CN1131844A

CN1131844A - 一种薄膜体声波器件

Info

Publication number: CN1131844A
Application number: CN95119782A
Authority: CN
Inventors: 和高修三; 三须幸一郎; 永塚勉; 木村友则; 龟山俊平; 前田智佐子; 山田朗; 本多俊久
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1996-09-25
Anticipated expiration: 2015-11-24
Also published as: CN1130013C; KR960019825A; US5789845A; JPH08148968A

Abstract

借助于同半导体电路一起制作一个具有宽的带宽的滤波器或一个具有宽的振荡频率范围的谐振器，本发明的实施例提供了一种小而特性良好的体声波器件。在本发明的实施例中，体声波器件包含一个其上带有介电物质层的半导体衬底，介电物质层上有一个接地导体层，接地导体层上有一个压电陶瓷薄膜，而压电陶瓷薄膜上有一个导电电极图形。压电陶瓷薄膜的厚度为接地导体层厚度的10倍以上，且沿平行于压电陶瓷薄膜表面的方向传播的声波的波数同压电陶瓷薄膜厚度的乘积小于2。

Description

一种薄膜体声波器件

本发明涉及一种使用声波的诸如谐振器和滤波器的体声波器件以及采用此种体声波器件的电子器件。

体声波器件采用压电材料起谐振器和滤波器的作用，它可在电信号和声波之间执行转换。

图54示出了文献中所述的一种常规型体声波器件，例如：文献“1983 IEEE超声研讨会PP.299-310”(以下称为文献1)，日本未经审查的专利公开sho 63-187713号(以下称为文献2)，以及文献“IEEE 41届频率控制年会PP371-381，1987”(以下称为文献3)。半导体衬底1例如是硅(Si)或砷化镓(GaAs)。压电材料薄膜2是氧化锌(ZnO)或氮化铝(ALN)之类。并提供有半导体电路3。

至于采用压电薄膜2的器件，可以有二种情况。一种情况是使用文献1所示的表面声波器件，而另一种情况是采用文献2和3所示的薄膜体声波器件。表面声波器件在压电薄膜2的表面上组成一个叉指式换能器。表面声波器件可实现谐振器、滤波器、延迟线、相关器等。另一方面，体声波器件可实现体超声谐振器和由体声波谐振器组成的体声波滤波器。表面声波谐振器和体超声波谐振器彼此的结构不同，但其电字功能几乎相同。以下示出了体声波器件的情况。

图55和56出了文献2和3以及文献“1985 IEEE超声研讨会PP311-318”(以下称为文献4)、“1990 IEEE超声研讨会PP529-536”(以下称为文献5)、“日本未经审查的专利公开hei6-350154号”(以下称为文献6)等所示的常规型体声波谐振器。图55示出了此常规型体超声波谐振器的上侧图。图56示出了图55所示体超声波谐振器的A-A剖面图。在图56中提供了氧化硅(SiO₂)4。接地导体5由高掺杂半导体组成。接地导体5可以是一种金属。顶侧电极6由一种金属组成并提供了一个过孔7。

以下描述其运行。在图56中，当在接地导体5和顶侧电极6之间加电压时，在压电薄膜2中就产生电场。压电薄膜2的特点是当电场产生时就发生变形，即应变。当外加电压振荡时，在压电薄膜2中就激发一个相应于外加电压的声波。受激声波的传播方向、弹性振动的位移方向以及外加电压的声波激发效率，决定于所用压电薄膜2的材料、接地导体5和顶侧电极6的形状等。在下面的讨论中，假设声波的传播方向沿压电薄膜2的厚度方向，此方向相应于从接地导体5到顶侧电极6的方向。而且，假设弹性振动的位移方向为压电薄膜2的厚度方向。

声波被激发于其中存在电场的顶侧电极6与接地导体5之间的区域。因此，声波大致被激发于顶侧电极6与接地导体5之间的区域。由于受激声波沿压电薄膜的厚度方向传播，故在接触空气的各表面上，亦即顶侧电极6的表面6a和氧化硅4的底侧6a上被反射。这是由于像顶侧电极6、压电薄膜2、接地导体5和氧化硅4这样的固态媒质的声阻抗远不同于空气的声阻抗。面对空气的表面6a和底侧4a基本上可认为是全反射器。在“固体振荡理论基础(1982年9月Ohmu-sha出版)第五章无限平面上的波PP77-116”(以下称为文献7)之类的文献中描述了这种表面上的边界条件。因而，在具有图56所示结构的体超声波谐振器中，半导体衬底1的材料不直接影响声波的激发特性。

声波被夹在顶侧电极6的表面6a和氧化硅4的底侧4a之间。共振发生于顶侧电极6的表面6a同氧化硅4的底侧4a之间的长度为声波半波长的整数倍这样的频率附近。亦即，图56所示的体声波器件用作体超声波谐振器。与顶侧电极6、接地导体5和压电薄膜2相比，氧化硅4通常较薄且密度较低。因而氧化硅4对弹性谐振条件的贡献可认为很小。图57示出了体超声波谐振器的一种简化结构。此简化结构为一个由顶侧电极6、压电薄膜2和接地导体5组成的三层结构。当三层结构基本上决定谐振条件时，此简化结构可用来代表体声波谐振器。图中，谐振器件8用作谐振器。

在图57中，假设顶侧电极6和接地导体5的厚度均为d而压电薄膜2的厚度为h。当忽略顶侧电极6和接地导体5的负载效应时，谐振频率fr可用式1计算：

2f_r＝n(h/v_p+d/v_m)^-1 (1)其中n为整数，v_p为声波在压电薄膜2中的传播速度，v_m为顶侧电极6和接地导体5的声波传播速度。传播速度v_p和v_m决定于用作压电薄膜2、顶侧电极6和接地导体5的材料以及传播方向和振动方向。由于顶侧电极6和接地导体5的负载效应在式1中被忽略了，故图57所示谐振器件的实际谐振频率低于式1所算出的谐振频率fr。在文献“固体振荡理论基础(1982年9月Ohmu-sha出版)第9章压电片的波PP189-195”(以下称为文献8)中描述了谐振频率同负载效应之间的关系。

如文献5所示，压电材料的声速对氧化锌约为6000m/sec而对氮化铝约为10000m/sec。图57所示薄膜压电谐振器用这种压电材料组成。例如，在基波(n＝1)谐振频率为2GH₂时，即使忽略顶侧电极6和接地导体5的厚度d，压电薄膜2的厚度h也算得为1.5μm-2.5μm。亦即要求极薄的薄膜厚度。此外，当考虑顶侧电极6和接地导体5的厚度d时，所要求的压电薄膜2的厚度h更薄。用在中频(以下称为IF)波段的常规熟知压电谐振器和常规熟知压电滤波器中的压电薄膜，由安排平板材料的方法来生产。此法不能用来生产厚度为数μm数μm的压电薄膜。

图57所示薄膜压电谐振器的特性基本上同使用平板材料的中频波段常规熟知晶体振荡器和常规熟知陶瓷振荡器的特性相同。在例如文献“声波器件工艺手册(第150届日本科学声波器件工艺促进属会委员会编，1991年11月30出版)第II卷体声波器件第3章压电体波器件PP90-143”(以下称为文献9)中，详细描述了晶体振荡器和陶瓷振荡器。

如文献9所述，图58示出了图57所示体超声波谐振器的等效电路。图中，电容Co9连接在顶侧电极6和接地导体5之间。等效电感L₁10、等效电容C₁11和等效电阻R₁12串联。图59示出了图58所示等效电路的代表性特征阻抗。

图58的等效电路以频率Fr谐振。频率Fr是等效电感L₁10和等效电容C₁11的串联谐振频率。当等效电阻R₁为零时，阻抗变为零。等效电路以频率Fa反谐振。频率Fa是电容Co9同等效电感L₁10和等效电容C₁11的串联电路并联谐振的频率。当等效电阻R₁为零时，阻抗变为无限大。图59的特征阻抗示出了等效电阻R₁不为零因而频率Fa时的阻抗为一有限值的情况。

在电容Co9、等效电感L₁10、等效电容C₁11、共振频率Fr和反谐振频率Fa之间存在一个唯一的关系。在文献9中描述了下列表式2和3：

F_{r} = \frac{1}{2 π \sqrt{L_{1} C_{1}}}

F_{a} = \frac{1}{2 π} \sqrt{\frac{1}{L_{1}} (\frac{1}{C_{0}} + \frac{1}{C_{1}})} = F_{r} \sqrt{1 + \frac{C_{1}}{C_{0}}}

此外，谐振器的质量因子Qm与图58所示等效电路的电路常数有关，且在文献9中公布了Qm的表式4：

Q_{m} = \frac{1}{2 π F_{r} C_{1} R_{1}}

式1所示频率Fr是谐振频率Fr和反谐振频率Fa的近似值。严格地说，此值决定于顶侧电极6和接地导体5的材料和物理形状以及压电薄膜2的材料、结晶方向和物理形状。此外，Qm以及谐振频率Fr和反谐振频率Fa之差主要决定于压电薄膜2的材料和结晶方向。当振荡电路用体超声波谐振器构成时，谐振频率Fr和反谐振频率Fa之差，强烈地影响最大频率调整范围，而当用体超声波谐振器组成滤波器时，强烈地影响最大通带带宽。

有效电机械耦合因子K² _eff用谐振频率Fr和反谐振频率Fa按式5计算：

k_{eff}^{2} = \frac{F_{a}^{2} - F_{r}^{2}}{F_{r}^{2}}

有效电机械耦合常数K² _eff决定于压电薄膜2的材料和结晶方向以及声波的传播方向和振动方向。文献“超声波工艺手册(技术日报出版公司1991年6月25日出版)第8版PP363-371”(以下称为文献10)描述了这种情况。当假设电机械耦合常数K²为电机械耦合常数K² _eff的最大值时，谐振频率F_r同反谐振频率F_a之频率差ΔF可用式6计算：

ΔF = F_{a} - F_{r} = F_{r} (\sqrt{1 + k^{2}} - 1)

图60示出了体超声波谐振器的一例特征阻抗。在体超声波谐振器中，当频率上升时阻抗从容抗区变到感抗区，且电抗分量变为零时的频率设定为F_r.阻抗从感抗区变到容抗区且电抗分量变为零时频率设定为F_a.如式2-5所示，频率F_r为谐振频率，而频率F_a为反谐振频率。

图61是熟知的Colpitts型振荡电路的基本部分。图中提供有晶体管13、电容器Cc、C_B14和体超声波揩振器15。

当假设晶体管13的作用小时，图61所示振荡电路发生振荡的条件之一近似地示于式7。此振荡电路在文献“高频、振荡、调制和解调(东京电气学院出版公司1986年5月10日出版第一版)PP49-91”(以下称为文献11)中已详细描述。

1/jωC_C+1/jωC_B+1/Y＝0

在式7中，ω为角频率，Y为体超声波谐振器15的导纳。导纳Y根据图58等效电路用式8计算：

Y = jω C_{0} + \frac{1}{jω L_{1} + 1 / jω C_{1} + R_{1}}

为满足式7，体超声波谐振器15具有感抗特性是必要的。因此，振荡的可能频率范围被限定在F_r和F_a的范围中。亦即，利用具有图60所示特性的体超声波谐振器15，可振荡的频率范围小于谐振频率F_r与反谐振频率F_a之间的频率差ΔF。

在要求特定频率下的稳定振荡的情况下，其谐振频率F_r同反谐振频率F_a之间的频率差ΔF很小的带有窄的带宽的谐振器是合适的。通常，如文献9所示，当要求特定频率的稳定振荡时，广泛地采用石英谐振器。由于石英具有极小的电机械耦合常数K²，故谐振频率F_r与反谐振频率F_a之间的频率差ΔF极小且温度特性稳定。结果，当用石英组成振荡电路时，振荡频率的稳定性就特别好。然而，由于压电薄膜2不是用石英组成的，就不可能用图56所示的压电薄膜2来组成体超声波谐振器。此外，由于谐振频率F_r同反谐振频率F_a之间的频率差ΔF在石英情况下特别小，故当用石英组成电压控制振荡器(VCO)时，其频率可变范围就特别窄。

当不要求石英所提供的高稳定性时，例如文献2和3所示，可采用氧化锌(ZnO)和氮化铝(ALN)的体超声波谐振器。使用氧化锌(ZnO)和氮化铝(ALN)的体超声波谐振器本身不能提供石英振荡器那样高稳定的振荡。因此，要用变容二极管等来取代电容器C_B14或C_c14。变容二级管的电容随加于其上的电压而变化。因而，体超声波谐振器可用作具有可变振荡频率的VCO。此时，可振荡的频率范围的限制依赖于电机械耦合常数K²。亦即，根据压电薄膜2的材料，可确定可能的振荡频率范围。

