DE112015004570B4

DE112015004570B4 - Kettenfilter und Duplexer

Info

Publication number: DE112015004570B4
Application number: DE112015004570.8T
Authority: DE
Inventors: Akira MICHIGAMI; Koichiro Kawasaki; Takuma Kuzushita
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2022-07-28
Anticipated expiration: 2035-09-19
Also published as: US10177740B2; WO2016056384A1; CN107078720A; CN107078720B; US20170194938A1; JP6233527B2; KR101931679B1; KR20170046737A; JPWO2016056384A1; DE112015004570T5

Abstract

Kettenfilter (1), das mehrere Reihenarmresonatoren (S1-S4) enthält, die auf einem Reihenarm angeordnet sind, über den ein Eingangsanschluss (7) mit einem Ausgangsanschluss (8) verbunden ist, sowie mehrere Parallelarmresonatoren (P1-P3) enthält, die auf mehreren einzelnen Parallelarmen angeordnet sind, die den Reihenarm mit einem Erdungspotenzial verbinden, wobei das Kettenfilter (1) umfasst:
ein piezoelektrisches Substrat (2),
einen Isolierfilm (10), der auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet ist,
erste und zweite Interdigitaltransducer-Elektroden (3A, 3B), die auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet sind und die jeweils ein Paar Sammelschienen (3a, 3b) und mehrere Elektrodenfinger enthalten, die jeweils mit dem Paar Sammelschienen verbunden sind,
eine erste Leitungselektrode (4), die auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet ist und von der mindestens ein Teil als die Sammelschiene auf einer Seite der ersten Interdigitaltransducer-Elektrode (3A) ausgebildet ist,
eine zweite Leitungselektrode (5), die auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet ist und von der mindestens ein Teil als die Sammelschiene auf einer Seite der zweiten Interdigitaltransducer-Elektrode (3B) ausgebildet ist, und
eine dritte Leitungselektrode (6), die auf die zweite Leitungselektrode (5) laminiert ist,
wobei die ersten und zweiten Interdigitaltransducer-Elektroden (3A, 3B) als die mehreren Reihenarmresonatoren (S1-S4) oder die mehreren Parallelarmresonatoren (P1-P3) bereitgestellt sind,
wobei die erste Leitungselektrode (4) und die zweite Leitungselektrode (5) mit verschieden Potenzialen verbunden sind,
wobei die erste Leitungselektrode (4) von der zweiten Leitungselektrode (5) beabstandet ist, und
wobei mindestens ein Teil der dritten Leitungselektrode (6) mindestens einen Teil der ersten Leitungselektrode (4) überlappt, während der Isolierfilm zwischen beiden in einer Laminierungsrichtung angeordnet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kettenfilter, das aus mehreren Resonatoren für elastische Wellen besteht, und einen Duplexer, der mit dem Kettenfilter als ein Übertragungsfilter arbeitet.
STAND DER TECHNIK
Oberflächenschallwellen-Kettenfilter sind bis heute weithin beispielsweise für Übertragungsfilter verwendet worden, die in Duplexern in Mobiltelefonen enthalten sind.
Patentdokument 1 und Patentdokument 2, die unten genannt werden, offenbaren Kettenfilter, die mehrere Resonatoren enthalten, die aus Interdigitaltransducer (IDT)-Elektroden bestehen. In Patentdokument 1 sind eine Leitung, die eine Sammelschiene einer IDT-Elektrode enthält, und eine Leitung, die eine Sammelschiene einer anderen IDT-Elektrode enthält, so angeordnet, dass sie, in einer Grundrissansicht betrachtet, einander nicht überlappen. Im Gegensatz dazu sind in Patentdokument 2 eine Sammelschiene einer IDT-Elektrode und eine Sammelschiene einer anderen IDT-Elektrode so angeordnet, dass sie, in einer Grundrissansicht betrachtet, einander überlappen, während ein dielektrischer Dünnfilm zwischen beiden angeordnet ist.
Patendokument 3 offenbart ein Oberflächenwellenfilter, bei dem auf einem piezoelektrischen Substrat ein Harzmuster mit einer geringeren Permittivität als die des piezoelektrischen Substrats und ein erstes und ein zweites Leitermuster angeordnet sind, die zwei Resonatoren mit einem Anschlusspaar und zwei längsgekoppelte Resonatorfilter definieren, wobei ein Abschnitt des zweiten Leitermusters Leiterbahnen mit unterschiedlichen Potenzialen definiert.
Zitierungsliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP 2000 - 196412 A
Patentdokument 2: JP H08- 307191 A
Patentdokument 3: US 2004/0196119 A1

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Da die Leitungen gemäß Patentdokument 1 so angeordnet werden, dass sie einander in dem Kettenfilter nicht überlappen, ist es schwierig, die Größe des Kettenfilters zu reduzieren.
