KR100341235B1 - 탄성표면파 필터 - Google Patents

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KR100341235B1
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Abstract

본 발명은 탄성표면파 필터에 관한 것으로서, 압전성 기판상에 설치된 세로모드결합 2포트의 제 1 탄성표면파 공진자(10)와, 상기 제 1 탄성표면파 공진자(10)에 대하여 직렬연장부에 접속된 제 2 탄성표면파 공진자(20)를 갖는 탄성표면파 필터이며, 제 2 탄성표면파 공진자(20)의 듀티를 제 1 탄성표면파 공진자(10)의 듀티 보다도 작게 구성하고 이에 의해 제 2 탄성표면파 공진자(20)측에서의 전극가지 1개 당의 반사율을, 제 1 탄성표면파 공진자(10) 보다 작게 할 수 있으며, 따라서 제 2 탄성표면파 공진자(20)의 특성에 인덕턴스 성분의 영향이 부가되는 경우에도 공진 주파수(fr)와 반공진 주파수(far)의 차를 작게 억제할 수 있기 때문에 탄성표면파 필터의 통과대역 고역측의 손실악화를 감소시키고 통과대역 고역측 근방의 감쇠특성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

탄성표면파 필터{SURFACE ACOUSTIC WAVE FILTER}
자동차 전화나 휴대전화 등에 사용되는 RF SAW(Surface Acoustic Wave) 필터는, 주로 수백 ㎒∼수 ㎓의 주파수 대역에 그 통과주파수 대역을 갖는 것이 사용되고 있다. 이 주파수 및 필요로 되는 주파수 대역은 사용하는 시스템에 따라서 결정되어 왔다. 일반적으로, 주파수 대역은 수 %의 비대역(比帶域)이 요구된다. 또한, 이러한 휴대전화 등의 용도에 사용되는 SAW 필터에는, 삽입손실이 낮은 것이 요구된다. 이 때문에, 예를 들어 일본 특개평 5-183380에 나타난 바와 같은 탄성표면파 공진자를 사다리꼴로 접속한 래더형 필터, 또는 일본 특개평 4-207615에 나타난 바와 같은 복수의 빗형 전극을 반사기로 끼운 형태의 세로 모드 결합 공진자형 필터, 또한 이들을 조합시킨 탄성표면파 필터가 주로 사용되어 왔다.
어떤 탄성표면파 필터도 비교적 삽입손실이 작은 필터를 실현할 수 있는 것을 특징 중 하나로 하고 있다. 이 필터를 휴대전화용 RF 필터에 적용하는 경우, 실현 가능한 통과대역폭은 그 필터가 형성되는 압전성 기판의 전기기계 결합계수(k2)에 크게 의존한다. 이 때문에, 비교적 큰 전기기계 결합계수(k2)를 가진 36°Y-X LiTaO3나, 64°Y-X LiNbO3, 41°Y-X LiNbO3등의 압전성 기판이 많이 사용되어 왔다.
이 압전성 기판은 이하와 같은 문제를 갖고 있다. 이와 같은 압전성 기판은 기판상에서 빗살 형상 전극이나 반사기 등을 형성하는 도전성 박막의 두께를 두껍게 하면, 탄성표면파로부터 벌크파로의 변환손실이 증대된다. 이 때문에, 그 막두께로 형성한 필터의 삽입손실이 증대된다는 문제를 갖는다. 또한, 막두께를 얇게 하면, 압전성 기판상의 빗살형상 전극을 형성하는 전극부의 전기저항이 증대된다. 이 때문에, 역시 삽입손실이 증대되는 문제를 갖는다. 이와 같은 사정으로부터 이러한 압전성 기판을 사용하는 경우, 압전성 기판상에 설치하는 도전성 박막의 두께(h)에는 최적치가 있다. 이 최적치는 압전성 기판의 표면을 전파하는 탄성표면파의 파장(λ)으로 규격화된 규격화 막두께(h/λ)로 수 % 정도(약 3∼8% 정도)이다.
세로모드 결합 2포트 탄성표면파 공진자와 탄성표면파 공진자를 접속한 형태의 탄성표면파 필터에 있어서는 통상 어떤쪽의 소자도 압전성 기판상에 형성한 도전성 박막, 예를 들어 Al 박막이나, Si, Cu 등을 미소량 조성중에 포함한 Al 박막 등을 패터닝하여 작성한다. 이 때문에 양소자 모두 동일한 막두께로 형성된다.
이동체 통신용도에서 필요로 되는 통과대역폭은 비대역으로 수 % 정도로 넓다. 이것으로부터 세로모드 결합 2포트 탄성표면파 공진자에 있어서는 상술한 바와 같이 높은 전기기계 결합계수(k2)를 갖는 압전성 기판상에 소정 범위의 규격화 막두께로 도전성막을 형성하여 이용하고 있다. 또한, 삽입손실을 감소시키는 견지로부터 인접하는 전극 가지의 전극 가지폭/전극 가지 설치 피치(W/P, 이하 듀티라고 약칭한다)를 50∼65% 정도로 설정하는 것이 많다.
