KR100339719B1

KR100339719B1 - 고주파표면탄성파(saw)장치,그형성방법및이에사용되는랑거사이트기판

Info

Publication number: KR100339719B1
Application number: KR1019980705199A
Authority: KR
Inventors: 나탈야 에프. 노멘코; 빅터 에스. 올로브
Original assignee: 소테크 인코포레이티드
Priority date: 1996-01-10
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2002-09-26
Also published as: EP1022852A2; KR20000004902A; EP0873590B1; JP2000503189A; DE69628332D1; EP1022852A3; WO1997025776A1; DE69628332T2; EP0873590A1; US6072264A; AU2239697A; RU2099857C1

Abstract

기판과 결정체 방위에 대하여 일정 범위의 오일러 각을 갖는 랜가사이트(langasite) 결정체 기판이 표면 음향파(SAW)장치, 따라서 무선전화, 모빌 통신 시스템, 텔레비젼 등에 대한 신호처리를 개선시킨다. 한 전압이 한 입력 인터디지탈 변환기 IDT(2)로 적용된때, 표면 음향파가 랜가사이트의 한 압전 기판(1)에서 발생된다. 상의 파는 IDT(2) 전극에 수직인 방향으로 전파된다. 상기 랜가사이트 결정체 절단 및 파 전파 방향은 SAW 변환, 회전, 그리고 비임 스티어링으로 인한 삽입 손실을 줄이는 것으로 정의된다. 온도 안정도가 개선되며, 낮은 전력 흐름 각과 회절 정도가 줄어듦이 또한 달성된다.

Description

고주파 표면 탄성파(SAW) 장치, 그 형성방법 및 이에 사용되는 랑거사이트 기판

본 발명은 통상 랑거사이트(LSG)라 알려져 단결정 랜탄 갈륨 실리카이트 또는 La₃Ga₅Si O₁₄를 이용한 최적 표면 탄성파 방위에 대한 것이다. 상기 SAW 장치는 무선, 셀룰러 통신 및 케이블 TV와 같은 RF 및 IF 응용의 넓은 영역에서 대역 통과 필터, 공진기, 지연선, 컨발버(convolver)등으로 현재 사용되고 있다. 세 개의 통상 사용되는 기판으로는 리튬 니오베이트, ST-수정 및 리튬 탄탈라이트가 있다. 특정 결정, 특히 특정 결정의 방위에 대하여 유용함을 결정하는 여러 가지 재료 특성이 있다. 이들 특성으로는 1) SAW 속도, Vs, 2) SAW 압전 결합 계수, K², 3) 전력 흐름 각, PFA, 4) 회절 또는 광선 스프레딩 계수,(감마), 그리고 5) 온도 지연 계수, TCD가 있다. 그러나 상기의 특성들을 동시에 최적하게 하는 기존 기판에서의 방위를 결정하는 것이 불가능했다. 따라서, 기판과 방위의 선택은 특정 응용에서 어떠한 특징이 중요한 것인가에 달려있으며, 항상 SAW 재료 특성 사이의 조정을 필요로 한다. 가령 고주파 장치에서는 고속 특성이 바람직한데, 이는 그같은 장치의 기하학적 패턴이 크기때문이며, 따라서 상기 장치는 제조하기가 용이하다. 저주파 장치에서는 저속 특성이 바람직한데, 이는 그같은 장치의 크기가 작아서 장치 및 패키징의 가격이 싸기 때문이다. 따라서 어느 경우에서도 최적인 속도는 없게되는 것이다. 광대역 장치로 변경하기 위해서는 K²값이 큰 것이 바람직한데, 이는 낮은 삽입 손실을 허용하기 때문이다. K²의 관점에서 볼때에는 리튬 니오베이트가 가장 좋으며, 수정은 가장 나쁜 경우이고, 그리고 탄탈라이트가 그 중간이 된다. 대부분의 장치에서, 특히 협 대역 장치에서, TCD는 가능한한 낮아야 하며 이상적으로는 제로이어야 한다. 이같은 관점에서 보면 ST-수정(결정)이 최고이고, 리튬 니오베이트가 가장 나쁜 경우이고, 그리고 리튬 탄탈라이트가 그 중간이 된다(K²에서의 경우와 반대이다).의 최적값은 -1이며, 이는 광선 스프레딩이 최소이도록 한다. 이같은 과점에서 볼 때 이제는 YZ 리튬 니오베이트가 이상적이고, ST-수정이 가장 나쁜 경우이며, 그리고 리튬 탄탈라이트가 그 중간이된다. PFA는 제로이어야하며, 1.55°의 PFA를 갖는 112°의 리튬 탄탈라이트 경우를 제외하고는 이것이 대부분의 통상 사용되는 SAW 기판의 경우에 해당하는 것이다. 대부분의 협 대역 응용의 경우, ST-수정이 가장 적합한 선택이며, 온도 안정이 그리 중요하지 않은 (가령, 일정한 온도로 유지될 수 있는 장치 같이) 광대역 응용에 있어서는. 리튬 니오베이드가 가장 적합하다. 그러나, 여기서 우리가 필요로하는 것은일정 기판 방위가 ST-수정(결정)의 온도 안정도를 제공하면서 K²값이 크고 동시에 비임 스티어링(PFA)이 작거나 제로이고 회절계수(=-1)인 것이다. 본 발명은 이와 같은 조건들에 부합하는 기판을 제공한다.

