JP2000232334A - フィルタ構造 - Google Patents

フィルタ構造

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JP2000232334A
JP2000232334A JP11375291A JP37529199A JP2000232334A JP 2000232334 A JP2000232334 A JP 2000232334A JP 11375291 A JP11375291 A JP 11375291A JP 37529199 A JP37529199 A JP 37529199A JP 2000232334 A JP2000232334 A JP 2000232334A
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    • 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 piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/56—Monolithic crystal filters
    • H03H9/566—Electric coupling means therefor
    • H03H9/568—Electric coupling means therefor consisting of a ladder configuration

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数特性が向上したフィルタ構造を提供す
ること。従来の格子フィルタと比較して、通過帯域のエ
ッジの減衰勾配が急なフィルタ構造を提供すること。 【解決手段】 図１１は底部電極１１０と、上部電極１
２０と、電極間の圧電層１００とを示している。図１１
の例では共振子である４つの圧電層１００は分離してい
るが、圧電層１００は単一の連続層を形成していてもよ
い。また、共振子の面積は実質的に、重複している位置
での上部電極１２０と底部電極１１０との重複面積とし
て定義される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は無線通信装置の共振
子構造、特にバルク音波フィルタ構造に関するものであ
り、より具体的には、無線周波数フィルタ構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】移動通信の分野では、より小型化、より
複雑化した携帯式装置に向けての開発が進んでいる。そ
れに付随して、移動通信手段で使用される部品及び構造
の小型化に対する要求が高まっている。このような開発
は、小型化への進展にも関わらず、高い出力レベルに耐
え、通過帯域のエッジの勾配が急であり、損失が少ない
無線周波数（ＲＦ）フィルタ構造にも関連している。従
来の移動電話で使用されていたＲＦフィルタのフィルタ
構造を図４に示す。従来のＲＦフィルタは、通常、離散
形の表面弾性波（ＳＡＷ）またはセラミックのフィルタ
である。表面弾性波（ＳＡＷ）の共振子は固体表面の表
面音波振動モードを利用しており、表面音波振動モード
では、振動は固体の表面に限定され、表面から急激に減
衰する。ＳＡＷ共振子は、一般的に圧電層１００と、２
個の電極１２２及び１２４とから構成される。
【０００３】フィルタのような種々の共振子構造は、Ｓ
ＡＷ共振子を備えて製造されている。ＳＡＷ共振子はサ
イズが小さいという利点を有しているが、高い出力レベ
ルには耐えられないという問題点がある。シリコン（Ｓ
ｉ）またはガリウムヒ素（ＧａＡｓ）のような半導体ウ
ェーハ上に薄膜バルク音波共振子を構成することは公知
技術である。例えば、Ｋ．Ｍ．ラキン、Ｊ．Ｓ．ワング
共著「バルク音波合成共振子」（応用物理学紀要、第３
８巻第３号、１２５−１２７ページ、１９８１年２月１
日刊）には、シリコン（Ｓｉ）の薄膜の上にスパッタリ
ングされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）の薄膜圧電層を備えたバ
ルク音波共振子が開示されている。さらに、ヒロアキ・
サトー、ヤスオ・エバタ、ヒトシ、スズキ、およびショ
ージ・ナラハラ共著「空隙形圧電合成薄膜共振子」（第
３９回周波数制御シンポジウム、会報Ｎｏ１５、３６１
−３６６ページ、１９８５年）には、ブリッジ構造を有
