特許 6603012 分波器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6603012

(24)【登録日】2019年10月18日

(45)【発行日】2019年11月6日

(54)【発明の名称】分波器

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/54 20060101AFI20191028BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20191028BHJP

   H03H 9/64 20060101ALI20191028BHJP

   H03H 9/70 20060101ALI20191028BHJP

   H03H 9/72 20060101ALI20191028BHJP

   H04B 1/52 20150101ALI20191028BHJP

【ＦＩ】

   H03H9/54 Z

   H03H9/17 F

   H03H9/64 Z

   H03H9/70

   H03H9/72

   H04B1/52

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-104933(P2014-104933)

(22)【出願日】2014年5月21日

(65)【公開番号】特開2015-220700(P2015-220700A)

(43)【公開日】2015年12月7日

【審査請求日】2017年1月25日

【審判番号】不服2018-15541(P2018-15541/J1)

【審判請求日】2018年11月22日

(73)【特許権者】

【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】岩城 匡郁

(72)【発明者】

【氏名】堤 潤

【合議体】

【審判長】 吉田 隆之

【審判官】 佐藤 智康

【審判官】 中野 浩昌

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１１８６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５４３１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／６８６５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１１５６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０９８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−７１９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−８８１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−５６１３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H03H 3/007-3/06

H03H 9/02-9/66

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、
前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、
を具備し、
前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの少なくとも一方は、
入力端子と出力端子との間に直列に接続された１または複数の直列共振器と、
前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続された１または複数の並列共振器と、を有するラダー型フィルタと、前記ラダー型フィルタと並列に接続された横結合型共振器と、を具備するフィルタであり、
前記横結合型共振器の一対の共振周波数は前記フィルタの抑圧帯域の両側に位置し、
前記送信フィルタの通過帯域と前記受信フィルタの通過帯域とは重ならず、
前記抑圧帯域は、前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの他方の通過帯域であることを特徴とする分波器。

【請求項2】

前記横結合型共振器は、第１圧電膜と、前記第１圧電膜を挟む第１下部電極および複数の第１上部電極と、を備えることを特徴とする請求項１記載の分波器。

【請求項3】

前記１または複数の直列共振器および前記１または複数の並列共振器は、第２圧電膜と、前記第２圧電膜を挟む第２下部電極および第２上部電極と、を備える圧電薄膜共振器であり、
前記第１圧電膜と前記第２圧電膜とは同じ材料からなることを特徴とする請求項２記載の分波器。

【請求項4】

前記第１圧電膜と前記第２圧電膜との膜厚は略等しいことを特徴とする請求項３記載の分波器。

【請求項5】

前記複数の第１上部電極は、互いに対向する櫛型電極であることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項記載の分波器。

【請求項6】

前記ラダー型フィルタに並列、かつ前記横結合型共振器に直列に接続されたキャパシタを具備することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の分波器。

【請求項7】

前記キャパシタは、前記横結合型共振器の前記入力端子側と前記出力端子側に設けられていることを特徴とする請求項６記載の分波器。

【請求項8】

前記抑圧帯域において、前記ラダー型フィルタを通過する第１信号と前記横結合型共振器を通過する第２信号との振幅は略一致し、前記第１信号と前記第２信号とは略逆相であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の分波器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分波器に関し、例えばラダー型フィルタを含む分波器に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、高周波通信用のシステムは、高速および大容量の通信が可能であるＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）やＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）等の変調方式に移行しつつある。Ｗ−ＣＤＭＡまたはＯＦＤＭ等の変調方式では、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）またはＦＤＭ（Frequency Division Multiplexing）等の変調方式に比べ、送信信号のピーク電力が大きい。特許文献１には、圧電薄膜共振器を用いたラダー型フィルタおよびデュープレクサが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１２３１８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、送信信号のピーク電力が大きくなると、送信信号が受信帯域や他の周波数帯域へ漏れることにより、送信信号と他の信号の干渉や他の信号内の雑音の増加が懸念される。このため、フィルタおよび分波器には、高減衰および／または高アイソレーション特性が求められる。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、高減衰および／または高アイソレーション特性を有する分波器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、共通端子と送信端子との間に接続された送信フィルタと、前記共通端子と受信端子との間に接続された受信フィルタと、を具備し、前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの少なくとも一方は、入力端子と出力端子との間に直列に接続された１または複数の直列共振器と、前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続された１または複数の並列共振器と、を有するラダー型フィルタと、前記ラダー型フィルタと並列に接続された横結合型共振器と、を具備するフィルタであり、前記横結合型共振器の一対の共振周波数は前記フィルタの抑圧帯域の両側に位置し、前記送信フィルタの通過帯域と前記受信フィルタの通過帯域とは重ならず、前記抑圧帯域は、前記送信フィルタおよび前記受信フィルタの他方の通過帯域であることを特徴とする分波器である。