图62示出了体超声波滤波器的一例电路区，它是通常熟知的借助于将体超声波谐振器15a和15b连接在梯形电路而形成的。图中提供了输入端16、输出端17和接地端18。图63示出了组成图62所示体超声波滤波器的各体超声波谐振器15a和15b的特征阻抗。图中，特征阻抗19是图62中并联元件体超声波谐振器15a的阻抗，而特征阻抗20是图62中串联元件体超声波谐振器的特征阻抗。图64示出了图62所示体超声波滤波器的频率响应。

当滤波器用图62所示的梯形连接而组成时，如文献9所公布的，并联元件体超声波谐振器15a的反谐振频率F_ap和串联元件体超声波谐振器15b的谐振频率F_rs被设定为几乎相同的频率。在这些频率F_ap和F_rs附近，体超声波谐振器15a(并联元件)具有几乎无穷大的阻抗。体超声波谐振器15b(串联元件)具有可视为几乎短路的阻抗。输入端16和输出端17之间的电特性则可视为几乎短路，而图62所示的电路可视为传输线。亦即体超声波滤波器如同具有频率F_ap和F_rs附近的通带的滤波器那样工作。另一方面，在谐振频率F_rp附近，体超声波谐振器15a(并联元件)的阻抗可视为几乎短路。在反谐振频率F_as附近，体超声波谐振器15b(串联元件)具有几乎无穷大的阻抗。因此，在输入端16和输出端17之间的电学特性可确定为开路。图62所示的电路提供了一个频率F_rp和F_as附近的衰减棒。因此，如图62所示，由连接具有图63所示的特征阻抗的体超声波谐振器15a和15b而构成的体超声波滤波器表现出图64所示的通带特性。

当并联元件体超声波谐振器15a的谐振频率F_rp和反谐振频率F_ap之差以及体超声波谐振器15b的谐振频率F_rs和反谐振频率F_as之差几乎是同一频率差ΔF时，基于图64所示频率响应的通带宽度不会超过2ΔF。式6所示的频率差ΔF强烈地依赖于压电薄膜2的电机械耦合常K²，因而体超声波滤波器通带宽度的限制值强烈地依赖于压电薄膜2的材料。

借助于用图58所示的等效电路来取代体超声波谐振器15a和15b，插入损耗或体超声波滤波器衰减棒处的衰减量依赖于各体超声波谐振器15a和15b的等效电阻。因此，诸如插入损耗、通带宽度和衰减棒处的衰减之类的体超声波滤波器的频率响应依赖于电机械耦合常数K²和Q_m。

图65和66示出了一例采用通常所知多模谐振的体超声波滤波器。图65示出了上侧视图而图66示出了B-B剖面图。图65和66示出了一个文献“Appl.Phys.Lett.，37，No.11，PP993-955(1980)”(以下称为文献12)所述的双模滤波器。图中，半导体衬底1由硅构成。在半导体衬底1上外延一个硅层21。接地导体5在钛(Ti)层之间有金(Au)。压电薄膜2由氧化锌(ZnO)组成。顶侧电极6由铝(Al)组成。提供了一个输入侧22上的引线电级、一个输出侧23上的引线电极和一个过孔7。

图67示出了图66所示体超声波滤波器的一例等效电路。图中，对称模谐振中示以下标S的等效电路元件C_s、L_s、R_s且反对称模谐振中示以下标a的等效电路元件C_a、L_a、R_a用变压器T耦合。耦合量即变压器T的耦合电容C_l3决定于压电薄膜2、顶侧电极6和接地导体5的材料和厚度以及顶侧电极6的形状和布局。至于图66的体超声波滤波器，文献9公布了图67所示的等效电路。文献9还公布了图65和66所示体超声波滤波器具有对应于图62所示梯形连接体超声波滤波器区段的特性。亦即，在图65和66所示体超声波滤波器的情况下，诸如插入损耗、通带宽度、衰减棒处的衰减之类的体超声波滤波器的频率响应依赖于压电薄膜2的电机耦合常数K²和Q_m。

如所述，体声波揩振器和体超声波滤波器的特性受电机械耦合常数K²和Q_m的强烈影响，K²和Q_m又是压电薄膜2的材料特性。下面表1是文献9所示主要压电材料的材料常数的代表性数值。通常，单晶具有特别大的Q_m和大的电机械耦合常数K²。但它是用作片子而未见报导具有等价于片子的特性的薄膜。陶瓷的特点是具有大的电机械耦合常数K²和大的介电常数。另一方面，Q_m很小。在陶瓷中，借助于改变组成成分的比例和加入少量的添加剂，可得到多种电机械耦合常数K²、Q_m和介电常数。通常，其中埋有陶瓷的平板材料被用于IF频段工作的谐振器和滤波器。文献6示出了一例采用钛酸铅—锆酸盐(PZT)的薄膜。虽然表1中只示出了氧化锌，但氧化锌(ZnO)和氮化铝(ALN)都被广泛地用作薄膜。比起单晶和陶瓷来，这些材料的电机械耦合常数K²都较小。此外，Q_m值介于单晶和陶瓷之间。

表1

分类			声速(m/s)	相对介电常数	电机耦合因子K²	机械Q_M
分类			声速(m/s)	相对介电常数	电机耦合因子K²	机械Q_M	单晶	晶体	SiO₂OX	5740	4.5	0.11	＞100000
铌酸锂	LiNbO₃35Y	7360	39	0.49	＞100000			晶体	SiO₂OX	5740	4.5	0.11	＞100000
铌酸锂	LiNbO₃35Y	7360	39	0.49	＞100000	陶瓷		钛酸盐—锆酸盐	PZT-4	4600	1300	0.7	500
铌酸铅	PbNb₂O₆	3300	300	0.4	(12)			钛酸盐—锆酸盐	PZT-4	4600	1300	0.7	500
铌酸铅	PbNb₂O₆	3300	300	0.4	(12)		钛酸铅	PbTiO₃	3980	179	0.4	1240
薄膜	氧化锌	ZnO	6330	8.8	0.28		钛酸铅	PbTiO₃	3980	179	0.4	1240	-

如上所述，在用于IF波段体超声波滤波器的体超声波谐振器中，如文献9所述采用了各种平板材料。但在由半导体衬底1上的压电薄膜2所组成的体超声波谐振器和体超声波滤波器中，能使用的材料受到了限制。亦即，作为实际例子只限于文献1、2、3和5所述的氧化锌(ZnO)和氮化铝(ALN)或文献6所述的钛酸铅—锆酸铅(PZT)。根据表1和文献3和5，氧化锌的电机械耦合常数K²的范围为0.02-0.1。氮化铝(ALN)的电机械耦合常数K²为0.03。当谐振频率Fr和反谐振频率Fa之频率差对谐振频率的比值(ΔF/Fr)用式6从这些数值被计算时，对于氧化锌(ZnO)，ΔF/Fr是1％-5％，而对氮化铝(ALN)约为1％。假设钛酸铅—锆酸铅(PZT)的电机械耦合常数K²为0.5，则钛酸铅—锆酸铅(PZT)的比值ΔF/Fr约为22％。

当这些材料在半导体衬底1上组成压电薄膜2时，薄膜不是用片子之类的平板材料来制造的，而是用真空蒸发、溅射之类的制造工艺来制造。因此，有可能制造数μm厚的薄膜。而且，有可能使薄膜在高于常规IF波段运行的体超声波谐振器和体超声波滤波器的频率下运行。由于体超声波谐振器和体超声波滤波器可以用半导体电路形成在同一衬底上，故有可能使整个电路的尺寸做小且重量做轻。但在实际制造体超声波谐振器和体超声波滤波器时，肯定要出现制造误差。特别是难以精确控制压电薄膜2、顶侧电极6和接地导体的厚度。

至于这种常规型的体超声波谐振器，在文献“压电材料的制造和应用(CMC出版，1985年8月5日第二版)”(以下称为文献13)中描述了调整谐振频率和反谐振频率的方法。常规方法包括蒸发和向顶侧电极6加入金属，并且在组成体超声波谐振器之后，用例如激光对顶侧电极6进行修整。图68示出了调整常规型体超声波谐振器的频率的方法。图中，部位24是用激光对顶侧电极6进行了修整的地方。

如所述，在体超声波谐振器中，由式1大致标志的，声波在顶侧电极6和压电薄膜2及接地导体5的总厚度为一个半波长的频率下谐振。但顶侧电极6和接地导体5的质量负载使谐振频率从式1所确定的值下降。如图68所示，当对部分顶侧电极6执行修整时，根据顶侧电极6稍许减小了质量负载。因此提高了谐振频率。另一方面，当利用真空蒸发之类的方法向顶侧电极6添加金属时，谐振频率变低。而且，当谐振频率变化时，由于反谐振频率同谐振频率有关，反谐振频率也变化。

这种频率调整方法可独立地用来调整各个体超声波谐振器。因此必须精确地知道要添加或修整掉的质量的多少。结果使调整成本提高。在只制造由体超声波谐振器构成的体超声波谐振器和体超声波滤波器的时候，有可能在制造薄膜体声波器件的工序中制造体超声波谐振器和体超声波滤波器，因此可采用上述调整方法。另一方面，当体超声波谐振器和体超声波滤波器制作在其上带有半导体电路的半导体衬底上时，体超声波谐振器和体超声波滤波器在半导体电路制造过程中制造。由于半导体电路制造工序将片子视作一个制造单元(其中的片子包括多个器件)，故为了调整多个器件，需要不同于半导体电路制造工序的步骤。这一额外的工序增加了制造成本。

当添加或修整得到的调整量不足时，要执行额外的调整。另一方面，当调整量超过所需时，用同样的调整方法就不可能执行再调整。例如，在蒸发或添加金属的调整方法中，当添加的金属多于所需的质量数时，不可能用蒸发和添加金属来修正过量调整。同样，在修整的调整方法中，当修整量多于所需的质量时，也不可能用修整来修正过量调整。

图69和70示出了薄膜体声波器件频率调整的一例另一种常规方法。图69示出了将可变电容器C_v25串联到体超声波谐振器的一个例子。图70示出了将可变电容器C_v25并联到体超声波谐振器15的一个例子。图71示出了图69所示电路的等效电路。图72示出了图70所示电路的等效电路。

在图71中，当等效电阻RI12为零时，由于可变电容器C_v25的作用，端点A和B之间的阻抗为零时的频率不同于体超声波谐振器15的谐振频率Fr。这意味着借助于改变可变电容器C_v25，可以改变体超声波谐振器15的谐振频率。此处，由于谐振频率同反谐振频率之最大频率差受到压电薄膜2的电机械耦合常数K²的限制，所以可由可变电容器C_v25调整的频率范围也受到限制。亦即不可能执行谐振频率超过谐振频率同反谐振频率之频率差ΔF之外的调整。此外，当可变电容器C_v25中存在损耗时，体超声波谐振器15的Q_m被降低。

因此，例如，当氧化锌(ZnO)被用于常规型体超声波谐振器15中时，最大可调整频率范围约为1-5％。当采用氮化铝(ALN)时，最大可调频率范围约为1％。体超声波谐振器15的反谐振频率或谐振频率的起伏主要由引起压电薄膜2厚度和组分，顶侧电极6和厚度、接地导体5的厚度等的变化的制造误差所引起。即便压电薄膜2的厚度得到精确控制时，制造误差也在约百分之几的范围内。当压电薄膜2的厚度未被精确控制时，制造误差变为约10％。根据电学调整的频率调整范围为1-5％，因而实际上不可能用常规材料来修正10％的频率误差。至于钛酸铅—锆酸铅(PZT)，文献6中未示出薄膜的电机械耦合常数K²。当认为钛酸铅—锆酸铅的电机械耦合常数K²等于表1中体材料陶瓷的K²时，最大可调频率范围约为22％。这一可调频率范围在制造误差引起的谐振频率或反谐振频率的起伏范围之内。

引起谐振频率和反谐振频率起伏的其它因素是顶侧电极6和接地导体5的图形精度或相对位置以及顶侧电极和接地导体的尺寸公差。图73和74将用来显示图形精度对谐振频率和反谐振频率起伏的影响。图73为上侧图，而图74为C-C剖面图。在图中，引线电极26电连接于顶侧电极6。由于氧化硅(SiO₂)之类的介电物质对谐振频率和反谐振频率的影响相对地小，故在图73和74中略去了介电物质。

