KR102374795B1 - 탄성파 장치 및 탄성파 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
특성 열화를 억제하면서 소형화를 도모한다. 탄성파 장치(1)는 제1 음향 임피던스층(31) 및 제2 음향 임피던스층(32, 33)과 IDT 전극(5)과 전극(61, 62)을 가진다. IDT 전극(5)의 적어도 일부는 제1 음향 임피던스층(31)과 중복된다. 전극(61, 62)의 적어도 일부는 제2 음향 임피던스층(32, 33)과 중복된다. 제1 음향 임피던스층(31) 및 제2 음향 임피던스층(32, 33) 각각에서 고음향 임피던스층 또는 저음향 임피던스층이 도전층이다. 제2 음향 임피던스층(32, 33)의 도전층과 전극(61, 62)에 의해 커패시터(71, 72)가 형성되어 있다. 제1 음향 임피던스층(31)에서의 도전층은 제2 음향 임피던스층(32, 33)에서의 도전층과 전기적으로 절연되어 있다.
Description
본 발명은 일반적으로 탄성파 장치 및 탄성파 장치의 제조 방법에 관한 것이고, 특히 공진자 또는 필터에 이용되는 탄성파 장치, 및 탄성파 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 음향 반사층(음향 임피던스층)을 이용한 탄성파 장치가 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 기재된 탄성파 장치는 압전체층을 가진다. 압전체층의 제2 주면(主面) 상에는 IDT(Interdigital Transducer) 전극이 마련되어 있다. 또한, 압전체층의 제1 주면 측에는 음향 반사층이 적층되어 있다. 보강 기판 상에는 지지층이 적층되어 있다. 이 지지층에서 상면(上面)을 향해 열린 오목부가 마련되어 있다. 이 오목부 내에 음향 반사층이 충전되어 있다. 음향 반사층은 평면에서 본 경우, IDT 전극과 겹치는 위치에 마련되어 있다.
한편, 특허문헌 1에 기재된 종래의 탄성파 장치와 함께 커패시터를 이용하는 경우, 디스크리트 소자인 커패시터를 이용하거나, 기판 표면 상(압전체층의 제2 주면 상)에 커패시터를 형성하면, 대형이 된다는 문제가 있었다.
상기 문제를 해결하기 위해, 발명자는 커패시터를 탄성파 장치와 일체로 형성하는 것을 시도했다.
그러나 커패시터를 탄성파 장치와 일체로 형성하는 경우, 상기 커패시터의 영향에 의해, 불요한 용량 성분이 탄성파 장치의 IDT 전극에 영향을 준다는 문제가 있었다. 이로써, 탄성파 장치의 특성이 열화(劣化)된다.
본 발명은 상기의 점을 감안하여 이루어진 발명이며, 본 발명의 목적은 특성 열화를 억제하면서 소형화를 도모할 수 있는 탄성파 장치 및 탄성파 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 한 양태에 따른 탄성파 장치는 기판과, 제1 음향 임피던스층 및 제2 음향 임피던스층과, 압전체층과, IDT 전극과, 적어도 하나의 전극을 포함한다. 상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층은 상기 기판 상에 형성된다. 상기 압전체층은 상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층 상에 형성된다. 상기 IDT 전극은 상기 압전체층 상에 형성된다. 상기 IDT 전극의 적어도 일부는 상기 압전체층의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 상기 제1 음향 임피던스층과 중복된다. 상기 전극은 상기 압전체층 상에 형성된다. 상기 전극의 적어도 일부는 상기 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 상기 제2 음향 임피던스층과 중복된다. 상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층 각각은 적어도 1층의 고음향 임피던스층과, 적어도 1층의 저음향 임피던스층을 가진다. 상기 저음향 임피던스층은 상기 고음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 낮다. 상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층 각각에서 상기 고음향 임피던스층 또는 상기 저음향 임피던스층이 도전층이다. 상기 제2 음향 임피던스층에서의 상기 도전층과 상기 전극에 의해 커패시터가 형성된다. 상기 제1 음향 임피던스층에서의 상기 도전층은 상기 제2 음향 임피던스층에서의 상기 도전층과 전기적으로 절연된다.
본 발명의 한 양태에 따른 탄성파 장치의 제조 방법은 기판 및 압전체층을 준비하는 공정을 가진다. 상기 탄성파 장치의 제조 방법은 상기 기판과 상기 압전체층 사이에 제1 음향 임피던스층과, 제2 음향 임피던스층을 형성하는 공정을 가진다. 상기 제1 음향 임피던스층은 적어도 1층의 도전층을 포함한다. 상기 제2 음향 임피던스층은 적어도 1층의 도전층을 포함한다. 상기 탄성파 장치의 제조 방법은 IDT 전극을 형성하고, 적어도 하나의 전극을 형성하는 공정을 가진다. 이 공정에서는 상기 압전체층 상이며 상기 기판의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 적어도 일부가 상기 제1 음향 임피던스층과 중복되는 상기 IDT 전극을 형성한다. 상기 압전체층 상이며 상기 기판의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 적어도 일부가 상기 제2 음향 임피던스층과 중복되는 적어도 하나의 전극을 형성한다. 상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층을 형성하는 공정에서는 고음향 임피던스층을 형성하는 공정과, 저음향 임피던스층을 형성하는 공정을 적어도 1회씩 반복한다. 상기 저음향 임피던스층은 상기 고음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 낮다. 상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층을 형성하는 공정에서는 서로 전기적으로 절연되도록 상기 제1 음향 임피던스층에서의 상기 도전층과, 상기 제2 음향 임피던스층에서의 상기 도전층을 형성한다. 상기 전극을 형성하는 공정에서는 상기 제2 음향 임피던스층에서의 상기 도전층과 상기 전극에 의해 커패시터를 형성한다.
본 발명의 상기 양태에 따른 탄성파 장치 및 탄성파 장치의 제조 방법에 의하면, 탄성파 장치에 대해 특성 열화를 억제하면서 소형화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 탄성파 장치의 단면도이다.
도 2는 상술한 탄성파 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 래더(ladder)형 필터의 회로도이다.
도 4A~도 4G는 상술한 탄성파 장치의 제조 공정을 나타내는 공정도이다.
도 5A~도 5D는 상술한 탄성파 장치의 제조 공정을 나타내는 공정도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 2에 따른 탄성파 장치의 정면도이다.
도 7은 상술한 탄성파 장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 2에 따른 래더형 필터의 회로도이다.
도 2는 상술한 탄성파 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 래더(ladder)형 필터의 회로도이다.
도 4A~도 4G는 상술한 탄성파 장치의 제조 공정을 나타내는 공정도이다.
도 5A~도 5D는 상술한 탄성파 장치의 제조 공정을 나타내는 공정도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 2에 따른 탄성파 장치의 정면도이다.
도 7은 상술한 탄성파 장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 2에 따른 래더형 필터의 회로도이다.
이하, 실시형태 1, 2에 따른 탄성파 장치(1, 1a) 및 래더형 필터(9, 9a)에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 한편, 명세서 및 도면에 기재된 구성 요소에 대해, 명세서 및 도면에 기재된 크기 및 두께, 그리고 그들의 치수 관계는 예시이며, 이들 구성 요소는 명세서 및 도면에 기재된 예시에 한정되지는 않는다. 또한, 도 1은 도 2의 X1-X1선 단면도이다. 도 7은 도 6의 X2-X2선 단면도이다.
(실시형태 1)
(1) 탄성파 장치의 전체 구성
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(2)과 중간층(3)과 압전체층(4)과 IDT(Interdigital Transducer) 전극(5)과 복수개(도시예에서는 2개)의 전극(61, 62)을 포함한다. 탄성파 장치(1)는 판파를 이용한 탄성파 장치이다.
중간층(3)은 제1 음향 임피던스층(31)과, 복수개의 제2 음향 임피던스층(32, 33)을 가진다. 제1 음향 임피던스층(31)은 복수개의 제1 고음향 임피던스층(311, 313)과 복수개의 제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)의 적층 구조를 가지며, 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 IDT 전극(5)과 대향한다. 제2 음향 임피던스층(32)은 복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323)과 복수개의 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)의 적층 구조를 가지며, 기판(2)의 두께방향에서 전극(61)과 대향한다. 제2 음향 임피던스층(33)은 복수개의 제2 고음향 임피던스층(331, 333)과 복수개의 제2 저음향 임피던스층(332, 334, 335)의 적층 구조를 가지며, 기판(2)의 두께방향에서 전극(62)과 대향한다.
이와 같은 탄성파 장치(1)에서 복수개의 제1 고음향 임피던스층(311, 313)은 도전성을 가지는 제1 도전층이며, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333)은 도전성을 가지는 제2 도전층이다.
그리고 탄성파 장치(1)에서는 상기 제2 도전층과 전극(61, 62)을 한 쌍의 전극으로 하는 커패시터(71, 72)가 형성되어 있고, 상기 제1 도전층은 상기 제2 도전층과 전기적으로 절연되어 있다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치는 예를 들면, 래더형 필터(9)(도 3 참조)와 같은 필터이어도 된다.
(2) 탄성파 장치의 각 구성 요소
다음으로, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치의 각 구성 요소에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
(2.1) 기판
기판(2)은 중간층(3) 및 압전체층(4)을 지지하는 지지 기판이다. 보다 상세하게는, 기판(2)은 평판 형상으로 형성되어 있고, 주면을 가진다. 기판(2)은 예를 들면 Si에 의해 형성되어 있다. 한편, 기판(2)은 Si에 한정되지는 않고, LiNbO3 혹은 LiTaO3과 같은 세라믹, 수정, 또는 유리 등에 의해 형성되어도 된다. 제1 음향 임피던스층(31)은 IDT 전극(5)으로 여진(勵振)된 탄성파가 기판(2)에 누설되는 것을 억제하는 기능을 가진다.
(2.2) 제1 음향 임피던스층 및 제2 음향 임피던스층
중간층(3)은 제1 음향 임피던스층(31)과, 복수개(도시예에서는 2개)의 제2 음향 임피던스층(32, 33)과, 절연층(34)을 가진다. 중간층(3)은 기판(2)과 압전체층(4) 사이에 개재되는 층이다. 중간층(3)은 기판(2) 상에 형성되어 있다.
제1 음향 임피던스층(31)은 복수개(도시예에서는 2층)의 제1 고음향 임피던스층(311, 313)과, 복수개(도시예에서는 3층)의 제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)을 포함한다. 제1 음향 임피던스층(31)에서는 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 제1 저음향 임피던스층(315), 제1 고음향 임피던스층(311), 제1 저음향 임피던스층(312), 제1 고음향 임피던스층(313), 제1 저음향 임피던스층(314)이 기판(2) 측으로부터 이 순서대로 적층되어 있다.
