JP2006526919A - 電気音響構成素子および製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図2は、2つの金属層と機能的中間層を有する本発明の発展形態の概略的な断面図である。
図3a,3bは、それぞれ、図2に示された構成素子の第1および第2の金属層の電極構造体の配置例の概略的な平面図である。
図4は、圧電層のすぐ下に位置する中間層の、部分的に毛羽立たされた、コンタクト面の下に配置された領域を有する層システムの部分的な概略的な断面図である。
図5は、層システムの部分的な概略的な断面図(上方)と概略的な平面図(下方)であり、ここで第2の金属層の、コンタクト面の下に配置された領域は、圧電層に対する境界面の粗面性を高めるために構造化されている。
図6は、第2の基板内に構成された貫通接触接続部およびV字状貫通接触接続部を有する、本発明に相応する電気音響構成素子の部分的な概略的な断面図である。
図7は、本発明に相応する、まだ個別化されていない複数の電気音響構成素子を伴うウェハの部分的な概略的な断面図であり、ここで貫通接触接続部およびV字状貫通接触接続部はそれぞれ異なる基板内に構成されている。
図8は、構造化された第2の金属層を有する、本発明に相応する別の構成素子の概略的な断面図である。
図9は、連続している、背面メタライゼーション部分と接続されている第2の金属層を有する、本発明に相応する別の構成素子の概略的な断面図である。
図10は、2つの基板内に設けられた貫通接触接続部ないしは構成素子の上面および下面に設けられた外部接触接続部を有する、本発明に相応する別の構成素子の部分的な概略的な断面図である。
図11は、磁気的に調整可能な層を有している、本発明に相応する別の構成素子の部分的な概略的な断面図である。
図12aは、本発明に相応する構成素子内で使用され、容量的にトリミング構造体と結合されている変換器の概略的な平面図である。
図12bは、図12aに示されたトリミング構造体を有する、本発明に相応する構成素子の概略的な断面図である。
図13は、V字状の、アース接続されている貫通接触接続部によって相互に遮蔽されている2つの機能領域を有する別の構成素子の概略的な断面図である。
Claims (33)
- 電気音響構成素子であって、
第1の基板(S1)と、
当該第1の基板上に配置された層システム(SS)を有しており、
当該層システムは圧電層(PS)を含み、
当該圧電層(PS)上に第1の金属層(MS1)が配置されており、
当該第1の金属層内には、電極構造体(E11,E12)とコンタクト面(KF)が構成されており、
隣り合って配置されている前記電極構造体(E11,E12)は機能ユニットを構成し、
前記第1の金属層(MS1)上に誘電性の平坦化層(DS)が配置されており、
当該誘電性の平坦化層(DS)上に第2の基板(S2)が配置されており、
前記機能ユニットの下に配置されている圧電層(PS)の領域はアクティブ領域(AB)を構成し、
当該アクティブ領域内で、波長λのガイド音響体積波が伝播可能であり、
層システム内にも、前記層システム(SS)と各基板(S1,S2)との境界面にも中空空間が設けられておらず、
前記圧電層(PS)内での前記ガイド体積波の伝播速度は、第1および第2の基板内での伝播速度よりも遅い、
ことを特徴とする電気音響構成素子。 - 前記第1の金属層(MS1)の前記電極構造体(E11,E12)は、周期的なパターンで配置されている、請求項1記載の構成素子。
- 前記圧電層(PS)は0.1λ〜λの間の厚さを有している、請求項1または2記載の構成素子。
- 前記第1の基板(S1)と圧電層(PS)の間に第2の金属層(MS2)が配置されており、
当該第2の金属層内には電極(E21,E22)が構成されており、
前記第2の金属層(MS2)の電極(E21,E22)は、前記アクティブ領域(AB)の下に配置されており、当該領域において貫通して構成されており、
ガイド音響体積波は前記電極構造体(E11,E12)および前記第2の金属層(MS2)の電極(E21,E22)を通じて、前記圧電層に対して垂直に励振される、請求項1から3までのいずれか1項記載の構成素子。 - 前記第1の基板(PS)と圧電層(PS)の間に第1の機能的中間層(ZS1)が配置されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の構成素子。
- 前記第2の基板(S2)と平坦化層(DS)の間に第2の機能的中間層(ZS2)が配置されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の構成素子。
- 前記第1および/または第2の中間層(ZS1,ZS2)はSiOxから成り、ここで1.9≦x≦2.1である、請求項5または6記載の構成素子。
- 前記SiOx層は、1.43〜1.49の屈折係数を有している、請求項7記載の構成素子。
- 前記平坦化層(DS)は酸化ケイ素から成る、請求項1から8までのいずれか1項記載の構成素子。
- 前記圧電層は、ZnO,AlN,LiNiO3またはLiTaO3から成る、請求項1から9までのいずれか1項記載の構成素子。
- 前記第1および/または第2の基板(S1,S2)は、ガラス、半導体および圧電体から選択された材料から成る、請求項1から10までのいずれか1項記載の構成素子。
- 前記第1および/または第2の基板はSiから成る、請求項11記載の構成素子。
- 前記第1の金属層(MS1)の電極構造体(E11,E12)は少なくとも1つの電気音響変換器または共振器を構成する、請求項1から12までのいずれか1項記載の構成素子。
- 前記圧電層(PS)の直接的に下に配置された層の上方境界面は、前記アクティブ領域(AB)の直接的に下にある領域内で粗面化されている、または前記第2の金属層(MS2)内で金属構造体(US)が、前記圧電層(PS)に対する前記境界面の粗面化を高めるための手段として構成されている、請求項1から13までのいずれか1項記載の構成素子。
