KR101983955B1 - 탄성파 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

압전 기판면의 면적을 작게 할 수 있어, 소형화를 도모할 수 있는 탄성파 장치를 제공한다. 압전 기판(2) 상에 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)가 형성되어 있다. 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)의 IDT 전극(11∼13)이 제1 버스 바(11a, 12a, 13a)와, 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)를 갖는다. 탄성파 전파 방향과 직교하는 방향 중 적어도 한쪽에 있어서, 복수의 제1 버스 바(11a, 12a, 13a) 또는 복수의 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)를 덮도록, 무기 절연층이 형성되어 있고, 무기 절연층 상에, 탄성파 전파 방향으로 연장되도록 제1 배선(18)이 배치되어 있다. 제2 배선(19)이 무기 절연층을 개재하여 제1 배선(18)과 입체 교차하고 있다. 제1 배선(18)이 동전위에 접속되는 버스 바에 무기 절연층을 관통하여 접속되어 있다.

Description

탄성파 장치
본 발명은 압전 기판 상에 종결합 공진자형 탄성파 필터가 구성되어 있는 탄성파 장치에 관한 것이다.
하기의 특허문헌 1에 기재된 탄성파 장치에서는, 압전 기판 상에, IDT 전극 및 그라운드측 배선이 형성되어 있다. 그라운드측 배선은 IDT 전극을 둘러싸도록 형성되어 있다. IDT 전극에 접속되어 있는 핫측 배선이, 절연막을 개재하여, 그라운드측 배선과 입체 교차하고 있다.
하기의 특허문헌 2에서는, 2개의 종결합 공진자형 탄성파 소자간을 접속하고 있는 그라운드측 배선과, 다른 2개의 종결합 공진자형 탄성파 소자간을 접속하고 있는 핫측 배선이, 절연막을 개재하여 교차하고 있다. 또한, 하기의 특허문헌 3에는, 절연막을 개재하여, 다른 전위의 배선끼리가 교차되고 있다.
WO2010/150882 WO2014/199674 일본 특허 공개 제2004-282707호 공보
특허문헌 1∼3에 기재된 바와 같은 종래의 탄성파 장치에서는, IDT 전극으로부터 이격된 부분에 있어서, 입체 교차 부분이 형성되어 있었다. 그 때문에, 압전 기판면의 면적이 커지지 않을 수 없어, 소형화가 곤란하였다.
본 발명의 목적은, 압전 기판면의 면적을 작게 할 수 있어, 소형화를 도모할 수 있는, 탄성파 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치는, 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 형성되어 있으며, 탄성파 전파 방향을 따라서 배치된 적어도 3개의 IDT 전극을 갖는 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터를 구비하고, 상기 각 IDT 전극이, 탄성파 전파 방향과 직교하는 방향에 있어서, 일단측에 형성된 제1 버스 바와, 타단측에 형성된 제2 버스 바를 갖고, 상기 일단측 및 상기 타단측 중 적어도 한쪽에 있어서, 복수의 상기 제1 버스 바 또는 복수의 상기 제2 버스 바를 덮도록 무기 절연층이 형성되어 있고, 복수의 상기 제1 버스 바 또는 복수의 상기 제2 버스 바의 상방에 있어서, 상기 무기 절연층 상에 탄성파 전파 방향으로 연장되도록 배치된 제1 배선과, 상기 무기 절연층을 개재하여 상기 제1 배선과 입체 교차하도록 상기 압전 기판 상에 형성된 제2 배선이 더 구비되어 있고, 상기 제1 배선이, 복수의 상기 제1 버스 바 또는 복수의 상기 제2 버스 바 중 동전위에 접속되는 버스 바에 상기 무기 절연층을 관통하여 접속되어 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 어느 특정한 국면에서는, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터의 복수의 상기 제2 버스 바가 배치되어 있는 측에 형성된 탄성파 소자가 더 구비되어 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정한 국면에서는, 복수의 상기 제1 버스 바 또는 복수의 상기 제2 버스 바의 상방에 있어서, 상기 무기 절연층 상에 탄성파 전파 방향으로 연장되도록 배치된 상기 제1 배선은, 상기 압전 기판을 평면에서 보아 복수의 상기 제1 버스 바 또는 복수의 상기 제2 버스 바로부터 비어져 나오지 않고, 겹쳐서 형성되어 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정한 국면에서는, 상기 탄성파 소자가, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터이며, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터에, 상기 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터가 종속 접속되어 있다. 이 경우에는, 단간의 면적을 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정한 국면에서는, 상기 탄성파 소자가 탄성파 공진자이다. 이 경우에는, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터와, 탄성파 공진자 사이의 영역의 면적을 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 제1 버스 바 또는 상기 제2 버스 바의 탄성파 전파 방향과 직교하는 방향을 폭 방향으로 하였을 때에, 상기 제1 버스 바 또는 상기 제2 버스 바의 폭에 비해, 상기 제1 배선의 폭이 좁게 되어 있다. 이 경우에는, 제1 배선을 무기 절연층 상에 형성할 때에, 폭 방향에 있어서의 위치 결정 정밀도를 완화할 수 있다. 