シフトを逆補償するように設置され、x:yは1:2に等しくない。【選択図】図1
Description
本発明は電子デバイス技術分野に関し、特に温度補償能力を調整できる圧電音響共振器に関する。
無線通信機器の急速な普及に伴って、サイズが小さく、質量が軽く、性能が優れた高周波フィルタの需要は大きくなり、シリコンウエハーに作製した圧電音響フィルタは既に幅広く市場に受け入れられた。このような高性能フィルタを構成する圧電音響共振器は主に薄膜バルク音響共振器(Film Bulk Acoustic Resonator、FBAR)と固体実装共振器(Solid Mounted Resonator、SMR)を含む。
圧電音響共振器の共振周波数は伝播経路における各層の厚さと各層における縦方向音波の音速によって決められる。共振周波数は主に圧電層の厚さ及びその音速の影響を受ける。両電極の厚さ及びその内の音速は共振周波数にも大きい影響を及ぼす。キャビティからなる音響反射鏡は共振周波数に与える影響が無視できるのは、ほとんどすべての音を圧電層に反射して戻させることができるわけである。音響反射鏡は高音響インピーダンス層と低音響インピーダンス層により交互配列してなり、反射鏡の最上層は小さな部分の音響エネルギーを含むことがあるため、反射鏡の作用がある程度共振周波数に貢献することがある。
圧電音響共振器の圧電層、金属又は誘電体層の厚さ及びその内の音速はいずれも温度の変化にしたがって変わるため、圧電音響共振器の共振周波数も温度の変化にしたがって変わる。温度の変化に伴って各層で生じる厚さの膨張又は収縮は、共振周波数に影響を与えるが、温度の変化に伴って圧電音響共振器の共振周波数が変化する主要原因は、温度の変化に伴う各層内の音波伝播速度の変化である。従来、圧電音響共振器に使用されるほとんどの材料は負の音速温度係数を呈し、即ち、温度の上昇にしたがって音速が小さくなるのは、材料が高温で“軟化”(例えば、原子間力が弱められる)するからである。原子間力の減少は、材料の弾性係数の減少を引き起こすため、音速を減少してしまう。例えば、窒化アルミニウム(Aluminium Nitride、AlN)の音速温度係数は−25ppm/℃であり、モリブデン(Molybdenum、Mo)の音速温度係数は−60ppm/℃である。
圧電音響共振器からなる無線周波数(Radio Frequency、RF)フィルタは、一般的に1つの通過帯域周波数応答を有し、圧電音響共振器の周波数温度係数(Temperature Coefficient of Frequency、TCF)はRFフィルタの製造歩留りを低下させる。これは、圧電音響共振器からなる機器又はデバイスが、通過帯域幅に関する要求を満たすために、一定の温度範囲下でのみ構成されるからである。ほとんどの所要のダイプレクサーは、広い温度範囲内でその要求を満たすことができるため、低い周波数温度係数となるのは重要である。圧電音響共振器を含む高安定な発振器は圧電音響共振器の周波数温度係数に対してより厳しい要求を求め、周波数温度係数が非常に低く又は零に接近する必要があるのは、ほとんどの発振器は参考信号又は定時信号を提供することに用いられ、温度変化がこれらの信号に非常に小さい影響しか及ぼさないことが求められるからである。
低い周波数温度係数を取得するために、一般的に使用される方法は、圧電音響共振器の積層構造に1層のシリカ(SiO2)温度補償層材料を増加することである。圧電音響共振器の積層構造を構成する主要材料は基本的に負の音速温度係数を有するが、SiO2材料は正の音速温度係数を有し、積層構造におけるSiO2及びその他の各層材料の厚さを調整することによって、あるフィルタ使用には効果的に圧電音響共振器の周波数が温度に伴うドリフトを低下させることができる。しかしながら、その他のあるフィルタの使用には圧電共振器の共振周波数、電気機械結合係数、共振器品質因子、及び共振器の周波数温度係数は同時に一定の要求を満たしていなければならず、単に共振器の積層構造における各層の厚さを調整することによって実現しにくい。このため、従来、如何に温度補償層材料の温度補償能力、即ち、温度補償層材料の音速温度係数を調整でき、共振器の設計過程により強い柔軟性を有させるかは、現在において解決しようとする技術問題となる。
