(57)【要約】      （修正有）【課題】低挿入損失かつ低ガンマ損失のバルク弾性波デバイス、フィルタ、マルチプレクサ、パッケージ状モジュール、無線通信デバイス及び方法を提供する。【解決手段】二重隆起フレームバルク弾性波デバイス２０は、第１電極２１と、第２電極２２と、第１電極と第２電極との間に位置決めされた圧電層１６と、バルク弾性波デバイスのアクティブ領域の中間エリアの外側にある二重隆起フレーム構造物とを含む。二重隆起フレーム構造物は、第１隆起フレーム層２３及び第２隆起フレーム層２４を含む。第１隆起フレーム層は、バルク弾性波デバイスの第１電極と第２電極との間に位置決めされ、第１電極よりも低い音響インピーダンスを有する。第１隆起フレーム層と第２隆起フレーム層とは、バルク弾性波デバイスのアクティブ領域において重なる。【選択図】図２
2020053966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルク弾性波デバイスであって、
第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に位置決めされた圧電層と、
前記バルク弾性波デバイスのアクティブ領域の中間エリアの外側にある多層隆起フレーム構造物と
を含み、
前記多層隆起フレーム構造物は、第１隆起フレーム層及び第２隆起フレーム層を含み、
前記第１隆起フレーム層は、前記第１電極と前記第２電極との間に位置決めされ、
前記第１隆起フレーム層は、前記第１電極よりも低い音響インピーダンスを有し、
前記第２隆起フレーム層は、前記アクティブ領域において前記第１隆起フレーム層と重なる、バルク弾性波デバイス。
【請求項２】
前記第１隆起フレーム層は、隆起フレームモードの周波数を、前記バルク弾性波デバイスの主要共振周波数から離れるように移動させるべく構成される、請求項１のバルク弾性波デバイス。
【請求項３】
前記多層隆起フレーム構造物は、前記アクティブ領域から前記バルク弾性波デバイスのパッシブ領域への横方向エネルギー漏洩をブロックするべく構成される、請求項１のバルク弾性波デバイス。
【請求項４】
前記第１隆起フレーム層の音響インピーダンスは、前記圧電層の音響インピーダンスよりも低い、請求項１のバルク弾性波デバイス。
【請求項５】
前記第１隆起フレーム層は二酸化ケイ素層である、請求項１のバルク弾性波デバイス。
【請求項６】
前記第１電極は、モリブデン、タングステン、ルテニウム、白金又はイリジウムの少なくとも一つを含む、請求項１のバルク弾性波デバイス。
【請求項７】
前記第１隆起フレーム層は、前記圧電層と前記第１電極との間に位置決めされる、請求項１のバルク弾性波デバイス。
【請求項８】
前記第１隆起フレーム層は、前記バルク弾性波デバイスの隆起フレームドメインにおいて前記アクティブドメインのエッジに沿って配置される、請求項１のバルク弾性波デバイス。
【請求項９】
前記バルク弾性波デバイスはさらに、前記隆起フレームドメインと前記中間エリアとの間に陥凹フレームドメインを含む、請求項８のバルク弾性波デバイス。
【請求項１０】
前記第２隆起フレーム層と前記圧電層とは、前記第２電極の対向側に配置され、
前記第１隆起フレーム層は、前記圧電層と前記第２電極との間に位置決めされる、請求項１のバルク弾性波デバイス。
【請求項１１】
前記第２隆起フレーム層は前記圧電層よりも高い密度を有する、請求項１のバルク弾性波デバイス。
【請求項１２】
前記第２隆起フレーム層は、前記第２電極と同じ材料を含む、請求項１のバルク弾性波デバイス。
【請求項１３】
エアキャビティをさらに含み、
前記エアキャビティと前記圧電層とは前記第１電極の対向側に存在する、請求項１のバルク弾性波デバイス。
【請求項１４】
音響ブラッグ反射器をさらに含み、
前記音響ブラッグ反射器と前記圧電層とは前記第１電極の対向側に存在する、請求項１のバルク弾性波デバイス。
【請求項１５】
マルチプレクサであって、
第１通過帯域を有する第１フィルタと、
第２通過帯域を有する第２フィルタと
を含み、
前記第１フィルタはバルク弾性波デバイスを含み、
前記バルク弾性波デバイスは、前記バルク弾性波デバイスのアクティブ領域の中間エリアの外側にある多層隆起フレーム構造物を含み、
前記多層隆起フレーム構造物は、第１隆起フレーム層及び第２隆起フレーム層を含み、
前記第１隆起フレーム層は、電極と圧電層との間に位置決めされ、
前記第１隆起フレーム層は、前記電極よりも低い音響インピーダンスを有し、
前記第２隆起フレーム層は、前記アクティブ領域において前記第１隆起フレーム層と重なり、
前記第２フィルタは、共通ノードにおいて前記第１フィルタに結合され、
前記多層隆起フレーム構造物は、前記バルク弾性波デバイスの隆起フレームモードを前記第２通過帯域から離れるように移動させるべく構成される、マルチプレクサ。
【請求項１６】
前記共通ノードは、少なくとも前記第１通過帯域に関連付けられた第１キャリアと前記第２通過帯域に関連付けられた第２キャリアとを含むキャリアアグリゲーション信号を受信するべく構成される、請求項１５のマルチプレクサ。
【請求項１７】
前記多層隆起フレームモードは、前記第２通過帯域における前記第１フィルタの反射係数を増加させるように構成される、請求項１５のマルチプレクサ。
【請求項１８】
前記第１弾性フィルタはさらに、第２バルク弾性波デバイスを含み、
前記第２バルク弾性波デバイスは、前記第２バルク弾性波デバイスのアクティブ領域の中間エリアの外側にある第２多層隆起フレーム構造物を含む、請求項１５のマルチプレクサ。
【請求項１９】
前記第１隆起フレーム層の音響インピーダンスは、前記圧電層の音響インピーダンスよりも低い、請求項１５のマルチプレクサ。
【請求項２０】
パッケージ状モジュールであって、
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板上において無線周波数信号をフィルタリングするべく構成された弾性波フィルタと、
前記弾性波フィルタに電気的に結合されて前記パッケージ基板上に位置決めされた無線周波数コンポーネントと
を含み、
前記弾性波フィルタはバルク弾性波デバイスを含み、
前記バルク弾性波デバイスは、前記バルク弾性波デバイスのアクティブ領域の中間エリアの外側にある多層隆起フレーム構造物を含み、
前記多層隆起フレーム構造物は、第１隆起フレーム層及び第２隆起フレーム層を含み、
前記第１隆起フレーム層は、電極と圧電層との間に位置決めされ、
前記第１隆起フレーム層は、前記電極よりも低い音響インピーダンスを有し、
前記第２隆起フレーム層は、前記アクティブ領域において前記第１隆起フレーム層と重なり、
前記弾性波フィルタ及び前記無線周波数コンポーネントは共通パッケージ内に封入される、パッケージ状モジュール。
【請求項２１】
前記無線周波数コンポーネントは、無線周波数増幅器又は無線周波数スイッチの少なくとも一方を含む、請求項２０のパッケージ状モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権出願の相互参照
本願は、２０１８年９月２４日に出願された「バルク弾性波デバイスにおける多層隆起フレーム」との名称の米国仮特許出願第６２／７３５，５２３号の優先権の利益を主張するとともに、２０１８年１１月１１日に出願された「バルク弾性波デバイスにおける多層隆起フレーム」との名称の米国仮特許出願第６２／７６０，４７０号の優先権の利益を主張する。これらそれぞれの開示は、全体がここに参照により組み入れられる。
【０００２】
本開示の実施形態は、弾性波デバイスに関し、詳しくはバルク弾性波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
無線周波数電子システムには弾性波フィルタを実装することができる。例えば、携帯電話機の無線周波数フロントエンドにおけるフィルタは、一つ以上の弾性波フィルタを含み得る。複数の弾性波フィルタを、マルチプレクサとして配列することができる。例えば、２つの弾性波フィルタをデュプレクサとして配列することができる。
【０００４】
