KR20170068591A - 탄성파 장치 - Google Patents

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KR20170068591A
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케이지 오카다
유이치 타카미네
츠토무 타카이
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

제조 공정의 복잡화 및 비용 상승을 초래하지 않고, 가로 모드 리플을 효과적으로 억압할 수 있는 탄성파 장치를 제공한다.
고음속재 상에 저음속막, 압전막 및 IDT전극이 적층되어 있고, IDT전극(3)에서, 제1, 제2 전극지(13, 14)의 적어도 한쪽에서, 길이방향 중앙에 비해 폭방향 치수가 크게 되어 있는 태폭부(13a~13d, 14a~14d)가 중앙 영역보다도 기단 측 및 선단 측 중 적어도 한쪽 측에 마련되어 있고, 제1 및 제2 버스바(11, 12)의 적어도 한쪽이, 버스바 길이방향을 따라 분산 배치된 복수의 개구부(15)를 가지며, 제1 및 제2 버스바(11, 12)의 적어도 한쪽이, 개구부(15)보다도 제1 또는 제2 전극지(13, 14) 측에 위치하고 있으며, 제1 및 제2 버스바(11, 12)의 길이방향으로 연장되는 내측 버스바부(11A)와, 개구부(15)가 마련되어 있는 중앙 버스바부(11B)와, 외측 버스바부(11C)를 가지는 탄성파 장치(1).

Description

탄성파 장치{ELASTIC WAVE DEVICE}
본 발명은, 공진자나 대역 필터 등에 이용되는 탄성파 장치에 관한 것이다.
종래, 공진자나 대역 필터로서 탄성파 장치가 널리 이용되고 있다. 하기의 특허문헌 1이나 특허문헌 2에는, 탄성 표면파 장치에서, 피스톤 모드를 형성함으로써 가로 모드의 스퓨리어스(spurious)를 억제하는 구조가 개시되어 있다. 예를 들면 하기의 특허문헌 1의 도 9나 특허문헌 2의 도 4에는, IDT전극의 전극지(電極指)에 태폭(太幅) 부분이 마련되어 있다. 이 태폭 부분을 마련함으로써 저음속 영역이 형성되어 있다.
또한 특허문헌 1의 도 12나 특허문헌 2의 도 8(c) 및 도 9에서는, IDT전극의 일부에 막이 적층되어 있다. 보다 구체적으로는, IDT전극의 전극지가 연장되는 방향에서, 중앙 영역보다도 외측의 영역에서 막이 적층되어 있다. 이에 따라 저음속 영역이 구성되어 있다.
일본 공개특허공보 2011-101350호 WO2011/088904
그러나 전극지에 태폭부를 마련하는 구조에서는, 태폭부의 폭을 크게 하는 것에도 한계가 있었다. 즉, 폭이 지나치게 커지면, 서로 이웃하는 전극지에 태폭부가 접촉해 버리기 때문에, 저음속 영역의 음속을 충분히 낮게 할 수 없었다. 따라서 가로 모드를 확실하게 억제하는 것이 곤란했다. 또한 추가 막을 적층하는 방법에서는, 공정이 번잡하면서 비용이 많이 들게 된다.
본 발명의 목적은, 제조 공정의 복잡화 및 비용 상승을 초래하지 않고, 가로 모드 리플(ripple)을 억제할 수 있는, 탄성파 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치는, 압전막을 가지는 탄성파 장치로서, 상기 압전막을 전파하는 탄성파의 음속보다도, 전파하는 벌크파(bulk wave) 음속이 고속인 고(高)음속재와, 상기 고음속재 상에 적층되어 있고, 상기 압전막을 전파하는 탄성파 음속보다도 전파하는 벌크파 음속이 저속인 저(低)음속막과, 상기 저음속막 상에 적층된 상기 압전막과, 상기 압전막의 한쪽 면에 형성되어 있는 IDT전극을 포함하며, 상기 IDT전극이, 제1 버스바(bus bar)와, 상기 제1 버스바와 사이를 두고 배치된 제2 버스바와, 상기 제1 버스바에 기단(基端)이 전기적으로 접속되어 있고, 선단(先端)이 상기 제2 버스바를 향해 연장되어 있는 복수 개의 제1 전극지와, 상기 제2 버스바에 기단이 접속되어 있고, 선단이 상기 제1 버스바를 향해 연장되어 있는 복수 개의 제2 전극지를 가지며, 상기 제1 및 제2 전극지가 연장되는 방향과 직교하는 방향을 폭방향으로 했을 때에 상기 제1 및 제2 전극지의 적어도 한쪽에서, 상기 제1 및 제2 전극지의 길이방향 중앙에 비해 폭방향 치수가 크게 되어 있는 태폭부가, 중앙 영역보다도 상기 기단 측 및 상기 선단 측 중 적어도 한쪽 측에 마련되어 있고, 상기 제1 및 제2 버스바의 적어도 한쪽이 상기 제1 또는 제2 버스바의 길이방향을 따라 분리 배치된 복수의 개구부를 가지며, 상기 제1 및 제2 버스바가, 상기 개구부보다도 상기 제1 또는 제2 전극지 측에 위치하고 있으면서, 상기 제1 및 제2 버스바의 길이방향으로 연장되는 내측 버스바부와, 상기 개구부가 마련되어 있는 중앙 버스바부와, 상기 내측 버스바부에 대하여, 상기 중앙 버스바부를 끼고 반대 측에 위치하고 있는 외측 버스바부를 가진다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 어느 특정 국면에서는, 상기 내측 버스바부가 탄성파 전파방향으로 연장되는 띠상의 형상을 가진다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 전극지 및 제2 전극지의 쌍방에 상기 태폭부가 마련되어 있다. 이 경우에는, 리플을 보다 더 효과적으로 억압할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 태폭부가, 상기 제1 및 제2 전극지의 적어도 한쪽에서 각각 복수 마련되어 있다. 이 경우에는, 리플을 보다 더 효과적으로 억압할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 IDT전극은 교차폭 가중치가 부여되어 있지 않은 정규형의 IDT전극이다. 이 경우에는, IDT전극을 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 및 제2 전극지의 선단과, 상기 제1 및 제2 전극지의 선단과 대향하고 있는 제2, 제1 버스바 사이의 거리가, 탄성 표면파의 파장을 λ로 했을 때에 0.5λ 이하로 되어 있다. 이 경우에는, 저음속 영역 중의 고음속인 부분의 폭을 작게 할 수 있다. 따라서 전파하는 모드를 이상적인 피스톤 모드에 가까이 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 고음속재를 지지하고 있는 지지 기판을 더 포함하며, 상기 고음속재가 고음속막이다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 고음속재가 고음속 지지 기판이다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 IDT전극 중 적어도 1개의 전극지의 극성이 반전되어 있고, 극성이 반전된 상기 전극지와, 양(兩) 옆의 전극지 사이가 전극 재료로 메워져 있다. 이에 따라, 탄성파 장치가 필터인 경우에는, 필터 특성의 급준성을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 IDT전극이 Al 또는 A1을 주체로 하는 합금으로 이루어지며, 상기 IDT전극의 전극 막두께가 0.08λ 이상이다. 이 경우에는, 전극지의 저항을 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 IDT전극의 막두께가 0.10λ 이상, 400㎚ 이하이다. 이 경우에는, 전극지의 저항을 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 고음속재가 실리콘 기판이며, 그 체적 저항률이 1000Ω㎝ 이상이다. 이에 따라 탄성파 장치가 필터인 경우에는, 필터의 삽입 손실을 저하시킬 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 고음속재가 실리콘 기판이며, 그 체적 저항률이 4000Ω㎝ 이상이다. 이에 따라 탄성파 장치가 필터인 경우에는, 필터 특성의 급준성을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치에 의하면, 피스톤 모드를 형성할 수 있고, 가로 모드 리플을 효과적으로 억압할 수 있다. 또한 피스톤 모드를 형성하기 위해, 반드시 추가 막을 적층할 필요는 없다. 따라서 제조 공정의 복잡화 및 비용 상승도 초래하기 어렵다. 또한 Q값을 높일 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 요부를 나타내는 부분 절결 평면도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 약도적 정면 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다.
