专利名称：具有压电声学共振元件的装置及其制造方法以及输出取决于共振频率的信号的方法
技术领域：
本发明涉及一种包括至少一个压电声学共振元件的装置，该共振元 件具有压电层和两个设置在压电层上的电极，其中该压电声学共振元件行体振动来实现的，本发明还涉及制造这种装置的方法以及输出取决于 共振频率的信号的方法。
背景技术：
这种类型的压电声学共振元件，其中通过施加交变电压场而激励压电声学层以共振频率纵振动(Dickenschwingung )， 即整体振动 (Koerpervolumenschwingung )， 称为"体声波(Bulk Acoustic Wave, BAW)压电共振器，，，并且首先是为通信电子的高频应用而开发的。用于实现BAW共振器的最简单的配置是由压电材料制成的层，该压 电材料在合适的结晶方向情况下(例如c轴垂直于电极面)以三明治结 构设置在两个电极之间。在图1和图2中示意性示出BAW共振器的两个基本类型，如在M. Dubois 的介绍性文章 "Thin Film Bulk Acoustic Resonators: A Technology Overview", Tagung MEMS窗E 03， Toulouse, France, July 2-4， 2003中所示。图1A在此示意性示出所谓"薄膜体声波共振器(FBAR)"的例子。 压电AIN层300敷设在Si晶片400形式的栽体衬底上。在压电层的底 面和正面敷设了电极100和200。如果通过电极100/200向压电层300 施加电交变场，则由于反向的压电效应会出现电能向机械能的转换。所 产生的声波体振动在压电层内传播，其中其前进方向平行于电场，而且 声波在电极/空气的界面上被反射。如果共振器的层结构的厚度等于输 入信号波长的一半，则实现共振振动。为了避免在载波衬底中的声学损 失，在压电层的底面设置一个空腔，从而声波可以在电极/空气的界面上被反射。图IB示出BAW共振器作为所谓的稳固安装的共振器(Solidly Mounted Resonator, SMR)的结构。与图l的结构不同，在此为了避免 在栽体衬底方向上的声学损失，在下电极300和衬底400之间设置声波 反射镜(布拉格反射镜)500。该声波反射镜由多个具有极为不同的声 阻抗的层组成，这些层以交替的顺序设置，例如W/Si02层或A1/A1N层 等。层厚是X/4。与已经作为滤波器元件广泛应用于高频技术的所谓表面波共振器 (Surface Acoustic Wave (SAW) Resonator)相比，存在原理上的差异， 即在BAW共振器的情况下激励起压电层的纵振动(体振动)，这与表面 波共振器中的表面波相反。体振动(整体振动)的激励通过合适的电极 布置结合压电层的合适结晶方向进行。根据不同的配置，压电声学共振 元件的被激励的体振动可以是纵向振动或者体剪切振动 (Dickenscherschwingung )。表面波共振器(SAW共振器)和体声波共振器(BAW共振器)之间 的原理性差异根据不同的应用领域对部件的电特性产生很大的影响。例 如，在采用BAW共振器作为高频区域的滤波器元件时，由于在两个电极之间产生的电场而仅发生与金属表面之外的电场的最小耦合。此外， FBAR滤波器或BAW滤波器在通带区域展现出比0FW滤波器更小的电损 耗，而且比OFW滤波器的功率兼容性更高。特别的优点还参照制造工艺给出，因为BAW共振器能以简单方式用 标准集成电路工艺(例如CMOS、 BiC-M0S等)集成在作为载体衬底的半 导体芯片上。原则上，作为BAW共振器的制造工艺不仅可以考察厚层技术，这种 技术基本上基于丝网印刷技术并且尤其适用于〉100nm的结构，而且还 可以考察薄层技术，如通过CVD/PVD方法从蒸镀阶段分离。基于通过薄层技术可以获得尺寸范围明显低于10nm直至亚pm范围 的结构，随着集成的要求逐渐增多以及不同部件的微型化不断发展该薄 层技术尤其是提供了很好的机会。例如，在开始引用的文献Marc-Alexandre Dubois, Thin Film Bulk Acoustic Resonators: A Technology Overview: A Technology Overview, MEMS WAVE 03， Toulouse, France, July 2—4， 2003中，作为BAW共振器的制造工艺描述了反应溅射作为制造过程，用于在相应 的电极上生长铝氮化物层作为压电层。