(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスであって、
第１の厚さ領域及び第２の厚さ領域を備える単結晶圧電層であって、前記第１の厚さ領域の厚さは前記第２の厚さ領域の厚さと異なる、単結晶圧電層と、
前記単結晶圧電層内にまたは前記単結晶圧電層上に配置され、前記単結晶圧電層内での横音響波の変換のために構成される複数の電極と、
前記単結晶圧電層に近接して配置され、前記単結晶圧電層内に波長λを有する横励起波を閉じ込めるように構成される少なくとも１つの導波閉じ込め構造であって、該少なくとも１つの導波閉じ込め構造の各導波閉じ込め構造は、５λより小さい厚さを備え、該少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、１λ〜５λの範囲内の厚さを有する高速波伝搬層を備える、少なくとも１つの導波閉じ込め構造と、を備え、
前記複数の電極は、第１の複数の電極であって、前記第１の厚さ領域上にまたは前記第１の厚さ領域に隣接して配置され、前記第１の厚さ領域内で波長λ１を有する第１の横音響波の変換のために構成される第１の複数の電極を備え、第２の複数の電極であって、前記第２の厚さ領域上にまたは前記第２の厚さ領域に隣接して配置され、前記第２の厚さ領域内で波長λ２を有する第２の横音響波の変換のために構成される第２の複数の電極を備え、λ２はλ１と異なり、
前記第１の複数の電極は前記第２の複数の電極に関して非共面的である、
ＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項２】
前記単結晶圧電層と前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造との間に配置される少なくとも１つの低速波伝搬層を更に備える、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項３】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスであって、
単結晶圧電層と、
前記単結晶圧電層内にまたは前記単結晶圧電層上に配置され、前記単結晶圧電層内で横音響波の変換のために構成される複数の電極と、
少なくとも１つの導波閉じ込め構造であって、前記単結晶圧電層に近接して配置され、前記単結晶圧電層内に波長λを有する横励起波を閉じ込めるように構成され、前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の各導波閉じ込め構造は、５λより小さい厚さを備え、該少なくとも１つの導波閉じ込め構造は高速波伝搬層を含む、少なくとも１つの導波閉じ込め構造と、を備え、
前記複数の電極は、第１の極性の第１の電極の群及び前記第１の極性と反対の第２の極性の第２の電極の群を含むインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を備え、
前記単結晶圧電層は複数の凹部領域を含み、
前記第２の電極の群は、前記第２の電極の群が前記第１の電極の群に関して非共面的であるように前記複数の凹部領域内に配置される、ＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項４】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスであって、
単結晶圧電層であって、第１の厚さ領域及び第２の厚さ領域を備え、前記第１の厚さ領域の厚さは前記第２の厚さ領域の厚さと異なる、単結晶圧電層と、
前記単結晶圧電層内にまたは前記単結晶圧電層上に配置され、前記単結晶圧電層内で横音響波の変換のために構成される複数の電極と、
少なくとも１つの低速波伝搬層と、
前記単結晶圧電層に近接して配置され、前記単結晶圧電層内に横励起波を閉じ込めるように構成される少なくとも１つの導波閉じ込め構造であって、該少なくとも１つの導波閉じ込め構造はブラッグミラーを備え、前記ブラッグミラーは、前記少なくとも１つの低速波伝搬層の１つの低速波伝搬層によって前記単結晶圧電層から分離される、少なくとも１つの導波閉じ込め構造と、を備え、
前記複数の電極は、前記第１の厚さ領域上にまたは前記第１の厚さ領域に隣接して配置され、前記第１の厚さ領域内で波長λ１を有する第１の横音響波の変換のために構成される第１の複数の電極を備え、また、前記第２の厚さ領域上にまたは前記第２の厚さ領域に隣接して配置され、前記第２の厚さ領域内で波長λ２を有する第２の横音響波の変換のために構成される第２の複数の電極を備え、λ２はλ１と異なり、
前記第１の複数の電極は前記第２の複数の電極に関して非共面的である、
ＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項５】
前記ブラッグミラーは、少なくとも１つの低インピーダンス層及び少なくとも１つの高インピーダンス層の少なくとも１つの群を含み、前記少なくとも１つの低インピーダンス層は、前記少なくとも１つの群内で前記少なくとも１つの高インピーダンス層とシーケンシャルに配置される、請求項４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項６】
前記単結晶圧電層とデバイスの少なくとも１つの下地層との間に結合界面を備える、請求項１又は４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項７】
前記少なくとも１つの下地層は、（ｉ）前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の１つの導波閉じ込め構造または（ｉｉ）前記単結晶圧電層と前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の１つの導波閉じ込め構造との間に配置される任意に設けられる低速波伝搬層の少なくとも一方を備える、請求項６に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項８】
前記単結晶圧電層は、第１の表面及び前記第１の表面に対向する第２の表面を備え、
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、前記第１の表面に近接する第１の導波閉じ込め構造を備え、また、前記第２の表面に近接する第２の導波閉じ込め構造を備える、請求項１又は４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項９】
前記第１の導波閉じ込め構造は高速波伝搬層を備え、前記第２の導波閉じ込め構造は別の高速波伝搬層を備える、請求項８に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項１０】
前記第１の導波閉じ込め構造は第１のブラッグミラーを備え、前記第２の導波閉じ込め構造は第２のブラッグミラーを備える、請求項８に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項１１】
前記第１の導波閉じ込め構造または前記第２の導波閉じ込め構造の一方はブラッグミラーを備え、前記第１の導波閉じ込め構造または前記第２の導波閉じ込め構造の他方は高速波伝搬層を備える、請求項８に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項１２】
前記単結晶圧電層は、第１の表面及び前記第１の表面に対向する第２の表面を備え、
前記少なくとも１つの低速波伝搬層は、第１の低速波伝搬層及び第２の低速波伝搬層を備え、前記第１の低速波伝搬層は、前記第１の表面と、前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の第１の導波閉じ込め構造と、の間に配置され、前記第２の低速波伝搬層は、前記第２の表面と、前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の第２の導波閉じ込め構造と、の間に配置される、請求項４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項１３】
前記複数の電極、前記単結晶圧電層、及び前記少なくとも１つの低速波伝搬層は、前記第１の導波閉じ込め構造と前記第２の導波閉じ込め構造との間に配置される、請求項８に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項１４】
前記複数の電極は、前記少なくとも１つの低速波伝搬層内に配置されかつ前記単結晶圧電層と接触状態で配置される複数の電極を含む、請求項２又は４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項１５】
前記複数の電極は、第１の極性の第１の電極の群及び前記第１の極性と反対の第２の極性の第２の電極の群を備えるインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を含む、請求項１又は４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項１６】
前記複数の電極を少なくとも部分的に覆う少なくとも１つの機能層を更に備える、請求項１又は４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項１７】
前記複数の電極は、前記単結晶圧電層内に少なくとも部分的に埋め込まれたインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を備える、請求項１又は４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項１８】
前記単結晶圧電層は、第１の表面及び前記第１の表面に対向する第２の表面を備え、
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、少なくとも１つの高速波伝搬層を含む第１の導波閉じ込め構造を備え、また、少なくとも１つのブラッグミラーを含む第２の導波閉じ込め構造を備え、
以下の特徴（ｉ）及び（ｉｉ）、
（ｉ）前記第１の導波閉じ込め構造は前記第１の表面に近接して配置され、前記第２の導波閉じ込め構造は前記第２の表面に近接して配置される
または（ｉｉ）前記第１の導波閉じ込め構造は前記第２の表面に近接して配置され、前記第２の導波閉じ込め構造は前記第１の表面に近接して配置される
の一方を含む、請求項１又は４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項１９】
前記第１の複数の電極は第１のインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を備え、前記第２の複数の電極は第２のＩＤＴを備える、請求項１又は４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造と前記単結晶圧電層の少なくとも一部分との間に温度補償層を更に備える、請求項１又は４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項２１】
前記温度補償層は、前記第１の厚さ領域に近接して第１の温度補償層厚を含み、また、前記第２の厚さ領域に近接して第２の温度補償層厚を含む、請求項２０に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項２２】
５λより大きい厚さを備えるキャリア基板を更に備え、前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の１つの導波閉じ込め構造は、前記キャリア基板と前記単結晶圧電層との間に配置される、請求項１又は４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項２３】
５λより大きい厚さを備えるキャリア基板がなく、前記導波デバイスは板波デバイスを備える、請求項１又は４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項２４】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスであって、
単結晶圧電層と、
前記単結晶圧電層内にまたは前記単結晶圧電層上に配置され、前記単結晶圧電層内で横音響波の変換のために構成される複数の電極と、
少なくとも１つの低速波伝搬層と、
前記単結晶圧電層に近接して配置され、前記単結晶圧電層内に横励起波を閉じ込めるように構成される少なくとも１つの導波閉じ込め構造であって、該少なくとも１つの導波閉じ込め構造はブラッグミラーを備え、前記ブラッグミラーは、前記少なくとも１つの低速波伝搬層の１つの低速波伝搬層によって前記単結晶圧電層から分離される、少なくとも１つの導波閉じ込め構造と、を備え、
前記複数の電極は、第１の極性の第１の電極の群及び前記第１の極性と反対の第２の極性の第２の電極の群を含むインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を備え、
前記単結晶圧電層は複数の凹部領域を含み、
前記第２の電極の群は、前記第２の電極の群が前記第１の電極の群に関して非共面的であるように前記複数の凹部領域内に配置される、ＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項２５】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスであって、
第１の表面及び前記第１の表面に対向する第２の表面を備える単結晶圧電層と、
前記単結晶圧電層内にまたは前記単結晶圧電層上に配置され、前記単結晶圧電層内で横音響波の変換のために構成される複数の電極と、
少なくとも１つの低速波伝搬層と、
前記単結晶圧電層に近接して配置され、前記単結晶圧電層内に横励起波を閉じ込めるように構成される第１及び第２の導波閉じ込め構造であって、前記第１の導波閉じ込め構造が、前記第１の表面に近接して配置された１λ〜５λの範囲内の厚さを有する高速波伝搬層を有し、前記第２の導波閉じ込め構造が、前記第２の表面に近接するブラッグミラーを備え、前記ブラッグミラーは、前記少なくとも１つの低速波伝搬層の１つの低速波伝搬層によって前記単結晶圧電層から分離される、第１及び第２の導波閉じ込め構造と、を備え、
前記複数の電極は、前記第１の表面上に配置される第１のインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を備え、また、前記第２の表面上に配置される第２のＩＤＴを備える、ＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項２６】
前記高速波伝搬層は、前記少なくとも１つの低速波伝搬層のうちの他の１つの低速波伝搬層によって前記単結晶圧電層から分離される、請求項２５に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項２７】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスであって、
第１の厚さ領域及び第２の厚さ領域を備える単結晶圧電層であって、前記第１の厚さ領域の厚さは前記第２の厚さ領域の厚さと異なる、前記単結晶圧電層と、
前記第１の厚さ領域上にまたは前記第１の厚さ領域に隣接して配置され、前記第１の厚さ領域内で波長λ１を有する第１の横音響波の変換のために構成される第１の複数の電極と、
前記第２の厚さ領域上にまたは前記第２の厚さ領域に隣接して配置され、前記第２の厚さ領域内で波長λ２を有する第２の横音響波の変換のために構成される第２の複数の電極であって、λ２はλ１と異なる、前記第２の複数の電極と、
前記単結晶圧電層に近接して配置され、前記第１の厚さ領域内に前記第１の横音響波を閉じ込めるように構成され、前記第２の厚さ領域内に前記第２の横音響波を閉じ込めるように構成される少なくとも１つの導波閉じ込め構造と、を備え、
前記第１の複数の電極は前記第２の複数の電極に関して非共面的である、ＭＥＭＳ導波デバイス。
【請求項２８】
前記単結晶圧電層は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムの少なくとも一方を含む、請求項１〜４，２４，２５，２７の何れか１項に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１４年１２月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／０９３，１８４号及び２０１４年１２月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／０９３，７５３号に対する優先権を主張する。先の出願の全体の内容は、本明細書で完全に述べられるかのうように参照により組込まれる。
【０００２】
本開示は、圧電層内で音響波伝搬を利用する電気機械式コンポーネントに関し、特に、改良型板波構造及びこうした構造を作るための方法に関する。こうした構造は、例えば、無線周波数伝送回路、センサシステム、信号処理システム、及び同様なものにおいて使用されてもよい。
【背景技術】
【０００３】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）デバイスは、種々のタイプで出現し、広い範囲のアプリケーションにわたって利用される。無線周波数（ＲＦ：ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路要素等のアプリケーションで使用される場合がある１つのタイプのＭＥＭＳデバイスは、ＭＥＭＳ振動デバイス（共振器としても知られる）である。ＭＥＭＳ共振器は、一般に、圧電層がその中で１つまたは複数の伝導層に接触状態である振動体を含む。圧電材料は、圧縮されると、捻じられると、または歪まされると、電荷を採取する。この特性は、電気的及び機械的発振または振動の間に変換器効果を提供する。ＭＥＭＳ共振器において、音響波は、交流電気信号の存在下で、圧電層内で励起される場合がある、または、圧電材料内での弾性波の伝搬は、電気信号の発生をもたらす場合がある。圧電層の電気的特性の変化は、ＭＥＭＳ共振器デバイスに接続される回路要素によって利用されて、１つまたは複数の機能を実施する場合がある。
【０００４】
