特開 2017-152868 デュプレクサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-152868(P2017-152868A)

(43)【公開日】2017年8月31日

(54)【発明の名称】デュプレクサ

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/70 20060101AFI20170804BHJP

   H03H 9/54 20060101ALI20170804BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20170804BHJP

   H03H 9/72 20060101ALI20170804BHJP

   H03H 9/64 20060101ALI20170804BHJP

   H04B 1/52 20150101ALI20170804BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/70

   H03H9/54 Z

   H03H9/17 F

   H03H9/72

   H03H9/64 Z

   H04B1/52

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-32472(P2016-32472)

(22)【出願日】2016年2月23日

(71)【出願人】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】松田 隆志

(72)【発明者】

【氏名】木田 真澄

(72)【発明者】

【氏名】入枝 泰成

(72)【発明者】

【氏名】西原 時弘

(72)【発明者】

【氏名】谷口 眞司

【テーマコード（参考）】

5J097

5J108

5K011

【Ｆターム（参考）】

5J097AA21

5J097BB15

5J097CC05

5J097DD29

5J097FF05

5J097GG07

5J097KK03

5J097KK04

5J097KK07

5J097LL02

5J097LL07

5J108AA04

5J108AA07

5J108BB07

5J108BB08

5J108CC04

5J108CC11

5J108EE03

5J108EE04

5J108EE07

5J108EE13

5J108HH01

5J108HH04

5J108HH05

5J108JJ01

5K011BA03

5K011DA01

5K011DA27

5K011EA01

5K011EA06

5K011JA01

5K011KA13

(57)【要約】

【課題】デュプレクサの温度変化による特性劣化を抑制すること。
【解決手段】共通端子と第１端子との間に接続され第１直列共振器および第１並列共振器を備える第１フィルタと、第１フィルタより高い通信帯域を有し共通端子と第２端子との間に接続され第２直列共振器および第２並列共振器を備える第２フィルタと、第１直列共振器および第２並列共振器が設けられた第１チップと、第１並列共振器および第２直列共振器が設けられた第２チップと、を具備し、第１直列共振器の反共振周波数の温度係数ＧＡ、第１並列共振器の共振周波数の温度係数ＨＧＡ、第２直列共振器の反共振周波数の温度係数ＨＧＢ、第２並列共振器の共振周波数の温度係数ＧＢの大小関係は、ＧＢおよびＨＧＢはＧＡとＨＧＡとの間に位置する関係、およびＧＡおよびＨＧＡがＧＢとＨＧＢとの間に位置する関係のいずれでもないデュプレクサ。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

共通端子と第１端子との間に接続され、第１直列共振器および第１並列共振器を備える第１フィルタと、
前記第１フィルタより高い通信帯域を有し、前記共通端子と第２端子との間に接続され、第２直列共振器および第２並列共振器を備える第２フィルタと、
前記第１直列共振器および第２並列共振器が設けられた第１チップと、
前記第１チップと異なり、前記第１並列共振器および前記第２直列共振器が設けられた第２チップと、
を具備し、
前記第１直列共振器の反共振周波数の温度係数をＧＡ、前記第１並列共振器の共振周波数の温度係数をＨＧＡ、前記第２直列共振器の反共振周波数の温度係数をＨＧＢおよび前記第２並列共振器の共振周波数の温度係数をＧＢとしたとき、
ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係は、
ＧＡとＨＧＡとは異なり、かつＧＢおよびＨＧＢはＧＡとＨＧＡとの間に位置する関係、および
ＧＢとＨＧＢとは異なり、かつＧＡおよびＨＧＡがＧＢとＨＧＢとの間に位置する関係、
のいずれでもないデュプレクサ。

【請求項2】

ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係は、
ＧＢ＜ＨＧＡ＜ＧＡ＜ＨＧＢ、ＨＧＡ＜ＧＢ＜ＨＧＢ＜ＧＡ、ＧＢ＜ＨＧＡ＜ＨＧＢ＜ＧＡ、およびＨＧＡ＜ＧＢ＜ＧＡ＜ＨＧＢのいずれかの関係である請求項１記載のデュプレクサ。

【請求項3】

前記第１直列共振器および前記第２並列共振器は圧電薄膜共振器であり、
前記第１並列共振器および前記第２直列共振器は弾性表面波共振器である請求項２記載のデュプレクサ。

【請求項4】

前記圧電薄膜共振器の少なくとも一部と、前記弾性表面波共振器の少なくとも一部と、の少なくとも一方は温度補償されている請求項３記載のデュプレクサ。

【請求項5】

前記第１直列共振器および前記第２並列共振器は実質的に同じ膜厚の温度補償膜を有する、または全て温度補償膜を有さない請求項３記載のデュプレクサ。

【請求項6】

前記第１並列共振器および前記第２直列共振器は実質的に同じ膜厚の温度補償膜を有する、または全て温度補償膜を有さない請求項３記載のデュプレクサ。

【請求項7】

前記第１直列共振器および前記第２並列共振器は、実質的に同じ膜厚の温度補償膜を有する、または、全て温度補償膜を有さず、
前記第１並列共振器および前記第２直列共振器は、実質的に同じ膜厚の温度補償膜を有する、または、全て温度補償膜を有さず、
ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係は、
ＧＢ＜ＨＧＡ＜ＧＡ＜ＨＧＢ、ＨＧＡ＜ＧＢ＜ＨＧＢ＜ＧＡ、およびＨＧＡ＜ＧＢ＜ＧＡ＜ＨＧＢのいずれかの関係である請求項３記載のデュプレクサ。

【請求項8】

ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢは全て負である請求項２から７のいずれか一項記載のデュプレクサ。

【請求項9】

共通端子と第１端子との間に接続され、第１直列共振器および第１並列共振器を備える第１フィルタと、
前記第１フィルタより高い通信帯域を有し、前記共通端子と第２端子との間に接続され、第２直列共振器および第２並列共振器を備える第２フィルタと、
前記第１直列共振器および第２並列共振器が設けられた第１チップと、
前記第１チップと異なり、前記第１並列共振器および前記第２直列共振器が設けられた第２チップと、
を具備し、
前記第１直列共振器の反共振周波数の温度係数をＧＡ、前記第１並列共振器の共振周波数の温度係数をＨＧＡ、前記第２直列共振器の反共振周波数の温度係数をＨＧＢおよび前記第２並列共振器の共振周波数の温度係数をＧＢとしたとき、
ＧＡとＨＧＡは実質的に同じであり、かつＧＢとＨＧＢは実質的に同じであり、ＧＡおよびＨＧＡと、ＧＢおよびＨＧＢと、は異なるデュプレクサ。

【請求項10】

前記第１チップおよび前記第２チップを搭載し、前記第１直列共振器と第１並列共振器とを接続する第１配線と、前記第２直列共振器と前記第２並列共振器とを接続する第２配線と、を有する基板を具備する請求項１から９のいずれか一項記載のデュプレクサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はデュプレクサに関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話等の無線端末の高周波回路用のデュプレクサとして、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）共振器または圧電薄膜共振器を用いたフィルタが広く使用されている。デュプレクサは、送信フィルタおよび受信フィルタ等の複数のフィルタを有している。送信フィルタおよび受信フィルタ等のフィルタとして、直列共振器および並列共振器を有するラダー型フィルタが用いられる。

【0003】

特許文献１には、複数のフィルタの通過帯域のガードバンド側のスカート特性を形成する共振器と、ガードバンド側の反対側のスカート特性を形成する共振器と、のチップを分けることが記載されている。各チップは異なる素子技術を用い形成される。特許文献２には、直列共振器と並列共振器の電気機械結合係数を異ならせることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１１０６５５号公報

