專利名稱：一種基于氧化鋅的諧振器的制造方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及諧振器，尤其是涉及一種基于氧化鋅的諧振器的制造方法。
隨著工作頻率超過500MHz的電子裝置的商業(yè)化程度的增加，比如，個人通信業(yè)務系統(tǒng)(“PCS”)、移動電話、無繩電話、尋呼機和通訊衛(wèi)星，傳統(tǒng)諧振器的限制變得越來越明顯。傳統(tǒng)的諧振器用壓電晶體在共振頻率振蕩，響應于交變電場的使用，共振頻率包括基頻和諧波。由這種現(xiàn)象產(chǎn)生的基頻由能量傳播通過薄膜的聲速(ν)除以薄膜厚度的二倍來定義，眾所周知，依賴于這種關系，還可以增加聲反射層來反射理想頻率，抑制不想要的其它頻率，如特殊的諧波。
無線網(wǎng)絡的大量使用促進了對適合于400MHz或更大頻率的諧振器應用的可選擇材料的研究努力，用傳統(tǒng)的材料，如石英或陶瓷來制造足夠薄晶體方面的實際局限性支持了這一動力。已知共振頻率與厚度之間的關系，對越來越高頻率的諧振器的需求，已轉而導致對可選擇的有足夠強度的薄膜材料的研究。
由薄膜材料制成的諧振器典型地包括壓電材料、至少一對將電場應用于壓電電介質的電極和至少一對用來建立駐波的反射表面，在某些基于薄膜的諧振器應用中，電極由薄膜材料層來實現(xiàn)，此薄膜材料層還能作為反射表面。為本發(fā)明公開的目的，基于薄膜的諧振器，將指體聲波(“BAW”)器件和面聲波(“SAW”)器件。
在典型的諧振器中，諧振器頂端電極形成的金屬/空氣界面充當基本的反射源。夾在頂層和底層電極之間是一個壓電層，其包括了一個織構性(textured)薄膜，出于本公開內(nèi)容的目的，織構性薄膜被定義為取向的并且是原子有序的晶體結構，正如在X光衍射下所見，其落在無規(guī)多晶體界限與單晶體界限之間。此外，X光衍射的搖擺曲線可用來衡量織構程度。如果諧振器是BAW器件，織構性壓電層具有與諧振器襯底表面垂直的極性方向。如果諧振器是SAW器件，織構性壓電層的極性方向可能垂直或平行于諧振器襯底表面。由于底部金屬層被典型地安裝在襯底上，諧振器還可以包括在襯底基底內(nèi)的空氣隙聲波腔。
為了尋求由能準確傳遞高于400MHz的頻率的薄膜制成的諧振器，測試了不同的材料。分析主要集中在兩個變量上，一個是品質因子Q，一個是電機耦合系數(shù)k2，品質因子Q用來表示諧振器的共振品質，而耦合系數(shù)k2表示諧振器的電能和機械能之間的轉換效率。Q和k2都反比于固有的聲波損耗，此損耗在其所定義的工作頻率段內(nèi)由諧振器產(chǎn)生?？傮w參見Campball，面聲波器件及其信號處理應用，Academic Press,Inc.,1989(以下稱為“Campball”)在此引入作為參考，Rosenbaum,，體聲波理論和器件，Artech House 1988(以下稱為“Rosenbaum”)現(xiàn)用的織構性薄膜，氮化鋁和氧化鋅都顯示出前途。盡管具有在單晶片上與半導體器件潛在集成的某些優(yōu)勢，但正如本領域的技術人員所了解，氮化鋁的耦合系數(shù)k2比氧化鋅的小，由于耦合系數(shù)k2對應于最終的諧振器的帶寬，氧化鋅在大于400MHz的諧振器應用中具有顯著的優(yōu)勢。