이 2포트 탄성표면파 공진자와 접속되는 탄성표면파 공진자에는 통과 대역 근방의 감쇠(減衰)를 얻는 효과가 있다. 이동체 통신용도에서는 송신·수신 양대역이 근접하고 있으므로, 이 중 어떤 대역을 감쇠시키기 위해 많이 사용된다.
그러나, 광대역이 요구되는 세로모드결합 2포트 탄성표면파 공진자와 동일한 막두께로 형성되어 있다. 이 때문에, 접속되어 있는 탄성표면파 공진자에 있어서도 그 공진, 반공진 주파수는 비교적 큰 주파수차를 갖게 된다.
또한, 세로모드결합 2포트 탄성표면파 공진자의 프렛부의 구성은 비교적 복잡하여, 그 배선부에 인덕턴스 성분을 갖는다. 또한, 패키지, 본딩 와이어 등도 인덕턴스 성분을 갖는다.
이 인덕턴스 성분이 탄성표면파 공진자에 부가되면 외관상 공진 주파수, 반공진 주파수 간의 주파수차가 더욱 확대되어 보인다.
직렬연장부의 탄성표면파 공진자에 있어서는 반공진 주파수에서 급격한 감쇠특성이 얻어지고, 공진주파수 근방에서 통과특성이 얻어진다. 탄성표면파 필터의 통과대역의 고역측 근방에 감쇠시키고 싶은 주파수 대역이 있을 때에는 이 감쇠시키고 싶은 주파수대의 저역측단 부근에 직렬연장부의 탄성표면파 공진자의 반공진 주파수를 맞출 필요가 있다.
이 때, 직렬연장부의 탄성표면파 공진자의 공진주파수가 세로모드 결합 2포트 탄성표면파 공진자측의 통과대역 중앙부근에 있으면 문제는 없다. 그런데, 직렬연장부의 탄성표면파 공진자의 공진주파수가 통과대역 저역측으로 시프트해 가면, 통과대역 고역측에서 손실이 증대된다. 이 때문에 탄성표면파 필터 전체로서의 통과특성의 어깨부분이 둥글게 되는 문제가 있었다. 즉, 통과대역 고역측 근방의 감쇠대역이 통과대역에 매우 근접하고, 통과대역 스스로 광대역 특성이 요구되는 경우에는 통과대역의 고역측에서 손실이 악화되는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이다.
즉, 본 발명은 손실이 적고, 차단특성이 뛰어난 탄성표면파 필터를 제공하는 것을 목적으로 하고 특히 통과대역 고역측 근방의 감쇠특성이 뛰어난 이동체 통신용 탄성표면파 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 탄성표면파를 사용한 탄성표면파 필터, 특히 동일한 압전성 기판상에 설치된 세로모드결합 2포트 탄성표면파 공진자와, 이 탄성표면파 공진자에 접속하여 설치된 탄성표면파 공진자를 구비한 탄성표면파 필터에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 탄성표면파 필터의 구성을 개략적으로 도시한 도면;
도 2a, 도 2b, 도 2c는 제 2 탄성표면파 공진자의 주파수와 리액턴스(jX)의 관계를 개략적으로 도시한 그래프;
도 3은 듀티를 설명하기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 탄성표면파 필터의 주파수 특성의 예를 도시한 도면;
도 5는 유한 요소법에 의해 36°Y컷 X전파 LiTaO3기판의 규격화 막두께와 듀티에 대한 반사율의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면; 및
도 6은 본 발명의 탄성표면파 필터의 구성의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 탄성표면파 필터는 압전성 기판과, 상기 압전성 기판 상에 제 1 듀티를 갖도록 설치된 제 1 빗살형상전극을 갖는 세로모드결합 2포트의 통과대역 필터를 구성하는 제 1 탄성표면파 공진자와, 상기 압전성 기판상에서 상기 제 1 탄성표면파 공진자와 직렬 연장부에 접속되고, 상기 통과대역의 고역측 근방에 반공진 주파수를 갖고, 상기 제 1 듀티에 대하여 다르게 하고 또한 이것 보다도 작은 제 2 듀티를 갖도록 설치된 제 2 빗살형상 전극을 갖는 1포트의 제 2 탄성표면파 공진자를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 듀티와 상기 제 2 듀티는 상기 제 2 탄성표면파 공진자의 빗살형상전극을 구성하는 전극가지 1개당의 반사율이, 상기 제 1 탄성표면파 공진자의 빗살형상 전극을 구성하는 전극가지 1개 당의 반사율 보다도 작아지도록 조절하도록 해도 좋다.
또한, 상기 제 1 듀티와 상기 제 2 듀티는 상기 제 2 탄성표면파 공진자의 빗살형상 전극과 상기 압전성 기판의 전기기계결합계수가 상기 제 1 탄성표면파 공진자의 빗살형상 전극과 상기 압전성 기판의 전기기계결합계수 보다도 작아지도록 조절하도록 해도 좋다.
