KR101736446B1

KR101736446B1 - 횡진동형 복합 압전 공진기

Info

Publication number: KR101736446B1
Application number: KR1020147007166A
Authority: KR
Inventors: 쳉지 추오; 창한 윤; 종해 김
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2017-05-16
Also published as: JP2014529241A; US9406865B2; KR20140049076A; JP6189386B2; EP2745399A2; JP2016158268A; EP2745399B1; JP5951774B2; US20130214643A1; WO2013028638A2; JP2016028487A; CN104040886A; ES2744447T3; WO2013028638A3; HUE044983T2; CN104040886B

Abstract

공진기가 설명된다. 공진기는 다수의 전극들을 포함한다. 공진기는 또한 복합 압전 재료를 포함한다. 복합 압전 재료는 제 1 압전 재료의 적어도 하나의 층 및 제 2 압전 재료의 적어도 하나의 층을 포함한다. 복합 압전 재료의 하부에 적어도 하나의 전극이 결합된다. 복합 압전 재료의 상부에 적어도 하나의 전극이 결합된다.

Description

횡진동형 복합 압전 공진기{COMPOSITE PIEZOELECTRIC LATERALLY VIBRATING RESONATOR}

본 출원은 "COMPOSITE PIEZOELECTRIC LATERALLY VIBRATING RESONATORS AND FILTERS"에 관해 2011년 8월 19일자 제출된 미국 가특허출원 일련번호 61/525,607호에 관한 것이며 이 가특허출원으로부터의 우선권을 주장하고, 이 가특허출원은 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

본 개시는 일반적으로 무선 통신 시스템들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 횡진동형(laterally vibrating) 복합 압전 공진기를 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

전자 디바이스들(셀룰러 전화들, 무선 모뎀들, 컴퓨터들, 디지털 뮤직 플레이어들, 글로벌 위치 결정 시스템 유닛들, 개인용 디지털 보조기기들, 게임 디바이스들 등)은 일상 생활의 일부가 되었다. 소형 컴퓨팅 디바이스들은 이제 자동차들에서부터 주택 잠금 장치들까지 모든 것에 배치된다. 전자 디바이스들의 복잡도는 지난 몇 년 사이에 극적으로 증가해왔다. 예를 들어, 많은 전자 디바이스들은 디바이스의 제어를 돕는 하나 또는 그보다 많은 프로세서들뿐만 아니라, 프로세서 및 디바이스의 다른 부분들을 지원하기 위한 다수의 디지털 회로들을 또한 구비한다.

다양한 전자 회로 컴포넌트들이 공진기들과 같이, 전기 기계 시스템 레벨로 구현될 수 있다. 어떤 종래의 공진기 구조들은 바람직하지 않은 전기 및 기계 에너지 변환을 제공한다. 이러한 바람직하지 않은 속성들은 이러한 종래의 공진기들을 광대역 필터들과 같은 회로들에 사용하기에 부적합하게 할 수 있다. 따라서 개선된 전기 및 기계 에너지 변환을 하는 전기 기계 시스템 레벨의 공진기들이 필요하다.

공진기가 설명된다. 공진기는 다수의 전극들을 포함한다. 공진기는 또한, 제 1 압전 재료의 적어도 하나의 층 및 제 2 압전 재료의 적어도 하나의 층을 포함하는 복합 압전 재료를 포함한다. 상기 복합 압전 재료의 하부에 적어도 하나의 전극이 결합된다. 상기 복합 압전 재료의 상부에 적어도 하나의 전극이 결합된다.

상기 공진기는 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템 복합 공진기일 수 있다. 제 1 압전 재료는 제 1 품질 계수 및 제 1 전기 기계 결합을 가질 수 있다. 제 2 압전 재료는 제 2 품질 계수 및 제 2 전기 기계 결합을 가질 수 있다. 복합 압전 재료는 복합 품질 계수 및 복합 전기 기계 결합을 가질 수 있다. 상기 복합 품질 계수 및 상기 복합 전기 기계 결합은 상기 복합 압전 재료에서 상기 제 1 압전 재료와 상기 제 2 압전 재료 간 체적비에 좌우될 수 있다.

상기 복합 품질 계수 및 상기 복합 전기 기계 결합은 대신, 상기 복합 압전 재료에서 상기 제 1 압전 재료의 제 1 층의 제 1 두께와 상기 제 2 압전 재료의 제 1 층의 제 2 두께 간 두께비에 좌우될 수 있다.

상기 복합 압전 재료는 상기 제 1 압전 재료의 제 1 층 및 상기 제 2 압전 재료의 제 1 층을 포함할 수 있다. 상기 제 1 압전 재료의 제 1 층은 상기 제 2 압전 재료의 제 1 층 위에 적층될 수 있다. 상기 복합 압전 재료는 또한 상기 제 1 압전 재료의 제 2 층을 포함할 수도 있다. 상기 제 2 압전 재료의 제 1 층은 상기 제 1 압전 재료의 제 2 층 위에 적층될 수 있다. 상기 복합 압전 재료는 상기 제 2 압전 재료의 제 2 층을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 압전 재료의 제 2 층은 상기 제 2 압전 재료의 제 2 층 위에 적층될 수 있다.

상기 제 1 압전 재료의 제 1 층은 상기 제 2 압전 재료의 제 1 층과 나란히 적층될 수 있다. 상기 제 1 압전 재료의 제 1 층과 상기 제 2 압전 재료의 제 1 층 모두의 상부에 제 1 전극이 결합될 수 있다. 상기 제 1 압전 재료의 제 1 층과 상기 제 2 압전 재료의 제 1 층 모두의 하부에 제 2 전극이 결합될 수 있다.

상기 제 2 압전 재료의 제 1 층은 대신에, 상기 제 1 압전 재료의 제 1 층과 상기 제 1 압전 재료의 제 2 층 사이에 끼워질 수 있다. 상기 제 1 압전 재료의 제 2 층은 상기 제 2 압전 재료의 제 1 층과 상기 제 2 압전 재료의 제 2 층 사이에 끼워질 수 있다.

