KR100904621B1 - 압전 박막 공진자 - Google Patents

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히데키 카와무라
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은 짧은 파장의 스퓨리어스를 억제할 수 있는 압전 박막 공진자를 제공한다.
박막부는, 그 일부가 기판(12)에 지지되고, 기판(12)으로부터 음향적으로 분리되어 있는 부분에, a)압전막(16)을 끼우고 있는 한쌍의 전극(14, 18)이 평면에서 봤을 때 겹쳐 있는 진동부(24)와, b)진동부(24)의 외주의 적어도 일부분을 따라서 압전막(16) 또는 전극(18)상에 마련된 부가막(20)을 포함한다. x(MN·초/㎥)를 밀도와 영률의 곱의 제곱근으로 정의되는 부가막(20)의 음향 임피던스, 부가막(20)의 밀도와 두께의 곱을 A, 전극(14, 18)의 밀도와 두께의 곱을 B, y=A/B로 하면,
(i) 9.0≤x<44.0일 때,
0.0092·x+0.88≤y<0.067·x+0.60 … (1a)
(ii) 44.0≤x<79.0일 때,
-0.0035·x+1.45≤y<0.015·x+2.9 … (1b)
를 만족한다.
기판, 박막부, 진동부, 부가막, 음향 임피던스, 압전 박막 공진자

Description

압전 박막 공진자 {PIEZOELECTRIC THIN FILM RESONATOR}
본 발명은 압전 박막 공진자에 관한 것이다.
압전 공진자는, 압전막을 상하 전극으로 끼운 박막부가 기판상에 마련되며, 상하 전극의 중첩 부분인 진동부가 기판으로부터 음향적으로 분리된 구조를 가지며, 교류 전압 인가에 의해 진동부의 두께 치수가 반파장이 되는 주파수에서 두께 세로 진동한다. 이 때, 압전막의 평면방향으로 전파하는 램파가 동시에 여기되어, 진동부의 평면형상이 사각형인 경우, 진동부의 대향변끼리의 사이에서 정재파가 발생함으로써, 스퓨리어스가 발생한다.
램파 스퓨리어스를 억압하는 선행 기술로서는, 특허문헌 1에 진동부의 평면형상을 비사각형인 불규칙한 다각형으로 하는 것이 개시되어 있다.
또, 특허문헌 2에는 진동부의 외주부에 부가막을 마련하는 것이 개시되어 있다.
또, 특허문헌 3에는 진동부의 끝의 전극막 두께를 중앙부보다도 얇게 해서 단차를 마련하는 것이 제안되어 있다.
특허문헌 1: 일본국 공개특허 2000-332568호 공보
특허문헌 2: WO99/37023호 공보
특허문헌 3: 일본국 공표특허 2003-505906호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술은, 긴 파장과 짧은 파장의 램파 스퓨리어스의 양쪽을 억제할 수 있지만, 공진의 Q값이 저하하는 결점이 있다. 또, 진동부의 평면형상을 비직사각형의 불규칙한 다각형으로 하면, 소형화가 곤란해진다.
또, 특허문헌 2에 개시된 기술은, 부가막에 의해 진동부의 외주부의 공진주파수를 낮게 하여, 진동부의 공진주파수를 상대적으로 높이는 주파수 상승형 에너지 가둠을 실현하는 것으로서, 램파 스퓨리어스를 억압하는 과제를 가지고 있지 않다.
또, 특허문헌 3에 개시된 기술은 긴 파장의 램파 스퓨리어스를 억압할 수 있지만, 짧은 파장의 스퓨리어스를 억압할 수 없다.
본 발명은 이러한 실정을 감안하여, 짧은 파장의 스퓨리어스를 억제할 수 있는 압전 박막 공진자를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 이하와 같이 구성한 압전 박막 공진자를 제공한다.
압전 박막 공진자는, 기판과, 상기 기판에 지지되는 부분과 상기 기판으로부터 음향적으로 분리되어 있는 부분을 포함하는 박막부를 구비한다. 상기 박막부의 상기 기판으로부터 음향적으로 분리되어 있는 부분은, a)푸아송비가 3분의 1 이하인 압전막과 상기 압전막을 끼우고 있는 한쌍의 전극이 평면에서 봤을 때 겹쳐 있는 진동부와, b)평면에서 봤을 때 상기 진동부의 외주의 적어도 일부분을 따라서 상기 압전막 또는 상기 전극상에 마련된 부가막을 포함한다. x(MN·초/㎥)를 밀도와 영률의 곱의 제곱근으로 정의되는 상기 부가막의 음향 임피던스로 하고, 상기 부가막의 밀도와 두께의 곱을 A, 상기 전극의 밀도와 두께의 곱을 B, y=A/B로 하면,
A/B비 y가, 다음 식 (1a) 또는 (1b)
(i) 9.0≤x<44.0일 때,
0.0092·x+0.88≤y<0.067·x+0.60 … (1a)
(ii) 44.0≤x<79.0일 때,
-0.0035·x+1.45≤y<0.015·x+2.9 … (1b)
를 만족하는 것을 특징으로 하는 압전 공진자.
상기 구성에 있어서, 푸아송비가 3분의 1 이하인 압전막을 사용함으로써 두께 세로 진동의 에너지를 가둘 수 있다.
상기 구성에 의하면, 부가막에 대해서 A/B비를 적절한 값으로 함으로써, 짧은 파장의 램파를 진동부로부터 외주부(진동부의 외측)로 투과시켜, 진동부로 반사하지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 짧은 파장의 램파 스퓨리어스를 억제할 수 있다.
또, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 이하와 같이 구성한 압전 박막 공진자를 제공한다.
압전 박막 공진자는, 기판과, 상기 기판에 지지되는 부분과 상기 기판으로부터 음향적으로 분리되어 있는 부분을 포함하는 박막부를 구비한다. 상기 박막부의 상기 기판으로부터 음향적으로 분리되어 있는 부분은, a)푸아송비가 3분의 1 이하인 압전막과 상기 압전막을 끼우고 있는 한쌍의 전극이 평면에서 봤을 때 겹쳐 있는 진동부와, b)평면에서 봤을 때 상기 진동부의 외주의 적어도 일부분을 따라서 상기 압전막 또는 상기 전극상에 마련된 부가막을 포함한다. 상기 부가막은 SiO2, Al, AlN, Ti, Cr, Cu, Mo, Ru, Ta, Pt 중 어느 하나이다. 상기 부가막의 밀도와 두께의 곱을 A, 상기 전극의 밀도와 두께의 곱을 B, y=A/B로 하면, A/B비 y가, 다음 표 1에 나타낸 하한과 상한의 사이의 범위내이다.
