CN105703737B - 横向耦合多模单片滤波器 - Google Patents
横向耦合多模单片滤波器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105703737B CN105703737B CN201510920735.0A CN201510920735A CN105703737B CN 105703737 B CN105703737 B CN 105703737B CN 201510920735 A CN201510920735 A CN 201510920735A CN 105703737 B CN105703737 B CN 105703737B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- piezoelectric film
- current potential
- refers
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 38
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 8
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 25
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003781 PbTiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02228—Guided bulk acoustic wave devices or Lamb wave devices having interdigital transducers situated in parallel planes on either side of a piezoelectric layer
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezo-electric or electrostrictive material
- H03H9/56—Monolithic crystal filters
- H03H9/564—Monolithic crystal filters implemented with thin-film techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02637—Details concerning reflective or coupling arrays
- H03H9/02669—Edge reflection structures, i.e. resonating structures without metallic reflectors, e.g. Bleustein-Gulyaev-Shimizu [BGS], shear horizontal [SH], shear transverse [ST], Love waves devices
- H03H9/02677—Edge reflection structures, i.e. resonating structures without metallic reflectors, e.g. Bleustein-Gulyaev-Shimizu [BGS], shear horizontal [SH], shear transverse [ST], Love waves devices having specially shaped edges, e.g. stepped, U-shaped edges
Abstract
横向耦合多模单片滤波器。一种横向耦合多模单片滤波器包括：衬底；压电膜，该压电膜形成在所述衬底上；地电极，该地电极形成在所述压电膜的第一表面上；以及多个信号电极，所述多个信号电极形成在所述压电膜的第二表面上并且彼此并联布置，所述第二表面与所述第一表面相反，所述多个信号电极中的每一个包括第一电极指和第二电极指，其中，所述第一电极指和所述第二电极指具有不同的电位；所述多个信号电极中的相邻信号电极彼此相距一定距离，所述距离大于所述第一电极指和所述第二电极指的节距。
Description
技术领域
本发明的特定方面涉及横向耦合多模单片滤波器。
背景技术
高频通信系统使用例如2GHz或更大的高频带来执行高速且大容量通信。作为用于高频器件的滤波器，已经知道使用具有高声速的压电膜的横向耦合多模单片滤波器。横向耦合多模单片滤波器具有被设计为具有跨越压电膜形成的地电极和信号电极的结构。信号电极包括如在例如日本专利申请公开号2009-188484和2009-188599中公开的施加有信号的两个或更多个电极。
然而，信号电极的纵横比在滤波器的输入阻抗和输出阻抗被调节时可能增加。信号电极的纵横比的增加导致应力集中于压电膜并且可能导致破裂等。另选地，声波可能在信号电极的横向方向上泄露。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种横向耦合多模单片滤波器，该横向耦合多模单片滤波器包括：衬底；压电膜，该压电膜形成在所述衬底上；地电极，该地电极形成在所述压电膜的第一表面上；以及多个信号电极，所述多个信号电极形成在所述压电膜的第二表面上并且彼此并联布置，所述第二表面与所述第一表面相反，所述多个信号电极中的每一个包括第一电极指和第二电极指，其中，所述第一电极指和所述第二电极指具有不同的电位；所述多个信号电极中的相邻信号电极彼此相距一定距离，所述距离大于所述第一电极指和所述第二电极指的节距。