상기 복합 압전 재료는 하나 또는 그보다 많은 입력 전극들로부터의 입력 신호들을 기계적 진동들로 변환할 수 있다. 상기 기계적 진동들은 하나 또는 그보다 많은 출력 전극들로부터의 출력 신호로 변환될 수 있다. 상기 제 1 압전 재료는 질화알루미늄일 수 있고, 상기 제 2 압전 재료는 산화아연일 수 있다. 다른 구성에서, 상기 제 1 압전 재료는 질화알루미늄일 수 있고, 상기 제 2 압전 재료는 티탄산지르콘산연일 수 있다. 상기 복합 압전 재료는 광대역 필터 애플리케이션들에서 사용하기에 충분히 높은 복합 품질 계수 및 복합 전기 기계 결합을 가질 수 있다.

공진기를 생성하기 위한 방법이 또한 설명된다. 상기 공진기에 대해 원하는 품질 계수가 결정된다. 공진기에 대해 원하는 전기 기계 결합이 또한 결정된다. 공진기에 사용할 제 1 압전 재료 및 제 2 압전 재료가 선택된다. 상기 원하는 품질 계수 및 상기 원하는 전기 기계 결합을 갖는 복합 압전 재료를 얻도록 상기 제 1 압전 재료와 상기 제 2 압전 재료 간 체적비가 조정된다. 상기 복합 압전 재료를 사용하여 상기 공진기가 생성된다.

공진기를 생성하도록 구성된 장치가 설명된다. 상기 장치는 상기 공진기에 대해 원하는 품질 계수를 결정하기 위한 수단을 포함한다. 상기 장치는 또한, 상기 공진기에 대해 원하는 전기 기계 결합을 결정하기 위한 수단을 포함한다. 상기 장치는 상기 공진기에 사용할 제 1 압전 재료 및 제 2 압전 재료를 선택하기 위한 수단을 더 포함한다. 상기 장치는 또한, 상기 원하는 품질 계수 및 상기 원하는 전기 기계 결합을 갖는 복합 압전 재료를 얻도록 상기 제 1 압전 재료와 상기 제 2 압전 재료 간 체적비를 조정하기 위한 수단을 포함한다. 상기 장치는 상기 복합 압전 재료를 사용하여 상기 공진기를 생성하기 위한 수단을 더 포함한다.

공진기를 생성하기 위한 컴퓨터 프로그램 물건이 또한 설명된다. 컴퓨터 프로그램 물건은 명령들을 갖는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 명령들은 장치로 하여금, 상기 공진기에 대해 원하는 품질 계수를 결정하게 하기 위한 코드를 포함한다. 상기 명령들은 또한 상기 장치로 하여금, 상기 공진기에 대해 원하는 전기 기계 결합을 결정하게 하기 위한 코드를 포함한다. 상기 명령들은 상기 장치로 하여금, 상기 공진기에 사용할 제 1 압전 재료 및 제 2 압전 재료를 선택하게 하기 위한 코드를 더 포함한다. 상기 명령들은 또한 상기 장치로 하여금, 상기 원하는 품질 계수 및 상기 원하는 전기 기계 결합을 갖는 복합 압전 재료를 얻도록 상기 제 1 압전 재료와 상기 제 2 압전 재료 간 체적비를 조정하게 하기 위한 코드를 포함한다. 상기 명령들은 상기 장치로 하여금, 상기 복합 압전 재료를 사용하여 상기 공진기를 생성하게 하기 위한 코드를 더 포함한다.

도 1은 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS: microelectromechanical system) 복합 공진기를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 시스템들 및 방법들에서 사용하기 위한, 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기를 나타낸다.
도 3은 3개의 서로 다른 공진기들에 대한 시뮬레이션 결과들의 그래프들을 나타낸다.
도 4는 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기를 생성하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 시스템들 및 방법들에서 사용하기 위한, 다른 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기를 나타낸다.
도 6은 본 시스템들 및 방법들에서 사용하기 위한, 또 다른 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기를 나타낸다.
도 7은 압전 재료의 3개의 수직 층들을 갖는, 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기를 나타내는 블록도이다.
도 8은 압전 재료의 4개의 수평 층들을 갖는, 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기를 나타내는 블록도이다.
도 9는 전자 디바이스/무선 디바이스 내에 포함될 수 있는 특정 컴포넌트들을 나타낸다.

도 1은 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)를 나타내는 블록도이다. 전기 기계 시스템 공진기 디바이스의 일례는 윤곽 모드 공진기(CMR: contour mode resonator)이다. 윤곽 모드 공진기(CMR)는 주로 횡면 진동 모드 및 면내(in-plane) 진동 모드를 갖는다. 따라서 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)는 윤곽 모드 공진기(CMR)의 한 구성일 수 있다.

일반적으로, 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)는 다수의 도전성 전극들(106)을, 그 전극들(106) 사이에 끼워진 복합 압전 재료(108)와 함께 포함할 수 있다. 전극들(106)은 입력 포트에 결합된 하나 또는 그보다 많은 입력 전극들(106) 및 출력 포트에 결합된 하나 또는 그보다 많은 출력 전극들(106)을 포함할 수 있다. 접지 전극들(106)은 입력 및 출력 전극들(106) 사이에 서로 맞물려질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 횡진동은, 웨이퍼마다 단 하나의 중심 주파수만이 허용되는 종래의 수정 결정 및 박막형 체적 탄성파 공진기(FBAR: film bulk acoustic wave resonator) 기술들과는 대조적으로, 단일 칩 다중 주파수 동작을 의미한다.

횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104) 구조는 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104) 구조를 지지 구조에 연결하는 특별히 설계된 테더(tether)들을 포함하는 공동(cavity) 안에 떠 있을 수 있다. 이러한 테더들은 공진기(104) 구조의 층 스택으로 제작될 수 있다. 공진기(104) 구조는 공동에 의해 주위 구조적 지지물 및 다른 컴포넌트들로부터 음향상 고립될 수 있다.

많은 여러 가지 종류들의 전자 디바이스들이 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)로부터 이익을 얻을 수 있다. 여러 가지 종류들의 이러한 디바이스들은 셀룰러 전화들, 무선 모뎀들, 컴퓨터들, 디지털 뮤직 플레이어들, 글로벌 위치 결정 시스템 유닛들, 개인용 디지털 보조기기들, 게임 디바이스들 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 디바이스들의 한 그룹은 무선 통신 시스템들에 사용될 수 있는 디바이스들을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "무선 통신 디바이스"라는 용어는 무선 통신 네트워크를 통한 음성 및/또는 데이터 통신에 사용될 수 있는 전자 디바이스를 의미한다. 무선 통신 디바이스들의 예들은 셀룰러 전화들, 핸드헬드 무선 디바이스들, 무선 모뎀들, 랩톱 컴퓨터들, 개인용 컴퓨터들 등을 포함한다. 무선 통신 디바이스는 대안으로, 액세스 단말, 모바일 단말, 가입자국, 원격국, 사용자 단말, 단말, 가입자 유닛, 사용자 장비, 이동국 등으로 지칭될 수도 있다.

