專利名稱：表面聲波元件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種表面聲波元件及其制作方法，尤其是關(guān)于一種具有較小插入損耗的表面聲波元件及其制作方法。
背景技術(shù)：
表面聲波元件是利用于一種彈性固體表面上傳播的波，來進(jìn)行電信號(hào)處理。典型的表面聲波元件是利用一個(gè)換能器，將以光速傳播的電磁信號(hào)波轉(zhuǎn)換成比光速慢的聲頻信號(hào)波。這種顯著的波長(zhǎng)減小可使設(shè)計(jì)人員在比傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)所需空間小得多的空間內(nèi)，實(shí)施一些復(fù)雜的信號(hào)處理功能。采用了先進(jìn)微電子加工技術(shù)制造的表面聲波元件，具有體積小、重量輕、可靠性高、一致性好以及多功能等優(yōu)點(diǎn)，在通信、電視、遙控和報(bào)警等系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用，例如用于濾波器、諧振器、振蕩器、延時(shí)線及其它類似的裝置中，數(shù)以億計(jì)的移動(dòng)電話和電視機(jī)中都應(yīng)用了多個(gè)表面聲波濾波器。隨著加工工藝的飛速發(fā)展，表面聲波元件已成為現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)不可或缺的關(guān)鍵元器件的一。
一種現(xiàn)有表面聲波元件包括二換能器、一反射器及一壓電基片，該二換能器及反射器是制作于壓電基片上，采用微電子工藝技術(shù)制作叉指換能器和反射器等，利用基片材料的壓電效應(yīng)，通過輸入叉指換能器(Inter Digital Transducer，IDT)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)，并局限在基片表面?zhèn)鞑?，輸出叉指換能器將聲信號(hào)恢復(fù)成電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電-聲-電的變換過程，完成電信號(hào)處理，從而獲得各種用途的電子器件。反射器的作用是將換能器終端損失的能量反射回?fù)Q能器中。壓電基片上的叉指換能器的幾何尺寸，例如叉指的條高、節(jié)距及數(shù)目，對(duì)于一個(gè)表面聲波元件的信號(hào)處理及頻率響應(yīng)特性起重要作用。表面聲波元件的設(shè)計(jì)者通常在表面聲波元件達(dá)到工作所需的頻率響應(yīng)時(shí)，把注意力集中于表面聲波元件的幾何尺寸及壓電基片所使用材料的選擇上。然而，現(xiàn)有的具有叉指換能器的表面聲波元件，其電極為均勻重迭電極，此設(shè)計(jì)并不能有效地降低表面聲波元件的插入損耗。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，有必要提供一種具有較低插入損耗及設(shè)計(jì)自由度較高的表面聲波元件。
另外，有必要提供一種制作具有較低插入損耗及設(shè)計(jì)自由度較高的表面聲波元件的方法。
一種表面聲波元件，其包括一壓電基板，一第一換能器及一第二換能器，該第一換能器與該第二換能器設(shè)于該壓電基板上，且該第一換能器與該第二換能器聲耦合；其中，至少一換能器包括一第一電極母條及一第二電極母條，該第一電極母條及第二電極母條分別設(shè)有二電極，第一電極母條的二電極分別與第二電極母條的二電極相配合圍成螺旋狀。
一種表面聲波元件制作方法，包括以下步驟提供一基片；在該基片的表面濺鍍一壓電薄膜層；在壓電薄膜層表面涂敷一層光阻層；將一光罩罩于該光阻層表面；用光照射該光罩，在光阻表面形成一曝光區(qū)；取下光罩后，去除曝光區(qū)的曝光光阻，露出部分壓電薄膜層，該露出的部分壓電薄膜層形成多個(gè)螺旋；在剩余光阻及露出的部分壓電薄膜層表面鍍一層導(dǎo)電金屬膜；洗去剩余光阻及附著于其上的金屬膜層。