氧化鋅薄膜具有兩方面的特征，籍以分析其對諧振器應用的適應性。首先氧化鋅可形成為非晶或晶體結構態(tài)。薄膜中氧化鋅原子的有序或無序反映了其結構狀態(tài)。這樣，當氧化鋅是在一定溫度下形成薄膜，而低于此溫度形核不會發(fā)生，與/或摻雜時，其可能包含非晶態(tài)。出于本公開內(nèi)容的目的，形核被定義為織構性薄膜的結晶的促進，與其形成所在的襯底的結構無關。同樣地，當氧化鋅以已知的加熱循環(huán)形成時就顯示出織構性結晶結構。作為諧振器中的薄膜，其目標是形成最大可能的結晶和最大可能的取向的氧化鋅，這樣就產(chǎn)生了電機耦合系數(shù)k2的最高值，同時也達到其作為可控制振動元件應用的最低可能損耗。
而且，氧化鋅具有內(nèi)在阻抗性，這個特征在功能上與缺陷的數(shù)量有關-空間、填隙和/或堆積缺陷-或者氧化鋅的純度。因此，如果所用的氧化鋅相對不純或缺陷的數(shù)量大，電阻率就相對低，同樣，如果選擇的氧化鋅相對純并且缺陷的數(shù)量少，電阻率就相對高。就諧振器型應用，使用最高可能電阻率的氧化鋅是有優(yōu)勢的，因此就要使用相對高純度的氧化鋅。
氧化鋅薄膜已經(jīng)用于諧振器中，存在公認的制造氧化鋅薄膜的方法，這些方法產(chǎn)生帶有有限壓電效應的結構，因而覆蓋結晶、取向和阻抗性。這些所知的方法已經(jīng)運用X光衍射顯示出具有有限搖擺曲線、強度、和其他包括附加的衍射峰的可測特征。
總之，存在對基于薄膜的氧化鋅諧振器及其制造方法的需求，其具有較大的結晶度和取向，并且不影響其阻抗特性。
這里公開一種制造諧振器的方法。根據(jù)第一實施方案，該方法首先包括的步驟是提供諧振器襯底基底，在諧振器襯底基底上形成黏附層，隨后在黏附層上形成形核促進膜，其后在形核促進膜上形成氧化鋅結晶層，在氧化鋅結晶層上形成第二傳導層，通過應用形核促進膜促進氧化鋅層的成核作用來克服現(xiàn)有的制造氧化鋅薄膜的方法的局限。在本發(fā)明的另一個實施方案中，形核促進膜促進了織構化氧化鋅層。這樣，氧化鋅層是織構性的，并提高了晶體性和取向性，不依賴于形成諧振器的襯底類型。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，公開了一種諧振器的制造方法，該方法首先包括的步驟是提供有黏附層的諧振器襯底基底，然后在黏附層上形成Pt的形核促進膜。隨后在形核促進膜上反應濺射氧化鋅晶體層。形核促進膜在氧化鋅層形成中，促進晶體性和取向性的提高，不依賴于形成諧振器的襯底類型。在本發(fā)明的進一步的實施方案中，形核促進織構膜促進織構氧化鋅層。于是在氧化鋅層上形成了頂端電極。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，公開了一種諧振器。該諧振器包括了一個諧振器襯底基底和黏附層，在黏附層上形成形核促進膜，在傳導的形核促進膜上形成氧化鋅晶體層。形核促進膜在氧化鋅層形成中，促進提高晶體性和定向性，不依賴于形成諧振器的襯底類型。在本發(fā)明的進一步的實施方案中，形核促進膜促進氧化鋅層的織構。諧振器還包括在氧化鋅層上的一個頂端電極。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，公開了一個應用諧振器的電子器件，該電子器件包括至少接受或傳輸一種信號的天線和至少濾波該一種信號的濾波器。此外，該電子裝置包括至少放大該一種信號的放大器，混頻該至少一種信號的混頻器?；祛l器包括一個有諧振器的振蕩器。諧振器包括一個諧振器襯底基底，在諧振器襯底上形成的黏附層，在黏附層上的形核促進膜，在形核促進膜上形成的氧化鋅晶體層，在氧化鋅晶體層上形成的頂端電極。形核促進薄膜是非氧化性的，并且有著例如面心立方晶格結構(fcc)取向<111>。另外，形核促進膜在氧化鋅形成期間促進結晶增長和取向。在進一步的實施方案中，形核促進膜促進織構氧化鋅層。
