KR20020022616A - 탄성 표면파 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

탄성 표면파 장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 탄성 표면파(SAW) 장치는 압전 기판, 및 Al보다 무거운 금속 또는 합금으로 제작되고 그 위에 배치되는 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서 (IDT)를 포함한다. 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서에서 탄성 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하이며, 그에 따라, 대역통과 영역 내에서 특히 군지연시간 (GDT) 특성에서 현저하게 발견되는 상당한 파문을 효과적으로 억제할 수 있다.

Description

탄성 표면파 장치 및 그 제조방법 { Surface acoustic wave device and method of producing the same }
본 발명은 공진기들 또는 대역통과 필터들로 실행되는 탄성 표면파(SAW; surface acoustic wave) 장치들 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 SH(shear-horizontal) 표면파가 이용될 수 있도록 상대적으로 무거운 전극 물질을 이용한 탄성 표면파 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
탄성 표면파(SAW) 장치는 공진기 또는 대역통과 필터로서 널리 이용된다. 전형적인 탄성 표면파 장치는 압전 기판 및 압전 기판 위에 배치되고 주로 Al을 포함하는 전극 물질로 제작된 인터디지털 트랜스듀서들(IDTs) 및 반사기들의 전극지들을 포함한다.
널리 알려진 것처럼, 탄성 표면파 장치는 SH 표면파를 이용할 수 있고 상대적으로 무거운 텅스텐(W) 또는 탄탈륨(Ta)으로 제작된다.
그러나, 그와 같이 상대적으로 무거운 전극 물질을 이용한 탄성 표면파 장치에서, 인터디지털 트랜스듀서들(IDTs) 및 반사기들의 전극지들이 형성될 때의 막 두께 또는 선폭의 변위는 피할 수 없다. 상대적으로 무거운 전극 물질을 이용한 탄성 표면파 장치는, 전극 물질이 주로 Al을 포함하는 전형적인 탄성 표면파 장치의 전극 물질보다 무겁기 때문에, 탄성 표면파 장치의 음속 분포, 또는 주파수 분포에서의 상당한 변위를 야기한다. 그 결과로서, 도 10에서 화살표 A에 의해 나타난 것과 같이, 대역통과 영역 내에서의 군지연시간 특성에 중요하고 결정적인 파문들이 존재한다.
도 10은 중심 주파수 225 ㎒를 갖는 두 개의 인터디지털 트랜스듀서들(IDTs)을 갖는 종결합 공진 탄성 표면파 필터의 군지연시간(GDT) 특성 대 감쇠 주파수 특성을 나타낸다. 종결합 공진 탄성 표면파 필터는 (37°회전 Y-절단 평면) 석영 기판을 이용한 압전 기판, 및 Ta로 제작된 인터디지털 트랜스듀서들(IDTs) 및 반사기들을 갖는다.
전술한 문제점들을 극복하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시형태는 SH 표면파가 이용될 수 있도록 Ta와 같은 상대적으로 무거운 전극 물질을 이용하고, 이때 전극지들이 뻗는 방향에서 탄성 표면파의 음속 분포, 또는 주파수 분포가 최소화되며, 그에 따라 대역통과 영역 내에서의 파문을 억제하는 탄성 표면파 장치를 제공하며, 그리고 그와 같은 탄성 표면파 장치의 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 탄성 표면파 장치의 개략 평면도,
도 2는 인터디지털 트랜스듀서들(IDTs) 및 반사기들이 뻗는 방향에서의 표면파의 음속 분포가 제공되지 않는, 도 1의 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 그래프,
도 3은 도 4 내지 도 7의 계산 모델을 지지하는 탄성 표면파 장치의 개략 평면도,
도 4는 n=2 및=44 ppm 인 경우에 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 그래프,
도 5는 n=2 및=66 ppm 인 경우에 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 그래프,
도 6은 n=2 및=88 ppm 인 경우에 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 그래프,
도 7은 n=2 및=111 ppm 인 경우에 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 그래프,
도 8은및 파문이 견딜만한 때의 최대 음속차사이의 관계를 보여주는 그래프,
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 그래프, 및
도 10은 종래의 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 탄성 표면파 장치
2 : 압전 기판
3, 4 : 인터디지털 트랜스듀서
3a1, 3b1, 4a1, 4b1: 전극지
5, 6 : 반사기
5a, 5b : 전극지
본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 탄성 표면파 장치는 압전 기판, 및 실질적으로 서로 평행하게 뻗는 다수의 전극지들을 갖는 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서를 포함한다. 인터디지털 트랜스듀서는 압전 기판 위에 배치되고, Al보다 무거운 금속 또는 Al보다 무거운 합금으로 제작된다. 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗은 방향에서의 탄성 표면파의 음속 분포는 약 276 ppm 이하이다.