弾性波フィルタは、無線周波数信号をフィルタリングするべく配列された複数の共振器を含み得る。複数例の弾性波フィルタには、弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタ及びバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタが含まれる。ＢＡＷフィルタはＢＡＷ共振器を含む。複数例のＢＡＷ共振器が、薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）及びソリッドマウント共振器（ＳＭＲ）を含む。ＢＡＷ共振器において、弾性波は、圧電層のバルクの中を伝播する。
【０００５】
高性能ＢＡＷフィルタに対し、低挿入損失かつ低ガンマ損失が一般に望ましい。しかしながら、所望レベルの挿入損失及びガンマ損失を達成することは難しい。
【発明の概要】
【０００６】
特許請求の範囲に記載のイノベーションはそれぞれが、いくつかの側面を有し、その単独の一つのみが、その所望の属性に対して関与するわけではない。特許請求の範囲を制限することなく、本開示のいくつかの卓越した特徴の概要が以下に記載される。
【０００７】
本開示の一つの側面は、第１電極と、第２電極と、当該第１電極と第２電極との間に位置決めされた圧電層と、多層隆起フレーム構造物とを含むバルク弾性波デバイスであり、当該多層隆起フレーム構造物は当該バルク弾性波デバイスのアクティブ領域の中間エリアの外側にある。多層隆起フレーム構造物は、第１隆起フレーム層及び第２隆起フレーム層を含む。第１隆起フレーム層は、第１電極と第２電極との間に位置決めされる。第１隆起フレーム層は、第１電極よりも低い音響インピーダンスを有する。第２隆起フレーム層は、アクティブ領域において第１隆起フレーム層と重なる。
【０００８】
第１隆起フレーム層は、隆起フレームモードの周波数を、バルク弾性波デバイスの主要共振周波数から離れるように移動させることができる。第１隆起フレーム層の音響インピーダンスは、圧電層の音響インピーダンスよりも低くてよい。第１隆起フレーム層は二酸化ケイ素層としてよい。第１隆起フレーム層は、圧電層と第１電極との間に位置決めしてよい。第１隆起フレーム層は、アクティブドメインのエッジに沿ったバルク弾性波デバイスの隆起フレームドメインに配置してよい。バルク弾性波デバイスはさらに、隆起フレームドメインと中間エリアとの間に陥凹フレームドメインを含んでよい。
【０００９】
多層隆起フレーム構造物は、バルク弾性波デバイスのアクティブ領域からパッシブ領域への横方向エネルギー漏洩をブロックすることができる。
【００１０】
第１電極はモリブデンを含み得る。第１電極はタングステンを含み得る。第１電極はルテニウムを含み得る。第１電極は白金を含み得る。第１電極はイリジウムを含み得る。第１電極は、モリブデン、タングステン、ルテニウム、白金及び／又はイリジウムの任意の適切な合金を含み得る。
【００１１】
第２隆起フレーム層と圧電層とは、第２電極の対向側に配置することができる。第１隆起フレーム層は、圧電層と第２電極との間に位置決めしてよい。第２隆起フレーム層は、圧電層よりも高い密度を有してよい。第２隆起フレーム層は、第２電極と同じ材料を含む。第２隆起フレーム層はまた、第１電極と同じ材料を含んでよい。
【００１２】
バルク弾性波デバイスは、多層隆起フレーム層を覆うパッシベーション層を含んでよい。バルク弾性波デバイスは、多層隆起フレーム層を覆う二酸化ケイ素層を含んでよい。
【００１３】
バルク弾性波デバイスは、エアキャビティを含んでよい。ここで、エアキャビティと圧電層とは、第１電極の対向側に存在する。
【００１４】
バルク弾性波デバイスは、音響ブラッグ反射器を含んでよい。ここで、音響ブラッグ反射器と圧電層とは第１電極の対向側に存在する。
【００１５】
本開示の他側面は、第１通過帯域を有する第１フィルタと第２通過帯域を有する第２フィルタとを含むマルチプレクサである。第１フィルタはバルク弾性波デバイスを含む。バルク弾性波デバイスは、バルク弾性波デバイスのアクティブ領域の中間エリアの外側に多層隆起フレーム構造物を含む。多層隆起フレーム構造物は、第１隆起フレーム層及び第２隆起フレーム層を含む。第１隆起フレーム層は、電極と圧電層との間に位置決めされる。第１隆起フレーム層は、第１電極よりも低い音響インピーダンスを有する。第２隆起フレーム層は、アクティブ領域において第１隆起フレーム層と重なる。第２フィルタは、共通ノードにおいて第１弾性波フィルタに結合される。多層隆起フレーム構造物は、バルク弾性波デバイスの隆起フレームモードを、第２通過帯域から移動させるべく構成される。
【００１６】
第１隆起フレーム層の音響インピーダンスは、圧電層の音響インピーダンスよりも低くてよい。第１弾性フィルタはさらに、第２バルク弾性波デバイスを含む。ここで、第２バルク弾性波デバイスは、第２バルク弾性波デバイスのアクティブ領域の中間エリアの外側に第２多層隆起フレーム構造物を含む。
【００１７】
第２フィルタは弾性波フィルタとしてよい。マルチプレクサは、共通ノードに結合された一つ以上の付加フィルタを含んでよい。
【００１８】
共通ノードは、少なくとも第１通過帯域に関連付けられた第１キャリア及び第２通過帯域に関連付けられた第２キャリアを含むキャリアアグリゲーション信号を受信することができる。
【００１９】
多層隆起フレームモードにより、第２通過帯域における第１弾性波フィルタの反射係数が増加し得る。
【００２０】
本開示の他側面は、パッケージ基板と、当該パッケージ基板上にあって無線周波数信号をフィルタリングするべく構成された弾性波フィルタと、当該弾性波フィルタに電気的に結合されて当該パッケージ基板上に位置決めされた無線周波数コンポーネントとを含むパッケージ状モジュールである。弾性波フィルタ及び無線周波数コンポーネントは、共通パッケージの中に封入される。弾性波フィルタはバルク弾性波デバイスを含む。バルク弾性波デバイスは、バルク弾性波デバイスのアクティブ領域の中間エリアの外側に多層隆起フレーム構造物を含む。多層隆起フレーム構造物は、第１隆起フレーム層及び第２隆起フレーム層を含む。第１隆起フレーム層は、電極と圧電層との間に位置決めされる。第１隆起フレーム層は、第１電極よりも低い音響インピーダンスを有する。第２隆起フレーム層は、アクティブ領域において第１隆起フレーム層と重なる。
【００２１】
無線周波数コンポーネントは、電力増幅器又は低雑音増幅器のような無線周波数増幅器を含み得る。無線周波数コンポーネントは無線周波数スイッチを含み得る。
【００２２】
本開示の他の側面は、第１電極と、第２電極と、当該第１電極と第２電極との間に位置決めされた圧電層と、多層隆起フレーム構造物とを含むバルク弾性波デバイスであり、当該多層隆起フレーム構造物は当該バルク弾性波デバイスのアクティブ領域の中間エリアの外側にある。多層隆起フレーム構造物は、第１隆起フレーム層及び第２隆起フレーム層を含む。第１隆起フレーム層は、第１電極と第２電極との間に位置決めされる。第１隆起フレーム層は、圧電層よりも低い音響インピーダンスを有する。第２隆起フレーム層は、アクティブ領域において第１隆起フレーム層と重なる。
【００２３】
第１隆起フレーム層は、隆起フレームモードの周波数を、バルク弾性波デバイスの主要共振周波数から離れるように移動させることができる。第１隆起フレーム層は二酸化ケイ素層としてよい。第１隆起フレーム層は、圧電層と第１電極との間に位置決めしてよい。第１隆起フレーム層は、アクティブドメインのエッジに沿ったバルク弾性波デバイスの隆起フレームドメインに配置してよい。バルク弾性波デバイスはさらに、隆起フレームドメインと中間エリアとの間に陥凹フレームドメインを含んでよい。
【００２４】
多層隆起フレーム構造物は、バルク弾性波デバイスのアクティブ領域からパッシブ領域への横方向エネルギー漏洩をブロックすることができる。
【００２５】
第１電極はモリブデンを含み得る。第１電極はタングステンを含み得る。第１電極はルテニウムを含み得る。
【００２６】
第２隆起フレーム層と圧電層とは、第２電極の対向側に配置することができる。第１隆起フレーム層は、圧電層と第２電極との間に位置決めしてよい。第２隆起フレーム層は、圧電層よりも高い密度を有してよい。第２隆起フレーム層は、第２電極と同じ材料を含む。第２隆起フレーム層はまた、第１電極と同じ材料を含んでよい。
【００２７】
バルク弾性波デバイスは、多層隆起フレーム層を覆うパッシベーション層を含んでよい。バルク弾性波デバイスは、多層隆起フレーム層を覆う二酸化ケイ素層を含んでよい。
【００２８】
バルク弾性波デバイスは、エアキャビティを含んでよい。ここで、エアキャビティと圧電層とは、第１電極の対向側に存在する。
