KR20010030219A

KR20010030219A - 탄성 표면파 장치 및 통신 장치

Info

Publication number: KR20010030219A
Application number: KR1020000051516A
Authority: KR
Inventors: 가도타미치오
Original assignee: 무라타 야스타카; 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 1999-09-02
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2001-04-16
Also published as: GB0021214D0; DE10042915B4; KR100376906B1; US6366002B1; TW483239B; DE10042915B9; DE10066396B4; GB2356306A; JP3391309B2; DE10042915A1; GB2356306B; USRE39975E1; JP2001077662A

Abstract

LiTaO₃기판을 포함하는 탄성 표면파 장치 및 IDT(interdigital transducer)는 LiTaO₃기판에 제공된다. IDT는 Au, Ag, Ta, Mo, Cu, Ni, Cr, Zn, 및 W으로 이루어진 군에서 적어도 하나를 주성분으로 포함하고, 전단 수평파를 여기(勵起) 시키기 위하여 약 0.05이하의 표준 막 두께 H/λ를 가진다.

Description

탄성 표면파 장치 및 통신 장치{Surface acoustic wave device and communication device}

본 발명은 탄성 표면파 공진기, 탄성 표면파 필터, 공유 장치(sharing device), 또는 기타 적합한 장치와 같은 탄성 표면파 장치에 관한 발명이고, 더욱 상세하게는 전단 수평파(shear horizontal wave)를 사용하는 탄성 표면파 장치에 관한 발명이다.

종래에 있어서, 탄성 표면파 장치는 이동 통신 장치에 사용되는 대역 필터(band-pass filter)로서 폭넓게 사용되고 있다. 상기 종래의 탄성 표면파 공진기는 전극 돌기부(finger)가 서로 교대로 배치된 교차지전극(interdigital electrode)으로 구성된 IDT(인터디지털 트랜스듀서;interdigital transducer)를 가지는 탄성 표면파 장치; 압전 기판에 배치된 IDT; 및 탄성 표면파 공진기를 사용하는 탄성 표면파 필터를 포함한다.

상기의 탄성 표면파 장치에서, 압전 기판으로서 오일러 각(0°,-90°,0°)의 Y-X LiTaO₃기판에서전파하는 많은 감쇄를 가지는 누설 탄성 표면파가, 소정의 두께를 가지고 Au, Ta, W, 또는 기타 적합한 금속과 같이 큰 질량 하중을 갖는 금속으로 만들어진 IDT를 제공함으로써 전파 손실(propagation loss)이 없는 러브파(love wave)형 탄성 표면파로 변환되는 기술이 공지되어 있다.

도 11은 은(銀) 전극들이 Y 절단 X 전파형(Y cut X propagation type)의(즉, (0°,-90°,0°)의 오일러 각을 가지는) LiTaO₃기판에 제공되는 경우에, Au 전극의 막 두께 H/λ(전극 두께/여기(勵起)된 탄성 표면파의 파장) 에 대한 전기기계결합계수 k의 변화를 나타내는 특성도이다.

도 11에서 보는 바와 같이, Au 전극의 막 두께 H/λ가 0.03이하인 경우에, 누설 탄성 표면파가 생성된다. 적어도 0.04의 H/λ의 범위에서, 러브파가 생성된다. 도 12는 도 11에서와 같이 동일한 조건하에서 누설 탄성 표면파의 전파 손실(감쇄 상수)을 나타내는 특성도이다. 실선은 전극이 전기적 단락 회로 상태인 경우의 전파 손실을 나타내고, 점선은 개방 회로 상태인 경우의 전파 손실을 나타낸다. 도 12에서 보여지는 바와 같이, 전기적 단락 회로 상태에서, 전파 손실은 적어도 약 0.033의 H/λ의 범위에서 영(0)이고, 전기적 개방 회로 상태에서 전파 손실은 적어도 약 0.044의 H/λ의 범위에서 영이다.

따라서, 전파 손실이 없는 전단 수평형 탄성 표면파를 사용하기 위해서는, IDT의 금속화(metallization) 비율에 의존하여, 전기적 단락 상태에서 Au 전극의 두께 H/λ가 적어도 0.033이 될 것이 요구된다. 더욱이, Au보다 낮은 밀도를 갖는 Ta, W, 또는 기타 적합한 재료와 같은 재료에 대해, 두께 H/λ는 0.033 이상이어야 한다.

