JP7456799B2 - フィルタおよびマルチプレクサ - Google Patents
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Description
上記構成において、前記複数の並列共振器および前記複数の直列共振器は、下部電極と前記下部電極上に設けられた圧電膜と前記圧電膜上に設けられた上部電極とを各々備える圧電薄膜共振器であり、前記一部の直列共振器は前記圧電膜の少なくとも一部を挟み前記下部電極と前記上部電極とが平面視において重なる共振領域内に弾性率の温度係数の符号が前記圧電膜の弾性率の温度係数の符号と反対の温度補償膜を備える構成とすることができる。
上記構成において、前記複数の並列共振器は共振領域内に温度補償膜を備え、前記一部の直列共振器の共振領域内の温度補償膜は、前記複数の並列共振器の共振領域内の温度補償膜より厚い構成とすることができる。
上記構成において、前記複数の並列共振器および前記複数の直列共振器は、圧電基板と前記圧電基板上に設けられた一対の櫛型電極とを備える弾性波共振器であり、前記一部の直列共振器は前記一対の櫛型電極を覆うように前記圧電基板上に設けられ、弾性率の温度係数の符号が前記圧電基板の弾性率の温度係数の符号と反対の温度補償膜を備える構成とすることができる。
図2(a)は、比較例1に係るフィルタの通過特性S21を示す図、図2(b)は、直列共振器および並列共振器の通過特性S21を示す図、図2(c)は、直列共振器および並列共振器のモーショナル腕電流密度を示す図である。図2(b)における並列共振器のS21は並列共振器をシャント接続した場合の通過特性S21である。モーショナル腕電流密度は主に弾性波の振動に寄与する電流密度であり、同じ電力の高周波信号が通過した場合の消費電力に対応する。すなわち、モーショナル腕電流密度のピークの周波数は消費電力のピークの周波数に相当する。
図3(a)は、実施例1に係るフィルタの直列共振器および並列共振器の通過特性S21を示す図、図3(b)は、直列共振器および並列共振器のモーショナル腕電流密度を示す図である。
図4(a)は、実施例1の変形例1に係るフィルタの直列共振器および並列共振器の通過特性S21を示す図、図4(b)は、直列共振器および並列共振器のモーショナル腕電流密度を示す図である。
図5(a)は、比較例2に係るフィルタの直列共振器および並列共振器の通過特性S21を示す図、図5(b)は、直列共振器および並列共振器のモーショナル腕電流密度を示す図である。図5(a)および図5(b)は、通過帯域Passの高周波端付近のみを示している。以降の図も同様である。
図6(a)は、実施例2に係るフィルタの直列共振器および並列共振器の通過特性S21を示す図、図6(b)は、直列共振器および並列共振器のモーショナル腕電流密度を示す図である。
図7(a)は、実施例2の変形例1に係るフィルタの直列共振器および並列共振器の通過特性S21を示す図、図7(b)は、直列共振器および並列共振器のモーショナル腕電流密度を示す図である。
図8(a)は、比較例3に係るフィルタの直列共振器および並列共振器の通過特性S21を示す図、図8(b)は、直列共振器および並列共振器のモーショナル腕電流密度を示す図である。
図9(a)は、実施例3に係るフィルタの直列共振器および並列共振器の通過特性S21を示す図、図9(b)は、直列共振器および並列共振器のモーショナル腕電流密度を示す図である。
図10(a)は、実施例3の変形例1に係るフィルタの直列共振器および並列共振器の通過特性S21を示す図、図10(b)は、直列共振器および並列共振器のモーショナル腕電流密度を示す図である。
実施例4は、実施例1から3およびその変形例に用いる弾性波共振器として圧電薄膜共振器を用いる例である。
2.5GHz帯用圧電薄膜共振器
下部電極12:厚さが145nmのルテニウム膜
圧電膜14:厚さ(T11+T12)が810nmの窒化アルミニウム膜
上部電極16:厚さが130nmのルテニウム膜
温度補償膜26:厚さがT2の酸化シリコン膜
3.5GHz帯用圧電薄膜共振器
下部電極12:厚さが100nmのルテニウム膜
圧電膜14:厚さ(T11+T12)が520nmの窒化アルミニウム膜
上部電極16:厚さが100nmがルテニウム膜
温度補償膜26:厚さがT2の酸化シリコン膜
図13(a)は、実施例4の変形例1における温度補償膜の平面図、図13(b)は、弾性波共振器R1の断面図、図13(c)は、挿入膜の平面図、図13(d)は、弾性波共振器R2の断面図である。
図14(a)および図14(b)は、実施例4の変形例2における温度補償膜および挿入膜の平面図、図14(c)および図14(d)は、弾性波共振器R1およびR2の断面図である。
図15(a)および図15(b)は、実施例4の変形例3における弾性波共振器R1およびR2の断面図である。
図16(a)および図16(b)は、実施例4の変形例4における弾性波共振器R1およびR2の断面図である。
図17(a)および図17(b)は、実施例4の変形例5における弾性波共振器R1およびR2の断面図である。
図18(a)および図18(b)は、実施例4の変形例6における弾性波共振器R1およびR2の断面図である。
図19(a)および図19(b)は、実施例4の変形例7における弾性波共振器R1およびR2の断面図である。
