TWI231647B - Device of a layered SAW SFIT filter - Google Patents

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TWI231647B TW93100129A TW93100129A TWI231647B TW I231647 B TWI231647 B TW I231647B TW 93100129 A TW93100129 A TW 93100129A TW 93100129 A TW93100129 A TW 93100129A TW I231647 B TWI231647 B TW I231647B
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Jeng-Jung Wu
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Jeng-Jung Wu
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1231647 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種表面聲波元件,特別是指一種層狀 斜交指叉式表面聲波元件。 5 【先前技術】 由於表面聲波元件(Surface Acoustic Wave Device,SAW Device)具有輕薄短小、成本低、損耗低、Q值高等各項優點, 因此被大量運用在手機、無線電話、呼叫器、基地台、汽車 遙控器、電視機、纜線數據機等各項通訊相關產品;成為目 前無線通訊系統、衛星通訊系統、光通訊系統等各類通訊系 統中,不可或缺的關鍵零組件之一。隨著新一代通訊系統之 來臨,高傳輸速度及大資料傳輸量之需求備受重視,要如何 提升表面聲波元件之頻寬成為目前最主要的研究課題之一。 般如表面聲波渡波器等之表面聲波元件,其最大頻寬 約只能達中心頻率之2〇%,面對未來各種通訊系統將不敷使 用於疋,如圖1及圖2所示,一種斜交指又式表面聲波元 牛在近年來備文重視,該斜交指叉式表面聲波元件9是在 ,1電材料93之表面上形成兩斜交指又式電極璋%,該等 j ”私又式電極埠94具有兩對斜交指叉式電極941。各該斜 料又式電極941具有一匯流條942,以及複數由該匯流條 之側邊向對應之另一斜交指又式電極941,之匯流條 交於方向延伸之電極條943,該電極條州與對應之另一斜 =曰又式電極941,之電極條州,彼此交錯間隔排列,且各該 电極條943、943, 伸方向分別與其所連接之匯流條942、 1231647 942之縱長方向呈—非直角之角度。各該斜交指又式電極埠 94的斜交指又式電極941、941,其中之一斜交指又式電極941 與一電路(圖未示)電性連接,另一斜交指叉式電極941,則接 地,藉由斜交指又式電極941與941,間產生電位i,使該壓 電材料93表面產生所需特定頻率之表面波。 上述之斜交指又式表面聲波元件9的優點主要在於依其 所設計之渡波器能形成的最大頻寬可為中心頻率之5〇%,: 可作為寬職波器來使用。圖3則顯示另—型態之斜交指又 式表面聲波元件9。 然而,如圖4所示,當濾波器的頻寬設計較大時,上述 的斜交指又式表面聲波元件9便會因本身阻抗之因素,導致 其頻率響應出現通帶(pass band)傾斜的現象,❿為斜交指叉 式表面聲波元件之一大缺點,故將傾斜之通帶平坦化便為目 則主要之研究課題。