KR101711756B1 - 탄성파 디바이스, 필터 및 분파기 - Google Patents

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Abstract

소형화가 가능한 탄성파 디바이스를 제공하는 것이다. 본 발명은, 압전 기판(10)과, 압전 기판 위에 설치되고, 복수의 전극지(22a, 22b)와 2개의 버스 바(26a, 26b)를 포함하는 제1 IDT(20)와, 압전 기판 위에 설치되고, 복수의 전극지(42a, 42b)와 2개의 버스 바(46a, 46b)를 포함하고, 제1 IDT(20))에 직렬로 접속된 제2 IDT(40)를 구비하고, 제1 IDT(20)와 제2 IDT(40)는, 각각의 2개의 버스 바 중 한쪽의 버스 바(26b, 46b)로서 1개의 공통 버스 바(50)를 공유하고, 공통 버스 바(50)의 폭 W3은, 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성파의 파장의 2배 이하이고, 공통 버스 바(50)에는, 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40) 각각의 2개의 버스 바 중 다른 쪽의 버스 바(26a, 46a)에 접속된 전극지(22a, 42a)의 선단에 간극(52)을 개재하여 대향하는 더미 전극지가 접속되어 있지 않은 탄성파 디바이스이다.

Description

탄성파 디바이스, 필터 및 분파기{ACOUSTIC WAVE DEVICE, FILTER, AND DUPLEXER}
본 발명은, 탄성파 디바이스, 필터 및 분파기에 관한 것이다.
휴대 전화 단말기 등의 무선 통신 기기의 필터 및 분파기에, 탄성파 디바이스가 사용되고 있다. 탄성파 디바이스로서, 압전 기판 위에 1조의 빗형 전극을 포함하는 IDT(Interdigital Transducer)가 설치된 탄성 표면파(SAW:Surface Acoustic Wave) 디바이스가 알려져 있다. 또한, 내 전력성을 향상시키기 위해서, 1개의 SAW 디바이스를 직렬로 분할하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조). 또한, 탄성 표면파의 공진기 내에의 가두기를 향상시키기 위해서, 1조의 빗형 전극 각각에 있어서 전극지 사이에 더미 전극지를 설치하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 3 참조). 혹은, 다른 모드의 파를 이용하는 다중 모드형의 탄성 표면파 디바이스나, 이것을 다단으로 접속하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 4 내지 8 참조).
일본 특허 공개 제2001-285025호 공보 일본 특허 공개 제2001-24471호 공보 일본 특허 공개 제2003-198317호 공보 일본 특허 공개 평5-129884호 공보 일본 특허 공개 평6-37585호 공보 일본 특허 공개 평10-32463호 공보 일본 특허 공개 제2000-323935호 공보 일본 특허 공개 제2001-127587호 공보
내 전력성을 향상시키기 위해서, 1개의 탄성파 디바이스를 직렬로 분할하는 경우, 디바이스의 대형화가 발생해 버린다. 본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 소형화가 가능한 탄성파 디바이스, 필터 및 분파기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 압전 기판과, 상기 압전 기판 위에 설치되고, 복수의 전극지와 2개의 버스 바를 포함하는 제1 IDT와, 상기 압전 기판 위에 설치되고, 복수의 전극지와 2개의 버스 바를 포함하고, 상기 제1 IDT에 직렬로 접속된 제2 IDT를 구비하고, 상기 제1 IDT와 상기 제2 IDT는, 각각 상기 2개의 버스 바 중 한쪽의 버스 바로서 1개의 공통 버스 바를 공유하고, 상기 공통 버스 바의 폭은, 상기 제1 IDT 및 상기 제2 IDT를 전반하는 탄성파의 파장의 2배 이하이고, 상기 공통 버스 바에는, 상기 제1 IDT 및 상기 제2 IDT 각각의 상기 2개의 버스 바 중 다른 쪽의 버스 바에 접속된 상기 전극지의 선단에 간극을 개재하여 대향하는 더미 전극지가 접속되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 탄성파 디바이스이다. 본 발명에 따르면, 탄성파 디바이스를 소형화할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 제1 IDT 및 상기 제2 IDT 각각의 상기 2개의 버스 바 중 상기 다른 쪽의 버스 바에는, 상기 공통 버스 바에 접속된 상기 전극지의 선단에 간극을 개재하여 대향하여 배치된 더미 전극지가 접속되어 있는 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 제1 IDT 및 상기 제2 IDT 각각의 상기 2개의 버스 바 중 상기 다른 쪽의 버스 바에는, 상기 공통 버스 바에 접속된 상기 전극지의 선단에 간극을 개재하여 대향하는 더미 전극지가 접속되어 있지 않은 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 제1 IDT에 포함되는 상기 전극지의 주기와 상기 제2 IDT에 포함되는 상기 전극지의 주기는 상이한 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 제1 IDT에 포함되는 상기 전극지의 라인 앤 스페이스비와 상기 제2 IDT에 포함되는 상기 전극지의 라인 앤 스페이스비는 상이한 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 제1 IDT에 포함되는 상기 전극지의 개구 길이와 상기 제2 IDT에 포함되는 상기 전극지의 개구 길이는 상이한 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 제1 IDT를 전반하는 탄성파의 위상과 상기 제2 IDT를 전반하는 탄성파의 위상은 동일한 구성으로 할 수 있다.
