KR100239992B1 - 표면파 장치(surface wave device) - Google Patents

Abstract

본 발명은 높은 음속을 지닌 표면파를 이용할 수 있으며, 수정기판으로 구성되는표면파 장치에 관한 것이다. 본 발명의 표면파 장치(1)은 수정기판(2a)을 포함하는 표면파 기판(2)로 구성된다. 여기서, 압전박막으로서 ZnO 박막(2b)가 수정기판(2a)상에 형성된다. 각각의 빗모양 전극쌍(3a,3b,4a,4b)을 포함하는 IDT(3,4)가ZnO 박막(2b)와 접촉되어 형성된다. 압전박막(2b)의 두께는 누설 탄성 표면파의고차 모드를 발진할 수 있도록 조절된다.

Description

표면파 장치

본 발명은 수정기판을 사용하는 표면파 장치, 특히, 수정기판상에 압전박막을 적층함으로써 형성되고 누설 탄성 표면파의 고차 모드를 이용하는 표면파 장치에 관한 것이다.

종래에는, 표면파장치가, 예를들어, 이동통신기기에서 대역 필터로 광범위하게사용되어 왔다. 표면파장치는 하나 이상의 빗모양 전극쌍을 포함하는 하나 이상의인터디지탈 트랜스듀서(IDT)가 압전체와 접촉되어 형성되는 구조를 지닌다. 그러한표면파 장치는 상기의 대역 필터에 추가하여 공진자 및 지연선과 같은 다양한 응용형으로 사용된다.

표면파 장치의 기판 재료로서 LiNbO₃, LiTaO₃및 수정과 같은 압전 단결정이 공지되어 있다. IDT가 이들 재료중 어느 하나의 재료로 제조된 기판상에 형성되어 레일리파(Rayleigh wave)를 발진하는 구조는 종래에 실용화되어 있다.

일본국특허공개 제61-222312호에는 압전 박막이 수정기판에 형성되고 빗모양의전극이 압전박막상에 형성되는 표면파 장치가 기재되어 있다. 상기된 특허공개에는오일러각의 ST-컷이 실질적으로 90。로 설정되는 수정기판을 사용하고 표면파가ST-컷으로 인해 전파방향에 실질적으로 90。각도의 방향으로 전파되게 전극을 형성시킴으로써 정상 레일리파의 약 1.7배의 음속을 지니는 표면파를 이용할 수 있다고기재하고 있다.

수정기판을 사용하는 표면파 장치는 수정기판이 양호한 온도특성을 나타내지만,수정기판에 의해 발진되는 표면파의 하나인 레일리파의 음속이 느리다는 문제점을지니고 있다.

또한, 수정기판을 사용하는 표면파 장치에서, 누설 탄성 표면파가 레일리파에 추가하여 발진되고, 이들 누설 탄성 표면파의 음속이 비교적 높은 것으로 공지되어있다. 그러나, 누설 탄성 표면파는 전송동안 큰 범위로 감쇄된다. 이러한 이유로인해, 종래에는 누설 탄성 표면파를 실용화하는 것이 어려운 것으로 여겨졌다.

따라서, 수정기판은, 양호한 온도특성을 나타냄에도 불구하고, 사용되는 경우에있어서 레일리파의 늦은 음속 및 누설 탄성 표면파의 이용면에서의 곤란성으로 인해 고주파에서 작동되는 표면파 장치에 적합한 재료로 인식되지 못했다.

또한, 상기된 바와 같이, 일본국특허공개 제61-222312호에는 표면파 장치가 기재되어 있으며, 수정기판을 사용하여, 즉, 오일러각의 ST-컷이 실질적으로 90。로 설정되는 수정기판을 사용하고 표면파가 ST-컷으로 인해 전파방향에 실질적으로 90。각도의 방향으로 전파되게 전극을 형성시킴으로써 높은 음속을 지닌 표면파를 이용할 수 있다고 기재되어 있다. 그러나, 공지된 방법에 따라 이용되는 종래의 기술에서 기재하고 있는 표면파는 사실 서로 유사한 복합된 두가지의 표면파이므로, 종래의 장치는 표면파 공진기 등에 적용하기가 곤란한 것으로 확인되었다.

