KR20130088888A - 탄성 표면파 장치 - Google Patents
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Abstract
불요파에 기인하는 주파수 특성의 저하가 억제된 탄성 표면파 장치를 제공한다.
탄성 표면파 장치(1)는 압전 기판(21)과, 압전 기판(21) 위에 형성되어 있는 IDT 전극(22)과, 제1의 유전체층(23)과, 제2의 유전체층(24)을 포함하고 있다. 제1의 유전체층(23)은 압전 기판(21) 위에 형성되어 있다. 제1의 유전체층(23)은 산화규소로 이루어진다. 제2의 유전체층(24)은 제1의 유전체층(23) 위에 형성되어 있다. 제2의 유전체층(24)은 제1의 유전체층(23)보다도 빠른 음속을 가진다. 탄성 표면파 장치(1)는 제3의 유전체층(25)을 더 포함하고 있다. 제3의 유전체층(25)은 제1의 유전체층(23)과 압전 기판(21) 사이에 형성되어 있다. 제3의 유전제층(25)은 압전 기판(21)의 표면(21a) 및 IDT 전극(22)의 상면(22a) 및 측면(22b,22c)을 덮고 있다.
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Description
본 발명은 공진자나 대역 필터 등에 사용되는 탄성 표면파 장치에 관한 것이다.
종래, 예를 들면 공진자나 필터장치로서, 탄성 표면파를 이용한 탄성 표면파 장치가 널리 이용되게 되어 오고 있다. 예를 들면 하기의 특허문헌 1에는, 이러한 탄성 표면파 장치의 일례로서, 압전 기판 위에 형성되어 있고, IDT 전극을 덮도록 형성된 SiO2막과, SiO2막 위에 형성된 SiN막을 포함하는 탄성 표면파 장치가 개시되어 있다.
이 특허문헌 1에 기재된 탄성 표면파 장치는, IDT 전극을 덮도록 형성된 SiO2막을 가지기 때문에 뛰어난 주파수 온도 특성을 가진다. 또한 특허문헌 1에 기재된 탄성 표면파 장치에서는, SiO2막 위에 형성되어 있는 SiN막의 두께를 조정함으로써, 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 조정할 수 있다. 따라서, 주파수 정밀도를 향상할 수 있다.
그러나 특허문헌 1에 기재된 탄성 표면파 장치에서는, 불요파(不要波)에 기인하여, 예를 들면 공진 주파수와 반공진 주파수 사이에 스퓨리어스가 생기거나, 통과 대역 내에 스퓨리어스가 생긴다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 불요파에 기인하는 주파수 특성의 저하가 억제된 탄성 표면파 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 장치는 압전 기판과, IDT 전극과, 제1의 유전체층과, 제2의 유전체층을 포함하고 있다. IDT 전극은 압전 기판 위에 형성되어 있다. 제1의 유전체층은 압전 기판 위에 형성되어 있다. 제1의 유전체층은 산화규소로 이루어진다. 제2의 유전체층은 제1의 유전체층 위에 형성되어 있다. 제2의 유전체층은 제1의 유전체층보다도 빠른 음속을 가진다. 본 발명에 따른 탄성 표면파 장치는 제3의 유전체층을 더 포함하고 있다. 제3의 유전체층은 제1의 유전체층과 압전 기판 사이에 형성되어 있다. 제3의 유전체층은 압전 기판의 표면 및 IDT 전극의 상면 및 측면을 덮고 있다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 장치의 어느 특정 국면에서는, 제3의 유전체층의 두께는 IDT 전극의 전극지간 피치에 의해 정해지는 파장의 1.5%이상이다. 이 구성에서는, 불요파에 기인하는 주파수 특성의 저하를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 장치의 다른 특정 국면에서는, 제3의 유전체층의 두께는 제1의 유전체층의 두께 이하이다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 장치의 다른 특정 국면에서는, 제3의 유전체층은 질화규소, 산질화규소, 다이아몬드, 알루미나 또는 질화알루미늄으로 이루어진다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 제2의 유전체층은 질화규소, 산질화규소, 다이아몬드, 알루미나 또는 질화알루미늄으로 이루어진다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 압전 기판은 LiNbO3 또는 LiTaO3로 이루어진다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 압전 기판은 120°~130°Y컷트 X전파의 LiNbO3 기판으로 이루어진다. 이 구성에서는, 레일리파(Rayleigh wave)를 메인 모드로서 이용하고, SH파를 불요파로 했을 때에, 불요파인 SH파에 기인하는 주파수 특성의 저하를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 압전 기판은 -10°~10°Y컷트 X전파의 LiNbO3 기판으로 이루어진다. 이 구성에서는, SH파를 메인 모드로서 이용하고, 레일리파를 불요파로 했을 때에, 불요파인 레일리파에 기인하는 주파수 특성의 저하를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 장치에서는, 제1의 유전체층과 압전 기판 사이에 형성되어 있고, 압전 기판의 표면 및 IDT 전극의 상면 및 측면을 덮는 제3의 유전체층이 마련되어 있다. 이 때문에, 불요파에 기인하는 주파수 특성의 저하가 억제되어 있다.