導波共振器は、音響波が、圧電層内に等、或る構造の一部内に閉じ込められるＭＥＭＳ共振器デバイスを含む。閉じ込めは、固体／空気界面における反射によって、または、音響波を反射することが可能な音響ミラー（例えば、ブラッグミラーと呼ばれる層の積重体）によって提供されてもよい。こうした閉じ込めは、基板または他のキャリア構造内での音響放射の消散を大幅に減少させるまたは回避する場合がある。
【０００５】
横励起のためにインターデジタル変換器（ＩＤＴ：ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  ｔｒａｎｓｄｕｓｅｒ）電極及び周期分極反転変換器（ＰＰＴ：ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ  ｐｏｌｅｄ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）（ＰＰＴ）を組込むデバイスを含む、種々のタイプのＭＥＭＳ共振器デバイスが知られている。こうしたデバイスの例は、ＲＦ  Ｍｉｃｒｏ  Ｄｅｖｉｃｅ（米国ノースカロライナ州グリーンズボロー所在（Ｇｒｅｅｎｓｂｏｒｏ，ＮＣ，ＵＳＡ））に譲渡された、米国特許第７，５８６，２３９号、米国特許第７，８９８，１５８号、及び米国特許第８，０３５，２８０号において開示され、先の特許の内容は、参照により本明細書に組込まれる。これらのタイプのデバイスは、フィルムバルク音響共振器（ＦＢＡＲ：ｆｉｌｍ  ｂｕｌｋ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）と構造的に類似する。こうしたデバイス（特に、ＩＤＴタイプデバイスを含む）は、構造内の熱伝導が不十分であるため、指抵抗及び電力ハンドリングの制限を受ける。更に、ＩＤＴタイプまたはＰＰＴタイプの膜デバイスは、真空に近い環境による、密封パッケージング等の厳格なカプセル化を要求する場合がある。
【０００６】
Ｒｅｉｎｈａｒｄｔ等に対する米国特許出願公開第２０１０−０３２７９９５  Ａ１号（「Ｒｅｉｎｈａｒｄｔ」）に述べるような、板波（ラム波としても知られている）共振器デバイスが同様に知られている。表面音響波（ＳＡＷ：ｓｕｒｆａｃｅ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｗａｖｅ）デバイスと比較して、板波共振器は、シリコンまたは他の基板の上に作製されてもよく、また、無線周波数回路内により容易に集積されてもよい。Ｒｅｉｎｈａｒｄｔは、マルチ周波数板波タイプ共振器デバイスを開示し、そのデバイスは、シリコン基板、ブラッグミラーを構成する堆積済み層（例えば、ＳｉＯＣ、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、及びＭｏ）の積重体、堆積済みＡＩＮ圧電層、及びＳｉＮパッシベーション層を含む。Ｒｅｉｎｈａｒｄｔによれば、少なくとも１つの共振器は、決定される有用な帯域幅を有するために、共振器のカップリング係数を修正するために配置された識別層を含む。Ｒｅｉｎｈａｒｄｔの教示の１つの制限は、非常に異なる格子構造を有する下地材料を覆うＡＩＮ圧電材料の（例えば、エピタキシによる）堆積が、一般に単結晶材料の形成を排除し、代わりに、完全配向から或る程度逸脱した低品質材料が、通常生成されることである。更なる制限は、Ｒｅｉｎｈａｒｄｔのアプローチが、単一基板上で広く異なる（例えば、オクターブの差の）周波数の共振器を生成することが可能であるように見えないことである。更に、少なくとも或る状況において、層厚の一貫して高い再現性を有するブラッグミラーを生成することが困難である場合がある。
【０００７】
したがって、効率的に製造される可能性がある導波デバイスについての必要性が存在する。望ましいデバイスは、膜タイプデバイスに関連する、熱伝導及び厳格なパッケージングの懸念に対処するであろう。高品質圧電材料を組込んでもよいデバイスを提供する更なる必要性が存在する。単一基板上で広く異なる周波数の生成を可能にしてもよいデバイスについてのなお更なる必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００８】
本開示は、単結晶圧電層及び単結晶圧電層内に横励起波を閉じ込めるように構成される少なくとも１つの導波閉じ込め構造を利用する微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスを提供する。１つまたは複数の導波閉じ込め構造が提供されてもよい。１つの導波閉じ込め構造は、高速波伝搬材料を含んでもよい。代替的に、１つの導波閉じ込め構造は、低速波伝搬層または温度補償層によって単結晶圧電層から分離されるブラッグミラーを含んでもよい。いずれの事例においても、別の導波閉じ込め構造は、高速波伝搬材料またはブラッグミラーを含んでもよい。単結晶圧電材料（例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、及び同様なもの）は、事前作製とそれに続く結合界面を形成するための導波デバイスの下地層への結合によって等で、こうしたデバイスに組込まれてもよい。単結晶圧電層内にまたはその上に配置される複数の電極は、横音響波の変換のために構成される。
【０００９】
導波閉じ込めを提供するため高速波伝搬材料を組込む実施形態は、或る状況においてブラッグミラーの生成と比較して作製の容易さから利益を受ける場合がある。少なくとも１つのブラッグミラーが、或る実施形態において使用される場合がある、例えば、波反射パラメータを調節するために有用である場合がある、また同様に、超高速音響波を閉じ込める状況において有用である場合がある。或る実施形態は、圧電材料の１つの（例えば、第１の）表面上にまたはそれに隣接して高速波伝搬材料を組込み、圧電材料の別の（例えば、第２の）表面に隣接してブラッグミラーを組込む。
【００１０】
本明細書で開示される種々の電極構成を組込む導波デバイスは、単層共面インターデジタル変換器（ＩＤＴ）だけ、複数層共面ＩＤＴだけ、連続層電極（例えば、非対称波の発射を可能にする浮遊電極または短絡電極として使用可能である）と組合せたＩＤＴ、圧電層内に少なくとも部分的に埋め込まれるＩＤＴ、非共面ＩＤＴ、単結晶圧電層区分に位置合せされるＩＤＴ、及び周期分極反転変換器（ＰＰＴ）を含むが、それに限定されない。或る実施形態において、電極は、（ｉ）圧電材料、または、（ｉｉ）低速波伝搬材料及び／または温度補償材料内に部分的に埋め込まれてもよい、及び／または、種々の電極間のギャップは、（ｉ）圧電材料、または、（ｉｉ）低速波伝搬材料及び／または温度補償材料を、全体的にまたは部分的に充填されてもよい。ＩＤＴによって変換される音響波の波長λは、逆極性の隣接電極（指）間のピッチまたは分離距離の２倍に等しく、波長λは、同様に、同じ極性の最も近い電極（指）間の分離距離に等しい。
【００１１】
或る実施形態において、ＭＥＭＳ導波デバイスは、片面閉じ込めを使用し、片面閉じ込めにおいて、少なくとも１つの閉じ込め構造が単結晶圧電層の第１の表面に隣接して設けられ、固体／空気界面が単結晶圧電層の第２の対向表面に隣接して設けられる。他の実施形態において、ＭＥＭＳ導波デバイスは、両面閉じ込めを使用し、両面閉じ込めにおいて、第１及び第２の閉じ込め構造が、単結晶圧電層の、それぞれ第１及び第２の対向表面に隣接して設けられる。
【００１２】
一態様において、ＭＥＭＳ導波デバイスは、単結晶圧電層内にまたは単結晶圧電層上に配置され、単結晶圧電層内での横音響波の変換のために構成される複数の電極を含む。単結晶圧電層に近接して配置される少なくとも１つの導波閉じ込め構造（は、単結晶圧電層内に波長λを有する横励起波を閉じ込める。少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、高速波伝搬層を含み、各導波閉じ込め構造は、５λより小さい厚さを備える。或る実施形態において、結合界面が、単結晶圧電層とデバイスの少なくとも１つの下地層（導波閉じ込め構造、任意選択で設けられる低速波伝搬層、または基板等）との間に設けられる。
【００１３】
或る実施形態において、単結晶圧電層は、第１の表面及び第１の表面に対向する第２の表面を含み、少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、第１の表面に近接する第１の導波閉じ込め構造を含み、また、第２の表面に近接する第２の導波閉じ込め構造を含む。或る実施形態において、第１の導波閉じ込め構造は第１の高速波伝搬層を備え、第２の導波閉じ込め構造はブラッグミラーまたは第２の高速波伝搬層を含む。或る実施形態において、少なくとも１つの低速波伝搬層は、少なくとも１つの導波閉じ込め構造と単結晶圧電層との間に設けられてもよい。或る実施形態において、第１及び第２の低速波伝搬層が設けられてもよく、第１の低速波伝搬層は圧電層の第１の表面と第１の導波閉じ込め構造との間に配置され、第２の低速波伝搬層は圧電層の第２の表面と第２の導波閉じ込め構造との間に配置される。或る実施形態において、少なくとも１つの（またはそれぞれの）低速波伝搬層は、少なくとも１つの導波閉じ込め構造の各層の厚さと異なる厚さを含む。或る実施形態において、複数の電極は、少なくとも１つの低速波伝搬層内にかつ単結晶圧電層と接触状態で配置される。或る実施形態において、第１のＩＤＴは、第１の極性の第１の電極の群及び第１の極性と反対の第２の極性の第２の電極の群を含む。或る実施形態において第２の電極の群は、圧電層内の複数のリセス領域内に配置され、第１の電極の群に関して非共面的に配置されてもよい。或る実施形態において、少なくとも１つの機能層は少なくとも幾つかの電極を少なくとも部分的に覆うように配置されてもよい。或る実施形態において、第１のインターデジタル変換器（ＩＤＴ）は、圧電層の第１の表面上にまたは第１の表面内に配置され（例えば、少なくとも部分的に埋め込まれる）、任意選択で、圧電層の第２の表面上にまたは第２の表面内に配置される第２のＩＤＴと組合せて、配置される。或る実施形態において、複数の電極及び圧電層は、結合して、周期分極反転変換器（ＰＰＴ：ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ  ｐｏｌｅｄ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を具現化し、少なくとも１つの低速波伝搬層は、ＰＰＴと少なくとも１つの導波閉じ込め構造との間に設けられる。
【００１４】
別の態様において、ＭＥＭＳ導波デバイスは、単結晶圧電層内にまたは単結晶圧電層上に配置され、単結晶圧電層内で横音響波の変換のために構成される複数の電極を含む。少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、圧電層に近接してブラッグミラーを含み、ブラッグミラーは、単結晶圧電層内において、横励起波を閉じ込めるように構成される。また、ブラッグミラーは、低速波伝搬層によって単結晶圧電層から分離される。或る実施形態において、ブラッグミラーは、少なくとも１つの低インピーダンス層及び少なくとも１つの高インピーダンス層の少なくとも１つの群を含み、少なくとも１つの低インピーダンス層は、少なくとも１つの群内で少なくとも１つの高インピーダンス層とシーケンシャルに配置される。或る実施形態において、単結晶圧電層内の横励起波は波長λを有し、少なくとも１つの導波閉じ込め構造の各導波閉じ込め構造は５λの厚さを含む。或る実施形態において、結合界面は、単結晶圧電層とデバイスの少なくとも１つの下地層（導波閉じ込め構造、任意選択で設けられる低速波伝搬層、または基板等）との間に設けられる。
【００１５】
或る実施形態において、単結晶圧電層は、第１の表面及び第１の表面に対向する第２の表面を含み、少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、第１の表面に近接する第１の導波閉じ込め構造を含み、また、第２の表面に近接する第２の導波閉じ込め構造を含む。或る実施形態において、第１の導波閉じ込め構造は第１のブラッグミラーを含み、第２の導波閉じ込め構造は、高速波伝搬層または第２のブラッグミラーを含む。或る実施形態において、第１及び第２の低速波伝搬層が設けられ、第１の低速波伝搬層は圧電層の第１の表面と第１の導波閉じ込め構造との間に配置され、第２の低速波伝搬層は圧電層の第２の表面と第２の導波閉じ込め構造との間に配置される。或る実施形態において、少なくとも１つの（またはそれぞれの）低速波伝搬層は、少なくとも１つの導波閉じ込め構造の各層の厚さと異なる厚さを含む。或る実施形態において、複数の電極は、少なくとも１つの低速波伝搬層内にかつ単結晶圧電層と接触状態で配置される。或る実施形態において、第１のＩＤＴは、第１の極性の第１の電極の群及び第１の極性と反対の第２の極性の第２の電極の群を含む。或る実施形態において、第２の電極の群は、第１の電極の群に関して非共面的に配置される圧電層内の複数のリセス領域内に配置されてもよい。或る実施形態において、少なくとも１つの機能層は、少なくとも幾つかの電極を少なくとも部分的に覆うように配置されてもよい。或る実施形態において、第１のインターデジタル変換器（ＩＤＴ）は、圧電層の第１の表面上にまたは第１の表面内に配置され（例えば、少なくとも部分的に埋め込まれる）、任意選択で、圧電層の第２の表面上にまたは第２の表面内に配置される第２のＩＤＴと組合せて配置される。或る実施形態において、複数の電極及び圧電層は、結合して、周期分極反転変換器（ＰＰＴ）を具現化し、少なくとも１つの低速波伝搬層は、ＰＰＴと少なくとも１つの導波閉じ込め構造との間に設けられる。
【００１６】
別の態様において、ＭＥＭＳ導波デバイスは、単結晶圧電層内にまたは単結晶圧電層上に配置され、単結晶圧電層内での横音響波の変換のために構成される複数の電極を含む。単結晶圧電層に近接して配置される少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、単結晶圧電層内に波長λを有する横励起波を閉じ込め、各導波閉じ込め構造は、５λより小さい厚さを備える。導波デバイスは、以下の特徴（ｉ）及び（ｉｉ）の少なくとも一方を含む。すなわち、（ｉ）少なくとも１つの導波閉じ込め構造は高速波伝搬層を含む、または（ｉｉ）少なくとも１つの導波閉じ込め構造はブラッグミラーを含み、ブラッグミラーは低速波伝搬層によって単結晶圧電層から分離される。或る実施形態において、導波デバイスは、電極と少なくとも１つの（またはそれぞれの）導波閉じ込め構造との接触がない。或る実施形態において、導波閉じ込め構造と単結晶圧電層との間の間隔は、少なくとも１つの低速波伝搬層及び／または温度補償層（適切な事例において、両方のユーティリティは、任意選択で、単一材料によって提供されてもよい）によって設けられてもよく、こうした間隔を提供する層は、少なくとも１つの導波閉じ込め構造の各層の厚さと異なる厚さを具現化してもよい。結合界面は、好ましくは、単結晶圧電層と少なくとも１つの下地層（限定はしないが、（ｉ）少なくとも１つの導波閉じ込め構造の１つの導波閉じ込め構造または（ｉｉ）単結晶圧電層と少なくとも１つの導波閉じ込め構造の１つの導波閉じ込め構造との間に配置される任意選択で設けられる低速波伝搬層）との間に配置される。
【００１７】
別の態様において、ＭＥＭＳ導波デバイスの単結晶圧電層は、異なる第１及び第２の厚さ領域、第１の厚さ領域上にまたは第１の厚さ領域に隣接して配置され、第１の厚さ領域内で波長λ１を有する第１の横音響波の変換のために構成される第１の電極の群、及び、第２の厚さ領域上にまたは第２の厚さ領域に隣接して配置され、第２の厚さ領域内で波長λ２を有する第２の横音響波の変換のために構成される第２の複数の電極を含み、λ１はλ２と異なる。デバイスは、第１の厚さ領域内に第１の横音響波を閉じ込めるように構成され、第２の厚さ領域内に第２の横音響波を閉じ込めるように構成される少なくとも１つの導波閉じ込め構造を更に含む。或る実施形態において、少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、高速波伝搬材料を含む。或る実施形態において、少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、少なくとも１つの低インピーダンス層及び少なくとも１つの高インピーダンス層の少なくとも１つの群を含むブラッグミラーを含み、少なくとも１つの低インピーダンス層は、少なくとも１つの群内で少なくとも１つの高インピーダンス層とシーケンシャルに配置される。或る実施形態において、ブラッグミラーは、温度補償層によって単結晶圧電層から分離される。
【００１８】
或る実施形態において、第１及び第２の電極の群は、第１及び第２のＩＤＴを含む、及び／または、第１及び第２の電極の群は、互いに対して非共面的である。或る実施形態において、少なくとも１つの温度補償層は、少なくとも１つの導波閉じ込め構造と単結晶圧電層の少なくとも一部分との間に設けられる。任意選択で、温度補償層は、圧電層の第１の厚さ領域に近接して第１の温度補償層厚を含んでもよく、また、圧電層の第２の厚さ領域に近接して第２の温度補償層厚を含んでもよい。或る実施形態において、温度補償層は同様に、低速波伝搬材料を具現化してもよい。
【００１９】
或る実施形態において、本明細書で開示されるＭＥＭＳ導波デバイスは、単結晶圧電層内に閉じ込められる横励起波の波長λラムダの５倍より大きい厚さを備えるキャリア基板を更に含み、少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、キャリア基板と圧電層との間に配置される。或る実施形態において、ＭＥＭＳ導波デバイスは、キャリア基板に強固に実装される、または、ＭＥＭＳ導波デバイスの所定の部分は、キャリア基板の上に懸垂保持され、介在キャビティによって分離されてよい。他の実施形態において、本明細書で開示されるＭＥＭＳ導波デバイスは、キャリア基板がない。
【００２０】
別の態様において、ＭＥＭＳ導波デバイスは、区分化単結晶圧電層を含み、複数の電極は、区分化単結晶圧電層内にまたは区分化単結晶圧電層上に配置され、圧電層内で波長λを有する横音響波の変換のために構成され、複数の電極は、第１の電極の区分化層を含む。少なくとも１つの導波閉じ込め構造（好ましくは、５λより小さい厚さを有する）は、区分化圧電層に近接して配置され、区分化圧電層内に横励起波を閉じ込めるように構成される。また、区分化単結晶圧電層の区分は、第１の電極の区分化層の区分に実質的に位置合せされる（例えば、オーバラップされる）。或る実施形態において、第２の電極（例えば、実質的に連続な層、あるいは、不連続なまたは区分化された層を含む）は、第１の電極の区分化層と接触状態の圧電層の第１の表面に対向する圧電層の第２の表面に沿って等で、更に設けられる。或る実施形態において、第１及び第２の導波閉じ込め構造が設けられ、第１の電極の区分化層の区分の間のギャップ及び区分化単結晶圧電層の区分の間のギャップは低速波伝搬材料及び／または温度補償材料で充填される。或る実施形態において、低速波伝搬材料及び／または温度補償材料の層は、（ｉ）第１の電極の区分化層と（ｉｉ）第１の導波閉じ込め構造または第２の導波閉じ込め構造の少なくとも一方との間に設けられてもよい。
