JP2009303065A - Variable passband high frequency filter, method for manufacturing the same, and communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話等の移動体通信の無線回路に用いられる、通過帯域可変高周波フィルタとその製造方法、及び通信機器に関する。 The present invention relates to a passband variable high-frequency filter used in a mobile communication radio circuit such as a mobile phone, a manufacturing method thereof, and a communication device.
近年、携帯電話等の通信機器では、マルチバンド・マルチモード対応により無線回路が数多く必要となり、その無線回路に含まれる部品には、より小型化が要求されている。そのような部品には、所望帯域信号を低損失で通過させ、不要帯域信号を大きく減衰させるフィルタが必要であり、ここでも小型、且つ複数の帯域に対応することが要求される。このように通過帯域に対応したフィルタには、誘電体共振器を用いた通過帯域可変高周波フィルタが知られている。 In recent years, communication devices such as mobile phones require a large number of wireless circuits to support multiband and multimode, and parts included in the wireless circuits are required to be further downsized. Such a component requires a filter that allows a desired band signal to pass through with low loss and greatly attenuates an unnecessary band signal, and is required to be small in size and correspond to a plurality of bands. As such a filter corresponding to the pass band, a pass band variable high frequency filter using a dielectric resonator is known.
図9は、従来の通過帯域可変高周波フィルタの等価回路を示す図である。図10は、従来の通過帯域可変高周波フィルタの通過特性の一例を示す図である。図9において、2つの入出力端子901間には、複数の段間容量902が直列に配置され、各段間容量902の間と接地との間には、誘電体共振器903が接続される。各段間容量902の間の誘電体共振器903が接続された接続点と接地との間には、さらに並列容量904と電圧可変容量905とが直列に接続される。各並列容量904と各電圧可変容量905との間は、それぞれ制御端子906に接続される。これによって、通過帯域可変高周波フィルタが構成される。
FIG. 9 is a diagram showing an equivalent circuit of a conventional passband variable high frequency filter. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of pass characteristics of a conventional variable passband high-frequency filter. In FIG. 9, a plurality of
誘電体共振器903は、その長さに応じた共振周波数で共振し、誘電体共振器903に並列に配置された並列容量904と電圧可変容量905との合成容量により共振周波数が調整される。2つの入出力端子901間には、このように共振周波数を調整された誘電体共振器903に対し所望の通過帯域幅となるように決定された段間容量902が結合され、図10に示すような通過特性1001をもつバンドパスフィルタが構成される。また、制御端子906に直流電圧を印可することにより、電圧可変容量905が変化し、これにより並列容量904と電圧可変容量905との合成容量が変化する。これによって、調整された共振周波数がさらに調整され、図10に示すような通過特性1002をもつバンドパスフィルタが構成される。
The
また、従来の通過帯域可変高周波フィルタは、図11に示すようにも構成することができる(特許文献1及び特許文献2参照)。図11は、従来の通過帯域可変高周波フィルタの等価回路を示す図である。図11に示す通過帯域可変高周波フィルタは、図9に示す通過帯域可変高周波フィルタと比較して、以下の2つの点が異なる。第1点目は、誘電体共振器1104と並列に配置される調整容量1105をスイッチ1106で切り替えることにより容量値を異ならせ、共振周波数を変化させている点である。第2点目は、段間容量1102をスイッチ1103で調整することにより、フィルタの通過帯域幅を調整している点である。
しかしながら、図9や図11に示す従来の通過帯域可変高周波フィルタの構成では、性能を表すQ値の低い電圧可変容量905や、大きな損失を有するスイッチ1103を介してフィルタが構成されるため、通過帯域内での損失が増大するという課題があった。また、電圧可変容量905は、電圧により容量値が変化するが、電圧値のばらつきにより容量値が変化し共振周波数がばらつくという課題があった。
However, in the configuration of the conventional passband variable high frequency filter shown in FIGS. 9 and 11, the filter is configured through the
それ故に、本発明の目的は、通過帯域内の低損失特性を確保すると共に、通過帯域を可変させるための電圧値のばらつきにも強い通過帯域可変高周波フィルタを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a passband variable high-frequency filter that ensures low loss characteristics in the passband and is resistant to variations in voltage values for varying the passband.