【0007】

上記構成において、前記横結合型共振器は、第１圧電膜と、前記第１圧電膜を挟む第１下部電極および複数の第１上部電極と、を備える構成とすることができる。

【0008】

上記構成において、前記１または複数の直列共振器および前記１または複数の並列共振器は、第２圧電膜と、前記第２圧電膜を挟む第２下部電極および第２上部電極と、を備える圧電薄膜共振器であり、前記第１圧電膜と前記第２圧電膜とは同じ材料からな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圧電膜と前記第２圧電膜との膜厚は略等しい構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記複数の第１上部電極は、互いに対向する櫛型電極である構成とすることができる。

【0011】

上記構成において、前記ラダー型フィルタに並列、かつ前記横結合型共振器に直列に接続されたキャパシタを具備する構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記キャパシタは、前記横結合型共振器の前記入力端子側と前記出力端子側に設けられている構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、前記抑圧帯域において、前記ラダー型フィルタを通過する第１信号と前記横結合型共振器を通過する第２信号との振幅は略一致し、前記第１信号と前記第２信号とは略逆相である構成とすることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、高減衰および／または高アイソレーション特性を有する分波器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、実施例１に係るフィルタを示す回路図である。

【図2】図２は、実施例１に係るフィルタが形成されたチップの平面図である。

【図3】図３（ａ）および図３（ｂ）は、実施例１に係るフィルタが形成されたチップの断面図である。

【図4】図４（ａ）は、横結合型共振器の等価回路であり、図４（ｂ）は、横結合共振器の周波数に対する減衰量および位相を示す図である。

【図5】図５（ａ）は、シミュレーションに用いた実施例１のフィルタの回路図、図５（ｂ）は、分波器の回路図である。

【図6】図６（ａ）は、通過特性を示す図、図６（ｂ）はアイソレーション特性を示す図である。

【図7】図７（ａ）および図７（ｂ）は、実施例１の経路５２および５４を通過する電流の周波数に対する振幅および位相を示す図である。

【図8】図８（ａ）は、実施例１の変形例１に係るフィルタの平面図、図８（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。

【図9】図９は、実施例１の変形例２に係るフィルタの平面図（その１）である。

【図10】図１０は、実施例１の変形例２に係るフィルタの平面図（その２）である。

【図11】図１１は、実施例１の変形例３に係るフィルタの断面図である。

【図12】図１２（ａ）から図１２（ｆ）は、横結合型共振器の例を示す図である。

【図13】図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、圧電薄膜共振器の例を示す図である。

【図14】図１４は、実施例２に係る分波器の回路図である。

【図15】図１５は、実施例２に係る分波器の平面図である。

【図16】図１６は、実施例２の変形例１に係る分波器の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

ラダー型フィルタは、直列共振器の共振点と並列共振器の反共振点が略一致するように設計される。直列共振器の反共振点が通過帯域の高周波数側の減衰極となり、並列共振器の共振点が通過帯域の低周波数側の減衰極となる。ラダー型フィルタが高減衰および高アイソレーション特性を有するようにするため、例えば並列共振器とグランドとの間に直列にインダクタを形成する方法、並列共振器の容量値を直列共振器の容量値より大きくする方法、等がある。しかしながら、これらの方法は、フィルタの挿入損失と、高減衰および高アイソレーションと、のトレードオフの関係となってしまう。

【0021】

そこで、ラダー型フィルタに並列に横結合型共振器を接続することを考えた。ラダー型フィルタは、通過帯域以外の周波数では、容量性の位相特性を有する。これに対し、横結合型共振器は、通過帯域の一部において誘導性の位相を有する。ラダー型フィルタの通過帯域外の減衰させたい周波数帯において、横結合型共振器を誘導性の位相とする。これにより、ラダー型フィルタを通過する経路と横結合性共振器を通過する経路とで電流の位相が逆相となる。よって、この周波数帯の信号がキャンセルし、挿入損失を劣化させず、高い減衰量を実現できる。