【００２１】
別の態様において、異なる厚さ領域を有する単結晶圧電材料層を含む微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスを作製する方法が提供される。単結晶圧電層は、厚さが異なる第１の及び第２の厚さ領域を画定するため、局所的に薄化される。局所的に薄化された圧電層は、結合界面を設けるため、下地層（例えば、（ｉ）高速波伝搬層、（ｉｉ）ブラッグミラー、または（ｉｉｉ）基板の少なくとも１つ）上にまたは下地層を覆って結合される。こうした結合は、当技術分野で知られているウェハ結合を使用して実施されてもよい。第１及び第２の電極の群は、それぞれ、第１の厚さ領域内で第１の波長λ１を有する第１の横音響波の変換のため、また、第２の厚さ領域内で第２の波長λ２を有する第２の横音響波の変換のために、それぞれ、第１の厚さ領域及び第２の厚さ領域上にまたはその上に画定される。或る実施形態において、圧電材料層の少なくとも１つの表面は、（例えば、結合準備ステップとして）結合する前に平坦化される、及び／または、（圧電層の厚さを調整するため）結合した後に平坦化される。或る実施形態において、温度補償材料は、圧電層の下に設けられてもよく、温度補償材料は、任意選択で、互いに異なる、第１の温度補償層厚さ領域及び第１の温度補償層厚さ領域を含む。或る実施形態において、温度補償材料は、第１の厚さ領域または第２の厚さ領域の少なくとも一方の表面上にまたはそれを覆って堆積される。
【００２２】
別の態様において、先の態様、及び／または、本明細書で述べる種々の別個の態様及び特徴の任意のものは、更なる利点のために組合されてもよい。本明細書で開示される種々の特徴及び要素の任意のものは、本明細書でそれと反対の指示がない限り、１つまたは複数の他の開示される特徴及び要素と組合されてもよい。
【００２３】
当業者は、本発明の範囲を理解し、添付図面に関連して以下の詳細な説明を読んだ後、それの更なる態様を認識するであろう。
【００２４】
本明細書に組込まれかつ本明細書の一部を形成する添付図面は、本発明の幾つかの態様を示し、説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本開示の一実施形態による、圧電層、オプションの低速波伝搬層、及び導波閉じ込め構造を覆って配置される、ＩＤＴ及び２つの反射器格子を含むＭＥＭＳ導波デバイスの斜視図である。
【図２】本開示の一実施形態による、アンカーの間で懸垂保持される圧電層及び導波閉じ込め構造の所定の部分を覆って配置されるＩＤＴを含むＭＥＭＳ導波デバイスの斜視図である。
【図３】本開示の一実施形態による、アンカーの間の狭い機械式支持体によって懸垂保持される圧電層及び導波閉じ込め構造の所定の部分を覆って配置されるＩＤＴを含むＭＥＭＳ導波デバイスの斜視図である。
【図４】本開示の一実施形態による、圧電層、低速波伝搬層、片面導波閉じ込め構造として役立つ高速波伝搬層、及びキャリア基板を覆って配置されるＩＤＴの形態の上面側電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図５】本開示の一実施形態による、圧電層、低速波伝搬層、片面導波閉じ込め構造として役立つブラッグミラー、及びキャリア基板を覆って配置されるＩＤＴの形態の上面側電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図６】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層が電極と圧電層を挟み、両面導波閉じ込めが第１及び第２の高速波伝搬層によって提供される状態の、圧電層の片面だけの上に配置されるＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図７】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層が電極と圧電層を挟み、両面導波閉じ込めが第１及び第２のブラッグミラーによって提供される状態の、圧電層の片面上に配置されるＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図８】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層が電極と圧電層を挟み、両面導波閉じ込めが第１及び第２の高速波伝搬層によって提供される状態の、圧電層の第１及び第２の面上にそれぞれ配置される第１及び第２のＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図９】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層が電極と圧電層を挟み、両面導波閉じ込めが第１及び第２のブラッグミラーによって提供される状態の、圧電層の第１及び第２の面上にそれぞれ配置される第１及び第２のＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図１０】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層を有し、片面導波閉じ込めが高速波伝搬層によって提供される状態の、圧電層の片面だけの上に配置されるＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図１１】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層を有し、片面導波閉じ込めがブラッグミラーによって提供される状態の、圧電層の片面だけの上に配置されるＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図１２】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層が電極と圧電層を挟み、両面導波閉じ込めが第１及び第２の高速波伝搬層によって提供される状態の、圧電層の全体の厚さ内に埋め込まれかつそこを通して延在するＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図１３】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層が電極と圧電層を挟み、両面導波閉じ込めが第１及び第２のブラッグミラーによって提供される状態の、圧電層の全体の厚さ内に埋め込まれかつそこを通して延在するＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図１４】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層が電極及び圧電層に接触し、片面導波閉じ込めが高速波伝搬層によって提供される状態の、圧電層の単一面内に埋め込まれるＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図１５】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層が電極及び圧電層に接触し、片面導波閉じ込めがブラッグミラーによって提供される状態の、圧電層の単一面内に埋め込まれるＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図１６】本開示の一実施形態による、交互極性領域を有する圧電層を挟む電極層を有する周期分極反転変換器（ＰＰＴ）を含み、また、低速波伝搬層、片面導波閉じ込め構造として役立つ高速波伝搬層、及びキャリア基板を更に含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図１７】本開示の一実施形態による、交互極性領域を有する圧電層を挟む電極層を有するＰＰＴを含み、また、低速波伝搬層、片面導波閉じ込め構造として役立つブラッグミラー、及びキャリア基板を更に含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図１８】本開示の一実施形態による、交互極性領域を有する圧電層を挟む電極層を有するＰＰＴを含み、また、ＰＰＴを挟む低速波伝搬層、両面導波閉じ込め構造として役立つ第１及び第２の高速波伝搬層、及びキャリア基板を更に含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図１９】本開示の一実施形態による、交互極性領域を有する圧電層を挟む電極層を有するＰＰＴを含み、また、ＰＰＴを挟む低速波伝搬層、両面導波閉じ込め構造として役立つ第１及び第２のブラッグミラー、及びキャリア基板を更に含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図２０】本開示の一実施形態による、連続電極と、区分化圧電層に位置合せされた区分化電極との間に配置される、区分化圧電層を含むＭＥＭＳ導波デバイスであって、低速波伝搬層、片面導波閉じ込め構造として役立つ高速波伝搬層、及びキャリア基板を含む、ＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図２１】本開示の一実施形態による、連続電極と、区分化圧電層に位置合せされた区分化電極との間に配置される、区分化圧電層を含むＭＥＭＳ導波デバイスであって、低速波伝搬層を含み、片面導波閉じ込め構造として役立つブラッグミラーを含み、キャリア基板を含む、ＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図２２】本開示の一実施形態による、連続電極と、区分化圧電層に位置合せされた区分化電極との間に配置される、区分化圧電層を含むＭＥＭＳ導波デバイスであって、（ｉ）区分化圧電層と区分化電極との間にあり、（ｉｉ）電極を挟む低速波伝搬材料を含み、両面導波閉じ込め構造として役立つ高速波伝搬層を含み、キャリア基板を含む、ＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図２３】本開示の一実施形態による、連続電極と、区分化圧電層に位置合せされた区分化電極との間に配置される、区分化圧電層を含むＭＥＭＳ導波デバイスであって、（ｉ）区分化圧電層と区分化電極との間にあり、（ｉｉ）電極を挟む低速波伝搬材料を含み、両面導波閉じ込め構造として役立つブラッグミラーを含み、キャリア基板を含む、ＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図２４】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層が電極と圧電層を挟む状態で、両面導波閉じ込めが圧電層の下に配置される高速波伝搬層及び圧電層の上に配置されるブラッグミラーによって提供される状態で、そしてキャリア基板を有する、圧電層の全体の厚さ内に埋め込まれかつそこを通して延在するＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図２５】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層が電極と圧電層を挟む状態で、両面導波閉じ込めが圧電層の下に配置されるブラッグミラー及び圧電層の上に配置される高速波伝搬層によって提供される状態で、そしてキャリア基板を有する、圧電層の全体の厚さ内に埋め込まれかつそこを通して延在するＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図２６】本開示の一実施形態による、或る電極が圧電層内に画定されるリセス内に堆積され他の電極が圧電層の上に堆積された状態のＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスであって、低速波伝搬層、高速波伝搬層によって提供される片面導波閉じ込め、及びキャリア基板を更に含む、ＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図２７】本開示の一実施形態による、或る電極が圧電層内に画定されるリセス内に堆積され他の電極が圧電層の上に堆積された状態のＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスであって、低速波伝搬層、ブラッグミラーによって提供される片面導波閉じ込め、及びキャリア基板を更に含む、ＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図２８】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層が電極と圧電層を挟む状態で、両面導波閉じ込めが低速波伝搬層の上及び下に配置される高速波伝搬層によって提供される状態で、そしてキャリア基板を有する、或る電極が圧電層内に画定されるリセス内に堆積され、他の電極が圧電層の上に堆積された状態のＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図２９】本開示の一実施形態による、低速波伝搬層が電極と圧電層を挟む状態で、両面導波閉じ込めが低速波伝搬層の上及び下に配置されるブラッグミラーによって提供される状態で、そしてキャリア基板を有する、或る電極が圧電層内に画定されるリセス内に堆積され他の電極が圧電層の上に堆積された状態のＩＤＴの形態の電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図３０】本開示の一実施形態による、第１及び第２の厚さ領域を画定するため圧電層を局所的に薄化することであって、薄い領域は温度補償材料で充填される、局所的に薄化することに続き、かつ、高速波伝搬層及びキャリア基板を覆って配置される温度補償層を含むサブアセンブリに圧電層をウェハ結合する前の、作製中のＭＥＭＳ導波デバイスのサブアセンブリの側断面図である。
【図３１】本開示の一実施形態による、ウェハ結合、圧電層の外側表面の平坦化／薄化、及び、圧電層の、それぞれ、第１及び第２の厚さ領域を覆う実質的に共面の第１及び第２の電極の群の堆積に続く、図３０に示すサブアセンブリによって生成されるＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図３２】本開示の一実施形態による、第１及び第２の厚さ領域を画定するため圧電層を局所的に薄化することであって、薄い領域は温度補償材料で充填される、局所的に薄化することに続き、かつ、ブラッグミラー及びキャリア基板を覆って配置される温度補償層を含むサブアセンブリに圧電層をウェハ結合する前の、作製中のＭＥＭＳ導波デバイスのサブアセンブリの側断面図である。
【図３３】本開示の一実施形態による、ウェハ結合、圧電層の外側表面の平坦化／薄化、及び、圧電層の、それぞれ、第１及び第２の厚さ領域を覆う実質的に共面の第１及び第２の電極の群の堆積に続く、図３２に示すサブアセンブリによって生成されるＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図３４】本開示の一実施形態による、圧電層であって、第１及び第２の温度補償層厚を有する温度補償層を覆って配置され、第１及び第２の温度補償層厚はそれぞれ圧電層の第１及び第２の厚さ領域の下にあり、温度補償層は第１及び第２の高速波伝搬層厚を有する高速波伝搬層を覆って配置され、第１及び第２の高速波伝搬層厚は、第１及び第２の温度補償層厚さ領域の下にあり、導波閉じ込めユーティリティを提供し、高速波伝搬層はキャリア基板を覆って配置される、圧電層の、それぞれ、第１及び第２の厚さ領域を覆って配置される実質的に共面の第１及び第２の電極の群を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図３５】本開示の一実施形態による、圧電層であって、温度補償層、片面導波閉じ込めユーティリティを提供する高速波伝搬層、及びキャリア基板を覆って配置される、圧電層の、それぞれ第１及び第２の厚さ領域を境界付ける、非共面の上側表面を覆って配置される非共面の第１及び第２の電極の群を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【図３６】本開示の一実施形態による、圧電層であって、温度補償層、片面導波閉じ込めユーティリティを提供するブラッグミラー、及びキャリア基板を覆って配置される、圧電層の、それぞれ第１及び第２の厚さ領域を境界付ける、非共面の上側表面を覆って配置される非共面の第１及び第２の電極の群を含むＭＥＭＳ導波デバイスの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下で述べる実施形態は、当業者が本発明を実施することを可能にし、本発明を実施する最良のモードを示すために必要な情報を示す。添付図面の図を考慮して以下の説明を読むと、当業者は、本発明の概念を理解することになり、また、本明細書で特に述べられていないこれらの概念の適用形態を認識することになる。これらの概念及び適用形態が本開示及び添付特許請求項の範囲内に入ることを理解されたい。
【００２７】
用語、第１、第２等が、種々の要素を述べるために本明細書で使用される場合があるが、これらの要素がこれらの用語によって制限されるべきでないことが理解されるであろう。これらの用語は、１つの要素を別の要素と区別するために使用されるだけである。例えば、本開示の範囲から逸脱することなく、第１の要素は第２の要素と呼ばれる可能性があり、同様に、第２の要素は第１の要素と呼ばれる可能性がある。本明細書で使用するとき、用語「ａｎｄ／ｏｒ（及び／または）」は、関連する挙げるアイテムの１つまたは複数の任意のまたは全ての組合せを含む。
【００２８】
「ｂｅｌｏｗ」または「ａｂｏｖｅ」または「ｕｐｐｅｒ」または「ｌｏｗｅｒ」または「ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ」または「ｖｅｒｔｉｃａｌ」等の相対的用語が、本明細書で使用されて、図に示すように、１つの要素、層、または領域の別の要素、層、または領域に対する関係を述べてもよい。これらの用語及び先に論じた用語が、図に示す配向に加えてデバイスの異なる配向を包含することを意図されることが理解されるであろう。