通過下文的詳細描述、結合附加的權利要求和附圖，對熟悉本技術領域的人來說，這些和其他的優(yōu)點和目的將變得明確。
通過閱讀以下的非限制性實施方案的描述，并參考附圖，將對本發(fā)明有更好的理解，如下

圖1是本發(fā)明一個實施方案的透視圖。
圖2是本發(fā)明一個實施方案的截面圖。
圖3(a)和3(b)是本發(fā)明進一步實施方案的截面圖。
圖4(a)和4(b)是本發(fā)明第一和第二方面的俯視5是根據(jù)本發(fā)明另一實施方案的流程圖。
圖6顯示了本發(fā)明實施方案的電阻率(Ω-cm)、衍射搖擺角度(度)和溫度特征(℃)。
圖7是本發(fā)明另一實施方案的框圖。
應強調的是本申請的附圖并沒有按比例，而只是示意簡圖。這樣就不考慮描繪本發(fā)明的具體參數(shù)或結構細節(jié)。這些可由本領域的技術人員通過研究在此公開的信息而確定。
參閱圖1和圖2，其顯示了根據(jù)本發(fā)明實施方案的諧振器40。諧振器40可以是個體聲波(“BAW”)裝置。然而，面聲波(“SAW”)裝置也可以包括交叉指型換能器(“IDT”)而形成，其將通過以下說明來了解。
諧振器40包含一個諧振器襯底基底50。就本領域的技術人員來說很明顯諧振器襯底基底50還可以包括一個空隙聲波腔(未示出)。襯底基底50包括一個襯底層65。襯底層65包含硅(Si)。另外，可選擇的是，襯底層65還可以包含鉆石、石英、碳化硅(SiC)、藍寶石(Al2O3)、砷化鎵(GaAs)，和看過本公開內(nèi)容后本領域技術人員明顯看出的其它常用材料。
諧振器襯底50還包括形成在襯底層65上的一電介質疊層。關于BAW裝置，此一電介質疊層在功能上提供聲波反射，以及使襯底層65與下面詳述的隨后形成的傳導層電絕緣。對SAW振蕩器應用應注意的是，襯底層65與BAW振蕩器應用相比具有較高的聲速。然而，對SAW應用需認識到的是，電介質疊層并沒有結合在振蕩器襯底層65上，同樣，對BAW振蕩器應用，襯底層65和在其上形成的電介質層應有比SAW振蕩器應用更高的聲阻抗。
在一個實例中，電介質疊層至少包括一組交替的非晶二氧化硅(a-SiO2)和非晶氮化鋁(a-AlN)層，這里的電介質堆層可由九(9)層實現(xiàn)，其分別包括非晶二氧化硅(a-SiO2)層70、80、90和100，和非晶氮化鋁(a-AlN)層75、85、95和105。最頂層的非晶二氧化硅(a-SiO2)層110位于非晶氮化鋁(a-AlN)層105上面。對本領域的一般技術人員而言很顯然的是，以上示范的電介質堆層也可選自另外的排列和材料。因此，例如可用二氧化硅來代替非晶二氧化硅(a-SiO2)，同樣可用氮化鋁來替換非晶氮化鋁(a-AlN)。
諧振器40進一步包括一個在非晶二氧化硅(a-SiO2)層110上形成的的黏附層115，如下文詳述，黏附層115對其隨后的層起到黏附的作用。黏附層115是連續(xù)的，盡管小孔隙的形成不會妨礙其使用。黏附層115包含鈦(Ti)或鉻(Cr)，盡管替代材料，如鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉬(Mo)和鎢(W)，和某些合金，對看過本公開內(nèi)容的普通技術人員是很明顯的。黏附層115可通過濺射步驟形成，將可從下文理解。