体超声波谐振器电极之间的电容Co可根据导体间置有一般介电物质的公式9来计算：

C_o＝ε_rε_oA/h其中Er是压电薄膜2的相对介电常数，Eo是真空中的介电常数。A是顶侧电极6同接地导体5重叠处交点的区域，h是压电薄膜2的厚度。如图65所示，当顶侧电极6位于接地导体5的内部时，面积A是顶侧电极6的面积。面积A可按要求而改变。面积A可选成使各电极之间的电容Co的阻抗为在用电路的特征阻抗。通常，运行频率约为2GHz的电路具有50Ω的特征阻抗。对应于2GHz下50Ω阻抗Co电容约为1.6pF。至于文献6所示的常规型体超声波谐振器，当计算电极间电容为1.6pF的顶侧电极6的尺寸时，在压电薄膜2的厚度为2μm，而压电薄膜2的相对介电常数为1000的情况下，根据公式9，其尺寸约为19×19μm²。当压电薄膜2的相对介电常数变大时，顶侧电极6的尺寸变小。例如，当相对介电常数为2000时，尺寸变为大约13×13μm²。

另一方面，顶侧电极6的尺度具有几乎相应于顶侧电极6的厚度的公差限制。在文献6所示的常规型超声波揩振器中，顶侧电极6的厚度为0.2m。当顶侧电极6各边的尺度分差设为±0.2μm时，电极间电容Co的公差等于顶侧电极面积的公差。因此，当采用19×19μm²的电极时，电容的公差为(19.4/19)²·4％。倘若电极为13×13μm²，则电容公差为(13.4/13)²·6％。亦即，顶侧电极6的精度所决定的电极间电容Co含有大于4-6％的误差。借助于增大顶侧电极的尺寸，可降低此数值。但随顶侧电极6的尺寸增加，电极间的电容Co也增大。考虑到同连接于体超声波谐振器的周围电路的关系，电极间电容Co的实际可用数值是受到限制的。因而不可能无限制地增大顶侧电极6的尺寸。

另外，电极间电容Co还受引线电极26的影响。当压电薄膜2为氧化锌(ZnO)或氮化铝(ALN)时，晶轴C的方向是沿压电薄膜2的厚度方向。因此，压电薄膜2借助于只形成一个薄膜而呈现压电性。文献6所公开的钛酸铅一锆酸铅(PZT)是一种以大于70％的取向率而形成的压电薄膜。它也借助于只形成一个薄膜而呈现压电性。亦即，常规型压电薄膜2是一种刚形成薄膜之后即呈现压电性的自发极化薄膜。因此，形成的压电薄膜2在任一点都呈现压电性。

如图73和74所示，引线电极26同接地导体5重叠处的重叠部位26a，同顶侧电极6和接地导体5的重叠区域完全相同地进行电学运行。亦即，引线电极26同接地导体5重叠的重叠部位26a是一个以压电薄膜2作为介电物质的电容器。此外，声波从重叠部位被激发。引线电极26的部位26b不同接地导体5重叠。比起半导体衬底1来，压电薄膜2的介电常数是特别大的。电场集中出现在部位26b和接地导体5之间。因此，虽然部位26b不同接地导体5相重叠，引线电极26的部位26b仍具有电容。出现在部位26b中的电场激发一个弹性波。由于引线电极26将顶侧电极6连接到周围电路，故存在需要将引线电极26移到除过孔7之外的其它位置的情况。在这种地方激发的声波在半导体衬底1之中传播。因此会引起不希望有的谐振点和损耗。由引线电极26引起的这种不希望有的谐振点和损耗依赖于顶侧电极6的面积对引线电极26的面积的比率。引线电极26的线宽受所需导体电阻和线路阻抗的限制。因而，当顶侧电极6的面积不大时，由引线电极26引起的无用谐振点和损耗的影响相当大。

由半导体电路形成薄膜体声波器件。此薄膜体声波器件包括一个体超声波谐振器和一个体超声波滤波器。薄膜体声波器件同电气设备所要求的各种电路一起制造。当制造成本高而且诸如由制造误差引起的频率起伏、无用的谐振和损耗增大之类的问题无法解决时，同各种其它电路一起制造体超声波谐振器和体超声波滤波器就没有什么优越性。结果难以提供在同一半导体衬底上形成有许多其它电路的小而轻的体声波器件。

如上所述，采用氧化锌(ZnO)或氮化铝(ALN)的常规体声波器件无法用电学调整方法来调整由制造公差造成的谐振频率和反谐振频率的起伏。因而需要或者用在各器件处溅射顶侧电极6的方法，要不就用修整顶侧电极的方法来进行物理调整。这就引起制造成本变高。由于采用钛酸铅—锆酸铅(PZT)的常规型体声波器件具有极大的介电常数，顶侧电极的尺寸因为电极间电容的限制而不能加大。因此，顶侧电极的尺度公差可能引起谐振和反谐振频率的起伏。

而且，由于常规型体声波器件是一种自发极化薄膜，声波在引线电极中被激发并在过孔外的半导体衬底上传播。于是引起无用的谐振和损耗增大。由于常规型薄膜体声波器件不能解决这些问题，故它不能够在同一半导体衬底上同其它电路一起制造。

本发明的各个实施例解决了上述的一个或几个问题。本发明的一个目的是提供一个能够以低成本来调整薄膜体声波器件特性的薄膜体声波器件。

本发明的另一目的是提供一种减少无用谐振点和损耗的特性良好的体声波器件。

本发明的又一目的是提供一种同其它电路一起制造在同一半导体衬底上的小而轻且无需调整的电气设备。

根据本发明的一种情况，薄膜体声波器件可包括：

一个半导体衬底；

一个具有一定厚度、固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个具有一定厚度、固定在接地导体层上的压电陶瓷薄膜；以及

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；

其中压电陶瓷薄膜的厚度为接地导体层厚度的10倍以上。

根据本发明的另一种情况，薄膜体声波器件可包括：

一个半导体衬底；

一个固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；

其中压电陶瓷薄膜产生一个沿平行于压电陶瓷薄膜表面方向传播的声波，且声波的波数小于2除以压电陶瓷薄膜的厚度。

根据本发明的又一种情况，薄膜体声波器件可包括：

一个固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个固定在接地导体层上的压电陶瓷薄膜；

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；以及

一个固定在半导体衬底上的半导体电路；

其中的半导体电路用部分压电陶瓷薄膜构成。

根据本发明的另一种情况，薄膜体声波器件可包括：

一个半导体衬底；

一个固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个固定在接地导体层上的压电陶瓷薄膜；以及

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；

其中的压电陶瓷薄膜有一个由极化工序加工的压电区和一个未被极化工序加工过的介电区。

根据本发明的另一种情况，薄膜体声波器件可包括：

一个半导体衬底；

一个固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个固定在接地导体层上的压电陶瓷薄膜；

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；

一个固定在半导体衬底上的半导体电路；

一个用于压电陶瓷薄膜极化工序的极化电路；以及

一个用来保护半导体电路免受利用极化电路进行的极化工序影响的保护电路。

根据本发明的另一种情况，薄膜体声波器件可包括：

一个半导体衬底；

一个固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个固定在接地导体层上的压电陶瓷薄膜；

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；

多个固定在半导体衬底上的电抗器件；以及

一个用来改变各多个电抗器件的电连接的装置。

根据本发明的另一种情况，薄膜体声波器件可包括：

一个半导体衬底；

一个固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个固定在接地导体层上的压电陶瓷薄膜；

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；以及

一个固定在半导体衬底上，提供有一个可变容抗的有源器件电路。

根据本发明的另一种情况，一种制造薄膜体声波器件的方法可包括下列步骤：

(a)在半导体衬底上制作一个接地导体层；

(b)在接地导体层上制作一个钛酸铅的或钛酸铅-锆酸铅(PZT)的压电陶瓷薄膜；以及

(c)在压电陶瓷薄膜上制作一个导电电极图形。

图1示出了本发明实施例1的体超声波谐振器的上侧图；

图2示出了本发明实施例1的体超声波谐振器的横剖面图；

图3示出了体超声波揩振器的等效电路；

图4示出了反谐振频率及反谐振频率同谐振频率之差的计算结果；

图5示出了一例实施例1的弥散特性的计算结果；

图6示出了另一例实施例1的弥散特性的计算结果；

图7示出了极化之前实施例1的体超声波谐振器阻抗的测量结果；

图8示出了极化之后，实施例1的体超声波谐振器阻抗的测量结果；

图9示出了本发明实施例2的薄膜体声波器件的上侧图；

图10示出了本发明实施例2的薄膜体声波器件的横剖面图；

图11示出了本发明实施例3的压电薄膜振荡器；

图12示出了本发明实施例4的压电薄膜放大器；

图13示出了本发明实施例4的压电薄膜放大器；

图14示出了本发明实施例5的压电薄膜滤波器；

图15示出了本发明实施例6的薄膜体声波器件；

图16示出了本发明实施例7的压电薄膜振荡器；

图17示出了本发明实施例7的压电薄膜振荡器的电容器的上侧图；

图18示出了本发明实施例7的压电薄膜振荡器的电容器的横剖面图；

图19示出了本发明实施例7的压电薄膜振荡器的另一个电容器的上侧图；

图20示出了本发明实施例7的压电薄膜振荡器的横剖面图；

图21示出了本发明实施例8的压电薄膜振荡器；

图22示出了本发明实施例9的压电薄膜振荡器；

图23示出了本发明实施例10的压电薄膜振荡器；

图24示出了本发明实施例11的薄膜体声波器件；

图25示出了本发明实施例12的薄膜体声波器件；

图26示出了本发明实施例13的薄膜体声波器件；

图27示出了本发明实施例14的薄膜体声波器件；

图28示出了本发明实施例15的薄膜体声波器件；

图29示出了本发明实施例16的薄膜体声波器件；

图30示出了本发明实施例17的薄膜体声波器件；

图31示出了本发明实施例18的薄膜体声波器件；

图32示出了本发明实施例19的薄膜体声波器件；

图33示出了本发明实施例20的薄膜体声波器件；

图34示出了本发明实施例21的薄膜体声波器件；

图35示出了本发明实施例22的薄膜体声波器件；

图36示出了本发明实施例23的薄膜体声波器件；

图37示出了本发明实施例24的薄膜体声波器件；

图38示出了本发明实施例25的薄膜体声波器件；

图39示出了本发明实施例26的薄膜体声波器件；

图40示出了本发明实施例27的薄膜体声波器件；

图41示出了本发明实施例28的薄膜体声波器件；

图42示出了本发明实施例29的薄膜体声波器件；

图43示出了本发明实施例30的薄膜体声波器件；

图44示出了本发明实施例31的薄膜体声波器件；

图45示出了本发明实施例32的薄膜体声波器件；

图46示出了本发明另一例体超声波谐振器；

图47示出了本发明另一例体超声波谐振器；

图48示出了本发明另一例体超声波谐振器；

图49示出了本发明另一例体超声波谐振器；

图50示出了本发明另一例体超声波谐振器；

图51示出了本发明另一例体超声波谐振器；

图52示出了本发明另一例体超声波谐振器；

图53示出了本发明另一例体超声波谐振器；

图54示出了常规型薄膜体声波器件；

图55示出了常规型体超声波谐振器的上侧图；

图56示出了体超声波谐振器的剖面图；

图57示出了体超声波谐振器的简化结构图；

图58示出了体超声波谐振器的等效电路；

图59示出了体超声波谐振器的阻抗特性；

图60示出了体超声波谐振器的阻抗特性；

图61示出了振荡器电路；

图62示出了连接在梯形电路中的体超声波滤波器的电路图；

图63示出了体超声波滤波器的各个体超声波谐振器的阻抗特性；

图64示出了体超声波滤波器的通带特性；

图65示出了采用多模谐振的体超声波滤波器的上侧图；

图66示出了采用多模谐振的体超声波滤波器的横剖面图；

图67示出了采用多模谐振的体超声波滤波器的等效电路；

图68示出了调整常规型体超声波谐振器频率的方法；

图69示出了调整常规型体超声波谐振器频率的方法；

图70示出了调整常规型体超声波谐器频率的方法；

图71示出了图69电路的等效电路；

图72示出了图70电路的等效电路；

图73上侧图解释了图形精度的影响；以及

图74横剖面图解释了图形精度的影响。

实施例1

图1和2示出了根据本发明实施例1的体超声波谐振器。图1示出了上侧图而图2示出了D-D剖面图。图中，半导体衬底1主要由硅(Si)，砷化镓(GaAs)或氧化钽钛酸铅—锆酸铅组成。介电物质4主要由氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或氧化钽(Ta₂O₅)组成。接地导体5是铂(pt)或金(Au)之类。顶侧电极6是一种铂(pt)或金(Au)、铜(Cu)、铝(AL)、钛(Ti)、钨(W)之类的金属。顶侧电极6也可以是一个杂质浓度高的高导电率的半导体层。顶侧电极6可以是一种像多晶硅那样的高导电率材料。提供了一个过孔7。压电陶瓷薄膜或压电薄膜27主要由钛酸铅(pbTiO₃)组成。以下，体超声波谐振器意指用声波产生谐振的一种器件。体超声波滤波器意指由多个体超声波谐振器构成的用作滤波器的一种器件。体声波器件意指体超声波谐振器或体超声波滤波器，并且还包括在同一个半导体衬底1上的其它电路元件。