根据本发明的另一方面，提供了一种横向耦合多模单片滤波器，该横向耦合多模单片滤波器包括：衬底；压电膜，该压电膜形成在所述衬底上；地电极，该地电极形成在所述压电膜的第一表面上；以及信号电极，该信号电极形成在所述压电膜的第二表面上并且包括第一电极指和第二电极指，所述第二表面与所述第一表面相反，所述第二电极指具有与所述第一电极指的电位不同的电位，其中，所述压电膜在所述第一电极指和所述第二电极指的布置方向上在所述信号电极的外侧的至少一部分被去除。
根据本发明的另一方面，提供了一种横向耦合多模单片滤波器，该横向耦合多模单片滤波器包括：衬底；压电膜，该压电膜形成在所述衬底上；地电极，该地电极形成在所述压电膜的第一表面上；信号电极，该信号电极形成在所述压电膜的第二表面上并且包括第一电极指和第二电极指，所述第二表面与所述第一表面相反，所述第二电极指具有与所述第一电极指的电位不同的电位；以及介电膜，该介电膜在所述第一电极指和所述第二电极指的布置方向上形成在在所述信号电极的外侧的所述压电膜中并且与所述压电膜不同。
根据本发明的另一方面，提供了一种横向耦合多模单片滤波器，该横向耦合多模单片滤波器包括：衬底；压电膜，该压电膜形成在所述衬底上；地电极，该地电极形成在所述压电膜的第一表面上；信号电极，该信号电极形成在所述压电膜的第二表面上并且包括第一电极指和第二电极指，所述第二表面与所述第一表面相反，所述第二电极指具有与所述第一电极指的电位不同的电位；以及反相电极，该反相电极在所述第一电极指和所述第二电极指的布置方向上在所述信号电极的外侧包括第三电极指和第四电极指，所述第三电极指具有与所述第一电极指的电位相同的电位，所述第四电极指具有与所述第二电极指的电位相同的电位，其中，彼此相邻的所述第一电极指和所述第三电极指具有相同的电位，或者彼此相邻的所述第二电极指和所述第四电极指具有相同的电位。
附图说明
图1A是根据第一比较例的滤波器的平面图，并且图1B是沿着图1A中的线A-A截取的横截面图；
图2A和图2B是例示了压电膜相对于位置的位移的图，并且图2C是频率对衰减的图；
图3A是根据第二比较例的滤波器的平面图，并且图3B是沿着图3A中的线A-A截取的横截面图；
图4A至图4C是例示了压电膜相对于位置的位移的图，并且图4D是频率对衰减的图；
图5A是根据第三比较例的滤波器的平面图，并且图5B是沿着图5A中的线A-A截取的横截面图；
图6A是根据第四比较例的滤波器的平面图，并且图6B是沿着图6A中的线A-A截取的横截面图；
图7A是根据第三比较例的另选的滤波器的平面图，并且图7B是沿着图7A中的线A-A截取的横截面图；
图8A是根据第一实施方式的滤波器的平面图，并且图8B是沿着图8A中的线A-A截取的横截面图；
图9A是根据第一实施方式的第一变化的滤波器的平面图，并且图9B是沿着图9A中的线A-A截取的横截面图；
图10A是根据第一实施方式的第二变化的滤波器的平面图，并且图10B是沿着图10A中的线A-A截取的横截面图；
图11A是根据第一实施方式的第三变化的滤波器的平面图，并且图11B是沿着图11A中的线A-A截取的横截面图；
图12A是根据第一实施方式的第四变化的滤波器的平面图，并且图12B是沿着图12A中的线A-A截取的横截面图；
图13A是根据第二实施方式的滤波器的平面图，并且图13B是沿着图13A中的线A-A截取的横截面图；
图14A是根据第二实施方式的第一变化的滤波器的平面图，并且图14B是沿着图14A中的线A-A截取的横截面图；
图15A是根据第二实施方式的第二变化的滤波器的平面图，并且图15B是沿着图15A中的线A-A截取的横截面图；以及
图16A和图16B分别是根据第三实施方式和第三实施方式的第一变化的滤波器的横截面图。
具体实施方式
首先将给出根据比较例的横向耦合多模单片滤波器的描述。图1A是根据第一比较例的滤波器的平面图，并且图1B是沿着图1A中的线A-A截取的横截面图。图1A清楚地例示了压电膜14。图1B是示意性地例示了沿着图1A中的线A-A截取的横截面的横截面图，并且图1A和图1B在细节上可以稍微不同。这适用于下文的附图。如图1A和图1B所例示的，滤波器110包括形成在衬底10上的压电膜14。地电极12形成在压电膜14的第一表面(图1B中的下表面)上。信号电极18形成在压电膜14的第二表面(图1B中的上表面)上，第二表面与第一表面相反。地电极12被提供有地电位。信号电极18包括电极指16a和电极指16b。电极指16a和电极指16b具有不同的电位。空隙30形成在衬底10与地电极12之间。
图2A和图2B是例示了压电膜相对于位置的位移的图，并且图2C是频率对衰减的图。在图2A和图2B中，位置表示在图1A中的A-A方向上的位置，并且位移表示压电膜14中的由于声波而导致的位移。在图2C中，衰减表示在电极指16a与电极指16b之间发送的高频信号的衰减。如图2A和图2B所例示的，在压电膜14中，对电极指16a和电极指16b施加高频信号激发压电对称的对称模式S0和压电反对称的反对称模式A0。如图2C所例示的，在衰减特性上，衰减在与对称模式S0和反对称模式A0对应的频率处小，而衰减在其它频率处大。因此，滤波器110作为带通滤波器。