【００２９】
バルク弾性波デバイスは、音響ブラッグ反射器を含んでよい。ここで、音響ブラッグ反射器と圧電層とは第１電極の対向側に存在する。
【００３０】
バルク弾性波デバイスは、ここに開示される任意の適切なフィルタ、マルチプレクサ及び／又はモジュールに含まれ得る。
【００３１】
本開示をまとめる目的で本イノベーションの所定の側面、利点及び新規な特徴が、ここに記載されてきた。理解されることだが、そのような利点の必ずしもすべてが、いずれかの特定の実施形態において達成されるというわけではない。よって、本イノベーションは、ここに教示される一つの利点又は一群の利点を、ここに教示又は示唆される他の利点を必ずしも達成することなく、達成又は最適化する態様で、具体化し又は実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本開示の実施形態が、添付図面を参照する非限定的な例を介して以下に記載される。
【００３３】
【図１】二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの平面図である。
【図２】一実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの断面図である。
【図３】他実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの断面図である。
【図４】他実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの断面図である。
【図５】他実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの断面図である。
【図６】他実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの断面図である。
【図７Ａ】他実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの断面図である。
【図７Ｂ】他実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの断面図である。
【図８】他実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの断面図である。
【図９】他実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの断面図である。
【図１０】図１０Ａは、一の隆起フレームバルク弾性波デバイスの断面図である。図１０Ｂは、他の隆起フレームバルク弾性波デバイスの断面図である。図１０Ｃは、一実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの断面図である。
【図１１Ａ】図１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃのバルク弾性波デバイスの品質係数を比較するグラフである。
【図１１Ｂ】図１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃのバルク弾性波デバイスのコンダクタンスを、図１１Ａよりも大きな周波数範囲にわたって比較するグラフである。
【図１２】弾性波ラダーフィルタの一例の模式的な図である。
【図１３】図１３Ａは、デュプレクサの一例の模式的な図である。図１３Ｂは、デュプレクサの一例の模式的な図である。
【図１４】アンテナスイッチと、一つ以上の多層隆起フレームバルク弾性波デバイスを含むデュプレクサとを含むモジュールの模式的なブロック図である。
【図１５】図１５Ａは、電力増幅器と、無線周波数スイッチと、一つ以上の多層隆起フレームバルク弾性波デバイスを含むデュプレクサとを含むモジュールの模式的なブロック図である。図１５Ｂは、低雑音増幅器と、無線周波数スイッチと、一つ以上の多層隆起フレームバルク弾性波デバイスを含む弾性波フィルタとを含むモジュールの模式的なブロック図である。
【図１６】電力増幅器と、無線周波数スイッチと、一つ以上の多層隆起フレームバルク弾性波デバイスを含むデュプレクサとを含むモジュールの模式的なブロック図である。
【図１７】図１７Ａは、一つ以上の多層隆起フレームバルク弾性波デバイスを含むフィルタを含む一の無線通信デバイスの模式的なブロック図である。図１７Ｂは、一つ以上の多層隆起フレームバルク弾性波デバイスを含むフィルタを含む他の無線通信デバイスの模式的なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
所定の実施形態の以下の詳細な説明は、特定の実施形態の様々な記載を表す。しかしながら、ここに記載のイノベーションは、例えば特許請求の範囲によって画定され及びカバーされる多数の異なる態様で具体化することができる。本記載において、同じ参照番号が同一の又は機能的に類似の要素を示し得る図面が参照される。理解されることだが、図面に示される要素は必ずしも縮尺どおりではない。さらに理解されることだが、所定の実施形態は、図面に示されるよりも多くの要素を含んでよく、及び／又は図面に示される要素の部分集合を含んでよい。さらに、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面からの特徴のいずれかの適切な組み合わせを組み入れてよい。
【００３５】
高性能のバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタを開発するには、挿入損失を低減するとともに、ガンマ損失を減少させることが一般に望ましい。低い挿入損失を達成するべく、ＢＡＷ共振器は、高い品質係数（Ｑ）を有するのが典型的である。高いＱを達成するべく、境界リングとも称される隆起フレームは、ＢＡＷ共振器のアクティブドメインからＢＡＷ共振器のパッシブドメインへの横方向エネルギー漏洩をブロックすることができる。隆起フレームはＱを改善し得るが、すべての漏洩エネルギーをトラップすることができるというわけではない。隆起フレームは、ＢＡＷ共振器の主要共振周波数未満において、相対的に大きなスプリアスモードを発生させ得る。これは、隆起フレームモードとも称される。これは、フィルタのキャリアアグリゲーション帯域にガンマ劣化を生じさせ得る。ガンマは、反射係数とも称する。低いガンマ損失は、隆起フレームスプリアスモード（ＲａＦモード）をキャリアアグリゲーション帯域から離すことによって達成することができる。
【００３６】
本開示の複数側面は、低挿入損失及び低ガンマ損失を達成することができる多層隆起フレーム構造物を含むバルク弾性波共振器に関する。多層隆起フレーム構造物は、第１隆起フレーム層及び第２隆起フレーム層を含む。第１隆起フレーム層は、圧電層の対向側の電極間に配置された二酸化ケイ素のような低音響インピーダンス材料を含む。例えば、低音響インピーダンス材料を、バルク弾性波共振器の頂部電極と圧電層との間に配置することができる。多層隆起フレーム構造物を、バルク弾性波共振器のアクティブ領域の周縁に沿って配置することができる。第２隆起フレーム層は、相対的に重い材料を含み得る。第２隆起フレーム層は、バルク弾性波共振器の電極と同じ材料としてよい。
【００３７】
低音響インピーダンスに起因して、相対的に強い隆起フレームスプリアスモードを生成する多層隆起フレームドメインの周波数を、低音響インピーダンスの第１隆起フレーム層が存在しない同様の隆起フレームドメインよりも、有意に低くすることができる。低音響インピーダンスにより、多層隆起フレーム構造に対する隆起フレームモードは、ガンマ損失を与えることがないようにキャリアアグリゲーション帯域の外側に存在することとなる。例えば、キャリアアグリゲーションアプリケーションにおいて、マルチプレクサは、キャリアアグリゲーション信号を受信するべく配列された共通ノードと、キャリアアグリゲーション信号の第１キャリアに関連付けられた通過帯域を有する第１フィルタと、共通ノードにおいて第１フィルタに結合されて、キャリアアグリゲーション信号の第２キャリアに関連付けられた第２通過帯域を有する第２フィルタとを含み得る。第１フィルタは、ここに開示される一実施形態に係る多層隆起フレーム構造物ＢＡＷ共振器を含み得る。多層隆起フレーム構造物を有するＢＡＷ共振器は、第２フィルタの通過帯域において第１フィルタに対するガンマを増加させることができる。