도 1은 본 발명을 실시한 한 실시형태에 따른 탄성 표면파 필터의 약도적 회로도이다.
도 2는 본 발명을 실시한 한 실시형태에 있어서의 탄성 표면파 공진자의 약도적 평면도이다.
도 3은 본 발명을 실시한 한 실시형태에 있어서의 탄성 표면파 공진자의 일부분을 확대한 약도적 단면도이다.
도 4는 실험예에 따른 탄성 표면파 공진자에 있어서의 제3의 유전체층의 두께와, 탄성 표면파의 주파수 특성의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 실험예에 따른 탄성 표면파 공진자에 있어서의 제3의 유전체층의 두께와, 레일리파의 반공진 주파수에 대한 SH파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수의 비((SH파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수 F(SH))/(레일리파의 반공진 주파수 Fa))의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실험예에 따른 탄성 표면파 공진자의 위상 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 실시예 및 비교예의 탄성 표면파 필터장치의 삽입 손실을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명을 실시한 한 실시형태에 있어서의 탄성 표면파 공진자의 약도적 평면도이다.
도 3은 본 발명을 실시한 한 실시형태에 있어서의 탄성 표면파 공진자의 일부분을 확대한 약도적 단면도이다.
도 4는 실험예에 따른 탄성 표면파 공진자에 있어서의 제3의 유전체층의 두께와, 탄성 표면파의 주파수 특성의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 실험예에 따른 탄성 표면파 공진자에 있어서의 제3의 유전체층의 두께와, 레일리파의 반공진 주파수에 대한 SH파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수의 비((SH파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수 F(SH))/(레일리파의 반공진 주파수 Fa))의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실험예에 따른 탄성 표면파 공진자의 위상 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 실시예 및 비교예의 탄성 표면파 필터장치의 삽입 손실을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 실시한 바람직한 형태에 대하여, 도 1에 나타내는 래더형의 탄성 표면파 필터장치(1)를 예로 들어 설명한다. 단, 탄성 표면파 필터장치(1)는 단순히 예시이다. 본 발명은 탄성 표면파 필터장치(1)에 하등 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 탄성 표면파 장치는, 예를 들면 탄성 표면파 분파기여도 되고, 탄성 표면파 공진자여도 된다. 또한 본 발명에 따른 탄성 표면파 장치는 예를 들면 종결합 공진자형 탄성 표면파 필터장치여도 된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 탄성 표면파 필터장치(1)는 제1 및 제2의 신호단자(11,12)를 가진다. 제1 및 제2의 신호단자(11,12)는 직렬암(series arm)(13)에 의해 접속되어 있다. 직렬암(13)에 있어서, 복수의 직렬암 공진자(S1~S4)가 직렬로 접속되어 있다. 직렬암 공진자(S2)에는 커패시터(C1)가 병렬로 접속되어 있다. 직렬암(13)과 그라운드 전위는 병렬암(parallel arm)(14~16)에 의해 접속되어 있다. 병렬암(14~16)의 각각에는 병렬암 공진자(P1~P3)가 마련되어 있다. 병렬암 공진자(P1)와 그라운드 전위 사이에는 인덕터(L1)가 접속되어 있다. 병렬암 공진자(P2)와 그라운드 전위 사이에는 인덕터(L2)가 접속되어 있다. 인덕터(L1,L2)와 그라운드 전위 사이에는 인덕터(L4)가 접속되어 있다. 병렬암 공진자(P3)와 그라운드 전위 사이에는 인덕터(L3)가 접속되어 있다.
