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WO2012019904A1 - Mit akustischen wellen arbeitendes bauelement mit reduziertem temperaturgang der frequenzlage und verfahren zur herstellung - Google Patents

Mit akustischen wellen arbeitendes bauelement mit reduziertem temperaturgang der frequenzlage und verfahren zur herstellung Download PDF

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WO2012019904A1
WO2012019904A1 PCT/EP2011/062754 EP2011062754W WO2012019904A1 WO 2012019904 A1 WO2012019904 A1 WO 2012019904A1 EP 2011062754 W EP2011062754 W EP 2011062754W WO 2012019904 A1 WO2012019904 A1 WO 2012019904A1
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WO
WIPO (PCT)
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layer
filter
substrate
compensation
electrode
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2011/062754
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Sauer
Andreas Bergmann
Michael Jakob
Markus Mayer
Karl-Christian Wagner
Ulrich Knauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
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Publication date
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Priority to US13/814,906 priority patent/US9160303B2/en
Priority to KR1020137005848A priority patent/KR101774969B1/ko
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    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves

Definitions

  • the invention relates to working with acoustic waves construction ⁇ elements with reduced temperature response of the frequency position and method for producing corresponding components.
  • SAW Surface Acoustic Wave
  • GBAW Guided Bulk Acoustic Wave
  • BAW Bulk Acoustic Wave
  • SAW Surface Acoustic Wave
  • GBAW Guided Bulk Acoustic Wave
  • BAW Bulk Acoustic Wave
  • B. in bandpass filters use find.
  • they comprise a piezoelectric material and Elektrodenstruktu ⁇ ren.
  • the electrode structures convert an RF signal into acoustic waves to which propagate in the piezoelectric material.
  • electrode structures also convert acoustic waves to RF signals.
  • Bandpass filters operating with acoustic waves can be used, for example, as a receive filter or as a transmit filter, for example in a duplexer. Such bandpass filters should have a low insertion loss in the passband, a high rejection band rejection outside the passband and a high power resistance. Furthermore, they should be able to be produced with a small component size and in a cost-effective manner. From the document WO 2005/036744 AI, for example, a working with acoustic waves device with a
  • Fingerför ⁇ shaped electrode structures are arranged between the substrate and a Si0 2 _ layer.
  • the usable frequency range of a passband should be as wide as possible and that of the transitional range from the passband to the stopband should be as narrow as possible.
  • TCF Temperature Coefficient of Frequency
  • the temperature of the frequencies turgang ⁇ refers to the temperature dependence of the frequency-dependent attenuation characteristic of a filter.
  • the undesirable effects of the temperature response are temperature-dependent shifts, for example, the pass bands of bandpass filters.
  • Corresponding components should also - can be built smaller than known components - in accordance with the continuing trend towards miniaturization.
  • the invention relates to an acoustic wave device comprising a piezoelectric substrate, a lower adhesive layer, an electrode layer, an upper adhesive layer, a compensation layer and a trim layer.
  • the lower adhesive layer is above the substrate angeord ⁇ net.
  • the electrode layer comprises comb-shaped interdigitated electrode fingers of two electrodes and is arranged above the lower adhesive layer.
  • the upper adhesive layer is disposed above the electrode fingers.
  • the compensation ⁇ layer reduces the temperature dependence of the frequency position of the component or the electroacoustic Kopplungskoeffizien- th, that reduces the achievable bandwidth of a
  • the compensation layer is disposed between the electrode fingers as well as covering on the electrode fingers.
  • the trim layer provides a desired
  • Frequency position and is located above the compensation layer.
  • the invention thus provides a layer structure for a working with acoustic waves component, which is well ge ⁇ suitable to meet the above requirements and in particular has a reduced TCF.
  • the electrode fingers of the two electrodes of the electrode sheet are provided to convert RF signals re ⁇ one hand, into acoustic waves and on the other hand acoustic waves into RF signals to zuendn ⁇ .
  • the lower adhesive layer makes it possible to apply the electrode fingers of the electrode layer in a high quality on the substrate, which may be advantageous for the power resistance and for the finger resistance.
  • the upper adhesive layer which is located above the electrode fingers is, makes it possible in a simple manner, the compensation ⁇ layer to connect to the electrode layer.
  • the compensation layer reduces the temperature response of the frequency position of the component:
  • a periodic normal ⁇ finger guard corresponds seen in the propagation direction of the acoustic waves distance of the finger centers adjacent fingers of half wavelength K / 2 of the acoustic wave.
  • the corresponding frequency position of the component is substantially the reciprocal of the wavelength ⁇ and proportio nal ⁇ to the propagation speed of the acoustic waves.
  • the propagation speed of the acoustic waves depends, inter alia, on the moduli of elasticity of the materials used and the mass assignments of the acoustic tracks.
  • the elastic moduli - the elastic components of the materials used - depend on the temperature.
  • the frequency position of the device - generally undesirable - depends on the temperature.
  • the compensation layer is provided to reduce the temperature response of the frequency position of the device and optionally to eliminate.
  • the compensation layer acts on the elastic components of the remaining layers and thus reduces the temperature response.
  • the frequency position also depends on the mass assignment of the component.
  • a trimming layer above the compensation ⁇ layer In order to compensate fluctuations of the mass density during the manufacturing process, a trimming layer above the compensation ⁇ layer.
  • the thickness of the trim layer and thus the mass occupancy of the device can be in a subsequent to the generation of the layer structure Processing step, a trim step, are already reduced during manufacture to set a desired frequency position.
  • Material of the lower or upper adhesion layer, the compensation layer or the trim layer can be arranged between adjacent electrode fingers of the electrodes.
  • Such a device allows filters with a low relative bandgap, high relative bandwidth, high slew rate, high power capability, sufficient piezoelectric coupling coefficient and low temperature response, as well as low production spread manufacturing processes; such a device allows cost-effective to produce filter circuits or Filterbauele ⁇ elements that meet the specifications for the insertion loss, the selection and the insulation well.
  • the substrate is piezoelectric or pyroelectric and comprises chemically reduced LiNbC> 3
  • the chemical reduction increases the Leitfä ⁇ ability and minimized due to the electric discharge py roelektrischen effect during component manufacturing, in particular during the sputtering process for the production of the compensation layer and during operation.
  • the chemically reduced substrate is less transparent due to the increased optical absorption in the near UV region
  • the lower and the upper adhesive layer comprise Ti (titanium) .
  • the electrode fingers comprise Cu (copper) and / or Ag (silver)
  • the compensation layer comprises S1O 2 (silicon dioxide ) or another silicon oxide and the trim layer comprises S 1 3 N 4 (silicon nitride).
  • the S 1 3 N 4 of the trim layer can simultane- ously act as a passivation layer of the component.
  • the compensation layer for example a S i0 2 _ layer may be applied with a single-layer sputtering on the electrodes ⁇ finger and then smoothed.
  • the substrate has a surface normal that is perpendicular to the crystallographic
  • the X-axis of the substrate is and includes with the Y-axis of Sub ⁇ strats an angle of 127.85 ⁇ 5 0 includes.
  • the lower adhesive layer is between 3 nm and 8 nm thick.
  • the electrode layer is between 130 nm and 190 nm thick.
  • the upper adhesive layer is between 3 nm and 8 nm thick.
  • the compensation layer can be between 25% and 45% of the acoustic wavelength thick.
  • the trim layer is between 30 nm and 110 nm thick.
  • the lower or upper adhesive layer may comprise Ti.
  • the lower adhesive layer may be 5 nm thick
  • the upper adhesive ⁇ layer may also be 5 nm thick.
  • the electrode layer may comprise a 2 nm thick silver layer and a 170 nm thick copper layer.
  • the metallization ⁇ approximate relationship of the electrode position, n may be between 0.5 and 0.58.
  • the thickness of the compensation layer may amount to 7% of the thickness of the electrode layer.
  • the substrate has a surface normal that is perpendicular to the crystallographic
  • the thickness of the lower and obe ⁇ ren adhesive layers is between 3 nm and 8 nm.
  • the adhesive layers may comprise titanium.
  • the thickness of the electrode layer and the thickness of the compensation layer are matched optimally ⁇ aufeinan to obtain a good temperature compensation and a sufficient electroacoustic coupling coefficient.
  • a strong excitation of a Rayleigh surface wave is achieved and possible shear waves are ef ⁇ Anlageniv suppressed.
  • the electrode material comprises Cu and the compensation layer S1O 2 .
  • the thickness of the electrode ⁇ position is between 5% and 15% of the acoustic
  • Wavelength ⁇ the thickness of the compensation layer is between 25% and 45% ⁇ .
  • the material of the trim layer is S1 3 N 4 in question. Their relative layer thickness of up to 5% of the wavelength ⁇ is sufficient to manufacture-related Fluctuations in the frequency position due to subsequent
  • the layer ⁇ thickness of the electrode layer is made of Cu is preferably 140 nm, the
  • the electrode layer may comprise a partial layer of Ag having a thickness of up to 10 nm.
  • the layer thickness of the electrode layer of ⁇ Cu is preferably 140 nm, the
  • the electrode layer may comprise a partial layer of Ag having a thickness of up to 10 nm.
  • the layer thickness of the electrode layer of ⁇ Cu is preferably 140 nm, the Layer thickness of the compensation layer of S 10 2 540 nm and the layer thickness of the trim layer of S 1 3 N 4 between 15 nm and 75 nm.
  • the electrode layer may comprise a partial layer of Ag having a thickness of up to 10 nm.
