JP4063765B2 - 圧電素子、およびその生成方法 - Google Patents
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Claims (29)
- 少なくとも2つのスタッククリスタルフィルタ(30、32)を備える圧電素子を製作する方法であって、
該方法は、
a)基板(10)が提供されるステップと、
b)該基板(10)上において、該基板(10)上に設けられた第1の導電性層から少なくとも1つの下部電極(14)が生成されるステップと、
c)該基板(10)上において、少なくとも該下部電極(14)の領域において、層スタックが設けられるステップであって、該層スタックは、最下部層から始めて、第1の圧電性層(16)、第2の導電性層(18)、第2の圧電性層(20)および第3の導電性層(22)を含む、ステップと、
d)該第3の導電性層(22)のみがパターニングされ、これにより、少なくとも2つのスタッククリスタルフィルタ(30、32)が生成されるステップであって、互いに直接接続された該少なくとも2つのスタッククリスタルフィルタ(30、32)の該下部電極(14)および該下部電極(14)のそれぞれの直接接続は、1つの層から形成されており、互いに直接接続された該少なくとも2つのスタッククリスタルフィルタ(30、32)の該第2の導電性層(18)および該第2の導電性層(18)のそれぞれの直接接続は、1つの層から形成されている、ステップと、
e)該第3の導電性層(22)が信号入力または信号出力に接触接続されるステップと
を包含する、方法。 - ステップd)の後に、かつ、ステップe)の前に、前記第2の圧電性層(20)をパターニングするステップをさらに包含する、請求項1に記載の方法。
- 少なくとも1つの開口部(70)が前記第2の圧電性層(20)に生成され、さらに、前記第2の導電性層(18)が所定の電位に接触接続される、請求項1または2に記載の方法。
- ステップe)の前に、前記生成されたスタッククリスタルフィルタ(30、32)のうちの少なくとも1つの共振周波数が測定され、さらなるステップにおいて、前記第3の導電性層(22)の層厚が、局所的なエッチングでの除去によって修正される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- ステップd)および/またはe)の前に、少なくとも1つの最上部音響ミラー(48)が、好適には、前記第3の導電性層(22)上に設けられた層スタック(40)から生成され、該層スタック(40)は、導電性金属からできた少なくとも1つの層を有し、好適には、該層スタック(40)のすべての層が導電性である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記最上部音響ミラー(48)は、高音響インピーダンスと低音響インピーダンスとを交互に有する導電性金属の層シーケンス(42、44、46)を備える、請求項5に記載の方法。
- 前記第1の圧電性層(16)および前記第2の圧電性層(20)は、異なった層厚を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- ステップb)の前に、前記基板(10)に最下部音響ミラー(50)が生成される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記最下部音響ミラー(50)は、高音響インピーダンスと低音響インピーダンスとを交互に有する材料からできた下部シーケンス(52、54、56、58)を備える、請求項8に記載の方法。
- 前記下部電極(14)、前記第1の圧電性層(16)、前記中央電極(18)、前記第2の圧電性層(20)および前記上部電極(22)は、該下部電極(14)、該第1の圧電性層(16)、該中央電極(18)、該第2の圧電性層(20)および該上部電極(22)から形成された層スタック(60)が、前記スタッククリスタルフィルタ(30、32)の機械的振動の波長のほぼ半分に対応する層厚を有するように堆積される、請求項1〜9のいずれ一項に記載の方法。
- 少なくとも2つのスタッククリスタルフィルタ(300、320)を基板上に備える圧電素子(350、354、360、370、390)であって、
各スタッククリスタルフィルタ(300、320)は、
少なくとも1つの下部電極(114、114’)と、
該下部電極の上方に配置された第1の圧電性層(116、116’)と、
該第1の圧電性層の上方に配置された中央電極(118、118’)と、
該中央電極の上方に配置された第2の圧電性層(200、200’)と、
該第2の圧電性層の上方に配置された上部電極(220、220’)と
を備え、
該スタッククリスタルフィルタ(300、320)のそれぞれの下部電極(114、114’)のうちの少なくとも2つは、互いに直接接続され、該スタッククリスタルフィルタ(300、320)のそれぞれの中央電極(118、118’)のうちの少なくとも2つは、互いに直接接続され、
互いに直接接続された該少なくとも2つのスタッククリスタルフィルタ(300、320)の該下部電極(114、114’)および該下部電極のそれぞれの直接接続(115)は、1つの層から形成されており、互いに直接接続された該少なくとも2つのスタッククリスタルフィルタ(300、320)の該中央電極(118、118’)および該中央電極のそれぞれの直接接続(119)は、1つの層から形成されている、圧電素子。 - 前記下部電極(114、114’)は、グランドされていない、請求項11に記載の圧電素子。
- 前記下部電極(114、114’)の電位は、フローティングしている、請求項11または12に記載の圧電素子。
- 前記スタッククリスタルフィルタ(300、320)の下部電極(114、114’)上で互いに直接接続された該スタッククリスタルフィルタの前記上部電極(220、220’)は、信号入力または信号出力として用いられる、請求項11〜13のいずれか一項に記載の圧電素子。