도 4는, 제1 실시형태의 탄성파 장치의 임피던스 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는, 비교예의 탄성파 장치의 요부를 나타내는 부분 절결 평면도이다.
도 6은, 비교예의 탄성파 장치의 임피던스 주파수 특성을 나타내는 도면이다.
도 7은, 피스톤 모드가 형성되어 있을 때의, 중앙 영역과 저음속 영역의 음속 차(ΔV)의 중앙 영역의 음속에 대한 비율과, 저음속 영역의 길이방향의 치수(Y)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 탄성파 장치의 요부를 나타내는 부분 절결 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 탄성파 장치의 요부를 나타내는 부분 절결 평면도이다.
도 10은, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 탄성파 장치의 요부를 나타내는 부분 절결 평면도이다.
도 11은, 본 발명의 제5 실시형태에 따른 탄성파 장치의 요부를 나타내는 부분 절결 평면도이다.
도 12는, 본 발명의 제6 실시형태에 따른 탄성파 장치의 요부를 나타내는 부분 절결 평면도이다.
도 13은, 본 발명의 제7 실시형태에 따른 탄성파 장치의 요부를 나타내는 부분 절결 평면도이다.
도 14는, 본 발명의 제8 실시형태에 따른 탄성파 장치의 요부를 나타내는 부분 절결 평면도이다.
도 15는, 본 발명의 제9 실시형태에 따른 탄성파 장치의 요부를 나타내는 부분 절결 평면도이다.
도 16은, 본 발명의 제10 실시형태에 따른 탄성파 장치의 요부를 나타내는 부분 절결 평면도이다.
도 17은, 본 발명의 제1 실시형태의 변형예에 따른 탄성파 장치의 약도적 정면 단면도이다.
도 18은, 고음속 지지 기판 재료로서의 Si의 체적 저항률과, 삽입 손실 변화량의 관계를 나타내는 도면이다.
도 19는, 고음속 지지 기판 재료로서의 Si의 체적 저항률과, 필터 특성의 급준성 변화량의 관계를 나타내는 도면이다.
도 20은, Al 막두께를 변화시킨 경우의 주파수 차의 변화를 나타내는 도면이다.
도 21은, Al 막두께를 변화시킨 경우의 삽입 손실의 변화를 나타내는 도면이다.
도 22는, 탄성파 장치에서의 LiTaO3막의 막두께와 Q의 관계를 나타내는 도면이다.
도 23은, 탄성파 장치에서의 LiTaO3막의 막두께와, 주파수 온도계수(TCF)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 24는, 탄성파 장치에서의 LiTaO3막의 막두께와, 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 25는, 탄성파 장치에서의 LiTaO3으로 이루어지는 압전막의 두께와, 비대역의 관계를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함에 따라 본 발명을 명백하게 한다.
또한 본 명세서에 기재된 각 실시형태는, 예시적인 것이며, 다른 실시형태 간에서, 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능한 것임을 지적해 둔다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 요부를 나타내는 부분 절결 평면도이고, 도 2는 그 약도적 정면 단면도이며, 도 3은, 제1 실시형태의 탄성파 장치의 모식적 평면도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 탄성파 장치(1)는, 고음속재로서의 고음속 지지 기판(7)을 가진다. 고음속 지지 기판(7)은 Si로 이루어진다. 고음속 지지 기판(7) 상에, 음속이 상대적으로 낮은 저음속막(8)이 적층되어 있다. 또한 저음속막(8) 상에 압전막(9)이 적층되어 있다. 이 압전막(9)의 상면(上面)에 IDT전극(3)이 적층되어 있다. 또한 압전막(9)의 하면(下面)에 IDT전극(3)이 적층되어 있어도 된다.
본 실시형태에서는, 압전막(9)은, 50°Y-X의 LiTaO3막으로 이루어진다. 또한 압전막(9)은, 예를 들면, LiNbO3이나 LiTaO3 등과 같이 전기기계 결합 계수가 비교적 크면, 다른 압전 단결정 혹은 압전 세라믹스로 이루어지는 것이어도 된다. 커트 각도 50°Y에 한정되는 것이 아니다. 본 실시형태에서는, LT의 두께는 0.3λ이다.
저음속막(8)은, 압전막(9)을 전파하는 탄성파 음속이, 압전막(9)을 전파하는 벌크파 음속보다도 낮은 재료로 이루어진다. 본 실시형태에서는, 저음속막(8)은 SiO2로 이루어진다. 본 실시형태에서는 SiO2의 막두께는 0.35λ이다.
단, 저음속막(8)은, 상기 조건을 만족하는 한, 그 재료는 특별히 한정되지 않는다. 따라서 저음속막(8)은, SiO2 등의 산화규소, 질화규소, 알루미나, 탄화규소, 지르코니아 등의 각종 세라믹스나 유리 등의 유전체, 혹은 실리콘 또는 질화갈륨 등의 반도체에 의해 구성할 수 있다.
또한 본 명세서에서, 고음속재란, 압전막을 전파하는 표면파나 경계파 등의 탄성파보다도, 상기 고음속재 중의 벌크파의 음속이 고속이 되는 층을 말하는 것으로 한다. 또한 저음속막이란, 압전막을 전파하는 탄성파보다도, 상기 저음속막 중의 벌크파의 음속이 저속이 되는 막을 말하는 것으로 한다. 또한 어느 구조의 IDT전극으로부터는 다양한 음속의 다른 모드의 탄성파가 여진(勵振)되게 되지만, 압전막을 전파하는 탄성파란, 필터나 공진자의 특성을 얻기 위해 이용하는 특정 모드의 탄성파를 나타낸다. 상기 벌크파의 음속을 결정하는 벌크파의 모드는, 압전막을 전파하는 탄성파의 사용 모드에 따라 정의된다.
