(57)【要約】      （修正有）【課題】スプリアス信号を軽減する方法、弾性波デバイス及び構造物を提供する。【解決手段】薄膜バルク弾性波共振器ＦＢＡＲ１００は、基板１１０上に配置される。基板１１０は、二酸化ケイ素の誘電表面層１１０Ａを含むシリコン基板であり、圧電材料１１５、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の層又は膜を含む。頂部電極１２０は、圧電材料の上に配置され、底部電極１２５は、圧電材料の下に配置される。キャビティ１３５が、底部電極１２５と基板１１０の表面層１１０Ａとを覆う誘電材料１３０の層の下方に画定される。単数又は複数の陥凹フレーム領域１５５は、中心領域１５０の側方範囲の境界を定めて当該側方範囲を画定する。陥凹フレーム領域１５５は、頂部電極１２０の上に、中心領域１５０よりも誘電材料１３０の薄い層を有するエリアによって画定される。ＦＢＡＲは、起伏のある周縁を含む陥凹フレーム領域を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）であって、
起伏のある周縁を含む陥凹フレーム領域を含む、ＦＢＡＲ。
【請求項２】
前記起伏のある周縁は前記陥凹フレーム領域の内側周縁である、請求項１のＦＢＡＲ。
【請求項３】
前記陥凹フレーム領域の外側周縁は起伏がない、請求項２のＦＢＡＲ。
【請求項４】
前記起伏のある周縁は前記陥凹フレーム領域の外側周縁である、請求項１のＦＢＡＲ。
【請求項５】
前記陥凹フレーム領域の内側周縁は起伏がない、請求項４のＦＢＡＲ。
【請求項６】
起伏のある周縁を含む隆起フレーム領域をさらに含む、請求項４のＦＢＡＲ。
【請求項７】
前記陥凹フレーム領域は、起伏のある内側周縁及び起伏のある外側周縁の双方を含む、請求項１のＦＢＡＲ。
【請求項８】
起伏のある周縁を含む隆起フレーム領域をさらに含む、請求項６のＦＢＡＲ。
【請求項９】
前記隆起フレーム領域は、起伏のある内側周縁を含む、請求項８のＦＢＡＲ。
【請求項１０】
前記内側周縁の起伏は、前記外側周縁の起伏と同相である、請求項６のＦＢＡＲ。
【請求項１１】
前記内側周縁の起伏は、前記外側周縁の起伏と位相がずれる、請求項６のＦＢＡＲ。
【請求項１２】
起伏のある周縁を含む隆起フレーム領域をさらに含む、請求項１１のＦＢＡＲ。
【請求項１３】
前記隆起フレーム領域は、起伏のある内側周縁を含む、請求項１２のＦＢＡＲ。
【請求項１４】
前記周縁の起伏は周期的である、請求項１のＦＢＡＲ。
【請求項１５】
前記周縁の起伏は非周期的である、請求項１のＦＢＡＲ。
【請求項１６】
前記陥凹フレーム領域はアポダイズ状態である、請求項１のＦＢＡＲ。
【請求項１７】
前記陥凹フレーム領域は非アポダイズ状態である、請求項１のＦＢＡＲ。
【請求項１８】
無線周波数フィルタであって、
陥凹フレーム領域を有する薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）を含み、
前記陥凹フレーム領域は、起伏のある周縁を含む、無線周波数フィルタ。
【請求項１９】
電子機器モジュールであって、
陥凹フレーム領域を有する薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）を含む無線周波数フィルタを含み、
前記陥凹フレーム領域は、起伏のある周縁を含む、電子機器モジュール。
【請求項２０】
電子デバイスであって、
薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）を有する無線周波数フィルタを含む電子機器モジュールを含み、
前記ＦＢＡＲは、起伏のある周縁を含む陥凹フレーム領域を有する、電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、弾性波デバイス及び構造物と、これらにおいてスプリアス信号を軽減する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波デバイス、例えばバルク弾性波（ＢＡＷ）デバイスは、無線周波数電子システムにおけるフィルタのコンポーネントとして利用することができる。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、弾性波フィルタを含み得る。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。
【発明の概要】
【０００３】
一つの側面によれば、起伏のある周縁を含む陥凹フレーム領域を含む薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）が与えられる。
