KR100756096B1 - 듀플렉서 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 듀플렉서는 제1의 통과대역의 양측에 배치되는 제1의 저주파측의 감쇠극치 및 제1의 고주파측의 감쇠극치를 표시하는 주파수 특성을 갖는 송신신호를 통과시키고 수신신호를 차단하는 송신용 필터와, 제1의 통과대역과는 다른 제2의 통과대역의 양측에 배치되는 제2의 저주파측의 감쇠극치 및 제2의 고주파측의 감쇠극치를 표시하는 주파수 특성을 갖는 수신신호를 통과시키고 송신신호를 차단하는 수신용 필터를 구비하며, 송신용필터는 압전박막 및 2개의 여진용 전극을 가지고 제1 저주파측의 감쇠극치를 나타내는 병렬공진자와, 역시 압전박막 및 2개의 여진용 전극을 가지고 제1 고주파측의 감쇠극치를 나타내는 직렬공진자와, 직렬공진자와 병렬공진자의 적어도 한쪽에 설치되는 동시에, 공진주파수의 온도변화에 대한 변화율을 영에 가깝게 하기 위한 온도보상층을 구비하고, 제1 저주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수와, 제1 고주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수 중, 제2의 통과대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율이 다른 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율 보다도 작은 특성을 가진다.
압전 공진 필터, 듀플렉서, 압전 박막, 여진 전극, 온도 보상 층, 감쇠 극치

Description

듀플렉서{DUPLEXER}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀플렉서에서의 송신 필터의 회로 구성의 예를 나타낸 회로도;
도 2는 본 발명의 상기 일 실시예에 따른 듀플렉서에서의 수신 필터의 회로 구성의 예를 나타낸 회로도;
도 3의 상부곡선 및 하부곡선은 각각 본 발명의 상기 일 실시예에서의 압전 공진 필터의 주파수 특성을 설명하기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 상기 일 실시예에 따른 듀플렉서의 회로도;
도 5는 본 발명의 상기 일 실시예에 따른 듀플렉서의 주파수 특성의 예를 나타낸 특성 그래프;
도 6은 본 발명의 상기 일 실시예에서의 각각의 박막 압전 공진자의 공진 주파수의 온도 특성을 설명하기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 상기 일 실시예에서의 각각의 박막 압전 공진자의 구성의 예를 나타낸 단면도;
도 8은 도 7에 도시된 박막 압전 공진자를 포함하는 압전 공진 필터의 주파수 특성의 측정 결과를 나타낸 특성 그래프;
도 9는 본 발명의 상기 일 실시예에서의 각각의 박막 압전 공진자의 구성의 다른 예를 나타낸 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 기판
12 : 하부 장벽 층
13 : 상부 장벽 층
14 : 하부 전극
15 : 압전 박막
16 : 상부 전극
20 : 온도 보상 층
21 : 직렬 공진자
22 : 병렬 공진자
23 : 음향 다층 막
90 : 듀플렉서
97 : 송신 필터
98 : 수신 필터
111, 121 : 저주파 측 감쇠 극치
112, 122 : 고주파 측 감쇠 극치
본 발명은 박막 압전 공진자(thin-film piezoelectric resonator)를 포함하는 압전 공진 필터(piezoelectric resonant filter)를 이용하여 구현되는 듀플렉서(duplexer)에 관한 것이다.
근년에 들어 비약적으로 보급된 휴대 전화와 같은 이동 통신 기기에서는 크기의 소형화 및 사용 주파수의 고주파화가 해마다 진척되고 있다. 그러한 이유로, 이동 통신 기기에 사용되는 전자 부품에도 크기의 소형화 및 사용 주파수의 고주파화가 요구되어 왔다.
일부의 이동 통신 기기는 1개의 안테나를 송신 및 수신에 모두 사용할 수 있도록 송신 신호 경로와 수신 신호 경로 사이의 스위칭을 행하는 듀플렉서를 구비한다. 그러한 듀플렉서는 송신 신호를 통과시키지만 수신 신호를 차단하는 송신 필터 및 수신 신호를 통과시키지만 송신 신호를 차단하는 수신 필터를 구비한다.
근년에 들어 듀플렉서에 들어있는 그러한 각각의 필터로서 탄성 표면파 필터(surface acoustic wave filter)가 사용되는 일이 빈번해졌다. 탄성 표면파 필터는 수 ㎓까지의 주파수를 지원할 수 있고, 세라믹 필터에 비해 필터의 크기를 소형화시킬 수 있다는 특징을 갖는다. 그러나, 차후에 이동 통신 기기에서 보다 더 고주파화된 주파수로서 사용될 주파수에 맞춰 탄성 표면파 필터를 매칭시키려면 현 상황으로는 여전히 많은 기술적 문제점이 있다.
따라서, 최근에 박막 벌크 음향 공진자(thin-film bulk acoustic resonator)라 불리는 박막 압전 공진자가 공중의 주목을 끌게 되었다(후술되는 특허 문헌 1 내지 8과 비특허 문헌 1을 참조). 그러한 박막 압전 공진자는 압전 박막의 두께 방향으로의 공진을 이용한 공진자이다. 박막 압전 공진자에서는 압전 박막의 두께의 변화에 따라 공진 주파수가 변할 수 있다. 박막 압전 공진자는 수 ㎓까지의 주파수를 지원할 수 있는 것으로 여겨진다. 본 명세서에서 사용되는 "공진 주파수"의 개념은 그 "공진 주파수"란 용어가 특별히 "반공진 주파수(antiresonant frequency)"와 대비되어 사용되는 경우를 제외하고는 그 반공진 주파수를 포함하는 것이다.
박막 압전 공진자는 압전 박막, 압전 박막의 대향된 표면 상에 배치된 한 쌍의 전극, 및 압전 박막과 전극을 지지하는 기판을 구비한다. 기판은 압전 박막과 한 쌍의 전극이 배치되는 표면과 대향된 표면에 개방되도록 마련된 공동을 구비할 수 있다(특허 문헌 1 및 2를 참조). 혹은, 기판과 하나의 전극 사이에 갭(gap)이 마련될 수도 있다(특허 문헌 3을 참조). 혹은, 공동이나 갭이 마련되지 않고서 압전 박막과 한 쌍의 전극이 음향 다층 막(acoustic multi-layer film)의 개재 하에 기판 상에 배치될 수도 있다(비특허 문헌 1을 참조).
공진자를 이용한 필터로는 예컨대 래더형(ladder-type) 필터가 있다. 그러한 래더형 필터는 기본 구조를 이루는 직렬 공진자 및 병렬 공진자를 포함한다. 래더형 필터는 필요에 따라서는 기본 구조를 각각 갖는 다수의 부분의 종속 접속(cascade connection)에 의해 이뤄질 수도 있다.
별다른 조치를 취하지 않는다면, 박막 압전 공진자의 공진 주파수는 일반적으로 온도 변화에 따라 변하게 된다. 이후로, 그러한 특성을 공진 주파수의 온도 특성이라 하기로 한다. 그러한 공진 주파수의 온도 특성이 나타나는 이유는 압전 박막에 사용되는 ZnO, CdS, 또는 AlN과 같은 대표적 압전 재료의 탄성 상수(elastic constant)가 온도 변화에 따라 변하기 때문이다.
예컨대, ZnO를 압전 박막 재료로서 사용하는 박막 압전 공진자에서는 공진 주파수의 온도 계수가 약 -60 ppm/℃이다. 부언하면, 공진 주파수의 온도 계수란 온도 변화에 따른 공진 주파수의 변화율을 말한다.
박막 압전 공진자에서의 공진 주파수의 온도 계수를 0에 가깝게 되도록 하는 방법으로서, 압전 박막 재료의 탄성 상수의 온도 계수와는 플러스/마이너스 부호에 있어 반대인 탄성 상수의 온도 계수를 갖는 재료로 이뤄진 박막(이후로, 온도 보상 막이라 하기로 함)을 박막 압전 공진자에 부가하는 방법이 지금까지 알려져 있다(특허 문헌 1, 2, 및 4를 참조). 부언하면, 탄성 상수의 온도 계수란 온도 변화에 따른 탄성 상수의 변화율을 말한다. 예컨대, SiO2를 온도 보상 막의 재료로서 사용할 수 있다.
그러한 온도 보상 막을 박막 압전 공진자에 부가할 경우, 박막 압전 공진자의 공진 주파수의 온도 계수는 온도 보상 막의 두께에 따라 변하게 된다. 따라서, 박막 압전 공진자에 부가된 온도 보상 막의 두께가 최적화되면, 박막 압전 공진자의 공진 주파수의 온도 계수를 0에 가깝게 되도록 할 수 있다.
특허 문헌 5는 기판 상에 하부 전극, 압전 박막, 및 상부 전극이 순차적으로 형성된 구조를 갖는 박막 압전 공진자에 사용되는 기술로서, SiO2와 같은 전기 절연 재료로 이뤄진 막을 상부 전극의 인출 부분과 압전 박막 사이에 마련하는 기술을 개시하고 있다. 그러한 기술은 상부 전극의 인출 부분과 기판 사이의 커패시턴스를 감소시키려고 의도된 것이다.
