[发明专利]在压电晶体上确定多层薄膜沉积的方法

权利要求书

1.一种测量压电晶体上的沉积的膜的厚度的方法，所述方法包括下列步骤：

a)确定压电晶体坯的基本共振频率；

b)将电极施加到所述压电晶体坯；

c)确定所述压电晶体坯和施加的电极的基本共振频率；

d)将第一沉积的材料层施加到所述压电晶体坯和施加的电极上；

e)确定包括所述压电晶体坯、所述施加的电极和所述第一沉积的层的复合共振器的共振频率；

f)确定在所述共振频率处计算的跨越所述压电晶体坯、所述施加的电极以及所述第一沉积的层中的每个的声学相位滞后；以及

g)根据所确定的声学相位滞后和所述材料的密度计算所述第一沉积的层的厚度；

其中，所述确定所述声学相位滞后的步骤包括计算分别跨越所述压电晶体坯、施加的电极以及第一沉积的层的相位滞后的正切函数的进一步的步骤，并且所述方法包括计算通过所述沉积的层的所述相位滞后信息的反正切函数以产生通过所述沉积的层的等价相位滞后的进一步的步骤，

其中通过如下关系确定所述沉积的层的声学相位滞后，

在其中：

Z₂是所述沉积的层的声阻抗率；

T₂是所述沉积的层的声学相位滞后的正切函数；

Z₁是所述电极的声阻抗率；

T₁是所述电极的声学相位滞后的正切函数；

Z₀是所述晶体坯的声阻抗率；并且

T₀是所述晶体坯的声学相位滞后的正切函数,

f是所述压电晶体坯和施加的电极的基本共振频率，

f_q是压电晶体坯的基本共振频率，以及

f_r1是施加的电极的固有共振频率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述压电晶体坯的所述基本共振频率确定步骤包括直接测量所述压电晶体坯和提供具有被设计在非常窄的范围内的特定的基本共振频率的压电晶体坯中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的方法，包括使用所述厚度确定计算所述沉积的层的固有共振频率的附加的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，包括下列步骤：在沉积完成之前测量所述第一沉积的厚度，在之后的时间Δt进行至少一次相继的厚度计算并且随后基于Δt之上的厚度上的差异确定沉积速率。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述晶体坯是AT-切割、SC-切割、IT-切割以及FC-切割中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的方法，包括下列步骤：在所述第一沉积的层上沉积至少一个或更多附加的层，并且通过重复步骤e)-g)中的每一个来确定一个或多个附加的层的厚度。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述一个或多个附加的层和所述第一层沉积的材料是相异的材料。

8.根据权利要求3所述的方法，其中，通过如下关系确定通过所述晶体坯和所述施加的电极上的任何沉积的层的声学相位滞后：

在其中Z是声阻抗率，T是先前沉积的层的声学相位滞后的正切函数，并且K是复合参数，其表示通过所有先前沉积的层的相位滞后的全体，N指的是当前正被沉积的层的索引，并且i、j、k、l和m是指示所述先前沉积的层的“名义上的”索引，f是所述压电晶体坯和施加的电极的基本共振频率，f_q是压电晶体坯的基本共振频率，以及f_r1是施加的电极的固有共振频率。