KR20190015587A - 탄성파 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

저손실이고, 주파수 온도 특성이 뛰어나며, 고차 모드에 의한 스퓨리어스가 생기기 어려운 탄성파 장치를 제공한다.
압전기판(2)과, 압전기판(2) 상에 마련된 IDT전극(3)과, IDT전극(3)을 덮도록 마련된 유전체층(6)을 포함하고, IDT전극(3)이, 제1 전극층과, 제1 전극층 상에 적층된 제2 전극층을 가지며, 제1 전극층이, 제2 전극층을 구성하고 있는 금속 및 유전체층(6)을 구성하고 있는 유전체보다도 밀도가 높은 금속 혹은 합금에 의해 구성되어 있고, 압전기판(2)이 LiNbO3에 의해 구성되어 있으며, 압전기판(2)의 오일러 각(0°±5°, θ, 0°±10°)에서 θ가 8° 이상, 32° 이하의 범위 내에 있는, 탄성파 장치(1).

Description

탄성파 장치{ELASTIC WAVE DEVICE}
본 발명은 공진자나 고주파 필터 등에 이용되는 탄성파 장치에 관한 것이다.
종래, 공진자나 고주파 필터로서 탄성파 장치가 널리 이용되고 있다.
하기의 특허문헌 1, 2에는, LiNbO3 기판 상에 IDT전극이 마련된 탄성파 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1, 2에서는, 상기 IDT전극을 덮도록 SiO2막이 마련되어 있다. 상기 SiO2막에 의해 주파수 온도 특성을 개선할 수 있다고 되어 있다. 또한, 특허문헌 1에서는, 상기 IDT전극이 Al보다도 밀도가 큰 금속에 의해 형성되어 있다. 한편, 특허문헌 2에서는, 상기 IDT전극으로서 Pt막 상에 Al막이 적층된 적층 금속막이 기재되어 있다.
WO2005/034347 A1 일본 공개특허공보 2013-145930호
그러나 특허문헌 1과 같이 단층 구조의 IDT전극을 이용한 경우, 전극지(電極指) 저항이 커지고, 손실이 커지는 경우가 있었다. 한편, 특허문헌 2와 같이, 적층 금속막에 의해 형성된 IDT전극에서는, 충분한 주파수 온도 특성이 얻어지지 않는 경우가 있었다. 또한, 주파수 온도 특성을 개선하기 위해 SiO2막을 마련한 경우, 고차 모드에 의한 스퓨리어스(spurious)가 발생하는 경우가 있었다. 그 때문에, 종래, 저손실, 주파수 온도 특성의 개선 및 고차 모드에 의한 스퓨리어스의 억제라는 과제를 모두 해결할 수 있는 탄성파 장치를 얻는 것이 곤란했다.
본 발명의 목적은, 저손실이고, 주파수 온도 특성이 뛰어나며, 고차 모드에 의한 스퓨리어스가 생기기 어려운 탄성파 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치는, 압전기판과, 상기 압전기판 상에 마련된 IDT전극과, 상기 IDT전극을 덮도록 상기 압전기판 상에 마련된 유전체층을 포함하고, 상기 IDT전극이, 제1 전극층과, 상기 제1 전극층 상에 적층된 제2 전극층을 가지고, 상기 제1 전극층이, 상기 제2 전극층을 구성하고 있는 금속 및 상기 유전체층을 구성하고 있는 유전체보다도 밀도가 높은 금속 혹은 합금에 의해 구성되어 있으며, 상기 압전기판이 LiNbO3에 의해 구성되어 있고, 상기 압전기판의 오일러 각(0°±5°, θ, 0°±10°)에서 θ가 8° 이상, 32° 이하의 범위 내에 있다. 바람직하게는, 상기 압전기판의 오일러 각의 θ는 12° 이상, 26° 이하이고, 그 경우에는 고차 모드에 의한 스퓨리어스를 보다 한층 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 어느 특정 국면에서는, 상기 IDT전극에 의해 여진(勵振)된 상기 압전기판을 전파하는 탄성파의 주요 모드가 레일리파(Rayleigh wave)를 이용하고 있고, 상기 제1 전극층의 두께는, SH파의 음속이 상기 레일리파의 음속보다 느린 두께로 되어 있다. 이 경우, 통과대역 근방에서의 불요파(不要波)를 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 전극층이 Pt, W, Mo, Ta, Au, Cu 및 이들 금속의 합금으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종이다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 전극층이, Pt 또는 Pt를 주성분으로 하는 합금에 의해 구성되어 있고, 상기 제1 전극층의 두께가 0.047λ 이상이다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 전극층이 W 또는 W를 주성분으로 하는 합금에 의해 구성되어 있고, 상기 제1 전극층의 두께가 0.062λ 이상이다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 전극층이 Mo 또는 Mo를 주성분으로 하는 합금에 의해 구성되어 있고, 상기 제1 전극층의 두께가 0.144λ 이상이다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 전극층이 Ta 또는 Ta를 주성분으로 하는 합금에 의해 구성되어 있고, 상기 제1 전극층의 두께가 0.074λ 이상이다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 전극층이 Au 또는 Au를 주성분으로 하는 합금에 의해 구성되어 있고, 상기 제1 전극층의 두께가 0.042λ 이상이다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제1 전극층이 Cu 또는 Cu를 주성분으로 하는 합금에 의해 구성되어 있고, 상기 제1 전극층의 두께가 0.136λ 이상이다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제2 전극층이 Al 또는 Al을 주성분으로 하는 합금에 의해 구성되어 있다. 이 경우에는 전극지의 저항을 억제할 수 있고, 보다 한층 저손실로 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 제2 전극층의 두께가 0.0175λ 이상이다. 이 경우에는 전극지의 저항을 억제할 수 있고, 보다 한층 저손실로 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 유전체층이 SiO2와 SiN 중 적어도 하나의 상기 유전체에 의해 구성되어 있다. 보다 바람직하게는, 상기 유전체층이 SiO2에 의해 구성되어 있다. 이 경우에는 주파수 온도 특성을 보다 한층 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 유전체층의 막 두께가 0.30λ 이상이다. 이 경우에는 주파수 온도 특성을 보다 한층 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 IDT전극의 듀티비(duty ratio)가 0.48 이상이다. 이 경우에는 고차 모드에 의한 스퓨리어스를 보다 한층 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는, 상기 IDT전극의 듀티비가 0.55 이상이다. 이 경우에는 고차 모드에 의한 스퓨리어스를 보다 한층 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 저손실이고, 주파수 온도 특성이 뛰어나며, 고차 모드에 의한 스퓨리어스가 생기기 어려운 탄성파 장치를 제공할 수 있다.