더욱 특히, 도14에 도시된 결과는 상기 특허공개에 기재된 조건에 따른 표면파장치를 제조하여 표면파 장치의 감쇄 대 주파수특성을 측정함으로써 얻은 결과이다. 도 14에 도시된 특성은 사용된 수정기판이 오일러각 (0,132.75,90)를 지니며, ZnO의 규격화막두께(H/λ)가 0.242이며, 빗모양의 전극의 규격화막두께가0.0207인 표면파 장치에 관한 것이다. 또한, H는 압전박막의 두께이고 λ는 표면파의 파장이다.

도14에서 알 수 있는 바와 같이, 정상의 레일리파는 화살표 A로 나타낸 주파수에서 나타나며 또다른 표면파가 화살표 B로 나타낸 주파수에서 발진된다. 여기서,화살표 A로 나타낸 정상 레일리파의 주파수에 7.4λ를 곱하면 화살표 B로 나타낸표면파의 주파수에 7.4λ를 곱한 값에 약 0.625배가 된다.

따라서, 상기된 일본국특허공개 제61-222312호에 기재된 높은 음속을 지닌 파는 도14에서 화살표 B로 나타낸 파에 상응한다. 그러나, 화살표 B로 나타낸 파는 서로 밀접한 관계로 나타나는 SSB파와 ST파로 존재하는 것으로 이미 공지되어 있다. 이들 두가지의 상이한 파가 도14에서의 화살표 B로 나타낸 바와 같이 서로 유사하기 때문에, 화살표 C로 나타낸 골은 두가지의 파 사이에 존재한다.

달리 설명하자면, 상기된 일본국특허공개 제61-222312호에는 정상 레일리파(A)보다 높은 음속의 파가 이용될 수 있다고 기재되어 있지만, 종래 기술분야에서 실용화될 수 있는 것으로 제시된 높은 음속파는 사실 서로 유사한 두가지의 파가 복합된 형태로 존재하고 , 두가지의 파 사이의 골이 필수적으로 수반된다. 따라서, 표면파 공진자가 보다 높은 음속의 파를 이용하는 경우에도, 만족할 만한 특성을 얻을수 없다. 또한, 공진기가 보다 높은 음속의 파를 사용함으로써 제조되는 경우, 맞물린 전극쌍의 수가 증가되어야 하므로 공진기의 크기가 커지는 또다른 문제점이 유발된다.

본 발명의 목적은 높은 음속을 이용하고, 고주파에서 작동되기에 적합하며, 만족할 만한 공진 및 필터링 특성을 나타내는 수정 기판을 사용하는 표면파 장치를 제공하는데 있다.

상기된 목적을 달성하기 위한 연구를 수행한 결과, 본 발명의 발명자들은 ZnO와같은 압전 박막이 형성된 수정기판을 포함하는 복합기판을 사용하고 높은 음속을 지닌 누설 탄성 표면파의 고차 모드를 이용함으로써 상기된 목적을 달성할 수 있다는 발견을 근거로 본 발명을 완성하게 되었다.

더욱 특히, 본 발명의 제1의 광범위한 관점에 따르면, 본 발명은 수정기판, 수정기판에 형성된 압전박막, 압전박막과 접촉되게 형성된 빗모양의 전극을 포함하고, 누설 탄성 표면파의 고차모드를 발진할 수 있어 누설 탄성 표면파의 고차모드로 작동되도록 하는 두께로 압전박막이 형성되는 표면파 장치를 제공한다.