또한, 제1, 제2 배선간의 용량의 변동이 발생하기 어렵다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정한 국면에서는, 상기 동전위에 접속되는 상기 버스 바가, 그라운드 전위에 접속되는 버스 바이며, 상기 제1 배선이 그라운드 전위에 접속된다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정한 국면에서는, 상기 제1 배선이, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터를 둘러싸도록 형성되어 있다. 이 경우에는, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터를, 주위에 대하여 전자 실드할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 제1 배선이 그라운드 전위에 접속되는 배선이며, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 및 상기 탄성파 소자를 둘러싸도록 형성되어 있다. 이 경우에는, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 및 탄성파 공진자와, 배선의 외측에 위치하고 있는 소자나 전극의 간섭을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 제1 배선이 링 형상을 갖는다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 압전 기판을 평면에서 보아, 상기 제1 배선이 링 형상의 내측과 외측을 접속하는 절결을 갖는다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 압전 기판이 LiNbO3 기판이다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정한 국면에서는, 상기 무기 절연층이, 상기 압전 기판 상에 있어서, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터의 적어도 복수의 IDT 전극을 덮도록 형성되어 있다. 바람직하게는, 상기 무기 절연층이, 산화규소를 포함한다. 이 경우에는, 탄성파 장치의 주파수 온도 계수 TCF의 절댓값을 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치에 의하면, 압전 기판면의 면적을 작게 할 수 있어, 탄성파 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
도 1의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이고, 도 1의 (b)는 종결합 공진자형 탄성파 필터의 전극 구조를 도시하는 모식적 평면도이다.
도 2는 도 1의 화살표 A-A선을 따르는 부분에 상당하는 부분의 단면도이다.
도 3은 비교를 위해 준비한 제1 비교예의 탄성파 장치를 설명하기 위한 모식적 평면도이다.
도 4는 도 3의 화살표 B-B선을 따르는 부분의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다.
도 6은 제2 실시 형태에 있어서의 제1 및 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터의 전기적 접속 구조를 설명하기 위한 모식적 평면도이다.
도 7은 제2 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다.
도 8은 비교를 위해 준비한 제2 비교예의 탄성파 장치의 모식적 평면도이다.
도 9는 제2 실시 형태 및 제2 비교예에 따른 탄성파 장치의 감쇠량 주파수 특성을 도시하는 도면이다.
도 10은 제2 실시 형태 및 제2 비교예의 탄성파 장치의 감쇠량 주파수 특성을 확대하여 도시하는 도면이다.
도 11은 제2 비교예에 있어서의 용량 발생 부분을 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 12는 제2 실시 형태 및 제2 비교예에 있어서의 아이솔레이션 특성을 도시하는 도면이다.
도 13은 제2 실시 형태 및 제2 비교예에 따른 탄성파 장치의 감쇠량 주파수 특성을 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다.
도 17은 제5 실시 형태의 탄성파 장치의 변형예를 설명하기 위한 모식적 평면도이다.
도 18은 제5 실시 형태의 탄성파 장치의 다른 변형예를 설명하기 위한 모식적 평면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명함으로써, 본 발명을 명백하게 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 각 실시 형태는 예시적인 것이며, 상이한 실시 형태간에 있어서, 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능한 것을 지적해 둔다.
도 1의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이고, 도 1의 (b)는 본 실시 형태에 있어서의 종결합 공진자형 탄성파 필터의 전극 구조를 도시하는 모식적 평면도이다. 또한 도 2는 도 1의 화살표 A-A선을 따르는 부분에 상당하는 부분의 단면도이다.
탄성파 장치(1)는 주면을 갖는 압전 기판(2)을 갖는다. 압전 기판(2)은 LiNbO3를 포함한다. 하지만, 압전 기판(2)은 LiTaO3 등의 다른 압전 단결정을 포함하는 것이어도 된다. 또한, 압전 기판(2)은 복수의 적층막 상에 압전 박막을 적층한 구조를 갖고 있어도 된다.
압전 기판(2)의 주면 상에, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)가 형성되어 있다. 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)는 제1∼제3 IDT 전극(11∼13)을 갖는다. 즉, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)는 3IDT형의 종결합 공진자형 탄성파 필터이다.
탄성파 전파 방향을 따라서 제1∼제3 IDT 전극(11∼13)이 압전 기판(2)의 주면 상에 배치되어 있다. 제1∼제3 IDT 전극(11∼13)이 형성되어 있는 영역의 탄성파 전파 방향 일방측에 반사기(14)가, 타방측에 반사기(15)가 배치되어 있다.