특허 문헌 6은 기판 상에 하부 전극, 압전 박막, 및 상부 전극이 순차적으로 형성된 구조를 갖는 박막 압전 공진자에 사용되는 기술로서, SiO2와 같은 유전체 재료로 이뤄진 유전체 층을 기판 상에 마련하여 유전체 층의 유효 두께가 장소에 따라 달라지도록 하는 기술을 개시하고 있다. 그러한 기술은 하부 전극/상부 전극과 기판 사이의 커패시턴스를 감소시키려고 의도된 것이다.
특허 문헌 7은 다수의 박막 공진자를 포함한 격자 필터(lattice filter)에 사용되는 기술로서, 일부의 공진자 상에 막을 마련하여 그 일부의 공진자에 질량 부하를 가하는 기술을 개시하고 있다. 그러한 막은 각각의 공진자의 공진 주파수를 미리 정해진 값만큼 변화시키려고 마련된 것이다. 특허 문헌 7에는 그러한 막의 재료로서 산화실리콘이 거론되어 있다.
특허 문헌 8은 SiO2로 이뤄진 박막을 포함한 압전 박막 공진자에 사용되는 기술로서, 직렬 공진과 병렬 공진 중의 하나 이상을 보이는 주파수를 측정하여 그 측정된 주파수와 공진 주파수 사이의 차가 최소화되도록 박막의 두께를 변경하는 기술을 개시하고 있다.
[특허 문헌 1]
일본 특허 공개 제137317/1983호
[특허 문헌 2]
일본 특허 공개 제153412/1983호
[특허 문헌 3]
일본 특허 공개 제189307/1985호(제2면 및 제3면과 도 3 및 도 4)
[특허 문헌 4]
일본 특허 공개 제68711/1985호(제2면 및 제3면과 도 3 및 도 4)
[특허 문헌 5]
일본 특허 공개 제141813/1984호(제2면 및 제3면과 도 3 및 도 4)
[특허 문헌 6]
일본 특허 공개 제171822/1985호(제2면과 도 3 및 도 4)
[특허 문헌 7]
일본 특허 공개 제64683/1997호(제4면 및 제5면과 도 4 및 도 5)
[특허 문헌 8]
국제 특허 공개 제2001-502136호(제15면과 도 6A)
[비특허 문헌 1]
Kiyoshi Nakamura 외, "박막 공진자 및 필터(Thin Film Resonators and Filters)", International Symposium on Acoustic Wave Devices for Future Mobile Communication Systems, Collected Papers, pp. 93-99, March 5-7, 2001
래더형 필터는 통과 대역의 대향된 측에 배치된 저주파 측 감쇠 극치(low frequency side attenuation extremum)와 고주파 측 감쇠 극치(high frequency side attenuation extremum)를 보이는 주파수 특성을 갖는다. 병렬 공진자의 공진 주파수는 저주파 측 감쇠 극치를 보이는 주파수와 일치한다. 직렬 공진자의 반공진 주파수는 고주파 측 감쇠 극치를 보이는 주파수와 일치한다. 따라서, 직렬 공진자와 병렬 공진자로서 박막 압전 공진자를 사용하는 필터에서는 각각의 박막 압전 공진자의 공진 주파수가 온도 변화에 따라 변할 경우에 필터의 통과 대역이 온도 변화에 따라 변한다고 하는 문제점이 있다.
듀플렉서에서는 송신 필터의 통과 대역 또는 수신 필터의 통과 대역이 온도 변화에 따라 변할 경우에 다음과 같은 문제점이 발생된다. 부언하면, 이후의 설명은 송신 신호의 주파수 대역이 수신 신호의 주파수 대역보다 더 낮다는 것을 그 전제로 하여 이뤄질 것이다. 그 경우, 송신 필터에서의 고주파 측 감쇠 극치를 보이는 주파수의 변화 및 수신 필터에서의 저주파 측 감쇠 극치를 보이는 주파수의 변화가 특히 문제가 된다. 그것은 바로 그러한 주파수의 변화가 송신 신호와 수신 신호를 서로 분리시키는 듀플렉서의 성능을 저하시키기 때문이다.
따라서, 각각의 필터에 포함된 박막 압전 공진자에 최적의 두께를 갖는 온도 보상 막을 각각 부가하여 각각의 박막 압전 공진자의 공진 주파수의 온도 계수를 0에 가깝게 되도록 하는 것을 생각해 볼 수 있다.
그러나, 온도 보상 막으로 흔히 사용되는 SiO2 박막은 비정질(amorphous)로서, 압전 특성을 갖지 않는다. 그러한 이유로, SiO2로 된 온도 보상 막을 각각의 박막 압전 공진자에 부가할 경우에는 온도 보상 막의 두께가 커질수록 공진자의 전기 기계적 커플링 계수(electromechanical coupling factor)가 전반적으로 감소된 다. 그 결과, 박막 압전 공진자를 포함한 각각의 필터의 통과 대역 폭이 감소되게 된다.
예컨대, 다수의 박막 압전 공진자를 포함한 필터에서는 온도 보상 막을 각각의 박막 압전 공진자에 부가할 때에 지금까지 그 온도 보상 막을 필터의 전체에 마련하여 왔다. 그 경우, 온도 보상 막을 마련하는 것에 기인하는 필터의 통과 대역 폭이 감소되는 것을 억제시킬 수 없다.
특허 문헌 4에 개시된 바와 같이, 박막 압전 공진자가 배치된 영역을 포함한 일부의 기판 영역에만 온도 보상 막을 마련할 수도 있다. 그 경우에도 균일한 두께를 갖는 온도 보상 막을 필터 내의 모든 박막 압전 공진자에 마련한다. 따라서, 그럴 경우라도 온도 보상 막을 마련하는 것에 기인하여 생기는 필터의 통과 대역 폭의 감소를 억제시킬 수는 없다.
특허 문헌 5에 개시된 기술에서는 SiO2와 같은 전기 절연 재료로 이뤄진 막을 박막 압전 진동자의 진동 부위를 제외한 영역에 마련한다. 그 때문에, 그러한 막은 온도 보상 막으로서 기능하지 못한다.
특허 문헌 6에 개시된 기술에서는 유전체 층의 유효 두께를 장소에 따라 달라지도록 하게끔 선택한다. 그러나, 박막 압전 공진자가 배치된 영역에 마련되는 유전체 층의 두께는 균일하다. 유전체 층의 재료로서 SiO2를 사용할 경우에는 박막 압전 공진자가 배치된 영역에 마련되는 유전체 층이 온도 보상 막으로서 기능할 수 있다. 그러한 기술을 다수의 박막 압전 공진자를 포함한 필터에 적용한다면, 모든 박막 압전 공진자에 균일한 두께를 갖는 유전체 층이 마련되게 된다. 그러한 이유로, 그 경우에도 유전체 층을 마련하는 것에 기인하여 생기는 필터의 통과 대역 폭의 감소를 억제시킬 수 없다.
특허 문헌 7에 개시된 기술에서는 질량 부하를 가하는 막을 마련하여 공진자의 공진 주파수를 미리 정해진 값만큼 변화시킨다. 그러한 이유로, 그 막의 재료로서 산화실리콘을 사용한다할지라도 공진자의 공진 주파수의 온도 계수가 0에 가깝게 되도록 그 막의 두께를 최적화시킬 수 없다.
특허 문헌 8에 개시된 기술에서는 박막의 두께를 측정된 주파수와 공진 주파수 사이의 차를 최소화시키게끔 선택한다. 그러한 이유로, 박막의 재료로서 SiO2를 사용한다고 할지라도 공진자의 공진 주파수의 온도 계수가 0에 가깝게 되도록 그 막의 두께를 최적화시킬 수 없다.
본 발명은 전술된 문제점들을 고려하여 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 온도 변화에 따른 필터의 통과 대역의 변화에 기인하여 단점이 생기는 것을 방지할 수 있으면서 통과 대역 폭의 감소를 억제시킬 수 있는 압전 공진 필터와 그러한 압전 공진 필터를 포함하는 듀플렉서를 제공하는 것이다.