【００３８】
付加的に、多層隆起フレーム構造物の相対的に低周波数に起因して、多層隆起フレームドメインとアクティブドメインとの実効音響インピーダンスの差は、第２隆起フレーム層に対応する単層を含む隆起フレーム構造物に対するものよりも大きくなる。多層隆起フレーム構造物は、横方向エネルギーの高モード反射を与えて、主要モードから反共振周波数付近の他の横モードへのモード変換を減少させることができる。したがって、Ｑは有意に増加し得る。
【００３９】
ここに開示される実施形態が、２つの隆起フレーム層を有する二重隆起フレーム構造物を参照して説明され得るにもかかわらず、ここに説明される任意の適切な原理及び利点は、２つ以上の隆起フレーム層を含む多層隆起フレーム構造物に適用することができる。
【００４０】
二重隆起フレーム層を有する複数例のバルク弾性共振器が以下に説明される。これらの二重隆起フレーム層の任意の適切な原理及び利点を、多層隆起フレームバルク弾性波デバイスにおいて互いに一緒に実装することができる。
【００４１】
図１は、二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの平面図である。図１に示されるように、バルク弾性波デバイスは、バルク弾性波デバイスのアクティブ領域の周縁まわりに隆起フレームゾーン１２を含む。隆起フレームゾーン１２は、所定例において、境界リングと称してよい。二重隆起フレーム構造物は、隆起フレームゾーン１２に存在し得る。二重隆起フレーム構造は、図２〜９の二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの任意の適切な原理及び利点に従って実装することができる。二重隆起フレーム構造物は、バルク弾性波デバイスのアクティブ領域の中間エリア１４の外側に存在する。隆起フレーム層は、隆起フレームゾーン１２に存在して金属電極の上に延びてよい。図１は、中間エリア１４の金属電極と、隆起フレームゾーン１２における隆起フレーム層とを示す。一つ以上の他の層を、金属電極及び隆起フレーム層を覆うように含めてもよい。例えば、二酸化ケイ素を、金属電極及び隆起フレーム層を覆うように含めてもよい。図１はまた、バルク弾性波デバイスの圧電層１６が、金属電極及び隆起フレーム層の下に存在することも示す。
【００４２】
二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの複数の実施形態が、図１のＡからＡ’の線に沿った複数例の断面を参照して説明される。図２〜９は、二重隆起フレームバルク弾性波デバイスの、図１におけるＡからＡ’の線に沿った複数例の断面を示す。図２〜９のバルク弾性波デバイスの特徴の任意の適切な組み合わせを、互いに組み合わせることができる。ここに開示されるバルク弾性波デバイスのいずれも、無線周波数信号をフィルタリングするべく配列されたフィルタにおけるバルク弾性波共振器としてよい。
【００４３】
図２は、一実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイス２０の断面図である。図示のように、二重隆起フレームバルク弾性デバイス２０は、圧電層１６、第１電極２１、第２電極２２、第１隆起フレーム層２３、第２隆起フレーム層２４、シリコン基板２５、エアキャビティ２６及び二酸化ケイ素層２７を含む。
【００４４】
圧電層１６は、第１電極２１と第２電極２２との間に配置される。圧電層１６は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）層又は任意の他の適切な圧電層としてよい。バルク弾性波デバイス２０のアクティブ領域又はアクティブドメインが、圧電層１６の、第１電極２１及び第２電極２２双方と重なる部分によって画定される。第１電極２１は、相対的に高い音響インピーダンスを有し得る。例えば、第１電極２１は、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ルテニウム（Ｒｕ）、インジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、Ｉｒ／Ｐｔ、又はこれらの任意の適切な合金及び／若しくは組み合わせを含んでよい。同様に、第２電極２２も、相対的に高い音響インピーダンスを有してよい。第２電極２２は、所定例において第１電極２１と同じ材料から形成してよい。
【００４５】
バルク弾性波デバイス２０の二重隆起フレーム構造物は、第１隆起フレーム層２３及び第２隆起フレーム層２４を含む。第１隆起フレーム層２３と第２隆起フレーム層２４とは、バルク弾性波デバイス２０のアクティブ領域において互いに重なる。バルク弾性波デバイス２０の隆起フレームドメインが、バルク弾性波デバイス２０のアクティブドメインにおいて、二重隆起フレーム構造物の部分によって画定される。二重隆起フレーム構造物の少なくとも一部分が、バルク弾性波デバイス２０のアクティブ領域に含まれる。二重隆起フレーム構造物は、横方向エネルギーの高効率反射に起因してＱを有意に改善することができる。
【００４６】
第１隆起フレーム層２３は、第１電極２１と第２電極２２との間に位置決めされる。図２に示されるように、第１隆起フレーム層２３は、圧電層１６と第２電極２２との間に位置決めされる。第１隆起フレーム層２３は低音響インピーダンス材料である。低音響インピーダンス材料は、第１電極２１よりも低い音響インピーダンスを有する。低音響インピーダンス材料は、第２電極２２よりも低い音響インピーダンスを有する。低音響インピーダンス材料は、圧電層１６よりも低い音響インピーダンスを有してよい。一例として、第１隆起フレーム層２３は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層としてよい。二酸化ケイ素はすでに様々なバルク弾性波デバイスにおいて使用されているので、二酸化ケイ素の第１隆起フレーム層２３は、相対的に容易に製造することができる。第１隆起フレーム層２３は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）層、炭化ケイ素（ＳｉＣ）層、又は任意の他の適切な低音響インピーダンス層としてよい。第１隆起フレーム層２３は、相対的に低い密度を有し得る。第１隆起フレーム層２３は、図２に示されるようにバルク弾性波デバイス２０のアクティブ領域を超えるように延びてよい。これは、所定例において製造上の理由のためとなり得る。
【００４７】
第１隆起フレーム層２３は、バルク弾性波デバイス２０の隆起フレームドメインの実効電気機械結合係数（ｋ２）を、第１隆起フレーム層２３が存在しない同様のデバイスと比べて低減することができる。これにより、隆起フレームスプリアスモードの励振強度が低減され得る。さらに、第１隆起フレーム層２３は、隆起フレームモードの周波数を、バルク弾性波デバイス２０の主要共振周波数から相対的に遠くに離すように移動させることに寄与し得る。これにより、ガンマ損失に有意な影響がもたらされることがない。
【００４８】
図示のように、第２隆起フレーム層２４は、バルク弾性波デバイス２０のアクティブ領域において第１隆起フレーム層２３と重なる。第２隆起フレーム層２４は、第２電極２２と同じ材料としてよい。これは、製造上の視点から便宜となり得る。第２隆起フレーム層２４は、相対的に高い密度の材料としてよい。例えば、第２隆起フレーム層２４は、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ルテニウム（Ｒｕ）等、又はこれらの任意の適切な合金を含んでよい。第２隆起フレーム層２４は、金属層としてよい。代替的に、第２隆起フレーム層２４は、密度が相対的に高い適切な非金属材料としてよい。第２隆起フレーム層２４の密度は、第２電極２２の密度と同様か又はそれよりも重い。第２隆起フレーム層２４は、相対的に高い音響インピーダンスを有し得る。
【００４９】
第２隆起フレーム層２４は、隆起フレームドメインにおいてバルク弾性波デバイス２０の高さを増加させる。したがって、バルク弾性波デバイス２０は、隆起フレームドメインにおける高さが、アクティブドメインの他の部分、例えばアクティブドメインの中間エリアにおける高さよりも大きい。第２電極２２を覆うように第２隆起フレーム層２４を形成することは、製造上の観点から相対的に用意となり得る。しかしながら、いくつかの他の実施形態において、第２隆起フレーム層は、隆起フレームドメインにおける異なる位置に含めてもよい。
