KR20190077224A - 탄성파 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

기본파보다도 주파수가 높은 고차 모드의 강도를 저감시킨다.
탄성파 장치(1)는 압전막(4)과, 고음속 부재와, 저음속막(3)과, IDT 전극(5)을 포함한다. 저음속막(3)은 압전막(4)과 고음속 부재 사이에 마련되어 있고, 압전막(4)을 전파하는 탄성파의 음속보다도, 전파하는 탄성파의 음속이 저속인 막이다. IDT 전극(5)은 복수개의 전극지(51)를 가진다. 복수개의 전극지(51)는, 서로 격리되어 제1 방향(D1)으로 나란히 마련되어 있다. 복수개의 전극지(51) 중 적어도 하나는, 제1 금속층을 가진다. 제1 금속층은 제1 본체부(52)와, 제2 본체부(59)를 포함한다. 오목부(54)는, 제1 방향(D1)에서의 전극지(51)의 중앙 영역에 형성되어 있고, 압전막(4)의 두께 방향(D2)으로 움푹 들어가 있다. 볼록부(53)는 제1 방향(D1)에서 제1 본체부(52)의 적어도 일부보다도 돌출되어 마련되어 있다.

Description

탄성파 장치{ELASTIC WAVE DEVICE}
본 발명은 일반적으로 탄성파 장치에 관한 것이고, 특히 압전막(壓電膜) 및 IDT 전극을 포함하는 탄성파 장치에 관한 것이다.
종래, 공진자나 대역 필터 등에 이용되는 탄성파 장치가 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 기재된 탄성파 장치에서는 고음속 지지 기판 상에 저음속막, 압전막, 및 IDT 전극이 이 순서대로 적층되어 있다. 고음속 지지 기판을 전파하는 탄성파의 음속은, 압전막을 전파하는 탄성파의 음속보다도 고속이다. 저음속막을 전파하는 탄성파의 음속은, 압전막을 전파하는 탄성파의 음속보다도 저속이다.
국제공개공보 WO2017/043427
그러나, 특허문헌 1에 기재된 종래의 탄성파 장치에서는, 기본파보다도 주파수가 높은 고차 모드의 강도가 크다라는 문제가 있었다.
본 발명은 상기의 점에 비추어 이루어진 발명이고, 본 발명의 목적은 기본파보다도 주파수가 높은 고차 모드의 강도를 저감시킬 수 있는 탄성파 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 한 양태에 따른 탄성파 장치는 압전막과, 고음속 부재와, 저음속막과, IDT 전극을 포함한다. 상기 고음속 부재는, 상기 압전막을 전파하는 탄성파의 음속보다도, 전파하는 탄성파의 음속이 고속인 부재이다. 상기 저음속막은, 상기 압전막과 상기 고음속 부재 사이에 마련되어 있고, 상기 압전막을 전파하는 탄성파의 음속보다도, 전파하는 탄성파의 음속이 저속인 막이다. 상기 IDT 전극은 상기 압전막의 주면(主面)에 마련되어 있다. 상기 IDT 전극은 복수개의 전극지(電極指)를 가진다. 상기 복수개의 전극지는 서로 격리되어 제1 방향으로 나란히 마련되어 있다. 상기 복수개의 전극지 중 적어도 하나는, 제1 금속층을 가진다. 상기 제1 금속층은 제1 본체부와, 제2 본체부를 포함한다. 상기 제1 본체부는, 상기 압전막의 상기 주면에 직접적 또는 간접적으로 마련되어 있다. 상기 제2 본체부는 상기 제1 본체부 상에 마련되어 있다. 제2 본체부는 오목부를 가지면서, 볼록부를 포함한다. 상기 오목부는 상기 전극지에서 상기 제1 방향의 중앙 영역에 형성되어 있고, 상기 압전막의 두께 방향으로 움푹 들어가 있다. 상기 볼록부는 상기 제1 방향에서 상기 제1 본체부의 적어도 일부보다도 돌출되어 있다.
본 발명의 상기 양태에 따른 탄성파 장치에 의하면, 기본파보다도 주파수가 높은 고차 모드의 강도를 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 탄성파 장치의 절단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 탄성파 장치의 주파수 특성도이다.
도 3A~도 3H는 본 발명의 실시형태 1에 따른 탄성파 장치의 공정을 설명하기 위한 절단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1의 변형예 1에 따른 탄성파 장치의 절단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 1의 변형예 2에 따른 탄성파 장치의 절단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 1의 변형예 3에 따른 탄성파 장치의 절단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 1의 변형예 3에 따른 탄성파 장치의 주파수 특성도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 2에 따른 탄성파 장치의 절단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태 2의 변형예 1에 따른 탄성파 장치의 절단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시형태 2의 변형예 2에 따른 탄성파 장치의 절단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태 2의 변형예 3에 따른 탄성파 장치의 절단면도이다.
도 12는 참고예의 탄성파 장치의 절단면도이다.
이하의 실시형태 1~3의 각각은 일반적으로 탄성파 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 압전막 및 IDT 전극을 포함하는 탄성파 장치에 관한 것이다.
이하, 실시형태 1~3에 따른 탄성파 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
하기 실시형태 등에서 설명하는 도 1, 도 3A~3H, 도 4~도 6, 도 8~도 11은 모식적인 도면이고, 도면 중의 각 구성 요소의 크기나 두께 각각의 비(比)가 반드시 실제의 치수비를 반영하고 있다고는 할 수 없다.
(실시형태 1)
(1) 탄성파 장치의 전체 구성
우선, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)의 전체 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 고음속 지지 기판(2)과, 저음속막(3)과, 압전막(4)과, IDT(Interdigital Transducer) 전극(5)을 포함한다. 저음속막(3)은 압전막(4)을 전파하는 탄성파의 음속보다도, 전파하는 탄성파의 음속이 저속인 막이다. IDT 전극(5)은 압전막(4)의 주면(41)에 마련되어 있고, 복수개의 전극지(51)를 가진다. 복수개의 전극지(51)는 서로 격리되어 제1 방향(D1)으로 나란히 마련되어 있다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는 예를 들면, 공진자 또는 대역 필터에 이용된다.
이와 같은 탄성파 장치(1)에서 IDT 전극(5)의 복수개의 전극지(51)의 각각은, Ti층(501)과, AlCu층(502)과, Ti층(503)을 가진다. AlCu층(502)은 제1 본체부(52)와, 제2 본체부(59)를 가진다. 제1 본체부(52)는 압전막(4)의 주면(41)에 직접적 또는 간접적으로 마련되어 있다. 제2 본체부(59)는 오목부(54)를 가지면서, 적어도 하나의 볼록부(53)를 포함한다. 볼록부(53)는 제1 방향(D1)으로 돌출되어 마련되어 있다.
