JP2003536341A - バルク音響波装置 - Google Patents
バルク音響波装置Info
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- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
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Abstract
(57)【要約】
本バルク音響波装置は多数の共振器エレメント（１４）を有し、これら共振器エレメントは、１つの共振器エレメント（１４１）に当該装置の共振周波数で印加される信号（２６）が共振器エレメント（１４）の圧電層の間の音響的結合により他の共振器エレメント（１４２、１４３、１４４）に結合されるように、横方向に離隔されている。２つの外側共振器エレメント（１４１、１４５）と、少なくとも１つの内側共振器エレメント（１４２、１４３、１４４）とが存在する。内側共振器エレメントの端子は電気的に一緒に接続されている。この接続はＡＣ短絡をもたらし、該ＡＣ短絡は、入力及び出力上側電極間の寄生容量を低減することにより、内側共振器エレメントの寄生容量の影響を除去すると共に、当該装置の入力と出力との間の電磁的遮蔽を提供する。
Description
【０００１】
本発明は、バルク音響波（ＢＡＷ）装置及びその製造、並びに特に固体的にマ
ウントされたＢＡＷ共振器を有するフィルタに関する。また、本発明は斯様なフ
ィルタを有する通信装置（例えば、無線周波数受信機及び／又は送信機）にも関
する。
ウントされたＢＡＷ共振器を有するフィルタに関する。また、本発明は斯様なフ
ィルタを有する通信装置（例えば、無線周波数受信機及び／又は送信機）にも関
する。
【０００２】
セルラ電話ハンドセットのような移動体通信製品は、小型及び軽量であること
が要求される。将来においては、一層小さな通信装置が例えば腕時計及び衣服に
集積化されて利用可能になるであろうことが予測される。全ての斯様な製品は、
同じハンドセット内の送信機から及び／又は外部的に発生される不所望な信号か
らの何れの妨害からも受信信号を保護するために、０．５ＧＨｚないし１０ＧＨ
ｚの範囲を略カバーする無線周波数（ＲＦ）フィルタを必要とする。これらフィ
ルタは、十分な信号対ノイズ比を達成するために低い通過帯域挿入損失（典型的
には＜２ｄＢ）を有さねばならない。これを達成するため、フィルタの基本構成
ブロックである共振器は高いキュー（Ｑ）を有さねばならない。これは、共振周
波数において共振器内にサイクル当たりに蓄積されるエネルギを、同一周波数に
おいて該共振器によりサイクル当たりで喪失されるエネルギにより除算したもの
として定義される。典型的には、５００を越えるＱ値が望ましく且つ達成可能で
ある。
が要求される。将来においては、一層小さな通信装置が例えば腕時計及び衣服に
集積化されて利用可能になるであろうことが予測される。全ての斯様な製品は、
同じハンドセット内の送信機から及び／又は外部的に発生される不所望な信号か
らの何れの妨害からも受信信号を保護するために、０．５ＧＨｚないし１０ＧＨ
ｚの範囲を略カバーする無線周波数（ＲＦ）フィルタを必要とする。これらフィ
ルタは、十分な信号対ノイズ比を達成するために低い通過帯域挿入損失（典型的
には＜２ｄＢ）を有さねばならない。これを達成するため、フィルタの基本構成
ブロックである共振器は高いキュー（Ｑ）を有さねばならない。これは、共振周
波数において共振器内にサイクル当たりに蓄積されるエネルギを、同一周波数に
おいて該共振器によりサイクル当たりで喪失されるエネルギにより除算したもの
として定義される。典型的には、５００を越えるＱ値が望ましく且つ達成可能で
ある。
【０００３】
共振器は、通常、空洞内における何らかの形の定在波を利用する。離散及び分
散反射の両者を使用することができる。従来のバルク音響波及び表面音響波（Ｓ
ＡＷ）共振器は、これらの２つのオプションに依拠する共振器の例である。寸法
を最小に維持するために、離散反射が好まれる。何故なら、その場合には、空洞
の長さが、典型的には共振周波数で使用されるモードの波長の１／２のみとなる
からである。このように、ＢＡＷ共振器は、１００波長のオーダの空洞長が必要
とされるようなＳＡＷ共振器よりも潜在的に大幅に小さく、このような理由で好
ましい。
散反射の両者を使用することができる。従来のバルク音響波及び表面音響波（Ｓ
ＡＷ）共振器は、これらの２つのオプションに依拠する共振器の例である。寸法
を最小に維持するために、離散反射が好まれる。何故なら、その場合には、空洞
の長さが、典型的には共振周波数で使用されるモードの波長の１／２のみとなる
からである。このように、ＢＡＷ共振器は、１００波長のオーダの空洞長が必要
とされるようなＳＡＷ共振器よりも潜在的に大幅に小さく、このような理由で好
ましい。
【０００４】
音響波又は電磁波に依拠する共振器は利用可能である。音響波共振器は、２つ
の大きな理由により電磁波を利用するものよりも好まれる。第１に、材質中を伝
搬する音響波の速度は電磁波の速度よりも典型的には４ないし５のオーダの倍率
で低く、従って如何なる所与の周波数に対しても大幅な寸法の低減が可能である
。第２に、同一の材質に対して、達成可能な機械的キューが、典型的には、達成
可能な電気的キューよりも大きい。
の大きな理由により電磁波を利用するものよりも好まれる。第１に、材質中を伝
搬する音響波の速度は電磁波の速度よりも典型的には４ないし５のオーダの倍率
で低く、従って如何なる所与の周波数に対しても大幅な寸法の低減が可能である
。第２に、同一の材質に対して、達成可能な機械的キューが、典型的には、達成
可能な電気的キューよりも大きい。
【０００５】
ＲＦ用途に関して、２つの一般的な型式のＢＡＷ共振器が研究された。これら
のうちの第１のものにおいては、薄膜が共振空洞を形成する。この方法は魅力的
ではない。何故なら、薄膜は脆弱であり、応力により生じる座屈を受けるからで
ある。第２のものにおいては、図１に示すように所謂ＳＭＲ（固体的にマウント
された共振器）が使用される。このような装置においては、１以上の音響的にミ
ス整合された層２が基板４上にマウントされ、音響波を反射するように作用する
。上側及び下側電極６及び８が、基板４上に圧電層１０により分離されて形成さ
れる。上記反射器層（又は複数の層）は固体基板上に堆積されているので、ＳＭ
Ｒの構造は強固である。
のうちの第１のものにおいては、薄膜が共振空洞を形成する。この方法は魅力的
ではない。何故なら、薄膜は脆弱であり、応力により生じる座屈を受けるからで
ある。第２のものにおいては、図１に示すように所謂ＳＭＲ（固体的にマウント
された共振器）が使用される。このような装置においては、１以上の音響的にミ
ス整合された層２が基板４上にマウントされ、音響波を反射するように作用する
。上側及び下側電極６及び８が、基板４上に圧電層１０により分離されて形成さ
れる。上記反射器層（又は複数の層）は固体基板上に堆積されているので、ＳＭ
Ｒの構造は強固である。
【０００６】
図１に示すＢＡＷ共振器において、電気的エネルギと機械的エネルギとの間の
所要の変換は、電極６１、６２及び８が形成される２つの金属層の間に配置され
た圧電材料の層１０により達成される。ＳＭＲは薄膜共振器よりも一層分散され
た反射を利用するが、共振器寸法は著しくは増加されない。何故なら、両方の場
合とも、厚さは主に基板により決まるからである。上側電極６１及び６２の各々
が、下に位置する圧電層及び下側電極と共に個々の共振器を規定する。これらの
２つの共振器は、これらの間の接合部における共通下側電極８により、実効的に
電気的に直列に接続される。共振器は１ポート装置である。図１に示す構成にお
いては、その２つの端子は電極６１及び６２により形成される。
所要の変換は、電極６１、６２及び８が形成される２つの金属層の間に配置され
た圧電材料の層１０により達成される。ＳＭＲは薄膜共振器よりも一層分散され
た反射を利用するが、共振器寸法は著しくは増加されない。何故なら、両方の場
合とも、厚さは主に基板により決まるからである。上側電極６１及び６２の各々
が、下に位置する圧電層及び下側電極と共に個々の共振器を規定する。これらの
２つの共振器は、これらの間の接合部における共通下側電極８により、実効的に
電気的に直列に接続される。共振器は１ポート装置である。図１に示す構成にお
いては、その２つの端子は電極６１及び６２により形成される。
【０００７】
今までに報告されているＲＦフィルタは、ＳＭＲをラダー又は格子構造の何れ
かの形に電気的に接続することにより構成されている。ラダー構造のフィルタは
、２ｄＢ未満の通過帯域挿入損失及び非常に低レベルのスプリアス応答を持つ良
好な性能を示している。しかしながら、斯様な構成には多数の欠点がある。例え
ば、音響的共振から移動された周波数においては、各共振器はコンデンサとして
現れ、従って全体としてのフィルタの遮断帯域応答は本質的にコンデンサ回路網