【００２９】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態だけを記述するためのものであり、本開示を制限することを意図してしない。本明細書で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が別途明確に指示しない限り、複数形も含むことを意図される。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（備える）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」、及び／または「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」が、本明細書で使用されるとき、述べる特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／またはコンポーネントの存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び／またはその群の存在または付加を排除しないことが更に理解されるであろう。本明細書で使用するとき、指定された層または要素に適用される用語「ｐｒｏｘｉｍａｔｅ（隣接する）」及び「ａｄｊａｃｅｎｔ（隣接する）」は、他の層または要素に密接するまたはそれに近い状態を指し、本明細書で逆に指定されない限り、指定された層または要素に、他の層または要素のすぐ上にあるまたは直接接触状態にあることを必ずしも要求することなく、１つまたは複数の介在する層または要素の考えられる存在を包含する。
【００３０】
別途規定されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術的用語及び科学的用語を含む）は、本開示が属する技術分野の専門家によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語が、本明細書及び関連技術の文脈におけるその意味と一貫性のある意味を有するものと解釈されるべきであり、本明細書で明示的に規定されない限り、理想化されたまたは過度に公式的な意味で解釈されないことが更に理解されるであろう。
【００３１】
本開示は、一態様において、単結晶圧電層及び単結晶圧電層内に横励起波を閉じ込めるように構成される少なくとも１つの導波閉じ込め構造（例えば、高速波伝搬層またはブラッグミラー）を利用する微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスに関する。こうした閉じ込めは、基板または他のキャリア構造内での音響放射の消散を大幅に減少させるまたは回避する場合がある。ＭＥＭＳ導波デバイスは、支配的な横振動を有してよい。単結晶圧電層は、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムを含んでよく、高精度を実現する場合がある正確なサイズ及び形状を有する振動構造を提供する場合があり、（少なくとも或る実施形態において）単一基板上で異なる共振周波数を有する複数の共振器の作製を可能にし得る。
【００３２】
本明細書で述べる好ましいＭＥＭＳ導波デバイスの振動構造は、単結晶圧電材料から形成され、機械的に効率的なＭＥＭＳ構造を使用する。こうした振動構造は、高Ｑ、低損失、安定、低い周波数温度係数であってよく、高い電気機械的カップリング効率を有し、高い再現性を有し、低い動インピーダンスを有する。或る実施形態において、単結晶圧電材料の非標準（例えば、オフカット）結晶配向が使用されて、低い周波数温度係数、高い電気機械的カップリング係数、または両方等の特定の振動特性を提供する場合がある。非格子整合材料を覆って単結晶圧電材料を（例えば、エピタキシによって）成長されることが極めて難しいため、好ましい実施形態において、単結晶圧電材料は、（例えば、ブールの成長とそれに続く薄いウェハの形成によって）事前作製され、（例えば、ほぼ原子レベルの平坦度を提供するための、化学機械平坦化（ＣＭＰ：ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）及び研磨によって）表面仕上げされ、１つまたは複数の下地層に結合され、下地層は、例えば導波閉じ込め構造を含んでよく、導波閉じ込め構造は、任意選択で、低速波伝搬及び／または温度補償ユーティリティを提供する層によって覆われ、また、任意選択で、キャリア基板によって支持される。当技術分野で知られている任意の適したウェハ結合技法が使用される場合があり、ウェハ結合技法は、ファンデルワールス結合、水素結合、共有結合、及び／または機械的インターロッキングに依存してよい。或る実施形態において、直接結合が使用されてよい。或る実施形態において、結合は、１つまたは複数の表面活性化ステップ（例えば、プラズマ処理、化学処理、及び／または他の処理方法）とそれに続く熱及び／または圧力の印加、任意選択でそれに続く１つまたは複数のアニーリングステップを含んでよい。こうした結合は、圧電層と少なくとも１つの下地層との間に結合界面の形成をもたらす。或る実施形態において、結合界面は、圧電層の表面の少なくとも一部分（または、全体）上に配置される少なくとも１つの介在層を含んでよい。適した電極は、圧電層内での少なくとも１つの横音響波の変換のために圧電層内にまたは圧電層上に画定されてもよい。１つまたは複数の更なる層（例えば、更なる（両面）導波閉じ込めユーティリティを提供する１つまたは複数の層、及び、低速波伝搬ユーティリティを提供する１つまたは複数の層）は、圧電層を覆って更に設けられてもよい。
【００３３】
或る実施形態において、（任意選択で、本明細書で論じたように、低速波伝搬及び／または温度補償ユーティリティを提供する１つまたは複数の更なる層と組合せて）単結晶圧電層、少なくとも１つの導波閉じ込め構造、及び電極を含む複合物は、キャリア基板に強固に実装される。他の実施形態において、こうした複合物の少なくとも一部分は、キャリア基板の上に、キャリア基板と複合物との間にギャップが配置された状態で懸垂保持されてもよい。好ましい実施形態によれば、圧電層のいずれの部分も、本明細書で述べる少なくとも１つの更なる層が存在しない状態で、それ自身の上に懸垂保持されない。これに関して、本開示は、膜タイプデバイスと対照的に、横波伝搬に適するプレートタイプまたは疑似プレートタイプ導波デバイスに関する。或る実施形態によれば、本明細書で述べるデバイスは、準せん断水平波、準縦波、及び／または厚み伸長（ＦＢＡＲタイプ）波の伝搬のために使用されてもよい。
【００３４】
用語「高速波伝搬材料（ｆａｓｔ  ｗａｖｅ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｍａｔｅｒｉａｌ）」または「高速波伝搬層（ｆａｓｔ  ｗａｖｅ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）」は、関心の音響波が、その音響波がその中で変換される近接圧電層内よりも高速で移動する材料または層を指す。同様に、「低速波伝搬材料（ｓｌｏｗ  ｗａｖｅ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｍａｔｅｒｉａｌ）」または「低速波伝搬層（ｓｌｏｗ  ｗａｖｅ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）」は、関心の音響波が、その音響波がその中で変換される近接圧電層内よりも低速で移動する材料または層を指す。或る実施形態に従って使用されてもよい高速波伝搬材料の例は、（限定はしないが）ダイヤモンド、サファイア、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ホウ素、及びシリコンを含む。或る実施形態に従って使用されてもよい低速波伝搬材料の例は、（限定はしないが）二酸化ケイ素を含む。
【００３５】
本明細書で開示される或る実施形態は、音響ブラッグミラー（ブラッグ反射器としても知られる）を利用する。ブラッグミラーは、少なくとも１つの低インピーダンス層（例えば、二酸化ケイ素）及び少なくとも１つの高インピーダンス層（例えば、二酸化タングステンまたは二酸化ハフニウム）の少なくとも１つの群を含み、少なくとも１つの低インピーダンス層は、少なくとも１つの群内で少なくとも１つの高インピーダンス層とシーケンシャルに配置される。ブラッグミラーで使用される交互インピーダンス層の群の数は、要求される総合反射係数に依存する。
【００３６】
本明細書で開示する単結晶圧電層は、好ましくは、圧電層内で変換される横音響波の波長λの２倍を超えない（より好ましくは、その波長のわずか１倍、または、その波長のわずか０．５倍）厚さを含む。本明細書で開示されるように、単結晶圧電層に近接して配置される導波閉じ込め構造は、５λより小さい（例えば、１λ〜５λの範囲内の）厚さを含む。（ブラッグミラー内で、各層は、ほぼ０．２５λ〜０．５λのオーダの厚さを含んでもよい。）設けられる場合、任意のオプションの低速波伝搬層は、約１λまでの範囲の個々の厚さを有してもよく、また、好ましくは、約０．５λより小さいまたは約０．２５λより小さくてもよい。或る実施形態において、各低速波伝搬層は、隣接する単結晶圧電層の厚さより小さい厚さを有してもよい。この好ましい導波閉じ込め構造の厚さは、或る実施形態に従って提供され得るキャリア基板と対比され、こうしたキャリア基板は、好ましくは５λ（または異なる周波数の複数の共振器が単一導波デバイス内に設けられる実施形態における最大波長の５倍）より大きい厚さを含む。しかし、本明細書で述べる任意の構造に適用可能な代替の実施形態において、高速層は、５λより大きな厚さを有してもよく、また、任意の必要なまたは所望の厚さの基板を具現化してもよい。設けられると、少なくとも１つの機能層（例えば、低速波伝搬及び／または熱補償ユーティリティを提供する）は、望ましくは、２λを超えない厚さ、及び／または、少なくとも１つの導波閉じ込め構造の各層の厚さと異なる厚さを有してもよい。
【００３７】
ニオブ酸リチウム及びタンタル酸リチウムが特に好ましい圧電材料であるが、或る実施形態において、石英、圧電セラミック、または堆積される圧電材料（窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛等）等の任意の適した圧電材料が使用されてもよい。
【００３８】
本明細書で開示される導波デバイスは、図面に示し本明細書で述べるように、電極構成及び導波閉じ込め構造構成の種々の組合せを組込んでもよい。或る実施形態において、電極は、対称導波励起のために、圧電層の中心厚に対して対称に配置される（例えば、圧電層の上と下の両方に配置される、または、圧電層の上側表面と下側表面との間で等距離の平面に沿って埋め込まれる）。他の実施形態において、電極は、非対称導波励起のために、圧電層の中心厚に対して非対称に配置される。或る実施形態において、本明細書で開示されるＭＥＭＳ導波デバイスは、片面閉じ込めを使用してもよく、片面閉じ込めにおいて、少なくとも１つの閉じ込め構造が単結晶圧電層の第１の表面に隣接して設けられ、固体／空気界面が単結晶圧電層の第２の対向する表面に隣接して設けられる。片面閉じ込めは、対称励起または非対称励起と組合せて使用されてもよい。他の実施形態において、本明細書で開示されるＭＥＭＳ導波デバイスは、２重または両面閉じ込めを使用してもよく、２重または両面閉じ込めにおいて、第１及び第２の閉じ込め構造が、単結晶圧電層の、それぞれ第１及び第２の対向する表面に近接して設けられる。或る実施形態において、第１の導波閉じ込め構造は圧電層の第１の表面に近接し、第２の導波閉じ込め構造は圧電層の第２の表面に近接する。両面閉じ込めは、対称励起または非対称励起と組合せて使用されてもよい。或る実施形態に従って使用されてもよい電極構成は、単層共面インターデジタル変換器（ＩＤＴ）だけ、複数層共面ＩＤＴだけ、圧電層の第２の表面に沿う電極（例えば、浮遊または短絡電極あるいは区分化または不連続電極）と組合せたＩＤＴ、圧電層内に少なくとも部分的に埋め込まれたＩＤＴ、非共面ＩＤＴ、単結晶圧電層区分と位置合せされたＩＤＴ、及び周期分極反転変換器（ＰＰＴ）を含むが、それに限定されない。或る実施形態において、電極は、（ｉ）圧電材料、または、（ｉｉ）低速波伝搬材料及び／または温度補償材料内に部分的に埋め込まれてもよい、及び／または、種々の電極間のギャップは、（ｉ）圧電材料、または、（ｉｉ）低速波伝搬材料及び／または温度補償材料で、全体的にまたは部分的に充填されてもよい。
【００３９】
本明細書で開示される両面閉じ込めを伴う各実施形態の場合、第２の（上部の）側部閉じ込め構造を省略する代替の実施形態が特に企図される。
【００４０】
圧電性になる可能性を有する材料は、ランダム配向したダイポールを有する結晶構造を有し得る。材料は、分極処理によって生成される場合がある実質的に一様なダイポール配向を有するドメインを形成するようにダイポールを実質的に整列させることによって圧電性になる。分極処理は、ダイポールを実質的に整列状態にするよう材料の領域に強い分極電界を印加することを含んでもよい。電界が除去されると、整列の多くが残り、それにより、圧電材料と呼ばれる分極材料の圧電特性を提供する。或る事例において、第１のセットのドメインは公称ドメイン配向を有し、第２のセットのドメインは反転ドメイン（例えば、公称ドメインから約１８０°変換された）を有してもよい。公称ドメイン及び反転ドメインは、周期分極反転圧電層内に交互に配置されてもよい。こうした層が、第１の電極層と第２の電極層との間に配置されると、結果は、周期分極反転変換器である。
【００４１】
インターデジタル変換器は、表面または層内にまたはその上に交差指形に分散される第１の伝導セクション及び第２の伝導セクションを有する電極を含む。ＩＤＴは当技術分野でよく知られている。
【００４２】
或る実施形態において、少なくとも１つの機能層は、複数の電極のうちの少なくとも幾つかの電極を少なくとも部分的に覆うように配置される。或る実施形態において、少なくとも１つの機能層は、１つの電極の群を覆うが、別の電極の群を覆わない。機能層は、変換される音響波の速度を修正してもよい、及び／または、ＭＥＭＳ導波デバイスの温度補償特性を変更してもよい。或る実施形態において、少なくとも１つの機能層は、温度補償材料または低速波伝搬材料を含む。
【００４３】
本明細書で開示される種々の実施形態は単一共振器を含むが、単一のまたは複数の共振器及び／または反射器格子の直列の及び／または並列の任意の適した組合せ（そのものは、１つまたは複数のフィルタにおいて具現化される場合がある）が、単一ＭＥＭＳ導波デバイス内に設けられてもよいことが認識される。或る実施形態において、異なる波長の音響波の変換のために配置される複数の共振器及び／またはフィルタが、単一ＭＥＭＳ導波デバイス内に設けられてもよい。
【００４４】
図１は、本開示の一実施形態によるＭＥＭＳ導波デバイス１０を示す。デバイス１０は、単結晶圧電層１２（ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウム等）を含み、ＩＤＴ１８及び２つの反射器格子２０がその上に設けられる。単結晶圧電層１２は、導波閉じ込め構造１６を覆って配置され、オプションの低速波伝搬層１４が単結晶圧電層１２と導波閉じ込め構造１６との間に配置される。示さないが、或る実施形態において、オプションのキャリア基板が、導波閉じ込め構造１６の下に設けられてもよい。ＩＤＴ１８及び反射器格子２０は共に、それぞれのバスバー２２に接続される幾つかの指２４を含む。反射器格子２０について、全ての指２４は各バスバー２２に接続する。ＩＤＴ１８について、交互指２４は、示すように、異なるバスバー２２に接続する。特に、実際の反射器格子２０及びＩＤＴ１８は、一般に、示すよりもずっと多い数の指２４を含む。指２４の数は、図面の明確さを促進しかつ本開示を説明することを容易にするために、図１及び種々の添付図面において少なくされている。
【００４５】
指２４は、互いに平行であり、反射器格子２０及びＩＤＴ１８がそこに存在するエリアを包含する音響領域内に整列される。ＩＤＴ１８が電気信号によって励起されるときに生成される１つまたは複数の波はこの音響領域内に本質的に存在する。音響波は、本質的に、指２４の長さに垂直に移動する。高速波伝搬層またはブラッグミラーを含む場合がある導波閉じ込め構造１６は、１つまたは複数の波を単結晶圧電層１２内に閉じ込めるのに役立つ。
【００４６】
ＭＥＭＳ導波デバイス１０の動作周波数は、ＩＤＴ１８の指２４の間の間隔を表すピッチ（Ｐ）の関数であり、波長λはピッチＰの２倍に等しい。横モードデバイスは、同様に、横波の効率的な励起のために圧電層１２用の好ましい厚さ範囲を有する。
【００４７】
ＭＥＭＳ導波デバイス１０を製造するため、単結晶圧電ウェハを作製してもよく、また別個に、低速波伝搬層１４を、導波閉じ込め構造１６（任意選択で、キャリア基板によって支持されてもよい）上に堆積させてもよい。圧電ウェハ及び低速波伝搬層１４の隣接表面は、平坦化され研磨され、その後、従来の直接結合（例えば、ウェハ結合）プロセスまたは他のプロセスによって互いに付着される。１つまたは複数の結合促進層は、任意選択で、結合されるそれぞれの層の間に配置されてもよい。結合に続いて、圧電層１２の露出した上側表面は、所望の厚さまで研削され（任意選択で、同様に平坦化され）、反射器格子２０及びＩＤＴ１８がその上に堆積される。
【００４８】
或る実施形態において、低速波伝搬層１４は、熱補償ユーティリティを提供してもよい。単結晶圧電ウェハを形成するために使用される材料は、通常、導波閉じ込め構造１６の材料の熱膨張係数（ＴＣＥ：ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ  ｏｆ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）と異なるＴＣＥを有する。導波閉じ込め構造１６が作成されると、圧電層１２及び低速波伝搬層１４は、温度が変化するのと類似の挙動で、膨張し収縮する傾向がある。したがって、温度変化によって圧電層１２によって導波閉じ込め構造１６に印加される膨張力及び収縮力は、中間配置される低速波伝搬層１４によって印加される対向力によって実質的に打消される。結果として、中間配置される低速波伝搬層１４を含む複合物構造は、温度が変化するときの屈曲または反りに抵抗し、それにより、圧電層１２の膨張及び収縮を減少させ、圧電層１２の有効ＴＣＥを減少させる。
【００４９】