【０００４】
いくつかの実施形態において、起伏のある周縁は、陥凹フレーム領域の内側周縁である。
【０００５】
いくつかの実施形態において、陥凹フレーム領域の外側周縁は起伏がない。
【０００６】
いくつかの実施形態において、起伏のある周縁は、陥凹フレーム領域の外側周縁である。
【０００７】
いくつかの実施形態において、陥凹フレーム領域の内側周縁は起伏がない。
【０００８】
いくつかの実施形態において、陥凹フレーム領域は、起伏のある内側周縁と起伏のある外側周縁との双方を含む。
【０００９】
いくつかの実施形態において、内側周縁の起伏は、外側周縁の起伏と同相である。
【００１０】
いくつかの実施形態において、内側周縁の起伏は、外側周縁の起伏と位相がずれる。
【００１１】
いくつかの実施形態において、ＦＢＡＲはさらに、起伏のある周縁を含む隆起フレーム領域を含む。
【００１２】
いくつかの実施形態において、隆起フレーム領域は、起伏のある内側周縁を含む。
【００１３】
いくつかの実施形態において、周縁の起伏は周期的である。
【００１４】
いくつかの実施形態において、周縁の起伏は非周期的である。
【００１５】
いくつかの実施形態において、陥凹フレーム領域はアポダイズ状態にされる。
【００１６】
いくつかの実施形態において、陥凹フレーム領域は非アポダイズ状態にされる。
【００１７】
他側面によれば、起伏のある周縁を含む陥凹フレーム領域を有する薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）を含む無線周波数フィルタが与えられる。
【００１８】
他側面によれば、起伏のある周縁を含む陥凹フレーム領域を有する薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）を含む無線周波数フィルタを含む電子機器モジュールが与えられる。
【００１９】
他側面によれば、起伏のある周縁を含む陥凹フレーム領域を備えた薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）を有する無線周波数フィルタを含む電子機器モジュールを含む電子デバイスが与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本開示の複数の実施形態が、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。
【００２１】
【図１】薄膜バルク弾性波共振器の一例の断面図である。
【図２】薄膜バルク弾性波共振器の一例の平面図である。
【図３】薄膜バルク弾性波共振器の他例の平面図である。
【図４】起伏のある外側周縁を有する薄膜バルク弾性波共振器の陥凹フレーム領域を例示する。
【図５】起伏のある内側周縁を有する薄膜バルク弾性波共振器の陥凹フレーム領域を例示する。
【図６】起伏のある内側周縁及び起伏のある外側周縁を有する薄膜バルク弾性波共振器の陥凹フレーム領域を例示する。
【図７】起伏のある内側周縁及び起伏のある外側周縁を有する薄膜バルク弾性波共振器の他の陥凹フレーム領域を例示する。
【図８】薄膜バルク弾性波共振器の陥凹フレーム領域の内側周縁及び／又は外側周縁が示し得る異なるパターンを例示する。
【図９】薄膜バルク弾性波共振器の周波数応答に対する異なる陥凹フレーム構造の効果のシミュレーション結果を例示する。
【図１０】本開示の側面に係る一つ以上の弾性波素子を含み得るフィルタモジュールの一例のブロック図である。
【図１１】本開示の側面に係る一つ以上のフィルタモジュールを含み得るフロントエンドモジュールの一例のブロック図である。
【図１２】図１１のフロントエンドモジュールを含む無線デバイスの一例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
所定の実施形態の以下の説明は、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。
【００２３】
薄膜バルク弾性波共振器（ＦＢＡＲ）は、一般に頂部電極と底部電極との間に挟まれた圧電材料の膜を含むバルク弾性波共振器の一形態であり、当該圧電材料の膜はキャビティの上に懸架されて振動が許容される。頂部電極及び底部電極間に適用される信号が弾性波を発生させて圧電材料の膜を通るように進行させる。ＦＢＡＲは、適用された信号に対し、圧電材料の膜の厚さによって決定される共振ピークを有する周波数応答を示す。理想的には、ＦＢＡＲにおいて発生する弾性波のみが、頂部電極及び底部電極を形成する導電材料の層に直交する方向において圧電材料を通るように進行する主要弾性波である。しかしながら、ＦＢＡＲの圧電材料は、非ゼロのポアソン比を有するのが典型的である。主要弾性波の通過に関連付けられた圧電材料の圧縮及び弛緩は、当該主要弾性波の伝播方向に直交する方向において当該圧電材料の圧縮及び弛緩を引き起こし得る。主要弾性波の伝播方向に直交する方向における圧電材料の圧縮及び弛緩は、当該主要弾性波に直交する（電極膜の表面に平行となる）ように圧電材料を通る横弾性波を生成し得る。横弾性波は反射されて、主要弾性波が伝播するエリアに戻されるので、当該主要弾性波と同じ方向に進行するスプリアス弾性波を誘発させ得る。こうしたスプリアス弾性波は、ＦＢＡＲの周波数応答を、予測されるものよりも又は意図されるものよりも劣化させ得るので、一般に望ましくないとみなされる。
