滤波器、使用该滤波器的双工器及使用该双工器的通信机制造技术

本发明专利技术提供低损耗高性能的滤波器、使用该滤波器的双工器及使用该双工器的通信机。该滤波器具有：串联臂压电薄膜谐振器，其配置在串联臂上；以及并联臂压电薄膜谐振器，其配置在并联臂上，串联臂压电薄膜谐振器和并联臂压电薄膜谐振器分别具有基板（２１）、形成于基板（２１）上的下部电极（２２）、形成于下部电极（２２）上的压电膜（２３）、和形成于压电膜（２３）上的上部电极（２４）。串联臂压电薄膜谐振器的谐振部（２９）的长轴的长度（Ａ）相对于短轴长度（Ｂ）的比（Ａ／Ｂ）高于并联臂压电薄膜谐振器中的比。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有多个压电薄膜谐振器的滤波器、使用该滤波器的双工器及使用该双工器的通信机。
技术介绍
随着以便携电话为代表的无线设备的迅速普及，小型且轻质的谐振器以及组合谐振器而构成的滤波器的需求在增大。至今为止主要使用了介质滤波器和表面声波(SAW:Surface Acoustic Wave)滤波器，而最近，特别是由作为高频特性良好，并且能够小型化和单片化的元件的压电薄膜谐振器构成的滤波器正在受到关注。 作为压电薄膜谐振器，具有FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator :薄膜体声波谐振器)和SMR(Solidly Mounted Resonator :固嵌式谐振器)。FBAR在基板上具有由下部电极、压电膜和上部电极构成的层叠膜结构。在下部电极和上部电极隔着压电膜对置的部分(谐振部)处的下部电极的下方形成有空隙。此处，在FBAR中的空隙中，具有对设置在基板表面上的牺牲层进行湿法蚀刻而形成于下部电极和基板之间的空隙(空腔)(例如，参照专利文献1)、和通过湿法蚀刻或干法蚀刻等形成于基板上的空隙(通孔)(例如，参照非专利文献l)。 SMR代替FBAR的空隙而具有声多层膜。声多层膜以A/4(A :弹性波的波长)的膜厚交替层叠了声阻抗高的膜和声阻抗低的膜。 通过在输入端子、输出端子之间的串联臂和并联臂上配置这些压电薄膜谐振器来构成滤波器。在该滤波器中，当使串联臂的压电薄膜谐振器的谐振频率和并联臂的压电薄膜谐振器的反谐振频率大体一致时，工作为带通滤波器。 专利文献1 :日本特开昭60-189307号公报 非专利文献1 :K. NAKAMURA、 H. SASAKI 、 H. SHMIZU、 「Zn0/Si02-DIAPHRAGMCOMPOSITE RESONATOR ON A SILICON WAFER」、Electron. Lett. 、 1981年、17巻、507_509页 伴随近年来的通信机的小型化、低功耗化，要求滤波器的通过频带中的损耗降低。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种低损耗高性能的滤波器。 本专利技术的滤波器具有串联臂压电薄膜谐振器，其配置在串联臂上；以及并联臂压电薄膜谐振器，其配置在并联臂上，所述串联臂压电薄膜谐振器和所述并联臂压电薄膜谐振器分别具有基板、形成于所述基板上的下部电极、形成于所述下部电极上的压电膜、以及形成于所述压电膜上的上部电极，隔着所述压电膜的所述下部电极和所述上部电极对置而形成谐振部。为了解决上述问题，所述滤波器的特征在于，所述串联臂压电薄膜谐振器的、所述谐振部在所述压电膜平面方向上的最长宽度A相对于最短宽度B的比(A/B)比所述并联臂压电薄膜谐振器中的比高。 由本申请专利技术者发现了随着谐振部的最长宽度A比最短宽度B长，谐振点处的Q3值变高的现象。此外，发现了随着谐振部的最长宽度A接近最短宽度B，反谐振点处的Q值变高的现象。 在上述结构的滤波器中，串联臂压电薄膜谐振器的谐振部的最长宽度A相对于最短宽度B的比高于并联臂压电薄膜谐振器的比，因此Q值在串联臂压电薄膜谐振器的谐振点处变高。此外，并联臂压电薄膜谐振器的谐振部的最长宽度A相对于最短宽度B的比低于串联臂压电薄膜谐振器的比，因此Q值在并联臂压电薄膜谐振器的反谐振点处变高。因此，滤波器的通过频带中的损耗变低。 根据本专利技术，提供在压电薄膜谐振器滤波器中，能够通过优化串联臂的压电薄膜谐振器的谐振器点处的Q值和并联臂的压电薄膜谐振器的反谐振点处的Q值，低损耗高性能的滤波器。附图说明 图1是示出本专利技术的实施方式1涉及的梯形滤波器的结构的电路图。 图2A是示出本专利技术的实施方式1涉及的串联谐振器的结构的俯视图。 图2B是示出本专利技术的实施方式1涉及的串联谐振器的结构的剖视图。 