SAW-Bauelement mit reduziertem Temperaturgang und Verfahren zur Herstellung

Frequenzbestimmte Eigenschaften von SAW-Bauelementen wie bei¬ spielsweise die Mittenfrequenz zeigen zumeist eine Abhängig¬ keit von der Temperatur, die typisch bei z.B. 40 ppm/K liegt. Dies liegt daran, dass bei Temperaturerhöhung in der Regel eine thermische Ausdehnung des Substrats stattfindet, die zu einer Vergrößerung des ElektrodenabStandes bei interdigitalen Wandlerstrukturen führt. Da dieser Abstand die Mittenfrequenz des Wandlers und damit des SAW-Bauelements bestimmt, erhöht sich damit auch die Wellenlänge, wobei sich die Mittenfre¬ quenz erniedrigt . Verbunden mit der thermischen Ausdehnung ist jedoch auch eine Änderung der Schallgeschwindigkeit, da sich mit der thermischen Ausdehnung auch die elastischen Ei¬ genschaften des Piezomaterials ändern. Hinzu kommt, dass die meisten üblicherweise verwendeten piezoelektrischen Wafer- Materialien eine starke Anisotropie zeigen und einen kris- tallachsenabhängigen Temperaturgang ihrer Eigenschaften auf¬ weisen.

Um trotz des Temperaturgangs und der damit temperaturab¬ hängigen Drift der Mittenfrequenz bei einem SAW-Bauelement die Funktionsfähigkeit über einen größeren Temperaturbereich zu gewährleisten, muss üblicherweise die Bandbreite des Bau¬ elements erhöht werden. Die Herstellung schmalbandiger, fre¬ quenzgenauer temperaturunabhängiger SAW-Bauelemente ist daher mit Substraten wie Lithiumtantalat oder Lithiumniobat prak¬ tisch nicht möglich. Der Temperaturgang ist aber für Filter¬ anwendungen störend und nach Möglichkeit zu minimieren.

Zur Kompensation des Temperaturgangs von piezoelektrischen Substratmaterialien wurden bereits verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen. Eine Möglichkeit besteht darin, den piezo-

elektrischen Wafer mit einem Trägermaterial mechanisch fest zu verbinden und thermisch zu verspannen. Wird das Trägerma¬ terial geeignet gewählt, kann durch die Verspannung eine ge¬ wisse Kompensation des Temperaturgangs erzielt werden. Die Kompensation erfolgt dabei üblicherweise so, dass mit der thermischen Ausdehnung im verspannten Material eine Erhöhung der Schallgeschwindigkeit der für das Bauelement genutzten akustischen Oberflächenwelle verbunden ist. Als Verspannungs- material ist dazu beispielsweise Silizium bekannt.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, auf der Substrat- Oberfläche und beispielsweise über den Elektrodenstrukturen eine dielektrische Schicht aus Siliziumoxid aufzubringen, z.B. durch Abscheidung aus der Gasphase. In Abhängigkeit von den Schichteigenschaften kann so ab einer Schichtdicke von ca. 20 bis 35% bezogen auf die Wellenlänge der sich darin ausbreitenden SAW eine Temperaturkompensation erreicht wer¬ den. Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch die hohe Massen¬ belastung durch die Schicht und die hohe Dämpfung der SAW, die durch eine solch dicke Schicht verursacht wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein mit a- kustischen Wellen arbeitendes Bauelement anzugeben, das einen reduzierten Temperaturgang aufweist, ohne dass dadurch andere Bauelementeigenschaften übermäßig verschlechtert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Bauelement nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Verfahren zur Herstellung des Bauelements sind wei¬ teren Ansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung schlägt ein mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement vor, bei dem zwei voneinander unabhängige Maßnah¬ men in erfindungsgemäßer Weise so kombiniert sind, dass der

gewünschte Effekt eines minimierten Temperaturgangs ohne das gleichzeitige Auftreten der mit den Einzelmaßnahmen verbunde¬ nen Nachteile erreicht wird.

Das erfindungsgemäße Bauelement umfasst ein piezoelektrisches Substrat, welches eine relativ geringe Dicke von 5 bis 50 Wellenlängen der im Bauelement ausbreitungsfähigen akusti¬ schen Welle bei Mittenfrequenz des Bauelements besitzt. Auf der Oberfläche des Substrats sind in an sich bekannter Weise die elektrisch leitenden Bauelementstrukturen aufgebracht. An der Unterseite des Substrats ist mit diesem fest verbunden eine Kompensationsschicht angeordnet, die mit dem Substrat mechanisch verspannt ist, oder die bei Temperaturänderung ei¬ ne mechanische Verspannung zum Substrat ausbaut.

Vorteilhaft ist der thermischen Ausdehnungskoeffizienten TCEl des Substrats kleiner als der thermische Ausdehnungskoeffi¬ zient TCE2 der Kompensationsschicht.

Auf diese Weise wird eine mechanische Verspannung des piezo¬ elektrischen Substrats erreicht, die den Temperaturgang der elastischen Eigenschaften des piezoelektrischen Substrats vermindert. Diese Verspannung wirkt dabei allein über die Veränderung der elastischen Parameter, ist relativ unabhängig von der thermischen Ausdehnung des piezoelektrischen Materi¬ als selbst und führt dennoch zu einer Reduzierung des Tempe¬ raturgangs der Frequenz.

Über den Bauelementstrukturen ist eine SiO ₂ -Schicht in einer Dicke von 5 bis 20 % der im Bauelements ausbreitungsfähigen akustischen Welle angeordnet. Diese SiO ₂ -Schicht weist eine gegenüber der Kompensationsschicht unterschiedliche Wirkungs¬ weise auf. Sie ist auf dem Substrat angeordnet, so dass sich

die akustische Welle zum Teil innerhalb der SiO ₂ -Schicht aus¬ breitet. Damit sind die. Schallgeschwindigkeit in der Schicht und der Temperaturgang der SiO ₂ -Schicht selbst maßgeblich mit für den Temperaturgang des gesamten Bauelements verantwort¬ lich. Auch hier ist es nicht entscheidend, dass die Siθ2~ Schicht einen geeigneten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, sondern dass sie einen niedriggelegenen Temperatur¬ gang der Frequenz besitzt. Vorzugsweise liegt die SiO ₂ - Schicht ausschließlich in amorpher Modifikation ohne jegliche Fernordnung und in hoher Schichtgleichmäßigkeit vor.