무선 통신 네트워크는 다수의 무선 통신 디바이스들에 대해 통신을 제공할 수 있으며, 무선 통신 디바이스들 각각은 기지국에 의해 서비스될 수 있다. 기지국은 대안으로, 액세스 포인트, 노드 B 또는 다른 어떤 용어로 지칭될 수도 있다. 기지국들과 무선 통신 디바이스들은 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기들(104)을 사용할 수 있다. 그러나 언급된 무선 디바이스들 외에도, 많은 여러 가지 종류들의 전자 디바이스들이 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기들(104)을 사용할 수 있다.

횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)와 같은 윤곽 모드 공진기(CMR)의 공진 주파수는 대체로 복합 압전 재료(108) 및 전극들(106)의 측면 치수들을 엔지니어링함으로써 제어될 수 있다. 이러한 구성의 한 가지 이익은, 하나 또는 그보다 많은 윤곽 모드 공진기(CMR)들을 각각 포함하는 다중 주파수 RF 필터들, 클록 발진기들, 트랜스듀서들 또는 다른 디바이스들이 동일한 기판 상에 제작될 수 있다는 점이다. 이는 단일 칩 상에서 RF 전단 애플리케이션들에 대한 소형 다중 대역 필터 솔루션들을 인에이블함으로써 비용 및 크기 면에서 유리할 수 있다. 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)는 소형 크기(예를 들어, 길이 및/또는 폭이 100 마이크로미터(㎛)), 낮은 전력 소비 및 고수율 대량 생산 가능한 컴포넌트들과의 호환성의 이점들을 제공할 수 있다.

일반적으로 단일 압전 재료만이 공진기에 사용된다. 예를 들어, 단일 압전 재료는 단일 포트 또는 2-포트 횡진동형 공진기에 사용될 수 있다. 다른 예로서, (모든 타입들의 전극(106) 구성들에 대해) 기판상 1-포트 압전 횡진동형 공진기에 단일 압전 재료가 사용될 수 있다. 서로 다른 압전 재료들이 단일 압전 재료로서 사용될 수도 있다.

한 구성에서, 단일 압전 재료는 질화알루미늄(AlN)일 수 있다. AlN은 높은 품질 계수(Q)(112)를 가져, 낮은 운동성 저항 및 낮은 필터 삽입 손실을 야기할 수 있다. 그러나 AlN은 제한적 횡방향 압전 계수(d₃₁)(114)를 가져, 제한적 전기 기계 결합(kt²)(116)을 야기할 수 있다. 따라서 횡진동형 AlN 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 공진기들은 광대역 필터 애플리케이션들에 대해 이상적이지 않을 수도 있다.

다른 구성에서, 단일 압전 재료는 산화아연(ZnO) 또는 티탄산지르콘산연(PZT)일 수도 있다. ZnO 및 PZT는 AlN보다 상대적으로 더 큰 횡방향 압전 계수(d₃₁)(114) 및 전기 기계 결합(kt²)(116)(특히 PZT의 경우)을 가져, 광대역 필터 애플리케이션들에서의 이들의 사용을 더 이상적이 되게 한다. 그러나 ZnO 및 PZT는 낮은 품질 계수(Q)(112)를 갖고, 따라서 큰 운동성 저항 및 큰 필터 삽입 손실을 갖는다.

기판상 1-포트 압전 횡진동형 공진기의 경우, 단일 압전 재료는 ZnO, AlN, PZT 또는 다른 압전 재료일 수 있고, 기판은 실리콘, 다이아몬드 또는 다른 비-압전 재료일 수 있다. 공진기 본체는 주로 비-압전 기판일 수 있다. 따라서 유효 복합 전기 기계 결합(kt²)(116)은 작고 광대역 필터 애플리케이션들에 대해 불리하다. 기판상 1-포트 압전 횡진동형 공진기는 협대역 필터들(예를 들어, 필터 비대역폭(fractional filter bandwidth) < 1%)에 대해 높은 품질 계수(Q)(112) 및 낮은 삽입 손실을 가질 수 있다.

복합 압전 재료(108)는 제 1 압전 재료(110a) 및 제 2 압전 재료(110b)를 포함할 수 있다. 제 1 압전 재료(110a) 및 제 2 압전 재료(110b)는 각각 하나 또는 그보다 많은 층들을 형성할 수 있다. 층들은 서로 결합되거나 (접지 전극(106)과 같은) 전극(106)에 의해 분리될 수 있다. (서로 다른 전극(106) 구성들에 필요한 대응하는 전극(106) 층들과 함께) 제 1 압전 재료(110a) 및 제 2 압전 재료(110b)의 층들에 대한 서로 다른 구성들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 압전 재료(110a) 층은 제 2 압전 재료(110b) 층 바로 위에 배치될 수 있다. 메인 공진기 본체는 단지 복합 압전 재료(108)일 수도 있다.

한 구성에서, 제 1 압전 재료(110a)는 AlN일 수 있고, 제 2 압전 재료(110b)는 PZT 또는 ZnO일 수 있다. 그러나 본 명세서에서 언급되지 않는 추가 압전 재료들이 또한 제 1 압전 재료(110a) 또는 제 2 압전 재료(110b)로서 사용될 수도 있다.

제 1 압전 재료(110a)는 품질 계수(Q)(112a), 횡방향 압전 계수(d₃₁)(114a) 및 전기 기계 결합(kt²)(116a)을 가질 수 있다. 제 2 압전 재료(110b)는 품질 계수(Q)(112b), 횡방향 압전 계수(d₃₁)(114b) 및 전기 기계 결합(kt²)(116b)을 가질 수 있다. 복합 압전 재료(108)는 복합 품질 계수(Q)(118), 복합 횡방향 압전 계수(d₃₁)(120) 및 복합 전기 기계 결합(kt²)(122)을 가질 수 있다. 복합 품질 계수(Q)(118), 복합 횡방향 압전 계수(d₃₁)(120) 및 복합 전기 기계 결합(kt²)(122)은 제 1 압전 재료(110a) 및 제 2 압전 재료(110b)의 체적비(126) 및/또는 두께비(124)를 기초로 설계될 수 있다. 예를 들어, 한 구성에서 제 1 압전 재료(110a)는 (높은 품질 계수(Q)(112)를 갖는) AlN일 수 있고, 제 2 압전 재료(110b)는 (높은 전기 기계 결합(kt²)(116)을 갖는) ZnO일 수 있다. 그 다음, 복합 압전 재료(108)는 광대역 필터 애플리케이션들에 충분한 복합 품질 계수(Q)(118) 및 광대역 필터 애플리케이션들에 충분한 복합 전기 기계 결합(kt²)(122)을 가질 수 있다.