本発明は、通過帯域可変高周波フィルタに向けられている。そして、本発明の通過帯域可変高周波フィルタは、基板上の第1の誘電体層上に、入力電極と出力電極と複数の共振器電極とを具備し、複数の共振器電極は、第1の共振器電極と、第2の共振器電極とを少なくとも含み、入力電極と第1の共振器電極との間に入力容量を形成し、出力電極と第2の共振器電極との間に出力容量を形成し、複数の共振器電極同士間で結合容量を形成し、複数の共振器電極上には、空間を介して第2の誘電体層が配置され、第2の誘電体層を機械的に可動させ、複数の共振器電極に対して、第2の誘電体層を近接及び離設する。 The present invention is directed to a passband variable high frequency filter. The passband variable high-frequency filter according to the present invention includes an input electrode, an output electrode, and a plurality of resonator electrodes on the first dielectric layer on the substrate. The resonator includes at least a resonator electrode and a second resonator electrode, an input capacitance is formed between the input electrode and the first resonator electrode, and an output capacitance is formed between the output electrode and the second resonator electrode. And a coupling capacitor is formed between the plurality of resonator electrodes. A second dielectric layer is disposed on the plurality of resonator electrodes via a space, and the second dielectric layer is mechanically disposed. The second dielectric layer is placed close to and away from the plurality of resonator electrodes.
好ましくは、通過帯域可変高周波フィルタは、複数の共振器電極上部に固定された第3の誘電体層を配置する。 Preferably, in the passband variable high-frequency filter, a third dielectric layer fixed on the plurality of resonator electrodes is disposed.
また、通過帯域可変高周波フィルタは、第2の誘電体層上部に、第2の誘電体層と連動して可動する可動電極を配置する。 In the passband variable high-frequency filter, a movable electrode that is movable in conjunction with the second dielectric layer is disposed on the second dielectric layer.
また、本発明は、アンテナ、送信回路及び受信回路を備えた通信機器にも向けられている。通信機器は、通過帯域可変高周波フィルタを、送信回路及び受信回路の少なくとも一方に備える。 The present invention is also directed to a communication device provided with an antenna, a transmission circuit, and a reception circuit. The communication device includes a passband variable high-frequency filter in at least one of the transmission circuit and the reception circuit.
また、本発明は、通過帯域可変高周波フィルタの製造方法にも向けられている。当該製造方法は、基板に第1の誘電体層を形成する工程と、第1の誘電体層の一方主面上に、入力電極と出力電極と複数の共振器電極と下部電極を形成する工程と、ポストとなる酸化膜形成工程と、酸化膜の平坦化工程と、平坦化された酸化膜上に第2の誘電体層を形成する工程と、第2の誘電体層の一方主面上に、下部電極と投影上対向する部分に上部電極を形成する工程と、第2の誘電体層の内可動する部分の下部にあたる酸化膜を除去する工程とを備える。 The present invention is also directed to a method for manufacturing a passband variable high frequency filter. The manufacturing method includes a step of forming a first dielectric layer on a substrate, and a step of forming an input electrode, an output electrode, a plurality of resonator electrodes, and a lower electrode on one main surface of the first dielectric layer. An oxide film forming step to be a post, an oxide film flattening step, a step of forming a second dielectric layer on the flattened oxide film, and one main surface of the second dielectric layer And a step of forming the upper electrode in a portion facing the lower electrode in projection and a step of removing the oxide film corresponding to the lower portion of the movable portion of the second dielectric layer.
下部電極は、接地される共振器電極と共通電極とする。 The lower electrode is a common electrode with the grounded resonator electrode.
以上のように本発明によれば、小型かつ通過帯域内の低損失特性を確保すると共に、通過帯域を可変させるための電圧値のばらつきにも強い通過帯域可変高周波フィルタが実現可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a passband variable high-frequency filter that is small in size and has low loss characteristics in the passband and that is resistant to variations in voltage values for varying the passband.
