KR20110137726A

KR20110137726A - 탄성 표면파 공진자, 탄성 표면파 발진기 및 전자 기기

Info

Publication number: KR20110137726A
Application number: KR20110053104A
Authority: KR
Inventors: 쿠니히토 야마나카
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2011-12-23
Also published as: TWI481189B; JP2012004897A; CN102332887B; US9088263B2; US20150116049A1; US9537464B2; JP5678486B2; US20110309897A1; CN102332887A; TW201206063A

Abstract

(과제) 사용 환경에 상관없이, 발진 안정성이 우수한 탄성 표면파 공진자 및, 이러한 공진자를 구비한 탄성 표면파 발진기 및 전자 기기를 제공하는 것이다.
(해결 수단) 오일러각(－1.5°≤φ≤1.5°, 117°≤θ≤142°, 42.79°≤|ψ|≤49.57°)의 수정 기판(30)을 이용하고, SAW를 여진하는 IDT(12) 및 이를 사이에 끼우는 한 쌍의 반사기(20)와, 전극지(18)간의 수정 기판(30)을 오목하게 한 홈(32)을 갖는 SAW 공진자(10)로서, SAW의 파장을 λ, 홈(32)의 깊이를 G로 한 경우에, 0.01λ≤G를 충족시키고, IDT(12)의 라인 점유율을 η로 한 경우에, 홈(32)의 깊이(G)와 라인 점유율(η)이 －2×G/λ＋0.72≤η≤－2.5×G/λ＋0.7775(단 0.01λ≤G≤0.05λ) 및, －3.5898×G/λ＋0.7995≤η≤－2.5×G/λ＋0.7775(단 0.05λ＜G≤0.0695λ)의 관계를 충족시킨다.

Description

탄성 표면파 공진자, 탄성 표면파 발진기 및 전자 기기{SURFACE ACOUSTIC WAVE RESONATOR, SURFACE ACOUSTIC WAVE OSCILLATOR AND ELECTRONIC EQUIPMENT}

본 발명은, 탄성 표면파 공진자 및, 이를 탑재한 탄성 표면파 발진기에 관한 것으로, 특히 기판 표면에 홈을 형성한 타입의 탄성 표면파 공진자 및, 이를 탑재한 탄성 표면파 발진기 및 전자 기기에 관한 것이다.

탄성 표면파(SAW：surface acoustic wave) 장치(예를 들면 SAW 공진자)에 있어서, 주파수 온도 특성의 변화에는, SAW의 스톱 밴드나 압전(piezoelectric) 기판(예를 들면 수정 기판)의 컷각 및, IDT(interdigital transducer)의 형성 형태 등이 미치는 영향이 크다.

예를 들면 특허문헌 1에는, SAW의 스톱 밴드의 상단(上端) 모드, 하단(下端) 모드의 각각을 여기(excitation)시키는 구성 및, 스톱 밴드의 상단 모드, 하단 모드에 있어서의 각각의 정재파(standing wave)의 분포 등이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 2∼6에는, SAW에 있어서의 스톱 밴드의 상단 모드 쪽이, 스톱 밴드의 하단 모드보다도 주파수 온도 특성이 양호한 점이 기재되어 있다.

이 중, 특허문헌 2에는, 회전 Y컷 X전반(propagation)의 수정 기판을 이용하고, 스톱 밴드의 상단의 공진을 이용함으로써, 스톱 밴드의 하단의 공진을 이용하는 경우보다도 주파수 온도 특성이 향상되는 취지가 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 3, 4에는, 레일리(Rayleigh)파를 이용한 SAW 장치에 있어서 양호한 주파수 온도 특성을 얻기 위해, 수정 기판의 컷각을 조정함과 함께, 전극의 기준화 막두께(H/λ)를 0.1 정도까지 두껍게 하는 것이 기재되어 있다. 또한, λ는 SAW의 파장이다.

또한, 특허문헌 5에는, 레일리파를 이용한 SAW 장치에 있어서 수정 기판의 컷각을 조정함과 함께, 전극의 기준화 막두께(H/λ)를 0.045 이상으로 두껍게 하는 것이 기재되어 있다.

한편, 특허문헌 7 및 비특허문헌 1에는, ST컷 수정 기판을 이용한 SAW 장치에 있어서, IDT를 구성하는 전극지(電極指)간이나 반사기를 구성하는 도체 스트립간에 홈(그루브; groove)을 형성하는 것이 기재되어 있다. 또한 비특허문헌 1에는, 홈의 깊이에 따라 주파수 온도 특성이 변화하는 취지가 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 8∼11에도, 수정 등의 압전 기판에 홈을 형성함으로써, 주파수 특성을 조정할 수 있는 것이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 12에는, 트랜스버설형 SAW 필터에 있어서, IDT의 전극간의 압전 기판 표면을 에칭 가공함으로써 홈을 형성하고, 그리고, 전극지의 재료를 알루미늄보다도 비중이 큰 순금속 또는 합금으로 형성함으로써, 외관상 전반 속도를 작게 하여, 전극지의 피치를 작게 함으로써, 칩의 소형화를 실현할 수 있음이 개시되어 있다.

한편, 특허문헌 13에 있어서, 회전 Y컷, 컷 앵글 －43° 내지 －52°, 슬립파 전반 방향을 Z'축 방향(오일러각(φ, θ, ψ)＝(0°, 38°≤θ≤47°, 90°))의 수정 기판에 기준화 전극막 두께(H/λ)가 2.0≤H/λ≤4.0％인 IDT 전극을 알루미늄으로 형성하여 이루어지는 SAW 공진기에 있어서, SSBW(Surface Skimming　Bulk　Waｖe)를 여진(勵振)시킴으로써, 3차의 주파수 온도 특성을 실현할 수 있음이 개시되어 있지만, 이 SAW 공진기는, 압전 기판의 표면 바로 아래를 전반하는 SH파를 IDT에 의해 여기하고, 그 진동 에너지를 전극 바로 아래에 가두는 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 상기 SH파는 기본적으로 기판 내부로 잠입하여 나아가는 파가 된다. 이 때문에, 압전 기판 표면을 따라서 전반하는 ST컷 수정 SAW와 비교하여 그레이팅(Grating) 반사기에 의한 SAW의 반사 효율이 나쁘며, 소형이고 고(高)Q인 SAW 디바이스를 실현하기 어렵다는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 14에는, 상기 문제를 해결하기 위해, 오일러각(φ, θ, ψ)＝(0°, －64°＜θ＜－49.3°, 85°≤ψ≤95°)의 수정 기판의 표면에 IDT 전극과 그레이팅 반사기를 형성한 SAW 디바이스가 제안되고 있다.

또한, 특허문헌 15에서는, 전극막 두께가 두꺼운 것에 기인하여 발생하는 스트레스 마이그레이션(stress migration)이 원인이 되어 Q값이나 주파수 안정성이 열화되어 버린다는 문제를 감안하여, 전극지간에 대응하는 영역의 수정 기판에 에칭에 의해 홈을 형성하고, 상기 홈의 깊이를 Hp, 금속막의 막두께를 Hm으로 했을 때에, 기준화 전극막 두께(H/λ)를 0.04＜H/λ＜0.12(단, H＝Hp＋Hm)의 범위로 하는 것이 개시되어 있다. 이에 따라, Q값이 높고, 주파수 변동을 억압한 SAW 디바이스를 실현할 수 있다고 하고 있다.

또한, 특허문헌 16에서는, 전술의 특허문헌 3 내지 6에 기재된, 소위 면 내 회전 ST 수정 기판을 이용한 SAW 디바이스에서는, 전극막 두께가 두꺼운 것에 기인하여, 에칭에 의해 전극지를 형성하는 과정에 있어서 사이드 에칭이 진행되어 버리고, 개체간에서의 라인 점유율이 변동해 버리기 때문에, 온도 변화시에 있어서의 주파수의 변동량이 크게 변화하고, 제품의 신뢰성, 품질이라는 점에서 큰 문제가 있는 것을 감안하여, 오일러각(φ, θ, ψ)＝(0°, 95°≤θ≤155°, 33°≤|ψ|≤46°)의 면 내 회전 ST컷 수정을 이용하는 것이 제안되고 있다. 이 수정 기판을 이용함으로써, 탄성 표면파의 스톱 밴드 상한 모드를 여진시키고, 주파수 변동의 불균일을 억압한 SAW 디바이스를 실현할 수 있다고 하고 있다.

그러나, 이와 같이 전극지간의 수정 기판 표면을 에칭하여 홈을 형성함으로써, 실효 막두께를 확보하면서, 주파수 변동의 불균일을 억압할 수 있었다고 해도, SAW 디바이스의 동작 온도 범위에 있어서의 주파수 온도 특성은, 여전히 2차 특성을 갖고 있기 때문에 주파수 변동폭의 대폭적인 축소에는 이르고 있지 않다.

또한, 특허문헌 17에는, LST컷의 수정 기판을 이용한 SAW 장치에 있어서, 주파수 온도 특성을 나타내는 곡선을 삼차 곡선으로 하기 위한 구성이 기재되어 있는 한편, 레일리파를 이용한 SAW 장치에 있어서는, 삼차 곡선으로 나타나는 바와 같은 온도 특성을 갖는 컷각의 기판은 발견할 수 없었던 취지가 기재되어 있다.

일본특허 제3266846호(일본공개특허공보 평11-214958호) 공보 일본공개특허공보 2002-100959호 일본공개특허공보 2006-148622호 일본공개특허공보 2007-208871호 일본공개특허공보 2007-267033호 일본공개특허공보 2007-300287호 일본특허공보 평2-7207호(일본공개특허공보 소57-5418호) 일본공개특허공보 평2-189011호 일본공개특허공보 평5-90865호 일본공개특허공보 평1-231412호 일본공개특허공보 소61-92011호 일본공개특허공보 평10-270974호 일본특허공보 평1-34411호 재공표국제공개공보 WO2005/099089 A1 일본공개특허공보 2006-203408호 일본공개특허공보 2009-225420호 일본특허 제3851336호 공보

그루브형 SAW 공진기의 제조 조건과 특성(전자통신학회 기술 연구 보고 MW82-59(1982))

상기와 같이, 주파수 온도 특성을 개선하기 위한 요소는 여러 갈래에 걸치며, 특히 레일리파를 이용한 SAW 장치에서는, IDT를 구성하는 전극의 막두께를 두껍게 하는 것이 주파수 온도 특성에 기여하는 요인의 하나라고 생각되고 있다. 그러나, 본원 출원인은, 전극의 막두께를 두껍게 하면, 시간 경과적 변화 특성이나 내(耐)온도 충격 특성 등의 내(耐)환경 특성이 열화되는 것을 실험적으로 발견했다. 또한, 주파수 온도 특성의 개선을 주목적으로 한 경우에는, 전술한 바와 같이 전극막 두께를 두껍게 하지 않으면 안 되고, 이에 수반하여 시간 경과적 변화 특성이나 내온도 충격 특성 등의 열화가 부득이 했다. 이는 Q값에 관해서도 해당되는 것으로, 전극막 두께를 두껍게 하지 않고 고Q화를 실현시키는 것은 곤란했다. 또한, 전극막 두께를 두껍게 하는 것은 CI(crystal impedance)값의 상승도 수반하여, 발진 안정성의 저하를 초래하고 있었다.

따라서 본원 발명에 있어서, 탄성 표면파 공진자, 탄성 표면파 발진기 및 전자 기기를 제공할 때의 과제는, 제1로 양호한 주파수 온도 특성의 실현, 제2로 내(耐)환경 특성의 향상, 제3으로 높은 Q값을 얻고, 제4로 낮은 CI값을 얻는 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 사용 환경에 상관없이, 발진 안정성이 우수한 탄성 표면파 공진자 및, 이러한 공진자를 구비한 탄성 표면파 발진기 및 전자 기기를 제공하는 것에 있다.

[과제 해결 수단]

본 발명은 상기 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 이하의 형태 또는 적용예로서 실현하는 것이 가능하다.

[적용예 1]

본 발명의 탄성 표면파 공진자는, 오일러각(－1.5°≤φ≤1.5°, 117°≤θ≤142°, 42.79°≤|ψ|≤49.57°)의 수정 기판 상에 형성되고, 스톱 밴드 상단 모드의 탄성 표면파를 여진하는 IDT와, 상기 IDT를 구성하는 전극지간에 위치하는 기판을 오목하게 한 전극지간 홈을 갖는 탄성 표면파 공진자로서,

상기 탄성 표면파의 파장을 λ, 상기 전극지간 홈의 깊이를 G로 한 경우에,

를 충족시키고,

그리고, 상기 IDT의 라인 점유율을 η로 한 경우에, 상기 전극지간 홈의 깊이(G)와 상기 라인 점유율(η)이,

의 관계를 충족시키며,

상기 IDT를 상기 탄성 표면파의 전반 방향에 있어서 사이에 끼우도록 배치되어, 상기 탄성 표면파를 반사하는 한 쌍의 반사 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 제1로 양호한 주파수 온도 특성의 실현, 제2로 내환경 특성의 향상, 제3으로 높은 Q값을 얻고, 제4로 낮은 CI값을 얻는 것을 실현한 탄성 표면파 공진자를 얻을 수 있다. 즉, 사용 환경에 상관없이, 발진 안정성이 우수한 탄성 표면파 공진자를 얻을 수 있다.

[적용예 2]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 전극지간 홈의 깊이(G)가,

의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 전극지간 홈의 깊이(G)가 제조시의 오차에 의해 어긋났을 경우라도, 개체간에 있어서의 공진 주파수의 시프트를 보정 범위 내로 억제할 수 있는 탄성 표면파 공진자를 얻을 수 있다.

[적용예 3]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 IDT의 전극지의 막두께를 H로 했을 때,

의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 동작 온도 범위 내에 있어서 양호한 주파수 온도 특성을 나타내는 탄성 표면파 공진자를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 특징을 갖는 것에 의하면, 전극막 두께의 증가에 수반되는 내환경 특성의 열화를 억제하는 것이 가능해진다.

[적용예 4]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 라인 점유율(η)이,

의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 2차 온도 계수를 거의 ±0.01ppm/℃² 이내로 들어오게 하는 것이 가능해진다.

[적용예 5]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 전극지간 홈의 깊이(G)와 상기 전극지의 막두께(H)와의 합이,

의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 종래의 탄성 표면파 공진자보다도 높은 Q값을 얻을 수 있다.

[적용예 6]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 ψ와 상기 θ가,

의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 넓은 범위에서 양호한 주파수 온도 특성을 나타내는 탄성 표면파 공진자를 얻을 수 있다.

[적용예 7]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 IDT에 있어서의 스톱 밴드 상단 모드의 주파수를 ft2, 상기 반사 수단에 있어서의 스톱 밴드 하단 모드의 주파수를 fr1, 상기 반사 수단의 스톱 밴드 상단 모드의 주파수를 fr2로 했을 때,

의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, IDT의 스톱 밴드 상단 모드의 주파수(ft2)에 있어서, 반사 수단의 반사 계수(|Γ|)가 커지고, IDT로부터 여진된 스톱 밴드 상단 모드의 탄성 표면파가, 반사 수단에서 높은 반사 계수로 IDT 측에 반사되게 된다. 그리고 스톱 밴드 상단 모드의 탄성 표면파의 에너지 가둠이 강해져, 저손실인 탄성 표면파 공진자를 실현할 수 있다.

[적용예 8]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 반사 수단은, 상기 IDT를 구성하는 전극지와 평행이 되도록 배치되고, 상기 수정 기판을 오목하게 한 홈으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이에 따라, 반사 수단의 제조 용이성을 높일 수 있다. 또한, 도체 스트립의 형성이 불필요해지기 때문에, 반사 수단의 특성 불균일을 억제할 수 있다.

[적용예 9]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 반사 수단이 갖는 홈은, 서로 평행한 복수개의 홈인 것이 바람직하다.

[적용예 10]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 IDT를 구성하는 전극지의 막두께를 H_mT, 상기 전극지간 홈의 깊이를 H_gT, 상기 전극지의 실효 막두께를 H_T/λ(단, H_T＝H_mT＋H_gT)로 함과 함께, 상기 반사 수단이 갖는 상기 홈의 깊이를 H_gR로 했을 때,

상기 IDT 및 상기 반사 수단은,

H_T/λ＜H_gR/λ

의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 도체 스트립이 생략되어 있어도 반사 수단의 반사 특성이 향상되어 스톱 밴드 상단 모드의 SAW의 에너지 가둠 효과가 보다 현저해져, Q값의 더욱 높은 향상을 도모할 수 있다. 또한, 상대적으로 IDT의 전극지의 실효 막두께는 감소하기 때문에, IDT의 전기 기계 결합 계수를 높일 수 있고, CI값을 더욱 낮출 수 있다.

[적용예 11]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 H_gR는, 3λ 이상인 것이 바람직하다.

