KR20200058215A - Bulk acoustic wave resonator with tunable resonance characteristic and method thereof - Google Patents

Bulk acoustic wave resonator with tunable resonance characteristic and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20200058215A
KR20200058215A KR1020180142963A KR20180142963A KR20200058215A KR 20200058215 A KR20200058215 A KR 20200058215A KR 1020180142963 A KR1020180142963 A KR 1020180142963A KR 20180142963 A KR20180142963 A KR 20180142963A KR 20200058215 A KR20200058215 A KR 20200058215A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resonator
electrode
actuator
additional
acoustic wave
Prior art date
Application number
KR1020180142963A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102142056B1 (en
Inventor
김정무
임동구
이연수
심성민
강혜림
Original Assignee
전북대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전북대학교산학협력단 filed Critical 전북대학교산학협력단
Priority to KR1020180142963A priority Critical patent/KR102142056B1/en
Publication of KR20200058215A publication Critical patent/KR20200058215A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102142056B1 publication Critical patent/KR102142056B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezo-electric or electrostrictive material
    • H03H9/58—Multiple crystal filters
    • H03H9/60—Electric coupling means therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

The present invention relates to a bulk acoustic wave resonator with the tunable resonance characteristics. The bulk acoustic wave resonator comprises: a substrate; a first resonator positioned on top of the substrate and having an upper electrode, a piezoelectric layer, and a lower electrode; an actuator formed at a position parallel to the substrate with the first resonator therebetween; and an additional electrode positioned below the actuator and contacted with or separated from the upper electrode of the first resonator in response to movement of the actuator.

Description

가변 공진 특성을 갖는 체적탄성파 공진기 및 그 방법{BULK ACOUSTIC WAVE RESONATOR WITH TUNABLE RESONANCE CHARACTERISTIC AND METHOD THEREOF}Volume acoustic wave resonator with variable resonance characteristics and its method {BULK ACOUSTIC WAVE RESONATOR WITH TUNABLE RESONANCE CHARACTERISTIC AND METHOD THEREOF}

본 발명은 가변 공진 특성을 갖는 체적탄성파 공진기 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a volume acoustic wave resonator having a variable resonance characteristic and a method therefor.

무선통신의 고속화, 고성능화 및 소형화에 대한 필요성이 대두되면서, 무선 기기의 고성능화 및 소형화를 가능하게 하는 기술인 MEMS(Radio Frequency -Micro Electro Mechanical System) 기술이 지속적으로 연구되고 있다. As the need for high-speed, high-performance, and miniaturization of wireless communication emerges, MEMS (Radio Frequency -Micro Electro Mechanical System) technology, which is a technology that enables high-performance and miniaturization of wireless devices, is continuously being studied.

특히, 무선 통신시스템에서는 RF 회로를 구성하는 필터와 공진기 소자들이 정보처리 소자들을 포함하는 단일 칩 내로의 집적화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 단일 칩 내로의 직접화에 대한 기술이 실제 상용화되고 있는 대표적 예로는 CMOS 공정을 통해 비교적 쉽게 제작 가능한 BAW 공진기 기반의 RF 필터 등이 있다. In particular, in a wireless communication system, research on integration of filters and resonator elements constituting an RF circuit into a single chip including information processing elements has been actively conducted. A typical example in which the technology for direct integration into a single chip is actually commercialized is a BAW resonator-based RF filter that can be easily manufactured through a CMOS process.

다만, 단일대역에서만 효율적으로 활용될 수 있는 기존의 BAW 공진기의 경우, 최신 무선 통신 기술이 요구하는 다중대역 시스템을 구성하기 위해서는 필요한 공진기의 개수가 비례적으로 많아 질 수 밖에 없다. However, in the case of an existing BAW resonator that can be efficiently utilized only in a single band, the number of resonators required to construct a multi-band system required by the latest wireless communication technology is inevitably increased.

따라서, MEMS 기술을 이용하여 제작된 미세 구동기를 이용하여 공진 특성이 조절되는 기술이 요구된다. Accordingly, there is a need for a technique in which resonance characteristics are controlled using a fine driver manufactured using MEMS technology.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 특정 두께를 갖는 추가전극 그리고 가변 수동소자를 이용하여 공진 특성 변화를 유도할 수 있는 체적탄성파 공진기를 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide a volume acoustic wave resonator capable of inducing a change in resonance characteristics using an additional electrode having a specific thickness and a variable passive element.

본 발명의 일실시예에 따른 기판, 기판의 상측에 위치하며, 상부전극, 압전층 그리고 하부전극을 가지는 제1 공진기, 제1 공진기를 사이에 두고 상기 기판과 평행한 위치에 형성되는 엑츄에이터, 그리고 엑츄에이터의 하측에 위치하여 엑츄에이터의 이동에 대응하여 제1 공진기의 상부전극에 접촉 또는 분리되는 추가전극을 포함한다.A substrate according to an embodiment of the present invention, located on the upper side of the substrate, the first resonator having an upper electrode, a piezoelectric layer, and a lower electrode, an actuator formed at a position parallel to the substrate with a first resonator therebetween, and It is located on the lower side of the actuator and includes an additional electrode that contacts or separates from the upper electrode of the first resonator in response to the movement of the actuator.

추가전극은, 제1 공진기의 상부전극의 크기에 대응하여 일정한 두께를 가지는 제1 추가전극과 제1 전극과 상이한 두께를 가지는 제2 추가전극이 계단 형태로 형성된다. In the additional electrode, a first additional electrode having a constant thickness and a second additional electrode having a different thickness from the first electrode are formed in a step shape corresponding to the size of the upper electrode of the first resonator.

기판 상측에서 제1 공진기와 이격된 위치에 제1 추가전극과 제2 추가전극의 길이에 대응하여 형성된 제1 추가전극과 제1 구동전극과 마주보는 위치의 엑츄에이터 하측에서 제1 구동전극보다 짧은 길이로 형성된 제2 추가전극으로 형성되어 엑츄에이터를 수직 방향으로 구동시키는 구동전극을 더 포함할 수 있다. A length shorter than the first driving electrode on the lower side of the actuator at a position facing the first additional electrode and the first driving electrode corresponding to the lengths of the first additional electrode and the second additional electrode at a position spaced apart from the first resonator on the upper side of the substrate It may be formed of a second additional electrode formed of may further include a driving electrode for driving the actuator in the vertical direction.

엑츄에이터의 일측과 이격되어 기판 상측에 형성된 지지대를 더 포함하고, 엑츄에이터의 일측과 엑츄에이터 방향으로 돌출된 지지대의 일측에 각각 톱니 형태의 돌기와 홈이 형성되어 엑츄에이터와 지지대간의 일측이 서로 맞물리도록 엑츄에이터가 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. Further comprising a support spaced apart from one side of the actuator and formed on the upper side of the actuator, a serrated projection and a groove are formed on one side of the actuator and one side of the support projecting in the actuator direction so that the actuator is horizontal so that one side between the actuator and the support meshes with each other. You can move it in the direction.

