(57)【要約】  小型化、高性能化が可能となる分波器を提供する。  分波器３０は、（ａ）圧電薄膜共振器５１〜５７を含む送信フィルタ３２と、（ｂ）圧電薄膜共振器５８〜６０及び弾性波共振器を含む受信フィルタ３４とを備える。送信フィルタ３２の圧電薄膜共振器５１〜５７と、受信フィルタ３４の圧電薄膜共振器５８〜６０及び弾性波共振器とが、同一基板上に形成される。
2010007805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電薄膜共振器を含む送信フィルタと、圧電薄膜共振器及び弾性波共振器を含む受信フィルタとを備えた分波器であって、
前記送信フィルタの前記圧電薄膜共振器と、前記受信フィルタの前記圧電薄膜共振器及び前記弾性波共振器とが、同一基板上に形成されることを特徴とする、分波器。
【請求項２】
前記基板の一方主面上に、前記送信フィルタの前記圧電薄膜共振器と、前記受信フィルタの前記圧電薄膜共振器及び前記弾性波共振器とが形成され、
前記基板の他方主面に、前記受信フィルタの温度特性を改善するための温度特性改善膜が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の分波器。
【請求項３】
前記基板と、前記送信フィルタの前記圧電薄膜共振器及び前記受信フィルタの前記圧電薄膜共振器との間に、前記受信フィルタの前記弾性波共振器が配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の分波器。
【請求項４】
前記受信フィルタの前記弾性波共振器は、前記同一基板上に配置された圧電基板上に形成されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の分波器。
【請求項５】
前記同一基板が圧電基板であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の分波器。
【請求項６】
前記受信フィルタの前記弾性波共振器上に、前記送信フィルタの前記圧電薄膜共振器と前記受信フィルタの前記圧電薄膜共振器とが形成されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分波器に関し、詳しくは、圧電薄膜共振器と弾性波共振器とを含む分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分波器の送信フィルタをＢＡＷ共振器（圧電薄膜共振器）で、受信フィルタをＢＡＷ共振器及びＳＡＷ共振器（弾性表面波共振器）でそれぞれ構成し、図１０の断面図に示すように、ＳＡＷチップＣＨ１とＢＡＷチップＣＨ２とを、支持体基板２にバンプＢＵを用いてフリップチップ実装することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００８−５０４７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この構成では、ＳＡＷチップＣＨ１とＢＡＷチップＣＨ２の少なくとも２つのチップで構成されるため、分波器のサイズが大きくなってしまう。また、高性能化できない。【０００４】
本発明は、かかる実情に鑑み、小型化、高性能化が可能となる分波器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した分波器を提供する。【０００６】
分波器は、（ａ）圧電薄膜共振器を含む送信フィルタと、（ｂ）圧電薄膜共振器及び弾性波共振器を含む受信フィルタとを備える。前記送信フィルタの前記圧電薄膜共振器と、前記受信フィルタの前記圧電薄膜共振器及び前記弾性波共振器とが、同一基板上に形成される。【０００７】
上記構成において、送信フィルタや受信フィルタは、共振器以外のインダクタ等の素子を含んでもよい。【０００８】
上記構成によれば、送信フィルタと受信フィルタを構成する全ての共振器が１つの基板上に形成されるため、従来例のように異なる基板にそれぞれ形成された複数のチップを用いて分波器を構成する場合と比べると、分波器の小型化、高性能化が可能となる。【０００９】
好ましくは、前記基板の一方主面上に、前記送信フィルタの前記圧電薄膜共振器と、前記受信フィルタの前記圧電薄膜共振器及び前記弾性波共振器とが形成される。前記基板の他方主面に、前記受信フィルタの温度特性を改善するための温度特性改善膜が形成される。【００１０】