【００２４】
図１は、一般に１００で示されるＦＢＡＲの一例の断面図である。ＦＢＡＲ１００は、基板１１０上に配置される。基板１１０は例えば、例えば二酸化ケイ素の誘電表面層１１０Ａを含み得るシリコン基板である。ＦＢＡＲ１００は、圧電材料１１５、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の層又は膜を含む。頂部電極１２０は、圧電材料１１５の層又は膜の一部分の上に配置され、底部電極１２５は、圧電材料１１５の層又は膜の一部分の下に配置される。頂部電極１２０は、例えばルテニウム（Ｒｕ）から形成されてよい。底部電極１２５は、圧電材料１１５の層又は膜の一部分の下に接触するように配置されたＲｕの層１２５Ａと、圧電材料１１５の層又は膜の当該一部分の下に接触するＲｕの層１２５Ａの一側に対向してＲｕの層１２５Ａの下側に配置されたチタン（Ｔｉ）の層１２５Ｂとを含み得る。頂部電極１２０及び底部電極１２５はそれぞれが、誘電材料１３０、例えば二酸化ケイ素の層に覆われてよい。キャビティ１３５が、底部電極１２５と基板１１０の表面層１１０Ａとを覆う誘電材料１３０の層の下方に画定される。例えば銅から形成される底部電気接点１４０は、底部電極１２５との電気接続をなし、例えば銅から形成される頂部電気接点１４５は、頂部電極１２０との電気接続をなす。
【００２５】
ＦＢＡＲ１００は、動作中に主要弾性波が励振される圧電材料１１５の層又は膜において主要アクティブドメインを含む中心領域１５０を含み得る。中心領域は、例えば約２０μｍから約１００μｍの幅を有し得る。単数又は複数の陥凹フレーム領域１５５は、中心領域１５０の側方範囲の境界を定めて当該側方範囲を画定し得る。陥凹フレーム領域は、例えば約１μｍの幅を有し得る。陥凹フレーム領域１５５は、頂部電極１２０の上に、中心領域１５０よりも誘電材料１３０の薄い層を有するエリアによって画定され得る。陥凹フレーム領域１５５における誘電材料層１３０は、中心領域１５０における誘電材料層１３０よりも約１０ｎｍから約１００ｎｍだけ薄くてよい。陥凹フレーム領域１５５対中心領域１５０の誘電材料の厚さの差により、陥凹フレーム領域１５５におけるデバイスの共振周波数が、中心領域１５０におけるデバイスの共振周波数よりも約５ＭＨｚから約５０ＭＨｚだけ高くなり得る。いくつかの実施形態において、中心領域１５０における誘電材料層１３０の厚さは約２００ｎｍから約３００ｎｍとしてよく、陥凹フレーム領域１５５における誘電材料層１３０の厚さは約１００ｎｍとしてよい。陥凹フレーム領域１５５における誘電膜３００は、中心領域１５０と陥凹フレーム領域１５５との所望の音速差を達成するべく製造中にエッチングされるのが典型的である。したがって、中心領域１５０及び陥凹フレーム領域１５５双方に最初に堆積された誘電膜３００は、中心領域１５０と陥凹フレーム領域１５５とでの誘電膜３００の厚さの所望差を達成するべく十分な陥凹フレーム領域１５５における誘電膜３００のエッチングを許容するのに十分な厚さで堆積される。これにより、当該領域間で所望の音速差が達成される。
【００２６】
単数又は複数の隆起フレーム領域１６０が、陥凹フレーム領域１５５の、中心領域１５０から反対側に画定され、陥凹フレーム領域１５５の外側エッジに直接当接し得る。隆起フレーム領域は、例えば約１μｍの幅を有し得る。隆起フレーム領域１６０は、頂部電極１２０ｉが中心領域１５０及び陥凹フレーム領域１５５においてよりも厚いエリアによって画定することができる。頂部電極１２０は、中心領域１５０及び陥凹フレーム領域１５５において同じ厚さを有してよいが、隆起フレーム領域１６０においては大きな厚さを有する。頂部電極１２０は、隆起フレーム領域１６０において、中心領域１５０及び／又は陥凹フレーム領域１５５においてよりも約５０ｎｍから約５００ｎｍだけ厚くてよい。いくつかの実施形態において、中心領域における頂部電極の厚さは、５０〜５００ｎｍとしてよい。
【００２７】
