KR20220112806A - 탄성파 디바이스 및 그것을 포함한 래더형 필터 - Google Patents
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Abstract
탄성파 디바이스(100)는 기판(105)과, 제1 공진자(101) 및 제2 공진자(102)와, 공용 반사기(REF12)를 포함한다. 제2 공진자는 제1 공진자에 인접하여 배치되고, 제1 공진자와 주파수 특성이 다르다. 제1 공진자는 제1 IDT 전극(IDT1)을 포함한다. 제2 공진자는 제2 IDT 전극(IDT2))을 포함한다. 공용 반사기는 제1 공진자 및 제2 공진자와 동일하거나 제1 공진자 및 제2 공진자 사이의 주파수 특성을 가진다. 제1 공진자의 고차 모드 주파수와 제2 공진자의 고차 모드 주파수 사이의 차는 일치한다. 공용 반사기의 전극지가 짝수인 경우, 제1 IDT 전극 및 제2 IDT 전극의 공용 반사기에 대향하는 전극지는 동일한 극성이다. 공용 반사기의 전극지가 홀수인 경우, 제1 IDT 전극 및 제2 IDT 전극의 공용 반사기에 대향하는 전극지는 반대의 극성이다.
Description
본 개시는 탄성파 디바이스 및 그것을 포함한 래더형 필터에 관한 것이고, 보다 특정적으로는 탄성파 디바이스를 소형화하기 위한 기술에 관한 것이다.
일본 공개특허공보 특개평10-303691호(특허문헌 1)에는 복수개의 탄성 표면파(Surface Acoustic Wave: SAW) 공진자에 의해 구성된 필터 장치가 개시되어 있다. 일반적으로, 이와 같은 필터 장치에서는 탄성 표면파 공진자에서 전파되는 신호가 공진자로부터 누출되는 것을 억제하기 위해, 탄성 표면파 공진자를 형성하는 IDT(Interdigital Transducer) 전극의 양단에 반사기가 배치된다.
상기와 같은 탄성 표면파 공진자를 이용한 필터 장치는 예를 들면, 휴대전화 혹은 스마트폰으로 대표되는 휴대단말에 이용되는 경우가 있다. 휴대단말에서는 소형화 및 박형화의 요구가 여전히 높고, 그에 따라 필터 장치와 같은, 상기 휴대단말을 구성하는 기기에 대해서도 한층 더한 소형화 및 저배화(低背化)가 요구되고 있다.
이와 같은 과제에 대하여, 예를 들면 일본 공개특허공보 특개2002-176335호(특허문헌 2)에서는 인접하는 탄성 표면파 공진자에 대해 IDT 전극 간에 배치되는 반사기를 공용함으로써 탄성파 디바이스 전체의 소형화를 도모하는 구성이 제안되어 있다.
한편으로, 탄성파 디바이스에서는 통과 대상으로 하는 주파수 대역(통과 대역에 기여하는 진동 모드를 메인 모드로 함)과는 다른 주파수의 고차 모드 스퓨리어스(spurious)가 생기는 경우가 있다. 이 고차 모드 스퓨리어스는 반사기에 의해 제거할 수 없는 경우가 있고, 그와 같은 경우에는 인접하는 탄성파 공진자에 대하여 상기 고차 모드의 신호에 의한 영향이 생길 수 있다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은 복수개의 공진자에 의해 형성되는 탄성파 디바이스에서, 디바이스의 고차 모드 스퓨리어스 영향을 저감하면서 소형화를 실현하는 것이다.
본 개시의 제1 국면에 따른 탄성파 디바이스는 압전층을 가지는 기판과, 상기 기판 상에 배치된 제1 공진자 및 제2 공진자와, 공용 반사기를 포함한다. 제2 공진자는 상기 기판 상에서 제1 공진자에 인접하여 배치되고, 제1 공진자와 주파수 특성이 다르다. 공용 반사기는 상기 기판 상에서 제1 공진자와 제2 공진자 사이에 배치된다. 제1 공진자는 전극지(電極指)가 제1 피치로 형성된 제1 IDT 전극을 포함한다. 제2 공진자는 전극지가 제2 피치로 형성된 제2 IDT 전극을 포함한다. 공용 반사기의 저지역(沮止域)의 하한 주파수는 제1 공진자의 저지역의 하한 주파수와 제2 공진자의 저지역의 하한 주파수와 동일하거나 제1 공진자의 저지역의 하한 주파수와 제2 공진자의 저지역의 하한 주파수 사이에 있다. 공용 반사기의 저지역의 상한 주파수는 제1 공진자의 저지역의 상한 주파수와 제2 공진자의 저지역의 상한 주파수와 동일하거나 제1 공진자의 저지역의 상한 주파수와 제2 공진자의 저지역의 상한 주파수 사이에 있다. 제1 공진자의 고차 모드 주파수는 제2 공진자의 고차 모드 주파수와 일치한다. 공용 반사기의 전극지의 수가 짝수인 경우, 제1 IDT 전극에서 공용 반사기에 대향하는 전극지는 제2 IDT 전극에서 공용 반사기에 대향하는 전극지와 동일한 극성이다. 공용 반사기의 전극지의 수가 홀수인 경우, 제1 IDT 전극에서 공용 반사기에 대향하는 전극지는 제2 IDT 전극에서 공용 반사기에 대향하는 전극지와 반대의 극성이다.
본 개시의 제2 국면에 따른 탄성파 디바이스는 압전층을 가지는 기판과, 상기 기판 상에 배치된 제1 공진자 및 제2 공진자와, 공용 반사기를 포함한다. 제2 공진자는 상기 기판 상에서 제1 공진자에 인접하여 배치되고, 제1 공진자와 주파수 특성이 다르다. 공용 반사기는 상기 기판 상에서 제1 공진자와 제2 공진자 사이에 배치된다. 제1 공진자는 전극지가 제1 피치로 형성된 제1 IDT 전극을 포함한다. 제2 공진자는 전극지가 제2 피치로 형성된 제2 IDT 전극을 포함한다. 제1 공진자 및 제2 공진자의 메인 모드는 압전층 두께의 증가에 대하여 공진 주파수가 증가하는 진동 모드이다. 공용 반사기, 제1 공진자 및 제2 공진자에 대해 전극지의 피치, 전극지의 듀티, 전극지의 두께, 및 압전층의 두께의 역수를 곱한 값을 각각 제1 값, 제2 값 및 제3 값으로 한 경우, 제1 값은 제2 값과 제3 값과 동일하거나 제2 값과 제3 값 사이에 있다. 제1 공진자의 고차 모드 주파수는 제2 공진자의 고차 모드 주파수와 일치한다. 공용 반사기의 전극지의 수가 짝수인 경우, 제1 IDT 전극에서 공용 반사기에 대향하는 전극지는 제2 IDT 전극에서 공용 반사기에 대향하는 전극지와 동일한 극성이다. 공용 반사기의 전극지의 수가 홀수인 경우, 제1 IDT 전극에서 공용 반사기에 대향하는 전극지는 제2 IDT 전극에서 공용 반사기에 대향하는 전극지와 반대의 극성이다.
본 개시의 제3 국면에 따른 탄성파 디바이스는 압전층을 가지는 기판과, 상기 기판 상에 배치된 제1 공진자 및 제2 공진자와, 공용 반사기를 포함한다. 제2 공진자는 상기 기판 상에서 제1 공진자에 인접하여 배치되고, 제1 공진자와 주파수 특성이 다르다. 공용 반사기는 상기 기판 상에서 제1 공진자와 제2 공진자 사이에 배치된다. 제1 공진자는 전극지가 제1 피치로 형성된 제1 IDT 전극을 포함한다. 제2 공진자는 전극지가 제2 피치로 형성된 제2 IDT 전극을 포함한다. 제1 공진자 및 제2 공진자의 메인 모드는 압전층 두께의 증가에 대하여 공진 주파수가 감소하는 진동 모드이다. 공용 반사기, 제1 공진자 및 제2 공진자에 대해 전극지의 피치, 전극지의 듀티, 전극지의 두께, 및 압전층의 두께를 곱한 값을 각각 제4 값, 제5 값 및 제6 값으로 한 경우, 제4 값은 제5 값과 제6 값과 동일하거나 제5 값과 제6 값 사이에 있다. 제1 공진자의 고차 모드 주파수는 제2 공진자의 고차 모드 주파수와 일치한다. 공용 반사기의 전극지의 수가 짝수인 경우, 제1 IDT 전극에서 공용 반사기에 대향하는 전극지는 제2 IDT 전극에서 공용 반사기에 대향하는 전극지와 동일한 극성이다. 공용 반사기의 전극지의 수가 홀수인 경우, 제1 IDT 전극에서 공용 반사기에 대향하는 전극지는 제2 IDT 전극에서 공용 반사기에 대향하는 전극지와 반대의 극성이다.
본 개시에 따른 탄성파 디바이스에 따르면, 각각이 IDT 전극을 포함하는 2개의 탄성파 공진자(제1 공진자, 제2 공진자) 사이에 쌍방의 반사기로서 기능하는 공용 반사기가 배치된다. 그리고 상기 공용 반사기는 제1 공진자의 주파수 특성과 제2 공진자의 주파수 특성 사이의 주파수 특성을 가진다. 그리고 공용 반사기의 전극지의 수가 짝수인 경우에는 2개의 공진자의 공용 반사기에 대향하는 전극지가 서로 동일한 극성이 되도록 배치되고, 공용 반사기의 전극지의 수가 홀수인 경우에는 2개의 공진자의 공용 반사기에 대향하는 전극지가 서로 반대의 극성이 되도록 배치된다. 이와 같은 구성으로 함으로써 각 공진자에서 생기는 고차 모드 스퓨리어스끼리가 상쇄되기 때문에, 탄성파 디바이스에서 고차 모드 스퓨리어스 영향을 저감하면서 소형화를 실현할 수 있다.
도 1은 본 실시형태 1에 따른 탄성파 디바이스에 의해 형성되는 필터 장치의 회로 구성이다.
도 2는 본 실시형태 1에 따른 탄성파 디바이스에서 공용 반사기가 형성된 부분의 구성을 설명하기 위한 윗면도이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 탄성파 디바이스의 단면도이다.
도 4는 비교예의 탄성파 디바이스의 윗면도이다.
도 5는 실시형태 1의 탄성파 디바이스의 주파수 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 공용 반사기의 전극지가 홀수인 경우의 탄성파 디바이스의 윗면도이다.
도 7은 공용 반사기의 전극지가 짝수인 경우의 탄성파 디바이스의 윗면도이다.
도 8은 고차 모드 스퓨리어스가 저감되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 신호의 유효 전파 거리와 허용 주파수 차의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 변형예의 탄성파 디바이스의 윗면도이다.
도 11은 공진자의 구조 파라미터에 대한 고차 모드의 주파수 감도비를 나타내는 도면이다.
도 12는 실시형태 2의 제1 예에 따른 탄성파 디바이스의 단면도이다.
도 13은 메인 모드 및 고차 모드에서의 압전층막 두께와 판파 음속의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 제1 예에 따른 탄성파 디바이스의 실시예와 비교예의 사양을 나타내는 도면이다.
도 15는 실시형태 2의 제2 예에 따른 탄성파 디바이스의 단면도이다.
도 16은 고차 모드 주파수와 IDT 전극의 듀티의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 제2 예에 따른 탄성파 디바이스의 실시예와 비교예의 사양을 나타내는 도면이다.
도 18은 실시형태 2의 제3 예에 따른 탄성파 디바이스의 단면도이다.
도 19는 고차 모드 주파수와 IDT 전극의 막 두께의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 제3 예에 따른 탄성파 디바이스의 실시예와 비교예의 사양을 나타내는 도면이다.
도 21은 실시형태 2의 제4 예에 따른 탄성파 디바이스의 단면도이다.
도 22는 유전체층의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 실시형태 1에 따른 탄성파 디바이스에서 공용 반사기가 형성된 부분의 구성을 설명하기 위한 윗면도이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 탄성파 디바이스의 단면도이다.
도 4는 비교예의 탄성파 디바이스의 윗면도이다.
도 5는 실시형태 1의 탄성파 디바이스의 주파수 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 공용 반사기의 전극지가 홀수인 경우의 탄성파 디바이스의 윗면도이다.
도 7은 공용 반사기의 전극지가 짝수인 경우의 탄성파 디바이스의 윗면도이다.
도 8은 고차 모드 스퓨리어스가 저감되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 신호의 유효 전파 거리와 허용 주파수 차의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 변형예의 탄성파 디바이스의 윗면도이다.