在黏附層115上面形成底部電極120，電極120包括形核促進膜來促進隨后形成的織構性結晶層的形核和結晶，在下文的描述中將更明了。還應指出的是，在本發(fā)明的進一步實施方案中，電極120也是構圖的。
底部電極120包含鉑(Pt)。然而，各種非氧化性傳導替換材料用于促進隨后的晶體增長的，諸如金(Au)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銀(Ag)和銥(Ir)都可作為替代物。底部電極120的非氧化性，并且有面心立方晶格結構(fcc)取向<111>，并垂直于諧振器襯底50的表面也是非常有利的。
另外，諧振器40包括一個織構性壓電層125，其具有取向性和原子排序晶體結構，具有極軸-纖鋅礦結構材料的c軸-垂直于諧振器襯底50的表面?？棙嬓詨弘妼?25包含氧化鋅。然而，替換物和備選物，包括，例如氮化鋁(AlN)和其它具有纖鋅礦結構的材料，對看過本公開內(nèi)容的普通技術人員是很明顯的，氧化鋅層125可通過反應濺射步驟形成，將可通過下文理解。
在織構性壓電層125上形成頂部電極130，在本發(fā)明的另一實施方案中，頂部電極120也是構圖的。和頂部電極相關的圖案與諧振器40是BAW或SAW裝置相對應，參見Campbell和Rosenbaum。電極130包含鈦(Ti)或鉑(Pt)，雖然也可以用許多具有傳導性和非氧化性性質的可選擇材料，如銅(Au)和鈀(P)。在另一實施方案中，電極130包含面心立方晶格結構(fcc)取向(111>，其垂直于諧振器襯底50的表面。
如圖3(a)和3(b)所示為圖1和圖2中的諧振器40的第一和第二可選擇排列。在圖3(a)中，黏附層135形成在諧振器襯底基底50上。黏附層135對隨后形成在其上的層起到黏附作用。黏附層135是連續(xù)的，盡管小孔隙的形成不會妨礙其使用。黏附層135包含鈦(Ti)或鉻(Cr)，雖然替代材料，如鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉬(Mo)和鎢(W)對看過本公開內(nèi)容的一般技術人員是很明顯的。包含鋁的底部電極140形成在黏附層135上。而且，隨后形成的層中用以提高成核作用和結晶的鉑(Pt)織構性薄膜145也結合在電極140上，在上述的織構性膜145上是壓電結晶層150和頂部電極155。
在圖3(b)中，黏附電極層160形成在諧振器襯底基底50上。黏附電極層160包含鈦(Ti)或鉻(Cr)，雖然替代材料，如鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉬(Mo)和鎢(W)對看過本公開內(nèi)容的一般技術人員是很明顯的。在黏附電極層160上形成織構性膜165，其用來在隨后形成的層上促進成核作用，在織構性膜165上是織構性壓電層170和一個頂部電極175。
參見圖4(a)和圖4(b)，給出了表面聲波(“SAW”)裝置200和體聲波(“BAW”)裝置220的俯視圖。SAW裝置200包括一對電極元件205和210，它們形成在共振元件215上。作為交叉指型換能器(“IDT”)205和210，每個元件都能使聲波橫向傳播。相比之下，BAW裝置220包括一個底部電極225和一個頂部電極230，和一個構成在他們中間的共振元件(未示出)，用來傳播壓縮縱向聲波。