복합 압전 재료(108)는 하나 또는 그보다 많은 전극들(106)로부터의 입력 신호(들)를 기계적 진동으로 변환할 수 있으며, 다음에 기계적 진동은 출력 신호(들)로 변환될 수 있다. 이러한 기계적 진동들은 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)의 공진 주파수일 수 있다. 전극들(106)의 핑거 폭들을 기초로, 구조의 공진 주파수들이 제어될 수 있다. 복합 압전 재료(108)의 변위에 대한 기본 주파수는 부분적으로는 리소그래피 방식으로 전극들(106) 및/또는 복합 압전 재료(108) 층의 평면 치수들에 의해 설정될 수 있다.

전극들(106)에 걸쳐 인가되는 AC 전계는 복합 횡방향 압전 계수(d₃₁)(120) 또는 복합 종방향 압전 계수(d₃₃)(127)를 통해 복합 압전 재료(108)의 하나 또는 그보다 많은 평면들에 기계적 변형들을 유도할 수 있다. 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)의 공진 주파수에서, 디바이스에 걸친 전기 신호가 강화되고, 디바이스는 전자 공진기 회로로서 작동한다.

한 구성에서, 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)의 전체 폭과 전체 길이의 곱이 공진기 구조의 임피던스를 제어하도록 설정될 수 있다. 복합 압전 재료(108)의 적당한 두께는 0.01 내지 10 마이크로미터(㎛) 두께일 수 있다.

복합 압전 재료(108)의 사용은 단일 압전 또는 기판상 압전 공진기들에 대해 입증된 다른 모든 전극(106) 구성들에 적용될 수 있다. 압전 재료들(110)의 더 많은 층들 및 금속 층들로, 다른 새로운 전극(106) 구성들이 또한 전개될 수 있다.

다중 대역/다중 모드 무선 통신들을 위해 동일한 칩 상에서 (10 메가헤르츠(㎒)에서부터 마이크로파 주파수들까지의) 다양한 중심 주파수들의 (비대역폭 > 3%인) 광대역 필터들을 합성하는데 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)가 사용될 수 있는데, 이는 기존의 기술을 사용해서는 달성 불가능하다. 서로 다른 중심 주파수들 및 (좁은 또는 넓은) 대역폭들을 갖는 고차(high-order) 대역 통과 필터들을 단일 칩 상에서 합성하도록 다수의 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기들(104)이 전기적으로(예를 들어, 사다리, 격자 또는 자가 결합 토폴러지로) 그리고/또는 기계적으로 결합될 수 있다. 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기들(104)에서 서로 다른 종류들의 모든 진동 모드들(폭 확장, 길이 확장, 두께 확장, 램파(Lamb wave), 전단(shear) 모드 등)을 여기(excite)시키기 위해 서로 다른 여기 방식들(예를 들어, 두께 필드 여기 및 횡 필드 여기)이 사용될 수 있다.

복합 압전 재료(108)에 사용되는 압전 재료들(110)은 위로 차곡차곡 또는 나란히 제작될 수 있다. 또한, 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)에 대한 복합 압전 재료(108)를 얻도록 서로 다른 압전 재료들(110)을 갖는 개별적인 단일 압전 공진기들이 동일한 칩 상에 서로 바로 옆에(또는 심지어 나란히) 제작될 수 있다. 따라서 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)를 실현하기 위해 다수의 공진기들이 전기적으로 병렬 접속되거나 기계적으로 결합될 수 있다. 서로 다른 압전 재료들(110)의 서로 다른 음향 속도들로 인해, 복합 압전 재료(108)를 포함하는 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)에 단일 디바이스 다중 주파수 동작이 또한 설계될 수 있다.

도 2는 본 시스템들 및 방법들에서 사용하기 위한, 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(204)를 나타낸다. 도 2의 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(204)는 도 1의 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)의 한 구성일 수 있다. 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(204)는 제 1 압전 재료(110a) 층(210a) 및 제 2 압전 재료(110b) 층(210b)을 포함하는 복합 압전 재료(208)를 포함할 수 있다. 제 1 압전 재료(110a) 층(210a)은 제 2 압전 재료(110b) 층(210b) 바로 위에 있을 수 있다. 제 1 전극(206a)은 제 1 압전 재료(110a) 층(210a)에 결합될 수 있고, 제 2 전극(206b)은 제 2 압전 재료(110b) 층(210b)에 결합될 수 있다.

도 3은 3개의 서로 다른 공진기들에 대한 시뮬레이션 결과들의 그래프들(328a-c)을 나타낸다. 각각의 그래프에서는, 주파수(기가헤르츠(㎓) 단위)와 대비하여 어드미턴스의 크기(데시벨(㏈) 단위)가 도표로 표시된다. 첫 번째 그래프(328a)는 단일 압전 재료(110)로서 AlN이 사용된 공진기에 대한 시뮬레이션 결과들을 나타낸다. 두 번째 그래프(328b)는 단일 압전 재료(110)로서 ZnO가 사용된 공진기에 대한 시뮬레이션 결과들을 나타낸다. 세 번째 그래프(328c)는 제 1 압전 재료(110a)로서 AlN이 그리고 제 2 압전 재료(110b)로서 ZnO가 사용된 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)에 대한 시뮬레이션 결과들을 나타낸다.

