(57)【要約】  各々の積層フィルタが、圧電膜と前記圧電膜を上下に挟む１対の第１電極とを含み上下に積層された複数の圧電薄膜共振器を備え、互いに縦続接続された複数の積層フィルタ１０１、１０２と、複数の積層フィルタのうち前段の積層フィルタ１０１の入力端子と複数の積層フィルタのうち後段の積層フィルタ１０２の入力端子との間に接続されたキャパシタ４０と、を具備し、前段および前記後段の積層フィルタの入力端子が接続する圧電薄膜共振器１０ａおよび２０ｂの励振方向が互いに反転しているフィルタ素子。
2010079614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の積層フィルタが、圧電膜と前記圧電膜を上下に挟む１対の第１電極とを含み上下に積層された複数の圧電薄膜共振器を備え、互いに縦続接続された複数の積層フィルタと、
前記複数の積層フィルタのうち前段の積層フィルタの入力端子と前記複数の積層フィルタのうち後段の積層フィルタの入力端子との間に接続されたキャパシタと、
を具備し、
前記前段および前記後段の積層フィルタの入力端子が接続する前記圧電薄膜共振器の励振方向が互いに反転していることを特徴とするフィルタ素子。
【請求項２】
前記複数の積層フィルタは３個以上縦続接続されており、前記キャパシタは複数設けられ、複数の前記キャパシタのうち少なくとも１つのキャパシタのキャパシタンスは他のキャパシタのキャパシタンスと異なることを特徴とする請求項１記載のフィルタ素子。
【請求項３】
前記複数の積層フィルタは３個以上縦続接続されており、前記キャパシタは複数設けられ、複数の前記キャパシタのキャパシタンスは互いに異なることを特徴とする請求項１記載のフィルタ素子。
【請求項４】
前記２つの圧電薄膜共振器は、絶縁膜を介し積層されており、
前記キャパシタは、前記絶縁膜を上下に挟む一対の第２電極を含む請求項１から３のいずれか一項記載のフィルタ素子。
【請求項５】
前記前段の積層フィルタの入力端子に接続された第１電極は、前記絶縁膜の一面に前記一対の第２電極の一方と連続して形成され、
前記後段の積層フィルタの入力端子に接続された第１電極は、前記絶縁膜の一面とは反対の面に前記一対の第２電極の他方と連続して形成されていることを特徴とする請求項４記載のフィルタ素子。
【請求項６】
前記キャパシタは、前記２つの圧電薄膜共振器の共振領域以外に形成されていることを特徴とする請求項５記載のフィルタ素子。
【請求項７】
各々の積層フィルタが、圧電膜と前記圧電膜を上下に挟む１対の第１電極とを含み上下に積層された複数の圧電薄膜共振器を備え、互いに縦続接続された複数の積層フィルタと、
前記複数の積層フィルタのうち前段の積層フィルタの入力端子と前記複数の積層フィルタのうち後段の積層フィルタの入力端子との間に接続されたインダクタと、
を具備し、
前記前段および前記後段の積層フィルタの入力端子が接続する前記圧電薄膜共振器の励振方向が同じであることを特徴とするフィルタ素子。
【請求項８】
前記複数の積層フィルタは３個以上縦続接続されており、前記インダクタは複数設けられ、複数の前記インダクタのうち少なくとも１つのインダクタのインダクタンスは他のインダクタのインダクタンスと異なることを特徴とする請求項７記載のフィルタ素子。
【請求項９】
前記複数の積層フィルタは３個以上縦続接続されており、前記インダクタは複数設けられ、複数の前記インダクタのインダクタンスは互いに異なることを特徴とする請求項７記載のフィルタ素子。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項記載のフィルタ素子を含むことを特徴とする分波器。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一項記載のフィルタ素子を含むことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ素子、分波器および電子装置に関し、特に、積層フィルタが縦続接続されたフィルタ素子、分波器および電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話に代表される無線機器の急速な普及により、小型で軽量な高周波フィルタの需要が増大している。近年では、高周波フィルタの特性への要求が多様化しており、広帯域化およびバランス出力化の要求もある。これに応える技術として、ＦＢＡＲ（film bulk acoustic resonator）を積層した積層フィルタであるＳＣＦ（Stacked Crystal Filter）が知られている（特許文献１〜３）。【０００３】