제1 고음향 임피던스층(311, 313)은 음향 임피던스가 상대적으로 높은 층이다. 제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)은 음향 임피던스가 상대적으로 낮은 층이다. 즉, 제1 고음향 임피던스층(311, 313)은 제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)보다도 음향 임피던스가 높다.
제2 음향 임피던스층(32)은 제1 음향 임피던스층(31)과 마찬가지로, 복수개(도시예에서는 2층)의 제2 고음향 임피던스층(321, 323)과, 복수개(도시예에서는 3층)의 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)을 포함한다. 제2 음향 임피던스층(32)에서는 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 제2 저음향 임피던스층(325), 제2 고음향 임피던스층(321), 제2 저음향 임피던스층(322), 제2 고음향 임피던스층(323), 제2 저음향 임피던스층(324)이 기판(2) 측으로부터 이 순서대로 적층되어 있다.
제2 고음향 임피던스층(321, 323)은 음향 임피던스가 상대적으로 높은 층이다. 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)은 음향 임피던스가 상대적으로 낮은 층이다. 즉, 제2 고음향 임피던스층(321, 323)은 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)보다도 음향 임피던스가 높다. 바꿔 말하면, 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)은 제2 고음향 임피던스층(321, 323)보다도 음향 임피던스가 낮다.
제2 음향 임피던스층(33)은 제2 음향 임피던스층(32)과 마찬가지로, 복수개(도시예에서는 2층)의 제2 고음향 임피던스층(331, 333)과, 복수개(도시예에서는 3층)의 제2 저음향 임피던스층(332, 334, 335)을 포함한다. 제2 음향 임피던스층(33)에서는 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 제2 저음향 임피던스층(335), 제2 고음향 임피던스층(331), 제2 저음향 임피던스층(332), 제2 고음향 임피던스층(333), 제2 저음향 임피던스층(334)이 기판(2) 측으로부터 이 순서대로 적층되어 있다.
제2 고음향 임피던스층(331, 333)은 음향 임피던스가 상대적으로 높은 층이다. 제2 저음향 임피던스층(332, 334, 335)은 음향 임피던스가 상대적으로 낮은 층이다. 즉, 제2 고음향 임피던스층(331, 333)은 제2 저음향 임피던스층(332, 334, 335)보다도 음향 임피던스가 높다. 바꿔 말하면, 제2 저음향 임피던스층(332, 334, 335)은 제2 고음향 임피던스층(331, 333)보다도 음향 임피던스가 낮다.
절연층(34)은 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)에서 제1 음향 임피던스층(31)과 제2 음향 임피던스층(32) 사이에 마련되어 있다. 절연층(34)은 SiO2와 같은 전기 절연성을 가지는 재료에 의해 형성되어 있다.
(2.3) 압전체층
압전체층(4)은 중간층(3) 상에 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 압전체층(4)은 LiNbO3과 같은 압전 재료에 의해 중간층(3) 상에 형성되어 있다. 압전체층(4)은 LiNbO3에 한정되지 않고, LiTaO3 등, 다른 압전 재료에 의해 형성되어도 된다.
압전체층(4)의 두께는 도 2에 나타내는 바와 같이, IDT 전극(5)의 후술할 전극지(電極指) 피치(P1)로 정해지는 탄성파의 파장보다도 작다. 압전체층(4)의 두께는 예를 들면 340㎚이다.
(2.4) IDT 전극
IDT 전극(5)은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 압전체층(4) 상에 형성되어 있다. IDT 전극(5)의 적어도 일부는 기판(2)의 두께방향인 제1 방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 제1 음향 임피던스층(31)과 중복된다. 또한, 도시하지 않는데, IDT 전극(5) 근방에는 반사기가 형성되어 있다. IDT 전극(5) 및 반사기는 Al과 같은 금속에 의해 형성되어 있다. 한편, IDT 전극(5) 및 반사기는 Al에 한정되지는 않고, Cu, Pt, Au, Ti, Ni 등의 다른 금속 또는 합금에 의해 형성되어도 된다.
IDT 전극(5)은 제1 전극(51)과 제2 전극(52)을 가진다. 제1 전극(51)은 서로 평행인 복수개의 제1 전극지(53)와, 복수개의 제1 전극지(53)를 연결하는 제1 버스바(busbar)(54)를 가진다. 제2 전극(52)은 서로 평행인 복수개의 제2 전극지(55)와, 복수개의 제2 전극지(55)를 연결하는 제2 버스바(56)를 가진다. 제1 전극(51)의 제1 전극지(53)와 제2 전극(52)의 제2 전극지(55)는 서로 맞물려 있다. 상술한 바와 같이, 압전체층(4)의 두께는 IDT 전극(5)의 전극지 피치(P1)(제1 전극지(53), 제2 전극지(55)의 주기)로 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 했을 때에, 1λ 이하이다. 전극지 피치(P1)란, 제1 전극지(53) 및 제2 전극지(55)가 연장되어 있는 방향(제1 전극지(53) 및 제2 전극지(55)의 길이방향)과 직교하는 방향(탄성파 전파방향)에서 서로 다른 전위를 가져서 인접하는 제1 전극지(53)와 제2 전극지(55)의 간격을 말한다. 바꿔 말하면, 전극지 피치(P1)란, 도 2에 나타내는 바와 같이, 서로 이웃하는 제1 전극지(53)와 제2 전극지(55)의 서로 대응하는 변(도 2에서는 제1 전극지(53) 및 제2 전극지(55) 각각에서 중심선에 평행한 상측 변) 사이의 거리이다.
(2.5) 전극
복수개의 전극(61, 62)은 압전체층(4) 상에 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 복수개의 전극(61, 62)은 압전체층(4) 상이며 IDT 전극(5)과는 다른 위치에 형성되어 있다. 또한, 전극(61)의 적어도 일부는 기판(2)의 두께방향인 제1 방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 제2 음향 임피던스층(32)과 중복된다. 마찬가지로, 전극(62)의 적어도 일부는 기판(2)의 두께방향인 제1 방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 제2 음향 임피던스층(33)과 중복된다. 복수개의 전극(61, 62)은 압전체층(4) 상에서 인접하여 마련되어 있다. 전극(61, 62) 각각은 예를 들면 사각형의 평판 형상으로 형성되어 있다. 전극(61, 62)은 Al과 같은 금속에 의해 형성되어 있다. 한편, 전극(61, 62)은 Al에 한정되지는 않고, Cu, Pt, Au, Ti, Ni 등의 다른 금속 또는 합금에 의해 형성되어도 된다. 또한, 전극(61, 62)은 IDT 전극(5)과 동일한 금속 또는 합금에 의해 형성되어 있어도 되고, IDT 전극(5)과 다른 금속 또는 합금에 의해 형성되어 있어도 된다. 더욱이, 전극(61, 62)은 동일한 금속 또는 합금에 의해 형성되어 있어도 되고, 서로 다른 금속 또는 합금에 의해 형성되어 있어도 된다.
(2.6) 제1 음향 임피던스층 및 제2 음향 임피던스층
상술한 바와 같이, 중간층(3)은 제1 음향 임피던스층(31)과, 복수개(도시예에서는 2개)의 제2 음향 임피던스층(32, 33)을 가진다.
제1 음향 임피던스층(31)은 상술한 바와 같이, 복수개(도시예에서는 2층)의 제1 고음향 임피던스층(311, 313)과 복수개(도시예에서는 3층)의 제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)의 적층 구조를 가진다. 제1 고음향 임피던스층(311, 313)과 제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)은 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 교대로 배치되어 있다. 제1 음향 임피던스층(31)은 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 IDT 전극(5)과 대향한다.
제1 고음향 임피던스층(311, 313)은 각각 도전성을 가지는 제1 도전층으로서 형성되어 있다. 예를 들면, 제1 고음향 임피던스층(311, 313)은 W와 같은 금속에 의해 형성되어 있다. 한편, 제1 고음향 임피던스층(311, 313)은 W에 한정되지는 않고, Pt와 같은 다른 금속에 의해 형성되어도 된다.
제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)은 SiO2와 같은 절연체에 의해 형성되어 있다. 또한, 제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)의 음향 임피던스는 제1 고음향 임피던스층(311, 313)의 음향 임피던스보다도 낮다.
제1 음향 임피던스층(31)에서는 상술한 바와 같이, 제1 고음향 임피던스층(311, 313)과 제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)이 교대로 적층되어 있다. 이 때문에, 압전체층(4)으로부터 전파되어 온 판파는 제1 저음향 임피던스층(314)과 제1 고음향 임피던스층(313)의 계면, 및 제1 저음향 임피던스층(312)과 제1 고음향 임피던스층(311)의 계면에서 반사된다.
제2 음향 임피던스층(32)은 상술한 바와 같이, 복수개(도시예에서는 2층)의 제2 고음향 임피던스층(321, 323)과 복수개(도시예에서는 3층)의 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)의 적층 구조를 가진다. 제2 고음향 임피던스층(321, 323)과 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)은 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 교대로 배치되어 있다. 제2 음향 임피던스층(32)은 전극(61)에 대응하여 마련되어 있다. 제2 음향 임피던스층(32)은 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 전극(61)과 대향한다. 또한, 제2 음향 임피던스층(32)은 기판(2)의 두께방향과 직교하는 제2 방향(D2)에서 제1 음향 임피던스층(31)과 나란히 배치되어 있다.
제2 고음향 임피던스층(321, 323)은 각각, 도전성을 가지는 제2 도전층으로서 형성되어 있다. 예를 들면, 제2 고음향 임피던스층(321, 323)은 W와 같은 금속에 의해 형성되어 있다. 한편, 제2 고음향 임피던스층(321, 323)은 W에 한정되지는 않고, Pt와 같은 다른 금속에 의해 형성되어도 된다.
제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)은 SiO2와 같은 절연체에 의해 형성되어 있다. 또한, 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)의 음향 임피던스는 제2 고음향 임피던스층(321, 323)의 음향 임피던스보다도 낮다.
제2 음향 임피던스층(33)은 제2 음향 임피던스층(32)과 마찬가지로, 복수개(도시예에서는 2층)의 제2 고음향 임피던스층(331, 333)과 복수개(도시예에서는 3층)의 제2 저음향 임피던스층(332, 334, 335)의 적층 구조를 가진다. 제2 고음향 임피던스층(331, 333)과 제2 저음향 임피던스층(332, 334, 335)은 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 교대로 배치되어 있다. 제2 음향 임피던스층(33)은 전극(62)에 대응하여 마련되어 있다. 제2 음향 임피던스층(33)은 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 전극(62)과 대향한다. 또한, 제2 음향 임피던스층(33)은 기판(2)의 두께방향과 직교하는 제2 방향(D2)에서 제1 음향 임피던스층(31)과 나란히 배치되어 있다.