【0022】

以下、図面を参照し、実施例について説明する。

【実施例1】

【0023】

図１は、実施例１に係るフィルタを示す回路図である。図１に示すように、フィルタ１００は、ラダー型フィルタ４０および横結合型共振器５０を備えている。ラダー型フィルタ４０は、１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４と１または複数の並列共振器Ｐ１からＰ３とを備えている。直列共振器Ｓ１からＳ４は、入力端子Ｔ２と出力端子Ｔ１との間に直列に接続され、並列共振器Ｐ１からＰ３は、入力端子Ｔ２と出力端子Ｔ１との間に並列に接続されている。直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３は、圧電薄膜共振器である。図１は６段ラダー型フィルタの例であるが、直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３の個数および接続は所望の特性に応じ適宜設定可能である。

【0024】

横結合型共振器５０は、ラダー型フィルタ４０と並列に入力端子Ｔ２と出力端子Ｔ１との間に接続されている。横結合型共振器５０と直列にキャパシタＣ１およびＣ２が出力端子Ｔ１と入力端子Ｔ２との間に接続されている。キャパシタＣ１は、横結合型共振器５０と出力端子Ｔ１との間に、キャパシタＣ２は、横結合型共振器５０と入力端子Ｔ２との間に接続されている。横結合型共振器５０において、圧電膜１４ｂを挟むように下部電極１２ｂおよび上部電極１６ｂが形成されている。

【0025】

図２は、実施例１に係るフィルタが形成されたチップの平面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、実施例１に係るフィルタが形成されたチップの断面図である。図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面図、図３（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面図である。図２から図３（ｂ）に示すように、ラダー型フィルタ４０において、基板１０上に圧電膜１４ａが形成されている。圧電膜１４ａを挟むように、下部電極１２ａおよび上部電極１６ａが形成されている。圧電膜１４ａを挟み下部電極１２ａと上部電極１６ａとが対向する領域が共振領域２０である。共振領域２０は楕円形状である。基板１０の上面は平坦であり、下部電極１２ａは基板１０との間に空隙１８ａが形成されるように設けられている。圧電膜１４ａが図３（ａ）中の縦方向の矢印のような厚み縦振動に主に寄与する。直列共振器Ｓ１からＳ４は、出力端子Ｔ１と入力端子Ｔ２との間に直列に接続され、並列共振器Ｐ１からＰ３は、出力端子Ｔ１と入力端子Ｔ２との間に並列に接続されている。並列共振器Ｐ１からＰ３の一端は共通にグランド端子Ｇｎｄに接続されている。

【0026】

横結合型共振器５０において、基板１０上に圧電膜１４ｂが形成されている。圧電膜１４ｂを挟むように、下部電極１２ｂおよび上部電極１６ｂが形成されている。上方からみて、下部電極１２ｂは、２つの上部電極１６ｂを含むように形成されている。上部電極１６ｂは横方向に対向して設けられ、一方の上部電極１６ｂが出力端子Ｔ１に、他方が入力端子Ｔ２に接続されている。下部電極１２ｂはグランド端子Ｇｎｄに接続されている。キャパシタＣ１およびＣ２は、それぞれ横方向に対向した櫛型電極を有する。一対の櫛形電極の電極指は互い違いに設けられている。櫛型電極は、上部電極１６ｂから形成される。

【0027】

基板１０としては、例えばシリコン基板等の半導体基板、またはガラス基板等の絶縁基板を用いることができる。圧電膜１４、１４ａおよび１４ｂとしては、例えば窒化アルミニウム膜または酸化亜鉛等を用いることができる。下部電極１２ａおよび１２ｂ、並びに上部電極１６ａおよび１６ｂとしては、ルテニウム、クロムまたはチタン等の金属膜を用いることができる。入力端子Ｔ２、出力端子Ｔ１およびグランド端子Ｇｎｄは、例えば半田または金等のバンプである。