如圖5所示為一種制造諧振器的方法的流程圖。如上文所述，制作的諧振器是聲波元件，例如BAW或SAW器件。此外，盡管諧振器具體地包括氧化鋅織構性壓電層，但各種替換物對于看過本公開文本的一般技術人員也是很明顯的。
首先，該方法包括提供諧振器襯底基底的步驟(240)。如上文詳述，諧振器襯底基底在疊層的配置中包括許多層。然而，對本領域的一般技術人員應當明白，諧振器襯底基底還可包括空隙聲腔。
諧振器襯底基底包括襯底層，在本發(fā)明的一個實施方案中，襯底層包含硅(Si)。不過，對本領域的一般技術人員來說，各種替代材料是顯而易見的，即諧振器可包括鉆石、石英、碳化硅(SiC)、藍寶石(Al2O3)、砷化鎵(GaAs)，和其它一些對看過本公開內(nèi)容的本領域一般技術人員來說是很明顯的其他材料。
諧振器襯底基底還包括一電介質疊層。電介質堆層至少包括一組交替的非晶二氧化硅(a-SiO2)和非晶氮化鋁(a-AlN)層。在一實例中，電介質堆層包括九(9)層。這里，九層電介質堆層包括四層非晶二氧化硅(a-SiO2)，和分別在其上形成的四層非晶氮化鋁(a-AlN)，在頂層非晶氮化鋁(a-AlN)層上是最上層的非晶二氧化硅(a-SiO2)層。對本領域的普通技術人員來說很明顯，疊置電介質層堆還可用其它可選擇的排列和材料。比如可以用二氧化硅(SiO2)來代替非晶二氧化硅(a-SiO2)，同樣，可用氮化鋁(AlN)來代替非晶氮化鋁(a-AlN)。
提供了諧振器襯底基底后，接下來執(zhí)行預清潔(250)步驟，這一步是試圖在基底表面最上面形成其它層之前清潔它。雖然運用存在氬氣(Ar)和氮氣(N2)等離子體侵蝕來清潔襯底是有優(yōu)勢的，但預清潔步驟可用各種已知的辦法完成，在執(zhí)行預清潔步驟之前用真空計得到基底壓力來評估反應室的清潔度也是很有益的。
隨后，黏附層被形成在已清潔過的二氧化硅最頂層上。黏附層對隨后形成在其上的層起到黏附作用，黏附層是連續(xù)的，盡管有小孔隙也不會妨礙其作用。黏附層包含鈦(Ti)或鉻(Cr)，盡管一些替代材料，如鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎢(W)和一些合金對看過本公開內(nèi)容的普通技術人員是很明顯的。在本發(fā)明的一個實施方案中，黏附層通過存在氬(Ar)等離子體的濺射步驟形成，這個濺射步驟是通過在多種不同的條件和參數(shù)情況下有利地實現(xiàn)的，其包括在壓力下用DC電源加熱襯底。在形成黏附層之前清潔濺射靶(目標)也是有益的。
當黏附層達到理想的厚度，形核促進膜形成在黏附層上，其用來促進隨后發(fā)生的形核作用和結晶?？棙嬓员∧び米麟姌O。并有益地包括非氧化性和傳導性。在一個實施方案中，用作電極的形核促進膜含有鉑(Pt)，不過還可利用其它的非氧化性可選擇材料，如Au，在另一個實施方案中，形核促進膜有取向<111>面心立方晶格結構(“fcc”)，這樣形成的晶體結構的原子平面平行于諧振器襯底基底，并進一步促進隨后形成的織構性壓電層的形核。在本發(fā)明的進一步實施方案中應注意到，形核促進膜是構圖的。形核促進膜是通過存在氬氣(Ar)等離子體，經(jīng)濺射步驟有利地形成，濺射步驟通過不同的條件和參數(shù)來實現(xiàn)，包括在壓力下加熱襯底和運用DC電源。在形成形核促進膜前清潔濺射靶也是有益的。