(2) 탄성파 장치의 각 구성 요소
다음으로, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)의 각 구성 요소에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
(2.1) 고음속 지지 기판
고음속 지지 기판(2)은 압전막(4)을 전파하는 탄성파의 음속보다, 전파하는 탄성파의 음속이 고속인 기판이다. 여기서 고음속 지지 기판(2)은 고음속 부재를 구성한다.
고음속 지지 기판(2)의 재료는 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 실리콘, 사파이어, 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 수정 등의 압전체, 알루미나, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트 등의 각종 세라믹, 마그네시아 다이아몬드, 또는 상기 각 재료를 주성분으로 하는 재료, 상기 각 재료의 혼합물을 주성분으로 하는 재료이다.
(2. 2) 저음속막
저음속막(3)은 압전막(4)을 전파하는 탄성파의 음속보다, 전파하는 탄성파의 음속이 저속인 막이다. 저음속막(3)은 고음속 지지 기판(2)과 압전막(4) 사이에 마련되어 있다. 저음속막(3)이 고음속 지지 기판(2)과 압전막(4) 사이에 마련되어 있음으로써, 탄성파의 음속이 저하된다. 탄성파는 본질적으로 저음속인 매질에 에너지가 집중된다. 따라서, 압전막(4) 내 및 탄성파가 여진되어 있는 IDT 전극(5) 내로의 탄성파의 에너지의 가둠 효과를 높일 수 있다. 그 결과, 저음속막(3)이 마련되어 있지 않은 경우에 비해, 손실을 저감하고 Q값을 높일 수 있다.
저음속막(3)의 재료는 산화규소, 유리, 산질화규소, 산화탄탈, 산화규소에 불소, 탄소, 혹은 붕소를 추가한 화합물, 또는 상기 각 재료를 주성분으로 하는 재료이다.
저음속막(3)의 재료가 산화규소인 경우, 온도 특성을 개선할 수 있다. 압전막(4)의 재료인 LiTaO3의 탄성 정수(定數)가 음의 온도 특성을 가지고, 산화규소의 탄성 정수가 양의 온도 특성을 가진다. 따라서, 탄성파 장치(1)에서는 TCF(Temperature Coefficients of Frequency: 주파수 온도 계수)의 절대값을 작게 할 수 있다. 더욱이, 산화규소의 고유 음향 임피던스는 압전막(4)의 재료인 LiTaO3의 고유 음향 임피던스보다 작다. 따라서, 전기기계 결합계수의 증대 즉 비대역의 확대와, 주파수 온도 특성의 개선의 양쪽을 도모할 수 있다.
저음속막(3)의 막두께는, IDT 전극(5)의 전극지의 주기로 정해지는 탄성파의 파장을 λ로 하면, 2.0λ 이하인 것이 바람직하다. 저음속막(3)의 막두께를 2.0λ 이하로 함으로써 막 응력(膜應力)을 저감시킬 수 있고, 그 결과 웨이퍼(wafer)의 휘어짐을 저감시킬 수 있으며, 양품률의 향상 및 특성의 안정화가 가능해진다. 또한, 저음속막(3)의 막두께가 0.1λ 이상 0.5λ 이하의 범위 내이면, 전기기계 결합계수가 거의 바뀌지 않는다.
(2. 3) 압전막
압전막(4)은 저음속막(3) 상에 직접 또는 간접적으로 적층되어 있다. 압전막(4)의 재료는, LiTaO3, LiNbO3, ZnO, AlN, 또는 PZT이다.
고음속 지지 기판(2)의 두께 방향(제2 방향(D2))에서의 압전막(4)의 막두께는, 3.5λ 이하인 것이 바람직하다. 압전막(4)의 막두께가 3.5λ 이하인 경우, Q값이 높아진다. 또한, 압전막(4)의 막두께를 2.5λ 이하로 함으로써 TCF를 작게할 수 있다. 더욱이, 압전막(4)의 막두께를 1.5λ 이하로 함으로써, 탄성파의 음속의 조정이 용이해진다.
(2. 4) IDT 전극
IDT 전극(5)은 복수개의 전극지(51)와, 2개의 버스바(bus bar)(도시하지 않음)를 포함하고, 압전막(4)의 주면(41)에 마련되어 있다. 복수개의 전극지(51)는 제1 방향(D1)에서 서로 나란히 배치되어 있다. 2개의 버스바는 제1 방향(D1)을 긴 쪽 방향으로 하는 장척상(長尺狀)으로 형성되어 있고, 복수개의 전극지(51)와 전기적으로 접속되어 있다. 보다 상세하게는, 복수개의 전극지(51)는 복수개의 제1 전극지와, 복수개의 제2 전극지를 가진다. 복수개의 제1 전극지는, 2개의 버스바 중 제1 버스바와 전기적으로 접속되어 있다. 복수개의 제2 전극지는, 2개의 버스바 중 제2 버스바와 전기적으로 접속되어 있다.
복수개의 전극지(51)의 재료는, Al, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, 혹은 W, 또는 이들 금속 중 어느 하나를 주체로 하는 합금 등 적절한 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 또한, 복수개의 전극지(51)는 이들 금속 또는 합금으로 이루어지는 복수개의 금속막을 적층한 구조를 가져도 된다.
도 1의 예에서는 복수개의 전극지(51)의 각각은, Ti층(501)과, AlCu층(502)(Al계 층, 금속층)과, Ti층(503)을 가진다. Ti층(501)과 AlCu층(502)과 Ti층(503)이, 이 순서대로 적층되어 있다. Ti층(501)은 압전막(4)에 대한 밀착성이 뛰어나므로 밀착층으로서 기능한다. 또한, AlCu층(502)에 비해, Ti층(501) 및 Ti층(503)의 각각의 막두께는 얇다. 한편, 밀착층은 Ti층(501)에 한하지 않고, Cr층 또는 NiCr층이어도 된다.
상기와 같은 IDT 전극(5)에서, 각 전극지(51)의 AlCu층(502)은 제1 본체부(52)와, 제2 본체부(59)를 가진다.
제1 본체부(52)는 Ti층(501)을 개재하고 압전막(4)의 주면(41)에 간접적으로 마련되어 있다. 즉, 제1 본체부(52)는 Ti층(501)을 개재하고 압전막(4)의 주면(41)에서부터, 압전막(4)의 두께 방향인 제2 방향(D2)으로 돌출되어 마련되어 있다.
제1 본체부(52)는 테이퍼상으로 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 제1 본체부(52)는 제2 방향(D2)에서 압전막(4) 측에 위치하는 기단(基端)에서부터, 제2 방향(D2)에서 기단과는 반대 측인 제2 본체부(59) 측을 향함에 따라 제1 방향(D1)의 폭이 좁아지도록 형성되어 있다.