상기 고음속 지지 기판(7)은, 탄성 표면파를 압전막(9) 및 저음속막(8)이 적층되어 있는 부분에 가두고, 고음속 지지 기판(7)으로부터 아래의 구조로 새지 않도록 기능한다. 본 실시형태에서는, 고음속 지지 기판(7)은 Si로 이루어진다. 단, 상기 탄성 표면파를 가둘 수 있는 한, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 산질화규소, DLC막 또는 다이아몬드, 상기 재료를 주성분으로 하는 매질, 상기 재료의 혼합물을 주성분으로 하는 매질 등의 다양한 고음속 재료를 사용할 수 있다.
탄성 표면파를 압전막(9) 및 저음속막(8)이 적층되어 있는 부분에 가두기 위해서는, 고음속재의 두께는 두꺼울수록 바람직하고, 탄성 표면파의 파장(λ)의 0.5배 이상, 또한 1.5배 이상인 것이 바람직하다.
또한 상기 고음속 지지 기판의 체적 저항률은 1000Ω㎝ 이상인 것이 바람직하다. 전기 저항이 높은 Si를 사용함으로써, 보다 더 양호한 공진 특성이나 필터 특성을 얻을 수 있다. 도 18에 고음속 지지 기판 재료인 Si의 체적 저항률과 삽입 손실 변화량의 관계를 나타낸다. 도 18의 가로축은 Si의 체적 저항률이고, 세로축은 통과 대역에서의 삽입 손실 변화량을 나타낸다. Si로 이루어지는 고음속 지지 기판의 체적 저항률이 작아지면, 삽입 손실이 증대되어 열화한다. 세로축의 삽입 손실 변화량이란, 고음속 지지 기판이 절연체라고 했을 때의 삽입 손실을 기준으로 하고, 상기 기준으로부터의 삽입 손실 열화량을 나타낸다. 도 18로부터 명백한 바와 같이, Si의 체적 저항률이 1000Ω㎝ 이상이면, 삽입 손실의 열화를 억제할 수 있고, 그 결과 양호한 필터 특성을 얻는 것이 가능해진다. 따라서 Si로 이루어지는 고음속 지지 기판의 체적 저항률은 1000Ω㎝ 이상인 것이 바람직하다.
도 19에 고음속 지지 기판 재료인 Si의 체적 저항률과 필터 특성의 급준성 변화량의 관계를 나타낸다. 도 19의 가로축은 Si의 체적 저항률이고, 세로축은 필터 특성의 급준성 변화량을 나타낸다. 필터 특성의 급준성 변화량이란, 고음속 지지 기판이 절연체라고 했을 때의 필터 특성의 급준성을 기준으로 하고, 상기 기준에 비해 필터 특성의 급준성이 변화된 양을 급준성의 변화량으로 한다. 여기서, 필터 특성의 급준성이란, 통과 대역 어깨부에서, 쇠퇴량이 3.5㏈가 되는 주파수와, 쇠퇴량이 40㏈가 되는 주파수의 주파수 차를 말하는 것으로 한다. 이 주파수 차가 작을수록, 급준성이 높은 것을 의미한다. 도 19로부터 명백한 바와 같이, Si의 체적 저항률이 4000Ω㎝ 이상이면, 급준성의 변화를 억제할 수 있어, 더 양호한 필터 특성을 얻는 것이 가능해진다. 따라서 Si로 이루어지는 고음속 지지 기판의 체적 저항률은 4000Ω㎝ 이상인 것이 보다 더 바람직하다.
또한 Si의 체적 저항률은, 통상 100×103Ω㎝ 이하이다.
또한 고음속재로는, 고음속 지지 기판(7) 대신에, 도 17에 나타내는 변형예와 같이, 지지 기판(7a) 상에 적층된 고음속막(7b)을 이용해도 된다. 그 경우에는, 지지 기판(7a)으로는, 적절한 재료를 사용할 수 있다. 이러한 재료로는, 사파이어, LiTaO3, LiNbO3, 수정 등의 압전체, 알루미나, 마그네시아, 질화규소, 질화알루미늄, 탄화규소, 지르코니아, 코디어라이트(cordierite), 멀라이트(mullite), 스테아타이트(steatite), 포스테라이트(forsterite) 등의 각종 세라믹스, 유리 등의 유전체 또는 실리콘, 질화갈륨 등의 반도체 및 수지 기판 등을 이용할 수 있다.
탄성파 장치(1)에서는, 고음속 지지 기판(7)과 압전막(9) 사이에 저음속막(8)이 배치되어 있다. 따라서 탄성파의 음속이 저하된다. 한편, 탄성파의 에너지는, 본질적으로 저음속의 매질에 집중한다. 따라서 압전막(9) 내 및 IDT전극(3) 내로의 탄성파 에너지의 가둠 효과를 높일 수 있다. 따라서 저음속막(8)이 마련되어 있지 않은 경우에 비해, 손실을 저감하여 Q값을 높일 수 있다. 도 22로부터 명백한 바와 같이, LiTaO3의 막두께가 3.5λ 이하인 경우, 3.5λ를 초과한 경우에 비해 Q값이 높아져 Q특성이 양호해지는 것을 알 수 있다. 또한 도 23에 의해, LiTaO3의 막두께가 2.5λ 이하인 경우, 주파수 온도계수(TCF)의 절대치가 2.5λ를 초과한 경우에 비해 작게 할 수 있는 것을 알 수 있다. 보다 바람직하게는, 2λ 이하의 범위에서는, 주파수 온도계수(TCF)의 절대 -10ppm/℃ 이하로 할 수 있어 바람직하다. 또한 도 24에 의해, LiTaO3의 막두께가 1.5λ 이하인 경우 음속이 작아지는 것을 알 수 있다. 그 때문에, 원하는 주파수를 얻기 위한 IDT전극의 크기가 작아져, 디바이스의 소형화가 실현된다. 또한 도 25로부터 명백한 바와 같이, LiTaO3의 막두께가 0.5λ 이하인 경우 비대역이 커져 보다 바람직하다.
또한 고음속 지지 기판(7)에 의해, 탄성파의 고음속 지지 기판(7)으로부터 아래의 층으로의 누설이 억제되어 있다.
또한 본 실시형태에서는, 압전막(9)의 하방(下方)에 저음속막(8) 및 고음속재로서의 고음속 지지 기판(7)이 적층되어 있었지만, 이 저음속막 및 고음속재는, 복수 층 적층되어 있어도 된다.
도 2에서는, IDT전극(3)을 포함하는 전극 구조를 약도적으로 나타내고 있지만, 도 3에 나타내는 바와 같이, 탄성파 장치(1)에서는, IDT전극(3)의 탄성 표면파 전파방향 양측에 반사기(4, 5)가 마련되어 있다. 즉, 탄성파 장치(1)는, 1포트형의 탄성 표면파 공진자이다.
또한 도 3에서는, IDT전극(3)에 대해, X를 직사각형의 테두리로 둘러싼 기호로 약도적으로 나타내고 있다. 도 1을 참조하여 IDT전극(3)의 상세를 설명한다.
