KR20220024799A - 탄성파 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

탄성파 공진자와 종결합형 탄성파 공진자 필터를 가지는 탄성파 장치로서, 횡모드를 한층 더 효과적으로 억제할 수 있는 탄성파 장치를 제공한다.
탄성파 공진자(5)와 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)를 포함하며, IDT 전극에서의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 전극지(21, 22)가 연장되는 방향을 따르는 치수인 길이가, 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서 탄성파 공진자(5)의 경우보다도 짧게 되어 있는, 탄성파 장치(1).

Description

탄성파 장치
본 발명은 교차영역 내에서 양단에 저음속 영역으로서의 제1, 제2 에지(edge)영역이 마련된 구조를 가지는 탄성파 장치에 관한 것이다.
하기의 특허문헌 1에 기재된 탄성파 장치에서는 피스톤 모드를 형성하여 횡모드 리플의 억제가 도모된다. 보다 구체적으로는 IDT 전극에서, 이웃하는 전극지(電極指)가 탄성파 전파방향에서 서로 겹친 영역을 교차영역으로 한다. 교차영역이 중앙영역과, 중앙영역의 전극지가 연장되는 방향 외측에 배치된 제1, 제2 에지영역을 가진다. 이 제1, 제2 에지영역의 음속이 중앙영역에서의 음속보다도 낮다. 그리고 제1, 제2 에지영역의 외측에 중앙영역보다도 고음속인 영역이 마련된다. 그로써, 피스톤 모드가 형성된다.
일본 특허공보 특허제5503020호
특허문헌 1에 기재된 탄성파 장치에서는 피스톤 모드를 형성함으로써 횡모드 리플의 억제가 도모된다.
그러나 탄성파 공진자와, 종결합형 탄성파 공진자 필터를 가지는 탄성파 장치에서, 탄성파 공진자 및 종결합형 탄성파 공진자 필터 쌍방에서 제1, 제2 에지영역을 마련한 경우, 횡모드를 충분히 억제할 수 없는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은 탄성파 공진자와 종결합형 탄성파 공진자 필터를 가지는 탄성파 장치로서, 횡모드를 한층 더 효과적으로 억제할 수 있는 탄성파 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치는 제1 압전기판에서 구성되고 IDT 전극을 가지는 탄성파 공진자와, 제2 압전기판에서 구성되고 복수개의 IDT 전극을 가지는 종결합형 탄성파 공진자 필터를 포함하며, 상기 탄성파 공진자의 상기 IDT 전극 및 상기 종결합형 탄성파 공진자 필터의 상기 IDT 전극이 각각 복수개의 전극지를 가지면서 상기 전극지끼리가 탄성파 전파방향에서 교차하는 교차영역을 가지며, 상기 교차영역이, 중앙영역과, 상기 전극지가 연장되는 방향에서 상기 중앙영역의 양 외측에 마련되고 상기 중앙영역보다도 음속이 낮은 제1, 제2 에지영역을 가지며, 상기 제1, 제2 에지영역의 상기 전극지가 연장되는 방향 외측에 배치되고 상기 중앙영역보다도 음속이 높은 제1, 제2 갭영역이 마련되며, 상기 제1, 제2 에지영역에서 상기 전극지가 연장되는 방향을 따르는 치수를 길이로 했을 때에 상기 종결합형 탄성파 공진자 필터에서의 상기 제1, 제2 에지영역의 길이가 상기 탄성파 공진자에서의 상기 제1, 제2 에지영역의 길이보다도 짧다.
본 발명에 따른 탄성파 장치에 따르면, 탄성파 공진자 및 종결합형 탄성파 공진자 필터 중 어느 것에서도 횡모드를 효과적으로 억압할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치에서의 탄성파 공진자의 구조를 설명하기 위한 정면 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치에서의 탄성파 공진자의 전극 배치를 설명하기 위한 모식적 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치에서의 탄성파 공진자의 IDT 전극을 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 IDT 전극의 주요부를 확대하여 나타내는 부분 컷아웃(cutout) 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치에서의 종결합형 탄성파 공진자 필터의 전극 배치를 설명하기 위한 모식적 평면도이다.