기판의 상측에 제1 공진기와 이격되어 위치하며, 제2 상부전극, 제2 압전층, 그리고 제2 하부전극을 가지는 제2 공진기를 더 포함할 수 있다. Located on the upper side of the substrate spaced apart from the first resonator, and may further include a second resonator having a second upper electrode, a second piezoelectric layer, and a second lower electrode.

추가전극은, 엑츄에이터의 이동에 대응하여 제1 공진기의 상부전극과 제2 공진기의 제2 상부전극에 동시에 접촉 또는 동시에 분리되도록 형성될 수 있다. The additional electrode may be formed to simultaneously contact or be separated from the upper electrode of the first resonator and the second upper electrode of the second resonator in response to movement of the actuator.

추가전극은 엑츄에이터와 접촉되는 면에 절연체를 포함하고, 제1 공진기의 상부전극과 제2 공진기의 제2 상부전극과 접촉되는 면에 압전층으로 형성될 수 있다. The additional electrode may include an insulator on the surface contacting the actuator, and may be formed of a piezoelectric layer on the surface contacting the upper electrode of the first resonator and the second upper electrode of the second resonator.

기판 상측에서 제2 공진기와 이격된 위치에 대응하여 형성된 제1 추가전극과 제1 구동전극과 마주보는 위치의 엑츄에이터 하측에 제2 추가전극으로 형성되어 엑츄에이터를 수직 방향으로 구동시키는 구동전극을 더 포함할 수 있다. The first additional electrode formed corresponding to the position spaced apart from the second resonator on the upper side of the substrate and the second additional electrode formed below the actuator at a position facing the first driving electrode further include a driving electrode driving the actuator in a vertical direction. can do.

본 발명의 일실시예에 따른 공진기와 두께가 상이한 제1 추가전극과 제2 추가전극이 형성되고 수직이동 또는 수평이동이 가능한 엑츄에이터를 포함하는 체적 탄성파 공진기의 공진 방법에 있어서, T1의 두께로 형성된 상부전극, 압전층, 하부전극으로 이뤄진 공진기를 통해 공진하는 단계, 공진기의 상부전극과 제1 추가전극이 접촉되도록 엑츄에이터를 수직이동 시키는 단계, 상부전극과 상기 제1 추가전극이 접촉되어 T2 두께로 형성된 상부전극, 압전층, 하부전극으로 이뤄진 공진기를 통해 공진하는 단계, 공진기의 상부전극과 제2 추가전극이 접촉되도록 엑츄에이터를 수평이동 후 수직이동 시키는 단계, 그리고 상부전극과 제2 추가전극이 접촉되어 T3 두께로 형성된 상부전극, 압전층, 하부전극으로 이뤄진 공진기를 통해 공진하는 단계를 포함한다. In the resonator method of a volume acoustic wave resonator including an actuator capable of vertically or horizontally moving and having a first additional electrode and a second additional electrode having different thicknesses from a resonator according to an embodiment of the present invention, formed with a thickness of T1 Resonating through a resonator consisting of an upper electrode, a piezoelectric layer, and a lower electrode, vertically moving the actuator so that the upper electrode and the first additional electrode of the resonator are in contact, and the upper electrode and the first additional electrode are brought into contact with T2 thickness. Resonating through the resonator consisting of the formed upper electrode, piezoelectric layer, and lower electrode, moving the actuator horizontally and vertically, so that the upper electrode and the second additional electrode of the resonator contact, and the upper electrode and the second additional electrode contact And resonating through a resonator consisting of an upper electrode, a piezoelectric layer, and a lower electrode formed of T3 thickness.

본 발명의 일실시예에 따른 제1 공진기와 제2 공진기가 형성된 기판과 추가전극 또는 추가전극과 압전층이 결합된 형태의 추가 공진기가 형성되고 수직이동이 가능한 엑츄에이터 그리고 수직 구동전극을 포함하는 체적 탄성파 공진기의 공진 방법에 있어서, 각각 T1의 두께로 형성된 상부전극, 압전층, 하부전극으로 이뤄진 제1공진기와 제2 공진기를 통해 공진하는 단계, 수직 구동전극을 이용하여 엑츄에이터를 수직으로 하강시키는 단계, 추가전극 또는 추가 공진기가 제1 공진기의 상부전극, 제2 공진기의 상부전극이 각각 맞닿는 단계, 추가전극이 접촉되어 T2 두께로 형성된 상부전극을 가지는 제1 공진기와 제2 공진기를 통해 공진하는 단계, 그리고 추가 공진기가 제1 공진기와 제2 공진기의 상부전극에 각각 접촉된 상태로 공진하는 단계를 포함한다. A volume including a substrate formed with a first resonator and a second resonator according to an embodiment of the present invention, an additional electrode or an additional electrode and a piezoelectric layer, and an actuator capable of vertical movement and a vertical driving electrode. In the resonance method of the acoustic wave resonator, a step of resonating through a first resonator and a second resonator composed of an upper electrode, a piezoelectric layer, and a lower electrode, each formed of a thickness of T1, and vertically lowering an actuator using a vertical driving electrode. , An additional electrode or an additional resonator is in contact with the upper electrode of the first resonator, the upper electrode of the second resonator, respectively, the additional electrode is in contact and resonating through the first resonator and the second resonator having an upper electrode formed of a T2 thickness And resonating with the additional resonator in contact with the upper electrodes of the first resonator and the second resonator, respectively.

본 발명에 따르면, 미세전기기계 시스템(MEMS: Micro electro mechanical systems)을 이용하여 BAW 공진기의 공진 특성을 조절할 수 있다. According to the present invention, it is possible to control the resonance characteristics of the BAW resonator by using micro electromechanical systems (MEMS).

또한, 본 발명에 따르면 수직 또는 수평 구동을 통해 압전 물질 위 아래의 전극의 두께를 조절함으로써, 중심 주파수 및 대역폭을 가변시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, the center frequency and bandwidth can be varied by adjusting the thickness of the electrodes above and below the piezoelectric material through vertical or horizontal driving.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 체적탄성파 공진기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 계단형태의 추가전극을 포함하는 체적탄성파 공진기를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 수평 이동하는 엑츄에이터를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 계단형태의 추가전극을 가지는 체적탄성파 공진기의 공진 방법을 나타낸 예시도이다.
도 5는 도 4에 따라 가변되는 공진 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제2 공진기와 추가전극을 포함하는 체적탄성파 공진기를 도시한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 SCF 구조로 가변 가능한 체적탄성파 공진기를 도시한 예시도이다. 1 is a view schematically showing a volumetric acoustic wave resonator according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a volumetric acoustic wave resonator including an additional electrode in the form of a staircase according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view for explaining a horizontally moving actuator according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view showing a resonance method of a volumetric acoustic wave resonator having an additional electrode in the form of a staircase according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the resonant characteristics varied according to FIG. 4.
6 is an exemplary view showing a volumetric acoustic wave resonator including a second resonator and an additional electrode according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view showing a variable volume acoustic wave resonator that can be changed to an SCF structure according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 발명에서 제안하고자 하는 가변 공진 특성을 갖는 체적탄성파 공진기에 대해서 상세하게 설명한다. 일반적으로 체적탄성파 공진기(Bulk acoustic wave: BAW)는 박막 체적 탄성파 공진기 (Film Bulk Acoustic Resonator, FBAR) 구조 또는 SMR (Solidly Mounted Resonator)구조의 형태로 구성될 수 있다. 여기서, 박막 체적 탄성파 공진기(FBAR) 구조는 낮은 에너지 손실 특성으로 인해 무선 회로 필터 제작에 널리 활용된다. The volume acoustic wave resonator having a variable resonance characteristic to be proposed in the present invention will be described in detail. In general, the bulk acoustic wave resonator (BAW) may be configured in the form of a thin film acoustic acoustic resonator (Film Bulk Acoustic Resonator, FBAR) structure or a solid-mounted resonator (SMR) structure. Here, the thin-film volume acoustic wave resonator (FBAR) structure is widely used in the manufacture of wireless circuit filters due to its low energy loss characteristics.

