KR20170049451A

KR20170049451A - 플레이트 모드를 가지는 표면 탄성파 필터의 설계 및 제작

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Publication number: KR20170049451A
Application number: KR1020160141556A
Authority: KR
Inventors: 맥휴 션; 펜지 닐; 에디 마이크; 터너 패트릭
Original assignee: 레저넌트 인크.
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2017-05-10
Also published as: US10110200B2; KR101777584B1; CN106656096A; US20170126203A1; EP3163749A3; EP3163749A2; JP6194072B2; US9369111B1; JP2017085542A

Abstract

표면 탄성파(SAW) 필터의 제조 방법 및 압전 기판 상에 제작된 SAW 필터가 개시된다. 두 개 이상의 SAW 공진기를 포함하는 필터 디자인이 확립될 수 있다. 두 개 이상의 SAW 공진기의 각각과 연관된 관련된 플레이트 모드의 어드미턴스가 모델링되고 각각의 SAW 공진기의 어드미턴스와 병렬로 추가될 수 있다. 관련된 플레이트 모드의 어드미턴스를 포함하는 필터 디자인은 디자인 요구 사항의 세트를 만족시키는 최종 필터 디자인을 확립하도록 반복수행될 수 있다.

Description

플레이트 모드를 가지는 표면 탄성파 필터의 설계 및 제작{DESIGN AND FABRICATION OF SURFACE ACOUSTIC WAVE FILTERS HAVING PLATE MODES}

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본 개시물은 표면 탄성파(SAW) 공진기를 사용하는 무선 주파수 필터에 관한 것이고, 특히 통신 장비에서 사용되기 위한 필터에 관한 것이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, SAW 공진기(100)는 석영, 리튬 니오베이트(lithium niobate), 리튬 탄탈레이트, 또는 갈륨 란탄 실리케이트(lanthanum gallium silicate)와 같은 압전 재료로 제조된 기판(150)의 표면에 형성된 박막 도체 패턴에 의하여 형성될 수 있다. 기판(150)은 압전 재료의 단결정 슬래브일 수 있고, 또는 실리콘, 사파이어, 또는 석영과 같은 다른 재료에 결합되는 압전 재료의 박막 단결정 웨이퍼를 포함하는 합성물 기판일 수 있다. 합성물 기판은 단결정 압전 재료 자체만의 열팽창 계수와 상이한 열팽창 계수를 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 제 1 트랜스듀서(110)는 복수 개의 병렬 도체를 포함할 수 있다. 입력 단자(IN)를 통해 제 1 트랜스듀서(110)로 인가되는 무선 주파수 또는 마이크로파 신호가 기판(150)의 표면에 탄성파를 생성할 수 있다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 표면 탄성파는 좌우 방향으로 전파할 것이다. 제 2 트랜스듀서(120)는 탄성파를 출력 단자(OUT)에서 무선 주파수 또는 마이크로파 신호로 역변환할 수 있다. 제 2 트랜스듀서(120)의 도체는 도시된 바와 같이 제 1 트랜스듀서(110)의 도체와 인터리빙될 수 있다. 다른 SAW 공진기 구성(미도시)에서, 제 2 트랜스듀서를 형성하는 도체는 제 1 트랜스듀서를 형성하는 도체에 가깝거나, 또는 이로부터 분리되는 기판(150)의 표면에 배치될 수 있다.

제 1 트랜스듀서(110)와 제 2 트랜스듀서(120) 사이의 전기적 커플링은 매우 주파수 의존적이다. 제 1 트랜스듀서(110)와 제 2 트랜스듀서(120) 사이의 전기적 커플링은 통상적으로 공진(제 1 및 제 2 트랜스듀서 사이의 어드미턴스가 매우 높은 경우) 및 반-공진(제 1 및 제 2 트랜스듀서 사이의 어드미턴스가 매우 낮은 경우) 모두를 보인다. 공진 및 반-공진의 주파수들은 주로 맞물린 도체들의 피치 및 방위, 기판 재료의 선택, 및 기판 재료의 결정학적 방위에 의하여 결정된다. 제 1 트랜스듀서(110)와 제 2 트랜스듀서(120) 사이의 커플링의 세기는 트랜스듀서의 길이 L에 따라 달라진다. 그레이팅 반사기(grating reflector; 130, 135)가 기판에 배치되어, 탄성파의 대부분의 에너지를 제 1 및 제 2 트랜스듀서(110, 120)에 의하여 점유되는 기판의 영역으로 한정할 수 있다.

SAW 공진기는 대역 거절 필터, 대역통과 필터, 및 듀플렉서를 포함하는 다양한 무선 주파수 필터에서 사용된다. 듀플렉서는, 공통 안테나를 사용한 동시적인 제 1 주파수 대역에서의 송신 및 제 2 주파수 대역(제 1 주파수 대역과 상이함)에서의 수신을 가능하게 하는 무선 주파수 필터 디바이스이다. 듀플렉서는 셀룰러 전화기를 포함한 무선 통신 장비에서 일반적으로 볼 수 있다.

SAW 공진기의 특징은 동작 온도에 민감하다. 이러한 공진기를 사용하여 구성된 마이크로파 필터는, 온도 변동에 대한 민감도를 완화시키기 위한 노력이 가해지지 않는다면 동작 온도가 변동함에 따라 용납할 수 없을 정도로 열화될 수도 있다. 온도 의존성의 하나의 소스는 온도가 변동함에 따른 압전 웨이퍼의 팽창 또는 축소이다. 온도에 대한 재료의 치수 변화는 열팽창 계수(coefficient of thermal expansion; CTE)라고 불린다. 박막 압전 웨이퍼를 더 낮은 CTE를 가지는 더 두꺼운 지지 기판과 결합시키면 온도가 변동함에 따른 압전 웨이퍼의 팽창 및 축소가 제한될 것이다.