도 7의 도 7(a) 및 도 7(b)는 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 탄성파 공진자의 IDT 전극의 주요부 및 종결합형 탄성파 공진자 필터의 IDT 전극의 주요부를 나타내는, 각 부분 컷아웃 평면도이다.
도 8의 도 8(a)는 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치에서의 탄성파 공진자의 임피던스 특성을 나타내는 도면이고, 도 8(b)는 S11 특성을 나타내는 도면이다.
도 9는 실시예 1에 따른 탄성파 장치에서의 탄성파 공진자의 제1, 제2 에지영역의 길이와, 횡모드 리플의 강도인 리플 강도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 실시예 1에서의 종결합형 탄성파 공진자 필터의 제1, 제2 에지영역의 길이와, 횡모드 리플의 강도인 리플 강도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 LiNbO3막을 사용한 실시예 2의 탄성파 장치에서의 탄성파 공진자의 제1, 제2 에지영역의 길이와, 횡모드 리플의 강도인 리플 강도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12는 LiNbO3막을 사용한 실시예 2에서의 종결합형 탄성파 공진자 필터의 제1, 제2 에지영역의 길이와, 횡모드 리플의 강도인 리플 강도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 탄성파 장치의 회로도이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 탄성파 장치에서의 IDT 전극의 변형예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 탄성파 장치에서의 IDT 전극의 또 다른 변형예를 설명하기 위한 평면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함으로써 본 발명을 분명하게 한다.
한편, 본 명세서에 기재된 각 실시형태는 예시적인 것이며, 다른 실시형태 간에 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능한 것을 지적해 둔다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 회로도이다.
탄성파 장치(1)는 듀플렉서이며, 수신필터(2) 및 송신필터(3)를 가진다. 안테나 단자(4)에 수신필터(2) 및 송신필터(3)의 일단(一端)이 접속된다. 수신필터(2) 및 송신필터(3)는 각각 탄성파 필터이다. 수신필터(2)에서는 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에 직렬로 1포트형 탄성파 공진자(5)가 접속된다. 송신필터(3)는 복수개의 직렬암(serial arm) 공진자(S1~S3)와 복수개의 병렬암(parallel arm) 공진자(P1, P2)를 가진다. 직렬암 공진자(S1~S3) 및 병렬암 공진자(P1, P2)는 각각 1포트형 탄성파 공진자로 이루어진다. 즉, 송신필터(3)는 복수개의 탄성파 공진자를 가지는 래더(ladder)형 필터이다.
수신필터(2)의 탄성파 공진자(5) 및 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서 피스톤 모드를 형성하기 위해, IDT 전극의 교차영역 내에 제1, 제2 에지영역이 마련된다. 이 제1, 제2 에지영역의 길이가 탄성파 공진자(5)와 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서 다르다. 그로써, 횡모드를 보다 효과적으로 억압할 수 있다. 이하, 탄성파 공진자(5) 및 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)의 구조를 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 탄성파 공진자(5)의 구조를 설명하기 위한 정면 단면도이다. 탄성파 공진자(5)에서는 제1 압전기판(15) 상에 IDT 전극(16) 및 반사기(17, 18)가 마련된다. 도 3은 IDT 전극(16) 및 반사기(17, 18)가 마련된 부분을 나타내는 모식적 평면도이다. IDT 전극(16)의 탄성파 전파방향 양측에 반사기(17, 18)가 마련되고, 그로써, 1포트형 탄성파 공진자가 구성된다.
한편, 도 2에 나타내는 바와 같이 제1 압전기판(15)에서는 지지 기판(11), 고음속 재료층으로서의 고음속막(12), 저음속 재료층으로서의 저음속막(13) 및 압전막(14)이 이 순서로 적층된다. 압전막(14) 상에 IDT 전극(16)이 적층된다. 제1 실시형태에서는 압전막(14)은 탄탈산리튬 단결정막으로 이루어진다.