이하에서는 박막 체적 탄성파 공진기(FBAR) 구조를 기반으로 상부전극의 두께를 증가시킬 수 있도록 설계된 MEMS 구동기를 포함하는 체적탄성파 공진기로 설명하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, a volume acoustic wave resonator including a MEMS driver designed to increase the thickness of an upper electrode based on a thin film volume acoustic wave resonator (FBAR) structure, but is not limited thereto.

이때, MEMS 구동기는 정전 구동 방식, 열적 구동 방식, 압전 구동 방식 등으로 구현이 가능하지만, 이하에는 대표적인 구동 방식인 정전 구동 방식으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. At this time, the MEMS driver may be implemented by an electrostatic driving method, a thermal driving method, a piezoelectric driving method, or the like, but is described below as a typical driving method, an electrostatic driving method, but is not limited thereto.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 이용하여 본 발명의 하나의 실시예에 따른 추가전극을 포함하는 체적탄성파 공진기의 구성에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, a configuration of a volumetric acoustic wave resonator including an additional electrode according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 체적탄성파 공진기를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 계단형태의 추가전극을 포함하는 체적탄성파 공진기를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 수평 이동하는 엑츄에이터를 설명하기 위한 예시도이다. 1 is a view schematically showing a volumetric acoustic wave resonator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a volumetric acoustic wave resonator including an additional electrode in the form of a staircase according to an embodiment of the present invention, 3 is an exemplary view for explaining a horizontally moving actuator according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 체적탄성파 공진기(100)는 기판(110), 제1 공진기(120), 엑츄에이터(130), 추가전극(140)을 포함한다. 그리고 체적탄성파 공진기(100)는 구동전극(150), 그리고 지지대(160)를 더 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, the volume acoustic wave resonator 100 includes a substrate 110, a first resonator 120, an actuator 130, and an additional electrode 140. In addition, the volume acoustic wave resonator 100 may further include a driving electrode 150 and a support 160.

먼저, 기판(110) 상측에는 제1 공진기(120), 구동전극(150) 그리고 지지대(160)가 위치하며, 제1 공진기(120)를 사이에 두고 기판(110)와 평행한 위치에 엑츄에이터(130)가 형성된다. 이때, 도 1과 같이, 기판(110)과 지지대(160)는 일체형으로 형성되거나 도 2와 같이, 기판(110)의 상측에 지지대(160)가 형성될 수 있다. First, on the upper side of the substrate 110, the first resonator 120, the driving electrode 150, and the support 160 are positioned, with the first resonator 120 interposed therebetween, and the actuator 110 in a position parallel to the substrate 110 ( 130) is formed. At this time, as shown in FIG. 1, the substrate 110 and the support 160 may be integrally formed, or as shown in FIG. 2, the support 160 may be formed on the upper side of the substrate 110.

그리고 제1 공진기(120)는 상부전극(121), 압전층(122) 그리고 하부전극(123)을 가지며, 기판(110)과 제1 공진기(120)사이에 지지대를 더 포함할 수 있다. The first resonator 120 has an upper electrode 121, a piezoelectric layer 122, and a lower electrode 123, and may further include a support between the substrate 110 and the first resonator 120.

다음으로 엑츄에이터(130)하측에는 제1 공진기(120)의 위치에 대응하여 추가전극(140)과 제1 구동전극(151)의 위치에 대응하여 제2 구동전극(152)이 형성된다.Next, the second driving electrode 152 is formed below the actuator 130 in correspondence to the position of the additional electrode 140 and the first driving electrode 151 corresponding to the position of the first resonator 120.

먼저, 추가전극(140)은 두께가 상이한 복수 개의 전극이 계단 형태로 엑츄에이터(130)의 하측에 형성된다. First, in the additional electrode 140, a plurality of electrodes having different thicknesses are formed under the actuator 130 in the form of steps.

이때, 추가전극(140)은 제1 공진기(120)의 상부전극(121)에 맞닿아 제1 공진기(120)의 상부전극(121)의 두께를 증가시키기 위한 것으로, 상부전극(121)의 상측 면적과 동일하게 추가전극(140)의 하측 면적이 형성될 수 있다. 다시 말해, 추가전극(140)과 상부전극(121)이 맞닿는 면적이 동일하도록 추가전극(140)이 형성된다. At this time, the additional electrode 140 is in contact with the upper electrode 121 of the first resonator 120 to increase the thickness of the upper electrode 121 of the first resonator 120, the upper side of the upper electrode 121 The lower area of the additional electrode 140 may be formed in the same way as the area. In other words, the additional electrode 140 is formed so that the area where the additional electrode 140 and the upper electrode 121 contact each other is the same.

또한, 체적탄성파 공진기(100)는 엑츄에이터(130)와 추가전극(140) 사이에 절연체(170)를 더 포함할 수 있다. In addition, the volume acoustic wave resonator 100 may further include an insulator 170 between the actuator 130 and the additional electrode 140.

그리고 도 1 내지 도 3에는 추가전극(140)은 일정 두께를 가지는 제1 추가전극(141)과 제1 추가전극(141)과 상이한 두께를 가지는 제2 추가전극(142)을 나타내는 것으로 설명하고 있지만, 추후에 실용화되는 환경 및 조건에 따라서 추가전극(140)의 개수는 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 요구되는 공진 특성 변화만큼 형성된 복수 개의 계단 층의 형태의 추가전극(140)이 이용될 수 있다. 1 to 3, the additional electrode 140 is described as showing the first additional electrode 141 having a predetermined thickness and the second additional electrode 142 having a different thickness from the first additional electrode 141. , The number of additional electrodes 140 may be applied differently depending on the environment and conditions to be put into practical use later. For example, an additional electrode 140 in the form of a plurality of stair layers formed by a change in required resonance characteristics may be used.

추가전극(140)이 형성된 엑츄에이터(130)는 구동전극(150) 또는 지지대(160)의 구동으로 제1 공진기(120) 방향으로 이동할 수 있다. 자세하게는 엑츄에이터(130)는 구동전극(150)에 인가된 전압을 통해 수직으로 이동하며, 지지대(160)에 인가된 전압을 통해 수평으로 이동할 수 있지만, 반드시 수직 또는 수평 이동만을 한정하는 것은 아니다. The actuator 130 on which the additional electrode 140 is formed may move in the direction of the first resonator 120 by driving the driving electrode 150 or the support 160. In detail, the actuator 130 moves vertically through the voltage applied to the driving electrode 150, and can move horizontally through the voltage applied to the support 160, but is not necessarily limited to vertical or horizontal movement.

