Способ настройки на центральную частоту узкополосного прибора на поверхностных акустических волнах Советский патент 1993 года по МПК H03H3/08 

Изобретение относится к акустоэлект- ронике и может быть использовано при изготовлении приборов на поверхностных акустических волнах (ПАВ).

Известен способ подгонки центральной частоты устройств на ПАВ путем напыления на всю поверхность пьезоэлектрической подложки с предварительно сформированными на рабочей поверхности входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями (ВШП) слоя из электрически непроводящего материала, который имеет определенную толщину, необходимую для получения заданной центральной частоты

прибора на ПАВ. Недостатком известного способа является уход центральной частоты прибора на ПАВ из-за старения пленки из электрически непроводящего материала и релаксации механических напряжений, возникающих в пленке в процессе ее напыления. Кроме того, способ позволяет проводить подгонку центральной частоты прибора на ПАВ только в сторону уменьшения частоты.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ настройки на центральную частоту узкополосного.прибора на ПАВ, подсоеди3XI XI Сл СО

СО

немного к измерительному прибору, путем напыления на всю поверхность пьезоэлектрической подложки с предварительно сформированными на рабочей поверхности входным и выходным преобразователями слоя из двуокиси кремния заданной толщины с последующим частичным удалением слоя этой пленки химическим травлением до величины, при которой центральная частота узкополосного прибора на. ЛАВ совпадает с номинальным значением. Однако этот способ имеет недостатки, связанные со старением материала диэлектрической плёнки и наличием в ней механических напряжений, которые возникают из-за структурных дефектов в процессе ее напыления. Поскольку диэлектрическая пленка жёстко связана с подложкой, то упругие свойства поверхностного слоя подложки измеряются, что приводит к изменению фазовой скорости ПАВ. С течением времени происходит релаксация механических напряжений в диэлектрической пленке, что приводит к неконтролируемому уходу центральной частоты прибора на ПАВ. Метод химического травления не устраняет эти недостатки. Цель изобретения - уменьшение ухода центральной частоты узкополосного прибора на ПАВ.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе настройки на центральную частоту узкополосного прибора на ПАВ, подсоединенного к измерительному прибору, на всю поверхность пьезоэлектрической подложки с предварительно сформированными на ее рабочей поверхности входным и выходным 8ШП напыляют диэлектрическую пленку, затем проводят ее термообработку в вакууме при 300 ± 10°С в течение не менее 30 мин, после чего диэлектрическую пленку удаляют методом высокочастотного магнетронного травления до толщины, при которой центральная частота узкополосного прибора на ПАВ совпадает с номинальным значением. В результате термической обработки структурные дефекты отжигаются и уменьшается релаксация механических напряжений в диэлектрической пленку. Это приводит к уменьшению неконтролируемого ухода центральной частоты узкополосного прибора на ПАВ. Выбор материала . диэлектрической пленки с коэффициентом линейного термического расширения (КЛТР), близким к КЛТР пьезоэлектрической подложки, позволяет получить диэлектрическую пленку с минимальными механическими напряжениями. Толщину

диэлектрической пленки выбирают из условия, чтобы ее толщина h была значительно меньше длины поверхностной акустической волны А, т.е. h А , и не влияла на электрические параметры прибора на ПАВ. При этом условии распределение смещения частиц по глубине и относительные значения компонент не очень сильно отличаются от соответствующих значении компонент для

свободной поверхности пьезоэлектрической подложки, т.ё, слой такой толщины практически не будет влиять на электрические характеристики прибора на ПАВ.

На чертеже представлена схема подгон- ки центральной частоты узкополосного прибора на ПАВ, где 1 - пьезоэлектрическая подложка; 2 -встречно-штыревые преобразователи; 3 - диэлектрическая пленка; 4 - инфракрасное излучение; 5 - поток ионов

аргона; 6 - стравливаемый слой диэлектрической пленки; 7 - оставшийся слой диэлектрической пленки, толщина которого необходима для получения заданной центральной частоты узкополосного прибора на

ПАВ. Способ настройки на центральную частоту узкополосного прибора на ПАВ реализуется в такой последовательности. На пьезолектрическую подложку (пластину) 1 (например, кварц S Т-среза) со сформированными на ее рабочей поверхности входным и выходным встречно-штыревыми преобразоватёлямит 2, напыляют диэлектрическую пленку 3 (например, из алюмоборо- бариевосиликатного стекла), затем

проводят ее термообработку в вакууме инфракрасным излучением 4 при 300 ±10°С в течение не менее 30 мин, после чего путем бомбардировки потоками ионов аргона 5, вытягиваемых из плазмы высокочастотного

магнетронного разряда, стравливают слой 6 диэлектрической пленки 3 до толщины 7, при которой центральная частота узкополосного прибора на ПАВ, подключенного к измерительному прибору, совпадает с номинальным значением.

Способ настройки на центральную частоту узкополосного прибора на ПАВ обеспечивает уменьшение ухода центральной частоты узкополосного прибора,на ПАВ и,

тем самым, позволит изготавливать приборы с более узкой полосой пропускания и увеличить процент выхода годных изделий. Дополнительно диэлектрическая пленка защищает встречно-штыревые преобразователи от воздействия внешних факторов и, тем самым, увеличивает стабильность электрических характеристик прибора на ПАВ.

Формула изобретения

Способ настройки на центральную частоту узкополосного прибора на поверхностных акустических волнах, заключающийся в напылении диэлектрической пленки на всю поверхность пьезоэлектрической подложки с предварительно сформированными на ее рабочей поверхности входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями и частичным удалением этой пленки до толщины, при которой центральная частота узкополосного прибора на поверхностных акустических волнах, подсоединённого к измерительному прибору, совпадает с номинальным значением, от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения ухода центральной частоты узкополосного прибора на поверхностных акустических волнах, диэлектрическую пленку отжигают в вакууме при температуре 300±100С в течение не менее 30 мин и частично удаляют его методом высокочастотного магнетронного травления.

Изобретение относится к акустоэлект- ронике и может найти применение при изготовлении приборов на поверхностных акустических волнах. Цель изобретения уменьшение ухода центральной частоты узкополосного прибора на ПАВ заключается в напылении на всю поверхность пьезоэлектрической пластины с предварительно сформированными на ее рабочей поверхности входным и выходным встречно-штыревыми преобразователями диэлектрической пленки с коэффициентом линейного термического расширения, близким к значению коэффициента линейного термического расширения пьезоэлектрической пластины, термообработке путем отжига в вакууме при 300±1р°С в течение не менее 30 мин и частичным удалением диэлектрической пленки методом ВЧ-магнетронного ионного травления до толщины, необходимой для получения заданной центральной частоты прибора на поверхностных акустических волнах. 1 ил. ,.. ел с

CTtTl

Т7ПТТ

-6

-г