이에 따라, 반사 수단의 제조에 있어서, 단순히 깊이가 깊은 홈을 형성하기만 하면 좋은 점에서, 그 제조 용이성을 현격히 높일 수 있다.

[적용예 12]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 반사 수단은, 상기 수정 기판 상에 형성된 서로 평행한 복수개의 도체 스트립으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이에 따라, 반사 수단의 제조 용이성을 높일 수 있다. 또한, 홈의 형성이 불필요해지기 때문에, 반사 수단의 특성 불균일을 억제할 수 있다.

[적용예 13]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 IDT를 구성하는 전극지의 막두께를 H_mT, 상기 전극지간 홈의 깊이를 H_gT, 상기 전극지의 실효 막두께를 H_T/λ(단, H_T＝H_mT＋H_gT)로 함과 함께, 상기 도체 스트립의 막두께를 H_mR로 했을 때,

상기 IDT 및 상기 반사 수단은,

H_T/λ＜H_mR/λ

의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 홈이 생략되어 있어도 반사 수단의 반사 특성이 향상되어 스톱 밴드 상단 모드의 SAW의 에너지 가둠 효과가 보다 현저해져, Q값의 더욱 높은 향상을 도모할 수 있다. 또한, 상대적으로 IDT의 전극지의 실효 막두께는 감소하기 때문에, IDT의 전기 기계 결합 계수를 높일 수 있고, CI값을 더욱 낮출 수 있다.

[적용예 14]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 반사 수단은, 서로 평행한 복수 개의 상기 홈과, 상기 홈에 인접하여 상기 수정 기판 상에 형성된 서로 평행한 복수개의 도체 스트립으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이에 따라, 주파수 온도 특성에 우수한 탄성 표면파 공진자를 얻을 수 있다.

[적용예 15]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 IDT를 구성하는 전극지의 막두께를 H_mT, 상기 전극지간 홈의 깊이를 H_gT, 상기 전극지의 실효 막두께를 H_T/λ(단, H_T＝H_mT＋H_gT)로 함과 함께, 상기 도체 스트립의 막두께를 H_mR, 상기 반사 수단이 갖는 상기 홈의 깊이를 H_gR, 상기 도체 스트립의 실효 막두께를 H_R/λ(단, H_R＝H_mR＋H_gR)로 했을 때,

상기 IDT 및 상기 반사 수단은,

H_T/λ＜H_R/λ

의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 도체 스트립의 실효 막두께의 증대와 함께 반사 수단의 반사 특성이 향상되어 스톱 밴드 상단 모드의 SAW의 에너지 가둠 효과가 보다 현저해져, Q값의 더욱 높은 향상을 도모할 수 있다. 또한, 상대적으로 IDT의 전극지의 실효 막두께는 감소하기 때문에, IDT의 전기 기계 결합 계수를 높일 수 있고, CI값을 더욱 낮출 수 있다.

[적용예 16]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 IDT를 구성하는 전극지의 막두께(H_mT)와 상기 도체 스트립의 막두께(H_mR)가,

H_mT/λ＝H_mR/λ

의 관계를 충족시키고, 그리고,

상기 전극지간 홈의 깊이(H_gT)와 상기 반사 수단이 갖는 상기 홈의 깊이(H_gR)가,

H_gT/λ＜H_gR/λ

의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 고Q화와 저CI화의 양립을 도모할 수 있다. 또한, 단일 막두께의 도전막을 성막하면 좋아, 제조 용이성이 높아진다.

[적용예 17]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 전극지간 홈의 깊이(H_gT)와 상기 반사 수단이 갖는 상기 홈의 깊이(H_gR)가,

Ｈ_gT/λ＝Ｈ_gR/λ

의 관계를 충족시키고, 그리고,

상기 IDT를 구성하는 전극지의 막두께(H_mT)와 상기 도체 스트립의 막두께(H_mR)가,

Ｈ_mT/λ＜Ｈ_mR/λ

의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 고Q화와 저CI화의 양립을 도모할 수 있다. 또한, 단일 조건으로 홈을 가공하면 좋아, 제조 용이성이 높아진다.

[적용예 18]

본 발명의 탄성 표면파 공진자에서는, 상기 반사 수단은, 상기 수정 기판의 단면(端面)으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이에 따라, 반사 수단의 제조 용이성을 높일 수 있다. 또한, 홈이나 도체 스트립의 형성이 불필요해지기 때문에, 반사 수단의 특성 불균일을 억제함과 함께, 소형화를 도모할 수 있다.

[적용예 19]

본 발명의 탄성 표면파 발진기는, 본 발명의 탄성 표면파 공진자와, 상기 IDT를 구동하기 위한 IC를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 사용 환경에 상관없이, 발진 안정성이 우수한 탄성 표면파 발진기를 얻을 수 있다.

[적용예 20]

본 발명의 전자 기기는, 본 발명의 탄성 표면파 공진자를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 신뢰성이 높은 전자 기기를 얻을 수 있다.

도 1은 실시 형태에 따른 SAW 디바이스의 구성을 나타내는 도면으로, (A)는 평면 구성을 나타내는 도면이고, (B)는 측면에 있어서의 부분 확대 단면을 나타내는 도면이고, (C)는 (B)에 있어서의 상세를 설명하기 위한 부분 확대도이고, (D)는 (C)에 있어서의 부분 확대도로, SAW 공진자를 포토리소그래피 기법과 에칭 기법을 이용하여 제조했을 때에 상정할 수 있는 홈부의 단면 형상을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에서 이용하는 수정 기판의 모재(母材)가 되는 웨이퍼의 방위를 나타내는 도면이다.
도 3은 경사형 IDT를 채용한 경우에 있어서의 SAW 디바이스의 구성예를 나타내는 도면으로, (A)는 전극지를 경사시켜 X'축에 직교시킨 형태의 예이고, (B)는 전극지를 연결하는 버스 바를 경사시킨 IDT를 갖는 SAW 디바이스의 예이다.
도 4는 스톱 밴드 상단 모드와 하단 모드와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 전극지간 홈의 깊이와 동작 온도 범위 내에 있어서의 주파수 변동량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 ST컷 수정 기판에 있어서의 온도 특성을 나타내는 도면이다.
도 7은 스톱 밴드 상단 모드의 공진점과 스톱 밴드 하단 모드의 공진점에 있어서의 라인 점유율(η)의 변화에 수반되는 2차 온도 계수의 변화의 차이를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 2％λ로 한 경우에 있어서의 스톱 밴드 상단 모드의 2차 온도 계수(β)의 변위를 나타내는 그래프이고, (B)는 홈 깊이(G)를 2％λ로 한 경우에 있어서의 스톱 밴드 하단 모드의 2차 온도 계수(β)의 변위를 나타내는 그래프이고, (C)는 홈 깊이(G)를 4％λ로 한 경우에 있어서의 스톱 밴드 상단 모드의 2차 온도 계수(β)의 변위를 나타내는 그래프이고, (D)는 홈 깊이(G)를 4％로 한 경우에 있어서의 스톱 밴드 하단 모드의 2차 온도 계수(β)의 변위를 나타내는 그래프이다.
도 8은 전극막 두께를 0으로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (B)는 홈 깊이(G)를 1.25％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 1.5％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 2％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 3％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 4％λ, (G)는 홈 깊이(G)를 5％λ, (H)는 홈 깊이(G)를 6％λ, (I)는 홈 깊이(G)를 8％λ로 한 경우에 있어서의 그래프이다.
도 9는 전극막 두께를 0으로 한 경우에 있어서의 2차 온도 계수가 0이 되는 전극지간 홈의 깊이와 라인 점유율(η)과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 전극막 두께를 0으로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (B)는 홈 깊이(G)를 1.25％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 1.5％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 2％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 3％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 4％λ, (G)는 홈 깊이(G)를 5％λ, (H)는 홈 깊이(G)를 6％λ, (I)는 홈 깊이(G)를 8％λ로 한 경우에 있어서의 그래프이다.
도 11은 전극지간 홈의 깊이와 당해 전극지간 홈의 깊이가 ±0.001λ 어긋난 경우의 주파수 변동량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는 전극막 두께를 변화시킨 경우에 있어서의 2차 온도 계수가 0이 되는 전극지간 홈의 깊이와 라인 점유율(η)과의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 전극막 두께를 1％λ, (B)는 전극막 두께를 1.5％λ, (C)는 전극막 두께를 2％λ, (D)는 전극막 두께를 2.5％λ, (E)는 전극막 두께를 3％λ, (F)는 전극막 두께를 3.5％λ로 한 경우에 있어서의 그래프이다.
도 13은 각 전극막 두께에 있어서의 2차 온도 계수(β)≒0(ppm/℃²)이 되는 η1과 전극지간 홈의 깊이와의 관계를 그래프로 정리한 도면으로, (A)는 전극막 두께를 1％λ∼3.5％λ까지 변화시켰을 때의 홈 깊이(G)와 η1과의 관계를 나타내고, (B)는, |β|≤0.01(ppm/℃²)이 되는 영역이 점 a 내지 h를 연결하여 이루어지는 다각형 내인 것을 설명하는 도면이다.
도 14는 전극막 두께 H≒0에서 H＝0.030λ까지의 전극지간 홈의 깊이와 라인 점유율(η)과의 관계를 근사 곡선으로 나타내는 도면이다.
도 15는 전극막 두께를 0.01λ로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 0, (B)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 2％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 3％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 4％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 5％λ의 경우에 있어서의 그래프이다.
도 16은 전극막 두께를 0.015λ로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 0, (B)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 1.5％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 2.5％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 3.5％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 4.5％λ의 경우에 있어서의 그래프이다.
도 17은 전극막 두께를 0.02λ로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 0, (B)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 2％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 3％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 4％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 5％λ의 경우에 있어서의 그래프이다.
도 18은 전극막 두께를 0.025λ로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 0, (B)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 1.5％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 2.5％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 3.5％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 4.5％λ의 경우에 있어서의 그래프이다.
도 19는 전극막 두께를 0.03λ로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 0, (B)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 2％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 3％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 4％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 5％λ의 경우에 있어서의 그래프이다.
도 20은 전극막 두께를 0.035λ로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 0, (B)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 2％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 3％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 4％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 5％λ의 경우에 있어서의 그래프이다.
도 21은 전극막 두께를 0.01λ로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 0, (B)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 2％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 3％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 4％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 5％λ의 경우에 있어서의 그래프이다.
도 22는 전극막 두께를 0.015λ로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 0, (B)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 1.5％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 2.5％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 3.5％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 4.5％λ의 경우에 있어서의 그래프이다.
도 23은 전극막 두께를 0.02λ로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 0, (B)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 2％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 3％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 4％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 5％λ의 경우에 있어서의 그래프이다.
도 24는 전극막 두께를 0.025λ로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 0, (B)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 1.5％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 2.5％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 3.5％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 4.5％λ의 경우에 있어서의 그래프이다.
도 25는 전극막 두께를 0.03λ로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 0, (B)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 2％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 3％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 4％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 5％λ의 경우에 있어서의 그래프이다.
도 26은 전극막 두께를 0.035λ로 하여 전극지간 홈의 깊이를 바꾼 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 홈 깊이(G)를 0, (B)는 홈 깊이(G)를 1％λ, (C)는 홈 깊이(G)를 2％λ, (D)는 홈 깊이(G)를 3％λ, (E)는 홈 깊이(G)를 4％λ, (F)는 홈 깊이(G)를 5％λ의 경우에 있어서의 그래프이다.
도 27은 전극막 두께(H)를 0≤H＜0.005λ로 한 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프에 의해 |β|≤0.01이 되는 범위를 나타내는 도면으로, (A)는 η1, (B)는 η2의 경우를 나타낸다.
도 28은 전극막 두께(H)를 0.005λ≤H＜0.010λ로 한 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프에 의해 |β|≤0.01이 되는 범위를 나타내는 도면으로, (A)는 η1, (B)는 η2의 경우를 나타낸다.
도 29는 전극막 두께(H)를 0.010λ≤H＜0.015λ로 한 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프에 의해 |β|≤0.01이 되는 범위를 나타내는 도면으로, (A)는 η1, (B)는 η2의 경우를 나타낸다.
도 30은 전극막 두께(H)를 0.015λ≤H＜0.020λ로 한 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프에 의해 |β|≤0.01이 되는 범위를 나타내는 도면으로, (A)는 η1, (B)는 η2의 경우를 나타낸다.
도 31은 전극막 두께(H)를 0.020λ≤H＜0.025λ로 한 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프에 의해 |β|≤0.01이 되는 범위를 나타내는 도면으로, (A)는 η1, (B)는 η2의 경우를 나타낸다.
도 32는 전극막 두께(H)를 0.025λ≤H＜0.030λ로 한 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프에 의해 |β|≤0.01이 되는 범위를 나타내는 도면으로, (A)는 η1, (B)는 η2의 경우를 나타낸다.
도 33은 전극막 두께(H)를 0.030λ≤H＜0.035λ로 한 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프에 의해 |β|≤0.01이 되는 범위를 나타내는 도면으로, (A)는 η1, (B)는 η2의 경우를 나타낸다.
도 34는 전극막 두께, 라인 점유율(η; η1：실선, η2：파선)을 정했을 때의 전극지간 홈의 깊이와 오일러각(ψ)과의 관계를 나타내는 그래프로, (A)는 전극막 두께를 1％λ, (B)는 전극막 두께를 1.5％λ, (C)는 전극막 두께를 2％λ, (D)는 전극막 두께를 2.5％λ, (E)는 전극막 두께를 3％λ, (F)는 전극막 두께를 3.5％λ로 한 경우의 그래프이다.
도 35는 각 전극막 두께(H)에 있어서의 전극지간 홈의 깊이(G)와 오일러각(ψ)과의 관계를 그래프로 정리한 도면이다.
도 36은 2차 온도 계수(β)가 －0.01(ppm/℃²)이 되는 전극지간 홈의 깊이와 오일러각(ψ)과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 37은 2차 온도 계수(β)가 ＋0.01(ppm/℃²)이 되는 전극지간 홈의 깊이와 오일러각(ψ)과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 38은 전극막 두께(H)의 범위를 0＜H≤0.005λ로 한 경우에 있어서, |β|≤0.01(ppm/℃²)의 요건을 충족시키는 ψ의 범위를 나타내는 그래프로, (A)는 ψ의 최대값과 최소값, (B)는, β의 요건을 충족시키는 ψ의 영역을 각각 나타내는 그래프이다.
도 39는 전극막 두께(H)의 범위를 0.005λ＜H≤0.010λ로 한 경우에 있어서, |β|≤0.01(ppm/℃²)의 요건을 충족시키는 ψ의 범위를 나타내는 그래프로, (A)는 ψ의 최대값과 최소값, (B)는, β의 요건을 충족시키는 ψ의 영역을 각각 나타내는 그래프이다.
도 40은 전극막 두께(H)의 범위를 0.010λ＜H≤0.015λ로 한 경우에 있어서, |β|≤0.01(ppm/℃²)의 요건을 충족시키는 ψ의 범위를 나타내는 그래프로, (A)는 ψ의 최대값과 최소값, (B)는, β의 요건을 충족시키는 ψ의 영역을 각각 나타내는 그래프이다.
도 41은 전극막 두께(H)의 범위를 0.015λ＜H≤0.020λ로 한 경우에 있어서, |β|≤0.01(ppm/℃²)의 요건을 충족시키는 ψ의 범위를 나타내는 그래프로, (A)는 ψ의 최대값과 최소값, (B)는, β의 요건을 충족시키는 ψ의 영역을 각각 나타내는 그래프이다.
도 42는 전극막 두께(H)의 범위를 0.020λ＜H≤0.025λ로 한 경우에 있어서, |β|≤0.01(ppm/℃²)의 요건을 충족시키는 ψ의 범위를 나타내는 그래프로, (A)는 ψ의 최대값과 최소값, (B)는, β의 요건을 충족시키는 ψ의 영역을 각각 나타내는 그래프이다.
도 43은 전극막 두께(H)의 범위를 0.025λ＜H≤0.030λ로 한 경우에 있어서, |β|≤0.01(ppm/℃²)의 요건을 충족시키는 ψ의 범위를 나타내는 그래프로, (A)는 ψ의 최대값과 최소값, (B)는, β의 요건을 충족시키는 ψ의 영역을 각각 나타내는 그래프이다.
도 44는 전극막 두께(H)의 범위를 0.030λ＜H≤0.035λ로 한 경우에 있어서, |β|≤0.01(ppm/℃²)의 요건을 충족시키는 ψ의 범위를 나타내는 그래프로, (A)는 ψ의 최대값과 최소값, (B)는, β의 요건을 충족시키는 ψ의 영역을 각각 나타내는 그래프이다.
도 45는 전극막 두께 0.02λ, 전극지간 홈이 깊이 0.04λ에 있어서의 오일러각(θ)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 46은 오일러각(φ)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 47은 주파수 온도 특성이 양호해지는 오일러각(θ)과 오일러각(ψ)과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 48은 주파수 온도 특성이 가장 양호해진 조건하에 있어서의 4개의 시험편에서의 주파수 온도 특성 데이터의 예를 나타내는 도면이다.
도 49는 전극지간 홈의 깊이와 전극막 두께와의 합인 단차와 CI값과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 50은 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자에 있어서의 등가 회로 정수나 정특성(static characteristic)의 예를 나타내는 표이다.
도 51은 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자에 있어서의 임피던스 커브 데이터이다.
도 52는 종래의 SAW 공진자에 있어서의 단차와 Q값의 관계와 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자 단차와 Q값의 관계를 비교하기 위한 그래프이다.
도 53은 IDT와 반사기의 SAW 반사 특성을 나타내는 도면이다.
도 54는 히트 사이클 시험에 있어서의 전극막 두께(H)와 주파수 변동과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 55는 실시 형태에 따른 SAW 발진기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 56은 SAW 공진자의 주파수 온도 특성을 나타내는 그래프로, (A)는 일본공개특허공보 2006-203408호에 개시되어 있는 SAW 공진자의 주파수 온도 특성을 나타내는 그래프이고, (B)는 실질적인 동작 온도 범위 내에 있어서의 주파수 온도 특성의 범위를 나타내는 그래프이다.
도 57은 IDT 및 반사기에 보호막으로서 알루미나를 피복한 SAW 공진자에 있어서의 동작 범위 내의 주파수 변동량의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 58은 IDT 및 반사기에 보호막으로서 SiO₂를 피복한 SAW 공진자에 있어서의 동작 범위 내의 주파수 변동량의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 59는 실시 형태에 따른 SAW 디바이스의 다른 구성예를 나타내는 도면으로, 부분 확대 단면을 나타내는 도면이다.
도 60은 실시 형태에 따른 SAW 디바이스의 다른 구성예를 나타내는 도면으로, 부분 확대 단면을 나타내는 도면이다.
도 61(a)는, IDT의 전극지의 실효 막두께를 횡축에, Q값을 종축에 취해, 실효 막두께를 변화시켰을 때의 Q값의 변화의 추이를 나타내는 그래프이고, 도 61(b)는, 실효 막두께를 횡축에, 전기 기계 결합 계수를 종축에 취해, 실효 막두께를 변화시켰을 때의 전기 기계 결합 계수의 변화의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 62는 실시 형태에 따른 SAW 디바이스의 제2 실시 형태를 나타내는 도면으로, 부분 확대 단면을 나타내는 도면이다.
도 63은 도 62에 나타내는 SAW 공진자의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 64는 실시 형태에 따른 SAW 디바이스의 제3 실시 형태를 나타내는 도면으로, 부분 확대 단면을 나타내는 도면이다.
도 65는 실시 형태에 따른 SAW 디바이스의 제4 실시 형태를 나타내는 도면으로, 부분 확대 단면을 나타내는 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 탄성 표면파 공진자, 탄성 표면파 발진기 및 전자 기기를 첨부 도면에 나타내는 실시 형태에 기초하여 상세하게 설명한다.