또한, 상기 제 1 탄성표면파 공진자는 3쌍 이상의 빗살형상 전극을 구비함과 동시에 상기 제 1 탄성표면파 공진자와 상기 제 2 탄성표면파 공진자를 접속하는 배선은, 상기 제 1 탄성표면파 공진자 중 적어도 1쌍의 빗살형상 전극의 접지측에 접속된 패드부를 둘러싸도록 설치된 경우, 제 2 탄성표면파 공진자의 공진주파수와 반공진 주파수의 주파수차가 크게 벌어지는 것을 방지할 수 있다.
상기 압전성 기판은 36°Y컷 X전파 LiTaO3를 사용하도록 해도 좋다. 이 외에도 예를 들어 64°Y컷 X전파 LiTaO3, 41°Y컷 X전파 LiNbO3, 45° X컷 Z전파 Li2B4O7등 다른 압전성 기판을 사용하도록 해도 좋다.
또한, 압전성 기판으로서 36°Y컷 X전파 LiTaO3또는 이 기판과 동등한 압전성 기판을 사용하는 경우에는 상기 제 1 탄성표면파 공진자 및 상기 제 2 탄성표면파 공진자를 구성하는 전극막 두께는 약 6%∼약 8%의 규격화 막두께(h/λ)를 갖음과 동시에 상기 제 1 듀티는 약 45∼약 60%이고, 상기 제 2 듀티는 약 45% 이하로 하도록 하는 것이 바람직하다. 이와같이 조절함으로써 탄성표면파 필터의 주파수 특성을 향상시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 탄성표면파 필터는 압전성 기판상에 설치된 적어도 1개의 세로모드결합 2포트의 제 1 탄성표면파 공진자와, 상기 제 1 탄성표면파 공진자에 대하여 직렬 연장부에 접속된 제 2 탄성표면파 공진자를 갖는 탄성표면파 필터이다. 그리고, 제 2 탄성표면파 공진자부의 전극가지폭/전극가지피치, 즉 듀티를 제 1 탄성표면파 공진자의 전극가지폭/전극가지피치 보다도 작게 한 것이다.
이와 같은 구성을 채용함으로써 본 발명의 탄성표면파 필터에 있어서는 제 2 탄성표면파 공진자의 전극가지 1개 당의 반사율을, 그것이 접속된 세로모드 결합 2포트의 제 1 탄성표면파 공진자의 전극가지 1개당 반사율 보다 작게 하도록 설정할 수 있다. 이 때문에, 제 2 탄성표면파 공진자의 특성에 인덕턴스 성분의 영향이 부가되는 경우에 있어서도 공진 주파수(fr)와 반공진 주파수(far)의 주파수차를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 탄성표면파 필터의 통과대역 고역측의 손실악화를 감소시킬 수 있다. 또한, 통과대역고역측 근방의 감쇠특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 탄성표면파 공진자와 제 2 탄성표면파 공진자를 다른 막두께로 할 필요가 없으므로, 탄성표면파 필터의 생산성이 향상된다.
본 발명은 전기기계 결합계수(k2), 반사율을 작게 함으로써 제 2 탄성표면파 공진자에 부가되는 인덕턴스 성분의 악영향을 회피한 것이다. 구체적으로는 제 2 탄성표면파 공진자측에서의 전극가지 1개당의 반사율이 제 1 탄성표면파 공진자의 전극가지 1개당 반사율 보다 작아지도록, 제 2 탄성표면파 공진자의 듀티를 제 1 탄성표면파 공진자의 듀티 보다도 작게 하고 있다. 이 외에도, 예를 들어 제 2 탄성표면파 공진자를 구성하는 전극막두께를 얇게 하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다고 생각된다. 그러나, 이 경우에는 동일한 압전성 기판상에 설치되는 복수의 탄성표면파 공진자의 막두께를 개별적으로 조절할 필요가 생긴다. 따라서, 탄성표면파 필터의 제조공정이 복잡해지고, 생산성이 크게 저하된다. 본 발명의 탄성표면파 필터에서는 제 1 탄성표면파 공진자 및 제 2 탄성표면파 공진자 모두 동일한 막두께(h)로 구성할 수 있다. 이 때문에 탄성표면파 필터의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
이하 본 발명의 탄성표면파 필터에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 탄성표면파 필터의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이 탄성표면파 필터는 압전성 기판(100) 상에 설치된 제 1 탄성표면파 공진자(10)와, 상기 제 1 탄성표면파 공진자(10)와 직렬연장부에 접속된 제 2 탄성표면파 공진자(20)가 입출력 단자간에 삽입된 것이다. 제 1 탄성표면파 공진자(10)는 세로모드결합 2포트의 탄성표면파 공진자이다. 제 2 탄성표면파 공진자(20)는 1포트의 탄성표면파 공진자이다.
제 1 탄성표면파 공진자(10) 및 제 2 탄성표면파 공진자(20)는, 대향 맞물림 배치된 1쌍의 빗살형상 전극으로 이루어진 IDT와, 그레이팅(Grating) 형상의 반사기로 구성되어 있다.