するバルク音波共振子が開示されている。
【０００４】図５は、ブリッジ構造を有するバルク音波
共振子の一例を示している。この構造は基板２００上に
蒸着された薄膜１３０を備えている。共振子は更に薄膜
上の底部電極１１０と、圧電層１００と、上部電極１２
０とを備えている。犠牲層をエッチングすることによっ
て、薄膜と基板との間に空隙２１０が形成されている。
空隙２１０は、本質的に振動共振子構造を基板から遮断
する音響遮断の役割を果たす。バルク音波共振子は未だ
広範に普及していないが、その理由の一部はこのような
共振子と、他の回路とを組合わせる方法が提案されてい
ないからである。しかし、ＢＡＷ共振子は、ＳＡＷ共振
子と比較して幾つかの利点を備えている。例えば、ＢＡ
Ｗ構造は高い出力レベルに対する許容度が高い。
【０００５】ＢＡＷ共振子の一例を以下に説明する。バ
ルク音波共振子は一般的に、シリコン（Ｓｉ）、ガリウ
ムヒ素（ＧａＡｓ）、ガラス、またはセラミック基板上
に製造される。使用されるもう一つの種類のセラミック
基板としてアルミナがある。ＢＡＷ素子は、一般的に、
スパッタリング、真空蒸着、または化学蒸着のような様
々な薄膜製造技術を利用して製造される。ＢＡＷ素子は
バルク音波を発生するために圧電薄膜を使用する。一般
的なＢＡＷ素子の共振周波数は、素子のサイズと材料に
応じて０．５ＧＨｚから５ＧＨｚである。ＢＡＷ共振子
は水晶共振子の一般的な直列および並列共振を示す。共
振周波数は主として、共振子の材料、および共振子の層
のサイズによって定まる。
【０００６】一般的なＢＡＷ共振子は以下の３つの基本
要素からなっている。 １．音響的に能動的な圧電層 ２．圧電層とは反対側にある電極 ３．基板からの音響遮断手段 圧電層は例えば、ＺｎＯ、ＡＩＮ、ＺｎＳ、または薄膜
として製造可能なその他の圧電材料でよい。例えば、強
誘電性セラミックも圧電材料として使用できる。その
他、ＰｂＴｉＯ3 、Ｐｂ（Ｚｒｘ Ｔi １−ｘ ）Ｏ3 、
ランタンジルコン酸塩、及びチタン酸塩族も使用でき
る。電極層を形成するために使用する材料としては、音
響インピーダンスが高い導電性材料が好ましい。例え
ば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅
（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チ
タン（Ｔｉ）、ニオビウム（Ｎｂ）、銀（Ａｇ）、金
（Ａｕ）およびタンタル（Ｔａ）のような任意の適宜の
材料からなるものでよい。基板は一般的には、例えばＳ
ｉ、ＳｉＯ2 、ガラス、またはセラミック材料からなっ
ている。
【０００７】音響の遮断は、以下に示す技術によって行
うことができる。 ・基板のバイアホール ・精密機械的なブリッジ構造／音響ミラー構造 バイアホールおよびブリッジ構造では、音響反射面は素
子の上下の空気の界面となる。ブリッジ構造は一般的に
は、エッチングにより除去されて自立構造を形成する犠
牲層を利用して製造される。犠牲層を利用すると、バイ
アホール構造のように基板を大幅に改修する必要がな
い。よって、多様な基板材料を使用することが可能にな
る。ブリッジ構造はまた、エッチ・ピット構造を利用し
ても形成することができ、この場合は自立ブリッジ構造
を形成するためにＢＡＷ共振子の下の基板、もしくは材
料層にピットをエッチングする必要がある。
【０００８】図６はブリッジ構造を形成する方法の一例
を示している。ＢＡＷ構造の他の層を蒸着する前に、ま
ず犠牲層１３５が蒸着され、パターン形成される。犠牲
層１３５の上部の一部に残りのＢＡＷ構造が蒸着され、
パターン形成される。残りのＢＡＷ構造が完成した後、
犠牲層１３５がエッキングで除去される。図６は更に、
基板２００と、薄膜層１３０と、底部電極１１０と、圧
電層１００と、上部電極１２０とを示している。犠牲層
１３５は材料として、例えば金属またはポリマーを使用
することができる。バイアホール構造の場合は、共振子
はＢＡＷ共振子構造の主要部の下方から基板をエッチン
グで除去することによって、共振子は基板から音響的に
遮断される。図７は、ＢＡＷ共振子のバイアホール構造
を示している。図７は、基板２００と、薄膜層１３０
と、底部電極１１０と、圧電層１００と、上部電極１２
０とで構成されている。バイアホール２１１は基板全体
に亘ってエッチングされている。バイアホール構造はエ
ッチングが必要であるので、一般にはＳｉまたはＧａＡ
