KR102290079B1 - 탄성파 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

판파 S0모드를 이용하고 있고, 저손실의 탄성파 장치를 제공한다.
지지 기판(2) 상에 직접적 또는 간접적으로 마련된, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체(5)와, 압전체(5) 상에 직접적 또는 간접적으로 마련된 IDT 전극(6)을 포함하고, IDT 전극(6)의 전극지 피치로 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 했을 때에 압전체(5)의 두께가 1λ 이하이며, 압전체(5)에서 전파하는 판파 S0모드를 이용하고 있고, 상기 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°±10°, θ, 90°±10°)이며, 단, θ가 0° 이상, 180° 이하인, 탄성파 장치(1).

Description

탄성파 장치
본 발명은 판파 S0모드의 탄성파를 이용한 탄성파 장치에 관한 것이다.
하기의 특허문헌 1에는 판파를 이용한 탄성파 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 탄성파 장치에서는 지지 기판 상에 음향 반사층을 사이에 두고 얇은 압전체가 적층되어 있다. 압전체 상에 IDT 전극이 마련되어 있다. 특허문헌 1에서는 압전체로서 니오브산리튬을 사용하고, 판파로서 S0모드를 이용하는 경우에는 니오브산리튬의 오일러 각을 (90°, 90°, 25°~40°)로 하는 것이 바람직하다고 기재되어 있다.
WO2012/086441 A1
특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은, 판파 S0모드의 탄성파를 이용한 탄성파 장치에서 오일러 각을 (90°, 90°, 25°~40°)로 한 경우, 파워 플로우 각의 영향에 의해, 손실이 커지는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은 판파 S0모드의 탄성파를 이용한 탄성파 장치에서 손실을 작게 하는 것에 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치는 지지 기판과, 상기 지지 기판 상에 직접적 또는 간접적으로 마련된 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체와, 상기 압전체 상에 직접적 또는 간접적으로 마련된 IDT 전극을 포함하고, 상기 압전체를 전파하는 판파 S0모드를 이용하며, 상기 압전체의 두께는 상기 IDT 전극의 전극지(電極指) 피치로 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 했을 때에, 1λ 이하이고, 상기 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°±10°, θ, 90°±10°)이며, 상기 오일러 각의 θ가 0°이상, 180° 이하의 범위 내에 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치에서는 바람직하게는, 상기 오일러 각의 θ는 7° 이상, 66° 이하의 범위 내이다. 이 경우에는 판파 S0모드의 전기기계결합 계수를 크게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치에서는 바람직하게는, 상기 압전체의 두께를 상기 탄성파의 파장 λ로 규격화한 두께를 TLN, 상기 IDT 전극의 막 두께를 상기 탄성파의 파장 λ로 규격화한 두께를 T, 상기 IDT 전극을 구성하는 금속의 밀도를 ρ, Al의 밀도를 ρAl로 하고, 상기 IDT 전극을 구성하는 금속과 Al의 밀도비를 r=ρ/ρAl로 한 경우, T×r이 하기 식(1)을 충족한다.
T×r≥0.1821×TLN 2+0.1055×TLN+0.0082 식(1)
이 경우에는 스퓨리어스(spurious)의 위치를 필요한 대역 밖으로 시프트할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치에서는 바람직하게는, 상기 오일러 각의 θ가 67° 이상, 104° 이하의 범위 내에 있다. 이 경우에는 스퓨리어스가 되는 모드의 전기기계결합 계수를 작게 할 수 있다.
본 발명에서는 바람직하게는, 상기 압전체의 두께를 상기 탄성파의 파장 λ로 규격화한 두께를 TLN, 상기 IDT 전극의 막 두께를 상기 탄성파의 파장 λ로 규격화한 두께를 T, 상기 IDT 전극을 구성하는 금속의 밀도를 ρ, Al의 밀도를 ρAl로 하고, 상기 IDT 전극을 구성하는 금속과 Al의 밀도비를 r=ρ/ρAl로 한 경우, T×r이 하기의 식(2)를 충족한다.
T×r≥0.5902×TLN 2-0.2133×TLN+0.0248 식(2)
이 경우에는 스퓨리어스의 위치를 필요한 대역 밖으로 시프트할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치에서는 바람직하게는, 상기 오일러 각의 θ가 116° 이상, 137° 이하의 범위 내에 있다. 이 경우에는 판파 S0모드의 전기기계결합 계수를 높일 수 있다.
본 발명에서는 바람직하게는, 상기 압전체의 두께를 상기 탄성파의 파장 λ로 규격화한 두께를 TLN, 상기 IDT 전극의 막 두께를 상기 탄성파의 파장 λ로 규격화한 두께를 T, 상기 IDT 전극을 구성하는 금속의 밀도를 ρ, Al의 밀도 ρAl로 하고, 상기 IDT 전극을 구성하는 금속과 Al의 밀도비를 r=ρ/ρAl로 한 경우, T×r이 하기의 식(3)을 충족한다.
T×r≥0.6307×TLN 2-0.0858×TLN+0.0110 식(3)
이 경우에는 스퓨리어스의 위치를 필요한 대역 밖으로 시프트할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치에서는 판파 S0모드를 압전체에 가두도록 압전체가 지지되어 있는 한, 압전체의 지지 구조는 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 어느 특정 국면에서는 상기 지지 기판과 상기 압전체 사이가, 평면에서 본 경우에 상기 IDT 전극이 마련되는 위치에 공동(空洞)을 가지고 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는 상기 지지 기판은, 상기 압전체를 전파하는 탄성파의 음속보다도 전파하는 벌크파의 음속이 고음속인 고음속 재료로 이루어진다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는 상기 지지 기판과 상기 압전체 사이에 적층되고, 상기 압전체를 전파하는 탄성파의 음속보다도 전파하는 벌크파의 음속이 고음속인 고음속 재료로 이루어지는 층을 추가로 포함한다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는 상기 고음속 재료와 상기 압전체 사이에 적층되고, 상기 압전체를 전파하는 탄성파보다도 전파하는 벌크파의 음속이 낮은 저음속 재료층이 추가로 포함되어 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는 상기 지지 기판과 상기 압전체 사이에 마련되고, 상기 압전체를 지지하는 음향 반사층을 추가로 포함하며, 상기 음향 반사층은 음향 임피던스가 상대적으로 낮은 저음향 임피던스층과 음향 임피던스가 상대적으로 높은 고음향 임피던스층을 가진다.