반면, IDT의 두께가 증가하면, 생산 정밀성이 감소한다. 따라서, 충분히 큰 두께로는 달성될 수 없다. 만약 막 두께가 적절히 크지 않으면, 예를 들어, 두께 H/λ가 Au 전극에 대해 적어도 0.033이 되지 않으면, 영(0)의 전파 손실이 달성될 수 없다.

반대로, IDT의 전극 돌출부가 일반적인 정밀도로 만들어질 수 있는 막 두께 H/λ(전극 두께/여기된 전단 수평파장)는 0.05이내이다. 전파 손실이 영이 되게 하려면, 막 두께 H/λ는 적어도 0.033이 되어야 한다. 따라서, IDT의 전극 돌출부가 형성할 수 있는 막 두께의 범위는 매우 좁다.

더욱이, IDT가 Ta 또는 W와 같이, Au보다 약간 낮은 밀도를 가지는 전극 재료로 형성된다면, 전극의 두께는 Au 전극의 두께와 비교하여 더욱 증가되어야 된다. 따라서, 전파 손실은 막이 정밀하게 형성될 수 있는 막 두께의 범위에서는 영으로 감소될 수 없다.

Al과 같이 탄성 표면파 장치의 IDT들에서 일반적으로 사용되는 전극 재료와 비교하여 상당히 더 높은 밀도를 가지는 Au와 같은 재료들에 대하여, IDT들의 막 두께, 전극 돌출부 폭, 및 전극 돌출부 피치에서 심지어 약간의 변화들에서조차 주파수들이 달라진다. 따라서, IDT들이 형성된 후에는, IDT들을 트리밍(trimming)하면서 주파수들이 조절된다. 그러나, 약 0.034의 H/λ를 가지기 위하여 Au으로 IDT가 형성되는 경우, 예를 들면, 주파수가 요구되는 값보다 낮은 경우, 막 두께 H/λ를 0.033이하로 되게 하면서 상기 주파수 조절이 실시된다. 그러므로, 전파 손실은 영으로 설정될 수 없다.

상기 설명된 문제를 극복하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예는, 높은 정밀도로 생산되는 IDT; IDT 및 압전 기판에서의 대략 영(0)의 전파 손실; 및 종래 기술의 탄성 표면파 장치들보다 충분히 더 넓은 주파수 변경에 대한 조절 범위를 가지는 탄성 표면파 장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 첫 번째 바람직한 실시예에 따른 탄성 표면파 공진기의 평면도이다.

도 2는 본 발명의 두 번째 바람직한 실시예에 따른 세로 결합형 탄성 표면파 공진기 필터의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 세 번째 바람직한 실시예에 따른 가로 결합형 탄성 표면파 공진기 필터의 평면도이다.

도 4는 본 발명의 네 번째 바람직한 실시예에 따른 사다리형 탄성 표면파 필터의 평면도이다.

도 5는 본 발명의 다섯 번째 및 여섯 번째 바람직한 실시예들에 따른 통신 장치의 블록 선도이다.

도 6은, 본 발명의 바람직한 실시예의 탄성 표면파 장치의 전극들이 전기적으로 단락-회로 상태인 경우에, IDT(interdigital transducer)의 표준 막 두께 및 전파 손실 사이의 관계를 나타내는 특성도이다.

도 7은, 본 발명의 바람직한 실시예의 탄성 표면파 장치의 전극들이 전기적으로 개방-회로 상태인 경우에, IDT의 표준 막 두께 및 전파 손실 사이의 관계를 나타내는 특성도이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예의 탄성 표면파 장치의 IDT의 표준 막 두께 H/λ 및 전기기계결합계수 사이의 관계를 나타내는 특성도이다.

도 9는, 본 발명의 바람직한 실시예의 탄성 표면파 장치의 전극들이 전기적으로 단락-회로 상태인 경우에, IDT의 표준 막 두께 H/λ및 전파 손실이 영(0)이 된 경우의 절단 각 사이의 관계를 나타내는 특성도이다.

도 10은, 본 발명의 바람직한 실시예의 탄성 표면파 장치의 전극들이 전기적으로 개방-회로 상태인 경우에, IDT의 표준 막 두께 H/λ및 전기기계결합계수 사이의 관계를 나타내는 특성도이다.