ｓ基板によって実施される。ＢＡＷ共振子を基板から遮
断する更に別の方法は、音響ミラー構造を利用すること
である。音響ミラー構造は、一般的に、中心周波数の１
／４波長の厚さを有する幾つかの層、すなわち音響イン
ピーダンスが異なる交流層から構成されている。一般
に、音響ミラーの層の数は、３から９までの奇数の整数
である。ＢＡＷ共振子に対して基板材料の比較的高いイ
ンピーダンスではなく、できるだけ低い音響インピーダ
ンスをもたらすように、連続する２つの層の音響インピ
ーダンスの比率は大きくする必要がある。高インピーダ
ンス層の材料は、例えば金（Ａｕ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）、またはタングステン（Ｗ）でよい。低インピーダ
ンス層の材料は、例えばシリコン（Ｓｉ）、ポリシリコ
ン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）、
アルミニウム（Ａｌ）またはポリマーでよい。音響ミラ
ー構造を利用した構造では、共振子は基板から遮断さ
れ、また基板は大幅に改修されないため、基板として多
様な材料を使用することができる。ポリマー層は損失特
性が低く、音響インピーダンスが低い任意のポリマー材
料のものでよい。音響ミラー構造およびその他の構造
の、他の層の蒸着中には比較的高温に達することがある
ので、ポリマー材料は少なくとも３５０℃の温度に耐え
得る材料であることが好ましい。ポリマー層は例えば、
ポリイミド、シクロテン、炭素ベース材料、シリコン・
ベース材料、またはその他適宜の材料でよい。
【０００９】図８は、音響ミラー構造の上部の上のＢＡ
Ｗ共振子の例を示している。図８は基板２００と、底部
電極１１０と、圧電層１００と、上部電極１２０とを示
している。図８では、音響ミラー構造１５０は、１５０
ａと１５０ｂとで形成される３つの層からなっている。
２つの層１５０ａは第１の材料から形成され、２つの層
１５０ａの間にある第３の層１５０ｂは、前述のものと
は異なる音響インピーダンスを有している。材料の順番
は変えてもよい。例えば、音響インピーダンスが高い材
料を間におき、両側の材料をインピーダンスが低い材料
にしてもよいし、あるいはその逆でもよい。音響ミラー
の１つの層として底部電極を使用してもよい。
【００１０】図９はバルク音波共振子を使用して構成さ
れた格子フィルタの概略図であり、図９（ａ）はその等
価回路を、図９（ｂ）はその平面図を示している。ＢＡ
Ｗ共振子の格子フィルタは通常、４つある共振子のうち
の２つ（図９（ａ）では共振子Ａ）の共振周波数が、そ
の他の２つ（図９（ａ）では共振子Ｂ）のそれよりも高
くなるように設計される。一般には、共振子Ａの直列共
振は、フィルタの中心周波数である共振子Ｂの並列共振
周波数と等しいか、それに近い。共振周波数の差は、例
えば梯子構造を有するＢＡＷフィルタで一般に実施され
ているものと同じ方法によって達成することができる。
すなわち、共振子Ｂの層の１つの厚さを大きくするか、
または共振子Ｂの上部に追加層を蒸着することによって
達成することができる。場合によっては同調層と呼ばれ
る追加層は金属または誘電層のいずれかでよい。このよ
うな格子構造の構成の一例が図９に示されている。一般
的には、共振子のサイズはフィルタの所望のインピーダ
ンスレベルによって定められる。インピーダンスレベル
は主として、共振子の固有分路キャパシタンス、すなわ
ち上部電極と底部電極との間のキャパシタンスによって
定められる。このようなフィルタの周波数応答の一例が
図１０に示されている。このような構造の問題点は、通
過帯域のエッジが図１０にみられるようにさほど急では
ないことである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、周波
数特性が向上したフィルタ構造を提供することである。
さらに、従来の格子フィルタと比較して、通過帯域の外
側の減衰勾配が急な通過帯域フィルタ構造を提供するこ
とである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、フィルタの周波数応答の通過帯域のエッ
ジを急勾配にするため、２つの共振子が他の２つの共振
子とは異なる面積を有している格子構造を有するバルク
音波フィルタ構造を構成する。さらに、フィルタ構造は
フィルタ構造の停止帯域阻止率を高め、かつ簡単な機械
的構造が可能であるようにする第２の格子構造を備えて
