KR102479702B1 - 탄성파 장치 - Google Patents

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쇼우 나가토모
카츠야 다이몬
히데키 이와모토
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

고주파화에 대응할 수 있으면서 선형성을 향상시키는 것이 가능한 탄성파 장치를 제공한다. 탄성파 장치(1)는 압전체층(4)과 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 포함한다. 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)에 교차하는 방향(D2)에서 대향한다. 탄성파 장치(1)는 두께 전단 1차 모드의 벌크파를 이용한다. 압전체층(4)의 재료가 리튬니오베이트 또는 리튬탄탈레이트이다. 압전체층(4)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 상에 마련된다. 탄성파 장치(1)는 트랩 영역(10)을 추가로 가진다. 트랩 영역(10)은 압전체층(4)의 제2 주면(42) 측에 마련된다.

Description

탄성파 장치
본 발명은 일반적으로 탄성파 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 압전체층을 포함하는 탄성파 장치에 관한 것이다.
종래, 지지 기판과 저음속막과 압전 박막과 IDT 전극을 포함하는 탄성 표면파 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
지지 기판의 재료는 예를 들면, 실리콘이다. 저음속막의 재료는 예를 들면, 산화규소이다. 압전 박막의 재료는 예를 들면, LiTaO3이다.
국제공개공보 WO2015/098678
특허문헌 1에 개시된 탄성 표면파 장치에서는 한층 더 나은 고주파화에 대한 대응이 어려웠다. 또한, 특허문헌 1에 개시된 탄성파 표면 장치에서는 고조파 왜곡, IMD(상호변조 왜곡) 등에 의한 선형성의 저하가 발생하는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은 고주파화에 대응할 수 있으면서 선형성을 향상시키는 것이 가능한 탄성파 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 한 양태에 따른 탄성파 장치는 압전체층과 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 압전체층의 두께방향에 교차하는 방향에서 대향한다. 상기 탄성파 장치는 두께 전단(thickness-shear) 1차 모드의 벌크파를 이용한다. 상기 탄성파 장치는 실리콘 기판을 추가로 포함한다. 상기 실리콘 기판은 서로 대향하는 제1 주면(主面) 및 제2 주면을 가진다. 상기 압전체층의 재료가 리튬니오베이트 또는 리튬탄탈레이트이다. 상기 압전체층은 상기 실리콘 기판의 상기 제1 주면 상에 마련된다. 상기 탄성파 장치는 상기 실리콘 기판에 마련된 트랩 영역을 추가로 가진다.
본 발명의 한 양태에 따른 탄성파 장치는 압전체층과 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 압전체층의 두께방향에 교차하는 방향에서 대향한다. 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 이웃하는 전극들이다. 상기 탄성파 장치에서는 상기 압전체층의 두께방향을 따른 임의의 절단면에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 중심선 간 거리를 p로 하고, 상기 압전체층의 두께를 d로 할 때, d/p가 0.5 이하이다. 상기 탄성파 장치는 실리콘 기판을 추가로 포함한다. 상기 실리콘 기판은 서로 대향하는 제1 주면 및 제2 주면을 가진다. 상기 압전체층의 재료가 리튬니오베이트 또는 리튬탄탈레이트이다. 상기 압전체층은 상기 실리콘 기판의 상기 제1 주면 상에 마련된다. 상기 탄성파 장치는 상기 실리콘 기판에 마련된 트랩 영역을 추가로 가진다.
본 발명의 상기 양태에 따른 탄성파 장치에서는 고주파화에 대응할 수 있으면서 선형성을 향상시키는 것이 가능하다.
도 1은 실시형태 1에 따른 탄성파 장치의 평면도이다.
도 2는 상술한 탄성파 장치에 관한 것이고, 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은 상술한 탄성파 장치에 관한 것이고, 도 1의 B-B선 단면도이다.
도 4는 상술한 탄성파 장치의 일부 파단된 사시도이다.
도 5는 상술한 탄성파 장치의 주요부 평면도이다.
도 6A는 램파(Lamb wave)의 설명도이다. 도 6B는 두께 전단 1차 모드의 벌크파의 설명도이다.
도 7은 실시형태 1에 따른 탄성파 장치의 동작 설명도이다.
도 8은 참고형태에 따른 탄성파 장치의 구조 모델 설명도이다.
도 9A는 상술한 구조 모델에 관한 것이고, 두께 전단 모드의 비대역과 [압전체층의 두께]/[쌍을 이루는 2개의 전극의 중심선 간 거리]의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 9B는 상술한 구조 모델에 관한 것이고, 두께 전단 모드의 비대역과 [압전체층의 두께]/[쌍을 이루는 2개의 전극의 중심선 간 거리]의 관계를 나타내는 그래프이며, 도 9A 가로축의 0~0.2 범위를 확대한 그래프이다.
도 10은 상술한 구조 모델에 관한 것이고, 두께 전단 모드의 비대역과 규격화 스퓨리어스(spurious) 레벨의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은 상술한 구조 모델의 임피던스-주파수 특성도이다.
도 12는 상술한 구조 모델에 관한 것이고, [압전체층의 두께]/[쌍을 이루는 2개의 전극의 중심선 간 거리]와 구조 파라미터의 조합에서의 비대역 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 실시형태 1에 따른 탄성파 장치의 다른 구성예의 단면도이다.
도 14는 실시형태 1의 변형예 1에 따른 탄성파 장치의 평면도이다.
도 15는 상술한 탄성파 장치의 등가 회로도이다.
도 16은 실시형태 1의 변형예 2에 따른 탄성파 장치의 평면도이다.
도 17은 실시형태 1의 변형예 3에 따른 탄성파 장치의 평면도이다.
도 18은 실시형태 2에 따른 탄성파 장치의 단면도이다.
도 19는 실시형태 2에 따른 탄성파 장치의 평면도이다.
도 20은 상술한 탄성파 장치에 관한 것이고, 도 19의 A-A선 단면도이다.
도 21은 상술한 탄성파 장치에 관한 것이고, 도 19의 B-B선 단면도이다.
도 22는 실시형태 2의 변형예 1에 따른 탄성파 장치의 평면도이다.
도 23은 실시형태 2의 변형예 2에 따른 탄성파 장치의 평면도이다.
도 24는 실시형태 2의 변형예 3에 따른 탄성파 장치의 평면도이다.
도 25는 실시형태 2의 변형예 4에 따른 탄성파 장치의 단면도이다.
도 26은 실시형태 2의 변형예 5에 따른 탄성파 장치의 평면도이다.
도 27A~27D는 탄성파 장치의 한 쌍의 전극의 다른 형상을 나타내는 단면도이다.
도 28A~28C는 상술한 탄성파 장치의 다른 구성예를 나타내는 단면도이다.
이하의 실시형태 등에서 참조하는 도 1~8, 13, 14, 16~28C는 모두 모식적인 도면이며, 도면 중의 각 구성 요소의 크기나 두께 각각의 비가 반드시 실제 치수비를 반영하는 것은 아니다.
(실시형태 1)
이하, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에 대해, 도 1~5를 참조하여 설명한다.
(1.1) 탄성파 장치의 전체 구성
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 압전체층(4)과 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 포함한다. 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 압전체층(4)의 두께방향(D1)(이하, 제1 방향(D1)이라고도 함)에 교차하는 방향(D2)(이하, 제2 방향(D2)이라고도 함)에서 대향한다. 탄성파 장치(1)는 두께 전단 1차 모드의 벌크파를 이용하는 탄성파 장치이다. 제2 방향(D2)은 압전체층(4)의 분극방향(PZ1)에 직교한다. 두께 전단 1차 모드의 벌크파는 압전체층(4)의 두께 전단 진동에 의해 압전체층(4)의 두께방향(D1)을 전파방향으로 하는 벌크파이며, 압전체층(4)의 두께방향(D1)에서 노드의 수가 1인 벌크파이다. 두께 전단 진동은 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)에 의해 여진(勵振)된다. 두께 전단 진동은 압전체층(4)에서 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 사이의 규정 영역(45)에 여진된다. 탄성파 장치(1)에서는 제2 방향(D2)이 압전체층(4)의 분극방향(PZ1)에 직교하면, 두께 전단 1차 모드의 벌크파의 전기기계 결합계수(이하, 결합계수라고도 함)가 크다. 여기서 "직교"란, 엄밀하게 직교하는 경우에만 한정되지 않고, 대략 직교(제2 방향(D2)과 분극방향(PZ1)이 이루는 각도가 예를 들면 90°±10°)이어도 된다.
도 1 및 2에 나타내는 바와 같이, 탄성파 장치(1)는 제1 전극(51)을 복수개 포함하면서 제2 전극(52)을 복수개 포함한다. 즉, 탄성파 장치(1)는 제1 전극(51), 제2 전극(52)을 한 쌍의 전극 세트로 한 경우, 제1 전극(51)과 제2 전극(52)의 전극 세트를 복수 쌍 포함하고 있다. 탄성파 장치(1)에서는 복수개의 제1 전극(51)과 복수개의 제2 전극(52)이 제2 방향(D2)에서 하나씩 교대로 늘어서 있다. 탄성파 장치(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(51)과 접속되어 있는 제1 배선부(61)와, 제2 전극(52)과 접속되어 있는 제2 배선부(62)를 추가로 포함한다. 제1 배선부(61)는 제1 단자(T1)에 접속되어 있다. 제2 배선부(62)는 제1 단자(T1)와는 다른 제2 단자(T2)에 접속되어 있다. 제1 배선부(61)에는 복수개의 제1 전극(51)이 공통 접속되어 있다. 제2 배선부(62)에는 복수개의 제2 전극(52)이 공통 접속되어 있다.
탄성파 장치(1)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)과 압전체층(4)과 복수개의 제1 전극(51)과 복수개의 제2 전극(52)을 포함한다. 압전체층(4)은 실리콘 기판(2) 상에 마련되어 있다. 일례로서, 압전체층(4)은 산화규소막(7)을 사이에 두고 실리콘 기판(2) 상에 마련되어 있다. 복수개의 제1 전극(51) 및 복수개의 제2 전극(52)은 압전체층(4) 상에 마련되어 있다. 탄성파 장치(1)는 공진자로서 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)과 압전체층(4)을 포함하는 탄성파 공진자(5)를 가진다. 실리콘 기판(2)은 압전체층(4)의 일부와 대향하는 공동(空洞)(26)의 적어도 일부를 포함한다. 공동(26)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 복수개의 제1 전극(51) 및 복수개의 제2 전극(52)과 겹쳐 있다. 여기서, 공동(26)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 복수개의 제1 전극(51)과 복수개의 제2 전극(52)과 복수개의 규정 영역(45)에 겹쳐 있다. 복수개의 규정 영역(45) 각각은 이웃하는 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 사이의 부분이다. 한편, 제1 전극(51)과 제2 전극(52)이 "이웃한다"란, 제1 전극(51)과 제2 전극(52)이 간격을 사이에 두고 대향하는 경우를 가리킨다.
탄성파 장치(1)는 전하의 이동을 억제하는 트랩 영역(10)(도 2~4 참조)을 추가로 가진다.
(1.2) 탄성파 장치의 각 구성 요소
다음으로, 탄성파 장치(1)의 각 구성 요소에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
(1.2.1) 실리콘 기판
실리콘 기판(2)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 압전체층(4)을 지지한다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 실리콘 기판(2)은 산화규소막(7)을 사이에 두고 압전체층(4)과 복수개의 제1 전극(51) 및 복수개의 제2 전극(52)을 지지한다.
실리콘 기판(2)은 서로 대향하는 제1 주면(21) 및 제2 주면(22)을 가진다. 제1 주면(21) 및 제2 주면(22)은 실리콘 기판(2)의 두께방향에서 서로 대향한다. 실리콘 기판(2)의 두께방향은 압전체층(4)의 두께방향(D1)을 따른 방향이다. 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 실리콘 기판(2)의 바깥둘레 형상은 장방형상인데, 이에 한정되지 않고 예를 들면 정방형상이어도 된다.
실리콘 기판(2)의 두께는 예를 들면, 100㎛ 이상 500㎛ 이하이다. 실리콘 기판(2)은 서로 대향하는 제1 주면 및 제2 주면을 가지는 단결정 실리콘 기판을 사용하여 형성되어 있다. 단결정 실리콘 기판의 제1 주면의 면 방위는 예를 들면, (100)면, (110)면, 또는 (111)면을 채용할 수 있다. 상술한 벌크파의 전파 방위는 단결정 실리콘 기판의 면 방위에 제약되지 않고 설정할 수 있다. 단결정 실리콘 기판의 저항률은 예를 들면, 1㏀㎝ 이상이며, 2㏀㎝ 이상인 것이 바람직하고, 4㏀㎝ 이상인 것이 더 바람직하다.