본 발명에 의하면, 판파 S0모드의 탄성파를 이용한 탄성파 장치에서 손실을 작게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다.
도 2는 압전체를 전파하는 판파 S0모드를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 실시예 1의 오일러 각의 θ와 파워 플로우 각(PFA)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 비교예 1의 오일러 각의 ψ와 파워 플로우 각(PFA)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예 1의 오일러 각의 θ와, 판파 S0모드 및 스퓨리어스가 되는 모드의 전기기계결합 계수의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시예 2의 탄성파 장치의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
도 7은 실시예 3의 탄성파 장치의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
도 8은 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 30°, 90°)이고, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.10λ인 경우의 Al막 두께와, 공진 주파수(Fr), 스톱 밴드(stop band) 상단의 주파수(SB) 및 반공진 주파수(Fa)에서의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 30°, 90°)이고, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.20λ인 경우의 Al막 두께와, 공진 주파수(Fr), 스톱 밴드 상단의 주파수(SB) 및 반공진 주파수(Fa)에서의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 30°, 90°)이고, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.30λ인 경우의 Al막 두께와, 공진 주파수(Fr), 스톱 밴드 상단의 주파수(SB) 및 반공진 주파수(Fa)에서의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 반공진 주파수(Fa)가 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)와 일치하는 니오브산리튬막 두께와, Al막 두께의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12는 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 90°, 90°)이고, Al막 두께가 0.03λ인 경우의 실시예 4의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
도 13은 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 90°, 90°)이고, Al막 두께가 0.005λ인 경우의 실시예 5의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
도 14는 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 90°, 90°)이고, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.20λ인 경우의 Al막 두께와, 공진 주파수(Fr), 스톱 밴드 상단의 주파수(SB) 및 반공진 주파수(Fa)의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 15는 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 90°, 90°)이고, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.30λ인 경우의 Al막 두께와, 공진 주파수(Fr), 스톱 밴드 상단의 주파수(SB) 및 반공진 주파수(Fa)의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 16은 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 90°, 90°)이고, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.35λ인 경우의 Al막 두께와, 공진 주파수(Fr), 스톱 밴드 상단의 주파수(SB) 및 반공진 주파수(Fa)의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 17은 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 90°, 90°)인 경우의 반공진 주파수(Fa)가 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)와 일치하는 니오브산리튬막 두께와, Al막 두께의 관계를 나타내는 도면이다.
도 18은 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 125°, 90°)이고, Al막 두께가 0.04λ인 실시예 6의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
도 19는 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 125°, 90°)이고, Al막 두께가 0.01λ인 실시예 7의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
도 20은 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 125°, 90°)이고, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.10λ인 경우의 Al막 두께와, 공진 주파수(Fr), 스톱 밴드 상단의 주파수(SB) 및 반공진 주파수(Fa)의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 21은 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 125°, 90°)이고, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.20λ인 경우의 Al막 두께와, 공진 주파수(Fr), 스톱 밴드 상단의 주파수(SB) 및 반공진 주파수(Fa)의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 22는 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 125°, 90°)이고, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.30λ인 경우의 Al막 두께와, 공진 주파수(Fr), 스톱 밴드 상단의 주파수(SB) 및 반공진 주파수(Fa)의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 23은 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°, 125°, 90°)인 경우의 반공진 주파수(Fa)가 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)와 일치하는 니오브산리튬막 두께와, Al막 두께의 관계를 나타내는 도면이다.
도 24는 음향 반사층에서의 적층 수가 3층인 경우의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
도 25는 음향 반사층에서의 적층 수가 4층인 경우의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
도 26은 음향 반사층에서의 적층 수가 7층인 경우의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
도 27은 음향 반사층에서의 적층 수와 임피던스비의 관계를 나타내는 도면이다.
도 28은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 탄성파 장치를 설명하기 위한 모식적 정면 단면도이다.
도 29는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함으로써 본 발명을 분명하게 한다.
한편, 본 명세서에 기재된 각 실시형태는 예시적인 것이며, 다른 실시형태 간에 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능한 것을 지적해 둔다.
(제1 실시형태)
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다. 탄성파 장치(1)에서는 지지 기판(2) 상에 간접적으로 압전체(5)가 적층되어 있다. 한편, 압전체(5)는 지지 기판(2) 상에 직접적으로 적층되어 있어도 된다. 압전체(5) 상에 IDT 전극(6) 및 반사기(7, 8)가 마련되어 있다. IDT 전극(6) 및 반사기(7, 8)는 압전체(5) 상에 직접적으로 적층되어 있는데, 간접적으로 적층되어 있어도 된다. 반사기(7, 8)는 IDT 전극(6)에서의 탄성파 전파방향 양측에 마련되어 있다. 그로써, 1포트형 탄성파 공진자가 구성되어 있다.
IDT 전극(6)의 전극지 피치로 정해지는 파장을 λ로 한다. 압전체(5)는 니오브산리튬으로 이루어지고, 그 두께가 1λ 이하이다. 탄성파 장치(1)는 이 얇은 압전체(5)를 전파하는 판파 S0모드를 이용하고 있다. 본 실시형태의 탄성파 장치(1)에서는 압전체(5)를 구성하고 있는 니오브산리튬의 오일러 각은 (0°, θ, 90°)이다.
