[发明专利]衬底的声学镜上的压电声学谐振器的装置、用于制造该装置的方法以及该装置的应用

说明书

背景技术

本发明涉及一种衬底的衬底表面上的至少一个压电声学谐振器的装置，其中该谐振器具有至少一个压电层、电极以及至少一个另外的电极，这些部件被彼此布置为使得对所述电极的确定电操控导致该谐振器以一谐振频率谐振，该衬底的衬底表面由集成在该衬底中的用于使该衬底和谐振器彼此声学绝缘的声学镜形成，并且存在至少一个用于确定该谐振器的谐振频率的分析设备。此外，说明有一种用于制造该装置的方法以及该装置的一种应用。

背景技术

压电声学谐振器例如是压电声学薄膜谐振器（Film Bulk Acoustic Resonator（薄膜体声波谐振器），FBAR）。这样的薄膜谐振器例如在WO 2004/017063 A2中予以描述。薄膜谐振器例如由两个电极层和被布置在这些电极层之间的压电陶瓷层形式的压电层构成。该压电陶瓷层是由氧化锌单晶构成的多晶层。这些电极层例如由铂构成。这些电极层和压电陶瓷层被彼此布置为使得用交变电场对电极层的电操控导致该谐振器的谐振。在用确定交变电场进行操控的情况下，导致以确定谐振频率进行谐振。振动的谐振频率尤其是与这些层的层厚度有关。由于氧化锌单晶的取向，薄膜谐振器可以被激励为纵向厚度振动以及剪切厚度振动。

为了在衬底—例如硅衬底—上产生薄膜谐振器的层，执行汽化沉积方法（从气相中的沉积）。为了确定谐振频率，在衬底中集成有分析设备。在现有技术中未说明的是，如何使该分析设备与薄膜谐振器的电极层电接触。

发明内容

本发明的任务是指出，如何能够节省空间地和可靠地对压电声学谐振器的电极进行电接触，从而该谐振器的谐振频率可以被确定。

为了解决该任务，说明一种位于衬底的衬底表面上的至少一个压电声学谐振器的装置，其中所述谐振器具有至少一个压电层、电极和至少一个另外的电极，所述部件被彼此布置为使得对所述电极的确定电操控导致所述谐振器以一谐振频率谐振，所述衬底的衬底表面由集成在衬底中的用于使衬底和谐振器彼此声学绝缘的声学镜形成，并且存在用于确定所述谐振器的谐振频率的至少一个分析设备。该装置的特征在于，分析设备和所述电极至少之一通过电印制导线彼此导电连接，并且所述电印制导线被引导穿过所述声学镜的镜开口。所述电印制导线用作所述压电声学谐振器的信号线或地线。

为了解决该任务，还说明一种具有下列方法步骤的用于制造该装置的方法：

a）提供衬底，所述衬底具有形成衬底表面的声学镜以及存在于所述镜中的镜开口，通过所述镜开口可以导电连接分析设备的读取电路；以及b）将电印制导线在所述镜开口中布置为使得所述读取电路和所述电印制导线导电连接。

在方法方面，为了提供衬底尤其是执行下列另外的方法步骤：a'）提供衬底，该衬底具有集成在衬底中的读取电路；a''）将声学镜涂覆在衬底上读取电路之上，使得所述声学镜形成所述衬底的衬底表面；以及a'''）生成所述声学镜中的镜开口，使得可到达所述读取电路。在此，所述压电声学谐振器优选地在产生所述镜开口以前被布置在所述声学镜上。

优选地使用具有镜层堆叠的声学镜，所述镜层堆叠具有交替地相叠堆叠的层，这些层具有彼此相比不同的声阻抗，并且这些层中的每一个具有对应于结果得到谐振器的谐振的谐振波长λ的大致四分之一的层厚度。为了对这些层进行沉积，优选地使用汽化沉积方法，例如化学汽化沉积方法（Chemical Vapour Deposition（化学气相沉积），CVD）或者物理汽化沉积方法（Physical Vapour Deposition（物理气相沉积），PVD）。结果得到具有厚度为λ/4的层的布拉格反射器（Bragg－Reflektor）形式的声学镜。结合硅衬底特别合适地得出由二氧化硅和钨构成的层交替地相叠堆叠所构成的层序列。

在一个特别的扩展方案中，所述声学镜的镜开口的侧向边缘（侧壁）具有电开口绝缘层，该电开口绝缘层具有开口绝缘材料并且在该电开口绝缘层的上面涂覆有电印制导线。

根据一个特别的扩展方案，所述镜层堆叠的最上面的形成衬底表面的层具有电镜绝缘层，该电镜绝缘层具有电镜绝缘材料。所述电镜绝缘材料和所述开口绝缘材料基本上相同。这意味着，所述镜绝缘层与所述开口绝缘层同样由二氧化硅制成。在此，尤其是镜绝缘层的层厚度和开口绝缘层的层厚度基本上相同。层厚度特别优选地为结果得到的谐振器谐振的谐振波长λ的大致四分之一。