종래에는, 전송동안의 큰 감쇄로 인해 누설 탄성표면파을 실용화하는 것이 곤란한 것으로 여겨져 왔다. 기술분야에서 전통적으로 공지되어 있음에도 불구하고, 본 발명의 발명자들은 누설 탄성 표면파의 감쇄가 수정기판의 절단각 및 파의 전파방향을 적절하게 선택함으로써 감소될 수 있고, 누설 탄성 표면파의 고차모드를 이용함으로써 보다 높은 음속을 얻을 수 있는 것으로 생각하게 되었다. 그러한 생각을 근거로하여, 본 발명의 발명자들은 누설 탄성 표면파의 고차모드를 이용하는 표면파장치의 원형(prototype)을 제조하여 시험하였다. 그 결과, 수정기판상에 ZnO와 같은 압전박막을 형성시키고, 빗모양의 전극을 압전박막과 접촉되게 형성시키며, 누설 탄성 표면파의 고차모드를 발진할 수 있도록 압전박막의 두께를 조절함으로써 높은 음속을 생성하고 고주파에서 작동하기에 적합한 표면파 장치을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다.

달리 설명하자면, 본 발명은 본 발명자들이 상기 제시한 발명에 따라 실험적으로 확인된 발견을 근거로 구성되고 있는 것이다. 상기된 발명은 종래의 일반적인 기술범위로는 간단하지 않으며 누설 탄성 표면파의 실용화도 전송동안의 큰 감쇄로 인해 어렵다. 따라서, 본 발명은 통상의 실험으로부터 발견된 것이 아니라는 것을 주지해야 한다.

본 발명의 특정 양태에 따르면, 압전 박막의 두께가 H이고 누설 탄성 표면파의고차모드의 파장이 λ로 주어지는 경우, 파장에 관한 압전박막의 규격화두께(H/λ)는 0.28 내지 0.6의 범위에 있다. 수정기판상에 압전박막을 적층함으로써 형성된 복합기판에서, 누설 탄성 표면파의 고차모드는 압전박막의 규격화두께(H/λ)를 상기된 범위가 되게 설정함으로써 발진될 수 있다.

압전박막의 규격화두께(Hλ) 종류 및 수정기판의 절단각등에 좌우되지만, 누설 탄성 표면차의 고차모드는 수치를 0.28 이상이 되게 설정함으로써 발진될 수 있다.

압전박막은 압전특성을 나타내는 재료라면 어떠한 적합한 재료로도 형성될 수 있다. 일반적으로 ZnO,AlN, Ta₂O₅, 또는 CdS 등의 박막이 사용된다. 바람직하게는 ZnO의 박막이 압전박막으로 사용된다.

본 발명의 제1관점에 따른 표면파 장치의 바람직한 형태에서, 압전박막은 ZnO

로 제조되고, ZnO 압전박막의 규격화두께(H/λ)는 0.28 내지 0.6의 범위에 있다.

본 발명의 제2의 광범위한 관점에 따르면, 수정기판, 수정기판에 형성된 압전박막, 및 압전박막과 접촉되어 형성된 빗모양의 전극을 포함하며, 수정기판, 압전박막, 및 빗모양의 전극이 누설 탄성 표면파의 고차모드를 발진하고 누설 탄성 표면파의 고차모드가 감쇄되는 것을 억제하도록 형성되는 표면파 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 제2의 광범위한 관점에 따른 표면파 장치에서, 바람직하게는 압전박막은 ZnO로 제조된다.

또한, 본 발명의 제2의 광범위한 관점에 따른 표면파 장치에서, 바람직하게는압전박막의 규격화두께(H/λ)는 0.28 내지 O.6의 범위이다. 이러한 범위는 누설 탄성 표면파의 고차모드가 용이하게 발진될 수 있게 한다.

상기된 바람직한 형태와 같은 본 발명의 제2의 관점에 따른 표면파 장치의 바람직한 형태에서, 압전박막은 ZnO로 제조되며, ZnO 압전박막의 규격화두께(H/λ)는 0.28 내지 0.6의 범위이다.

