本發(fā)明與用于通信系統(tǒng)的具有可調(diào)諧性的頻率過濾以及產(chǎn)生可調(diào)諧射頻信號(hào)頻率有關(guān)。更加具體地，它與用于saw諧振器和過濾器的可調(diào)諧表面聲波idts有關(guān)。

背景技術(shù)：

電子系統(tǒng)特別是那些操作在射頻（rf）用于通訊應(yīng)用的系統(tǒng)需要小尺寸帶通濾波器和振蕩器。振蕩器用于產(chǎn)生射頻信號(hào)而帶通濾波器用于選擇傳送或接收在某一帶寬（bw）之內(nèi)的特定頻率信號(hào)。一些例子包括全球性定位系統(tǒng)（gps），流動(dòng)電信系統(tǒng)：移動(dòng)式通信全局系統(tǒng)（gsm），個(gè)人通信服務(wù)（pcs），萬能流動(dòng)電信系統(tǒng)（umts），長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)（lte）和數(shù)據(jù)傳送單位：藍(lán)牙、無線區(qū)域網(wǎng)（wlan），衛(wèi)星廣播和未來交通控制通信。它們也包括用于空中和航天器的其它高頻率系統(tǒng)。

有使用不同技術(shù)制造的用于rf信號(hào)的帶通濾波器：(a）基于電介質(zhì)諧振器的陶瓷過濾器，（b）基于表面聲波諧振器（saw）的過濾器，（c）基于薄膜體聲波諧振器（fbar）的過濾器。當(dāng)系統(tǒng)尺寸大小有限時(shí)，saw和fbar都可以使用。通常，saw設(shè)備大量用于2ghz以下的頻率，而fbars則在2和4ghz之間的系統(tǒng)中占優(yōu)勢(shì)。由于需求量大，手機(jī)中saw或fbar的rf過濾器通常用微電子制造方法制造在壓電材料上，例如，用saws的于linbo3和用于fbars的aln。

表面聲波（saw）過濾器：

saw器件的發(fā)展始于1965年，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)saw器件制成時(shí)。早期saw器件的研究工作主要是履行雷達(dá)信號(hào)處理的需要。在80年代和90年代，主要開發(fā)嘗試集中在用于移動(dòng)電話的低損耗過濾器上。saw器件的基本原理可以通過一個(gè)基本saw結(jié)構(gòu)來了解。圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)在一個(gè)壓電基體110上的表面聲波過濾器100的一張概要圖，輸入叉指換能器idt1120連接到一個(gè)電信號(hào)源130來激發(fā)聲波140，其毗鄰電極之間的中心對(duì)中心距離控制到“叉指間距”。聲波140具有速度v和頻率fo=v/（2x叉指間距），輸出叉指換能器idt2150用來接收聲波140和轉(zhuǎn)換成輸出電信號(hào)160，其毗鄰電極之間的中心對(duì)中心距離也控制到“叉指間距”。信號(hào)源130中除fo之外頻率的電信號(hào)在輸出終端不可能激發(fā)有充足強(qiáng)度的共振聲波到達(dá)輸出叉指換能器idt2150，并在輸出終端產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)。過濾器100僅允許頻率在以fo為中心的帶寬bw之內(nèi)的電信號(hào)從輸入叉指換能器到達(dá)輸出叉指換能器。

用于過濾器的壓電材料主要特性是聲音波傳播速度，電極叉指間距和耦合系數(shù)，以聲波速度和電極叉指間距決定諧振頻率，耦合系數(shù)影響帶寬。幾個(gè)壓電基體速度值為：linbo3～4,000m/s，zno～6,300m/s,aln～10,400m/s和gan～7,900m/s。例如，為了得到具有中央頻率fo=2ghz的制造在linbo3上的過濾器，聲波波長(zhǎng)是λ=(4000m/sec)/(2x10⁹/sec)=2x10^-4cm。假設(shè)電極寬度和毗鄰電極之間的距離相等，電極寬度為0.5μm，因此，圖1中的電極叉指間距值等于(1/2)λ或1μm。

可調(diào)諧過濾器：

每條通信帶有二個(gè)頻率：一為傳送，另一為接收。移動(dòng)電話通信大約有40個(gè)頻帶。更多頻帶期望作為下一代長(zhǎng)期引伸技術(shù)。表1列出幾條用于不同地區(qū)或國(guó)家的移動(dòng)式通信頻帶。每條頻帶有一條傳送頻帶或tx，其頻帶中心頻率為fotr，傳送帶寬為bwtr。也有一條發(fā)送頻帶或有關(guān)聯(lián)的接收rx頻帶中心頻率為fore，有接收帶寬bwre。傳送頻帶和接受頻帶之間的差別給出：fore-fotr。

表1頻率和帶寬分配給某些移動(dòng)手機(jī)和基地

bandfotr(mhz)bwtr(mhz)fore(mhz)bwre(mhz)fore–fotr(mhz)[fore-fotr]/fotr地區(qū)

11920–1980602110–2170601909.8%亞洲，歐洲中東非洲，日本

21850–1910601930-199060804.3%北美，拉美

31710–1785751805–188075955.4%亞洲,，歐洲中東非洲

41710-1755452110-21554540023%北美，拉美

5824–84925869–89425455.4%北美，拉美

72500–2570702620–2690701204.7%亞洲,，歐洲中東非洲

8880–91535925–96035455.0%歐洲中東非洲，拉美

12699–71617729–74617304.2%北美

由于用于不同地區(qū)和國(guó)家的移動(dòng)手機(jī)頻帶的數(shù)量較大，即使在同一個(gè)國(guó)家，一個(gè)實(shí)用的手機(jī)也需要有覆蓋幾個(gè)頻帶的rf前端。一個(gè)真正的覆蓋世界范圍的電話將需要有大約40條頻帶，其中每一條都有傳送頻帶和接受頻帶。因?yàn)槊總€(gè)rf過濾器只有一個(gè)固定的中央共振頻率，因此，這樣一個(gè)真正的世界電話將需要80個(gè)前端過濾器。由于資源局限，有些設(shè)計(jì)師為選擇的地區(qū)或國(guó)家設(shè)計(jì)的移動(dòng)電話手機(jī)覆蓋5條到10條頻帶。即使是這個(gè)減少了的頻帶數(shù)目，rf過濾器的需求數(shù)量還是大（10個(gè)～20個(gè)）。所以，有強(qiáng)烈需求減少rf過濾器的尺寸/成本，并使用每個(gè)覆蓋至少二個(gè)頻帶的可調(diào)諧rf過濾器來減少同一數(shù)量操作頻帶所需過濾器的數(shù)量。如果成功，移動(dòng)手機(jī)和許多其他微波和無線系統(tǒng)過濾器數(shù)量可以減少。因此，開發(fā)rf過濾器盡可能用于多個(gè)頻帶或頻率范圍的rf過濾器將是理想的，以便減少移動(dòng)電話手機(jī)和微波系統(tǒng)rf前端的尺寸大小和電力消費(fèi)。在表1中列出了(fore–fotr)/fotr的值?？梢钥闯龆鄶?shù)值為10%或更少，多數(shù)～5%。所以，調(diào)諧范圍為10%或更大的可調(diào)諧過濾器對(duì)通信是很有價(jià)值的。

為了滿足對(duì)盡可能多個(gè)頻帶或頻率范圍的rf過濾器的需求，本專利發(fā)明者發(fā)明了可調(diào)諧saw叉指換能器和反射器并發(fā)表在美國(guó)專利申請(qǐng)14/756,554中。這個(gè)發(fā)明提供運(yùn)用半導(dǎo)體的壓電層具有嵌入型或抬高型電極摻雜區(qū)的可調(diào)諧表面聲波諧振器。該器件通過變化dc偏壓改變金屬化比率和質(zhì)量負(fù)荷來改變其諧振頻率。多個(gè)可調(diào)諧的saw器件可以連接成可調(diào)諧和可選擇的微波過濾器或可調(diào)諧的振蕩器，通過變化dc偏壓來選擇和調(diào)整帶通頻率。

可調(diào)諧sawidts和過濾器：

圖2展示可調(diào)諧表面聲波（saw）過濾器200a的一張概要頂視圖，由本專利發(fā)明者發(fā)表在美國(guó)專利申請(qǐng)14/756,554中。saw過濾器200a有輸入叉指換能器idt1220和輸出叉指換能器idt2250。第一壓電層210沉積在支持基體210s上做成idt1和idt2。saw結(jié)構(gòu)的第一壓電層210從一組壓電材料中挑選包括：linbo3,litao3,zno,aln,gan,algan,litao3,gaas,algaas等。

idt1220包括輸入正電極墊220pm在輸入正電極墊摻雜區(qū)220dp上；輸入負(fù)電極墊220nm在輸入負(fù)電極墊摻雜區(qū)220dn上；輸入正電極手指（220p-1，220p-2，220p-3）中的每一個(gè)在各自對(duì)應(yīng)的輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1，dp-2，dp-3）上；輸入負(fù)電極手指（220n-1，220n-2，220n-3）中的每一個(gè)在各自對(duì)應(yīng)的輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1，dn-2，dn-3）上。輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1，dp-2，dp-3）和輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1，dn-2，dn-3）是摻雜壓電半導(dǎo)體。毗鄰輸入正電極手指和輸入負(fù)電極手指之間中心對(duì)中心距離（或毗鄰輸入正電極手指摻雜區(qū)和輸入負(fù)電極手指摻雜區(qū)）被控制為“叉指間距或b”。輸入電極手指連接到一個(gè)電信號(hào)來源230來激發(fā)頻率為f～v/(2xb)的表面聲波240，v是表面聲波速度。

同樣，輸出叉指換能器idt2250包括輸出正電極墊250pm在輸出正電極墊摻雜區(qū)（250dp）上；輸出負(fù)電極墊250nm在輸出負(fù)電極墊摻雜區(qū)250dn上；輸出正電極手指（250p-1，250p-2，250p-3）中的每一個(gè)在各自對(duì)應(yīng)的輸入正電極摻雜地（dp-1'，dp-2'，dp-3'）上；輸出負(fù)電極手指（250n-1，250n-2，250n-3）中的每一個(gè)在各自對(duì)應(yīng)的輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1'，dn-2'，dn-3'）上。輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1'，dp-2'，dp-3'）和輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1'，dn-2'，dn-3'）是摻雜壓電半導(dǎo)體。毗鄰輸出正電極手指和輸出負(fù)電極手指之間中心對(duì)中心距離（或毗鄰輸出正電極手指摻雜區(qū)和輸出負(fù)電極手指摻雜區(qū)之間距）被控制為“叉指間距或b’”，優(yōu)選和b相同來接收表面聲波240和轉(zhuǎn)換成橫跨輸出電阻器r260上的輸出電信號(hào)vout。

輸入叉指換能器220和輸出叉指換能器250由idt的中心對(duì)中心距離200d分開。輸入電極摻雜區(qū)寬度“a”被保持為基本上與叉指間距“b”的一半相等，以便毗鄰輸入電極摻雜區(qū)之間的間距（c）與叉指間距（b）的一半也相等。同樣，輸出電極摻雜區(qū)寬度（a’=a）被保持為基本上與叉指間距（b'=b）的一半相等，因此毗鄰輸出電極摻雜區(qū)的間距“c’”也與叉指間距（b’=b）的一半基本上相等。輸入電極手指寬度（m）被選擇與輸出電極手指寬度（m’）相同，并且手指寬度（m，m’）不比電極摻雜區(qū)寬度（a，a’）大。

輸入dc偏壓vdc通過阻攔電感器（ln-1）和（lp-1）連接到輸入叉指換能器idt1來調(diào)諧和調(diào)整idt1所激發(fā)的表面聲波頻率，而輸出dc偏壓v’dc通過阻攔電感器（ln-1’）和（lp-1’）連接到輸出叉指換能器來調(diào)諧和調(diào)整idt2所接收或探測(cè)的表面聲波頻率。輸入dc偏壓vdc的值優(yōu)選同輸出dc偏壓v'dc一樣來同步調(diào)諧和調(diào)整的頻率。叉指間距的值（b，b'）在設(shè)計(jì)和制造期間選擇，saw器件激發(fā)和傳輸表面聲波波長(zhǎng)是：λ=2b。波長(zhǎng)λ的值與表面聲波速度v一起決定表面聲波激發(fā)，傳輸和探測(cè)的一個(gè)獨(dú)特的中央頻率f=v/λ。頻率的調(diào)諧是基于對(duì)與電極摻雜區(qū)和電極手指相關(guān)的質(zhì)量負(fù)荷（ml）和金屬化比率（mr）的調(diào)整，細(xì)節(jié)可以在美國(guó)專利申請(qǐng)14/756,554中找到。

在這個(gè)更早的發(fā)明中，如上所述，dc偏壓通過阻攔電感器（ln-1，lp-1，ln-1'，lp-1'）提供給輸入和輸出idts，阻攔電感器分離dc偏壓和rf信號(hào)。雖然薄膜電感器（ln-1，lp-1，ln-1'，lp-1'）能有效地從dc偏壓電路隔絕rf信號(hào)，薄膜電感器有兩個(gè)缺點(diǎn)。薄膜電感器由金屬線圈制成，占據(jù)相當(dāng)大面積，并且薄膜線圈的制造相對(duì)困難，并不實(shí)用。所以，需要具有改進(jìn)性能的rf隔離方法的可調(diào)諧sawidts來實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧的saw諧振器、過濾器或者振蕩器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于saw諧振器，過濾器或振蕩器的可調(diào)諧的saw叉指式換能器，其激發(fā)和接收表面聲波中央頻率用dc偏壓通過集成薄膜偏壓電阻加在輸入idts和輸出idts來調(diào)諧。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于無線或微波系統(tǒng)的sawrf諧振器、過濾器或振蕩器的可調(diào)諧的saw叉指式換能器，有嵌入型負(fù)和正電極摻雜區(qū)和集成薄膜偏壓電阻，該嵌入型負(fù)電極摻雜區(qū)與嵌入型正電極摻雜區(qū)有不同的摻雜類型。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于無線或微波系統(tǒng)的sawrf諧振器、過濾器或振蕩器的可調(diào)諧的saw叉指式換能器，有嵌入型負(fù)和正電極摻雜區(qū)和集成薄膜偏壓電阻，該嵌入型負(fù)電極摻雜區(qū)與嵌入型正電極摻雜區(qū)有相同的摻雜類型。

