KR20160110243A - 음향파 소자들, 안테나 듀플렉서들 및 전자 디바이스들 - Google Patents

Abstract

음향파 소자는, 제1 성분(φ)이 10°≤φ≤50°를 충족하는 오일러 각도들(φ, θ, ψ)을 갖는 리튬 탄탈레이트 기판; 및 리튬 탄탈레이트 기판 상에 배치되고 파장(λ)의 주요 음향파를 여기시키도록 구성되는 전극을 포함하고, 전극은 ρ_M≥ρ_Ti를 충족시키는 밀도(ρ_M)를 가지며, ρ_Ti는 티타늄(Ti)의 밀도를 나타내고, 전극의 두께(h_M)는 0.141×exp(0.075ρ_M)λ≤h_M≤0.134λ를 충족한다. 본 개시내용의 실시예들은 전극의 두께를 최소화하고 스퓨리어스 레일리파 신호를 억제한다.

Description

음향파 소자들, 안테나 듀플렉서들 및 전자 디바이스들{ACOUSTIC WAVE ELEMENTS, ANTENNA DUPLEXERS AND ELECTRONIC DEVICES}

본 개시내용의 양태들 및 실시예들은 일반적으로, 음향파 소자, 음향파 소자를 포함하는 안테나 듀플렉서 또는 다이플렉서, 및 음향파 소자, 안테나 듀플렉서, 또는 다이플렉서를 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다.

종래에, 비누설 전단 수평(shear horizontal)(SH) 파들이 리튬 탄탈레이트(LiTaO₃) 기판을 따라 전파되는 음향파 소자는 이동 통신 디바이스 등을 위한 필터 및 안테나 듀플렉서로 사용되었다. 그러한 음향파 소자에서, SH 파들은 완속 전단 파들(slow shear waves)(SSW)의 속도들보다 더 작도록 SH 파들의 속도들을 구성함으로써 여기되며; 예를 들어, US 2007/0090898(A1)을 참조한다.

그러나, 비누설 SH 파들이 리튬 탄탈레이트 기판을 따라 전파되는 음향파 소자는 상호맞물린 트랜스듀서(interdigitated transducer)(IDT) 전극의 증가된 두께를 필요로 한다. 구체적으로, IDT 전극의 두께는 누설 SH 파들이 전파하는 것을 허용하는 음향파 소자의 IDT 전극의 두께의 두배보다 더 크다. 예를 들어, 몰리브덴(Mo)이 IDT 전극의 재료를 위해 사용될 때, SH 파의 파장 λ에 대한 IDT 전극의 두께 h_M의 비율 h_M/λ는 9.5% 초과에 이를 수 있다. 그러한 IDT 전극의 증가된 두께는 리소그래피 및 다른 공정들에서 처리 제한들을 초래하고 제조 시에 곤란들을 야기할 것이다. 게다가, 리튬 탄탈레이트의 회전 Y 축에 대한 커트 각도(cut angle)는 특정 전기기계 결합 계수 k²를 보장하기 위해 통상의 42°미만으로 억제되어야 한다. 그러한 더 작은 커트 각도는 레일리파(Rayleigh wave)로 인해 스퓨리어스 신호(spurious signal)를 야기할 것이다.

상술한 상황들을 고려하면, 본 개시내용의 실시예들은 비누설 SH 파들이 리튬 탄탈레이트 기판을 따라 전파되지만, IDT 전극의 두께가 최소화될 수 있고 스퓨리어스 레일리파 신호가 억제될 수 있는 음향파 소자뿐만 아니라, 안테나 듀플렉서 또는 다이플렉서, 및 음향파 소자, 안테나 듀플렉서, 또는 다이플렉서를 사용하는 전자 디바이스를 제공한다.

본 개시내용의 일 실시예에 따르면, 음향파 소자는 오일러 각도들(Euler angles)(φ, θ, ψ)을 갖는 리튬 탄탈레이트 기판 - 제1 성분 φ는 10°≤φ≤50°를 충족시킴 -; 및 리튬 탄탈레이트 기판 상에 배치되고 파장 λ를 갖는 주요 음향파를 여기시키도록 구성되는 전극 - 전극은 ρ_M≥ρ_Ti를 충족시키는 밀도 ρ_M를 가지며, ρ_Ti는 티타늄의 밀도를 나타내고 전극은 0.141×exp(-0.075ρ_M)λ≤h_M≤0.134λ를 충족시키는 두께 h_M를 가짐 - 을 포함한다.

일 실시예에서, 각도 θ는 -90°-0.5×(-0.2234ρ_M ²+6.9119ρ_M-8.928)°≤θ≤-90°+0.5×(-0.2234ρ_M ²+6.9119ρ_M-8.928)°를 충족시킬 수 있다. 각도 ψ는 -16°≤ψ≤-2.5°를 충족시킬 수 있다.

본 개시내용의 실시예들에 따르면, 리튬 탄탈레이트 기판 및 전극은 리튬 탄탈레이트 기판과 반대의 온도 계수를 갖는 절연 층이 그 위에 커버될 수 있다. 절연 층은 실리콘 이산화물로 구성될 수 있다. 절연 층의 두께 h_S는 0.08λ≤h_S≤0.55λ를 충족시킬 수 있다.

일부 실시예들에 따르면, 절연 층은 전극의 전극 핑거들의 연장 방향에 수직인 방향을 따라 취해진 단면에서 그 위에 돌출부를 가질 수 있다. 절연 층 내의 돌출부의 높이 h_T는 또한 0≤h_T≤h_M을 충족시킬 수 있으며, h_M은 전극의 두께이다. 일부 실시예들에 따르면, 각도 ψ는 (-371.81h_S ²+36.92h_S+3.53)°≤ψ≤(-371.81h_S ²+36.92h_S+13.53)°를 충족시킬 수 있다.

본 개시내용의 실시예들에 따른 안테나 듀플렉서는 수신 필터 및 송신 필터를 포함하며, 그 중 적어도 하나는 음향파 소자를 포함한다. 제1 주파수 및 제2 주파수는 수신 필터 및 송신 필터를 각각 통과할 수 있다. 본 개시내용의 실시예들에 따른 다이플렉서는 제1 수신 필터 및 제2 수신 필터를 포함하며, 그 중 적어도 하나는 음향파 소자를 포함한다. 제1 수신 필터는 제1 주파수 대역을 수신하도록 구성될 수 있고 제2 수신 필터는 제1 주파수 대역과는 상이한 제2 주파수 대역을 수신하도록 구성될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들에 따른 전자 디바이스는 음향파 소자, 음향파 소자에 연결되는 반도체 소자, 및 반도체 소자에 연결되는 재생 디바이스를 포함한다.