또한, 본 발명의 제2의 광범위한 관점에 따른 표면파 장치에서, 압전박막은 AlN, Ta₂O₅및 CdS로 이루어진 그룹중에서 선택된 하나로 제조될 수 있다.

도1a 및 도1b는 본 발명의 표면파 장치의 한 형태로서 표면파 필터의 개략적인평면도 및 부분 단면도이다.

도2는 오일러각 (0,141,0)의 수정기판을 사용하는 경우에 수정기판/ZnO압전박막의 복합기판에서의 표면파의 음속과 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도3은 실시예 1에서 제조된 표면파 장치에서의 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ)와 온도특성(TCD) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도4는 실시예 1에서 제조된 표면파 장치에서의 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ)와 전기-기계적 결합계수 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도6은 오일러각 (0,132.75,89)의 수정기판을 사용하는 경우에 수정기판/ZnO압전박막의 복합기판에서의 표면파의 음속과 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도7은 실시예 2에서 제조된 표면파 장치에서의 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ)와 온도특성(TCD) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도8는 실시예 2에서 제조된 표면파 장치에서의 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ)와 전기-기계적 결합계수 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도9는 실시예 2에서 제조된 표면파 장치에서의 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ)와 전기-기계적 결합계수 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도10은 오일러각 (0,150,0)의 수정기판을 사용하는 경우에 수정기판/ZnO압전박막의 복합기판에서의 표면파의 음속과 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도11은 실시예 3에서 제조된 표면파 장치에서의 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ)와전기-기계적 결합계수 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도12는 실시예 3에서 제조된 표면파 장치에서의 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ)와전기-기계적 결합계수 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도13은 실시예 3에서 제조된 표면파 장치에서의 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ)와온도특성(TCD) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도14는 종래의 표면파 장치에서 이용하는 높은 음속의 표면파를 설명하는 감쇄 대주파수 특성에 대한 챠트이다.

* 도면의 주요부분에 부호에 대한 설명

1 : 표면파 필터 2 : 표면파 기판

2a : 수정기판 2b : 압전박막

3,4 : IDT 3a,3b,4a,4b : 빗모양의 전극

본 발명의 표면파 장치는 이의 형태에 있어서 특정의 제한이 없다. 본 발명의 표면파 장치는, 예를들어, 도1a 및 1b에 개략적으로 도시된 횡대역 필터인 표면파필터로서 구성될 수 있다. 표면파 필터(1)은 IDT(3,4)가 소정의 간격을 두고 형성되어 있는 표면파 기판으로 구성된다. IDT(3,4)는 각각 빗모양의 전극쌍(3a,3b,4a,4b)을 포함하며, 쌍을 이루고 있는 이들 전극은 서로 맞물린 관계로 배열되어 있다. 표면파 기판(2)는 압전박막(2b)가 수정기판(2a)상에 형성되는 구조를 지닌다. 이러한 구조에서,IDT(3,4)는 압전박막(2b)의 상하 표면 어느곳이나 형성될 수 있다. 또한, 단락전극(도시되지 않음)이 압전박막(2b)의 상하 표면에 형성될 수 있다.

본 발명의 표면파 장치는 상기된 표면파 필터로 한정되는 것이 아니며, 표면파 발진기 및 표면파 지연선과 같은 다양한 표면파 장치에 적용될 수 있다는 것을 주지해야 할 것이다.

[실시예]

본 발명을 명확하게 이해할 수 있도록 본 발명의 양태를 도면을 참조하여 설명하고자 한다.

[실시예1]

도2는 ZnO의 압전박막이 형성된 수정기판을 포함하는 표면파 기판에서 생성된표면파의 음속을 나타내는 그래프이다. 사용되는 수정기판은 오일러각 (0,141,0)및 7.62mm 직경 x 0.5mm 두께의 치수를 지닌다. 표면파 기판은 수정기판의 표면 전체에 다양한 두께로 ZnO박막을 형성시킴으로써 제조하였다.

