KR102444727B1 - 탄성파 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치 - Google Patents

탄성파 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치 Download PDF

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Abstract

대전에 의한 정전 파괴가 발생하기 어려운, 탄성파 장치를 제공한다. 실리콘 지지 기판(2)에 직접 또는 간접으로 압전체(6)가 적층되어 있으며, 압전체(6) 상에 기능 전극이 마련되어 있고, 실리콘 지지 기판(2) 상에 직접 또는 간접으로 지지층(3)이 마련되어 있고, 평면으로 본 경우에, 지지층(3)은, 기능 전극의 외측에 마련되어 있고, 절연물로 이루어지는 지지층(3) 상에 실리콘 커버층(4)이 마련되어 있으며, 실리콘 지지 기판(2)과, 지지층(3)과, 실리콘 커버층(4)에 의해 둘러싸인 공간 A가 형성되어 있고, 실리콘 지지 기판(2)의 전기 저항이, 실리콘 커버층(4)의 전기 저항보다도 높은, 탄성파 장치(1).

Description

탄성파 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치
본 발명은, 실리콘 지지 기판과, 실리콘 커버층을 가지는 탄성파 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치에 관한 것이다.
하기의 특허문헌 1에는, 중공 공간이 마련되어 있는 패키지 구조를 가지는 탄성파 장치가 개시되어 있다. 실리콘 기판 상에, 기능 전극이 마련되어 있다. 실리콘 기판 상에 있어서, 기능 전극을 둘러싸도록, 접착제층이 마련되어 있다. 그리고, 이 접착제층에 의해, 실리콘 기판과 대향하도록, 실리콘으로 이루어지는 밀봉 부재가 접합되어 있다. 그것에 의해, 형성된 중공 공간 내에 기능 전극이 위치하고 있다.
일본 특허 공표 제2004-503164호 공보
실리콘으로 이루어지는 지지 기판과, 실리콘으로 이루어지는 밀봉 부재를 사용한 특허문헌 1에 기재된 탄성파 장치에서는, 대전하면, 실리콘으로 이루어지는 지지 기판에 전하가 흐르는 경우가 있다. 그 결과, 실리콘으로 이루어지는 지지 기판 상에 형성된 기능 전극에 있어서, 정전 파괴에 의한 동작 불량이나 파손이 발생할 우려가 있었다.
본 발명의 목적은, 대전에 의한 정전 파괴가 발생하기 어려운, 탄성파 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은, 실리콘 지지 기판과, 상기 실리콘 지지 기판 상에 직접 또는 간접으로 적층된 압전체와, 상기 압전체 상에 마련된 기능 전극과, 상기 실리콘 지지 기판 상에 직접 또는 간접으로 적층되어 있으며, 또한 평면으로 본 경우에, 상기 기능 전극의 외측에 마련되어 있고, 절연물로 이루어지는 지지층과, 상기 지지층 상에 적층된 실리콘 커버층을 구비하고, 상기 실리콘 지지 기판과, 상기 지지층과, 상기 실리콘 커버층에 의해 둘러싸인 공간이 형성되어 있으며, 상기 실리콘 지지 기판의 전기 저항이, 상기 실리콘 커버층의 전기 저항보다도 높은, 탄성파 장치이다.
본 발명에 따른 고주파 프론트엔드 회로는, 본 발명에 따라서 구성된 탄성파 장치와, 파워 증폭기를 구비한다.
본 발명에 따른 통신 장치는, 본 발명에 따라서 구성된 고주파 프론트엔드 회로와, RF 신호 처리 회로를 구비한다.
본 발명에 따르면, 기능 전극의 정전 파괴가 발생하기 어려운, 탄성파 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다.
도 5는, 고주파 프론트엔드 회로를 가지는 통신 장치의 구성도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명함으로써, 본 발명을 명백하게 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 각 실시 형태는, 예시적인 것이며, 서로 다른 실시 형태 간에 있어서, 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능함을 지적해 둔다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다. 탄성파 장치(1)는, 실리콘 지지 기판(2)을 가진다. 실리콘 지지 기판(2) 상에 수지로 이루어지는 지지층(3)이 마련되어 있다. 지지층(3)은, 평면으로 볼 때 프레임형의 형상을 가지고 있다. 지지층(3) 상에, 지지층(3)의 상방 개구를 밀봉하도록 실리콘 커버층(4)이 마련되어 있다.