도 1(a)는 본 발명의 한 실시형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 정면 단면도이고, 도 1(b)는 그 전극 구조를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시형태에 따른 탄성파 장치의 전극부를 확대한 모식적 정면 단면도이다.
도 3은 Pt막 상에 Al막을 적층한 적층 금속막에서, Al막의 막 두께와 시트 저항의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 제2 전극층인 Al막의 막 두께와 주파수 온도 계수(TCF)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 유전체층인 SiO2막의 막 두께와 주파수 온도 계수(TCF)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6(a)는 SiO2의 막 두께가 0.26λ일 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 6(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 7(a)는 SiO2의 막 두께가 0.30λ일 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 7(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 8(a)는 SiO2의 막 두께가 0.34λ일 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 8(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 9(a)는 SiO2의 막 두께가 0.38λ일 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 9(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 10은 SiO2막의 막 두께와 고차 모드의 최대 위상의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11(a)는 오일러 각(0°, θ, 0°)에서, θ=24°일 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 11(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 12(a)는 오일러 각(0°, θ, 0°)에서, θ=28°일 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 12(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 13(a)는 오일러 각(0°, θ, 0°)에서, θ=32°일 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 13(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 14(a)는 오일러 각 (0°, θ, 0°)에서, θ=36°일 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 14(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 15(a)는 오일러 각(0°, θ, 0°)에서, θ=38°일 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 15(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 16은 오일러 각(0°, θ, 0°)에서, θ와 고차 모드의 최대 위상의 관계를 나타내는 도면이다.
도 17(a)~도 17(c)는 Pt막의 막 두께가 각각 0.015λ, 0.025λ, 0.035λ일 때의 오일러 각(0°, θ, 0°)에서의 θ와 SH파의 비대역의 관계를 나타내는 도면이다.
도 18(a)~도 18(c)는 Pt막의 막 두께가 각각 0.055λ, 0.065λ, 0.075λ일 때의 오일러 각(0°, θ, 0°)에서의 θ와 SH파의 비대역의 관계를 나타내는 도면이다.
도 19는 Pt막의 막 두께와 레일리파 및 SH파의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 20(a)는 실험예에서 제작한 탄성파 장치의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 20(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 21은 W막의 막 두께와 레일리파 및 SH파의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 22는 Mo막의 막 두께와 레일리파 및 SH파의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 23은 Ta막의 막 두께와 레일리파 및 SH파의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 24는 Au막의 막 두께와 레일리파 및 SH파의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 25는 Cu막의 막 두께와 레일리파 및 SH파의 음속의 관계를 나타내는 도면이다.
도 26(a)는 듀티비가 0.50일 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 26(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 27(a)는 듀티비가 0.60일 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 27(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 28(a)는 듀티비가 0.70일 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 28(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 29는 IDT전극의 듀티비와 고차 모드의 최대 위상의 관계를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함으로써 본 발명을 분명하게 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 각 실시형태는 예시적인 것이며, 다른 실시형태 간에 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능한 것을 지적해 둔다.
도 1(a)는 본 발명의 한 실시형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 정면 단면도이고, 도 1(b)는 그 전극 구조를 나타내는 모식적 평면도이다. 도 2는 본 발명의 한 실시형태에 따른 탄성파 장치의 전극부를 확대한 모식적 정면 단면도이다.
탄성파 장치(1)는 압전기판(2)을 가진다. 압전기판(2)은 주면(主面)(2a)을 가진다. 압전기판(2)은 LiNbO3에 의해 구성되어 있다. 압전기판(2)의 오일러 각(0°±5°, θ, 0°±10°)에서 θ는 8° 이상, 32° 이하의 범위 내에 있다. 따라서, 탄성파 장치(1)에서는 고차 모드에 의한 스퓨리어스의 발생을 억제할 수 있다.
상기 θ는 30° 이하인 것이 바람직하고, 28° 이하인 것이 보다 바람직하며, 12° 이상, 26° 이하인 것이 더 바람직하다. 그 경우에는 고차 모드에 의한 스퓨리어스의 발생을 보다 한층 억제할 수 있다.
압전기판(2)의 주면(2a) 상에는 IDT전극(3)이 마련되어 있다. 탄성파 장치(1)는, IDT전극(3)에 의해 여진되는 탄성파로서 레일리파를 주요 모드로 이용하고 있다. 또한, 본 명세서에서는, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 상기 IDT전극(3)의 전극지의 피치에 의해 정해지는 종모드의 기본파인 탄성표면파의 파장을 λ로 하고 있다.
