專利名稱：高頻表面聲波元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高頻表面聲波元件，尤指一種可通過與 制造 一 低頻表面聲波元件相同工藝設(shè)備及相同材料而制成的 高頻表面聲波元件。
背景技術(shù)：
表面聲波元件除了廣泛運(yùn)用作為電視的中頻濾波器外，
并且因?yàn)椴牧峡萍嫉陌l(fā)展成熟，可作為濾波器或產(chǎn)生表面聲
波的表面聲波元件也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)今行動通信技術(shù)表
面聲波元件因?yàn)榫哂械蛽p耗，高衰減特性以及輕薄短小的優(yōu)
點(diǎn)，其于無線通信產(chǎn)品的應(yīng)用，愈趨廣泛。
表面聲波元件因?yàn)榇罅康貞?yīng)用于通信產(chǎn)品中，而目前通 信產(chǎn)品趨向于高頻發(fā)展，所以對于輕薄短小的高頻表面聲波 元件的需求大量地增加。以目前表面聲波元件常使用的
LiNb03單晶基板而言，其表面聲波聲速為3295 m/s。若要達(dá) 到1800 MHz的頻率，其表面聲波濾波器的電極線寬必須達(dá)到 0.5iim。但是一般的接觸式曝光機(jī)無法滿足此規(guī)格。要制造 高頻表面聲波元件如此窄線寬的電極線， 一般需要使用較為 昂貴的步進(jìn)機(jī)并搭配成本較高的干法刻蝕工藝。如此 一 來， 應(yīng)用于高頻的表面聲波元件的制造成本便大幅地增加，較不 利于大量生產(chǎn)及應(yīng)用。另外有人建議于鈮酸鋰、鉭酸鋰或石 英等壓電基板上沉積鉆石膜層或類鉆碳膜層以制造表面聲波元件。然而，這些壓電基板長出的傳統(tǒng)鉆石膜層，其成長表 面粗糙不利于表面聲波元件的應(yīng)用特性，常需要再化學(xué)機(jī)械 研磨以平坦化鉆石膜層。易言之，鉆石膜層具有高生產(chǎn)成本，
高技術(shù)門坎，以及需要后工藝的處理方能應(yīng)用于表面聲波元
件，雖然有人提出于低成本的硅基板上成長高聲速層搭配壓
電膜層的技術(shù)，但因?yàn)閴弘娔拥馁|(zhì)量控制不像壓電基板穩(wěn)
定，所以目前尚未導(dǎo)入生產(chǎn)。另一方面，將類鉆碳膜層沉積
于壓電基板上以形成表面聲波元件，類鉆碳膜層易發(fā)生剝落
的現(xiàn)象，進(jìn)而破壞元件表面，造成質(zhì)量變差
然而今日因?yàn)橥ㄐ女a(chǎn)業(yè)的需求，亟需要種不易剝落，
低成本，容易制造，且具有較高表面聲波聲速的表面聲波元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種高頻表面聲波元件，能通 過與制造 一 低頻表面聲波元件相同的工藝設(shè)備制造出 一 高頻
表面聲波元件。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的高頻表面聲波元件包括一
壓電基板； 一高聲速層，形成于此壓電基板的表面，且此高 聲速層的表面聲波聲速大于5000 m/sec; —輸入轉(zhuǎn)換部；以
及一輸出轉(zhuǎn)換部；其中，此輸入轉(zhuǎn)換部與此輸出轉(zhuǎn)換部成對 地設(shè)置于此高聲速層的表面。
本發(fā)明的另一高頻表面聲波元件包括 一壓電基板；一 高聲速層，形成于此壓電基板的表面，且此高聲速層的表面
5聲波聲速大于5000 m/Sec; —輸入轉(zhuǎn)換部；以及一輸出轉(zhuǎn)換 部；其中，此輸入轉(zhuǎn)換部與此輸出轉(zhuǎn)換部成對地設(shè)置于此壓 電基板的表面，且此高聲速層覆蓋介于此輸入轉(zhuǎn)換部與此輸 出轉(zhuǎn)換部之間的壓電基板部分表面。
因此，本發(fā)明的高頻表面聲波元件 的輔助傳導(dǎo)，所以其輸入轉(zhuǎn)換部及輸出 技術(shù)于相同高頻范圍運(yùn)作的其它表面聲 及輸出轉(zhuǎn)換部的線寬為寬。也就是說， 波元件可通過使其輸入轉(zhuǎn)換部及輸出轉(zhuǎn) 的高頻表面聲波元件的輸入轉(zhuǎn)換部及輸 方式，于較高的頻率范圍運(yùn)作。因此， 波元件，可通過現(xiàn)有的具一般分辨率的 而不必增加或更換具有高分辨率的裝置 頻表面聲波元件的制造彈性高，制造復(fù) 低高頻表面聲波元件的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的高頻表面聲波元件可使用任何類型的壓電基 板，其壓電基板的材質(zhì)較佳為鈮酸鋰、石英、鉭酸鋰、砷化 鎵或蘭克賽。本發(fā)明的高頻表面聲波元件的高聲速層可為任