도 11은 IDT의 표준 막 두께 H/λ및 Y-절단 X-전파 LiTaO₃기판에서의 전기기계결합계수 k 사이의 관계를 나타내는 특성도이다.

도 12는 탄성 표면파 장치의 IDT의 표준 막 두께(normalized film thickness) H/λ및 Y-절단 X-전파 LiTaO₃기판에서의 전파 손실 사이의 관계를 나타내는 특성도이다.

〈 도면 부호의 설명 〉

1 : 탄성 표면파 공진기

2 : 압전 기판

3 : IDT

4 : 반사기

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 탄성 표면파 장치는 LiTaO₃기판 및 상기 LiTaO₃기판에 제공되는 IDT를 포함한다. IDT는 Au, Ag, Ta, Mo, Cu, Ni, Cr, Zn, 및 W 중에서 적어도 하나를 포함하며, 전단 수평파를 여기시키기 위하여 IDT는 약 0.05 이하의 정규화된 막 두께 H/λ를 가진다.

만약 상기 IDT가 주성분으로서 Au를 포함한다면, 기판은 바람직하게 대략 (0°,125°~146°,0°±5°)의 오일러 각을 가지고, 표준 막 두께 H/λ는 바람직하게 약 0.001에서 약 0.05의 범위내이다.

만약 상기 IDT가 주성분으로서 Ag을 포함한다면, 기판은 바람직하게 대략 (0°,125°~140°,0°±5°)의 오일러 각을 가지고, 표준 막 두께 H/λ는 바람직하게 약 0.002에서 약 0.05의 범위내이다.

만약 상기 IDT가 주성분으로서 Ta을 포함한다면, 기판은 바람직하게 대략 (0°,125°~140°,0°±5°)의 오일러 각을 가지고, 표준 막 두께 H/λ는 바람직하게 약 0.002에서 약 0.05의 범위내이다.

만약 상기 IDT가 주성분으로서 Mo을 포함한다면, 기판은 바람직하게 대략 (0°,125°~134°,0°±5°)의 오일러 각을 가지고, 표준 막 두께 H/λ는 바람직하게 약 0.005에서 약 0.05의 범위내이다.

만약 상기 IDT가 주성분으로서 Cu를 포함한다면, 기판은 바람직하게 대략 (0°,125°~137°,0°±5°)의 오일러 각을 가지고, 표준 막 두께 H/λ는 바람직하게 약 0.003에서 약 0.05의 범위내이다.

만약 상기 IDT가 주성분으로서 Ni을 포함한다면, 기판은 바람직하게 대략 (0°,125°~133°,0°±5°)의 오일러 각을 가지고, 표준 막 두께 H/λ는 바람직하게 약 0.006에서 약 0.05의 범위내이다.

만약 상기 IDT가 주성분으로서 Cr을 포함한다면, 기판은 바람직하게 대략 (0°,125°~147°,0°±5°)의 오일러 각을 가지고, 표준 막 두께 H/λ는 바람직하게 약 0.003에서 약 0.05의 범위내이다.

만약 상기 IDT가 주성분으로서 Zn을 포함한다면, 기판은 바람직하게 대략 (0°,125°~137°,0°±5°)의 오일러 각을 가지고, 표준 막 두께 H/λ는 바람직하게 약 0.003에서 약 0.05의 범위내이다.

만약 상기 IDT가 주성분으로서 W을 포함한다면, 기판은 바람직하게 대략 (0°,125°~138°,0°±5°)의 오일러 각을 가지고, 표준 막 두께 H/λ는 바람직하게 약 0.002에서 약 0.05의 범위내이다.

상기 설명된 탄성 표면파 장치는 통신 장치에서의 사용에 적합하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적절한 오일러 각을 가지는 LiTaO₃기판에서, 낮은 전파 손실을 가지는 전단 수평파가 여기되는 것에 의하여, IDT는 Au, Ag, Ta, Mo, Cu, Ni, Cr, Zn, Pt, W, 또는 기타 적합한 재료와 같이 큰 비중을 가지는 전극 재료로 부터 적절한 막 두께로 형성된다. 따라서, 누설 탄성 표면파 요소는 현저하게 감소된다. 매우 낮은 전파 손실은 가지는 탄성 표면파 장치가 생산된다.