图3A是根据第二比较例的滤波器的平面图，并且图3B是沿着图3A中的线A-A截取的横截面图。如图3A和图3B所例示的，在滤波器112中，信号电极18包括具有与电极指16a和电极指16b的那些电位不同的电位的电极指16c。电极指16a至电极指16c被以相等间隔定位。其它结构与第一比较例的那些结构相同，进而省略了描述。
图4A至图4C是例示了压电膜相对于位置的位移的图，并且图4D是频率对衰减的图。如图4A至图4C所例示的，当向电极指16c提供地电位并且对电极指16a和电极指16b施加高频信号时，在压电膜14中激发压电对称的两个对称模式S0和对称模式S1以及压电反对称的反对称模式A0。如图4D所例示的，滤波器特性展示了由于两个对称模式S0和对称模式S1以及单个反对称模式A0而导致的带通滤波器特性。
图5A是根据第三比较例的滤波器的平面图，并且图5B是沿着图5A中的线A-A截取的横截面图。如图5A和图5B所例示的，滤波器114包括形成在其中的两个或更多个电极指16a以及形成在其中的两个或更多个电极指16b。电极指16a和电极指16b被布置为使得相邻电极指具有不同的电位。如所例示的，电极指16a和电极指16b形成多个对。其它结构与第一比较例的那些结构相同，进而省略了描述。
图6A是根据第四比较例的滤波器的平面图，并且图6B是沿着图6A中的线A-A截取的横截面图。如图6A和图6B所例示的，滤波器116包括形成在其中的两个或更多个电极指16a、形成在其中的两个或更多个电极指16b以及形成在其中的两个或更多个电极指16c。如所例示的，电极指16a、电极指16b和电极指16c形成多个组。其它结构与第二比较例的那些结构相同，进而省略了描述。
如第三比较例和第四比较例中所描述的，可以以复数形式形成电极指16a至电极指16c中的每一个。与第一比较例和第二比较例相比，这个结构使得能够使相位变化变陡。
将给出在以第三比较例为例设计滤波器时的输入阻抗和输出阻抗的设计方法的描述。图7A是根据第三比较例的另选的滤波器的平面图，并且图7B是沿着图7A中的线A-A截取的横截面图。如图7B所例示的，滤波器114的信号电极18的输入阻抗和输出阻抗主要取决于电极指16a及电极指16b与地电极12之间的电容值C。因此，如图7A所例示的，输入阻抗和输出阻抗由电极交叠宽度W控制，所述电极交叠宽度W是电极指16a和电极指16b彼此交叠的宽度。随着电极交叠宽度W增大，电容值C增大，并且输入阻抗和输出阻抗减小。随着电极交叠宽度W减小，电容值C减小，并且输入阻抗和输出阻抗增大。
可以考虑增加电极指16a和电极指16b的对数以减小输入阻抗和输出阻抗。然而，当改变对数时，包括通过特性和衰减特性的滤波器特性大大地改变。因此，为了在不改变滤波器特性的情况下设计输入阻抗和输出阻抗，通过电极交叠宽度W来控制输入阻抗和输出阻抗。
然而，随着电极交叠宽度W增大，信号电极18的纵横比W/L增大。纵横比的增大导致应力集中于压电膜14，并且可能在压电膜14中导致破裂。例如，在被设计为使电极指16a和电极指16b形成在单个空隙30上方的结构中，当应力集中于压电膜14时，压电膜14容易损坏。
第一实施方式
图8A是根据第一实施方式的滤波器的平面图，并且图8B是沿着图8A中的线A-A截取的横截面图。如图8A和图8B所例示的，滤波器100包括信号电极18a和信号电极18b，所述信号电极18a包括电极指16a和电极指16b，并且所述信号电极18b包括电极指16a和电极指16b。信号电极18a和信号电极18b形成在单个空隙30上方。其中未形成电极指16a和电极指16b的间隙区域22形成在信号电极18a与信号电极18b之间。其它结构与第三比较例的那些结构相同，进而省略了描述。
衬底10可以是诸如硅衬底或GaAs衬底的半导体衬底，或诸如石英衬底、玻璃衬底或陶瓷衬底的绝缘衬底。地电极12和信号电极18可以由钌(Ru)、铬(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、铜(Cu)、钼(Mo)、钨(W)、钽(Ta)、铂(Pt)、铑(Rh)或铱(Ir)的单层膜或它们的多层膜制成。
压电膜14可以由具有在(002)方向上的主轴的氮化铝(AlN)膜、氧化锌(ZnO)膜、锆钛酸铅(PZT)膜或钛酸铅(PbTiO3)膜制成。另外，当压电膜14是AlN膜时，它可以包括其它元素以改进谐振特性或以改进压电性。例如，使用钪(Sc)、二价元素和四价元素的两种元素或二价元素和五价元素的两种元素作为添加元素改进压电膜14的压电性。二价元素例如是钙(Ca)、镁(Mg)、锶(Sr)或锌(Zn)。四价元素例如是Ti、锆(Zr)或铪(Hf)。五价元素例如是Ta、铌(Nb)或钒(V)。
第一实施方式形成信号电极18a和信号电极18b。信号电极18a和信号电极18b被并联布置。信号电极18a和信号电极18b在被视为电路时并联连接。这个结构增加如图8B所例示的面对地电极12的电极指16a(第一电极指)和电极指16b(第二电极指)的数量，从而即使当电极交叠宽度W减小时，与第三比较例的结构相比也使得能够增大信号电极18与地电极12之间的电容值。因此，与第三比较例中的纵横比相比，减小了信号电极18的纵横比W/L。因此，减小了应力在压电膜14上的集中，并且防止了压电膜14被损坏。