本發(fā)明還有另一個(gè)目的是提供用于無線或微波系統(tǒng)的sawrf諧振器、過濾器或振蕩器的可調(diào)諧的saw叉指式換能器，有抬高型負(fù)和正電極摻雜區(qū)和集成薄膜偏壓電阻，該抬高型負(fù)電極摻雜區(qū)與抬高型正電極摻雜區(qū)有不同的摻雜類型。

本發(fā)明還有另一個(gè)目的是提供用于無線或微波系統(tǒng)的sawrf諧振器、過濾器或振蕩器的可調(diào)諧的saw叉指式換能器，有抬高型負(fù)和正電極摻雜區(qū)和集成薄膜偏壓電阻，該抬高型負(fù)電極摻雜區(qū)與抬高型正電極摻雜區(qū)有相同的摻雜類型。

本發(fā)明還有另一個(gè)目的是控制可調(diào)諧的saw叉指式換能器的正和負(fù)電極摻雜區(qū)的摻雜濃度在10¹³-10²⁰cm^-3的范圍。

實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下所述：

一種用于表面聲波設(shè)備的具有可調(diào)諧頻率的saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)，有嵌入型電極摻雜區(qū)，其特征包括了：

-一個(gè)支持基體，有支持基體厚度；

-一個(gè)第一壓電層在前述支持基體上，有第一壓電層厚度；

-多個(gè)正電極摻雜區(qū)在前述第一壓電層中埋置，前述正電極摻雜區(qū)是壓電半導(dǎo)體，有第一摻雜類型；

-多個(gè)負(fù)電極摻雜區(qū)在前述第一壓電層中埋置，前述負(fù)電極摻雜區(qū)是壓電半導(dǎo)體，有第二摻雜類型，每個(gè)前述負(fù)電極摻雜區(qū)在二個(gè)毗鄰正電極摻雜區(qū)之間,，正電極摻雜區(qū)和毗鄰負(fù)電極摻雜區(qū)中心對(duì)中心距離被控制到叉指間距b；

-多個(gè)金屬正電極手指，每一個(gè)正電極手指在一個(gè)嵌入型正電極摻雜區(qū)之上，前述金屬正電極手指連接到正電極墊；

-多個(gè)金屬負(fù)電極手指，每一個(gè)負(fù)電極手指在一個(gè)嵌入型負(fù)電極摻雜區(qū)之上，前述金屬負(fù)電極手指連接到負(fù)電極墊；

-一dc偏壓通過薄膜偏壓電阻連接到前述idt來控制和變化前述嵌入型正電極摻雜區(qū)和嵌入型負(fù)電極摻雜區(qū)中所形成的耗盡區(qū)的尺寸，從而通過對(duì)與每個(gè)前述正電極手指和每個(gè)前述負(fù)極電極手指有關(guān)的質(zhì)量負(fù)荷和金屬化比率的調(diào)整，來達(dá)到調(diào)整前述idt所激發(fā)或所接收的表面聲波的頻率，前述薄膜偏壓電阻集成在前述idt上，并且前述薄膜偏壓電阻的阻抗值被控制成足夠大，來隔絕dc偏壓電路與rf信號(hào)，而前述正電極墊和負(fù)電極墊連接到電信號(hào)源或信號(hào)接收器，來從前述idt激發(fā)表面聲波或從前述idt接收表面聲波。

前述支持基體材料從一組物質(zhì)中挑選包括：linbo3、litao3、pzt、aln、gan、algan、zno、gaas，alas，algaas、al2o3、batio3、石英、knbo3、si、藍(lán)寶石、玻璃和塑料。

前述第一壓電層材料從一組壓電材料物質(zhì)中挑選包括：linbo3、litao3、zno、aln、gan、algan、gaas，algaas和其它，只要它們有壓電特性和足夠高的聲耦合系數(shù)。

前述嵌入型正電極摻雜區(qū)和前述嵌入型負(fù)電極摻雜區(qū)材料從一組物質(zhì)中挑選包括：aln、gan、algan、zno、gaas，alas，algaas和其它，只要它們有壓電特性和足夠高的聲耦合系數(shù)，是半導(dǎo)體，并且可以摻雜成n類型或p類型傳導(dǎo)，其摻雜濃度在10¹³到10²⁰cm^-3的范圍內(nèi)來實(shí)現(xiàn)有效的頻率調(diào)諧。

前述正電極摻雜區(qū)的前述第一摻雜類型與前述負(fù)電極摻雜區(qū)的前述第二摻雜類型相反，并且前述dc偏壓是通過前述薄膜偏壓電阻加在前述正電極墊和前述負(fù)電極墊之間來調(diào)諧和調(diào)整前述表面聲波的頻率。

前述嵌入型正電極摻雜區(qū)和前述嵌入型負(fù)電極摻雜區(qū)厚度控制在10到2000nm的范圍內(nèi)。

前述正電極手指和前述負(fù)電極手指材料從一組材料中挑選包括：ti、al、w、pt、mo、cr、pd、ta、cu，au、ni、ag、ru、ir以及它們的合金，而前述正電極手指和負(fù)電極手指厚度在10到400nm的范圍內(nèi)，取決于操作頻率和調(diào)諧范圍的需要。

前述薄膜偏壓電阻從一組材料中挑選包括：ni、cr、ta、w、mo、nicr、ruo2、tan、zno、znon、insno、insnon、zninozninon，znsno、znsnon、bi2ru2o7、ruo2、bi2ir2o7和其它半導(dǎo)體例如硅，只要薄膜偏壓電阻值是大于200ω并且有穩(wěn)定的熱特性。

本發(fā)明所述的用于表面聲設(shè)備的頻率可調(diào)諧的saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)，還包括底部電極層夾在前述第一壓電層和前述支持基體中間，前述第一摻雜類型與前述第二摻雜類型相同，前述正電極墊和負(fù)極電極墊連接在一起，并且前述dc偏壓是加在前述正和負(fù)極電極墊和前述底部電極層之間來調(diào)諧和調(diào)整前述表面聲波頻率，前述底部電極層材料從一組物質(zhì)中挑選，包括：ti、al、w、pt、mo、cr、pd、ta、cu，au、ni、ag、ru、ir、aln、gan、algan、zno、gaas，alas，algaas和它們的組合。

進(jìn)一步的，該用于表面聲設(shè)備的頻率可調(diào)諧的saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)重?fù)诫s層在前述每一個(gè)嵌入型負(fù)電極摻雜區(qū)之上，和另一個(gè)重?fù)诫s層在前述每一個(gè)嵌入型正電極摻雜區(qū)之上，來減少接觸電阻。

前述頻率可調(diào)諧的saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)是一種可調(diào)諧輸入叉指換能器，來接收rf信號(hào)并產(chǎn)生表面聲波。

前述頻率可調(diào)諧的saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)是一種可調(diào)諧的輸出叉指換能器，來接收表面聲波并把他們轉(zhuǎn)換成rf信號(hào)。

前述頻率可調(diào)諧的saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)是一種可調(diào)諧的表面聲波反射器。

實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明目的的技術(shù)方案還如下所述：

一種用于表面聲波設(shè)備具有可調(diào)諧頻率的saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)，有抬高型電極摻雜區(qū)，其特征包括了：

-一個(gè)支持基體，有支持基體厚度；

-一個(gè)第一壓電層，有第一壓電層厚度；

-多個(gè)抬高型正電極摻雜區(qū)在前述第一壓電層之上，前述抬高型正電極摻雜區(qū)是壓電半導(dǎo)體，有第一摻雜類型；

-多個(gè)抬高型負(fù)電極摻雜區(qū)在前述第一壓電層之上，前述抬高型負(fù)電極摻雜區(qū)是壓電半導(dǎo)體，有第二摻雜類型，每個(gè)前述抬高型負(fù)電極摻雜區(qū)在二個(gè)毗鄰抬高型正電極摻雜區(qū)之間，抬高型正電極摻雜區(qū)和毗鄰抬高型負(fù)電極摻雜區(qū)中心對(duì)中心距離被控制到叉指間距b；

-多個(gè)金屬正電極手指連接到一個(gè)正電極墊，每個(gè)前述正電極手指在其中一個(gè)對(duì)應(yīng)的抬高型正電極摻雜區(qū)上；

-多個(gè)金屬負(fù)電極手指連接到一個(gè)負(fù)電極墊，每個(gè)前述負(fù)電極手指在其中一個(gè)對(duì)應(yīng)的抬高型負(fù)電極摻雜區(qū)上；并且

-dc偏壓通過薄膜偏壓電阻連接到前述idt來控制和變化前述抬高型正電極摻雜區(qū)和抬高型負(fù)電極摻雜區(qū)中所形成的耗盡區(qū)的尺寸，從而通過對(duì)與每個(gè)前述正電極手指和每個(gè)前述負(fù)極電極手指有關(guān)的質(zhì)量負(fù)荷和金屬化比率的調(diào)整，來達(dá)到調(diào)整前述idt所激發(fā)或所接收的表面聲波的頻率，前述薄膜偏壓電阻集成在前述idt上，并且前述薄膜偏壓電阻的阻抗值被控制成足夠大，來隔絕dc偏壓電路與rf信號(hào)，而前述正電極墊和負(fù)電極墊連接到電信號(hào)源或信號(hào)接收器，來從前述idt激發(fā)表面聲波或從前述idt接收表面聲波。

上述支持基體材料從一組物質(zhì)中挑選包括：linbo3、litao3、pzt、aln、gan、algan、zno、gaas，alas，algaas、al2o3、batio3、石英、knbo3、si、藍(lán)寶石、玻璃和塑料。

上述第一壓電層材料從一組壓電材料物質(zhì)中挑選包括：linbo3、litao3、zno、aln、gan、algan、gaas，algaas和其它，只要它們有壓電特性和足夠高的聲耦合系數(shù)。

上述抬高型正電極摻雜區(qū)和前述抬高型負(fù)電極摻雜區(qū)材料從一組物質(zhì)中挑選，包括：aln、gan、algan、zno、gaas，alas，algaas和其它，只要它們有壓電特性和足夠高的聲耦合系數(shù)，是半導(dǎo)體，并且可以摻雜成n類型或p類型傳導(dǎo)，其摻雜濃度在10¹³到10²⁰cm^-3的范圍內(nèi)來實(shí)現(xiàn)有效的頻率調(diào)諧。

上述第一摻雜正電極摻雜區(qū)的類型是和前述負(fù)電極摻雜區(qū)的前述第二摻雜的類型相反，并且前述dc偏壓是通過前述薄膜偏壓電阻加在前述正電極墊和前述負(fù)電極墊之間來調(diào)諧和調(diào)整前述表面聲波的頻率。

上述抬高型正電極摻雜區(qū)和前述抬高型負(fù)電極摻雜區(qū)厚度控制在10到2000nm的范圍內(nèi)。

上述正電極手指和前述負(fù)電極手指材料從一組材料中挑選，包括：ti、al、w、pt、mo、cr、pd、ta、cu，au、ni、ag、ru、ir以及它們的合金，而前述正電極手指和負(fù)電極手指厚度在10到400nm的范圍內(nèi)，取決于操作頻率和調(diào)諧范圍的需要。

上述薄膜偏壓電阻從一組材料中挑選包括：ni、cr、ta、w、mo、nicr、ruo2、tan、zno、znon、insno、insnon、zninozninon，znsno、znsnon、bi2ru2o7、ruo2、bi2ir2o7和其它半導(dǎo)體例如硅，只要薄膜偏壓電阻值是大于200ω并且有穩(wěn)定的熱特性。

上述本發(fā)明提供的有抬高型電極摻雜區(qū)的用于表面聲設(shè)備的頻率可調(diào)諧的saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步的特征在于：該saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)還包括一底部電極層夾在前述第一壓電層和前述支持基體中間，前述第一摻雜類型與前述第二摻雜類型相同，前述正電極墊和負(fù)極電極墊連接在一起，并且前述dc偏壓是加在前述正和負(fù)極電極墊和前述底部電極層之間來調(diào)諧和調(diào)整前述表面聲波的頻率，前述底部電極層材料從一組物質(zhì)中挑選，包括：ti、al、w、pt、mo、cr、pd、ta、cu，au、ni、ag、ru、ir、aln、gan、algan、zno、gaas，alas，algaas和它們的組合。

進(jìn)一步的，該saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)重?fù)诫s層在前述每一個(gè)抬高型負(fù)電極摻雜區(qū)之上，和另一個(gè)重?fù)诫s層在前述每一個(gè)抬高型負(fù)電極摻雜區(qū)之上，來減少接觸電阻。

上述頻率可調(diào)諧的saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)是一種可調(diào)諧輸入叉指換能器，來接收rf信號(hào)并產(chǎn)生表面聲波。

上述頻率可調(diào)諧的saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)是一種可調(diào)諧的輸出叉指換能器，來接收表面聲波并轉(zhuǎn)換他們成rf信號(hào)。

上述頻率可調(diào)諧的saw叉指換能器idt結(jié)構(gòu)是一臺(tái)可調(diào)諧的表面聲波反射器。

附圖說明

圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)中在一個(gè)壓電基體上表面聲波過濾器100a的概要圖，有輸入叉指式換能器idt1來激發(fā)表面聲波和輸出叉指式換能器idt2來接收表面聲波并將其轉(zhuǎn)換成輸出電信號(hào)。