본 발명은, 상기 중 어느 한 항에 기재된 탄성파 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터이다. 본 발명에 따르면, 필터를 소형화할 수 있다.
본 발명은, 상기에 기재된 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 분파기이다. 본 발명에 따르면, 분파기를 소형화할 수 있다.
본 발명에 따르면, 탄성파 디바이스, 필터 및 분파기를 소형화할 수 있다.
도 1의 (a)는, 실시예 1에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도, 도 1의 (b)는, 도 1의 (a)의 영역 A의 확대도이다.
도 2는, 비교예 1에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도이다.
도 3은, 실시예 1의 변형예 1에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도이다.
도 4는, 실시예 1의 변형예 1에 관한 SAW 디바이스의 주파수 특성의 시뮬레이션 결과이다.
도 5는, 실시예 1의 변형예 1에 관한 SAW 디바이스를 사용한 래더형 필터의 통과 특성의 시뮬레이션 결과이다.
도 6은, 실시예 1의 변형예 2에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도이다.
도 7의 (a)는, 실시예 1의 변형예 3에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도, 도 7의 (b)는, 도 7의 (a)의 영역 A의 확대도이다.
도 8은, 실시예 1의 변형예 4에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도이다.
도 9의 (a)는, 실시예 1의 변형예 4에 관한 SAW 디바이스의 주파수 특성의 측정 결과, 도 9의 (b)는, 도 9의 (a)의 영역 A의 확대도이다.
도 10은, 실시예 1의 변형예 4에 관한 SAW 디바이스의 반사 특성의 스미스 차트이다.
도 11은, 실시예 2에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도이다.
도 12는, 실시예 3에 관한 필터를 도시하는 도면이다.
도 13의 (a)는, 실시예 3에 관한 필터의 통과 특성을 나타내는 도면(첫 번째)
도 13의 (b)는, 도 13의 (a)의 통과 대역을 확대한 도면이다.
도 14의 (a)는, 실시예 3에 관한 필터의 통과 특성을 나타내는 도면(두 번째)
도 14의 (b)는, 도 14의 (a)의 통과 대역을 확대한 도면이다.
도 15는, 실시예 3의 변형예 1에 관한 필터를 도시하는 도면이다.
도 16은, 실시예 4에 관한 분파기를 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.
도 1의 (a)는, 실시예 1에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도, 도 1의 (b)는, 도 1의 (a)의 영역 A의 확대도이다. 실시예 1의 SAW 디바이스(100)는, 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)와 같이, 압전 기판(10) 상에 제1 IDT(20)와, 제1 IDT(20)에 직렬로 접속된 제2 IDT(40)와, 탄성 표면파의 전반 방향에서 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40)의 양측에 배치된 반사기(60)를 구비한다. 압전 기판(10)은, 예를 들어 니오븀산 리튬(LiNbO3) 또는 탄탈산 리튬(LiTaO3)등의 압전재를 사용할 수 있다.
제1 IDT(20), 제2 IDT(40) 및 반사기(60)는, 예를 들어 알루미늄(Al)이나 구리(Cu) 등의 단층 금속막 또는 Al을 주체로 하는 합금을 사용할 수도 있고, Al이나 Cu 등의 단층 금속막 또는 Al을 주체로 하는 합금 하에 티타늄(Ti) 또는 크롬(Cr) 등의 금속이 설치된 적층 금속막을 사용할 수도 있다.
제1 IDT(20)는, 1조의 빗형 전극으로 구성되어 있다. 1조의 빗형 전극 중 한쪽의 빗형 전극은, 복수의 전극지(22a)와, 복수의 더미 전극지(24)와, 복수의 전극지(22a) 및 복수의 더미 전극지(24)가 접속되는 버스 바(26a)를 포함한다. 전극지(22a)와 더미 전극지(24)는, 예를 들어 교대로 배치되어 있다. 버스 바(26a)에는, 입출력용의 단자(28)가 접속되어 있다. 1조의 빗형 전극 중 다른 쪽의 빗형 전극은, 복수의 전극지(22b)와, 복수의 전극지(22b)가 접속되는 버스 바(26b)를 포함한다. 전극지(22b)는, 그 선단이 간극(52)을 개재하여 더미 전극지(24)의 선단과 대향하도록 하여 배치되어 있다. 한편, 버스 바(26b)에는, 복수의 전극지(22b) 사이에, 더미 전극지는 접속되어 있지 않다. 이로 인해, 전극지(22a)는, 그 선단이 간극(52)을 개재하여 버스 바(26b)와 대향하도록 하여 배치되어 있다.