図１は、従来のＳＣＦの模式図である。従来のＳＣＦは、圧電薄膜共振器１０および２０が上下に積層されている。各々の圧電薄膜共振器１０および２０は、それぞれ、圧電膜１４および２４と圧電膜１４および１６を上下に挟む１対の電極（第１電極）１２および１６並びに２２および２６とを含んでいる。圧電薄膜共振器１０および２０は例えば電極１６および２２が共通である。これにより、圧電薄膜共振器１０と２０とは機械的に接続されている。つまり、圧電薄膜共振器１０および２０間は弾性波が伝搬する。
【特許文献１】特表２００５−５０５１７８号公報
【特許文献２】特開２００５−１３７００２号公報
【特許文献３】特表２００７-５１０３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記積層フィルタにおいて、フィルタの急峻性を高くし、かつ広い帯域を有する不要応答の生成を抑制することが求められている。本フィルタ素子、分波器および電子装置は、積層フィルタを縦続接続することによりフィルタの急峻性を高くし、かつ積層フィルタを縦続接続することにより生じる不要応答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】
【０００５】
本フィルタ素子は、各々の積層フィルタが、圧電膜と前記圧電膜を上下に挟む１対の第１電極とを含み上下に積層された複数の圧電薄膜共振器を備え、互いに縦続接続された複数の積層フィルタと、前記複数の積層フィルタのうち前段の積層フィルタの入力端子と前記複数の積層フィルタのうち後段の積層フィルタの入力端子との間に接続されたキャパシタと、を具備し、前記前段および前記後段の積層フィルタの入力端子が接続する前記圧電薄膜共振器前記前段および前記後段の積層フィルタの入力端子が接続する前記圧電薄膜共振器の励振方向が互いに反転している。【０００６】
また、本フィルタ素子は、各々の積層フィルタが、圧電膜と前記圧電膜を上下に挟む１対の第１電極とを含み上下に積層された複数の圧電薄膜共振器を備え、互いに縦続接続された複数の積層フィルタと、前記複数の積層フィルタのうち前段の積層フィルタの入力端子と前記複数の積層フィルタのうち後段の積層フィルタの入力端子との間に接続されたインダクタと、を具備し、前記前段および前記後段の積層フィルタの入力端子が接続する前記圧電薄膜共振器前記前段および前記後段の積層フィルタの入力端子が接続する前記圧電薄膜共振器の励振方向が同じである。
【発明の効果】
【０００７】
本フィルタ素子によれば、積層フィルタを縦続接続することによりフィルタの急峻性を高くし、かつ積層フィルタを縦続接続することにより生じる不要応答を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、従来のＳＣＦの模式図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、ＳＣＦの別の例である。
【図３】図３は、シミュレーションに用いたＳＣＦの斜視図である。
【図４】図４は、ＳＣＦの通過特性を示す図である。
【図５】図５は、ＳＣＦを縦続接続したフィルタ素子の模式図である。
【図６】図６は、ＳＣＦを縦続接続したフィルタ素子の通過特性を示す図である。
【図７】図７は、ＳＣＦを縦続接続したフィルタ素子の広帯域な通過特性を示す図である。
【図８】図８は、ＳＣＦを２つ縦続接続したフィルタ素子の通過特性を示す図である。
【図９】図９（ａ）および図９（ｂ）は、実施例１の断面模式図である。