【0028】

図４（ａ）は、横結合型共振器の等価回路であり、図４（ｂ）は、横結合共振器の周波数に対する減衰量および位相を示す図である。図４（ａ）に示すように、横結合型共振器５０の等価回路は、抵抗Ｒ０１、Ｒ０２、インダクタＬ０１からＬ０４およびキャパシタＣ０１からＣ０４を有している。端子Ｔ０１とＴ０２との間に抵抗Ｒ０１、インダクタＬ０１およびキャパシタＣ０１が直列に接続されている。端子Ｔ０１とグランドとの間に、抵抗Ｒ０２、インダクタＬ０２、キャパシタＣ０２およびインダクタＬ０３が直接に接続されている。端子Ｔ０２とグランドとの間にインダクタＬ０４が接続されている。端子Ｔ０１およびＴ０２とグランドとの間に、それぞれキャパシタＣ０３およびＣ０４が接続されている。抵抗Ｒ０１、インダクタＬ０１およびキャパシタＣ０１は、共振周波数ｆｒ１を有する直列共振回路であり、抵抗Ｒ０２、インダクタＬ０２およびキャパシタＣ０２は、共振周波数ｆｒ２を有する直列共振回路である。共振周波数ｆｒ１とｆｒ２とは異なり、やや離れている。２つの直列共振回路はインダクタＬ０３およびＬ０４により誘電結合されている。

【0029】

図４（ｂ）において、実線は減衰量、破線は位相を示す。共振周波数ｆｒ１およびｆｒ２は、それぞれ１．８４ＧＨｚおよび１．９２ＧＨｚである。減衰量は共振周波数ｆｒ１およびｆｒ２で極小となる。共振周波数ｆｒ１とｆｒ２との間で、位相がほぼ９０°の誘導性となる。また、１．６７ＧＨｚ以下においても位相がほぼ９０°の誘導性である。

【0030】

実施例１のフィルタを受信フィルタとした分波器についてシミュレーションを行った。図５（ａ）は、シミュレーションに用いた実施例１のフィルタの回路図である。図５（ａ）に示すように、横結合型共振器５０の端子Ｔ０１はキャパシタＣ１を介し端子Ｔ１に接続され、端子Ｔ０２はキャパシタＣ２を介し端子Ｔ２に接続されている。ラダー型フィルタ４０の直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３は圧電薄膜共振器である。並列共振器Ｐ１とグランドとの間にインダクタＬ１が接続され、並列共振器Ｐ２およびＰ３とグランドとの間にインダクタＬ２が接続されている。インダクタＬ１およびＬ２は、通過帯域の高周波数側および低周波数側の減衰量を向上させる。端子Ｔ２から横結合型共振器５０を通過し端子Ｔ１に至る経路を経路５２、端子Ｔ２からラダー型フィルタ４０を通過し端子Ｔ１に至る経路を経路５４とする。

【0031】

図２から図３（ｂ）における圧電膜１４ａおよび１４ｂは窒化アルミニウム膜、下部電極１２ａ、１２ｂ、上部電極１６ａおよび１６ｂは、ルテニウム膜とクロム膜の積層膜とした。

【0032】

図５（ｂ）は、分波器の回路図である。共通端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘとの間に受信フィルタ３０が接続されている、共通端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘとの間に送信フィルタ３２が接続されている。受信フィルタ３０を実施例１に係るフィルタ１００とした。

【0033】

図６（ａ）は、通過特性を示す図、図６（ｂ）はアイソレーション特性を示す図である。図６（ａ）は、送信端子Ｔｘから共通端子Ａｎｔの通過特性、共通端子Ａｎｔから受信端子Ｒｘの通過特性を示している。図６（ｂ）は、送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘのアイソレーション特性を示している。送信帯域５６および受信帯域５８である。実線は、実施例１のフィルタを受信フィルタ３０に用いた特性を示し、破線は、横結合型共振器５０を有さない比較例１のフィルタを受信フィルタ３０に用いた特性を示す。

【0034】

図６（ａ）に示すように、実施例１では、比較例１に比べ送信帯域５６における受信フィルタ３０の減衰量が向上している。図６（ｂ）に示すように、送信帯域５６における最悪のアイソレーションは、比較例では−５５ｄＢに対し、実施例１では−６２ｄＢと７ｄＢ改善している。