いる。カスケード構造にすることによって、入力および
出力ポートの電極が同じ層にあることで、圧電層内にバ
イアを形成する必要がなくなり、その結果、製造プロセ
スを簡略化できるようなフィルタ構造を形成することが
できる。さらに、フィルタ構造の機械的構造を簡素化す
るため、音響ミラー構造を音響の遮断のために使用す
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に基づいて、フィルタ構造
は少なくとも１つの格子構造を備えている。格子構造の
４つの共振子のうちの２つの面積は他の２つよりも大き
い。面積が大きい共振子は図９（ａ）の共振子Ｂか、図
９（ａ）の共振子Ａのどらちでもよい。言い換えると、
面積が大きい２つの共振子は、第１ポート（図９（ａ）
ではポートＡ）の第１の線を、第２ポート（図９（ａ）
ではポートＢ）の第１の線に接続する第１共振子と、ポ
ートＡの第２の線をポートＢの第２の線に接続する第２
共振子とからなっている。なお、共振子の面積とは、共
振子の断面積のことであり、断面とは基板表面とほぼ平
行な面に沿った断面のことである。
【００１４】図１１は本発明の実施の形態に基づくフィ
ルタの機械的構造の一例を示している。図１１は底部電
極１１０と、上部電極１２０と、電極間の圧電層１００
とを示している。図１１の例では、共振子である４つの
圧電層１００は分離しているが、圧電層１００は単一の
連続層を形成していてもよい。本発明の実施の形態で
は、共振子の面積は実質的に、重複している位置での上
部電極１２０と底部電極１１０との重複面積として定義
される。より具体的には、図１１は第１信号線と、第２
信号線と、第３信号線と、第４信号線とを有するフィル
タ構造を示しており、この構造は、実質的に第１の面積
を有する第１バルク音波共振子と、実質的に第１の面積
を有する第２バルク音波共振子と、実質的に第２の面積
を有する第３バルク音波共振子と、実質的に第２の面積
を有する第４バルク音波共振子とを備えている。そし
て、第１バルク音波共振子は第１信号線と第３信号線と
の間に接続され、第２バルク音波共振子は第２信号線と
第４信号線との間に接続され、第３バルク音波共振子は
第１信号線と第４信号線との間に接続され、第４バルク
音波共振子は第２信号線と第３信号線との間に接続さ
れ、第１の面積は第２の面積とは実質的に異なってい
る。また、フィルタ構造は第１信号線と第２信号線とを
備えた第１信号ポートと、第３信号線と第４信号線とを
備えた第２信号ポートとからなっていてもよい。
【００１５】図１２に示すように、共振子Ａと共振子Ｂ
との相対的サイズが異なることによって、通過帯域の近
傍の周波数応答曲線は従来の格子構造よりも急勾配にな
る。図１２は図１１に示した共振子の格子フィルタ構造
の周波数応答の例を示しており、共振子Ｂに対する共振
子Ａの面積の比率は１．２である。従来（図１０）と比
較して減衰が急激であることが、図１２からわかる。し
かし、通過帯域から離れた周波数では停止帯域阻止が低
減する。しかし、この問題点はフィルタ構造に第２の格
子段を加えることによって解決できる。図１３は同一サ
イズの共振子を有する従来の格子構造が、図１１に示し
たフィルタ構造にカスケード連結されているフィルタ構
造の周波数応答を示している。図１３から、結果として
生ずる周波数応答曲線は急勾配な通過帯域のエッジと、
良好な停止帯域阻止特性との両方を有していることが分
かる。図１４は、従来の２つの直列格子構造を有するフ
ィルタ構造の周波数応答を示している。図１４に示した
通過帯域のエッジの勾配は、図１０に示した従来の単一
の格子構造の場合よりも急であるが、図１３ほどには急
ではないことが分かる。したがって、本発明によるフィ
ルタ構造の組合せとしては、他の２つの共振子とは面積
が異なる２つの共振子を有する１つのＢＡＷ格子と、実
質的にサイズの同じ共振子を有する１つのＢＡＷ格子と
の組合せが好ましい。
【００１６】次に、本発明の第２の実施の形態について
具体的に説明する。この実施の形態では、実質的に第１
の面積を有する第１バルク音波共振子と、実質的に第１
の面積を有する第２バルク音波共振子と、実質的に第２
の面積を有する第３バルク音波共振子と、実質的に第２
の面積を有する第４バルク音波共振子と、第５バルク音
波共振子と、第６バルク音波共振子と、第７バルク音波
共振子と、第８バルク音波共振子とを備えたフィルタ構
造を示す。第１バルク音波共振子は第１信号線と第３信