더욱이, 전파 손실은 심지어 막 두께가 극단적으로 작은 경우에도 충분히 영이 된다. 따라서, 심지어 주파수를 조절하기 위하여 IDT를 트리밍함으로써 막 두께가 변한 경우에도 종래의 탄성 표면파 장치들과는 달리 전파 손실의 악화가 방지된다. 따라서, 주파수 트리밍의 조절 범위는 종래의 탄성 표면파 장치들보다도 훨씬 더 넓게 된다.

본 발명의 다른 특징, 특성, 요소, 및 이점이 첨부된 도면을 참고로 하여 바람직한 실시예가 아래에 명확히 설명된다.

실시예

하기에, 본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참고로 하여 자세히 설명되어 진다.

도 1은 본 발명의 첫 번째 바람직한 실시예에 따른 탄성 표면파 장치의 형태로 탄성 표면파 공진기의 평면도이다.

도 1에서 보여지는 바와 같이, 실시예로서, 탄성 표면파 공진기 1은 적어도 하나의 IDT 3 및 대략 (0°,126°,0°)의 오일러 각을 가지는 LiTaO₃단결정으로 만들어진 압전 기판 2에 제공되는, IDT 3의 양쪽 옆에 있는 반사기 4를 포함한다.

각각의 교차지전극들의 교대 배치 치형(interdigital tooth) 부분들이 서로 대립되어 있는 것과 같이 Au, Ag, Ta, Mo, Cu, Ni, Cr, Zn, 및 W으로 이루어진 군에서 적어도 하나를 주성분으로 포함하는 일련의 교차지전극들이 배열되는 형태로 IDT 3이 구성된다.

IDT 3의 교대 배치 치형 부분을 구성하는 전극 돌출부는 바람직하게 약 5% 이하의 표준 막 두께 H/λ를 가지고, 특별히, 0.05이하의 표준 막 두께 H/λ(전극 두께/여기된 전단 수평파장)를 가진다. 상기 범위에서, 전극 돌출부는 높은 정밀도로 배열된다.

도 2는 본 발명의 두 번째 바람직한 실시예에 따른 탄성 표면파 장치의 세로 결합형 탄성 표면파 공진기 필터의 평면도이다.

도 2에서 보여지는 바와 같이, 실시예로서, 세로 결합형 탄성 표면파 공진기 필터 11은, 적어도 두개의 IDT들 13a 및 13b; 및 대략 (0°,126°,0°)의 오일러 각을 가지는 LiTaO₃단결정으로 만들어진 압전 기판 12에 제공되는, 상기 IDT들 13a 및 13b의 양쪽 옆에 있는 반사기 14를 포함한다.

IDT들 13a 및 13b는 Au, Ag, Ta, Mo, Cu, Ni, Cr, Zn, 및 W으로 이루어진 군에서 적어도 하나를 주성분으로 포함하는 전극재료로 바람직하게 만들어지고, 각각의 교차지전극들의 교대 배치 치형 부분들이 서로 대치되어 있는 것과 같이 일련의 교차지전극들이 배열되는 형태로 IDT들 13a 및 13b가 구성된다. 더욱이, IDT들 13a 및 13b는 탄성 표면파 전파 방향으로, 일정한 간격으로 서로 충분히 평행하게 배열되어 있다. 또한, 상기의 바람직한 실시예에서, IDT들 13a 및 13b의 각각의 교대 배치 치형 부분을 구성하는 전극 돌출부는 바람직하게 대략 5% 이하의 표준 막 두께 H/λ를 가지고, 특별히, 0.05이하의 표준 막 두께 H/λ(전극 두께/여기된 전단 수평파장)를 가진다. 상기 범위에서, 전극 돌출부는 높은 정밀도로 배열된다.

도 3은 본 발명의 세 번째 바람직한 실시예에 따른 탄성 표면파 장치의 가로 결합형 탄성 표면파 공진기 필터의 평면도이다.