도 2 는 앞서 도 1 에 도시되었던 예시적인 SAW 공진기(100)의 단면도이다. 제 1 트랜스듀서(110), 제 2 트랜스듀서(120), 및 그레이팅 반사기(130, 135)를 형성하는 전극은, 받침 기판(254)과 선택적으로 결합될 수 있는 압전 재료의 웨이퍼(252)의 전면(256)에 침착된다. 웨이퍼(252) 및 받침 기판(254)이 존재하면, 이들은 총괄적으로 합성물 기판(150)을 형성한다. 웨이퍼(252)는 석영, 리튬 니오베이트(lithium niobate), 리튬 탄탈레이트, 또는 갈륨 란탄 실리케이트(lanthanum gallium silicate) 또는 몇 가지 다른 압전 재료일 수 있다. 받침 기판(254)은, 예를 들어 실리콘, 사파이어, 석영, 또는 몇 가지 다른 재료일 수 있다. 통상적으로 받침 기판(254)은 웨이퍼(252)보다 더 낮은 열팽창 계수를 가지는 재료로 제조될 수 있지만, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 웨이퍼(252) 및 받침 기판(254)은 압력 및 상승된 온도의 조합을 사용함으로써 직접적으로 결합될 수도 있다. 대안적으로는, 웨이퍼(252) 및 받침 기판(254)은 접착제의 층(미도시)을 사용하여 결합될 수도 있다.

박막 압전 웨이퍼(예를 들어 SAW 공진기의 공진 주파수에서 50 개의 탄성 파장보다 적은 두께를 가지는 압전 웨이퍼) 상에 형성된 SAW 공진기에서 발생될 수 있는 문제점은, 웨이퍼(252)의 전면(256)과 웨이퍼(252)의 후면(258)이 화살표(250)로 표시된 공진 캐비티를 형성한다는 것이다. 트랜스듀서(110, 120)에 의하여 생성된 탄성파는 후면(258)으로부터 반사되어 특정 주파수에서 공진할 수 있다. 후면(258)에서 반사되면, 후면(258) 및 인접한 재료 사이의 인터페이스에서의 탄성파 속도에 변동이 생기게 되는데, 인접한 재료는 공기, 받침 기판, 또는 접착제일 수 있다. 비록 이러한 공진 캐비티에 대한 양호도가 더 낮을 수 있지만, 그래도 이것은 SAW 공진기의 전기적 응답에 영향을 준다. 이러한 스퓨리어스 캐비티 모드(spurious cavity modes)는 일반적으로 플레이트 모드(plate mode)라고 지칭된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 성증이 개선된 표면 탄성파 필터의 설계 및 제작하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 설계 방법은, 압전 웨이퍼 상에 제작되도록 표면 탄성파(SAW) 필터를 설계하는 방법으로서, 두 개 이상의 SAW 공진기를 포함하는 필터 디자인을 확립하는 단계; 상기 두 개 이상의 SAW 공진기의 각각과 연관된 관련된 플레이트 모드의 효과를 추가하는 단계; 디자인 요구 사항의 세트를 만족시키는 최종 필터 디자인을 확립하도록, 관련된 플레이트 모드의 어드미턴스를 포함하는 필터 디자인을 반복처리(iterating)하는 단계를 포함한다.

도 1 은 SAW 공진기의 개략적인 평면도이다.
도 2 는 SAW 공진기의 단면도이다.
도 3 은 예시적인 SAW 필터의 블록도이다.
도 4 는 주파수의 함수인 SAW 공진기의 어드미턴스의 그래프이다.
도 5 는 주파수의 함수인 SAW 공진기의 어드미턴스 실수부의 그래프이다.
도 6a 는 플레이트 모드를 포함하는 SAW 공진기의 회로 모델의 개략도이다.
도 6b 는 플레이트 모드를 포함하는 SAW 공진기의 다른 회로 모델의 개략도이다.
도 7 은 주파수의 함수인 SAW 필터의 S(1,2) 파라미터의 그래프이다.
도 8 은 주파수의 함수인 SAW 필터의 S(1,2) 파라미터의 다른 그래프이다.
도 9 는 압전 웨이퍼 두께에 대한 필터 성능에서의 변동을 예시하는 그래프이다.
도 10 은 SAW 필터를 설계 및 제작하는 방법의 흐름도이다.
본 명세서 전체를 통해, 도면에 나타나는 구성 요소에는 세 자리 참조 번호들이 할당되는데, 이 중 가장 높은 숫자는 해당 구성 요소가 처음 나타나는 도면 번호를 나타내고 다음 두 개의 숫자들은 해당 구성 요소에 고유한 것이다. 도면과 함께 기술되지 않는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 가지는 이전에 설명된 구성 요소와 동일한 특징과 기능을 가지는 것으로 간주될 수 있다.

장치의 설명

필터 회로는 공통적으로 두 개 이상의 SAW 공진기를 포함한다. 예를 들어, 도 3 은 X1 내지 X9로 표시된 9 개의 SAW 공진기를 포함하는 예시적인 대역통과 필터 회로(300)의 개략도를 도시한다. 필터 회로(300)는 입력(포트 1)과 출력(포트 2) 사이에 직렬 연결되는 5 개의 직렬 공진기(X1, X3, X5, X7, 및 X9)를 포함한다. 필터 회로(300)는 인접한 직렬 공진기들의 정션과 접지 사이에 연결되는 4 개의 션트 공진기(X2, X4, X6, 및 X8)를 포함한다. 9 개의 SAW 공진기, 5 개의 직렬 공진기, 및 4 개의 션트 공진기를 사용하는 것은 예시적인 것이다. 필터 회로는 9 개의 SAW 공진기보다 더 많거나 더 적은 공진기 및 직렬 및 션트 공진기의 다른 배치구성을 포함할 수 있다. 필터 회로(300)는, 예를 들어 통신 디바이스에 내장되기 위한 송신 필터 또는 수신 필터일 수 있다.

9 개의 공진기(X1-X9) 각각은 도 1 에 도시된 바와 같이 인터-디지털 트랜스듀서 및 그레이팅 반사기로 구성될 수 있다. 9 개의 공진기(X1-X9) 각각은 대응하는 공진 주파수인 f1 - f9를 가질 수 있다. 공진 주파수 f1 - f9 는 모두 서로 다를 수 있다. 공진기(X1 - X9) 중 일부의 공진 주파수는 서로 같을 수도 있다. 통상적으로, 션트 공진기의 공진 주파수 f2, f4, f6, f8 은 직렬 공진기의 공진 주파수f1, f3, f5, f7, f9 으로부터 오프셋될 수 있다. 필터 회로(300)가 박막 압전 웨이퍼 또는 합성물 기판 상에 제작되면, 상이한 음향 플레이트 모드가 9 개의 SAW 공진기(X1-X9)의 각각과 연관될 수 있다.