Da im Gegensatz dazu gemäß Patentdokument 2 die Sammelschienen, die Dünnfilmdicken aufweisen, einander überlappen, während ein dielektrischer Dünnfilm zwischen beiden angeordnet ist, wie in Elektrodenfingerabschnitten, kann die Widerstandskomponente vergrößert werden. Dementsprechend kann der Verlust vergrößert werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kettenfilter und einen Duplexer bereitzustellen, die verkleinert werden und einen niedrigen Verlust erreichen können.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung stellt ein Kettenfilter bereit, das mehrere Reihenarmresonatoren enthält, die auf einem Reihenarm angeordnet sind, über den ein Eingangsanschluss mit einem Ausgangsanschluss verbunden ist, und mehrere Parallelarmresonatoren enthält, die auf mehreren einzelnen Parallelarmen angeordnet sind, die den Reihenarm mit einem Erdungspotenzial verbinden. Das Kettenfilter enthält ein piezoelektrisches Substrat, einen Isolierfilm, der auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist, erste und zweite IDT-Elektroden, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet sind und die jeweils ein Paar Sammelschienen und mehrere Elektrodenfinger enthalten, die jeweils mit dem Paar Sammelschienen verbunden sind, eine erste Leitungselektrode, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist und von der mindestens ein Teil als die Sammelschiene auf einer Seite der ersten IDT-Elektrode ausgebildet ist, eine zweite Leitungselektrode, die auf dem piezoelektrischen Substrat angeordnet ist und von der mindestens ein Teil als die Sammelschiene auf einer Seite der zweiten IDT-Elektrode ausgebildet ist, und eine dritte Leitungselektrode, die auf die zweite Leitungselektrode laminiert ist. Die ersten und zweiten IDT-Elektroden sind als die mehreren Reihenarmresonatoren oder die mehreren Parallelarmresonatoren bereitgestellt. Die erste Leitungselektrode und die zweite Leitungselektrode sind mit verschieden Potenzialen verbunden. Die erste Leitungselektrode ist von der zweiten Leitungselektrode beabstandet. Mindestens ein Teil der dritten Leitungselektrode überlappt mindestens einen Teil der ersten Leitungselektrode, während der Isolierfilm zwischen beiden in einer Laminierungsrichtung angeordnet ist.
Bei einer konkreten Ausführungsform des Kettenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Breite der zweiten Leitungselektrode, die eine Abmessung entlang einer Richtung ist, in der sich die mehreren Elektrodenfinger erstrecken, geringer als eine Breite der ersten Leitungselektrode, die eine Abmessung entlang einer Richtung ist, in der sich die mehreren Elektrodenfinger erstrecken.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform des Kettenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Dicke der ersten Leitungselektrode gleich einer Dicke der zweiten Leitungselektrode.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform des Kettenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Dicke der dritten Leitungselektrode größer als Dicken der ersten und zweiten Leitungselektroden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform des Kettenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten die mehreren Parallelarmresonatoren einen ersten Parallelarmresonator und einen zweiten Parallelarmresonator. Der erste Parallelarmresonator ist auf einem Parallelarm der mehreren Parallelarme angeordnet und wird durch die erste IDT-Elektrode gebildet. Der zweite Parallelarmresonator ist auf einem anderen Parallelarm als dem Parallelarm, auf dem der erste Parallelarmresonator angeordnet ist, der mehreren Parallelarme angeordnet und wird durch die zweite IDT-Elektrode gebildet.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform des Kettenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung überlappt mindestens ein Teil des ersten Parallelarmresonators mindestens einen Teil des zweiten Parallelarmresonators in einer Richtung, in der sich die mehreren Elektrodenfinger erstrecken.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform des Kettenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Ende der ersten Leitungselektrode mit dem ersten Parallelarmresonator verbunden, und das andere Ende der ersten Leitungselektrode ist mit dem Erdungspotenzial verbunden. Ein Ende der zweiten Leitungselektrode ist mit dem zweiten Parallelarmresonator verbunden, und das andere Ende der zweiten Leitungselektrode ist mit mindestens einem Reihenarmresonator unter den mehreren Reihenarmresonatoren verbunden.
Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform des Kettenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich der Parallelarm, auf dem der erste Parallelarmresonator angeordnet ist, neben dem Parallelarm, auf dem der zweite Parallelarmresonator angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Duplexer bereit, der ein Übertragungsfilter und ein Empfangsfilter enthält. Das Übertragungsfilter enthält das Kettenfilter gemäß der vorliegenden Erfindung.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Bei der vorliegenden Erfindung ist die dritte Leitungselektrode auf die zweite Leitungselektrode laminiert, wie oben beschrieben, und mindestens ein Teil der dritten Leitungselektrode hat einen Abschnitt, der mindestens einen Teil der ersten Leitungselektrode überlappt, während der Isolierfilm zwischen beiden in der Laminierungsrichtung angeordnet ist. Dementsprechend ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, das Kettenfilter und den Duplexer bereitzustellen, deren Größe verringert werden können und mit denen ein geringer Verlust erreicht werden kann.
Figurenliste

1 ist ein Schaltbild eines Kettenfilters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2(a) ist eine schematische Grundrissansicht, die eine Struktur veranschaulicht, in der ein Isolierfilm und eine dritte Leitungselektrode von dem Kettenfilter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fortgenommen sind; 2(b) ist eine schematische Grundrissansicht, die aus der Vergrößerung eines Abschnitts resultiert, wo ein Parallelarmresonator P2 und ein Parallelarmresonator P3 angeordnet sind; und 2(c) ist eine schematische Grundrissansicht, die eine Elektrodenstruktur eines Ein-Port-Resonators für elastische Wellen veranschaulicht.
3 ist eine schematische Grundrissansicht zum Beschreiben einer Struktur, in der die dritte Leitungselektrode und der Isolierfilm auf den in 2(b) veranschaulichten Abschnitt aufgebracht sind, wobei der Parallelarmresonator P2 und der Parallelarmresonator P3 in dem Kettenfilter angeordnet sind.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie A-A des in 3 veranschaulichten Kettenfilters.
5 ist ein Kurvendiagramm zum Vergleichen von Dämpfung-Frequenz-Eigenschaften, wenn eine Widerstandskomponente (Widerstand) von 1 Ω zu einem Reihenarm des Kettenfilters hinzugefügt wird, und Dämpfung-Frequenz-Eigenschaften, wenn eine Widerstandskomponente von 1 Ω zu einem Parallelarm hinzugefügt wird.
