表面声波传感器组件的制作方法

本公开内容的一些实施方式一般涉及具有表面声波(surface acoustic wave；saw)传感器组件以测量环境的环境状况的传感器装置。

背景技术：

1、表面声波(saw)是平行于弹性材料的表面行进的声波。saw的一般数学论述首先由lord rayleigh在1855年报道，但在电子装置中的应用直到1965年才被white和voltmer利用压电材料(piezoelectric material)上的叉指换能器开发。saw在电子装置中使用，特别地rf/if滤波器。从电能到机械能(以saw的形式)的转换经由使用压电材料来实现。压电材料是具有从机械应力产生内部电荷以及回应于所施加的电场在内部产生机械应变的能力的材料。saw换能器经常用于压电材料的表面上以将电能转换为机械能(例如，saw)以及将saw转换为电能。saw装置可使用电子部件中的saw以提供多种不同功能，包括延迟线、滤波器、谐振器、相关器、转换器、传感器和类似者。saw装置可以在晶片上设置以执行saw装置的相应功能。

技术实现思路

1、本文描述的一些实施方式涵盖一种包括整合传感器组件的传感器装置，该整合传感器组件具有在具有至少一层压电材料的基板上设置的表面声波(saw)传感器。saw传感器可适用于基于响应于接收入射射频(radio frequency；rf)信号检测saw性质来测量环境状况。saw传感器可包括在压电材料上形成的叉指换能器(interdigitated transducer；idt)。idt可响应于接收入射rf信号来基于环境状况产生saw。saw传感器可包括与idt通信的一个或多个saw反射器。saw传感器可包括另一个idt以接收saw波并且产生出射rf信号。saw传感器组件可进一步包括rf天线和匹配电路。匹配电路可连接到rf天线和idt。saw传感器、rf天线和匹配电路可在压电材料上彼此整合。

2、在多个另外实施方式中，传感器组件可包括第二idt，该第二idt从第一idt接收saw并且产生与接收的saw的声频相关联的振荡势(oscillating potential)。此振荡势可包括与跨(across)压电基板或压电层的表面的区域测量的环境状况相关联的信息。传感器组件可包括第二rf天线和第二匹配电路以输出与振荡势相关联的出射rf信号。

3、在多个示例实施方式中，公开了一种用于制造传感器装置的方法。方法可包括借由将第一导电结构沉积到具有至少一层压电材料的基板上来制造整合传感器组件，其中第一导电结构形成射频(rf)天线。方法可进一步包括将第二导电结构沉积到压电材料上，其中第二导电结构形成连接到rf天线的匹配电路。方法可进一步包括将第三导电结构沉积到压电材料上，其中第三导电结构形成连接到rf天线的叉指换能器(idt)，其中idt是表面声波(saw)传感器的部件。方法可进一步包括将第四导电结构沉积到压电材料上，其中第四导电结构形成下列的至少一者：a)一个或多个saw反射器或b)第二idt。在一些实施方式中，第一导电结构、第二导电结构、第三导电结构和/或第四导电结构可在单个沉积操作中一起形成。

4、在一些实施方式中，传感器组件可包括适用于响应于接收入射rf信号来测量环境状况的saw传感器。saw传感器可包括在基底基板上设置的至少一层压电材料。saw传感器可进一步包括在压电基板上形成的第一idt，其中第一idt以基本谐振频率操作。saw传感器可包括具有与基本谐振频率中的偏移相关联的厚度或材料的介电涂层，其中具有介电涂层的第一idt具有经调节的谐振频率。

5、在多个示例实施方式中，公开了一种用于制造传感器组件的方法。方法可开始于借由将导电层沉积到压电基板上来制造saw传感器，其中导电层形成saw传感器的叉指换能器(idt)。idt具有基本谐振频率，例如，基于在idt中的叉指之间的节距。方法可以借由在导电层上沉积具有材料厚度的介电涂层调谐idt的谐振频率来继续，其中至少厚度或材料与基本谐振频率中的偏移相关联，其中具有介电涂层的idt具有经调节的谐振频率。