Figure 112008028994015-pct00001
상기 구성에 있어서, 푸아송비가 3분의 1 이하인 압전막을 사용함으로써 두께 세로 진동의 에너지를 가둘 수 있다.
상기 구성에 의하면, 부가막에 대해서 A/B비를 적절한 값으로 함으로써, 짧은 파장의 램파를 진동부로부터 외주부(진동부의 외측)로 투과시켜, 진동부로 반사하지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 짧은 파장의 램파 스퓨리어스를 억제할 수 있다.
바람직하게는, 상기 각 구성의 압전 공진자에 있어서, 상기 한쌍의 전극 중 상기 기판과는 반대측의 상기 전극상에, 평면에서 봤을 때 상기 진동부의 상기 외주로부터 간격을 마련하여 내측에 연재하는 단차형성막을 형성한다.
상기 구성에 의하면, 진동부의 끝에 있어서의 두께를 진동부의 중앙부보다 얇게 함으로써, 공진주파수 이하의 스퓨리어스가 억제된다.
바람직하게는, 상기 진동부의 끝과 상기 부가막의 상기 진동부에 인접하는 끝과의 사이의 거리 L(㎛)을, 상기 진동부에서 상기 부가막의 상기 끝이 떨어지는 방향을 음으로, 상기 진동부에 상기 부가막이 겹치는 방향을 양으로 하고, t(㎛)를 상기 진동부의 두께로 했을 때, 다음 식 (2)
-t/5≤L≤t/5 … (2)
를 만족한다.
상기 구성에 의하면, 진동부와 부가막의 사이의 거리(L)를 적절한 값으로 함으로써, 짧은 파장의 램파를 진동부로부터 외주부(진동부의 외측)로 투과시켜, 진동부로 반사하지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 짧은 파장의 램파 스퓨리어스를 억제할 수 있다.
바람직하게는, 상기 압전막이 AlN이다.
이 경우, 두께 세로 진동의 음속이 빨라져, 고주파화가 용이하다.
바람직하게는, 상기 부가막이 SiO2, AlN이다.
상기 구성에 의하면, 부가막에 공진자의 구조재료에 이용되고 있는 재료(예를 들면, 압전막이나 절연막과 동일한 재료)를 사용함으로써 신규 재료를 준비하는 것이 불필요해지므로, 디바이스의 저비용화를 실현할 수 있다.
바람직하게는, 상기 부가막이 도전재료이다.
이 경우, 기판과는 반대측의 전극상에 형성되는 도전재료의 부가막은 전극의 배선 저항을 낮추므로, 전기손실을 저감할 수 있다. 부가막은, 예를 들면 증착법과 리프트 오프에 의한 조합에 의해, 용이하게 고정밀도인 패터닝 정밀도로 형성할 수 있다. 또, 리프트 오프법을 이용함으로써, 진동부에 손상을 주지 않고, 부가막을 패터닝할 수 있다.
또, 본 발명은, 상기 각 구성의 어느 하나의 압전 공진자를 적어도 하나 이상, 평면방향으로 늘어놓아 배치한 필터를 제공한다.
이 필터는, 공진자의 전극형상에 관계없이 높은 Q값이 얻어지므로, 필터내 공진자의 레이아웃이 용이해져, 소형화할 수 있다.
또, 본 발명은, 상기 각 구성의 어느 하나의 압전 공진자를 적어도 하나 이상 두께방향으로 적층하고, 두께방향으로 음향적으로 결합시킨 2중 모드 필터를 제공한다.
이 경우, 두께방향으로 공진자를 늘어놓으므로, 압전 필터의 소형화를 실현될 수 있다.
<발명의 효과>
본 발명의 압전 박막 공진자는 짧은 파장의 스퓨리어스를 억제할 수 있다.
도 1a는 압전 공진자의 제1단면도이다. (실시예 1)
도 1b는 압전 공진자 평면도이다. (실시예 1)
도 1c는 압전 공진자의 제2단면도이다. (실시예 1)
도 2는 압전 공진자의 스미스 챠트이다. (실시예 1)
도 3은 압전 공진자의 스미스 챠트이다. (실시예 2)
도 4는 A/B비의 상한 및 하한을 나타내는 그래프이다. (실시예 1∼10)
도 5는 압전 공진자의 구성을 나타내는 단면도이다. (실시예 14)
도 6은 압전 공진자의 스미스 챠트이다. (실시예 14)
도 7은 압전 공진자의 구성을 나타내는 단면도이다. (실시예 15)
도 8은 압전 공진자의 구성을 나타내는 단면도이다. (실시예 16)
도 9는 압전 공진자의 구성을 나타내는 단면도이다. (실시예 17)
도10은 2중 모드 필터의 구성을 나타내는 단면도이다. (실시예 20)
<부호의 설명>
10, 10a∼10c: 압전 공진자(압전 박막 공진자)
10d: 2중 모드 필터
12, 12b: 기판
13: 공극
14, 14s, 14t: 하부전극
15: 음향반사층
16, 16s, 16t: 압전막
17: 추가막
18, 18s, 18t: 상부전극
19:음향결합층
20, 20a∼20e: 부가막
21: 개구
22: 단차형성막
24: 진동부
이하, 본 발명의 실시형태로서 실시예에 대해서, 도 1a∼도 10을 참조하면서 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1의 압전 공진자(10)에 대해서, 도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 1b는 평면도, 도 1a는 도 1b의 선 A-A를 따라서 절단한 단면도이다. 도 1c는, 도 1b의 선 B-B를 따라서 절단한 단면도이다.
압전 공진자(10)는, 도 1a, 도 1b 및 도 1c에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 기판(12)상에 박막부가 형성되어 있다. 즉, 기판(12)상에, 하부전극(14), 압전막(16), 상부전극(18), 부가막(20)이 순서대로 적층되어 있다. 하부전극(14)은, 기판(12)에 지지된 부분과, 기판(12)으로부터 공극(13)을 사이에 두고 뜬 부분을 가진다. 이 뜬 부분에, 하부전극(14)과 상부전극(18)의 사이에 압전막(16)이 끼워진 진동부(24)가 형성되어 있다. 공극(13)은, 도 1b에 나타내는 바와 같이 기판(12)상에 희생층(11)을 배치하고, 그 위에 하부전극(14) 등을 적층한 후에 희생층(11)을 제거함으로써 형성한다.