此外，相邻的信号电极18a和信号电极18b彼此相距距离G，该距离G大于电极指16a和电极指16b的节距P。这个结构使得从信号电极18a发射的声波能够在间隙区域22中衰减并且到达信号电极18b。因此，防止了信号电极18a的特性受从信号电极18b发射的声波影响。如上所述，减小了信号电极18a与信号电极18b之间的干扰。因此，在设置有单个信号电极的情况与设置有多个信号电极的情况之间减小了特性的差异。通过将单个信号电极的阻抗乘以信号电极18a和信号电极18b的数量容易地配置输入阻抗和输出阻抗。当节距在电极指16a与电极指16b中变化时，仅要求相邻的信号电极18a和信号电极18b彼此相距比电极指16a和电极指16b的平均节距P大的距离G。
当施加到信号电极18a和信号电极18b的高频信号具有2GHz的频率时，压电膜14具有大约1μm的膜厚度，节距P为大约3μm，并且距离G为大约10μm。
图9A是根据第一实施方式的第一变化的滤波器的平面图，并且图9B是沿着图9A中的线A-A截取的横截面图。如图9A和图9B所例示的，滤波器101包括通过去除压电膜14形成在间隙区域22中的凹部24。其它结构与第一实施方式的那些结构相同，进而省略了描述。
第一实施方式的第一变化去除压电膜14在相邻的信号电极18a与信号电极18b之间的至少一部分。凹部24防止从信号电极18a发射的声波到达信号电极18b。这使得能够即使当间隙区域22的距离G小时也减小信号电极18a与信号电极18b之间的干扰。因此，进一步减小了滤波器的尺寸。
凹部24可以垂直地穿透压电膜14，或者压电膜14可以保持在凹部24下方。凹部24可以具有大于电极交叠宽度W的长度，或者具有小于电极交叠宽度W的长度。
图10A是根据第一实施方式的第二变化的滤波器的平面图，并且图10B是沿着图10A中的线A-A截取的横截面图。如图10A和图10B所例示的，滤波器102包括在压电膜14中形成在间隙区域22内的介电膜26。其它结构与第一实施方式的那些结构相同，进而省略了描述。
第一实施方式的第二变化在相邻的信号电极18a与信号电极18b之间的压电膜14中形成与压电膜14不同的介电膜26。介电膜26防止从信号电极18a发射的声波到达信号电极18b。这使得能够即使在间隙区域22的距离G小时也减小信号电极18a与信号电极18b之间的干扰。因此，进一步减小了滤波器的尺寸。
例如，介电膜26可以是氧化硅膜、氮化硅膜或氧化铝膜。要求介电膜26在膜厚度方向上形成在压电膜14的至少一部分中。介电膜26可以具有大于电极交叠宽度W的长度，或者可以具有小于电极交叠宽度W的长度。
图11A是根据第一实施方式的第三变化的滤波器的平面图，并且图11B是沿着图11A中的线A-A截取的横截面图。如图11A和图11B所例示的，在滤波器103中，跨越间隙区域22彼此毗邻的电极指是电极指16b。
在第一实施方式的第二变化中，彼此毗邻的信号电极18a的电极指16a和信号电极18b的电极指16a具有相同的电位，或者彼此毗邻的信号电极18a的电极指16b和信号电极18b的电极指16b具有相同的电位。因此，从信号电极18a向信号电极18b发射的声波的相位与从信号电极18b向信号电极18a发射的声波的相位相反。这防止信号电极18a的特性受从信号电极18b发射的声波影响。因此，即使当间隙区域22的距离G小时，也减小了信号电极18a与信号电极18b之间的干扰。因此，进一步减小了滤波器的尺寸。
图12A是根据第一实施方式的第四变化的滤波器的平面图，并且图12B是沿着图12A中的线A-A截取的横截面图。如图12A和图12B所例示的，在滤波器104中，信号电极18a和信号电极18b中的每一个包括电极指16a至电极指16c。电极指16a至电极指16c具有不同的电位。例如，电极指16c被提供有地电位。
在第一实施方式的第四变化中，信号电极18a和信号电极18b中的每一个包括具有与电极指16a和电极指16b的电位不同的电位的电极指16c。如上所述，第四比较例的两个或更多个信号电极18a和信号电极18b在被视为电路时可以并联连接。
如第一实施方式的第四变化中所描述的，要求对在第一实施方式及其第一至第三变化中的信号电极18a和信号电极18b中的每一个中包括的电极指施加两个或更多个不同的电位。
在第一实施方式及其变化中，三个或更多个信号电极18a和信号电极18b在被视为电路时可以并联连接。如第一比较例中所描述的，信号电极18a可以包括一个电极指16a和一个电极指16b，或者包括两个或更多个电极指16a和两个或更多个电极指16b。如第一比较例中所描述的，信号电极18b可以包括一个电极指16a和一个电极指16b，或者包括两个或更多个电极指16a和两个或更多个电极指16b。
第二实施方式
图13A是根据第二实施方式的滤波器的平面图，并且图13B是沿着图13A中的线A-A截取的横截面图。如图13A和图13B所例示的，滤波器105包括单个信号电极18。凹部24在信号电极18的电极指16a和电极指16b的布置方向上形成。凹部24具有与第一实施方式的第一变化的结构相同的结构。其它结构与第一实施方式的那些结构相同，进而省略了描述。
第二实施方式去除压电膜14在电极指16a和电极指16b的布置方向上在信号电极18的外侧的至少一部分。这个结构防止从信号电极18发射的声波在信号电极18的横向方向上向外传播。因此，例如，减小了和与信号电极18相邻的信号电极之间的干扰。要求凹部24位于信号电极18的两侧中的一侧。在第一实施方式及其变化中，凹部24还可以位于最外侧的信号电极18的外侧。