【００５０】
バルク弾性波デバイス２０において、二酸化ケイ素層２７は、第２電極２２及び第２隆起フレーム層２４を覆うように含められる。二酸化ケイ素層２７は、バルク弾性波デバイス２０の異なる領域において異なる厚さを有するように形成することができる。例えば、図２に示されるように、二酸化ケイ素層２７は、陥凹フレームドメインにおいて薄くされる。二酸化ケイ素層２７の代わりに及び／又は二酸化ケイ素層２７に加えて、任意の適切なパッシベーション層が含まれてよい。
【００５１】
二重隆起フレームバルク弾性波デバイス２０はＦＢＡＲである。エアキャビティ２６が、第１電極２１の下に含まれる。エアキャビティ２６は、第１電極２１及びシリコン基板２５の幾何学構成によって画定される。シリコン基板２５の代わりに、他の適切な基板を代替的に実装してよい。パッシベーション層のような一つ以上の層を、第１電極２１とシリコン基板２５との間に位置決めすることができる。
【００５２】
バルク弾性波デバイス２０がＦＢＡＲであるにもかかわらず、ここに説明される任意の適切な原理及び利点は、ソリッドマウント共振器（ＳＭＲ）にも適用することができる。
【００５３】
図３は、一実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイス３０の断面図である。二重隆起フレームバルク弾性デバイス３０は、図２の二重隆起フレームバルク弾性波デバイス２０と同様であるが、バルク弾性波デバイス３０がＦＢＡＲの代わりにＳＭＲである点を除く。バルク弾性波デバイス３０において、ソリッド音響ミラーが、第１電極２１とシリコン基板３５との間に配置される。図示される音響ミラーは、音響ブラッグ反射器３２を含む。図示される音響ブラッグ反射器３２は、交互にされた低インピーダンス層３３と高インピーダンス層３４とを含む。一例として、ブラッグ反射器３２は、交互にされた、低インピーダンス層３３としての二酸化ケイ素層と、高インピーダンス層３４としてのタングステン層とを含み得る。ＳＭＲの任意の他の適切な特徴を、多層隆起フレームバルク弾性波デバイスに代替的又は付加的に実装することができる。
【００５４】
図４は、一実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイス４０の断面図である。二重隆起フレームバルク弾性デバイス４０は、図２の二重隆起フレームバルク弾性波デバイス２０と同様であるが、バルク弾性波デバイス４０においては二酸化ケイ素層２７が省略され、バルク弾性波デバイス４０に陥凹フレームドメインが存在しない点を除く。
【００５５】
図５は、一実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイス５０の断面図である。二重隆起フレームバルク弾性デバイス５０は、図４の二重隆起フレームバルク弾性波デバイス４０と同様であるが、バルク弾性波デバイス５０の第１隆起フレーム層５３が、バルク弾性波デバイス４０の第１隆起フレーム層２３とは異なる点を除く。図５に示されるように、第１隆起フレーム層５３は、隆起フレームドメインに広がる。第１隆起フレーム層５３は、バルク弾性波デバイス５０のアクティブ領域を超えて延びることがない。
【００５６】
図６は、一実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイス６０の断面図である。二重隆起フレームバルク弾性デバイス６０は、図４の二重隆起フレームバルク弾性波デバイス４０と同様であるが、バルク弾性波デバイス６０の第２電極６２がバルク弾性波デバイス４０の第２電極２２と異なる点を除く。第２電極６２は、異なる領域において異なる厚さを有する。第２電極６２が薄い領域が、バルク弾性波デバイス６０における陥凹フレームドメインを実装する。
【００５７】
図７Ａは、一実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイス７０の断面図である。二重隆起フレームバルク弾性デバイス７０は、図４の二重隆起フレームバルク弾性波デバイス４０と同様であるが、バルク弾性波デバイス７０が２つの隆起フレームドメインを含む点を除く。バルク弾性波デバイス７０は、第１隆起フレームドメインＲａＦ及び第２隆起フレームドメインＲａＦ３に第１隆起フレーム層７３を含む。バルク弾性波デバイス７０における第１隆起フレームドメインＲａＦは、図４のバルク弾性波デバイス４０における隆起フレームドメインと同様である。第１隆起フレーム層７３及び第２隆起フレーム層２４は、第１隆起フレームドメインＲａＦに含まれる。第１隆起フレーム層７３は、図２の第１隆起フレーム層２３の任意の適切な特徴を含んでよい。第１隆起フレーム層７３は、第２隆起フレームドメインＲａＦ３において薄くされる。ここで、第１隆起フレーム層７３及び第２電極７２は、圧電層１６を覆うようにされる。
【００５８】
第２隆起枠領域ＲａＦ３は、陥凹隆起枠領域と称してよい。第２電極７２は、断面図において、図４の第２電極２２とは異なる形状を有する。第２隆起フレーム層２４は、第２隆起フレームドメインＲａＦ３の外側に存在する。第１隆起フレーム層７３により、第２隆起フレームドメインＲａＦ３は、（１）アクティブ領域の中間エリア及び（２）第１隆起フレームドメインとは異なる音響インピーダンスを有する。これは、スプリアスモードの抑制に役立ち得る。第１隆起枠領域は、バルク弾性波デバイス７０の平面図において第２隆起枠領域を取り囲み得る。
【００５９】
図７Ｂは、一実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイス７５の断面図である。二重隆起フレームバルク弾性デバイス７５は、図７Ａの二重隆起フレームバルク弾性波デバイス７０と同様であるが、バルク弾性波デバイス７５が、２つの隆起フレームドメインを覆うように延びる第２隆起フレーム層７７を含む点を除く。図７Ｂに示されるように、第２隆起フレーム層７７は、第１隆起フレームドメインＲａＦ及び第２隆起フレームドメインＲａＦ３に含まれる。第１隆起フレーム層７３は、バルク弾性波デバイス７５の第２隆起フレームドメインにおいて薄くされる。第２隆起フレーム層７７は、バルク弾性波デバイス７５における第１隆起フレームドメインＲａＦ及び第２隆起フレームドメインＲａＦ３双方の上で実質的に同じ厚さを有する。バルク弾性波デバイス７５における２つの隆起フレームドメインは、スプリアスモードの抑制に役立ち得る。
【００６０】
図８は、一実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイス８０の断面図である。二重隆起フレームバルク弾性デバイス８０は、図５の二重隆起フレームバルク弾性波デバイス５０と同様であるが、これらのデバイスにおいて第１隆起フレーム層の異なる位置に存在する点を除く。バルク弾性波デバイス８０において、第１隆起フレーム層８３は、第１電極２１と圧電層８６との間に位置決めされる。第１隆起フレーム層８３は、圧電層８６及び第１電極２１と物理的に接触する。第１隆起フレーム層８３は、第１隆起フレーム層２３と同様に機能し得る。第１隆起フレーム層８３は、第１隆起フレーム層２３の任意の適切な特徴を含んでよい。圧電層８６は、断面図において、図５の圧電層１６とは異なる形状を有する。
【００６１】
図９は、一実施形態に係る二重隆起フレームバルク弾性波デバイス９０の断面図である。二重隆起フレームバルク弾性デバイス９０は、図８の二重隆起フレームバルク弾性波デバイス８０と同様であるが、第２電極及び圧電層が断面図において異なる形状を有する点を除く。図９に示されるように、第２電極９２は、第２隆起フレーム層２４が配置された平面状の頂面を有する。平面上の頂面は、所定例において容易に製造することができる。
【００６２】
上述したように、ここに説明される二重隆起フレームバルク弾性波デバイスは、単層隆起フレームデバイスと比べて改善されたＱを有し得る。図１０Ａ〜１０Ｃは、単数隆起フレームバルク弾性波デバイス及び二重隆起フレームバルク弾性波デバイスを含む隆起フレームバルク弾性波デバイスを示す。図１１Ａ〜１１Ｂは、図１０Ａ〜１０Ｃの隆起フレームバルク弾性波デバイスのＱを比較するグラフである。