SAW 장치는 표면상에 입력과 출력 인터디지탈 변환기(IDT)를 갖는 압전 기판을 포함한다. ST 수정은 더욱더 나은 온도 안정도를 달성하기 위해 사용된다. 결정체 축에 대한 ST-절단 방위가 오일러 각=0°,θ=132.75°, 그리고=0°로 설명된다. 이같은 절단의 경우 온도 계수는 제로이다.

공지의 장치는 전기 기계적 계수 K_S ²=0.116%로 낮기 때문에 변환 손실이 발생하며 고주파수 범위(1GHz 주파수에서 3.1dB/㎲ 이상)에서의 전파 손실이 발생하여 높은 삽입 손실이 일어나는 단점을 가진다.

이동 통신 시스템에서 사용되는 필터의 이같은 삽입 손실은 중간의 무선 주파수 800-1800MHz에서 3-4dB을 초과하지 않아야 한다.

본 발명은 표면 탄성파(SAW) 장치에 대한 것이며, 특히 표면 탄성파가 기판의 일정 결정체 축을 따라 전파하게 하기 위해 일정한 결정체 방위의 랑거사이트 (langasite) 수정 기판을 갖는 장치에 대한 것이다.

도 1 은 오일러 각들이 X, Y 및 Z들의 X', Y' 및 Z'에 대한 상대적인 방위를설명하는 기판축 X', Y' 및 Z'와 수정축 X, Y 및 Z 를 도시한 도면.

도 2 는 랑거사이트 기판 표면 상에 위치한 인터디지탈 변환기를 설명하는 SAW 장치에 대한 사시도.

도 3 은 각기 다른 θ값에 대한 SAW 파라미터 (속도, 전력흐름각, 전기기계 커플링 계수, 및 온도계수)대 전파각을 도시한 도면.

도 4 는 θ=145˚일 때 각기다른값에 대한 도 3 의 SAW 파라미터대를 도시한 도면.

본 발명의 목적은 오일러 각으로 규정된 평면 표면을 갖는 랑거사이트 결정을 제공하는 것이며, 상기 랑거사이트 각도 범위내 SAW 전파가 가령 제로에 가까운 PFA, 제로에 가까운 TCD, 그리고 최소의 비임 스프레딩을 갖는 ST-수정결정에서 통상 발견되는 것보다 약 2-3 배가 강한 압전 결합을 가짐을 특징으로 한다. 상기의 세 조건들은 어떤 방위로도 모두가 만족될 수 있는 것은 아니나, 이들 세 조건들을 함께 갖추므로써 달성될 수 있는 성능은 Li Nb O₃, Li Ta O₃또는 수정결정의 공지된 어떠한 절단에서보다 월등히 우월하며, 이같은 범위내의 선택은 세 번째 조건을 다소 희생하므로써 한가지 또는 두가지의 다른 조건에 유리하도록 선택될 수 있다.

본 발명의 바람직한 한 실시예는 입력과 출력 IDT가 위치하는 표면상에서 랑거사이트 기판(1)을 포함하는 장치를 포함한다.