其后，在形核促進膜上形成具有取向、原子有序的和晶體結構的織構性壓電層。在本發(fā)明的一個實施方案中，織構性壓電層包括氧化鋅薄膜，其利用存在活性等離子體，例如Ar∶O2下反應性濺射步驟形成，反應性濺射步驟在各種其它條件和參數(shù)下實現(xiàn)，包括在有壓力下運用RF電源有利地加熱襯底，不過，脈沖DC電源也是可行的選擇。在形成織構性壓電層之前清潔濺射目標也是有益的。在另一個實施方案中，諧振器襯底基底，包括黏附層和形成第一電極的織構性膜在施行反應濺射步驟時被旋轉。還應注意到的是，本發(fā)明的織構性壓電層用的是氧化鋅薄膜，其它替代材料，如氮化鋁(AlN)或硫化鎘(CdS)和其他一些具有纖鋅礦結構的材料等，對看過本公開內(nèi)容的本領域一般技術人員來說是明顯的。
當織構性壓電層形成后，就沉積第二或頂部電極。頂部電極可被構圖以形成電觸點，頂部電極包括鋁(Al)。然而，其它的可選擇材料，比如Ti或Au等對于看過本公開內(nèi)容的本領域任何普通技術人員是明顯的?；旧?，這些替代物都以傳導性、黏附性和/或無氧化性為特征。而且，所選的替代物的質量負荷、密度和聲損耗也不會不利地影響織構性壓電層的諧振能力。
實例在一個實驗中，形成一個基頻大約為3.5GHz的諧振器，為此，諧振器的襯底基底是硅(Si)襯底基底，隨后是五層非晶二氧化硅和四層非晶氮化鋁，厚度大約分別為4300和7600。在最上層的非晶二氧化硅層上形成的是鈦(Ti)黏附層，其厚度大約為100。Pt形核促進膜和頂部電極的厚度大約都是1000。夾在形核促進膜和頂部電極之間的氧化鋅層的厚度大約為0.72μm。
在本試驗中，預清潔步驟包括首先在基準氣力大約為9X10-8乇下清潔反應室，然后在氬氣(Ar)和氮氣(N2)比為3∶2的等離子體放電氣氛下加熱襯底到將近200℃，壓力為大約10m乇，接下來是濺射步驟，其用來構成鈦(Ti)黏附層。濺射目標首先被預濺射大約30秒，然后將鈦(Ti)濺射在最上面的非晶二氧化硅層上形成鈦(Ti)層，這個濺射步驟是在壓力大約為6m乇下將襯底加熱到約200℃進行的，為濺射工具供給動力的是3kW DC電源。隨后，在濺射目標被預濺射大約30秒后，織構性的鉑(Pt)薄膜形成。鉑(Pt)薄膜濺射是在壓力大約為10m乇下將襯底加熱到約200℃進行的，為濺射工具供給動力的是3kW DC電源。
關于氧化鋅薄膜，一個無線電頻率(“RF”)平面磁控管濺射工具ANELVA SPF-332H被用來形成氧化鋅膜。該工具包括實現(xiàn)低于5X10-7乇的基準氣壓的低溫真空泵和有匹配器的頻率為13.56MHz的RF電源。RF電源具有2.0kV的板極電壓和91mA的板極電流，入射功率為120W，反射功率為75W。該工具還在目標固定器的下面提供一個3英寸直徑的同軸平面磁控管，還有Ar和O2的進氣口和用來加熱襯底的石英燈。目標鋅直徑為3英寸，有0.125英寸厚，距襯底9.5cm，距一個2.5英寸目標孔3mm。
目標鋅從Pure Tech(提純技術)獲得純度為99.995％。目標鋅在Ar∶O2為1∶1的等離子體中反應濺射，每種氣體在改變壓力并以5sccm流速下放電。一個4英寸的主蝶形閥用來在沉積步驟中控制系統(tǒng)的總壓力。高純度氣體，如Ar和O2被預先混合并引入系統(tǒng)，流速用人工泄漏閥來調整，并通過從Matheson獲得的流量計來測量，系統(tǒng)中的總工作壓力用MKS Baratron電容表測量。
