具有改進的溫度補償的壓電晶體諧振器及其製造方法
2023-05-31 21:12:01
專利名稱：具有改進的溫度補償的壓電晶體諧振器及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種具有溫度補償以及改進的機電耦合係數的壓電晶體諧振器，及其製造方法。
背景技術：
在電子裝置中採用壓電晶體諧振器日漸增加。壓電晶體諧振器例如適於用在行動電話中以從頻譜中濾除頻率。除了行動電話，允許無線通信的所有模塊通常都是壓電晶體諧振器的典型應用。這些模塊例如是用在膝上型計算機或PDA中從而和數據網絡無線通信。
壓電晶體諧振器包括至少兩個電極，其間配設有壓電層。一種壓電晶體諧振器的特殊例子是所謂的BAW(體聲波)諧振器，其根據施加的交流電壓的頻率而具有高或低電阻抗。BAW濾波器在此用作開關，當兩個電極之間的交流電壓頻率在諧振頻帶之內時閉合，而當該交流電壓的頻率不在諧振頻帶之內時斷開。
壓電晶體諧振器以及體聲波諧振器的諧振頻率是依賴於溫度的。對於壓電晶體諧振器，諧振頻率對溫度的依賴性是決定性性能特性，因為其決定了壓電晶體諧振器工作時諧振頻率的變化範圍。當運行壓電晶體諧振器時，必須在腦中銘記選擇所採用的壓電晶體諧振器的通過區域(pass region)的極限，從而在整個溫度範圍內，濾出的頻率在該通過區域的極限之內。壓電晶體諧振器的諧振頻率對溫度依賴性的降低允許製造具有改進特性的濾波器，同時製造成品率增加。當測試壓電晶體諧振器時，僅有那些在壓電晶體諧振器整個指定溫度範圍其諧振頻率在製造商預定的極限之內的才被分類為適於交貨。
對壓電晶體諧振器的這個要求導致了通帶性能或生產中製造成品率的惡化。
圖7顯示了傳統的壓電晶體諧振器。三個導電層3以及兩個絕緣層5交替的塗敷到基底1。第一電極7a設置在最上面的導電層5上。第一電極7a由第一聲學緻密層9a覆蓋，該緻密層之上沉積有壓電層11。壓電層11由第二聲學緻密層9b覆蓋，該緻密層上是第二電極7b。
當在第一電極7a和第二電極7b之間施加交流電壓時，在該多層結構中形成機械波。在諧振頻率，電極7a、7b內有電流。在此所示的壓電晶體諧振器的諧振頻率取決於多層結構的形狀和尺寸、環境溫度以及該多層結構中使用的材料。
然而，諧振頻率的值非常依賴於溫度是圖7所示的傳統壓電晶體諧振器的缺點。這主要是由於壓電層11對壓電晶體諧振器諧振頻率值的影響依賴於溫度。所謂的形成壓電層11的材料的諧振頻率溫度係數是影響壓電晶體諧振器諧振頻率值的度量。
聲學緻密層9a、9b的特徵是高聲阻抗，並使機械波極小程度地從壓電層傳播到在此所示多層結構的其他層，特別是電極7a、7b。同時，聲學緻密層9a、9b由具有低電阻率的材料形成，因此它們具有較強導電性。
為了減少壓電晶體諧振器諧振頻率對溫度的依賴性，有多種可行方法。然而，容易實施的唯一方法是將非晶二氧化矽層沉積在壓電層11上，使得設置在兩個電極7a、7b之間的多層結構尤其包括壓電層11和非晶二氧化矽層。
非晶二氧化矽具有正的諧振頻率溫度係數，而形成壓電層11的材料優選地包括負的諧振頻率溫度係數。為了獲得諧振頻率對溫度依賴性的顯著改進，必須在兩個電極7a、7b之一和壓電層11之間，優選的是在兩個聲學緻密層9a、9b之一和壓電層11之間設置非晶二氧化矽層，該層也稱為補償或溫度補償層。在兩個電極7a、7b之一和壓電層11之間的該區域，運行壓電晶體諧振器時所產生的機械波具有高振幅。
在兩個電極7a、7b之一和壓電層11之間設置非晶二氧化矽層的方法適於補償諧振頻率的溫度依賴性，然而伴隨而來的是機電耦合係數Keff的值降低，這導致壓電晶體諧振器的通過區域更為窄帶。這對於壓電晶體諧振器的使用方式有負面影響。