[탄성 표면파 공진자]

＜제1 실시 형태＞

우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 탄성 표면파(SAW) 공진자에 따른 제1 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 도 1에 있어서, 도 1(A)는 SAW 공진자의 평면도이며, 도 1(B)는 부분 확대 단면도이고, 도 1(C)는 동 도(B)에 있어서의 상세를 설명하기 위한 확대도이고, 도 1(D)는 도 1(C)의 부분 확대도에 관하여, 본 발명에 따른 SAW 공진자를 포토리소그래피 기법과 에칭 기법을 이용하여 제조했을 때에 상정할 수 있는 단면 형상으로, 단면 형상이 직사각형이 아니고 사다리꼴 형상이 된 경우에 있어서의, IDT 전극지의 라인 점유율(η)의 특정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 라인 점유율(η)은, 홈(32)의 저부(底部)로부터, 홈(32)의 깊이(대좌(臺座)의 높이; G)와 전극막 두께(H)를 더한 값인 (G＋H)의 1/2이 되는 높이에 있어서, 볼록부의 폭(L)과 홈(32)의 폭(S)을 더한 값(L＋S)에 대한 상기 폭(L)이 차지하는 비율로 하는 것이 적절하다.

본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)는, 수정 기판(30)과, IDT(12) 및, 반사기(20)를 기본으로서 구성된다.

도 2는, 본 발명에서 이용하는 수정 기판(30)의 모재가 되는 웨이퍼(1)의 방위를 나타내는 도면이다. 도 2에 있어서, X축은 수정의 전기축, Y축은 수정의 기계축, Z축은 수정의 광학축이다. 웨이퍼(1)는, Y축에 수직인 면(2)을, X축을 회전축으로 하여 ＋Z축으로부터 －Y축을 향하여 회전하는 방향으로 각도 θ'도(degree) 회전시킨 면을 갖고 있다. 이 회전한 면에 수직인 축이 Y'축, 회전한 면에 평행이고 그리고 X축에 수직인 축이 Z'축이다. 또한, SAW 공진자(10)를 구성하는 IDT(12) 및 반사기(20)는, 수정의 X축을, Y'축을 회전축으로 하고, ＋X축으로부터 ＋Z'축을 향하여 회전하는 방향을 정으로 하여 ＋ψ도(또는 －ψ도) 회전한 X'축을 따라서 배치된다. SAW 공진자(10)를 구성하는 수정 기판(30)은, 웨이퍼(1)로부터 절출되어 개편화(個片化)된 것이다. 수정 기판(30)의, 평면에서 볼 때의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 Y'축을 회전축으로 하여 Z'축을 ＋ψ도 회전시킨 Z”축에 평행한 짧은 변을 갖고, X'축에 평행한 긴 변을 갖는 직사각형이라도 좋다. 또한, θ'와 오일러각에 있어서의 θ와의 관계는, θ'＝θ－90°가 된다.

본 실시 형태에서는 수정 기판(30)으로서, 오일러각(－1.5°≤φ≤1.5°, 117°≤θ≤142°, 42.79°≤|ψ|≤49.57°)으로 나타나는 면 내 회전 ST컷 수정 기판을 채용했다. 여기에서, 오일러각에 대해서 설명한다. 오일러각(0°, 0°, 0°)으로 나타나는 기판은, Z축에 수직인 주면을 갖는 Z컷 기판이 된다. 여기에서, 오일러각(φ, θ, ψ)의 φ는 Z컷 기판의 제1 회전에 관한 것으로, Z축을 회전축으로 하고, ＋X축으로부터 ＋Y축측으로 회전하는 방향을 정의 회전 각도로 한 제1 회전 각도이다. 오일러각의 θ는 Z컷 기판의 제1 회전 후에 행하는 제2 회전에 관한 것으로, 제1 회전 후의 X축을 회전축으로 하고, 제1 회전 후의 ＋Y축으로부터 ＋Z축으로 회전하는 방향을 정의 회전 각도로 한 제2 회전 각도이다. 압전 기판의 컷면은, 제1 회전 각도(φ)와 제2 회전 각도(θ)로 결정된다. 오일러각의 ψ는 Z컷 기판의 제2 회전 후에 행하는 제3 회전에 관한 것으로, 제2 회전 후의 Z축을 회전축으로 하고, 제2 회전 후의 ＋X축으로부터 제2 회전 후의 ＋Y축측으로 회전하는 방향을 정의 회전 각도로 한 제3 회전 각도이다. SAW의 전반 방향은, 제2 회전 후의 X축에 대한 제3 회전 각도(ψ)로 나타난다.

IDT(12)는, 복수의 전극지(18a, 18b)의 기단부를 각각 버스 바(16a, 16b)로 접속한 빗살 형상 전극(14a, 14b)을 한 쌍 갖고, 한쪽의 빗살 형상 전극(14a)을 구성하는 전극지(18a)와, 다른 한쪽의 빗살 형상 전극(14b)을 구성하는 전극지(18b)를 소정의 간격을 벌려 교대로 배치하고 있다. 또한, 도 1(A)에 나타내는 바와 같이 전극지(18a, 18b)는, 그들 전극지의 연장(extending) 방향이, 탄성 표면파의 전파 방향인 X'축과 직교하도록 배치된다. 이와 같이 하여 구성되는 SAW 공진자(10)에 의해 여기되는 SAW는, 레일리형(Rayleigh형)의 SAW이며, Y'축과 X'축의 양쪽으로 진동 변위 성분을 갖는다. 그리고 이와 같이, SAW의 전파 방향을 수정의 결정축인 X축으로부터 어긋나게 함으로써, 스톱 밴드 상단 모드의 SAW를 여기하는 것이 가능해지는 것이다.

또한, 추가로, 본 발명에 따른 SAW 공진자(10)는, 도 3에 나타내는 바와 같은 형태로 할 수가 있다. 즉, 도 3에 나타내는 바와 같이 X'축으로부터 파워 플로각(이하, PFA라고 칭함; δ)만큼 경사시킨 IDT를 적용하는 경우라도, 이하의 요건을 충족시킴으로써 고Q화할 수 있다. 도 3(A)는, 경사형 IDT(12a)의 일 실시 형태 예를 나타내는 평면도로, 오일러각으로 정해지는 SAW의 전파 방향인 X'축과 경사형 IDT(12a)의 전극지(18a, 18b)의 방향이 직교 관계가 되도록, 경사형 IDT(12a)에 있어서의 전극지(18a, 18b)의 배치 형태를 경사시킨 것이다.

도 3(B)는, 경사형 IDT(12a)의 다른 실시 형태 예를 나타내는 평면도이다. 본 예에서는, 전극지(18a, 18b)를 상호 접속하는 버스 바(16a, 16b)를 경사시킴으로써, X'축에 대하여 전극지 배열 방향을 경사시켜 배치하고 있지만, 도 3(A)와 동일하게 X'축과 전극지(18a, 18b)의 연장 방향이 직교 관계가 되도록 구성되어 있다.

어떠한 경사형 IDT를 이용했다고 해도, 이들 실시 형태 예와 같이 X'축에 수직인 방향이 전극지의 연장 방향이 되도록 전극지를 배치함으로써, 본 발명에 있어서의 양호한 온도 특성을 유지하면서, 저손실인 SAW 공진자를 실현할 수 있다.

여기에서, 스톱 밴드 상단 모드의 SAW와 하단 모드의 SAW의 관계에 대해서 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이 정규형 IDT(12)(도 4에 나타내는 것은 IDT(12)를 구성하는 전극지(18))에 의해 형성되는 스톱 밴드 하단 모드 및, 상단 모드의 SAW에 있어서, 각각의 정재파는, 배(또는 마디)의 위치가 서로 π/2 어긋나 있다. 도 4는, 정규형 IDT(12)에 있어서의 스톱 밴드 상단 모드 및 하단 모드의 정재파의 분포를 나타내는 도면이다.

도 4에 의하면 전술한 바와 같이, 실선으로 나타내는 스톱 밴드 하단 모드의 정재파는, 전극지(18)의 중앙 위치, 즉 반사 중심 위치에 배가 존재하고, 일점쇄선으로 나타낸 스톱 밴드 상단 모드의 정재파는 반사 중심 위치에 마디가 존재한다. 이러한 전극지간의 중심 위치에 마디가 존재하는 모드에서는, SAW의 진동을 전극지(18(18a, 18b))에 의해 효율 좋게 전하로 변환하지 못하고, 그 모드는 전기 신호로서 여진, 또는, 수신할 수 없는 경우가 많다. 그러나, 본 출원에 기재된 수법으로는, 오일러각에 있어서의 ψ를 영으로 없애고, SAW의 전파 방향을 수정의 결정축인 X축으로부터 어긋나게 함으로써, 스톱 밴드 상단 모드의 정재파를 도 4의 실선의 위치, 즉, 그 모드의 정재파의 배를 전극지(18)의 중앙 위치에 시프트시키는 것이 가능해지고, 스톱 밴드 상단 모드의 SAW를 여기하는 것이 가능해지는 것이다.

또한, 반사기(반사 수단)(20)는, 상기 IDT(12)를 SAW의 전파 방향으로 끼워넣도록 한 쌍 설치된다. 구체적 구성예로서는, IDT(12)를 구성하는 전극지(18)와 평행하게 설치되는 복수의 도체 스트립(22)의 양단을 각각 접속한 것이다.

이와 같이 하여 구성되는 IDT(12)나 반사기(20)를 구성하는 전극막의 재료로서는, 알루미늄(Al)이나 Al를 주체로 한 합금을 이용할 수 있다.

IDT(12)나 반사기(20)를 구성하는 전극막의 전극의 두께를 극력 줄임으로써 전극이 갖는 온도 특성의 영향을 최소한으로 하고 있다. 또한, 수정 기판부의 홈의 깊이를 크게 잡아, 수정 기판부의 홈의 성능에 의해, 즉 수정의 양호한 온도 특성을 이용함으로써, 양호한 주파수 온도 특성을 끌어내고 있다. 그에 따라 전극의 온도 특성이 SAW 공진자의 온도 특성에 주는 영향을 작게 할 수 있어, 전극의 질량이 10％ 이내의 변동이라면 양호한 온도 특성을 유지할 수 있다.

또한, 상기의 이유에 의해 전극막 재료로서 합금을 이용하는 경우, 주성분이 되는 Al 이외의 금속은 중량비로 10％ 이하, 바람직하게는 3％ 이하로 하면 좋다. Al 이외의 금속을 주체로 한 전극을 이용하는 경우에는, 전극의 질량이 Al을 이용한 경우의 ±10％ 이내가 되도록 그 전극의 막두께를 조정하면 좋다. 이와 같이 함으로써 Al을 이용했을 때와 동등한, 양호한 온도 특성을 얻을 수 있다.

상기와 같은 기본 구성을 갖는 SAW 공진자(10)에 있어서의 수정 기판(30)에서는, IDT(12)의 전극지간이나 반사기(20)의 도체 스트립(22)간에, 전극지(18)와 평행하게 형성되는 복수의 홈(전극지간 홈; 32)을 형성하고 있다.

수정 기판(30)에 형성하는 홈(32)은, 스톱 밴드 상단 모드에 있어서의 SAW의 파장을 λ로 하고, 홈 깊이를 G로 한 경우,

로 하면 좋다. 또한 홈 깊이(G)에 대해서 상한치를 정하는 경우에는, 도 5를 참조함으로써 읽어낼 수 있는 바와 같이,

의 범위로 하면 좋다. 홈 깊이(G)를 이러한 범위로 정함으로써, 동작 온도 범위 내(－40℃∼＋85℃)에 있어서의 주파수 변동량을, 상세를 후술하는 목표치로서의 25ppm 이하로 할 수 있기 때문이다. 또한, 홈 깊이(G)에 대해서 바람직하게는,

의 범위로 하면 좋다. 홈 깊이(G)를 이러한 범위로 정함으로써, 홈 깊이(G)에 제조상의 불균일이 발생한 경우라도, SAW 공진자(10) 개체간에 있어서의 공진 주파수의 시프트량을 보정 범위 내로 억제할 수 있다.

또한, 상기 SAW의 파장(λ)은, IDT(12) 근방에 있어서의 SAW의 파장이다.

또한, 라인 점유율(η)과는 도 1(C)나 도 1(D)에 나타내는 바와 같이, 전극지(18)의 선폭(수정 볼록부만인 경우에는 볼록부의 폭을 말함; L)을 전극지(18)간의 피치 λ／2(＝L＋S)로 나눈 값이다. 따라서, 라인 점유율(η)은, 식 (4)로 나타낼 수 있다.

여기에서 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)에서는, 라인 점유율(η)을 식 (5), (6)을 충족시키는 바와 같은 범위로 정하면 좋다. 또한, 식 (5), (6)으로부터도 이해할 수 있는 바와 같이 η는 홈(32)의 깊이(G)를 정함으로써 도출할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)에 있어서의 전극막 재료(IDT(12)나 반사기(20) 등)의 막두께는,

의 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한, 라인 점유율(η)에 대해서 식 (7)로 나타낸 전극막의 두께를 고려했을 경우, η는 식 (8)에 의해 구할 수 있다.

라인 점유율(η)은, 전극막 두께가 두꺼울수록 전기적 특성(특히 공진 주파수)의 제조 불균일이 커지고, 전극막 두께(H)가 식 (5), (6)의 범위 내에 있어서는 ±0.04 이내의 제조 불균일, H＞0.035λ에 있어서는 ±0.04보다 큰 제조 불균일이 발생할 가능성이 크다. 그러나, 전극막 두께(H)가 식 (5), (6)의 범위 내이고, 그리고 라인 점유율(η)의 불균일이 ±0.04 이내이면, 2차 온도 계수(β)가 작은 SAW 디바이스가 실현될 수 있다. 즉 라인 점유율(η)은, 식 (8)에 ±0.04의 공차(tolerance)를 더한 식 (9)의 범위까지 허용할 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)에서는, 2차 온도 계수(β)를 ±0.01(ppm/℃²) 이내로 하고, 바람직하게는 SAW의 동작 온도 범위를 －40℃∼＋85℃로 한 경우에, 당해 동작 온도 범위 내에 있어서의 주파수 변동량(ΔF)을 25ppm 이하로 할 수 있는 정도까지, 주파수 온도 특성을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.