本発明は、関連技術に用いられた温度補償方法では補償層の音速温度係数を調整できない問題を解決し、圧電音響共振器に柔軟な設計パラメータを提供するための温度補償能力を調整できる圧電音響共振器を提供する。
本発明は、温度補償能力を調整できる圧電音響共振器を提供し、圧電音響反射構造、第1電極、第2電極、第1電極と第2電極の間に位置する圧電層、及び温度補償層を含み、前記温度補償層はSixOy材料からなる単層温度補償層を用い、或いは、正の音速温度係数材料と負の音速温度係数材料から積層してなる複合温度補償層を用い、前記温度補償層は、前記圧電音響共振器における前記第1電極、前記圧電層及び前記第2電極による温度周波数シフトを逆補償するように設置され、x:yは1:2に等しくない。
選択的に、前記圧電音響共振器では、前記温度補償層は前記SixOy材料からなる単層温度補償層を用いる際に、前記温度補償層の音速温度係数はSixOyにおける酸素の割合の増加にしたがって増加し、前記SixOyにおけるケイ素の割合の増加にしたがって減少し、及び前記温度補償層は前記正の音速温度係数材料と前記負の音速温度係数材料から積層してなる複合温度補償層を用いる際に、前記温度補償層の音速温度係数は正の音速温度係数材料の厚さの増加にしたがって増加し、負の音速温度係数材料の厚さの増加にしたがって減少する。
選択的に、前記圧電音響共振器では、前記温度補償層は前記正の音速温度係数材料と前記負の音速温度係数材料から積層してなる複合温度補償層を用いる際に、前記温度補償層における前記正の音速温度係数材料はSiO2を用いて、前記負の音速温度係数材料は誘電体或いは金属材料を用いる。
選択的に、前記圧電音響共振器では、前記温度補償層の配置方式は以下のような方式の中の1種類を用い、前記温度補償層は前記圧電音響反射構造と第1電極の間に配置され、前記温度補償層は前記第1電極と前記圧電層の間に配置され、前記温度補償層は前記圧電層と前記第2電極の間に配置され、及び前記温度補償層は前記第2電極の上に配置される。
選択的に、前記圧電音響共振器では、前記温度補償層は薄膜析出技術によって製造される。
選択的に、前記圧電音響共振器では、前記第1電極と前記第2電極は同じ或いは異なる金属材料を用い、前記金属材料は、金(Au)、ウォルフラム(W)、モリブデン(Mo)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、チタンタングステン(TiW)、アルミニウム(Al)又はチタン(Ti)を含む。
選択的に、前記圧電音響共振器では、前記圧電層は窒化アルミニウム(AlN)、酸化亜鉛(ZnO)、圧電セラミックス(PZT)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、ニオブ酸カリウム(KNbO3)又はタンタル酸リチウム(LiTaO3)の中の1種類を用いる。
本発明のように、温度補償層材料の音速温度係数を調整し、或いは正の音速温度係数材料と負の音速温度係数材料から積層してなる複合温度補償層を用いることによって温度補償層材料の温度補償能力を調整する方法は、共振器の設計過程により強い柔軟性を有させる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例を詳しく説明する。なお、衝突しない場合に、本出願における実施例及び実施例における特徴を互いに任意に組み合わせることができる。
本発明は、温度補償能力を調整できる圧電音響共振器を提供する。本発明は、特定の薄膜析出技術によって共振器積層構造における温度補償層の音速温度係数を制御して、温度補償能力を調整できる温度補償層を取得し、或いは共振器積層構造には複合温度補償層を配置して、複合層における正音速温度係数を有する薄膜と負の音速温度係数を有する薄膜の厚さを調整することによって、同様に、温度補償能力を調整できる温度補償層を取得することができ、温度補償層を有する圧電音響共振器の設計に柔軟で可変パラメータを提供する。