IDT전극(3)은, 교차폭 가중치가 부여되어 있지 않은 정규형의 IDT전극이며, 전극지 주기는 2.0㎛이다. 단, IDT전극의 전극지 주기는 특별히 한정되지 않는다. 또한 전극지의 쌍의 수는 150쌍, 교차부는 10λ(λ는 IDT전극에서 여진되는 탄성파의 파장)이다. 반사기(4, 5)는 양단을 단락하여 이루어지는 그레이팅(grating) 반사기이다. 반사기(4, 5)에서의 전극지의 개수는 20개이다.
본 실시형태에서는, IDT전극(3) 및 반사기(4, 5)는, Ti막과 Ti막 상에 적층된 Al막을 가지는 적층 금속막으로 이루어진다. 이 Ti막의 두께는 10㎚, Al막의 두께는 167㎚으로 했다. 이 적층 금속막에서는 Al막이 주체이며, 그 두께는 167㎚=0.0835λ이다.
또한 IDT전극(3)을 구성하고 있는 금속은 이에 한정되는 것이 아니고, 적절한 금속 혹은 합금을 사용할 수 있다.
또한 상기한 바와 같이, Al을 주체로 하는 IDT전극의 두께는, 0.0835λ로 되어 있었지만, 본원 발명자들의 실험에 의하면, 0.08λ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 예를 들면 탄성파 장치로서 탄성파 필터를 구성한 경우, 필터 특성의 급준성을 높일 수 있다.
도 20은, Al 막두께를 변화시킨 경우의 주파수 차의 변화를 나타내는 도면이다. 이 주파수 차란, 통과 대역 어깨부에서의 주파수 차이며, 쇠퇴량이 3.5㏈가 되는 주파수와, 쇠퇴량이 40㏈가 되는 주파수의 주파수 차를 말하는 것으로 한다. 이 주파수 차가 작을수록 어깨부에서의 급준성을 높일 수 있게 된다.
도 20으로부터 명백한 바와 같이, Al막의 막두께가 0.08λ보다 작아지면, Al막의 막두께가 작아짐에 따라, 주파수 차가 현저하게 커지는 것을 알 수 있다. 이에 반하여, Al 막두께가 0.08λ 이상이면, 주파수 차가 거의 일정하고, 작은 것을 알 수 있다. 따라서 바람직하게는, Al막의 막두께는 0.08λ 이상인 것이 바람직하다.
또한 IDT전극(3)의 막두께를 0.1λ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전극지의 전기 저항을 낮출 수 있다. 따라서 손실을 작게 할 수 있다.
도 21은, 상기 Al막의 막두께를 변화시킨 경우의 삽입 손실의 변화를 나타내는 도면이다. 상기 삽입 손실이란, 통과 대역 내에서, 가장 삽입 손실이 작은 최소삽입 손실을 말하는 것으로 한다.
도 21로부터 명백한 바와 같이, Al막의 막두께가 0.10λ 이상이 되면, 삽입 손실이 충분히 작고, Al막의 막두께의 변화에 의해 삽입 손실의 변동이 작은 것을 알 수 있다. 따라서 보다 더 바람직하게는, Al막의 막두께는 0.10λ 이상이다. 또한 Al 막두께는, 너무 지나치게 두꺼워지면 제조가 곤란해지기 때문에, 400㎚ 이하인 것이 바람직하다. 따라서 IDT전극의 막두께도 400㎚ 이하인 것이 바람직하다.
또한 도 1에 나타낸 전극 구조를 덮도록, SiO2막을 형성해도 된다. 이에 따라, 주파수 온도 특성을 개선할 수 있다.
본 실시형태의 탄성파 장치(1)에서는, IDT전극(3)에서, 피스톤 모드를 형성함으로써 가로 모드 리플을 억압하는 구조가 포함되어 있다. 이것을, 도 1을 참조하여 설명한다.
IDT전극(3)은, 제1 버스바(11)와, 제1 버스바(11)와 사이를 두고 배치된 제2 버스바(12)를 가진다. 제1 버스바(11)와 제2 버스바(12)는, 탄성 표면파 전파방향으로 평행으로 연장되어 있다.
또한 제1 버스바(11)에, 복수 개의 제1 전극지(13)의 기단이 접속되어 있다. 복수 개의 제1 전극지(13)의 선단은, 제1 버스바(11)로부터 제2 버스바(12) 측을 향해 연장되어 있다. 즉, 탄성 표면파 전파방향과 직교하는 방향으로, 복수 개의 제1 전극지(13)가 연장되어 있다.
한편, 복수 개의 제2 전극지(14)의 기단이 제2 버스바(12)에 접속되어 있다. 복수 개의 제2 전극지(14)의 선단은, 제2 버스바(12)로부터 제1 버스바(11) 측을 향해 연장되어 있다. 즉, 복수 개의 제2 전극지(14)도, 탄성 표면파 전파방향과 직교하는 방향으로 연장되어 있다.
복수 개의 제1 전극지(13)와 복수 개의 제2 전극지(14)는, 서로 사이에 삽입되어 있다. 제1 전극지(13)에는 태폭부(13a, 13b, 13c, 13d)가 마련되어 있다. 제2 전극지(14)에도 태폭부(14a, 14b, 14c, 14d)가 마련되어 있다. 태폭부(13a)를 대표로 하여 태폭부(13a~13d, 14a~14d)의 형상을 설명한다. 태폭부(13a)는, 제1 전극지(13)의 나머지 부분보다도 그 폭방향 치수 즉, 탄성 표면파 전파방향을 따르는 치수가 길게 되어 있다. 본 실시형태에서는, 태폭부(13a)는, 전극지(13)의 측연(側緣; side edge)으로부터 탄성 표면파 전파방향으로 돌출하는 등변사다리꼴의 형상으로 되어 있다. 단, 태폭부의 형상은 이에 한정되지 않고, 반원상의 돌출부 등의 다양한 형상의 돌출부를 전극지(13)의 측연으로부터 탄성 표면파 전파방향으로 돌출시켜도 된다.
태폭부(13a, 13b)는, 제1 전극지(13)에서, 제1 전극지(13)의 기단 측에 가까이 붙어 마련되어 있다. 바꿔 말하면, 태폭부(13a, 13b)는, 제1 버스바(11) 측에 가까이 붙어 형성되어 있다. 한편, 태폭부(13c, 13d)는, 제1 전극지(13)의 선단 측에, 즉 제2 버스바(12) 측에 가까이 붙어 마련되어 있다.
한편, 제2 전극지(14)에서는, 선단 측에 태폭부(14a, 14B)가 마련되어 있다. 태폭부(14a, 14B)와 태폭부(13a, 13b)는, 제1 버스바(11)에 가까운 영역에서 탄성 표면파 전파방향과 직교하는 방향에서, 즉 전극지가 연장되는 방향에서 교대로 배치되어 있다. 마찬가지로, 태폭부(13c, 13d)와 태폭부(14c, 14d)는, 제2 버스바(12)에 가까운 측에서, 상기 전극지가 연장되는 방향에서 교대로 배치되어 있다.