첫 번째 그래프(328a)에서, 공진 주파수(fs)는 2㎓이고, 품질 계수(Q)(112)는 2000이며, 전기 기계 결합(kt²)(116)은 3%이다. 두 번째 그래프(328b)에서, 공진 주파수(fs)는 2㎓이고, 품질 계수(Q)(112)는 500이며, 전기 기계 결합(kt²)(116)은 8%이다. 따라서 단일 압전 재료(110)로서 AlN이 사용된 공진기는 높은 품질 계수(Q)(112) 및 낮은 전기 기계 결합(kt²)(116)을 갖는 한편, 단일 압전 재료(110)로서 ZnO가 사용된 공진기는 낮은 품질 계수(Q)(112) 및 높은 전기 기계 결합(kt²)(116)을 갖는다. AlN 층과 ZnO 층을 사용하는 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)를 설계함으로써, 2㎓의 공진 주파수, 1500의 복합 품질 계수(Q)(118) 및 5.4%의 복합 전기 기계 결합(kt²)(122)이 달성될 수 있다. 따라서 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)는 높은 복합 품질 계수(Q)(118) 면에서 AlN 공진기의 이점과 높은 복합 전기 기계 결합(kt²)(122) 면에서 ZnO 공진기의 이점을 갖는다.

도 4는 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)를 생성하기 위한 방법(400)의 흐름도이다. 방법(400)은 엔지니어, 기술자 또는 컴퓨터에 의해 수행될 수 있다. 한 구성에서, 방법(400)은 제작 머신에 의해 수행될 수 있다.

횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)에 대해 원하는 품질 계수(Q)(즉, 복합 품질 계수(Q)(118))가 결정될 수 있다(402). 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)에 대해 원하는 전기 기계 결합(kt²)(복합 전기 기계 결합(kt²)(122))이 또한 결정될 수 있다(404). 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)에 대한 제 1 압전 재료(110a) 및 제 2 압전 재료(110b)가 선택될 수 있다(406). 원하는 품질 계수(Q) 및 원하는 전기 기계 결합(kt²)을 갖는 복합 압전 재료(108)를 얻도록 제 1 압전 재료(110a)와 제 2 압전 재료(110b) 간 두께비(124)(또는 체적비(126))가 조정될 수 있다(408). 그 다음, 복합 압전 재료(108)를 사용하여, 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)가 생성될 수 있다(410).

도 5는 본 시스템들 및 방법들에서 사용하기 위한 다른 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(504)를 나타낸다. 도 5의 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(504)는 도 1의 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)의 한 구성일 수 있다. 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(504)는 제 1 압전 재료(110a)(ZnO 또는 PZT) 층(510a) 및 제 2 압전 재료(110b)(AlN) 층(510b)을 포함하는 복합 압전 재료(508)를 포함할 수 있다.

제 1 압전 재료(110a) 층(510a)은 접지(GND) 층을 통해 제 2 압전 재료(110b) 층(510b)에 결합될 수 있다. 다수의 입력 및 출력 전극들(506a-d)이 제 1 압전 재료(110a) 층(510a)에 결합될 수 있다. 다수의 입력 및 출력 전극들(506e-h)이 또한 제 2 압전 재료(110b) 층(510b)에 결합될 수 있다.

제 1 압전 재료(110a) 층(510a)은 T1(530a)의 두께를 가질 수 있고, 제 2 압전 재료(110b) 층(510b)은 T2(530b)의 두께를 가질 수 있다. 두께 T1(530a)과 두께 T2(530b) 간의 비(124)를 조정함으로써, 복합 압전 재료(508)의 복합 품질 계수(Q)(118) 및 복합 전기 기계 결합(kt²)(122)이 조정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 압전 재료(110a)가 높은 품질 계수(Q)(112a)를 갖지만 낮은 전기 기계 결합(kt²)(116)을 갖고, (복합 전기 기계 결합(kt²)(122)을 희생하면서) 더 높은 복합 품질 계수(Q)(118)가 요구된다면, 두께 T2(530b)에 대해 두께 T1(530a)가 증가될 수 있다.

도 6은 본 시스템들 및 방법들에서 사용하기 위한 또 다른 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(604)를 나타낸다. 도 6의 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(604)는 도 1의 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)의 한 구성일 수 있다. 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(604)는 제 1 압전 재료(110a)(AlN) 층(610a) 및 제 2 압전 재료(110b)(ZnO 또는 PZT) 층(610b)을 포함하는 복합 압전 재료(608)를 포함할 수 있다.

제 1 압전 재료(110a) 층(610a)은 제 2 압전 재료(110b) 층(610b)에 결합될 수 있다. 제 1 전극(606a)은 제 1 압전 재료(110a) 층(610a)에 결합될 수 있고, 제 2 전극(606b)은 제 2 압전 재료(110b) 층(610b)에 결합될 수 있다.

제 1 압전 재료(110a)는 제 1 체적을 가질 수 있고, 제 2 압전 재료(110b)는 제 2 체적을 가질 수 있다. 제 1 체적과 제 2 체적 간의 비(126)를 조정함으로써, 복합 압전 재료(608)의 복합 품질 계수(Q)(118) 및 복합 전기 기계 결합(kt²)(122)이 조정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 압전 재료(110a)가 높은 품질 계수(Q)(112a)를 갖지만 낮은 전기 기계 결합(kt²)(116a)을 갖고, (복합 전기 기계 결합(kt²)(122)을 희생하면서) 더 높은 복합 품질 계수(Q)(118)가 요구된다면, 제 2 체적에 대해 제 1 체적이 증가될 수 있다.

도 7은 압전 재료(110)의 3개의 수직 층들(710a-c)을 가진, 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(704)를 나타내는 블록도이다. 도 7의 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(704)는 도 1의 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)의 한 구성일 수 있다. 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(704)는 제 1 압전 재료(110a)의 제 1 층(710a), 제 2 압전 재료(110b) 층(710b) 및 제 1 압전 재료(110a)의 제 2 층(710c)을 포함하는 복합 압전 재료(708)를 포함할 수 있다. 제 2 압전 재료(110b) 층(710b)은 제 1 압전 재료(110a)의 제 1 층(710a)과 제 1 압전 재료(110a)의 제 2 층(710c) 사이에 끼워질 수 있다(즉, 제 1 압전 재료(110a)의 제 1 층(710a)은 제 2 압전 재료(110b) 층(710b) 바로 위에 있을 수 있고, 제 1 압전 재료(110a)의 제 2 층(710c)은 제 2 압전 재료(110b) 층(710b) 바로 아래에 있을 수 있다). 제 1 전극(706a)은 제 1 압전 재료(110a)의 제 1 층(710a)에 결합될 수 있다. 제 2 전극(706b)은 제 1 압전 재료(110a)의 제 2 층(710c)에 결합될 수 있다.