랑거사이트의 사용은 수정결정과 비교하여 전파 손실이 줄어들도록 한다. (1GHz 주파수에서 1dB/㎲까지)변환 손실을 줄이기 위해 기판의 방위를 규정하는 오일러 각은 다음과 같이 선택된다.=90°, θ=10°그리고=0°.

공지 기술에서의 단점은 온도 안정성이 불량(온도계수=12 10^-6)하고 높은 변환 손실, 높은 비임 스티어링 손실, 그리고 높은 회절 손실 등이 있는데, 이들은 각각 전기기계 커플링 k₅ ², PFA=그리고 이방성 파라미터에 의해 규정된다. 상기 장치의 경우 k₅ ²=0.25%,=-5.7%, 그리고=-2.859%이다.

본 발명은 삽입 손실을 줄이고 온도 안정도를 개선시키는 것에 대한 것이다. 이같은 목적은 다음과 같이 달성된다. 랑거사이트 기판의 표면은 Z축에 직각이며, IDT의 전극은 X축에 직각이고 Y축에는 평행하다. X, Y, Z 축은 랑거사이트의 X, Y, Z 수정축과 관련하여 오일러 각에 의해 규정된다. 각는 -15˚내지 10˚의 범위이고, 각 θ는 120˚내지 165˚범위이며, 그리고는 20˚내지 45˚범위이다.

오일러 각=-1°, θ=135.6˚+/-10˚, 그리고=24.1˚+/-8˚인 랑거사이트 구성 절단이 SAW 장치의 개선된 성능을 제공해준다. 특히, 상기 수정 절단은 세가지의 중요한 SAW 전파 파라미터에 대한 가장 적합한 조건을 동시에 충족시키며, 네 번째 파라미터에 대하여서도 바람직한 값을 제공하게 된다. 상기의 네 번째 파라미터는 ST-수정 결정체의 0.12%인 것과 대비할 때 0.25 와 0.35% 사이인 커플링 상수 k²이다. 상기 세가지 SAW 전파 파라미터는 PFA,및 TCD 이며, 이들은 전력 흐름각, 회절계수, 그리고 온도 계수 지연을 각각 나타내는 것이다. PFA는 비임 스티어링 각으로도 알려져있으며, 탭 전극에 항상 수직인 SAW파 벡터와 전력 흐름 방향사이의 각이고, 이상적으로 PFA는 제로이어야 한다.는 회절 또는 비임 스프레딩 값이다. 대개 SAW가 한 기판상에서 전파함에 따라, 상기 비임 프로파일이 변경될 것이며 폭이 넓어질 것이다. 이같은 비임 스프레드는 회전 손실을 발생시키며 필터 응답에 대한 왜곡을 발생시킨다. 등방성 재료의 경우,값은 제로이며, 회절은 다소 심각한 문제를 일으킨다. 회절은=-1일 때 최소가되며, 이는 YZ Li Nb O₃의 경우이고, Li Ta O₃의 특수한 MDC(최소 회절 절단)의 경우이다. ST-수정의 경우=+0.38이며, 회절은 등방성일때보다 좋지않다.=-1인때의 상기와 같은 실시의 지정된 범위내에는 일정한 각도 범위가 있다. 마찬가지로 TCD가 제로인때대한 일정한 각도범위가 있다(TDC는 백분도마다의 상대적인 지연 변화를 나타낸 것이다). 이상적인 파라미터 값은 상기 실시의 제한된 범위내에서 각 파라미터에 대하여 얻어진다. 그러나 상기 값들과 관련된 각도들이 이차원 각도공간(θ와)에서 로커스(locus) 포인트를 형성하므로 세 개의 로시(loci)가 교차하는 점은 없다. 이는 상기 세 파라미터중 두 개의 파라미터에서 이상적인 성능을 달성함이 가능하나 모든 세 파라미터에서는 그렇지 않다. 따라서, 이같은 범위내에서는 상기의 각도에 대한 최적 선택은 아직도 특정 응용에 달려있으며, 사실 중간 포인트가 세 모든 파라미터의 문제를 최소로한다. 이것이 본원 명세서에서의 각도 스프레드에 대한 이유이다.

오일러 각의 사용에 대하여서는 혼동이 있으며, 따라서 구두의 설명이 적절하다.