실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)은 조면(粗面)(211)을 포함한다. 조면(211)은 단결정 실리콘 기판의 제1 주면을 조면화함으로써 형성되어 있다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)의 전역이 조면(211)이다. 조면(211)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 탄성파 공진자(5)에 겹치지 않는다. 실리콘 기판(2)은 벌크 영역(2B)과 표면 영역(2S)을 가진다. 벌크 영역(2B)은 표면 영역(2S)에서의 압전체층(4) 측과는 반대 측에 위치한다. 표면 영역(2S)은 예를 들면, 어모퍼스 실리콘층이다. 어모퍼스 실리콘층은 예를 들면, 단결정 실리콘 기판의 제1 주면을 조면화할 때에 단결정 실리콘 기판의 격자 구조를 열화(劣化)시킴으로써 형성된다. 표면 영역(2S)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)을 포함한다. 표면 영역(2S)의 두께는 예를 들면, 1㎚ 이상 700㎚ 이하이다. 벌크 영역(2B)은 단결정 실리콘층이다. 단결정 실리콘층은 단결정 실리콘 기판에 표면 영역(2S)을 형성했을 때의 단결정 실리콘 기판의 나머지 부분이다. 벌크 영역(2B)은 실리콘 기판(2)의 제2 주면(22)을 포함한다. 탄성파 장치(1)에서는 트랩 영역(10)이 표면 영역(2S)을 포함한다. 표면 영역(2S)은 어모퍼스 실리콘층에 한정되지 않고, 예를 들면, 다결정 실리콘층이어도 된다. 표면 영역(2S)은 예를 들면, 단결정 실리콘 기판의 일부를 단결정 실리콘 기판의 제1 주면으로부터 연삭함으로써 형성할 수 있는데, 이에 한정되지 않는다. 표면 영역(2S)은 벌크 영역(2B)을 구성하는 단결정 실리콘 기판 상에 퇴적된 어모퍼스 실리콘층 또는 다결정 실리콘층이어도 된다. 실리콘 기판(2)에서는 표면 영역(2S)이 벌크 영역(2B) 상에 퇴적된 어모퍼스 실리콘층 또는 다결정 실리콘층인 경우, 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)은 조면(211)을 포함해도 되고, 포함하지 않아도 된다. 또한, 표면 영역(2S)은 예를 들면, 단결정 실리콘 기판의 제1 주면으로부터 단결정 실리콘 기판에 아르곤, 실리콘, 산소 및 탄소의 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 이온을 주입함으로써 형성되어도 된다. 또한, 표면 영역(2S)은 예를 들면, 단결정 실리콘 기판의 제1 주면으로부터 단결정 실리콘 기판에 방사선을 조사(照射)함으로써 형성되어도 된다. 표면 영역(2S)이 이온 주입 또는 방사선 조사에 의해 형성되어 있는 경우, 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)은 조면(211)을 포함해도 되고, 포함하지 않아도 된다.
실리콘 기판(2)은 압전체층(4)의 제2 주면(42)과 대향하는 공동(26)의 적어도 일부를 포함한다. 공동(26)은 압전체층(4)을 끼고 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)과는 반대 측에 위치한다. 공동(26)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 탄성파 공진자(5)와 겹친다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 공동(26)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 탄성파 공진자(5)보다도 크고, 탄성파 공진자(5) 전체와 겹쳐 있다. 또한, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 공동(26)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 배선부(61) 및 제2 배선부(62) 각각의 일부와도 겹쳐 있다. 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때의 공동(26)의 개구 형상은 장방형상인데, 이에 한정되지 않는다.
(1.2.2) 산화규소막
산화규소막(7)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)과 압전체층(4) 사이에 마련되어 있다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 산화규소막(7)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)에서 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)의 전역에 겹쳐 있다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 제1 주면(21)의 전역이 조면(211)이므로, 산화규소막(7)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 실리콘 기판(2)의 조면(211)에 겹쳐 있다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 실리콘 기판(2)과 압전체층(4)이 산화규소막(7)을 사이에 두고 접합되어 있다.
산화규소막(7)의 두께는 예를 들면, 0.1㎛ 이상 10㎛ 이하이다.
(1.2.3) 압전체층
압전체층(4)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 서로 대향하는 제1 주면(41) 및 제2 주면(42)을 가진다. 제1 주면(41)과 제2 주면(42)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)에서 대향한다. 압전체층(4)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 상에 마련되어 있다. 여기서, 압전체층(4)은 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 및 공동(26)에 겹쳐 있다. 압전체층(4)에서는 제1 주면(41)과 제2 주면(42) 중 제2 주면(42)이 실리콘 기판(2) 측에 위치한다. 압전체층(4)의 제1 주면(41)은 압전체층(4)에서의 실리콘 기판(2) 측과는 반대 측의 주면이다. 압전체층(4)의 제2 주면(42)은 압전체층(4)에서의 실리콘 기판(2) 측의 주면이다.
탄성파 장치(1)에서는 압전체층(4)의 제1 주면(41)과 실리콘 기판(2)의 거리가 압전체층(4)의 제2 주면(42)과 실리콘 기판(2)의 거리보다도 길다. 압전체층(4)의 재료는 리튬니오베이트(LiNbO3) 또는 리튬탄탈레이트(LiTaO3)이다. 압전체층(4)은 예를 들면, Z컷 LiNbO3 또는 Z컷 LiTaO3이다. 압전체층(4)의 오일러 각 (φ, θ, ψ)에 관해, φ는 0°±10°이며, θ는 0°±10°이다. ψ는 임의의 각도이다. 압전체층(4)은 결합계수를 높게 하는 관점에서 Z컷 LiNbO3 또는 Z컷 LiTaO3인 것이 바람직하다. 압전체층(4)은 회전 Y컷 LiNbO3, 회전 Y컷 LiTaO3, X컷 LiNbO3, X컷 LiTaO3이어도 된다. 전파 방위는 압전체층(4)의 결정 구조에 대하여 정의되는 결정 축 (X, Y, Z)에서의 Y축방향이어도 되고, X축방향이어도 되며, X축으로부터 ±90° 범위 내에서 회전한 방향이어도 된다. 압전체층(4)은 단결정인데, 이에 한정되지 않고 예를 들면 쌍정이어도 되고, 세라믹스이어도 된다.
압전체층(4)의 두께는 예를 들면, 50㎚ 이상 1000㎚ 이하이며, 일례로서 400㎚이다.
압전체층(4)은 규정 영역(45)을 가진다. 규정 영역(45)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 압전체층(4) 중 제1 전극(51)과 제2 전극(52)이 대향하는 방향에서 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 양쪽에 교차하며 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 사이에 있는 영역이다.
(1.2.4) 전극
복수개의 제1 전극(51) 및 복수개의 제2 전극(52)은 압전체층(4)의 제1 주면(41) 상에 마련되어 있다.
탄성파 장치(1)에서는 쌍을 이루는 제1 전극(51)과 제2 전극(52)이 서로 다른 전위이다. 탄성파 장치(1)에서는 쌍을 이루는 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 중 하나가 교류 전압 인가 시에 핫 전위가 되는 전극이며, 다른 하나가 그라운드 전위가 되는 전극이다.
탄성파 장치(1)에서는 복수개의 제1 전극(51)과 복수개의 제2 전극(52)이 하나씩 교대로 서로 이격되어 늘어서 있다. 따라서, 이웃하는 제1 전극(51)과 제2 전극(52)은 떨어져 있다. 쌍을 이루는 제1 전극(51)과 제2 전극(52)의 중심선 간 거리는 예를 들면, 1㎛ 이상 10㎛ 이하이며, 일례로서 3㎛이다. 복수개의 제1 전극(51)과 복수개의 제2 전극(52)을 포함하는 한 군의 전극은 복수개의 제1 전극(51)과 복수개의 제2 전극(52)이 제2 방향(D2)에서 이격되어 늘어서 있는 구성이면 되고, 복수개의 제1 전극(51)과 복수개의 제2 전극(52)이 교대로 서로 이격되어 늘어서 있지 않은 구성이어도 된다. 예를 들면, 제1 전극(51)과 제2 전극(52)이 1개씩 이격되어 늘어서 있는 영역과, 제1 전극(51) 또는 제2 전극(52)이 제2 방향(D2)에서 2개 늘어서 있는 영역이 혼재되어도 된다.
복수개의 제1 전극(51) 및 복수개의 제2 전극(52)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제2 방향(D2)에 직교하는 제3 방향(D3)을 긴 쪽 방향으로 하고 제2 방향(D2)을 폭방향으로 하는 장척상(長尺狀)(직선 형상)이다. 복수개의 제1 전극(51) 각각의 길이는 예를 들면 20㎛인데, 이에 한정되지 않는다. 복수개의 제1 전극(51) 각각의 폭(H1)(제1 전극 폭(H1))은 예를 들면, 50㎚ 이상 1000㎚ 이하이며, 일례로서 500㎚이다. 복수개의 제2 전극(52) 각각의 길이는 예를 들면 20㎛인데, 이에 한정되지 않는다. 복수개의 제2 전극(52) 각각의 폭(H2)(제2 전극 폭(H2))은 예를 들면, 50㎚ 이상 1000㎚ 이하이며, 일례로서 500㎚이다.
복수개의 제1 전극(51) 각각은 제1 전극 메인부(510)를 가진다. 제1 전극 메인부(510)는 제1 전극(51) 중, 제1 전극(51)과 제2 전극(52)이 대향하는 방향에서 제2 전극(52)에 교차하는 부분이다. 또한, 복수개의 제2 전극(52) 각각은 제2 전극 메인부(520)를 가진다. 제2 전극 메인부(520)는 제2 전극(52) 중, 제1 전극(51)과 제2 전극(52)이 대향하는 방향에서 제1 전극(51)에 교차하는 부분이다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 복수개의 제1 전극(51) 각각의 제1 전극 폭(H1)이 동일한데, 이에 한정되지 않으며 달라도 된다. 또한, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 복수개의 제2 전극(52) 각각의 제2 전극 폭(H2)이 동일한데, 이에 한정되지 않으며 달라도 된다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 제1 전극 폭(H1)과 제2 전극 폭(H2)이 동일한데, 이에 한정되지 않고 제1 전극 폭(H1)과 제2 전극 폭(H2)이 달라도 된다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에 관해, 도 1에서는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52) 각각의 수를 5로 하여 표현했는데, 제1 전극(51) 및 제2 전극(52) 각각의 수는 5에 한정되지 않으며, 하나이어도 되고, 2~4이어도 되며, 6 이상이어도 되고, 50 이상이어도 된다.
이웃하는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)이 대향하는 제2 방향(D2)은 압전체층(4)의 분극방향(PZ1)(도 2 참조)에 직교하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 압전체층(4)이 Z컷의 압전체가 아닌 경우, 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 긴 쪽 방향인 제3 방향(D3)에 직교하는 방향에서 대향해도 된다. 한편, 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)이 직사각형이 아닌 경우도 있다. 그 경우, 긴 쪽 방향인 제3 방향(D3)은 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 평면에서 본 경우에, 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)에 외접하는 외접 다각형의 장변방향으로 해도 된다. 한편, "제1 전극(51) 및 제2 전극(52)에 외접하는 외접 다각형"이란, 제1 전극(51)에 제1 배선부(61)가 접속되고 제2 전극(52)에 제2 배선부(62)가 접속된 경우, 적어도 제1 전극(51)에서 제1 배선부(61)에 접속되어 있는 개소를 제외한 부분과, 제2 전극(52)에서 제2 배선부(62)에 접속되어 있는 개소를 제외한 부분에 외접하는 다각형을 포함한다.
복수개의 제1 전극(51) 각각은 도 2에 나타내는 바와 같이, 압전체층(4)의 두께방향(D1)에 교차하는 제1 주면(511) 및 제2 주면(512)과, 제1 전극(51)의 폭방향에 교차하는 2개의 측면(513, 513)을 포함한다. 복수개의 제1 전극(51) 각각에서는 제1 주면(511)과 제2 주면(512) 중 제2 주면(512)이 압전체층(4)의 제1 주면(41) 측에 위치하고, 압전체층(4)의 제1 주면(41)과 면 형상으로 접해 있다.
복수개의 제2 전극(52) 각각은 압전체층(4)의 두께방향(D1)에 교차하는 제1 주면(521) 및 제2 주면(522)과, 제2 전극(52)의 폭방향에 교차하는 2개의 측면(523, 523)을 포함한다. 복수개의 제2 전극(52) 각각에서는 제1 주면(521)과 제2 주면(522) 중 제2 주면(522)이 압전체층(4)의 제1 주면(41) 측에 위치하고, 압전체층(4)의 제1 주면(41)과 면 형상으로 접해 있다.