도 3에서 보여지는 바와 같이, 실시예로서, 가로 방향으로 결합된 형태의 탄성 표면파 공진기 필터 21은 적어도 두개의 IDT들 23a 및 23b; 및 대략 (0°,126°,0°)의 오일러 각을 가지는 LiTaO₃단결정으로 만들어진 압전 기판 22에 제공되는, 상기 IDT들 23a 및 23b의 각각 옆에 있는 반사기들 24a 및 24b를 포함한다.

IDT들 23a 및 23b는 Au, Ag, Ta, Mo, Cu, Ni, Cr, Zn, 및 W으로 이루어진 군에서 적어도 하나를 주성분으로 포함하는 전극재료로 바람직하게 만들어지고, 각각의 교차지전극들 23a 및 23b의 교대 배치 치형(tooth) 부분들이 서로 대치되어 있는 것과 같이 일련의 교차지전극들이 배열되는 형태로 IDT들 23a 및 23b가 구성된다. IDT들 23a 및 23b는 탄성 표면파 전파 방향에 대하여 충분히 수직한 방향으로 배열되어 있다. 상기 첫 번째 및 두 번째 바람직한 실시예에서와 같이 상기의 바람직한 실시예에서, IDT들 23a 및 23b의 각각의 교대 배치 치형 부분을 구성하는 전극 돌출부는 바람직하게 대략 5% 이하의 표준 막 두께 H/λ를 가지고, 특별히, 0.05이하의 표준 막 두께 H/λ(전극 두께/여기된 전단 수평파장)를 가진다. 상기 범위에서, 전극 돌출부는 높은 정밀도로 배열된다.

도 4는 본 발명의 네 번째 바람직한 실시예에 따른 탄성 표면파 장치로서 사다리형 탄성 표면파 필터의 평면도이다.

도 4에서 보여지는 바와 같이, 실시예로서, 사다리형 탄성 표면파 필터 31은 IDT들 33a 및 33b; 및 대략 (0°,126°,0°)의 오일러 각을 가지는 LiTaO₃단결정으로 만들어진 압전 기판 32에 제공되는, 상기 IDT들 33a 및 33b의 각각의 옆에 있는 반사기들 34a 및 34b를 포함한다.

IDT들 33a 및 33b는 Au, Ag, Ta, Mo, Cu, Ni, Cr, Zn, 및 W으로 이루어진 군에서 적어도 하나를 주성분으로 포함하는 전극재료로 바람직하게 만들어지고, 각각의 교차지전극들 33a 및 33b의 교대 배치 치형(tooth) 부분들이 서로 대치되어 있는 것과 같이 일련의 교차지전극들이 배열되는 형태로 IDT들 33a 및 33b가 구성된다. IDT 33a는 일련의 암(arm)으로 배열되어 있고, IDT 33b는 사다리 형태로 제공되기 위하여 평행 암으로 배열된다. 상기 첫 번째 내지 세 번째 바람직한 실시예에서와 같이 상기의 바람직한 실시예에서, IDT들 33a 및 33b의 각각의 교대 배치 치형 부분을 구성하는 전극 돌출부는 바람직하게 대략 5% 이하의 표준 막 두께 H/λ를 가지고, 특별히, 0.05이하의 표준 막 두께 H/λ(전극 두께/여기된 전단 수평파장)를 가진다. 상기 범위에서, 전극 돌출부는 높은 정밀도로 배열된다.

다음에, 본 발명의 다섯번 째 및 여섯 번째 바람직한 실시예가 설명된다. 도 5는 본 발명의 네 번째 실시예에 따른 공유 장치(sharing device) 및 본 발명의 다섯 번째 실시예에 따른 통신 장치를 나타내는 블록 선도이다.

도 5에서 보여지는 바와 같이, 수신을 위한 탄성 표면파 필터 42 및 송신을 위한 탄성 표면파 필터 43을 포함하는 공유 장치 44의 안테나 단자(terminal)는 안테나 45에 접속되고, 공유 장치 44의 출력 단자는 수신 회로 46에 접속되며, 입력 단자는 송신 회로 47에 접속되는 것과 같이, 통신 장치 41이 구성된다. 공유 장치 44에서, 수신 탄성 표면파 필터 42 및 송신 탄성 표면파 필터 43으로서, 본 발명의 첫 번째 내지 네 번째 바람직한 실시예에 따른 탄성 표면파 필터 11 및 21의 어느 하나 또는 상기 조합이 포함된다.

