[发明专利]具有交替极化区域的声波器件

说明书

技术领域

本发明涉及声波器件，更具体地涉及能够在几千兆赫数量级的非常高的频率工作的表面波传感器。

背景技术

通常，根据应用需要，当前制造传感器采用基于交叉电极的梳状结构、采用包括每个波长λ二个、四个或八个电极，λ对应传感器的中心工作频率。在各种传感器中，通常采用的基片上的金属化表面的面积与自由表面的面积的比值大约在0.25到0.75之间。

然而，已经出现了一种新型的传感器，这就是所谓的小间隙传感器，其中，自由表面非常小以便获得两个相邻电极之间最小可能的距离。这类传感器的优点是，可以获得最大可能的每个周期的电极宽度，而具有大大减小的电极间的反射现象。

这种结构的缺点是由于技术性的困难。例如，对于在1.6GHz工作的传感器，宽度为λ/2，即，1.5μm的电极必须被几百埃数量级的距离间隔开，这需要非常精细的技术。

而且，当给相互间隔很近的电极通电时，所述电极的组成金属，在这种情况下是铝(使用最多的)，将电能转换成热能并具有蠕变的趋势，这样有可能使不同电极短路(在瑞利波的情况下)。

发明内容

为了解决这些问题，本发明提供一种具有连续电极的声波器件，该声波器件由极性转换的铁电材料制成。

更具体地，本发明提供一种声波器件，它包括铁电材料层和基片，其特征在于，铁电材料层位于淀积在基片的表面上或者是基片的组成部分的第一电极和第二电极之间，铁电材料层包括正的第一极化区域和负的第二极化区域。

根据第一变型，第二电极淀积在铁电材料层上。根据第二变型，第二电极由一个盖支撑，以便在所述第二电极和铁电材料层之间形成一个空间，从而提高表面波的传播特性，由于在铁电材料和上部电极之间没有接触，表面波很少地被限制。

根据本发明的一个变型，铁电材料层也可以包括非极化的区域，这种区域能够引入相位元件，以便影响在铁电材料层中的声波传播的方向性，如后面将要解释的。

根据本发明的一个变型，声波器件包括一系列正、负和零极化的线性区域。

根据本发明的另一个变型，区域沿着两个正交方向分布，这有利于声波之间的干涉的组合并可以具有另外的自由度，以制造特殊的传感器结构。

根据本发明的一个变型，声波器件包括至少一个电极，其表面是由满足等式y＝f(x)的两个参数限定的，其中f是一个实函数。

根据本发明的一个变型，在铁电材料层的平面中的空间极化分布遵循一个几何定律，使得所形成的极化表面是由满足等式y＝f(x)的两个参数限定的，其中f是一个实函数。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，本发明以及本发明的其它优点可以更加容易被理解。其中：

图1显示了对根据本发明的表面波器件产生正极化区域和负极化区域的方法；

图2显示了根据本发明的表面波器件的第一示例；

图3显示了根据本发明的器件的一个示例，它具有非极化区域；

图4显示了根据现有技术用于产生变迹功能的交叉电极结构；

图5显示了用于本发明中产生变迹功能的电极形式的示例；以及

图6显示了采用不与铁电材料层接触的第二电极的表面波器件的第二示例。

具体实施方式

总之，本发明提供一种声波器件，该声波器件采用其中形成有交替极化区域的铁电材料层。

具体地，本发明提出产生局部极化区域并且从这类局部极化获得优点，以便使所形成的材料电声性质功能化或周期化，从而制造声波器件，由于局部电极化，该声波器件借助于任何类型的金属基片或金属化的表面上的铁电材料压电地激励。

为此，一个铁电材料层按照现有方式形成在金属基片的表面或金属化基片的表面上。通常，这可以是任何单晶或多晶的铁电材料，例如，铅钛锆氧化物(PZT)、LiNbO₃，LiTaO₃或者KNbO₃。通常，这个层的厚度小于10μm。该材料(极化或不极化)随后局部地经受大电场的作用，尤其是借助于电极头或顶尖形式的金属电极、或根据所需的局部极化外形制造的几何形状的电极。