도 4 는 필터 회로(300) 내의 공진기(X1-X9) 중 임의의 것일 수 있는, 박막 압전 웨이퍼 또는 합성물 기판 상에 제작된 단일 SAW 공진기의 어드미턴스의 크기를 표시하는 그래프(400)이다. 선 410 은 어드미턴스이고, 이것은 어드미턴스가 최대인 공진(412)과 어드미턴스가 최소인 반-공진(414)을 보여준다. 선 410 은 또한 416A, 416B, 및 416C에서 플레이트 모드에 기인한 리플(ripple)도 나타낸다.

공진기 성능에 대한 플레이트 모드의 효과는, 도 5 에 도시된 바와 같은 SAW 공진기의 어드미턴스의 실수부의 그래프에서 더 잘 나타난다. 실선(510)은 공진기의 어드미턴스의 측정된 실수부를 나타낸다. 플레이트 모드에 의한 기여분은 516A, 516B, 및 516C에서 확인할 수 있다. 점선(520)은 플레이트 모드를 고려하지 않는 모델로부터 얻어진, 공진기의 기대된 성능을 나타낸다. 쇄선(530)은 후속해서 논의될, 플레이트 모드를 설명하는 모델로부터 얻어진 공진기의 기대된 성능을 나타낸다.

516A, 516B, 및 516C에서의 플레이트 모드가 이러한 공진기와 특히 관련된다. 동일한 기판 상에서 이러한 SAW 공진기에 인접하게 제작된 다른 공진기는 플레이트 모드의 다른 세트와 관련될 수 있다.

516A, 516B, 및 516C에서의 플레이트 모드는 동일한 공진 캐비티의 다른 차수 모드이다. 주파수는 수학식 1 과 같은 간단한 패브리-페로 공식(Fabry-Perot formula)을 사용해서 결정될 수 있다:

여기에서 t는 압전 웨이퍼 두께이고, c는 플레이트 모드에 대한 소리의 유효 속도이며, n = 1, 2, … 는 모드 인덱스이다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 고차수(n) 플레이트 모드(516A, 516B, 516C)는 54.2 mHz의 주파수 간격으로 균일하게 이격된다. 수학식 1 로부터, 인접한 플레이트 모드들 사이의 주파수 간격 Δf가 다음 수학식 2 에 의하여 주어진다.

c가 반드시 벌크 또는 표면 파에 대한 소리의 속도일 필요는 없다는 것에 주의한다. 대신에, 이것은 단일 SAW 공진기에서의 측정으로부터 결정되는 미터/초의 차원을 가지는 파라미터이다. SAW 공진기에 대한 c의 값을 결정하기 위하여, 인접한 플레이트 모드들 사이의 주파수 간격 Δf는 공진기 성능의 측정으로부터 결정될 수 있다. 그러면 예비 값 c ₀는 수학식 3 과 같이 추정될 수 있다.

각각의 플레이트 모드의 모드 번호 n은 수학식 4 에 의하여 결정될 수 있다.

여기에서 f _n은 플레이트 모드의 공진 주파수이다. SAW 공진기의 플레이트 모드의 모드 번호가 연속하는 정수일 것이라는 것이 기대된다. 그러면 c의 값은 수학식 5 와 같이 결정될 수 있다

발명자들은 주어진 SAW 공진기에 대한 c의 값이 다른 공진 주파수를 가지는 유사한 SAW 공진기의 c의 값과 상이하다는 것을 발견했다. c와 공진기 주파수 사이의 관련성은 다양한 공진 주파수를 가지는 SAW 공진기에 대해서 수행된 측정들로부터 결정될 수 있다. 발명자들은 공진기 주파수에 대한 c의 의존성이 간단한 선형 방정식인 수학식 6 을 사용하여 모델링될 수 있다는 것을 발견했다.

여기에서 f _res는 공진기 주파수이고, a 및 b는 실험 데이터로부터 결정된 상수들이다.

SAW 필터에 대한 사양은 하나 이상의 통과 대역과 하나 이상의 저지 대역에 걸친 필터 성능을 공통적으로 규정한다. 시작 및 저지 대역에 의하여 커버되는 총 주파수 범위는 그 필터의 주파수 스팬(frequency span)이라고 간주될 수 있다. 주파수 스팬 내에 속하거나 이것과 바로 인접한 공진 주파수를 가지는 플레이트 모드들은 필터 성능에 영향을 줄 수 있고, 따라서 관련된 플레이트 모드라고 간주되는 반면에, 주파수 스팬으로부터 멀리 떨어진 공진 주파수를 가지는 플레이트 모드들은 필터 성능과 무관하다고 간주된다. 필터 성능에 대한 플레이트 모드의 효과는, 예를 들어 각각의 관련된 플레이트 모드의 어드미턴스를 각각의 공진기의 어드미턴스와 병렬로 추가함으로써 모델링될 수 있다.

SAW 필터 디자인은 적어도 부분적으로, 회로 디자인 툴을 사용해서 수행될 수 있다. 회로 디자인 툴을 사용하면, 각각의 SAW 공진기는 집중-소자 등가 회로에 의하여 표현될 수 있다. 도 6a 는 연관된 플레이트 모드를 가지는 SAW 공진기의 향상된 등가 회로 모델(600)의 개략도이다. 향상된 등가 회로 모델(600)은 해당 SAW 공진기와 관련되는 하나 이상의 관련된 플레이트 모드의 어드미턴스 Y_n, Y_n+1, …(620, 622)과 병렬인 SAW 공진기 회로 모델(610)을 포함한다. 도 6 에 도시되는, 인덕터(Lm) 및 커패시터(Co 및 Cm)로 이루어지는 SAW 공진기 회로 모델(610)은 단순화된 것이다. 추가적인 집중 성분들을 포함하는 더 복잡한 SAW 공진기 회로 모델이 SAW 필터 디자인 도중에 사용될 수도 있다. 도 6b 에 도시되는 대안적인 향상된 등가 회로 모델은 SAW 공진기와 연관된 하나 이상의 관련된 플레이트 모드의 모델(630)과 직렬인 SAW 공진기 회로 모델(610)에 의하여 형성될 수 있다.

각각의 플레이트 모드의 어드미턴스(620, 622)는 다음 수학식에 의해 주어진다.

여기에서 Y_n,re 및 Y_n,im은 각각 어드미턴스의 실수부 및 허수부이다. 플레이트 공진기의 어드미턴스의 실수부(Y_n,re)는 수학식 8 에 의하여 주어진다.

그리고 어드미턴스의 허수부(Y_n,im)는 수학식 9 에 의하여 주어진다.