지지 기판(11)은 Si, SiC 등의 반도체나, 산화알루미늄, 수정 등의 절연체로 이루어진다. 지지 기판(11)의 재료는 특별히 한정되지 않는다.
고음속막(12)은 고음속 재료로 이루어진다. 또한 저음속막(13)은 저음속 재료로 이루어진다.
고음속 재료란, 전파하는 벌크파의 음속이 압전막(14)을 전파하는 탄성파의 음속보다도 높은 재료를 말한다. 이와 같은 고음속 재료로는 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 산질화규소, 실리콘, 사파이어, 탄탈산리튬, 니오브산리튬, 수정, 알루미나, 지르코니아, 코디에라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포스테라이트, 마그네시아, DLC(다이아몬드 라이크 카본)막 또는 다이아몬드, 상기 재료를 주성분으로 하는 매질, 상기 재료의 혼합물을 주성분으로 하는 매질 등의 다양한 재료를 사용할 수 있다.
저음속 재료란, 전파하는 벌크파의 음속이 압전막(14)을 전파하는 벌크파의 음속보다도 낮은 재료를 말한다. 이와 같은 저음속 재료로는 산화규소, 유리, 산질화규소, 산화탄탈, 또한 산화규소에 불소나 탄소나 붕소, 수소, 혹은 실라놀기를 첨가한 화합물, 상기 재료를 주성분으로 하는 매질 등의 다양한 재료를 사용할 수 있다.
한편, 고음속 재료층이 지지 기판을 겸해도 된다.
도 4는 탄성파 공진자(5)의 IDT 전극(16)을 나타내는 평면도이며, 도 5는 도 4의 주요부를 확대하여 나타내는 부분 컷아웃 평면도이다. IDT 전극(16)은 복수개의 제1 전극지(21)와 복수개의 제2 전극지(22)를 가진다. 복수개의 제1 전극지(21)와 복수개의 제2 전극지(22)는 서로 맞물린다. 제1 전극지(21)의 기단(基端)이 제1 버스바(busbar)(23)에 연결된다. 제1 버스바(23)에는 탄성파 전파방향을 따라 배치된 복수개의 개구부(23c)가 형성된다. 이 개구부(23c)보다도 후술할 교차영역 측의 부분이 내측 버스바부(23a)이다. 개구부(23c)의 교차 폭 방향 외측의 영역이 외측 버스바부(23b)이다. 연결부(23d)는 제1 전극지(21)를 연장한 부분에 위치한다. 연결부(23d)는 내측 버스바부(23a)와 외측 버스바부(23b)를 연결한다.
제2 전극지(22)의 기단은 제2 버스바(24)에 연결된다. 제2 버스바(24)는 제1 버스바(23)와 마찬가지로 구성된다. 즉, 제2 버스바(24)는 내측 버스바부(24a), 외측 버스바부(24b), 복수개의 개구부(24c) 및 복수개의 연결부(24d)를 가진다.
한편, 제1 버스바(23) 및 제2 버스바(24)에는 내측 버스바부(23a, 24a), 외측 버스바부(23b, 24b) 및 개구부(23c, 24c)는 형성되지 않아도 된다.
제1 전극지(21)와 제2 전극지(22)가 탄성파 전파방향에서 서로 겹친 영역이 교차영역(A)이다. 교차영역(A)은 중앙영역(B)과, 중앙영역(B)의 제1, 제2 전극지(21, 22)가 연장되는 방향 외측에 위치한 제1, 제2 에지영역(C1, C2)을 가진다. 제1, 제2 에지영역(C1, C2)에서는 제1 전극지(21) 및 제2 전극지(22)에 태폭부(太幅部)(25, 26)가 마련된다. 즉, 제1, 제2 에지영역(C1, C2)에서의 제1, 제2 전극지(21, 22)의 폭은 중앙영역(B)에서의 제1, 제2 전극지(21, 22)의 폭보다도 크다. 한편, 전극지의 폭이란, 제1, 제2 전극지(21, 22)가 연장되는 방향과 직교하는 방향의 치수를 말하는 것으로 한다.