のものとなる。これは、該遮断帯域を低減させるだけの追加の共振器を要する結
果となる。結果として、選択度を改善することなく、占有される面積及び通過帯
域における挿入損失が増加される。緩やかな遮断帯域応答に対してさえ、多数の
共振器が必要とされる（例えば、約４５ｄＢの遮断帯域に対して最小で９個の共
振器）。ＲＦ用途におけるフィルタの小型化に向かう動勢にとり、これは重大な
問題である。
かの形に電気的に接続することにより構成されている。ラダー構造のフィルタは
、２ｄＢ未満の通過帯域挿入損失及び非常に低レベルのスプリアス応答を持つ良
好な性能を示している。しかしながら、斯様な構成には多数の欠点がある。例え
ば、音響的共振から移動された周波数においては、各共振器はコンデンサとして
現れ、従って全体としてのフィルタの遮断帯域応答は本質的にコンデンサ回路網
のものとなる。これは、該遮断帯域を低減させるだけの追加の共振器を要する結
果となる。結果として、選択度を改善することなく、占有される面積及び通過帯
域における挿入損失が増加される。緩やかな遮断帯域応答に対してさえ、多数の
共振器が必要とされる（例えば、約４５ｄＢの遮断帯域に対して最小で９個の共
振器）。ＲＦ用途におけるフィルタの小型化に向かう動勢にとり、これは重大な
問題である。
【０００８】
加えて、ラダー構造における直列及びシャント共振器は、個々の共振器の構成
により、異なる周波数に中心を合わせる必要がある。このことは、例えば、非常
に精密な厚さの追加の質量荷重（mass-loading）層がシャント共振器上に堆積さ
れるようにして、それらの反共振（最小アドミタンス）周波数を直列共振器の共
振（最小インピーダンス）周波数と同じまで減少させなければならないことを意
味する。
により、異なる周波数に中心を合わせる必要がある。このことは、例えば、非常
に精密な厚さの追加の質量荷重（mass-loading）層がシャント共振器上に堆積さ
れるようにして、それらの反共振（最小アドミタンス）周波数を直列共振器の共
振（最小インピーダンス）周波数と同じまで減少させなければならないことを意
味する。
【０００９】
図２は、図１に示すもののような従来のＢＡＷ共振器の電気等価回路モデルの
概念図である。Ｃ０は該共振器の静電容量であり、Ｃｍ及びＬｍは各々動的容量
及びインダクタンスであり、Ｒｍは当該共振器の機械的損失を特徴付ける動的抵
抗である。共振周波数はｆ０＝１／［２π√(ＣｍＬｍ)］により与えられ、無負
荷キュー（unloaded quality factor）はＱｕ＝（２πｆ０Ｌｍ）／Ｒｍにより
与えられる。
概念図である。Ｃ０は該共振器の静電容量であり、Ｃｍ及びＬｍは各々動的容量
及びインダクタンスであり、Ｒｍは当該共振器の機械的損失を特徴付ける動的抵
抗である。共振周波数はｆ０＝１／［２π√(ＣｍＬｍ)］により与えられ、無負
荷キュー（unloaded quality factor）はＱｕ＝（２πｆ０Ｌｍ）／Ｒｍにより
与えられる。
【００１０】
薄膜バルク音響波共振器の製造方法は、当業者により知られているであろう。
例えば、国際特許出願公開第WO98/16957号は、薄膜バルク音響波共振器及びその
製造方法を開示しており、該文献の内容は参照することにより本明細書に組み込
まれるものとする。
例えば、国際特許出願公開第WO98/16957号は、薄膜バルク音響波共振器及びその
製造方法を開示しており、該文献の内容は参照することにより本明細書に組み込
まれるものとする。
【００１１】
前述したように、フィルタにおいては、２以上の共振器を互いに電気的に接続
された格子又はラダー構造に配置して最適なフィルタ特性を得るようにするのが
普通である。図１に示したもののような多数のフィルタを接続すると、各共振器
における静電容量Ｃ０の存在により設計上の柔軟性の固有の不足を生じる。結果
として、バターワース（Butterworth）又はチェビシェフ（Chebyshev）のような
標準の理想的フィルタ型式への接近を容易に達成することができない。ラダー構
造への共振器の電気的接続は、直列及びシャント共振器が異なる周波数に中心を
合わせる必要性を生じさせる。
された格子又はラダー構造に配置して最適なフィルタ特性を得るようにするのが
普通である。図１に示したもののような多数のフィルタを接続すると、各共振器
における静電容量Ｃ０の存在により設計上の柔軟性の固有の不足を生じる。結果
として、バターワース（Butterworth）又はチェビシェフ（Chebyshev）のような
標準の理想的フィルタ型式への接近を容易に達成することができない。ラダー構
造への共振器の電気的接続は、直列及びシャント共振器が異なる周波数に中心を
合わせる必要性を生じさせる。
【００１２】
本発明によれば、バルク音響波装置であって、
基板上に形成された１以上の音響反射器層と、
前記音響反射器層又は複数の反射器層上に形成された下側電極と、
前記下側電極上に形成された圧電層と、
前記圧電層上に形成された少なくとも３つの上側電極と、
を有し、前記上側電極の各々は前記下側電極と少なくとも部分的に重なり、且つ
、下に位置する圧電層部分及び前記下側電極と共に共振器エレメントを規定し、
前記上側電極は、前記上側電極の１つと前記下側電極との間に当該装置の共振周
波数で印加される信号が前記圧電層部分の間の音響的結合により他の共振器エレ
メントに結合されるように、横方向に離隔され、前記上側電極は２つの外側上側
電極と少なくとも１つの内側上側電極とが存在するように配置され、前記又は各
内側上側電極が前記下側電極と電気的に接続されていることを特徴とするような
バルク音響波装置が提供される。
、下に位置する圧電層部分及び前記下側電極と共に共振器エレメントを規定し、
前記上側電極は、前記上側電極の１つと前記下側電極との間に当該装置の共振周
波数で印加される信号が前記圧電層部分の間の音響的結合により他の共振器エレ
メントに結合されるように、横方向に離隔され、前記上側電極は２つの外側上側
電極と少なくとも１つの内側上側電極とが存在するように配置され、前記又は各
内側上側電極が前記下側電極と電気的に接続されていることを特徴とするような
バルク音響波装置が提供される。
【００１３】
本発明は、電気的というよりは音響的に結合されたＳＭＲを使用した装置を提
供する。この音響的結合は、当該装置が一層小型となることを可能にすると共に
、一層柔軟性のあるフィルタの設計に繋がる。電極間の電気的接続は、内側の上
側電極（又は複数の電極）と下側電極との間に一定の電位を与えるようなもので
ある。この電位は好ましくは零であり、それらは好ましくはアースされる。この
アースは、入力及び出力上側電極間の寄生容量を低減することにより、当該装置
の入力と出力との間に電磁的遮蔽を提供する。
供する。この音響的結合は、当該装置が一層小型となることを可能にすると共に
、一層柔軟性のあるフィルタの設計に繋がる。電極間の電気的接続は、内側の上
側電極（又は複数の電極）と下側電極との間に一定の電位を与えるようなもので
ある。この電位は好ましくは零であり、それらは好ましくはアースされる。この
アースは、入力及び出力上側電極間の寄生容量を低減することにより、当該装置
の入力と出力との間に電磁的遮蔽を提供する。
【００１４】
内側の上側電極と下側電極との間の接続は、典型的には、１以上のビアによる
ものである。
ものである。
【００１５】
好ましくは、各共振器は同一の共振周波数に中心合わせされる。これは、単純
な層構造を可能にすると共に、全ての共振器がシャントアームを形成し、直列ア
ームの等価物が隣接する共振器間の音響的結合により暗に設けられる故に、可能
となる。このように、当該装置における共振器の数を増加させて、既存の設計に
おけるように遮断帯域のレベルを減少させるのみというよりは、より高次のフィ
ルタを達成することができる。このように、シャント共振器が直列共振器の共振
周波数と同一の周波数に設定される反共振周波数（anti-resonance frequency）
を有するような、従来のラダー構造に頼ることのないフィルタ設計の実施を可能
にする。本発明は、製造の単純さを改善し、従って装置の製造コストを低減する
。
な層構造を可能にすると共に、全ての共振器がシャントアームを形成し、直列ア
ームの等価物が隣接する共振器間の音響的結合により暗に設けられる故に、可能
となる。このように、当該装置における共振器の数を増加させて、既存の設計に
おけるように遮断帯域のレベルを減少させるのみというよりは、より高次のフィ
ルタを達成することができる。このように、シャント共振器が直列共振器の共振
周波数と同一の周波数に設定される反共振周波数（anti-resonance frequency）
を有するような、従来のラダー構造に頼ることのないフィルタ設計の実施を可能
にする。本発明は、製造の単純さを改善し、従って装置の製造コストを低減する
。
【００１６】
好ましくは、前記の横方向に隔離された上側電極の間の間隔は、０．５μｍと
２．０μｍとの間、より好ましくは０．７μｍと１．３μｍとの間とする。１μ
ｍのオーダの分離を有することは、隣接する上側電極及び関連する共振器の間の