직렬암 공진자(S1~S4) 및 병렬암 공진자(P1~P3)의 각각은 1 또는 복수의 탄성 표면파 공진자에 의해 구성되어 있다. 그 탄성 표면파 공진자(20)의 약도적 평면도를 도 2에 나타내고, 도 3에 일부분을 확대한 약도적 단면도를 나타낸다.
탄성 표면파 공진자(20)는 압전 기판(21)을 가진다. 압전 기판(21)은 예를 들면 LiNbO3나 LiTaO3에 의해 형성할 수 있다. 압전 기판(21)은 예를 들면 120°~130°Y컷트 X전파의 LiNbO3 기판이나 -10°~10°Y컷트 X전파의 LiNbO3 기판에 의해 구성할 수 있다.
압전 기판(21)의 주면(21a) 위에는 IDT 전극(22)이 형성되어 있다. IDT 전극(22)은 서로 맞물려 있는 한 쌍의 빗살형상 전극에 의해 형성되어 있다. IDT 전극(22)은 적당한 도전 재료에 의해 형성할 수 있다. IDT 전극(22)은 예를 들면 Al, Pt, Au, Ag, Cu, Ni, Ti, Cr 및 Pd로 이루어지는 군으로부터 선택된 금속, 혹은 Al, Pt, Au, Ag, Cu, Ni, Ti, Cr 및 Pd로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 합금에 의해 형성할 수 있다. 또한 IDT 전극(22)은 상기 금속이나 합금으로 이루어지는 복수의 도전층의 적층체에 의해 구성할 수도 있다.
주면(21a) 위에는 제1의 유전체층(23)이 형성되어 있다. 제1의 유전체층(23)은 산화규소로 이루어진다. 이 때문에, 제1의 유전체층(23)은, 압전 기판(21)과는 정부(正負)가 다른 주파수 온도 계수(TCF: Temperature Coefficient of Frequency)를 가진다. 그러므로, 제1의 유전체층(23)을 마련함으로써, 탄성 표면파 공진자(20)의 주파수 온도 특성을 개선할 수 있다. 그 결과, 탄성 표면파 필터장치(1)의 주파수 온도 특성을 개선할 수 있다.
제1의 유전체층(23)의 두께는 IDT 전극(22)에 있어서 여진(勵振)되는 탄성파가 탄성 표면파가 되는 정도이면 특별히 한정되지 않는다. 제1의 유전체층(23)의 두께는, 예를 들면 전극 두께~0.5λ(λ는 IDT 전극의 전극지간 피치에 의해 정해지는 파장) 정도로 할 수 있다.
제1의 유전체층(23) 위에는 제2의 유전체층(24)이 형성되어 있다. 제1의 유전체층(23)은 이 제2의 유전체층(24)에 의해 덮여 있다. 제2의 유전체층(24)은 제1의 유전체층(23)보다도 빠른 음속을 가진다. 제2의 유전체층(24)은 예를 들면 질화규소, 산질화규소, 다이아몬드, 알루미나 또는 질화알루미늄에 의해 형성할 수 있다. 이 제2의 유전체층(24)의 두께를 조정함으로써, 탄성 표면파 공진자(20)의 주파수 특성을 조정할 수 있다. 그 결과, 탄성 표면파 필터장치(1)의 주파수 특성을 조정할 수 있다. 따라서, 제2의 유전체층(24)을 마련함으로써, 탄성 표면파 필터장치(1)를 높은 주파수 정밀도로 제조할 수 있다. 또한 제조 후에 있어서, 필터 특성 등의 주파수 특성을 용이하게 조정할 수 있다.