以下在介紹現今能將通帶加以平坦化之 一種方式’其分別為(1 )如圖5所示之並聯電感95方式, (2)如圖6所示之電極對數加權方式,及(3)如圖7所示 之交又長度加權方式。其中並聯電感方式容易造成不必要之 損失,使得元件之插入損失變A ;電極對數加權方式則容易 造成通帶之漣波(ripples)效應變大;而交又長度加權方式雖 然為目前最常用之方式,但由於交又長度變化之精確度要求 極高,過程中需依賴昂貴的電子束曝光機,導致設計與生產 成本大幅提高。此外,利用電極對數加權方式或者交叉長度 加權方式來設計斜交指又式表面聲波元件9時,由於需要反 覆汁算之繁雜過程,導使設計時間十分冗長。因此目前急需 1231647 提供一能有效將通帶平坦化、且較簡便於元件之設計與製作 的方式。 【發明内容】 本發明之主要目的是在提供一種能將通帶平坦化之層 5 狀斜交指叉式表面聲波元件。 本發明之另一目的是在提供一種利用機電耦合係數之 頻散效應來控制通帶傾斜狀態之層狀斜交指叉式表面聲波 元件。 本發明之又一目的是在提供一種能提高中心頻率之層 10 狀斜交指叉式表面聲波元件。 本發明之再一目的是在提供一種能使通帶頻寬增加之 層狀斜交指叉式表面聲波元件。。 本發明之層狀斜交指叉式表面聲波元件包括一基底材 料層、一位於該基底材料層上之壓電薄膜層,以及一對形成 15 於該壓電薄膜層遠離該基底材料層之表面上的斜交指叉式 電極埠。 本發明另一態樣之層狀斜交指叉式表面聲波元件包括 一基底材料層、一位於該基底材料層上之壓電薄膜層’以及 一對形成於該壓電薄膜層鄰接該基底材料層之介面上的斜 20 交指叉式電極埠。 本發明之功效在於使該層狀斜交指叉式表面聲波元件 之通帶平坦化、通帶頻寬加大,並具有提高中心頻率之特 性;且更進一步地可控制並設計出特定之頻寬大小以及通帶 傾斜狀態。 1231647 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效,在以 下配合參考圖式之五較佳實施例的詳細說明中,將可清楚的 明白。在提出詳細說明之前,要注意的是,在以下的敘述中, 5 類似的元件是以相同的編號來表示。 如圖8及圖9所示,本發明層狀斜交指叉式表面聲波元 件1之第一較佳實施例是一具有通帶平坦化功效的寬頻濾波 器,該層狀斜交指叉式表面聲波元件1包括一基底材料層2、 一形成於該基底材料層2上之壓電薄膜層3,以及形成於該 10 壓電薄膜層3上之兩斜交指叉式電極璋4。該壓電薄膜層3 具有一遠離該基底材料層2之表面31,而該基底材料層2則 具有一鄰接該壓電薄膜層3之介面23。在本實施例中,該等 斜交指叉式電極埠4形成於該表面31上。各該斜交指叉式 電極埠4具有兩形成於該表面31上之相對之斜交指叉式電 15 極41,各該斜交指叉式電極41具有一匯流條42,以及複數 由該匯流條42之一側邊向對應之另一斜交指叉式電極41’之 匯流條42’方向延伸之電極條43,該電極條43與對應之另一 斜交指叉式電極41’之電極條43’彼此交錯間隔排列,且各該 電極條43、43’之延伸方向分別與其所連接之匯流條42、42’ 20 之縱長方向呈一非直角之角度。 該基底材料層2能以矽晶(Silicon)、碳原子所組成之鑽 石(Diamond)、藍寶石(Sapphire)、石申化鎵(GaAs)、銳酸鋰 (LiNb03)、组酸鋰(LiTa〇3)、玻璃(Glass),以及石英(Quartz) 等其中之一材質形成。