여기에서 z = g ₁*(f-f _n)/f _n 이고, f는 주파수이며, f _n은 플레이트 모드의 공진 주파수이고, g ₀ 및 g ₁은 수학식 7 및 수학식 8 을 단일 SAW 공진기의 측정된 어드미턴스에 적용함으로써 결정되는 파라미터이다. 발명자들은 파라미터 g₀ 및 g₁이 SAW 공진기의 길이 L(도 1 을 참조한다) 및 압전 웨이퍼의 두께 t에 대하여 변동한다는 것을 발견했다. 특히,

인데, 여기에서 k ₀ 및 k ₁은 수학식 8 및 수학식 9 를 다른 길이 및 압전 웨이퍼 두께를 가지는 복수 개의 SAW 공진기의 측정된 어드미턴스에 적용함으로써 결정되는 상수들이다.

값들 a, b, k ₀, 및 k ₁이 다른 공진 주파수를 가지는 다수의 SAW 공진기에 대한 측정으로부터 결정되면, 수학식 8 내지 수학식 11 이 다양한 공진 주파수, 길이, 및 압전 웨이퍼 두께를 가지는 SAW 공진기와 연관된 플레이트 모드의 복소 어드미턴스를 계산하기 위하여 사용될 수도 있다. 플레이트 모드의 어드미턴스는 SAW 공진기에 대하여 계산된 어드미턴스에 가산될 수도 있다. 도 5 에 보이는 파선 곡선(530)은 수학식 8 을 사용하여 계산된 플레이트 모드의 어드미턴스를 포함하는 예시적인 공진기의 계산된 실수 어드미턴스이다.

이제 멀티-공진기 대역통과 필터의 성능은 각각의 SAW 공진기의 플레이트 모드 어드미턴스들을 통합함으로써 더 정확하게 계산될 수 있다. 도 7 은 합성물 기판 상에 제작된 예시적인 필터(300)의 S(2,1) 파라미터의 플롯이다. 9 개의 SAW 공진기를 포함하는 이러한 필터의 개략도는 도 3 에 도시되었다. S-파라미터는 선형 전기 회로망의 성능을 기술하기 위하여 사용되는 관례이다. 실선(710)은 S(2,1)의 플롯인데, 이것은 전기 회로망의 포트 1 로부터 포트 2 로의 전달 함수이다. S(2,1)는 본질적으로 수치 부호가 변동되는 필터(300)의 "삽입 손실(insertion loss)" 이다(예를 들어 S(2,1) = -3 dB는 3 dB의 삽입 손실과 등가이다). 이러한 경우에서, 실선(710)은 측정된 필터(300)(플레이트 모드를 포함함)의 측정된 입력-출력 전달 함수를 표시한다. 점선(720)은 플레이트 모드를 고려하지 않는 모델에 기초한 필터(300)의 기대된 입력-출력 전달 함수를 표시한다.

대역통과 필터는 필터(300)의 포트 1 에서의 신호 입력을 일반적으로 S(2,1)이 -3 dB보다 더 큰 주파수 대역으로서 정의되는 선결정된 "통과 대역" 내의 주파수들에 대하여 거의 손실이 없이 포트 2 로 전달하도록 요구될 수 있다. 통과 대역 외부의 주파수들은 실질적으로 감쇠된다. 대역통과 필터에 대한 사양은 통과 대역에 걸쳐 S(2,1)의 최소 값(즉 최대 삽입 손실) 및 S(2,1)의 통과 대역 외부의 하나 이상의 저지 대역들 각각에 대해 최대 값(즉 최소 삽입 손실)을 포함할 수 있다.

필터(300)의 성능에 대한 플레이트 모드의 효과는 도 8 에서 볼 수 있는데, 이것은 도 7 과 비교하여 확장된 스케일로 S(2,1)의 크기를 도시한다. 실선(810)이 측정된 성능이다. 점선(820)은 플레이트 모드를 고려하지 않는 모델을 사용하여 계산된, 필터(300)의 예측된 성능(anticipated performance)을 보여준다. 측정된 성능(실선(810)은 예측된 성능(점선(820)에서는 발견되지 않는, 여러 리플 또는 하락(dips)(화살표(840, 842, 844)로 표시됨)을 보여준다. 쇄선(830)은 수학식 8 및 수학식 9 를 사용하여 계산된, 플레이트 모드의 어드미턴스들을 포함하는 모델에 의하여 예측된 필터 성능을 보여준다. 불완전하지만, 플레이트 모드를 포함하는 모델은 측정된 필터 성능의 훨씬 더 정확한 예측을 제공한다.

수학식 1 에서 표시되는 바와 같이, 플레이트 모드의 주파수는 압전 웨이퍼의 두께 t에 크게 의존한다. 도 8 로부터 시각화될 수 있는 바와 같이, 플레이트 모드 주파수에 변동이 생기면 필터 성능에 받아들일 수 없는 변동이 생기게 될 수 있다. 두께에 대하여 수학식 1 의 도함수를 취하면 수학식 12 가 얻어진다.

압전 웨이퍼의 통상적인 두께에 대하여, f _n (n번째 플레이트 모드의 주파수)은 압전 웨이퍼 두께에 1 마이크론의 변동이 발생하면 100 mHz(mHz 또는 MHz)가 넘게 변동할 수도 있다. 요구되는 성능 요구 사항이 있는 필터 애플리케이션에서, 압전 웨이퍼 두께의 변동은 통과대역을 훼손시키는 플레이트 모드 주파수에서의 변동에 기인하여 제작 수율 손실이 크게 발생하는 것을 방지하기 위해서 100 nm 이하로 제어될 필요가 있을 수 있다.

다시 도 5 를 참조하면, 특정 압전 웨이퍼 두께를 가지는 박막 압전 웨이퍼 또는 온 합성물 기판 상에 제작된 SAW 공진기는 1782 MHz(화살표 516A), 1836 MHz(화살표 516B), 및 1890 MHz(화살표 516C)에서 플레이트 모드 공진을 나타낼 수 있다. 만일 압전 웨이퍼의 두께가 느리게 증가되었다면, 플레이트 모드 공진 주파수는 주파수에 있어서 더 낮게 천이할 것이다. 압전 웨이퍼 두께가 플레이트 모드 공진 주파수가 54.2 MHz 만큼 천이하게 하는 양만큼 증가되었다면, 화살표 516B에 의하여 표시된 플레이트 모드 공진은 자신의 원래의 주파수 1836 MHz로부터 1782 MHz의 새로운 주파수로 천이되었을 것이다(즉 화살표 516A에 의하여 표시되는 공진의 원래의 포지션으로 천이되었을 수 있는데, 이것은 그래프 500 의 범위 외의 좌측으로 천이되었을 것이다). 이러한 포인트에서, 실수 어드미턴스의 그래프는 실선(510)과 매우 유사해 보일 것이다.