【特許文献2】特開２００５−２９５４９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１によれば、ガードバンド側のスカート特性の急峻化および温度安定性の向上と、フィルタの広帯域化との両立が可能となる。温度安定性を向上させるためには、共振器の共振周波数および反共振周波数の温度係数（ＴＣＦ：Temperature Coefficient of Frequency）の絶対値を０に近づけることが好ましい。しかしながら、全ての共振器の共振周波数および反共振周波数の温度係数の絶対値を０に近づけることは難しい。このため、温度変化によりフィルタの反射特性が劣化することがある。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、デュプレクサの温度変化による特性劣化を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、共通端子と第１端子との間に接続され、第１直列共振器および第１並列共振器を備える第１フィルタと、前記第１フィルタより高い通信帯域を有し、前記共通端子と第２端子との間に接続され、第２直列共振器および第２並列共振器を備える第２フィルタと、前記第１直列共振器および第２並列共振器が設けられた第１チップと、前記第１チップと異なり、前記第１並列共振器および前記第２直列共振器が設けられた第２チップと、を具備し、前記第１直列共振器の反共振周波数の温度係数をＧＡ、前記第１並列共振器の共振周波数の温度係数をＨＧＡ、前記第２直列共振器の反共振周波数の温度係数をＨＧＢおよび前記第２並列共振器の共振周波数の温度係数をＧＢとしたとき、ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係は、ＧＡとＨＧＡとは異なり、かつＧＢおよびＨＧＢはＧＡとＨＧＡとの間に位置する関係、およびＧＢとＨＧＢとは異なり、かつＧＡおよびＨＧＡがＧＢとＨＧＢとの間に位置する関係、のいずれでもないデュプレクサである。

【0008】

上記構成において、ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係は、ＧＢ＜ＨＧＡ＜ＧＡ＜ＨＧＢ、ＨＧＡ＜ＧＢ＜ＨＧＢ＜ＧＡ、ＧＢ＜ＨＧＡ＜ＨＧＢ＜ＧＡ、およびＨＧＡ＜ＧＢ＜ＧＡ＜ＨＧＢのいずれかの関係である構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、前記第１直列共振器および前記第２並列共振器は圧電薄膜共振器であり、前記第１並列共振器および前記第２直列共振器は弾性表面波共振器である構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記圧電薄膜共振器の少なくとも一部と、前記弾性表面波共振器の少なくとも一部と、の少なくとも一方は温度補償されている構成とすることができる。

【0011】

上記構成において、前記第１直列共振器および前記第２並列共振器は実質的に同じ膜厚の温度補償膜を有する、または全て温度補償膜を有さない構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記第１並列共振器および前記第２直列共振器は実質的に同じ膜厚の温度補償膜を有する、または全て温度補償膜を有さない構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、前記第１直列共振器および前記第２並列共振器は、実質的に同じ膜厚の温度補償膜を有する、または、全て温度補償膜を有さず、前記第１並列共振器および前記第２直列共振器は、実質的に同じ膜厚の温度補償膜を有する、または、全て温度補償膜を有さず、ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係は、ＧＢ＜ＨＧＡ＜ＧＡ＜ＨＧＢ、ＨＧＡ＜ＧＢ＜ＨＧＢ＜ＧＡ、およびＨＧＡ＜ＧＢ＜ＧＡ＜ＨＧＢのいずれかの関係である構成とすることができる。

【0014】

上記構成において、ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢは全て負である構成とすることができる。

【0015】

本発明は、共通端子と第１端子との間に接続され、第１直列共振器および第１並列共振器を備える第１フィルタと、前記第１フィルタより高い通信帯域を有し、前記共通端子と第２端子との間に接続され、第２直列共振器および第２並列共振器を備える第２フィルタと、前記第１直列共振器および第２並列共振器が設けられた第１チップと、前記第１チップと異なり、前記第１並列共振器および前記第２直列共振器が設けられた第２チップと、を具備し、前記第１直列共振器の反共振周波数の温度係数をＧＡ、前記第１並列共振器の共振周波数の温度係数をＨＧＡ、前記第２直列共振器の反共振周波数の温度係数をＨＧＢおよび前記第２並列共振器の共振周波数の温度係数をＧＢとしたとき、ＧＡとＨＧＡは実質的に同じであり、かつＧＢとＨＧＢは実質的に同じであり、ＧＡおよびＨＧＡと、ＧＢおよびＨＧＢと、は異なるデュプレクサである。

【0016】

上記構成において、前記第１チップおよび前記第２チップを搭載し、前記第１直列共振器と第１並列共振器とを接続する第１配線と、前記第２直列共振器と前記第２並列共振器とを接続する第２配線と、を有する基板を具備する構成とすることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、デュプレクサの温度変化による特性劣化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、実施例１に係るデュレプレクサの回路図である。

【図2】図２は、実施例１に係るデュレクサの平面模式図である。

【図3】図３は、実施例１に係るデュプレクサの断面模式図である。

【図4】図４（ａ）は、実施例１における圧電薄膜共振器の例を示す平面図、図４（ｂ）および図４（ｃ）は、それぞれ直列共振器および並列共振器における図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図5】図５（ａ）は、実施例１における圧電薄膜共振器の別の例を示す平面図、図５（ｂ）および図５（ｃ）は、それぞれ直列共振器および並列共振器における図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図6】図６（ａ）は、実施例１における弾性表面波共振器の例を示す平面図、図６（ｂ）から図６（ｄ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図7】図７は、実施例１における室温における通過特性を示す図である。

【図8】図８（ａ）から図８（ｃ）は、それぞれ共通端子、送信端子および受信端子からみた反射特性である。

【図9】図９は、ΔＴＣＦに対する反射特性の最悪値を示す図である。

【図10】図１０は、パターン０からパターン６のＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係を示す図である。

【図11】図１１（ａ）は、各パターンにおけるＨＧＡ、ＧＢ、ＧＡおよびＨＧＢを示す図であり、図１１（ｂ）は、各パターンにおける弾性表面波共振器の温度補償膜の膜厚を示す図である。

【図12】図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、送信フィルタおよび受信フィルタの反射特性のそれぞれ最悪値および変化率を示す図である。

【図13】図１３（ａ）から図１３（ｅ）は、ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係を示す図である。

【図14】図１４は、実施例１が適用できるＬＴＥバンドの例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0020】

図１は、実施例１に係るデュレプレクサの回路図である。図１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１０が電気的に接続されている。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間の受信フィルタ１２が電気的に接続されている。共通端子Ａｎｔとグランドとの間にインダクタＬ１が電気的に接続されている。受信フィルタ１２の通過帯域は送信フィルタ１０の通信帯域より高い。送信フィルタ１０は送信端子Ｔｘに入力した高周波信号のうち送信帯域の信号を共通端子Ａｎｔに出力し、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ１２は共通端子Ａｎｔに入力した高周波信号のうち受信帯域の信号を受信端子Ｒｘに出力し、他の周波数の信号を抑圧する。インダクタＬ１は整合回路として機能する。

【0021】

送信フィルタ１０は、ラダー型フィルタであり、直列共振器Ｓ１からＳ４、並列共振器Ｐ１からＰ３、並びにインダクタＬ２およびＬ３を有している。直列共振器Ｓ１からＳ４は共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に直列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ３は共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に並列に接続されている。インダクタＬ２は並列共振器Ｐ１からＰ３とグランドとの間に共通に接続されている。インダクタＬ３は送信端子Ｔｘとグランドとの間に接続されている。インダクタＬ２は受信帯域に減衰極を形成するためのインダクタである。インダクタＬ３は、送信端子Ｔｘのインピーダンス整合のためのインダクタである。