在常规体超声波谐振器中，半导体衬底1上有一介电物质4，介电物质4上有接地导体5，接地导体5上有压电薄膜27，压电薄膜27上有顶侧电极6，而且在半导体衬底1中对应于顶侧电极6所在的位置处制作了一个过孔7。过孔7的面积大于顶侧电极6的面积。

在根据本发明实施例的体超声波谐振器中，主要由钛酸铅(pbTiO₃)组成的压电材料用作压电薄膜27。当设定接地导体5的厚度为d、压电薄膜的厚度为h、而沿平行于压电薄膜27表面的方向传播的声波的波数为K时，则K×h≤2或d/h≤0.1。顶侧电极6的厚度可为d或其它值。

根据本发明的体超声波谐振器采用钛酸铅(pbTiO₃)作为压电薄膜27。钛酸铅(pbTiO₃)的电机械耦合常数K²为先前用于此类体超声波谐振器的氧化锌(ZnO)和氮化铝(ALN)K²的二倍以上。比之钛酸铅—锆酸铅(PZT)，钛酸铅(pbTiO₃)的相对介电常数相当小，为数百，而PZT超过1000。

由于钛酸铅的组分元素的数目比钛酸铅—锆酸铅(PZT)的少，故由薄膜制作引起的特性变化也小。

在钛酸铅(pbTiO₃)的薄膜制作中，需要用数百摄氏度以上的高温来加热半导体衬底1以便得到质量良好的薄膜。因此，在半导体衬底1中的特定元素就会沉积。有时就引起薄膜变坏或制作出劣质薄膜。特别是当采用砷化镓(GaAs)作为半导体衬底1时，有沉积砷(As)的危险。为防止这一点，用氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或氧化钽(Ta₂O₅)构成的介电物质4将半导体衬底1的表面覆盖起来是很重要的。

特别是氮化硅(SiN)可防止砷(As)之类的沉积。由于直接位于氮化硅(SiN)上的钛酸铅(pbTiO₃)不呈现压电性，采用氮化硅(SiN)将谐振区仅仅限制在制作了接地导体5的区域中是非常有效的。

另一方面，当钛酸铅(pbTiO₃)直接位于氧化硅上时，在氧化硅(SiO₂)的边界处钛酸铅(pbTiO₃)的薄膜质量不变。因此，氧化硅(SiO₂)特别适合于像滤波器那样有多个体超声波谐振器紧密排列的情况。

氧化钽(Ta₂O₅)的机械强度高于氮化硅(SiN)和氧化硅(SiO₂)。因而适合于当过孔这样的空气隙在介电物质4的底面上构成，而介电物质4支持着压电薄膜24时氮化硅(SiN)和氧化硅(SiO₂)的机械强度不够的情况。

介电物质4提供优良的电绝缘。即使当半导体衬底1的表面具有相当高的导电率时，由于介电物质4的存在，也可能分隔接地导体5的电位。

由于压电薄膜27含有氧，故必须在高温和高化学反应性的氧气氛中制作。因此，当接地导体5的材料的熔点低或在高温下有高的扩散率或在高温氧气氛下易于氧化的时候，在制作压电薄膜27的过程中接地导体5就会变坏。有办法在接地导体5和介电物质4的局部上制作一个保护膜。但一般的保护膜在制作压电薄膜27的条件下也要变坏。用于常规型体超声波谐振器中的氧化锌(ZnO)和氮化铝(ALN)在这种引起接地导体5变坏的高温下不需要制作薄膜，因此不出现上述问题。但根据本发明的体超声波谐振器的压电薄膜27有加工温度高的问题。为解决此问题，需采用具有高的化学稳定性的铂(pt)或金(Au)作为接地导体5。特别是铂(pt)在高温擅长于阻止氧化。位于介电物质4的平滑表面上的铂层的取向为<111>。钛酸铅(pbTiO₃)为四方晶体和多晶。由于刚制作薄膜之后各晶体的极化方向是无序的，故压电性很低。借助于在上述所需的温度下对钛酸铅(pbTiO₃)加以适当的直流电压，可调整极化的无序方向而使整压电性变高。

像铂(pt)和金(Au)这样的比重大的金属，由于质量负载而强烈影响压电薄膜27的谐振频率。图3示出了由接地导体5、压电薄膜27和顶侧电极6所组成的三层结构的等效电路图。为了简化解释，假设接地导体5和顶侧电极6都是铂(pt)而且它们的厚度相同。图中，等效电路28对应于顶侧电极6。等效电路29对应于压电薄膜27。等效电路30对应于接地导体5。电端点31a对应于顶侧电极6。电端点31b对应于接地导体5。在各等效电路中，电长度θ_m对应于顶侧电极6或接地导体5的厚度，而电长度θ_p对应于压电薄膜27的厚度。顶侧电极6表面的边界条件Z_S1和接地导体5底侧的边界条件Z_S2都以短路处理。在文献“固体振荡理论基础，1982年9月出版，Ohmu-sha，第6章，压电方程及应用PP115-157”(以下称为文献14)中详细公布了图3所示的等效电路。

图4示出了一个例子，其中计算了端点31a和31b处估算的导纳为零时的频率Fa以及端点31a和31b处估算的阻抗为零时的频率Fr。频率Fa对应于反谐振频率。频率Fr对应于谐振频率。图中，水平轴为归一化薄膜厚度，它是接地导体5的厚度d对压电薄膜27的厚度h之比。左边的垂直轴为归一化反谐振频率，它是频率Fa对压电薄膜27的厚度h等于声波半波长时的频率fo之比。右边的垂直轴为归一化谐振频率差，它是频率Fa和Fr之差对压电薄膜27的厚度h等于声波半波长时的频率fo之比。用于计算的材料常数如下：对于钛酸铅(pbTiO₃)，密度ρ为7700kg/m³，弹性常数C₃₃为13.2×10¹⁰N/M²，压电常数e₃₃为6.52c/m²，相对介电常数E₃₃为190。对于铂(pt)，密度ρ为21300kg/m³，弹性常数C₃₃为30.9×10¹⁰N/M²。上述材料常数是体材料中检验过的数值，未在薄膜中检验过。因此，当制作薄膜时，材料常数可能不同于上述数值。这些数值根据制作钛酸铅(pbTiO₃)和铂(pt)薄膜的方法和条件而改变。根据添加到钛酸铅(pbTiO₃)中的杂质的种类和添加比，这些数值也改变。

当归一化薄膜厚度增大时，归一化反谐振频率和归一化谐振频率差都变小。这是由于当归一化薄膜厚度大时，顶侧电极6和接地导体5的质量负载增大了。比起其它金属来，铂(pt)或金(Au)的密度是相当大的。因此，比之归一化薄膜厚度，归一化反谐振频率和归一化谐振频率差的变坏程度更大。归一化谐振频率差是一个决定采用体超声波谐振器的振荡器的振荡频率最大可调范围的数值。归一化谐振频率差也是一个决定由制造误差引起的体超声波谐振器谐振频率和反谐振频率起伏的最大调整范围的数值。当归一化薄膜厚度为零而且忽略顶侧电极6和接地导体5的质量负载影响时，归一化谐振频率差约为8％。另一方面，当归一化薄膜厚度为0.2时，归一化谐振频率差约为4％。这一数值相似于用在常规体声波器件中的氧化锌(ZnO)的数值。因此，钛酸铅(pbTiO₃)的大的电机械耦合常数无法被适当地利用。亦即，借助于设定归一化薄膜厚度(d/h)为小于0.1，电机械耦合常数值可大于5％并有可能得到比常规型体声波器件更大的电机械耦合常数值。

图5和6示出了一例在根据本发明实施例1的钛酸铅(pbTiO₃)薄膜中传播的声波的弥散特性计算结果。图5和6示出了平行于钛酸铅(pbTiO₃)薄膜表面传播且含有垂直于钛酸铅(pbTiO₃)薄膜表面的幅度分量和平行于厚度方向的幅度分量的声波的计算结果。此声波的波数为k，钛酸铅(pbTiO₃)薄膜的厚度为h，钛酸铅(pbTiO₃)薄膜的厚度h等于一个半波长时的频率为fo。水平轴是钛酸铅(pbTiO₃)薄膜的归一化薄膜厚度(kb/2)，垂直轴是归一化频率(f/fo)。垂直轴的右侧是，其中归一化薄膜厚度的值是实数的区域。垂直轴的左侧是，其中归一化薄膜厚度的值是虚数的区域。当归一化薄膜厚度的值为实数时，声波可以传播。另一方面，当归一化薄膜厚度的值为虚数时，声波不能传播。图5中，实线示出了只有一层钛酸铅(pbTiO₃)薄膜情况下的弥散特性，而虚线示出了归一化厚度(d/h)为0.08的铂(pt)层位于钛酸铅(pbTiO₃)薄膜二侧的三层结构情况下的弥散特性。图6中，实线示出了同图5中虚线所相同的归一化厚度(d/h)为0.08的铂(pt)层位于钛酸铅(pbTiO₃)二侧的三层结构情况下的弥散特性。虚线示出了归一化厚度(d/h)为0.02的铂(pt)层位于钛酸铅(pbTiO₃)薄膜二侧的三层结构的弥散特性。计算是根据文献8中所述的方法进行的。

在图5和6中，当声波垂直轴上的数值正比于声波水平轴上的数值时，声波的传播速度为常数。上述比例直线的斜度决定于声波的传播速度和钛酸铅(pbTiO₃)薄膜的厚度h。图5和6中各个弥散特性的计算值不呈现直线。这意味着声波的传播速度随钛酸铅(pbTiO₃)薄膜的厚度h和频率f而变化。

例如，在图2所示的体超声波揩振器中，假设介电物质4的弹性振动基本上可忽略。在由顶侧电极6、压电薄膜27和接地导体5所组成的三层结构情况下，图5中虚线所示的弥散特性成为可存在于三层结构中的声波模式。在声波只沿厚度方向传播的厚度谐振情况下，各声波模同垂直轴的交点对应于厚度谐振。当顶侧电极6和接地导体5的厚度d变大时，图5中实线与虚线同垂直轴的交点处，以及图6中实践与虚线同垂直轴的交点处的数值变小。这表明谐振频率随顶侧电极6和接地导体5厚度的增加而减小。图5中，实线示出了在压电薄膜27表面上没有其它分量的情况下的特性。当实线所示各模式位于虚线同垂直轴相交的垂直轴左侧靠近归一化频率(f/fo)处时(虚线在这穿过垂直轴)，声波可沿平行于不存在顶侧电极6和接地导体5的压电薄膜27的方向传播。对于图2所示的体超声波谐振器，这相当于激发了一个不必要的声波，因而谐振器的质量因子Q变坏。至于虚线所示的模式，当声波各模式沿平行于存在于靠近虚线与垂直轴相交的归一化频率(f/fo)的压电薄膜27表面的方向传播时，平行于压电薄膜27表面传播的声波可存在于有顶侧电极6和接地导体5的地方。结果引起谐振器的无用寄生谐振。

在构成体超声波滤波器时，可预期相似的情况。由连接各个体超声波谐振器的体超声波滤波器受体超声波谐振器的寄生的影响。紧密布置体超声波谐振器且在多个顶侧电极6之间采用对称模和非对称模的陷能谐振的体超声波谐振器，当靠近归一化频率处存在不同传播模式的声波时，会引起寄生。结果，体超声波滤波器的特性变坏。在图5和6中，当归一化薄膜厚度(kh)大于2时，在同一归一化频率(f/fo)下存在各种模式，这将引起寄生。因此，为了实现特性良好的体超声波谐振器和滤波器，归一化薄膜厚度(kh)须小于2。