진동부(24)는, 두께방향(도 1b에 있어서 지면 수직방향)에서 보았을 때, 하부전극(14)과 상부전극(18)이 서로 겹치는 부분이다. 부가막(20)은, 두께방향에서 보았을 때, 진동부(24)의 바깥가장자리를 따라서 외측에 대략 입 구(口)자 형상으로 연재하고, 부가막(20)의 개구(21)의 내측에 진동부(24)가 배치되어 있다. 즉, 도 1a에 나타내는 바와 같이, 부호 W1로 나타내는 폭의 진동부(24)에 인접해서 외측에, 부가막(20)에 의해 두께가 늘어난 부호 W3으로 나타내는 폭의 부가막부가 배치되고, 그 외측에 부호 K로 나타내는 외측부가 이어지고 있다.
또한, 도 1b에 있어서, 점선의 사선에 의해 하부전극(14)의 보이지 않는 부분을 나타내고 있다. 또, 실선의 사선에 의해, 부가막(20)의 개구(21)의 내측에 있어서 상부전극(18)의 보이는 부분을 나타내고 있다. 도 1b에서는, 겹침 관계를 알 수 있도록, 하부전극(14), 상부전극(18), 부가막(20)의 개구(21)의 크기를 다르게 해서 도시하고 있지만, 실제로는, 이들은 모두 대략 동일 크기(예를 들면, 145㎛×145㎛)로 형성되어, 두께방향에서 보았을 때에 대략 서로 겹친다.
부가막(20)에는, 압전 공진자(10)의 구조재료에 이용되는 재료를 사용하면, 신규 재료를 준비할 필요가 없기 때문에, 디바이스의 저비용화를 실현할 수 있다. 따라서, 부가막(20)에는, 도전재료나, SiO2, AlN이 바람직하다. 특히, 상부전극(18)상에 형성되는 부가막(20)이 도전재료이면, 상부전극(18)의 배선 저항을 낮추므로, 전기손실을 저감할 수 있다. 이 경우, 부가막(20)은, 예를 들면 증착법과 리프트 오프에 의한 조합에 의해, 용이하게 고정밀도인 패터닝 정밀도로 형성할 수 있다. 또, 리프트 오프법을 이용함으로써, 진동부(24)에 손상주지 않고, 부가막(20)을 패터닝할 수 있다.
다음으로 구체예에 대해서 설명한다. 실시예 1에서는, 하부전극(14), 압전막(16), 상부전극(18)의 치수·구성이 동일하며, 부가막(20)의 두께만이 다른 압전 공진자(10)를 제작하였다.
압전 공진자(10)의 공진주파수(Fs)는 1840MHz, 반공진주파수(anti-resonant frequency; Fp)는 1891MHz이다. 이하의 실시예 1∼10의 압전 공진자는 공진주파수(Fs) 및 반공진주파수(Fp)가 같다.
압전막(16)은 두께 2640nm의 AlN이다. AlN은 푸아송비가 1/3 이하이다. 압전막(16)에 AlN을 사용하면, 두께 세로 진동의 음속이 빠르고, 고주파화가 용이하므로 바람직하다. 상부전극(18)은, 두께 100nm의 Al과, 두께 10nm의 Ti으로 이루어지며, Ti이 압전막(16)측이 된다. 하부전극(14)은, 압전막(16)측부터 순서대로, 두께 10nm의 Pt, 두께 10nm의 Ti, 두께 100nm의 Al, 두께 10nm의 Ti으로 이루어진다.
부가막(20)은 밀도 8.9g/㎤의 Cu를 두께 110nm, 120nm, 200nm, 240nm, 250nm로 각각 형성하였다.
도 2에, 이들의 압전 공진자(10)의 임피던스 스미스 챠트를 나타낸다. 도 2에 있어서 일점 쇄선으로 둘러싸여 있는 범위, 즉 부가막(20)의 두께가 120nm와 240nm의 사이에서는, 공진주파수로부터 반공진주파수의 사이의 주파수대역인 스미스 차트의 상부 반원내에 있어서의 임피던스가 스무스하여, 스퓨리어스가 억압되고 있는 것을 알 수 있다.
부가막(20)의 밀도와 두께의 곱을 A, 전극(14, 18)의 밀도와 두께의 곱의 합을 B로 하여, A/B비와 스퓨리어스 억압도의 관계를 표 2에 나타낸다. 스퓨리어스 억압도는, 스퓨리어스가 억압되고 있는 경우를 ○으로 나타내고 있다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 A/B비 스퓨리어스 억압도
979 889 1.1 ×
1068 889 1.2 ○
1780 889 2.0 ○
2136 889 2.4 ○
2225 889 2.5 ×
표 2로부터 A/B비가 1.2와 2.4의 사이에서 스퓨리어스를 억압할 수 있는 것을 알 수 있다.
여기서, 전극(14, 18)의 밀도와 두께의 곱(B)은, 하부전극(14) 및 상부전극(18)의 각각의 구성 재료의 밀도와 그 두께의 곱의 총합이다. 이것을 표 3에 나타낸다.
재료 밀도(g/㎤) 두께(nm) 밀도×두께
Al전극×2층 2.7 200 540
Pt전극 21.4 10 214
Ti전극×3층 4.5 30 135
전극의 밀도×두께 - - 889
또한, 압전막 AlN막의 밀도와 두께의 곱을 마찬가지로 계산하면, 밀도 3.3g/㎤와 두께 2640nm의 곱이 8712가 된다.
여기서, 부가막(20)의 밀도와 두께의 곱을 A, 전극(14, 18)의 밀도와 두께의 곱을 B로 하여 A/B비를 도입한 것은, 진동부(24)의 공진주파수와, 진동부(24)의 주위에 연재하는 외주부의 공진주파수와의 비가 스퓨리어스의 억압에 관계되기 때문이다. 또, 진동부(24)의 공진주파수는 진동부(24)에 있어서의 질량부하에 비례해서 낮아지고, 외주부의 공진주파수는 외주부에 있어서의 질량부하에 비례해서 낮아지므로, 결국, A/B비가 스퓨리어스 억압에 영향을 주기 때문이다.
(실시예 2)
실시예 2는, 부가막(20) 이외는 실시예 1의 구체예와 동일한 치수·구성이다. 실시예 2에서는, 부가막(20)으로서, 밀도 2.2g/㎤의 SiO2를 두께 200nm, 340nm, 350nm, 450nm, 520nm, 530nm로 형성하였다.
각각의 두께의 부가막(20)을 마련한 압전 공진자(10)의 임피던스 스미스 챠트를 도 3에 나타낸다.