機電耦合係數的降低有兩個原因。首先，在非晶二氧化矽補償層中形成的電場導致了壓電層11中電場的降低，並因此使機電耦合惡化。
聲學緻密層9a、9b、壓電層11以及非晶二氧化矽層被認為是兩個電阻器的串聯連接，其中壓電層以及非晶二氧化矽層處的電壓降取決於這兩個層的導電性。由於聲學緻密層9a、9b具有導電性高的特徵，因此它們不影響該串聯連接的性能以及壓電層11和在非晶二氧化矽層處的電壓降。
在僅在兩個電極7a、7b之間設置壓電層11的壓電晶體諧振器中，全部電壓降會在壓電層11上，從而其中形成的電場會大於還在兩個電極7a、7b之一和壓電層11之間額外設置非晶二氧化矽層的壓電晶體諧振器內形成的電場。
非晶二氧化矽的特徵在於高電阻率，導致非晶二氧化矽層的特徵在於弱導電性。這導致在聲學緻密層9a、9b、非晶二氧化矽層、以及壓電層11的串聯連接中，兩個電極7a、7b之間相當大部分電壓落在非晶二氧化矽層。由此使得壓電層11上的電壓降降低，因此壓電層11內的電場減小。壓電層11內的電場減小又降低了壓電晶體諧振器的機電耦合係數。
除了這些，用作諧振頻率的溫度依賴性補償層的非晶二氧化矽層還具有相對較小的聲阻，這使得它與壓電晶體諧振器內的壓電層11以及電極材料的協作使用更加困難。
機電耦合係數Keff的降低在壓電晶體諧振器的多數應用中是不能忍受的，尤其是當其實現為體聲波諧振器時。這使得在壓電晶體諧振器中應用非晶二氧化矽層補償諧振頻率對溫度的依賴性更為困難。
例如在行動電話內要求體聲波諧振器的機電耦合係數高於0.9這一臨界值。
DE 10045090 A1公開了一種具有第一電極和第二電極以及其間設置的壓電諧振器的共鳴器。在該共鳴器中，壓電層和第一電極之間有聲學緻密層，該聲學緻密層具有高於第一電極的聲阻抗。
US 4456850公開了一種壓電晶體薄膜諧振器，其中在壓電材料的兩個薄膜之間插入二氧化矽薄膜，其具有和壓電材料的諧振頻率溫度係數符號相反的諧振頻率溫度係數。該多層結構設置在兩個電極薄膜之間並沉積在基底上。
在Applied Physics Letters(vol.74，no.20，1999年5月17日)上的文章「Eigenschaften von Aluminiumitrid-Dünnfilmen für piezoelektrischeWandler und Mikrowellen-Filter Anwendungen」中，討論了具有近似零的諧振頻率溫度係數的薄膜體共鳴器。在上述研究中，解釋說SiO2層的正諧振頻率溫度係數對諧振頻率具有穩定化影響，因為它補償了用AlN製造的壓電層的負諧振頻率溫度係數。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種具有溫度補償的壓電晶體諧振器，其具有改進的機電耦合係數並且製造起來更便宜。
通過根據權利要求1的壓電晶體諧振器以及根據權利要求18的製造該壓電晶體諧振器的方法來實現這一目標。
本發明提供一種壓電晶體諧振器，它包括具有第一符號的第一諧振頻率溫度係數的壓電層；第一和第二電極，其中該壓電層設置在第一和第二電極之間；以及補償層，其設置在第一電極和壓電層之間，並包含具有第二符號的第二諧振頻率溫度係數的補償材料，該第二符號與第一符號相反，其特徵在於為該補償材料提供修改材料，以增加該補償層在第一電極和壓電層之間方向上的導電性。