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본 발명에 따른 제1 듀플렉서는 제1의 통과대역의 양측에 배치되는 제1의 저주파측의 감쇠극치 및 제1의 고주파측의 감쇠극치를 표시하는 주파수 특성을 갖는 송신신호를 통과시키고 수신신호를 차단하는 송신용 필터와, 제1의 통과대역과는 다른 제2의 통과대역의 양측에 배치되는 제2의 저주파측의 감쇠극치 및 제2의 고주파측의 감쇠극치를 표시하는 주파수 특성을 갖는 수신신호를 통과시키고 송신신호를 차단하는 수신용 필터를 구비하며 안테나에 접속되는 듀플렉서로서,
송신용 필터는,
압전특성을 갖는 압전박막과, 압전박막의 양면에 배치되고 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 제1의 저주파측의 감쇠극치를 나타내는 병렬공진자와,
압전특성을 갖는 압전박막과, 압전박막의 양면에 배치되고 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 제1의 고주파측의 감쇠극치를 나타내는 직렬공진자와,
직렬공진자와 병렬공진자의 적어도 한쪽에 설치되는 동시에, 공진주파수의 온도변화에 대한 변화율을 영에 가깝게 하기 위한 온도보상층을, 구비하고,
제1의 저주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수와, 제1의 고주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수 중, 제2의 통과대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율은 다른 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율 보다도 작은 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따른 제2 듀플렉서는 제1의 통과대역의 양측에 배치되는 제1의 저주파측의 감쇠극치 및 제1의 고주파측의 감쇠극치를 표시하는 주파수특성을 갖는 송신신호를 통과시키고, 수신신호를 차단하는 송신용 필터와, 제1의 통과대역과는 다른 제2의 통과대역의 양측에 배치되는 제2의 저주파측의 감쇠극치 및 제2의 고주파측의 감쇠극치를 표시하는 주파수 특성을 갖는 수신신호를 통과시키고 송신신호를 차단하는 수신용 필터를 구비하며 안테나에 접속되는 듀플렉서로서,
수신용 필터는,
압전특성을 갖는 압전박막과, 압전박막의 양면에 배치되고, 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 제2의 저주파측의 감쇠극치를 나타내는 병렬공진자와,
압전특성을 갖는 압전박막과, 압전박막의 양면에 배치되고, 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 제2의 고주파측의 감쇠극치를 나타내는 직렬공진자와,
직렬공진자와 병렬공진자의 적어도 한쪽에 설치되는 동시에, 공진주파수의 온도변화에 대한 변화율을 영에 가깝게 하기 위한 온도보상층을, 구비하고,
제2의 저주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수와, 제2의 고주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수 중, 제1의 통과대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율은 다른 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율보다도 작은 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따른 제3 듀플렉서는 제1의 통과대역의 양측에 배치되는 제1의 저주파측의 감쇠극치 및 제1의 고주파측의 감쇠극치를 표시하는 주파수 특성을 갖는 송신신호를 통과시키고, 수신신호를 차단하는 송신용 필터와, 제1의 통과대역과는 다른 제2의 통과대역의 양측에 배치되는 제2의 저주파측의 감쇠극치 및 제2의 고주파 측의 감쇠극치를 표시하는 주파수의 특성을 갖는 수신신호를 통과시키고 송신신호를 차단하는 수신용 필터를 구비하며, 안테나에 접속되는 듀플렉서로서,
송신용 필터는
압전특성을 갖는 압전박막과, 압전박막의 양면에 배치되고, 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 제1의 저주파측의 감쇠극치를 나타나게 하는 제1의 병렬공진자와,
압전특성을 갖는 압전박막과, 압전박막의 양면에 배치되고 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 제1의 고주파측의 감쇠극치를 나타나게 하는 제1의 직렬공진자와,
제1의 직렬공진자와 제1의 병렬공진자의 적어도 한쪽에 설치되는 동시에, 공진주파수의 온도변화에 대한 변화율을 영에 가깝게 하기 위한 제1의 온도보상층을, 구비하며,
상기 수신용 필터는
압전특성을 갖는 압전박막과, 압전박막의 양면에 배치되고 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 제2의 저주파측의 감쇠극치를 나타나게 하는 제2의 병렬공진자와,
압전특성을 갖는 압전박막과, 압전박막의 양면에 배치되고, 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 제2의 고주파측의 감쇠극치를 나타나게 하는 제2의 직렬공진자와,
제2의 직렬공진자와 제2의 병렬공진자의 적어도 한쪽에 설치되는 동시에, 공진주파수의 온도변화에 대한 변화율을 영에 가깝게 하기 위한 제2의 온도보상층을, 구비하며,
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제1의 저주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수와, 제1의 고주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수 중, 제2의 통과대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율은 다른 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율보다도 작고,
제2의 저주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수와, 제2의 고주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수중, 제1의 통과대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율은 다른 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율보다도 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제1, 제2, 및 제3 듀플렉서의 각각에서는 온도보상층은 이산화실리콘으로 이뤄질 수 있다. 본 발명에 따른 제1, 제2, 및 제3 듀플렉서에서는 각각의 박막 압전 공진자가 음향 임피던스에 있어 상이한 다수의 층을 구비하고 압전 박막과 대향된 하나의 여진 전극의 표면 상에 배치되는 음향 다층 막을 포함하여 여진 전극이 음향 다층 막과 압전 박막 사이에 끼워 넣어지게끔 할 수 있다. 음향 다층 막에 있는 다수의 층 중의 일부는 온도 보상 층의 일부로서의 역할을 겸할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 듀플렉서의 구성에 관해 설명하기로 한다. 도 4는 본 실시예에 따른 듀플렉서의 회로도이다. 본 실시예에 따른 듀플렉서(90)는 도시를 생략한 안테나에 접속되는 안테나 단자(91, 92), 도시를 생략한 송신 회로에 접속되어 안테나에 송신 신호를 출력하는 송신 신호 단자(93, 94), 및 도시를 생략한 수신 회로에 접속되어 안테나로부터 수신 신호를 입력하는 수신 신호 단자(95, 96)를 구비한다.
듀플렉서(90)는 송신 신호를 통과시키지만 수신 신호를 차단하는 송신 필터(97) 및 수신 신호를 통과시키지만 송신 신호를 차단하는 수신 필터(98)를 추가로 구비한다. 그러한 각각의 필터(97, 98)는 2개의 입력 단자 및 2개의 출력 단자를 구비한다.
송신 필터(97)의 2개의 입력 단자는 송신 신호 단자(93, 94)에 각각 접속된다. 송신 필터(97)의 2개의 출력 단자는 안테나 단자(91, 92)에 각각 접속된다. 수신 필터(98)의 2개의 입력 단자 중의 하나는 1/4 파장 위상 변환기(quarter-wave phase shifter)(99)를 경유하여 안테나 단자(91)에 접속된다. 수신 필터(98)의 다른 입력 단자는 안테나 단자(92)에 접속된다. 수신 필터(98)의 2개의 출력 단자는 수신 신호 단자(95, 96)에 각각 접속된다.
송신 회로로부터 송신되는 송신 신호는 송신 필터(97)를 경유하여 안테나로 보내진다. 안테나에 포착되는 수신 신호는 1/4 파장 위상 변환기(99)를 통과하면서 그 위상이 1/4 파장만큼 변환된 후에 수신 필터(98)를 경유하여 도시를 생략한 수신 회로로 보내진다.
더욱 상세히 후술될 바와 같이, 송신 필터(97)와 수신 필터(98)는 본 실시예에 따른 압전 공진 필터로 각각 구성된다.
도 5는 본 실시예에 따른 듀플렉서(90)의 주파수 특성을 나타낸 특성 그래프이다. 도 5는 레벨이 미리 정해진 신호가 듀플렉서(90)의 송신 필터(97) 또는 수신 필터(98)에 입력될 경우에 그 필터(97, 98)로부터 출력되는 신호 레벨의 주파수 특성을 나타낸 것이다. 도 5에서는 도면 부호 "110"이 송신 필터(97)로부터 출력되는 신호 레벨의 주파수 특성을, 그리고 도면 부호 "120"이 수신 필터(98)로부터 출력되는 신호 레벨의 주파수 특성을 각각 지시하고 있다.
본 예에서는 송신 필터(97)가 미리 정해진 제1 통과 대역의 대향된 측에 배치된 제1 저주파 측 감쇠 극치(111)와 제1 고주파 측 감쇠 극치(112)를 보이는 주파수 특성을 갖는다. 수신 필터(98)는 제1 통과 대역과는 다른 제2 통과 대역의 대향된 측에 배치된 제2 저주파 측 감쇠 극치(121)와 제2 고주파 측 감쇠 극치(122)를 보이는 주파수 특성을 갖는다. 본 예에서는 제1 통과 대역이 제2 통과 대역에 비해 보다 더 낮은 주파수 측에 위치된다.
이제, 감쇠 극치(111, 112, 121, 122)를 보이는 주파수를 "f11", "f12 ", "f21", 및 "f22"로서 각각 표기하기로 한다. 제1 통과 대역은 주파수 "f11"과 주파수 "f12" 사이에 위치된다. 그러나, 제1 통과 대역은 주파수 "f11"과 주파수 "f12" 사이의 주파수 영역과 반드시 일치되는 것은 아니다. 예컨대, 제1 통과 대역을 출력 신호의 레벨이 최대 레벨보다 3 ㏈만큼 더 낮은 주파수 사이의 대역으로서 규정할 경우, 제1 통과 대역은 주파수 "f11"과 주파수 "f12" 사이의 주파수 영역보다 더 좁아진다. 그와 마찬가지로, 제2 통과 대역도 주파수 "f21"과 주파수 "f22 " 사이에 위치되지만, 주파수 "f21"과 주파수 "f22" 사이의 주파수 영역과 반드시 일치되는 것은 아니다.
다음으로, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 압전 공진 필터의 구성, 즉 송신 필터(97)와 수신 필터(98)의 회로 구성에 관해 설명하기로 한다.
도 1은 송신 필터(97)의 회로 구성의 예를 나타낸 회로도이다. 그러한 송신 필터(97)는 입력 단(41T) 및 출력 단(42T)을 구비한다. 송신 필터(97)는 래더형 필터 회로를 형성하는 제1 내지 제4 직렬 공진자(21T)와 제1 및 제2 병렬 공진자(22T)를 추가로 구비한다. 각각의 공진자(21T, 22T)는 박막 압전 공진자이다. 제1 직렬 공진자(21T)의 일 단은 입력 단(41T)에 접속된다. 제1 직렬 공진자(21T)의 타 단은 제2 직렬 공진자(21T)의 일 단에 접속된다. 제2 직렬 공진자(21T)의 타 단은 제3 직렬 공진자(21T)의 일 단에 접속된다. 제3 직렬 공진자(21T)의 타 단은 제4 직렬 공진자(21T)의 일 단에 접속된다. 제4 직렬 공진자(21T)의 타 단은 출력 단(42T)에 접속된다.