圖2顯示現(xiàn)有技術(shù)中具有可調(diào)諧頻率的表面聲波過濾器200a的頂視概要圖。輸入dc偏壓vdc通過阻攔電感（lp-1,ln-1）連接到輸入叉指式換能器idt1來調(diào)整激發(fā)表面聲波頻率。輸出dc偏壓v'dc通過阻攔電感（lp-1',ln-1'）連接到輸出叉指式換能器idt2來調(diào)整接收表面聲波頻率。

圖3a顯示本發(fā)明的可調(diào)諧表面聲波過濾器300a的頂視概要圖。輸入dc偏壓vdc通過集成薄膜電阻（rp-1,rn-1）連接到輸入叉指式換能器idt1來調(diào)整激發(fā)表面聲波頻率。輸出dc偏壓v'dc通過集成薄膜電阻（rp-1',rn-1'）連接到輸出叉指式換能器idt2來調(diào)整接收表面聲波頻率。

圖3b是可調(diào)諧表面聲波過濾器300b的頂視概要圖，根據(jù)本發(fā)明，輸入電極墊和輸出電極墊直接沉積在第一壓層210上。

圖3c是在圖3a的可調(diào)諧表面聲波過濾器300a沿著線a至a’的概要橫截圖，顯示了輸入叉指式換能器idt1的一部分，其嵌入型輸入正電極摻雜中立區(qū)和嵌入型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)具有相反的摻雜類型，第一輸入dc偏壓vdc1通過集成輸入薄膜偏壓電阻（rn-1和rp-1）加到正負(fù)電極手指上。

圖3d是在圖3a的可調(diào)諧表面聲波過濾器300a沿著線b-b'的概要橫截圖，顯示輸出叉指式換能器idt2的一部分，其嵌入型輸出正電極摻雜中立區(qū)和嵌入型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)具有相反的摻雜類型，第一輸出dc偏壓vdc1'通過集成輸入薄膜偏壓電阻rn-1'和rp-1'加到正負(fù)電極手指上。

圖3e是可調(diào)諧表面聲波過濾器（300a，圖3a）沿著線a-a'的概要橫截圖，顯示了輸入叉指式換能器idt1的一部分，其嵌入型輸入正電極摻雜中立區(qū)和嵌入型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)具有相同摻雜類型，嵌入型電極摻雜中立區(qū)連接在一起，第二輸入dc偏壓vdc2通過集成輸入薄膜偏壓電阻（rn-1和rp-1）加在電極手指和底部電極層之間來調(diào)諧idt1的頻率。

圖3f是可調(diào)諧表面聲波過濾器（300a，圖3a）沿著線b-b'的概要橫截圖，顯示了輸出叉指式換能器idt2的一部分，其嵌入型輸出正電極摻雜中立區(qū)和嵌入型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)有相同摻雜類型，嵌入型電極摻雜中立區(qū)連接在一起，第二輸入dc偏壓vdc2'通過集成輸出薄膜偏壓電阻（rn-1',rp-1'）加在電極手指和底部電極層之間來調(diào)諧idt2的頻率。

圖3g是可調(diào)諧表面聲波過濾器（300a，圖3a）沿著線a-a'的概要橫截圖，顯示了輸入叉指式換能器idt1的一部分，其抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)和抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)有著相反的摻雜類型，第一輸入dc偏壓vdc1通過集成輸入薄膜偏壓電阻（rn-1和rp-1）加到輸入正電極手指和輸入負(fù)電極手指之間來調(diào)諧idt1的頻率。

圖3h是可調(diào)諧表面聲波過濾器（300a，圖3a）沿著線b-b'的概要橫截圖，顯示了輸出叉指式換能器idt2的一部分，其抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)和抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)有著相反的摻雜類型，第一輸出dc偏壓vdc1'通過集成輸出薄膜偏壓電阻（rn-1',rp-1'）加到輸出正電極手指和輸出負(fù)電極手指之間來調(diào)諧idt2的頻率。

圖3i是可調(diào)諧表面聲波過濾器（300a，圖3a）沿著線a-a'的概要橫截圖，顯示了輸入叉指式換能器idt1的一部分，其抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)和抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)有相同摻雜類型，第一輸入dc偏壓vdc2通過集成輸入薄膜偏壓電阻（rn-1和rp-1）加到輸入正電極手指和輸入負(fù)電極手指之間來調(diào)諧idt1的頻率。

圖3j是可調(diào)諧表面聲波過濾器（300a，圖3a）沿著線b-b'的概要橫截圖，顯示了輸出叉指式換能器idt2的一部分，其抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)和抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)有相同摻雜類型，第一輸出dc偏壓vdc2'通過集成輸出薄膜偏壓電阻（rn-1',rp-1'）加到輸出正電極手指和輸出負(fù)電極手指之間來調(diào)諧idt2的頻率。

圖4是顯示了具有輸入電極墊，輸入電極手指，輸入電極摻雜區(qū)的可調(diào)諧輸入表面聲波saw反射器290ir的一張概要頂視圖。應(yīng)用dc偏壓控制mr和ml和反射表面聲波的頻率。

附圖標(biāo)記說明

輸入叉指式換能器idt1220

輸出叉指式換能器idt2250

輸入表面聲波反射器290ir

電信號(hào)源230

表面聲波240

輸出電阻器r260

第一壓電層210

第一壓電層厚度210t

支持基體210s

支持基體厚度210st

集成輸入薄膜偏壓電阻（rn-1，rp-1）

集成輸出薄膜偏壓電阻（rn-1’和rp-1’）

輸入正電極墊220pm，290pm

輸入正電極墊摻雜區(qū)220dp

輸入負(fù)電極墊220nm，290nm

輸入負(fù)電極墊摻區(qū)220dn

輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1，dn-2，dn-3），（dnr-1，dnr-2，dnr-3）

輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1，dp-2，dp-3），（dpr-1，dpr-2，dpr-3）

輸入正電極手指（220p-1，220p-2，220p-3），（290p-1，290p-2，290p-3）

輸入正電極手指寬度（220p-1w或m）

輸入正電極手指厚度（220p-1t）

輸入負(fù)電極手指（220n-1，220n-2，220n-3），（290n-1，290n-2，290n-3）

輸入負(fù)電極手指寬度（220n-1w或m）

輸入負(fù)電極手指厚度（220n-1t）

輸出正電極墊250pm

輸出正電極墊摻雜區(qū)250dp

輸出負(fù)電極墊250nm

輸出負(fù)電極墊摻區(qū)250dn

輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1',dp-2',dp-3'）

輸出正電極摻雜區(qū)厚度（dp-1't）

輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1',dn-2',dn-3'）

輸出正電極手指（250p-1，250p-2，250p-3）

輸出正電極手指寬度（250p-1w或m'）

輸出正電極手指厚度（250p-1t）

輸出負(fù)電極手指（250n-1，250n-2，250n-3）

輸出負(fù)電極手指寬度（250n-1w或m'）

輸出負(fù)電極手指厚度（250n-1t）

輸入正電極摻雜中立區(qū)（dp-1v1），（dp-1v2）

輸入正電極摻雜中立區(qū)厚度（dp-1v1t），（dp-1v2t）

輸入正電極摻雜中立區(qū)寬度（dp-1v1w），（dp-1v2w）

輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1v1），（dn-1v2）

輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)厚度（dn-1v1t），（dn-1v2t）

輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)寬度（dn-1v1w），（dn-1v2w）

輸入正電極耗盡區(qū)（dp-1d1），（dp-1d2）

輸入正電極耗盡區(qū)厚度（dp-1d1t），（dp-1d2t）

輸入負(fù)電極耗盡區(qū)（dn-1d1），（dn-1d2）

輸入負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（dn-1d1t），（dn-1d2t）

輸入電極間距區(qū)（220s-1），（enp-1v2）

輸入電極間距區(qū)寬度（220s-1w），（enp-1v1w或c）

叉指間距（220ns-1w或b），（250ns-1w或b'）

輸出正電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v1），（dp-1'v2）

輸出正電極摻雜中立區(qū)厚度（dp-1'v1t），（dp-1'v2t）

輸出正電極摻雜中立區(qū)寬度（dp-1'v1w），（dp-1'v2w）

輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1'v1），（dn-1'v2）

輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)厚度（dn-1'v1t），（dn-1'v2t）

輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)寬度（dn-1'v1w），（dn-1'v2w）

輸出正電極耗盡區(qū)（dp-1'd1），（dp-1'd2）

輸出正電極耗盡區(qū)厚度（dp-1'd1t），（dp-1'd2t）

輸出負(fù)電極耗盡區(qū)（dn-1'd1），（dn-1'd2）

輸出負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（dn-1'd1t），（dn-1'd2t）

輸出電極間距區(qū)（250s-1）

輸出電極間距區(qū)寬度（250s-1w）

抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v1），（ep-1'v2）

抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)厚度（ep-1'v1t）

抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)寬度（ep-1'v1w），（ep-1'v2w）

抬高型輸出正電極耗盡區(qū)（ep-1'd1）

抬高型輸出正電極耗盡區(qū)厚度（ep-1'd1t）

抬高型輸出正電極耗盡區(qū)寬度（ep-1'd1w）

抬高型輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1'）

抬高型輸出負(fù)電極摻雜區(qū)厚度（dn-1't）

抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v1），（en-1'v2）

抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)厚度（en-1'v1t）

抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)寬度（en-1'v1w），（en-1'v2w）

抬高型輸出負(fù)電極耗盡區(qū)（en-1'd1）

抬高型輸出負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（en-1'd1t）

抬高型輸出負(fù)電極耗盡區(qū)寬度（en-1'd1w）

輸出電極間距區(qū)（enp-1'v1）

輸出電極間距區(qū)寬度（enp-1'v1w或c'）

抬高型輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1）

抬高型輸入正電極摻雜區(qū)厚度（dp-1t）

抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v1），（ep-1v2）

抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)厚度（ep-1v1t）

抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)寬度（ep-1v1w），（ep-1v2w）

抬高型輸入正電極耗盡區(qū)（ep-1d1）

抬高型輸入正電極耗盡區(qū)厚度（ep-1d1t）

抬高型輸入正電極耗盡區(qū)寬度（ep-1d1w）

抬高型輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1）

抬高型輸入負(fù)電極摻雜區(qū)厚度（dn-1t）

抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v1），（en-1v2）

抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)厚度（en-1v1t）

抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)寬度（en-1v1w），（en-1v2w）

抬高型輸入負(fù)電極耗盡區(qū)（en-1d1）

抬高型輸入負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（en-1d1t）

抬高型輸入負(fù)電極耗盡區(qū)寬度（en-1d1w）。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供有可調(diào)諧頻率的表面聲波(saw)叉指式換能器和反射器結(jié)構(gòu)，用于saw器件例如saw過濾器，振蕩器和其它器件，并采用集成薄膜電阻器來隔離rf和dc。

可調(diào)諧saw叉指式換能器和過濾器：

圖3a顯示本發(fā)明提供的可調(diào)諧表面聲波（saw）過濾器300a的概要頂視圖。可調(diào)諧saw過濾器300a具有輸入叉指式換能器idt1220和輸出叉指式換能器idt2250，制造在第一壓電層210和支持基體210s上。在saw過濾器300a中，輸入dc偏壓vdc通過集成輸入薄膜偏壓電阻（rn-1，rp-1）連接到輸入叉指式換能器idt1，來調(diào)諧和調(diào)整idt1所激發(fā)的表面聲波的頻率，輸出dc偏壓vdc'通過集成輸出薄膜偏壓電阻（rn-1’和rp-1’）連接到輸出叉指式換能器idt2，來調(diào)諧和調(diào)整idt2所接收或探測(cè)的表面聲波的頻率。在圖3a中，集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻（rn-1，rp-1，rn-1'和rp-1'）與sawidts集成在同一基體上，在同一idts制造過程中完成。雖然在圖3a中僅顯示了用于idt1和idt2的三對(duì)電極手指，但應(yīng)該了解到對(duì)于實(shí)際的saw器件，為了滿足性能需要，電極手指的數(shù)量要大得多。

idt1220包括輸入正電極墊220pm，在輸入正電極墊摻雜區(qū)220dp上；輸入負(fù)電極墊220nm，在輸入負(fù)電極墊摻區(qū)220dn上；輸入正電極手指（220p-1，220p-2，220p-3），每一個(gè)在輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1，dp-2，dp-3）上；輸入負(fù)電極手指（220n-1，220n-2，220n-3），每一個(gè)在輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1，dn-2，dn-3）上。毗鄰輸入正電極手指和輸入負(fù)電極手指之間中心對(duì)中心距離被控制為輸入叉指間距（b）。輸入電極手指連接到一個(gè)電信號(hào)源230來激發(fā)表面聲波240，有頻率f～v/(2xb)，v是表面聲波240的速度。

輸出叉指換能器idt2250包括輸出正電極墊250pm，在輸出正電極墊摻雜區(qū)250dp上；輸出負(fù)電極墊250nm，在輸出負(fù)電極墊摻區(qū)250dn上；輸出正電極手指（250p-1，250p-2，250p-3），每一個(gè)在輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1',dp-2',dp-3'）上；輸出負(fù)電極手指（250n-1，250n-2，250n-3），每一個(gè)在輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1',dn-2',dn-3'）上。毗鄰輸出正電極手指和輸出負(fù)電極手指之間中心對(duì)中心距離被控制為輸出叉指間距b’，b’優(yōu)選為與輸入叉指間距b相同，idt2接收表面聲波240并轉(zhuǎn)換成橫跨在輸出電阻器r260上的輸出電信號(hào)vout。

輸入叉指換能器220和輸出叉指換能器250被idt中心對(duì)中心距離200d隔開。輸入電極摻雜區(qū)寬度“a”被保持為基本上與叉指間距“b”的一半相等。而輸出電極摻雜區(qū)寬度“a’”被保持為基本上與叉指間距“b’”的一半相等（b'=b）并且等于輸入電極摻雜區(qū)寬度“a”，因此毗鄰輸出電極摻雜區(qū)的間距“c’”也與叉指間距（b’=b）的一半基本上相等。輸入電極手指寬度“m”被選擇與輸出電極手指寬度“m’”相同，“m”和“m’”不比電極摻雜區(qū)寬度“a”和“a’”大。

