KR100635763B1 - 단면반사형 표면파 장치의 주파수 특성의 조절방법 및단면반사형 표면파 장치의 제조방법 - Google Patents

단면반사형 표면파 장치의 주파수 특성의 조절방법 및단면반사형 표면파 장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 단면반사형 표면파 장치의 주파수 특성의 조절방법은 압전 기판을 갖는 단면반사형 표면파 장치의 주파수 특성을 결정하는 공정을 포함한다. 상기 단면반사형 표면파 장치는 압전 기판과의 소정의 거리를 정하는 압전 기판의 한쌍의 단면을 갖는다. 상기 압전 기판은 단면반사형 표면파 장치의 최후의 주파수 특성이 정해진 주파수 특성보다 높은 경우, 소정의 거리보다 짧은 거리인 적어도 한쌍의 위치에서 절삭된다. 또한, 단면반사형 표면파 장치의 최후의 주파수 특성이 정해진 주파수 특성보다 낮은 경우, 소정의 거리보다 긴 거리인 적어도 한쌍의 위치에서 절삭된다.
단면반사형 표면파 장치, 인터디지털 트랜스듀서, 전극지, 빗살형상 전극, 압전 기판

Description

단면반사형 표면파 장치의 주파수 특성의 조절방법 및 단면반사형 표면파 장치의 제조방법{Method for adjusting a frequency characteristic of an edge reflection type surface acoustic wave device and method for producing an edge reflection type surface acoustic wave device}
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시형태에 따른 단면반사형 표면파 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 제 1 실시형태에 있어서, 절삭에 의해 형성된 단면이 기준 위치로부터 이동된 양과, 목표 공진 주파수 f에 대하여 목표 공진 주파수 f로부터 측정된 공진 주파수 △f의 편차의 비율과의 관계를 나타낸다.
도 3은 제 1 실시형태에 있어서, 단면의 위치가 기준 위치 -λ/4인 경우, 기준 위치 -λ/8인 경우 및 기준 위치 -λ/16인 경우의 각 주파수 특성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시형태에 따른 단면반사형 표면파 장치의 전극 구조를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 바람직한 제 2 실시형태에 따른 단면반사형 표면파 장치에 있어서, 단면이 형성된 절삭 위치를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 6은 제 2 실시형태에 있어서, 절삭에 의해 형성된 단면 위치와, 목표 중 심 주파수 f0에 대하여 목표 중심 주파수 f0로부터 측정된 중심 주파수 △f의 편차의 비율과의 관계를 나타낸다.
도 7은 제 2 실시형태에 있어서, 단면의 위치가 기준 위치 -λ/4인 경우, 기준 위치 -λ/8인 경우 및 기준 위치 -λ/16인 경우의 각 주파수 특성을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시형태가 적용된 표면파 장치의 한 예로서, 싱글 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 포함하는 횡결합형 표면파 필터를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시형태가 적용된 표면파 장치의 한 예로서, 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 포함하는 횡결합형 표면파 필터를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 10은 싱글 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 포함하는 횡결합형 표면파 공진자 필터에 있어서, 단면 위치를 변경할 경우의 주파수 특성의 변화를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시형태가 적용된 표면파 장치의 다른 예로서, 싱글 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 포함하는 종결합형 탄성표면파 필터를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시형태가 적용된 표면파 장치의 또 다른 예로서, 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 포함하는 종결합형 탄성표면파 필터를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시형태가 적용된 단면반사형 표면파 장치의 다른 예로서, 싱글 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 포함하는 래더형 필터를 나타내는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시형태가 적용된 단면반사형 표면파 장치의 다른 예로서, 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 포함하는 래더형 필터를 나타내는 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
1,11,21,31,41,51,61,71 단면반사형 표면파 장치
3,12,22,23,32,33,43,44,52,53 인터디지털 트랜스듀서
4a,4b,3a∼3c,13,14, 전극지
13a,13b,14a,14b 전극지부
2,42 압전 기판 2a,2b 단면
4,5 빗살형상 전극
본 발명은 통과대역 필터, 트랩 및 다른 장치에 사용되는 단면반사형 표면파 장치의 제조방법 및 단면반사형 표면파 장치의 공진 주파수의 조절방법에 관한 것이다.
종래, 예를 들어, 일본국 특허 공개공보 (평)5-183376호 및 (평)5-145370호에 BGS파 등의 SH(Shear Horizontal)형 표면파를 사용한 여러 단면반사형 표면파 장치가 제안되어 있다.
단면반사형 표면파 장치에 있어서, 인터디지털 트랜스듀서는 2개의 대향 단면을 갖는 압전 기판 상에 배치된다. 인터디지털 트랜스듀서에 있어서 복수의 전극지는 단면과 평행한 방향으로 연장된다. 여진된 표면파는 2개의 대향 단면 사이에서 반사되어 정상파(standing wave)가 발생하고, 상기 정상파에 기초하는 공진 특성이 사용된다.