6 ist ein Schaltbild zum Beschreiben einer Verbindung einer elektrostatischen Kapazität parallel zu einem einzelnen Parallelarmresonator in dem Kettenfilter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird im vorliegenden Text anhand einer Beschreibung konkreter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf der Basis der beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht.
(Kettenfilter)
1 ist ein Schaltbild eines Kettenfilters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2(a) ist eine schematische Grundrissansicht, die eine Struktur veranschaulicht, in der ein Isolierfilm und eine dritte Leitungselektrode von dem Kettenfilter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fortgenommen sind. 2(b) ist eine schematische Grundrissansicht, die aus der Vergrößerung eines Abschnitts resultiert, wo ein Parallelarmresonator P2 und ein Parallelarmresonator P3 angeordnet sind. 2(c) ist eine schematische Grundrissansicht, die eine Elektrodenstruktur eines Ein-Port-Resonators für elastische Wellen veranschaulicht.
Bei dem in 1 veranschaulichten Kettenfilter 1 sind Reihenarmresonatoren S1 bis S4 auf einem Reihenarm angeordnet, über den ein Eingangsanschluss 7 mit einem Ausgangsanschluss 8 verbunden ist. Der Reihenarmresonator S2 ist in Reihen unterteilt. Genauer gesagt, ist der Reihenarmresonator S2 in zwei geteilte Resonatoren S2a und S2b unterteilt. In ähnlicher Weise ist der Reihenarmresonator S3 in zwei geteilte Resonatoren S3a und S3b unterteilt, und der Reihenarmresonator S4 ist in zwei geteilte Resonatoren S4a und S4b unterteilt.
Ein Parallelarmresonator P1 ist auf einem Parallelarm angeordnet, der einen Knoten zwischen dem Reihenarmresonator S1 und dem Reihenarmresonator S2 und einem Erdungspotenzial verbindet. In ähnlicher Weise ist der Parallelarmresonator P2 auf einem Parallelarm angeordnet, der einen Knoten zwischen dem Reihenarmresonator S2 und dem Reihenarmresonator S3 und dem Erdungspotenzial verbindet. Der Parallelarmresonator P3 ist auf einem Parallelarm angeordnet, der einen Knoten zwischen dem Reihenarmresonator S3 und dem Reihenarmresonator S4 und dem Erdungspotenzial verbindet. Die Reihenarmresonatoren S1, S2 (die geteilten Resonatoren S2a und S2b), S3 (die geteilten Resonatoren S3a und S3b) und S4 (die geteilten Resonatoren S4a und S4b) und die Parallelarmresonatoren P1 bis P3 bestehen jeweils aus einem Ein-Port-Resonator für elastische Wellen.
Der Ein-Port-Resonator für elastische Wellen hat die in 2(c) veranschaulichte Elektrodenstruktur. Genauer gesagt, sind eine IDT-Elektrode 3 und Reflektoren 11 und 12, die auf beiden Seiten in einer Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen der IDT-Elektrode 3 angeordnet sind, auf einer Hauptfläche eines piezoelektrischen Substrats ausgebildet. Dies bildet den Ein-Port-Resonator für elastische Wellen.
Die IDT-Elektrode 3 kann aus einem geeigneten metallischen Material bestehen, wie zum Beispiel AI, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, W, oder einer Legierung, die eines der obigen Metalle als eine Hauptkomponente enthält. Die IDT-Elektrode 3 kann eine einzelne Schicht haben oder kann ein Mehrschichtkörper sein, in dem metallische Schichten aus zwei oder mehr Arten laminiert sind.
Die IDT-Elektrode 3 enthält mehrere erste Elektrodenfinger und mehrere zweite Elektrodenfinger. Die mehreren ersten Elektrodenfinger und die mehreren zweiten Elektrodenfinger erstrecken sich in einer Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen. Die mehreren ersten Elektrodenfinger und die mehreren zweiten Elektrodenfinger sind im Wechsel angeordnet. Ein Ende der mehreren ersten Elektrodenfinger ist mit einer ersten Sammelschiene verbunden, und ein Ende der mehreren zweiten Elektrodenfinger ist mit einer zweiten Sammelschiene verbunden.
Wie in 2(a) veranschaulicht, enthält das Kettenfilter 1 ein piezoelektrisches Substrat 2 einer rechteckigen Plattenform. Das piezoelektrische Substrat 2 besteht aus einem piezoelektrischen Einkristallsubstrat aus LiTaO₃ oder LiNbO₃. Das piezoelektrische Substrat 2 kann aus piezoelektrischer Keramik bestehen. In der vorliegenden Ausführungsform besteht das piezoelektrische Substrat 2 aus LiNbO₃.
2(a) veranschaulicht schematisch einen Abschnitt, wo die mehreren ersten Elektrodenfinger und die mehreren zweiten Elektrodenfinger in der IDT-Elektrode 3 in jedem der Reihenarmresonatoren S1, S2 (die geteilten Resonatoren S2a und S2b), S3 (die geteilten Resonatoren S3a und S3b) und S4 (die geteilten Resonatoren S4a und S4b) und die Parallelarmresonatoren P1 bis P3 im Wechsel angeordnet sind, mittels eines Blocks, der aus einem rechteckige Rahmen besteht, der diagonale Linien enthält. Die ersten und zweiten Sammelschienen der IDT-Elektrode 3 sind an beiden Enden in einer Richtung positioniert, in der sich die Elektrodenfinger in jedem Block erstrecken.