도 1의 (a)에서는, 제1∼제3 IDT 전극(11∼13) 및 반사기(14, 15)가 형성되어 있는 위치를 모식적으로 도시하고 있다. 도 1의 (b)에, 제1∼제3 IDT 전극 및 반사기(14, 15)의 전극 구조를 보다 구체적인 모식도로 도시한다.
도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1∼제3 IDT 전극(11∼13)은, 각각, 탄성파 전파 방향과 직교하는 방향에 있어서 일단측에 배치된 제1 버스 바(11a, 12a, 13a)를 갖는다. 또한, 탄성파 전파 방향과 직교하는 방향에 있어서 타단측에는, 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)가 배치되어 있다. 제1 버스 바(11a, 12a, 13a)에, 복수개의 제1 전극 핑거(11c, 12c, 13c)의 일단이 접속되어 있다. 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)에, 복수개의 제2 전극 핑거(11d, 12d, 13d)의 일단이 접속되어 있다.
반사기(14, 15)는, 각각, 탄성파 전파 방향과 직교하는 방향에 있어서 일단측에 형성된 제1 버스 바(14a, 15a)와, 타단측에 형성된 제2 버스 바(14b, 15b)를 갖는다. 제1 버스 바(14a)와 제2 버스 바(14b)가 복수개의 전극 핑거에 의해 단락되어 있다. 마찬가지로, 제1 버스 바(15a)와 제2 버스 바(15b)가 복수개의 전극 핑거에 의해 단락되어 있다. 또한, 반사기(14, 15)의 제1 버스 바(14a, 15a) 및 제2 버스 바(14b, 15b)는 생략 가능하다.
상기 제1∼제3 IDT 전극(11∼13) 및 반사기(14, 15)를 구성하는 재료는, 도전성 재료이면 특별히 한정되지 않지만, Al, Au 등의 금속 또는 합금이 적합하게 사용된다.
도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 탄성파 전파 방향으로 연장되는 가늘고 긴 스트립 형상의 제1 버스 바(11a, 12a, 13a)가 탄성파 전파 방향을 따라서 배치되어 있다. 제1 버스 바(14a) 및 제1 버스 바(15a)도, 제1 버스 바(11a, 12a, 13a)가 연장되는 방향의 연장 상에 있어서, 직선 형상으로 연장되어 있다.
탄성파 전파 방향과 직교하는 방향의 타단측에 있어서도, 마찬가지로, 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)가, 탄성파 전파 방향을 따라서 연장되는 가늘고 긴 스트립 형상으로 되어 있다. 제2 버스 바(14b, 15b)도 가늘고 긴 스트립 형상을 갖고, 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)가 연장되는 방향의 연장 상에 위치하고 있다.
제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)에서는, 제1 버스 바(11a, 13a)가 신호 전위에 접속되고, 제2 버스 바(11b, 13b)가 그라운드 전위에 접속된다. 제2 IDT 전극(12)에서는, 제1 버스 바(12a)가 그라운드 전위에 접속되고, 제2 버스 바(12b)가 신호 전위에 접속된다.
종래, 종결합 공진자형의 탄성파 장치에서는, 압전 기판 상에 있어서 다른 소자와 접속하기 위해, 또한 그라운드 전위에 접속하기 위해, 각각, 배선을 형성할 때, 큰 배선 스페이스를 필요로 하였다. 이에 반해, 본 실시 형태의 탄성파 장치(1)에서는, 이 배선 스페이스를 작게 할 수 있다. 이것을, 도 3과, 도 1의 (a) 및 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 종래의 배선의 입체 교차 부분을 설명하기 위한 제1 비교예의 탄성파 장치의 일례의 모식적 평면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제1∼제3 IDT 전극(111∼113)은 상기 실시 형태의 제1∼제3 IDT 전극(11∼13)과 마찬가지로 구성되어 있다. 또한, 반사기(114, 115)가 형성되어 있다. 하지만, 입체 교차 부분은 이하와 같이 하여 구성되어 있다.
즉, 제2 버스 바(112b)에, 신호 배선(120)이 접속되어 있다. 한편, 그라운드 전위에 접속되는 제2 버스 바(111b, 113b)에는 상층의 배선(119)이 접속되어 있다. 도 3에서는 도시를 생략하고 있지만, 도 4에 도시한 바와 같이, 실제로는, 상층의 배선(119)의 하방에 무기 절연층(118)이 적층되어 있다. 이 무기 절연층(118)에 의해, 상층의 배선(119)과 신호 배선(120)의 단락이 방지되어 있다. 도 3으로부터 명백해지는 바와 같이, X1로 나타내는 영역이, 상기 입체 교차 부분을 위해 필요하였다.