또한 제2의 유전체층(24)의 두께는, IDT 전극(22)에 있어서 여진되는 탄성파가 탄성 표면파가 되는 정도이면 특별히 한정되지 않는다. 제2의 유전체층(24)의 두께는, 예를 들면 0.002λ~0.05λ(λ는 IDT 전극의 전극지간 피치에 의해 정해지는 파장) 정도로 할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 제1의 유전체층(23)과 압전 기판(21) 사이에 제3의 유전체층(25)이 형성되어 있다. 이 제3의 유전체층(25)에 의해, 압전 기판(21)의 주면(21a) 및 IDT 전극(22)의 상면(22a) 및 측면(22b,22c)이 직접 덮여 있다. 제3의 유전체층(25)은, 압전 기판(21)의 주면(21a) 및 IDT 전극(22)의 상면(22a) 및 측면(22b,22c)과 접촉하고 있다.
제3의 유전체층(25)은 제1의 유전체층(23)과는 다른 유전체로 이루어진다. 제3의 유전체층(25)은 예를 들면 질화규소, 산질화규소, 다이아몬드, 알루미나 또는 질화알루미늄에 의해 형성할 수 있다. 또한 제3의 유전체층(25)은 제1의 유전체층(23)보다도 빠른 음속을 가지고 있어도 되고, 늦은 음속을 가지고 있어도 된다.
제3의 유전체층(25)의 두께는 제1의 유전체층(23)의 두께 이하이며, IDT 전극(22)의 전극지간 피치에 의해 정해지는 파장의 1.5%이상인 것이 바람직하다.
또한 제1~제3의 유전체층(23~25)의 형성방법은 특별히 한정되지 않는다. 제1~제3의 유전체층(23~25)은 예를 들면 스퍼터링법이나 CVD법 등에 의해 형성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제1의 유전체층(23)과 압전 기판(21) 사이에, 압전 기판(21)의 주면(21a) 및 IDT 전극(22)의 상면(22a) 및 측면(22b,22c)을 덮는 제3의 유전체층(25)이 형성되어 있다. 이 때문에, 이 제3의 유전체층(25)의 두께를 변화시킴으로써, IDT 전극(22)에 의해 여진되는 복수 종류의 탄성 표면파의 음속 관계를 변화시킬 수 있다. 따라서, 불필요한 탄성 표면파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수를, 특성 발현에 이용하는 메인 모드의 공진 주파수나 반공진 주파수로부터 멀게 할 수 있다.
예를 들면 120°~130°Y컷트 X전파의 LiNbO3 기판에 의해 압전 기판(21)을 구성하고, 레일리파를 메인 모드, SH파를 불요파로 했을 때에, 불요파인 SH파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수 위치를, 메인 모드인 레일리파의 공진 주파수와 반공진 주파수 사이의 주파수 대역의 외측이나, 레일리파에 의해 형성되는 통과 대역의 바깥에 배치하는 것이 가능해진다. 그 결과, 높은 주파수 특성을 실현할 수 있다.
또한 예를 들면 -10°~10°Y컷트 X전파의 LiNbO3 기판에 의해 압전 기판(21)을 구성하고, SH파를 메인 모드, 레일리파를 불요파로 했을 때에, 불요파인 레일리파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수 위치를, 메인 모드인 SH파의 공진 주파수와 반공진 주파수 사이의 주파수 대역의 외측이나, SH파에 의해 형성되는 통과 대역의 바깥에 배치하는 것이 가능해진다. 그 결과, 높은 주파수 특성을 실현할 수 있다.
이하, 이 효과에 대하여, 구체예를 참조하면서 상세하게 설명한다.