상이한 두께의 ZnO박막을 지니는 상기 제조된 다양한 표면파 기판에서의 표면파의 음속을 측정하였다. 음속의 측정은 다음과 같이 수행하였다.

음속의 측정 : 7μm 내지 52μm의 파장범위를 갖는 IDT를 각각의 표면파 기판상에 형성시키고, 생성된 SAW 필터의 중심 주파수로부터 음속을 측정하였다.

도2에 도시된 바와 같이, ZnO 박막의 규격화두께(H/λ)가 0인 경우, 즉, ZnO박막이 형성되지 않는 경우, 레일리파와 누설 탄성 표면파의 기본모드(LSAW1)만이 발진되었다. 반면, ZnO박막이 형성된 수정기판을 각각 포함하는 표면파 기판에서, 레일리파의 고차모드로서 세자와파(Sezawa wave)와 누설 탄성 표면파의 고차모드(LSAW2)가 양호하게 발진되었다.

또한, 도2에 도시된 바와 같이, ZnO 박막의 규격화두께(H/λ)가 0.28 이상인 경우, 누설 탄성 표면파의 고차모드(LSAW2)가 발진되며 비교적 높은 음속을 나타냈다. 예를들어, ZnO 박막의 규격화두께(H/λ)가 0.32인 경우에, 음속은 5000m/sec이며, 이는 레일리파의 최대 음속값, 즉, ZnO박막이 엾는 수정기판에서의 레일리파의음속 3170m/sec에 1.6배이다.

따라서, 오일러각 (0,141,0)의 수정기판상에 ZnO박막을 형성시킴으로써 제조된표면파 기판이 사용되는 경우, ZnO박막의 규격화두께(H/λ)를 0.28이상이 되게 선택함으로써 높은 음속을 지닌 표면파 장치를 얻을 수 있다는 것을 이해할 수 있을것이다.

도3은 오일러각 (0,141,0)의 수정기판상에 압전박막을 형성시킴으로써 제조되는 표면파 기판으로 구성된 표면파 장치에서의 온도특성(TCD)와 ZnO박막의 규격화두께(H/λ) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 도3에 도시된 바와 같이, ZnO박막이 없는 수정기판에서의 TCD와는 대조적으로, ZnO박막이 적층된 표면파 기판에서의 TCD는 양성 쪽으로 이동한다. 따라서, TCD값은 음의 TCD값을 지닌 수정기판을 사용하고 수정기판상에 ZnO박막을 적층함으로써 ±0에 보다 가깝게 할 수 있고, 그로인해 양호한 온도특성을 지닌 표면파 장치를 얻을 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다.

도4 및 도5는 오일러각 (0,141,0)의 수정기판상에 압전박막을 형성시킴으로써 제조된 표면파 기판으로 구성되는 표면파 장치에서 ZnO박막의 전기-기계적 결합계수와 규격화두께(H/λ) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 도4는 IDT, 즉, 빗모양의 전극이 ZnO박막의 상부 표면상에 형성되는 경우의 특성을 나타내고, 도5는 IDT가 ZnO박막의 상부 표면상에 형성되고 단락회로가 ZnO박막과 수정기판 사이의 경계에서 형성되는 경우의 특성을 나타낸다.

도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 모든 표면파 장치에서, 누설 탄성 표면파의 고차모드 LSAW2가 발진되며, 비교적 큰 전기-기계적 결합계수가 얻어진다.

[실시예2]

표면파 장치는 오일러각 (0,132.75,89)을 지니며 전송동안 89。에서 ST-컷이 있는 수정기판을 사용함을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조하였다.사용된 각각의 수정기판은 7.62mm 직경 x 0.5mm 두께의 크기를 지녔다.