복수개의 제1 전극(51) 및 복수개의 제2 전극(52)은 도전성을 가진다. 각 제1 전극(51) 및 각 제2 전극(52)의 재료는 예를 들면, Al(알루미늄), Cu(구리), Pt(백금), Au(금), Ag(은), Ti(티탄), Ni(니켈), Cr(크롬), Mo(몰리브덴), W(텅스텐) 또는 이들 금속 중 어느 하나를 주체로 하는 합금 등이다. 또한, 각 제1 전극(51) 및 각 제2 전극(52)은 이들 금속 또는 합금으로 이루어지는 복수개의 금속막을 적층한 구조를 가져도 된다. 각 제1 전극(51) 및 각 제2 전극(52)은 예를 들면, Ti막으로 이루어지는 밀착막과, 밀착막 상에 형성된 Al막 또는 AlCu막으로 이루어지는 메인 전극막의 적층막을 포함한다. 밀착막의 두께는 예를 들면, 10㎚이다. 또한, 메인 전극막의 두께는 예를 들면 80㎚이다. AlCu막에서는 Cu의 농도가 1wt% 이상 20wt% 이하인 것이 바람직하다.
(1.2.5) 제1 배선부 및 제2 배선부
제1 배선부(61)는 제1 버스바(busbar)(611)를 포함한다. 제1 버스바(611)는 복수개의 제1 전극(51)을 동일 전위로 하기 위한 도체부이다. 제1 버스바(611)는 제2 방향(D2)을 긴 쪽 방향으로 하는 장척상(직선 형상)이다. 제1 버스바(611)는 복수개의 제1 전극(51)과 접속되어 있다. 제1 버스바(611)에 접속되어 있는 복수개의 제1 전극(51)은 제2 버스바(621)를 향해 연장되어 있다. 탄성파 장치(1)에서는 복수개의 제1 전극(51)과 제1 버스바(611)를 포함하는 제1 도체부는 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 빗 형상이다. 제1 버스바(611)는 복수개의 제1 전극(51)과 일체로 형성되어 있는데, 이에 한정되지 않는다.
제2 배선부(62)는 제2 버스바(621)를 포함한다. 제2 버스바(621)는 복수개의 제2 전극(52)을 동일 전위로 하기 위한 도체부이다. 제2 버스바(621)는 제2 방향(D2)을 긴 쪽 방향으로 하는 장척상(직선 형상)이다. 제2 버스바(621)는 복수개의 제2 전극(52)과 접속되어 있다. 제2 버스바(621)에 접속되어 있는 복수개의 제2 전극(52)은 제1 버스바(611)를 향해 연장되어 있다. 탄성파 장치(1)에서는 복수개의 제2 전극(52)과 제2 버스바(621)를 포함하는 제2 도체부는 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 빗 형상이다. 제2 버스바(621)는 복수개의 제2 전극(52)과 일체로 형성되어 있는데, 이에 한정되지 않는다.
제1 버스바(611)와 제2 버스바(621)는 제3 방향(D3)에서 서로 대향한다.
제1 배선부(61) 및 제2 배선부(62)는 도전성을 가진다. 제1 배선부(61) 및 제2 배선부(62)의 재료는 예를 들면, Al, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, W 또는 이들 금속 중 어느 하나를 주체로 하는 합금 등이다. 또한, 제1 배선부(61) 및 제2 배선부(62)는 이들 금속 또는 합금으로 이루어지는 복수개의 금속막을 적층한 구조를 가져도 된다. 제1 배선부(61) 및 제2 배선부(62)는 예를 들면, Ti막으로 이루어지는 밀착막과, 밀착막 상에 형성된 Al막 또는 AlCu막으로 이루어지는 메인 배선막의 적층막을 포함한다. 밀착막의 두께는 예를 들면, 10㎚이다. 또한, 메인 배선막의 두께는 예를 들면 80㎚이다. AlCu막에서는 Cu의 농도가 1wt% 이상 20wt% 이하인 것이 바람직하다.
탄성파 장치(1)에서는 제1 버스바(611) 및 제2 버스바(621)의 저(低)저항화의 관점 등으로부터, 제1 버스바(611) 및 제2 버스바(621) 각각에서 메인 배선막 상에 금속막을 포함해도 된다. 또한, 제1 배선부(61) 및 제2 배선부(62) 각각의 두께가 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 두께보다도 두꺼워도 된다.
(1.2.6) 트랩 영역
트랩 영역(10)은 압전체층(4)의 제2 주면(42) 측에 마련되어 있다. 트랩 영역(10)은 실리콘 기판(2)에 마련되어 있다. 트랩 영역(10)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)을 따른 전하의 이동을 억제한다. 여기서, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 트랩 영역(10)은 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62)의 전위 차가 있을 때 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)과 산화규소막(7)의 계면 부근의 전하가 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)을 따라 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62) 사이를 이동하는 것을 억제한다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 트랩 영역(10)에 포함되는 표면 영역(2S)의 트랩 밀도가 벌크 영역(2B)의 트랩 밀도보다도 높다. 여기서, 트랩 밀도는 전하(자유 전하 캐리어)를 트래핑하는 트랩의 밀도이다. 또한, 트랩 영역(10)에서는 표면 영역(2S)의 캐리어 이동도가 벌크 영역(2B)의 캐리어 이동도보다도 낮다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 실리콘 기판(2)이 포함하는 공동(26)이 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 배선부(61) 및 제2 배선부(62) 각각의 일부와 겹쳐 있고, 트랩 영역(10)에 포함되어 있다. 즉, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 트랩 영역(10)이 실리콘 기판(2)의 표면 영역(2S)과 실리콘 기판(2)의 공동(26)을 포함한다.
(1.3) 탄성파 장치의 제조 방법
탄성파 장치(1)의 제조 방법은 예를 들면, 서로 대향하는 제1 주면 및 제2 주면을 가지는 단결정 실리콘 기판을 준비한 후, 제1 공정~제6 공정을 실시한다. 제1 공정에서는 단결정 실리콘 기판의 제1 주면을 조면화함으로써 표면 영역(2S)과 벌크 영역(2B)을 가지는 실리콘 기판(2)을 형성한다. 제2 공정에서는 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 상에 산화규소막(7)을 형성한다. 제3 공정에서는 압전체층(4)의 근원인 압전체 기판과 실리콘 기판(2)을 산화규소막(7)을 사이에 두고 접합한다. 제4 공정에서는 압전체 기판을 얇게 함으로써 압전체 기판의 일부로 이루어지는 압전체층(4)을 형성한다. 제5 공정에서는 압전체층(4)의 제1 주면(41) 상에 복수개의 제1 전극(51), 복수개의 제2 전극(52), 제1 배선부(61), 제2 배선부(62), 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2)를 형성한다. 제6 공정에서는 실리콘 기판(2)의 제2 주면(22)으로부터 공동(26)을 형성한다. 상술한 제5 공정에서는 포토리소그래피 기술, 에칭 기술, 박막 형성 기술 등을 이용하여 복수개의 제1 전극(51), 복수개의 제2 전극(52), 제1 배선부(61), 제2 배선부(62), 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2)를 형성한다. 또한, 상술한 제6 공정에서는 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술 등을 이용하여, 실리콘 기판(2)에서의 공동(26)이 형성될 예정인 영역을 에칭한다. 제6 공정에서는 산화규소막(7)을 에칭 스토퍼층으로서 실리콘 기판(2)의 에칭을 실시하고, 그 후, 산화규소막(7)의 불필요 부분을 에칭 제거함으로써, 압전체층(4)의 제2 주면(42)의 일부를 노출시킨다. 또한, 단결정 실리콘 기판을 준비할 때에는 단결정 실리콘 웨이퍼를 준비하고, 제3 공정에서는 압전체 기판으로서 압전체 웨이퍼를 이용한다. 탄성파 장치(1)의 제조 방법에서는 복수개의 탄성파 장치(1)를 포함하는 웨이퍼를 다이싱함으로써, 복수개의 탄성파 장치(1)(칩)를 얻는다.
탄성파 장치(1)의 제조 방법은 일례이며, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 압전체층(4)은 성막 기술을 이용하여 형성해도 된다. 이 경우, 탄성파 장치(1)의 제조 방법은 제3 공정과 제4 공정 대신에 압전체층(4)을 성막하는 공정을 포함한다. 성막 기술에 의해 성막하는 압전체층(4)은 예를 들면, 단결정이어도 되고, 쌍정이어도 된다. 성막 기술로는 예를 들면, CVD(Chemical Vapor Deposition)법을 들 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
(1.4) 탄성파 장치의 동작 및 특성
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는 두께 전단 1차 모드의 벌크파를 이용하는 탄성파 장치이다. 상술한 바와 같이, 두께 전단 1차 모드의 벌크파는 압전체층(4)의 두께 전단 진동에 의해 압전체층(4)의 두께방향(D1)을 전파방향으로 하는 벌크파이며, 압전체층(4)의 두께방향(D1)에서 노드의 수가 1인 벌크파이다. 두께 전단 진동은 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)에 의해 여진된다. 두께 전단 진동은 압전체층(4)에서 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 이웃하는 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 사이의 규정 영역(45)에 여진된다. 두께 전단 진동은 예를 들면, FEM(Finite Element Method)에 의해 확인할 수 있다. 보다 상세하게는, 두께 전단 진동은 예를 들면 압전체층(4)의 파라미터(재료, 오일러 각 및 두께 등), 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 파라미터(재료, 두께, 제1 전극(51)과 제2 전극(52)의 중심선 간 거리 등) 등을 이용하여, FEM에 의해 변위 분포를 해석하고 변형률을 해석함으로써 확인할 수 있다. 압전체층(4)의 오일러 각은 분석에 의해 구할 수 있다.
여기서, 종래의 탄성파 장치에서 이용한 램파와 상기 두께 전단 1차 모드의 벌크파의 상이함을, 도 6A 및 6B를 참조하여 설명한다.
도 6A는 특허문헌 1에 기재된 탄성 표면파 장치와 같은 종래의 탄성파 장치의 압전 박막을 전파하는 램파를 설명하기 위한 모식적 정면 단면도이다. 종래의 탄성파 장치에서는 압전 박막(400) 중을 화살표로 나타내는 바와 같이 탄성파가 전파한다. 여기서, 압전 박막(400)은 서로 대향하는 제1 주면(401) 및 제2 주면(402)을 가진다. 도 6A에서는 압전 박막(400)과는 별도로 Z방향 및 X방향을 도시했다. 도 6A에서는 Z방향은 압전 박막(400)의 제1 주면(401)과 제2 주면(402)을 잇는 두께방향이다. X방향은 IDT 전극의 복수개의 전극지(電極指)가 늘어서 있는 방향이다. 램파에서는 탄성파가 도 6A에 나타내는 바와 같이 X방향으로 전파되어 가는 판파(plate wave)이다. 따라서, 종래의 탄성파 장치에서는 탄성파는 X방향으로 전파되기 때문에, 2개의 반사기를 IDT 전극의 양측에 하나씩 배치하여 원하는 공진 특성을 얻었다. 그 때문에, 종래의 탄성파 장치에서는 탄성파의 전파 손실이 생기므로, 소형화를 도모한 경우, 즉 전극지의 쌍 수를 적게 한 경우 Q값이 저하된다.
이에 반해, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 진동 변위는 두께 전단방향이기 때문에, 탄성파는 도 6B에 나타내는 바와 같이, 압전체층(4)의 제1 주면(41)과 제2 주면(42)을 잇는 방향, 즉 Z방향으로 대략 전파되고, 공진한다. 즉, 탄성파의 X방향 성분이 Z방향 성분에 비해 현저하게 작다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 이 Z방향의 탄성파 전파에 의해 공진 특성이 얻어지기 때문에, 반드시 반사기를 필요로 하지 않는다. 따라서, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 탄성파가 반사기로 전파될 때의 전파 손실은 생기지 않는다. 따라서, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 소형화를 진행하고자 하여, 제1 전극(51)과 제2 전극(52)으로 이루어지는 전극 쌍의 쌍 수를 줄였다고 해도, Q값의 저하가 생기기 어렵다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는, 두께 전단 1차 모드의 벌크파의 진폭방향은 도 7에 나타내는 바와 같이, 압전체층(4)의 규정 영역(45)에 포함되는 제1 영역(451)과, 규정 영역(45)에 포함되는 제2 영역(452)에서 반대가 된다. 도 7에서는 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 사이에 제2 전극(52)이 제1 전극(51)보다도 고전위인 전압이 인가된 경우의 벌크파를 이점쇄선으로 모식적으로 나타냈다. 제1 영역(451)은 규정 영역(45) 중, 압전체층(4)의 두께방향(D1)에 직교하고 압전체층(4)을 둘로 나누는 가상 평면(VP1)과 제1 주면(41) 사이의 영역이다. 제2 영역(452)은 규정 영역(45) 중, 가상 평면(VP1)과 제2 주면(42) 사이의 영역이다.
두께 전단 1차 모드의 벌크파를 이용하는 참고형태의 탄성파 장치의 구조 모델(1r)(도 8 참조)에 대해, 특성 시뮬레이션을 실시했다. 구조 모델(1r)에 관해, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
구조 모델(1r)은 제1 배선부(61), 제2 배선부(62) 및 트랩 영역(10)을 포함하지 않는 점에서, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 상이하다. 시뮬레이션하기에 있어, 제1 전극(51)과 제2 전극(52)의 쌍 수를 무한대로 하고, 압전체층(4)을 120° 회전 Y컷 X전파 LiNbO3로 했다.