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る通過帯域可変高周波フィルタの構成の一例を示す図である。具体的には、図1(a)は、通過帯域可変高周波フィルタの高域フィルタ動作状態における斜視図を示しており、図1(b)は、通過帯域可変高周波フィルタの低域フィルタ動作状態における斜視図を示している。図2は、本発明の第1の実施形態に係る通過帯域可変高周波フィルタの等価回路の一例を示す図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係る通過帯域可変高周波フィルタの通過特性を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a passband variable high-frequency filter according to the first embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1A shows a perspective view of the high-pass filter operating state of the passband variable high-frequency filter, and FIG. 1B shows the low-pass filter operating state of the passband variable high-frequency filter. A perspective view is shown. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an equivalent circuit of the passband variable high-frequency filter according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating pass characteristics of the passband variable high-frequency filter according to the first embodiment of the present invention.
次に、図1及び図2を用いて、本実施形態について詳細に説明する。図1において、基板101は、シリコン、ガラス、ガリウム砒素などの材料から構成される。基板101上には、第1の誘電体層102が構成される。第1の誘電体層102は、バリウムストロンチウムチタネート(BaxSr1-xTiO3)や、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)などの強誘電体材料などから構成される。
Next, the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. In FIG. 1, a
第1の誘電体層102上には、入力電極103a、出力電極103b、共振器電極104、第1の下部電極105a、及び第2の下部電極105bが構成される。入力電極103a及び出力電極103bは、アルミニウム、銅、タングステン、チタンなどの金属材料から構成される。共振器電極104は、一つに繋がった第1の共振器電極104a、第2の共振器電極104b、及び接地電極104cから構成される。
On the first
これら第1の下部電極105a及び第2の下部電極105bの上には、空間を介して、可動の第2の誘電体層106が構成される。また、第2の誘電体層106上には、第1の上部電極107a、第2の上部電極107b、追加入力結合電極108a、追加共振器間結合電極108b、及び追加出力結合電極108cが構成される。
A movable second
次に、以上のように構成された本発明の第1の実施形態に係る通過帯域可変高周波フィルタの動作を説明する。入力電極103aから入力された信号は、第1の共振器電極104aと入力結合容量201とで容量結合し、第1の共振器電極104aと第2の共振器電極104b間の段間結合容量202で結合し、第2の共振器電極104bと出力電極103bと出力結合容量203とで容量結合し、出力電極103bから出力される。
Next, the operation of the passband variable high-frequency filter according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described. The signal input from the
第1の共振器電極104a及び第2の共振器電極104bは、下面を第1の誘電体層102、上面を空気もしくは真空としたマイクロストリップライン共振器となり、端面を接地電極104cと接続することにより、下面の第1の誘電体層102により波長短縮された1/4波長誘電体共振器として動作する。これによって、通過帯域可変高周波フィルタは、高域フィルタ動作状態(図1(a)に示す状態)となり、1/4波長誘電体共振器の共振周波数近傍を通過帯域とする通過特性301を有するバンドパスフィルタが実現される。
The
第1の上部電極107aは、第1の下部電極105aと空間及び第2の誘電体層106を介して対向した位置に配置されている。第1の上部電極107aと、第1の下部電極105a間に直流電圧差を与えることにより静電力が励起され、両電極が引き寄せられ、可動する第2の誘電体層106ごと下方へ移動する。これによって、通過帯域可変高周波フィルタは、低域フィルタ動作状態(図1(b)に示す状態)となる。