音響的結合が達成されるのを確かなものとする。
２．０μｍとの間、より好ましくは０．７μｍと１．３μｍとの間とする。１μ
ｍのオーダの分離を有することは、隣接する上側電極及び関連する共振器の間の
音響的結合が達成されるのを確かなものとする。
【００１７】
好ましくは、前記圧電層は、共振周波数における主音響モードの１／２波長に
略等しい厚さを有するように選定される。
略等しい厚さを有するように選定される。
【００１８】
本発明の第２の態様によれば、バルク音響波装置を設計する方法であって、前
記装置は２つの外側共振器と少なくとも１つの内側共振器とを有し、前記各共振
器は隣接する共振器又は複数の共振器に対して横方向に離隔され、前記各共振器
は上側電極と下側電極と介在された圧電層とを有し、前記方法が、 当該電極の場所内でのシングルモード振動をエネルギ捕獲するための最適な上
側電極幅を決定するステップと、 選択されたフィルタの型式に対する正規化されたローパス試作値を決定し、こ
れら値から前記外側共振器の負荷キューを決定するステップと、 前記外側共振器の負荷キューに応じて、当該フィルタの前記外側上側電極の所
要の面積を決定するステップと、 これらの面積及びシングルモードを捕獲する前記最適電極幅に応じて、前記外
側電極の各々の長さを計算するステップと、 前記正規化されたローパス試作値から、共振器間結合係数を決定し、次いで、
結合係数と共振器間間隔との間の先に決定された関係に応じて前記共振器間の間
隙の幅を決定するステップと、 を有しているような方法が提供される。
記装置は２つの外側共振器と少なくとも１つの内側共振器とを有し、前記各共振
器は隣接する共振器又は複数の共振器に対して横方向に離隔され、前記各共振器
は上側電極と下側電極と介在された圧電層とを有し、前記方法が、 当該電極の場所内でのシングルモード振動をエネルギ捕獲するための最適な上
側電極幅を決定するステップと、 選択されたフィルタの型式に対する正規化されたローパス試作値を決定し、こ
れら値から前記外側共振器の負荷キューを決定するステップと、 前記外側共振器の負荷キューに応じて、当該フィルタの前記外側上側電極の所
要の面積を決定するステップと、 これらの面積及びシングルモードを捕獲する前記最適電極幅に応じて、前記外
側電極の各々の長さを計算するステップと、 前記正規化されたローパス試作値から、共振器間結合係数を決定し、次いで、
結合係数と共振器間間隔との間の先に決定された関係に応じて前記共振器間の間
隙の幅を決定するステップと、 を有しているような方法が提供される。
【００１９】
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図３及び図４は、本発明による５次フィルタの可能性のある構造を平面及び断
面で各々示している。薄膜層構造は本質的に図１ａに示したものであり、以下図
４を参照して説明する。図示の構造は、コモンモード接続に適している。
面で各々示している。薄膜層構造は本質的に図１ａに示したものであり、以下図
４を参照して説明する。図示の構造は、コモンモード接続に適している。
【００２１】
図３及び４を参照すると、該フィルタ１２は金属の上側層１８から形成された
一群の上側電極１４１ないし１４５を有している。上側電極１４１及び１４５は
当該装置の入力及び出力電極として機能し、電極１４２ないし１４４からは電気
的に分離されている。多数のアース接点２０が設けられ、電極１４２ないし１４４ を接地点に接続する。接点２０は、フリップチップ又はワイヤボンド接続の何
れかのための可能性のある位置を示している。金属の下側層３２が設けられ、こ
の例では、該層は２つのビア２２による電極１４２ないし１４４との接続により
アースされている。圧電層３０が上記上側及び下側金属層を分離するように設け
られ、上側電極１４１と１４２との間で当該装置に印加される電気信号を音響的
振動に変換するように作用する。図３における配置は、当該フィルタの次数と同
じ数の共振器を有し、本例では５である。図１におけるのと同様に、１以上の音
響的に整合されていない層２４が基板２５上にマウントされ、圧電層３０により
発生される音響波を反射するように作用する。
一群の上側電極１４１ないし１４５を有している。上側電極１４１及び１４５は
当該装置の入力及び出力電極として機能し、電極１４２ないし１４４からは電気
的に分離されている。多数のアース接点２０が設けられ、電極１４２ないし１４４ を接地点に接続する。接点２０は、フリップチップ又はワイヤボンド接続の何
れかのための可能性のある位置を示している。金属の下側層３２が設けられ、こ
の例では、該層は２つのビア２２による電極１４２ないし１４４との接続により
アースされている。圧電層３０が上記上側及び下側金属層を分離するように設け
られ、上側電極１４１と１４２との間で当該装置に印加される電気信号を音響的
振動に変換するように作用する。図３における配置は、当該フィルタの次数と同
じ数の共振器を有し、本例では５である。図１におけるのと同様に、１以上の音
響的に整合されていない層２４が基板２５上にマウントされ、圧電層３０により
発生される音響波を反射するように作用する。
【００２２】
使用時において、電気信号は電極１４１に接続された入力端２６により入力さ
れ、これにより、圧電層３０に音響波を発生する。以下に説明するように、該音
響波は音響的に整合されていない層２４により反射され、当該装置の共振周波数
における波が電極１４２に音響的に結合される。このような過程が、上記信号が
出力端２８を介して電極１４５から出力されるまで、連続する対の電極の間で繰
り返される。
れ、これにより、圧電層３０に音響波を発生する。以下に説明するように、該音
響波は音響的に整合されていない層２４により反射され、当該装置の共振周波数
における波が電極１４２に音響的に結合される。このような過程が、上記信号が
出力端２８を介して電極１４５から出力されるまで、連続する対の電極の間で繰
り返される。
【００２３】
層構造によりサポートされる音響モードは、単結晶に存在するものとは著しく
異なる。図３及び４に示す共振器及びフィルタは、固有モードの振動、即ち共振
周波数が共振器の他の寸法というよりは該共振器の厚さ（即ち、圧電及び電極層
の合成された厚さ）により主として決まるような厚さモードを利用する。該フィ
ルタは、“エネルギ捕獲”なる思想に依拠する音響的に結合された共振器を使用
する。これは、音響的振動の共振器の電極領域（electroded region）への閉じ
こめであり、これは当該共振器の電極領域及び非電極領域（unelectroded regio
n）の異なる導波特性及び遮断周波数により生じる。関連する案内された波は、
非電極領域の遮断モードである必要があるから、蓄積されたエネルギは電極縁か
らの距離と共に急速に減衰する。電極の幅はどれだけ多くのモードがエネルギ捕
獲されるかを決定する一方、消失するエネルギの減衰及び隣接する共振器の間の
間隙の幅の空間率が、それらの結合度を決定する。隣接する共振器の縁の間の０
．５ないし２．０μｍの範囲、好ましくは０．７ないし１．３μｍの範囲の分離
が、満足な量の音響的結合を提供する。
異なる。図３及び４に示す共振器及びフィルタは、固有モードの振動、即ち共振
周波数が共振器の他の寸法というよりは該共振器の厚さ（即ち、圧電及び電極層
の合成された厚さ）により主として決まるような厚さモードを利用する。該フィ
ルタは、“エネルギ捕獲”なる思想に依拠する音響的に結合された共振器を使用
する。これは、音響的振動の共振器の電極領域（electroded region）への閉じ
こめであり、これは当該共振器の電極領域及び非電極領域（unelectroded regio
n）の異なる導波特性及び遮断周波数により生じる。関連する案内された波は、
非電極領域の遮断モードである必要があるから、蓄積されたエネルギは電極縁か
らの距離と共に急速に減衰する。電極の幅はどれだけ多くのモードがエネルギ捕
獲されるかを決定する一方、消失するエネルギの減衰及び隣接する共振器の間の
間隙の幅の空間率が、それらの結合度を決定する。隣接する共振器の縁の間の０
．５ないし２．０μｍの範囲、好ましくは０．７ないし１．３μｍの範囲の分離
が、満足な量の音響的結合を提供する。
【００２４】
通常、ＳＭＲは最低の、ＴＥ１として知られている厚さ伸びモード（thicknes
s extensional mode）に依存し、該モードの場合、粒子運動は表面に対して垂直
である（少なくとも１Ｄ近似において）。この特定のモードの励起は、圧電材料
の堆積された薄膜の向きの結果である。前記圧電層として使用するのに推奨され
る材料は、ＺｎＯ、ＡＩＮ、ＰＺＴ及びＰＬＺＴのようなｃ軸ノーマル層を自然
に形成する如何なる材料でもよい。
s extensional mode）に依存し、該モードの場合、粒子運動は表面に対して垂直
である（少なくとも１Ｄ近似において）。この特定のモードの励起は、圧電材料
の堆積された薄膜の向きの結果である。前記圧電層として使用するのに推奨され