号線との間に接続され、第２バルク音波共振子は第２信
号線と第４信号線との間に接続され、第３バルク音波共
振子は第１信号線と第４信号線との間に接続され、第４
バルク音波共振子は第２信号線と第３信号線との間に接
続され、第５バルク音波共振子は第３信号線と第５信号
線との間に接続され、第６バルク音波共振子は第４信号
線と第６信号線との間に接続され、第７バルク音波共振
子は第３信号線と第６信号線との間に接続され、第８バ
ルク音波共振子は第４信号線と第５信号線との間に接続
され、第１の面積は第２の面積と実質的に異なってい
る。さらに、このようなフィルタ構造は、第１信号線と
第２信号線とを有する第１信号ポートと、第５信号線と
第６信号線とを有する第２信号ポートとを備えているこ
とが好ましい。
【００１７】第５、第６、第７、および第８のバルク音
波共振子は実質的に同じ面積を有していてもよい。しか
し、第２の実施の形態では、図１１の構造を有する２つ
のフィルタを直列に接続することができる。このような
実施の形態は図１に示されている。図１は、底部電極１
１０と上部電極１２０、および２つの信号ポートポート
Ａ及びポートＢを示している。明解にするため、圧電層
のような他の層は図１には図示していない。第２の実施
の形態では、第５バルク音波共振子は実質的に第３の面
積を有しており、第６のバルク音波共振子は実質的に第
３の面積を有しており、第７のバルク音波共振子は実質
的に第４の面積を有しており、また、第８のバルク音波
共振子は実質的に第４の面積を有しており、第３の面積
は第４の面積とは実質的に異なっている。
【００１８】図１に示したようなカスケード形の本質的
な利点は、入出力ポート（ポートＡ及びポートＢ）を上
部電極層内に配設できることにある。そのようにするこ
とで、信号接続を行うために底部電極層にアクセスする
必要がないので、圧電層をパターン化しない状態に止め
ること、すなわち圧電層によって基板ウェーハ全体を覆
うことができる。その結果、必要なマスク数、処理時
間、および処理コストが節減される。このような構成
は、本発明によるＢＡＷの基本構造のほとんどに適用で
きるが、音響ミラー遮断手段を有するＢＡＷ共振子を使
用すれば最も簡単なフィルタ構造を達成することができ
る。音響ミラー手段構造を有するカスケード形の構成を
実現することによって、音響ミラー構造を実現するため
の複数の高インピーダンスおよび低インピーダンス層
と、底部電極層と、圧電層と、上部電極層と、前述の共
振周波数偏差を発生するための、幾つかの共振子上の同
調層とを有する簡単な構造が得られる。
【００１９】しかし、この層構造でパターン化する必要
があるのは３層、すなわち、電極層と同調層のみであ
る。その結果、マスクの数は少なくてすみ、製造プロセ
スは迅速かつ安価になる。カスケード構造は図１に示し
たような、より多数の格子構造で実現することができ
る。図２は、４つの格子サブ構造２００からなるカスケ
ード形フィルタ構造の例を示している。図２に示すよう
に、カスケード形の構造によって、偶数の格子サブ構造
２００がある場合には構造の入出力ポートを同じ電極層
に設けることができるいう利点が生ずる。
【００２０】本発明の第３の実施の形態として、入出力
電極が底部電極層にあるようなカスケード構造を利用す
る。図３には、本発明の第３の実施の形態に基づく移動
通信手段のブロック図が示されている。移動通信手段の
受信部は、受信した信号を濾波するための第１受信機フ
ィルタ・バンク３０２ａと、受信した信号を増幅するた
めの受信増幅器６０５と、受信した信号をさらに濾波す
るための第２受信機フィルタ・バンク３０２ｂと、受信
した信号をベースバンドへと変換するためのミキサ６１
０と、信号を復調およびデコードするための受信ブロッ
ク６３０と、可聴受信信号を発生するためのイヤホン６
５０（またはスピーカ６５０）とを備えている。フィル
タ・バンクは一般的には複数のフィルタおよびスイッチ
を備えているので移動通信手段の制御ブロック６４０に
よって、スイッチと共に使用する所望のフィルタが選択
される。
【００２１】各フィルタ・バンク内のフィルタ数および
その特性は特定の用途の必要性に応じて選択することが
できる。送信部はマイクロフォン６５６と、送信される
信号をコード化し、かつその他の信号処理プロセスを実
施する送信ブロック６３５と、変調された無線周波数信
号を生成するための変調器６１５と、第１送信フィルタ
・バンク３０２ｄと、送信増幅器６０６と、第２送信フ