각각의 두께의 부가막(20)을 마련한 압전 공진자(10)에 대해서, A/B비와 스퓨리어스 억압도와의 관계를 표 4에 나타낸다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 A/B비 스퓨리어스 억압도
440 889 0.5 ×
748 889 0.8 ×
770 889 0.9 ○
990 889 1.1 ○
1,144 889 1.2 ○
1,166 889 1.3 ×
표 4로부터 A/B비가 0.9와 1.2의 사이에서 스퓨리어스가 억압되는 것을 알 수 있다. 또한, 전극(14, 18)의 막 구성이 실시예 1과 동일하므로, B는 실시예 1의 표 2와 동일한 값이 된다.
(실시예 3)
실시예 3은, 부가막(20) 이외는 실시예 1의 구체예와 동일한 치수·구성이다. 실시예 3에서는, 부가막(20)으로서, 밀도 2.7g/㎤의 Al을 두께 310nm, 320nm, 510nm, 520nm로 형성하였다.
각각의 두께의 부가막(20)을 마련한 압전 공진자(10)에 대해서, A/B비와 스퓨리어스 억압도와의 관계를 표 5에 나타낸다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 A/B비 스퓨리어스 억압도
682 889 0.8 ×
864 889 1.0 ○
1,377 889 1.5 ○
1,404 889 1.6 ×
표 5로부터 A/B비가 1.0과 1.5의 사이에서 스퓨리어스가 억압되는 것을 알 수 있다.
(실시예 4)
실시예 4는, 부가막(20) 이외는 실시예 1의 구체예와 동일한 치수·구성이다. 실시예 4에서는, 부가막(20)으로서, 밀도 3.3g/㎤의 AlN을 두께 320nm, 330nm, 650nm, 660nm로 형성하였다.
각각의 두께의 부가막(20)을 마련한 압전 공진자(10)에 대해서, A/B비와 스퓨리어스 억압도와의 관계를 표 6에 나타낸다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 A/B비 스퓨리어스 억압도
1,056 889 1.1 ×
1,089 889 1.2 ○
2,145 889 2.4 ○
2,178 889 2.5 ×
표 6으로부터 A/B비가 1.2와 2.4의 사이에서 스퓨리어스가 억압되는 것을 알 수 있다.
(실시예 5)
실시예 5는, 부가막(20) 이외는 실시예 1의 구체예와 동일한 치수·구성이다. 실시예 5에서는, 부가막(20)으로서, 밀도 4.5g/㎤의 Ti을 두께 220nm, 230nm, 370nm, 380nm로 형성하였다.
각각의 두께의 부가막(20)을 마련한 압전 공진자(10)에 대해서, A/B비와 스퓨리어스 억압도와의 관계를 표 7에 나타낸다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 A/B비 스퓨리어스 억압도
990 889 1.1 ×
1,035 889 1.2 ○
1,665 889 1.8 ○
1,710 889 1.9 ×
표 7로부터 A/B비가 1.2와 1.8의 사이에서 스퓨리어스가 억압되는 것을 알 수 있다.
(실시예 6)
실시예 6은, 부가막(20) 이외는 실시예 1의 구체예와 동일한 치수·구성이다. 실시예 6에서는, 부가막(20)으로서, 밀도 7.2g/㎤의 Cr을 두께 140nm, 150nm, 380nm, 390nm로 형성하였다.
각각의 두께의 부가막(20)을 마련한 압전 공진자(10)에 대해서, A/B비와 스퓨리어스 억압도와의 관계를 표 8에 나타낸다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 A/B비 스퓨리어스 억압도
1,008 889 1.1 ×
1,080 889 1.2 ○
2,736 889 3.1 ○
2,808 889 3.2 ×
표 8로부터 A/B비가 1.2와 3.1의 사이에서 스퓨리어스가 억압되는 것을 알 수 있다.
(실시예 7)
실시예 7은, 부가막(20) 이외는 실시예 1의 구체예와 동일한 치수·구성이다. 실시예 7에서는, 부가막(20)으로서, 밀도 10.2g/㎤의 Mo을 두께 100nm, 110nm, 330nm, 340nm로 형성하였다.
각각의 두께의 부가막(20)을 마련한 압전 공진자(10)에 대해서, A/B비와 스퓨리어스 억압도와의 관계를 표 9에 나타낸다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 A/B비 스퓨리어스 억압도
1,020 889 1.1 ×
1,122 889 1.3 ○
3,366 889 3.8 ○
3,468 889 3.9 ×
표 9로부터 A/B비가 1.3과 3.8의 사이에서 스퓨리어스가 억압되는 것을 알 수 있다.
(실시예 8)
실시예 8은, 부가막(20) 이외는 실시예 1의 구체예와 동일한 치수·구성이다. 실시예 8에서는, 부가막(20)으로서, 밀도 12.2g/㎤의 Ru을 두께 80nm, 90nm, 290nm, 300nm로 형성하였다.
각각의 두께의 부가막(20)을 마련한 압전 공진자(10)에 대해서, A/B비와 스퓨리어스 억압도와의 관계를 표 10에 나타낸다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 A/B비 스퓨리어스 억압도
976 889 1.1 ×
1,098 889 1.2 ○
3,538 889 4.0 ○
3,660 889 4.1 ×
표 10으로부터 A/B비가 1.2와 4.0의 사이에서 스퓨리어스가 억압되는 것을 알 수 있다.
(실시예 9)
실시예 9는, 부가막(20) 이외는 실시예 1의 구체예와 동일한 치수·구성이다. 실시예 9에서는, 부가막(20)으로서, 밀도 16.6g/㎤의 Ta을 두께 60nm, 70nm, 190nm, 200nm로 형성하였다.
각각의 두께의 부가막(20)을 마련한 압전 공진자(10)에 대해서, A/B비와 스퓨리어스 억압도와의 관계를 표 11에 나타낸다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 A/B비 스퓨리어스 억압도
996 889 1.1 ×
1,162 889 1.3 ○
3,154 889 3.6 ○
3,320 889 3.7 ×
표 11로부터 A/B비가 1.3과 3.6의 사이에서 스퓨리어스가 억압되는 것을 알 수 있다.
(실시예 10)
실시예 10은, 부가막(20) 이외는 실시예 1의 구체예와 동일한 치수·구성이다. 실시예 10에서는, 부가막(20)으로서, 밀도 21.4g/㎤의 Pt을 두께 50nm, 55nm, 150nm, 155nm로 형성하였다.