在將氧化鋅沉積在襯底上之前，目標被預濺射十分鐘。在此期間，要用一個遮蔽物來防止氧化鋅沉積在襯底上。預濺射完后，遮蔽物被移走，等離子體的阻抗因此而改變。結果，調整RF電源，并使用伴隨的匹配器件來使濺射過程步驟最優(yōu)化。為了實現(xiàn)氧化鋅薄膜大約為0.72μm的厚度，整個濺射時間將近2小時，濺射速率為64/分鐘。
在濺射過程中，襯底按濺射下的結構關系平行于目標平面放置，襯底或者用合成石英燈特意加熱到溫度變化在200℃-700℃之間，或是用能量粒子撞擊，溫度達到45℃到60℃之間。襯底的溫度由位于襯底下面并與之相接觸的熱電偶測量。
圖6描述了Pt織構性薄膜上氧化鋅薄膜作為襯底溫度的函數(shù)的電阻系數(shù)與半最大衍射角度ω的全寬度(通常稱為“搖擺曲線”)的比較。此圖描述了如上詳述實例的結果。理想地說，諧振器應有最大的電阻系數(shù)和最小的搖擺曲線。運用X光衍射從圖中看出，在加熱步驟中，氧化鋅薄膜形成的最佳的加熱溫度為大約600℃-650℃。
圖7顯示了本發(fā)明另一實施方案的無線電頻率(“RF”)裝置300的框圖。RF裝置描述了本發(fā)明的申請，正如看過本公開內(nèi)容的本領域一般技術人員能夠明白的，RF裝置300可以通過個人通信服務系統(tǒng)(“PCS”)、移動電話、尋呼機和通訊衛(wèi)星、以及其它發(fā)射機和/或接收機應用和其它需諧振器的電子裝置來實現(xiàn)。
RF裝置300包括天線305，其接收或發(fā)射來自同向雙工310的信號。在一可選擇的實施方案中，同向雙工器310與發(fā)射機耦合(未示出)，同向雙工器310將信號傳給濾波器315，使其被濾波并生成合成限帶信號，接著，限帶信號被放大器320放大，并進一步被濾波器325濾波生成進一步限帶信號。接下來第二次限帶信號被傳至混頻器330。混頻器330用本地振蕩器信號來混頻第二次限帶信號，此本地振蕩器信號由本地振蕩器產(chǎn)生并經(jīng)限帶濾波器335過濾。合成混頻輸出信號接下來經(jīng)由限帶濾波器345來消除本地振蕩信號。結果，濾波器345的輸出是中頻(“IF”)輸出350，其傳遞至IF接收元件(未示出)并進行隨后的處理。
在本發(fā)明中，本地振蕩器340包含一個由薄膜形成的諧振器。如上文詳述，基于薄膜的諧振器具有一個疊置配置，其包含諧振器襯底基底、底部電極、和黏附層、形核膜、基于反應濺射薄膜的織構性壓電層、和頂端電極。在一個實施方案中，反應濺射織構性壓電層包含氧化鋅，盡管看過本公開內(nèi)容的本領域一般技術人員可以明顯看出替代材料。對一般技術人員很明顯，過濾器315,325,335和345也可通過諧振濾波器實現(xiàn)。
具體的發(fā)明已參照闡述的實施方案描述出來。這種描述不應解釋為具有限制意義。應當理解，盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是不偏離權利要求書所引述的本發(fā)明的精神的所示實施例的各種修改，以及本發(fā)明的其他實施例，對于參考本說明書的本領域一般技術人員是明顯的。因而，盡管公開了諧振器和制造諧振器的方法，但本發(fā)明還可以應用為濾波器，例如限帶濾波器和其它依賴于諧振器換能現(xiàn)象的裝置，即可以將電能轉化為機械振動和將機械振動轉化為電能，這對普通技術人員都是顯而易見的。此外，利用形核促進膜來制成織構性氧化鋅薄膜的方法和結構除了應用在諧振器之類外還可以有其他應用，這對看過已公開實例的普通技術人員是明顯的。因此認為，權利要求書將覆蓋這類修改與實施方案于本發(fā)明真實范圍之內(nèi)。