그것에 의해, 실리콘 지지 기판(2)과, 지지층(3)과, 실리콘 커버층(4)으로 둘러싸인 공간 A가 마련되어 있다.
공간 A에 있어서는, 실리콘 지지 기판(2) 상에 저음속막(5)이 적층되어 있다. 이 저음속막(5) 상에, 압전체(6)가 적층되어 있다. 압전체(6) 상에, 기능 전극으로서의 IDT 전극(7)이 마련되어 있다. 따라서, 압전체(6)는, 지지층(3)으로 둘러싸인 부분에 배치되어 있다.
또한, 바람직하게는 IDT 전극(7)의 전극 핑거 피치로 정해지는 파장을 λ로 했을 때, 압전체(6)의 두께는, 3.5λ 이하이다.
지지층(3)은 실리콘 지지 기판(2) 상에 직접 마련되어 있으며, 압전체(6) 상에 지지층(3)이 위치하지 않는다. 따라서, 제조 공정에 있어서, 그리고 사용 시에 있어서, 지지층(3)의 응력에 의해 압전체(6)가 파손되기 어렵다.
IDT 전극(7)에 전기적으로 접속되도록 접속 전극(8, 9)이 마련되어 있다.
상기 IDT 전극(7)을 덮도록, 유전체막(10)이 마련되어 있다.
접속 전극(8, 9)에는, 관통 비아 전극(11, 12)의 상단이 접속되어 있다. 관통 비아 전극(11, 12)은, 실리콘 지지 기판(2), 저음속막(5) 및 압전체(6)를 관통하도록 마련되어 있다. 따라서, 접속 전극(8, 9)이 직접 실리콘 지지 기판(2)에 접하지 않는다. 따라서, 접속 전극(8, 9)을 흐르는 전류가 반도체인 실리콘 지지 기판(2)측으로 누설되기 어렵다. 따라서, 특성의 열화도 발생하기 어렵다. 관통 비아 전극(11, 12)의 하단은, 실리콘 지지 기판(2)의 제2 주면(2b)에 이르고 있다. 제2 주면(2b)은, 실리콘 지지 기판(2)에 있어서, 압전체(6)가 마련되어 있는 측과는 반대측의 주면이다. 제2 주면(2b) 상에는, 단자 전극(13, 14)이 마련되어 있다. 단자 전극(13, 14)은, 관통 비아 전극(11, 12)의 하단에 접속되어 있다.
탄성파 장치(1)의 특징은, 실리콘 지지 기판(2)의 전기 저항이, 실리콘 커버층(4)의 전기 저항보다도 높은 데 있다. 따라서, 탄성파 장치(1)가 대전한 경우, 실리콘 지지 기판(2)측으로부터 전기 저항이 낮은 실리콘 커버층(4)측으로 전하가 흐르게 된다. 따라서, 기능 전극으로서의 IDT 전극(7)의 정전 파괴가 발생하기 어렵다.
또한, 탄성파 장치(1)에서는, 압전체(6) 상에 IDT 전극(7)이 마련되어 있기 때문에, IDT 전극(7)에 교류 전계를 인가함으로써, 압전체(6)에 있어서 탄성파를 여진시킬 수 있다.
또한, 저음속막(5)은, 압전체(6)를 전파하는 벌크파의 음속보다도, 전파하는 벌크파의 음속이 저속인 저음속 재료로 이루어진다. 상기 저음속 재료로서는, 실리콘 지지 기판(2) 및 압전체(6)의 사이에서 상기 음속 관계를 충족하는 적절한 재료를 사용할 수 있다. 이와 같은 저음속 재료로서는, 산화규소, 유리, 산질화규소, 혹은 산화탄탈, 또는 산화규소에 불소나 탄소나 붕소를 첨가한 화합물 등, 상기 재료를 주성분으로 한 매질을 이용할 수 있다.