제2 고음향 임피던스층(331, 333)은 각각, 도전성을 가지는 제2 도전층으로서 형성되어 있다. 예를 들면, 제2 고음향 임피던스층(331, 333)은 제2 고음향 임피던스층(321, 323)과 마찬가지로, W와 같은 금속에 의해 형성되어 있다. 한편, 제2 고음향 임피던스층(331, 333)은 W에 한정되지는 않고, Pt와 같은 다른 금속에 의해 형성되어도 된다.
제2 저음향 임피던스층(332, 334, 335)은 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)과 마찬가지로, SiO2와 같은 절연체에 의해 형성되어 있다. 또한, 제2 음향 임피던스층(33)에서도 제2 음향 임피던스층(32)과 마찬가지로, 제2 저음향 임피던스층(332, 334, 335)의 음향 임피던스는 제2 고음향 임피던스층(331, 333)의 음향 임피던스보다도 낮다.
상기와 같이 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 제2 음향 임피던스층(32)이 압전체층(4)을 개재하여 전극(61)과 대향하여 형성되어 있다. 이로써, 탄성파 장치(1)에는 제2 음향 임피던스층(32)의 제2 고음향 임피던스층(323)과 전극(61) 사이에 제2 고음향 임피던스층(323)과 전극(61)을 한 쌍의 전극으로 하는 커패시터(71)가 형성되어 있다. 즉, 제2 음향 임피던스층(32)의 제2 고음향 임피던스층(323)과 전극(61)에 의해, 커패시터(71)가 형성되어 있다.
마찬가지로, 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 제2 음향 임피던스층(33)이 압전체층(4)을 개재하여 전극(62)과 대향하여 형성되어 있다. 이로써, 제2 음향 임피던스층(33)의 제2 고음향 임피던스층(333)과 전극(62) 사이에 제2 고음향 임피던스층(333)과 전극(62)을 한 쌍의 전극으로 하는 커패시터(72)가 형성되어 있다. 즉, 제2 음향 임피던스층(33)의 제2 고음향 임피던스층(333)과 전극(62)에 의해, 커패시터(72)가 형성되어 있다.
제2 음향 임피던스층(32)의 제2 고음향 임피던스층(323)과 제2 음향 임피던스층(33)의 제2 고음향 임피던스층(333)은 서로 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(323, 333)은 동일한 재료로 형성되어 있다. 즉, 제2 고음향 임피던스층(323)과 제2 고음향 임피던스층(333)이 일체화되어 있다. 이로써, 실시형태 1의 탄성파 장치(1)에서는, 전극(61)과 전극(62) 사이에는 복수개(도시예에서는 2개)의 커패시터(71, 72)가 직렬로 접속되어 있다. 한편, 제2 음향 임피던스층(32)의 제2 고음향 임피던스층(321)과 제2 음향 임피던스층(33)의 제2 고음향 임피던스층(331)에서도 서로 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 331)은 동일한 재료로 형성되어 있다.
여기서, 제1 고음향 임피던스층(313)은 절연층(34)을 개재하여 제2 고음향 임피던스층(323) 및 제2 고음향 임피던스층(333)과 각각 전기적으로 절연되어 있다. 마찬가지로, 제1 고음향 임피던스층(311)은 절연층(34)을 개재하여 제2 고음향 임피던스층(321) 및 제2 고음향 임피던스층(331)과 각각 전기적으로 절연되어 있다.
한편, 제1 음향 임피던스층(31)의 제1 고음향 임피던스층(313)은 제2 음향 임피던스층(32, 33)의 제2 고음향 임피던스층(323, 333)과 동일한 재료로 형성되어 있다. 마찬가지로, 제1 음향 임피던스층(31)의 제1 고음향 임피던스층(311)은 제2 음향 임피던스층(32, 33)의 제2 고음향 임피던스층(321, 331)과 동일한 재료로 형성되어 있다.
(3) 탄성파 장치의 제조 방법
다음으로, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)의 제조 방법에 대해, 도 4A~도 4G 및 도 5A~도 5D를 참조하여 설명한다. 탄성파 장치(1)의 제조 방법에서는 제1 공정~제11 공정을 순차 실시한다.
제1 공정에서는 도 4A에 나타내는 바와 같이, 기판(2)을 준비한다. 기판(2)은 예를 들면 Si 기판이다.
제2 공정~제7 공정에서는 기판(2) 상에 복수개의 제1 고음향 임피던스층(311, 313)과 복수개의 제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)의 적층 구조를 가지는 제1 음향 임피던스층(31)을 형성한다. 마찬가지로, 제2 공정~제7 공정에서는 기판(2) 상에 복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323)과 복수개의 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)의 적층 구조를 가지는 제2 음향 임피던스층(32)을 형성한다. 더욱이, 제2 공정~제7 공정에서는 기판(2) 상에 복수개의 제2 고음향 임피던스층(331, 333)과 복수개의 제2 저음향 임피던스층(332, 334, 335)의 적층 구조를 가지는 제2 음향 임피던스층(33)을 형성한다.
제2 공정에서는 도 4B에 나타내는 바와 같이, 제1 저음향 임피던스층(315), 제2 저음향 임피던스층(325, 335), 및 절연층(34)의 일부(343)를 형성한다. 즉, 제2 공정에서는 기판(2) 상에 절연막을 형성한다. 절연막의 재료는 예를 들면 SiO2이다. 제2 공정에서는 CVD법에 의해 절연막을 형성한다. 이로써, 제1 저음향 임피던스층(315)과 제2 저음향 임피던스층(325, 335)을 동시에 형성할 수 있다. 즉, 제2 공정에서는 제1 저음향 임피던스층(315)과 제2 저음향 임피던스층(325, 335)을 동일한 재료를 사용하여 하나의 공정에서 동시에 형성한다.
제3 공정에서는 도 4C에 나타내는 바와 같이, 제1 고음향 임피던스층(311) 및 제2 고음향 임피던스층(321, 331)의 근원이 되는 도전막(301)을 형성한다. 보다 상세하게는, 제3 공정에서는 CVD, 스퍼터링, 또는 증착과 같은 박막 형성법에 의해, 제2 공정에서 형성한 절연막 상에 도전막(301)을 형성한다. 도전막(301)의 재료는 예를 들면 W이다.
제4 공정에서는 도 4D에 나타내는 바와 같이, 제1 고음향 임피던스층(311) 및 제2 고음향 임피던스층(321, 331)을 형성한다. 보다 상세하게는, 제4 공정에서는 에칭에 의해 도전막의 일부를 제거하여 제1 고음향 임피던스층(311)과 제2 고음향 임피던스층(321, 331)을 서로 전기적으로 절연하도록 형성한다.
제5 공정에서는 도 4E에 나타내는 바와 같이, 제1 저음향 임피던스층(312), 제2 저음향 임피던스층(322, 332), 및 절연층(34)의 일부(341)를 형성한다. 보다 상세하게는, 제4 공정에서는 제1 고음향 임피던스층(311)과 제2 고음향 임피던스층(321, 331)을 덮도록 절연막을 형성한다. 절연막의 재료는 예를 들면 SiO2이다. 제5 공정에서는 CVD법에 의해 절연막을 형성한다. 이로써, 제1 저음향 임피던스층(312)과 제2 저음향 임피던스층(322, 332)을 동시에 형성할 수 있다. 즉, 제5 공정에서는 제1 저음향 임피던스층(312)과 제2 저음향 임피던스층(322, 332)을, 동일한 재료를 사용하여 하나의 공정에서 동시에 형성한다.
제6 공정에서는 도 4F에 나타내는 바와 같이, 제1 고음향 임피던스층(313) 및 제2 고음향 임피던스층(323, 333)의 근원이 되는 도전막(303)을 형성한다. 보다 상세하게는, 제6 공정에서는 절연막 상에 도전막(303)을 형성한다. 도전막(303)의 재료는 예를 들면 W이다. 제6 공정에서는 CVD, 스퍼터링, 또는 증착과 같은 박막 형성법에 의해, 절연막 상에 도전막(303)을 형성한다.
제7 공정에서는 도 4G에 나타내는 바와 같이, 제1 고음향 임피던스층(313) 및 제2 고음향 임피던스층(323, 333)을 형성한다. 보다 상세하게는, 제7 공정에서는 에칭에 의해 도전막(303)의 일부를 제거하여 제1 고음향 임피던스층(313)과 제2 고음향 임피던스층(323, 333)을 서로 전기적으로 절연하도록 형성한다. 여기서, 도전막(303) 중 기판(2)의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 도전막(301)이 제거된 부분과 겹치는 부분을 에칭에 의해 제거한다. 이로써, 제1 고음향 임피던스층(311) 및 제1 저음향 임피던스층(312)의 적층 구조 상에 제1 고음향 임피던스층(313)이 형성된다. 또한, 제2 고음향 임피던스층(321, 331) 및 제2 저음향 임피던스층(322, 332)의 적층 구조 상에 제2 고음향 임피던스층(323, 333)이 형성된다.
제8 공정에서는 도 5A에 나타내는 바와 같이, 제1 저음향 임피던스층(314), 제2 저음향 임피던스층(324, 334), 및 절연층(34)의 일부(342)를 형성한다. 보다 상세하게는, 제8 공정에서는 제1 고음향 임피던스층(313)과 제2 고음향 임피던스층(323, 333)과 절연층(34)의 일부(341)의 노출 부위를 덮도록 절연막을 형성한다. 제8 공정의 절연막의 재료는 예를 들면 SiO2이다. 제8 공정의 절연막은 제5 공정의 절연막과 동일한 재료에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 단, 제8 공정의 절연막은 제5 공정의 절연막과 동일한 재료에 의해 형성되는 것에 한정되지는 않고, 제5 공정의 절연막과 다른 재료에 의해 형성되어도 된다. 제8 공정에서는 제1 저음향 임피던스층(314)과 제2 저음향 임피던스층(324, 334)을, 동일한 재료를 사용하여 하나의 공정에서 동시에 형성한다.
제9 공정에서는 도 5B에 나타내는 바와 같이, 중간층(3) 상에 압전체층(4)을 형성한다.
제10 공정 및 제11 공정에서는 압전체층(4) 상에서 IDT 전극(5)과 복수개의 전극(61, 62)을 서로 다른 위치에 형성한다.
제10 공정에서는 도 5C에 나타내는 바와 같이, IDT 전극(5)과 복수개의 전극(61, 62)과 복수개의 배선(60)의 근원이 되는 도전막(501)을 압전체층(4) 상에 형성한다. 보다 상세하게는, 제10 공정에서는 스퍼터링 또는 증착과 같은 박막 형성법에 의해, 압전체층(4) 상에 도전막(501)을 형성한다. 도전막(501)의 재료는 예를 들면 Al이다.