한편, 여기서 판파란, 여진(勵振)되는 판파의 파장을 λ로 한 경우에 막 두께 1λ 이하의 압전 박판에 여진되는 다양한 파를 총칭하고 있다. 파가 압전 박판에 집중되어 있는 것이라면, 파를 가두기 위한 수단은 따지지 않는다. 즉, 압전 박판의 하방으로 공동을 가지는, 이른바 멤브레인(membrane) 타입의 지지 구조를 가져도 된다. 또한, 압전 박판 근방에 판파를 반사되는 층이 존재하는 구조, 예를 들면, 특허문헌 1에 나타나있는 바와 같은 음향 반사층이 존재하는 구조나, 판파의 음속보다도 벌크파의 음속이 높은 매질 즉, 후술할 고음속 재료를 배치함으로써 탄성파를 전체 반사시키는 구조여도 된다.
도 2는 압전체(5)를 전파하는 판파 S0모드를 설명하기 위한 모식도이다. 판파 S0모드에서는 압전체(5)에서 변위의 주성분이 화살표로 나타내는 바와 같이 탄성파의 전파방향에 평행한 방향이면서 압전체(5)의 두께방향으로 마디를 가지지 않는다.
한편, 본원에서 사용하는 니오브산리튬에서는 판파 S0모드는 음속이 6000~7000m/s 부근에서 여진된다. 여기서 음속이란, 탄성파가 여진되는 주파수와 탄성파의 파장의 곱으로 나타내진다. 탄성파가 여진되는 주파수란, 탄성파 장치가 동작하는 주파수이다. 탄성파 장치가 동작하는 주파수란, 예를 들면 대역통과형 필터(Band-pass Filter)의 경우는 통과 대역이 되는 주파수이고, 탄성파 저지형 필터(Band-elimination Filter)의 경우는 저지 대역이 되는 주파수이며, 탄성파 공진자의 경우는 공진 주파수가 된다.
또한, 탄성파의 파장이란, 탄성파 장치에서 압전체(5)의 표면에 형성되어 있는 IDT 전극의 전극지 피치로 정해지는 길이이다. 즉, 다른 전위에 접속되는 서로 이웃하는 전극지간의 중심간 거리가 λ/2가 된다. 따라서, λ는 동(同) 전위에 접속되는 가장 가까운 전극지간의 중심간 거리가 된다. 하나의 IDT 전극 내에서 전극지의 피치가 변화하고 있는 경우는 그 IDT 전극 내의 피치의 평균을 고려하여 λ가 결정된다.
한편, 탄성파 장치에서 사용되고 있는 압전체(5)가 니오브산리튬이며, 상기에 의해 구해진 탄성파가 여진되는 주파수와 탄성파의 파장의 곱이 6000~7000m/s이면, 그 탄성파 장치는 판파 S0모드를 사용하고 있다고 인정된다.
지지 구조(4)는 판파 S0모드를 압전체(5)에 가두도록 구성되어 있다. 지지 구조(4)는 본 실시형태에서는 지지 기판(2)과, 지지 기판(2) 상에 적층된 음향 반사층(3)을 가진다. 음향 반사층(3) 상에 압전체(5)가 적층되어 있다. 음향 반사층(3)은 음향 임피던스가 상대적으로 낮은 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e)과 음향 임피던스가 상대적으로 높은 고음향 임피던스층(3b, 3d)을 가진다. 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e)과 고음향 임피던스층(3b, 3d)은 두께방향에서 교대로 적층되어 있다.
본 실시형태에서는 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e)은 SiO2(산화규소)로 이루어진다. 고음향 임피던스층(3b, 3d)은 Pt(백금)로 이루어진다. 물론, 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e) 및 고음향 임피던스층(3b, 3d)의 재료는 이에 한정되지 않고, 상기 음향 임피던스의 상대적인 대소 관계를 충족하는 한, 적절한 재료를 사용할 수 있다.
한편, 지지 기판(2)은 Si(실리콘)로 이루어진다. 지지 기판(2)에 대해서도 상기 음향 반사층(3)을 지지할 수 있는 한, 적절한 재료를 사용하여 구성될 수 있다.
(제2 실시형태)
도 28을 참조하여 제2 실시형태의 탄성파 장치를 설명한다. 도 28에 나타내는 제2 실시형태의 탄성파 장치(11)에서는 지지 기판(4A)에 공동(11a)이 마련되어 있다. 압전체(5)는 상기 압전체(5)의 하방에 공동(11a)이 존재하도록, 지지 기판(4A)에 의해 지지되어 있다. 따라서, 압전체(5)의 하방에 공동(11a)이 마련되어 있기 때문에 압전체(5)에서 여진된 판파 S0모드가 압전체(5)에 갇히게 된다.
(제3 실시형태)
도 29에 나타내는 제3 실시형태의 탄성파 장치(21)에서는, 지지 기판(4B)은 압전체(5)를 전파하는 탄성파의 음속보다도, 전파하는 벌크파의 음속이 고음속인 고음속 재료층으로 이루어진다. 이와 같이, 고음속 재료층으로 이루어지는 지지 기판(4B)을 이용한 경우에 판파 S0모드를 압전체(5)에 가두고, 압전체(5) 내에 그 에너지를 집중시킬 수 있다.
탄성파 장치(21)에서는 지지 기판(4B)은 고음속 재료에 의해 구성되어 있었지만, 도 29에 파선으로 나타내는 바와 같이 저음속 재료층(22)을 압전체(5)와 고음속 재료 사이에 마련해도 된다. 저음속 재료층(22)이란, 판파 S0모드의 음속보다도, 전파하는 벌크파의 음속이 저속인 저음속 재료로 이루어지는 층이다.
또한, 도 29에 일점쇄선으로 나타내는 고음속 재료층(23)을 지지 기판(4B)과 저음속 재료층(22) 사이에 추가로 마련해도 된다. 이 경우, 지지 기판(4B)은 고음속 재료 이외의 재료로 구성되어 있어도 된다.
상기 고음속 재료나 저음속 재료는 상기 음속관계를 충족하는 한 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, SiO2, SiON 등의 유전체에 의해 저음속 재료층을 형성할 수 있다. 또한, 고음속 재료층에 대해서는 Al2O3, SiN, AlN, SiC, 다이아몬드 라이크 카본, 다이아몬드 등의 유전체, 금속 또는 반도체 등을 사용하여 형성할 수 있다.