단면반사형 표면파 장치는 반사기가 필요없기 때문에, 표면파 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
상술한 단면반사형 표면파 장치의 제조시, 압전 재료로 이루어진 웨이퍼를 준비한다. 그 후, 복수의 인터디지털 트랜스듀서를 웨이퍼상에 형성한다. 다음에, 상기 웨이퍼를 절삭하여 2개의 대향 단면을 형성하고, 복수의 단면반사형 표면파 장치를 1장의 웨이퍼로부터 떼어낸다.
단면반사형 표면파 장치에 있어서, 2개의 대향 단면이 정확하게 형성되지 않으면 소망의 공진 특성 및 필터 특성을 얻을 수 없다. 따라서, 종래 싱글 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 사용하는 단면을 형성하는 경우에는, 최외측의 전극지와 인접한 전극지의 중심으로부터 표면파의 전파 방향의 외측을 향해 λ/2 또는 λ/2의 정수배 떨어진 위치에서 각 단면이 절삭되었다. 반면에, 한쌍의 전극지부를 포함하는 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 사용하는 단면을 형성하는 경우에는, 표면파의 전파 방향에 있어서 인터디지털 트랜스듀서의 최외측에 배치된 각 전극지 와 인접한 전극지의 한쌍의 전극지부의 중심으로부터 표면파 전파 방향의 외측을 향해 λ/2의 정수배 떨어진 위치에서 각 단면이 절삭되었다.
실제 제조에 있어서, 복수의 단면반사형 표면파 장치를 웨이퍼로부터 떼어낸다. 또한, 단면반사형 표면파 장치를 대량 생산할 경우는 동일한 방법으로 복수의 웨이퍼상에 인터디지털 트랜스듀서가 형성되고, 복수의 웨이퍼가 상측 부분부터 절삭되었다.
그러나, 복수의 웨이퍼를 준비하고, 동일한 방법으로 복수의 인터디지털 트랜스듀서를 형성하고, 절삭에 의해 고정밀도로 단면을 형성하여도, 얻어진 다수의 단면반사형 표면파 장치에서 주파수 특성이 일정하지 않다는 문제점이 발생하였다. 이것은 웨이퍼마다 압전 특성이 다르기 때문이다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시형태는 단면반사형 표면파 장치의 제조방법을 제공하여, 단면반사형 표면파 장치 사이의 주파수 특성의 변동을 제거하고 소망의 주파수 특성을 얻을 수 있게 한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 단면반사형 표면파 장치의 주파수 특성의 조절방법은 압전 기판을 갖는 단면반사형 표면파 장치의 주파수 특성을 측정하는 공정을 포함한다. 상기 단면반사형 표면파 장치는 그 사이가 소정의 거리만큼 떨어진 압전 기판의 한쌍의 단면을 갖는다. 상기 압전 기판은 단면반사형 표면파 장치의 최종적으로 소망하는 주파수(소망 주파수) 특성이 측정된 주파수 특성보다 높은 경우, 상기 소정의 거리보다 짧은 거리가 되는 한쌍의 위치 중 적어도 하나의 위치에서 절삭된다. 또한, 단면반사형 표면파 장치의 소망 주파수 특성이 상기 측정된 주파수 특성보다 낮은 경우, 상기 소정의 거리보다 긴 거리가 되는 한쌍의 위치 중의 적어도 하나의 위치에서 절삭된다.
압전 기판이 압전 기판의 절삭 단계에서 절삭되는 위치는 주파수 특성을 측정하는 단계에서 상기 소정의 거리로 구획되는 단면 위치로부터 약 λ/8 이하만큼 이동하는 것이 바람직하고, λ/16 가 더욱 바람직하다. 여기에서 λ는 단면반사형 표면파 장치에 있어서 여진된 SH형 표면파의 파장을 말한다.
단면반사형 표면파 장치는 싱글 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 포함해도 된다. 이 경우, 소정의 거리를 나타내는 단면의 위치는 대략 전극의 중심인 것이 바람직하다.