Z'축에 평행한 표면상의 한 웨이퍼 윤곽을 생각해보자. X'축에 수직인 웨이퍼의 한 가장자리를 따라 평평하게 구성시킨다. SAW 전파의 방향은 X'축에 평행하다. 이제 수정축 X, Y, Z가 웨이퍼 축 X', Y', Z'와 각각 일치한다고 하자. 회전이 없게되면, 웨이퍼는 Z방향으로 절단되며(상기 웨이퍼는 Z에 수직인 연마된 표면으로 절단된다) X방향으로 전파된다(SAW는 X축에 평행한 방향으로 전파된다). 어떠한 후속적인 회전이 있게 되는때, 웨이퍼 축 X', Y', Z'는 회전되며, 수정축 X, Y, Z가 고정될 것으로 추정된다. 가령, 오일러 각(, θ,)=(0˚, 135˚, 28˚)이라 해보자. 이는 지정된 범위중 중간에 가까운 경우이다. 상기 첫 번째 회전은만큼 Z'(X'에서 Y'를 향하여)주위를 회전한다.=0˚이기 때문에 이경우에는 회전이 일어나지 않는다. 다음에는 "새로운" X'주위에서 θ만큼 회전이 일어난다("새로운"축들은 항상 웨이퍼에 연결되어 어떠한 회전도 모든 이전의 회전을 포함하는 한 웨이퍼 축주위에서 일어나도록 한다). 마지막으로 Z'(X'에서 Y'를 향하여)주위를 μ만큼, 이경우에서는 28˚회전시킨다.

고주파수 SAW 장치는 도 1 및 도 2 와 관련하여서 설명된다. 도 3 은 각 θ의 몇 개 값과=0˚에 대하여 SAW 속도, PFA, 전기기계 커플링 k_s ²그리고 온도계수대 오일러 각를 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예는 랑거사이트 기판(1), 그리고 IDT(2), (3) 그리고 필요에 따라 반사 전극(6)을 포함하는 SAW 장치를 포함한다. 기판 표면에 수직인 Z', 전극(4, 5, 6)에 수직인 X' 그리고 Y'축(전극에 평행)은 다음과 같이 수정축에 대하여 규정된다.=-15˚에서 10˚까지 θ=120˚에서 165˚까지,=20˚에서 45˚까지, 이때, θ,는 오일러 각이다.

는 수정축(crystal axis) X와 보조축(auxiliary axis) X"사이의 각이며, X"는 XY평면의 회전축이다(기판 표면의 필요한 방위까지).

θ는 축 Z와 기판표면(1)에 수직인 Z' 사이의 각이다.

는 X"축과 각 X'사이의 각이며, X'는 IDT(2), (3)의 전극에 수직이다.

SAW장치는 다음과 같이 동작한다. 전압이 IDT(2)로 가해진때, 표면 탄성파가 기판에서 발생되며 에너지 흐름이 X'방향(X"와 X'사이의 각은와 같다)으로 전파된다. SAW장치의 삽입 손실은 다수의 요인들로부터 기인된다(양방향성은 여기서 고려되지 않는다). 변환 손실 a_t= a_t1+ a_t2(입력과 출력의 IDT의)이며, 기판에서의 전기기계 커플링 전파 손실 a_p, 회절 손실 a_d, 비임 스티어링 손실 a₀에 의해 규정된다.

따라서 삽입 손실(insertion loss)은 다음과 같이 규정된다.

a_L=a_T1＋a_T2＋a_P＋a_d＋a₀,dB

삽입 손실의 각 컴포넌트는 기판의 전기 물리학 파라미터와 IDT의 기하학적 파라미터에 달려있다.

손실 a_T1의 변환 삽입 손실은 IDT에 대한 전기기계적 커플링 계수의 인버스이며 N쌍의 전극이 중앙 주파수에서 인덕터에 의해 매치(match)된다.

a_T1= -10 lg [2b/(1 + b)²], dB

이때 b=Go/Ga이고, Go는 부하 컨덕턴스, Ga는 IDT 어드미턴스이다. 가령 중앙 주파수 fo에서의 애포다이즈(apodize)되지 않은 IDT 어드미턴스는 다음과 같이 정의된다.