마찬가지로, 제2 IDT(40)는, 1조의 빗형 전극으로 구성되어 있다. 1조의 빗형 전극 중 한쪽의 빗형 전극은, 복수의 전극지(42a)와, 복수의 더미 전극지(44)와, 복수의 전극지(42a) 및 복수의 더미 전극지(44)가 접속되는 버스 바(46a)를 포함한다. 전극지(42a)와 더미 전극지(44)는, 예를 들어 교대로 배치되어 있다. 버스 바(46a)에는, 입출력용의 단자(28)가 접속되어 있다. 1조의 빗형 전극 중 다른 쪽의 빗형 전극은, 복수의 전극지(42b)와, 복수의 전극지(42b)가 접속되는 버스 바(46b)를 포함한다. 전극지(42b)는, 그 선단이 간극(52)을 개재하여 더미 전극지(44)의 선단과 대향하도록 하여 배치되어 있다. 한편, 버스 바(46b)에는, 복수의 전극지(42b) 사이에, 더미 전극지는 접속되어 있지 않다. 이로 인해, 전극지(42a)는, 그 선단이 간극(52)을 개재하여 버스 바(46b)와 대향하도록 하여 배치되어 있다.
제1 IDT(20)와 제2 IDT(40)는, 각각의 2개의 버스 바 중 한쪽의 버스 바(26b, 46b)로서 1개의 공통 버스 바(50)를 공유하고 있다. 공통 버스 바(50)는, 플로팅 전극으로 되어 있다.
제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 주기와 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 주기는, 동일하게 되어 있다. 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 폭과 인접하는 전극지(22a, 22b)의 간격의 비인 라인 앤 스페이스비(이하, L/S비라고 칭함)와, 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 폭과 인접하는 전극지(42a, 42b)의 간격의 비인 L/S비는, 동일하게 되어 있다. 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)가 교차하는 폭인 개구 길이 W1과 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)가 교차하는 폭인 개구 길이 W2는, 동일한 길이로 되어 있다.
제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 주기와 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 주기가 동일하게 되어 있기 때문에, 제1 IDT(20)를 전반하는 탄성 표면파의 파장과 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 파장은, 동일한 크기로 되어 있다.
제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b) 및 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)가 연장되는 방향에 있어서의 공통 버스 바(50)의 폭 W3은, 예를 들어 2.0㎛이다. 실시예 1의 SAW 디바이스(100)에 있어서, 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 주파수는, 예를 들어 2.5GHz이기 때문에, 폭 W3은, 예를 들어 1.3λ 정도이다. 또한, λ는, 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 파장이다. 폭 W3을 2.0λ 이하로 하는 이유에 대해서는 후술한다.
여기서, 실시예 1에 관한 SAW 디바이스(100)의 효과를 설명하는데 있어서, 먼저 비교예 1에 관한 SAW 디바이스에 대해서 설명한다. 도 2는, 비교예 1에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도이다. 비교예 1에 관한 SAW 디바이스는, 도 2와 같이, 1개의 공진기가 2개의 공진기(110, 130)로 분할되고, 2개의 공진기(110, 130)가 배선(150)에 의해 직렬로 접속된 구조를 하고 있다. 이와 같이, 1개의 공진기를 2개의 공진기(110, 130)로 분할해서 직렬로 접속하고 있는 것은, 상술한 바와 같이, 내 전력성을 향상시키기 위함이다.
공진기(110)는, 1조의 빗형 전극(112)을 포함하는 IDT(114)와, 탄성 표면파의 전반 방향에서 IDT(114)의 양측에 배치된 반사기(116)를 포함한다. 1조의 빗형 전극(112) 각각은, 복수의 전극지(118)와, 복수의 더미 전극지(120)와, 복수의 전극지(118) 및 복수의 더미 전극지(120)가 접속되는 버스 바(122)를 포함한다.
마찬가지로, 공진기(130)는, 1조의 빗형 전극(132)을 포함하는 IDT(134)와, 탄성 표면파의 전반 방향에서 IDT(134)의 양측에 배치된 반사기(136)를 포함한다. 1조의 빗형 전극(132) 각각은, 복수의 전극지(138)와, 복수의 더미 전극지(140)와, 복수의 전극지(138) 및 복수의 더미 전극지(140)가 접속되는 버스 바(142)를 포함한다.
공진기(110, 130) 각각의 배선(150)에 접속되어 있지 않은 측의 버스 바(122, 142)에는, 입출력용의 단자(152)가 접속되어 있다.
비교예 1과 같이, 1개의 공진기를 2개의 공진기(110, 130)로 분할하여, 공진기(110, 130)를 배선(150)에 의해 직렬로 접속한 경우, 디바이스가 대형화되어 버린다. 또한, 탄성 표면파가 공진기 밖으로 누설되는 것을 억제하기 위해서 더미 전극지를 설치하는 경우, 공진기(110)의 1조의 빗형 전극(112) 각각에 더미 전극지(120)를 설치하고, 또한, 공진기(130)의 1조의 빗형 전극(132) 각각에 더미 전극지(140)를 설치하게 된다. 이에 의해서도, 디바이스가 대형화되어 버린다.