陥凹フレーム領域１５５及び隆起フレーム領域１６０は、動作中にＦＢＡＲ１００において発生する横弾性波の散逸又は散乱に寄与し、及び／又は伝播する横波を陥凹フレーム領域１５５及び隆起フレーム領域１６０の外側に反射させ、当該横弾性波が中心領域に入り込んでスプリアス信号をＦＢＡＲの主要アクティブドメイン領域に誘発させることを防止することができる。特定の理論に拘束されるわけではなく、陥凹フレーム領域１５５における頂部電極１２０の上にある誘電材料１３０の薄い層に起因して、陥凹フレーム領域１５５は、中心領域１５０よりも高い弾性波伝播速度を示すと考えられている。これとは逆に、隆起フレーム領域１６０における頂部電極１２０の増加した厚さ及び質量に起因して、隆起フレーム領域１６０は、中心領域１５０よりも低い弾性波伝播速度、及び陥凹フレーム領域１５５よりも低い弾性波伝播速度を示し得る。陥凹フレーム領域１５５と隆起フレーム領域１６０との弾性波速度の不連続により、横弾性波を散乱、抑制及び／又は反射させる障壁がもたらされる。また、隆起フレーム領域１６０の存在により、ＦＢＡＲ１００の品質係数Ｑが増加し得る。
【００２８】
ＦＢＡＲの一例の平面図が図２に示される。図２に示されるＦＢＡＲ構造は、規則的な対称形状を有する。コアのアクティブ中心領域１５０は、丸みがついた正方形の形状にある。陥凹フレーム領域１５５及び隆起フレーム領域１６０は、コアのアクティブ中心領域１５０を取り囲む丸みがついた矩形リングの形態にある。領域１７０は、ＦＢＡＲ構造の外側に存在する。
【００２９】
ＦＢＡＲの他例の平面図が図３に示される。図３に示されるＦＢＡＲ構造は、不規則なアポダイズ形状を有する。コアのアクティブ中心領域１５０並びに陥凹フレーム領域１５５及び隆起フレーム領域１６０の非対称境界は、横モードスプリアス波を、当該横モードスプリアス波を散乱させることにより抑制するのに役立ち得る。
【００３０】
認識されていることだが、上記図面に示されるようなＦＢＡＲ構造は、改善することができる。例えば、上記図面に示されるようなＦＢＡＲ構造は、特にＦＢＡＲの共振周波数を上回る周波数において、望まれるものよりも強い横モードスプリアス波を示し得ることが見出されている。このような望ましくない横モードスプリアス波は、ＦＢＡＲのＳ０振動モードによって励振される。
【００３１】
ＦＢＡＲ構造における望ましくない横モードスプリアス波は、陥凹フレーム領域１５５及び／又は隆起フレーム領域１６０に不規則性を割り込ませることによってさらに抑制することができる。図４は、ＦＢＡＲの陥凹フレーム領域１５５の一例を示す。これは、ＦＢＡＲの残りのコンポーネントなしで孤立して示される。ここで、陥凹フレーム領域１５５は、起伏のある外側周縁を有する。陥凹フレーム領域１５５の外側周縁、ひいては陥凹フレーム領域１５５の幅と、陥凹フレーム領域１５５の境界をなす隆起フレーム領域の内側周縁（及び厚さ）とが、正弦曲線の態様で変化し得る。陥凹フレーム領域１５５の外側周縁における正弦曲線パターンは、例えば約２μｍから約３μｍの周期を有し得る。ただし、異なる実施形態において、この周期よりも大きい又は小さい周期も可能である。
【００３２】
図５に示される他例において、陥凹フレーム領域１５５の内側周縁、ひいては陥凹フレーム領域１５５の幅は、起伏のある又は正弦曲線の変化パターンを示し得る。陥凹フレーム領域１５５の内側周縁における正弦曲線パターンは、例えば約２μｍから約３μｍの周期を有し得る。ただし、異なる実施形態において、この周期よりも大きい又は小さい周期も可能である。
【００３３】
さらなる実施形態において、図４及び５に示される陥凹フレーム領域１５５の特徴は、例えば、起伏のある又は正弦曲線の変化パターンを示す内側周縁及び外側周縁双方を含む陥凹フレーム領域１５５として組み合わせてよい。図６に示されるいくつかの実施形態において、陥凹フレーム領域の内側周縁及び外側周縁によって画定される起伏のある又は正弦曲線の変化パターンは、同相としてよい。よって、陥凹フレーム領域は、その周縁の大部分のまわりに実質的に均一又は同様の幅を有し得る。図７に示される他の実施形態において、陥凹フレーム領域の内側周縁及び外側周縁によって画定される起伏のある又は正弦曲線の変化パターンは、位相がずれても又は位相がシフトされてもよい。よって、陥凹フレーム領域は、その周縁まわりに変化する不均一の幅を有し得る。図６及び７における陥凹フレーム領域の内側周縁及び外側周縁の起伏は、同様の周期を有するように示されるが、他の実施形態において、陥凹フレーム領域の内側周縁及び外側周縁のパターンの周期は異なってもよい。さらに、いくつかの実施形態において、陥凹フレーム領域の内側主演は、陥凹フレーム領域の外側周縁とは異なる形状のパターンを示してよい。図８は、陥凹フレーム領域の内側周縁及び／又は陥凹フレーム領域の外側周縁が示し得る異なるパターンを示す。陥凹フレーム領域の内側周縁及び／又は陥凹フレーム領域の外側周縁が示し得るパターンは、周期的又は非周期的としてよく、陥凹フレーム領域の内側周縁及び／又は外側周縁の長さに沿って同じ振幅変化又は異なる振幅変化を示してよい。