Mit den beiden erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, dass entsprechende Bauelemente einen nur geringen bis voll¬ ständig kompensierten Temperaturgang der Frequenz aufweisen. Da beide Maßnahmen unabhängig voneinander ihren jeweiligen Beitrag zum Temperaturgang bzw. zur Erniedrigung des Tempera¬ turgangs liefern, sind sie auch nicht gegenseitig beeinflusst und addieren sich unabhängig voneinander so, dass eine bis¬ lang nicht erreichte Temperaturkompensation erhalten wird. Der Beitrag jeder einzelnen Maßnahme kann dabei für sich ge¬ ringer sein, als dies bei Anwendung von nur einer der Maßnah¬ men alleine erforderlich wäre. Auf diese Weise kann insbeson¬ dere bei der SiO ₂ -Schicht eine zu hohe Schichtdicke und damit eine zu starke Dämpfung der akustischen Welle und damit eine Beeinträchtigung der Eigenschaften des Bauelements vermieden werden. Da das piezoelektrische Substrat eine relativ geringe Schichtdicke aufweist, führt die Verspannung mit der Kompen¬ sationsschicht auch nicht zu einer unzulässig hohen Verbie- gung infolge des Bimetalleffekts. Das Bauelement bleibt auch bei Temperaturänderung ausreichend flach, so dass insbesonde¬ re die Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelements nicht erschwert ist. Auch besonders feine elektrisch leitende Bau¬ elementstrukturen können mit einem hochauflösenden Verfahren

ohne Probleme auf der erfindungsgemäß mit einer Kompensati¬ onsschicht verbundenen piezoelektrischen Schicht aufgebracht werden, ohne dass die Strukturgenauigkeit darunter leidet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Kompensationsschicht ein Festkörper verwendet, der an das piezoelektrische Substrat gebondet ist. Sogenannte Waferbond- verfahren ermöglichen eine besonders innige Verbindung zweier ebener oder formschlüssig verbindbarer Oberflächen. Über die innige Verbindung wird eine besonders gute Verspannung der piezoelektrischen Schicht durch die Kompensationsschicht er¬ möglicht, die einen maximalen Effekt bezüglich der Reduzie¬ rung des Temperaturgang ermöglicht.

Möglich ist es jedoch auch, zwischen piezoelektrischem Sub¬ strat und der Kompensationsschicht eine dünne Zwischenschicht vorzusehen. Mit einer solchen Zwischenschicht können weitere Vorteile erreicht werden bzw. Nachteile durch das nun vorlie¬ gende Verbundsubstrat ausgeglichen werden. Eine solche Zwi¬ schenschicht kann beispielsweise eine reflexionsvermindernde Schicht sein. Eine solche hilft dabei, bei einer fototechni¬ schen Strukturierung auf der Oberseite des piezoelektrischen Substrats die an der Unterseite des Substrats auftretenden Reflexionen zu minimieren, die andernfalls zu störenden Strukturierungen und damit zu einer ungenauen und unscharfen Strukturierung der Bauelementstrukturen führt. Eine reflexi¬ onsvermindernde Schicht ist daher eine Licht absorbierende Schicht oder eine λ/4 Schicht (wobei λ hier die Wellenlänge des zur Strukturierung verwendeten Lichts ist) , die an beiden Grenzflächen zwar eine Reflexion erzeugt, die jedoch aufgrund der geeignet gewählten Schichtdicke und der damit erreichten Phasenverschiebung ausgelöscht ist. Möglich ist es auch, die Antireflexschicht als Schichtkombination unterschiedliche ge-

gebenenfalls jeweils mit λ/4 Schichtdicke ausgebildeter Schichten auszugestalten. Besonders wirksam sind λ/4 Schich¬ ten beispielsweise, wenn an den Grenzflächen dieser Schichten eine besonders gute Reflexion auftritt. Dies wird erreicht, wenn der Brechungsindex beim Übergang in die λ/4 Schicht oder beim Übergang von einer ersten λ/4 Schicht in die benachbarte Schicht eine besonders hohe Änderung aufweist. Vorteilhaft ist daher eine Kombination mehrerer bezüglich des Brechungs¬ index stark unterschiedlicher λ/4 Schichten.

Ein weiterer Vorteil kann erzielt werden, wenn die Zwischen¬ schicht oder gegebenenfalls eine von mehreren Zwischenschich¬ ten eine geringe Leitfähigkeit aufweist und dazu beispiels¬ weise hochohmig ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es mög¬ lich, an der Unterseite des piezoelektrischen Substrats auf¬ tretende Ladungen, wie sie bei einem pyroelektrischen Sub¬ stratmaterial auftreten können, zu verteilen bzw. abzuleiten. Dabei wird vermieden, dass pyroelektrische Ladungen zu hohen elektrischen Potentialunterschieden und Spannungen innerhalb des Bauelements führen, deren Entladung das Bauelement be¬ schädigen oder gar zerstören kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Zwischen¬ schicht oder eine der Zwischenschichten halbleitend oder nur bei bestimmten Bedingungen leitend ausgebildet werden. Mög¬ lich ist es beispielsweise, die Schicht als Halbleiter oder als optisch aktivierbare Schicht vorzusehen.

Eine weitere Eigenschaft, die in einer solchen Zwischen¬ schicht realisiert sein kann, ist die Unterbindung einer Re¬ flexion von akustischen Volumenwellen, die quasi parasitär als unerwünschte Störwellen von den Bauelementstrukturen mit erzeugt werden. Deren Reflexion führt zu störenden Signal in

den Bauelementstrukturen. Mit einer geeignet ausgebildeten Zwischenschicht kann deren Reflexion verhindert werden, indem die Zwischenschicht beispielsweise als akustische Entspiege- lungsschicht wirkt. Eine solche EntSpiegelungswirkung kann erzielt werden, wenn dielektrische Schichten mit geeigneter akustischer Impedanz und Schichtdicke eingesetzt werden. Mög¬ lich ist es jedoch auch, die Zwischenschicht entsprechend zu strukturieren, so dass eine akustische Volumenwellen an der Grenzfläche gestreut und damit eines Großteils ihrer stören¬ den Wirkung beraubt wird.