본 개시내용의 실시예들에 따르면, IDT 전극의 두께를 최소화하고 또한 스퓨리어스 레일리파 신호를 억제하는 것이 가능하다. 게다가, 주파수 특성을 개선하고 디바이스를 소형화하는 것이 가능하다.

이들 예시적인 양태들 및 실시예들의 또 다른 양태들, 실시예들, 및 장점들은 아래에 상세히 논의된다. 본원에 개시된 실시예들은 본원에 개시된 원리들 적어도 하나와 일치하는 임의의 방식으로 다른 실시예들과 조합될 수 있고, "하나의 실시예", "일부 실시예들", "대안적인 실시예", "다양한 실시예들", "일 실시예" 등에 대한 참조들은 반드시 상호 배타적인 것은 아니고 설명된 특정 특징, 구조, 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있는 것을 표시하도록 의도된다. 본원에서 그러한 용어들의 출현들은 반드시 동일한 실시예를 모두 언급하는 것은 아니다.

적어도 하나의 실시예의 다양한 양태들은 축척에 따라 도시되도록 의도되지 않는 첨부 도면들을 참조하여 아래에 논의된다. 도면들은 다양한 양태들 및 실시예들의 예시 및 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되고 이의 일부를 구성하지만, 본 발명의 제한들의 정의로서 의도되지 않는다. 도면들에서, 다양한 도면들에 예시되는 각각의 동일한 또는 거의 동일한 구성요소는 유사한 숫자에 의해 표현된다. 명확성의 목적들을 위해, 모든 구성요소가 모든 도면에 라벨링될 수 있는 것은 아니다.
도 1a 및 도 1b는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 음향파 소자의 개략적인 구조를 도시한다.
도 2는 IDT 전극의 정규화 두께의 하한과 밀도 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 3a는 완속 전단 파(SSW) 및 전단 수평(SH) 파에 대한 위상 속도와 각도(φ) 사이의 관계들을 도시하는 그래프이고, 도 3b 및 도 3c는 도 1a 및 도 1b의 실시예에 따른 음향파 소자의 주파수 특성들을 도시하는 그래프들이다.
도 4는 정규화 전기기계 결합 계수 k²와 각도 θ 사이의 관계를 도시한다.
도 5는 IDT 전극의 각도 차이(angular difference) θ_high-θ_low와 밀도 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 6a 및 도 6b는 공진 및 반공진 파워 플로우 각도들(resonant and antiresonant power flow angles)이 제로일 때 각도 θ에 관한 각도 ψ의 종속들을 각각 도시하는 그래프들이다.
도 7a는 도 1a 및 도 1b에 대해 설명된 것과 같은 음향파 소자를 포함하는 안테나 듀플렉서의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이고, 도 7b는 도 1a 및 도 1b에 대해 설명된 것과 같은 음향파 소자를 포함하는 다이플렉서의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 8은 도 1a 및 도 1b에 대해 설명된 것과 같은 음향파 소자를 포함하는 전자 디바이스의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 음향파 소자의 개략적인 구조를 도시한다.
도 10a는 실리콘 이산화물 막의 정규화 두께와 주파수 온도 계수 사이의 관계에서 도 9a 및 도 9b의 실시예에 따른 음향파 소자와 종래 기술의 음향파 소자 사이의 비교 결과를 도시하는 그래프이고, 도 10b 및 도 10c는 도 9a 및 도 9b의 실시예의 2개의 변형들에 따른 음향파 소자들의 개략적인 구조들을 도시한다.
도 11은 도 9a 및 도 9b의 실시예에 따른 음향파 소자의 주파수 특성을 도시하는 그래프이다.
도 12는 스퓨리어스 레일리파 신호 주파수 및 실리콘 이산화물 막의 두께 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 13a는 각도 ψ와 스퓨리어스 레일리파 신호의 세기 사이의 관계를 도시하는 그래프이고, 도 13b는 도 9a 및 도 9b의 실시예에 따른 음향파 소자의 주파수 특성을 도시하는 그래프이다.
도 14는 실리콘 이산화물 막의 두께와 스퓨리어스 레일리파 신호가 억제되는 각도 ψ의 특정 범위에 대한 중심 값 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 15a는 본 개시내용의 양태들에 따른 음향파 소자의 일 실시예를 포함하는 모듈의 일 예의 블록도이고, 도 15b는 본 개시내용의 양태들에 따른 듀플렉서의 일 실시예를 모듈의 일 예의 블록도이고, 도 15c는 본 개시내용의 양태들에 따른 다이플렉서의 일 실시예를 포함하는 모듈의 일 예의 블록도이다.
도 16은 본 개시내용의 양태들에 따른 음향파 소자의 일 실시예를 포함하는 전자 디바이스의 일 예의 블록도이다.
도 17은 본 개시내용의 양태들에 따른 도 7a의 안테나 듀플렉서의 일 실시예를 포함하는 전자 디바이스의 다른 예의 블록도이다.

음향파 소자들의 양태들 및 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 아래에 설명된다. 본원에서 논의되는 방법들 및 장치들의 실시예들은 적용에 있어서 이하의 설명에 진술되거나 첨부 도면들에 예시되는 구성의 상세들 및 구성요소들의 배열에 제한되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 방법들 및 장치들은 다른 실시예들에서 구현할 수 있고 다양한 방식들로 실시되거나 수행될 수 있다. 특정 구현들의 예들은 본원에서 예시적인 목적들만을 위해 제공되고 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 또한, 본원에 사용되는 어법 및 전문용어는 설명을 위한 것이고 제한으로 간주되지 않아야 한다. 본원에서 "포함하는", "구비하는", "갖는", "함유하는", "수반하는", 및 그것의 변형들의 사용은 그 후에 열거되는 항목들 및 그것의 등가물들뿐만 아니라 추가적인 항목들을 포함하는 것으로 의미된다. "또는"에 대한 참조들은 "또는"을 사용하여 설명되는 임의의 용어들이 설명된 용어들 중 하나, 1 초과, 및 전부 중 임의의 것을 표시할 수 있도록 포괄적인 것으로 해석될 수 있다. 전면과 후면, 좌측과 우측, 상단과 하단, 상부와 하부, 및 수직과 수평에 대한 임의의 참조들은 설명의 편의를 위해 의도되며, 본 시스템들 및 방법들 또는 그들의 구성요소들을 임의의 하나의 위치 또는 공간 배향에 제한하도록 의도되지 않는다.