필터 내의 모든 SAW 공진기의 플레이트 모드 공진이 유사하게 영향을 받을 것인데, 결과적으로 플레이트 모드 공진이 약 54.2 MHz만큼 천이된 필터의 성능은 원래의 필터의 성능과 등가이거나 이것에 매우 유사하다.

수학식 2 및 수학식 12 을 결합하면 다음 수학식 13 을 얻는다.

여기에서 Δt는 균등한 성능을 가지는 필터가 되게 하는, 두 개의 압전 웨이퍼들 사이의 두께차이다. 두 개의 필터의 성능은 양자 모두의 필터가 성능 요구 사항의 동일한 세트를 만족시킨다면 "등가(equivalent)"인 것으로 간주된다. 예를 들어, 도 9 는 압전 웨이퍼 두께의 함수로서 시뮬레이션된 필터의 대역폭의 그래프(900)이다. 실선(910)은 필터 대역폭을 나타내는데, 이것은 약 0.62 μm의 주기로 웨이퍼 두께와 함께 순환식으로(cyclically) 변동한다. 필터의 규정된 대역폭이 83 ± 1 MHz라고 가정하면, 등가 필터는 압전 웨이퍼 두께가 28.5 ± 0.1 μm 또는 29.12 ± 0.1 μm인 하이브리드 기판 상에 구성될 수 있다(도 9 에서 음영 영역(920) 또는 0.62 μm의 정수배 만큼 이러한 두께 범위보다 더 두껍거나 더 얇은 다른 두께 범위(예를 들어 27.88 ± 0.1 μm, 29.74 ± 0.1 μm)로 표시됨). 압전 웨이퍼에 대하여 다른 두께를 사용할 수 있는 능력에 의하여, 제조 과정에서 압전 웨이퍼 또는 합성물 기판의 수율이 크게 개선될 수 있다.

두 개 이상의 비접경 두께 범위(noncontiguous thickness range)의 그룹인 t ± ε, t ± ε ± Δt, t ± ε ± 2Δt, … 가 압전 웨이퍼에 대하여 정의될 수 있는데, ±ε은 오차 범위이고 Δt는 수학식 13 에 의하여 정의되거나 실험 데이터로부터 결정될 수 있다. 두 개 이상의 비접경 두께 범위 중 임의의 범위에 속하는 두께를 가지는 압전 웨이퍼가 혼자 사용되거나 또는 합성물 기판의 구성 요소로서 사용되거나 무관하게 균등한 성능을 가지는 필터를 제작하기 위하여 사용될 수 있다.

프로세스의 설명

도 10 은 SAW 필터를 설계 및 제작하는 프로세스(1000)의 흐름도이다. 프로세스(1000)는 해당 필터에 대한 사양의 세트를 가지고 단계 1005A 또는 단계 1005B에서 시작된다. 프로세스(1000)는 사양을 만족하는 필터의 제조가 완료된 이후에 단계 1095 에서 종료된다.

프로세스(1000)가 시작되기 이전에 결정된 사양들의 세트는, 예를 들어 통과 대역 및, 선택적으로 하나 이상의 저지 대역의 낮은 주파수 및 높은 주파수에 대한 사양을 포함할 수 있다. 사양들의 세트는 통과 대역에 걸친 S(2,1)의 최소 값(즉 최대 삽입 손실) 및 정의되는 경우 각각의 저지 대역에 걸친 S(2,1)의 최대 값(즉 최소 삽입 손실)을 포함할 수 있다. 사양들의 세트는 입력 임피던스 범위를 포함할 수 있다. 입력 임피던스 범위는, 예를 들어 선결정된 소스 임피던스를 가지는 소스에 의하여 구동될 경우의 필터의 입력에서의 최대 반사 계수 또는 최대 전압 정재파 비(maximum voltage standing wave ratio; VSWR)로서 정의될 수 있다. 입력 임피던스 범위는 몇 가지 다른 방식으로 정의될 수도 있다. 필터에 대한 사양들의 세트는 최대 다이 크기, 동작 온도 범위, 입력 전력 레벨, 및 다른 요구 사항과 같은 다른 요구 사항을 포함할 수 있다.

제 1 시간 프로세스(1000)는 필터를 설계하기 위하여 사용되고, 이러한 프로세스는 1005A에서 시작한다. 단계 1010 에서, 하나 이상의 탐구형 SAW 공진기는 설계될 필터를 생산하기 위하여 사용되는 기판을 나타내는 합성물 기판을 사용하여 제작될 수 있다. 탐구형 SAW 공진기는 각각의 SAW 공진기와 연관된 플레이트 모드들의 파라미터를 탐색하거나 발견하기 위하여 사용된다. 구체적으로 설명하면, 탐구형 SAW 공진기를 제작하기 위하여 사용되는 기판은 제조 시에 사용되도록 의도되는 동일한 재료 및 결정 방위(즉 내부 결정 축에 대한 기판의 표면의 각도)로 제조된 베이스 기판 및 압전 웨이퍼를 포함할 수 있다. 여러 다른 공진 주파수를 가지는 탐구형 SAW 공진기는 제조 시에 사용되도록 의도되는 동일한 프로세스(즉 금속 재료 및 두께, 라인 및 공간 비, 유전체 오버코트(overcoat), 등)을 사용하여 제조될 수 있다. 그러면 탐구형 SAW 공진기의 어드미턴스 및 다른 특징이 측정될 수 있다.

단계 1020 에서, 파라미터 a, b, k ₀, 및 k ₁은 탐구형 SAW 공진기의 측정으로부터 결정될 수 있다. 플레이트 모드의 주파수가 각각의 샘플 공진기에 대하여 결정될 수 있고, 소리의 유효 속도 c가 수학식 3 내지 수학식 5 를 사용하여 각각의 샘플 공진기에 대하여 결정될 수 있다. 공진기 주파수에 대한 c의 의존성이 결정될 수 있고, 파라미터 a 및 b가 수학식 6 을 실험 데이터에 적용함으로써 결정될 수 있다. 파라미터 g ₀ 및 g ₁은 수학식 7 및 수학식 8 을 실수 및 허수 탐구형 SAW 공진기의 어드미턴스에 적용함으로써 결정될 수 있다. 그러면 파라미터 k ₀ 및 k ₁은 수학식 11 및 수학식 12 로부터 결정될 수 있다. 단계 1010 및 단계 1020 에서 결정된 a, b, k ₀, 및 k ₁이 재사용될 수 있기 때문에, 후속하는 필터 디자인은 단계 1005B에서 시작할 수도 있다.