Bei Verwendung einer Zwischenschicht ist es teilweise nicht möglich, piezoelektrisches Substrat und die Kompensations- schicht durch direktes Bonden miteinander zu verbinden. Es wird daher vorgeschlagen, Kompensationsschicht und Substrat mit Hilfe einer Klebstoffschicht zu verbinden. Wird die Kleb¬ stoffSchicht in einer geeigneten Schichtdicke ausgeführt, so kann sie bereits einen der oben angegebenen Zwecke als opti¬ sche Antireflexschicht oder als akustische Antireflexschicht erfüllen. Eine KlebstoffSchicht ist geeignet, auch piezo¬ elektrische Substrate mit aufgerauten Oberflächen (zur Ver¬ hinderung von akustischen Reflexionen) mit gegebenenfalls e- benfalls aufgerauten Oberflächen, z.B. mit der Kompensations- schicht zu verbinden, die durch Bonden selbst nicht form¬ schlüssig und daher nicht fest miteinander verbunden werden können.

Die Bauelementstrukturen werden vorzugsweise nach dem Verbin¬ den von piezoelektrischem Substrat und Kompensationsschicht auf dem Verbundsubstrat erzeugt. Möglich ist es jedoch auch, die Schichtdicke der piezoelektrischen Schicht nach der Er¬ zeugung des Verbundsubstrats durch einen Dünnungsprozess auf

eine geeignete, erfindungsgemäß relativ geringe Stärke zu bringen und dann erst die Bauelementstrukturen zu erzeugen.

Für die Bauelementstrukturen können Standardmetallisierungen eingesetzt werden, insbesondere Aluminium, aluminiumhaltige Legierungen oder MehrSchichtSysteme, die überwiegend Alumini¬ um oder Aluminiumlegierung enthalten. Jedoch wurde festge¬ stellt, dass auch die Metallisierung von Oberflächenwellen- bauelementen die Frequenz und die Verluste dieser Bauteile beeinflusst. Die Frequenz wird durch physikalische Eigen¬ schaften der Metallisierung, die Einfluss auf die Geschwin¬ digkeit der Welle in der Metallisierung nehmen, durch geomet¬ rieabhängige Größen wie Schichtdicke und Metallisierungsstär¬ ke und auch durch die mechanische Verspannung des Substrats über die Metallisierung bestimmt. Alle Größen, welche einen Binfluss auf die Frequenz des Bauteils nehmen, beeinflussen auch die Temperaturabhängigkeit der Frequenz. Durch geeignete Wahl der Metallisierungsparameter kann somit der TCF weiter minimiert werden. Verluste im Bauelement, die von der Metal¬ lisierung verursacht werden, erhöhen dessen Temperatur und beeinflussen somit ebenfalls die Frequenz. Ein Absenken der elektrischen Verluste in der Metallisierung führt daher auch zu einem Absenken temperaturbedingter Frequenzabweichungen.

Die Geschwindigkeit der akustischen Welle innerhalb einer Me¬ tallisierung wird vor allem durch die elastischen Konstanten und deren Temperaturabhängigkeit innerhalb der Metallisierung bestimmt. Eine nur geringe Temperaturabhängigkeit der elasti¬ schen Konstanten weisen Metalle wie Kupfer, Molybdän, Chrom, Gold, Wolfram, Silber und Tantal, oder Legierungen dieser Me¬ talle auf. Vorteilhafte Metallisierungen für Bauteile mit ge¬ ringem TCF enthalten daher eine oder mehrere Schichten aus Metallen oder diese Metalle enthaltenden Legierungen aus die-

ser Auswahl. Gegenüber einer Standardmetallisierung aus Alu¬ minium werden bereits Vorteile erreicht, wenn in einer Schicht ein Metall mit höherer Dichte verwendet wird.

Ein Metall mit einer sehr geringen Temperaturabhängigkeit seiner elastischen Konstante, das somit als Metallisierung den TCF eines mit einer solchen Metallisierung versehenen Bauelements absenkt, ist eine als ELINVAR bekannte Legierung, die eine Zusammensetzung von 50 % Fe, 42 % Ni, 5,3 % Cr, 2,5 % Ti und außerdem C, Mn, Si, Al und Cu enthält und die in er¬ findungsgemäßen Bauelementen eingesetzt werden kann.

Es hat sich herausgestellt, dass eine niedrigere Schichtdicke der Metallisierung einen niedrigeren Temperaturgang der Fre¬ quenz bewirkt. Da beim Entwurf von SAW-Bauelementen die Mas¬ senbelastung ein entscheidender Faktor ist, kann eine gleiche Massenbelastung mit einem Metall höherer Dichte bei niedriger Schichthöhe erreicht werden. In dieser Beziehung geeignete Metallisierungen umfassen daher Cu, Mo, W, Au, Ag, Pt, Ta.

Da der Einfluss der Metallisierung auf den TCF und andere Pa¬ rameter des Bauelements von dem Anteil der akustischen Welle abhängig ist, der innerhalb der Metallisierung verläuft, kann daher die Abhängigkeit der Bauelementeigenschaften von der Metallisierung über ein geringeres Metallisierungsverhältnis reduziert werden. Ein Bauelement mit geringerem Metallisie¬ rungsverhältnis η weist weniger Metall auf, das somit einen geringeren Einfluss auf die Frequenz und den TCF des Bauele¬ ments besitzt.

In einem MehrschichtSystem entstehen Verspannungen, wenn Ma¬ terialien mit unterschiedlicher temperaturabhängiger Längen¬ ausdehnung (TCE) im Verbund verwendet werden. Ein piezoelekt-

risch.es Substrat aus Lithiumtantalat weist im Verbund mit praktisch allen anderen Materialien eine Verspannung auf, da es einen richtungsabhängigen TCE aufweist, der entlang unter¬ schiedlicher Kristallachsen unterschiedlich ausfällt. Die ge¬ ringste Verspannung in einem Schichtverbünd mit piezoelektri¬ schen Materialien wird mit Schichten bzw. Metallisierungen erreicht, deren TCE einem kristallachsenspezifischen TCE des piezoelektrischen Substrats angepasst ist. Unter diesem Ge¬ sichtspunkt sind in Verbindung mit Lithiumtantalat als Sub¬ strat Metalle wie Cu, Ti, Mo, Cr, W, Pt und Ta als Metalli¬ sierungen oder Bestandteil der Metallisierung besonders ge¬ eignet.

Die Selbsterwärmung eines SAW-Bauelements wird durch Reduzie¬ rung akustischer und elektrischer Verluste verringert. Wäh¬ rend akustische Verluste durch das Design des Bauelements be- einflusst werden, sind die elektrischen Verluste im wesentli¬ chen durch den spezifischen elektrischen Widerstand und die Schichthöhe der Metallisierung bestimmt. Da eine höhere Schichtdicke zwar für den Gesamtwiderstand günstig ist, aus oben genannten Gründen aber den Anforderungen an einen gerin¬ gen TCF widerspricht, wird eine vorteilhafte Metallisierung als Kompromiss zwischen minimalen Verlusten und minimaler Schichthöhe gewählt. Bei diesen Gesichtspunkten geeignete Me¬ tallisierungen umfassen daher Materialien wie Al, Cu, Mg und Ag.