보다 구체적으로, 압전기판(2) 상에는 도 1(b)에 나타내는 전극 구조가 형성되어 있다. 즉, IDT전극(3)과, IDT전극(3)의 탄성파 전파 방향 양측에 배치된 반사기(4, 5)가 형성되어 있다. 그로써, 1포트형 탄성파 공진자가 구성되어 있다. 단, 본 발명에서의 IDT전극을 포함하는 전극 구조는 특별히 한정되지 않는다. 복수의 공진자를 조합하여 필터가 구성되어 있어도 된다. 이와 같은 필터로는 래더(ladder)형 필터, 종결합 공진자형 필터, 라티스(lattice)형 필터 등을 들 수 있다.
IDT전극(3)은, 제1, 제2 버스바(busbar)와 복수 개의 제1, 제2 전극지를 가진다. 복수 개의 제1, 제2 전극지는 탄성파 전파 방향과 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 복수 개의 제1 전극지와 복수 개의 제2 전극지는 서로 사이에 삽입되어 있다. 또한, 복수 개의 제1 전극지는 제1 버스바에 접속되어 있고, 복수 개의 제2 전극지는 제2 버스바에 접속되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, IDT전극(3)은 제1 및 제2 전극층(3a, 3b)을 가진다. 제1 전극층(3a) 상에 제2 전극층(3b)이 적층되어 있다. 제1 전극층(3a)은, 제2 전극층(3b)을 구성하고 있는 금속 및 유전체층(6)을 구성하고 있는 유전체보다도 밀도가 높은 금속 혹은 합금에 의해 구성되어 있다.
제1 전극층(3a)은 Pt, W, Mo, Ta, Au, Cu 등의 금속 또는 합금으로 이루어진다. 제1 전극층(3a)은 Pt 또는 Pt를 주성분으로 하는 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다.
제2 전극층(3b)은 Al 또는 Al을 주성분으로 하는 합금으로 이루어진다. 전극지의 저항을 작게 하고, 보다 한층 저손실로 하는 관점에서, 제2 전극층(3b)은 제1 전극층(3a)보다 저항률이 낮은 금속 또는 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 제2 전극층(3b)은 Al 또는 Al을 주성분으로 하는 합금에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에서 주성분이란, 50중량% 이상 포함되어 있는 성분의 것을 말하는 것으로 한다. 전극지의 저항을 작게 하고, 보다 한층 저손실로 하는 관점에서, 제2 전극층(3b)의 막 두께는 0.0175λ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 제2 전극층(3b)의 막 두께는 0.2λ 이하로 하는 것이 바람직하다.
IDT전극(3)은, 제1 및 제2 전극층(3a, 3b)에 더하여, 다른 금속이 더 적층된 적층 금속막이어도 된다. 상기 다른 금속으로는 특별히 한정되지 않지만, Ti, NiCr, Cr 등의 금속 또는 합금을 들 수 있다. Ti, NiCr, Cr 등으로 이루어지는 금속막은, 제1 전극층(3a)과 제2 전극층(3b)의 접합력을 높이는 밀착층인 것이 바람직하다.
IDT전극(3)을 덮도록, 압전기판(2)의 주면(2a) 상에 유전체층(6)이 마련되어 있다. 유전체층(6)을 구성하는 재료로는 특별히 한정되지 않는다. 유전체층(6)을 구성하는 재료로는 산화규소, 질화규소, 산질화규소, 질화알루미늄, 산화탄탈, 산화티탄 또는 알루미나 등의 적절한 재료가 이용된다. 주파수 온도 특성을 보다 한층 개선하는 관점에서, 유전체층(6)을 구성하는 재료로는 SiO2와 SiN 중 적어도 하나인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 SiO2이다.
주파수 온도 특성을 보다 한층 개선하는 관점에서, 유전체층(6)의 막 두께는 0.30λ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 유전체층(6)의 막 두께는 0.50λ 이하로 하는 것이 바람직하다.
탄성파 장치(1)에서는, 상기와 같이 압전기판(2)이 LiNbO3에 의해 구성되어 있고, 압전기판(2)의 오일러 각(0°±5°, θ, 0°±10°)에서 θ가 8° 이상, 32° 이하의 범위 내에 있다. 또한, IDT전극(3)이 밀도가 높은 제1 전극층(3a)을 하층으로 하는 적층 금속막에 의해 구성되어 있다. 또한, IDT전극(3)을 덮도록 유전체층(6)이 마련되어 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 저손실이고, 주파수 온도 특성이 뛰어나며, 고차 모드에 의한 스퓨리어스가 생기기 어려운 탄성파 장치를 제공할 수 있다. 이하, 이 점에 대해 도 3~도 29를 참조하면서 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 Pt막 상에 Al막을 적층한 적층 금속막에서, Al막의 막 두께와 시트 저항의 관계를 나타내는 도면이다. 도 3으로부터, Al막의 막 두께의 증가와 함께 시트 저항이 작아져 있는 것을 알 수 있다. 또한, 시트 저항은, Al막의 막 두께가 70㎚(λ=2.0㎛인 경우는 0.035λ, λ=4.0㎛인 경우는 0.0175λ)일 때, 0.5(Ω/sq.)이고, Al막의 막 두께가 175㎚(λ=2.0㎛인 경우는 0.0875λ, λ=4.0㎛인 경우는 0.04375λ)일 때, 0.2(Ω/sq.)였다. 또한, 시트 저항은, Al막의 막 두께가 350㎚(λ=2.0㎛인 경우는 0.175λ, λ=4.0㎛인 경우는 0.0875λ)일 때, 0.1(Ω/sq.)이었다.