  • the layer thickness of the electrode layer made of Cu is preferred 250 nm, the layer thickness of the compensation layer of S 10 2 1200 nm and the layer thickness of the trimming layer of S 1 3 N 4 between 20 nm and 100 nm.
  • the electrode layer may comprise a sub-layer of Ag having a thickness of up to 10 nm.
  • the layer thickness of the electrode layer made of Cu is preferably 130 nm, the layer thickness of the compensation layer made of S 10 2 470 nm and the layer thickness of the trim layer of S 1 3 N 4 between 15 nm and 75 nm.
  • the electrode layer may comprise a partial layer of Ag with a thickness of up to 10 nm.
  • the metallization ratio n of the electrode fingers may be between 0.50 and 0.58.
  • the Metallticiansver consent ⁇ nis for W-CDMA (UMTS) band signals II may be 0.54 for the Sen ⁇ Defilter and 0.56 for the receiving filter.
  • the metallization for W-CDMA (UMTS) band III ⁇ Sig nal may be 0.51 and 0.53 for the transmitting filter for the receiving filter.
  • the metallization ratio for W-CDMA (UMTS) Band VII Sig ⁇ signals may be about 0.52.
  • the metallization ratio for W-CDMA (UMTS) Band VIII signals may be about 0.55.
  • the metallization ratio for ISM signals may be about 0.52.
  • a piezosubstrate is a so-called LN128 substrate, LN being lithium niobate.
  • Such a piezo-electric substrate ⁇ allows a good piezoelectric coupling, that is, a high coupling coefficient ⁇ . 2 It also allows a device with low losses, for example, leakage wave losses, as well as a low susceptibility to spurious mode excitations.
  • the Euler angles are defined as follows: First, a set of axes x, y, z is assumed, which are the crystallographic axes of the substrate.
  • the z x axis and y x axis are rotated by the angle ⁇ around the x x axis.
  • the x ⁇ axis and the ⁇ ⁇ ⁇ are - axis rotated by an angle ⁇ about the z ⁇ -axis.
  • the x ⁇ -axis is rotated in the direction of the y ⁇ -axis.
  • the x ⁇ axis and the Y-axis lie parallel to the surface of the substrate.
  • the z axis is the surfaces ⁇ ⁇ normal of the substrate.
  • the x ⁇ axis indicates the propagation velocity of acoustic waves ⁇ .
  • the definition is in accordance with international standard IEC 62276, 2005-05, Annex AI.
  • Such a crystal cut enables high-coupling Rayleigh modes to be excited.
  • a device may comprise a bandpass filter or a bandstop filter, for example a notch filter.
  • a component may comprise a transmission filter or a reception filter for a mobile communication device.
  • the component comprises an antenna connection, a transmission signal connection and a reception signal connection.
  • Such a component represents a duplexer.
  • a one-chip duplexer which is cheaper to produce compared to two-chip solutions, because structuring steps for transmit and receive filters can be performed on the same substrate surface. In addition, a smaller component size can be achieved.
  • the transmission filter and the reception filter of the duplexer can comprise different layer thicknesses of the layer structure and different additional functional layers.
  • the transmit filter and the receive filter can then be produced with successive structuring steps. But it is also possible that the layer structure of the Empfangsfil ⁇ age coincides with the layer structure of the transmission filter. Then both filters can in a particularly simple manner equal ⁇ time and during the same patterning steps Herge ⁇ provides.
  • the transmission filter of the duplexer comprises a ladder type filter.
  • the receiving filter of the duplexer includes a DMS filter.
  • the transmission filter are relatively high performance, on the order of magnitude
  • Ladder type filters are very powerful and are therefore particularly suitable for the
  • a receive filter generally needs a good isolation of the transmit path from the
  • DMS filters have good insulation and high selection. DMS filters are thus well suited for use in receive filters. Between the DMS filter of the receive filter and the
  • Receive filter input with which the receive filter can be interconnected with the transmit filter, can have additional
  • balun For combination of filter and duplexer devices with transceiver-integrated amplifiers and CMOS-based front-end architectures, components with integrated balun are advantageous.
  • this converter can be arranged either between the common Tx / Rx line leading to the antenna and the RX filter or after the unbalanced Rx filter , In either case, however, the conversion may be associated with signal loss due to mismatching and internal loss of the balun.
  • an Rx filter can be used
  • DMS resonators include bandpass filters with integrated balun.
  • the signal is equalized by connecting DMS resonators.
  • DMS resonators achieve high edge steepness, especially in the left flank, and also high insulation values for the Tx filter. Furthermore, no high power load is required. Therefore, such resonators are well suited for use in Rx filters.
  • the ladder-type filter of the transmit filter has resonators with a cosi- nusförmigen Uberlappwichtung on.
  • the DMS filter of the receive filter has a multiple overlap weighting.
  • overlap weighting indicates that the overlap length of electrode fingers of adjacent electrode fingers changes along the propagation direction of the acoustic waves, the x ⁇ ⁇ direction.
  • the overlap changes according to the cosine function.
  • the origin may be angeord ⁇ net in principle anywhere within the corresponding transducer.
  • the DMS filter has a multiple overlap weighting. This means that the Elektrodenschreiblapp changes along the propagation direction of the acoustic waves from ⁇ .
  • the variable overlap has a periodic structure ent ⁇ long the propagation direction.
  • the overlap weighting of the DMS filter may also be cosinusoidal.
  • a weak, sinusoidal multiple weighting of less than 50% is advantageous.
  • the overlap function in the transition areas between the transducers, ie in the areas of high acoustic power density, continuous and the resulting transfer function can better simulated who the.
  • the number of periods for the sinusoidal weighting in the DMS filter can be greater than or equal to the number of converters in the DMS filter.
  • the Kompensati ⁇ ons Mrs is arranged exclusively above the acoustically active areas of the substrate. Acoustically inactive area of the substrate remain uncovered by the compensation layer
  • the compensation layer may be applied to the substrate by a sputtering process and patterned by a lithography ⁇ processes.
  • the contact points for the subsequent contacting of the outside of the layer are released and there are only acoustically active areas plus required safety distances with the Compensating layer covered and, if necessary, areas of trace crossovers.
  • Conductor crossovers are preferably constructed by a compensation layer arranged in the overlap region between the electrode layers or a further metal layer. In order to minimize the need for chip area, the areas of trace crossovers may be directly connected to the bus bars.
  • busbars may be arranged laterally of the acoustically active areas.
  • the frequency location of the Bauele ⁇ ments depend on the frequency response of the elastic components, for example, the moduli of elasticity of the respective material ⁇ lien decreases.
  • An Si0 2 layer has for example a temperature ⁇ turgang the elastic components, which runs counter to the temperature coefficient of lithium niobate LiNbC> 3rd On the one hand, this makes possible the temperature compensation, on the other hand thermally induced stress arises in the composite of substrate and compensation layer. Characterized in that the compensation layer is applied precisely where propagate akusti ⁇ specific waves in the substrate, one obtains a temperature ⁇ turkompensation and less thermal stresses outside this range.
  • a significantly reduced akustomigration and thus an increased service life of the component can be achieved.
  • a propagation velocity varying in the transverse direction makes it possible to form a waveguide in which acoustic waves can optimally propagate.
  • lead connections and signal lines on a piezoelectric substrate may be thickened to reduce lead losses and protect the surface of the leads with one or more other metal layers, such as Ti or Al.
  • the other metal layer may cover the electrode layer completely and to overlap the compensation layer or overlapped by the compensation layer outside the acoustically active areas ⁇ the.
  • the device may comprise a HTCC or an LTCC multilayer substrate, on which a chip / piezoelectric chip carrying the acoustic component structures is arranged.
  • a chip / piezoelectric chip carrying the acoustic component structures is arranged in metallization layers in the interior of the multilayer substrate.
  • capacitive, inductive or resistive elements can be structured.
  • a method of manufacturing an acoustic wave device comprises the steps of:
  • the compensation layer, the lower adhesive layer Elect ⁇ clear finger, the upper adhesive layer and the trim layer Kgs ⁇ NEN be congruent.
  • An adhesive layer may be insulating and then also arranged in the region between the electrodes. But it is also possible that, the lower adhesive layer, the upper adhesive layer or the compensation layer are also arranged in Be ⁇ ranges between electrode fingers.
  • a plurality of components can be produced on a wafer.
  • the individual components can after production by sawing, cutting or dicing of the wafer, z. B. separated by laser.
  • the desired frequency position of the component can be adjusted by measuring each of the components individually and individually trimming / thinning in the trimming step.
  • An embodiment of the method further comprises the
  • the etching conditions are adjusted so that the cured lacquer layer and the compensation layer have the same etching rate. This can be a component with a very low
  • the method further comprises the steps:
  • the thickness of the layer removal portion in depen ⁇ dependence on the difference between the measured frequency position is measured to a desired frequency location.
  • the thickness of the partial layer to be removed depends on the difference between the measured frequency position and a desired frequency position.
  • the trimming of the components can be carried out in a spatially resolved and frequency-accurate manner for a multiplicity of components arranged on a wafer.
  • FIG. 1 shows a cross section along the propagation direction of the acoustic waves through a component
  • FIG. 2 shows an embodiment in which resonators operating with acoustic waves are connected to form a duplexer
  • FIG. 3a shows an interdigital transducer with cosinusoidal overweighting
  • FIG. 3b cascaded interdigital transducers
  • Figure 4 a device in which only acoustically active
  • FIG. 5 shows a cross section through a component in which a coating layer is applied for planarizing the compensation layer.
  • Figure 1 shows a cross section through a with acoustic
  • the component B comprises a substrate SU.
  • a lower adhesive ⁇ layer UHS is arranged on the substrate SU.