구조 모델(1r)에서는 압전체층(4)이 멤브레인이며, 압전체층(4)의 제2 주면(42)이 공기와 접해 있다. 구조 모델(1r)에서는 압전체층(4)의 두께방향(D1)을 따른 임의의 절단면(도 8)에서, 이웃하는 제1 전극(51)과 제2 전극(52)의 중심선 간 거리를 p로 하고, 압전체층(4)의 두께를 d로 했다. 또한, 구조 모델(1r)에서는 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 제1 전극 메인부(510)의 면적을 S1로 하고, 제2 전극 메인부(520)의 면적을 S2로 하며, 규정 영역(45)의 면적을 S0으로 하고, (S1+S2)/(S1+S2+S0)으로 규정되는 구조 파라미터를 MR로 했다. 한편, 압전체층(4)에 제1 전극(51) 및 제2 전극(52) 중 적어도 하나가 복수개 형성되는 경우, 상기 중심선 간 거리(p)는 이웃하는 제1 전극(51)과 제2 전극(52)의 중심선 간 거리 각각의 거리가 된다.
도 9A 및 9B는 구조 모델(1r)에 관해, 제1 전극(51)과 제2 전극(52)에 서로 다른 전위를 가한 경우의 비대역과 d/p의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 9A 및 9B에서는 가로축이 d/p, 세로축이 비대역이다. 도 9A 및 9B는 압전체층(4)이 120° 회전 Y컷 X전파 LiNbO3인 경우이지만, 다른 커트 각의 경우도 마찬가지의 경향이 된다. 또한, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 압전체층(4)의 재료가 LiTaO3인 경우도, 비대역과 d/p의 관계가 도 9A 및 9B와 마찬가지의 경향이 된다. 또한, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 제1 전극(51)과 제2 전극(52)의 쌍 수에 관계 없이, 비대역과 d/p의 관계가 도 9A 및 9B와 마찬가지의 경향이 된다. 또한, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 압전체층(4)의 제2 주면(42)이 공기에 접해 있는 경우에 한정되지 않고, 음향 반사층과 접해 있는 경우도 비대역과 d/p의 관계가 도 9A 및 9B와 마찬가지의 경향이 된다.
도 9A로부터, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 비대역의 값이 d/p=0.5를 변곡점으로 하여 급격하게 변하는 것을 알 수 있다. 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 d/p＞0.5인 경우, 0.5＜d/p＜1.6의 범위 내에서 d/p를 얼마나 변경해도 결합계수가 낮고 비대역은 5% 미만이 된다. 한편, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 d/p≤0.5인 경우, 0＜d/p≤0.5의 범위 내에서 d/p를 변화시키면, 결합계수를 높이고 비대역을 5% 이상으로 하는 것도 가능하다.
또한, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 d/p≤0.24인 경우, 0＜d/p≤0.24의 범위 내에서 d/p를 변화시키면, 결합계수를 더 높이고 비대역을 보다 크게 하는 것도 가능하다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에 대해서도, 도 2에 나타내는 바와 같이, 압전체층(4)의 두께방향(D1)을 따른 임의의 절단면에서 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 중심선 간 거리를 p로 하고, 압전체층(4)의 두께를 d로 하면, 그 비대역과 d/p의 관계는 탄성파 장치의 구조 모델(1r)의 비대역과 d/p의 관계와 마찬가지의 경향이 된다.
또한 도 9A로부터 분명한 바와 같이 d/p≤0.10인 경우, 0＜d/p≤0.10의 범위 내에서 d/p를 변화시키면, 결합계수를 더 높이고 비대역을 보다 크게 하는 것도 가능하다.
도 9B는 도 9A의 일부를 확대한 그래프이다. 도 9B에 나타내는 바와 같이, 비대역이 d/p=0.096을 변곡점으로 하여 변화되어 있으므로, d/p≤0.096인 경우, 0＜d/p≤0.096의 범위 내에서 d/p를 변화시키면, 0.096＜d/p인 경우보다도 결합계수를 더 높이고 비대역을 보다 크게 하는 것도 가능하다. 또한, 도 9B에 나타내는 바와 같이, 비대역이 d/p=0.072, 0.048을 변곡점으로 하여 변화되어 있고, 0.048≤d/p≤0.072로 하면 d/p의 변화에 따른 결합계수의 변화를 억제할 수 있으며, 비대역을 대략 일정한 값으로 하는 것이 가능해진다.
도 10은 두께 전단 모드를 이용하는 참고형태의 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서 압전체층(4)의 두께(d), 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 중심선 간 거리(p), 제1 전극 폭(H1), 제2 전극 폭(H2)을 변경한 경우에 대해, 공진 주파수와 반공진 주파수 사이의 주파수 대역에서의 스퓨리어스의 레벨을 나타낸 도면이다. 도 10에서는 가로축이 비대역, 세로축이 규격화 스퓨리어스 레벨이다. 규격화 스퓨리어스 레벨은 압전체층(4)의 두께(d), 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 중심선 간 거리(p), 제1 전극 폭(H1), 제2 전극 폭(H2)을 변경해도 스퓨리어스의 레벨이 동일한 값이 되는 비대역(예를 들면, 22%)에서의 스퓨리어스 레벨을 1로 하여 스퓨리어스의 레벨을 규격화한 값이다. 도 10은 압전체층(4)으로서 두께 전단 모드를 보다 알맞게 여진할 수 있는 Z컷 LiNbO3를 채용한 경우인데, 다른 커트 각인 경우도 마찬가지의 경향이 된다. 또한, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 압전체층(4)의 재료가 LiTaO3인 경우도, 규격화 스퓨리어스 레벨과 비대역의 관계가 도 10과 마찬가지의 경향이 된다. 또한, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 제1 전극(51)과 제2 전극(52)의 쌍 수에 관계 없이, 규격화 스퓨리어스 레벨과 비대역의 관계가 도 10과 마찬가지의 경향이 된다. 또한, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 압전체층(4)의 제2 주면(42)이 공기에 접해 있는 경우에 한정되지 않고, 음향 반사층과 접해 있는 경우도 규격화 스퓨리어스 레벨과 비대역의 관계가 도 10과 마찬가지의 경향이 된다.
도 10으로부터, 비대역이 17%를 초과한 경우, 규격화 스퓨리어스 레벨이 1에 집약되어 있는 것을 알 수 있다. 이는, 비대역이 17% 이상에서는 도 11에 예시하는 임피던스의 주파수 특성과 같이, 공진 주파수와 반공진 주파수 사이의 대역에서 일종의 서브공진이 존재하는 것을 나타낸다. 도 11은 압전체층(4)으로서 오일러 각이 (0°, 0°, 90°)인 Z컷 LiNbO3를 채용하고 d/p=0.08, MR=0.35로 한 경우의 임피던스의 주파수 특성이다. 도 11에서는 서브공진 부분을 파선으로 둘러싸고 있다.
상술한 바와 같이, 비대역이 17%를 초과하면, 압전체층(4)의 두께(d), 제1 전극 폭(H1), 제2 전극 폭(H2)을 변경해도 큰 스퓨리어스가 공진 주파수와 반공진 주파수 사이의 대역 내에 포함되어 버린다. 이와 같은 스퓨리어스는 평면방향, 주로 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)이 대향하는 방향의 오버톤에 의해 발생한다. 따라서, 대역 내의 스퓨리어스를 억제하는 관점에서, 비대역은 17% 이하인 것이 바람직하다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는 규격화 스퓨리어스 레벨과 비대역의 관계에 관해서도 탄성파 장치의 구조 모델(1r)과 마찬가지의 경향을 나타내므로, 비대역이 17% 이하인 것이 바람직하다.
도 12는 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에 관해, 압전체층(4)으로서 Z컷 LiNbO3를 채용하고 압전체층(4)의 두께(d), 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 중심선 간 거리(p), 제1 전극 폭(H1), 제2 전극 폭(H2)을 변경한 경우에 대해, d/p와 MR을 파라미터로 하여 비대역이 17%를 초과하는 제1 분포 영역(DA1)과 비대역이 17% 이하인 제2 분포 영역(DA2)을 나타냈다. 도 12에서는 제1 분포 영역(DA1)과 제2 분포 영역(DA2)에서 도트의 밀도를 다르게 하고, 제1 분포 영역(DA1)의 도트의 밀도를 제2 분포 영역(DA2)의 도트의 밀도보다도 높게 했다. 또한, 도 12에서는 제1 분포 영역(DA1)과 제2 분포 영역(DA2)의 경계선의 근사 직선(DL1)을 파선으로 나타냈다. 근사 직선(DL1)은 MR=1.75×(d/p)+0.075의 수식으로 나타내진다. 따라서, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 MR≤1.75×(d/p)+0.075의 조건을 충족함으로써, 비대역을 17% 이하로 하기 쉽다. 도 12는 압전체층(4)으로서 두께 전단 모드를 보다 알맞게 여진할 수 있는 Z컷 LiNbO3를 채용한 경우인데, 다른 커트 각인 경우에도 마찬가지의 경향이 된다. 또한, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 압전체층(4)의 재료가 LiTaO3인 경우에도 근사 직선(DL1)은 동일하다. 또한, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 제1 전극(51)과 제2 전극(52)의 쌍 수에 관계 없이 근사 직선(DL1)은 동일하다. 또한, 탄성파 장치의 구조 모델(1r)에서는 압전체층(4)의 제2 주면(42)이 공기에 접해 있는 경우에 한정되지 않고, 음향 반사층과 접해 있는 경우도 근사 직선(DL1)은 동일하다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는 탄성파 장치의 구조 모델(1r)과 마찬가지로, MR≤1.75×(d/p)+0.075의 조건을 충족함으로써 비대역을 17% 이하로 하기 쉬워진다. 한편, 도 12에 근사 직선(DL1)(이하, 제1 근사 직선(DL1)이라고도 함)과는 별도로 일점쇄선으로 나타내는 근사 직선(DL2)(이하, 제2 근사 직선(DL2)이라고도 함)은 비대역을 확실하게 17% 이하로 하기 위한 경계를 나타내는 선이다. 제2 근사 직선(DL2)은 MR=1.75×(d/p)+0.05의 수식으로 나타내진다. 따라서, 탄성파 장치의 구조 모델(1r) 및 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 MR≤1.75×(d/p)+0.05의 조건을 충족함으로써, 비대역을 확실하게 17% 이하로 할 수 있다.
(1.5) 효과
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는 압전체층(4)과 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 포함한다. 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)에 교차하는 방향(D2)에서 대향한다. 탄성파 장치(1)는 두께 전단 1차 모드의 벌크파를 이용한다. 탄성파 장치(1)는 실리콘 기판(2)을 추가로 포함한다. 실리콘 기판(2)은 서로 대향하는 제1 주면(21) 및 제2 주면(22)을 가진다. 압전체층(4)의 재료가 리튬니오베이트 또는 리튬탄탈레이트이다. 압전체층(4)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 상에 마련되어 있다. 탄성파 장치(1)는 실리콘 기판(2)에 마련된 트랩 영역(10)을 추가로 가진다.
이상 설명한 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 고주파화에 대응할 수 있으면서 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 공진 주파수가 이웃하는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 중심선 간 거리에 제약되지 않고 압전체층(4)의 두께를 얇게 함으로써 공진 주파수를 높게 할 수 있으므로, 탄성파 장치(1)의 평면 사이즈를 대형화하지 않고 고주파화에 대응할 수 있다. 또한, 특허문헌 1에 기재된 탄성 표면파 장치에서는 IDT 전극의 전극지의 개수를 적게 하면 충분한 Q값이 얻어지지 않는 경우가 있었다. 이에 반해, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 제1 전극(51)과 제2 전극(52)의 쌍 수를 적게 해도 충분한 Q값을 얻을 수 있으므로, 소형화를 도모하면서도 충분한 Q값을 얻는 것이 가능해진다. 또한, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 트랩 영역(10)을 포함함으로써, 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는 트랩 영역(10)을 포함하지 않고 단결정 실리콘 기판과 산화규소막의 계면을 가지는 비교예에 따른 탄성파 장치에 비해 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)을 따른 전하의 이동이 트랩 영역(10)에 의해 억제되므로, 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는 압전체층(4)과 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 포함한다. 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)에 교차하는 방향(D2)에서 대향한다. 탄성파 장치(1)에서는 압전체층(4)의 두께방향(D1)을 따른 임의의 절단면에서 이웃하는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 중심선 간 거리를 p로 하고, 압전체층(4)의 두께를 d로 할 때, d/p가 0.5 이하이다. 탄성파 장치(1)는 실리콘 기판(2)을 추가로 포함한다. 실리콘 기판(2)은 서로 대향하는 제1 주면(21) 및 제2 주면(22)을 가진다. 압전체층(4)의 재료가 리튬니오베이트 또는 리튬탄탈레이트이다. 압전체층(4)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 상에 마련되어 있다. 탄성파 장치(1)는 실리콘 기판(2)에 마련된 트랩 영역(10)을 추가로 가진다.