이와 같은 적층 금속막을, 탄성파 장치(1)와 같은 디바이스에 이용하는 경우, 디바이스의 손실을 작게 하는 관점에서 시트 저항을 충분히 작게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로 시트 저항은, 바람직하게는 0.5(Ω/sq.) 이하이고, 보다 바람직하게는 0.2(Ω/sq.) 이하이며, 더 바람직하게는 0.1(Ω/sq.) 이하이다. 따라서, 상기 적층 금속막에서의 Al막의 막 두께는, 바람직하게는 70㎚ 이상이고, 보다 바람직하게는 175㎚ 이상이며, 더 바람직하게는 350㎚ 이상이다. 또한, 후술하는 주파수 온도 특성의 열화를 억제하는 관점에서, 상기 적층 금속막에서의 Al막의 막 두께는 0.2λ 이하로 하는 것이 바람직하다.
도 4는 제2 전극층인 Al막의 막 두께와 주파수 온도 계수(TCF)의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는 도 1 및 도 2에 나타내는 구조에서, 이하와 같이 설계한 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다.
압전기판(2)…LiNbO3 기판, 오일러 각(0°, 38°, 0°)
제1 전극층(3a)…Pt막, 막 두께: 0.02λ
제2 전극층(3b)…Al막
IDT전극(3)…듀티비: 0.50
유전체층(6)…SiO2막, 막 두께 D: 0.3λ
탄성파…주요 모드: 레일리파
도 4로부터, Al막의 막 두께가 클수록 TCF가 열화(劣化)되어 있는 것을 알 수 있다. 구체적으로, 파장 λ가 2.0㎛(주파수: 1.8㎓ 상당)일 때의 Al막의 막 두께에 대한 TCF의 열화량(ΔTCF)은 하기의 표 1과 같이 된다. 또한, 파장 λ가 4.0㎛(주파수: 900㎒ 상당)일 때의 Al막의 막 두께와 TCF의 열화량(ΔTCF)은 하기의 표 2와 같이 된다.
도 5는 유전체층인 산화규소(SiO2)막의 막 두께와 주파수 온도 계수(TCF)의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 도 5는 도 1 및 도 2에 나타내는 구조에서, 이하와 같이 설계한 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다.
압전기판(2)…LiNbO3 기판, 오일러 각(0°, 38°, 0°)
제1 전극층(3a)…Pt막, 막 두께: 0.02λ
제2 전극층(3b)…Al막, 막 두께: 0.10λ
IDT전극(3)…듀티비: 0.50
유전체층(6)…SiO2막
탄성파…주요 모드: 레일리파
도 5에 나타내는 바와 같이, SiO2막의 막 두께 D를 두껍게 함에 따라, TCF가 개선되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 이 관계로부터, Al막의 부가에 따른 TCF의 열화분을 보상하기 위해 필요한 SiO2막의 막 두께 D의 증가분(ΔSiO2)을 구했다. 결과를 하기의 표 1 및 표 2에 나타낸다. 표 1은 λ=2.0㎛(주파수: 1.8㎓ 상당), 표 2는 λ=4.0㎛(주파수: 900㎒ 상당)인 경우의 결과이다.
Figure pat00001
Figure pat00002
따라서, 시트 저항을 개선하기 위해 Al막을 마련하는 경우, 충분한 시트 저항값을 얻기 위해서는 10~20ppm/℃ 정도의 TCF의 열화를 수반한다. 이 TCF의 열화를 보상하기 위해서는, SiO2막의 막 두께 D를 파장비로 0.05λ~0.10λ 정도 두껍게 할 필요가 있다.
도 6~도 9는 도면마다 SiO2막의 막 두께를 변화시켰을 때에, (a)는 주파수와 파장의 곱으로 나타나는 음속을 변화시켰을 때의 임피던스의 크기를 나타내는 도면이고, (b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 6~도 9에서, SiO2막의 막 두께 D를 파장으로 규격화한 값은 각각 순서대로 0.26λ, 0.30λ, 0.34λ, 0.38λ이다. 또한, 도 6~도 9는 도 1 및 도 2에 나타내는 구조에서, 이하와 같이 설계한 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다.
압전기판(2)…LiNbO3 기판, 오일러 각(0°, 38°, 0°)
제1 전극층(3a)…Pt막, 막 두께: 0.02λ
제2 전극층(3b)…Al막, 막 두께: 0.10λ
IDT전극(3)…듀티비: 0.50
유전체층(6): SiO2막
탄성파…주요 모드: 레일리파
도 6~도 9로부터, SiO2막의 막 두께를 두껍게 함에 따라, 음속 4700m/s 부근에서의 고차 모드의 스퓨리어스가 커져 있는 것을 알 수 있다. 또한, 이 고차 모드의 영향에 의한 디바이스 전체의 특성의 열화를 억제하기 위해서는 고차 모드의 최대 위상을 -25° 이하로 할 필요가 있다.
도 10은 SiO2막의 막 두께와 고차 모드의 최대 위상의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 도 10은 도 6~도 9와 동일한 설계의 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, SiO2의 막 두께를 0.30λ 이상으로 하면, 고차 모드의 최대 위상이 -25°보다 커져 있는 것을 알 수 있다. 그 때문에, Al막의 부가에 의한 TCF의 열화를 보상하기 위해 SiO2막을 0.30λ 이상으로 하면, 고차 모드가 커져 대역외 특성이 열화되게 된다. 따라서, 종래, 저손실, TCF의 개선 및 양호한 대역외 특성을 모두 충족하는 탄성파 공진자를 얻을 수 없었다.
도 11~도 15에서, (a)는 압전기판의 오일러 각(0°, θ, 0°)에서 θ를 변화시켰을 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, (b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 11~도 15에서, θ는 각각 순서대로 24°, 28°, 32°, 36°, 38°이다. 또한, 도 11~도 15는 도 1 및 도 2에 나타내는 구조에서, 이하와 같이 설계한 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다. 전극층 및 유전체층의 막 두께는 파장 λ로 규격화하여 나타내고 있다.
