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KR102157602B1 - 탄성파 장치 - Google Patents

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KR102157602B1
KR102157602B1 KR1020187007510A KR20187007510A KR102157602B1 KR 102157602 B1 KR102157602 B1 KR 102157602B1 KR 1020187007510 A KR1020187007510 A KR 1020187007510A KR 20187007510 A KR20187007510 A KR 20187007510A KR 102157602 B1 KR102157602 B1 KR 102157602B1
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마사시 오무라
테츠야 키무라
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

음향 반사층을 포함한 탄성파 장치에 있어서 특성이 열화될 가능성을 낮출 수 있는 탄성파 장치를 제공한다.
지지 기판(2)과, 지지 기판(2) 상에 마련된 음향 다층막(3)과, 음향 다층막(3) 상에 마련된 압전 기판(4)과, 압전 기판(4) 상에 마련된 IDT 전극(5)을 포함하고, 음향 다층막(3)이 적어도 4층의 음향 임피던스층을 가지고, 상기 적어도 4층의 음향 임피던스층이 적어도 1층의 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e, 3g)과 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e, 3g)보다도 음향 임피던스가 높은 적어도 1층의 고음향 임피던스층(3b, 3d, 3f)으로 구성되어 있으며, 압전 기판(4) 측에서부터 지지 기판(2) 측을 향하여, 4층째의 음향 임피던스층(3d) 내로부터 음향 다층막(3)과 지지 기판(2)의 계면까지의 임의의 위치에 마련되어 있는 접합층(9)을 더 포함하는 탄성파 장치(1).

Description

탄성파 장치
본 발명은 공진자나 대역 필터 등에 이용되는 탄성파 장치에 관한 것이다.
종래, 공진자나 대역 필터로서 탄성파 장치가 널리 이용되고 있다. 이러한 탄성파 장치에서는 레일리파나 SH파 등의 다양한 탄성파가 이용되고 있다.
하기의 특허문헌 1에는 판파(plate wave)를 이용한 탄성파 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1의 탄성파 장치에서는 지지 기판 상에 음향 반사층, 압전체층 및 IDT 전극이 이 순서대로 적층되어 있다. 상기 음향 반사층은 저음향 임피던스층과, 상기 저음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 높은 고음향 임피던스층으로 구성되어 있다.
삭제
WO2012/086441 A1
특허문헌 1에는 미리 음향 반사층이 마련된 지지 기판과 압전체를 접합함으로써 탄성파 장치를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 음향 반사층이 마련된 지지 기판과 압전체의 접합 위치에 따라서는 특성의 열화가 생기는 경우가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 음향 반사층을 포함한 탄성파 장치에 있어서 특성이 열화될 가능성을 낮추는 것에 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치는, 지지 기판과, 상기 지지 기판 상에 마련된 음향 다층막과, 상기 음향 다층막 상에 마련된 압전 기판과, 상기 압전 기판 상에 마련된 IDT 전극을 포함하고, 상기 음향 다층막이 적어도 4층의 음향 임피던스층을 가지며, 상기 적어도 4층의 음향 임피던스층이 적어도 1층의 저음향 임피던스층과, 상기 저음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 높은 적어도 1층의 고음향 임피던스층으로 구성되어 있고, 상기 압전 기판 측에서부터 상기 지지 기판 측을 향하여, 4층째의 음향 임피던스층 내로부터 상기 음향 다층막과 상기 지지 기판의 계면까지의 임의의 위치에 마련되어 있는 접합층을 더 포함한다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 어느 특정한 국면에서는 상기 접합층이 상기 4층째의 음향 임피던스층 내에 마련되어 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정한 국면에서는 상기 음향 다층막이 적어도 5층의 상기 음향 임피던스층을 가지고, 상기 접합층이 상기 4층째의 음향 임피던스층보다 상기 지지 기판 측의 임의의 상기 음향 임피던스층 내에 마련되어 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 다른 특정한 국면에서는 상기 음향 다층막이 적어도 5층의 상기 음향 임피던스층을 가지고, 상기 접합층이 상기 4층째의 음향 임피던스층과 다른 상기 음향 임피던스층의 계면, 또는 상기 4층째의 음향 임피던스층보다 상기 지지 기판 측의 상기 음향 임피던스층 간의 계면의 임의의 위치에 마련되어 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정한 국면에서는 상기 접합층이 상기 음향 다층막과 상기 지지 기판의 계면에 마련되어 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정한 국면에서는 전파하는 탄성파로서, S0 모드, A0 모드, A1 모드, SH0 모드, 또는 SH1 모드의 판파를 이용하고 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정한 국면에서는 상기 저음향 임피던스층이 산화 규소로 구성되어 있다. 이 경우에는 판파를 한층 더 효율적으로 가둘 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 장치의 또 다른 특정한 국면에서는 상기 고음향 임피던스층이 백금 또는 질화 규소로 구성되어 있다. 이 경우에는 판파를 한층 더 효율적으로 가둘 수 있다.
