[发明专利]用于制造包含由符合高热预算的单晶材料制成的层的部件的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造部件的方法，其包括将形成施主衬底(100)的一部分的至少一层一种或多种压电或热电或铁电材料(100a)转移至最终衬底(700)上的操作，所述方法包括经由在单晶压电或热电或铁电材料的所述施主衬底与临时衬底(200)之间产生脆性分离区域而将所述层结合至所述临时衬底的在先步骤，所述区域包括至少两个不同材料层(300、310)，以确保易于生成两种化合物中的至少一种的一种或多种构成元素的相互扩散的所述两种化合物达成接触，所述脆性区域允许分离所述临时衬底。

本发明的领域是包含转移至最终衬底上的至少一个压电或热电或铁电材料层的部件。

在能够包含压电层的射频声学部件的领域中，可以提及允许产生紧凑型无源滤波器或谐振器的部件，所述紧凑型无源滤波器或谐振器具有高质量系数或高抑制率，并且其中弹性波通过固体介质的传播替代电波的传播。这些滤波器最特别用于无线通信系统，其中它们允许分离经由通信终端的天线收集的许多信号，并且因此允许实现当前电信标准所要求的信噪比水平。

这些滤波器基于声波谐振器的使用，所述声波谐振器可分为三大族：

-声表面波(SAW)谐振器，其使用声波在体压电衬底表面上的传播。利用这种类型的衬底，采用叉指梳形式的电极不仅允许使用电信号激励这些波，而且还允许彼此相反地生成作为到达电极的波的图像的电流。通过产生反射结构，可为这些表面波实现谐振空腔，并因此实现电谐振；

-体声波(BAW)谐振器本身使用声波通过压电材料层的厚度传播。当结构的厚度为半波长数量级或该厚度的倍数时，获得机械谐振。因此，为了达到无线电话中采用的频率，这些层必须具有1μm级的厚度：因此参考薄层。通过在压电层下方放置空气填充室，或者通过使用将压电层与用作结构载体的衬底隔离的声镜来形成谐振空腔。对于SAW谐振器，考虑到使用压电材料，结构的机械谐振会导致电谐振。

最后，学术界正在研究第三种类型的部件：它是板模式(或兰姆波(Lamb-wave)，或轮廓模式(contour-mode)等)谐振器的问题。在这种类型的谐振器中，利用横向导波通过压电层的传播。就像SAW部件一样，这些波由采用叉指梳形式的电极激励并检测。就像BAW部件一样，波的限制需要充当波导的薄压电层经由在衬底和压电层之间插入空气填充室或声镜来隔离。

无论所讨论的谐振器是什么类型，部件的电响应都首先由所谓的巴特沃斯-范戴克(Butterworth-Van Dyke,BVD)等效电路来描述，该等效电路由与串联的R-L-C电谐振器(表示结构的机械谐振向电域的变换)并联的电容器(表示电极在绝缘压电材料周围的放置)组成。因此，这种类型的部件的电响应首先是电容器的电响应，但电谐振叠加在电容器上。当这种谐振发生时，谐振器的阻抗变得非常低，因此后者将能够以最小的损耗传输电信号。在略高于谐振频率的频率下，发生导致谐振器的静态电容器与谐振支路之间的耦合的效应，从而导致谐振器的阻抗增加。后者在该频率下变得能够阻挡电信号的传输。

谐振器传送一个频率并阻挡另一频率的这种能力用来产生带通电路。这些架构的原理在20世纪30年代被理论化。它包括在电信号的路径上放置所谓的“串联”谐振器，以及在电信号路径和电路接地之间放置其它所谓的“并联”谐振器。这两组谐振器在频率上偏移，使得串联谐振器的谐振与并联谐振器的反谐振一致。这确保了信号在该频率(称为中心频率)下从电路的输入端传输至输出端。在并联谐振器的谐振频率下，后者使部件短路，并阻挡信号的任何传输，从而使滤波器阻挡信号。在串联谐振器的反谐振频率下，后者表现为开路，因此阻止信号通过。因此，电路使中心频率附近的信号通过，并在其它频率处阻挡它。因此，滤波器的通带宽度取决于组成它的谐振器的谐振频率和反谐振频率之间的相对间距。现在，该间距由所谓的机电耦合系数(k²)来定量，该系数还定量了谐振器内在每个振荡周期中能够从电域转换为机械域(或者反之亦然)的能量分数。该系数直接取决于谐振器的几何形状、所利用的波的类型，而且还取决于所用材料的压电性质。

数据传输速率的增加导致了对带宽的更大需求。因此，此类带通滤波器必须基于具有越来越高的机电耦合系数的声学谐振器。