압전기판(2)…LiNbO3 기판, 오일러 각(0°, θ, 0°)
제1 전극층(3a)…Pt막, 막 두께: 0.02λ
제2 전극층(3b)…Al막, 막 두께: 0.10λ
IDT전극(3)…듀티비: 0.50
유전체층(6)…SiO2막, 막 두께 D: 0.40λ
탄성파…주요 모드: 레일리파
도 11~도 15로부터, θ를 작게 함에 따라, 고차 모드의 스퓨리어스가 작아져 있는 것을 알 수 있다.
또한, 도 16은 오일러 각(0°, θ, 0°)에서, θ와 고차 모드의 최대 위상의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 도 16은 도 11~도 15와 동일한 설계의 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다. 도 16으로부터, θ가 8° 이상, 32° 이하일 때 고차 모드의 최대 위상이 -25° 이하로 되어 있는 것을 알 수 있다. 즉, θ가 8° 이상, 32° 이하일 때, SiO2막의 막 두께가 0.40λ로 두꺼워도, 고차 모드의 스퓨리어스의 발생을 충분히 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 바람직하게는, 오일러 각의 θ가 12° 이상, 26° 이하인 것이 바람직하고, 그 경우에는 고차 모드의 스퓨리어스를 보다 한층 억제할 수 있다.
이와 같이, 본원 발명은, 상기 구성에 더하여, 오일러 각(0°, θ, 0°)에서 θ를 8° 이상, 32° 이하로 함으로써, 저손실, TCF의 개선 및 양호한 대역외 특성 모두를 충족하는 탄성파 공진자가 얻어지는 것을 본원 발명자들에 의해 발견된 것이다.
단, 도 11~도 15로부터, θ를 작게 함에 따라 메인의 공진 부근(음속: 3700m/s 부근)에 큰 스퓨리어스가 발생하고 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 주요 모드인 레일리파에 더하여, 불요파가 되는 SH파가 여진된 것에 의한 스퓨리어스이다. 이 스퓨리어스는 SH파의 전기기계 결합 계수를 작게 함으로써 억압할 수 있다.
도 17(a)~도 17(c) 및 도 18(a)~도 18(c)는 Pt막의 막 두께를 변화시켰을 때의 오일러 각(0°, θ, 0°)에서의 θ와 SH파의 비대역의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 도 17(a)~도 17(c) 및 도 18(a)~도 18(c)에서, Pt막의 막 두께는 각각 순서대로 0.015λ, 0.025λ, 0.035λ, 0.055λ, 0.065λ, 0.075λ이다. 또한, 도 17 및 도 18은 도 1 및 도 2에 나타내는 구조에서, 이하와 같이 설계한 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다.
압전기판(2)…LiNbO3 기판, 오일러 각(0°, θ , 0°)
제1 전극층(3a)…Pt막
제2 전극층(3b)…Al막, 막 두께: 0.10λ
IDT전극(3)…듀티비: 0.50
유전체층(6)…SiO2막, 막 두께 D: 0.35λ
탄성파…주요 모드: 레일리파
또한, 비대역(%)은, 비대역(%)={(반공진 주파수-공진 주파수)/공진 주파수}×100으로 구했다. 비대역(%)은 전기기계 결합 계수(K2)와 비례 관계에 있다.
도 17(a)~도 17(c)로부터, Pt막의 막 두께가 0.015λ~0.035λ인 범위에서는, Pt막의 막 두께가 두꺼워짐에 따라, SH파의 전기기계 결합 계수가 극소값이 되는 θ가 커져 있는 것을 알 수 있다. 한편, 도 18(a)로부터, Pt막의 막 두께가 0.055λ일 때, SH파의 전기기계 결합 계수가 극소값이 되는 θ가 27°로 작아져 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 18(b)로부터, Pt막의 막 두께가 0.065λ일 때, θ가 29°인 것을 알 수 있다. 또한, 도 18(c)로부터, Pt막의 막 두께가 0.075λ일 때, θ가 30°인 것을 알 수 있다.
따라서, 상기 고차 모드의 스퓨리어스를 충분히 억제할 수 있는 오일러 각(θ)을 32° 이하로 하기 위해서는, 적어도 Pt막의 막 두께를 0.035λ보다 크게 할 필요가 있는 것을 알 수 있다.
또한, Pt막의 막 두께가, 0.035λ~0.055λ의 사이에서, SH파의 전기기계 결합 계수의 극소값이 크게 변화하는 이유에 대해서는 도 19를 이용하여 설명할 수 있다.
도 19는 Pt막의 막 두께와 레일리파 및 SH파의 음속의 관계를 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은 주요 모드인 레일리파의 결과를 나타내고 있고, 파선은 불요파가 되는 SH파의 결과를 나타내고 있다. 또한, 도 19는 도 1 및 도 2에 나타내는 구조에서, 이하와 같이 설계한 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다.
압전기판(2)…LiNbO3 기판, 오일러 각(0°, 28°, 0°)
제1 전극층(3a)…Pt막
제2 전극층(3b)…Al막, 막 두께: 0.10λ
IDT전극(3)…듀티비: 0.60
유전체층(6)…SiO2막, 막 두께 D: 0.35λ
탄성파…주요 모드: 레일리파
도 19로부터, Pt막의 막 두께가 0.047λ보다 작을 때, 레일리파의 음속＜SH파의 음속인 것을 알 수 있다. 한편, 0.047λ 이상에서는, SH파의 음속＜레일리파의 음속으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 이로부터, Pt의 막 두께가 0.047λ일 때를 경계로 SH파와 레일리파의 음속 관계가 변화되고, 그 결과 SH파의 전기기계 결합 계수가 극소값이 되는 θ가 낮아져 있는 것을 알 수 있다. 즉, Pt의 막 두께가 0.047λ 이상일 때, θ를 32° 이하로 할 수 있고, SH파의 전기기계 결합 계수를 극소로 할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 제1 전극층(3a)의 막 두께는, SH파의 음속이 레일리파의 음속보다 낮은 두께로 되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제1 전극층(3a)으로서 Pt막을 이용하는 경우는, Pt막의 막 두께가 0.047λ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, SH파의 전기기계 결합 계수를 작게 할 수 있고, 통과대역 근방(음속: 3700m/s 부근)의 불요파의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 전극의 합계 두께가 두꺼워지면 전극의 애스펙트비(aspect ratio)가 커지고, 형성이 곤란해지기 때문에, Al을 포함시킨 전극의 합계 막 두께는 0.25λ 이하인 것이 바람직하다.
