WO2006032335A1 - Saw-bauelement mit reduziertem temperaturgang und verfahren zur herstellung - Google Patents

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Gerd Riha
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Definitions

  • an SiO 2 layer is arranged in a thickness of 5 to 20% of the acoustic wave propagatable in the component.
  • This SiO 2 layer has a different mode of action than the compensation layer. It is arranged on the substrate, so that the acoustic wave propagates partly within the SiO 2 layer. This is the. Speed of sound in the layer and the temperature coefficient of the SiO 2 layer itself significantly responsible for the temperature coefficient of the entire device.
  • the SiO 2 layer has a suitable thermal expansion coefficient, but that it has a low temperature gradient of the frequency.
  • the SiO 2 layer is present exclusively in amorphous modification without any long-range order and in high layer uniformity.
  • a further advantage can be achieved if the intermediate layer or, if appropriate, one of a plurality of intermediate layers has a low conductivity and, for example, has a high resistance. In this way it is possible to distribute or dissipate charges which occur on the underside of the piezoelectric substrate, as may occur in the case of a pyroelectric substrate material. This avoids that pyroelectric charges lead to high electrical potential differences and voltages within the device whose discharge can damage the component be ⁇ or even destroy.
  • the insects or one of the intermediate layers semiconducting or only under certain conditions are made conductive. It is possible, for example, to provide the layer as a semiconductor or as an optically activatable layer.
  • an adhesive layer When using an intermediate layer, it is sometimes not possible to connect the piezoelectric substrate and the compensation layer by direct bonding. It is therefore proposed to connect the compensation layer and the substrate by means of an adhesive layer. If the adhesive layer is embodied in a suitable layer thickness, it can already fulfill one of the purposes stated above as an optical antireflection layer or as an acoustic antireflection layer. An adhesive layer is also suitable, including piezoelectric substrates with roughened surfaces (to prevent acoustic reflections) with optionally also roughened surfaces, e.g. To connect with the compensation layer, which can not be positively connected by bonding itself and therefore not firmly connected.
  • metallizations can be used, in particular aluminum, aluminum-containing alloys or multi-layer systems, which contain predominantly aluminum or aluminum alloy.
  • the frequency is determined by physical properties of the metallization, which influence the speed of the wave in the metallization, by geometry-dependent variables such as layer thickness and metallization thickness and also by the mechanical strain of the substrate via the metallization. All quantities which take a binary flux on the frequency of the component also influence the temperature dependence of the frequency.
  • the TCF can thus be further minimized. Losses in the component caused by the metalization increase its temperature and thus also influence the frequency. A lowering of the electrical losses in the metallization therefore also leads to a lowering of temperature-related frequency deviations.
  • the speed of the acoustic wave within a metallization is determined above all by the elastic constants and their temperature dependence within the metallization. Only a slight temperature dependence of the elastic constants have metals such as copper, molybdenum, chromium, gold, tungsten, silver and tantalum, or alloys of these metals.
  • Advantageous metallizations for components with low TCF therefore contain one or more layers of metals or alloys containing these metals. This selection. Compared with a standard metallization of aluminum, advantages are already achieved if a metal with a higher density is used in a layer.
  • a metal with a very low temperature dependence of its elastic constant, thus lowering as a metallization the TCF of a device provided with such a metallization is an alloy known as ELINVAR having a composition of 50% Fe, 42% Ni, 5.3% Cr , 2.5% Ti and also contains C, Mn, Si, Al and Cu and which can be used in inventive components.
  • Suitable metallizations in this regard therefore include Cu, Mo, W, Au, Ag, Pt, Ta.
  • a component with a lower metallization ratio ⁇ has less metal, which thus has less influence on the frequency and the TCF of the component.
  • a component according to the invention uses, to reduce the TCF, the stressing effect which results from the stressing of the piezoelectric substrate with the compensation layer.
  • the stressing of the component with a compensation layer has, in particular, an effect on the elastic constants of the composite and their temperature dependence, with the aid of which in turn advantageously the TCF, ie the temperature dependence of the frequency, can be advantageously reduced throughout the component.
  • Silicon 3.2 ppm / K
  • silicon nitride 2.5-3 ppm / K
  • special ceramics such as Al 2 TiO 5 (0-1 ppm / K) are particularly suitable for the compensation layer.
  • the piezoelectric substrate clamped with a compensation layer tends to distort with temperature changes which make it difficult to machine the substrate with high-precision machines.
  • the piezoelectric substrate is connected to the compensation layer at a temperature which corresponds to the temperature during the generation of the metallization, that is to say the finger structures which are critical with respect to the small dimensions, for the electric-acoustic converters. It is assumed that at the temperature of the bonding process, no distortion and thus no distortion of the layer composite are observed. tet is. Since the finger structures are usually structured at room temperature, a component according to the invention is preferably also connected to the compensation layer at room temperature.
  • the optimum layer thickness of the SiO 2 layer is also a function of the metallization height and the Metalltechnischsstär ⁇ ke. With a constant layer thickness of the SiO 2 layer, it is thus possible to select a respectively optimum value for metallization height and metallization thickness.
  • SiO 2 layer well suited for the invention has a index at a wavelength of 632.8 nm in the range from 1.44 to 1.49, whereas ideal SiO 2 has a refractive index of 1.456 at the wavelength mentioned.
  • FIG. 7 shows a component with a housing which is used as a compensating layer.
  • FIG. 2 shows a further embodiment in which an intermediate layer is arranged between the piezoelectric layer PS and the compensation layer KS.
  • This intermediate layer can serve for better adhesion between the piezoelectric layer and the compensation layer.
  • the intermediate layer it is also possible for the intermediate layer to fulfill additional component functions, and in particular to have certain optical and acoustic properties and optionally an electrical conductivity.
  • the intermediate layer may also be formed as an adhesive layer aus ⁇ .
  • FIG. 3 shows a cross section through a two-layered component structure. It has a first, directly on the piezzoelectric substrate PS seated metal layer MSl of a metal with relatively high density and a second Metall ⁇ layer MS2, with a metal of lower density.
  • the total height djyi of the component structure BES measured in wavelengths is about 4 to 10% of the wavelength of the wave propagatable in the component.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the invention, in which the housing is additionally used ver ⁇ as a compensation layer.
  • the piezoelectric substrate PS with the component structures and the SiO 2 layer above is firmly connected to the housing part, which is to serve as a compensation layer.
  • the connection is made as in the embodiments with a pure compensation layer, preferably by direct bonding.
  • other mechanically strong connections are also possible, which can serve for a tension between the housing part serving as compensation layer KS and the piezoelectric substrate PS.
  • soldering methods, adhesive methods or bump connections are suitable.
  • a flat substrate-like compensation layer can also be used with respect to the surface of the substrate carrying the device structure.

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Abstract

Es wird ein mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement vorgeschlagen, welches verschiedene Maßnahmen zur Absenkung des Temperaturgangs insbesondere der Resonanzfrequenz kombiniert. Das Bauelement weist ein piezoelektrisches Substrat (PS) auf, das eine relativ geringe Dicke (dp) im Bereich vom 5 bis 50-fachen der im Material ausbreitungsfähigen Wellenlänge aufweist. Auf der Oberseite sind elektrisch leitende Bauelementstrukturen (BES) vorgesehen, auf der Unterseite ist eine Kompensationsschicht (Ks) mechanisch fest so mit dem Substrat verbunden, dass eine mechanische Verspannung entsteht, oder dass bei Temperaturänderung sich eine Verspannung aufbaut. Über den Bauelementstrukturen (BES) ist eine SiO2-Schicht in einer Dicke von 5 bis 20 % der in ihr ausbreitungsfähigen akustischen Welle angeordnet.

Description

Beschreibung
SAW-Bauelement mit reduziertem Temperaturgang und Verfahren zur Herstellung
Frequenzbestimmte Eigenschaften von SAW-Bauelementen wie bei¬ spielsweise die Mittenfrequenz zeigen zumeist eine Abhängig¬ keit von der Temperatur, die typisch bei z.B. 40 ppm/K liegt. Dies liegt daran, dass bei Temperaturerhöhung in der Regel eine thermische Ausdehnung des Substrats stattfindet, die zu einer Vergrößerung des ElektrodenabStandes bei interdigitalen Wandlerstrukturen führt. Da dieser Abstand die Mittenfrequenz des Wandlers und damit des SAW-Bauelements bestimmt, erhöht sich damit auch die Wellenlänge, wobei sich die Mittenfre¬ quenz erniedrigt . Verbunden mit der thermischen Ausdehnung ist jedoch auch eine Änderung der Schallgeschwindigkeit, da sich mit der thermischen Ausdehnung auch die elastischen Ei¬ genschaften des Piezomaterials ändern. Hinzu kommt, dass die meisten üblicherweise verwendeten piezoelektrischen Wafer- Materialien eine starke Anisotropie zeigen und einen kris- tallachsenabhängigen Temperaturgang ihrer Eigenschaften auf¬ weisen.
Um trotz des Temperaturgangs und der damit temperaturab¬ hängigen Drift der Mittenfrequenz bei einem SAW-Bauelement die Funktionsfähigkeit über einen größeren Temperaturbereich zu gewährleisten, muss üblicherweise die Bandbreite des Bau¬ elements erhöht werden. Die Herstellung schmalbandiger, fre¬ quenzgenauer temperaturunabhängiger SAW-Bauelemente ist daher mit Substraten wie Lithiumtantalat oder Lithiumniobat prak¬ tisch nicht möglich. Der Temperaturgang ist aber für Filter¬ anwendungen störend und nach Möglichkeit zu minimieren.