도 11은 공진자의 구조 파라미터에 대한 고차 모드의 주파수 감도비를 나타내는 도면이다.
도 12는 실시형태 2의 제1 예에 따른 탄성파 디바이스의 단면도이다.
도 13은 메인 모드 및 고차 모드에서의 압전층막 두께와 판파 음속의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 제1 예에 따른 탄성파 디바이스의 실시예와 비교예의 사양을 나타내는 도면이다.
도 15는 실시형태 2의 제2 예에 따른 탄성파 디바이스의 단면도이다.
도 16은 고차 모드 주파수와 IDT 전극의 듀티의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 제2 예에 따른 탄성파 디바이스의 실시예와 비교예의 사양을 나타내는 도면이다.
도 18은 실시형태 2의 제3 예에 따른 탄성파 디바이스의 단면도이다.
도 19는 고차 모드 주파수와 IDT 전극의 막 두께의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 제3 예에 따른 탄성파 디바이스의 실시예와 비교예의 사양을 나타내는 도면이다.
도 21은 실시형태 2의 제4 예에 따른 탄성파 디바이스의 단면도이다.
도 22는 유전체층의 변형예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 개시의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 한편, 도면 중 동일하거나 상당하는 부분에는 동일한 부호를 붙여 그 설명은 반복하지 않는다.
[실시형태 1]
(필터 장치의 구성)
도 1은 실시형태 1에 따른 탄성파 디바이스에 의해 형성되는 필터 장치(10)의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 필터 장치(10)는 예를 들면, 통신 장치의 송신 측 회로에 이용되는 필터 장치이며, 송신용 단자(TX)와 안테나 단자(ANT) 사이에 접속된 래더형 필터이다. 필터 장치(10)는 송신용 단자(TX)에서 받은 신호를 필터링하여 안테나 단자(ANT)로부터 출력한다.
필터 장치(10)는 송신용 단자(TX)와 안테나 단자(ANT) 사이에 직렬 접속된 직렬암(serial arm) 공진부(S1~S5)와 병렬암(parallel arm) 공진부(P1~P4)를 포함한다. 직렬암 공진부(S1~S5) 및 병렬암 공진부(P1~P4)의 각 공진부는 적어도 하나의 탄성파 공진자를 포함하여 구성된다. 도 1의 예에서는 직렬암 공진부(S1, S5) 및 병렬암 공진부(P1~P4)의 각 공진부는 하나의 탄성파 공진자로 구성되고, 직렬암 공진부(S2~S4)의 각 공진부는 2개의 탄성파 공진자로 구성된다. 직렬암 공진부(S2)는 직렬 접속된 탄성파 공진자(S21, S22)를 포함하여 구성된다. 직렬암 공진부(S3)는 직렬 접속된 탄성파 공진자(S31, S32)를 포함하여 구성된다. 직렬암 공진부(S4)는 직렬 접속된 탄성파 공진자(S41, S42)를 포함하여 구성된다. 한편, 각 공진부에 포함되는 탄성파 공진자의 수는 이에 한정되지 않고, 필터 장치의 특성에 맞추어 적절히 선택된다. 탄성파 공진자로는 탄성 표면파(SAW) 공진자를 이용할 수 있다.
병렬암 공진부(P1)의 일방단(一方端)은 직렬암 공진부(S1)와 직렬암 공진부(S2) 사이의 접속점과 접속되고, 타방단(他方端)은 접지 전위(GND)에 접속되어 있다. 병렬암 공진부(P2)의 일방단은 직렬암 공진부(S2)와 직렬암 공진부(S3) 사이의 접속점과 접속되고, 타방단은 접지 전위(GND)에 접속되어 있다. 병렬암 공진부(P3)의 일방단은 직렬암 공진부(S3)와 직렬암 공진부(S4) 사이의 접속점과 접속되고, 타방단은 접지 전위(GND)에 접속되어 있다. 병렬암 공진부(P4)의 일방단은 직렬암 공진부(S4)와 직렬암 공진부(S5) 사이의 접속점과 접속되고, 타방단은 접지 전위(GND)에 접속되어 있다.
(탄성파 디바이스의 구성)
다음으로, 도 2 및 도 3을 이용하여 본 실시형태 1에 따른 탄성파 디바이스(100)의 기본 구성에 대해 설명한다. 도 2는 탄성파 디바이스(100)에서 인접 공진자 사이에 공용 반사기가 형성되는 부분의 윗면도이다. 또한, 도 3은 인접 공진자 사이의 부분 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 탄성파 디바이스(100)는 인접한 2개의 탄성파 공진자(101)(제1 공진자) 및 탄성파 공진자(102)(제2 공진자)와 공용 반사기(REF12)를 포함한다. 탄성파 디바이스(100)에 포함되는 탄성파 공진자(101, 102)는 도 1에서 설명한 필터 장치(10)에서의, 직렬암 공진부(S1~S5) 및 병렬암 공진부(P1~P4) 중 어느 하나에 포함되는 공진자에 대응한다.
탄성파 공진자(101, 102)는 IDT 전극을 포함하여 구성되는 SAW 공진자이다. 구체적으로는 탄성파 공진자(101)는 IDT 전극(IDT1)과, IDT 전극(IDT1)의 양단에 배치된 반사기(REF1-1, REF1-2)를 포함한다. 탄성파 공진자(102)는 IDT 전극(IDT2)과, IDT 전극(IDT2)의 양단에 배치된 반사기(REF2-1, REF2-2)를 포함한다.
IDT 전극은 전극지가 소정 간격으로 버스바(busbar)에 배치된 2개의 빗살 형상 전극을 대향시킨 구성을 가진다. 탄성파 공진자(101)의 IDT 전극(IDT1)은 버스바(210)(제1 버스바) 및 버스바(211)(제2 버스바)를 포함하고, 탄성파 공진자(102)의 IDT 전극(IDT2)은 버스바(220)(제3 버스바) 및 버스바(221)(제4 버스바)를 포함한다.
IDT 전극에서는 대향하는 전극지의 연장방향에 직교하는 방향으로 탄성 표면파가 전파한다. 반사기는 IDT 전극의 단부(端部)로부터 누출된 탄성 표면파를 반사하여 IDT 전극 내에 가두기 위해 이용된다. 이로써, 탄성파 공진자의 Q값을 높일 수 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 각 탄성파 공진자의 구성하는 IDT 전극 및 반사기는 압전층(110)을 가지는 기판(105) 상에 형성되어 있다. 기판(105)은 압전층(110)에 추가로 저음속층(121), 고음속층(122) 및 지지층(130)을 포함한다.
지지층(130)은 예를 들면 실리콘(Si)으로 형성된 반도체 기판이다. 지지층(130) 상에는 도 3의 Z축의 정방향을 향해 고음속층(122), 저음속층(121) 및 압전층(110)이 순서대로 적층되어 있다.
압전층(110)은 예를 들면, 탄탈산리튬(LiTaO3) 또는 니오브산리튬(LiNbO3)과 같은 압전 단결정 재료, 혹은 질화알루미늄(AlN), LiTaO3 또는 LiNbO3으로 이루어지는 압전 적층 재료에 의해 형성된다. 압전층(110)의 윗면(Z축의 정방향의 면)에는 기능 소자인 IDT 전극 및 반사기가 형성되어 있다. 한편, 도 3의 예에서는 압전층(110)으로서 탄탈산리튬(LT)이 사용되었다.
IDT 전극 및 반사기는 예를 들면 알루미늄, 구리, 은, 금, 티탄, 텅스텐, 백금, 크롬, 니켈, 몰리브덴 중 적어도 1종으로 이루어지는 단체(單體) 금속, 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 등의 재료로 형성되어 있다.
저음속층(121)은 상기 저음속층(121)을 전파하는 벌크파 음속이 압전층(110)을 전파하는 벌크파 음속보다도 저속인 재료로 형성되어 있다. 도 3의 예에서는 저음속층(121)은 이산화규소(SiO2)로 형성되어 있다. 그러나 저음속층(121)은 이산화규소에 한정되지 않고, 예를 들면 유리, 산질화실리콘, 산화탄탈 등의 다른 유전체, 혹은 이산화규소에 불소, 탄소, 붕소 등을 첨가한 화합물 등으로 형성되어도 된다.
또한, 고음속층(122)은 상기 고음속층(122)을 전파하는 벌크파 음속이 압전층(110)을 전파하는 탄성파 음속보다도 고속인 재료로 형성되어 있다. 도 3의 예에서는 고음속층(122)은 질화규소(SiN)로 형성되어 있다. 그러나 고음속층(122)은 질화규소에 한정되지 않고, 질화알루미늄, 산화알루미늄(알루미나), 산질화규소, 탄화규소, 다이아몬드 라이크 카본(DLC), 다이아몬드 등의 재료로 형성되어도 된다.
압전층(110)의 하방에 저음속층(121) 및 고음속층(122)을 적층하는 구성으로 함으로써, 저음속층(121) 및 고음속층(122)은 반사층(미러층)(120)으로서 기능한다. 즉, 압전층(110)으로부터 지지층(130) 방향으로 누설된 탄성 표면파는 전파하는 음속의 차에 의해 고음속층(122)으로 반사되고, 저음속층(121) 내에 갇힌다. 이와 같이, 반사층(120)에 의해 전파되는 탄성 표면파의 음향 에너지의 손실이 억제되기 때문에, 효율적으로 탄성 표면파를 전파할 수 있다. 한편, 도 3에서는 반사층(120)으로서 저음속층(121) 및 고음속층(122)이 각각 1층 형성되는 예에 대해 설명했는데, 반사층(120)은 복수개의 저음속층(121) 및 고음속층(122)이 교대로 배치된 구성이어도 된다.
다시 도 2를 참조하여, 탄성파 공진자(101)의 반사기(REF1-1)는 IDT 전극(IDT1)에서의 탄성파 공진자(102) 측 단부를 면하여 배치되어 있다. 반사기(REF1-2)는 IDT 전극(IDT1)에 대하여 반사기(REF1-1)와 반대 측 단부를 면하여 배치되어 있다. 반사기(REF1-1, REF1-2)의 전극지는 IDT 전극(IDT1)의 전극지와 동일한 피치로 형성되어 있다.
또한, 탄성파 공진자(102)의 반사기(REF2-1)는 IDT 전극(IDT2)에서의 탄성파 공진자(101) 측 단부를 면하여 배치되어 있다. 반사기(REF2-2)는 IDT 전극(IDT2)에 대하여, 반사기(REF2-1)와 반대 측 단부를 면하여 배치되어 있다. 반사기(REF2-1, REF2-2)의 전극지는 IDT 전극(IDT2)의 전극지와 동일한 피치로 형성되어 있다.
공용 반사기(REF12)는 탄성파 공진자(101)의 반사기(REF1-1) 및 탄성파 공진자(102)의 반사기(REF2-1) 사이에 배치된다. 반사기(REF1-1)의 전극지 수와 공용 반사기(REF12)의 전극지 수의 합은 반사기(REF1-2)의 전극지 수와 동일한 수로 설정된다. 마찬가지로, 반사기(REF2-1)의 전극지 수와 공용 반사기(REF12)의 전극지 수의 합은 반사기(REF2-2)의 전극지 수와 동일한 수로 설정된다. 공용 반사기(REF12)의 전극지 길이는 탄성파 공진자(101) 및 탄성파 공진자(102)에 포함되는 IDT 전극에서의 전극지의 교차 폭 이상의 길이로 되어 있다.
공용 반사기(REF12)의 주파수 특성은 탄성파 공진자(101)의 주파수 특성 및 탄성파 공진자(102)의 주파수 특성 사이의 중간적인 주파수 특성을 가진다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 공용 반사기(REF12)는 탄성파 공진자(101) 및 탄성파 공진자(102) 쌍방의 반사기로서 기능한다.
실시형태 1에서는 공용 반사기(REF12)의 전극지의 적어도 일부를, 탄성파 공진자(101)에서의 IDT 전극(IDT1) 및 반사기(REF1-1, REF1-2)의 전극지의 피치(제1 피치: PT1)와, 탄성파 공진자(102)에서의 IDT 전극(IDT2) 및 반사기(REF2-1, REF2-2)의 전극지의 피치(제2 피치: PT2) 사이의 피치로 형성함으로써 중간적인 주파수 특성을 실현하고 있다. 여기서 전극지의 피치란, 인접하는 전극지의 중심 간 거리이다.
한편, 주파수 특성은 각 공진자 및 반사기에 접속되는 배선을 최대한 포함하지 않는 상태에서 네트워크 애널라이저에 접속된 컨택트 핀을 접촉시킴으로써 측정할 수 있다.