먼저, 지지대(160)는 엑츄에이터(130)의 수평 방향으로의 이동을 위한 것으로, 지지대(160)는 기판(110)의 상측에 제1 구동기(120)와 이격되어 설치된다. 이때, 지지대(160)는 기판(110)에서 구동전극(150)이 형성된 영역의 타측에 형성된다. First, the support 160 is for movement of the actuator 130 in the horizontal direction, and the support 160 is installed spaced apart from the first driver 120 on the upper side of the substrate 110. At this time, the support 160 is formed on the other side of the region where the driving electrode 150 is formed on the substrate 110.

도 2 및 도 3을 보면, 지지대(160)는 엑츄에이터(130) 방향으로 돌출된 영역에 톱니 형태의 돌기와 홈이 형성되어 있다. 그리고 엑츄에이터(130)의 일측에도 동일하게 톱니 형태의 돌기와 홈이 형성되어 있다. 2 and 3, the support 160 is formed with serrated projections and grooves in an area protruding in the direction of the actuator 130. In addition, a serration-like protrusion and groove are formed on one side of the actuator 130 as well.

그리고 도 3의 (a)와 같이 지지대(160)에 형성된 홈에 엑츄에이터(130)의 돌기 부분이 오도록 위치하여 서로 겹쳐지지 않도록 위치한다. 이때, 지지대(160)의 톱니 형태의 돌기와 홈에서 전압이 인가되면 도 3의 (b)와 같이, 엑츄에이터(130)가 지지대(160) 방향 쪽으로 수평 이동하여 해당 돌기와 홈이 맞물리게 된다. And, as shown in Fig. 3 (a), the protrusions of the actuator 130 come to the grooves formed in the support 160 so that they do not overlap each other. At this time, when a voltage is applied from the serrated projections and grooves of the support 160, the actuator 130 is horizontally moved toward the support 160 direction, as shown in FIG. 3 (b), so that the projections and grooves are engaged.

여기서, 돌기와 홈이 맞물리는 구성은 미리 설정된 길이만큼 엑츄에이터(130)의 수평 이동을 유도하기 위한 것이다. Here, the configuration in which the projection and the groove are engaged is intended to induce horizontal movement of the actuator 130 by a predetermined length.

또한, 해당 돌기와 홈이 맞물리는 구성은 지지대(160)와 엑츄에이터(130)의 작용을 통해 엑츄에이터(130)가 이동하는 과정을 나타내는 설명하기 위한 하나의 예시로, 반드시 돌기와 홈이 형성된 톱니 형태에 한정하는 것은 아니다. In addition, the configuration in which the protrusion and the groove are engaged is an example for explaining the process in which the actuator 130 moves through the action of the support 160 and the actuator 130, and is necessarily limited to the shape of the teeth where the protrusion and the groove are formed. It is not done.

다음으로, 구동전극(150)은 기판(110)의 상측과 엑츄에이터(130)의 하측에 형성되어, 구동전극(150)에 전압이 인가되면, 엑츄에이터(130)의 수직 방향 이동을 유도한다. 여기서, 기판(110)의 상측에 형성된 구동전극(151)과 엑츄에이터(130)의 하측에 형성된 제2 구동전극(152)의 길이는 추가전극(140)의 개수 및 길이에 대응하여 형성된다. 다시 말해 추가전극(140)의 길이 또는 엑츄에이터(130)의 수평 방향 이동 거리에 대응하여 제1 구동전극(151)의 길이가 형성될 수 있다. Next, the driving electrode 150 is formed on the upper side of the substrate 110 and the lower side of the actuator 130, and when a voltage is applied to the driving electrode 150, induces the vertical movement of the actuator 130. Here, the length of the driving electrode 151 formed on the upper side of the substrate 110 and the second driving electrode 152 formed on the lower side of the actuator 130 is formed corresponding to the number and length of the additional electrodes 140. In other words, the length of the first driving electrode 151 may be formed corresponding to the length of the additional electrode 140 or the horizontal movement distance of the actuator 130.

본 발명의 실시예에서는 기판(110)은 고정되어 있고, 엑츄에이터(130)가 이동함으로써, 제1 공진기(120)의 상부전극(121)의 두께를 가변시키기 때문에, 기판(110)에 형성된 제1 구동전극(151)의 길이와 엑츄에이터(130)의 하측에 형성된 제2 구동전극(152)의 길이가 서로 상이할 수 있다. In the exemplary embodiment of the present invention, since the substrate 110 is fixed and the actuator 130 moves, the thickness of the upper electrode 121 of the first resonator 120 is varied, so the first formed on the substrate 110 The length of the driving electrode 151 and the length of the second driving electrode 152 formed on the lower side of the actuator 130 may be different from each other.

예를 들어, 제1 공진기(120)에 제1 추가전극(141)을 접촉시키기 위해서는 엑츄에이터(130)는 수직이동만 수행하기 때문에, 제1 구동전극(151)과 제2 구동전극(152)의 크기는 동일한 사이즈로 제작될 수 있다. For example, in order to contact the first additional electrode 141 to the first resonator 120, since the actuator 130 performs only vertical movement, the first driving electrode 151 and the second driving electrode 152 Sizes can be made to the same size.

반면, 제1 공진기(120)에 제2 추가전극(142)를 접촉시키기 위해서는 엑츄에이터(130)는 수평 이동 후 수직이동을 수행해야 한다. On the other hand, in order to make the second additional electrode 142 contact the first resonator 120, the actuator 130 must perform vertical movement after horizontal movement.

즉, 체적탄성파 공진기(100)는 제2 추가전극(142)이 상부전극(121)의 상측에 위치되도록 엑츄에이터(130)를 일정 거리만큼 수평 이동 한 후, 제1 구동전극(151)과 제2 구동전극(152)에 전압을 인가하여 엑츄에이터(130)가 수직 이동을 하도록 유도한다. 따라서, 체적탄성파 공진기(100)는 고정되어 있는 기판(110)에 형성된 제1 구동전극(151)이 엑츄에이터(130)가 이동한 거리만큼 길이가 더 길어야 제2 구동전극(152)과 작용을 통해 수평 이동한 엑츄에이터(130)가 수직 이동을 하도록 유도할 수 있다. That is, the volume acoustic wave resonator 100 horizontally moves the actuator 130 by a predetermined distance so that the second additional electrode 142 is positioned above the upper electrode 121, and then the first driving electrode 151 and the second A voltage is applied to the driving electrode 152 to induce the actuator 130 to vertically move. Therefore, the volume acoustic wave resonator 100 must be longer than the distance that the first driving electrode 151 formed on the fixed substrate 110 moves by the actuator 130 to act through the second driving electrode 152. The actuator 130 horizontally moved may be induced to move vertically.

따라서, 제1 구동전극(151)의 길이는 추가전극(140)의 개수, 전체 길이에 대응하여, 엑츄에이터(130)의 수평 이동 거리에 따라 결정된다. Accordingly, the length of the first driving electrode 151 is determined according to the number of additional electrodes 140 and the total length, and according to the horizontal movement distance of the actuator 130.