다음에, 표준 막 두께 H/λ(전극 두께/여기된 전단 수평파장)는 한 실시예로서 설명된다.

도 6은, 약 (0°,126°,0°)의 오일러 각을 갖는 LiTaO₃단결정에 제공되는 막의 표준 막 두께 H/λ(전극 두께/여기된 전단 수평파장)가 약 0.00 에서 약 0.05 사이에서 변화할 경우(전극이 압전 기판에 제공되지 않은 경우(H/λ=0)도 포함)에 발생하는 전파 손실의 변화를 나타내는도이다. 전극은 전기적 단락-회로 상태이다.

도 6에서 보여지는 바와 같이, 어떠한 재료에 있어서도, 전파 손실은 두께가 증가함에 따라 서서히 증가한다. 그러나, 전파 손실은 도 12에서 실선으로 표시된 종래의 러브파 필터의 전파 손실보다 충분히 더 적다. 도 6에서 보여지는 바와 같이, Au에 대하여, 전파 손실은 H/λ=0.025에서 최대값을 가진다. 상기의 경우에, 전파 손실은 약 0.04 dB/λ이다. 따라서, 전파 손실은 도 12에서 실선으로 표시되는 종래의 러브파 필터의 최대 전파 손실 0.7 dB/λ 및 H/λ=0.025에서 전파 손실 0.32 dB/λ와 비교하여 충분히 개선된다.

도 7은, 약 (0°,126°,0°)의 오일러 각을 갖는 LiTaO₃단결정에 제공되는 막의 표준 막 두께 H/λ(전극 두께/여기된 전단 수평파장)가 약 0.00 에서 약 0.05 사이에서 변화할 경우(전극이 압전 기판에 제공되지 않은 경우(H/λ=0)도 포함)에 발생하는 전파 손실 발생의 변화를 나타내는도이다. 전극은 전기적 개방-회로 상태이다.

도 7에서 보여지는 바와 같이, 어떠한 재료에 있어서도, 전파 손실은 두께가 증가함에 따라 서서히 증가한다. 그러나, 전파 손실은 도 12에서 점선으로 표시된 종래의 러브파 필터의 전파 손실보다 충분히 더 적다. 도 7에서 보여지는 바와 같이, Au에 대하여, 전파 손실은 H/λ=0.029에서 최대값을 가진다. 상기의 경우에, 전파 손실은 약 0.142 dB/λ이다. 따라서, 전파 손실은 도 12에서 점선으로 표시되는 종래의 러브파 필터의 최대 전파 손실 1.18 dB/λ 및 H/λ=0.029에서 전파 손실 0.8 dB/λ와 비교하여 충분히 개선된다.

상기의 원인은, 본 발명의 바람직한 실시예의 탄성 표면파 장치에서 매우 낮은 전파 손실을 가지는 전단 수평파가 사용되어서, (0°,-90°,0°)의 오일러 각을 가지는 종래의 LiTaO₃기판에서 러브파가 여기되기 때문이다. 여기서, Au가 설명되었다. 본 발명은 Au에 제한되지 않는다. Ag, Ta, Mo, Cu, Ni, Zn, Pt, W, 또는 기타 적합한 재료와 같이 다른 재료에 있어서도, 전단 수평파는 유사하게 사용된다. 따라서, 전파 손실은 Au가 사용된 경우와 유사하게 충분히 개선된다.

본 발명의 다양한 바람직한 실시예의 탄성 표면파 장치에서 충분히 사용될 수 있는 전단 수평파 막 두께는 전극 재료에 따라 변화한다. 예를 들어, H/λ값은 Au의 경우에 적어도 약 0.001이고; Ag의 경우에 적어도 약 0.002이고; Ta의 경우에 적어도 약 0.002이고; Mo의 경우에 적어도 약 0.005이고; Cu의 경우에 적어도 약 0.003이고; Ni의 경우에 적어도 약 0.006이고; Cr의 경우에 적어도 약 0.003이고; Zn의 경우에 적어도 약 0.003이고; W의 경우에 적어도 약 0.002이다. 전파 손실 및 전기기계결합계수에 대해 H/λ값들이 상기의 값들보다 높으면 적합하다.

