Dispositivo de ondas acústicas de interfaces.

Dispositivo de ondas acústicas de interfaces (1) comprendiendo al menos dos substratos y una capa (2,

22, 42,62, 82) de material ferroeléctrico, esta última se incluye entre un primer electrodo (3, 23, 43, 63, 83) y unsegundo electrodo (4, 24, 44, 64, 84) y comprende primeros campos de polarización positiva (7, 27, 47, 67, 87)y segundos campos de polarización negativa (8, 28, 48, 68, 88), estos primeros y segundos campos siendoalternados, este dispositivo siendo caracterizado por el hecho de que el conjunto, constituido por el primerelectrodo (3, 23, 43, 63, 83), la capa (2, 22, 42, 62, 82) de material ferroeléctrico y el segundo electrodo (4, 24,44, 64, 84)), se incluye entre un primer substrato (5, 25, 45, 65, 85) y un segundo substrato (6, 26, 46, 66, 86).

Dispositivo de ondas acústicas de interfaces

La presente invención se refiere al ámbito de los dispositivos de ondas acústicas y particularmente al de los transductores aptos para funcionar en frecuencias muy altas, desde algunas centenas de MHz hasta varios GigaHertz.

Se conoce cierto número de solicitudes de patentes que describen los dispositivos pasivos para el tratamiento de señales RF, comprendiendo unas estructuras de peine de electrodos interdigitales y la puesta en servicio del mecanismo conocido bajo el nombre de ondas de interfaces. Este tipo de dispositivo necesita la puesta en servicio de una película de polímero que asegure un enlace elástico entre los materiales, lo cual genera pérdidas acústicas notables. Si ciertas configuraciones permiten liberarse de tal capa orgánica, éstas requieren sin embargo la implementación de técnicas que permiten la integración de la interfaz de dicho transductor interdigital, lo que supone dificultades tecnológicas notorias.

Se conoce también los transductores de separación energética baja comprendiendo electrodos de anchura optimizada y en los que la distancia entre electrodos es extremadamente reducida. Sin embargo, para funcionar a 1, 6 GHz por ejemplo, unos electrodos de anchura 1, 5 !m, sea ('/2) , se deben separar en una distancia del orden dealgunas centenas de Ángstrom, necesitando la implementación de una tecnología delicada.

Para resolver estos inconvenientes, se conoce la solicitud de patente FR2811828 que describe un dispositivo de ondas acústicas de superficies comprendiendo una capa de material ferroeléctrico y un substrato y caracterizado por el hecho de que la capa de material ferroeléctrico se incluye entre un primer electrodo y un segundo electrodo y por el hecho de que la capa de material ferroeléctrico incluye unos primeros campos de polarización positiva y unos segundos campos de polarización negativos, los primeros y segundos campos siendo alternados.

Sin embargo, este tipo de dispositivo incluye inconvenientes mayores, a saber:

- la necesidad de afinar una membrana en espesores muy reducidos (del orden de la longitud de onda acústica) , por lo que la manipulación del objeto se vuelve muy delicada y generalmente incompatible con los procesos de fabricación industriales,

- una sensibilidad importante a los efectos externos requiere un encapsulado al vacío para poder funcionar correctamente.

- una densidad de modo muy elevada, a pesar de la posibilidad de reducir esta última por afinación del transductor (con las dificultades evocadas más arriba) , generalmente poco propicia a la fabricación de dispositivos de alta pureza espectral

- una fuerte derivación de temperatura de la frecuencia de resonancia de los componentes que utiliza este principio, ligado al hecho de que los materiales ferroeléctricos utilizados habitualmente para este fin (PZT, niobato de litio, tantalato de litio) presentan propiedades elásticas muy sensibles a los efectos térmicos.

El objetivo de la invención consiste en resolver los inconvenientes citados anteriormente con un dispositivo de ondas acústicas que permite funcionar en frecuencias superiores al GHz sin dificultades de realización y comprendiendo una gran insensibilidad frente a los efectos externos y, por otra parte, la obtención de coeficientes de calidad muy elevados.

La solución aportada es un dispositivo de ondas acústicas de interfaces comprendiendo al menos dos substratos y una capa de material ferroeléctrico, esta última se incluye entre un primer electrodo y un segundo electrodo y comprende primeros campos de polarización positiva y segundos campos de polarización negativa, los primeros y segundos campos siendo alternados, este dispositivo se caracteriza por el hecho de que el conjunto, constituido por el primer electrodo, la capa de material ferroeléctrico y el segundo electrodo, se incluye entre un primer substrato y un segundo substrato.

Según una característica particular, la capa de material ferroeléctrico incluye una primera parte con primeros campos de polarización positiva y segundos campos de polarización negativos, los primeros y segundos campos siendo alternados, y una segunda parte polarizada uniformemente.

Según una característica particular que permite constituir las zonas de transferencia de energía, un dispositivo según la invención incluye al menos una cavidad al nivel de la capa de material ferroeléctrico y/o de al menos uno de los substratos.

Según una característica adicional, un dispositivo según la invención incluye al menos una de las siguientes características:

- una primera parte con primeros campos de polarización positiva y segundos campos de polarización negativa, los primeros y segundos campos siendo alternados, y una segunda parte polarizada uniformemente, caracterizado por el hecho de que unas caras de al menos una cavidad constituyen fronteras con dichas primera y segunda partes y son ortogonales con respecto a estas últimas,

- al menos uno de los substratos incluye al menos una ranura en su cara en contacto con el electrodo, la cual ranura constituye una cavidad,

- una primera parte con primeros campos de polarización positiva y segundos campos de polarización negativa, los primeros y segundos campos siendo alternados, y una segunda parte uniformemente polarizada, caracterizado por el hecho de que la segunda parte incluye una tercera parte no cubierta por los electrodos y reducida con el fin de formar cavidades entre esta tercera parte y cada uno de los primer y segundo substratos, provocando una rotura de impedancia acústica propicia para la reflexión de las ondas y a su confinamiento a proximidad del transductor,

- una primera parte con primeros campos de polarización positiva y segundos campos de polarización negativa, los primeros y segundos campos siendo alternados, y una segunda parte constituida de primeros o segundos campos separados por cavidades.