제 1 탄성표면파 공진자(10)는 입력패드(11)와 접속되어 있다. 제 1 탄성표면파 공진자(10)는 입력패드(11)에 공급된 전기신호를 탄성표면파로 변환하는 IDT(12a,12b)와, 이 IDT(12a,12b)가 여진한 탄성표면파를 수신하여 전기신호로 변환하는 3개의 IDT(13a,13b,13c) 및 이들 IDT를 사이에 두고 설치된 반사기(14a,14b)로 구성되어 있다.
제 2 탄성표면파 공진자(20)는 수신 IDT(13a,13b,13c)와, 프렛배선(15a,15b,15c)을 통하여 접속된 IDT(16)와, 이 IDT(16)를 사이에 두고 설치된 반사기(17a,17b)에 의해 구성되어 있다. IDT(16)의 한쪽의 빗살형상 전극은 출력 패드(18)와 접속되어 있다.
입력패드(11), 출력패드(18), 접지전위에 있는 그라운드 패드(19a,19b,19c,19d,19e)는 예를 들어 도시하지 않은 본딩 와이어, 도전성 범프에 의해 외관용기 등의 외부회로와 접속된다.
그래서, 여기에서 탄성표면파 공진자(20)에는 본딩 패드(18)에 접속되는 본딩와이어, 및 세로모드결합 2포트의 제 1 탄성표면파 공진자(10)로부터의 프렛배선(15a,15b,15c) 등에 의해 인덕턴스 성분이 부가된다.
도 2a, 도 2b, 도 2c는 제 2 탄성표면파 공진자(20)의 주파수와 리액턴스(jX)의 관계를 정성적(定性的)으로 도시한 그래프이다. 도 2a는 제 2 탄성표면파 공진자(20) 단일체의 리액턴스를 도시하고 있다. 도 2b는 부수된 인덕턴스성분에 대응하는 리액턴스 성분을 나타내고 있다. 도 2c는 제 2 탄성표면파 공진자 자체와 부가된 인덕턴스 성분을 포함시킨 경우의 주파수와 리액턴스의 관계를 각각 도시하고 있다. 또한, 각 도면의 세로축의 스케일은 동일하지는 않다.
도 2a, 도 2b, 도 2c로부터 제 2 탄성표면파 공진자(20)의 공진주파수(fr)와 반공진 주파수(far)의 주파수차는 인덕턴스 성분의 부가량의 증대와 함께 확대되는 것을 알 수 있다.
여기에서, 반공진 주파수(far)의 위치는 통과 대역 고역측 근방의 감쇠가 필요한 주파수대에 의해 결정된다. 이 때문에 공진주파수(fr)가 지나치게 저주파수측으로 어긋나면, 통과대역내 고역측에서는 제 2 탄성표면파 공진자 및 부수된 인덕턴스 성분에 기인하는 리액턴스가 증대되고 이 때문에 손실이 증대된다.
이와 같은 손실의 증대를 감소시키기 위해 본 발명의 탄성표면파 필터에 있어서는 제 2 탄성표면파 공진자(20)의 듀티가 세로모드결합 2포트의 제 1 탄성표면파 공진자(10)의 듀티 보다도 작아지도록 제 1 탄성표면파 공진자(10) 및 제 2 탄성표면파 공진자(20)를 압전성 기판상에 설치하고 있다.
도 3은 듀티를 설명하기 위한 도면이다. 빗살형상 전극(30)은 버스바(31)에 접속된 전극가지(32)로 구성되어 있지만, 여기에서는 전극가지폭(W)과, 인접하는 전극가지의 설치피치(P)의 비 W/P를 듀티로 하고 있다. 즉, 본 발명의 탄성표면파 필터에 있어서는 제 2 탄성표면파 공진자(20)의 (전극가지폭: W)/(전극가지의 설치피치:P)의 비가, 제 1 탄성표면파 공진자(10)의 (전극가지폭: W)/(전극가지의 설치피치:P)의 비보다도 작아지도록 구성하고 있다.
도 1에 예시한 구성의 본 발명의 탄성표면파 필터에서는 세로모드결합 2포트의 제 1 탄성표면파 공진자(10)는 듀티 약 50%가 되도록 설치하고, 한편, 제 2 탄성표면파 공진자(20)는 듀티 약 40%가 되도록 설치하고 있다.
이와 같은 구성을 채용함으로써 전극가지 1개 당의 탄성표면파(리키파, SSBW 등을 포함한다)의 반사율이 감소되고, 직렬연장부의 탄성표면파 공진자(20)의 공진주파수(fr)와 반공진 주파수(far)의 주파수차를 좁힐 수 있다.
도 4는 본 발명의 탄성표면파 필터의 주파수 특성의 예를 도시한 도면이다. 여기에서는 도 1에 예시한 PCS(Personal Communication system)의 Tx(송신용) 필터로서 사용되는 탄성표면파 필터의 특성을 예로 들어 설명한다. 또한, 그래프의 좌변의 스케일은 프로파일 전체에 대한 것이다. 또한, 그래프의 우변의 스케일은 통과대역을 확대하여 도시한 프로파일에 대응하고 있다.