6、在多个其他实施方式中，传感器组件可包括适用于响应于接收入射rf信号来测量环境状况的一个或多个saw传感器。第一saw传感器可包括具有至少一层压电材料的基板和在压电材料上形成的第一idt。第一idt可包括两个梳形(comb-shaped)电极，这些电极包含以第一布置设置的互锁导电叉指。以第一布置的互锁导电叉指产生借由idt接收的信号的信号调变(signal modulation)。信号调变识别saw传感器。

7、在多个其他实施方式中，传感器组件可包括在具有至少一层压电材料的基板上设置的saw传感器。saw可适用于响应于接收入射rf信号来测量环境的环境状况。saw传感器可包括在压电材料上形成的idt。idt响应于接收入射rf信号来基于环境状况产生saw。saw传感器可进一步包括具有空间布置的saw反射器的集合，该空间布置导致从saw反射器反射的saw从saw反射器传播回到idt以具有识别saw传感器的信号调变。

技术特征：

1.一种传感器组件，包含：

2.如权利要求1所述的传感器组件，进一步包含：

3.如权利要求2所述的传感器组件，其中所述第二idt的所述第二布置包含来自邻近彼此布置的所述两个梳形电极的所述相同梳形电极的至少两个叉指。

4.如权利要求1所述的传感器组件，其中所述第一saw传感器进一步包含通信地耦合到所述第一idt并且在所述压电材料上形成的第一多个saw反射器，其中所述第一多个saw反射器具有第一空间布置，所述第一空间布置导致从所述第一多个saw反射器反射并且回到所述第一idt的所述第一saw具有第二信号调变，当所述第二信号调变与所述第一信号调变组合时，所述第二信号调变识别所述第一saw传感器。

5.如权利要求4所述的传感器组件，进一步包含：

6.如权利要求1所述的传感器组件，其中所述第一布置借由相位偏移所述第一rf信号的至少一部分来产生所述第一信号调变。

7.如权利要求1所述的传感器组件，其中所述第一布置借由频率偏移所述第一rf信号的至少一部分来产生所述第一信号调变。

8.如权利要求1所述的传感器组件，其中所述第一saw传感器进一步包含：

9.如权利要求8所述的传感器组件，进一步包含：

10.一种传感器组件，包含：

11.如权利要求10所述的传感器组件，进一步包含：

12.如权利要求10所述的传感器组件，其中saw反射器的所述第一空间布置包含在所述多个saw反射器的第一saw反射器与所述多个saw反射器的第二saw反射器之间的间隔，使得来自所述第一saw反射器的第一反射的saw和来自所述第二saw反射器的第二反射的saw彼此建设性地干扰。

13.如权利要求10所述的传感器组件，其中saw反射器的所述第一空间布置借由相位偏移所述第一rf信号的至少一部分来产生所述第一信号调变。

14.如权利要求10所述的传感器组件，其中saw反射器的所述第一空间布置包含借由所述第一saw的四分之一波长或二分之一波长分离的至少两个反射器。

15.如权利要求10所述的传感器组件，其中所述第一saw传感器进一步包含：

16.如权利要求15所述的传感器组件，其中所述第一saw传感器进一步包含：

17.一种传感器组件，包含：

18.如权利要求17所述的传感器组件，进一步包含：

19.如权利要求18所述的传感器组件，其中所述第一经调节的谐振频率与所述第二经调节的谐振频率不同，使得具有所述第一介电涂层的所述第一saw传感器在与具有所述第二介电涂层的所述第二saw传感器不同的谐振频率下操作。

20.一种系统，包含：

技术总结
一种传感器组件包括表面声波(SAW)传感器。SAW传感器适用于响应于接收RF信号来测量第一环境状况。SAW传感器包括具有一层压电材料的基板。SAW传感器进一步包括在压电材料上形成的叉指换能器(IDT)。IDT包括具有以第一布置的互锁导电叉指的两个梳形电极。以第一布置的互锁导电叉指产生借由第一IDT接收的RF信号的第一信号调变。第一信号调变识别第一SAW传感器。

技术研发人员：林庄嘉
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13