  • a compensation layer KS is arranged above the lower adhesive layer UHS .
  • an electrode sheet EL is arranged between the un ⁇ direct adhesive layer UHS and the compensation layer KS. Electrode fingers EF of two electrodes are structured in the electrode layer EL. Two differently aligned hatching of the electrode fingers EF show the affiliation to the different ones
  • the upper adhesive layer OHS imparts a good, mechanically stable connection between the electrode layer EL and the compensation layer KS.
  • the compensation layer is attached ⁇ arranges between the electrode layer EL and the trimming layer TS.
  • the electrode fingers EF of different electrodes are galvanically separated from each other.
  • the space between adjacent electrode fingers EF may be filled by a material selected from at least one of the lower adhesive layer UHS, the upper adhesive layer OHS, and the compensation layer KS. It is possible that all of these layers also extend into the area between the electrode fingers. But it is also possible that the space between the electrode fingers and optionally between On the electrode fingers arranged strips of the upper adhesive layer OHS is empty.
  • the electrode layer EL can itself comprise a plurality of partial layers, which in turn comprise Ag or Cu.
  • the lower adhesive layer or the upper adhesive layer may include Ti.
  • Electrode fingers are prevented; due to the low mechanical impedance of the gap and the correspondingly high
  • Reflection profile generally significantly influenced; this could lead to an increase in manufacturing dispersion of
  • FIG. 2 shows how operating with acoustic waves resonators ⁇ gates of operating with acoustic waves device are connected to form a duplexer.
  • the circuit comprises an antenna terminal AA, which can be connected to an antenna AN.
  • the antenna connection is connected to a transmission signal connection SSA of a transmission filter SF.
  • the antenna terminal AA is connected to a receive signal terminal ESA of a receive filter EF.
  • the transmission filter SF includes a ladder-type filter LF.
  • the ladder-type filter LF comprises three resonators connected in series. Further, the ladder-type filter LF comprises two parallel Reso ⁇ coordinators, which interconnect the series resonators with ground.
  • the reception filter EF comprises two basic elements of a ladder-type filter. Each basic element of a ladder-type filter to ⁇ summarizes a series resonator SR and a parallel resonator PR. On the output side, the reception filter EF comprises a DMS filter DMS.
  • the DMS filter comprises Balunfunktion gleich and the input side is designed unbalanced to ground and the output side erdsymmet ⁇ driven.
  • a matching element AE to adapt the Impe ⁇ impedance at the input signal terminal is connected ESA. This makes it possible to transform the impedance of the transmission filter in the idle.
  • FIG. 3a shows an interdigital transducer, e.g. As a SAW or GBAW converter, with cosine-shaped overlap weighting.
  • Adjacent electrode fingers EF are interconnected with opposing Strommasammeienen (English: Busbar) BB.
  • the curve COS shows the cosinusoidal course of the overlap of the electrode fingers EF.
  • the converter shown in FIG. 3a comprises approximately half a period of the cosine curve. Greater or smaller portions of the cosine curve are possible.
  • the reflectors at the end of the track can be drawn inwardly to minimize the required chip area and tapered wedge-shaped in the propagation direction.
  • FIG. 3b shows a staggered arrangement of resonators.
  • the resonators are arranged in cascade and subdivided for an advantageous ⁇ pektrise As a 2x2 relay.
  • Two laterally adjacent resonators are separated by reflectors.
  • FIG. 3c shows a weighting for coupled resonators, e.g. B. DMS filters.
  • a cosine or sinusoidal multiple weighting is possible. Between two laterally juxtaposed resonators no or partially acoustically transparent reflectors are arranged.
  • FIG. 4 shows an arrangement of resonators R and signal lines on a substrate SU. Only the acoustically active areas, the acoustic tracks of the resonators, are covered by a coating, the compensation layer KS.
  • Acoustically inactive areas of the substrate SU are free to reduce the compensation layer KS thermally induced Spannun ⁇ gen between the substrate SU and the compensation layer KS or avoid.
  • FIG. 5 shows a compensation layer with a non-planar surface.
  • a paint ⁇ view LS is arranged on the non-planar surface.
  • the lacquer layer LS conforms to the non-planar course of the surface of the compensation ⁇ layer KS and has a planar surface itself.
  • a planar surface of the resist layer LS can be obtained when the saliva layer LS is spin-coated onto a device or onto a wafer having a plurality of components during a manufacturing process.
  • the lacquer layer and etching method are selected such that the lacquer layer in the hardened state has substantially the same etching rate as the compensation layer KS.
  • the lacquer layer LS and a part of Kom ⁇ pensations für KS can, for example, by means of a ⁇ tzverfah ⁇ Rens, z. B. a dry etching process, be removed. The removal can take place until the paint layer LS is completely removed and the planar surface of the lacquer layer is transferred into the compensation layer.
  • An inventive component and a manufacturing method according to the invention are not limited to one of the described embodiments.
  • Combinations thereof and Va ⁇ riationen which, for example, yet another layer selless- sequences or resonator or deposition processes or planarizing or include trimming processes, filters also constitute inventions dung contemporary embodiments.
  • COS cosine-shaped overlap weighting
  • DMS DMS (Doublemode SAW) Filter

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Abstract

Es wird ein mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement mit verbessertem Temperaturgang der Frequenzlage sowie mit erhöhter Leistungsfestigkeit angegeben. Dazu umfasst das Bauelement einen Schichtenstapel mit einer unteren Haftschicht, einer Elektrodenlage, einer oberen Haftschicht, einer Kompensationsschicht sowie einer Trimmschicht.

Description

Beschreibung
Mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement mit reduziertem Temperaturgang der Frequenzlage und Verfahren zur Herstellung
Die Erfindung betrifft mit akustischen Wellen arbeitende Bau¬ elemente mit reduziertem Temperaturgang der Frequenzlage sowie Verfahren zur Herstellung entsprechender Bauelemente.
Mit akustischen Wellen arbeitende Bauelemente, zum Beispiel SAW-Bauelemente (SAW = Surface Acoustic Wave) , GBAW-Bauele- mente (GBAW = Guided Bulk Acoustic Wave) oder BAW-Bauelemente (BAW = Bulk Acoustic Wave) können in Hochfrequenzschaltungen, z. B. in Bandpassfiltern, Verwendung finden. Dazu umfassen sie ein piezoelektrisches Material sowie Elektrodenstruktu¬ ren. Die Elektrodenstrukturen wandeln ein HF-Signal in akustische Wellen um, welche im piezoelektrischen Material propagieren. Ferner wandeln Elektrodenstrukturen auch akustische Wellen in HF-Signale um. Im Allgemeinen ist es erwünscht, Leckwellenverluste sowie die Anregung von Störmoden zu - vermeiden, einen für die Bandbreite der Anwendung ausreichend hohen elektroakustischen Kopplungskoeffizienten κ2 und einen möglichst geringen Temperaturgang der Frequenz zu erhalten.
Mit akustischen Wellen arbeitende Bandpassfilter können beispielsweise Verwendung als Empfangsfilter oder als Sendefilter, beispielsweise in einem Duplexer, finden. Solche Bandpassfilter sollen eine geringe Einfügedämpfung im Passband, eine hohe Sperrbereichsunterdrückung außerhalb des Passbands sowie eine hohe Leistungsfestigkeit aufweisen. Ferner sollen sie mit einer geringen Bauteilgröße und auf kostengünstige Weise herstellbar sein. Aus der Druckschrift WO 2005/036744 AI beispielsweise ist ein mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement mit einem
LiNb03 Substrat (LiNb03 = Lithiumniobat ) bekannt. Fingerför¬ mige Elektrodenstrukturen sind zwischen dem Substrat und ei- ner Si02 _Schicht angeordnet.
Die an mit akustischen Wellen arbeitende Bauelemente gestell¬ ten Anforderungen wachsen stetig. Insbesondere soll der nutzbare Frequenzbereich eines Passbandes möglichst breit und der des Übergangsbereichs vom Passband zum Sperrbereich möglichst schmal sein. Die Sperrbereichsunterdrückung soll verbessert sein, der Temperaturgang der Frequenzen (TCF = Temperature Coefficient of Frequency) soll minimiert sein. Der Tempera¬ turgang der Frequenzen bezeichnet die Temperaturabhängigkeit der frequenzabhängigen Dämpfungscharakteristik eines Filters. Die unerwünschten Auswirkungen des Temperaturgangs sind temperaturabhängige Verschiebungen beispielsweise der Passbänder von Bandpassfiltern. Entsprechende Bauelemente sollen ferner - entsprechend dem anhaltenden Trend zur Miniaturisierung - kleiner als bekannte Bauelemente gebaut werden können.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einer- seits ein mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement, wel¬ ches solche Anforderungen besser als bekannte Bauelemente er¬ füllt sowie andererseits ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements anzugeben. Diese Aufgabe wird einerseits durch ein mit akustischen Wel¬ len arbeitendes Bauelement nach Anspruch 1 und andererseits durch ein Verfahren zur Herstellung eines mit akustischen Wellen arbeitenden Bauelements gemäß dem angegebenen Verfah- rensanspruch gelöst. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.