相較現(xiàn)有技術(shù)，所述表面聲波元件的電極交互圍繞成一螺旋狀，因而其電極重迭長(zhǎng)度長(zhǎng)，可有效降低插入損耗。另外，所述螺旋狀電極的長(zhǎng)短、寬度及間距等參數(shù)，可在設(shè)計(jì)上不斷變化，從而控制表面聲波元件的插入損耗、頻寬及表面聲波速度等參數(shù)，從而提高表面聲波元件及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自由度。

圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施例的表面聲波元件的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例的表面聲波元件的制作流程示意圖。
具體實(shí)施方式本發(fā)明較佳實(shí)施例公開了一種表面聲波元件1，請(qǐng)參閱圖1所示，該表面聲波元件1包括基片10、壓電薄膜層20、第一換能器30及第二換能器40。該壓電薄膜層20、第一換能器30及第二換能器40設(shè)于基片10上，且第一換能器30與第二換能器40聲耦合。
基片10為一長(zhǎng)方形薄板，是由硅材料制成。壓電薄膜層20形成于基片10的上表面，壓電薄膜層20是由氧化鋅(ZnOx)、鈮酸鋰(LiNbOx)、鈦酸鋰(LiTiOx)或鉭酸鋰(LiTaOx)等材料制成。
第一換能器30及第二換能器40并排設(shè)于壓電薄膜層20的上表面。第一換能器30具有一第一電極母條32及一第二電極母條34，第一電極母條32及第二電極母條34平行設(shè)置。第一電極母條32上連接有一第一電極321、一第二電極323及一電信號(hào)輸入端36，第二電極母條34上連接有一第三電極341、一第四電極343及一接地端38。該四電極的材料可為金、銀、銅或鋁。第一電極321與第三電極341相對(duì)設(shè)置，并相互配合圍繞成螺旋狀，第二電極323與第四電極343相對(duì)設(shè)置，并相互配合圍繞成螺旋狀，其中，每一組螺旋狀電極的相鄰兩同性電極的間距較佳為一個(gè)表面聲波波長(zhǎng)，相鄰兩異性電極的間距較佳為半個(gè)表面聲波波長(zhǎng)。電信號(hào)輸入端36用于接收第一換能器30外部的電信號(hào)，接地端38用于將第一換能器30接地。
第二換能器40具有一第三電極母條42及一第四電極母條44，第三電極母條42及第四電極母條44平行設(shè)置。第三電極母條42上連接有一第五電極421、一第六電極423及一電信號(hào)輸出端46，第四電極母條44上連接有一第七電極441、一第八電極443及一接地端48。該四電極的材料可為金、銀、銅或鋁。第五電極421與第七電極441相對(duì)設(shè)置，并相互配合圍繞成螺旋狀，第六電極423與第八電極443相對(duì)設(shè)置，并相互配合圍繞成螺旋狀，其中，每一組螺旋狀電極的相鄰兩同性電極的間距較佳為一個(gè)表面聲波波長(zhǎng)，相鄰兩異性電極的間距較佳為半個(gè)表面聲波波長(zhǎng)。電信號(hào)輸出端46用于將第二換能器40的電信號(hào)輸出，接地端48用于將第二換能器40接地。
表面聲波元件1工作時(shí)，第一換能器30的電信號(hào)輸入端36接收外部的電信號(hào)，由于壓電薄膜層20具有壓電特性，第一換能器30的螺旋狀電極將接收的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成表面聲波，該表面聲波沿著壓電薄膜層20傳播至第二換能器40，第二換能器40的螺旋狀電極將表面聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由第二換能器40的電信號(hào)輸出端46輸出。
本發(fā)明較佳實(shí)施例公開的表面聲波元件的電極相互配合圍繞成一螺旋狀，因而其電極重疊長(zhǎng)度長(zhǎng)，可有效降低表面聲波元件的插入損耗。另外，本表面聲波元件螺旋狀的電極的長(zhǎng)短、寬度及間距等參數(shù)，可在設(shè)計(jì)上不斷變化，從而控制表面聲波元件的插入損耗、頻寬及表面聲波速度等參數(shù)，提高表面聲波元件及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自由度。