【0035】

図７（ａ）および図７（ｂ）は、実施例１の経路５２および５４を通過する電流の周波数に対する振幅および位相を示す図である。振幅｜Ｙ｜および位相∠ＹはアドミッタンスＹ特性で示している。図７（ａ）に示すように、送信帯域５６において、経路５２および５４の振幅はほぼ同じである。キャパシタＣ１およびＣ２の容量値を適切に選択することにより、経路５２の振幅が経路５４とほぼ同じになるように設定できる。キャパシタＣ１およびＣ２の容量値は、例えば０．３ｐＦとすることができる。図７（ｂ）に示すように、送信帯域５６において経路５２および５４の位相はほぼ逆相である。このように、横結合型共振器５０の共振周波数ｆｒ１およびｆｒ２を送信帯域５６の両側に位置するようにする。これにより、送信帯域５６における横結合型共振器５０の位相が誘導性となる。一方、送信帯域５６はラダー型フィルタ４０の通過帯域外となり、位相が容量性となる。このように、経路５２と５４との位相がほぼ逆相となる。

【0036】

実施例１によれば、図１のように、入力端子Ｔ２と出力端子Ｔ１との間に、直列共振器Ｓ１からＳ４に並列に横結合型共振器５０が接続されている。図７（ｂ）のように、ラダー型フィルタ４０の通過帯域外の横結合型共振器５０の位相が誘導性となる任意の周波数帯域において、経路５２と５４との位相をほぼ逆相とできる。よって、挿入損失を劣化させず、高い減衰量を実現できる。横結合型共振器５０は、１または複数の直列共振器Ｓ１からＳ４のうち少なくとも１つの直列共振器と並列に接続されていればよい。

【0037】

図２から図３（ｂ）のように、横結合型共振器５０は、圧電膜１４ｂ（第１圧電膜）と、圧電膜１４ｂを挟む下部電極１２ｂ（第１下部電極）および複数の上部電極１６ｂ（第１上部電極）と、を備える。これにより、図４（ａ）の等価回路を有する横結合型共振器を実現できる。

【0038】

また、直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３は、圧電膜１４ａ（第２圧電膜）、圧電膜１４ａを挟む下部電極１２ａ（第２下部電極）および上部電極１６ａ（第２上部電極）と、を備える圧電薄膜共振器である。圧電膜１４ａと圧電膜１４ｂとは同じ圧電膜１４を用いる。すなわち、圧電膜１４ａと１４ｂは同じ材料からなり、その膜厚は略等しい。これにより、直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３の厚み縦振動に主に寄与する圧電膜１４ａと、横結合型共振器５０の振動に主に寄与する圧電膜１４ｂ、とを同一の製造工程で製造できる。よって、製造する工数を削減できる。

【0039】

さらに、下部電極１２ａと１２ｂとを同じ材料および略同じ膜厚とする。上部電極１６ａと１６ｂとを同じ材料および略同じ膜厚とする。これにより、フィルタ１００を製造する工数を削減できる。

【0040】

さらに、キャパシタＣ１およびＣ２が直列共振器Ｓ１からＳ４に並列、かつ横結合型共振器５０に直列に接続されている。これにより、キャパシタＣ１およびＣ２の容量値を適切に設定することにより、経路５２と５４を通過する信号の振幅をほぼ同じとすることができる。また、キャパシタＣ１およびＣ２の容量値は、経路５２のインピーダンスが横結合型共振器５０のインピーダンスからあまり変わらない程度に小さく設定することが好ましい。キャパシタＣ１およびＣ２はいずれか一方だけ設けてもよい。

【0041】

このように、信号を抑圧させたい抑圧帯域において、経路５２を通過する信号と経路５４を通過する信号との振幅を略一致させ、位相を略逆相とする。これにより、任意の抑圧帯域において、減衰量を向上できる。経路５２を通過する信号と経路５４を通過する信号との振幅は、例えば±５０％の範囲で一致していることがより好ましく、±２０％の範囲で一致していることがより好ましい。また、位相は、±８９°の範囲で逆相であればよく、±２０％の範囲で逆相であることがより好ましい。

【0042】

キャパシタＣ１およびＣ２は、横結合型共振器５０の出力端子Ｔ１側と入力端子Ｔ２側に設けられている。これにより、ラダー型フィルタ４０と横結合型共振器５０を接続する際のインピーダンス整合が得られやすくなる。

【0043】

図５（ｂ）のように、分波器の受信フィルタ３０と送信フィルタ３２の少なくとも一方を実施例１に係るフィルタとすることができる。このとき、横結合型共振器５０の共振周波数を、送信フィルタ３２および受信フィルタ３０のうち相手方フィルタの通過帯域における位相が誘導性となるような周波数とする。これにより、相手フィルタの通過帯域において、経路５２と５４の位相を逆相とできる。よって、高アイソレーション特性が得られる。