Es wird ein mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement an- gegeben, welches ein piezoelektrisches Substrat, eine untere Haftschicht, eine Elektrodenlage, eine obere Haftschicht, eine Kompensationsschicht und eine Trimmschicht umfasst. Die untere Haftschicht ist dabei oberhalb des Substrats angeord¬ net. Die Elektrodenlage umfasst kammförmige, ineinander grei- fende Elektrodenfinger zweier Elektroden und ist oberhalb der unteren Haftschicht angeordnet. Die obere Haftschicht ist oberhalb der Elektrodenfinger angeordnet. Die Kompensations¬ schicht vermindert den Temperaturgang der Frequenzlage des Bauelements oder den elektroakustischen Kopplungskoeffizien- ten, vermindert also die erzielbaren Bandbreite eines
Filterbauelements. Die Kompensationsschicht ist zwischen den Elektrodenfingern sowie bedeckend auf den Elektrodenfingern angeordnet ist. Die Trimmschicht stellt eine gewünschte
Frequenzlage ein und ist oberhalb der Kompensationsschicht angeordnet.
Die Erfindung gibt somit einen Schichtaufbau für ein mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement an, welcher gut ge¬ eignet ist, die oben genannten Anforderungen zu erfüllen und insbesondere einen verminderten TCF aufweist. Die Elektrodenfinger der zwei Elektroden der Elektrodenlage sind dabei dazu vorgesehen, HF-Signale einerseits in akustische Wellen umzu¬ wandeln und andererseits akustische Wellen in HF-Signale um¬ zuwandeln. Die untere Haftschicht ermöglicht es, die Elektro- denfinger der Elektrodenlage in einer hohen Qualität auf dem Substrat aufzubringen, was für die Leistungsfestigkeit und für den Fingerwiderstand vorteilhaft sein kann. Die obere Haftschicht, welche oberhalb der Elektrodenfinger angeordnet ist, ermöglicht es auf einfache Weise, die Kompensations¬ schicht mit der Elektrodenlage zu verbinden.
Die Kompensationsschicht vermindert den Temperaturgang der Frequenzlage des Bauelements: In einem periodischen Normal¬ fingergitter entspricht der in Ausbreitungsrichtung der akustischen Wellen gesehene Abstand der Fingermitten nebeneinander liegender Finger der halben Wellenlänge K/2 der akustischen Welle. Die entsprechende Frequenzlage des Bauelements ist im Wesentlichen reziprok zur Wellenlänge λ und proportio¬ nal zur Ausbreitungsgeschwindigkeit der akustischen Wellen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der akustischen Wellen hängt unter anderem von den Elastizitätsmoduln der verwendeten Materialien und den Massebelegungen der akustischen Spuren ab. Insbesondere die Elastizitätsmoduln - die elastischen Komponenten der verwendeten Materialien - hängen von der Temperatur ab. Somit hängt auch die Frequenzlage des Bauelements - im Allgemeinen unerwünschterweise - von der Temperatur ab. Ein mit akustischen Wellen arbeitendes Bandpassfilter soll jedoch geforderte Spezifikationen in einem weiten Temperaturbereich erfüllen. Entsprechend ist die Kompensationsschicht dazu vorgesehen, den Temperaturgang der Frequenzlage des Bauelements zu vermindern und gegebenenfalls zu eliminieren. Die Kompensationsschicht wirkt auf die elastischen Komponenten der übrigen Schichten und verringert so den Temperaturgang.
Wie oben schon angegeben, hängt die Frequenzlage auch von der Massebelegung des Bauelements ab. Um Fluktuationen der Massebelegung während des Herstellungsprozesses ausgleichen zu können, ist eine Trimmschicht oberhalb der Kompensations¬ schicht angeordnet. Die Dicke der Trimmschicht und damit die Massenbelegung des Bauelements kann in einem sich an die Erzeugung des Schichtaufbaus anschließenden Verarbeitungsschritt, einem Trimmschritt, bereits während der Herstellung verringert werden, um eine gewünschte Frequenzlage einzustellen.
Zwischen nebeneinander angeordneten Elektrodenfinger der Elektroden kann Material der unteren oder oberen Haftschicht, der Kompensationsschicht oder der Trimmschicht angeordnet sein .
Ein solches Bauelement ermöglicht Filter mit einem niedrigen relativen Bandabstand, mit hoher relativer Bandbreite, mit hoher Flankensteilheit, mit hoher Leistungsfestigkeit, einem ausreichend piezoelektrischen Kopplungskoeffizienten und geringem Temperaturgang sowie Fertigungsprozesse mit geringer Fertigungsstreuung; ein solches Bauelement ermöglicht kostengünstig herzustellende Filterschaltungen oder Filterbauele¬ mente, die die Spezifikationen für die Einfügedämpfung, die Selektion und die Isolation gut erfüllen.
In einer Aus führungs form ist das Substrat piezoelektrisch oder pyroelektrisch und umfasst chemisch reduziertes LiNbC>3
(Lithiumniobat ) . Die chemische Reduktion erhöht die Leitfä¬ higkeit und minimiert elektrische Entladung aufgrund des py- roelektrischen Effekts während der Bauteilfertigung, insbesondere während des Sputterprozesses zur Herstellung der Kompensationsschicht und während des Betriebs. Außerdem ist das chemisch reduzierte Substrat durch die erhöhte optische Absorption im nahen UV—Bereich weniger transparent
( 'schwarz , was sich positiv auf den Herstellungsprozess der Elektrodenstruktur mittels Fotolithografie auswirkt. Die untere und die obere Haftschicht umfassen Ti (Titan) . Die Elektrodenfinger umfassen Cu (Kupfer) und/oder Ag (Silber) . Die Kompensationsschicht umfasst S1O2 (Siliziumdioxid) oder ein anderes Siliziumoxid und die Trimmschicht umfasst S 13N4 (Siliziumnitrid) . Das S 13N4 der Trimmschicht kann gleichzei¬ tig als Passivierungsschicht des Bauelements wirken. Diese Aus führungs form gibt eine Materialkombination an, welche ein besonders leistungsfestes Bauelement ermöglicht und durch die Verwendung von S 1O2 in der Kompensationsschicht einen
geringen Temperaturgang der Frequenzlage des Bauelements ermöglicht . Die Kompensationsschicht, zum Beispiel eine S i02 _Schicht , kann mit einem Ein-Schicht-Sputterprozess auf die Elektroden¬ finger aufgebracht und anschließend geglättet werden.
In einer Aus führungs form weist das Substrat eine Oberflächen- normale auf, die senkrecht auf der kristallografischen
X-Achse des Substrats steht und die mit der Y-Achse des Sub¬ strats einen Winkel von 127,85 ± 5 0 einschließt. Die untere Haftschicht ist zwischen 3 nm und 8 nm dick. Die Elektrodenlage ist zwischen 130 nm und 190 nm dick. Die obere Haft- schicht ist hier zwischen 3 nm und 8 nm dick. Die Kompensationsschicht kann zwischen 25 % und 45 % der akustischen Wellenlänge dick sein. Die Trimmschicht ist zwischen 30 nm und 110 nm dick. Die untere oder die obere Haftschicht kann Ti umfassen.
Die untere Haftschicht kann 5 nm dick sein, die obere Haft¬ schicht kann ebenfalls 5 nm dick sein.
Die Elektrodenlage kann eine 2 nm dicke Silberschicht und eine 170 nm dicke Kupferschicht umfassen. Das Metallisie¬ rungsverhältnis der Elektrodenlage, n, kann zwischen 0,5 und 0,58 liegen. Beispielsweise kann das Metallisierungsverhält¬ nis der Elektrodenlage, n, 0,54 für ein Sendefilter und 0,56 für ein Empfangsfilter betragen. Es ist auch möglich, dass n = 0,51 für das Sendefilter und n = 0,53 für das Empfangsfilter beträgt. Die Dicke der Kompensationsschicht kann 7 % der Dicke der Elektrodenlage betragen.
Es ist möglich, als Trimmschicht eine 100 nm dicke Schicht aufzutragen und nach dem Trimmen eine etwa 45 nm dicke zu verbleibende Trimmschicht anzustreben. Dazu wird die Metalli¬ sierungshöhe und damit auch die allein durch die Elektroden¬ lage selbst bewirkte Massenbelastung entsprechend niedrig eingestellt . In einer Aus führungs form weist das Substrat eine Oberflächennormale auf, die senkrecht auf der kristallografischen
X-Achse des Substrats steht und mit der Y—Achse einen Winkel von 127,85 ± 5 ° einschließt. Die Dicke der unteren und obe¬ ren Haftschichten beträgt zwischen 3 nm und 8 nm. Die Haft- schichten können Titan umfassen. Die Dicke der Elektrodenlage und die Dicke der Kompensationsschicht sind optimal aufeinan¬ der abgestimmt, um eine gute Temperaturkompensation und einen hinreichenden elektroakustischen Kopplungskoeffizienten zu erhalten. Darüber hinaus wird eine starke Anregung einer Ray- leigh—Oberflächenwelle erzielt und mögliche Scherwellen ef¬ fektiv unterdrückt. Dazu umfasst das Elektrodenmaterial Cu und die Kompensationsschicht S1O2. Die Dicke der Elektroden¬ lage beträgt zwischen 5 % und 15 % der akustischen
Wellenlänge λ, die Dicke der Kompensationsschicht beträgt zwischen 25 % und 45 % λ. Als Material der Trimmschicht kommt S13N4 in Frage. Deren relative Schichtdicke von bis zu 5 % der Wellenlänge λ ist ausreichend, um herstellungsbedingte Schwankungen der Frequenzlage zu durch nachträgliches
Abtragen/Trimmen ausgleichen zu können.