여기서, 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의, 제1, 제2 전극지(21, 22)가 연장되는 방향의 치수를 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이(X)로 한다. 태폭부(25, 26)는 이 길이(X)에 걸쳐 마련된다.
한편, 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 음속은 상기 태폭부(25, 26)가 마련되기 때문에 중앙영역(B)의 음속보다도 낮다. 그리고 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 제1, 제2 전극지(21, 22)가 연장되는 방향 외측에는 제1, 제2 갭(gap)영역(G1, G2)이 마련된다.
상기 제1, 제2 갭영역(G1, G2) 및 제1, 제2 버스바(23, 24)의 개구부(23c, 24c)가 마련된 영역의 음속은 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 음속보다도 높다. 따라서, 피스톤 모드가 형성되고, 횡모드 리플을 억압할 수 있다. 한편, 제1, 제2 버스바(23, 24)의 개구부(23c, 24c)는 마련되지 않아도 된다. 제1, 제2 갭영역(G1, G2)의 음속이 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 음속보다도 높으면, 피스톤 모드가 형성된다.
도 4 및 도 5를 참조하여 탄성파 공진자(5)의 IDT 전극(16)의 구조를 설명했는데, 도 1에 나타낸 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)의 IDT 전극도 동일한 구조를 가진다. 도 6은 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)의 복수개의 IDT 전극이 마련된 부분을 나타내는 모식적 평면도이다. 제2 압전기판을 겸하는 제1 압전기판 상에, 도 6에 나타내는 전극 구조가 마련되고, 그로써, 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)가 구성된다. 한편, 제1 압전기판이 아닌, 제1 압전기판과 다른 제2 압전기판 상에 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)가 구성되어도 된다. 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서는 복수개의 IDT 전극(6a~6c)이 탄성파 전파방향을 따라 배치된다. IDT 전극(6a~6c)이 마련된 영역의 탄성파 전파방향 외측에 반사기(6d, 6e)가 배치된다. 복수개의 IDT 전극(6a~6c)의 수는 특별히 한정되지 않는다.
종결합형 탄성파 공진자 필터(6)의 복수개의 IDT 전극의 6a~6c에서도 도 4 및 도 5에 나타낸 IDT 전극(16)과 마찬가지로, 피스톤 모드를 형성하도록, 교차영역(A)이 중앙영역(B)과 제1, 제2 에지영역(C1, C2)을 가진다.
도 7(a) 및 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 특징은 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서의 IDT 전극(6a~6c)의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이(X)가 탄성파 공진자(5)의 IDT 전극(16)에서의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이(X)보다도 짧은 것에 있다. 그로써, 횡모드 리플을 탄성파 공진자(5) 및 종결합형 탄성파 공진자 필터(6) 쌍방에서 효과적으로 억압할 수 있다.
본원 발명자들은 탄성파 공진자와 종결합형 탄성파 공진자 필터를 포함하는 복합형 탄성파 장치에서, 제1, 제2 에지영역을 마련하여 횡모드 리플의 억압을 도모한 경우에 쌍방에서 충분히 횡모드를 억압할 수 없는 경우가 있음을 발견했다. 그리고 탄성파 공진자와 종결합형 탄성파 공진자 필터에서는 제1, 제2 에지영역의 길이에 따라 횡모드 리플의 억압 효과가 다른 것을 발견하고, 본 발명을 이루기에 이르렀다. 이를 도 8~도 12를 참조하여 설명한다.
[실시예 1]
제1 실시형태에 따른 탄성파 장치로서, 이하의 실시예 1의 탄성파 장치를 제작했다. 탄성파 공진자(5)의 제1 압전기판(15)과 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)가 구성되는 압전기판을 동일 압전기판으로 했다. 지지 기판(11)으로서 Si 기판을 사용했다. 고음속막(12)으로서 질화규소막을 사용했다. 고음속막(12)의 두께는 900㎚로 했다. 저음속막(13)으로서 산화규소막을 사용했다. 저음속막(13)의 두께는 600㎚로 했다.