【００３４】
起伏のある周縁を含む陥凹フレーム領域の異なる形態は、ここで、実質的に正方形又は矩形の形状で示されてきた。なお、起伏のある周縁を含むＦＢＡＲの陥凹フレーム領域は、他の実施形態において、例えば、図３に示されるものと同様の態様であるが、ここに開示される起伏を含むようにアポダイズ状態としてよい。
【００３５】
図９は、異なる陥凹フレーム構造の、ＦＢＡＲ共振器のアドミタンスへの効果をシミュレーションした結果を示す。図９に示されるように、陥凹フレームが存在しない場合、アドミタンス曲線は、共振器の主要共振周波数の下側に顕著なスプリアス信号を大量に示す。均一な厚さ及び直線状の壁を有する陥凹フレームを含むことにより、スプリアス信号の量が低減され、アドミタンス曲線の鋭さが増加する。内側周縁が正弦曲線の変化エッジ（式ｆ（ｘ）＝Ａｓｉｎ（ｘ）（ここでＡ≦陥凹フレーム幅）を有する曲線を画定するエッジ）を含む陥凹フレームを含むことにより、特に、共振器の主要共振周波数を上回る周波数においてスプリアス信号の量が低減され、アドミタンス曲線の鋭さがなおもさらに増加する。このシミュレーションは、ここに開示される非均一の陥凹フレーム領域を含むＦＢＡＲが、特に、共振器の共振周波数を上回る周波数において、これまで知られているＦＢＡＲ構造よりも低い横モードスプリアス信号を示し得ることを示す。
【００３６】
ここに説明される弾性波デバイスは、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。ここに説明されるパッケージ状弾性波デバイスの任意の適切な原理及び利点を実装することができるパッケージ状モジュールのいくつかの例を以下に説明する。図１０、１１及び１２は、所定の実施形態に係る例示のパッケージ状モジュール及びデバイスの模式的なブロック図である。
【００３７】
上述したように、開示されるＦＢＡＲの複数の実施形態は、例えば、フィルタとして構成し、又はフィルタにおいて使用することができる。同様に、一以上のＦＢＡＲ素子を使用するＦＢＡＲフィルタは、例えば無線通信デバイスのような電子デバイスにおいて究極的に使用することができるモジュールに組み入れて当該モジュールとしてパッケージ状にすることができる。図１０は、バルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタ７１０を含むモジュール７００の一例を示すブロック図である。ＢＡＷフィルタ７１０は、ここに開示されるＦＢＡＲ共振器を一つ以上含み得る。ＢＡＷフィルタ７１０は、一以上の接続パッド７２２を含む一以上のダイ７２０上に実装してよい。例えば、ＢＡＷフィルタ７１０は、ＦＢＡＲフィルタ用の入力接点に対応する接続パッド７２２と、ＦＢＡＲフィルタ用の出力接点に対応する他の接続パッド７２２とを含み得る。パッケージ状モジュール７００は、ダイ７２０を含む複数のコンポーネントを受容するように構成されたパッケージ基板７３０を含む。複数の接続パッド７３２をパッケージ基板７３０上に配置することができ、ＦＢＡＲフィルタダイ７２０の様々な接続パッド７２２を、電気コネクタ７３４を介してパッケージ基板７３０上の接続パッド７３２に接続することができる。電気コネクタ３３４は、様々な信号のＢＡＷフィルタ７１０への又はＢＡＷフィルタ７１０からの通過を許容するべく、例えば、はんだバンプ又はワイヤボンドとしてよい。モジュール７００はさらに、オプションとして、ここでの開示に鑑みて半導体製作の当業者に知られるような、例えば一以上の付加フィルタ、増幅器、前置フィルタ、変調器、復調器、ダウンコンバータ等のような他の回路ダイ７４０を含んでよい。いくつかの実施形態において、モジュール７００はまた、例えばモジュール７００の保護を与えて容易な扱いを促すための、一以上のパッケージ構造物を含み得る。このようなパッケージ構造物は、パッケージ基板７３０の上に形成されて様々な回路及び部品を実質的に封入する寸法とされたオーバーモールドを含み得る。
【００３８】
ＢＡＷフィルタ７１０の様々な例及び実施形態は、広範な電子デバイスにおいて使用することができる。例えば、ＢＡＷフィルタ７１０は、アンテナデュプレクサにおいて使用することができる。アンテナデュプレクサ自体は、ＲＦフロントエンドモジュール及び通信デバイスのような様々な電子デバイスに組み入れることができる。
【００３９】