【図１０】図１０は、実施例１および比較例１の通過特性を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は、２つのＳＣＦがインダクタで接続された実施例１の断面模式図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の機械振動を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）は、図１１（ａ）と同じ配置で、２つのＳＣＦがキャパシタで接続された場合の断面模式図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の機械振動を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）は、２つのＳＣＦがキャパシタで接続された実施例１の断面模式図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の機械振動を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）は、２つのＳＣＦがキャパシタで接続された実施例１の別の例の断面模式図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の機械振動を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例２の断面模式図である。
【図１６】図１６（ａ）は、実施例２の斜視図、図１６（ｂ）は各電極および空隙を示す分解斜視図である。
【図１７】図１７は実施例２の別の例を示す断面模式図である。
【図１８】図１８（ａ）および図１８（ｂ）は、それぞれ比較例３および実施例３の断面模式図である。
【図１９】図１９は、実施例３および比較例３の通過特性を示す図である。
【図２０】図２０は、実施例３の別の例を示す断面模式図である。
【図２１】図２１は、実施例４のブロック図である。
【図２２】図２２は、実施例５のブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図２（ａ）〜図２（ｄ）はＳＣＦの別の例の模式図である。図２（ａ）〜図２（ｄ）のように、圧電薄膜共振器１０および２０は例えば絶縁膜３０を介し、機械的に接続されていてもよい。また、図２（ａ）の積層フィルタでは、圧電薄膜共振器１０の上側（外側）の電極１２が入力端子Ｉｎに接続し、圧電薄膜共振器２０の下側(外側)の電極２６が出力端子Ｏｕｔに接続されている。図２（ｂ）の積層フィルタでは、圧電薄膜共振器１０の上側（外側）の電極１２が入力端子Ｉｎに接続し、圧電薄膜共振器２０の上側（内側）の電極２２が出力端子Ｏｕｔに接続されている。図２（ｃ）の積層フィルタでは、圧電薄膜共振器１０の下側（内側）の電極１２が入力端子Ｉｎに接続し、圧電薄膜共振器２０の下側（外側）の電極２２が出力端子Ｏｕｔに接続されている。図２（ｄ）の積層フィルタでは、圧電薄膜共振器１０の下側（内側）の電極１２が入力端子Ｉｎに接続し、圧電薄膜共振器２０の上側（外側）の電極２２が出力端子Ｏｕｔに接続されている。このように、入力端子Ｉｎおよび出力端子Ｏｕｔは、上側または下側、外側または内側のいずれの第１電極に接続されていてもよい。【００１０】
ＳＣＦは、入力端子と出力端子が純機械的に結合しているため、バラン等を用いることなくバランス化（平衡端子化）することができる。これにより、フィルタ素子の小型化が可能となる。さらに、積層された２つの圧電薄膜共振器の結合の度合いを調整することにより、広い通過帯域を実現することができる。【００１１】
ＳＣＦの通過特性について説明する。図３は、ＳＣＦ１００の断面斜視図である。各電極１２、１６、２２および２６としてＲｕを用いている。圧電膜１４および２４として（００２）方向を主軸とする配向性を示す窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いている。絶縁膜３０として酸化シリコン（ＳｉＯ）を用いている。圧電薄膜共振器１０の上側電極１２の膜厚Ｈ１２、圧電膜１４の膜厚Ｈ１４および下側電極１６の膜厚Ｈ１６を、それぞれ１０、４８７、１７２ｎｍとした。圧電薄膜共振器２０の上側電極２２の膜厚Ｈ２２、圧電膜２４の膜厚Ｈ２４および下側電極２６の膜厚Ｈ２６を、それぞれ１７２、４８７、１０ｎｍとした。絶縁膜３０の膜厚Ｈ３０を４３３ｎｍ、面積を８０×１０−１２ｍ２とした。【００１２】
