JP3087651B2 - 薄膜多層電極、高周波伝送線路、高周波共振器及び高周波フィルタ - Google Patents
薄膜多層電極、高周波伝送線路、高周波共振器及び高周波フィルタInfo
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- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/08—Strip line resonators
- H01P7/084—Triplate line resonators
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波、準ミ
リ波又はミリ波の高周波帯において用いられる薄膜多層
電極に関する。
リ波又はミリ波の高周波帯において用いられる薄膜多層
電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子部品の小型化が進む中、マイ
クロ波、準ミリ波又はミリ波などの高周波帯においても
高誘電率材料を用いることによって、デバイスの小型化
がなされてきている。しかし、誘電率を大きくすること
によって形状を縮小すると、体積の立方根に反比例して
エネルギー損失が増大するという問題点があった。この
高周波デバイスのエネルギー損失は、表皮効果による導
体損失と、誘電体材料による誘電体損失とに大きく分類
することができるが、近年では、高誘電率のものでも低
損失な特性を有する誘電体材料が実用化されており、従
って、誘電体損失よりも導体損失の方が回路の無負荷Ｑ
において支配的である。
クロ波、準ミリ波又はミリ波などの高周波帯においても
高誘電率材料を用いることによって、デバイスの小型化
がなされてきている。しかし、誘電率を大きくすること
によって形状を縮小すると、体積の立方根に反比例して
エネルギー損失が増大するという問題点があった。この
高周波デバイスのエネルギー損失は、表皮効果による導
体損失と、誘電体材料による誘電体損失とに大きく分類
することができるが、近年では、高誘電率のものでも低
損失な特性を有する誘電体材料が実用化されており、従
って、誘電体損失よりも導体損失の方が回路の無負荷Ｑ
において支配的である。
【０００３】以上のような情況の下、本出願人は国際出
願公開第ＷＯ９５／０６３３６号公報において、高周波
帯での導体損失が低減できる薄膜多層電極を提案した。
図４は国際出願公開第ＷＯ９５／０６３３６号公報で開
示した従来例の薄膜多層電極２００を用いて構成した１
／２波長線路型共振器の斜視図である。図４の薄膜多層
電極２００は、まず、裏面全面に接地導体１１が形成さ
れた誘電体基板１０上に、長手方向の長さがλｇ／２
（λｇは管内波長）である帯形状の薄膜導体膜３ａが形
成され、次いで、薄膜導体膜３ａ上に、薄膜誘電体膜３
０ａ−２、、薄膜導体膜２ａ、薄膜誘電体膜３０ａ−
１、薄膜導体膜１ａの順で積層して形成されて、誘電体
基板１０上に薄膜多層電極２００が形成される。
願公開第ＷＯ９５／０６３３６号公報において、高周波
帯での導体損失が低減できる薄膜多層電極を提案した。
図４は国際出願公開第ＷＯ９５／０６３３６号公報で開
示した従来例の薄膜多層電極２００を用いて構成した１
／２波長線路型共振器の斜視図である。図４の薄膜多層
電極２００は、まず、裏面全面に接地導体１１が形成さ
れた誘電体基板１０上に、長手方向の長さがλｇ／２
（λｇは管内波長）である帯形状の薄膜導体膜３ａが形
成され、次いで、薄膜導体膜３ａ上に、薄膜誘電体膜３
０ａ−２、、薄膜導体膜２ａ、薄膜誘電体膜３０ａ−
１、薄膜導体膜１ａの順で積層して形成されて、誘電体
基板１０上に薄膜多層電極２００が形成される。
【０００４】以上のようにして、薄膜導体膜３ａと、接
地導体１１と、薄膜導体膜３ａと接地導体１１間に挟設
された誘電体基板１０によってＴＥＭモードのマイクロ
ストリップ線路（以下、主伝送線路という。）ＬＮ１０
ａが構成される一方、当該主伝送線路ＬＮ１０ａ上に、
薄膜誘電体膜３０ａ−２が１対の薄膜導体膜２ａ，３ａ
で挟設されてなるＴＥＭモードの副伝送線路と、薄膜誘
電体膜３０ａ−１が１対の薄膜導体膜１ａ，２ａで挟設
されてなるＴＥＭモードの副伝送線路とが積層されてい
る。 ここで、従来例の薄膜多層電極２００は、国際出
願公開第ＷＯ９５／０６３３６号公報において開示され
ている方法を用いて、（ａ）各薄膜誘電体膜３０ａ−
１，３０ａ−２の各膜厚と誘電率εsとをそれぞれ、主
伝送線路ＬＮ１０ａと各副伝送線路を伝搬するＴＥＭ波
の位相速度とを互いに実質的に一致させるように、所定
の値に設定しかつ（ｂ）各薄膜導体膜２ａ，３ａの各膜
厚をそれぞれ、互いに隣接する主伝送線路ＬＮ１０ａと
副伝送線路間及び副伝送線路と副伝送線路間で各電磁界
を互いに結合させるように、使用周波数における表皮深
さより薄い所定の膜厚に設定している。これにより、主
伝送線路ＬＮ１０ａに流れる高周波エネルギーの一部を
各副伝送線路に移行させ、各薄膜導体膜１ａ〜３ａにお
いてそれぞれに高周波電流が流れるように構成して、高
周波における薄膜多層電極２００の表皮効果を大幅に抑
圧している。
地導体１１と、薄膜導体膜３ａと接地導体１１間に挟設
された誘電体基板１０によってＴＥＭモードのマイクロ
ストリップ線路（以下、主伝送線路という。）ＬＮ１０
ａが構成される一方、当該主伝送線路ＬＮ１０ａ上に、
薄膜誘電体膜３０ａ−２が１対の薄膜導体膜２ａ，３ａ
で挟設されてなるＴＥＭモードの副伝送線路と、薄膜誘
電体膜３０ａ−１が１対の薄膜導体膜１ａ，２ａで挟設
されてなるＴＥＭモードの副伝送線路とが積層されてい
る。 ここで、従来例の薄膜多層電極２００は、国際出
願公開第ＷＯ９５／０６３３６号公報において開示され
ている方法を用いて、（ａ）各薄膜誘電体膜３０ａ−
１，３０ａ−２の各膜厚と誘電率εsとをそれぞれ、主
伝送線路ＬＮ１０ａと各副伝送線路を伝搬するＴＥＭ波
の位相速度とを互いに実質的に一致させるように、所定
の値に設定しかつ（ｂ）各薄膜導体膜２ａ，３ａの各膜
厚をそれぞれ、互いに隣接する主伝送線路ＬＮ１０ａと
副伝送線路間及び副伝送線路と副伝送線路間で各電磁界
を互いに結合させるように、使用周波数における表皮深
さより薄い所定の膜厚に設定している。これにより、主
伝送線路ＬＮ１０ａに流れる高周波エネルギーの一部を
各副伝送線路に移行させ、各薄膜導体膜１ａ〜３ａにお
いてそれぞれに高周波電流が流れるように構成して、高
周波における薄膜多層電極２００の表皮効果を大幅に抑
圧している。
【０００５】ここで、図４の１／２波長線路型共振器
は、誘電体基板１０上に形成された入力端子用導体１２
と出力端子用導体１３とを介して外部回路と接続するこ