ィルタ・バンク３０２ｃとを備えている。移動通信手段
はさらに、アンテナ６０１と、発振器ブロック６２０
と、制御ブロック６４０と、表示装置６５２と、キーパ
ッド６５４とを備えている。制御ブロック６４０は受送
信ブロックおよび発振器ブロックの機能を制御し、かつ
表示装置６５２を介してユーザーに情報を表示し，かつ
キーパッド６５４を介してユーザーからコマンドを受信
する。フィルタ・バンク３０２ａ、３０２ｂ、３０２
ｃ、および３０２ｄのフィルタは、例えば図１１に示し
た構造を有することができる。
【００２２】なお、本発明によるその他の構造も、フィ
ルタ・バンク３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３
０２ｄに使用することができる。受信機フィルタ・バン
ク３０２ａ、３０２ｂは受信機が受信帯域から受信した
ノイズおよび妨害信号を制限するために利用される。送
信側では、フィルタ・バンク３０２ｃ、３０２ｄは送信
回路によって発生した所望の送信周波数以外のノイズを
除去することができる。発振器ブロック６２０は更に、
発振器回路の出力からの不要なノイズを除去するフィル
タ・ブロックをも備えていてもよい。本発明に基づくフ
ィルタ構造では、従来の格子ＢＡＷフィルタ構造と比較
して周波数特性が向上する。より具体的には、本発明に
基づく構造は通過帯域のエッジの減衰勾配がより急にな
る。例えば、図１に関連して前述したような音響ミラー
遮断を利用したカスケード形のフィルタ構造も、圧電層
をパターン化する必要がなく、それによって必要な処理
ステップの数が減少するので、製造が簡単である。さら
に、このような実施の形態では、フィルタの入出力ポー
トが同じ層内にある。そのため、上部電極層から底部電
極層に電気的な接続線を敷設するために必要なバイアを
製造する必要がないので、構造の信頼性が高まる。カス
ケード形の格子フィルタ構造では、音響ミラーによって
遮断されたＢＡＷ共振子を使用することにより前述のよ
うに構造を簡素化し、製造プロセスも簡略化することが
できる。しかし、本発明はこのような構造に限定される
ものではなく、バイアホールおよびブリッジ構造のよう
な任意の基本ＢＡＷ構造を、本発明の実施の形態に基づ
く格子フィルタ構造に適用することができる。
【００２３】本発明のさらに有利な実施の形態として、
素子に小型部品が必要である他の種類の小型無線送信機
／受信機構造に本発明の共振子構造を利用することがあ
げられる。例えば、本発明に基づくフィルタ構造を、セ
ルラー通信システム、またはその他の種類のコードレス
電話システムのようなコードレス通信システムおいて建
物の中に設置される基地局に使用することが可能であ
る。さらに、本発明に基づくフィルタ構造は、例えば携
帯式コンピュータ、パーソナル・ディジタル補助機器、
および遠隔操作装置に内蔵された無線リンクユニットに
適用することができる。
【００２４】本発明の他の実施の形態によると、共振子
構造がその上に蒸着される基板は、他の部品を取付ける
基板として利用される。例えば、基板は他の部品のため
の配線接続部を備えてもよく、この配線接続部は基板上
の導電性パターンとして実施される。その後、集積回路
のような部品を基板上に結合することができる。例え
ば、フリップフロップ結合技術を利用してパッケージさ
れていない集積回路を基板上に直接結合することができ
る。このような実施の形態は、ガラスを基板材料として
使用する場合に特に有利であるが、その理由は、ガラス
基板が低コストであるため、比較的大きい基板を製造す
ることができ、このような基板は蒸着された共振子構造
に加えてその他の部品を集積できるからである。
【００２５】なお、本発明の実施の形態にある材料は一
例であるに過ぎない。例えば、音響ミラー構造の高イン
ピーダンス層はＡｕ、Ｍｏ、またはＷのような金属で製
造することができる。しかし、高インピーダッス層は、
例えばＺｎＯ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ、ＺｒＮ、Ｓｉ3 Ｎ
4 、ダイアモンド、窒化炭素、炭化ホウ素、ＷＣ、Ｗ 2
Ｃ、ＷＣ（４％Ｃｏ）のような誘電材料、またはその他
の屈折性金属炭化物、またはＨｆＯ2 、Ｙ2 Ｏ3 、Ｚｒ
Ｏ2 、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＳｎＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5、ＴｉＯ2 、