而該壓電薄膜層3則能以氮化鋁 1231647 (AIN)、氧化鋅(ZnO)、鈮酸鋰(LiNb03)、钽酸鋰(LiTa03),以 及鍅鈦酸鉛(PZT)等其中之一材質形成。 該等斜交指叉式電極埠4是由金屬鋁(Α1)以舉離製程 (lift-off)或蝕刻製程形成於該壓電薄膜層3上遠離該基底材 5 料層2之表面31上,但並不以此為限,該等斜交指叉式電 極埠4亦能形成於該基底材料層2鄰近該壓電薄膜層3之介 面23上,也就是形成於該壓電薄膜層3與該基底材料層2 之間。 本實施例之第一態樣的該層狀斜交指叉式表面聲波元 10 件1之基底材料層2為矽晶,而該壓電薄膜層3為氮化鋁, 且該等斜交指叉式電極埠4形成於該壓電薄膜層3遠離該基 底材料層2之表面31上,在此稱此第一態樣之層狀斜交指 叉式表面聲波元件1具有SFIT/AIN/Silicon之層狀結構。如 圖10所示,由於該SFIT/AIN/Silicon層狀結構的機電耦合係 15 數(electromechanical coupling coefficient)之頻散關係,呈現 機電耦合係數隨著頻率與氮化鋁所形成之壓電薄膜層3的厚 度之積增加而變大之趨勢,因此該具有SnT/AiN/Silicon層 狀結構之層狀斜交指叉式表面聲波元件1便可利用機電耦合 係數之頻散效應(dispersion relation),將原本斜交指叉式表面 20 聲波元件之通帶傾斜現象平坦化。 在此第一態樣中,該以氮化鋁所形成之壓電薄膜層3之 尽度為1 μιη ’而該兩斜交指叉式電極埠4之設計參數對照示 意圖如圖11所示,其設計參數則如下表1所列: 1231647 表1 斜交指叉式電極埠 參數尺寸 最小設計波長(xmin) 20 μχη 最大設計波長(Xmax) 34 μνη 輸入端對數(NinpUt) 40對 輸出端對數(Output) 50對 波傳距離(D) 2728.5 μηι 交叉長度(W) 5000 μιη 最大傾斜角度(〇0 4.04 度 如圖12所示,實線代表該具有SFIT/AIN/Silicon層狀結 構之層狀斜交指叉式表面聲波元件1,存在頻散效應時的頻 5 率響應;而虛線則代表具有相同設計參數之層狀斜交指叉式 表面聲波元件1 ,但不考慮其層狀結構SFIT/AIN/Silicon之 頻散效應時的頻率響應,其結果如同傳統斜交指叉式表面聲 波元件9(見圖1及圖2),其頻率響應呈現通帶傾斜現象。相 對於不考慮層狀結構頻散效應的層狀斜交指叉式表面聲波 10 元件1之通帶所呈現-6dB/100MHz之傾斜斜率,該通帶呈現 -0.8dB/100MHz之傾斜斜率的層狀斜交指叉式表面聲波元件 1明顯地因其所具有SFIT/AIN/Silicon層狀結構的頻散效 應,而獲得通帶平坦化之功效。 本實施例之第二態樣的該層狀斜交指叉式表面聲波元 15 件1與上述第一態樣大致相同,其差異處在於,在此第二態 樣中,該壓電薄膜層3是改以氧化鋅之材質形成,而使得該 1231647 層狀斜交指叉式表面聲波元件1具有SFIT/ZnO/Silicon之層 狀結構。如圖13所示,該SFIT/ZnO/Silicon層狀結構第一模 態(1 st mode)之機電耦合係數頻散關係,在頻率與氧化鋅所形 成之壓電薄膜層3的厚度之積約小於2000 m/s前 5 ^ 2000 ,呈現機電耦合係數隨著頻率與氧化鋅形成 之壓電薄膜層3的厚度之積增加而變大的趨勢。因此該具有 SFIT/ZnO/Silicon層狀結構之層狀斜交指叉式表面聲波元件 1便同樣可利用機電耦合係數之頻散效應將通帶傾斜現象平 坦化。 