제 1 압전 재료(110a)는 (제 1 압전 재료(110a)의 제 1 층(710a)과 제 1 압전 재료(110a)의 제 2 층(710c) 모두로부터의) 제 1 체적을 가질 수 있고, 제 2 압전 재료(110b)는 (제 2 압전 재료(110b) 층(710b)으로부터의) 제 2 체적을 가질 수 있다. 제 1 체적과 제 2 체적 간의 비(126)를 조정함으로써, 복합 압전 재료(708)의 복합 품질 계수(Q)(118) 및 복합 전기 기계 결합(kt²)(122)이 조정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 압전 재료(110a)가 높은 품질 계수(Q)(112a)를 갖지만 낮은 전기 기계 결합(kt²)(116a)을 갖고, (복합 전기 기계 결합(kt²)(122)을 희생하면서) 더 높은 복합 품질 계수(Q)(118)가 요구된다면, 제 2 체적에 대해 제 1 체적이 증가될 수 있다.

도 8은 압전 재료(110)의 4개의 수평 층들(810a-d)을 갖는, 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(804)를 나타내는 블록도이다. 도 8의 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(804)는 도 1의 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(104)의 한 구성일 수 있다. 횡진동형 초소형 전기 기계 시스템(MEMS) 복합 공진기(804)는 제 1 압전 재료(110a) 및 제 2 압전 재료(110b)를 포함하는 복합 압전 재료(808)를 포함할 수 있다.

한 구성에서, 복합 압전 재료(808)는 제 1 압전 재료 제 1 층(810a), 제 2 압전 재료 제 1 층(810b), 제 1 압전 재료 제 2 층(810c) 및 제 2 압전 재료 제 2 층(810d)을 포함할 수 있다. 제 2 압전 재료 제 1 층(810b)은 제 1 압전 재료 제 1 층(810a)과 제 1 압전 재료 제 2 층(810c) 사이에 끼워질 수 있다. 제 1 압전 재료 제 2 층(810c)은 제 2 압전 재료 제 1 층(810b)과 제 2 압전 재료 제 2 층(810d) 사이에 끼워질 수 있다.

제 1 전극(806a)이 제 1 압전 재료 제 1 층(810a), 제 2 압전 재료 제 1 층(810b), 제 1 압전 재료 제 2 층(810c) 및 제 2 압전 재료 제 2 층(810d) 상부에 결합될 수 있다. 제 2 전극(806b)이 제 1 압전 재료 제 1 층(810a), 제 2 압전 재료 제 1 층(810b), 제 1 압전 재료 제 2 층(810c) 및 제 2 압전 재료 제 2 층(810d) 하부에 결합될 수 있다.

제 1 압전 재료(110a)는 (제 1 압전 재료 제 1 층(810a)과 제 1 압전 재료 제 2 층(810c) 모두로부터의) 제 1 체적을 가질 수 있고, 제 2 압전 재료(110b)는 (제 2 압전 재료 제 1 층(810c)과 제 2 압전 재료 제 2 층(810d) 모두로부터의) 제 2 체적을 가질 수 있다. 제 1 체적과 제 2 체적 간의 비(126)를 조정함으로써, 복합 압전 재료(808)의 복합 품질 계수(Q)(118) 및 복합 전기 기계 결합(kt²)(122)이 조정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 압전 재료(110a)가 높은 전기 기계 결합(kt²)(116a)을 갖지만 낮은 품질 계수(Q)(112a)를 갖고, (복합 품질 계수(Q)(118)를 희생하면서) 더 높은 복합 전기 기계 결합(kt²)(122)이 요구된다면, 제 2 체적에 대해 제 1 체적이 증가될 수 있다.

도 9는 전자 디바이스/무선 디바이스(902) 내에 포함될 수 있는 특정 컴포넌트들을 나타낸다. 전자 디바이스/무선 디바이스(902)는 액세스 단말, 이동국, 무선 통신 디바이스, 기지국, 노드 B, 핸드헬드 전자 디바이스 등일 수 있다. 전자 디바이스/무선 디바이스(902)는 프로세서(903)를 포함한다. 프로세서(903)는 범용 단일- 또는 다중-칩 마이크로프로세서(예를 들어, ARM), 특수 목적용 마이크로프로세서(예를 들어, 디지털 신호 프로세서(DSP: digital signal processor)), 마이크로컨트롤러, 프로그래밍 가능한 게이트 어레이 등일 수 있다. 프로세서(903)는 중앙 처리 유닛(CPU: central processing unit)으로 지칭될 수도 있다. 도 9의 전자 디바이스/무선 디바이스(902)에는 단지 단일 프로세서(903)가 도시되지만, 대안적인 구성에서는 프로세서들(예를 들어, ARM과 DSP)의 결합이 사용될 수 있다.

전자 디바이스/무선 디바이스(902)는 또한 메모리(905)를 포함한다. 메모리(905)는 전자 정보를 저장할 수 있는 임의의 전자 컴포넌트일 수 있다. 메모리(905)는 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory), 판독 전용 메모리(ROM: read-only memory), 자기 디스크 저장 매체, 광 저장 매체, RAM의 플래시 메모리 디바이스들, 프로세서에 포함된 온 보드(on-board) 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들 등(이들의 결합들을 포함함)으로서 구현될 수 있다.

데이터(909a) 및 명령들(907a)이 메모리(905)에 저장될 수 있다. 명령들(907a)은 본 명세서에 개시된 방법들을 구현하도록 프로세서(903)에 의해 실행 가능할 수 있다. 명령들(907a)의 실행은 메모리(905)에 저장된 데이터(909a)의 사용을 수반할 수 있다. 프로세서(903)가 명령들(907a)을 실행할 때, 명령들(907b)의 다양한 부분들이 프로세서(903) 상에 로딩될 수 있고, 데이터(909b)의 다양한 부분(piece)들이 프로세서(903) 상에 로딩될 수 있다.

전자 디바이스/무선 디바이스(902)는 또한 전자 디바이스/무선 디바이스(902)로의 그리고 전자 디바이스/무선 디바이스(902)로부터의 신호들의 전송 및 수신을 가능하게 하도록 송신기(911) 및 수신기(913)를 포함할 수 있다. 송신기(911)와 수신기(913)는 총칭하여 트랜시버(915)로 지칭될 수 있다. 안테나(917)가 트랜시버(915)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전자 디바이스/무선 디바이스(902)는 또한 (도시되지 않은) 다수의 송신기들, 다수의 수신기들, 다수의 트랜시버들 및/또는 다수의 안테나들을 포함할 수 있다.