그런데, 일반적으로 탄성 표면파 공진자의 온도 특성은, 하기식으로 나타난다.

Δf＝α×(T－T₀)＋β×(T－T₀)²

여기에서, Δf는 온도(T)와 정점 온도(T₀)간의 주파수 변화량(ppm), α는 1차 온도 계수(ppm/℃), β는 2차 온도 계수(ppm/℃²), T는 온도, T₀는 주파수가 최대가 되는 온도(정점 온도)를 의미한다.

예를 들면, 압전 기판이 소위 ST컷(오일러각(φ, θ, ψ)＝(0°, 120°∼130°, 0°))의 수정판으로 형성되어 있는 경우, 1차 정수 α＝0.0, 2차 정수 β＝－0.034가 되며, 그래프에 나타내면 도 6과 같이 된다. 도 6에 있어서, 온도 특성은 위로 볼록한 포물선(2차 곡선)을 그리고 있다.

도 6에 나타내는 바와 같은 SAW 공진자는, 온도의 변화에 대한 주파수 변동량이 지극히 크고, 온도 변화에 대한 주파수 변화량(Δf)을 억압하는 것이 필요하다. 따라서, 도 6에 나타내는 2차 온도 계수(β)를 보다 0에 가깝게 하고, SAW 공진자가 실제로 사용될 때의 온도(동작 온도)의 변화에 대한 주파수 변화량(Δf)이 0에 가까워지도록, 탄성 표면파 공진자를 새로운 인식에 기초하여 실현할 필요가 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적의 하나는, 상기와 같은 과제를 해소하고, 탄성 표면파 디바이스의 주파수 온도 특성을 지극히 양호한 것으로 하며, 온도가 변화해도 주파수가 안정되게 동작하는 탄성 표면파 디바이스를 실현하는 것이다.

상기와 같은 기술 사상(기술 요소)을 구비한 구성으로 하는 SAW 디바이스라고 하면, 전술한 바와 같은 과제를 해결하는 것을 실현할 수 있는 것, 즉, 본원 발명자가 시뮬레이션과 실험을 반복함으로써, 어떻게 하여 본 발명에 따른 인식에 생각이 미쳤는지에 대해서, 이하에 상세하게 설명하고, 증명한다.

또한, 전술한 ST컷으로 불리는 수정 기판을 이용하여 전반 방향을 결정 X축 방향으로 한 SAW 공진자는, 동작 온도 범위를 동일하게 한 경우, 동작 온도 범위 내에 있어서의 주파수 변동량(ΔF)은 약 133(ppm)이 되고, 2차 온도 계수(β)는 －0.034(ppm/℃²) 정도가 된다. 또한, 수정 기판의 컷각과 SAW 전반 방향을 오일러각 표시로 (0, 123°, 45°)로 하고, 동작 온도 범위를 동일하게 한, 면 내 회전 ST컷 수정 기판을 이용한 SAW 공진자에 있어서 스톱 밴드 하단 모드의 여진을 이용한 경우, 주파수 변동량(ΔF)은 약 63ppm, 2차 온도 계수(β)는 －0.016(ppm/℃²) 정도가 된다.

이들 ST컷 수정 기판이나 면 내 회전 ST컷 수정 기판을 이용한 SAW 공진자는 모두 레일리파로 불리는 탄성 표면파를 이용하고 있고, LST컷 수정 기판의 리키파라고 불리는 탄성 표면파에 비하여 수정 기판이나 전극의 가공 정밀도에 대한 주파수나 주파수 온도 특성의 불균일이 지극히 작기 때문에, 양산성이 우수하고, 각종의 SAW 장치에 이용되고 있다. 그러나, 종래 이용되고 있던 ST컷 수정 기판이나 면 내 회전 ST컷 수정 기판 등을 이용한 SAW 공진자는, 전술한 바와 같이, 주파수 온도 특성을 나타내는 곡선을 2차 곡선으로 한 2차 온도 특성이며, 또한, 그 2차 온도 특성의 2차 온도 계수의 절대값이 크기 때문에, 동작 온도 범위에 있어서의 주파수 변동량이 커서, 주파수의 안정성을 구하는 유선 통신 장치나 무선 통신 장치에 사용되는 공진자나 발진기 등의 SAW 장치에는 이용할 수 없었다. 예를 들면, ST컷 수정 기판의 2차 온도 계수(β)의 1/3 이하, 면 내 회전 ST컷 수정 기판의 2차 온도 계수(β)의 37％ 이상의 개선에 상당하는 2차 온도 계수(β)가 ±0.01(ppm/℃²) 이하의 2차 온도 특성을 갖는 주파수 온도 특성을 얻을 수 있으면, 그러한 주파수의 안정성을 구하는 장치를 실현할 수 있다. 또한, 2차 온도 계수(β)가 거의 0이며, 주파수 온도 특성을 나타내는 곡선을 3차 곡선으로 한 3차 온도 특성을 얻을 수 있으면, 동작 온도 범위에 있어서, 보다 주파수의 안정성이 높아져, 보다 바람직하다. 이러한 3차 온도 특성에서는 －40℃∼＋85℃나 되는 넓은 동작 온도 범위에 있어서도 ±25ppm 이하의 종래와 같은 SAW 디바이스에서는 실현할 수 없었던 지극히 높은 주파수 안정도를 얻을 수 있다.

SAW 공진자(10)의 주파수 온도 특성의 변화에는 전술한 바와 같이, IDT(12)에 있어서의 전극지(18)의 라인 점유율(η)이나 전극막 두께(H) 및, 홈 깊이(G) 등이 관계하고 있는 것이, 본원 발명자가 행한 시뮬레이션과 실험에 기초하는 인식에 의해 분명해졌다. 그리고 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)는, 스톱 밴드 상단 모드의 여진을 이용한다.

도 7은, 도 1(C)에 있어서, 전극막 두께(H)를 0(H＝0％)으로 하고, 즉, 수정 기판(30)의 표면에 요철의 수정으로 이루어지는 홈(32)을 형성한 상태에 있어서, 수정 기판(30)의 표면에 SAW를 여기하여 전파시켰을 경우의 라인 점유율(η)의 변화에 대한 2차 온도 계수(β)의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 7에 있어서 도 7(A)는 홈 깊이(G)를 0.02λ로 한 경우의 스톱 밴드 상단 모드의 공진에 있어서의 2차 온도 계수(β)를 나타내고, 도 7(B)는 홈 깊이(G)를 0.02λ로 한 경우의 스톱 밴드 하단 모드의 공진에 있어서의 2차 온도 계수(β)를 나타낸다. 또한, 도 7에 있어서 도 7(C)는 홈 깊이(G)를 0.04λ로 한 경우의 스톱 밴드 상단 모드의 공진에 있어서의 2차 온도 계수(β)를 나타내고, 도 7(D)는 홈 깊이(G)를 0.04λ로 한 경우의 스톱 밴드 하단 모드의 공진에 있어서의 2차 온도 계수(β)를 나타낸다. 또한, 도 7에 나타내는 시뮬레이션은, 주파수 온도 특성을 변동시키는 인자를 줄이기 위해, 전극막을 형성하지 않는 수정 기판(30)에 어떠한 형태로 SAW를 전반시켰을 경우의 예를 나타내는 것이다. 또한, 수정 기판(30)의 컷각은, 오일러각 (0°, 123°, ψ)의 것을 사용했다. 또한, ψ에 관해서는, 2차 온도 계수(β)의 절대값이 최소가 되는 값을 적절히 선택하고 있다.

도 7에서는, 스톱 밴드 상단 모드의 경우도 하단 모드의 경우도, 라인 점유율(η)이 0.6∼0.7이 되는 정도에서 2차 온도 계수(β)가 크게 변화하고 있는 것을 읽어낼 수 있다. 그리고, 스톱 밴드 상단 모드에 있어서의 2차 온도 계수(β)의 변화와 스톱 밴드 하단 모드에 있어서의 2차 온도 계수(β)의 변화를 비교하면, 다음과 같은 것을 읽어낼 수 있다. 즉, 스톱 밴드 하단 모드에 있어서의 2차 온도 계수(β)의 변화는, 마이너스측으로부터 더욱 마이너스측으로 변화함으로써 특성이 저하되고 있다(2차 온도 계수(β)의 절대값이 커지고 있다). 이에 대하여, 스톱 밴드 상단 모드에 있어서의 2차 온도 계수(β)의 변화는, 마이너스측으로부터 플러스측으로 변화함으로써 특성이 향상되고 있다(2차 온도 계수(β)의 절대값이 작아지는 점이 존재하고 있다)는 것이다.

이 점으로부터, SAW 디바이스에 있어서 양호한 주파수 온도 특성을 얻기 위해서는, 스톱 밴드 상단 모드의 진동을 이용하는 것이 바람직하다는 것이 분명해졌다.

다음으로 발명자는, 홈 깊이(G)를 여러 가지 변화시킨 수정 기판에 있어서 스톱 밴드 상단 모드의 SAW를 전반시켰을 때에 있어서의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계에 대해서 조사했다.

도 8(A) 내지 (I)는, 도 7과 동일하게 전극막 두께(H)를 0(H＝0％λ)으로 하고, 각각 홈 깊이(G)를 0.01λ(1％λ)에서 0.08λ(8％λ)까지 변화시켰을 때의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 시뮬레이션했을 때의 평가 결과를 나타내는 그래프이다. 평가 결과로부터, 홈 깊이(G)를 도 8(B)에 나타내는 바와 같이 0.0125λ(1.25％λ)로 한 정도로부터 β＝0이 되는 점, 즉 주파수 온도 특성을 나타내는 근사 곡선이 3차 곡선을 나타내는 점이 나타나기 시작하고 있는 것을 읽어낼 수 있다. 그리고, 도 8로부터는, β＝0이 되는 η이 각각 2개소(η가 큰 쪽에 있어서의 β＝0이 되는 점(η1)이나, η가 작은 쪽에 있어서의 β＝0이 되는 점(η2))가 존재하는 것도 판명되었다. 또한, 도 8에 나타내는 평가 결과로부터, η2 쪽이, η1보다도 홈 깊이(G)의 변화에 대한 라인 점유율(η)의 변동량이 크다는 것도 읽어낼 수 있다.

이 점에 대해서는, 도 9를 참조함으로써 그 이해가 깊어질 수 있다. 도 9는, 홈 깊이(G)를 바꿔 간 경우에 있어서 2차 온도 계수(β)가 0이 되는 η1, η2를 각각 플롯한 그래프이다. 도 9는, 홈 깊이(G)가 커짐에 따라, η1, η2는 서로 작아지지만, η2 쪽은, 종축(η)의 스케일을 0.5λ∼0.9λ의 범위로 나타낸 그래프에 있어서, 홈 깊이(G)＝0.04λ가 된 정도에서 스케일아웃되어 버릴 만큼 변동량이 크다는 것을 읽어낼 수 있다. 즉, η2는, 홈 깊이(G)의 변화에 대한 변동량이 크다고 말할 수 있다.

도 10(A) 내지 (I)는, 도 7이나 도 8과 동일하게 전극막 두께(H)를 0(H＝0％λ)으로 하고, 도 8에 있어서의 종축을 2차 온도 계수(β) 대신에 주파수 변동량(ΔF)으로 하여 나타낸 그래프이다. 도 10으로부터는 당연하게, β＝0이 되는 2개의 점(η1, η2)에 있어서, 주파수 변동량(ΔF)이 저하되는 것을 읽어낼 수 있다. 또한 도 10으로부터는, β＝0이 되는 2개의 점에서는, 홈 깊이(G)를 바꾼 어느 그래프에 있어서도, η1에 해당되는 점 쪽이, 주파수 변동량(ΔF)이 작게 억제되어 있는 것을 읽어낼 수 있다.

상기 경향에 의하면, 제조시에 오차가 발생하기 쉬운 양산품에 관해서는, 홈 깊이(G)의 변동에 대한 β＝0이 되는 점의 주파수 변동량이 적은 쪽, 즉 η1을 채용하는 것이 바람직하다고 생각된다. 도 5에는, 각 홈 깊이(G)에 있어서 2차 온도 계수(β)가 최소가 되는 점(η1)에서의 주파수 변동량(ΔF)과 홈 깊이(G)와의 관계의 그래프를 나타낸다. 도 5에 의하면, 주파수 변동량(ΔF)이 목표치인 25ppm 이하가 되는 홈 깊이(G)의 하한치는, 홈 깊이(G)가 0.01λ이 되어, 홈 깊이(G)의 범위는 그 이상, 즉 0.01≤G라는 것이 된다.

또한, 도 5에는 시뮬레이션에 의해, 홈 깊이(G)가 0.08 이상이 되는 경우의 예도 추가했다. 이 시뮬레이션에 의하면 홈 깊이(G)는, 0.01λ 이상에서 주파수 변동량(ΔF)이 25ppm 이하가 되고, 그 후, 홈 깊이(G)가 증가할 때마다 주파수 변동량(ΔF)이 작아진다. 그러나, 홈 깊이(G)가 약 0.09λ 이상이 된 경우에, 주파수 변동량(ΔF)은 다시 증가하고, 0.094λ를 초과하면 주파수 변동량(ΔF)이 25ppm를 초과하게 된다.

도 5에 나타내는 그래프는 수정 기판(30) 상에, IDT(12)나 반사기(20) 등의 전극막을 형성하고 있지 않는 상태에서의 시뮬레이션이지만, 상세를 이하에 나타내는 도 21∼도 26을 참조하면 이해할 수 있는 바와 같이, SAW 공진자(10)는 전극막을 형성한 편이 주파수 변동량(ΔF)을 작게 할 수 있다고 생각된다. 따라서 홈 깊이(G)의 상한치를 정한다고 하면 전극막을 형성하고 있지 않는 상태에서의 최대값, 즉 G≤0.094λ로 하면 좋고, 목표를 달성하기 위해 적합한 홈 깊이(G)의 범위로서는,

로 나타낼 수 있다.

또한, 양산 공정에 있어서 홈 깊이(G)는, 최대 ±0.001λ 정도의 불균일을 갖는다. 따라서, 라인 점유율(η)을 일정하게 한 경우에 있어서, 홈 깊이(G)가 ±0.001λ만큼 어긋났을 경우에 있어서의 SAW 공진자(10)의 개개의 주파수 변동량(Δf)에 대해서 도 11에 나타낸다. 도 11에 의하면, G＝0.04λ의 경우에 있어서, 홈 깊이(G)가 ±0.001λ어긋났을 경우, 즉 홈 깊이가 0.039λ≤G≤0.041λ의 범위에 있어서는, 주파수 변동량(Δf)이 ±500ppm 정도인 것을 읽어낼 수 있다.

여기에서, 주파수 변동량(Δf)이 ±1000ppm 미만이면, 여러 가지의 주파수 미조정 수단에 의해 주파수 조정이 가능하다. 그러나, 주파수 변동량(Δf)이 ±1000ppm 이상이 되었을 경우에는, 주파수의 조정에 의해 Q값, CI(crystal impedance)값 등의 정(靜)특성이나, 장기 신뢰성으로의 영향이 발생하여, SAW 공진자(10)로서 양품률의 저하로 이어진다.

도 11에 나타내는 플롯을 잇는 직선에 대해서, 주파수 변동량(Δf)[ppm]과 홈 깊이(G)와의 관계를 나타내는 근사식을 유도하면, 식 (10)을 얻을 수 있다.

여기에서, Δf＜1000ppm이 되는 G의 값을 구하면, G≤0.0695λ가 된다.

따라서, 본 실시 형태에 따른 홈 깊이(G)의 범위로서 적합하게는,

로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

다음으로, 도 12(A) 내지 (F)에, 2차 온도 계수(β)＝0이 되는 η, 즉 3차 온도 특성을 나타내는 라인 점유율(η)과 홈 깊이(G)와의 관계를 시뮬레이션 했을때의 평가 결과의 그래프를 나타낸다. 수정 기판(30)은, 오일러각을 (0°, 123°, ψ)로 했다. 여기에서 ψ에 대해서는, 주파수 온도 특성이 3차 곡선의 경향을 나타내는 각도, 즉 2차 온도 계수(β)＝0이 되는 각도를 적절히 선택하고 있다. 또한, 도 12와 동일한 조건에 있어서, β＝0이 되는 η을 얻었을 때의 오일러각(ψ)과 홈 깊이(G)와의 관계를 도 34에 나타낸다. 도 34의 전극막 두께(H)＝0.02λ의 그래프(도 34(C))에 있어서, ψ＜42°의 플롯이 표시되어 있지 않지만, 이 그래프의 η2의 플롯은 G＝0.03λ에서 ψ＝41.9°로 되어 있다. 각 전극막 두께에 있어서의 홈 깊이(G)와 라인 점유율(η)과의 관계에 대해서는, 상세를 후술하는 도 15∼도 20에 기초하여 플롯을 얻고 있다.

