DE3336281A1 - Oberflaechenschallwellenvorrichtung - Google Patents
OberflaechenschallwellenvorrichtungInfo
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Description
Oberflächenschallwellenvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Oberflächenschallwellenvorrichtung mit einem Aufbau, der besonders gute Eigenschaften
• ergibt.
Bislang war der folgende Aufbau von Oberflächenschallwellenvorrichtungen
zur Verarbeitung von unterschiedlichen elektrischen Signalen unter Ausnutzung von akustischen Oberflächenwellen
bekannt.
(1) Nur ein Substrat aus einem piezoelektrischen Material (Substrat aus einem piezoelektrischen Einkristall, einer
Piezokeramik oder dgl.) war vorgesehen;
(2) auf einem nicht piezoelektrischen Substrat wurde eine piezoelektrische Schicht ausgebildet, und
. (3) auf einem Halbleitersubstrat wurde eine piezoelektrische Schicht vorgesehen.
Unter den mehrschichtigen Anordnungen gemäss Punkt 2 ist gegenwärtig
eine solche in weitem Einsatz, bei der auf einem Substrat aus Saphir oder Glas eine Schicht aus Zinkoxid (ZnO)
durch Aufdampfen oder in anderer Weise ausgebildet ist. Diese . " ZnO-Schicht erweist sich jedoch beim praktischen Einsatz
wegen der folgenden Nachteile als problematisch.
(1) Da eine qualitativ hochwertige Schicht nur schwierig zu erzeugen ist, kann keine Schicht mit ausreichend hoher
Reproduzierbarkeit in Bezug auf das piezoelektrische Verhalten und auf andere Eigenschaften vorgesehen werden.
(2) Im Hochfrequenzbereich sind die Ausbreitungsverluste der akustischen Oberflächenwellen gross.
(3) Abweichungen in Bezug auf die Ausbreitung der akustischen Oberflächenwellen sind hoch.
(4) Es ist schwierig, den Verlauf der Verzögerungszeit (T) in Abhängigkeit von der Temperatur der
akustischen Oberflächenwellen, d.h. das Verhältnis (1/r)·(dT/dT) mit T = Raumtemperatur, zu steuern.
Ziel der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile und die Schaffung einer Oberflächenschallwellenvorrichtung,
insbesondere auf Basis eines Siliciumeinkristallsubstrates.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich durch das
Vorsehen eines elastischen Aufbaues aus, der ein elastisches Substrat umfasst, dessen Temperaturkoeffizient für die Verzögerungszeit
der akustischen Oberflächenwellen positiv ist, wobei auf dem elastischen Substrat eine Siliciumdioxidschicht
und auf dieser wiederum eine Aluminiumnitridschicht angeordnet sind.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand ' der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 geschnittene Ansichten von vier verschiedenen
bis 4
erfindungsgemäss aufgebauten Oberflächenschall-
wellenvorrichtungen,
30
30
Fig. -5A Schaubilder zur Darstellung der mit den er-6A
und 6B findungsgemässen Oberflächenschallwellenvorsowie
7A richtungen erzielten Ergebnisse, bis 7F
Z -
Fig. 1 ist eine quergeschnittene Ansicht von einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäss aufgebauten Oberflächenschallwellenvorrichtung.
Dabei bedeuten das Bezugszeichen 1 ein Substrat aus Siliciumeinkristall/ das längs
einer kristallografischen Fläche, nämlich der (111), (110)
oder (100)-Ebene geschnitten wurde; 2 eine Schicht aus
. Siliciumdioxid (SiO-)/ die auf dem Substrat 1 aus dem Siliciumeinkristall angeordnet ist; und 3 eine Schicht aus
Aluminiumnitrid, die so auf der Schicht 2 aus Siliciumdioxid (SiO-) ausgebildet ist, dass ihre piezoelektrische
Achse (C-Achse oder /00017-Achse) senkrecht oder parallel
zu dem Substrat 1 liegt. Die Bezugszeichen 4 und 5 betreffen eine Elektrode zur Erzeugung von akustischen
Oberflächenwellen bzw. eine Elektrode zu deren Erfassung.