제11 공정에서는 도 5D에 나타내는 바와 같이, 포토리소그래피 및 에칭에 의해, 압전체층(4) 상에 IDT 전극(5)과 복수개의 전극(61, 62)과 복수개의 배선(60)을 형성한다. 보다 상세하게는, 제11 공정에서는 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))으로부터의 평면에서 보았을 때, 제1 고음향 임피던스층(311, 313)과 제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)의 적층 구조에 대향하는 위치에 IDT 전극(5)을 형성한다. 또한, 기판(2)의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 제2 고음향 임피던스층(321, 323)과 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)의 적층 구조에 대향하는 위치에 전극(61)을 형성한다. 마찬가지로, 기판(2)의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 제2 고음향 임피던스층(331, 333)과 제2 저음향 임피던스층(332, 334, 335)의 적층 구조에 대향하는 위치에 전극(62)을 형성한다. 한편, 제11 공정에서는 IDT 전극(5)과 복수개의 전극(61, 62)과 복수개의 배선(60)을 압전체층(4) 상에 포토리소그래피 및 에칭에 의해 형성하는 것에 한정되지 않고, 예를 들면 리프트 오프에 의해 형성해도 된다. 리프트 오프에 의해 IDT 전극(5)과 복수개의 전극(61, 62)과 복수개의 배선(60)을 형성하는 경우, 제10 공정을 생략할 수 있다.
(4) 공진자의 동작
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는 탄성파 공진자와 커패시터를 구성한다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1) 중 일부는 탄성파 공진자로서 동작한다. 상술한 바와 같이, IDT 전극(5)의 전극지 피치(P1)로 정해지는 탄성파의 파장보다도 압전체층(4)의 두께가 얇기 때문에, IDT 전극(5)에 교번 전계가 인가된 경우, 탄성파인 판파가 효율적으로 여진되면서 압전체층(4)을 전파한다. 탄성파 장치(1)에서는 중간층(3)에 제1 음향 임피던스층(31)이 형성되어 있기 때문에, 중간층(3) 측에 누설된 판파가 제1 고음향 임피던스층(313)과 제1 저음향 임피던스층(314)의 계면, 및 제1 고음향 임피던스층(311)과 제1 저음향 임피던스층(312)의 계면에서 반사된다. 따라서, 판파가 높은 에너지 강도를 가지는 상태에서 압전체층(4)을 전파할 수 있다.
(5) 래더형 필터
실시형태 1에 따른 탄성파 장치는 도 3에 나타내는 바와 같은 래더형 필터(9)이어도 된다. 이하, 실시형태 1에 따른 래더형 필터(9)에 대해 설명한다.
래더형 필터(9)는 직렬암(series arm) 회로(97)와, 복수개(도시예에서는 2개)의 병렬암(parallel arm) 회로(981, 982)를 포함한다. 직렬암 회로(97)는 입력 단자(961)와 출력 단자(962)를 잇는 제1 경로(직렬암) 상에 직렬로 접속되어 있다. 복수개의 병렬암 회로(981, 982)는 각각, 제1 경로 상의 노드와 그라운드를 잇는 제2 경로 상에 마련되어 있다.
직렬암 회로(97)는 복수개(도시예에서는 3개)의 직렬암 공진자(91~93)를 가진다. 병렬암 회로(981)는 병렬암 공진자(94)를 가진다. 병렬암 공진자(94)의 일단(一端)은 직렬암 공진자(91)와 직렬암 공진자(92)의 접속 점(제1 경로 상의 노드)에 접속되어 있고, 병렬암 공진자(94)의 타단(他端)은 그라운드에 접속되어 있다. 병렬암 회로(982)는 병렬암 공진자(95)를 가진다. 병렬암 공진자(95)의 일단은 직렬암 공진자(92)와 직렬암 공진자(93)의 접속 점(제1 경로 상의 노드)에 접속되어 있고, 병렬암 공진자(95)의 타단은 그라운드에 접속되어 있다.
상기와 같은 래더형 필터(9)에서 예를 들면, 복수개의 직렬암 공진자(91~93) 중 상기 제1 경로 상에서 출력 단자(962)에 가장 가까이 접속되어 있는 직렬암 공진자(93)에 탄성파 장치(1)(도 1 참조)의 구성이 이용되고 있다. 바꿔 말하면, 탄성파 장치(1) 중 압전체층(4) 및 IDT 전극(5)을 이용한 공진자는 직렬암 공진자(93)이다. 한편, 출력 단자(962)에 가장 가까이 접속되어 있는 직렬암 공진자(93)란, 복수개의 직렬암 공진자(91~93) 중에서 출력 단자(962)에 대하여 전기적으로 가장 가까이 접속되어 있는 공진자이다.
상기와 같이, 직렬암 공진자(93)에 탄성파 장치(1)의 구성이 이용되면, 직렬암 공진자(93)와 출력 단자(962) 사이에는 복수개의 커패시터(71, 72)가 접속되어 있다. 복수개의 커패시터(71, 72)는 직렬로 접속되어 있다. 바꿔 말하면, 커패시터(71, 72)는 상기 제1 경로 상에서 출력 단자(962)와 제1 경로 상에서 출력 단자(962)에 가장 가까이 접속되어 있는 직렬암 공진자(93) 사이에 마련되어 있다. 커패시터(72)와 출력 단자(962) 사이에 인덕터(73)가 접속됨으로써, 정합 회로, 서지(surge) 대책 회로, 또는 필터 회로를 구성할 수 있다. 한편, 인덕터(73)는 커패시터(72)와 출력 단자(962) 사이에 접속되어 있는 것에 한정되지는 않고, 커패시터(71)와 직렬암 공진자(93) 사이에 접속되어 있어도 된다.
상술한 바와 같이, 래더형 필터(9)에 정합 회로, 서지 대책 회로, 또는 필터 회로가 마련되는 경우, 소형이고 저손실인 회로가 요구된다. 도 3의 예에서는 직렬암 공진자(93)와 출력 단자(962) 사이에 상기 회로를 구성하는 소자를 마련할 수 있다. 이들 소자를 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 제작할 수 있으므로, 예를 들면 빗형 전극을 이용하는 경우에 소형이고 저손실로 제작할 수 있다. 즉, 기판(2)의 두께방향에 커패시터(71, 72)를 제작할 수 있으므로, 대용량이고 저(低)저항인 소자를 제작할 수 있다.
또한, 커패시터(71, 72)를 기판(2) 내에 제작할 수 있으므로, 소형화이고 부가 소자(예를 들면 디스크리트 소자)의 저감화를 도모할 수 있다.
더욱이, 공진자와 동일한 공정으로 커패시터(71, 72)를 제작할 수 있으므로, 공진자와 커패시터를 다른 공정으로 제작하는 경우에 비해, 비용을 저감시킬 수 있다.
(6) 효과
이상 설명한 바와 같이, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 IDT 전극(5)과 대향하는 제1 음향 임피던스층(31)의 제1 고음향 임피던스층(311, 313)과, 전극(61, 62)과 대향하는 제2 음향 임피던스층(32, 33)의 제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333)이 전기적으로 절연되어 있다. 이로써, 커패시터가 디스크리트 소자인 경우 또는 커패시터가 배선 기판 상에 형성되는 경우에 비해, 특성 열화를 억제하면서 탄성파 장치(1) 전체의 사이즈를 소형으로 할 수 있다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 제2 음향 임피던스층(32, 33)이 전극(61, 62)의 적어도 일부와 중복되면서, 제2 음향 임피던스층(32, 33)의 복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333)이 제2 도전층을 포함한다. 이로써, 상기 제2 도전층을, 커패시터(71, 72)에서 전극(61, 62)과는 상이한 다른 쪽 전극으로 이용할 수 있다. 그 결과, 제2 도전층과는 별도로 커패시터의 다른 쪽 전극이 마련되는 경우에 비해, 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 커패시터(71, 72)를 소형으로 할 수 있다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 복수개의 전극(61, 62)에 대응하는 복수개의 제2 음향 임피던스층(32, 33)에서의 복수개의 제2 고음향 임피던스층(323, 333)이 서로 전기적으로 접속되어 있다. 이로써, 복수개의 커패시터(71, 72)를 용이하게 형성할 수 있다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 복수개의 제2 고음향 임피던스층(323, 333)이 동일한 재료로 형성되어 있다. 마찬가지로, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 331)도 동일한 재료로 형성되어 있다. 이로써, 복수개의 제2 음향 임피던스층(32, 33)을 용이하게 형성할 수 있다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 제1 음향 임피던스층(31)의 제1 고음향 임피던스층(313)과 제2 음향 임피던스층(32, 33)의 제2 고음향 임피던스층(323, 333)이 동일한 재료로 형성되어 있다. 마찬가지로, 제1 음향 임피던스층(31)의 제1 고음향 임피던스층(311)과 제2 음향 임피던스층(32, 33)의 제2 고음향 임피던스층(321, 331)이 동일한 재료로 형성되어 있다. 이로써, 제1 음향 임피던스층(31)과 제2 음향 임피던스층(32, 33)을 용이하게 형성할 수 있다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)의 제조 방법에서는 고음향 임피던스층(제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333))을 형성하는 공정에서, 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 전극(61, 62)과 대향하는 위치에 제2 도전층을 형성한다. 이로써, 공진자와 동일한 공정으로 커패시터(71, 72)를 제조할 수 있으므로, 공진자와 커패시터를 별도로 제조하는 경우에 비해, 탄성파 장치(1)의 제조 공정을 간략하게 할 수 있다.
(7) 변형예
이하, 실시형태 1의 변형예에 대해 설명한다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는 2개의 전극(61, 62)을 포함하는데, 실시형태 1의 변형예로서 탄성파 장치(1)는 하나의 전극만을 포함해도 되고, 3개 이상의 전극을 포함해도 된다. 요컨대, 탄성파 장치(1)는 적어도 하나의 전극을 포함하고 있으면 된다.
실시형태 1에서는, 탄성파 장치(1)는 2개의 제2 음향 임피던스층(32, 33)을 포함하는데, 실시형태 1의 변형예로서 탄성파 장치(1)는 하나의 제2 음향 임피던스층만을 가져도 되고, 3개 이상의 제2 음향 임피던스층을 가져도 된다. 요컨대, 탄성파 장치(1)는 적어도 하나의 제2 음향 임피던스층을 가져도 된다.
제1 음향 임피던스층(31)의 적층 수(제1 고음향 임피던스층 및 제1 저음향 임피던스층의 총 수)는 5층에 한정되지는 않고, 3층이어도 되며, 7층 이상이어도 된다. 또한, 제1 음향 임피던스층(31)에서 제1 고음향 임피던스층과 제1 저음향 임피던스층은 동일한 수이어도 된다. 즉, 제1 음향 임피던스층(31)의 적층 수는 2층, 4층, 또는 6층 등의 짝수층이어도 된다.