도 21은 W막의 막 두께와 레일리파 및 SH파의 음속의 관계를 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은 주요 모드인 레일리파의 결과를 나타내고 있고, 파선은 불요파가 되는 SH파의 결과를 나타내고 있다. 또한, 도 21은, 제1 전극층(3a)으로서 W막을 소정 두께로 형성한 것 이외에는 도 19와 마찬가지로 하여 설계한 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다.
도 21로부터, W막을 이용하는 경우는, W막의 막 두께가 0.062λ일 때를 경계로 레일리파의 음속과 SH파의 음속이 역전되어 있는 것을 알 수 있다. 그 때문에, W막을 이용하는 경우는, W막의 막 두께가 0.062λ 이상일 때, 오일러 각(θ)을 32° 이하로 할 수 있고, 전기기계 결합 계수를 극소로 할 수 있다.
따라서, 제1 전극층(3a)으로서 W막을 이용하는 경우는, W막의 막 두께가 0.062λ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, SH파의 전기기계 결합 계수를 작게 할 수 있고, 통과대역 근방(음속: 3700m/s 부근)의 불요파의 발생을 억제할 수 있다.
도 22는 Mo막의 막 두께와 레일리파 및 SH파의 음속의 관계를 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은 주요 모드인 레일리파의 결과를 나타내고 있고, 파선은 불요파가 되는 SH파의 결과를 나타내고 있다. 또한, 도 22는 제1 전극층(3a)으로서 Mo막을 소정 두께로 형성한 것 이외에는 도 19와 마찬가지로 하여 설계한 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다.
도 22로부터, Mo막을 이용하는 경우는, Mo막의 막 두께가 0.144λ일 때를 경계로 레일리파의 음속과 SH파의 음속이 역전되어 있는 것을 알 수 있다. 그 때문에, Mo막을 이용하는 경우는, Mo막의 막 두께가 0.144λ 이상일 때, 오일러 각(θ)을 32° 이하로 할 수 있고, 전기기계 결합 계수를 극소로 할 수 있다.
따라서, 제1 전극층(3a)으로서 Mo막을 이용하는 경우는 Mo막의 막 두께가 0.144λ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, SH파의 전기기계 결합 계수를 작게 할 수 있고, 통과대역 근방의 불요파의 발생을 억제할 수 있다.
도 23은 Ta막의 막 두께와 레일리파 및 SH파의 음속의 관계를 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은 주요 모드인 레일리파의 결과를 나타내고 있고, 파선은 불요파가 되는 SH파의 결과를 나타내고 있다. 또한, 도 23은 제1 전극층(3a)으로서 Ta막을 소정 두께로 형성한 것 이외에는 도 19와 마찬가지로 하여 설계한 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다.
도 23으로부터, Ta막을 이용하는 경우는, Ta막의 막 두께가 0.074λ일 때를 경계로 레일리파의 음속과 SH파의 음속이 역전되어 있는 것을 알 수 있다. 그 때문에, Ta막을 이용하는 경우는, Ta막의 막 두께가 0.074λ 이상일 때, 오일러 각(θ)을 32° 이하로 할 수 있고, 전기기계 결합 계수를 극소로 할 수 있다.
따라서, 제1 전극층(3a)으로서 Ta막을 이용하는 경우는 Ta막의 막 두께가 0.074λ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, SH파의 전기기계 결합 계수를 작게 할 수 있고, 통과대역 근방의 불요파의 발생을 억제할 수 있다.
도 24는 Au막의 막 두께와 레일리파 및 SH파의 음속의 관계를 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은 주요 모드인 레일리파의 결과를 나타내고 있고, 파선은 불요파가 되는 SH파의 결과를 나타내고 있다. 또한, 도 24는 제1 전극층(3a)으로서 Au막을 소정 두께로 형성한 것 이외에는 도 19와 마찬가지로 하여 설계한 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다.
도 24로부터, Au막을 이용하는 경우는, Au막의 막 두께가 0.042λ일 때를 경계로 레일리파의 음속과 SH파의 음속이 역전되어 있는 것을 알 수 있다. 그 때문에, Au막을 이용하는 경우는, Au막의 막 두께가 0.042λ 이상일 때, 오일러 각(θ)을 32° 이하로 할 수 있고, 전기기계 결합 계수를 극소로 할 수 있다.
따라서, 제1 전극층(3a)으로서 Au막을 이용하는 경우는 Au막의 막 두께가 0.042λ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, SH파의 전기기계 결합 계수를 작게 할 수 있고, 통과대역 근방의 불요파의 발생을 억제할 수 있다.
도 25는 Cu막의 막 두께와 레일리파 및 SH파의 음속의 관계를 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은 주요 모드인 레일리파의 결과를 나타내고 있고, 파선은 불요파가 되는 SH파의 결과를 나타내고 있다. 또한, 도 25는 제1 전극층(3a)으로서 Cu막을 소정 두께로 형성한 것 이외에는 도 19와 마찬가지로 하여 설계한 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다.