도 12(A) 내지 (F)에 나타내는 평가 결과로부터는, 어느 막두께에 있어서도, 전술한 바와 같이, η1은 η2에 비하여 홈 깊이(G)의 변화에 의한 변동이 적다는 것을 읽어낼 수 있다. 이 때문에, 도 12에 있어서의 각각의 막두께의 홈 깊이(G)와 라인 점유율(η)과의 관계를 나타내는 그래프로부터 η1을 뽑아내어 도 13(A)에 β≒0이 되는 점을 플롯하여 정리했다. 그에 대하여, β≒0으로는 되지 않아도, |β|≤0.01을 만족하는 영역을 평가한 바, 도 13(B)에 나타내는 바와 같이 실선으로 나타내는 다각형 안에 η1이 집중되어 있는 것이 분명해졌다.

도 13(B)의 점(a 내지 h)의 좌표를 하기 표 1에 나타낸다.

도 13(B)는, 점(a 내지 h)으로 둘러싸인 다각형 내이면, 전극막 두께(H)의 두께와 상관없이 |β|≤0.01이 보증되고, 양호한 주파수 온도 특성을 얻을 수 있다는 것을 나타내고 있다. 이 양호한 주파수 온도 특성이 얻어지는 범위는, 아래에 나타내는 식 (11)과 식 (12) 및, 식 (13)의 양쪽을 만족하는 범위이다.

식 (11), (12), (13)으로부터, 도 13(B)에 있어서 실선으로 둘러싼 범위에 있어서, 라인 점유율(η)은, 식 (5)과 식 (6)의 양쪽을 충족시키는 범위로서 특정할 수 있다고 말할 수 있다.

여기에서, 2차 온도 계수(β)를 ±0.01(ppm/℃²) 이내까지 허용하는 경우, 0.0100λ≤G≤0.0500λ에 있어서는, 식 (3)과 식 (5)를 모두 충족시키고, 0.0500λ≤G≤0.0695λ에 있어서는, 식 (3)과 식 (6)을 모두 충족시키도록 구성하면, 2차 온도 계수(β)가 ±0.01(ppm/℃²) 이내가 되는 것을 확인했다.

또한, 점(a 내지 h)에 있어서의 각 전극막 두께(H)의 2차 온도 계수(β)의 값을 하기 표 2에 나타낸다. 표 2로부터는, 모든 점에 있어서, |β|≤0.01이 되어 있는 것을 확인할 수 있다.

또한, 식 (11)∼(13) 및 이에 따라 유도되는 식 (5), (6)에 입각하여 전극막 두께(H)≒0, 0.01λ, 0.02λ, 0.03λ, 0.035λ로 한 SAW 공진자(10)에 대해서 각각, β＝0이 되는 홈 깊이(G)와 라인 점유율(η)과의 관계를 근사 직선으로 나타내면 도 14와 같이 된다. 또한, 전극막을 형성하지 않는 수정 기판(30)에 있어서의 홈 깊이(G)와 라인 점유율(η)과의 관계에 대해서는, 도 9에 나타낸 대로이다.

전극막 두께(H)를 3.0％(0.030λ) 이하로 변화시켰을 때에, β＝0, 즉, 3차 곡선의 주파수 온도 특성을 얻을 수 있다. 이때, 주파수 온도 특성이 양호해지는 G와 η와의 관계식은 식 (8)로 나타낼 수 있다.

여기에서, G, H의 단위는 λ이다.

단, 이 식 (8)은, 전극막 두께(H)가 0＜H≤0.030λ의 범위에 있어서 성립하는 것이다.

라인 점유율(η)은, 전극막 두께가 두꺼울수록 전기적 특성(특히 공진 주파수)의 제조 불균일이 커지고, 전극막 두께(H)가 식 (5), (6)의 범위 내에 있어서는 ±0.04 이내의 제조 불균일, H＞0.035λ에 있어서는 ±0.04보다 큰 제조 불균일이 발생할 가능성이 크다. 그러나, 전극막 두께(H)가 식 (5), (6)의 범위 내이며, 그리고 라인 점유율(η)의 불균일이 ±0.04 이내이면, 2차 온도 계수(β)가 작은 SAW 디바이스가 실현될 수 있다. 즉, 라인 점유율의 제조 불균일을 고려한 후에 2차 온도 계수(β)를 ±0.01ppm/℃² 이내로 하는 경우, 라인 점유율(η)은, 식 (8)에 ±0.04의 공차를 더한 식 (9)의 범위까지 허용할 수 있다.

도 15∼도 20에, 전극막 두께를 각각 0.01λ(1％λ), 0.015λ(1.5％λ), 0.02λ(2％λ), 0.025λ(2.5％λ), 0.03λ(3％λ), 0.035λ(3.5％λ)로 한 경우에 있어서, 홈 깊이(G)를 변화시킨 경우에 있어서의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계의 그래프를 나타낸다.

또한, 도 21∼도 26에는, 도 15∼도 20에 각각 대응한 SAW 공진자(10)에 있어서의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계의 그래프를 나타낸다. 또한, 수정 기판은 모두 오일러각 (0°, 123°, ψ)의 것을 사용하고, ψ에 대해서는 적절히 ΔF가 최소가 되는 각도를 선택한다.

여기에서, 도 15(A) 내지 (F)는, 전극막 두께(H)를 0.01λ로 한 경우의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 도면이며, 도 21(A) 내지 (F)는 전극막 두께(H)를 0.01λ로 한 경우의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 도면이다.

또한, 도 16(A) 내지 (F)는, 전극막 두께(H)를 0.015λ로 한 경우의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 도면이며, 도 22(A) 내지 (F)는 전극막 두께(H)를 0.015λ로 한 경우의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 도면이다.

또한, 도 17(A) 내지 (F)는, 전극막 두께(H)를 0.02λ로 한 경우의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 도면이며, 도 23(A) 내지 (F)는 전극막 두께(H)를 0.02λ로 한 경우의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 도면이다.

또한, 도 18(A) 내지 (F)는, 전극막 두께(H)를 0.025λ로 한 경우의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 도면이며, 도 24(A) 내지 (F)는 전극막 두께(H)를 0.025λ로 한 경우의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 도면이다.

또한, 도 19(A) 내지 (F)는, 전극막 두께(H)를 0.03λ로 한 경우의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 도면이며, 도 25(A) 내지 (F)는 전극막 두께(H)를 0.03λ로 한 경우의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 도면이다.

또한, 도 20(A) 내지 (F)는, 전극막 두께(H)를 0.035λ로 한 경우의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 도면이며, 도 26(A) 내지 (F)는 전극막 두께(H)를 0.035λ로 한 경우의 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)과의 관계를 나타내는 도면이다.

이들 도면(도 15∼도 26)에 있어서는, 어느 그래프에 있어서도 미세한 차이는 있기는 하지만, 그 변화의 경향에 관해서는, 수정 기판(30)에 있어서만의 라인 점유율(η)과 2차 온도 계수(β) 및, 라인 점유율(η)과 주파수 변동량(ΔF)의 관계를 나타내는 그래프인 도 8, 도 10과 비슷하다는 것을 알 수 있다.

즉, 본 실시 형태에 따른 효과는, 전극막을 제외한 수정 기판(30) 단체(單體)에 있어서의 탄성 표면파의 전파에 있어서도 나타날 수 있다고 말할 수 있다.

2차 온도 계수(β)가 0이 되는 2점의 η1, η2의 각각에 대하여, β의 범위를 |β|≤0.01까지 확장했을 때의 η1, η2의 범위에 대해서, 전극막 두께(H)의 범위를 정하여 홈 깊이(G)를 변화시켰을 경우에 대해서, 각각 시뮬레이션을 실시했다. 또한, η1, η2는 각각, |β|≤0.01이 되는 큰 쪽의 η을 η1, |β|≤0.01이 되는 작은 쪽의 η을 η2로 하고 있다. 또한, 수정 기판은 모두 오일러각 (0°, 123°, ψ)의 것을 사용하고, ψ에 대해서는 적절히 ΔF가 최소가 되는 각도를 선택한다.

도 27(A)는, 전극막 두께(H)를 0.000λ＜H≤0.005λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η1과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 3은, 도 27(A)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 27(A)와 표 3으로부터, η1에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.01λ≤G≤0.09λ의 범위에 있어서, 계측점(a－r)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 27(B)는, 전극막 두께(H)를 0.000λ＜H≤0.005λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η2와 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 4는, 도 27(B)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 27(B)와 표 4로부터, η2에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.03λ≤G≤0.09λ의 범위에 있어서, 계측점(a－n)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 28(A)는, 전극막 두께(H)를 0.005λ＜H≤0.010λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η1과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 5는, 도 28(A)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 28(A)와 표 5로부터, η1에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.01λ≤G≤0.08λ의 범위에 있어서, 계측점(a－p)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 28(B)는, 전극막 두께(H)를 0.005λ＜H≤0.010λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η2와 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 6은, 도 28(B)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 28(B)와 표 6으로부터, η2에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.02λ≤G≤0.07λ의 범위에 있어서, 계측점(a－l)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 29(A)는, 전극막 두께(H)를 0.010λ＜H≤0.015λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η1과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 7은, 도 29(A)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 29(A)와 표 7로부터, η1에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.01λ≤G≤0.08λ의 범위에 있어서, 계측점(a－p)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 29(B)는, 전극막 두께(H)를 0.010λ＜H≤0.015λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η2와 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 8은, 도 29(B)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 29(B)와 표 8로부터, η2에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.01λ≤G≤0.07λ의 범위에 있어서, 계측점(a－n)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 30(A)는, 전극막 두께(H)를 0.015λ＜H≤0.020λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η1과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 9는, 도 30(A)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 30(A)와 표 9로부터, η1에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.01λ≤G≤0.07λ의 범위에 있어서, 계측점(a－n)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 30(B)는, 전극막 두께(H)를 0.015λ＜H≤0.020λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η2와 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 10은, 도 30(B)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 30(B)와 표 10으로부터, η2에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.01λ≤G≤0.07λ의 범위에 있어서, 계측점(a－n)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 31(A)는, 전극막 두께(H)를 0.020λ＜H≤0.025λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η1과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 11은, 도 31(A)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 31(A)와 표 11로부터, η1에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.01λ≤G≤0.07λ의 범위에 있어서, 계측점(a－n)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 31(B)는, 전극막 두께(H)를 0.020λ＜H≤0.025λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η2와 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 12는, 도 31(B)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 31(B)와 표 12로부터, η2에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.01λ≤G≤0.07λ의 범위에 있어서, 계측점(a－n)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 32(A)는, 전극막 두께(H)를 0.025λ＜H≤0.030λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η1과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 13은, 도 32(A)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 32(A)와 표 13으로부터, η1에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.01λ≤G≤0.07λ의 범위에 있어서, 계측점(a－n)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 32(B)는, 전극막 두께(H)를 0.025λ＜H≤0.030λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η2와 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 14는, 도 32(B)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 32(B)와 표 14로부터, η2에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.01λ≤G≤0.07λ의 범위에 있어서, 계측점(a－n)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 33(A)는, 전극막 두께(H)를 0.030λ＜H≤0.035λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η1과 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 15는, 도 33(A)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 33(A)와 표 15로부터, η1에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.01λ≤G≤0.07λ의 범위에 있어서, 계측점(a－n)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 33(B)는, 전극막 두께(H)를 0.030λ＜H≤0.035λ로 한 경우에 있어서, 상기 β의 범위를 충족시키는 η2와 홈 깊이(G)의 관계를 나타내는 그래프이며, 표 16은, 도 33(B)에 나타내는 범위를 정하기 위한 주요한 계측점의 좌표(G/λ, η)와, 당해 계측점에 있어서의 β의 값을 나타내는 표이다.

도 33(B)와 표 16으로부터, η2에서는 전극막 두께(H)가 상기 범위 내인 경우, 홈 깊이(G)가 0.01λ≤G≤0.07λ의 범위에 있어서, 계측점(a－n)으로 둘러싸인 영역 내에서는, β가 상기 요건을 충족시키는 것을 읽어낼 수 있다.

도 35에, 도 34에 나타내는 그래프에 있어서의 η1에 의해 얻어지는 ψ과 홈 깊이(G)와의 관계를 정리했다. 또한, η1을 선택한 이유에 대해서는 전술한 대로이다. 도 35에 나타내는 바와 같이, 전극막의 막두께가 변화한 경우라도, ψ의 각도에는 거의 차이는 없고, ψ의 최적 각도는 홈 깊이(G)의 변동에 따라서 변화해 가는 것을 알 수 있다. 이것도, 2차 온도 계수(β)의 변화가 수정 기판(30)의 형태에 기인하는 비율이 높은 것을 뒷받침한다고 할 수 있다.

상기와 동일하게 하여, 2차 온도 계수(β)＝－0.01(ppm/℃²)이 되는 ψ과 β＝＋0.01(ppm/℃²)이 되는 ψ에 대해서 홈 깊이(G)와의 관계를 구하고, 도 36, 도 37에 정리했다. 이들 그래프(도 35∼도 37)로부터 －0.01≤β≤＋0.01으로 할 수 있는 ψ의 각도를 구하면, 상기 조건하에 있어서의 적합한 ψ의 각도 범위는 43°＜ψ＜45°로 정할 수 있고, 더욱 적합하게는 43.2°≤ψ≤44.2로 정할 수 있다.

또한, 전극막 두께(H)를 변화시킨 경우에 있어서, 홈 깊이(G)를 변화시켰을 때에 |β|≤0.01의 요건을 충족시키는 ψ의 범위에 대해서 시뮬레이션을 행했다. 그 시뮬레이션의 결과를, 도 38∼도 44에 나타낸다. 또한, 수정 기판은 모두 오일러각 (0°, 123°, ψ)의 것을 사용하고, ψ에 대해서는 적절히 ΔF가 최소가 되는 각도를 선택한다.

도 38(A)는, 전극막 두께(H)의 범위를 0＜H≤0.005λ로 한 경우에 있어서, |β|≤0.01의 요건을 충족시키는 ψ의 범위를 나타내는 그래프이다. 여기에서, ψ의 최대값을 나타내는 플롯을 잇는 직선과, ψ의 최소값을 나타내는 플롯을 잇는 파선의 사이에 낀 범위가, 상기 조건을 충족시키는 범위이다.

홈 깊이(G)를 0.01λ≤G≤0.0695λ의 범위로서, 도 38(A)에 나타내는 실선과 파선의 범위를 다각형 형상으로 근사하면, 도 38(B)와 같이 나타낼 수 있고, 도 38(B)에 있어서 실선으로 나타나는 다각형의 내측에 해당되는 범위에서는, β가 상기 조건을 충족시킨다고 할 수 있다. 도 38(B)에 나타나는 다각형의 범위를 근사식으로 나타내면, 식 (14), (15)로 나타낼 수 있다.

도 39(A)는, 전극막 두께(H)의 범위를 0.005λ＜H≤0.010λ로 한 경우에 있어서,　|β|≤0.01의 요건을 충족시키는　ψ의 범위를 나타내는 그래프이다. 여기에서,　ψ의 최대값을 나타내는 플롯을 잇는 직선과, ψ의 최소값을 나타내는 플롯을 잇는 파선의 사이에 낀 범위가, 상기 조건을 충족시키는 범위이다.

홈 깊이(G)를 0.01λ≤G≤0.0695λ의 범위로 하여, 도 39(A)에 나타내는 실선과 파선의 범위를 다각형 형상으로 근사하면, 도 29(B)와 같이 나타낼 수 있고, 도 39(B)에 있어서 실선으로 나타나는 다각형의 내측에 해당되는 범위에서는, β가 상기 조건을 충족시킨다고 할 수 있다. 도 39(B)에 나타나는 다각형의 범위를 근사식으로 나타내면, 식 (16), (17)로 나타낼 수 있다.

도 40(A)는, 전극막 두께(H)의 범위를 0.010λ＜H≤0.015λ로 한 경우에 있어서,　|β|≤0.01의 요건을 충족시키는　ψ의 범위를 나타내는 그래프이다. 여기에서,　ψ의 최대값을 나타내는 플롯을 잇는 직선과, ψ의 최소값을 나타내는 플롯을 잇는 파선의 사이에 낀 범위가, 상기 조건을 충족시키는 범위이다.

홈 깊이(G)를 0.01λ≤G≤0.0695λ의 범위로 하여, 도 40(A)에 나타내는 실선과 파선의 범위를 다각형 형상으로 근사하면, 도 40(B)와 같이 나타낼 수 있고, 도 40(B)에 있어서 실선으로 나타나는 다각형의 내측에 해당되는 범위에서는, β가 상기 조건을 충족시킨다고 할 수 있다. 도 40(B)에 나타나는 다각형의 범위를 근사식으로 나타내면, 식 (18), (19)로 나타낼 수 있다.