또한, 단면반사형 표면파 장치는 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 포함해도 된다. 이 경우, 소정의 거리를 나타내는 각각의 단면의 위치는 대략 더블 전극을 구성하는 한쌍의 전극지의 중심에 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서를 포함하고, SH형 표면파를 사용하는 단면반사형 표면파 장치의 제조방법은,
압전 기판상에 복수의 인터디지털 트랜스듀서를 형성하는 단계; 상기 압전 기판을 절삭하는 단계; 상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서 및 상기 인터디지털 트랜스듀서와 상기 압전 기판 사이에서 그 사이가 소정의 거리만큼 떨어진 상기 압전 기판의 한쌍의 단면을 포함하는 기준 단면반사형 표면파 장치를 제조하는 단계; 상기 기준 단면반사형 표면파 장치의 주파수 특성을 측정하는 단계;
측정된 주파수 특성과 목표로 하는 주파수 특성과의 주파수 차이를 구하는 단계;
상기 주파수 차이를 기초로 하여 잔류 단면반사형 표면파 장치의 한쌍의 단면의 위치를 결정하는 단계; 상기 잔류 단면반사형 표면파 장치를 제조하기 위해, 상기 결정단계에서 구해진 상기 단면위치에서 압전 기판을 절삭하는 단계;를 포함한다.
상기 위치를 결정하는 공정에서, 잔류 단면반사형 표면파 장치의 소망 주파수 특성이 측정된 주파수 특성보다 높은 경우에는 잔류 단면반사형 표면파 장치의 한쌍의 단면간의 실제 거리를 상기 소정의 거리보다 짧게 하는 것이 바람직하다. 또한, 잔류 단면반사형 표면파 장치의 소망 주파수 특성이 측정된 주파수 특성보다 낮은 경우에는 잔류 단면반사형 표면파 장치의 한쌍의 단면간의 실제 거리를 상기 소정의 거리보다 길게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 구성, 특성, 특징 및 이점은 후술하는 본 발명의 바람직한 실시형태의 상세한 설명과 첨부의 도면으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 단면반사형 표면파 장치의 한 예를 보여주는 사시도이다. 이 실시형태에 따른 단면반사형 표면파 장치(1)는 SH형 표면파로서 BGS 파를 사용하는 단면반사형 표면파 장치인 것이 바람직하다.
단면반사형 표면파 장치(1)는 실질적으로 직사각형의 판형상인 압전 기판(2)을 갖는다. 압전 기판(2)은 LiNbO3, LiTaO3와 같은 압전 단결정 또는 납티탄산지르콘산납계 세라믹(PZT)과 같은 압전 세라믹으로 구성되는 것이 바람직하다. 압전 기판(2)이 압전 세라믹인 경우, 압전 기판(2)은 도 1에 나타낸 화살표 P의 방향을 따라 분극 처리된다. 압전 기판(2)은 서로 실질적으로 평행한 단면(2a,2b)를 갖는다.
인터디지털 트랜스듀서(3)는 압전 기판(2)의 정상면에 배치된다. 인터디지털 트랜스듀서(3)는 Al등의 적당한 금속 재료로 구성된 한쌍의 빗살형상 전극(4,5)을 갖는 것이 바람직하다. 빗살형상 전극(4,5)은 각각 복수의 전극지(4a,4b,5a∼5c)를 갖는다. 인터디지털 트랜스듀서(3)에 있어서, 표면파의 전파 방향에 최외측에 위치한 상기 전극지(5a,5c)의 각 폭은 λ/8인 것이 바람직하다. 여기에서, λ는 여진된 표면파의 파장을 나타낸다.
남은 전극지(4a,4b,5b)의 각 폭은 λ/4인 것이 바람직하다. 전극지간의 갭은 약 λ/4인 것이 바람직하다.
단면(2a,2b)간의 거리는 약 λ/2×N인 것이 바람직하고, 여기에서 λ는 인터디지털 트랜스듀서(3)에 의해 여진된 표면파의 파장이고, N은 단면(2a,2b)간의 정상파인 여진된 파보다 큰 정수이다.
이 실시형태에 따른 단면반사형 표면파 장치(1)의 제조방법에 있어서, 우선 압전 기판(2)을 형성하기 위한 웨이퍼를 준비한다. 즉, 상술한 압전 단결정 또는 압전 세라믹으로 구성된 큰 웨이퍼를 준비하고, 복수의 단면반사형 표면파 장치(1)를 구성하기 위하여 웨이퍼상에 복수의 인터디지털 트랜스듀서(3)를 배치한다.
다음에, 상기 웨이퍼를 두께 방향으로 절삭하여 단면(2a,2b)을 형성하고, 단면반사형 표면파 장치(1)를 웨이퍼로부터 떼어낸다. 이 경우, 단면(2a,2b)간의 거리는 기준 값으로 설정되어, 단면반사형 표면파 장치(1)는 공진 주파수를 포함하는 기준 특성을 갖는다.
그러나, 상술한 바와 같이 압전 특성은 웨이퍼마다 다르다. 따라서, 복수의 웨이퍼로부터 다수의 단면반사형 표면파 장치(1)를 얻은 경우에 단면반사형 표면파 장치 사이에서는 공진 특성이 바뀐다.