図４は、ＳＣＦ１００の通過特性のシミュレーション結果である。図４のように、ＳＣＦ１００は、広帯域で低損失なバンドパスフィルタ特性を有する。しかしながら、緩慢なカットオフ特性となる。【００１３】
カットオフ特性を急峻にする方法として、ＳＣＦ１００を多段に縦続接続することが考えられる。図５は、ＳＣＦ１００を３段縦続接続したフィルタを示す図である。図５のように、１段目のＳＣＦ１０１においては、入力端子Ｉｎが圧電薄膜共振器１０の上側の電極１２に接続され、出力端子Ｏｕｔが圧電薄膜共振器２０の上側の電極２２に接続されている。２段目のＳＣＦ１０２においては、入力端子Ｉｎが圧電薄膜共振器２０の上側の電極２２に接続され、出力端子Ｏｕｔが圧電薄膜共振器１０の上側の電極１２に接続されている。３段目のＳＣＦ１０３においては、入力端子Ｉｎが圧電薄膜共振器１０の上側の電極１２に接続され、出力端子Ｏｕｔが圧電薄膜共振器２０の上側の電極２２に接続されている。１段目のＳＣＦ１０１の出力端子Ｏｕｔと２段目のＳＣＦ１０２の入力端子Ｉｎとが接続され、２段目のＳＣＦ１０２の出力端子Ｏｕｔと３段目のＳＣＦ１０３の入力端子Ｉｎとが接続されている。このように、縦続接続とは、前段の出力端子と後段の入力端子が結合される接続方法である。【００１４】
図６は、図３のＳＣＦ１００を図５のように縦続接続したフィルタの通過特性をシミュレーションした結果である。縦続接続なし（１段構成）、２段縦続接続（２段構成）、４段縦続接続（４段構成）、６段縦続接続（６段構成）、８段縦続接続（８段構成）したフィルタについてシミュレーションした。図６のように、縦続接続の段数を増加させると、カットオフ特性の急峻性が増している。【００１５】
図７は、図６においてシミュレーションしたフィルタの広帯域の通過特性を示す図である。図７において、通過帯域１１０の１／２の周波数および２倍の周波数に、１／２波応答１１２、２倍波応答１１４が観測される。さらに６０００ＭＨｚ周辺に不要応答１１６が観測される。【００１６】
図８は、ＳＣＦを２段に縦続接続した場合の通過特性のシミュレーション結果である。通過帯域１１０は、単体のＳＣＦ内の機械振動の１波長の共振点に対応する。応答１１２、応答１１４は、単体のＳＣＦ内の機械振動の半波長、２倍波長の共振点に対応する。一方、不要応答１１５は、単体のＳＣＦ内の２倍波に相当する応答が他段のＳＣＦの圧電膜の静電容量により低周波側にシフトしたことで生じる。【００１７】
縦続接続の段数を増加させると、各段の圧電膜により低周波側にシフトした不要応答１１５が、ほぼ等しい周波数に生成され、広い帯域を有する不要応答１１６となる。狭い帯域の不要応答であれば、ＬやＣを用い抑圧することが可能である。しかしながら、広い帯域の不要応答１１６は、抑圧することが難しい。【００１８】
以下の実施例では、上記広い帯域を有する不要応答１１６を抑制するため、各段で生成される不要応答の周波数を調整することにより、不要応答の帯域が広くなることを抑制する。
【実施例１】
【００１９】
実施例１は、前段と後段のＳＣＦの間にインダクタまたはキャパシタを設ける例である。図９（ａ）および図９（ｂ）は、実施例１の断面模式図である。図９（ａ）は前段と後段のＳＣＦの間にインダクタを接続した例、図９（ｂ）は前段と後段のＳＣＦの間にキャパシタを接続した例である。図９（ａ）のように、ＳＣＦ１０１とＳＣＦ１０２とが縦続接続されている。ＳＣＦ１０１においては、図２と同様に２つの圧電薄膜共振器１０ａおよび２０ａが上下に積層されている。ＳＣＦ１０２においては、２つの圧電薄膜共振器１０ｂおよび２０ｂが上下に積層されている。圧電薄膜共振器１０ａおよび１０ｂはそれぞれ圧電膜１４ａおよび１４ｂと上側電極１２ａおよび１２ｂと下側電極１６ａおよび１６ｂを含む。同様に、圧電薄膜共振器２０ａおよび２０ｂはそれぞれ圧電膜２４ａおよび２４ｂと上側電極２２ａおよび２２ｂと下側電極２６ａおよび２６ｂを含む。【００２０】
