膜体声波谐振器、滤波器、双工器和模块制造技术

本发明专利技术涉及膜体声波谐振器、滤波器、双工器和模块。膜体声波谐振器包括：基板；设置在所述基板上的下部电极；设置在所述下部电极上的压电隔膜；以及设置在所述压电隔膜上的上部电极，其中：所述下部电极和所述上部电极中的至少一个具有位于谐振区域的边缘处的具有比所述谐振区域的中央部分的厚度更厚的厚度的厚隔膜区域，所述谐振区域是所述下部电极和所述上部电极隔着所述压电隔膜彼此面对的区域；并且所述厚隔膜区域的宽度小于在与所述压电隔膜的厚度方向相交叉的方向上传播的声波的波长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的某一方面涉及膜体声波谐振器、滤波器、双工器和模块，具体地涉及具有位于谐振区域的边缘处的厚隔膜区域的膜体声波谐振器、滤波器、双工器和模块。
技术介绍
因为诸如移动电话之类的无线通信设备的快速普及，对于高频滤波器的需求快速地增长。具体而言，需要具有小的尺寸和高的陆变度(precipitousness)的声波滤波器。声波滤波器具有声波谐振器。例如，在高于2GHz频带的高频带中，作为具有小尺寸和低损耗的谐振器，膜体声波谐振器被关注。膜体声波谐振器具有下部电极、上部电极以及位于下部电极和上部电极之间的压电隔膜。下部电极和上部电极隔着压电隔膜彼此面对的区域是对谐振有贡献的谐振区域。在谐振隔膜的厚度方向上传播的声波主要对谐振特性有贡献。当在厚度方向上传播的声波在横向上传播时可能出现杂波。 日本专利申请特开No. 2006-109472 (此后称为文件I)公开了一种技术，其中通过在谐振区域的边缘处设置作为上部电极的一部分且比谐振区域的中央部分薄的薄隔膜，横向上声波的传播被限制且杂波被限制。日本专利申请特开No. 2007-6501(此后称为文件2)和 Proceeding of IEEE international ultrasonic symposium 2006，pp456_459 (此后称为文件3)公开了一种技术，其中通过在薄隔膜区域的外部设置作为上部电极的一部分且比谐振区域的中央部分厚的厚隔膜区域，横向上的声波的传播被更多地限制且杂波被更多地限制。然而，使用文件I的方法，损耗可能增大。使用文件2和文件3的方法，当上部电极具有3个不同厚度时，制造成本可能增大。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种膜体声波谐振器，所述膜体声波谐振器包括基板；设置在所述基板上的下部电极；设置在所述下部电极上的压电隔膜；以及设置在所述压电隔膜上的上部电极，其中所述下部电极和所述上部电极中的至少一个具有位于谐振区域的边缘处的具有比所述谐振区域的中央部分的厚度更厚的厚度的厚隔膜区域，所述谐振区域是所述下部电极和所述上部电极隔着所述压电隔膜彼此面对的区域；并且所述厚隔膜区域的宽度小于在与所述压电隔膜的厚度方向相交叉的方向上传播的声波的波长。根据本专利技术的另一个方面，提供了另一种膜体声波谐振器，所述膜体声波谐振器包括基板；下部电极；设置在所述下部电极上的压电隔膜；以及设置在所述压电隔膜上的上部电极；其中所述下部电极和所述上部电极中的至少一个具有位于谐振区域的边缘处的具有比所述谐振区域的中央部分的厚度更厚的厚度的厚隔膜区域，所述谐振区域是所述下部电极和所述上部电极隔着所述压电隔膜彼此面对的区域；并且当所述膜体声波谐振器的谐振频率是“fr”、所述压电隔膜的硬度是“ell”且所述压电隔膜的密度是“ P ”时，所述厚隔膜区域的宽度由以下公式表示IrjjI ///\ ^ I"\ATILUUU /」WIaAV P根据本专利技术的另一个方面，提供了一种包括上述膜体声波谐振器中的一个的滤波器。根据本专利技术的另一个方面，提供了另一种滤波器，所述滤波器包括并联地耦合在输入端子和输出端子之间的一个或多个并联谐振器；以及用作串联谐振器且串联地耦合在输入端子和输出端子之间的一个或多个膜体声波谐振器。 根据本专利技术的另一个方面，提供了一种包括上述滤波器的双工器。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种包括上述膜体声波谐振器中的一个的模块。