도 41(A)는, 전극막 두께(H)의 범위를 0.015λ＜H≤0.020λ로 한 경우에 있어서,　|β|≤0.01의 요건을 충족시키는　ψ의 범위를 나타내는 그래프이다. 여기에서,　ψ의 최대값을 나타내는 플롯을 잇는 직선과, ψ의 최소값을 나타내는 플롯을 잇는 파선의 사이에 낀 범위가, 상기 조건을 충족시키는 범위이다.

홈 깊이(G)를 0.01λ≤G≤0.0695λ의 범위로 하여, 도 41(A)에 나타내는 실선과 파선의 범위를 다각형 형상으로 근사하면, 도 41(B)와 같이 나타낼 수 있고, 도 41(B)에 있어서 실선으로 나타나는 다각형의 내측에 해당되는 범위에서는, β가 상기 조건을 충족시킨다고 할 수 있다. 도 41(B)에 나타나는 다각형의 범위를 근사식으로 나타내면, 식 (20), (21)로 나타낼 수 있다.

도 42는, 전극막 두께(H)의 범위를 0.020λ＜H≤0.025λ로 한 경우에 있어서,　|β|≤0.01의 요건을 충족시키는　ψ의 범위를 나타내는 그래프이다. 여기에서,　ψ의 최대값을 나타내는 플롯을 잇는 직선과, ψ의 최소값을 나타내는 플롯을 잇는 파선의 사이에 낀 범위가, 상기 조건을 충족시키는 범위이다.

홈 깊이(G)를 0.01λ≤G≤0.0695λ의 범위로 하여, 도 42에 나타내는 실선과 파선의 범위를 다각형 형상으로 근사하면, 도 42(B)와 같이 나타낼 수 있고, 도 42(B)에 있어서 실선으로 나타나는 다각형의 내측에 해당되는 범위에서는, β가 상기 조건을 충족시킨다고 할 수 있다. 도 42(B)에 나타나는 다각형의 범위를 근사식으로 나타내면, 식 (22)∼(24)로 나타낼 수 있다.

도 43(A)는, 전극막 두께(H)의 범위를 0.025λ＜H≤0.030λ로 한 경우에 있어서,　|β|≤0.01의 요건을 충족시키는　ψ의 범위를 나타내는 그래프이다. 여기에서,　ψ의 최대값을 나타내는 플롯을 잇는 직선과, ψ의 최소값을 나타내는 플롯을 잇는 파선의 사이에 낀 범위가, 상기 조건을 충족시키는 범위이다.

홈 깊이(G)를 0.01λ≤G≤0.0695λ의 범위로 하여, 도 43(A)에 나타내는 실선과 파선의 범위를 다각형 형상으로 근사하면, 도 43(B)와 같이 나타낼 수 있고, 도 43(B)에 있어서 실선으로 나타나는 다각형의 내측에 해당되는 범위에서는, β가 상기 조건을 충족시킨다고 할 수 있다. 도 43(B)에 나타나는 다각형의 범위를 근사식으로 나타내면, 식 (25)∼(27)로 나타낼 수 있다.

도 44(A)는, 전극막 두께(H)의 범위를 0.030λ＜H≤0.035λ로 한 경우에 있어서,　|β|≤0.01의 요건을 충족시키는　ψ의 범위를 나타내는 그래프이다. 여기에서,　ψ의 최대값을 나타내는 플롯을 잇는 직선과, ψ의 최소값을 나타내는 플롯을 잇는 파선의 사이에 낀 범위가, 상기 조건을 충족시키는 범위이다.

홈 깊이(G)를 0.01λ≤G≤0.0695λ의 범위로 하여, 도 44(A)에 나타내는 실선과 파선의 범위를 다각형 형상으로 근사하면, 도 44(B)와 같이 나타낼 수 있고, 도 44(B)에 있어서 실선으로 나타나는 다각형의 내측에 해당되는 범위에서는, β가 상기 조건을 충족시킨다고 할 수 있다. 도 44(B)에 나타나는 다각형의 범위를 근사식으로 나타내면, 식 (28)∼(30)으로 나타낼 수 있다.

다음으로, 도 45에, θ의 각도를 틀었을 때의 2차 온도 계수(β)의 변화, 즉 θ와 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타낸다. 여기에서, 시뮬레이션에 이용한 SAW 디바이스는, 컷각과 SAW 전반 방향을 오일러각 표시로 (0, θ,　ψ)로 하고, 홈 깊이(G)를 0.04λ로 한 수정 기판이며, 전극막 두께(H)는 0.02λ로 하고 있다. 또한,　ψ에 관해서는, θ의 설정 각도에 기초하여, 전술한 각도 범위 내에 있어서, 적절히 2차 온도 계수(β)의 절대값이 최소가 되는 값을 선택했다. 또한, η에 관해서는, 상기식 (8)에 따라 0.6383으로 했다.

이러한 조건 아래, θ와 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 도 45로부터는, θ가 117° 이상 142° 이하의 범위 내이면, 2차 온도 계수(β)의 절대값이 0.01(ppm/℃²)의 범위 내에 있는 것을 읽어낼 수 있다. 따라서, 상기와 같은 설정값에 있어서, θ를 117°≤θ≤142°의 범위에서 정하는 것에 의하면, 양호한 주파수 온도 특성을 가진 SAW 공진자(10)를 구성할 수 있다고 말할 수 있다.

θ와 2차 온도 계수(β)와의 관계를 뒷받침하는 시뮬레이션 데이터로서, 표 17∼19를 나타낸다.

표 17은, 전극막 두께(H)를 바꾼 경우에 있어서의 θ와 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 표로서, 전극막 두께(H)를 0.01％λ로 한 경우와, 전극막 두께(H)를 3.50％λ로 한 경우에 있어서의 θ의 임계치(117°, 142°)에서의 2차 온도 계수(β)의 값을 나타낸다. 또한, 이 시뮬레이션에 있어서의 홈 깊이(G)는 모두 4％λ이다. 표 17로부터는, 117°≤θ≤142°의 범위에서는, 전극막 두께(H)의 두께를 바꾼 경우(전극막 두께의 임계치로서 규정한 0≒0.01％λ와 3.5％λ)라도, 그 두께에 의존하는 일 없이 |β|≤0.01을 만족하는 것을 읽어낼 수 있다.

표 18은, 홈 깊이(G)를 바꾼 경우에 있어서의 θ와 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 표로서, 홈 깊이(G)를 1.00％λ와 6.95％λ로 한 경우에 있어서의 θ의 임계치(117°, 142°)에서의 2차 온도 계수(β)의 값을 나타낸다. 또한, 이 시뮬레이션에 있어서의 전극막 두께(H)는 모두 2.00％λ이다. 표 18로부터는, 117°≤θ≤142°의 범위에서는, 홈 깊이(G)를 바꾼 경우(홈 깊이(G)의 임계치로서 규정한 1.00％λ와 6.95％λ)라도, 그 깊이에 의존하는 일 없이 |β|≤0.01을 만족하는 것을 읽어낼 수 있다.

표 19는, 라인 점유율(η)을 바꾼 경우에 있어서의 θ와 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 표로서, 라인 점유율(η)을 0.62와 0.76으로 한 경우에 있어서의 θ의 임계치(117°, 142°)에서의 2차 온도 계수(β)의 값을 나타낸다. 또한, 이 시뮬레이션에 있어서의 전극막 두께(H)는 모두 2.00％λ이며, 홈 깊이(G)는 모두 4.00％λ이다. 표 19로부터는, 117°≤θ≤142°의 범위에서는, 라인 점유율(η)을 바꾼 경우(η＝0.62, 0.76은, 전극막 두께(H)를 0.020λ∼0.025λ의 범위로 하여, 라인 점유율(η)(η1)과 홈 깊이(G)의 관계를 나타낸 도 31(A)에 있어서, 홈 깊이를 4％λ로 한 경우에 있어서의 η의 최소값과 최대값)라도, 그 값에 의존하는 일 없이 |β|≤0.01을 만족하는 것을 읽어낼 수 있다.

도 46은, 오일러각 표시로 (φ, 123°, 43.77°)의 수정 기판(30)을 이용하고, 홈 깊이(G)를 0.04λ, 전극막 두께(H)를 0.02λ 및, 라인 점유율(η)을 0.65로 한 경우에 있어서, φ의 각도와 2차 온도 계수(β)와의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 46으로부터는, φ가 －2°, ＋2°인 경우에는 각각 2차 온도 계수(β)가 －0.01보다도 낮아져 버리고 있지만, φ가 －1.5°에서 ＋1.5°의 범위이면 확실히, 2차 온도 계수(β)의 절대값이 0.01의 범위 내에 있는 것을 읽어낼 수 있다. 따라서, 상기와 같은 설정값에 있어서 φ를 －1.5°≤φ≤＋1.5°, 적합하게는 －1°≤φ≤＋1°의 범위에서 정하는 것에 의하면, 양호한 주파수 온도 특성을 가진 SAW 공진자(10)를 구성할 수 있다.

상기 설명에서는, φ, θ,　ψ는 각각, 일정 조건하에 홈 깊이(G)와의 관계에 있어서 최적치의 범위를 도출하고 있다. 이에 대하여, 도 47에서는, －40℃∼＋85℃에 있어서의 주파수 변동량이 최소가 되는 매우 바람직한 θ와 ψ의 관계를 나타내고 있고, 그 근사식을 구하고 있다. 도 47에 의하면,　ψ의 각도는, θ의 각도 상승에 수반되어 변화하고, 3차 곡선을 그리듯이 상승한다. 또한, 도 47의 예에서는, θ＝117°로 한 경우의 ψ는 42.79°이며, θ＝142°로 한 경우의 ψ는 49.57°이다. 이들 플롯을 근사 곡선으로서 나타내면 도 47 중 파선으로 나타내는 곡선이 되며, 근사식으로서는 식 (31)로 나타낼 수 있다.

이 점으로부터,　ψ는 θ가 정해짐으로써 정할 수 있으며, θ의 범위를 117°≤θ≤142°로 한 경우에 있어서의 ψ의 범위는 42.79°≤ψ≤49.57°로 할 수 있다. 또한, 시뮬레이션에 있어서의 홈 깊이(G), 전극막 두께(H)는 각각, G＝0.04λ, H＝0.02λ로 했다.

상기와 같은 이유로 인해, 본 실시 형태에 있어서 여러 가지 정한 조건에 따라 SAW 공진자(10)를 구성하는 것에 의하면, 목표치를 충족시키는 양호한 주파수 온도 특성을 실현 가능한 SAW 공진자로 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)에서는, 식 (7)이나 도 15∼도 26에 나타낸 바와 같이, 전극막의 막두께(H)를 0＜H≤0.035λ의 범위로 한 후에 주파수 온도 특성의 개선을 도모하고 있다. 이는, 종래와 같이 막두께(H)를 극도로 두껍게 하여 주파수 온도 특성의 개선을 도모하는 것과는 상이하고, 내환경 특성을 유지한 채 주파수 온도 특성의 개선을 실현하는 것이다. 도 54에, 히트 사이클 시험에 있어서의 전극막 두께(Al 전극막 두께)와 주파수 변동과의 관계를 나타낸다. 또한, 도 54에 나타낸 히트 사이클 시험의 결과는, －55℃ 분위기하에 있어서 SAW 공진자를 30분간 노출시킨 후에 분위기 온도 ＋125℃까지 상승시켜 30분 노출시키는 사이클을 8회 계속한 후의 것이다. 도 54로부터는, 전극막 두께(H)를 0.06λ로 하고, 그리고 전극지간 홈을 형성하지 않는 경우에 비하여, 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)의 전극막 두께(H)의 범위에서는, 주파수 변동(F변동)이 1/3 이하로 되어 있는 것을 읽어낼 수 있다. 또한, 도 54는 어느 플롯이나 H＋G＝0.06λ로 하고 있다.

또한, 도 54와 동일한 조건으로 제조된 SAW 공진자에 대해서, 125℃ 분위기에 1000시간 방치하는 고온 방치 시험을 행한 바, 종래의 SAW 공진자(H＝0.06λ 그리고 G＝0)에 비하여, 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(H＝0.03λ 그리고 G＝0.03λ, H＝0.02λ 그리고 G＝0.04λ, H＝0.015λ 그리고 G＝0.045λ, H＝0.01λ 그리고 G＝0.05λ인 4조건)의 시험 전후의 주파수 변동량이 1/3 이하로 되는 것을 확인했다.

상기와 같은 조건 아래, H＋G＝0.067λ(알루미늄막 두께 2000Å, 홈 깊이 4700Å), IDT의 라인 점유율(ηi)＝0.6, 반사기의 라인 점유율(ηr)＝0.8, 오일러각(0°, 123°, 43.5°), IDT의 대수(對數) 120쌍, 교차폭 40λ(λ＝10㎛), 반사기 개수(편측당) 72개(36쌍), 전극지의 경사 각도 없음(전극지의 배열 방향과 SAW의 위상 속도 방향이 일치)이라는 조건으로 제조된 SAW 공진자(10)에서는, 도 48에 나타내는 바와 같은 주파수 온도 특성을 나타내게 된다.

도 48은, 시험편 개수 n＝4개에 따른 주파수 온도 특성을 플롯한 것이다. 도 48에 따르면, 이들 시험편에 따른 동작 온도 범위 내에 있어서의 주파수 변동량(ΔF)은 약 20ppm 이하로 억제되어 있는 것을 읽어낼 수 있다.

본 실시 형태에서는 홈 깊이(G)나 전극막 두께(H) 등에 의한 주파수 온도 특성으로의 영향을 설명해 왔다. 그러나 홈 깊이(G)와 전극막 두께(H)를 합한 깊이(단차)는, 등가 회로 정수나 CI값 등의 정특성이나 Q값에도 영향을 준다. 예를 들면 도 49는, 단차를 0.062λ∼0.071λ까지 변화시킨 경우에 있어서의 단차와 CI값과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 49에 따르면 CI값은, 단차를 0.067λ로 했을 때에 수속(收束)하고, 단차를 그 이상 크게 한 경우라도 양화(良化)되지 않는다(낮아지지 않는다)는 것을 읽어낼 수 있다.

도 48에 나타내는 바와 같은 주파수 온도 특성을 나타내는 SAW 공진자(10)에 있어서의 주파수와 등가 회로 정수 및, 정특성을 도 50에 정리했다. 여기에서, F는 주파수, Q는 Q값, γ는 용량비, CI는 CI(크리스탈 임피던스: Crystal Impedance)값, M은 성능 지수(피겨 오브 메리트: Figure of Merit)를 각각 나타낸다.

또한, 도 52에는, 종래의 SAW 공진자와, 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)에 있어서의 단차와 Q값과의 관계를 비교하기 위한 그래프를 나타낸다. 또한, 도 52에 있어서는, 굵은 선으로 나타내는 그래프가 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)의 특성을 나타내는 것으로, 전극지간에 홈을 형성하고, 그리고 스톱 밴드 상단 모드의 공진을 이용한 것이다. 가는 선으로 나타내는 그래프는 종래의 SAW 공진자의 특성을 나타내는 것으로, 전극지간에 홈을 형성하지 않고 스톱 밴드 상단 모드의 공진을 이용한 것이다. 도 52로부터 분명한 바와 같이, 전극지간에 홈을 형성하고, 그리고 스톱 밴드 상단 모드의 공진을 이용하면, 단차(G＋H)가 0.0407λ(4.07％λ) 이상인 영역에 있어서, 전극지간에 홈을 형성하지 않고 스톱 밴드 하단 모드의 공진을 이용한 경우보다도 높은 Q값을 얻을 수 있다.

또한, 시뮬레이션에 따른 SAW 공진자의 기본 데이터는 이하와 같다.

·본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)의 기본 데이터

H : 0.02λ

G : 변화

IDT 라인 점유율(ηi) : 0.6

반사기 라인 점유율(ηr) : 0.8

오일러각(0°, 123°, 43.5°)

대수 : 120

교차폭 : 40λ(λ＝10㎛)

반사기 개수(편측당) : 60

전극지의 경사 각도 없음

·종래의 SAW 공진자의 기본 데이터

H : 변화

G : 제로

IDT 라인 점유율(ηi) : 0.4

반사기 라인 점유율(ηr) : 0.3

오일러각(0°, 123°, 43.5°)

대수 : 120

교차폭 : 40λ(λ＝10㎛)

반사기 개수(편측당) : 60

전극지의 경사 각도 없음

이들 SAW 공진자의 특성을 비교하기 위해 도 50이나 도 52를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)가 얼마나 고Q화되어 있는지를 이해할 수 있다. 이러한 고Q화는 에너지 가둠 효과의 향상에 따른 것이라고 생각되며, 이하의 이유에 따른다.