【0044】

図８（ａ）は、実施例１の変形例１に係るフィルタの平面図、図８（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、横結合型共振器５０の上部電極１６ｂは櫛型電極である。一対の櫛形電極の電極指が交互に設けられている。その他の構成は実施例１と同じであり、説明を省略する。

【0045】

実施例１の変形例１によれば、複数の上部電極１６ｂは、互いに対向する櫛型電極である。これにより、上部電極１６ｂの効率的な配置が可能となり、チップ面積を削減できる。

【0046】

図９および図１０は、実施例１の変形例２に係るフィルタの平面図である。図９および図１０に示すように、キャパシタＣ１およびＣ２は、圧電膜１４を下部電極１２ｂおよび上部電極１６ｂが挟むＭＩＭ（Metal Insulator Metal）キャパシタである。その他の構成は実施例１およびその変形例１と同じであり説明を省略する。

【0047】

実施例１の変形例２のように、キャパシタとしてＭＩＭキャパシタを用いることもできる。

【0048】

図１１は、実施例１の変形例３に係るフィルタの断面図である。図１１に示すように、横結合型共振器５０の下部電極１２ｂと基板１０との間に空隙が形成されていない。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。

【0049】

図１２（ａ）から図１２（ｆ）は、横結合型共振器の例を示す図である。図１２（ａ）から図１２（ｃ）は、上部電極１６ｂが２つであり、２極型共振器の例である。図１２（ｄ）から図１２（ｆ）は、上部電極１６ｂが３つあり、３極型共振器である。図１２（ａ）は、実施例１に用いた横結合型共振器である。図１２（ｂ）に示すように、下部電極１２ｂを端子Ｔ０２に接続し、上部電極１６ｂの一方を端子Ｔ０１に他方をグランドに接続してもよい。図１２（ｃ）に示すように、下部電極１２ｂを端子Ｔ０２に、上部電極１６ｂを共通に端子Ｔ０１に接続してもよい。図１２（ｄ）のように、下部電極１２ｂをグランドに接続し、両側の上部電極１６ｂを端子Ｔ０１およびＴ０２に、中央の上部電極１６ｂをグランドに接続してもよい。図１２（ｅ）のように、下部電極１２ｂを端子Ｔ０２に、両側の上部電極１６ｂを共通に端子Ｔ０１に、中央の上部電極１６ｂをグランドに接続してもよい。図１２（ｆ）のように、下部電極１２ｂと中央の上部電極１６ｂを共通に端子Ｔ０２に、一方の上部電極１６ｂを端子Ｔ０１に、他方の上部電極１６ｂをグランドに接続してもよい。

【0050】

２極型共振器は構造が単純であり、チップ面積を小さくできる。３極型共振器は通信帯域に３つの極が形成でき、多様な電気的特性を実現できる。横結合型共振器５０として、４極以上の共振器を用いてもよい。これらの共振器を直列および／または並列に接続してもよい。実施例１およびその変形例に図１２（ａ）から図１２（ｆ）の横結合型共振器を用いることができる。

【0051】

図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、圧電薄膜共振器の例を示す図である。図１３（ａ）に示すように、基板１０の上面に窪みが形成されており、下部電極１２ａは平坦に形成されている。これにより、空隙１８ａが基板１０の窪みに形成される。空隙１８ａは、共振領域２０を含むように形成されている。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。空隙１８ａは基板１０を貫通するように形成されていてもよい。下部電極１２ａの下面に絶縁膜が形成されていてもよい。その他の構成は、図３（ａ）の圧電薄膜共振器と同じであり説明を省略する。

【0052】

図１３（ｂ）に示すように、共振領域２０内の基板１０内に音響反射膜２１が形成されている。音響反射膜２１は、音響インピーダンスの低い膜と音響インピーダンスの高い膜とが交互に設けられている。各膜の膜厚は例えばほぼλ／４（λは弾性波の波長）である。これにより、音響反射膜２１は、分布ブラック反射器として機能する。その他の構成は、図３（ａ）の圧電薄膜共振器と同じであり説明を省略する。