도 25로부터, Cu막을 이용하는 경우는, Cu막의 막 두께가 0.136λ일 때를 경계로 레일리파의 음속과 SH파의 음속이 역전되어 있는 것을 알 수 있다. 그 때문에, Cu막을 이용하는 경우는, Cu막의 막 두께가 0.136λ 이상일 때, 오일러 각(θ)을 32° 이하로 할 수 있고, 전기기계 결합 계수를 극소로 할 수 있다.
따라서, 제1 전극층(3a)으로서 Cu막을 이용하는 경우는 Cu막의 막 두께가 0.136λ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, SH파의 전기기계 결합 계수를 작게 할 수 있고, 통과대역 근방의 불요파의 발생을 억제할 수 있다.
도 26~도 28에서, (a)는 듀티비를 변화시켰을 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, (b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 26~도 28에서, 듀티비는 각각 순서대로 0.50, 0.60 및 0.70일 때의 결과이다. 또한, 도 26~도 28은, 도 1 및 도 2에 나타내는 구조에서, 이하와 같이 설계한 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다.
압전기판(2)…LiNbO3 기판, 오일러 각(0°, 28°, 0°)
제1 전극층(3a)…Pt막, 막 두께: 0.06λ
제2 전극층(3b)…Al막, 막 두께: 0.10λ
유전체층(6)…SiO2막, 막 두께 D: 0.32λ
탄성파…주요 모드: 레일리파
도 26~도 28로부터, 듀티비가 클수록 고차 모드의 스퓨리어스가 억제되어 있는 것을 알 수 있다.
도 29는 IDT전극의 듀티비와 고차 모드의 최대 위상의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 도 29는 도 26~도 28과 동일한 설계의 탄성파 공진자를 이용했을 때의 결과이다. 도 29로부터, 듀티비가 0.48 이상일 때, 고차 모드의 최대 위상이 -25° 이하로 되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 듀티비가 0.55 이상에서는 고차 모드의 최대 위상이 -60° 이하로 되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 고차 모드의 스퓨리어스를 보다 한층 억제하는 관점에서, IDT전극(3)의 듀티비는 0.48 이상인 것이 바람직하고, 0.55 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 듀티비가 커지면 인접하는 전극지 간의 갭(gap)이 작아지기 때문에 듀티비는 0.80 이하인 것이 바람직하다.
다음으로, 이상에 입각하여, 도 1 및 도 2에 나타내는 구조에서 이하와 같은 탄성파 공진자를 설계했다.
압전기판(2)…LiNbO3 기판, 오일러 각(0°, 28°, 0°)
제1 전극층(3a)…Pt, 막 두께: 0.06λ
제2 전극층(3b)…Al, 막 두께: 0.10λ
IDT전극(3)…듀티비: 0.50
유전체층(6)…SiO2, 막 두께 D: 0.40λ
탄성파…주요 모드: 레일리파
도 20(a)는 상기한 바와 같이 설계한 탄성파 공진자의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 20(b)는 그 위상 특성을 나타내는 도면이다.
도 20(a) 및 도 20(b)로부터, 본 탄성파 공진자에서는 고차 모드 및 SH파의 스퓨리어스가 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 본 탄성파 공진자는 Al의 두께가 충분히 두껍기 때문에 저손실이다. 또한, 본 탄성파 공진자에서는, TCF는 -20.7ppm/℃이고, TCF도 양호했다.
이상으로부터, 저손실, TCF의 개선, 또한 고차 모드의 스퓨리어스 억제 및 통과대역 근방의 불요파의 억제 모두를 충족하는 탄성파 공진자를 제작할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 도 3~도 29를 이용한 실험예는, 오일러 각(0°, θ, 0°)의 결과를 나타내고 있지만, 오일러 각(0°±5°, θ, 0°±10°)의 범위에서 동일한 결과가 얻어지는 것을 확인할 수 있다.
1: 탄성파 장치
2: 압전기판
2a: 주면
3: IDT전극
3a, 3b: 제1, 제2 전극층
4, 5: 반사기
6: 유전체층

Claims (13)

  1. 압전기판과,
    상기 압전기판 상에 마련된 IDT전극과,
    상기 IDT전극을 덮도록 상기 압전기판 상에 마련된 유전체층을 포함하고,
    상기 IDT전극이, 제1 전극층과, 상기 제1 전극층 상에 적층된 제2 전극층을 가지고,
    상기 제1 전극층이, 상기 제2 전극층을 구성하고 있는 금속 및 상기 유전체층을 구성하고 있는 유전체보다도 밀도가 높은 금속 혹은 합금에 의해 구성되어 있으며,
    상기 압전기판이 LiNbO3에 의해 구성되어 있고,
    상기 압전기판을 전파하는 탄성파의 주요 모드는 레일리파(Rayleigh wave)이며,
    상기 압전기판의 오일러 각(0°±5°, θ, 0°±10°)에서 θ가 8° 이상, 32° 이하의 범위 내에 있고,
    상기 제2 전극층이 Al 또는 Al을 50중량% 이상 포함하는 합금에 의해 구성되어 있는 탄성파 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극층의 두께가 0.0175λ 이상, 0.2λ 이하인 탄성파 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압전기판의 상기 오일러 각의 θ가 12° 이상, 26° 이하의 범위 내에 있는 탄성파 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극층의 두께는, SH파의 음속이 상기 레일리파의 음속보다 느린 두께로 되어 있는 탄성파 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극층이 Pt, Au, Cu 및 이들 금속의 합금으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종인 탄성파 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극층이 Pt 또는 Pt를 50중량% 이상 포함하는 합금에 의해 구성되어 있고,
    상기 제1 전극층의 두께가 0.047λ 이상이며,
    상기 IDT전극의 두께가 0.25λ 이하인 탄성파 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극층이 Au 또는 Au를 50중량% 이상 포함하는 합금에 의해 구성되어 있고,
    상기 제1 전극층의 두께가 0.042λ 이상이며,
    상기 IDT전극의 합계 두께가 0.25λ 이하인 탄성파 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극층이 Cu 또는 Cu를 50중량% 이상 포함하는 합금에 의해 구성되어 있고,
    상기 제1 전극층의 두께가 0.136λ 이상이며,
    상기 IDT전극의 합계 두께가 0.25λ 이하인 탄성파 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유전체층이 SiO2와 SiN 중 적어도 하나의 상기 유전체에 의해 구성되어 있는 탄성파 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유전체층이 SiO2에 의해 구성되어 있는 탄성파 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유전체층의 막 두께가 0.30λ 이상, 0.50λ 이하인 탄성파 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 IDT전극의 듀티비(duty ratio)가 0.48 이상, 0.80 이하인 탄성파 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 IDT전극의 듀티비가 0.55 이상, 0.80 이하인 탄성파 장치.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6922931B2 (ja) * 2016-12-05 2021-08-18 株式会社村田製作所 弾性表面波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置