图14A是根据第二实施方式的第一变化的滤波器的平面图，并且图14B是沿着图14A中的线A-A截取的横截面图。如图14A和图14B所例示的，滤波器106包括单个信号电极18。介电膜26在信号电极18的电极指16a和电极指16b的布置方向上形成。介电膜26具有与第一实施方式的第二变化的结构相同的结构。其它结构与第一实施方式的那些结构相同，进而省略了描述。
第二实施方式的第一变化在电极指16a和电极指16b的布置方向上在信号电极18的外侧的压电膜14中形成与压电膜14不同的介电膜26。这个结构防止从信号电极18发射的声波在信号电极18的横向方向上向外传播。因此，例如，减小了和与信号电极18相邻的信号电极之间的干扰。要求介电膜26位于信号电极18的两侧中的一侧。在第一实施方式及其变化中，介电膜26可以形成在最外侧的信号电极18的外侧。
图15A是根据第二实施方式的第二变化的滤波器的平面图，并且图15B是沿着图15A中的线A-A截取的横截面图。如图15A和图15B所例示的，滤波器107包括单个信号电极18。反相电极20在信号电极18的电极指16a和电极指16b的布置方向上形成。反相电极20包括具有与电极指16a相同的电位的电极指21a以及具有与电极指16b相同的电位的电极指21b。反相电极20在信号电极18的横向方向上发射具有与从信号电极18发射的声波的相位相反的相位的声波。其它结构与第一实施方式的那些结构相同，进而省略了描述。
第二实施方式的第二变化在电极指16a和电极指16b的布置方向上在信号电极18的外侧设置反相电极20。反相电极20包括具有与电极指16a相同的电位的电极指21a(第三电极指)以及具有与电极指16b相同的电位的电极指21b(第四电极指)。相邻的电极指16a和电极指21a具有相同的电位，或者相邻的电极指16b和电极指21b具有相同的电位。如上所述，具有相同的电位的电极指16a和电极指21a被连续地定位，并且具有相同的电位的电极指16b和电极指21b被连续地定位。这个结构防止从信号电极18发射的声波抵消从电极指21a或电极指21b发射的声波，并且防止从信号电极18发射的声波在信号电极18的横向方向上向外传播。因此，减小了和与信号电极18相邻的信号电极之间的干扰。相邻的电极指16a与电极指21a之间的距离可以与信号电极18中的电极指16a与电极指16b之间的距离相同或不同。要求反相电极20位于信号电极18的两侧中的一侧。在第一实施方式和该实施方式的变化中，反相电极20可以位于最外侧的信号电极18的外侧。
在第二实施方式及其变化中，与在第四比较例中一样，电极指可以包括具有与电极指16a和电极指16b的电位不同的电位的电极指16c。如上所述，要求对在信号电极18中包括的电极指施加两个或更多个不同的电位。与在第一比较例中一样，信号电极18可以包括一个电极指16a和一个电极指16b，或者包括两个或更多个电极指16a和两个或更多个电极指16b。
第三实施方式
第三实施方式及其变化改变空隙的结构。图16A和图16B分别是根据第三实施方式和第三实施方式的第一变化的滤波器的横截面图。如图16A所例示的，凹部形成在衬底10的上表面中。地电极12平坦地形成在衬底10上。因此，空隙30形成在衬底10的凹部中。空隙30被形成为包括信号电极18a和信号电极18b。其它结构与第一实施方式的那些结构相同，进而省略了描述。可以将空隙30形成为贯穿衬底10。可以将绝缘膜形成为接触地电极12的下表面。也就是说，空隙30可以形成在衬底10与接触地电极12的绝缘膜之间。例如，绝缘膜可以是氮化铝膜。
如图16B所例示的，声反射镜31形成在地电极12下方。声反射镜31通过交替地堆叠具有低声阻抗的膜30a和具有高声阻抗的膜30b而形成。膜30a和膜30b具有例如λ/4(λ为声波的波长)的膜厚度。膜30a和膜30b的堆叠层的数量被自由地选择。其它结构与第一实施方式的那些结构相同，进而省略了描述。
可以在第一实施方式和第二实施方式及其变化中与在第三实施方式中一样形成空隙30，或者可以与在第三实施方式的第一变化中一样形成声反射镜31代替空隙30。空隙30和声反射镜31用作反射传播通过压电膜14的声波的反射器。
在第一至第三实施方式及其变化中，地电极12形成在压电膜14的下表面上，并且信号电极18形成在压电膜14的上表面上。然而，地电极12可以形成在压电膜14的上表面上，并且信号电极18可以形成在压电膜14的下表面上。
尽管已经详细地描述了本发明的实施方式，但是应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够对本发明做出各种改变、替换和变更。
Claims (14)
1.一种横向耦合多模单片滤波器，该横向耦合多模单片滤波器包括：
衬底；
压电膜，该压电膜形成在所述衬底上；
地电极，该地电极形成在所述压电膜的第一表面上；以及
多个信号电极，所述多个信号电极形成在所述压电膜的第二表面上并且彼此并联布置，所述第二表面与所述第一表面相反，所述多个信号电极中的每一个包括第一电极指和第二电极指，
其中，所述第一电极指和所述第二电极指具有不同的电位，
所述多个信号电极中的相邻信号电极彼此相距一定距离，所述距离大于所述第一电极指和所述第二电极指的节距，并且
空隙或声反射镜形成在所述地电极或所述多个信号电极与所述衬底之间。
2.根据权利要求1所述的横向耦合多模单片滤波器，其中
在所述相邻信号电极中的对应信号电极中各自包括的相邻电极指具有相同的电位。