실리콘 지지 기판(2)을 전파하는 벌크파의 음속은, 압전체(6)를 전파하는 탄성파의 음속보다도 고속이다. 따라서, 고음속 지지 기판으로서의 실리콘 지지 기판(2), 저음속막(5) 및 압전체(6)가 적층되어 있는 구조를 가지기 때문에, 여진된 탄성파의 에너지를 압전체(6)에 효과적으로 가두는 것이 가능하게 되어 있다. 이와 같은 적층 구조를 가지는 경우, 압전체(6)의 두께는, 통상 압전 단결정 기판을 사용한 탄성파 장치에 있어서의 압전 단결정 기판보다도 상당히 얇다. 바람직하게는 IDT 전극(7)에 있어서의 전극 핑거 피치로 정해지는 파장을 λ로 했을 때, 압전체(6)의 두께는, 3.5λ 이하로 하는 것이 바람직하다. 그것에 의해, Q값을 높일 수 있다.
상기와 같이 압전체(6)의 두께가 얇은 경우, 전술한 대전에 의해, IDT 전극(7)뿐만 아니라, IDT 전극(7) 및 압전체(6)가 적층되어 있는 기능부에 있어서 정전 파괴가 발생하기 쉬워진다. 그러나, 본 실시 형태의 탄성파 장치(1)에서는, 상기한 바와 같이 실리콘 커버층(4)의 전기 저항이, 실리콘 지지 기판(2)의 전기 저항보다도 낮기 때문에, 발생한 전하가, 실리콘 커버층(4)으로 빠르게 흐르게 되어, 기능부의 정전 파괴를 억제하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 실리콘 지지 기판(2) 상에 저음속막(5)을 통해 간접적으로 압전체(6)가 적층되어 있지만, 실리콘 지지 기판(2) 상에 압전체(6)가 직접 적층되어 있어도 된다. 이 경우에 있어서도, 탄성파의 에너지를 압전체(6)에 효과적으로 가둘 수 있으며, 또한 IDT 전극(7)의 정전 파괴가 발생하기 어렵다.
지지층(3)은, 폴리이미드 등의 합성 수지로 이루어지지만, 합성 수지 이외의 절연물, 예를 들어 무기 절연물로 이루어지는 것이어도 된다. 바람직하게는, 지지층(3)은 감광성 열경화 폴리이미드 등의 감광성 폴리이미드계 수지로 이루어진다. 그 경우에는, 지지층(3)의 비용을 저감하여, 프로세스의 간략화를 행할 수 있다.
보다 바람직하게는, 지지층(3)이 수지로 이루어지는 경우, 실리콘 커버층이 p형 반도체로 이루어지고, 실리콘 지지 기판(2)이 n형 반도체로 이루어지는 것이 바람직하다. 수지는, 대전한 경우, 부극성으로 된다. 그 때문에, 실리콘 지지 기판(2)이 n형 반도체로 이루어지고, 실리콘 커버층(4)이 p형 반도체로 이루어지는 경우, 실리콘 지지 기판(2)측에서 발생한 전하가 한층 더 빠르게 실리콘 커버층(4)으로 흐르게 된다. 따라서, 정전기 방전에 의한 동작 불량이나 파손이 한층 발생하기 어렵다.
무엇보다, 실리콘 지지 기판(2) 및 실리콘 커버층(4)의 반도체의 도전 형식은 상기 조합에 한정되는 것은 아니다. 양쪽 모두가 n형 반도체 또는 p형 반도체로 이루어지는 것이어도 된다.
상기 유전체막(10)은, IDT 전극(7)을 덮도록 마련되어 있다. 따라서, 유전체막(10)의 두께나 재료를 조정함으로써, 주파수 조정을 행할 수 있다. 또한, 유전체막(10)을 마련함으로써, IDT 전극(7)을 주위로부터 보호할 수 있다.
상기 유전체막(10)의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 산화규소, 산질화규소 등의 무기 유전체 재료를 적합하게 사용할 수 있다.