제2 본체부(59)는 제1 본체부(52) 상에 마련되어 있다. 즉, 제2 본체부(59)는 제2 방향(D2)(압전막(4)의 두께 방향)에서, 제1 본체부(52)를 끼고 압전막(4)과는 반대 측에 마련되어 있다. 제2 본체부(59)는 2개의 볼록부(53)를 포함한다.
2개의 볼록부(53)는 제1 본체부(52) 상의 부분의 양단(兩端)에서부터 제1 방향(D1)으로 돌출되어 마련되어 있다. 바꿔 말하면, 각 볼록부(53)는 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)과 직교하는 제3 방향에서의 평면에서 봤을 때, 제1 방향(D1)에서 제1 본체부(52)의 적어도 일부보다도 돌출되어 마련되어 있다. 각 볼록부(53)는 제3 방향에서의 평면에서 봤을 때, 삼각형상으로 형성되어 있다.
제2 본체부(59)는 제2 방향(D2)에서의 선단(先端)부에서, 제1 방향(D1)에서의 중앙 영역에 형성되어 있는 오목부(54)를 가진다. 바꿔 말하면, 오목부(54)는 제1 방향(D1)에서의 전극지(51)의 단부(端部) 영역(55) 간에 위치하는 중앙 영역(56)에 형성되어 있다. 전극지(51)의 중앙 영역(56)은, 제1 방향(D1)에서 전극지(51)의 2개의 단부 영역(55)에 끼인 영역이다. 오목부(54)는 제2 방향(D2)으로 움푹 들어가 있다.
(3) 탄성파 장치의 특성
다음으로, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)의 주파수 특성에 대해, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)의 주파수 특성(A1)과, 비교예 1의 탄성파 장치의 주파수 특성(A2)을 나타낸다. 도 2의 가로축은 주파수, 세로축은 강도를 나타낸다. 비교예 1의 탄성파 장치에서는, IDT 전극의 복수개의 전극지 각각에 볼록부가 마련되어 있지 않다.
도 2의 주파수 특성에 나타내는 바와 같이, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)의 쪽이, 비교예 1의 탄성파 장치보다, 기본파보다도 주파수가 높은 고차 모드의 강도가 작다. 즉, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는, IDT 전극(5)의 복수개의 전극지(51)가 볼록부(53)를 포함함으로써, 고차 모드의 강도를 저감시킬 수 있다.
한편, 압전막(4)을 전파하는 탄성파 모드로서, 종파(縱波), SH파, 혹은 SV파, 또는 이들이 복합된 모드가 존재한다. 그리고, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는, SH파를 주성분으로 하는 모드를 메인 모드로서 사용하고 있다. 고차 모드란, 압전막(4)을 전파하는 탄성파의 메인 모드보다도 고주파수 측에 발생하는 스퓨리어스(spurious) 모드이다.
(4) 탄성파 장치의 제조 방법
다음으로, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)의 제조 방법에 대해, 도 3A~도 3H를 참조하여 설명한다. 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)는, 제1 공정에서부터 제11 공정에 의해 제조된다.
제1 공정에서는, 고음속 지지 기판(2)을 준비한다. 제2 공정에서는, 고음속 지지 기판(2) 위에 저음속막(3)을 형성한다. 제3 공정에서는, 저음속막(3) 위에 압전막(4)을 형성한다.
다음으로 제4 공정~제11 공정에 의해, 압전막(4)에 IDT 전극(5)을 형성한다.
제4 공정에서는 도 3A에 나타내는 바와 같이, 압전막(4)의 주면(41)에 레지스트층(61)을 형성한다. 보다 상세하게는, 압전막(4)의 주면(41) 중 IDT 전극(5)의 복수개의 전극지(51)가 마련되는 영역 이외의 영역에 레지스트층(61)을 형성한다.
제5 공정에서는 도 3B에 나타내는 바와 같이, Ti층(501)의 바탕이 되는 Ti막(621)을, 압전막(4)의 주면(41) 및 레지스트층(61)을 덮도록 형성한다. 더욱이, Ti막(621) 위에, AlCu층(502)의 바탕이 되는 AlCu막(622)을 형성한다.
제6 공정에서는 도 3C에 나타내는 바와 같이, 레지스트층(61)을 제거한다. 레지스트층(61)을 제거함으로써 레지스트층(61) 위에 형성되어 있는 Ti막(621) 및 AlCu막(622)도 제거된다. 이로써, Ti층(501) 및 AlCu층(502)이 형성된다.
제7 공정에서는 도 3D에 나타내는 바와 같이, 압전막(4)의 주면(41)에 레지스트층(63)을 형성한다. 보다 상세하게는, 압전막(4)의 주면(41) 중, Ti층(501) 및 AlCu층(502)이 형성되어 있지 않은 영역에 레지스트층(63)을 형성한다. 여기서 Ti층(501)의 측면과, AlCu층(502)의 측면 중 선단측의 일부를 제외하는 부위를 덮도록 레지스트층(63)을 형성한다.
제8 공정에서는 도 3E에 나타내는 바와 같이, AlCu층(502) 및 레지스트층(63)을 덮도록, 볼록부(53)의 바탕이 되는 AlCu막(64)을 형성한다.
제9 공정에서는 AlCu층(64) 상에 레지스트막을 형성한다. 그 때 AlCu층(502)의 중심부는 덮지않도록 하고, 드라이 에칭(dry etching)한다. 다음으로 레지스트막을 박리한다. 다음으로 레지스트층(63)의 윗면이 노출되는 정도까지 에칭을 실시한다. 이로써 도 3F에 나타내는 바와 같이, 볼록부(53)와, 오목부(54)의 바탕이 되는 오목부(58)가 형성된다.
제10 공정에서는 도 3G에 나타내는 바와 같이, 레지스트층(63)을 제거한다. 제11 공정에서는 도 3H에 나타내는 바와 같이, AlCu층(502) 위에 Ti층(503)을 형성한다.
(5) 효과
이상 설명한 바와 같이, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에서는, 고음속 지지 기판(2)(고음속 부재)에 저음속막(3), 압전막(4), 및 IDT 전극(5)이 이 순서대로 마련되어 있는 적층 구조에서, IDT 전극(5)의 복수개의 전극지(51)의 각각에, 제1 방향(D1)에서의 중앙 영역에 오목부(54)가 형성되어있으면서, 볼록부(53)가 제1 방향(D1)으로 돌출되어 마련되어 있다. 이로써, 기본파보다도 주파수가 높은 고차 모드의 강도를 저감시킬 수 있다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에 의하면, 각 전극지(51)의 제1 본체부(52)가 테이퍼상으로 형성되어 있음으로써 고차 모드의 강도를 더 저감시킬 수 있다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에 의하면, 각 전극지(51)가 1층으로만 형성되는 경우보다도, 각 전극지(51)에 있어서 최적인 조합을 선택할 수 있다.