本発明は、温度補償能力を調整できる圧電音響共振器を提供し、圧電音響反射構造、第1電極、第2電極及び第1電極と第2電極の間に位置する圧電層を含み、前記圧電音響共振器は温度補償層を更に含み、前記温度補償層はSixOy材料からなる単層温度補償層を用いて、或いは、正の音速温度係数材料と負の音速温度係数材料から積層してなる複合温度補償層を用い、前記温度補償層は、前記圧電音響共振器における第1電極、圧電層及び第2電極による温度周波数シフトを逆補償するように設置され、x:yは1:2に等しくない。
温度補償層はSixOy材料からなる単層温度補償層を用いる際に、温度補償層の音速温度係数はSixOyにおける酸素の割合の増加にしたがって増加し、前記SixOyにおけるケイ素の割合の増加にしたがって減少し、及び温度補償層は正の音速温度係数材料と負の音速温度係数材料から積層してなる複合温度補償層を用いる際に、温度補償層の音速温度係数は正の音速温度係数材料の厚さの増加にしたがって増加し、負の音速温度係数材料の厚さの増加にしたがって減少する。
温度補償層の配置方式は以下のような方式の中の1種類を用い、温度補償層は圧電音響反射構造と第1電極の間に配置され、温度補償層は第1電極と圧電層の間に配置され、温度補償層は圧電層と第2電極の間に配置され、及び温度補償層は第2電極の上に配置される。
選択的に、温度補償層は正の音速温度係数材料と負の音速温度係数材料から積層してなる複合温度補償層を用いる際に、温度補償層における正の音速温度係数材料はSiO2を用いて、負の音速温度係数材料は誘電体或いは金属材料を用いる。
選択的に、温度補償層は薄膜析出技術によって製造される。
以上のように、本発明の実施例は薄膜析出技術によって、圧電音響共振器を製造する過程に、補償材料における元素の割合を調整することによって温度補償層材料の音速温度係数を調整し、即ち、温度補償層材料の温度補償能力を変えて、或いは正音速温度係数と負の音速温度係数の薄膜材料からなる複合温度補償層を用いて、2種類の薄膜の厚さを調整することによって、温度補償能力を調整できる温度補償層を取得することもでき、温度補償層を有する圧電音響共振器の設計に柔軟で可変パラメータを提供する。
以下、具体的な実施例によって本発明の実施形態の前記装置を詳しく説明する。
実施例1
図1に示すように、本発明の実施例は温度補償能力を調整できる圧電音響共振器を提供し、該圧電音響共振器100は圧電音響反射構造110、圧電音響反射構造110に位置する第1電極120、第1電極120に位置する温度補償層130、温度補償層130に位置する圧電層140、及び圧電層140に位置する第2電極150を含む。圧電音響共振器100の共振周波数は共振器を構成する各層の材料の厚さ及び各層の材料における音波波速などの要素によってともに決められる。
図1に示すように、本発明の実施例は温度補償能力を調整できる圧電音響共振器を提供し、該圧電音響共振器100は圧電音響反射構造110、圧電音響反射構造110に位置する第1電極120、第1電極120に位置する温度補償層130、温度補償層130に位置する圧電層140、及び圧電層140に位置する第2電極150を含む。圧電音響共振器100の共振周波数は共振器を構成する各層の材料の厚さ及び各層の材料における音波波速などの要素によってともに決められる。
圧電音響反射構造110は空気キャビティである際に、圧電音響共振器100はFBARと呼ばれ、圧電音響反射構造110は低音響インピーダンスと高音響インピーダンスにより交互に積み重ねてなるプラハ音波反射鏡である際に、圧電音響共振器100はSMRと呼ばれる。
第1電極120と第2電極150は同じ又は異なる金属材料により形成することができ、金属材料はAu、W、Mo、Pt、Ru、Ir、TiW、Al又はTiであってよく、又は類似の材料である。圧電層140は以下の材料、例えば、AlN、ZnO、PZT、LiNbO3、KNbO3又はLiTaO3により形成することができるが、これらの材料に制限されない。