각각의 두께의 부가막(20)을 마련한 압전 공진자(10)에 대해서, A/B비와 스퓨리어스 억압도와의 관계를 표 12에 나타낸다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 A/B비 스퓨리어스 억압도
1,070 889 1.2 ×
1,177 889 1.3 ○
3,210 889 3.6 ○
3,317 889 3.7 ×
표 12로부터 A/B비가 1.3과 3.6의 사이에서 스퓨리어스가 억압되는 것을 알 수 있다.
(실시예 1∼10의 정리)
표 13은, 실시예 1∼10의 스퓨리어스가 억압된 A/B비의 범위의 상한과 하한을 부가막(20)의 음향 임피던스로 정리한 것이다. 음향 임피던스는 밀도(ρ)와 영률(E)의 곱의 제곱근 (ρ×E)1/2로 정의된다.
Figure 112008028994015-pct00002
도 4는, 표 13을 토대로, 부가막(20)의 음향 임피던스와 A/B비의 상한(◆로 나타낸다) 및 하한(■로 나타낸다)의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 4로부터 부가막(20)의 음향 임피던스는 A/B비의 상한 및 하한과 상관이 높은 것을 알 수 있다. 부가막(20)의 음향 임피던스는 부가막(20)에 관한 것 다른 재료상수(밀도, 영률 등)에 비해 A/B비의 상한 및 하한과 상관이 높다.
도 4 중 직선(30, 32, 34, 36)은 A/B비 상하한의 선형 근사 직선이며, 부가막(20)의 음향 임피던스를 x(MN·초/㎥)로 하고 A/B비를 y로 하면,
(i) 9.0≤x<44.0에 있어서,
A/B비의 하한의 근사 직선 30은, y=0.092x+0.88
A/B비의 상한의 근사 직선 32는, y=0.067x+0.60
(ii) 44.0≤x<79.0에 있어서,
A/B비의 하한의 근사 직선 34는, y=-0.0035x+1.45
A/B비의 상한의 근사 직선 36은, y=0.015x+2.9
로 나타난다.
즉, 부가막(20)의 음향 임피던스(x)에 따라서, 다음 식 (3a) 또는 (3b)
(i) 9.0≤x<44.0일 때,
0.0092·x+0.88≤y<0.067·x+0.6 … (3a)
(ii) 44.0≤x<79.0일 때,
-0.0035·x+1.45≤y<0.015·x+2.9 … (3b)
를 만족시키는 적절한 A/B비(y)로 함으로써, 스퓨리어스를 억압할 수 있다.
부가막(20)은, 상술한 실시예 1∼10의 SiO2, Al, AlN, Ti, Cr, Cu, Mo, Ru, Ta, Pt 이외의 금속막, 합금막, 다층막, 또는 화합물막의 경우에도, 상기의 관계식 (3a) 또는 (3b)를 만족하는 A/B비로 함으로써, 스퓨리어스 억압의 효과를 발휘한다.
(실시예 11)
압전막(16)의 두께를 실시예 1의 두께 2640nm보다 얇은 800nm로 하여, 공진주파수(Fs)가 4955MHz, 반공진주파수(Fp)가 5100MHz인 압전 공진자(10)를 제작하였다. 부가막(20)에 밀도 3.3g/㎤의 AlN을 사용하여, 두께를 각각 250nm, 290nm, 360nm, 400nm로 형성하였다. 전극(14, 18)의 막 구성은 실시예 1의 구체예와 동일하게 하였다.
압전막(16)의 AlN막의 밀도×두께를 마찬가지로 계산하면, 밀도 3.3g/㎤와 두께 800nm의 곱이 2640이 된다. 실시예 1과 마찬가지로, A/B비와 스퓨리어스 억압도와의 관계를 표 14에 나타낸다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 A/B비 스퓨리어스 억압도
825 889 0.9 ×
957 889 1.1 ○
1,188 889 1.3 ○
1,320 889 1.5 ×
표 14로부터 A/B비가 1.1과 1.3의 사이에서 스퓨리어스를 억압할 수 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 12)
실시예 12의 압전 공진자(10)는, 부가막(20)으로서 밀도 8.9g/㎤의 Cu를 두께 100nm, 120nm, 130nm, 160nm로 형성한 것 이외는 실시예 11과 마찬가지로 형성하였다.
실시예 12의 압전 공진자(10)의 A/B비와 스퓨리어스 억압도와의 관계를 표 15에 나타낸다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 A/B비 스퓨리어스 억압도
890 889 1.0 ×
1,068 889 1.2 ○
1,157 889 1.3 ○
1,424 889 1.6 ×
표 15로부터 A/B비가 1.2와 1.3의 사이에서 스퓨리어스를 억압할 수 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 13)
실시예 13의 압전 공진자(10)는, 상부전극(18) 및 하부전극(14)에 포함되는 Al의 두께를 각각 250nm로 하고, 압전막(16)의 두께는 2360nm로 한 것 이외는 실시예 1의 구체예와 마찬가지의 구성으로 제작하였다. 부가막(20)으로서, 밀도 8.9g/㎤의 Cu를 두께 220nm, 230nm, 340nm, 350nm로 형성하였다.
각각 두께의 부가막(20)을 가지는 압전 공진자(10)에 대해서 임피던스 스미스 챠트를 구하고, 임피던스 스미스 챠트로부터 스퓨리어스가 억압되는 부가막(20)의 두께의 범위를 구했다. 부가막(20)의 각 막두께에 있어서, 부가막(20)과 전극(14, 18)의 밀도×두께의 비와 스퓨리어스 억압도는 표 16과 같이 정리된다.
A: 부가막의 밀도×두께 B: 전극의 밀도×두께 밀도×두께의 비 스퓨리어스 억압도
1,965 1,699 1.1 ×
2,054 1,699 1.2 ○
3,036 1,699 1.8 ○
3,126 1,699 1.9 ×
표 16으로부터 A/B비가 1.2와 1.8의 사이에서 스퓨리어스를 억압할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 압전막(16)의 AlN막의 밀도×두께를 마찬가지로 계산하면, 밀도 3.3g/㎤와 두께 2360nm의 곱이 7788이 된다. 전극의 밀도와 두께의 곱(B)은, 상부전극(18) 및 하부전극(14)의 구성 재료의 밀도와 두께의 곱의 총합이다. 이것을 표 17에 나타낸다.