실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)에 의하면, Al계 층(AlCu층(502))보다도 Ti층(501)의 쪽이 압전막(4)과의 밀착성이 높고 Ti층(501)이 접착층으로서 기능하므로, 압전막(4)과 전극지(51) 사이의 접착 강도를 높일 수 있다.
(6) 변형예
이하, 실시형태 1의 변형예에 대해 설명한다.
실시형태 1의 변형예 1로서, 도 4에 나타내는 바와 같은 볼록부(53a)가 마련되어 있어도 된다.
탄성파 장치(1a)는 도 4에 나타내는 바와 같이, IDT 전극(5)(도 1 참조)에 대신하여 IDT 전극(5a)을 포함한다. IDT 전극(5a)은 실시형태 1의 IDT 전극(5)과 동일하게, 복수개의 전극지(51a)를 포함한다. 그리고 복수개의 전극지(51a)의 각각에서, AlCu층(502)은 제1 본체부(52a)와, 제2 본체부(59a)를 포함한다. 제2 본체부(59a)는 2개의 볼록부(53a)를 포함한다. 또한, 제2 본체부(59a)는 오목부(54)를 가진다.
2개의 볼록부(53a)는, 제2 본체부(59a) 중 제1 본체부(52a) 상의 부분의 제1 방향(D1)에서의 양단에서부터 돌출되어 마련되어 있다. 각 볼록부(53a)는, 제1 방향(D1)을 따른 평판상(平板狀)으로 형성되어 있다.
실시형태 1의 변형예 2로서, 도 5에 나타내는 바와 같은 볼록부(53b)가 마련되어 있어도 된다.
탄성파 장치(1b)는 도 5에 나타내는 바와 같이, IDT 전극(5)(도 1 참조)에 대신하여 IDT 전극(5b)을 포함한다. IDT 전극(5b)은 실시형태 1의 IDT 전극(5)과 동일하게, 복수개의 전극지(51b)를 포함한다. 그리고 복수개의 전극지(51b)의 각각에서, AlCu층(502)은 제1 본체부(52b)와, 제2 본체부(59b)를 포함한다. 제2 본체부(59b)는 2개의 볼록부(53b)를 포함한다. 또한, 제2 본체부(59b)는 오목부(54)를 가진다.
2개의 볼록부(53b)는, 제2 본체부(59b) 중 제1 본체부(52b) 상의 부분의 제1 방향(D1)에서의 양단에서부터 돌출되어 마련되어 있다. 각 볼록부(53b)는, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)과 직교하는 제3 방향에서의 평면에서 봤을 때, 제1 방향(D1)을 따라 돌출되어있는 것이 아니라, 선단이 됨에 따라 압전막(4) 측에 근접하도록 형성되어 있다.
실시형태 1의 변형예 3으로서, 탄성파 장치(1c)는 도 6에 나타내는 바와 같은 IDT 전극(5c)을 포함해도 된다.
IDT 전극(5c)은 실시형태 1의 IDT 전극(5)과 동일하게, 복수개의 전극지(51c)를 포함한다. 그리고 복수개의 전극지(51c)의 각각에서 AlCu층(502)은 제1 본체부(52c)와, 제2 본체부(59c)를 포함한다. 제2 본체부(59c)는 2개의 볼록부(53c)를 포함한다. 또한, 제2 본체부(59c)는 오목부(54)를 가진다.
제1 본체부(52c)는 테이퍼상이 아니고, 직사각형상(長方形狀)으로 형성되어 있다. 즉, 제1 방향(D1)에서의 제1 본체부(52c)의 기단의 폭과 선단의 폭이 같다. 여기서, "제1 방향(D1)에서의 제1 본체부(52c)의 기단의 폭과 선단의 폭이 같다"란, 기단의 폭과 선단의 폭이 엄격히 동일한 것에 한정되지 않고, 기단의 폭에 대해 기단의 폭과 선단의 폭의 차(差)의 절대값이 5% 이내인 관계도 포함한다.
2개의 볼록부(53c)는 제1 방향(D1)으로 돌출되어 마련되어 있다. 각 볼록부(53c)는 변형예 1의 각 볼록부(53a)와 동일하게, 제1 방향(D1)을 따른 평판상으로 형성되어 있다.
여기서 변형예 3에 따른 탄성파 장치(1c)의 주파수 특성에 대해, 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은, 변형예 3에 따른 탄성파 장치(1c)의 주파수 특성(B1)과, 비교예 2의 탄성파 장치의 주파수 특성(B2)을 나타낸다. 비교예 2의 탄성파 장치에서는, IDT 전극의 복수개의 전극지의 각각에 볼록부가 마련되어 있지 않다.
도 7의 주파수 특성에 나타내는 바와 같이, 변형예 3에 따른 탄성파 장치(1c)의 쪽이, 비교예 2의 탄성파 장치보다도, 고차 모드의 강도가 작다. 즉, 변형예 3에 따른 탄성파 장치(1c)에서는, IDT 전극(5c)의 복수개의 전극지(51c)가 볼록부(53c)를 포함함으로써 고차 모드의 강도를 저감시킬 수 있다.
상기의 각 변형예에 따른 탄성파 장치(1a, 1b, 1c)에서도, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 동일한 효과를 발휘한다.
(실시형태 2)
도 8에 나타내는 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1d)는, 고음속 부재의 구성이 다른 점에서, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)(도 1 참조)와 상이하다. 한편, 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1d)에 관하여, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
탄성파 장치(1d)는 지지 기판(21)과, 고음속막(22)과, 저음속막(3)과, 압전막(4)과, IDT 전극(5d)을 포함한다. 실시형태 2에서는 고음속막(22)이 고음속 부재를 구성한다.
실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1d)도, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 동일하게, 예를 들면 공진자 또는 대역 필터에 이용된다.
다음으로, 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1d)의 각 구성 요소에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.
지지 기판(21)의 재료는 사파이어, 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 수정 등의 압전체, 알루미나, 마그네시아, 질화규소, 질화알루미늄, 탄화규소, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트 등의 각종 세라믹, 유리 등의 유전체, 또는 실리콘, 질화갈륨 등의 반도체, 및 수지 기판 등이다.
고음속막(22)은 지지 기판(21) 위에 마련되어 있다. 고음속막(22)은 압전막(4)을 전파하는 탄성파의 음속보다, 전파하는 탄성파의 음속이 고속인 막이다. 고음속막(22)은, 탄성파를 압전막(4) 및 저음속막(3)이 적층되어 있는 부분에 가두고, 고음속막(22)보다 아래의 구조(지지 기판(21))에 탄성파가 새지 않도록 기능하고 있다.