圧電音響共振器100を構成する第1電極120、圧電層140及び第2電極150は負の音速温度係数を有する。温度が上昇する際に、第1電極120、圧電層140及び第2電極150において音波の伝播速度が降下し、共振器の共振周波数が降下する。このため、温度補償されない圧電音響共振器100(温度補償層130がない)の周波数温度係数は負である。例えば、AlN層と2つのMo電極からなる圧電音響共振器において、2つのMo電極の厚さはAlNの厚さよりはるかに小さいと、共振器の周波数温度係数はAlNの音速温度係数、即ち、−25ppm/℃に接近する。Mo電極の厚さはAlNの厚さに近いと、Moの音速温度係数は圧電音響共振器の周波数温度係数に大きく貢献することがあり、そのTCFが−30ppm/℃〜−40ppm/℃にある。共振器構造におけるMoとAlNの厚さ比が大きいほど、共振器のTCFの負値が大きい。
温度変化による共振器の共振周波数の変化を補償するために、第1電極120と圧電層140の間に温度補償層130を加え、該温度補償層130はSixOy材料を用いて、その音速温度係数の符号は第1電極120、圧電層140及び第2電極150と逆であり、即ち、正音速温度係数を有する。x:yは1:2に等しくない。
本発明の実施例において、薄膜析出技術によってシリカの温度補償層130のケイ素−酸素原子の割合を変えることができる。化学気相成長によって、反応ガスの一酸化二窒素(N2O)とシラン(SiH4)の流速を変えることによって、異なるケイ素−酸素原子の割合を有するシリカ薄膜を取得することができる。
本発明の実施例において、x:yの割合が変わる際に、SixOyの音速温度係数は変化する。x:yの割合が小さいほど、即ち、SixOyにおける酸素の割合が大きいほど、材料の音速温度係数は大きく、x:yの割合が大きいほど、即ち、SixOyにおけるケイ素の割合が大きいほど、材料の音速温度係数は小さくなってひいては負数となる。要するに、特定の薄膜析出技術によって温度補償層SixOyのケイ素−酸素原子の割合を変えることによって、温度補償層130の音速温度係数を変化させることができ、圧電音響共振器100において温度補償層130の温度補償能力を調整できることによって現す。
本発明の実施例は温度補償層130材料の温度補償能力を調整することによって、温度補償層130を有する圧電音響共振器100により多くの設計変数を提供することができ、共振器の設計過程により強い柔軟性を有させる。
図2に示すように、本発明の実施例による手段を用いて得られた圧電音響共振器100の周波数温度曲線であり、各曲線で代表した圧電音響共振器の相違はただ温度補償層130におけるケイ素−酸素原子の割合である。圧電層材料はAlNであり、第1電極と第2電極はMoである。温度補償層130のケイ素−酸素原子比x:y=1:2である際に、圧電音響共振器の周波数温度係数は+9ppm/℃であり、ケイ素−酸素原子比x:y=1:1である際に、圧電音響共振器の周波数温度係数は0ppm/℃であり、ケイ素−酸素原子比x:y=2:1である際に、圧電音響共振器の周波数温度係数は−8ppm/℃であり、このため、このような特別なSiO2薄膜析出技術によって一定の範囲内に正確的に圧電音響共振器の周波数温度係数を制御することができる。説明する必要があるのは、本発明の実施例による温度補償層130はケイ素−酸素原子比がx:y=1:2である割合を使用せず、図2に言及した“ケイ素−酸素原子比x:y=1:2”は、ただ本発明の実施例の比較曲線とするだけである。
実施例2
図3に示すように、本発明の実施例による温度補償能力を調整できる圧電音響共振器であり、この典型的な実施例において、圧電音響共振器300は圧電音響反射構造310、圧電音響反射構造310に位置する第1電極320、第1電極320に位置する圧電層330、圧電層330に位置する温度補償層340、及び温度補償層340に位置する第2電極350を含む。温度補償層340はSixOy材料を用いて、x:yは1:2に等しくない。