제1 병렬 공진자(22T)의 일 단은 제1 직렬 공진자와 제2 직렬 공진자(21T) 사이의 접속 점에 접속된다. 제1 병렬 공진자(22T)의 타 단은 접지된다. 제2 병렬 공진자(22T)의 일 단은 제3 직렬 공진자와 제4 직렬 공진자(21T) 사이의 접속 점에 접속된다. 제2 병렬 공진자(22T)의 타 단은 접지된다.
도 2는 수신 필터(98)의 회로 구성의 예를 나타낸 회로도이다. 그러한 수신 필터(98)는 입력 단(41R) 및 출력 단(42R)을 구비한다. 수신 필터(98)는 래더형 필터 회로를 형성하는 제1 및 제2 직렬 공진자(21R)와 제1 내지 제4 병렬 공진자(22R)를 추가로 구비한다. 각각의 공진자(21R, 22R)는 박막 압전 공진자이다. 제1 직렬 공진자(21R)의 일 단은 입력 단(41R)에 접속된다. 제1 직렬 공진자(21R)의 타 단은 제2 직렬 공진자(21R)의 일 단에 접속된다. 제2 직렬 공진자(21R)의 타 단은 출력 단(42R)에 접속된다.
제1 병렬 공진자(22R)의 일 단은 제1 직렬 공진자(21R)의 일 단에 접속된다. 제2 병렬 공진자(22R)의 일 단은 제1 직렬 공진자(21R)의 타 단에 접속된다. 제3 병렬 공진자(22R)의 일 단은 제2 직렬 공진자(21R)의 일 단에 접속된다. 제4 병렬 공진자(22R)의 일 단은 제2 직렬 공진자(21R)의 타 단에 접속된다. 제1 내지 제4 병렬 공진자(22R)의 타 단은 접지된다.
부언하면, 송신 필터(97)와 수신 필터(98)의 회로 구성은 도 1 및 도 2에 도시된 구성에 각각 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 송신 필터(97)와 수신 필터(98)의 각각의 구성은 도 1에 도시된 회로로부터 제1 및 제4 직렬 공진자(21T)를 제거함으로써 얻어지는 구성 또는 도 1에 도시된 회로로부터 제1 및 제3 직렬 공진자(21T)를 제거함으로써 얻어지는 구성으로 될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 각각의 회로는 2개의 기본 구조 부분의 종속 접속(cascade connection)에 의해 형성된다. 그러나, 본 발명은 송신 필터(97)와 수신 필터(98)의 각각의 회로 구성이 하나의 기본 구조 부분에 의해 형성되거나 3개 이상의 기본 구조 부분의 종속 접속에 의해 형성되는 경우에도 적용될 수 있다.
각각의 박막 압전 공진자는 압전 특성을 갖는 압전 박막 및 압전 박만의 대향된 표면 상에 배치되어 압전 박막에 여진 전압을 인가하는 한 쌍의 여진 전극을 구비한다. 이후로, 박막 압전 공진자의 특정의 구성에 관해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 각각의 압전 공진 필터의 주파수 특성에 관해 설명하기로 한다. 도 3의 상부 곡선은 직렬 공진자(21)(여기서의 도면 부호 "21"은 도면 부호 "21T" 및 "21R"을 대표함)와 병렬 공진자(22)(여기서의 도면 부호 "22"는 도면 부호 "22T' 및 "22R"을 대표함)의 임피던스 대 주파수 특성을 개념적으로 나타낸 것이다. 도 3의 상부곡선에서는 도면 부호 "25"가 직렬 공진자(21)의 임피던스 대 주파수 특성을, 그리고 도면 부호 "26"이 병렬 공진자(22)의 임피던스 대 주파수 특성을 각각 지시하고 있다. 도 3의 하부곡선은 레벨이 미리 정해진 신호가 압전 공진 필터에 입력될 경우의 압전 공진 필터의 출력 신호 레벨 대 주파수 특성을 개념적으로 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 각각의 직렬 공진자(21)의 공진 주파수(frs)와 각각의 병렬 공진자(22)의 반공진 주파수(fap)가 압전 공진 필터의 소정의 통과 대역(27)의 중심 주파수(f0)와 일치된다. 병렬 공진자(22)는 저주파 측 감쇠 극치(29)를 보이는 반면에, 직렬 공진자(21)는 고주파 측 감쇠 극치(28)를 보인다. 즉, 병렬 공진자(22)의 공진 주파수(frp)는 저주파 측 감쇠 극치(29)가 나타나는 주파수와 일치되는 반면에, 직렬 공진자(21)의 반공진 주파수(fas)는 고주파 측 감쇠 극치(28)가 나타나는 주파수와 일치된다. 도 3에서는 압전 공진 필터의 통과 대역(27)이 병렬 공진자(22)의 공진 주파수(frp)로부터 직렬 공진자(21)의 반공진 주파수(fas)까지의 주파수 범위로서 정의된다.
도 3으로부터 명백한 바와 같이, 압전 공진 필터의 통과 대역(27)은 공진자(21, 22)의 공진 주파수(반공진 주파수를 포함한)에 의존한다. 그러한 이유로, 공진자(21, 22)의 공진 주파수가 온도 변화에 따라 변할 경우에는 압전 공진 필터의 통과 대역(27)도 역시 온도 변화에 따라 변하게 된다.
이제, 도 6을 참조하여 각각의 공진자(21, 22)를 이루는 박막 압전 공진자의 공진 주파수에서의 온도 특성에 관해 설명하기로 한다. 도 6은 박막 압전 공진자의 임피던스 대 주파수 특성을 개념적으로 나타낸 것이다. 도 6에서는 박막 압전 공진자의 공진 주파수가 "fr"로서, 그리고 박막 압전 공진자의 반공진 주파수가 "fa"로서 각각 표기되어 있다. 별다른 조치를 취하지 않는다면, 박막 압전 공진자의 그러한 주파수(fr, fa)는 온도 변화에 따라 고주파 측 또는 저주파 측으로 이동될 것이다. 그러한 온도 변화에 따른 공진 주파수의 변화율을 공진 주파수의 온도 계수라 한다. 공진 주파수가 온도의 상승에 따라 고주파 측으로 이동될 경우에는 공진 주파수의 온도 계수가 정(positive)의 값을 갖는다. 공진 주파수가 온도의 상승에 따라 저주파 측으로 이동될 경우에는 공진 주파수의 온도 계수가 부(negative)의 값을 갖는다.
공진 주파수의 온도 계수는 박막 압전 공진자의 진동 부분을 형성하는 박막의 재료의 탄성 상수의 온도 계수에 의존한다. 이후로, 그에 관해 더욱 상세히 설명하기로 한다. 박막을 통해 전파되는 파의 속도, 즉 음속을 "v"라 하고 파의 파장을 "λ"라 하며 파의 주파수를 "f"라 할 때에 그들 변수 사이에는 다음의 수학식 1에 의해 주어지는 관계가 성립된다:
Figure 112003047260310-pat00001
추가로, 박막의 재료의 탄성 상수를 "k"라 하고 박막의 재료의 밀도를 "ρ"라 가정하면, 그 "k" 및 "ρ"와 음속 "v"간에는 다음의 수학식 2에 의해 주어지는 관계가 성립된다:
Figure 112003047260310-pat00002
상기 수학식 1 및 수학식 2를 기반으로 하여 다음의 수학식 3을 얻을 수 있다:
Figure 112003047260310-pat00003
상기 수학식 3으로부터 명백한 바와 같이, 주파수 "f"는 탄성 상수 "k"의 제곱근에 비례한다. 다른 한편으로, 탄성 상수는 온도에 의존한다. 탄성 상수의 온도 계수가 정의 값을 가질 경우에는 공진 주파수의 온도 계수도 정의 값을 갖는다. 그 반면에, 탄성 상수의 온도 계수가 부의 값을 가질 경우에는 공진 주파수의 온도 계수도 부의 값을 갖는다.
탄성 상수 및 그 탄성 상수의 온도 계수는 물질마다 고유한 값이다. 예컨대, 특허 문헌 2는 "탄성 스티프니스(elastic stiffness) Css E의 온도 계수는 ZnO 및 Si에서는 부의 값이고, SiO2에서는 부의 값이다"라고 하고 있다. 그와 같이, ZnO와 SiO2는 탄성 상수인 탄성 스티프니스 Css E의 온도 계수의 플러스/마이너스 부호에 있어 서로 반대이다. 따라서, 예컨대 박막 압전 공진자에서의 압전 박막의 재료를 ZnO로 할 경우에는 SiO2로 이뤄진 온도 보상 막을 제공하여 박막 압전 공진자의 공진 주파수의 온도 계수를 0에 가깝게 되도록 할 수 있다.
박막 압전 공진자의 공진 주파수의 온도 계수는 박막의 재료의 탄성 상수의 온도 의존성에 기인하여 발현되기는 하지만, 박막 압전 공진자를 형성하는 다수의 막의 열팽창 계수의 차에 기인하여 발현될 수도 있다.