圧電層１２と導波閉じ込め構造１６との間に低速波伝搬層１４を設けることが圧電材料の有効ＴＣＥを減少させるため、温度が変化するときの圧電層１２の表面に沿う膨張量及び収縮量は減少する。したがって、温度が変化するときのＩＤＴ１８の指２４と反射器格子２０との間の間隔またはピッチの変化が減少し、それにより、圧電層１２の周波数特性の有効温度変化係数（ＴＣＦ：ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を減少させて、温度の変化に伴うＩＤＴ１８及び反射器格子２０の総合周波数応答を改善する。
【００５０】
図１に示すＭＥＭＳ導波デバイス１０は、キャリア基板に強固に実装されてもよい、または代替的に、こうした構造の少なくとも一部分は、キャリア基板上に、こうした構造とキャリア基板との間にギャップがある状態で懸垂保持されてもよい。
【００５１】
図２は、本開示の一実施形態による、基板２８の上に持ち上げられかつアンカー３２と３４との間に懸垂保持される、単結晶圧電層１２と導波閉じ込め構造１６を組合せたものの所定部分を覆って配置されるＩＤＴ１８を含むＭＥＭＳ導波デバイス３０を示す。伝導層３６は、圧電層１２上に配置されて、第１の伝導セクション３８及び第２の伝導セクション４０を提供する電極を含むＩＤＴ１８を形成する。単結晶圧電層１２は、導波閉じ込め構造１６を覆って配置され、これは、その周辺部分に沿って、基板２８を覆って位置付けられる絶縁層２６によって下から支持される。絶縁層２６の中央部分は、（例えば、基板２８または圧電層１２及び導波閉じ込め構造１６を貫通して画定されるバイヤまたは他の開口（図示せず）を使用して）エッチングによって除去され、中央キャビティを横方向に閉ざすアンカー３２、３４を残してもよい。導波閉じ込め構造１６及び上に載る圧電層１２（共に、実質的に連続形態の）の中央部分は、ＩＤＴ１８と共に、アンカー３２、３４の間に懸垂保持される。図示しないが、或る実施形態において、ＭＥＭＳ導波デバイス３０は、単結晶圧電層１２と導波閉じ込め構造１６との間に低速波伝搬層を更に含んでもよく、低速波伝搬層は温度補償ユーティリティを提供してもよい。
【００５２】
図３は、本開示の一実施形態による、基板２８の上に持ち上げられかつアンカー３２と３４との間で狭隘化された機械的支持体４４、４６によって懸垂保持される、単結晶圧電層１２と導波閉じ込め構造１６を組合せたものの所定部分を覆って配置されるＩＤＴ１８を含むＭＥＭＳ導波デバイス４２を示す。伝導層３６は、圧電層１２上に配置されて、第１の伝導セクション３８及び第２の伝導セクション４０を提供する電極を含むＩＤＴ１８を形成する。単結晶圧電層１２は、導波閉じ込め構造１６を覆って配置され、導波閉じ込め構造１６は、その周辺部分に沿って、基板２８を覆って位置付けられる絶縁層２６によって下から支持される。絶縁層２６の所定の部分は、エッチングによって除去され、中央キャビティを横方向に閉ざすアンカー３２、３４を残してもよい。更に、単結晶圧電層１２及び導波閉じ込め構造１６の所定の部分が除去されて、狭隘化された機械的支持体４４、４６だけを残し、それにより、アンカー３２と３４との間で圧電層１２及び導波閉じ込め構造１６（ならびにＩＤＴ１８）の中央部分を支持する。図示しないが、或る実施形態において、ＭＥＭＳ導波デバイス４２は、単結晶圧電層１２と導波閉じ込め構造１６との間に低速波伝搬層を更に含んでもよく、低速波伝搬層は温度補償ユーティリティを提供してもよい。
【００５３】
更なる電極構成及び導波閉じ込め構造構成を含むＭＥＭＳ導波デバイスは以下の図に示される。以下の図は、キャリア基板に強固に実装されているように見える単結晶圧電層及び導波閉じ込め構造を示すが、各事例において、示す単結晶圧電層及び導波閉じ込め構造は（付随する電極と共に）、基板がなくてもよい、または、（図２〜３に示すように）キャリア基板の上に懸垂保持されてもよいことが理解される。
【００５４】
図４は、本発明の一実施形態による、単結晶圧電層１２、オプションの低速波伝搬層１４、片面導波閉じ込め構造１６として役立つ高速波伝搬層、及びオプションのキャリア基板２８を覆って配置されるＩＤＴの形態の交互の上面側電極３８、４０を含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。電極３８、４０は、圧電層１２の上部表面だけに配設され、したがって、圧電層１２の中心に対して非対称に配置される。導波閉じ込め構造１６及びオプションの低速波伝搬層１４は基板２８を覆って堆積されてもよい。ＭＥＭＳ導波デバイスは、事前作製済み単結晶圧電ウェハを導波閉じ込め構造１６の上に（例えば、低速波伝搬層１４が両者の間にある状態で）結合させ、圧電層１２をもたらすため圧電ウェハの露出表面を所望の厚さになるよう処理し、電極３８、４０を圧電層１２上に堆積させることによって形成されてもよい。
【００５５】
図５は、本発明の一実施形態による、単結晶圧電層１２、オプションの低速波伝搬層１４、片面導波閉じ込め構造１６として役立つブラッグミラー、及びオプションのキャリア基板２８を覆って配置されるＩＤＴの形態の交互の上面側電極３８、４０を含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図５のデバイスは、図４のデバイスと類似の方法で作製されてもよい。
【００５６】
図６は、本発明の一実施形態による、単結晶圧電層１２の一方の表面を覆って配置されるＩＤＴの形態の交互の電極３８、４０を含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。オプションの低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂは、電極３８、４０及び圧電層１２を挟む。上側低速波伝搬層１４Ｂの一部分は、電極３８と４０との間のギャップ４８を少なくとも部分的に（また好ましくは完全に）充填するように配置される。両面導波閉じ込めは、低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂを挟む第１及び第２の導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂとして役立つ第１及び第２の高速波伝搬層によって提供される。オプションの基板２８は、第１の導波閉じ込め構造１６Ａの下に配設される。電極３８、４０は、圧電層１２の一方の表面上だけに配設され、したがって、圧電層１２の中心に対して非対称に配置される。図６のデバイスの下側部分は、図４のＭＥＭＳ導波デバイスと類似の方法で作製されてもよい。電極３８、４０の形成後に、オプションの第２の低速波伝搬層１４Ｂが、圧電層１２及び電極３８、４０を覆って堆積され、第２の導波閉じ込め構造１６Ｂは、第２の低速波伝搬層１４Ｂを覆って堆積される。
【００５７】
図７は、第１及び第２のブラッグミラーが第１及び第２の高速波伝搬層１６Ａ、１６Ｂの代わりに使用されることを除いて、図６のデバイスと実質的に類似のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図７のデバイスの作製は、図６のデバイスの作製と実質的に類似する。図６及び７は両面閉じ込めを有するＭＥＭＳ導波デバイスを示すが、代替の実施形態において、第２の（上面）側の閉じ込め構造が省略されてもよい。
【００５８】
図８は、本開示の一実施形態による、圧電層１２の上側表面上に配置される第２のＩＤＴの形態の交互の上面側電極３８Ｂ、４０Ｂ及び単結晶圧電層１２の下側表面上に配置される第１のＩＤＴの形態の交互の電極３８Ａ、４０Ａを含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。オプションの低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂは、電極３８Ａ、４０Ａ、３８Ｂ、４０Ｂ及び圧電層１２を挟み、低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂの所定の部分は、電極３８Ａ、４０Ａ、３８Ｂ、４０Ｂの間のギャップ４８Ａ、４８Ｂを少なくとも部分的に（また好ましくは完全に）充填するように配置される。電極３８Ａ、４０Ａ、３８Ｂ、４０Ｂは、圧電層１２の中心に対して対称に配置される。両面導波閉じ込めは、低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂを挟む第１及び第２の導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂとして役立つ第１及び第２の高速波伝搬層によって提供される。オプションの基板２８は、第１の導波閉じ込め構造１６Ａの下に配設される。図８のＭＥＭＳ導波デバイスを作製するため、基板２８を含む下側サブアセンブリ、第１の導波閉じ込め構造１６Ａ、及び第１の低速波伝搬層１４Ａが生成される。リセスが、第１の低速波伝搬層１４Ａの上側表面内に（例えば、エッチングによって）画定されてもよく、また、金属がリセス内に堆積されて、下側電極３８Ａ、４０Ａを形成してもよい。第１の低速波伝搬層１４Ａ及び下側電極３８Ａ、４０Ａの平坦化及び研磨に続いて、事前作製済み単結晶圧電ウェハが、下側サブアセンブリに直接結合され、所望の厚さまで（例えば、研削及び研磨によって）処理されて、圧電層１２を形成してもよい。その後、上側電極３８Ｂ、４０Ｂが、圧電層１２上に堆積され、それに続いて、第２の低速波伝搬層１４Ｂ及び第２の導波閉じ込め構造１６Ｂの堆積が行われてもよい。
【００５９】
図９は、第１及び第２のブラッグミラーが、第１及び第２の導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂとして第１及び第２の高速波伝搬層の代わりに使用されることを除いて、図８のデバイスと実質的に類似のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図９のデバイスの作製は、図８のデバイスの作製と実質的に類似する。図８及び９は両面閉じ込めを有するＭＥＭＳ導波デバイスを示すが、代替の実施形態において、第２の（上面）側の閉じ込め構造１６Ｂが、任意選択で、第２の低速波伝搬層１４Ｂの省略と組合せて省略されてもよい。
【００６０】
図８及び９は、位相が合った２つのＩＤＴ（対応するタイプの電極（例えば、３８Ａ、３８Ｂ、または４０Ａ、４０Ｂ）が、正が正の上にあり、負が負の上にあるように圧電層１２の対向面上に互いに整列する）を示すが、代替の実施形態において、ＩＤＴは、位相がずれて配置されてもよく、対向するタイプの電極（例えば、３８Ａ、４０Ｂ、または４０Ａ、３８Ｂ）は、正が負の上にあり、負が正の上にあるように圧電層１２の対向面上に互いに整列する。この修正は、複数のＩＤＴが圧電層の対向面上にまたはそれに隣接して配置される、本明細書で開示される任意の実施形態に適用されてもよい。
【００６１】
図１０は、本開示の一実施形態による、単結晶圧電層１２の下側表面上に配置されるＩＤＴの形態の交互の電極３８、４０を含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。オプションの低速波伝搬層１４、片面導波閉じ込め構造１６として役立つ高速波伝搬層、及びオプションのキャリア基板２８は、電極３８、４０及び圧電層１２の下に配置される。電極３８、４０は、圧電層１２の下部表面上だけに配設され、したがって、圧電層１２の中心に対して非対称に配置される。導波閉じ込め構造１６及びオプションの低速波伝搬層１４は基板２８を覆って堆積されてもよい。低速波伝搬層１４の一部分は、電極３８、４０の間のギャップ４８を少なくとも部分的に（また好ましくは完全に）充填するように配置される。図１０のＭＥＭＳ導波デバイスを作製するため、基板２８を含む下側サブアセンブリ、導波閉じ込め構造１６、及び低速波伝搬層１４が生成される。リセスが、低速波伝搬層１４の上側表面内に（例えば、エッチングによって）画定されてもよく、また、金属がリセス内に堆積されて、電極３８、４０を形成してもよい。低速波伝搬層１４及び電極３８、４０の平坦化及び研磨に続いて、事前作製済み単結晶圧電ウェハが、下側サブアセンブリに直接結合され、所望の厚さまで（例えば、研削及び研磨によって）処理されて、圧電層１２を形成してもよい。代替的に、電極３８、４０は、単結晶圧電層上でパターン化されてもよく、低速波伝搬層１４は、電極を覆って堆積されてもよく、平坦化後に、低速波伝搬層１４は、基板２８に結合されてもよい。
【００６２】
図１１は、ブラッグミラーが、導波閉じ込め構造１６として高速波伝搬層の代わりに使用されることを除いて、図１０のデバイスと実質的に類似のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図１１のデバイスの作製は、図１０のデバイスの作製と実質的に類似する。
【００６３】
図１２は、低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂが電極３８、４０及び圧電層１２を挟む状態で、圧電層１２の全体の厚さ内に埋め込まれかつそこを通して延在するＩＤＴの形態の電極３８、４０を含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。両面導波閉じ込めは、低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂを挟む第１及び第２の導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂとして役立つ第１及び第２の高速波伝搬層によって提供される。オプションの基板２８は、第１の導波閉じ込め構造１６Ａの下に配設される。電極３８、４０は、圧電層１２の一方の表面上だけに配設され、したがって、圧電層１２の中心厚に対して対称に配置される。図１２のＭＥＭＳ導波デバイスを作製するため、基板２８を含む下側サブアセンブリ、第１の導波閉じ込め構造１６Ａ、及び第１の低速波伝搬層１４Ａが生成される。第１の低速波伝搬層１４Ａの平坦化及び研磨に続いて、事前作製済み単結晶圧電ウェハが、下側サブアセンブリに直接結合されてもよい。その後、アパーチャまたはリセスが、イオンミリング等の任意の適した技法によって圧電ウェハ内に画定されてもよく、また、金属が、アパーチャまたはリセス内に（例えば、蒸着によって）堆積されて、電極３８、４０を形成してもよい。圧電ウェハ及び堆積された電極は、その後、電極３８、４０を露出する所望の厚さまで（例えば、研削及び研磨によって）処理されて、電極３８、４０が圧電層１２の全体の厚さを通して延在する状態で圧電層１２を形成してもよい。その後、第２の低速波伝搬層１４Ｂ及び第２の導波閉じ込め構造１６Ｂは、圧電層１２を覆ってシーケンシャルに堆積されてもよい。
【００６４】
図１３は、第１及び第２のブラッグミラーが、第１及び第２の導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂとして第１及び第２の高速波伝搬層の代わりに使用されることを除いて、図１２のデバイスと実質的に類似のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図１３のデバイスの作製は、図１２のデバイスの作製と実質的に類似する。図１２及び１３は両面閉じ込めを有するＭＥＭＳ導波デバイスを示すが、代替の実施形態において、第２の（上面）側の閉じ込め構造１６Ｂが、任意選択で、第２の低速波伝搬層１４Ｂの省略と組合せて省略されてもよい。
【００６５】
図１４は、本開示の一実施形態による、低速波伝搬層１４が電極３８、４０及び圧電層１２に接触し、片面導波閉じ込めが、導波閉じ込め構造１６として役立つ高速波伝搬層によって提供される状態の、単結晶圧電層１２の下側面内に埋め込まれるＩＤＴの形態の電極３８、４０を含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。電極３８、４０は、圧電層１２の中心に対して非対称に配置され、電極３８、４０の間のギャップ５２は圧電材料によって充填される。図１４のＭＥＭＳ導波デバイスを作製するため、導波閉じ込め構造１６及びオプションの低速波伝搬層１４は、基板２８を覆って堆積されて、下側サブアセンブリを形成してもよい。別々に、リセスが、フォトリソグラフィックエッチング等の任意の適した技法によって単結晶圧電ウェハの表面内に画定されてもよく、また、金属がリセス内に堆積されて、電極３８、４０を形成してもよい。堆積された電極材料を含む圧電ウェハ表面は、平坦化され研磨され、低速波伝搬層１４の平坦化され研磨された表面に直接結合される。その後、圧電ウェハの露出した上側表面は、所望の厚さまで（例えば、研削によって）処理されて、電極３８、４０が圧電層１２の下側部分に埋め込まれた状態の圧電層１２をもたらしてもよい。
【００６６】
図１５は、ブラッグミラーが、導波閉じ込め構造１６として高速波伝搬層の代わりに使用されることを除いて、図１４のデバイスと実質的に類似のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図１５のデバイスの作製は、図１４のデバイスの作製と実質的に類似する。
【００６７】
図１６は、本開示の一実施形態による、交互極性圧電領域１２Ａ、１２Ｂを有する圧電層を挟む電極層５４、５６を有するＰＰＴ５８を含み、また、オプションの低速波伝搬層１４、片面導波閉じ込め構造１６として役立つ高速波伝搬層、及びオプションのキャリア基板２８を更に含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。電極層５４、５６は、交互極性圧電領域１２Ａ、１２Ｂからなる圧電層の中心に対して対称に配置される。図１６のＭＥＭＳ導波デバイスを作製するため、導波閉じ込め構造１６、オプションの低速波伝搬層１４、及び第１の電極層５４は、基板２８を覆って堆積されて、下側サブアセンブリを形成してもよい。圧電ウェハは、下側サブアセンブリに直接結合され、それに先行して、また任意選択でそれに続いて、適切な平坦化及び／または研磨ステップが行われてもよい。或る実施形態において、交互極性圧電領域１２Ａ、１２Ｂは、結合の前に（例えば、液体セル分極処理または電子ビーム書込みによって）画定されてもよく、他の実施形態において、交互極性圧電領域１２Ａ、１２Ｂは、結合が終了した後に画定されてもよい。その後、第２の電極層５６が、交互極性圧電領域１２Ａ、１２Ｂを覆って堆積されて、ＰＰＴ５８を形成してもよい。ＰＰＴ構造及びＰＰＴ作製技法の例は、参照により本明細書に組込まれる米国特許第７，８９８，１５８号に開示される。
【００６８】