이하에서는 도 4 및 도 5를 이용하여 두께가 상이한 제1 추가전극(141)과 제2 추가전극(142)을 이용하여 가변 공진하는 체적탄성파 공진기의 상태 및 방법에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, a state and a method of a volumetric acoustic wave resonator that variably resonates using a first additional electrode 141 and a second additional electrode 142 having different thicknesses will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 계단형태의 추가전극을 가지는 체적탄성파 공진기의 공진 방법을 나타낸 예시도이고, 도 5는 도 4에 따라 가변되는 공진 특성을 나타낸 그래프이다. 4 is an exemplary view showing a resonance method of a volumetric acoustic wave resonator having an additional electrode in the form of a staircase according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a graph showing variable resonance characteristics according to FIG. 4.

이하에서는 두께가 상이한 제1 추가전극(141)과 제2 추가전극(142)을 통해 세 단계로 가변 공진을 하는 체적탄성파 공진기의 공진 상태에 대해서 설명한다. Hereinafter, a resonance state of a volumetric acoustic wave resonator having variable resonance in three steps through the first additional electrode 141 and the second additional electrode 142 having different thicknesses will be described.

도 4의 State 1과 같이, 체적탄성파 공진기(100)는 T1의 두께로 형성된 상부전극(121), 압전층, 하부전극으로 이뤄진 제1 공진기(120)를 통해 공진한다. 여기서, State 1에서 공진하는 상태는 일반적인 체적탄성파 공진기(100)의 형태로, 기본 구조에 해당한다. As shown in State 1 of FIG. 4, the volumetric acoustic wave resonator 100 resonates through a first resonator 120 composed of an upper electrode 121, a piezoelectric layer, and a lower electrode formed with a thickness of T1. Here, the state resonating in State 1 is in the form of a general volume acoustic wave resonator 100 and corresponds to a basic structure.

다음으로 State 2와 같이, 제1 구동전극(151)과 제2 구동전극(152)의 작용을 통해 엑츄에이터(130)가 아래로 수직 이동을 하여 제1 추가전극(141)이 상부전극(121)에 접촉된다. 이때, 수직 이동의 거리는 제1 추가전극(141)과 상부전극(121)간의 길이를 나타낸다. Next, as in State 2, the actuator 130 moves vertically downward through the action of the first driving electrode 151 and the second driving electrode 152, so that the first additional electrode 141 is the upper electrode 121. Is in contact with. At this time, the distance of the vertical movement represents the length between the first additional electrode 141 and the upper electrode 121.

그러면, 제1 공진기(120)는 t2 두께를 갖는 상부전극(121), 압전층, 하부전극으로 형성되어 공진한다. Then, the first resonator 120 is formed of an upper electrode 121, a piezoelectric layer, and a lower electrode having a t2 thickness to resonate.

State 2에서 State 3로 이동하는 경우, 체적탄성파 공진기(100)는 제1 구동전극(151)과 제2 구동전극(152)의 작용을 통해 엑츄에이터(130)를 위로 수직 이동하여 기본 구조로 회귀한다. When moving from State 2 to State 3, the volume acoustic wave resonator 100 vertically moves the actuator 130 through the action of the first driving electrode 151 and the second driving electrode 152 to return to the basic structure. .

다음으로 체적탄성파 공진기(100)는 상부전극(121)의 상측 위치에 제2 추가전극(142)이 위치하도록 지지대(160)와 엑츄에이터(130)간의 전압을 인가하여 지지대(160) 방향으로 엑츄에이터(130)의 수평 이동을 유도한다. Next, the volumetric acoustic wave resonator 100 applies a voltage between the support 160 and the actuator 130 so that the second additional electrode 142 is positioned at the upper position of the upper electrode 121, thereby activating the actuator in the direction of the support 160 ( 130) to induce horizontal movement.

이때, 수평 이동의 거리는 제1 추가전극(141)의길이에 대응하여 결정된다. At this time, the distance of the horizontal movement is determined corresponding to the length of the first additional electrode 141.

체적탄성파 공진기(100)는 엑츄에이터(130)가 미리 설정된 거리만큼 수평이동을 수행하면, 제1 구동전극(151)과 제2 구동전극(152)에 전압을 인가하여 엑츄에이터(130)를 아래로 수직 이동시킨다. When the volume acoustic wave resonator 100 horizontally moves the actuator 130 by a predetermined distance, a voltage is applied to the first driving electrode 151 and the second driving electrode 152 to vertically move the actuator 130. To move.

다시 말해 State 3와 같이, 체적탄성파 공진기(100)는 제2 추가전극(142)에 상부전극(121)을 접촉시켜 t3 두께의 상부전극(121)을 갖는 제1 구동기(120)를 구동시킨다. In other words, as in State 3, the volume acoustic wave resonator 100 contacts the second additional electrode 142 to drive the first driver 120 having the upper electrode 121 having a thickness of t3.

이와 같이 체적탄성파 공진기(100)는 계단형으로 형성된 추가전극을 통해 3 종류의 상태의 공진 특성을 가질 수 있다. In this way, the volume acoustic wave resonator 100 may have three types of resonance characteristics through an additional electrode formed in a step shape.

도 5는 도 4에서 3가지 상태에서의 주파수(Frequency)별 임피던스의 크기(Impedance magnitude)를 나타낸다. 도 5에서 도시한 바와 같이, 제1 공진기(120)의 상부전극(121)의 두께가 변함에 따라 중심 주파수, 대역폭 등의 공진 특성이 변화됨을 알 수 있다. FIG. 5 shows the impedance magnitude for each frequency in three states in FIG. 4. As shown in FIG. 5, it can be seen that as the thickness of the upper electrode 121 of the first resonator 120 changes, resonance characteristics such as center frequency and bandwidth change.

다음으로 도 6 및 도 7을 이용하여 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가변 공진 특성을 가지는 체적탄성파 공진기에 대해서 설명한다. Next, a volume acoustic wave resonator having a variable resonance characteristic according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제2 공진기와 추가전극을 포함하는 체적탄성파 공진기를 도시한 예시도이고, 도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 SCF 구조로 가변 가능한 체적탄성파 공진기를 도시한 예시도이다. 6 is an exemplary view showing a volumetric acoustic wave resonator including a second resonator and an additional electrode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a variable volume acoustic wave with an SCF structure according to an embodiment of the present invention It is an exemplary view showing a resonator.

도 6에 도시한 바와 같이, 체적탄성파 공진기(100)의 기판(110) 상측에는 제1 공진기(120), 제2 공진기(180), 제1 구동전극(151)이 형성되어 있고, 체적탄성파 공진기(100)의 엑츄에이터(130)의 하측에는 제3 추가전극(143)과 제2 구동전극(152)이 형성되어 있다. As shown in FIG. 6, the first resonator 120, the second resonator 180, and the first driving electrode 151 are formed above the substrate 110 of the volumetric acoustic wave resonator 100, and the volumetric acoustic wave resonator is formed. A third additional electrode 143 and a second driving electrode 152 are formed below the actuator 130 of (100).