Werden die Metallisierungen erfindungsgemäßer SAW-Bauelemente als Mehrschichtsysteme ausgeführt, so gelingt es, die positi¬ ven Aspekte einzelner Schichten zu kombinieren. Vorteilhaft weist z.B. die erste direkt auf dem Substrat aufgebrachte Me¬ tallschicht eine niedrige Temperaturabhängigkeit ihrer elas¬ tischen Konstanten, einem niedrigen thermischen Ausdehnungs-

koeffizienten und gleichzeitig hohe Dichte auf. In der un¬ tersten Schicht einer Metallisierung ist ein Großteil der a- kustischen Energie lokalisiert, so dass die größte Auswirkung auf den TCF des gesamten Bauelements mit dieser untersten Schicht erzielt wird. Als unterste Schicht sind dann insbe¬ sondere die Metalle Cu, Mo, W, Au oder Ta bevorzugt. Gegebe¬ nenfalls wird die unterste Elektrodenschicht über einer rela¬ tiv dazu dünnen Haftschicht aufgebracht, die aus Al oder Ti bestehen kann. Über der ersten Metallisierungsschicht wird vorzugsweise eine oder mehrere Schichten mit guter elektri¬ scher Leitfähigkeit eingesetzt, um die elektrischen Verluste gering zu halten. In Verbindung mit der genannten ersten Schicht sind dann Schichten oder SchichtSysteme aus Alumini¬ um, Aluminiumlegierungen, Cu, Mg und Ag gut geeignet.

Ein erfindungsgemäßes Bauelement benutzt zur Reduzierung des TCF den Verspannungseffekt, der sich aus der Verspannung des piezoelektrischen Substrats mit der Kompensationsschicht er¬ gibt. Die Verspannung des Bauelements mit einer Kompensati¬ onsschicht hat insbesondere eine Auswirkung auf die elasti¬ schen Konstanten des Verbundes und deren Temperaturabhängig¬ keit, mit deren Hilfe wiederum vorteilhaft der TCF, also die Temperaturabhängigkeit der Frequenz im gesamten Bauelement vorteilhaft reduziert werden kann.

Da die Auswirkung der Verspannung mit zunehmender Entfernung von der Grenzschicht abnimmt und die akustische Welle auf der von der Verspannungsschicht abgewandten Seite des piezoelekt¬ rischen Substrats verläuft, wird ein maximaler Einfluss der Verspannung auf den TCF mit einem dünnen piezoelektrischen Substrat erreicht, das eine Dicke von ca. 50 μm nicht über¬ steigt. Vorteilhaft wird für die Schichtdicke des piezoelekt¬ rischen Substrats auch eine untere Grenze eingehalten, die so

gewählt wird, dass die Auslenkungen der Oberflächenwelle im Substrat an der Grenzschicht zur Kompensationsschicht abge¬ klungen sind. Diese untere Grenze liegt bei einigen Wellen¬ längen, ist in absoluten Zahlen also auch eine Funktion der Mittenfrequenz des Bauelements. Beispielsweise sei hier eine vorteilhafte untere Grenze der Schichtdicke von 5 Wellenlän¬ gen genannt, die bei einem Bauelement mit einer Mittenfre¬ quenz von 2 GHz ca. 10 μm entspricht.

Da die Kompensationsschicht allein über den Verspannungsef- fekt wirkt, kommen dafür eine Vielzahl von vorzugsweise anor¬ ganischen Materialien in Frage. Dies sind insbesondere Mate¬ rialien, die einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten TCE2 kleiner dem Ausdehnungskoeffizienten TCEl des Substrats auf¬ weisen. Für die gängigen einkristallinen Substratmaterialien Lithiumtantalat (LT) und Lithiumniobat (LN) die in Abhängig¬ keit vom Kristallschnitt anisotrope Wärmeausdehnungen von ca. 4 bis 16 ppm/K (LT) bzw. 7 bis 15 ppm/K (LN) aufweisen, kom¬ men für die Kompensationsschicht entsprechende Materialien mit vorzugsweise entsprechend geringerem Ausdehnungskoeffi¬ zienten in Frage, insbesondere Materialien mit einem Ausdeh¬ nungskoeffizient kleiner als 4 ppm/K. Die vorteilhafte Aus¬ wirkung der Kompensationsschicht auf den TCF ist umso höher, je niedriger der thermische Ausdehnungskoeffizient TCE der Kompensationsschicht ist.

Bei Gläsern lässt sich durch geeignete Zusammensetzung der TCE einfach und stark beeinflussen. Quarzglas mit einem Sili¬ ziumdioxidanteil von mehr als 99,9 % weist beispielsweise nur einen TCE von 0,5 ppm/K auf, während Gläser mit Bleioxid und anderen Oxiden TCEs von 9,8 ppm und mehr besitzen. Mit Spezi¬ algläsern wie beispielsweise den unter den Handelsnamen Zero- dur ^® und Astrosital ^® bekannten Gläsern wird ein TCE von 0

bzw. 1 - 2 x 10" ⁷ ppm/K gemessen. Einfacher und besser ver¬ fügbare Gläser wie beispielsweise das Ξ6 von Ohara, 7740 von Corning oder Boroflat ^® von Schott weisen einen TCE von etwa 3 ppm/K auf und sind daher erfindungsgemäß als Material für die Kompensationsschicht geeignet.

Auch kristalline und keramische Materialien mit niedrigen TCEs sind bekannt. Gut geeignet für die Kompensationsschicht ist beispielsweise Silizium (3,2 ppm/K), Siliziumnitrid (2,5 - 3 ppm/K) und Spezialkeramiken wie Al ₂ TiO ₅ (0 - 1 ppm/K) .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Gehäuse für das Bauelement aus einem der genannten Materia¬ lien hergestellt und das Bauelement durch Einkleben oder Bon¬ den eines entsprechend dünnen Chips bzw. eines mit Bauele¬ mentstrukturen versehenen piezoelektrischen Substrats fest mit dem Kompensationsmaterial, hier dem Gehäuse-Unterboden oder -Deckel verbunden. Voraussetzung für die Wirksamkeit der Verspannung ist aber wie erwähnt eine relativ geringe Schichtdicke der piezoelektrischen Schicht bzw. des piezo¬ elektrischen Substrats.