Beide Elektroden sind auf der mehrschichtigen Anordnung,z.B.
in kammförmiger Ausbildung auf der Aluminiumnitridschicht 3yangeordnet. Das Bezugszeichen D bezieht sich auf die
Dicke der Siliciumdioxidschicht 2 und das Bezugszeichen H auf die Dicke der Aluminiumnitridschicht 3.
Wenn bei einer derartig aufgebauten Oberflächenschallwellenvorrichtung
akustische Oberflächenwellen senkrecht zur Richtung der piezoelektrischen Achse der Aluminiumdioxidschicht
3 entstehen (sich ausbreiten ) , wird der in Fig. 5A, 5B und 5C gezeigte Verlauf der Geschwindigkeit der akustischen
Oberflächenwellen erhalten. In diesen Figuren ist auf der Abszisse die normierte Dicke der Aluminiumnitridschicht 3
als 2jJ"ü/7t aufgetragen ( X bedeutet die Wellenlänge der
akustischen Oberflächenwelle). Auf der Ordinate ist die Phasengeschwindigkeit V der akustischen Oberflächenwelle
aufgetragen. Bei dem Parameter handelt es sich um die normierte Dicke 2Tf Ό/ X der Siliciumschicht 2.
Die Fiq. 5A, 5B und 5C zeigen den Verlauf bei Schallwellenausbreitung in Richtung der /~1Λ2]-Achse auf einer (111)-Fläche
des Siliciumeinkristallsubstrates 1, ferner in ■Richtung der /"OO1_7-Achse auf einer (110)-Fläche des
Siliciumeinkristallsubstrates 1 und schliesslich in Richtung der /"110J- Ach se auf einer (001)-Fläche des Substrates
Aus den Fig. 5A, 5B und 5C geht hervor, dass die Streuung
der Phasengeschwindigkeit V gering ist. Ferner können sehr hohe Werte für die Phasengeschwindigkeit V erhalten werden.
Fig. 6A zeigt den Verlauf des elektromechanischen Kopplungskoeffizienten, wie er aus den zuvor abgehandelten Ergebnissen
erhalten wird. Dabei ist auf der Abszisse der Wert 2 ffR/Z.
und auf der Ordinate der quadratische Wert für den elektromechanischen
Kopplungskoeffizienten K in Prozent aufgetragen. Die Figur zeigt den Verlauf bei einer Ausbreitung der
akustischen Oberflächenwelle längs der /11O_7-Richtung auf
einer (001)-Fläche des Siliciumeinkristallsubstrates 1. Die ' Vorrichtung A in dieser Figur entspricht der nach Fig. 1.
Aus dem Verlauf der Kurven ist zu schliessen, dass Werte für K2 erhalten werden können, die für die Erzeugung und Erfassung
von akustischen Oberflächenwellen ausreichen. Ausserdem zeigt das Diagramm, dass die Vorrichtungen gute piezoelektrische
Eigenschaften besitzen.
Fig. 7A, 7B und 7C zeigen den Verlauf des Temperaturkoeffizienten
der Verzögerungszeit (TCD) für akustische Oberflächenwellen, die mittels der vorher beschriebenen Vorrichtung er-.
halten werden. Auf der Abszisse ist der Wert 2 /7Ή//1 und
auf der Ordinate das Variationsverhältnis der Verzögerungszeit (T) in Abhängigkeit von der Temperatur (1 / τ ); (dl /dT)
in ppm/0C aufgetragen.
Fig. 7A, 7B und 7C zeigen den Verlauf bei einer Ausbreitung der
in Richtung der /"112/-Achse akustischen Oberflächenwelle
auf der (111)-Fläche des Siliciumeinkristallsubstrates 1,
in Richtung der /"0017-Achse auf der (110)-Fläche des
. Substrates 1 bzw. in Richtung der /"1107-Achse auf der
(OOI)-Fläche des Substrates 1. Da das Siliciumeinkristallsubstrat 1 für die Verzögerungszeit positive Temperaturkoeffizienten
hat/Während die betreffenden Temperaturkoeffizienten der Siliciumdioxidschicht 2 und der Alpminiumnitridschicht
3 negativ sind, führt dies im Ergebnis dazu, dass sich diese Koeffizienten gegeneinander aufheben.