전자 디바이스/무선 디바이스(902)는 디지털 신호 프로세서(DSP)(921)를 포함할 수 있다. 전자 디바이스/무선 디바이스(902)는 또한 통신 인터페이스(923)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(923)는 사용자가 전자 디바이스/무선 디바이스(902)와 상호 작용하게 할 수 있다.

전자 디바이스/무선 디바이스(902)의 다양한 컴포넌트들은 전력 버스, 제어 신호 버스, 상태 신호 버스, 데이터 버스 등을 포함할 수 있는 하나 또는 그보다 많은 버스들에 의해 서로 연결될 수 있다. 명확하게 하기 위해, 다양한 버스들은 도 9에서 버스 시스템(919)으로서 예시된다.

본 명세서에서 설명된 기술들은 직교 다중화 방식을 기반으로 하는 통신 시스템들을 포함하여 다양한 통신 시스템들에 사용될 수 있다. 이러한 통신 시스템들의 예들은, 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템들, 단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA: Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) 시스템들 등을 포함한다. OFDMA 시스템은 전체 시스템 대역폭을 다수의 직교 부반송파들로 분할하는 변조 기술인 직교 주파수 분할 다중화(OFDM: orthogonal frequency division multiplexing)를 이용한다. 이러한 부반송파들은 또한 톤들, 빈들 등으로 지칭될 수도 있다. OFDM에 따라, 각각의 부반송파는 데이터로 독립적으로 변조될 수 있다. SC-FDMA 시스템은 시스템 대역폭에 걸쳐 분산된 부반송파들을 통해 전송하도록 인터리빙된 FDMA(IFDMA: interleaved FDMA)를, 인접한 부반송파들의 한 블록을 통해 전송하도록 로컬화된 FDMA(LFDMA: localized FDMA)를, 또는 인접한 부반송파들의 다수의 블록들을 통해 전송하도록 확장된 FDMA(EFDMA: enhanced FDMA)를 이용할 수 있다. 일반적으로, 변조 심벌들은 주파수 도메인에서는 OFDM에 따라 그리고 시간 도메인에서는 SC-FDMA에 따라 전송된다.

"결정"이라는 용어는 광범위한 동작들을 포괄하며, 따라서 "결정"은 계산, 컴퓨팅, 처리, 유도, 연구, 조사(예를 들어, 표, 데이터베이스 또는 다른 데이터 구조의 조사), 확인 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정"은 수신(예를 들어, 정보의 수신), 액세스(예를 들어, 메모리 내의 데이터에 액세스) 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정"은 해결, 선택, 선출, 설정 등을 포함할 수 있다.

"기초로"라는 구절은 특별히 달리 명시되지 않는 한 "~만을 기초로"를 의미하는 것이 아니다. 즉, "기초로"라는 구절은 "~만을 기초로"와 "적어도 ~을 기초로" 모두를 설명한다.

"프로세서"라는 용어는 범용 프로세서, 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 제어기, 마이크로컨트롤러, 상태 머신 등을 포괄하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 일부 상황들에서, "프로세서"는 주문형 집적 회로(ASIC: application specific integrated circuit), 프로그래밍 가능 로직 디바이스(PLD: programmable logic device), 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA: field programmable gate array) 등을 의미할 수도 있다. "프로세서"라는 용어는 처리 디바이스들의 결합, 예를 들어 DSP와 마이크로프로세서의 결합, 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 또는 그보다 많은 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성을 의미할 수도 있다.

"메모리"라는 용어는 전자 정보를 저장할 수 있는 임의의 전자 컴포넌트를 포괄하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 메모리라는 용어는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(NVRAM: non-volatile random access memory), 프로그래밍 가능 판독 전용 메모리(PROM: programmable read-only memory), 소거 가능한 프로그래밍 가능 판독 전용 메모리(EPROM: erasable programmable read only memory), 전기적으로 소거 가능한 PROM(EEPROM: electrically erasable PROM), 플래시 메모리, 자기 또는 광 데이터 저장소, 레지스터 등과 같은 다양한 타입들의 프로세서 판독 가능 매체를 의미할 수 있다. 메모리는 프로세서가 메모리로부터 정보를 판독할 수 있고 그리고/또는 메모리에 정보를 기록할 수 있다면 프로세서와 전자 통신한다고 한다. 프로세서에 통합된 메모리는 프로세서와 전자 통신한다.

"명령들" 및 "코드"라는 용어들은 임의의 타입의 컴퓨터 판독 가능 명령문(들)을 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 예를 들어, "명령들" 및 "코드"라는 용어들은 하나 또는 그보다 많은 프로그램들, 루틴들, 서브루틴들, 함수들, 프로시저들 등을 의미할 수 있다. "명령들" 및 "코드"는 단일 컴퓨터 판독 가능 명령문 또는 다수의 컴퓨터 판독 가능 명령문들을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 설명된 기능들은 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 기능들은 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 하나 또는 그보다 많은 명령들로서 저장될 수 있다. "컴퓨터 판독 가능 매체" 또는 "컴퓨터 프로그램 물건"이라는 용어들은 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스 가능한 임의의 유형 저장 매체를 의미한다. 한정이 아닌 예시로, 컴퓨터 판독 가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM이나 다른 광 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 명령들이나 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드를 전달하거나 저장하는데 사용될 수 있으며 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 것과 같은 디스크(disk 및 disc)는 콤팩트 디스크(CD: compact disc), 레이저 디스크(laser disc), 광 디스크(optical disc), 디지털 다기능 디스크(DVD: digital versatile disc), 플로피 디스크(floppy disk) 및 블루레이^® 디스크(Blu-ray^® disc)를 포함하며, 여기서 디스크(disk)들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하는 한편, 디스크(disc)들은 데이터를 레이저들에 의해 광학적으로 재생한다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 실재하며 비-일시적일 수 있다는 점이 주목되어야 한다. "컴퓨터 프로그램 물건"이라는 용어는 컴퓨팅 디바이스 또는 프로세서에 의해 실행, 처리 또는 계산될 수 있는 코드 또는 명령들(예를 들어, "프로그램")과 결합한 컴퓨팅 디바이스 또는 프로세서를 의미한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "코드"라는 용어는 컴퓨팅 디바이스 또는 프로세서에 의해 실행 가능한 소프트웨어, 명령들, 코드 또는 데이터를 의미할 수 있다.