상기 태폭부(13a, 13b)와 태폭부(14a, 14B)가 마련되어 있는 영역에서, 도 1에 나타내는 영역(V2)이 형성된다. 도 1의 우측의 V1~V6은, IDT전극(3)의 중앙으로부터 탄성 표면파 전파방향과 직교하는 방향에서 외측을 향해 배치되어 있는 영역을 나타낸다. 영역(V1~V6)을 전파하는 탄성파의 속도(이하, 음속이라고 함)(V1~V6)를 도 1에 모식적으로 나타낸다. 이하, 본 명세서에서는, 영역 Vn(n은 자연수)의 음속을 Vn으로 한다. 여기서, 영역(V1)은, 상기 태폭부(13b)와 태폭부(13c) 사이에 위치하고 있는 IDT 중앙 영역이다.
상기 태폭부(13a, 13b, 14a, 14B)가 마련되어 있는 영역(V2)은, IDT 중앙의 영역(V1)보다도 음속이 낮다.
한편, 본 실시형태에서는, 전극지(13)의 기단에서, 전극지 폭방향으로 돌출되어 있는 돌출부(13e)가 마련되어 있다. 따라서 돌출부(13e)가 마련되어 있는 영역(V3)에서는, 음속이, 후술하는 고음속부의 영역(V5)보다도 낮아져 있다. 단, 영역(V3)에서는, 제2 전극지(14)가 존재하지 않기 때문에, 음속(V3)은 영역(V2)의 음속(V2)보다도 고음속이다.
상기한 바와 같이 태폭부(13a, 13b, 14a, 14B)를 마련함으로써, 보다 저음속의 영역(V2)을 마련하는 구성은, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에서도 기재되어 있었다. 또한 제2 버스바(12) 측에서도, 마찬가지로 태폭부(13c, 13d, 14c, 14d)가 마련되어 있는 영역이 영역 V2가 된다.
본 실시형태에서는, 제1 버스바(11)가, 내측 버스바부(11A), 중앙 버스바부(11B) 및 외측 버스바부(11C)를 가진다. 여기서, 내측 및 외측이란, IDT전극(3)에서의 IDT전극의 전극지가 연장되는 방향에서, 제1, 제2 전극지(13, 14)가 존재하고 있는 측을 내측, 반대 측을 외측이라고 하고 있다.
내측 버스바부(11A)는, 상기 복수 개의 제1 전극지(13)의 기단이 접속되어 있는 부분이다. 내측 버스바부(11A)는, 본 실시형태에서는, 탄성 표면파 전파방향으로 연장되는 가늘고 긴 띠상의 형상을 가지고 있다. 여기는 메탈라이즈되어 있는 부분이기 때문에, 이 내측 버스바부(11A)는, 저음속인 영역(V4)을 구성하고 있다.
한편, 중앙 버스바부(11B)에는, 탄성 표면파 전파방향을 따라 복수의 개구부(15)가 분산 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 개구부(15)는, 전극지가 연장되는 방향으로 연장되는 연결부(16, 16) 사이에 위치하고 있다. 연결부(16)는, 본 실시형태에서는, 제1 전극지(13)와 동일한 폭을 가지면서, 제1 전극지(13)의 연장 상에 위치하고 있다. 단, 연결부(16)의 치수 및 마련하는 위치는 이에 한정되는 것이 아니다. 또한 개구부(15)는, 본 실시형태에서는 직사각형의 형상을 가지고 있지만, 직사각형의 형상에 한정되는 것도 아니다.
중앙 버스바부(11B)에서는, 탄성 표면파 전파방향을 따라 연결부(16)와 개구부(15)가 교대로 배치되어 있다. 따라서 메탈라이즈되어 있지 않은 부분이 많기 때문에, 중앙 버스바부(11B)는 고음속의 영역(V5)을 구성한다. 외측 버스바부(11C)는 개구부를 가지지 않는다. 따라서 외측 버스바부(11C)는, 메탈라이즈된 영역이며, 이 영역(V6)은 저음속의 영역이 된다.
제2 버스바(12) 측에서도, 마찬가지로 내측 버스바부(12A), 중앙 버스바부(12B) 및 외측 버스바부(12C)가 형성되어 있다. 동일 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙임으로써 그 설명을 생략한다.
탄성파 장치(1)에서는, IDT전극(3)이 상기한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 중앙 영역(V1)의 외측에 저음속 영역이 마련되고, 저음속 영역인 영역(V2~V4)의 외측에 고음속의 영역(V5)이 존재하고 있다. 따라서 피스톤 모드를 형성하는 것이 가능해지고, 가로 모드 리플을 효과적으로 억압할 수 있다. 또한 탄성파를 효과적으로 가둘 수 있다. 이것을, 도 4~도 7을 참조하여 상술한다.
도 4는, 제1 실시형태의 탄성파 장치의 임피던스 주파수 특성을 나타내는 도면이다. 또한 도 6은, 비교예의 탄성파 장치의 임피던스 주파수 특성을 나타내는 도면이다. 이 비교예의 탄성파 장치의 IDT전극의 요부를 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 본 비교예에서는, 제1 버스바(1011)가, 굵은 띠상의 메탈라이즈 영역만을 가지도록 구성되어 있다. 즉, 본 비교예에서는, 상기 실시형태와는 다르며, 복수의 개구부(15)를 가지는 중앙 버스바부(11B)는 마련되어 있지 않다. 따라서 제1 버스바(1011)가 마련되어 있는 부분은 V14로 나타내는 저음속의 영역이 된다.
또한 비교예에서는, 도 1에서 나타낸 돌출부(13e)는 마련되어 있지 않다. 그 밖의 구성은, 본 비교예는 상기 실시형태와 동일하다. 비교예의 탄성파 장치에서의 IDT전극의 전극지가 연장되는 방향에서의 각 영역(V11~V14)의 음속(V11~V14)을 도 5의 우측에 모식적으로 나타낸다.
도 4와 도 6을 대비하면 명백한 바와 같이, 도 6에서는, 공진 주파수와 반공진 주파수 사이 및 반공진 주파수보다도 고영역 측에, 큰 리플이 나타나 있다. 이 리플은 가로 모드 리플이다. 이에 반하여, 도 4에서는 이러한 리플이 나타나 있지 않다.
상기 실시형태에서는, 각 영역(V1~V6)의 음속(V1~V6)이, 도 1에 나타내는 바와 같이 되어 있다. 즉, 태폭부(13a, 13b, 14a, 14B)에 더하여, 내측 버스바부(11A)가 마련되어 있음으로써, 저음속 영역인 영역(V2, V3, V4)의 음속의 평균치가 효과적으로 낮아져 있다.