한편, 실시예 1의 SAW 디바이스(100)는, 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)와 같이, 제1 IDT(20)와 제2 IDT(40)가 직렬에 접속되고, 각각의 2개의 버스 바 중 한쪽의 버스 바(26b, 46b)로서 1개의 공통 버스 바(50)를 공유하고 있다. 이로 인해, 내 전력성을 향상시키고 또한 디바이스를 소형화할 수 있다. 또한, 공통 버스 바(50)에는, 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40) 각각의 2개의 버스 바 중 다른 쪽의 버스 바(26a, 46a)에 접속된 전극지(22a, 42a)의 선단에 간극(52)을 개재하여 대향하는 더미 전극지가 접속되어 있지 않다. 이에 의해서도, 디바이스의 소형화가 도모된다. 공통 버스 바(50)에 더미 전극지가 접속되어 있지 않은 경우에, 공통 버스 바(50)의 폭 W3을, 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 파장의 2배 이하로 함으로써, 제1 IDT(20)를 전반하는 탄성 표면파가 제2 IDT(40) 측으로 누설되었다고 해도, 거의 손실을 수반하는 일 없이 제2 IDT(40)를 전반하게 된다. 또한, 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파가 제1 IDT(20) 측으로 누설된 경우도 마찬가지이다. 이상으로부터, 실시예 1에 의하면, 내 전력성을 향상시키고 또한 특성의 열화를 억제하면서, 디바이스를 소형화할 수 있다.
공통 버스 바(50)의 폭 W3은, 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40)의 한쪽을 전반하는 탄성 표면파가 거의 손실을 수반하는 일 없이 다른 쪽을 전반하게 되는 점으로부터, 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 파장의 1.5배 이하가 보다 바람직하고, 1.2배 이하가 더욱 바람직하다. 한편, 공통 버스 바(50)의 폭 W3이 지나치게 가늘어지면 전기적 저항이 증가하기 때문에, 폭 W3은, 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 파장의 0.3배 이상이 바람직하고, 0.4배 이상이 보다 바람직하고, 0.5배 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 실시예 1의 SAW 디바이스(100)에서는, 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40) 각각의 2개의 버스 바 중 공통 버스 바(50)가 아닌 버스 바(26a, 46a)에는, 공통 버스 바(50)에 접속된 전극지(22b, 42b)의 선단에 간극(52)을 개재하여 대향하여 배치된 더미 전극지(24, 44)가 접속되어 있다. 이에 의해, 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 디바이스 내에의 가두기를 향상시킬 수 있다.
도 3은, 실시예 1의 변형예 1에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도이다. 실시예 1의 변형예 1인 SAW 디바이스(200)는, 도 3과 같이, 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 주기와, 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 주기가 상이하다. 이로 인해, 제1 IDT(20)를 전반하는 탄성 표면파의 파장과, 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 파장은 상이하다. 그 밖의 구성은, 실시예 1의 도 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
여기서, 실시예 1의 변형예 1에 관한 SAW 디바이스(200)에 대해 행한 시뮬레이션에 대해서 설명한다. 시뮬레이션에 사용한 SAW 디바이스(200)는, Y 커트 X 전반의 탄탈산 리튬 기판을 포함하는 압전 기판(10) 위에 두께 200nm의 Al로 형성된 제1 IDT(20), 제2 IDT(40) 및 반사기(60)가 설치되어 있다. 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 주기는 2.0㎛이고, 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 주기는1.99㎛이다. 또한, 공통 버스 바(50)의 폭은 2.0㎛이다. 도 4는, 실시예 1의 변형예 1에 관한 SAW 디바이스(200)의 주파수 특성의 시뮬레이션 결과이다. 도 4와 같이, 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 주기와 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 주기를 상이하게 함으로써, 복수의 반공진점이 형성되는 것을 알 수 있다.
도 5는, 실시예 1의 변형예 1에 관한 SAW 디바이스(200)를 사용한 래더형 필터(이하, 제1 래더형 필터라고 칭함)의 통과 특성의 시뮬레이션 결과이다. 시뮬레이션에 사용한 제1 래더형 필터는, 후술하는 도 12와 동일한 구성을 하고 있고, 직렬 공진기 S1 내지 S4와 병렬 공진기 P1에, 실시예 1의 변형예 1에 관한 SAW 디바이스(200)를 사용했다. 병렬 공진기 P2 내지 P4에는, IDT가 직렬로 분할되어 있지 않은 SAW 디바이스를 사용했다. 또한, 비교를 위해서, 직렬 공진기 S1 내지 S4와 병렬 공진기 P1에, 실시예 1의 변형예 1에 관한 SAW 디바이스(200) 대신에 실시예 1에 관한 SAW 디바이스(100)를 사용한 래더형 필터(이하, 제2 래더형 필터라고 칭함)에 대해서도 통과 특성을 시뮬레이션했다.