La invención se refiere también a un resonador comprendiendo al menos un dispositivo según la invención.

Otras ventajas y características aparecerán en la descripción de un modo de realización de la invención con respecto a las figuras anexadas en las que:

- la figura 1 presenta una esquema general de un dispositivo de ondas de interfaces según un modo de realización particular de la invención.

- la figura 2 presenta un esquema de una primera variante de realización de un resonador para la implementación de un dispositivo de ondas de interfaces según la invención.

- la figura 3 presenta un esquema de una segunda variante de realización de un resonador para la implementación de un dispositivo de ondas de interfaces según la invención.

- la figura 4 presenta un esquema de una tercera variante de realización de un resonador para la implementación de un dispositivo de ondas de interfaces según la invención,

- la figura 5 presenta un esquema de una cuarta variante de realización de un resonador para la implementación de un dispositivo de ondas de interfaces según la invención.

La figura 1 presenta un esquema de un dispositivo de ondas acústicas de interfaces según una primera variante de realización de la invención. Este dispositivo de ondas acústicas de interfaces 1 comprendiendo una capa 2 de material ferroeléctrico comprendida entre un primer electrodo 3 y un segundo electrodo 4, y el conjunto, constituido por el primer electrodo 3, la capa de material ferroeléctrico 2 y el segundo electrodo 4, se incluye entre un primer substrato 5 y un segundo substrato 6. La capa 2 de material ferroeléctrico incluye primeros campos de polarización positiva 7 y segundos campos de polarizaciones negativas 8, los primeros y segundos campos siendo alternados.

En este ejemplo de realización, la capa 2 de material ferroeléctrico es de niobato de litio mientras que los primer y segundo electrodos son de oro dispuestos sobre la capa 2 de material ferroeléctrico por vaporización o pulverización catódica al vacío. Los primer y segundo substratos son de silicio y se pegan respectivamente sobre las superficies libres 9, 10 de los primer y segundo electrodos, 3, 4, por compresión metálica. Unas primera y segunda vías 11, 12 se abren respectivamente... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de ondas acústicas de interfaces (1) comprendiendo al menos dos substratos y una capa (2, 22, 42, 62, 82) de material ferroeléctrico, esta última se incluye entre un primer electrodo (3, 23, 43, 63, 83) y un segundo electrodo (4, 24, 44, 64, 84) y comprende primeros campos de polarización positiva (7, 27, 47, 67, 87) y segundos campos de polarización negativa (8, 28, 48, 68, 88) , estos primeros y segundos campos siendo alternados, este dispositivo siendo caracterizado por el hecho de que el conjunto, constituido por el primer electrodo (3, 23, 43, 63, 83) , la capa (2, 22, 42, 62, 82) de material ferroeléctrico y el segundo electrodo (4, 24, 44, 64, 84) ) , se incluye entre un primer substrato (5, 25, 45, 65, 85) y un segundo substrato (6, 26, 46, 66, 86) .

2. Dispositivo de ondas acústicas de interfaces según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la capa (2) de material ferroeléctrico incluye una primera parte (30, 50, 70, 89) con primeros campos de polarización positiva (27, 47, 67, 87) y segundos campos (28, 48, 68, 88) de polarización negativa, los primeros y segundos campos siendo alternados, y una segunda parte (31, 51, 71) uniformemente polarizada.

3. Dispositivo de ondas acústicas de interfaces según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que la capa de material ferroeléctrico incluye al menos una cavidad (52, 91) .

4. Dispositivo de ondas acústicas de interfaces según la reivindicación 3 y comprendiendo una primera parte con primeros campos de polarización positiva y segundos campos de polarización negativa, los primeros y segundos campos siendo alternados, y una segunda parte uniformemente polarizada, caracterizado por el hecho de que unas caras (54) de al menos una cavidad (52) constituyen fronteras con dichas primera y segunda partes (50, 51) y son ortogonales con respecto a estas últimas.

5. Dispositivo de ondas acústicas de interfaces según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que al menos uno de los substratos incluye al menos una ranura (32) sobre su cara en contacto con el electrodo, la cual ranura constituye una cavidad.

6. Dispositivo de ondas acústicas de interfaces según la reivindicación 3 y comprendiendo una primera parte con primeros campos de polarización positiva y segundos campos de polarización negativa, los primeros y segundos campos siendo alternados, y una segunda parte uniformemente polarizada, caracterizado por el hecho de que la segunda parte incluye una tercera parte (72) no cubierta por los electrodos y reducida para formar cavidades (73) entre esta tercera parte y cada uno de los primer y segundo substratos.

7. Dispositivo de ondas acústicas de interfaces según la reivindicación 3 y comprendiendo una primera parte (89) con primeros campos de polarización positiva y segundos campos de polarización negativa, los primeros y segundos campos siendo alternados, y una segunda parte (90) constituida por primeros o segundos campos separados por cavidades (91) .

8. Resonador comprendiendo un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Filtro de banda comprendiendo un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

10. Resonador, filtro de banda o sensor comprendiendo un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 ajustable en frecuencia por aplicación de una diferencia de potencial en los electrodos creando un campo estático en el material ferroeléctrico