図3に示すように、本発明の実施例による温度補償能力を調整できる圧電音響共振器であり、この典型的な実施例において、圧電音響共振器300は圧電音響反射構造310、圧電音響反射構造310に位置する第1電極320、第1電極320に位置する圧電層330、圧電層330に位置する温度補償層340、及び温度補償層340に位置する第2電極350を含む。温度補償層340はSixOy材料を用いて、x:yは1:2に等しくない。
本発明の実施例において、第1電極320と第2電極350は同じ又は異なる金属材料により形成することができ、金属材料はAu、W、Mo、Pt、Ru、Ir、TiW、Al又はTiであってよく、又は類似の材料である。圧電層330は以下の材料、例えば、AlN、ZnO、PZT、LiNbO3、KNbO3又はLiTaO3により形成することができるが、これらの材料に制限されない。
実施例3
図4に示すように、本発明の実施例による温度補償能力を調整できる圧電音響共振器であり、この典型的な実施例において、圧電音響共振器400は圧電音響反射構造410、圧電音響反射構造410に位置する第1電極420、第1電極420に位置する圧電層430、圧電層430に位置する第2電極440、及び第2電極440に位置する温度補償層450を含む。温度補償層450はSixOy材料を用いて、x:yは1:2に等しくない。
図4に示すように、本発明の実施例による温度補償能力を調整できる圧電音響共振器であり、この典型的な実施例において、圧電音響共振器400は圧電音響反射構造410、圧電音響反射構造410に位置する第1電極420、第1電極420に位置する圧電層430、圧電層430に位置する第2電極440、及び第2電極440に位置する温度補償層450を含む。温度補償層450はSixOy材料を用いて、x:yは1:2に等しくない。
本発明の実施例において、第1電極420と第2電極440は同じ又は異なる金属材料により形成することができ、金属材料はAu、W、Mo、Pt、Ru、Ir、TiW、Al又はTiであってよく、又は類似の材料である。圧電層430は以下の材料、例えば、AlN、ZnO、PZT、LiNbO3、KNbO3又はLiTaO3により形成することができるが、これらの材料に制限されない。
実施例4
図5に示すように、本発明の実施例による温度補償能力を調整できる圧電音響共振器であり、この典型的な実施例において、圧電音響共振器500は圧電音響反射構造510、圧電音響反射構造510に位置する第1電極520、第1電極520に位置する複合温度補償層530、複合温度補償層530に位置する圧電層540、及び圧電層540に位置する第2電極550を含む。圧電音響共振器500の共振周波数は共振器を構成する各層の材料の厚さ及び各層の材料における音波波速などの要素によってとともに決められる。
図5に示すように、本発明の実施例による温度補償能力を調整できる圧電音響共振器であり、この典型的な実施例において、圧電音響共振器500は圧電音響反射構造510、圧電音響反射構造510に位置する第1電極520、第1電極520に位置する複合温度補償層530、複合温度補償層530に位置する圧電層540、及び圧電層540に位置する第2電極550を含む。圧電音響共振器500の共振周波数は共振器を構成する各層の材料の厚さ及び各層の材料における音波波速などの要素によってとともに決められる。
第1電極520と第2電極550は同じ又は異なる金属材料により形成することができ、金属材料はAu、W、Mo、Pt、Ru、Ir、TiW、Al又はTiであってよく、又は類似の材料である。圧電層540は以下の材料、例えば、AlN、ZnO、PZT、LiNbO3、KNbO3又はLiTaO3により形成することができるが、これらの材料に制限されない。
