KR102229772B1 - 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치 - Google Patents

탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치 Download PDF

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Abstract

음속이 다른 영역 간의 경계의 음속 구배를 급준하게 할 수 있어, 불요파를 효과적으로 억제할 수 있는 탄성파 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 탄성파 장치는 압전기판(2)(압전체)과 압전기판(2) 상에 마련된 IDT 전극(3)을 포함한다. IDT 전극(3)은 교차 영역을 가진다. 교차 영역은, 중앙 영역과, 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향 양측에 배치되어 있는 제1, 제2 저음속 영역을 가진다. 제1, 제2 저음속 영역의 외측에는 제1, 제2 고음속 영역이 마련되어 있다. 복수개의 제1, 제2 전극지(3a2, 3b2)의 제1, 제2 저음속 영역에 위치하는 부분에 질량 부가막(6)이 각각 적층되어 있다. 적어도 하나의 질량 부가막(6)에서, 중앙부(6a)의 폭보다도 제1 단부(6b)의 폭 및 제2 단부(6c)의 폭이 좁으면서 상기 질량 부가막(6)은 제1, 제2 단부(6b, 6c) 중 적어도 한쪽으로부터 돌출되어 있는 돌출부를 가진다.

Description

탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치
본 발명은 피스톤 모드를 이용한 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치에 관한 것이다.
종래, 불요파(不要波)를 억제하기 위해, 피스톤 모드를 이용한 탄성파 장치가 제안되고 있다.
예를 들면, 하기의 특허문헌 1에는 피스톤 모드를 이용한 탄성파 장치의 일례가 나타나있다. 이 탄성파 장치는 압전기판 상에 마련된 IDT 전극을 가진다. IDT 전극은, 전극지(電極指)가 연장되는 방향에서 중앙에 위치하는 중앙 여진(勵振) 영역과, 중앙 여진 영역의 전극지가 연장되는 방향 양측에 인접하는 안가장자리 영역을 가진다. 또한, IDT 전극은 안가장자리 영역의 외측에 인접하는 바깥가장자리 영역을 가진다.
안가장자리 영역에서는 전극지 상에 유전체 또는 금속으로 이루어지는 질량 부가막을 적층하거나, 안가장자리 영역에서의 전극지의 폭을 크게 하고 있다. 이로써, 안가장자리 영역에서의 음속이 중앙 여진 영역 및 바깥가장자리 영역에서의 음속보다도 저속이 되어 있다. 이와 같이, 안가장자리 영역은 저음속 영역이다. 바깥가장자리 영역은 중앙 여진 영역보다 음속이 고속인 고음속 영역이다. 중앙 여진 영역, 저음속 영역 및 고음속 영역을 이 순서로 배치함으로써, 탄성파의 에너지를 가두면서 불요파를 억제하고 있다.
상기의 질량 부가막을 적층하는 방법은 적층 두께에 설계상의 상한이 없기 때문에 큰 질량을 부가할 수 있다. 따라서, 디바이스의 설계 자유도가 높다는 이점을 가지고 있다. 이 때문에, 안가장자리 영역에서 질량 부가막을 적층하는 기술은 주목받고 있다.
일본 공표특허공보 특표2013-518455호
피스톤 모드에서, 중앙 여진 영역에서 여기(勵起)되는 횡모드파는 없어지긴 하지만, 저음속 영역에서 여기되는 횡모드파가 없어지지 않고 남아 불요파가 된다. 이 때문에, 일반적으로 저음속 영역의 폭은 좁은 편이 바람직하다. 그러나 저음속 영역과 저음속 영역에 인접하는 음속 영역 사이의 경계에서의 음속 구배(勾配)가 완만한 경우, 동등한 질량을 부가하기 위해서는 폭은 넓어져, 새롭게 불요파가 생긴다. 이 때문에, 인접하는 음속 영역과의 사이의 경계에서는 음속 구배가 급준(急峻)한 것이 바람직하다.
구체적으로는, 평면에서 봤을 때, 전극지의 저음속 영역에서의 형상이 직사각형인 경우에는 질량 부가막의 평면 형상은 이상적으로는 직사각형인 것이 바람직하다.
또한, 제1 전극지 및 제2 전극지가 연장되는 방향을 따르는 절단면 형상은 이상적으로는 직사각형인 것이 바람직하다.
그러나 실제로는 제1 전극지 및 제2 전극지를 이와 같은 형상으로 하는 것은 곤란하다. 예를 들면, 포토리소그래피법을 이용해도 회절광이나 반사광 등의 영향에 의해, 패턴 단(端)의 형상 충실성이 열화(劣化)되고, 질량 부가막의 평면 형상의 코너부는 곡선 모양이 되기 쉽다.
또한, 질량 부가막의 절단면 형상은, 리프트 오프법이나 에칭 등의 가공 방법에서는 윗변에 대하여 아랫변이 긴 대략 사다리꼴이 되기 쉽다. 그 때문에, 양 단면(端面)은 두께 방향에 대하여 경사지기 쉽다. 따라서, 저음속 영역과 고음속 영역 사이에서의 음속 구배나 저음속 영역과 중앙 여진 영역 사이에서의 음속 구배가 완만해지는 경향이 있어, 불요파를 충분히 억제할 수 없는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은 음속이 다른 영역 간의 경계의 음속 구배를 급준하게 할 수 있어, 불요파를 효과적으로 억제할 수 있는, 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 어느 넓은 국면에서는, 압전체와, 상기 압전체 상에 마련되어 있는 IDT 전극을 포함하고, 상기 IDT 전극은, 서로 대향하고 있는 제1 버스바(busbar) 및 제2 버스바와, 상기 제1 버스바에 일단(一端)이 접속된 복수개의 제1 전극지와, 상기 제2 버스바에 일단이 접속되어 있으면서 상기 복수개의 제1 전극지와 서로 맞물려 있는 복수개의 제2 전극지를 가지면서 상기 제1 전극지와 상기 제2 전극지가 탄성파 전파 방향에서 서로 겹쳐 있는 교차 영역과, 제1 고음속 영역 및 제2 고음속 영역을 가지며, 상기 교차 영역은 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향의 중앙 측에 위치하는 중앙 영역과, 상기 중앙 영역의 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향의 양측에 배치되어 있으면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 저속인 제1 저음속 영역 및 제2 저음속 영역을 가지며, 상기 제1 고음속 영역은 상기 제1 버스바와 상기 제1 저음속 영역 사이에 위치하면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 고속인 영역이고, 상기 제2 고음속 영역은 상기 제2 버스바와 상기 제2 저음속 영역 사이에 위치하면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 고속인 영역이며, 상기 복수개의 제1 전극지 및 상기 복수개의 제2 전극지에서의 상기 제1 저음속 영역 및 상기 제2 저음속 영역에 위치하는 부분에 질량 부가막이 각각 적층되어 있고, 상기 제1 전극지가 각각 연장되는 방향을 각각 제1 길이 방향으로 하고, 상기 제2 전극지가 각각 연장되는 방향을 각각 제2 길이 방향으로 했을 때에, 상기 질량 부가막은 각각 상기 제1 길이 방향의 각각에서 또는 상기 제2 길이 방향의 각각에서 중앙에 위치하는 중앙부와, 상기 제1 길이 방향의 각각에서 또는 상기 제2 길이 방향의 각각에서 양단에 위치하는 제1 단부(端部) 및 제2 단부를 가지며, 상기 질량 부가막의 탄성파 전파 방향을 따르는 치수를 폭으로 했을 때에, 적어도 하나의 상기 질량 부가막에서 상기 중앙부의 폭보다도 상기 제1 단부의 폭 및 상기 제2 단부의 폭이 좁으며, 상기 적어도 하나의 질량 부가막이 