제2 음향 임피던스층(32, 33) 각각의 적층 수(제2 고음향 임피던스층 및 제2 저음향 임피던스층의 총 수)도 제1 음향 임피던스층(31)과 동일하고, 5층에 한정되지는 않으며, 3층이어도 되고, 7층 이상이어도 된다. 또한, 제2 음향 임피던스층(32, 33) 각각에서 제2 고음향 임피던스층과 제2 저음향 임피던스층은 동일한 수이어도 된다. 즉, 제2 음향 임피던스층(32, 33) 각각의 적층 수는 2층, 4층,또는 6층 등의 짝수층이어도 된다.
실시형태 1에서는 제1 음향 임피던스층(31)에서의 복수개의 제1 고음향 임피던스층(311, 313) 전체가 도전성을 가지는 제1 도전층인데, 복수개의 제1 고음향 임피던스층(311, 313) 중 어느 하나만이 제1 도전층이어도 된다. 요컨대, 복수개의 제1 고음향 임피던스층(311, 313)은 적어도 1층의 제1 도전층을 포함하고 있으면 된다.
실시형태 1에서는 제2 음향 임피던스층(32)에서의 복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323) 전체가 도전성을 가지는 제2 도전층인데, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323) 중 어느 하나만이 제2 도전층이어도 된다. 요컨대, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323)은 적어도 1층의 제2 도전층을 포함하고 있으면 된다. 마찬가지로, 제2 음향 임피던스층(33)에서의 복수개의 제2 고음향 임피던스층(331, 333) 전체가 도전성을 가지는 제2 도전층인데, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(331, 333) 중 어느 하나만이 제2 도전층이어도 된다. 요컨대, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(331, 333)은 적어도 1층의 제2 도전층을 포함하고 있으면 된다.
제1 음향 임피던스층(31)에서의 복수개의 제1 고음향 임피던스층(311, 313)은 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것에 한정되지는 않고, 다른 재료에 의해 형성되어 있어도 된다. 제2 음향 임피던스층(32)에서의 복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323)도 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것에 한정되지는 않고, 다른 재료에 의해 형성되어 있어도 된다. 제2 음향 임피던스층(33)에서의 복수개의 제2 고음향 임피던스층(331, 333)도 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것에 한정되지는 않고, 다른 재료에 의해 형성되어 있어도 된다.
제1 음향 임피던스층(31)에서의 복수개의 제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)은 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것에 한정되지는 않고, 다른 재료에 의해 형성되어 있어도 된다. 제2 음향 임피던스층(32)에서의 복수개의 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325)도 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것에 한정되지는 않고, 다른 재료에 의해 형성되어 있어도 된다. 제2 음향 임피던스층(33)에서의 복수개의 제2 저음향 임피던스층(332, 334, 335)도 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것에 한정되지는 않고, 다른 재료에 의해 형성되어 있어도 된다.
제1 음향 임피던스층(31)은 제1 고음향 임피던스층(311, 313)이 제1 도전층인 예에 한정되지 않고, 제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315)이 제1 도전층이어도 된다. 마찬가지로, 제2 음향 임피던스층(32, 33)도 제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333)이 제2 도전층인 예에 한정되지 않고, 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325, 332, 334, 335)이 제2 도전층이어도 된다. 어느 쪽에서도, 제2 도전층과 전극을 한 쌍의 전극으로 하는 커패시터가 형성되어 있고, 제1 도전층이 제2 도전층과 전기적으로 절연되어 있으면 된다.
탄성파 장치(1) 중 압전체층(4) 및 IDT 전극(5)을 이용한 공진자는 도 3의 예에서는 직렬암 공진자(93)인데, 직렬암 공진자(91) 또는 직렬암 공진자(92)이어도 되고, 병렬암 공진자(94) 또는 병렬암 공진자(95)이어도 된다. 요컨대, 복수개의 직렬암 공진자(91~93) 및 복수개의 병렬암 공진자(94, 95) 중 적어도 하나의 공진자가 탄성파 장치(1) 중 압전체층(4) 및 IDT 전극(5)을 이용한 공진자이면 된다.
도 3의 예에서는 커패시터(71, 72)가 래더형 필터(9)의 출력 측(직렬암 공진자(93)와 출력 단자(962) 사이)에 마련되어 있고, 커패시터(71, 72)를 구성하는 제2 도전막이 서로 전기적으로 접속되어 있다. 그러나 래더형 필터(9)의 출력 측이 아닌, 래더형 필터(9)의 입력 측(예를 들면 입력 단자(961)와 직렬암 공진자(91) 사이)에 적어도 2개의 커패시터가 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 적어도 2개의 커패시터를 구성하는 적어도 2개의 제2 도전막은 서로 전기적으로 접속되어 있다. 혹은, 래더형 필터(9)의 입력 측과 출력 측 양쪽에, 각각 적어도 2개의 커패시터가 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 래더형 필터(9)의 입력 측에 마련되어 있는 커패시터의 전극과, 래더형 필터(9)의 출력 측에 마련되어 있는 커패시터의 전극은 전기적으로 접속되어 있지 않다.
실시형태 1에서는 기판(2) 상에 제1 음향 임피던스층(31)과 제2 음향 임피던스층(32, 33)을 형성하고 있는데, 실시형태 1의 변형예로서 압전체층(4) 상에 제1 음향 임피던스층(31)과 제2 음향 임피던스층(32, 33)을 형성해도 된다. 요컨대, 기판(2)과 압전체층(4) 사이에 제1 음향 임피던스층(31)과 제2 음향 임피던스층(32, 33)을 형성하면 된다.
본 변형예에서는 압전체층(4)의 근원이 되는 압전 기판 상에, 제1 음향 임피던스층(31)과 제2 음향 임피던스층(32, 33)을 형성하고, 그 후, 제1 음향 임피던스층(31) 및 제2 음향 임피던스층(32, 33)을 압전체층(4)으로 끼우도록 기판(2)을 적층한다. 본 변형예이어도, 기판(2)과 압전체층(4) 사이에 IDT 전극(5)의 적어도 일부와 중복되는 제1 음향 임피던스층(31)과, 전극(61, 62)에 의해 커패시터(71, 72)를 형성하는 도전층(제2 고음향 임피던스층(323, 333))을 포함하는 제2 음향 임피던스층(32, 33)을 동시에 형성할 수 있다.
(실시형태 2)
실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1a)는 도 6에 나타내는 바와 같이, IDT 전극(5)과 함께 인덕터(8)(제3 음향 임피던스층(37))을 가지는 점에서 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)(도 2 참조)와 상이하다. 한편, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 또한, 도 7은 도 6의 X2-X2선 단면도이다.
실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1a)는 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 기판(2)과 중간층(3a)과 압전체층(4)과 IDT 전극(5)과 복수개(도시예에서는 2개)의 전극(63, 64)을 포함한다. 한편, 실시형태 2의 기판(2), 압전체층(4), 및 IDT 전극(5)은 실시형태 1의 기판(2), 압전체층(4), 및 IDT 전극(5)(도 1 및 도 2 참조)과 동일한 구성 요소이므로, 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
복수개의 전극(63, 64)은 압전체층(4) 상에 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 복수개의 전극(63, 64)은 압전체층(4) 상이며 IDT 전극(5)과는 다른 위치에 형성되어 있다. 복수개의 전극(63, 64)은 압전체층(4) 상에서 인접하여 마련되어 있다. 전극(63, 64) 각각은 예를 들면 사각형의 평판 형상으로 형성되어 있다. 전극(63, 64)은 Al과 같은 금속에 의해 형성되어 있다. 한편, 전극(63, 64)은 Al에 한정되지는 않고, Cu, Pt, Au, Ti, Ni 등의 다른 금속 또는 합금에 의해 형성되어도 된다. 또한, 전극(63, 64)은 IDT 전극(5)과 동일한 금속 또는 합금에 의해 형성되어 있어도 되고, IDT 전극(5)과 다른 금속 또는 합금에 의해 형성되어 있어도 된다. 더욱이, 전극(63, 64)은 동일한 금속 또는 합금에 의해 형성되어 있어도 되고, 서로 다른 금속 또는 합금에 의해 형성되어 있어도 된다.
중간층(3a)은 제1 음향 임피던스층(31)(도 1 참조)과, 복수개(도시예에서는 2개)의 제2 음향 임피던스층(35, 36)과, 제3 음향 임피던스층(37)을 가진다. 중간층(3a)은 기판(2) 상에 형성되어 있다. 한편, 실시형태 2의 제1 음향 임피던스층(31)은 실시형태 1의 제1 음향 임피던스층(31)과 동일한 구성 및 기능이므로, 설명을 생략한다.
제2 음향 임피던스층(35)은 복수개(도시예에서는 2층)의 제2 고음향 임피던스층(351, 353)과 복수개(도시예에서는 3층)의 제2 저음향 임피던스층(352, 354, 355)의 적층 구조를 가진다. 제2 음향 임피던스층(35)은 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 전극(63)과 대향한다.
제2 고음향 임피던스층(351, 353)은 각각, 도전성을 가지는 제2 도전층으로서 형성되어 있다. 예를 들면, 제2 고음향 임피던스층(351, 353)은 W와 같은 금속에 의해 형성되어 있다. 한편, 제2 고음향 임피던스층(351, 353)은 W에 한정되지는 않고, Pt와 같은 다른 금속에 의해 형성되어도 된다.
제2 저음향 임피던스층(352, 354, 355)은 SiO2와 같은 절연체에 의해 형성되어 있다. 또한, 제2 저음향 임피던스층(352, 354, 355)의 음향 임피던스는 제2 고음향 임피던스층(351, 353)의 음향 임피던스보다도 낮다.
제2 음향 임피던스층(36)은 제2 음향 임피던스층(35)과 마찬가지로, 복수개(도시예에서는 2층)의 제2 고음향 임피던스층(361, 363)과 복수개(도시예에서는 3층)의 제2 저음향 임피던스층(362, 364, 365)의 적층 구조를 가진다. 제2 음향 임피던스층(36)은 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 전극(64)과 대향한다.
제2 고음향 임피던스층(361, 363)은 각각, 도전성을 가지는 제2 도전층으로서 형성되어 있다. 예를 들면, 제2 고음향 임피던스층(361, 363)은 제2 고음향 임피던스층(351, 353)과 마찬가지로, W와 같은 금속에 의해 형성되어 있다. 한편, 제2 고음향 임피던스층(361, 363)은 W에 한정되지는 않고, Pt와 같은 다른 금속에 의해 형성되어도 된다.
제2 저음향 임피던스층(362, 364, 365)은 제2 저음향 임피던스층(352, 354, 355)과 마찬가지로, SiO2와 같은 절연체에 의해 형성되어 있다. 또한, 제2 음향 임피던스층(36)에서도 제2 음향 임피던스층(35)과 마찬가지로, 제2 저음향 임피던스층(362, 364, 365)의 음향 임피던스는 제2 고음향 임피던스층(361, 363)의 음향 임피던스보다도 낮다.