따라서, 이 실시형태에서는 우선, 한쌍의 단면(2a,2b)을 기준 위치에서 절삭함으로써 형성하여, 1개의 단면반사형 표면파 장치의 2개의 대향 단면을 형성하고, 주파수 특성 즉, 단면과 함께 단면반사형 표면파 장치(1)의 공진 주파수를 형성하여 측정한다. 그리고, 상기 웨이퍼의 남은 부분으로부터 잘라나간 다른 단면반사형 표면파 장치는 기준 위치에서 웨이퍼로부터 잘라나감으로써 동일한 측정된 주파수 특성을 갖는다고 추정된다. 이와 같이 측정된 주파수 특성이 소망의 주파수에서 벗어나는 경우, 벗어나는 것을 보정하도록 2개의 대향 단면의 절삭 위치를 변경하여 상기 웨이퍼의 남은 부분에 구성된 각 단면반사형 표면파 장치의 2개의 대향 단면은 절삭에 의해 형성한다.
즉, 단면간의 거리 등 단면의 형성 위치를 조정함으로써 주파수의 조절을 행한다. 종래, 단면(2a,2b)의 실제 위치는 약 λ/2×N의 거리인 단면(2a,2b)의 기준 위치와 동일하게 결정되었다. 이와는 반대로, 본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 단면(2a,2b)의 실제 위치는 단면(2a,2b)간의 거리가 약 λ/2×N인 기준 위치보다 길거나 또는 짧게 되도록 표면파의 전파 방향에서 기준 위치의 내측 또는 외측으로 설정되어, 공진 주파수가 조절된다.
최외측 전극지에 인접한 다음 전극지의 내부의 위치로부터 상대적인 위치에 대하여 설명한다. 보다 구체적으로, 단면(2a,2b)의 위치는 종래, 최외측의 전극지(5a,5b)와 인접한 전극지(4a,4b)의 중심으로부터 표면파의 전파 방향 외측을 향해 λ/2 정도 떨어진 위치로 설정되었다. 이와는 반대로, 이 실시형태에서는 전극지(4a,4b)의 중심으로부터 표면파 전파 방향의 외측을 향하여 λ/2 정도 떨어진 위치, 즉 기준 위치에서 표면파 전파 방향의 외측 또는 내측으로 절삭을 행함으로써 2개의 대향 단면이 형성된다.
도 2는 15쌍의 전극 및 8쌍의 전극을 각각 갖는 단면반사형 표면파 장치(1)에 있어서, 전극지(4b)의 중심으로부터 λ/2 떨어진 기준 위치로 이동된 위치에 단면(2b)을 형성한 경우의 단면반사형 표면파 장치(1)의 공진 주파수의 변화를 나타낸다. 도 2에 나타낸 결과는 단면반사형 표면파 장치(1)에 있어서 PZT로 구성된 압전 기판상에 15쌍 및 8쌍의 전극지를 형성한 실험으로부터 얻어진 것으로, λ는 약 58㎛이다. 여기에서 「쌍」이란 서로 인접하는 빗살형상 전극(4)에 속하는 하나의 전극지 및 빗살형상 전극(5)에 속하는 하나의 전극지에 관한 것이다.
도 2의 종축은 목표 공진 주파수 f에 대하여, 목표 공진 주파수 f로부터 측정된 공진 주파수 f1의 편차 △f＝f1－f의 비율 △f/f을 나타낸다. 도 2의 횡축의 「0」은 전극지(4b)의 중심으로부터 표면파의 전파 방향의 외측을 향해 λ/2 정도 떨어진 기준 위치를 나타낸다. 횡축의 「단면 위치」는 상기 기준 위치를 원점(즉, 0)으로 한 경우의 단면 형성 위치를 말한다. 여기에서, 기준 위치 0으로부터 「＋」방향은 단면이 표면파의 전파 방향에서 기준 위치의 외측으로 형성된 것을 의미한다.
도 2의 결과는 양 단면(2a,2b)이 동일한 이동양과 동일한 방향에 형성된 것을 나타낸다. 양 단면(2a,2b)은 단면반사형 표면파 장치가 인터디지털 라인의 전극지와 실질적으로 평행한 중심선에 대해 대칭을 이루도록 동일한 이동양과 동일한 방향에 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 공진 주파수는 각각 기준 위치로부터 단면(2a,2b) 중 하나를 이동시킴으로써만 이동할 수 있다.
도 2에서 보이는 바와 같이, 기준 위치로부터 각 단면(2a,2b)의 형성 위치를 이동시킴으로써 공진 주파수가 벗어난다는 것을 알 수 있다. 특히, 기준 위치로부터 외측에 압전 기판을 절삭함으로써 단면을 형성한 경우에는 공진 주파수가 낮아지도록 주파수가 조절되고, 표면파의 전파 방향에 있어서 기준 위치 내측에 단면을 배치한 경우에는 공진 주파수가 높아지도록 주파수가 조절되어, 단면(2a,2b)간의 거리는 약 λ/2×N 보다 작아진다.