이상 설명한 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 고주파화에 대응할 수 있으면서 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 실리콘 기판(2)이 압전체층(4)의 제2 주면(42)의 일부를 노출시키는 공동(26)의 일부를 포함한다. 한편, "실리콘 기판(2)이 공동(26)의 일부를 포함하는" 경우는 공동(26)의 일부가 실리콘 기판(2)에 의해 둘러싸여 있는 경우를 가리킨다. "공동(26)의 일부가 실리콘 기판(2)에 의해 둘러싸여 있는 경우"란 예를 들면, 후술할 도 13에 나타내는 바와 같이 공동(26)이 실리콘 기판(2)의 제2 주면(22) 측 기판(20)에 의해 덮여 있는 경우에 한정되지 않고, 공동(26)이 실리콘 기판(2)의 제2 주면 측 기판(20)에 의해 덮여 있지 않은 경우도 포함한다. 여기서, 공동(26)의 일부는 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62) 양쪽의 일부에 겹치는 공극(空隙)(27)을 겸한다. 그리고 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 트랩 영역(10)이 상술한 표면 영역(2S)과 공극(27)을 포함한다. 이로써, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 트랩 영역(10)이 공극(27)을 포함하지 않은 경우에 비해, 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
(실시형태 1에 따른 탄성파 장치의 다른 구성예)
탄성파 장치(1)의 다른 구성예에서는 예를 들면 도 13에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)의 압전체층(4)과는 반대 측에, 즉, 실리콘 기판(2)의 제2 주면(22)에 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 압전체층(4)과 겹치도록 다른 기판(20)이 적층되어 있어도 된다. 상기 다른 기판(20)의 재료로는 예를 들면 실리콘을 들 수 있다. 요컨대, 탄성파 장치(1)에서는 실리콘 기판(2)인 제1 실리콘 기판(2)의 제2 주면(22)에 상기 다른 기판(20)으로 이루어지는 제2 실리콘 기판이 접합되어도 된다. 한편, 실리콘 기판(2)과 다른 기판(20)은 적층되어 있는 경우에 한정되지 않고, 1매의 기판으로부터 일체적으로 형성되어도 된다.
(실시형태 1의 변형예 1)
이하에서는 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1a)에 대해, 도 14 및 15를 참조하여 설명한다. 한편, 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1a)에 관해, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
변형예 1에 따른 탄성파 장치(1a)는 탄성파 필터(여기서는 래더(ladder)형 필터)이다. 탄성파 장치(1a)는 입력 단자(15)와 출력 단자(16)와, 입력 단자(15)와 출력 단자(16)를 잇는 제1 경로(12)에 마련된 복수개(2개)의 직렬암(serial arm) 공진자(RS1)와, 제1 경로(12) 상의 복수개(2개)의 노드(N1, N2)와 그라운드(그라운드 단자(17, 18))를 잇는 복수개(2개)의 제2 경로(13, 14) 상에 하나씩 마련된 복수개(2개)의 병렬암(parallel arm) 공진자(RS2)를 가진다. 그라운드 단자(17, 18)는 하나의 그라운드로서 공통화되어 있어도 된다.
탄성파 장치(1a)에서는 복수개의 직렬암 공진자(RS1) 및 복수개의 병렬암 공진자(RS2) 각각이 탄성파 공진자(5)이다. 복수개의 탄성파 공진자(5) 각각은 복수개의 제1 전극(51)과 복수개의 제2 전극(52)을 포함하는 공진자인데, 이에 한정되지 않고, 적어도 하나의 제1 전극(51)과 하나의 제2 전극(52)을 포함하는 공진자이면 된다. 탄성파 장치(1a)에서는 압전체층(4)은 복수개의 탄성파 공진자(5)에서 겸용된다. 병렬암 공진자(RS2)의 공진 주파수는 직렬암 공진자(RS1)의 공진 주파수보다도 낮다. 병렬암 공진자(RS2)를 구성하는 탄성파 공진자(5)에서는 예를 들면, 압전체층(4)의 제1 주면(41) 상에 마련된 산화규소막을 포함하는 한편, 직렬암 공진자(RS1)를 구성하는 탄성파 공진자(5)에서는 압전체층(4)의 제1 주면(41) 상에 산화규소막을 포함하지 않는다. 직렬암 공진자(RS1)를 구성하는 탄성파 공진자(5)에서 압전체층(4)의 제1 주면(41) 상에 산화규소막을 포함해도 된다. 이 경우는 병렬암 공진자(RS2)를 구성하는 탄성파 공진자(5)의 산화규소막의 두께보다도 직렬암 공진자(RS1)를 구성하는 탄성파 공진자(5)의 산화규소막의 두께를 얇게 하면 된다.
탄성파 장치(1a)에서는 실리콘 기판(2)이 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 복수개의 탄성파 공진자(5)와 겹치는 공동(26)의 일부를 포함하고 있는데, 이에 한정되지 않고, 복수개의 탄성파 공진자(5)와 일대일로 겹치는 복수개의 공동(26) 각각의 일부를 포함해도 된다.
(실시형태 1의 변형예 2)
이하에서는 변형예 2에 따른 탄성파 장치(1j)에 대해, 도 16을 참조하여 설명한다. 변형예 2에 따른 탄성파 장치(1j)에 관해, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
변형예 2에 따른 탄성파 장치(1j)는 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)의 공극(27)이 마련되어 있지 않고, 실리콘 기판(2)과 산화규소막(7)이 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62) 양쪽의 일부에 겹쳐 있다. 여기서, 변형예 2에 따른 탄성파 장치(1j)에서는 산화규소막(7)의 전역에 겹쳐 있는 표면 영역(2S)이 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62) 양쪽의 일부에 겹쳐 있다. 따라서, 변형예 2에 따른 탄성파 장치(1j)에서는 트랩 영역(10)에 포함되는 표면 영역(2S)은 복수개의 외부 접속 단자(입력 단자(15), 출력 단자(16), 그라운드 단자(17, 18))와 평면에서 보았을 때 겹치도록 마련되어 있다.
(실시형태 1의 변형예 3)
이하에서는 변형예 3에 따른 탄성파 장치(1b)에 대해, 도 17을 참조하여 설명한다. 변형예 3에 따른 탄성파 장치(1b)에 관해, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
변형예 3에 따른 탄성파 장치(1b)는 2개의 반사기(8)를 추가로 포함하는 점에서, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 상이하다.
2개의 반사기(8) 각각은 단락 그레이팅이다. 각 반사기(8)는 1차 전단 모드의 벌크파를 반사하기 위함이 아니며, 압전체층(4)의 제1 주면(41)을 따라 전파하는 불필요한 탄성 표면파를 반사한다. 2개의 반사기(8) 중 한 반사기(8)는 탄성파 장치(1b)의 불필요한 탄성 표면파의 전파방향을 따른 방향에서 복수개의 제1 전극(51) 중 끝에 위치하는 제1 전극(51)의 제2 전극(52) 측과는 반대 측에 위치한다. 2개의 반사기(8) 중 나머지 한 반사기(8)는 탄성파 장치(1b)의 불필요한 탄성 표면파의 전파방향을 따른 방향에서 복수개의 제2 전극(52) 중 끝에 위치하는 제2 전극(52)의 제1 전극(51) 측과는 반대 측에 위치한다.
각 반사기(8)는 복수개(예를 들면, 4개)의 전극지(81)를 가지며, 복수개의 전극지(81)의 일단(一端)끼리 단락되고, 타단(他端)끼리가 단락되어 있다. 각 반사기(8)에서는 전극지(81)의 수는 특별히 한정되지 않는다.
각 반사기(8)는 도전성을 가진다. 각 반사기(8)의 재료는 예를 들면 Al, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, W 또는 이들 금속 중 어느 하나를 주체로 하는 합금 등이다. 또한, 각 반사기(8)는 이들 금속 또는 합금으로 이루어지는 복수개의 금속막을 적층한 구조를 가져도 된다. 각 반사기(8)는 예를 들면, 압전체층(4) 상에 형성된 Ti막으로 이루어지는 밀착막과, 밀착막 상에 형성된 Al막으로 이루어지는 메인 전극막의 적층막을 포함한다. 밀착막의 두께는 예를 들면, 10㎚이다. 또한, 메인 전극막의 두께는 예를 들면 80㎚이다.
또한, 변형예 2에 따른 탄성파 장치(1b)에서는 각 반사기(8)가 단락 그레이팅인데, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 개방 그레이팅, 양음 반사형 그레이팅, 단락 그레이팅과 개방 그레이팅이 조합된 그레이팅 등이어도 된다. 또한, 탄성파 장치(1b)에서는 2개의 반사기(8)를 포함하고 있는데, 2개의 반사기(8) 중 하나만을 포함한 구성이어도 된다.
변형예 2에 따른 탄성파 장치(1b)에서의 2개의 반사기(8)는 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1a)에도 적용할 수 있고, 예를 들면, 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1a)의 각 탄성파 공진자(5)마다 마련되어 있어도 된다.
(실시형태 2)
이하에서는 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1c)에 대해, 도 18을 참조하여 설명한다. 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1c)에 관해, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1c)는 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 상에 직접 형성되어 있는 절연막으로서의 질화규소막(11)을 포함한다. 따라서, 절연막의 산소 중량비는 산화실리콘의 산소 중량비보다 작다. 질화규소막(11)은 스퍼터링에 의해 형성된 스퍼터링 박막이다.
실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1c)에서는 산화규소막(7)이 질화규소막(11)과 압전체층(4) 사이에 개재되어 있고, 질화규소막(11) 및 압전체층(4) 각각과 접해 있다. 따라서, 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1c)에서는 산화규소막(7)과 실리콘 기판(2)의 벌크 영역(2B) 사이에 질화규소막(11)과 표면 영역(2S)이 있다.
실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1c)에서는 트랩 영역(10)이 실리콘 기판(2)의 표면 영역(2S)을 포함한다.
실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1c)에서는 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 마찬가지로 트랩 영역(10)을 가지므로, 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1c)에서는 산화규소막(7)은 필수 구성 요소는 아니며, 질화규소막(11)과 압전체층(4)이 접해 있어도 된다.
또한, 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1c)에서는 질화규소막(11)을 없애 산화규소막(7)을 스퍼터링에 의해 형성한 구성으로 해도 된다.
(실시형태 3)
이하에서는 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)에 대해, 도 19~21을 참조하여 설명한다. 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)에 관해, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)는 도 20에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)과 압전체층(4) 사이에 개재되는 음향 반사층(3)을 포함하고, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서의 공동(26)을 가지지 않는 점에서, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 상이하다. 또한, 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)에서는 실리콘 기판(2)이 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 배선부(61) 및 제2 배선부(62) 각각의 일부에 겹치는 2개의 공극(27)(도 19 및 21 참조) 각각의 일부를 포함하고 있는 점에서, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 상이하다. 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)는 2개의 트랩 영역(10)을 가진다. 2개의 트랩 영역(10) 각각이 공극(27)을 포함한다. 각 트랩 영역(10)은 압전체층(4)의 제2 주면(42) 측에서 실리콘 기판(2)에 마련되어 있고, 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)을 따른 전하의 이동을 억제한다.
실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)에서는 음향 반사층(3)이 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 상에 마련되고, 압전체층(4)이 음향 반사층(3) 상에 마련되어 있다. 탄성파 장치(1d)에서는 탄성파 공진자(5)는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)과 압전체층(4)을 포함한다. 탄성파 장치(1d)에서는 탄성파 공진자(5)는 상술한 음향 반사층(3)을 추가로 가진다.
음향 반사층(3)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)에서 복수개의 제1 전극(51) 및 복수개의 제2 전극(52)에 대향한다.
음향 반사층(3)은 제1 전극(51)과 제2 전극(52)으로 여진된 벌크파(상술한 두께 전단 1차 모드의 벌크파)가 실리콘 기판(2)으로 누설되는 것을 억제하는 기능을 가진다. 탄성파 장치(1d)는 음향 반사층(3)을 포함함으로써, 압전체층(4) 내에 대한 탄성파 에너지 가둠 효과를 높일 수 있다. 그 때문에, 탄성파 장치(1d)는 음향 반사층(3)을 포함하지 않는 경우에 비해 손실을 저감하고 Q값을 높일 수 있다.
음향 반사층(3)은 복수개(3개)의 저음향 임피던스층(31)과 복수개(2개)의 고음향 임피던스층(32)이 압전체층(4)의 두께방향(D1)에서 한층마다 교대로 늘어선 적층 구조를 가진다. 저음향 임피던스층(31)의 음향 임피던스는 고음향 임피던스층(32)의 음향 임피던스보다도 낮다.