【００６３】
図１０Ａは、隆起フレームバルク弾性波デバイス１００の断面図である。隆起フレームバルク弾性波デバイス１００は、単層隆起フレーム構造を含む。バルク弾性波デバイス１００の隆起フレーム構造物は、隆起フレーム層２３を含む。
【００６４】
図１０Ｂは、隆起フレームバルク弾性波デバイス１０４の断面図である。隆起フレームバルク弾性波デバイス１０４は、単層隆起フレーム構造物を含む。バルク弾性波デバイス１０４の隆起フレーム構造物は、隆起フレーム層２４を含む。
【００６５】
図１０Ｃは、隆起フレームバルク弾性波デバイス１０８の断面図である。隆起フレームバルク弾性波デバイス１０８は、隆起フレーム層２３及び隆起フレーム層２４双方を含む二重層隆起フレーム構造物を含む。
【００６６】
図１１Ａは、図１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃそれぞれのバルク弾性波デバイス１００、１０４及び１０８のＱを比較するグラフである。バルク弾性波デバイス１０８は、バルク弾性波デバイス１０４及び１０８よりも良好な横方向エネルギー反射を与えることができる。図１１Ａは、バルク弾性１０８波デバイスが、バルク弾性波デバイス１００及び１０４よりも高いＱを達成することができることを示す。
【００６７】
図１１Ｂは、図１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃそれぞれのバルク弾性波デバイス１００、１０４及び１０８のデシベル（ｄＢ）単位のコンダクタンスを、図１１Ａよりも大きな周波数範囲にわたって比較するグラフである。図１１Ｂは、バルク弾性波デバイス１０４が、共振周波数との周波数差ＦＤ３において相対的に大きな雑音を有することと、バルク弾性波デバイス１００が、共振周波数との周波数差ＦＤ２において相対的に大きな雑音を有することと、バルク弾性波デバイス１０８が、共振周波数から周波数差ＦＤ１において相対的に大きな雑音を有することとを示す。これらのバルク弾性デバイスに対するこれらの周波数差における相対的に大きな雑音は、隆起フレームスプリアスモードに対応する。図１１Ｂに示されるように、これらの周波数差は以下の関係、ＦＤ１＞ＦＤ２＞ＦＤ３を満たす。周波数差ＦＤ３は、様々なアプリケーションに対して望ましい共振周波数に近くなり得る。例えば、マルチプレクサの文脈において、共振周波数から離れた周波数差ＦＤ３における雑音は、隣接するフィルタの性能に影響を与え得る。
【００６８】
図１１Ｂは、バルク弾性波デバイス１０８の隆起フレームスプリアスモードが、バルク弾性波デバイス１００及び１０４の隆起フレームスプリアスモードよりも共振周波数から離れていることを示す。図１１Ｂに示されるように、隆起フレームスプリアスモードと、バルク弾性波デバイス１０８の共振周波数との間には、ほぼ１ギガヘルツ（ＧＨｚ）の分離が存在する。したがって、そのような隆起フレームスプリアスモードは、バルク弾性波デバイス１０８の共振周波数と同様の周波数を有する無線周波数信号をフィルタリングするべく配列された他の弾性波フィルタ（例えばマルチプレクサの一つ以上の他の弾性波フィルタ）に影響を与えることがない。これは、例えばキャリアアグリゲーションアプリケーションにおいて有利となり得る。
【００６９】
図１１Ｂは、バルク弾性波デバイス１０８が、バルク弾性波デバイス１００及び１０４の隆起フレームスプリアスモードよりも振幅が小さい隆起フレームスプリアスモードを有することを示す。
【００７０】
ここに開示される多層隆起フレームバルク弾性波共振器は、弾性波フィルタに実装することができる。所定のアプリケーションにおいて、弾性波フィルタは、一の無線周波数帯域を通過させて当該無線周波数帯域の外側の周波数を減衰させるべく配列された帯域通過フィルタとしてよい。２つ以上の弾性波フィルタは、共通ノードにおいて一緒に結合してデュプレクサのようなマルチプレクサとして配列することができる。
【００７１】
図１２は、弾性波ラダーフィルタ１２０の一例の模式的な図である。弾性波フィルタ１２０は、送信フィルタ又は受信フィルタとしてよい。弾性波ラダーフィルタ１２０は、一の無線周波数信号をフィルタリングするべく配列された帯域通過フィルタとしてよい。弾性波フィルタ１２０は、無線周波数入力／出力ポートＲＦＩ／ＯとアンテナポートＡＮＴとの間に結合された直列共振器Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７及びＲ９、並びにシャント共振器Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６及びＲ８を含む。無線周波数入力／出力ポートＲＦＩ／Ｏは、送信フィルタにおける送信ポート、又は受信フィルタにおける受信ポートとしてよい。例示される弾性波共振器の一つ以上が、ここに説明される任意の適切な原理及び利点に従う多層隆起フレームバルク弾性波共振器であってよい。弾性波ラダーフィルタは、任意の適切な数の直列共振器、及び任意の適切な数のシャント共振器を含んでよい。
【００７２】
弾性波フィルタは、ラティストポロジー又はハイブリッドラダー及びラティストポロジーのような任意の他の適切なフィルタトポロジーで、配列することができる。ここに開示される任意の適切な原理及び利点に従うバルク弾性波共振器は、帯域通過フィルタに実装することができる。いくつかの他のアプリケーションにおいて、ここに開示される任意の適切な原理及び利点に従うバルク弾性波共振器は、帯域阻止フィルタに実装することができる。
【００７３】
図１３Ａは、デュプレクサ１３０の一例の模式的な図である。デュプレクサ１３０は、アンテナノードＡＮＴにおいて互いに結合された送信フィルタ１３１及び受信フィルタ１３２を含む。シャントインダクタＬ１を、アンテナノードＡＮＴに接続することができる。送信フィルタ１３１及び受信フィルタ１３２は双方とも、デュプレクサ１３０における弾性波ラダーフィルタである。
【００７４】
送信フィルタ１３１は、一の無線周波数信号をフィルタしてフィルタリングされた無線周波数信号をアンテナノードＡＮＴに与えることができる。直列インダクタＬ２を、送信フィルタ１３１の送信入力ノードＴＸと弾性波共振器との間に結合することができる。図示される送信フィルタ１３１は、弾性波共振器Ｔ０１〜Ｔ０９を含む。これらの共振器の一つ以上を、ここに開示される任意の適切な原理及び利点に従う多層隆起フレームバルク弾性波共振器としてよい。図示される受信フィルタは、弾性波共振器Ｒ０１〜Ｒ０９を含む。これらの共振器の一つ以上を、ここに開示される任意の適切な原理及び利点に従う多層隆起フレームバルク弾性波共振器としてよい。受信フィルタは、アンテナノードＡＮＴにおいて受信した無線周波数信号をフィルタリングすることができる。直列インダクタＬ３を、共振器と受信出力ノードＲＸとの間に結合することができる。受信フィルタの受信出力ノードＲＸが無線周波数受信信号を与える。
【００７５】
図１３Ｂは、一実施形態に係る弾性波フィルタを含むマルチプレクサ１３５の模式的な図である。マルチプレクサ１３５は、共通ノードＣＯＭにおいて一緒に結合された複数のフィルタ１３６Ａ〜１３６Ｎを含む。複数のフィルタは、任意の適切な数のフィルタを含み得る。例えば、３つのフィルタ、４つのフィルタ、５つのフィルタ、６つのフィルタ、７つのフィルタ、８つのフィルタ、又はそれより多くのフィルタを含み得る。複数の弾性波フィルタの一部又はすべてを弾性波フィルタとしてよい。図示されるフィルタ１３６Ａ、１３６Ｂ及び１３６Ｎはそれぞれが、共通ノードＣＯＭと入力／出力ノードＲＦＩ／Ｏ１、ＲＦＩ／Ｏ２及びＲＦＩ／ＯＮそれぞれとの間に結合される。
【００７６】
いくつかの例において、マルチプレクサ１３５のフィルタすべてを受信フィルタとすることができる。いくつかの他例によれば、マルチプレクサ１３５のフィルタすべてを送信フィルタとしてよい。様々なアプリケーションにおいて、マルチプレクサ１３５は、一つ以上の送信フィルタ、及び一つ以上の受信フィルタを含んでよい。したがって、マルチプレクサ１３５は、任意の適切な数の送信フィルタ、及び任意の適切な数の受信フィルタを含んでよい。図示されるフィルタのそれぞれを、異なる対応通過帯域を有する帯域通過フィルタとしてよい。
【００７７】