KR102306240B1 (ko) 2017-04-17 2021-09-30 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치
JP2019057835A (ja) 2017-09-21 2019-04-11 株式会社村田製作所 弾性波装置
WO2019138813A1 (ja) * 2018-01-12 2019-07-18 株式会社村田製作所 弾性波装置、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
WO2019138812A1 (ja) 2018-01-12 2019-07-18 株式会社村田製作所 弾性波装置、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
JP2019140456A (ja) 2018-02-07 2019-08-22 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
DE102018109844B4 (de) * 2018-04-24 2024-01-18 Rf360 Singapore Pte. Ltd. Elektroakustischer Resonator

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005034347A1 (ja) 2003-10-03 2005-04-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. 弾性表面波装置
KR20060095775A (ko) * 2003-12-16 2006-09-01 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성 경계파 장치
JP2006295976A (ja) * 2003-10-03 2006-10-26 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波装置
WO2007125734A1 (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. 弾性表面波装置
WO2007145056A1 (ja) * 2006-06-16 2007-12-21 Murata Manufacturing Co., Ltd. 弾性表面波装置
JP2012169760A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波装置
WO2012176455A1 (ja) * 2011-06-23 2012-12-27 パナソニック株式会社 ラダー型弾性波フィルタ及びこれを用いたアンテナ共用器
JP2013145930A (ja) 2010-04-21 2013-07-25 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波装置及びその製造方法
JP2015012324A (ja) * 2013-06-26 2015-01-19 株式会社村田製作所 弾性境界波装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3317273B2 (ja) * 1998-08-25 2002-08-26 株式会社村田製作所 表面波共振子、フィルタ、共用器、通信機装置
DE102006003850B4 (de) * 2006-01-26 2015-02-05 Epcos Ag Elektroakustisches Bauelement
DE112007000874B4 (de) * 2006-04-24 2012-11-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. Oberflächenwellenbauelement
JP4975377B2 (ja) * 2006-06-06 2012-07-11 太陽誘電株式会社 弾性境界波素子、共振器およびフィルタ
CN101523720B (zh) * 2006-10-12 2012-07-04 株式会社村田制作所 弹性边界波装置
DE112009001922B4 (de) * 2008-08-08 2015-12-24 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vorrichtung für elastische Wellen
WO2011018913A1 (ja) * 2009-08-10 2011-02-17 株式会社村田製作所 弾性境界波装置
CN102948073B (zh) * 2010-06-17 2015-07-22 天工松下滤波方案日本有限公司 弹性波元件
US8378553B1 (en) * 2010-07-01 2013-02-19 Triquint Semiconductor, Inc. Buried idt SAW filter having low propagation loss
US9503049B2 (en) * 2010-12-28 2016-11-22 Kyocera Corporation Acoustic wave element and acoustic wave device using same
JP5565474B2 (ja) * 2010-12-29 2014-08-06 株式会社村田製作所 弾性表面波装置
JP5672050B2 (ja) * 2011-02-21 2015-02-18 株式会社村田製作所 弾性表面波フィルタ装置
JP6124661B2 (ja) * 2012-04-19 2017-05-10 コーボ ユーエス、インコーポレイテッド 高結合で低損失な圧電境界波デバイスおよび関連する方法
US9236849B2 (en) * 2012-04-19 2016-01-12 Triquint Semiconductor, Inc. High coupling, low loss PBAW device and associated method
CN104380601B (zh) * 2012-06-22 2016-12-21 株式会社村田制作所 弹性波装置
JP5716050B2 (ja) * 2013-03-27 2015-05-13 スカイワークス・パナソニック フィルターソリューションズ ジャパン株式会社 弾性波素子

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005034347A1 (ja) 2003-10-03 2005-04-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. 弾性表面波装置
JP2006295976A (ja) * 2003-10-03 2006-10-26 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波装置
KR20060095775A (ko) * 2003-12-16 2006-09-01 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성 경계파 장치
WO2007125734A1 (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. 弾性表面波装置
WO2007145056A1 (ja) * 2006-06-16 2007-12-21 Murata Manufacturing Co., Ltd. 弾性表面波装置
JP2013145930A (ja) 2010-04-21 2013-07-25 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波装置及びその製造方法
JP2012169760A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波装置
WO2012176455A1 (ja) * 2011-06-23 2012-12-27 パナソニック株式会社 ラダー型弾性波フィルタ及びこれを用いたアンテナ共用器
JP2015012324A (ja) * 2013-06-26 2015-01-19 株式会社村田製作所 弾性境界波装置

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