(57)【要約】  所定周波数で動作するバルク波圧電共振器は、平面（１６）および第１の厚さｅ１を有しかつ第１の材料から成る、保持手段としての基板ブロック（４）と、長さＬ、幅ｌおよび第２の厚さｅ２を有しかつ第２の圧電材料から成る共振平板（６）と、共振平板（６）を各側面で少なくとも部分的に覆いかつ少なくとも部分的に互いに面する第１および第２の金属電極（１２、１４）とを含む。共振平板（６）は、共振平板（６）の幅および基板ブロックの第１の厚さが同じ方向を有するように基板ブロック（４）の平面（１６）の近くに垂直に固定され、第１の材料、第２の材料、基板ブロックの第１の厚さ、共振平板の長さ、幅ｌ、第２の厚さは、共振器の動作周波数のバルク波を捕捉し、平面−平面型の、すなわちバルク波が共振平板の厚さの方向に伝搬する型のバルク波圧電共振器を生じさせるように構成される。
2014532360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数で動作し、かつ
平面（１６）を持ち、前記平面の法線に沿って第１の厚さｅ１を有し、第１の材料でできた、保持手段としての基板ブロック（４、６４、７４）と、
互いに面して位置決めされる第１および第２の平面（８、１０）を有し、長さＬ、幅ｌおよび第２の厚さｅ２を有し、第２の圧電材料でできた、共振平板（６、３６、６６、７６）と、
前記共振平板（６、３６、６６、７６）の前記第１の面（８）および前記第２の面（１０）をそれぞれ少なくとも部分的に覆い、前記共振平板（６、３６、６６、７６）を通じて少なくとも部分的に互いに面して位置する、第１および第２の金属電極（１２、１４、４２、４４、５４、５６）とを含むバルク波圧電共振器であって、
前記共振平板（６、３６、６６、７６）が、前記共振平板（６、３６、６６、７６）の前記幅および前記基板ブロック（４、６４、７４）の前記第１の厚さが同じ方向を持つように前記基板ブロック（４、６４、７４）の前記平面（１６）の近くに垂直に付着され、
前記第１の材料、前記第２の材料、前記基板ブロック（４、６４、７４）の前記第１の厚さ、前記共振平板（６、３６、６６、７６）の前記長さＬ、前記幅ｌ、前記第２の厚さｅ２が、前記共振器の前記動作周波数のバルク波を捕捉し、平面−平面型の、すなわちバルク波が前記共振平板の前記厚さの方向に伝播する型のバルク波圧電共振器を生じさせるように構成されることを特徴とする、バルク波圧電共振器。
【請求項２】
前記共振平板（６、３６、６６、７６）の前記第２の厚さｅ２に対する前記共振平板（６、３６、６６、７６）の前記幅ｌの比として定義される横方向形状因子Ｆｌは、５以上、好ましくは１０以上である、請求項１に記載のバルク波圧電共振器。
【請求項３】
前記共振平板（６、３６、６６、７６）の前記厚さに対する前記共振平板（６、３６、６６、７６）の前記長さの比として定義される縦方向形状因子は、５以上、好ましくは１０以上である、請求項１または２に記載のバルク波圧電共振器。
【請求項４】
前記共振平板（６）および前記基板ブロック（４）は、同じ圧電材料で作られ、一体で部品を形成する、請求項１または２に記載のバルク波圧電共振器。
【請求項５】
前記第１および第２の材料と異なる少なくとも１つの第３の材料でできた、前記基板ブロック（６４、７４）および前記共振平板（６６、７６）と異なる動作周波数ｆの付着要素および／または音響絶縁要素（６８、７８）を含み、前記付着要素および／または音響絶縁要素（６８、７８）が、単一接着剤層、対照的な音響インピーダンスを持つ層のスタックによって形成されるブラッグミラーを含む群に含まれる、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧電共振器。
【請求項６】
前記共振平板（６、７６）および前記基板ブロック（４、７４）は、同じ圧電材料から成り、
その面の両方に平行な平面に沿った前記共振平板（６、７６）の結晶学的切断は、前記共振平板によって形成される変換器の電気音響結合係数が、前記共振平板の前記厚さの方向に伝搬するバルク波について０．０００１よりも大きくなるように選択される、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧電共振器。
【請求項７】
前記共振平板（３６）が、前記厚さの方向にその長さの全体にわたって収縮領域（３８）を有し、そのため前記共振平板（３６）の前記厚さが、最小量を通過し、前記共振平板（３６）が前記基板ブロック（４）に付着されると、前記収縮領域（３８）が、前記基板ブロック（４）の前記平面の近くに位置することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の圧電共振器。
【請求項８】
前記第１の材料は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウム、圧電セラミック、石英、四ホウ酸リチウム、オルトリン酸ガリウム、ランガサイト、ランガテイト、ランガナイト、酸化亜鉛および窒化アルミニウムで形成される材料の組に含まれ、
前記第２の材料は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウム、圧電セラミック、石英、四ホウ酸リチウム、オルトリン酸ガリウム、ランガサイト、ランガテイト、ランガナイト、ダイヤモンド炭素、シリコン、サファイアで形成される材料の組に含まれる、請求項１から７のいずれか一項に記載の圧電共振器。
【請求項９】
前記金属電極（１２、１４、４２、４４、５４、５６）は、アルミニウム、銅、チタン、白金、イリジウム、ジルコニウム、ルビジウム、モリブデン、ニッケル、タングステン、金、ポリシリコン、これらのさまざまな金属の合金で形成される材料の組に含まれる材料で作られ、
それらの厚さは、前記共振平板の局所領域内部に前記バルク波を捕捉して集結させるために前記共振平板および前記基板ブロックの境界に局在する質量分布を得るように分配される、請求項１から８のいずれか一項に記載の圧電共振器。
【請求項１０】
所定周波数で動作するバルク波圧電共振器を製造するための方法において、
−  初期共振平板未加工層を準備するステップ（４０４）であって、前記初期共振平板未加工層が、未加工層厚さｅｂおよび前記厚さの方向に垂直な平面で前記未加工層の前記厚さｅｂよりも大きい空間的広がりを持つ圧電材料からなり、前記未加工層の結晶方位が、前記未加工層の結晶学的切断面が前記厚さｅｂの方向に存在するようにあらかじめ選択されており、そのため前記切断面に沿って切り出されかつ厚さｅ２を有するウェハが、０．０００１以上の電気音響結合係数を持つ、バルク波が前記ウェハの前記厚さの方向に伝搬する平面−平面型の圧電共振器を生じさせる、ステップ（４０４）と、
−  前記未加工層の前記厚さの方向にかつ前記初期共振平板未加工層で部分的にまたは全体的に、共振平板厚さｅ２、互いに面して位置決めされる第１および第２の平面を有する共振平板を切り出すステップ（４０６）であって、前記平面が、長さＬ、幅ｌを有し、前記切り出しが、前記切断面の方向に沿って機械加工法で実行され、前記平板の幅ｌおよび前記未加工層の厚さが、前記同じ方向に沿っており、前記未加工層の前記材料および前記結晶方位、前記切断面の前記方向、前記共振平板の前記長さＬ、前記幅ｌ、前記第２の厚さが、前記共振器の前記動作周波数のバルク波を捕捉し、平面−平面型の、すなわちバルク波が前記共振平板の前記厚さの方向に伝搬する型のバルク波圧電共振器を生じさせるように構成される、ステップ（４０６）と、