图2C是示出本专利技术的实施方式1涉及的并联谐振器的结构的剖视图。 图3A是示出本专利技术的实施方式1涉及的梯形滤波器的串联臂的结构的电路图。 图3B是示出本专利技术的实施方式1涉及的梯形滤波器的并联臂的结构的电路图。 图3C是示出本专利技术的实施方式l涉及的梯形滤波器的串联臂和并联臂的衰减特性的曲线图。 图4A是示出本专利技术的实施方式1涉及的梯形滤波器的1级结构的电路图。 图4B是示出本专利技术的实施方式1涉及的梯形滤波器的1级的衰减特性的曲线图。 图5A是示出本专利技术的实施方式1涉及的压电薄膜谐振器的谐振点处的Q值相对于轴比的值的曲线图。 图5B是示出本专利技术的实施方式1涉及的压电薄膜谐振器的反谐振点处的Q值相对于轴比的值的曲线图。 图6A是示出本专利技术的实施方式1涉及的梯形滤波器的制造工序的剖视图。 图6B是示出图6A的下一工序的剖视图。 图6C是示出图6B的下一工序的剖视图。 图6D是示出图6C的下一工序的剖视图。 图7是示出实施例涉及的梯形滤波器的结构的电路图。 图8是示出实施例和比较例的梯形滤波器中的衰减特性的曲线图。 图9是示出本专利技术的实施方式2涉及的通信机的结构的框图。 标号说明 1 :梯形滤波器;2、31、34、37、Tin :输入端子;3、32、35、38、Tout :输出端子;4 :第1滤波器;5 :第2滤波器;6 :第3滤波器;7、8、9、33、S11、S12、S2、S3、S4 :串联谐振器;10、11、12、36、 Pl、 P2、 P3 :并联谐振器；21 :基板；22 :下部电极；23 :压电膜；24 :上部电极；25 :质量负载膜；26 :层叠膜；27 :空隙；28 :开口部；29 :谐振部；41 、42、43、51 、52 :衰减特性；61 :天线；62 :双工器；63 :发送侧信号处理部；64 :接收侧信号处理部；65 :话筒；66 :扬声器；67 :发送用滤波器；68 :接收用滤波器。具体实施例方式本专利技术的滤波器可以以上述结构为基本结构，来采取以下的各种形式。S卩，还能够形成为所述谐振部的形状是椭圆或长方形的结构。尤其是，通过形成为椭圆形状，可以减少在与连接上部电极和下部电极的方向垂直的方向上产生无用波的情况。可通过减少无用波来减少寄生。 此外，可在所述谐振部的下方的所述基板上形成有空隙。通过该结构，能够防止谐振部中的振动延及基板，从而减少滤波器中的损耗。 此外，所述压电膜还可以是呈现出以(002)方向为主轴的取向性的氮化铝或氧化锌。呈现出以(002)方向为主轴的取向性的氮化铝或氧化锌，由于压电效率高，因此用于压电膜时滤波器中的损耗变低。 本专利技术的双工器具有发送用滤波器、和通过频带与所述发送用滤波器不同的接收用滤波器，所述发送用滤波器和所述接收用滤波器中的至少一个使用如上所述的滤波器构成。根据该结构，滤波器的损耗低，因此双工器的损耗变低。本专利技术的通信机具有天线；与所述天线连接的如上所述的双工器；以及与所述双工器连接的信号处理部。根据该结构，滤波器的损耗低，因此通信机的功耗少。(实施方式1) 图1是示出本专利技术的实施方式1涉及的梯形滤波器1的结构的电路图。在输入端子2与输出端子3之间配置有第1滤波器4、第2滤波器5和第3滤波器6。第1滤波器4具有配置在串联臂上的串联谐振器7、和配置在并联臂上的并联谐振器10。第2滤波器5具有配置在串联臂上的串联谐振器8、和配置在并联臂上的并联谐振器11。第3滤波器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滤波器，该滤波器具有：串联臂压电薄膜谐振器，其配置在串联臂上；以及并联臂压电薄膜谐振器，其配置在并联臂上，所述串联臂压电薄膜谐振器和所述并联臂压电薄膜谐振器分别具有基板、形成于所述基板上的下部电极、形成于所述下部电极上的压电膜、以及形成于所述压电膜上的上部电极，所述下部电极和所述上部电极隔着所述压电膜对置而形成谐振部，所述滤波器的特征在于，所述串联臂压电薄膜谐振器的、所述谐振部在所述压电膜平面方向上的最长宽度（Ａ）相对于最短宽度（Ｂ）的比（Ａ／Ｂ）高于所述并联臂压电薄膜谐振器中的比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：原基扬，西原时弘，谷口真司，坂下武，横山刚，岩城匡郁，上田政则，斋藤康之，
申请(专利权)人：富士通株式会社，富士通媒体部品株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]