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 중 적어도 한쪽으로부터 상기 압전체 측과는 반대 측으로 돌출되어 있는 돌출부를 가진다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 넓은 국면에서는, 압전체와, 상기 압전체 상에 마련되어 있는 IDT 전극을 포함하고, 상기 IDT 전극은, 서로 대향하고 있는 제1 버스바 및 제2 버스바와, 상기 제1 버스바에 일단이 접속된 복수개의 제1 전극지와, 상기 제2 버스바에 일단이 접속되어 있으면서 상기 복수개의 제1 전극지와 서로 맞물려 있는 복수개의 제2 전극지를 가지면서 상기 제1 전극지와 상기 제2 전극지가 탄성파 전파 방향에서 서로 겹쳐 있는 교차 영역과, 제1 고음속 영역과, 제2 고음속 영역을 가지며, 상기 교차 영역은 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향의 중앙 측에 위치하는 중앙 영역과, 상기 중앙 영역의 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향의 양측에 배치되면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 저속인 제1 저음속 영역 및 제2 저음속 영역을 가지며, 상기 제1 고음속 영역은 상기 제1 버스바와 상기 제1 저음속 영역 사이에 위치하면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 고속인 영역이고, 상기 제2 고음속 영역은 상기 제2 버스바와 상기 제2 저음속 영역 사이에 위치하면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 고속인 영역이며, 상기 복수개의 제1 전극지 및 상기 복수개의 제2 전극지에서의 상기 제1 저음속 영역 및 상기 제2 저음속 영역에 위치하는 부분에 질량 부가막이 각각 적층되고, 상기 제1 전극지가 각각 연장되는 방향을 각각 제1 길이 방향으로 하고, 상기 제2 전극지가 각각 연장되는 방향을 각각 제2 길이 방향으로 했을 때에, 상기 질량 부가막은 각각 상기 제1 길이 방향의 각각에서 또는 상기 제2 길이 방향의 각각에서 중앙에 위치하는 중앙부와, 상기 제1 길이 방향의 각각에서 또는 상기 제2 길이 방향의 각각에서 양단에 위치하는 제1 단부 및 제2 단부와, 상기 제1 단부에 위치하는 단면인 제1 단면 및 상기 제2 단부에 위치하는 단면인 제2 단면을 가지며, 적어도 하나의 상기 질량 부가막의 상기 제1 단면과 상기 제2 단면이 상기 질량 부가막의 두께 방향에 대하여 경사져 연장되어 있으며, 상기 적어도 하나의 질량 부가막이 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 중 적어도 한쪽으로부터 상기 압전체 측과는 반대 측으로 돌출되어 있는 돌출부를 가진다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 질량 부가막의 두께 방향에 대하여 경사져 있는 각도를 경사 각도로 했을 때에, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 중 상기 돌출부가 돌출되는 단부에 위치하는 단면의 경사 각도보다 상기 돌출부의 경사 각도가 작다. 이 경우에는 음속이 다른 영역 간의 경계의 음속 구배를 한층 더 급준하게 할 수 있어, 불요파를 한층 더 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정 국면에서는 모든 상기 질량 부가막이 상기 돌출부를 가진다. 이로써, 음속이 다른 영역 간의 경계의 음속 구배가 한층 더 급준해지기 때문에, 불요파를 한층 더 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정 국면에서는, 상기 돌출부는 상기 질량 부가막에서의 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 양쪽에 마련되어 있다. 이로써, 양쪽 경계의 음속 구배가 급준해지기 때문에, 불요파를 한층 더 억제할 수 있다.
본 발명의 고주파 프론트 엔드 회로는 본 발명에 따라 구성된 탄성파 장치와, 파워 앰프를 포함한다.
본 발명의 통신 장치는 본 발명에 따라 구성된 고주파 프론트 엔드 회로와, RF 신호 처리 회로를 포함한다.
본 발명에 따르면, 음속이 다른 영역 간의 경계의 음속 구배를 급준하게 할 수 있어, 불요파를 효과적으로 억제할 수 있는, 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에서의 IDT 전극의 제2 전극지의 선단부 부근의 확대도이다.
도 3은 도 2 중의 I-I선을 따르는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태 및 비교예의 탄성파 장치의, 도 2 중의 I-I선을 따르는 부분에 상당하는 부분의 제2 길이 방향에서의 위치와 음속의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 도 2 중의 II-II선을 따르는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시형태의 변형예에 따른 탄성파 장치의 정면 단면도이다.
도 7(a)~도 7(c)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 평면도이다.
도 8(a)~도 8(e)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한, 도 7(a) 중의 X-X선을 따르는 부분에 상당하는 단면도이다.
도 9(a)~도 9(d)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한, 도 7(a) 중의 Y-Y선을 따르는 부분에 상당하는 단면도이다.
도 10(a)~도 10(c)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한, 도 7(a) 중의 Y-Y선을 따르는 부분에 상당하는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시형태에서의 질량 부가막 부근의, 도 2 중의 I-I선을 따르는 부분에 상당하는 단면도이다.
도 12는 제1 실시형태의 변형예에서의 IDT 전극의 제2 전극지의 선단부 부근의 부분 확대 평면도이다.
도 13은 도 12의 V-V선을 따르는 부분에 상당하는 단면도이다.
도 14는 고주파 프론트 엔드 회로를 가지는 통신 장치의 구성도이다.
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 평면도이다. 도 2는 제1 실시형태에서의 IDT 전극의 제2 전극지의 선단부 부근의 확대도이다. 도 3은 도 2 중의 I-I선을 따르는 단면도이다. 한편, IDT 전극의 제2 전극지에 대해서는 후술한다.
탄성파 장치(1)는 압전기판(2)을 가진다. 압전기판(2)은 LiNbO3 또는 LiTaO3 등의 압전 단결정이나 적절한 압전 세라믹스로 이루어진다.
압전기판(2) 상에는 IDT 전극(3)이 마련되어 있다. IDT 전극(3)에 교류 전압을 인가함으로써 탄성파가 여진된다. IDT 전극(3)의 탄성파 전파 방향 양측에는 반사기(4) 및 반사기(5)가 배치되어 있다.
IDT 전극(3)은 서로 대향하고 있는 제1 버스바(3a1) 및 제2 버스바(3b1)를 가진다. IDT 전극(3)은 제1 버스바(3a1)에 일단이 접속되어 있는 복수개의 제1 전극지(3a2)를 가진다. 또한, IDT 전극(3)은 제2 버스바(3b1)에 일단이 접속되어 있는 복수개의 제2 전극지(3b2)를 가진다.