본 발명에 따르면, 음향 다층막을 포함한 탄성파 장치에 있어서 특성이 열화될 가능성을 낮출 수 있다.
도 1(a)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 정면 단면도이며, 도 1(b)는 그 전극 구조를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 주요부를 확대하여 나타내는 부분 컷어웨이(cutaway) 모식적 단면도이다.
도 3은 실험예에서 제작한 탄성파 장치에 있어서, 음향 다층막을 구성하는 음향 임피던스층의 적층 수를 변화시켰을 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이다.
도 4(a)~도 4(d)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 각 약도적 정면 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 탄성파 장치의 주요부를 확대하여 나타내는 부분 컷어웨이 모식적 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 탄성파 장치의 주요부를 확대하여 나타내는 부분 컷어웨이 모식적 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 탄성파 장치의 주요부를 확대하여 나타내는 부분 컷어웨이 모식적 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명함으로써 본 발명을 명백히 한다.
한편, 본 명세서에 기재된 각 실시형태는 예시적인 것이며, 다른 실시형태 간에 있어서 구성의 부분적인 치환 또는 조합이 가능한 것을 지적해 둔다.
(제1 실시형태)
도 1(a)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 모식적 정면 단면도이며, 도 1(b)는 그 전극 구조를 나타내는 모식적 평면도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 탄성파 장치의 주요부를 확대하여 나타내는 부분 컷어웨이 모식적 단면도이다.
탄성파 장치(1)는 S0 모드, A0 모드, A1 모드, SH0 모드, 또는 SH1 모드 등의 판파를 이용한 탄성파 장치이다. 탄성파 장치(1)는 지지 기판(2)을 가진다. 지지 기판(2) 상에 음향 다층막(3)이 적층되어 있다. 음향 다층막(3) 상에 압전 기판(4)이 적층되어 있다. 압전 기판(4) 상에 IDT 전극(5) 및 전극 랜드(6a, 6b)가 적층되어 있다. 전극 랜드(6a, 6b)는 IDT 전극(5)에 전기적으로 접속되도록 마련되어 있다.
지지 기판(2)은 Si로 이루어진다. 지지 기판(2)을 구성하는 재료로는 특별히 한정되지 않고, 사파이어, LiTaO3, LiNbO3, 수정 등의 압전체, 알루미나, 마그네시아, 질화 규소, 질화 알루미늄, 산화 규소, 산화 알루미늄, 탄화 규소, 지르코니아, 코디어라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포르스테라이트 등의 각종 세라믹 혹은 유리 등의 유전체, 또는 실리콘, 질화 갈륨 등의 반도체, 혹은 수지 등을 이용할 수 있다.
음향 다층막(3)은 본 실시형태에서는 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e, 3g)과 고음향 임피던스층(3b, 3d, 3f)을 가진다. 고음향 임피던스층(3b, 3d, 3f)의 음향 임피던스는 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e, 3g)의 음향 임피던스보다도 높다. 본 실시형태에서는 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e, 3g)과 고음향 임피던스층(3b, 3d, 3f)이 적층방향에 있어서 교대로 배치되어 있다.
한편, 본 발명에 있어서 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e, 3g)과 고음향 임피던스층(3b, 3d, 3f)은 적층방향에 있어서 교대로 배치되어 있지 않아도 된다. 단, 판파의 가둠 효율을 한층 더 높이는 관점에서는 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e, 3g) 중 적어도 1층이 고음향 임피던스층(3b, 3d, 3f) 중 적어도 1층보다 압전 기판(4) 측에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 적어도 4층의 음향 임피던스층에 있어서 저음향 임피던스층과 고음향 임피던스층이 교대로 적층되어 있는 것이 보다 바람직하다.