3.根据权利要求1所述的横向耦合多模单片滤波器，其中
反射传播通过所述压电膜的声波的单个空隙形成在所述地电极、所述压电膜和所述多个信号电极下方，使得所述多个信号电极形成在所述单个空隙上方。
4.根据权利要求1所述的横向耦合多模单片滤波器，其中
所述信号电极包括第三电极指，该第三电极指具有与所述第一电极指的电位和所述第二电极指的电位不同的电位。
5.根据权利要求1所述的横向耦合多模单片滤波器，其中
所述多个信号电极作为电路并联连接。
6.根据权利要求1所述的横向耦合多模单片滤波器，其中
所述第一电极指和所述第二电极指的所述节距是平均节距。
7.一种横向耦合多模单片滤波器，该横向耦合多模单片滤波器包括：
衬底；
压电膜，该压电膜形成在所述衬底上；
地电极，该地电极形成在所述压电膜的第一表面上；以及
多个信号电极，所述多个信号电极形成在所述压电膜的第二表面上并且彼此并联布置，所述第二表面与所述第一表面相反，所述多个信号电极中的每一个包括第一电极指和第二电极指，
其中，所述第一电极指和所述第二电极指具有不同的电位，
所述多个信号电极中的相邻信号电极彼此相距一定距离，所述距离大于所述第一电极指和所述第二电极指的节距，并且
所述压电膜在所述相邻信号电极之间的至少一部分被去除。
8.一种横向耦合多模单片滤波器，该横向耦合多模单片滤波器包括：
衬底；
压电膜，该压电膜形成在所述衬底上；
地电极，该地电极形成在所述压电膜的第一表面上；以及
多个信号电极，所述多个信号电极形成在所述压电膜的第二表面上并且彼此并联布置，所述第二表面与所述第一表面相反，所述多个信号电极中的每一个包括第一电极指和第二电极指，
其中，所述第一电极指和所述第二电极指具有不同的电位，
所述多个信号电极中的相邻信号电极彼此相距一定距离，所述距离大于所述第一电极指和所述第二电极指的节距，并且
该横向耦合多模单片滤波器还包括介电膜，该介电膜形成在所述相邻信号电极之间的所述压电膜中并且与所述压电膜不同。
9.一种横向耦合多模单片滤波器，该横向耦合多模单片滤波器包括：
衬底；
压电膜，该压电膜形成在所述衬底上；
地电极，该地电极形成在所述压电膜的第一表面上；以及
信号电极，该信号电极形成在所述压电膜的第二表面上并且包括第一电极指和第二电极指，所述第二表面与所述第一表面相反，所述第二电极指具有与所述第一电极指的电位不同的电位，
其中，所述压电膜在所述第一电极指和所述第二电极指的布置方向上在所述信号电极的外侧的至少一部分被去除。
10.根据权利要求9所述的横向耦合多模单片滤波器，其中
所述信号电极包括第三电极指，该第三电极指具有与所述第一电极指的电位和所述第二电极指的电位不同的电位。
11.一种横向耦合多模单片滤波器，该横向耦合多模单片滤波器包括：
衬底；
压电膜，该压电膜形成在所述衬底上；
地电极，该地电极形成在所述压电膜的第一表面上；
信号电极，该信号电极形成在所述压电膜的第二表面上并且包括第一电极指和第二电极指，所述第二表面与所述第一表面相反，所述第二电极指具有与所述第一电极指的电位不同的电位；以及
介电膜，该介电膜在所述第一电极指和所述第二电极指的布置方向上形成于所述信号电极的外侧的所述压电膜中并且与所述压电膜不同。
12.根据权利要求11所述的横向耦合多模单片滤波器，其中
所述信号电极包括第三电极指，该第三电极指具有与所述第一电极指的电位和所述第二电极指的电位不同的电位。
13.一种横向耦合多模单片滤波器，该横向耦合多模单片滤波器包括：
衬底；
压电膜，该压电膜形成在所述衬底上；
地电极，该地电极形成在所述压电膜的第一表面上；
信号电极，该信号电极形成在所述压电膜的第二表面上并且包括第一电极指和第二电极指，所述第二表面与所述第一表面相反，所述第二电极指具有与所述第一电极指的电位不同的电位；以及
反相电极，该反相电极在所述第一电极指和所述第二电极指的布置方向上在所述信号电极的外侧包括第三电极指和第四电极指，所述第三电极指具有与所述第一电极指的电位相同的电位，所述第四电极指具有与所述第二电极指的电位相同的电位，
其中，彼此相邻的所述第一电极指和所述第三电极指具有相同的电位，或者彼此相邻的所述第二电极指和所述第四电极指具有相同的电位。
14.根据权利要求13所述的横向耦合多模单片滤波器，其中
所述信号电极包括第五电极指，该第五电极指具有与所述第一电极指的电位和所述第二电极指的电位不同的电位。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014-251091 | 2014-12-11 | ||
| JP2014251091A JP6347446B2 (ja) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | 横結合型多重モードモノリシックフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105703737A CN105703737A (zh) | 2016-06-22 |
| CN105703737B true CN105703737B (zh) | 2018-11-23 |
Family
ID=56112003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510920735.0A Expired - Fee Related CN105703737B (zh) | 2014-12-11 | 2015-12-11 | 横向耦合多模单片滤波器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9825609B2 (zh) |