더욱이, 복수개의 저음속 재료층과 복수개의 고음속 재료층을 각 층을 교대로 적층해도 된다. 즉, 저음속 재료층 및 고음속 재료층의 적층 수에 대해서도 특별히 한정되지 않는다.
(실시예 1 및 비교예 1)
이하와 같이 하여, 제1 실시형태의 실시예로서의 실시예 1과, 비교예 1의 탄성파 장치를 제작하고, 파워 플로우 각을 구했다.
여기서, 임의의 오일러 각(φ, θ, ψ)에서의 파워 플로우 각(PFA)은 어느 전파 각 ψ에서의 탄성파의 위상 속도 Vψ, 및 ψ로부터 미소(微小)한 각도 δ(rad)만큼 어긋난 각도 ψ-δ, ψ+δ에서의 탄성파의 위상 속도 Vψ-δ, Vψ+δ에 의해, 이하의 식에 따라 구했다.
PFA=tan-1((Vψ+δ-Vψ-δ)/(2×Vψ×δ))
실시예 1에서는 IDT 전극을 Al로 구성하고, Al막 두께를 0.05λ로 했다. IDT 전극의 듀티비는 0.50으로 했다. 압전체(5)의 두께는 0.2λ로 했다. 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e)의 두께는 0.14λ로 하고, 고음향 임피던스층(3b, 3d)의 두께는 0.09λ로 했다. 실시예 1에서, 오일러 각의 (0°, θ, 90°)에서의 θ를 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150° 또는 180°로 하고, 복수 종류의 탄성파 장치를 제작했다. 이 탄성파 장치에서의 오일러 각의 θ와 파워 플로우 각(PFA)의 관계를 도 3에 나타낸다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 오일러 각이 (0°, θ, 90°)에서, θ의 값의 여하에 관계 없이, 파워 플로우 각은 0°이었다.
비교예 1로서, 니오브산리튬의 오일러 각을 (90°, 90°, ψ)로 하고, ψ를 25° 이상, 44° 이하의 범위에서 변화시키고, 그 밖에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 복수개의 탄성파 장치를 제작했다. 이 비교예 1에서의 오일러 각의 ψ와 파워 플로우 각(PFA)의 관계를 도 4에 나타낸다. 도 4로부터 분명한 바와 같이, 비교예 1에서는 ψ=37° 부근에서, 파워 플로우 각(PFA)은 0°가 된다. 그러나 그 이외의 영역에서는 파워 플로우 각(PFA)의 절대값이 커진다. 따라서, 비교예 1의 탄성파 장치에서는 ψ=37° 이외인 경우에, 파워 플로우 각(PFA)이 0°로 되어 있지 않다. 그 때문에, 탄성파의 에너지가 전파하는 방향이 IDT 전극의 전극지와 직교하는 방향과 어긋나기 때문에 손실이 증대된다. 이에 반하여, 실시예 1에서는 전술한 바와 같이, 오일러 각 (0°, θ, 90°)에서 θ가 어떠한 값인 경우에도 파워 플로우 각(PFA)이 0°로 되어 있는 것을 알 수 있다. 그 때문에, 탄성파의 에너지가 전파하는 방향이 IDT 전극의 전극지와 직교하는 방향과 일치하기 때문에 손실을 작게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
도 5는 손실을 작게 할 수 있는 것이 가능한 실시예 1의 탄성파 장치에서, 오일러 각의 θ와, 판파 S0모드의 전기기계결합 계수와, 근방에 발생하고 스퓨리어스가 되는 모드의 전기기계결합 계수의 관계를 나타내는 도면이다.
한편, 전기기계결합 계수 K2는 이하의 식(A)를 이용하여 구했다. 식(A)에서 Fr은 공진 주파수, Fa는 반공진 주파수를 나타낸다.
K2=(π/2)(Fr/Fa){Cot(π/2·(Fr/Fa)} 식(A)
판파 S0모드의 전기기계결합 계수가 크고, 스퓨리어스가 되는 모드의 전기기계결합 계수가 작은 오일러 각의 θ의 범위가 바람직하다. 이와 같은 θ의 범위로는 도 5로부터 이하의 범위를 들 수 있다. 즉, 바람직하게는 오일러 각의 θ는 7° 이상, 66° 이하 또는 116° 이상, 137° 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 그 경우, 판파 S0모드의 전기기계결합 계수 K2를 7.5% 이상으로 할 수 있다. 식(A)를 이용하여 공진 주파수(Fr)와 반공진 주파수(Fa)를 구하고, 여기서 공진자의 비대역폭: (Fa-Fr)/Fr(%)을 구하면, 7.5%의 K2는 공진자의 비대역폭 3.2%에 상당한다. 어떤 공진자를 이용하여 제작 가능한 필터의 비대역폭은 공진자의 비대역폭과 거의 일치하기 때문에, K2가 7.5%인 공진자를 이용하면, 비대역폭이 3.1%인 LTE-Band2보다도 광대역인 밴드의 필터를 제작할 수 있게 된다. 보다 바람직하게는 오일러 각의 θ는 11° 이상, 59° 이하의 범위 내이다. 이 경우에는 전기기계결합 계수 K2를 10% 이상으로 할 수 있다. 10%의 K2는 공진자의 비대역폭 4.4%에 상당한다. 따라서, 이 공진자를 이용하면, 비대역폭이 4.2%인 LTE-Band3보다도 광대역인 밴드의 필터를 제작할 수 있게 된다. 더 바람직하게는 오일러 각의 θ는 21° 이상, 44° 이하의 범위 내이다. 이 경우에는 판파 S0모드의 전기기계결합 계수 K2를 15% 이상으로 할 수 있다. 15%의 K2는 공진자의 비대역폭 6.9%에 상당한다. 따라서, 이 공진자를 이용하면, 비대역폭이 6.2%인 LTE-Band28보다도 광대역인 밴드의 필터를 제작할 수 있게 된다.