도 1a 및 도 1b는 일반적으로, 본 개시내용의 일 실시예에 따른 음향파 소자(10)의 개략적인 구조를 도시한다. 도 1a는 음향파 소자(10)의 상면도를 도시하고, 도 1b는 도 1a의 라인 PP'를 따라 취해진 음향파 소자(10)의 단면도를 도시한다.

음향파 소자(10)는 오일러 각도들(ψ, θ, φ)에 의해 정의되는 평면을 따라 리튬 탄탈레이트(LiTaO₃)의 단결정을 커팅(cutting)함으로써 제작되는 기판(11)을 포함한다. 비누설 SH 파는 주요 음향파로서 기판(11)의 커트 표면 상에 전파될 수 있다. 기판(11)의 표면에는 상호맞물린 트랜스듀서(IDT) 전극들(12)이 그 위에 제공된다. IDT 전극들(12) 각각은 특정 금속 재료로 이루어지고 파장 λ를 갖는 전단 수평(SH) 파를 여기시키기 위해 특정 방향으로 연장되는 전극 핑거(electrode finger)들을 포함한다.

도 1a 및 도 1b에 예시된 실시예는 티타늄의 밀도 ρ_Ti보다 더 큰 금속의 밀도 ρ_M를 갖는 IDT 전극들(12)을 위한 금속 재료를 사용한다. 따라서, IDT 전극들(12)의 금속의 밀도 ρ_M는 티타늄의 밀도 ρ_Ti에 관한 이하의 수학식 1에 의해 정의될 수 있다:

티타늄의 밀도 ρ_Ti 이상인 밀도를 갖는 금속으로 이루어지는 IDT 전극들(12)은 그것의 두께 h_M를 감소시킬 수 있게 한다. 따라서, IDT 전극들(12)은 리소그래피 및 다른 공정들에 의해 형성될 수 있다.

도 1a 및 도 1b에 예시된 실시예에 따르면, IDT 전극들(12)의 두께 h_M는 IDT 전극들(12)에 의해 여기되는 ST 파의 파장 λ에 관한 이하의 수학식 2에 의해 정의될 수 있다:

IDT 전극들(12)의 두께 h_M가 SH 파의 파장 λ에 의해 정규화되면, 정규화 두께 h는 이하의 수학식 3으로 도입될 것이다:

정규화 두께 h를 사용하면, 상술한 수학식 2는 이하의 수학식 4로 표현될 것이다:

수학식 4는 이하와 같이 획득된다.

도 1a 및 도 1b에 예시된 실시예는 수학식 4, 즉 h≤0.134에 정의된 바와 같은 상한을 정규화 두께 h에 설정할 수 있다. 상한 설정은 형성될 IDT 전극들(12)의 처리를 보장할 수 있다. 따라서, 불충분한 에칭과 같은 처리 결함들은 형성 공정들에서 방지될 것이다.

도 2는 SH 파를 여기시키도록 요구되는 IDT 전극들(12)의 정규화 두께 h의 하한과 각각의 금속 재료들에 대한 IDT 전극들(12)을 구성하는 금속의 밀도 ρ_M 사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 여기서, 완속 전단 파(SSW)가 가장 빠르게 전파되기 때문에, IDT 전극(12)의 두께는 여기될 전단 수평(SH) 파의 속도의 상한이 최대화될 때 최소일 것이다. 상술한 최소 두께를 실현하기 위해, SH 파에 대한 여기 조건은 오일러 각도들의 제2 성분의 각도 θ가 -90°이고 제3 성분의 각도 φ가 30°인 곳에서 획득될 수 있다.

도 2에서, 정규화 두께 h의 값들은 금속 재료들이 여기 조건 하에 IDT 전극들(12)을 위해 사용될 때 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 및 백금(Pt)에 대해 각각 플롯된다. IDT 전극들(12)에 대한 금속의 밀도 ρ_M와 IDT 전극들(12)이 SH 파를 여기시키는데 필요한 정규화 두께 h의 하한 사이의 관계는 이하의 수학식 5로서 각각의 재료들에 대한 값들로 획득될 수 있다:

여기서, 변수들 x 및 y는 도 2에 도시된 바와 같이 수평 축 및 수직 축 각각에 대응한다.

도 1a 및 도 1b에 대해 설명되는 실시예는 정규화 두께 h가 수학식 5에 의해 정의되는 하한 이상으로 보장될 수 있도록 수학식 4, 즉 0.141×exp(-0.075ρ_M)≤h에 따라 하한을 IDT 전극들(12)의 정규화 두께 h에 설정한다. 수학식 5에 표시되는 계수는 퍼센트지로 표현되고 따라서 수학식 4의 100 배인 점이 이해되어야 한다. 따라서, IDT 전극들(12)의 금속의 밀도 ρ_M에 관계없이, 정규화 두께 h가 수학식 4에 따라 하한 이상일 때 SH 파를 여기시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 정규화 두께 h의 하한은 몰리브덴(Mo)으로 이루어지는 IDT 전극들(12)에서 1.5%일 것이다. 알루미늄(Al) 층을 포함하는 IDT 전극들(12)의 전체 두께가 상술한 수학식 4를 충족시키기만 하면 IDT 전극들(12) 상에 Al 층을 더 퇴적하는 것이 가능하다는 점이 이해되어야 한다.

도 1a 및 도 1b에 대해 상기 설명된 실시예에 따른 커트 각도를 정의하는 오일러 각도들(φ, θ, ψ)의 제1 성분의 각도 φ는 이하의 수학식 6에 의해 정의된다:

수학식 6은 이하와 같이 획득된다.

도 3a는 SSW 및 SH 파에 대한 위상 속도와 각도 φ 사이의 관계들을 도시하는 그래프이며, IDT 전극들(12)의 두께는 티타늄(Ti)이 그것의 재료를 위해 사용될 때 상한에 설정된다. 도 3a에서, "a"로 라벨링된 곡선은 SSW의 위상 속도를 나타내는 반면에 "b"로 라벨링된 곡선은 SH 파의 위상 속도를 나타낸다. 위상 속도는 이하에서 속도로만 언급된다는 점이 이해되어야 한다.

비누설 SH 파는 속도가 완속 전단 파(SSW)의 속도 미만일 때 여기된다. 비누설 SH 파는 각도 φ가 수학식 6을 충족시키는 범위에서 SH 파의 속도가 SSW의 속도 이하일 때 여기된다. 다시 말하면, 수학식 6은 여기될 비누설 SH 파의 조건으로부터 획득된다.