ＳＣＦ１０１とＳＣＦ１０２との圧電膜１４ａおよび１４ｂは連続して形成されている。つまり、圧電膜１４ａおよび１４ｂは同時に一体に形成されている。同様に、圧電膜２４ａおよび２４ｂは連続して形成されている。また、絶縁膜３０ａおよび３０ｂは連続して形成されている。ＳＣＦ１０１の入力端子Ｉｎは、電極１６ａに接続されている。ＳＣＦ１０２の出力端子Ｏｕｔ１およびＯｕｔ２はそれぞれ電極１２ｂおよび１６ｂに接続されている。出力端子Ｏｕｔ１およびＯｕｔ２は平衡端子であり、互いに逆相の信号が出力される。ＳＣＦ１０１の電極２２ａとＳＣＦ１０２の電極２２ｂとは連続して形成されている。これにより、ＳＣＦ１０１の出力端子とＳＣＦ１０２の入力端子とが接続されている。ＳＣＦ１０１の電極１２ａ（つまりＳＣＦ１０１の入力端子）とＳＣＦ１０２の電極２２ｂ（つまりＳＣＦ１０２の入力端子）との間にインダクタ５０が接続されている。つまりＳＣＦ１０１の入力端子とＳＣＦ１０２の入力端子とは誘導結合されている。【００２１】
図９（ｂ）では、ＳＣＦ１０１の入力端子Ｉｎは、電極１６ａに接続されている。ＳＣＦ１０１の電極１６ａとＳＣＦ１０２の電極２２ｂとの間にキャパシタ４０が接続されている。つまりＳＣＦ１０１の入力端子とＳＣＦ１０２の入力端子とは静電結合されている。その他の構成は図９（ａ）と同じであり説明を省略する。【００２２】
図１０に、実施例１の通過特性のシミュレーション結果を示す。各ＳＣＦ１０１および１０２は図３と同じ構造とした。インダクタ５０のインダクタンスは１７．５ｎＨ、キャパシタ４０のキャパシタンスを８ｆＦとした。比較例１は、インダクタおよびキャパシタを接続しないフィルタである。図１０のように、インダクタを接続した実施例１においては、不要応答１１５が低周波側にシフトし、かつ不要応答１１５が小さくなっている。キャパシタを接続した実施例１においては、不要応答１１５が高周波側にシフトし、かつ不要応答１１５が小さくなっている。このように、実施例１によれば、不要応答１１５の周波数をシフトさせることができる。さらに、不要応答１１５を小さくすることができる。【００２３】
次に、実施例１の原理を説明する。図１１（ａ）は図９（ａ）と同じ図である。図１１（ｂ）は、各圧電薄膜共振器内の機械振動を示す図である。機械振動を実線で示し、インダクタ５０を介し励起される振動を破線で示す。共振器１０ａの入力端子に入力した信号により、共振器１０ａに機械振動が励振される。この振動は、共振器１０ａと機械的に接続された共振器２０ａに伝搬する。このとき、共振器１０ａから共振器２０ａへは、図１１（ｂ）のように連続した波形の振動として伝搬する。さらに、共振器２０ａの電極２２ａの電気信号がＳＣＦ１０１の出力端子とＳＣＦ１０２の入力端子を介し共振器２０ｂの電極２２ｂに伝搬する。これにより、共振器２０ｂに機械振動が励起される。このため、共振器２０ａと共振器２０ｂとは同位相の機械振動となる。一方、共振器１０ａと共振器２０ｂとの機械振動は逆位相となる。共振器２０ｂから共振器１０ｂに機械振動が伝搬する。このとき、共振器２０ｂから共振器１０ｂへは、連続した波形の振動として伝搬する。【００２４】
インダクタ５０を介し共振器２０ｂ内に励起される機械振動は、共振器２０ｂ内に図１１（ｂ）の破線のようになる。破線は実線に対し半分の波長となる。この機械振動も共振器２０ｂから共振器１０ｂに連続した波形で伝搬する。共振器１０ｂに注目すると、破線の機械振動は実線の機械振動と位相が反転している。このため、２つの機械振動が強く干渉することができる。これにより、不要応答の周波数をシフトさせることができる。以上のように、前段ＳＣＦ１０１と後段ＳＣＦ１０２との入力端子間にインダクタ５０を接続する場合、入力端子が接続される共振器１０ａと２０ｂとの励振方向が圧電薄膜共振器の積層方向に対して互いに同方向であればよい。ここで、励振方向とは、グランド電極（例えば、共振器１０ａにおける電極１６ａ、共振器２０ｂにおける電極２６ａ）を基点とし、入力端子または出力端子等の信号電極（例えば、共振器１０ａにおける電極１２ａ、共振器２０ｂにおける電極２２ａ）をプラスとする方向である。図１１（ａ）では、共振器１０ａの励振方向は上方向であり、共振器２０ｂの励振方向は共振器１０ａと同じ上方向である。【００２５】