Durch die hohe Biegesteifigkeit von S 13N4 kann damit ohne we- sentliche Verminderung an elektroakustischer Kopplung - und damit ohne wesentliche Verminderung der Bandbreite eines ent¬ sprechenden Filterelements - die Frequenzlage des Bauteils um bis zu etwa 10000 ppm nach oben korrigiert werden. In einer Aus führungs form für die Anwendung bei W-CDMA (UMTS) Band II Signalen (Tx: 1850 - 1910 MHz, Rx : 1930 - 1990 MHz) mit einer relativen Bandbreite von 3,2 % beträgt die Schicht¬ dicke der Elektrodenlage aus Cu bevorzugt 140 nm, die
Schichtdicke der Kompensationsschicht aus S 1O2 590 nm und die Schichtdicke der Trimmschicht aus S 13N4 zwischen 15 nm und 75 nm. Zur Erhöhung der Leistungsfestigkeit kann die Elektrodenlage eine Teilschicht aus Ag mit einer Dicke von bis zu 10 nm umfassen . In einer Aus führungs form für die Anwendung bei W-CDMA (UMTS) Band III Signalen (Tx: 1710 - 1785 MHz, Rx : 1805 - 1880 MHz) mit einer relativen Bandbreite von 4,2 % beträgt die Schicht¬ dicke der Elektrodenlage aus Cu bevorzugt 140 nm, die
Schichtdicke der Kompensationsschicht aus S 1O2 590nm und die Schichtdicke der Trimmschicht aus S 13N4 zwischen 15 nm und 75 nm. Zur Erhöhung der Leistungsfestigkeit kann die Elektrodenlage eine Teilschicht aus Ag mit einer Dicke von bis zu 10 nm umfassen . In einer Aus führungs form für die Anwendung bei W-CDMA (UMTS) Band VII Signalen (Tx: 2500 - 2570 MHz, Rx : 2620 - 2690 MHz) mit einer relativen Bandbreite von 2,7 % beträgt die Schicht¬ dicke der Elektrodenlage aus Cu bevorzugt 140 nm, die Schichtdicke der Kompensationsschicht aus S 1O2 540nm und die Schichtdicke der Trimmschicht aus S 13N4 zwischen 15 nm und 75 nm. Zur Erhöhung der Leistungsfestigkeit kann die Elektrodenlage eine Teilschicht aus Ag mit einer Dicke von bis zu 10 nm umfassen.
In einer Aus führungs form für die Anwendung bei W-CDMA (UMTS) Band VIII Signalen (Tx: 880 - 915 MHz, Rx : 925 - 960 MHz) mit einer relativen Bandbreite von 3,8 % beträgt die Schichtdicke der Elektrodenlage aus Cu bevorzugt 250 nm, die Schichtdicke der Kompensationsschicht aus S 1O2 1200nm und die Schichtdicke der Trimmschicht aus S 13N4 zwischen 20 nm und lOOnm. Zur Erhöhung der Leistungsfestigkeit kann die Elektrodenlage eine Teilschicht aus Ag mit einer Dicke von bis zu 10 nm umfassen.
In einer Aus führungs form für die Anwendung bei ISM Signalen (2400 — 2483 MHz) mit einer relativen Bandbreite von 3,4 % beträgt die Schichtdicke der Elektrodenlage aus Cu bevorzugt 130 nm, die Schichtdicke der Kompensationsschicht aus S 1O2 470 nm und die Schichtdicke der Trimmschicht aus S 13N4 zwischen 15 nm und 75 nm. Zur Erhöhung der Leistungsfestigkeit kann die Elektrodenlage eine Teilschicht aus Ag mit einer Dicke von bis zu 10 nm umfassen. Das Metallisierungsverhältnis n der Elektrodenfinger kann zwischen 0,50 und 0,58 betragen. Das Metallisierungsverhält¬ nis für W-CDMA (UMTS) Band II Signale kann 0,54 für das Sen¬ defilter und 0,56 für das Empfangsfilter betragen. Das Metallisierungsverhältnis für W-CDMA (UMTS) Band III Sig¬ nale kann 0,51 für das Sendefilter und 0,53 für das Empfangsfilter betragen. Das Metallisierungsverhältnis für W-CDMA (UMTS) Band VII Sig¬ nale kann etwa 0,52 betragen.
Das Metallisierungsverhältnis für W-CDMA (UMTS) Band VIII Signale kann etwa 0,55 betragen.
Das Metallisierungsverhältnis für ISM Signale kann etwa 0,52 betragen . Ein solches Piezosubstrat ist ein so genanntes LN128-Sub- strat, wobei LN für Lithiumniobat steht. Ein solches piezo¬ elektrisches Substrat ermöglicht eine gute piezoelektrische Kopplung, das heißt einen hohen Kopplungskoeffizienten κ2. Es ermöglicht ferner ein Bauelement mit geringen Verlusten, zum Beispiel Leckwellenverlusten, sowie mit einer geringen Anfälligkeit für Störmodenanregungen.
Eine andere Möglichkeit, einen derartiger Kristallschnitt ei¬ nes LiNb03 Substrat zu definieren, besteht in der Angabe der Eulerwinkel: (λ = 0°, μ = 37,85° ± 5°, θ = 0°) .
Dabei sind die Eulerwinkel wie folgt definiert: Zuerst wird von einem Satz Achsen x, y, z ausgegangen, welches die kristallographischen Achsen des Substrats sind.
Der erste Winkel, λ, gibt an, um welchen Betrag die x-Achse und die y-Achse um die z-Achse gedreht werden, wobei die x- Achse in Richtung der y-Achse gedreht wird. Entsprechend ent¬ steht ein neuer Satz von Achsen χ λ , y ζ λ , wobei z = ζ λ .
In einer weiteren Rotation werden die zx-Achse und yx-Achse um den Winkel μ um die xx-Achse gedreht. Dabei wird die y - Achse in Richtung der zx-Achse gedreht. Entsprechend entsteht ein neuer Satz von Achsen χλ λ, γλ λ, ζλ λ, wobei χλ = χλ λ.
In einer dritten Rotation werden die x^-Achse und die γλ λ- Achse um den Winkel Θ um die z^-Achse gedreht. Die x^-Achse wird dabei in Richtung der y^-Achse gedreht. So entsteht ein drittes Set von Achsen χλ λ λ, γλ λ λ, ζλ λ λ, wobei z λ λ=ζ λ λ λ .
Die x^^Achse und die Y -Achse liegen dabei parallel zur Oberfläche des Substrats. Die z^^Achse ist die Oberflächen¬ normale des Substrats. Die x^^Achse gibt die Ausbreitungs¬ geschwindigkeit der akustischen Wellen an.
Die Definition ist in Übereinstimmung mit dem internationalen Standard IEC 62276, 2005-05, Annex AI.
Ein solcher Kristallschnitt ermöglicht es, hoch koppelnde Rayleigh-Moden anzuregen. Ein solches Bauelement kann ein Bandpassfilter oder ein Bandsperrfilter, zum Beispiel ein Notchfilter, umfassen. Ferner kann ein solches Bauelement ein Sendefilter oder ein Empfangsfilter für ein mobiles Kommunikationsgerät umfassen. Ein entsprechendes Bauelement kann zusätzlich eine Balunfunktio- nalität (Balun = balanced <-► unbalanced Konverter) umfassen und zum Beispiel erdunsymmetrische HF-Signale in erdsymmetri¬ sche Signale oder erdsymmetrische Signale in erdunsymmetri¬ sche Signale konvertieren. In einer Aus führungs form umfasst das Bauelement einen Anten- nenanschluss , einen Sendesignalanschluss und einen Empfangs- signalanschluss . Zwischen dem Antennenanschluss und dem Sen¬ designalanschluss ist ein mit akustischen Wellen arbeitendes Sendefilter verschaltet. Zwischen dem Antennenanschluss und dem Empfangssignalanschluss ist ein mit akustischen Wellen arbeitendes Empfangsfilter verschaltet. Das Sendefilter und das Empfangsfilter sind auf derselben Seite des Substrats an- geordnet. Ein solches Bauelement stellt einen Duplexer dar. Insbesondere stellt ein solches Bauelement einen Ein-Chip- Duplexer dar, welcher im Vergleich zu Zwei-Chip-Lösungen kostengünstiger herzustellen ist, weil Strukturierungsschritte für Sende- und Empfangsfilter auf derselben Substratoberflä- che durchgeführt werden können. Außerdem kann eine geringere Bauteilgröße erzielt werden.
Das Sendefilter und das Empfangsfilter des Duplexers können unterschiedliche Schichtdicken des Lagenaufbaus und unter- schiedliche zusätzliche Funktionsschichten umfassen. Das Sendefilter und das Empfangsfilter können dann mit nacheinander abfolgenden Strukturierungsschritten hergestellt werden. Es ist aber auch möglich, dass der Lagenaufbau des Empfangsfil¬ ters mit dem Lagenaufbau des Sendefilters übereinstimmt. Dann können beide Filter auf eine besonders einfache Weise gleich¬ zeitig und während der selben Strukturierungsschritte herge¬ stellt werden.
In einer Aus führungs form des Duplexers umfasst das Sendefil- ter des Duplexers einen Laddertype-Filter. Das Empfangsfilter des Duplexers umfasst ein DMS-Filter. Im Sendefilter werden relativ hohe Leistungen, etwa in der Größenordnung
1 W = 30 dbm, übertragen. Laddertype-Filter sind besonders leistungsfest und eignen sich daher besonders für die
Verwendung in Sendefiltern. Ein Empfangsfilter braucht im Allgemeinen eine gute Isolation des Sendepfads vom
Empfangspfad, eine geringe Einfügedämpfung im Passband und eine hohe Selektion, d.h. eine hohe Sperrbereichsunter- drückung außerhalb des Passbands. DMS-Filter verfügen über eine gute Isolation und über eine hohe Selektion. DMS-Filter sind somit gut zur Verwendung in Empfangsfiltern geeignet. Zwischen dem DMS-Filter des Empfangsfilters und dem
Empfangsfiltereingang, mit dem das Empfangsfilter mit dem Sendefilter verschaltet sein kann, können zusätzliche
Resonatoren in Laddertype-Konfiguration verschaltet sein.