同時，本發明提供一種製造壓電晶體諧振器的方法，包括產生具有壓電層、第一和第二電極、以及補償層的結構的步驟，其中該壓電層具有第一符號的諧振頻率溫度係數，該壓電層設置在第一和第二電極之間，該補償層設置在第一電極和壓電層之間，並包含具有和第一符號相反的第二符號的第二諧振頻率溫度係數的補償材料，其特徵在於執行產生步驟，使得向該補償層提供修改材料，以增加該補償層在第一電極和壓電層之間方向上的導電性。
本發明是基於如下發現的，即可給壓電晶體諧振器內的補償層的補償材料提供修改材料，從而增加該補償層在電極和壓電層之間的方向上的導電性，同時修改材料不會抵消補償材料的期望聲學特性。當向壓電晶體諧振器的電極施加電壓時，在補償層和壓電層內形成電場。補償層內的電場由於給補償材料提供修改材料使得補償層的導電性增加的事實而被降低，這就是同時壓電層內形成的電場增加的原因。壓電層電場的增加使得壓電晶體諧振器的機電耦合係數增加。
在本發明一個實施例中，機電耦合係數值的增加可以通過在用於補償壓電晶體諧振器的諧振頻率的溫度依賴性的補償層內插入修改材料來實現。這增加了向壓電晶體諧振器的電極施加電壓時壓電層內形成的電場，這也是機電耦合係數增加的原因。機電耦合係數的增加與壓電晶體諧振器濾波特性的改進是一致的。
同時，當大量生產根據本發明實施例的壓電晶體諧振器時，創新性地為補償材料提供修改材料使得製造成品率更高。大量生產的根據本發明實施例的壓電晶體諧振器的機電耦合係數的統計平均值由於為補償材料提供修改材料而增加。統計平均值的這種增加和製造容許偏差的增加是一致的，這使得大量生產製造出的根據本發明實施例的壓電晶體諧振器的絕大部分在製造時的最後測試中都具有高於指定值的機電耦合係數，當高於該指定值時，壓電晶體諧振器才能在電器中應用。
同時，由於增加了製造成品率，所以根據本發明實施例的壓電晶體諧振器的製造成本也降低了。
同時，創新性地給補償材料提供修改材料以增加補償層導電性，產生實現根據本發明實施例的壓電晶體諧振器的更多靈活變化。由於通常用作補償層的二氧化矽層對壓電層內電場的負面影響減小，所以根據本發明實施例的壓電晶體諧振器能同時製造成具有更厚的非晶二氧化矽層。
下面參考附圖詳細說明本發明優選實施例，其中圖1顯示根據本發明第一到第三實施例的壓電晶體諧振器的通用結構；圖2顯示在根據本發明第一實施例的壓電晶體諧振器中具有金屬納米粒子的補償層的結構；圖3顯示在根據本發明第二實施例的壓電晶體諧振器中，包括多層結構金屬薄膜的補償層結構，其中在金屬薄膜之間布置二氧化矽顆粒；圖4顯示在根據本發明第三實施例的壓電晶體諧振器內的補償層結構，其包括用金屬填充的凹槽；圖5顯示了根據本發明第一實施例的壓電晶體諧振器的頻率響應與傳統壓電晶體諧振器的比較；圖6顯示根據本發明第四實施例製造壓電晶體諧振器的方法；以及圖7顯示了傳統壓電晶體諧振器的多層結構。
具體實施例方式
在下面優選實施例的描述中，相同元件或具有相同效果的元件將用相同附圖標記表示。更具體的，等於或具有如圖7所示那些元件相同效果的元件使用相同附圖標記，下面的說明限於解釋與圖7所示結構的不同之處。
圖1顯示了根據本發明第一到第三實施例的壓電晶體諧振器的通用結構。根據本發明第一到第三實施例的壓電晶體諧振器與圖7所示傳統壓電晶體諧振器的不同之處在於，在第一聲學緻密層9a上有一個補償層13，在該補償層13上設置壓電層11。
補償層13的功能及其實施例將在下面圖2到5所示實施例中更詳細進行說明。
圖2顯示了在根據本發明第一實施例的壓電晶體諧振器內的補償層13的第一實施例。在補償層13內引入金屬納米粒子15，金屬納米粒子15的尺寸從第一聲學緻密層9a擴展到沉積在補償層13上的覆蓋層17。覆蓋層17使用導電材料製成，優選由金屬製成。壓電層11沉積在覆蓋層17上。A部分解釋了圖2所示的層怎樣布置在圖1所示多層結構中。