복수개의 제1 전극지(3a2)와 복수개의 제2 전극지(3b2)는 서로 맞물려 있다. IDT 전극(3)은, 제1 전극지(3a2)와 제2 전극지(3b2)가 탄성파 전파 방향에서 서로 겹쳐 있는 부분인 교차 영역(A)을 가진다. 여기서, 제1 전극지(3a2) 및 제2 전극지(3b2)가 연장되는 방향을 제1 전극지(3a2) 및 제2 전극지(3b2)의 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향으로 한다. 이때, 교차 영역(A)은 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향 중앙 측에 위치하고 있는 중앙 영역(A1)과, 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향에서, 중앙 영역(A1)의 양측에 배치된 제1 에지(edge) 영역(A2a) 및 제2 에지 영역(A2b)을 가진다. 제1 에지 영역(A2a)은 제1 버스바(3a1) 측에 위치하고, 제2 에지 영역(A2b)은 제2 버스바(3b1) 측에 위치하고 있다.
IDT 전극(3)은 제1 에지 영역(A2a) 및 제2 에지 영역(A2b)의 중앙 영역(A1) 측과는 반대 측의 영역인, 제1 외측 영역(Ba) 및 제2 외측 영역(Bb)을 가진다. 제1 외측 영역(Ba)은 제1 에지 영역(A2a)과 제1 버스바(3a1) 사이에 위치하고 있다. 제2 외측 영역(Bb)은 제2 에지 영역(A2b)과 제2 버스바(3b1) 사이에 위치하고 있다.
본 실시형태에서는 IDT 전극(3)은 복수개의 금속층이 적층된 적층 금속막으로 이루어진다. 보다 구체적으로는 IDT 전극(3)에서는 압전기판(2) 측으로부터 NiCr층, Pt층, Ti층, Al층 및 Ti층이 이 순서로 적층되어 있다. 금속층의 막 두께로는 각각 NiCr층이 10㎚이고, Pt층이 200㎚이며, Ti층이 10㎚이고, Al층이 300㎚이며, Ti층이 10㎚이다. 한편, IDT 전극(3)에 이용되는 금속이나 금속층의 막 두께는 상기에 한정되지 않는다. IDT 전극(3)은 단층의 금속막으로 이루어져 있어도 된다.
IDT 전극(3)의 제1 전극지(3a2) 각각 및 제2 전극지(3b2) 각각에서의 제1 에지 영역(A2a) 및 제2 에지 영역(A2b)에 위치하는 부분에는 질량 부가막(6)이 각각 마련되어 있다.
여기서, 제1 전극지(3a2)가 각각 연장되는 방향을 각각 제1 길이 방향으로 하고, 제2 전극지(3b2)가 각각 연장되는 방향을 각각 제2 길이 방향으로 한다. 이때, 도 2에 나타내는 바와 같이, 질량 부가막(6)은 각각 제1 길이 방향의 각각에서 또는 제2 길이 방향의 각각에서 중앙에 위치하는 중앙부(6a)를 가진다. 질량 부가막(6)은 각각 제1 길이 방향의 각각에서 또는 제2 길이 방향의 각각에서의 양단에 위치하는 제1 단부(6b) 및 제2 단부(6c)를 가진다. 한편, 본 실시형태에서는 제1 길이 방향의 각각, 제2 길이 방향의 각각 및 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향은 모두 동일한 방향이다.
여기서, 질량 부가막(6)의 탄성파 전파 방향을 따르는 치수를 폭으로 한다. 이때, 본 실시형태에서는 질량 부가막(6)에서, 중앙부(6a)의 폭보다도 제1 단부(6b)의 폭 및 제2 단부(6c)의 폭은 좁다. 질량 부가막(6)의 평면 형상은 대략 타원형이다. 한편, 질량 부가막(6)의 평면 형상은 상기에 한정되지 않는다.
질량 부가막(6)의 평면 형상은 이상적으로는 제1 전극지(3a2) 및 제2 전극지(3b2)의, 제1 에지 영역(A2a) 및 제2 에지 영역(A2b)에서의 부분의 형상을 따르는 형상인 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 2에 나타내는 경우는 질량 부가막(6)의 평면 형상은 직사각형인 것이 바람직하다. 그러나 실제로는 본 실시형태와 같이, 질량 부가막(6)의 평면 형상은 코너부가 곡선 모양이 되는 경향이 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 질량 부가막(6)은, 제1 단부에 위치하는 단면인 제1 단면(6d)과 제2 단부에 위치하는 단면인 제2 단면(6e)을 가진다. 제1 단면(6d) 및 제2 단면(6e)은 질량 부가막(6)의 두께 방향에 대하여 경사져 연장되어 있다. 한편, IDT 전극(3)의 제1 전극지(3a2) 및 제2 전극지(3b2)의 선단부에 위치하는 단면도 IDT 전극(3)의 두께 방향에 대하여 경사져 연장되어 있다.
질량 부가막(6)의 제1 단면(6d) 및 제2 단면(6e)은 이상적으로는 질량 부가막(6)의 두께 방향에 평행하게 연장되어 있는 것이 바람직하다. 그러나 실제로는 본 실시형태와 같이, 질량 부가막(6)의 제1 단면(6d) 및 제2 단면(6e)은 상기와 같이 경사져 연장되는 경향이 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 질량 부가막(6)은 제1 단부(6b)로부터 압전기판(2) 측과는 반대 측으로 돌출되어 있는 돌출부(7)를 가진다. 마찬가지로, 질량 부가막(6)은 제2 단부(6c)로부터 압전기판(2) 측과는 반대 측으로 돌출되어 있는 돌출부(8)를 가진다. 한편, 돌출부는 제1 단부(6b) 및 제2 단부(6c) 중 적어도 한쪽에 마련되어 있으면 된다.
질량 부가막(6)은 본 실시형태에서는 복수개의 금속층이 적층된 적층 금속막으로 이루어진다. 보다 구체적으로는, IDT 전극(3) 측으로부터 Ti층, Pt층 및 Ti층이 이 순서로 적층되어 있다. 금속층의 막 두께로는 각각 Ti층이 10㎚이고, Pt층이 60㎚이며, Ti층이 10㎚이다. 돌출부(7) 및 돌출부(8)는 상기 Pt층 상에 마련된, 막 두께가 40㎚인 Ti층으로 이루어진다. 한편, 질량 부가막(6) 및 돌출부(7, 8)에 사용되는 금속이나 금속층의 막 두께는 상기에 한정되지 않는다. 질량 부가막(6)은 단층의 금속막으로 이루어져 있어도 된다.
여기서, 질량 부가막(6)의 두께 방향에 대하여 경사져 있는 각도를 경사 각도로 한다. 이때, 본 실시형태에서는 제1 단면(6d)의 경사 각도와 돌출부(7)의 경사 각도는 동일하다. 마찬가지로, 제2 단면(6e)의 경사 각도와 돌출부(8)의 경사 각도는 동일하다. 한편, 제1 단면(6d)과 돌출부(7)의 경사 각도는 달라도 된다. 마찬가지로, 제2 단면(6e)과 돌출부(8)의 경사 각도는 달라도 된다.
도 1로 되돌아가서, 질량 부가막(6)이 마련되어 있음으로써, 중앙 영역(A1)에서의 탄성파의 음속보다 제1 에지 영역(A2a) 및 제2 에지 영역(A2b)에서의 탄성파의 음속이 저속이 되어 있다. 여기서, 중앙 영역(A1)에서의 탄성파의 음속을 V1, 제1 에지 영역(A2a) 및 제2 에지 영역(A2b)에서의 탄성파의 음속을 V2로 한다. 이때, V1＞V2로 되어 있다. 이와 같이, 제1 에지 영역(A2a) 및 제2 에지 영역(A2b)은 중앙 영역(A1)보다도 음속이 저속인 제1 저음속 영역 및 제2 저음속 영역이다.