馨 10 在此第二態樣中,該以氧化鋅所形成之壓電薄膜層3之 厚度為2/mi,而該兩斜交指叉式電極埠4之設計參數對照示 意圖如圖11所示,設計參數則如下表2所列: 表2 斜交指叉式電極埠 參數尺寸 最小設計波長(Xmin) 8 μνα 最大設計波長(Xmax) 12.8 μιη 輸入端對數(Ninput) 40對 輸出端對數(Output) 32對 波傳距離(D) 900 μνα 交叉長度(W) 2000 μνα 最大傾斜角度(〇〇 2.76 度 如圖14所示,實線代表該具有SFIT/ZnO/Silicon層狀結 11 15 1231647 構之層狀斜交指又式表面聲波元件1存在頻散效應時的頻率 響應;而虛線則代表具有相同設計參數之層狀斜交指叉式表 面聲波元件1 ,但不考慮其層狀結構SFIT/ZnO/Silicon之頻 5 10 散效應時的頻率響應,其結果如同傳統斜交指叉式表面聲波 元件9(見圖1及圖2) ’其頻率響應呈現通帶傾斜現象。相對 於不考慮層狀結構頻散效應的層狀斜交指叉式表面聲波元 件1之通帶所呈現-7dB/220MHz之傾斜斜率,該通帶呈現 2·5dB/200MHz之傾斜斜率的層狀斜交指叉式表面聲波元件 1 ’不僅明顯地因其所具有之SFIT/ZnO/Silicon層狀結構的頻 散效應,而獲得通帶平坦化之功效,甚至更出現將通帶傾斜 現象矮正過多之現象,進而得以供應用於特殊用途之表面I 波元件中。 如圖15所示,本發明層狀斜交指又式表面聲波元件1 之第二較佳實施例與上述第一較佳實施例大致相同,而其才目 15 異處在於,在本實施例中,該等斜交指又式電極埠4是形< 於在該基底材料層2鄰接該壓電薄膜層3之該介面23上 在本實施例中該基底材料層2是由石夕晶製成,而該壓電、薄_ 層3則是以氧化鋅製成,使得該層狀斜交指又式表面聲波一' 件1具有ZnO/SFIT/Silicon之層狀結構。 2〇 如圖16所示,該ZnO/SFIT/Silicon層狀結構之第零模兒 (0th mode)及第一模態(1st mode)之機電耦合係數頻散關係, 皆有機電耦合係數隨頻率與氧化鋅所形成之壓電薄膜層3
球、J 厚度之積增加而變大的區段,因此設計適當氧化鋅所形成之 壓電薄膜層3的厚度,並使該層狀斜交指又式表面聲波元件 12 1231647 1之工作頻率與氧化鋅形成之壓電薄膜層3的厚度之積落入 此些範圍内時,便能使該具有ZnO/SFIT/Silicon層狀結構之 層狀斜交指叉式表面聲波元件1具有通帶平坦化之功效。 如圖17及圖18所示,本發明層狀斜交指叉式表面聲波 5 元件1之第三較佳實施例與上述第一較佳實施例大致相同, 同樣是一具有通帶平坦化功效的寬頻濾波器;而其與上述第 一較佳實施例之不同處在於,在本實施例中,該層狀斜交指 叉式表面聲波元件1更具有高中心頻率的特點。該層狀斜交 指叉式表面聲波元件1包括一基層5、一形成於該基層5上 10 之基底材料層2、一形成於該基底材料層2上之壓電薄膜層 3,以及一對形成於該壓電薄膜層3上之斜交指叉式電極埠 4。該壓電薄膜層3具有一遠離該基底材料層2之表面31, 而該基底材料層2則具有一鄰接該壓電薄膜層3之介面23。 各該斜交指叉式電極埠4與上述第一較佳實施例相同,均形 15 成於該表面31上且具有兩相對之斜交指叉式電極41,且各 該斜交指叉式電極41同樣具有一匯流條42,以及複數由該 匯流條42之一側向外延伸之電極條43。 