이 구조에서는 필터나 공진자의 특성을 얻기 위해 이용하는 특정 모드의 탄성파의 에너지는 압전막(4) 및 저음속막(3)의 전체에 분포하고, 고음속막(22)의 저음속막(3)에 면하는 부분에도 분포하고, 지지 기판(21)에는 분포하지 않는 것이 된다. 고음속막(22)에 의해 탄성파를 가두는 메커니즘은 비누설인 SH파인 러브파(love wave)형의 표면파의 경우와 동일한 메커니즘이고, 예를 들면, 문헌 "탄성 표면파 디바이스 시뮬레이션 기술 입문", 하시모토 켄야, 리얼라이즈사, p.26~p.28에 기재되어 있다. 상기 메커니즘은, 음향 다층막에 의한 브래그 반사기(Bragg reflector)를 이용하여 탄성파를 가두는 메커니즘과는 다르다.
고음속막(22)의 재료는 다이아몬드 라이크 카본(Diamond-like Carbon: DLC)막, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 실리콘, 사파이어, 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 수정 등의 압전체, 알루미나, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트 등의 각종 세라믹, 마그네시아 다이아몬드, 또는 상기 각 재료를 주성분으로 하는 재료, 상기 각 재료의 혼합물을 주성분으로 하는 재료이다.
고음속막(22)의 막두께에 관해서는, 탄성파를 압전막(4) 및 저음속막(3)에 가두는 기능을 고음속막(22)이 가지기 위해, 고음속막(22)의 막두께는 두꺼울수록 바람직하다. 고음속막(22)의 막두께를 0.3λ 이상으로 함으로써 공진점에서의 에너지 집중도를 100%로 할 수 있다. 더욱이, 고음속막(22)의 막두께를 0.5λ 이상으로 함으로써 반(反)공진점에서의 에너지 집중도도 100%로 할 수 있고, 더 양호한 디바이스 특성을 얻을 수 있다.
IDT 전극(5d)은 실시형태 1의 IDT 전극(5)(도 1 참조)과 동일하게, 복수개의 전극지(51d)와, 2개의 버스바(bus bar)(도시하지 않음)를 포함하고, 압전막(4)의 주면(41)에 마련되어 있다. 한편, 실시형태 2의 IDT 전극(5d)에 관하여, 실시형태 1의 IDT 전극(5)과 동일한 구성 및 기능에 대해서는 설명을 생략한다.
그리고, IDT 전극(5d)에서 복수개의 전극지(51d)의 각각은, Ti층(501)과, AlCu층(502)(Al계 층, 금속층)과, Ti층(503)을 가진다. AlCu층(502)은 제1 본체부(52d)와, 제2 본체부(59d)를 가진다. 제2 본체부(59d)는 2개의 볼록부(53d)를 가진다. 또한, 제2 본체부(59d)는 오목부(54)를 가진다.
2개의 볼록부(53d)는 제1 본체부(52d) 상의 부분 양단에서부터 제1 방향(D1)으로 돌출하여 마련되어 있다. 각 볼록부(53d)는 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)과 직교하는 방향에서의 평면에서 봤을 때 삼각형상으로 형성되어 있다.
이상 설명한 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1d)에서도, IDT 전극(5d)의 복수개의 전극지(51d)의 각각에, 볼록부(53d)가 제1 방향(D1)으로 돌출되어 마련되어 있다. 이로써, 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1d)에서도, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 동일하게, 기본파보다도 주파수가 높은 고차 모드의 강도를 저감시킬 수 있다.
이하, 실시형태 2의 변형예에 대해 설명한다.
실시형태 2의 변형예 1로서, 도 9에 나타내는 바와 같은 볼록부(53e)가 마련되어 있어도 된다.
탄성파 장치(1e)는 도 9에 나타내는 바와 같이, IDT 전극(5d)(도 8 참조)에 대신하여 IDT 전극(5e)을 포함한다. IDT 전극(5e)은 실시형태 2의 IDT 전극(5d)과 동일하게, 복수개의 전극지(51e)를 포함한다. 그리고 복수개의 전극지(51e)의 각각에서, AlCu층(502)은 제1 본체부(52e)와, 제2 본체부(59e)를 포함한다. 제2 본체부(59e)는 2개의 볼록부(53e)를 포함한다. 또한, 제2 본체부(59e)는 오목부(54)를 가진다.
2개의 볼록부(53e)는 제2 본체부(59e) 중 제1 본체부(52e) 상의 부분의 제1 방향(D1)에서의 양단에서부터 돌출되어 마련되어 있다. 각 볼록부(53e)는 제1 방향(D1)을 따른 평판상으로 형성되어 있다.
실시형태 2의 변형예 2로서, 도 10에 나타내는 바와 같은 볼록부(53f)가 마련되어 있어도 된다.
탄성파 장치(1f)는 도 10에 나타내는 바와 같이, IDT 전극(5d)(도 8 참조)에 대신하여, IDT 전극(5f)을 포함한다. IDT 전극(5f)은 실시형태 1의 IDT 전극(5)과 동일하게, 복수개의 전극지(51f)를 포함한다. 그리고, 복수개의 전극지(51f)의 각각에서, AlCu층(502)은 제1 본체부(52f)와, 제2 본체부(59f)를 포함한다. 제2 본체부(59f)는 2개의 볼록부(53f)를 포함한다. 또한, 제2 본체부(59f)는 오목부(54)를 가진다.
2개의 볼록부(53f)는 제2 본체부(59f) 중 제1 본체부(52f) 상의 부분의 제1 방향(D1)에서의 양단에서부터 돌출되어 마련되어 있다. 각 볼록부(53f)는 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)과 직교하는 제3 방향에서의 평면에서 봤을 때, 제1 방향(D1)을 따라 돌출되어 있는 것이 아니라, 선단이 됨에 따라 압전막(4) 측에 근접하도록 형성되어 있다.
실시형태 2의 변형예 3으로서, 탄성파 장치(1g)는 도 11에 나타내는 바와 같은 IDT 전극(5g)을 포함해도 된다.
IDT 전극(5g)은, 실시형태 2의 IDT 전극(5d)과 동일하게, 복수개의 전극지(51g)를 포함한다. 그리고 복수개의 전극지(51g)의 각각에서, AlCu층(502)은 제1 본체부(52g)와, 제2 본체부(59g)를 포함한다. 제2 본체부(59g)는 2개의 볼록부(53g)를 포함한다. 또한, 제2 본체부(59g)는 오목부(54)를 가진다.
제1 본체부(52g)는 테이퍼상이 아니고 직사각형상으로 형성되어 있다. 즉, 제1 방향(D1)에서의 제1 본체부(52g)의 기단의 폭과 선단의 폭이 같다. 여기서, "제1 방향(D1)에서의 제1 본체부(52g)의 기단의 폭과 선단의 폭이 같다"란, 기단의 폭과 선단의 폭이 엄격히 동일한 것에 한정되지 않고, 기단의 폭에 대한 기단의 폭과 선단의 폭의 차의 절대값이 5% 이내인 관계도 포함한다.