何表面聲波聲速大于5000 m/sec的材質(zhì)，其材質(zhì)較佳為氧化 鋁、多晶鉆石、微晶鉆石、納米鉆石或類鉆碳。本發(fā)明的高 頻表面聲波元件的高聲速層可具有任何厚度，其厚度較佳介 于2 um至20 um之間。本發(fā)明的高頻表面聲波元件的高聲速 層可以任何方式形成于壓電基板的表面，其較佳以電子束蒸 鍍、射頻磁控濺鍍或化學(xué)氣相沉積的方式形成于壓電基板的 表面。本發(fā)明的高頻表面聲波元件的輸入轉(zhuǎn)換部及輸出轉(zhuǎn)換 部可具有任何材質(zhì)，它們的材質(zhì)較佳為鋁。
， 因?yàn)榫哂懈呗曀賹?轉(zhuǎn)換部的線寬較現(xiàn)有 波元件的輸入轉(zhuǎn)換部
本發(fā)明的高頻表面
換部有與現(xiàn)有技
出轉(zhuǎn)換部相同線寬
本發(fā)明的高頻表面
光刻裝置進(jìn)行制造
。如此，本發(fā)明的高 雜度低，且可有效降



具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的高頻表面聲波元件的立體示意
圖2是沿著圖1的AA'聯(lián)機(jī)所得的剖面示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的高頻表面聲波元件的立體示意
圖4是沿著圖3的BB'聯(lián)機(jī)所得的剖面示意圖5是顯示本發(fā)明實(shí)施例1的高頻表面聲波元件的網(wǎng)絡(luò)頻
譜響應(yīng)量測結(jié)果的示意圖6是顯示本發(fā)明實(shí)施例2的高頻表面聲波元件的網(wǎng)絡(luò)頻
譜響應(yīng)量測結(jié)果的示意圖7是顯示本發(fā)明實(shí)施例1的高頻表面聲波元件的表面聲
波聲速與其高聲速層的厚度的關(guān)系的示意圖。
主要元件符號說明
10壓電基板11高聲速層
12輸入轉(zhuǎn)換部13輸出轉(zhuǎn)換部
30壓電基板31 高聲速層
32輸入轉(zhuǎn)換部33輸出轉(zhuǎn)換部
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例的表面聲波元件，如圖1及圖2所示，為一具有 一壓電基板IO， 一高聲速層ll， 一輸入轉(zhuǎn)換部12;以及一輸 出轉(zhuǎn)換部13的元件。其中，本發(fā)明的表面聲波元件的高聲速
層11為表面聲波聲速大于5000 m/sec的材料，且在本實(shí)施例
中，高聲速層ll的材質(zhì)為氧化鋁。此外，在本實(shí)施例中，高 聲速層11形成于壓電基板10的表面上。另一方面，本實(shí)施例 的表面聲波元件的輸入轉(zhuǎn)換部12及輸出轉(zhuǎn)換部13個別為交叉 指狀電極，且它們的材質(zhì)為鋁。最后，前述的交叉指狀電極 形成于高聲速層ll的表面，且它們的線寬均介于0.5 um至5 U m之間。
本實(shí)施例的表面聲波元件的形成方法，則配合圖1及圖2 敘述于下
首先，其先提供一經(jīng)清潔的壓電基板IO，再于此壓電基 板10的表面以電子束蒸鍍方式形成一厚度介于2 pm至20 ix m 之間的氧化鋁層作為高聲速層ll。其中，前述的電子束蒸鍍 工藝將壓電基板10置于一電子束蒸鍍機(jī)臺中，在背景壓力 5xl0—5 Torr下，蒸鍍電流為70 mA，基板溫度為300 °C ，控 制沉積時間可得到不同厚度的氧化鋁層。接著，當(dāng)氧化鋁材 質(zhì)的高聲速層ll形成后，于氧化鋁層先涂布光阻，而后以黃 光光刻工藝經(jīng)曝光顯影形成交叉指狀電極圖樣。接著蒸鍍約 為IOO nm厚度的鋁層于有圖樣的光阻。最后，再以舉離法 (lift-off)移除光阻并震蕩清洗后，便形成輸入轉(zhuǎn)換部12及 輸出轉(zhuǎn)換部13于高聲速層11的表面。如此，本實(shí)施例的表面 聲波元件便制造完成。實(shí)施例2
本實(shí)施例的表面聲波元件，如圖3及圖4所示，其結(jié)構(gòu)類
似于實(shí)施例l的表面聲波元件，同樣具有一壓電基板30， 一高 聲速層31， 一輸入轉(zhuǎn)換部32;以及一輸出轉(zhuǎn)換部33。但是， 在本實(shí)施例中，作為輸入轉(zhuǎn)換部32以及輸出轉(zhuǎn)換部33的交叉 指狀電極位于壓電基板30的表面，且高聲速層31形成于輸入 轉(zhuǎn)換部32以及輸出轉(zhuǎn)換部33間并覆蓋壓電基板30、輸入轉(zhuǎn)換 部32及輸出轉(zhuǎn)換部33。此外，輸入轉(zhuǎn)換部32及輸出轉(zhuǎn)換部33 的線寬均介于0.5 um至5 um之間。