図１７は、ブラッグミラーが、導波閉じ込め構造１６として高速波伝搬層の代わりに使用されることを除いて、図１６のデバイスと実質的に類似のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図１７のデバイスの作製は、図１６のデバイスの作製と実質的に類似する。
【００６９】
図１８は、図１６のデバイスと類似するＰＰＴを有するが、２面閉じ込めが追加された状態のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図１８のデバイスは、交互極性圧電領域１２Ａ、１２Ｂを有する圧電層を挟む電極層５４、５６を有するＰＰＴ５８を含み、ＰＰＴ５８を挟むオプションの低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂを更に含む。更に、第１及び第２の閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂとして役立つ第１及び第２の高速波伝搬層は、両面閉じ込めを提供する。オプションの基板２８は、第１の閉じ込め構造１６Ａの下に配設される。電極層５４、５６は、圧電層の中心厚に対して対称に配置される。図１８のＭＥＭＳ導波デバイスの下側部分の作製は、ＰＰＴ５８を覆って第２の低速波伝搬層１４Ｂ及び第２の導波閉じ込め構造１６Ｂを堆積させる更なるステップと共に、図１６のデバイスを作製するときに使用されるステップに従って進められる。
【００７０】
図１９は、ブラッグミラーが、第１及び第２の導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂとして高速波伝搬層の代わりに使用されることを除いて、図１８のデバイスと実質的に類似のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図１９のデバイスの作製は、図１８のデバイスの作製と実質的に類似する。
【００７１】
図２０は、連続電極層６４と、圧電層７２の所定の区分に実質的に位置合せされた電極区分を含む区分化電極層６６との間に配置される、区分化単結晶圧電層７２とを含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。デバイスは、本開示の一実施形態に従って、オプションの低速波伝搬層１４を含み、片面導波閉じ込め構造１６として役立つ高速波伝搬層を含み、オプションのキャリア基板２８を含む。区分化圧電層７２の区分化及び区分化電極６６の区分化は、区分化構造の間にギャップ６８をもたらし、こうした区分化は、好ましくは、ＭＥＭＳ導波デバイスが、それぞれのフィーチャの位置合せを容易にするように形成された後に実施される。電極層６４、６６は、区分化圧電層７２の中心に対して非対称に配置される。図２０のＭＥＭＳ導波デバイスを作製するため、導波閉じ込め構造１６、オプションの低速波伝搬層１４、及び連続電極層６４は、基板２８を覆って堆積されて、下側サブアセンブリを形成してもよい。その後、適切に平坦化され研磨された圧電ウェハは、下側サブアセンブリに結合される。圧電層の上側表面は、薄化され研磨され、それに続いて、上側電極層の堆積が行われてもよい。その後、アパーチャが、上側電極層及び圧電層内に（例えば、１回または複数回のフォトリソグラフィックエッチングステップによって）形成されて、区分化圧電層７２の所定の区分に実質的に位置合せされる区分化電極層６６の所定の区分を形成してもよい。図２０の導波デバイスが使用されて、垂直成分ならびに横成分を含む混合波を生成してもよい。
【００７２】
図２１は、ブラッグミラーが、導波閉じ込め構造１６として高速波伝搬層の代わりに使用されることを除いて、図２０のデバイスと実質的に類似のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図２１のデバイスの作製は、図２０のデバイスの作製と実質的に類似する。
【００７３】
代替の実施形態において、図２０及び２１のＭＥＭＳ導波デバイスは、区分化電極層６６の区分と区分化圧電層７２の区分との間のギャップ６８を少なくとも部分的に充填する（例えば、或る事例において、フラッシュ充填する）ように修正されてもよい。更にまたは代替的に、或る実施形態において、図２０及び２１のＭＥＭＳ導波デバイスは、連続電極層６４を（第２の）区分化電極層に置換するように修正され、それにより、電極と圧電層の中心厚との間で対称配置を提供してもよい。
【００７４】
図２２は、連続電極層６４と、図２１のデバイスと類似の圧電層７２の区分に実質的に位置合せされた電極区分を含む区分化電極層６６とを有するＭＥＭＳ導波デバイスを示すが、２面閉じ込めが追加された状態のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図２２のデバイスは、連続電極層６４と、圧電層７２の所定の区分に実質的に位置合せされた区分を含む区分化電極層６６との間に配置される、区分化単結晶圧電層７２を含み、デバイスは、電極層６４、６６及び圧電層７２を挟むオプションの低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂを含み、区分化電極層６６のそれぞれの区分と区分化圧電層７２との間のギャップ６８は、第２の低速波伝搬層１４Ｂの低速波伝搬材料で少なくとも部分的に（また好ましくは完全に）充填される。更に、第１及び第２の導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂとして役立つ第１及び第２の高速波伝搬層は、両面閉じ込めを提供する。オプションの基板２８は、第１の導波閉じ込め構造１６Ａの下に配設される。電極６４、６６は、圧電層７２の中心厚に対して非対称に配置される。図２２のＭＥＭＳ導波デバイスの下側部分の作製は、区分化電極層６６及び区分化圧電層７２を覆ってかつ両者の間に第２の低速波伝搬層１４Ｂを堆積させる更なるステップと共に、図２０のデバイスを作製するときに使用されるステップに従って進められ、それに続いて、第２の低速波伝搬層１４Ｂを覆って第２の導波閉じ込め構造１６Ｂを堆積させることが行われる。
【００７５】
図２３は、ブラッグミラーが、第１及び第２の導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂとして高速波伝搬層の代わりに使用されることを除いて、図２２のデバイスと実質的に類似のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図２３のデバイスの作製は、図２２のデバイスの作製と実質的に類似する。図２２及び２３は、両面閉じ込めを有するＭＥＭＳ導波デバイスを示すが、代替の実施形態において、第２の（上面）側の閉じ込め構造１６Ｂが、任意選択で、第２の低速波伝搬層１４Ｂの省略と組合せて省略されてもよい。更に、図２０〜図２３は連続電極層６４を示すが、代替の実施形態において、こうした層６４は、不連続（例えば、区分化）電極と置換されてもよい。
【００７６】
図２４及び図２５は、２面導波閉じ込めが混合タイプの導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂによって提供されることを除いて図１２及び図１３のデバイスと実質的に類似のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図２４は、低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂが電極３８、４０及び圧電層１２を挟む状態で、単結晶圧電層１２の全体の厚さ内に埋め込まれかつそこを通して延在するＩＤＴの形態の電極３８、４０を含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。両面導波閉じ込めは、圧電層１２の下に配置される第１の導波閉じ込め構造１６Ａとして役立つ高速波伝搬層によって、また、圧電層１２の上に配置される第２の導波閉じ込め構造１６Ｂとして役立つブラッグミラーによって提供される。低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂは、それぞれの導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂと圧電層１２との間に更に設けられる。オプションの基板２８は、第１の導波閉じ込め構造１６Ａの下に配設される。電極３８、４０は、圧電層１２の中心厚に対して対称に配置される。図２５は、両面導波閉じ込めが、圧電層１２の下に配置される第１の導波閉じ込め構造１６Ａとして役立つブラッグミラーによって、また、圧電層１２の上に配置される第２の導波閉じ込め構造１６Ｂとして役立つ高速波伝搬層によって提供されることを除いて図２４と実質的に類似する。ＭＥＭＳ導波デバイスの作製は、図１２及び１３に関連して述べる作製ステップと実質的に類似し、それに続いて、圧電層１２を覆う第２の低速波伝搬層１４Ｂ及び第２の導波閉じ込め構造１６Ｂの堆積が行われる。図２４及び図２５は両面閉じ込めを有するＭＥＭＳ導波デバイスを示すが、代替の実施形態において、第２の（上面）側の閉じ込め構造１６Ｂが、任意選択で、第２の低速波伝搬層１４Ｂの省略と組合せて省略されてもよい。
【００７７】
図面に示す両面閉じ込めを有する特定の実施形態は、同じタイプの第１及び第２の（例えば、下側及び上側の）導波閉じ込め構造を有してもよい（例えば、両方とも高速波伝搬層である、または、両方ともブラッグミラーである）が、本明細書に示すいずれの実施形態も、混合タイプの導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂを含むように修正されてもよいことが特に企図される。例えば、両面閉じ込めを提供するために、ブラッグミラーが圧電層の下に設けられてもよく、高速波伝搬層が圧電層の上に設けられてもよい、または、その逆も同様である。
【００７８】
或る実施形態において、電極は、圧電層の表面上の異なる平面に沿って配置されてもよく、１つの電極の群は圧電層内に画定されるリセス内に配置される。交互電極を後退させることによって、周期性は半分だけ減少し、それにより、より高い動作周波数を可能にすることができる。更に、反対極性の電極を互いに非常に接近させることによって、より強い音響波励起が可能になり得る。圧電層内に画定されるリセスの深さが制御される場合、疑似応答が制御され得る。或る実施形態において、圧電層の上側表面上にかつリセス内に交互に画定される一部のまたは全ての電極は、平面のまたは起伏する上部表面を有する機能層（例えば、温度補償材料または低速波伝搬材料）で少なくとも部分的に覆われてもよい。或る実施形態において、こうした機能材料は、温度補償ユーティリティを提供してもよい。リセス電極を組込む非共面電極を含むＭＥＭＳ導波デバイスは、図２６〜図２９に関連して述べられる。
【００７９】
図２６は、圧電層１２上に堆積されたＩＤＴの形態の電極３８、４０を有する、複数のリセス７４を画定する圧電層１２を含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。第１の電極の群３８は、圧電層１２の一番上の表面上に配置され、第２の電極の群４０は、リセス７４内に配置され、それにより、第１の電極の群３８は第２の電極の群４０と共面的でない。図２６のＭＥＭＳ導波デバイスは、圧電層１２の下のオプションの低速波伝搬層１４及び片面導波閉じ込め構造１６として役立つ高速波伝搬層を更に含む。オプションの基板２８は、導波閉じ込め構造１６の下に配設される。電極３８、４０は、圧電層１２の中心厚に対して非対称に配置される。図２６のＭＥＭＳ導波デバイスを作製するため、基板２８を含む下側サブアセンブリ、導波閉じ込め構造１６、及び低速波伝搬層１４が、シーケンシャルな堆積ステップによって生成されてもよい。低速波伝搬層１４の平坦化及び研磨に続いて、事前作製済み単結晶圧電ウェハが、下側サブアセンブリに直接結合されてもよい。圧電ウェハは、所望の厚さまで（例えば、研削及び研磨によって）処理されてもよい。その後、リセスが、イオンミリング等の任意の適した技法によって圧電ウェハ内に画定されてもよく、また、金属が、（例えば、蒸着によって）堆積されて、リセス電極４０及び非リセス電極３８を形成してもよい。
【００８０】
図２７は、ブラッグミラーが、導波閉じ込め構造１６として高速波伝搬層の代わりに使用されることを除いて、図２６のデバイスと実質的に類似のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図２７のデバイスの作製は、図２６のデバイスの作製と実質的に類似する。
【００８１】
図２８及び図２９は、図２６及び図２７のデバイスと類似するが、２面閉じ込めが追加された状態のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。
【００８２】
図２８のＭＥＭＳ導波デバイスは、圧電層１２上に堆積されたＩＤＴの形態の電極３８、４０を有する、複数のリセス７４を画定する圧電層１２を含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。第１の電極の群３８は、圧電層１２のバルク上側表面上に配置され、第２の電極の群４０は、リセス７４内に配置され、それにより、第１の電極の群３８は第２の電極の群４０と共面的でない。オプションの低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂは、圧電層１２及び電極３８、４０を挟み、第２の低速波伝搬層１４Ｂの所定の部分は、電極４０の上でかつ電極３８の間のギャップ６８を更に充填する。更に、第１及び第２の導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂとして役立つ第１及び第２の高速波伝搬層は、両面閉じ込めを提供し、低速波伝搬層１４Ａ、１４Ｂを挟む。オプションの基板２８は、導波閉じ込め構造１６Ａの下に配設される。電極３８、４０は、圧電層１２の中心厚に対して非対称に配置される。図２８のＭＥＭＳ導波デバイスの下側部分の作製は、電極３８、４０及び圧電層１２を覆って第２の低速波伝搬層１４Ｂ及び第２の導波閉じ込め構造１６Ｂを堆積させる更なるステップと共に、図２６のデバイスを作製するときに使用されるステップに従って進められる。
【００８３】
図２９は、ブラッグミラーが、第１及び第２の導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂとして高速波伝搬層の代わりに使用されることを除いて、図２８のデバイスと実質的に類似のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図２９のデバイスの作製は、図２８のデバイスの作製と実質的に類似する。図２８及び２９は両面閉じ込めを有するＭＥＭＳ導波デバイスを示すが、代替の実施形態において、第２の（上面）側の閉じ込め構造１６Ｂが、任意選択で、第２の低速波伝搬層１４Ｂの省略と組合せて省略されてもよい。
【００８４】
代替の実施形態において、図２８及び図２９のＭＥＭＳ導波デバイスは、混合タイプの導波閉じ込め構造１６Ａ、１６Ｂを含むように修正されてもよく、例えば、ブラッグミラーが圧電層の下に配置され、高速波伝搬層が圧電層の上に配置される、または、その逆も同様である。
【００８５】
或る実施形態において、ＭＥＭＳ導波デバイスは、異なる第１及び第２の厚さ領域、第１の厚さ領域上にまたはそれに隣接して配置され、第１の厚さ領域内で波長λ１を有する第１の横音響波の変換のために構成される第１の電極の群、ならびに、第２の厚さ領域上にまたはそれに隣接して配置され、第２の厚さ領域内で波長λ２を有する第２の横音響波の変換のために構成される第２の電極の群を含み、λ２はλ１と異なる。少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、第１の厚さ領域内に第１の横音響波を閉じ込めるように構成され、また、第２の厚さ領域内に第２の横音響波を閉じ込めるように構成される。こうして、単一デバイスの複数の共振器が、複数の広く異なる（例えば、オクターブの差）周波数の変換のために使用されてもよい。マルチ周波数ＭＥＭＳ導波デバイスの例は図３０〜図３６に示される。
【００８６】
図３０は、圧電層を下地層に直接結合する前に、圧電層８２を局所的に薄化することに続く、作製中のＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図３０において、下側サブアセンブリは、基板２８、基板２８を覆って配置される導波閉じ込め構造１６として役立つ高速波伝搬層、及び導波閉じ込め構造１６を覆って配置される温度補償層１４を含む。上側サブアセンブリは、第１及び第２の厚さ領域をもたらすため、（例えば、イオンミリングまたはエッチング等の適切な技法によって）局所的に薄化された圧電ウェハを含む。ここで、２つの領域のより薄い一つは温度補償材料８４で満たされる。下側及び上側サブアセンブリの形成後に、嵌合表面が、（例えば、平坦化及び研磨によって）処理され、直接結合されてもよい。その後、圧電層８２の厚さは、上側表面を研削し研磨することによって調整されてもよく、電極は、圧電層を覆って堆積されてもよい。
【００８７】
図３１は、（圧電層の第１の厚さ領域８２−１及び第２の厚さ領域８２−２をもたらすための）圧電層の外側表面の結合、平坦化／薄化、及び圧電層を覆う電極３８−１、４０−１、３８−２、４０−２の堆積に続く、図３０に示すサブアセンブリによって生成されるＭＥＭＳ導波デバイスを示す。第１の電極の群３８−１、４０−１（例えば、第１のＩＤＴを形成する）は第１の厚さ領域８２−１を覆って配置され、第２の電極の群３８−２、４０−２（例えば、第２のＩＤＴを形成する）は第２の厚さ領域８２−２を覆って配置され、全ての電極３８−１、４０−１、３８−２、４０−２は、実質的に共面的であり、非対称導波励起に対して配置される。図３１に示すように、第１の電極の群３８−１、４０−１内の電極の周期性（または間隔）は、好ましくは、第２の電極の群３８−２、４０−２内の電極の周期性と異なる。上側サブアセンブリの温度補償材料８４（図３０に示す）を下側サブアセンブリの温度補償層１４に付加することによって、結果として得られるＭＥＭＳ導波デバイスは、第１の温度補償層厚さ領域１４−１及び第２の温度補償層厚さ領域１４−２を含み、こうした各領域１４−１、１４−２は異なる厚さを有する。図３１のＭＥＭＳ導波デバイスの動作時、横励起波は、第１の電極の群３８−１、４０−１及び第２の電極の群３８−２、４０−２をそれぞれ使用して、圧電層の第１及び第２の厚さ領域８２−１、８２−２内で刺激され、導波閉じ込め構造１６（すなわち、高速波伝搬層）は、横励起波を第１及び第２の厚さ領域８２−１、８２−２内に閉じ込めるのに役立つ。