【0022】

受信フィルタ１２は、ラダー型フィルタであり、直列共振器Ｓ５からＳ８、並列共振器Ｐ４からＰ６、並びにインダクタＬ４からＬ７を有している。直列共振器Ｓ５からＳ８は共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に直列に接続されている。並列共振器Ｐ４からＰ６は共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に並列に接続されている。インダクタＬ４からＬ６は並列共振器Ｐ４からＰ６とグランドとの間に個々に接続されている。インダクタＬ７は受信端子Ｒｘとグランドとの間に接続されている。インダクタＬ４からＬ６は送信帯域に減衰極を形成するためのインダクタである。インダクタＬ７は、受信端子Ｒｘのインピーダンス整合のためのインダクタである。

【0023】

図２は、実施例１に係るデュレクサの平面模式図である。図２に示すように、直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ４からＰ６は、圧電薄膜共振器であり、チップ６０に形成されている。チップ６０に形成された配線６１は直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ４からＰ６に接続されている。直列共振器Ｓ５からＳ８および並列共振器Ｐ１からＰ３は、弾性表面波共振器であり、チップ６２に形成されている。チップ６２に形成された配線６３は直列共振器Ｓ５からＳ８および並列共振器Ｐ１からＰ３に接続されている。

【0024】

図３は、実施例１に係るデュプレクサの断面模式図である。図３に示すように、基板７０は積層された複数の絶縁層７０ａから７０ｃを有している。絶縁層７０ａから７０ｃの上面および下面には金属層７２が形成されている。絶縁層７０ａの下面には、金属層７２によりフットパッド６７が形成されている。絶縁層７０ｃの上面には、金属層７２により配線６６が形成されている。チップ６０および６２はバンプ６８を介し基板７０にフリップチップ実装されている。絶縁層７０ａから７０ｃは、例えば樹脂層またはセラミック層等である。金属層７２は、例えば銅層または金層である。バンプ６８は、例えばはんだバンプまたは金バンプである。

【0025】

図２および図３のように、直列共振器Ｓ１からＳ４と並列共振器Ｐ１からＰ３は、配線６１、バンプ６８、配線６６に含まれる配線６６ａ、バンプ６８および配線６３を介し電気的に接続されている。並列共振器Ｐ４からＰ６と直列共振器Ｓ５からＳ８は、配線６１、バンプ６８、配線６６に含まれる配線６６ｂ、バンプ６８および配線６３を介し電気的に接続されている。インダクタＬ１からＬ７は、金属層７２により形成されている。共通端子Ａｎｔ、送信端子Ｔｘおよび受信端子Ｒｘは、フットパッド６７に対応する。

【0026】

直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ４からＰ６である圧電薄膜共振器について説明する。図４（ａ）は、実施例１における圧電薄膜共振器の例を示す平面図、図４（ｂ）および図４（ｃ）は、それぞれ直列共振器および並列共振器における図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。この圧電薄膜共振器はバルク波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）を用いたＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）である。

【0027】

図４（ａ）および図４（ｂ）を参照し、直列共振器の構造について説明する。基板３０上に、下部電極３２が設けられている。基板３０の平坦主面と下部電極３２との間にドーム状の膨らみを有する空隙３４が形成されている。下部電極３２上に、圧電膜３６が設けられている。圧電膜３６は、下部圧電膜３６ａおよび上部圧電膜３６ｂを備えている。下部圧電膜３６ａと上部圧電膜３６ｂとの間に温度補償膜３８が設けられている。

【0028】

圧電膜３６を挟み下部電極３２と対向する領域（共振領域５２）を有するように圧電膜３６上に上部電極４０が設けられている。共振領域５２は、楕円形状を有し、厚み縦振動モードの弾性波が共振する領域である。上部電極４０は下層４０ａおよび上層４０ｂを含んでいる。上部電極４０上には周波数調整膜４２が形成されている。共振領域５２内の積層膜５０は、下部電極３２、圧電膜３６、温度補償膜３８、上部電極４０および周波数調整膜４２を含む。周波数調整膜４２はパッシベーション膜として機能してもよい。

【0029】

図４（ａ）のように、下部電極３２には犠牲層をエッチングするための導入路５６が形成されている。犠牲層は空隙３４を形成するための層である。導入路５６の先端付近は圧電膜３６で覆われておらず、下部電極３２は導入路５６の先端に孔部５４を有する。

【0030】

図４（ｃ）を参照し、並列共振器の構造について説明する。並列共振器は直列共振器と比較し、上部電極４０の下層４０ａと上層４０ｂとの間に、質量負荷膜４４が設けられている。よって、積層膜５０は直列共振器の積層膜に加え、共振領域５２内の全面に形成された質量負荷膜４４を含む。その他の構成は直列共振器の図４（ｂ）と同じであり説明を省略する。

【0031】

直列共振器と並列共振器との共振周波数の差は、質量負荷膜４４の膜厚を用い調整する。直列共振器と並列共振器との両方の共振周波数の調整は、周波数調整膜４２の膜厚を調整することにより行なう。

【0032】

基板３０として、例えばＳｉ（シリコン）基板を用いる。基板３０として、Ｓｉ基板以外に、石英基板、ガラス基板、セラミック基板またはＧａＡｓ基板等を用いることができる。下部電極３２として、例えば基板３０側がＣｒ（クロム）膜、圧電膜３６側がＲｕ（ルテニウム）膜の積層膜を用いる。上部電極４０の下層４０ａおよび上層４０ｂとして、例えばそれぞれＲｕ膜およびＣｒ膜を用いる。下部電極３２および上部電極４０として、ＲｕおよびＣｒ以外にもＡｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｕ（銅）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｐｔ（白金）、Ｒｈ（ロジウム）またはＩｒ（イリジウム）等の単層膜またはこれらの積層膜を用いることができる。

【0033】

圧電膜３６として、例えば（００２）方向を主軸とする窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜を用いる。圧電膜３６として、窒化アルミニウム以外にＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＰｂＴｉＯ₃（チタン酸鉛）等を用いることができる。また、例えば、圧電膜３６は、窒化アルミニウムを主成分とし、共振特性の向上または圧電性の向上のため他の元素を含んでもよい。例えば、添加元素として、Ｓｃ（スカンジウム）、２価の元素と４価の元素との２つの元素、または２価と５価との２つの元素を用いることにより、圧電膜３６の圧電性が向上する。このため、圧電薄膜共振器の実効的電気機械結合係数を向上できる。２価の元素は、例えばＣａ（カルシウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）またはＺｎ（亜鉛）である。４価の元素は、例えばＴｉ、Ｚｒ（ジルコニウム）またはＨｆ（ハフニウム）である。５価の元素は、例えばＴａ、Ｎｂ（ニオブ）またはＶ（バナジウム）である。さらに、圧電膜３６は、窒化アルミニウムを主成分とし、Ｂ（ボロン）を含んでもよい。