이 탄성표면파 필터의 중심 주파수는 1880㎒이고, 시스템이 요구하는 대역폭은 60㎒이다. 이 시스템의 수신용 대역은 1960㎒을 중심으로 하는 60㎒이다. 따라서, Tx 필터에서 보아 통과대역 고역측 근방에서는 이 영역의 감쇠가 요구된다. 이 경우, 시스템의 대역간의 주파수차는 약 20㎒이다. 그러나, 탄성표면파 필터를 구성하는 압전성 기판에 의한 주파수의 온도변동에 대한 여유나, 탄성표면파 필터 형성시의 Al막두께의 편차 등의 가변적 요소에 대응하기 위해서는 탄성표면파 필터로서는 매우 급격한 곡선 특성(감쇠특성)이 요구된다.
도 4로부터 본 발명의 탄성표면파 필터에서는 종래에 비해 통과 대역의 고역측의 감쇠특성이 급격해져 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명의 탄성표면파 필터에서는 통과 대역고역측에서 급격한 곡선특성을 얻을 수 있다.
도 5는 유한요소법에 의해 36°Y컷 X전파 LiTaO3기판의 규격화 막두께(h/λ)와 듀티에 대한 반사율의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 또한, 도면에 도시된 등고선이 전극가지 1개 당의 반사율에 대응하고 있다.
이 압전성 기판에서는 약 6∼약 8%의 규격화 막두께에 대해서는 듀티 약 50% 근방에 반사율 피크가 있다. 이 때문에 듀티 약 45∼약 60%가 되도록 세로 모드 결합 2포트의 제 1 탄성표면파 공진자를 설치하고 듀티 약 45% 이하가 되도록 제 2 탄성표면파 공진자를 설치하도록 하면 좋은 것을 알 수 있다.
본 발명의 탄성표면파 필터에 있어서는 제 2 탄성표면파 공진자의 듀티를, 동일 막두께에서 최대 반사율이 되는 듀티에 대하여 듀티를 크게 하여 반사율을 작게 하는 쪽으로는 설정하고 있지 않다. 이것은 일반적으로 제 2 탄성표면파 공진자쪽이 2포트의 제 1 탄성표면파 공진자 보다 고주파수측에 설치되므로, 보다 큰(두꺼운)듀티로 형성하는 것이 곤란하기 때문이다.
이와 같이 본 발명의 탄성표면파 필터에 있어서는 제 1 탄성표면파 공진자의 듀티와, 제 2 탄성표면파 공진자의 듀티를, 제 2 탄성표면파 공진자의 빗살형상 전극을 구성하는 전극가지 1개당의 반사율이, 제 1 탄성표면파 공진자의 빗살형상 전극을 구성하는 전극가지 1개당의 반사율 보다도 작아지도록 조절하여 설치되어 있다. 이와 같이 함으로써 제 1 탄성표면파 공진자와 제 2 탄성표면파 공진자를 동일한 압전성 기판상에 동일한 막두께로 설치하는 경우에 있어서도, 제 2 탄성표면파 공진자의 공진 주파수(fr)가 저역측으로 시프트하는 것을 방지할 수 있다.
이 때문에 이 탄성표면파 공진자를 조합시킨 탄성표면파 필터의 통과 주파수 대역의 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 제 2 탄성표면파 공진자에 본딩와이어나, 프렛 배선 등에 의해 인덕턴스 성분이 부가된 경우에도 급격한 곡선특성을 얻을 수 있다. 이 때문에, 탄성표면파 필터에 사용하고 있는 압전성 기판에 의한 주파수의 온도변동이나, 탄성표면파 필터 형성시의 도전성 박막의 막두께(h)의 편차 등의 가변적 요소에 대응할 수 있다. 또한, 탄성표면파 필터의 성능, 신뢰성, 생산성을 향상시킬 수 있다.
(실시예 2)
도 6은 본 발명의 탄성표면파 필터의 구성의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다. 이 탄성표면파 필터에서는 제 2 탄성표면파 필터(20)로서 아포다이즈 된 빗살형상 전극으로 이루어진 IDT(16)를 구비하고 있다.
이와 같은 구성을 채용함으로써 특히 제 2 탄성표면파 공진자의 개구길이가 클 때에 발생하는 가로모드 스프리어스에 의해 대역내 고역측 특성이 악화되는 것을 억제할 수 있다.
(실시예 3)
도 1에 예시한 구성의 탄성표면파 필터를 실제로 제조했다.
압전성 기판(100)으로서는 36°Y컷 X전파 LiTaO3를 사용했다.
우선 36°Y컷 X전파 LiTaO3로 이루어진 웨이퍼 상에, 도전성 박막으로서 Si, Cu 등을 첨가한 Al을 스퍼터법에 의해 성막했다. 도전성막의 막두께(h)는 0.16㎛로 설정했다. 이 막두께(h)는 동작 주파수로 규격화시킨 환산막두께(h/λ)로 7.4% 정도에 상당한다.