우선, 이하의 설계 파라미터로, 상기 설명의 탄성 표면파 공진자(20)와 실질적으로 동일한 구성을 가지는 탄성 표면파 공진자를, 제3의 유전체층의 두께를 다양하게 변화시켜 복수 제작하고, 메인 모드인 레일리파의 공진 주파수 및 반공진 주파수 및 불요파인 SH파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수 위치를 측정하였다. 또한 레일리파의 반공진 주파수에 대한 SH파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수의 비(F(SH)/Fa)를 산출하였다. 결과를 도 4 및 도 5에 나타낸다. 또한 도 4 및 도 5에 있어서, 횡축은 제3의 유전체층의 파장(λ)으로 규격화한 두께이다. 또한 도 6에 있어서, 제3의 유전체층의 파장 규격화 두께가 2.5%일 때의 위상 특성을 실선으로 나타내고, 제3의 유전체층의 파장 규격화 두께가 0%일 때의 위상 특성을 파선으로 나타낸다.
(탄성 표면파 공진자의 설계 파라미터)
압전 기판: 129°Y컷트 X전파의 LiNbO3 기판
IDT 전극의 구성: Ti막(두께: 10nm)/AlCu막(두께: 130nm, Cu 함유율: 10질량%)/Ti막(두께: 10nm)/Pt막(두께: 80nm)/NiCr막(두께: 10nm)/압전 기판
IDT 전극의 파장(λ): 4.0㎛
IDT 전극의 Duty: 0.48
제1의 유전체층: 두께 1100nm의 SiO2막
제2의 유전체층: 두께 40nm의 Si3N4막
제3의 유전체층: 두께가 0nm, 50nm, 100nm 또는 150nm의 Si3N4막
도 4 및 도 5에 나타내는 결과로부터, 제3의 유전체층의 파장 규격화 두께가 커짐에 따라, 레일리파의 공진 주파수 및 반공진 주파수 및 SH파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수는 모두 고주파수측에 시프트하는 것을 알 수 있다. 그러나 제3의 유전체층의 파장 규격화 두께의 변화량에 대한, 레일리파의 공진 주파수 및 반공진 주파수의 변화량은 상대적으로 작고, 제3의 유전체층의 파장 규격화 두께의 변화량에 대한, SH파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수의 변화량은 상대적으로 크다. 이 때문에, 제3의 유전체층이 형성되어 있지 않을 경우(제3의 유전체층의 파장 규격화 두께=0%일 경우)는, SH파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수가, 레일리파의 공진 주파수와 반공진 주파수 사이의 주파수대에 위치하고 있지만, 제3의 유전체층의 파장 규격화 두께가 커지면, SH파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수가, 레일리파의 공진 주파수와 반공진 주파수 사이의 주파수대보다도 고영역측에 위치하게 된다. 구체적으로는, 도 4에 나타내는 그래프로부터도 알 수 있듯이, 제3의 유전체층의 파장 규격화 두께를 1.5%이상으로 함으로써, SH파에 기인하는 스퓨리어스의 주파수를, 레일리파의 공진 주파수와 반공진 주파수 사이의 주파수대보다도 고영역측에 위치시킬 수 있다. 이 때문에, 불요파인 SH파에 기인하는 스퓨리어스에 의한 주파수 특성의 열화를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한 상술과 같이, 레일리파의 주파수 특성과 SH파의 주파수 특성은, 제3의 유전체층의 파장 규격화 두께에 대한 변화 양태가 다른 것이기 때문에, SH파를 메인 모드로서 이용하여, 레일리파를 불요파로 할 때에 있어서도 마찬가지로, 제3의 유전체층을 마련함으로써, 불요파에 기인하는 스퓨리어스에 의한 주파수 특성의 열화를 효과적으로 억제할 수 있다.
다음으로, 실시예로서, 하기의 설계 파라미터로 상기 탄성 표면파 필터장치(1)와 동일한 구성을 가지는 탄성 표면파 필터장치를 작성하여, 삽입 손실을 측정하였다. 결과를 도 7에 파선으로 나타낸다.
또한 비교예로서, 제3의 유전체층을 마련하지 않은 것 이외에는, 상기 실시예에 따른 탄성 표면파 필터장치와 동일한 구성을 가지는 탄성 표면파 필터장치를 작성하여, 삽입 손실을 측정하였다. 결과를 도 7에 실선으로 나타낸다.