재료 밀도(g/㎤) 두께(nm) 밀도×두께
Al전극×2층 2.7 500 1,350
Pt전극 21.4 10 214
Ti전극×3층 4.5 30 135
전극의 밀도×두께 - - 1,699
(실시예 14)
실시예 14의 압전 공진자(10a)에 대해서, 도 5를 참조하면서 설명한다
도 5의 단면도에 나타내는 바와 같이, 실시예 14의 압전 공진자(10a)는, 실시예 1과 대략 마찬가지로 구성되며, 기판(12)상에, 순서대로, 하부전극(14), 압전막(16), 상부전극(18), 부가막(20)이 적층되고, 기판(12)으로부터 공극(13)을 사이에 두고 뜬 부분에 진동부(24)가 형성되고, 진동부(24)의 바깥가장자리를 따라서 부가막(20)이 배치되어 있다.
실시예 1과 달리, 두께방향에서 보았을 때 진동부(24)의 내측에 있어서, 상부전극(18)의 위에 단차형성층(22)이 형성되어 있다. 즉, 부호 W1로 나타내는 폭의 진동부(24)의 바깥가장자리를 따라서 내측에, 부호 W2로 나타내는 폭의 단차부(26)가 형성되어 있다.
구체적으로는, 기판(12)은 Si이다. 압전막(16)은 두께 2640nm의 AlN이다. 상부전극(18)은 두께 100nm의 Al과 두께 10nm의 Ti으로 이루어지며, Ti이 압전막(16)측이 된다. 하부전극(14)은, 압전막(16)측부터 순서대로, 두께 100nm의 Al, 두께 10nm의 Ti으로 이루어진다. 부가막(20)은 두께 370nm의 SiO2, 단차형성층은 두께 20nm의 SiO2이다. 압전 공진자(10a)의 공진주파수(Fs)는 1840MHz, 반공진주파수(Fp)는 1891MHz이다.
압전막(16)의 AlN막은, 기판(12)의 상면 전체에 퍼져 있어도, 부호 W1로 나타내는 폭의 진동부(24) 및 부호 W3으로 나타내는 폭의 부가막부에만 형성하고, 부호 K로 나타내는 외측부에는 형성하지 않도록 패터닝해도 된다. 하부전극(14)의 단자부분은, 에칭에 의해 압전막(16)의 AlN막에 구멍을 뚫어서 꺼낸다.
진동부(24)의 주요한 막 구조가 Al/AlN/Al=100/2640/100(nm)인 경우(Ti은 작기 때문에 무시할 수 있다),
(1)부가막(20)의 SiO2막은 300nm에서 500nm 정도의 두께가 적합하다.
(2)단차형성층(22)의 SiO2막은 5nm에서 30nm 정도의 두께가 적합하다.
(3)단차부(26)의 폭(W2)은 10㎛에서 30㎛ 정도가 적합하다.
(4)부가막부의 폭(W3)은 5㎛에서 50㎛ 정도가 적합하다.
(5)하부전극(14)은 압전막(16)측부터 Pt/Ti/Al/Ti=10/10/100/10(nm)의 구성이어도 된다.
(6)단차형성방법은 단차형성층(22)으로서 SiO2를 부가하는 것 이외에, Ti나 Al을 부가해도 된다.
압전 공진자(10a)는, 진동부(24)의 주위에 적절한 막두께로 컨트롤된 부가막(20)을 퇴적함으로써, 공진주파수-반공진주파수에 걸친 스퓨리어스를 두께 세로 진동의 에너지를 손실하지 않고 억제할 수 있다.
또, 진동부(24)의 주위로서 부가막(20)의 내측에 컨트롤된 단차부(26)를 형성함으로써, 공진주파수 이하의 스퓨리어스를 두께 세로 진동의 에너지를 손실하지 않고 억제할 수 있다.
도 5에 나타낸 구조의 공진 특성의 스미스 차트는, 후술하는 도 6의 (c)와 같이 된다. 단차형성막(22)을 구비하지 않는 경우의 도 3의 공진특성과 비교하면, 공진주파수 이하의 스퓨리어스가 억제되어 있는 것을 알 수 있다.
단차부(26)의 폭(W2)과 부가막(20)의 재료, 막두께를 적절하게 조정함으로써, 단차부(26)와 진동부(24)의 경계가 자유단이 되고, 그 점에서 최대변위가 얻어진다. 이로 인해 진동부(24) 내는 보다 한층 한결같이(uniform) 변위하므로, 스퓨리어스 진동이 억제된 이상적인 주진동만의 두께 세로 진동에 근접하게 된다. 스퓨리어스를 억제하는 효과가 있는 단차부(26)의 폭이나 막두께는, 단차형성막(22)의 재료특성(밀도, 영률, 음향 임피던스)에 따라 다르다.
이상 정리하면, AlN 단층 기본파를 대표로 하는 고역(高域) 차단형 분산 특성을 가지는 공진자에서는,
(1)진동부의 주위에 적절한 막두께로 컨트롤된 부가막을 퇴적함으로써, 공진주파수 이상의 스퓨리어스를 두께 세로 진동의 주진동의 에너지를 손실하지 않고 억제할 수 있다.
(2)진동부의 주위로서 부가막부의 내부에 적절한 막두께와 폭으로 컨트롤된 단차부를 형성함으로써, 공진주파수 이하의 스퓨리어스를 두께 세로 진동의 주진동의 에너지를 손실하지 않고 억제할 수 있다.
다음으로, 두께방향에서 보았을 때의 부가막(20)의 개구(21)와 진동부(24)의 끝과의 위치 어긋남의 영향에 대해서 설명한다.
두께방향에서 보았을 때의 부가막(20)의 개구(21)와 진동부(24)의 끝과의 사이의 거리 L을, 부가막(20)의 개구(21)와 진동부(24)의 끝이 일치하는 경우를 L=0으로 하고, 진동부(24)와 부가막(20)이 떨어지는 방향을 음, 진동부(24)에 부가막(20)이 겹치는 방향(즉, 부가막(20)이 진동부(24)의 중심을 향하는 방향)을 양의 거리로 한다. 단, 끝면이 테이퍼 형상이 되어 있는 경우는, 가장 간격이 좁은 곳을 거리 L로 간주한다. 진동부(24)의 막두께 t에 대하여 두께 세로 진동의 파장 λ가 λ/2=t(㎛)이 될 때, 거리 L이 -λ/5, -λ/10, 0, λ/10, λ/5인 경우의 임피던스 스미스 챠트를 도 6의 (a)∼(e)에 나타낸다
도 6으로부터 진동부(24)의 끝과 부가막(20)의 끝의 거리 L은, 쇄선으로 둘러싼 -λ/10 이상 λ/10 이하, 즉 -t/5 이상 t/5 이하의 스퓨리어스가 억압되어 있는 범위내가 바람직하다.