상기와 같이 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 제2 음향 임피던스층(35)이 압전체층(4)을 개재하여 전극(63)과 대향하여 형성되어 있다. 이로써, 탄성파 장치(1a)에는 제2 음향 임피던스층(35)의 제2 고음향 임피던스층(353)과 전극(63) 사이에 제2 고음향 임피던스층(353)과 전극(63)을 한 쌍의 전극으로 하는 커패시터(74)가 형성되어 있다.
마찬가지로, 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 제2 음향 임피던스층(36)이 압전체층(4)을 개재하여 전극(64)과 대향하여 형성되어 있다. 이로써, 제2 음향 임피던스층(36)의 제2 고음향 임피던스층(363)과 전극(64) 사이에 제2 고음향 임피던스층(363)과 전극(64)을 한 쌍의 전극으로 하는 커패시터(75)가 형성되어 있다.
제3 음향 임피던스층(37)은 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1)) 및 전극(63)과 IDT 전극(5)이 배열되어 있는 제2 방향(D2)과 직교하는 제3 방향(D3)에서 제2 음향 임피던스층(35)과 제2 음향 임피던스층(36) 사이에 마련되어 있다. 제3 음향 임피던스층(37)은 복수개(도시예에서는 2층)의 제3 고음향 임피던스층(371, 373)과 복수개(도시예에서는 3층)의 제3 저음향 임피던스층(372, 374, 375)의 적층 구조를 가진다.
제3 고음향 임피던스층(371, 373)은 각각, 도전성을 가지는 제3 도전층으로서 형성되어 있다. 예를 들면, 제3 고음향 임피던스층(371, 373)은 W와 같은 금속에 의해 형성되어 있다. 그리고 제3 고음향 임피던스층(371, 373)은 각각 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))으로부터의 평면에서 보았을 때 미앤더(meander) 형상으로 형성되어 있다. 제3 고음향 임피던스층(371, 373)은 제1 방향(D1)에서 겹쳐 있다.
상기로부터, 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1a)에서는 제2 음향 임피던스층(35)의 제2 고음향 임피던스층(353)과 제2 음향 임피던스층(36)의 제2 고음향 임피던스층(363) 사이에 인덕터(8)를 구성하는 제3 고음향 임피던스층(373)이 마련되어 있다.
제3 음향 임피던스층(37)의 제3 고음향 임피던스층(373)은 제2 음향 임피던스층(35, 36)의 제2 고음향 임피던스층(353, 363)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 제3 고음향 임피던스층(373)은 제2 고음향 임피던스층(353, 363)과 동일한 재료로 형성되어 있다. 즉, 제3 고음향 임피던스층(373)과 제2 고음향 임피던스층(353, 363)이 일체화되어 있다. 이로써, 실시형태 2의 탄성파 장치(1a)에서는, 전극(63)과 전극(64) 사이에는 복수개의 커패시터(74, 75)와 인덕터(8)가 직렬로 접속되어 있다. 한편, 제3 음향 임피던스층(37)의 제3 고음향 임피던스층(371)에서도 제3 고음향 임피던스층(371)은 제2 고음향 임피던스층(351, 361)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 제3 고음향 임피던스층(371)은 제2 고음향 임피던스층(351, 361)과 동일한 재료로 형성되어 있다.
실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1a)는 도 8에 나타내는 바와 같은 래더형 필터(9a)에 이용된다. 이하, 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1a)를 포함하는 래더형 필터(9a)에 대해 설명한다.
래더형 필터(9a)는 실시형태 1에 따른 래더형 필터(9)(도 3 참조)와 마찬가지로, 직렬암 회로(97)와 복수개(도시예에서는 2개)의 병렬암 회로(981, 982)를 포함한다. 직렬암 회로(97)는 입력 단자(961)와 출력 단자(962)를 잇는 제1 경로(직렬암) 상에 직렬로 접속되어 있다. 복수개의 병렬암 회로(981, 982)는 각각 제1 경로 상의 노드와 그라운드를 잇는 제2 경로 상에 마련되어 있다.
상기와 같은 래더형 필터(9a)에서 예를 들면, 출력 단자(962)에 가장 가까운 직렬암 공진자(93)에 탄성파 장치(1a)가 이용되고 있다. 바꿔 말하면, 탄성파 장치(1a) 중 압전체층(4) 및 IDT 전극(5)을 이용한 공진자는 직렬암 공진자(93)이다.
상기와 같이, 직렬암 공진자(93)에 탄성파 장치(1a)가 이용되면, 직렬암 공진자(93)와 출력 단자(962) 사이의 접속 점과 그라운드 사이에는 복수개(도시예에서는 2개)의 커패시터(74, 75)와 인덕터(8)가 직렬로 접속되어 있다. 이로써, 커패시터(74, 75) 및 인덕터(8)의 공진 주파수에서 쇼트 스터브(short stub)와 같은 기능을 가지는 회로를 구성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1a)에서는 복수개의 제2 음향 임피던스층(35, 36)의 복수개의 제2 고음향 임피던스층(353, 363) 사이에 제3 고음향 임피던스층(373)이 마련되어 있다. 마찬가지로, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(351, 361) 사이에 제3 고음향 임피던스층(371)이 마련되어 있다. 이로써, 커패시터(74, 75)와 함께 인덕터(8)도 IDT 전극(5)과 일체로 형성할 수 있다. 바꿔 말하면, 커패시터(74, 75)와 함께 인덕터(8)도 공진자와 일체로 형성할 수 있다.
한편, 실시형태 2의 변형예로서 제2 음향 임피던스층(35, 36) 각각의 적층 수(제2 고음향 임피던스층 및 제2 저음향 임피던스층의 총 수)는 5층에 한정되지는 않고, 3층이어도 되며, 7층 이상이어도 된다. 또한, 제2 음향 임피던스층(35, 36) 각각에서 제2 고음향 임피던스층과 제2 저음향 임피던스층은 동일한 수이어도 된다. 즉, 제2 음향 임피던스층(35, 36) 각각의 적층 수는 2층, 4층, 또는 6층 등의 짝수층이어도 된다.
실시형태 2에서는 제2 음향 임피던스층(35)에서의 복수개의 제2 고음향 임피던스층(351, 353) 전체가 도전성을 가지는 제2 도전층인데, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(351, 353) 중 어느 하나만이 제2 도전층이어도 된다. 요컨대, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(351, 353)은 적어도 1층의 제2 도전층을 포함하고 있으면 된다. 마찬가지로, 제2 음향 임피던스층(36)에서의 복수개의 제2 고음향 임피던스층(361, 363) 전체가 도전성을 가지는 제2 도전층인데, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(361, 363) 중 어느 하나만이 제2 도전층이어도 된다. 요컨대, 복수개의 제2 고음향 임피던스층(361, 363)은 적어도 1층의 제2 도전층을 포함하고 있으면 된다.
실시형태 2에서는 제3 음향 임피던스층(37)에서의 복수개의 제3 고음향 임피던스층(371, 373) 전체가 도전성을 가지는 제3 도전층인데, 복수개의 제3 고음향 임피던스층(371, 373) 중 어느 하나만이 제3 도전층이어도 된다. 요컨대, 복수개의 제3 고음향 임피던스층(371, 373)은 적어도 1층의 제3 도전층을 포함하고 있으면 된다.
제2 음향 임피던스층(35)에서의 복수개의 제2 고음향 임피던스층(351, 353)은 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것에 한정되지는 않고, 다른 재료에 의해 형성되어 있어도 된다. 제2 음향 임피던스층(36)에서의 복수개의 제2 고음향 임피던스층(361, 363)도 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것에 한정되지는 않고, 다른 재료에 의해 형성되어 있어도 된다. 제3 음향 임피던스층(37)에서의 복수개의 제3 고음향 임피던스층(371, 373)도 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것에 한정되지는 않고, 다른 재료에 의해 형성되어 있어도 된다.
제2 음향 임피던스층(35)에서의 복수개의 제2 저음향 임피던스층(352, 354, 355)은 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것에 한정되지는 않고, 다른 재료에 의해 형성되어 있어도 된다. 제2 음향 임피던스층(36)에서의 복수개의 제2 저음향 임피던스층(362, 364, 365)도 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것에 한정되지는 않고, 다른 재료에 의해 형성되어 있어도 된다. 제3 음향 임피던스층(37)에서의 복수개의 제3 저음향 임피던스층(372, 374, 375)도 동일한 재료에 의해 형성되어 있는 것에 한정되지는 않고, 다른 재료에 의해 형성되어 있어도 된다.
제2 음향 임피던스층(35, 36)은 제2 고음향 임피던스층(351, 353, 361, 363)이 제2 도전층인 예에 한정되지 않고, 제2 저음향 임피던스층(352, 354, 355, 362, 364, 365)이 제2 도전층이어도 된다. 마찬가지로, 제3 음향 임피던스층(37)도 제3 고음향 임피던스층(371, 373)이 제3 도전층인 예에 한정되지 않고, 제3 저음향 임피던스층(372, 374, 375)이 제3 도전층이어도 된다.
도 8의 예에서는 커패시터(74, 75)가 래더형 필터(9a)의 출력 측(직렬암 공진자(93)와 출력 단자(962) 사이)에 마련되어 있고, 커패시터(74, 75)를 구성하는 제2 도전막이 서로 전기적으로 접속되어 있다. 그러나 래더형 필터(9a)의 출력 측이 아닌, 래더형 필터(9a)의 입력 측(예를 들면 입력 단자(961)와 직렬암 공진자(91) 사이)에 적어도 2개의 커패시터가 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 적어도 2개의 커패시터를 구성하는 적어도 2개의 제2 도전막은 서로 전기적으로 접속되어 있다. 혹은, 래더형 필터(9a)의 입력 측과 출력 측 양쪽에 각각 적어도 2개의 커패시터가 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 래더형 필터(9a)의 입력 측에 마련되어 있는 커패시터의 전극과, 래더형 필터(9a)의 출력 측에 마련되어 있는 커패시터의 전극은 전기적으로 접속되어 있지 않다.
실시형태 2에서는 기판(2) 상에 제1 음향 임피던스층(31)과 제2 음향 임피던스층(35, 36)과 제3 음향 임피던스층(37)을 형성하고 있는데, 실시형태 2의 변형예로서 압전체층(4) 상에 제1 음향 임피던스층(31)과 제2 음향 임피던스층(35, 36)과 제3 음향 임피던스층(37)을 형성해도 된다. 요컨대, 기판(2)과 압전체층(4) 사이에 제1 음향 임피던스층(31)과 제2 음향 임피던스층(35, 36)과 제3 음향 임피던스층(37)을 형성하면 된다.