図１２（ａ）は、図１１（ａ）のインダクタ５０をキャパシタ４０とした場合の断面模式図である。その他の構成は図１１（ａ）と同じであり説明を省略する。図１２（ｂ）は各圧電薄膜共振器内の機械振動を示す図である。共振器１０ａ、２０ａ、２０ｂおよび１０ｂに伝搬する機械振動は図１２（ｂ）と同じとなる。キャパシタ４０を介し共振器２０ｂ内に励起される機械振動は、共振器２０ｂ内において図１２（ｂ）の破線のようになる。破線は実線に対し半分の波長となる。共振器１０ｂに注目すると、図１１（ｂ）と異なり、破線の機械振動は実線の機械振動と位相が反転していない。このため、２つの機械振動が強く干渉することができず、不要応答の周波数をシフトは生じない。【００２６】
キャパシタ４０を用いて、不要応答の周波数をシフトさせるには、前段のＳＣＦ１０１の入力端子が接続される共振器１０ａの励振方向と後段のＳＣＦ１０２の入力端子が接続される共振器２０ｂの励振方向とを積層方向に対して互いに反転させればよい。【００２７】
図１３（ａ）は、ＳＣＦ１０１の入力端子Ｉｎを電極１６ａに接続した場合の断面模式図である。図１３（ａ）において、前段のＳＣＦ１０１の入力端子が接続される共振器１０ａの励振方向が下向きであり、後段のＳＣＦ１０２の入力端子が接続される共振器２０ｂの励振方向は上向きである。このように、共振器１０ａと１０ｂとの励振方向は互いに反転している。構成の詳細は図１２（ａ）と同じであり説明を省略する。図１３（ｂ）は各圧電薄膜共振器内の機械振動を示す図である。図１３（ｂ）において、実線で示される機械振動は図１２（ｂ）に示される実線の機械振動と位相が逆転する。このため、共振器１０ｂ内での破線の機械振動の位相は実線の機械振動と反転する。よって、２つの機械振動が強く干渉し、不要応答の周波数をシフトさせることができる。【００２８】
図１４（ａ）は、電極１２ａをＳＣＦ１０１の入力端子Ｉｎと接続し、ＳＣＦ１０１の出力端子を電極２６ａに、ＳＣＦ１０２の入力端子を電極２６ｂとした場合の断面模式図である。図１４（ａ）において、前段のＳＣＦ１０１の入力端子が接続される共振器１０ａの励振方向は上向きであり、後段のＳＣＦ１０２の入力端子が接続される共振器２０ｂの励振方向は下向きである。このように、図１４（ａ）においても共振器１０ａと１０ｂとの励振方向は互いに反転している。構成の詳細は図１２（ａ）と同じであり説明を省略する。図１４（ｂ）は各圧電薄膜共振器内の機械振動を示す図である。図１４（ｂ）において、破線で示されるキャパシタ４０を介して生成される機械振動は図１２（ｂ）に示される破線の機械振動と位相が逆転する。このため、共振器１０ｂ内での破線の機械振動の位相は実線の機械振動とは反転する。よって、２つの機械振動が強く干渉し、不要応答の周波数をシフトさせることができる。
【実施例２】
【００２９】
実施例２は、実施例１の具体的な構成を示す例である。図１５は、実施例２の断面図である。シリコン、ガラスまたは石英等の基板３２上に、図９（ｂ）で示した２つのＳＣＦ１０１および１０２が形成されている。ＳＣＦ１０１および１０２のうち機械振動する領域（共振領域）の基板３２には空隙３４が設けられている。空隙３４の存在により、共振器２０ａおよび２０ｂの機械振動は抑制されない。【００３０】
図１６（ａ）は実施例２の斜視図であり、図１６（ｂ）は理解しやすいように各電極と空隙を分解した分解斜視図である。キャパシタ４０の上部電極４２は、電極１６ａと同じ材料で形成され、一体に連続的に形成されている。キャパシタ４０の下部電極４６は、電極２２ａおよび２２ｂと同じ材料で形成され、一体に連続的に形成されている。キャパシタ４０の誘電体４４には、絶縁膜３０が用いられている。さらに、キャパシタ４０は、ＳＣＦ１０１および１０２の共振領域以外に形成されている。【００３１】