Ga = 8 k_s ²f_oC_sN²W

이때 Cs=2(ε^T _pr+ 1)(6.5) d_n ²+ 1.08 d_n+ 2.37) 10^-12, F/M은 유닛 길이 전극쌍의 커패시턴스, ε^T _pr는 유전율, W는 틈새, N은 다음과 같이 특정 대역폭으로 정의되는 전극쌍의 수이다.

N = 0.632(Δf_-3/f_o)

이때(Δf_-3)은 정상적인 3dB-대역폭이다.

상기 전파손실은 입력과 출력 IDT사이의 거리에 비례한다.

a_p= bf²+ df, dB/μsec

이때 b, c 는 기질재의 상수이며, f 는 동작주파수 GHz이다.

상기 비임 스티어링 손실은 각도에 비례한다.

a₀= -20 lg(1 - B tg), dB

이때 B 는 기하학상의 파라미터로서 l/w와 같다. I는 IDT 중심간의 거리이고 W는 틈새이다.

프레스넬(Fresnel)영역에서의 회절 손실은 다음[4]와 같이 규정된다.

ad = -10 lg[u(W,y) dy], dB

이때

Re u(W,y) = Ci(α₁) - Ci(α₂),

Im u(W,y) - Si(α₂) - Si(α₁),

a₁=W²(y + 1/2)²/[｜1+｜1λ],

a₂=w²(y - 1/2)²/[｜1+｜1λ],

Ci(α) 및 Si(α)는 프레스넬 적분이고,는 기판재료의 전파방향 등방성 파라미터이며, λ는 파장이다. 회절 손실은의 부호와 크기에 비례하며=-1일 때 최소이고 자동조준된 절단에 해당된다.

따라서, 한 장치의 삽입 손실은 높은 전기기계 커플링, 낮은 비임 스티어링각 φ, 이방성 파라미터(-1에 인접함)를 갖는 한 기판의 방위를 선택하므로써 줄어들 수 있다. IDT 틈새의 대표적인 값의 경우, W=(20-80)λ이며, 입력과 출력 변환기 사이의 거리 I=(200-300)λ이고, 상기 회절 손실은 음향 비임 형태의 왜곡과 관련이 있고 1.6dB[1]을 초과하지 않는다. 따라서 상기 장치의 삽입 손실은 대부분 변환 손실과 비임 스티어링 손실에 달려있다.

[2]에서 설명된 것과 비교할 때 상기 제안된 장치의 장점을 생각해보자.

방위가 (90˚, 10˚, 0˚)인 장치의 SAW 전파 파라미터는 다음과 같다. 온도 계수=12 10^-6(1/℃) k_s ²=0.26%,=-5.7˚.

선택된 한계, 15≤≤+10˚, 120˚≤θ≤165˚, 20˚≤≤45˚내 오일러 각에 대하여 랑거사이트를 기초로한 제안된 장치에서 도 3 과 도 4에서 도시된 바와 같이, 온도계수 10 10^-6(1/℃)를 초과하지 않으며 방위(0˚, 144˚, 22.75˚)에 대하여서는 이는 제로에 가까운 것이다.

도 3 과 도 4에서 도시된 바와같이 제안된 장치에서는, PFA가 5˚이하이고 전기 기계적 커플링 계수는 0.2%보다 크고 최대값은 0.45%이다. 결과적으로 제안된 방위 대부분에서 전기기계적 커플링 계수 k_s는 상기 장치에서의 계수보다 크며 각는 상기 장치의 각보다는 작다. 이는 변환이 줄도록하며 비임 스티어링 손실이 줄도록 한다. 20˚≤≤45˚인 어떤 경우에서는 k_s ²가 비임 스티어링 손실이 줄므로써 보상되는 프로토타입의 k_s ²값(0.2%〈k_s ²〈0.26%) 보다 다소 작다.

따라서, 제안된 방위 그룹내 각 오일러 각의 어떠한 값에 대하여서도 다른 두 각에 대한 그와같은 값을 발견하는 것이 항상 가능하며, 이때 상기 두 각에 대한 값들의 컴비네이션은 상기의 프로토타입과 비교할때 개선된 온도와 안정도 그리고 줄어든 삽입 손실을 제공하게되는 것이다.

따라서, 바람직한 결과가 본원의 제안된 장치에 의해 달성된다.