도 8은 막 두께 변화에 대한 각각 전극 재료의 전기기계결합계수의 변화를 보여주는 특성도이다. 기판 재료, 절단 각(cut angle), 및 전파 방향은 도 6 및 도 7의 것들과 동일하다. 도 8에서 보여지는 바와 같이, 어떠한 금속 재료에 대해서도, 상대적으로 큰 전기기계결합계수가 얻어진다. 더욱이, 도 8에서 보여지는 바와 같이, Al과 같이 낮은 비중을 가지는 금속 재료의 전기기계결합계수와 비교하여, 더 높은 고유 밀도를 가지는 다른 금속 재료의 전기기계결합계수는 증가한다.

도 9 및 도 10은 전파 손실이 영이 되는 막 두께 및 절단 각 θ를 나타내는 특성도이다. 도 9 및 도 10은 각각 전극이 전기적으로 단락-회로 상태 및 전기적으로 개방-회로 상태일 경우 전파 손실이 영이 되는 절단 각을 나타낸다. 실용적으로 사용되는 IDT에서, 전극 돌출부가 존재하는 영역 및 전극 돌출부가 존재하지 않는 영역이 있다. IDT는 도 9 및 도 10에서 보여지는 것과 같이 금속화(metallization) 비율에 의존하는 특성을 가진다. 절단 각은 (φ,θ,ψ)의 오일러 각 지정 시스템에 따라 (0°,θ,0°±5°)로 설정되며, 여기서 θ는 변화하고, ψ는 전파 방향을 나타내며, 약 ±5°의 오차는 전파 손실의 허용 오차내의 각도이다.

도 9 및 도 10에서, IDT의 전극으로서 사용된 Au의 경우에, 영의 전파 손실이 얻어지는 절단 각도는 (φ,θ,ψ)의 오일러 각 지정 시스템에 따라 대략 (0°,125°~146°,0°±5°)임이 보여진다.

더욱이, IDT의 전극으로서 사용된 Ag의 경우에, 영의 전파 손실이 얻어지는 절단 각도는 (φ,θ,ψ)의 오일러 각 지정 시스템에 따라 대략 (0°,125°~140°,0°±5°)임이 보여진다.

IDT의 전극으로서 사용된 Ta의 경우에, 영의 전파 손실이 얻어지는 절단 각도는 (φ,θ,ψ)의 오일러 각 지정 시스템에 따라 대략 (0°,125°~140°,0°±5°)임이 보여진다.

IDT의 전극으로서 사용된 Mo의 경우에, 영의 전파 손실이 얻어지는 절단 각도는 (φ,θ,ψ)의 오일러 각 지정 시스템에 따라 대략 (0°,125°~134°,0°±5°)임이 보여진다.

IDT의 전극으로서 사용된 Cu의 경우에, 영의 전파 손실이 얻어지는 절단 각도는 (φ,θ,ψ)의 오일러 각 지정 시스템에 따라 대략 (0°,125°~137°,0°±5°)임이 보여진다.

IDT의 전극으로서 사용된 Ni의 경우에, 영의 전파 손실이 얻어지는 절단 각도는 (φ,θ,ψ)의 오일러 각 지정 시스템에 따라 대략 (0°,125°~133°,0°±5°)임이 보여진다.

IDT의 전극으로서 사용된 Cr의 경우에, 영의 전파 손실이 얻어지는 절단 각도는 (φ,θ,ψ)의 오일러 각 지정 시스템에 따라 대략 (0°,125°~147°,0°±5°)임이 보여진다.

IDT의 전극으로서 사용된 Zn의 경우에, 영의 전파 손실이 얻어지는 절단 각도는 (φ,θ,ψ)의 오일러 각 지정 시스템에 따라 대략 (0°,125°~137°,0°±5°)임이 보여진다.

IDT의 전극으로서 사용된 W의 경우에, 영의 전파 손실이 얻어지는 절단 각도는 (φ,θ,ψ)의 오일러 각 지정 시스템에 따라 대략 (0°,125°~138°,0°±5°)임이 보여진다.

따라서, 도 9 및 도 10에서 보여지는 절단 각을 가지는 LiTaO₃및 상기에 설명된 막 두께를 가지는 전극 재료를 사용함으로써, 충분히 영의 전파 손실을 가지는 탄성 표면파 장치가 생산된다.