공간 A는 밀봉되어 있는 것이 바람직하다. 그것에 의해, 공기 중의 수분의 영향을 받기 어려워져서, 탄성파 장치(1)의 특성 변동이 발생하기 어렵다.
도 1에 도시한 바와 같이, 관통 비아 전극(11, 12)은 평면으로 볼 때, 지지층(3)으로 둘러싸인 영역 내에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 그것에 의해, 접속 전극(8, 9)과 관통 비아 전극(11, 12)을 지지층(3)으로 둘러싸인 영역(공간 A) 내에서 접속할 수 있기 때문에, 접속 전극(8, 9)을 지지층(3)으로 둘러싸인 영역 내에서 밀봉할 수 있다. 따라서, 접속 전극(8, 9)이 공기 중의 수분의 영향을 받기 어려워진다. 관통 비아 전극(11, 12)을 가짐으로써, 실리콘 지지 기판(2)의 기능부에 있어서 대전이 발생하였다고 해도, 전하가 상기 실리콘 커버층(4)측으로 빠르게 흐를뿐만 아니라, 실리콘 지지 기판(2)의 제2 주면(2b)측에도 관통 비아 전극(11, 12)을 거쳐 단자 전극(13, 14)측으로 빼낼 수 있다. 따라서, 단자 전극(13, 14)이 접합되어 있는 실장 기판 상의 전극 랜드 등으로 전하를 빠르게 빼낼 수 있다. 그것에 의해서도, 기능부에 있어서의 IDT 전극(7) 및 압전체(6)의 정전 파괴가 발생하기 어렵다.
또한, 탄성파 장치(1)에서는, 저음속막(5)이 지지층(3)으로 둘러싸인 영역 내에 위치하고 있다. 무엇보다, 저음속막(5)은, 지지층(3)의 하면 및 지지층(3)의 외측에 이르고 있어도 된다. 그 경우에는, 지지층(3)은, 실리콘 지지 기판(2)의 제1 주면(2a) 상에 간접으로 적층되게 된다. 무엇보다, 바람직하게는 도 1에 도시한 바와 같이, 지지층(3)은, 제1 주면(2a) 상에 직접 적층되어 있는 것이 바람직하다. 그것에 의해, 공정의 간략화를 도모할 수 있다.
또한, 지지층(3)은 프레임형의 형상을 가지고 있지만, 상기 압전체(6) 및 IDT 전극(7)을 가지는 기능부를 둘러쌀 수 있는 한, 프레임형의 형상으로 한정되지 않는다. 따라서, 공간 A는 밀봉 공간에 한정되지는 않는다.
또한, IDT 전극(7), 접속 전극(8, 9), 관통 비아 전극(11, 12) 및 단자 전극(13, 14)은, 적절한 금속 혹은 합금으로 이루어지며, 이들을 구성하는 재료에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.
또한, IDT 전극(7)을 가지는 기능 전극의 전극 구조에 대해서도 특별히 한정되지 않고 탄성파 공진자나 탄성파 필터 등의 다양한 기능부를 구성하도록, IDT 전극(7)을 포함하는 전극 구조를 변형할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다.
제2 실시 형태의 탄성파 장치(21)에서는, 실리콘 커버층(4)의 하면, 즉 실리콘 지지 기판(2)과 대향하고 있는 측의 주면의 전체면에 금속막(22)이 마련되어 있다. 이 점을 제외하고는, 탄성파 장치(21)는 탄성파 장치(1)와 마찬가지로 구성되어 있다. 따라서, 동일 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여함으로써, 탄성파 장치(1)의 설명을 원용하기로 한다.
금속막(22)은, Cu, Al 등 적절한 금속 혹은 합금으로 이루어진다. 금속막(22)의 전기 저항은, 실리콘 커버층(4)의 전기 저항보다도 더 낮다. 따라서, 실리콘 지지 기판(2)측의 기능부가 대전되였다고 해도, 전하는, 상기 실리콘 지지 기판(2)으로부터 실리콘 커버층(4)측으로 한층 더 빠르게 이동한다. 따라서, 기능부에 있어서의 IDT 전극(7)이나 압전체(6)의 정전 파괴를 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 금속막(22)은, 실리콘 커버층(4)의 주면의 전체면에 반드시 형성되어 있지 않아도 된다. 지지층(3)과 실리콘 커버층(4)의 접합면에 적어도 마련되어 있으면 된다. 무엇보다, 바람직하게는 도 2에 도시한 바와 같이 전체면에 금속막(22)이 마련되어 있는 것이 바람직하다. 그것에 의해, 전하의 이동이 보다 빠르게 행해질 수 있다. 따라서, 정전기 방전에 의한 동작 불량이나 파손이 한층 발생하기 어렵다.