【0034】

周波数調整膜４２として、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）膜を用いる。酸化シリコン膜以外に窒化シリコン膜または窒化アルミニウム等を用いることができる。質量負荷膜４４として、例えばＴｉ膜を用いる。質量負荷膜４４として、Ｔｉ以外に、Ｒｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、ＲｈもしくはＩｒ等の単層膜を用いることができる。質量負荷膜４４は、上部電極４０の層間（下層４０ａと上層４０ｂとの間）以外にも、下部電極３２の下、下部電極３２の層間、上部電極４０の上、下部電極３２と圧電膜３６との間または圧電膜３６と上部電極４０との間に形成することができる。

【0035】

温度補償膜３８は、圧電膜３６の弾性定数の温度係数とは逆符号の温度係数を有する膜であり、例えば酸化シリコン膜を用いる。温度補償膜３８として、窒化シリコン膜を用いることができる。温度補償膜３８は、圧電薄膜共振器における温度補償効果を有する範囲において、第３元素を添加してもよい。温度補償膜３８は、上部電極４０の上、上部電極４０の層間、下部電極３２の層間または下部電極３２の下に形成することもできる。温度補償の効果をより発揮するため、上部電極４０と圧電膜３６との間、圧電膜３６の層間または圧電膜３６と下部電極３２との間に形成することが好ましい。

【0036】

図５（ａ）は、実施例１における圧電薄膜共振器の別の例を示す平面図、図５（ｂ）および図５（ｃ）は、それぞれ直列共振器および並列共振器における図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図５（ａ）から図５（ｃ）に示すように、圧電薄膜共振器は温度補償膜３８を備えていない。その他の構成は、図４（ａ）から図４（ｃ）と同じであり、説明を省略する。

【0037】

圧電薄膜共振器の例として、共振領域５２内の下部電極３２下に空隙３４を有するＦＢＡＲを例に説明した。圧電薄膜共振器は、空隙３４の代わりに圧電膜３６を伝搬する弾性波を反射する音響反射膜を有するＳＭＲ（Solidly Mounted Resonator）でもよい。共振領域５２として楕円形状の例を説明したが多角形状でもよい。

【0038】

並列共振器Ｐ１からＰ３および直列共振器Ｓ５からＳ８である弾性表面波共振器について説明する。図６（ａ）は、実施例１における弾性表面波共振器の例を示す平面図、図６（ｂ）から図６（ｄ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【0039】

図６（ａ）から図６（ｄ）に示すように、圧電基板８０上にＩＤＴ（Interdigital Transducer）８４および反射器８６が形成されている。ＩＤＴ８４および反射器８６は、金属膜８５により形成される。ＩＤＴ８４は、対向した一対の櫛型電極を有する。櫛型電極は、複数の電極指と複数の電極指が接続されたバスバーとを有する。反射器８６は、ＩＤＴ８４の弾性波の伝搬方向の両側に形成されている。圧電基板８０は、例えばタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板である。金属膜８５は、例えばＡｌ膜またはＣｕ膜である。

【0040】

図６（ｃ）および図６（ｄ）に示すように、圧電基板８０上に金属膜８５を覆うように温度補償膜８２が形成されている、温度補償膜８２は、圧電基板８０の弾性定数の温度係数とは逆符号の温度係数を有する膜であり、例えば酸化シリコン膜を用いる。温度補償膜８２として、窒化シリコン膜を用いることができる。温度補償膜８２は、弾性表面波共振器における温度補償効果を有する範囲において、第３元素を添加してもよい。図６（ｃ）と図６（ｄ）のように、温度補償膜８２の膜厚を異ならせることにより、温度係数ＴＣＦを異ならせることができる。温度補償膜８２は、圧電基板８０と金属膜８５との間に設けてもよい。

【0041】

図６（ｂ）のように、弾性表面波共振器には温度補償膜８２が設けられていなくてもよい。また、図６（ｃ）および図６（ｄ）のように、温度補償膜８２が設けられていてもよい。弾性表面波共振器において主に用いられる弾性表面波としてはレイリー波またはラブ波等を用いることができる。

【0042】

ＬＴＥ（Long Term Evolution）バンドＢ２５用のデュプレクサについて、シミュレーションを行なった。ＬＴＥバンドは、ＬＴＥ規格（Ｅ−ＵＴＲＡ Operating Band）に対応する周波数帯である。ＬＴＥバンドＢ２５の送信帯域は１８５０ＭＨｚから１９１５ＭＨｚ、受信帯域は１９３０ＭＨｚから１９９５ＭＨｚである。

【0043】

シミュレーションに用いた圧電薄膜共振器の材料および膜厚は以下である。温度補償膜は設けていない。
下部電極３２：膜厚８５ｎｍのＣｒ膜および膜厚１９５ｎｍのＲｕ膜
圧電膜３６：膜厚１２２０ｎｍの（００２）配向の窒化アルミニウム膜
上部電極４０の下層４０ａ：膜厚１９５ｎｍのＲｕ膜
上部電極４０の上層４０ｂ：膜厚２５ｎｍのＣｒ膜
周波数調整膜４２：膜厚２０ｎｍの酸化シリコン膜
質量負荷膜４４：膜厚４０ｎｍのＴｉ膜

【0044】

シミュレーションに用いた弾性表面波共振器の条件は以下である。
並列共振器Ｐ１からＰ３：
圧電基板８０：回転１２８°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板
金属膜８５：膜厚１３７ｎｍのＣｕ膜
温度補償膜８２：膜厚５６６ｎｍの酸化シリコン膜
（膜厚は圧電基板８０の上面からの値、金属膜８５の上面からの膜厚は５６６ｎｍ−１３７ｎｍ＝４２９ｎｍ）
ＩＤＴ８４のピッチλ：１．８５６６μｍ
ＩＤＴ８４の対数：５０対から２００対
ＩＤＴ８４の開口長：１５λから３５λ
（対数と開口長は共振器Ｐ１からＰ３によって組み合わせが異なる）
直列共振器Ｓ５からＳ７：
圧電基板８０：回転１２８°ＹカットＸ伝搬ニオブ酸リチウム基板
金属膜８５：膜厚１３２ｎｍのＣｕ膜
温度補償膜８２：膜厚５４３ｎｍの酸化シリコン膜
（膜厚は圧電基板８０の上面からの値）
ＩＤＴ８４のピッチλ：１．７８０９μｍ
ＩＤＴ８４の対数：５０対から２００対
ＩＤＴ８４の開口長：１５λから３５λ
（対数と開口長は共振器Ｓ５からＳ７によって組み合わせが異なる）

【0045】

上記条件で、送信フィルタ１０および受信フィルタの２５℃における通過特性をシミュレーションした。

【0046】

図７は、実施例１における室温における通過特性を示す図である。実線は送信フィルタ１０の通過特性であり、破線は受信フィルタ１２の通過特性を示す。図７に示すように、送信帯域と受信帯域は重なっていない。ＬＴＥバンド２５では、送信帯域と受信帯域との間のガードバンドが狭い。送信帯域の低周波側のスカート特性は主に並列共振器Ｐ１からＰ３により形成される。送信帯域の高周波側のスカート特性は主に直列共振器Ｓ１からＳ４により形成される。受信帯域の低周波側のスカート特性は主に並列共振器Ｐ４からＰ６により形成される。受信帯域の高周波側のスカート特性は主に直列共振器Ｓ５からＳ８により形成される。