當向圖2未顯示的電極7a、7b施加電壓時，在電極7a、7b之間形成電場。因為電極7a、7b之間設置的層代表串聯的電阻器，所以各層的電壓降取決於該層的導電性。該多層結構各層內的電場強度值因此也取決於各個層的導電性。
如上所述，電極7a、7b、覆蓋層17以及聲學緻密層9a、9b使用導電材料製成，因此其中不形成電場。僅有補償層13和壓電層11用絕緣材料製成。在此，絕緣層內的電場強度相互影響，從而當補償層13內電場強度大時，壓電層11內電場強度小，或當補償層13內電場強度小時，壓電層11內的電場強度大。
通過將金屬納米粒子15引入補償層13，補償層13在第一電極7a和壓電層11之間方向上的導電性增加，由此導致補償層13在第一電極7a和壓電層11之間方向上的電場強度降低。補償層13電場強度的降低的結果是壓電層11的電場強度增加，同時使得在此所示的根據本發明第一實施例的壓電晶體諧振器的機電耦合係數增加。因此，第一電極7a和第二電極7b之間的大部分電場集中於壓電層11。
設置在補償層13和壓電層11之間的覆蓋層17用於使得包括非晶二氧化矽以及引入的金屬納米粒子15兩個區域的補償層13內的電場在其垂直分布上，即在和兩個電極7a、7b之間的方向垂直的方向上更加均勻。
然而除了金屬納米粒子15，還可以引入用金屬材料製成的金屬絲或線。
除了將金屬納米粒子15引入補償層13，還可將能增加補償層13導電性的適當摻雜原子引入到補償層13中。
通過給補償層13的補償材料提供修改材料，當向電極7a、7b施加電壓時，補償層13在第一電極7a和壓電層11之間方向上的導電性增加，或補償層13在第一電極7a和壓電層11之間方向上的電場減弱。
圖3顯示了根據本發明第二實施例的壓電晶體諧振器的補償層13的另一個實施例。這裡，該補償層13由第一金屬薄膜21a、第二金屬薄膜21b以及第三金屬薄膜21c形成。在金屬薄膜21a-c之間引入二氧化矽顆粒19。同樣，在圖3所示補償層13的實施例中，補償層13的聲學性能由非晶二氧化矽顆粒19決定性地確定，這樣得到的結果是補償層13抵消壓電層11產生的壓電晶體諧振器的諧振頻率對溫度的依賴性。
同時，通過在金屬薄膜21a-c之間布置二氧化矽顆粒19並且金屬薄膜21a-c逐層疊加從而這些金屬薄膜相互電連接，補償層13的導電性增加。這樣得到的結果是與在圖2所示的實施例中相似，當在電極7a、7b之間施加電壓時，補償層13內的電場強度降低，這就是壓電層11內的電場強度增加的原因。
這樣又使得根據本發明第二實施例的壓電晶體諧振器的機電耦合係數增加。
圖4顯示了在根據本發明第三實施例的壓電諧振器中的補償層13的另一個實施例。在補償層13中，在補償層13中引入在從第一聲學緻密層9a到壓電層11的垂直方向上延伸的孔或凹槽23。在此的凹槽23用金屬填充，這樣增加了補償層13的導電性。當在電極7a、7b之間施加電壓時，這會影響壓電層11內的電場強度，因此影響根據本發明第三實施例的壓電晶體諧振器的機電耦合係數，這已經在補償層13的先前實施例中進行了說明。
圖5顯示了在圖2中討論的根據本發明第一實施例的壓電晶體諧振器的頻率響應和傳統諧振器頻率響應的比較。在1.82GHz到1.92GHz之間頻帶部分在x軸上以線性標度標出頻率，而諧振器阻抗在y軸上以對數標度標出。根據本發明第一實施例的壓電諧振器的頻率響應25和傳統諧振器的頻率響應27的不同在於，根據本發明第一實施例的壓電諧振器的阻抗最小值P1處於比傳統諧振器阻抗最小值P2小的頻率值處。在此，根據本發明第一實施例的諧振器以及傳統諧振器的阻抗最大值P3在相同的頻率值處。