【００８８】
図３２及び図３３は、ブラッグミラーが、導波閉じ込め構造１６として高速波伝搬層の代わりに設けられることを除いて、図３０及び図３１のデバイスと実質的に類似する。図３３のＭＥＭＳ導波デバイスの作製は、導波閉じ込め構造１６として役立つために高速波伝搬層をブラッグミラーと置換したことを除いて、図３１のＭＥＭＳ導波閉じ込め構造に関連して述べた作製ステップと実質的に類似する。
【００８９】
図３４は、第１の電極の群３８−１、４０−１及び第２の電極の群３８−２、４０−２がそれぞれ重ねられる圧電層の第１及び第２の厚さ領域８２−１、８２−２を含むＭＥＭＳ導波デバイスを示す。各電極の群３８−１、４０−１、３８−２、４０−２は、実質的に共面的である。圧電層の第１及び第２の厚さ領域８２−１、８２−２は、第１の温度補償層厚さ領域１４−１及び第２の温度補償層厚さ領域１４−２を含む温度補償層の上に載る。その下に、第１の導波閉じ込め厚さ領域１６−１及び第２の導波閉じ込め厚さ領域１６−２を含む高速波伝搬材料の形態の導波閉じ込め構造１６が設けられる。導波閉じ込め構造１６は、任意選択で、下地構造２８によって支持されてもよい。最終的に、第１の電極の群３８−１、４０−１（例えば、第１のＩＤＴを形成する）は、圧電層の第１の厚さ領域８２−１、第１の温度補償層厚さ領域１４−１、及び第１の導波閉じ込め厚さ領域１６−１を覆って配置される。同様に、第２の電極の群３８−２、４０−２（例えば、第２のＩＤＴを形成する）は、圧電層の第２の厚さ領域８２−２、第２の温度補償層厚さ領域１４−２、及び第２の導波閉じ込め厚さ領域１６−２を覆って配置される。こうして、波伝搬特性、温度補償特性、及び導波閉じ込め特性は、第１の電極の群３８−１、４０−１及び第２の電極の群３８−２、４０−２のそれぞれについて選択されてもよい。
【００９０】
図３４のＭＥＭＳ導波デバイスは、複数のサブアセンブリから作製されてもよい。下側サブアセンブリは、基板２８上に導波閉じ込め構造（例えば、高速波伝搬材料）を堆積させ、それに続いて、導波閉じ込め構造を局所的に薄化し、局所的に薄化したエリア内に温度補償材料を堆積させ、表面全体を覆って更なる温度補償材料を堆積させることによって形成されてもよい。上側サブアセンブリは、事前作製済み圧電ウェハを局所的に薄化し、局所的に薄化したエリア内に温度補償材料を堆積させることによって形成されてもよい。それぞれのサブアセンブリ嵌合表面の適切な平坦化及び研磨後に、上側及び下側サブアセンブリは、互いに直接結合されてもよい。その後、圧電層８２の厚さは、研削及び研磨によって調整されてもよく、また、電極の群３８−１、４０−１、３８−２、４０−２は、圧電層８２の上側表面上に堆積されてもよい。
【００９１】
図３５及び３６は、異なる電極の群がそれを覆って配置される非共面上部表面を有する、異なる厚さ領域を圧電層が含む、ＭＥＭＳ導波デバイスを示す。図３５を参照すると、ＭＥＭＳ導波デバイスは、第１の電極の群３８−１、４０−１（例えば、第１のＩＤＴを形成する）及び第２の電極の群３８−２、４０−２（例えば、第２のＩＤＴを形成する）をそれぞれ重ねられる圧電層の第１及び第２の厚さ領域８２−１、８２−２を含む。第１及び第２の厚さ領域８２−１、８２−２の上部表面は非共面的であり、それにより、第１の電極の群３８−１、４０−１は第２の電極の群３８−２、４０−２と非共面的である。圧電層の第１及び第２の厚さ領域８２−１、８２−２は温度補償層１４の上に載る。その下に、高速波伝搬材料の形態の導波閉じ込め構造１６が設けられる。導波閉じ込め構造１６は、任意選択で下にある基板２８によって支持されてよい。図３５のＭＥＭＳ導波デバイスは、基板２８上に導波閉じ込め構造１６（例えば、高速波伝搬材料）を堆積させ、導波閉じ込め構造１６を覆って温度補償層１４を堆積させることによって作製されてもよい。温度補償層１４の嵌合表面及び事前作製済み圧電ウェハの嵌合表面の適切な平坦化及び研磨後に、こうした表面は直接結合されてもよい。その後、圧電ウェハは、イオンミリングによって等で、局所的に薄化されて、第１及び第２の厚さ領域８２−１、８２−２を画定してもよく、また、電極の群３８−１、４０−１及び３８−２、４０−２は、厚さ領域上に堆積されてもよい。
【００９２】
したがって、異なる厚さ領域を有する単結晶圧電材料を含む微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスを作製する方法は、厚さが異なる第１及び第２の厚さ領域を画定するため単結晶圧電材料層を局所的に薄化することを含む。局所的に薄化した単結晶圧電材料層は、下地層（例えば、（ｉ）高速波伝搬層、（ｉｉ）ブラッグミラー、または（ｉｉｉ）基板の少なくとも１つ）上にまたはそれを覆って結合されて、内部結合した界面を提供する。こうした結合は、当技術分野で知られているウェハ結合技法を使用して実施されてもよい。第１及び第２の電極の群は、第１の厚さ領域内での第１の波長λ１を有する第１の横音響波の変換のため、また、第２の厚さ領域内での第２の波長λ２を有する第２の横音響波の変換のために、第１の厚さ領域及び第２の厚さ領域上にまたはそれに隣接してそれぞれ画定される。圧電層の１つまたは複数の表面は、結合の前に（例えば、結合準備ステップとして）平坦化されてもよい、及び／または、（例えば、圧電層の厚さを調整するため）結合した後に平坦化されてもよい。好ましくは、温度補償層は、圧電層の下に設けられ、或る実施形態において、温度補償層は、互いに異なる、第１の温度補償層厚さ領域及び第２の温度補償層厚さ領域を含んでもよい。或る実施形態において、更なる温度補償材料が、第１の厚さ領域上にまたは第２の厚さ領域の少なくとも一方の表面上にまたはそれを覆って堆積されてもよい。
【００９３】
添付図面の図を考慮して以下の説明を読むと、当業者は、本開示の概念を理解し、本明細書で特に述べられていないこれらの概念の適用を認識するであろう。当業者は、本開示の好ましい実施形態に対する改良及び修正を認識するであろう。全てのこうした改良及び修正は、本明細書で開示される概念及び添付特許請求項の範囲内にあると考えられる。本明細書で開示される種々の特徴及び要素のいずれの特徴及び要素も、本明細書でそれと反対の指示がない限り、１つまたは複数の他の開示される特徴及び要素と組合されてもよい。
[請求項１]
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスであって、
単結晶圧電層と、
前記単結晶圧電層内にまたは前記単結晶圧電層上に配置され、前記単結晶圧電層内での横音響波の変換のために構成される複数の電極と、
前記単結晶圧電層に近接して配置され、前記単結晶圧電層内に波長λを有する横励起波を閉じ込めるように構成される少なくとも１つの導波閉じ込め構造と、を備え、前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の各導波閉じ込め構造は、５λより小さい厚さを備え、前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、１λ〜５λの範囲内の厚さを有する高速波伝搬層を備える、前記微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイス。
[請求項２]
前記単結晶圧電層は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムの少なくとも一方を含む、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項３]
前記単結晶圧電層と前記デバイスの少なくとも１つの下地層との間に結合界面を備える、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項４]
前記少なくとも１つの下地層は、（ｉ）前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の１つの導波閉じ込め構造または（ｉｉ）前記単結晶圧電層と前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の１つの導波閉じ込め構造との間に配置される任意に設けられる低速波伝搬層の少なくとも一方を備える、請求項３に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項５]
前記単結晶圧電層は、第１の表面及び前記第１の表面に対向する第２の表面を備え、
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、前記第１の表面に近接する第１の導波閉じ込め構造を備え、また、前記第２の表面に近接する第２の導波閉じ込め構造を備える、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項６]
前記第１の導波閉じ込め構造は前記高速波伝搬層を備え、前記第２の導波閉じ込め構造は別の高速波伝搬層を備える、請求項５に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項７]
前記第１の導波閉じ込め構造または前記第２の導波閉じ込め構造の一方は前記高速波伝搬層を備え、前記第１の導波閉じ込め構造または前記第２の導波閉じ込め構造の他方はブラッグミラーを備える、請求項５に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項８]
前記第１の表面と前記第１の導波閉じ込め構造との間に配置される第１の低速波伝搬層、及び、前記第２の表面と前記第２の導波閉じ込め構造との間に配置される第２の低速波伝搬層を更に備える、請求項５に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項９]
前記単結晶圧電層と前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造との間に配置される少なくとも１つの低速波伝搬層を更に備える、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項１０]
前記少なくとも１つの低速波伝搬層は、前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の各層の厚さと異なる厚さを備える、請求項９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項１１]
前記複数の電極は、前記少なくとも１つの低速波伝搬層内に配置されかつ前記単結晶圧電層と接触状態で配置される複数の電極を含む、請求項９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項１２]
前記複数の電極は、第１の極性の第１の電極の群及び前記第１の極性と反対の第２の極性の第２の電極の群を備えるインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を含み、
前記第２の電極の群は、前記第１の電極の群に関して非共面的である、請求項１１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項１３]
前記複数の電極は、第１の極性の第１の電極の群及び前記第１の極性と反対の第２の極性の第２の電極の群を含むインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を備え、
前記単結晶圧電層は複数のリセス領域を含み、
前記第２の電極の群は、前記第２の電極の群が前記第１の電極の群に関して非共面的であるように前記複数のリセス領域内に配置される、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項１４]
前記複数の電極を少なくとも部分的に覆う少なくとも１つの機能層を更に備える、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項１５]
前記単結晶圧電層は、第１の表面及び前記第１の表面に対向する第２の表面を備え、前記複数の電極は、前記第１の表面上に配置される第１のインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を備え、また、前記第２の表面上に配置される第２のＩＤＴを備える、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項１６]
前記複数の電極は、前記単結晶圧電層内に少なくとも部分的に埋め込まれたインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を備える、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項１７]
前記単結晶圧電層は、第１の表面及び前記第１の表面に対向する第２の表面を備え、
前記複数の電極及び前記単結晶圧電層は、結合して、周期分極反転変換器を備え、前記周期分極反転変換器において、前記単結晶圧電層は、異なる極性の複数の横交互領域を備え、前記複数の電極は、前記第１の表面上に配置される第１の固体金属電極を備え、また、前記第２の表面上に配置される第２の固体金属電極を備え、
少なくとも１つの低速波伝搬層は、前記周期分極反転変換器と前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造との間に存在する、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項１８]
前記複数の電極は、第１の電極の区分化層を備え、また、第２の電極の実質的に連続の層を備え、
前記単結晶圧電層は区分化単結晶圧電層を備え、
前記区分化単結晶圧電層は、前記区分化単結晶圧電層の区分が、第１の電極の前記区分化層の区分に実質的に位置合せされた状態で、第１の電極の前記区分化層と前記第２の電極の実質的に連続の層との間に配置される、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項１９]
第１の電極の前記区分化層の区分の間にギャップを備え、前記ギャップは、低速波伝搬材料で少なくとも部分的に充填される、請求項１８に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項２０]
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、第１の導波閉じ込め構造及び第２の導波閉じ込め構造を備え、
第１の電極の前記区分化層の区分の間のギャップ及び前記区分化単結晶圧電層の区分の間のギャップは低速波伝搬材料で充填され、
前記複数の電極、前記区分化単結晶圧電層、及び前記低速波伝搬材料は、前記第１の導波閉じ込め構造と前記第２の導波閉じ込め構造との間に配置される、請求項１８に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項２１]
第１の電極の前記区分化層と前記第１の導波閉じ込め構造または前記第２の導波閉じ込め構造の少なくとも一方との間に少なくとも１つの低速波伝搬材料を更に含む、請求項２０に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項２２]
前記単結晶圧電層は、第１の厚さ領域及び第２の厚さ領域を備え、前記第１の厚さ領域の厚さは前記第２の厚さ領域の厚さと異なり、
前記複数の電極は、前記第１の厚さ領域上にまたは前記第１の厚さ領域に隣接して配置され、前記第１の厚さ領域内で波長λ１を有する第１の横音響波の変換のために構成される第１の複数の電極を備え、また、前記第２の厚さ領域上にまたは前記第２の厚さ領域に隣接して配置され、前記第２の厚さ領域内で波長λ２を有する第２の横音響波の変換のために構成される第２の複数の電極を備え、λ２はλ１と異なる、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項２３]
前記第１の複数の電極は第１のインターデジタル変換器を備え、前記第２の複数の電極は第２のインターデジタル変換器を備える、請求項２２に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項２４]
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造と前記単結晶圧電層の少なくとも一部分との間に温度補償層を更に備える、請求項２３に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項２５]
前記温度補償層は、前記第１の厚さ領域に近接して第１の温度補償層厚を含み、また、前記第２の厚さ領域に近接して第２の温度補償層厚を含む、請求項２４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項２６]
前記第１の複数の電極は前記第２の複数の電極に関して非共面的である、請求項２２に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項２７]
５λより大きい厚さを備えるキャリア基板を更に備え、前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の１つの導波閉じ込め構造は、前記キャリア基板と前記単結晶圧電層との間に配置される、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項２８]
５λより大きい厚さを備えるキャリア基板がなく、前記導波デバイスは板波デバイスを備える、請求項１に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項２９]
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスであって、
単結晶圧電層と、
前記単結晶圧電層内にまたは前記単結晶圧電層上に配置され、前記単結晶圧電層内で横音響波の変換のために構成される複数の電極と、
少なくとも１つの低速波伝搬層と、
前記単結晶圧電層に近接して配置され、前記単結晶圧電層内に横励起波を閉じ込めるように構成される少なくとも１つの導波閉じ込め構造と、を備え、前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造はブラッグミラーを備え、前記ブラッグミラーは、前記少なくとも１つの低速波伝搬層の１つの低速波伝搬層によって前記単結晶圧電層から分離される、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイス。