−  前記共振平板の前記第１の面および前記第２の面をそれぞれ少なくとも部分的に覆い、かつ少なくとも部分的に互いに面して位置する第１および第２の金属電極を堆積させるステップ（４０８）とを含む、バルク波圧電共振器を製造するための方法。
【請求項１１】
前記初期未加工層でかつ前記初期未加工層の前記厚さの方向に前記共振平板を部分的に切り出すステップであって、前記未加工層の前記厚さの方向での前記部分的切り出しが、前記第１の面を通じて前記平板に隣接する第１の棒状部および前記第２の面を通じて前記平板に隣接する第２の棒状部を除去することによって実行される、ステップと、
前記棒状部を切断した後に前記未加工層の残りとして前記共振平板および基板ブロックを得るように、前記平板を保持しかつ基準平面を有するステップであって、前記平板が、前記基板ブロックの前記平面に垂直に一体で付着され、前記平板の前記幅ｌがそれによって、前記基板ブロックに対する前記平板の高さとなる、ステップとを含む、請求項１０に記載のバルク波圧電共振器を製造するための方法。
【請求項１２】
保持基板未加工層厚さを有しかつ基板材料から成る保持基板未加工層を準備するステップと、
前記保持基板層と前記平板未加工層との間に、前記基板未加工層材料および前記共振平板未加工層と異なる少なくとも１つの第３の材料から成る、前記基板未加工層および前記共振平板の前記未加工層と異なる動作周波数の付着要素および／または音響絶縁要素を形成することを目的とする少なくとも１つの層を位置決めするステップであって、前記付着要素および／または音響絶縁要素を形成する前記少なくとも１つの未加工層が、単一接着剤層、対照的な音響インピーダンスを持つ層のスタックで形成されるブラッグミラーによって形成される群に含まれる、ステップと、
前記共振平板を形成するために少なくとも１つの平板未加工層をある深さにわたって切り取るステップとを含む、請求項１０に記載のバルク波圧電共振器を製造するための方法。
【請求項１３】
前記共振平板を切り出すための前記ステップが、ソーイングによって達成されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面−平面型の、すなわち金属化平面を持つ圧電材料の平板のバルク波共振器、およびそのような共振器を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルク波共振器は、強結合フィルタ、高周波数共振器、温度センサ、加速度センサ、ジャイロメーター、トルクセンサ、重力測定センサ、強い閉じ込めおよび強い変調を持つ音響光学変調器などの複数の応用で広く使用される。
【０００３】
多数のバルク波共振器を単結晶平板上に集合的に製造するための方法の探求は、依然として話題となる課題である。
【０００４】
今までに開発された方法は本質的に、オプションとして支持基板に平坦に貼り付けられた平板を粗研磨する／研磨するための方法を使用することから成る。
【０００５】
この手法は、疑いなく強く効率的であるが、しかし１０μｍ未満の平板厚さを容易に制御することができない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｔｏｓｈｉａｋｉ  Ｓｕｈａｒａ、Ｓｈｕｊｉ  ＦｕｊｉｗａｒａおよびＨｉｒｏｓｈｉ  Ｎｉｓｈｉｈａｒａ、「Ｐｒｏｔｏｎ−ｅｘｃｈａｎｇｅｄ  Ｆｒｅｓｎｅｌ  ｌｅｎｓｅｓ  ｉｎ  ＴｉＬｉＮｂＯ３  ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ、Ｖｏｌ．  ２５、Ｉｓｓｕｅ  １９、３３７９〜３３８３頁（１９８６）
【非特許文献２】Ａｒｎａｕｄ  Ｇｒｉｓａｒｄ、「Ｌａｓｅｒｓ  ｇｕｉｄｅｓ  ｄ’ｏｎｄｅｓ  ｄａｎｓ  ｌｅ  ｎｉｏｂａｔｅ  ｄｅ  ｌｉｔｈｉｕｍ  ｄｏｐｅ  ｅｎ  Ｅｒｂｉｕｍ」（Ｌａｓｅｒ  ｗａｖｅ  ｇｕｉｄｅｓ  ｉｎ  ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ  ｌｉｔｈｉｕｍ  ｎｉｏｂａｔｅ）、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｎｉｃｅ−Ｓｏｐｈｉａ  Ａｎｔｉｐｏｌｉｓ、Ｕ．Ｆ．Ｒ．  Ｆａｃｕｌｔｅ  ｄｅｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、１９９７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、技術的問題は、１０μｍ未満の厚さを持つ平板の製造を改善することであり、言い換えれば同じ単結晶ウェハ上での平面−平面型のバルク波共振器の製造歩留りを改善することである。
【０００８】
それに関連して、別の技術的問題はまた、同じ単結晶ウェハ上での平面−平面型のいくつかのバルク波共振器の統合を改善することでもある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このために、本発明の目的は、所定周波数で動作し、かつ
平面の法線に沿って第１の厚さｅ１を持つ平面を有し、第１の材料から成る、保持手段としての基板ブロックと、
互いに面して位置決めされる第１および第２の平面を有し、長さＬ、幅ｌおよび第２の厚さｅ２を有し、第２の圧電材料から成る共振平板と、
共振平板の第１の面および第２の面をそれぞれ少なくとも部分的に覆い、共振平板を通じて少なくとも部分的に互いに面して位置する第１および第２の金属電極とを含む、バルク波圧電共振器であって、
共振平板が、共振平板の幅および基板ブロックの第１の厚さが同じ方向を有するように基板ブロックの平面の近くに垂直に固定され、
第１の材料、第２の材料、基板ブロックの第１の厚さ、共振平板の長さ、幅ｌ、第２の厚さが、共振器の動作周波数のバルク波を捕捉し、平面−平面型の、すなわちバルク波が共振平板の厚さの方向に伝搬する型のバルク波圧電共振器を生じさせるように構成されることを特徴とする、バルク波圧電共振器である。
【００１０】
特定の実施形態によると、本共振器は、下記の特徴の１つまたは複数を含む。
−  共振平板の第２の厚さｅ２に対する共振平板の幅ｌの比として定義される横方向形状因子Ｆｌは、５以上、好ましくは１０以上である。
−  共振平板の厚さに対する共振平板の長さの比として定義される縦方向形状因子は、５以上、好ましくは１０以上である。
−  共振平板および基板ブロックは、同じ圧電材料から成り、一体で部品を形成する。
−  共振器は、第１および第２の材料と異なる少なくとも１つの第３の材料から成る、基板ブロックおよび共振平板と異なる動作周波数ｆの付着および／または音響絶縁要素を含み、その付着および／または音響絶縁要素は、単一接着剤層、対照的な音響インピーダンスを持つ層のスタックによって形成されるブラッグミラーによって形成される群に含まれる。
−  共振平板および基板ブロックは、同じ圧電材料から成り、
その２つの面に平行な平面に沿った共振平板の結晶学的切断は、共振平板によって形成される変換器の電気音響結合係数が、共振平板の厚さ方向に伝搬するバルク波について０．０００１よりも大きくなるように選択される。
−  共振平板は、厚さの方向にその長さの全体にわたって収縮領域を有し、そのため共振平板の厚さは、最小量を通過し、共振平板が基板ブロックに付着されると、その収縮領域は、基板ブロックの平面の近くに位置する。