從測量的頻率響應25、27的比較可以明顯看出，在根據本發明第一實施例的諧振器中，阻抗最小值P1和阻抗最大值P3的頻率值之間的距離大於傳統諧振器中的距離，在傳統諧振器中，阻抗最小值P2在較高頻率值處。正如從文獻中已知的，例如從上述Applied Physics Letters(vol.74，no.20，1999年5月17日)提及的文章已知的，該文章已經在現有技術說明中引用，機電耦合係數的平方，即Keff2，直接和出現壓電晶體諧振器阻抗最小值及阻抗最大值的頻率值的差成比例。因此，很明顯該測量結果是根據本發明第一實施例的壓電晶體諧振器相較於傳統壓電晶體諧振器具有更大的機電耦合係數。
在根據本發明第一實施例的壓電晶體諧振器中，補償層13的導電性由於在第一電極7a和壓電層11之間的方向上引入金屬納米粒子15而增加，這也是當在兩個電極7a、7b之間施加電壓時，補償層13內形成的寄生電場減弱的原因。然而優點是不影響對壓電晶體諧振器的溫度依賴性的補償，因為該補償僅取決於補償層13的聲學特性，而該聲學特性仍主要受補償層13中非晶二氧化矽的影響。
對於在圖3和4中討論的根據本發明第二和第三實施例的壓電晶體諧振器的頻率響應，有類似的影響結果。在此，也給補償層13內的補償材料提供修改材料，用於增加其導電性，從而使得和傳統壓電晶體諧振器相比，出現阻抗最小值P1和阻抗最大值P3的頻率之間的距離增加。
因此，除了在傳統壓電晶體諧振器中可能的頻譜之外，還能應用至少部分或完全的溫度補償到壓電晶體諧振器的另一頻譜，因為補償層13導電性的增加抵消了由於增加補償層13的層厚度而引起的機電耦合係數的降低。
因此，在圖2中討論的根據本發明第一實施例的壓電晶體諧振器能被製造成具有比在傳統壓電晶體諧振器中可能的還要厚的補償層13，因為通過引入金屬納米粒子15，補償層13較大層厚度對其導電性的以及因此對機電耦合係數的負面影響減少。
由於傳統壓電晶體諧振器中的補償層13形成為絕緣層或電介質層形成，因此，在本發明實施例中提及的增加補償層13導電性的方法還可以被認為是導電性的人為增長或人為導電性。因為傳統壓電晶體諧振器內的補償層13通常非常薄，所以補償層13導電性能的微小增長通常足以以期望方式改進壓電晶體諧振器的機電耦合係數。
當增加補償層13的導電性時，使該增加發生在垂直方向上，即在圖1所示壓電晶體諧振器多層結構電極7a、7b之間的方向上是決定性的。
圖6說明了一種根據本發明第四實施例製造壓電晶體諧振器的方法。首先，在步驟S1提供壓電晶體諧振器的基底1。隨後，在步驟S3交替沉積導電層3和絕緣層5。之後，在步驟S5，在導電層3的最上面沉積第一電極7a。隨後，在相同方法步驟中用第一聲學緻密層9a覆蓋第一電極7a。
在隨後的步驟S7中，具有粗糙表面的金屬層被沉積到第一聲學緻密層9a上。隨後，在方法步驟S9中，補償層13被沉積到具有粗糙表面的金屬層上，它被布置在背離第一聲學緻密層9a的具有粗糙表面的金屬層的表面上。此後，在步驟S11打磨補償層13，其中打磨補償層13直到到達金屬層粗糙表面的高度，金屬層也被部分打磨。當檢查被打磨的補償層13的平面時，能夠識別出通過打磨金屬層粗糙表面高度形成的區域。隨後，在步驟S13，在背離金屬層的補償層13的表面上沉積金屬覆蓋層17。壓電層11、第二聲學緻密層9b以及第二電極7b在最後的方法步驟S15中被逐層沉積在金屬覆蓋層17上。
將補償層13沉積到具有粗糙表面的金屬層上並隨後在步驟S11打磨補償層13導致補償層13導電性的增加，增加了貫穿補償層13形成的粗糙表面的金屬層的表面的高度。在用於根據本發明第四實施例的壓電晶體諧振器的製造方法中，在步驟S13沉積具有導電材料的覆蓋層17，用於當在第一電極7a和第二電極7b之間施加電壓時，使得補償層13內的電場更為均勻。