스톱 밴드의 상단 모드에서 여진한 탄성 표면파를 효율 좋게 에너지 가둠하기 위해서는, 도 53과 같이, IDT(12)의 스톱 밴드 상단의 주파수(ft2)를, 반사기(20)의 스톱 밴드 하단의 주파수(fr1)와 반사기(20)의 스톱 밴드 상단의 주파수(fr2)와의 사이로 설정하면 좋다. 즉,

의 관계를 충족시키도록 설정하면 좋다. 이에 따라, IDT(12)의 스톱 밴드 상단의 주파수(ft2)에 있어서, 반사기(20)의 반사 계수(Γ)가 커지며, IDT(12)로부터 여진된 스톱 밴드 상단 모드의 SAW가, 반사기(20)에서 높은 반사 계수로 IDT(12)측에 반사되게 된다. 그리고 스톱 밴드 상단 모드의 SAW의 에너지 가둠이 강해지고, 저손실인 공진자를 실현할 수 있다.

이에 대하여, IDT(12)의 스톱 밴드 상단의 주파수(ft2)와 반사기(20)의 스톱 밴드 하단의 주파수(fr1)와, 반사기(20)의 스톱 밴드 상단의 주파수(fr2)와의 관계를 ft2＜fr1 상태나 fr2＜ft2 상태로 설정해 버리면, IDT(12)의 스톱 밴드 상단 주파수(ft2)에 있어서 반사기(20)의 반사 계수(Γ)가 작아져 버리고, 강한 에너지 가둠 상태를 실현하는 것이 곤란하게 되어 버린다.

여기에서, 식 (32)의 상태를 실현하기 위해서는, 반사기(20)의 스톱 밴드를 IDT(12)의 스톱 밴드보다도 고대역측으로 주파수 시프트할 필요가 있다. 구체적으로는, IDT(12)의 전극지(18)의 배열 주기보다도, 반사기(20)의 도체 스트립(22)의 배열 주기를 작게 함으로써 실현할 수 있다.

또한, IDT(12)의 전극지간 홈의 깊이보다도 반사기(20)의 도체 스트립(22)간 홈의 깊이를 깊게 하거나, IDT(12)의 전극지(18)의 막두께보다도 반사기(20)의 도체 스트립(22)의 막두께를 두껍게 하거나 함으로써도, 고Q화를 도모할 수 있다.

도 59, 60은, 각각 실시 형태에 따른 SAW 디바이스의 다른 구성예를 나타내는 도면으로, 부분 확대 단면을 나타내는 도면이다.

도 59에 나타내는 SAW 공진자(10)에서는, 반사기(20)에 도체 스트립(22)의 막두께와 IDT(12)의 전극지(18)의 막두께가 거의 동일하게 되어 있다. 한편, 반사기(20)의 도체 스트립(22)간에 형성되는 홈(322)의 깊이가, IDT(12)의 전극지(18)간에 형성되는 홈(321)의 깊이보다도 깊게 되어 있다. 이와 같이 함으로써, 반사기(20)의 반사 특성이 향상됨과 함께, IDT(12)의 전기 기계 결합 계수의 향상을 도모할 수 있다. 그 결과, SAW 공진자(10)에 있어서의 Q값의 향상과 CI값의 저하를 고도로 양립시킬 수 있다.

여기에서, 반사기(20)의 도체 스트립(22)의 막두께를 H_mR, 도체 스트립(22)간에 형성되는 홈(322)의 깊이를 H_gR로 하고, IDT(12)의 전극지(18)의 막두께를 H_mT, 전극지(18)간에 형성되는 홈(321)의 깊이를 H_gT로 한다. 또한, 전극지(18)의 막두께는, 그 기능을 고려할 때, 인접하는 홈(321)의 바닥으로부터 전극지(18)의 상면까지의 길이(거리)로 간주할 수 있기 때문에, 전극지(18)의 막두께(H_mT)와 홈(321)의 깊이(H_gT)와의 합을 탄성 표면파의 파장(λ)으로 나눈 것을 전극지(18)의 「실효 막두께(H_T/λ)」라고 정의한다. 마찬가지로, 도체 스트립(22)의 막두께는, 그 기능을 고려할 때, 인접하는 홈(322)의 바닥으로부터 도체 스트립(22)의 상면까지의 길이(거리)로 간주할 수 있기 때문에, 도체 스트립(22)의 막두께(H_mR)와 홈(322)의 깊이(H_gR)와의 합을 탄성 표면파의 파장(λ)으로 나눈 것을 도체 스트립(22)의 「실효 막두께(HR/λ)」라고 정의한다.

이때, 도 59에 나타내는 SAW 공진자(10)는,

H_T/λ＜H_R/λ　···(33)

의 관계를 충족시키도록 구성되어 있다.

SAW 공진자(10)가 상기와 같은 관계를 충족시킴으로써, 도체 스트립(22)의 실효 막두께(H_R)의 증대와 함께 반사기(20)의 반사 특성이 향상되어 스톱 밴드 상단 모드의 SAW의 에너지 가둠 효과가 보다 현저해지고, Q값의 더욱 높은 향상을 도모할 수 있다. 또한, 상대적으로 IDT(12)의 전극지(18)의 실효 막두께(H_T)는 감소하기 때문에, IDT(12)의 전기 기계 결합 계수를 높일 수 있고, CI값을 더욱 낮출 수 있다.

또한, 도 59에 나타내는 SAW 공진자(10)에서는, 전술한 바와 같이, 반사기(20)의 도체 스트립(22)의 막두께(H_mR)와, IDT(12)의 전극지(18)의 막두께(H_mT)가 거의 동일하기(H_mT/λ＝H_mR/λ) 때문에, 상기식 (33)을 충족시키기 위해서는, 도체 스트립(22)간에 형성되는 홈(322)의 깊이(H_gR)와, 전극지(18)간에 형성되는 홈(321)의 깊이(H_gT)와의 사이에,

H_gT/λ＜H_gR/λ　···(34)

의 관계가 존재하고 있을 필요가 있다.

한편, 도 60에 나타내는 SAW 공진자(10)도, 상기식 (33)의 관계를 충족시키기는 하지만, 그 구성은 도 59와 약간 상이하다.

도 60에 나타내는 SAW 공진자(10)에서는, 도체 스트립(22)간에 형성되는 홈(322)의 깊이(H_gR)와, 전극지(18)간에 형성되는 홈(321)의 깊이(H_gT)가 거의 동일하기(H_gT/λ＝H_gR/λ) 때문에, 상기식 (33)을 충족시키기 위해서는, 반사기(20)의 도체 스트립(22)의 막두께(H_mR)와, IDT(12)의 전극지(18)의 막두께(H_mT)와의 사이에,

H_mT/λ＜H_mR/λ ···(35)

의 관계가 존재하고 있을 필요가 있다.

도 59 및 도 60의 어느 것에 나타내는 SAW 공진자(10)에 있어서도, 고Q화와 저CI화의 양립을 도모할 수 있다.

또한, 도 59에 나타내는 SAW 공진자(10)의 경우, 도체 스트립(22) 및 전극지(18)의 막두께가 동일하기 때문에, 이들을 형성할 때, 단일 막두께의 도전막을 성막하면 좋고, 제조 용이성이 높아진다.

또한, 도 60에 나타내는 SAW 공진자(10)의 경우, 홈(322) 및 홈(321)의 깊이가 동일하기 때문에, 이들을 예를 들면 에칭법 등으로 형성할 때, 단일 조건으로 에칭을 행하면 좋고, 제조 용이성이 높아진다.

또한, 반사기(20)의 도체 스트립(22)의 개수는, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들면, 10∼500개 정도인 것이 바람직하고, 20∼400개 정도인 것이 보다 바람직하다.

또한, 반사기(20)에 형성되는 복수의 도체 스트립(22)의 막두께(H_mR)는, 복수의 도체 스트립(22)간에서 거의 동일한 것이 바람직하다. 이는, 복수의 전극지(18)간의 막두께(H_mT), 복수의 홈(322)간의 깊이(H_gR) 및, 복수의 홈(321)간의 깊이(H_gT)에 대해서도 동일하다.

또한, 상기식 (33)을 충족시키기 위해서는, H_mT/λ＞H_mR/λ이고, 그리고, 그 대소 관계를 반전시키는 정도로, H_gT/λ＜H_gR/λ의 관계 쪽이 강하다고 하는 구성의 SAW 공진자(10)라도 좋다. 마찬가지로, H_gT/λ＞H_gR/λ이고, 그리고, 그 대소 관계를 반전시키는 정도로, H_mT/λ＜H_mR/λ의 관계 쪽이 강하다고 하는 구성의 SAW 공진자(10)라도 좋다.

또한, 도 50에 의하면, 고Q화 외에, 높은 피겨 오브 메리트(M)를 얻을 수 있게 되어 있다고 말할 수 있다. 또한, 도 51은, 도 50을 얻은 SAW 공진자에 있어서의 임피던스(Z)와 주파수와의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 51로부터는, 공진점 부근에 쓸모 없는 스퓨리어스(spurious)가 존재하지 않는 것을 읽어낼 수 있다.

상기 실시 형태에서는, SAW 공진자(10)를 구성하는 IDT(12)는 모든 전극지가 교대로 교차하고 있도록 나타냈다. 그러나, 본 발명에 따른 SAW 공진자(10)는, 그 수정 기판에만 의해서도 상당한 효과를 가져올 수 있다. 이 때문에, IDT(12)에 있어서의 전극지(18)를 솎아낸 경우라도, 동일한 효과를 가져올 수 있다.

또한, 홈(32)에 관해서도, 전극지(18)간이나 반사기(20)의 도체 스트립(22)간에 부분적으로 형성하도록 해도 좋다. 특히, 진동 변위가 높은 IDT(12)의 중앙부는 주파수 온도 특성에 지배적인 영향을 주기 때문에, 그 부분에만 홈(32)을 형성하는 구조로 해도 좋다. 이러한 구조라도, 주파수 온도 특성이 양호한 SAW 공진자(10)로 할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 전극막으로서 Al 또는 Al를 주체로 하는 합금을 이용하는 취지를 기재했다. 그러나, 상기 실시 형태와 동일한 효과를 가져올 수 있는 금속이라면, 다른 금속 재료를 이용하여 전극막을 구성해도 좋다.

또한, 상기 실시 형태는 IDT를 하나만 형성한 일단자쌍 SAW 공진자이지만, 본 발명은 IDT를 복수 형성한 이단자쌍 SAW 공진자에도 적용 가능하고, 종(縱)결합형이나 횡(橫)결합형의 이중 모드 SAW 필터나 다중 모드 SAW 필터에도 적용 가능하다.

도 61은, (a) IDT(12)의 전극지(18)의 단차(H_mT＋H_gT)를 횡축에, Q값을 종축에 취하고, 실효 막두께(H_T)를 변화시켰을 때의 Q값의 변화의 추이를 나타내는 그래프 및, (b) 단차(H_mT＋H_gT)를 횡축에, 전기 기계 결합 계수를 종축에 취하고, 실효 막두께(H_T)를 변화시켰을 때의 전기 기계 결합 계수의 변화의 추이를 나타내는 그래프이다.

도 61로부터 분명한 바와 같이, SAW 공진자(10)에서는, 실효 막두께(H_T)의 증대와 함께, Q값이 상승하기는 하지만, 상대적으로 전기 기계 결합 계수가 저하되기 때문에 CI값이 상승해 버린다.

그래서, SAW 공진자(10)가 상기식 (33)을 충족시키도록 구성됨으로써, 실효 막두께(H_T)를 적당히 감소시키고, 고Q화와 저CI화를 고도로 양립시키는 것이 가능해진다.

도 61의 예에서는, 예를 들면, 전극지(18)의 실효 막두께(H_T)가 5.5％λ로 억제되면, Q값이 약 15000으로 높고, 그리고, 전기 기계 결합 계수가 약 0.056％λ나 높아지기 때문에, 고Q화와 저CI화를 양립할 수 있는 것을 읽어낼 수 있다.

＜제2 실시 형태＞

다음으로, 본 발명의 탄성 표면파 공진자에 따른 제2 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 62는, 실시 형태에 따른 SAW 디바이스의 제2 실시 형태를 나타내는 도면으로, 부분 확대 단면을 나타내는 도면이다.

이하, 제2 실시 형태에 대해서 설명하지만, 제1 실시 형태와의 상이점을 중심으로 설명하며, 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.

도 62에 나타내는 SAW 공진자(10)는, 반사기(반사 수단)(20)의 도체 스트립이 생략된 것 이외에는, 도 59에 나타내는 SAW 공진자(10)와 동일하다. 즉, 도 62에 나타내는 SAW 공진자(10)의 반사기(20)는, 수정 기판(30)의 상면이 오목하게 되도록 하여 형성된 복수의 홈(322)으로 구성되어 있다. 이러한 본 실시 형태에서는, 반사기(20)에 있어서의 도체 스트립의 형성이 생략되어 있기 때문에, 반사기(20)의 제조 용이성을 높일 수 있다. 또한, 도체 스트립의 형성에 수반되는 반사기(20)의 특성 불균일을 억제할 수 있다.

여기에서, 홈(322)의 깊이(H_gR), IDT(12)의 전극지(18)의 막두께(H_mT) 및, 전극지(18)간에 형성되는 홈(321)의 깊이(H_gT)는, 이하의 관계를 충족시키고 있다.

전극지(18)의 막두께(H_mT)와 홈(321)의 깊이(H_gT)와의 합을 탄성 표면파의 파장(λ)으로 나눈 것을 전극지(18)의 「실효 막두께(H_T/λ)」라고 정의하면, 도 62에 나타내는 SAW 공진자(10)는,

H_T/λ＜H_gR/λ　···(36)

의 관계를 충족시키도록 구성되어 있다.

SAW 공진자(10)가 상기와 같은 관계를 충족시킴으로써, 도체 스트립이 생략되어 있어도 반사기(20)의 반사 특성이 향상되어 스톱 밴드 상단 모드의 SAW의 에너지 가둠 효과가 보다 현저해지며, Q값의 더욱 높은 향상을 도모할 수 있다. 또한, 상대적으로 IDT(12)의 전극지(18)의 실효 막두께(H_T)는 감소하기 때문에, IDT(12)의 전기 기계 결합 계수를 높일 수 있고, CI값을 더욱 낮출 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)는, 제1 실시 형태에 따른 SAW 공진자(10)와 동일한 작용·효과를 가져온다.

또한, 도 63은, 도 62에 나타내는 SAW 공진자(10)의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.

도 63에 나타내는 SAW 공진자(10)는, 홈(322)이 1개이고, 그리고 이 홈(322)의 깊이가 도 62에 비하여 충분히 깊게 되어 있다. 이러한 충분한 깊이를 갖는 홈(322)은, 비록 1개라도, 복수의 홈(322)과 동일한 반사 특성을 갖게 된다. 이 때문에, 반사기(20)의 제조에 있어서, 단순히 깊이가 깊은 홈(322)을 형성하기만 하면 좋은 점에서, 그 제조 용이성을 현격히 높일 수 있다.

이때, 홈(322)의 깊이(H_gR)는, 3λ 이상인 것이 바람직하고, 6λ 이상인 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 홈(322)은 1개이더라도, 필요하고도 충분한 반사 특성을 갖게 된다.

＜제3 실시 형태＞

다음으로, 본 발명의 탄성 표면파 공진자에 따른 제3 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 64는, 실시 형태에 따른 SAW 디바이스의 제3 실시 형태를 나타내는 도면으로, 부분 확대 단면을 나타내는 도면이다.

이하, 제3 실시 형태에 대해서 설명하지만, 제1 실시 형태와의 상이점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.

도 64에 나타내는 SAW 공진자(10)는, 반사기(반사 수단; 20)의 도체 스트립(22)간에 형성되는 홈이 생략된 것 이외에는, 도 59에 나타내는 SAW 공진자(10)와 동일하다. 즉, 도 64에 나타내는 SAW 공진자(10)의 반사기(20)는, 수정 기판(30) 상에 형성된 복수의 도체 스트립(22)으로 구성되어 있다. 이러한 본 실시 형태에서는, 반사기(20)에 있어서의 홈의 형성이 생략되어 있기 때문에, 반사기(20)의 제조 용이성을 높일 수 있다. 또한, 홈의 형성에 수반되는 반사기(20)의 특성 불균일을 억제할 수 있다.

여기에서, 도체 스트립(22)의 막두께(H_mR), IDT(12)의 전극지(18)의 막두께(H_mT) 및, 전극지(18)간에 형성되는 홈(321)의 깊이(H_gT)는, 이하의 관계를 충족시키고 있다.

전극지(18)의 막두께(H_mT)와 홈(321)의 깊이(H_gT)와의 합을 탄성 표면파의 파장(λ)으로 나눈 것을, 전극지(18)의 「실효 막두께(H_T/λ)」라고 정의하면, 도 64에 나타내는 SAW 공진자(10)는,

H_T/λ＜H_mR/λ　···(37)

의 관계를 충족시키도록 구성되어 있다.