図１１を参照すると、例えば無線通信デバイス（例えば携帯電話機）のような電子デバイスにおいて使用できるフロントエンドモジュール８００の一例のブロック図が例示される。フロントエンドモジュール８００は、共通ノード８０２、入力ノード８０４及び出力ノード８０６を有するアンテナデュプレクサ８１０を含む。アンテナ９１０は共通ノード８０２に接続される。
【００４０】
アンテナデュプレクサ８１０は、入力ノード８０４と共通ノード８０２との間に接続された一以上の送信フィルタ８１２と、共通ノード８０２と出力ノード８０６との間に接続された一以上の受信フィルタ８１４とを含み得る。送信フィルタの通過帯域は、受信フィルタの通過帯域と異なる。ＢＡＷフィルタ７１０の複数例を、送信フィルタ８１２及び／又は受信フィルタ８１４を形成するべく使用することができる。インダクタ又は他の整合コンポーネント８２０を、共通ノード８０２に接続してよい。
【００４１】
フロントエンドモジュール８００はさらに、デュプレクサ８１０の入力ノード８０４に接続された送信器回路８３２と、デュプレクサ８１０の出力ノード８０６に接続された受信器回路８３４とを含む。送信器回路８３２は、アンテナ９１０を介した送信のための信号を生成することができ、受信器回路８３４は、アンテナ９１０を介して信号を受信し、受信した信号を処理することができる。いくつかの実施形態において、受信器回路及び送信器回路は、図１１に示されるように別個のコンポーネントとして実装されるが、他実施形態においてこれらのコンポーネントは、共通送受信器回路又はモジュールに一体化され得る。当業者にわかることだが、フロントエンドモジュール８００は、図１１に例示されない他のコンポーネント（スイッチ、電磁結合器、増幅器、プロセッサ等を含むがこれらに限られない）を含んでよい。
【００４２】
図１２は、図１１に示されるアンテナデュプレクサ８１０を含む無線デバイス９００の一例のブロック図である。無線デバイス９００は、セルラー電話機、スマートフォン、タブレット、モデム、通信ネットワーク、又は音声若しくはデータ通信用に構成された任意の他の携帯若しくは非携帯デバイスとしてよい。無線デバイス９００は、アンテナ９１０から信号を受信及び送信することができる。無線デバイスは、図１１を参照して上述されたものと同様のフロントエンドモジュール８００の一実施形態を含む。フロントエンドモジュール８００は、上述したデュプレクサ８１０を含む。図１２に示される例において、フロントエンドモジュール８００はさらに、アンテナスイッチ８４０を含む。アンテナスイッチ８４０は、例えば送信モード及び受信モードのような、異なる周波数帯域又はモード間の切り替えをするべく構成することができる。図１２に示される例において、アンテナスイッチ８４０は、デュプレクサ８１０とアンテナ９１０との間に位置決めされるが、他例においてデュプレクサ８１０は、アンテナスイッチ８４０とアンテナ９１０との間に位置決めしてもよい。他例において、アンテナスイッチ８４０とデュプレクサ８１０とは一体化して一つのコンポーネントにすることができる。
【００４３】
フロントエンドモジュール８００は、送信を目的として信号生成するべく、又は受信した信号を処理するべく構成された送受信器８３０を含む。送受信器８３０は、図１１の例に示されるように、デュプレクサ８１０の入力ノード８０４に接続され得る送信器回路８３２と、デュプレクサ８１０の出力ノード８０６に接続され得る受信器回路８３４とを含み得る。
【００４４】
送信器回路８３２による送信のために生成された信号は、送受信器８３０からの生成信号を増幅する電力増幅器（ＰＡ）モジュール８５０によって受信される。電力増幅器モジュール８５０は、一以上の電力増幅器を含み得る。電力増幅器モジュール８５０は、多様なＲＦ又は他の周波数帯域の送信信号を増幅するべく使用することができる。例えば、電力増幅器モジュール８５０は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）信号又は任意の他の適切なパルス信号の送信に役立つように電力増幅器の出力をパルスにするべく使用されるイネーブル信号を受信することができる。電力増幅器モジュール８５０は、例えばＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ）（登録商標）信号、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）信号、Ｗ−ＣＤＭＡ信号、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）信号、又はＥＤＧＥ信号を含む様々なタイプの信号のいずれかを増幅するべく構成することができる。所定の実施形態において、電力増幅器モジュール８５０及びスイッチ等を含む関連コンポーネントは、例えば高電子移動度トランジスタ（ｐＨＥＭＴ）又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＢｉＦＥＴ）を使用するヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）基板上に作製し、又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）電界効果トランジスタを使用するシリコン基板上に作製することができる。