Ferner ändern sich die Temperaturkoeffizienten mit der Dicke D der Siliciumdioxidschicht 2 und der Dicke H der
Aluminiumnitridschicht 3. Wenn man daher in geeigneter Weise die Werte für die DickenD und H auswählt, lässt sich
eine Annäherung des Temperaturkoeffizienten auf Null er-
reichen. . -
Sofern sich die akustischen Oberflächenwellen parallel zur piezoelektrischen Richtung der Aluminiumnitridschicht 3 und
damit anders als bei der Oberflächenschallwellenvorrichtung nach Fig. 1-ausbreiten,wird ein Verlauf der
Geschwindigkeit der akustischen Oberflächenwellen gemäss
Fig. 5D, 5E und 5F erhalten.
Die Fig. 5D, 5E und 5F zeigen den Verlauf bei einer Wellenausbreitung
in Richtung der /11 "27-Ach se auf der (111)-Fläche
des Substrates 1, in Richtung der /ÖOiy-Achse auf der
(110)-Fläche und in Richtung der /*1107-Achse auf der (001)-Fläche
des Substrates.
Nach Fig. 5D, 5E und 5F ist die Streuung der Phasenge-schwindigkeit
V gering. Ferner können sehr hohe Werte für die Phasengeschwindigkeit V erzielt werden.
Fig. 6B zeigt den Verlauf des elektromechanischen Kopplungseffizienten
bei einer Ausbreitung der akustischen Oberflächen-
welle in Richtung der /"lOOjAchse auf der (001)-Fläche
des Siliciuraeinkristallsubstrates 1. Die Vorrichtung A entspricht der in Fig.1 gezeigten. Die Kurven zeigen,
dass man Werte für K2 erhalten kann, die zur Erzeugung und Erfassung von akustischen Oberflächenwellen ausreichen,
und dass die Vorrichtungen gute piezoelektrische Eigenschaften besitzen.
•Fig. 7D, 7E und 7F zeigen den Verlauf des Temperaturkoeffizienten
der Verzögerungszeit (TCD) für die mit diesen Vorrichtungen erhaltenen akustischen Oberflächenwellen.
Fig. 7D, 7E und 7F zeigen den Verlauf bei einer Oberflächenwellenausbreitung längs der £λ YlJ-Achse auf
der (111)-Fläche des Siliciumeinkristallsubstrates 1, längs der /"00 !/-Achse auf der (110)-Fläche bzw. längs
der /1107-Achse auf der (001)-Fläche.
Aus Fig. 7A bis 7F geht hervor, dass geringe Variationsverhältnisse der Verzögerungszeit in Abhängigkeit von der
Temperatur erhalten werden können, indem man den Wert für . die Dicke D der Siliciumdioxidschicht 2 so wählt, dass
er der Beziehung 0 ^. 2 ΊΤΌ/Λ. C 1,0 entspricht,und den Wert
für die Dicke H der Aluminiumnitridschicht 3 so wählt, dass er der Beziehung 0,1 C 2 JfU /Λ^3 ,0 entspricht. Ferner kann
'durch geeignete Wahl der kristallografischen Fläche des
Siliciumeinkristallsubstrates 1, der Dicke D der Siliciumdioxidschicht
2 und der Dicke H der Aluminiumnitridschicht 3 und eine geeignete Kombination dieser Schichten der
Temperaturkoeffizient annähernd auf Null gebracht werden.