実施例１において、共振器１０ａと２０ａ（および１０ｂと２０ｂ）とは機械的に接続されていれば、絶縁膜３０を介して設けられていなくともよい。しかしながら、実施例２のように、２つの圧電薄膜共振器１０ａと２０ａ（および１０ｂと２０ｂ）を、絶縁膜３０を介し積層する。キャパシタ４０を、絶縁膜３０を誘電体４４とし、上下に挟む一対の電極４２および４６（第２電極）で構成する。これにより、キャパシタ４０の誘電体４４を成膜する工程を絶縁膜３０を形成する工程と共通化することが可能となり、製造工程を簡略化することができる。【００３２】
また、実施例２によれば、前段のＳＣＦ１０１の入力端子に接続された電極１６ａ（第１電極）は、絶縁膜３０の一面に電極４２（一対の第２電極の一方）と連続して形成されている。後段のＳＣＦ１０２の入力端子に接続された電極２２ｂ（第１電極）は、絶縁膜３０の一面とは反対の面に電極４６（一対の第２電極の他方）と連続して形成されている。これにより、キャパシタ４０の電極４２および４６を成膜する工程をＳＣＦ１０１および１０２の電極を形成する工程と共通化することが可能となり、製造工程を簡略化することができる。【００３３】
さらに、実施例２では、キャパシタ４０は、ＳＣＦ１０１および１０２の圧電薄膜共振器の共振領域以外に形成されている。これにより、キャパシタ４０が共振器の振動を妨げることを抑制できる。【００３４】
図１７は、実施例２の別の例の断面模式図である。図１７のように、基板３２に設けられた空隙３４の代わりに音響多層膜３６を用いても良い。その他の構成は図１５と同じであり説明を省略する。
【実施例３】
【００３５】
実施例３は、ＳＣＦを８段縦続接続したフィルタの例である。図１８（ａ）は、比較例３の断面模式図、図１８（ｂ）は、実施例３の断面模式図を示している。図１８（ａ）のように、比較例３では、ＳＣＦ１０１〜１０８が縦続接続されている。図１８（ｂ）のように、実施例３では、ＳＣＦ１０１の入力端子とＳＣＦ１０２の入力端子との間にキャパシタ４０ａが接続されている。同様に、ＳＣＦ１０３と１０４との間にキャパシタ４０ｂが、ＳＣＦ１０５と１０６との間にキャパシタ４０ｃが、ＳＣＦ１０７と１０８との間にキャパシタ４０ｄが接続されている。比較例３と実施例３において、各ＳＣＦ１０１〜１０８の各膜厚、面積は図３と同じとした。実施例２のキャパシタ４０ａ〜４０ｄのキャパシタンスをそれぞれ０．１４ｐＦ、６７ｆＦ、６１ｆＦおよび５９ｆＦとした。【００３６】
図１９は、実施例３および比較例３の通過特性をシミュレーションした結果である。図１９のように、比較例３に対し実施例３においては、不要応答１１６が小さくなっている。このように、ＳＣＦが３個以上縦続接続されているフィルタ素子において、複数のキャパシタが設けられ、複数のキャパシタのキャパシタンスを互いに異なるように設定する。つまり、全てのキャパシタのキャパシタンスを異ならせる。これにより、不要応答１１６を抑制することができる。【００３７】
全てのキャパシタのキャパシタンスが異なっていなくともよい。例えば、ＳＣＦが３個以上縦続接続されているフィルタ素子において、キャパシタが複数設けられ、複数のキャパシタのうち少なくとも１つのキャパシタのキャパシタンスを他のキャパシタのキャパシタンスと大きく異なるように設定する。これにより、不要応答１１６を抑制することができる。【００３８】
図２０は、実施例３の別の例である。図２０のように、実施例３の別の例では、ＳＣＦ１０１の入力端子とＳＣＦ１０２の入力端子との間にインダクタ５０ａが接続されている。同様に、ＳＣＦ１０３と１０４との間にインダクタ５０ｂが、ＳＣＦ１０５と１０６との間にインダクタ５０ｃが、ＳＣＦ１０７と１０８との間にインダクタ５０ｄが接続されている。実施例３のように、ＳＣＦが３個以上縦続接続されているフィルタ素子において、複数のインダクタが設けられ、複数のインダクタのインダクタンスを互いに異なるように設定する。これにより、不要応答１１６を抑制することができる。【００３９】
また、全てのインダクタのインダクタンスが異なっていなくともよい。例えば、ＳＣＦが３個以上縦続接続されているフィルタ素子において、複数のインダクタが設けられ、複数のインダクタのうち少なくとも１つのインダクタのインダクタインスを他のインダクタのインダクタンスと大きく異なるように設定する。これにより、不要応答１１６を抑制することができる。【００４０】