图7和8示出了根据图1和2构成的实验性体超声波谐振器的阻抗测量结果。图7为极化之前的测量结果，图8是极化之后的测量结果。压电薄膜27采用钛酸铅(pbTiO₃)且厚度h约为1μm。顶侧电极6和接地导体5采用约0.07μm厚的铂(pt)，它带有厚约0.03μm的钛基底并采用空气桥作为顶侧电极6的引线和焊盘。在顶侧电极6和接地导体5的焊盘中，包括一个厚约3μm的金(Au)层。介电物质4是厚约0.1μm的氧化硅(SiO₂)。在极化过程中，在体超声波谐振器被加热到200℃的条件下加以15V的直流电压约1小时。

图7示出了极化之前的压电特性。当平板厚度值比之压电陶瓷的颗粒尺寸相当大时，在极化之前各颗粒的极化方向是无序的且压电性很小。在图7所示体超声波谐振器的情况下，压电陶瓷是薄膜。因此，即使在极化之前，各颗粒的极化方向也可排列。图8所示极化之后的特性同图7所示极化之前的特性进行比较显示，极化之后的谐振圈变大而且由于极化而使压电性也增高。谐振发生在二个频带，记号1(示作Δ1)所示的频率约为1.4GHz，标号2(示作Δ2)所示的频率约为700GHz。

实验性体超声波谐振器的钛酸铅(pbTiO₃)薄膜的厚度约为1μm，而厚度等于声波一个半波长时的频率fo约为2GHz。标号1的归一化频率约为0.7(＝1.4GHz/2GHz)，而标号2的归一化频率约为0.4(＝700GHz/2GHz)。另一方面，根据图5所示的计算结果，同垂直轴在归一化频率稍小于0.8的P1点处相交的虚线所示的弥散曲线，是一个沿钛酸铅(pbTiO₃)薄膜厚度方向传播的垂直波。这相当于图7和8中标号1所示约0.7的归一化频率附近的谐振。计算结果同实测归一化频率之间的差别是因为用来计算的材料常数和薄膜厚度同实验体超声波谐振器的情况有稍许不同。在归一化频率约为0.5的图5点P2处同垂直轴相交的虚线所示的弥散曲线相当于标号2所示约0.4的归一化频率附近的谐振。这表明一个沿平行于钛酸铅(pbTiO₃)薄膜表面的方向传播的声波。在钛酸铅(pbTiO₃)薄膜表面上没有金属情况下示于实线的带有相同模式的声波的频率是相同归一化薄膜厚度(kh/2)中的截止频率。因此，它相当于陷能谐振，在顶侧电极6的二端之间谐振。实验体超声波谐振器的顶侧电极6为100×100μm²而波长为200μm。因而，当假设钛酸铅(pbTiO₃)薄膜的厚度为1μm时，归一化薄膜厚度(kh/2)如下：

kh / 2 = \frac{2 π}{λ} \frac{h}{2} = \frac{πh}{λ} \approx 0.016

此式表明谐振发生在图5所示垂直轴稍右处的归一化薄膜厚度(kh/2)处。根据实验体超声波谐振器的测量，在归一化薄膜厚度的频率附近不存在不必要的寄生，而且表明了质量良好的谐振特性。此外，根据对实验体超声波谐振器的测量，相对介电常数约为200。

用于本发明的体声波器件的钛酸铅(pbTiO₃)除非执行极化工艺，否则呈现弱的压电性。在常规型体超声波谐振器中，引线电极26和接地导体不重叠处的那部分压电薄膜27，同顶侧电极6和接地导体5相重叠处的那部分压电薄膜2，具有几乎相同的压电性。结果引起不必要的寄生。在根据本发明的体声波器件中，在极化工艺过程中，当未加以高于所需数值的直流电场时，引线电极26和接地导体5不重叠部位没有顶侧电极6和接地导体5相重叠的部分那样强的压电性。因此，引线电极26和接地导体5不重叠处那部分压电薄膜27具有弱的压电性和大的寄生，而在常规型超声波谐振器中不会引起这样的情况。

用在本发明体声波器件中的钛酸铅(pbTiO₃)的相对介电常数为几百。当相对介电常数为200时，在2GHz频率附近电容Co为50Ω的顶侧电极6的尺寸约为30×30μm²。根据顶侧电极6的尺寸误差而得到的电极电容误差可以比常规体声波器件中所用的约为13×13μm²-19×19μm²的钛酸铅—锆酸铅(PZT)的等效误差大30％。

如上所述，借助于设定归一化薄膜厚度(kh)等于或小于2，即归一化薄膜厚度(dh)等于或小于0.1，根据本发明实施例1的体声波器体具有5％以上的电机械耦合常数K²而且无寄生。由于对压电薄膜27使用了极化工艺，故有可能限制具有压电性的压电薄膜27部位。因此，有可能减小发生在同弹性谐振无关的部位例如对应于引线电极26的部位的寄生。这是由于借助于设定各薄膜具有一个薄膜制造引起的约为百分之几的特性变化(这是在可以处理的范围之内的)，在带有薄膜的器件制造之后可以执行电机械耦合常数K²在5％以上的电学调整。这意味着在半导体制造工序中不需要分别调整各个器件。因此有可能大批量制造体声波器件。由于可避免不适于半导体制造工艺的步骤，还有可能同大规模集成半导体电路一起制造器件。而且，还可能将通常分立制造的半导体器件集成在一块半导体芯片上，并减小整个电子设备的尺寸。实施例2

图9和10示出了根据本发明实施例2的体声波器件。图9示出了上侧图而图10示出E-E剖面图。图中提供了钛酸铅—锆酸铅(PZT)32、过孔33、接地导体5的引线电极34和体超声波谐振器35。

图9和10所示的体超声波谐振器35的结构不同于根据图2所示的实施例1的体超声波谐振器。过孔33用对半导体衬底1上的钛酸铅—锆酸铅的侧面进行多向异性腐蚀的方法来形成。但作为体超声波谐振器35的引起弹性谐振的结构基本上与图2的结构相同。接地导体5在介质物质4上。压电物质即钛酸铅—锆酸铅(PZT)32在接地导体5上。顶侧电极6在钛酸铅—锆酸铅(PZT)32上。接地导体5通过引线电极26电连接于半导体电路3。在图10所示的结构中，介电物质4支持着体超声波谐振器35。若介电物质机械强度不够，则钛酸铅—锆酸铅(PZT)32变弯而且体超声波谐振器的谐振特性变坏。此时，主要由氧化钽(Ta₂O₅)组成的介电物质最合适。

钛酸铅—锆酸铅(PZT)32像实施例1中体超声波谐振器的钛酸铅(pbTiO₃)那样，是一种多晶物质。在薄膜制作之后，多晶体的极化方向是无序的而且不呈现强的压电性。在提高的温度下对钛酸铅—锆酸铅(PZT)32加适当的直流电压可调理无序的方向。结果可得到更强的压电性。钛酸铅—锆酸铅(PZT)32的电机械耦合常数K²、介电常数和Q随锆酸铅(pbZrO₃)和钛酸铅(pbTiO₃)的组分比而变化。这在下列文献中已公布：“声波器件工艺手册，日本科学促进学会声波器件工艺第150届委员会编，Ohmu-sha1991年11月30日第一版，第IV卷，声波材料第2章制造材料的方法和材料常数，PP280-329”(以下称为文献15)。为文献15中所述，通常的体材料钛酸铅—锆酸铅当锆酸铅(pbZrO₃)对钛酸铅(pbTiO₃)之组分比约为52∶48时要出现相变。当钛酸铅(pbTiO₃)的组分比较小时，钛酸铅—锆酸铅(PZT)变成三方系。当钛酸铅(pbTiO₃)的组分比较大时，它变成四方系，而且在相变出现的组分比附近呈现大的电机械耦合常数K²。

对于钛酸铅—锆酸铅(PZT)32，制作薄膜时所用的工艺温度高且薄膜在氧化气氛中制作。接地电极5需用化学稳定的铂(pt)或金(Au)。铂(pt)具有优良的高温下化学稳定。另一方面，铂(pt)和金(Au)的密度高。如图4的计算例子所示，当接地导体5的厚度加大时，反谐振频率Fa同谐振频率Fr之差变小。于是钛酸铅—锆酸铅(PZT)32的大的电机械耦合常数K²无法得到有效的利用。如图5和6所示，当钛酸铅—锆酸铅(PZT)的厚度h乘以声波的波数k的乘积kh加大时，会引起不必要的寄生。亦即，为了用钛酸铅—锆酸铅(PZT)32得到具有所需特性的体超声波谐振器35，归一化薄膜厚度(kh)应等于或小于2，即归一化薄膜厚度(d/h)应等于或小于0.1。实施例3

图11示出了根据本发明实施例3的薄膜压电振荡器。采用钛酸铅(pbTiO₃)的体超声波谐振器35用图9所示的体超声波谐振器35的简化形式示出。晶体管13是一个有源器件。虽然在图11中示出的晶体管13是双极晶体管的形式，但晶体管13也可以是场效应晶体管。电阻36和电容器14制作在半导体电路3中。提供了输出端37、电源端38和接地端39。

图11所示的振荡电路的振荡频率为ω，其中体超声波谐振器35的导纳Y、电容C_B14和电容C_c14满足公式7。因此，体超声波谐振器35可在显示感抗的频率范围内振荡。振荡范围中的最大值在反谐振频率和谐振频率之间。采用钛酸铅(pbTiO₃)并设定归一化厚度(d/h)≤0.1，有可能使反谐振频率同谐振频率之差为fo的5％以上，fo对钛酸铅(pbTiO₃)的薄膜厚度h为一个半波长。还可能构成没有寄生的特性良好的振荡器电路。而且，由于钛酸铅(pbTiO₃)是化学稳定的，振荡电路在半导体电路3的制造过程中也不会变坏，而且振荡电路同半导体电路3一起制造而不会降低成品率。

实施例4

图12和13示出了根据本发明实施例4的薄膜压电放大器。图12和13示出了相同的薄膜压电放大器。图12示出了结构。图13示出了电路构造。图中提供了一个顶侧电极40和一个体超声波滤波器41。半导体放大器42构成在半导体电路3中，且由晶体管之类的有源电路器件和电容器、电阻、电感、传输线或导体棒之类的无源电路器件组成。还提供了输入端。

顶侧电极6用引线电极26连接于半导体放大器42。在顶侧电极40和同外部电路没有直接通路的顶侧电极6之间发生弹性谐振。借助于恰当地设定对称模和反对称模的多个谐振频率，体超声波滤波器41以带通滤波器的形式运行。可用带宽的最大值在反谐振频率和谐振频率之间。因此，比之先前讨论的常规滤波器，采用钛酸铅—锆酸铅(PZT)32的体超声波滤波器41能够扩大相对频带{(Fa-Fr)/fo}的最大值20％以上。根据本发明的体超声波滤波器41采用铂(pt)或金(Au)作为接地导体。当制作钛酸铅—锆酸铅(PZT)薄膜32时，接地导体是化学稳定的。此外，由于归一化薄膜厚度(kh)≤2即归一化薄膜厚度(d/h)≤0.1，故有可能得到没有寄生的特性良好的薄膜压电放大器。由于钛酸铅—锆酸铅(PZT)32是化学稳定的，体超声波滤波器41就不会被半导体电路3的制造工序搞坏，而且体超声波滤波器41同半导体电路3一起制造而不会降低成品率。实施例5

图14示出了根据本发明实施例5的薄膜压电滤波器。图中构成了一个电容器14和一个电感44作为半导体衬底1上半导体电路3的部件。在钛酸铅(pbTiO₃)上为图12所示构成了一个体超声波滤波器41。

显然，体超声波滤波器41要做成与所连接的外部电路的特征阻抗一致。然而，考虑到制造过程中顶侧电极6的尺寸误差，同特征阻抗的一致性总是达不到的。而且由于设计限制，在钛酸铅(pbTiO₃)上构成的体超声波滤波器41也不呈现同特征阻抗足够的相关性。此时，为了提供同外部电路特征阻抗的一致性，在体超声波滤波器41的前后二侧需要连接电感44、电容器14和采用传输线或导体棒之类的无源电路器件的相关电路。借助于同体超声波滤波器41一起在同一半导体衬底1上构成相关电路，有可能组成适合于大批量生产的小而轻的滤波器。体超声波滤波器41采用钛酸铅(pbTiO₃)。由于归一化薄膜厚度(hk)≤2，即归一化薄膜厚度(d/h)≤0.1，故有可能得到具有宽的带宽特性的无寄生的滤波器。实施例6