SAW 공진자(10)가 상기와 같은 관계를 충족시킴으로써, 홈이 생략되어 있어도 반사기(20)의 반사 특성이 향상되어 스톱 밴드 상단 모드의 SAW의 에너지 가둠 효과가 보다 현저해지고, Q값의 더욱 높은 향상을 도모할 수 있다. 또한, 상대적으로 IDT(12)의 전극지(18)의 실효 막두께(H_T)는 감소하기 때문에, IDT(12)의 전기 기계 결합 계수를 높일 수 있고, CI값을 더욱 낮출 수 있다.

＜제4 실시 형태＞

다음으로, 본 발명의 탄성 표면파 공진자에 따른 제4 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 65는, 실시 형태에 따른 SAW 디바이스의 제4 실시 형태를 나타내는 도면으로, 부분 확대 단면을 나타내는 도면이다.

이하, 제4 실시 형태에 대해서 설명하지만, 제1 실시 형태와의 상이점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.

도 65에 나타내는 SAW 공진자(10)는, 반사기(반사 수단)(20)가 수정 기판(30)의 단면(端面)으로 구성되어 있는 것 이외에는, 도 59에 나타내는 SAW 공진자(10)와 동일하다. 이러한 본 실시 형태에서는, 단지 수정 기판(30)에 평활성이 높은 단면을 형성하는 것만으로, 반사기(20)를 형성할 수 있기 때문에, 반사기(20)의 제조 용이성이 특히 높아진다. 또한, 홈이나 도체 스트립의 형성이 불필요하기 때문에, 이러한 형성에 수반되는 반사기(20)의 특성 불균일을 억제함과 함께, SAW 공진자(10)의 소형화를 도모할 수 있다.

도 65에는, 수정 기판(30)의 단면(30a, 30b)이 IDT(12)를 사이에 끼우도록 위치해 있고, 양 단면(30a, 30b)은 서로 평행이다. 또한, 양 단면(30a, 30b)은, IDT(12)의 전극지(18)와도 평행이 되도록 구성되어 있다.

반사 특성의 관점으로부터, 양 단면(30a, 30b)의 평활성은 될 수 있는 한 높은 것이 바람직하고, 또 수정 기판(30)의 상면에 대하여 수직인 것이 바람직하다.

또한, 각 단면(30a, 30b)이 IDT(12)로부터 떨어진 거리는, 탄성 표면파의 파장(λ)에 따라 설정되지만, 예를 들면, 전극지(18)의 중심으로부터 λ／2의 정수배가 되도록 설정된다.

[탄성 표면파 발진기]

다음으로, 본 발명에 따른 SAW 발진기에 대해서, 도 55를 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 SAW 발진기는 도 55에 나타내는 바와 같이, 전술한 SAW 공진자(10)와, 이 SAW 공진자(10)의 IDT(12)에 전압을 인가하여 구동 제어하는 IC(integrated circuit)(50)와, 이들을 수용하는 패키지로 이루어진다. 또한, 도 55에 있어서, 도 55(A)는 리드(lead)를 제외한 평면도이며, 도 55(B)는, 동 도 55(A)에 있어서의 A－A 단면을 나타내는 도면이다.

실시 형태에 따른 SAW 발진기(100)에서는, SAW 공진자(10)와 IC(50)를 동일한 패키지(56)에 수용하며, 패키지(56)의 저판(56a)에 형성된 전극 패턴(54a∼54g)과 SAW 공진자(10)의 빗살 형상 전극(14a, 14b) 및, IC(50)의 패드(52a∼52f)를 금속 와이어(60)에 의해 접속하고 있다. 그리고, SAW 공진자(10)와 IC(50)를 수용한 패키지(56)의 캐비티(cavity)는, 리드(58)에 의해 기밀하게 봉지(seal)되어 있다.

이러한 구성으로 함으로써, IDT(12)(도 1 참조)와 IC(50) 및, 패키지(56)의 저면에 형성된 도시하지 않은 외부 실장 전극을 전기적으로 접속할 수 있다.

따라서, 최근의 정보 통신의 고속화에 따른 레퍼런스 클럭(reference clock)의 고주파화에 더하여, 블레이드(blade) 서버를 비롯한 케이스체의 소형화에 수반해, 내부 발열의 영향이 커지고, 내부에 탑재되는 전자 디바이스에 요구되는 동작 온도 범위의 확대나 고정밀도화의 요구, 또는, 옥외에 설치되는 무선 기지국 등 저온에서부터 고온의 환경에 있어서, 장기에 걸쳐서 안정된 동작이 필요로 되고 있는 시장에 있어서, 본 발명에 따른 SAW 발진기는, 동작 온도 범위(사용 온도 범위: －40℃∼＋85℃)에서 주파수 변동량이 약 20(ppm) 이하라는 지극히 양호한 주파수 온도 특성을 갖고 있기 때문에 적합하다.

[전자 기기]

본 발명에 따른 SAW 공진자 혹은 당해 SAW 공진자를 구비한 SAW 발진기는, 주파수 온도 특성의 대폭적인 개선을 실현하고 있기 때문에, 예를 들면, 일본공개특허공보 2007-333500호, 일본공개특허공보 2007-93213호 등에 개시되어 있는 압력 센서, 일본공개특허공보 2008-286520호 등에 개시되어 있는 가속도 센서, 일본공개특허공보 2008-286521호 등에 개시되어 있는 회전 속도 센서 등에 적용됨으로써, 신뢰성이 높은 각종 센서(전자 기기)의 실현에 기여한다.

또한, 본 발명에 따른 SAW 공진자 혹은 당해 SAW 공진자를 구비한 SAW 발진기는, 주파수 온도 특성의 대폭적인 개선을 실현하고 있기 때문에, 예를 들면, 휴대 전화, 하드 디스크, 퍼스널 컴퓨터, BS 및 CS 방송을 수신하는 튜너, 동축 케이블 중을 전파하는 고주파 신호 또는 광케이블 중을 전파하는 광신호를 처리하는 기기, 넓은 온도 범위에서 고주파·고정밀도 클럭(저(低)지터, 저(低)위상 잡음)을 필요로 하는 서버·네트워크 기기나 무선 통신용 기기 등의 전자 기기에 있어서, 지극히 양호한 주파수 온도 특성과 함께, 지터 특성, 위상 노이즈 특성이 우수한 제품을 실현하는 것에 크게 기여하고, 더욱 높은 시스템의 신뢰성과 품질의 향상에 크게 공헌하는 것은 말할 필요도 없다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 SAW 공진자는, 도 48로 나타내는 바와 같이 동작 온도 범위(사용 온도 범위: －40℃∼＋85℃) 내에 변곡점을 갖고 있기 때문에, 3차 곡선 또는 3차 곡선에 가까운 주파수 변동량이 지극히 작은, 약 20ppm 이하라는 주파수 온도 특성을 실현할 수 있었다.

도 56(A)는, 일본공개특허공보 2006-203408호에 개시되어 있는 SAW 공진자의 주파수 온도 특성을 나타내는 그래프이다. 주파수 온도 특성이 3차 곡선을 나타내고 있지만, 보시는 바와 같이 변극점이 동작 온도 범위(사용 온도 범위: －40℃∼＋85℃)를 초과한 영역에 존재하고 있기 때문에, 실질적으로는 도 56(B)에 나타내는 바와 같이 위로 볼록한 정점을 갖는 2차 곡선이 된다. 이 때문에, 주파수 변동량은 100(ppm)이라는 지극히 큰 값으로 되어 있다.

그에 대하여, 본 발명에 따른 SAW 공진자는, 동작 온도 범위 내에서 3차 곡선 또는 3차 곡선에 가까운 주파수 변동량으로 하고, 주파수 변동량을 비약적으로 작게 하는 것을 실현한 것이다. IDT 및 반사기에 보호막을 피복한 SAW 공진자에 있어서의 동작 범위 내의 주파수 변동량의 변화에 대해서, 도 57 및, 도 58에 나타낸다.

도 57에 나타내는 예는, 전극에 대하여 보호막으로서의 알루미나를 피막한 경우에 있어서의 동작 온도 범위 내에 있어서의 주파수 변동량을 나타내는 도면이다. 도 57에 의하면, 동작 온도 범위 내에 있어서의 주파수 변동량은, 10(ppm) 이하로 할 수 있는 것을 읽어낼 수 있다.

·도 57에 나타내는 예에 따른 SAW 공진자의 기본 데이터

H(재질 : 알루미늄) : 2000(Å)

G : 4700(Å)

(H＋G＝0.067)

IDT 라인 점유율(ηi) : 0.6

반사기 라인 점유율(ηr) : 0.8

오일러각 (0°, 123°, 43.5°)의 면 내 회전 ST컷 기판

대수 : 120

교차폭 : 40λ(λ＝10(㎛))

반사기 개수(편측당) : 36

전극지의 경사 각도 없음

보호막(알루미나)의 막두께 : 400(Å)

2차 온도 계수(β)＝＋0.0007(ppm/℃²)

도 58에 나타내는 예는, 전극에 대하여 보호막으로서의 SiO₂를 피막한 경우에 있어서의 동작 온도 범위 내에 있어서의 주파수 변동량을 나타내는 도면이다. 도 58에 의하면, 동작 온도 범위 내에 있어서의 주파수 변동량은, 20(ppm) 이하로 할 수 있는 것을 읽어낼 수 있다.

·도 58에 나타내는 예에 따른 SAW 공진자의 기본 데이터

H(재질 : 알루미늄) : 2000(Å)

G : 4700(Å)

(H＋G＝0.067)

IDT 라인 점유율(ηi) : 0.6

반사기 라인 점유율(ηr) : 0.8

오일러각 (0°, 123°, 43.5°)의 면 내 회전 ST컷 기판

대수 : 120

교차폭 : 40λ(λ＝10(㎛))

반사기 개수(편측당) : 36

전극지의 경사 각도 없음

보호막(SiO₂)의 막두께 : 400(Å)

2차 온도 계수(β)＝＋0.0039(ppm/℃²)

이상, 본 발명의 탄성 표면파 공진자, 탄성 표면파 발진기 및 전자 기기에 대해서, 도시의 실시 형태에 기초하여 설명했지만, 본 발명은 이들로 한정되지 않는다.

예를 들면, 본 발명의 탄성 표면파 공진자는, 전술한 각 실시 형태를 조합한 것이라도 좋다. 예를 들면, 반사기(반사 수단)는, 도체 스트립만을 형성한 영역, 홈만을 형성한 영역, 이 쌍방을 형성한 영역 등이 혼재한 것이라도 좋다. 또한, 이것에, 충분히 깊은 홈이나 반사 단면(端面)을 조합한 것이라도 좋다.

1 : 웨이퍼　
10 : SAW 공진자(탄성 표면파 공진자)　
12 : IDT(정규형 IDT)　
12a : 경사형 IDT　
14a, 14b : 빗살 형상 전극　
16a, 16b : 버스 바　
18, 18a, 18b : 전극지　
2 : 면　
20 : 반사기　
22 : 도체 스트립　
30 : 수정 기판
30a, 30b : 단면
32, 321, 322 : 홈　
50 : IC　
52a∼52f : 패드　
54a∼54g : 전극 패턴　
56 : 패키지
56a : 저판　
58 : 리드　
60 : 금속 와이어　
100 : SAW 발진기

Claims

오일러각이 －1.5°≤φ≤1.5°, 117°≤θ≤142°, 42.79°≤|ψ|≤49.57°인 수정 기판 상에 형성되고, 스톱 밴드 상단 모드의 탄성 표면파를 여진(勵振)하는 IDT와, 상기 IDT를 구성하는 전극지(電極指)간에 위치하는 기판을 오목하게 한 전극지간 홈을 갖는 탄성 표면파 공진자(resonator)로서,
상기 탄성 표면파의 파장을 λ, 상기 전극지간 홈의 깊이를 G로 한 경우에,

를 충족시키고,
그리고, 상기 IDT의 라인 점유율을 η로 한 경우에, 상기 전극지간 홈의 깊이(G)와 상기 라인 점유율(η)이,

의 관계를 충족시키고,
상기 IDT를 상기 탄성 표면파의 전반(propagation) 방향에 있어서 사이에 끼우도록 배치되어, 상기 탄성 표면파를 반사하는 한 쌍의 반사 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 공진자.
제1항에 있어서,
상기 전극지간 홈의 깊이(G)가,

의 관계를 충족시키는 탄성 표면파 공진자.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 IDT의 전극지의 막두께를 H로 했을 때,

의 관계를 충족시키는 탄성 표면파 공진자.
제3항에 있어서,
상기 라인 점유율(η)이,

의 관계를 충족시키는 탄성 표면파 공진자.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 전극지간 홈의 깊이(G)와 상기 전극지의 막두께(H)와의 합이,

의 관계를 충족시키는 탄성 표면파 공진자.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 ψ와 상기 θ가,

의 관계를 충족시키는 탄성 표면파 공진자.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 IDT에 있어서의 스톱 밴드 상단 모드의 주파수를 ft2, 상기 반사 수단에 있어서의 스톱 밴드 하단 모드의 주파수를 fr1, 상기 반사 수단의 스톱 밴드 상단 모드의 주파수를 fr2로 했을 때,

의 관계를 충족시키는 탄성 표면파 공진자.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사 수단은, 상기 IDT를 구성하는 전극지와 평행하게 되도록 배치되고, 상기 수정 기판을 오목하게 한 홈으로 구성되어 있는 탄성 표면파 공진자.
제8항에 있어서,
상기 반사 수단이 갖는 홈은, 서로 평행한 복수개의 홈인 탄성 표면파 공진자.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 IDT를 구성하는 전극지의 막두께를 H_mT, 상기 전극지간 홈의 깊이를 H_gT, 상기 전극지의 실효 막두께를 H_T/λ(단, H_T＝H_mT＋H_gT)로 함과 함께, 상기 반사 수단이 갖는 상기 홈의 깊이를 H_gR로 했을 때,
상기 IDT 및 상기 반사 수단은,
H_T/λ＜H_gR/λ
의 관계를 충족시키는 탄성 표면파 공진자.
제10항에 있어서,
상기 H_gR는 3λ 이상인 탄성 표면파 공진자.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사 수단은, 상기 수정 기판 상에 형성된 서로 평행한 복수개의 도체 스트립(strip)으로 구성되어 있는 탄성 표면파 공진자.
제12항에 있어서,
상기 IDT를 구성하는 전극지의 막두께를 H_mT, 상기 전극지간 홈의 깊이를 H_gT, 상기 전극지의 실효 막두께를 H_T/λ(단, H_T＝H_mT＋H_gT)로 함과 함께, 상기 도체 스트립의 막두께를 H_mR로 했을 때,
상기 IDT 및 상기 반사 수단은,
H_T/λ＜H_mR/λ
의 관계를 충족시키는 탄성 표면파 공진자.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사 수단은, 서로 평행한 복수개의 상기 홈과, 상기 홈에 인접하여 상기 수정 기판 상에 형성된 서로 평행한 복수개의 도체 스트립으로 구성되어 있는 탄성 표면파 공진자.
제14항에 있어서,
상기 IDT를 구성하는 전극지의 막두께를 H_mT, 상기 전극지간 홈의 깊이를 H_gT, 상기 전극지의 실효 막두께를 H_T/λ(단, H_T＝H_mT＋H_gT)로 함과 함께, 상기 도체 스트립의 막두께를 H_mR, 상기 반사 수단이 갖는 상기 홈의 깊이를 H_gR, 상기 도체 스트립의 실효 막두께를 H_R/λ(단, H_R＝H_mR＋H_gR)로 했을 때,
상기 IDT 및 상기 반사 수단은,
H_T/λ＜H_R/λ
의 관계를 충족시키는 탄성 표면파 공진자.
제15항에 있어서,
상기 IDT를 구성하는 전극지의 막두께(H_mT)와 상기 도체 스트립의 막두께(H_mR)가,
H_mT/λ＝H_mR/λ
의 관계를 충족시키고, 그리고,
상기 전극지간 홈의 깊이(H_gT)와 상기 반사 수단이 갖는 상기 홈의 깊이(H_gR)가,
H_gT/λ＜H_gR/λ
의 관계를 충족시키는 탄성 표면파 공진자.
제15항에 있어서,
상기 전극지간 홈의 깊이(H_gT)와 상기 반사 수단이 갖는 상기 홈의 깊이(H_gR)가,
H_gT/λ＝H_gR/λ
의 관계를 충족시키고, 그리고,
상기 IDT를 구성하는 전극지의 막두께(H_mT)와 상기 도체 스트립의 막두께(H_mR)가,
H_mT/λ＜H_mR/λ
의 관계를 충족시키는 탄성 표면파 공진자.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사 수단은, 상기 수정 기판의 단면(端面)으로 구성되어 있는 탄성 표면파 공진자.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 탄성 표면파 공진자와, 상기 IDT를 구동하기 위한 IC를 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 발진기.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 탄성 표면파 공진자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.