다음에, 도전성막을 포토에칭 기술에 의해 도 1에 예시한, 제 1 탄성표면파 공진자(10), 제 2 탄성표면파 공진자(20)를 갖도록 패터닝했다. 즉, 세로모드결합 2포트의 제 1 탄성표면파 공진자(10)는 듀티 약 50%가 되도록 설치하고, 한편 제 2 탄성표면파 공진자(20)는 듀티 약 40%가 되도록 패터닝했다. 그 후, 웨이퍼 상에 다수 형성된 탄성표면파 필터를 다이싱에 의해 분리했다.
종래의 탄성표면파 필터에서는 제 1 탄성표면파 필터(10)와 제 2 탄성표면파 필터(20)의 막두께(h)를 변화시킬 필요가 있었다. 이 때문에, 한쪽의 탄성표면파 공진자 형성영역을 레지스트로 덮고, 다른쪽의 탄성표면파 공진자 형성영역에 추가의 에칭을 실시하여 박막화하고 있었다. 또는, 한쪽의 탄성표면파 공진자 형성영역을 레지스트로 덮고, 다른쪽의 탄성표면파 공진자 형성영역에 추가의 스퍼터링을 실시하여 막두께의 확대화를 도모하고 있었다. 이 때문에 탄성표면파 필터의 제조공정이 번잡해지고 생산성이 저하되고 있었다. 예를 들어 도전성막의 막두께가 다르므로 에칭 공정이 증가하거나 에칭조건의 관리가 어려워져 있었다.
본 발명의 탄성표면파 필터에서는 제 1 탄성표면파 공진자(10)와 제 2 탄성표면파 공진자(20) 어느 쪽도 동일한 막두께(h)로 구성할 수 있었다. 이 때문에, 도전성막의 성막공정이나, 성막한 도전성막의 패터닝 공정이 적어지고, 탄성표면파 필터의 생산성을 대폭 향상시킬 수 있었다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 탄성표면파 필터에 있어서는 제 1 탄성표면파 공진자의 듀티와, 제 2 탄성표면파 공진자의 듀티를, 제 2 탄성표면파 공진자의 빗살형상 전극을 구성하는 전극가지 1개당의 반사율이, 제 1 탄성표면파 공진자의 빗살형상 전극을 구성하는 전극가지 1개 당의 반사율 보다도 작아지도록 조절하여 설치함으로써, 통과대역고역측의 손실악화를 감소시키고, 또한 통과대역 고역측 근방의 감쇠특성을 향상시킬 수 있다.
특히, 제 2 탄성표면파 공진자에 본딩와이어나, 프렛 배선 등에 의해 인덕턴스 성분이 부가된 경우에도 급준한 곡선특성을 얻을 수 있다. 따라서, 탄성표면파 필터에 사용하고 있는 압전성 기판에 의한 주파수의 온도변동이나, 탄성표면파 필터 형성시의 도전성 박막의 막두께의 편차 등의 가변적 요소에 대응할 수 있다. 또한, 탄성표면파 필터의 성능, 신뢰성, 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (17)

  1. 압전성 기판,
    상기 압전성 기판상에 제 1 듀티를 갖도록 설치된 제 1 빗살형상 전극을 갖는 세로모드 결합 2포트의 통과대역 필터를 구성하는 제 1 탄성표면파 공진자, 및
    상기 압전성 기판상에서 상기 제 1 탄성표면파 공진자와 직렬 연장부에 접속되고, 상기 통과대역의 고역측 근방에 반공진 주파수를 갖고, 상기 제 1 듀티에 대하여 다르게 하고 또한 이것보다도 작은 제 2 듀티를 갖도록 설치된 제 2 빗살형상 전극을 갖는 1포트의 제 2 탄성표면파 공진자를 구비한 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 빗살형상 전극과 상기 제 2 빗살형상 전극은 그 두께가 다른 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성표면파 공진자는 3쌍 이상의 빗살형상 전극을 구비함과 동시에 상기 제 1 탄성표면파 공진자와 상기 제 2 탄성표면파 공진자를 접속하는 배선은, 상기 제 1 탄성표면파 공진자 중 적어도 1쌍의 빗살형상 전극의 접지측에 접속된 패드부를 둘러싸도록 설치된 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전성 기판은 36°Y컷 X전파 LiTaO3로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성표면파 공진자 및 상기 제 2 탄성표면파 공진자를 구성하는 전극막 두께는 6%~8%의 규격화 막두께를 갖고, 또한 상기 제 1 듀티는 45~60%이며, 상기 제 2 듀티는 45%이하인 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  6. 압전성 기판,
    상기 압전성 기판상에 전극 가지 1개당의 반사율이 제 1 반사율을 갖도록 설치된 제 1 빗살형상 전극을 갖는 세로모드 결합 2포트의 통과대역필터를 구성하는 제 1 탄성표면파 공진자, 및
    상기 압전성 기판상에서 상기 제 1 탄성표면파 공진자와 직렬 연장부에 접속되고, 상기 통과대역의 고역측 근방에 반공진 주파수를 갖고, 상기 전극 가지 1개당의 반사율이 상기 제 1 반사율에 대하여 다르게 하고 또한 이것보다도 작은 제 2 반사율을 갖도록 설치된 제 2 빗살형상 전극을 갖는 1포트의 제 2 탄성표면파 공진자를 구비한 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 빗살형상 전극은 제 1 듀티를 갖도록 설치되고 상기 제 2 빗살형상 전극은 상기 제 1 듀티 보다도 작은 제 2 듀티를 갖도록 설치된 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 빗살형상 전극과 상기 제 2 빗살형상 전극은 그 두께가 다른 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성표면파 공진자는 3쌍 이상의 빗살형상 전극을 구비함과 동시에 상기 제 1 탄성표면파 공진자와 상기 제 2 탄성표면파 공진자를 접속하는 배선은, 상기 제 1 탄성표면파 공진자 중 적어도 1쌍의 빗살형상 전극의 접지측에 접속된 패드부를 둘러싸도록 설치된 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 압전성 기판은 36°Y컷 X전파 LiTaO3로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성표면파 공진자 및 상기 제 2 탄성표면파 공진자를 구성하는 전극막 두께는 6%∼8%의 규격화 막두께를 갖음과 동시에, 상기 제 1 듀티는 45∼60%이고 상기 제 2 듀티는 45% 이하인 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  12. 압전성 기판,