판파의 에너지를 한층 더 효율적으로 가두는 관점에서, 음향 다층막(3)을 구성하는 음향 임피던스층의 각 층의 두께는 각각 압전 기판(4)의 두께의 1/10~4배 정도의 범위인 것이 바람직하다. 단, 복수의 음향 임피던스층의 각 층의 두께는 압전 기판(4)의 두께와 동일해도 되고 달라도 된다.
또한, 탄성파 장치(1)에 있어서 음향 다층막(3)은 7층의 음향 임피던스층으로 구성되어 있다. 음향 임피던스층의 적층 수는 본 실시형태와 같이 적어도 4층 이상이다. 음향 임피던스층의 적층 수가 적으면 판파를 효율적으로 가둘 수 없는 경우가 있다. 음향 임피던스층의 적층 수의 상한은 특별히 한정되지 않지만 20층 정도로 하는 것이 바람직하다.
저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e, 3g)은 SiO2로 구성되어 있다. 단, 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e, 3g)은 Al이나 Ti 등으로 구성되어 있어도 된다.
고음향 임피던스층(3b, 3d, 3f)은 Pt로 구성되어 있다. 단, 고음향 임피던스층(3b, 3d, 3f)은 AlN, W, LiTaO3, Al2O3, LiNbO3, SiN, Ta2O5 또는 ZnO 등으로 구성되어 있어도 된다.
본 실시형태에서는 저음향 임피던스층(3a) 내에 접합층(9)이 마련되어 있다. 보다 구체적으로, 저음향 임피던스층(3a)은 저음향 임피던스층 부분(3a1)과 저음향 임피던스층 부분(3a2)을 접합층(9)으로 접합한 구조를 가진다. 따라서, 접합층(9)은 저음향 임피던스층 부분(3a1)과 저음향 임피던스층 부분(3a2)에 끼이도록 마련되어 있다. 한편, 저음향 임피던스층 부분(3a1)의 접합층(9)과는 반대 측의 주면(主面)은 지지 기판(2)과 접하고 있다. 한편, 저음향 임피던스층 부분(3a2)의 접합층(9)과는 반대 측의 주면은 고음향 임피던스층(3b)과 접하고 있다. 단 후술하는 실시예에도 서술하는 바와 같이, 접합층(9)은 압전 기판(4)으로부터 보아 4층째의 음향 임피던스층 내 또는 4층째의 음향 임피던스층보다 지지 기판(2) 측의 임의의 음향 임피던스층 내 혹은 계면에 마련되어 있으면 된다.
저음향 임피던스층 부분(3a1, 3a2)은 저음향 임피던스층(3a)과 동일한 재료로 구성되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 SiO2로 구성되어 있다.
접합층(9)은 Ti 산화물로 구성되어 있다. 접합층(9)은 Ti 산화물에 한정되지 않고 Al 등의 다른 금속의 산화물이어도 된다. 또한, 금속의 산화물이 아니라 Ti나 Al 등의 금속으로 구성되어 있어도 된다. 단, 바람직하게는 전기적 절연을 도모하기 위해서 절연 재료가 바람직하다. 특히, 접합력이 높고 산화에 의한 절연화가 용이하기 때문에 Ti의 산화물이 바람직하다.
압전 기판(4)은 LiNbO3으로 이루어지는 기판이다. 단, 압전 기판(4)으로는 LiTaO3 등의 다른 압전 단결정으로 이루어지는 기판을 이용해도 되고, 압전 세라믹스로 이루어지는 기판을 이용해도 된다.
도 1(a)에서는 약도적으로 나타내고 있지만, 압전 기판(4) 상에 도 1(b)에 나타내는 전극 구조가 형성되어 있다. 즉, IDT 전극(5)과, IDT 전극(5)의 탄성파 전파 방향 양측에 배치된 반사기(7, 8)가 형성되어 있다. 그로 인해, 1포트형 탄성파 공진자가 구성되어 있다. 한편, 반사기(7, 8)는 마련되지 않아도 된다.
도 1(b)에 도시하는 바와 같이 IDT 전극(5)은 제1, 제2 버스 바(bus bar)와 복수 개의 제1, 제2 전극 핑거를 가진다. 복수 개의 제1 전극 핑거와 복수 개의 제2 전극 핑거는 서로 맞물려(interdigitate) 있다. 또한, 복수 개의 제1 전극 핑거는 제1 버스 바에 접속되어 있고, 복수 개의 제2 전극 핑거는 제2 버스 바에 접속되어 있다.