マルチプレクサ１３５は、共通ノードＣＯＭとの固定接続部を有するフィルタ１３６Ａ〜１３６Ｎによりハード多重化を行うように示される。いくつかの他のアプリケーションにおいて、マルチプレクサのフィルタのうちの一つ以上を、対応スイッチを介して共通ノードに電気的に接続することができる。そのようなフィルタはいずれも、ここに開示される任意の適切な原理及び利点に従うバルク弾性波共振器を含んでよい。
【００７８】
第１フィルタ１３６Ａは、第１通過帯域を有して一の無線周波数信号をフィルタリングするべく配列された弾性波フィルタである。第１フィルタ１３６Ａは、ここに開示される任意の適切な原理及び利点に従う一つ以上のバルク弾性波共振器を含んでよい。第２フィルタ１３６Ｂは第２通過帯域を有する。第１フィルタ１３６Ａの、一つ以上のバルク弾性波共振器の多層隆起フレーム構造物は、当該一つ以上のバルク弾性波共振器の隆起フレームモードを、第２通過帯域から離れるように移動させることができる。これにより、第２フィルタ１３６Ｂの通過帯域における第１フィルタ１３６Ａの反射係数（ガンマ）を増加させることができる。第１フィルタ１３６Ａのバルク弾性波共振器の多層隆起フレーム構造物はまた、当該隆起フレームモードを、マルチプレクサ１３５の、一つ以上の他のフィルタの通過帯域から離れるように移動させる。
【００７９】
所定例において、マルチプレクサ１３５の共通ノードＣＯＭは、キャリアアグリゲーション信号を受信するように配列される。このキャリアアグリゲーション信号は少なくとも、第１フィルタ１３６Ａの第１通過帯域に関連付けられた第１キャリアと、第２フィルタ１３６Ｂの第２通過帯域に関連付けられた第２キャリアとを含む。第１フィルタ１３６Ａのバルク弾性波共振器の多層隆起フレーム構造物は、キャリアアグリゲーション信号の第２キャリアに関連付けられた第２フィルタ１３６Ｂの第２通過帯域における第１フィルタ１３６Ａの反射係数を維持し及び／又は増加させることができる。
【００８０】
マルチプレクサ１３５のフィルタ１３６Ｂ〜１３６Ｎは、一つ以上の弾性波フィルタ、多層隆起フレーム構造物を有する少なくとも一つのバルク弾性波共振器を含む一つ以上の弾性波フィルタ、一つ以上のＬＣフィルタ、一つ以上のハイブリッド弾性波ＬＣフィルタ、又はこれらの任意の適切な組み合わせを含み得る。
【００８１】
ここに開示される多層隆起フレームバルク弾性波共振器は、様々なパッケージ状モジュールに実装することができる。ここに開示されるバルク弾性波デバイスの任意の適切な原理及び利点が実装され得るいくつかの例のパッケージ状モジュールが、以下に説明される。当該例のパッケージ状モジュールは、図示の回路素子を封入するパッケージを含み得る。図示される回路素子は、共通パッケージ基板上に配置することができる。パッケージ基板は、例えば、積層基板としてよい。図１４、１５Ａ、１５Ｂ及び１６は、所定実施形態に係る例示のパッケージ状モジュールの模式的なブロック図である。所定例のパッケージ状モジュールは、一つ以上の電力増幅器及び／又は一つ以上の低雑音増幅器のような一つ以上の無線周波数増幅器を含む。当該モジュールの特徴の任意の適切な組み合わせを相互に一緒に実装することができる。デュプレクサが、図１４、１５Ａ及び１６のパッケージ状モジュールの例に示されるが、共通ノードに結合された複数の弾性波フィルタを含む任意の他の適切なマルチプレクサを、一つ以上のデュプレクサの代わりに実装することができる。例えば、所定のアプリケーションにおいて、クアッドプレクサを実装してよい。代替的又は付加的に、パッケージ状モジュールの一つ以上のフィルタを、マルチプレクサに含まれない送信フィルタ又は受信フィルタとして配列することができる。
【００８２】
図１４は、デュプレクサ１４１Ａ〜１４１Ｎ及びアンテナスイッチ１４２を含むモジュール１４０の模式的なブロック図である。デュプレクサ１４１Ａ〜１４１Ｎの一つ以上のフィルタは、ここに説明される任意の適切な原理及び利点に従う任意の適切な数の多層隆起フレームバルク弾性波共振器を含み得る。任意の適切な数のデュプレクサ１４１Ａ〜１４１Ｎを実装することができる。アンテナスイッチ１４２は、デュプレクサ１４１Ａ〜１４１Ｎの数に対応する一定数の投を有し得る。アンテナスイッチ１４２は、選択されたデュプレクサをモジュール１４０のアンテナポートに電気的に結合することができる。
【００８３】
図１５Ａは、電力増幅器１５２、無線周波数スイッチ１５４、及び一つ以上の実施形態に係るデュプレクサ１４１Ａ〜１４１Ｎを含むモジュール１５０の模式的なブロック図である。電力増幅器１５２は、無線周波数信号を増幅することができる。無線周波数スイッチ１５４は多投無線周波数スイッチとしてよい。無線周波数スイッチ１５４は、電力増幅器１５２の出力を、デュプレクサ１４１Ａ〜１４１Ｎの選択された送信フィルタに電気的に結合することができる。デュプレクサ１４１Ａ〜１４１Ｎのうちの一つ以上のフィルタは、ここに説明される任意の適切な原理及び利点に従う任意の適切な数の多層隆起フレームバルク弾性波共振器を含み得る。任意の適切な数のデュプレクサ１４１Ａ〜１４１Ｎを実装することができる。
【００８４】
図１５Ｂは、フィルタ１５６Ａ〜１５６Ｎ、無線周波数スイッチ１５７、及び一実施形態に係る低雑音増幅器１５８を含むモジュール１５５の模式的なブロック図である。フィルタ１５６Ａ〜１５６Ｎのうちの一つ以上のフィルタは、ここに開示される任意の適切な原理及び利点に従う任意の適切な数の多層隆起フレームバルク弾性波共振器を含み得る。任意の適切な数のフィルタ１５６Ａ〜１５６Ｎを実装することができる。例示のフィルタ１５６Ａ〜１５６Ｎは受信フィルタである。いくつかの実施形態（例示せず）において、フィルタ１５６Ａ〜１５６Ｎの一つ以上を、送信フィルタも含むマルチプレクサに含めることができる。無線周波数スイッチ１５７は多投無線周波数スイッチとしてよい。無線周波数スイッチ１５７は、フィルタ１５６Ａ〜１５６Ｎの選択されたフィルタの出力を、低雑音増幅器１５７に電気的に結合することができる。いくつかの実施形態（例示せず）において、複数の低雑音増幅器を実装することができる。モジュール１５５は、所定のアプリケーションにおいて、ダイバーシティ受信特徴部を含み得る。
【００８５】
図１６は、電力増幅器１５２、無線周波数スイッチ１５４、及び一つ以上の実施形態に係る多層隆起フレームバルク弾性波デバイスを含むデュプレクサ１４、並びにアンテナスイッチ１４２を含むモジュール１６０の模式的なブロック図である。モジュール１６０は、モジュール１４０の複数の素子、及びモジュール１５０の複数の素子を含み得る。
【００８６】
任意の適切な数の多層隆起フレームバルク弾性デバイスを有する一つ以上のフィルタを、様々な無線通信デバイスに実装することができる。図１７Ａは、ここに開示される任意の適切な原理及び利点に従う一つ以上の多層隆起フレームバルク弾性波共振器を有するフィルタ１７３を含む無線通信デバイス１７０の模式的なブロック図である。無線通信デバイス１７０は、任意の適切な無線通信デバイスでよい。例えば、無線通信デバイス１７０は、スマートフォンのような携帯電話機としてよい。図示のように、無線通信デバイス１７０は、アンテナ１７１、フィルタ１７３を含むＲＦフロントエンド１７２、送受信器１７４、プロセッサ１７５、メモリ１７６及びユーザインタフェイス１７７を含む。アンテナ１７１は、ＲＦフロントエンド１７２が与えるＲＦ信号を送信することができる。アンテナ１７１は、受信したＲＦ信号を、処理を目的としてＲＦフロントエンド１７２に与え得る。
【００８７】
ＲＦフロントエンド１７２は、一つ以上の電力増幅器、一つ以上の低ノイズ増幅器、ＲＦスイッチ、受信フィルタ、送信フィルタ、デュプレクスフィルタ、マルチプレクサのフィルタ、ダイプレクサ若しくは他の周波数多重化回路のフィルタ、又はこれらの任意の適切な組み合わせを含んでよい。ＲＦフロントエンド１７２は、任意の適切な通信規格に関連づけられたＲＦ信号を送信及び受信することができる。ここに開示される多層隆起フレームバルク弾性波共振器はいずれも、ＲＦフロントエンド１７２のフィルタ１７３に実装することができる。
【００８８】