実施例１〜３のフィルタ素子は、不平衡入力−平衡出力のフィルタの例を説明したが、不平衡入力−不平衡出力のフィルタでもよい。また、平衡入力−不平衡出力でもよい。【００４１】
実施例１〜３において、各電極１２、１６、２２および２６としてＲｕを用いる例を示したが、その他の金属でもよい。圧電膜１４および２４として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を例に説明したが例えば（００２）方向を主軸とする配向性を示す酸化亜鉛等でもよい。絶縁膜３０として酸化シリコン（ＳｉＯ）を例に接続したが、圧電薄膜共振器１０と２０とが機械的に接続されていればよい。
【実施例４】
【００４２】
実施例４は、分波器の例である。図２１は実施例４に係る分波器のブロック図である。分波器６０は受信フィルタ６２および送信フィルタ６４を含んでいる。受信端子Ｒｘ１およびＲｘ２は平衡出力であり、受信回路に接続されている。送信端子Ｔｘは不平衡入力であり、送信回路に接続されている。共通端子Ａｎｔはアンテナ６６に接続されている。受信端子Ｒｘ１およびＲｘ２と共通端子Ａｎｔとの間に受信フィルタ６２が接続されている。送信端子Ｔｘと共通端子Ａｎｔの間に送信フィルタ６４が接続されている。【００４３】
送信フィルタ６４は、送信帯域の信号を通過させるが、送信帯域とは異なる周波数の受信帯域の信号を抑圧する。受信フィルタ６２は、受信帯域の信号を通過させるが、送信帯域の信号を抑圧する。これにより、送信端子Ｔｘに入力した送信信号は送信フィルタ６４を通過し共通端子Ａｎｔから出力する。しかし、受信端子Ｒｘ１およびＲｘ２からは出力しない。共通端子Ａｎｔから入力した受信信号は受信フィルタ６２を通過し受信端子Ｒｘ１およびＲｘ２から出力する。しかし、送信端子Ｔｘからは出力しない。【００４４】
実施例４の分波器のうち送信フィルタ６４および受信フィルタ６２の少なくとも１つを実施例１〜３のフィルタ素子とすることができる。ＳＣＦは平衡入出力が簡単に実現できるため、ノイズ対策として平衡出力が求められる受信フィルタ６２に実施例１〜３のフィルタ素子を用いることが好ましい。
【実施例５】
【００４５】
実施例５は、電子装置として携帯電話端末の例である。図２２は携帯電話端末の主にＲＦ（Radio Frequency）部８２のブロック図である。ＲＦ部８２は、複数の通信方式を切り換え用いることができる。ＲＦ部８２は、アンテナ６６ａおよび６６ｂ、スイッチモジュール７０、分波器バンクモジュール６１およびアンプモジュール８０を備えている。スイッチモジュール７０は、通信方式に応じ、分波器バンクモジュール６１内の分波器６０ａ〜６０ｃとアンテナ６６ａおよび６６ｂとを接続する。分波器バンクモジュール６１は複数の分波器６０ａ〜６０ｃを備えている。分波器６０ａ〜６０ｃはそれぞれ送信フィルタ６４ａ〜６４ｃおよび受信フィルタ６２ａ〜６２ｃを備えている。各分波器６０ａ〜６０ｃの構成は、実施例４と同じ構成であり説明を省略する。アンプモジュール８０には、送信信号を増幅し分波器の送信端子に出力するパワーアンプ、分波器の受信端子から出力された受信信号を増幅するローノイズアンプが含まれている。【００４６】
分波器６０ａ〜６０ｃの少なくとも１つを実施例４の分波器６０とすることができる。実施例５では、電子装置として携帯電話端末を例に説明したが、他の電子装置に実施例１〜３のフィルタ素子を適用することもできる。【００４７】
以上、本発明の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。
【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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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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