−  第１の材料は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウム、圧電セラミック、石英、四ホウ酸リチウム、オルトリン酸ガリウム、ランガサイト、ランガテイト、ランガナイト、酸化亜鉛および窒化アルミニウムによって形成される材料の組に含まれる。
−  第２の材料は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウム、圧電セラミック、石英、四ホウ酸リチウム、オルトリン酸ガリウム、ランガサイト、ランガテイト、ランガナイト、ダイヤモンド炭素、シリコン、サファイアによって形成される材料の組に含まれる。
−  金属電極は、アルミニウム、銅、チタン、白金、イリジウム、ジルコニウム、ルビジウム、モリブデン、ニッケル、タングステン、金、ポリシリコン、これらの異なる金属の合金によって形成される材料の組に含まれる材料で作られ、
それらの厚さは、共振平板の局所領域内部にバルク波を捕捉して集結させるために共振平板および基板ブロックの境界に局在する質量分布を得るように分配される。
【００１１】
本発明の目的はまた、所定周波数で動作するバルク波共振器を製造するための方法において、下記のステップ、
−  初期共振平板未加工層を準備するステップであって、初期共振平板未加工層が、圧電材料から成り、未加工層厚さｅｂ、および厚さの方向に垂直な平面で未加工層の厚さｅｂよりも明らかに大きい空間的広がりを有し、未加工層の結晶方位が、未加工層の結晶学的切断面が厚さｅｂの方向に存在するようにあらかじめ選択されており、そのため切断面に沿って切断されかつ厚さｅ２を有するウェハが、０．０００１以上の電気音響結合係数を持つ、バルク波がウェハの厚さ方向に伝搬する型の平面−平面型の圧電共振器を生じさせる、ステップと、
−  未加工層の厚さ方向にかつ部分的にまたは全体的に初期共振平板未加工層で、共振平板厚さｅ２、互いに面して位置決めされる第１および第２の平面を有する共振平板を切り出すステップであって、その平面は、長さＬ、幅ｌを有し、その切り出しは、切断面方向に沿って機械加工法によって行われ、平板の幅ｌおよび未加工層の厚さは、同じ方向であり、未加工層の材料および結晶方位、切断面の方向、共振平板の長さＬ、幅ｌ、第２の厚さは、共振器の動作周波数のバルク波を捕捉し、平面−平面型の、すなわちバルク波が共振平板の厚さの方向に伝搬する型のバルク波圧電共振器を生じさせるように構成される、ステップと、
−  共振平板の第１の面および第２の面をそれぞれ少なくとも部分的に覆い、少なくとも部分的に互いに面して位置する第１および第２の金属電極を堆積させるステップとを含む、方法でもある。
【００１２】
特定の実施形態によると、本製造方法は、下記の特徴の１つまたは複数を含む。
−  初期未加工層でかつ初期共振平板未加工層の厚さ方向に共振平板を部分的に切り出すステップであり、未加工層の厚さの方向での部分的切り出しは、第１の面を通じて平板に隣接する第１の棒状部、および第２の面を通じて平板に隣接する第２の棒状部を除去することによって行われ、
棒状部を切り取った後に未加工層の残りとして共振平板および基板ブロックを得るように、平板を保持しかつ基準平面を有するステップであり、平板は、基板ブロックの平面に垂直に一体で付着され、平板の幅ｌはそれ故に、基板ブロックに対する平板の高さである。
−  保持基板未加工層厚さを有し、基板材料から成る保持基板未加工層を準備するステップと、
保持基板層と平板未加工層との間に、基板未加工層材料および共振平板未加工層と異なる少なくとも１つの第３の材料から成る、基板未加工層および共振平板未加工層と異なる動作周波数の付着および／または音響絶縁要素を形成することを目的とする少なくとも１つの層を位置決めするステップであって、付着および／または音響絶縁要素を形成する前記少なくとも１つの未加工層は、単一接着剤層、対照的な音響インピーダンスを持つ層のスタックによって形成されるブラッグミラーによって形成される群に含まれる、ステップと、
共振平板を形成するために少なくとも平板未加工層をある深さにわたって切り取るステップとである。
−  共振平板を切り出すためのステップは、ソーイングによって達成される。
【００１３】
本発明は、例として与えられるだけでありかつ図面を参照してなされる、次に来るいくつかの実施形態の説明を読むことでより良く理解されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】基板ブロックおよび共振平板が一体であるバルク波共振器の第１の実施形態の図である。
【図２】図１の切断面ＩＩ−ＩＩに沿った共振平板の厚さの方向での図１の共振器の断面図である。
【図３】ボトルネックが平板を基板ブロックから分離する、図１のバルク波共振器から導かれる第２の実施形態の共振平板の厚さ方向での断面図である。
【図４】基板の上部での電極に金属化の増加を適用する、図１の共振器から導かれる共振器の第３の実施形態の共振平板の厚さ方向での断面図である。
【図５】付着要素が共振平板を基板ブロックに接続する、図１の共振器のそれと同一の幾何学的形状を持つバルク波共振器の第４の実施形態の共振平板の厚さ方向での断面図である。
【図６】音響絶縁要素が共振平板を基板ブロックに接続する、図１の共振器のそれと同一の幾何学的形状を持つバルク波共振器の第５の実施形態の共振平板の厚さ方向での断面図である。
【図７】図１の共振器を製造するための方法の流れ図である。
【図８】図７の方法によって製造される図１の共振器の第１の中間状態の図である。
【図９】図７の方法によって製造される図１の共振器の第２の中間状態の図である。
【図１０】図７の方法によって製造される図１の共振器の第３の中間状態の図である。
【図１１】図１から図６で記述されるいくつかの共振器の組を同じ基板上に統合するチップの図である。
【図１２】図５または図６の共振器を製造するための方法の流れ図である。
【図１３】図１２の方法によって製造される図５または図６の共振器の第１の中間状態の図である。
【図１４】図１２の方法によって製造される図５または図６の共振器の第２の中間状態の図である。
【図１５】図１２の方法によって製造される図５または図６の共振器の第３の中間状態の図である。
【図１６】製造方法７および１２を一般化する製造方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１および図２によると、所定の所望周波数ｆで動作するように構成される、圧電励起モードを持つバルク波共振器２は、基板ブロック４と、互いに面する第１の面８および第２の面１０を有する共振平板６と、共振平板６の第１の面８に堆積された第１の金属電極１２および第２の面１０に堆積された第２の金属電極１４とを含む。
【００１６】
第１の材料から成る基板ブロック４は、平面１６を含み、平面１６の法線に沿って第１の厚さｅ１を有し、共振平板６のための支持部として使用される。
【００１７】
第２の圧電材料から成る共振平板６は、第１および第２の平面１２、１４によって境界を定められる。平板６の両面１２、１４は、互いに平行であり、ｅ２によって示される距離だけ間隔をあけられ、その距離は、共振平板６の厚さを形成する。
【００１８】
共振平板６の各面１２、１４は、長さＬ、幅ｌおよび第２の厚さｅ２を有する。
【００１９】