【００４５】
依然として図１２を参照すると、フロントエンドモジュール８００はさらに、低雑音増幅器モジュール８６０を含み得る。これは、アンテナ９１０からの受信信号を増幅してその増幅信号を、送受信器８３０の受信器回路８３４に与える。
【００４６】
図１２の無線デバイス９００はさらに、送受信器８３０に接続されて無線デバイス９００の動作のために電力を管理する電力管理サブシステム９２０を含む。電力管理システム９２０はまた、無線デバイス９００のベース帯域サブシステム９３０及び様々な他のコンポーネントの動作を制御することもできる。電力管理システム９２０は、無線デバイス９００の様々なコンポーネントのために電力を供給する電池（図示せず）を含み、又はこれに接続され得る。電力管理システム９２０はさらに、例えば信号の送信を制御することができる一つ以上のプロセッサ又は制御器を含み得る。一実施形態において、ベース帯域サブシステム９３０は、ユーザに与えられ又はユーザから受け取る音声及び／又はデータの様々な入力及び出力を容易にするユーザインタフェイス９４０に接続される。ベース帯域サブシステム９３０はまた、無線デバイスの動作を容易にし及び／又はユーザのための情報記憶を与えるデータ及び／又は命令を記憶するように構成されたメモリ９５０に接続することもできる。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４５０ＭＨｚ〜６ＧＨｚの範囲のような、約３０ｋＨｚ〜３００ＧＨｚの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。
【００４７】
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。
【００４８】
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明らかに必要とされない限り、「含む」、「備える」、「包含する」等の単語は一般に、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。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、本願において使用される場合、本願全体を言及し、本願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。２つ以上の項目のリストを言及する単語「又は」及び「若しくは」は、当該単語の以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意の組み合わせである。
【００４９】
さらに、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。すなわち、かかる条件的言語は、特徴、要素及び／若しくは状態が一以上の実施形態にとって必要な任意の態様にあること、又は一以上の実施形態が必ず、筆者のインプット若しくは促しありで若しくはなしで、これらの特徴、要素及び／若しくは状態が任意の固有実施形態に含まれ若しくは当該実施形態で行われるか否かを決定するロジックを含むこと、を示唆することを一般には意図しない。
【００５０】
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、例示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方法、装置及びシステムは、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、置換及び変更が、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。例えば、複数の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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
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