[請求項３０]
前記ブラッグミラーは、少なくとも１つの低インピーダンス層及び少なくとも１つの高インピーダンス層の少なくとも１つの群を含み、前記少なくとも１つの低インピーダンス層は、前記少なくとも１つの群内で前記少なくとも１つの高インピーダンス層とシーケンシャルに配置される、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項３１]
前記単結晶圧電層とデバイスの少なくとも１つの下地層との間に結合界面を備える、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項３２]
前記少なくとも１つの下地層は、（ｉ）前記ブラッグミラーまたは（ｉｉ）前記低速波伝搬層の少なくとも一方を備える、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項３３]
前記単結晶圧電層は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムの少なくとも一方を含む、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項３４]
前記単結晶圧電層は、第１の表面及び前記第１の表面に対向する第２の表面を備え、
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、前記第１の表面に近接する第１の導波閉じ込め構造を備え、また、前記第２の表面に近接する第２の導波閉じ込め構造を備える、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項３５]
前記第１の導波閉じ込め構造は第１のブラッグミラーを備え、前記第２の導波閉じ込め構造は第２のブラッグミラーを備える、請求項３４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項３６]
前記第１の導波閉じ込め構造または前記第２の導波閉じ込め構造の一方は前記ブラッグミラーを備え、前記第１の導波閉じ込め構造または前記第２の導波閉じ込め構造の他方は高速波伝搬層を備える、請求項３４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項３７]
前記少なくとも１つの低速波伝搬層は、第１の低速波伝搬層及び第２の低速波伝搬層を備え、前記第１の低速波伝搬層は前記第１の表面と前記第１の導波閉じ込め構造との間に配置され、前記第２の低速波伝搬層は前記第２の表面と前記第２の導波閉じ込め構造との間に配置される、請求項３４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項３８]
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造は第１の導波閉じ込め構造及び第２の導波閉じ込め構造を備え、
前記複数の電極、前記単結晶圧電層、及び前記少なくとも１つの低速波伝搬層は、前記第１の導波閉じ込め構造と前記第２の導波閉じ込め構造との間に配置される、請求項３４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項３９]
前記少なくとも１つの低速波伝搬層は、前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の各層の厚さと異なる厚さを備える、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項４０]
前記複数の電極は、前記少なくとも１つの低速波伝搬層内に配置されかつ前記単結晶圧電層と接触状態で配置される複数の電極を含む、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項４１]
前記複数の電極は、第１の極性の第１の電極の群及び前記第１の極性と反対の第２の極性の第２の電極の群を備えるインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を含み、
前記第２の電極の群は、前記第１の電極の群に関して非共面的である、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項４２]
前記複数の電極は、第１の極性の第１の電極の群及び前記第１の極性と反対の第２の極性の第２の電極の群を含むインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を備え、
前記単結晶圧電層は複数のリセス領域を含み、
前記第２の電極の群は、前記第２の電極の群が前記第１の電極の群に関して非共面的であるように前記複数のリセス領域内に配置される、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項４３]
前記複数の電極を少なくとも部分的に覆う少なくとも１つの機能層を更に備える、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。 
[請求項４４]
前記単結晶圧電層は、第１の表面及び前記第１の表面に対向する第２の表面を備え、前記複数の電極は、前記第１の表面上に配置される第１のインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を備え、また、前記第２の表面上に配置される第２のＩＤＴを備える、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項４５]
前記複数の電極は、前記単結晶圧電層内に少なくとも部分的に埋め込まれたインターデジタル変換器（ＩＤＴ）を備える、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項４６]
前記単結晶圧電層は、第１の表面及び前記第１の表面に対向する第２の表面を備え、
前記複数の電極及び前記単結晶圧電層は、結合して、周期分極反転変換器を備え、前記周期分極反転変換器において、前記単結晶圧電層は、異なる極性の複数の横交互領域を備え、前記複数の電極は、前記第１の表面上に配置される第１の固体金属電極を備え、また、前記第２の表面上に配置される第２の固体金属電極を備え、
少なくとも１つの低速波伝搬層は、前記周期分極反転変換器と前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造との間に存在する、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項４７]
前記複数の電極は、第１の電極の区分化層を備え、また、第２の電極の実質的に連続の層を備え、
前記単結晶圧電層は区分化単結晶圧電層を備え、
前記区分化単結晶圧電層は、前記区分化単結晶圧電層の区分が、第１の電極の前記区分化層の区分に実質的に位置合せされた状態で、第１の電極の前記区分化層と前記第２の電極の実質的に連続の層との間に配置される、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項４８]
第１の電極の前記区分化層の区分の間にギャップを備え、前記ギャップは、低速波伝搬材料で少なくとも部分的に充填される、請求項４７に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項４９]
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、第１の導波閉じ込め構造及び第２の導波閉じ込め構造を備え、
第１の電極の前記区分化層の区分の間のギャップ及び前記区分化単結晶圧電層の区分の間のギャップは低速波伝搬材料で充填され、
前記複数の電極、前記区分化単結晶圧電層、及び前記低速波伝搬材料は、前記第１の導波閉じ込め構造と前記第２の導波閉じ込め構造との間に配置される、請求項４７に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項５０]
第１の電極の前記区分化層と前記第１の導波閉じ込め構造または前記第２の導波閉じ込め構造の少なくとも一方との間に少なくとも１つの低速波伝搬材料を更に含む、請求項４７に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項５１]
前記単結晶圧電層は、第１の表面及び前記第１の表面に対向する第２の表面を備え、
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、少なくとも１つの高速波伝搬層を含む第１の導波閉じ込め構造を備え、また、少なくとも１つのブラッグミラーを含む第２の導波閉じ込め構造を備え、
以下の特徴（ｉ）及び（ｉｉ）、
（ｉ）前記第１の導波閉じ込め構造は前記第１の表面に近接して配置され、前記第２の導波閉じ込め構造は前記第２の表面に近接して配置される、
または（ｉｉ）前記第１の導波閉じ込め構造は前記第２の表面に近接して配置され、前記第２の導波閉じ込め構造は前記第１の表面に近接して配置される、
の一方を含む、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項５２]
前記単結晶圧電層は、第１の厚さ領域及び第２の厚さ領域を備え、前記第１の厚さ領域の厚さは前記第２の厚さ領域の厚さと異なり、
前記複数の電極は、前記第１の厚さ領域上にまたは前記第１の厚さ領域に隣接して配置され、前記第１の厚さ領域内で波長λ１を有する第１の横音響波の変換のために構成される第１の複数の電極を備え、また、前記第２の厚さ領域上にまたは前記第２の厚さ領域に隣接して配置され、前記第２の厚さ領域内で波長λ２を有する第２の横音響波の変換のために構成される第２の複数の電極を備え、λ２はλ１と異なる、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項５３]
前記第１の複数の電極は第１のインターデジタル変換器を備え、前記第２の複数の電極は第２のインターデジタル変換器を備える、請求項５２に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項５４]
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造と前記単結晶圧電層の少なくとも一部分との間に温度補償層を更に備える、請求項５２に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項５５]
前記温度補償層は、前記第１の厚さ領域に近接して第１の温度補償層厚を含み、また、前記第２の厚さ領域に近接して第２の温度補償層厚を含む、請求項５４に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項５６]
前記第１の複数の電極は前記第２の複数の電極に関して非共面的である、請求項５２に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項５７]
５λより大きい厚さを備えるキャリア基板を更に備え、前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の１つの導波閉じ込め構造は、前記キャリア基板と前記単結晶圧電層との間に配置される、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項５８]
５λより大きい厚さを備えるキャリア基板がなく、前記導波デバイスは板波デバイスを備える、請求項２９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項５９]
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスであって、
区分化単結晶圧電層と、
前記区分化単結晶圧電層内にまたは前記区分化単結晶圧電層上に配置され、前記区分化単結晶圧電層内での波長λを有する横音響波の変換のために構成される複数の電極であって、第１の電極の区分化層を備える、前記複数の電極と、
前記区分化単結晶圧電層に近接して配置され、前記区分化単結晶圧電層内に横励起波を閉じ込めるように構成される少なくとも１つの導波閉じ込め構造と、を備え、
前記区分化単結晶圧電層の区分は、第１の電極の前記区分化層の区分に実質的に位置合せされる、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイス。
[請求項６０]
前記複数の電極は、第２の電極の実質的に連続の層を更に備える、請求項５９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項６１]
第１の電極の前記区分化層の区分の間にギャップを備え、前記ギャップは、低速波伝搬材料で少なくとも部分的に充填される、請求項５９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項６２]
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、第１の導波閉じ込め構造及び第２の導波閉じ込め構造を備え、
第１の電極の前記区分化層の区分の間のギャップ及び前記区分化単結晶圧電層の区分の間のギャップは低速波伝搬材料で充填され、
前記複数の電極、前記区分化単結晶圧電層、及び前記低速波伝搬材料は、前記第１の導波閉じ込め構造と前記第２の導波閉じ込め構造との間に配置される、請求項５９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項６３]
（ｉ）第１の電極の前記区分化層と（ｉｉ）前記第１の導波閉じ込め構造または前記第２の導波閉じ込め構造の少なくとも一方との間に、少なくとも１つの低速波伝搬材料を更に含む、請求項６２に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項６４]
（ｉ）第１の電極の前記区分化層と（ｉｉ）前記導波閉じ込め構造との間に、少なくとも１つの低速波伝搬材料を更に含む、請求項５９に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項６５]
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスであって、
第１の厚さ領域及び第２の厚さ領域を備える単結晶圧電層であって、前記第１の厚さ領域の厚さは前記第２の厚さ領域の厚さと異なる、前記単結晶圧電層と、
前記第１の厚さ領域上にまたは前記第１の厚さ領域に隣接して配置され、前記第１の厚さ領域内で波長λ１を有する第１の横音響波の変換のために構成される第１の複数の電極と、
前記第２の厚さ領域上にまたは前記第２の厚さ領域に隣接して配置され、前記第２の厚さ領域内で波長λ２を有する第２の横音響波の変換のために構成される第２の複数の電極であって、λ２はλ１と異なる、前記第２の複数の電極と、
前記単結晶圧電層に近接して配置され、前記第１の厚さ領域内に前記第１の横音響波を閉じ込めるように構成され、前記第２の厚さ領域内に前記第２の横音響波を閉じ込めるように構成される少なくとも１つの導波閉じ込め構造と、を備え、
前記第１の複数の電極は前記第２の複数の電極に関して非共面的である、前記微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイス。
[請求項６６]
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、（ｉ）高速波伝搬材料及び（ｉｉ）温度補償層によって前記単結晶圧電層から分離されるブラッグミラーからなる群から選択される、請求項６５に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項６７]
前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造は、λ１及びλ２のそれぞれより小さい厚さを備える、請求項６５に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項６８]
前記単結晶圧電層と前記少なくとも１つの導波閉じ込め構造の少なくとも一部分との間に配置される温度補償層を更に備える、請求項６５に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項６９]
前記温度補償層は、前記第１の厚さ領域に近接して第１の温度補償層厚を備え、また、前記第２の厚さ領域に近接して第２の温度補償層厚を備える、請求項６８に記載のＭＥＭＳ導波デバイス。
[請求項７０]
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）導波デバイスを作製する方法であって、
第１の厚さ領域及び第２の厚さ領域を画定するため、単結晶圧電材料層を局所的に薄化することであって、前記第１の厚さ領域の厚さは前記第２の厚さ領域の厚さと異なる、前記薄化すること、
結合界面を設けるため、前記局所的に薄化した単結晶圧電材料層を下地層上にまたは前記下地層を覆って結合させること、
前記第１の厚さ領域上にまたは前記第１の厚さ領域に隣接して配置され、前記第１の厚さ領域内で波長λ１を有する横音響波の変換のために構成される第１の複数の電極を画定すること、及び、
前記第２の厚さ領域上にまたは前記第２の厚さ領域に隣接して配置され、前記第２の厚さ領域内で波長λ２を有する横音響波の変換のために構成される第２の複数の電極を画定することを含む、前記方法。
[請求項７１]
前記局所的に薄化した単結晶圧電材料層を前記下地層上にまたは前記下地層を覆って結合させる前に、前記単結晶圧電材料層の少なくとも１つの表面を平坦化することを更に含む、請求項７０に記載の方法。
[請求項７２]
温度補償材料を、前記第１の厚さ領域または前記第２の厚さ領域の少なくとも一方の表面上に堆積させることを更に含む、請求項７０に記載の方法。
[請求項７３]
前記下地層は、（ｉ）高速波伝搬層、（ｉｉ）ブラッグミラー、または（ｉｉｉ）基板の少なくとも１つを備える、請求項７０に記載の方法。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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