在上述實施例中，補償層13在用於製造根據本發明實施例的壓電晶體諧振器的方法中被打磨。任何打磨補償層13的形式，例如磨光、優選的甚至是化學機械拋光或甚至蝕刻處理，都是可以選擇的方式。
在圖6所示製造方法中，在步驟S7中沉積具有粗糙表面的金屬層。金屬層的替換物可以是用任何導電並具有粗糙表面的材料製成的層。這也可同樣應用於在步驟S13沉積的金屬覆蓋層17，它也可用任何導電材料形成。
圖2所示的金屬納米粒子15還可選擇包括任何導電材料。
在本發明上述實施例討論的多層結構設置在三層導電層3以及兩層絕緣層5上的電極7a和7b之間。然而可以選擇省略導電層3和絕緣層5，或可在壓電晶體諧振器內第一電極7a和基底1之間設置任意數目的導電和絕緣層。
在上述實施例中，補償層13是用非晶二氧化矽形成的。也可利用諧振頻率溫度係數與壓電層11的諧振頻率溫度係數符號相反的任意材料作為替代。在上述實施例中，聲學緻密層9a、9b是導電的，然而它的替換物是電絕緣的聲學緻密層。
在上述壓電晶體諧振器實施例中，壓電層11和補償層13設置在聲學緻密層9a、9b之間。在圖1所示本發明實施例的多層結構的電極7a、7b之間設置任意層或在圖1所示電極7a、7b之間的層序列中引入另外的層都是替換方案。
此外，在圖1所示根據本發明第一到第三實施例的壓電晶體諧振器的通用結構中還能省略聲學緻密層9a、9b。此外，還可以預見這樣的配置，其中(作為替換或者額外)在上層電極9b(即第二電極9b)和壓電層11之間設置補償層13。
同樣，可以替換成，在面向第一聲學緻密層9a的補償層13表面上在電極7a、7b之間的層序列中設置覆蓋層17，優選的是當該聲學緻密層用絕緣材料形成時。
附圖標記列表1基底3導電層5絕緣層7a第一電極7b第二電極9a第一聲學緻密層9b第二聲學緻密層11壓電層13補償層15金屬納米粒子17覆蓋層19二氧化矽顆粒21a第一金屬薄膜21b第二金屬薄膜21c第三金屬薄膜23凹槽25根據第一實施例的壓電晶體諧振器的頻率響應27傳統壓電晶體諧振器的頻率響應P1根據第一實施例的壓電晶體諧振器的阻抗最小值P2傳統壓電晶體諧振器的阻抗最小值P3阻抗最大值S1提供基底S3沉積導電層和絕緣層S5沉積第一電極和第一聲學緻密層S7沉積具有粗糙表面的金屬層S9沉積補償層S11打磨補償層S13沉積覆蓋層S15沉積壓電層、第二補償層和第二電極
權利要求
1.一種壓電晶體諧振器，包括壓電層(11)，具有第一符號的諧振頻率溫度係數；第一和第二電極(7a，7b)，該壓電層(11)設置在該第一和第二電極(7a，7b)之間；以及設置在第一電極(7a)和壓電層(11)之間的補償層(13)，其包括具有和第一符號相反的第二符號的第二諧振頻率溫度係數的補償材料，其中為該補償材料提供修改材料以增加補償層(13)在第一電極(7a)和壓電層(11)之間方向上的導電性。
2.根據權利要求1所述的壓電晶體諧振器，其形成為體聲波諧振器。
3.根據權利要求1所述的壓電晶體諧振器，其中補償材料包括非晶二氧化矽。
4.根據權利要求1所述的壓電晶體諧振器，其中包括導電材料的覆蓋層(17)設置在補償層(13)和壓電層(11)之間。
5.根據權利要求4所述的壓電晶體諧振器，其中覆蓋層(17)內的導電材料包括金屬。
6.根據權利要求1所述的壓電晶體諧振器，包括第一電極(7a)和補償層(13)之間的第一聲學緻密層(9a)，該第一聲學緻密層(9a)在第一電極(7a)和補償層(13)之間的方向上具有比第一電極(7a)高的聲阻抗。
7.根據權利要求6所述的壓電晶體諧振器，其中第一聲學緻密層(9a)包括導電材料。