本発明の実施例において、圧電音響共振器500を構成する第1電極520、圧電層540及び第2電極550は負の音速温度係数を有する。温度が上昇する際に、第1電極520、圧電層540及び第2電極550において音波の伝播速度が降下して、共振器の共振周波数が降下する。温度変化による共振器の共振周波数の変化を補償するために、第1電極520と圧電層540の間に複合温度補償層530を加える。複合温度補償層530は材料層530_1と530_2を含み、1層の正音速温度係数を有する材料層ともう1層の負の音速温度係数を有する材料層であり、530_1は正の音速温度係数材料層であると、530_2は負の音速温度係数材料層であり、530_1は負の音速温度係数材料層であると、530_2は正の音速温度係数材料層である。選択的に、複合温度補償層530における正の音速温度係数材料はSiO2であり、負の音速温度係数材料は誘電体又は金属材料であってよい。
複合温度補償層530では、仮に530_1は正の音速温度係数を有して、530_2は負の音速温度係数を有し、530_1と530_2の厚さ比が増加すると、圧電共振器500の周波数温度係数は正の方向に向かって変化し、530_1と530_2の厚さ比が減少すると、圧電共振器500の周波数温度係数は負の方向に向かって変化する。このため、複合温度補償層530における正の音速温度係数材料層と負の音速温度係数材料層の厚さを変化することによって、複合温度補償層530の音速温度係数を変えることができ、圧電音響共振器500において温度補償層530の温度補償能力を調整できることによって現す。
複合温度補償層530材料の温度補償能力を調整することによって、複合温度補償層530を有する圧電音響共振器500により多くの設計変数を提供することができ、共振器の設計過程により強い柔軟性を有させる。
図6に示すように、図6は圧電音響共振器500の周波数温度曲線であり、各曲線で代表した圧電音響共振器の相違はただ複合温度補償層530における正音速温度係数薄膜と負の音速温度係数薄膜の厚さ比であり、曲線601〜604は正音速温度係数薄膜と負の音速温度係数薄膜の厚さ比が次第に増加することを表す。温度が25℃である際に、各圧電音響共振器の共振周波数はイコール或いは接近する。該圧電音響共振器の圧電層材料はAlNであり、第1電極と第2電極材料はMoである。複合温度補償層530では、負の音速温度係数材料は窒化ケイ素(SiN)、正の音速温度係数材料はSiO2である。
実施例5
図7に示すように、本発明の実施例による温度補償能力を調整できる圧電音響共振器であり、該圧電音響共振器は図5に示す圧電音響共振器との相違は複合温度補償層が共振器の積層構造の中での位置である。圧電音響共振器700は圧電音響反射構造710、圧電音響反射構造710に位置する第1電極720、第1電極720に位置する圧電層730、圧電層730に位置する複合温度補償層740、及び複合温度補償層740に位置する第2電極750を含む。
図7に示すように、本発明の実施例による温度補償能力を調整できる圧電音響共振器であり、該圧電音響共振器は図5に示す圧電音響共振器との相違は複合温度補償層が共振器の積層構造の中での位置である。圧電音響共振器700は圧電音響反射構造710、圧電音響反射構造710に位置する第1電極720、第1電極720に位置する圧電層730、圧電層730に位置する複合温度補償層740、及び複合温度補償層740に位置する第2電極750を含む。
実施例6
図8に示すように、本発明の実施例による温度補償能力を調整できる圧電音響共振器であり、該圧電音響共振器は図5に示す圧電音響共振器との相違は複合温度補償層が共振器の積層構造の中での位置である。圧電音響共振器800は圧電音響反射構造810、圧電音響反射構造810に位置する第1電極820、第1電極820に位置する圧電層830、圧電層830に位置する第2電極840、及び第2電極840に位置する複合温度補償層850を含む。
図8に示すように、本発明の実施例による温度補償能力を調整できる圧電音響共振器であり、該圧電音響共振器は図5に示す圧電音響共振器との相違は複合温度補償層が共振器の積層構造の中での位置である。圧電音響共振器800は圧電音響反射構造810、圧電音響反射構造810に位置する第1電極820、第1電極820に位置する圧電層830、圧電層830に位置する第2電極840、及び第2電極840に位置する複合温度補償層850を含む。