Fig. 2 bis 4 sind geschnittene Ansichten von anderen Ausführungsformen
der Erfindung. Fig. 2 zeigt den Aufbau einer Vorrichtung, bei der zunächst auf einem Siliciumeinkristall-
substrat .1 eine Siliciumdioxidschicht 2 ausgebildet worden
ist. Darauf wurde eine Elektrode 4 zur Erzeugung der akustischen Oberflächenwellen und eine Elektrode 5 zu deren
Erfassung angeordnet. Fig. 3 zeigt dagegen den Aufbau einer Vorrichtung, bei der zunächst auf ein Siliciumeinkristallsubstrat
1 eine Siliciumdioxidschicht ausgebildet worden ist, auf der ein Paar Abschirmelektroden 6 als
zweite Elektroden angeordnet sind. Eine Aluminiumnitridschicht überdeckt die Siliciumdioxidschicht einschliesslich
der Abschirmelektroden. Schliesslich befindet sich eine Elektrode 4 zur Erzeugung von akustischen Oberflächenwellen
und eine Elektrode 5 zu deren Erfassung als erste Elektroden auf der Oberfläche besagter Aluminiumnitridschicht 3.
Fig. 4 zeigt den Aufbau einer weiteren Vorrichtung, bei der zunächst auf einem Siliciumeinkristallsubstrat 1 eine
Siliciumdioxidschicht ausgebildet worden ist. Auf der Oberfläche dieser Siliciumdioxidschicht sind eine Elektrode
4 zur Erzeugung von akustischen Oberflächenwellen und eine Elektrode 5 zu deren Erfassung als erste Elektroden
angeordnet. Eine Aluminiumnitridschicht 3 ist auf der Siliciumdioxidschicht
2 einschliesslich der ersten Elektroden vorgesehen. Schliesslich ist als zweite Elektroden ein Paar
Abschirmelektroden 6 auf der Oberfläche der Aluminiumnitridschicht 3 ausgebildet.
Für die vorbeschriebenen Oberflächenschallwellenvorrichtungen ergeben sich bei einer Ausbreitung der akustischen Oberflächenwellen
senkrecht zur piezoelektrischen Richtung der Aluminiumnitridschicht 3 die in Fig. 5A, 5B und 5C gezeigten Verläufe
für die Geschwindigkeit. Aus den Kurven geht hervor, dass die Streuung der Phasengeschwindigkeit V klein
ist. Ferner können sehr grosse Werte für die Phasengeschwindigkeit
V erhalten werden.
-Ί4
Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wurden Werte für den Faktor K2 erhalten, wie sie in Fig. 6A gezeigt sind.
In Fig. 6A entsprechen die Vorrichtungen B, C und D denjenigen,
die in Fig. 2, 3 bzw. 4 dargestellt sind. Aus dem
Kurvenverlauf geht hervor, dass die Werte für K2 zur Erzeugung
und Erfassung von akustischen Oberflächenwellen ausreichen, und dass die Vorrichtungen gute piezoelektrische
Eigenschaften besitzen.
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Mittels dieser Vorrichtungen wurden die in Fig. 7A, 7B und 7C gezeigten Verläufe für den Temperaturkoeffizient
der Verzögerungszeit (TDC) erhalten.
Aus diesen Kurven geht hervor, dass sich die Variationsverhältnisse der Verzögerungszeit in Abhängigkeit von der
Temperatur an Null annähern lassen, wenn man in geeigneter Weise den Wert für die Dicke D der Siliciumdioxidschicht
2 und die Dicke H der Aluminiumnitridschicht 3 wählt.
Bei einer Wellenausbreitung parallel zur piezoelektrischen Richtung der Aluminiumnitridschicht 3 bei den in Fig. 2 bis
4 gezeigten Oberflächenschallwellenvorrichtungen wurde ■ eine Geschwindigkeitsstreuung erhalten, wie sie in Fig. 5D,
5E und 5F gezeigt ist. Daraus geht hervor, dass die Streuung der Phasengeschwindigkeit V klein ist, und dass
sich sehr hohe Werte für die Phasengeschwindigkeit V erzielen lassen.
Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wurde der Verlauf für K2 gemäss Fig. 6B erzielt. Aus dieser Figur geht hervor,
dass für K2 Werte erhalten werden können, die ausreichen, um akustische Oberflächenwellen zu erzeugen und
zu erfassen,und dass die Vorrichtungen gute piezoelektrische
Eigenschaften besitzen.