从而如在该文献中描述的那样可 以通过反应溅射产生1.8nin厚的A1N层，其中压电系数d33,f为 5. 3±0. 22pm/V，这证明这种通过溅射过程产生的A1N层具有很高的质 量。除了 A1N之外，原则上还可以采用例如Zn0、 PZT(锆钛酸铅)或者 铌酸锂作为压电层，但是A1N就其化学特性、电特性和机械特性来说是 很有利的，尤其是已经提到的在半导体芯片上的集成。如开头所述，BAW共振器最初是作为无源部件为高频技术，尤其是 目标范围从l到10GHz的系统开发的。作为应用实例，尤其是制造压控 振荡器(Voltage Controlled Oscillator, VC0 )或者放大器(Low Noise Amplifier, LNA)。除了用作高频技术的部件之外，BAW共振器还被推荐用作传感器。 例如，本申请人的申请WO2004/017063 A2描述了一种用于获取特定物 质在BAW共振器的表面上的沉积的传感器。通过这种方式可以识别所涉 及的物质。沉积在此可以表示吸附和/或吸收。在结构方面共振器为此具有敷设在共振器的一个电极上的灵敏涂 层，例如以聚合膜的形式。在该聚合膜上可以吸收待检测的不同物质， 如碳氢化合物。待检测的物质位于流体(气体或液体)中，该流体用作 测量介质。为了测量将该传感器与该测量介质接触，该测量介质包含可 以沉积在灵敏涂层上的物质。通常采用具有测量单元的微型射流计 (Mikrofluidik)，通过该微型射流计测量介质流过传感器的所涉及的 表面段。传感器的被沉积了所涉及物质的表面段在很多情况下根据待检测特定物质。例如，上述专利申^描述了借助一种传感器来检测D:A片段， 该传感器在电极的表面段上具有包含所选择的DNA序列的涂层，该涂层 使得可以根据钥匙-锁原理沉积匹配的DNA序列。在检测DNA时，重要的是可以区分具有一元或多元错配的分支 (Strang)与一次完美的匹配(互补分支)。按照相应的方式，这取决 于DNA分支在表面段上的解吸附平衡状态。该解吸附平衡状态由相应系 统的给定参数，如涂层的类型、参与核素的浓度、温度等等来确定。通过在共振器上沉积一种物质，共振频率随着所沉积物质的质量而 改变。因此通过测量共振频率可以推断出物质的沉积。所涉及的特征值 是共振器的质量灵敏度，该质量灵敏度与共振器共振频率的平方成正 比。在所述专利申请中，描述了压电层在从O.lnm到20inm的范围内的 非常小的层厚的积极影响，这基于质量灵敏度和共振频率之间的所述关 系而对传感器的检测灵敏度产生积极的影响。此外，在集成厚度和微型 化方面非常有利，尤其是在包含多个这种传感器元件的传感器阵列中。由于压电声学共振器的共振频率在一定的界限内是与温度有关的， 因此由具有BAW共振器的滤波器或传感器输出的信号不期望地与温度有 关。为了解决该问题，建议以合成物的形式采用具有正或负温度系数的 不同材料，以通过这种方式用补偿来平衡温度漂移。该解决方案例如在 文献 K. M. Ukin ， K. T. McCarron , J.F.McDonald 和 J.Belsick "Temperature Coefficient and Aging of BAW Composit Materials", 2001， Frequency Control Symp. Proc" 605-608页中描述。在K. M. Lakin的Thin Film Resonator Technology, IEEB 2003， FCS-IFTF Paper WelA， May 5-8， 2003中，描述了参照温度变化过程 补偿的共振器，其中采用A1N作为压电层，采用Si02来进行补偿。基于 Si02的正温度系数+85ppm/。C与A1N的-25ppm/。C的比例，通过连续提高 Si02的含量实现对温度漂移的补偿。但是该解决方案存在固有的缺陷，因为它带来了关于所要使用的材 料组成或元件的整体结构方面的限制。