도6은 ZnO박막이 다양한 두께로 형성된 표면파 장치에서의 표면파 음속과 ZnO박막의 규격화두께(H/λ) 사이의 관계를 나타낸다. 도6에 도시된 바와 같이, 상기된 절단각의 수정기판을 사용하는 경우에서, ZnO박막의 규격화두께(H/λ)가 0.28이상일 때 누설 탄성 표면파의 고차모드 LSAW2가 발진된다. 또한, ZnO박막의 규격화두께(H/λ)가 0.6을 초과하는 경우, 누설 탄성 표면파의 고차모드 LSAW2 보다는 세자와파의 고차모드 세자와2가 발진된다.

따라서, 실시예 2에서의 표면파 장치에서, 누설 탄성 표면파의 고차모드는 ZnO박막의 규격화두께(H/λ)를 0.28 내지 0.6의 범위로 되게 선택함으로써 발진되어, 레일리파로부터 얻을 수 있는 최대 음속보다 높은 음속을 지닌 누설 탄성 표면파의 고차모드를 이용할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도7는 도3에 상응하며 상기된 표면파장치에서 온도특성(TCD)과 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 도7에 도시된 바와 같이, 오일러각 (0, 132.75, 89)의 수정기판상에 ZnO박막을 형성시킴으로써 제조되는 표면파 장치에서, ZnO박막의 두께를 증가시킴으로써 온도특성(TCD)을 양성측으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 실시예 1의 경우에서와 같이, 음의 온도특성(TCD)값을 지니는 수정기판과 ZnO박막을 조화시킴으로써 온도특성값이 약±0인 표면파 장치를 얻을 수 있다.

도8 및 도9는 각각 도4 및 도5에 상응하며 오일러각 (0, 132.75, 89)의 수정기판상에 압전박막을 형성시킴으로써 제조된 표면파장치에서의 전기-기계적 결합계수와 ZnO박막의 규격화두께(H/λ) 사이의 관계를 나타낸다.

오일러각 (0, 132.75, 89)의 수정기판을 사용하는 경우에서, 충분히 큰 전기-기계적 결합계수를 지닌 표면파 장치는 또한 수정기판상에 ZnO박막을 적층시킴으로써 얻을 수 있다.

또한, 도8은 빗모양의 전극이 ZnO박막의 상부면상에 형성되는 경우의 특성을 나타내며, 도9는 빗모양의 전극이 ZnO박막의 하부면상에 형성되는 경우의 특성을 나타낸다.

[실시예 3]

오일러각 (0, 150, 0)의 수정기판을 사용함을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한방법으로 표면파 장치를 제조하였다. 도10은 ZnO 박막이 상기의 오일러각을 지닌 수정기판상에 다양한 두께로 형성되는 표면파 장치에서의 표면파 음속과 ZnO박막의 규격화두께(H/λ) 사이의 관계를 나타낸다.

도10에 도시된 바와 같이, 오일러각 (0, 150, 0)의 수정기판을 사용하는 경우에, 누설 탄성 표면파의 고차모드 LSAW2가 발진되며, ZnO박막의 규격화두께(H/λ)가 0.28 내지 0.6의 범위에 있는 경우 매우 높은 음속을 얻을 수 있다.

도11 및 도12는 상기와 같이 제조된 표면파 장치에서의 전기-기계적 결합계수와 ZnO박막의 규격화두께(H/λ) 사이의 관계를 나타낸다. 도11은 빗모양의 전극이 ZnO박막의 상부면상에 형성되는 경우의 특성을 나타내며, 도12는 빗모양의 전극이 ZnO박막의 상부면상에 형성되며 Al로 제조된 단락전극이 ZnO박막과 수정기판 사이의 전체 경계면에 형성되는 경우의 특성을 나타낸다.

도11 및 도12에 도시된 바와 같이, 오일러각 (0, 150, 0)의 수정기판을 사용하는 경우에, 충분히 큰 전기-기계적 결합계수를 지닌 표면파 장치는 수정기판상에 ZnO박막을 형성시킴으로써 구성되는 표면파 기판을 사용하여 얻을 수 있다.