한편, 공용 반사기(REF12)에서는 전극지 전체가 중간적인 피치로 형성되어도 되고, 탄성파 공진자(101)로부터 탄성파 공진자(102)를 향해 서서히 피치가 변경되는 구성이어도 된다. 또한, 탄성파 공진자(101)로부터 탄성파 공진자(102)를 향해 단계적으로 피치가 변경되는 구성이어도 된다.
탄성파 공진자(101)에서의 반사기(REF1-1) 및 탄성파 공진자(102)에서의 반사기(REF2-1)는 반드시 필수는 아니며, 탄성파 공진자(101)의 IDT 전극(IDT1)과 탄성파 공진자(102)의 IDT 전극(IDT2) 사이에 공용 반사기(REF12)만 배치되는 구성이어도 된다. 이 경우, 공용 반사기(REF12)의 전극지 수는 반사기(REF1-2) 및 반사기(REF2-2)의 전극지 수와 동일하게 하는 것이 바람직하다.
도 4는 비교예의 탄성파 디바이스(100#)에서의 인접 공진자의 윗면도이다. 탄성파 디바이스(100#)는 인접한 2개의 탄성파 공진자(101#, 102#)를 포함한다. 탄성파 디바이스(100#)에서는, 각 탄성파 공진자에서는 IDT 전극의 양단에 동일한 형상의 반사기(REF1-2, REF2-2)가 배치되어 있다. 즉, 각 탄성파 공진자에서 양단에 배치되는 반사기의 전극지 수는 동일하다. 따라서, 예를 들면, 반사기(REF1-2, REF2-2) 각각의 전극지 수가 20개인 경우, 2개의 IDT 전극 사이에 배치되는 반사기의 전극지의 총수는 40개이다.
한편, 실시형태 1의 탄성파 디바이스(100)에서는 예를 들면, 각 반사기(REF1-1, REF2-1)의 전극지 수를 8개로 하고 공용 반사기(REF12)의 전극지 수를 12개로 하면, 반사기(REF1-1) 및 공용 반사기(REF12)의 전극지의 총수, 그리고 반사기(REF2-1) 및 공용 반사기(REF12)의 전극지의 총수는 각각 20개가 되어, 반사기(REF1-2, REF2-2)의 전극지 수와 동일한 수가 된다. 그러나 2개의 IDT 전극 사이에 배치되는 반사기의 전극지의 총수는 28개(8+12+8)로 적어진다. 따라서, 각 탄성파 공진자에 대하여 반사기로서 기능하는 전극지의 수를 유지하여 반사율의 저하를 억제하면서, 2개의 IDT 전극 사이의 간격을 좁게 할 수 있다. 이로써, 비교예의 탄성파 디바이스(100#)와 비교하여 탄성파 디바이스(100)를 소형화할 수 있다.
탄성파 디바이스에서는 통과 대상인 주파수 대역(메인 모드)보다도 높은 주파수의 고차 모드 스퓨리어스가 생기는 경우가 있다. 탄성파 디바이스에서는 일반적으로 메인 모드의 주파수 대역 신호에 대한 반사 계수가 커지도록 반사기가 설계된다. 그러나 고차 모드의 주파수 대역에 대한 반사 계수에 대해서는 반드시 크게 할 수 있는 것은 아니며, 그 때문에 고차 모드 스퓨리어스는 반사기에 의해 충분히 제거될 수 없는 경우가 생길 수 있다. 그러면, 인접하는 탄성파 공진자에 대하여 상기 고차 모드 스퓨리어스에 의한 영향이 생기고, 필터 특성에 리플(ripple)이 생길 가능성이 있다.
따라서, 본 실시형태 1에 따른 탄성파 디바이스에서는 공용 반사기를 통해 인접하는 탄성파 공진자의 고차 모드의 주파수 대역을 대략 일치시킴과 함께, 각 탄성파 공진자로부터 발생하는 고차 모드의 신호의 위상을 서로 반전시키는 구성을 채용한다. 일반적으로 복수개의 고차 모드가 발생하지만, 여기서는 상기 복수개의 고차 모드 중 적어도 하나의 고차 모드의 주파수 대역을 일치시켰다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 반사기로부터 누출되는 고차 모드 스퓨리어스끼리가 상쇄되기 때문에, 고차 모드 스퓨리어스에 의한 영향을 저감할 수 있다.
도 5를 이용하여, 인접하는 탄성파 공진자에서 공용 반사기를 이용하는 경우의 반사 특성에 대해 설명한다. 도 5(a), (b) 각각에서는 상단에 반사기의 반사 계수의 주파수 특성이 도시되고, 하단에 공진자의 임피던스의 주파수 특성이 도시되어 있다. 도 5에서 실선(LN50) 및 실선(LN60)은 직렬암 공진자를 나타내고, 파선(LN51) 및 파선(LN61)은 병렬암 공진자를 나타낸다.
도 5를 참조하여, 도 1에 나타낸 바와 같은 래더형 필터에서는, 일반적으로 직렬암 공진자의 공진 주파수와 병렬암 공진자의 반공진 주파수가 대략 일치하도록 설계된다. 즉, 직렬암 공진자의 반사기에서 반사 계수가 1에 점근하는 저지역은 주파수(f2~f4) 사이(도 5(a)의 영역(AR10))이다. 한편, 병렬암 공진자의 반사기에서 반사 계수가 1에 점근하는 저지역은 주파수(f1~f3) 사이(도 5(b)의 영역(AR11))이다.
그 때문에, 직렬암 공진자와 병렬암 공진자의 반사기를 공용하고, 반사기의 전극지 피치를 어느 한쪽의 공진자의 IDT 전극의 전극지 피치로 설정한 경우에는 주파수(f2~f4)의 범위(영역(AR15))에 대해서는 반사율을 확보할 수 있긴 하지만, 주파수(f1~f2)의 범위 혹은 주파수(f3~f4)의 범위에 대해서는 반사율이 크게 저하될 수 있다. 그러면, 이 반사율이 저하되는 영역에서 한쪽 공진자로부터의 탄성 표면파가 반사되지 않고 다른 쪽 공진자로 누출되기 때문에, 필터 특성의 열화(劣化)가 생길 수 있다.
한편으로, 본 실시형태 1과 같이 공용 반사기의 전극지 피치의 적어도 일부를 2개의 공진자의 전극지 피치의 중간 피치로 설정한 경우, 공용 반사기의 반사 계수는 예를 들면 도 5에서의 일점쇄선(LN52)과 같이 된다. 그러면, 도 5(a)에 나타내지는 바와 같이 직렬암 공진자에 대한 저지역은 주파수(f2~f31)의 범위(영역(AR16))로 확대된다. 마찬가지로, 병렬암 공진자에 대한 저지역은 도 5(b)에 나타내지는 바와 같이 주파수(f11~f3)의 범위(영역(AR17))로 확대된다. 즉, 공용 반사기의 저지역의 하한 주파수는 제1 공진자의 저지역의 하한 주파수와 제2 공진자의 저지역의 하한 주파수 사이가 되고, 공용 반사기의 저지역의 상한 주파수는 제1 공진자의 저지역의 상한 주파수와 제2 공진자의 저지역의 상한 주파수 사이가 된다. 따라서, 공용 반사기의 전극지 피치를 어느 한쪽의 공진자의 전극지 피치로 통일한 경우에 비해 필터 장치에서의 저지 범위를 확대할 수 있고, 결과적으로 필터 특성의 열화를 억제할 수 있다.
한편, 실시형태 1에서 "저지역"이란, 반사 계수의 피크값의 70%인 값보다도 높은 반사 계수를 가지는 주파수 범위를 나타낸다. 실시형태 1에서 저지역의 하한 주파수는 각 공진자의 공진 주파수에 대응한다. 또한, 저지역의 상한 주파수는 각 공진자의 임피던스 특성에서 스톱밴드 리플(도 5에서의 영역(RG10, RG11))이 출현하기 시작하는 주파수에 대응한다.
다음으로, 도 6~도 9를 이용하여 고차 모드 스퓨리어스의 영향을 저감하기 위한 구성에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 6 및 도 7은 실시형태 1에 따른 탄성파 디바이스의 윗면도이고, 도 6은 공용 반사기의 전극지 수가 홀수인 경우의 탄성파 디바이스(100A)의 윗면도를 나타내며, 도 7은 공용 반사기의 전극지 수가 짝수인 경우의 탄성파 디바이스(100B)의 윗면도를 나타낸다. 한편, 도 6 및 도 7에서 인접하는 2개의 탄성파 공진자는 직렬암 공진자들이어도 되고, 병렬암 공진자들이어도 된다. 혹은 2개의 탄성파 공진자는 한쪽이 직렬암 공진자이고 다른 쪽이 병렬암 공진자이어도 된다.
도 6을 참조하여, 탄성파 디바이스(100A)는 탄성파 공진자(101A, 102A)와, 탄성파 공진자(101A, 102A) 사이에 배치된 공용 반사기(REF12A)를 포함한다. 탄성파 디바이스(100A)에서는 탄성파 공진자(101A)에서의 IDT 전극(IDT1A)의 버스바(211)와, 탄성파 공진자(102A)에서의 IDT 전극(IDT2A)의 버스바(221)가 배선 패턴(200)으로 접속되어 있다. 즉, 버스바(211) 및 버스바(221)는 동일 전위이다.
탄성파 디바이스(100A)에서는 탄성파 공진자(101A, 102A) 및 공용 반사기(REF12A)에서의 전극지의 피치, 듀티 및 전극막 두께는 모두 동일하게 되어 있다. 따라서, 탄성파 공진자(101A) 및 탄성파 공진자(102A)의 메인 모드 및 고차 모드의 신호의 주파수 대역은 일치한다.
공용 반사기(REF12A)는 탄성파 공진자(101A)의 반사기(REF1A-1)와 탄성파 공진자(102A)의 반사기(REF2A-1) 사이에 배치되어 있다. 반사기(REF1A-1)의 전극지 수와 공용 반사기(REF12A)의 전극지 수의 합은 반사기(REF1A-2)의 전극지 수와 동일하다. 또한, 반사기(REF2A-1)의 전극지 수와 공용 반사기(REF12A)의 전극지 수의 합은 반사기(REF2A-2)의 전극지 수와 동일하다. 상술한 바와 같이, 공용 반사기(REF12A)가 가지는 전극지 수는 홀수이다. 한편, 탄성파 공진자(101A)의 반사기(REF1A-1)의 전극지 수와 탄성파 공진자(102A)의 반사기(REF2A-1)이므로 전극지 수는 동일하게 설정되어 있다.
탄성파 공진자(101A)에서의 IDT 전극(IDT1A)에서는 탄성파 공진자(102A)에 가장 가까운 전극지(영역(RG1A) 내의 전극지), 즉 반사기(REF1A-1)에 대향하는 전극지는 버스바(210)에 접속되어 있다. 한편, 탄성파 공진자(102A)에서의 IDT 전극(IDT2A)에서는 탄성파 공진자(101A)에 가장 가까운 전극지(영역(RG2A) 내의 전극지), 즉 반사기(REF2A-1)에 대향하는 전극지는 버스바(221)에 접속되어 있다. 바꿔 말하면, 공용 반사기가 가지는 전극지 수가 홀수인 경우에는 IDT 전극에서 상대 측 탄성파 공진자에 가장 가까운 전극지는 서로 반대 전위(역극성)가 되도록 배치된다.
한편, 도 7의 탄성파 디바이스(100B)에서는 2개의 탄성파 공진자(101B, 102B) 사이에 배치되는 공용 반사기(REF12B)의 전극지 수는 짝수이다. 탄성파 공진자(101B)에서의 IDT 전극(IDT1B)에서는 탄성파 공진자(102B)에 가장 가까운 전극지(영역(RG1B) 내의 전극지), 즉 반사기(REF1B-1)에 대향하는 전극지는 버스바(211)에 접속되어 있다. 그리고 탄성파 공진자(102B)에서의 IDT 전극(IDT2B)에서는 탄성파 공진자(101B)에 가장 가까운 전극지(영역(RG2B) 내의 전극지), 즉 반사기(REF2B-1)에 대향하는 전극지는 버스바(221)에 접속되어 있다. 바꿔 말하면, 공용 반사기가 가지는 전극지 수가 짝수인 경우에는 IDT 전극에서 상대 측 탄성파 공진자에 가장 가까운 전극지는 동일 전위(동일 극성)가 되도록 배치된다.