Ein mit einer Kompensationsschicht verspanntes piezoelektri¬ sches Substrat neigt aufgrund des "Bimetalleffekts" bei Tem¬ peraturänderungen zu Verwerfungen, die das Bearbeiten des Substrats mit hochpräzisen Maschinen erschweren. Vorteilhaft wird das piezoelektrische Substrat bei einer Temperatur mit der Kompensationsschicht verbunden, die der Temperatur bei der Erzeugung der Metallisierung, also der bezüglich der ge¬ ringen Abmessungen kritischen Fingerstrukturen für die elekt- roakustischen Wandler entspricht. Dabei wird davon ausgegan¬ gen, dass bei der Temperatur des Bondprozesses keine Verspan¬ nung und damit keine Verwerfung des Schichtverbunds beobach-

tet wird. Da die Fingerstrukturen üblicherweise bei Raumtem¬ peratur strukturiert werden, wird ein erfindungsgemäßes Bau¬ element vorzugsweise auch bei Raumtemperatur mit der Kompen¬ sationsschicht verbunden.

Ein weiterer Aspekt erfindungsgemäßer Bauelemente sind die mechanischen Kräfte, die aufgrund der Verspannung zwischen piezoelektrischem Substrat und Kompensationsschicht auftreten können. Vorteilhaft wird der TCE der Kompensationsschicht so gewählt, dass die bei Verwerfung auftretenden Kräfte nicht zu einer Zerstörung von Bauelementstrukturen oder zu einem Ab¬ springen von Lötverbindungen führen. Dies wird erreicht, in¬ dem der Unterschied zwischen dem TCE der Kompensationsschicht und dem TCE des Substrats gegebenenfalls reduziert wird oder indem die Verbindung zwischen Kompensationsschicht und Sub¬ strat mit Hilfe einer elastischen Zwischenschicht nachgiebig gestaltet wird. Wenig Verwerfungen treten auch auf, wenn eine entsprechend dicke und/oder mechanisch ausreichend stabile Kompensationsschicht verwendet wird und ausreichend fest mit dem piezoelektrischen Substrat verbunden wird. Ein solcher Verbund kann die beispielsweise beim Auflöten des Chips auf eine Platine auftretenden Temperaturen unbeschadet überste¬ hen. Ein Kompromiss zwischen Fertigbarkeit und erreichbarer Frequenzstabilisierung wird bei LT als Substratmaterial mit einem Material für die Kompensationsschicht erreicht, welches einen TCE von ca. 1 bis 3,5 ppm/K aufweist.

Die Gesamthöhe aus Substrat und Kompensationsschicht beträgt vorteilhaft weniger als 400 μτa.

Vorzugsweise wird für die Kompensationsschicht ein Kompensa- tionswafer verwendet, der mit dem piezoelektrischen Wafer des Substrats in einem Bondverfahren verbunden werden kann und

wird. Als Bondverfahren wird vorzugsweise ein Direktbondver¬ fahren eingesetzt. Möglich ist es auch, im Bereich der Grenz¬ fläche zwischen beiden Wafern dünne Zwischenschichten einzu¬ setzen, über die eine bessere Haftung vermittelt wird. Solche Zwischenschichten können beispielsweise Oxid oder Metall¬ schichten sein. Auch ein Verkleben zwischen Substratwafer und Kompensationswafer ist möglich. Geeignete Bondverfahren sind beispielsweise Direct Wafer Bonding, Klebe- oder Fügeverfah¬ ren, Epitaxial Bonding, Lift-off, anodische oder eutektische Verbindung.

Ein weiterer Aspekt erfindungsgemäßer Bauelemente ist die ü- ber den Bauelementstrukturen, also über den Metallisierungen aufgebrachte SiO ₂ -Schicht. Diese weist einen positiven Tempe¬ raturkoeffizienten der elastischen Konstanten auf. Mit einer idealen SiO ₂ -Schicht, die eine exakte Stöchiometrie und kei¬ nerlei Fernordnung aufweist, werden ab einer Schichtdicke von 20 bis 35 % der in der Schicht ausbreitungsfähigen akusti¬ schen Wellenlänge eine vollständige Kompensation des TCF er¬ reicht. Mit dickeren Schichten werden sogar Überkompensatio¬ nen beobachtet. Nachteilig an den Schichten ist jedoch, dass sie akustische Dämpfungen erzeugen, die zu Verlusten führen. Erfindungsgemäß hat die SiO ₂ -Schicht daher eine geringere Schichtdicke von 5 bis 20 %.

Die optimale Schichtdicke der SiO ₂ -Schicht ist auch eine Funktion der Metallisierungshöhe und der Metallisierungsstär¬ ke. Bei gleichbleibender Schichtdicke der Siθ2-Schicht kann also für Metallisierungshöhe und Metallisierungsstärke ein jeweils optimaler Wert ausgewählt werden.

Eine weitere Randbedingung von SAW-Bauelementen ist die Re- flektivität der Elektrodenfinger. Während ein herkömmlicher

Elektrodenfinger mit einer Metallschichtdicke von 4 % auf LT eine Reflektivität von 5 % pro Finger (ohne SiO ₂ -Schicht) aufweist, nimmt die Reflektivität bei einer 20 % dicken SiO ₂ - Schicht auf einen Wert von ca. 2,3 % Reflektivität pro Finger ab, also auf weniger als die Hälfte. Diese Abnahme der Re- flektivität wird bei allen Schichtdicken zwischen 2 und ca. 10 % relativer Metallisierungsdicke beobachtet. Da die Re- flektivität eine wesentliche Eigenschaft der SAW-Bauelemente ist, einen bestimmten Mindestwert aufweisen sollte und für das Bauelement frequenzbestimmend ist, wird die Reflektivität mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wieder erhöht. Mit Hilfe einer konformen Abscheidung der SiO ₂ -Schicht, die überall konform zur Oberfläche bzw. zur Topographie des Sub¬ strates bzw. der darauf aufgebrachten Metallisierung ver¬ läuft, wird bei einer Metallisierung mit ca. 4 % relativer Schichtdicke nun sogar eine erhöhte Reflektivität von ca. 6,3 % pro Elektrodenfinger bestimmt.