Zur Kompensation des Temperaturgangs von piezoelektrischen Substratmaterialien wurden bereits verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen. Eine Möglichkeit besteht darin, den piezo- elektrischen Wafer mit einem Trägermaterial mechanisch fest zu verbinden und thermisch zu verspannen. Wird das Trägerma¬ terial geeignet gewählt, kann durch die Verspannung eine ge¬ wisse Kompensation des Temperaturgangs erzielt werden. Die Kompensation erfolgt dabei üblicherweise so, dass mit der thermischen Ausdehnung im verspannten Material eine Erhöhung der Schallgeschwindigkeit der für das Bauelement genutzten akustischen Oberflächenwelle verbunden ist. Als Verspannungs- material ist dazu beispielsweise Silizium bekannt.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, auf der Substrat- Oberfläche und beispielsweise über den Elektrodenstrukturen eine dielektrische Schicht aus Siliziumoxid aufzubringen, z.B. durch Abscheidung aus der Gasphase. In Abhängigkeit von den Schichteigenschaften kann so ab einer Schichtdicke von ca. 20 bis 35% bezogen auf die Wellenlänge der sich darin ausbreitenden SAW eine Temperaturkompensation erreicht wer¬ den. Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch die hohe Massen¬ belastung durch die Schicht und die hohe Dämpfung der SAW, die durch eine solch dicke Schicht verursacht wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein mit a- kustischen Wellen arbeitendes Bauelement anzugeben, das einen reduzierten Temperaturgang aufweist, ohne dass dadurch andere Bauelementeigenschaften übermäßig verschlechtert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Bauelement nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Verfahren zur Herstellung des Bauelements sind wei¬ teren Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung schlägt ein mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement vor, bei dem zwei voneinander unabhängige Maßnah¬ men in erfindungsgemäßer Weise so kombiniert sind, dass der gewünschte Effekt eines minimierten Temperaturgangs ohne das gleichzeitige Auftreten der mit den Einzelmaßnahmen verbunde¬ nen Nachteile erreicht wird.
Das erfindungsgemäße Bauelement umfasst ein piezoelektrisches Substrat, welches eine relativ geringe Dicke von 5 bis 50 Wellenlängen der im Bauelement ausbreitungsfähigen akusti¬ schen Welle bei Mittenfrequenz des Bauelements besitzt. Auf der Oberfläche des Substrats sind in an sich bekannter Weise die elektrisch leitenden Bauelementstrukturen aufgebracht. An der Unterseite des Substrats ist mit diesem fest verbunden eine Kompensationsschicht angeordnet, die mit dem Substrat mechanisch verspannt ist, oder die bei Temperaturänderung ei¬ ne mechanische Verspannung zum Substrat ausbaut.
Vorteilhaft ist der thermischen Ausdehnungskoeffizienten TCEl des Substrats kleiner als der thermische Ausdehnungskoeffi¬ zient TCE2 der Kompensationsschicht.
Auf diese Weise wird eine mechanische Verspannung des piezo¬ elektrischen Substrats erreicht, die den Temperaturgang der elastischen Eigenschaften des piezoelektrischen Substrats vermindert. Diese Verspannung wirkt dabei allein über die Veränderung der elastischen Parameter, ist relativ unabhängig von der thermischen Ausdehnung des piezoelektrischen Materi¬ als selbst und führt dennoch zu einer Reduzierung des Tempe¬ raturgangs der Frequenz.
Über den Bauelementstrukturen ist eine SiO2-Schicht in einer Dicke von 5 bis 20 % der im Bauelements ausbreitungsfähigen akustischen Welle angeordnet. Diese SiO2-Schicht weist eine gegenüber der Kompensationsschicht unterschiedliche Wirkungs¬ weise auf. Sie ist auf dem Substrat angeordnet, so dass sich die akustische Welle zum Teil innerhalb der SiO2-Schicht aus¬ breitet. Damit sind die. Schallgeschwindigkeit in der Schicht und der Temperaturgang der SiO2-Schicht selbst maßgeblich mit für den Temperaturgang des gesamten Bauelements verantwort¬ lich. Auch hier ist es nicht entscheidend, dass die Siθ2~ Schicht einen geeigneten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, sondern dass sie einen niedriggelegenen Temperatur¬ gang der Frequenz besitzt. Vorzugsweise liegt die SiO2- Schicht ausschließlich in amorpher Modifikation ohne jegliche Fernordnung und in hoher Schichtgleichmäßigkeit vor.
Mit den beiden erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, dass entsprechende Bauelemente einen nur geringen bis voll¬ ständig kompensierten Temperaturgang der Frequenz aufweisen. Da beide Maßnahmen unabhängig voneinander ihren jeweiligen Beitrag zum Temperaturgang bzw. zur Erniedrigung des Tempera¬ turgangs liefern, sind sie auch nicht gegenseitig beeinflusst und addieren sich unabhängig voneinander so, dass eine bis¬ lang nicht erreichte Temperaturkompensation erhalten wird. Der Beitrag jeder einzelnen Maßnahme kann dabei für sich ge¬ ringer sein, als dies bei Anwendung von nur einer der Maßnah¬ men alleine erforderlich wäre. Auf diese Weise kann insbeson¬ dere bei der SiO2-Schicht eine zu hohe Schichtdicke und damit eine zu starke Dämpfung der akustischen Welle und damit eine Beeinträchtigung der Eigenschaften des Bauelements vermieden werden. Da das piezoelektrische Substrat eine relativ geringe Schichtdicke aufweist, führt die Verspannung mit der Kompen¬ sationsschicht auch nicht zu einer unzulässig hohen Verbie- gung infolge des Bimetalleffekts. Das Bauelement bleibt auch bei Temperaturänderung ausreichend flach, so dass insbesonde¬ re die Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelements nicht erschwert ist. Auch besonders feine elektrisch leitende Bau¬ elementstrukturen können mit einem hochauflösenden Verfahren ohne Probleme auf der erfindungsgemäß mit einer Kompensati¬ onsschicht verbundenen piezoelektrischen Schicht aufgebracht werden, ohne dass die Strukturgenauigkeit darunter leidet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Kompensationsschicht ein Festkörper verwendet, der an das piezoelektrische Substrat gebondet ist. Sogenannte Waferbond- verfahren ermöglichen eine besonders innige Verbindung zweier ebener oder formschlüssig verbindbarer Oberflächen. Über die innige Verbindung wird eine besonders gute Verspannung der piezoelektrischen Schicht durch die Kompensationsschicht er¬ möglicht, die einen maximalen Effekt bezüglich der Reduzie¬ rung des Temperaturgang ermöglicht.
Möglich ist es jedoch auch, zwischen piezoelektrischem Sub¬ strat und der Kompensationsschicht eine dünne Zwischenschicht vorzusehen. Mit einer solchen Zwischenschicht können weitere Vorteile erreicht werden bzw. Nachteile durch das nun vorlie¬ gende Verbundsubstrat ausgeglichen werden. Eine solche Zwi¬ schenschicht kann beispielsweise eine reflexionsvermindernde Schicht sein. Eine solche hilft dabei, bei einer fototechni¬ schen Strukturierung auf der Oberseite des piezoelektrischen Substrats die an der Unterseite des Substrats auftretenden Reflexionen zu minimieren, die andernfalls zu störenden Strukturierungen und damit zu einer ungenauen und unscharfen Strukturierung der Bauelementstrukturen führt. Eine reflexi¬ onsvermindernde Schicht ist daher eine Licht absorbierende Schicht oder eine λ/4 Schicht (wobei λ hier die Wellenlänge des zur Strukturierung verwendeten Lichts ist) , die an beiden Grenzflächen zwar eine Reflexion erzeugt, die jedoch aufgrund der geeignet gewählten Schichtdicke und der damit erreichten Phasenverschiebung ausgelöscht ist. Möglich ist es auch, die Antireflexschicht als Schichtkombination unterschiedliche ge- gebenenfalls jeweils mit λ/4 Schichtdicke ausgebildeter Schichten auszugestalten. Besonders wirksam sind λ/4 Schich¬ ten beispielsweise, wenn an den Grenzflächen dieser Schichten eine besonders gute Reflexion auftritt. Dies wird erreicht, wenn der Brechungsindex beim Übergang in die λ/4 Schicht oder beim Übergang von einer ersten λ/4 Schicht in die benachbarte Schicht eine besonders hohe Änderung aufweist. Vorteilhaft ist daher eine Kombination mehrerer bezüglich des Brechungs¬ index stark unterschiedlicher λ/4 Schichten.
Ein weiterer Vorteil kann erzielt werden, wenn die Zwischen¬ schicht oder gegebenenfalls eine von mehreren Zwischenschich¬ ten eine geringe Leitfähigkeit aufweist und dazu beispiels¬ weise hochohmig ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es mög¬ lich, an der Unterseite des piezoelektrischen Substrats auf¬ tretende Ladungen, wie sie bei einem pyroelektrischen Sub¬ stratmaterial auftreten können, zu verteilen bzw. abzuleiten. Dabei wird vermieden, dass pyroelektrische Ladungen zu hohen elektrischen Potentialunterschieden und Spannungen innerhalb des Bauelements führen, deren Entladung das Bauelement be¬ schädigen oder gar zerstören kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Zwischen¬ schicht oder eine der Zwischenschichten halbleitend oder nur bei bestimmten Bedingungen leitend ausgebildet werden. Mög¬ lich ist es beispielsweise, die Schicht als Halbleiter oder als optisch aktivierbare Schicht vorzusehen.