本實(shí)施例的表面聲波元件的形成方法，則配合圖l及圖2 敘述于下
首先，先提供一經(jīng)清潔的壓電基板30，再于此壓電基板 30的表面以涂布光阻，而后以黃光光刻工藝經(jīng)曝光顯影形成 交叉指狀電極圖樣，而后蒸鍍約為IOO nm厚度的鋁層于有圖 樣的光阻。最后，再以舉離法(lift-off)移除光阻并震蕩清 洗后，便形成輸入轉(zhuǎn)換部32及輸出轉(zhuǎn)換部33于壓電基板30的 表面。之后，再以電子束蒸鍍方式形成一厚度介于2 U m至20 "m之間的氧化鋁層作為高聲速層。此外，在本實(shí)施例中，前 述的以電子束蒸鍍方式形成氧化鋁層的工藝將壓電基板30置 于一電子束蒸鍍機(jī)臺中，在背景壓力5x10—5 Torr下，蒸鍍電 流為70mA，基板溫度為300 'C，控制沉積時間可得到不同厚 度的氧化鋁層。如此，本實(shí)施例的表面聲波元件便制造完成。
以下，將通過圖5、圖6及圖7，證明本發(fā)明的高頻表面聲 波元件運(yùn)作時的效能，如網(wǎng)絡(luò)頻譜響應(yīng)，確實(shí)與現(xiàn)有技 術(shù)的高頻表面聲波元件相當(dāng)。其中，圖5顯示本發(fā)明實(shí)施例1的高頻表面聲波元件的網(wǎng)絡(luò)頻譜響應(yīng)量測結(jié)果的示意圖，圖6 顯示本發(fā)明實(shí)施例2的高頻表面聲波元件的網(wǎng)絡(luò)頻譜響應(yīng)量
測結(jié)果的示意圖，圖7則為本發(fā)明實(shí)施例1的高頻表面聲波元
件的表面聲波聲速與其高聲速層的厚度的關(guān)系的示意圖。
從圖5及圖6可看出，不論在實(shí)施例l或?qū)嵤├?，本發(fā)明 的高頻表面聲波元件在網(wǎng)絡(luò)頻譜響應(yīng)量測時，它們的中心頻 率均達(dá)到297MHz，兩者均與一具有相同線寬的交叉指狀電極 的現(xiàn)有技術(shù)高頻表面聲波元件的中心頻率相當(dāng)(其中心頻率 約為290 MHz)。因此，本發(fā)明的高頻表面聲波元件運(yùn)作時的 效能與現(xiàn)有技術(shù)的高頻表面聲波元件相當(dāng)。
另一方面，如圖7所示，隨著高聲速層的厚度逐漸增加， 本發(fā)明實(shí)施例1的高頻表面聲波元件的表面聲波聲速也逐漸 地提升，且其表面聲波聲速均維持在高于一具有相同線寬的 交叉指狀電極的現(xiàn)有技術(shù)高頻表面聲波元件的表面聲波聲速 的水平(其波速為3489 m/s)。
綜上所述，本發(fā)明的高頻表面聲波元件，因?yàn)榫哂懈呗?速層的輔助傳導(dǎo)，所以其輸入轉(zhuǎn)換部及輸出轉(zhuǎn)換部的線寬較 現(xiàn)有技術(shù)于相同高頻范圍運(yùn)作的其它表面聲波元件的輸入轉(zhuǎn) 換部及輸出轉(zhuǎn)換部的線寬為寬。也就是說，本發(fā)明的高頻表 面聲波元件可通過使其輸入轉(zhuǎn)換部及輸出轉(zhuǎn)換部具有與現(xiàn)有 技術(shù)的高頻表面聲波元件的輸入轉(zhuǎn)換部及輸出轉(zhuǎn)換部相同線 寬的方式，于較高的頻率范圍運(yùn)作。因此，本發(fā)明的高頻表 面聲波元件，可通過現(xiàn)有的具 一 般分辨率的光刻裝置進(jìn)行制 造，而不必增加或更換具有高分辨率的裝置。如此，本發(fā)明 的高頻表面聲波元件的制造彈性高，制造復(fù)雜度低，且可有 效降低高頻表面聲波元件的生產(chǎn)成本。上述實(shí)施例僅為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張 的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述 實(shí)施例。
權(quán)利要求
1、一種高頻表面聲波元件，其特征在于包括一壓電基板；一高聲速層，形成于該壓電基板的表面，且該高聲速層的表面聲波聲速大于5000m/sec；一輸入轉(zhuǎn)換部；以及一輸出轉(zhuǎn)換部；其中，該輸入轉(zhuǎn)換部與該輸出轉(zhuǎn)換部成對地設(shè)置于該高聲速層的表面。