더욱이, Al의 전기기계결합계수 보다도 더 큰 전기기계결합계수가 얻어지며, 상기의 전기기계결합계수는 더 작은 삽입 손실(insertion loss)을 가지는 탄성 표면파 필터를 실현할 수 있다.

본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 바람직한 실시예에서, 반사기를 가지는 탄성 표면파 장치가 설명되었다. 본 발명은 상기의 장치에 한정되지 않고, 반사기를 가지지 않는 탄성 표면파 장치에 적용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예가 밝혀졌지만, 상기에서 밝힌 원리를 실행하는 다양한 방법들이 다음의 청구항의 범위 내인 것으로 예상된다. 따라서, 본 발명의 범위는 다른 방법으로 청구항에 설명되는 것을 제외하고는 제한되는 것이 아니다.

Claims

LiTaO₃기판; 및

Au, Ag, Ta, Mo, Cu, Ni, Cr, Zn, 및 W으로 이루어진 군에서 적어도 하나를 주성분으로서 포함하며,

전단 수평파(shear horizontal wave)를 여기(勵起)시키기 위해 적어도 약 0.05의 표준 막 두께(normalized film thickness) H/λ를 가지는,

LiTaO₃기판에 제공되는 IDT(interdigital transducer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파(surface acoustic wave) 장치.
제 1항에 있어서,

상기 IDT가 주성분으로서 Au을 포함하고;

상기 기판이 약 (0°,125°~146°,0°±5°)의 오일러 각을 가지는;

상기 표준 막 두께 H/λ가 약 0.001에서 0.05의 범위내인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
제 1항에 있어서,

상기 IDT가 주성분으로서 Ag을 포함하고;

상기 기판이 약 (0°,125°~140°,0°±5°)의 오일러 각을 가지는;

상기 표준 막 두께 H/λ가 약 0.002에서 0.05의 범위내인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치
제 1항에 있어서,

상기 IDT가 주성분으로서 Ta을 포함하고;

상기 기판이 약 (0°,125°~140°,0°±5°)의 오일러 각을 가지는;

상기 표준 막 두께 H/λ가 약 0.002에서 0.05의 범위내인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치
제 1항에 있어서,

상기 IDT가 주성분으로서 Mo을 포함하고;

상기 기판이 약 (0°,125°~134°,0°±5°)의 오일러 각을 가지는;

상기 표준 막 두께 H/λ가 약 0.005에서 0.05의 범위내인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치
제 1항에 있어서,

상기 IDT가 주성분으로서 Cu를 포함하고;

상기 기판이 약 (0°,125°~137°,0°±5°)의 오일러 각을 가지는;

상기 표준 막 두께 H/λ가 약 0.003에서 0.05의 범위내인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치
제 1항에 있어서,

상기 IDT가 주성분으로서 Ni을 포함하고;

상기 기판이 약 (0°,125°~133°,0°±5°)의 오일러 각을 가지는;

상기 표준 막 두께 H/λ가 약 0.006에서 0.05의 범위내인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치
제 1항에 있어서,

상기 IDT가 주성분으로서 Cr을 포함하고;

상기 기판이 약 (0°,125°~147°,0°±5°)의 오일러 각을 가지는;

상기 표준 막 두께 H/λ가 약 0.003에서 0.05의 범위내인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치
제 1항에 있어서,

상기 IDT가 주성분으로서 Zn을 포함하고;

상기 기판이 약 (0°,125°~137°,0°±5°)의 오일러 각을 가지는;

상기 표준 막 두께 H/λ가 약 0.003에서 0.05의 범위내인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치
제 1항에 있어서,

상기 IDT가 주성분으로서 W을 포함하고;

상기 기판이 약 (0°,125°~138°,0°±5°)의 오일러 각을 가지는;

상기 표준 막 두께 H/λ가 약 0.002에서 0.05의 범위내인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치
제 1항에 기재된 탄성 표면파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 2항에 기재된 탄성 표면파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 3항에 기재된 탄성 표면파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 4항에 기재된 탄성 표면파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 5항에 기재된 탄성 표면파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 6항에 기재된 탄성 표면파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 7항에 기재된 탄성 표면파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 8항에 기재된 탄성 표면파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 9항에 기재된 탄성 표면파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
제 10항에 기재된 탄성 표면파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.