제1 외측 영역(Ba)에 위치하고 있는 부분은 제1 전극지(3a2)뿐이다. 제2 외측 영역(Bb)에 위치하고 있는 부분은 제2 전극지(3b2)뿐이다. 그로써, 중앙 영역(A1)에서의 탄성파의 음속보다 제1 외측 영역(Ba) 및 제2 외측 영역(Bb)에서의 탄성파의 음속이 고속이 되어 있다. 여기서, 제1 외측 영역(Ba) 및 제2 외측 영역(Bb)에서의 음속을 V3으로 한다. 이때, V3＞V1로 되어 있다. 이와 같이, 제1 외측 영역(Ba) 및 제2 외측 영역(Bb)은 중앙 영역(A1)보다도 음속이 고속인 제1 고음속 영역 및 제2 고음속 영역이다.
중앙 영역(A1)의 외측에 제1, 제2 저음속 영역이 배치되고, 제1, 제2 저음속 영역의 외측에 제1, 제2 고음속 영역이 배치되어 있음으로써, 불요파를 억제할 수 있다. 이와 같이, 탄성파 장치(1)는 피스톤 모드를 이용한 탄성파 장치이다.
이상적으로는 저음속 영역과 고음속 영역의 경계에서의 저음속 영역 측의 음속은 음속(V2)이며, 고음속 영역 측의 음속은 음속(V3)인 것이 바람직하다. 그러나 상술한 바와 같이, 실제로는, 질량 부가막(6)은 평면 형상에서의 코너부가 곡선 모양이 되는 경향이나, 제1, 제2 단면이 두께 방향에 대하여 경사져 연장되는 경향이 있다. 그 때문에, 저음속 영역과 고음속 영역 사이에서 음속에 구배가 생기는 경향이 있다.
여기서, 본 실시형태의 특징은 도 2에 나타내는 바와 같이, 질량 부가막(6)이, 제1 단부(6b) 및 제2 단부(6c)로부터, 압전기판(2) 측과는 반대 측으로 돌출되어 있는 돌출부(7) 및 돌출부(8)를 가지는 것에 있다. 그로써, 음속이 다른 영역 간의 경계의 음속 구배를 급준하게 할 수 있어, 불요파를 효과적으로 억제할 수 있다. 이를 이하에서 본 실시형태와 비교예를 비교함으로써 설명한다.
한편, 비교예는 질량 부가막이 돌출부를 가지지 않는 점에서 본 실시형태와 다르다.
도 4는 제1 실시형태 및 비교예의 탄성파 장치의, 도 2 중의 I-I선을 따르는 부분에 상당하는 부분의 제2 길이 방향에서의 위치와 음속의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서 실선은 제1 실시형태의 결과를 나타내고, 파선은 비교예의 결과를 나타낸다.
한편, 도 4에서는 제1 고음속 영역(H)의 제1 저음속 영역(L) 측의 단부를 제2 전극지의 선단부 측의 단면이 압전기판에 접하는 위치로 하고 있다. 제1 저음속 영역(L)의 제1 고음속 영역(H) 측의 단부를, 질량 부가막의 제1 단면에서 질량 부가막의 중앙부의 막 두께가 되는 위치로 하고 있다. 제1 저음속 영역(L)의 중앙 영역(A1) 측의 단부를, 질량 부가막의 제2 단면에서 질량 부가막의 중앙부의 막 두께가 되는 위치로 하고 있다. 중앙 영역(A1)의 제1 저음속 영역(L) 측의 단부를, 질량 부가막의 제2 단면과 제2 전극지가 접하는 위치로 하고 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 비교예보다도 제1 실시형태에서의 제1 저음속 영역(L)과 제1 고음속 영역(H) 사이의 경계의 음속 구배가 급준한 것을 알 수 있다. 제1 실시형태에서는 질량 부가막이 제1 단부로부터 돌출되어 있는 돌출부를 가진다. 그 때문에, 제1 단부에서 질량 부가막의 막 두께가 두꺼워져 있다. 따라서, 돌출부에서 음속을 한층 더 저속으로 할 수 있다. 이로써, 제1 저음속 영역(L)과 제1 고음속 영역(H) 사이의 영역을 포함하는, 돌출부 주위의 음속의 평균 속도가 저속이 되고, 제1 저음속 영역(L)과 제1 고음속 영역(H) 사이의 경계의 음속 구배를 급준하게 할 수 있는 것으로 생각된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 비교예보다도 제1 실시형태에서의 제1 저음속 영역(L)과 중앙 영역(A1) 사이의 경계의 음속 구배가 급준한 것을 알 수 있다. 제1 실시형태에서는 질량 부가막은 제2 단부로부터 돌출되어 있는 돌출부를 가진다. 이로써, 제1 저음속 영역(L)과 중앙 영역(A1) 사이의 영역을 포함하는, 돌출부 주위의 음속의 평균 속도가 저속이 되고, 제1 저음속 영역(L)과 중앙 영역(A1) 사이의 경계의 음속 구배를 급준하게 할 수 있는 것으로 생각된다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 도 2 중의 II-II선을 따르는 단면도이다.
도 2 중의 I-I선을 따르는 부분은 질량 부가막(6)의 탄성파 전파 방향 중심을 통과하고 있다. 이에 반하여, II-II선을 따르는 부분은 질량 부가막(6)의 탄성파 전파 방향 중심으로부터 탄성파 전파 방향으로 어긋나 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 질량 부가막(6)은, II-II선을 따르는 부분에서는 제2 전극지(3b2)의 선단부에는 연장되어 있지 않다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 질량 부가막(6)의 평면 형상은 대략 타원형이기 때문에, 질량 부가막(6)은 I-I선을 따르는 부분에서는 제2 전극지(3b2)의 선단부에 연장되어 있지만, II-II선을 따르는 부분에서는 상기 선단부에 연장되어 있지 않다. 이와 같이, 탄성파 전파 방향에서 질량이 결손되어 있다. 비교예에서도 마찬가지이다.
비교예에서는, 상기와 같이 질량이 결손되어 있기 때문에 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 저음속 영역(L)과 제1 고음속 영역(H) 사이의 경계에서 음속 구배가 더 완만하게 되어 있다.
이에 반하여, 제1 실시형태에서는 질량 부가막이 돌출부를 가진다. 따라서, 탄성파 전파 방향에서 일부 결손된 질량만큼의 질량을 두께 방향으로 부가할 수 있다. 그로써, 제1 저음속 영역(L)과 제1 고음속 영역(H) 사이 및 제1 저음속 영역(L)과 중앙 영역(A1) 사이의 경계에서의 음속 구배를 급준하게 할 수 있다. 따라서, 제1 실시형태에서는 질량 부가막의 평면 형상이 대략 타원형이며, 중앙부의 폭보다 제1, 제2 단부의 폭이 좁은 경우이어도 불요파를 효과적으로 억제할 수 있다.
도 4에서는 음속이 다른 영역으로서, 제1 버스바 측의, 중앙 영역(A1), 제1 저음속 영역(L) 및 제1 고음속 영역(H)에 대해 나타냈다. 제1 실시형태에서는 제2 버스바 측의, 제2 저음속 영역과 제2 고음속 영역 사이 및 제2 저음속 영역과 중앙 영역(A1) 사이에서도 상기와 마찬가지로 음속 구배를 급준하게 할 수 있어, 불요파를 효과적으로 억제할 수 있다.