(실시예 15)
실시예 15의 압전 공진자에 대해서, 도 7을 참조하면서 설명한다.
실시예 15는, 단차형성막(22)을 마련하고 있는 점과 부가막(20a∼20e)의 형상이 실시예 1과 다르다. 이하에서는, 실시예 1과 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 사용하고, 상이점을 중심으로 설명한다. 도 7은, 실시예 1의 도 1b에 대응한다.
도 7의 (a)∼(c)에 나타내는 바와 같이, 진동부(24)의 주위의 일부에만 부가막(20a∼20c)을 형성해도 된다.
또, 도 7의 (d)에 나타내는 부가막(20d)과 같이, 공극(13)을 형성하는 희생층(11)이나 압전막(16)으로부터 비져나와, 기판(12)에 도달해도 된다.
부가막의 폭은 모두 균일하지 않아도 된다. 예를 들면 도 7의 (e)에 나타내는 부가막(20e)과 같이, 폭이 큰 부분과 작은 부분이 있어도 된다.
어느 경우도, 정도의 차이는 있다 하더라도, 실시예 1 및 실시예 14와 동일한 효과가 얻어진다.
(실시예 16)
실시예 16의 압전 공진자(10b)에 대해서, 도 8을 참조하면서 설명한다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 압전 공진자(10b)는, 전극(14b, 18b)의 사이에 압전막(16b)이 끼워진 진동부(24b)가, 공극 대신에 마련되어 있는 음향반사층(15)상에 형성되어 있다. 음향반사층(15)은, 기판(12b)에, 각각 동작 주파수의 4분의 1 파장의 두께를 가지고, 음향 임피던스가 다른 층(15a, 15b)을 서로 번갈아, 적어도 3층 이상 적층함으로써 형성한다. 부호 W1로 나타내는 폭의 진동부(24b)는, 음향반사층(15)에 의해 기판(12b)으로부터 음향적으로 분리되어 있다. 부가막(20b)은 상부전극(18b)상에만 배치되며, 부호 W3으로 나타내는 폭(W3)의 부가막부가 형성되어 있다. 부호 K는 외측부이다.
구체적으로는, 기판(12b)은 Si, 음향반사층(15)의 한쪽의 층(15a)은 두께 780nm의 SiO2, 다른쪽의 층(15b)은 두께 650nm의 W이다. 압전막(16b)은 두께 2640nm의 AlN이다. 상부전극(18b)은 두께 100nm의 Al과 두께 10nm의 Ti으로 이루어지며, Ti이 압전막(16b)측이 된다. 하부전극(14b)은, 압전막(16b)측부터 순서대로, 두께 100nm의 Al, 두께 10nm의 Ti으로 이루어진다. 부가막(20b)은 Cu이다. 압전 공진자(10b)의 공진주파수(Fs)는 1910MHz, 반공진주파수(Fp)는 1951MHz이다.
압전 공진자(10b)는 실시예 1과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(실시예 17)
실시예 17의 압전 공진자(10c)에 대해서, 도 9를 참조하면서 설명한다
압전 공진자(10c)는, 실시예 1의 압전 공진자와 대략 동일하게 구성되지만, 실시예 1과 달리, 하부전극(14c)의 하측에 추가막(17)이 형성되고, 전극(14c, 18c)의 사이에 압전막(16c)이 끼워진 부분과 함께, 부호 W1로 나타내는 폭의 진동부(24c)를 형성하는 2배파 구조를 가진다. 추가막(17)과 기판(12)의 사이에는 공극(13)이 형성되어, 진동부(24c)는 음향적으로 분리되어 있다. 진동부(24c)의 주위에는, 부호 W3으로 나타내는 폭의 부가막(20)이 형성되고, 부호 K로 나타내는 외측부가 이어지도록 되어 있다.
구체적으로는, 기판(12)은 Si, 추가막(17)은 두께 2.1㎛의 SiO2, 압전막(16c)은 두께 2.0㎛의 AlN이다. 상부전극(18c)은 두께 100nm의 Al과, 두께 10nm의 Ti으로 이루어지며, Ti이 압전막(16c)측이 된다. 하부전극(14c)은 압전막(16c)측부터 순서대로, 두께 100nm의 Al, 두께 10nm의 Ti으로 이루어진다. 부가막(20)은 SiO2이다. 압전 공진자(10c)의 공진주파수(Fs)는 1922MHz, 반공진주파수(Fp)는 1941MHz이다.
압전 공진자(10c)는 실시예 1과 마찬가지의 효과를 발휘한다. 추가막(17)의 SiO2는 TCF의 온도계수가, 압전막(16c)에 사용하는 AlN이나 ZnO의 역부호가 되므로, 추가막(17)에 의해 압전 공진자(10c)의 온도특성을 개선할 수 있다.
(실시예 18a)
실시예 18a의 격자 필터(lattice filter)는, 동일 기판상에 형성된 복수의 압전 공진자가 평면방향으로 늘어서서 배치되어 있다. 압전 공진자는, 임의의 단(段) 수의 격자형에 접속되어 있다. 실시예 18a의 격자 필터를 구성하는 적어도 하나의 공진자는, 실시예 1∼17의 어느 한 구성의 공진자이다. 이에 따라, 실시예 18a의 격자 필터는, 공진자의 스퓨리어스가 억제되어, 전극형상에 관계없이 높은 Q값이 얻어지므로, 통과 대역 내의 리플이 억제되어, 통과 대역에서의 쇠퇴 특성이 급준해져, 소형화하는 것도 용이하다.
(실시예 18b)
실시예 18b의 래더 필터(ladder filter)는, 동일 기판상에 형성된 복수의 압전 공진자가 평면방향으로 늘어서서 배치되어, 직렬 공진자와 병렬 공진자가 임의의 단 수의 사다리형에 접속되어 있다. 실시예 18b의 래더 필터를 구성하는 적어도 하나의 직렬 공진자 또는 병렬 공진자는, 실시예 1∼17의 어느 한 구성의 공진자이다. 이에 따라, 실시예 18b의 래더 필터는, 공진자의 스퓨리어스가 억제되어, 전극형상에 관계없이 높은 Q값이 얻어지므로, 통과 대역내의 리플이 억제되어, 통과 대역에서의 쇠퇴 특성이 급준해져, 소형화하는 것도 용이하다.