이하에서는 설명의 편의상, 음향 반사층(3)에서 2개의 고음향 임피던스층(32)을 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)에 가까운 순서대로 제1 고음향 임피던스층(321), 제2 고음향 임피던스층(322)으로 칭하는 경우도 있다. 또한, 3개의 저음향 임피던스층(31)을 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)에 가까운 순서대로 제1 저음향 임피던스층(311), 제2 저음향 임피던스층(312), 제3 저음향 임피던스층(313)으로 칭하는 경우도 있다.
음향 반사층(3)에서는 실리콘 기판(2) 측으로부터 제1 저음향 임피던스층(311), 제1 고음향 임피던스층(321), 제2 저음향 임피던스층(312), 제2 고음향 임피던스층(322) 및 제3 저음향 임피던스층(313)이 이 순서대로 늘어서 있다. 따라서, 음향 반사층(3)은 제3 저음향 임피던스층(313)과 제2 고음향 임피던스층(322)의 계면, 제2 고음향 임피던스층(322)과 제2 저음향 임피던스층(312)의 계면, 제2 저음향 임피던스층(312)과 제1 고음향 임피던스층(321)의 계면, 제1 고음향 임피던스층(321)과 제1 저음향 임피던스층(311)의 계면 각각에서 압전체층(4)으로부터의 벌크파(두께 전단 1차 모드의 벌크파)를 반사하는 것이 가능하다.
복수개의 고음향 임피던스층(32)의 재료는 예를 들면, Pt(백금)이다. 또한, 복수개의 저음향 임피던스층(31)의 재료는 예를 들면, 산화규소이다. 복수개의 고음향 임피던스층(32) 각각의 두께는 예를 들면, 94㎚이다. 또한, 복수개의 저음향 임피던스층(31) 각각의 두께는 예를 들면, 188㎚이다. 음향 반사층(3)은 2개의 고음향 임피던스층(32) 각각이 백금에 의해 형성되어 있으므로, 2개의 도전층을 포함한다.
복수개의 고음향 임피던스층(32)의 재료는 Pt에 한정되지 않고, 예를 들면, W(텅스텐), Ta(탄탈) 등의 금속이어도 된다. 또한, 복수개의 고음향 임피던스층(32)의 재료는 금속에 한정되지 않고, 예를 들면 절연체이어도 된다.
또한, 복수개의 고음향 임피던스층(32)은 서로 동일한 재료인 경우에 한정되지 않고, 예를 들면 서로 다른 재료이어도 된다. 또한, 복수개의 저음향 임피던스층(31)은 서로 동일한 재료인 경우에 한정되지 않고, 예를 들면 서로 다른 재료이어도 된다.
또한, 음향 반사층(3)에서의 고음향 임피던스층(32) 및 저음향 임피던스층(31) 각각의 수는 2개 및 3개에 한정되지 않고, 1개, 3개 이상 및 4개 이상이어도 된다. 또한, 고음향 임피던스층(32)의 수와 저음향 임피던스층(31)의 수는 다른 경우에 한정되지 않고, 동일해도 되며, 저음향 임피던스층(31)의 수가 고음향 임피던스층(32)의 수보다도 하나 적어도 된다. 또한, 고음향 임피던스층(32) 및 저음향 임피던스층(31) 각각의 두께는 탄성파 장치(1)의 설계 주파수, 그리고 고음향 임피던스층(32) 및 저음향 임피던스층(31) 각각에 적용하는 재료에 따라 음향 반사층(3)에서 양호한 반사가 얻어지도록 적절히 설정된다.
실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)에서는 공극(27)은 실리콘 기판(2)과 음향 반사층(3)에 걸쳐 형성되어 있고, 압전체층(4)의 제2 주면(42)의 일부를 노출시키고 있다.
탄성파 장치(1d)의 제조 방법은 예를 들면, 서로 대향하는 제1 주면(21) 및 제2 주면(22)을 가지는 실리콘 기판(2)을 준비한 후, 제1 공정~제5 공정을 실시한다. 제1 공정에서는 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 상에 음향 반사층(3)을 형성한다. 제2 공정에서는 압전체층(4)의 근원인 압전체 기판과 실리콘 기판(2)을 음향 반사층(3)을 사이에 두고 접합한다. 제3 공정에서는 압전체 기판을 얇게 함으로써 압전체 기판의 일부로 이루어지는 압전체층(4)을 형성한다. 제4 공정에서는 압전체층(4) 상에 복수개의 제1 전극(51)과 복수개의 제2 전극(52)과 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62)와 제1 단자(T1)와 제2 단자(T2)를 형성한다. 제5 공정에서는 실리콘 기판(2)의 제2 주면(22)으로부터 실리콘 기판(2) 및 음향 반사층(3)의 일부를 에칭함으로써 공극(27)을 형성한다. 한편, 제5 공정에서는 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)으로부터 실리콘 기판(2)의 일부를 에칭해도 된다. 제1 공정~제5 공정에서는 실리콘 기판(2)으로서 실리콘 웨이퍼를 사용한다. 또한, 제2 공정에서는 압전체 기판으로서 압전체 웨이퍼를 사용한다. 탄성파 장치(1d)의 제조 방법에서는 복수개의 탄성파 장치(1d)를 포함하는 웨이퍼를 다이싱함으로써, 복수개의 탄성파 장치(1d)(칩)를 얻는다.
탄성파 장치(1d)의 제조 방법은 일례이며, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 압전체층(4)은 성막 기술을 이용하여 형성해도 된다. 이 경우, 탄성파 장치(1d)의 제조 방법은 제2 공정과 제3 공정 대신에 압전체층(4)을 성막하는 공정을 포함한다. 성막 기술에 의해 성막하는 압전체층(4)은 예를 들면, 단결정이어도 되고, 쌍정이어도 된다. 성막 기술로는 예를 들면 CVD법을 들 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)는 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 마찬가지로, 두께 전단 1차 모드의 벌크파를 이용한다. 이로써, 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)에서는 공진 주파수가 이웃하는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 중심선 간 거리에 제약되지 않고, 압전체층(4)의 두께를 얇게 함으로써 공진 주파수를 높게 할 수 있으므로, 탄성파 장치(1d)의 평면 사이즈를 대형화하지 않고 고주파화에 대응할 수 있다. 또한, 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)는 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 마찬가지로 트랩 영역(10)을 가짐으로써 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
탄성파 장치(1d)는 압전체층(4)의 두께방향(D1)에서 제1 배선부(61)의 적어도 일부와 겹치는 트랩 영역(10)과, 압전체층(4)의 두께방향(D1)에서 제2 배선부(62)의 적어도 일부에 겹치는 트랩 영역(10)을 가지고 있는데, 적어도 하나의 트랩 영역(10)을 가지고 있으면 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)는 탄성파 공진자(5)에서 음향 반사층(3)에 의해 불요파를 억압하는 것이 가능해진다. 또한, 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)에서는 압전체층(4)의 재료가 LiNbO3 또는 LiTaO3이며, 저음향 임피던스층(31)의 재료가 산화규소이다. 여기서, LiNbO3 및 LiTaO3 각각의 주파수 온도 특성은 음의 경사를 가지며, 산화규소의 주파수 온도 특성은 양의 경사를 가진다. 따라서, 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)에서는 TCF(Temperature Coefficient of Frequency)의 절댓값을 작게 할 수 있고, 주파수 온도 특성을 개선할 수 있다.
(실시형태 3의 변형예 1)
이하에서는 실시형태 3의 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)에 대해, 도 22를 참조하여 설명한다. 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)에 관해, 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
실시형태 3의 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)는 실시형태 1의 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1a)와 마찬가지로 탄성파 필터(여기서는 래더형 필터)이다. 탄성파 장치(1e)는 입력 단자(15)와 출력 단자(16)와, 입력 단자(15)와 출력 단자(16)를 잇는 제1 경로(12)에 마련된 복수개(2개)의 직렬암 공진자(RS1)와, 제1 경로(12) 상의 복수개(2개)의 노드(N1, N2)와 그라운드(그라운드 단자(17, 18))를 잇는 복수개(2개)의 제2 경로(13, 14) 상에 하나씩 마련된 복수개(2개)의 병렬암 공진자(RS2)를 가진다. 그라운드 단자(17, 18)는 하나의 그라운드로서 공통화되어 있어도 된다.
변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)에서는 복수개의 직렬암 공진자(RS1) 및 복수개의 병렬암 공진자(RS2) 각각이 탄성파 공진자(5)이다. 복수개의 탄성파 공진자(5) 각각은 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 포함하는 공진자이다. 탄성파 장치(1e)에서는 압전체층(4)은 복수개의 탄성파 공진자(5)에서 겸용된다. 또한, 탄성파 장치(1e)에서는 음향 반사층(3)은 복수개의 탄성파 공진자(5)에서 겸용된다. 병렬암 공진자(RS2)의 공진 주파수는 직렬암 공진자(RS1)의 공진 주파수보다도 낮다. 여기서, 병렬암 공진자(RS2)를 구성하는 탄성파 공진자(5)에서는 예를 들면, 압전체층(4)의 제1 주면(41) 상에 마련된 산화규소막을 포함하는 한편, 직렬암 공진자(RS1)를 구성하는 탄성파 공진자(5)에서는 압전체층(4)의 제1 주면(41) 상에 산화규소막을 포함하지 않는다. 직렬암 공진자(RS1)를 구성하는 탄성파 공진자(5)에서 압전체층(4)의 제1 주면(41) 상에 산화규소막을 포함해도 되고, 이 경우는 병렬암 공진자(RS2)를 구성하는 탄성파 공진자(5)의 산화규소막의 두께보다도 직렬암 공진자(RS1)를 구성하는 탄성파 공진자(5)의 산화규소막의 두께를 얇게 하면 된다.
변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)에서는 복수개의 탄성파 공진자(5)에서 음향 반사층(3)이 겸용되는데, 복수개의 고음향 임피던스층(32) 중 압전체층(4)에 가장 가까운 고음향 임피던스층(32)(제2 고음향 임피던스층(322))이 탄성파 공진자(5)별로 분리되어 있어도 된다. 또한, 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)에서는 제1 고음향 임피던스층(321)이 탄성파 공진자(5)별로 분리되어 있으면 더 좋다.
변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)에서는 복수개의 탄성파 공진자(5) 각각에 접속된 제1 배선부(61) 및 제2 배선부(62) 각각의 일부에, 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 겹치도록 공극(27)이 형성되어 있다. 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)에서는 공극(27)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 복수개의 외부 접속 단자(입력 단자(15), 출력 단자(16), 그라운드 단자(17, 18)) 중 어느 것에도 겹치지 않는다. 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)에서는 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 제1 경로(12)의 대부분이 공극(27)과 겹쳐 있고, 각 제2 경로(13, 14)의 대부분이 공극(27)과 겹쳐 있다. 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)에서는 직렬암 공진자(RS1)에 접속된 제2 배선부(62)에 겹치는 공극(27)과 병렬암 공진자(RS2)에 접속된 제2 배선부(62)에 겹치는 공극(27)이 연결되어 있다. 이로써, 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)에서는 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)을 따른 전하의 이동을 보다 억제하는 것이 가능해진다. 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)는 트랩 영역(10)을 가지므로, 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
(실시형태 3의 변형예 2)
이하에서는 실시형태 3의 변형예 2에 따른 탄성파 장치(1f)에 대해, 도 23을 참조하여 설명한다. 변형예 2에 따른 탄성파 장치(1f)에 관해, 실시형태 3의 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
변형예 2에 따른 탄성파 장치(1f)는 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)에 비해, 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 각 제2 경로(13, 14)에서 공극(27)에 겹치는 영역이 작은 점에서, 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)와 상이하다. 변형예 2에 따른 탄성파 장치(1f)에서는 직렬암 공진자(RS1)에 접속된 제2 배선부(62)에 겹치는 공극(27)과, 병렬암 공진자(RS2)에 접속된 제2 배선부(62)에 겹치는 공극(27)이 분리되어 있다. 변형예 2에 따른 탄성파 장치(1f)는 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)에 비해 기계적 강도를 높이는 것이 가능해진다.
(실시형태 3의 변형예 3)
이하에서는 실시형태 3의 변형예 3에 따른 탄성파 장치(1g)에 대해, 도 24를 참조하여 설명한다. 변형예 3에 따른 탄성파 장치(1g)에 관해, 실시형태 3의 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
변형예 3에 따른 탄성파 장치(1g)는 변형예 1에 따른 탄성파 장치(1e)의 공극(27)과는 다른 영역에 형성된 공극(28)을 가진다. 공극(28)은 공극(27)과 마찬가지로, 실리콘 기판(2)과 음향 반사층(3)에 걸쳐 형성되어 있다. 공극(28)의 적어도 일부는 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62) 중 적어도 하나의 일부에 겹치는 영역으로부터 소정 거리(L11, L12) 내에 있다. 소정 거리(L11, L12)는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)과 실리콘 기판(2)의 거리이다. 트랩 영역(10)은 공극(28)을 포함한다.