ＣｅＯ2 、ＩｒＯ2 、またはその他の硬質な重炭化物か
ら製造されることが好ましい。音響ミラー構造の低イン
ピーダンス層は、例えばＳｉ、ポリシリコン、Ａｓ
2Ｓ3、ＢＮ、Ｂ、黒鉛、ＳｉＯ2 、ＮａＣｌ、ＬｉＣ
ｌ、ポリイミド、エポキシ、ナイロン、ポリエチレン、
ポリスチレン、およびその他の炭素またはシリコン重合
体から製造することができる。
【００２６】ブリッジ形ＢＡＷ構造を使用したフィルタ
構造のように犠牲層が使用される実施の形態では、犠牲
層は多様な材料を使用して実施してよい。例えば、犠牲
層は材料として銅（Ｃｕ）を使用して製造してよい。ポ
リマーは、他の層の蒸着中に到達する比較的高い温度に
耐えられるようなポリマーであることが好ましい。ポリ
マーは例えば、ポリテトラフルオロエチレンまたはその
誘導体、硫化ポリフェニレン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリ（パラ・フェニレン・ベンゾビスミダゾー
レ）、ポリ（パラ・フェニレン・ベンゾビスオキシダソ
ーレ）、ポリ（パラ・フェニレン・ベンゾビスミダゾー
レ）、ポリイミド、ポリイミド・シロクサン、ビニール
・エーテル、ポリフェニール、パリレン−ｎ、パリレン
−ｆ、またはベンゾシクロブテンでよい。犠牲層は更
に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）のような従来技術で使用されて
いる他の任意の材料から形成することができる。しか
し、前述のように金属またはポリマーを使用するのが好
ましい。
【００２７】実施の形態の説明から、２つの共振子が他
の２つの共振子とは異なる面積を有している格子構造を
有するバルク音波フィルタ構造を構成することにより、
フィルタの周波数応答の通過帯域のエッジの勾配を急に
することが可能である。さらに、カスケード構造にする
ことによって圧電層内にバイアを形成する必要がなくな
り、製造プロセスを簡略化することができる。以上、本
発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の趣旨及
び請求範囲に含まれていれば、修正変更が可能であるこ
とは明白である。
【００２８】
【発明の効果】このように、本発明によると、周波数特
性が向上したフィルタ構造を提供することが可能であ
る。さらに、従来の格子フィルタと比較して、通過帯域
のエッジの減衰勾配が急なフィルタ構造を提供すること
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を表すフィルタ構造を示す
図。
【図２】本発明の実施の形態を表す格子構造を示す図。
【図３】本発明の実施の形態に基づく移動通信手段のブ
ロック図。
【図４】従来の表面音響共振子を示す図。
【図５】従来のバルク音波共振子を示す図。
【図６】ブリッジ構造を有するバルク音波共振子構造を
示す図。
【図７】バイアホール構造を有するバルク音波共振子を
示す図。
【図８】基板から遮断されたバルク音波共振子を示す
図。
【図９】バルク音波共振子を使用した従来の格子構造を
示す図。
【図１０】図９に示した構造の周波数応答を示す図。
【図１１】本発明の実施の形態に基づくバルク音波フィ
ルタ構造を示す図。
【図１２】周波数応答を示す図。
【図１３】周波数応答を示す図。
【図１４】従来の格子フィルタを備えたフィルタ構造の
周波数応答を示す図。
【符号の説明】
１００ 圧電層 １１０ 底部電極 １２０ 上部電極 ２００ 格子サブ構造 ３０２ａ 第１受信機フィルタ・バンク ３０２ｂ 第２受信機フィルタ・バンク ３０２ｃ 第２送信機フィルタ・バンク ３０２ｄ 第１送信機フィルタ・バンク ６０１ アンテナ ６０５ 受信増幅器 ６０６ 送信増幅器 ６１０ ミキサ ６１５ 変調器 ６２０ 発振器ブロック ６３０ 受信ブロック ６３５ 送信ブロック ６４０ 制御ブロック ６５０ スピーカ ６５２ 表示装置

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１信号線と、第２信号線と、第３信号
    線と、第４信号線とを有するフィルタ構造において、 実質的に第１の面積を有する第１バルク音波共振子と、 実質的に第１の面積を有する第２バルク音波共振子と、 実質的に第２の面積を有する第３バルク音波共振子と、 実質的に第２の面積を有する第４バルク音波共振子とを