輸入dc偏壓vdc的值優(yōu)選與輸出dc偏壓vdc'的值一樣，來獲得在idt1和idt2頻率調(diào)諧和調(diào)整的同步。這里，vdc和vdc'在極性可能是正或負(fù)，有小的值，只要它們可以調(diào)整idt1和idt2的頻率。叉指間距的值（b或b'）在設(shè)計(jì)和制造saw器件時(shí)被選定，所激發(fā)和傳送表面聲波（240）的波長(zhǎng)為：λ=2b=2b'。因此，λ的值與表面聲波速度v一起確定了一個(gè)獨(dú)特的激發(fā)、傳送和探測(cè)的表面聲波中央頻率f=v/λ?？烧{(diào)諧的sawidt的頻率調(diào)諧基于與電極摻雜區(qū)和電極手指相關(guān)的質(zhì)量負(fù)荷（ml）的調(diào)整和金屬化比率（mr）的調(diào)整。對(duì)加在輸入正電極摻雜區(qū)（220p-1，220p-2，220p-3）和輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（220n-1，220n-2，220n-3）之間的dc偏壓對(duì)質(zhì)量負(fù)荷（ml）和金屬化比率（mr）的作用的細(xì)節(jié)描述可以在美國(guó)專利申請(qǐng)14/756,554中找到。

根據(jù)本發(fā)明，第一壓電層210材料從一組壓電材料中挑選，包括：linbo3，litao3，zno，aln，gan，algan，gaas，algaas等等，只要它們有壓電特性和足夠高的聲耦合系數(shù)。拿其中一個(gè)已經(jīng)開發(fā)了的壓電基體linbo3為例，聲波速度v是大約4,000m/sec。要獲得中央頻率fo=2ghz的過濾器，聲波波長(zhǎng)是λ=(4000m/sec)/(2×10⁹/sec)=2×10^-4cm。叉指間距（b，b'）的值是1μm。假設(shè)電極摻雜區(qū)寬度（a或a'）和毗鄰電極之間摻雜區(qū)（c或c'）的距離相等，那么電極摻雜區(qū)寬度是0.5μm。要制造更高頻率的idts用于saws，需要更加先進(jìn)的光刻工具和更加精確的制造控制。

支持基體210s從一組材料中挑選：linbo3，litao3，pzt，aln，gan，algan，zno，gaas，alas，algaas，al2o3，batio3，石英，knbo3，si，藍(lán)寶石，玻璃和塑料。支持基體的厚度210st通過考慮機(jī)械強(qiáng)度、熱量散逸和聲波特性的要求來選擇。當(dāng)?shù)谝粔弘妼?10的材料與支持基體210s的材料相同，它們可以被結(jié)合為一個(gè)單一壓電基體。

輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1，dp-2，dp-3）和輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1，dn-2，dn-3）、輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1',dp-2',dp-3'）和輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1',dn-2',dn-3'）是摻雜半導(dǎo)體，材料從一組壓電半導(dǎo)體中挑選包括：aln，gan，algan，zno，gaas，alas，algaas和其它，只要它們有足夠的聲耦合系數(shù)和壓電性，是半導(dǎo)體，并且可以摻雜成n類型和/或p類型導(dǎo)電性。當(dāng)輸入/輸出正摻雜區(qū)和輸入/輸出負(fù)摻雜區(qū)的材料選擇為具有極大的能隙的壓電半導(dǎo)體，當(dāng)加dc偏壓時(shí)，不必要的漏電可以保持小。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，輸入正或負(fù)電極摻雜區(qū)和輸出正或負(fù)電極摻雜區(qū)的厚度優(yōu)選在10到2000nm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選被控制在20到1000nm的范圍內(nèi)，取決于操作頻率、調(diào)諧范圍和需要的調(diào)諧靈敏性。

在圖3a中，輸入正電極摻雜區(qū)的輸入第一摻雜類型和輸入負(fù)電極摻雜區(qū)的輸入第二摻雜類型被選擇是不同的。輸出正電極摻雜區(qū)的輸出第一摻雜類型和輸出負(fù)電極摻雜區(qū)的輸出第二摻雜類型也被選擇是不同的。輸入第一摻雜類型和輸入第二摻雜類型，輸出第一摻雜類型和輸出第二摻雜類型也可以被選擇是相同的。在這些情況下，與圖3a不同的dc偏壓電路將被采納。在可調(diào)諧的saw叉指換能器中，輸入正電極摻雜區(qū)的輸入第一摻雜濃度，輸入負(fù)電極摻雜區(qū)的輸入第二摻雜濃度，輸出正電極摻雜區(qū)的輸出第一摻雜濃度和輸出負(fù)電極摻雜區(qū)的輸出第二摻雜濃度，更優(yōu)選地控制在10¹³～10²⁰cm^-3范圍內(nèi)，取決于需要的操作頻率和調(diào)諧范圍。

為了促進(jìn)電極摻雜區(qū)和電極手指之間的電阻性接觸，輸入正/負(fù)電極摻雜區(qū)（dp-1,dp-2,dp-3,dn-1,dn-2,dn-3）和輸出正/負(fù)電極摻雜區(qū)（dp-1',dp-2',dp-3',dn-1',dn-2',dn-3'）優(yōu)選有一個(gè)重?fù)诫s的表層。重?fù)诫sdn⁺層和dp⁺層的厚度應(yīng)該保持較?。ㄗ詈檬?0nm或更少）。

輸入正電極手指（220p-1，220p-2，220p-3），輸入負(fù)電極手指（220n-1，220n-2，220n-3)，輸入正電極墊220pm和輸入負(fù)電極墊220nm的材料從一組金屬中挑選：ti、al、w、pt、mo、cr、pd、ta、cu，au、ni、ag、ru、ir和其它金屬以及它們的組合。輸出正電極手指（250p-1，250p-2，250p-3），輸出負(fù)電極手指（250n-1、250n-2，250n-3），輸出正電極墊250pm和輸出負(fù)電極墊250nm的材料從同一組金屬和金屬合金中挑選，以便它們有同樣的電子特性，并且可以在同一沉積步驟中來沉積。

電極摻雜區(qū)和電極手指之間要求有電阻性接觸，因此電極手指與電極摻雜區(qū)接觸的第一層應(yīng)該小心選擇材料。以idt1220為例，當(dāng)輸入正電極摻雜區(qū)摻雜有p類型導(dǎo)電性，與電極摻雜區(qū)接觸的輸入正電極手指的第一層的功函數(shù)應(yīng)大于輸入正電極摻雜區(qū)的壓電半導(dǎo)體材料的電子親合力。當(dāng)輸入第二摻雜類型和第一摻雜類型相反，負(fù)電極摻雜區(qū)摻雜成n類型導(dǎo)電性。所以，與電極摻雜區(qū)接觸的輸入負(fù)電極手指的第一層的功函數(shù)應(yīng)該與輸入負(fù)電極摻雜區(qū)壓電半導(dǎo)體材料的電子親合力接近或較少。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，輸入正/負(fù)電極手指厚度（220p-1t，220n-1t）優(yōu)選在10到400nm的范圍，取決于需要的操作頻率和頻率調(diào)諧范圍。為了減少輸入正/負(fù)電極手指的質(zhì)量負(fù)荷作用和增加頻率調(diào)諧的靈敏性，優(yōu)選小原子量金屬材料例如al，ti作為輸入電極手指和輸出電極手指的一部分。也優(yōu)選有小的輸入/輸出電極手指厚度（在20到200nm的范圍）。此外，應(yīng)用至少二種金屬材料的多層金屬結(jié)構(gòu)來改進(jìn)輸入正/負(fù)電極手指和輸出正/負(fù)電極手指的黏附力和減少接觸電阻。

為了有效地隔絕rf信號(hào)和允許dc偏壓的應(yīng)用，集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻（rn-1,rp-1,rn-1'和rp-1'）的值優(yōu)選大于200ω，更優(yōu)選大于1000ω。然而，為了保持較低的rc常數(shù)和減少任何不必要的saw器件開關(guān)延遲時(shí)間（τ1=r1×c），電阻值r不應(yīng)該太大。集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻可以具有不同的形狀，例如長(zhǎng)方形、正方形、三角形、四邊形、平行四邊形等。以長(zhǎng)方形為例：集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻有偏壓電阻長(zhǎng)度rl，偏壓電阻寬度rw，偏壓電阻厚度rt。偏壓電阻厚度優(yōu)選小于2微米，更優(yōu)選小于0.5微米，使得更易于蝕刻或剝離圖形化。

集成薄膜偏壓電阻（rn-1，rp-1，rn-1'和rp-1'）的材料可以是金屬，例如ni，cr，ta，w，mo和他們的合金包括nicr。它們也可以是金屬氧化物、金屬氮化物和金屬氮氧化物，例如ruo2，tan，zno，znon，insno，insnon，znino，zninon，znsno，znsnon，bi2ru2o7，bi2ir2o7和其它半導(dǎo)體例如si，只要集成薄膜偏壓電阻值優(yōu)選大于200ω（或更優(yōu)選大于1000ω）并且有穩(wěn)定的熱特性。形成薄膜偏壓電阻的薄膜層可以由真空方法沉積，例如蒸發(fā)，或在含有ar氣體或ar、o2和n2混合氣體的真空腔內(nèi)dc濺射和rf濺射而成。

應(yīng)注意到，顯示在圖3a的saw結(jié)構(gòu)300a對(duì)頻率的調(diào)諧和調(diào)整的作用很可能用另一個(gè)saw結(jié)構(gòu)來實(shí)施。圖3b顯示一個(gè)可調(diào)諧和可調(diào)整的saw過濾器300b的概要頂視圖，有輸入叉指換能器idt1220和輸出相叉指換能器idt2250在第一壓電層210上。saw過濾器300b包括直接在第一壓電層210上沉積的輸入負(fù)電極墊220nm，輸入正電極墊220pm，輸出負(fù)電極墊250nm和輸出正電極墊250pm。除了缺少輸入電極墊摻雜區(qū)（220dp，220dn）和輸出電極墊摻雜區(qū)（250dp，250dn），圖3b的其它元素和部件和圖3a中的相同。

有相反摻雜類型的嵌入型電極摻雜區(qū)idts：

idt1220和idt2250在圖3a的沿著線a-a'和b-b'概要橫截圖分別顯示在圖3c和3d中。具有嵌入型輸入正或負(fù)電極摻雜區(qū)idt1220顯示在圖3c中，具有嵌入型輸出正或負(fù)電極摻雜區(qū)的idt2250顯示在圖3d中，正/負(fù)電極摻雜區(qū)有相反的摻雜類型。

圖3c顯示沿著線a-a'所得的有嵌入型輸入電極摻雜區(qū)的idt1220的一部分（見300a，圖3a）。idt1220在有第一壓電層厚度210t的第一壓電層210上，第一壓電層210在有支持基體厚度210st的支持基體210s上。具有輸入第一摻雜類型（p類型或n類型）和第一摻雜濃度（na或nd）的輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1，見圖3a）嵌入第一壓電層210中。具有輸入第二摻雜類型和第二摻雜濃度（nd或na）的輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1，圖3a）也嵌入第一壓電層210中。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，輸入第二摻雜類型與輸入第一摻雜類型相反?？烧{(diào)諧saw叉指換能器idt1的輸入正和負(fù)電極的摻雜區(qū)的第一和第二摻雜濃度優(yōu)選控制在10¹³～10²⁰cm^-3的范圍內(nèi)，取決于操作頻率和調(diào)諧范圍的需要。

在圖3c中，輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1）包括二部份：輸入正電極摻雜中立區(qū)（dp-1v1）和輸入正電極耗盡區(qū)（dp-1d1）。輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1）也有二部份：輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1v1）和輸入負(fù)電極耗盡區(qū)（dn-1d1）。輸入正電極耗盡區(qū)（dp-1d1）有輸入正電極耗盡區(qū)厚度（dp-1d1t），輸入負(fù)電極耗盡區(qū)（dn-1d1）有輸入負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（dn-1d1t）。輸入正電極摻雜中立區(qū)（dp-1v1）有輸入正電極摻雜中立區(qū)厚度（dp-1v1t）和輸入正電極摻雜中立區(qū)寬度（dp-1v1w），輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1v1）有輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)厚度（dn-1v1t）和輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)寬度（dn-1v1w）。

輸入正電極手指（220p-1）有輸入正電極手指寬度（220p-1w或m）和輸入正電極手指厚度（220p-1t），在輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1）頂部并對(duì)準(zhǔn)該輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1）。輸入負(fù)電極手指（220n-1）有輸入負(fù)電極手指寬度（220n-1w或m）和輸入負(fù)電極手指厚度（220n-1t），在輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1）頂部并對(duì)準(zhǔn)該輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1）。輸入正電極手指（220p-1）與輸入正電極摻雜中立區(qū)（dp-1v1）形成電阻性接觸，輸入負(fù)電極手指（220n-1）與輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1v1）形成電阻性接觸。輸入正電極手指（220p-1）和輸入負(fù)電極手指（220n-1）之間的距離定義了輸入電極間距區(qū)（220s-1），有輸入電極間距區(qū)寬度（220s-1w）。叉指間距（220ns-1w或b）等于輸入負(fù)電極手指寬度（m）和輸入電極間距區(qū)寬度（220s-1w）的總和，也等于（220ps-1w）。第一輸入dc偏壓vdc1通過集成輸入薄膜偏壓電阻（rp-1，rn-1）加到輸入正電極手指（220p-1）和輸入負(fù)電極手指（220n-1）上。rf信號(hào)加在正rf接觸（rfp）和負(fù)rf接觸（rfn）上。集成輸入薄膜偏壓電阻（rp-1，rn-1）防止rf信號(hào)漏到dc偏壓電路中去。