대역폭 Δf_0-3=0.965MHz 또는 (Δf_-3/f_o)=0.88% 인 중간 주파수 f_o=110.6MHz인 무선 전화기 필터를 생각해보자. 상기 랑거사이트 기판은 오일러 각(0˚, 146˚, 22.5˚)에 의해 정의된 방위와 다음의 파라미터, k_s ²=0.42%, φ는 0.9˚, 온도계수는 2 10^-6(1/℃)와 함께 사용된다. 각 IDT 의 전극수는 최대값 N=72(이는 부하저항이 50오옴이고, 틈새 W=3.5이며 IDT들 사이의 거리 ℓ=10mm이면 최소의 변환 손실을 제공한다)에 가까우며, 상기 제안된 장치의 변환 손실은 제로에 가까웁고(양방향성은 고려되지 않음), 비임 스티어링 손실은 0.4dB이다.

유사한 기하학적 파라미터를 갖는 장치의 경우, 변환 및 비임 스트어링 손실의 값은 각각 0.6dB 및 2.9dB이다. 다음에 삽입 손실에서의 이득은 3.1dB이다. 또한 온도 안정성은 프로토타입(모형)에서 보다 훨씬 개선된다.

또다른 예로서 무선전화에서 캐리어 무선 주파수 선택을 위한 고주파수 필터를 생각해보자(유럽 스탠다스 DECT). 동작 주파수는 fo=1.89GHz이고, 대역폭 Δf_-3=20MHz 또는 (Δf₃/f_o)≒1%이다. N=65인때, 대표적인 틈새 W=0.14mm(100λ)이고, IDT 중심들간의 거리 ℓ=1mm이며, 기판 방위는 k_s ²≒0.37,=0˚, 온도계수≒0(1/℃)인 파라미터를 갖는 오일러 각(0˚, 144˚, 22.75˚)에 의해 정의된다.

상기 비임 스티어링 손실은 제로이고 상기 변환 손실은 1.2dB이다(이때 양방향성은 고려되지 않는다).

유사한 기하학적 파라미터를 갖는 장치의 경우, 상기 비임 스티어링과 변환 손실은 각각 2.6dB과 10.8dB이다. 상기 삽입 손실의 이득은 12.2dB이다. 이때에는 온도 안정도 또한 개선된다.

앞선 언급된 낮은 손실 필터는 ST수정결정을 기초로하여 디자인될 수 없다는 것을 주목할 수 있다.

Claims

SAW 전파 표면을 갖는 랑거사이트 기판;

표면 탄성파를 발생시키고 탐지하기 위한 표면상의 전극을 갖는 입력과 출력 인터디지탈 변환기로 구성되는 표면 탄성파(SAW) 장치로서,

전파의 한 표면파 방향이 X'축을 따라 존재하고, 상기의 기판이 상기 표면에 수직인 Z'축과, 상기 표면을 따라 존재하는, 그리고 X'축에는 수직인, Y'축을 또한 가지며,

상기 랑거사이트 기판은 결정축 X, Y 및 Z에 의해 정의된 한 결정체 방위를 가지며, 결정체 축 X', Y' 및 Z'의 상대적 방위가 오일러 각, θ및에 의해 정의되고, 이때는 -15˚내지 10˚범위의 값을 가지며, θ는 120˚내지 165˚범위의 값을 그리고는 20˚내지 45˚범위의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 고주파 표면 탄성파(SAW)장치.
제 1 항에 있어서,

오일럭 각는 0에 근접하는 것을 특징으로 하는 고주파 표면 탄성파 장치.
기판(1)에 고정되는 인터디지탈 전극(2,3)으로 이루어지는 SAW 장치에 있어서, 상기 기판(1)은 표면 탄성파를 전파하기 위한 평면 표면을 가지고,

결정 단면을 가지는 단일 란타늄 갈륨 실리케이트(랑거사이트)로부터 형성되는 표면을 형성하는 결정 방위를 제공하기 위해 오일러 각이 -15°≤≥10° , 120°≤θ≥165°, 20°≤≥45°의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 고주파 표면 탄성파 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 전극(2,3)은 일반적으로 결정 방위 오일러 각()에 의해 형성되는 전파 방향에 수직인 방위를 가지는 것을 특징으로 하는 고주파 표면 탄성파 장치.
평면 SAW 전파 표면으로 이루어지는 랑거사이트 기판(1)에 있어서,