한편, 스퓨리어스가 되는 모드의 전기기계결합 계수를 작게 하기 위해서는 오일러 각의 θ는 67° 이상, 104° 이하의 범위가 바람직하다. 그 경우, 스퓨리어스가 되는 모드의 전기기계결합 계수 K2를 1.0% 이하로 할 수 있고, 스퓨리어스의 크기를 충분히 작게 할 수 있다. 보다 바람직하게는 오일러 각의 θ는 73° 이상, 96° 이하의 범위이다. 이 경우에는 스퓨리어스가 되는 모드의 전기기계결합 계수 K2를 0.5% 이하로 할 수 있고, 스퓨리어스의 크기를 한층 더 작게 할 수 있다.
(실시예 2 및 실시예 3)
실시예 1의 탄성파 장치에서의 니오브산리튬의 오일러 각을 (0°, 30°, 90°)로 하고, IDT 전극(6)을 구성하고 있는 Al(알루미늄)의 막 두께를 0.06λ로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 하여 제1 실시형태의 실시예로서의 실시예 2의 탄성파 장치를 얻었다.
실시예 3으로서, Al막 두께를 0.02λ로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 탄성파 장치를 얻었다.
도 6은 실시예 2의 탄성파 장치의 공진 특성을 나타내는 도면이며, 도 7은 실시예 3의 탄성파 장치의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
실시예 2 및 실시예 3의 각 탄성파 장치에서, 니오브산리튬의 오일러 각은 (0°, 30°, 90°)이다. 따라서, 실시예 2, 3의 탄성파 장치에서는 실시예 1의 탄성파 장치와 마찬가지로 판파 S0모드의 전기기계결합 계수가 크다. 따라서, 실시예 2 및 실시예 3의 탄성파 장치를 이용한 경우에도 광대역통과형 필터를 제작할 수 있다.
물론, 도 7로부터 분명한 바와 같이, 실시예 3에서는 공진 주파수와 반공진 주파수 사이에 스퓨리어스가 나타나 있다. 이에 반하여, 도 6에 나타내는 바와 같이, 실시예 2에서는 이 스퓨리어스는 반공진 주파수보다도 높은 주파수 측으로 시프트되어 있다. 즉, 공진 주파수와 반공진 주파수 사이의 주파수역인 대역 내에 스퓨리어스는 나타나 있지 않다. 따라서, 실시예 2에 의하면, 실시예 3에 비해 한층 더 양호한 공진 특성을 얻을 수 있다.
이 스퓨리어스에 대해 본원 발명자가 예의 검토한 결과, 압전체(5)에서의 대칭성이 무너진 경우에 IDT 전극의 개방(오픈) 시와 단락(쇼트) 시의 스톱 밴드 상단의 주파수가 일치하지 않음으로써 생겨 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 전극지 1개당 반사 계수를 높여 스톱 밴드의 폭을 넓게 함으로써, 스퓨리어스를 반공진 주파수보다도 높은 주파수 측으로 시프트시킬 수 있다. 본원 발명자는 이 점에 대해 검토한 결과, IDT 전극(6)의 막 두께를 두껍게 하고, 압전체(5)를 구성하고 있는 니오브산리튬막 두께를 얇게 하면, 전극지 1개당 반사 계수를 높여 상기 스퓨리어스를 고주파수 측으로 시프트시킬 수 있는 것을 발견했다.
오일러 각 (0°, 30°, 90°)의 니오브산리튬을 사용한 실시예 2의 구조에서, Al막 두께 및 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께를 변화시킨 경우의 공진 주파수(Fr), 스톱 밴드 상단의 주파수(SB) 및 반공진 주파수(Fa)와, 음속의 변화를 도 8~도 10에 나타낸다. 도 8은 오일러 각 (0°, 30°, 90°)의 니오브산리튬을 사용하고, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.10λ인 경우의 결과이다. 도 9는 오일러 각 (0°, 30°, 90°)의 니오브산리튬을 사용하고, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.20λ인 경우의 결과이다. 도 10은 오일러 각 (0°, 30°, 90°)의 니오브산리튬을 이용하고, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.30λ인 경우의 결과이다.
도 8로부터 반공진 주파수(Fa)와 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)가 일치하는 것은 Al막 두께가 0.020λ이다. 또한, 도 9에서는 반공진 주파수(Fa)와 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)가 일치하는 Al막 두께는 0.037λ이다. 도 10에서는 반공진 주파수(Fa)와 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)가 일치하는 Al막 두께는 0.0555λ이다.
도 11은 도 8~도 10에 나타내는 바와 같이, 반공진 주파수(Fa)와 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)가 일치하는, 니오브산리튬막 두께와 Al막 두께의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11로부터 분명한 바와 같이, Al막 두께를 y(λ), 니오브산리튬막 두께를 x(λ)로 한 경우, y=0.1821x2+0.1055x+0.0082로 나타내지는 곡선 상이라면, 반공진 주파수(Fa)와 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)가 일치하고 있다. 따라서, y를 TAl, x를 TLN으로 나타내면, 상기 곡선은 하기의 식(4)로 나타내진다.
TAl=0.1821×TLN 2+0.1055×TLN+0.0082 식(4)
따라서, 상술한 바와 같이, IDT 전극(6)의 막 두께를 두껍게 하고, 압전체(5)를 구성하고 있는 니오브산리튬막 두께를 얇게 하면, 전극지 1개당 반사 계수를 높여 상기 스퓨리어스를 고주파수 측으로 시프트시키는 것이 가능해지므로, 상기 식(4)로 나타내지는 TAl보다도 Al막 두께를 두껍게 하면, 스퓨리어스의 영향을 작게 할 수 있다.
전극지 1개당 반사 계수는 전극에 의한 질량 부하에 거의 비례한다. 따라서, Al보다도 밀도가 높은 금속을 사용하여 IDT 전극을 형성하는 경우에는 동일한 반사 계수를 얻기 위한 전극막 두께는 Al로 IDT 전극을 형성한 경우에 비해 얇아진다. 상기 파장 λ에 의해 규격화한 IDT 전극의 막 두께를 T, IDT 전극을 구성하고 있는 금속의 밀도를 ρ, Al의 밀도를 ρAl로 하고, IDT 전극을 구성하고 있는 금속과 Al의 밀도비를 r=ρ/ρAl로 한 경우, 하기의 식(5)을 충족하면 된다.