【0047】

図８（ａ）から図８（ｃ）は、それぞれ共通端子、送信端子および受信端子からみた反射特性である。すなわち、共通端子Ａｎｔ、送信端子Ｔｘおよび受信端子Ｒｘをそれぞれポート１、２および３とすると、図８（ａ）から図８（ｃ）は、それぞれＳ１１、Ｓ２２およびＳ３３の大きさに相当する。送信フィルタ１０は、送信帯域の信号を通過させるため、送信帯域におけるＳ１１およびＳ２２は小さいことが好ましい。受信フィルタ１２は、受信帯域の信号を通過させるため、受信帯域におけるＳ１１およびＳ３３は小さいことが好ましい。通過帯域におけるＳ１１、Ｓ２２およびＳ３３が大きくなると、通過帯域における損失が大きくなる。

【0048】

図８（ａ）に示すように、共通端子Ａｎｔから送信フィルタ１０および受信フィルタ１２をみた反射特性では、送信帯域および受信帯域ともＳ１１は−１０ｄＢ以下である。図８（ｂ）に示すように、送信端子Ｔｘから送信フィルタ１０をみた反射特性では、送信帯域のＳ２２は−１０ｄＢ以下である。図８（ｃ）に示すように、受信端子Ｒｘから受信フィルタ１２をみた反射特性では、受信帯域のＳ３３は−１０ｄＢ以下である。

【0049】

図７のように、ガードバンドが狭いとき、送信フィルタ１０および受信フィルタ１２におけるガードバンド側のスカート特性は急峻であることが好ましい。また、ガードバンド側のフィルタの温度安定性は良好であることが好ましい。スカート特性の急峻化は、電気機械結合係数を小さくすることにより、温度安定性の向上は、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることにより実現することができる。したがって、ガードバンド側のスカート特性を形成する直列共振器Ｓ１からＳ４並びに並列共振器Ｐ４からＰ６は、電気機械結合係数および周波数温度係数ＴＣＦの絶対値が小さくなるようにすることが好ましい。このような共振器として、図４（ａ）から図５（ｃ）に示した圧電薄膜共振器が好ましい。圧電薄膜共振器は電気機械結合係数を小さくでき、スカート特性を急峻にできる。また、温度補償膜３８を用いることで、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることができる。

【0050】

一方、ガードバンドと反対側のスカート特性は、ガードバンド側に比べ急峻性および温度安定性がそれほど要求されない。その代わりに、フィルタの通過帯域がなるべく広くなるように設定されることが好ましい。帯域幅の拡大は、電気機械結合係数を大きくすることにより達成することができる。電気機械結合係数の向上とスカート特性の急峻化とはトレードオフの関係にある。したがって、ガードバンドと反対側のスカート特性を形成する並列共振器Ｐ１からＰ３および直列共振器Ｓ５からＳ８においては、電気機械結合係数が大きくなるようにすることが好ましい。このような共振器として、図６（ａ）から図６（ｄ）に示した弾性表面波共振器が好ましい。弾性表面波共振器は電気機械結合係数が高く、通過帯域の広帯域化が可能となる。さらに、図６（ｃ）および図６（ｄ）のように温度補償膜８２を用いたレイリー波共振器またはラブ波共振器は、周波数温度係数ＴＣＦの絶対値を小さくすることができる。

【0051】

圧電膜３６として窒化アルミニウム膜を用いた場合、温度補償を行なわないと圧電薄膜共振器のＴＣＦは負である。温度補償膜３８の膜厚によりＴＣＦを調整できる。しかし、温度補償膜３８を厚くすると共振特性が劣化してしまう。このため、圧電薄膜共振器では温度補償の範囲は限られる。温度特性は、共振周波数近傍と反共振周波数近傍で異なる。例えば、このシミュレーションでは、共振周波数のＴＣＦは−３２ｐｐｍ／℃であり、反共振周波数のＴＣＦは−２７ｐｐｍ／℃である。反共振周波数と共振周波数のＴＣＦの差は約５ｐｐｍ／℃である。このＴＣＦの差は、圧電膜３６として窒化アルミニウムを用いると温度補償膜３８およびその他積層膜５０内の層の材料および膜厚によらず、ほぼ５ｐｐｍ／℃である。

【0052】

圧電基板８０としてタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウムを用いた場合、温度補償を行なわないと、弾性表面波共振器のＴＣＦは負である。温度補償膜８２の膜厚によりＴＣＦを調整できる。温度補償膜８２を厚くすればＴＣＦをほぼ０とできるものの、通常ＴＣＦは負である。共振周波数と反共振周波数とでＴＣＦが異なる。例えば、このシミュレーションでは、共振周波数と反共振周波数のＴＣＦはともに負である。反共振周波数と共振周波数のＴＣＦの差は約１０ｐｐｍ／℃である。このＴＣＦ差は、圧電基板８０とおよび温度補償膜８２としてニオブ酸リチウム基板および酸化シリコン膜を用いると、酸化シリコン膜の膜厚並びに金属膜８５の材料および膜厚によらず、ほぼ１０ｐｐｍ／℃である。

【0053】

フィルタでは、通過帯域の低周波端および高周波端のＴＣＦが問題となるが、これらを並列共振器の共振周波数および直列共振器の反共振周波数のＴＣＦと考えてもよい。そこで、直列共振器Ｓ１からＳ４の反共振周波数の温度係数をＧＡ、並列共振器Ｐ１からＰ３の並列共振器の温度係数をＨＧＡ、直列共振器Ｓ５からＳ８の反共振周波数の温度係数をＨＧＢおよび並列共振器Ｐ４からＰ６の並列共振器の温度係数をＧＢとした。

【0054】

対象となる共振器が複数の場合、ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢは、各々対象となる共振器の温度係数の平均値とする。例えばＧＡは直列共振器Ｓ１からＳ４の反共振周波数の温度係数の平均値である。直列共振器Ｓ１からＳ４の反共振周波数の最低値と最高値との差が通過帯域に比べ十分小さい場合、直列共振器Ｓ１からＳ４の反共振周波数の温度係数は実質的に同じとみなすことができる。ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢについても同様である。

【0055】

ラダー型フィルタでは、直列共振器の反共振周波数と並列共振器の共振周波数との周波数間隔が変化するとインピーダンス特性が変化する。実施例１のように、ラダー型フィルタを構成する並列共振器と直列共振器との素子技術が異なると、温度変化によるインピーダンス特性の変化が複雑となる。室温（２５℃）において、フィルタのインピーダンスを整合させておいても、温度が高くなるとインピーダンスが変化する。これにより、反射特性が変わってしまう。

【0056】

そこで、送信フィルタ１０について、反射特性Ｓ１１およびＳ２２をシミュレーションした。圧電薄膜共振器である直列共振器Ｓ１からＳ４の反共振周波数のＴＣＦを−３２ｐｐｍ／℃とした。弾性表面波共振器である並列共振器Ｐ１からＰ３の共振周波数のＴＣＦを−３２ｐｐｍ／℃から−４８ｐｐｍ／℃に変化させた。

【0057】

図９は、ΔＴＣＦに対する反射特性の最悪値を示す図である。横軸のΔＴＣＦは、直列共振器Ｓ１からＳ４の反共振周波数のＴＣＦから並列共振器Ｐ１からＰ３の共振周波数のＴＣＦを引いた値の絶対値である。縦軸の反射特性の最悪値は、送信帯域内のＳ１１またはＳ２２の最も大きい値である。送信フィルタ１０のインピーダンス特性は２５℃で最適化し反射特性の最悪値は８５℃でシミュレーションしている。