Konforme SiO ₂ -Schichten werden durch Einstellung entsprechen¬ der Abscheideparameter erhalten. Dazu werden insbesondere die Ausgangsstoffe, der Druck, die Temperatur, das verwendete Trägergas und im Falle von Sputtern die verwendete BIAS Span¬ nung entsprechend eingestellt. Geeignete Verfahren zur Her¬ stellung solcher konformer SiO ₂ -Schichten sind Sputtern und PECVD.

In Abweichung von einer idealen SiO ₂ -Schicht mit exakter Stö- chiometrie und ausschließlich amorpher Modifikation enthält eine real erzeugte SiO ₂ -Schicht stets einen gewissen Anteil an SiO, der im Bereich von 0,5 bis 5 % liegt. Mit steigendem SiO-Anteil steigt auch der Brechungsindex, der daher zur Cha¬ rakterisierung von SiO ₂ -Schichten herangezogen werden kann. Für die Erfindung gut geeignete SiO ₂ -Schicht haben einen Bre-

chungsindex bei einer Wellenlänge von 632,8 nm im Bereich von 1,44 bis 1,49, wohingegen ideales SiO ₂ bei der genannten Wel¬ lenlänge einen Brechungsindex von 1,456 aufweist.

Beim Abscheiden von SiO ₂ -Schichten mittels Sputtern oder PECVD-Verfahren können Defekte und Poren entstehen, die die für die Erfindung erforderliche Qualität der Schicht nicht gewährleisten. Diese können im Nachhinein aber durch Aushei¬ len beseitigt werden. Das Ausheilen wird bei einer erhöhten Temperatur durchgeführt, die in Abhängigkeit von den zur Me¬ tallisierung verwendeten Materialien nach oben begrenzt ist. Für eine aluminiumhaltige Metallisierung wird das Ausheilen beispielsweise bei maximal 400° C durchgeführt.

Beim Erzeugen der SiO ₂ -Schicht ist es weiterhin von Vorteil, die Abscheidetemperatur zu minimieren, um die beim Abkühlen entstehende Druckverspannung zu minimieren ^' . Mit einer zu ho¬ hen Druckverspannung können sich die Eigenschaften der SAW- Bauelemente verschlechtern.

Die positive Wirkung der SiO ₂ -Schicht besteht darin, dass sie den gewünschten positiven Temperaturkoeffizienten der akusti¬ schen Verzögerung aufweist, während die piezoelektrischen Substrate üblicherweise negativen Temperaturkoeffizienten der akustischen Verzögerung zeigen. Die SAW-Geschwindigkeit ist in der SiO ₂ -Schicht kleiner als beispielsweise in LT. Daher verläuft die Welle vorzugsweise an der Grenzflächen zwischen SiO ₂ -Schicht und Substrat.

Als weiterer Vorteil dieser Maßnahme ergibt sich, dass das SiO ₂ als gutes Dielektrikum eine hohe Durchbruchsfestigkeit von ca. 1 MV/mm^ aufweist. Die ESD-Festigkeit ist somit er¬ höht. Dies liegt auch an der "Verrundung" der Fingerkanten

durch die darüber aufgebrachte Schicht. Außerdem ist die Die¬ lektrizitätskonstante von SiO ₂ mit 3, 9 ca. 4 mal so groß wie die von Luft, was die Durchschlagsfestigkeit weiter erhöht. Darüber hinaus wirkt die harte SiO ₂ -Schicht auch als Parti¬ kelschutz, beispielsweise gegen einen Kurzschluss, der von Metallpartikeln aus einem Produktionsverfahren herrühren kann.

Wie bereits erwähnt, wird durch annähernd konforme Abschei¬ dung der SiO ₂ -Schicht die Reflektivität pro Elektrodenfinger erhöht. Dies liegt daran, dass nun auch die Oberfläche der SiO ₂ -Schicht eine Topographie aufweist, die zumindest teil¬ weise der Topographie der Elektrodenfinger folgt und damit eine eigene Reflektivität besitzt, bzw. die Gesamtreflektivi¬ tät erhöht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Topographie auf der Oberfläche der SiO ₂ -Schicht durch nachträgliche Strukturierung und andere Maßnahmen gestaltet. Variiert wer¬ den dabei die Periode, die relative Fingerbreite, die Kanten¬ winkel bzw. die Kantenform der Erhebungen an der Oberfläche der SiO ₂ -Schicht .

Die Erfinder haben gefunden, dass über eine Variation des Kantenwinkels der Metallisierungsstrukturen, also der Elekt¬ rodenfinger selbst eine verbesserte Schichtabscheidung der SiO ₂ -Schicht und insbesondere eine bessere Kantenbedeckung möglich ist. Während bekannte SiO ₂ -Schichten ab einer be¬ stimmten Schichtdicke stark zu Rissen neigen, wird dem erfin¬ dungsgemäß mit einem von 90° abweichenden Kantenwinkel der Metallisierung und damit einer diesem Kantenwinkel folgenden Topographie der SiO ₂ -Schicht entgegengewirkt und so Risse vermieden. Eine SiO ₂ -Schicht über Bauelementstrukturen mit

schrägen und beispielsweise 75° geneigten Kantenwinkeln weist deutlich weniger Risse auf als eine Schicht gleicher Dicke mit üblichen Kantenwinkeln von 90° . Alternativ kann mit einem Kantenwinkel der Metallisierung kleiner 90° die Schichtdicke der SiO ₂ -Schicht erhöht und die Kompensation des TCF verbes¬ sert werden, ohne dass dabei verstärkt Risse auftreten.

Die Erhebungen in der SiO ₂ -Schicht haben vorzugsweise die gleiche Periodizität wie die Elektrodenfinger der Metallisie¬ rungsstruktur. Je nach gewünschter Reflexion kann diese Struktur z.B. pyramiden- oder trapezförmig ausgebildet sein und eine gegenüber der Metallisierungsstruktur unterschiedli¬ che Breite besitzen, die jedoch kleiner ist als der Abstand der Elektroden, so dass sich zwischen den Erhebungen der SiC>2-Schicht ein ebener zum Substrat paralleler Bereich ver¬ bleibt.