IDT 전극(5)에 교번 전압을 인가하면 IDT 전극(5)이 형성되어 있는 압전 기판(4) 부분이 여진(勵振; excited)된다. 탄성파 장치(1)는 상기한 바와 같이 IDT 전극(5)이 여진됨으로써 발생한 탄성파로서 판파를 이용하고 있다.
한편, 본 실시형태에 있어서는 도시를 생략하고 있지만, 본 발명에 있어서는 IDT 전극(5)을 덮도록 온도 조정 막으로서의 SiO2막을 마련해도 된다.
IDT 전극(5) 및 전극 랜드(6a, 6b)는, 본 실시형태에서는 Al로 구성되어 있다. 단, IDT 전극(5) 및 전극 랜드(6a, 6b)는 각각 Al, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, W 또는 이들의 금속을 주체로 하는 합금 등의 적절한 금속으로 구성할 수 있다. 또한, IDT 전극(5) 및 전극 랜드(6a, 6b)는 복수의 금속막을 적층하여 이루어지는 적층 금속막으로 구성되어 있어도 된다.
탄성파 장치(1)에서는 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e, 3g)과 고음향 임피던스층(3b, 3d, 3f)이 교대로 적층되어 있다. 그렇기 때문에, 압전 기판(4)으로부터 전파되어 온 판파가, 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e, 3g)의 위쪽 표면인 저음향 임피던스층(3a, 3c, 3e, 3g) 및 고음향 임피던스층(3b, 3d, 3f)의 계면에서 반사되게 된다. 그로 인해, 판파의 에너지를 효율적으로 가둘 수 있다.
또한, 탄성파 장치(1)에서는 압전 기판(4) 측에서부터 지지 기판(2) 측을 향하여, 7층째의 음향 임피던스층(3a) 내에 접합층(9)이 마련되어 있다. 그렇기 때문에, 탄성파 장치(1)에서는 특성의 열화가 생기기 어렵다.
한편, 탄성파 장치(1)에서는 음향 다층막(3)이 7층의 음향 임피던스층을 가지고 있지만, 적어도 4층의 음향 임피던스층을 가지고 있으면 된다. 본 발명에 있어서는 음향 다층막(3)이 적어도 4층의 음향 임피던스층을 가지고 있으므로 판파의 에너지를 효율적으로 가둘 수 있다. 이것을, 이하, 실험예를 참조하여 상세하게 설명한다.
실험예에 있어서는 하기의 조건으로 1포트형의 탄성파 공진자인 탄성파 장치(1)를 제작하고 So 모드의 판파를 여진시켰다.
지지 기판(2)…Si(재료)
음향 다층막(3)…적층 수: 2층, 4층 또는 6층, 저음향 임피던스층: SiO2, 고음향 임피던스층: Pt
압전 기판(4)…X-LiNbO3{오일러 각(90°, 90°, 40°)}
IDT 전극(5)…AlCu(Cu 1% 80㎚)/Ti(10㎚), 듀티 비: 0.5, 전극 핑거 쌍의 수: 100쌍, 교차 폭: 25.5㎛
도 3은 실험예에서 제작한 탄성파 장치에 있어서, 음향 다층막을 구성하는 음향 임피던스층의 적층 수를 변화시켰을 때의 임피던스 특성을 나타내는 도면이다.
한편, 실험예에서는 음향 임피던스층의 적층 수가 2층인 경우는, 접합층은 압전 기판(4) 측으로부터 3층째에 형성했다. 또한, 음향 임피던스층의 적층 수가 4층인 경우는, 접합층은 압전 기판(4) 측으로부터 5층째에 형성했다. 음향 임피던스층의 적층 수가 6층인 경우는, 접합층은 압전 기판(4) 측으로부터 7층째에 형성했다.
여기서, 도 3으로부터, 음향 임피던스층의 적층 수가 4층 및 6층인 탄성파 장치(1)에서는 적층 수가 2층인 것과 비교하여 양호한 임피던스 특성이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다.