ここで、第１の材料および第２の材料は、同一である。例えば、第１および第２の材料は、ニオブ酸リチウムである。
【００２０】
図１および図２によると、共振平板６および基板ブロック４は、一体で単一部品を形成する。
【００２１】
第１および第２の金属電極１２、１４は、共振平板６の第１の面８および第２の面１０をそれぞれ少なくとも部分的に覆う。共振平板６内でのバルク波の励起を達成するために、両電極１２、１４の表面の少なくとも一部分は、平板６を通じて重ね合わされる。
【００２２】
図１の共振器の設計へと導かれる根底にある考えは、基板に垂直に付着される平板または棒の形の共振器を作製するために、横方向寸法、すなわちここでは基板の厚さに従って、全体的に直方体の初期形状を持ちかつ平板を取り囲む未加工の基板ブロックを何らかの方法で薄くすることから成る。
【００２３】
この考えによると、バルク波応用に使用されてもよい結晶性圧電材料のすべての切断は、共振器に適用するための基準結晶方位が、共振平板の両面の延長平面によって画定される結晶方位であるということを考慮すると、使用されてもよい。
【００２４】
ここで、図１および図２によると、例として、共振平板は、（ＹＸｌ）／１２８°として知られるニオブ酸リチウム切断に沿って事前に切り出された未加工基板で、１９４９年に改訂されたＩＥＥＥ  Ｓｔｄ−１７６規格に従って（ＹＸｌ）／３８°として知られる切断に沿って切り出される。共振平板の切り出しは、電気的励起が平板の両側面の間に加えられ、バルク波の伝搬方向が平板の２つの面の法線に沿って向けられると仮定しながら実行される。平板は、５μｍの厚さｅ２および２５μｍの幅ｌを有する。
【００２５】
未加工基板の切断（ＹＸｌ）／１２８°は、一方ではこれがニオブ酸リチウムの標準であるのでその利用可能性のため、およびその直交切断（ＹＸｌ）／３８°がバルク波にとって特に好ましい切断、切断（ＹＸｌ）／３６°と近いために選択される。この切断（ＹＸｌ）／３６°については、縦モードだけが、２０％の最大電気機械結合ｋｓ２で結合される。
【００２６】
それによって、基板を形成するニオブ酸リチウム切断（ＹＸｌ）／１２８°上に微細加工された平板はしたがって、切断（ＹＸｌ）／３８°、すなわち１２８°に９０°の回転を意図的に足すまたは引く設計の切断上でのバルク波共振器の構成と同等であり、それは、我々を（ＹＸｌ）／３６°の最適値のすぐ近くに置く。
【００２７】
Ｆｌによって示されかつ第２の厚さに対する平板の幅ｌの比に等しい平板の形状因子が、ここでは５に等しい小さな値を有するとき、関連する構造は、共振器の応用の範囲内で有用なだけの関連する縦モードを混乱させる低品質係数を持つ６６０ＭＨｚでの寄生モードによって著しく不利になることに留意すべきである。
【００２８】
この事態を改善するために、いくつかの解決策が、存在する。
【００２９】
第１の解決策は、両面間の有用な共振縦モードの確立を促進し、基板ブロックの近くでの音響エネルギーの部分を最小限にするために平板の幅ｌを延長することから成る。
【００３０】
この解決策は、非常に効果的であることが判明しており、より良好な結果は、非常によく分解されかつ非常に純粋なスペクトル応答を持つ縦モード共振の観点から、例えば形状因子Ｆｌが１５に等しいときに得られ、この場合は、５μｍの厚さｅ２および７５μｍの幅ｌに対応する。
【００３１】
このより高い形状因子に関しては、電気機械結合は、常に１９％であり、品質係数は、縦モードについて増加する。
【００３２】
形状因子Ｆｌが、さらにより高い、例えば２００に等しいとき、共振器のスペクトル純度は、改善される。切断ＹＸｌｔ／１２６°／９０°に沿ったニオブ酸リチウム切断での基板ブロックについては、２０％よりもわずかに大きい結合を持つ特定の際立った共振が、得られる。
【００３３】
それ故に、形状因子Ｆｌが、十分に高いとき、共振の品質係数は、共振平板を形成する材料の固有特性単独によって制限されるだけであり、基板ブロックでの音響放射による損失の影響によって制限されない。
【００３４】
共振平板を構成する第２の材料は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸カリウム、圧電セラミック、石英、四ホウ酸リチウム、オルトリン酸ガリウム、ランガサイト、ランガテイト、ランガナイトによって形成される材料の組に含まれる。
【００３５】
別法として、共振平板の圧電材料、その結晶学的切断およびその厚さは、平板の厚さ方向に横偏極を持って伝搬する、平板によるバルク波を発生させて維持することを可能にするように選択される。
【００３６】
例として、１９４９年に改訂されたＩＥＥＥ  Ｓｔｄ−１７６規格に従って（ＹＸｌ）／３６°として知られる石英のＡＴ切断を使用する場合には、平板の切り出しは、（ＹＸｌ）／１２６°またはさらに（ＹＸｌ）／−５４°として知られる切断スライスに沿って事前に切断された基板を形成する未加工の石英ブロックから実行されることになる。
【００３７】
一般に、共振平板は、共振平板の幅および基板ブロックの第１の厚さが同じ方向を有するように基板ブロックの平面の近くに垂直に付着される。
【００３８】
一般に、第１の材料、第２の材料、基板ブロックの第１の厚さｅ１、共振平板６の長さＬ、幅ｌ、第２の厚さｅ２は、共振器の動作周波数のバルク波を捕捉し、平面−平面型の、すなわちバルク波が共振平板の厚さ方向に伝搬する型のバルク波圧電共振器を生じさせるように構成される。
【００３９】
動作中は、共振器は、電気的励起源２０の出力ならびに共振および動作周波数ｆでの有用な信号を抽出するための回路２２の入力に接続され、抽出回路２２は、出力負荷を形成する。
【００４０】
第１の電極１２と第２の電極１４との間に接続される電気的励起源２０は、動作周波数ｆで主正弦波成分を有する電圧信号を発生させるように構成される。
【００４１】
また第１の電極１２と第２の電極１４との間に接続されもする抽出回路２２は、動作周波数ｆで有用な信号を抽出するように構成される。
【００４２】
図３によると、図１の共振器２から導かれる共振器３２の第２の実施形態は、基板ブロックに一体で付着される共振平板を含む。
【００４３】
共振平板および基板ブロックの使用される材料および幾何学的寸法は、厚さｅ１、長さＬおよび幅ｌの観点から、図１の共振器２のそれらと同一である。
【００４４】
ここで参照数字３６を使って示される共振平板は、その長さＬの全体にわたって幅ｌの方向に平板の厚さでの収縮領域３８を有する。
【００４５】
基板ブロック４の平面１６の近くに位置する収縮領域３８では、平板３６の厚さは、変化し、最小量を通過する。
【００４６】
共振平板３６の基部に使用される収縮領域３８によって形成される平板の薄化は、基板４に取り付けられる平板３６内部の最大振動領域を最善の状態で絶縁する可能性を与える。
【００４７】
この実施形態では、本構造は、ボトルネックの狭い形状との類推によりボトルネック構造と呼ばれる。
【００４８】
この構造は、図１の共振器について期待されるような１５の形状因子Ｆｌ、すなわち５μｍの厚さｅ２に対して７５μｍの平板の幅ｌについて立証された。
【００４９】
第１および第２の電極４２、４４はそれぞれ、平板３６の異なる面を覆い、平板の下部で平板の収縮領域によって形成されるくぼみを充填する。
【００５０】
図４によると、図１の共振器２から導かれる共振器の第３の実施形態は、基板の上部での電極に金属化の増加を適用する。
【００５１】