发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种改进的、包括至少一个开头所 述类型的压电声学共振元件的装置，该装置解决了共振频率取决于温度 的问题，而且提供一种用于制造这种装置的筒单和廉价的方法。本发明 要解决的技术问题尤其在于提供一种实施为用于检测物质的传感器的 装置，其具有更高的测量精度和更宽的使用范围。此外本发明要解决的技术问题在于，提供一种优化的、用于输出取 决于压电声学共振器的共振频率的信号的方法。该技术问题通过一种具有权利要求1特征的、具有压电声学共振元件的装置，以及具有权利要求18的制造方法解决。用于输出取决于压 电声学共振器的共振频率的信号的方法在权利要求19中给出。根据本发明，具有一种与压电声学共振元件集成的温度获取装置， 该温度获取装置用于获取所述装置的工作温度。在本发明中，所述装置的工作温度可以是压电声学共振元件的温 度。但是本发明不限于此。该装置的工作温度的位置可以是该装置本身 的任意片段，和/或该装置附近的环境片段。尤其是在将装置实施为用于检测物质的传感器时，工作温度可以涉 及被沉积了待检测物质的表面段。含有该物质的测量介质的温度也可以 是本发明含义下的装置工作温度。为了向温度获取装置集成压电声学共振元件，温度获取装置的测量 元件优选实施为层。在优选的实施方式中，该层基本上由也可以实施为 用于加热该装置的电阻加热器的材料构成。优选的，温度元件的层厚位于低于25inm的区域内，尤其优选的是 层厚〈10nm，最佳的是层厚"nm。很小的层厚有利于利用薄层工艺的方 法将加热元件与压电声学共振元件集成起来，如通过PVD/CVD过程的分 离方法。由此可以用特别简单的方式将温度获取装置与用层技术实施的 压电声学共振元件一起加工。在本发明装置的一种简单实施方式中，实施为层的温度获取装置与 压电声学共振元件一并设置在栽体衬底上，该载体衬底可以是半导体衬 底'在此，可以在层状的测量元件和栽体衬底之间设置中间层。例如， 压电声学共振元件和测量元件可以用层技术设置在中间层上，该中间层 用作声波反射镜(布拉格反射器)，这种声波反射镜将减小衬底方向上 的声波损失。在特别简单和有利的实施方式中，所述载体衬底实施为例如通过对 具有Si02或Si3N4层的半导体衬底进行背面蚀刻而可以制造为蚀刻阻挡 层的膜。替换的，该膜可以覆盖载体衬底中的空腔，即实施为表面显微 结构，如在图1A中所示。除了测量元件之外，温度获取装置通常可以包括常见的功能元件， 如具有外部电压源的连接件。优选的，测量元件和压电声学共振器的压电层之间的间距小于250nm，优选小于150nm，最好的是小于50,。这产生很小的、位于十 分之几或更小开氏温度范围内的温度偏差。原则上，根据本发明压电声学共振元件本身的电极用作温度测量元件。测量元件可以通过厚层工艺的常用技术制造。但是，通过采用例如 由半导体技术公知的、用于制造在亚^m区域直至nm区域的层厚的薄层 工艺，可以改善集成和微型化。该薄层工艺可以是常用的PVD/CVD方法。涉及测量元件的材料优选采用可以用作金属电阻温度计的材料。在 这种情况下该测量元件也可以作为加热元件运行，其中所述装置不仅用 于从温度测量元件的电阻值中确定温度，而且通过加热控制所述装置的 温度。在这种关系下，尤其是采用铂，铂的电阻温度系数在-^0到+850。C 的使用范围内是3. 85.10_3/°C。如果待测量的温度不超过150°C，也可以 采用镍。镍尤其是在价格方面要比铂便宜。通过将所述装置的温度获取装置(微型传感器)和加热装置实施为 一个部件，使得可以闭合地调节压电声学共振元件的工作温度，该闭合 的温度调节包括通过加热装置控制温度，通过温度获取装置获取所达到 的工作温度，以及接着依据所获取的温度调节工作温度。通过这种方式例如可以对共振频率进行有效的温度补偿，其中保证 所述装置在预定的温度下运行。本发明的将温度传感器与压电声学共振元件集成起来的装置，可以 包括分析装置，该分析装置具有存储装置，在该存储装置中存储针对给 定材料的电阻与温度的依赖关系的相应特征曲线，而且还具有读取装 置，用于读取取决于所获取的电阻值的温度值。具有读取装置的分析装 置可以是外部设备的组件，该外部设备按照合适的方式与温度获取装置 电连接。