이와 같이, 실제로는 질량 부가막의 제1 단면 및 제2 단면은 질량 부가막의 두께 방향에 대하여 경사지는 경향이 있는데, 본 실시형태에서는 불요파를 효과적으로 억제할 수 있다.
도 2에 나타내는 돌출부(7)는 제1 단부(6b)의 전폭에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 그로써, 제1 저음속 영역과 제1 고음속 영역 사이의 경계의 음속 구배를 효과적으로 급준하게 할 수 있다. 마찬가지로, 돌출부(8)는 제2 단부(6c)의 전폭에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 그로써, 제1 저음속 영역과 중앙 영역 사이의 경계의 음속 구배를 효과적으로 급준하게 할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 돌출부는 제1 단부(6b) 및 제2 단부(6c) 중 적어도 한쪽에 마련되어 있으면 된다. 돌출부(7)가 제1 단부(6b)에 마련되어 있는 경우에는, 제1 저음속 영역과 제1 고음속 영역 사이의 경계의 음속 구배를 급준하게 할 수 있기 때문에, 불요파를 억제할 수 있다. 돌출부(8)가 제2 단부(6c)에 마련되어 있는 경우에는 제1 저음속 영역과 중앙 영역 사이의 경계의 음속 구배를 급준하게 할 수 있기 때문에, 불요파를 억제할 수 있다.
돌출부(7) 및 돌출부(8) 중 적어도 한쪽이 적어도 하나의 질량 부가막(6)에 마련되어 있으면 된다. 물론, 돌출부(7) 및 돌출부(8) 중 적어도 한쪽이 모든 질량 부가막(6)에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 그로써, 음속이 다른 영역 간의 경계의 음속 구배가 한층 더 급준해지기 때문에 불요파를 한층 더 억제할 수 있다.
돌출부(7) 및 돌출부(8)가 모든 질량 부가막(6)에 마련되어 있는 것이 보다 바람직하다. 그로써, 저음속 영역 및 중앙 영역과 저음속 영역 및 고음속 영역의 양쪽 경계의 음속 구배가 한층 더 급준해지기 때문에 불요파를 한층 더 억제할 수 있다.
상기에서, 질량 부가막(6)의 평면 형상을 직사각형 등의 형상으로 하는 것은 실제로는 곤란하다고 했다. 한편, 탄성파 장치(1)에서 질량 부가막(6)의 평면 형상은 제1 전극지(3a2) 및 제2 전극지(3b2)의, 제1 에지 영역 및 제2 에지 영역에서의 부분의 형상을 따르는 형상이어도 된다. 예를 들면, 질량 부가막(6)의 평면 형상은 직사각형 등이어도 된다. 이 경우에도 질량 부가막(6)이 돌출부(7) 및 돌출부(8) 중 적어도 한쪽을 가짐으로써, 음속이 다른 영역 간의 경계에서의 음속 구배를 한층 더 급준하게 할 수 있어, 불요파를 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다.
도 12는 제1 실시형태의 변형예에 따른 탄성파 장치에서, 제2 전극지 선단부 부근을 나타내는 부분 확대 평면도이고, 도 13은 도 12의 V-V선을 따르는 단면도이다. 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 질량 부가막(6)이 적층되어 있는 제1, 제2 저음속 영역에서, 질량 부가막(6)의 하방에 위치하고 있는 제1 전극지(3a2) 및 제2 전극지(3b2)의 측벽에 오목부(Z)가 존재하고 있어도 된다. 여기서 측벽이란, 제1, 제2 전극지(3a2, 3b2)가 연장되는 방향으로 연장되어 있고, 탄성파 전파 방향에서 대향하고 있는 한 쌍의 측벽을 말하는 것으로 한다. 상기 오목부(Z)가 상기 제1, 제2 저음속 영역에서 측벽의 일부에 존재하고 있어도 된다. 이 경우, 오목부(Z)는 한 쌍의 측벽의 한쪽에만 존재하고 있어도 되고, 서로 대향하는 한 쌍의 측벽 쌍방에 존재하고 있어도 된다.
한편, 제1 실시형태에서는 압전체는 압전기판(2)이지만, 도 6에 나타내는 제1 실시형태의 변형예와 같이, 압전체는 압전박막(22)이어도 된다. 예를 들면, 압전박막(22)의 IDT 전극(3)이 마련되어 있는 면과는 반대 측의 면에는 저음속막(23)이 마련되어 있어도 된다. 저음속막(23)의 압전박막(22) 측과는 반대 측의 면에는 고음속 부재(24)가 마련되어 있어도 된다.
여기서, 저음속막(23)이란, 압전박막(22)을 전파하는 탄성파의 음속보다도 전파하는 벌크파의 음속이 저속인 막이다. 저음속막(23)은 예를 들면, 유리, 산질화규소, 산화탄탈 또는 산화규소에 불소, 탄소나 붕소를 첨가한 화합물을 주성분으로 하는 재료 등으로 이루어진다. 한편, 저음속막(23)의 재료는 상대적으로 저음속인 재료이면 된다.
고음속 부재(24)란, 압전박막(22)을 전파하는 탄성파의 음속보다도 전파하는 벌크파의 음속이 고속인 부재이다. 고음속 부재(24)는 예를 들면, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 탄화규소, 산질화규소, DLC막 또는 다이아몬드를 주성분으로 하는 재료 등으로 이루어진다. 한편, 고음속 부재(24)의 재료는 상대적으로 고음속인 재료이면 된다.
고음속 부재(24)는 고음속막이어도 되고, 혹은 고음속 기판이어도 된다. 이와 같이, 저음속막(23) 및 고음속 부재(24)를 가지는 경우, 탄성파의 에너지를 효과적으로 가둘 수 있다.
제1 실시형태의 탄성파 장치(1)는 예를 들면, 리프트 오프법에 의해 제조할 수 있다. 이하에서, 제1 실시형태의 탄성파 장치(1)의 제조 방법의 일례를 설명한다.
도 7(a)~도 7(c)는 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 평면도이다. 도 8(a)~도 8(e)는 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한, 도 7(a) 중의 X-X선을 따르는 부분에 상당하는 단면도이다. 도 9(a)~도 9(d)는 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한, 도 7(a) 중의 Y-Y선을 따르는 부분에 상당하는 단면도이다. 도 10(a)~도 10(c)는 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한, 도 7(a) 중의 Y-Y선을 따르는 부분에 상당하는 단면도이다.
한편, 도 7(a)에서는, 후술하는 제1 레지스트 패턴으로부터 노출되어 있는 압전기판의 부분을 파선 모양 사선의 해칭(hatching)으로 나타낸다. 도 7(b)에서는 제1 레지스트 패턴 상에 적층된 IDT 전극용 금속막을 사선의 해칭으로 나타낸다. 도 7(c)에서는 제1 레지스트 패턴의 상방에 적층된 질량 부가막용 금속막을 사선의 해칭으로 나타낸다.
도 7(a), 도 8(a) 및 도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 압전기판(2)을 준비한다. 다음으로, 압전기판(2) 상에 포토리소그래피법에 의해 제1 레지스트 패턴(9A)을 형성한다. 여기서, 레지스트 패턴이란, 패터닝된 레지스트층이다.