— /9" —
Bei diesen Vorrichtungen wurde ein Verlauf des Temperaturkoeffizienten
der Verzögerungszeit (TDC) für die akustischen Oberflächenwellen erhalten, wie er in Fig. 7D, 7E und 7F
gezeigt ist. Aus diesen Figuren geht hervor, dass man kleine Variationsverhältnisse der Verzögerungszeit in
Abhängigkeit von der Temperatur erzielen kann, indem man einen Wert für die Dicke D der Siliciumdioxidschicht 2
im Bereich von 0 <C 2 TTD/A c 1,0 und für die Dicke H der
Aluminiumnitridschicht 3 im Bereich von 0,1 ■£ 2 TfYi/λ, c 3 ,0
wählt. Ferner kann durch geeignete Wahl der kristallografischen Fläche des Siliciumeinkristallsubstrates 1,
der Dicke D der Siliciumdioxidschicht 2 und der Dicke H der Aluminiumnitridschicht 3 und entsprechende Kombination
dieser Schichten eine Annäherung des Temperaturkoeffizienten auf Null erreicht werden.
Da die bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen verwendete
Aluminiumnitridschicht 3 eine grosse Bandlücke hat, die etwa 6,2 eV beträgt, und da ferner leicht eine
Schicht mit einem hohen spezifischen Widerstand erhalten werden kann, der grosser als 10 JK.cm ist, handelt es sich
um eine sehr gut isolierende Schicht. Diese Aluminiumnitridschicht 3 kann nach bekannten Verfahren, z.B. dem MO-CVD-Verfahren,
durch Aufdampfen oder dgl. gebildet werden.
Da ferner die Aluminiumnitridschicht 3 eine gute Reproduzierbarkeit
und Gleichförmigkeit aufweist, können insbesondere im Hochfrequenzbereich die Wellenausbreitungsverluste klein gehalten
werden.
Da die Aluminiumnitridschicht und die Siliciumdioxidschicht negative Temperaturkoeffizienten in Bezug auf die Verzögerungszeit für akustische Oberflächenwellen besitzen, heben sich
diese Temperaturkoeffizienten gegeneinander auf, wenn die besagten
Schichten auf einem Siliciumeinkristallsubstrat mit einem positiven Temperaturkoeffizienten ausgebildet sind.
Folglich kann in Bezug auf Temperaturänderungen ein stabiles Verhalten erzielt werden. Die Stabilität der Vorrichtung
in Bezug auf Temperaturänderungen stellt eine der wichtigsten Eigenschaften bei Vorrichtungen dar, die
Signale mit schmaler Bandbreite verarbeiten, wie es z.B. bei Resonatoren, Oszillatoren und dergl. der Fall ist.
Diese Vorrichtungen können daher in Bezug auf Temperaturänderungen in stabiler Weise betrieben werden, wenn man
einen Aufbau gemäss der vorerwähnten Ausführungsformen vorsieht.
Ferner kann eine akustische Oberflächenwelle mit hoher Geschwindigkeit erhalten werden, wenn man den Aufbau gemäss
der vorerwähnten Ausführungsformen der Erfindung wählt. Die Frequenzstreuung der akustischen Oberflächenwelle
sowie das Geschwindigkeits- und Frequenzänderungsverhältnis aufgrund von Dickenschwankungen können klein
gehalten werden,und gleichzeitig lässt sich eine Vorrichtung mit guter piezoelektrischer Eigenschaft erzielen.
Bei dem Substrat, auf dem die Siliciumdioxidschicht und die Aluminiumnitridschicht ausgebildet werden, braucht
es sich nicht ausschliesslich um ein Siliciumeinkristall handeln. Vielmehr kann auch irgendein anderes Material verwendet
werden, vorausgesetzt, dass es in Bezug auf die Verzögerungszeit einen negativen Temperaturkoeffizienten
aufweist.