본 실시예에 따른 압전 공진 필터, 즉 송신 필터(97)와 수신 필터(98)의 각각에서는 직렬 공진자(21)의 그룹과 병렬 공진자(22)의 그룹 중의 하나 이상이 온도 보상 층을 구비하여 온도 변화에 따른 공진 주파수의 변화율을 0에 가깝게 되도록 할 수 있다. 그러한 온도 보상 층은 압전 박막의 재료의 온도 상수의 온도 계수와는 플러스/마이너스 부호에 있어 반대인 탄성 상수의 온도 계수를 갖는 재료로 이뤄진다. 본 실시예에서는 각각의 직렬 공진자(21)에 있는 온도 보상 층의 두께가 각각의 병렬 공진자(22)에 있는 온도 보상 층의 두께와는 상이할 수 있다. 그 결과, 본 실시예에 따른 압전 공진 필터에서는 저주파 측 감쇠 극치(29)가 나타나는 주파수와 고주파 측 감쇠 극치(28)가 나타나는 주파수가 온도 변화에 따른 주파수의 변화율에 있어 상이하게 된다. 부언하면, 본 실시예에서는 각각의 직렬 공진자(21)에 있는 온도 보상 층의 두께나 아니면 각각의 병렬 공진자(22)에 있는 온도 보상 층의 두께가 0일 수도 있다. 환언하면, 직렬 공진자(21)의 그룹과 병렬 공진자(22)의 그룹 중의 하나가 온도 보상 층을 필요로 하지 않는다.
다음으로, 도 7을 참조하여 본 실시예에서의 박막 압전 공진자의 구성의 예에 관해 설명하기로 한다. 도 7은 본 실시예에 따른 박막 압전 공진자의 단면도이다. 도 7에 도시된 박막 압전 공진자는 기판(11), 기판(11)의 하면에 인접되게 배치된 하부 장벽 층(12), 기판(11)의 상면에 인접되게 배치된 상부 장벽 층(13), 및 상부 장벽 층(13)의 상면에 인접되게 배치된 온도 보상 층(20)을 포함한다. 박막 압전 공진자는 온도 보상 층(20) 상에 배치된 하부 전극(14), 하부 전극(14) 상에 배치된 압전 박막(15), 및 압전 박막(15) 상에 배치된 상부 전극(16)을 추가로 포함한다.
기판(11)은 박막 압전 공진자의 다른 구성 요소를 지지하기 위해 마련된 것이다. 기판(11)은 공동(11a)을 구비한다. 기판(11)으로서는 예컨대 Si 기판이 사용된다.
하부 장벽 층(12)은 기판(11)에 공동(11a)을 형성하기 위한 마스크로서 사용된다. 따라서, 하부 장벽 층(12)에는 공동(11a)에 대응되는 위치에 개구부(12a)가 형성된다. 하부 장벽 층(12)의 재료로서는 예컨대 질화실리콘(SiNx)이 사용된다.
상부 장벽 층(13)은 기판(11)과 온도 보상 층(20)을 서로 분리시키는 전기 절연 층이다. 상부 장벽 층(13)의 재료로서는 예컨대 질화실리콘(SiNx)이 사용된다.
온도 보상 층(20)은 압전 박막(15)의 재료의 탄성 상수의 온도 계수와는 플러스/마이너스 부호에 있어 반대인 탄성 상수의 온도 계수를 갖는 재료로 이뤄진다. 온도 보상 층(20)의 재료로서는 예컨대 이산화실리콘(SiO2)이 사용된다. 부언하면, 전술된 바와 같이 본 실시예에서는 직렬 공진자(21)의 그룹과 병렬 공진자(22) 의 그룹 중의 하나가 온도 보상 층(20)을 필요로 하지 않는다.
압전 박막(15)은 압전 특성을 갖는 박막이다. 압전 박막(15)의 재료로서는 예컨대 ZnO가 사용된다. 하부 전극(14)과 상부 전극(16)은 주로 금속으로 각각 이뤄진다. 하부 전극(14)의 재료로서는 예컨대 Pt가 사용되는 반면에, 상부 전극(16)의 재료로서는 예컨대 Al이 사용된다.
상부 전극(16)은 기판(11)의 공동(11a)에 대응되는 장소에 배치된다. 따라서, 하부 전극(14)과 상부 전극(16)은 압전 박막(15)을 기점으로 하여 서로 대향된다.
도 7은 공동(11a)이 기판에 형성되는 경우를 예로 들어 나타내고 있지만, 공동은 상부 장벽 층(13)과 기판(11) 사이에 공간이 형성되도록 기판(11)의 상부 표면에 형성될 수도 있다.
도 7은 온도 보상 층(20)이 상부 장벽 층(13) 상에 배치되는 경우를 예로 들어 나타내고 있지만, 온도 보상 층(20)은 상부 전극(16)과 압전 박막(15) 사이에 또는 상부 전극(16) 상에 배치될 수도 있다.
다음으로, 본 실시예에 따른 압전 공진 필터를 구비한 듀플렉서(90)의 동작에 관해 설명하기로 한다. 그러한 듀플렉서(90)에서는 송신 필터(97)가 송신 신호를 통과시키지만 수신 신호를 차단하는 반면에, 수신 필터(98)는 수신 신호를 통과시키지만 송신 신호를 차단한다. 송신 필터(97)는 미리 정해진 제1 통과 대역의 대향된 측에 배치된 제1 저주파 측 감쇠 극치(111)와 제1 고주파 측 감쇠 극치(112)를 보이는 주파수 특성을 갖는다. 수신 필터(98)는 제1 통과 대역과는 상이한 제2 통과 대역의 대향된 측에 배치된 제2 저주파 측 감쇠 극치(121)와 제2 고주파 측 감쇠 극치(122)를 보이는 주파수 특성을 갖는다.
각각의 필터(97, 98)는 래더형 필터 회로를 형성하는 직렬 공진자(21)와 병렬 공진자(22)를 구비한다. 직렬 공진자(21)는 고주파 측 감쇠 극치를 보이는 반면에, 병렬 공진자(22)는 저주파 측 감쇠 극치를 보인다.
각각의 공진자(21, 22)에서는 하부 전극(14)과 상부 전극(16) 사이에 고주파 여진 전압이 인가된다. 그러한 고주파 여진 전압은 압전 박막(15)에 인가된다. 그 결과, 압전 박막(15)의 일부이자 하부 전극(14)과 상부 전극(16) 사이에 배치된 부분이 여진되어 그 부분에서 압전 박막(15)의 두께 방향으로 진행되는 종파가 발생된다. 그러한 부분은 여진 전압의 주파수가 소정의 공진 주파수 일 때에 공진된다.
부언하면, 전술된 바와 같이 본 실시예에서는 각각의 직렬 공진자(21)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께가 각각의 병렬 공진자(22)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께와는 상이할 수 있다. 다음으로, 듀플렉서(90)가 도 5에 도시된 주파수 특성을 취하는 경우를 예로 들어 온도 보상 층(20)의 두께에 관해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 송신 필터(97)에서는 각각의 직렬 공진자(21T)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께가 각각의 병렬 공진자(22T)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께보다 더 두껍다. 각각의 직렬 공진자(21T)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께는 각각의 직렬 공진자(21T)의 공진 주파수의 온도 계수를 0에 가깝게 되도록 하게끔 선택된다. 각각의 병렬 공진자(22T)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께는 0일 수 있다. 그 결 과, 송신 필터(97)에서는 저주파 측 감쇠 극치(111)를 보이는 주파수(f11)와 고주파 측 감쇠 극치(112)를 보이는 주파수(f12) 중에서 수신 필터(98)의 통과 대역에 가까운 쪽의 주파수, 즉 고주파 측 감쇠 극치(112)를 보이는 주파수(f12)에서의 온도 계수의 절대치가 다른 주파수, 즉 저주파 측 감쇠 극치(111)를 보이는 주파수(f11)에서의 온도 계수의 절대치보다 더 작게 된다.
다른 한편으로, 수신 필터(98)에서는 각각의 병렬 공진자(22R)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께가 각각의 직렬 공진자(21R)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께보다 더 두껍다. 각각의 병렬 공진자(22R)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께는 각각의 병렬 공진자(22R)의 공진 주파수의 온도 계수를 0에 가깝게 되도록 하게끔 선택된다. 각각의 직렬 공진자(21R)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께는 0일 수 있다. 그 결과, 수신 필터(98)에서는 저주파 측 감쇠 극치(121)를 보이는 주파수(f21)와 고주파 측 감쇠 극치(122)를 보이는 주파수(f22) 중에서 송신 필터(97)의 통과 대역에 가까운 쪽의 주파수, 즉 저주파 측 감쇠 극치(121)를 보이는 주파수(f21)에서의 온도 계수의 절대치가 다른 주파수, 즉 고주파 측 감쇠 극치(122)를 보이는 주파수(f22)에서의 온도 계수의 절대치보다 더 작게 된다.
도 5에 도시된 주파수 특성을 갖는 듀플렉서(90)에서는 송신 필터(97)에서의 고주파 측 감쇠 극치(112)가 나타나는 주파수(f12)의 변화 및 수신 필터(98)에서의 저주파 측 감쇠 극치(121)가 나타나는 주파수(f21)의 변화가 특히 문제가 된다. 그 이유는 바로 그러한 주파수의 변화가 송신 신호와 수신 신호를 서로 분리시키는 듀플렉서(90)의 성능을 저하시키기 때문이다. 본 실시예에서는 그러한 주파수에서의 온도 계수의 절대치를 감소시키기 위해 온도 보상 층(20)이 마련될 수 있다.