2개의 볼록부(53g)는 제1 방향(D1)으로 돌출되어 마련되어 있다. 각 볼록부(53g)는 변형예 1의 각 볼록부(53e)와 동일하게, 제1 방향(D1)을 따른 평판상으로 형성되어 있다.
상기의 각 변형예에 따른 탄성파 장치(1e, 1f, 1g)에서도, 실시형태 2에 따른 탄성파 장치(1d)와 동일한 효과를 발휘한다.
(참고예)
참고예로서, 도 12에 나타내는 탄성파 장치(1h)에 대해 설명한다. 탄성파 장치(1h)는 도 12에 나타내는 바와 같이, IDT 전극(5h)의 복수개의 전극지(51h)의 중앙 영역에 오목부(54)를 가지지 않는 점에서, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)(도 1 참조)와 상이하다. 한편, 참고예의 탄성파 장치(1h)에 관하여, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
탄성파 장치(1h)는, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 동일하게, 고음속 지지 기판(2)과, 저음속막(3)과, 압전막(4)과, IDT 전극(5h)을 포함한다. 참고예의 고음속 지지 기판(2), 저음속막(3), 및 압전막(4)은, 실시형태 1의 고음속 지지 기판(2), 저음속막(3), 및 압전막(4)과 동일한 기능을 가진다. 그리고, 참고예의 탄성파 장치(1h)도, 실시형태 1에 따른 탄성파 장치(1)와 동일하게, 예를 들면 공진자 또는 대역 필터에 이용된다.
IDT 전극(5h)은 복수개의 전극지(51h)와, 2개의 버스바(도시하지 않음)를 포함하고, 압전막(4)의 주면(41)에 마련되어 있다.
복수개의 전극지(51h)의 각각은, 제2 방향(D2)에서의 선단부에서 평탄하게 되어 있다. 즉, 각 전극지(51h)에는 제1 방향(D1)에서의 중앙 영역에 오목부(54)(도 1 참조)가 형성되어 있지 않다.
한편, 탄성파 장치(1h)에서 IDT 전극(5h)의 복수개의 전극지(51h)의 각 볼록부(53h)는, 제1 방향(D1)을 따른 평판상으로 형성되어 있어도 된다. 각 볼록부(53h)는 실시형태 1의 변형예 1의 볼록부(53a)(도 4 참조)와 동일한 형상이다.
탄성파 장치(1h)에서 각 볼록부(53h)는, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)과 직교하는 제3 방향에서의 평면에서 봤을 때, 제1 방향(D1)을 따라 돌출되어 있는 것이 아니라, 선단이 됨에 따라 압전막(4) 측에 근접하도록 형성되어 있어도 된다. 각 볼록부(53h)는 실시형태 1의 변형예 2의 볼록부(53b)(도 5 참조)와 동일한 형상이다.
제1 본체부(52h)는 테이퍼상이 아니고, 직사각형상으로 형성되어 있어도 된다. 즉, 제1 방향(D1)에서의 제1 본체부(52h)의 기단의 폭과 선단의 폭이 같다. 제1 본체부(52h)는 실시형태 1의 변형예 3의 제1 본체부(52c)(도 6 참조)와 동일한 형상이다. 여기서, "제1 방향(D1)에서의 제1 본체부(52h)의 기단의 폭과 선단의 폭이 같다"란, 기단의 폭과 선단의 폭이 엄격히 동일한 것에 한정되지 않고, 기단의 폭과 선단의 폭이 5% 이내의 차를 가지는 관계도 포함한다.
더욱이, 탄성파 장치(1h)는 고음속 지지 기판(2)에 대신하여, 지지 기판 및 고음속막을 포함해도 된다. 지지 기판 및 고음속막은 예를 들면, 실시형태 2의 지지 기판(21) 및 고음속막(22)(도 8 참조)과 동일하다.
이상 설명한 실시형태 및 변형예는, 본 발명의 여러가지 실시형태 및 변형예의 일부에 지나지 않는다. 또한, 실시형태 및 변형예는 본 발명의 목적을 달성할 수 있으면, 설계 등에 따라 다양한 변경이 가능하다.
(정리)
이상 설명한 실시형태 및 변형예에서 이하의 양태가 개시되어 있다.
제1 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a~1c; 1d; 1e~1g)는 압전막(4)과, 고음속 부재(고음속 지지 기판(2); 고음속막(22))와, 저음속막(3)과, IDT 전극(5; 5a~5c; 5d; 5e~5g)을 포함한다. 고음속 부재는, 압전막(4)을 전파하는 탄성파의 음속보다도, 전파하는 탄성파의 음속이 고속인 부재이다. 저음속막(3)은, 압전막(4)과 고음속 부재 사이에 마련되어 있고, 압전막(4)을 전파하는 탄성파의 음속보다도, 전파하는 탄성파의 음속이 저속인 막이다. IDT 전극(5; 5a~5c; 5d; 5e~5g)은, 압전막(4)의 주면(41)에 마련되어 있다. IDT 전극(5; 5a~5c; 5d; 5e~5g)은, 복수개의 전극지(51; 51a~51c; 51d; 51e~51g)를 가진다. 복수개의 전극지(51; 51a~51c; 51d; 51e~51g)는 서로 격리되어 제1 방향(D1)으로 나란히 마련되어 있다. 복수개의 전극지(51; 51a~51c; 51d; 51e~51g) 중 적어도 하나는, 제1 금속층 (AlCu층(502))을 가진다. 제1 금속층(AlCu층(502))은 제1 본체부(52; 52a~52c; 52d; 52e~52g)와, 제2 본체부(59; 59a~59c; 59d; 59e~59g)를 포함한다. 제1 본체부(52; 52a~52c; 52d; 52e~52g)는, 압전막(4)의 주면(41)에 직접적 또는 간접적으로 마련되어 있다. 제2 본체부(59; 59a~59c; 59d; 59e~59g)는, 제1 본체부(52; 52a~52c; 52d; 52e~52g) 상에 마련되어 있다. 제2 본체부(59; 59a~59c; 59d; 59e~59g)는, 오목부(54)를 가지면서, 볼록부(53)를 포함한다. 오목부(54)는, 상기 전극지에서 제1 방향(D1)의 중앙 영역(56)에 형성되어 있고, 압전막(4)의 두께 방향(D2)으로 움푹 들어가 있다. 볼록부(53; 53a~53c; 53d; 53e~53g)는, 제1 방향(D1)에서 제1 본체부(52; 52a~52c; 52d; 52e~52g)의 적어도 일부보다도 돌출되어 있다.