이와 같이, 공진 주파수는 기준 위치로부터 표면파의 전파 방향을 따라 외측 또는 내측으로 이동한 위치에서 절삭함으로써 조절될 수 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 도 2가 실험을 통해 첫번째로 얻어진 것과 같이, 교정(calibration)은 단면의 기준 위치로부터의 위치 이동에 대한 주파수의 이동을 나타낸다. 그리고, 기준 위치에서 웨이퍼로부터 절삭해 냄으로써 형성된 한쌍의 단면(2a,2b)을 갖는 기준 단면반사형 표면파 장치 및 기준 단면반사형 표면파 장치의 공진 주파수를 측정한다.
그 후, 기준 공진 주파수로부터 측정된 공진 주파수의 편차를 계산하고, 위치 이동량 및 이동 방향을 두 주파수 사이의 차이에 기초하여 교정을 형성하고 차이를 없앤다. 이와 같이, 의도된 공진 주파수를 갖는 고신뢰성의 단면반사형 표면파 장치를 얻을 수 있다.
각 단면(2a,2b)의 위치를 형성하는 경우, 기준 위치로부터 너무 외측 또는 내측으로 이동되면 공진 특성의 임피던스 비율이 저하될 뿐만 아니라 주파수 특성 에 불필요한 스퓨리어스 반응이 발생한다. 도 3에 있어서 화살표 P1이 보이는 상기 특성은 각 단면(2a,2b)이 기준 위치로부터 표면파 장치의 전파 방향을 따라 내측으로 약 λ/4 정도 기준 위치로부터 이동된 위치에 형성된 경우의 주파수 특성을 나타낸다. 각 단면이 기준 위치로부터 약 ±λ/8의 범위를 초과하여 내측에 형성된 경우에는, 주파수 특성에 있어서 도면의 화살표 X로 나타낸 큰 스퓨리어스 반응이 발생한다. 반면에, 각 단면이 기준 위치로부터 약 ±λ/8의 범위를 초과하여 외측에 형성된 경우에는, 공진 주파수는 상술한 경우와 다르지만 스퓨리어스 반응의 수준은 동일하다.
도 3의 화살표 P2는 각 단면의 형성 위치가 기준 위치 약 ±λ/8의 범위내인 경우, 예를 들어 기준 위치 약 －λ/8에서의 주파수 특성을 나타낸다. 이 때, 도 3에 나타낸 P1중에서 「X」로 표시된 스퓨리어스 반응은 크게 감소되는 것을 알 수 있다.
따라서, 각 단면을 기준 위치 약 ±λ/8의 범위내에 형성함으로써 스퓨리어스 반응을 효과적으로 억제할 수 있고, 도 2로부터 명백한 바와 같이 공진 주파수를 용이하고 확실하게 조절할 수 있다.
각 단면(2a,2b)을 기준 위치 약 ±λ/16의 범위내에 형성하는 것이 보다 바람직하다. 도 3의 화살표 P3은 각 단면(2a,2b)을 기준 위치 약 －λ/16의 위치에 형성한 경우의 주파수 특성을 나타낸다. 도 3에 있어서, 화살표 P2로 나타낸 특성과 화살표 P3으로 나타낸 특성의 비교로부터 상술한 스퓨리어스 반응을 보다 효과적으로 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 1에 나타낸 단면반사형 표면파 장치(1)는 싱글 전극형 인터디지털 트랜스듀서(3)를 포함하는 표면파 공진기의 응용예이다. 그러나, 본 발명은 한쌍의 전극지부를 갖는 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 포함하는 표면파 장치의 제조방법에도 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서(12)를 갖는 단면반사형 표면파 장치(11)의 전극 구조를 나타내는 모식적 평면도이다.
인터디지털 트랜스듀서(12)는 복수의 전극지를 갖는다. 각 전극지는 한쌍의 전극지부를 갖는 더블 전극(또는 스플릿 전극) 구조이다. 예를 들어, 도 4에 있어서, 인터디지털 트랜스듀서(12)의 전극지(13,14)는 각각 전극지부(13a,13b,14a,14b)가 쌍을 이루도록 구성된다.
이 실시형태에서는 표면파 전파 방향에 있어서 최외측의 전극지(14)와 인접하는 전극(13)의 중심 즉, 전극지부(13a,13b)의 중심으로부터 표면파의 전파 방향 외측을 향해 λ/2의 위치를 기준으로 하고, 상기 기준 위치로부터 ±λ/8의 범위내에서 절단을 행하여 단면을 형성한다.