다른 한편으로, 송신 필터(97)에서의 저주파 측 감쇠 극치(111)가 나타나는 주파수(f11)는 송신 신호의 주파수 대역의 저주파 측 끝에서의 주파수로부터 저주파 측으로 일정 정도만큼 떨어지도록 선택될 수 있다. 그 경우, 그 주파수(f11)에서의 온도 계수의 절대치가 어느 정도 커지더라도 별로 문제될 것이 없다. 그와 마찬가지로, 수신 필터(98)에서의 고주파 측 감쇠 극치(122)가 나타나는 주파수(f22)는 수신 신호의 주파수 대역의 고주파 측 끝에서의 주파수로부터 고주파 측으로 일정 정도만큼 떨어지도록 선택될 수 있다. 그 경우, 그 주파수(f22)에서의 온도 계수의 절대치가 어느 정도 커지더라도 별로 문제될 것이 없다.
따라서, 본 실시예에서는 송신 필터(97)의 각각의 병렬 공진자(22T)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께 또는 수신 필터(98)의 각각의 직렬 공진자(21R)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께가 감소되더라도 별 다른 문제가 되지 않는다. 본 실시예에서는 각각의 공진자(22T, 21R)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께를 감소시킬 수 있음으로써, 온도 보상 층(20)에 기인하여 생기는 각각의 공진자(22T, 21R)의 전기 기계적 커플링 계수의 저하가 억제되게 된다. 그 결과, 본 실시예에 따르면 온도 보상 층(20)에 기인하여 생기는 각각의 필터(97, 98)의 통과 대역 폭의 감소를 억제시킬 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따르면 온도 변화에 기인하여 생기는 통과 대역의 변화로 인한 단점이 방지되면서 듀플렉서(90)의 송신 필터(97)와 수신 필터(98)의 각각의 통과 대역 폭이 감소되는 것을 억제시킬 수 있게 된다.
다음으로, 도 7에 도시된 구성을 각각 갖는 박막 압전 공진자를 포함한 압전 공진 필터를 제조하는 방법의 예에 관해 설명하기로 한다. 본 예에서는 (100) 면으로서 절단 및 연마된 표면을 갖는 Si 기판을 기판(11)으로서 사용한다. 기판(11)의 상면(정면)과 하면(이면) 상에 화학 증착(CVD) 방법에 의해 200 ㎚ 두께의 질화실리콘(SiNx)을 각각 형성한다. 기판(11)의 상면 상에 형성된 질화실리콘 막은 상부 장벽 층(13)으로서의 역할을 하게 된다. 기판(11)의 하면 상에 형성된 질화실리콘 막은 하부 장벽 층(12)으로서의 역할을 하게 된다.
이어서, 하부 장벽 층(12)에 반응성 이온 식각에 의해 개구부(12a)를 형성한다. 하부 장벽 층(12)은 추후에 식각에 의해 기판(11)에 공동(11a)을 형성하는데 사용될 마스크로서의 역할을 하게 된다.
그런 연후에, 상부 장벽 층(13) 상에 스퍼터링(sputtering) 방법 및 리프트 오프(lift-off) 방법에 의해 SiO2로 된 온도 보상 층(20)을 형성한다. 본 예에서 사용되는 리프트 오프 방법은 언더코트(undercoat) 상에 사진 식각(photolithography) 공정에 의해 마스크를 형성하는 단계; 마스크로 덮여진 언 더코트의 전체의 표면 상에 스퍼터링 방법에 의해 박막을 형성하는 단계; 및 마스크를 리프트 오프하는 단계를 포함한다.
본 예에서는 다음의 방식으로 온도 보상 층(20)을 형성하여 각각의 직렬 공진자(21)에 있는 온도 보상 층(20)이 300 ㎚의 두께로 되는 반면에, 각각의 병렬 공진자(22)에 있는 온도 보상 층(20)이 50 ㎚의 두께로 되도록 한다. 즉, 본 예에서는 상부 장벽 층(13)의 전체의 상면 상에 스퍼터링 방법에 의해 50 ㎚ 두께의 제1 SiO2 층을 형성하고 나서, 각각의 직렬 공진자(21)가 형성될 제1 SiO2 층의 영역 상에 리프트 오프 방법에 의해 250 ㎚ 두께의 제2 SiO2 층을 형성한다.
이어서, 온도 보상 층(20) 상에 진공 증착 방법 및 건식 식각 방법에 의해 Pt로 된 150 ㎚ 두께의 하부 전극(14)을 형성한다.
그런 연후에, 하부 전극(14) 상에 스퍼터링 방법에 의해 ZnO로 된 800 ㎚ 두께의 압전 박막(15)을 형성한다.
이어서, 압전 박막(15) 상에 스퍼터링 방법 및 습식 식각 방법에 의해 Al로 된 상부 전극(16)을 형성한다. 본 예에서는 각각의 직렬 공진자(21)에 있는 상부 전극(16)의 두께 및 각각의 병렬 공진자(22)에 있는 상부 전극(16)의 두께를 300 ㎚ 및 525 ㎚로 각각 설정하여 각각의 직렬 공진자(21)의 공진 주파수와 각각의 병렬 공진자(22)의 공진 주파수가 서로 상이하게 되도록 한다.
압전 박막(15)의 일부이자 하부 전극(14)과 상부 전극(16) 사이에 배치된 부분은 공진하는 부분으로서의 역할을 하게 된다.
이어서, 하부 장벽 층(12)을 마스크로 하여 기판(11)을 KOH로써 하면(이면) 측으로부터 식각하여 공동(11a)을 형성한다. (100) 면을 갖도록 배향된 Si 기판으로서의 기판(11)을 KOH로써 이방성 식각 처리한다. 그 결과, 아래쪽으로 점차 넓어지는 공동(11a)이 기판(11)에 형성되게 된다.
본 예에서는 래더형 필터 회로를 형성하는 2개의 직렬 공진자(21)와 2개의 병렬 공진자(22)를 포함한 압전 공진 필터를 제조한다. 그러한 압전 공진 필터의 회로 구성은 도 1에 도시된 회로로부터 제2 및 제4 직렬 공진자(21T)를 제거함으로써 얻어지는 구성 또는 도 1에 도시된 회로로부터 제1 및 제3 직렬 공진자(21T)를 제거함으로써 얻어지는 구성에 해당된다.
도 8은 본 제조 방법에 의해 형성된 압전 공진 필터의 주파수 특성을 측정한 결과를 나타낸 것이다. 도 8에서는 실선이 -20 ℃에서의 압전 공진 필터의 주파수 특성을, 그리고 점선이 80 ℃에서의 압전 공진 필터의 주파수 특성을 각각 표시하고 있다. 본 측정 결과에서는 저주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수에서의 온도 계수가 -55 ppm/℃인 반면에, 고주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수에서의 온도 계수는 -45 ppm/℃이다. 본 예의 결과로부터 명백한 바와 같이, 저주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수에서의 온도 계수와 고주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수에서의 온도 계수가 상이할 수 있다.
또한, 온도 보상 층(20)을 상부 장벽 층(13)과 하부 전극(14) 사이에 배치하는 것이 아니라 상부 전극(16)과 압전 박막(15) 사이에 또는 상부 전극(16) 상에 배치한다는 점을 제외하고는 전술된 예에서와 동일한 조건으로 압전 공진 필터를 제조한다. 그와 같이 제조된 압전 공진 필터의 주파수 특성을 측정한 결과, 도 8에 도시된 것과 거의 동일하게 나타난다.
다음으로, 도 9를 참조하여 본 실시예에서의 박막 압전 공진자의 구성의 다른 예에 관해 설명하기로 한다. 도 9에 도시된 예에서는 박막 압전 공진자가 기판(11), 기판(11) 상에 배치된 음향 다층 막(23), 음향 다층 막(23) 상에 배치된 하부 전극(14), 하부 전극(14) 상에 배치된 압전 박막(15), 압전 박막(15) 상에 배치된 온도 보상 층(20), 및 온도 보상 층(20) 상에 배치된 상부 전극(16)을 포함한다. 음향 다층 막(23)은 음향 임피던스가 높은 AlN과 같은 재료로 각각 이뤄진 층(23A)과 음향 임피던스가 낮은 SiO2와 같은 재료로 각각 이뤄진 층(23B)이 교대로 적층된 적층체로 구성된다.
하부 전극(14), 압전 박막(15), 온도 보상 층(20), 및 상부 전극(16)의 재료들은 도 7에 도시된 구성을 갖는 박막 압전 공진자에서의 재료들과 동일하다.
도 9에 도시된 구성을 갖는 박막 압전 공진자의 층(23B)의 재료로서 압전 박막(15)의 재료의 탄성 상수의 온도 계수와는 플러스/마이너스 부호에 있어 반대인 탄성 상수의 온도 계수를 갖는 SiO2와 같은 재료를 사용할 경우, 그 층(23B)은 박막 압전 공진자의 공진 주파수의 온도 계수를 0에 가깝게 되도록 하는 기능을 갖게 된다. 그 경우, 그러한 층(23B)은 온도 보상 층(20) 이외의 또 다른 온도 보상 층으로서 간주될 수 있다. 즉, 그 층(23B)도 역시 온도 보상 층의 일부로서의 역할을 한다고 할 수 있다. 따라서, 도 9에 도시된 구성을 갖는 박막 압전 공진자를 사용 하면, 공진 주파수의 온도 계수가 0에 가깝게 될 수 있다.