The first
なお、第2の上部電極107bと、第2の下部電極105b間にも直流電圧差を与えることが好ましい。第2の上部電極107bは、第2の下部電極105bと空間及び第2の誘電体層106を介して対向した位置に配置されている。第2の上部電極107bと、第2の下部電極105b間に直流電圧差を与えることにより、さらに静電力が励起され、第2の誘電体層106を下方へ移動させやすくなるからである。
Note that it is preferable to provide a DC voltage difference between the second
低域フィルタ動作状態(図1(b)に示す状態)になると、第1の共振器電極104a及び第2の共振器電極104bは、下面を第1の誘電体層102、上面を第2の誘電体層106としたストリップライン共振器となる。これにより、波長短縮の効果が強まりそれぞれの1/4波長誘電体共振器の共振周波数は低下する。
When the low-pass filter operation state (the state shown in FIG. 1B) is reached, the
また、入力電極103aと第1の共振器電極104a間の容量は、上部に第2の誘電体層106が近接することにより増加する。さらに、入力電極103aと追加入力結合電極108aとが近接することにより、入力電極103aと追加入力結合電極108a間容量と、追加入力結合電極108aと第1の共振器電極104a間容量との、直列合成容量が並列に付加され、入力結合容量201も増加する。
Further, the capacitance between the
同様に、第1の共振器電極104aと第2の共振器電極104b間の段間結合容量202も、第2の誘電体層106と追加共振器間結合電極108bとの近接により増加する。同様に、第2の共振器電極104bと出力電極103b間の出力結合容量203も、第2の誘電体層106と追加出力結合電極108cとの近接により増加する。このように構成された通過帯域可変高周波フィルタの等価回路は図2のように表わされる。低域フィルタ動作状態(図1(b)に示す状態)においては、1/4波長誘電体共振器の共振周波数が低下し、それに伴い入力結合容量201、段間結合容量202、及び出力結合容量203が増加する。これにより、高域フィルタ動作状態(図1(a)に示す状態)の通過特性301よりも、低域へシフトした通過特性302(図3参照)を有するバンドパスフィルタが実現される。
Similarly, the
図4は、図1に示す通過帯域可変高周波フィルタのA−A’断面を表わす図である。図4(a)は高域フィルタ動作状態の断面を表し、図4(b)は低域フィルタ動作状態の断面を表す。図4(a)及び(b)において、第1の誘電体層102と第2の誘電体層106とは、第1のポスト401aと第2のポスト401bとで保持される。第2の誘電体層106が可動する可動領域402では、第1の誘電体層102と第2の誘電体層106との間にポストは存在しない。なお、第1のポスト401a及び第2のポスト401bの高さは、切り替えるフィルタ通過帯域や、駆動電極により適宜調整されるものである。
FIG. 4 is a diagram showing an A-A ′ cross section of the passband variable high-frequency filter shown in FIG. 1. 4A shows a cross section in the high-pass filter operating state, and FIG. 4B shows a cross-section in the low-pass filter operating state. 4A and 4B, the
図5及び図6は、本発明の第1の実施形態に係る通過帯域可変高周波フィルタの製造方法を示す図である。図5は、高域フィルタ及び低域フィルタ共通部の製造工程を示す図である。図6は、低域フィルタ部の製造工程を示す図である。図5を用いて、高域フィルタ及び低域フィルタ共通部の製造工程を説明すると、シリコン基板101上にチタン酸ストロンチウム膜を形成する(図5(a)参照)。次に、下電極501を形成し(図5(b)参照)、通常のフォトリソグラフィー手法により、所定の形状に下電極501をパターニングする(図5(c)参照)。次に、ポストとなるテトラエトキシシラン(TEOS:Tetra Ethyl Ortho Silicate)を形成し(図5(d)参照)、化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)により共振器電極104や下部電極105による凸をなくし平坦化する(図5(e)参照)。
5 and 6 are diagrams showing a method of manufacturing the passband variable high-frequency filter according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing process of the high-pass filter and the low-pass filter common part. FIG. 6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the low-pass filter section. The manufacturing process of the high-pass filter and the low-pass filter common part will be described with reference to FIG. 5. A strontium titanate film is formed on the silicon substrate 101 (see FIG. 5A). Next, the