Für die Kombination von Filter - und Duplexer—Bauteilen mit in einem Transceiver integrierten Verstärkern und mit Frontend- Architekturen auf CMOS—Basis sind Bauteile mit integriertem Balun vorteilhaft.
Wenn die Umwandlung eines auf Masse bezogenen unsymmetrischen Signals in Form eines Impedanzwandlers als Balun verwirklicht wird, kann dieser Wandler entweder zwischen der gemeinsamen Tx/Rx-Leitung, die zur Antenne führt, und dem RX-Filter oder nach dem unsymmetrischen Rx—Filter angeordnet sein. In beiden Fällen kann jedoch die Umwandlung mit einem Signalverlust verbunden sein, dessen Ursachen eine Fehlanpassung sowie internen Verluste des Baluns sind. Um solche Abgleichverluste zu vermeiden oder zu vermindern, kann ein Rx-Filter ein
Bandpassfilter mit integriertem Balun umfassen. Der Signalab- gleich erfolgt durch Anschluss von DMS—Resonatoren . DMS— Resonatoren erreichen besonders in der linken Flanke hohe Flankensteilheit und außerdem hohe Isolationswerte zum Tx- Filter. Ferner sind keine hohen Leistungsbelastung erforderlich. Deshalb sind solche Resonatoren gut für den Einsatz in Rx-Filtern geeignet.
In einer Ausgestaltung dieser Aus führungs form weist das Lad- dertype-Filter des Sendefilters Resonatoren mit einer cosi- nusförmigen Uberlappwichtung auf. Das DMS-Filter des Empfangsfilter weist eine mehrfache Uberlappwichtung auf.
Der Begriff Uberlappwichtung bezeichnet dabei, dass die Überlappungslänge von Elektrodenfingern von benachbarten Elektrodenfingern sich entlang der Ausbreitungsrichtung der akustischen Wellen, der x λ λ ^Richtung, ändert. Bei einer cosinus- förmigen Uberlappwichtung ändert sich der Überlapp gemäß der Cosinusfunktion. Der Koordinatenursprung kann dabei prinzipiell überall innerhalb des entsprechenden Wandlers angeord¬ net sein.
Um die Leistungsfestigkeit zu erhöhen, können die Resonatoren seriell kaskadiert ausgeführt sein. Um eine angepasste Impe- danz zu erhalten, ist eine vierfach größere Flächenbelegung nötig. Damit ist die akustische Leistungsdichte in etwa ge- viertelt und die an den Interdigitalwandlern anliegende Span- nung ist halbiert. Damit nicht zu große Aperturen verwendet werden müssen, ist es möglich, die Resonatoren länger auszu- gestalten. Um eine wirksame Überlappwichtung zu ermöglichen, können lange Resonatoren mit einem großen Aspektverhältnis, etwa Länge / Breite >= 5 vermieden werden. Statt dessen können die Resonatoren durch einen kurzen Reflektor
aufgetrennt und als Staffel, z . B. als 2x2 oder als 2x3
Staffel angeordnet sein.
Das DMS-Filter weist eine mehrfache Uberlappwichtung auf. Das bedeutet, dass der Elektrodenüberlapp sich entlang der Aus¬ breitungsrichtung der akustischen Wellen ändert. Der veränderliche Überlapp weist dabei eine periodische Struktur ent¬ lang der Ausbreitungsrichtung auf. Auch die Uberlappwichtung des DMS-Filters kann cosinusförmig sein. Für die Interdigitalwandler der DMS-Struktur mit einem kleinem Aspektverhältnis, etwa Länge / Breite < 1, ist eine schwach ausgeprägte, sinusförmige Mehrfachwichtung von weniger als 50% vorteilhaft. Damit ist die Überlappungsfunktion in den Übergangsbereichen zwischen den Wandlern, also in den Bereichen hoher akustischer Leistungsdichte, stetig und die resultierende Übertragungsfunktion kann besser simuliert wer den .
Die Anzahl der Perioden für die sinusförmige Wichtung im DMS Filter kann größer oder gleich der Anzahl der Wandler im DMS Filter sein.
Durch eine Überlappwichtung wird in einem mit akustischen Wellen arbeitenden Wandler eine ausreichende Unterdrückung transversaler Effekte erzielt oder die Welligkeit der Einfü¬ gedämpfung im Passband vermindert. Insbesondere zeigt eine derartige Ausgestaltung des Duplexers eine gute Übereinstim¬ mung mit dem bei der Entwicklung des Duplexers verwendeten Simulationsmodell. Dadurch können bei der Entwicklung der Filter Iterationsschritte der Simulation eingespart werden.
In einer Aus führungs form des Bauelements ist die Kompensati¬ onsschicht ausschließlich oberhalb von akustisch aktiven Bereichen des Substrats angeordnet. Akustisch inaktive Bereich des Substrats bleiben von der Kompensationsschicht unbedeckt
Die Kompensationsschicht kann mit einem Sputterprozess auf das Substrat aufgebracht werden und mit einem Lithographie¬ prozesse strukturiert werden. Dabei werden die Kontaktpunkte für die spätere Kontaktierung von außen von der Schicht befreit und es bleiben nur noch akustisch aktive Bereiche zuzüglich erforderlicher Sicherheitsabstände mit der Kompensationsschicht bedeckt sowie, falls erforderlich, Bereiche von Leiterbahnüberkreuzungen. Leiterbahnüberkreuzungen sind bevorzugt durch eine im Überlappungsbereich zwischen den Elektrodenlagen oder einer weiteren Metalllage angeordnete Kompensationslage aufgebaut. Um den Bedarf an Chipfläche zu minimieren, können die Bereiche von Leiterbahnüberkreuzungen direkt an den Stromsammeischienen (engl.:
busbars) seitlich der akustisch aktiven Bereiche angeordnet sein .
Der positive Effekt durch die vorgenommene Strukturierung mi¬ nimiert mechanische Verspannungen zwischen der Kompensations¬ schicht und dem Substrat. Wie oben schon erläutert, vermin¬ dert die Kompensationsschicht den Temperaturgang der
Frequenzlage des Bauelements. Die Frequenzlage des Bauele¬ ments hängt vom Frequenzgang der elastischen Komponenten, zum Beispiel der Elastizitätsmodule der entsprechenden Materia¬ lien, ab. Eine Si02-Schicht hat beispielsweise einen Tempera¬ turgang der elastischen Komponenten, der dem Temperaturgang von Lithiumniobat LiNbC>3 entgegenläuft. Das ermöglicht zum einen zwar die Temperaturkompensationen, zum anderen aber entstehen dadurch thermisch induzierte Spannung in dem Compo- site aus Substrat und Kompensationsschicht. Dadurch, dass die Kompensationsschicht genau dort aufgetragen ist, wo akusti¬ sche Wellen im Substrat propagieren, erhält man eine Tempera¬ turkompensation und weniger thermischen Spannungen außerhalb dieses Bereiches.
In einer Aus führungs form des Bauelements weist die Elektro¬ denlage eine Ag (Silber) umfassende Schicht und eine auf der Ag umfassenden Schicht angeordnete Cu (Kupfer) umfassende Schicht auf. Durch eine solche Materialauswahl kann eine deutlich verminderte Akustomigration und dadurch eine erhöhte Lebensdauer des Bauelements erreicht werden. Ferner ist es möglich, die oben genannte Massenbelegung geeignet einzustellen, um eine gewünschte Ausbreitungsgeschwindigkeit der akustischen Welle zu erhalten. Eine in transversaler Richtung variierende Ausbreitungsgeschwindigkeit ermöglicht es, einen Wellenleiter zu bilden, in dem akustische Wellen optimal propagieren können.
In einem Bauelement können Zuleitungsverbindungen und Signalleitungen auf einem piezoelektrischen Substrat zur Reduzierung der Zuleitungsverluste und zum Schutz der Oberfläche der Leiter mit einer oder mehreren weiteren Metalllagen, zum Beispiel Ti oder AI, aufgedickt sein. Die weiteren Metalllage kann außerhalb der akustisch aktiven Bereiche die Elektrodenlage vollständig überdecken und die Kompensationsschicht überlappen oder von der Kompensationsschicht überlappt wer¬ den .
Das Bauelement kann ein HTCC- oder ein LTCC-Mehrlagensubstrat umfassen, auf dem ein die akustischen Bauelementstrukturen tragender Chip/piezoelektrischer Chip angeordnet ist. In Metallisierungslagen im Inneren des Mehrlagensubstrats können kapazitive, induktive oder resistive Elemente strukturiert sein .
Ein Verfahren zur Herstellung eines mit akustischen Wellen arbeitenden Bauelements umfasst die Schritte:
- Bereitstellen eines Substrats,
- Abscheiden einer unteren Haftschicht auf das Substrat,
- Strukturieren von kammförmigen, ineinander greifende Elektrodenfingern in einer Elektrodenlage auf der unteren Haftschicht, - Abscheiden einer oberen Haftschicht auf die Elektrodenfinger,
- Abscheiden einer Kompensationsschicht auf die freiliegenden Bereiche von Substrat, unterer Haftschicht, Elektrodenfin¬ ger und oberer Haftschicht,
- Abscheiden einer Trimmschicht auf die Kompensationsschicht,
- Einstellen einer gewünschten Frequenzlage des Bauelements durch Dünnen der Trimmschicht.