바람직하게는, 탄성 표면파 장치는 각각 다수의 전극지들을 갖는 한 쌍의 반사기들을 더 포함하고, 한 쌍의 반사기들은 압전 기판 위에 배치되며, 한 쌍의 반사기들의 전극지들이 뻗은 방향에서의 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하이다.
적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서는 탄성 표면파의 전파 방향으로 나란히 배열된 제 1 및 제 2 인터디지털 트랜스듀서들을 포함할 수 있다. 한 쌍의 반사기들은 표면파의 전파 방향으로 위치한 제 1 및 제 2 인터디지털 트랜스듀서들의 지점 양측에 위치한다. 제 1 및 제 2 인터디지털 트랜스듀서들 및 한 쌍의 반사기들은 종결합 공진 필터를 구성한다.
바람직하게는, 표면파는 러브파(Love waves)와 같은 SH 표면파이다.
적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서가 그 위에 배치되는 압전 기판에서 탄성 표면파의 음속 분포는 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗은 방향에 대하여 실질적으로 수직으로 기울어진다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태는 압전 기판, 및 실질적으로 서로 평행하게 뻗는 다수의 전극지들을 가지며, 압전 기판 위에 배치되고 그리고 Al보다 무거운 금속 또는 Al보다 무거운 합금으로 제작된 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서(IDT)를 포함하고, 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗은 방향에서의 탄성 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치의 제조방법을 제공한다. 이 방법은 그 위에 형성된 다수의 탄성 표면파 장치들을 갖는 웨이퍼를 준비하는 단계, 웨이퍼 위에 형성된 탄성 표면파 장치들 각각의 전극지들이 뻗는 방향에서의 탄성 표면파의 음속 분포를 측정하는 단계 및 웨이퍼로부터 탄성 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하인 탄성 표면파 장치를 절단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에서는 압전 기판, 및 실질적으로 서로 평행하게 뻗는 다수의 전극지들을 가지며, 압전 기판 위에 배치되고 그리고 Al보다 무거운 금속 또는 Al보다 무거운 합금으로 제작된 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서(IDT)를 포함하고, 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗은 방향에서의 탄성 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치의 제조방법이 제공된다. 이 방법은 인터디지털 트랜스듀서를 형성하기 위하여 압전 기판 위에 금속막을 도포하는 단계 및 사진 석판인쇄술을 통하여 금속막을 패턴화하는 단계를 포함한다. 도포 단계 및 패턴화 단계는 패턴화 단계 이후 전극지들이 뻗은 방향에서의 막 두께 윤곽에 의해 도포 단계 이후 전극지들이 뻗은 방향에서의 막 두께 윤곽이 상쇄되도록 수행된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따른 탄성 표면파 장치는 압전 기판 및 그 위에 배치되고 Al보다 무거운 금속 또는 합금으로 제작되는 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서를 갖는다. 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗은 방향에서 탄성 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하이기 때문에, 대역통과 영역 내에서 상대적으로 무거운 전극 물질에 의해 야기되는 파문이 효과적으로 억제될 수 있다. 따라서, 탄성 표면파 장치는 대역통과 영역 내에서 파문이 제거되는 우수한 주파수 특성을 제공한다.
반사기들을 갖고, 반사기들의 전극지들의 뻗은 방향에서의 탄성 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하인 탄성 표면파 장치는 대역통과 영역 내에서 효과적으로 파문을 억제한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 탄성 표면파 장치는 종결합 공진 필터로 제한되지 않는다. 본 발명은 다양한 탄성 표면파 장치들에 적용될 수 있으며, 대역통과 영역 내에서 파문이 제거될 수 있는 종결합 공진 필터가 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 이루어질 수 있다.