변형예 3에 따른 탄성파 장치(1g)는 트랩 영역(10)을 가지므로, 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
(실시형태 3의 변형예 4)
이하에서는 실시형태 3의 변형예 4에 따른 탄성파 장치(1h)에 대해, 도 25를 참조하여 설명한다. 변형예 4에 따른 탄성파 장치(1h)에 관해, 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
변형예 4에 따른 탄성파 장치(1h)는 음향 반사층(3)의 각 저음향 임피던스층(31)의 재료와 각 고음향 임피던스층(32)의 재료가 서로 다른 유전체인 점에서, 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)와 상이하다. 각 저음향 임피던스층(31)의 재료는 예를 들면, 산화규소이다. 각 고음향 임피던스층(32)의 재료는 예를 들면, 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나 및 산화탄탈 중 어느 하나이다.
변형예 4에 따른 탄성파 장치(1h)는 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)의 공극(27)을 포함하지 않는다. 변형예 4에 따른 탄성파 장치(1h)에서는 실리콘 기판(2)이 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62) 중 적어도 하나의 일부에 겹치는 표면 영역(2S)을 포함한다. 표면 영역(2S)은 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62) 중 적어도 하나의 일부에 겹쳐 있으면 된다.
실시형태 3의 변형예 4에 따른 탄성파 장치(1h)에서는 실리콘 기판(2)이 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)의 실리콘 기판(2)과 마찬가지로 벌크 영역(2B)과 표면 영역(2S)을 포함한다. 표면 영역(2S)은 예를 들면, 어모퍼스 실리콘층이다. 표면 영역(2S)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)의 일부를 포함한다. 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)은 표면 영역(2S)에서 조면(211)을 포함한다. 표면 영역(2S)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 탄성파 공진자(5)와 겹치는 영역에는 형성되어 있지 않다.
실시형태 3의 변형예 4에 따른 탄성파 장치(1h)에서는 트랩 영역(10)이 표면 영역(2S)을 포함한다. 실시형태 3의 변형예 4에 따른 탄성파 장치(1h)는 트랩 영역(10)을 가지므로, 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
(실시형태 3의 변형예 5)
이하에서는 실시형태 3의 변형예 5에 따른 탄성파 장치(1i)에 대해, 도 26을 참조하여 설명한다. 변형예 5에 따른 탄성파 장치(1i)에 관해, 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
실시형태 3의 변형예 5에 따른 탄성파 장치(1i)는 실시형태 1의 변형예 2에 따른 탄성파 장치(1b)(도 17 참조)와 마찬가지로 2개의 반사기(8)를 추가로 포함하는 점에서, 실시형태 3에 따른 탄성파 장치(1d)와 상이하다. 각 반사기(8)의 구성은 탄성파 장치(1b)의 각 반사기(8)와 마찬가지이다.
상기 실시형태 1~3 등은 본 발명의 다양한 실시형태 중 하나에 불과하다. 상기 실시형태 1~3 등은 본 발명의 목적을 달성할 수 있으면 설계 등에 따라 다양한 변경이 가능하다.
예를 들면, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 압전체층(4)이 산화규소막(7)을 사이에 두고 실리콘 기판(2)과 접합되어 있는데, 산화규소막(7)은 필수 구성 요소는 아니다.
또한, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는 공동(26)이 실리콘 기판(2)을 그 두께방향으로 관통하도록 형성되어 있는데, 이에 한정되지 않으며, 실리콘 기판(2)을 관통하지 않고 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)에 형성된 오목부의 내부 공간에 의해 구성되어도 된다.
또한, 탄성파 장치(1~1j)에서는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 절단면 형상이 장방형상인데, 이에 한정되지 않는다. 여기에서 절단면 형상은 예를 들면, 압전체층(4)의 두께방향(D1)과 제2 방향(D2)에 직교하는 절단면에서의 형상이다. 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 예를 들면, 도 27A~27D 중 어느 하나와 같이 상단의 폭보다도 하단의 폭이 넓은 형상이어도 된다. 이로써, 제1 전극(51)의 제1 주면(511)(도 2 참조) 및 제2 전극(52)의 제1 주면(521)(도 2 참조)의 폭을 크게 하지 않고 이웃하는 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 사이의 용량을 크게 하는 것이 가능해진다.
도 27A에 나타낸 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 상단 측에 폭이 대략 일정한 부분을 가지며, 하단 측에 폭이 점차 커지는 부분을 가진다. 또한, 도 27B에 나타낸 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 절단면이 사다리꼴 형상이다. 또한, 도 27C에 나타낸 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 끝으로 넓어지는 형상이며, 폭방향의 양 측면이 곡면이다. 또한, 도 27D에 나타낸 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 상단 측에 절단면이 사다리꼴 형상인 부분을 가지며, 하단 측에 상단 측의 절단면이 사다리꼴 형상인 부분보다도 폭이 넓은 절단면이 사다리꼴 형상인 부분을 가진다.
또한, 탄성파 장치(1~1j)는 도 28A~28C 중 어느 하나에 나타내는 바와 같이, 압전체층(4)의 제1 주면(41)과, 제1 주면(41) 상의 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 덮는 유전체막(9)을 포함해도 된다. 탄성파 장치(1~1j)는 유전체막(9)을 포함함으로써, 이웃하는 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 사이의 용량을 크게 할 수 있다. 도 28A에서는 유전체막(9)의 두께가 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 두께보다도 얇고, 유전체막(9)의 표면이 베이스의 형상을 따른 요철 형상을 가진다. 도 28B에서는 유전체막(9)의 표면이 평탄화되어 있어, 평면 형상으로 되어 있다. 도 28C에서는 유전체막(9)의 두께가 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 두께보다도 두껍고, 유전체막(9)의 표면이 베이스의 형상을 따른 요철 형상을 가진다.
또한, 탄성파 장치(1~1j)에서는 제1 전극(51)의 절단면 형상과 제2 전극(52)의 절단면 형상이 달라도 된다. 여기서, 절단면 형상은 예를 들면, 압전체층(4)의 두께방향(D1)과 제2 방향(D2)에 직교하는 절단면에서의 형상이다.
또한, 탄성파 장치(1~1j)에서는 탄성파 공진자(5)가 복수개의 제1 전극(51) 및 복수개의 제2 전극(52)을 포함하고 있는데, 이에 한정되지 않고, 적어도 하나의 제1 전극(51)과 하나의 제2 전극(52)을 포함하면 된다.
또한, 실시형태 1의 변형예 1의 탄성파 장치(1a)와 같이 탄성파 필터를 구성하는 경우, 탄성파 공진자(5)마다 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 형상이 달라도 된다. 또한, 직렬암 공진자(RS1)를 구성하는 탄성파 공진자(5)와 병렬암 공진자(RS2)를 구성하는 탄성파 공진자(5)에서 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 형상이 달라도 된다.
또한, 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 직선 형상인 경우에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 곡선 형상이어도 되고, 직선 형상 부분과 곡선 형상 부분을 포함하는 형상이어도 된다.
(양태)
이상 설명한 실시형태 등으로부터 본 명세서에는 이하의 양태가 개시되어 있다.
제1 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)는 압전체층(4)과 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 포함한다. 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)에 교차하는 방향(D2)에서 대향한다. 탄성파 장치(1; 1a)는 두께 전단 1차 모드의 벌크파를 이용한다. 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)는 실리콘 기판(2)을 추가로 포함한다. 실리콘 기판(2)은 서로 대향하는 제1 주면(21) 및 제2 주면(22)을 가진다. 압전체층(4)의 재료가 리튬니오베이트 또는 리튬탄탈레이트이다. 압전체층(4)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 상에 마련되어 있다. 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)는 실리콘 기판(2)에 마련된 트랩 영역(10)을 추가로 가진다.
제1 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)에서는 고주파화에 대응할 수 있으면서 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
제2 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)는 압전체층(4)과 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 포함한다. 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)에 교차하는 방향(D2)에서 대향한다. 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)은 이웃하는 전극들이다. 탄성파 장치(1; 1a)에서는 압전체층(4)의 두께방향(D1)을 따른 임의의 절단면에서 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)의 중심선 간 거리를 p로 하고, 압전체층(4)의 두께를 d로 할 때, d/p가 0.5 이하이다. 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)는 실리콘 기판(2)을 추가로 포함한다. 실리콘 기판(2)은 서로 대향하는 제1 주면(21) 및 제2 주면(22)을 가진다. 압전체층(4)의 재료가 리튬니오베이트 또는 리튬탄탈레이트이다. 압전체층(4)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 상에 마련되어 있다. 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)는 실리콘 기판(2)에 마련된 트랩 영역(10)을 추가로 가진다.
제2 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)에서는 고주파화에 대응할 수 있으면서 선형성을 향상시키는 것이 가능해진다.
제2 양태에 있어서,
제3 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)는 d/p가 0.24 이하이다.
제3 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)에서는 비대역을 보다 크게 하는 것이 가능해진다.
제3 양태에 있어서,
제4 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)에서는 제1 전극(51)은 제1 전극 메인부(510)를 가지며, 제2 전극(52)은 제2 전극 메인부(520)를 가진다. 제1 전극 메인부(510)는 제1 전극(51)과 제2 전극(52)이 대향하는 방향(D2)에서 제2 전극(52)에 교차한다. 제2 전극 메인부(520)는 제1 전극(51)과 제2 전극(52)이 대향하는 방향(D2)에서 제1 전극(51)에 교차한다. 압전체층(4)은 규정 영역(45)을 가진다. 규정 영역(45)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 압전체층(4) 중 제1 전극(51)과 제2 전극(52)이 대향하는 방향(D2)에서 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 양쪽에 교차하며 제1 전극(51)과 제2 전극(52) 사이에 있는 영역이다. 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)는 하기의 조건을 충족한다. 조건은 MR≤1.75×(d/p)+0.075이다. 여기서, S1은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때의 제1 전극 메인부(510)의 면적이다. S2는 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때의 제2 전극 메인부(520)의 면적이다. S0은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때의 규정 영역(45)의 면적이다. MR은 (S1+S2)/(S1+S2+S0)으로 규정되는 구조 파라미터이다.
제4 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)에서는 대역 내의 스퓨리어스를 억제하는 것이 가능해진다.
제1 양태 내지 제4 양태 중 어느 하나에 있어서,
제5 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1h; 1i; 1j)에서는 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)의 적어도 일부가 조면(211)이다. 실리콘 기판(2)은 벌크 영역(2B)과, 조면(211)을 포함하는 표면 영역(2S)을 가진다. 트랩 영역(10)은 표면 영역(2S)을 포함한다.
제1 양태 내지 제4 양태 중 어느 하나에 있어서,
제6 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1h; 1i; 1j)에서는 실리콘 기판(2)은 벌크 영역(2B)과, 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)을 포함하는 표면 영역(2S)을 가진다. 표면 영역(2S)은 어모퍼스 실리콘층이다. 트랩 영역(10)은 표면 영역(2S)을 포함한다.
제1 양태 내지 제4 양태 중 어느 하나에 있어서,
제7 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1h; 1i; 1j)에서는 실리콘 기판(2)은 벌크 영역(2B)과, 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)을 포함하는 표면 영역(2S)을 가진다. 표면 영역(2S)은 다결정 실리콘층이다. 트랩 영역(10)은 표면 영역(2S)을 포함한다.
제5 양태에 있어서,
제8 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1h; 1i)에서는 조면(211)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)과 압전체층(4)의 일부를 포함하는 탄성파 공진자(5)에 겹치지 않는다.
제1 양태 내지 제5 양태, 제8 양태 중 어느 하나에 있어서,
제9 양태에 따른 탄성파 장치(1c)는 트랩 영역(10)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 상에 직접 형성된 절연막(질화규소막(11))을 포함한다. 절연막(질화규소막(11))의 산소 중량비는 산화규소의 산소 중량비보다도 작다.
제1 양태 내지 제5 양태, 제8 양태 중 어느 하나에 있어서,
제10 양태에 따른 탄성파 장치(1c)는 트랩 영역(10)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21) 상에 직접 형성된 절연막(질화규소막(11))을 포함한다. 절연막은 질화규소막(11)이다.
제9 양태 또는 제10 양태에 있어서,
제11 양태에 따른 탄성파 장치(1c)에서는 절연막(질화규소막(11))은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 탄성파 공진자(5)에 겹치지 않는다. 탄성파 공진자(5)는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)과 압전체층(4)의 일부를 포함한다.
제11 양태에 따른 탄성파 장치(1c)에서는 절연막(질화규소막(11))이 탄성파 공진자(5)에 겹치는 경우에 비해, 탄성파 공진자(5)의 공진 특성의 Q값을 향상시키는 것이 가능해진다.
제1 양태 내지 제11 양태 중 어느 하나에 있어서,
제12 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c)에서는 실리콘 기판(2)은 압전체층(4)을 끼고 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)과는 반대 측에 배치되는 공동(26)의 적어도 일부를 포함한다. 공동(26)이 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때, 탄성파 공진자(5)의 전체 영역에 겹친다. 탄성파 공진자(5)는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)과 압전체층(4)의 일부를 포함한다.