(실시예에 있어서의 설계 파라미터)
압전 기판: 129°Y컷트 X전파의 LiNbO3 기판
IDT 전극의 구성: Ti막(두께: 10nm)/AlCu막(두께: 130nm, Cu 함유율: 10질량%)/Ti막(두께: 10nm)/Pt막(두께: 80nm)/NiCr막(두께: 10nm)/압전 기판
제1의 유전체층: 두께 1000nm의 SiO2막
제2의 유전체층: 두께 40nm의 Si3N4막
제3의 유전체층: 두께 100nm의 Si3N4막
도 7에 나타내는 바와 같이, 비교예(도 7에 있어서의 실선)에서는, 불요파인 SH파에 기인하는 스퓨리어스가 통과 대역 내의 고영역측 부분에 생겨 있고, 통과 대역 내의 고영역측 부분에 있어서의 삽입 손실이 커져 있다. 그에 대하여, 실시예(도 7에 있어서의 파선)에서는, 스퓨리어스가 통과 대역보다도 고영역측, 즉 통과 대역 외에 위치하고 있고, 통과 대역에 있어서의 고영역측 부분의 삽입 손실의 증대가 억제되어, 결과적으로 통과 대역의 삽입 손실이 개선되어 있다. 이 점으로부터, 제3의 유전체층을 마련함으로써, 통과 대역에 있어서의 삽입 손실의 증대를 억제할 수 있다.
또한 제1의 유전체층과 압전 기판 사이에 형성되어 있고, 압전 기판의 표면 및 IDT 전극의 상면 및 측면을 덮는 제3의 유전체층이 형성되어 있는 구성의 것이면, 제2의 유전체층은 생략되어 있어도 된다. 이 경우에도, 메인 모드의 주파수 특성과 불요파가 되는 스퓨리어스의 주파수 특성이, 제3의 유전체층의 두께에 대하여 다른 거동을 나타내는 것이 확인되고 있고, 따라서 본원의 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다.
1: 탄성 표면파 필터장치 11, 12: 신호단자
13: 직렬암 14~16: 병렬암
20: 탄성 표면파 공진자 21: 압전 기판
21a: 주면 22: IDT 전극
22a: 상면 22b, 22c: 측면
23: 제1의 유전체층 24: 제2의 유전체층
25: 제3의 유전체층 P1~P3: 병렬암 공진자
S1~S4: 직렬암 공진자 C1: 커패시터
L1~L4: 인덕터
13: 직렬암 14~16: 병렬암
20: 탄성 표면파 공진자 21: 압전 기판
21a: 주면 22: IDT 전극
22a: 상면 22b, 22c: 측면
23: 제1의 유전체층 24: 제2의 유전체층
25: 제3의 유전체층 P1~P3: 병렬암 공진자
S1~S4: 직렬암 공진자 C1: 커패시터
L1~L4: 인덕터
Claims (8)
- 압전 기판과,
상기 압전 기판 위에 형성된 IDT 전극과,
상기 압전 기판 위에 형성되어 있고, 산화규소로 이루어지는 제1의 유전체층과,
상기 제1의 유전체층 위에 형성되어 있고, 상기 제1의 유전체층보다도 빠른 음속을 가지는 제2의 유전체층을 포함하는 탄성 표면파 장치로서,
상기 제1의 유전체층과 상기 압전 기판 사이에 형성되어 있고, 상기 압전 기판의 표면 및 상기 IDT 전극의 상면 및 측면을 덮는 제3의 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제3의 유전체층의 두께는 상기 IDT 전극의 전극지간 피치에 의해 정해지는 파장의 1.5%이상인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제3의 유전체층의 두께는 상기 제1의 유전체층의 두께 이하인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3의 유전체층은 질화규소, 산질화규소, 다이아몬드, 알루미나 또는 질화알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2의 유전체층은 질화규소, 산질화규소, 다이아몬드, 알루미나 또는 질화알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압전 기판은 LiNbO3 또는 LiTaO3로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치. - 제6항에 있어서,
상기 압전 기판은 120°~130°Y컷트 X전파의 LiNbO3 기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치. - 제6항에 있어서,
상기 압전 기판은 -10°~10°Y컷트 X전파의 LiNbO3 기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
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| DE102015116223B4 (de) * | 2015-09-25 | 2019-05-09 | Snaptrack, Inc. | SAW-Filter mit unterdrückter Scher-Mode |
| DE102015116224B4 (de) * | 2015-09-25 | 2019-10-24 | Snaptrack, Inc. | SAW-Filter mit zusätzlichem Pol |
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| WO2017068838A1 (ja) * | 2015-10-23 | 2017-04-27 | 株式会社村田製作所 | 弾性波フィルタ装置 |
| JP6489234B2 (ja) * | 2015-12-02 | 2019-03-27 | 株式会社村田製作所 | 圧電素子、圧電マイクロフォン、圧電共振子及び圧電素子の製造方法 |
| JP2017157944A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置およびそれを用いた送受信フィルタを有するデュプレクサ |
| JP6390819B2 (ja) * | 2016-04-25 | 2018-09-19 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置及びその製造方法 |
| US20180041187A1 (en) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | Skyworks Filter Solutions Japan Co., Ltd. | Surface acoustic wave elements having improved resistance to cracking, and methods of manufacturing same |