이에 반해, 본 실시 형태에서는, 도 1의 (a)에서는 도시를 생략하고 있지만, 도 2에 도시한 바와 같이, 압전 기판(2)의 주면 상의 전체면에는, 상기 전극 구조를 덮도록 무기 절연층(17)이 형성되어 있다. 무기 절연층(17)은 산화규소(SiO2)를 포함한다. 하지만, 무기 절연층을 구성하는 재료에 대해서는, SiN, SiON, Al2O3 등의 다양한 무기 절연 재료를 사용할 수 있다. 바람직하게는, SiO2를 사용함으로써, 주파수 온도 계수 TCF의 절댓값을 작게 할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)가 형성되어 있는 영역에서는, 무기 절연층(17)에 의해, 제2 버스 바(12b)가 피복되어 있다. 한편, 제2 버스 바(11b, 13b)가 형성되어 있는 부분에 있어서는, 무기 절연층(17)에 관통 구멍이 형성되어 있다. 그리고, 무기 절연층(17) 상에 제1 배선(18)이 형성되어 있다. 제1 배선(18)은 상기 관통 구멍을 충전하고 있으며, 제2 버스 바(11b, 13b)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 배선(18)은 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)에 있어서, 동전위에 접속되는 제2 버스 바(11b, 13b)를 공통 접속하고 있다.
도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 배선(18)은 탄성파 전파 방향으로 연장되어 있으며, 또한 상기 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)가 형성되어 있는 영역의 상방에 위치하고 있다. 한편, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 제2 버스 바(12b)에는, 신호 배선으로서의 제2 배선(19)이 연결되어 있다. 제2 배선(19)은 무기 절연층(17)으로 피복되어 있어, 제1 배선(18)과의 단락이 방지되어 있다. 또한, 탄성파 전파 방향에 있어서의, 제2 배선(19)의 길이인 배선의 굵기는, 제2 버스 바(12b)의 길이보다 작다.
상기와 같이, 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)에서는, 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)가 형성되어 있는 영역에 있어서, 그라운드 전위에 접속되는 제1 배선(18)과, 신호 전위에 접속되는 제2 배선(19)의 입체 교차가 행해져 있다. 따라서, 도 1의 (a)에 있어서 X로 나타내는 영역에 입체 교차 부분을 형성할 필요가 없다. 따라서, X로 나타내는 영역을 다른 소자의 형성 등에 이용할 수 있다. 따라서, 탄성파 장치(1)의 압전 기판면의 면적을 작게 할 수 있어, 탄성파 장치(1)의 소형화를 도모할 수 있다.
제2 버스 바(11b, 12b, 13b)측을 예로 들어 설명하였지만, 제1 버스 바(11a, 12a, 13a)가 형성되어 있는 영역에서도, 제1 배선(20)이 무기 절연층(17) 상에 형성되어 있다. 하지만, 제1 배선(20)은 신호 전위에 접속되는 제1 버스 바(11a, 13a)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 버스 바(12a)는 제1 버스 바(12a)와 일체로 형성된 제2 배선(20A)에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 배선(20A)은, 전술한 무기 절연층(17)의 하층에 위치하고 있다. 제2 배선(20A)은 그라운드 전위에 접속된다.
제1 버스 바(11a, 12a, 13a)가 형성되어 있는 측에 있어서도, 입체 교차가, 제1 버스 바(11a, 12a, 13a)가 형성되어 있는 영역 상에서 행해지고 있기 때문에, 마찬가지로, 탄성파 전파 방향과 직교하는 방향에 있어서 외측의 영역을 작게 하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 3IDT형의 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)가 사용되었지만, 5 이상의 IDT 전극을 갖는 종결합 공진자형 탄성파 필터를 사용해도 된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다. 도 6은 탄성파 장치(21)의 전극 구조를 도시하는 모식적 평면도이다. 탄성파 장치(21)는 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A)를 갖는다. 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A)는, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)와 거의 마찬가지의 구성을 갖는다. 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(23)의 출력 신호가, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A)의 입력 신호로 되도록, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A)와 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(23)가 종속 접속되어 있다. 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(23)는 제1∼제3 IDT 전극(31∼33)과, 반사기(34, 35)를 갖는다. 제1∼제3 IDT 전극(31∼33)의 제1 버스 바(31a, 32a, 33a)가, 탄성파 전파 방향을 따라서 연장되어 있다. 제1 버스 바(31a, 32a, 33a)가 형성되어 있는 영역의 상방에 있어서, 도 5에서는 도시를 생략하고 있는 무기 절연층을 개재하여, 제1 배선(40)이 형성되어 있다. 제1 배선(40)은 신호 전위에 접속되는 제2 배선(41)과 무기 절연층을 개재하여 입체 교차하고 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 전단에 접속되어 있는 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(23)의 제2 버스 바(31b, 33b)가, 제2 배선(43a, 43b)에 각각 접속되어 있다. 제2 배선(43a, 43b)은, 다음 단의 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A)의 제1 버스 바(11a, 13a)에 전기적으로 접속되어 있다.