図6を用いて、低域フィルタ部の製造工程を説明すると、CMPされ平坦化されたTEOS上にチタン酸ストロンチウム膜を形成する(図6(a)参照)。次に、上電極601を形成し(図6(b)参照)、通常のフォトリソグラフィー手法により、所定の形状に上電極601をパターニングする(図6(c)参照)。後に、可動領域402となる領域の第2の誘電体層106に複数のスルーホールを形成し、そのスルーホールを介してVapor−HFでTEOSをドライエッチングし、空間を形成し、Vapor−HFでの非エッチング領域として第1のポスト401a及び第2のポスト401bを形成する(図6(d)参照)。これにより、上述した通過帯域可変高周波フィルタが実現する。
The manufacturing process of the low-pass filter portion will be described with reference to FIG. 6. A strontium titanate film is formed on the planarized TEOS by CMP (see FIG. 6A). Next, the
以上のように、本発明の第1の実施形態による通過帯域可変高周波フィルタによれば、性能を表すQ値の低い電圧可変容量905や、大きな損失を有するスイッチ1103を備えないので、通過帯域内の低損失特性を確保することができる。また、静電力による誘電体層の可動は誘電体層が可動するある電圧値(プルイン電圧)により、誘電体層の近接及び離設が切り替わる為、プルイン電圧より高い電圧値でのばらつき、プルイン電圧より低い電圧値でのばらつきでは共振周波数が変化せずに、電圧ばらつきにも強いという効果を有する。これにより、小型かつ通過帯域内の低損失特性を確保すると共に、その通過帯域を可変させるための電圧値のばらつきにも強い通過帯域可変高周波フィルタが実現可能となる。
As described above, according to the passband variable high frequency filter according to the first embodiment of the present invention, the
(第2の実施形態)
図7は、本発明の第2の実施形態に係る通過帯域可変高周波フィルタの構成の一例を示す図である。具体的には、図7(a)は、通過帯域可変高周波フィルタの高域フィルタ動作状態における斜視図を示しており、図7(b)は、通過帯域可変高周波フィルタの低域フィルタ動作状態における斜視図を示している。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a configuration of a passband variable high-frequency filter according to the second embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 7A shows a perspective view of the high-pass filter operating state of the passband variable high-frequency filter, and FIG. 7B shows the low-pass filter operating state of the passband variable high-frequency filter. A perspective view is shown.
図7において、基板701は、シリコン、ガラス、ガリウム砒素などの材料から構成される。基板701上には、第1の誘電体層702が構成される。第1の誘電体層702は、バリウムストロンチウムチタネート(BaxSr1-xTiO3)や、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)などの強誘電体材料などから構成される。
In FIG. 7, a
第1の誘電体層702上には、入力電極703a、出力電力703b、及び共振器電極704が構成される。入力電極703a及び出力電力703bは、アルミニウム、銅、タングステン、チタンなどの金属材料から構成される。共振器電極704は、一つに繋がった第1の共振器電極704a、第2の共振器電極704b、接地電極704c、第1の下部電極704d、及び第2の下部電極704eから構成される。
On the
これら接地電極704c、第1の下部電極704d及び第2の下部電極704e上には、空間を介して、可動の第2の誘電体層706が構成される。また、第2の誘電体層706上には、上部電極707、追加入力結合電極708a、追加共振器間結合電極708b、及び追加出力結合電極708cが構成される。上部電極707は、一つに繋がった第1の上部電極707a、第2の上部電極707b、及び接地対向電極707cで構成される。
On the