Da, wie vorbeschrieben, die erfindungsgemässe Oberflächen-Schallwellenvorrichtung
einen elastischen Aufbau hat, bei dem auf einem elastischen Substrat mit einem positiven
Temperaturkoeffizienten in Bezug auf die Verzögerungszeit der akustischen Oberflächenwellen eine Siliciumdioxidschicht
ausgebildet ist und auf dieser eine Aluminiumnitrid schicht sich befindet, die beide negative Koeffizienten
- ye-
in Bezug auf die Verzögerungszeit besitzen, können Vorrichtungen mit ausgezeichneten Eigenschaften erzielt werden.
Durch die Erfindung werden die folgenden Wirkungen erhalten.
1. Da die Wellenlänge im Hochfrequenzbereich aufgrund der
hohen Geschwindigkeiten der akustischen Oberflächenwellen gross ist, erweist sich die Herstellung von kammförmigen
"Elektroden und dgl. als einfach.
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2. Da die Herstellung von Vorrichtungen, die auf eine bestimmte Arbeitsfreguenz abgestimmt sind, aufgrund geringer
Frequenzänderungen bei einer Änderung der Schichtdicke, einfach ist, wird die Produktionsleistung erhöht und werden damit
die Produktionskosten gesenkt.
3. Das Variationsverhältnis der Verzögerungszeit in Abhängigkeit von der Temperatur für die Oberflächenschallwellenvorrichtung
kann auf Null reduziert werden.
4. Es lassen sich qualitativ hochwertige Siliciumdioxidschichten und Aluminiumnitridschichten mit guter isolierender
Eigenschaften ohne weiteres nach bekannten Verfahren, z.B. dem MO-CVD-Verfahren erzielen.
Die kristallografische Fläche und die kristallografische
Ausrichtung des Substrates und der Aluminiumnitridschicht
in Bezug auf die Ausbreitung der akustischen Oberfiächenwellen ist nicht auf die beschriebenen Verhältnisse beschränkt.
Vielmehr können die Flächeials auch die Ausrichtung
in geeigneter Weise gewählt werden. Dies trifft auch für den Aufbau der Elektrode zur Erzeugung der akustischen
Oberflächenwellen als auch der Elektrode für deren Erfassung zu.
Claims (8)
1.y Oberflächenschallwellenvorrichtung, gekennzeichnet durch
ein Substrat (1) aus einem elastischen Material, das ein Siliciumeinkristall umfasst und bei dem der Temperaturkoeffizi
für die Verzögerungszeit der akustischen Oberflächenwellen
positiv ist;
eine mehrschichtige Anordnung, die auf einer Oberfläche des Substrates vorgesehen ist und aus einer Siliciumdioxidschicht
(2) und einer Aluminiumnitridschicht (3) besteht,
die so auf der Siliciumdioxidschicht ausgebildet ist, dass ihre piezoelektrische Achse in einer bestimmten Richtung
liegt; und
eine Elektrode (4) zur Erzeugung von akustischen Oberflächenwellen sowie einer anderen Elektrode (5) zu deren
Erfassung, wobei die Elektroden an bestimmten Stellen auf der mehrschichtigen Anordnung vorgesehen sind,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) aus einem Siliciumeinkristall
besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet,
dass die Oberfläche des Substrates (1) eine (111) kristallografische Ebene ist, dass die piezoelektrische
Achse der Aluminiumnitridschicht (3) entweder senkrecht oder parallel zu der Oberfläche liegt, auf der
die Siliciumdioxidschicht (2) auf dem Siliciumeinkristall angeordnet ist, und dass sich die akustischen Oberflächenwellen
senkrecht oder parallel zu der Richtung der piezoelektrischen Achse der Aluminiumnitridschicht fortpflanzen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet,
dass die Dicke H der Aluminiumnitridschicht (3) im Bereich von 2 7ΓΉ/λ^3,0 liegt,wobeiA.die
Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet,
dass die Oberfläche des Substrates
(1) eine kristallografische (110) Ebene ist, dass die
piezoelektrische Achse der Aluminiumnitridschicht (3) entweder senkrecht oder parallel zu der Fläche liegt, auf der
die Siliciumdioxidschicht (2) auf dem Siliciumeinkristall angeordnet ist, und dass sich die akustischen Oberflächen-