또한, 도면 중에는 기재하고 있지 않지만, 음향 임피던스층의 적층 수가 4층인 경우에 있어서는 접합 위치를 압전 기판(4) 측으로부터 4층째, 및 음향 다층막(3)과 지지 기판(2)의 계면에 형성한 경우에도 양호한 임피던스 특성이 얻어졌다. 게다가, 음향 임피던스층의 적층 수가 6층인 경우에 있어서는 접합 위치를 압전 기판(4) 측으로부터 4층째, 5층째, 6층째, 및 음향 다층막(3)과 지지 기판(2)의 계면에 형성한 경우에도 양호한 임피던스 특성이 얻어졌다.
이것으로부터, 판파를 효율적으로 가두고 양호한 임피던스 특성을 얻기 위해서는 적어도 4층의 음향 임피던스층이 있을 것, 및 접합층의 위치를 압전 기판 측에서부터 지지 기판 측을 향하여, 4층째의 음향 임피던스층 내로부터 음향 다층막과 지지 기판의 계면까지의 임의의 위치에 마련하는 것이 필요한 것을 알 수 있다.
따라서, 접합층은 압전 기판 측에서부터 지지 기판 측을 향하여, 4층째의 음향 임피던스층 내로부터 음향 다층막과 지지 기판의 계면까지의 임의의 위치에 마련하면 특성의 열화가 생기기 어렵다.
(제조 방법)
탄성파 장치(1)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 일례를 도 4(a)~도 4(d)를 참조하여 설명한다.
우선, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이 압전 기판(4)을 얻기 위한 압전판(4A)과 지지 기판(2)을 준비한다. 압전판(4A)의 한쪽 측의 주면 상에 SiO2로 이루어지는 저음향 임피던스층(3g)을 형성한다. 이어서, 저음향 임피던스층(3g) 상에, AlN으로 이루어지는 고음향 임피던스층(3f, 3d, 3b) 3층과 SiO2로 이루어지는 저음향 임피던스층(3e, 3c) 2층을 고음향 임피던스층(3f)으로부터 순서대로 교대로 적층한다. 다음으로, 고음향 임피던스층(3b) 상에 SiO2로 이루어지는 저음향 임피던스층 부분(3a2)을 적층한다.
한편, 지지 기판(2)의 한쪽 측의 주면 상에 SiO2로 이루어지는 저음향 임피던스층 부분(3a1)을 형성한다.
압전판(4A)으로는 LiNbO3으로 이루어지는 판이 이용된다. 단, 압전판(4A)으로는 LiTaO3 등의 다른 압전 단결정으로 이루어지는 판을 이용해도 되고, 압전 세라믹스로 이루어지는 판을 이용해도 된다.
지지 기판(2)으로는 Si가 이용된다. 단, 지지 기판(2)으로는 사파이어, LiTaO3, LiNbO3, 수정 등의 압전체, 알루미나, 마그네시아, 질화 규소, 질화 알루미늄, 산화 규소, 산화 알루미늄, 탄화 규소, 지르코니아, 코디어라이트, 멀라이트, 스테아타이트, 포르스테라이트 등의 각종 세라믹 혹은 유리 등의 유전체, 또는 실리콘, 질화 갈륨 등의 반도체, 혹은 수지 등을 이용할 수 있다.
저음향 임피던스층(3c, 3e, 3g) 및 저음향 임피던스층 부분(3a1, 3a2)은 스패터링법, 증착법 또는 CVD법 등의 방법으로 형성할 수 있다. 마찬가지로, 고음향 임피던스층(3b, 3d, 3f)은 스패터링법, 증착법 또는 CVD법 등의 방법으로 형성할 수 있다. 음향 임피던스층은 적절한 패터닝을 실시하고 있어도 된다.
저음향 임피던스층(3c, 3e, 3g) 및 고음향 임피던스층(3b, 3d, 3f)의 각 층의 두께는 특별히 한정되지 않고, 각각 50㎚~2000㎚ 정도로 할 수 있다.
다음으로, 압전판(4A)의 접합면이 되는 저음향 임피던스층 부분(3a2)의 표면과, 지지 기판(2)의 접합면이 되는 저음향 임피던스층 부분(3a1)의 표면을 연마한다. 연마 후, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이 압전판(4A)과 지지 기판(2)을 접합한다. 압전판(4A)과 지지 기판(2)의 접합 시에는, 압전판(4A) 상의 저음향 임피던스층 부분(3a2)과 지지 기판(2) 상의 저음향 임피던스층 부분(3a1) 사이에, 도시하지 않은 접합층(9)을 형성하기 위한 Ti로 이루어지는 접합 막을 끼워서 확산 접합에 의해 접합한다. 한편, 접합 방법은 한정되지 않고, 예를 들면 친수화 접합이어도 되고, 활성화 접합이어도 된다.