상기와 같은 IDT 전극의 전극지 배치에 의해 고차 모드 스퓨리어스가 저감되는 원리를 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8에서는 공용 반사기의 전극지 수가 홀수인 탄성파 디바이스(100B)를 예로 하여 설명한다. 한편, 설명을 쉽게 하기 위해 반사기(REF1A-1, 2A-1)에 대해서는 생략했다.
도 8을 참조하여, 탄성파 공진자(101A)의 IDT 전극(IDT1A)에서 버스바(210)에 접속된 전극지를 전극지(230)로 하고, 버스바(211)에 접속된 전극지를 전극지(231)로 한다. 또한, 탄성파 공진자(102A)의 IDT 전극(IDT2A)에서 버스바(220)에 접속된 전극지를 전극지(240)로 하고, 버스바(221)에 접속된 전극지를 전극지(241)로 한다.
탄성파 디바이스(100A)에서 버스바(210, 220)의 전위를 고전위 측 플러스 전극으로 하고, 버스바(211, 221)의 전위를 저전위 측 마이너스 전극이라 가정한다. 상술한 바와 같이, 버스바(211) 및 버스바(221)는 배선 패턴(200)으로 접속되어 있기 때문에 동일 전위이다.
IDT 전극에서는 인접하는 전극지의 피치는 전파하는 탄성 표면파의 반파장(λ/2)이다. 즉, 각 IDT 전극을 전파하는 탄성 표면파는 플러스 전극에서 고전위이고, 마이너스 전극에서 저전위이다.
메인 모드의 신호에 대해서는 IDT 전극(IDT1A)으로부터는 화살표(AR1) 방향으로 선(LN1)과 같은 신호가 전파한다. 또한, IDT 전극(IDT2A)으로부터는 화살표(AR2) 방향으로 선(LN2)과 같은 신호가 전파한다. 그러나 메인 모드의 신호는 2개의 IDT 전극 사이에 배치된 반사기에 의해 반사되기 때문에, 상대 측 IDT 전극에는 도달하지 않는다.
한편, 고차 모드의 신호에 대해서는 반사기에서는 충분히 반사되지 않고, 적어도 일부가 상대 측 IDT 전극으로 통과한다. 도 8에서는 IDT 전극(IDT2A)으로부터는 화살표(AR3) 방향으로 선(LN3)과 같은 신호가 전파한다. 공용 반사기(REF12A)의 전극지 수가 홀수(즉, 공진자 사이의 전극지 수가 홀수)이기 때문에, IDT 전극(IDT1A)에서는 플러스 전극(전극지(230))에서 IDT 전극(IDT2A)으로부터의 낮은 전위의 신호가 수신되고, 마이너스 전극(전극지(231))에서 IDT 전극(IDT2A)으로부터의 높은 전위의 신호가 수신된다. 반대로, IDT 전극(IDT1A)에서 발생하여 전파하는 고차 모드의 신호는 플러스 전극(전극지(230))에서 높은 전위이고, 마이너스 전극(전극지(231))에서 낮은 전위이다. 즉, 각 전극지에서는 한쪽 공진자로부터의 높은 전위의 신호와 다른 쪽 공진자로부터의 낮은 전위의 신호가 수신되기 때문에, 각 전극지에서 고차 모드의 신호가 서로 상쇄되게 된다.
IDT 전극 간의 반사기에서의 전극지 수가 홀수인 경우, 예를 들면 IDT 전극(IDT1A)에서 발생한 고차 모드 신호는 반사기를 통과한 시점에서 위상이 반전된 상태가 된다. 그 때문에, IDT 전극(IDT2A)에서 반사기에 대향하는 전극지에 대해서는 IDT 전극(IDT1A)에서 반사기에 대향하는 전극지와 반대의 전위(역극성)로 함으로써, 고차 모드 신호의 영향을 제거할 수 있다.
한편, IDT 전극 간의 반사기에서의 전극지 수가 짝수인 경우에는 반사기를 통과한 시점의 고차 모드 신호의 위상은 IDT 전극으로부터 출력된 신호와 동일 위상이 된다. 그 때문에, 탄성파 디바이스(100B)에서는 IDT 전극(IDT2B)에서 반사기에 대향하는 전극지를 IDT 전극(IDT1B)에서 반사기에 대향하는 전극지와 동일 전위(동일 극성)로 함으로써, 고차 모드 신호의 영향을 제거할 수 있다.
본 실시형태 1에서는 상술한 바와 같이 IDT 전극과 공용 반사기 사이에 배치되는 반사기에 대해서는 전극지가 동일한 수가 되도록 설계되어 있기 때문에, IDT 전극 간의 반사기에서의 전극지 수가 짝수인지 홀수인지는 공용 반사기의 전극지에 의해 정해진다.
한편, 상술한 예에서는 2개의 탄성파 공진자에서의 메인 모드의 주파수가 일치(즉, 고차 모드의 주파수도 일치)하는 경우를 전제로 하여 설명했는데, 실제 설계에서는 인접하는 탄성파 공진자의 고차 모드의 주파수가 완전히 일치한다고는 할 수 없다. 이하에 고차 모드 스퓨리어스의 영향을 제거할 수 있는 탄성파 공진자의 주파수 차에 대해 설명한다.
상술한 바와 같이, 고차 모드의 영향을 제거하기 위해서는 한쪽 탄성파 공진자로부터 전파된 고차 모드의 신호가 다른 쪽 탄성파 공진자에서의 고차 모드의 신호와 반대 위상이 되는 것이 필요해진다. 음속(v), 주파수(f) 및 파장(λ)의 관계(v=fλ)로부터, 음속이 일정한 경우에는 주파수 차는 파장의 차로 나타낼 수 있다. IDT 전극을 가지는 SAW 공진자의 경우, 전극지의 피치는 전파하는 탄성 표면파의 반파장(λ/2)으로 설정된다. 그 때문에, 2개의 탄성파 공진자의 전극지에 피치 차(즉, 주파수 차)가 있으면 공용 반사기에서의 전파 거리가 길어지고, 전파하는 전극지 수가 많아질수록 상대방의 IDT 전극에 도달했을 때 2개의 신호의 위상 차가 확대된다. 이 위상 차가 λ/4 이하이면 고차 모드의 영향을 제거하는 것을 기대할 수 있다.
도 9는 신호의 유효 전파 거리와 2개의 탄성파 공진자의 허용 주파수 차의 관계를 나타낸 도면이다. 여기서 "유효 전파 거리"란, 2개의 탄성파 공진자를 전파하는 신호의 위상 차를 λ/4 이하로 할 수 있는 한계 거리이며, 파장(λ)으로 나타내져 있다. 도 9의 선(LN10)을 참조하면, 예를 들면 유효 전파 거리가 10λ(즉, 공용 반사기에서의 전극지가 20개)인 경우에는, 2개의 탄성파 공진자의 주파수 차가 2.5% 이하이면 고차 모드의 영향을 제거하는 것이 가능한 것을 알 수 있다. 상술한 바와 같이, 공용 반사기에서의 탄성 표면파의 전파 거리가 길어질수록(즉, 전극지 수가 많을수록) 전극지의 피치 차가 적산되기 때문에, 상대방의 IDT 전극에 도달했을 때 2개의 신호의 위상 차가 확대된다. 그 때문에, 공용 반사기에 의한 전파 거리가 길어질수록 허용 주파수 차는 작아지며, 2개의 탄성파 공진자의 주파수 일치도를 높이는 것이 필요해진다.
파장을 단위로 한 길이를 "파장 환산 길이(N)"로 한 경우, 허용 주파수 차는 이하의 식(1)과 같이 나타낼 수 있고, 이것이 도 9의 선(LN10)에 대응한다.
허용 주파수 차[%] = 25/N … (1)
여기서 공용 반사기의 전극지 수를 n으로 하면, 파장 환산 길이(N)와 전극지 수(n)의 관계는 n=2N이 되므로, 상기 관계와 식(1)로부터 식(2)가 얻어진다.
허용 주파수 차[%] = 50/n … (2)
본 개시에서 "고차 모드 주파수가 일치함"이란, 허용 주파수 차가 0%~(50/n)%의 범위 내인 것을 의미한다.
소형화의 관점으로부터는 공용하는 전극지 수를 많게 하는 것이 바람직하지만, 공용하는 전극지 수가 많아지면 공진자 간의 주파수의 일치도를 높게 하는 것이 필요해진다. 따라서, 공용 반사기의 사이즈에 대해서는 2개의 공진자의 주파수 차 및 탄성파 디바이스 전체 사이즈에 따라 적절히 선택된다.
(변형예)
실시형태 1의 탄성파 디바이스에서는 IDT 전극 및 반사기에서의 전극지가, 전극지에 접속된 버스바에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 구성에 대해 설명했다. 변형예의 탄성파 디바이스에서는 IDT 전극 및 반사기의 전극지가 버스바에 대하여 경사 배치된 구성에 대해 설명한다.
도 10은 변형예에 따른 탄성파 디바이스(100C)의 윗면도이다. 탄성파 디바이스(100C)에서는 탄성파 공진자(101C, 102C)와, 탄성파 공진자(101C, 102C) 사이에 배치된 공용 반사기(REF12C)를 포함한다.
탄성파 공진자(101C)는 IDT 전극(IDT1C)과, IDT 전극(IDT1C)의 양단에 배치된 반사기(REF1C-1, REF1C-2)를 포함한다. 탄성파 공진자(102C)는 IDT 전극(IDT2C)과, IDT 전극(IDT2C)의 양단에 배치된 반사기(REF2C-1, REF2C-2)를 포함한다.
공용 반사기(REF12C)는 반사기(REF1C-1)와 반사기(REF2C-1) 사이에 배치되어 있다. 반사기(REF1C-1)의 전극지 수와 공용 반사기(REF12C)의 전극지 수의 합은 반사기(REF1C-2)의 전극지 수와 동일하다. 또한, 반사기(REF2C-1)의 전극지 수와 공용 반사기(REF12C)의 전극지 수의 합은 반사기(REF2C-2)의 전극지 수와 동일하다. 탄성파 디바이스(100C)에서 탄성파 공진자(101C, 102C) 및 공용 반사기(REF12C)의 전극지는 버스바에 대하여 비스듬히 접속되어 있다. 전극지와 버스바가 이루는 각은 0°보다 크고 90°보다 작다.
탄성파 공진자에서는 전극지에 직교하는 방향으로 탄성 표면파가 전파한다. 예를 들면, 탄성파 디바이스(100C)에서는 탄성파 공진자(101C)로부터의 신호는 도 10의 화살표(AR11) 방향으로 전파하고, 탄성파 공진자(102C)로부터의 신호는 도 10의 화살표(AR12) 방향으로 전파한다. 변형예의 탄성파 디바이스(100C)와 같이 인접하는 탄성파 공진자에 대해 버스바에 대하여 전극지를 경사 배치함으로써, 한쪽 탄성파 공진자에서의 탄성 표면파의 전파방향을 다른 쪽 탄성파 공진자의 IDT 전극에서의 전극지의 교차 폭 영역 밖으로 할 수 있다. 따라서, 공용 반사기로부터 탄성 표면파가 누설된 경우에서의 다른 쪽 탄성파 공진자에 대한 영향을 더 저감할 수 있다.
한편, 도 10의 탄성파 디바이스(100C)는 공용 반사기의 전극지 수가 홀수인 도 6의 탄성파 디바이스(100A)의 전극지를 경사 배치시킨 구성에 대응하는데, 공용 반사기의 전극지 수가 짝수인 도 7의 탄성파 디바이스(100B)에 대해서도 전극지를 경사 배치시켜도 된다.
[실시형태 2]
실시형태 1에서는 인접하는 2개의 탄성파 공진자에서의 메인 모드의 주파수가 일치하는 경우에 대해 설명했다. 그러나 실제 설계에서는 인접하는 탄성파 공진자의 메인 모드의 주파수가 다른 경우가 있다. 그러면, 공용 반사기를 이용하는 경우에 공용 반사기에서의 전극지 수에 따라 IDT 전극의 전극지의 극성을 조정하는 것만으로는 고차 모드 스퓨리어스를 제거할 수 없는 경우가 생길 수 있다.
실시형태 2에서는 인접하는 탄성파 공진자의 메인 모드의 주파수가 다른 경우에 메인 모드의 주파수를 유지하면서 고차 모드 스퓨리어스의 주파수를 조정함으로써, 상기 스퓨리어스의 영향을 저감하는 구성에 대해 설명한다.
일반적으로 공진자에서 파장, 압전층막 두께, 전극막 두께, 혹은 듀티와 같은 공진자의 구조 파라미터에 대한 주파수 의존성은 메인 모드와 고차 모드에서 다르다. 그 때문에, 이와 같은 특성을 이용함으로써, 메인 모드의 주파수를 유지하면서 고차 모드의 주파수를 시프트시킨다.