【0058】

図９に示すように、フィルタにおけるΔＴＣＦが大きくなると８５℃における反射特性が劣化する。ΔＴＣＦに対する反射特性の最悪値はほぼ直線の相関となる。

【0059】

同じ素子技術を用い温度補償を同程度行なった共振器の反共振周波数のＴＣＦから共振周波数のＴＣＦから引いた値は正である。すなわち、同じチップ内の直列共振器と並列共振器とを別々に温度補償しなければ、ＧＢ＜ＧＡ、ＨＧＡ＜ＨＧＢである。そこで、ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係の６つのパターン１からパターン６についてフィルタの反射特性をシミュレーションした。

【0060】

図１０は、パターン０からパターン６のＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係を示す図である。図１０において、横軸はＴＣＦである。図１０に示すように、パターン１は、ＧＢ＜ＨＧＡ＜ＧＡ＜ＨＧＢである。パターン２は、ＧＢ＜ＧＡ＜ＨＧＡ＜ＨＧＢである。パターン３は、ＨＧＡ＜ＧＢ＜ＨＧＢ＜ＧＡである。パターン４は、ＨＧＡ＜ＨＧＢ＜ＧＢ＜ＧＡである。パターン５は、ＧＢ＜ＨＧＡ＜ＨＧＢ＜ＧＡである。パターン６は、ＨＧＡ＜ＧＢ＜ＧＡ＜ＨＧＢである。このように、パターン１から６は、ＧＢ＜ＧＡかつＨＧＡ＜ＨＧＢである。さらに、パターン０として、ＧＢ＝ＨＧＢ＜ＧＡ＝ＨＧＡとした。

【0061】

パターン０からパターン６として、並列共振器Ｐ１からＰ３および直列共振器Ｓ５からＳ８における弾性表面波共振器の温度補償膜８２の膜厚を変化させ、反射特性をシミュレーションした。

【0062】

図１１（ａ）は、各パターンにおけるＨＧＡ、ＧＡ、ＧＢおよびＨＧＢを示す図であり、図１１（ｂ）は、各パターンにおける弾性表面波共振器の温度補償膜の膜厚を示す図である。温度補償膜８２の膜厚は、圧電基板８０の上面からの値である。図１１（ａ）に示すように、ＧＡは、圧電薄膜共振器の直列共振器Ｓ１からＳ４の反共振周波数ｆａのＴＣＦであり、−２７ｐｐｍ／℃で一定である。ＧＢは、圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲと記載）の並列共振器Ｐ４からＰ６の共振周波数ｆｒのＴＣＦであり、−３２ｐｐｍ／℃で一定である。ＨＧＡは、弾性表面波共振器（ＳＡＷと記載）の並列共振器Ｐ１からＰ３の共振周波数ｆｒのＴＣＦであり、並列共振器における温度補償膜８２の膜厚により、所望の値とした。ＨＧＢは、弾性表面波共振器の直列共振器Ｓ５からＳ８の反共振周波数ｆａのＴＣＦであり、直列共振器における温度補償膜８２の膜厚により、所望の値とした。

【0063】

図１１（ｂ）に示すように、パターン１、２、３，４および６では、弾性表面波共振器の並列共振器Ｐ１からＰ３と直列共振器Ｓ５からＳ８との温度補償膜８２の膜厚を同じとしても所望のＴＣＦを実現できる。

【0064】

パターン０では、ＨＧＢ＜ＨＧＡである。このため、弾性表面波共振器の並列共振器Ｐ１からＰ３と直列共振器Ｓ５からＳ８の温度補償膜８２の膜厚がλ換算で同じであると、ＨＧＡ＜ＨＧＢとなってしまう。よって、弾性表面波共振器の並列共振器Ｐ１からＰ３の温度補償膜８２を直列共振器Ｓ５からＳ８の温度補償膜８２の膜厚をよりλ換算で大きくしないと、ＨＧＢ＜ＨＧＡとならない。

【0065】

パターン５では、ＨＧＢ−ＨＧＡ＜ＧＡ−ＧＢである。一般に、圧電薄膜共振器の反共振周波数ｆａのＴＣＦと共振周波数ｆｒのＴＣＦの差は、弾性表波共振器の反共振周波数ｆａのＴＣＦと共振周波数ｆｒのＴＣＦの差より小さい。このため、弾性表面波共振器の並列共振器Ｐ１からＰ３と直列共振器Ｓ５からＳ８の温度補償膜８２の膜厚が同じであると、ＧＡ−ＧＢ＜ＨＧＢ−ＨＧＡである。よって、弾性表面波共振器の並列共振器Ｐ１からＰ３の温度補償膜８２を直列共振器Ｓ５からＳ８の温度補償膜８２の膜厚をよりλ換算で大きくしないと、ＨＧＢ−ＨＧＡ＜ＧＡ−ＧＢとならない。

【0066】

図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、送信フィルタおよび受信フィルタの反射特性のそれぞれ最悪値および変化率を示す図である。送信フィルタ１０のＳ１１およびＳ２２はそれぞれ共通端子Ａｎｔおよび送信端子Ｔｘ側の反射特性を示し、受信フィルタ１２のＳ１１およびＳ３３はそれぞれ共通端子Ａｎｔおよび受信端子Ｒｘ側の反射特性を示す。送信フィルタ１０における最悪値は、温度が８５℃における送信帯域内のＳ１１およびＳ２２の最も大きい（すなわち絶対値の小さい）値を示す。受信フィルタ１２における最悪値は、温度が８５℃における受信帯域内のＳ１１およびＳ３３の最も大きい値を示す。最悪値は大きい（すなわち絶対値の小さい）ほど、反射が大きいことを示す。

【0067】

送信フィルタ１０における変化率は、２５℃から８５℃に変化させたとき送信帯域内で最も大きく変化したＳ１１およびＳ２２の２５℃から８５℃への変化率を示す。受信フィルタ１２における変化率は、２５℃から８５℃に変化させたとき受信帯域内で最も大きく変化したＳ１１およびＳ３３の２５℃から８５℃への変化率を示す。変化率はマイナスに大きい（絶対値が大きい）ものが２５℃に比べ８５℃において反射特性が大きく劣化していることを示す。

【0068】

図１２（ａ）および図１２（ｂ）において、パターン内で最も悪いＳ１１からＳ３３を楕円で囲んだ。送信フィルタ１０のＳ１１およびＳ２２はパターン４が最も悪い。受信フィルタ１２のＳ１１およびＳ３３はそれぞれパターン２およびパターン4が最も悪い。このように、パターン２、４が８５℃における反射が大きいことがわかった。

【0069】

以下、好ましいＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢを考察する。図９のように、フィルタにおける直列共振器の反共振周波数と並列共振器の共振周波数のＴＣＦの差ΔＴＦＣと反射特性Ｓ１１およびＳ２２の最悪値Ｓ１１ｍａｘおよびＳ２２ｍａｘとの関係は直線で近似できる。直線の式は以下の式となる。
Ｓ１１ｍａｘ＝Ａ×ΔＴＣＦ＋Ｂ （式１）
Ｓ２２ｍａｘ＝Ｃ×ΔＴＣＦ＋Ｄ （式２）
例えば、図９では、Ａ＝０．０７８、Ｂ＝１１．０５５、Ｃ＝０．０８７１、およびＤ＝１１．４３７である。

【0070】

低周波数側の送信フィルタ１０のΔＴＣＦをΔＴＣＦ１、高周波数側の受信フィルタ１２のΔＴＣＦをΔＴＣＦ２とすると、ΔＴＣＦ１およびΔＴＣＦ２は以下の式となる。
ΔＴＣＦ１＝｜ＧＡ−ＨＧＡ｜ （式３）
ΔＴＣＦ２＝｜ＨＧＢ−ＧＢ｜ （式４）