전형적으로, SH 표면파를 이용하는 탄성 표면파 장치는 Al보다 무거운 금속또는 합금으로 제작된 전극들을 가지며, 무거운 전극 물질에 따른 파문을 야기한다. 본 발명은 파문을 효과적으로 최소화하는 것을 가능하게 한다. 러브파(Love waves)와 같은 SH 표면파를 이용하는 탄성 표면파 장치는 우수한 주파수 특성을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 인터디지털 트랜스듀서들이 제공되어 있는 압전 기판에서의 탄성 표면파의 음속 분포는 인터디지털 트랜스듀서들의 전극지들의 뻗은 방향에 대하여 실질적으로 수직으로 기울어진다. 이는 인터디지털 트랜스듀서들의 전극지들의 뻗은 방향에서의 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하로 설정되는 것을 용이하게 한다.
본 발명의 다른 특징들, 요소들, 특징들 및 이점들이 첨부된 도면을 참고하여 뒤따르는 바람직한 실시형태들의 상세한 기술에서 더욱 명확해질 것이다.
( 본 발명의 바람직한 실시형태들 )
본 발명은 뒤따르는 본 발명의 바람직한 실시형태들의 상세한 기술 및 관련된 도면들로부터 충분히 명확하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 탄성 표면파 장치(1)의 개략 평면도이다. 탄성 표면파 장치(1)는 두 개의 인터디지털 트랜스듀서들(3, 4)을 갖는 종결합 공진 탄성 표면파 필터일 수 있다.
도 1을 참고하면, 탄성 표면파 장치(1)는 실질적으로 직사각형의 압전 기판 (2)을 포함한다. 압전 기판(2)은 석영 기판 또는 다른 적당한 기판일 수 있다.압전 기판(2)은 또한 LiTaO3(LT)을 포함하는 다른 단결정 압전 물질, 또는 다르게는 압전 세라믹으로 형성될 수 있다.
인터디지털 트랜스듀서들(3, 4)은 압전 기판(2)의 상부에 배치된다. 인터디지털 트랜스듀서(3)는 한 쌍의 빗살형 전극들(3a, 3b)을 포함하고, 인터디지털 트랜스듀서(4)는 한 쌍의 빗살형 전극들(4a, 4b)을 포함한다. 빗살형 전극들(3a, 3b, 4a 및 4b)은 각각 다수의 전극지들(즉 3a1, 3b1, 4a1및 4b1)을 포함한다. 다수의 전극지들(3a1, 3b1, 4a1및 4b1)은 실질적으로 서로에게 평행하게 뻗는다.
도시된 바람직한 실시형태에서, 인터디지털 트랜스듀서(3)는 입력 인터디지털 트랜스듀서가 되고, 출력은 인터디지털 트랜스듀서(4)로부터 수행된다. 입력 전압은 인터디지털 트랜스듀서(3)로 공급됨에 따라, 탄성 표면파가 여자되고 그리고 전극지들(3a1, 3b1, 4a1및 4b1)이 뻗은 방향에 수직인 방향으로 발생된다.
반사기들(5, 6)은 표면파의 전파 방향에서 인터디지털 트랜스듀서들(3, 4)이 위치한 지점의 양 측면에 제공된다. 반사기들(5, 6)은 창살 반사기들일 수 있고, 각각 다수의 전극지들(5a, 6a)을 갖는다. 다수의 전극지들(5a, 6a)는 그 양단에서 각각 단락된다.
도시된 바람직한 실시형태에서 인터디지털 트랜스듀서들(3, 4) 및 반사기들 (5, 6)은 Ta로 제작되는 것이 바람직하다. 다르게 말하면, 그들은 Al보다 무거운 금속으로 형성된다. 인터디지털 트랜스듀서들(3, 4) 및 반사기들(5, 6)의 전극들의 물질은 Al보다 무거운 물질이라면 특정하게 제한되지 않으며, 적당하게는 Al보다 무겁고 Ta와 다른 Au, W, Mo, Ni, Cu, Co, Cr, Zn, Fe 및 Mn과 같은 금속 및 그를 함유하는 합금을 포함할 수 있다.
도 1의 좌측에 나타나듯이, 압전 기판(2)에 대한 X-Y 좌표를 가정하면, X 방향은 탄성 표면파의 전파 방향에 대응한다. 그리고, Y 방향은 전극지들(3a1, 3b1, 4a1, 4b1, 5a 및 6a)이 뻗은 방향에 대응한다.