應(yīng)注意到，由于輸入正或負(fù)電極耗盡區(qū)（dp-1d1，dn-1d1）的存在，輸入正或負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dp-1v1，dn-1v1）與沒有耗盡區(qū)的輸入正或負(fù)電極摻雜中立區(qū)相比尺寸減小。在idt1，輸入負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（dn-1d1t）被控制為與輸入正電極耗盡區(qū)厚度（dp-1d1t）大小上相同。

第一輸入dc偏壓vdc1的極性和大小控制并改變輸入正電極耗盡區(qū)（dp-1d1t）和輸入負(fù)電極耗盡區(qū)（dn-1d1t）的厚度，因此，它控制并改變輸入正或負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dp-1v1，dn-1v1）的大小和與輸入正電極手指（220p-1）和輸入負(fù)電極手指（220n-1）相關(guān)的質(zhì)量負(fù)荷。這里，vdc1的極性可能是正或負(fù)的小量值，只要可以通過控制和變化輸入正或負(fù)電極摻雜中立區(qū)的大小來達(dá)到調(diào)整idt1的頻率的目的。

圖3d顯示沿著線b-b'的idt2250的一部分（300a，圖3a），具有嵌入型輸出電極摻雜區(qū)。idt2250在有第一壓電層厚度210t的第一壓電層210上，并在有支持基體厚度210st的支持基體210s上。輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1'，見圖3a）有輸出第一摻雜類型（p類型或n類型）和第一摻雜濃度（na或nd）嵌入第一壓電層210中。輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1'，見圖3a）具有輸出第二摻雜類型和第二摻雜濃度（nd或na），也嵌入第一壓電層210中，輸出第二摻雜類型與輸出第一摻雜類型相反?？烧{(diào)諧saw叉指換能器idt2的輸出正和負(fù)電極的摻雜區(qū)的第一和第二摻雜濃度優(yōu)選控制在10¹³～10²⁰cm^-3的范圍內(nèi)，取決于操作頻率和調(diào)諧范圍的需要。

在圖3d中，輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1'）包括二部份：輸出正電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v1）和輸出正電極耗盡區(qū)（dp-1'd1）。輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1'）也有二部份：輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1'v1）和輸出負(fù)電極耗盡區(qū)（dn-1'd1）。輸出正電極耗盡區(qū)（dp-1'd1）有輸出正電極耗盡區(qū)厚度（dp-1'd1），輸出負(fù)電極耗盡區(qū)（dn-1'd1）有輸出負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（dn-1'd1t）。輸出正電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v1）有輸出正電極摻雜中立區(qū)厚度（dp-1'v1t）和輸出正電極摻雜中立區(qū)寬度（dp-1'v1w），輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1'v1）有輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)厚度（dn-1'v1t）和輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)寬度（dn-1'v1w）。

輸出正電極手指（250p-1）有輸出正電極手指寬度（250p-1w或m'）和輸出正電極手指厚度（250p-1t），位于輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1'）頂部并對(duì)準(zhǔn)該輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1'）。輸出負(fù)電極手指（250n-1）有輸出負(fù)電極手指寬度（250n-1w或m'）和輸出負(fù)電極手指厚度（250n-1t），位于輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1）頂部并對(duì)準(zhǔn)該輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1）。輸出正電極手指（250p-1）與輸出正電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v1）間形成電阻性接觸，輸出負(fù)電極手指（250n-1）與輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1'v1）間形成電阻性接觸。輸出正電極手指（250p-1）和輸出負(fù)電極手指（250n-1）之間的距離定義了一個(gè)輸出電極間距區(qū)（250s-1），有輸出電極間距區(qū)寬度（250s-1w）。叉指間距（250ns-1w或b'）與輸出負(fù)電極手指寬度（m'）和輸出電極間距區(qū)寬度（250ns-1w）的總和相等，它也等于（250ns-1w）。第一輸出dc偏壓vdc1'通過集成輸出薄膜偏壓電阻（rp-1'，rn-1'）加到輸出正電極手指（250p-1）和輸出負(fù)電極手指（250n-1）之間。rf信號(hào)加在正rf接觸（rfp）和負(fù)rf接觸（rfn）之間。集成輸入薄膜偏壓電阻（rp-1'，rn-1'）防止rf信號(hào)漏到dc偏壓電路中。

應(yīng)注意到，由于輸出正或負(fù)電極耗盡區(qū)（dp-1'd1，dn-1'd1）的存在，輸出正或負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v1，dn-1'v1）與沒有耗盡區(qū)的輸出正或負(fù)電極摻雜中立區(qū)相比尺寸減小。在idt2中，輸出負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（dn-1'd1t）被控制與輸出正電極耗盡區(qū)厚度（dp-1'd1t）大小上相同。

第一輸出dc偏壓vdc1'的極性和大小控制并改變輸出正電極耗盡區(qū)（dp-1'd1t）和輸出負(fù)電極耗盡區(qū)（dn-1'd1t）的厚度，因此它控制并改變輸出正或負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v1，dn-1'v1）的大小和與輸出正電極手指（250p-1）和輸出負(fù)電極手指（250n-1）相關(guān)的質(zhì)量負(fù)荷。這里，vdc1'的極性可能是正或負(fù)的小量值，只要可以控制和變化輸出正或負(fù)電極摻雜中立區(qū)的大小來達(dá)到調(diào)整idt2的頻率的目的。

質(zhì)量負(fù)荷作用和金屬化比率：

在具有嵌入型電極摻雜區(qū)和在電極摻雜區(qū)沒有形成任何耗盡區(qū)的idt中，整個(gè)電極摻雜區(qū)是導(dǎo)體，質(zhì)量負(fù)荷具有最大值，并且金屬化比率也有最大值。在這樣情況下，激發(fā)或接收的表面聲波頻率被稱為基本頻率fo，fo是表面聲波頻率的最大值。因?yàn)檎拓?fù)電極摻雜中立區(qū)是中立壓電半導(dǎo)體會(huì)導(dǎo)電，當(dāng)輸入rf信號(hào)源加在正電極手指和負(fù)電極手指上時(shí)，在負(fù)或正電極摻雜中立區(qū)內(nèi)由輸入rf信號(hào)所導(dǎo)致的電場(chǎng)不存在。

當(dāng)dc偏壓加在idt來增加正或負(fù)電極摻雜區(qū)形成的耗盡區(qū)的大小時(shí)，導(dǎo)致了正和負(fù)摻雜電極中立區(qū)在尺寸上的減少（寬度和厚度）。正電極摻雜中立區(qū)減少的尺寸構(gòu)成了正電極手指減少的質(zhì)量負(fù)荷的一部分，同理，負(fù)電極摻雜中立區(qū)減少的尺寸構(gòu)成了負(fù)電極手指減少的質(zhì)量負(fù)荷的一部分，因此導(dǎo)致激發(fā)或接收表面聲波頻率從基本頻率fo轉(zhuǎn)移。由于質(zhì)量負(fù)荷的減少所導(dǎo)致的頻率差別或頻移取決于與負(fù)電極手指和負(fù)電極摻雜中立區(qū)相關(guān)的（單位面積）總質(zhì)量的減少和與正電極手指和正電極摻雜中立區(qū)相關(guān)的（單位面積）總質(zhì)量的減少。

在圖3c中，由于輸入正或負(fù)電極耗盡區(qū)（dp-1d1，dn-1d1）的存在，與輸入正電極手指（220p-1）有關(guān)的質(zhì)量負(fù)荷是輸入正電極摻雜中立區(qū)（dp-1v1）和輸入正電極手指（220p-1）的質(zhì)量負(fù)荷總合，其值會(huì)比沒有耗盡區(qū)時(shí)的上限值減少。而與輸入負(fù)電極手指（220n-1）有關(guān)的質(zhì)量負(fù)荷是輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1v1）和輸入負(fù)電極手指（220n-1）的質(zhì)量負(fù)荷總合，也會(huì)比沒有耗盡區(qū)時(shí)的上限值減少。質(zhì)量負(fù)荷的減少將導(dǎo)致表面聲波240速度增加，并且表面聲波240頻率會(huì)從基本的頻率fo增加到新的值f1。這里，fo是當(dāng)沒有輸入正和負(fù)電極耗盡區(qū)時(shí)的頻率。所以，當(dāng)輸入正電極手指、負(fù)電極手指和電極摻雜中立區(qū)的總質(zhì)量由于加了dc偏壓而減少時(shí)，質(zhì)量負(fù)荷作用的減少，質(zhì)量負(fù)荷作用頻率差別為δfml1=f1–fo。

金屬化比率定義為輸入正/負(fù)電極摻雜區(qū)寬度和叉指間距值b的比率。在圖3c，mr=(dp-1v1w)/(220ps-1w)=(dp-1v1w)/b=(dn-1v1w)/(220ns-1w)=(dn-1v1w)/b。應(yīng)注意到，mr的減少歸結(jié)于輸入正或負(fù)電極耗盡區(qū)（dp-1d1，dn-1d1）大小的增加。對(duì)具有一固定值的ml，當(dāng)mr減少時(shí)，對(duì)表面聲波傳播影響減少，并且表面聲波240速度v增加，表面聲波頻率增加。由金屬化比率所導(dǎo)致的頻率差別是δfmr。vdc1所導(dǎo)致的輸入正和負(fù)電極摻雜耗盡區(qū)的增加使得mr減少，因此表面聲波頻率增加。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可調(diào)諧輸入idt的金屬化比率mr通過對(duì)輸入dc偏壓的調(diào)整和控制，調(diào)整和控制輸入電極摻雜中立區(qū)（dp-1v1，dn-1v1）的寬度（dp-1v1w，dn-1v1w）來達(dá)成。質(zhì)量負(fù)荷ml是通過對(duì)輸入dc偏壓的調(diào)整和控制，來調(diào)整和控制輸入電極摻雜中立區(qū)（dp-1v1，dn-1v1）的厚度和寬度（dp-1v1t，dp-1v1w，dn-1v1t，dn-1v1w）來達(dá)成的。同樣，可調(diào)諧輸出idt的金屬化比率mr是通過對(duì)輸出dc偏壓的調(diào)整和控制，調(diào)整和控制輸出電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v1，dn-1'v1）的寬度（dp-1'v1w，dn-1'v1w）來達(dá)成的。質(zhì)量負(fù)荷ml是通過對(duì)輸出dc偏壓的調(diào)整和控制，調(diào)整和控制輸出電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v1，dn-1'v1）的厚度和寬度（dp-1'v1t，dp-1'v1w，dn-1'v1t，dn-1'v1w）來達(dá)成的。因此，在當(dāng)前saw傳感器、saw振蕩器、saw雙工器和saw過濾器中，idts頻率可以通過施加和改變dc偏壓來調(diào)諧和調(diào)整的。

為了有效地隔絕rf信號(hào)和允許加dc偏壓，集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻（rn-1，rp-1，rn-1'和rp-1'）的電阻值r優(yōu)選大于200ω和更優(yōu)選大于1000ω。然而，為了保持saw器件較低的rc常數(shù)和減少不必要的開關(guān)延遲時(shí)間τ1=r1×c，r不應(yīng)該太大。

集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻可以有不同的形狀，例如長(zhǎng)方形、正方形、三角形、四邊形、平行四邊形等。以長(zhǎng)方形形狀為例：集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻有偏壓電阻長(zhǎng)度rl，偏壓電阻寬度rw，偏壓電阻厚度rt。偏壓電阻厚度優(yōu)選少于2微米，更優(yōu)選少于0.5微米，使得蝕刻或剝離圖形化更容易。

集成聯(lián)合薄膜偏壓電阻（rn-1,rp-1,rn-1'和rp-1'）的材料可以是金屬，例如ni，cr，ta，w，mo和它們的合金包括nicr。它們也可以是金屬氧化物、金屬氮化物和金屬氮氧化物，例如ruo2，tan，zno，znon，insno，insnon，znino，zninon，znsno，znsnon，bi2ru2o7，bi2ir2o7和其它半導(dǎo)體例如si，只要薄膜偏壓電阻r的電阻是大于200ω（或大于1000ω）并且有穩(wěn)定的熱特性。形成薄膜偏壓電阻的薄膜層可以由真空方法沉積，例如蒸發(fā)，或在含有ar氣體或ar、o2和n2混合氣體的真空腔內(nèi)dc濺射和rf濺射。

為了促進(jìn)電阻性接觸，優(yōu)選一個(gè)重?fù)诫s的表層在嵌入型輸入和輸出正或負(fù)電極摻雜區(qū)之上。應(yīng)該保持很小的重?fù)诫s表層厚度（20nm或更?。?。

具有相同摻雜類型的嵌入型電極摻雜區(qū)的idts：

idt1220和idt2250沿著線a-a'和b-b'的概要橫截圖在圖3e和3f中顯示，如圖3c所示，idt1220有嵌入型輸入正或負(fù)電極摻雜區(qū)，如圖3d所示，idt2250有嵌入型輸出正或負(fù)電極摻雜區(qū)，正/負(fù)電極摻雜區(qū)有相同的摻雜類型。