도 3b는 각도 φ=10°일 때의 주파수 특성을 도시하는 반면에, 도 3c는 각도 φ=30°일 때의 주파수 특성을 도시한다. 도 3b 및 도 3c에서의 수직 축은 포워드 어드미턴스(Y₂₁)를 나타낸다. φ=10°일 때, 반공진 특성(antiresonant characteristic)은 벌크파로 SH 파의 누설로 인해 저하되는 것으로 보여질 수 있다. 게다가, 스퓨리어스 레일리파 신호는 공진 주파수 근방에서 보여질 수 있다.

다른 한편, φ=30°일 때, 급격한 공진 및 반공진 특성들은 주요 모드 SH 파의 여기로 인하여 SH 파에 대해 보여질 수 있다. 스퓨리어스 레일리파 신호는 φ=10°일 때 억제되어 통과대역 밖의 더 낮은 주파수측으로 시프트된다.

도 1a 및 도 1b의 상기 설명된 실시예에 따른 오일러 각도들(φ, θ, ψ)의 제2 성분의 각도 θ는 이하의 수학식 7에 의해 정의된다:

여기서, ρ_M는 IDT 전극들(12)의 재료에 대한 금속의 밀도이다.

수학식 7은 이하와 같이 획득된다.

예를 들어, IDT 전극들(12)의 재료가 텅스텐(W)일 때, 오일러 각도들의 제2 성분의 각도 θ는 이하의 수학식 8로서 정의된다:

도 4는 정규화 전기기계 결합 계수 k²와 각도 θ 사이의 관계를 도시한다. 정규화 전기기계 결합 계수 k²는 42°회전된 Y 축 상에서 커팅되고 IDT 전극들을 위해 알루미늄(Al)을 사용하는 종래의 리튬 탄탈레이트 기판을 위한 전기기계 결합 계수에 의한 정규화로부터 유도된다.

도 4에서, "a", "b", "c", 및 "d"로 라벨링된 곡선들은 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 및 백금(Pt)에 각각 대응하는 다항식들을 따른다. 도 4에서, 전기기계 결합 계수가 1 이상인 각각의 곡선의 부분, 즉 하한 θ_low에서 상한 θ_high까지의 부분은 종래의 리튬 탄탈레이트 기판에 의해 달성되는 것 이상일 수 있는 전기기계 결합 계수를 획득하는 영역이다. 이러한 영역은 이하의 수학식 9에 의해 정의된다:

도 5는 IDT 전극들(12)에 대한 각도 차이 θ_high-θ_low 및 금속의 밀도 ρ_M의 그래프이다. 구체적으로, 각도 차이들 θ_high-θ_low는 IDT 전극들(12)에 대한 금속의 대응하는 밀도들 ρ_M에 관한 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 및 백금(Pt)에 대해 도 5에 플롯된다.

IDT 전극들(12)에 대한 각도 차이 θ_high-θ_low와 금속의 밀도 ρ_M 사이의 관계는 각각의 재료들에 대한 값들에 맞추는 이하의 수학식 10에 따른 곡선을 따라 존재할 수 있다:

여기서, 변수들 x 및 y는 도 5에 도시된 바와 같이 수평 축 및 수직 축 각각에 대응한다.

상술한 수학식 7은 각도 차이 θ_high-θ_low가 각도 θ=-90°에 대해 대칭으로 범위결정되는 것을 고려하면 수학식 9와 수학식 10의 조합으로부터 유도된다. 각도 θ가 수학식 7에 의해 정의될 때, 전기기계 결합 계수는 42°회전된 Y 축 상에서 커팅되고 IDT 전극들을 위해 알루미늄(Al)을 사용하는 종래의 리튬 탄탈레이트 기판의 것 이상인 것으로 보장된다.

도 1a 및 도 1b의 상기 설명된 실시예에 따른 오일러 각도들(φ, θ, ψ)의 제3 성분의 각도 ψ는 이하의 수학식 11에 의해 정의된다:

수학식 11은 이하와 같이 획득된다.

도 6a 및 도 6b는 공진 및 반공진 파워 플로우 각도들이 텅스텐(W)으로 이루어지는 IDT 전극들(12)에 대해 제로일 때 에 관한 각도 θ의 각도 ψ의 종속들을 각각 도시하는 그래프들이다.

도 6a는 공진 파워 플로우 각도가 제로일 때의 각도 ψ를 도시한다. 각도 φ는 도 3a의 "a" 및 "b"로 라벨링된 곡선들에 분명히 도시된 바와 같이 각도 φ가 각도 φ=30°에 대해 대칭으로 범위결정(range)될 수 있도록 상술한 수학식 6에 따라 범위결정된다. 따라서, 도 6a는 각도들 φ=10°, 20° 및 30°에 각각 대응하는 곡선들 a, b, 및 c를 따라 공진 파워 플로우 각도가 제로일 때의 각도 ψ를 도시한다.

도 6b는 반공진 파워 플로우 각도가 제로일 때 각도 ψ를 도시한다. 도 6a와 유사하게, 도 6b는 또한 반공진 파워 플로우 각도가 각도들 φ=10°, 20° 및 30°에 각각 대응하는 곡선들 a, b, 및 c를 따라 제로일 때 각도 ψ를 도시한다. IDT 전극들(12)이 텅스텐(W)으로 이루어질 때, 각도 θ의 범위는 상술한 수학식 8에 따라 정의된다. 각도 θ의 범위에서, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 공진 또는 반공진 파워 플로우 각도가 제로일 수 있는 각도 ψ의 범위는 도 6a에서 θ=111°일 때 각도 ψ=-16°의 하한을 포함하고 도 6b에서 θ=-90°일 때 각도 ψ=-2.5°의 상한을 포함한다. 따라서, 수학식 11이 획득된다.

따라서, 수학식 11에 의해 각도 ψ를 정의하는 것은 IDT 전극들(12)이 텅스텐(W)으로 이루어질 때 공진 파워 플로우 각도 및 반공진 파워 플로우 각도 중 적어도 하나가 제로로 될 수 있게 한다. 이것은 음향파 소자(10)에 대한 파워 플로우 각도에서 비롯되는 에너지 손실을 감소시킬 수 있다. 여기서, 파워 플로우 각도가 제로인 각도 ψ의 범위의 하한은 도 6a에 도시된 바와 같이 각도 θ의 하한에서 각도 ψ의 값들에 의해 표현된다. 따라서, 상술한 수학식 7에 나타낸 바와 같이 각도 θ가 금속의 밀도 ρ_M에 의존하는 것을 고려하면, 수학식 11에 나타낸 바와 같이 각도 ψ의 범위의 하한은 IDT 전극들(12)의 밀도에 의존할 것이다.