この場合、温度特性改善膜により、受信フィルタの弾性波共振器で構成される部分（例えば、縦結合型弾性表面波フィルタ）の温度特性が改善できるとともに、受信フィルタ内における弾性波共振器により構成される部分（例えば、縦結合型弾性表面波フィルタ）と圧電薄膜共振器により構成される部分との温度特性差に起因した特性劣化がなくなるため、分波器のより高性能化が可能となる。【００１１】
好ましくは、前記基板と、前記送信フィルタの前記圧電薄膜共振器及び前記受信フィルタの前記圧電薄膜共振器との間に、前記受信フィルタの前記弾性波共振器が配置される。【００１２】
この場合、基板上に受信フィルタの弾性波共振器を配置し、その上に、送信フィルタの圧電薄膜共振器と受信フィルタの圧電薄膜共振器とを配置することで、基板の面積を小さくすることができるので、分波器のさらなる小型化が可能になる。【００１３】
具体的には、以下のように種々の態様で構成することができる。【００１４】
好ましい一態様において、前記受信フィルタの前記弾性波共振器は、前記同一基板上に配置された圧電基板上に形成される。【００１５】
この場合、送信フィルタの圧電薄膜共振器と受信フィルタの圧電薄膜共振器とは同一基板に直接形成し、受信フィルタの弾性波共振器は同一基板上に配置された圧電基板に形成することができる。【００１６】
好ましい他の態様において、前記同一基板が圧電基板である。【００１７】
この場合、送信フィルタの圧電薄膜共振器と、受信フィルタの圧電薄膜共振器と、受信フィルタの弾性波共振器とを、同一基板上に直接形成できるため、複数種類の基板を用いる必要がなくなり、分波器の小型化が可能である。【００１８】
好ましいさらに別の態様において、前記受信フィルタの前記弾性波共振器上に、前記送信フィルタの前記圧電薄膜共振器と前記受信フィルタの前記圧電薄膜共振器とが形成されている。【００１９】
この場合、受信フィルタの弾性波共振器上に、送信フィルタの圧電薄膜共振器と受信フィルタの圧電薄膜共振器とを重ねることにより、基板面積を小さくすることができるので、分波器のさらなる小型化が可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、分波器の小型化及び高性能化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】分波器の電気回路図である。（実施例１）
【図２】分波器の構成図である。（実施例１）
【図３】圧電薄膜共振器の断面図である。（実施例１）
【図４】圧電薄膜共振器の断面図である。（実施例１の変形例１）
【図５】縦結合型フィルタの構成図である。（実施例１）
【図６】縦結合型フィルタの構成図である。（実施例１の変形例２）
【図７】分波器の構成図である。（実施例２）
【図８】分波器の構成図である。（実施例３）
【図９】分波器の構成図である。（実施例４）
【図１０】分波器の構成図である。（従来例）
【符号の説明】
【００２２】
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  分波器
３２  送信フィルタ
３４  受信フィルタ
４０  基板
４０ｓ  面（一方主面）
４０ｔ  面（他方主面）
４１  温度特性改善膜
４２，４４  ＢＡＷ共振器群
４６，４６ｘ  縦結合型フィルタ
５１〜６０  共振器
１００，１００ａ，１００ｂ  圧電基板
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図９を参照しながら説明する。【００２４】
＜実施例１＞  実施例１の分波器３０について、図１〜図６を参照しながら説明する。【００２５】
図１の電気回路図に示すように、実施例１の分波器３０は、共振器５１〜６０と、縦結合型フィルタ４６とを備え、アンテナ端とＴｘ端及びＲｘ端の間に、送信フィルタ３２と受信フィルタ３４とを構成する。インダクタＬ１〜Ｌ６は、分波器３０自体が備えても、分波器３０に外付けされてもよい。【００２６】
アンテナ端とＴｘ端との間に構成される送信フィルタ３２は、梯子型に接続された４つの直列共振器５１，５３，５５，５７と３つの並列共振器５２，５４，５６とを備える。アンテナ端とＲｘ端との間に構成される受信フィルタ３４は、共振器５８，５９，６０と縦結合型フィルタ４６とを備える。【００２７】