Eine erste Sammelschiene 3a der IDT-Elektrode 3 des Parallelarmresonators P2 ist als mindestens ein Teil einer ersten Leitungselektrode 4 ausgebildet. Eine zweite Sammelschiene 3b der IDT-Elektrode 3 des Parallelarmresonators P3 ist als mindestens ein Teil einer zweiten Leitungselektrode 5 ausgebildet.
Wie in 2(a) und 2(b) veranschaulicht, ist der Parallelarmresonator P2 mit einem Elektrodenkontaktfleck 9 verbunden, der über die erste Leitungselektrode 4 mit dem Erdungspotenzial verbunden ist. Ein Ende der ersten Leitungselektrode 4 ist mit dem Elektrodenkontaktfleck 9 verbunden, der mit dem Erdungspotenzial verbunden ist, und das andere Ende der ersten Leitungselektrode 4 ist mit dem Parallelarmresonator P2 verbunden.
Im Gegensatz dazu ist der Parallelarmresonator P3 über die zweite Leitungselektrode 5 mit den Reihenarmresonatoren S3 und S4 verbunden. Ein Ende der zweiten Leitungselektrode 5 ist mit dem Parallelarmresonator P3 verbunden, und das andere Ende der zweiten Leitungselektrode 5 ist mit den Reihenarmresonatoren S3 und S4 verbunden. Dementsprechend ist die zweite Leitungselektrode 5 mit einem anderen Potenzial verbunden als die erste Leitungselektrode 4.
Bei der vorliegenden Ausführungsform überlappt mindestens ein Teil des Parallelarmresonators P2 mindestens einen Teil des Parallelarmresonators P3 in der Richtung, in der sich die Elektrodenfinger der IDT-Elektrode 3 erstrecken. Dementsprechend ist es möglich, auf einfache Weise die unten beschriebenen kennzeichnenden Strukturen der vorliegenden Erfindung anzuwenden.
3 ist eine schematische Grundrissansicht zum Beschreiben einer Struktur, in der eine dritte Leitungselektrode 6 und der Isolierfilm auf den in 2(b) veranschaulichten Abschnitt aufgebracht sind, wo der Parallelarmresonator P2 und der Parallelarmresonator P3 in dem Kettenfilter angeordnet sind. Der Isolierfilm ist in 3 nicht veranschaulicht, und nur ein Bereich, wo der Isolierfilm angeordnet ist, ist in 3 veranschaulicht. In der schematischen Grundrissansicht in 3 ist die dritte Leitungselektrode 6 auf der zweiten Leitungselektrode 5 in 2(b) ausgebildet. Ein Bereich, der aus dem Entfernen des Bereichs eines Eckabschnitts außerhalb einer Strich-Punkt-Strich-Linie 10A in 3 und eines Bereichs, der von einer Strich-Punkt-Strich-Linie 10B umgeben ist, resultiert, ist mit dem Isolierfilm bedeckt. Ein Teil der dritten Leitungselektrode 6 überlappt einen Teil der ersten Leitungselektrode 4, während der Isolierfilm zwischen beiden angeordnet ist. In der vorliegenden Erfindung ist es ausreichend, dass die dritte Leitungselektrode 6 und die erste Leitungselektrode 4, in einer Grundrissansicht betrachtet, einander in Richtung der Hauptflächenseite des piezoelektrischen Substrats 2 teilweise überlappen, während der Isolierfilm zwischen beiden angeordnet ist. Die gesamte erste Leitungselektrode 4, welche die Sammelschiene bildet, die mit den Elektrodenfingern verbunden ist, kann mit der dritten Leitungselektrode 6, in einer Grundrissansicht betrachtet, in Richtung der Hauptfläche Seite des piezoelektrischen Substrats 2 überlappen.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie A-A des in 3 veranschaulichten Kettenfilters, das den Isolierfilm enthält. Die Positionsbeziehung zwischen den ersten bis dritten Leitungselektroden 4 bis 6 und einem Isolierfilm 10 auf dem piezoelektrischen Substrat 2 wird nun im Detail anhand der schematischen Querschnittsansicht in 4 beschrieben.
Wie in 4 veranschaulicht, sind erste und zweite IDT-Elektroden 3A und 3B auf der Hauptfläche des piezoelektrischen Substrats 2 angeordnet. Die erste IDT-Elektrode 3A bildet den Parallelarmresonator P2. Die zweite IDT-Elektrode 3B bildet den Parallelarmresonator P3.
Die erste IDT-Elektrode 3A besteht aus einem Elektrodenfingerabschnitt 3c der ersten IDT-Elektrode 3A, die aus den mehreren ersten und zweiten Elektrodenfingern und den ersten und zweiten Sammelschienen, die in 4 nicht veranschaulicht sind, besteht. Die zweite IDT-Elektrode 3B besteht aus einem Elektrodenfingerabschnitt 3d der zweiten IDT-Elektrode 3B, der aus den mehreren ersten und zweiten Elektrodenfingern und den ersten und zweiten Sammelschienen, die in 4 nicht veranschaulicht sind, besteht. Der Isolierfilm 10 ist auf dem Elektrodenfingerabschnitt 3c der ersten IDT-Elektrode 3A und dem Elektrodenfingerabschnitt 3d der zweiten IDT-Elektrode 3B angeordnet.