なお、第1の共振器電極704a及び第2の共振器電極704bは、SIR:Stepped Impedance Resonator型であり、ストレート型と比して同一共振周波数において共振器長を短くすることが可能であり、より小型化が実現可能となる。また、第1の誘電体層702上に配された全ての電極、入力電極703a、出力電極703b、及び共振器電極704上には、酸化膜などからなる誘電体層を有している。
The
次に、以上のように構成された本発明の第2の実施形態に係る通過帯域可変高周波フィルタの動作を説明する。入力電極703aから入力された信号は、第1の共振器電極704aと入力結合容量201とで容量結合し、第1の共振器電極704aと第2の共振器電極704b間の段間結合容量202で結合し、第2の共振器電極704bと出力電極703bと出力結合容量203とで容量結合し、出力電極703bから出力される。
Next, the operation of the passband variable high frequency filter according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be described. A signal input from the
第1の共振器電極704a及び第2の共振器電極704bは、下面を第1の誘電体層702、上面を空気もしくは真空としたマイクロストリップライン共振器となり、端面を接地電極704cと接続することにより、下面の第1の誘電体層702により波長短縮された誘電体共振器として動作する。これによって、通過帯域可変高周波フィルタは、高域フィルタ動作状態(図7(a)に示す状態)となり、誘電体共振器の共振周波数近傍を通過帯域とする通過特性301のバンドパスフィルタが実現される。
The
第1の上部電極707aは、第1の下部電極704dと空間及び第2の誘電体層706を介して対向した位置に配置されている。第1の上部電極707aと、第1の下部電極704d間に直流電圧差を与えることにより静電力が励起され、両電極が引き寄せられ、可動する第2の誘電体層706ごと下方へ移動する。これによって、通過帯域可変高周波フィルタは、低域フィルタ動作状態(図7(b)に示す状態)となる。
The first
なお、第1の下部電極704d及び第2の下部電極704eは、接地電極704cと直流(DC:Direct Current)的に同一電位で接地されているため、上部電極707に直流電圧を与えることにより、静電力が励起され、第2の誘電体層706が下方へ移動する。
In addition, since the first
低域フィルタ動作状態(図7(b)に示す状態)になると、第1の共振器電極704a及び第2の共振器電極704bは、下面を第1の誘電体層702、上面を第2の誘電体層706としたストリップライン共振器となる。これにより、波長短縮の効果が強まりそれぞれの誘電体共振器の共振周波数は、第2の誘電体層706が上方に位値する場合に比べ低下する。
When the low-pass filter operation state (the state shown in FIG. 7B) is reached, the
また、入力電極703aと第1の共振器電極704a間の容量は、上部に第2の誘電体層706が近接することにより増加する。さらに、入力電極703aと追加入力結合電極708aとが近接することにより、入力電極703aと追加入力結合電極708a間容量と、追加入力結合電極708aと第1の共振器電極704a間容量との、直列合成容量が並列に付加され、入力結合容量201も増加する。
Further, the capacitance between the
同様に、第1の共振器電極704aと第2の共振器電極704b間の段間結合容量202も、第2の誘電体層706と追加共振器間結合電極708bの近接により増加する。同様に、第2の共振器電極704bと出力電極703b間の出力結合容量203も、第2の誘電体層706と追加出力結合電極708cとの近接により増加する。このように構成された通過帯域可変高周波フィルタの等価回路は図2のように表わされる。低域フィルタ動作状態(図7(b)に示す状態)においては、誘電体共振器の共振周波数が低下し、それに伴い入力結合容量201、段間結合容量202、及び出力結合容量203が増加する。これにより、高域フィルタ動作状態(図7(a)に示す状態)の通過特性301よりも、低域へシフトした通過特性302(図3参照)を有するバンドパスフィルタが実現される。
Similarly, the
以上のように、本発明の第2の実施形態による通過帯域可変高周波フィルタによれば、第1の実施形態と同様に、小型かつ通過帯域内の低損失特性を確保すると共に、その通過帯域を可変させるための電圧値のばらつきにも強い通過帯域可変高周波フィルタが実現可能となる。 As described above, according to the passband variable high-frequency filter according to the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment, the small-sized and low-loss characteristic in the passband is ensured, and the passband is reduced. It is possible to realize a passband variable high frequency filter that is resistant to variations in voltage value for varying.