8.根據權利要求1所述的壓電晶體諧振器，包括在第二電極(7b)和壓電層(11)之間的第二聲學緻密層(9b)，該第二聲學緻密層(9b)在第二電極(7b)和壓電層(11)之間的方向上具有比第二電極(7b)高的聲阻抗。
9.根據權利要求8所述的壓電晶體諧振器，其中第二聲學緻密層(9b)包括導電材料。
10.根據權利要求1所述的壓電晶體諧振器，其中修改材料包括引入到補償材料中的摻雜原子。
11.根據權利要求1所述的壓電晶體諧振器，其中修改材料包括由導電材料製成的多個納米粒子(15)，這些納米粒子嵌入到作為基質的補償材料中。
12.根據權利要求11所述的壓電晶體諧振器，其中該多個納米粒子(15)包括多個金屬納米粒子。
13.根據權利要求1所述的壓電晶體諧振器，其中修改材料包括多條金屬線。
14.根據權利要求1所述的壓電晶體諧振器，其中補償層(13)包括包含修改材料的第一薄膜(21a)以及包含補償材料並沉積在該第一薄膜上的區域(19)。
15.根據權利要求14所述的壓電晶體諧振器，其中包含補償材料的區域(19)設置在包含修改材料的第一薄膜(21a)和包含修改材料的第二薄膜(21b)之間。
16.根據權利要求1所述的壓電晶體諧振器，其中該修改材料設置在補償層(13)內的孔(23)中，該孔在從壓電層(11)到第一電極(7a)的方向上穿過補償層(13)。
17.根據權利要求16所述的壓電晶體諧振器，其中該修改材料包括金屬。
18.一種製造壓電晶體諧振器的方法，包括步驟產生包括壓電層(11)、第一和第二電極(7a，7b)、以及補償層(13)的結構，其中該壓電層(11)具有第一符號的諧振頻率溫度係數，該壓電層(11)設置在第一和第二電極(7a，7b)之間，該補償層(13)設置在第一電極(7a)和壓電層(11)之間，並由具有和第一符號相反的第二符號的第二諧振頻率溫度係數的補償材料製成，其特徵在於這樣執行該產生步驟，即，向該補償層提供修改材料，以增加該補償層(13)在第一電極(7a)和壓電層(11)之間方向上的導電性。
19.根據權利要求18所述的方法，其中產生所述結構的步驟包括步驟(S9)在具有粗糙表面的導電層上沉積補償層(13)。
20.根據權利要求19所述的方法，其中產生該結構的步驟包括另一步驟(S11)在將補償層(13)沉積到具有粗糙表面的導電層上的步驟(S9)後，侵蝕該補償層(13)。
21.根據權利要求20所述的方法，其中侵蝕補償層(13)的步驟(S11)是這樣執行的，即，使補償層(13)包括具有背離具有粗糙表面的導電層的第一區域的表面，這源於導電層粗糙表面的受侵蝕高度，還包括由於侵蝕的補償層(13)而產生的第二區域。
22.根據權利要求19所述的方法，其中產生該結構的步驟包括另一步驟(S13)在背離具有粗糙表面的導電層的補償層(13)表面上沉積覆蓋層(17)。
全文摘要
壓電晶體諧振器，包括具有第一符號的第一諧振頻率溫度係數的壓電層(11)；第一和第二電極(7a，7b)，該壓電層(11)設置在第一和第二電極(7a，7b)之間；以及配置在第一電極(7a)和壓電層(11)之間的補償層(13)，其補償材料具有和第一符號相反的第二符號的第二諧振頻率溫度係數，其中給該補償材料提供修改材料以增加補償層(13)在第一電極(7a)和壓電層(11)之間方向上的導電性。
文檔編號H03H9/00GK1801613SQ20051010474
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月23日 優先權日2004年12月23日
發明者R·埃納 申請人:因芬尼昂技術股份公司