本发明中，电连接也可以是常见的无线连接，而不限于传统的 连线连接。在特别有利的实施方式中，分析装置所需要的电子部件一起集成在 压电声学共振元件的载体衬底中，以进一步增大集成密度。相应的方法和为此所需要的工艺由电子部件集成领域公知。但是所述分析装置还可以实施为外部设备。除了这种用于从温度获取装置提供的测量值中确定温度的分析装置外，还可以在压电声学共振元件中集成另一个用于确定共振器的共振频率的分析装置。该另一个分析装置例如可以是高频电路，其中共振器 确定频率。这种用于确定共振频率的分析装置可以按照公知方式例如通过CM0S、双极或BIC-M0S工艺集成在半导体村底中。此外，所述装置可以包括校正装置，用于根据所确定的温度校正压 电声学共振元件的输出信号。为此可以在相应的装置中存储压电声学共 振元件的共振频率的温度变化过程作为特征曲线。该校正装置也可以是 集成部件或外部部件。本发明装置实施为用于检测物质的传感器的情况是特别有利的，因 为通过控制温度可以有针对性地控制待检测物质在压电声学共振元件 的表面段上的沉积的平衡条件。通过这种方式，可以根据不同的待检测物质提高测量值获取的精度。同时可以扩大传感器的使用范围，因为可 以有针对性地调整吸附条件，该吸附条件除了温度之外还通过测量介质(气体、液体)、通过待检测物质以及其它可能位于测量介质中的物质 来确定。通过这种方式，可以检测例如仅在预定温度时才沉积在传感器 的表面段上的物质。在本发明的含义中，"物质的检测，，在此可以用于 识别一种物质。传感器也可以实施为用于确定沉积量的质量传感器。在用于检测物质的传感器的实施方式中，有利的是，温度获取装置 位于传感器元件的这样一个位置上，即该位置保证测量元件与测量介质 接触。由此例如还可以获取测量介质的发热，该测量介质例如流过传感 器的流动单元(Flusszelle)。本发明还包括用于制造本发明装置的制造方法。在这种方法中，载 体衬底被涂以金属层。接着通过对该金属层形成显微结构，产生压电声 学共振元件的电极和测量元件。在此重要方面在于，通过在工作进程中 仅对一个金属层形成显微结构，可以制造一部分压电声学共振元件和整 个测量元件。尤其适用于形成显微结构的是照相平版印刷方法，这种方 法原则上由半导体技术公开。本发明的方法使得制造过程更为合理，因为附加费用非常少，而且 基本上限于对布局的匹配。在特别优选的实施方式中，例如通过从蒸镀阶段分离出来而将铂敷 设在村底上。铂由于其电阻与温度的依赖关系也适用作电阻温度计，从 而在一个方法步骤中共振元件的电极、加热装置的加热元件以及温度获 取装置的测量元件可以通过对所敷设的层形成显微结构来制造。所有三个功能元件，即加热元件、测量元件和电极在此可以通过相同的层片段 实现，但是该层片段将受到不同的控制。共振器和测量元件可以通过载体村底与无源的高频部件接触，如用倒装焊芯片(Flip Chip)技术通过接合焊盘(bond pad)与LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics,低温共烧陶资)衬底接触，从而形成 一个模块。这有助于改善高频部件的电特性，因为可以避免相应的连接 线之间的电感。此外，倒装焊芯片技术还可以提高不同部件的包装密度， 由此有助于明显改善在制造整个高频模块时的集成度和微型化。本发明还涉及一种用于输出取决于共振频率的信号的方法，具有步骤获取一个装置的压电声学共振元件的工作温度，该装置包括至少一 个具有压电层和两个与该压电层电接触的电极的压电声学共振元件，其 中压电声学共振元件这样制造，通过用电极在压电层上施加交变电压， 激励压电层以共振频率进行声学体振动，通过测量元件激励压电声学共 振元件的压电层以共振频率进行声学体振动，输出取决于所测得的温度 的输出信号。在本发明方法的特别优选的实施例中，该方法是用于检测物质的方 法，该方法优选采用本发明的装置执行。该方法包括步骤将流体和压 电声学共振元件组合在一起，使得物质可以被共振器的一个片段吸收和/或吸附，确定该共振器的共振频率，其中可以从该共振频率中推断出 物质沉积在表面段上的量。在本发明的方法中，在确定共振频率的频率 之前获取具有压电声学共振元件的装置的工作温度。在本发明的方法中，优选另外控制具有相应压电声学共振元件的装 置的工作温度。