[發明專利]通過鋰化和脫鋰的可調諧鈮酸鋰諧振器和濾波器

在審

• 申請號: 201780054784.8
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN109643981A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: A.薩馬勞
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H01L41/319
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊倩;王麗輝

一種表面聲波(SAW)裝置(100)包括：硅襯底(108)；由鈮酸鋰形成的壓電襯底(102)；插置在所述硅襯底與所述壓電襯底之間的氧化鋁層(110)；所述壓電襯底上的至少一個電極(104、106)。被構造成改變所述壓電襯底的充電中心的調諧電路(120)可以包括可調諧電阻器(124)和/或電壓源(122)。

技術領域

本申請大體涉及表面聲波裝置，并且特定來說涉及用于調諧表面聲波裝置的系統和方法。

背景技術

表面聲波(SAW)裝置是一類微機電系統(MEMS)，其依賴于表面聲波的調制來感測物理現象。傳感器將輸入電信號轉換成機械波，機械波不同于電信號，可能容易受到物理現象的影響。然后，該裝置將此波轉換回成電信號。可以使用輸入電信號與輸出電信號之間的幅度、相位、頻率或時間延遲的變化來測量所期望現象的存在。

SAW技術在其操作中利用壓電效應。基本的SAW裝置由壓電襯底以及一個或多個叉指式換能器(IDT)組成。壓電襯底由壓電材料形成，諸如石英、鉭酸鋰(LiTaO3)或鈮酸鋰(LiNbO3)。IDT由按叉指式方式布置在壓電襯底的表面上的兩個金屬的梳狀結構制成。

SAW裝置通常具有兩個IDT，即，輸入IDT和輸出IDT。通過在輸入IDT兩端施加交流電壓來生成表面聲波。輸入IDT被供送正弦電輸入信號，該正弦電輸入信號在叉指式換能器的指之間形成交替極性。這通過壓電效應在電極的指之間形成交替的拉伸和壓縮應變區域，從而在表面處產生被稱為表面聲波的機械波。

該波由輸出IDT接收，輸出IDT使用壓電效應將來自該波的機械能轉換回成電場。對機械波作出的任何改變都將反映在輸出電信號中，原因在于將通過壓電襯底的表面性質的變化來修改表面聲波的特性。

SAW裝置具有諧振頻率，該諧振頻率是輸入IDT與輸出IDT之間的間隔和材料的聲波速度的函數。當以壓電材料的諧振頻率或該頻率附近生成表面聲波時，SAW裝置的插入損耗可以被最小化。然而，這也意味著在制造期間建立該裝置的頻率響應。在制造之后調節或“調諧”SAW裝置的諧振頻率的能力有限。因此，SAW裝置的利用通常限于其中頻率響應固定的應用。

附圖說明

圖1是根據本公開的可調諧SAW裝置的實施例的示意性透視圖；

圖2是圖1的SAW裝置的示意性正視圖。

圖3是顯示諸如圖1中繪示的具有硅襯底的SAW裝置和無硅襯底的SAW裝置的頻率響應曲線的曲線圖。

圖4是諸如圖1中繪示的具有調諧電路的可調諧SAW裝置的示意性透視圖。

圖5是指示諸如圖4中繪示的可調諧SAW裝置的諧振頻率因用于脫鋰和鋰化過程的調諧電路所致的變化的方向的曲線圖。

具體實施方式

為了促進對本公開的原理的理解，現在將參考在附圖中示出并且在以下書面說明書中描述的實施例。應理解，從而并不旨在限制本公開的范圍。應進一步理解，本公開包括對所示出實施例的任何更改和修改，并且包括如本公開所屬領域的普通技術人員將通常會想到的本公開的原理的進一步應用。

圖1繪示能夠以簡單且具有成本效益方式調諧的根據本公開的表面聲波(SAW)裝置100。可調諧SAW裝置100包括壓電襯底102、至少一個叉指式電極106、硅襯底108和金屬氧化物層110。壓電襯底由鈮酸鋰形成。一個或多個叉指式電極形成在壓電襯底上以便在壓電襯底中生成和/或接收表面聲波。電極由導電金屬形成，諸如鋁、鋁合金、鉑、鉭或任何其他合適導電金屬。在圖1的實施例中，顯示單個叉指式電極。叉指式電極包括用于將電極106連接到未顯示的其他電路系統（諸如信號生成和接收電路以及信號評估電路）的節點104。