제1 레지스트 패턴(9A)은 후술하는 공정에서 IDT 전극 및 반사기가 형성되는 개구부를 가진다. 도 8(a)에는 상기 개구부에서 IDT 전극의 제1, 제2 전극지가 각각 형성되는 부분이 나타나있다. 본 실시형태에서는, 제1 레지스트 패턴(9A)에는 네거티브형 레지스트 또는 이미지 리버설(image reversal) 레지스트를 이용하고 있다. 한편, 제1 레지스트 패턴(9A)에는 포지티브형 레지스트 등을 이용해도 된다.
다음으로, 도 8(b) 및 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 압전기판(2) 상 및 제1 레지스트 패턴(9A) 상에 IDT 전극용 및 반사기용 금속막(3A)을 적층한다. 이 금속막(3A)은 본 실시형태에서는, 복수개의 금속층을 적층함으로써 형성되는 적층 금속막이다. 보다 구체적으로는 NiCr층, Pt층, Ti층, Al층 및 Ti층을 압전기판(2) 측으로부터 이 순서로 적층한다. 상기 복수개의 금속층은 예를 들면, 진공증착법에 의해 적층할 수 있다. 이때, 금속막(3A)은, 압전기판(2) 상에 위치하는 IDT 전극에 상당하는 부분인 IDT 전극부(3A1)를 가진다. IDT 전극부(3A1)는 제1 레지스트 패턴(9A)을 따라 형성되어 있다.
다음으로, 도 7(b) 및 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 포토리소그래피법에 의해, 금속막(3A) 상에 복수개의 개구부(10B)를 가지는 제2 레지스트 패턴(9B)을 형성한다. 보다 구체적으로는, 본 실시형태에서는 제2 레지스트 패턴(9B)은 도 1에 나타낸 제1, 제2 에지 영역(A2a, A2b)에 배치된 제1, 제2 저음속 영역에 상당하는 부분에 개구부(10B)를 하나씩 가진다. 한편, 개구부(10B)의 개수 및 위치는 상기에 한정되지 않고, 질량 부가막을 마련하는 위치에 따라, 개구부(10B)의 개수나 위치를 결정하면 된다.
도 7(b)에서는 금속막(3A)에서의, 제1 레지스트 패턴 상에 적층된 부분을 강조하여 사선의 해칭으로 나타내고 있다. 도 7(b) 중의 사선의 해칭으로 나타내는 바와 같이, 평면에서 봤을 때, 제1 레지스트 패턴 상에 적층된 금속막(3A)이 개구부(10B) 각각의 내측에 위치하도록, 제2 레지스트 패턴(9B)을 마련한다.
제2 레지스트 패턴(9B)은 IDT 전극용 금속막(3A) 상에 적층되어 있다. 한편, 제2 레지스트 패턴(9B)은 압전기판(2) 상에 직접 적층된 부분을 가지고 있어도 된다.
다음으로, 도 8(c) 및 도 9(d)에 나타내는 바와 같이, 금속막(3A) 상 및 제2 레지스트 패턴(9B) 상에 질량 부가막용 금속막(6A)을 적층한다. 본 실시형태에서는, 금속막(6A)은 복수개의 금속층이 적층된 적층 금속막이다. Ti층, Pt층 및 Ti층을 이 순서로 적층한다. 상기 복수개의 금속층은 예를 들면, 진공증착법에 의해 적층할 수 있다.
이때, 금속막(6A)은 IDT 전극부(3A1) 상에 적층된 질량 부가막에 상당하는 부분인 질량 부가막부(6A1)를 가진다. 질량 부가막부(6A1)는 질량 부가막과 마찬가지로, 제1, 제2 고음속 영역 측의 제1 단부 및 중앙 영역 측의 제2 단부를 가진다.
상술한 바와 같이, IDT 전극부(3A1)는 제1 레지스트 패턴(9A)을 따라 형성된다. 이 제1 레지스트 패턴(9A)을 따라, 질량 부가막부(6A1)의 제1 단부가 형성된다. 그로써, 질량 부가막을, IDT 전극의 제1 전극지 및 제2 전극지의 선단부에 연장되도록, 고정밀도로 형성할 수 있다. 이로써, 탄성파 장치(1)에서 불요파를 효과적으로 억제할 수 있다.
다음으로, 도 7(c) 및 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 포토리소그래피법에 의해, 복수개의 개구부(10C)를 가지는 제3 레지스트 패턴(9C)을 질량 부가막용 금속막(6A) 상에 형성한다. 평면에서 봤을 때, 개구부(10C)가 제2 레지스트 패턴의 개구부(10B) 내에 위치하도록, 제3 레지스트 패턴(9C)을 형성한다. 보다 구체적으로는 제3 레지스트 패턴(9C)에서의, 질량 부가막부(6A1) 상에 위치하는 부분이 제1 단부 및 제2 단부만 되도록, 개구부(10C)를 마련한다.
다음으로, 도 8(d) 및 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 드라이 에칭에 의해, 금속막(6A)의 제1 단부 및 제2 단부 이외의 부분의 막 두께를 얇게 한다. 이로써, 도 10(b)에 나타내는 돌출부(7) 및 돌출부(8)를 형성한다. 이때, 압전기판(2)은 제1~제3 레지스트 패턴(9A~9C)에 의해 덮여 있기 때문에 드라이 에칭을 실시해도 주파수 특성 등이 열화되기 어렵다.
다음으로, 제1~제3 레지스트 패턴(9A~9C)을, 도 8(e) 및 도 10(c)에 나타내는 바와 같이, 압전기판(2)으로부터 박리한다. 한편, 본 실시형태의 경우, 질량 부가막(6)의 평면 형상은 이상적으로는 직사각형이 되지만, 실제로는 코너부가 곡선 모양이 되는 경향이 있다.
상기의 제조 방법의 일례에서는 질량 부가막(6)의 돌출부(7) 및 돌출부(8)를 드라이 에칭에 의해 형성했다. 한편, 돌출부(7) 및 돌출부(8)를 형성하는 방법은 상기에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 8(b)에 나타낸 공정에서, 제2 레지스트 패턴의 개구부를 각각, 평면에서 봤을 때, 상기 IDT 전극부의 제1 전극지 및 제2 전극지의 선단부와 같은 높이가 되도록 형성한다. 한편, 제2 레지스트 패턴을 형성하기 전에 제1 레지스트 패턴을 박리해도 된다. 다음으로, 질량 부가막용 금속막을 형성한다. 이때, 질량 부가막부의 제1 단부 및 제2 단부가 제2 레지스트 패턴에 접하도록 상기 금속막을 형성한다. 다음으로, 제1, 제2 레지스트 패턴을 박리한다. 이로써, 돌출부가 형성된다. 이 경우에는 제3 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 필요로 하지 않기 때문에 생산성을 높일 수 있다.
도 11은 제2 실시형태에서의 질량 부가막 부근의, 도 2 중의 I-I선을 따르는 부분에 상당하는 단면도이다.
본 실시형태의 탄성파 장치는 제1 단면(6d)의 경사 각도보다 돌출부(17)의 경사 각도가 작고, 제2 단면(6e)의 경사 각도보다 돌출부(18)의 경사 각도가 작은 점에서 제1 실시형태와 다르다. 상기의 점 이외에는, 본 실시형태의 탄성파 장치는 제1 실시형태의 탄성파 장치(1)와 동일한 구성을 가진다.
본 실시형태에서는 돌출부(17)의 경사 각도가 작기 때문에, 제1 저음속 영역에서의 제1 고음속 영역 측에서 질량 부가막(6)의 막 두께를 한층 더 두껍게 할 수 있다. 따라서, 제1 저음속 영역과 제1 고음속 영역 사이의 경계의 음속 구배를 한층 더 급준하게 할 수 있다. 돌출부(18)의 경사 각도도 작기 때문에, 제1 저음속 영역에서의 중앙 영역 측에서도 질량 부가막(6)의 막 두께를 한층 더 두껍게 할 수 있다. 따라서, 제1 저음속 영역과 중앙 영역 사이의 경계의 음속 구배를 한층 더 급준하게 할 수 있다. 따라서, 불요파를 한층 더 억제할 수 있다.
한편, 제2 버스바 측에서도 마찬가지로, 음속이 다른 영역 간의 경계에서의 음속 구배를 한층 더 급준하게 할 수 있어, 불요파를 한층 더 억제할 수 있다.
상기 탄성파 장치는 고주파 프론트 엔드 회로의 듀플렉서 등으로 이용할 수 있다. 이 예를 하기에서 설명한다.
도 14는 고주파 프론트 엔드 회로를 가지는 통신 장치의 구성도이다. 한편, 같은 도면에는 고주파 프론트 엔드 회로(230)와 접속되는 각 구성 요소, 예를 들면, 안테나 소자(202)나 RF 신호 처리 회로(RFIC)(203)도 함께 도시되어 있다. 고주파 프론트 엔드 회로(230) 및 RF 신호 처리 회로(203)는 통신 장치(240)를 구성하고 있다. 한편, 통신 장치(240)는 전원, CPU나 디스플레이를 포함하고 있어도 된다.
고주파 프론트 엔드 회로(230)는 스위치(225)와 듀플렉서(201A, 201B)와 필터(231, 232)와 로우 노이즈 앰프 회로(214, 224)와 파워 앰프 회로(234a, 234b, 244a, 244b)를 포함한다. 한편, 도 12의 고주파 프론트 엔드 회로(230) 및 통신 장치(240)는 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치의 일례이고, 이 구성에 한정되는 것은 아니다.
듀플렉서(201A)는 필터(211, 212)를 가진다. 듀플렉서(201B)는 필터(221, 222)를 가진다. 듀플렉서(201A, 201B)는 스위치(225)를 통해 안테나 소자(202)에 접속된다. 한편, 상기 탄성파 장치는 듀플렉서(201A, 201B)이어도 되고, 필터(211, 212, 221, 222)이어도 된다.
또한, 상기 탄성파 장치는 예를 들면, 3개의 필터의 안테나 단자가 공통화된 트리플렉서나, 6개의 필터의 안테나 단자가 공통화된 헥사플렉서 등, 3 이상의 필터를 포함하는 멀티플렉서에 대해서도 적용할 수 있다.
즉, 상기 탄성파 장치는 탄성파 공진자, 필터, 듀플렉서, 3 이상의 필터를 포함하는 멀티플렉서를 포함한다. 그리고 상기 멀티플렉서는 송신 필터 및 수신 필터 쌍방을 포함하는 구성에 한정되지 않고, 송신 필터만 또는 수신 필터만 포함하는 구성이어도 상관없다.
스위치(225)는 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 따라, 안테나 소자(202)와 소정의 밴드에 대응하는 신호 경로를 접속하고, 예를 들면, SPDT(Single Pole Double Throw)형 스위치에 의해 구성된다. 한편, 안테나 소자(202)와 접속되는 신호 경로는 하나에 한정되지 않고, 복수개이어도 된다. 즉, 고주파 프론트 엔드 회로(230)는 캐리어 어그리게이션에 대응하고 있어도 된다.
로우 노이즈 앰프 회로(214)는 안테나 소자(202), 스위치(225) 및 듀플렉서(201A)를 경유한 고주파 신호(여기서는 고주파 수신 신호)를 증폭시키고, RF 신호 처리 회로(203)에 출력하는 수신 증폭 회로이다. 로우 노이즈 앰프 회로(224)는 안테나 소자(202), 스위치(225) 및 듀플렉서(201B)를 경유한 고주파 신호(여기서는 고주파 수신 신호)를 증폭시키고, RF 신호 처리 회로(203)에 출력하는 수신 증폭 회로이다.
파워 앰프 회로(234a, 234b)는 RF 신호 처리 회로(203)로부터 출력된 고주파 신호(여기서는 고주파 송신 신호)를 증폭시키고, 듀플렉서(201A) 및 스위치(225)를 경유하여 안테나 소자(202)에 출력하는 송신 증폭 회로이다. 파워 앰프 회로(244a, 244b)는 RF 신호 처리 회로(203)로부터 출력된 고주파 신호(여기서는 고주파 송신 신호)를 증폭시키고, 듀플렉서(201B) 및 스위치(225)를 경유하여 안테나 소자(202)에 출력하는 송신 증폭 회로이다.
RF 신호 처리 회로(203)는 안테나 소자(202)로부터 수신 신호 경로를 통해 입력된 고주파 수신 신호를 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리하여 생성된 수신 신호를 출력한다. 또한, RF 신호 처리 회로(203)는 입력된 송신 신호를 업 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리하여 생성된 고주파 송신 신호를 로우 노이즈 앰프 회로(224)에 출력한다. RF 신호 처리 회로(203)는 예를 들면, RFIC이다. 한편, 통신 장치는 BB(베이스 밴드)IC를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, BBIC는 RFIC로 처리된 수신 신호를 신호 처리한다. 또한, BBIC는 송신 신호를 신호 처리하고, RFIC에 출력한다. BBIC로 처리된 수신 신호나, BBIC가 신호 처리하기 전의 송신 신호는 예를 들면, 화상 신호나 음성 신호 등이다. 한편, 고주파 프론트 엔드 회로(230)는 상술한 각 구성 요소의 사이에 다른 회로 소자를 포함하고 있어도 된다.
한편, 고주파 프론트 엔드 회로(230)는 상기 듀플렉서(201A, 201B) 대신에, 듀플렉서(201A, 201B)의 변형예에 따른 듀플렉서를 포함하고 있어도 된다.
한편, 통신 장치(240)에서의 필터(231, 232)는 로우 노이즈 앰프 회로(214, 224) 및 파워 앰프 회로(234a, 234b, 244a, 244b)를 통하지 않고, RF 신호 처리 회로(203)와 스위치(225) 사이에 접속되어 있다. 필터(231, 232)도 듀플렉서(201A, 201B)와 마찬가지로 스위치(225)를 통해 안테나 소자(202)에 접속된다.
이상과 같이 구성된 고주파 프론트 엔드 회로(230) 및 통신 장치(240)에 의하면, 본 발명의 탄성파 장치인, 탄성파 공진자, 필터, 듀플렉서, 3 이상의 필터를 포함하는 멀티플렉서 등을 포함함으로써, 음속이 다른 영역 간의 경계의 음속 구배를 급준하게 할 수 있어, 불요파를 효과적으로 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 따른 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치에 대해, 실시형태 및 그 변형예를 들어 설명했는데, 상기 실시형태 및 변형예에서의 임의의 구성 요소를 조합하여 실현되는 별도의 실시형태나, 상기 실시형태에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해내는 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 본 발명에 따른 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
본 발명은 탄성파 공진자, 필터, 듀플렉서, 멀티밴드 시스템에 적용할 수 있는 멀티플렉서, 프론트 엔드 회로 및 통신 장치로서, 휴대전화기 등의 통신기기에 널리 이용할 수 있다.
