JP2011072047A - フィルタ構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】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】一実施形態によるフィルタは、第１信号線および第２信号線を備える第１ポートと；第１信号線および第２信号線を備える第２ポートと；前記第１ポートの前記第１信号線を前記第２ポートの前記第１信号線に接続する第１共振子と；前記第１ポートの前記第２信号線を前記第２ポートの前記第２信号線に接続する第２共振子と；前記第１ポートの前記第１信号線を前記第２ポートの前記第２信号線に接続する第３共振子と；前記第１ポートの前記第２信号線を前記第２ポートの前記第１信号線に接続する第４共振子と；を有し、前記第１〜第４共振子はいずれもバルク音波共振子であり、前記第１及び第２共振子は第１の面積を有し、前記第３及び第４共振子は第２の面積を有し、前記第１の面積は前記第２の面積よりも大きい。
【選択図】図１１
【解決手段】一実施形態によるフィルタは、第１信号線および第２信号線を備える第１ポートと；第１信号線および第２信号線を備える第２ポートと；前記第１ポートの前記第１信号線を前記第２ポートの前記第１信号線に接続する第１共振子と；前記第１ポートの前記第２信号線を前記第２ポートの前記第２信号線に接続する第２共振子と；前記第１ポートの前記第１信号線を前記第２ポートの前記第２信号線に接続する第３共振子と；前記第１ポートの前記第２信号線を前記第２ポートの前記第１信号線に接続する第４共振子と；を有し、前記第１〜第４共振子はいずれもバルク音波共振子であり、前記第１及び第２共振子は第１の面積を有し、前記第３及び第４共振子は第２の面積を有し、前記第１の面積は前記第２の面積よりも大きい。
【選択図】図１１
Description
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。
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。
フィルタのような種々の共振子構造は、ＳＡＷ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（Ｓｉ）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３８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。
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１２０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、ＢＡＷ構造は高い出力レベルに対する許容度が高い。
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。
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Ｓｉ、ＳｉＯ2 、ガラス、またはセラミック材料からなっている。
１．音響的に能動的な圧電層
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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。
・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。
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１２０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ＧａＡｓ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（Ｍｏ）、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。
図８は、音響ミラー構造の上部の上のＢＡＷ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、１５０ａ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。
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。ＢＡＷ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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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１１０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。
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。
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という利点が生ずる。
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６１０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６５０（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。
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、３０２ｃ、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。
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３０２ｄ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。
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。
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。
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 Ｎ4 、ダイアモンド、窒化炭素、炭化ホウ素、ＷＣ、Ｗ2 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 、ＺｒＯ2 、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、Ａｓ2Ｓ3、ＢＮ、Ｂ、黒鉛、ＳｉＯ2 、ＮａＣｌ、ＬｉＣｌ、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。
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。
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。
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。
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
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 (7)
- 第１信号線および第２信号線を備える第１ポートと；
第１信号線および第２信号線を備える第２ポートと；
前記第１ポートの前記第１信号線を前記第２ポートの前記第１信号線に接続する第１共振子と；
前記第１ポートの前記第２信号線を前記第２ポートの前記第２信号線に接続する第２共振子と；
前記第１ポートの前記第１信号線を前記第２ポートの前記第２信号線に接続する第３共振子と；
前記第１ポートの前記第２信号線を前記第２ポートの前記第１信号線に接続する第４共振子と；
を有し、前記第１〜第４共振子はいずれもバルク音波共振子であり、前記第１及び第２共振子は第１の面積を有し、前記第３及び第４共振子は第２の面積を有し、前記第１の面積は前記第２の面積よりも大きい、フィルタ。 - 前記第２ポートの前記第１信号線を、別のポートの第１信号線に接続する第５共振子と；
前記第２ポートの前記第２信号線を、前記別のポートの第２信号線に接続する第６共振子と；
前記第２ポートの前記第１信号線を、前記別のポートの前記第２信号線に接続する第７共振子と；
前記第２ポートの前記第２信号線を、前記別のポートの前記第１信号線に接続する第８共振子と；
を有し、前記第５〜第８共振子はいずれもバルク音波共振子であり、前記第１〜第８共振子は、前記第１ポートと前記別のポートとの間で２つの格子フィルタのカスケード構造を形成する、請求項１に記載のフィルタ。 - 前記第５共振子は、前記第６〜第８共振子と同じ面積を有する、請求項２に記載のフィルタ。
- 前記第５共振子は前記第６共振子と同じ面積を有し、
前記第７共振子は前記第８共振子と同じ面積を有するが、前記第５及び第６共振子とは違う面積を有する、
請求項２に記載のフィルタ。 - 前記第１〜第８共振子は、共振子の基板ウェーハを覆うパターン化されていない圧電層を有する、請求項２から４のいずれか１項に記載のフィルタ。
- 前記第１〜第８共振子のために、パターン化されていない音響ミラーによる分離構造を有する、請求項５に記載のフィルタ。
- 請求項１から６のいずれかに記載のフィルタを有する移動通信手段。
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