実施例5は、実施例1から4およびその変形例に用いる弾性波共振器として弾性表面波共振器または弾性境界波共振器を用いる例である。
図21は、実施例6に係るデュプレクサの回路図である。図21に示すように、共通端子Antと送信端子Txとの間に送信フィルタ60が接続されている。共通端子Antと受信端子Rxとの間に受信フィルタ62が接続されている。送信フィルタ60は、送信端子Txから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号として共通端子Antに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ62は、共通端子Antから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Rxに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信フィルタ60および受信フィルタ62の少なくとも一方を実施例1から5およびその変形例のフィルタとすることができる。送信フィルタ60には大電力の高周波信号が印加される。そこで、送信フィルタ60に実施例1から5およびその変形例のフィルタを用いることが好ましい。
12 下部電極
14 圧電膜
16 上部電極
18 積層膜
26 温度補償膜
28 挿入膜
30 空隙
31 音響反射膜
32 圧電基板
33 金属膜
34 温度補償膜
36 電極指
38 櫛型電極
50 共振領域
60 送信フィルタ
62 受信フィルタ
Claims (13)
- 一端が入力端子と出力端子との間を接続する経路に接続され、他端がグランドに接続され、弾性波を励振し、全ての並列共振器が負の周波数温度係数を有する複数の並列共振器と、
前記経路に設けられ、弾性波を励振し、全ての直列共振器が正の周波数温度係数を有する複数の直列共振器と、
を備えるフィルタ。 - 前記複数の直列共振器は1ppm/K以上の周波数温度係数を有する請求項1に記載のフィルタ。
- 一端が入力端子と出力端子との間を接続する経路に接続され、他端がグランドに接続され、弾性波を励振し、全ての並列共振器が負の周波数温度係数を有する複数の並列共振器と、
前記経路に設けられ、弾性波を励振し、全ての直列共振器が負の周波数温度係数を有し、一部の直列共振器のみが前記複数の並列共振器および前記一部の直列共振器以外の残りの直列共振器の全てより絶対値の小さい負の周波数温度係数を有する複数の直列共振器と、
を備えるフィルタ。 - 前記一部の直列共振器は、前記複数の直列共振器のうち前記経路内において最も前記入力端子に近い直列共振器を含む請求項3に記載のフィルタ。
- 前記一部の直列共振器は、前記複数の直列共振器のうち共振周波数が最も低い直列共振器を含む請求項3に記載のフィルタ。
- 前記複数の並列共振器および前記複数の直列共振器は、下部電極と前記下部電極上に設けられた圧電膜と前記圧電膜上に設けられた上部電極とを各々備える圧電薄膜共振器であり、
前記複数の直列共振器は前記圧電膜の少なくとも一部を挟み前記下部電極と前記上部電極とが平面視において重なる共振領域内に弾性率の温度係数の符号が前記圧電膜の弾性率の温度係数の符号と反対の温度補償膜を備える請求項1または2に記載のフィルタ。 - 前記複数の並列共振器および前記複数の直列共振器は、下部電極と前記下部電極上に設けられた圧電膜と前記圧電膜上に設けられた上部電極とを各々備える圧電薄膜共振器であり、
前記一部の直列共振器は前記圧電膜の少なくとも一部を挟み前記下部電極と前記上部電極とが平面視において重なる共振領域内に弾性率の温度係数の符号が前記圧電膜の弾性率の温度係数の符号と反対の温度補償膜を備える請求項3から5のいずれか一項に記載のフィルタ。 - 前記複数の並列共振器は共振領域内に温度補償膜を備えない請求項6または7に記載のフィルタ。
- 前記複数の並列共振器は共振領域内に温度補償膜を備え、
前記複数の直列共振器の共振領域内の温度補償膜は、前記複数の並列共振器の共振領域内の温度補償膜より厚い請求項6に記載のフィルタ。 - 前記複数の並列共振器は共振領域内に温度補償膜を備え、
前記一部の直列共振器の共振領域内の温度補償膜は、前記複数の並列共振器の共振領域内の温度補償膜より厚い請求項7に記載のフィルタ。 - 前記複数の並列共振器および前記複数の直列共振器は、圧電基板と前記圧電基板上に設けられた一対の櫛型電極とを備える弾性波共振器であり、
前記複数の直列共振器は前記一対の櫛型電極を覆うように前記圧電基板上に設けられ、弾性率の温度係数の符号が前記圧電基板の弾性率の温度係数の符号と反対の温度補償膜を備える請求項1または2に記載のフィルタ。 - 前記複数の並列共振器および前記複数の直列共振器は、圧電基板と前記圧電基板上に設けられた一対の櫛型電極とを備える弾性波共振器であり、
前記一部の直列共振器は前記一対の櫛型電極を覆うように前記圧電基板上に設けられ、弾性率の温度係数の符号が前記圧電基板の弾性率の温度係数の符号と反対の温度補償膜を備える請求項3から5のいずれか一項に記載のフィルタ。 - 請求項1から12のいずれか一項に記載のフィルタを含むマルチプレクサ。
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