도 4에 도시한 바와 같이 실시예 1의 변형예 1에 관한 SAW 디바이스(200)에서는 복수의 반공진점이 형성되기 때문에, 도 5와 같이, 제1 래더형 필터는, 제2 래더형 필터에 비하여, 억압 영역에 있어서 넓은 대역에서 큰 감쇠량이 얻어지고 있다.
이상과 같이, 실시예 1의 변형예 1의 SAW 디바이스(200)는, 도 3과 같이, 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 주기와 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 주기가 상이하므로, 도 4와 같이, 복수의 반공진점이 형성된다. 따라서, 실시예 1의 변형예 1의 SAW 디바이스(200)를 예를 들어 래더형 필터에 사용함으로써 도 5와 같이, 억압 영역에 있어서 넓은 대역에서 큰 감쇠량을 얻을 수 있다.
도 6은, 실시예 1의 변형예 2에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도이다. 실시예 1의 변형예 2의 SAW 디바이스(300)는, 도 6과 같이, 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 폭과 인접하는 전극지(22a, 22b)의 간격의 비인 L/S비와, 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 폭과 인접하는 전극지(42a, 42b)의 간격의 비인 L/S비가 상이하다. 그 밖의 구성은, 실시예 1의 도 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
실시예 1의 변형예 2의 SAW 디바이스(300)와 같이, 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 L/S비와 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 L/S비가 상이한 것이어도, 실시예 1의 변형예 1의 SAW 디바이스(200)와 마찬가지로, 복수의 반공진점이 형성된다. 따라서, 실시예 1의 변형예 2의 SAW 디바이스(300)를 예를 들어 래더형 필터에 사용함으로써 억압 영역에 있어서 넓은 대역에서 큰 감쇠량을 얻을 수 있다.
도 7의 (a)는, 실시예 1의 변형예 3에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도, 도 7의 (b)는, 도 7의 (a)의 영역 A의 확대도이다. 실시예 1의 변형예 3에 관한 SAW 디바이스(400)는, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)와 같이, 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)가 교차하는 폭인 개구 길이 W1과, 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)가 교차하는 폭인 개구 길이 W2가 상이한 길이로 되어 있다. 그 밖의 구성은, 실시예 1의 도 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
실시예 1의 변형예 3의 SAW 디바이스(400)와 같이, 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 개구 길이 W1과 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 개구 길이 W2가 상이하더라도, 실시예 1의 변형예 1의 SAW 디바이스(200)와 마찬가지로, 복수의 반공진점이 형성된다. 따라서, 실시예 1의 변형예 3의 SAW 디바이스(400)를 예를 들어 래더형 필터에 사용함으로써 억압 영역에 있어서 넓은 대역에서 큰 감쇠량을 얻을 수 있다.
도 8은, 실시예 1의 변형예 4에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도이다. 실시예 1의 변형예 4에 관한 SAW 디바이스(500)는, 도 8과 같이, 제1 IDT(20)의 전극지(22a)와 제2 IDT(40)의 전극지(42a)는, 전극지(22a, 42a)가 연장되는 방향으로 직선상으로 배열하여 배치되어 있다. 제1 IDT(20)의 전극지(22b)와 제2 IDT(40)의 전극지(42b)는, 전극지(22b, 42b)가 연장되는 방향으로 직선상으로 배열하여 배치되어 있다. 이로 인해, 제1 IDT(20)를 전반하는 탄성 표면파의 위상과 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 위상이 동일하게 되어 있다. 그 밖의 구성은, 실시예 1의 도 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
여기서, 실시예 1의 변형예 4에 관한 SAW 디바이스(500)에 대해 행한 시뮬레이션에 대해서 설명한다. 시뮬레이션에 사용한 SAW 디바이스(500)는, Y 커트 X 전반의 탄탈산 리튬 기판을 포함하는 압전 기판(10) 위에 두께 200nm의 Al으로 형성된 제1 IDT(20), 제2 IDT(40) 및 반사기(60)가 설치되어 있다. 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 주기 및 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 주기는 2.0㎛이다. 또한, 공통 버스 바(50)의 폭은 2.0㎛이다. 도 9의 (a)는, 실시예 1의 변형예 4에 관한 SAW 디바이스(500)의 주파수 특성의 시뮬레이션 결과, 도 9의 (b)는, 도 9의 (a)의 영역 A의 확대도이다. 도 10은, 실시예 1의 변형예 4에 관한 SAW 디바이스(500)의 반사 특성의 스미스 차트이다. 또한, 비교를 위해서, 실시예 1에 관한 SAW 디바이스(100)(제1 IDT(20)를 전반하는 탄성 표면파의 위상과 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 위상이 180° 정도 어긋나 있는 경우)의 결과도 도시하고 있다.