도 11은 공진자의 각 구조 파라미터(파장, 압전층막 두께, 전극막 두께, 듀티)에 대한 고차 모드의 주파수 감도비를 나타내는 도면이다. 주파수 감도비란, 메인 모드의 공진 주파수의 변화율을 1.00로 했을 때의 고차 모드의 주파수 변화율을 나타낸 것이다. 주파수 감도비의 부호는 공진자의 각 구조 파라미터의 증가에 대하여 메인 모드의 공진 주파수 및/또는 고차 모드의 주파수가 증가하는 경우는 양, 메인 모드의 공진 주파수 및/또는 고차 모드의 주파수가 감소하는 경우는 음으로 나타내진다. 주파수 감도비의 절대값이 1.00보다 큰 경우, 상기 구조 파라미터를 변화시킨 경우의 고차 모드의 주파수 변화율이 메인 모드의 주파수 변화율보다도 큰 것을 나타낸다.
한편, 압전층의 막 두께에서는 압전층의 재료 및 두께에 따라, 메인 모드 공진 주파수와 고차 모드 주파수에 대해 공진자의 각 구조 파라미터에 대한 의존 경향이 변화된다. 압전층이 LT 혹은 LN이고, 그 두께가 전극지 피치로 정해지는 파장(λ)에 대하여 2λ 이하인 경우는 주파수 감도비는 다음과 같이 된다. 즉, 메인 모드가 예를 들면 A0 모드(0차 반대칭 모드) 혹은 SH0 모드(0차 전단 수평 모드)인 경우에는 주파수 감도비의 부호는 양이 된다. 한편, 메인 모드가 예를 들면 S0 모드(대칭 모드), SH1 모드(1차 전단 수평 모드이고), A1 모드(1차 반대칭 모드), 및 이 이상의 고차 진동 모드인 경우에는 주파수 감도비의 부호는 음이 된다. 또한, 고차 모드가 예를 들면 A0 모드 혹은 SH0 모드인 경우에는 주파수 감도비의 부호는 양이 되고, 고차 모드가 예를 들면 S0 모드, SH1 모드, A1 모드, 및 이 이상의 고차 진동 모드인 경우에는 주파수 감도비의 부호는 음이 된다. 고차 모드에서는 진동 모드에 따라 주파수 감도비의 절대값도 변화된다. 한편, 압전층의 두께가 2λ~5λ의 범위인 경우, 상기와 같은 의존 경향은 없어진다.
도 11은 메인 모드에 SH0 모드, 고차 모드에 S0 모드를 이용한 경우의 주파수 감도비를 나타낸다. 한편, 후술할 제1 예~제4 예에서도 이들 모드를 이용한 경우에 대해 나타냈다.
도 11을 참조하여, 예를 들면 파장(즉, 전극지 피치)을 변화시킨 경우에는 메인 모드의 공진 주파수의 변화율 -1.00에 대하여 고차 모드의 주파수 변화율은 -0.67이다. 즉, 파장을 변화시킨 경우, 메인 모드보다도 고차 모드 쪽이 주파수 변화가 작아진다.
압전층막 두께를 변화시킨 경우의 고차 모드의 주파수 감도비는 -2.40이다. 이 경우, 메인 모드의 공진 주파수가 높아지면, 고차 모드의 주파수는 메인 모드보다도 큰 정도로 낮아진다. 마찬가지로, 전극지의 듀티를 변화시킨 경우의 고차 모드의 주파수 감도비는 0.55이며, 전극지의 막 두께를 변화시킨 경우의 고차 모드의 주파수 감도비는 0.70이다. 즉, 전극지의 듀티 및 막 두께를 변화시킨 경우, 메인 모드보다도 고차 모드 쪽이 주파수 변화율이 작아진다.
도 11에 나타내지는 바와 같이, 고차 모드의 주파수 감도비는 구조 파라미터에 따라 특성이 다르다. 그 때문에, 메인 모드의 공진 주파수를 파장(전극지 피치) 이외의 구조 파라미터로 변화시키고, 그 후 파장을 조정하여 메인 모드의 공진 주파수를 원래대로 되돌리면, 메인 모드의 공진 주파수를 동일한 상태로 한 채로 고차 모드의 주파수를 다른 주파수로 할 수 있다.
이하, 압전층막 두께를 변화시킨 예를 제1 예에 나타내고, 전극지의 듀티를 변화시킨 예를 제2 예에 나타내며, 전극지의 막 두께를 변화시킨 예를 제3 예에 나타낸다.
(제1 예)
제1 예에서는 인접하는 2개의 탄성파 공진자에서의 압전층의 막 두께를 변경함으로써 고차 모드 스퓨리어스 주파수를 조정하는 경우에 대해 설명한다.
도 12는 실시형태 2의 제1 예에 따른 탄성파 디바이스(100D)의 단면도이다. 도 12를 참조하여, 탄성파 디바이스(100D)는 탄성파 공진자(101D, 102D)와, 탄성파 공진자(101D, 102D) 사이에 배치된 공용 반사기(REF12D)를 포함한다.
제1 예에서는 탄성파 공진자(101D)의 메인 모드의 주파수는 탄성파 공진자(102D)의 메인 모드의 주파수보다도 높게 설정되어 있다. 즉, 탄성파 공진자(101D)에서의 IDT 전극(IDT1D) 및 반사기(REF1D)의 전극지 피치(PT1)는 탄성파 공진자(102D)에서의 IDT 전극(IDT2D) 및 반사기(REF2D)의 전극지 피치(PT2)보다도 좁다. 그리고 공용 반사기(REF12D)의 전극지의 적어도 일부는 전극지 피치(PT1)와 전극지 피치(PT2) 사이의 피치로 형성되어 있다.
기판(105)에서 탄성파 공진자(101D)가 배치된 영역의 압전층(110)의 막 두께는 BT1로 설정되고, 탄성파 공진자(102D)가 배치된 영역의 압전층(110)의 막 두께는 BT2(BT1＞BT2)로 설정되어 있다. 그리고 공용 반사기(REF12D)가 배치된 영역의 적어도 일부의 압전층(110)은 탄성파 공진자(101D)가 배치된 영역의 압전층(110)의 막 두께(BT1)보다도 얇으면서, 탄성파 공진자(102D)가 배치된 영역의 압전층(110)의 막 두께(BT2)보다도 두껍게 설정되어 있다. 도 12에서는 공용 반사기(REF12D)에서의 전극지의 막 두께는 탄성파 공진자(101D)로부터 탄성파 공진자(102D)를 향해 서서히 얇아진다.
도 13은 메인 모드 및 고차 모드에서의, 압전층막 두께와 판파 음속의 관계를 나타내는 도면이다. 도 13에서는, 가로축에는 파장에 의해 규격화된 압전층(110)의 막 두께(h/λ)가 도시되고, 세로축에는 판파 음속이 도시되어 있다. 도 13에서 실선(LN20)은 메인 모드의 경우를 나타내고, 파선(LN21)은 고차 모드의 일례의 경우를 나타낸다.
도 13을 참조하여, 메인 모드에 대해서는 압전층의 막 두께가 얇아지면 판파 음속이 낮아지고, 압전층의 막 두께가 소정보다도 두꺼워지면 음속은 거의 일정해지는 경향을 가진다. v=fλ의 관계로부터, 파장(λ)(즉 전극지 피치)이 일정한 경우이어도 음속(v)이 변화되면 주파수(f)가 변화된다. 즉, 압전층막 두께가 두꺼워지면 주파수가 높아지고, 압전층막 두께가 얇아지면 주파수가 낮아진다. 한편으로, 고차 모드에 대해서는 메인 모드와는 다르게 압전층의 막 두께가 얇아질수록 음속(주파수)이 높아지고, 압전층의 막 두께가 두꺼워질수록 음속(주파수)이 저하되는 경향을 가진다.
도 11 및 도 13에 나타내지는 바와 같이, 압전층의 막 두께에 대한 주파수의 변화 정도(주파수 감도비의 절대값)는 메인 모드보다도 고차 모드 쪽이 크고, 변화 방향(주파수 감도비의 부호)이 반대가 된다. 그 때문에, 압전층의 막 두께를 얇게 하여 메인 모드의 공진 주파수를 높게 하고, 그 후 전극지 피치를 조정하여 메인 모드의 공진 주파수를 원래대로 되돌린 경우, 메인 모드의 주파수를 유지한 상태로 고차 모드의 주파수를 높게 할 수 있다.
도 12의 탄성파 디바이스(100D)의 경우에는 탄성파 공진자(101D)가 배치되는 압전층(110)의 막 두께를 탄성파 공진자(102D)가 배치되는 압전층(110)의 막 두께에 비해 두껍게 함으로써, 탄성파 공진자(101D)에서의 고차 모드의 주파수를 저하시켜 탄성파 공진자(102D)의 고차 모드의 주파수에 가까워지게 했다. 혹은, 반대로 탄성파 공진자(102D)가 배치되는 압전층(110)의 막 두께를 탄성파 공진자(101D)가 배치되는 압전층(110)의 막 두께에 비해 얇게 함으로써, 탄성파 공진자(102D)에서의 고차 모드의 주파수를 높게 하여 탄성파 공진자(101D)의 고차 모드의 주파수에 가까워지게 했다. 한편, 압전층(110)의 막 두께를 변경함으로써 메인 모드의 주파수가 다소 변화되는 경우가 있으나, 그와 같은 경우에는 대상이 되는 탄성파 공진자의 피치를 수정함으로써 원하는 주파수로 조정할 수 있다.
이와 같이, 탄성파 디바이스에서 공용 반사기를 통해 인접 배치된 2개의 탄성파 공진자의 메인 모드의 주파수가 다른 경우에 각 탄성파 공진자가 배치되는 압전층의 막 두께와 전극지 피치를 조정함으로써, 고차 모드의 신호의 주파수를 일치시킬 수 있다. 그리고 공용 반사기의 전극지 수가 홀수인지 짝수인지에 따라 IDT 전극에서 가장 공용 반사기 측에 가깝게 배치된 전극지의 극성을 변경함으로써, 메인 모드의 주파수가 다른 경우이어도 고차 모드 스퓨리어스 영향을 저감할 수 있다.
한편, 공용 반사기(REF12D)에서는 전극지 전체가 중간적인 피치로 형성되어도 되고, 탄성파 공진자(101D)로부터 탄성파 공진자(102D)를 향해 서서히 피치가 변경되는 구성이어도 된다. 또한, 탄성파 공진자(101D)로부터 탄성파 공진자(102D)를 향해 단계적으로 피치가 변경되는 구성이어도 된다.
또한, 공용 반사기(REF12D)가 배치된 영역의 압전층(110)의 막 두께는 전체가 중간적인 막 두께이어도 되고, 도 12와 같이 탄성파 공진자(101D)로부터 탄성파 공진자(102D)를 향해 서서히 압전층(110)의 막 두께가 변경되는 구성이어도 된다. 또한, 탄성파 공진자(101D)로부터 탄성파 공진자(102D)를 향해 단계적으로 압전층(110)의 막 두께가 변경되는 구성이어도 된다. 단, 전극지의 피치와 압전층(110)의 막 두께에 대해서는, 도 13에서 설명한 바와 같이 파장에 의해 규격화된 압전층막 두께(h/λ)가 대략 일정해지도록 설정하는 것이 바람직하다.
도 14는 제1 예에 대한 실시예와 그 비교예의 구체적 사양을 나타낸 도면이다. 도 14의 상단(도 14(a))에는 비교예가 도시되고, 하단(도 14(b))에 실시예가 도시되어 있다. 한편, 도 14의 예에서는 비교예 및 실시예 중 어느 쪽에서도 전극지의 듀티는 0.5이다.
비교예에서는 공진자 1 및 공진자 2의 압전층막 두께는 모두 600㎚로 설정되어 있다. 비교예에서는 공진자 1의 메인 모드의 주파수는 2464.282㎒이며, 고차 모드의 주파수는 3106.941㎒이다. 또한, 공진자 2의 메인 모드의 주파수는 2361.513㎒이며, 고차 모드의 주파수는 3019.257㎒이다.