とにより、帯域通過フィルタとして動作させることがで
きる。
は、誘電体基板１０上に形成された入力端子用導体１２
と出力端子用導体１３とを介して外部回路と接続するこ
とにより、帯域通過フィルタとして動作させることがで
きる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の薄膜多層電極は、誘電体基板と薄膜導体膜との間及び
薄膜誘電体膜と薄膜導体膜との間の密着強度が弱く、信
頼性が低いという問題点があった。また、誘電体基板と
薄膜導体膜との間及び薄膜誘電体膜と薄膜導体膜との間
の密着強度を強くするために、各間に接着層を形成する
と十分な表皮効果の抑圧効果が得られないという問題点
があった。
の薄膜多層電極は、誘電体基板と薄膜導体膜との間及び
薄膜誘電体膜と薄膜導体膜との間の密着強度が弱く、信
頼性が低いという問題点があった。また、誘電体基板と
薄膜導体膜との間及び薄膜誘電体膜と薄膜導体膜との間
の密着強度を強くするために、各間に接着層を形成する
と十分な表皮効果の抑圧効果が得られないという問題点
があった。
【０００７】本発明の目的は、以上の問題点を解決し
て、従来例と同等の表皮効果の抑圧効果を得ることがで
き、しかも従来例の薄膜多層電極に比較して、誘電体基
板と薄膜導体膜との間及び薄膜誘電体膜と薄膜導体膜と
の間の密着強度を強くでき、信頼性の高い薄膜多層電極
を提供することにある。
て、従来例と同等の表皮効果の抑圧効果を得ることがで
き、しかも従来例の薄膜多層電極に比較して、誘電体基
板と薄膜導体膜との間及び薄膜誘電体膜と薄膜導体膜と
の間の密着強度を強くでき、信頼性の高い薄膜多層電極
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る薄膜多層電
極は、薄膜導体膜と薄膜誘電体膜とを接着導体膜を介し
て交互に積層してなる薄膜多層電極において、接着導体
膜を形成したことにより、表皮効果の抑圧効果を劣化さ
せないように、各膜厚の設定値を補正する方法を見いだ
して完成させたものである。すなわち、本発明に係る薄
膜多層電極は、誘電体基板上に、薄膜導体膜と薄膜誘電
体膜とが交互に積層されてなり、所定の使用周波数にお
いて、上記誘電体基板に生じる電磁界の位相と上記各薄
膜誘電体膜に生じる電磁界の位相とが互いに実質的に一
致するように構成された薄膜多層電極であって、上記誘
電体基板と上記薄膜導体膜との間、及び上記薄膜導体膜
と上記薄膜誘電体膜との各間にそれぞれ、上記薄膜導体
膜に比較して金属酸化物を形成し易い接着導体膜を形成
し、かつ上記薄膜誘電体膜の各膜厚を、以下の式に示す
補正量Δｘｓに基づいて補正したことを特徴とする。 補正量Δｘｓ＝{(εm／εs)−１}-1・Δｓ εm；誘電体基板の誘電率、 εs；薄膜誘電体膜の誘電率、 Δｓ；接着導体膜の膜厚。 ここで、上記誘電体基板に生じる電磁界の位相と上記各
薄膜誘電体膜に生じる電磁界の位相とが互いに実質的に
一致するとは、当該薄膜多層電極を用いて伝送線路を構
成した場合には、上記誘電体基板の内部と上記各薄膜誘
電体膜の内部とを伝送する各進行波の位相速度が実質的
に一致することであり、当該薄膜多層電極を用いて共振
器を構成する場合には、上記誘電体基板と上記各薄膜誘
電体膜に生じる電磁界が実質的に同位相で振動すること
をいう。
極は、薄膜導体膜と薄膜誘電体膜とを接着導体膜を介し
て交互に積層してなる薄膜多層電極において、接着導体
膜を形成したことにより、表皮効果の抑圧効果を劣化さ
せないように、各膜厚の設定値を補正する方法を見いだ
して完成させたものである。すなわち、本発明に係る薄
膜多層電極は、誘電体基板上に、薄膜導体膜と薄膜誘電
体膜とが交互に積層されてなり、所定の使用周波数にお
いて、上記誘電体基板に生じる電磁界の位相と上記各薄
膜誘電体膜に生じる電磁界の位相とが互いに実質的に一
致するように構成された薄膜多層電極であって、上記誘
電体基板と上記薄膜導体膜との間、及び上記薄膜導体膜
と上記薄膜誘電体膜との各間にそれぞれ、上記薄膜導体
膜に比較して金属酸化物を形成し易い接着導体膜を形成
し、かつ上記薄膜誘電体膜の各膜厚を、以下の式に示す
補正量Δｘｓに基づいて補正したことを特徴とする。 補正量Δｘｓ＝{(εm／εs)−１}-1・Δｓ εm；誘電体基板の誘電率、 εs；薄膜誘電体膜の誘電率、 Δｓ；接着導体膜の膜厚。 ここで、上記誘電体基板に生じる電磁界の位相と上記各
薄膜誘電体膜に生じる電磁界の位相とが互いに実質的に
一致するとは、当該薄膜多層電極を用いて伝送線路を構
成した場合には、上記誘電体基板の内部と上記各薄膜誘
電体膜の内部とを伝送する各進行波の位相速度が実質的
に一致することであり、当該薄膜多層電極を用いて共振
器を構成する場合には、上記誘電体基板と上記各薄膜誘
電体膜に生じる電磁界が実質的に同位相で振動すること
をいう。
【０００９】また、本発明では、密着強度をさらに強化
するために、上記接着導体膜が、酸化物を生成するとき
の標準生成エンタルピーが高い金属Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ，
Ｔａ，Ｎｂ，Ｖ及びＣｒからなる群から選ばれる少なく
とも一種の金属であることが好ましい。
するために、上記接着導体膜が、酸化物を生成するとき
の標準生成エンタルピーが高い金属Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ，
Ｔａ，Ｎｂ，Ｖ及びＣｒからなる群から選ばれる少なく
とも一種の金属であることが好ましい。
【００１０】本発明に係る伝送線路は、誘電体基板の少
なくとも一方の面に、所定の形状の本発明に係る薄膜多
層電極が形成されてなる。
なくとも一方の面に、所定の形状の本発明に係る薄膜多
層電極が形成されてなる。
【００１１】本発明に係る共振器は、誘電体基板の少な
くとも一方の面に、所定の形状の本発明に係る薄膜多層
電極が形成されてなる。
くとも一方の面に、所定の形状の本発明に係る薄膜多層
電極が形成されてなる。
【００１２】本発明に係る高周波フィルタは、互いに隣
接する２つの共振器が互いに電磁的に結合するように設
けられた複数の本発明に係る共振器と、上記共振器に信
号を入力する入力端子と、上記共振器から出力される信
号を出力する出力端子とを備える。
接する２つの共振器が互いに電磁的に結合するように設
けられた複数の本発明に係る共振器と、上記共振器に信
号を入力する入力端子と、上記共振器から出力される信
号を出力する出力端子とを備える。
【００１３】
＜実施形態＞以下、図面を参照して本発明に係る実施形
態について説明する。図１は、一実施形態の１／２波長