る材料は、ＺｎＯ、ＡＩＮ、ＰＺＴ及びＰＬＺＴのようなｃ軸ノーマル層を自然
に形成する如何なる材料でもよい。
【００２５】
１ＤのＳＭＲモデルにおいては、共振モードは全ての周波数において純粋な厚
さ伸びモード（ＴＥ）として現れるので、他のモードへの結合は考慮に入れられ
ない。提案された構造の場合、場の変化及び層の表面に対して平行及び垂直な方
向における粒子運動の成分を考える必要がある。各モード及び各領域に関し周波
数の関数としての波数（即ち、分散関係）を得るために、場の式を解かなければ
ならない。これらの解は、どの層構造及び層厚が所要の振動をサポートすること
ができるか、及びどれがエネルギ捕獲モードをサポートしそうであるかを示す。
電極と間隙幅との間の関係、及び共振器間結合も、上記分散関係から得られる。
さ伸びモード（ＴＥ）として現れるので、他のモードへの結合は考慮に入れられ
ない。提案された構造の場合、場の変化及び層の表面に対して平行及び垂直な方
向における粒子運動の成分を考える必要がある。各モード及び各領域に関し周波
数の関数としての波数（即ち、分散関係）を得るために、場の式を解かなければ
ならない。これらの解は、どの層構造及び層厚が所要の振動をサポートすること
ができるか、及びどれがエネルギ捕獲モードをサポートしそうであるかを示す。
電極と間隙幅との間の関係、及び共振器間結合も、上記分散関係から得られる。
【００２６】
本発明の装置における音響的結合は、典型的に、厚さ伸び（ＴＥ）モード及び
厚さずれ（ＴＳ：thickness shear）モードの両者から結果として生じる。しか
しながら、提案された構造が最適に設計されない限り、許容することができない
スプリアス応答を引き起こすようなレベルで他のモードが励起され得る。
厚さずれ（ＴＳ：thickness shear）モードの両者から結果として生じる。しか
しながら、提案された構造が最適に設計されない限り、許容することができない
スプリアス応答を引き起こすようなレベルで他のモードが励起され得る。
【００２７】
図５は、図３の共振器の電気等価回路を示す。該回路は並列に結合された図２
に示すもののような多数の回路を含んでいる。共振器間の音響的結合は、内側の
共振器（即ち、入力及び出力共振器を除く全て）が、それらの電気端子によって
は信号を伝送しないことを意味する。これは、これら端子が電気的に接続される
こと、例えば両者がアースに接続されることを可能にし、これは、これら共振器
の静電容量の効果を除去する。
に示すもののような多数の回路を含んでいる。共振器間の音響的結合は、内側の
共振器（即ち、入力及び出力共振器を除く全て）が、それらの電気端子によって
は信号を伝送しないことを意味する。これは、これら端子が電気的に接続される
こと、例えば両者がアースに接続されることを可能にし、これは、これら共振器
の静電容量の効果を除去する。
【００２８】
図５に示すように、音響的結合は、該等価電気回路モデルにおける隣接する共
振器間の相互インダクタンスＭにより特徴付けることができる。相互インダクタ
Ｍj,j+1は、隣接する共振器の各対の動的インダクタンスＬm,jとＬm,j+1との間
に含まれる。静電容量は内側共振器の各々から除外されている。何故なら、この
特定の設計においては、これらの共振器の両電極は接地され、かくして、Ｃ０を
短絡除去し、これによりフィルタ設計の柔軟性を増加させているからである。Ｃｐ は入力及び出力用上側電極間の寄生容量であり、該容量は静電解析を用いて決
定することができる。Ｃ０（各端部共振器に関する）、Ｃｍ、Ｌｍ及びＲｍ（全
共振器に関する）に関する大凡の値は、当該共振器の１Ｄ音響場モデルから得る
ことができる。
振器間の相互インダクタンスＭにより特徴付けることができる。相互インダクタ
Ｍj,j+1は、隣接する共振器の各対の動的インダクタンスＬm,jとＬm,j+1との間
に含まれる。静電容量は内側共振器の各々から除外されている。何故なら、この
特定の設計においては、これらの共振器の両電極は接地され、かくして、Ｃ０を
短絡除去し、これによりフィルタ設計の柔軟性を増加させているからである。Ｃｐ は入力及び出力用上側電極間の寄生容量であり、該容量は静電解析を用いて決
定することができる。Ｃ０（各端部共振器に関する）、Ｃｍ、Ｌｍ及びＲｍ（全
共振器に関する）に関する大凡の値は、当該共振器の１Ｄ音響場モデルから得る
ことができる。
【００２９】
Ｍj,j+1の決定は（少なくとも）２Ｄ音響場モデルを必要とし、含まれる余分
の次元は図３及び４における共振器の短辺（方向Ｘにおける）に平行な方向であ
る。これらの成分に関する大凡の値は、２つの接近離隔された共振器に関し回路
モデル及び２Ｄ場モデルにより予測される共振周波数を整合させることにより与
えられる。各間隙幅及び相互インダクタンス値も、以下に述べるフィルタ設計手
順において必要とされる結合係数に対応する。相互インダクタンス及び結合係数
のより大きな値は、より接近した共振器間の間隔に対応する。
の次元は図３及び４における共振器の短辺（方向Ｘにおける）に平行な方向であ
る。これらの成分に関する大凡の値は、２つの接近離隔された共振器に関し回路
モデル及び２Ｄ場モデルにより予測される共振周波数を整合させることにより与
えられる。各間隙幅及び相互インダクタンス値も、以下に述べるフィルタ設計手
順において必要とされる結合係数に対応する。相互インダクタンス及び結合係数
のより大きな値は、より接近した共振器間の間隔に対応する。
【００３０】
次に、本発明によるＢＡＷ装置の設計を詳細に説明する。当該フィルタの所望
の中心周波数ｆ０における単独型共振器に適した層構造が決定され、１Ｄモデル
が正規化されたシングル共振器等価回路コンポーネント値（即ち、単位面積に関
する値）を決定するために使用されたと仮定する。この場合、図３及び４におけ
る配置のための可能性のあるフィルタ設計手順は次の通りである：
の中心周波数ｆ０における単独型共振器に適した層構造が決定され、１Ｄモデル
が正規化されたシングル共振器等価回路コンポーネント値（即ち、単位面積に関
する値）を決定するために使用されたと仮定する。この場合、図３及び４におけ
る配置のための可能性のあるフィルタ設計手順は次の通りである：
【００３１】
シングルモードをエネルギ捕獲するための最適共振器幅を決定するために、２
Ｄモデルを使用する。次に、当該フィルタの仕様から、バターワース又は適切な
３ｄＢ帯域幅、フィルタ次数及び通過帯域リップルを持つ何れかの他の所望な型
式のようなフィルタ型式が選択される。
Ｄモデルを使用する。次に、当該フィルタの仕様から、バターワース又は適切な
３ｄＢ帯域幅、フィルタ次数及び通過帯域リップルを持つ何れかの他の所望な型
式のようなフィルタ型式が選択される。
【００３２】
次いで、対応する所謂“正規化されたローパス試作”値が算出されるか、又は
公開されたルックアップテーブルから得られる。これらの値から、入力及び出力
共振器（即ち、当該フィルタの入力及び出力における共振器）の負荷キューＱＬ 及び逆正規化されたシングル共振器等価回路コンポーネント値が算出される。逆
正規化された静電容量は、これらの２つの共振器の所要の面積を決定するために
使用される。
公開されたルックアップテーブルから得られる。これらの値から、入力及び出力
共振器（即ち、当該フィルタの入力及び出力における共振器）の負荷キューＱＬ 及び逆正規化されたシングル共振器等価回路コンポーネント値が算出される。逆
正規化された静電容量は、これらの２つの共振器の所要の面積を決定するために
使用される。
【００３３】
これらの面積、及び先に算出されたシングルモードをエネルギ捕獲するための
最適幅から、入力及び出力共振器の各々の長さが計算される。最初は、内側共振
器の幅及び長さは同じ値に設定することができる。次いで、前記の正規化された
ローパス試作値から、隣接する共振器間の結合の効率を定量化するために使用さ
れる共振器間結合係数を算出し且つ逆正規化する必要がある。次いで、結合係数
と共振器間間隔との間の先に決定された関係を使用して、共振器間の間隙の幅の
第１推定値及び等価回路モデルの相互インダクタンスを決定する。
最適幅から、入力及び出力共振器の各々の長さが計算される。最初は、内側共振
器の幅及び長さは同じ値に設定することができる。次いで、前記の正規化された
ローパス試作値から、隣接する共振器間の結合の効率を定量化するために使用さ
れる共振器間結合係数を算出し且つ逆正規化する必要がある。次いで、結合係数
と共振器間間隔との間の先に決定された関係を使用して、共振器間の間隙の幅の
第１推定値及び等価回路モデルの相互インダクタンスを決定する。
【００３４】
最後に、完全な２Ｄ音響場モデルを使用して、共振器及び間隙の幅を応答が指
定されたものに可能な限り近づくように最適化されると共に、不所望なモードと
の結合による応答が十分に抑圧されるのを保証することができる。
定されたものに可能な限り近づくように最適化されると共に、不所望なモードと
の結合による応答が十分に抑圧されるのを保証することができる。
【００３５】
図３及び４を参照して説明したフィルタ構造を採用することにより多数の利点