도 7a는 도 1a 및 도 1b에 대해 상기 설명된 것과 같은 음향파 소자를 포함하는 안테나 듀플렉서의 구성을 도시한다. 안테나 듀플렉서(60)는 수신 필터(61) 및 송신 필터(62)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 그 각각은 제1 주파수 및 제2 주파수가 수신 필터 및 송신 필터를 각각 통과할 수 있도록 상기 설명된 바와 같은 음향파 소자(10)를 포함할 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 듀플렉서(60)는 안테나(68)에 결합될 수 있는 안테나 단자로 사용될 수 있는 공통 단자(67), 송신 회로(66)에 결합될 수 있는 송신 단자로 사용될 수 있는 제1 단자(65), 및 수신 회로(64)에 결합될 수 있는 수신 단자로 사용될 수 있는 제2 단자(63)를 포함할 수 있다. 송신 회로(66) 및 수신 회로는 안테나 듀플렉서(60)와 동일한 모듈, 또는 동일한 패키지에 배치될 수 있거나, 안테나 듀플렉서(60)의 외부에 있는 모듈 또는 패키지에 배치될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 음향파 소자(10)는 2개의 주파수 대역들을 갖는 수신 신호들을 분리할 시에 사용되는 다이플렉서와 같은 필터 디바이스에 포함될 수 있다. 음향파 소자(10)의 일 예를 포함하는 다이플렉서(70)의 일 예는 도 7b에 개략적으로 도시된다. 이러한 예에서, 다이플렉서(70)는 상이한 주파수들을 갖는 신호들을 수신하기 위해 안테나(78)에 연결될 수 있는 공통 단자(77)를 포함할 수 있다. 다이플렉서(70)는 제1 수신 필터(71a) 및 제2 수신 필터(71b)를 포함하며, 그 각각은 공통 단자(77)에 연결된다. 본 개시내용의 양태에 따르면, 상기 설명되는 음향파 소자(10)는 제1 수신 필터(71a) 및/또는 제2 수신 필터(71b)에 사용될 수 있다. 다이플렉서(70)는 제1 수신 단자로 사용될 수 있는 제1 단자(73a), 및 제2 수신 단자로 사용될 수 있는 제2 단자(73b)를 더 포함한다. 제1 단자(73a)는 제1 주파수 대역을 수신하도록 구성되는 제1 수신 회로(74a)에 결합될 수 있고, 제2 단자(73b)는 제1 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역을 수신하도록 구성되는 제2 수신 회로(74b)에 결합될 수 있다.

도 8은 도 1a 및 도 1b에 대해 상기 설명된 것과 같은 음향파 소자를 포함하는 전자 디바이스의 구성을 도시한다. 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(100)는 도 1a 및 도 1b에 대해 상기 설명된 바와 같은 음향파 소자(10), 음향파 소자(10)에 연결되는 반도체 소자(80), 및 반도체 소자(80)에 연결되는 재생 디바이스(90)를 포함한다.

상기 논의된 바와 같이, 도 1a 및 도 1b에 대해 상기 설명된 실시예에 따르면, IDT 전극들(12)의 두께 h_M를 최소화하면서 비누설 SH 파를 여기시키는 것이 가능하며, 그 범위는 상술한 수학식 2에 의해 정의된다. 따라서, 종래의 리소그래픽 및 다른 반도체 처리 기술들을 사용하여 IDT 전극들(12)의 형성을 보장할 수 있다. 게다가, 각도 φ가 상술한 수학식 6에 의해 정의되기 때문에 스퓨리어스 레일리파 신호를 억제하고 통과 대역의 밖으로 시프트시키는 것이 가능하다. 따라서, 개선된 필터링 기능은 음향파 소자(10), 안테나 듀플렉서(60)의 수신 필터(61) 및/또는 송신 필터(62), 다이플렉서(70)의 제1 수신 필터(71a) 또는 제2 수신 필터(71b), 또는 전자 디바이스(100)로 달성될 수 있다.

본 개시내용의 추가 양태에 따르면, 다른 실시예에 따른 음향파 소자, 안테나 듀플렉서, 다이플렉서, 및 전자 디바이스가 이제 설명된다.

도 9a 및 도 9b는 일반적으로, 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 음향파 소자(20)의 개략적인 구조를 도시한다. 구체적으로, 도 9a는 음향파 소자(20)의 상면도를 도시하고 도 9b는 도 9a의 라인 PP'를 따라 취해진 음향파 소자(20)의 단면도를 도시한다.

음향파 소자(20)는 기판(21)이 오일러 각도들(φ, θ, ψ)에 의해 정의되는 평면을 따라 리튬 탄탈레이트의 단결정을 커팅함으로써 제작된다는 점에서 도 1a 및 도 1b에 대해 상기 설명된 음향파 소자(10)와 유사하게 구성되고, 각각이 파장 λ를 갖는 음향파를 여기시킬 수 있는 IDT 전극들(22)이 기판(21)의 표면 상에 제공된다. 그러나, 상기 설명된 음향파 소자(10)와 대조적으로, 실시예 2의 음향파 소자(20)는 기판(21)의 표면 상에 형성되는 두께 h_S를 갖는 실리콘 이산화물(SiO₂) 막(25)을 더 포함하며, 그 위에 IDT 전극들(22)이 형성된다. 실리콘 이산화물 막(25)은 투명할 수 있기 때문에, 실리콘 이산화물 막(25)은 도 9a의 상면도에 도시되지 않는 반면에, 그것은 도 9b의 단면도에 도시된다는 점이 이해되어야 한다.

실리콘 이산화물 막(25)은 기판(21)의 표면으로부터 IDT 전극들(22)의 두께 h_M보다 대체로 더 큰 두께 h_S를 갖는다. 게다가, 실리콘 이산화물 막(25)은 그것의 표면(26) 상에 형성된 돌출부들(27)을 포함한다. 돌출부들(27)은 높이 h_T를 갖고, 두께 h_S를 갖는 IDT 전극들(22)의 전극 핑거들 바로 위에 배치된다. 돌출부들(27)은 IDT 전극(22)의 전극 핑거들 위에 돌출된다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 돌출부들(27)은 IDT 전극(22)의 전극 핑거들이 연장되는 방향에 수직인 방향으로의 단면에 나타난다.

본 개시내용의 양태에 따르면, 실리콘 이산화물 막(25)의 두께 h_S는 IDT 전극들(22)의 파장 λ를 사용하는 이하의 수학식 12에 의해 정의된다:

수학식 12는 이하와 같이 유도된다.