Eine weitere Verbesserung der SiO ₂ -Schicht wird erhalten, wenn insbesondere im oberen Schichtbereich eine Dampfsperre in Form von stickstoffhaltigem SiO ₂ integriert wird. Eine solche Dampfsperre aus Si _x N _y O ₂ kann im gleichen Reaktor durch Zugabe stickstoffhaltiger Ausgangskomponenten erzeugt werden. Vorzugsweise wird bei der Herstellung im Abscheidereaktor der Stickstoffanteil kontinuierlich erhöht, um eine hohe Schicht¬ gleichmäßigkeit zu erhalten.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei¬ spielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren dienen allein zur besseren Veranschaulichung der Er¬ findung und sind als rein schematische und nicht maßstabsge¬ treu Querschnittszeichnungen ausgeführt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Figur 1 zeigt ein erstes erfindungsgemäßes Bauelement

Figur 2 zeigt ein Bauelement mit einer Zwischenschicht

Figur 3 zeigt eine Bauelementstruktur mit zwei unterschied¬ lichen Metallisierungsschichten

Figur 4 zeigt eine Bauelementstruktur mit drei unterschied¬ lichen Metallisierungsschichten

Figur 5 zeigt ausschnittsweise ein Bauelement mit unter¬ schiedlichen Topographien der SiO ₂ -Schicht

Figur 6 zeigt ausschnittsweise ein Bauelement mit abge¬ schrägten Kanten der Bauelementstruktur

Figur 7 zeigt ein Bauelement mit Gehäuse, das als Kompensa¬ tionsschicht verwendet wird.

Figur 1 zeigt ein erstes erfindungsgemäßes Bauelement im schematischen Querschnitt. Eine piezoelektrische Schicht PS ist mit einer Kompensationsschicht KS fest verbunden. Das Ma¬ terial der Kompensationsschicht KS ist so ausgewählt, dass ihr thermischer Expansionskoeffizient TCE2 geringer ist als der Expansionskoeffizient TCEl der piezoelektrischen Schicht. Auf der piezoelektrischen Schicht sind Bauelementstrukturen BES aufgebracht, beispielsweise Interdigitalwandler mit streifenförmigen Fingerelektroden, die in der Figur im Quer¬ schnitt quer zur Längsausrichtung der Elektrodenfinger darge¬ stellt sind. Über die Bauelementstruktur BES und die Oberflä¬ che der piezoelektrischen Schicht PS ist eine SiO ₂ -Schicht SS in einer Schichtdicke aufgebracht, die zwischen 5 und 20 % einer in der schichtausbreitungsfähigen Wellenlänge bei der

Mittenfrequenz des Bauelements beträgt. Die Schichtdicke dp der piezoelektrischen Schicht PS beträgt ungefähr 5 Wellen¬ längen. Die Kompensationsschicht KS ist dicker als die piezo¬ elektrische Schicht ausgeführt und so dimensioniert, dass sich eine Gesamtschichtdicke aus piezoelektrischer Schicht und Kompensationsschicht KS von weniger als 400 μm ergibt.

Figur 2 zeigt eine weitere Ausführung, bei der zwischen der piezoelektrischen Schicht PS und der Kompensationsschicht KS eine Zwischenschicht angeordnet ist. Diese Zwischenschicht kann der besseren Haftung zwischen piezoelektrischer Schicht und Kompensationsschicht dienen. Möglich ist es jedoch auch, dass die Zwischenschicht zusätzliche Bauelementfunktionen er¬ füllt, und insbesondere bestimmte optische und akustische Ei¬ genschaften und gegebenenfalls eine elektrische Leitfähigkeit aufweist. Die Zwischenschicht kann auch als Klebeschicht aus¬ gebildet sein.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eine zweischichtige Bauelementstruktur. Sie weist eine erste, direkt auf dem pie¬ zoelektrischen Substrat PS aufsitzende Metallschicht MSl aus einem Metall mit relativ hoher Dichte und eine zweite Metall¬ schicht MS2, mit einem Metall niedrigerer Dichte auf. Die Ge¬ samthöhe djyi der Bauelementstruktur BES beträgt in Wellenlän¬ gen gemessen ca. 4 bis 10 % der Wellenlänge der im Bauelement ausbreitungsfähigen Welle.

Figur 4 zeigt eine weitere Bauelementstruktur, die mehr¬ schichtig und hier insbesondere dreischichtig ausgebildet ist und eine erste Metallschicht MSl, eine zweite Metallschicht MS2 und eine dritte Metallschicht MS3 und gegebenenfalls wei¬ tere Metallschichten übereinander aufweist.

Figuren 5a bis 5d zeigen ausschnittsweise ein Bauelement mit unterschiedlichen Topographien der SiC>2-Schicht oberhalb der Bauelementstruktur. Die dargestellten Topographien können ü- ber ein geeignetes Schichterzeugungsverfahren für die Siθ2~ Schicht erhalten werden. Möglich ist es jedoch auch, die SiO ₂ -Schicht planar aufzubringen und in einem zweiten Schritt mit einem geeigneten Verfahren so zu strukturieren, dass die gewünschte Topographie entsteht.

Figur 5a zeigt eine erste einfache Ausführung, bei der die Topographie der SiO ₂ -Schicht derjenigen der BauelementStruk¬ tur entspricht. Insbesondere weist die SiO ₂ -Schicht über der Bauelementstruktur eine Erhebung auf, die eine Breite bg un¬ gefähr der Breite der Bauelementstruktur B^ entspricht. Kan¬ tenwinkel von BauelementStruktur BES und Erhebung der SiO ₂ - Schicht SS sind jeweils ca. 90°. Hier liegt die Reflektivität pro Finger über 6%, ist also höher als bei einem Bauelement ohne SiO ₂ -Schicht.

Figur 5b zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Erhebungen der SiO ₂ -Schicht einen von 90° abweichenden Kantenwinkel aufwei¬ sen und daher insgesamt im Querschnitt trapezförmig ausgebil¬ det sind. Die untere Breite BSl der Erhebung in der SiO ₂ - Schicht SS entspricht ungefähr gleich der Breite b^ der Bau¬ elementstruktur BES. Die Oberkante der Erhebungen der SiO ₂ - Schicht oberhalb der Bauelementstruktur weist eine Breite BS2 auf, die geringer ist als BSl. Eine solche Struktur kann da¬ hingehend variiert werden, dass BSl größer als b _j yj ist. Die Kanten können mit einem Rücksputterprozess abgeflacht werden, der durch Erhöhung der BIAS-Spannung beim Abscheiden in den Prozess integriert ist.

Figur 5c weist in der Siθ2-Schicht eine pyramidenförmige Er¬ hebung oberhalb der Bauelementstruktur auf. Auch hier ist die untere Breite der Erhebung, also die Breite des Pyramidenfu¬ ßes ungefähr gleich der Breite der BauelementStruktur, kann aber davon nach oben oder unten abweichen. Die Abflachung kann auch hier durch Rücksputtern erreicht werden.