圖3e顯示了idt1220的概要橫截圖的一部分，類似于在圖3c的idt1220，有嵌入型輸入電極摻雜區(qū)。在嵌入型輸入電極中立區(qū)（dn-1v2,dp-1v2）上顯示有二個(gè)毗鄰輸入電極手指（220n-1，220p-1）。根據(jù)本發(fā)明，底部電極層210bm有底部電極層厚度210bmt，夾在支持基體210s和第一壓電層210之間。輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1）包括二部份：輸入正電極摻雜中立區(qū)（dp-1v2）和輸入正電極勢(shì)壘區(qū)（dp-1d2）。輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1）也有二部份：輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1v2）和輸入負(fù)電極勢(shì)壘區(qū)（dn-1d2）。輸入正電極摻雜中立區(qū)（dp-1v2）有輸入正電極摻雜中立區(qū)厚度（dp-1v2t）和輸入正電極摻雜中立區(qū)寬度（dp-1v2w），輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1v2）有輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)厚度（dn-1v2t）和輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)寬度（dn-1v2w）。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，第一摻雜輸入正電極摻雜中立區(qū)（dp-1v2）的輸入第一摻雜類型和輸入第二摻雜輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1v2）的輸入第二摻雜類型被選擇為相同（p類型或n類型）。輸入正電極摻雜中立區(qū)（dp-1v2）的第一摻雜濃度和輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1v2）的第二摻雜濃度選擇為相同的，并且優(yōu)選在10¹³～10²⁰cm^-3的范圍內(nèi)，取決于對(duì)操作頻率和調(diào)諧范圍的需要。輸入正電極手指（220p-1）有輸入正電極手指厚度（220p-1t），和輸入正電極摻雜中立區(qū)（dp-1v2）有電阻性接觸，輸入負(fù)電極手指（220n-1）有輸入負(fù)電極手指厚度（220n-1t），和輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1v2）有電阻性接觸。為了促進(jìn)電阻性接觸，優(yōu)選重?fù)诫s表層在嵌入型輸入正或負(fù)電極摻雜區(qū)。重?fù)诫s表層的厚度保持較?。?0nm或更小)。

輸入正電極手指（220p-1）和輸入負(fù)電極手指（220n-1）之間的距離定義了輸入電極間距區(qū)（220s-1），有輸入電極間距區(qū)寬度（220s-1w）。叉指間距（220ns-1w或b）和輸入負(fù)電極手指寬度（m）與輸入電極間距區(qū)寬度（220s-1w）的總和相等也和（220ps-1w）相等。

第一輸入dc偏壓vdc1通過集成輸入薄膜偏壓電阻（rp-1，rn-1）加到輸入正電極手指（220p-1）和輸入負(fù)電極手指（220n-1）上。rf信號(hào)加到正rf接觸（rfp）和負(fù)rf接觸（rfn）上，集成輸入薄膜偏壓電阻（rp-1，rn-1）防止rf信號(hào)漏到dc偏壓電路中去。

由于輸入正和負(fù)電極摻雜中立區(qū)有同一摻雜類型，輸入電極手指（220p-1）和（220n-1）通過集成輸入薄膜偏壓電阻（rp-1，rn-1）一起連接到輸入dc偏壓源負(fù)極，而具有厚度210bmt的底部電極層210bm則則連接到dc偏壓源正極。因此，第二輸入dc偏壓vdc2是加在輸入電極手指（220p-1，220n-1）和底部電極層（210bm）之間。rf信號(hào)加在正rf接觸（rfp）和負(fù)rf接觸（rfn）之間。雖然圖3e的idt1摻雜類型和偏壓安排與圖3c的idt1不同，為了方便，圖3e的元件被標(biāo)記同圖3c的idt1中一樣。集成輸入薄膜偏壓電阻（rp-1，rn-1）防止rf信號(hào)漏到dc偏壓電路中去。

在圖3e，第二輸入dc偏壓vdc2的極性可能是正或負(fù)。vdc2的極性和數(shù)值被調(diào)控，來達(dá)到控制和調(diào)整輸入正或負(fù)電極耗盡區(qū)（dp-1d2，dn-1d2）的厚度（dp-1d2t，dn-1d2t）和輸入正/負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dp-1v2，dn-1v2）的厚度和寬度（dp-1v2t，dp-1v2w，dn-1v2t，dn-1v2w）。這反過來調(diào)控和改變了idt1的輸入正電極質(zhì)量負(fù)荷（（dp-1v2）的質(zhì)量和（220p-1）的質(zhì)量的總和)和輸入負(fù)電極質(zhì)量負(fù)荷（（dn-1v2）的質(zhì)量和（220n-1）的質(zhì)量的總和）），從而實(shí)現(xiàn)了激發(fā)表面聲波240的質(zhì)量負(fù)荷頻率差別δfml（相比基本頻率值fo）。同時(shí)也調(diào)整和改變了與輸入正電極摻雜中立區(qū)和輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)有關(guān)的金屬化比率，來達(dá)到頻率差別δfmr。

當(dāng)輸入正/負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（dp-1d2t，dn-1d2t）隨著反向dc偏壓vdc2的數(shù)值增加而增加時(shí)，由于輸入正/負(fù)電極的質(zhì)量負(fù)荷減少和金屬化比率的減少，表面聲波頻率將增加。當(dāng)反向dc偏壓vdc2的大小的減少或扭轉(zhuǎn)vdc2極性到正向偏壓時(shí)，輸入正/負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（dp-1d2t，dn-1d2t）減少，由于輸入正/負(fù)電極的質(zhì)量負(fù)荷mr的增加（基于輸入摻雜中立區(qū)負(fù)/正電極厚度和寬度的增加）和金屬化比率ml的增加（由于輸入摻雜中立區(qū)負(fù)/正電極寬度的增加)，表面聲波頻率將減小。質(zhì)量負(fù)荷頻率差別δfml與金屬化比率頻率差別δfmr一起導(dǎo)致相對(duì)基本頻率fo的整體頻率差別δft的產(chǎn)生。

圖3f顯示了可調(diào)諧saw過濾器中idt2250的概要橫截圖的一部分，類似于圖3d的idt2250，在嵌入型輸出電極中立區(qū)（dn-1'v2,dp-1'v2）上顯示有二個(gè)毗鄰的輸出電極手指（250n-1，250p-1）。根據(jù)本發(fā)明，一有底部電極層厚度210bmt的底部電極層210bm夾在支持基體210s和第一壓電層210之間。在圖3f，輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1'）包括二部份：輸出正電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v2）和輸出正電極耗盡區(qū)（dp-1'd2）。輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1'）也有二部份：輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1'v2）和輸出負(fù)電極耗盡區(qū)（dn-1'd2）。輸出正電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v2）有輸出正電極摻雜中立區(qū)厚度（dp-1'v2t）和輸出正電極摻雜中立區(qū)寬度（dp-1'v2w），輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1'v2）有輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)厚度（dn-1'v2t）和輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)寬度（dn-1'v2w）。

在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，輸出正電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v2）的輸出第一摻雜類型和輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1'v2）的輸出第二摻雜類型是相同的（p類型或n類型）。輸出正電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v2）的第一摻雜濃度和輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1'v2）的第二摻雜濃度相同，并且優(yōu)選在10¹³～10²⁰cm^-3范圍內(nèi)，取決于操作頻率和調(diào)諧范圍的需要。輸出正電極手指（250p-1）有輸出正電極手指厚度（250p-1t），和輸出正電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v2）有電阻性接觸，輸出負(fù)電極手指（250n-1）有輸出負(fù)電極手指厚度（250n-1t），和輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dn-1'v2）有電阻性接觸。為了促進(jìn)電阻性接觸，優(yōu)選重?fù)诫s表層在嵌入型輸出正/負(fù)電極摻雜區(qū)（dp-1',dn-1'）之上。重?fù)诫s表層的厚度應(yīng)保持很小（20nm或更小)。

輸出正電極手指（250p-1）和輸出負(fù)電極手指（250n-1）之間的距離定義了輸出電極間距區(qū)（250s-1），有輸出電極間距區(qū)寬度（250s-1w）。叉指間距（250ns-1w或b'）和輸出負(fù)電極手指寬度（m'）與輸出電極間距區(qū)寬度（250s-1w）的總和相等，也和（250ps-1w）相等。

由于輸出正和負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v2,dn-1'v2）有同一摻雜類型，輸出電極手指（250p-1）和（250n-1）通過集成輸出薄膜偏壓電阻（rp-1'，rn-1'）一起連接到輸出dc偏壓源負(fù)極，而厚度為210bmt的底部電極層210bm則連接到dc偏壓源正極，因此第二輸出dc偏壓vdc2'是加在輸出入電極手指（250p-1'，250n-1'）和底部電極層210bm之間。rf信號(hào)在正rf接觸（rfp，未顯示）和負(fù)rf接觸（rfn，未顯示）之間接收。雖然圖3f中的idt2摻雜類型和偏壓與圖3d中的idt2不同，但為了方便，圖3f的元件被標(biāo)記同圖3d中的idt2一樣。集成輸出薄膜偏壓電阻（rp-1'，rn-1'）防止rf信號(hào)漏到dc偏壓電路中去。

在圖3f中，第二輸出dc偏壓vdc2'的極性可能是正或負(fù)。vdc2'的極性與數(shù)值被調(diào)空來達(dá)到控制和調(diào)整輸出正或負(fù)電極勢(shì)壘區(qū)（dp-1'd2，dn-1'd2）的厚度（dp-1'd2t，dn-1'd2t）和輸出正/負(fù)電極摻雜中立區(qū)（dp-1'v2，dn-1'v2）的厚度和寬度（dp-1'v2t，dp-1'v2w，dn-1'v2t，dn-1'v2w）。這反過來又調(diào)控和改變了idt2的輸出正電極質(zhì)量負(fù)荷（（dp-1'v2）的質(zhì)量和（250p-1）的質(zhì)量的總和)和輸出負(fù)電極質(zhì)量負(fù)荷（（dn-1'v2）的質(zhì)量和（250n-1）的質(zhì)量的總和）），從而實(shí)現(xiàn)了接收表面聲波240的質(zhì)量負(fù)荷頻率差別δfml（相比基本頻率值fo），同時(shí)也調(diào)整和改變了與輸出正電極摻雜中立區(qū)和輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)有關(guān)的金屬化比率來達(dá)到金屬化比率頻率差別δfmr。

當(dāng)輸出正/負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（dp-1'd2t，dn-1'd2t）隨著反向dc偏壓vdc2'的數(shù)值增加而增加時(shí)，由于輸出正/負(fù)電極的質(zhì)量負(fù)荷減少和金屬化比率的減少，表面聲波頻率將增加。當(dāng)反向dc偏壓vdc2'的大小的減少或扭轉(zhuǎn)vdc2極性到正向偏壓時(shí)，輸出正/負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（dp-1'd2t，dn-1'd2t）減少，由于輸出正/負(fù)電極質(zhì)量負(fù)荷mr的增加（基于輸出摻雜中立區(qū)負(fù)/正電極厚度和寬度的增加）和金屬化比率ml的增加（基于輸出摻雜中立區(qū)負(fù)/正電極寬度的增加)，表面聲波頻率將減小。質(zhì)量負(fù)荷頻率差別δfml與金屬化比率頻率差別δfmr一起導(dǎo)致相對(duì)基本頻率fo的整體頻率差別δft的產(chǎn)生。

為了有效地隔絕rf信號(hào)和允許加dc偏壓，集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻（rn-1，rp-1，rn-1'和rp-1'）的電阻值r優(yōu)選大于200ω，更優(yōu)選大于1000ω。然而，為了保持saw器件的低rc常數(shù)和減少不必要的開關(guān)延遲時(shí)間，r不應(yīng)該太大。

集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻可能有不同的形狀例如，長(zhǎng)方形、正方形、三角形、四邊形、平行四邊形等。以長(zhǎng)方形形狀為例：集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻有偏壓電阻長(zhǎng)度rl，偏壓電阻寬度rw，偏壓電阻厚度rt。偏壓電阻厚度優(yōu)選少于2微米，更優(yōu)選少于0.5微米，使得蝕刻或剝離圖形化更容易。

集成薄膜偏壓電阻（rn-1,rp-1,rn-1'和rp-1'）的材料可以是金屬，例如ni，cr，ta，w，mo和它們的合金包括nicr。它們也可以是金屬氧化物、金屬氮化物和金屬氮氧化物，例如ruo2，tan，zno，znon，insno，insnon，znino，zninon，znsno，znsnon，bi2ru2o7，bi2ir2o7和其他半導(dǎo)體例如si，只要薄膜偏壓電阻r的電阻是大于200ω（或大于1000ω），并且有穩(wěn)定的熱特性。形成薄膜偏壓電阻的薄膜層可以由真空方法沉積，例如蒸發(fā)，或在含有ar氣體或ar、o2和n2混合氣體的真空腔內(nèi)dc濺射和rf濺射而成。

底部電極層210bm材料從一組金屬和摻雜半導(dǎo)體中挑選，優(yōu)選摻雜壓電半導(dǎo)體：ti，al，w，pt，mo，cr，pd，ta、cu，au，ni，ag，ru，ir，aln，gan，algan，zno，gaas，alas，algaas和它們的組合。

有相反摻雜類型的抬高型電極摻雜區(qū)idts：

為了增加質(zhì)量負(fù)荷作用（δfml）和減少金屬化比率作用（δfmr），本發(fā)明提供具有抬高型電極摻雜區(qū)的saw結(jié)構(gòu)，如圖3g-3j所顯示。

圖3g是可調(diào)諧saw過濾器（300a，圖3a）中沿著線a-a'的概要橫截圖，顯示了輸入叉指換能器idt1220的一部分。在位于支持基體210s的第一壓電層210上沉積抬高型輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1）和抬高型輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1）。

具有厚度（dp-1t）的抬高型輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1）包括二部份：有厚度（ep-1v1t）和寬度（ep-1v1w）的抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v1）和有厚度（ep-1d1t）和寬度（ep-1d1w）的抬高型輸入正電極耗盡區(qū)（ep-1d1）。具有厚度（dn-1t）的抬高型輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1的也有二部份：有厚度（en-1v1t）和寬度（en-1v1w）的抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v1）和有厚度（en-1d1t）和寬度（en-1d1w）的抬高型輸入負(fù)電極耗盡區(qū)（en-1d1）。抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v1）有輸入第一摻雜類型（p類型或n類型），抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v1）有輸入第二摻雜類型，輸入第二摻雜類型與輸入第一摻雜類型相反。