这以特别简单的方式通过上述装置进行，其中同时将温 度测量元件和加热元件集成在该装置中。该方法在此可以包含调整工作 温度的步骤，即根据所测得的温度进行控制，通过这种方式，可以根据待检测的不同物质明显提高传感器的精 度。此外该方法还可以检测特定的、例如无法在室温下检测到的物质。本发明尤其是具有以下优点-通过很少的附加费用和处理，可以将测量元件与其它需要的元件 一并集成在载体衬底(芯片)上。-尤其是在极度微型化的系统中首先考虑到集成。-与分散的解决方案相反，该测量元件非常靠近于压电声学共振元 件，从而产生相应的测量精度。-尤其是在使用铂时，同时可以提供加热元件。由此可以实现完全 的温度调节。-通过获得压电声学共振元件的工作温度，可以考虑共振频率的温 度变化过程。本发明提供了一种简单组装的压电声学共振器，而且该压电声学共振器相对于目前的已知BAW共振器提供可相对于由装置的温度变化产生 的背景信号完全区分开来的输出信号。为此所需要的、在工作条件下的 共振器元件的邻环境中的温度信息通过温度获取装置提供，该温度获 取装置直接设置在共振器元件附近。这通过在利用原理公知的工艺的条 件下将压电声学共振元件与温度获取装置集成在一起来实现，该工艺例 如由薄层技术和/或厚层技术公开。通过这种方式提供一种廉价的、包括压电声学共振元件的装置，该 装置例如可以用作高频应用中的滤波器元件、用作传感器(生物传感器) 或用作执行元件(混合器，泵)。除了具有温度获取装置的压电声学共 振元件之外，本发明的装置还可以包括多种分析装置，用于从温度获取 装置提供的测量值中确定温度和/或用于确定共振频率。此外，可以设 置校正装置，其可以借助预定的特征参照在各工作情况中给定的温度对 该装置的输出值进行校正。通过这种方式，可以相对于传统的这种装置 明显改善装置的精度。
下面参照附图借助不同的实施例描述本发明的优选结构和其它细节。图1A和1B以截面图示意性示出FBAR共振器和SMR共振器的结构作为BAW共振器的例子，它们是现有技术公知的。图2示意性示出本发明装置的第一实施例的结构，图3以截面图示出集成在载体村底上的压电声学共振元件和温度获取装置的实施方式，图4示出用于制造本发明装置的方法的实施例的流程图，图5示出用于输出取决于共振频率的信号值的本发明方法的实施例的流程图。
具体实施方式
图2示出本发明装置的实施例的结构。据此本发明的装置1包括压 电声学共振元件2、温度获取装置3、用于确定压电声学共振元件2的 共振频率的分析装置4，以及用于从温度获取装置3提供的测量值中确 定温度的分析装置5。在本实施例中，该测量值是温度获取装置3的电 阻。但是本发明不限于此。而是可以采用现有技术公开的任意温度测量 器或类似的用于测量温度的装置，只要它们可以按照工艺与压电声学共 振元件集成在一起。在图2的实施例中用于确定共振频率的分析装置4集成在装置1中， 但是本发明不限于该实施方式。用于确定共振频率的分析装置也可以是 外部装置，装置1与该分析装置电连接。用于确定温度的分析装置5尽 管在该实施例中是装置1的集成部件，但是也可以设置在外部。例如，在本发明装置的简单和合适的实施方式中，用于确定温度的 分析装置5是外部存储装置，在该存储装置中存储了温度获取装置3的 电阻的温度变化过程。借助该分析装置可以从温度获取装置的电阻值中 推断出温度。两个分析装置4和5的原理部件根据不同的应用情况(频率，温度 等)设计，并且本身作为电子部件公知。装置1与用于依据所确定的温度校正共振频率的装置6连接。校正 装置6实施为外部装置并且包括存储元件7，在该存储元件7中存放了 共振频率的温度变化过程。此外，校正装置6还包括用于借助存储在存 储元件7中的值校正共振频率的装置8。校正装置8用于输出经过校正 的共振频率作为输出值。图3示出本发明装置30的示意结构，其中压电声学共振元件和温 度传感器相互集成在栽体衬底上。压电声学共振元件31包括由ZnO组 成的压电层32、在其底面上的第一铂电极33以及在其正面上的第二铂 电极34。下铂电极33敷设在硅载体衬底35上。在压电声学共振元件 31和栽体村底35之间设置可以防止衬底35方向上的声波损失的声波反 射镜36。