この実施形態では、参照数字５４および５６で示される第１および第２の電極だけが、それらがそれぞれ異なる膨らみ５８、６０すなわち金属の追加を含むという点で、図１の共振器２の電極１２および１４と異なる。
【００５２】
電極５４、５６は、基板の上部への質量効果を取得し、音響振動の振幅の最大を基板４への平板６の取り付け部から遠くに局限するために、金属のこの追加を通じて構成される。
【００５３】
別法として、この質量効果はまた、基板の上部にドーピングすることによって得られてもよい。大部分の単結晶材料については、材料の特性を局所的に変更するために結晶構造にとって異質な原子を置き換えるまたは格子内に統合さえする可能性を与えるドーピング方法が存在する。
【００５４】
特にニオブ酸リチウムを使った光学で使用される方法は、構造的変更があるまたはない結晶格子内での軽原子（水素、チタン、その他）の拡散を可能にするプロトン交換に関係する。この方法は例えば、「Ｐｒｏｔｏｎ−ｅｘｃｈａｎｇｅｄ  Ｆｒｅｓｎｅｌ  ｌｅｎｓｅｓ  ｉｎ  ＴｉＬｉＮｂＯ３  ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ」と題するＴｏｓｈｉａｋｉ  Ｓｕｈａｒａ、Ｓｈｕｊｉ  ＦｕｊｉｗａｒａおよびＨｉｒｏｓｈｉ  Ｎｉｓｈｉｈａｒａの論文、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ、Ｖｏｌ．  ２５、Ｉｓｓｕｅ  １９、３３７９〜３３８３頁（１９８６）で述べられる。
【００５５】
高温拡散によって結晶格子内でより重い原子（エルビウム、ＭｇＯ、その他）を置き換えることもまた可能である。そのような方法は、「Ｌａｓｅｒｓ  ｇｕｉｄｅｓ  ｄ’ｏｎｄｅｓ  ｄａｎｓ  ｌｅ  ｎｉｏｂａｔｅ  ｄｅ  ｌｉｔｈｉｕｍ  ｄｏｐｅ  ｅｎ  Ｅｒｂｉｕｍ」、（Ｌａｓｅｒ  ｗａｖｅ  ｇｕｉｄｅｓ  ｉｎ  ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ  ｌｉｔｈｉｕｍ  ｎｉｏｂａｔｅ）と題するＡｒｎａｕｄ  Ｇｒｉｓａｒｄの学位論文、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｎｉｃｅ−Ｓｏｐｈｉａ  Ａｎｔｉｐｏｌｉｓ、Ｕ．Ｆ．Ｒ．  Ｆａｃｕｌｔｅ  ｄｅｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、１９９７年で述べられる。それ故に、質量密度を変更することによって弾性特性を局所的に変更し、それ故に選択される結晶方位に応じて必要とされる案内条件を作り出すことが可能である。
【００５６】
図５および図６によると、共振器の他の構造は、共振平板でのバルク波の捕捉の改善を可能にする。
【００５７】
図５によると、共振器６２の第４の実施形態は、材料が異なる基板ブロック６４および共振平板６６を含む。
【００５８】
共振平板６６の材料は、圧電特性を有する。
【００５９】
基板ブロック６４および平板６６の形状および幾何学的寸法は、図１の基板ブロック４および共振平板６のそれらと同一である。
【００６０】
図５によると、基板ブロック６４および共振平板６６は、例えばここでは音響的に透明な接着剤接合部などの結合要素６８を通じて互いに接続される個別部品である。接着剤接合部は、平板６６の材料と基板ブロック６４の材料との間に固体結合を生成するために例えば遠心法によって堆積されて架橋される高分子層、またはさらに接着結合すべき面に堆積されて金属間拡散による移送のために使用される金属層であって、Ａｕ、Ｉｎ、Ｃｕがこの目的のために最もよく使用される材料であり、これらの層が共振平板６６の側面に堆積される対向電極を短絡しない限りにおいての金属層、またはさらに接着結合すべき面に堆積され、それらの親水性がいわゆるＳＯＩ（シリコン−オン−インシュレータ、商標ＳＯＩＴＥＣ）基板に適用されるような分子結合を可能にするように活性化されるシリカ層と理解されてもよい。
【００６１】
基板ブロック６４の第１の材料は、その中を伝搬するバルク波の伝搬速度が第２の材料のそれらよりも大きくなるように選択される。
【００６２】
例えば、共振平板６６を形成する第２の材料は、基板ブロックの第１の材料を形成するダイヤモンド炭素層上にまたはもし必要ならばより簡単にシリコンもしくはサファイア上に堆積される、ニオブ酸もしくはタンタル酸リチウム、石英、ランガサイトまたは任意の他の単結晶圧電材料である。
【００６３】
図６によると、図５の共振器から導かれる共振器７２の第５の実施形態は、材料が同一である基板ブロック７４および共振平板７６を含む。
【００６４】
共振器７２は、基板ブロック７４と共振平板７６との間に位置決めされ、図６で示されない２つの接着接合部を使って後者に付着される音響絶縁要素７８を含む。
【００６５】
音響絶縁要素７８は、ここでは強く対照的な音響インピーダンスの層のスタックを使って作られるブラッグミラーである。
【００６６】
強く対照的な音響インピーダンスの層は、例えば窒化アルミニウムまたは窒化シリコンおよび酸化シリコンの層であり、そのスタックは、期待される動作周波数のバルク波を同相でかつ完全に反射するように構成される。
【００６７】
別法として、基板を構成する第１の材料および平板を形成する第２の材料は、異なる。
【００６８】
図５および図６の実施形態は、共振器が、第１の材料および第２の材料と異なる少なくとも１つの第３の材料から成る、基板ブロックおよび共振平板と異なる付着および／または音響絶縁要素を含み、その付着および／または音響絶縁要素が、単一接着剤層、対照的な音響インピーダンス層のスタックで形成されるブラッグミラーによって形成される群に含まれると考えることによって一般化されてもよい。
【００６９】
図７によると、基板ブロックに一体で接続されかつ垂直に取り付けられる少なくとも１つの共振平板を含む図１の共振器を作るための完全な方法１０２は、一連のステップ１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６を含む。
【００７０】
微細製造ステップは、任意のニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウム切断に適用可能である。
【００７１】
ここでは、本方法の初期原材料は、「ウェハ」と呼ばれるニオブ酸リチウムのスライスである。
【００７２】
一般に、適切なソーイング条件を決定するというカバーの下では、本方法は、任意の単結晶材料、特に圧電材料に適用可能である。
【００７３】
切断と同時に面を研磨する能力があるブレードの使用は、共振品質という意味で有効なバルク波の励起および反射に適合する面を作る可能性を提供する。結果として生じる表面は、数十から数ＲＭＳナノメートルの粗さ、理想的には光学研磨を有するはずである。いずれにしても、１００ｎｍＲＭＳよりも大きい共振器の表面の粗さは、音響電気の規格に準拠する共振の品質に適合しない。
【００７４】
精密ソー、例えばＤｉｓｃｏ（登録商標）ブランドのソーの使用は、２つのソー切断で共振器平板の面の両平面を画定する可能性を与える。
【００７５】
共振器平板の厚さｅ２分解能は、これらのソー切断間の位置合わせ精度によって規定され、最良の場合には１μｍに達することもある。
【００７６】