다음으로, 도 9에 도시된 구성을 각각 갖는 박막 압전 공진자를 포함한 압전 공진 필터를 제조하는 방법의 예에 관해 설명하기로 한다. 본 예에서는 (100) 면으로서 절단 및 연마된 표면을 갖는 Si 기판을 기판(11)으로서 사용한다. 기판(11) 상에 스퍼터링 방법에 의해 두께가 각각 1.4 ㎛인 4개의 AlN 층과 두께가 각각 0.8 ㎛인 4개의 SiO2 층을 적층시켜 총 8개의 층을 갖는 음향 다층 막(23)을 형성한다.
이어서, 음향 다층 막(23) 상에 진공 증착 방법 및 건식 식각 방법에 의해 Pt로 된 150 ㎚ 두께의 하부 전극(14)을 형성한다.
그런 연후에, 하부 전극(14) 상에 스퍼터링 방법에 의해 ZnO로 된 800 ㎚ 두께의 압전 박막(15)을 형성한다.
이어서, 압전 박막(15) 상에 SiO2로 된 온도 보상 층(20)을 형성한다. 본 예에서는 각각의 직렬 공진자(21)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께 및 각각의 병렬 공진자(22)에 있는 온도 보상 층(20)의 두께를 300 ㎚ 및 50 ㎚로 각각 설정한다. 온도 보상 층(20)을 형성하는 방법은 도 7에 도시된 구성을 갖는 박막 압전 공진자에 있는 온도 보상 층(20)을 형성하는 방법과 동일하다.
그 다음으로, 온도 보상 층(20) 상에 스퍼터링 방법 및 습식 식각 방법에 의해 Al로 된 상부 전극(16)을 형성한다. 본 예에서는 각각의 직렬 공진자(21)에 있는 상부 전극(16)의 두께 및 각각의 병렬 공진자(22)에 있는 상부 전극(16)의 두께 를 300 ㎚ 및 525 ㎚로 각각 설정하여 직결 공진자(21)의 공진 주파수와 병렬 공진자(22)의 공진 주파수가 상이하게 되도록 한다.
본 예에서는 래더형 필터 회로를 형성하는 2개의 직렬 공진자(21)와 2개의 병렬 공진자(22)를 포함한 압전 공진 필터를 제조한다. 그러한 압전 공진 필터의 회로 구성은 도 1에 도시된 회로로부터 제2 및 제4 직렬 공진자(21T)를 제거함으로써 얻어지는 구성 또는 도 1에 도시된 회로로부터 제1 및 제3 직렬 공진자(21T)를 제거함으로써 얻어지는 구성에 해당된다.
그런 다음에, 전술된 방법에 의해 형성된 압전 공진 필터의 주파수 특성을 측정한다. 그러한 측정 결과, 저주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수에서의 온도 계수가 -34 ppm/℃인 반면에, 고주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수에서의 온도 계수는 -24 ppm/℃이다. 본 예의 측정 결과에서는 도 7에 도시된 구성을 각각 갖는 압전 공진 필터에서의 측정 결과에 비해 온도 계수의 절대치가 감소된다. 그것은 본 예에서는 음향 다층 막(23) 중의 SiO2 층이 온도 보상 층의 일부로서의 역할을 겸하기 때문에 그러한 것으로 여겨진다.
도 9는 온도 보상 층(20)이 압전 박막(15)과 상부 전극(16) 사이에 배치되는 경우를 나타내고 있지만, 온도 보상 층(20)은 상부 전극(16) 상에 배치될 수도 있다. 추가로, 온도 보상 층(20)을 상부 전극(16) 상에 배치한다는 점을 제외하고는 전술된 예에서와 동일한 조건으로 압전 공진 필터를 제조한다. 그와 같이 제조된 압전 공진 필터의 주파수 특성을 측정한 결과는 도 9에 도시된 구성에서의 그것과 거의 동일하다.
본 발명은 전술된 실시예에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변경이 이뤄질 수 있는 것이다. 예컨대, 본 발명에 따른 압전 공진 필터는 그 압전 필터가 듀플렉서에 있는 송신 필터와 수신 필터의 각각으로서 사용되는 경우에 효과적인 것은 물론, 압전 저주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수와 고주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수 중의 하나의 주파수에서의 온도 변화에 따른 주파수의 변화율을 0에 가깝게 되도록 할 필요가 있는 경우에도 효과적이다. 따라서, 본 발명에 따른 압전 공진 필터는 듀플렉서에 있는 송신 필터와 수신 필터의 각각으로서 사용하려는 목적 이외의 다른 용도로도 사용될 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 압전 공진 필터에서는 저주파 측 감쇠 극치가 나타나는 제1 주파수에서의 온도 변화에 따른 주파수의 변화율이 고주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수에서의 온도 변화에 따른 주파수의 변화율과 다르다. 따라서, 본 발명은 대역 폭의 감소를 억제시키면서도 온도 변화에 따른 필터의 통과 대역의 변화에 기인하여 생기는 단점을 방지하는데 효과적이다.
추가로, 각각의 박막 압전 공진자는 음향 임피던스에 있어서 서로 다른 다수의 층을 구비하고 압전 박막과 대향된 하나의 여진 전극의 표면 상에 배치되는 음향 다층 막을 포함하여 여진 전극이 음향 다층 막과 압전 박막 사이에 끼워 넣어지게끔 할 수 있다. 음향 다층 막에 있는 다수의 층 중의 일부는 온도 보상 층의 일부로서의 역할을 겸할 수 있다. 따라서, 본 발명은 온도 변화에 따른 공진 주파수의 변화율을 0에 가깝게 되도록 하는데 효과적이다.
본 발명에 따른 듀플렉서에서는 송신 필터가 제1 저주파 측 감쇠 극치와 제1 고주파 측 감쇠 극치에 입각하여 결정된 제1 통과 대역을 갖는다. 다른 한편으로, 수신 필터는 제2 저주파 측 감쇠 극치와 제2 고주파 측 감쇠 극치에 입각하여 결정된 제2 통과 대역을 갖는다. 제1 저주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수와 제1 고주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수 중에서 제2 통과 대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도 변화에 따른 주파수의 변화율은 다른 주파수에서의 온도 변화에 따른 주파수의 변화율보다 더 낮다. 따라서, 본 발명은 송신 필터의 통과 대역 폭의 감소를 억제시키면서도 온도 변화에 따른 송신 필터에서의 통과 대역의 변화에 기인하여 생기는 단점을 방지하는데 효과적이다.
추가로, 각각의 박막 압전 공진자는 음향 임피던스에 있어 상이한 다수의 층을 구비하고 압전 박막과 대향된 하나의 여진 전극의 표면 상에 배치되는 음향 다층 막을 포함하여 여진 전극이 음향 다층 막과 압전 박막 사이에 끼워 넣어지게끔 할 수 있다. 음향 다층 막에 있는 다수의 층 중의 일부는 온도 보상 층의 일부로서의 역할을 겸할 수 있다. 따라서, 본 발명은 온도 변화에 따른 공진 주파수의 변화율을 0에 가깝게 되도록 하는데 효과적이다.
본 발명에 따른 듀플렉서에서는 송신 필터가 제1 저주파 측 감쇠 극치와 제1 고주파 측 감쇠 극치에 입각하여 결정된 제1 통과 대역을 갖는다. 다른 한편으로, 수신 필터는 제2 저주파 측 감쇠 극치와 제2 고주파 측 감쇠 극치에 입각하여 결정된 제2 통과 대역을 갖는다. 제2 저주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수와 제2 고주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수 중에서 제1 통과 대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도 변화에 따른 주파수의 변화율은 다른 주파수에서의 온도 변화에 따른 주파수의 변화율보다 더 낮다. 따라서, 본 발명은 수신 필터의 통과 대역 폭의 감소를 억제시키면서도 온도 변화에 따른 수신 필터에서의 통과 대역의 변화에 기인하여 생기는 단점을 방지하는데 효과적이다.
추가로, 각각의 박막 압전 공진자는 음향 임피던스에 있어 상이한 다수의 층을 구비하고 압전 박막과 대향된 하나의 여진 전극의 표면 상에 배치되는 음향 다층 막을 포함하여 여진 전극이 음향 다층 막과 압전 박막 사이에 끼워 넣어지게끔 할 수 있다. 음향 다층 막에 있는 다수의 층 중의 일부는 온도 보상 층의 일부로서의 역할을 겸할 수 있다. 따라서, 본 발명은 온도 변화에 따른 공진 주파수의 변화율을 0에 가깝게 되도록 하는데 효과적이다.