图15示出了根据本发明实施例6的薄膜压电器件。图15示出了一例采用晶体管13的且带有输出端37的放大器电路。在图中略去了输入端43侧的偏压电路和相关电路。

在放大器中，晶体管13的输入和输出阻抗一般是不同于外部电路的特征阻抗的。因此，晶体管13的各个输入和输出端都需要一个相关电路，即匹配电路。由于很多情况下晶体管都具有容性导纳，故可使用带感性导纳的匹配电路。电感、传输线或导体棒可用于匹配电路中。用在匹配电路中的传输线和导体棒的尺寸依赖于电磁波的波长，此电磁波具有一个激发于构成有半导体电路的半导体衬底之中的预计频率。当频率相当低时，传输线和导体棒所要求的区域变大而且配置放大器所需的半导体芯片的面积也变大。结果就出现半导体芯片制造成本上升和无法在实际芯片面积内配置半导体的问题。在很多情况下，在频率小于约1-2GHz的频带中，电感被用作提供感性导纳的器件。但比起晶体管13和电容器14来，电感器在半导体电路中需占更大的面积。而且，当为使电感器的面积变小而使线宽度做窄并提高线密度时，电感器的电阻分量就变大因而电感器的损耗增加。因而难以减小电感器的尺寸，于是半导体芯片的面积变大而制造半导体芯片的成本提高。

另一方面，采用诸如钛酸铅(pbTiO₃)和钛酸铅—锆酸铅(PZT)之类压电陶瓷的体超声波谐振器35可同诸如晶体管13、电容器14和电阻器36之类的半导体电路元件配置在同一半导体衬底上。此外，所占据的面积小于数同μm²，这比起电感器的面积来是相当小的。而且，由于钛酸铅和钛酸铅—锆酸铅(PZT)具有比氧化锌(ZnO)和氮化铝(ALN)更大的电机械耦合常数，故有可能在很宽的频带内呈现感抗。于是可在通带半导体电路所要求的全部频带内采用钛酸铅(pbTiO₃)和钛酸铅—锆酸铅(PZT)作为电感。结果就有可能使包括体超声波谐振器35在内的整个半导体电路的面积做小并使制造成本降低。实施例7

图16示出了根据本发明实施例7的薄膜压电振荡器。图16所示电路相似于图11所示的电路。在图11所示的电路器件中，要求大电容量的电容器C_O和C_E采用体超声波谐振器35中所用的钛酸铅(pbTiO₃)作为介电物质。图17和18示出了一例采用体超声波谐振器35中所用的钛酸铅(pbTiO₃)作为介电物质的图16中电容器45的结构。图17示出了上侧图，图18示出了F-F剖面图。图19和20示出了另一例采用体超声波谐振器35中所用钛酸铅(pbTiO₃)作为介电物质的电容器45的结构。图19示出了上侧图，图20示出了G-G剖面图。在图中提供了空气桥46和引线端47。

电容器的电容量决定于所用介电物质的介电常数、厚度和电极面积。在用于半导体电路的电容器中，有一种电容器用来截断直流电，还有一种电容器在一定的频段中可视为短路。电容器45的电容量要大。依据所用的介电物质材料，实用的介电物质厚度和实用的介电物质面积都有一定限制。而且，考虑到半导体电路的制造成本，最好使芯片面积做得越尽可能小。因此，要求介电物质具有大的介电常数。钛酸铅(pbTiO₃)在GHz波段具有约为200的相对介电常数。这为氧化硅(SiO₂)介电常数的10倍以上。这意味着为实现相同的电容量所需的面积可以是氧化硅所需面积的十分之一。采用像钛酸铅(pbTiO₃)这样的介电物质可降低半导体电路的芯片面积并降低制造成本。而且，由于不需要额外的介电物质材料以及有可能在制作体超声波谐振器35时同时制作电容器45，故有防止由于制作具有不同的介电物质材料的电容器45而引起的增加制造步骤的优点。

至于电容器45的结构，一种情况是为图17和18所示，电容器沿钛酸铅(pbTiO₃)的厚度方向位于接地导体5和顶侧电极6之间。另一种情况是如图19和20所示，借助于将二个顶侧电极6和各电极彼此插入而在钛酸铅(pbTiO₃)表面形成叉指结构。同体超声波谐振器35相反，在二种情况下都不执行极化工序而且电容器也不需要底侧上的过孔。实施例8

图21示出了根据本发明实施例8的体超声波谐振器。图中，端点48a和48b用来加极化用的直流电压。提供了一个电容器49和一个直流电源50。

在采用钛酸铅(pbTiO₃)这样的压电陶瓷的情况下，当未在所需的温度下对钛酸铅(pbTiO₃)加规定时间的适当直流电压时，得不到大的压电性。对于具有自发极化性质的氧化锌(ZnO)、氮化铝(ALN)和其它的常规压电陶瓷，不需要极化工序。在极化工序中，直流电压加在体超声波谐振器35的顶侧电极6和接地导体5之间。当体超声波谐振器35同半导体电路3一起制造时，直流电压加到连接于体超声波谐振器35的半导体电路3上，这就出现极化用的直流电压损伤半导体电路3，特别是像晶体管13这样的有源器件的问题。为防止这种情况，电容器49被串插在半导体电路3和加有体超声波谐振器35的直流电压的端点48a之间。借助于插入电容器49，有可能在极化时将直流电压阻挡在半导体电路3的边缘。在体超声波谐振器35的工作频率下，插入电容器49的电容量应足够大，使电容器49的阻抗有可能基本上忽略不计。要不然，则插入电容器49的电容量应取可能用作体超声波谐振器35的外部附加电容量的数值。为安全起见，在极化工序中将加有直流电压的端点48a以外的所有其它端点37、38和39都接地是可取的。用这种方法，有可能防止在极化工序中损伤半导体电路3。

实施例9

图22示出了根据本发明实施例9的体超声波振荡器。图中提供了一个体超声波谐振器35的接线端51a和一个半导体电路3的接线端51b。

在极化工序中，端51a同51b被电隔开。端48a电连接于半导体电路3中的晶体管13。当极化时加以直流电压时，端48a被接地。采用这种方法，有可能防止在极化工序中将直流电压加到半导体电路3上。当极化工序结束并开始以体超声波谐振器形式工作时，应根据电路图形连接端点51a和51b。图22中的端点48b和51a可结合成一个端点。实施例10

图23示出了根据本发明实施例10的体超声波振荡器。图中，沿加有直流电源50的端点48a到地电位的直流路径，电阻52的阻值大于半导体电路3中的电阻36。

在极化工序过程中，直流电压加于体超声波谐振器，但体超声波谐振器35中没有明显的直流电流流过。因此，当电阻52串接在体超声波谐振器35和直流电源50之间时，极化工序将不起作用。因此，借助于安置阻值大于从直流电源50到地电位的直流路径中半导体电路3中的电阻36的电阻52，有可能防止电路中晶体管13或半导体电路3这样的有源器件由于不适当的直流施加方法而造成的损坏。尽管直流施加方法恰当，由于连接直流电源50时的瞬时响应，也有瞬时电流流通。此时，电阻52可以防止有源器件遭到损坏。而且，当半导体电路3或电路实际运行时，由于有比电阻36更大的阻值，电阻52基本上可以忽略。于是，在电路运行的频段内，就可以防止电路的工作遭受损伤。此处，当电阻36在从端48a到地电位的路径上同电阻52串联时，加于体超声波谐振器35的直流电位决定于电阻52和位于电阻52和地电位之间的电阻36的分压比。因而存在不能恰当地执行极化的情况。根据实施例10的极化工序限制了可适用的半导体电路3和电路的类型。实施例11

图24示出了根据本发明实施例11的体声波器件。图22的体超声波谐振器35不以电路图而以相似于图1的结构图形式示于图24。图中提供了一个体超声波振荡器芯片53。半导体电路54形成一个用来在极化时施加电压的图形并设置在体超声波振荡器芯片53的同一个半导体1上。图形55用来在极化时加电压。当图形之一相交时，要采用多层布线。

通常在同一个半导体片子上同时制作多个体超声波振荡器芯片53。为降低极化成本，最好在分割成各个体超声波振荡器芯片53之前执行极化工序。如图24所示，片子上大量体超声波振荡器芯片53中的体超声波揩振器35被一起分组并由极化用图形55连接起来。极化之后，从体超声波振荡器芯片53清除形成极化用图形55的半导体衬底。用此法，振荡器不希望有的图形55不再保留在多体超声波振荡器芯片53中。因此，当体超声波振荡器芯片53安装到印刷电路板、封装件或其它芯片上时，可使芯片的安装面积更小。

在极化工序中，当同一半导体片上的所有体超声波谐振器35被用于极化的图形连接起来时，在顶侧电极6和接地导体5之间具有大的直流漏电的半导体片子上，即使只有一个劣质的体超声波谐振器35，半导体片子上的其它的正常体超声波谐振器35的极化工序也不能恰当地执行。因此，当半导体片子上的体超声波谐振器35被分成多个组并借助于用极化图形55连接每个组来执行极化工序时，可减轻具有过大漏电流的体超声波谐振器35的影响。实施例12

图25示出了根据本发明实施例12的体声波器件。图中，图形56直接连接多个顶侧电极6。

图25示出了一例采用多个彼此紧密靠近的体超声波谐振器而组成的体超声波滤波器。在这种体超声波滤波器中，单个滤波器中包括了多个体超声波谐振器。必须在相同的条件下对多个体超声波谐振器执行极化工序以便多个体超声波谐振器的每个都具有相同的压电性。如图25所示。当多个体超声波谐振器被图形56连接而且用相同的方法将直流电压加至每一个时，可以在完全相同的条件下对多个体超声波谐振器执行极化工序。因此，可降低极化的加工成本并获得相同的体超声波谐振器压电性。从而可用低的代价加工特性良好的体超声波滤波器。

此外，借助于组成具有大于50Ω特征阻抗的图形56，在体超声波滤波器工作频率的邻近频率中，图形56的阻抗被视为几乎开路。因此，在极化工序之后即使保留图形56，它也不影响体超声波滤波器的运行。因此，可略去极化工序之后的除去图形56的步骤。

当图形56的电阻大于50Ω时，极化工序不受影响。在体超声波滤波器工作频率的邻近频率率中，图形56具有实际上开路的阻抗。因此，在极化工序之后即使保留图形56，也可以不影响体超声波滤波器的工作。因此，可略去极化工序之后除去图形56的步骤。

当图形56由特征阻抗大于50Ω的电阻线组成，而且电阻大于50Ω时，极化工序不受影响。在体超声波滤波器工作频率的邻近频率中，图形56具有实际上开路的阻抗。因此，极化工序之后即使保留图形56，也不影响体超声波滤波器的工作。因此，可略去极化工序之后除去图形56的步骤。实施例13

图26示出了根据本发明实施例13的体声波器件。图中，图形56直接连接多个接地导体5。

图26示出了用紧密地布置多个体超声波谐振器的方法来组成体超声波滤波器的例子。在这种体超声波滤波器中，在单个滤波器中有多个体超声波谐振器。因此必须在相同的条件下执行极化工序以便多个体超声波谐振器中的每一个都有相同的压电性。如图26所示，当多个体超声波谐振器被图形56连接且加上直流电压时，可在完全相同的条件下对多个体超声波谐振器执行极化工序。因此可降低极化加工成本并使多个超声波谐振器中的每一个都具有相同的压电性。因而可用低的代价加工特性良好的体超声波滤波器。

此外，用特征阻抗大于50Ω的线路作为图形56，在体超声波滤波器工作频率的邻域频率中，图形56以可视为几乎开路的阻抗而工作。因此，当极化工序之后保留图形56时，它不影响体超声波滤波器的工作。因此可略去极化工序之后除去图形56的步骤。

当图形56由特征阻抗大于50Ω的电阻线组成且电阻大于50Ω时，极化工序不受影响。在体超声波滤波器工作频率的邻域频率中，图形56以可视为几乎开路的阻抗而工作。因此，在极化工序之后，即使保留图形56，它也不影响体超声波滤波器的工作。因此可略去极化工序之后除去图形56的步骤。实施例14