도시된 바람직한 실시형태에서, 입력 전압이 인터디지털 트랜스듀서(3)에 공급됨에 따라, SH 표면파가 여자되고, 출력에서 결과적 SH 표면파에 근거하는 출력이 인터디지털 트랜스듀서(4)로부터 발생된다.
도시된 바람직한 실시형태에서, 유익하게, Y 방향에서 SH 표면파의 음속 분포는 약 276 ppm 이하이고, 그에 따라 특히 군지연시간 특성에서 두드러지게 발견되는 대역통과 영역 내에서의 주목할만한 파문을 억제하고 최소화한다. 이 이유는 지금부터 더욱 상세하게 기술될 것이다.
전술한 바와 같이, Al보다 무거운 금속으로 제작된 전극들을 갖는 탄성 표면파 장치는 러브파와 같은 SH 표면파를 이용할 수 있다. 그러나, 무거운 전극 물질은 전극들의 막 두께 또는 선폭에 관한 변위를 야기하고, 아마도 주목할만한 파문의 결과를 가져온다.
본 발명자들은 그와 같은 파문에 관하여 집중적인 연구를 하였으며, 마침내 인터디지털 트랜스듀서들(3, 4) 및 반사기들(5, 6)의 전극지들(3a1, 3b1, 4a1, 4b1, 5a 및 6a)이 뻗은 방향에서 소정의 크기를 갖는 음속 분포가 주목할만한 파문을 야기함을 발견하였다. 즉, 뻗어 있는 전극지들을 따른 방향에서 인터디지털 트랜스듀서의 두께 또는 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들의 폭이 벗어나는 경우에, 음속이 또한 그 방향에서 분포되거나 또는 벗어난다.
관계식 (음속) = (파장) ×(주파수)의 관점에서, 파장이 일정할 때, 음속의 변화량은 주파수의 변화량과 전적으로 등가이다. 즉, 다음의 관계식이 얻어진다 :
(음속 분포) = (주파수 분포).
뒤따르는 기술에서는, 225 ㎒의 주파수를 갖는 종결합 공진 탄성 표면파 필터가 구체적으로 고려된다.
전극지들의 뻗은 방향에서 표면파의 음속이 균일한 경우에서의 특성이 등가 회로법을 이용하여 모의 실험(simulation)된다. 도 2는 감쇠 주파수 특성 대 군지연시간 특성을 보여주는, 실험의 결과를 도시한다.
도 2에서 명백하듯이, 군지연시간 특성은 대역통과 영역 내에서 매우 부드럽고, 파문이 의미있게 나타나지 않는다.
이제, 모의 실험 결과에 근거하여, 전극지들(3a1, 3b1, 4a1, 4b1, 5a 및 6a)이 뻗은 방향 - 즉, 폭 방향을 가로지르는 - 에서 표면파의 음속 분포가 발생할 때, 그들 특성들의 변화가 검토될 수 있다. 군지연시간 특성에서의 파문의 허용오차는 대역통과 대역 내에서 군지연시간 특성의 대략 10%의 편차(예컨대, 최대 군지연시간 값 - 최소 군지연시간 값)가 상한값으로 표현되도록 결정되고, 그 상한값은 우수한 성능을 갖는 탄성 표면파 장치를 제공하도록 요구된다.
탄성 표면파 장치(1)가 전극지들(3a1, 3b1, 4a1, 4b1, 5a 및 6a)이 뻗은 방향(Y 방향)에서 n 지역들로 분할되고, 음속 분포가 도면의 우측에 표시된 것처럼 단차진 구성을 갖도록 형상화된 도면이 도 3에 나타나 있다. 도 3의 우측에 표시된 음속 분포에서, 폭 방향을 가로지르는 또는 전극지들(3a1, 3b1, 4a1, 4b1, 5a 및 6a)이 뻗은 방향에서의 표면파의 음속의 크기는 음속 V로 표현된다. 기호는 인접한 지역들의 음속들 사이의 차이의 합을 표현한다.
도 3에서, 군지연시간 특성은 음속차의 모의 실험에 의해 어림잡을 수 있고, 음속차는 최대 음속을 갖는 지역에서의 음속과 최소 음속을 갖는 지역에서의 음속 사이의 차이가 될 수 있으며, 크게는 0에서 점진적으로 증가한다.