Die Kompensationsschicht, die untere Haftschicht, die Elekt¬ rodenfinger, die obere Haftschicht und die Trimmschicht kön¬ nen deckungsgleich sein. Eine Haftschicht kann isolierend und dann auch im Bereich zwischen den Elektroden angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, dass, die untere Haftschicht, die obere Haftschicht oder die Kompensationsschicht auch in Be¬ reichen zwischen Elektrodenfingern angeordnet sind.
Mit diesen Verfahrensschritten kann eine Vielzahl von Bauelementen auf einem Wafer hergestellt werden. Die einzelnen Bauelemente können nach der Herstellung durch Zersägen, Zerschneiden oder Zerteilen des Wafers, z. B. mittels Laser vereinzelt werden.
Die gewünschte Frequenzlage des Bauelements kann eingestellt werden, indem jedes der Bauelemente einzeln vermessen wird und im Trimmschritt individuell getrimmt/gedünnt wird.
Es ist aber auch möglich, einzelne einer Vielzahl von sich auf dem Wafer befindenden Bauelementen bezüglich der Frequenzlage zu vermessen und die Trimmschicht, welche alle Bau¬ elemente bedeckt und zuvor auf der gesamten Oberfläche des Wafers abgeschieden wird ortsaufgelöst z. B. mittels Ionen- strahlätzens zu dünnen. Möglich ist eine Vermessung einzelner an charakteristischer Stelle angeordneter Bauelemente und Interpolation einer Abweichung der Frequenz über die Wafer- Fläche . Eine Aus führungs form des Verfahrens umfasst ferner die
Schritte :
- Aufschleudern einer Lackschicht (LS) mit ebener Oberfläche auf die Kompensationsschicht (KS),
- Aushärten der Lackschicht (LS),
- Ätzen der Lackschicht (LS), bis die darunter liegende Kom¬ pensationsschicht (KS) teilweise freigelegt ist,
- Ätzen der der Lackschicht und des freigelegten Teils der Kompensationsschicht (KS), bis die Lackschicht vollständig entfernt ist.
Dabei sind die Ätzbedingungen so eingestellt sind, dass die ausgehärtete Lackschicht und die Kompensationsschicht die gleiche Ätzrate aufweisen. Damit kann ein Bauelement mit einer besonders geringen
Oberflächenrauigkeit der Kompensationsschicht und einer zur x, M-y,u-Ebene parallele Oberfläche des Lagenstapels erhal¬ ten werden. In einer weiteren Aus führungs form umfasst das Verfahren ferner die Schritte:
- Erzeugen einer Trimmschicht auf der Kompensationsschicht,
- Messen der Frequenzlage des Bauelements nach Erzeugen der Trimmschicht,
- Abtragen einer Teilschicht der Trimmschicht. Dabei wird die Dicke der abzutragenden Teilschicht in Abhän¬ gigkeit von der Differenz der gemessenen Frequenzlage zu einer gewünschten Frequenzlage bemessen.
Dabei hängt die Dicke der abzutragenden Teilschicht von der Differenz der gemessenen Frequenzlage zu einer gewünschten Frequenzlage ab. Das Trimmen der Bauelemente kann für eine Vielzahl von auf einem Wafer angeordneten Bauelementen ortsaufgelöst und frequenzgenau durchgeführt werden.
Im Folgenden wird das Bauelement anhand von Ausführungsbei¬ spielen und zugehörigen schematischen Figuren näher erläutert .
Es zeigen:
Figur 1 : einen Querschnitt entlang der Ausbreitungsrichtung der akustischen Wellen durch ein Bauelement,
Figur 2: eine Ausführungsform, wobei mit akustischen Wellen arbeitende Resonatoren zu einem Duplexer verschaltet sind,
Figur 3a: einen Interdigitalwandler mit cosinusförmiger Über lappwichtung,
Figur 3b: kaskadierte Interdigitalwandler,
Figur 3c: akustisch gekoppelte Interdigitalwandler mit
Mehrfachwichtung,
Figur 4 : ein Bauelement, bei dem lediglich akustisch aktive
Bereiche von der Kompensationsschicht bedeckt sind Figur 5: einen Querschnitt durch ein Bauelement, bei dem zur Planarisierung der Kompensationsschicht eine Lack¬ schicht aufgebracht ist. Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch ein mit akustischen
Wellen arbeitendes Bauelement B entlang der Ausbreitungsrichtung χ λ λ λ der akustischen Wellen. Das Bauelement B umfasst ein Substrat SU. Auf dem Substrat SU ist eine untere Haft¬ schicht UHS angeordnet. Oberhalb der unteren Haftschicht UHS ist eine Kompensationsschicht KS angeordnet. Zwischen der un¬ teren Haftschicht UHS und der Kompensationsschicht KS ist eine Elektrodenlage EL angeordnet. In der Elektrodenlage EL sind Elektrodenfinger EF zweier Elektroden strukturiert. Zwei unterschiedlich ausgerichtete Schraffierungen der Elektroden- finger EF zeigen die Zugehörigkeit zu den unterschiedlichen
Elektroden an. Oberhalb der Elektrodenfinger EF und unterhalb der Kompensationsschicht KS ist eine obere Haftschicht OHS angeordnet. Die obere Haftschicht OHS vermittelt eine gute mechanisch stabile Verbindung zwischen der Elektrodenlage EL und der Kompensationsschicht KS. Die Kompensationsschicht ist zwischen der Elektrodenlage EL und der Trimmschicht TS ange¬ ordnet .
Die Elektrodenfinger EF unterschiedlicher Elektroden sind galvanisch voneinander getrennt. Der Raum zwischen benachbarten Elektrodenfingern EF kann durch ein Material aufgefüllt sein, welches aus zumindest einem aus der unteren Haftschicht UHS, der oberen Haftschicht OHS und der Kompensationsschicht KS ausgewählt ist. Möglich ist es, dass alle diese genannten Schichten sich auch in den Bereich zwischen den Elektrodenfingern erstrecken. Es ist aber auch möglich, dass der Raum zwischen den Elektrodenfingern und gegebenenfalls zwischen auf den Elektrodenfingern angeordneten Streifen der oberen Haftschicht OHS leer ist.
Die Elektrodenlage EL kann selbst mehrere Teilschichten, wel- che wiederum Ag oder Cu umfassen, umfassen. Die untere Haftschicht oder die obere Haftschicht können Ti umfassen.
Durch geeignete Prozessführung beim Aufbringen der Kompensationsschicht kann die Bildung von Lücken zwischen den
Elektrodenfingern verhindert werden; durch die geringe mechanische Impedanz der Lücke und dem entsprechend hohen
Impedanzsprung von Elektrode zu Lücke bzw. von Kompensations¬ schicht zu Lücke würde andernfalls das mechanische
Reflexionsprofil im Allgemeinen deutlich beeinflusst ; dies könnte zu einer Zunahme der Fertigungsstreuung der
Frequenzlage führen.
Figur 2 zeigt, wie mit akustischen Wellen arbeitende Resona¬ toren des mit akustischen Wellen arbeitenden Bauelements zu einer Duplexerschaltung verschaltet sind. Die Schaltung um- fasst einen Antennenanschluss AA, der mit einer Antenne AN verschaltet sein kann. Der Antennenanschluss ist mit einem Sendesignalanschluss SSA eines Sendefilters SF verschaltet. Zusätzlich ist der Antennenanschluss AA mit einem Empfangs- signalanschluss ESA eines Empfangsfilters EF verschaltet. Das Sendefilter SF umfasst ein Laddertype-Filter LF. Das Laddertype-Filter LF umfasst drei in Serie geschaltete Resonatoren. Ferner umfasst das Laddertype-Filter LF zwei parallele Reso¬ natoren, die die Serienresonatoren mit Masse verschalten.
Das Empfangsfilter EF umfasst zwei Grundglieder eines Laddertype-Filters. Jedes Grundglied eines Laddertype-Filters um¬ fasst einen Serienresonator SR und einen Parallelresonator PR. Ausgangsseitig umfasst das Empfangsfilter EF ein DMS-Fil- ter DMS . Das DMS-Filter umfasst Balunfunktionalität und ist eingangsseitig erdunsymmetrisch und ausgangsseitig erdsymmet¬ risch ausgestaltet.
Zwischen dem Antennenanschluss AA und dem Eingangssignalan- schluss ESA ist ein Anpasselement AE zur Anpassung der Impe¬ danz am Eingangssignalanschluss ESA verschaltet. Dadurch ist es möglich, die Impedanz des Sendefilters in den Leerlauf zu transformieren .
Figur 3a zeigt einen Interdigitalwandler, z. B. einen SAW- oder GBAW-Wandler, mit cosinusförmiger Überlappwichtung . Benachbarte Elektrodenfinger EF sind mit einander gegenüberliegenden Stromsammeischienen (englisch: Busbar) BB verschaltet. Die Kurve COS zeigt den cosinusförmigen Verlauf des Überlapps der Elektrodenfinger EF. Der in Figur 3a gezeigte Wandler umfasst in etwa eine halbe Periode der Cosinuskurve. Größere oder kleinere Anteile der Cosinuskurve sind möglich. Insbesondere ist es möglich, Wandler mit mehreren Cosinuspe¬ rioden auszugestalten. In einem solchen Fall mehrerer Perioden spricht man von einer Mehrfachwichtung . Die Reflektoren am Spurende können zur Minimierung der benötigten Chipfläche transversal nach innen eingezogen und in Ausbreitungsrichtung keilförmig verjüngt sein.