| JP (1) | JP6347446B2 (zh) |
| CN (1) | CN105703737B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10483942B2 (en) * | 2017-01-24 | 2019-11-19 | Skyworks Solutions, Inc. | Acoustic wave device with acoustically separated multi-channel feedback |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102916673A (zh) * | 2011-08-02 | 2013-02-06 | 太阳诱电株式会社 | 压电薄膜谐振器及其制造方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5763921A (en) * | 1980-10-07 | 1982-04-17 | Toshiba Corp | Surface acoustic wave device |
| JPH0716427U (ja) * | 1993-08-25 | 1995-03-17 | 沖電気工業株式会社 | 弾性表面波フィルタ共用器 |
| JP3377902B2 (ja) * | 1996-02-22 | 2003-02-17 | 沖電気工業株式会社 | 弾性表面波フィルタ |
| US6825794B2 (en) * | 2000-06-02 | 2004-11-30 | Research In Motion Limited | Wireless communication system using surface acoustic wave (SAW) second harmonic techniques |
| JP2004336503A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Fujitsu Media Device Kk | 弾性表面波素子及びその製造方法 |
| EP1489740A3 (en) * | 2003-06-18 | 2006-06-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic component and method for manufacturing the same |
| DE602006009384D1 (de) * | 2005-04-13 | 2009-11-05 | Murata Manufacturing Co | Piezoelektrisches dünnschichtfilter |
| JP2009188484A (ja) | 2008-02-04 | 2009-08-20 | Epson Toyocom Corp | 圧電フィルタ |
| JP2009188599A (ja) | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Epson Toyocom Corp | 多重モード圧電フィルタとその周波数調整方法 |
| US9048812B2 (en) * | 2011-02-28 | 2015-06-02 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Bulk acoustic wave resonator comprising bridge formed within piezoelectric layer |
| US20130120081A1 (en) * | 2011-11-14 | 2013-05-16 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Combined resonators and passive circuit components for filter passband flattening |
| JP5873307B2 (ja) * | 2011-11-21 | 2016-03-01 | 太陽誘電株式会社 | フィルタおよび分波器 |
| US20130134838A1 (en) * | 2011-11-28 | 2013-05-30 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Piezoelectric mems transformer |
| US9093979B2 (en) | 2012-06-05 | 2015-07-28 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Laterally-coupled acoustic resonators |
| US9698753B2 (en) * | 2014-03-19 | 2017-07-04 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Laterally coupled resonator filter having apodized shape |