압전막(14)으로서, 50° Y커트 X전파의 LiTaO3막을 사용했다. 막 두께는 600㎚로 했다.
IDT 전극(16) 및 반사기(17, 18)를 구성하는 전극 재료로서 AlCu막을 사용했다. 두께는 100㎚로 했다. 이 AlCu막과 압전막(14) 사이에 두께 12㎚의 Ti층을 밀착층으로서 마련했다. AlCu막 상에 밀착층으로서 두께 4㎚의 Ti층을 마련했다. IDT 전극(16) 상에 보호막으로서 산화규소막을 적층했다. 산화규소막의 두께는 35㎚로 했다.
IDT 전극(16)의 중앙영역(B)에서의 듀티는 0.45로 하고, 제1, 제2 에지영역(C1, C2)에서의 듀티는 0.7로 했다. IDT 전극의 전극지 피치로 정해지는 파장(λ)은 2㎛로 했다.
한편, 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서도 IDT 전극 및 보호막은 동일하게 구성했다.
도 8(a), 도 8(b)는 각각 상기 실시예 1에서의 탄성파 공진자의 임피던스 특성 및 S11 특성을 나타내는 도면이다. 도 8(b)의 S11 특성에서 화살표(P)로 나타내는 복수개의 리플이 나타나 있다.
복수개의 리플 중 가장 큰 리플의 강도를 리플 강도로 했다.
그리고 상기 실시예 1에서 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이를 0.2λ 이상, 1.2λ 이하의 범위에서 변화시켰다.
도 9는 탄성파 공진자(5)에서의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이와 리플 강도의 관계를 나타내는 도면이다. 도 10은 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이와 리플 강도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9로부터 분명한 바와 같이, 탄성파 공진자(5)에서는 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이가 0.3λ인 것이 가장 바람직하고, 리플 강도가 가장 작음을 알 수 있다. 또한, 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이가 0.2λ 이상, 0.5λ 이하이면, 리플 강도를 1.0㏈ 이하로 작게 할 수 있음을 알 수 있다. 한편, 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서는 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이가 0.2λ인 경우에 리플 강도가 가장 작음을 알 수 있다. 또한, 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이가 0.15λ 이상, 0.25λ 이하이면, 리플 강도를 0.4㏈로 상당히 작게 할 수 있음을 알 수 있다.
도 9 및 도 10으로부터 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이(X)를 탄성파 공진자(5)에서의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이(X)보다도 짧게 하면, 종결합형 탄성파 공진자 필터(6) 및 탄성파 공진자(5) 쌍방에서 횡모드에 의한 리플을 효과적으로 억압할 수 있음을 알 수 있다.
상기와 같이, 종결합형 탄성파 공진자 필터에서 제1, 제2 에지영역의 길이가 짧아져도 횡모드를 억제할 수 있는 것은 이하의 이유에 의한 것이라고 생각된다. 통상의 탄성파 공진자(1포트형 공진자)와 종결합형 탄성파 공진자 필터를 비교한 경우, IDT 전극에서의 파장이 동일해도, 종결합형 탄성파 공진자 필터에서는 반사기를 이용하여 모드를 형성하기 때문에 통상의 탄성파 공진자보다도 낮은 주파수 측에 공진 모드를 생기게 할 수 있다. 그 때문에, 통상의 탄성파 공진자에 비해 종결합형 탄성파 공진자 필터에서는 중앙영역에서의 음속이 낮아지고, 그에 따라, 제1, 제2 에지영역의 음속도 낮아진다. IDT 전극의 중앙영역 및 제1, 제2 에지영역에서 음속이 마찬가지로 저하된 경우, 상대적인 음속 차는 커진다. 그 때문에, 종결합형 탄성파 공진자 필터에서는 제1, 제2 에지영역의 길이가 통상의 탄성파 공진자의 경우보다도 짧더라도 횡모드를 억제할 수 있다.