該基層5是以石夕晶製成’其作用是用於支承該基底材料 層2以及該壓電薄膜層3,特別當該基底材料層2所使用之 20 材質成本較高,或受限於特定之製程,而需以薄膜形式成型 時,能藉由該基層5達到支撐其上包含該等斜交指叉式電極 埠4、該基底材料層2以及該壓電薄膜層3之層狀結構,故 該基層5並非本發明之必要元件,且材質也並非以矽晶為 限,其他如砷化鎵等具有支承結構之效果的材料均能加以替 13 1231647 代。在本實施例中,該基底材料層2為一鑽石膜,該壓電薄 膜層3則同樣是以氧化鋅製成,因此該層狀斜交指叉式表面 聲波元件1具有SFIT/ZnO/Diamond/Silicon之層狀結構。 如圖 19 所示,該 Sm7(0001)ZnO/Diamond/Silicon 層狀 5 結構之機電耦合係數頻散關係,其第一模態(1st mode)之機電 耦合係數在頻率與氧化辞形成之壓電薄膜層3的厚度之積在 900 m/s〜1200 m/s 之範圍内(900m/sS#Zw<1200m/s),以及在 大於1400 m/s後(y/^okl400m/s),均呈現機電耦合係數隨著 頻率與氧化鋅所形成之壓電薄膜層3的厚度之積增加而變大 0 之趨勢。因此該具有 SFIT/(0001)ZnO/Diamond/Silicon 層狀 結構之層狀斜交指又式表面聲波元件1同樣可藉由機電耦合 係數之頻散效應將通帶傾斜現象加以平坦化。 另外’由於鑽石為高楊氏係數、高硬度的材料,因此該 以鑽石膜為材質所形成之基底材料層2亦具有高表面波波速 5 之優點。如圖所示,從該(〇〇〇i)ZnO/Diamond/Silicon層 狀結構的第零模態(0th mode)與第一模態(1st mode)表面波波 速之頻散關係可知’該層狀結構之第零模態的表面波波速可 高達6000 m/s以上,約為一般壓電材料表面波波速之2倍, 吕亥層狀結構之第一模態的表面波波速更高達1〇〇〇〇 m/s以 〇 上’為一般壓電材料表面波波速之2至3倍,因此該具有以 鑽石膜為材質形成該基底材料2之層狀斜交指叉式表面聲波 元件1能直接藉由波速增加的效果,將其中心頻率提高2至 3 倍。由上述可知’該具有 SFIT/(0001)ZnO/Diamond/Silicon 層狀結構之層狀斜交指又式表面聲波元件丨,除了具有平坦 14 1231647 化通帶之優點外,還具有將中心頻率提高之效能。 如圖21所示,本發明層狀斜交指叉式表面聲波元件i 之第四較佳實施例與上述第三較佳實施例大致相同,而其相 異處在於,在本實施例中,該等斜交指叉式電極埠4是形成 5 於在該基底材料層2鄰接該壓電薄膜層3之該介面23上。 在本實施例中,該基層5是由矽晶製成,該基底材料層2則 是以鑽石之材質形成,而該壓電薄膜層3則是以氧化辞之材 質形成,使得該層狀斜交指叉式表面聲波元件1具有 (0001)ZnO/SFIT/Diamond/Silicon 之層狀結構。 1〇 如圖 22 所示,該(0001)ZnO/SFIT/Diamond/Silicon 層狀 結構之機電耦合係數頻散關係,不論是第零模態(〇th mode) 或第一模態(1st mode)皆存在機電耦合係數隨頻率與氧化鋅 所形成之壓電薄膜層3的厚度之積增加而變大之區段,因此 設計適當氧化鋅所形成之壓電薄膜層3的厚度,並使該層狀 15 斜交指叉式表面聲波元件1之工作頻率與氧化鋅形成之壓電 薄膜層3的厚度之積落入此些範圍内時,便能使該具有 (0001)ZnO/SFIT/Diamond/Silicon層狀結構之層狀斜交指叉 式表面聲波元件1具有通帶平坦化之功效。 如圖23、圖24所示,本發明層狀斜交指叉式表面聲波 20 元件1之第五較佳實施例則是一通帶頻寬加大的表面聲波濾 波器,該層狀斜交指叉式表面聲波元件1與上述第一較佳實 施例大致相同,同樣包括一以矽晶為材質製成之基底材料層 2、一以氮化銘之材質形成於該基底材料層2上之壓電薄膜 層3,以及以鋁金屬形成於該壓電薄膜層3上之兩斜交指叉 1231647 式電極琿4。該等斜交指叉式電極璋4具有兩相對之斜交指 叉式電極41,各該斜交指叉式電極41具有一匯流條42,以 及複數由該匯流條42之一側向外延伸之電極條43。 如圖25所示,由於該以氮化鋁形成之壓電薄膜層3的 5 表面波波速較該以矽晶形成之基底材料層2的表面波波速 快,因此該SFIT/AIN/Silicon層狀結構的表面波波速,在頻 率與氮化鋁形成之壓電薄膜層3的厚度之積約大於1000 m/s 後(y^w2l000m/s),便呈現表面波波速隨著頻率與氮化鋁所 形成之壓電薄膜層3的厚度之積增加而變大之趨勢,因此該 10 具有SFIT/AIN/Silicon層狀結構之層狀斜交指叉式表面聲波 元件1便因上述的速度頻散關係而使其通帶頻寬增加。 在本實施例中,該以氮化鋁所形成之壓電薄膜層3之厚 度為3 /πή ’’該兩斜交指叉式電極淳4之設計參數對照不意 圖如圖11所示,設計參數則如下表3所列: 15 表3 斜交指叉式換能器 參數尺寸 最小設計波長(Xmin) 8.4 μιη 最大設計波長(Xmax) 10.4 /xm 輸入端對數(Ninput) 40對 輸出端對數(N_put) 50對 波傳距離(D) 834.6 μιη 交叉長度(W) 1000 μιη 最大傾斜角度(c〇 2.89 度 1231647 5 10 15 20
如圖26所示,實線代表上述具有SFIT/AIN/Silicon層狀 結構之層狀斜交指又式表面聲波元件1,存在頻散效應時的 頻率響應;而虛線則代表具有相同設計參數之層狀斜交指叉 式表面聲波元件1,但不考慮其層狀結構SFIT/AIN/Silicon 之頻散效應時的頻率響應,其結果如同傳統斜交指叉式表面 聲波元件9(見圖1及圖2)的頻率響應。相對於不考慮層狀結 構頻散效應的層狀斜交指叉式表面聲波元件1之通帶頻寬, 該層狀斜交指又式表面聲波元件1之通帶3dB頻寬能增加 7MHz左右。由於該形成基底材料層2之矽晶的表面波波速 相較於該形成壓電薄膜層3之氮化鋁的表面波波速約只慢 900 m/s ’因此該具有SFIT/AIN/Silicon層狀結構之層狀斜交 指叉式表面聲波元件1之通帶頻寬增加效應並不明顯,但竞 該基底材料層2與該壓電薄膜層3是選用表面波波速差異幸 =之另兩種材貝搭配,且該基底材料層2的表面波波速較拿 壓=膜層3的表面波波速慢,將能使得該層狀結構之層乐
斜又^又式表面聲波元件1之通帶頻寬增加效應更為明顯c ^ 述本發明應用層狀壓電介質之機電辆合係數步 人孫:&吏4層狀斜交指叉式表面聲波元件1藉由該機電表 b係數隨頻率姆 聲波元件 9而加大之趨勢,將該層狀斜交指叉式表3 速度頻j i之通帶傾斜現象平坦化;並應用層狀壓電介質$ _政政應,使該層狀斜交指又式表面聲波元件1藉由言; . 9加而加大之趨勢,增加該層狀斜交指叉式表3 聲波元件] ^ _ 又通f 3dB頻寬。故各種層狀壓電介質凡具有來 電麵合係數隨解增加而加大之H段,或者相位速度隨頻与 17 1231647 增加而加大之區段,皆能應用於本發明層狀斜交指叉式表面 聲波元件1中,使違層狀斜父指又式表面聲波元件1具有通 帶平坦化、通帶頻寬加大之功效;並可具有提高中心頻率之 特性;且更進一步地可控制並設計出特定之頻寬大小以及通 5 帶傾斜狀態。 惟以上所述者,僅為本發明之五較佳實施例而已,當不 能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範 圍及發明說明書内容所作之簡單的等效變化與修飾,皆應仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 10 【圖式簡單說明】 圖1是一傳統斜交指叉式表面聲波元件之一平面圖; 圖2是沿圖1中之IMI剖線的一剖面圖; 圖3是另一傳統斜交指叉式表面聲波元件之一平面圖; 圖4是該傳統斜交指叉式表面聲波元件之一插入損失與 15 頻率關係圖; 圖5是該傳統斜交指叉式表面聲波元件之一示意圖,說 明該傳統斜交指又式表面聲波元件並聯一電感; 圖ό是又一傳統斜交指又式表面聲波元件之一示意圖, 說明該斜交指又式表面聲波元件之電極條對數加權的態樣; 20 圖7是再一傳統斜交指又式表面聲波元件之一示意圖, 說明該斜交指又式表面聲波元件之電極條交又長度加權的 態樣; 圖8是本發明層狀斜交指又式表面聲波元件之第一較佳 實施例的一平面圖; 18 1231647 圖9是沿圖8中之IX-ΙΧ剖線的一剖面圖; 圖10是該第一較佳實施例之第一態樣的一機電偶合係 數與頻率和壓電薄膜層厚度積關係圖; 圖11是兩斜交指又式電極埠之設計參數的一對照示意 圖; 圖12是該第一較佳實施例之第一態樣的一插入損失與 頻率關係圖; 圖13是該第一較佳實施例之第二態樣的一機電偶合係 數與頻率和壓電薄膜層厚度積關係圖; ίο 15
圖14是該第一較佳實施例之第二態樣的一插入損失與 頻率關係圖; 圖15是本發明層狀斜交指叉式表面聲波元件之第二較 佳實施例的一剖面圖; 圖16是該第二較佳實施例之一機電偶合係數與頻率和 壓電薄膜層厚度積關係圖; 圖17是本發明層狀斜交指叉式表面聲波元件之第三較 佳實施例的一平面圖; 圖18是沿圖16中之XVIII-XVIII剖線的一剖面圖; 圖19是該第三較佳實施例之一機電偶合係數與頻率和 壓電薄膜層厚度積關係圖; 圖20是該第三較佳實施例之一相位速度與頻率和壓電 薄臈層厚度積關係圖; 圖21是本發明層狀斜交指叉式表面聲波元件之第四較 佳實施例的一剖面圖; 19 1231647 圖22是該第四較佳實施例之一機電偶合係數與頻率和 壓電薄膜層厚度積關係圖; 圖23是本發明層狀斜交指叉式表面聲波元件之第五較 佳實施例的一平面圖; 5 圖24是沿圖23中之XXIV-XXIV剖線的一剖面圖; 圖25是該第五較佳實施例之一相位速度與頻率和壓電 薄膜層厚度積關係圖;及 圖26是該第五較佳實施例之一插入損失與頻率關係圖。
20 1231647 【囷式之主要元件代表符號說明】 1 層狀斜交指叉式表面聲波元件 2 基底材料層 23介面 3 壓電薄膜層 31表面 4 斜交指叉式電極埠 41斜交指叉式電極 42匯流條 43電極條 5 基層 9 斜交指叉式表面聲波元件 93壓電材料 94斜交指叉式電極埠 941斜交指叉式電極 942匯流條 943電極條 95電感 21

Claims (1)