단계 1030 에서, 필터는 플레이트 모드의 효과를 고려하는 설계 방법을 사용하여 설계될 수도 있다. 단계 1035 내지 단계 1055 까지의 동작은 필터를 설계하기 위하여 취해질 수 있는 단계들의 예시적인 세트를 구성한다. 다른 설계 방법이 단계 1030 에서 사용될 수도 있다. 단계 1030 에서 사용되는 설계 방법은 다른 순서로 수행되는 다른 단계, 더 많거나 더 적은 단계 및/또는 동일한 단계를 포함할 수 있다.

우선, 단계 1035 에서, SAW 공진기의 개수, 타입, 및 구성을 포함하는 필터 아키텍처가 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 3 의 대역통과 필터는 5 개의 직렬 공진기 및 4 개의 션트 공진기를 가진다. 다른 필터 아키텍처는 더 많거나 더 적은 직렬 및/또는 션트 SAW 공진기를 포함할 수 있는데, 동일한 개수의 SAW 공진기는 다르게 연결된다(예를 들어 입력 및/또는 출력 포트로부터 접지로 연결된 션트 공진기를 포함함).

다음으로, 단계 1040 에서, 선택된 아키텍처를 사용한 초기 필터 디자인이 확립될 수 있다. 초기 필터 디자인은, 예를 들어 회로 디자인 소프트웨어 툴 및/또는 전자기(EM) 분석 툴을 사용하는 설계 엔지니어에 의하여 수행될 수 있다. 회로 디자인 툴이 사용되는 경우, 필터는 전자 회로로서 분석될 수 있는데, SAW 공진기는 집중 커패시터, 인덕터, 및 저항 소자의 조합에 의하여 표현된다. EM 분석 툴이 사용되는 경우, 필터는 기판 상의 SAW 공진기 트랜스듀서의 모델에 의하여 표현될 수 있다. 회로 디자인 툴 및 EM 분석 툴 중 어느 하나 또는 양쪽 모두는 가능한 정도까지 필터 사양을 만족시키는 필터 디자인을 자동으로 최적화할 수 있을 수 있다.

초기 디자인이 단계 1040 에서 확립되면, 플레이트 모드의 효과가 단계 1045 에서 결정될 수 있다. 예를 들어, 수학식 8 및 수학식 9 를 사용하여 계산된 플레이트 모드의 어드미턴스는 SAW 공진기의 어드미턴스와 병렬로 추가될 수 있고, 필터 성능에 대한 플레이트 모드의 효과는 회로 디자인 소프트웨어 툴 및/또는 전자기(EM) 분석 툴 중 어느 하나를 사용하여 결정될 수 있다. 대안적으로는, 관련된 플레이트 모드의 모델은 SAW 공진기의 모델과 직렬로 추가될 수 있고, 필터 성능에 대한 플레이트 모드의 효과는 회로 디자인 소프트웨어 툴 및/또는 전자기(EM) 분석 툴 중 어느 하나를 사용하여 결정될 수 있다.

플레이트 모드의 효과를 포함하는 디자인은 단계 1050 에서 최적화될 수도 있다. 최적화는 예비 디자인을 확립하기 위하여 단계 1040 에서 사용되는 디자인 툴과 같거나 이것과는 상이할 수 있는 자동화된 디자인 툴을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 예비 디자인은 회로 디자인 툴을 사용하여 수행될 수 있고, 단계 1050 최적화가 EM 분석 툴을 사용하여 수행될 수 있다.

단계 1035 에서 최초로 선택되는 아키텍처가 반드시 필터 사양을 만족시키는 기능을 가지고 있을 필요는 없다는 것에 주의한다. 예를 들어, 대역통과 필터에 대한 사양이 좁은 통과 대역 및 높은 저지-대역 억제를 포함한다면, 사양은 오직 적은 수의 SAW 공진기만을 가지는 아키텍처에 의해서는 만족될 수 없을 수 있다. 단계 1055 에서, 단계 1050 으로부터의 최적화된 디자인이 프로세스(1000)의 시작 이전에 확립되는 사양을 만족하는지 여부에 대해 결정할 수 있다. 만일 선택된 필터 아키텍처가 필터 사양을 만족시킬 수 없다고 밝혀지면(단계 1055 에서 "아니오"), 설계 방법(1030)은 최적화된 필터가 디자인 요구 사항을 만족할 때까지 점점 더 복잡한 필터 아키텍처(즉 더 많은 SAW 공진기를 가지는 필터 아키텍처)를 사용하여 한 번 이상 단계 1035 로부터 반복될 수도 있다.

요구 사항을 만족하는 필터 디자인이 확립된다면(단계 1055 에서 "예"), 추가적 분석이 단계 1060 에서 수행되어, 해당 사양을 만족시키는 필터인 등가 성능을 가지는 필터를 제조하기 위하여(동일한 디자인 및 프로세스를 사용하여) 사용될 수 있는 압전 웨이퍼에 대한 비접경 두께 범위의 세트를 규정할 수 있다. 이러한 분석은, 하나 이상의 필터 성능 파라미터가 압전 웨이퍼 두께(예를 들어 도 8 을 참조한다)에 따라 어떻게 변동하는지 분석하는 것과 이러한 사양을 만족시키는 필터의 제작을 허용하는 압전 웨이퍼 두께 범위의 비접경 세트를 결정하는 것을 포함할 수 있다.