또한, 금속막(22)은, 실리콘 커버층(4)의 측면이나 상면에 이르고 있어도 된다.
도 3은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다. 탄성파 장치(31)에서는, 실리콘 지지 기판(2) 상에, 고음속막(32)이 마련되어 있다. 이 고음속막(32) 상에 저음속막(5) 및 압전체(6)가 적층되어 있다. 즉, 고음속막(32)이 마련되어 있는 것을 제외하고는, 탄성파 장치(31)는, 탄성파 장치(1)와마찬가지로 구성되어 있다. 여기서, 고음속막(32)은, 전파하는 벌크파의 음속이, 압전체(6)를 전파하는 탄성파의 음속보다도 고속인 고음속 재료로 이루어진다. 이러한 고음속 재료로서는, 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 산질화규소, 실리콘, 사파이어, 탄탈산리튬, 니오븀산리튬, 수정, 알루미나, 지르코니아, 코어디어라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트, 마그네시아, DLC(다이아몬드 라이크 카본) 또는 다이아몬드, 상기 재료를 주성분으로 하는 매질 또는 상기 재료의 혼합물을 주성분으로 하는 매질 등의 여러 재료를 사용할 수 있다. 탄성파를 압전체(6) 및 저음속막(5)이 적층되어 있는 부분에 가두기 위해서는, 고음속막(32)의 막 두께는 두꺼울수록 바람직하고, 탄성파의 파장 λ의 0.5배 이상, 나아가서는 1.5배 이상인 것이 바람직하다.
이와 같이, 고음속막(32)이 마련되어 있는 경우에 있어서도, 압전체(6) 내에, 탄성파의 에너지를 효과적으로 가둘 수 있다. 탄성파 장치(31)에 있어서도, 실리콘 커버층(4)의 전기 저항이 상대적으로 낮기 때문에, 실리콘 지지 기판(2)측으로부터, 실리콘 커버층(4)으로 전하가 빠르게 흐른다. 따라서, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 기능부에 있어서의 IDT 전극(7)이나 압전체(6)의 정전 파괴를 억제할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다. 제4 실시 형태의 탄성파 장치(40)에서는, 실리콘 지지 기판(2)과, 압전체(6)의 사이에 음향 반사막이 적층되어 있다. 또한, 탄성파 장치(40)는, 저음속막 및 고음속막을 가지지 않는다. 그 밖의 구성은, 탄성파 장치(40)는, 탄성파 장치(31)와 마찬가지로 구성되어 있다. 음향 반사막은, 음향 임피던스가 상대적으로 높은 고음향 임피던스층(41)과, 음향 임피던스가 상대적으로 낮은 저음향 임피던스층(42)을 가진다. 도 4에서는, 2층의 고음향 임피던스층(41)과 2층의 저음향 임피던스층(42)이 실리콘 지지 기판(2)의 제1 주면(2a) 측으로부터 교대로 적층되어 있다. 무엇보다, 음향 반사막에 있어서의 고음향 임피던스층(41) 및 저음향 임피던스층(42)의 적층수는 이것에 한정되는 것은 아니다.