- 前記圧電層(PS)の直接的に下に配置された層の上方境界面は、コンタクト面(KF)直接的に下に位置する領域内、または前記第1の金属層(MS1)内に構成された給電部が位置する領域内でのみ粗面化される、前記請求項14記載の構成素子。
- 前記層システム(SS)の少なくとも1つの層は外部から、レーザビームに対してアクセス可能であり、これによって変化可能である、請求項1から15までのいずれか1項記載の構成素子。
- 前記層システム(SS)の全体厚さはλ〜2λの間である、請求項1から16までのいずれか1項記載の構成素子。
- 前記第2の基板(S2)および前記第1の基板(S1)の厚さはそれぞれ2λ〜5λの間である、請求項1から17までのいずれか1項記載の構成素子。
- 前記第1の基板(S1)の下面および/または前記第2の基板(S2)の上面には外部コンタクト(AK)が配置されており、
前記コンタクト面(KF)は、貫通接触接続部(DK)を介してそれぞれ、前記第1および/または第2の基板(S1,S2)を通して、構成素子の前記外部コンタクト(AK)と導電性に接続されている、請求項1から18までのいずれか1項記載の構成素子。 - 1つ以上のトリミング構造体(TR)が容量的に少なくとも1つの変換器または共振器と結合されており、前記第1および/または第2の金属層(MS1,MS2)内のトリミング領域内に構成されており、
前記トリミング領域は、前記第1および/または第2の基板(S1,S2)を通して露出されている、または前記トリミング領域は前記第1および/または第2の基板(S1,S2)を通して、レーザビームに対してアクセス可能である、請求項13から19までのいずれか1項記載の構成素子。 - 前記少なくとも2つの貫通接触接続部(DK)は、各基板内で、横断面において、基板面に対して垂直にV字状に構成されており、相応するコンタクト面を分断し、それぞれ別の基板の、各基板に向けられている境界面上で終了し、
前記V字状貫通接触接続部は溝状であり、長手方向に延在して構成されている、請求項19または20記載の構成素子。 - 前記第2の基板(S2)の上面または前記第1の基板(S1)の下面は、大きな面積の金属層(RSM)によって金属化されており、
当該金属層内には前記V字状貫通接触接続部(DK)が配置されており、当該V字状貫通接触接続部は前記大面積の金属層(RSM)をコンタクト面(KF)と電気的に接続させる、請求項21記載の構成素子。 - 前記大面積金属層(RSM)は、前記第2の基板(S2)の上面または前記第1の基板(S1)の下面に構成されており、
前記外部コンタクト(AK)はそれぞれ別の基板(S1,S2)内に構成されている、請求項22記載の構成素子。 - 前記大面積金属層(RSM)はアースと接続されている、請求項23記載の構成素子。
- 前記第1の基板(S1)内に構成された貫通接触接続部(DK1)の少なくとも1つは、相応のコンタクト面(KF)を介して、前記第2の基板(S2)内に構成された貫通接触接続部(DK2)の少なくとも1つと接続されている、請求項19から24までのいずれか1項記載の構成素子。
- 電気的に相互に接続されている、少なくとも部分的に前記第1の金属層(MS1)内に構成された少なくとも2つの機能スイッチ回路を含み、
当該機能スイッチ回路は、それぞれ1つの機能ゾーン(Z1,Z2)内に構成されており、
前記V字状貫通接触接続部(VDK)の少なくとも1つは電気的に前記大面積金属層(RSM)およびアースと接続されており、少なくとも2つの前記機能ゾーン(Z1,Z2)は、ラテラル面において電気的および/または音響的に相互に分離されている、請求項22から25までのいずれか1項記載の構成素子。 - 前記機能ゾーン(Z1)の1つは、送信フィルタ(TXF)の少なくとも一部を含み、
当該機能ゾーン(Z1)とは別個にされた機能ゾーン(Z2)の1つは、受信フィルタ(RXF)の少なくとも一部を含む、請求項26記載の構成素子。 - 前記基板(S1,S2)のうちの少なくとも1つは半導体層を含み、
当該半導体層の体積内には集積された構成素子構造体が構成されており、
当該構成素子構造体は貫通接触接続部(DK)によってまたは別の垂直な電気的接続部を通して、構成素子のコンタクト面(KF)および/または外部コンタクト(AK)と電気的に接続されている、請求項19から27までのいずれか1項記載の構成素子。 - 請求項1から28までのいずれか1項に記載された構成素子の製造方法であって、
第1の基板(S1)として第1のウェハを供給し、
当該第1の基板(S1)上に層システム(SS)を載置し、
当該層システム(SS)を構成するために、前記第1の基板(S1)上に相応する順番で、圧電層(PS),金属層(MS1)および誘電層を載置し、
当該誘電層の露出表面を平坦化し、
第2の基板(S1)として第2のウェハを供給し、
前記第1のウェハと第2のウェハをダイレクトウェハボンディング方法によって相互に接続し、結合部を構成する、
ことを特徴とする、構成素子の製造方法。 - 前記ダイレクトウェハボンディング方法を、100℃を下回る温度で実施する、請求項29記載の方法。
- 前記第1の基板(S1)内に複数の構成素子に対する機能領域を構成し、
当該構成素子の個別化を、V字状貫通接触接続部に沿って前記結合部をソーイングすることによって行う、請求項29または30記載の方法。 - 前記層システム(SS)の少なくとも1つの層の構造を、外部から、レーザビームによって変える、請求項29から31までのいずれか1項記載の方法。
- 前記層システム(SS)の少なくとも1つの層をレーザによって構造化し、当該レーザによって上述した層の材料を架橋するまたは酸化する、請求項32記載の方法。
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