여기서, 제1 구동기(120)와 제2 구동기(180)는 동일한 높이로 형성되어 있으며, 제2 구동기(180)는 제2 상부전극, 제2 압전층, 그리고 제2 하부전극을 가진다. Here, the first driver 120 and the second driver 180 are formed at the same height, and the second driver 180 has a second upper electrode, a second piezoelectric layer, and a second lower electrode.

그리고 제3 추가전극(143)은 제1 구동기(120)의 상부전극과 제2 구동기(180)의 제2 상부전극과 동시에 맞닿을 수 있도록 형성된다. In addition, the third additional electrode 143 is formed to contact the upper electrode of the first driver 120 and the second upper electrode of the second driver 180 at the same time.

즉, 제3 추가전극(143)의 길이는 제1 구동기(120)의 상부전극과 제2 구동기(180)의 상부전극을 포함한 길이를 가진다. That is, the length of the third additional electrode 143 has a length including the upper electrode of the first driver 120 and the upper electrode of the second driver 180.

그리고 엑츄에이터(130)와 제3 추가전극(143) 사이에 절연체(170)를 더 포함할 수 있다. In addition, an insulator 170 may be further included between the actuator 130 and the third additional electrode 143.

이처럼 형성된 체적탄성파 공진기(100)는 제1 구동전극(151)과 제2 구동전극(152)에 전압을 인가하여 수직 이동을 유도함으로써, 제3 추가전극(143)이 제1 공진기(120)의 상부전극과 제2 구동기(180)의 제2 상부전극에 접촉되어 제1 공진기와 제2 공진기에 공진특성이 변형되도록 한다. The volumetric acoustic wave resonator 100 formed as described above applies voltage to the first driving electrode 151 and the second driving electrode 152 to induce vertical movement, so that the third additional electrode 143 of the first resonator 120 The first electrode and the second resonator are brought into contact with the upper electrode and the second upper electrode of the second driver 180 so that the resonance characteristics are deformed.

여기서, 체적탄성파 공진기(100)는 제3 추가전극(143) 이외의 별도의 추가전극이 있지 않은 경우, 엑츄에이터(130)의 수직 이동만을 유도하기 때문에 제1 구동전극(151)과 제2 구동전극(152)의 길이는 동일하게 형성될 수 있다. Here, when the volume acoustic wave resonator 100 does not have a separate additional electrode other than the third additional electrode 143, it induces only the vertical movement of the actuator 130, so the first driving electrode 151 and the second driving electrode The length of 152 may be the same.

다음으로 도 7에 도시한 바와 같이, 체적탄성파 공진기(100)의 기판(110) 상측에는 제1 공진기(120), 제2 공진기(180), 제1 구동전극(151)이 형성되어 있고, 체적탄성파 공진기(100)의 엑츄에이터(130)의 하측에는 제3 추가전극(143)과 추가전극의 압전층(144)을 가지는 제3 공진기(145)와 제2 구동전극(152)이 형성되어 있다. Next, as shown in FIG. 7, the first resonator 120, the second resonator 180, and the first driving electrode 151 are formed on the substrate 110 of the volumetric acoustic wave resonator 100, and the volume is formed. A third resonator 145 and a second driving electrode 152 having a third additional electrode 143 and a piezoelectric layer 144 of the additional electrode are formed below the actuator 130 of the acoustic wave resonator 100.

이처럼 형성된 체적탄성파 공진기(100)는 제1 구동전극(151)과 제2 구동전극(152)에 전압을 인가하여 수직 이동을 유도함으로써, 제3 공진기 (145)가 제1 공진기(120)의 상부전극과 제2 공진기(180)의 제2 상부전극에 접촉되어 제1 공진기와 제2 공진기에 공진특성이 변형되도록 한다. The thus formed volume acoustic wave resonator 100 applies voltage to the first driving electrode 151 and the second driving electrode 152 to induce vertical movement, so that the third resonator 145 is an upper portion of the first resonator 120. It is in contact with the electrode and the second upper electrode of the second resonator 180 so that the resonance characteristics of the first resonator and the second resonator are modified.

특히, 도 7에서 제1 구동기 및 제2 구동기에 하부전극이 없는 제3 구동기를 접촉시켜 SCF(Stacked Crystal Filter)구조의 공진 특성을 얻을 수 있다. Particularly, in FIG. 7, the resonance characteristics of the stacked crystal filter (SCF) structure may be obtained by contacting the first driver and the second driver with the third driver without the lower electrode.

한편, 도 6과 도 7에 각각 도시한 체적탄성파 공진기(100)를 하나의 체적 탄성파 공진기(100)로 활용할 수 있다. 예를 들어, 체적탄성파 공진기(100)에 엑츄에이터(130)의 하측에 계단형태로 제3 추가전극(143)과 제3 구동기(145)를 형성될 수 있다. Meanwhile, the volume acoustic wave resonator 100 illustrated in FIGS. 6 and 7 may be used as one volume acoustic wave resonator 100. For example, the third additional electrode 143 and the third driver 145 may be formed in a stepped shape below the actuator 130 on the volumetric acoustic wave resonator 100.

다시 말해, 기판(110)에는 제1 공진기와 제2 공진기 그리고 제1 구동전극이 형성되고, 엑츄에이터(130)에는 제1 공진기와 제2 공진기의 길이에 대응한 추가전극과 제1 공진기와 추가전극과 압전층으로 형성된 제3 공진기, 그리고 제2 구동전극이 형성될 수 있다. 더불어 도 3에서 도시한 지지대를 포함하여 체적탄성파 공진기(100)는 제1 공진기와 제2 공진기가 공진하는 제1 상태, 제1 공진기와 제2 공진기의 상부전극에 추가전극이 접촉하여 공진하는 제2 상태, 제1 공진기와 제2 공진기에 제3 공진기가 접촉하여 공진하는 제3 상태를 가질 수 있다. In other words, a first resonator, a second resonator, and a first driving electrode are formed on the substrate 110, and an additional electrode corresponding to the lengths of the first resonator and the second resonator, and the first resonator and the additional electrode are formed on the actuator 130. A third resonator formed of a piezoelectric layer, and a second driving electrode may be formed. In addition, the volume acoustic wave resonator 100 including the support shown in FIG. 3 is a first state in which the first resonator and the second resonator resonate, and an additional electrode contacts the upper electrode of the first resonator and the second resonator to resonate. The second state may have a third state in which a third resonator contacts and resonates with the first resonator and the second resonator.

이러한 구조적 변화 및 공진 단계의 변화는 추후에 사용자에 의해 용이하게 변경 및 설계 가능하다. The structural change and the change of the resonance step can be easily changed and designed later by the user.