— 3 —
wellen senkrecht oder parallel zu der Richtung der piezoelektrischen
Achse der Aluminiumnitridschicht fortpflanzen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet,
dass die Dicke H der Aluminiumnitridschicht (3) in einem Bereich von 2!ΓΗ//1^6,0 liegt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Oberfläche des Substrates
(1) eine kristallografische (100) Ebene ist, dass die piezoelektrische Achse der Aluminiumnitridschicht (3)
entweder senkrecht oder parallel zu der Oberfläche liegt, auf der die Siliciumdioxidschicht (2) auf dem Siliciumeinkristall
angeordnet ist, und dass sich die akustischen Oberflächenwellen senkrecht oder parallel zu der Richtung
der piezoelektrischen Achse der Aluminiumnitridschicht fortpflanzen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet,
dass die Dicke H der Aluminiumnitridschicht (3) im Bereich von 2 7ΓΗ/Λ-4 6 ,0 liegt. >
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| GB (1) | GB2130452A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10119293A1 (de) * | 2001-04-19 | 2002-11-21 | Stiftung Caesar | Berührungslose magnetoelastische Sensoren |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2181917B (en) * | 1982-03-11 | 1987-11-18 | Nobuo Mikoshiba | Surface acoustic wave device |
| GB2181918B (en) * | 1982-03-11 | 1987-11-18 | Nobuo Mikoshiba | Surface acoustic wave device |
| JPS60119114A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-26 | Murata Mfg Co Ltd | 表面波装置 |
| US4695986A (en) * | 1985-03-28 | 1987-09-22 | Ultrasonic Arrays, Inc. | Ultrasonic transducer component and process for making the same and assembly |
| JPS6362281A (ja) * | 1986-09-02 | 1988-03-18 | Clarion Co Ltd | 弾性表面波コンボルバ |
| JPH01233819A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-19 | Fujitsu Ltd | 弾性表面波ディバイス |
| JPH01236712A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | Fujitsu Ltd | 弾性表面波ディバイス |
| WO1989008949A1 (fr) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | Fujitsu Limited | Dispositif a ondes acoustiques de surface |
| US5235233A (en) * | 1988-03-17 | 1993-08-10 | Fanuc Ltd. | Surface acoustic wave device |
| JPH0217707A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-01-22 | Clarion Co Ltd | 広帯域弾性表面波フィルタ |
| US5215546A (en) * | 1990-09-04 | 1993-06-01 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for SAW device passivation |
| JPH04343514A (ja) * | 1991-05-20 | 1992-11-30 | Clarion Co Ltd | 弾性表面波素子 |
| US5453652A (en) * | 1992-12-17 | 1995-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Surface acoustic wave device with interdigital transducers formed on a holding substrate thereof and a method of producing the same |
| EP0616426B1 (de) * | 1993-03-15 | 1998-09-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Akustische Oberflächenwellenanordnung mit laminierter Struktur |
| US5576589A (en) * | 1994-10-13 | 1996-11-19 | Kobe Steel Usa, Inc. | Diamond surface acoustic wave devices |
| EP0762640B1 (de) * | 1995-09-01 | 2001-02-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Akustische Oberflächenwellenanordnung |
| US5831492A (en) * | 1995-09-15 | 1998-11-03 | Sawtek Inc. | Weighted tapered spudt saw device |
| US5818310A (en) * | 1996-08-27 | 1998-10-06 | Sawtek Inc. | Series-block and line-width weighted saw filter device |
| US6049155A (en) * | 1997-10-27 | 2000-04-11 | Lucent Technologies Inc. | Thermally tunable surface acoustic wave devices |
| JP2005176152A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Alps Electric Co Ltd | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
| JP4279271B2 (ja) * | 2005-06-01 | 2009-06-17 | アルプス電気株式会社 | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
| JPWO2009098840A1 (ja) * | 2008-02-05 | 2011-05-26 | 株式会社村田製作所 | 弾性境界波装置 |
| TWI381060B (zh) * | 2008-08-12 | 2013-01-01 | Univ Tatung | High frequency surface acoustic wave elements and their substrates |