도13은 오일러각 (0, 150, 0)의 수정기판을 이용하는 표면파 장치에서의 온도특성(TCD)와 ZnO 박막의 규격화두께(H/λ) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 도13에 도시된 바와 같이, 그러한 표면파 장치에서, 누설 탄성 표면파의 고차모드 LSAW2의 온도특성(TCD)는 ZnO박막을 형성시킴으로써 양성측으로 이동한다. 따라서 음의 온도특성(TCD)값을 지닌 수정기판과 ZnO 박막을 조화시킴으로써 약 ±0의 온도특성(TCD)값을 지니는 표면파 장치를 얻을 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

상기된 바와 같이, 본 발명의 제1관점에 따른 표면파 장치는, 압전박막이 수정기판에 형성되고, 빗모양의 전극이 압전박막과 접촉되어 형성되며, 압전박막의 두께는 누설 탄성 표면파의 고차모드을 발진하도록 선택되므로, 표면파 장치는 수정기판으로 구성되며 레일리파를 이용하는 종래의 표면파 장치로부터 얻을 수 있는것 보다도 높은 음속 및 큰 전기-기계적 결합계수를 지니는 표면파를 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 표면파 장치는 고주파에서 용이하게 작동할 수 있다.

특히, 압전박막의 두께(H/λ)를 0.28 내지 0.6의 범위가 되게 선택함으로써, 누설 탄성 표면파의 고차모드가 신뢰할 수 있게 발진될 수 있다.

본 발명의 제2관점에 따른 표면파 장치는, 압전박막이 수정기판상에 형성되고 빗모양의 전극이 압전박막과 접촉되어 형성되는 구성에서, 수정기판, 압전박막 및 빗모양의 전극은 누설 탄성 표면파의 고차모드를 발진하고 누설 탄성 표면파의 고차모드가 전송동안 감쇄되는 것을 억제하도록 형성된다. 따라서, 수정기판으로 구성되며 레일리파를 이용하는 종래의 표면파 장치 보다 높은 음속 및 큰 전기-기계적 결합계수를 지닌 표면파를 이용할 수 있다. 또한, 표면파 장치는 고주파에서 용이하게 작동될 수 있다.

또한, 본 발명의 제2관점에 따른 표면파 장치에서, 압전박막의 규격화두께(H/λ)를 0.28 내지 0.6의 범위가 되게 선택함으로써, 누설 탄성 표면파의 고차모드가 상기된 장치에서와 같이 신뢰할 수 있게 발진될 수 있다.

또한, 일본국특허공개 제61-222312호에는 정상 레일리파 보다 높은 음속의 파가 수정기판을 포함하는 표면파 장치에서 이용될 수 있지만, 공지된 방법에 따른 종래의 장치에서 이용된 표면파는 사실 SSB파 및 STW파의 복합파이고, 주파수 특성은 두 개의 인접된 피크 사이에서 골을 생성하고 있음을 기재하고 있다.

따라서, 종래의 장치가 표면파 공진기 또는 표면파 필터로 사용되는 경우, 만족할 만한 특성을 얻을 수 없다. 또한 공진기가 종래의 장치를 사용함으로써 제조되는 경우, 맞물린 전극쌍의 수가 증가되어야 한다.반면, 본 발명의 제1 및 제2관점에 따른 표면파 장치에서, 누설 탄성 표면파의 고차모드가 이용되므로, 즉, 이용된 표면파가 두가지 파의 복합파가 아니므로, 주파수 특성에서 골이 형성되지 않는다. 따라서, 표면파 공진기 또는 표면파 필터가 본 발명의 제1 및 제2관점에 따른 표면파 장치로 구성되는 경우, 만족할 만한 공진 및 필터링 특성을 얻을 수 있다. 또한, 맞물린 전극쌍의 수를 증가시키지 않으면서 충분한 공진특성을 얻을 수 있으므로, 표면파 장치의 크기가 작아질 수 있다.