Der Isolierfilm 10 besteht aus SiO₂, das ein dielektrisches Material ist. Für das Material des Isolierfilms 10 bestehen keine konkreten Beschränkungen. Der Isolierfilm 10 kann aus SiO₂, SiN oder einem Harzmaterial, wie zum Beispiel Polyimid, oder einem allgemeinen dielektrischen Film, zum Beispiel aus SiO₂, Si₃N₄, SiON, SiC, Ta₂O₅, TiO₂, TiN, Al₂O₃ oder TeO₂, in einer Einzelschichtstruktur oder einer Mehrschichtstruktur gebildet werden. Es kann auch eine Konfiguration verwendet werden, in der der Isolierfilm 10 nicht auf dem Elektrodenfingerabschnitt 3c der ersten IDT-Elektrode 3A und dem Elektrodenfingerabschnitt 3d der zweiten IDT-Elektrode 3B angeordnet wird.
Die erste Sammelschiene der ersten IDT-Elektrode 3A ist als mindestens ein Teil der ersten Leitungselektrode 4 ausgebildet. Die zweite Sammelschiene der zweiten IDT-Elektrode 3B ist als mindestens ein Teil der zweiten Leitungselektrode 5 ausgebildet.
Die ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 sind so auf dem piezoelektrischen Substrat 2 angeordnet, dass sie sich entlang der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen erstrecken. Ein Abschnitt, der die Sammelschiene der ersten Leitungselektrode 4 bildet, ist von einem Abschnitt, der die Sammelschiene der zweiten Leitungselektrode 5 bildet, um eine bestimmte Distanz beabstandet. Genauer gesagt, ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Abschnitt, wo die ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 voneinander beabstandet sind, während der Isolierfilm 10 zwischen beiden angeordnet ist, vorhanden. Ein Spalt zwischen den ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5, die nebeneinander liegen, kann mit dem Isolierfilm 10 ausgefüllt werden, um die erste Leitungselektrode 4 vollständig von der zweiten Leitungselektrode 5 zu trennen. Die erste Leitungselektrode 4 ist elektrisch von der zweiten Leitungselektrode 5 isoliert, während der Isolierfilm 10 zwischen beiden angeordnet ist. Eine Breite W2, die eine Abmessung entlang der Richtung der Elektrodenfinger ist, der zweiten Leitungselektrode 5, die sich entlang der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen erstreckt, ist geringer als eine Breite W1, die eine Abmessung entlang der Richtung der Elektrodenfinger ist, der ersten Leitungselektrode 4, die sich entlang der Ausbreitungsrichtung elastischer Wellen erstreckt.
Eine Dicke D1 der ersten Leitungselektrode 4, die sich von der Hauptfläche des piezoelektrischen Substrats 2 aufwärts erstreckt, ist gleich einer Dicke D2 der zweiten Leitungselektrode 5. Die Dicke D1 der ersten Leitungselektrode 4, die gleich der Dicke D2 der zweiten Leitungselektrode 5 ist, wie in der vorliegenden Ausführungsform, ist bevorzugt, weil die ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 durch einen gemeinsamen Prozess hergestellt werden können. Die Dicke D1 der ersten Leitungselektrode 4 kann von der Dicke D2 der zweiten Leitungselektrode 5 in der vorliegenden Erfindung verschieden sein. Obgleich für die Dicken D1 und D2 der ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 keine besonderen Einschränkungen bestehen, liegt jede der Dicken D1 und D2 der ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 bevorzugt innerhalb eines Bereichs von mehreren zehn Nanometern bis mehreren hundert Nanometern.
Die ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 werden jeweils durch Laminieren von NiCr-Legierung, Pt, Ti, AICu-Legierung und Ti, in dieser Reihenfolge, gebildet. Für das Material der ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 bestehen keine besonderen Einschränkungen. Die ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 können aus einem geeigneten metallischen Material hergestellt werden, wie zum Beispiel AI, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, W, oder einer Legierung, die eines der obigen Metalle als eine Hauptkomponente enthält. Jede der ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 kann eine einzelne Schicht haben oder kann ein Mehrschichtkörper sein, in dem metallische Schichten von zwei oder mehr Arten laminiert sind, wie in der vorliegenden Ausführungsform. Die ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 können aus dem gleichen Material bestehen oder können aus verschieden Materialien bestehen. Die Dicke jeder Schicht in der vorliegenden Ausführungsform ist: NiCr-Legierung: 10 nm, Pt: 70 nm, Ti: 60 nm, AICu-Legierung: 130 nm, und Ti: 10 nm.
Die dritte Leitungselektrode 6 ist auf die zweite Leitungselektrode 5 laminiert. Ein Teil der dritten Leitungselektrode 6 überlappt auch einen Teil der ersten Leitungselektrode 4, während der Isolierfilm 10 zwischen beiden in der Laminierungsrichtung angeordnet ist. Eine Dicke D3 der dritten Leitungselektrode 6, die auf dem Isolierfilm 10 angeordnet ist, größer ist als die Dicke D1 der ersten Leitungselektrode 4 und die Dicke D2 der zweiten Leitungselektrode 5. Die Dicke D3 der dritten Leitungselektrode 6, die größer ist als die Dicke D1 der ersten Leitungselektrode 4 und die Dicke D2 der zweiten Leitungselektrode 5, ist bevorzugt, weil der Verlust weiter verringert werden kann.