【0071】

ΔＧ＝｜ＧＢ−ＧＡ｜
ΔＨＧ＝｜ＨＧＢ−ＨＧＡ｜
とすると、ΔＧおよびΔＨＧは、反共振周波数と共振周波数のＴＣＦ差であり、共振器の種類およびその材料に関係している、図１０から図１２（ｂ）のシミュレーションでは、｜ＧＡ−ＧＢ｜＝ΔＧ＝５ｐｐｍ／℃および｜ＨＧＢ−ＨＧＡ｜＝ΔＨＧ＝１０ｐｐｍ／℃である。

【0072】

送信フィルタ１０のＳ２２および受信フィルタ１２のＳ３３は、Ｓ１１と相関があるため、Ｓ１１ｍａｘを考える。送信フィルタ１０帯域および受信フィルタ１２帯域のＳ１１ｍａｘをＳｍａｘ１およびＳｍａｘ２とする。式１と式３および式４とから、Ｓｍａｘ１およびＳｍａｘ２は以下となる。
Ｓｍａｘ１＝Ａ１×｜ΔＴＣＦ１｜＋Ｂ１
＝Ａ１×｜ＧＡ−ＨＧＡ｜＋Ｂ１ （式５）
Ｓｍａｘ２＝Ａ２×｜ΔＴＣＦ２｜＋Ｂ２
＝Ａ２×｜ＧＢ−ＨＧＢ｜＋Ｂ２
＝Ａ２×｜（ＧＡ＋ΔＧ）−（ＨＧＡ＋ΔＨＧ）｜＋Ｂ２
＝Ａ２×｜ＧＡ−ＨＧＡ−（ΔＨＧ−ΔＧ）｜＋Ｂ２ （式６）

【0073】

Ａ１およびＡ２は正であるため、式５および式６からＳｍａｘ１およびＳｍａｘ２が最小となるのは、｜ＧＡ−ＨＧＡ｜および｜ＧＡ−ＨＧＡ−（ΔＨＧ−ΔＧ）｜が最小となるときである。全ての温度特性がなければ、ΔＧ＝ΔＨＧ＝０となるが、そうでない場合、チップ６０と６２は異なる種類の共振器および材料を用いるためΔＧとΔＨＧとは同じにならない。よって、Ｓｍａｘ１およびＳｍａｘ２を同時に最小とはできない。すなわち、Ｓｍａｘ１を最小とすると、Ｓｍａｘ２は大きくなり、Ｓｍａｘ２を最小とするとＳｍａｘ１は大きくなる。

【0074】

Ｓｍａｘ１およびＳｍａｘ２が互いに小さくできる範囲をΔＴＣＦｍｉｎとすると、
ＧＡ−ＨＧＡ＜０のとき
｜ＧＡ−ＨＧＡ｜＜ΔＴＣＦｍｉｎ＜｜ＧＡ−ＨＧＡ−（ΔＨＧ−ΔＧ）｜ （式７）
ＧＡ−ＨＧＡ＞０のとき
｜ＧＡ−ＨＧＡ−（ΔＨＧ−ΔＧ）｜＜ΔＴＣＦｍｉｎ＜｜ＧＡ−ＨＧＡ｜ （式８）
となる。

【0075】

式７および式８から、Ｓｍａｘ１およびＳｍａｘ２を互いに小さくするためには、ＧＡ−ＨＧＡ＜０のとき｜ＧＡ−ＨＧＡ−（ΔＨＧ−ΔＧ）｜を小さくすることが好ましい。ＧＡ−ＨＧＡ＞０のとき、｜ＧＡ−ＨＧＡ｜を小さくすることが好ましい。

【0076】

図１３（ａ）から図１３（ｅ）は、ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係を示す図である。図１３（ａ）は、パターン２の大小関係を示す。ΔＧ＝｜ＧＢ−ＧＡ｜およびΔＨＧ＝｜ＨＧＢ−ＨＧＡ｜は温度補償をしても変わらないため、一定である。パターン２では、ΔＴＣＦ１よりΔＴＣＦ２が大きい。そこで、図１３（ｂ）に示すように、ＧＡおよびＧＢのＴＣＦを大きくする。このときΔＧは変わらない。ΔＴＣＦ１およびΔＴＣＦ２は図１３（ａ）より小さくなる。図１３（ｃ）に示すように、さらに、ＧＡおよびＧＢを大きくする。ＧＡとＧＨＡが同じとなるとΔＴＣＦ１は０となる。しかし、ΔＴＣＦ２はまだ大きい。そこで、図１３（ｄ）に示すように、ＧＡおよびＧＢをさらに大きくする。ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係はパターン３となる。ΔＴＣＦ２は小さくなるが、ΔＴＣＦ１が大きくなる。図１３（ｅ）に示すように、さらにＧＡおよびＧＢを大きくするとＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係はパターン４となる。このとき、ΔＴＣＦ２は小さいがΔＴＣＦ１が大きくなる。このように、パターン２とパターン４では、ΔＴＣＦ１またはΔＴＣＦ２が大きくなってしまう。

【0077】

より一般かすれば、ＧＡとＨＧＡの間にＧＢおよびＨＧＢが位置する大小関係、およびＧＢとＨＧＢの間にＧＡおよびＧＢＡが位置する大小関係では、ΔＴＣＦ１およびΔＴＣＦ２のいずれかが大きくなる。すなわち、Ｓｍａｘ１およびＳｍａｘ２のいずれかが大きくなってしまう。

【0078】

以上のように、実施例１によれば、図２のように、チップ６０（第１チップ）に送信フィルタ１０の直列共振器Ｓ１からＳ４（第１直列共振器）並びに受信フィルタ１２の並列共振器Ｐ４からＰ６（第２並列共振器）が設けられている。チップ６０と異なるチップ６２（第２チップ）に送信フィルタ１０の並列共振器Ｐ１からＰ３（第１並列共振器）並びに受信フィルタ１２の直列共振器Ｓ５からＳ８（第２直列共振器）が設けられている。そして、これらの大小関係は、ＧＡおよびＨＧＡが異なり、かつＧＢおよびＨＧＢがＧＡとＨＧＡとの間に位置する関係、および、ＧＢおよびＨＧＢが異なり、かつＧＡおよびＨＧＡがＧＢとＨＧＢとの間に位置する関係のいずれでもない。

【0079】

ＧＡおよびＨＧＡが異なり、かつＧＢおよびＨＧＢがＧＡとＨＧＡとの間に位置する関係のとき、｜ＧＡ−ＧＨＡ｜が大きくなる。よって、Ｓｍａｘ１が大きくなる。ＧＢおよびＨＧＢが異なり、かつＧＡおよびＨＧＡがＧＢとＨＧＢとの間に位置する関係のとき、｜ＧＡ−ＨＧＡ−（ΔＨＧ−ΔＧ）｜が大きくなる。よって、Ｓｍａｘ２が大きくなる。そこで、これらのいずれでもない関係とする。これにより、Ｓｍａｘ１およびＳｍａｘ２のいずれかが大きくなることがなく、Ｓｍａｘ１およびＳｍａｘ２をともに小さくできる。すなわち、送信フィルタ１０および受信フィルタ１２の通過帯域における反射特性をともに良好とできる。よって、デュプレクサの温度変化による特性劣化を抑制することができる。