    상기 압전성 기판상에 상기 압전성 기판과 제 1 전기기계 결합계수를 갖도록 설치된 제 1 빗살형상 전극을 갖는 세로모드 결합 2포트의 통과대역 필터를 구성하는 제 1 탄성표면파 공진자, 및
    상기 압전성 기판상에서 상기 제 1 탄성표면파 공진자와 직렬 연장부에 접속되고, 상기 통과대역의 고역측 근방에 반공진 주파수를 갖고, 상기 압전성 기판과 상기 제 1 전기기계 결합계수에 대하여 다르게 하고 또한 이것보다도 작은 제 2 전기기계 결합계수를 갖도록 설치된 제 2 빗살형상전극을 갖는 제 2 탄성표면파 공진자를 구비한 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 빗살형상 전극은 제 1 듀티를 갖도록 설치되고 상기 제 2 빗살형상 전극은 상기 제 1 듀티 보다도 작은 제 2 듀티를 갖도록 설치된 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 빗살형상전극과 상기 제 2 빗살형상전극은 그 두께가 다른 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성표면파 공진자는 3쌍 이상의 빗살형상 전극을 구비하고, 또한 상기 제 1 탄성표면파 공진자와 상기 제 2 탄성표면파 공진자를 접속하는 배선은, 상기 제 1 탄성표면파 공진자 중 적어도 한쌍의 빗살형상 전극의 접지측에 접속된 패드부를 둘러싸도록 설치된 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 압전성 기판은 36°Y컷 X전파 LiTaO3로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 탄성 표면파 공진자 및 상기 제 2 탄성 표면파 공진자를 구성하는 전극막 두께는 6%~8%의 규격화 막두께를 갖고, 또한 상기 제 1 듀티는 45~60%이고, 상기 제 2 듀티는 45% 이하인 것을 특징으로 하는 탄성표면파 필터.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001036378A (ja) 1999-07-16 2001-02-09 Mitsubishi Electric Corp 弾性波装置
US6946128B1 (en) 1999-07-22 2005-09-20 The Procter & Gamble Company Protease conjugates having sterically protected epitope regions
JP3419402B2 (ja) * 2001-04-16 2003-06-23 株式会社村田製作所 弾性表面波装置、通信装置
JP3454239B2 (ja) 2000-08-31 2003-10-06 株式会社村田製作所 弾性表面波フィルタ
JP2002185284A (ja) * 2000-12-15 2002-06-28 Sanyo Electric Co Ltd 弾性表面波フィルタ
US6798318B1 (en) 2001-04-27 2004-09-28 Sawtek, Inc. Hybrid leaky surface acoustic wave resonator filter
US6861927B1 (en) * 2001-04-27 2005-03-01 Sawtek, Inc. Longitudinally coupled leaky surface acoustic wave resonator filter
JP3780415B2 (ja) * 2001-06-12 2006-05-31 株式会社村田製作所 縦結合共振子型弾性表面波フィルタ、およびそれを用いた通信機装置
EP1276235A1 (en) 2001-07-13 2003-01-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Surface acoustic wave filter and communication device using the filter
JP3864850B2 (ja) * 2001-08-09 2007-01-10 株式会社村田製作所 弾性表面波フィルタ、通信装置
JP2003198317A (ja) * 2001-12-21 2003-07-11 Fujitsu Media Device Kk 弾性表面波共振子及び弾性表面波フィルタ
JP3846409B2 (ja) * 2002-02-15 2006-11-15 株式会社村田製作所 弾性表面波装置、通信装置
CN100338873C (zh) * 2002-10-30 2007-09-19 京瓷株式会社 弹性表面波元件、使用它的弹性表面波装置和电子仪器
CN100452650C (zh) * 2003-07-02 2009-01-14 京瓷株式会社 弹性表面波装置及使用该装置的通信装置
US20060131992A1 (en) * 2003-07-29 2006-06-22 Takeshi Nakao One-port surface acoustic wave resonator and surface acoustic wave filter
DE112005000043B4 (de) 2004-07-23 2013-01-17 Murata Manufacturing Co., Ltd. Oberflächenwellenbauelement
EP1944867B1 (en) * 2005-11-01 2011-08-24 Murata Manufacturing Co., Ltd. Elastic wave filter apparatus
JP2008131128A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波フィルタ、アンテナ共用器、およびそれらの製造方法
US8134426B1 (en) * 2008-12-01 2012-03-13 Rf Micro Devices, Inc. Two-track surface acoustic wave structure without internal pads
CN102405596B (zh) * 2009-04-23 2014-07-30 松下电器产业株式会社 天线共用器
US8620250B2 (en) * 2010-10-27 2013-12-31 Hollinworth Fund, L.L.C. Resonator-based filtering
