专利名称：排除热电干扰的表面声波器件的制作方法
技术领域：
本发明的领域是表面声波器件。由于这种器件的紧凑性好、价格低和使用方便，其应用正日益广泛、特别在移动无线电话或基地站等通信技术中用于滤波。
这种滤波器插入在低级别电子电路中使用，既可用于模拟信号，也可用于数字信号。
然而，这种表面滤波技术却有这样的缺点，即在某些情况下会不合时宜地产生一些不希望有的来源于热电效应的寄生尖峰，这一效应是材料物质所固有的，且与滤波器工作条件下的温度变化有关。
这样，可以根据应用情况推荐使用基于如锯酸锂或钽酸锂等压电材料的滤波器。但这些压电材料也具有热电性质，并呈现随温度改变自发极化变化。温度变化DT与极化变化DP之间的关系是线性的，可以表示成DP-pDT，其中p是热电张量。用张量符号，该公式可写成Dpi＝piDT。在铌酸锂这样的材料中，热电效应起因于铌离子和锂离子相对于氧层的运动。由于Li(锂)和Nb(铌)离子仅仅沿平行于铌酸锂晶体c轴的方向运动，所以热电张量的形式为pi=00p3]]>同样的原因也适于钽酸锂晶体，这时Ta(钽)离子取代Nb离子的地位。
对于这两种晶体的情况，热电分量pi是一个负常量，这解释了为什么当冷却这两种材料时，铌酸锂或钽酸锂基底的下述表面上将会带有正电荷晶体C轴的正方向(+C)从该表面向外穿出。
一般地说，在表面波器件中哪一些表面会因热电效应而带电将取决于晶体的切割情况；带电表面可能是器件的表面，也可能是器件的端面。不论如何，当施加了温度变化并形成表面电荷之后，电荷的消散可以通过两种途径发生—缓慢消散电荷渐渐地返回到它们在材料中的原来位置处，这时器件不呈现缺陷；—突发性消散电荷被任何能传输能量的物理现象(例如等离子体冲击)消除，这时器件将呈现这样的缺陷在相应传感器的频率响应曲线中出现一些不希望的寄生尖峰。
发生这一现象的原因是，表面电荷的出现将造成一个电场，该电场会通过天线效应干扰用来恢复输出信号的指状交插排列输出电极处的电场。
为了促使热电电荷流动，已研究了一些解决方法。特别是，研究了在位于传感器输出端与大地之间的电声传感器的阻抗匹配电路中引入一个扼流圈。
然而，在电路中引入扼流圈后热电电荷的流动不是连续的，从这个角度看上述这个解决方法并不有效。
由于这个原因，为了解决热电现象问题，本发明提出一种表面声波器件，它含有一个这样的压电材料基底，利用该基底上被做得有足够导电性并与大地相连的区域可以把热电电荷转移到上述大地中。
更准确地，本发明的目的是一种表面声波器件，该器件包括一个用导电率为σ0的压电热电材料做成的基底，该基底的一个表面上含有一个与一个输入端、一个输出端和一个大地端相连接的电声传感器，上述材料呈现电极化强度
该器件的特征在于，垂直于极化强度
的各平面表面具有大于σ0的导电率σ，并以这样的方式与上述大地连接允许电声传感器工作时所出现的热电电荷流动。
根据本发明的一种变体，对于不是设置有电声传感器的那些表面，通过淀积导电膜而使它们具有更好的导电性。
根据本发明的一种变体，当希望使具有更好导电性的表面是设置有电声传感器的表面时，可以通过对该表面进行离子植入来得到所需的导电率，或者可以通过在该表面与电声传感器之间插入一个十分薄的半导体材料层来得到所需的导电率。
压电材料选为铌酸锂型或钽酸锂型是有利的。
在阅读了下面借助于附图对一些非限制性例子的说明之后，可以是更好地理解本并发现一些其他的优点，在附图中—
图1示出根据本发明的表面声波器件的一个例子，其中含有一个可以是Y-Z铌酸锂型(Y切割，沿Z方向传播)的基底；—图2示出图1例子中的表面声波器件，其中一些表面已通过淀积导电膜而变得导电；—图3示出根据本发明的表面声波器件的一个例子，其中含有一个沿与C轴成112°角切割的钽酸锂型基底；—图4示出根据本发明的表面声波器件的一个例子，其中含有一个沿与C轴成128℃[sic]切割的铌酸型基底。
根据本发明的第一种变体，表面声波器件含有一个Y-Z铌酸锂型基底，该器件用作140MHz附近的滤波器特别有利。在这种类型的基底中，如图1所示，材料的极化方向平行于Z轴。这种器件包含2组分别由电极流11、12和电极流21、22组成的指状交插电极。梳11与控制输入端E连接，梳12连接在大地面PM上。梳21连接在分析输出端S上，梳22也连接在大地面PM上。在这样的布局中，与热电效应相关的电荷分别出现在位于垂直于设置有由两组梳状电极组成的电声传感器的平面Pyz的平面Pxy和P’xy中的两个表面上。