Figur 3b zeigt eine gestaffelte Anordnung von Resonatoren. Die Resonatoren sind kaskadiert und für ein vorteilhaftes As¬ pektverhältnis zu einer 2x2 Staffel unterteilt angeordnet. Zwei lateral nebeneinander angeordnete Resonatoren sind durch Reflektoren getrennt. Figur 3c zeigt eine Gewichtung für gekoppelte Resonatoren, z. B. von DMS—Filtern. Für gekoppelte Resonatoren mit einem kleinem Aspektverhältnis ist eine cosinus- oder sinusförmige Mehrfachwichtung möglich. Zwischen zwei lateral nebeneinander angeordneten Resonatoren sind keine oder akustisch teilweise transparente Reflektoren angeordnet.
Figur 4 zeigt eine Anordnung von Resonatoren R und Signalleitungen auf einem Substrat SU. Nur die akustisch aktiven Bereiche, die akustischen Spuren der Resonatoren, sind durch eine Beschichtung, die Kompensationsschicht KS, bedeckt.
Akustisch inaktive Bereiche des Substrats SU sind frei von der Kompensationsschicht KS, um thermisch induzierte Spannun¬ gen zwischen dem Substrat SU und der Kompensationsschicht KS zu vermindern oder zu vermeiden.
Figur 5 zeigt eine Kompensationsschicht mit nicht planarer Oberfläche. Auf der nicht planaren Oberfläche ist eine Lack¬ sicht LS angeordnet. Die Lackschicht LS schmiegt sich dem nicht planaren Verlauf der Oberfläche der Kompensations¬ schicht KS an und hat selbst eine planare Oberfläche. Eine planare Oberfläche der Lackschicht LS kann erhalten werden, wenn die Lachschicht LS während eines Herstellungsprozesses auf ein Bauelement oder auf einen Wafer mit einer Vielzahl an Bauelementen aufgeschleudert wird.
Die Lackschicht und Ätzverfahren sind so gewählt, dass die Lackschicht in gehärtetem Zustand im Wesentlichen dieselbe Ätzrate wie die Kompensationsschicht KS hat. Nach der Härtung der Lackschicht LS kann die Lackschicht und ein Teil der Kom¬ pensationsschicht KS, zum Beispiel mittels eines Ätzverfah¬ rens, z. B. eines Trockenätzverfahrens, abgetragen werden. Die Abtragung kann so lange stattfinden bis die Lackschicht LS vollständig entfernt ist und die plane Oberfläche der Lackschicht in die Kompensationsschicht übertragen ist.
Ein erfindungsgemäßes Bauelement und ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren sind nicht auf eines der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Kombinationen derer und Va¬ riationen, welche zum Beispiel noch weitere Schichtfolgen oder Resonatorstrukturen oder Abscheideprozesse oder Planari- sierungs- oder Trimmprozesse umfassen, stellen ebenso erfin- dungsgemäße Ausführungsbeispiele dar.
Bezugs zeichenliste :
AA: Antennenanschluss
AE : Anpasselement
AN: Antenne
B: mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement
BB: Stromsammeischiene (englisch: Busbar)
COS : cosinusförmige Überlappwichtung
DMS : DMS (Doublemode SAW) Filter
EF: Empfangs filter
ELF: Elektrodenfinger
EL: Elektrodenlage
ESA: Eingangssignalanschluss
KS : KompensationsSchicht
LF: Laddertype-Filter
LS : Lackschicht
OHS : obere Haftschicht
PR: Parallelresonator
R: Resonator
SF: Sendefilter
SL: Signalleitung
SR: Serienresonator
SSA: Sendesignalanschluss
SU: Substrat
TS : Trimmschicht
UHS : untere Haftschicht

Claims

Patentansprüche
1. Mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement (B) ,
umfassend
- ein piezoelektrisches Substrat (SU) , eine untere
Haftschicht (UHS), eine Elektrodenlage (EL), eine obere Haftschicht (OHS), eine Kompensationsschicht (OHS) und eine Trimmschicht (TS), wobei
- die untere Haftschicht (UHS) oberhalb des Substrats (SU) angeordnet ist,
- die Elektrodenlage (EL) kammförmige, ineinander greifende Elektrodenfinger (ELF) zweier Elektroden umfasst und oberhalb der unteren Haftschicht (UHS) angeordnet ist,
- die obere Haftschicht (OHS) oberhalb der
Elektrodenfinger (ELF) angeordnet ist,
- die Kompensationsschicht (KS) den Temperaturgang der Frequenzlage des Bauelements (B) vermindert und zwischen den Elektrodenfingern sowie bedeckend auf den
Elektrodenfingern angeordnet ist,
- die Trimmschicht (TS) eine gewünschte Frequenzlage einstellt und oberhalb der Kompensationsschicht (KS) angeordnet ist. 2. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
- das piezoelektrische Substrat (SU) LiNbC>3 umfasst,
- die untere (UHS) und die obere (OHS) Haftschicht Ti umfassen,
- die Elektrodenfinger (ELF) Cu umfassen,
- die Kompensationsschicht (KS) S1O2 umfasst und
- die Trimmschicht (TS) S13N4 umfasst. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- das Substrat (SU) eine Oberflächennormale aufweist, die senkrecht auf der Piezoachse steht und die mit der Y- Achse des Substrats (SU) einen Winkel von 127,85 ± 5° einschließt,
- die untere Haftschicht (UHS) zwischen 3 nm und 8 nm dick ist,
- die Elektrodenlage (EL) zwischen 5% und 15% der
akustischen Wellenlänge λ oder zwischen 5% und 15% der akustischen Wellenlänge λ dick ist,
- die obere Haftschicht (OHS) zwischen 3 nm und 8 nm dick ist,
- die Kompensationsschicht (KS) zwischen 25% und 45% der akustischen Wellenlänge dick ist und
- die Trimmschicht (TS) bis zu 5% der akustischen
Wellenlänge λ dick ist.
Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- das Bauelement einen Antennenanschluss (AA) , einen Sendesignalanschluss (SSA) und einen
Empfangssignalanschluss (ESA) umfasst,
- zwischen dem Antennenanschluss (AA) und dem
Sendesignalanschluss (SSA) ein mit akustischen Wellen arbeitendes Sendefilter (SF) verschaltet ist,
- zwischen dem Antennenanschluss (AA) und dem
Empfangssignalanschluss (ESA) ein mit akustischen Wellen arbeitendes Empfangsfilter (EF) verschaltet ist,
- das Sendefilter (SF) und das Empfangsfilter (EF) auf der selben Seite des Substrats (SU) angeordnet sind und
- das Bauelement ein Duplexer ist.
Duplexer nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
- das Sendefilter (SF) ein Laddertype-Filter (LF) und - das Empfangsfilter (EF) ein DMS-Filter (DMS) umfasst.
6. Duplexer nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
- das Laddertype-Filter (LF) des Sendefilters (SF)
Resonatoren mit einer Kosinus-förmigen Überlappwichtung (COS) aufweist und
- das DMS-Filter (DMS) des Empfangsfilters (EF) eine mehrfache Überlappwichtung aufweist.
7. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kompensationsschicht (KS) ausschließlich oberhalb von akustisch aktiven Bereichen des Substrats (SU) angeordnet ist und akustisch inaktive Bereiche des Substrats (SU) von der Kompensationsschicht (KS) unbedeckt sind.
8. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektrodenlage (EL) eine Ag umfassende Schicht und eine auf der Ag umfassenden Schicht angeordnete Cu umfassende Schicht aufweist.
9. Verfahren zur Herstellung eines mit akustischen Wellen arbeitenden Bauelements, umfassend die Schritte
- Bereitstellen eines Substrats (SU) ,
- Abscheiden einer unteren Haftschicht (UHS) auf das Substrat (SU),
- Strukturieren von kammförmigen, ineinander greifenden Elektrodenfingern (ELF) in einer Elektrodenlage (EL) auf der unteren Haftschicht (UHS),
- Abscheiden einer oberen Haftschicht (OHS) auf die
Elektrodenfinger (ELF) ,
- Abscheiden einer Kompensationsschicht (KS) auf die freiliegenden Bereiche von Substrat (SU) , unterer Haftschicht (UHS), Elektrodenfinger (ELF) und oberer Haftschicht (OHS),
- Abscheiden einer Trimmschicht (TS) auf die
Kompensationsschicht (KS),
- Einstellen einer gewünschten Frequenzlage des
Bauelements durch Dünnen der Trimmschicht (TS) .
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, ferner umfassend die Schritte
- Aufschleudern einer Lackschicht (LS) mit ebener
Oberfläche auf die Kompensationsschicht (KS),
- Aushärten der Lackschicht (LS),
- Ätzen der Lackschicht (LS), bis die darunter liegende Kompensationsschicht (KS) teilweise freigelegt ist,
- Ätzen der der Lackschicht und des freigelegten Teils der Kompensationsschicht (KS), bis die Lackschicht vollständig entfernt ist,
- wobei die Ätzbedingungen so eingestellt sind, dass die ausgehärtete Lackschicht (LS) und die
Kompensationsschicht (KS) die gleiche Ätzrate aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, ferner umfassend die Schritte:
- Erzeugen einer Trimmschicht (TS) auf der
Kompensationsschicht (KS),
- Messen der Frequenzlage des Bauelements B nach Erzeuge: der Trimmschicht (TS),
- Abtragen einer Teilschicht der Trimmschicht (TS),
- wobei die Dicke der abzutragenden Teilschicht in
Abhängigkeit von der Differenz der gemessenen Frequenzlage zu einer gewünschten Frequenzlage bemessen wird.
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