단계 1070 에서, 디자인 폼(1030)에 따르는 필터가 단계 1060 에서 규정된 압전 웨이퍼 두께 범위의 세트 중 하나 내에 속하는 압전 웨이퍼 두께를 가지는 선택된 압전 웨이퍼(이것은 합성물 기판의 성분일 수도 있음) 상에 제작될 수 있다. 두 개 이상의 사용가능한 압전 웨이퍼 두께 범위를 가지면(단일한 좁은 두께 범위와 반대임), 제조 시에 압전 웨이퍼 및/또는 합성물 기판의 수율이 크게 개선될 수 있다. 예를 들어, 합성물 기판을 준비하기 위한 하나의 프로세스는 상대적인 두꺼운 압전 웨이퍼를 받침 기판에 결합하는 것과, 이제 압전 웨이퍼를 결합 이후에 이것의 바람직한 두께까지 연마하는 것이다. 현재, 압전 웨이퍼가 과연마되는(즉 너무 얇을 때까지 연마되는) 합성물 기판은 폐기될 수도 있다. 압전 두께 범위의 소정 세트가 이용가능한 경우, 이러한 합성물 기판은 압전 웨이퍼를 더 얇은 두께 범위까지 연마함으로써 구조될 수 있다(salvaged).

대역통과 필터가 본 명세서에서 일 예로서 사용되었지만, 플레이트 모드는 다른 타입의 필터의 성능에 영향을 줄 수 있다. 저역 통과, 고역 통과 및 대역 거절 필터 및 듀플렉서와 같은 다른 타입의 SAW 필터를 설계하기 위하여 동일한 분석 방법이 사용될 수 있다.

맺음말

본 명세서에 걸쳐서, 도시된 실시예 및 예들은, 개시되거나 청구되는 장치 및 프로시저를 한정하는 것이 아니라 예시시적인 것으로 간주되어야 한다. 비록 본 명세서에서 제공되는 예들 중 많은 것들이 방법 동작 또는 시스템 구성 요소들의 특정한 조합을 수반하지만, 그러한 동작 및 그러한 구성 요소들이 동일한 목적을 달성하기 위하여 다른 방식으로 결합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 흐름도와 관련하여, 더 많은 단계들 및 더 적은 단계들이 행해질 수 있고, 도시된 바와 같은 단계들은 결합되거나 더욱 정제되어 본 명세서에서 설명되는 방법을 획득할 수 있다. 일 실시예와 연계해서만 논의되는 동작, 구성 요소 및 피쳐는 다른 실시예들에서의 유사한 역할로부터 배제되도록 의도되지 않는다.

본 명세서에서 사용될 때, "복수(plurality)"는 두 개 이상을 의미한다. 본 명세서에서 사용될 때, 아이템의 "세트(set)"는 이러한 아이템 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 상세한 설명 또는 청구항 중 어디에 기록되는지와 무관하게, "포함하는(comprising)", "포함하는(including)", "소지하는(carrying)", "가지는(having)", "보유하는(containing)", "수반하는(involving)", 및 기타 등등의 용어는 열린 의미라고, 즉 이들을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니라고 이해된다. "~로 이루어지는(consisting of)" 및 "본질적으로 ~로 이루어지는(consisting essentially of)"의 전이어구들만이, 청구항에 대하여 각각 닫힌 의미이거나 반-닫힌 전이어구이다. "제 1(first)", "제 2(second)", "제 3(third)" 등과 같은 서수를 청구항에서 청구항 구성 요소를 수식하기 위하여 사용하는 것은 그 자체로서 임의의 우선순위, 선행성(precedence), 또는 하나의 청구항 구성 요소의 다른 것에 앞선 순서 또는 방법의 동작들이 수행되는 시간적 순서를 내포하는 것이 아닌 반면에, 이들은 특정한 명칭을 가지는 하나의 청구항 구성 요소를 동일한 명칭(서수가 없을 경우 동일한 명칭)을 가지는 다른 구성 요소와 구별하여 청구항 구성 요소를 구별하기 위한 라벨로서만 사용된다. 본 명세서에서 사용될 때, "및/또는"은 나열된 아이템들이 대안적인 것들이라는 것을 의미하지만, 이러한 대안들은 나열된 아이템의 임의의 조합을 더 포함한다.