Pt电极33、 34的厚度在250nm的范围内。压电层(ZnO )的厚度是400nm。制造图3的所示阵列通过用于对涂有铂层的Si晶片结构化的照 相平版印刷方法制造。在半导体衬底35上与压电声学共振元件31 —起还敷设了温度获取 装置。温度获取装置具有由铂制成的、层厚为lnm的层37,该层用作 温度获取装置的测量元件。铂层37通过由人1203组成的隔离层38而与 压电声学共振元件31隔离开来。下面参照图4描述用于制造本发明装置的方法的实施例。在步骤41中设置Si晶片元件，其覆盖层由硅氧化物(SixOy/Si02) 组成，该Si晶片元件通过濺射而具有Pt层。在步骤42中，通过形成显微结构产生压电声学共振元件的电极以 及温度测量元件。用于组装BAW共振器的步骤43原则上由现有技术公开，因此在此 不需要详细解释。例如，可以通过对衬底的背面蚀刻而产生一个膜，在 该膜上设置了共振元件和温度获取装置。其它方法步骤包括分离出压电 层，敷设第二电极以及使这些元件相应接触，从而产生所述装置。如上所述，特别有利的是下电极或上电极以及测量元件都通过对同 一个Pt层形成显微结构来产生。通过这种方式不仅可以由一层产生电 极和测量元件，而且还可以另外产生加热装置的加热元件。在特别优选 的实施方式中，还可以由一个层片段形成电极、加热元件和温度传感器 的测量元件，该层片段根据期望的功能而受到不同的控制。参照图5描述用于输出取决于共振频率的信号的方法的实施例。在步骤51中，利用温度获取装置获取具有压电声学共振元件的装 置的工作温度。在步骤52中，通过在压电声学共振元件的压电层的电极上施加交 变电压来激励具有共振频率的纵振动(即体振动)。在步骤53中，依据所测得的温度校正所测得的共振频率。在步骤54中，输出取决于该校正值的输出信号。特别有意义的是，本发明的方法实施为用于检测物质的方法。在此， 该方法包括附加步骤将压电声学共振元件的用于吸附物质的表面段与 包含所要检测的物质的流体组合在一起。在沉积了该物质之后，测量取 决于所沉积的物质的质量的共振频率。在此，该测量可以是差分测量， 即在沉积物质之前和之后对共振频率的测量。从测得的共振频率可以推断出所涉及物质在该流体中的沉积。通过获取该装置的工作温度，可以 确定特定物质的选择性沉积，该物质仅在预定的温度时才沉积。该实施及输出值的步骤。上述实施例的各个结构特征可以按照任意方式彼此组合，以提供其 它对相应的应用情况最佳的实施方式。只要这样的修正对本领域技术人 员是显而易见的，它们就应当是由上述实施例的描述隐含公开的，而不 必详细描述全部组合。
权利要求
1.一种包括至少一个压电声学共振元件(2)的装置，该压电声学共振元件具有压电层(32)和两个与该压电层(32)电接触的电极，其中压电声学共振元件(2)这样实现，通过用电极在压电层(32)上施加电压，激励压电层(32)以共振频率进行声学体振动，其特征在于，具有与该压电声学共振元件(2)集成的温度获取装置(3)。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度获取装置(3 ) 包括实施为薄层的测量元件。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，层厚〈25pm。
4. 根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述温度获取 装置(3 )与压电声学共振元件(2 )以层技术设置在共同的栽体衬底(35 ) 上。
5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述压电声学共振元 件(2)的电极和温度获取装置(3)作为层设置在载体衬底(35)上。
6. 根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述载体衬底(35 ) 由半导体材料制成。
7. 根据权利要求2至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述测 量元件实施为金属线路。
8. 根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述测量元件 基本上由铂制成。