제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A)는, 상기 제2 배선(43a, 43b)에 제1 버스 바(11a, 13a)가 접속되어 있고, 제2 버스 바(12b)가 그라운드 전위에 접속되는 것을 제외하고는, 제1 실시 형태의 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)와 거의 마찬가지의 구조를 갖는다. 제1 버스 바(12a)가 도시하지 않은 무기 절연층 상에 형성되어 있는 제1 배선(20)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 배선(20)은 그라운드 전위에 접속된다.
전술한 제2 배선(43a, 43b)은, 무기 절연층의 하방에 있어서, 제1 버스 바(11a, 13a)와 연결되어 있다.
제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A)에서는, 상기 제1 배선(20)이 제1 버스 바(11a, 12a, 13a)가 형성되어 있는 영역의 상방에 위치하고 있다. 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(23)에 있어서도, 제1 배선(42)이 제2 버스 바(31b, 32b, 33b)가 형성되어 있는 영역의 상방에 위치하고 있다. 그 때문에, 배선의 입체 교차 부분이, 단간 영역 X2가 아니라, 상기 버스 바 형성 영역 상에 위치하고 있다. 따라서, 단간 거리를 짧게 할 수 있다. 즉, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A)에 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(23)를 근접시킬 수 있다. 따라서, 제2 실시 형태에 있어서도, 탄성파 장치(21)의 소형화를 도모할 수 있다.
게다가, 제2 실시 형태의 탄성파 장치(21)에서는, 통과 대역 내에 있어서의 손실을 저감할 수 있다. 이것을, 이하에 있어서 보다 구체적으로 설명한다. 도 7은 제2 실시 형태의 탄성파 장치의 모식적 평면도이고, 도 8은 제2 비교예의 탄성파 장치의 모식적 평면도이다. 제2 실시 형태의 탄성파 장치(21)에서는, 전술한 바와 같이 입체 교차부가 형성되어 있다. 이에 반해, 도 8에 도시한 제2 비교예의 탄성파 장치(121)에서는, 전술한 제1 비교예와 마찬가지로, 종결합 공진자형 탄성파 필터의 버스 바가 형성되어 있는 영역보다도 외측에 있어서 입체 교차부가 형성되어 있다. 따라서, 도 8을 도 7과 대비하면 명백해지는 바와 같이, 단간 영역 X2가 단간 영역 X0보다도 크게 되어 있다.
도 9는 상기 제2 실시 형태 및 제2 비교예의 탄성파 장치의 감쇠량 주파수 특성을 도시하는 도면이고, 도 10은 그 통과 대역의 감쇠량 주파수 특성을 확대하여 도시하는 도면이다. 도 9 및 도 10에 있어서, 실선이 제2 실시 형태의 결과를, 파선이 제2 비교예의 결과를 나타낸다. 도 9 및 도 10으로부터 명백해지는 바와 같이, 통과 대역인 859㎒ 이상, 894㎒ 이하의 범위에 있어서, 제2 비교예에 비해, 제2 실시 형태에 따르면, 통과 대역 내 최대 손실이, 약 0.02㏈ 작게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A, 23)가 근접하고 있기 때문에, 배선(41, 42) 간의 기생 용량이 상대적으로 작아져 있기 때문이라고 생각된다. 제2 비교예의 탄성파 장치(121)에서는, 배선(141, 142)의 길이가 길고, 따라서, 도시의 기생 용량 C1이 커져 있다고 생각된다. 그 때문에, 제2 실시 형태에 따르면, 상기와 같이 저손실화가 도모되어 있다고 생각된다.
도 12 및 도 13은 제2 실시 형태의 탄성파 장치(21) 및 제2 비교예의 탄성파 장치(121)를 수신 필터로서 갖는 듀플렉서에 있어서의 아이솔레이션 특성 및 감쇠량 주파수 특성을 각각 도시하는 도면이다. 도 12 및 도 13에 있어서, 실선이 제2 실시 형태의 결과를, 파선이 제2 비교예의 결과를 나타낸다.
도 12에 있어서, 송신 주파수대를 Tx, 수신 주파수대를 Rx로 나타낸다.