- 前記圧電素子は、少なくとも1つの最下部音響ミラー(50)を備える、請求項11〜14のいずれか一項に記載の圧電素子。
- 前記上部電極(114、114’)の上方に、少なくとも1つの最上部音響ミラー(48)が配置されている、請求項11〜15のいずれか一項に記載の圧電素子。
- 前記最上部音響ミラー(48)は、少なくとも1つの導電性材料から形成されている、請求項16に記載の圧電素子。
- 前記最上部音響ミラー(48)は、前記上部電極(220、220’)と導通するように直接接続されている、請求項17に記載の圧電素子。
- 前記圧電素子は、少なくとも1つのコンタクトホール(70)を備え、該コンタクトホールは、前記上部電極(220、220’)および前記上部圧電性層(200、200’)を通って延び、該コンタクトホールを介して、前記中央電極(118、118’)は、少なくとも1つの導電材料を用いて、所定の電位に接続され得る、請求項11〜18に記載の圧電素子。
- 前記最上部音響ミラー(48)を形成するために用いられる前記少なくとも1つの導電材料のうちの1つは、前記中央電極(118、118’)を前記所定の電位に接続するためにも用いられる、請求項19に記載の圧電素子。
- 前記圧電素子は、少なくとも1つの2段シングルエンドフィルタ(350)を備え、該少なくとも1つの2段シングルエンドフィルタ(350)は、請求項11〜20に記載の態様で構成され接続された第1および第2のスタッククリスタルフィルタ(300、320)のうちの少なくとも1つを備え、
該第1のスタッククリスタルフィルタ(300)の前記上部電極(220)は、信号入力として接続され、該第2のスタッククリスタルフィルタ(320)の前記上部電極(220’)は、信号出力として接続され、前記中央電極(118、118’)は、グランドされている、請求項11〜20のいずれか一項に記載の圧電素子。 - 前記圧電素子は、少なくとも2つの直列接続された2段シングルエンドフィルタ(350、352)を備える、請求項21に記載の圧電素子。
- 前記圧電素子は、少なくとも1つのインピーダンス変換器(360)を備え、該少なくとも1つのインピーダンス変換器(360)は、請求項1〜20に記載の態様で構成され接続された第1および第2のスタッククリスタルフィルタ(300、320)のうちの少なくとも1つを備え、
該第1のスタッククリスタリフィルタ(300)の前記上部電極(220)は、信号入力として接続され、該第2のスタッククリスタルフィルタ(320)の前記上部電極(220’)は、信号出力として接続され、該第1および第2のスタッククリスタルフィルタ(300、320)の前記中央電極(118、118’)は、グランドされ、該第1のスタッククリスタルフィルタ(300)のインピーダンスは、該第2のスタッククリスタルフィルタ(320)のインピーダンスよりも小さい、請求項11〜22のいずれか一項に記載の圧電素子。 - 前記第1および前記第2のスタッククリスタルフィルタ(300、320)において、前記第1の圧電性層(116、116’)は、前記第2の圧電性層(200、200’)よりも薄い、請求項23に記載の圧電素子。
- 前記下部電極(114、114’)および前記上部電極(220、220’)は、異なった表面形状および/または表面サイズを有する、請求項23または24に記載の圧電素子。
- 前記圧電素子は、少なくとも1つの電力分割器(370)を備え、該少なくとも1つの電力分割器(370)は、請求項11〜20に記載の態様で構成され接続された第1、第2および第3のスタッククリスタルフィルタ(300、320、330)を少なくとも備え、
該第1のスタッククリスタルフィルタ(330)の前記上部電極(220)は、信号入力として接続され、該第2および第3のスタッククリスタルフィルタ(320、330)の前記上部電極(220’、220’’)は、それぞれ、信号出力として接続され、該第1、該第2および該第3のスタッククリスタルフィルタ(300、320、330)の前記下部電極(114、114’、114’’)および前記中央電極(118、118’、118’’)は、互いに直接接続され、該中央電極(118、118’、118’’)は、グランドされている、請求項11〜20のいずれか一項に記載の圧電素子。 - 前記圧電素子は、少なくとも1つのバランスフィルタ(390)を備え、該少なくとも1つのバランスフィルタ(390)は、4つのスタッククリスタルフィルタ(300、300’、320、320’)を備え、該4つのスタッククリスタルフィルタ(300、300’、320、320’)の中央電極(118)は、互いに直接接続され、該4つのスタッククリスタルフィルタ(300、300’、320、320’)のうちの各2つの前記下部電極(114)は、請求項11〜20に記載の態様で互いに直接接続され、これにより、2つのスタッククリスタルフィルタペア(370、380)が形成され、各スタッククリスタルフィルタペア(370、380)において、1つの上部電極(220)が信号入力として接続されており、1つの上部電極(220’)が信号出力として接続されている、請求項11〜20のいずれか一項に記載の圧電素子。
- 前記中央電極(118)は、グランドされている、請求項27に記載の圧電素子。
- 前記圧電素子の前記スタッククリスタルフィルタ(300、320)のうちの少なくとも1つにおいて、前記第1の電極(114)、前記第1の圧電性層(116)、前記中央電極(118)、前記第2の圧電性層(200)および前記上部電極(220)が層スタック(60)を形成し、該層スタック(60)の層厚は、該スタッククリスタルフィルタ(300、320)の機械的振動の波長のほぼ半分に対応する、請求項11〜28のいずれか一項に記載の圧電素子。
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