また、第1の誘電体層702上に配された全ての電極、すなわち、入力電極703a、出力電極703b、及び共振器電極704上には、酸化膜などからなる誘電体層を有することが好ましい。これにより、第2の誘電体層706が近接したときに電極の平坦性により電極と誘電体層706間に微小のギャップが生じ共振周波数のばらつきが発生することを抑制する効果がある。
In addition, it is preferable to have a dielectric layer made of an oxide film or the like on all the electrodes arranged on the
(第3の実施形態)
第1及び第2の実施形態に係る通過帯域可変高周波フィルタは、小型で複数の周波数帯に対応可能であり、複数のシステムや複数の周波数帯域に対応した携帯電話等の通信回路内のフィルタ等として利用することができる。また、仕様に応じて無線基地局用のフィルタ等の用途にも応用することができる。以下に、通過帯域可変高周波フィルタを通信機器に適用した例について説明する。
(Third embodiment)
The passband variable high-frequency filter according to the first and second embodiments is small and can support a plurality of frequency bands, and a filter in a communication circuit such as a mobile phone corresponding to a plurality of systems and a plurality of frequency bands. Can be used as Moreover, it can be applied to uses such as a filter for a radio base station according to the specification. Below, the example which applied the pass-band variable high frequency filter to the communication apparatus is demonstrated.
図8は、本発明の第3の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図である。図8において、通信機器は、送信端子801、ベースバンド部802、パワーアンプ803、送信フィルタ804、アンテナ805、受信フィルタ806、LNA807、及び受信端子808を備える。送信端子801から入力された信号は、ベースバンド部802を介して、パワーアンプ803で増幅され、送信フィルタ804でフィルタリングされ、アンテナ805から電波で送信される。また、アンテナ805で受信された信号は、受信フィルタ806でフィルタリングされ、LNA807で増幅され、ベースバンド部802を介して受信端子808に伝達される。以上の説明における送信フィルタ804、又は受信フィルタ806の少なくとも一方に、第1又は第2の実施形態に係る通過帯域可変高周波フィルタを用いる。これによって、通信機器は、小型かつ低損失な特性を有し、複数の帯域に対応することができる。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of a communication device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 8, the communication device includes a
なお、第1〜第3の実施形態において、共振器電極形状は、ストレート型やSIR型を問わず、また先端開放型の1/2波長誘電体共振器の構成でも同様の効果があり、他各電極の形状もこれに限るものではない。 In the first to third embodiments, the shape of the resonator electrode is not limited to the straight type or the SIR type, and the same effect can be obtained by the configuration of the open-ended half-wavelength dielectric resonator. The shape of each electrode is not limited to this.
また、基板や電極、誘電体層などの各材質は、上述した例に限られるものではなく、例えば上部電極と下部電極、もしくは第1の誘電体層と第2の誘電体層とで異なる材質であってもよい。 In addition, each material such as the substrate, the electrode, and the dielectric layer is not limited to the above-described example. For example, the material is different between the upper electrode and the lower electrode, or the first dielectric layer and the second dielectric layer. It may be.
また、誘電体層は、バリウムストロンチウムチタネート(BaxSr1-xTiO3)や、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)などの強誘電体材料から構成されるとしたが、誘電率が高ければ波長短縮率により小型化が期待されるが、これに限るものではない。また、基板や電極の材質も前記の例に限るものではない。 The dielectric layer is composed of a ferroelectric material such as barium strontium titanate (Ba x Sr 1-x TiO 3 ) or strontium titanate (SrTiO 3 ). However, it is not limited to this. Further, the materials of the substrate and the electrodes are not limited to the above examples.
本発明の通過帯域可変高周波フィルタは、携帯電話等の無線回路内のフィルタ等として有用である。 The passband variable high-frequency filter of the present invention is useful as a filter in a radio circuit of a mobile phone or the like.