が得られる。第１に、如何なるフィルタの構造の場合でも、最終的な遮断帯域レ
ベルは入力と出力との間の電磁的（主に容量的）結合により悪化される。図３に
おけるように、入力及び出力を除く全ての電極を接地点に短絡するためにビア及
び他の接続を使用することにより、最大の遮蔽が得られる。第２に、前述した通
り、フィルタ設計の柔軟性を制限するような、内側共振器の望ましくない寄生静
止容量が、有効な動的コンポーネントを変更することなく効果的に除去される。
最後に、音響的に結合された共振器を使用する、本発明によるフィルタの製造は
、全共振器が同一の周波数に中心を合わせることができ、従って同一の層構造を
使用することができるので、電気的に結合された型式に関するものより簡単であ
ることに注意すべきである。
が得られる。第１に、如何なるフィルタの構造の場合でも、最終的な遮断帯域レ
ベルは入力と出力との間の電磁的（主に容量的）結合により悪化される。図３に
おけるように、入力及び出力を除く全ての電極を接地点に短絡するためにビア及
び他の接続を使用することにより、最大の遮蔽が得られる。第２に、前述した通
り、フィルタ設計の柔軟性を制限するような、内側共振器の望ましくない寄生静
止容量が、有効な動的コンポーネントを変更することなく効果的に除去される。
最後に、音響的に結合された共振器を使用する、本発明によるフィルタの製造は
、全共振器が同一の周波数に中心を合わせることができ、従って同一の層構造を
使用することができるので、電気的に結合された型式に関するものより簡単であ
ることに注意すべきである。
【００３６】
図５の等価回路を用いて予測された、５次チェビシェフ・フィルタ（圧電層に
ＰＺＴ−４を使用する）の応答が図６及び７に示されている。図３の配置におい
て最小化されるような、入力と出力との間の寄生容量による遮断帯域の可能性の
ある悪化が図６に示されている。１０００なる共振器のＱが仮定された。該グラ
フは、入力電極と出力電極との間の寄生結合容量Ｃｐの異なる値（即ち、Ｃｐ＝
０（下の曲線）、Ｃｐ＝０．０１Ｃ０（中間の曲線）、Ｃｐ＝０．０５Ｃ０（上
の曲線））を呈するフィルタの応答を示している。
ＰＺＴ−４を使用する）の応答が図６及び７に示されている。図３の配置におい
て最小化されるような、入力と出力との間の寄生容量による遮断帯域の可能性の
ある悪化が図６に示されている。１０００なる共振器のＱが仮定された。該グラ
フは、入力電極と出力電極との間の寄生結合容量Ｃｐの異なる値（即ち、Ｃｐ＝
０（下の曲線）、Ｃｐ＝０．０１Ｃ０（中間の曲線）、Ｃｐ＝０．０５Ｃ０（上
の曲線））を呈するフィルタの応答を示している。
【００３７】
図７は、当該装置の通過帯域に対する影響を異なる値のキューＱに関して示し
ている。これは、テクノロジの能力内の値であるような、５００なるＱにより２
ｄＢの挿入損失が可能であることを暗示している。当該フィルタの面積は、接続
用のパッドを除き、約５０μｍ平方である。これは、如何なる既知のテクノロジ
及び設計手法を用いる比肩可能な性能のフィルタよりも大幅に小さい。斯様な寸
法のフィルタは、他のコンポーネントと共にシリコン（例えば）上に集積化する
ことができ、又は小さなＭＣＭ（多チップモジュール）の基板上にフリップチッ
プ実装することができる。該寸法は、複数モード複数帯域ＵＭＴＳ／ＧＳＭハン
ドセットにおけるフロントエンド選択度を得るために、例えば、一連のＲＦフィ
ルタを設計することを考える程、十分に小さい。図３は本発明の装置における共
振器の１つの特定の可能性のある構造を示しているが、他の例も可能である。例
えば、第１行及び第２行の共振器を差動モード端部の間に並列に配列させ、これ
ら２行における対応する共振器の各対が直列に接続されるようにすることも可能
である。種々の他の変形も当業者にとり明らかであろう。
ている。これは、テクノロジの能力内の値であるような、５００なるＱにより２
ｄＢの挿入損失が可能であることを暗示している。当該フィルタの面積は、接続
用のパッドを除き、約５０μｍ平方である。これは、如何なる既知のテクノロジ
及び設計手法を用いる比肩可能な性能のフィルタよりも大幅に小さい。斯様な寸
法のフィルタは、他のコンポーネントと共にシリコン（例えば）上に集積化する
ことができ、又は小さなＭＣＭ（多チップモジュール）の基板上にフリップチッ
プ実装することができる。該寸法は、複数モード複数帯域ＵＭＴＳ／ＧＳＭハン
ドセットにおけるフロントエンド選択度を得るために、例えば、一連のＲＦフィ
ルタを設計することを考える程、十分に小さい。図３は本発明の装置における共
振器の１つの特定の可能性のある構造を示しているが、他の例も可能である。例
えば、第１行及び第２行の共振器を差動モード端部の間に並列に配列させ、これ
ら２行における対応する共振器の各対が直列に接続されるようにすることも可能
である。種々の他の変形も当業者にとり明らかであろう。
【図１ａ】
図１ａは、２つの直列接続された共振器として形成された従来の固体的にマウ
ントされたＢＡＷ共振器の断面図を示す。
ントされたＢＡＷ共振器の断面図を示す。
【図１ｂ】
図１ｂは、２つの直列接続された共振器として形成された従来の固体的にマウ
ントされたＢＡＷ共振器の平面図を示す。
ントされたＢＡＷ共振器の平面図を示す。
【図２】
図２は、従来のＢＡＷ共振器の電気等価回路を示す。
【図３】
図３は、本発明によるフィルタの一実施例の平面図を示す。
【図４】
図４は、本発明によるフィルタの一実施例の断面図を示す。
【図５】
図５は、図３及び図４のフィルタの電気等価回路を示す。
【図６】
図６は、図５の等価回路により予測された本発明による５次フィルタの応答特
性を、当該装置の入力端と出力端との間の寄生容量の３つの異なる値に関して示
す。
性を、当該装置の入力端と出力端との間の寄生容量の３つの異なる値に関して示
す。
【図７】
図７は、図６のフィルタの通過帯域応答の変化を３つの異なるＱ値に関して示
す。
す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5J108 AA07 BB04 BB07 BB08 CC04
CC11 DD01 FF01 KK07 MM11
【要約の続き】
Claims (13)
- 【請求項１】 バルク音響波装置において、 基板上に形成された１以上の音響反射器層と、 前記音響反射器層又は複数の反射器層上に形成された下側電極と、 前記下側電極上に形成された圧電層と、 前記圧電層上に形成された少なくとも３つの上側電極と、 を有し、前記上側電極の各々は前記下側電極と少なくとも部分的に重なり、且つ
、下に位置する圧電層部分及び前記下側電極と共に共振器エレメントを規定し、
前記上側電極は、前記上側電極の１つと前記下側電極との間に当該装置の共振周
波数で印加される信号が前記圧電層部分の間の音響的結合により他の共振器エレ
メントに結合されるように、横方向に離隔され、前記上側電極は２つの外側上側
電極と少なくとも１つの内側上側電極とが存在するように配置され、前記又は各
内側上側電極が前記下側電極と電気的に接続されていることを特徴とするバルク
音響波装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、前記各共振器が同一の共振
周波数に中心合わせされていることを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の装置において、前記又は各内
側上側電極及び前記下側電極が共通電位に接続されていることを特徴とする装置
。 - 【請求項４】 請求項３に記載の装置において、前記共通電位がアース電位
であることを特徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし４の何れか一項に記載の装置において、前記
の横方向に隔離された上側電極の間の間隔が０．５μｍと２．０μｍとの間であ
ることを特徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし５の何れか一項に記載の装置において、前記
圧電層が、当該装置の前記共振周波数における音響波の半波長に等しい厚さを有
するように選定されていることを特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし６の何れか一項に記載の装置において、前記
圧電層がＺｎＯ、ＡＩＮ、ＰＺＴ及びＰＬＺＴを含む群から選択された材料から
形成されていることを特徴とする装置。 - 【請求項８】 請求項１ないし７の何れか一項に記載の装置において、１０
０μｍ２と１０，０００μｍ２との間の面積を有することを特徴とする装置。 - 【請求項９】 請求項１ないし８の何れか一項に記載の装置において、前記
１以上の音響反射器層が多孔質酸化シリコンから形成されていることを特徴とす
る装置。 - 【請求項１０】 請求項１ないし９の何れか一項に記載の装置を有する無線
周波数帯域通過フィルタ。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の帯域通過フィルタを有する無線周波数