고음향 임피던스층(41) 및 저음향 임피던스층(42)을 구성하는 재료는, 음향 임피던스의 상대적 관계가 상기한 바와 같은 한 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 금속, 반도체 또는 세라믹스와 같은 무기 재료를 사용해도 되고, 합성 수지 등의 유기 재료를 사용해도 된다. 고음향 임피던스층(41)에는, 음향 임피던스가 비교적 높은, 금속이나 음향 임피던스가 높은 세라믹스가 적합하게 사용된다. 저음향 임피던스층(42)에는, 음향 임피던스가 비교적 낮은 세라믹스나 수지 재료 등을 적합하게 사용할 수 있다. 무엇보다, 고음향 임피던스층(41)에 Ag 등의 음향 임피던스가 높은 금속을 사용하고, 저음향 임피던스층(42)에 Pb 등의 음향 임피던스가 낮은 금속을 사용해도 된다. 즉, 상기 음향 임피던스의 상대적 관계를 충족하는 한, 금속 재료끼리의 조합이어도 되고, 세라믹스 재료의 조합이어도 된다.
저음향 임피던스층(42)보다도 압전체(6)로부터 먼 측에 고음향 임피던스층(41)이 적층되어 있기만 하면 된다. 이러한 음향 반사막을 가지는 탄성파 장치(40)에 있어서도, 압전체(6) 내에, 탄성파의 에너지를 효과적으로 가둘 수 있다. 또한, 탄성파 장치(40)에 있어서도, 실리콘 커버층(4)의 전기 저항이 상대적으로 낮기 때문에, 실리콘 지지 기판(2)측으로부터, 실리콘 커버층(4)으로 전하가 빠르게 흐른다. 따라서, 제4 실시 형태에 있어서도, 기능부에 있어서의 IDT 전극(7)이나 압전체(6)의 정전 파괴를 억제할 수 있다.
상기 각 실시 형태의 탄성파 장치는, 고주파 프론트엔드 회로의 듀플렉서 등으로서 사용할 수 있다. 이 예를 하기에 있어서 설명한다.
도 5는, 통신 장치 및 고주파 프론트엔드 회로의 구성도이다. 또한, 상기 도면에는, 고주파 프론트엔드 회로(230)와 접속되는 각 구성 요소, 예를 들어 안테나 소자(202)나 RF 신호 처리 회로(RFIC)(203)도 함께 도시되어 있다. 고주파 프론트엔드 회로(230) 및 RF 신호 처리 회로(203)는, 통신 장치(240)를 구성하고 있다. 또한, 통신 장치(240)는, 전원, CPU나 디스플레이를 포함하고 있어도 된다.
고주파 프론트엔드 회로(230)는, 스위치(225)와, 듀플렉서(201A, 201B)와, 로우 노이즈 증폭기 회로(214, 224)와, 파워 증폭기 회로(234a, 234b, 244a, 244b)를 구비한다. 또한, 도 5의 고주파 프론트엔드 회로(230) 및 통신 장치(240)는, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치의 일례이며, 이 구성에 한정되는 것은 아니다.
듀플렉서(201A)는, 필터(211, 212)를 가진다. 듀플렉서(201B)는, 필터(221, 222)를 가진다. 듀플렉서(201A, 201B)는, 스위치(225)를 통해 안테나 소자(202)에 접속된다. 또한, 상기 탄성파 장치는, 듀플렉서(201A, 201B)여도 되고, 필터(211, 212, 221, 222)여도 된다.
또한, 상기 탄성파 장치는, 예를 들어 3개의 필터의 안테나 단자가 공통화된 트리플렉서나, 6개의 필터의 안테나 단자가 공통화된 헥사플렉서 등, 3개 이상의 필터를 구비하는 멀티플렉서에 대해서도 적용할 수 있다.
즉, 상기 탄성파 장치는, 탄성파 공진자, 필터, 듀플렉서, 3개 이상의 필터를 구비하는 멀티플렉서를 포함한다. 그리고, 해당 멀티플렉서는, 송신 필터 및 수신 필터의 양쪽을 구비하는 구성에 한하지 않고, 송신 필터만, 또는 수신 필터만을 구비하는 구성이어도 상관없다.
스위치(225)는, 제어부(도시생략)로부터의 제어 신호에 따라서, 안테나 소자(202)와 소정의 밴드에 대응하는 신호 경로를 접속하고, 예를 들어 SPDT(Single Pole Double Throw)형의 스위치에 의해 구성된다. 또한, 안테나 소자(202)와 접속되는 신호 경로는 1개에 한정하지 않고, 복수개여도 된다. 즉, 고주파 프론트엔드 회로(230)는, 캐리어 애그리게이션에 대응하고 있어도 된다.