| KR20180016828A (ko) | 2016-08-08 | 2018-02-20 | 삼성전기주식회사 | 표면 탄성파 필터 장치 및 이의 제조방법 |
| KR101953219B1 (ko) * | 2016-11-24 | 2019-02-28 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치 |
| WO2018105249A1 (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置 |
| JP6941944B2 (ja) * | 2017-02-01 | 2021-09-29 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波デバイス |
| KR102304886B1 (ko) * | 2017-02-22 | 2021-09-24 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 탄성표면파 소자 |
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| JP6913619B2 (ja) * | 2017-12-12 | 2021-08-04 | 株式会社村田製作所 | マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置 |
| DE102018104955A1 (de) * | 2018-03-05 | 2019-09-05 | RF360 Europe GmbH | Schallwellenvorrichtungen mit verbesserter Störmodenunterdrückung |
| CN110601677A (zh) | 2018-06-13 | 2019-12-20 | 天工方案公司 | 铌酸锂滤波器中添加高速层的杂散剪切水平模式频率控制 |
| US20200007108A1 (en) * | 2018-07-02 | 2020-01-02 | Qorvo Us, Inc. | Trim layers for surface acoustic wave devices |
| CN111147039A (zh) | 2018-11-06 | 2020-05-12 | 天工方案公司 | 具有叉指式换能器上的高导热层的声波器件 |
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Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06164293A (ja) * | 1992-02-12 | 1994-06-10 | Kokusai Electric Co Ltd | 弾性表面波共振子 |
| JP3261353B2 (ja) * | 1998-06-01 | 2002-02-25 | ティーディーケイ株式会社 | 弾性表面波装置の特性改良方法 |
| JP2001044787A (ja) * | 1999-07-30 | 2001-02-16 | Kyocera Corp | 弾性表面波装置 |
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| US7038353B2 (en) * | 2001-01-10 | 2006-05-02 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave device and method of manufacturing the same |
| JP3841053B2 (ja) * | 2002-07-24 | 2006-11-01 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波装置及びその製造方法 |
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| JP2006121233A (ja) | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Seiko Epson Corp | 弾性表面波素子片および弾性表面波フィルタ |
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| JP2007267366A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-10-11 | Fujitsu Media Device Kk | 弾性境界波素子、共振器およびフィルタ |
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| JP4943787B2 (ja) * | 2006-09-13 | 2012-05-30 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波デバイス、共振器およびフィルタ |
| JP2008078739A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Fujitsu Media Device Kk | 弾性波デバイスおよびフィルタ |
| EP2093881B1 (en) | 2006-12-14 | 2018-08-15 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Elastic wave filter device |
| JP2010088109A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-04-15 | Panasonic Corp | 弾性波素子と、これを用いた電子機器 |
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| US7939989B2 (en) * | 2009-09-22 | 2011-05-10 | Triquint Semiconductor, Inc. | Piston mode acoustic wave device and method providing a high coupling factor |
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