[실시예 2]
실시예 2에서는 압전막으로서 128.5° Y의 LiNbO3을 사용했다. 두께는 125㎚로 했다. IDT 전극은 압전막 상에 마련되고, 압전막 측으로부터 NiCr, Pt, Ti, AlCu, Ti의 순서로 적층하며, 각 막 두께는 10㎚, 30㎚, 30㎚, 200㎚, 10㎚가 된다. 또한, IDT 전극을 덮도록 SiO2로 이루어지는 제1 보호막이 마련된다. 막 두께는 600㎚로 했다. SiO2막으로서의 제1 보호막 상에 제2 보호막으로서 SiN막이 마련된다. 막 두께는 25㎚로 했다.
도 11은 실시예 2에서의 탄성파 공진자(5)의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이와 리플 강도의 관계를 나타내는 도면이다. 도 12는 실시예 2에서의 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이와 리플 강도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11로부터 분명한 바와 같이, 탄성파 공진자(5)에서는 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이가 0.3λ인 경우, 리플 강도가 가장 작다. 또한, 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이가 0.25λ 이상, 0.35λ 이하이면, 리플 강도를 1.0㏈ 이하로 작게 할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 도 12로부터 분명한 바와 같이, 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서는 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이가 0.15λ일 때에 리플 강도가 가장 작다. 또한, 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이가 0.1λ 이상, 0.25λ 이하이면, 리플 강도를 0.5㏈ 정도로 상당히 작게 할 수 있음을 알 수 있다.
도 11 및 도 12로부터 분명한 바와 같이, 압전막(14)으로서 LiNbO3을 사용한 경우에, 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이를 탄성파 공진자(5)에서의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이보다도 짧게 함으로써 쌍방에서의 리플 강도를 효과적으로 작게 할 수 있음을 알 수 있다.
도 13은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 탄성파 장치의 회로도이다. 탄성파 장치(31)에서는 종결합형 탄성파 공진자 필터(32)에 직렬로 탄성파 공진자(33)가 접속된다. 이 탄성파 장치(31)는 단일 대역통과형 필터이다. 본 발명은 이와 같은 단일 대역통과형 필터에도 적용할 수 있다. 즉, 탄성파 공진자와, 종결합형 탄성파 공진자 필터를 포함하는 다양한 탄성파 장치에 본 발명을 널리 적용할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는 태폭부를 마련함으로써 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 음속이 낮추어졌는데, 도 14에 나타내는 바와 같이 제1, 제2 에지영역(C1, C2)에서 질량부가막(25A, 26A)을 적층해도 된다. 도 14에서 해칭(hatching)을 쳐서 나타낸 부분이 질량부가막(25A, 26A)이 적층된 부분이다. 질량부가막(25A, 26A)의 적층에 의해, 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 음속을 낮출 수 있다. 이와 같은 질량부가막(25A, 26A)의 재료로는 산화규소나 산질화규소 등의 절연체나, Ni, W 등의 금속 혹은 합금을 사용할 수 있다. 또한, 질량부가막(25A, 26A)이 이웃하는 전극지 사이의 영역에 이르도록, 탄성파 전파방향을 따라 스트라이프 형상으로 마련되어도 된다. 그 경우에는 질량부가막(25A, 26A)의 재료로는 절연성 재료를 사용할 필요가 있다. 한편, 탄성파 공진자(5) 및 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서 질량부가막(25A, 26A)을 마련하여 피스톤 모드를 형성하는 경우, 탄성파 공진자(5)의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)에서의 질량부가막(25A, 26A)의 두께와, 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)에서의 질량부가막(25A, 26A)의 두께는 동일해도 된다.
또한, 질량부가막은 제1, 제2 에지영역에서 전극지의 압전기판 측과는 반대 측의 면에 적층해도 되고, 전극지와 압전기판 사이에 적층되어도 된다. 질량부가막을 전극지와 압전기판 사이에 적층하는 경우에는 질량부가막이 제1, 제2 에지영역으로부터 제1, 제2 갭영역을 거쳐, 버스바와 압전체 기판 사이까지 이르도록 연장되어도 된다.