제1 양태 내지 제12 양태 중 어느 하나에 있어서,
제13 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1i)는 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62)를 추가로 포함한다. 제1 배선부(61)는 제1 전극(51)과 접속된다. 제2 배선부(62)는 제2 전극(52)과 접속된다. 실리콘 기판(2)은 공극(27)의 적어도 일부를 포함한다. 공극(27)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62) 중 적어도 하나의 일부에 겹친다. 트랩 영역(10)은 공극(27)을 포함한다.
제1 양태 내지 제5 양태, 제8 양태 중 어느 하나에 있어서,
제14 양태에 따른 탄성파 장치(1d; 1e; 1f; 1i)는 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62)와 음향 반사층(3)을 추가로 포함한다. 제1 배선부(61)는 제1 전극(51)과 접속된다. 제2 배선부(62)는 제2 전극(52)과 접속된다. 음향 반사층(3)은 실리콘 기판(2)의 제1 주면(21)과 압전체층(4) 사이에 마련된다. 음향 반사층(3)은 적어도 하나의 고음향 임피던스층(32)과 적어도 하나의 저음향 임피던스층(31)을 가진다. 적어도 하나의 저음향 임피던스층(31)은 적어도 하나의 고음향 임피던스층(32)보다도 음향 임피던스가 낮다. 실리콘 기판(2)은 공극(27)의 적어도 일부를 포함한다. 공극(27)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62) 중 적어도 하나의 일부에 겹친다. 트랩 영역(10)은 공극(27)을 포함한다.
제1 양태 내지 제5 양태, 제8 양태 중 어느 하나에 있어서,
제15 양태에 따른 탄성파 장치(1g)는 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62)를 추가로 포함한다. 제1 배선부(61)는 제1 전극(51)과 접속된다. 제2 배선부(62)는 제2 전극(52)과 접속된다. 실리콘 기판(2)은 공극(28)의 적어도 일부를 포함한다. 공극(28)은 압전체층(4)의 두께방향(D1)으로부터의 평면에서 보았을 때 제1 배선부(61)와 제2 배선부(62) 중 적어도 하나의 일부에 겹치는 영역으로부터 소정 거리(L11, L12) 내에 있는 부분을 포함한다. 소정 거리(L11, L12)는 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)과 실리콘 기판(2)의 거리이다. 트랩 영역(10)은 공극(28)을 포함한다.
제13 양태 내지 제15 양태 중 어느 하나에 있어서,
제16 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)에서는 제1 전극(51)을 복수개 포함하면서 제2 전극(52)을 복수개 포함한다. 복수개의 제1 전극(51)과 복수개의 제2 전극(52)이 하나씩 교대로 늘어선다. 복수개의 제1 전극(51)은 제1 배선부(61)에 공통 접속된다. 복수개의 제2 전극(52)은 제2 배선부(62)에 공통 접속된다.
제16 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)에서는 Q값을 더 높이는 것이 가능해진다.
제1 양태 내지 제16 양태 중 어느 하나에 있어서,
제17 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)는 산화규소막(7)을 추가로 포함한다. 산화규소막(7)은 실리콘 기판(2)과 압전체층(4) 사이에 마련된다.
제1 양태 내지 제17 양태 중 어느 하나에 있어서,
제18 양태에 따른 탄성파 장치(1a; 1e; 1f; 1g; 1j)는 복수개의 탄성파 공진자(5)를 포함하는 탄성파 필터이다. 복수개의 탄성파 공진자(5) 각각은 제1 전극(51) 및 제2 전극(52)을 포함하는 공진자이다. 압전체층(4)은 복수개의 탄성파 공진자(5)에서 겸용된다.
제1 양태 내지 제18 양태 중 어느 하나에 있어서,
제19 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j)에서는 압전체층(4)은 서로 대향하는 제1 주면(41) 및 제2 주면(42)을 가진다. 압전체층(4)의 제1 주면(41)은 압전체층(4)에서의 실리콘 기판(2) 측과는 반대 측의 주면이다. 압전체층(4)의 제2 주면(42)은 압전체층(4)에서의 실리콘 기판(2) 측의 주면이다. 제1 전극(51)과 제2 전극(52)은 압전체층(4)의 제1 주면(41) 상에서 대향한다.
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h, 1i: 탄성파 장치
1r: 구조 모델
2: 실리콘 기판
21: 제1 주면
211: 조면
22: 제2 주면
26: 공동
27: 공극
28: 공극
2B: 벌크 영역
2S: 표면 영역
3: 음향 반사층
31: 저음향 임피던스층
311: 제1 저음향 임피던스층(산화규소막)
312: 제2 저음향 임피던스층
313: 제3 저음향 임피던스층
32: 고음향 임피던스층
321: 제1 고음향 임피던스층
322: 제2 고음향 임피던스층
4: 압전체층
41: 제1 주면
42: 제2 주면
45: 규정 영역
451: 제1 영역
452: 제2 영역
5: 탄성파 공진자
51: 제1 전극
510: 제1 전극 메인부
511: 제1 주면
512: 제2 주면
513: 측면
52: 제2 전극
520: 제2 전극 메인부
521: 제1 주면
522: 제2 주면
523: 측면
61: 제1 배선부
611: 제1 버스바
62: 제2 배선부
621: 제2 버스바
7: 산화규소막
8: 반사기
81: 전극지
9: 유전체막
10: 트랩 영역
11: 질화규소막(절연막)
12: 제1 경로
13: 제2 경로
14: 제2 경로
15: 입력 단자
16: 출력 단자
17: 그라운드 단자
18: 그라운드 단자
20: 기판
400: 압전 박막
401: 제1 주면
402: 제2 주면
D1: 두께방향(제1 방향)
D2: 제2 방향
D3: 제3 방향
DA1: 제1 분포 영역
DA2: 제2 분포 영역
DL1: 근사 직선(제1 근사 직선)
DL2: 근사 직선(제2 근사 직선)
HB1: 돌출 치수
HB2: 돌출 치수
HC1: 돌출 치수
HC2: 돌출 치수
L11: 소정 거리
L12: 소정 거리
MR: 구조 파라미터
N1: 노드
N2: 노드
PZ1: 분극방향
RS1: 직렬암 공진자
RS2: 병렬암 공진자
VP1: 가상 평면
d: 압전체층의 두께
p: 중심선 간 거리

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 압전체층과,
    상기 압전체층의 두께방향에 교차하는 방향에서 대향하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 이웃하는 전극들이며,
    상기 압전체층의 두께방향을 따른 임의의 절단면에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 중심선 간 거리를 p로 하고, 상기 압전체층의 두께를 d로 할 때,
    d/p가 0.5 이하인 탄성파 장치로서,
    서로 대향하는 제1 주면(主面) 및 제2 주면을 가지는 실리콘 기판을 추가로 포함하고,
    상기 압전체층의 재료가 리튬니오베이트 또는 리튬탄탈레이트이며,
    상기 압전체층은 서로 대향하는 제1 주면 및 제2 주면을 가지며, 상기 실리콘 기판의 상기 제1 주면 상에 마련되고,
    상기 탄성파 장치는
    상기 실리콘 기판에 마련된 트랩 영역을 추가로 가지는, 탄성파 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 d/p가 0.24 이하인, 탄성파 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 대향하는 방향에서 상기 제2 전극에 교차하는 제1 전극 메인부를 가지며,
    상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 대향하는 방향에서 상기 제1 전극에 교차하는 제2 전극 메인부를 가지며,
    상기 압전체층은 상기 압전체층의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 상기 압전체층 중 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 대향하는 방향에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 있는 규정 영역을 가지며,
    상기 압전체층의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때,
    상기 제1 전극 메인부의 면적을 S1로 하고,
    상기 제2 전극 메인부의 면적을 S2로 하며,
    상기 규정 영역의 면적을 S0으로 하고,
    (S1+S2)/(S1+S2+S0)으로 규정되는 구조 파라미터를 MR로 할 때,
    상기 탄성파 장치는 하기의 조건을 충족하며,
    상기 조건은
    MR≤1.75×(d/p)+0.075인, 탄성파 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 기판의 상기 제1 주면의 적어도 일부가 조면(粗面)이고,
    상기 실리콘 기판은
    벌크 영역과,
    상기 조면을 포함하는 표면 영역을 가지며,
    상기 트랩 영역은 상기 표면 영역을 포함하는, 탄성파 장치.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은
    벌크 영역과,
    상기 실리콘 기판의 상기 제1 주면을 포함하는 표면 영역을 가지며,
    상기 표면 영역은 어모퍼스 실리콘층이고,
    상기 트랩 영역은 상기 표면 영역을 포함하는, 탄성파 장치.
  7. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은
    벌크 영역과,
    상기 실리콘 기판의 상기 제1 주면을 포함하는 표면 영역을 가지며,
    상기 표면 영역은 다결정 실리콘층이고,
    상기 트랩 영역은 상기 표면 영역을 포함하는, 탄성파 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 조면은 상기 압전체층의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 상기 압전체층의 일부를 포함하는 탄성파 공진자에 겹치지 않는, 탄성파 장치.
  9. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트랩 영역은 상기 실리콘 기판의 상기 제1 주면 상에 직접 형성된 절연막을 포함하고,
    상기 절연막의 산소 중량비는 산화실리콘의 산소 중량비보다 작은, 탄성파 장치.
  10. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트랩 영역은 상기 실리콘 기판의 상기 제1 주면 상에 직접 형성된 절연막을 포함하고,
    상기 절연막은 질화규소막인, 탄성파 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 절연막은 상기 압전체층의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 상기 압전체층의 일부를 포함하는 탄성파 공진자에 겹치지 않는, 탄성파 장치.
  12. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 상기 압전체층을 끼고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과는 반대 측에 배치되는 공동(空洞)의 적어도 일부를 포함하고,
    상기 공동이 상기 압전체층의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 상기 압전체층의 일부를 포함하는 탄성파 공진자의 전체 영역에 겹치는, 탄성파 장치.
  13. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 접속된 제1 배선부와,
    상기 제2 전극과 접속된 제2 배선부를 추가로 포함하고,
    상기 실리콘 기판은 상기 압전체층의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때 상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부 중 적어도 하나의 일부에 겹치는 공극(空隙)의 적어도 일부를 포함하고,
    상기 트랩 영역은 상기 공극을 포함하는, 탄성파 장치.
  14. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 접속된 제1 배선부와,
    상기 제2 전극과 접속된 제2 배선부와,
    상기 실리콘 기판의 상기 제1 주면과 상기 압전체층 사이에 마련된 음향 반사층을 추가로 포함하고,
    상기 음향 반사층은
    적어도 하나의 고음향 임피던스층과,
    상기 적어도 하나의 고음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 낮은 적어도 하나의 저음향 임피던스층을 가지며,
    상기 실리콘 기판은 상기 압전체층의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때 상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부 중 적어도 하나의 일부에 겹치는 공극의 적어도 일부를 포함하며,
    상기 트랩 영역은 상기 공극을 포함하는, 탄성파 장치.
  15. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 접속된 제1 배선부와,
    상기 제2 전극과 접속된 제2 배선부를 추가로 포함하고,
    상기 실리콘 기판은 상기 압전체층을 끼고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과는 반대 측에 배치되는 공극의 적어도 일부를 포함하며,
    상기 공극은 상기 압전체층의 두께방향으로부터의 평면에서 보았을 때, 상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부 중 적어도 하나의 일부에 겹치는 영역으로부터 소정 거리 내에 있는 부분을 포함하고,
    상기 소정 거리는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 상기 실리콘 기판의 거리이며,
    상기 트랩 영역은 상기 공극을 포함하는, 탄성파 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전극을 복수개 포함하면서 상기 제2 전극을 복수개 포함하고,
    상기 복수개의 제1 전극과 상기 복수개의 제2 전극이 하나씩 교대로 늘어서며,
    상기 복수개의 제1 전극은 상기 제1 배선부에 공통 접속되고,
    상기 복수개의 제2 전극은 상기 제2 배선부에 공통 접속되는, 탄성파 장치.
  17. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 기판과 상기 압전체층 사이에 마련된 산화규소막을 추가로 포함하는, 탄성파 장치.
  18. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성파 장치는 복수개의 탄성파 공진자를 포함하는 탄성파 필터로서,
    상기 복수개의 탄성파 공진자 각각은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 포함하는 공진자이고,
    상기 압전체층은 상기 복수개의 탄성파 공진자에서 겸용되는, 탄성파 장치.
  19. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압전체층은 서로 대향하는 제1 주면 및 제2 주면을 가지며,
    상기 압전체층의 상기 제1 주면은 상기 압전체층에서의 상기 실리콘 기판 측과는 반대 측의 주면이고,
    상기 압전체층의 상기 제2 주면은 상기 압전체층에서의 상기 실리콘 기판 측의 주면이며,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 압전체층의 상기 제1 주면 상에서 대향하는, 탄성파 장치.
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