    具備し、 前記第１バルク音波共振子は第１信号線と第３信号線と
    の間に接続され、 前記第２バルク音波共振子は第２信号線と第４信号線と
    の間に接続され、 前記第３バルク音波共振子は第１信号線と第４信号線と
    の間に接続され、 前記第４バルク音波共振子は第２信号線と第３信号線と
    の間に接続され、 前記第１の面積は前記第２の面積と実質的に異なること
    を特徴とするフィルタ構造。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のフィルタ構造におい
    て、 第１信号線と第２信号線とを備えた第１信号ポートと、 第３信号線と第４信号線とを備えた第２信号ポートとを
    具備したことを特徴とするフィルタ構造。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のフィルタ構造におい
    て、 第５信号線及び第６信号線と、 第５バルク音波共振子と、 第６バルク音波共振子と、 第７バルク音波共振子と、 第８バルク音波共振子とを具備し、 前記第５バルク音波共振子は第３信号線と第５信号線と
    の間に接続され、 前記第６バルク音波共振子は第４信号線と第６信号線と
    の間に接続され、 前記第７バルク音波共振子は第３信号線と第６信号線と
    の間に接続され、 前記第８バルク音波共振子は第４信号線と第５信号線と
    の間に接続されたことを特徴とするフィルタ構造。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載のフィルタ構造におい
    て、 第１信号線と第２信号線とを備えた第１信号ポートと、 第５信号線と第６信号線とを備えた第２信号ポートとを
    備えたことを特徴とするフィルタ構造。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載のフィルタ構造におい
    て、 前記第５バルク音波共振子は実質的に第３の面積を有
    し、 前記第６バルク音波共振子は実質的に第３の面積を有
    し、 前記第７バルク音波共振子は実質的に第４の面積を有
    し、 前記第８バルク音波共振子は実質的に第４の面積を有す
    るとともに、 前記第３の面積は前記第４の面積と実質的に異なること
    を特徴とするフィルタ構造。
  6. 【請求項６】 請求項３に記載のフィルタ構造におい
    て、 前記第５バルク音波共振子と、 前記第６バルク音波共振子と、 前記第７バルク音波共振子と、 前記第８バルク音波共振子とは実質的に同じ面積を有す
    ることを特徴とするフィルタ構造。
  7. 【請求項７】 請求項３に記載のフィルタ構造におい
    て、 前記フィルタ構造は、音響ミラー構造を具備することを
    特徴とするフィルタ構造。
  8. 【請求項８】 請求項３に記載のフィルタ構造におい
    て、 前記共振子の圧電層は、単一の連続的材料層を具備する
    ことを特徴とするフィルタ構造。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載のフィルタ構造におい
    て、 前記第１信号線と、 前記第２信号線と、 前記第５信号線と、 前記第６信号線とは圧電層と同じ側にあることを特徴と
    するフィルタ構造。
  10. 【請求項１０】 第１信号線と、第２信号線と、第３信
    号線と、第４信号線とを有するフィルタを備えた移動通
    信手段において、 前記フィルタは、 実質的に第１の面積を有する第１バルク音波共振子と、 実質的に第１の面積を有する第２バルク音波共振子と、 実質的に第２の面積を有する第３バルク音波共振子と、 実質的に第２の面積を有する第４バルク音波共振子とを
    具備し、 前記第１バルク音波共振子は第１信号線と第３信号線と
    の間に接続され、 前記第２バルク音波共振子は第２信号線と第４信号線と
    の間に接続され、 前記第３バルク音波共振子は第１信号線と第４信号線と
    の間に接続され、 前記第４バルク音波共振子は第２信号線と第３信号線と
    の間に接続され、 前記第１の面積は前記第２の面積と実質的に異なること
    を特徴とする移動通信手段。
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