图27示出了根据本发明实施例14的体声波器件。图中提供了一个介电物质57、一个接地电极58和一个顶侧电极59和一个引线60。

接地电极58和顶侧电极59之间的介电物质57用作电容器。介电物质材料可以是设置在同一半导体衬底1上的像钛酸铅(pbTiO₃)那样的未极化的介电物质。介电物质材料可以是像氧化硅(SiO₂)那样的一般绝缘材料。多个电容器同体超声波谐振器的顶侧电极6串联。多个电容器中的有一些用引线60连接到引线电极47。由于容抗被直接连接于体超声波揩振器，故可以用改变总容抗的方法来调整体超声波谐振器的谐振频率。每个电容器的顶侧电极59的面积设定为彼此不同。根据同体超声波谐振器的预期谐振频率的差，待要用引线60连接的电容器被恰当地选择并连接。此时，由于各电容器根据引线60而并联，故当电容器被连接时，串联插入在体超声波谐振器中的容抗分量变大。当用引线60来连接电容器时，由于老化，会有一些变坏。当基于老化变坏而为了电容器的电容量选用适当的材料时，根据上述连接而调整谐振频率的体超声波谐振器表现出稳定的谐振特性。上述连接方法也适用于谐振器的阻抗调整。实施例15

图28示出了根据本发明实施例15的体声波器件。体超声波谐振器的接地导体5用作各电容器的接地电极。各电容器并联于体超声波谐振器，且可借助于改变这些电容器的总电容量而调整体超声波谐振器的谐振频率。各电容器的顶侧电极59的面积被设定为彼此不同。根据同体超声波谐振器的预期谐振频率的差，待要用引线60连接的电容器被恰当地选择并连接。此时，由于在电容器被连接时各电容器被用引线60并联，故并联插入到体超声波谐振器的容抗分量变大。实施例16

图29示出了根据本发明实施例16的体声波器件。图中提供了一个焊盘61。各电容器彼此串联而串联在一起的电容器再串联到体超声波谐振器。借助于改变这些电容器的总电容量，可调整体超声波谐振器的谐振频率。此时，各电容器的顶侧电极59的面积设定为彼此不同。根据同体超声波谐振器的预期谐振频率之差，恰当地选择电容器。根据选出的电容器，用引线60连接各个焊盘61，形成短路。此时，各电容器用引线60连接。当各个焊盘61借助于形成短路而被选择性地连接时，串联插入到体超声波谐振器的容抗分量变大。实施例17

图30示出了根据本发明实施例17的体声波器件。各电容器彼此串联，而且各个串联在一起的电容器再并联到体超声波谐振器。借助于改变这些电容器的总电容量，可以调整体超声波谐振器的谐振频率。各电容器的顶侧电极59的面积被设定为彼此不同。根据同体超声波谐振器的预期谐振频率之差，待要用引线60连接的电容器被恰当地选择且各焊盘61可被连接以形成短路。此时，当各电容器借助于形成短路而被选择性地连接时，并联插入到体超声波谐振器的容抗分量变大。实施例18

图31示出了根据本发明实施例18的体声波器件。接地电极58和顶侧电极59之间的介电物质57用作电容器。介电物质材料可以是形成在同一半导体衬底1上像钛酸铅(pbTiO₃)那样的未极化的压电物质，或者是像氧化硅(SiO₂)那样的一般绝缘材料。多个电容器串联到体超声波谐振器的顶侧电极6。多个电容器经由线状图形62连接到引线电极47。由于容抗被串联到体超声波谐振器，故可借助于改变总的容抗来调整体超声波谐振器的谐振频率。此处，各顶侧电极59的面积被设定为彼此不同。根据同体超声波谐振器的预期谐振频率之差，待要用线状图形62连接的电容器被恰当地选择并连接。由于各电容器经由线状图形62被并联，当电容器被连接时，串联插入到体超声波谐振器的容抗分量就变大。当电容器经由线状图形62被连接时，由于老化而造成一些变坏。当基于老化而选择适当的材料用于电容器时，用上述连接方法来调整谐振频率的体超声波谐振器可呈现稳定的谐振特性。上述采用线状图形62的连接方法不适合于独立地调整各个体超声波谐振器。但当各组的频率变化在一个确定的范围之内时，一组一组地执行调整是可以接受的。上述连接方法具有一起调整制作在一个片子上的体超声波谐振器的优点。实施例19

图32示出了根据本发明实施例19的体声波器件。体超声波谐振器的接地导体5用作各电容器的接地电极。各电容器并联到体超声波谐振器。借助于改变这些电容器的总电容量可以调整体超声波谐振器的谐振频率。此时，各电容器的顶侧电极59的面积被设定为彼此不同。根据同体超声波谐振器的预期谐振频率之差，待要用线状图形62连接的电容器被恰当地选择并连接。由于各电容器用线状图形62并联，故当电容器被连接时，并联插入到体超声波谐振器的容抗分量就变大。

实施例20

图33示出了根据本发明实施例20的体声波器件。各电容器彼此串联。串联在一起的电容器再串联到体超声波谐振器。借助于改变这些电容器的总电容量，可以调整体超声波谐振器的谐振频率。各电容器的顶侧电极59的面积被设定为彼此不同。根据同体超声波谐振器的预期谐振频率之差，待要用线状图形62连接的电容器被恰当地选择而且各焊盘62被连接形成短路。由于各电容器借助于用线状图形62形成短路而被连接，故串联插入到体超声波谐振器的容抗分量变大。实施例21

图34示出了根据本发明实施例21的体声波器件。各电容器彼此串联。串联在一起的电容器再并联到体超声波谐振器。借助于改变电容器的总电容量，可以调整体超声波谐振器的谐振频率。各电容器的顶侧电极59的面积被设定为彼此不同。根据同体超声波器谐振器的预期谐振频率之差，待要用线状图形62连接的电容器被恰当地选择并且各焊盘61可连接形成短路。由于各电容器借助于用线状图形62形成短路而被连接，故并联插入到体超声波谐振器中的容抗分量变大。实施例22

图35示出了根据本发明实施例22的体声波器件。部位63是线状图形62中用例如激光切去了线状图形的切去部位。接地电极58和顶侧电极59之间的介电物质57用作电容器。介电物质材料可以是形成在同一半导体衬底1上的像钛酸铅(pbTiO₃)那样的未极化的介电物质或者像氧化硅(SiO₂)那样的一般绝缘材料。多个电容器被串联到体超声波谐振器的顶侧电极6，而多个电容器用线状图形62连接到引线电极47。由于容抗被串联到体超声波谐振器，故借助于改变总的容抗，可以调整体超声波谐振器的谐振频率。各电容器的顶侧电极59的面积被设定为彼此不同。借助于根据同体超声波谐振器的预期谐振频率之差用激光切割线状图形62，电容器被恰当地选择或电学上分离。由于各电容器被切除而同并联分离，故串联插入到体超声波谐振器的容抗分量变小。当电容器经由线状图形62连接时，老化造成的变坏很小。当根据老化变坏而选择的恰当的材料用于电容器时，用上述连接方法调整谐振频率的体超声波谐振器呈现稳定的谐振特性。此连接方法可确定各组中待要切去的部位63。此连接方法可根据各体超声波谐振器独立地改变待要切去的部位。因此，此连接方法具有可用于诸如调整范围相当宽和各体超声波谐振器被严格地逐个调整之类的许多情况的优点。实施例23

图36示出了根据本发明实施例23的体声波器件。体超声波谐振器的接地导体5用作各电容器的接地电极。各电容器并联到体超声波谐振器。借助于改变这些电容器的总电容量，可以调节体超声波谐振器的谐振频率。顶侧电极59的面积被设定为彼此不同。根据同体超声波谐振器的预期谐振频率之差，决定待要切去的线状图形62并且恰当地选择或分离电容器。此时，由于待要同并联连接分离的电容器被切去，故并联插入到体超声波谐振器的容抗变小。实施例24

图37示出了根据本发明实施例24的体超声波器件。各电容器彼此串联。串联在一起的电容器再串联到体超声波谐振器。此外，各电容器预先用线状图形62短路。借助于改变这些电容器的总电容量，可以调整体超声波谐振器的谐振频率。各电容器的顶侧电极59的面积被设定为彼此不同。借助于根据同体超声波谐振器的预期频率之差而切去线状图形62来选择电容器。此时，由于各电容器借助于切割而被串联，故串联插入到体超声波谐振器的容抗分量变小。实施例25

图38示出了根据本发明实施例25的体声波器件。各电容器彼此串联。串联在一起的电容器再并联到体超声波谐振器。各电容器预先用线状图形62短路。借助于改变这些电容器的总电容量，可以调整体超声波谐振器的谐振频率。各电容器的顶侧电极59的面积被设定为彼此不同。借助于根据同体超声波谐振器的预期频率之差而切割线状图形62来选择电容器。此时，由于各电容器借助于切割而被串联，故并联插入到体超声波谐振器的容抗变大。实施例26

图39示出了根据本发明实施例26的体声波器件。图中提供了一个电源64和一个具有可变电容的二极管65。

变容二极管65可根据加自电源64的电压而改变电容量。当变容二极管65同体超声波谐振器35如图39所示并联或串联时，加自电源64的电压被控制来改变并联或串联于体超声波谐振器35的容抗的数值。用此法来调整体超声波谐振器35的谐振频率。由于根据本发明的体超声波谐振器35可以同半导体电路一起制造，故利用晶体管之类可以容易地将电源64同体超声波谐振器制作在同一个半导体衬底1上。实施例27

图40示出了根据本发明实施例27的体声波器件。图中提供了电阻66和端点67。

在图40所示的薄膜体声波器件中，加于变容二极管65的电压根据电阻66的电压比来选择。带有端点67的各电阻66具有不同于其它电阻66的电阻值。可提供适当调整量的端点67采用例如引线来选择。从而确定加于变容二极管65的电压。结果就可容易地调整体超声波谐振器的谐振频率。实施例28

图41示出了根据本发明实施例28的体声波器件。示于图41的体声波器件根据电阻66的电压比来确定加于变容二极管65的电压。带有端点67的各电阻66具有同其它电阻66不同的电阻值。例如，在和另一个电源64连接即和带有体声波器件的同一半导体衬底1上的电源64连接时，电阻66之一的端点67和引线电极47被连接起来提供适当的调整量。这种方法擅长于逐批调整。实施例29

图42示出了根据本发明实施例29的体声波器件。图42所示的体声波器件根据电阻66的电压比来确定加于变容二极管的电压。分别具有不同电阻值的各个电阻66的端点67预先用线状图形62连接到引线电极47。为了提供适当的调整量，用例如激光器来切去端点67同引线电极47之间的连接。此法具有可用于各组调整或分别调整各个体声波器件的情况的优点。实施例30

图43示出了根据本发明实施例30的体声波器件。图43所示体声波器件根据电阻66的电压比来确定加于变容二极管65的电压。带有端点67的各个电阻66具有不同于其它电阻66的电阻值。借助于用引线60之类来选择可提供适当调整量的端点67并使电阻66短路，从而确定加于变容二极管65的电压。结果就可以容易地调整体超声波谐振器35的谐振频率。实施例31

图44示出了根据本发明实施例31的体声波器件。图44所示的体声波器件根据电阻66的电压比来确定加于变容二极管65的电压。带有端点67的各个电阻66具有不同于其它电阻66的电阻值。借助于选择提供适当调整量的端点67来确定加于变容二极管65的电压。结果就可以容易地调整体超声波谐振器35的谐振频率。此法擅长于逐组调整。实施例32

图45示出了根据本发明实施例32的体声波器件。图45所示的体声波器件根据电阻66的电压比来确定加于变容二极管65的电压。各个电阻66具有不同于其它电阻66的电阻值。各电阻66预先用线状图形62短路。用例如激光器切去端点67之间线状图形62的连接以提供适当的调整量。此法具有可用于逐组调整和分别调整多个体声波器件的情况的优点。

如上所述，图1和2示出了一个用钛酸铅(pbTiO₃)作为压电物质的例子。在本发明中，可使用钛酸铅—锆酸铅(PZT)32来代替钛酸铅(pbTiO₃)作为压电物质。同样，在图9和10中，钛酸铅(pbTiO₃)可用作压电物质。此外，图1、2、9和10只示出了体超声波谐振器。但图中在同一半导体衬底1上可以有体超声波滤波器和其它半导体电路3。图1、2.9和10所示的接地导体5底侧的过孔7和33的结构可以是图46-53所示结构的一种，其中的过孔7、33或气隙88提供在接地导体5或介电物质4的底侧。