도 9의 (a)로부터 도 10과 같이, 실시예 1의 변형예 4의 SAW 디바이스(500)는, 실시예 1의 SAW 디바이스(100)와 비교하여, 파형의 붕괴(예를 들어 도 9의 (b) 및 도 10의 X 부분)가 억제되어 있다. 이것은, 실시예 1의 SAW 디바이스(100)에서는, 제1 IDT(20)를 전반하는 탄성 표면파의 위상과 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 위상이 180° 정도 어긋나 있기 때문에, 제1 IDT(20)로부터 제2 IDT(40) 또는 제2 IDT(40)로부터 제1 IDT(20)로 누설된 탄성 표면파에 의한 간섭에 의해, 파형의 붕괴가 발생한 것이라고 생각된다. 한편, 실시예 1의 변형예 4의 SAW 디바이스(500)에서는, 제1 IDT(20)를 전반하는 탄성 표면파의 위상과 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 위상이 동일하게 되어 있기 때문에, 제1 IDT(20)로부터 제2 IDT(40) 또는 제2 IDT(40)로부터 제1 IDT(20)로 탄성 표면파가 누설된 경우에도, 탄성 표면파의 간섭에 의한 파형의 붕괴가 억제된 것으로 생각된다.
이상과 같이, 실시예 1의 변형예 4의 SAW 디바이스(500)에서는, 제1 IDT(20)를 전반하는 탄성 표면파의 위상과 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 위상이 동일하기 때문에, 제1 IDT(20)로부터 제2 IDT(40) 또는 제2 IDT(40)로부터 제1 IDT(20)로 탄성 표면파가 누설되는 것에 의한 특성의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 실시예 1의 변형예 4의 SAW 디바이스(500)에 있어서, 제1 IDT(20)를 전반하는 탄성 표면파의 위상과 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 위상이 동일하다는 것은, 완전히 동일한 경우에 한정되지 않고, 특성의 열화가 억제되는 정도로 동일한 경우를 포함하는 것이다. 따라서, 제1 IDT(20)의 전극지(22a)와 제2 IDT(40)의 전극지(42a)는, 전극지(22a, 42a)가 연장되는 방향으로, 완전히 직선상으로 배열하여 배치되어 있는 경우에 한하지 않고, 전극지(22a, 42a)의 폭 방향으로 다소 어긋나 있을 수도 있다. 제1 IDT(20)의 전극지(22b)와 제2 IDT(40)의 전극지(42b)에 대해서도 동일하다.
도 11은, 실시예 2에 관한 SAW 디바이스를 도시하는 상면도이다. 실시예2 의 SAW 디바이스(600)는, 도 11과 같이, 더미 전극지(24, 44)가 설치되어 있지 않고, 공통 버스 바(50)에 접속된 전극지(22b, 42b)는, 그 선단이 간극(52)을 개재하여 버스 바(26a, 46a)에 대향하도록 하여 배치되어 있다. 그 밖의 구성은, 실시예 1의 도 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
실시예 2의 SAW 디바이스(600)와 같이, 제1 IDT(20) 및 제2 IDT(40) 각각의 2개의 버스 바 중 공통 버스 바(50)가 아닌 버스 바(26a, 46a)에, 공통 버스 바(50)에 접속된 전극지(22b, 42b)의 선단에 간극(52)을 개재하여 대향하는 더미 전극지가 접속되어 있지 않을 수도 있다. 이 경우에도, 내 전력성을 향상시키고 또한 특성의 열화를 억제하면서, 디바이스를 소형화할 수 있다.
또한, 실시예 2에 있어서도, 실시예 1의 변형예 1과 같이, 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 주기와 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 주기를 상이하게 해도 된다. 실시예 1의 변형예 2와 같이, 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 L/S비와 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 L/S비를 상이하게 해도 된다. 실시예 1의 변형예 3과 같이, 제1 IDT(20)의 전극지(22a, 22b)의 개구 길이와 제2 IDT(40)의 전극지(42a, 42b)의 개구 길이를 상이하게 해도 된다. 실시예 1의 변형예 4와 같이, 제1 IDT(20)를 전반하는 탄성 표면파의 위상과 제2 IDT(40)를 전반하는 탄성 표면파의 위상을 동일하게 해도 된다.
또한, 실시예 1로부터 실시예 2에서는, 제1 IDT(20)와 제2 IDT(40)가 직렬로 접속되어 있는 경우, 즉 2개의 IDT가 직렬로 접속되어 있는 경우를 예로 나타냈지만, 3 이상의 복수의 IDT가 직렬로 접속될 수도 있다.
실시예 3은, 실시예 1로부터 실시예 2에서 설명한 SAW 디바이스 중 적어도 1개를 필터에 사용한 예이다. 도 12는, 실시예 3에 관한 필터를 도시하는 도면이다. 실시예 3에 관한 필터(700)는, 도 12와 같이, 입출력 단자 T1, T2 사이에 직렬로 접속된 1개 또는 복수의 직렬 공진기 S1 내지 S4와, 병렬로 접속된 1개 또는 복수의 병렬 공진기 P1 내지 P4를 구비한 래더형 필터이다. 직렬 공진기 S1 내지 S4 및 병렬 공진기 P1 내지 P4 중 적어도 1개를, 실시예 1로부터 실시예 2에서 설명한 SAW 디바이스로 할 수 있다.