한편, 실시예에서는 공진자 2의 압전층막 두께가 500㎚로 변경되고, 또한 파장이 1.607㎛로 조정되어 있다. 즉, 공진자 2의 압전층막 두께를 얇게 하여 메인 모드의 공진 주파수를 낮추고, 파장을 짧게 조정함으로써 메인 모드의 공진 주파수를 원래대로 되돌렸다. 이로써, 상기 실시예에서는 공진자 2의 메인 모드의 주파수가 2361.312㎒이고, 공진자 2의 고차 모드의 주파수가 3017.580㎒로 높다. 따라서, 공진자 2에 대해서는 메인 모드의 주파수를 유지하면서 고차 모드의 주파수를 공진자 1의 경우와 일치시킬 수 있다. 이와 같이, 메인 모드의 주파수가 다른 경우이어도 압전층막 두께를 조정함으로써, 고차 모드 스퓨리어스에 의한 영향을 제거하는 것이 가능해진다.
(제2 예)
제2 예에서는 인접하는 2개의 탄성파 공진자에서의 전극지의 듀티를 변경함으로써 고차 모드 스퓨리어스의 주파수를 조정하는 경우에 대해 설명한다.
도 15는 실시형태 2의 제2 예에 따른 탄성파 디바이스(100E)의 단면도이다. 도 15를 참조하여, 탄성파 디바이스(100E)는 탄성파 공진자(101E, 102E)와, 탄성파 공진자(101E, 102E) 사이에 배치된 공용 반사기(REF12E)를 포함한다.
제2 예에서는 탄성파 공진자(101E)의 메인 모드의 주파수는 탄성파 공진자(102E)의 메인 모드의 주파수보다도 낮게 설정되어 있다. 즉, 탄성파 공진자(101E)에서의 IDT 전극(IDT1E) 및 반사기(REF1E)의 전극지 피치(PT1)는 탄성파 공진자(102E)에서의 IDT 전극(IDT2E) 및 반사기(REF2E)의 전극지 피치(PT2)보다도 넓다. 그리고 공용 반사기(REF12E)의 전극지의 적어도 일부는 전극지 피치(PT1)와 전극지 피치(PT2) 사이의 피치로 형성되어 있다.
한편, 공용 반사기(REF12E)에서는 전극지 전체가 중간적인 피치로 형성되어도 되고, 탄성파 공진자(101E)로부터 탄성파 공진자(102E)를 향해 서서히 피치가 변경되는 구성이어도 된다. 또한, 탄성파 공진자(101E)로부터 탄성파 공진자(102E)를 향해 단계적으로 피치가 변경되는 구성이어도 된다.
탄성파 디바이스(100E)에서는 탄성파 공진자(101E)에서의 전극지의 듀티(제1 듀티)는 DT1로 설정되고, 탄성파 공진자(102E)에서의 전극지의 듀티(제2 듀티)는 DT2(DT1＞DT2)로 설정되어 있다. 그리고 공용 반사기(REF12E)에서의 전극지의 적어도 일부는 상기의 제1 듀티(DT1) 및 제2 듀티(DT2) 사이의 중간적인 듀티로 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 공용 반사기(REF12E)에서의 전극지의 적어도 일부는 제1 듀티(DT1)보다도 작으면서 제2 듀티(DT2)보다도 크게 형성되어 있다. 예를 들면, 바람직하게는 공용 반사기(REF12E)의 전극지의 듀티는 탄성파 공진자(101E)로부터 탄성파 공진자(102E)를 향해 서서히, 혹은 단계적으로 작아지도록 설정된다.
도 16은 고차 모드 주파수와 IDT 전극의 듀티의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 16에서는, 가로축에는 메인 모드의 파장이 도시되고, 세로축에 고차 모드 주파수가 도시되어 있다. 도 16에서 선(LN30)은 IDT 전극의 듀티가 0.4인 경우를 나타내고, 선(LN31)은 IDT 전극의 듀티가 0.5인 경우를 나타내며, 선(LN32)은 IDT 전극의 듀티가 0.6인 경우를 나타낸다. 이들로부터, 메인 모드의 주파수가 동일한 경우이어도, 듀티가 커질수록 고차 모드의 주파수는 저하되는 경향이 있음을 알 수 있다.
메인 모드의 공진 주파수는 기본적으로는 전극지의 피치에 의해 정해진다. 그러나 전극지 피치가 동일해도 전극지의 질량이 증감되면, 질량부가 효과에 의해 메인 모드의 공진 주파수가 변화될 수 있다. 구체적으로는 전극지의 질량이 증가하면 공진 주파수는 낮아지고, 전극지의 질량이 감소하면 공진 주파수는 높아진다. 그 때문에, 듀티를 변화시키면 전극지의 전극 폭이 변화되어 질량이 증감되고, 메인 모드의 공진 주파수가 변화된다. 그리고 도 11에 나타낸 바와 같이, 듀티에 대한 주파수 감도는 메인 모드보다도 고차 모드 쪽이 작다. 따라서, 전극지의 듀티를 작게 하여 메인 모드의 공진 주파수를 높게 하고, 그 후 전극지 피치를 조정하여 메인 모드의 공진 주파수를 원래대로 되돌린 경우, 메인 모드의 주파수를 유지한 상태로 고차 모드의 주파수를 낮게 할 수 있다.
이와 같이, 인접하는 탄성파 공진자에서 듀티와 전극지 피치를 조정함으로써, 메인 모드의 주파수를 변화시키지 않고 고차 모드의 주파수를 조정하여 일치시킬 수 있다. 따라서, 탄성파 공진자의 메인 모드의 주파수가 다른 경우이어도 고차 모드 스퓨리어스를 제거하는 것이 가능해진다.
도 17은 제2 예에 대한 실시예와 그 비교예의 구체적인 사양을 나타낸 도면이다. 도 17의 상단(도 17(a))에는 비교예가 도시되고, 하단(도 17(b))에 실시예가 도시되어 있다.
비교예에서는 공진자 1 및 공진자 2의 듀티는 모두 0.5로 설정되어 있다. 비교예에서는 공진자 1의 메인 모드의 주파수는 2464.282㎒이며, 고차 모드의 주파수는 3106.941㎒이다. 또한, 공진자 2의 메인 모드의 주파수는 2469.837㎒이며, 고차 모드의 주파수는 3111.626㎒이다.
한편, 실시예에서는 공진자 2의 듀티가 0.4로 설정되고, 또한 파장이 1.559226㎛로 설정되어 있다. 공용 반사기에서는 공진자 1에서 공진자 2를 향해 전극지의 듀티가 0.5에서 0.4로 서서히 변화되었다. 즉, 공진자 2의 듀티를 작게 하여 메인 모드의 공진 주파수를 높게 하고, 파장을 길게 조정함으로써 메인 모드의 공진 주파수를 원래대로 되돌렸다. 이로써, 상기 실시예에서는 공진자 2의 메인 모드의 주파수가 2469.837㎒가 되고, 공진자 2의 고차 모드의 주파수가 3106.941㎒로 낮아졌다. 따라서, 공진자 2에 대해서는 메인 모드의 주파수를 유지하면서 고차 모드의 주파수를 공진자 1의 경우와 일치시킬 수 있다. 이와 같이, 메인 모드의 주파수가 다른 경우이어도 탄성파 공진자의 전극지의 듀티를 조정함으로써, 고차 모드 스퓨리어스에 의한 영향을 제거하는 것이 가능해진다.
(제3 예)
제3 예에서는 인접하는 2개의 탄성파 공진자에서의 전극지의 막 두께를 변경함으로써 고차 모드 스퓨리어스의 주파수를 조정하는 경우에 대해 설명한다.
도 18은 실시형태 2의 제3 예에 따른 탄성파 디바이스(100F)의 단면도이다. 도 15를 참조하여, 탄성파 디바이스(100F)는 탄성파 공진자(101F, 102F)와, 탄성파 공진자(101F, 102F) 사이에 배치된 공용 반사기(REF12F)를 포함한다.
제3 예에서는 탄성파 공진자(101F)의 메인 모드의 주파수는 탄성파 공진자(102F)의 메인 모드의 주파수보다도 낮게 설정되어 있다. 즉, 탄성파 공진자(101F)에서의 IDT 전극(IDT1F) 및 반사기(REF1F)의 전극지 피치(PT1)는 탄성파 공진자(102F)에서의 IDT 전극(IDT2F) 및 반사기(REF2F)의 전극지 피치(PT2)보다도 넓다. 그리고 공용 반사기(REF12F)의 전극지의 적어도 일부는 전극지 피치(PT1)와 전극지 피치(PT2) 사이의 피치로 형성되어 있다.
한편, 공용 반사기(REF12F)에서는 전극지 전체가 중간적인 피치로 형성되어도 되고, 탄성파 공진자(101F)로부터 탄성파 공진자(102F)를 향해 서서히 피치가 변경되는 구성이어도 된다. 또한, 탄성파 공진자(101F)로부터 탄성파 공진자(102F)를 향해 단계적으로 피치가 변경되는 구성이어도 된다.
탄성파 디바이스(100F)에서는 탄성파 공진자(101F)에서의 전극지의 막 두께는 ET1로 설정되고, 탄성파 공진자(102F)에서의 전극지의 막 두께는 ET2(ET1＜ET2)로 설정되어 있다. 그리고 공용 반사기(REF12F)에서의 전극지의 적어도 일부는 상기의 막 두께(ET1) 및 막 두께(ET2) 사이의 중간적인 막 두께로 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 공용 반사기(REF12F)에서의 전극지의 적어도 일부는 탄성파 공진자(101F)에서의 전극지의 막 두께(ET1)보다도 두꺼우면서 탄성파 공진자(102F)에서의 전극지의 막 두께(ET2)보다도 얇다. 바람직하게는 공용 반사기(REF12F)의 전극지의 막 두께는 탄성파 공진자(101F)로부터 탄성파 공진자(102F)를 향해 서서히, 혹은 단계적으로 두꺼워지도록 설정된다.
도 19는 고차 모드 주파수와 IDT 전극의 막 두께의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 19에서는, 가로축에는 메인 모드의 파장이 도시되고, 세로축에 고차 모드 주파수가 도시되어 있다. 도 19에서 선(LN40)은 IDT 전극의 막 두께가 111㎚인 경우를 나타내고, 선(LN41)은 IDT 전극의 막 두께가 121㎚인 경우를 나타내며, 선(LN42)은 IDT 전극의 막 두께가 131㎚인 경우를 나타낸다. 이들로부터, 메인 모드의 주파수가 동일한 경우이어도 IDT 전극의 막 두께가 두꺼워질수록 고차 모드의 주파수는 저하되는 경향이 있음을 알 수 있다.
제2 예의 듀티를 변화시킨 경우와 마찬가지로, IDT 전극의 막 두께를 두껍게 하면 전극의 질량이 증가하기 때문에, 질량부가 효과에 의해 메인 모드의 공진 주파수가 저하된다. 그리고 도 11에 나타낸 바와 같이, IDT 전극의 막 두께에 대한 주파수 감도는 메인 모드보다도 고차 모드 쪽이 작다. 따라서, IDT 전극의 막 두께를 두껍게 하여 메인 모드의 공진 주파수를 낮게 하고, 그 후 전극지 피치를 조정하여 메인 모드의 공진 주파수를 원래대로 되돌린 경우, 메인 모드의 주파수를 유지한 상태로 고차 모드의 주파수를 낮게 할 수 있다.
이와 같이, 인접하는 탄성파 공진자에서 IDT 전극의 막 두께와 전극지 피치를 조정함으로써, 메인 모드의 주파수를 변화시키지 않고 고차 모드의 주파수를 조정하여 일치시킬 수 있다. 따라서, 탄성파 공진자의 메인 모드의 주파수가 다른 경우이어도 고차 모드 스퓨리어스를 제거하는 것이 가능해진다.
도 20은 제3 예에 대한 실시예와 그 비교예의 구체적인 사양을 나타낸 도면이다. 도 20의 상단(도 20(a))에는 비교예가 도시되고, 하단(도 20(b))에 실시예가 도시되어 있다.
비교예에서는 공진자 1 및 공진자 2의 전극막 두께는 모두 121㎚로 설정되어 있다. 비교예에서는 공진자 1의 메인 모드의 주파수는 2464.282㎒이며, 고차 모드의 주파수는 3106.941㎒이다. 또한, 공진자 2의 메인 모드의 주파수는 2468.655㎒이며, 고차 모드의 주파수는 3110.626㎒이다.