根据本发明，平面Pxy和P’xy被做得比压电基底的其他表面有更好的导电性，从而使起源于热电效应的表面电荷能流向大地面PM。这样，通过使有关表面有更好的导电性，做到了时间常数RC的减小，从而使它小于产生热电效应的材料的充电时间常数。
典型地，可以通过淀积导电膜FC来提高表面的导电性。用例如掺银环氧树脂这样的导电胶作为导电膜FC是有益的。
在实际中，如图2所示，可以用导电膜局部地复盖平面Pzy、整个地复盖平面Pxy和P’xy、以及局部地复盖大地面PM，以确保良好的复盖性，从而确保电荷能良好地流向大地面。
根据本发明的第二种变体，表面声波器件是一个含有这样一个基底的器件，该基底的极化强度既具有沿Y轴的分量又具有沿Z轴的分量。特别是，该基底可以是一个沿与晶轴C成112°[sic]切割的钽酸锂基底，这种基底用来制作用于数字滤波的滤波器特别有益。
如图3所示，垂直于极化强度
的Z轴分量的平面Pxy和P’xy和垂直于
的Y轴分量的平面Pxz和P’xz都被做成为导电的。
这样，可以把与本发明第一变体所用的同样类型的导电膜，例如导电胶，淀积到钽酸锂压电晶体的所有侧面上。
根据本发明的第三种变体，表面声波器件是一个含有这样一个基底的器件，该基底的极化强度方向从平面Pyz穿出。这时，极化强度
含有沿X轴的非零分量，同样还含有沿Y和/或Z轴的一个或两个非零分量，如图4所示。例如对于沿与C轴成128°切割的铌酸锂基底或沿与C轴成36°切割的钽酸锂基底都可以出现这一情况。
根据本发明，位于平面Pyz内的表面被做得有较好的导电性。然而，重要的是要使表面声波的传播尽可能地少受到干扰。这一折衷特别地可以通过在有关表面上进行离子植入来做到。例如，可以采用硼或砷的离子植入。典型地，电阻率可在1018Ω.cm的范围内变动。
除了在平面Pyz中进行这种表面处理之外，在垂直于压电基底极化强度各分量的其他各平面上还要淀积导电膜。
在图2所示情形中用导电膜部分地复盖平面Pyz使得出现在该平Pyz上的表面电荷能有效地流向大地面。
除了离子植入的另一种选择是，淀积一层非常薄的半导体材料层，使其有足够的导电率让电荷流动，但对表面声波的传播却有最小可能的干扰。硅满足这些要求。事实上，当前的技术已能够控制具有原子厚度(小于10A)的硅层的淀积，命名得能在不过分地改变电声性质的前提下改变表面Pyz的导电率，从而让放电时间常数变得小于充电时间常数。
权利要求
1.一种表面声波器件，它含有一个用导电率为σ0的压电和热电材料做成的基底，在其一个表面上含有一个与一个输入端(E)、一个输出端(S)和一个大地面(PM)相连接的电声传感器，上述材料呈现电极化强度
，该器件的特征在于，其垂直于极化强度
的各平面表面具有比σ0大的导电率，并且都连接在大地面(PM)上，使得当电声传感器工作时所出现的热电电荷能流动。
2.根据权利要求1的表面声波器件，其特征在于，极化强度
在一个平行于设置了电声传感器的平面表面Pyz的平面内具有矢量分量，而垂直于平面Pyz的表面Pxy和/或Pxz被覆盖有导电膜。
3.根据权利要求2的表面声波器件，其特征在于，其基底是淀积在一个大地平面(PM)上的，并且导电膜还部分地复盖了上述大地平面和设置了电声传感器的平面Pyx。
4.根据权利要求1、2或3的表面声波器件，其特征在于，压电和热电材料是铌酸锂。
5.根据权利要求2或3的表面声波器件，其特征在于，压电和热电材料是钽酸锂。
6.根据权利要求1至3之一的表面声波器件，其特征在于，极化强度
在一个垂直于平面Pyz的平面内具有矢量分量，设置了电声传感器的表面通过离子植入被做得有更好的导电性。
7.根据权利要求1至3之一的表面声波器件，其特征在于，极化强度
在一个垂直于平面Pxy的平面内具有矢量分量，设置了电声传感器的具有一层薄的硅型半导体材料层。
全文摘要
本发明涉及一种表面声波器件,它含有一个用导电率为σ
文档编号H03H9/00GK1229538SQ98800798
公开日1999年9月22日 申请日期1998年6月5日 优先权日1997年6月10日
发明者奥利维耶·弗里凯, 塞尔日·卡利斯蒂, 让·德布瓦, 皮埃尔·迪菲里 申请人:汤姆森-无线电报总公司