로우 노이즈 증폭기 회로(214)는, 안테나 소자(202), 스위치(225) 및 듀플렉서(201A)를 경유한 고주파 신호(여기서는 고주파 수신 신호)를 증폭하고, RF 신호 처리 회로(203)에 출력하는 수신 증폭 회로이다. 로우 노이즈 증폭기 회로(224)는, 안테나 소자(202), 스위치(225) 및 듀플렉서(201B)를 경유한 고주파 신호(여기서는 고주파 수신 신호)를 증폭하고, RF 신호 처리 회로(203)에 출력하는 수신 증폭 회로이다.
파워 증폭기 회로(234a, 234b)는, RF 신호 처리 회로(203)로부터 출력된 고주파 신호(여기서는 고주파 송신 신호)를 증폭하고, 듀플렉서(201A) 및 스위치(225)를 경유하여 안테나 소자(202)에 출력하는 송신 증폭 회로이다. 파워 증폭기 회로(244a, 244b)는, RF 신호 처리 회로(203)로부터 출력된 고주파 신호(여기서는 고주파 송신 신호)를 증폭하고, 듀플렉서(201B) 및 스위치(225)를 경유하여 안테나 소자(202)에 출력하는 송신 증폭 회로이다.
RF 신호 처리 회로(203)는, 안테나 소자(202)로부터 수신 신호 경로를 통해 입력된 고주파 수신 신호를, 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 당해 신호 처리하여 생성된 수신 신호를 출력한다. 또한, RF 신호 처리 회로(203)는, 입력된 송신 신호를 업컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 당해 신호 처리하여 생성된 고주파 송신 신호를 파워 증폭기 회로(234b, 244b)에 출력한다. RF 신호 처리 회로(203)는, 예를 들어 RFIC이다. 또한, 통신 장치는, BB(기저 대역) IC를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, BBIC는, RFIC에서 처리된 수신 신호를 신호 처리한다. 또한, BBIC는, 송신 신호를 신호 처리하고, RFIC에 출력한다. BBIC에서 처리된 수신 신호나, BBIC가 신호 처리하기 전의 송신 신호는, 예를 들어 화상 신호나 음성 신호이다.
또한, 고주파 프론트엔드 회로(230)는, 상기 듀플렉서(201A, 201B)를 대신하여, 듀플렉서(201A, 201B)의 변형예에 따른 듀플렉서를 구비하고 있어도 된다.
한편, 통신 장치(240)에 있어서의 필터(231, 232)는, 로우 노이즈 증폭기 회로(214, 224) 및 파워 증폭기 회로(234a, 234b, 244a, 244b)를 통하지 않고, RF 신호 처리 회로(203)와 스위치(225)의 사이에 접속되어 있다. 필터(231, 232)도, 듀플렉서(201A, 201B)와 마찬가지로, 스위치(225)를 통해 안테나 소자(202)에 접속된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 따른 탄성파 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치에 대하여 실시 형태를 들어 설명하였지만, 본 발명은, 상기 실시 형태에 있어서의 임의의 구성 요소를 조합하여 실현되는 별도의 실시 형태나, 상기 실시 형태에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해낸 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 본 발명에 따른 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
본 발명은, 필터, 멀티 밴드 시스템에 적용할 수 있는 멀티플렉서, 프론트엔드 회로 및 통신 장치로서, 휴대 전화기 등의 통신 기기에 널리 이용할 수 있다.