共振平板の幅ｌは、それに関しては、ニオブ酸リチウムウェハによって形成される基板ブロックの厚さ方向での必要とされる切断深さによって規定され、数百μｍに達することもある。
【００７７】
第１のステップ１０４では、ニオブ酸リチウムウェハが準備され、そのため初期切断は、第１の上面および第２の下面を持つ厚さの方向で、
【００７８】
【数１】
2014532360.tif 000003
【００７９】
として知られている。
【００８０】
第２のステップ１０６では、ニオブ酸リチウムウェハの上面が、樹脂、例えばＳｈｉｐｌｅｙブランドの樹脂Ｓ１８２８で被覆される。樹脂の堆積は、例えばスピンコーティング型の方法で２．５μｍの厚さを超えて実行される。同じステップ１０６で、樹脂は、溶媒を蒸発させ、それによってソーでの切断ステップに対して樹脂をより耐性があるようにするために、オーブン中で１時間９５℃において架橋される。
【００８１】
第３のステップ１０８では、１つの平板またはいくつかの共振平板が、薄く切断される。平板のソーイングを構成するために、ここでは少なくとも４つのソー切断が、平板を作製するために必要とされる。実際、ソーのブレードの幅は、２００μｍであり、２つの重ね合わされたソー切断が、プローブチップの下での試験を可能にするために平板の両側に３５０〜４００μｍのアクセス可能なギャップを得るように行われる。
【００８２】
第３のステップ１０８の間に、少なくとも１つの平板の厚さｅ２および幅ｌは、一連の２つのソー切断での切り取りの深さおよび位置合わせの精度ならびに２つのソー切断の重ね合わせによる電極の幅によって規定される。
【００８３】
いったん第３のステップ１０８が、実行されると、第４のステップ１１０では、平板の最上部の各自由面上の長さ方向での少なくとも１つのストリップならびに平板間に位置する基板の床面上の長さ方向でのストリップが、保護用樹脂Ｓ１８２８で覆われる。
【００８４】
第５のステップ１１２では、金属電極が、側面、すなわち平板の側部、ならびに３５０〜４００μｍの間に含まれる幅を持つ溝の底部に数センチメートルに達することもある長さＬにわたって堆積される。
【００８５】
１つの平板または一連の平板の側部を覆うために、幅ｌに渡る溝は数百μｍに達することもあり、アルミニウムの堆積が、基板および平板によって形成されるチップを例えば平板の長さＬの方向に向く軸の周りで２回４５°だけ傾けることによる３回のスパッタリングによって達成される。
【００８６】
この第５のステップ１１２では、チップ全体が、アルミニウム層で覆われ、電極が次いで、いわゆるリフトオフ技術、すなわち剥離によって得られる。このために、チップは、溶媒バス（剥離液）、例えば剥離液１１６５中に浸され、化学溶液が、数時間７０℃に加熱された保護用樹脂、ここでは樹脂Ｓ１８２８を溶解する。
【００８７】
リフトオフはその時、超音波バスを１分間使用することによって加速され、達成される。このステップは特に、平板の最上部に局在する樹脂の除去および共振平板の対向面に堆積された電極の絶縁を可能にする。
【００８８】
次に、第６のステップ１１４では、共振平板を縦方向に切り出すための第７のステップ１１６の前に平板または棒状部を強固にするために、平板または棒状部が、スプレーコーティング技術を用いて保護用樹脂Ｓ１８０５で被覆される。この第６のステップ１１４は、構造化ニオブ酸ウェハ、すなわちそれらの電極を提供されたチップを樹脂で覆う可能性を与える。
【００８９】
第７の最後のステップ１１６は、ソーでの切断によって平板または棒状部の長さＬ、例えばここで我々の場合は、５００μｍの長さＬを画定することから成る。この第７のステップ１１６は、かなり重要であり、多くの平板の破損、従って損失を引き起こすこともある。実際、ここでの問題は、それによって形成されるすべての基本チップを電気的に独立させるために、長さＬの方向に沿って５００μｍごとにかつ第１の切断深さ、すなわち平板の幅ｌよりも大きい深さにわたって溝付き表面に垂直なソー切断を生じさせることである。
【００９０】
図８によると、方法１０２の第２のステップ１０６の終わりに得られる、図１の共振器２の第１の中間状態２０２は、樹脂Ｓ１８２８の層２０４およびニオブ酸リチウムの未加工ウェハ２０６のスタックである。
【００９１】
図９によると、第３のソーイングステップ１０８の終わりに得られる、方法１０２によって製造される図１の共振器の第２の中間状態２１２は、凹部またはむき出しの、すなわち露出した谷部２１８、２２０によって両側を取り囲まれた平板２６が機械加工された基板ブロックを含む。ブロック２１４の２つの端部棒状部２２２、２２４は、ここではただ１つだけの平板２１６を取り囲む。樹脂層２２６は、平板の上面２２８および棒状部２２２、２２４の上面２３０、２３２ならびに平板２１６の両側に位置決めされる凹部の２つの帯状部２３４、２３６に堆積される。
【００９２】
図１０によると、電極を堆積させるためのリフトオフステップ１１２の終わりに得られる、方法１０２によって製造される図１の共振器の第３の中間状態２４２は、構造化チップである。
【００９３】
ここで、チップ２４２は、その２つの側面の両側にアルミニウムでの２つの電極２４４、２４６を持つ単一の共振平板２１６を含み、各電極２４４、２４６は、平板２１６の上面２２８および共振平板２１６の各側面の下部での基板２１４の床面の一部分にわずかに突き出ている。
【００９４】
基板のエッジを切り取った後のこの構造は、図１の共振器の構造に対応する。
【００９５】
図１１によると、複雑な共振表面を形成するチップ２５２は、それぞれ異なる共振平板２６４、２６６、２６８によって形成される３つの基本共振器２５４、２５６、２５８を含む。同じ幅ｌの各共振平板２６４、２６６、２６８は、異なる厚さｅ２１、ｅ２２、ｅ２３を有する。
【００９６】
図１１で左側に示される第１の２つの共振平板２６４、２６６は、共通基板床２７２に堆積される金属接続部によって作られる同じ電極２７０を共有することによって互いに結合される。
【００９７】
第１の２つの共振平板２６４、２６６は、絶縁ストリップ２７６によって第３の平板２６８から電気的に分離される。
【００９８】
図１２によると、基板ブロックに垂直に取り付けられながら付着および／または音響絶縁手段を通じて接続される、少なくとも１つの共振平板を含む、図５または図６の共振器を作るための完全な方法３０２は、一連のステップ３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０を含む。
【００９９】
ここで、付着および／または音響絶縁手段は、共振平板と基板との間に位置決めされるブラッグミラーである。ブラッグミラーはここでは、強く対照的な音響インピーダンスの層、例えば窒化アルミニウムまたは窒化シリコンおよび酸化シリコンの層のスタックによって作られ、そのスタックは、期待される動作周波数のバルク波を同相でかつ完全に反射するように構成される。
【０１００】
第１のステップ３０４では、ニオブ酸リチウムウェハが、準備され、そのため初期切断は、第１の上面および第２の下面を持つ厚さの方向で、
【０１０１】
【数２】
2014532360.tif 000004
【０１０２】
として表される。
【０１０３】
第２のステップ３０６では、ブラッグミラーが、ニオブ酸リチウム基板の上面に位置決めされ、ミラーの表面は、かなりの数の共振平板を絶縁するために十分な広がりを有する。
【０１０４】