또한, 질량부가막은 IDT 전극 및 압전기판을 덮도록 형성되는 유전체막에 의해 대용되어도 된다. 이 경우, 제1, 제2 에지영역에서의 유전체막의 두께는 중앙영역에서의 유전체막의 두께보다 두껍다. 이 구성에 의해서도 제1, 제2 에지영역의 음속을 중앙영역보다도 낮게 할 수 있다.
또한, 도 15에 나타내는 바와 같이, 제1, 제2 전극지(21, 22)의 중앙영역(B)에서, 해칭을 쳐서 나타내는 바와 같이, 음속을 높이는 고속화막(27, 28)을 적층해도 된다. 이 경우, 제1, 제2 에지영역(C1, C2)에는 상기 고속화막(27, 28)을 마련하지 않는다. 그로써 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 음속을 상대적으로 낮게 해도 된다. 한편, 고속화막이란, 고속화막 중을 전파하는 벌크파의 음속이 압전막을 전파하는 탄성파의 음속보다 빠른 막을 가리키고, 상기 고속화막(27, 28)의 재료로는 Al2O3, SiN, AlN 등을 들 수 있다. 도 15에 나타낸 고속화막(27, 28)은 제1, 제2 전극지(21, 22) 상에 적층되었는데, 제1, 제2 전극지(21, 22) 사이의 영역도 메우도록 마련되어도 된다. 즉, 중앙영역(B)에서 탄성파 전파방향으로 연장되도록, 고속화막(27, 28)이 마련되어도 된다. 이 경우, 고속화막(27, 28)은 일체이어도 된다. 한편, 탄성파 공진자(5) 및 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서 고속화막(27, 28)을 마련하여 피스톤 모드를 형성하는 경우, 탄성파 공진자(5)의 중앙영역(B)에서의 고속화막(27, 28)의 두께와, 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)의 중앙영역(B)에서의 고속화막(27, 28)의 두께는 동일해도 된다.
또한, 고속화막(27, 28)은 제1, 제2 에지영역(C1, C2)에 마련되어도 된다. 이 경우, 제1, 제2 에지영역(C1, C2)에서의 고속화막(27, 28)의 막 두께가 중앙영역(B)에서의 고속화막(27, 28)의 막 두께보다 얇다. 이와 같은 구성에 의해서도 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 음속을 중앙영역(B)보다도 낮게 할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에서 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 음속을 중앙영역(B)의 음속보다도 낮추는 구성은 특별히 한정되지 않는다.
또한, 상기 압전기판에서 고음속 재료층이 지지 기판이어도 된다. 즉, 고음속 재료로 이루어지는 지지 기판이 사용되어도 된다.
또한, 제1, 제2 실시형태에서는 서로 직렬로 접속된 탄성파 공진자와 종결합형 탄성파 공진자 필터에서 종결합형 탄성파 공진자 필터에서의 에지영역의 길이가 탄성파 공진자에서의 에지영역의 길이보다 짧은 예를 나타냈다. 그러나 본 발명이 적용되는 것은 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명은 도 1에 나타낸 송신필터(3)에 포함되는 직렬암 공진자(S1~S3), 병렬암 공진자(P1, P2) 중 적어도 하나의 탄성파 공진자와, 수신필터(2)에 포함되는 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에 적용되어도 된다. 구체적으로는, 종결합형 탄성파 공진자 필터(6)에서의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이가 직렬암 공진자(S1~S3), 병렬암 공진자(P1, P2) 중 적어도 하나의 탄성파 공진자에서의 제1, 제2 에지영역(C1, C2)의 길이보다 짧아도 된다. 즉, 본 발명은 1개 이상의 1포트형 탄성파 공진자와, 1개 이상의 종결합형 탄성파 공진자 필터를 포함하는 탄성파 장치이면 적용할 수 있고, 에지영역의 길이를 바꾸는 탄성파 공진자와 종결합형 탄성파 공진자 필터는 탄성파 장치의 어느 장소에 형성되어도 된다.