Die dritte Leitungselektrode 6 wird durch Laminieren von Ti, AICu-Legierung, Ti und Pt gebildet. Für das Material der dritten Leitungselektrode 6 bestehen keine besonderen Einschränkungen. Die dritte Leitungselektrode 6 kann aus einem geeigneten metallischen Material, wie zum Beispiel AI, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, W, oder einer Legierung, die eines der obigen Metalle als eine Hauptkomponente enthält, hergestellt werden. Die dritte Leitungselektrode 6 kann eine einzelne Schicht haben oder kann ein Mehrschichtkörper sein, in dem metallische Schichten von zwei oder mehr Arten laminiert sind, wie in der vorliegenden Ausführungsform. Die dritte Leitungselektrode 6 kann aus dem gleichen Material wie dem der ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 bestehen oder kann aus einem Material bestehen, das von dem der ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 verschieden ist. Obgleich für die Filmdicke der dritten Leitungselektrode 6 keine besonderen Einschränkungen bestehen, hat die dritte Leitungselektrode 6 bevorzugt eine Filmdicke von 1.000 nm bis 3.000 nm, weil der Verlust mit einer solchen Filmdicke weiter verringert werden kann. Wenn die ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5 mit verschieden Potenzialen verbunden sind, wie in der vorliegenden Ausführungsform, so ist es notwendig, die erste Leitungselektrode 4 und die zweite Leitungselektrode 5 so anzuordnen, dass die erste Leitungselektrode 4 von der zweiten Leitungselektrode 5 um mindestens eine bestimmte Distanz beabstandet ist, mit dem Ziel, einen Kurzschluss zu verhindern. Dementsprechend nahm die Größe des Filters allgemein zu. Wenn die Breite W1 der ersten Leitungselektrode 4 und die Breite W2 der zweiten Leitungselektrode 5 klein ausgelegt werden, so wird der Widerstandswert aufgrund einer Verkleinerung der Leitungsbreiten vergrößert, wodurch der Widerstandsverlust größer wird. Dementsprechend war es im Stand der Technik schwierig, die Größe zu reduzieren.
Diesbezüglich enthält in dem Kettenfilter 1 ein Teil der dritten Leitungselektrode 6, die auf die zweite Leitungselektrode 5 laminiert ist, einen ersten Abschnitt 6a der dritten Leitungselektrode 6 und einen zweiten Abschnitt 6b von ihr. Der erste Abschnitt 6a ist in einer Öffnung des Isolierfilms 10 angeordnet, durch die hindurch die Sammelschiene der zweiten IDT-Elektrode 3B frei gelegt wird. Der zweite Abschnitt 6b ist so angeordnet, dass er sich von dem ersten Abschnitts 6a zur Seite der ersten Leitungselektrode 4 entlang der Oberseite des Isolierfilms 10 erstreckt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Öffnung ein Abschnitt, der von der Strich-Punkt-Strich-Linie 10B in 3 umgeben ist. Beim Blick in einer Grundrissansicht in Richtung der Hauptfläche des piezoelektrischen Substrats 2 hat die Öffnung eine Form, die ein Rechteck enthält, dessen Längsrichtung in der Richtung verläuft, in der sich die Sammelschiene der zweiten IDT-Elektrode 3B erstreckt.
Anders ausgedrückt: Beim Blick auf eine Grundrissansicht in Richtung der Hauptfläche des piezoelektrischen Substrats 2 überlappt der zweite Abschnitt 6b der dritten Leitungselektrode 6 einen Teil der ersten Leitungselektrode 4, während der Isolierfilm 10 zwischen beiden angeordnet ist. Dementsprechend ist es möglich, die Größe zu reduzieren, während die Distanz zwischen den benachbarten ersten und zweiten Leitungselektroden 4 und 5, welche die Sammelschienen der benachbarten ersten und zweiten IDT-Elektroden 3A und 3B bilden, beibehalten wird, ohne die Breite W2 der zweiten Leitungselektrode 5 zu vergrößern. Wenn eine solche Struktur verwendet wird, so bestehen Bedenken, dass der Verlust aufgrund der Zunahme des Widerstandswertes vergrößert wird. Jedoch wird ein Teil der dritten Leitungselektrode 6 auf die zweite Leitungselektrode 5 laminiert und mit dieser verbunden, so dass sie elektrisch mit der zweiten Leitungselektrode 5 in dem Kettenfilter 1 verbunden ist. Dementsprechend kann ein geringer Verlust erreicht werden. Da der Verlust in dem elektrischen Widerstand niedrig ausgelegt wird, kann darüber hinaus die Breite W2 der zweiten Leitungselektrode 5, mit der die dritte Leitungselektrode 6 verbunden ist, ebenfalls verringert werden. Folglich ist es möglich, einen geringen Verlust zu erreichen, während die Größe des Kettenfilters 1 weiter verringert wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Leitungselektrode 4, auf die die dritte Leitungselektrode 6 nicht direkt laminiert ist, mit dem Parallelarmresonator P2 verbunden und ist nicht mit den Reihenarmresonatoren S1 bis S4 verbunden. Dementsprechend ist es möglich, den Verlust weiter zu verringern. Dies wird nun im Detail anhand von 5 beschrieben.
5 ist ein Kurvendiagramm zum Vergleichen von Dämpfung-Frequenz-Eigenschaften, wenn eine Widerstandskomponente (Induktivität) von 1 Ω zu dem Reihenarm des Kettenfilters hinzugefügt wird, und Dämpfung-Frequenz-Eigenschaften, wenn eine Widerstandskomponente von 1 Ω zu dem Parallelarm hinzugefügt wird. Wie in 5 zu sehen, bezeichnet eine durchgezogene Linie die Dämpfung-Frequenz-Eigenschaften, wenn die Widerstandskomponente von 1 Ω zu dem Parallelarm hinzugefügt wird, und eine durchbrochene Linie bezeichnet die Dämpfung-Frequenz-Eigenschaften, wenn die Widerstandskomponente von 1 Ω zu dem Reihenarm hinzugefügt wird. Wie in 5 zu sehen, bezeichnet eine Strich-Punkt-Strich-Linie Dämpfung-Frequenz-Eigenschaften, wenn keine Widerstandskomponente zu dem Reihenarm und dem Parallelarm hinzugefügt wird. Die Differenz bei den Dämpfung-Frequenz-Eigenschaften ist zwischen dem Fall, wo die Widerstandskomponente von 1 Ω zu dem Parallelarm hinzugefügt wird, und dem Fall, wo keine Widerstandskomponente zu dem Reihenarm und dem Parallelarm hinzugefügt wird, gering. Dementsprechend liegt die durchgezogene Linie über der Strich-Punkt-Strich-Linie in Frequenzbändern außer einem Frequenzband nahe 880 MHz in 5.