US20170085246A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Ishiang Shih Tunable surface acoustic wave resonators and filters
JP6637990B2 (ja) * 2015-10-30 2020-01-29 京セラ株式会社 弾性波共振子、弾性波フィルタ、分波器、通信装置および弾性波共振子の設計方法
WO2017208629A1 (ja) * 2016-05-31 2017-12-07 株式会社村田製作所 弾性表面波フィルタ

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3839687A (en) * 1972-11-20 1974-10-01 Zenith Radio Corp Surface wave filter and method
US3882433A (en) * 1974-02-15 1975-05-06 Zenith Radio Corp Swif with transducers having varied duty factor fingers for trap enhancement
US4384264A (en) * 1979-04-24 1983-05-17 Murata Manufacturing Company Ltd. Surface acoustic wave device
JPS5711520A (en) * 1980-06-25 1982-01-21 Toshiba Corp Elastic surface wave resonator
JPH071859B2 (ja) * 1988-03-11 1995-01-11 国際電気株式会社 弾性表面波フィルタ
JP3181090B2 (ja) * 1992-03-04 2001-07-03 東洋通信機株式会社 縦結合二重モードリーキーｓａｗフィルタ
EP0584761B2 (en) * 1992-08-24 2005-08-31 NRS Technologies Inc. Surface acoustic wave resonator filter
JP3191473B2 (ja) * 1993-03-09 2001-07-23 三菱電機株式会社 弾性表面波フィルタ
DE69413280T2 (de) * 1993-03-15 1999-04-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Akustische Oberflächenwellenanordnung mit laminierter Struktur
JP3139225B2 (ja) * 1993-07-08 2001-02-26 株式会社村田製作所 弾性表面波フィルタ
JP2560991B2 (ja) * 1993-08-20 1996-12-04 日本電気株式会社 弾性表面波フィルタ
FR2714200B1 (fr) * 1993-11-25 1996-12-27 Fujitsu Ltd Dispositif à onde acoustique de surface et son procédé de fabrication.
JPH07202631A (ja) * 1993-11-25 1995-08-04 Fujitsu Ltd 弾性表面波装置及びその製造方法
JP3424971B2 (ja) * 1994-01-20 2003-07-07 松下電器産業株式会社 弾性表面波フィルタ
JP3237387B2 (ja) * 1994-04-12 2001-12-10 株式会社村田製作所 弾性表面波共振子フィルタ
JPH07283682A (ja) * 1994-04-13 1995-10-27 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波共振子フィルタ
JP3181475B2 (ja) * 1994-08-12 2001-07-03 ティーディーケイ株式会社 弾性表面波装置
JPH0865097A (ja) * 1994-08-19 1996-03-08 Toshiba Corp 弾性表面波フィルタ装置
JP3216137B2 (ja) * 1994-09-29 2001-10-09 セイコーエプソン株式会社 Ｓａｗデバイス
DE69608997T2 (de) * 1995-04-12 2000-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Resonateur-Kettenfilter mit akustischen Oberflächenwellen
JPH098599A (ja) * 1995-06-16 1997-01-10 Toyo Commun Equip Co Ltd 縦結合二重モードｓａｗフィルタ
JP3360541B2 (ja) * 1995-10-20 2002-12-24 セイコーエプソン株式会社 弾性表面波装置及びその設計方法
DE69620134T2 (de) * 1995-12-28 2002-07-18 Murata Manufacturing Co Akustisches Oberflächenwellenresonatorfilter mit longitudinaler Kopplung
JP3839866B2 (ja) * 1996-04-24 2006-11-01 株式会社東芝 弾性表面波フィルタおよび通過周波数帯域の形成方法
JPH10276062A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Sanyo Electric Co Ltd 弾性表面波デバイス
JP3171144B2 (ja) * 1997-07-07 2001-05-28 株式会社村田製作所 表面波装置
WO2004102797A1 (ja) * 1997-07-17 2004-11-25 Michiaki Takagi ２ポートsaw共振子

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Publication number Publication date
EP0998039A1 (en) 2000-05-03
CN1108661C (zh) 2003-05-14
EP0998039A4 (en) 2005-07-20
EP0998039B1 (en) 2016-12-28
US6501208B1 (en) 2002-12-31
CN1264506A (zh) 2000-08-23
WO1999004489A1 (fr) 1999-01-28
KR20010014273A (ko) 2001-02-26
JP3376355B2 (ja) 2003-02-10

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