101 基板
102 第1の誘電体層
103a 入力電極
103b 出力電極
104 共振器電極
104a 第1の共振器電極
104b 第2の共振器電極
104c 接地電極
105a 第1の下部電極
105b 第2の下部電極
106 第2の誘電体層
107a 第1の上部電極
107b 第2の上部電極
108a 追加入力結合電極
108b 追加共振器間結合電極
108c 追加出力結合電極
201 入力結合容量
202 段間結合容量
203 出力結合容量
301 高域フィルタの通過特性
302 低域フィルタの通過特性
401a 第1のポスト
401b 第2のポスト
402 可動領域
501 下電極
601 上電極
701 基板
702 第1の誘電体層
703a 入力電極
703b 出力電極
704 共振器電極
704a 第1の共振器電極
704b 第2の共振器電極
704c 接地電極
704d 第1の下部電極
704e 第2の下部電極
706 第2の誘電体層
707 上部電極
707a 第1の上部電極
707b 第2の上部電極
707c 接地対向電極
708a 追加入力結合電極
708b 追加共振器間結合電極
708c 追加出力結合電極
801 送信端子
802 ベースバンド部
803 パワーアンプ
804 送信フィルタ
805 アンテナ
806 受信フィルタ
807 LNA
808 受信端子
901 入出力端子
902 段間容量
903 誘電体共振器
904 並列容量
905 電圧可変容量
1001 低域フィルタの通過特性
1002 高域フィルタの通過特性
1101 入出力端子
1102 段間容量
1103 スイッチ
1104 誘電体共振器
1105 調整容量
1106 スイッチ
101
808 Reception terminal 901 Input /
Claims (6)
前記複数の共振器電極は、第1の共振器電極と、第2の共振器電極とを少なくとも含み、
前記入力電極と前記第1の共振器電極との間に入力容量を形成し、
前記出力電極と前記第2の共振器電極との間に出力容量を形成し、
前記複数の共振器電極同士間で結合容量を形成し、
前記複数の共振器電極上には、空間を介して第2の誘電体層が配置され、
前記第2の誘電体層を機械的に可動させ、前記複数の共振器電極に対して、前記第2の誘電体層を近接及び離設することを特徴とする、通過帯域可変高周波フィルタ。 On the first dielectric layer on the substrate, an input electrode, an output electrode, and a plurality of resonator electrodes are provided,
The plurality of resonator electrodes include at least a first resonator electrode and a second resonator electrode,
Forming an input capacitance between the input electrode and the first resonator electrode;
Forming an output capacitance between the output electrode and the second resonator electrode;
Forming a coupling capacitance between the plurality of resonator electrodes;
A second dielectric layer is disposed on the plurality of resonator electrodes via a space,
A variable pass-band high-frequency filter, wherein the second dielectric layer is mechanically moved, and the second dielectric layer is disposed close to and away from the plurality of resonator electrodes.
基板に第1の誘電体層を形成する工程と、
前記第1の誘電体層の一方主面上に、入力電極と出力電極と複数の共振器電極と下部電極を形成する工程と、
ポストとなる酸化膜形成工程と、
前記酸化膜の平坦化工程と、
平坦化された前記酸化膜上に第2の誘電体層を形成する工程と、
前記第2の誘電体層の一方主面上に、前記下部電極と投影上対向する部分に上部電極を形成する工程と、
前記第2の誘電体層の内可動する部分の下部にあたる前記酸化膜を除去する工程とを備えた、製造方法。 A method of manufacturing a passband variable high frequency filter,
Forming a first dielectric layer on a substrate;
Forming an input electrode, an output electrode, a plurality of resonator electrodes, and a lower electrode on one main surface of the first dielectric layer;
An oxide film forming step to be a post;
A planarization step of the oxide film;
Forming a second dielectric layer on the planarized oxide film;
Forming an upper electrode on one principal surface of the second dielectric layer on a portion facing the lower electrode in projection;
And a step of removing the oxide film corresponding to the lower part of the movable portion of the second dielectric layer.
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JP2008157027A JP2009303065A (en) | 2008-06-16 | 2008-06-16 | Variable passband high frequency filter, method for manufacturing the same, and communication device |
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WO2013073472A1 (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | 株式会社村田製作所 | Tunable acoustic wave device |
-
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WO2013073472A1 (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | 株式会社村田製作所 | Tunable acoustic wave device |
JPWO2013073472A1 (en) * | 2011-11-18 | 2015-04-02 | 株式会社村田製作所 | Tunable elastic wave device |
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