도 5는 도 4에 나타낸 인터디지털 트랜스듀서(12)의 전극지(13,14)의 표면파 전파 방향의 외측에 단면을 형성하는 부분을 모식적으로 확대하여 나타내는 부분 절개 평면도이다.
보다 구체적으로, 인터디지털 트랜스듀서(12)는 전극지(13)가 한쌍의 전극지부(13a,13b)를 갖고, 최외측의 전극지(14)가 한쌍의 전극지부(14a,14b)를 갖도록 구성된다. 웨이퍼로부터 단면반사형 표면파 장치(11)를 형성하기 위하여 절삭을 행하는 경우, 전극지(13)의 중심, 즉 전극지부(13a,13b)의 중심으로부터 표면파의 전파 방향의 외측을 향해 약 λ/2 위치(위치 C)를 기준 위치로 설정하고, 기준 위치의 내측 또는 외측에서 절삭함으로써 단면을 형성한다. 여기에서, A∼F로 표시된 각 위치에서 절삭을 행하는 경우, 최외측에 있는 전극지(14)의 전극지부(14b)는 잘려나갈 수도 있다.
도 6은 단면반사형 표면파 장치(1)에 있어서, 상술한 방법으로 각 단면을 형성하고, 상기 단면의 위치를 기준 위치에서 약 λ/2 거리 이동한 경우의 공진 주파수의 변화를 나타낸다. 도 6의 결과는 각각 15쌍, 34쌍, 80쌍의 전극지를 갖는 인터디지털 트랜스듀서(12)를 PZT로 구성된 압전 기판상에 배치한 실험으로부터 얻어진 것으로, 여기에서 λ는 약 36㎛이다.
도 6의 종축은 목표 공진 주파수 f0에 대하여, 목표 공진 주파수 f0로부터 측정된 공진 주파수 f2의 편차량 △f＝f2－f0의 비율 △f/f을 나타내고, 횡축은 단면의 위치를 나타낸다. 도 2의 횡축의 「0」은 단면이 전극지부(13a,13b)의 중심으로부터 표면파의 전파 방향의 외측으로 λ/2 떨어진 기준 위치(위치 C)에 위치하는 것을 나타낸다.
도 6으로부터 명확한 바와 같이, 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서(12)를 포함하는 단면반사형 반사기에 있어서, 공진 주파수는 제 1 실시형태와 동일한 방법으로 각 단면의 위치를 이동함으로써 변화한다는 것을 알 수 있다.
또한, 제 2 실시형태에서는 각 단면이 기준 위치로부터 너무 외측 또는 내측으로 이동된 위치에 형성되는 경우, 주파수 특성에 있어서 큰 스퓨리어스 반응이 일어난다.
도 7에 있어서 화살표 Q1이 보이는 특성은 각 단면이 표면파의 전파 방향을 따라 기준위치 약 －λ/4 이동된 위치에 형성된 경우의 주파수 특성을 나타낸다. 도 7의 화살표 Y로 나타내는 바와 같이 큰 스퓨리어스 반응이 관찰된다.
도 7에 있어서 화살표 Q2가 보이는 특성은 각 단면이 기준위치 약 －λ/8 이동된 위치에 있는 경우의 주파수 특성을 나타낸다. 이것은 상술한 스퓨리어스 반응이 상당히 억제된다는 것을 알 수 있다.
또한, 도 7에 있어서 화살표 Q3이 보이는 특성은 각 단면이 기준위치 약 －λ/16 이동된 위치에 있는 경우의 주파수 특성을 나타낸다. 각 단면의 위치가 기준위치로부터 약 ±λ/16의 범위 이내에 있는 경우에는 상술한 스퓨리어스 반응이 보다 효과적으로 억제된다는 것을 알 수 있다.
또한, 제 2 실시형태에서는 각 단면을 기준위치로부터 약 ±λ/8의 범위 이내, 보다 바람직하게는 약 ±λ/16의 범위 이내에 형성함으써, 낮은 스퓨리어스 반응을 갖는 우수한 주파수 특성을 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
제 1, 제 2 실시형태에서는 각각 싱글 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 사용하는 표면파 공진기 및 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 사용하는 표면파 공진기에 대한 예를 설명하고 있다. 그러나, 본 발명은 싱글 전극형 및 더블 전극형 트랜스듀서를 포함하는 다양한 표면파 장치의 제조방법에도 적용할 수 있다. 도 8 ∼도 14는 본 발명의 바람직한 실시형태가 적용된 표면파 장치의 다른 예를 나타낸다.