한편, 실시예에서는 공진자 2의 전극막 두께가 191㎚로 설정되고, 또한 파장이 1.48439㎛로 설정되어 있다. 공용 반사기에서는 공진자 1에서 공진자 2를 향해 전극막 두께가 121㎚에서 191㎚로 서서히 변화된다. 즉, 공진자 2의 전극막 두께를 두껍게 하여 메인 모드의 공진 주파수를 낮게 하고, 파장을 짧게 조정함으로써 메인 모드의 공진 주파수를 원래대로 되돌렸다. 이로써, 상기 실시예에서는 공진자 2의 메인 모드의 주파수가 2468.227㎒가 되고, 공진자 2의 고차 모드의 주파수가 3107.036㎒로 낮아졌다. 따라서, 공진자 2에 대해서는 메인 모드의 주파수를 유지하면서 고차 모드의 주파수를 공진자 1의 경우와 일치시킬 수 있다. 이와 같이, 메인 모드의 주파수가 다른 경우이어도 탄성파 공진자의 전극지의 듀티를 조정함으로써, 고차 모드 스퓨리어스에 의한 영향을 제거하는 것이 가능해진다.
(제4 예)
한편, IDT 전극에 보호막으로서 유전체층이 배치되는 경우에는 상기 유전체층의 두께에 따라서도 고차 모드의 주파수를 조정할 수 있다.
도 21은 실시형태 2의 제4 예에 대한 탄성파 디바이스(100G)의 단면도이다. 도 21을 참조하여, 탄성파 디바이스(100G)는 탄성파 공진자(101G, 102G)와, 탄성파 공진자(101G, 102G) 사이에 배치된 공용 반사기(REF12G)와, 각 공진자의 IDT 전극 및 반사기를 덮는 유전체층(140)을 포함한다.
유전체층(140)은 예를 들면 이산화규소, 유리, 산질화실리콘, 산화탄탈, 질화규소, 질화알루미늄, 산화알루미늄(알루미나), 산질화규소, 탄화규소, 다이아몬드 라이크 카본(DLC), 다이아몬드 등의 재료이며, 이산화규소에 불소, 탄소, 붕소 등을 첨가한 화합물 등으로 형성되어도 된다. 유전체층(140)은 기판(105)의 압전층(110) 상에 배치된 기능 소자(IDT 전극, 반사기)를 덮도록 배치되어 있다.
제4 예에서는 탄성파 공진자(101G)의 메인 모드의 주파수는 탄성파 공진자(102G)의 메인 모드의 주파수보다도 높게 설정되어 있다. 즉, 탄성파 공진자(101G)에서의 IDT 전극(IDT1G) 및 반사기(REF1G)의 전극지 피치(PT1)는 탄성파 공진자(102G)에서의 IDT 전극(IDT2G) 및 반사기(REF2G)의 전극지 피치(PT2)보다도 좁다. 그리고 공용 반사기(REF12G)의 전극지의 적어도 일부는 전극지 피치(PT1)와 전극지 피치(PT2) 사이의 피치로 형성되어 있다.
한편, 공용 반사기(REF12G)에서는 전극지 전체가 중간적인 피치로 형성되어도 되고, 탄성파 공진자(101G)로부터 탄성파 공진자(102G)를 향해 서서히 피치가 변경되는 구성이어도 된다. 또한, 탄성파 공진자(101G)로부터 탄성파 공진자(102G)를 향해 단계적으로 피치가 변경되는 구성이어도 된다.
탄성파 디바이스(100G)에서는 탄성파 공진자(101G)에서의 유전체층(140)의 막 두께는 FT1, 탄성파 공진자(102G)에서의 유전체층(140)의 막 두께는 FT2(FT1＜FT2)로 설정되어 있다. 그리고 공용 반사기(REF12G)에서의 전극지의 적어도 일부는 상기의 막 두께(FT1) 및 막 두께(FT2) 사이의 중간적인 막 두께로 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 공용 반사기(REF12G)에서의 전극지의 적어도 일부는 탄성파 공진자(101G)에서의 전극지의 막 두께(FT1)보다도 두꺼우면서 탄성파 공진자(102G)에서의 전극지의 막 두께(FT2)보다도 얇다. 바람직하게는 공용 반사기(REF12G)의 전극지의 막 두께는 탄성파 공진자(101G)로부터 탄성파 공진자(102G)를 향해 서서히, 혹은 단계적으로 두꺼워지도록 설정된다.
유전체층(140)을 탄성파 공진자(101G) 혹은 탄성파 공진자(102G)의 공진 주파수의 음속보다도 느린 벌크파 음속을 가지는 재료(이산화규소, 유리, 산화탄탈, 산화니오브, 산화텔루륨 등)로 형성한 경우에는 전극지 상에 배치된 유전체층(140)이 두꺼워질수록 전극지가 진동할 때의 질량이 커지기 때문에, 질량부가 효과에 의해 공진기의 공진 주파수 및 고차 모드의 주파수는 낮아진다. 따라서, 제2 예 및 제3 예의 경우와 마찬가지로 유전체층(140)의 막 두께 및 전극지의 피치를 조정함으로써, 메인 모드의 공진 주파수를 유지하면서 고차 모드의 주파수를 낮게 할 수 있다.
한편, 유전체층(140)을 탄성파 공진자(101G) 혹은 탄성파 공진자(102G)의 공진 주파수의 음속보다도 빠른 벌크파 음속을 가지는 재료(유리, 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 산질화규소, 탄화규소, DLC, 다이아몬드 등)로 형성한 경우는 유전체층이 두꺼워질수록 공진기의 공진 주파수는 높아진다. 이 경우에도 유전체층(140)의 막 두께 및 전극지의 피치를 조정함으로써, 메인 모드의 공진 주파수를 유지하면서 고차 모드의 주파수를 조정할 수 있다.
이와 같이, 탄성파 공진자의 메인 모드의 주파수가 다른 경우이어도 고차 모드 스퓨리어스를 제거하는 것이 가능해진다.
한편, 도 21에 나타낸 탄성파 디바이스(100G)에서는 유전체층(140)의 막 두께(FT1, FT2)는 IDT 전극 및 반사기의 전극지의 윗면으로부터 유전체층(140)의 표면까지의 거리로 정의된다. 또한, 유전체층(140)은 도 22에 나타내지는 바와 같이, 전극지가 있는 부분에서의 유전체의 윗면 위치와 전극지가 없는 부분에서의 유전체의 윗면 위치가 달라도 된다.
(제5 예)
일반적으로, 공진자의 공진 주파수, 저지역의 주파수(상한 주파수, 하한 주파수), 및 반사기의 주파수(상한 주파수, 하한 주파수)는 전극지의 피치, 전극지의 듀티, 전극지의 두께, 압전층의 두께, 및 유전체층의 두께의 각 파라미터에 대하여 마찬가지의 의존 경향을 나타낸다. 상술한 바와 같이, 전극지의 피치, 전극지의 듀티, 및 전극지 두께의 각 파라미터에 대해서는 파라미터의 값이 커질수록 각 공진자의 공진 주파수 및 고차 모드의 주파수는 낮아지는 경향이 있다. 한편으로, 압전층의 두께에 대해서는 메인 모드가 A0 모드 혹은 SH0 모드와 같은 진동 모드인 경우는 파라미터의 값이 커질수록 각 공진자의 공진 주파수는 커진다. 그 때문에, 공용 반사기(REF12) 및 2개의 탄성파 공진자(101, 102)에 대해 전극지의 피치, 전극지의 듀티, 전극지의 두께, 및 압전층의 두께의 역수를 곱한 값(=전극지 피치×전극지 듀티×전극지막 두께/압전층막 두께)을 각각 제1 값, 제2 값 및 제3 값으로 하면, 공용 반사기(REF12)의 제1 값이 탄성파 공진자(101)의 제2 값과 탄성파 공진자(102)의 제3 값 사이가 되도록 설정함으로써, 탄성파 공진자의 메인 모드의 주파수가 다른 경우이어도 고차 모드 스퓨리어스를 제거할 수 있다.
또한, 메인 모드가 S0 모드, SH1 모드, A1 모드, 및 이들 이상의 고차 진동 모드와 같은 진동 모드인 경우는 파라미터의 값이 커질수록 각 공진자의 공진 주파수는 작아진다. 그 때문에, 공용 반사기(REF12) 및 2개의 탄성파 공진자(101, 102)에 대해 전극지의 피치, 전극지의 듀티, 전극지의 두께, 및 압전층의 두께를 곱한 값(=전극지 피치×전극지 듀티×전극지막 두께×압전층막 두께)을 각각 제4 값, 제5 값 및 제6 값으로 하면, 공용 반사기(REF12)의 제4 값이 탄성파 공진자(101)의 제5 값과 탄성파 공진자(102)의 제6 값 사이가 되도록 설정함으로써, 탄성파 공진자의 메인 모드의 주파수가 다른 경우이어도 고차 모드 스퓨리어스를 제거할 수 있다. 한편, 메인 모드는 상기에 기재한 진동 모드에 한정되는 것은 아니며, 다른 진동 모드를 이용하는 것도 가능하다.
또한, 탄성파 공진자(101), 탄성파 공진자(102) 및 공용 반사기(REF12)를 덮고, 탄성파 공진자의 공진 주파수의 음속보다도 느린 벌크파 음속을 가지는 재료로 형성된 유전체층을 포함할 때는, 이 유전체층의 두께가 클수록 각 공진자의 공진 주파수는 낮아지는 경향이 있다. 그 때문에, 공용 반사기(REF12) 및 탄성파 공진자(101, 102)에 대해 제1 값, 제2 값, 및 제3 값 각각에 유전체층의 두께를 곱한 값(=전극지 피치×전극지 듀티×전극지막 두께/압전층막 두께×유전체층막 두께)을 각각 제1a 값, 제2a 값 및 제3a 값으로 하면, 공용 반사기(REF12)의 제1a 값은 탄성파 공진자(101)의 제2a 값과 탄성파 공진자(102)의 제3a 값 사이가 되도록 설정된다. 또한, 공용 반사기(REF12) 및 탄성파 공진자(101, 102)에 대해 제4 값, 제5 값, 및 제6 값 각각에 유전체층의 두께를 곱한 값(=전극지 피치×전극지 듀티×전극지막 두께×압전층막 두께×유전체층막 두께)을 각각 제4a 값, 제5a 값 및 제6a 값으로 하면, 공용 반사기(REF12)의 제4a 값은 탄성파 공진자(101)의 제5a 값과 탄성파 공진자(102)의 제6a 값 사이가 되도록 설정된다.
혹은 탄성파 공진자(101), 탄성파 공진자(102) 및 공용 반사기(REF12)를 덮고, 탄성파 공진자의 공진 주파수의 음속보다도 빠른 벌크파 음속을 가지는 재료로 형성된 유전체층을 포함할 때는, 이 유전체층의 두께가 클수록 각 공진자의 공진 주파수는 높아지는 경향이 있다. 그 때문에, 공용 반사기(REF12) 및 탄성파 공진자(101, 102)에 대해 제1 값, 제2 값, 및 제3 값 각각에 유전체층의 두께의 역수를 곱한 값(=전극지 피치×전극지 듀티/전극지막 두께/유전체층막 두께)을 각각 제1b값, 제2b 값 및 제3b 값으로 하면, 공용 반사기(REF12)의 제1b 값은 탄성파 공진자(101)의 제2b 값과 탄성파 공진자(102)의 제3b 값 사이가 되도록 설정된다. 또한, 공용 반사기(REF12) 및 탄성파 공진자(101, 102)에 대해 제4 값, 제5 값, 및 제6 값 각각에 유전체층의 두께의 역수를 곱한 값(=전극지 피치×전극지 듀티×전극지막 두께×압전층막 두께/유전체층막 두께)을 각각 제4b 값, 제5b 값 및 제6b 값으로 하면, 공용 반사기(REF12)의 제4b 값은 탄성파 공진자(101)의 제5b 값과 탄성파 공진자(102)의 제6b 값 사이가 되도록 설정된다.
한편, 제1 값~제6 값, 제1a 값~제6a 값, 및 제1b 값~제6b 값의 관계가 성립하기 위해서는 각 파라미터가 거의 선형적으로 변화되는 영역을 이용하는 것이 필요하기 때문에, 유전체층(140)이 탄성파 공진자의 공진 주파수의 음속보다도 느린 벌크 음속을 가지는 재료로 형성되는 것, 및 각 탄성파 공진자의 듀티가 0.65 이하인 것의 조건이 필요해진다.