이처럼 본 발명의 실시예에 따르면 수직 또는 수평 구동을 통해 압전 물질 위 아래의 전극의 두께를 조절함으로써, 중심 주파수 및 대역폭을 가변시킬 수 있다. As described above, according to an embodiment of the present invention, the center frequency and bandwidth can be varied by adjusting the thickness of the electrodes above and below the piezoelectric material through vertical or horizontal driving.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

100: 체적탄성파 공진기 110: 기판
120: 제1 공진기 121: 상부전극
122: 압전층 123: 하부전극
130: 엑츄에이터 140: 추가전극
141: 제1 추가전극 142: 제2 추가전극
143: 제3 추가전극 144: 추가전극의 압전층
145: 제3 공진기 150: 구동전극
151: 제1 구동전극 152: 제2 구동전극
160: 지지대 170: 절연체
180: 제2 공진기 100: volume acoustic wave resonator 110: substrate
120: first resonator 121: upper electrode
122: piezoelectric layer 123: lower electrode
130: actuator 140: additional electrode
141: first additional electrode 142: second additional electrode
143: third additional electrode 144: piezoelectric layer of the additional electrode
145: third resonator 150: driving electrode
151: first drive electrode 152: second drive electrode
160: support 170: insulator
180: second resonator

Claims (10)

기판,
상기 기판의 상측에 위치하며, 상부전극, 압전층 그리고 하부전극을 가지는 제1 공진기,
상기 제1 공진기를 사이에 두고 상기 기판과 평행한 위치에 형성되는 엑츄에이터, 그리고
상기 엑츄에이터의 하측에 위치하여 상기 엑츄에이터의 이동에 대응하여 상기 제1 공진기의 상기 상부전극에 접촉 또는 분리되는 추가전극,
을 포함하는 가변 공진 특성을 갖는 체적탄성파 공진기.
Board,
Located on the upper side of the substrate, the first resonator having an upper electrode, a piezoelectric layer and a lower electrode,
An actuator formed at a position parallel to the substrate with the first resonator therebetween, and
An additional electrode located on the lower side of the actuator and contacting or separating the upper electrode of the first resonator in response to the movement of the actuator,
Volumetric acoustic wave resonator having a variable resonance characteristic comprising a.
제1항에서,
상기 추가전극은,
상기 제1 공진기의 상기 상부전극의 크기에 대응하여 일정한 두께를 가지는제1 추가전극과 상기 제1 전극과 상이한 두께를 가지는 제2 추가전극이 계단 형태로 형성되는 가변 공진 특성을 갖는 체적탄성파 공진기.
In claim 1,
The additional electrode,
A volume acoustic wave resonator having a variable resonance characteristic in which a first additional electrode having a constant thickness and a second additional electrode having a different thickness from the first electrode are formed in a step shape corresponding to the size of the upper electrode of the first resonator.
제2항에서,
상기 기판 상측에서 상기 제1 공진기와 이격된 위치에 상기 제1 추가전극과 제2 추가전극의 길이에 대응하여 형성된 제1 추가전극과 상기 제1 구동전극과 마주보는 위치의 엑츄에이터 하측에서 상기 제1 구동전극보다 짧은 길이로 형성된 제2 추가전극으로 형성되어 상기 엑츄에이터를 수직 방향으로 구동시키는 구동전극을 더 포함하는 가변 공진 특성을 갖는 체적탄성파 공진기.
In claim 2,
The first additional electrode formed corresponding to the length of the first additional electrode and the second additional electrode at a position spaced apart from the first resonator on the upper side of the substrate and the first lower side of the actuator at a position facing the first driving electrode. A volume acoustic wave resonator having a variable resonance characteristic further comprising a driving electrode formed of a second additional electrode formed with a shorter length than the driving electrode to drive the actuator in a vertical direction.
제2항에서,
상기 엑츄에이터의 일측과 이격되어 상기 기판 상측에 형성된 지지대를 더 포함하고,
상기 엑츄에이터의 일측과 상기 엑츄에이터 방향으로 돌출된 상기 지지대의일측에 각각 톱니 형태의 돌기와 홈이 형성되어 상기 엑츄에이터와 지지대간의 일측이 서로 맞물리도록 상기 엑츄에이터가 수평 방향으로 이동시키는 가변 공진 특성을 갖는 체적탄성파 공진기.
In claim 2,
Further comprising a support formed on the upper side of the substrate spaced apart from one side of the actuator,
A volume elastic wave having a variable resonance characteristic in which the actuator moves in a horizontal direction so that one side between the actuator and the support is engaged with each other is formed with serrated projections and grooves on one side of the actuator and one side of the support projecting in the direction of the actuator. Resonator.
제1항에서,
상기 기판의 상측에 상기 제1 공진기와 이격되어 위치하며, 제2 상부전극, 제2 압전층, 그리고 제2 하부전극을 가지는 제2 공진기를 더 포함하는 가변 공진 특성을 갖는 체적탄성파 공진기.
In claim 1,
A volumetric acoustic wave resonator having a variable resonance characteristic, further comprising a second resonator having a second upper electrode, a second piezoelectric layer, and a second lower electrode, spaced apart from the first resonator on the upper side of the substrate.
제5항에서,
상기 추가전극은,
상기 엑츄에이터의 이동에 대응하여 상기 제1 공진기의 상기 상부전극과 상기 제2 공진기의 제2 상부전극에 동시에 접촉 또는 동시에 분리되도록 형성되는 가변 공진 특성을 갖는 체적탄성파 공진기.
In claim 5,
The additional electrode,
A volume elastic wave resonator having a variable resonance characteristic that is formed to simultaneously contact or be separated from the upper electrode of the first resonator and the second upper electrode of the second resonator in response to the movement of the actuator.
제5항에서,
상기 추가전극은
상기 엑츄에이터와 접촉되는 면에 절연체를 포함하고, 상기 제1 공진기의 상기 상부전극과 제2 공진기의 제2 상부전극과 접촉되는 면에 압전층으로 형성되는 가변 공진 특성을 갖는 체적탄성파 공진기.
In claim 5,
The additional electrode
A volumetric acoustic wave resonator having a variable resonance characteristic formed of a piezoelectric layer on a surface of the first resonator that is in contact with the upper electrode of the first resonator and a second upper electrode of the second resonator.
제5항 또는 제7항에서
상기 기판 상측에서 상기 제2 공진기와 이격된 위치에 대응하여 형성된 제1 추가전극과 상기 제1 구동전극과 마주보는 위치의 엑츄에이터 하측에 제2 추가전극으로 형성되어 상기 엑츄에이터를 수직 방향으로 구동시키는 구동전극을 더 포함하는 가변 공진 특성을 갖는 체적탄성파 공진기.
In paragraph 5 or 7
A first additional electrode formed corresponding to a position spaced apart from the second resonator at the upper side of the substrate and a second additional electrode formed below the actuator at a position facing the first driving electrode to drive the actuator in a vertical direction. A volume acoustic wave resonator having a variable resonance characteristic further comprising an electrode.
공진기와 두께가 상이한 제1 추가전극과 제2 추가전극이 형성되고 수직이동 또는 수평이동이 가능한 엑츄에이터를 포함하는 체적 탄성파 공진기의 공진 방법에 있어서,
T1의 두께로 형성된 상부전극, 압전층, 하부전극으로 이뤄진 공진기를 통해 공진하는 단계,
상기 공진기의 상부전극과 상기 제1 추가전극이 접촉되도록 상기 엑츄에이터를 수직이동 시키는 단계,
상기 상부전극과 상기 제1 추가전극이 접촉되어 T2 두께로 형성된 상부전극, 압전층, 하부전극으로 이뤄진 공진기를 통해 공진하는 단계,
상기 공진기의 상부전극과 상기 제2 추가전극이 접촉되도록 상기 엑츄에이터를 수평이동 후 수직이동 시키는 단계, 그리고
상기 상부전극과 상기 제2 추가전극이 접촉되어 T3 두께로 형성된 상부전극, 압전층, 하부전극으로 이뤄진 공진기를 통해 공진하는 단계,
를 포함하는 체적탄성파 공진기의 공진 방법
In the resonance method of the volume acoustic wave resonator including a first additional electrode and a second additional electrode having a different thickness from the resonator and including an actuator capable of vertical movement or horizontal movement,
Resonating through a resonator consisting of an upper electrode, a piezoelectric layer, and a lower electrode formed of a thickness of T1,
Vertically moving the actuator such that the upper electrode of the resonator contacts the first additional electrode,
Resonating through a resonator consisting of an upper electrode, a piezoelectric layer, and a lower electrode formed of T2 in contact with the upper electrode and the first additional electrode,
Moving the actuator horizontally and vertically so that the upper electrode of the resonator contacts the second additional electrode, and
The upper electrode and the second additional electrode are contacted to resonate through a resonator consisting of an upper electrode, a piezoelectric layer, and a lower electrode formed of T3 thickness,
Resonance method of a volume acoustic wave resonator comprising a
제1 공진기와 제2 공진기가 형성된 기판과 추가전극 또는 추가전극과 압전층이 결합된 형태의 추가 공진기가 형성되고 수직이동이 가능한 엑츄에이터 그리고 수직 구동전극을 포함하는 체적 탄성파 공진기의 공진 방법에 있어서,
각각 T1의 두께로 형성된 상부전극, 압전층, 하부전극으로 이뤄진 제1공진기와 제2 공진기를 통해 공진하는 단계,
상기 수직 구동전극을 이용하여 상기 엑츄에이터를 수직으로 하강시키는 단계,
상기 추가전극 또는 상기 추가 공진기가 상기 제1 공진기의 상부전극, 상기 제2 공진기의 상부전극이 각각 맞닿는 단계,
상기 추가전극이 접촉되어 T2 두께로 형성된 상부전극을 가지는 제1 공진기와 제2 공진기를 통해 공진하는 단계, 그리고
상기 추가 공진기가 제1 공진기와 제2 공진기의 상부전극에 각각 접촉된 상태로 공진하는 단계
를 포함하는 체적탄성파 공진기의 공진 방법
In the method of resonating a volume acoustic wave resonator comprising a substrate formed with a first resonator and a second resonator, an additional electrode in the form of a combination of an additional electrode or a piezoelectric layer, an actuator capable of vertical movement, and a vertical driving electrode,
Resonating through a first resonator and a second resonator consisting of an upper electrode, a piezoelectric layer, and a lower electrode, each formed of a thickness of T1,
Lowering the actuator vertically using the vertical drive electrode,
Wherein the additional electrode or the additional resonator abuts the upper electrode of the first resonator, the upper electrode of the second resonator, respectively,
Resonating through the first resonator and the second resonator having the upper electrode formed of T2 thickness in contact with the additional electrode, and
Resonating the additional resonators in contact with the upper electrodes of the first resonator and the second resonator, respectively.
Resonance method of a volume acoustic wave resonator comprising a
KR1020180142963A 2018-11-19 2018-11-19 Bulk acoustic wave resonator with tunable resonance characteristic and method thereof KR102142056B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180142963A KR102142056B1 (en) 2018-11-19 2018-11-19 Bulk acoustic wave resonator with tunable resonance characteristic and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180142963A KR102142056B1 (en) 2018-11-19 2018-11-19 Bulk acoustic wave resonator with tunable resonance characteristic and method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200058215A true KR20200058215A (en) 2020-05-27
KR102142056B1 KR102142056B1 (en) 2020-08-06