權利要求
1．一種制造諧振器的方法，包括以下步驟提供襯底基底；在襯底基底上形成黏附層；在黏附層上形成形核促進膜，形核促進模是非氧化性的；在形核促進膜上形成氧化鋅晶體層；和在氧化鋅晶體層上形成傳導層。
2．根據(jù)權利要求1的發(fā)明，其中襯底基底包含一個空隙。
3．根據(jù)權利要求1的發(fā)明，其中形核促進膜包含Pt。
4．根據(jù)權利要求1的發(fā)明，其中黏附層包含至少一個通過使用Ar等離子體的濺射步驟形成的Ti和Cr。
5．根據(jù)權利要求1的發(fā)明，其中形成形核促進膜的步驟包含用Ar等離子體濺射Pt的步驟。
6．根據(jù)權利要求1的發(fā)明，其中形成氧化鋅晶體層的步驟包括利用包含Ar和O2的等離子體的反應性濺射的步驟。
7．一種制造諧振器的方法，包括以下步驟提供諧振器襯底基底；在諧振器襯底基底上形成黏附層；在黏附層上形成Pt形核促進膜；在Pt形核促進膜上反應性濺射氧化鋅壓電層；和在氧化鋅層上形成頂部電極。
8．根據(jù)權利要求7的發(fā)明，其中襯底包含一個空隙。
9．根據(jù)權利要求7的發(fā)明，其中黏附層包含至少一個通過使用Ar等離子體的濺射步驟形成的Ti和Cr。
10．根據(jù)權利要求7的發(fā)明，其中形成Pt形核促進膜的步驟包含用Ar等離子體濺射的步驟。
11．根據(jù)權利要求7的發(fā)明，其中反應性濺射氧化鋅層的步驟應用包含Ar和O2的等離子體。
12．根據(jù)權利要求7的發(fā)明，其中反應性濺射氧化鋅層的步驟在旋轉襯底基底時實現(xiàn)。
13．一種諧振器，包括諧振器襯底基底；在諧振器襯底基底上形成的黏附層；在黏附層上形成的形核促進膜，該形核促進膜包含Pt；在形核促進膜上形成的氧化鋅晶體層；和在氧化鋅晶體層上形成的頂部電極。
14．根據(jù)權利要求13的發(fā)明，其中襯底包含空隙。
15．根據(jù)權利要求13的發(fā)明，其中黏附層包含至少一種Ti和Cr。
16．根據(jù)權利要求13的發(fā)明，其中形核促進膜包含Pt。
17．一種織構性晶體結構，包含織構性氧化鋅層；和用來促進結構化氧化鋅層形成的形核促進膜，該形核促進膜包含Pt。
18．根據(jù)權利要求17的織構性晶體結構，其中形核促進膜包含<111>取向。
19．一種電子裝置，包括天線，其至少用于接收或發(fā)射至少一種信號；至少濾掉一種信號的濾波器；至少放大一種信號的放大器；和具有一個振蕩器的用來混頻至少一種信號的混頻器，該振蕩器有一個諧振器，其包括諧振器襯底基底；在諧振器襯底基底上形成的黏附層；在黏附層上形成的形核促進膜，該形核促進膜包含Pt；在形核促進膜上形成的氧化鋅晶體層；和在氧化鋅晶體層上形成的頂部電極。
20．根據(jù)權利要求19的電子裝置，其中形核促進膜包含一個<111>取向。
全文摘要
公開一種制造諧振器的方法,方法首先包含的步驟是提供具有電介質層的襯底基底,然后,在電介質層上形成黏附層,在黏附層上形成形核促進膜。隨后在形核促進膜上形成氧化鋅層,在氧化鋅層上形成頂部傳導層。
文檔編號H03H3/00GK1310517SQ0110323
公開日2001年8月29日 申請日期2001年2月7日 優(yōu)先權日2000年2月10日
發(fā)明者格倫·羅伯特·科瓦奇 申請人:朗迅科技公司