| WO2010077313A1 (en) | 2008-12-17 | 2010-07-08 | Sand9, Inc. | Mechanical resonating structures including a temperature compensation structure |
| US8689426B2 (en) | 2008-12-17 | 2014-04-08 | Sand 9, Inc. | Method of manufacturing a resonating structure |
| JP2010187373A (ja) * | 2009-01-19 | 2010-08-26 | Ngk Insulators Ltd | 複合基板及びそれを用いた弾性波デバイス |
| US9232315B2 (en) | 2011-03-16 | 2016-01-05 | Phonon Corporation | Monolithically applied heating elements on saw substrate |
| US10800649B2 (en) | 2016-11-28 | 2020-10-13 | Analog Devices International Unlimited Company | Planar processing of suspended microelectromechanical systems (MEMS) devices |
| US11722121B2 (en) * | 2017-02-14 | 2023-08-08 | Kyocera Corporation | Acoustic wave element |
| US10843920B2 (en) | 2019-03-08 | 2020-11-24 | Analog Devices International Unlimited Company | Suspended microelectromechanical system (MEMS) devices |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3965444A (en) * | 1975-01-03 | 1976-06-22 | Raytheon Company | Temperature compensated surface acoustic wave devices |
| GB1536717A (en) * | 1975-03-18 | 1978-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Surface acoustic wave devices |
| DE3308365A1 (de) * | 1982-03-11 | 1983-09-15 | Nobuo Mikoshiba | Akustische oberflaechenwellen bildende vorrichtung |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1363519A (en) * | 1972-08-17 | 1974-08-14 | Standard Telephones Cables Ltd | Acoustic surface wave device |
| GB1440950A (en) * | 1973-10-12 | 1976-06-30 | Mullard Ltd | Acoustic surface-wave devices |
| DE2607837C2 (de) * | 1975-03-04 | 1984-09-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo, Kyoto | Mehrschichten-Interdigital-Wandler für akustische Oberflächenwellen |
| US4194171A (en) * | 1978-07-07 | 1980-03-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Zinc oxide on silicon device for parallel in, serial out, discrete fourier transform |
| JPS55158720A (en) * | 1979-05-28 | 1980-12-10 | Clarion Co Ltd | Surface elastic wave device |
| SU805918A1 (ru) * | 1979-09-28 | 1982-03-30 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Радиотехники И Электроники Ан Ссср | Преобразователь поверхностных акустических волн |
| JPS56100510A (en) * | 1980-01-16 | 1981-08-12 | Clarion Co Ltd | Elastic surface wave device |
| US4358745A (en) * | 1981-03-16 | 1982-11-09 | International Business Machines Corporation | Semiconductor surface acoustic wave device |
-
1982
- 1982-10-05 JP JP57175203A patent/JPS5964908A/ja active Granted
-
1983
- 1983-09-28 US US06/536,926 patent/US4516049A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-09-29 GB GB08326084A patent/GB2130452A/en not_active Withdrawn
- 1983-10-05 FR FR8315873A patent/FR2534089B1/fr not_active Expired
- 1983-10-05 DE DE3336281A patent/DE3336281C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3965444A (en) * | 1975-01-03 | 1976-06-22 | Raytheon Company | Temperature compensated surface acoustic wave devices |
| GB1536717A (en) * | 1975-03-18 | 1978-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Surface acoustic wave devices |
| DE3308365A1 (de) * | 1982-03-11 | 1983-09-15 | Nobuo Mikoshiba | Akustische oberflaechenwellen bildende vorrichtung |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10119293A1 (de) * | 2001-04-19 | 2002-11-21 | Stiftung Caesar | Berührungslose magnetoelastische Sensoren |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8326084D0 (en) | 1983-11-02 |
| GB2130452A (en) | 1984-05-31 |
| US4516049A (en) | 1985-05-07 |
| JPS5964908A (ja) | 1984-04-13 |
| FR2534089B1 (fr) | 1988-11-04 |
| FR2534089A1 (fr) | 1984-04-06 |
| DE3336281C2 (de) | 1995-04-20 |
| JPH0218614B2 (de) | 1990-04-26 |
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