따라서 저음속 영역과 중앙 영역 사이의 음속 차(ΔV)가 상당히 커져 있다. 따라서 가로 모드 리플을 효과적으로 억압하는 것이 가능해진다고 생각된다. 즉, 음속 차(ΔV)가 클수록, 피스톤 모드가 보다 확실하게 발생하여, 가로 모드 리플을 효과적으로 억압하는 것이 가능하게 되어 있다.
한편, 도 7은, 피스톤 모드가 형성되는 조건을 만족할 때의, 중앙 영역과 저음속 영역의 음속 차(ΔV)의 중앙 영역의 음속에 대한 비율과, 저음속 영역의 전극지가 연장되는 길이방향을 따르는 치수(Y)의 관계를 나타내는 도면이다. 도 7로부터 명백한 바와 같이, 저음속 영역의 전극지가 연장되는 방향에서의 길이방향 치수(Y)가 작은 경우에는, 피스톤 모드를 형성하기 위해 필요한 중앙 영역과 저음속 영역의 음속 차(ΔV)가 커지는 것을 알 수 있다. 모든 가로 모드 리플을 억압할 수 있는 이상적인 피스톤 모드를 형성하기 위해서는, 치수(Y)는 작은 쪽이 바람직하다. 즉, 중앙 영역과 저음속 영역의 음속 차(ΔV)를 크게 하는 쪽이 바람직하다.
도 5의 비교예의 구조와 같은 경우는, 저음속 영역을 태폭부만으로 형성하는 것이 되기 때문에, 중앙 영역과 저음속 영역의 음속 차를 그다지 크게 할 수 없다. 따라서 피스톤 모드를 형성하기 위해서는, 치수(Y)를 크게 취할 필요가 있지만, 이 경우에는 이상적인 피스톤 모드를 형성할 수 없다. 따라서 도 6과 같이 가로 모드 리플이 발생한다.
한편, 본 실시형태의 구조에서는, 내측 버스바부(11A)가 마련되어 있기 때문에, 중앙 영역과 저음속 영역의 음속 차(ΔV)를 크게 할 수 있고, 피스톤 모드를 형성하기 위해 필요한 치수(Y)를 작게 할 수 있다. 따라서 이상적인 피스톤 모드를 형성하는 것이 가능해진다. 따라서 도 4에 나타낸 바와 같이, 가로 모드 리플을 효과적으로 억압할 수 있다.
본원 발명자들의 실험에 의하면, 상기 태폭부(13a, 13b, 14a, 14B) 등이 마련되어 있는 부분에서, 전극지의 듀티비는 0.6~0.9의 범위로 하는 것이 바람직한 것이 확인되고 있다. 듀티비가 보다 큰 쪽이 음속 차(ΔV)를 크게 할 수 있지만, 프로세스상의 제약에 따라 0.9 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한 본 실시형태에서는, 상기 제2 전극지(14)의 선단과, 제1 버스바(11) 사이의 탄성 표면파 전파방향과 직교하는 방향을 따르는 거리, 즉 영역(V3)에서 나타나는 전극지 선단과 상대 측의 버스바 사이의 갭의 치수는 작은 쪽이 바람직하다. 단, 영역(V3)의 상기 치수를 작게 하는 데에도, 프로세스상의 한계가 있다. 본원 발명자들의 실험에 의하면, 탄성 표면파의 파장을 λ로 했을 때 0.5λ 이하, 보다 바람직하게는 0.25λ 이하인 것이 바람직하다.
상기 영역(V3)에서의 전극지의 폭방향 치수는 상기 돌출부(13e, 14e)가 마련되어 있기 때문에, 본 실시형태에서는, 영역(V1)에서의 전극지(13, 14)의 폭보다도 넓다. 이 때문에, 음속(V1)＜음속(V3)의 관계로 되어 있다. 단, 이 돌출부(13e, 14e)는 마련되지 않아도 된다. 따라서 영역(V3)에서의 전극지(14)의 폭은, 중앙 영역인 영역(V1)에서의 전극지(14)의 폭과 동일하게 해도 된다.
바람직하게는, 본 실시형태와 같이, 영역(V3)에 돌출부(13e, 14e)를 마련하고, 보다 더 영역(V3)에서의 음속을 낮추는 것이 바람직하다. 즉, 저음속 영역인 영역(V2~V4) 전체의 음속(V2~V4)의 평균치를 보다 더 낮출 수 있다.
또한 내측 버스바부(11A)가 위치하고 있는 영역(V4)도 저음속 영역이다. 여기서는, 상술한 바와 같이, 전체가 메탈라이즈되어 있기 때문에 음속이 효과적으로 낮아져 있다. 이 내측 버스바부(11A)는, 가늘고 긴 띠상의 형상을 가지고 있지만, 이 내측 버스바부(11A)의 탄성파 전파방향과 직교하는 방향을 따르는 치수 즉, 폭은 0.5λ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한 중앙 버스바부(11B)에서의 연결부(16)의 폭은, 본 실시형태에서는 영역(V1)에서의 전극지(13, 14)의 폭과 동일하게 되어 있다. 단, 연결부(16)의 폭방향 치수는 전극지(13, 14)의 폭방향 치수와 반드시 동일하게 하지 않아도 된다.
또한 영역(V1)에서의 전극지의 듀티비는 0.5로 되어 있다. 본 실시형태에서는, 고음속 영역인 중앙 버스바부(11B)의 탄성파 전파방향과 수직인 쪽의 폭은, 2.0λ로 되어 있다. 고음속 영역은, IDT전극에서 여진되는 탄성 표면파의 에너지가, 외측 버스바부(11C)의 부분에서 충분히 작아지는 바와 같은 폭이면 된다. 중앙 버스바부(11B)의 폭을 2.0λ 이상으로 함으로써 외측 버스바부(11C)의 여진을 충분히 작게 하는 것이 가능해진다.
본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 태폭부(13a, 13b, 13c, 13d), 태폭부(14a, 14b, 14c, 14d)가 마련되어 있고, 중앙 영역인 영역(V1)의 외측에, 저음속 영역인 영역(V2~V4)과, 개구부(15)가 형성되어 있는 고음속 영역인 영역(V5)이 마련되어 있다. 그리고 중앙 영역과 저음속 영역의 음속 평균의 차인 음속 차(ΔV)가 상당히 크게 되어 있기 때문에, 상기 가로 모드 리플을 효과적으로 억압하는 것이 가능하게 되어 있다. 이것은, 상기 음속 차(ΔV)가 클수록 이상에 가까운 피스톤 모드를 발생시킬 수 있는 것에 따른다. 따라서 도 4에 나타낸 바와 같이, 가로 모드 스퓨리어스를 효과적으로 억압하는 것이 가능하게 되어 있다.
도 8~도 15는, 본 발명의 제2~제9 실시형태에 따른 탄성파 장치의 각 요부를 설명하기 위한 부분 절결 평면도이다.
도 8에 나타내는 제2 실시형태와 같이, 제1 전극지(13)의 기단 측에, 도 1에 나타낸 돌출부(13e)가 마련되지 않아도 된다. 제2 실시형태에서는, 제2 전극지(14)에서도 기단 측에 돌출부가 마찬가지로 마련되어 있지 않다.