-
2014
- 2014-12-11 JP JP2014251091A patent/JP6347446B2/ja active Active
-
2015
- 2015-10-09 US US14/879,808 patent/US9825609B2/en active Active
- 2015-12-11 CN CN201510920735.0A patent/CN105703737B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102916673A (zh) * | 2011-08-02 | 2013-02-06 | 太阳诱电株式会社 | 压电薄膜谐振器及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9825609B2 (en) | 2017-11-21 |
| JP2016115981A (ja) | 2016-06-23 |
| US20160172573A1 (en) | 2016-06-16 |
| JP6347446B2 (ja) | 2018-06-27 |
| CN105703737A (zh) | 2016-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6903471B2 (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタおよびマルチプレクサ | |
| US10249812B2 (en) | Filter and multiplexer | |
| US7057478B2 (en) | Component functioning with bulk acoustic waves having coupled resonators | |
| JP7017364B2 (ja) | ラダー型フィルタ、圧電薄膜共振器およびその製造方法 | |
| JP6510996B2 (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタおよびデュプレクサ | |
| JP6573853B2 (ja) | 弾性波デバイスおよびその製造方法 | |
| WO2016111315A1 (ja) | 弾性波装置 | |
| US20200212889A1 (en) | Acoustic wave filter device | |
| JP2017225042A (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタおよびマルチプレクサ | |
| JP2018006919A (ja) | 弾性波デバイス | |
| US20100109809A1 (en) | Thin film piezoelectric resonator and thin film piezoelectric filter | |
| JP6368298B2 (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタおよびデュプレクサ | |
| CN105703737B (zh) | 横向耦合多模单片滤波器 | |
| US10511283B2 (en) | Surface acoustic wave filter, high frequency module, and multiplexer | |
| JP4036856B2 (ja) | 弾性表面波素子を用いたバンドパスフィルタ | |
| US20200220521A1 (en) | Acoustic wave device and method for manufacturing acoustic wave device | |
| JP7068047B2 (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタおよびマルチプレクサ | |
| CN113474995A (zh) | 弹性波装置 | |
| WO2020109085A1 (en) | Electro acoustic resonator and rf filter | |
| JP7298991B2 (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタおよびマルチプレクサ | |
| KR20230091145A (ko) | 필터 장치 | |
| JP2022183461A (ja) | ラダー型フィルタおよびマルチプレクサ | |
| JP2020202413A (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタおよびマルチプレクサ | |
| KR20230091164A (ko) | 탄성파 장치 및 래더형 필터 | |
| JPH09331226A (ja) | 多電極型弾性表面波装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20181123 |