線路型共振器の斜視図であって、従来例の１／２波長線
路型共振器における薄膜多層電極２００に代えて、誘電
体基板１０と薄膜導体膜との間及び薄膜導体膜と薄膜誘
電体膜との各間に接着導体膜が形成された本発明に係る
薄膜多層電極１００を用いて構成したことを特徴とす
る。
態について説明する。図１は、一実施形態の１／２波長
線路型共振器の斜視図であって、従来例の１／２波長線
路型共振器における薄膜多層電極２００に代えて、誘電
体基板１０と薄膜導体膜との間及び薄膜導体膜と薄膜誘
電体膜との各間に接着導体膜が形成された本発明に係る
薄膜多層電極１００を用いて構成したことを特徴とす
る。
【００１４】すなわち、本実施形態の１／２波長線路型
共振器においては、まず、裏面全面に接地導体１１が形
成された誘電体基板１０上に、長手方向の長さがλｇ／
２（λｇは管内波長）である帯形状の薄膜導体膜３が接
着導体膜２０−５を介して形成され、次いで、薄膜導体
膜３上に、接着導体膜２０−４、薄膜誘電体膜３０−
２、接着導体膜２０−３、薄膜導体膜２、接着導体膜２
０−２、薄膜誘電体膜３０−１、接着導体膜２０−１、
薄膜導体膜１の順で形成される。これによって、誘電体
基板１０上に、接着導体膜２０−５、薄膜導体膜３、接
着導体膜２０−４、薄膜誘電体膜３０−２、接着導体膜
２０−３、薄膜導体膜２、接着導体膜２０−２、薄膜誘
電体膜３０−１、接着導体膜２０−１及び薄膜導体膜１
が積層されてなる薄膜積層電極１００が形成される。
共振器においては、まず、裏面全面に接地導体１１が形
成された誘電体基板１０上に、長手方向の長さがλｇ／
２（λｇは管内波長）である帯形状の薄膜導体膜３が接
着導体膜２０−５を介して形成され、次いで、薄膜導体
膜３上に、接着導体膜２０−４、薄膜誘電体膜３０−
２、接着導体膜２０−３、薄膜導体膜２、接着導体膜２
０−２、薄膜誘電体膜３０−１、接着導体膜２０−１、
薄膜導体膜１の順で形成される。これによって、誘電体
基板１０上に、接着導体膜２０−５、薄膜導体膜３、接
着導体膜２０−４、薄膜誘電体膜３０−２、接着導体膜
２０−３、薄膜導体膜２、接着導体膜２０−２、薄膜誘
電体膜３０−１、接着導体膜２０−１及び薄膜導体膜１
が積層されてなる薄膜積層電極１００が形成される。
【００１５】ここで、接着導体膜として用いられる物質
としては、酸素と化合物を作り易い金属が用いられ、酸
素と化合物を作り易い程、誘電体基板と薄膜導体膜との
間及び薄膜導体膜と薄膜誘電体膜との間の密着強度を高
くできる。すなわち、表１に示す酸化物を生成するとき
の標準生成エンタルピーが高い金属を用いることが好ま
しい。
としては、酸素と化合物を作り易い金属が用いられ、酸
素と化合物を作り易い程、誘電体基板と薄膜導体膜との
間及び薄膜導体膜と薄膜誘電体膜との間の密着強度を高
くできる。すなわち、表１に示す酸化物を生成するとき
の標準生成エンタルピーが高い金属を用いることが好ま
しい。
【００１６】
【表１】 ────────────────────────── 金属 標準生成エンタルピー（ｋＪ／ｍｏｌ） ────────────────────────── Ｚｒ −３７０ Ｈｆ −３７０ Ｔｉ −３２０ Ｔａ −３１０ Ｎｂ −２９０ Ｖ −２７０ Ｃｒ −２２０ ──────────────────────────
【００１７】ここで、誘電体基板１０は、比較的誘電率
が大きくかつ誘電損失が小さい、アルミナの単結晶であ
るサファイア、セラミックス（たとえば（Ｚｒ，Ｓｎ）
ＴｉＯ4）等を用いることが好ましく、薄膜誘電体膜３
０−１，３０−２は、誘電損失が小さくかつ薄膜の形成
が容易なＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＴａＳｉＯを用いること
が好ましい。一方、接地導体１１及び薄膜導体膜１〜３
は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ等の導電率の高い金属を使
用することが好ましい。
が大きくかつ誘電損失が小さい、アルミナの単結晶であ
るサファイア、セラミックス（たとえば（Ｚｒ，Ｓｎ）
ＴｉＯ4）等を用いることが好ましく、薄膜誘電体膜３
０−１，３０−２は、誘電損失が小さくかつ薄膜の形成
が容易なＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，ＴａＳｉＯを用いること
が好ましい。一方、接地導体１１及び薄膜導体膜１〜３
は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ等の導電率の高い金属を使
用することが好ましい。
【００１８】以上のように形成された１／２波長線路型
共振器において、薄膜導体膜３と、接地導体１１と、薄
膜導体膜３と接地導体１１間に接着導体膜２０−５を介
して挟設された誘電体基板１０とによってＴＥＭモード
のマイクロストリップ線路（以下、主伝送線路とい
う。）ＬＮ１０が構成される一方、当該主伝送線路ＬＮ
１０上に、薄膜誘電体膜３０−２が接着導体膜２０−
３，２０−４を介して１対の薄膜導体膜２，３で挟設さ
れてなるＴＥＭモードの副伝送線路と、薄膜誘電体膜３
０−１が接着導体膜２０−１，２０−２を介して１対の
薄膜導体膜１，２で挟設されてなるＴＥＭモードの副伝
送線路とが積層される。
共振器において、薄膜導体膜３と、接地導体１１と、薄
膜導体膜３と接地導体１１間に接着導体膜２０−５を介
して挟設された誘電体基板１０とによってＴＥＭモード
のマイクロストリップ線路（以下、主伝送線路とい
う。）ＬＮ１０が構成される一方、当該主伝送線路ＬＮ
１０上に、薄膜誘電体膜３０−２が接着導体膜２０−
３，２０−４を介して１対の薄膜導体膜２，３で挟設さ
れてなるＴＥＭモードの副伝送線路と、薄膜誘電体膜３
０−１が接着導体膜２０−１，２０−２を介して１対の
薄膜導体膜１，２で挟設されてなるＴＥＭモードの副伝
送線路とが積層される。
【００１９】ここで、特に、（ａ）各薄膜誘電体膜３０
−１，３０−２の各膜厚をそれぞれ、後述する方法を用
いて、従来例の薄膜多層電極２００における薄膜誘電体
膜３０ａ−１，３０ａ−２の各膜厚を所定の補正量だけ
補正して設定することによって、主伝送線路ＬＮ１０と
各副伝送線路を伝搬するＴＥＭ波の位相速度を互いに実
質的に一致させ、かつ（ｂ）各薄膜導体膜２，３の各膜
厚をそれぞれ、使用周波数における表皮深さより薄い所
定の膜厚に設定することによって、互いに隣接する主伝
送線路ＬＮ１０と副伝送線路間及び副伝送線路と副伝送
線路間で各電磁界を互いに結合させる。これにより、接
着導体膜２０−１〜２０−５を形成した薄膜多層電極１
００においても、高周波における表皮効果を大幅に抑圧
