專利名稱：高頻表面聲波組件及其基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種高頻表面聲波組件及其基板，尤其是指一種無需以 價格昂貴的藍(lán)寶石基板做為其基板的高頻表面聲波組件及一種可取代藍(lán) 寶石基板的高頻表面聲波組件基板。
背景技術(shù)：
請參閱圖1A及圖1B，其中圖1A是公知的高頻表面聲波組件的立體示 意圖，圖1B是沿著圖1A的A-A'線所得的剖面示意圖。如圖1A及圖1B所示， 公知的高頻表面聲波組件l，包括 一基板ll; 一形成于基板ll的表面的 的壓電層12; —輸入轉(zhuǎn)換部13;以及一輸出轉(zhuǎn)換部14。其中，輸入轉(zhuǎn)換部 13及輸出轉(zhuǎn)換部14是成對地設(shè)置于壓電層12的表面，且輸入轉(zhuǎn)換部13及輸 出轉(zhuǎn)換部14均為交指狀電極，它們并構(gòu)成一組「交叉指狀電極轉(zhuǎn)換器」 (Interdigital Transducers, IDTs)。另一方面，在公知的高頻表面聲波組件l 中，基板ll為藍(lán)寶石基板(sapphire)，壓電層12為氧化鋅、氮化鋁、鈮酸鋰 或鉭酸鋰材質(zhì)的壓電薄膜，此壓電膜層可具有任何厚度，其厚度較佳介于 0.1lam至10^im之間。此外，前述的成對地形成于壓電層12的表面的輸入轉(zhuǎn) 換部13及輸出轉(zhuǎn)換部14的材質(zhì)均為鋁，且它們的線寬(line width)均介于 0.1,至5拜之間。
但是，由于各種光電應(yīng)用，如發(fā)光二極管等，亦需要以藍(lán)寶石基板做 為其基板，造成藍(lán)寶石基板近來不僅價格昂貴，且其貨源無法穩(wěn)定，常有 斷料的事件發(fā)生。因此，由于以藍(lán)寶石基板做為其基板，公知的高頻表面 聲波組件的制造成本便無法進(jìn)一步降低，甚至常會有因藍(lán)寶石基板斷料而 無法制造公知的高頻表面聲波組件的狀況發(fā)生。
因此，業(yè)界需要一種可避免以價格昂貴的藍(lán)寶石基板做為其基板的高 頻表面聲波組件及一種可取代藍(lán)寶石基板的高頻表面聲波組件基板，以降 低高頻表面聲波組件的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高頻表面聲波組件，以避免用價格昂貴的 藍(lán)寶石基板做為其基板，而降低高頻表面聲波組件的制造成本。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的高頻表面聲波組件，包括 一基板、 一形成于此基板的表面的第一緩沖層、 一形成于此第一緩沖層的表面的第 二緩沖層、 一形成于此第二緩沖層的表面的壓電層、 一輸入轉(zhuǎn)換部以及一 輸出轉(zhuǎn)換部；其中，此輸入轉(zhuǎn)換部與此輸出轉(zhuǎn)換部是成對地設(shè)置于此壓電 層的表面或其下方。
因此，由依序在硅基板表面設(shè)置第一緩沖層(氧化硅層)及第二緩沖層 (氧化鋁層)，再于第二緩沖層(氧化鋁層)形成一壓電層的方式而形成的本發(fā) 明的高頻表面聲波組件基板，不但具有與公知的高頻表面聲波組件基板相 近的晶格排列整齊度，且由本發(fā)明的高頻表面聲波組件基板制造而得的高 頻表面聲波組件也具有與公知的高頻表面聲波組件相同的操作效能，如網(wǎng) 絡(luò)頻譜響應(yīng)及表面波聲速等。也就是說，本發(fā)明的高頻表面聲波組件基板 可取代價格昂貴的藍(lán)寶石基板做為一高頻表面聲波組件的基板，使得本發(fā) 明的高頻表面聲波組件無須以價格昂貴的藍(lán)寶石基板做為其基板，大幅降 低高頻表面聲波組件的制造成本。此外，由于硅基板相較于藍(lán)寶石基板更 容易成長出較大尺寸的圓片，如約30厘米(12吋)圓片，況且目前絕大多 數(shù)的電子組件皆形成于硅基板上，所以本發(fā)明的高頻表面聲波組件及其基 板可有效地降低組件制造成本，且使得高頻表面聲波組件可與一般的硅基
(silicon-based)電子組件整合在同一塊硅基板上。