Figur 5d zeigt eine Ausführungsform, bei der die SiO ₂ -Schicht über der Bauelementstruktur eine Erhebung mit trapezförmigen Querschnitt aufweist, wobei der Kantenwinkel im Bereich von ca. 25° gewählt ist. Die zugehörige Bauelementstruktur weist hier einen Kantenwinkel von 90° auf.

Figur β zeigt zwei Ausführungsbeispiele, bei denen die Kan¬ tenbedeckung der SiO ₂ -Schicht über der Bauelementstruktur verbessert ist, indem der Kantenwinkel der Bauelementstruktur auf einen Winkel kleiner 90° eingestellt wird. Ein solcher Winkel wird beispielsweise im Bereich zwischen 65 und 85° ge¬ wählt und beträgt z.B. 75°. Während in Figur 6A eine Erhebung in der SiO ₂ ~Schicht oberhalb der Bauelementstruktur mit 90° Kantenwinkel ausgebildet ist, weist diese Erhebung im Bei¬ spiel nach Figur 6B einen davon abweichenden geringeren Kan¬ tenwinkel auf, der beispielsweise dem Kantenwinkel der Bau¬ elementstruktur entspricht. Mit einer SiO ₂ -Schicht von 20% relativer Dicke über einem LT Substrat und mit Al- Metallisierung von relativer Höhe 4% können mit Kantenwinkeln der Erhebungen und der BauelementStrukturen von jeweils 75° in erfindungsgemäßen Bauelementen Reflektivitäten von über 5,9% pro Finger erreicht werden. In Abhängigkeit vom gewähl¬ ten Verfahren zur Aufbringung der SiO ₂ -Schicht kann der Kan¬ tenwinkel der Erhebung in der SiO ₂ -Schicht jedoch geringer sein als derjenige der Bauelementstruktur.

Figur 7 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Gehäuse zusätzlich noch als Kompensationsschicht ver¬ wendet wird. In solchen Ausgestaltungen ist das piezoelektri¬ sche Substrat PS mit den Bauelementstrukturen und der SiO ₂ - Schicht darüber fest mit dem Gehäuseteil verbunden, welches als Kompensationsschicht dienen soll. Die Verbindung ist wie in den Ausführungen mit einer reinen Kompensationsschicht vorzugsweise durch Direktbonden vorgenommen. Möglich sind je¬ doch auch andere mechanisch feste Verbindungen, die zu einer Verspannung zwischen dem als KompensationsSchicht KS dienen¬ den Gehäuseteil und dem piezoelektrischen Substrat PS dienen können. Geeignet sind beispielsweise Lötverfahren, Klebver¬ fahren oder Bumpverbindungen. Zusätzlich zum kompensierenden Gehäuse kann wie gehabt auch noch eine flache substratähnli¬ che Kompensationsschicht gegenüber der die BauelementStruktu¬ ren tragenden Oberfläche des Substrats eingesetzt werden.

Figur 7A zeigt eine Ausführung, bei der das piezoelektrische Substrat PS in ein als Wanne ausgebildetes Gehäuseunterteil eingesetzt und fest mit diesem als Kompensationsschicht KS dienenden Material verbunden ist. Das Material des Gehäuseun¬ terteils ist nach dem gleichen Kriterium ausgelegt, wie die weiter oben erläuterte Kompensationsschicht. Das Gehäuseun¬ terteil kann flachen Deckel D verschlossen sein, wie dies et¬ wa in den Figuren 7a und 7b dargestellt ist. Möglich ist es jedoch auch, das piezoelektrische Substrat PS auf einem fla¬ chen Gehäuseunterteil aufzubringen, welches ebenfalls als Kompensationsschicht KS dienen kann.

Figur 7c zeigt eine solche Ausführung, wobei das Bauelement anschließend durch eine Abdeckung verschlossen wird, die fest mit dem Gehäuseunterteil abschließt. In Figur 7c ist eine me¬ chanisch feste Kappe K dargestellt. Die Abdeckung kann jedoch

auch folienartig und insbesondere auflaminiert sein. Es ist klar, dass das Material für das Gehäuseunterteil, welches das Kompensationsschicht KS dienen soll, bezüglich der Material- auswahl den gleichen Kriterien unterliegt, wie das bei der weiter oben beschriebenen direkt auf dem piezoelektrischen Substrat aufgebrachten Kompensationsschicht. In diesen Fällen kann in erfindungsgemäßer Weise das Gehäuse zur Verringerung des TCF beitragen. Wird auch das Gehäuseoberteil, insbesonde¬ re der Deckel D oder die Kappe K einem geeigneten Material ausgewählt, so kann dies weiter zur Verspannung und damit zur weiteren Herabsetzung des TCF beitragen.

Figur 7D zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der das Bauelement mit einer Kompensationsschicht KS ver¬ sehen ist, die keine weiteren Gehäusefunktionen inne hat. Zu¬ sätzlich ist das Bauelement jedoch oberhalb der Bauelement¬ strukturen bzw. oberhalb der SiO ₂ -Schicht mit einer Kappe K abgedeckt, deren Material so ausgewählt ist, dass relativ zum piezoelektrischen Material der piezoelektrischen Schicht PS eine thermische Verspannung auftreten kann. Die Kappe sitzt dabei direkt der piezoelektrischen Schicht PS auf. Die Kappe kann auch eine Abdeckschicht umfassen. Auch damit gelingt es, den TCF des gesamten Bauelements positiv zu beeinflussen und den Effekt der Temperatur auf die Lage der Resonanzfrequenz zu minimieren.

Obwohl die Erfindung nur anhand weniger Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese beschränkt. Mögli¬ che Variationen ergeben sich aus Art und Formgestaltung der Kompensationsschicht, der Zwischenschicht, aus der genauen Gestaltung der Bauelementstrukturen und aus dem Gehäuse, in dem das Bauelement gegebenenfalls eingebaut ist. Allen Aus¬ führungen ist gemein, dass sie mit den angegebenen erfin-

dungsgemäßen Merkmalen eine wesentliche Verbesserung der Tem¬ peraturabhängigkeit der Resonanzfrequenz erzielen, ohne dass dazu eine einzelne Maßnahme vollständig ausgereizt und der die damit verbundene Nachteil in Kauf genommen werden müsste. Somit gibt die Erfindung ein Bauelement an, welches eine aus¬ gezeichnete Bauelementperformance und eine wesentlich verbes¬ serte bzw. verringerte Temperaturabhängigkeit der Resonanz¬ frequenz aufweist.