Wie in 5 veranschaulicht, wird im Vergleich zu dem Fall, wo keine Widerstandskomponente zu dem Reihenarm und dem Parallelarm hinzugefügt wird, da sich der Gütewert nahe einer Resonanzfrequenz verschlechtert, wenn die Widerstandskomponente zu dem Reihenarm hinzugefügt wird, der Verlust um etwa 0,2 dB in einem weiten Bereich von 890 MHz bis 910 MHz vergrößert. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Widerstandskomponente zu dem Parallelarm hinzugefügt wird, der Verlust um etwa 0,2 dB nur nahe 880 MHz auf der Niederfrequenzseite vergrößert. Dementsprechend wird im Vergleich zu dem Fall, wo die Widerstandskomponente zu dem Reihenarm hinzugefügt wird, der Verlust verringert, wenn die Widerstandskomponente zu dem Parallelarm hinzugefügt wird.
Dementsprechend ist die erste Leitungselektrode 4, auf die die dritte Leitungselektrode 6 nicht direkt laminiert ist und in der eine Zunahme des Widerstandswertes zu erwarten ist, vorzugsweise nicht mit den Reihenarmresonatoren S1 bis S4 verbunden und ist mit den Parallelarmresonatoren P1 bis P3 verbunden. Dadurch kann eine Zunahme des Verlusts weiter unterdrückt werden.
Es wird nun wieder auf 3 Bezug genommen. Beim Blick auf eine Grundrissansicht in Richtung der Hauptfläche des piezoelektrischen Substrats 2 überlappt in dem Kettenfilter 1 ein Teil der dritten Leitungselektrode 6, die die Sammelschiene der zweiten IDT-Elektrode des Parallelarmresonators P3 bildet, der mit dem Elektrodenkontaktfleck 9 verbunden ist, der mit dem Erdungspotenzial verbunden ist, einen Teil der ersten Leitungselektrode 4, die mit dem Parallelarmresonator P2 verbunden ist, während der Isolierfilm 10 zwischen beiden angeordnet ist. Dementsprechend ist, präzise gesagt, eine elektrostatische Kapazität mit dem Parallelarmresonator P3 in dem Kettenfilter 1 parallel geschaltet, wie in einem Schaltbild in 6 veranschaulicht. Wenn die elektrostatische Kapazität gebildet wird, so wird die Antiresonanzfrequenz des Parallelarmresonators P3 zur Niederfrequenzseite bewegt. Dies erhöht die Schärfe zwischen der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz in den Impedanzeigenschaften des Parallelarmresonators P3. Der Wert einer fraktionalen Bandbreite, der ein Verhältnis ist, das durch Dividieren der Differenz zwischen der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz durch die Resonanzfrequenz berechnet wird, kann als ein Index der Schärfe verwendet werden. Der Wert der fraktionalen Bandbreite verringert sich in dem Maße, wie die Antiresonanzfrequenz zur Niederfrequenzseite verschoben wird und die Schärfe des Resonators zunimmt. Da die Schärfe der Impedanz zwischen der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz in dem Parallelarmresonator P3, der eine geringe fraktionale Bandbreite aufweist, vergrößert wird, wenn die Konfiguration, in der die elektrostatische Kapazität mit dem Parallelarmresonator P3 parallel geschaltet ist, verwendet wird, ist es möglich, die Schärfe auf der Niederfrequenzseite außerhalb des Durchlassbandes des Kettenfilters zu erhöhen.
Obgleich die vorliegende Erfindung in dem Abschnitt angewendet wird, wo der Parallelarmresonator P2 und der Parallelarmresonator P3 in dem Kettenfilter 1 angeordnet sind, ist die vorliegende Erfindung auch auf zwei beliebige Parallelarmresonatoren unter den mehreren Parallelarmresonatoren anwendbar. Die vorliegende Erfindung wird bevorzugt auf den Fall angewendet, wo zwei benachbarte Parallelarmresonatoren verwendet werden, wie in der vorliegenden Ausführungsform, weil sich die vorliegende Erfindung in diesem Fall auf einfache Weise anwenden lässt.
(Duplexer)
Ein Duplexer gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Übertragungsfilter und ein Empfangsfilter. Das Übertragungsfilter enthält das Kettenfilter gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung. Dementsprechend kann der Duplexer gemäß der vorliegenden Erfindung verkleinert werden, und sein Verlust kann verringert werden.
Genauer gesagt, nimmt die Größe zu, wenn die Resonatoren, die in Reihen geteilt sind, bereitgestellt werden, um die Fähigkeit zur Verarbeitung elektrischer Leistung zu verbessern, wie in dem Kettenfilter 1. Dementsprechend wird die vorliegende Erfindung bevorzugt für den Duplexer verwendet, der das Übertragungsfilter enthält, wie zum Beispiel das Kettenfilter 1.