(실시예 19)
실시예 19의 밸런스 필터는, 동일 기판상에 형성된 복수의 압전 공진자가 평면방향으로 늘어서서 배치되어, 압전 공진자는 밸런스 필터를 구성하도록 접속되어 있다. 실시예 19의 밸런스 필터는, 밸런스 필터를 구성하는 적어도 하나의 공진자가, 실시예 1∼17의 어느 한 구성의 공진자이다. 이에 따라, 실시예 19의 밸런스 필터는, 공진자의 스퓨리어스가 억제되어, 전극형상에 관계없이 높은 Q값이 얻어지므로, 통과 대역내의 리플이 억제되어, 통과 대역에서의 쇠퇴 특성이 급준해져, 소형화하는 것도 용이하다.
(실시예 20)
실시예 20의 2중 모드 필터(10d)에 대해서, 도 10을 참조하면서 설명한다.
2중 모드 필터(10d)는, 기판(12)상에, 제1의 공진자(10s)를 구성하는 하부전극(14s), 압전막(16s), 상부전극(18s)이 적층되어 있다. 그 위에, 음향결합층(19)으로서, 절연층(19a), 압전막(19b), 절연층(19a)이 적층되어 있다. 또한 그 위에, 제2의 공진자(10t)를 구성하는 하부전극(14t), 압전막(16t), 상부전극(18t), 부가막(20) 및 단차형성막(22)이 적층되어 있다. 제1의 공진자의 전극(14s, 18s)이 출력 단자에 접속되고, 제2의 공진자의 전극(14t, 18t)이 입력 단자에 접속된다.
음향결합층(19)을 통해서 결합된 제1의 공진자(10s)와 제2의 공진자(10t)는 2중 모드의 진동이 여기되어, 필터 특성이 얻어진다.
2중 모드 필터(10d)는, 부가막(20)을 마련한 제1 및 제2의 공진자(10s, 10t)의 스퓨리어스가 억제되어, Q값이 커지므로, 통과 대역내의 리플이 억제되어, 통과 대역 끝에서의 쇠퇴 특성이 급준해진다.
또, 2중 모드 필터(10d)는 제1 및 제2의 공진자(10s, 10t)를 두께방향으로 중첩시키고 있으므로, 면적이 작은 소형의 2중 모드 필터를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 각종 변경을 가하여 실시할 수 있다. 예를 들면, 압전막은, 푸아송비가 1/3 이하이면 좋고, 실시예의 AlN 이외의 압전재료를 사용해도 된다. 또, 부가막은 표 1에 나타낸 재료 이외에도, 단락 <14>에 기재한 조건을 만족하는 절연 재료, 반도체, 금속이어도 된다.

Claims (9)

  1. 기판과,
    상기 기판에 지지되는 부분과 상기 기판으로부터 음향적으로 분리되어 있는 부분을 포함하는 박막부
    를 구비한 압전 공진자로서,
    상기 박막부의 상기 기판으로부터 음향적으로 분리되어 있는 부분은,
    푸아송비가 3분의 1 이하인 압전막과 상기 압전막을 끼우고 있는 한쌍의 전극이 평면에서 봤을 때 겹쳐 있는 진동부와,
    평면에서 봤을 때 상기 진동부의 외주의 적어도 일부분을 따라서 상기 압전막 또는 상기 전극상에 마련된 부가막을 포함하며,
    x(MN·초/㎥)를 밀도와 영률의 곱의 제곱근으로 정의되는 상기 부가막의 음향 임피던스로 하고, 상기 부가막의 밀도와 두께의 곱을 A, 상기 전극의 밀도와 두께의 곱을 B, y=A/B로 하면,
    A/B비 y가, 다음 식 (1a) 또는 (1b)
    (i) 9.0≤x<44.0일 때,
    0.0092·x+0.88≤y<0.067·x+0.60 … (1a)
    (ii) 44.0≤x<79.0일 때,
    -0.0035·x+1.45≤y<0.015·x+2.9 … (1b)
    를 만족시키는 것을 특징으로 하는 압전 공진자.
  2. 기판과,
    상기 기판에 지지되는 부분과 상기 기판으로부터 음향적으로 분리되어 있는 부분을 포함하는 박막부
    를 구비한 압전 공진자로서,
    상기 박막부의 상기 기판으로부터 음향적으로 분리되어 있는 부분은,
    푸아송비가 3분의 1 이하인 압전막과 상기 압전막을 끼우고 있는 한쌍의 전극이 평면에서 봤을 때 겹쳐 있는 진동부와,
    평면에서 봤을 때 상기 진동부의 외주의 적어도 일부분을 따라서 상기 압전막 또는 상기 전극상에 마련된 부가막을 포함하며,
    상기 부가막은 SiO2, Al, AlN, Ti, Cr, Cu, Mo, Ru, Ta, Pt 중 어느 하나이며,
    상기 부가막의 밀도와 두께의 곱을 A, 상기 전극의 밀도와 두께의 곱을 B, y=A/B로 하면, A/B비 y가, 다음 표 1
    (표 1)
    Figure 112008028994015-pct00003
    에 나타낸 하한과 상한의 사이의 범위내인 것을 특징으로 하는 압전 공진자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 한쌍의 전극 중 상기 기판과는 반대측의 상기 전극상에, 평면에서 봤을 때 상기 진동부의 상기 외주로부터 간격을 두고 내측에 연재하는 단차형성막을 마련한 것을 특징으로 하는 압전 공진자.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진동부의 끝과 상기 부가막의 상기 진동부에 인접하는 끝과의 사이의 거리 L(㎛)을, 상기 진동부에서 상기 부가막의 상기 끝이 떨어지는 방향을 음으로, 상기 진동부에 상기 부가막이 겹치는 방향을 양으로 하여, t(㎛)를 상기 진동부의 막두께로 했을 때, 다음 식 (2)
    -t/5≤L≤t/5 … (2)
    를 만족시키는 것을 특징으로 하는 압전 공진자.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압전막이 AlN인 것을 특징으로 하는 압전 공진자.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부가막이 SiO2, AlN인 것을 특징으로 하는 압전 공진자.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부가막이 도전재료인 것을 특징으로 하는 압전 공진자.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 압전 공진자를 적어도 하나 이상, 평면방향으로 늘어놓아 배치한 것을 특징으로 하는 필터.
  9. 제1의 공진자,
    상기 제1의 공진자의 위에 적층된 음향결합층, 및
    상기 음향결합층의 위에 적층된 제2의 공진자를 포함하고,
    상기 제1의 공진자 및 상기 제2의 공진자는 제1항 또는 제2항에 기재된 압전 공진자를 적어도 하나 이상 두께방향으로 적층하고 있는 것을 특징으로 하는 2중 모드 필터.
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