T×r≥0.1821×TLN 2+0.1055×TLN+0.0082 식(5)
따라서, 본 발명에서는 상기 식(5)를 충족하는 것이 바람직하다. 그로써, 스퓨리어스의 영향을 한층 더 저감할 수 있다.
(실시예 4 및 실시예 5)
실시예 4에서는 탄성파 장치의 파라미터를 이하와 같이 한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 하여 탄성파 장치를 제작했다.
압전체(5): 니오브산리튬, 오일러 각이 (0°, 90°, 90°), IDT 전극(6)을 구성하고 있는 Al막 두께=0.03λ
듀티비=0.50
압전체(5)의 두께=0.2λ
음향 반사층은 실시예 1과 마찬가지로 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e)으로서 두께 0.14λ의 SiO2막을 사용했다. 고음향 임피던스층(3b, 3d)으로서 두께 0.09λ의 Pt막을 사용했다. 지지 기판(2)은 Si로 했다.
비교를 위해, Al막 두께가 0.005λ인 것을 제외하고는 실시예 4와 마찬가지로 하여 실시예 5의 탄성파 장치를 얻었다.
도 12는 실시예 4의 탄성파 장치의 공진 특성을 나타내는 도면이다. 도 13은 실시예 5의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
도 13으로부터 분명한 바와 같이, 실시예 5에서는 공진 주파수와 반공진 주파수 사이에 스퓨리어스가 나타나 있다. 이에 반하여, 실시예 4에서는 도 12에 나타내는 바와 같이, 이 스퓨리어스는 반공진 주파수보다도 고주파수 측에 위치하고 있다.
실시예 4에서도 니오브산리튬의 오일러 각 (0°, 90°, 90°)로 고정하고, Al막 두께 및 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께를 변화시켜, 다양한 탄성파 장치를 제작했다. 이들 탄성파 장치에서의 공진 주파수(Fr), 반공진 주파수(Fa) 및 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)에서의 음속을 구했다. 도 14는 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.20λ인 경우의 결과를 나타낸다. 도 15는 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.30λ인 경우의 결과를 나타낸다. 도 16은 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.35λ인 경우의 결과를 나타낸다. 도 14에서는 반공진 주파수(Fa)와 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)가 일치하는 Al막 두께는 0.0065λ이다. 도 15에서는 반공진 주파수(Fa)와 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)가 일치하는 Al막 두께는 0.0125λ이다. 도 16에서는 반공진 주파수(Fa)와 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)가 일치하는 Al막 두께는 0.023λ이다. 이들 결과를 플롯(plot)함으로써, 도 17에 나타내는 곡선으로 대신할 수 있다. 도 17에서는 실시예 4에서, 즉 오일러 각 (0°, 90°, 90°)의 니오브산리튬을 사용한 경우의 반공진 주파수(Fa)가 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)와 일치하는, 니오브산리튬막 두께와 Al막 두께의 관계를 나타낸다. 도 17에 나타내는 곡선은 니오브산리튬막 두께를 x(λ), Al막 두께를 y(λ)로 했을 때, y=0.5902x2-0.2133x+0.0248로 나타내진다.
따라서, Al막 두께를 TAl, 니오브산리튬의 막 두께를 TLN으로 한 경우, 상기 곡선은 TAl=0.5902×TLN 2-0.2133×TLN+0.0248로 나타내진다.
따라서, 상술한 바와 같이, IDT 전극(6)의 막 두께를 두껍게 하고, 압전체(5)를 구성하고 있는 니오브산리튬막 두께를 얇게 하면, 전극지 1개당 반사 계수를 높여 상기 스퓨리어스를 고주파수 측으로 시프트시키는 것이 가능해지므로, 상기 식으로 나타내지는 TAl보다도 Al막 두께를 두껍게 하면, 스퓨리어스의 영향을 작게 할 수 있다.
전극지 1개당 반사 계수는 전극에 의한 질량 부하에 거의 비례한다. 따라서, Al보다도 밀도가 높은 금속을 사용하여 IDT 전극을 형성하는 경우에는, 동일한 반사 계수를 얻기 위한 전극막 두께는 Al로 IDT 전극을 형성한 경우에 비해 얇아진다. 상기 파장 λ에 의해 규격화한 IDT 전극의 막 두께를 T, IDT 전극을 구성하고 있는 금속의 밀도를 ρ, Al의 밀도를 ρAl로 하고, IDT 전극을 구성하고 있는 금속과 Al의 밀도비를 r=ρ/ρAl로 한 경우, 하기의 식(6)을 충족하면 된다.
T×r≥0.5902×TLN 2-0.2133×TLN+0.0248 식(6)
그로써, 스퓨리어스의 영향을 한층 더 작게 할 수 있다.
(실시예 6 및 실시예 7)
실시예 6에서는 탄성파 장치의 파라미터를 이하와 같이 한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 하여 탄성파 장치를 제작했다.
압전체(5): 니오브산리튬, 오일러 각이 (0°, 125°, 90°)
IDT 전극(6)을 구성하고 있는 Al막 두께=0.04λ
듀티비=0.50
압전체(5)의 두께=0.2λ
음향 반사층은 실시예 1과 마찬가지로 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e)으로서 두께 0.14λ의 SiO2막을 사용했다. 고음향 임피던스층(3b, 3d)으로서 두께 0.09λ의 Pt막을 사용했다. 지지 기판(2)은 Si로 했다.
Al막 두께가 0.01λ인 것을 제외하고는 실시예 6과 마찬가지로 하여, 실시예 7의 탄성파 장치를 얻었다.
도 18은 실시예 6의 탄성파 장치의 공진 특성을 나타내는 도면이다. 도 19는 실시예 7의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
도 19로부터 분명한 바와 같이, 실시예 7에서는 공진 주파수와 반공진 주파수 사이에 스퓨리어스가 나타나 있다. 이에 반하여, 실시예 6에서는 도 18에 나타내는 바와 같이, 이 스퓨리어스는 반공진 주파수보다도 고주파수 측에 위치하고 있다.