도 10a는 파장 λ에 의해 정규화되는 실리콘 이산화물 막(25)의 두께 h_S로부터 유도되는 정규화 두께 h_S/λ와, 주파수 온도 계수(TCF) 사이의 관계에서 도 9a 및 도 9b에 예시된 실시예에 따른 음향파 소자와 종래 기술의 음향파 소자 사이의 비교 결과를 도시하는 그래프이다. 도 10a에서, "a"로 라벨링된 곡선은 돌출부들(27)의 두께 h_T가 도 10b에 도시된 바와 같이 제로이도록 구성될 때의 TCF를 나타낸다. "b"로 라벨링된 곡선은 돌출부들(27)의 두께 h_T가 도 10c에 도시된 바와 같이 IDT 전극들(22)의 두께 h_M이도록 구성될 때의 TCF를 나타낸다. "c"로 라벨링된 라인은 IDT 전극들(22)이 알루미늄(Al)으로 이루어질 때, TCF의 종래의 전형적인 값, 즉 -33 ppm/℃를 나타낸다.

도 10a에 분명히 도시된 바와 같이, TCF는 실리콘 이산화물 막(25)의 두께 h_S가 수학식 12에 의해 정의될 수 있도록 h_S/λ의 8%에서의 -33ppm/℃ 내지 h_S/λ의 55%에서의 0 ppm/℃의 범위에 이른다. 따라서, 수학식 12에 따르면, 종래 기술의 것보다 더 좋은 주파수의 온도 특성이 실현될 수 있다.

이러한 실시예에 따르면, 실리콘 이산화물 막(25)의 돌출부(27)의 높이 h_T는 IDT 전극(22)의 두께 h_M를 사용하는 이하의 수학식 13에 의해 정의된다:

실리콘 이산화물 막(25)의 표면(26)이 평탄하도록 구성될 때, 돌출부(27)의 두께 h_T는 제로가 되도록 최소화된다. 게다가, 돌출부(27)의 높이 h_T는 IDT 전극(22)의 두께 h_M로 최대화된다. 따라서, 실리콘 이산화물 막(25)의 돌출부(27)의 높이 h_T는 수학식 13에 의해 정의되는 범위에 제한된다.

도 9a 및 도 9b에 대해 설명되는 실시예에 따르면, 오일러 각도들의 제3 성분의 각도 ψ는 이하의 수학식 14에 의해 정의된다:

수학식 14는 이하와 같이 획득된다.

도 11은 도 9a 및 도 9b에 대해 설명된 실시예에 따른 음향파 소자(20)의 주파수 특성를 도시하는 그래프이다. 도 12는 스퓨리어스 레일리파 신호 주파수와 실리콘 이산화물 막(25)의 두께 사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 스퓨리어스 레일리파 신호의 정규화 주파수는 실리콘 이산화물 막(25)의 두께 h_S가 더 커짐에 따라 더 커질 수 있다. 따라서, 도 11의 문자 "a"에 의해 지정되는 스퓨리어스 레일리파 신호는 실리콘 이산화물 막(25)의 두께 h_S가 더 커짐에 따라 주요 모드 SH 파의 공진 주파수 및 반공진 주파수에 접근하는 것이 도 11 및 도 12로부터 보여질 수 있다.

도 13a는 각도 ψ와 스퓨리어스 레일리파 신호의 세기 사이의 관계를 도시하는 그래프이고, 도 13b는 도 9a 및 도 9b의 실시예에 따른 음향파 소자(20)의 주파수 특성을 도시하는 그래프이다. 도 13a에 도시된 바와 같이, 정규화 스퓨리어스 신호 세기 (I/I_min)^{- 1}는 문자 "a"에 의해 지정되는 바와 같이 각도 ψ의 특정 범위 내에서 제로로 억제되거나 제로에 가깝게 억제될 수 있다. 도 13a에 도시된 바와 같은 특정 범위 내에서, 도 13b의 주파수 특성에 도시된 바와 같이 공진 및 반공진 주파수들 근방에 스퓨리어스 레일리파 신호가 없으며, 수직 축은 공진 주파수에 기초하여 어드미턴스 특성을 지정한다.

도 14는 실리콘 이산화물 막(25)의 두께 h_S와 스퓨리어스 레일리파 신호가 억제되는 각도 ψ의 특정 범위에 대한 중심 값 사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 특정 범위는 도 13a의 문자 "a"에 의해 지정되는 바와 같은 특정 범위에 대응하며 정규화 스퓨리어스 신호 세기는 제로로 억제되거나 제로에 가깝게 억제될 수 있다. 특정 범위 내에 있는 실리콘 이산화물 막(25)의 두께 h_S에 대한 일부 중심 값들은 도 14에 플롯된다. 이하의 수학식 15는 특정 범위 내에서 실리콘 이산화물 막(25)의 두께 h_S와 중심 값 사이의 관계를 표현하는 값들로부터 획득될 수 있다:

여기서, 변수들 x 및 y는 도 14에 도시된 바와 같이 수평 축 및 수직 축 각각에 대응한다.

수학식 15에 의해 정의되는 특정 범위 내에서 특정 폭을 중심 값들에 설정하는 것은 각도 ψ에 대한 특정 각도 범위를 정의할 수 있다. 예를 들어, 특정 폭이 ± 5°로 설정되면, 각도 ψ에 대한 특정 범위는 상술한 수학식 14에 의해 정의되는 바와 같이 획득될 수 있다. 폭은 ± 5°에 제한되지 않고 도 13a의 문자 "a"에 의해 지정되는 범위와 같은 특정 범위에 기초하여 적절히 결정될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 수학식 14에 따르면, 공진 및 반공진 주파수들 근방에서 스퓨리어스 레일리파 신호를 억제하는 것은 주파수 특성이 개선되도록 실현될 수 있다.

안테나 듀플렉서, 다이플렉서, 및/또는 전자 디바이스는 도 1a 및 도 1b의 음향파 소자(10)에 대해 상기 논의된 것과 동일한 방식으로 도 9a 및 도 9b의 실시예에 대해 상기 설명된 음향파 소자(20)를 사용하여 구성될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 안테나 듀플렉서, 다이플렉서, 및 전자 디바이스는 음향파 소자(10) 대신에 음향파 소자(20)의 사용을 제외하고 도 7a, 도 7b, 및 도 8에 대해 상기 설명된 것들과 유사하다. 게다가, 실리콘 이산화물 막(25)이 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 기판(21) 및 IDT 전극(22) 상에 형성되지만, 실리콘 이산화물 대신에 다른 적절한 재료를 사용하여 절연 층을 형성하는 것이 가능할 수 있다. 그러한 절연 층에 대한 적절한 재료들은 리튬 탄탈레이트 기판과 반대인 주파수 온도 계수를 갖는 것들로부터 선택될 수 있다.