Ｔｘ端には、不平衡（アンバランス信号）を入・出力できる。受信フィルタは不平衡信号を平衡信号（バランス信号）に変換する機能を持ち、Ｒｘ端には、平衡信号が出力される。【００２８】
送信フィルタ３２の共振器５１〜５７と、受信フィルタ３４の共振器５８〜６０は、圧電薄膜（ＢＡＷ）共振器である。受信フィルタ３４の縦結合型フィルタ４６は、弾性表面波（ＳＡＷ）共振器（図示せず）で構成された縦結合型弾性表面波フィルタである。【００２９】
送信フィルタ３２の共振器５１〜５７を含む送信側ＢＡＷ共振器群４２と、受信フィルタ３４の共振器５８〜６０を含む受信側ＢＡＷ共振器群４４と、受信フィルタ３４の縦結合型フィルタ４６とは、図２の構成図に模式的に示すように、同一基板４０上に形成されている。【００３０】
例えば、Ｓｉ基板４０上に、送信フィルタのＢＡＷ共振器群４２と受信フィルタのＢＡＷ共振器群４４とが形成され、Ｓｉ基板４０上に配置された圧電基板１００に縦結合型フィルタ４６が形成される。【００３１】
ＢＡＷ共振器群４２，４４のＢＡＷ共振器は、図３の断面図に示すエアギャップ型のＢＡＷ共振器１０のように構成される。【００３２】
すなわち、図３に示すＢＡＷ共振器１０は、Ｓｉ基板４０上に、Ｔｉ／Ａｌの下部電極１４、ＡｌＮの圧電膜１６、Ｔｉ／Ａｌの上部電極１８、ＡｌＮの付加膜２０が順に積層されている。【００３３】
下部電極１４は、Ｓｉ基板４０に支持された部分と、Ｓｉ基板４０から空隙１３を介して浮いた部分とを有する。この浮いた部分に、下部電極１４と上部電極１８との間に圧電膜１６が挟まれた振動部２４が形成されている。空隙１３は、Ｓｉ基板４０上に犠牲層を配置し、その上に下部電極１４等を積層した後に犠牲層を除去することによって形成する。【００３４】
ＢＡＷ共振器群４２，４４のＢＡＷ共振器は、図４の断面図に示す音響反射型のＢＡＷ共振器１０ａのように構成されてもよい。【００３５】
すなわち、図４に示すように、ＢＡＷ共振器１０ａは、電極１４ａ，１８ａの間に圧電膜１６ａが挟まれた振動部２４ａが、空隙の代わりに設けられている音響反射層１５上に形成される。音響反射層１５は、Ｓｉ基板４０ａに、それぞれ動作周波数の４分の１の波長の長さを有し、インピーダンスが異なる層１５ａ，１５ｂを交互に、少なくとも３層以上積層することによって形成する。【００３６】
図４では、音響反射層１５がＳｉ基板４０ａの凹部内に形成されているが、基板の平面上に音響反射層を形成し、その上に振動部を配置する構成としてもよい。【００３７】
ＢＡＷ共振器群４２，４４のＢＡＷ共振器間の配線は、ＢＡＷ共振器の上部電極や下部電極と同時に形成することができる。【００３８】
縦結合型フィルタ４６は、図５の構成図に示すように圧電基板１００上に、弾性表面波（ＳＡＷ）共振器を用いて形成された縦結合型弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタである。【００３９】
具体的には、４０±５°ＹｃｕｔＸ伝搬ＬｉＴａＯ３からなる圧電基板１００上に、３つの櫛型又はすだれ状のＩＤＴ（Inter-Digital Transducer）電極１０１，１０２，１０３と、それらを図において左右から挟み込むように配置された２つの反射器１０４，１０５とが、それぞれアルミニウム（Ａｌ）で形成され、弾性表面波の伝搬方向に沿って配置されている。左右のＩＤＴ電極１０１，１０３がそれぞれ不平衡信号端子１０８に接続され、中央のＩＤＴ電極１０２が平衡信号端子１０６，１０７に接続されている。【００４０】
ＩＤＴ電極１０１，１０２，１０３、反射器１０４，１０５及びその周辺の上に、必要に応じて、温度特性を良くするためのＳｉＯ２からなる温度補償膜が形成される。【００４１】
なお、図６の構成図に示すように、中央のＩＤＴ電極１０２が不平衡信号端子１０８に接続され、左右のＩＤＴ電極１０１，１０３が平衡信号端子１０６，１０７にそれぞれ接続される構成であっても構わない。【００４２】
圧電基板１００はＳｉ基板４０に貼り付けられているが、圧電基板１００の代わりに圧電薄膜をＳｉ基板４０上に形成し、圧電薄膜上に縦結合型ＳＡＷフィルタ４６を形成しても構わない。【００４３】
実施例１の分波器３０のように、１つの基板４０上に全ての共振器が形成されると、分波器の小型化、高性能化が可能となる。【００４４】