도 4 내지 도 7에서 나타난 바와 같이, 뒤따르는 결과들은 n=2인 경우 얻어지며, 각각 도 4에서=44 ppm(225 ㎒에 대한 10 ㎑), 도 5에서=66 ppm(225 ㎒에 대한 15 ㎑), 도 6에서=88 ppm(225 ㎒에 대한 20 ㎑) 그리고 도 7에서=111 ppm(225 ㎒에 대한 25 ㎑)이다.
도 4 내지 도 7로부터, 음속 분포 또는 음속차가 증가함에 따라 대역통과 대역 내에서의 군지연시간 특성에 더욱 커다란 파문이 나타남이 이해될 수 있다.
n=2일 때, 또는 표면파가 전파되는 지역이 전극지들이 뻗은 방향에서 두개로 분할된다면, 음속차의 최대값은 전술한 바와 같이 군지연시간 특성에서 나타나는 파문의 크기가 대략 10%의 편차를 갖는 88 ppm (20 ㎑)에 접근한다는 점이 또한이해될 수 있다.
군지연시간 특성에서 나타나는 파문의 크기인 최대 음속차는 n=3, 5, 10 및 15일 때 같은 방법에서 계산되는 대략 10%의 편차 이내이다.
도 8에서, 가로축은 분할된 지역들의 개수 n의 역수를 가리키고, 세로축은 파문이 허용될 때의 음속차의 최대값를 가리킨다.
도 8에서 명확하게 나타나듯이, 파문의 크기가 대략 10%의 편차 내인 경우 최대 음속차는 n의 역수에 역으로 비례한다.
또한, 도 8에서 명확하게 나타나듯이, n이 무한대로 제공된다고 가정이 이루어질 때, 최대 음속차는 약 276 ppm 이다.
따라서, 도 8에 나타난 결과로부터 예기되는 것처럼, 인터디지털 트랜스듀서들(3, 4) 및 반사기들(5, 6)의 전극지들(3a1, 3b1, 4a1, 4b1, 5a 및 6a)이 뻗은 방향에서의 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 보다 크지 않을 때, 대역통과 영역 내에서 군지연시간 특성에 나타나는 상당한 파문이 효과적으로 억제될 수 있다. 발명자들의 실험 결과에 따라, Ta 또는 W로 제작된 인터디지털 트랜스듀서들(IDTs) 내에 약 0.5 ㎚의 인터디지털 트랜스듀서 두께 분포에 의해 약 276 ppm의 음속 분포가 야기된다. 따라서, 인터디지털 트랜스듀서의 두께 분포가 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗은 방향을 따라 약 0.5 ㎚ 내인 것이 바람직하다.
도시된 바람직한 실시형태에서, 인터디지털 트랜스듀서들(3, 4) 및 반사기들 (5, 6)은 모 압전 기판(2; mother piezoelectric substrate) 위의 매트릭스 내에배열되고, 그 후에 모 압전 기판(2) 내에서의 주파수 분포가 측정된다. 전술한 결과들에 근거하여, 전극지들이 뻗은 방향에서의 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하인 탄성 표면파 장치가 추론되고, 그 특성들이 결정된다. 그 결과가 도 9에 나타난다.
도 9로부터 보이듯이, 결과적 탄성 표면파 장치(1)는 대역통과 영역 내에서 군지연시간 특성에 여하한 중요한 또는 주목할만한 파문이 나타나지 않는다.
이 실시예에서, 전극지들(3a1, 3b1, 4a1, 4b1, 5a 및 6a)이 뻗은 방향에서 모 압전 기판(2) 위의 표면파의 음속 분포는 탐침에 의한 주파수 측정에 의해 얻어진다.
구체적으로는, 모 압전 기판 위에 다수의 탄성 표면파 장치들을 형성하는 단계, 전극지들이 뻗은 방향에서 각 탄성 표면파 장치 내의 표면파의 음속 분포를 측정하는 단계, 및 그 후 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하인 탄성 표면파 장치를 웨이퍼로부터 잘라내는 단계를 포함하는 접근이 실시된다. 이러한 접근은 표면파의 음속 분포가 전체의 모 압전 기판에 걸쳐 제거되는 것으로 대치될 수도 있다. 이는 예를 들어, 웨이퍼 전반에 매우 작은 두께 분포를 갖는 박막을 형성할 수 있는 박막 형성 장치 또는 식각 성질에서 매우 작은 분포를 갖는 박막을 식각할 수 있는 식각 장치를 이용함에 의해 이루어질 수 있다.