【0080】

図１０のように、反共振周波数のＴＣＦが共振周波数のＴＣＦより小さい場合、すなわちＧＢ＜ＧＡおよびＨＧＡ＜ＨＧＢの場合、パターン１（ＧＢ＜ＨＧＡ＜ＧＡ＜ＨＧＢ）、パターン３（ＨＧＡ＜ＧＢ＜ＨＧＢ＜ＧＡ）、パターン５（ＧＢ＜ＨＧＡ＜ＨＧＢ＜ＧＡ）、およびパターン６（ＨＧＡ＜ＧＢ＜ＧＡ＜ＨＧＢ）のいずれかの関係であることが好ましい。これにより、送信フィルタ１０および受信フィルタ１２の反射特性をともに良好にできる。なお、ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢが全て負である場合を例にシミュレーションしたが、図９のように、Ｓｍａｘ１およびＳｍａｘ２はΔＴＣＦ１およびΔＴＣＦ２にほぼ比例する。よってｍＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの一部またはすべてが正でも同様の結論となる。

【0081】

直列共振器Ｓ１からＳ８並びに並列共振器Ｐ１からＰ６は全て圧電薄膜共振器でもよいし、すべて弾性表面波共振器でもよい。しかし、直列共振器Ｓ１からＳ４（第１直列共振器）並びに並列共振器Ｐ４からＰ６（第２並列共振器）は圧電薄膜共振器であり、直列共振器Ｓ５からＳ８（第２直列共振器）並びに並列共振器Ｐ１からＰ３（第１並列共振器）は弾性表面波共振器であることが好ましい。これにより、ガードバンド側のスカート特性を急峻とし、かつ送信フィルタ１０および受信フィルタ１２を広帯域化できる。

【0082】

直列共振器Ｓ１からＳ４並びに並列共振器Ｐ４からＰ６の圧電薄膜共振器の少なくとも一部と、直列共振器Ｓ５からＳ８並びに並列共振器Ｐ１からＰ３の弾性表面波共振器の少なくとも一部と、の少なくとも一方は温度補償されていることが好ましい。これにより、共振器のＴＣＦを調整できる。例えば、直列共振器Ｓ１からＳ４並びに並列共振器Ｐ４からＰ６の少なくとも一部を図４（ａ）から図４（ｃ）に示した温度補償膜３８を有する圧電薄膜共振器とすることができる。直列共振器Ｓ１からＳ４並びに並列共振器Ｐ４からＰ６の少なくとも一部は図５（ａ）から図５（ｃ）に示した温度補償膜を有さない圧電薄膜共振器でもよい。また、例えば、直列共振器Ｓ５からＳ８並びに並列共振器Ｐ１からＰ３の少なくとも一部を図６（ｃ）および図６（ｄ）に示した温度補償膜８２を有する弾性表面波共振器とすることができる。直列共振器Ｓ５からＳ８並びに並列共振器Ｐ１からＰ３の少なくとも一部は図４（ｂ）に示した温度補償膜を有さない弾性表面波共振器でもよい。

【0083】

直列共振器Ｓ１からＳ４並びに並列共振器Ｐ４からＰ６は実質的に同じ膜厚の温度補償膜３８を有する、または全て温度補償膜を有さないことが好ましい。これにより、チップ６０内で温度補償膜３８の膜厚を異ならす工程がなくてもよい。よって、図２のチップ６０の製造工程を簡略化できる。温度補償膜３８の膜厚が実質的に同じとは、例えば同じ製造工程で成膜した場合の膜厚差を許容する程度に同じことを示す。以下の温度補償膜８２についても同じである。

【0084】

直列共振器Ｓ５からＳ８並びに並列共振器Ｐ１からＰ３は実質的に同じ膜厚の温度補償膜８２を有する、または全て温度補償膜を有さないことが好ましい。これにより、チップ６２内で温度補償膜８２の膜厚を異ならす工程がなくてもよい。よって、図２のチップ６２の製造工程を簡略化できる。

【0085】

直列共振器Ｓ１からＳ４並びに並列共振器Ｐ４からＰ６は、圧電薄膜共振器であり、実質的に同じ膜厚の温度補償膜３８を有する。または、全て温度補償膜３８を有さない。かつ、直列共振器Ｓ５からＳ８並びに並列共振器Ｐ１からＰ３は、弾性表面波共振器であり、実質的に同じ膜厚の温度補償膜８２を有する、または、全て温度補償膜８２を有さない。これにより、図２のチップ６０及び６２の製造工程を簡略化できる。パターン５（すなわちＧＢ＜ＨＧＡ＜ＨＧＢ＜ＧＡ）とするためには、弾性表面波共振器の温度補償膜８２の膜厚を、直列共振器Ｓ５からＳ８と並列共振器Ｐ１からＰ３とで異ならせることになる。よって、上記膜厚を満足しない。よって、ＧＡ、ＧＢ、ＨＧＡおよびＨＧＢの大小関係は、パターン１、パターン３およびパターン６のいずれかの関係であることが好ましい。

【0086】

同じチップでも反共振周波数のＴＣＦと並列共振器のＴＣＦは異なるから、ＧＡおよびＨＧＡと、ＧＢおよびＨＧＢと、は異なる。図１０のパターン０のように、ＧＡとＨＧＡを実質的に同じとし、かつＧＢとＨＧＢを実質的に同じとする。これにより、送信フィルタ１０のΔＴＣＦおよび受信フィルタ１２のΔＴＣＦともに小さくできる。よって、送信フィルタ１０および受信フィルタ１２の通過帯域における反射特性を改善することができる。

【0087】

図２および図３のように、基板７０はチップ６０および６２を搭載する。配線６６ａおよび６６ｂは基板７０に設けられている。配線６６ａ（第１配線）は直列共振器Ｓ１からＳ４と並列共振器Ｐ１からＰ３とを接続する。配線６６ｂ（第２配線）は直列共振器Ｓ５からＳ８と並列共振器Ｐ４からＰ８とを接続する。これにより、異なるチップに設けられた直列共振器と並列共振器とからラダー型フィルタを形成できる。チップ６０および６２が基板７０にフリップチップ実装されている例を説明したが、チップ６０および６２は基板７０にフェースアップ実装されていてもよい。配線６６ａおよび６６ｂは基板７０の最上面に設けられている例を説明したが、配線６６ａおよび６６ｂは基板７０の内部に設けられていてもよい。

【0088】

実施例１では、通過帯域の低い第１フィルタを送信フィルタ１０とし、通過帯域の高いフィルタを受信フィルタ１２とした。第１フィルタが受信フィルタ、第２フィルタが送信フィルタでもよい。また、第１フィルタおよび第２フィルタとも送信フィルタでもよいし、第１フィルタおよび第２のフィルタとも受信フィルタでもよい。

【0089】

図１において、送信フィルタ１０および受信フィルタ１２の１または複数の直列共振器および１または複数の並列共振器の個数および接続関係は任意に設定できる。また、インダクタの個数および接続関係は任意に設定できる。

【0090】

図１４は、実施例１が適用できるＬＴＥバンドの例を示す図である。図１４では、各ＬＴＥバンドとその送信帯域および受信帯域を示している。図１４に示すように、ＬＴＥバンドＢ１−Ｂ５、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ１７、Ｂ２０、Ｂ２２、Ｂ２５−Ｂ２８およびＢ３０用のデュプレクサに実施例１を適用することができる。特に、ガードバンドが狭いＬＴＥバンドＢ１およびＢ４以外のＬＴＥバンドに実施例１を適用することが好ましい。

【0091】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0092】

１０ 送信フィルタ
１２ 受信フィルタ
３８、８２ 温度補償膜
６０、６２ チップ
６６ 配線
７０ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】