Family

ID=70911175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180142963A KR102142056B1 (en) 2018-11-19 2018-11-19 Bulk acoustic wave resonator with tunable resonance characteristic and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102142056B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000030595A (en) * 1998-06-02 2000-01-28 Nokia Mobile Phones Ltd Structure of resonator
KR20090044803A (en) * 2007-11-01 2009-05-07 삼성전자주식회사 Tunable resonator using film bulk acoustic resonator
JP2010028639A (en) * 2008-07-23 2010-02-04 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Piezoelectric component and manufacturing method thereof
JP2012209885A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Seiko Epson Corp Mems vibrator and oscillator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000030595A (en) * 1998-06-02 2000-01-28 Nokia Mobile Phones Ltd Structure of resonator
KR20090044803A (en) * 2007-11-01 2009-05-07 삼성전자주식회사 Tunable resonator using film bulk acoustic resonator
JP2010028639A (en) * 2008-07-23 2010-02-04 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Piezoelectric component and manufacturing method thereof
JP2012209885A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Seiko Epson Corp Mems vibrator and oscillator

Also Published As

Publication number Publication date
KR102142056B1 (en) 2020-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10277188B2 (en) Switchable filters and design structures
US7592739B2 (en) Tunable bulk acoustic wave MEMS micro-resonator
US7876177B2 (en) Resonator having an output electrode underneath first and second electrode arms
US7804382B2 (en) Tunable resonator using film bulk acoustic resonator (FBAR)
CN1855711B (en) Piezoelectric membrane resonator and wave filter with same
US10075147B2 (en) Acoustic resonator and method of manufacturing the same
JP2006238265A (en) Vibrator structure and manufacturing method thereof
CN103975525A (en) Cross-sectional dilation mode resonators
JP2006093463A (en) Piezoelectric mems element and tunable filter
JP2005533400A (en) Micro-bridge structure with reduced central mass for very high frequency MEM resonators
US8363381B2 (en) Variable capacitive element, variable capacitive device, and method for driving the variable capacitive element
KR20140079834A (en) Electronic element, variable capacitor, micro switch, method for driving micro switch, mems type electronic element, micro actuator and mems optical element
TW201334280A (en) Combined resonators and passive circuit components for filter passband flattening
US20100060386A1 (en) Bulk acoustic wave resonator with adjustable resonance frequency and use of such a resonator in the field of telephony
KR101104603B1 (en) MEMS variable capacitor and method for driving the same
US10742191B2 (en) Bulk mode microelectromechanical resonator devices and methods
US9013089B2 (en) Microelectromechanical system-based resonator device
Gong et al. An 880 MHz ladder filter formed by arrays of laterally vibrating thin film Lithium Niobate resonators
KR102142056B1 (en) Bulk acoustic wave resonator with tunable resonance characteristic and method thereof
US20120055768A1 (en) Mems electrostatic actuator
JP2004127973A (en) Variable capacitor and its manufacturing process
WO2012073829A1 (en) Bulk elastic wave resonator
WO2007029280A1 (en) Thickness longitudinal piezoelectric resonator
US6965274B2 (en) Thin film bulk acoustic resonator for controlling resonance frequency and voltage controlled oscillator using the same
JP7074605B2 (en) MEMS device

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right