본 변형예에서는 압전체층(4)의 근원이 되는 압전 기판 상에 제1 음향 임피던스층(31)과 제2 음향 임피던스층(35, 36)과 제3 음향 임피던스층(37)을 형성하고, 그 후, 제1 음향 임피던스층(31), 제2 음향 임피던스층(35, 36) 및 제3 음향 임피던스층(37)을 압전체층(4)으로 끼우도록 기판(2)을 적층한다. 본 변형예이어도, 기판(2)과 압전체층(4) 사이에 IDT 전극(5)의 적어도 일부와 중복되는 제1 음향 임피던스층(31)과, 전극(63, 64)에 의해 커패시터(74, 75)를 형성하는 도전층(제2 고음향 임피던스층(353, 363))을 포함하는 제2 음향 임피던스층(35, 36)과, 인덕터(8)를 형성하는 제3 음향 임피던스층(37)을 동시에 형성할 수 있다.
이상 설명한 실시형태 1, 2는 본 발명의 다양한 실시형태 중 하나에 불과하다. 실시형태 1, 2는 본 발명의 목적을 달성할 수 있으면, 설계 등에 따라 다양한 변경이 가능하다.
(정리)
이상 설명한 실시형태 1, 2 및 변형예로부터 이하의 양태가 개시되어 있는 것은 분명하다.
제1 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)는 기판(2)과, 제1 음향 임피던스층(31) 및 제2 음향 임피던스층(32)과 압전체층(4)과 IDT 전극(5)과 적어도 하나의 전극(61, 62; 63, 64)을 포함한다. 제1 음향 임피던스층(31) 및 제2 음향 임피던스층(32)은 기판(2) 상에 형성된다. 압전체층(4)은 제1 음향 임피던스층(31) 및 제2 음향 임피던스층(32) 상에 형성된다. IDT 전극(5)은 압전체층(4) 상에 형성된다. IDT 전극(5)의 적어도 일부는 압전체층(4)의 두께방향(제1 방향(D1))으로부터의 평면에서 보았을 때, 제1 음향 임피던스층(31)과 중복된다. 전극(61, 62; 63, 64)은 압전체층(4) 상에 형성된다. 전극(61, 62; 63, 64)의 적어도 일부는 상기 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 제2 음향 임피던스층(32)과 중복된다. 제1 음향 임피던스층(31) 및 제2 음향 임피던스층(32, 33; 34, 35) 각각은 적어도 1층의 고음향 임피던스층(제1 고음향 임피던스층(311, 313))과, 적어도 1층의 저음향 임피던스층(제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315))을 가진다. 저음향 임피던스층은 고음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 낮다. 제1 음향 임피던스층(31) 및 제2 음향 임피던스층(32, 33) 각각에서 고음향 임피던스층 또는 저음향 임피던스층이 도전성이다. 제2 음향 임피던스층(32, 33; 34, 35)에서의 도전층과 전극(61, 62; 63, 64)에 의해, 커패시터(71, 72; 74, 75)가 형성된다. 제1 음향 임피던스층(31)에서의 도전층은 제2 음향 임피던스층(32, 33; 34, 35)에서의 도전층과 전기적으로 절연된다.
제1 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)에서는 IDT 전극(5)의 적어도 일부가 중복되는 제1 음향 임피던스층(31)의 도전층과, 전극(61, 62; 63, 64)의 적어도 일부가 중복되는 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)의 도전층이 전기적으로 절연된다. 이로써, 커패시터가 디스크리트 소자인 경우 또는 커패시터가 배선 기판 상에 형성되는 경우에 비해, 특성 열화를 억제하면서 탄성파 장치(1; 1a) 전체의 사이즈를 소형으로 할 수 있다.
제1 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)에서는 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)이 전극(61, 62; 64, 65)의 적어도 일부와 중복되면서, 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)의 복수개의 고음향 임피던스층(제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363))이 도전층을 포함한다. 이로써, 제2 음향 임피던스층(32, 33; 34, 35)에서의 도전층을, 커패시터(71, 72; 74, 75)에서 전극(61, 62; 63, 64)과는 상이한 다른 쪽 전극으로 이용할 수 있다. 그 결과, 제2 음향 임피던스층(32, 33; 34, 35)에서의 도전층과는 별도로 커패시터의 다른 쪽 전극이 마련되는 경우에 비해, 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 커패시터(71, 72; 74, 75)를 소형으로 할 수 있다.
제2 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)에서는 제1 양태에 있어서, 제1 음향 임피던스층(31)의 고음향 임피던스층(제1 고음향 임피던스층(311, 313))이 복수개 마련된다. 제1 음향 임피던스층(31)의 저음향 임피던스층(제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315))이 복수개 마련된다. 제1 음향 임피던스층(31)의 복수개의 고음향 임피던스층과 제1 음향 임피던스층(31)의 복수개의 저음향 임피던스층이 두께방향(제1 방향(D1))에서 한층마다 교대로 배열된다.
제3 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)에서는 제1 또는 제2 양태에 있어서, 제2 음향 임피던스층(32)의 고음향 임피던스층(제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363))이 복수개 마련된다. 제2 음향 임피던스층(32)의 저음향 임피던스층(제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325, 332, 334, 335; 352, 354, 355, 362, 364, 365))이 복수개 마련된다. 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)의 복수개의 고음향 임피던스층과 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)의 복수개의 저음향 임피던스층이 두께방향(제1 방향(D1))에서 한층마다 교대로 배열된다.
제4 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)에서는 제1 내지 제3 양태 중 어느 하나에 있어서, 제1 음향 임피던스층(31)은 고음향 임피던스층(제1 고음향 임피던스층(311, 313))으로서 도전층을 포함한다. 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)은 고음향 임피던스층(제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333; 351, 353; 361, 363))으로서 도전층을 포함한다.
제5 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)는 제1 내지 제4 양태 중 어느 하나에 있어서, 전극(61, 62; 63, 64)을 복수개 포함한다. 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)은 복수개의 전극(61, 62; 63, 64)과 일대일로 대응하여 복수개 마련된다. 복수개의 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)에 포함되는 복수개의 도전층(복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363)) 중 적어도 2개는 서로 전기적으로 접속된다.
제5 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)에서는 복수개의 전극(61, 62; 63, 64)에 대응하는 복수개의 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)에서의 복수개의 도전층(복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363)) 중 적어도 2개가 서로 전기적으로 접속된다. 이로써, 적어도 2개의 커패시터(71, 72; 74, 75)를 용이하게 형성할 수 있다.
제6 양태에 따른 탄성파 장치(1a)에서는 제5 양태에 있어서, 복수개의 제2 음향 임피던스층(35, 36)의 복수개의 도전층(복수개의 제2 고음향 임피던스층(351, 353, 361, 363)) 중 적어도 2개 사이에 인덕터(8)를 구성하는 도전층(제3 고음향 임피던스층(371, 373))이 마련된다.
제6 양태에 따른 탄성파 장치(1a)에서는 복수개의 제2 음향 임피던스층(35, 36)의 복수개의 도전층(복수개의 제2 고음향 임피던스층(351, 353, 361, 363)) 중 적어도 2개 사이에 도전층(제3 고음향 임피던스층(371, 373))이 마련된다. 이로써, 커패시터(74, 75)와 함께 인덕터(8)도 IDT 전극(5)과 일체로 형성할 수 있다. 바꿔 말하면, 커패시터(74, 75)와 함께 인덕터(8)도 공진자와 일체로 형성할 수 있다.
제7 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)에서는 제5 또는 제6 양태에 있어서, 복수개의 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)의 복수개의 도전층(복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363))은 동일한 재료로 형성된다.
제7 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)에서는 복수개의 도전층(복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363))이 동일한 재료로 형성된다. 이로써, 복수개의 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)을 용이하게 형성할 수 있다.
제8 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)에서는 제1 내지 제7 양태 중 어느 하나에 있어서, 제1 음향 임피던스층(31)의 도전층(제1 고음향 임피던스층(311, 313))은 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)의 도전층(복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363))과 동일한 재료로 형성된다.
제8 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)에서는 제1 음향 임피던스층(31)의 도전층(제1 고음향 임피던스층(311, 313))과 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)의 도전층(복수개의 제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363))이 동일한 재료로 형성된다. 이로써, 제1 음향 임피던스층(31)과 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)을 용이하게 형성할 수 있다.
제9 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)에서는 제1 내지 제8 양태 중 어느 하나에 있어서, IDT 전극(5)의 전극지 피치(P1)에 의해 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 했을 때에, 압전체층(4)의 두께가 1λ 이하이다.
제10 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)에서는 제9 양태에 있어서, 탄성파가 판파이다.
제11 양태에 따른 탄성파 장치(래더형 필터(9; 9a))는 직렬암 회로(97)와 병렬암 회로(981, 982)를 포함한다. 직렬암 회로(97)는 입력 단자(961)와 출력 단자(962)를 잇는 제1 경로 상에 마련된다. 병렬암 회로(981, 982)는 제1 경로 상의 노드와 그라운드를 잇는 제2 경로 상에 마련된다. 직렬암 회로(97)는 복수개의 직렬암 공진자(91~93)를 가진다. 병렬암 회로(981, 982)는 병렬암 공진자(94, 95)를 가진다. 복수개의 직렬암 공진자(91~93) 및 병렬암 공진자(94, 95) 중 적어도 하나의 공진자는 압전체층(4) 및 IDT 전극(5)을 포함한다.
제12 양태에 따른 탄성파 장치(래더형 필터(9))에서는 제11 양태에 있어서, 압전체층(4) 및 IDT 전극(5)을 포함하는 상기 공진자는 복수개의 직렬암 공진자(91~93) 중 제1 경로 상에서 출력 단자(962)에 가장 가까이 접속되는 직렬암 공진자(93)이다. 커패시터(71, 72)는 제1 경로 상에서 출력 단자(962)와 제1 경로 상에서 출력 단자(962)에 가장 가까이 접속되는 직렬암 공진자(93) 사이에 마련된다.