2、 如權(quán)利要求1所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該壓電基 板的材質(zhì)為鈮酸鋰、石英、鉭酸鋰、砷化鎵或蘭克賽。
3、 如權(quán)利要求1所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該高聲速 層的材質(zhì)為氧化鋁。
4、 如權(quán)利要求1所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該高聲速 層的厚度介于2 ym至20 um之間。
5、 如權(quán)利要求1所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該高聲速 層以電子束蒸鍍的方式形成于該壓電基板的表面。
6、 如權(quán)利要求1所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該輸入轉(zhuǎn) 換部及該輸出轉(zhuǎn)換部分別為一交叉指狀電極。
7、 如權(quán)利要求1所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該輸入轉(zhuǎn) 換部及該輸出轉(zhuǎn)換部的材質(zhì)為鋁。
8、 一種高頻表面聲波元件，其特征在于包括-一壓電基板；一高聲速層，形成于該壓電基板的表面，且該高聲速層的表面聲波 聲速大于5000 m/sec;一輸入轉(zhuǎn)換部；以及 一輸出轉(zhuǎn)換部；其中，該輸入轉(zhuǎn)換部與該輸出轉(zhuǎn)換部成對地設(shè)置于該壓電基板的表 面，且該高聲速層覆蓋介于該輸入轉(zhuǎn)換部與該輸出轉(zhuǎn)換部之間的壓電基板部分表面。
9、 如權(quán)利要求8所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該壓電基 板的材質(zhì)為鈮酸鋰、石英、鉭酸鋰、砷化鎵或蘭克賽。
10、 如權(quán)利要求8所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該高聲速 層的材質(zhì)為氧化鋁。
11、 如權(quán)利要求8所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該高聲速 層的厚度介于2 um至20 um之間。
12、 如權(quán)利要求8所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該高聲速 層以電子束蒸鍍的方式沉積于該壓電基板的表面。
13、 如權(quán)利要求8所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該高聲速 層還覆蓋該輸入轉(zhuǎn)換部的部分表面。
14、 如權(quán)利要求8所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該高聲速 層還覆蓋該輸出轉(zhuǎn)換部的部分表面。
15、 如權(quán)利要求8所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該輸入轉(zhuǎn)換部及該輸出轉(zhuǎn)換部分別為一交叉指狀電極。
16、 如權(quán)利要求8所述的高頻表面聲波元件，其特征在于，該輸入轉(zhuǎn)換部及該輸出轉(zhuǎn)換部的材質(zhì)為鋁。
全文摘要
本發(fā)明是一種高頻表面聲波元件，尤指一種可通過與制造一低頻表面聲波元件相同的工藝設(shè)備及材料而制成的高頻表面聲波元件。本發(fā)明的高頻表面聲波元件包括一壓電基板；一高聲速層，形成于此壓電基板的表面，且此高聲速層的表面聲波聲速大于5000m/sec；一輸入轉(zhuǎn)換部；以及一輸出轉(zhuǎn)換部；其中，此輸入轉(zhuǎn)換部與此輸出轉(zhuǎn)換部成對地設(shè)置于此高聲速層的表面或下方。此外，本發(fā)明的高頻表面聲波元件的高聲速層的材質(zhì)較佳為氧化鋁，其厚度較佳介于2μm至20μm之間并較佳通過電子束蒸鍍的方式形成于壓電基板的表面。
文檔編號H03H9/25GK101630947SQ20081013390
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者施文欽, 黃瑞成 申請人:大同股份有限公司;大同大學(xué)