본 명세서에 개시된 방법들은 설명된 방법을 달성하기 위한 하나 또는 그보다 많은 단계들 또는 동작들을 포함한다. 방법 단계들 및/또는 동작들은 청구항들의 범위를 벗어나지 않으면서 서로 교환될 수 있다. 즉, 설명되고 있는 방법의 적절한 동작을 위해 단계들 또는 동작들의 특정 순서가 요구되지 않는 한, 특정 단계들 및/또는 동작들의 순서 및/또는 사용은 청구항들의 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있다.

또한, 도 4로 예시된 것들과 같이, 본 명세서에서 설명된 방법들 및 기술들을 수행하기 위한 모듈들 및/또는 다른 적절한 수단은 디바이스에 의해 다운로드될 수 있고 그리고/또는 이와 달리 획득될 수 있다고 인식되어야 한다. 예를 들어, 디바이스는 서버에 연결되어 본 명세서에서 설명된 방법들을 수행하기 위한 수단의 전달을 가능하게 할 수 있다. 대안으로, 본 명세서에서 설명된 다양한 방법들은, 디바이스가 저장 수단(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 콤팩트 디스크(CD)나 플로피 디스크와 같은 물리적 저장 매체 등)을 디바이스에 연결 또는 제공할 때 다양한 방법들을 얻을 수 있도록, 이러한 저장 수단을 통해 제공될 수 있다.

청구항들은 위에서 예시된 정확한 구성 및 컴포넌트들로 한정되지는 않는다고 이해되어야 한다. 본 명세서에서 설명된 시스템들, 방법들 및 장치들의 배치, 동작 및 세부사항들에 대해 청구항들의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형들, 변경들 및 개조들이 이루어질 수 있다.

Claims

공진기로서,
다수의 전극들; 및
제 2 압전 재료의 적어도 하나의 층에 접지 층을 통해 결합된 제 1 압전 재료의 적어도 하나의 층을 포함하는 복합 압전 재료 ― 상기 제 1 압전 재료 및 상기 제 2 압전 재료는 상이한 압전 재료들이고, 상기 복합 압전 재료의 하부에 적어도 하나의 전극이 결합되고, 상기 복합 압전 재료의 상부에 적어도 하나의 전극이 결합됨 ―
를 포함하고,
상기 공진기는 횡진동형(laterally vibrating) 초소형 전기 기계 시스템 복합 공진기인,
공진기.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 압전 재료는 제 1 품질 계수 및 제 1 전기 기계 결합을 포함하고,
상기 제 2 압전 재료는 제 2 품질 계수 및 제 2 전기 기계 결합을 포함하는,
공진기.
제 3 항에 있어서,
상기 복합 압전 재료는 복합 품질 계수 및 복합 전기 기계 결합을 포함하고,
상기 복합 품질 계수 및 상기 복합 전기 기계 결합은 상기 복합 압전 재료에서 상기 제 1 압전 재료와 상기 제 2 압전 재료 간 체적비에 좌우되는,
공진기.
제 3 항에 있어서,
상기 복합 압전 재료는 복합 품질 계수 및 복합 전기 기계 결합을 포함하고,
상기 복합 품질 계수 및 상기 복합 전기 기계 결합은 상기 복합 압전 재료에서 상기 제 1 압전 재료의 제 1 층의 제 1 두께와 상기 제 2 압전 재료의 제 1 층의 제 2 두께 간 두께비에 좌우되는,
공진기.
제 1 항에 있어서,
상기 복합 압전 재료는,
상기 제 1 압전 재료의 제 1 층; 및
상기 제 2 압전 재료의 제 1 층을 포함하는,
공진기.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 압전 재료의 상기 제 1 층은 상기 제 2 압전 재료의 상기 제 1 층의 상부에 적층되는,
공진기.
제 7 항에 있어서,
상기 복합 압전 재료는 상기 제 1 압전 재료의 제 2 층을 더 포함하고,
상기 제 2 압전 재료의 상기 제 1 층은 상기 제 1 압전 재료의 상기 제 2 층의 상부에 적층되는,
공진기.
제 8 항에 있어서,
상기 복합 압전 재료는 상기 제 2 압전 재료의 제 2 층을 더 포함하고,
상기 제 1 압전 재료의 상기 제 2 층은 상기 제 2 압전 재료의 상기 제 2 층의 상부에 적층되는,
공진기.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 압전 재료의 상기 제 1 층은 상기 제 2 압전 재료의 상기 제 1 층과 나란히 적층되고,
제 1 전극은 상기 제 1 압전 재료의 상기 제 1 층과 상기 제 2 압전 재료의 상기 제 1 층 모두의 상부에 결합되고,
제 2 전극은 상기 제 1 압전 재료의 상기 제 1 층과 상기 제 2 압전 재료의 상기 제 1 층 모두의 하부에 결합되는,
공진기.
제 10 항에 있어서,
상기 복합 압전 재료는 상기 제 1 압전 재료의 제 2 층을 더 포함하고,
상기 제 1 압전 재료의 제 1 층과 상기 제 1 압전 재료의 제 2 층 사이에 상기 제 2 압전 재료의 제 1 층이 끼워지는,
공진기.
제 11 항에 있어서,
상기 복합 압전 재료는 상기 제 2 압전 재료의 제 2 층을 더 포함하고,
상기 제 2 압전 재료의 제 1 층과 상기 제 2 압전 재료의 제 2 층 사이에 상기 제 1 압전 재료의 제 2 층이 끼워지는,
공진기.
제 1 항에 있어서,
상기 복합 압전 재료는 하나 또는 그보다 많은 입력 전극들로부터의 입력 신호들을 기계적 진동들로 변환하고,
상기 기계적 진동들은 하나 또는 그보다 많은 출력 전극들로부터의 출력 신호로 변환되는,
공진기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 압전 재료는 질화알루미늄이고,
상기 제 2 압전 재료는 산화아연인,
공진기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 압전 재료는 질화알루미늄이고,
상기 제 2 압전 재료는 티탄산 지르콘산 연인,
공진기.
제 1 항에 있어서,
상기 복합 압전 재료는 광대역 필터 애플리케이션들에서 사용하기 위해 충분히 높은 복합 품질 계수 및 복합 전기 기계 결합을 갖는,
공진기.
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