1: 탄성파 장치 2: 압전기판
3: IDT 전극 3a1, 3b1: 제1, 제2 버스바
3a2, 3b2: 제1, 제2 전극지 3A: 금속막
3A1: IDT 전극부 4, 5: 반사기
6: 질량 부가막 6a: 중앙부
6b, 6c: 제1, 제2 단부 6d, 6e: 제1, 제2 단면
6A: 금속막 6A1: 질량 부가막부
7, 8: 돌출부 9A~9C: 제1~제3 레지스트 패턴
10B, 10C: 개구부 17, 18: 돌출부
22: 압전박막 23: 저음속막
24: 고음속 부재 201A, 201B: 듀플렉서
202: 안테나 소자 203: RF 신호 처리 회로
211, 212: 필터 214: 로우 노이즈 앰프 회로
221, 222: 필터 224: 로우 노이즈 앰프 회로
225: 스위치 230: 고주파 프론트 엔드 회로
231, 232: 필터 234a, 234b: 파워 앰프 회로
240: 통신 장치 244a, 244b: 파워 앰프 회로

Claims (7)

  1. 압전체와,
    상기 압전체 상에 마련되어 있는 IDT 전극을 포함하고,
    상기 IDT 전극은, 서로 대향하고 있는 제1 버스바(busbar) 및 제2 버스바와, 상기 제1 버스바에 일단(一端)이 접속된 복수개의 제1 전극지(電極指)와, 상기 제2 버스바에 일단이 접속되어 있으면서 상기 복수개의 제1 전극지와 서로 맞물려 있는 복수개의 제2 전극지를 가지면서 상기 제1 전극지와 상기 제2 전극지가 탄성파 전파 방향에서 서로 겹쳐 있는 교차 영역과, 제1 고음속 영역 및 제2 고음속 영역을 가지며,
    상기 교차 영역은 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향의 중앙 측에 위치하는 중앙 영역과, 상기 중앙 영역의 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향의 양측에 배치되어 있으면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 저속인 제1 저음속 영역 및 제2 저음속 영역을 가지며,
    상기 제1 고음속 영역은 상기 제1 버스바와 상기 제1 저음속 영역 사이에 위치하면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 고속인 영역이고,
    상기 제2 고음속 영역은 상기 제2 버스바와 상기 제2 저음속 영역 사이에 위치하면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 고속인 영역이며,
    상기 복수개의 제1 전극지 및 상기 복수개의 제2 전극지에서의 상기 제1 저음속 영역 및 상기 제2 저음속 영역에 위치하는 부분에 질량 부가막이 각각 적층되어 있고,
    상기 제1 전극지가 각각 연장되는 방향을 각각 제1 길이 방향으로 하고, 상기 제2 전극지가 각각 연장되는 방향을 각각 제2 길이 방향으로 했을 때에, 상기 질량 부가막은 각각 상기 제1 길이 방향의 각각에서 또는 상기 제2 길이 방향의 각각에서 중앙에 위치하는 중앙부와, 상기 제1 길이 방향의 각각에서 또는 상기 제2 길이 방향의 각각에서 상기 질량 부가막 각각의 양 단부에 위치하는 제1 단부(端部) 및 제2 단부를 가지며,
    평면에서 봤을 때, 상기 질량 부가막의 치수 중 탄성파 전파 방향을 따르는 치수를 폭으로 하고, 적어도 하나의 상기 질량 부가막에서 상기 중앙부의 폭보다도 상기 제1 단부의 폭 및 상기 제2 단부의 폭이 좁으며, 상기 적어도 하나의 질량 부가막이 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 중 적어도 한쪽으로부터 상기 압전체 측과는 반대 측으로 돌출되어 있는 돌출부를 가지는, 탄성파 장치.
  2. 압전체와,
    상기 압전체 상에 마련되어 있는 IDT 전극을 포함하고,
    상기 IDT 전극은, 서로 대향하고 있는 제1 버스바 및 제2 버스바와, 상기 제1 버스바에 일단이 접속된 복수개의 제1 전극지와, 상기 제2 버스바에 일단이 접속되어 있으면서 상기 복수개의 제1 전극지와 서로 맞물려 있는 복수개의 제2 전극지를 가지면서 상기 제1 전극지와 상기 제2 전극지가 탄성파 전파 방향에서 서로 겹쳐 있는 교차 영역과, 제1 고음속 영역과, 제2 고음속 영역을 가지며,
    상기 교차 영역은 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향의 중앙 측에 위치하는 중앙 영역과, 상기 중앙 영역의 탄성파 전파 방향에 직교하는 방향의 양측에 배치되면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 저속인 제1 저음속 영역 및 제2 저음속 영역을 가지며,
    상기 제1 고음속 영역은 상기 제1 버스바와 상기 제1 저음속 영역 사이에 위치하면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 고속인 영역이고,
    상기 제2 고음속 영역은 상기 제2 버스바와 상기 제2 저음속 영역 사이에 위치하면서 상기 중앙 영역보다도 음속이 고속인 영역이며,
    상기 복수개의 제1 전극지 및 상기 복수개의 제2 전극지에서의 상기 제1 저음속 영역 및 상기 제2 저음속 영역에 위치하는 부분에 질량 부가막이 각각 적층되고,
    상기 제1 전극지가 각각 연장되는 방향을 각각 제1 길이 방향으로 하고, 상기 제2 전극지가 각각 연장되는 방향을 각각 제2 길이 방향으로 했을 때에, 상기 질량 부가막은 각각 상기 제1 길이 방향의 각각에서 또는 상기 제2 길이 방향의 각각에서 중앙에 위치하는 중앙부와, 상기 제1 길이 방향의 각각에서 또는 상기 제2 길이 방향의 각각에서 상기 질량 부가막 각각의 양 단부에 위치하는 제1 단부 및 제2 단부와, 상기 제1 단부에 위치하는 단면인 제1 단면 및 상기 제2 단부에 위치하는 단면인 제2 단면을 가지며,
    적어도 하나의 상기 질량 부가막의 상기 제1 단면과 상기 제2 단면이 상기 질량 부가막의 두께 방향에 대하여 경사져 연장되어 있으며, 상기 적어도 하나의 질량 부가막이 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 중 적어도 한쪽으로부터 상기 압전체 측과는 반대 측으로 돌출되어 있는 돌출부를 가지는, 탄성파 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 질량 부가막의 두께 방향에 대하여 경사져 있는 각도를 경사 각도로 했을 때에, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 중 상기 돌출부가 돌출되는 단부에 위치하는 단면의 경사 각도보다 상기 돌출부의 경사 각도가 작은, 탄성파 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    모든 상기 질량 부가막이 상기 돌출부를 가지는, 탄성파 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 질량 부가막에서의 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 양쪽에 마련되어 있는, 탄성파 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 탄성파 장치와,
    파워 앰프를 포함하는, 고주파 프론트 엔드 회로.
  7. 제6항에 기재된 고주파 프론트 엔드 회로와,
    RF 신호 처리 회로를 포함하는, 통신 장치.
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