금번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 개시의 범위는 상기한 실시형태의 설명이 아닌 청구범위에 의해 나타내지고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
10: 필터 장치
100, 100A~100G: 탄성파 디바이스
101, 101A~101G, 102, 102A~102G, S21, S22, S31, S32, S41, S42: 탄성파 공진자
105: 기판
110: 압전층
120: 반사층
121: 저음속층
122: 고음속층
130: 지지층
140: 유전체층
200: 배선 패턴
210, 211, 220, 221: 버스바
230, 231, 240, 241: 전극지
ANT: 안테나 단자
GND: 접지 전위
IDT1, IDT1A~IDT1G, IDT2, IDT2A~IDT2G: IDT 전극
P1~P4: 병렬암 공진부
REF1, REF1A~REF1G, REF2, REF2A~REF2G: 반사기
REF12, REF12A~REF12G: 공용 반사기
S1~S5: 직렬암 공진부
TX: 송신용 단자
100, 100A~100G: 탄성파 디바이스
101, 101A~101G, 102, 102A~102G, S21, S22, S31, S32, S41, S42: 탄성파 공진자
105: 기판
110: 압전층
120: 반사층
121: 저음속층
122: 고음속층
130: 지지층
140: 유전체층
200: 배선 패턴
210, 211, 220, 221: 버스바
230, 231, 240, 241: 전극지
ANT: 안테나 단자
GND: 접지 전위
IDT1, IDT1A~IDT1G, IDT2, IDT2A~IDT2G: IDT 전극
P1~P4: 병렬암 공진부
REF1, REF1A~REF1G, REF2, REF2A~REF2G: 반사기
REF12, REF12A~REF12G: 공용 반사기
S1~S5: 직렬암 공진부
TX: 송신용 단자
Claims (19)
- 압전층을 가지는 기판과,
상기 기판 상에 배치된 제1 공진자와,
상기 기판 상에서 상기 제1 공진자에 인접하여 배치되고 상기 제1 공진자와 주파수 특성이 다른 제2 공진자와,
상기 기판 상에서 상기 제1 공진자와 상기 제2 공진자 사이에 배치되는 공용 반사기를 포함하며,
상기 제1 공진자는 전극지(電極指)가 제1 피치로 형성된 제1 IDT(Interdigital Transducer) 전극을 포함하고,
상기 제2 공진자는 전극지가 제2 피치로 형성된 제2 IDT 전극을 포함하며,
상기 공용 반사기의 저지역(沮止域)의 하한 주파수는 상기 제1 공진자의 저지역의 하한 주파수와 상기 제2 공진자의 저지역의 하한 주파수와 동일하거나 상기 제1 공진자의 저지역의 하한 주파수와 상기 제2 공진자의 저지역의 하한 주파수 사이에 있고,
상기 공용 반사기의 저지역의 상한 주파수는 상기 제1 공진자의 저지역의 상한 주파수와 상기 제2 공진자의 저지역의 상한 주파수와 동일하거나 상기 제1 공진자의 저지역의 상한 주파수와 상기 제2 공진자의 저지역의 상한 주파수 사이에 있으며,
상기 제1 공진자의 고차 모드 주파수는 상기 제2 공진자의 고차 모드 주파수와 일치하고,
상기 공용 반사기의 전극지 수가 짝수인 경우, 상기 제1 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지는 상기 제2 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지와 동일한 극성이며,
상기 공용 반사기의 전극지 수가 홀수인 경우, 상기 제1 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지는 상기 제2 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지와 반대의 극성인, 탄성파 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 제1 IDT 전극의 전극지는 제1 버스바(busbar) 혹은 제2 버스바에 접속되고,
상기 제2 IDT 전극의 전극지는 제3 버스바 혹은 제4 버스바에 접속되며,
상기 제2 버스바와 상기 제4 버스바가 접속되고,
상기 공용 반사기의 전극지 수가 짝수인 경우,
상기 제1 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지는 상기 제2 버스바에 접속되며,
상기 제2 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지는 상기 제4 버스바에 접속되고,
상기 공용 반사기의 전극지 수가 홀수인 경우,
상기 제1 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지는 상기 제1 버스바에 접속되며,
상기 제2 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지는 상기 제4 버스바에 접속되는, 탄성파 디바이스. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 공진자의 메인 모드의 주파수는 상기 제2 공진자의 메인 모드의 주파수보다도 높고,
상기 제1 공진자가 배치된 영역의 상기 압전층의 막 두께는 상기 제2 공진자가 배치된 영역의 상기 압전층의 막 두께보다도 두꺼우며,
상기 공용 반사기가 배치된 영역의 상기 압전층의 적어도 일부는 상기 제1 공진자가 배치된 영역의 상기 압전층의 막 두께보다도 얇으면서 상기 제2 공진자가 배치된 영역의 상기 압전층의 막 두께보다도 두꺼운, 탄성파 디바이스. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 공진자의 메인 모드의 주파수는 상기 제2 공진자의 메인 모드의 주파수보다도 낮고,
상기 제1 공진자의 전극지의 막 두께는 상기 제2 공진자의 전극지의 막 두께보다도 얇으며,
상기 공용 반사기의 적어도 일부의 전극지의 막 두께는 상기 제1 공진자의 전극지의 막 두께보다 두꺼우면서 상기 제2 공진자의 전극지의 막 두께보다도 얇은, 탄성파 디바이스. - 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 제1 피치는 상기 제2 피치보다도 좁고,
상기 공용 반사기의 전극지의 적어도 일부는 상기 제1 피치 및 상기 제2 피치 사이의 피치로 형성되는, 탄성파 디바이스. - 제5항에 있어서,
상기 공용 반사기의 전극지의 피치는 상기 제1 공진자로부터 상기 제2 공진자를 향해 서서히 넓어지는, 탄성파 디바이스. - 제5항에 있어서,
상기 공용 반사기의 전극지의 피치는 상기 제1 공진자로부터 상기 제2 공진자를 향해 단계적으로 넓어지는, 탄성파 디바이스. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 공진자의 메인 모드의 주파수는 상기 제2 공진자의 메인 모드의 주파수보다도 낮고,
상기 제1 공진자에서의 전극지의 듀티는 제1 듀티이며, 상기 제2 공진자에서의 전극지의 듀티는 상기 제1 듀티보다도 작은 제2 듀티이고,
상기 공용 반사기의 전극지의 적어도 일부는 상기 제1 듀티 및 상기 제2 듀티 사이의 듀티로 형성되는, 탄성파 디바이스. - 제8항에 있어서,
상기 제1 피치는 상기 제2 피치보다도 넓고,
상기 공용 반사기의 전극지의 적어도 일부는 상기 제1 피치 및 상기 제2 피치 사이의 피치로 형성되는, 탄성파 디바이스. - 제9항에 있어서,
상기 공용 반사기의 전극지의 피치는 상기 제1 공진자로부터 상기 제2 공진자를 향해 서서히 좁아지는, 탄성파 디바이스. - 제9항에 있어서,
상기 공용 반사기의 전극지의 피치는 상기 제1 공진자로부터 상기 제2 공진자를 향해 단계적으로 좁아지는, 탄성파 디바이스. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 공진자 및 상기 제2 공진자 각각은
상기 공진자에 포함되는 IDT 전극과 상기 공용 반사기 사이에 배치된 제1 반사기와,
상기 IDT 전극에 대하여 상기 제1 반사기와 반대의 단부(端部)에 배치된 제2 반사기를 포함하고,
상기 제1 공진자의 제1 반사기의 전극지는 상기 제1 피치로 형성되며,
상기 제2 공진자의 제1 반사기의 전극지는 상기 제2 피치로 형성되는, 탄성파 디바이스. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
각 IDT 전극 및 각 반사기는 전극지가 접속된 버스바를 포함하며,
각 IDT 전극 및 각 반사기에서 전극지와 버스바가 이루는 각은 0°보다 크고 90°보다 작은, 탄성파 디바이스. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은 상기 압전층이 배치되는 반사층을 더 포함하는, 탄성파 디바이스. - 압전층을 가지는 기판과,
상기 기판 상에 배치된 제1 공진자와,
상기 기판 상에서 상기 제1 공진자에 인접하여 배치되고 상기 제1 공진자와 주파수 특성이 다른 제2 공진자와,
상기 기판 상에서 상기 제1 공진자와 상기 제2 공진자 사이에 배치되는 공용 반사기를 포함하며,
상기 제1 공진자는 전극지(電極指)가 제1 피치로 형성된 제1 IDT 전극을 포함하고,
상기 제2 공진자는 전극지가 제2 피치로 형성된 제2 IDT 전극을 포함하며,
상기 제1 공진자 및 상기 제2 공진자의 메인 모드는 상기 압전층 두께의 증가에 대하여 공진 주파수가 증가하는 진동 모드이고,
상기 공용 반사기, 상기 제1 공진자 및 상기 제2 공진자에 대해 전극지의 피치, 전극지의 듀티, 전극지의 두께, 및 상기 압전층의 두께의 역수를 곱한 값을 각각 제1 값, 제2 값 및 제3 값으로 한 경우, 상기 제1 값은 상기 제2 값과 상기 제3 값과 동일하거나 상기 제2 값과 상기 제3 값 사이에 있으며,
상기 제1 공진자의 고차 모드 주파수는 상기 제2 공진자의 고차 모드 주파수와 일치하고,
상기 공용 반사기의 전극지 수가 짝수인 경우, 상기 제1 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지는 상기 제2 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지와 동일한 극성이며,
상기 공용 반사기의 전극지 수가 홀수인 경우, 상기 제1 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지는 상기 제2 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지와 반대의 극성인, 탄성파 디바이스. - 압전층을 가지는 기판과,
상기 기판 상에 배치된 제1 공진자와,
상기 기판 상에서 상기 제1 공진자에 인접하여 배치되고 상기 제1 공진자와 주파수 특성이 다른 제2 공진자와,
상기 기판 상에서 상기 제1 공진자와 상기 제2 공진자 사이에 배치되는 공용 반사기를 포함하며,
상기 제1 공진자는 전극지(電極指)가 제1 피치로 형성된 제1 IDT 전극을 포함하고,
상기 제2 공진자는 전극지가 제2 피치로 형성된 제2 IDT 전극을 포함하며,
상기 제1 공진자 및 상기 제2 공진자의 메인 모드는 상기 압전층 두께의 증가에 대하여 공진 주파수가 감소하는 진동 모드이고,
상기 공용 반사기, 상기 제1 공진자 및 상기 제2 공진자에 대해 전극지의 피치, 전극지의 듀티, 전극지의 두께, 및 상기 압전층의 두께를 곱한 값을 각각 제4 값, 제5 값 및 제6 값으로 한 경우, 상기 제4 값은 상기 제5 값과 상기 제6 값과 동일하거나 상기 제5 값과 상기 제6 값 사이에 있으며,
상기 제1 공진자의 고차 모드 주파수는 상기 제2 공진자의 고차 모드 주파수와 일치하고,
상기 공용 반사기의 전극지 수가 짝수인 경우, 상기 제1 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지는 상기 제2 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지와 동일한 극성이며,
상기 공용 반사기의 전극지 수가 홀수인 경우, 상기 제1 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지는 상기 제2 IDT 전극에서 상기 공용 반사기에 대향하는 전극지와 반대의 극성인, 탄성파 디바이스. - 제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 제1 공진자, 상기 제2 공진자 및 상기 공용 반사기를 덮도록 배치된 유전체층을 더 포함하고,
상기 유전체층은 상기 제1 공진자 및 상기 제2 공진자의 공진 주파수의 음속보다도 느린 벌크파 음속을 가지는 재료에 의해 형성되며,
상기 공용 반사기, 상기 제1 공진자 및 상기 제2 공진자에 대해 상기 제1 값~상기 제6 값 각각에 상기 유전체층의 두께를 곱한 값을 각각 제1a 값~제6a 값으로 한 경우,
상기 제1a 값은 상기 제2a 값과 상기 제3a 값과 동일하거나 상기 제2a 값과 상기 제3a 값 사이에 있거나,
상기 제4a 값은 상기 제5a 값과 상기 제6a 값과 동일하거나 상기 5a 값과 상기 6a 값 사이에 있는, 탄성파 디바이스. - 제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 제1 공진자, 상기 제2 공진자 및 상기 공용 반사기를 덮도록 배치된 유전체층을 더 포함하고,
상기 유전체층은 상기 제1 공진자 및 상기 제2 공진자의 공진 주파수의 음속보다도 빠른 벌크파 음속을 가지는 재료에 의해 형성되며,
상기 공용 반사기, 상기 제1 공진자 및 상기 제2 공진자에 대해 상기 제1 값~상기 제6 값 각각에 상기 유전체층의 두께의 역수를 곱한 값을 각각 제1b 값~제6b 값으로 한 경우,
상기 제1b 값은 상기 제2b 값과 상기 제3b 값과 동일하거나 상기 제2b 값과 상기 제3b 값 사이에 있거나,
상기 제4b 값은 상기 제5b 값과 상기 제6b 값과 동일하거나 상기 5b 값과 상기 6b 값 사이에 있는, 탄성파 디바이스. - 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 탄성파 디바이스를 포함하는, 래더형 필터.
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