본 개시내용의 실시예들은 이동 통신 디바이스 등에 적용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 음향파 소자(10 또는 20), 음향파 소자(10, 20)를 포함하는 듀플렉서(60) 또는 다이플렉서(70)의 실시예들은 예를 들어 무선 통신 디바이스와 같은 전자 디바이스(100)에 궁극적으로 사용될 수 있는 모듈로 포함되거나 모듈로서 패키징될 수 있다. 도 15a는 음향파 소자(10, 20)를 포함하는 모듈(200)의 일 예를 예시하는 블록도이다. 모듈(200)은 본원에서의 개시내용을 고려하여 반도체 제작의 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있는 바와 같이, 신호 상호연결들을 제공하는 연결성(202), 예를 들어 회로의 패키징을 위한 패키지 기판과 같은 패키징(204), 및 예를 들어 증폭기들, 프리필터들, 변조기들, 복조기들, 다운 컨버터들 등과 같은 다른 회로 다이(206)를 더 포함한다. 도 15b 및 도 15c는 각각 듀플렉서(60) 또는 다이플렉서(70)의 일 실시예를 포함하는 모듈(210, 220)의 다른 예들을 예시하는 블록도들이며, 그 중 어느 하나는 도 7a 및 도 7b을 참조하여 상기 논의된 바와 같이, 음향파 소자(10, 20)의 일 실시예를 포함할 수 있다.

본원에 개시된 예들 및 실시예들에 따른 음향파 소자(10, 20), 듀플렉서(60), 다이플렉서(70), 또는 모듈들(200, 210, 220) 중 어느 것은 통신 또는 무선 디바이스들(예를 들어, 휴대 전화들, 태블릿들 등)과 같은 다양한 전자 디바이스들에 유용할 수 있다.

도 16은 본원에서 논의된 하나 이상의 특징들을 갖는 음향파 소자들(10, 20)을 포함할 수 있는 전자 디바이스(300)의 일 예를 예시하는 블록도이다. 예를 들어, 예시적인 전자 디바이스(300)는 도 1a 내지 도 14 중 어느 것을 참조하여 상기 논의된 원리들 및 장점들 중 어느 것에 따른 음향파 소자(10, 20), 듀플렉서(60), 또는 다이플렉서(70)를 포함할 수 있다. 예시적인 전자 디바이스(300)는 스마트 폰과 같은 이동 전화일 수 있다. 전자 디바이스(300)는 도 16의 예시되지 않은 소자들 및/또는 예시된 소자들의 부조합을 포함할 수 있다. 도 16에 도시된 전자 디바이스(300)는 멀티 대역/멀티 모드 이동 전화와 같은 멀티 대역 및/또는 멀티 모드 디바이스를 나타낼 수 있다. 예로서, 전자 디바이스(300)는 롱텀 에볼루션(Long Term Evolution)(LTE)에 따라 통신하는 무선 디바이스일 수 있다. 이러한 예에서, 전자 디바이스(300)는 LTE 표준에 의해 정의되는 하나 이상의 주파수 대역들에서 동작하도록 구성될 수 있다. 전자 디바이스(300)는 대안으로 또는 추가로 Wi-Fi 표준, 블루투스 표준, 3G 표준, 4G 표준 또는 고급 LTE 표준 중 하나 이상을 포함하지만 이들에 제한되지 않는 하나 이상의 다른 통신 표준들에 따라 통신하도록 구성될 수 있다.

특정 실시예들에서, 전자 디바이스(300)는 음향파 소자(10, 20)의 하나 이상의 실시예들을 포함하고 각각 단자들(65 및 63)을 통해 회로들(320 및 330)에 연결되는 필터링 모듈(310)을 포함할 수 있다. 전자 디바이스는 공통 단자(67)를 통해 필터링 모듈(310)에 연결되는 안테나(340)를 더 포함할 수 있다. 필터링 모듈(310)은 도 15a 내지 도 15c에 대해 상기 논의된 모듈들(200, 210, 또는 220) 중 어느 것을 포함할 수 있다. 회로들(320 및 330)은 안테나(340)를 통해 송신을 위한 RF 신호들을 생성하거나 안테나(340)로부터 착신 신호들을 수신할 수 있는 수신 또는 송신 회로들일 수 있다.

도 17을 참조하면, 하나의 특정 예에서, 도 16의 필터링 모듈(310)은 안테나 듀플렉서 모듈(210)을 포함한다. 이러한 예에서, 전자 디바이스(300)는 안테나 듀플렉서(60), 입력 단자(65)를 통해 안테나 듀플렉서에 연결되는 송신 회로(66), 출력 단자(63)를 통해 안테나 듀플렉서에 연결되는 수신 회로(64), 및 안테나 단자(67)를 통해 안테나 듀플렉서에 연결되는 안테나(340)를 포함할 수 있다. 송신 회로(66) 및 수신 회로(64)는 안테나(340)를 통해 송신을 RF 신호들을 생성할 수 있고 안테나(340)로부터 착신 RF 신호들을 수신할 수 있는 송수신기의 일부일 수 있다.

도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 통신 디바이스(300)는 컨트롤러(350), 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체(360), 적어도 하나의 프로세서(370), 및 배터리(380)를 더 포함할 수 있다.

RF 신호들의 송신 및 수신과 연관되는 다양한 기능성들은 송신 회로(66) 및 수신 회로(64)로서 도 17에 표현되는 하나 이상의 구성요소들에 의해 달성될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 단일 구성요소는 송신 및 수신 기능성들 둘 다를 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 송신 및 수신 기능성들은 개별 구성요소에 의해 제공될 수 있다. 유사하게, RF 신호들의 송신 및 수신과 연관되는 다양한 안테나 기능성들은 안테나(340)로서 도 16 및 도 17에 집합적으로 표현되는 하나 이상의 구성요소들에 의해 달성될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 단일 안테나는 송신 및 수신 기능성들 둘 다를 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 송신 및 수신 기능성들은 개별 안테나들에 의해 제공될 수 있다. 통신 디바이스가 멀티 대역 디바이스인 또 다른 예에서, 통신 디바이스(300)와 연관되는 상이한 대역들에는 상이한 안테나들이 제공될 수 있다.

수신 경로와 송신 경로 사이에서 스위칭을 용이하게 하기 위해, 안테나 듀플렉서(60)는 안테나(340)를 선택된 송신 또는 수신 경로에 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 따라서, 안테나 듀플렉서(60)는 통신 디바이스(300)의 동작과 연관되는 다수의 스위칭 기능성들을 제공할 수 있다. 게다가, 상기 논의된 바와 같이, 안테나 듀플렉서(60)는 RF 신호들의 필터링을 제공하도록 구성되는 송신 필터(62) 및 수신 필터(61)(도 7a 참조)를 포함한다.