따라서, 본 발명은 고주파에서 작동하기에 적합한 표면파 장치를 용이하게 제공한다. 또한, 양호한 온도특성을 지닌 수정기판이 사용되므로, 양호한 온도특성을 지니는, 즉, 주변의 온도변화에 관계없이 안정한 특성을 나타낼 수 있는 표면파 장치를 용이하게 제공할 수 있다.

Claims (10)

1. (정정) 수정기판(2a), 수정기판상에 형성된 압전박막(2b), 및 압전박막과 접촉되어 형성된 빗모양의 전극(3a,3b,4a,4b)을 포함하는 탄성표면파 장치로서, 상기 압전박막은 레일리파(Rayleigh wave), 누설 탄성표면파의 저차모드(lower order mode) 및 누설 탄성표면파의 고차모드(higher order mode)를 발생시키기에 충분한 두께를 구비하고, 상기 복수개의 빗형상 전극들은 상기 탄성표면파 장치가 누설 탄성표면파의 고차모드로 동작하도록 배열됨을 특징으로 하는 표면파 장치.
2. 제1항에 있어서, 압전박막(2b)이 ZnO로 제조됨을 특징으로 하는 표면파 장치.
3. 제1항에 있어서, 압전박막(2b)의 두께가 H이고 누설 탄성 표면파의 고차모드의 파장이 λ인 경우, 파장에 대한 압전박막의 규격화두께(H/λ)가 0.28 내지 0.6의 범위임을 특징으로 하는 표면파 장치.
4. 제1항에 있어서, 압전박막(2b)이 ZnO로 제조되며; 압전박막(2b)의 두께가 H이고 누설 탄성 표면파의 고차모드의 파장이 λ인 경우, 파장에 대한 압전박막의 규격화두께(H/λ)가 0.28 내지 0.6의 범위임을 특징으로 하는 표면파 장치.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 압전박막(2b)이 AlN, Ta₂O₅및 CdS로 이루어진 군중에서 선택된 하나로 제조됨을 특징으로 하는 표면파 장치.
6. (정정) 수정기판(2a), 수정기판상에 형성된 압전박막(2b), 및 압전박막과 접촉되어 형성된 빗모양의 전극(3a,3b,4a,4b)을 포함하는 탄성표면파 장치로서, 상기 수정기판, 상기 압전박막 및 상기 빗모양의 전극은 레일리파(Rayleigh wave), 누설 탄성표면파의 저차모드(lower order mode) 및 누설 탄성표면파의 고차모드(higher order mode)를 발생시키고 상기 누설 탄성표면파의 고차모드의 감쇠율을 최소화하도록 형성되며, 여기서 상기 복수개의 빗모양의 전극들은 상기 탄셩표면파 장치가 누설 탄성표면파의 고차모드에서 동작하도록 배치되어 있음을 특징으로 하는 표면파 장치.
7. 제6항에 있어서, 압전박막이 ZnO로 제조됨을 특징으로 하는 표면파 장치.
8. 제6항에 있어서, 압전박막(2b)의 두께가 H이고 누설 탄성 표면파의 고차모드의 파장이 λ인 경우, 파장에 대한 압전박막의 규격화두께(H/λ)가 0.28 내지 0.6의 범위임을 특징으로 하는 표면파 장치.
9. 제6항에 있어서, 압전박막(2b)이 ZnO로 제조되며; 압전박막(2b)의 두께가 H이고 누설 탄성 표면파의 고차모드의 파장이 λ인 경우, 파장에 대한 압전박막의 규격화두께(H/λ)가 0.28 내지 0.6의 범위임을 특징으로 하는 표면파 장치.
10. 제6항에 있어서, 압전박막(2b)이 AlN, Ta₂O₅및 CdS로 이루어진 군중에서 선택된 하나로 제조됨을 특징으로 하는 표면파 장치.