＜実施例２＞  実施例２の分波器３０ａについて、図７を参照しながら説明する。【００４５】
実施例２の分波器３０ａは、図７の構成図に模式的に示すように、実施例１の分波器３０と略同様に構成される。以下では、実施例１と同じ構成には同じ符号を用い、相違点を中心に説明する。【００４６】
実施例２の分波器３０ａは、実施例１の分波器３０と略同様に構成され、送信フィルタのＢＡＷ共振器群４２と、受信フィルタのＢＡＷ共振器群４４と、受信フィルタの縦結合型フィルタ４６とが、同一基板１００ａ上に形成される。【００４７】
しかし、実施例１の分波器３０と異なり、ＢＡＷ共振器群４２，４４と縦結合型フィルタ４６とが形成される同一基板１００ａが圧電基板であり、この圧電基板１００ａ上に受信フィルタの縦結合型フィルタ４６が直接形成される。【００４８】
圧電基板１００ａ上に形成される送信フィルタのＢＡＷ共振器群４２と受信フィルタのＢＡＷ共振器群４４とのＢＡＷ共振器は、作製が容易であるエアギャップ型の構成とすることが望ましい。【００４９】
実施例２の分波器３０ａは、圧電基板１００ａ上に全ての共振器を形成できるため、複数種類の基板を用いる必要がなくなり、小型化が可能になる。【００５０】
＜実施例３＞  実施例３の分波器３０ｂについて、図８を参照しながら説明する。【００５１】
実施例３の分波器３０ｂは、図８の構成図に模式的に示すように、実施例１の分波器３０の構成に、温度特性改善膜４１が追加されている。【００５２】
すなわち、温度特性改善膜４１は、基板４０の共振器が形成された面４０ｓとは反対側の面４０ｔに形成され、基板４０とは線膨張係数が異なる材料を用いて形成される。例えば、Ｓｉ基板４０の下面４０ｔにＡｌ２Ｏ３膜４１を形成する。温度特性改善膜４１は、Ａｌ２Ｏ３以外の材料、例えばＳｉＯ２等の材料を用いてもよい。【００５３】
実施例３の分波器３０ｂは、温度特性改善膜４１を追加することにより、縦結合型ＳＡＷフィルタ４６の温度特性を改善できるとともに、受信フィルタにおいて縦結合型ＳＡＷフィルタ４６とＢＡＷ共振器５８，５９，６０との温度特性差に起因した特性劣化がなくなるため、分波器のより高性能化が可能になる。【００５４】
＜実施例４＞  実施例４の分波器３０ｃについて、図９を参照しながら説明する。【００５５】
図９の構成図に模式的に示すように、実施例４の分波器３０ｃは、圧電基板１００ｂ上に、受信フィルタの縦結合型フィルタ４６ｘが形成され、受信フィルタの縦結合型フィルタ４６ｘ上に、送信フィルタのＢＡＷ共振器群４２と受信フィルタのＢＡＷ共振器群４４とが形成されている。【００５６】
具体的には、圧電基板１００ｂ上に、受信フィルタの縦結合型フィルタ４６ｘとして、図５又は図６に示した縦結合型フィルタのＩＤＴ電極や反射器等が形成され、その上を覆うように、温度特性補償膜である酸化シリコンが形成される。この酸化シリコンの上に、送信フィルタのＢＡＷ共振器群４２と受信フィルタのＢＡＷ共振器群４４とが形成されている。【００５７】
縦結合型フィルタ４６ｘは、弾性境界波共振器により構成されてもよい。【００５８】
実施例４の分波器３０ｃは、縦結合型フィルタ４６ｘにＢＡＷ共振器群４２，４４を重ねることにより、基板面積を小さくすることができるので、分波器のさらなる小型化が可能になる。【００５９】
＜まとめ＞  以上のように、送信フィルタは圧電薄膜共振器を用いて構成し、受信フィルタは圧電薄膜共振器及び弾性波共振器を用いて構成するとともに、送信フィルタの圧電薄膜共振器及び受信フィルタの圧電薄膜共振器と、受信フィルタの弾性波共振器とを同一基板上に形成することにより、分波器の小型化及び高性能化が可能になる。【００６０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。【００６１】
例えば、縦結合型フィルタをＳＡＷ共振器で構成する代わりに、境界波共振器で構成してもよい。
【図１】
2010007805.tif 000003
【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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【国際調査報告】
2010007805.tif 000013
2010007805.tif 000014
2010007805.tif 000015
2010007805.tif 000016