1: 탄성파 장치 2: 수신 필터
3: 송신 필터 4: 안테나 단자
5: 탄성파 공진자 6: 종결합형 탄성파 공진자 필터
6a~6c: IDT 전극 6d, 6e: 반사기
11: 지지 기판 12: 고음속막
13: 저음속막 14: 압전막
15: 제1 압전기판 16: IDT 전극
17, 18: 반사기 21: 제1 전극지
22: 제2 전극지 23: 제1 버스바
23a: 내측 버스바부 23b: 외측 버스바부
23c: 개구부 23d: 연결부
24: 제2 버스바 24a: 내측 버스바부
24b: 외측 버스바부 24c: 개구부
24d: 연결부 25, 26: 태폭부
25A, 26A: 질량부가막 27, 28: 고속화막
31: 탄성파 장치 32: 종결합형 탄성파 공진자 필터
33: 탄성파 공진자 P1, P2: 병렬암 공진자
S1~S3: 직렬암 공진자

Claims (11)

  1. 제1 압전기판에서 구성되고 IDT 전극을 가지는 탄성파 공진자와,
    제2 압전기판에서 구성되고 복수개의 IDT 전극을 가지는 종결합형 탄성파 공진자 필터를 포함하며,
    상기 탄성파 공진자의 상기 IDT 전극 및 상기 종결합형 탄성파 공진자 필터의 상기 IDT 전극이, 각각 복수개의 전극지(電極指)를 가지면서 상기 전극지끼리가 탄성파 전파방향에서 교차하는 교차영역을 가지며, 상기 교차영역이, 중앙영역과, 상기 전극지가 연장되는 방향에서 상기 중앙영역의 양 외측에 마련되고 상기 중앙영역보다도 음속이 낮은 제1, 제2 에지(edge)영역을 가지며, 상기 제1, 제2 에지영역의 상기 전극지가 연장되는 방향 외측에 배치되고 상기 중앙영역보다도 음속이 높은 제1, 제2 갭(gap)영역이 마련되며,
    상기 제1, 제2 에지영역에서 상기 전극지가 연장되는 방향을 따르는 치수를 길이로 했을 때에 상기 종결합형 탄성파 공진자 필터에서의 상기 제1, 제2 에지영역의 길이가 상기 탄성파 공진자에서의 상기 제1, 제2 에지영역의 길이보다도 짧은, 탄성파 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 압전기판과 상기 제2 압전기판이 동일 압전기판인, 탄성파 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 압전기판이 상기 제1 압전기판과는 다른 압전기판인, 탄성파 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 에지영역에서의 상기 전극지의 폭이 상기 중앙영역에서의 상기 전극지의 폭보다도 큰, 탄성파 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 에지영역에서 상기 전극지에 적층된 질량부가막이 마련되는, 탄성파 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 탄성파 공진자에서 마련된 상기 질량부가막의 두께가 상기 종결합형 탄성파 공진자 필터에서 마련된 상기 질량부가막의 두께와 동일한, 탄성파 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중앙영역에서 상기 전극지에 고속화막이 적층되는, 탄성파 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 압전기판이 고음속 재료층 및 압전막이 이 순서로 적층된 적층체이고, 상기 고음속 재료층을 전파하는 벌크파의 음속이 상기 압전막을 전파하는 탄성파의 음속보다도 높은, 탄성파 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1, 제2 압전기판이 상기 고음속 재료층과 상기 압전막 사이에 마련된 저음속막을 더 포함하고,
    상기 저음속막을 전파하는 벌크파의 음속이 상기 압전막을 전파하는 벌크파의 음속보다도 낮은, 탄성파 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 고음속 재료층이 고음속 재료로 이루어지는 지지 기판인, 탄성파 장치.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 고음속 재료층이 고음속 재료로 이루어지는 고음속막이며, 상기 고음속 재료층을 지지한 지지 기판을 더 포함하는, 탄성파 장치.
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