다음으로, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이 판파를 여진 가능한 정도까지 압전판(4A)을 박판화하여 압전 기판(4)을 얻는다. 판파의 여진 효율의 관점에서 압전 기판(4)의 두께는 1㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
압전판(4A)의 박판화 후, 300℃ 정도의 온도로 열처리를 실시함으로써 상기 Ti로 이루어지는 접합 막을 산화시켜, 절연화한다.
마지막으로, 도 4(d)에 도시하는 바와 같이 압전 기판(4)의 음향 다층막(3)과는 반대 측의 주면 상에 IDT 전극(5) 및 전극 랜드(6a, 6b)를 형성하여 탄성파 장치(1)를 얻는다.
IDT 전극(5) 및 전극 랜드(6a, 6b)는 예를 들면, 증착 리프트 오프법으로 형성할 수 있다. IDT 전극(5)의 두께는 특별히 한정되지 않지만 10~2000㎚으로 할 수 있다. 또한, 전극 랜드(6a, 6b)의 두께는 특별히 한정되지 않지만 100~2000㎚으로 할 수 있다.
한편, 본 실시형태에 있어서 IDT 전극(5)은 Ti 및 AlCu(Cu 1%)를 이 순서대로 적층한 적층 금속막으로 형성했다. 또한, 전극 랜드(6a, 6b)는 Ti 및 Al을 이 순서대로 적층한 적층 금속막으로 형성했다.
(제2 실시형태)
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 탄성파 장치의 주요부를 확대하여 나타내는 부분 컷어웨이 모식적 단면도이다. 도 5에 도시하는 바와 같이 제2 실시형태에 있어서는 고음향 임피던스층(3d)이 고음향 임피던스층 부분(3d1)과 고음향 임피던스층 부분(3d2)을 접합층(9)으로 접합한 구조를 가진다. 따라서, 접합층(9)은 고음향 임피던스층(3d) 내에 위치하고 있다. 고음향 임피던스층 부분(3d1)과 고음향 임피던스층 부분(3d2)은 고음향 임피던스층(3b, 3f)과 동일한 재료로 구성할 수 있다.
제2 실시형태에 있어서도, 제조 시에는 고음향 임피던스층 부분(3d1)과 고음향 임피던스층 부분(3d2)을 제1 실시형태와 동일한 방법으로 Ti의 접합 막 등을 이용하여 접합하면 된다.
또한, 제2 실시형태에 있어서도, 압전 기판(4) 측에서부터 지지 기판(2) 측을 향하여 4층째의 음향 임피던스층(3d) 내에 접합층(9)이 위치하고 있기 때문에 판파를 효율적으로 가둘 수 있으면서 특성의 열화가 생기기 어렵다.
제1 및 제2 실시형태의 탄성파 장치와 같이, 접합층(9)은 압전 기판(4) 측에서부터 지지 기판(2) 측을 향하여, 4층째의 음향 임피던스층(3d) 내에 마련되어 있어도 되고, 4층째의 음향 임피던스층(3d)보다 지지 기판(2) 측의 음향 임피던스층 내에 마련되어 있어도 된다.
(제3 및 제4 실시형태)
도 6은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 탄성파 장치의 주요부를 확대하여 나타내는 부분 컷어웨이 모식적 단면도이다. 도 6에 도시하는 바와 같이 제3 실시형태에 있어서는 접합층(9)이 고음향 임피던스층(3d)과 저음향 임피던스층(3c)의 계면에 마련되어 있다. 즉, 압전 기판(4) 측에서부터 지지 기판(2) 측을 향하여, 4층째의 음향 임피던스층(3d)과 5층째의 음향 임피던스층(3c)의 계면에 접합층(9)이 마련되어 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 탄성파 장치의 주요부를 확대하여 나타내는 부분 컷어웨이 모식적 단면도이다. 도 7에 도시하는 바와 같이 제4 실시형태에 있어서는 접합층(9)이 음향 다층막(3)과 지지 기판(2)의 계면에 마련되어 있다.