輸入正電極手指（220p-1）在抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v1）頂部并對(duì)準(zhǔn)該抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v1），有輸入正電極手指寬度（220p-1w或m）和輸入正電極手指厚度（220p-1t），輸入正電極手指寬度（220p-1w或m）與輸入正電極摻雜區(qū)寬度（ep-1v1w）相同。輸入負(fù)電極手指（220n-1）在抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v1）頂部并對(duì)準(zhǔn)該抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v1），有輸入負(fù)電極手指寬度（220n-1w或m，）和輸入負(fù)電極手指厚度（220n-1t），輸入負(fù)電極手指寬度（220n-1w或m，）與輸入負(fù)電極摻雜區(qū)寬度（en-1v1w）相同。區(qū)域（ep-1v1，en-1v1，ep-1d1，en-1d1）形成抬高型輸入電極摻雜區(qū)結(jié)構(gòu)，并具有輸入電極間距區(qū)（enp-1v1），有輸入電極間距區(qū)寬度（enp-1v1w或c）。叉指間距（220ns-1w，220ps-1w，或b）定義為輸入正電極手指寬度（220p-1w或m）和毗鄰電極之間摻雜區(qū)距離（c）的總和，它與輸入負(fù)電極手指寬度（220n-1w或m）和毗鄰電極之間摻雜區(qū)距離（c）的總和也相等：b=m+c。激發(fā)表面聲波240的波長(zhǎng)等于叉指間距的兩倍：2×(220ns-1w)=2b=2(m+c)。

抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v1）的第一摻雜濃度被選擇與抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v1）的第二濃度相同。抬高型輸入正和負(fù)電極摻雜區(qū)的第一和第二摻雜濃度優(yōu)選在10¹³～10²⁰cm^-3范圍內(nèi)，取決于操作頻率和調(diào)諧范圍的需要。為了促進(jìn)電阻性接觸，優(yōu)選在抬高型輸入正或負(fù)電極摻雜區(qū)之上有重?fù)诫s的表層（dn⁺，dp⁺）。重?fù)诫s表層的厚度應(yīng)該保持較小（20nm或更小)。

第一輸入dc偏壓vdc1通過集成輸入薄膜偏壓電阻（rp-1，rn-1）加到idt1220上，而rf信號(hào)則通過正rf接觸（rfp）和負(fù)rf接觸（rfn）來加到idt1220上，并使用薄膜偏壓電阻（rp-1，rn-1）來防止rf信號(hào)漏到dc偏壓電路中去。在抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v1）之下所形成的輸入正電極耗盡區(qū)（ep-1d1）的寬度（ep-1d1w）與在抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v1）之下所形成的輸入負(fù)電極耗盡區(qū)（en-1d1）的寬度（en-1d1w）相同。由于這些輸入正/負(fù)電極耗盡區(qū)（ep-1d1，en-1d1）的存在，與抬高型輸入正/負(fù)電極摻雜區(qū)（dp-1，dn-1）的厚度（dp-1t，dn-1t）相比，抬高型輸入正/負(fù)電極摻雜中立區(qū)（ep-1v1，en-1v1）的厚度（ep-1v1t，en-1v1t）減少了。

在圖3g中，抬高型輸入正/負(fù)電極摻雜中立區(qū)（ep-1v1，en-1v1）是電導(dǎo)體。（ep-1v1）與輸入正電極手指（220p-1）一起形成質(zhì)量負(fù)荷的一部分，而（en-1v1）與輸入負(fù)電極手指（220n-1）一起形成質(zhì)量負(fù)荷的另一部分。輸入正電極耗盡區(qū)厚度（en-1d1t）和輸入負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（ep-1d1t）在大小上基本相同，由第一輸入dc偏壓vdc1的極性和大小控制。第一輸入dc偏壓vdc1的極性可以是正或負(fù)的小量值，只要它可以控制和改變輸入正/負(fù)電極耗盡區(qū)（ep-1d1，en-1d1）的厚度（ep-1d1t，en-1d1t）和抬高型輸入電極摻雜中立區(qū)（ep-1v1，en-1v1）的厚度（ep-1v1t，en-1v1t）來達(dá)到調(diào)整idt1中所激發(fā)的表面聲波頻率的目的。

圖3h是圖3a中可調(diào)諧saw過濾器300a沿著線b-b’的概要橫截圖，顯示了輸出叉指換能器idt2250的一部分。抬高型輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1'）和抬高型輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1'）在支持基體210s上的第一壓電層210上被沉積。

厚度為（dp-1't）的抬高型輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1'）包括二部份：有厚度（ep-1'v1t）和寬度（ep-1'v1w）的抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v1）和有厚度（ep-1'v1t）和寬度（ep-1'v1w）的抬高型輸出正電極耗盡區(qū)（ep-1'd1）。厚度為（dn-1't）的抬高型輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1'）也有二部份：有厚度（en-1'v1t）和寬度（en-1'v1w）的抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v1）和有厚度（en-1'd1t）和寬度（en-1'd1w）的抬高型輸出負(fù)電極耗盡區(qū)（en-1'd1）。抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v1）有輸出第一摻雜類型（p類型或n類型），抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v1）有輸出第二摻雜類型并與輸出第一摻雜類型相反。

輸出正電極手指（250p-1）在抬高型輸出正電極摻雜中性區(qū)（ep-1'v1）頂部并對(duì)準(zhǔn)該抬高型輸出正電極摻雜中性區(qū)（ep-1'v1），有輸出正電極手指寬度（250p-1w或m'）和輸出正電極手指厚度（250p-1t），其輸出正電極手指寬度（250p-1w或m'）與輸出正電極摻雜區(qū)寬度（ep-1'v1w）相同。輸出負(fù)電極手指（250n-1）在抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v1）頂部并對(duì)準(zhǔn)該抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v1），有輸出負(fù)電極手指寬度（250n-1w或m'）和輸出負(fù)電極手指厚度（250n-1't），其輸出負(fù)電極手指寬度（250n-1w或m'）與輸出負(fù)電極摻雜區(qū)寬度（en-1'v1w）相同。區(qū)域（ep-1'v1，en-1'v1，ep-1'd1，en-1'd1）形成抬高型輸出電極摻雜區(qū)結(jié)構(gòu)，且具有輸出電極間距區(qū)（enp-1'v1），有輸出電極間距區(qū)寬度（enp-1'v1w或c'）。叉指間距（250ns-1w，250ps-1w，或b'）定義為輸出正電極手指寬度（250p-1worm'）和毗鄰電極之間摻雜區(qū)距離（c'）的總和，它與輸出負(fù)電極手指寬度（250n-1w或m'）和毗鄰電極之間摻雜區(qū)距離（c'）的總和也相等：b'=m'+c'。接收表面聲波240波長(zhǎng)與兩倍的叉指間距相等：2×(250ns-1w)=2b'=2(m'+c')。

抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v1）的第一摻雜濃度被選擇與抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v1）的第二濃度相同。抬高型輸出正和負(fù)電極摻雜區(qū)的第一和第二摻雜濃度優(yōu)選在10¹³～10²⁰cm^-3范圍內(nèi)，取決于操作頻率和調(diào)諧范圍的需要。為了促進(jìn)電阻性接觸，優(yōu)選在抬高型輸出正/負(fù)電極摻雜區(qū)上沉積一個(gè)重?fù)诫s表層（dn^+',dp^+'）。重?fù)诫s表層的厚度應(yīng)該保持較小（20nm或更小)。

第一輸出dc偏壓vdc1'通過集成輸出薄膜偏壓電阻（rp-1'，rn-1'）加到idt2250上，而rf信號(hào)則從正rf接觸（rfp）和負(fù)rf接觸（rfn）上取出，并使用薄膜偏壓電阻（rp-1'，rn-1'）來防止rf信號(hào)漏到dc偏壓電路中去。在抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v1）之下所形成的輸出正電極耗盡區(qū)（ep-1'd1）的寬度（ep-1'd1w）與在抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v1）之下所形成的輸出負(fù)電極耗盡區(qū)（en-1'd1）的寬度相同。由于這些輸出正/負(fù)電極耗盡區(qū)（ep-1'd1，en-1'd1）的存在，與抬高型輸出正/負(fù)電極摻雜區(qū)（dp-1'，dn-1'）的厚度（dp-1't，dn-1't）相比較，抬高型輸出正/負(fù)電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v1，en-1'v1）的厚度（ep-1'v1t，en-1'v1t）減小了。

在圖3h中，抬高型輸出正/負(fù)電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v1，en-1'v1）是電導(dǎo)體。（ep-1'v1）輸出正電極手指（250p-1）一起形成質(zhì)量負(fù)荷的一部分，而（en-1'v1）與輸出負(fù)電極手指（250n-1）一起形成質(zhì)量負(fù)荷的另一部分。輸出正電極耗盡區(qū)厚度（en-1'd1t）和輸出負(fù)電極耗盡區(qū)厚度（ep-1'd1t）在大小上基本相同，由第一輸出dc偏壓vdc1'的極性和大小控制。第一輸出dc偏壓vdc1'的極性可以是正或負(fù)，有較小的值，只要它可以控制和變化輸出正/負(fù)電極耗盡區(qū)（ep-1'd1，en-'1d1）的厚度（ep-1'd1t，en-1'd1t）和抬高型輸出電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v1，en-1'v1）的厚度（ep-1'v1t，en-1'v1t）來達(dá)到調(diào)整在idt2接收的表面聲波頻率的目的。

為了有效地隔絕rf信號(hào)和允許施加dc偏壓，集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻（rn-1，rp-1，rn-1'和rp-1'）的電阻值r優(yōu)選大于200ω，更優(yōu)選大于1000ω。然而，為了保持saw器件有低的rc常數(shù)和減少不必要的開關(guān)延遲時(shí)間τ1=r1×c，r不應(yīng)該太大。

集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻可以有不同的形狀例如長(zhǎng)方形、正方形、三角形、四邊形、平行四邊形等。以長(zhǎng)方形形狀為例：集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻有偏壓電阻長(zhǎng)度rl，偏壓電阻寬度rw，偏壓電阻厚度rt。偏壓電阻厚度優(yōu)選少于2微米，更優(yōu)選少于0.5微米，使蝕刻或剝離圖形化更容易。

集成薄膜偏壓電阻（rn-1,rp-1,rn-1'和rp-1'）的材料可以是金屬，例如ni，cr，ta，w，mo和它們的合金包括nicr。也可以是金屬氧化物、金屬氮化物和金屬氮氧化物，例如ruo2，tan，zno，znon，insno，insnon，znino，zninon，znsno，znsnon，bi2ru2o7，bi2ir2o7和其它半導(dǎo)體例如si，只要薄膜偏壓電阻r的電阻是大于200ω（或大于1000ω），并且有穩(wěn)定的熱特性。形成薄膜偏壓電阻的薄膜層可以由真空方法沉積例如蒸發(fā)，或在含有ar氣體或ar、o2和n2混合氣體的真空腔內(nèi)dc濺射和rf濺射而成。

有相同摻雜類型的抬高型電極摻雜區(qū)idts：

圖3i和3j是分別取自saw過濾器（300a，圖3a)沿線a-a'和b-b'的idt1220和idt2250的概要橫截圖，顯示了抬高型輸入正/負(fù)電極摻雜區(qū)和抬高型輸出正/負(fù)電極摻雜區(qū)，且正電極摻雜區(qū)的摻雜類型和負(fù)電極摻雜區(qū)的摻雜類型相同。

圖3i顯示了可調(diào)諧和可調(diào)整saw過濾器中idt1220的一部分，與顯示在圖3g中的idt1220相似。抬高型輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1）和抬高型輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1）被沉積在支持基體210s之上的第一壓電層210的頂層。

具有厚度（dp-1t）的抬高型輸入正電極摻雜區(qū)（dp-1）包括二部份：有厚度（ep-1v1t）和寬度（ep-1v1w）的抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v1）和有厚度（ep-1d1t）和寬度（ep-1d1w）的抬高型輸入正電極耗盡區(qū)（ep-1d1）。具有厚度（dn-1t）的抬高型輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1）也有二部份：有厚度（en-1v1t）和寬度（en-1v1w）的抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v1）和有厚度（en-1d1t）和寬度（en-1d1w）的抬高型輸入負(fù)電極耗盡區(qū)（en-1d1）。抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v1）有輸入第一摻雜類型（p類型或n類型），抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v1）有輸入第二摻雜類型，輸入第二摻雜類型與輸入第一摻雜類型相同。

輸入正電極手指（220p-1）在抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v2）頂部并對(duì)準(zhǔn)該抬高型輸入正電極摻雜中性區(qū)（ep-1v2），有輸入正電極手指寬度（220p-1w或m）和輸入正電極手指厚度（220p-1t），輸入正電極手指寬度（220p-1w或m）與輸入正電極摻雜區(qū)寬度（ep-1v2w）相同。輸入負(fù)電極手指（220n-1）在抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v2）頂部并對(duì)準(zhǔn)該抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v2），有輸入負(fù)電極手指寬度（220n-1w或m）和輸入負(fù)電極手指厚度（220n-1t），輸入負(fù)電極手指寬度（220n-1w或m）與輸入負(fù)電極摻雜區(qū)寬度（en-1v2w）相同。輸入正電極手指（220p-1）與抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v2）有電阻性接觸，輸入負(fù)電極手指（220n-1）與抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v2）有電阻性接觸。區(qū)域（ep-1v2，en-1v2，ep-1d2，en-1d2）形成抬高型輸入電極摻雜區(qū)結(jié)構(gòu)，有輸入電極間距區(qū)（enp-1v2），有輸入電極間距區(qū)寬度（enp-1v1w或c）。叉指間距（220ns-1w，220ps-1w，或b）定義為輸入負(fù)電極手指寬度（220p-1w或m）和毗鄰電極之間摻雜區(qū)距離（c）的總和，它與輸入負(fù)電極手指寬度（220n-1w或m）和毗鄰電極之間摻雜區(qū)距離（c）的總合也相等：b=m+c。激發(fā)表面聲波240波長(zhǎng)與叉指間距的兩倍相等：2×(220ns-1w)=2b=2(m+c)。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v2）的輸入第一摻雜類型和抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v2）的輸入第二摻雜類型被選擇是相同的。抬高型輸入正電極摻雜中立區(qū)（ep-1v2）的第一摻雜濃度也被選擇與抬高型輸入負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1v2）的第二摻雜濃度基本相同。第一和第二摻雜濃度優(yōu)選被控制在10¹³～10²⁰cm^-3的范圍內(nèi)，根據(jù)操作頻率的需要和調(diào)諧的范圍。