제13 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)의 제조 방법은 기판(2) 및 압전체층(4)을 준비하는 공정을 가진다. 탄성파 장치(1; 1a)의 제조 방법은 기판(2)과 압전체층(4) 사이에 제1 음향 임피던스층(31)과 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)을 형성하는 공정을 가진다. 제1 음향 임피던스층(31)은 적어도 1층의 도전층(제1 고음향 임피던스층(311, 313))을 포함한다. 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)은 적어도 1층의 도전층(제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363))을 포함한다. 탄성파 장치(1; 1a)의 제조 방법은 압전체층(4) 상이며 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))으로부터의 평면에서 보았을 때, 적어도 일부가 제1 음향 임피던스층(31)과 중복되는 IDT 전극(5)을 형성하고, 적어도 일부가 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)과 중복되는 적어도 하나의 전극(61, 62; 63, 64)을 형성하는 공정을 가진다. 제1 음향 임피던스층(31) 및 제2 음향 임피던스층(32)을 형성하는 공정에서는 고음향 임피던스층(제1 고음향 임피던스층(311, 313), 제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363))을 형성하는 공정과, 고음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 낮은 저음향 임피던스층(제1 저음향 임피던스층(312, 314, 315), 제2 저음향 임피던스층(322, 324, 325, 332, 334, 335; 352, 354, 355, 362, 364, 365))을 형성하는 공정을 적어도 1회씩 반복한다. 제1 음향 임피던스층(31) 및 제2 음향 임피던스층(32, 33; 34, 35)을 형성하는 공정에서 서로 전기적으로 절연되도록, 제1 음향 임피던스층(31)에서의 도전층(제1 고음향 임피던스층(311, 313))과, 제2 음향 임피던스층(32, 33; 35, 36)에서의 도전층(제2 고음향 임피던스층(321, 323, 331, 333; 351, 353, 361, 363))을 형성한다. 전극(61, 62; 63, 64)을 형성하는 공정에서는 제2 음향 임피던스층(32, 33; 34, 35)에서의 도전층과 전극(61, 62; 63, 64)에 의해, 커패시터(71, 72; 74, 75)를 형성한다.
제13 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a)의 제조 방법에서는 제2 음향 임피던스층(32, 33; 34, 35)을 형성하는 공정에서 기판(2)의 두께방향(제1 방향(D1))에서 전극(61, 62; 63, 64)과 대향하는 위치에 도전층을 형성한다. 이로써, 공진자와 동일한 공정으로 커패시터(71, 72; 74, 75)를 제조할 수 있으므로, 공진자와 커패시터를 별도로 제조하는 경우에 비해, 탄성파 장치(1; 1a)의 제조 공정을 간략하게 할 수 있다.
1, 1a: 탄성파 장치
2: 기판
3, 3a: 중간층
301: 도전막
303: 도전막
31: 제1 음향 임피던스층
311, 313: 제1 고음향 임피던스층(도전층)
312, 314, 315: 제1 저음향 임피던스층
32: 제2 음향 임피던스층
331, 333: 제2 고음향 임피던스층(도전층)
332, 334, 335: 제2 저음향 임피던스층
34: 절연층
341, 342, 343: 절연층의 일부
35: 제2 음향 임피던스층
351, 353: 제2 고음향 임피던스층(도전층)
352, 354, 355: 제2 저음향 임피던스층
36: 제2 음향 임피던스층
361, 363: 제2 고음향 임피던스층(도전층)
362, 364, 365: 제2 저음향 임피던스층
37: 제3 음향 임피던스층
371, 373: 제3 고음향 임피던스층(도전층)
372, 374, 375: 제3 저음향 임피던스층
4: 압전체층
5: IDT 전극
501: 도전막
51: 제1 전극
52: 제2 전극
53: 제1 전극지
54: 제1 버스바
55: 제2 전극지
56: 제2 버스바
60: 배선
61~64: 전극
71, 72: 커패시터
73: 인덕터
74, 75: 커패시터
8: 인덕터
9, 9a: 래더형 필터(탄성파 장치)
91~93: 직렬암 공진자
94, 95: 병렬암 공진자
961: 입력 단자
962: 출력 단자
97: 직렬암 회로
981, 982: 병렬암 회로
D1: 제1 방향(두께방향)
D2: 제2 방향
D3: 제3 방향
P1: 전극지 피치
2: 기판
3, 3a: 중간층
301: 도전막
303: 도전막
31: 제1 음향 임피던스층
311, 313: 제1 고음향 임피던스층(도전층)
312, 314, 315: 제1 저음향 임피던스층
32: 제2 음향 임피던스층
331, 333: 제2 고음향 임피던스층(도전층)
332, 334, 335: 제2 저음향 임피던스층
34: 절연층
341, 342, 343: 절연층의 일부
35: 제2 음향 임피던스층
351, 353: 제2 고음향 임피던스층(도전층)
352, 354, 355: 제2 저음향 임피던스층
36: 제2 음향 임피던스층
361, 363: 제2 고음향 임피던스층(도전층)
362, 364, 365: 제2 저음향 임피던스층
37: 제3 음향 임피던스층
371, 373: 제3 고음향 임피던스층(도전층)
372, 374, 375: 제3 저음향 임피던스층
4: 압전체층
5: IDT 전극
501: 도전막
51: 제1 전극
52: 제2 전극
53: 제1 전극지
54: 제1 버스바
55: 제2 전극지
56: 제2 버스바
60: 배선
61~64: 전극
71, 72: 커패시터
73: 인덕터
74, 75: 커패시터
8: 인덕터
9, 9a: 래더형 필터(탄성파 장치)
91~93: 직렬암 공진자
94, 95: 병렬암 공진자
961: 입력 단자
962: 출력 단자
97: 직렬암 회로
981, 982: 병렬암 회로
D1: 제1 방향(두께방향)
D2: 제2 방향
D3: 제3 방향
P1: 전극지 피치
Claims (13)
- 기판과,
상기 기판 상에 형성되는 제1 음향 임피던스층 및 제2 음향 임피던스층과,
상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층 상에 형성되는 압전체층과,
상기 압전체층 상에 형성되고 상기 압전체층의 두께방향으로 보았을 때, 적어도 일부가 상기 제1 음향 임피던스층과 중복되는 IDT 전극과,
상기 압전체층 상에 형성되고 상기 두께방향으로 보았을 때, 적어도 일부가 상기 제2 음향 임피던스층과 중복되는 적어도 하나의 전극을 포함하며,
상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층 각각은,
적어도 1층의 고음향 임피던스층과,
상기 고음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 낮은 적어도 1층의 저음향 임피던스층을 가지며,
상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층 각각에서 상기 고음향 임피던스층 또는 상기 저음향 임피던스층이 도전층이고,
상기 제2 음향 임피던스층에서의 상기 도전층과 상기 전극에 의해 커패시터가 형성되며,
상기 제1 음향 임피던스층에서의 상기 도전층은 상기 제2 음향 임피던스층에서의 상기 도전층과 전기적으로 절연되는, 탄성파 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 음향 임피던스층의 상기 고음향 임피던스층이 복수개 마련되고,
상기 제1 음향 임피던스층의 상기 저음향 임피던스층이 복수개 마련되며,
상기 제1 음향 임피던스층의 상기 복수개의 고음향 임피던스층과 상기 제1 음향 임피던스층의 상기 복수개의 저음향 임피던스층이 상기 두께방향에서 한층마다 교대로 배열되는, 탄성파 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 음향 임피던스층의 상기 고음향 임피던스층이 복수개 마련되고,
상기 제2 음향 임피던스층의 상기 저음향 임피던스층이 복수개 마련되며,
상기 제2 음향 임피던스층의 상기 복수개의 고음향 임피던스층과 상기 제2 음향 임피던스층의 상기 복수개의 저음향 임피던스층이 상기 두께방향에서 한층마다 교대로 배열되는, 탄성파 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 음향 임피던스층은 상기 고음향 임피던스층으로서 상기 도전층을 포함하고,
상기 제2 음향 임피던스층은 상기 고음향 임피던스층으로서 상기 도전층을 포함하는, 탄성파 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전극을 복수개 포함하고,
상기 제2 음향 임피던스층은 상기 복수개의 전극과 일대일로 대응하여 복수개 마련되며,
상기 복수개의 제2 음향 임피던스층에 포함되는 복수개의 도전층 중 적어도 2개는 서로 전기적으로 접속되는, 탄성파 장치. - 제5항에 있어서,
상기 복수개의 제2 음향 임피던스층의 상기 복수개의 도전층 중 상기 적어도 2개 사이에 인덕터를 구성하는 도전층이 마련되는, 탄성파 장치. - 제5항에 있어서,
상기 복수개의 제2 음향 임피던스층의 상기 복수개의 도전층은 동일한 재료로 형성되는, 탄성파 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 음향 임피던스층의 상기 도전층은 상기 제2 음향 임피던스층의 상기 도전층과 동일한 재료로 형성되는, 탄성파 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 IDT 전극의 전극지(電極指) 피치에 의해 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 했을 때에, 상기 압전체층의 두께가 1λ 이하인, 탄성파 장치. - 제9항에 있어서,
상기 탄성파가 판파인, 탄성파 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
입력 단자와 출력 단자를 잇는 제1 경로 상에 마련된 직렬암(series arm) 회로와,
상기 제1 경로 상의 노드와 그라운드를 잇는 제2 경로 상에 마련된 병렬암(parallel arm) 회로를 포함하고,
상기 직렬암 회로는 복수개의 직렬암 공진자를 가지며,
상기 병렬암 회로는 병렬암 공진자를 가지며,
상기 복수개의 직렬암 공진자 및 상기 병렬암 공진자 중 적어도 하나의 공진자는,
상기 압전체층 및 상기 IDT 전극을 포함하는, 탄성파 장치. - 제11항에 있어서,
상기 압전체층 및 상기 IDT 전극을 포함하는 상기 공진자는 상기 복수개의 직렬암 공진자 중 상기 제1 경로 상에서 상기 출력 단자에 가장 가까이 접속되는 직렬암 공진자이고,
상기 커패시터는 상기 제1 경로 상에서 상기 출력 단자와 상기 제1 경로 상에서 상기 출력 단자에 가장 가까이 접속되는 상기 직렬암 공진자 사이에 마련되는, 탄성파 장치. - 기판 및 압전체층을 준비하는 공정과,
상기 기판과 상기 압전체층 사이에 적어도 1층의 도전층을 포함하는 제1 음향 임피던스층과, 적어도 1층의 도전층을 포함하는 제2 음향 임피던스층을 형성하는 공정과,
상기 압전체층 상이며 상기 기판의 두께방향으로 보았을 때, 적어도 일부가 상기 제1 음향 임피던스층과 중복되는 IDT 전극을 형성하고, 적어도 일부가 상기 제2 음향 임피던스층과 중복되는 적어도 하나의 전극을 형성하는 공정을 가지며,
상기 제1 음향 임피던스층 및 상기 제2 음향 임피던스층을 형성하는 공정에서는,
고음향 임피던스층을 형성하는 공정과,
상기 고음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 낮은 저음향 임피던스층을 형성하는 공정을 적어도 1회씩 반복하고,
상기 제1 음향 임피던스층에서의 상기 도전층과 상기 제2 음향 임피던스층에서의 상기 도전층을 서로 전기적으로 절연되도록 형성하며,
상기 전극을 형성하는 공정에서는 상기 제2 음향 임피던스층에서의 상기 도전층과 상기 전극에 의해 커패시터를 형성하는, 탄성파 장치의 제조 방법.
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