1: 탄성파 장치
2: 실리콘 지지 기판
2a: 제1 주면
2b: 제2 주면
3: 지지층
4: 실리콘 커버층
5: 저음속막
6: 압전체
7: IDT 전극
8, 9: 접속 전극
10: 유전체막
11, 12: 관통 비아 전극
13, 14: 단자 전극
21: 탄성파 장치
22: 금속막
31: 탄성파 장치
32: 고음속막
40: 탄성파 장치
41: 고음향 임피던스층
42: 저음향 임피던스층
201A, 201B: 듀플렉서
202: 안테나 소자
203: RF 신호 처리 회로
211, 212: 필터
214: 로우 노이즈 증폭기 회로
221, 222: 필터
224: 로우 노이즈 증폭기 회로
225: 스위치
230: 고주파 프론트엔드 회로
231, 232: 필터
234a, 234b: 파워 증폭기 회로
240: 통신 장치
244a, 244b: 파워 증폭기 회로

Claims (17)

  1. 실리콘 지지 기판과,
    상기 실리콘 지지 기판 상에 직접 또는 간접으로 적층된 압전체와,
    상기 압전체 상에 마련된 기능 전극과,
    상기 실리콘 지지 기판 상에 직접 또는 간접으로 적층되어 있으며, 또한 평면으로 본 경우에, 상기 기능 전극의 외측에 마련되어 있고, 절연물로 이루어지는 지지층과,
    상기 지지층 상에 적층된 실리콘 커버층과,
    상기 실리콘 지지 기판을 관통하고 있는 복수의 관통 비아 전극
    을 구비하고,
    상기 실리콘 지지 기판과, 상기 지지층과, 상기 실리콘 커버층에 의해 둘러싸인 공간이 형성되어 있으며,
    상기 실리콘 지지 기판의 전기 저항이, 상기 실리콘 커버층의 전기 저항보다도 높으며,
    상기 관통 비아 전극의 일단이, 상기 기능 전극에 전기적으로 접속되어 있고, 타단이 상기 실리콘 지지 기판의 상기 압전체가 적층되어 있는 측과는 반대측의 면에 이르고 있는, 탄성파 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지층이 감광성 폴리이미드계 수지로 이루어지는, 탄성파 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실리콘 커버층이, p형 반도체로 이루어지고,
    상기 실리콘 지지 기판이 n형 반도체로 이루어지는, 탄성파 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 커버층의 상기 지지층이 접합되어 있는 접합면에 금속막이 마련되어 있는, 탄성파 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금속막이, 상기 실리콘 커버층의 상기 지지층이 접합되어 있는 측의 면 전체에 마련되어 있는, 탄성파 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지층이, 상기 기능 전극을 둘러싸는 프레임형의 형상을 가지고,
    상기 압전체가, 상기 지지층으로 둘러싸인 부분에 배치되어 있는, 탄성파 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능 전극이 IDT 전극인, 탄성파 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 IDT 전극의 전극 핑거 피치로 정해지는 파장을 λ로 했을 때, 상기 압전체의 두께가 3.5λ 이하인, 탄성파 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 지지 기판 상에 상기 압전체가 직접 적층되어 있는, 탄성파 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 지지 기판과, 상기 압전체의 사이에 적층되어 있으며, 상기 압전체를 전파하는 벌크파의 음속보다도, 전파하는 벌크파의 음속이 저속인 저음속 재료로 이루어지는 저음속막을 더 구비하는, 탄성파 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 실리콘 지지 기판과, 상기 저음속막의 사이에 적층되어 있으며, 상기 압전체를 전파하는 탄성파의 음속보다도, 전파하는 벌크파의 음속이 고속인 고음속 재료로 이루어지는 고음속막을 더 구비하는, 탄성파 장치.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 지지 기판과, 상기 압전체의 사이에 적층되어 있으며, 음향 임피던스가 상대적으로 낮은 저음향 임피던스층과, 음향 임피던스가 상대적으로 높은 고음향 임피던스층을 가지는 음향 반사막을 더 구비하는, 탄성파 장치.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능 전극을 덮도록 마련된 유전체막을 더 구비하는, 탄성파 장치.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관통 비아 전극이, 평면으로 볼 때, 상기 지지층으로 둘러싸인 영역 내에 위치하고 있는, 탄성파 장치.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지층이 상기 실리콘 지지 기판 상에 직접 형성되어 있는, 탄성파 장치.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 탄성파 장치와,
    파워 증폭기
    를 구비하는, 고주파 프론트엔드 회로.
  17. 제16항에 기재된 고주파 프론트엔드 회로와,
    RF 신호 처리 회로
    를 구비하는, 통신 장치.
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