실시예 6에서도 니오브산리튬의 오일러 각 (0°, 125°, 90°)로 고정하고, Al막 두께 및 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께를 변화시켜, 다양한 탄성파 장치를 제작했다. 이들 탄성파 장치에서의 공진 주파수(Fr), 반공진 주파수(Fa) 및 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)에서의 음속을 구했다. 도 20은 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.10λ인 경우의 결과를 나타낸다. 도 21은 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.20λ인 경우의 결과를 나타낸다. 도 22는 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체의 두께가 0.30λ인 경우의 결과를 나타낸다. 도 20에서는 반공진 주파수(Fa)와 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)가 일치하는 Al막 두께는 0.0080λ이다. 도 21에서는 반공진 주파수(Fa)와 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)가 일치하는 Al막 두께는 0.0198λ이다. 도 22에서는 반공진 주파수(Fa)와 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)가 일치하는 Al막 두께는 0.041λ이다. 이들 결과를 플롯함으로써, 도 23에 나타내는 곡선으로 대신할 수 있다. 도 23에서는 실시예 6에서, 즉 오일러 각 (0°, 125°, 90°)의 니오브산리튬을 사용한 경우의 반공진 주파수(Fa)와 스톱 밴드 상단의 주파수(SB)와 일치하는, 니오브산리튬막 두께 및 Al막 두께의 관계를 나타낸다. 도 23에 나타내는 곡선은 니오브산리튬막 두께를 x(λ), Al막 두께를 y(λ)로 했을 때, y=0.6307x2-0.0858x+0.0110으로 나타내진다.
따라서, Al막 두께를 TAl, 니오브산리튬의 막 두께를 TLN으로 한 경우, 상기 곡선은 TAl=0.6307×TLN 2-0.0858×TLN+0.0110으로 나타내진다.
따라서, 상술한 바와 같이, IDT 전극(6)의 막 두께를 두껍게 하고, 압전체(5)를 구성하고 있는 니오브산리튬막 두께를 얇게 하면, 전극지 1개당 반사 계수를 높여 상기 스퓨리어스를 고주파수 측으로 시프트시키는 것이 가능해지므로, 상기 식으로 나타내지는 TAl보다도 Al막 두께를 두껍게 하면, 스퓨리어스의 영향을 작게 할 수 있다.
전극지 1개당 반사 계수는 전극에 의한 질량 부하에 거의 비례한다. 따라서, Al보다도 밀도가 높은 금속을 사용하여 IDT 전극을 형성하는 경우에는, 동일한 반사 계수를 얻기 위한 전극막 두께는 Al로 IDT 전극을 형성한 경우에 비해 얇아진다. 상기 파장 λ에 의해 규격화한 IDT 전극의 막 두께를 T, IDT 전극을 구성하고 있는 금속의 밀도를 ρ, Al의 밀도를 ρAl로 하고, IDT 전극을 구성하고 있는 금속과 Al의 밀도비를 r=ρ/ρAl로 한 경우, 하기의 식(7)을 충족하면 된다.
T×r≥0.6307×TLN 2-0.0858×TLN+0.0110 식(7)
그로써, 스퓨리어스의 영향을 작게 할 수 있다.
(실시예 8)
제1 실시형태의 탄성파 장치(1)에서, 설계 파라미터를 이하와 같이 하여, 실시예 8의 탄성파 장치를 제작했다. 여기서는 음향 반사층(3)의 적층 수를 변화시켰다.
압전체(5): 니오브산리튬, 오일러 각은 (0°, 30°, 90°)
Al로 이루어지는 IDT 전극(6)의 두께=0.06λ
듀티비=0.50
압전체(5)의 두께=0.2λ
지지 기판=Si
음향 반사층은 SiO2로 이루어지는 두께 0.14λ의 저음향 임피던스층과 두께 0.09λ의 Pt로 이루어지는 고음향 임피던스층을 교대로 적층했다. 한편, 적층 수를 3층, 4층 또는 7층으로 했다. 3층의 적층 구조에서는 압전체(5) 측으로부터 저음향 임피던스층, 고음향 임피던스층 및 저음향 임피던스층을 이 순서로 적층했다. 4층의 적층 구조에서는 압전체(5) 측으로부터 저음향 임피던스층, 고음향 임피던스층, 저음향 임피던스층 및 고음향 임피던스층의 순서로 적층했다. 7층의 적층 구조에서는 압전체(5) 측으로부터 저음향 임피던스층, 고음향 임피던스층, 저음향 임피던스층, 고음향 임피던스층, 저음향 임피던스층, 고음향 임피던스층, 저음향 임피던스층의 순서로 적층했다.
도 24는 음향 반사층에서의 적층 수가 3층인 탄성파 장치의 공진 특성을 나타내는 도면이다. 도 25는 음향 반사층에서의 적층 수가 4층인 탄성파 장치의 공진 특성을 나타내는 도면이다. 도 26은 음향 반사층이 7층인 탄성파 장치의 공진 특성을 나타내는 도면이다.
도 24~도 26을 대비하면 분명한 바와 같이, 음향 반사층이 3층인 경우는 공진 주파수 및 반공진 주파수에서의 임피던스 곡선이 둔해져 있다. 이에 반하여, 음향 반사층이 4층 이상인 경우에는 공진 주파수 및 반공진 주파수에서의 임피던스의 피크가 예리해져 있다.
도 27은 음향 반사층에서의 적층 수와 임피던스비의 관계를 나타내는 도면이다. 임피던스비, 즉, 반공진 주파수에서의 임피던스의 공진 주파수에서의 임피던스에 대한 비는 4층 이상인 경우에 커져 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 바람직하게는 음향 반사층의 적층 수는 4층 이상인 것이 바람직하다. 그로써, 판파 S0모드의 탄성파가 음향 반사층으로 충분히 반사되고, 판파 S0모드는 효과적으로 압전체(5)에 갇혀 있다고 생각된다.