することができる。また、本実施形態においては、薄膜
導体膜１，２，３及び薄膜誘電体膜３０−１，３０−２
は、特願平６−３１０９００号において提案した方法を
用いて、従来例の薄膜多層電極２００に比較してさらに
効果的に表皮効果を抑圧するように、誘電体基板１０か
ら離れて形成される上層ほど、厚くなるように形成し
た。
−１，３０−２の各膜厚をそれぞれ、後述する方法を用
いて、従来例の薄膜多層電極２００における薄膜誘電体
膜３０ａ−１，３０ａ−２の各膜厚を所定の補正量だけ
補正して設定することによって、主伝送線路ＬＮ１０と
各副伝送線路を伝搬するＴＥＭ波の位相速度を互いに実
質的に一致させ、かつ（ｂ）各薄膜導体膜２，３の各膜
厚をそれぞれ、使用周波数における表皮深さより薄い所
定の膜厚に設定することによって、互いに隣接する主伝
送線路ＬＮ１０と副伝送線路間及び副伝送線路と副伝送
線路間で各電磁界を互いに結合させる。これにより、接
着導体膜２０−１〜２０−５を形成した薄膜多層電極１
００においても、高周波における表皮効果を大幅に抑圧
することができる。また、本実施形態においては、薄膜
導体膜１，２，３及び薄膜誘電体膜３０−１，３０−２
は、特願平６−３１０９００号において提案した方法を
用いて、従来例の薄膜多層電極２００に比較してさらに
効果的に表皮効果を抑圧するように、誘電体基板１０か
ら離れて形成される上層ほど、厚くなるように形成し
た。
【００２０】次に、接着導体膜が形成された場合の薄膜
多層電極における、各薄膜誘電体膜の各膜厚の補正方法
について説明する。従来例の薄膜多層電極２００におけ
る薄膜誘電体膜の膜厚をそのまま用いて、誘電体基板と
薄膜導体膜との間及び薄膜導体膜と薄膜誘電体膜との各
間にそれぞれ、密着強度を強くするための接着導体膜を
形成すると、表皮効果の抑圧効果（Ｑ上昇効果）が劣化
する。この理由は、本発明者らの検討の結果、接着導体
膜と接する薄膜導体膜の表面リアクタンスが増加するた
めであることがわかった。
多層電極における、各薄膜誘電体膜の各膜厚の補正方法
について説明する。従来例の薄膜多層電極２００におけ
る薄膜誘電体膜の膜厚をそのまま用いて、誘電体基板と
薄膜導体膜との間及び薄膜導体膜と薄膜誘電体膜との各
間にそれぞれ、密着強度を強くするための接着導体膜を
形成すると、表皮効果の抑圧効果（Ｑ上昇効果）が劣化
する。この理由は、本発明者らの検討の結果、接着導体
膜と接する薄膜導体膜の表面リアクタンスが増加するた
めであることがわかった。
【００２１】そこで、接着導体膜を形成したことによる
薄膜導体膜の表面リアクタンスの増加量ΔＸを打ち消す
ための具体策の検討を行った。その結果、当該薄膜導体
膜と反対側で接着導体膜に接する薄膜誘電体膜の膜厚を
所定の厚さだけ厚くすることにより、表面リアクタンス
の増加量ΔＸを打ち消すことができることがわかった。
定量的に説明すると、まず、膜厚がΔｓである接着導体
膜を形成した場合、当該接着導体膜に接する薄膜導体膜
の表面リアクタンスの増加量ΔＸは、次の数１で表すこ
とができる。
薄膜導体膜の表面リアクタンスの増加量ΔＸを打ち消す
ための具体策の検討を行った。その結果、当該薄膜導体
膜と反対側で接着導体膜に接する薄膜誘電体膜の膜厚を
所定の厚さだけ厚くすることにより、表面リアクタンス
の増加量ΔＸを打ち消すことができることがわかった。
定量的に説明すると、まず、膜厚がΔｓである接着導体
膜を形成した場合、当該接着導体膜に接する薄膜導体膜
の表面リアクタンスの増加量ΔＸは、次の数１で表すこ
とができる。
【００２２】
【数１】ΔＸ＝Δｓ／δ0
【００２３】数１において、δ0は接着導体膜に接する
薄膜導体膜の表皮深さである。数１で表される増加量Δ
Ｘを打ち消すための薄膜誘電体膜の膜厚の補正量Δｘｓ
は、近似的に次の数２で表すことができることを見いだ
した。
薄膜導体膜の表皮深さである。数１で表される増加量Δ
Ｘを打ち消すための薄膜誘電体膜の膜厚の補正量Δｘｓ
は、近似的に次の数２で表すことができることを見いだ
した。
【００２４】
【数２】Δｘｓ＝{(εm／εs)−１}-1・Δｓ
【００２５】ここで、εmは、誘電体基板１０の誘電率
であり、εsは、薄膜誘電体膜の誘電率である。また、
この近似式は、薄膜導体膜をＣｕ（導電率σCu≒５３×
１０6）、Ａｇ（導電率σ≒６１×１０6）、Ａｕ（導電
率σ≒４５×１０6）、Ａｌ（導電率σ≒３７×１０6）
等の導電率の大きい金属で形成する場合では、接着導体
膜の導電率σsが、概略１０3＜σs＜２〜５×１０6Ｓ／
ｍの範囲（すなわち、導電率σsが１０3以上であって、
薄膜導体の導電率の１／１０以下の範囲）のときに成り
立つ。以上のように、数２を満足する補正量Δｘｓだ
け、薄膜誘電体膜の膜厚を厚く設定することにより、接
着導体膜が形成された薄膜多層電極１００を従来例の薄
膜多層電極２００と同様に動作させることができ、従来
例と同様の表皮効果の抑圧効果が得られる。ここで、数
２を用いて求めることができる補正量Δｘｓは、薄膜誘
電体膜の上又は下の一方に接着導体膜が形成されている
場合の補正量であり、薄膜誘電体膜の上下の両面に接着
導体膜が形成されている場合には、当該薄膜誘電体膜の
膜厚に２×Δｘｓを加える補正を行う。
であり、εsは、薄膜誘電体膜の誘電率である。また、
この近似式は、薄膜導体膜をＣｕ（導電率σCu≒５３×
１０6）、Ａｇ（導電率σ≒６１×１０6）、Ａｕ（導電
率σ≒４５×１０6）、Ａｌ（導電率σ≒３７×１０6）
等の導電率の大きい金属で形成する場合では、接着導体
膜の導電率σsが、概略１０3＜σs＜２〜５×１０6Ｓ／
ｍの範囲（すなわち、導電率σsが１０3以上であって、
薄膜導体の導電率の１／１０以下の範囲）のときに成り
立つ。以上のように、数２を満足する補正量Δｘｓだ
け、薄膜誘電体膜の膜厚を厚く設定することにより、接
着導体膜が形成された薄膜多層電極１００を従来例の薄
膜多層電極２００と同様に動作させることができ、従来
例と同様の表皮効果の抑圧効果が得られる。ここで、数
２を用いて求めることができる補正量Δｘｓは、薄膜誘
電体膜の上又は下の一方に接着導体膜が形成されている
場合の補正量であり、薄膜誘電体膜の上下の両面に接着
導体膜が形成されている場合には、当該薄膜誘電体膜の
膜厚に２×Δｘｓを加える補正を行う。
【００２６】すなわち、本実施形態における膜厚設定方
法は、上述の補正方法を含めて、図２のフローチャート
のように表すことができる。すなわち、ステツプＳ１
で、従来例と同様に、接着導体膜を形成しない場合の薄
膜導体膜と薄膜誘電体膜の各膜厚の設定方法を用いて、
各薄膜誘電体膜の膜厚と誘電率εs及び上記各薄膜導体
膜の膜厚を設定する。次ぎに、ステップＳ２で、薄膜誘