受信機及び／又は送信機。 - 【請求項１２】 バルク音響波装置を設計する方法において、前記装置は２
つの外側共振器と少なくとも１つの内側共振器とを有し、前記各共振器は隣接す
る共振器又は複数の共振器に対して横方向に離隔され、前記各共振器は上側電極
と下側電極と介在された圧電層とを有し、前記方法が、 当該電極の場所内のシングルモード振動をエネルギ捕獲するための最適な上側
電極幅を決定するステップと、 選択されたフィルタの型式に対する正規化されたローパス試作値を決定し、こ
れら値から前記外側共振器の負荷キューを決定するステップと、 前記外側共振器の負荷キューに応じて、当該フィルタの前記外側上側電極の所
要の面積を決定するステップと、 これらの面積及びシングルモードを捕獲する前記最適電極幅に応じて、前記外
側電極の各々の長さを計算するステップと、 前記正規化されたローパス試作値から、共振器間結合係数を決定し、次いで、
結合係数と共振器間間隔との間の先に決定された関係に応じて前記共振器間の間
隙の幅を決定するステップと、 を有していることを特徴とする方法。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の方法において、前記フィルタの完全な
２Ｄ場モデルを用いて、前記共振器及び間隙幅を当該フィルタの応答が最適化さ
れるように調整するステップを更に有していることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (3)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007507958A (ja) * | 2003-10-06 | 2007-03-29 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ラダー型薄膜バルク音響波フィルタ |
| JP2008507869A (ja) * | 2004-07-23 | 2008-03-13 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 体積音波によって作動する共振器 |
| JP2008109414A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Fujitsu Media Device Kk | 圧電薄膜共振器およびフィルタ |
| JP2013539946A (ja) * | 2010-10-14 | 2013-10-28 | テクノロジアン テュトキムスケスクス ヴェーテーテー | 広帯域音響結合薄膜ｂａｗフィルタ |
Families Citing this family (47)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4541147B2 (ja) * | 2002-09-12 | 2010-09-08 | エヌエックスピー ビー ヴィ | バルク弾性波フィルタにおける通過帯域リップルを抑制する手段を有するバルク弾性波共振器 |
| DE10262056B4 (de) * | 2002-11-07 | 2008-08-28 | Infineon Technologies Ag | BAW-Resonator mit akustischem Reflektor und Filterschaltung |
| AU2002340692A1 (en) * | 2002-11-11 | 2004-06-03 | Eidgenossische Technische Hochschule Zurich | Device for filtering electrical high frequency signals |
| DE10319554B4 (de) | 2003-04-30 | 2018-05-09 | Snaptrack, Inc. | Mit akustischen Volumenwellen arbeitendes Bauelement mit gekoppelten Resonatoren |
| JP2005057332A (ja) * | 2003-08-04 | 2005-03-03 | Tdk Corp | フィルタ装置およびそれを用いた分波器 |
| TWI243496B (en) * | 2003-12-15 | 2005-11-11 | Canon Kk | Piezoelectric film element, method of manufacturing the same, and liquid discharge head |
| JP4230347B2 (ja) * | 2003-12-19 | 2009-02-25 | 富士通メディアデバイス株式会社 | 弾性表面波フィルタ |
| US7161448B2 (en) | 2004-06-14 | 2007-01-09 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Acoustic resonator performance enhancements using recessed region |
| DE102004049498A1 (de) | 2004-10-11 | 2006-04-13 | Epcos Ag | Mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE102004049499B4 (de) | 2004-10-11 | 2017-12-21 | Snaptrack, Inc. | Mit akustischen Volumenwellen arbeitende Schaltung und Bauelement mit der Schaltung |
| US7098758B2 (en) * | 2004-11-03 | 2006-08-29 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Acoustically coupled thin-film resonators having an electrode with a tapered edge |
| US8981876B2 (en) | 2004-11-15 | 2015-03-17 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Piezoelectric resonator structures and electrical filters having frame elements |
| US7202560B2 (en) | 2004-12-15 | 2007-04-10 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Wafer bonding of micro-electro mechanical systems to active circuitry |
| US7791434B2 (en) | 2004-12-22 | 2010-09-07 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Acoustic resonator performance enhancement using selective metal etch and having a trench in the piezoelectric |
| US20060245485A1 (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-02 | Intel Corporation | Continuous-time equalizer |
| EP1889357A2 (en) | 2005-05-27 | 2008-02-20 | Nxp B.V. | Bulk acoustic wave resonator device |
| US7855618B2 (en) | 2008-04-30 | 2010-12-21 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Bulk acoustic resonator electrical impedance transformers |
| IT1392576B1 (it) * | 2008-12-30 | 2012-03-09 | St Microelectronics Rousset | Dispositivo di rilevamento elettronico di materiali biologici e relativo processo di fabbricazione |
| US8448494B2 (en) | 2008-12-30 | 2013-05-28 | Stmicroelectronics S.R.L. | Integrated electronic microbalance plus chemical sensor |