여기서, 44°Y 커트 X 전반의 탄탈산 리튬(LT) 기판을 포함하는 압전 기판(10)을 사용해서 제작한 실시예 3의 필터(700)의 통과 특성에 대해서 설명한다. 통과 특성을 측정한 실시예 3의 필터(700)는, 직렬 공진기 S1 내지 S4와 병렬 공진기 P1을 실시예 1의 변형예 1의 SAW 디바이스(200)로 하고, 병렬 공진기 P2 내지 P4를 IDT가 직렬로 분할 되어 있지 않은 SAW 디바이스로 했다.
도 13의 (a)은, 실시예 3에 관한 필터(700)의 통과 특성을 도시하는 도면, 도 13의 (b)는, 도 13의 (a)의 통과 대역을 확대한 도면이다. 또한, 비교를 위해서, 직렬 공진기 S1 내지 S4와 병렬 공진기 P1에 비교예 1의 SAW 디바이스를 사용하고, 그 밖에는 통과 특성을 측정한 실시예 3의 필터(700)와 동일하게 한 비교예 2에 관한 필터의 통과 특성도 나타내고 있다. 도 13의 (a) 및 도 13의 (b)와 같이, 실시예 3의 필터(700)와 비교예(2)의 필터에서는, 통과 대역 내의 손실이 거의 동일하는 등, 동등한 특성을 갖고 있는 것을 알 수 있다.
이어서, 압전 기판(10)에 42°Y 커트 X 전반의 탄탈산 리튬(LT) 기판과 44°Y 커트 X 전반의 탄탈산 리튬(LT) 기판을 사용한 경우에서의, 실시예 3의 필터(700)의 통과 특성에 대해서 설명한다. 통과 특성을 측정한 실시예 3의 필터(700)는, 도 13의 (a) 및 도 13의 (b)의 경우와 마찬가지로, 직렬 공진기 S1 내지 S4와 병렬 공진기 P1을 실시예 1의 변형예 1의 SAW 디바이스(200)로 하고, 병렬 공진기 P2 내지 P4를 IDT가 직렬로 분할되어 있지 않은 SAW 디바이스로 했다.
도 14의 (a)는, 실시예 3에 관한 필터(700)의 통과 특성을 도시하는 도면, 도 14의 (b)는, 도 14의 (a)의 통과 대역을 확대한 도면이다. 도 14의 (a) 및 도 14의 (b)와 같이, 탄탈산 리튬 기판의 기판 방위(커트 각)를 바꾼 경우에도, 동등한 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다.
또한, 도 13의 (a)로부터 도 14의 (b)에서는, 직렬 공진기 S1 내지 S4 및 병렬 공진기 P1 내지 P4 중 적어도 1개에 실시예 1의 변형예 1의 SAW 디바이스(200)를 사용한 경우를 예로 나타냈지만, 실시예 1로부터 실시예 2에서 설명한 SAW 디바이스를 사용한 경우에도 마찬가지이다.
이상으로부터, 직렬 공진기 S1 내지 S4 및 병렬 공진기 P1 내지 P4 중 적어도 1개에 실시예 1로부터 실시예 2에서 설명한 SAW 디바이스를 사용함으로써 특성을 열화시키지 않고(예를 들어 통과 대역 내의 손실을 저하시키지 않고), 필터를 소형화할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 압전 기판(10)에 Y 커트 X 전반의 탄탈산 리튬 기판을 사용한 경우는, 기판 방위(커트 각)에 의하지 않고, 동등한 특성을 얻어지는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 38°∼48°Y 커트 X 전반의 탄탈산 리튬 기판을 사용할 수 있다.
도 15은, 실시예 3의 변형예 1에 관한 필터를 도시하는 도면이다. 실시예 3의 변형예 1에 관한 필터(800)는, 도 15와 같이, 2중 모드형 필터(DMS)(70)와 입출력 단자 T1 사이에 직렬로 직렬 공진기(S10)가 접속되고, 병렬로 병렬 공진기(P10, P11)가 접속되어 있다. 2중 모드형 필터(70)와 입출력 단자 T2 사이에 직렬로 직렬 공진기(S11)가 접속되어 있다. 직렬 공진기(S10, S11) 및 병렬 공진기(P10, P11) 중 적어도 1개를, 실시예 1로부터 실시예 2에서 설명한 SAW 디바이스로 할 수 있다.
또한, 실시예 3에서는 래더형 필터, 실시예 3의 변형예 1에서는 2중 모드형 필터(70)의 입출력에 SAW 디바이스를 접속시킨 필터의 경우를 예로 나타냈지만, 이 경우에 한정되지 않고, 래티스형 필터 등 그 밖의 필터에도 사용될 수 있다.