본 발명에 따른 듀플렉서에서는 송신 필터가 제1 저주파 측 감쇠 극치와 제1 고주파 측 감쇠 극치에 입각하여 결정된 제1 통과 대역을 갖는다. 다른 한편으로, 수신 필터는 제2 저주파 측 감쇠 극치와 제2 고주파 측 감쇠 극치에 입각하여 결정된 제2 통과 대역을 갖는다. 제1 저주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수와 제1 고주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수 중에서 제2 통과 대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도 변화에 따른 주파수의 변화율은 다른 주파수에서의 온도 변화에 따른 주파수의 변화율보다 더 낮다. 제2 저주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수와 제2 고주파 측 감쇠 극치가 나타나는 주파수 중에서 제1 통과 대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도 변화에 따른 주파수의 변화율은 다른 주파수에서의 온도 변화에 따른 주파수의 변화율보다 더 낮다. 따라서, 본 발명은 송신 필터와 수신 필터의 각각의 통과 대역 폭의 감소를 억제시키면서도 온도 변화에 따른 송신 필터와 수신 필터의 각각에서의 통과 대역의 변화에 기인하여 생기는 단점을 방지하는데 효과적이다.
추가로, 각각의 박막 압전 공진자는 음향 임피던스에 있어 상이한 다수의 층을 구비하고 압전 박막과 대향된 하나의 여진 전극의 표면 상에 배치되는 음향 다층 막을 포함하여 여진 전극이 음향 다층 막과 압전 박막 사이에 끼워 넣어지게끔 할 수 있다. 음향 다층 막에 있는 다수의 층 중의 일부는 온도 보상 층의 일부로서의 역할을 겸할 수 있다. 따라서, 본 발명은 온도 변화에 따른 공진 주파수의 변화율을 0에 가깝게 되도록 하는데 효과적이다.

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1의 통과대역의 양측에 배치되는 제1의 저주파측의 감쇠극치 및 제1의 고주파측의 감쇠극치를 표시하는 주파수 특성을 갖는 송신신호를 통과시키고 수신신호를 차단하는 송신용 필터와,
    상기 제1의 통과대역과는 다른 제2의 통과대역의 양측에 배치되는 제2의 저주파측의 감쇠극치 및 제2의 고주파측의 감쇠극치를 표시하는 주파수 특성을 갖는 수신신호를 통과시키고 송신신호를 차단하는 수신용 필터를, 구비하며, 안테나에 접속되는 듀플렉서로서,
    상기 송신용 필터는,
    압전특성을 갖는 압전박막과, 상기 압전박막의 양면에 배치되고 상기 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 상기 제1의 저주파측의 감쇠극치를 나타내는 병렬공진자와,
    압전특성을 갖는 압전박막과, 상기 압전박막의 양면에 배치되고 상기 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 상기 제1의 고주파측의 감쇠극치를 나타내는 직렬공진자와,
    상기 직렬공진자와 병렬공진자의 적어도 한쪽에 설치되는 동시에, 공진주파수의 온도변화에 대한 변화율을 영에 가깝게 하기 위한 온도보상층을, 구비하고,
    상기 제1의 저주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수와, 상기 제1의 고주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수 중, 상기 제2의 통과대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율은 다른 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율 보다도 작은 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 온도보상층은 상기 직렬공진자와 병렬공진자의 양쪽에 설치되고, 상기 직렬공진자에서의 상기 온도보상층의 두께와 상기 병렬공진자에서의 상기 온도보상층의 두께는 서로 다르게 되어 있는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 온도보상층은 이산화실리콘에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 직렬공진자 및 병렬공진자는 각각 음향임피던스가 다른 복수의 층으로된 음향다층막을 가지며, 상기 여진용 전극중 하나는 상기 음향다층막과 상기 압전박막 사이에 끼워지며, 상기 음향다층막은 이와 같이 끼워진 여진용전극 표면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 음향다층막과 상기 온도보상층은 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  11. 제1의 통과대역의 양측에 배치되는 제1의 저주파측의 감쇠극치 및 제1의 고주파측의 감쇠극치를 표시하는 주파수특성을 갖는 송신신호를 통과시키고, 수신신호를 차단하는 송신용 필터와,
    상기 제1의 통과대역과는 다른 제2의 통과대역의 양측에 배치되는 제2의 저주파측의 감쇠극치 및 제2의 고주파측의 감쇠극치를 표시하는 주파수 특성을 갖는 수신신호를 통과시키고 송신신호를 차단하는 수신용 필터를, 구비하며, 안테나에 접속되는 듀플렉서로서,
    상기 수신용 필터는,
    압전특성을 갖는 압전박막과, 상기 압전박막의 양면에 배치되고, 상기 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 상기 제2의 저주파측의 감쇠극치를 나타내는 병렬공진자와,
    압전특성을 갖는 압전박막과, 상기 압전박막의 양면에 배치되고, 상기 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 상기 제2의 고주파측의 감쇠극치를 나타내는 직렬공진자와,
    상기 직렬공진자와 병렬공진자의 적어도 한쪽에 설치되는 동시에, 공진주파수의 온도변화에 대한 변화율을 영에 가깝게 하기 위한 온도보상층을, 구비하고,
    상기 제2의 저주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수와, 상기 제2의 고주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수 중, 상기 제1의 통과대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율은 다른 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율보다도 작은 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 온도보상층은 상기 직렬공진자와 병렬공진자의 양쪽에 설치되고, 상기 직렬공진자에서의 상기 온도보상층의 두께와 상기 병렬공진자에서의 상기 온도보상층의 두께는 서로 다르게 되어 있는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 온도보상층은 이산화 실리콘에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 직렬공진자 및 병렬공진자는 각각 음향임피던스가 다른 복수의 층으로된 음향다층막을 가지며, 상기 여진용 전극중 하나는 상기 음향다층막과 상기 압전박막 사이에 끼워지며, 상기 음향다층막은 이와 같이 끼워진 여진용전극 표면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 음향다층막과 상기 온도보상층은 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  16. 제1의 통과대역의 양측에 배치되는 제1의 저주파측의 감쇠극치 및 제1의 고주파측의 감쇠극치를 표시하는 주파수 특성을 갖는 송신신호를 통과시키고, 수신신호를 차단하는 송신용 필터와,
    상기 제1의 통과대역과는 다른 제2의 통과대역의 양측에 배치되는 제2의 저주파측의 감쇠극치 및 제2의 고주파 측의 감쇠극치를 표시하는 주파수의 특성을 갖는 수신신호를 통과시키고 송신신호를 차단하는 수신용 필터를, 구비하며, 안테나에 접속되는 듀플렉서로서,
    상기 송신용 필터는
    압전특성을 갖는 압전박막과, 상기 압전박막의 양면에 배치되고, 상기 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 상기 제1의 저주파측의 감쇠극치를 나타나게 하는 제1의 병렬공진자와,
    압전특성을 갖는 압전박막과, 상기 압전박막의 양면에 배치되고 상기 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 상기 제1의 고주파측의 감쇠극치를 나타나게 하는 제1의 직렬공진자와,
    상기 제1의 직렬공진자와 제1의 병렬공진자의 적어도 한쪽에 설치되는 동시에, 공진주파수의 온도변화에 대한 변화율을 영에 가깝게 하기위한 제1의 온도보상층을, 구비하고,
    상기 수신용 필터는,
    압전특성을 갖는 압전박막과, 상기 압전박막의 양면에 배치되고 상기 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 상기 제2의 저주파측의 감쇠극치를 나타나게 하는 제2의 병렬공진자와,
    압전특성을 갖는 압전박막과, 상기 압전박막의 양면에 배치되고, 상기 압전박막에 대하여 여진용 전압을 인가하기 위한 2개의 여진용 전극을 가지는 동시에, 상기 제2의 고주파측의 감쇠극치를 나타나게 하는 제2의 직렬공진자와,
    상기 제2의 직렬공진자와 제2의 병렬공진자의 적어도 한쪽에 설치되는 동시에, 공진주파수의 온도변화에 대한 변화율을 영에 가깝게 하기 위한 제2의 온도보상층을, 구비하고,
    상기 제1의 저주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수와, 상기 제1의 고주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수 중, 상기 제2의 통과대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율은 다른 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율보다도 작고,
    상기 제2의 저주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수와, 상기 제2의 고주파측의 감쇠극치가 나타나는 주파수중, 상기 제1의 통과대역에 가까운 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율은 다른 쪽의 주파수에서의 온도변화에 대한 주파수의 변화율보다도 작은 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1의 온도보상층은 상기 제1의 직렬공진자와 상기 제1의 병렬공진자의 양쪽에 설치되고, 상기 제1의 직렬공진자에 설치된 상기 제1의 온도보상층의 두께와 상기 제1의 병렬공진자에 설치된 상기 제1의 온도보상층의 두께는 서로 다르게 되어 있고,
    상기 제2의 온도보상층은 상기 제2의 직렬공진자와 상기 제2의 병렬공진자의 양쪽에 설치되고, 상기 제2의 직렬공진자에 설치된 상기 제2의 온도보상층의 두께와 상기 제2의 병렬공진자에 설치된 상기 제2의 온도보상층의 두께는 서로 다르게 되어 있는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제1의 온도보상층 및 상기 제2의 온도보상층은 이산화 실리콘에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 제1의 직렬공진자 및 상기 제1의 병렬공진자와 상기 제2의 직렬공진자 및 상기 제2의 병렬공진자는 각각 음향임피던스가 다른 복수의 층으로된 음향다층막을 가지며, 상기 여진용 전극중 하나는 상기 음향다층막과 상기 압전박막 사이에 끼워지며, 상기 음향다층막은 이와 같이 끼워진 여진용 전극 표면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제1의 온도보상층 또는 제2의 온도보상층과 상기 음향다층막은 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
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