9. 根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，在载体衬底 (35 )和压电声学共振元件(2 )之间设置声波反射镜(36 )，该声波反射镜由多个层组成。
10. 根据上述权利要求之一所迷的装置，其特征在于，加热元件和 压电声学共振器(32)之间的横向间距小于100nm。
11. 根据上述权利要求之一所迷的装置，其特征在于，所述压电声学共振元件(2)实施为阵列，包括多个具有相应电极的压电层(32) 和至少一个温度获取装置(3)。
12. 根据上述权利要求之一所迷的装置，其特征在于，具有与所述 压电声学共振元件(2)集成的加热装置。
13. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置实施为使得所述温度获取装置(3)的测量元件也能作为所述加热装置的加热元 件运行。
14. 根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，具有外部的 或者集成在该装置中的分析装置(4 )，该分析装置用于从测量元件的依 据温度的电阻变化中确定温度。
15. 根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，包括校正装 置(8)，用于根据由所述温度获取装置(3)所确定的值校正压电声学 共振元件(2)的共振频率。
16. 根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，该装置实施 为采用压电声学共振元件(2)检测物质的传感器元件，其中该压电声 学共振元件(2)具有用于吸附该物质的表面段，并且该压电声学共振 元件(2)的输出信号取决于该物质的沉积。
17. 根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述温度获取装置 (3)位于传感器元件的这样一个位置上，即使得该温度获取装置(3)在传感器元件的测量过程中与含有待检测物质的测量介质接触。
18. —种用于制造权利要求1至17中任一项所述装置的方法，具有 步骤在载体衬底(35)上敷设金属层，对该金属层形成显微结构以从 该层中产生压电声学共振元件(2)的电极和温度获取装置(3)的测量 元件。
19. 一种用于输出取决于共振频率的信号的方法，其特征在于具有 步骤通过温度获取装置(3)获取根据权利要求1前序部分、尤其是根 据权利要求1至17中任一项的装置的压电声学共振元件(2)的工作温 度，激励该压电声学共振元件(2)的压电层(32)以共振频率进行体 振动，输出取决于所测得的工作温度的输出信号。
20. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，包括步骤输出取 决于所测得的共振频率的输出值。
21. 根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，该方法实施 为用于检测物质的方法，包括步骤将压电声学共振元件(31)的用于沉积物质的表面段和包含待检测物质的流体组合在一起，依据该物质所沉积的量来测量共振频率。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其特征在于包括 步骤控制所述压电声学共振元件(2)的工作温度。
全文摘要
本发明涉及一种包括至少一个压电声学共振元件(2)的装置，该压电声学共振元件具有压电层(32)和两个与该压电层(32)电接触的电极，其中压电声学共振元件(2)这样实现，通过用电极在压电层(32)上施加电压，激励压电层(32)以共振频率进行声学体振动。按照本发明，该装置具有与该压电声学共振元件(2)集成的温度获取装置(3)，该温度获取装置具有实施为薄层的测量元件(37)。
文档编号H03H9/05GK101258676SQ200680032859
公开日2008年9月3日 申请日期2006年9月7日 优先权日2005年9月9日
发明者M·施雷特, R·加布尔 申请人:西门子公司