如上所述，图11、16、21、22、23和24示出了采用体超声波谐振器的体超声波振荡器的例子。在本发明中，在同一半导体衬底1上同诸如体超声波滤波器、半导体放大器、半导体混频器、模拟数字转换器、数字模拟转换器、中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、存储器等等的其它通用半导体电路一起来组成也是有用的。如所指出，由于能够同多种半导体电路一起将体超声波谐振器制作在同一半导体衬底1上，故可以将它用于所有的电路即所有使用体声波器件而不限于特定器件的电路。

如上所述，图15示出了体超声波谐振器35作为电感插入到晶体管13和输出端37之间的例子。在本发明中，可以将体超声波谐振器插入到半导体电路中任一位置。

如上所述，图16示出了电容器Co45和电容器CE45的介电物质采用体超声波谐振器35中所用压电物质的例子。但本发明可用于半导体电路3中任何电容器45。

如上所述，图17、18、19和20只示出了压电物质采用钛酸铅(pbTiO₃)的电容器。在本发明中，除了电容器外，还可采用体超声波谐振器、体超声波滤波器和任何半导体电路3。在同引线电极47连接的情况下，空气桥46之外的其它连接方法也是有效的。

如上所述，图21、22和23示出了极化方法。这些方法的组合更为有效。在图24中，体超声波振荡器示作加工多个芯片53的例子。它也可用于像体超声波滤波器和半导体电路那样的其它电路。而且，极化图形的形状和形成极化图形的半导体的形状也不必同图24所示的相同，而可采用任一种形状。图24中各芯片53的结构示出了采用图22所示的极化工艺的情况。图21和23所示的结构也可用于图24。

如上所述，图25和26示出了由二个电极组成的体超声波滤波器的例子。本发明也可用于具有二个以上的电极的体超声波滤波器的连接。本发明也可用于形成在多个芯片上的体超声波谐振器和体超声波滤波器的连接。

如上所述，图27-38示出了体超声波谐振器的情况。在本发明中，也可采用体超声波滤波器。而且，电容器不必要总是具有图27-38所述的结构。

如上所述，图39-45示出了一个采用变容二极管的例子。晶体管也可同变容二极管一样使用。而且示出了变容二极管65并联到体超声波谐振器35的情况。而二极管65可被串联。

如上所述，根据本发明，压电物质采用主要由钛酸铅(pbTiO₃)或钛酸铅—锆酸铅(PZT)组成的压电陶瓷。当压电陶瓷的厚度为h，作为接地导体的铂(pt)或金(Au)的厚度为d，且沿平行于压电陶瓷表面的方向传播的声波的波数为k时，kh小于2即d/h小于0.1.因而，不引出寄生并可实现大的电机械耦合常数。结果就可以获得特性良好的薄膜体声波器件。

由于压电陶瓷具有大的电机械耦合常数，就可以用电学调整方法来调整谐振频率。即使当压电陶瓷同半导体电路一起制造时，也可以选择一种可用于半导体电路制造工序的调整方法。从而可降低制造成本。

而且，根据本发明，由于压电陶瓷可在很宽的频段中呈现感抗特性，故可用作半导体电路中的电感器。从而可使半导体电路做小并降低半导体电路的制造成本。

而且，根据本发明，采用了其压电性用极化工序增强了的压电陶瓷。利用一部分压电陶瓷作为高介电物质，电容器的面积可做小。其它部分借助于极化工序可用作体声波器件。因此，借助于控制体声波器件的制造工序，可以减小电容器的尺寸并降低制造成本。

而且，根据本发明，可以防止极化工艺引起的半导体电路中器件的损伤。可以同时执行很多个体超声波谐振器和滤波器的极化工序。因此，可降低极化工序的成本并可实现有效的极化工序。

而且，根据本发明，由于电学上可以调整压电薄膜厚度制造误差所引起的谐振频率的变化，故能获得质量良好的薄膜体声波器件。

既已描述了本发明的几个特定的实施例，对本技术领域的熟练人员就很容易做出各种变通、修改和改进。这种变通、修改和改进是本公开的一部分，而且是在本发明的构思与范围之内。因此，上述的描述仅仅是用举例的方法而不限于此。本发明只受下列权利要求的限制。

Claims

1.一种薄膜体声波器件，它包含：

-一个半导体衬底；

一个具有一定厚度、固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；

其特征在于压电陶瓷薄膜的厚度为接地导电层厚度的10倍以上。

2.一种薄膜体声波器件，它包含：

一个半导体衬底；

一个固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个具有一定厚度，固定在接地导体层上的压电陶瓷薄膜；以及

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；

其特征在于，压电陶瓷薄膜产生一个沿平行于压电陶瓷薄膜表面的方向传播且声波的波数小于2除以压电陶瓷薄膜厚度的声波。

3.一种薄膜体声波器件，它包含：

一个固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个固定在接地导体层上的压电陶瓷薄膜；

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；以及

一个固定在半导体衬底上的半导体电路；

其特征在于，半导体电路用一部分压电陶瓷薄膜构成。

4.权利要求3的薄膜体声波器件，其特征在于，半导体电路是一个感抗器件。

5.权利要求4的薄膜体声波器件，其特征在于，感抗器件的特性根据压电陶瓷薄膜和导电电极图形的形状而确定。

6.权利要求5的薄膜体声波器件，其特征在于，感抗器件的特性根据接地导体层的形状而确定。

7.一种薄膜体声波器件，它包含：

一个半导体衬底；

一个固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个固定在接地导体层上的压电陶瓷薄膜；以及

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；

其特征在于，压电陶瓷薄膜具有一个被极化工序加工过的压电区和一个未被极化工序加工过的介电区。

8.权利要求7的薄膜体声波器件，其特征在于，介电物质被用作容抗器件的一部分。

9.一种薄膜体声波器件，它包含：

一个半导体衬底；

一个固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个固定在接地导体层上的压电陶瓷薄膜；

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；

一个固定在半导体衬底上的半导体电路；

一个用于压电陶瓷薄膜极化工序的极化电路；以及

一个用来保护半导体电路免遭利用极化电路的极化工序损伤的保护电路。

10.权利要求9的薄膜体声波器件，其特征在于，保护电路具有串联在半导体电路和至少一个接地导体层和导电电极图形之间的容抗。

11.权利要求9的薄膜体声波器件，其特征在于，半导体电路具有一个地电位电极，而且其中的保护电路在极化工序过程中使一个导电电极图形和接地导体层处于同半导体电路的地电位电极相同的电位，使其它的导电电极图形和接地导体层同半导体电路的地电位电极断开，并将极化用的直流电压加至其它电极图形和接地导体层。

12.权利要求9的薄膜体声波器件，其特征在于半导体电路带有一个地电位电极，而且其中的保护电路在极化工序过程中使一个导电电极图形和接地导体处于同半导体电路地电位电极相同的电位，并经由电阻将极化用的直流电压加到其它的导电电极图形和接地导体层，而且其中的电阻具有大于存在于半导体电路中从极化用的直流电压施加点到地电位电极的电路经中的电阻器件的电阻值。

13.权利要求9的薄膜体声波器件，其特征在于，极化电路为多个薄膜体声波器件提供。

14.权利要求13的薄膜体声波器件，其特征在于，极化电路具有一个电连接多个接地导体层的第一线和一个电连接多个导电电极图形的第二线。

15.权利要求14的薄膜体声波器件，其特征在于，第一和第二线的特征阻抗大于50Ω。

16.权利要求14的薄膜体声波器件，其特征在于，第一和第二线的电阻大于50Ω。

17.一种薄膜体声波器件，它包含：

一个半导体衬底；

一个固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个固定在接地导体层上的压电陶瓷薄膜；

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；

多个固定在半导体衬底上的电抗器件；以及

一个用来改变多个电抗器件的每一个的电连接的装置。

18.权利要求17的薄膜体声波器件，其特征在于，多个电抗器件中至少一个包括一部分压电陶瓷薄膜。

19.一种薄膜体声波器件，它包含：

一个半导体衬底；

一个固定在半导体衬底上的接地导体层；

一个固定在接地导体层上的压电陶瓷薄膜；

一个固定在压电陶瓷薄膜上的导电电极图形；以及

一个固定在半导体衬底上、提供可变容抗的有源器件电路。

20.权利要求19的薄膜体声波器件，其特征在于，有源器件电路具有一个有源器件、多个电阻器件以及一个用来改变多个电阻器件中的每一个的电连接的装置。

21.权利要求17和20的薄膜体声波器件，其特征在于，改变电连接的装置将选取的器件串联。

22.权利要求17和20的薄膜体声波器件，其特征在于，改变电连接的装置将选取的器件并联。

23.权利要求17和20的薄膜体声波器件，其特征在于，改变电连接的装置用引线连接方法来改变电连接。

24.权利要求17和20的薄膜体声波器件，其特征在于，改变电连接的装置用产生电极的掩模来改变电连接。

25.权利要求17和20的薄膜体声波器件，其特征在于，改变电连接的装置用切割电极图形的方法来改变电连接。

26.权利要求1、2、3、7、8.17和19的薄膜体声波器件，其特征在于，压电陶瓷薄膜由钛酸铅或钛酸铅—锆酸铅组成。

27.权利要求26的薄膜体声波器件，其特征在于，半导体衬底由硅或砷化镓组成。

28.权利要求27的薄膜体声波器件，其特征在于，接地导体层采用铂和金中的至少一种。

29.权利要求28的薄膜体声波器件，其特征在于，接地导体层采用钛或钨。

30.权利要求29的薄膜体声波器件，其特征在于，导电电极图形采用金属、导电半导体层和导电材料中的一种。

31.权利要求26的薄膜体声波器件，还包含半导体衬底和接地导体层之间的介电物质层。

32.权利要求31的压电薄膜，其特征在于，压电陶瓷薄膜固定在一部分介电物质层上。

33.权利要求31的薄膜体声波器件，其特征在于，介电物质层主要由氧化硅、氮化硅和氧化钽中的一种所组成。

34.权利要求26的薄膜体声波器件，在半导体衬底上还包含至少一个半导体电路、一个有源电路器件和一个无源电路器件以构成一个电子系统。

35.权利要求2、3、7、8、17和19的薄膜体声波器件，其特征在于，接地导体层有一定的厚度，压电陶瓷薄膜也有一定厚度，且压电陶瓷薄膜的厚度为接地导体层厚度的10倍以上。

36.权利要求1、3、7、8、17和19的薄膜体声波器件，其特征在于，在压电陶瓷薄膜具有一定的厚度，且其中的压电陶瓷薄膜产生一个沿平行于压电陶瓷薄膜表面的方向传播的、声波的波数小于2除以压电薄膜厚度的声波。

37.一种制造薄膜体声波器件的方法，它包含下列步骤：

(a)在半导体衬底上制作一个接地导体层；

(b)在接地导体层上制作一个由钛酸铅或钛酸铅—锆酸铅组成的压电陶瓷薄膜；以及

(c)在压电陶瓷薄膜上制作一个导电电极图形。

38.权利要求37的制造压电薄膜的方法，还包含借助于在半导体衬底同接地导体层之间设置一层氧化硅或氮化硅或氧化钽而制作一个介电物质层的步骤。

39.权利要求37的制造薄膜体声波器件的方法，其特征在于，制作接地导体层的步骤包括设定接地导体层厚度的步骤，而制作压电陶瓷薄膜的步骤包括将压电陶瓷薄膜的厚度设定为接地导体层厚度10倍以上的步骤。

40.权利要求37的制造薄膜体声波器件的方法，其特征在于，制作压电陶瓷薄膜的步骤包括制作压电陶瓷薄膜的厚度和沿压电陶瓷薄膜表面的方向传播的声波的波数之乘积小于2的压电陶瓷薄膜的步骤。

41.权利要求37的制造薄膜体声波器件的方法，还包含利用部分压电陶瓷薄膜制作半导体电路的步骤。

42.权利要求37的制造薄膜体声波器件的方法，还包含只极化部分压电陶瓷薄膜的步骤。

43.权利要求37的制造薄膜体声波器件的方法，还包含在半导体衬底上制作半导体电路的步骤、极化压电陶瓷薄膜的步骤以及在极化过程中保持半导体电路的步骤。

44.权利要求37的制造薄膜体声波器件的方法，还包含制作多个器件以调整薄膜体声波器件的特性的步骤以及借助于选择性地连接多个器件中的器件而调整薄膜体声波器件的特性的步骤。