[發明專利]具有交替極化區域的聲波器件

無效

• 申請號: 01802026.7
• 申請日: 2001-07-10
• 公開（公告）號: CN1386321A
• 公開（公告）日: 2002-12-18
• 發明（設計）人: 西爾萬·巴朗德拉;布里塞·戈蒂埃;達尼埃爾·豪德恩;讓－克洛德·拉布呂納
• 申請（專利權）人: 塔萊斯公司
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H9/145
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 蔡洪貴

技術領域

本發明涉及聲波器件，更具體地涉及能夠在幾千兆赫數量級的非常高的頻率工作的表面波傳感器。

背景技術

通常，根據應用需要，當前制造傳感器采用基于交叉電極的梳狀結構、采用包括每個波長λ二個、四個或八個電極，λ對應傳感器的中心工作頻率。在各種傳感器中，通常采用的基片上的金屬化表面的面積與自由表面的面積的比值大約在0.25到0.75之間。

然而，已經出現了一種新型的傳感器，這就是所謂的小間隙傳感器，其中，自由表面非常小以便獲得兩個相鄰電極之間最小可能的距離。這類傳感器的優點是，可以獲得最大可能的每個周期的電極寬度，而具有大大減小的電極間的反射現象。

這種結構的缺點是由于技術性的困難。例如，對于在1.6GHz工作的傳感器，寬度為λ/2，即，1.5μm的電極必須被幾百埃數量級的距離間隔開，這需要非常精細的技術。

而且，當給相互間隔很近的電極通電時，所述電極的組成金屬，在這種情況下是鋁(使用最多的)，將電能轉換成熱能并具有蠕變的趨勢，這樣有可能使不同電極短路(在瑞利波的情況下)。

發明內容

為了解決這些問題，本發明提供一種具有連續電極的聲波器件，該聲波器件由極性轉換的鐵電材料制成。

更具體地，本發明提供一種聲波器件，它包括鐵電材料層和基片，其特征在于，鐵電材料層位于淀積在基片的表面上或者是基片的組成部分的第一電極和第二電極之間，鐵電材料層包括正的第一極化區域和負的第二極化區域。

根據第一變型，第二電極淀積在鐵電材料層上。根據第二變型，第二電極由一個蓋支撐，以便在所述第二電極和鐵電材料層之間形成一個空間，從而提高表面波的傳播特性，由于在鐵電材料和上部電極之間沒有接觸，表面波很少地被限制。

根據本發明的一個變型，鐵電材料層也可以包括非極化的區域，這種區域能夠引入相位元件，以便影響在鐵電材料層中的聲波傳播的方向性，如后面將要解釋的。

根據本發明的一個變型，聲波器件包括一系列正、負和零極化的線性區域。

根據本發明的另一個變型，區域沿著兩個正交方向分布，這有利于聲波之間的干涉的組合并可以具有另外的自由度，以制造特殊的傳感器結構。

根據本發明的一個變型，聲波器件包括至少一個電極，其表面是由滿足等式y＝f(x)的兩個參數限定的，其中f是一個實函數。

根據本發明的一個變型，在鐵電材料層的平面中的空間極化分布遵循一個幾何定律，使得所形成的極化表面是由滿足等式y＝f(x)的兩個參數限定的，其中f是一個實函數。

附圖說明

通過以下結合附圖的詳細描述，本發明以及本發明的其它優點可以更加容易被理解。其中：

圖1顯示了對根據本發明的表面波器件產生正極化區域和負極化區域的方法；

圖2顯示了根據本發明的表面波器件的第一示例；

圖3顯示了根據本發明的器件的一個示例，它具有非極化區域；

圖4顯示了根據現有技術用于產生變跡功能的交叉電極結構；

圖5顯示了用于本發明中產生變跡功能的電極形式的示例；以及

圖6顯示了采用不與鐵電材料層接觸的第二電極的表面波器件的第二示例。

具體實施方式

總之，本發明提供一種聲波器件，該聲波器件采用其中形成有交替極化區域的鐵電材料層。

具體地，本發明提出產生局部極化區域并且從這類局部極化獲得優點，以便使所形成的材料電聲性質功能化或周期化，從而制造聲波器件，由于局部電極化，該聲波器件借助于任何類型的金屬基片或金屬化的表面上的鐵電材料壓電地激勵。

為此，一個鐵電材料層按照現有方式形成在金屬基片的表面或金屬化基片的表面上。通常，這可以是任何單晶或多晶的鐵電材料，例如，鉛鈦鋯氧化物(PZT)、LiNbO₃，LiTaO₃或者KNbO₃。通常，這個層的厚度小于10μm。該材料(極化或不極化)隨后局部地經受大電場的作用，尤其是借助于電極頭或頂尖形式的金屬電極、或根據所需的局部極化外形制造的幾何形狀的電極。