ＲＦ送受信器１７４は、増幅及び／又は他の処理を目的としてＲＦ信号をＲＦフロントエンド１７２に与えることができる。ＲＦ送受信器１７４はまた、ＲＦフロントエンド１７２の低雑音増幅器が与えるＲＦ信号を処理することができる。ＲＦ送受信器１７４は、プロセッサ１７５と通信する。プロセッサ１７５は、ベース帯域プロセッサとしてよい。プロセッサ１７５は、無線通信デバイス１７０のための、任意の適切なベース帯域処理機能を与えることができる。メモリ１７６には、プロセッサ１７５がアクセス可能である。メモリ１７６は、無線通信デバイス１７０のための任意の適切なデータを格納することができる。プロセッサ１７５はまた、ユーザインタフェイス１７７とも通信する。ユーザインタフェイス１７７は、ディスプレイのような任意の適切なユーザインタフェイスとしてよい。
【００８９】
図１７Ｂは、無線周波数フロントエンド１７２にフィルタ１７３を、ダイバーシティ受信モジュール１８２に第２フィルタ１８３を含む無線通信デバイス１８０の模式的な図である。無線通信デバイス１８０は図１７Ａの無線通信デバイス１７０と同様であるが、無線通信デバイス１８０がさらにダイバーシティ受信機能を含む点を除く。図１７Ｂに示されるように、無線通信デバイス１８０は、ダイバーシティアンテナ１８１と、ダイバーシティアンテナ１８１が受信した信号を処理するべく構成されてフィルタ１８３を含むダイバーシティモジュール１８２と、無線周波数フロントエンド１７２及びダイバーシティ受信モジュール１８２双方と通信する送受信器１７４とを含む。第２フィルタ１８３の一つ以上が、ここに開示される任意の適切な原理及び利点に従う多層隆起フレーム構造物を有するバルク弾性波共振器を含み得る。
【００９０】
ここに開示されるバルク弾性波デバイスは、周波数範囲１（ＦＲ１）内の第５世代（５Ｇ）ニューラジオ（ＮＲ）動作帯域にある無線周波数信号をフィルタリングするべく配列されたフィルタ及び／又はマルチプレクサに含まれ得る。ＦＲ１は、現行の５ＧＮＲ仕様に特定されるように、例えば４１０メガヘルツ（ＭＨｚ）から７．１２５ギガヘルツ（ＧＨｚ）とすることができる。５ＧＮＲＦＲ１動作帯域にある無線周波数信号をフィルタリングするべく配列されたフィルタは、ここに開示される任意の適切な原理及び利点に従って実装される一つ以上のバルク弾性波共振器を含み得る。
【００９１】
５ＧＮＲキャリアアグリゲーション仕様は、技術的な課題を提示し得る。例えば、５Ｇキャリアアグリゲーションは、第４世代（４Ｇ）ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）キャリアアグリゲーションよりも広い帯域幅及び／又はチャネル間隔を有し得る。所定の５ＧＦＲ１アプリケーションにおけるキャリアアグリゲーション帯域幅は、１２０ＭＨｚから２００ＭＨｚの範囲のような、１２０ＭＨｚから４００ＭＨｚの範囲にある。所定の５ＧＦＲ１アプリケーションにおけるキャリア間隔は、１００ＭＨｚまでとなり得る。ここに開示される多層隆起フレーム構造物を有するバルク弾性波共振器は、低挿入損失及び低ガンマ損失を達成することができる。そのようなバルク弾性波共振器の隆起フレームモードの周波数は、バルク弾性波共振器の共振周波数から有意に離れるように移動させることができる。したがって、５Ｇ仕様におけるＦＲ１内の広いキャリアアグリゲーション帯域幅及び／又はチャネル間隔であっても、隆起フレームモードを、キャリアアグリゲーション帯域の外側に存在させることができる。これにより、キャリアアグリゲーションの他のキャリアの動作帯域におけるガンマ劣化を低減及び／又は排除することができる。いくつかの例において、ガンマは、キャリアアグリゲーションの他のキャリアの動作帯域において増加し得る。
【００９２】
上述された実施形態のいずれもが、セルラーハンドセットのような携帯デバイスに関連して実装することができる。実施形態の原理及び利点は、ここに説明される実施形態のいずれかから有益となり得る任意のアップリンク無線通信デバイスのような、任意のシステム又は装置によって使用することができる。ここでの教示は、様々なシステムに適用可能である。本開示がいくつかの実施形態例を含むにもかかわらず、ここに説明される教示は、様々な構造に適用することができる。ここに説明される原理及び利点はいずれも、約３０ｋＨｚから３００ＧＨｚの周波数範囲、例えば約４５０ＭＨｚから８．５ＧＨｚの周波数範囲、にある信号を処理するべく構成されたＲＦ回路に関連して実装することができる。
【００９３】
本開示の複数の側面は、様々な電子デバイスに実装することができる。電子デバイスの例は、消費者用電子製品、パッケージ状無線周波数モジュールのような消費者用電子製品の部品、アップリンク無線通信デバイス、無線通信インフラストラクチャ、電子試験機器等を含むがこれらに限られない。電子デバイスの例は、スマートフォンのような携帯型電話機、スマートウォッチ又はイヤーピースのような装着可能コンピューティングデバイス、電話機、テレビ、コンピュータモニタ、コンピュータ、モデム、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、電子レンジ、冷蔵庫、自動車電子システムのような車載電子システム、ステレオシステム、デジタル音楽プレーヤー、ラジオ、デジタルカメラのようなカメラ、携帯型メモリーチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯／乾燥機、コピー機、ファクシミリ装置、スキャナ、多機能周辺デバイス、腕時計、置時計等を含むがこれらに限られない。さらに、電子デバイスは未完成の製品も含んでよい。
【００９４】
本明細書及び特許請求の範囲全体にわたり、文脈上そうでないことが示されない限り、「備える」、「含む」、「包含する」等の用語は、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「〜を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。とりわけ「できる」、「し得る」、「してよい」、「かもしれない」、「例えば」、「のような」等のようなここに記載の条件付き言語は一般に、特にそうでないことが述べられ、又は使用の文脈上そうでないことが理解される場合を除き、所定の実施形態が所定の特徴、要素及び／又は状態を含む一方で他の実施形態がこれらを含まないことを伝えるように意図される。ここで一般に使用される単語「結合」は、直接接続されるか又は一つ以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２つ以上の要素を言及する。同様に、ここで一般に使用される単語「接続」は、直接接続されるか又は一つ以上の中間要素を介して接続されるかのいずれかとなり得る２つ以上の要素を言及する。加えて、単語「ここ」、「上」、「下」及び同様の趣旨の単語は、本アプリケーションにおいて使用される場合、本アプリケーション全体を言及し、本アプリケーションの任意の固有部分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数を使用する上述の詳細な説明における用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。
【００９５】
所定の実施形態が記載されてきたが、これらの実施形態は、例により提示されたにすぎないので、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際のところ、ここに記載される新規な共振器、デバイス、モジュール、装置、方法及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される共振器、デバイス、モジュール、装置、方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更は、本開示の要旨から逸脱することなく行い得る。例えば、ブロックが所与の配列で提示されるが、代替実施形態は、異なる部品及び／又は回路トポロジーで同様の機能を果たすことができ、いくつかのブロックは削除、移動、追加、細分化、結合、及び／又は修正することができる。これらのブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。上述した様々な実施形態の要素及び工程の任意の適切な組み合わせを、さらなる実施形態を与えるように組み合わせることができる。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【外国語明細書】
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