제3 및 제4 실시형태에 있어서도, 제조 시에는 음향 임피던스층 간 또는 음향 다층막(3)과 지지 기판(2)을, 제1 실시형태와 동일한 방법으로 Ti의 접합 막 등을 이용해서 접합하면 된다.
제3 및 제4 실시형태에 나타내는 바와 같이 접합층(9)은 압전 기판(4) 측에서부터 지지 기판(2) 측을 향하여, 4층째의 음향 임피던스층(3d)보다 지지 기판(2) 측의 음향 임피던스층 간의 계면에 위치해도 되고, 음향 다층막(3)과 지지 기판(2)의 계면에 마련되어 있어도 된다. 어느 경우에 있어서도, 제1 및 제2 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 있어서는 압전 기판(4) 측에서부터 지지 기판(2) 측을 향하여, 4층째의 음향 임피던스층(3d) 내로부터 음향 다층막(3)과 지지 기판(2)의 계면까지의 임의의 위치에 접합층(9)이 마련되어 있다. 그렇기 때문에, 본 발명의 탄성파 장치에서는 판파를 효율적으로 가둘 수 있으면서 특성의 열화가 생기기 어렵다.
본 발명의 탄성파 장치는 다양한 전자 기기나 통신 기기에 널리 이용된다. 전자 기기로는 예를 들면 센서가 있다. 통신 기기로는 예를 들면 본 발명의 탄성파 장치를 포함하는 듀플렉서, 본 발명의 탄성파 장치와 PA(Power Amplifier) 및/또는 LNA(Low Noise Amplifier) 및/또는 SW(Switch)를 포함하는 통신 모듈 기기, 그 통신 모듈 기기를 포함하는 이동체 통신 기기나 헬스 케어 통신 기기 등이 있다. 이동체 통신 기기로는 휴대전화, 스마트 폰, 카 네비게이션 등이 있다. 헬스 케어 통신 기기로는 체중계나 체지방계 등이 있다. 헬스 케어 통신 기기나 이동체 통신 기기는 안테나, RF 모듈, LSI, 디스플레이, 입력부, 전원 등을 포함하고 있다.
1: 탄성파 장치 2: 지지 기판
3: 음향 다층막 3a, 3c, 3e, 3g: 저음향 임피던스층
3a1, 3a2: 저음향 임피던스층 부분 3b, 3d, 3f: 고음향 임피던스층
3d1, 3d2: 고음향 임피던스층 부분 4: 압전 기판
4A: 압전판 5: IDT 전극
6a, 6b: 전극 랜드 7, 8: 반사기
9: 접합층

Claims (8)

  1. 지지 기판과,
    상기 지지 기판 상에 마련된 음향 다층막과,
    상기 음향 다층막 상에 마련된 압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 마련된 IDT 전극을 포함하고,
    상기 음향 다층막이 적어도 4층의 음향 임피던스층을 가지며,
    상기 적어도 4층의 음향 임피던스층이 적어도 1층의 저음향 임피던스층과, 상기 저음향 임피던스층보다도 음향 임피던스가 높은 적어도 1층의 고음향 임피던스층으로 구성되어 있고,
    상기 압전 기판 측에서부터 상기 지지 기판 측을 향하여, 4층째의 상기 음향 임피던스층 내로부터 상기 음향 다층막과 상기 지지 기판의 계면까지의 임의의 위치에 마련되어 있는 접합층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접합층이 상기 4층째의 음향 임피던스층 내에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음향 다층막이 적어도 5층의 상기 음향 임피던스층을 가지며,
    상기 접합층이 상기 4층째의 음향 임피던스층보다 상기 지지 기판 측의 임의의 상기 음향 임피던스층 내에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 음향 다층막이 적어도 5층의 상기 음향 임피던스층을 가지며,
    상기 접합층이 상기 4층째의 음향 임피던스층과 다른 상기 음향 임피던스층의 계면, 또는 상기 4층째의 음향 임피던스층보다 상기 지지 기판 측의 상기 음향 임피던스층 간의 계면의 임의의 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접합층이 상기 음향 다층막과 상기 지지 기판의 계면에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    전파하는 탄성파로서, S0 모드, A0 모드, A1 모드, SH0 모드, 또는 SH1 모드의 판파(plate wave)가 이용되는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저음향 임피던스층이 산화 규소로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고음향 임피던스층이 백금 또는 질화 규소로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성파 장치.
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