또한 제2 실시형태에서는, 제1 전극지(13)의 1개의 태폭부(13a)에 대하여, 서로 이웃하는 제2 전극지(14)에 2개의 태폭부(14a, 14B)가 마련되어 있었다. 따라서 1.5쌍의 돌출부가 배치되어 있다. 영역(V1~V6)의 음속(V1~V6)의 관계는 도 8의 우측에 나타내는 대로, 음속(V3)과 음속(V5)이 동일해진다. 본 실시형태에서도, 저음속 영역인 영역(V2~V4)의 음속(V2~V4)의 평균치가 중앙 영역인 영역(V1)의 음속(V1)보다도 효과적으로 낮아진다. 따라서 제1 실시형태와 마찬가지로, 가로 모드 리플을 효과적으로 억압할 수 있다. 그 밖의 구성은, 제2 실시형태는 제1 실시형태와 마찬가지로 되어 있다.
도 9에 나타내는 제3 실시형태에서는, 제1 버스바(11) 측에서, 제2 전극지(14)의 선단에 태폭부(14a)가 마련되어 있다. 이 태폭부(14a)가 마련되어 있는 부분의 근방에서, 제1 전극지(13)에는 태폭부는 마련되어 있지 않다. 그 밖의 구성은, 제1 실시형태와 동일하다. 본 실시형태에서의 영역(V1~V6)의 음속(V1~V6)을 도 9의 우측에 모식적으로 나타낸다. 본 실시형태에서도, 영역(V2~V4)의 음속(V2~V4)의 평균치가, 중앙 영역인 영역(V1)의 음속(V1)보다도 효과적으로 낮아진다. 따라서 제1 실시형태와 마찬가지로 가로 모드 리플을 억압할 수 있다.
제1 및 제2 전극지(13, 14) 중 한쪽에만 태폭부가 마련되어 있어도 된다. 또한 태폭부의 수에 대해서도, 1개의 전극지에서 1개의 태폭부(14a)만이 한쪽의 버스바(11) 측에서 마련되어 있어도 된다.
또한 본 실시형태에서는, 제1 전극지(13)의 선단 측에, 태폭부(14a)와 마찬가지로 1개의 태폭부가 마련되어 있고, 제2 버스바측에서는, 제2 전극지(14)에 태폭부가 마련되어 있지 않다.
도 10에 나타내는 제4 실시형태에서는, 제1 버스바(11) 측에서, 제1 전극지(13) 및 제2 전극지(14)의 각각에 태폭부(13a), 태폭부(14a)가 마련되어 있다. 즉, 제1 버스바(11) 측에 가까이 붙은 영역에서, 저음속 영역을 형성하기 위해, 전극지(13, 14)의 각각에 1개의 태폭부(13a, 14a)가 마련되어 있다. 또한 전극지(13)의 기단에, 도 1에 나타낸 돌출부(13e)는 마련되어 있지 않다. 제2 전극지의 기단에서도 상기 돌출부는 마련되어 있지 않다.
또한 제1 전극지(13)의 선단 측, 즉 제2 버스바측에서도, 제1 전극지의 선단과, 제2 전극지의 기단 근방에 태폭부가 각각 1개 마련되어 있다.
본 실시형태와 같이, 전극지(13, 14)에 각각 각 1개의 태폭부가 마련되어 저음속 영역(V2)의 음속(V2)을 효과적으로 낮추어도 된다. 이 경우에서도, 제1~제3 실시형태와 마찬가지로, 피스톤 모드의 원리에 의해 가로 모드 리플을 효과적으로 억압할 수 있다.
도 11에 나타내는 제5 실시형태와 같이, 중앙 버스바부(11B)에 마련되는 개구부(15)의 탄성파 전파방향을 따르는 치수를 크게 해도 된다. 여기서는, 개구부(15)의 양측의 연결부(16, 16)의 피치는, 제1 전극지(13)의 탄성파 전파방향을 따르는 주기의 2배로 되어 있다. 이렇게, 개구부(15)의 형상을 제1 실시형태보다도 크게 해도 된다. 그 밖의 구성은 제1 실시형태와 동일하다. 본 실시형태에서도, 고음속 영역인 영역(V5)의 음속(V5)을 효과적으로 향상시킬 수 있기 때문에, 가로 모드 리플을 효과적으로 억압하면서, 탄성파를 확실하게 가둘 수 있다. 특히, 개구부(15)의 면적이 커지기 때문에, 영역(V5)의 음속(V5)을 보다 더 효과적으로 높일 수 있다.
도 12에 나타내는 제6 실시형태에서는, 연결부(16, 16)가, 제2 전극지(14)의 선단의 연장선상에 위치하고 있다. 이렇게, 연결부(16, 16)는, 제1 전극지(13)의 연장 상이 아니고, 제2 전극지(14)의 연장 상에 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 대칭성을 높이기 위해서는, 제2 버스바(12) 측에서는, 제1 전극지(13)의 선단의 연장 상에 연결부를 마련하는 것이 바람직하다.
도 13에 나타내는 제7 실시형태에서는, 연결부(16)의 폭이, 즉 탄성파 전파방향을 따르는 치수가, 전극지(13, 14)보다도 작게 되어 있다. 그리고 제1, 제2 전극지(13, 14)의 각 연장 상에 연결부(16)가 마련되어 있다. 따라서 개구부(15)의 탄성파 전파방향을 따르는 치수가 작아져 있다. 이렇게 연결부(16)의 배치 형태는 적절히 변경할 수 있다. 또한 도 14에 나타내는 제8 실시형태와 같이, 도 13에 나타낸 연결부(16) 중 탄성파 전파방향을 따라 1개 간격으로, 연결부(16)가 아니고, 외측 버스바부(11C)로부터 내측 버스바부(11A)에 이르지 않는 전극 스트립(16a)을 마련해도 된다. 또한 전극 스트립(16a)과는 반대로, 내측 버스바부(11A)로부터 외측 버스바부(11C) 측을 향해 연장되고, 외측 버스바부(11C)에 이르지 않는 전극 스트립을 마련해도 된다.
또한 도 15에 나타내는 제9 실시형태와 같이, 복수 개의 연결부(16)가 마련되는 위치를, 전극지(13, 14)의 연장선으로부터 탄성파 전파방향에서 벗어난 위치로 해도 된다.
도 16은, 본 발명의 제10 실시형태에 따른 탄성파 장치의 요부를 설명하기 위한 부분 절결 평면도이다. 제10 실시형태의 탄성파 장치에서는, 제1 전극지(13)와 제2 전극지(14)가 탄성파 전파방향에서 서로 이웃하고 있다. 단, 복수 개의 제1 전극지(13) 중 전극지(13X)는, 다른 전극지(13)보다도 폭이 굵게 되어 있다. 보다 상세하게는, 전극지(13X)의 폭은, 전극지(13X)의 폭+전극지(13)와 전극지(14) 사이의 탄성파 전파방향 치수 즉, 폭+제2 전극지(14)의 폭+제2 전극지(14)와 제1 전극지(13) 사이의 갭의 탄성파 전파방향을 따르는 치수+제1 전극지(13)의 폭으로 되어 있다. 바꿔 말하면, 1개의 제2 전극지(14)를 극성 변환하고 제1 전극지(13)로 한다. 그리고 극성 변환에 의해 마련된 제1 전극지(13)와, 양측의 제1 전극지(13) 사이의 갭을 전극지 구성용 금속막으로 메운 구성이 전극지(13X)에 상당한다.