도 8에 설명한 단면반사형 표면파 장치(21)는 2개의 싱글 전극형 인터디지털 트랜스듀서(22,23)를 갖는 횡결합형의 단면반사형 표면파 필터이고, 도 9에 설명한 단면반사형 표면파 장치(31)는 2개의 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서(32,33)를 갖는 횡결합형의 단면반사형 표면파 필터이다.
도 10은 도 9에 나타낸 PZT로 구성된 압전 기판을 사용하는 횡결합형 공진자 필터의 특성예를 설명한다. 도 10에 있어서, 참조부호 C는 단면이 기준위치에 형성된 경우의 특성을 나타내고, D,E,F 및 G는 각각 기준위치 λ/32, λ/16, λ/8 및 λ/4의 외측으로 이동한 위치에 각 단면이 형성된 경우의 특성을 나타낸다. 단면 형성 위치를 변화시킴으로써 중심 주파수를 조절할 수 있다는 것을 알 수 있다. 필터 특성에 대하여, 기준위치 약 λ/4 정도 외측으로 이동한 위치에 각 단면이 형성된 경우에는, 삽입 손실이 매우 저하되고 스퓨리어스 반응이 매우 크다는 것을 알 수 있다. 단면 형성 위치가 기준위치 약 λ/8 정도 외측으로 이동한 경우에는 삽입 손실 및 스퓨리어스 반응이 적당한 값을 가지며, 단면 형성 위치가 기준위치 약 λ/16 정도 외측으로 이동한 경우에는 필터 특성은 우수한 결과를 나타낸다. 도 10은 단면 형성 위치가 기준 위치의 외측으로 이동한 경우의 결과를 나타내고 있는데, 단면 형성 위치를 기준 위치의 내측으로 이동시켜 중심 주파수를 높은 쪽으로 조절할 수 있다. 이 경우, 삽입 손실 및 스퓨리어스 반응은 단면 형성 위치가 기준 위치의 외측으로 이동한 경우와 동일하게 저하된다. 후술할 종결합형 공진자 필터 도 유사한 결과를 보인다.
도 11에 도시된 표면파 장치(41)는 표면파의 전파 방향을 따라 압전 기판(42) 상에 싱글 전극형 인터디지털 트랜스듀서(43,44)가 배치된 종결합형 탄성표면파 필터이다.
도 12에 도시된 단면반사형 표면파 장치(51)는 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서(52,53)를 갖는 종결합형 탄성표면파 필터이다.
도 13 및 도 14에 도시된 단면반사형 표면파 장치(61,71)는 각각 싱글 전극형 인터디지털 트랜스듀서 및 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 갖는 래더형 필터이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 단면반사형 표면파 장치의 제조방법은 상술한 바와 같이 도 8∼도 14에 나타낸 다른 단면반사형 표면파 장치 이외에 여러 다양한 단면반사형 표면파 장치의 제조에도 일반적으로 적용할 수 있다.
상술한 설명으로부터 명확하듯이, 본 발명의 여러 바람직한 실시형태에 따른 단면반사형 표면파 장치의 제조방법에서는 웨이퍼로 인하여 주파수 특성의 편차가 발생하는 경우라도, 동일한 웨이퍼 상에 최초로 형성된 단면반사형 표면파 장치의 특성을 측정하고, 얻어진 특성과 목표로 하는 특성과의 차이에 따라 동일한 웨이퍼 상에 남은 단면반사형 표면파 장치의 단면 형성 위치를 조정함으로써, 용이하게 목적하는 주파수 특성을 갖는 단면반사형 표면파 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 1 발명에서는, 기준 위치로부터 약 ±λ/8 범위내의 위치에서 압전 기판을 절삭함으로써 2개의 대향 단면을 형성하여, 상기 주파수가 낮아지도록 조절한다. 반면에, 본 발명의 제 2 발명에서는, 기준 위치의 내측을 향해 예를 들어, 기준 위치로부터 －λ/8 범위내의 위치에서 압전 기판을 절삭함으로써 2개의 대향 단면을 형성하여, 상기 주파수가 높아지도록 조절한다.