電体膜の誘電率εsと誘電体基板の誘電率εmと接着導体
膜の膜厚とに基づいて、数２を用いて薄膜誘電体膜の膜
厚の補正量を計算して、ステップＳ１で設定した各薄膜
誘電体膜の膜厚にそれぞれ、当該補正量を加算すること
により、各薄膜誘電体膜の各膜厚を補正する。ここで、
薄膜導体膜の各膜厚は、ステップＳ１で設定された値を
そのまま用い、薄膜誘電体膜の各膜厚はステップＳ２で
補正された各膜厚を用いてそれぞれ設定する。以上のよ
うに、比較的簡単なステップで、薄膜導体膜と薄膜誘電
体膜の各膜厚を設定することができる。
法は、上述の補正方法を含めて、図２のフローチャート
のように表すことができる。すなわち、ステツプＳ１
で、従来例と同様に、接着導体膜を形成しない場合の薄
膜導体膜と薄膜誘電体膜の各膜厚の設定方法を用いて、
各薄膜誘電体膜の膜厚と誘電率εs及び上記各薄膜導体
膜の膜厚を設定する。次ぎに、ステップＳ２で、薄膜誘
電体膜の誘電率εsと誘電体基板の誘電率εmと接着導体
膜の膜厚とに基づいて、数２を用いて薄膜誘電体膜の膜
厚の補正量を計算して、ステップＳ１で設定した各薄膜
誘電体膜の膜厚にそれぞれ、当該補正量を加算すること
により、各薄膜誘電体膜の各膜厚を補正する。ここで、
薄膜導体膜の各膜厚は、ステップＳ１で設定された値を
そのまま用い、薄膜誘電体膜の各膜厚はステップＳ２で
補正された各膜厚を用いてそれぞれ設定する。以上のよ
うに、比較的簡単なステップで、薄膜導体膜と薄膜誘電
体膜の各膜厚を設定することができる。
【００２７】以上のようにして、薄膜積層電極１００
と、接地導体１１と、薄膜積層電極１００と接地導体１
１とによって挟設された誘電体基板１０によって、無負
荷Ｑの高い１／２波長線路型共振器を構成することがで
きる。さらに、誘電体基板１０上に、入力端子用導体１
２が、薄膜多層電極１００の長手方向の一端と所定の間
隔だけ離れかつ電磁的に互いに結合するように近接して
形成される一方、出力端子用導体１３が、薄膜多層電極
１００の長手方向の他端と所定の間隔だけ離れかつ電磁
的に互いに結合するように近接して形成して、１／２波
長線路型共振器を用いた帯域通過フィルタを構成でき
る。なお、本実施形態においては、入力端子用導体１２
と薄膜導体膜３の一端との結合と、出力端子用導体１３
と薄膜導体膜３の他端との結合とは、容量結合である。
このように、接着導体を含む薄膜多層電極は各層間の密
着強度を強くでき、機械的強度及び環境変化に対する強
度が増す。これによりセラミック基板上に薄膜多層電極
を成膜した後のプロセスの範囲が広がる。例えば電極と
一緒に基板をダイサでカットすることや、電極と一緒に
基板の端面を研磨することなどの機械加工にも耐え得る
ようになり薄膜多層電極の形成後に各種の加工をするこ
とができる。また、当該薄膜多層電極は、温度が極低温
域から高温域まで変化する厳しい環境に耐え得るため、
デバイスの動作温度の範囲も広げることができる。従っ
て、本発明に係る薄膜多層電極によれば、上述の共振器
やフィルタに限らず各種の共振器やフィルタに応用でき
るとともに、耐環境特性に優れた共振器やフィルタを提
供できる。
と、接地導体１１と、薄膜積層電極１００と接地導体１
１とによって挟設された誘電体基板１０によって、無負
荷Ｑの高い１／２波長線路型共振器を構成することがで
きる。さらに、誘電体基板１０上に、入力端子用導体１
２が、薄膜多層電極１００の長手方向の一端と所定の間
隔だけ離れかつ電磁的に互いに結合するように近接して
形成される一方、出力端子用導体１３が、薄膜多層電極
１００の長手方向の他端と所定の間隔だけ離れかつ電磁
的に互いに結合するように近接して形成して、１／２波
長線路型共振器を用いた帯域通過フィルタを構成でき
る。なお、本実施形態においては、入力端子用導体１２
と薄膜導体膜３の一端との結合と、出力端子用導体１３
と薄膜導体膜３の他端との結合とは、容量結合である。
このように、接着導体を含む薄膜多層電極は各層間の密
着強度を強くでき、機械的強度及び環境変化に対する強
度が増す。これによりセラミック基板上に薄膜多層電極
を成膜した後のプロセスの範囲が広がる。例えば電極と
一緒に基板をダイサでカットすることや、電極と一緒に
基板の端面を研磨することなどの機械加工にも耐え得る
ようになり薄膜多層電極の形成後に各種の加工をするこ
とができる。また、当該薄膜多層電極は、温度が極低温
域から高温域まで変化する厳しい環境に耐え得るため、
デバイスの動作温度の範囲も広げることができる。従っ
て、本発明に係る薄膜多層電極によれば、上述の共振器
やフィルタに限らず各種の共振器やフィルタに応用でき
るとともに、耐環境特性に優れた共振器やフィルタを提
供できる。
【００２８】
【実施例】次に、実施例の説明をする。本実施例では、
薄膜誘電体膜の膜厚を補正した場合と、補正しない場合
のＱ上昇率を求め比較した。ここで、本実施例におい
て、各パラメータは、以下の様に設定した。 （１）薄膜多層電極の使用周波数；２．６ＧＨｚ、
（２）誘電体基板（（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4）の比誘電
率εm；３８．０、（３）薄膜誘電体膜（ＳｉＯ2）の比
誘電率εs；４．１、（４）薄膜導体膜（Ｃｕ）の導電
率σ1；５０×１０6Ｓ／ｍ、（５）接着導体膜（Ｔｉ）
の導電率σ2；１×１０6Ｓ／ｍ。
薄膜誘電体膜の膜厚を補正した場合と、補正しない場合
のＱ上昇率を求め比較した。ここで、本実施例におい
て、各パラメータは、以下の様に設定した。 （１）薄膜多層電極の使用周波数；２．６ＧＨｚ、
（２）誘電体基板（（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4）の比誘電
率εm；３８．０、（３）薄膜誘電体膜（ＳｉＯ2）の比
誘電率εs；４．１、（４）薄膜導体膜（Ｃｕ）の導電
率σ1；５０×１０6Ｓ／ｍ、（５）接着導体膜（Ｔｉ）
の導電率σ2；１×１０6Ｓ／ｍ。
【００２９】＜実施例１＞ここではまず、比較に用いる
従来例の薄膜多層電極の評価結果を示し、その後実施例
１の評価結果を示す。表２は、薄膜導体膜の積層数を５
（以下、単に積層数というときは、薄膜導体膜の積層数
をいうものとする。）として、上述の各パラメータのも
とで、接着導体膜を形成しない従来例の薄膜多層電極を
構成して評価した結果を示している。
従来例の薄膜多層電極の評価結果を示し、その後実施例
１の評価結果を示す。表２は、薄膜導体膜の積層数を５
（以下、単に積層数というときは、薄膜導体膜の積層数
をいうものとする。）として、上述の各パラメータのも
とで、接着導体膜を形成しない従来例の薄膜多層電極を
構成して評価した結果を示している。
【００３０】
【表２】 ＜従来例の薄膜多層電極（積層数＝５）における設定膜厚とＱ上昇率＞ ────────────────────────────────── 最上層の薄膜導体膜１の膜厚 ４．２μｍ ────────────────────────────────── 最上層以外の薄膜導体膜の膜厚 ０．７５６μｍ ────────────────────────────────── 薄膜誘電体膜の膜厚 ０．０９６８μｍ ────────────────────────────────── Ｑ上昇率 ２．３９倍 ──────────────────────────────────
【００３１】また、表２に示した従来例の薄膜多層電極
において、薄膜誘電体膜の膜厚を補正することなく、誘
電体基板１０と薄膜導体膜との間及び薄膜導体膜と薄膜
誘電体膜との各間に、厚さ４０ｎｍの接着導体膜を形成
した場合のＱ上昇率は、２．２８倍であった。すなわ
ち、薄膜誘電体膜の膜厚を補正することなく、接着導体
膜を形成すると、薄膜多層電極のＱ上昇率は低下するこ
とが確認された。次に、薄膜誘電体膜の膜厚を補正し
て、誘電体基板１０と薄膜導体膜との間及び薄膜導体膜
と薄膜誘電体膜との各間に、厚さ４０ｎｍの接着導体膜
を形成し、薄膜誘電体膜の膜厚を補正して形成した実施
例１の薄膜多層電極の評価結果を表３に示す。
において、薄膜誘電体膜の膜厚を補正することなく、誘
電体基板１０と薄膜導体膜との間及び薄膜導体膜と薄膜
誘電体膜との各間に、厚さ４０ｎｍの接着導体膜を形成
した場合のＱ上昇率は、２．２８倍であった。すなわ
ち、薄膜誘電体膜の膜厚を補正することなく、接着導体
膜を形成すると、薄膜多層電極のＱ上昇率は低下するこ
とが確認された。次に、薄膜誘電体膜の膜厚を補正し
て、誘電体基板１０と薄膜導体膜との間及び薄膜導体膜
と薄膜誘電体膜との各間に、厚さ４０ｎｍの接着導体膜
を形成し、薄膜誘電体膜の膜厚を補正して形成した実施
例１の薄膜多層電極の評価結果を表３に示す。
【００３２】
【表３】 ＜実施例１の薄膜多層電極（積層数＝５）における設定膜厚とＱ上昇率＞ ────────────────────────────────── 最上層の薄膜導体膜１の膜厚 ７．０μｍ ────────────────────────────────── 最上層以外の薄膜導体膜の膜厚 ０．７５６μｍ ────────────────────────────────── 薄膜誘電体膜の膜厚 ０．１０７μｍ ────────────────────────────────── Ｑ上昇率 ２．３９倍 ──────────────────────────────────
【００３３】以上の表２及び表３から明らかなように、
実施形態で説明した、接着導体膜を形成した場合の膜厚
の補正方法を用いて、薄膜導体膜と薄膜誘電体膜の各膜
厚を設定して薄膜多層電極を形成することにより、従来
例の薄膜多層電極と同様のＱ上昇効果が得られることが
わかる。
実施形態で説明した、接着導体膜を形成した場合の膜厚
の補正方法を用いて、薄膜導体膜と薄膜誘電体膜の各膜
厚を設定して薄膜多層電極を形成することにより、従来
例の薄膜多層電極と同様のＱ上昇効果が得られることが
わかる。
【００３４】＜実施例２＞実施例２においては、実施例
１と同様の各パラメータを用いて、積層数が１０層の薄
膜多層電極を形成した場合のＱ上昇率を評価した。表４
は、従来例の薄膜多層電極を形成した場合の設定膜厚と
Ｑ上昇率を示し、表５には、接着導体膜を形成しかつ薄
膜誘電体膜の膜厚を所定の補正量だけ補正して形成した
実施例２の薄膜多層電極の設定膜厚とＱ上昇率とを示し
ている。
１と同様の各パラメータを用いて、積層数が１０層の薄
膜多層電極を形成した場合のＱ上昇率を評価した。表４
は、従来例の薄膜多層電極を形成した場合の設定膜厚と
Ｑ上昇率を示し、表５には、接着導体膜を形成しかつ薄
膜誘電体膜の膜厚を所定の補正量だけ補正して形成した
実施例２の薄膜多層電極の設定膜厚とＱ上昇率とを示し
ている。
【００３５】
【表４】 ＜従来例の薄膜多層電極（積層数＝１０）における設定膜厚とＱ上昇率＞ ────────────────────────────────── 最上層の薄膜導体膜１の膜厚 ４．２μｍ ────────────────────────────────── 最上層以外の薄膜導体膜の膜厚 ０．５５６μｍ ────────────────────────────────── 薄膜誘電体膜の膜厚 ０．０６８６μｍ ────────────────────────────────── Ｑ上昇率 ３．３３倍 ──────────────────────────────────
【００３６】
【表５】 ＜実施例２の薄膜多層電極（積層数＝１０）における設定膜厚とＱ上昇率＞ ────────────────────────────────── 最上層の薄膜導体膜１の膜厚 ４．２μｍ ────────────────────────────────── 最上層以外の薄膜導体膜の膜厚 ０．５５６μｍ ────────────────────────────────── 薄膜誘電体膜の膜厚 ０．０７８３μｍ ────────────────────────────────── Ｑ上昇率 ３．３３倍 ──────────────────────────────────
【００３７】ここで、表４の従来例の薄膜多層電極にお
いて、薄膜誘電体膜の膜厚を補正することなく、誘電体
基板１０と薄膜導体膜との間及び薄膜導体膜と薄膜誘電
体膜との各間に、厚さ４０ｎｍの接着導体膜を形成した
場合のＱ上昇率は、２．５５倍であった。以上の表４及
び表５から明らかなように、積層数を１０層にした場合
においても、実施形態で説明した、接着導体膜を形成し
た場合の膜厚の補正方法を用いて、薄膜導体膜と薄膜誘
電体膜の各膜厚を設定して薄膜多層電極を形成すること
により、従来例の薄膜多層電極と同様のＱ上昇効果が得
られることがわかる。
いて、薄膜誘電体膜の膜厚を補正することなく、誘電体
基板１０と薄膜導体膜との間及び薄膜導体膜と薄膜誘電
体膜との各間に、厚さ４０ｎｍの接着導体膜を形成した
場合のＱ上昇率は、２．５５倍であった。以上の表４及
び表５から明らかなように、積層数を１０層にした場合
においても、実施形態で説明した、接着導体膜を形成し
た場合の膜厚の補正方法を用いて、薄膜導体膜と薄膜誘
電体膜の各膜厚を設定して薄膜多層電極を形成すること
により、従来例の薄膜多層電極と同様のＱ上昇効果が得
られることがわかる。
【００３８】＜本発明に係る薄膜多層電極の他の応用例
＞上述した実施形態では、薄膜多層電極１００を用いて
１／２波長線路型共振器を構成したが、以下に示す伝送
線路又は共振器にも応用することができる。図３の
（ａ）は、本発明に係る薄膜多層電極を用いたマイクロ
ストリップ線路の斜視図であり、マイクロストリップ線
路のストリップ導体５１及び接地導体５２に薄膜多層電
極を用いる。なお、ストリップ導体５１のみに薄膜多層
電極を用いてもよいし、接地導体５２のみに薄膜多層電
極を用いてもよい。また、図３の（ｂ）は、本発明に係
る薄膜多層電極を用いたトリプレート型ストリップ線路
の斜視図であり、ストリップ線路のストリップ導体６１
と接地導体６２，６３に薄膜多層電極を用いる。なお、
ストリップ導体６１のみに薄膜多層電極を用いてもよい
し、接地導体６２，６３の少なくとも１つのみに薄膜多
層電極を用いてもよい。さらに、図３の（ｃ）は、本発
明に係る薄膜多層電極を用いた同軸線路の斜視図であ
り、当該同軸線路の中心導体７１と接地導体７２に薄膜
多層電極を用いる。中心導体７１のみ薄膜多層電極を用
いてもよいし、接地導体７２のみに薄膜多層電極を用い
てもよい。またさらに、図３の（ｄ）は、本発明に係る
薄膜多層電極７３を用いたＴＭ01モード円形導波管の縦
断面図であり、円形導波管の外表面電極に薄膜多層電極
を用いる。
＞上述した実施形態では、薄膜多層電極１００を用いて
１／２波長線路型共振器を構成したが、以下に示す伝送
線路又は共振器にも応用することができる。図３の
（ａ）は、本発明に係る薄膜多層電極を用いたマイクロ
ストリップ線路の斜視図であり、マイクロストリップ線
路のストリップ導体５１及び接地導体５２に薄膜多層電
極を用いる。なお、ストリップ導体５１のみに薄膜多層
電極を用いてもよいし、接地導体５２のみに薄膜多層電
極を用いてもよい。また、図３の（ｂ）は、本発明に係
る薄膜多層電極を用いたトリプレート型ストリップ線路
の斜視図であり、ストリップ線路のストリップ導体６１
と接地導体６２，６３に薄膜多層電極を用いる。なお、
ストリップ導体６１のみに薄膜多層電極を用いてもよい
し、接地導体６２，６３の少なくとも１つのみに薄膜多
層電極を用いてもよい。さらに、図３の（ｃ）は、本発
明に係る薄膜多層電極を用いた同軸線路の斜視図であ
り、当該同軸線路の中心導体７１と接地導体７２に薄膜
多層電極を用いる。中心導体７１のみ薄膜多層電極を用
いてもよいし、接地導体７２のみに薄膜多層電極を用い
てもよい。またさらに、図３の（ｄ）は、本発明に係る
薄膜多層電極７３を用いたＴＭ01モード円形導波管の縦
断面図であり、円形導波管の外表面電極に薄膜多層電極
を用いる。
【００３９】また、図３の（ｅ）は、本発明に係る薄膜
多層電極を用いたＴＭ010モード共振器の斜視図であ
り、当該共振器のパッチ導体８１と接地導体８２とに薄
膜多層電極を用いる。パッチ導体８１のみに薄膜多層電
極を用いてもよいし、接地導体８２のみに用いてもよ
い。また、図示しないが、薄膜多層電極は、サスペンデ
ッド線路、コプレーナー線路、スロットライン、矩形導
波管、リッジ導波管、円形導波管、誘電体線路、Ｇ線
路、イメージ線路、Ｈ線路などの電極に用いてもよい。
さらに、アイソレータ、アンテナ、チップコイルなどの
インダクタ、キャパシタなどのそれぞれ所定の高周波動
作を行う種々の高周波デバイスの電極に、本発明に係る
薄膜多層電極を用いることができる。
多層電極を用いたＴＭ010モード共振器の斜視図であ
り、当該共振器のパッチ導体８１と接地導体８２とに薄
膜多層電極を用いる。パッチ導体８１のみに薄膜多層電
極を用いてもよいし、接地導体８２のみに用いてもよ
い。また、図示しないが、薄膜多層電極は、サスペンデ
ッド線路、コプレーナー線路、スロットライン、矩形導
波管、リッジ導波管、円形導波管、誘電体線路、Ｇ線
路、イメージ線路、Ｈ線路などの電極に用いてもよい。
さらに、アイソレータ、アンテナ、チップコイルなどの
インダクタ、キャパシタなどのそれぞれ所定の高周波動
作を行う種々の高周波デバイスの電極に、本発明に係る
薄膜多層電極を用いることができる。
【００４０】ここで、図３（ｄ）に示すようにＴＥＭモ
ード以外のＴＭモードの伝送線路に使用する場合は、当
該伝送線路が所定の周波数で使用されたときに、誘電体
基板を伝送するＴＭモードの進行波の位相速度と、薄膜
誘電体膜を伝送するＴＭモードの進行波の位相速度が実
質的に一致するように、各薄膜誘電体膜の各膜厚及び誘
電率、上記各薄膜導体膜の各膜厚及び上記各接着導体膜
の各膜厚を設定する。また、図３（ｅ）に示すように共
振器に使用する場合は、当該共振器が所定の周波数で共
振するときに、誘電体基板に生じる定常波の電磁界の振
動位相と各薄膜誘電体膜に生じる定常波の電磁界の振動
位相とが互いに実質的に一致するように、各薄膜誘電体
膜の各膜厚及び誘電率、上記各薄膜導体膜の各膜厚及び
上記各接着導体膜の各膜厚を設定する。以上のように、
本発明に係る薄膜多層電極は、種々の高周波伝送線路、
高周波共振器及び高周波フィルタ等に応用することがで
きる。
ード以外のＴＭモードの伝送線路に使用する場合は、当
該伝送線路が所定の周波数で使用されたときに、誘電体
基板を伝送するＴＭモードの進行波の位相速度と、薄膜
誘電体膜を伝送するＴＭモードの進行波の位相速度が実
質的に一致するように、各薄膜誘電体膜の各膜厚及び誘
電率、上記各薄膜導体膜の各膜厚及び上記各接着導体膜
の各膜厚を設定する。また、図３（ｅ）に示すように共
振器に使用する場合は、当該共振器が所定の周波数で共
振するときに、誘電体基板に生じる定常波の電磁界の振
動位相と各薄膜誘電体膜に生じる定常波の電磁界の振動
位相とが互いに実質的に一致するように、各薄膜誘電体
膜の各膜厚及び誘電率、上記各薄膜導体膜の各膜厚及び
上記各接着導体膜の各膜厚を設定する。以上のように、
本発明に係る薄膜多層電極は、種々の高周波伝送線路、
高周波共振器及び高周波フィルタ等に応用することがで
きる。
【００４１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
薄膜多層電極においては、上記誘電体基板と上記薄膜導
体膜との間、及び上記薄膜導体膜と上記薄膜誘電体膜と
の各間にそれぞれ接着導体膜を形成しているので、上記
誘電体基板と上記薄膜導体膜との間、及び上記薄膜導体
膜と上記薄膜誘電体膜との各間の密着強度を強くでき、
これによって、薄膜多層電極の信頼性を高くできる。し
かも、上記接着導体膜が形成されることによる、上記薄
膜導体膜の表面リアクタンスの増加量を打ち消すように
補正しているので、導体損失を低減できる。
薄膜多層電極においては、上記誘電体基板と上記薄膜導
体膜との間、及び上記薄膜導体膜と上記薄膜誘電体膜と
の各間にそれぞれ接着導体膜を形成しているので、上記
誘電体基板と上記薄膜導体膜との間、及び上記薄膜導体