제10 실시형태에서는, IDT전극(3)에서, 적어도 일부의 전극지가, 전극지(13X)로 되어, 위드로월(withdrawal) 가중치가 부여되어 있다. 이에 따라, 예를 들면 탄성파 장치로서 탄성파 필터를 구성한 경우, 필터 특성의 급준성을 높일 수 있다.
도 8~도 16에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서의 개구부(15)의 형상, 연결부(16)의 치수, 형상, 피치 등은 고음속 영역인 영역(V5)의 음속(V5)을 높일 수 있는 한, 다양한 형태로 변형할 수 있고, 특별히 도시한 구조에 한정되는 것이 아니다.
또한 저음속 영역인 영역(V2~V4)의 음속(V2~V4)의 평균치를 낮출 수 있는 한, 태폭부(13a, 13b, 14a, 14B) 등의 형상 및 치수 등에 대해서도 적절히 변형할 수 있다.
또한 상술한 바와 같이, 전극지(13)와 전극지(14)가 서로 이웃하고 있는 부분에서, 한쪽의 전극지에만 태폭부를 마련해도 되고, 상기 제1 실시형태와 같이 쌍방의 전극지(13, 14)에 태폭부를 마련해도 된다. 또한 태폭부는, 전극지의 중앙 영역보다도 기단 측에만, 혹은 선단 측에만 마련되어도 된다. 즉, 기단 측 및 선단 측 중 적어도 한쪽 측에 태폭부가 마련되어 있으면 된다.
또한 태폭부의 저음속 영역에서의 수에 대해서도 1개나 2개로 한정되지 않고, 임의의 수의 태폭부를 마련할 수 있다.
본 발명은 탄성 표면파 장치에 한하지 않고, 탄성 경계파 장치 등의 다양한 탄성파 장치에 적용할 수 있다. 또한 1포트형 공진자를 구성하는 전극형상에 한하지 않고, 래더형 필터나 종결합 공진자형 탄성파 필터 등의 대역 필터나 트랩 필터 등의 다양한 탄성파 장치에 본 발명을 적용할 수 있다.
1: 탄성파 장치
2: 지지 기판
3: IDT전극
4, 5: 반사기
7: 고음속 지지 기판
7a: 지지 기판
7b: 고음속막
8: 저음속막
9: 압전막
11: 제1 버스바
11A: 내측 버스바부
11B: 중앙 버스바부
11C: 외측 버스바부
12: 제2 버스바
12A: 내측 버스바부
12B: 중앙 버스바부
12C: 외측 버스바부
13: 제1 전극지
13a, 13b, 13c, 13d: 태폭부
13e: 돌출부
13X: 전극지
14: 제2 전극지
14a, 14b, 14c, 14d: 태폭부
14e: 돌출부
15: 개구부
16: 연결부
16a: 전극 스트립
1011: 제1 버스바
V1~V6: 영역
V11~V14: 영역

Claims (13)

  1. 압전막을 가지는 탄성파 장치로서,
    상기 압전막을 전파하는 탄성파의 음속보다도, 전파하는 벌크파(bulk wave) 음속이 고속인 고(高)음속재와,
    상기 고음속재 상에 적층되어 있고, 상기 압전막을 전파하는 탄성파 음속보다도 전파하는 벌크파 음속이 저속인 저(低)음속막과,
    상기 저음속막 상에 적층된 상기 압전막과,
    상기 압전막의 한쪽 면에 형성되어 있는 IDT전극을 포함하며,
    상기 IDT전극이, 제1 버스바(bus bar)와, 상기 제1 버스바와 사이를 두고 배치된 제2 버스바와, 상기 제1 버스바에 기단(基端)이 전기적으로 접속되어 있고, 선단(先端)이 상기 제2 버스바를 향해 연장되어 있는 복수 개의 제1 전극지(電極指)와, 상기 제2 버스바에 기단이 접속되어 있고, 선단이 상기 제1 버스바를 향해 연장되어 있는 복수 개의 제2 전극지를 가지며,
    상기 제1 및 제2 전극지가 연장되는 방향과 직교하는 방향을 폭방향으로 했을 때에 상기 제1 및 제2 전극지의 적어도 한쪽에서, 상기 제1 및 제2 전극지의 길이방향 중앙에 비해 폭방향 치수가 크게 되어 있는 태폭(太幅)부가, 중앙 영역보다도 상기 기단 측 및 상기 선단 측 중 적어도 한쪽 측에 마련되어 있고,
    상기 제1 및 제2 버스바의 적어도 한쪽이 상기 제1 또는 제2 버스바의 길이방향을 따라 분리 배치된 복수의 개구부를 가지며,
    상기 제1 및 제2 버스바가, 상기 개구부보다도 상기 제1 또는 제2 전극지 측에 위치하고 있으면서, 상기 제1 및 제2 버스바의 길이방향으로 연장되는 내측 버스바부와, 상기 개구부가 마련되어 있는 중앙 버스바부와, 상기 내측 버스바부에 대하여, 상기 중앙 버스바부를 끼고 반대 측에 위치하고 있는 외측 버스바부를 가지는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내측 버스바부가, 탄성파 전파방향으로 연장되는 띠상의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극지 및 제2 전극지의 쌍방에 상기 태폭부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 태폭부가, 상기 제1 및 제2 전극지의 적어도 한쪽에서 각각 복수 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IDT전극은, 교차폭 가중치가 부여되어 있지 않은 정규형의 IDT전극인 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극지의 선단과, 상기 제1 및 제2 전극지의 선단과 대향하고 있는 제2, 제1 버스바 사이의 거리가, 탄성 표면파의 파장을 λ로 했을 때에 0.5λ 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고음속재를 지지하고 있는 지지 기판을 더 포함하고, 상기 고음속재가 고음속막인 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고음속재가 고음속 지지 기판인 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IDT전극 중 적어도 1개의 전극지의 극성이 반전되어 있고, 극성이 반전된 상기 전극지와, 양(兩) 옆의 전극지 사이가 전극 재료로 메워져 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IDT전극이 Al 또는 Al을 주체로 하는 합금으로 이루어지고, 상기 IDT전극의 전극 막두께가 0.08λ 이상인 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IDT전극의 막두께가 0.10λ 이상, 400㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고음속재가 실리콘 기판이며, 그 체적 저항률은 1000Ω㎝ 이상인 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고음속재가 실리콘 기판이며, 그 체적 저항률은 4000Ω㎝ 이상인 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
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