本發(fā)明的高頻表面聲波組件可使用任何類型的基板，其基板較佳為一 硅基板。本發(fā)明的高頻表面聲波組件的第一緩沖層可具有任何材質(zhì)，其材 質(zhì)較佳為氧化硅，其厚度較佳介于0.05,至0.2,之間。本發(fā)明的高頻表 面聲波組件的第二緩沖層可具有任何材質(zhì)，其材質(zhì)較佳為氧化鋁。本發(fā)明 的高頻表面聲波組件的第二緩沖層可具有任何厚度，其厚度較佳介于 0.5^n至20^im之間。本發(fā)明的高頻表面聲波組件的第二緩沖層可以任何方 式形成于第一緩沖層的表面，其較佳以電子束蒸鍍或射頻磁控濺鍍的方式 形成于第一緩沖層的表面。本發(fā)明的高頻表面聲波組件的壓電層可為任何 材質(zhì)的壓電薄膜，其較佳為氧化鋅、氮化鋁、鈮酸鋰或鉭酸鋰材質(zhì)的壓電
4薄膜。本發(fā)明的高頻表面聲波組件的輸入轉(zhuǎn)換部及輸出轉(zhuǎn)換部可具有任何 材質(zhì)，它們的材質(zhì)較佳為鋁。


圖1A為公知的高頻表面聲波組件的立體示意圖。
圖1B是沿著圖1A的A-A'線所得的剖面示意圖。
圖2A是本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波組件的立體示意圖。
圖2B是沿著圖2A的B-B'線所得的剖面示意圖。
圖3是本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波組件的制作方法的流程圖。
圖4A是顯示公知的高頻表面聲波組件的網(wǎng)絡(luò)頻譜響應(yīng)量測結(jié)果的不
圖4B是本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波組件的網(wǎng)絡(luò)頻譜響應(yīng)量測結(jié) 果的示意圖。
圖5A是在顯示制作本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波組件的過程中，其
第二緩沖層的厚度與其沉積時間的關(guān)系的示意圖。
圖5B是顯示本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波組件的表面波聲速與其
第二緩沖層沉積時間的關(guān)系的示意圖。
圖6A是公知的高頻表面聲波組件基板的X光繞射圖案。 圖6B是本發(fā)明另一實施例的高頻表面聲波組件基板的X光繞射圖案。
附圖中主要組件符號說明
1高頻表面聲波組件 11基板
12壓電層 13輸入轉(zhuǎn)換部
14輸出轉(zhuǎn)換部 2高頻表面聲波組件
21基板 22第一緩沖層
23第二緩沖層 24壓電層
25輸入轉(zhuǎn)換部26輸出轉(zhuǎn)換部
具體實施例方式
請參閱圖2A及圖2B，其中圖2A是本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波組 件的立體示意圖，圖2B是沿著圖2A的B-B'線所得的剖面示意圖。如圖2A及圖2B所示，本發(fā)明的高頻表面聲波組件2，包括 一基板2； 一形成于 基板21的表面的第一緩沖層22; —形成于第一緩沖層22的表面的第二緩沖
層23; —形成于第二緩沖層23的表面的壓電層24; —輸入轉(zhuǎn)換部25;以及 一輸出轉(zhuǎn)換部26。其中，輸入轉(zhuǎn)換部25及輸出轉(zhuǎn)換部26是成對地設(shè)置于壓 電層24的表面，且輸入轉(zhuǎn)換部25及輸出轉(zhuǎn)換部26均為交指狀電極，它們并 構(gòu)成一組「交叉指狀電極轉(zhuǎn)換器」。
另一方面，在本實施例的高頻表面聲波組件2中，基板21為硅基板， 第一緩沖層22的材質(zhì)為氧化硅，且其厚度較佳介于0.05^im至0.2pm之間。 此外，第二緩沖層23的材質(zhì)為氧化鋁，其厚度為^m，且其是以「電子束 蒸鍍」的方式形成于第一緩沖層22的表面。但需注意的是，本發(fā)明的高頻 表面聲波組件的第二緩沖層的厚度并不以此為限，其亦可依據(jù)不同的應(yīng)用 需求而具有一介于0.5pm至2(Him之間的厚度。至于形成于第二緩沖層23的 表面的壓電層24，其材質(zhì)為氧化鋅，且其厚度為1.2)am。需注意的是，在 本實施例中，壓電層24的材質(zhì)及厚度均不以前面所述的材質(zhì)及厚度為限。 壓電層24亦可依據(jù)不同的應(yīng)用需求而由不同的材質(zhì)的壓電材質(zhì)構(gòu)成，如氮 化鋁、鈮酸鋰或鉭酸鋰等，且壓電層24亦可依據(jù)不同的應(yīng)用需求而具有不 同的厚度，其厚度較佳介于0.1pm至10iim之間。最后，前述的成對地形成 于壓電層24的表面的輸入轉(zhuǎn)換部25及輸出轉(zhuǎn)換部26的材質(zhì)均為鋁，且它們 的線寬均介于0.1inm至5jim之間。