附图说明图IA例示串联谐振器的配置图；图IB例示并联谐振器的配置图；图IC例示串联谐振器和并联谐振器的通过特性；图2A例示单梯型滤波器的配置图；图2B例示单梯型滤波器的通过特性；图3A例示膜体声波谐振器的顶视图；图3B例示沿着图3A中的A-A线截取的剖面图；图4A至图4C例示另一个膜体声波谐振器的剖面图；图5A例示厚度纵向振动的频散曲线的示意图；图5B例示实现图5A的频散曲线的谐振器的通过特性的史密斯圆图的示意图；图6例示梯型滤波器的通过特性的示意图；图7例示频率-传播系数关系的示意图；图8A至图81例示每个驻波的示意图；图9A例示根据第一对比例的谐振器的谐振区域的边缘附近的示意性剖面图；图9B例示压电隔膜的位移的示意图；图IOA例示根据第二对比例的谐振器的谐振区域的边缘附近的示意性剖面图；图IOB例示压电隔膜的位移；图IlA和图IlB例示第二对比例的谐振区域的中央部分和薄隔膜区域中的频散曲线.图12A例示根据第三对比例的谐振器的谐振区域的边缘附近的示意性剖面图；图12B例示压电隔膜的位移的示意图；图13A至图13C例示第三对比例的谐振区域的中央部分、薄隔膜区域和厚隔膜区域的频散曲线；图14A例示根据第四对比例的谐振器的谐振区域的边缘附近的示意性剖面图；图14B例示压电隔膜的位移的示意图；图15A和图15B例示第四对比例的谐振区域的中央部分和厚隔膜区域的频散曲线.图16例示AIN的频散曲线的计算结果；图17 例不用于第一实施方式中的模拟的结构；图18A至图18D例示第一实施方式的模拟结果；图19例示用于第三对比例中的模拟的配置图；图20A至图20D例示第一实施方式和第三对比例的模拟结果；图21例示基准谐振器和第一实施方式和第三对比例的谐振器的通过特性的史密斯圆图；图22A和图22B例示根据第二实施方式的膜体声波谐振器的剖面图；图23例示根据第三实施方式的梯型滤波器的电路图；图24例示根据第四实施方式的双工器的电路图；图25例示根据第五实施方式的通信模块的框图；以及图26例示根据第六实施方式的振荡模块的框图。具体实施例方式首先，将参考梯型滤波器给出杂波的描述。图IA例示串联谐振器的配置图。图IB例示并联谐振器的配置图。图IC例示串联谐振器和并联谐振器的通过特性。如图IA所例示，串联谐振器S具有一对信号端子。这一对信号端子中的一个是输入端子Tin。另一个是输出端子Tout。如图IB所示，并联谐振器P具有一对信号端子。这一对信号端子中的一个耦合到接地端子。另一个耦合到将输入端子Tin和输出端子Tout耦合的线路。图IC的横轴指示频率。图IC的纵轴指示通过量。实线S指示串联谐振器S的通过特性。点线P指示并联谐振器P的通过特性。如图IC所例示，串联谐振器S的通过特性具有谐振点f;s (谐振频率)和反谐振点fas (反谐振频率)。在谐振点匕处，通过量最大。在反谐振点4,处，通过量最小。在另一个方面，并联谐振器P的通过特性具有谐振点&和反谐振点fap。在谐振点f;p处，通过量最小。在反谐振点fap处，通过量最大。图2A例示单梯型滤波器的配置图。图2B例示单梯型滤波器的通过特性。如图2A所例示，串联滤波器S串联地耦合到输入端子Tin和输出端子Tout。并联谐振器P耦合在输出端子Tout和地之间。例如，该单梯型滤波器被设计为使串联谐振器S的谐振点大致对应于并联谐振器P的反谐振点fap。图2B的横轴指示频率。图2B的纵轴指示通过量。对于图2A的结构，串联谐振器S的通过特性和并联谐振器P的通过特性组合成图2B的通过特性。在串联谐振器S的谐振点和并联谐振器P的反谐振点fap附近，通过量最大。另一方面，在串联谐振器S的反谐振点fas和并联谐振器P的谐振点f；p附近，通过量最小。并联谐振器P的谐振点f；p和串联谐振器S的反谐振点fas之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜体声波谐振器，所述膜体声波谐振器包括：基板；设置在所述基板上的下部电极；设置在所述下部电极上的压电隔膜；以及设置在所述压电隔膜上的上部电极，其中：所述下部电极和所述上部电极中的至少一个具有位于谐振区域的边缘处的具有比所述谐振区域的中央部分的厚度更厚的厚度的厚隔膜区域，所述谐振区域是所述下部电极和所述上部电极隔着所述压电隔膜彼此面对的区域；并且所述厚隔膜区域的宽度小于在与所述压电隔膜的厚度方向相交叉的方向上传播的声波的波长。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：原基扬，堤润，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：发明
国别省市：