Eine weitere Eigenschaft, die in einer solchen Zwischen¬ schicht realisiert sein kann, ist die Unterbindung einer Re¬ flexion von akustischen Volumenwellen, die quasi parasitär als unerwünschte Störwellen von den Bauelementstrukturen mit erzeugt werden. Deren Reflexion führt zu störenden Signal in den Bauelementstrukturen. Mit einer geeignet ausgebildeten Zwischenschicht kann deren Reflexion verhindert werden, indem die Zwischenschicht beispielsweise als akustische Entspiege- lungsschicht wirkt. Eine solche EntSpiegelungswirkung kann erzielt werden, wenn dielektrische Schichten mit geeigneter akustischer Impedanz und Schichtdicke eingesetzt werden. Mög¬ lich ist es jedoch auch, die Zwischenschicht entsprechend zu strukturieren, so dass eine akustische Volumenwellen an der Grenzfläche gestreut und damit eines Großteils ihrer stören¬ den Wirkung beraubt wird.
Bei Verwendung einer Zwischenschicht ist es teilweise nicht möglich, piezoelektrisches Substrat und die Kompensations- schicht durch direktes Bonden miteinander zu verbinden. Es wird daher vorgeschlagen, Kompensationsschicht und Substrat mit Hilfe einer Klebstoffschicht zu verbinden. Wird die Kleb¬ stoffSchicht in einer geeigneten Schichtdicke ausgeführt, so kann sie bereits einen der oben angegebenen Zwecke als opti¬ sche Antireflexschicht oder als akustische Antireflexschicht erfüllen. Eine KlebstoffSchicht ist geeignet, auch piezo¬ elektrische Substrate mit aufgerauten Oberflächen (zur Ver¬ hinderung von akustischen Reflexionen) mit gegebenenfalls e- benfalls aufgerauten Oberflächen, z.B. mit der Kompensations- schicht zu verbinden, die durch Bonden selbst nicht form¬ schlüssig und daher nicht fest miteinander verbunden werden können.
Die Bauelementstrukturen werden vorzugsweise nach dem Verbin¬ den von piezoelektrischem Substrat und Kompensationsschicht auf dem Verbundsubstrat erzeugt. Möglich ist es jedoch auch, die Schichtdicke der piezoelektrischen Schicht nach der Er¬ zeugung des Verbundsubstrats durch einen Dünnungsprozess auf eine geeignete, erfindungsgemäß relativ geringe Stärke zu bringen und dann erst die Bauelementstrukturen zu erzeugen.
Für die Bauelementstrukturen können Standardmetallisierungen eingesetzt werden, insbesondere Aluminium, aluminiumhaltige Legierungen oder MehrSchichtSysteme, die überwiegend Alumini¬ um oder Aluminiumlegierung enthalten. Jedoch wurde festge¬ stellt, dass auch die Metallisierung von Oberflächenwellen- bauelementen die Frequenz und die Verluste dieser Bauteile beeinflusst. Die Frequenz wird durch physikalische Eigen¬ schaften der Metallisierung, die Einfluss auf die Geschwin¬ digkeit der Welle in der Metallisierung nehmen, durch geomet¬ rieabhängige Größen wie Schichtdicke und Metallisierungsstär¬ ke und auch durch die mechanische Verspannung des Substrats über die Metallisierung bestimmt. Alle Größen, welche einen Binfluss auf die Frequenz des Bauteils nehmen, beeinflussen auch die Temperaturabhängigkeit der Frequenz. Durch geeignete Wahl der Metallisierungsparameter kann somit der TCF weiter minimiert werden. Verluste im Bauelement, die von der Metal¬ lisierung verursacht werden, erhöhen dessen Temperatur und beeinflussen somit ebenfalls die Frequenz. Ein Absenken der elektrischen Verluste in der Metallisierung führt daher auch zu einem Absenken temperaturbedingter Frequenzabweichungen.
Die Geschwindigkeit der akustischen Welle innerhalb einer Me¬ tallisierung wird vor allem durch die elastischen Konstanten und deren Temperaturabhängigkeit innerhalb der Metallisierung bestimmt. Eine nur geringe Temperaturabhängigkeit der elasti¬ schen Konstanten weisen Metalle wie Kupfer, Molybdän, Chrom, Gold, Wolfram, Silber und Tantal, oder Legierungen dieser Me¬ talle auf. Vorteilhafte Metallisierungen für Bauteile mit ge¬ ringem TCF enthalten daher eine oder mehrere Schichten aus Metallen oder diese Metalle enthaltenden Legierungen aus die- ser Auswahl. Gegenüber einer Standardmetallisierung aus Alu¬ minium werden bereits Vorteile erreicht, wenn in einer Schicht ein Metall mit höherer Dichte verwendet wird.
Ein Metall mit einer sehr geringen Temperaturabhängigkeit seiner elastischen Konstante, das somit als Metallisierung den TCF eines mit einer solchen Metallisierung versehenen Bauelements absenkt, ist eine als ELINVAR bekannte Legierung, die eine Zusammensetzung von 50 % Fe, 42 % Ni, 5,3 % Cr, 2,5 % Ti und außerdem C, Mn, Si, Al und Cu enthält und die in er¬ findungsgemäßen Bauelementen eingesetzt werden kann.
Es hat sich herausgestellt, dass eine niedrigere Schichtdicke der Metallisierung einen niedrigeren Temperaturgang der Fre¬ quenz bewirkt. Da beim Entwurf von SAW-Bauelementen die Mas¬ senbelastung ein entscheidender Faktor ist, kann eine gleiche Massenbelastung mit einem Metall höherer Dichte bei niedriger Schichthöhe erreicht werden. In dieser Beziehung geeignete Metallisierungen umfassen daher Cu, Mo, W, Au, Ag, Pt, Ta.
Da der Einfluss der Metallisierung auf den TCF und andere Pa¬ rameter des Bauelements von dem Anteil der akustischen Welle abhängig ist, der innerhalb der Metallisierung verläuft, kann daher die Abhängigkeit der Bauelementeigenschaften von der Metallisierung über ein geringeres Metallisierungsverhältnis reduziert werden. Ein Bauelement mit geringerem Metallisie¬ rungsverhältnis η weist weniger Metall auf, das somit einen geringeren Einfluss auf die Frequenz und den TCF des Bauele¬ ments besitzt.
In einem MehrschichtSystem entstehen Verspannungen, wenn Ma¬ terialien mit unterschiedlicher temperaturabhängiger Längen¬ ausdehnung (TCE) im Verbund verwendet werden. Ein piezoelekt- risch.es Substrat aus Lithiumtantalat weist im Verbund mit praktisch allen anderen Materialien eine Verspannung auf, da es einen richtungsabhängigen TCE aufweist, der entlang unter¬ schiedlicher Kristallachsen unterschiedlich ausfällt. Die ge¬ ringste Verspannung in einem Schichtverbünd mit piezoelektri¬ schen Materialien wird mit Schichten bzw. Metallisierungen erreicht, deren TCE einem kristallachsenspezifischen TCE des piezoelektrischen Substrats angepasst ist. Unter diesem Ge¬ sichtspunkt sind in Verbindung mit Lithiumtantalat als Sub¬ strat Metalle wie Cu, Ti, Mo, Cr, W, Pt und Ta als Metalli¬ sierungen oder Bestandteil der Metallisierung besonders ge¬ eignet.
Die Selbsterwärmung eines SAW-Bauelements wird durch Reduzie¬ rung akustischer und elektrischer Verluste verringert. Wäh¬ rend akustische Verluste durch das Design des Bauelements be- einflusst werden, sind die elektrischen Verluste im wesentli¬ chen durch den spezifischen elektrischen Widerstand und die Schichthöhe der Metallisierung bestimmt. Da eine höhere Schichtdicke zwar für den Gesamtwiderstand günstig ist, aus oben genannten Gründen aber den Anforderungen an einen gerin¬ gen TCF widerspricht, wird eine vorteilhafte Metallisierung als Kompromiss zwischen minimalen Verlusten und minimaler Schichthöhe gewählt. Bei diesen Gesichtspunkten geeignete Me¬ tallisierungen umfassen daher Materialien wie Al, Cu, Mg und Ag.
Werden die Metallisierungen erfindungsgemäßer SAW-Bauelemente als Mehrschichtsysteme ausgeführt, so gelingt es, die positi¬ ven Aspekte einzelner Schichten zu kombinieren. Vorteilhaft weist z.B. die erste direkt auf dem Substrat aufgebrachte Me¬ tallschicht eine niedrige Temperaturabhängigkeit ihrer elas¬ tischen Konstanten, einem niedrigen thermischen Ausdehnungs- koeffizienten und gleichzeitig hohe Dichte auf. In der un¬ tersten Schicht einer Metallisierung ist ein Großteil der a- kustischen Energie lokalisiert, so dass die größte Auswirkung auf den TCF des gesamten Bauelements mit dieser untersten Schicht erzielt wird. Als unterste Schicht sind dann insbe¬ sondere die Metalle Cu, Mo, W, Au oder Ta bevorzugt. Gegebe¬ nenfalls wird die unterste Elektrodenschicht über einer rela¬ tiv dazu dünnen Haftschicht aufgebracht, die aus Al oder Ti bestehen kann. Über der ersten Metallisierungsschicht wird vorzugsweise eine oder mehrere Schichten mit guter elektri¬ scher Leitfähigkeit eingesetzt, um die elektrischen Verluste gering zu halten. In Verbindung mit der genannten ersten Schicht sind dann Schichten oder SchichtSysteme aus Alumini¬ um, Aluminiumlegierungen, Cu, Mg und Ag gut geeignet.
Ein erfindungsgemäßes Bauelement benutzt zur Reduzierung des TCF den Verspannungseffekt, der sich aus der Verspannung des piezoelektrischen Substrats mit der Kompensationsschicht er¬ gibt. Die Verspannung des Bauelements mit einer Kompensati¬ onsschicht hat insbesondere eine Auswirkung auf die elasti¬ schen Konstanten des Verbundes und deren Temperaturabhängig¬ keit, mit deren Hilfe wiederum vorteilhaft der TCF, also die Temperaturabhängigkeit der Frequenz im gesamten Bauelement vorteilhaft reduziert werden kann.
Da die Auswirkung der Verspannung mit zunehmender Entfernung von der Grenzschicht abnimmt und die akustische Welle auf der von der Verspannungsschicht abgewandten Seite des piezoelekt¬ rischen Substrats verläuft, wird ein maximaler Einfluss der Verspannung auf den TCF mit einem dünnen piezoelektrischen Substrat erreicht, das eine Dicke von ca. 50 μm nicht über¬ steigt. Vorteilhaft wird für die Schichtdicke des piezoelekt¬ rischen Substrats auch eine untere Grenze eingehalten, die so gewählt wird, dass die Auslenkungen der Oberflächenwelle im Substrat an der Grenzschicht zur Kompensationsschicht abge¬ klungen sind. Diese untere Grenze liegt bei einigen Wellen¬ längen, ist in absoluten Zahlen also auch eine Funktion der Mittenfrequenz des Bauelements. Beispielsweise sei hier eine vorteilhafte untere Grenze der Schichtdicke von 5 Wellenlän¬ gen genannt, die bei einem Bauelement mit einer Mittenfre¬ quenz von 2 GHz ca. 10 μm entspricht.
Da die Kompensationsschicht allein über den Verspannungsef- fekt wirkt, kommen dafür eine Vielzahl von vorzugsweise anor¬ ganischen Materialien in Frage. Dies sind insbesondere Mate¬ rialien, die einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten TCE2 kleiner dem Ausdehnungskoeffizienten TCEl des Substrats auf¬ weisen. Für die gängigen einkristallinen Substratmaterialien Lithiumtantalat (LT) und Lithiumniobat (LN) die in Abhängig¬ keit vom Kristallschnitt anisotrope Wärmeausdehnungen von ca. 4 bis 16 ppm/K (LT) bzw. 7 bis 15 ppm/K (LN) aufweisen, kom¬ men für die Kompensationsschicht entsprechende Materialien mit vorzugsweise entsprechend geringerem Ausdehnungskoeffi¬ zienten in Frage, insbesondere Materialien mit einem Ausdeh¬ nungskoeffizient kleiner als 4 ppm/K. Die vorteilhafte Aus¬ wirkung der Kompensationsschicht auf den TCF ist umso höher, je niedriger der thermische Ausdehnungskoeffizient TCE der Kompensationsschicht ist.
Bei Gläsern lässt sich durch geeignete Zusammensetzung der TCE einfach und stark beeinflussen. Quarzglas mit einem Sili¬ ziumdioxidanteil von mehr als 99,9 % weist beispielsweise nur einen TCE von 0,5 ppm/K auf, während Gläser mit Bleioxid und anderen Oxiden TCEs von 9,8 ppm und mehr besitzen. Mit Spezi¬ algläsern wie beispielsweise den unter den Handelsnamen Zero- dur ® und Astrosital ® bekannten Gläsern wird ein TCE von 0 bzw. 1 - 2 x 10"7 ppm/K gemessen. Einfacher und besser ver¬ fügbare Gläser wie beispielsweise das Ξ6 von Ohara, 7740 von Corning oder Boroflat ® von Schott weisen einen TCE von etwa 3 ppm/K auf und sind daher erfindungsgemäß als Material für die Kompensationsschicht geeignet.
Auch kristalline und keramische Materialien mit niedrigen TCEs sind bekannt. Gut geeignet für die Kompensationsschicht ist beispielsweise Silizium (3,2 ppm/K), Siliziumnitrid (2,5 - 3 ppm/K) und Spezialkeramiken wie Al2TiO5 (0 - 1 ppm/K) .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Gehäuse für das Bauelement aus einem der genannten Materia¬ lien hergestellt und das Bauelement durch Einkleben oder Bon¬ den eines entsprechend dünnen Chips bzw. eines mit Bauele¬ mentstrukturen versehenen piezoelektrischen Substrats fest mit dem Kompensationsmaterial, hier dem Gehäuse-Unterboden oder -Deckel verbunden. Voraussetzung für die Wirksamkeit der Verspannung ist aber wie erwähnt eine relativ geringe Schichtdicke der piezoelektrischen Schicht bzw. des piezo¬ elektrischen Substrats.
Ein mit einer Kompensationsschicht verspanntes piezoelektri¬ sches Substrat neigt aufgrund des "Bimetalleffekts" bei Tem¬ peraturänderungen zu Verwerfungen, die das Bearbeiten des Substrats mit hochpräzisen Maschinen erschweren. Vorteilhaft wird das piezoelektrische Substrat bei einer Temperatur mit der Kompensationsschicht verbunden, die der Temperatur bei der Erzeugung der Metallisierung, also der bezüglich der ge¬ ringen Abmessungen kritischen Fingerstrukturen für die elekt- roakustischen Wandler entspricht. Dabei wird davon ausgegan¬ gen, dass bei der Temperatur des Bondprozesses keine Verspan¬ nung und damit keine Verwerfung des Schichtverbunds beobach- tet wird. Da die Fingerstrukturen üblicherweise bei Raumtem¬ peratur strukturiert werden, wird ein erfindungsgemäßes Bau¬ element vorzugsweise auch bei Raumtemperatur mit der Kompen¬ sationsschicht verbunden.
Ein weiterer Aspekt erfindungsgemäßer Bauelemente sind die mechanischen Kräfte, die aufgrund der Verspannung zwischen piezoelektrischem Substrat und Kompensationsschicht auftreten können. Vorteilhaft wird der TCE der Kompensationsschicht so gewählt, dass die bei Verwerfung auftretenden Kräfte nicht zu einer Zerstörung von Bauelementstrukturen oder zu einem Ab¬ springen von Lötverbindungen führen. Dies wird erreicht, in¬ dem der Unterschied zwischen dem TCE der Kompensationsschicht und dem TCE des Substrats gegebenenfalls reduziert wird oder indem die Verbindung zwischen Kompensationsschicht und Sub¬ strat mit Hilfe einer elastischen Zwischenschicht nachgiebig gestaltet wird. Wenig Verwerfungen treten auch auf, wenn eine entsprechend dicke und/oder mechanisch ausreichend stabile Kompensationsschicht verwendet wird und ausreichend fest mit dem piezoelektrischen Substrat verbunden wird. Ein solcher Verbund kann die beispielsweise beim Auflöten des Chips auf eine Platine auftretenden Temperaturen unbeschadet überste¬ hen. Ein Kompromiss zwischen Fertigbarkeit und erreichbarer Frequenzstabilisierung wird bei LT als Substratmaterial mit einem Material für die Kompensationsschicht erreicht, welches einen TCE von ca. 1 bis 3,5 ppm/K aufweist.
Die Gesamthöhe aus Substrat und Kompensationsschicht beträgt vorteilhaft weniger als 400 μτa.
Vorzugsweise wird für die Kompensationsschicht ein Kompensa- tionswafer verwendet, der mit dem piezoelektrischen Wafer des Substrats in einem Bondverfahren verbunden werden kann und wird. Als Bondverfahren wird vorzugsweise ein Direktbondver¬ fahren eingesetzt. Möglich ist es auch, im Bereich der Grenz¬ fläche zwischen beiden Wafern dünne Zwischenschichten einzu¬ setzen, über die eine bessere Haftung vermittelt wird. Solche Zwischenschichten können beispielsweise Oxid oder Metall¬ schichten sein. Auch ein Verkleben zwischen Substratwafer und Kompensationswafer ist möglich. Geeignete Bondverfahren sind beispielsweise Direct Wafer Bonding, Klebe- oder Fügeverfah¬ ren, Epitaxial Bonding, Lift-off, anodische oder eutektische Verbindung.
Ein weiterer Aspekt erfindungsgemäßer Bauelemente ist die ü- ber den Bauelementstrukturen, also über den Metallisierungen aufgebrachte SiO2-Schicht. Diese weist einen positiven Tempe¬ raturkoeffizienten der elastischen Konstanten auf. Mit einer idealen SiO2-Schicht, die eine exakte Stöchiometrie und kei¬ nerlei Fernordnung aufweist, werden ab einer Schichtdicke von 20 bis 35 % der in der Schicht ausbreitungsfähigen akusti¬ schen Wellenlänge eine vollständige Kompensation des TCF er¬ reicht. Mit dickeren Schichten werden sogar Überkompensatio¬ nen beobachtet. Nachteilig an den Schichten ist jedoch, dass sie akustische Dämpfungen erzeugen, die zu Verlusten führen. Erfindungsgemäß hat die SiO2-Schicht daher eine geringere Schichtdicke von 5 bis 20 %.
Die optimale Schichtdicke der SiO2-Schicht ist auch eine Funktion der Metallisierungshöhe und der Metallisierungsstär¬ ke. Bei gleichbleibender Schichtdicke der Siθ2-Schicht kann also für Metallisierungshöhe und Metallisierungsstärke ein jeweils optimaler Wert ausgewählt werden.
Eine weitere Randbedingung von SAW-Bauelementen ist die Re- flektivität der Elektrodenfinger. Während ein herkömmlicher Elektrodenfinger mit einer Metallschichtdicke von 4 % auf LT eine Reflektivität von 5 % pro Finger (ohne SiO2-Schicht) aufweist, nimmt die Reflektivität bei einer 20 % dicken SiO2- Schicht auf einen Wert von ca. 2,3 % Reflektivität pro Finger ab, also auf weniger als die Hälfte. Diese Abnahme der Re- flektivität wird bei allen Schichtdicken zwischen 2 und ca. 10 % relativer Metallisierungsdicke beobachtet. Da die Re- flektivität eine wesentliche Eigenschaft der SAW-Bauelemente ist, einen bestimmten Mindestwert aufweisen sollte und für das Bauelement frequenzbestimmend ist, wird die Reflektivität mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wieder erhöht. Mit Hilfe einer konformen Abscheidung der SiO2-Schicht, die überall konform zur Oberfläche bzw. zur Topographie des Sub¬ strates bzw. der darauf aufgebrachten Metallisierung ver¬ läuft, wird bei einer Metallisierung mit ca. 4 % relativer Schichtdicke nun sogar eine erhöhte Reflektivität von ca. 6,3 % pro Elektrodenfinger bestimmt.
Konforme SiO2-Schichten werden durch Einstellung entsprechen¬ der Abscheideparameter erhalten. Dazu werden insbesondere die Ausgangsstoffe, der Druck, die Temperatur, das verwendete Trägergas und im Falle von Sputtern die verwendete BIAS Span¬ nung entsprechend eingestellt. Geeignete Verfahren zur Her¬ stellung solcher konformer SiO2-Schichten sind Sputtern und PECVD.
In Abweichung von einer idealen SiO2-Schicht mit exakter Stö- chiometrie und ausschließlich amorpher Modifikation enthält eine real erzeugte SiO2-Schicht stets einen gewissen Anteil an SiO, der im Bereich von 0,5 bis 5 % liegt. Mit steigendem SiO-Anteil steigt auch der Brechungsindex, der daher zur Cha¬ rakterisierung von SiO2-Schichten herangezogen werden kann. Für die Erfindung gut geeignete SiO2-Schicht haben einen Bre- chungsindex bei einer Wellenlänge von 632,8 nm im Bereich von 1,44 bis 1,49, wohingegen ideales SiO2 bei der genannten Wel¬ lenlänge einen Brechungsindex von 1,456 aufweist.
Beim Abscheiden von SiO2-Schichten mittels Sputtern oder PECVD-Verfahren können Defekte und Poren entstehen, die die für die Erfindung erforderliche Qualität der Schicht nicht gewährleisten. Diese können im Nachhinein aber durch Aushei¬ len beseitigt werden. Das Ausheilen wird bei einer erhöhten Temperatur durchgeführt, die in Abhängigkeit von den zur Me¬ tallisierung verwendeten Materialien nach oben begrenzt ist. Für eine aluminiumhaltige Metallisierung wird das Ausheilen beispielsweise bei maximal 400° C durchgeführt.
Beim Erzeugen der SiO2-Schicht ist es weiterhin von Vorteil, die Abscheidetemperatur zu minimieren, um die beim Abkühlen entstehende Druckverspannung zu minimieren'. Mit einer zu ho¬ hen Druckverspannung können sich die Eigenschaften der SAW- Bauelemente verschlechtern.
Die positive Wirkung der SiO2-Schicht besteht darin, dass sie den gewünschten positiven Temperaturkoeffizienten der akusti¬ schen Verzögerung aufweist, während die piezoelektrischen Substrate üblicherweise negativen Temperaturkoeffizienten der akustischen Verzögerung zeigen. Die SAW-Geschwindigkeit ist in der SiO2-Schicht kleiner als beispielsweise in LT. Daher verläuft die Welle vorzugsweise an der Grenzflächen zwischen SiO2-Schicht und Substrat.
Als weiterer Vorteil dieser Maßnahme ergibt sich, dass das SiO2 als gutes Dielektrikum eine hohe Durchbruchsfestigkeit von ca. 1 MV/mm^ aufweist. Die ESD-Festigkeit ist somit er¬ höht. Dies liegt auch an der "Verrundung" der Fingerkanten durch die darüber aufgebrachte Schicht. Außerdem ist die Die¬ lektrizitätskonstante von SiO2 mit 3, 9 ca. 4 mal so groß wie die von Luft, was die Durchschlagsfestigkeit weiter erhöht. Darüber hinaus wirkt die harte SiO2-Schicht auch als Parti¬ kelschutz, beispielsweise gegen einen Kurzschluss, der von Metallpartikeln aus einem Produktionsverfahren herrühren kann.
Wie bereits erwähnt, wird durch annähernd konforme Abschei¬ dung der SiO2-Schicht die Reflektivität pro Elektrodenfinger erhöht. Dies liegt daran, dass nun auch die Oberfläche der SiO2-Schicht eine Topographie aufweist, die zumindest teil¬ weise der Topographie der Elektrodenfinger folgt und damit eine eigene Reflektivität besitzt, bzw. die Gesamtreflektivi¬ tät erhöht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Topographie auf der Oberfläche der SiO2-Schicht durch nachträgliche Strukturierung und andere Maßnahmen gestaltet. Variiert wer¬ den dabei die Periode, die relative Fingerbreite, die Kanten¬ winkel bzw. die Kantenform der Erhebungen an der Oberfläche der SiO2-Schicht .
Die Erfinder haben gefunden, dass über eine Variation des Kantenwinkels der Metallisierungsstrukturen, also der Elekt¬ rodenfinger selbst eine verbesserte Schichtabscheidung der SiO2-Schicht und insbesondere eine bessere Kantenbedeckung möglich ist. Während bekannte SiO2-Schichten ab einer be¬ stimmten Schichtdicke stark zu Rissen neigen, wird dem erfin¬ dungsgemäß mit einem von 90° abweichenden Kantenwinkel der Metallisierung und damit einer diesem Kantenwinkel folgenden Topographie der SiO2-Schicht entgegengewirkt und so Risse vermieden. Eine SiO2-Schicht über Bauelementstrukturen mit schrägen und beispielsweise 75° geneigten Kantenwinkeln weist deutlich weniger Risse auf als eine Schicht gleicher Dicke mit üblichen Kantenwinkeln von 90° . Alternativ kann mit einem Kantenwinkel der Metallisierung kleiner 90° die Schichtdicke der SiO2-Schicht erhöht und die Kompensation des TCF verbes¬ sert werden, ohne dass dabei verstärkt Risse auftreten.
Die Erhebungen in der SiO2-Schicht haben vorzugsweise die gleiche Periodizität wie die Elektrodenfinger der Metallisie¬ rungsstruktur. Je nach gewünschter Reflexion kann diese Struktur z.B. pyramiden- oder trapezförmig ausgebildet sein und eine gegenüber der Metallisierungsstruktur unterschiedli¬ che Breite besitzen, die jedoch kleiner ist als der Abstand der Elektroden, so dass sich zwischen den Erhebungen der SiC>2-Schicht ein ebener zum Substrat paralleler Bereich ver¬ bleibt.
Eine weitere Verbesserung der SiO2-Schicht wird erhalten, wenn insbesondere im oberen Schichtbereich eine Dampfsperre in Form von stickstoffhaltigem SiO2 integriert wird. Eine solche Dampfsperre aus SixNyO2 kann im gleichen Reaktor durch Zugabe stickstoffhaltiger Ausgangskomponenten erzeugt werden. Vorzugsweise wird bei der Herstellung im Abscheidereaktor der Stickstoffanteil kontinuierlich erhöht, um eine hohe Schicht¬ gleichmäßigkeit zu erhalten.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei¬ spielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren dienen allein zur besseren Veranschaulichung der Er¬ findung und sind als rein schematische und nicht maßstabsge¬ treu Querschnittszeichnungen ausgeführt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Figur 1 zeigt ein erstes erfindungsgemäßes Bauelement
Figur 2 zeigt ein Bauelement mit einer Zwischenschicht
Figur 3 zeigt eine Bauelementstruktur mit zwei unterschied¬ lichen Metallisierungsschichten
Figur 4 zeigt eine Bauelementstruktur mit drei unterschied¬ lichen Metallisierungsschichten
Figur 5 zeigt ausschnittsweise ein Bauelement mit unter¬ schiedlichen Topographien der SiO2-Schicht
Figur 6 zeigt ausschnittsweise ein Bauelement mit abge¬ schrägten Kanten der Bauelementstruktur
Figur 7 zeigt ein Bauelement mit Gehäuse, das als Kompensa¬ tionsschicht verwendet wird.
Figur 1 zeigt ein erstes erfindungsgemäßes Bauelement im schematischen Querschnitt. Eine piezoelektrische Schicht PS ist mit einer Kompensationsschicht KS fest verbunden. Das Ma¬ terial der Kompensationsschicht KS ist so ausgewählt, dass ihr thermischer Expansionskoeffizient TCE2 geringer ist als der Expansionskoeffizient TCEl der piezoelektrischen Schicht. Auf der piezoelektrischen Schicht sind Bauelementstrukturen BES aufgebracht, beispielsweise Interdigitalwandler mit streifenförmigen Fingerelektroden, die in der Figur im Quer¬ schnitt quer zur Längsausrichtung der Elektrodenfinger darge¬ stellt sind. Über die Bauelementstruktur BES und die Oberflä¬ che der piezoelektrischen Schicht PS ist eine SiO2-Schicht SS in einer Schichtdicke aufgebracht, die zwischen 5 und 20 % einer in der schichtausbreitungsfähigen Wellenlänge bei der Mittenfrequenz des Bauelements beträgt. Die Schichtdicke dp der piezoelektrischen Schicht PS beträgt ungefähr 5 Wellen¬ längen. Die Kompensationsschicht KS ist dicker als die piezo¬ elektrische Schicht ausgeführt und so dimensioniert, dass sich eine Gesamtschichtdicke aus piezoelektrischer Schicht und Kompensationsschicht KS von weniger als 400 μm ergibt.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführung, bei der zwischen der piezoelektrischen Schicht PS und der Kompensationsschicht KS eine Zwischenschicht angeordnet ist. Diese Zwischenschicht kann der besseren Haftung zwischen piezoelektrischer Schicht und Kompensationsschicht dienen. Möglich ist es jedoch auch, dass die Zwischenschicht zusätzliche Bauelementfunktionen er¬ füllt, und insbesondere bestimmte optische und akustische Ei¬ genschaften und gegebenenfalls eine elektrische Leitfähigkeit aufweist. Die Zwischenschicht kann auch als Klebeschicht aus¬ gebildet sein.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eine zweischichtige Bauelementstruktur. Sie weist eine erste, direkt auf dem pie¬ zoelektrischen Substrat PS aufsitzende Metallschicht MSl aus einem Metall mit relativ hoher Dichte und eine zweite Metall¬ schicht MS2, mit einem Metall niedrigerer Dichte auf. Die Ge¬ samthöhe djyi der Bauelementstruktur BES beträgt in Wellenlän¬ gen gemessen ca. 4 bis 10 % der Wellenlänge der im Bauelement ausbreitungsfähigen Welle.
Figur 4 zeigt eine weitere Bauelementstruktur, die mehr¬ schichtig und hier insbesondere dreischichtig ausgebildet ist und eine erste Metallschicht MSl, eine zweite Metallschicht MS2 und eine dritte Metallschicht MS3 und gegebenenfalls wei¬ tere Metallschichten übereinander aufweist. Figuren 5a bis 5d zeigen ausschnittsweise ein Bauelement mit unterschiedlichen Topographien der SiC>2-Schicht oberhalb der Bauelementstruktur. Die dargestellten Topographien können ü- ber ein geeignetes Schichterzeugungsverfahren für die Siθ2~ Schicht erhalten werden. Möglich ist es jedoch auch, die SiO2-Schicht planar aufzubringen und in einem zweiten Schritt mit einem geeigneten Verfahren so zu strukturieren, dass die gewünschte Topographie entsteht.
Figur 5a zeigt eine erste einfache Ausführung, bei der die Topographie der SiO2-Schicht derjenigen der BauelementStruk¬ tur entspricht. Insbesondere weist die SiO2-Schicht über der Bauelementstruktur eine Erhebung auf, die eine Breite bg un¬ gefähr der Breite der Bauelementstruktur B^ entspricht. Kan¬ tenwinkel von BauelementStruktur BES und Erhebung der SiO2- Schicht SS sind jeweils ca. 90°. Hier liegt die Reflektivität pro Finger über 6%, ist also höher als bei einem Bauelement ohne SiO2-Schicht.
Figur 5b zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Erhebungen der SiO2-Schicht einen von 90° abweichenden Kantenwinkel aufwei¬ sen und daher insgesamt im Querschnitt trapezförmig ausgebil¬ det sind. Die untere Breite BSl der Erhebung in der SiO2- Schicht SS entspricht ungefähr gleich der Breite b^ der Bau¬ elementstruktur BES. Die Oberkante der Erhebungen der SiO2- Schicht oberhalb der Bauelementstruktur weist eine Breite BS2 auf, die geringer ist als BSl. Eine solche Struktur kann da¬ hingehend variiert werden, dass BSl größer als bjyj ist. Die Kanten können mit einem Rücksputterprozess abgeflacht werden, der durch Erhöhung der BIAS-Spannung beim Abscheiden in den Prozess integriert ist. Figur 5c weist in der Siθ2-Schicht eine pyramidenförmige Er¬ hebung oberhalb der Bauelementstruktur auf. Auch hier ist die untere Breite der Erhebung, also die Breite des Pyramidenfu¬ ßes ungefähr gleich der Breite der BauelementStruktur, kann aber davon nach oben oder unten abweichen. Die Abflachung kann auch hier durch Rücksputtern erreicht werden.
Figur 5d zeigt eine Ausführungsform, bei der die SiO2-Schicht über der Bauelementstruktur eine Erhebung mit trapezförmigen Querschnitt aufweist, wobei der Kantenwinkel im Bereich von ca. 25° gewählt ist. Die zugehörige Bauelementstruktur weist hier einen Kantenwinkel von 90° auf.
Figur β zeigt zwei Ausführungsbeispiele, bei denen die Kan¬ tenbedeckung der SiO2-Schicht über der Bauelementstruktur verbessert ist, indem der Kantenwinkel der Bauelementstruktur auf einen Winkel kleiner 90° eingestellt wird. Ein solcher Winkel wird beispielsweise im Bereich zwischen 65 und 85° ge¬ wählt und beträgt z.B. 75°. Während in Figur 6A eine Erhebung in der SiO2~Schicht oberhalb der Bauelementstruktur mit 90° Kantenwinkel ausgebildet ist, weist diese Erhebung im Bei¬ spiel nach Figur 6B einen davon abweichenden geringeren Kan¬ tenwinkel auf, der beispielsweise dem Kantenwinkel der Bau¬ elementstruktur entspricht. Mit einer SiO2-Schicht von 20% relativer Dicke über einem LT Substrat und mit Al- Metallisierung von relativer Höhe 4% können mit Kantenwinkeln der Erhebungen und der BauelementStrukturen von jeweils 75° in erfindungsgemäßen Bauelementen Reflektivitäten von über 5,9% pro Finger erreicht werden. In Abhängigkeit vom gewähl¬ ten Verfahren zur Aufbringung der SiO2-Schicht kann der Kan¬ tenwinkel der Erhebung in der SiO2-Schicht jedoch geringer sein als derjenige der Bauelementstruktur. Figur 7 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Gehäuse zusätzlich noch als Kompensationsschicht ver¬ wendet wird. In solchen Ausgestaltungen ist das piezoelektri¬ sche Substrat PS mit den Bauelementstrukturen und der SiO2- Schicht darüber fest mit dem Gehäuseteil verbunden, welches als Kompensationsschicht dienen soll. Die Verbindung ist wie in den Ausführungen mit einer reinen Kompensationsschicht vorzugsweise durch Direktbonden vorgenommen. Möglich sind je¬ doch auch andere mechanisch feste Verbindungen, die zu einer Verspannung zwischen dem als KompensationsSchicht KS dienen¬ den Gehäuseteil und dem piezoelektrischen Substrat PS dienen können. Geeignet sind beispielsweise Lötverfahren, Klebver¬ fahren oder Bumpverbindungen. Zusätzlich zum kompensierenden Gehäuse kann wie gehabt auch noch eine flache substratähnli¬ che Kompensationsschicht gegenüber der die BauelementStruktu¬ ren tragenden Oberfläche des Substrats eingesetzt werden.
Figur 7A zeigt eine Ausführung, bei der das piezoelektrische Substrat PS in ein als Wanne ausgebildetes Gehäuseunterteil eingesetzt und fest mit diesem als Kompensationsschicht KS dienenden Material verbunden ist. Das Material des Gehäuseun¬ terteils ist nach dem gleichen Kriterium ausgelegt, wie die weiter oben erläuterte Kompensationsschicht. Das Gehäuseun¬ terteil kann flachen Deckel D verschlossen sein, wie dies et¬ wa in den Figuren 7a und 7b dargestellt ist. Möglich ist es jedoch auch, das piezoelektrische Substrat PS auf einem fla¬ chen Gehäuseunterteil aufzubringen, welches ebenfalls als Kompensationsschicht KS dienen kann.
Figur 7c zeigt eine solche Ausführung, wobei das Bauelement anschließend durch eine Abdeckung verschlossen wird, die fest mit dem Gehäuseunterteil abschließt. In Figur 7c ist eine me¬ chanisch feste Kappe K dargestellt. Die Abdeckung kann jedoch auch folienartig und insbesondere auflaminiert sein. Es ist klar, dass das Material für das Gehäuseunterteil, welches das Kompensationsschicht KS dienen soll, bezüglich der Material- auswahl den gleichen Kriterien unterliegt, wie das bei der weiter oben beschriebenen direkt auf dem piezoelektrischen Substrat aufgebrachten Kompensationsschicht. In diesen Fällen kann in erfindungsgemäßer Weise das Gehäuse zur Verringerung des TCF beitragen. Wird auch das Gehäuseoberteil, insbesonde¬ re der Deckel D oder die Kappe K einem geeigneten Material ausgewählt, so kann dies weiter zur Verspannung und damit zur weiteren Herabsetzung des TCF beitragen.
Figur 7D zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der das Bauelement mit einer Kompensationsschicht KS ver¬ sehen ist, die keine weiteren Gehäusefunktionen inne hat. Zu¬ sätzlich ist das Bauelement jedoch oberhalb der Bauelement¬ strukturen bzw. oberhalb der SiO2-Schicht mit einer Kappe K abgedeckt, deren Material so ausgewählt ist, dass relativ zum piezoelektrischen Material der piezoelektrischen Schicht PS eine thermische Verspannung auftreten kann. Die Kappe sitzt dabei direkt der piezoelektrischen Schicht PS auf. Die Kappe kann auch eine Abdeckschicht umfassen. Auch damit gelingt es, den TCF des gesamten Bauelements positiv zu beeinflussen und den Effekt der Temperatur auf die Lage der Resonanzfrequenz zu minimieren.
Obwohl die Erfindung nur anhand weniger Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese beschränkt. Mögli¬ che Variationen ergeben sich aus Art und Formgestaltung der Kompensationsschicht, der Zwischenschicht, aus der genauen Gestaltung der Bauelementstrukturen und aus dem Gehäuse, in dem das Bauelement gegebenenfalls eingebaut ist. Allen Aus¬ führungen ist gemein, dass sie mit den angegebenen erfin- dungsgemäßen Merkmalen eine wesentliche Verbesserung der Tem¬ peraturabhängigkeit der Resonanzfrequenz erzielen, ohne dass dazu eine einzelne Maßnahme vollständig ausgereizt und der die damit verbundene Nachteil in Kauf genommen werden müsste. Somit gibt die Erfindung ein Bauelement an, welches eine aus¬ gezeichnete Bauelementperformance und eine wesentlich verbes¬ serte bzw. verringerte Temperaturabhängigkeit der Resonanz¬ frequenz aufweist.

Claims

Patentansprüche
1. Mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement mit redu¬ ziertem Temperaturgang, mit einem piezoelektrischen Substrat (PS) , das einen ers¬ ten thermischen Ausdehnungskoeffizienten TCEl aufweist und eine Dicke von x mal lambda besitzt, wobei 5 < x < 50 und lambda die Wellenlänge des Bauelements bei Mittenfre¬ quenz ist mit elektrisch leitenden Bauelementstrukturen (BES) auf der Oberseite des Substrats mit einem mit der Unterseite des Substrats mechanisch fest verbundenen Kompensationsschicht (KS) , die mit dem Substrat mechanisch verspannt ist, oder die bei Tempera¬ turänderung eine mechanische Verspannung zum Substrat ausbaut mit einer über den Bauelementstrukturen aufgebrachten SiO2-Schicht (SS) , die eine Dicke von 5 bis 20% der sich in ihr ausbreitenden akustischen Welle bei Mittenfrequenz besitzt.
2. Bauelement nach Anspruch 1, bei dem das Material der Kompensationsschicht (KS) einen zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten TCE2 aufweist und so ausgewählt ist, dass TCE2 < TCEl.
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Kompensationsschicht (KS) ein an das Substrat (PS) gebondeter Festkörper ist.
4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem zwischen Substrat (PS) und Kompensationsschicht (KS) eine relativ zur Kompensationsschicht dünne Zwischenschicht (ZS) angeordnet ist.
5. Bauelement nach Anspruch 4, bei dem die Zwischenschicht (ZS) ausgewählt ist aus hochohmi- ge Schicht, Antireflexschicht und KlebstoffSchicht.
6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Bauelementstrukturen (BES) aus einem Material o- der aus einer Materialkombination mit einer in der Summe hö¬ heren Dichte als reines Al bestehen.
7. Bauelement nach Anspruch 6, bei dem die Bauelementstrukturen (BES) eine Mehrschichtstruk¬ tur (MSl, MS2, MS3) aufweisen, die Schichten aus Al und zu¬ mindest einem aus Cu, Mo, W und Ta umfassen.
8. Bauelement nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Bauelementstrukturen (BES) eine erste Schicht, ausgewählt aus Cu, Mo, W und Ta, und einen darüber aufge¬ brachten Elektrodenkörper aus einem einheitlichen Material oder eine Mehrschichtstruktur (MSl, MS2, MS3) umfassen, wobei das einheitliche Material oder die einzelnen Schichten der Mehrschichtstruktur zumindest eines aus Al, Cu, Mg und Ag uπi- fasst.
9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Kompensationsschicht (KS) eine Glasschicht um- fasst .
10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem für die Kompensationsschicht (KS) ein Material mit einem TCE2 von 1 bis 3,5 ppmK'1 umfasst.
11. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Gesamthöhe aus Substrat (PS) und Kompensations- schicht (KS) weniger als 400 μm. beträgt.
12. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Bauelementstrukturen (BES) streifenförmige Elekt¬ rodenfinger umfassen, deren seitliche Kanten schräg zur Sub¬ stratoberfläche stehen und mit dieser einen Kantenwinkel KW mit 65° < KW < 85° bilden.
13. Bauelement nach Anspruch 12, bei dem die SiO2 Schicht (SS) eine Oberflächenstruktur auf¬ weist, die der Struktur der Elektrodenfinger folgt und die den gleichen Fingerabstand wie die Elektrodenfinger besitzt.
14. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das Substrat mit einem als Kompensationsschicht (KS) dienenden Trägermaterial verbunden wird, welches einen Teil des Gehäuses darstellt, wobei das Trägermaterial einen ther¬ mischen Ausdehnungskoeffizienten TCE3 aufweist und TCE3 < TCE 1 gewählt ist, bei dem die Verbindung zwischen dem Trägermaterial und der dem Substrat (PS) durch Kleben oder Direktbonden erzeugt ist, oder bei dem das Trägermaterial mit den Bauelementstrukturen (BES) auf der Oberfläche des Substrats (PS) mittels Bumps verbunden ist.
15. Bauelement nach Anspruch 14, bei dem das Trägermaterial mehrschichtig ist, zumindest eine zwischen den Schichten angeordnete Metallisierungsebene auf- weist und zumindest eine Schicht aus Keramik, Glas oder Kunststoffleiterplattenmaterial umfasst.
16. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem die Kompensationsschicht (KS) den Unterteil eines Ge¬ häuses für das Bauelement ausbildet.
17. Verfahren zur Herstellung eines mit akustischen Wellen arbeitenden Bauelements mit reduziertem Temperaturgang, bei dem ein als Substrat dienender piezoelektrischer Wa- fer (PS) , der einen ersten thermischen Ausdehnungs¬ koeffizienten TCEl aufweist, über seine Unterseite mit einem eine Kompensationsschicht (KS) aufweisenden Kompen- sationswafer mechanisch fest verbunden wird, wobei die Kompensationsschicht mit dem Substrat mechanisch ver¬ spannt ist, oder bei Temperaturänderung eine mechanische Verspannung zum Substrat ausbaut bei dem elektrisch leitende BauelementStrukturen (BES) auf der Oberseite des piezoelektrischen Wafers für eine Mehrzahl von Bauelementen erzeugt werden bei dem über den Bauelementstrukturen eine SiO2-Schicht (SS) aufgebracht wird, die eine Dicke von 5 bis 20% der sich in ihr ausbreitenden akustischen Welle bei Mitten¬ frequenz besitzt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Kompensationsschicht (KS) einen zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten TCE2 besitzt und wobei das Material der Kompensationsschicht so gewählt ist, dass TCE2 < TCEl.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei dem der piezoelektrische Wafer (PS) und der Kompensati- onswafer (KS) durch Direktbonden verbunden werden.
20. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei dem vor dem Bonden eine hochohmige und/oder antireflekti- ve Zwischenschicht (ZS) auf eine der beiden zu verbindenden Oberflächen aufgebracht wird.
21. Verfahren nach Anspruch 17 oder 20, bei dem der piezoelektrische Wafer (PS) und der Kompensati- onswafer (KS) mit Hilfe eines Klebstoffes verbunden werden.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem die beiden zu verbindenden Oberflächen vor dem Ver¬ binden poliert werden.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei dem die SiO2-Schicht (SS) mittels Sputtern oder PECVD aufgebracht wird, wobei die Abscheidbedingungen so einge¬ stellt werden, dass die resultierende Schicht einen Bre¬ chungsindex zwischen 1,44 und 1,49 erhält.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, bei dem der piezoelektrische Wafer (PS) nach dem Verbinden mit dem Kompensationswafer (KS) durch ein CMP Verfahren auf eine Schichtdicke von 10 bis 50μm gedünnt wird.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007329584A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Fujitsu Media Device Kk 弾性境界波素子、共振器およびフィルタ
EP2246978A1 (de) * 2008-01-24 2010-11-03 Murata Manufacturing Co. Ltd. Verfahren zur herstellung eines elastischen wellenelements
US8011074B2 (en) * 2007-01-17 2011-09-06 Rf Micro Devices, Inc. Method for manufacture of piezoelectric substrate for a saw device
US8035460B2 (en) 2006-02-16 2011-10-11 Panasonic Corporation Surface acoustic wave device, surface acoustic wave filter and antenna duplexer using the same, and electronic equipment using the same
US8069542B1 (en) 2005-05-24 2011-12-06 Rf Micro Devices, Inc. Interleaved interdigitated transducers
US8490260B1 (en) 2007-01-17 2013-07-23 Rf Micro Devices, Inc. Method of manufacturing SAW device substrates
US8536665B2 (en) * 2007-08-22 2013-09-17 The Hong Kong Polytechnic University Fabrication of piezoelectric single crystalline thin layer on silicon wafer

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090056452A1 (en) * 2006-01-18 2009-03-05 Honeywell International Inc. Acoustic wave sensor system
DE102006039515B4 (de) * 2006-08-23 2012-02-16 Epcos Ag Drehbewegungssensor mit turmartigen Schwingstrukturen
DE102006048879B4 (de) * 2006-10-16 2018-02-01 Snaptrack, Inc. Elektroakustisches Bauelement
DE102007037502B4 (de) 2007-08-08 2014-04-03 Epcos Ag Bauelement mit reduziertem Temperaturgang
US7514841B1 (en) * 2007-10-18 2009-04-07 Honeywell International Inc. Glass based packaging and attachment of saw torque sensor
US8154171B2 (en) * 2007-10-23 2012-04-10 Panasonic Corporation Boundary acoustic wave device
JP5500966B2 (ja) 2008-12-25 2014-05-21 日本碍子株式会社 複合基板及び金属パターンの形成方法
KR20110020741A (ko) * 2009-08-24 2011-03-03 엔지케이 인슐레이터 엘티디 복합 기판의 제조 방법
US8664836B1 (en) * 2009-09-18 2014-03-04 Sand 9, Inc. Passivated micromechanical resonators and related methods
DE102009056663B4 (de) * 2009-12-02 2022-08-11 Tdk Electronics Ag Metallisierung mit hoher Leistungsverträglichkeit und hoher elektrischer Leitfähigkeit und Verfahren zur Herstellung
US8040020B2 (en) * 2010-02-17 2011-10-18 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Encapsulated active transducer and method of fabricating the same
DE102010053273B4 (de) * 2010-12-02 2015-03-26 Epcos Ag Elektroakustisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines elektroakustischen Bauelements
JP5842911B2 (ja) * 2011-03-14 2016-01-13 株式会社村田製作所 圧電デバイス、圧電デバイスの製造方法
EP2738939B1 (de) * 2011-07-29 2018-12-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelektrische vorrichtung und verfahren zur herstellung einer piezoelektrischen vorrichtung
DE102011119660B4 (de) * 2011-11-29 2014-12-11 Epcos Ag Mikroakustisches Bauelement mit Wellenleiterschicht
DE102012105286B4 (de) 2012-06-18 2018-08-09 Snaptrack, Inc. Mikroakustisches Bauelement mit TCF Kompensationsschicht
US10153748B2 (en) 2013-10-31 2018-12-11 Kyocera Corporation Acoustic wave element, filter element, and communication device
DE102014111993B4 (de) 2014-08-21 2017-12-21 Snaptrack, Inc. Mikroakustische Bauelement mit verbesserter Temperaturkompensation
US10574203B2 (en) 2015-07-28 2020-02-25 Qorvo Us, Inc. Bonded wafers and surface acoustic wave devices using same
US10812038B2 (en) * 2015-08-25 2020-10-20 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Acoustic wave resonator
DE112016000126B4 (de) * 2015-09-15 2020-06-25 Ngk Insulators, Ltd. Herstellungsverfahren für Verbundwerkstoff-Substrat
US10128814B2 (en) 2016-01-28 2018-11-13 Qorvo Us, Inc. Guided surface acoustic wave device providing spurious mode rejection
US10084427B2 (en) 2016-01-28 2018-09-25 Qorvo Us, Inc. Surface acoustic wave device having a piezoelectric layer on a quartz substrate and methods of manufacturing thereof
FR3052298B1 (fr) * 2016-06-02 2018-07-13 Soitec Structure hybride pour dispositif a ondes acoustiques de surface
FR3053532B1 (fr) * 2016-06-30 2018-11-16 Soitec Structure hybride pour dispositif a ondes acoustiques de surface
US10924086B2 (en) * 2016-10-14 2021-02-16 Qorvo Us, Inc. Surface acoustic wave (SAW) device with antireflective structure
KR102215432B1 (ko) * 2017-03-09 2021-02-16 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치, 멀티플렉서, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치
CN107317560B (zh) * 2017-05-11 2021-01-05 华南理工大学 一种温度补偿表面声波器件及其制备方法
GB201714646D0 (en) 2017-09-12 2017-10-25 Spts Technologies Ltd Saw device and method of manufacture
US11206007B2 (en) 2017-10-23 2021-12-21 Qorvo Us, Inc. Quartz orientation for guided SAW devices
SG10201905013VA (en) 2018-06-11 2020-01-30 Skyworks Solutions Inc Acoustic wave device with spinel layer
US12063027B2 (en) * 2018-11-21 2024-08-13 Skyworks Solutions, Inc. Acoustic wave device with ceramic substrate
US11621690B2 (en) * 2019-02-26 2023-04-04 Skyworks Solutions, Inc. Method of manufacturing acoustic wave device with multi-layer substrate including ceramic
CN117833855B (zh) * 2024-03-04 2024-10-15 深圳新声半导体有限公司 声波装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19634979A1 (de) * 1996-08-29 1998-03-12 Siemens Ag Verfahren zur Messung und Bestimmung von geometrischen Strukturen elektrisch leitfähiger planarer Strukturen

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3965444A (en) * 1975-01-03 1976-06-22 Raytheon Company Temperature compensated surface acoustic wave devices
JPS5930332B2 (ja) * 1979-05-31 1984-07-26 株式会社東芝 弾性表面波素子
US4978879A (en) 1988-07-27 1990-12-18 Fujitsu Limited Acoustic surface wave element
JPH05335879A (ja) * 1992-05-28 1993-12-17 Fujitsu Ltd 弾性表面波素子
JPH0760757B2 (ja) 1992-06-03 1995-06-28 科学技術庁無機材質研究所長 無機化合物／金属薄膜二層構造ｘ線対陰極
US5446330A (en) 1993-03-15 1995-08-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Surface acoustic wave device having a lamination structure
JP3205978B2 (ja) * 1995-08-08 2001-09-04 住友電気工業株式会社 表面弾性波素子
JPH09208399A (ja) * 1996-01-31 1997-08-12 Kyocera Corp 圧電基体及び弾性表面波装置
JPH10233641A (ja) * 1997-02-18 1998-09-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波素子の製造方法
US5838089A (en) * 1997-02-18 1998-11-17 Kobe Steel Usa Inc. Acoustic wave devices on diamond with an interlayer
WO1998051011A1 (fr) * 1997-05-08 1998-11-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Dispositif a ondes limites elastiques et son procede de fabrication
JP3880150B2 (ja) * 1997-06-02 2007-02-14 松下電器産業株式会社 弾性表面波素子
JPH11155347A (ja) 1997-12-03 1999-06-15 Kubota Corp 脱穀装置
JP2001053579A (ja) 1999-06-02 2001-02-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波素子と移動体通信機器
JP2002016468A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Kyocera Corp 弾性表面波装置
US6566983B2 (en) * 2000-09-02 2003-05-20 Lg Electronics Inc. Saw filter using a carbon nanotube and method for manufacturing the same
JP2002217672A (ja) * 2001-01-12 2002-08-02 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波装置およびそれを用いた通信機装置
JP3945363B2 (ja) * 2001-10-12 2007-07-18 株式会社村田製作所 弾性表面波装置
DE10206369B4 (de) * 2002-02-15 2012-12-27 Epcos Ag Elektrodenstruktur mit verbesserter Leistungsverträglichkeit und Verfahren zur Herstellung
JP2004186868A (ja) * 2002-12-02 2004-07-02 Fujitsu Media Device Kk 弾性表面波素子、それを有する送信フィルタ及び受信フィルタ、並びにそれらを有するデュプレクサ
JP4305173B2 (ja) * 2002-12-25 2009-07-29 パナソニック株式会社 電子部品およびこの電子部品を用いた電子機器
DE10302633B4 (de) * 2003-01-23 2013-08-22 Epcos Ag SAW-Bauelement mit verbessertem Temperaturgang
JP2004242182A (ja) * 2003-02-07 2004-08-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波デバイス
JP3894917B2 (ja) * 2003-11-12 2007-03-22 富士通メディアデバイス株式会社 弾性境界波デバイス及びその製造方法
CN103187944A (zh) * 2004-03-29 2013-07-03 株式会社村田制作所 声界面波装置的制造方法
JP4289399B2 (ja) * 2006-06-22 2009-07-01 セイコーエプソン株式会社 弾性波デバイスおよび弾性波デバイスの製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19634979A1 (de) * 1996-08-29 1998-03-12 Siemens Ag Verfahren zur Messung und Bestimmung von geometrischen Strukturen elektrisch leitfähiger planarer Strukturen

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOVACS G ET AL: "A SAW duplexer with superior temperature characteristics for US-PCS", ULTRASONICS SYMPOSIUM, 2004 IEEE MONTREAL, CANADA 23-27 AUG. 2004, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, 23 August 2004 (2004-08-23), pages 974 - 977, XP010786652, ISBN: 0-7803-8412-1 *
SATO H ET AL INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS: "TEMPERATURE STABLE SAW DEVICES USING DIRECTLY BONDED LITA03/GLASS SUBSTRATES", 1998 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM PROCEEDINGS. SENDAI, MIYAGI, JP, OCT. 5 - 8, 1998, IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM PROCEEDINGS, NEW YORK, NY : IEEE, US, vol. VOL. 1, 5 October 1998 (1998-10-05), pages 335 - 338, XP000888026, ISBN: 0-7803-4096-5 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8069542B1 (en) 2005-05-24 2011-12-06 Rf Micro Devices, Inc. Interleaved interdigitated transducers
US8225470B1 (en) 2005-05-24 2012-07-24 Rf Micro Devices, Inc. Process of making series connected interdigitated transducers with center chirping
US8529986B1 (en) 2005-05-24 2013-09-10 Rf Micro Devices, Inc. Layer acoustic wave device and method of making the same
US8035460B2 (en) 2006-02-16 2011-10-11 Panasonic Corporation Surface acoustic wave device, surface acoustic wave filter and antenna duplexer using the same, and electronic equipment using the same
JP2007329584A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Fujitsu Media Device Kk 弾性境界波素子、共振器およびフィルタ
US8011074B2 (en) * 2007-01-17 2011-09-06 Rf Micro Devices, Inc. Method for manufacture of piezoelectric substrate for a saw device
US8490260B1 (en) 2007-01-17 2013-07-23 Rf Micro Devices, Inc. Method of manufacturing SAW device substrates
US8536665B2 (en) * 2007-08-22 2013-09-17 The Hong Kong Polytechnic University Fabrication of piezoelectric single crystalline thin layer on silicon wafer
EP2246978A1 (de) * 2008-01-24 2010-11-03 Murata Manufacturing Co. Ltd. Verfahren zur herstellung eines elastischen wellenelements
US20100293770A1 (en) * 2008-01-24 2010-11-25 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for manufacturing acoustic wave device
US8997320B2 (en) * 2008-01-24 2015-04-07 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for manufacturing acoustic wave device
EP2246978B1 (de) * 2008-01-24 2018-01-03 Murata Manufacturing Co. Ltd. Verfahren zur herstellung eines elastischen wellenelements

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008514062A (ja) 2008-05-01
WO2006032335A8 (de) 2006-05-18
DE102004045181B4 (de) 2016-02-04
JP5243029B2 (ja) 2013-07-24
US20070296306A1 (en) 2007-12-27
DE102004045181A1 (de) 2006-03-23
US7589452B2 (en) 2009-09-15

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