제1 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a~1c; 1d; 1e~1g)는 고음속 부재(고음속 지지 기판(2); 고음속막(22))에 저음속막(3), 압전막(4), 및 IDT 전극(5; 5a~5c; 5d; 5e~5g)이 이 순서대로 마련되어 있는 적층 구조를 가진다. 그리고, IDT 전극(5; 5a~5c; 5d; 5e~5g)의 복수개의 전극지(51; 51a~51c; 51d; 51e~51g) 중 적어도 하나에, 제1 방향(D1)에서의 중앙 영역(56)에 오목부(54)가 형성되어 있으면서, 볼록부(53; 53a~53c; 53d; 53e~53g)가 제1 방향(D1)으로 돌출되어 마련되어 있다. 이로써 기본파보다도 주파수가 높은 고차 모드의 강도를 저감시킬 수 있다.
제2 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1d; 1e; 1f)에서는, 제1 양태에서 제1 본체부(52; 52a~52c; 52d; 52e~52g)는 제2 방향(D2)에서 압전막(4)에 면하는 기단에서 제2 본체부(59; 59a~59c; 59d; 59e~59g)를 향함에 따라 제1 방향(D1)의 폭이 좁아지도록 테이퍼상으로 형성되어 있다.
제2 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a; 1b; 1d; 1e; 1f)에 의하면, 각 전극지(51; 51a~51c; 51d; 51e~51g)의 제1 본체부(52; 52a~52c; 52d; 52e~52g)가 테이퍼상으로 형성되어 있음으로써 고차 모드의 강도를 더 저감시킬 수 있다.
제3 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a~1c; 1d; 1e~1g)에서는, 제1 또는 2 양태에서, 복수개의 전극지(51; 51a~51c; 51d; 51e~51g) 중 상기 적어도 하나는, 제1 금속층(AlCu층(502))을 포함하는 2층 이상의 층을 가진다.
제3 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a~1c; 1d; 1e~1g)에 의하면, 전극지(51; 51a~51c; 51d; 51e~51g)가 1층으로만 형성되는 경우보다도, 전극지(51; 51a~51c; 51d; 51e~51g)에 있어서 최적인 조합을 선택할 수 있다.
제4 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a~1c; 1d; 1e~1g)에서는, 제3 양태에서 복수개의 전극지(51; 51a~51c; 51d; 51e~51g) 중 상기 적어도 하나는, 밀착층(Ti층(501))을 더 가진다. 밀착층은, 압전막(4)의 주면(41)에 마련되어 있다. 제1 금속층은, 밀착층을 끼고 압전막(4)과는 반대 측에 마련되어 있는 Al계 층(AlCu층(502))이다.
제4 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a~1c; 1d; 1e~1g)에 의하면, 압전막(4)과 전극지(51; 51a~51c; 51d; 51e~51g) 사이의 접착 강도를 높일 수 있다.
제5 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a~1c; 1d; 1e~1g)에서는, 제4 양태에서 복수개의 전극지(51; 51a~51c; 51d; 51e~51g) 중 적어도 하나는, Ti층(503)을 더 가진다. Ti층(503)은 Al계 층(AlCu층(502))의 위에 마련되어 있다.
제6 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a~1c)에서는, 제1~5 양태 중 어느 하나에서, 고음속 부재는 고음속 지지 기판(2)을 포함한다.
제7 양태에 따른 탄성파 장치(1d; 1e~1g)는 제1~5 양태 중 어느 하나에서, 지지 기판(21)을 더 포함한다. 고음속 부재는 고음속막(22)을 포함한다. 고음속막(22)은 지지 기판(21) 상에 마련되어 있다.
제8 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a~1c; 1d; 1e~1g)에서는, 제1~7 양태 중 어느 하나에서, 압전막(4)은 LiTaO3, LiNbO3, ZnO, AlN, 또는 PZT로 이루어진다.
제9 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a~1c; 1d; 1e~1g)에서는, 제1~8 양태 중 어느 하나에서, 저음속막(3)은 산화규소, 유리, 산질화규소, 산화탄탈, 및 산화규소에 불소, 탄소 혹은 붕소를 추가한 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 재료를 포함한다.
제10 양태에 따른 탄성파 장치(1; 1a~1c)에서는, 제6 양태에서 고음속 지지 기판(2)은 실리콘, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 사파이어, 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 수정, 알루미나, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트, 및 마그네시아 다이아몬드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 재료를 포함한다.
제11 양태에 따른 탄성파 장치(1d; 1e~1g)에서는, 제7 양태에서 지지 기판(21)은 사파이어, 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 수정, 알루미나, 마그네시아, 질화규소, 질화알루미늄, 탄화규소, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트, 유리, 실리콘, 질화갈륨, 및 수지에서 선택되는 적어도 1종의 재료를 포함한다.
제12 양태에 따른 탄성파 장치(1d; 1e~1g)에서는, 제7 또는 11 양태에서 고음속막(22)은 다이아몬드 라이크 카본, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 실리콘, 사파이어, 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 수정, 알루미나, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트, 및 마그네시아 다이아몬드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 재료를 포함한다.