請(qǐng)參閱圖2，該表面聲波元件1的制作方法包括以下步驟首先提供一硅基片10；然后將該硅基片10置于真空腔內(nèi)，以氧化鋅(ZnOx)、鈮酸鋰(LiNbOx)、鈦酸鋰(LiTiOx)或鉭酸鋰(LiTaOx)為濺鍍靶材，以氬氣(Ar)與氧氣為濺鍍氣體，于該硅基片10的表面濺鍍一壓電薄膜層20，濺鍍方法可為反應(yīng)性直流濺鍍(DC reactivesputtering)或反應(yīng)性射頻濺鍍(RF reactive sputtering)；于壓電薄膜層20表面涂敷一層光阻層50；然后將一光罩(圖未示)罩于該光阻層50表面；用雷射光或紫外光照射該光罩，于光阻表面形成一曝光區(qū)；取下光罩后，將曝光的光阻層50置于顯影液內(nèi)，去除曝光區(qū)的曝光光阻501，露出部份壓電薄膜層201；接著利用濺鍍法于剩余光阻及露出的部份壓電薄膜層201表面鍍一層導(dǎo)電金屬膜60，該金屬可為金、銀、銅或鋁；洗去剩余光阻及附著于其上的金屬膜層601，則剩余的金屬膜層即為第一換能器30及第二換能器40的電極，該第一換能器30的四個(gè)電極兩兩相互并列圍成螺旋狀，該第二換能器40的四個(gè)電極兩兩相互并列圍成螺旋狀，此時(shí)便已制得所述的表面聲波元件1。
權(quán)利要求
1.一種表面聲波元件，其包括一壓電基板及二換能器，該二換能器設(shè)于該壓電基板上，且其相互聲耦合，其特征在于至少一換能器包括一第一電極母條及一第二電極母條，該第一電極母條及第二電極母條分別設(shè)有二電極，第一電極母條的二電極分別與第二電極母條的二電極相配合圍成螺旋狀。
2.如權(quán)利要求1所述的表面聲波元件，其特征在于該壓電基板包括一基片及一設(shè)于基片上的壓電薄膜層。
3.如權(quán)利要求2所述的表面聲波元件，其特征在于該基片的材料為硅。
4.如權(quán)利要求2所述的表面聲波元件，其特征在于該壓電薄膜層的材料為氧化鋅、鈮酸鋰、鈦酸鋰或鉭酸鋰中的一種。
5.如權(quán)利要求1所述的表面聲波元件，其特征在于該電極的材料為金、銀、銅或鋁中的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的表面聲波元件，其特征在于該相鄰兩同性電極的間距為一個(gè)表面聲波波長(zhǎng)。
7.如權(quán)利要求1所述的表面聲波元件，其特征在于該相鄰兩異性電極的間距為半個(gè)表面聲波波長(zhǎng)。
8.如權(quán)利要求1所述的表面聲波元件，其特征在于該二換能器均具有二電極母條，該二電極母條分別設(shè)有二電極，一電極母條的二電極分別與另一電極母條的二電極相配合圍成螺旋狀。
9.一種表面聲波元件制作方法，其特征在于包括以下步驟提供一基片；在該基片的表面濺鍍一壓電薄膜層；在壓電薄膜層表面涂敷一層光阻層；將一光罩罩于該光阻層表面；用光照射該光罩，在光阻表面形成一曝光區(qū)；取下光罩后，去除曝光區(qū)的曝光光阻，露出部分壓電薄膜層，該露出的部分壓電薄膜層形成多個(gè)螺旋；在剩余光阻及露出的部分壓電薄膜層表面鍍一層導(dǎo)電金屬膜；及洗去剩余光阻及附著于其上的金屬膜層。
10.如權(quán)利要求9所述的表面聲波元件制作方法，其中該濺鍍方法為反應(yīng)性直流濺鍍或反應(yīng)性射頻濺鍍。
全文摘要
一種表面聲波元件，其包括一壓電基板，一第一換能器及一第二換能器，該第一換能器與該第二換能器設(shè)于該壓電基板上，且該第一換能器與該第二換能器聲耦合。其中，至少一換能器包括一第一電極母條及一第二電極母條，該第一電極母條及第二電極母條分別設(shè)有二電極，第一電極母條的二電極分別與第二電極母條的二電極相配合圍成螺旋狀，因而其電極重迭長(zhǎng)度長(zhǎng)，可有效降低插入損耗。另外，螺旋狀電極的長(zhǎng)短、寬度及間距等參數(shù)，可在設(shè)計(jì)上不斷變化，從而控制表面聲波元件的插入損耗、頻寬及表面聲波速度等參數(shù)，從而提高表面聲波元件及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自由度。
文檔編號(hào)H03H9/00GK1929301SQ200510037229
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者顏碩廷 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司