도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 특정 실시예들에서, 필터링 모듈(310)(예를 들어, 안테나 듀플렉서 모듈(210)) 및/또는 다른 동작 구성요소(들)의 동작들과 연관되는 다양한 기능성들을 제어하는 컨트롤러(350)가 제공될 수 있다. 특정 실시예들에서, 적어도 하나의 프로세서(370)는 통신 디바이스(300)의 동작을 위해 다양한 프로세스들의 구현을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 프로세서(370)에 의해 수행되는 프로세스는 컴퓨터 프로그램 명령들에 의해 구현될 수 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령들은 머신을 생성하기 위해 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 다른 프로그램가능 데이터 처리 장치일 수 있는 적어도 하나의 프로세서(370)에 제공될 수 있어, 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 데이터 처리 장치의 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행하는 명령들은 통신 디바이스(300)를 동작시키는 메커니즘을 생성한다. 특정 실시예들에서, 이들 컴퓨터 프로그램 명령들은 또한 컴퓨터 판독가능 매체(360)에 저장될 수 있다. 배터리(380)는 예를 들어 리튬 이온 배터리를 포함하는, 통신 디바이스(300)에서의 사용을 위한 임의의 적절한 배터리일 수 있다.

적어도 하나의 실시예의 상기 수개의 양태들을 설명했지만, 다양한 변경들, 수정들, 및 개선들이 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 쉽게 떠오르는 점이 이해되어야 한다. 그러한 변경들, 수정들, 및 개선들은 본 개시내용의 일부이도록 의도되고 본 발명의 범위 내에 있도록 의도된다. 따라서, 상술한 설명 및 도면들은 단지 예시적이고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들의 적절한 구성, 및 그들의 균등물들로부터 결정되어야 한다.

Claims (20)

1. 음향파 소자(acoustic wave element)로서,
   오일러 각도들(Euler angles)(φ, θ, ψ)을 갖는 리튬 탄탈레이트(lithium tantalate) 기판 - 제1 성분 φ는 10°≤φ≤50°를 충족시킴 -; 및
   상기 리튬 탄탈레이트 기판 상에 배치되고 파장 λ의 주요 음향파(main acoustic wave)를 여기(excite)시키도록 구성되는 전극을 포함하고, 상기 전극은 ρ_M≥ρ_Ti을 충족시키는 밀도 ρ_M를 가지며, ρ_Ti는 티타늄(Ti)의 밀도를 나타내고, 상기 전극의 두께 h_M는 0.141×exp(-0.075ρ_M)λ≤h_M≤0.134λ를 충족시키는 음향파 소자.
2. 제1항에 있어서, 제2 성분 θ는 -90°-0.5×(-0.2234ρ_M ²+6.9119ρ_M-8.928)°≤θ≤-90°+0.5×(-0.2234ρ_M ²+6.9119ρ_M-8.928)°를 충족시키는 음향파 소자.
3. 제1항에 있어서, 제3 성분 ψ는 -16°≤ψ≤-2.5°를 충족시키는 음향파 소자.
4. 제1항에 있어서, 상기 리튬 탄탈레이트 기판의 온도 계수와 반대의 온도 계수를 갖는 절연 층을 더 포함하며, 상기 절연 층은 상기 리튬 탄탈레이트 기판 및 상기 전극을 커버하는 음향파 소자.
5. 제4항에 있어서, 상기 절연 층은 실리콘 이산화물로 이루어지는 음향파 소자.
6. 제5항에 있어서, 상기 절연 층은 0.08λ≤h_S≤0.55λ를 충족시키는 두께 h_S를 갖는 음향파 소자.
7. 제4항에 있어서, 상기 절연 층은 상기 전극의 전극 핑거들의 연장 방향에 수직인 방향을 따라 취해진 단면에서 상기 전극 위에 배치되는 돌출부를 포함하는 음향파 소자.
8. 제7항에 있어서, 상기 돌출부의 높이 h_T 및 상기 전극의 두께 h_M는 0≤h_T≤h_M을 충족시키는 음향파 소자.
9. 제4항에 있어서, 제3 성분 ψ는 (-371.81h_S ²+36.92h_S+3.53)°≤ψ≤(-371.81h_S ²+36.92h_S+13.53)°를 충족시키는 음향파 소자.
10. 안테나 듀플렉서로서,
    제1 주파수를 통과시키도록 구성되는 수신 필터; 및
    제2 주파수를 통과시키도록 구성되는 송신 필터
    를 포함하며, 상기 수신 필터 및 상기 송신 필터 중 적어도 하나는 제1항의 음향파 소자를 포함하는 안테나 듀플렉서.
11. 다이플렉서로서,
    제1 주파수 대역을 수신하도록 구성되는 제1 수신 필터; 및
    상기 제1 주파수 대역과는 상이한 제2 주파수 대역을 수신하도록 구성되는 제2 수신 필터
    를 포함하며, 상기 제1 수신 필터 및 상기 제2 수신 필터 중 적어도 하나는 제1항의 음향파 소자를 포함하는 다이플렉서.
12. 제10항의 안테나 듀플렉서 및 제11항의 다이플렉서 중 하나를 포함하는 통신 디바이스.
13. 제12항에 있어서, 상기 통신 디바이스는 이동 전화인 통신 디바이스.
14. 전자 디바이스로서,
    제1항의 음향파 소자;
    상기 음향파 소자에 연결되는 반도체 소자; 및
    상기 반도체 소자에 연결되는 재생 디바이스
    를 포함하는 전자 디바이스.
15. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극은 상호맞물린 전극 핑거들(interdigitated electrode fingers)을 갖는 상호맞물린 트랜스듀서(Interdigitated Transducer)(IDT) 전극인 음향파 소자.
16. 제15항에 있어서, 상기 IDT 전극은 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐 및 백금으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나의 금속을 포함하는 음향파 소자.
17. 제16항에 있어서, 상기 IDT 전극 상에 알루미늄 층이 퇴적되는 음향파 소자.
18. 제17항에 있어서, 상기 IDT 전극의 두께 h_M는 상기 IDT 전극의 두께 및 상기 알루미늄 층의 두께를 포함하는 음향파 소자.
19. 제16항에 있어서, 제2 성분 θ는 -111°≤θ≤-69°를 충족시키는 음향파 소자.
20. 제19항에 있어서, 상기 IDT 전극은 텅스텐을 포함하는 음향파 소자.

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