Bezugszeichenliste

1: Kettenfilter
2: piezoelektrisches Substrat
3: IDT-Elektrode
3A, 3B: erste und zweite IDT-Elektroden
3a, 3b: erste und zweite Sammelschienen
3c: Elektrodenfingerabschnitt der ersten IDT-Elektrode
3d: Elektrodenfingerabschnitt der zweiten IDT-Elektrode
4 bis 6: erste bis dritte Leitungselektroden
6a, 6b: erste und zweite Abschnitte
7: Eingangsanschluss
8: Ausgangsanschluss
9: Elektrodenkontaktfleck
10: Isolierfilm
11, 12: Reflektoren
D1 bis D3: Dicken der ersten bis dritten Leitungselektroden
P1 bis P3: Parallelarmresonatoren
S1 bis S4: Reihenarmresonatoren
S2a, S2b, S3a, S3b, S4a, S4b: geteilte Resonatoren
W1, W2: Breiten der ersten und zweiten Leitungselektroden

Claims

Kettenfilter (1), das mehrere Reihenarmresonatoren (S1-S4) enthält, die auf einem Reihenarm angeordnet sind, über den ein Eingangsanschluss (7) mit einem Ausgangsanschluss (8) verbunden ist, sowie mehrere Parallelarmresonatoren (P1-P3) enthält, die auf mehreren einzelnen Parallelarmen angeordnet sind, die den Reihenarm mit einem Erdungspotenzial verbinden, wobei das Kettenfilter (1) umfasst: ein piezoelektrisches Substrat (2), einen Isolierfilm (10), der auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet ist, erste und zweite Interdigitaltransducer-Elektroden (3A, 3B), die auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet sind und die jeweils ein Paar Sammelschienen (3a, 3b) und mehrere Elektrodenfinger enthalten, die jeweils mit dem Paar Sammelschienen verbunden sind, eine erste Leitungselektrode (4), die auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet ist und von der mindestens ein Teil als die Sammelschiene auf einer Seite der ersten Interdigitaltransducer-Elektrode (3A) ausgebildet ist, eine zweite Leitungselektrode (5), die auf dem piezoelektrischen Substrat (2) angeordnet ist und von der mindestens ein Teil als die Sammelschiene auf einer Seite der zweiten Interdigitaltransducer-Elektrode (3B) ausgebildet ist, und eine dritte Leitungselektrode (6), die auf die zweite Leitungselektrode (5) laminiert ist, wobei die ersten und zweiten Interdigitaltransducer-Elektroden (3A, 3B) als die mehreren Reihenarmresonatoren (S1-S4) oder die mehreren Parallelarmresonatoren (P1-P3) bereitgestellt sind, wobei die erste Leitungselektrode (4) und die zweite Leitungselektrode (5) mit verschieden Potenzialen verbunden sind, wobei die erste Leitungselektrode (4) von der zweiten Leitungselektrode (5) beabstandet ist, und wobei mindestens ein Teil der dritten Leitungselektrode (6) mindestens einen Teil der ersten Leitungselektrode (4) überlappt, während der Isolierfilm zwischen beiden in einer Laminierungsrichtung angeordnet ist.
Kettenfilter (1) nach Anspruch 1, wobei eine Breite (W2) der zweiten Leitungselektrode (5), die eine Abmessung entlang einer Richtung ist, in der sich die mehreren Elektrodenfinger erstrecken, geringer ist als eine Breite (W1) der ersten Leitungselektrode (4), die eine Abmessung entlang einer Richtung ist, in der sich die mehreren Elektrodenfinger erstrecken.
Kettenfilter (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Dicke (D1) der ersten Leitungselektrode (4) gleich einer Dicke (D2) der zweiten Leitungselektrode ist.
Kettenfilter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Dicke (D3) der dritten Leitungselektrode (6) größer ist als Dicken (D1, D2) der ersten und zweiten Leitungselektroden (4, 5).
Kettenfilter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mehreren Parallelarmresonatoren (P1-P3) einen ersten Parallelarmresonator (P2) und einen zweiten Parallelarmresonator (P3) enthalten, wobei der erste Parallelarmresonator (P2) auf einem Parallelarm der mehreren Parallelarme angeordnet ist und durch die erste Interdigitaltransducer-Elektrode (3A) gebildet wird, wobei der zweite Parallelarmresonator (P3) auf einem anderen Parallelarm als dem Parallelarm, auf dem der erste Parallelarmresonator (P2) angeordnet ist, der mehreren Parallelarme angeordnet ist und durch zweite Interdigitaltransducer-Elektrode (3B) gebildet wird.
Kettenfilter (1) nach Anspruch 5, wobei mindestens ein Teil des ersten Parallelarmresonators (P2) mindestens einen Teil des zweiten Parallelarmresonators (P3) in einer Richtung überlappt, in der sich die mehreren Elektrodenfinger erstrecken.
Kettenfilter (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein Ende der ersten Leitungselektrode (4) mit dem ersten Parallelarmresonator (P2) verbunden ist und das andere Ende der ersten Leitungselektrode (4) mit dem Erdungspotenzial verbunden ist, und wobei ein Ende der zweiten Leitungselektrode (5) mit dem zweiten Parallelarmresonator (P3) verbunden ist und das andere Ende der zweiten Leitungselektrode (5) mit mindestens einem Reihenarmresonator (S3, S4) der mehreren Reihenarmresonatoren verbunden ist.
Kettenfilter (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei sich der Parallelarm, auf dem der erste Parallelarmresonator (P2) angeordnet ist, neben dem Parallelarm befindet, auf dem der zweite Parallelarmresonator (P3) angeordnet ist.
Duplexer, umfassend: ein Übertragungsfilter und ein Empfangsfilter, wobei das Übertragungsfilter das Kettenfilter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthält.