JPS58156220A - 薄膜圧電フイルタ - Google Patents
薄膜圧電フイルタInfo
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- JPS58156220A JPS58156220A JP3854682A JP3854682A JPS58156220A JP S58156220 A JPS58156220 A JP S58156220A JP 3854682 A JP3854682 A JP 3854682A JP 3854682 A JP3854682 A JP 3854682A JP S58156220 A JPS58156220 A JP S58156220A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧電、薄膜を用いた高周波圧電振動子からなる
ＶＨＦ、ＵＨＦ用圧電フィルタに関し、特に複数個の圧
電振動子を縦続接続した圧電フィルタに関するものであ
る。
ＶＨＦ、ＵＨＦ用圧電フィルタに関し、特に複数個の圧
電振動子を縦続接続した圧電フィルタに関するものであ
る。
一般に数十ＭＨｚ以上のような高い周波数で使用される
圧電フィルタは、振動モードとして板面が厚さに比して
十分広い圧電性薄板の厚み振動を利用した圧電振動子に
よって構成されている。
圧電フィルタは、振動モードとして板面が厚さに比して
十分広い圧電性薄板の厚み振動を利用した圧電振動子に
よって構成されている。
厚み振動の共振周波数は圧電性薄板の厚さに比例するの
で高い周波数で使用する丸めには厚さを薄くしなければ
表らない。しかし、厚さが４０ミクロンａｍ以下になる
と平行平面新暦などの加工が非常ＫＩＩしくなシ、した
がってバルク結晶或いは−にツ建ツクを用いると基本共
振周波数で５０ＭＨｚ以上の厚み振動圧電振動子を量産
することは困難である。これに対して、バルク結晶或い
はセラミックの奇数次の高調波を使用すれば、同じ厚み
で基本波の３倍、５倍・・団・等の共振周波数が得られ
るため、オーバートーン振動子として発振器などに使わ
れている。しかし、第ｎ次の高調波を用いた場合の容量
比は基本波の容量比ｒのｎ１倍と１ｋｌｌこのとき共振
周波数と反共振周波数の間隔と共振周波数との比は＃１
は′／（２γｎりとなる。したがって、高調波を使用し
た圧電振動子で圧電フィルタを構成すると比帯域幅が狭
くな多すぎて実用に適さないととが多くなる。
で高い周波数で使用する丸めには厚さを薄くしなければ
表らない。しかし、厚さが４０ミクロンａｍ以下になる
と平行平面新暦などの加工が非常ＫＩＩしくなシ、した
がってバルク結晶或いは−にツ建ツクを用いると基本共
振周波数で５０ＭＨｚ以上の厚み振動圧電振動子を量産
することは困難である。これに対して、バルク結晶或い
はセラミックの奇数次の高調波を使用すれば、同じ厚み
で基本波の３倍、５倍・・団・等の共振周波数が得られ
るため、オーバートーン振動子として発振器などに使わ
れている。しかし、第ｎ次の高調波を用いた場合の容量
比は基本波の容量比ｒのｎ１倍と１ｋｌｌこのとき共振
周波数と反共振周波数の間隔と共振周波数との比は＃１
は′／（２γｎりとなる。したがって、高調波を使用し
た圧電振動子で圧電フィルタを構成すると比帯域幅が狭
くな多すぎて実用に適さないととが多くなる。
振動部分の厚さを薄くして容量比の小さな圧電振動子を
得る方法としては、第１．２図の構造の薄膜圧電振動子
が公知である。この薄膜圧電振動子社、基板１１の上に
半導体或いは絶縁体の薄膜１３を形成した後、エツチン
グによりて基板に空孔１２を作成し、薄膜１５の上に順
に電極１４、圧電薄Ｉ［１５、電極１６を形成したもの
で、圧電薄膜１５と薄膜１５とからなるダイアフラムが
周縁部を基板によって支持された構造である。この薄膜
圧電振動子はその振動部分が薄いので５０ＭＢＫ以上の
周波数に於いても基本振動或いは第２次、第３次などの
低次の高調波振動を使用することが可能であシ、したが
ってこの薄膜圧電振動子を用いれば広い比帯域のフィル
タを実現することができる。
得る方法としては、第１．２図の構造の薄膜圧電振動子
が公知である。この薄膜圧電振動子社、基板１１の上に
半導体或いは絶縁体の薄膜１３を形成した後、エツチン
グによりて基板に空孔１２を作成し、薄膜１５の上に順
に電極１４、圧電薄Ｉ［１５、電極１６を形成したもの
で、圧電薄膜１５と薄膜１５とからなるダイアフラムが
周縁部を基板によって支持された構造である。この薄膜
圧電振動子はその振動部分が薄いので５０ＭＢＫ以上の
周波数に於いても基本振動或いは第２次、第３次などの
低次の高調波振動を使用することが可能であシ、したが
ってこの薄膜圧電振動子を用いれば広い比帯域のフィル
タを実現することができる。
しかし、上記の１！膜圧電振動子は第１，２１１のよう
にダイアフラムの周縁部が基板によって支持されている
ために、周縁部での音波の反射に起因するスプリアス応
答を生じ、特°″ｌ／Ｃこの薄膜圧電振動子で圧電フィ
ルタを構成すると通過帯域の近くにスプリアス応答を生
じるという欠点があった。
にダイアフラムの周縁部が基板によって支持されている
ために、周縁部での音波の反射に起因するスプリアス応
答を生じ、特°″ｌ／Ｃこの薄膜圧電振動子で圧電フィ
ルタを構成すると通過帯域の近くにスプリアス応答を生
じるという欠点があった。
圧電薄膜として用いる酸化亜鉛（ＺｎＯ）＆どの圧電材
料社単体で振動子を構成する鳩舎には電ｍ部分へＯエネ
ルギー閉じ込めが可能であるが、第１、宜■Ｏような複
会構造０ダイアフラムでハＺｎＯ。
料社単体で振動子を構成する鳩舎には電ｍ部分へＯエネ
ルギー閉じ込めが可能であるが、第１、宜■Ｏような複
会構造０ダイアフラムでハＺｎＯ。
ようなＩＩＩＩＩを用いても電＠部分へのエネルギー閉
じ込＃紘不完金で＆）、したがって周縁部の支持による
スプリアス応筈紘避けられない。
じ込＃紘不完金で＆）、したがって周縁部の支持による
スプリアス応筈紘避けられない。
本働−ｏｉｉ＊は上記のような欠点を除いて通過帯域の
近くにスゲリアス０ない薄膜圧電フィルタをＩｌ倶する
ことＫある。
近くにスゲリアス０ない薄膜圧電フィルタをＩｌ倶する
ことＫある。
本働−０４１黴は、互いにダイアフラムの寸法が異１に
るＩＩ黴個０１１Ｆ１１圧電纏動子を４１続接続した構
造でア）、本ｌｉ＠によれば互いにダイア７９ムの寸ｍ
ｅａすることによりて各々の薄膜圧電振動子でスプリア
ス応答のｌｌ４Ｗｌ数が異亀ヤ、シたがってとれらを鎗
続豪続しえフィルタでは互いにスプリアス応Ｓが打消さ
れる鐘来、通過帯域の近くにスプリアスＯない良好なフ
ィルタを得ることができる。
るＩＩ黴個０１１Ｆ１１圧電纏動子を４１続接続した構
造でア）、本ｌｉ＠によれば互いにダイア７９ムの寸ｍ
ｅａすることによりて各々の薄膜圧電振動子でスプリア
ス応答のｌｌ４Ｗｌ数が異亀ヤ、シたがってとれらを鎗
続豪続しえフィルタでは互いにスプリアス応Ｓが打消さ
れる鐘来、通過帯域の近くにスプリアスＯない良好なフ
ィルタを得ることができる。
以下 ｓ１例にしたがって本発明の詳細な説明する。
嬉墨、４閣に本発明の薄膜圧電フィルタの構造を示す。
第５．４！ＩＯにおいて３１はシリコン、水晶などＯｊ
板、５２．５Ｓｄ、２−’）０＠膜圧電振動子動子３２
．５５のダイアフラム０寸法を示す。１４゜５７は入出
力のための取出し電極、！ＩＳ、３？紘接地電極である
。４０は半導体或い轄絶縁体の薄膜、４１は下地電極、
４２は圧電薄膜、４ｓは上部電極である。第５．４図に
おいて、薄膜圧電振動子５２．５５はダイアフラム寸法
Ｗｌ −＊＊が互いに異なりてお〉、他の部材について
鉱材料、厚さともに等しいものである。
板、５２．５Ｓｄ、２−’）０＠膜圧電振動子動子３２
．５５のダイアフラム０寸法を示す。１４゜５７は入出
力のための取出し電極、！ＩＳ、３？紘接地電極である
。４０は半導体或い轄絶縁体の薄膜、４１は下地電極、
４２は圧電薄膜、４ｓは上部電極である。第５．４図に
おいて、薄膜圧電振動子５２．５５はダイアフラム寸法
Ｗｌ −＊＊が互いに異なりてお〉、他の部材について
鉱材料、厚さともに等しいものである。
以下、本発明の実施例を具体的ＫＩｔ明する。
（１ｏｏ）シリコン基板表面にホウ素を１０”／ｊの談
度にドープしたシリコン薄膜をＳμｍｏ厚さにエピタキ
シャル成長させた。次にシリコン基板Ｏ裏ｍｔｔｃ形威
し九８１ａ Ｎ４薄膜をマスクとして振動部位にあたる
シリコン基板をエチレンシア電ン、ビルカテコール及び
水からなるエツチング液を用いて裏面からエツチングを
行−＆い、−辺がそれぞれ４００μｍ及びＳＯＯμｍで
、厚さが共に５μｍの２つの正方形のシリコン・ダイア
フラムを同一のシリコン基板上に形成した。次にシリコ
ン薄膜上に蒸着法でムｕ／Ｃｒｔｌｉを、スパッタリン
グ法で、厚さ４μｙｓＯＺｍｏ薄膜を、さらに蒸着法で
Ａｌ電極を形成して第３．４図の構造Ｏ薄膜圧電フィル
タを製造しえ。このフィルタは第５図に示すごとく約５
００ＭＨｓを中心周波数とする帯域通過特性を示した。
度にドープしたシリコン薄膜をＳμｍｏ厚さにエピタキ
シャル成長させた。次にシリコン基板Ｏ裏ｍｔｔｃ形威
し九８１ａ Ｎ４薄膜をマスクとして振動部位にあたる
シリコン基板をエチレンシア電ン、ビルカテコール及び
水からなるエツチング液を用いて裏面からエツチングを
行−＆い、−辺がそれぞれ４００μｍ及びＳＯＯμｍで
、厚さが共に５μｍの２つの正方形のシリコン・ダイア
フラムを同一のシリコン基板上に形成した。次にシリコ
ン薄膜上に蒸着法でムｕ／Ｃｒｔｌｉを、スパッタリン
グ法で、厚さ４μｙｓＯＺｍｏ薄膜を、さらに蒸着法で
Ａｌ電極を形成して第３．４図の構造Ｏ薄膜圧電フィル
タを製造しえ。このフィルタは第５図に示すごとく約５
００ＭＨｓを中心周波数とする帯域通過特性を示した。
第４１１はダイアフラムの一辺が共に４００μｍである
１つの薄膜圧電フィルタを縦続接続したフィルタを上記
と全く同様に製造して測定した＊＊である。
１つの薄膜圧電フィルタを縦続接続したフィルタを上記
と全く同様に製造して測定した＊＊である。
第５ｌｌｌ及び第６７ｇからもわかるとおシ、２つのダ
イアフラムの寸法が勢しい構造のフィルタでは通過帯域
の近＜Ｋｌ［着なスプリアスが見られるのに対し、２つ
のダイアプラムの寸法が異なるフィルタではスプリアス
はほとんど見られず本発明の有用性が実証された。
イアフラムの寸法が勢しい構造のフィルタでは通過帯域
の近＜Ｋｌ［着なスプリアスが見られるのに対し、２つ
のダイアプラムの寸法が異なるフィルタではスプリアス
はほとんど見られず本発明の有用性が実証された。
以上のように本発明によれば、通過帯域の近くにスプリ
アスのないＶＨＦ、ＵＨＦ用薄膜圧電フィルタを提供で
きる効果を有するものである、。
アスのないＶＨＦ、ＵＨＦ用薄膜圧電フィルタを提供で
きる効果を有するものである、。
第１図、第２図は従来の薄膜圧電振動子の構造を示し、
第１因は平面図、第２図は断面図。 第３図、第４゛ゝ図は本発明の薄膜圧電フィルタの構造
を示し、第３図は千両図、第４図は断面図である。 第５図は本発明の実施例である薄膜圧電フィルタの周波
数時゛性を示す図、 第６図はダイアフラムの寸法が等しい薄膜圧電振動子を
縦続接続したフィルタについての周波数４１１１ｉ性を
示す図である。 ５１は基板、５２．５５は薄膜圧電振動子、３４゜３５
はエツチングによって基板に形成した空孔、Ｗ、 、
Ｗ、はそれぞれ薄膜圧電振動子！５２．５５のダイアフ
ラムの寸法、５６．５７は入出力のための取出し電極、
５８．５９は接地電極、４０は薄膜、４１は下地電極、
４２は圧電薄膜、４５は上部電極である。 １１図 第２図 第３図 １８４図 晃５図 解 責 ４８０ ４９０ ５００ ５１０ ５２０周波
周波数Ｈｚ）
第１因は平面図、第２図は断面図。 第３図、第４゛ゝ図は本発明の薄膜圧電フィルタの構造
を示し、第３図は千両図、第４図は断面図である。 第５図は本発明の実施例である薄膜圧電フィルタの周波
数時゛性を示す図、 第６図はダイアフラムの寸法が等しい薄膜圧電振動子を
縦続接続したフィルタについての周波数４１１１ｉ性を
示す図である。 ５１は基板、５２．５５は薄膜圧電振動子、３４゜３５
はエツチングによって基板に形成した空孔、Ｗ、 、
Ｗ、はそれぞれ薄膜圧電振動子！５２．５５のダイアフ
ラムの寸法、５６．５７は入出力のための取出し電極、
５８．５９は接地電極、４０は薄膜、４１は下地電極、
４２は圧電薄膜、４５は上部電極である。 １１図 第２図 第３図 １８４図 晃５図 解 責 ４８０ ４９０ ５００ ５１０ ５２０周波
周波数Ｈｚ）
Claims (1)
- （１）半導体或いは絶縁体の薄膜と、圧電薄膜及び電極
とからなる複合ダイアフラムが基板上に支持された構造
の薄膜圧電振動子を、複数個縦続接続し、各々の薄膜圧
電振動子のダイアフラムの寸法を互いに異ならせたこと
を特徴とする薄層圧電フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3854682A JPS58156220A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | 薄膜圧電フイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3854682A JPS58156220A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | 薄膜圧電フイルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58156220A true JPS58156220A (ja) | 1983-09-17 |
Family
ID=12528281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3854682A Pending JPS58156220A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | 薄膜圧電フイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58156220A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5185589A (en) * | 1991-05-17 | 1993-02-09 | Westinghouse Electric Corp. | Microwave film bulk acoustic resonator and manifolded filter bank |
| US5194836A (en) * | 1990-03-26 | 1993-03-16 | Westinghouse Electric Corp. | Thin film, microwave frequency manifolded filter bank |
| US5382930A (en) * | 1992-12-21 | 1995-01-17 | Trw Inc. | Monolithic multipole filters made of thin film stacked crystal filters |
| JP2007135248A (ja) * | 2001-10-26 | 2007-05-31 | Fujitsu Ltd | 圧電薄膜共振子およびフィルタ |
| US7345410B2 (en) * | 2006-03-22 | 2008-03-18 | Agilent Technologies, Inc. | Temperature compensation of film bulk acoustic resonator devices |
| US7388318B2 (en) | 2002-06-20 | 2008-06-17 | Ube Industries, Ltd. | Thin film piezoelectric resonator, thin film piezoelectric device, and manufacturing method thereof |
| US8436516B2 (en) | 2010-04-29 | 2013-05-07 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Resonator device including electrode with buried temperature compensating layer |
| US9197185B2 (en) | 2010-04-29 | 2015-11-24 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Resonator device including electrodes with buried temperature compensating layers |
| US9209776B2 (en) | 2009-06-30 | 2015-12-08 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Method of manufacturing an electrical resonator |
-
1982
- 1982-03-11 JP JP3854682A patent/JPS58156220A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10128812B2 (en) | 2009-06-30 | 2018-11-13 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Electrical resonator |
| US8436516B2 (en) | 2010-04-29 | 2013-05-07 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Resonator device including electrode with buried temperature compensating layer |
| US9197185B2 (en) | 2010-04-29 | 2015-11-24 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Resonator device including electrodes with buried temperature compensating layers |
| US9479139B2 (en) | 2010-04-29 | 2016-10-25 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Resonator device including electrode with buried temperature compensating layer |
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