ミラーはここでは、強く対照的な音響インピーダンスの層、例えば窒化アルミニウムまたは窒化シリコンおよび酸化シリコンの層の大きな広がりのスタックによって作られ、そのスタックは、期待される周波数のバルク波を同相でかつ完全に反射するように構成される。
【０１０５】
ブラッグミラーは、接着剤接合部の予備堆積を使う接着剤結合法によって基板に付着される。このミラーはその時、図５について述べられた方法（高分子接着剤結合、金属拡散、分子結合）に従って移送され、必要とされる厚さに達するために薄化される材料のスタックから成り、その厚さは、目標とする動作周波数に応じて著しく変わることもある。より詳しくは、無線周波数応用について、必要とされる層厚さは、それぞれ数マイクロメートルからわずか１μｍ以内の層のスタックを生じさせる、固相または気相での物理的または化学的、プラズマ支援堆積法（蒸着、スパッタリング、化学気相堆積、分子ジェット、その他）に適合することが判明することもある。それ故に、制御された厚さを有し、空気ギャップのそれに近い大きな反射効率のミラーを生じさせる多重層を作ることが可能である。
【０１０６】
第３のステップ３０８では、圧電変換器の層が、ブラッグミラーに堆積される。変換器の結晶方位は、その層が、互いに平行でかつ適切に選択された法線方向を持つ２つの平面を通る基板の厚さ方向に沿って切り出されるとき、電気音響結合係数が、大きく、変換器の切断平面間に音響バルク波を発生させて維持するのに有利であるように選択される。
【０１０７】
ここで、材料は、基板の材料と同じ、すなわちニオブ酸リチウムであり、結晶方位は、積み重ねる間同じであると仮定される。それ故に、電気変換器切断は、
【０１０８】
【数３】
2014532360.tif 000005
【０１０９】
であり、平板の切り出し中の切断、
【０１１０】
【数４】
2014532360.tif 000006
【０１１１】
は、求められる応用に適合する、すなわち広帯域フィルタリングにとっては大きい、すなわち５％よりも大きく、狭帯域フィルタまたは共振器を使う応用にとっては中間的または適度でもあり、すなわち５％から０．０００１の間に含まれる、強い電気音響結合係数を有すると考えられる。
【０１１２】
例えば、初期未加工スライスまたはウェハは、２つの等しい部分に切り分けられ、第１の部分は、基板として使用され、第２の部分は、変換器として使用される。
【０１１３】
ブラッグミラーへの変換器層の付着は、例えば接着剤接合部を用いて達成される。
【０１１４】
第４のステップ３１０では、方法１０２の第２のステップ１０６と同様に、変換器を形成するニオブ酸リチウムウェハの上面は、樹脂、例えばＳｈｉｐｌｅｙブランドの樹脂Ｓ１８２８で被覆される。樹脂の堆積は、例えばスピンコーティング法を使って２．５μｍの厚さを超えて実行される。同じステップで、樹脂は、溶媒を蒸発させ、それ故にソー切断ステップに対して樹脂をより耐性があるようにするために、オーブン中で１時間９５℃においてアニールされる。
【０１１５】
第５のステップ３１２では、方法１０２の第３のステップ１０８と同様に、１つの平板またはいくつかの平板が、平行平面に沿ってスタックで切り出され、その方向は、所望の切断、
【０１１６】
【数５】
2014532360.tif 000007
【０１１７】
に対応する。
【０１１８】
共振平板のソーイングを構成するために、ここで、少なくとも４つのソー切断が、平板を作るために必要とされる。実際、ソーブレードの幅は、２００μｍであるので、２つの重ね合わされたソー切断が、プローブチップの下での試験を可能にするために平板の両側に３５０〜４００μｍのアクセス可能なギャップを得るように行われる。
【０１１９】
第５のステップ３１２の間に、少なくとも１つの平板の厚さｅ２および幅ｌは、切断の深さおよび一連の２つのソー切断間での位置合わせの精度ならびに２つのソー切断の重ね合わせによる電極の幅によって規定される。
【０１２０】
いったん第５のステップ３１２が、実行されると、方法１０２の第４のステップ１１０と同一の第６のステップ３１４が、実行される。
【０１２１】
方法１０２の第５のステップ１１２と同一の第７のステップ３１６では、金属電極が、堆積される。
【０１２２】
次に、第８のステップ３１８では、平板または棒状部が、スプレーコーティング技術を用いて保護用樹脂Ｓ１８０５で被覆される。この第８のステップは、構造化ニオブ酸ウェハ、すなわちそれらの電極を提供されたチップを樹脂で覆う可能性を与える。
【０１２３】
第９の最後のステップ３２０は、ソーでの切断により平板または棒状部の長さＬ、例えばここで我々の場合は、５００μｍの長さＬを画定することから成る。
【０１２４】
図１３によると、方法３０２の第２のステップ３０６の終わりに得られる、図５の共振器の第１の中間状態３２２は、保持基板を形成することを目的とする第１の未加工ニオブ酸リチウムウェハ３２４、２つの接着剤接合部で取り囲まれたブラッグミラーを形成する層３２６、機械加工後に少なくとも１つの共振平板を形成することを目的とする第２の未加工ニオブ酸リチウムウェハ３２８、およびＳ１８２８樹脂の層３３０のスタックである。
【０１２５】
図１４によると、第３のソーイングステップ３０８の終わりに得られる、図５の共振器の第２の中間状態３３２は、基板ブロック３２４と、層３２６、３２８、３３０の全体に機械加工され、凹部またはむき出しの、すなわち露出した谷部３３８、３４０によって両側を取り囲まれる平板３３６とを含む。チップ３３２の２つの端部棒状部３４２、３４４は、ここではただ１つだけの平板３３６を取り囲む。樹脂層３４６は、平板３３６の１つの上面３４８および棒状部３４２、３４４の上面３５０、３５２ならびに平板３３６の両側に位置決めされる凹部の２つの帯状部３５４、３５６に堆積される。
【０１２６】
図１５によると、電極を堆積させるためのリフトオフステップの終わりに得られる、図１の共振器の第３の中間状態３６２は、構造化チップである。
【０１２７】
ここで、チップ３６２は、その２つの側面の両側にアルミニウムでの２つの電極３６４、３６６を持つ単一共振平板３３６を含み、各電極３６４、３６６は、平板３３６の上面３４８および共振平板３３６の各側面の下部での基板３２４の床面の一部分にわずかに突き出ている。
【０１２８】
基板のエッジを切り取った後のこの構造は、図５の共振器の構造に対応する。
【０１２９】
一般に、図１から図６で記述される共振器を製造するための方法４０２は、３つのステップ４０４、４０６、４０８を含む。
【０１３０】
第１のステップ４０４では、初期共振平板未加工層が、準備され、その初期共振平板未加工層は、圧電材料から成り、未加工層厚さｅｂ、および厚さ方向に垂直な平面で未加工層の厚さｅｂよりも明らかに大きい空間的広がりを有する。未加工層の結晶方位は、未加工層の結晶学的切断面が厚さｅｂの方向に存在するようにあらかじめ選択されており、そのためその切断面に従って切り出されかつ厚さｅ２を有するウェハは、求められる応用に適合する、すなわち中間もしくは広帯域フィルタリングにとっては大きい、または５％よりも大きい、狭帯域フィルタもしくは共振器を使う応用にとっては中間もしくは適度でもある、すなわち５％から０．０００１の間に含まれる、電気音響結合係数を持つ、バルク波がウェハの厚さ方向に伝搬する平面−平面型の圧電共振器を生じさせる。
【０１３１】