由于抬高型輸入正和負(fù)電極摻雜中立區(qū)有同一摻雜類型，輸入電極手指（220p-1）和（220n-1）通過集成輸入薄膜偏壓電阻（rp-1，rn-1）一起連接到輸入dc偏壓電源的負(fù)極，而具有厚度210bmt的底部電極層210bm則被連接到dc偏壓電源的正極，因此第二輸入dc偏壓vdc2是加在輸入電極手指（220p-1，220n-1）和底部電極層210bm之間的。雖然圖3i中的idt1的摻雜類型和偏壓與顯示在圖3g中的idt1220不同，但為了方便，在圖3i元件被標(biāo)記為和在圖3g的idt1一樣。rf信號(hào)加在正rf接觸（rfp）和負(fù)rf接觸（rfn）之間。集成輸入薄膜偏壓電阻（rp-1，rn-1）被用來防止rf信號(hào)漏到dc偏壓電路中去。

在圖3i，（ep-1d2w）被選擇在大小上與（en-1d2w）基本相同。此外，寬度（ep-1d2w）和（en-1d2w）也與寬度（ep-1v2w）和（en-1v2w）相同。由于輸入正極或負(fù)極耗盡區(qū)（ep-1d2，en-1d2）的存在，與抬高型輸入正/負(fù)電極摻雜區(qū)（dp-1，dn-1）的厚度（dp-1t，dn-1t）相比，抬高型輸入正/負(fù)電極摻雜中立區(qū)（ep-1v2，en-1v2）的厚度（ep-1v2t，en-1v2t）減少了。

在圖3i中，抬高型輸入正和負(fù)電極摻雜中立區(qū)（ep-1v2，en-1v2）是電導(dǎo)體。（ep-1v1）與輸入正電極手指（220p-1）一起形成質(zhì)量負(fù)荷的一部分，而（en-1v1）則與輸入負(fù)電極手指（220n-1）一起形成質(zhì)量負(fù)荷的另一部分。第二輸入dc偏壓vdc2被加來達(dá)到控制和變化與輸入電極手指（220p-1，220n-1）相關(guān)的質(zhì)量負(fù)荷，這是通過控制和變化輸入正和負(fù)電極耗盡區(qū)（ep-1d2，en-1d2）的厚度（ep-1d2t，en-1d2t）來控制和變化輸入正和負(fù)電極摻雜中立區(qū)（ep-1v2，en-1v2）的厚度（ep-1v2t，en-1v2t）來完成的。第二輸入dc偏壓vdc2在極性上可以是正或負(fù)，并有較小的值，只要它能通過控制和變化輸入正/負(fù)電極耗盡區(qū)厚度來達(dá)到調(diào)諧idt1激發(fā)的表面聲波頻率的目的。

為了促進(jìn)電阻性接觸，在抬高型輸入正電極摻雜區(qū)和抬高型輸入負(fù)電極摻雜區(qū)優(yōu)選一重?fù)诫s表層。重?fù)诫s表層的厚度應(yīng)該保持?。?0nm或更小)。

圖3j顯示了可調(diào)諧和可調(diào)整saw過濾器中idt2250的一部分，與顯示在圖3h中的idt2250相似。抬高型輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1'）和抬高型輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1'）被沉積在支持基體210s之上的第一壓電層210的頂層。

具有厚度（dp-1't）的抬高型輸出正電極摻雜區(qū)（dp-1'）包括二部份：抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v1）有厚度（ep-1'v1t）和寬度（ep-1'v1w），和抬高型輸出正電極耗盡區(qū)（ep-1'd1）有厚度（ep-1'd1t）和寬度（ep-1'd1w）。有厚度（dn-1't）的抬高型輸出負(fù)電極摻雜區(qū)（dn-1'）也有二部份：有厚度（en-1'v1t）和寬度（en-1'v1w）的抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v1）和有厚度（en-1'd1t）和寬度（en-1'd1w）的抬高型輸出負(fù)電極耗盡區(qū)（en-1'd1）。抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v1）有輸出第一摻雜類型（p類型或n類型），抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v1）有輸出第二摻雜類型，與輸出第一摻雜類型相同。

輸出正電極手指（220p-1）在抬高型輸出正電極摻雜中性區(qū)（ep-1'v2）頂部并對(duì)準(zhǔn)該抬高型輸出正電極摻雜中性區(qū)（ep-1'v2），有輸出正電極手指寬度（250p-1w或m'）和輸出正電極手指厚度（250p-1t），輸出正電極手指寬度（250p-1w或m'）與輸出正電極摻雜區(qū)寬度（ep-1'v2w）相同。輸出負(fù)電極手指（250n-1）在抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v2）頂部并對(duì)準(zhǔn)該抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v2），有輸出負(fù)電極手指寬度（250n-1w或m'）和輸出負(fù)電極手指厚度（250n-1t），輸出負(fù)電極手指寬度（250n-1w或m'）與輸出負(fù)電極摻雜區(qū)寬度（en-1'v2w）相同。輸出正電極手指（250p-1）與抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v2）有電阻性接觸，輸出負(fù)電極手指（250n-1）與抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v2）有電阻性接觸。區(qū)域（ep-1'v2，en-1'v2，ep-1'd2，en-1'd2）形成抬高型輸出電極摻雜區(qū)結(jié)構(gòu)，并有輸出電極間距區(qū)（enp-1'v2），有輸出電極間距區(qū)寬度（enp-1'v1w或c'）。叉指間距（250ns-1w，250ps-1w，或b'）定義為輸出負(fù)電極手指寬度（250p-1w和m'）和毗鄰電極之間摻雜區(qū)距離（c'）的總和，它與輸出負(fù)電極手指寬度（250n-1w或m'）和毗鄰電極之間摻雜區(qū)距離（c'）的總和也相等：b'=m'+c'。接收表面聲波240波長(zhǎng)與叉指間距的兩倍相等：2×(250ns-1w)=2b'=2(m'+c')。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v2）的輸出第一摻雜類型和抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v2）的輸出第二摻雜類型被選擇相同。抬高型輸出正電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v2）的第一摻雜濃度也被選擇與抬高型輸出負(fù)電極摻雜中立區(qū)（en-1'v2）的第二摻雜濃度基本相同。第一和第二摻雜濃度根據(jù)操作頻率的需要和調(diào)諧的范圍優(yōu)選被控制在10¹³～10²⁰cm^-3的范圍內(nèi)。

由于抬高型輸出正和負(fù)電極摻雜中立區(qū)有同一摻雜類型，輸出電極手指（250p-1）和（250n-1）通過集成輸入薄膜偏壓電阻（rp-1'，rn-1'）一起連接到輸出dc偏壓電源的負(fù)極，而有厚度210bmt的底部電極層210bm則被連接到dc偏壓電源的正極，因此第二輸出dc偏壓vdc2'是加在輸出電極手指（250p-1，250n-1）和底部電極層210bm之間的。雖然在圖3j中的idt2的摻雜類型和偏壓與顯示在圖3h的idt2250不同，但為了方便，元件在圖3j被標(biāo)記為和在圖3h的idt2一樣。rf信號(hào)在正rf接觸（rfp）和負(fù)rf接觸（rfn）之間得到。集成輸入薄膜偏壓電阻（rp-1'，rn-1'）用來防止rf信號(hào)漏到dc偏壓電路中去。

在圖3j中，（ep-1'd2w）被選擇在大小上與（en-1'd2w）基本相同。此外，寬度（ep-1'd2w）和（en-1'd2w）也與寬度（ep-1'v2w）和（en-1'v2w）相同。由于輸出正極或負(fù)極耗盡區(qū)（ep-1'd2，en-1'd2）的存在，與抬高型輸出正/負(fù)電極摻雜區(qū)（dp-1'，dn-1'）的厚度（dp-1't，dn-1't）相比，抬高型輸出正/負(fù)電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v2，en-1'v2）的厚度（ep-1'v2t，en-1'v2t）有減少。

在圖3j中，抬高型輸出正和負(fù)電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v2，en-1'v2）是電導(dǎo)體。（ep-1'v1）與輸出正電極手指（250p-1）一起形成質(zhì)量負(fù)荷的一部分，而（en-1'v1）則與輸出出負(fù)電極手指（250n-1）一起形成質(zhì)量負(fù)荷的另一部分。第二輸入dc偏壓vdc2'被加來達(dá)到控制和變化與輸出電極手指（250p-1，250n-1）相關(guān)的質(zhì)量負(fù)荷，這是通過控制和變化輸出正和負(fù)電極耗盡區(qū)（ep-1'd2，en-1'd2）的厚度（ep-1'd2t，en-1'd2t）來控制和改變輸出正和負(fù)電極摻雜中立區(qū)（ep-1'v2，en-1'v2）的厚度（ep-1'v2t，en-1'v2t）來完成的。第二輸出dc偏壓vdc2'在極性上可能是正或負(fù)，并有較小的值，只要它能通過控制和變化輸出正/負(fù)電極耗盡區(qū)厚度來達(dá)到調(diào)諧idt2接收的表面聲波頻率的目的。

為了促進(jìn)電阻性接觸，在抬高型輸出正電極摻雜區(qū)和抬高型輸出負(fù)電極摻雜區(qū)優(yōu)選一重?fù)诫s表層。重?fù)诫s表層的厚度應(yīng)該保持很小（20nm或更小)。

為了有效地隔絕rf信號(hào)和允許施加dc偏壓，集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻（rn-1，rp-1，rn-1'和rp-1'）的電阻值r優(yōu)選大于200ω，更優(yōu)選大于1000ω。然而，為了保持saw器件的低rc常數(shù)和減少不不要的開關(guān)延遲時(shí)間τ1=r1×c，r不應(yīng)該太大。

集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻可以有不同的形狀例如長(zhǎng)方形、正方形、三角形、四邊形、平行四邊形等。以長(zhǎng)方形形狀為例：集成輸入和輸出薄膜偏壓電阻有偏壓電阻長(zhǎng)度rl，偏壓電阻寬度rw，偏壓電阻厚度rt。偏壓電阻厚度優(yōu)選少于2微米更優(yōu)選少于0.5微米，使得蝕刻或剝離圖形化更容易。

集成聯(lián)合薄膜偏壓電阻（rn-1,rp-1,rn-1'和rp-1'）的材料可以是金屬，例如ni，cr，ta，w，mo和它們的合金包括nicr。它們也可以是金屬氧化物、金屬氮化物和金屬氮氧化物，例如ruo2，tan，zno，znon，insno，insnon，znino，zninon，znsno，znsnon，bi2ru2o7，bi2ir2o7和其他半導(dǎo)體例如si，只要薄膜偏壓電阻r的電阻值大于200ω（或大于1000ω）并且有穩(wěn)定的熱特性。形成薄膜偏壓電阻的薄膜層可以由真空方法沉積，例如蒸發(fā)，或在含有ar氣體或ar、o2和n2混合氣體的真空腔內(nèi)dc濺射和rf濺射而成。

底部電極層210bm的材料從一組金屬和摻雜半導(dǎo)體中挑選，優(yōu)選摻雜壓電半導(dǎo)體：ti，al，w，pt，mo，cr，pd，ta，cu，au，ni，ag，ru，ir，aln，gan，algan，zno，gaas，alas，algaas和它們的組合。

表面聲波反射器：

根據(jù)本發(fā)明，圖4顯示了具有可調(diào)諧和可調(diào)整頻率的表面聲波（saw）輸入反射器290ir的一張概要頂視圖。它包括在支持基體210s上的第一壓電層210；輸入正電極墊290pm和輸入負(fù)電極墊290nm，被放在第一壓電層210上；多個(gè)輸入正電極摻雜區(qū)（dpr-1，dpr-2，dpr-3），是摻雜壓電半導(dǎo)體；多個(gè)金屬輸入正電極手指（290p-1，290p-2，290p-3），每一個(gè)在一個(gè)輸入正電極摻雜區(qū)之上；多個(gè)輸入負(fù)電極摻雜區(qū)（dnr-1，dnr-2，dnr-3），是摻雜壓電半導(dǎo)體；多個(gè)金屬輸入負(fù)電極手指（290n-1，290n-2，290n-3），每一個(gè)在一個(gè)輸入負(fù)電極摻雜區(qū)上。在圖4中，輸入正電極摻雜區(qū)和輸入負(fù)電極摻雜區(qū)可以是嵌入型或抬高型。

通過加dc偏壓vdcr和調(diào)整和控制vdcr的大小來控制與正和負(fù)電極相關(guān)的金屬化比率和質(zhì)量負(fù)荷，290ir中所反射的表面聲波的頻率可以被控制成與輸入叉指換能器idt1220所激發(fā)的表面聲波240的頻率相同，并且/或者也可以被控制成與在saw過濾器（300a，圖3a）中的輸出叉指換能器idt2250的所接收的表面聲波的頻率相同?；谏鲜稣{(diào)諧，當(dāng)表面聲波輸入反射器290ir被放在輸入叉指換能器idt1220的旁邊時(shí)，多數(shù)表面聲波240會(huì)以反射表面聲波240r的形式反射回來，從而減小不必要的表面聲波能量的損失。具有可調(diào)諧和可調(diào)整頻率的表面聲波輸出反射器也可以用與表面聲波輸入反射器290ir相同的結(jié)構(gòu)來建構(gòu)，從而使所接收的表面聲波的能量損失減到最小。當(dāng)一個(gè)具有可調(diào)諧和可調(diào)整頻率的表面聲波輸出反射器放在輸出叉指換能器idt2250旁邊時(shí)，所接收的表面聲波中不必要的能量損失會(huì)減少。