표면파의 전파 방향은 X' 축을 따라 형성되고, 상기 기판(1)은 표면에 수직인 Z'축과, X'축에 수직이고 표면을 따르는 Y'축을 또한 가지고, 상기 기판은 결정 축 X,Y,Z 축에 의해 형성되는 결정 방위를 가지며 X',Y',Z' 축의 상대적 방위는 오일러 각와 θ에 의해 정의되며,는 -15°에서 10°까지, θ는 120°에서 165°까지의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 랑거사이트 기판.
제 5 항에 있어서,

오일러 각는 -1.8°±5°의 범위에, θ는 135°±5°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 랑거사이트 기판.
제 5 항에 있어서,

오일러 각는 0에 근접하고, θ는 135°±10°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 랑거사이트 기판.
랑거사이트 단결정으로부터 형성되는 표면 탄성파 장치에 있어서.

기판(1)은 다수의 전극(4,5)을 가지는 하나 이상의 인터디지탈 변환기(2,3)를 수용하기 위한 평면 표면으로 이루어지고, 상기 인터디지탈 변환기(2,3)는 전극에 수직으로 전파되는 표면 탄성파를 발생시키고 탐지하도록 작동하며,

상기 기판(1)은 표면을 형성하는 결정 방위 단면을 가지며, 상기 결정 방위 단면은 오일러 각와 θ에 의해 형성되고, 상기와 θ는 -15°≤≥10° , 120°≤θ≥165°의 범위 내의와 θ에 의해 형성되는 표면에 결정학적으로 동등한 표면을 형성하는 것을 특징으로 하는 고주파 표면 탄성파 장치.
평면 표면을 절단하기 위해 정해진 전파 방향으로 결정을 향하게 하면서, 란타늄 갈륨 실리케이트(랑거사이트) 단결정을 제공하는 단계로 이루어지는 표면 탄성파 장치를 형성하는 방법으로서, 상기 결정은 오일러 각, θ,에 의해 정해지는 방향을 향하며, 상기 방법은;

평면 표면을 형성하기 위해 결정을 절단하고 - 상기 단면은 오일러 각에 의해 정해지고,는 -15에서 10도까지의 범위에 있고, θ는 120도에서 165도까지의 범위에 있고; 그리고

결정 방위각에 대해 상대적으로 정해지는 전파 축을 따르는 방향으로 전파되는 표면 탄성파를 전파하고 탐지하기 위해 표면 상에 인터디지탈 변환기를 고정시키는 -는 20도에서 45도까지의 범위에 있음 - 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 표면 탄성파 장치 형성 방법.
제 9 항에 있어서,

변환기 고정 단계는 전파 축에 수직으로 변환기의 전극을 향항게 하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 표면 탄성파 장치 형성 방법.
제 9 항에 있어서,

오일러 각은 0에 근접하는값을 가지는 것을 특징으로 하는 고주파 표면 탄성파 장치 형성 방법.
평면 표면을 절단하도록 결정의 방위를 정하여, 란타늄 갈륨 실리케이드(랑거사이트) 단결정을 제공하는 단계로 이루어지는 표면 탄성파 장치 기판을 형성하는 방법에 있어서, 상기 결정은 오일러 각, θ및에 의해 정해지는 방향을 향하며,

그 방법은 정해진 전파 방향으로 평면 표면을 형성하기 위해 결정을 절단하는 단계를 포함하고, 상기 절단면은 오일러 각에 의해 정해지고,는 -15도에서 10도까지, θ는 120도에서 165도까지의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 고주파 표면 탄성파 장치 기판 형성 방법.
제 12 항에 있어서, 결정 방위각에 대해 상대적으로 정해진 전파 축을 따르는 방향으로 표면 탄성파를 전파하고 탐지하기 위해 표면 상에 인터디지탈 변환기 전극을 고정하는 단계를 또한 포함하는 고주파 표면 탄성파 장치 기판 형성 방법.
제 13 항에 있어서,

오일러 각은 0에 근접한 값을 가지는를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 표면 탄성파 장치 기판 형성 방법.