1, 1a~1g: 탄성파 장치 2: 고음속 지지 기판(고음속 부재)
21: 지지 기판 22: 고음속막(고음속 부재)
3: 저음속막 4: 압전막
41: 주면 5, 5a~5g: IDT 전극
501: Ti층 502: AlCu층(Al계 층, 금속층)
503: Ti층 51, 51a~51g: 전극지
52, 52a~52g: 제1 본체부 53, 53a~53g: 볼록부
54: 오목부 55: 단부 영역
56: 중앙 영역 58: 오목부
59, 59a~59g: 제2 본체부 61: 레지스트층
621: Ti막(밀착층) 622: AlCu막
63: 레지스트층 64: AlCu막
D1: 제1 방향 D2: 제2 방향
A1, A2, B1, B2: 주파수 특성

Claims (12)

  1. 압전막(壓電膜)과,
    상기 압전막을 전파하는 탄성파의 음속보다도, 전파하는 탄성파의 음속이 고속인 고음속 부재와,
    상기 압전막과 상기 고음속 부재 사이에 마련되어 있고, 상기 압전막을 전파하는 탄성파의 음속보다도, 전파하는 탄성파의 음속이 저속인 저음속막과,
    상기 압전막의 주면(主面)에 마련되어 있는 IDT 전극을 포함하며,
    상기 IDT 전극은, 서로 격리되어 제1 방향으로 나란히 마련되어 있는 복수개의 전극지(電極指)를 가지고,
    상기 복수개의 전극지 중 적어도 하나는 제1 금속층을 가지며,
    상기 제1 금속층은,
    상기 압전막의 상기 주면에 직접적 또는 간접적으로 마련되어 있는 제1 본체부와,
    상기 제1 본체부 상에 마련되어 있는 제2 본체부를 포함하고,
    상기 제2 본체부는,
    상기 전극지에서 상기 제1 방향의 중앙 영역에 형성되어 있고, 상기 압전막의 두께 방향으로 움푹 들어가 있는 오목부를 가지면서,
    상기 제1 방향에서 상기 제1 본체부의 적어도 일부보다도 돌출되어 있는 볼록부를 가지는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 본체부는, 상기 압전막의 두께 방향에서 상기 압전막에 면하는 기단(基端)에서부터 상기 제2 본체부 측을 향함에 따라 상기 제1 방향의 폭이 좁아지도록 테이퍼상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 전극지 중 상기 적어도 하나는, 상기 제1 금속층을 포함하는 2층 이상의 층을 가지는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수개의 전극지 중 상기 적어도 하나는,
    상기 압전막의 상기 주면에 마련되어 있는 밀착층을 더 가지고,
    상기 제1 금속층은, 상기 밀착층에 대해 상기 압전막의 반대 측에 마련되어 있는 Al계 층인 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수개의 전극지 중 상기 적어도 하나는, 상기 Al계 층 위에 마련되어 있는 Ti층을 더 가지는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고음속 부재는, 고음속 지지 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    지지 기판을 더 포함하고,
    상기 고음속 부재는,
    상기 지지 기판 상에 마련되어 있는 고음속막을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압전막은 LiTaO3, LiNbO3, ZnO, AlN, 또는 PZT로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 저음속막은 산화규소, 유리, 산질화규소, 산화탄탈, 및 산화규소에 불소, 탄소, 혹은 붕소를 추가한 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 고음속 지지 기판은 실리콘, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 사파이어, 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 수정, 알루미나, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트, 및 마그네시아 다이아몬드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 지지 기판은 사파이어, 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 수정, 알루미나, 마그네시아, 질화규소, 질화알루미늄, 탄화규소, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트, 유리, 실리콘, 질화갈륨, 및 수지에서 선택되는 적어도 1종의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 고음속막은 다이아몬드 라이크 카본, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 실리콘, 사파이어, 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트, 수정, 알루미나, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트, 및 마그네시아 다이아몬드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9698756B2 (en) 2014-12-24 2017-07-04 Qorvo Us, Inc. Acoustic RF resonator parallel capacitance compensation
US10581156B2 (en) 2016-05-04 2020-03-03 Qorvo Us, Inc. Compensation circuit to mitigate antenna-to-antenna coupling
US10581403B2 (en) * 2016-07-11 2020-03-03 Qorvo Us, Inc. Device having a titanium-alloyed surface
US11050412B2 (en) 2016-09-09 2021-06-29 Qorvo Us, Inc. Acoustic filter using acoustic coupling
US11165412B2 (en) 2017-01-30 2021-11-02 Qorvo Us, Inc. Zero-output coupled resonator filter and related radio frequency filter circuit
US11165413B2 (en) 2017-01-30 2021-11-02 Qorvo Us, Inc. Coupled resonator structure
US10873318B2 (en) 2017-06-08 2020-12-22 Qorvo Us, Inc. Filter circuits having acoustic wave resonators in a transversal configuration
US11152913B2 (en) 2018-03-28 2021-10-19 Qorvo Us, Inc. Bulk acoustic wave (BAW) resonator
US11146247B2 (en) 2019-07-25 2021-10-12 Qorvo Us, Inc. Stacked crystal filter structures
CN114641931A (zh) * 2019-11-06 2022-06-17 株式会社村田制作所 弹性波装置
US11757430B2 (en) 2020-01-07 2023-09-12 Qorvo Us, Inc. Acoustic filter circuit for noise suppression outside resonance frequency
US11146245B2 (en) 2020-01-13 2021-10-12 Qorvo Us, Inc. Mode suppression in acoustic resonators
US11146246B2 (en) 2020-01-13 2021-10-12 Qorvo Us, Inc. Phase shift structures for acoustic resonators
JP7485478B2 (ja) * 2020-03-13 2024-05-16 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ
CN115362629A (zh) * 2020-03-31 2022-11-18 株式会社村田制作所 弹性波装置
CN112260658B (zh) * 2020-10-16 2021-08-06 广东省广纳科技发展有限公司 一种兰姆波谐振器及其制造方法
US11632097B2 (en) 2020-11-04 2023-04-18 Qorvo Us, Inc. Coupled resonator filter device
US11575363B2 (en) 2021-01-19 2023-02-07 Qorvo Us, Inc. Hybrid bulk acoustic wave filter

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040010108A (ko) * 2002-07-24 2004-01-31 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성 표면파 장치 및 그 제조방법
US20140368084A1 (en) * 2008-11-28 2014-12-18 Kyocera Corporation Acoustic Wave Device and Method for Manufacturing Same
WO2016080444A1 (ja) * 2014-11-18 2016-05-26 京セラ株式会社 弾性波素子、フィルタ素子および通信装置
JP2017017730A (ja) * 2016-08-25 2017-01-19 京セラ株式会社 弾性波装置および回路基板
WO2017043427A1 (ja) 2015-09-07 2017-03-16 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
KR20170121704A (ko) * 2016-04-25 2017-11-02 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001094383A (ja) 1999-09-20 2001-04-06 Toshiba Corp 弾性表面波装置およびその製造方法
US6937114B2 (en) * 2001-12-28 2005-08-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Surface acoustic wave device, electronic component using the device, and composite module
EP1947764B1 (en) 2005-09-20 2011-04-06 Kyocera Corporation Acoustic surface wave element and acoustic surface wave device
WO2012086441A1 (ja) * 2010-12-24 2012-06-28 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
WO2012086639A1 (ja) * 2010-12-24 2012-06-28 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
US9503049B2 (en) * 2010-12-28 2016-11-22 Kyocera Corporation Acoustic wave element and acoustic wave device using same
DE102011011377B4 (de) 2011-02-16 2016-05-25 Epcos Ag Mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement
KR101944722B1 (ko) * 2014-11-28 2019-02-01 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040010108A (ko) * 2002-07-24 2004-01-31 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성 표면파 장치 및 그 제조방법
US20140368084A1 (en) * 2008-11-28 2014-12-18 Kyocera Corporation Acoustic Wave Device and Method for Manufacturing Same
WO2016080444A1 (ja) * 2014-11-18 2016-05-26 京セラ株式会社 弾性波素子、フィルタ素子および通信装置
WO2017043427A1 (ja) 2015-09-07 2017-03-16 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
KR20170121704A (ko) * 2016-04-25 2017-11-02 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치
JP2017017730A (ja) * 2016-08-25 2017-01-19 京セラ株式会社 弾性波装置および回路基板

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