| EP2237416A1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-06 | Nxp B.V. | Device comprising an electroacoustic balun |
| US8902023B2 (en) | 2009-06-24 | 2014-12-02 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Acoustic resonator structure having an electrode with a cantilevered portion |
| FR2947398B1 (fr) * | 2009-06-30 | 2013-07-05 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif resonant a ondes acoustiques guidees et procede de realisation du dispositif |
| US9243316B2 (en) | 2010-01-22 | 2016-01-26 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Method of fabricating piezoelectric material with selected c-axis orientation |
| US8499613B2 (en) * | 2010-01-29 | 2013-08-06 | Stmicroelectronics S.R.L. | Integrated chemical sensor for detecting odorous matters |
| FI123640B (fi) | 2010-04-23 | 2013-08-30 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt | Laajakaistainen akustisesti kytketty ohutkalvo-BAW-suodin |
| US9180451B2 (en) | 2010-06-28 | 2015-11-10 | Stmicroelectronics S.R.L. | Fluidic cartridge for detecting chemicals in samples, in particular for performing biochemical analyses |
| US8810108B2 (en) * | 2010-09-09 | 2014-08-19 | Georgia Tech Research Corporation | Multi-mode bulk-acoustic-wave resonators |
| US20120167392A1 (en) | 2010-12-30 | 2012-07-05 | Stmicroelectronics Pte. Ltd. | Razor with chemical and biological sensor |
| US8962443B2 (en) | 2011-01-31 | 2015-02-24 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Semiconductor device having an airbridge and method of fabricating the same |
| US9136818B2 (en) | 2011-02-28 | 2015-09-15 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Stacked acoustic resonator comprising a bridge |
| US9148117B2 (en) | 2011-02-28 | 2015-09-29 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Coupled resonator filter comprising a bridge and frame elements |
| US9203374B2 (en) | 2011-02-28 | 2015-12-01 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Film bulk acoustic resonator comprising a bridge |
| 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 |
| US9083302B2 (en) | 2011-02-28 | 2015-07-14 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Stacked bulk acoustic resonator comprising a bridge and an acoustic reflector along a perimeter of the resonator |
| US9425764B2 (en) | 2012-10-25 | 2016-08-23 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Accoustic resonator having composite electrodes with integrated lateral features |
| US9154112B2 (en) | 2011-02-28 | 2015-10-06 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Coupled resonator filter comprising a bridge |
| US9444426B2 (en) | 2012-10-25 | 2016-09-13 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Accoustic resonator having integrated lateral feature and temperature compensation feature |
| US8922302B2 (en) | 2011-08-24 | 2014-12-30 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Acoustic resonator formed on a pedestal |
| FI124732B (en) * | 2011-11-11 | 2014-12-31 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt | Laterally connected bulk wave filter with improved passband characteristics |
| US9019688B2 (en) | 2011-12-02 | 2015-04-28 | Stmicroelectronics Pte Ltd. | Capacitance trimming with an integrated heater |
| US9027400B2 (en) | 2011-12-02 | 2015-05-12 | Stmicroelectronics Pte Ltd. | Tunable humidity sensor with integrated heater |
| KR101918282B1 (ko) | 2012-03-23 | 2018-11-13 | 삼성전자주식회사 | 체적 음향 공진기를 이용한 ｒｆ 필터 및 ｒｆ 트랜시버 |
| US8990742B2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-03-24 | Resonant Inc. | Network synthesis design of microwave acoustic wave filters |
| US9208274B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-12-08 | Resonant Inc. | Network synthesis design of microwave acoustic wave filters |
| US9038005B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-05-19 | Resonant Inc. | Network synthesis design of microwave acoustic wave filters |