실시예 4는, 실시예 3에서 설명한 필터를 분파기에 사용한 예이다. 도 16은, 실시예 4에 관한 분파기를 도시하는 도면이다. 실시예 4에 관한 분파기(900)는, 도 16과 같이, 안테나 단자 Ant와 송신 단자 Tx와의 사이에 접속된 송신 필터(80)와, 안테나 단자 Ant와 수신 단자 Rx와의 사이에 접속된 수신 필터(82)를 포함한다. 송신 필터(80)와 수신 필터(82)는, 통과 대역이 상이하다. 송신 필터(80)는, 송신 단자 Tx로부터 입력된 신호 중 송신 대역의 신호를 송신 신호로서 안테나 단자 Ant에 통과시키고, 다른 대역의 신호를 억압한다. 수신 필터(82)는, 안테나 단자 Ant로부터 입력된 신호 중 수신 대역의 신호를 수신 신호로서 수신 단자 Rx에 통과시키고, 다른 대역의 신호를 억압한다. 송신 필터(80) 및 수신 필터(82) 중 적어도 한쪽을, 실시예 3에서 설명한 필터로 할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형·변경이 가능하다.
10 : 압전 기판
20 : 제1 IDT
22a, 22b : 전극지
24 : 더미 전극지
26a, 26b : 버스 바
28 : 단자
40 : 제2 IDT
42a, 42b : 전극지
44 : 더미 전극지
46a, 46b : 버스 바
50 : 공통 버스 바
52 : 간극
60 : 반사기
S1∼S4 : 직렬공진기
P1∼P4 : 병렬 공진기
70 : 2중 모드형 필터
80 : 송신 필터
82 : 수신 필터
100∼600 : 탄성파 디바이스
700, 800 : 필터
900 : 분파기

Claims (11)

  1. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 위에 설치되고, 복수의 제1 전극지(電極指)와 상기 복수의 제1 전극지가 접속된 2개의 버스 바를 포함하는 제1 IDT와,
    상기 압전 기판 위에 설치되고, 복수의 제2 전극지와 상기 복수의 제2 전극지가 접속된 2개의 버스 바를 포함하고, 상기 제1 IDT에 직렬로 접속된 제2 IDT를 구비하고,
    상기 제1 IDT와 상기 제2 IDT는, 각각의 상기 2개의 버스 바 중 한쪽의 버스 바로서 1개의 공통 버스 바를 공유하고,
    상기 공통 버스 바의 폭은, 상기 제1 IDT 및 상기 제2 IDT를 전반(傳搬)하는 탄성파의 파장의 2배 이하이고,
    상기 공통 버스 바에는, 상기 제1 IDT 및 상기 제2 IDT 각각의 상기 2개의 버스 바 중 다른 쪽의 버스 바에 접속된 상기 제1 전극지 및 상기 제2 전극지의 선단에 간극을 개재하여 대향하는 더미 전극지가 접속되어 있지 않고,
    상기 다른 쪽의 버스 바에는, 상기 공통 버스 바에 접속된 상기 제1 전극지 및 상기 제2 전극지의 선단에 간극을 개재하여 대향하여 배치된 더미 전극지가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 디바이스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 IDT에 포함되는 상기 제1 전극지의 주기와 상기 제2 IDT에 포함되는 상기 제2 전극지의 주기는 상이한 것을 특징으로 하는 탄성파 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 IDT에 포함되는 상기 제1 전극지의 라인 앤 스페이스비와 상기 제2 IDT에 포함되는 상기 제2 전극지의 라인 앤 스페이스비는 상이한 것을 특징으로 하는 탄성파 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 IDT에 포함되는 상기 제1 전극지의 개구 길이와 상기 제2 IDT에 포함되는 상기 제2 전극지의 개구 길이는 상이한 것을 특징으로 하는 탄성파 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 IDT를 전반하는 탄성파의 위상과 상기 제2 IDT를 전반하는 탄성파의 위상은 동일한 것을 특징으로 하는 탄성파 디바이스.
  8. 제1항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 탄성파 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
  9. 제8항에 기재된 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 분파기.
  10. 복수의 직렬 공진기와 복수의 병렬 공진기를 갖는 래더형 필터로서,
    상기 복수의 직렬 공진기 및 상기 복수의 병렬 공진기 중 적어도 1개의 공진기는,
    복수의 제1 전극지(電極指)와 상기 복수의 제1 전극지가 접속된 2개의 버스 바를 포함하는 제1 IDT와, 복수의 제2 전극지와 상기 복수의 제2 전극지가 접속된 2개의 버스 바를 포함하고, 상기 제1 IDT에 직렬로 접속된 제2 IDT를 구비하고,
    상기 제1 IDT와 상기 제2 IDT는, 각각의 상기 2개의 버스 바 중 한쪽의 버스 바로서 1개의 공통 버스 바를 공유하고,
    상기 공통 버스 바의 폭은, 상기 제1 IDT 및 상기 제2 IDT를 전반(傳搬)하는 탄성파의 파장의 2배 이하이고,
    상기 공통 버스 바에는, 상기 제1 IDT 및 상기 제2 IDT 각각의 상기 2개의 버스 바 중 다른 쪽의 버스 바에 접속된 상기 제1 전극지 및 상기 제2 전극지의 선단에 간극을 개재하여 대향하는 더미 전극지가 접속되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 래더형 필터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 공통 버스 바는, 플로팅 전극인 것을 특징으로 하는 래더형 필터.
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