1231647 拾、申請專利範圍·· 1 · 一種層狀斜交指又式表面聲波元件,包括·· 一基底材料層; 一壓電薄膜層,位於該基底材料層上,·及 兩斜父指叉式電極埠,形成於該壓電薄膜層遠離 該基底材料層之表面上。 2.依據中請專利範圍第!項所述的層狀斜交指又式表面聲 波凡件,更可包括一位於該基底材料層遠離 側之基層。 电潯Μ層 3·㈣中請專利範圍第1項所述的層狀斜交指又式表面聲 波7L件’其中,該基底材料層與壓電薄膜層之總厚 該層狀斜交指叉式表面聲波元件最大設計波長之2二。、 4·:據:請專利範圍第i項所述的層狀斜交指又式表面聲 波70件,其中,該麼電薄臈層厚度小於1()_。 5. 圍第4項所述的層狀斜交指又式表面聲 ^件’其中’該壓電薄膜層厚度小於3_。 6. =請::範圍第1項所述的層狀斜交指又式表面聲 〃中,祕底材㈣是以碎晶、碳原子所組成之 鑽石、藍寶石、石申化鎵、銳酸 、、 笨蓉直由夕 文鐘、组酸鋰、玻璃,以及石 央專其中之一材質形成。 7. 依射請專利範圍第i項所述的層狀心指 波兀件,其中,該壓電薄膜層 ;表面耷 鋰、鈕酸鋰,以及锆鈦酸鉛等其一、氧化鋅、銳酸 8·依據申請專利_ 2項所二Sr:式表面聲 22 1231647 波元件,其中,該基層是以石夕晶以及石申化嫁其中之 質製成。 〃 9. 依據申請專利範圍第i項所述的層狀斜交指又式表面聲 波元件,其中,該基底材料層與該基底材料層上i壓電薄 膜層所形成之層狀壓電介質具有機_合係數與頻率成 正比關係之區段。 10. 依據申請專利範圍第i項所述的層狀斜交指又式表面聲 波元件,其中,該基底材料層與該基底材料層上之麗電薄 膜層所形成之層狀壓電介質具有相位速度與頻率成正比 關係之區段。 11·一種層狀斜交指又式表面聲波元件,包括: 一基底材料層; -遂電薄臈層’位於該基底材料層上;及 兩斜交指又式電極埠,形成於該基底材料層鄰接 該壓電薄膜層之介面上。 抖層錢 12 ·依據申請專利筋t】 m 項所述的層狀斜交指又式表面聲 、凡,可包括一位於該基底材料層遠離該壓電薄膜芦 側之基層。 电/寻胰層 1 3 ·依據申請專利節t t 波元件,其中m㈣述的層狀斜交指又式表面聲 該層狀斜交指又=底材料層與壓電薄膜層之總厚度大於 式表面聲波元件最大設計波長之2彳立。 14. 依據申請專利範圍笛Ίι s ^ 波元件,其中==的層狀斜交指又式表面聲 该堡電薄膜層厚度小於1〇Mm。 15. 依據申請專利範圖势二 圍第14項所述的層狀斜交指又式表面聲 23 1231647 波元件,其中,該壓電薄膜層厚度小於3 μηι。 16.依據申請專利範圍第丨丨項所述的層狀斜交指又式表面聲 波兀件,其中,該基底材料層是以矽晶、碳原子所組成之 鑽石、藍寶石、砷化鎵、鈮酸鋰、鈕酸鋰、玻璃,以及石 英等其中之一材質形成。 1 7.依據申請專利範圍第丨丨項所述的層狀斜交指叉式表面聲 波元件,其中,該壓電薄膜層是以氮化鋁、氧化鋅、鈮酸 鋰、鈕酸鋰,以及鍅鈦酸鉛等其中之一材質形成。 18. 依據申請專利範圍第12項所述的層狀斜交指又式表面聲鲁 波70件,其中,該基層是以矽晶以及砷化鎵其中之一為材 質製成。 ^ 19. 依據申請專利範圍第丨丨項所述的層狀斜交指又式表面聲 波7L件,其中,該基底材料層與該基底材料層上之壓電薄 膜層所形成之層&壓電介質具有冑電搞合係數與頻率成 正比關係之區段。 20·依據申請專利範圍第u項所述的層狀斜交指又式表面聲 波元件,其中,該基底材料層與該基底材料層上之壓電薄 _ 膜層所形成之層狀壓電介質具有相位速度與頻率成正比 關係之區段。 24
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