以上から分かるように、本発明の実施例は温度補償層材料の温度補償能力を調整することによって、温度補償層を有する圧電音響共振器により多くの設計変数を提供することができ、共振器の設計過程により強い柔軟性を有させ、或いは、本発明の実施例は複合温度補償層材料の温度補償能力を調整することによって、複合温度補償層を有する圧電音響共振器により多くの設計変数を提供することができ、共振器の設計過程により強い柔軟性を有させる。
無論、当業者は、本発明の精神と範囲を逸脱しない限り、本発明の実施例に対して様々な修正と変形を行うことができる。このように、本発明の実施例のこれらの修正と変形は本発明の請求項及びその等同技術の範囲に属すると、本発明にこれらの修正と変形も含まれる。
本発明の実施例において、温度補償層材料の音速温度係数を調整して、或いは正の音速温度係数材料と負の音速温度係数材料から積層してなる複合温度補償層を用いることによって温度補償層材料の温度補償能力を調整する方法は、共振器の設計過程により強い柔軟性を有させる。
Claims (7)
- 温度補償能力を調整できる圧電音響共振器であって、圧電音響反射構造、第1電極、第2電極、第1電極と第2電極の間に位置する圧電層、及び温度補償層を含み、
前記温度補償層はSixOy材料からなる単層温度補償層を用い、或いは、正の音速温度係数材料と負の音速温度係数材料から積層してなる複合温度補償層を用い、
前記温度補償層は、前記圧電音響共振器における前記第1電極、前記圧電層及び前記第2電極による温度周波数シフトを逆補償するように設置され、x:yは1:2に等しくない、温度補償能力を調整できる圧電音響共振器。 - 前記温度補償層が前記SixOy材料からなる単層温度補償層を用いる際に、前記温度補償層の音速温度係数はSixOyにおける酸素の割合の増加にしたがって増加し、前記SixOyにおけるケイ素の割合の増加にしたがって減少し、及び
前記温度補償層が前記正の音速温度係数材料と前記負の音速温度係数材料から積層してなる複合温度補償層を用いる際に、前記温度補償層の音速温度係数は正の音速温度係数材料の厚さの増加にしたがって増加し、負の音速温度係数材料の厚さの増加にしたがって減少する請求項1に記載の圧電音響共振器。 - 前記温度補償層は前記正の音速温度係数材料と前記負の音速温度係数材料から積層してなる複合温度補償層を用いる際に、前記温度補償層における前記正の音速温度係数材料はSiO2を用いて、前記負の音速温度係数材料は誘電体或いは金属材料を用いる請求項1に記載の圧電音響共振器。
- 前記温度補償層の配置方式は、
前記温度補償層が前記圧電音響反射構造と第1電極の間に配置され、
前記温度補償層が前記第1電極と前記圧電層の間に配置され、
前記温度補償層が前記圧電層と前記第2電極の間に配置され、
前記温度補償層が前記第2電極の上に配置される、との方式の中の1種類を用いる請求項1〜3のいずれか一つに記載の圧電音響共振器。 - 前記温度補償層は薄膜析出技術によって製造される請求項1〜3のいずれか一つに記載の圧電音響共振器。
- 前記第1電極と前記第2電極は同じ或いは異なる金属材料を用い、
前記金属材料は、金(Au)、ウォルフラム(W)、モリブデン(Mo)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、チタンタングステン(TiW)、アルミニウム(Al)又はチタン(Ti)を含む請求項1に記載の圧電音響共振器。 - 前記圧電層は、窒化アルミニウム(AlN)、酸化亜鉛(ZnO)、圧電セラミックス(PZT)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、ニオブ酸カリウム(KNbO3)又はタンタル酸リチウム(LiTaO3)の中の1種類を用いる請求項1に記載の圧電音響共振器。
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