圖3是本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波組件的制作方法的流程圖，其 顯示如圖2A及圖2B所示的高頻表面聲波組件2的制作方法。如圖3所示，
本發(fā)明的高頻表面聲波組件的制作方法包括下列步驟
(a) 提供一晶格排列(001)的硅基板做為基板，即圖2A的基板21;
(b) 將晶格排列(001)的硅基板置入一爐管(圖中未示)中，由濕式氧化法 于基板21的表面形成一氧化硅層，即圖2A的第一緩沖層22;
(c) 利用一電子束蒸鍍系統(tǒng)(圖中未示)于第一緩沖層22的表面形成一氧 化鋁層，即圖2A的第二緩沖層23;
(d) 利用一射頻磁控濺鍍系統(tǒng)(圖中未示)于第二緩沖層23的表面形成一 氧化鋅壓電層，即圖2A的壓電層24;以及
6(e)利用黃光微影的工藝于壓電層24的表面形成二個成對地設(shè)置的交
指狀電極，且此兩個交指狀電極構(gòu)成一組「交叉指狀電極轉(zhuǎn)換器」，即圖
2A的輸入轉(zhuǎn)換部25及輸出轉(zhuǎn)換部26。
以下，將由圖4A、圖4B、圖5A及圖5B，證明本發(fā)明的高頻表面聲波 組件運作時的效能，如「網(wǎng)絡(luò)頻譜響應(yīng)」，確實與公知的高頻表面聲波組 件相當(dāng)，且本發(fā)明的高頻表面聲波組件亦具有與公知的高頻表面聲波組件 相當(dāng)?shù)谋砻娌曀?phase velocity)。
其中，圖4A及圖4B分別為公知的高頻表面聲波組件及本發(fā)明一實施 例的高頻表面聲波組件的網(wǎng)絡(luò)頻譜響應(yīng)量測結(jié)果的示意圖，圖5A是顯示在 制作本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波組件的過程中，其第二緩沖層(氧化鋁 層)的厚度與其沉積時間的關(guān)系，圖5B則顯示本發(fā)明一實施例的高頻表面 聲波組件的表面波聲速與其第二緩沖層(氧化鋁層)沉積時間的關(guān)系。
首先，如圖4A所示，當(dāng)公知的高頻表面聲波組件于運作時，其操作頻 率(fo)為253 MHz，其插入損失(insertionloss,IL)則為-25dB。另一方面，當(dāng) 本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波組件于運作時，其操作頻率(fo)為270 MHZ，其插入損失則為-15dB。因此，本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波組 件的運作效能與公知的高頻表面聲波組件相近，如操作頻率(fo)，且其部分 運作效能反而較公知的高頻表面聲波組件為佳，如插入損失。
接著，從圖5A及圖5B中可看出，當(dāng)本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波 組件的第二緩沖層(氧化鋁層)的厚度達(dá)到一定程度時，即其厚度大于^m 時，本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波組件便具有與公知的高頻表面聲波組 件(具有藍(lán)寶石基板)相等的表面波聲速。也就是說，當(dāng)具有足夠厚度的第
二緩沖層(氧化鋁層)時，如前述的大于8(im的厚度，本發(fā)明一實施例的高 頻表面聲波組件的操作效能(如網(wǎng)絡(luò)頻譜響應(yīng)及表面波聲速等)便可與公知 的高頻表面聲波組件相同。也就是說，本發(fā)明一實施例的高頻表面聲波組 件無須以價格昂貴的藍(lán)寶石基板做為其基板，其便可具有較公知的高頻表 面聲波組件基板相等甚至較佳的運作效能，大幅降低本發(fā)明一實施例的高 頻表面聲波組件制造時的材料成本。
以下，將由圖6A及圖6B證明本發(fā)明的高頻表面聲波組件基板具有與 公知的高頻表面聲波組件基板相近的結(jié)構(gòu)。其中，圖6A是公知的高頻表面聲波組件基板的X光繞射圖案，圖6B則為本發(fā)明另一實施例的高頻表面聲
波組件基板的x光繞射圖案。