한편, 상기 실시예 1~8에서는 1포트형 탄성파 공진자인 경우에 대해 설명했는데, 본 발명은 1포트형 탄성파 공진자에 한정되지 않고, 종결합 공진자 등의 다른 탄성파 장치에도 적용할 수 있다.
한편, 본 발명에서의 LiNbO3의 오일러 각 (φ, θ, ψ)는 결정학적으로 등가이면 된다. 예를 들면, 문헌(일본 음향학회지 36권 3호, 1980년, 140~145페이지)에 의하면, LiNbO3은 삼방정계 3m점군에 속하는 결정이므로, 하기의 식이 성립된다.
F(φ, θ, ψ)=F(60°+φ, -θ, ψ)
=F(60°-φ, -θ, 180°-ψ)
=F(φ, 180°+θ, 180°-ψ)
=F(φ, θ, 180°+ψ)
여기서, F는 전기기계결합 계수, 전파 손실, TCF, PFA 등의 임의의 탄성파 특성이다.
1: 탄성파 장치 2: 지지 기판
3: 음향 반사층 3a, 3c, 3e: 저음향 임피던스층
3b, 3d: 고음향 임피던스층 4: 지지 구조
4A, 4B: 지지 기판 5: 압전체
6: IDT 전극 7, 8: 반사기
11, 21: 탄성파 장치 11a: 공동
22: 저음속 재료층 23: 고음속 재료층

Claims (18)

  1. 지지 기판과,
    상기 지지 기판 상에 적층되거나, 또는 하방에 공동이 존재하도록 상기 지지 기판에 의해 지지된, 니오브산리튬으로 이루어지는 압전체와,
    상기 압전체 상에 적층된 IDT 전극을 포함하고,
    상기 압전체를 전파하는 판파 S0모드를 이용하며,
    상기 압전체의 두께는 상기 IDT 전극의 전극지 피치로 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 했을 때에 1λ 이하이고,
    상기 니오브산리튬의 오일러 각이 (0°±10°, θ, 90°±10°)이며,
    상기 오일러 각의 θ가 0° 이상, 180° 이하의 범위 내에 있는, 탄성파 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오일러 각의 θ가 7° 이상, 66° 이하의 범위 내에 있는, 탄성파 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압전체의 두께를 상기 탄성파의 파장 λ로 규격화한 두께를 TLN, 상기 IDT 전극의 막 두께를 상기 탄성파의 파장 λ로 규격화한 두께를 T, 상기 IDT 전극을 구성하는 금속의 밀도를 ρ, Al의 밀도를 ρAl로 하고, 상기 IDT 전극을 구성하는 금속과 Al의 밀도비를 r=ρ/ρAl로 한 경우, T×r이 하기의 식(1)을 충족하는, 탄성파 장치.
    T×r≥0.1821×TLN 2+0.1055×TLN+0.0082 식(1)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 오일러 각의 θ가 67° 이상, 104° 이하의 범위 내에 있는, 탄성파 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 압전체의 두께를 상기 탄성파의 파장 λ로 규격화한 두께를 TLN, 상기 IDT 전극의 막 두께를 상기 탄성파의 파장 λ로 규격화한 두께를 T, 상기 IDT 전극을 구성하는 금속의 밀도를 ρ, Al의 밀도를 ρAl로 하고, 상기 IDT 전극을 구성하는 금속과 Al의 밀도비를 r=ρ/ρAl로 한 경우, T×r이 하기의 식(2)를 충족하는, 탄성파 장치.
    T×r≥0.5902×TLN 2-0.2133×TLN+0.0248 식(2)
  6. 제1항에 있어서,
    상기 오일러 각의 θ가 116° 이상, 137° 이하의 범위 내에 있는, 탄성파 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 압전체의 두께를 상기 탄성파의 파장 λ로 규격화한 두께를 TLN, 상기 IDT 전극의 막 두께를 상기 탄성파의 파장 λ로 규격화한 두께를 T, 상기 IDT 전극을 구성하는 금속의 밀도를 ρ, Al의 밀도 ρAl로 하고, 상기 IDT 전극을 구성하는 금속과 Al의 밀도비를 r=ρ/ρAl로 한 경우, T×r이 하기의 식(3)을 충족하는, 탄성파 장치.
    T×r≥0.6307×TLN 2-0.0858×TLN+0.0110 식(3)
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 기판은, 상기 압전체를 전파하는 탄성파의 음속보다도 전파하는 벌크파의 음속이 고음속인 고음속 재료로 이루어지는, 탄성파 장치.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 기판과 상기 압전체 사이에 적층되고, 상기 압전체를 전파하는 탄성파의 음속보다도 전파하는 벌크파의 음속이 고음속인 고음속 재료로 이루어지는 층을 추가로 포함하는, 탄성파 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 고음속 재료로 이루어진 상기 지지 기판과 상기 압전체 사이에 적층되고, 상기 압전체를 전파하는 탄성파보다도 전파하는 벌크파의 음속이 낮은 저음속 재료층을 추가로 포함하는, 탄성파 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 고음속 재료로 이루어진 층과 상기 압전체 사이에 적층되고, 상기 압전체를 전파하는 탄성파보다도 전파하는 벌크파의 음속이 낮은 저음속 재료층을 추가로 포함하는, 탄성파 장치.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 기판과 상기 압전체 사이에 마련되고, 상기 압전체를 지지하는 음향 반사층을 추가로 포함하며,
    상기 음향 반사층은 음향 임피던스가 상대적으로 낮은 저음향 임피던스층과 상기 음향 임피던스가 상대적으로 높은 고음향 임피던스층을 가지는, 탄성파 장치.
  13. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압전체는 상기 지지 기판 상에 직접 적층된, 탄성파 장치.
  14. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IDT 전극은 상기 압전체 상에 직접 적층된, 탄성파 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 IDT 전극은 상기 압전체 상에 직접 적층된, 탄성파 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 IDT 전극은 상기 압전체 상에 직접 적층된, 탄성파 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 IDT 전극은 상기 압전체 상에 직접 적층된, 탄성파 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 IDT 전극은 상기 압전체 상에 직접 적층된, 탄성파 장치.
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