본 발명의 제 1 발명 또는 제 2 발명에 있어서, 기준위치의 ＋λ/16의 범위내 또는 기준위치의 －λ/16의 범위내에서 절삭을 행하여 단면을 형성하는 경우에는, 불필요한 스퓨리어스 반응을 억제할 수 있기 때문에 우수한 공진특성 및 필터특성을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 발명 및 제 4 발명에 있어서, 인터디지털 트랜스듀서를 압전 기판 상에 형성한 후에, 최외측 전극지와 인접한 전극지의 중심으로부터 표면파의 전파 방향의 외측을 향해 약 λ/2 정도 떨어진 위치를 기준위치로 설정하고, 상기 기준위치 ＋λ/8 또는 －λ/8의 범위내에서 절삭을 행하여 2개의 대향 단면을 형성한다. 따라서, 불필요한 스퓨리어스 반응을 효과적으로 억제할 수 있어 우수한 공진특성 및 필터특성을 얻을 수 있다. 또한, 기준위치 ＋λ/8 또는 －λ/8의 범위내에서 절삭을 행하여 단면을 형성하는 경우, 각 단면의 위치를 조정함으로써 공진 주파수나 중심 주파수를 낮은 방향이나 높은 방향으로 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3, 제 4 발명에 있어서, 기준위치 ＋λ/16 또는 －λ/16의 범위내에서 절삭을 행하여 단면을 형성하는 경우, 불필요한 스퓨리어스 반응을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시형태를 참조로 설명하였지만, 보다 넓은 관점에서 본 발명의 범위내에서 많은 변형 실시예 및 수정이 가능하다는 것을 알 수 있다. 따라서, 첨부된 청구항은 그러한 모든 변형 실시예 및 수정을 본 발명의 정신과 범위내에 포함한다.

Claims (17)

  1. (삭 제)
  2. (삭 제)
  3. (삭 제)
  4. (삭 제)
  5. (삭 제)
  6. (삭 제)
  7. (삭 제)
  8. 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서를 포함하고, SH형 표면파를 사용하는 단면반사형 표면파 장치의 제조방법으로서, 상기 제조방법은,
    압전 기판상에 복수의 인터디지털 트랜스듀서를 형성하는 단계; 상기 압전 기판을 절삭하는 단계; 상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서 및 상기 인터디지털 트랜스듀서와 상기 압전 기판 사이에서 그 사이가 소정의 거리만큼 떨어진 상기 압전 기판의 한쌍의 단면을 포함하는 기준 단면반사형 표면파 장치를 제조하는 단계; 상기 기준 단면반사형 표면파 장치의 주파수 특성을 측정하는 단계;
    측정된 주파수 특성과 목표로 하는 주파수 특성과의 주파수 차이를 구하는 단계;
    상기 주파수 차이를 기초로 하여 잔류 단면반사형 표면파 장치의 한쌍의 단면의 위치를 결정하는 단계; 상기 잔류 단면반사형 표면파 장치를 제조하기 위해, 상기 결정단계에서 구해진 상기 단면위치에서 압전 기판을 절삭하는 단계를 포함하고;
    상기 위치를 결정하는 단계에서, 상기 잔류 단면반사형 표면파 장치의 한쌍의 단면간의 거리는 잔류 단면반사형 표면파 장치의 소망 주파수 특성이 상기 측정된 주파수 특성보다 높은 경우에는 상기 소정의 거리보다 짧고, 상기 잔류 단면반사형 표면파 장치의 한쌍의 단면간의 거리는 잔류 단면반사형 표면파 장치의 소망 주파수 특성이 상기 측정된 주파수 특성보다 낮은 경우에는 소정의 거리보다 긴 것것을 특징으로 하는 단면반사형 표면파 장치의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서, 상기 잔류 단면반사형 표면파 장치의 단면의 위치는 기준 단면반사형 표면파 장치의
    최외측의 전극지와 인접한 전극지의 중심으로부터 표면파의 전파 방향의 외측을 향해 λ/2 떨어진
    위치로부터 λ/8 이하로 이동된 것으로, 여기에서 λ는 남은 단면반사형 표면파 장치에 있어서 여진된 SH형 표면파의 파장인 것을 특징으로 하는 단면반사형 표면파 장치의 제조방법.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 잔류 단면반사형 표면파 장치의 단면의 위치는 기준 단면반사형 표면파 장치의
    최외측의 전극지와 인접한 전극지의 중심으로부터 표면파의 전파 방향의 외측을 향해 λ/2 떨어진
    위치로부터 λ/16 이하로 이동된 것으로, 여기에서 λ는 남은 단면반사형 표면파 장치에 있어서 여진된 SH형 표면파의 파장인 것을 특징으로 하는 단면반사형 표면파 장치의 제조방법.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 단면반사형 표면파 장치는 싱글 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 포함하는 것을 특징으로 하는 단면반사형 표면파 장치의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 소정의 거리를 나타내는 단면의 위치는 전극의 중심부인 것을 특징으로 하는 단면반사형 표면파 장치의 제조방법.
  14. 제 8항에 있어서, 상기 단면반사형 표면파 장치는 더블 전극형 인터디지털 트랜스듀서를 포함하는 것을 특징으로 하는 단면반사형 표면파 장치의 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 소정의 거리를 나타내는 각 단면의 위치는 더블 전극으로 구성된 한쌍의 전극지의 중심부인 것을 특징으로 하는 단면반사형 표면파 장치의 제조방법.
  16. (삭 제)
  17. (삭 제)
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