【0053】

図３（ａ）および図１３（ａ）のように、圧電薄膜共振器は、共振領域２０において空隙１８ａが基板１０と下部電極１２ａとの間に形成されているＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）でもよい。また、図１３（ｂ）のように、圧電薄膜共振器は、共振領域２０において下部電極１２ａ下に圧電膜１４ａを伝搬する弾性波を反射する音響反射膜２１を備えるＳＭＲ（Solidly Mounted Resonator）でもよい。共振領域２０が楕円形状の例を説明したが、他の形状でもよい。例えば、共振領域２０は、四角形または五角形等の多角形でもよい。

【実施例2】

【0054】

実施例２は、実施例１に係るフィルタを用いた分波器の例である。図１４は、実施例２に係る分波器の回路図である。図１４に示すように、分波器１１０は、受信フィルタ３０、送信フィルタ３２および横結合型共振器５０を備えている。受信フィルタ３０および送信フィルタ３２は、ラダー型フィルタである。受信フィルタ３０は、直列共振器Ｓ１１からＳ１４および並列共振器Ｐ１１からＰ１３を備えている。送信フィルタ３２は、直列共振器Ｓ２１からＳ２４および並列共振器Ｐ２１からＰ２３を備えている。横結合型共振器５０は、受信端子Ｒｘと送信端子Ｔｘとの間に接続されている。

【0055】

図１５は、実施例２に係る分波器の平面図である。図１５に示すように、受信フィルタ３０は、基板１０に形成されている。直列共振器Ｓ１１からＳ１４および並列共振器Ｐ１１からＰ１３は基板１０上に形成された圧電薄膜共振器である。横結合型共振器５０およびキャパシタＣ１は、基板１０に形成されている。送信フィルタ３２は、基板３６に形成されている。基板３６は、圧電基板であり、例えばリチウム酸タンタル基板またはリチウム酸ニオブ基板である。直列共振器Ｓ２１からＳ２４および並列共振器Ｐ２１からＰ２３は基板３６上に形成された弾性表面波共振器である。共振端子Ａｎｔ、送信端子Ｔｘ、受信端子Ｒｘ、接続端子Ｔ３、Ｔ４およびグランド端子Ｇｎｄは例えば基板１０または３６上に形成されたバンプである。基板１０および３６はパッケージ３８上に搭載される。

【0056】

実施例２によれば、横結合型共振器５０が送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘとの間に送信フィルタ３２および受信フィルタ３０と並列に接続されている。送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘに送信フィルタ３２および受信フィルタ３０を通過する経路６２と、送信端子Ｔｘから受信端子ＲｘにキャパシタＣ２、横結合型共振器５０およびキャパシタＣ１を通過する経路６４と、で所望の周波数帯域における信号の振幅をほぼ同じとし、位相をほぼ逆相とする。これにより、送信端子Ｔｘから受信端子Ｒｘへのアイソレーション特性を向上できる。

【0057】

また、送信フィルタ３２および受信フィルタ３０の少なくとも一方は、圧電薄膜共振器を含み、横結合型共振器５０の圧電膜１４ｂと圧電薄膜共振器の圧電膜１４ａは、同じ材料であり、同じ膜厚であることが好ましい。これにより、圧電膜１４を形成する製造工程を簡略化できる。

【0058】

図１６は、実施例２の変形例１に係る分波器の回路図である。受信フィルタ３０に並列に横結合型共振器５０が接続されている。その他の構成は、実施例２と同じであり説明を省略する。

【0059】

実施例２の変形例１のように、送信フィルタ３２および受信フィルタ３０の少なくとも一方を実施例１およびその変形例のフィルタとすることができる。

【0060】

実施例２およびその変形例において、送信フィルタ３２および受信フィルタ３０の一方は多重モード型フィルタでもよい。

【0061】

ラダー型フィルタ４０の共振器として圧電薄膜共振器を用いる例を説明したが、共振器は、弾性表面波共振器、弾性境界波共振器またはラブ波共振器でもよい。

【0062】

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係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】

【0063】

１０ 基板
１２ａ、１２ｂ 下部電極
１４ａ、１４ｂ 圧電膜
１６ａ、１６ｂ 上部電極
１８ａ、１８ｂ 空隙
２０ 共振領域
３０ 受信フィルタ
３２ 送信フィルタ
４０ ラダー型フィルタ
５０ 横結合型共振器

【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】

【図15】

【図16】