선택적으로, 인터디지털 트랜스듀서는 박막의 최대 두께 분포 방향이 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗은 방향에 대하여 수직을 이루도록 인터디지털 트랜스듀서용 박막을 갖는 압전 기판 위에 패턴화될 수 있다. 박막에 대한 인터디지털 트랜스듀서의 이러한 배열은 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗은 방향을 따른 방향에서 인터디지털 트랜스듀서의 두께 분포를 약간 상대적으로 만들 수 있다.
다른 방법으로, 인터디지털 트랜스듀서를 형성하기 위하여 압전 기판 위에 금속막을 도포하는 단계, 및 사진 석판인쇄술에 의해 결과적 막을 패턴화하는 단계를 포함하는 탄성 표면파 장치 제조 방법에 있어서, 도포 단계 및 패턴화 단계는 사진 석판인쇄술에 의한 패턴화 단계 후의 전극지들이 뻗은 방향에서의 폭 윤곽에 의해 도포 단계 후의 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗은 방향에서의 막 두께 윤곽이 상쇄될 수 있도록 수행될 수도 있다.
비록 도시된 바람직한 실시형태에서 두 개의 인터디지털 트랜스듀서들을 갖는 종결합 공진 필터가 기술되어 있지만, 본 발명은 그에 한정되지 않고, 횡결합 공진 필터, 단일 인터디지털 트랜스듀서를 갖는 탄성 표면파 공진기, 및 사다리꼴 필터 및 격자형 필터와 같은 복수의 인터디지털 트랜스듀서들을 갖는 다양한 탄성 표면파 필터를 포함하는 다양한 장치들에 적용될 수 있다.
SH 표면파에 더하여, 다른 SH 표면파가 또한 이용될 수 있다. 나아가, 본 발명은 SH 표면파와 다른 표면파를 이용하는 탄성 표면파 장치에 적용될 수 있다.
본 발명은 그 바람직한 실시형태들을 참고하여 구체적으로 나타나고 기술되어 있으며, 형식 및 상세면에서의 상술 및 다른 변화들이 본 발명의 범위 및 사상으로부터 분리됨 없이 당업자들에 의해 제작될 수 있다.
본 발명에 따른 탄성 표면파(SAW) 장치는 압전 기판, 및 Al보다 무거운 금속 또는 합금으로 제작되고 그 위에 배치되는 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서 (IDT)를 포함한다. 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서에서 탄성 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하이며, 그에 따라, 대역통과 영역 내에서 특히 군지연시간 (GDT) 특성에서 현저하게 발견되는 상당한 파문을 효과적으로 억제할 수 있다.

Claims (20)

  1. 압전 기판; 및
    실질적으로 서로 평행하게 뻗는 다수의 전극지들을 가지며, 상기 압전 기판 위에 배치되고 그리고 Al보다 무거운 금속 또는 Al보다 무거운 합금으로 제작된 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서(IDT);
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗은 방향에서의 탄성 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전 기판 위에 배치되고, 각각 다수의 전극지들을 갖는 한 쌍의 반사기들;을 더 포함하고,
    상기 한 쌍의 반사기들의 전극지들이 뻗은 방향에서의 탄성 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서는 탄성 표면파의 전파 방향으로 나란히 배열된 제 1 및 제 2 인터디지털 트랜스듀서들을 포함하고,
    상기 한 쌍의 반사기들은 탄성 표면파의 전파 방향으로 상기 제 1 및 제 2 인터디지털 트랜스듀서들이 위치한 지점의 양 측면에 위치하고,
    상기 제 1 및 제 2 인터디지털 트랜스듀서들 및 상기 한 쌍의 반사기들이 종결합 공진 필터를 구성하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성 표면파는 SH 표면파를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서가 그 위에 제공되는 압전 기판의 탄성 표면파 장치의 음속 분포가 상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗는 방향에 실질적으로 수직으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 압전 기판은 석영, 단결정 압전 물질 및 압전 세라믹 물질 중 하나로 제작되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서 및 반사기들은 Ta로 제작되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서 및 반사기들은 Au, W, Mo, Ni, Cu, Co, Cr, Zn, Fe 및 Mn 중 하나로 제작되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  9. 압전 기판, 및 실질적으로 서로 평행하게 뻗는 다수의 전극지들을 가지며, 상기 압전 기판 위에 배치되고 그리고 Al보다 무거운 금속 또는 Al보다 무거운 합금으로 제작된 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서(IDT)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗은 방향에서의 탄성 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치의 제조방법에 있어서, 상기 제조방법은