膜と上記薄膜誘電体膜との各間の密着強度を強くでき、
これによって、薄膜多層電極の信頼性を高くできる。し
かも、上記接着導体膜が形成されることによる、上記薄
膜導体膜の表面リアクタンスの増加量を打ち消すように
補正しているので、導体損失を低減できる。
【００４２】また、上記接着導体膜として、Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｖ及びＣｒからなる群から選ば
れる少なくとも一種の金属を用いることにより、上記密
着強度をさらに強くできる。この場合、上記薄膜誘電体
膜の各膜厚が、以下の式に示す補正量Δｘｓ＝{(εm／
εs)−１}-1・Δｓに基づいて補正されることにより、よ
り効果的に導体損失を低減できる。
ｆ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｖ及びＣｒからなる群から選ば
れる少なくとも一種の金属を用いることにより、上記密
着強度をさらに強くできる。この場合、上記薄膜誘電体
膜の各膜厚が、以下の式に示す補正量Δｘｓ＝{(εm／
εs)−１}-1・Δｓに基づいて補正されることにより、よ
り効果的に導体損失を低減できる。
【００４３】本発明に係る伝送線路は、使用周波数にお
いて導体損失を小さくできる本発明に係る薄膜多層電極
を用いて構成されているので、伝送損失を小さくでき
る。
いて導体損失を小さくできる本発明に係る薄膜多層電極
を用いて構成されているので、伝送損失を小さくでき
る。
【００４４】本発明に係る共振器は、共振周波数におい
て導体損失が小さい本発明に係る薄膜多層電極を用いて
構成されているので、無負荷Ｑを高くできる。
て導体損失が小さい本発明に係る薄膜多層電極を用いて
構成されているので、無負荷Ｑを高くできる。
【００４５】本発明に係る高周波フィルタは、無負荷Ｑ
の高い本発明に係る共振器を用いて構成されているの
で、通過帯域の損失を小さくできる。
の高い本発明に係る共振器を用いて構成されているの
で、通過帯域の損失を小さくできる。
【図１】 本発明に係る薄膜多層電極を用いた実施形態
の１／２波長線路型共振器の斜視図である。
の１／２波長線路型共振器の斜視図である。
【図２】 本発明に係る薄膜導体膜及び薄膜誘電体膜の
膜厚設定方法のフローチャートである。
膜厚設定方法のフローチャートである。
【図３】 本発明に係る薄膜多層電極を用いた種々の応
用例を示す斜視図及び断面図である。
用例を示す斜視図及び断面図である。
【図４】 従来例の薄膜多層電極を用いた１／２波長線
路型共振器の斜視図である。
路型共振器の斜視図である。
１，２，３…薄膜導体膜、 １０…誘電体基板、 １１…接地導体、 １２…入力端子用導体、 １３…出力端子用導体、 ２０−１，２０−２，２０−３，２０−４，２０−５…
接着導体膜、 ３０−１，３０−２…薄膜誘電体膜、 １００…薄膜多層電極。
接着導体膜、 ３０−１，３０−２…薄膜誘電体膜、 １００…薄膜多層電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊勢 智之 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 平７−335368（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−29666（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−336118（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−242109（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−191208（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−167804（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／6336（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 3/18 H01T 4/12
Claims (5)
- 【請求項１】 誘電体基板上に、薄膜導体膜と薄膜誘電
体膜とが交互に積層されてなり、所定の使用周波数にお
いて、上記誘電体基板に生じる電磁界の位相と上記各薄
膜誘電体膜に生じる電磁界の位相とが互いに実質的に一
致するように構成された薄膜多層電極であって、 上記誘電体基板と上記薄膜導体膜との間、及び上記薄膜
導体膜と上記薄膜誘電体膜との各間にそれぞれ、上記薄
膜導体膜に比較して金属酸化物を形成し易い接着導体膜
を形成し、 かつ上記薄膜誘電体膜の各膜厚を、以下の式に示す補正
量Δｘｓに基づいて補正したことを特徴とする薄膜多層
電極。 補正量Δｘｓ＝{(εm／εs)−１}-1・Δｓ εm；誘電体基板の誘電率、 εs；薄膜誘電体膜の誘電率、 Δｓ；接着導体膜の膜厚。 - 【請求項２】 上記接着導体膜が、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ，
Ｔａ，Ｎｂ，Ｖ及びＣｒからなる群から選ばれる少なく
とも一種の金属である請求項１記載の薄膜多層電極。 - 【請求項３】 誘電体基板の少なくとも一方の面に、請
求項１又は２に記載の薄膜多層電極が所定の形状に形成
された高周波伝送線路。 - 【請求項４】 誘電体基板の少なくとも一方の面に、請
求項１又は２に記載の薄膜多層電極が所定の形状に形成
された高周波共振器。 - 【請求項５】 互いに隣接する２つの共振器が互いに電
磁的に結合するように設けられた複数の請求項４記載の
共振器と、上記共振器に信号を入力する入力端子と、上
記共振器から出力される信号を出力する出力端子とを備
えた高周波フィルタ。
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| JP08140059A JP3087651B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | 薄膜多層電極、高周波伝送線路、高周波共振器及び高周波フィルタ |
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| JPH11312910A (ja) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置ならびに誘電体共振器の製造方法 |
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