| US9147024B1 (en) * | 2014-11-06 | 2015-09-29 | Xilinx, Inc. | Hardware and software cosynthesis performance estimation |
| CN107346962A (zh) * | 2016-05-06 | 2017-11-14 | 稳懋半导体股份有限公司 | 体声波共振器的共振结构 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57501204A (ja) * | 1980-08-11 | 1982-07-08 | ||
| JPH02113616A (ja) * | 1988-10-24 | 1990-04-25 | Hitachi Ltd | 弾性波フィルタ、及びそれを用いたアンテナ分波器 |
| US5233259A (en) * | 1991-02-19 | 1993-08-03 | Westinghouse Electric Corp. | Lateral field FBAR |
| JPH09107267A (ja) * | 1995-10-11 | 1997-04-22 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 三重モード圧電フィルタ |
| JPH09199978A (ja) * | 1996-01-04 | 1997-07-31 | Rockwell Internatl Corp | 薄膜音響共振子用共振音響アイソレータ |
| JPH10126160A (ja) | 1996-10-02 | 1998-05-15 | Nokia Mobile Phones Ltd | 振幅変調および位相変調を行うための整調可能な薄膜バルク型音響共振器が組み込まれている装置 |
| WO1998048464A1 (fr) * | 1997-04-24 | 1998-10-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Element piezo-electrique a couche mince |
| WO1999037023A1 (fr) * | 1998-01-16 | 1999-07-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Element piezo-electrique a film mince |
| JP2000101386A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-04-07 | Texas Instr Inc <Ti> | 集積型弾性波薄膜共振器 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3656180A (en) * | 1970-08-12 | 1972-04-11 | Bell Telephone Labor Inc | Crystal filter |
| US3942139A (en) * | 1974-11-08 | 1976-03-02 | Westinghouse Electric Corporation | Broadband microwave bulk acoustic delay device |
| US4320365A (en) * | 1980-11-03 | 1982-03-16 | United Technologies Corporation | Fundamental, longitudinal, thickness mode bulk wave resonator |
| US4427913A (en) * | 1981-06-01 | 1984-01-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Acoustic diffractometer |
| US4692653A (en) * | 1984-03-23 | 1987-09-08 | Hitachi, Ltd. | Acoustic transducers utilizing ZnO thin film |
| US5873154A (en) | 1996-10-17 | 1999-02-23 | Nokia Mobile Phones Limited | Method for fabricating a resonator having an acoustic mirror |
| US5872493A (en) * | 1997-03-13 | 1999-02-16 | Nokia Mobile Phones, Ltd. | Bulk acoustic wave (BAW) filter having a top portion that includes a protective acoustic mirror |
| US5939815A (en) * | 1997-07-23 | 1999-08-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Field trapping electrodes |
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57501204A (ja) * | 1980-08-11 | 1982-07-08 | ||
| JPH02113616A (ja) * | 1988-10-24 | 1990-04-25 | Hitachi Ltd | 弾性波フィルタ、及びそれを用いたアンテナ分波器 |
| US5233259A (en) * | 1991-02-19 | 1993-08-03 | Westinghouse Electric Corp. | Lateral field FBAR |
| JPH09107267A (ja) * | 1995-10-11 | 1997-04-22 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 三重モード圧電フィルタ |
| JPH09199978A (ja) * | 1996-01-04 | 1997-07-31 | Rockwell Internatl Corp | 薄膜音響共振子用共振音響アイソレータ |
| JPH10126160A (ja) | 1996-10-02 | 1998-05-15 | Nokia Mobile Phones Ltd | 振幅変調および位相変調を行うための整調可能な薄膜バルク型音響共振器が組み込まれている装置 |
| WO1998048464A1 (fr) * | 1997-04-24 | 1998-10-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Element piezo-electrique a couche mince |
| WO1999037023A1 (fr) * | 1998-01-16 | 1999-07-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Element piezo-electrique a film mince |
| JP2000101386A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-04-07 | Texas Instr Inc <Ti> | 集積型弾性波薄膜共振器 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007507958A (ja) * | 2003-10-06 | 2007-03-29 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ラダー型薄膜バルク音響波フィルタ |
| JP4719683B2 (ja) * | 2003-10-06 | 2011-07-06 | エヌエックスピー ビー ヴィ | ラダー型薄膜バルク音響波フィルタ |
| JP2008507869A (ja) * | 2004-07-23 | 2008-03-13 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 体積音波によって作動する共振器 |
| JP2008109414A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Fujitsu Media Device Kk | 圧電薄膜共振器およびフィルタ |
| JP2013539946A (ja) * | 2010-10-14 | 2013-10-28 | テクノロジアン テュトキムスケスクス ヴェーテーテー | 広帯域音響結合薄膜ｂａｗフィルタ |
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