Claims

압전 웨이퍼 상에 제작되도록 표면 탄성파(SAW) 필터를 설계하는 방법으로서,
두 개 이상의 SAW 공진기를 포함하는 필터 디자인을 확립하는 단계;
상기 두 개 이상의 SAW 공진기의 각각과 연관된 관련된 플레이트 모드의 효과를 추가하는 단계;
디자인 요구 사항의 세트를 만족시키는 최종 필터 디자인을 확립하도록, 관련된 플레이트 모드의 어드미턴스를 포함하는 필터 디자인을 반복처리(iterating)하는 단계를 포함하는, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 관련된 플레이트 모드의 효과를 추가하는 단계는,
각각의 관련된 플레이트 모드의 어드미턴스를 두 개 이상의 SAW 공진기의 어드미턴스와 병렬로 추가하는 단계를 포함하는, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 2 항에 있어서,
각각의 플레이트 모드의 어드미턴스의 실수 및 허수 성분인 Y_re 및 Y_im은 각각 다음 수학식에 의해 주어지고:
Y_re= g ₀*sin² z/z ² 및
Y_{im =} g ₀*(sin2z-2z)/z ²,
여기에서 z = g ₁(f-f _n)/f _n, f는 주파수이고, f _n은 상기 플레이트 모드의 공진 주파수이며, g ₀ 및 g ₁은 파라미터이고
상기 방법은,
Y_re 및 Y_im에 대한 수학식을 하나 이상의 탐구형(exploratory) SAW 공진기에 대한 측정된 어드미턴스 데이터에 적용함으로써 g ₀ 및 g ₁을 결정하는 단계를 더 포함하는, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 두 개 이상의 SAW 공진기 중 특정 SAW 공진기와 연관된 플레이트 모드의 공진 주파수는 다음 수학식에 의해 주어지고:
f _n = nc/2t,
여기에서 f _n 은 모드 인덱스 n인 플레이트 모드의 공진 주파수이고, n은 양의 정수이며; t는 압전 웨이퍼의 두께이고; c는 상기 특정 SAW 공진기와 연관된 플레이트 모드에 대한 소리의 유효 속도인, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 특정 SAW 공진기와 연관된 플레이트 모드에 대한 소리의 유효 속도는 다음 수학식에 의해 주어지고:
c = af _res + b,
여기에서 f _res는 상기 특정 SAW 공진기의 공진 주파수이고, a 및 b는 상수이며,
상기 방법은,
f _n에 대한 수학식을 다른 공진 주파수를 가지는 두 개 이상의 탐구형 SAW 공진기에 대한 측정된 플레이트 모드 공진 주파수에 적용함으로써 a 및 b를 결정하는 단계를 더 포함하는, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 관련된 플레이트 모드의 효과를 추가하는 단계는,
각각의 관련된 플레이트 모드의 모델을 두 개 이상의 SAW 공진기의 모델에 직렬로 추가하는 단계를 포함하는, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 디자인 요구 사항의 세트를 만족시키는 상기 최종 필터 디자인에 따라서 필터를 생산하기 위하여 사용될 수 있는 상기 압전 웨이퍼에 대하여 두 개 이상의 비접경 두께 범위(noncontiguous thickness range)를 규정하는 단계를 더 포함하는, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 두 개 이상의 비접경 두께 범위 중 하나에 속하는 두께를 가지는 압전 웨이퍼를 선택하는 단계; 및
상기 최종 필터 디자인에 따라 상기 선택된 압전 웨이퍼 상에 필터를 제작하는 단계를 더 포함하는, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 두 개 이상의 비접경 두께 범위 중 하나에 속하는 두께를 가지는 압전 웨이퍼를 포함하는 합성물 기판을 선택하는 단계; 및
상기 최종 필터 디자인에 따라 상기 선택된 합성물 기판 상에 필터를 제작하는 단계를 더 포함하는, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
두 개 이상의 표면 탄성파(SAW) 공진기를 포함하는 표면 탄성파(SAW) 필터가 압전 웨이퍼 상에 제작되도록 설계하는 방법으로서,
상기 두 개 이상의 SAW 공진기 각각의 개별 향상된 등가 회로 모델을 규정하는 단계로서, 상기 개별 향상된 등가 회로 모델은,
SAW 공진기 회로 모델, 및
상기 SAW 공진기 회로 모델과 병렬인 하나 이상의 관련된 플레이트 모드의 개별 어드미턴스를 포함하는, 단계; 및
상기 두 개 이상의 SAW 공진기의 상기 향상된 등가 회로 모델을 사용하여 디자인 요구 사항의 세트를 만족시키는 필터 디자인을 개발하는 단계를 포함하는, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 10 항에 있어서,
하나 이상의 탐구형 SAW 공진기를 제작하는 단계;
상기 하나 이상의 탐구형 SAW 공진기의 각각에 대한 주파수의 함수로서 각각의 어드미턴스를 측정하는 단계; 및
각각의 개별 향상된 등가 회로 모델에 대하여, 다음 수학식을 사용하여 각각의 관련된 플레이트 모드의 어드미턴스의 실수 및 허수 성분을 계산하는 단계를 포함하고:
Y_re= g ₀*sin² z/z ², 및
Y_im= g ₀*(sin2z-2z)/z ²,
여기서 z = g ₁*(f-f _n)/f _n이고, f는 주파수이며, f _n은 상기 플레이트 모드의 공진 주파수이고, g ₀ 및 g ₁은 Y_re 및 Y_im에 대한 수학식을 상기 하나 이상의 탐구형 SAW 공진기의 측정된 어드미턴스에 적용함으로써 결정되는 파라미터인, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 하나 이상의 관련된 플레이트 모드의 공진 주파수는 다음 수학식에 의해 주어지고:
f _n = nc/2t,
여기에서 f _n 은 모드 인덱스 n인 플레이트 모드의 공진 주파수이고, n은 양의 정수이며; t는 압전 웨이퍼의 두께이고; c는 상기 SAW 공진기와 연관된 플레이트 모드에 대한 소리의 유효 속도인, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 하나 이상의 탐구형 SAW 공진기는 다른 주파수를 가지는 두 개 이상의 탐구형 SAW 공진기를 포함하고,
상기 두 개 이상의 SAW 공진기의 각각에 대하여, 각각의 관련된 플레이트 모드에 대한 소리의 유효 속도는 다음 수학식에 의해 주어지고:
c = af _res + b,
여기에서 f _res는 SAW 공진기의 공진 주파수이고, a 및 b는 c에 대한 수학식을 다른 공진 주파수를 가지는 상기 두 개 이상의 탐구형 SAW 공진기에 적용함으로써 결정되는 상수인, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 디자인 요구 사항의 세트를 만족시키는 최종 필터 디자인에 따라서 필터를 생산하기 위하여 사용될 수 있는 상기 압전 웨이퍼에 대하여 두 개 이상의 비접경 두께 범위(noncontiguous thickness range)를 규정하는 단계를 더 포함하는, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 두 개 이상의 비접경 두께 범위 중 하나에 속하는 두께를 가지는 압전 웨이퍼를 포함하는 합성물 기판을 선택하는 단계; 및
상기 최종 필터 디자인에 따라 상기 선택된 합성물 기판 상에 필터를 제작하는 단계를 더 포함하는, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 두 개 이상의 비접경 두께 범위 중 하나에 속하는 두께를 가지는 압전 웨이퍼를 선택하는 단계; 및
상기 최종 필터 디자인에 따라 상기 선택된 압전체(piezoelectric) 상에 필터를 제작하는 단계를 더 포함하는, 표면 탄성파(SAW) 필터 설계 방법.
필터로서,
압전 웨이퍼; 및
상기 압전 웨이퍼의 표면에 제작된 두 개 이상의 SAW 공진기를 포함하고,
상기 압전 웨이퍼의 두께는 디자인 요구 사항의 세트를 만족시키는 공통 필터 디자인에 따라 필터를 생산하기 위하여 사용될 수 있는 복수 개의 선결정된 비접경 두께 범위 중 하나에 속하는, 필터.
제 17 항에 있어서,
상기 압전 웨이퍼와 결합되는 받침 기판(backing substrate)을 더 포함하는, 필터.
압전 웨이퍼 상에 표면 탄성파 필터를 생산하는 방법으로서,
요구 사항의 공통 세트를 만족시키는 공통 프로세스로써, 공통 필터 디자인에 따라 필터를 생산하기 위하여 사용될 수 있는 압전 웨이퍼에 대한 두 개 이상의 비접경 두께 범위를 결정하는 단계;
상기 비접경 두께 범위 중 하나에 속하는 두께를 가지는 압전 웨이퍼를 선택하는 단계; 및
상기 공통 프로세스를 사용하여, 상기 공통 필터 디자인에 따라 상기 선택된 압전 웨이퍼 상에 필터를 제작하는 단계를 포함하는, 표면 탄성파 필터 생산 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 압전 웨이퍼는 상기 압전 웨이퍼에 결합된 받침 기판을 포함하는 합성물 기판의 부분인, 표면 탄성파 필터 생산 방법.