    그 위에 형성된 다수의 탄성 표면파 장치들을 갖는 웨이퍼를 준비하는 단계;
    상기 웨이퍼 위에 형성된 탄성 표면파 장치들 각각의 전극지들이 뻗는 방향에서의 탄성 표면파의 음속 분포를 측정하는 단계; 및
    웨이퍼로부터 탄성 표면파의 음속 분포가 약 267 ppm 이하인 탄성 표면파 장치를 절단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    다수의 탄성 표면파 장치들 위에 각각 다수의 전극지들을 갖는 한 쌍의 반사기들을 형성하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 한 쌍의 반사기들의 전극지들이 뻗은 방향에서의 탄성 표면파의 음속분포가 약 276 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 다수의 탄성 표면파 장치들 각각은 탄성 표면파의 전파 방향으로 나란히 배열된 제 1 및 제 2 인터디지털 트랜스듀서들을 포함하고,
    상기 한 쌍의 반사기들은 탄성 표면파의 전파 방향으로 상기 제 1 및 제 2 인터디지털 트랜스듀서들이 위치한 지점의 양 측면에 위치하고,
    상기 제 1 및 제 2 인터디지털 트랜스듀서들 및 상기 한 쌍의 반사기들이 종결합 공진 필터를 구성하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치 제조방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 탄성 표면파는 SH 표면파를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치 제조방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서가 그 위에 제공되는 압전 기판의 탄성 표면파 장치의 음속 분포가 상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗는 방향에 실질적으로 수직으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치 제조방법.
  14. 압전 기판, 및 실질적으로 서로 평행하게 뻗는 다수의 전극지들을 가지며,상기 압전 기판 위에 배치되고 그리고 Al보다 무거운 금속 또는 Al보다 무거운 합금으로 제작된 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서(IDT)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗은 방향에서의 탄성 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치의 제조방법에 있어서, 상기 제조방법은
    인터디지털 트랜스듀서를 형성하기 위하여 상기 압전 기판 위에 금속막을 도포하는 단계; 및
    사진 석판인쇄술을 통하여 금속막을 패턴화하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 도포 단계 및 상기 패턴화 단계는 패턴화 단계 이후 전극지들이 뻗는 방향에서의 막 두께 윤곽에 의해 도포 단계 이후 전극지들이 뻗는 방향에서의 막 두께 윤곽이 상쇄되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 도포 단계에서 도포되는 금속은 Ta인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 도포 단계에서 도포되는 금속은 Au, W, Mo, Ni, Cu, Co, Cr, Zn, Fe 및 Mn 중 하나인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치 제조방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    다수의 탄성 표면파 장치들 위에 각각 다수의 전극지들을 갖는 한 쌍의 반사기들을 형성하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 한 쌍의 반사기들의 전극지들이 뻗은 방향에서의 탄성 표면파의 음속 분포가 약 276 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치 제조방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 다수의 탄성 표면파 장치들 각각은 탄성 표면파의 전파 방향으로 나란히 배열된 제 1 및 제 2 인터디지털 트랜스듀서들을 포함하고,
    상기 한 쌍의 반사기들은 탄성 표면파의 전파 방향으로 상기 제 1 및 제 2 인터디지털 트랜스듀서들이 위치한 지점의 양 측면에 위치하고,
    상기 제 1 및 제 2 인터디지털 트랜스듀서들 및 상기 한 쌍의 반사기들이 종결합 공진 필터를 구성하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치 제조방법.
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 탄성 표면파는 SH 표면파를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치 제조방법.
  20. 제 14 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서가 그 위에 제공되는 압전 기판의 탄성 표면파 장치의 음속 분포가 상기 적어도 하나의 인터디지털 트랜스듀서의 전극지들이 뻗는 방향에 실질적으로 수직으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치 제조방법.
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