第２のステップ４０６では、共振平板が、未加工層の厚さ方向にかつ初期共振平板未加工層で部分的にまたは全体的に切り出され、その共振平板は、共振平板厚さｅ２、互いに面して位置決めされる第１および第２の平面を有し、その平面は、長さＬ、幅ｌを有し、その切り出しは、切断面の方向に沿って機械加工法で実行され、平板の幅ｌおよび未加工層の厚さは、同じ方向であり、未加工層の材料および結晶方位、切断面の方向、共振平板の長さＬ、幅ｌ、第２の厚さは、共振器の動作周波数のバルク波を捕捉し、平面−平面型のバルク波、すなわち共振平面の厚さ方向に伝搬するバルク波を持つ圧電共振器を生じさせるように構成される。
【０１３２】
第３のステップ４０８では、第１および第２の金属電極が、共振平板の第１の面および第２の面をそれぞれ少なくとも部分的に覆って堆積される。第１および第２の電極のそれぞれの表面は、共振平板を通じて少なくとも部分的に互いに面している。
【０１３３】
上で述べられた共振器のために使用される応用は、下記の通りである。
−  ＲＦ周波数源のための共振器。
−  ネットワーク周波数フィルタ（はしご形またはトレリス形フィルタ）のための共振器、インピーダンス素子。
−  極性周波数フィルタ（モード結合条件を生じさせるために局在化されるカットアウトまたは質量過負荷をその中に統合することによる棒の特定の縁への作用による）のための結合共振器。
−  センサおよび特にＩＦＭ（産業用−科学用−医療用）帯域を通じて問い合わされてもよい無線センサのための共振器。
−  高温センサ（ランガナイトおよびその誘導体、ＧａＰＯ４、ＺｎＯまたは塊状ＡｌＮ、等々などの材料に関する）のための共振器。
−  加速度測定用、ジャイロスコープ用、重力測定用センサのための共振器。
−  音響光学結合によって光学信号を変調するための素子。
【０１３４】
これらの作業のために利用されてもよい材料は、強結合を持つフィルタのためのニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸カリウムおよび（潜在的に圧電性のセラミックおよび緩和型のセラミック単結晶）、石英、四ホウ酸リチウム、オルトリン酸ガリウム（ＧａＰＯ４）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）およびその多くの変異形（ランガネイト、ランガナイト、その他）ならびに単結晶の形で合成するにはより繊細であるが、しかし圧電特性が弾性バルク波の応用にとって有利である材料、すなわち窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）である。センサにとって、特に高温センサにとって（この種の応用のために選択される適切な電極、すなわち白金、イリジウム、ジルコニウムもしくはルビジウムまたは例えば上で述べられた材料を合金化することによって得られる高温で堅固なことで有名な任意の他の電極、ならびにオプションとして理想金属のそれらと比較できる導電性および前記特性対温度の立証された安定性を有する他の金属体または金属酸化物）、および図示されるような棒状部の機械加工を可能にするために、一般に十分に厚い（未加工の形で２００μｍの最小量、またはもし上で述べられた方法に従って基板上に移送されるならば数十ミクロンの最小量）平板の形で利用できる任意の圧電単結晶。
【０１３５】
スペクトル純度の改善はまた、特にラジアル共振のための条件を破ることおよび棒状部の形状のアポダイゼーションによる棒状部モードの除去によって棒状部の横配置の最適化も通過し、後者は、棒状部がそのようなモードを促進することもある均一な厚さを有することを回避するために、例えば波形にすることまたは化学的切削加工によって初期ウェハに行われてもよい。
【０１３６】
ニオブ酸リチウムおよびタンタル酸リチウムについては、共振器を非晶質シリカの堆積物で覆うことによって共振器の温度感度を低減することが可能であり、周波数の温度係数は、正符号であり、材料の温度係数の負符号を補償する可能性を与える。その堆積は有利には、シリカ堆積物が金属化の前に生じることになった場合でもどんな寄生容量も生じさせないために、例えばスパッタリングによって電極の上に実行されてもよい。
【０１３７】
バルク波応用のために現在最も使用されている材料切断の数例は、下記の通りに思い出されるはずである。
−  石英の場合、ＢＴ切断を使用するための（ＹＸｌ）／４０°（±５°）、ＡＴ切断を使用するための（ＹＸｌ）／−５４°（±５°）、ＳＣ切断を利用するための（ＹＸｗｌ）／２２°／４６°（各角度について±５°）。
−  ニオブ酸リチウムの場合、純粋な縦バルク波の励起だけを可能にする切断（ＹＸｌ）／３６°を利用するための（ＹＸＩ）／１２６°（±５°）、純粋な横バルク波の励起だけを可能にする切断（ＹＸｌ）／１６３°を利用するための（ＹＸｌ）／７３°（±５°）、タンタル酸リチウムについても同じ結晶方位。
【０１３８】
それ故に、所与の表面については、周波数フィルタへの応用のための電気機械結合の観点から、安定な周波数源を使う応用のための温度安定性の観点から、センサへの応用のための応力への感度の観点から、より有利な単結晶切断の切断を利用することによって、一般的には所与の応用機能を生じさせるためにこれらの多様な特性を組み合わせることによって、共振器の数を少なくとも１０倍だけ増やすことが可能である。
【符号の説明】
【０１３９】
２  共振器
４  基板ブロック
６  共振平板
８  第１の面
１０  第２の面
１２  第１の金属電極
１４  第２の金属電極
１６  平面
２０  電気的励起源
２２  抽出回路
３２  共振器
３６  共振平板
３８  収縮領域
４２  第１の電極
４４  第２の電極
５４  第１の電極
５６  第２の電極
５８  膨らみ
６０  膨らみ
６２  共振器
６４  基板ブロック
６６  共振平板
６８  結合要素
７２  共振器
７４  基板ブロック
７６  共振平板
７８  音響絶縁要素
１０２  方法
２０２  第１の中間状態
２０４  樹脂層
２０６  未加工ウェハ
２１２  第２の中間状態
２１４  ブロック、基板
２１６  共振平板、平板
２１８  谷部
２２０  谷部
２２２  棒状部
２２４  棒状部
２２６  樹脂層
２２８  上面
２３０  上面
２３２  上面
２３４  帯状部
２３６  帯状部
２４２  第３の中間状態、チップ
２４４  電極
２４６  電極
２５２  チップ
２５４  共振器
２５６  共振器
２５８  共振器
２６４  共振平板
２６６  共振平板
２６８  共振平板
２７０  電極
２７２  共通基板床
２７６  絶縁ストリップ
３０２  方法
３２２  第１の中間状態
３２４  第１の未加工ウェハ、基板ブロック
３２６  ブラッグミラーを形成する層
３２８  第２の未加工ウェハ
３３０  樹脂層
３３２  第２の中間状態、チップ
３３６  平板、共振平板
３３８  谷部
３４０  谷部
３４２  棒状部
３４４  棒状部
３４６  樹脂層
３４８  上面
３５０  上面
３５２  上面
３５４  帯状部
３５６  帯状部
３６２  第３の中間状態、チップ
３６４  電極
３６６  電極
４０２  方法
ｅ１  基板の厚さ
ｅ２  共振平板の厚さ
ｅ２１  共振平板の厚さ
ｅ２２  共振平板の厚さ
ｅ２３  共振平板の厚さ
Ｌ  共振平板の長さ
ｌ  共振平板の幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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