송신 주파수대 Tx에 있어서, 제2 비교예에 비해, 제2 실시 형태에 따르면, 아이솔레이션 특성이 대폭 개선되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 도 11에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에서는, 예를 들어 그라운드 전위에 접속되는 제1 배선(18)과, 무기 절연층을 개재하여 하층의 제2 배선(19)이 적층되어 있는 부분에 있어서 정전 용량이 발생한다. 여기서, 제1, 제2 버스 바(11a∼13b)에 있어서, 탄성파 전파 방향과 직교하는 방향을 폭 방향이라 한다. 제1, 제2 버스 바(11a∼13b)의 폭이란, 상기 폭 방향을 따르는 치수이다. 또한, 상기 제2 배선(19)의 폭도, 상기 폭 방향을 따르는 치수로 한다.
이 경우, 제2 실시 형태에서는, 제2 버스 바(12b)의 폭보다도, 제1 배선(18)의 폭을 좁게 하는 것이 바람직하다. 그것에 의해, 상기 정전 용량의 변동을 작게 할 수 있다. 따라서, 상기와 같이 예를 들어 수신 필터로서 사용한 경우, 송신 주파수대에 있어서의 상기 정전 용량의 변동에 의한 아이솔레이션 특성을 개선할 수 있다.
특히, 도 14에 도시한 제3 실시 형태와 같이, 압전 기판을 평면에서 보았을 때, 폭 방향에 있어서 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)로부터 비어져 나오지 않고, 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)와 제1 배선(18)이 겹쳐 있는 것이 바람직하고, 상기 제1 배선(18)의 폭이, 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)의 폭보다도 가늘게 되어 있는 것이 바람직하다. 그 경우에는, 폭 방향에 있어서, 혹은 탄성파 전파 방향에 있어서 상기 제1 배선(18)의 위치가 어긋났다고 해도, 제1 배선(18)과 제2 버스 바(11b, 12b, 13b)의 대향 면적이 일정해지는 상기 제1 배선(18)의 위치 어긋남에 대한 허용 범위가 넓어지기 때문에, 상기 정전 용량의 변동을 작게 할 수 있다. 따라서, 아이솔레이션 특성 등을 효과적으로 개선할 수 있다. 또한, 제1 배선(18)의 형성 위치의 허용도도 높아진다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 평면도이다. 탄성파 장치(51)에서는, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)에, 탄성파 공진자(52)가 접속되어 있다. 그 밖의 구성은, 제4 실시 형태는 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 본 실시 형태에 있어서도, 배선의 입체 교차가 제1 실시 형태와 마찬가지로 되어 있다. 따라서, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(3)와, 압전 기판(2) 상에 형성되는 탄성파 공진자(52)의 거리 X3을 작게 할 수 있다. 따라서, 압전 기판(2)의 면적을 작게 할 수 있어, 탄성파 장치(51)에 있어서도 소형화를 도모할 수 있다.
제4 실시 형태로부터 명백해지는 바와 같이, 본 발명의 탄성파 장치에 있어서는, 종결합 공진자형 탄성파 필터에, 종결합 공진자형 탄성파 필터나 탄성파 공진자 등의 다양한 탄성파 소자를 접속해도 된다.
도 16은 제5 실시 형태의 탄성파 장치의 모식적 평면도이다. 제5 실시 형태의 탄성파 장치(61)는 제2 실시 형태의 탄성파 장치(21)와 거의 마찬가지로 구성되어 있다. 하지만, 탄성파 장치(61)에서는, 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A, 23)가 형성되어 있는 영역을 둘러싸도록, 그라운드 전위에 접속되는 제1 배선(62)이 형성되어 있다. 이 제1 배선(62)은 직사각형 프레임 형상을 갖고 있다. 전술한 제1 배선(18, 40)은, 이 직사각형 프레임 형상의 제1 배선(62)의 일부를 구성하고 있다. 또한, 제1 배선(62)은 제1 배선(20, 42)에 연결되어 있다. 제1 배선(42)은 제2 버스 바(31b, 32b, 33b)의 상방에 있어서 무기 절연층 상을 탄성파 전파 방향으로 연장되어 있다. 이와 같이, 그라운드 전위에 접속되는 제1 배선(62)을 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A, 23)가 형성되어 있는 영역을 둘러싸는 링 형상으로 구성하는 것이 바람직하다. 그것에 의해, 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A, 23)를 주위의 소자나 회로로부터 전자 실드할 수 있다.
또한, 도 17에 도시한 바와 같이, 종결합 공진자형 탄성파 필터(3A, 23)가 형성되어 있는 영역을 둘러싸는 링 형상으로 구성되는 제1 배선(62)의 일부에, 링의 내측과 외측을 연결하는 절결(62A)을 형성해도 된다. 그 경우에는, 포토리소그래피에 의해 제1 배선(62)을 형성하는 경우, 포토레지스트의 박리를 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 상기 전자 실드 기능을 행하는 제1 배선(62)을 용이하게 형성할 수 있다. 이때, 압전 기판(2)을 평면에서 보았을 때, 링 형상의 제1 배선(62)에 절결(62A)이 형성되어 있고, 링의 내부에 폐쇄된 개구부를 갖지 않는 것이 바람직하다.
또한, 도 18에 도시한 바와 같이, 2개의 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(70, 80)가, 5IDT형의 종결합 공진자형 탄성파 필터를 포함하는 것도 바람직하다. 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(70)는 탄성파 전파 방향을 따라서 배치된 제1∼제5 IDT 전극(71∼75)을 갖는다. 또한, 반사기(76, 77)가, 탄성파 전파 방향 양측에 배치되어 있다. 탄성파 전파 방향이란, 도 18에 있어서, Z로 나타내는 방향이다.
제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(70)는 불평형 입력 단자(91)에 접속되어 있다. 즉, 불평형 입력 단자(91)가 IDT 전극(72, 74)의 일단에 접속되어 있다. IDT 전극(71, 73, 75)의 각 일단은, 제1 배선(40)에 접속되어 있다. 무기 절연층에 형성된 관통 구멍을 통해, 상기 제1 배선(40)이 IDT 전극(71, 73, 75)의 일단에 접속되어 있다. 반사기(76, 77)의 일단도, 마찬가지로 하여, 제1 배선(40)에 접속되어 있다.
제1 배선(40)은, 도 16의 경우와 마찬가지로, 직사각형 프레임 형상의 제1 배선(62)의 일부를 구성하고 있다. 제1 배선(62)은 기준 전위 또는 그라운드 전위에 접속된다.
제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(80)는 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(70)에 종속 접속되어 있다. 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(80)는 탄성파 전파 방향을 따라서 배열된 IDT 전극(81∼85)을 갖는다. 또한, 탄성파 전파 방향 양측에, 반사기(86, 87)가 형성되어 있다. 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(80)의 출력단은, 불평형 출력 단자(92)에 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 불평형 출력 단자(92)에, IDT 전극(82, 84)의 일단이 접속되어 있다. IDT 전극(81, 83, 85)의 일단은 그라운드 전위에 접속된다. 즉, 직사각형 프레임 형상의 제1 배선(62)에 접속되어 있다. 즉, 도시하지 않은 무기 절연층에 형성된 관통 구멍을 관통하도록, 제1 배선(62)이 IDT 전극(81, 83, 85)의 한쪽의 버스 바에 전기적으로 접속되어 있다.
상기 불평형 입력 단자(91) 및 불평형 출력 단자(92) 또는 이들 중 한쪽에 연결되는 버스 바는, 각각, 입력단측 및 출력단측에 있어서, 무기 절연층을 개재하여, 상방의 제1 배선(62)과 입체 교차하고 있다. 따라서, 입력단측 및 출력단측에 있어서, 본 실시 형태에 있어서도 스페이스를 저감할 수 있다.
한편, 단간에 있어서는, 단간 접속 배선으로서의 제2 배선(93∼95)에 의해, 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터(70)의 IDT 전극(71, 73, 75)의 버스 바와, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터(80)의 IDT 전극(81, 83, 85)의 버스 바가 전기적으로 접속되어 있다.
제1 배선(62)은 IDT 전극(72, 74, 82, 84)의 단간측에 위치하고 있는 버스 바와 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 무기 절연층에 형성된 관통 구멍을 관통하도록 하여, 제1 배선(62)이 IDT 전극(72, 74, 82, 84)의 단간측의 버스 바에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 단간에 있어서도, 제2 배선(93∼95) 또는 신호 전위에 접속되는 버스 바와, 제1 배선(62)의 입체 교차가 버스 바 형성 영역에서 행해지고 있기 때문에, 스페이스를 저감할 수 있다.
제1 배선(62)은 기준 전위 혹은 그라운드 전위에 접속된다.
기준 전위와의 접속은, 탄성파 장치가 실장되는 기판에 형성된 기준 전위와 접속함으로써 실현할 수 있다. 제1 배선(62)은, 전체로서 링 형상을 갖지만, 일부에 절단부로서의 절결(62B)을 갖는다. 그 때문에, 포토리소그래피에 의해 제1 배선(62)을 형성하는 경우, 포토레지스트를 용이하게 박리할 수 있다.
상기 절결(62B)의 도 18의 Z 방향의 길이, 즉 절단부 길이는, 압전 기판을 평면에서 본 경우, 제1 배선(62)의 선폭에 대해 5배 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 선폭이란, 링 형상의 제1 배선(62)의 링 형상으로 연장되는 방향과 직교하는 방향의 치수 W를 말하는 것으로 한다. 제1 배선(62)의 링 형상부가 연장되는 방향을 따르는 절결(62B)의 길이가 10㎛ 이상이며, 제1 배선(62)의 선폭 W의 5배 이하인 경우, 전리 실드 기능을 충분히 행하면서, 포토레지스트의 박리를 보다 한층 더 용이하게 행할 수 있다.
또한 탄성파 장치의 입출력 단자는 불평형-불평형뿐만 아니라, 불평형-평형 또는 평형-평형이어도 된다.
1 : 탄성파 장치
2 : 압전 기판
3, 3A : 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터
11∼13 : IDT 전극
11a, 12a, 13a : 제1 버스 바
11b, 12b, 13b : 제2 버스 바
11c, 12c, 13c : 제1 전극 핑거
11d, 12d, 13d : 제2 전극 핑거
14, 15 : 반사기
14a, 15a : 제1 버스 바
14b, 15b : 제2 버스 바
17 : 무기 절연층
18, 20 : 제1 배선
19, 20A : 제2 배선
21 : 탄성파 장치
23 : 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터
31∼33 : IDT 전극
31a, 32a, 33a : 제1 버스 바
34, 35 : 반사기
40, 42 : 제1 배선
41 : 제2 배선
43a, 43b : 제2 배선
51, 61 : 탄성파 장치
52 : 탄성파 공진자
62 : 제1 배선
62A, 62B : 절결
70, 80 : 제1, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터
71∼75, 81∼85 : IDT 전극
76, 77, 86, 87 : 반사기
91 : 불평형 입력 단자
92 : 불평형 출력 단자
93∼95 : 제2 배선

Claims (14)

  1. 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 형성되어 있으며, 탄성파 전파 방향을 따라서 배치된 적어도 3개의 IDT 전극을 갖는 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터를 구비하고,
    상기 각 IDT 전극이, 탄성파 전파 방향과 직교하는 방향에 있어서, 일단측에 형성된 제1 버스 바와, 타단측에 형성된 제2 버스 바를 갖고,
    상기 일단측 및 상기 타단측 중 적어도 한쪽에 있어서, 복수의 상기 제1 버스 바 또는 복수의 상기 제2 버스 바를 덮도록 무기 절연층이 형성되어 있고, 복수의 상기 제1 버스 바 또는 복수의 상기 제2 버스 바의 상방에 있어서, 상기 무기 절연층 상에 탄성파 전파 방향으로 연장되도록 배치된 제1 배선과,
    상기 무기 절연층을 개재하여 상기 제1 배선과 입체 교차하도록 상기 압전 기판 상에 형성된 제2 배선이 더 구비되어 있고, 상기 제1 배선이, 복수의 상기 제1 버스 바 또는 복수의 상기 제2 버스 바 중 동전위에 접속되는 버스 바에 상기 무기 절연층을 관통하여 접속되어 있는 탄성파 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터의 복수의 상기 제2 버스 바가 배치되어 있는 측에 형성된 탄성파 소자를 더 구비하는 탄성파 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 상기 제1 버스 바 또는 복수의 상기 제2 버스 바의 상방에 있어서, 상기 무기 절연층 상에 탄성파 전파 방향으로 연장되도록 배치된 상기 제1 배선은, 상기 압전 기판을 평면에서 보아 복수의 상기 제1 버스 바 또는 복수의 상기 제2 버스 바로부터 비어져 나오지 않고, 겹쳐서 형성되어 있는 탄성파 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 탄성파 소자가, 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터이며, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터에, 상기 제2 종결합 공진자형 탄성파 필터가 종속 접속되어 있는 탄성파 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 탄성파 소자가, 탄성파 공진자인 탄성파 장치.
  6. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 버스 바 또는 상기 제2 버스 바의 탄성파 전파 방향과 직교하는 방향을 폭 방향으로 하였을 때에, 상기 제1 버스 바 또는 상기 제2 버스 바의 폭에 비해, 상기 제1 배선의 폭이 좁게 되어 있는 탄성파 장치.
  7. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동전위에 접속되는 상기 버스 바가, 그라운드 전위에 접속되는 버스 바이며, 상기 제1 배선이 그라운드 전위에 접속되는 탄성파 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 배선이, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터를 둘러싸도록 형성되어 있는 탄성파 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 배선이, 그라운드 전위에 접속되는 배선이며, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터 및 상기 탄성파 소자를 둘러싸도록 형성되어 있는 탄성파 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 배선이 링 형상을 갖는 탄성파 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 압전 기판을 평면에서 보아, 상기 제1 배선이 링 형상의 내측과 외측을 접속하는 절결을 갖는 탄성파 장치.
  12. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제9항, 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압전 기판이 LiNbO3 기판인 탄성파 장치.
  13. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제9항, 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 절연층이, 상기 압전 기판 상에 있어서, 상기 제1 종결합 공진자형 탄성파 필터의 적어도 복수의 IDT 전극을 덮도록 형성되어 있는 탄성파 장치.
  14. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제9항, 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 절연층이 산화규소를 포함하는 탄성파 장치.
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