如圖6A及圖6B所示，公知的高頻表面聲波組件基板及本發(fā)明另一實施例的高頻表面聲波組件基板的X光繞射圖案的繞射峰(peak)均落于相同的數(shù)值(即26=34.4°附近)，且兩繞射峰的半高寬(Full-Width at HalfMaximum, FWHM)相近(分別為0.24。及0.22。)。因此，圖6A及圖6B顯示出本發(fā)明另一實施例的高頻表面聲波組件基板的結(jié)構(gòu)(如晶格排列整齊度)與公知的高頻表面聲波組件基板(即藍(lán)寶石基板)相近。如此，本發(fā)明另一實施例的高頻表面聲波組件基板確實可取代價格昂貴的藍(lán)寶石基板而做為一高頻表面聲波組件的基板。
綜上所述，由依序在硅基板表面設(shè)置第一緩沖層(氧化硅層)及第二緩沖層(氧化鋁層)，再于第二緩沖層(氧化鋁層)形成一壓電層的方式而形成的本發(fā)明的高頻表面聲波組件基板，不但具有與公知的高頻表面聲波組件基板相近的晶格排列整齊度，且由本發(fā)明的高頻表面聲波組件基板制造而得的高頻表面聲波組件也具有與公知的高頻表面聲波組件相同的操作效能，如網(wǎng)絡(luò)頻譜響應(yīng)及表面波聲速等。也就是說，本發(fā)明的高頻表面聲波組件基板可取代價格昂貴的藍(lán)寶石基板做為一高頻表面聲波組件的基板，使得本發(fā)明的高頻表面聲波組件無須以價格昂貴的藍(lán)寶石基板做為其基板，大幅降低高頻表面聲波組件的制造成本。
上述實施例僅為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請的權(quán)利要求范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實施例。
權(quán)利要求
1、一種高頻表面聲波組件，包括一基板；一第一緩沖層，形成于該基板的表面；一第二緩沖層，形成于該第一緩沖層的表面；一壓電層，形成于該第二緩沖層的表面；一輸入轉(zhuǎn)換部；以及一輸出轉(zhuǎn)換部；其中，該輸入轉(zhuǎn)換部與該輸出轉(zhuǎn)換部是成對地設(shè)置于該壓電層的表面。
2、 如權(quán)利要求l所述的高頻表面聲波組件，其中，該基板為一硅基板。
3、 如權(quán)利要求l所述的高頻表面聲波組件，其中，該第一緩沖層的材 質(zhì)為氧化硅。
4、 如權(quán)利要求l所述的高頻表面聲波組件，其中，該第一緩沖層的厚 度介于0.05nm至0.2(im之間。
5、 如權(quán)利要求l所述的高頻表面聲波組件，其中，該第二緩沖層的材 質(zhì)為氧化鋁。
6、 如權(quán)利要求l所述的高頻表面聲波組件，其中，該第二緩沖層的厚 度介于0.5(im至20(im之間。
7、 如權(quán)利要求l所述的高頻表面聲波組件，其中，該第二緩沖層是以 電子束蒸鍍的方式形成于該第一緩沖層的表面。
8、 如權(quán)利要求l所述的高頻表面聲波組件，其中，該壓電層的材質(zhì)包 含氧化鋅、氮化鋁、鈮酸鋰或鉭酸鋰。
9、 如權(quán)利要求l所述的高頻表面聲波組件，其中，該輸入轉(zhuǎn)換部及該 輸出轉(zhuǎn)換部分別為 一交指狀電極。
10、 如權(quán)利要求l所述的高頻表面聲波組件，其中，該輸入轉(zhuǎn)換部及 該輸出轉(zhuǎn)換部的材質(zhì)為鋁。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種高頻表面聲波組件及其基板，尤其是指一種無需以價格昂貴的藍(lán)寶石基板做為其基板的高頻表面聲波組件及其基板。高頻表面聲波組件包括一基板；一形成于基板的表面的第一緩沖層；一形成于第一緩沖層的表面的第二緩沖層，一形成于第二緩沖層的表面的壓電層；一輸入轉(zhuǎn)換部；以及一輸出轉(zhuǎn)換部。其中，輸入轉(zhuǎn)換部與輸出轉(zhuǎn)換部成對地設(shè)置于壓電層的表面或其下方?；鍨楣杌澹谝痪彌_層為氧化硅，厚度介于0.05至0.2μm之間，第二緩沖層為氧化鋁，厚度介于0.5至20μm之間，壓電層為氧化鋅、氮化鋁、鈮酸鋰或鉭酸鋰材質(zhì)的壓電薄膜。
文檔編號H03H9/02GK101662268SQ200810146398
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者施文欽, 王惠民 申請人:大同大學(xué);大同股份有限公司