(57)【要約】帯域フィルタ(100)は、下側圧電薄膜共振器(FBAR)(110)と、下側FBARの上に積み重ねられた上側FBAR(120)と、FBAR間にあり、音響減結合材料の層(131)からなる音響減結合器(130)とを有する。FBARの各々は、対向する平面電極(112,114)と、前記電極間の圧電要素(116)とを有する。音響減結合器は、FBAR間の音響エネルギーの結合を制御する。特に、音響減結合器は、FBAR間での直接接触により結合されたものに比べて、FBAR間の音響エネルギーを少なく結合する。低減された音響減結合は、帯域内と帯域外の望ましい特性を帯域フィルタに与える。【選択図】図５Ｂ
2007510383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が対向する平面電極、及び前記電極間の圧電要素からなる、下側圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）、及び前記下側ＦＢＡＲの上に積み重ねられた上側ＦＢＡＲと、及び
前記ＦＢＡＲ間にあり、音響減結合材料の層からなる音響減結合器とを含む、帯域フィルタ。
【請求項２】
前記帯域フィルタが中心周波数により特徴付けられ、
前記音響減結合材料の層が、前記中心周波数に等しい周波数の音響信号の前記音響減結合材料における波長の四分の一の奇数倍に等しい公称の厚さを有する、請求項１に記載の帯域フィルタ。
【請求項３】
前記帯域フィルタが中心周波数により特徴付けられ、
前記音響減結合材料の層が、前記中心周波数に等しい周波数の音響信号の前記音響減結合材料における波長の四分の一に等しい公称の厚さを有する、請求項１に記載の帯域フィルタ。
【請求項４】
前記音響減結合器が、前記ＦＢＡＲ間の音響エネルギーの実質的に臨界結合を提供するように構成される、請求項１、２、又は３の何れかに記載の帯域フィルタ。
【請求項５】
前記音響減結合材料が、音響インピーダンスにおいて前記圧電要素よりも低い、請求項１、２、３、又は４の何れかに記載の帯域フィルタ。
【請求項６】
前記圧電要素が音響インピーダンスを有し、
前記音響減結合材料が、前記圧電要素の音響インピーダンスと空気の音響インピーダンスとの間の中間の音響インピーダンスを有する、請求項５に記載の帯域フィルタ。
【請求項７】
前記音響減結合材料が、約２Ｍraylから約８Ｍraylの範囲の音響インピーダンスを有する、請求項１〜６の何れかに記載の帯域フィルタ。
【請求項８】
前記音響減結合材料が、プラスチックからなる、請求項１〜７の何れかに記載の帯域フィルタ。
【請求項９】
前記音響減結合材料が、ポリイミドからなる、請求項１〜７の何れかに記載の帯域フィルタ。
【請求項１０】
前記音響減結合材料が、ポリ（パラキシレン）からなる、請求項１〜７の何れかに記載の帯域フィルタ。
【請求項１１】
前記音響減結合材料が、架橋ポリフェニレンポリマーからなる、請求項１〜７の何れかに記載の帯域フィルタ。
【請求項１２】
前記架橋ポリフェニレンポリマーが、The Dow Chemical Companyにより、Silk（登録商標）の名で販売されている前駆体溶液から形成される、請求項１１に記載の帯域フィルタ。
【請求項１３】
中心周波数により特徴付けられた帯域フィルタであって、
各々が対向する平面電極、及び前記電極間の圧電要素からなる、下側圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）、及び前記下側ＦＢＡＲの上に積み重ねられた上側ＦＢＡＲと、及び
前記ＦＢＡＲ間にある音響減結合材料の層とを含み、
前記音響減結合材料の層が、前記中心周波数に等しい周波数の音響信号の前記音響減結合材料における波長の四分の一に等しい公称の厚さを有し、
前記音響減結合材料が、音響インピーダンスにおいて前記圧電要素よりも低い、帯域フィルタ。
【請求項１４】
前記音響減結合材料が、ポリイミド、ポリ（パラキシレン）、及び架橋ポリフェニレンポリマーのうちの１つからなる、請求項２３に記載の帯域フィルタ。
【請求項１５】
各々が対向する平面電極、及び前記電極間の圧電要素からなる、下側圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）、及び前記下側ＦＢＡＲの上に積み重ねられた上側ＦＢＡＲと、及び
前記ＦＢＡＲ間にあり、約２Ｍraylの音響インピーダンスを有する音響減結合材料の音響減結合層からなる音響減結合器とを含む、帯域フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【背景分野】
【０００１】
電気帯域フィルタは、多くの異なるタイプの民生用、及び産業用電子製品において、ある範囲の周波数の電気信号を選択し、又は阻止するために使用される。近年、係る製品の物理的サイズが大幅に減少する傾向にあると同時に、製品の回路の複雑性も増加する傾向にある。従って、非常に小型化された高性能の帯域フィルタが必要とされている。係る帯域フィルタは、２つの帯域フィルタを含む送受切換器を介して送信機の出力、及び受信機の入力に、アンテナが接続された携帯電話において特に必要とされている。
【０００２】
最近の携帯電話は、送受切換器を内蔵しており、その帯域フィルタの各々がはしご型回路を含み、そのはしご型回路の各要素が圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）になっている。係る送受切換器は、Bradley他による、「Duplexer Incorporating Thin-film Bulk Acoustic Resonators (FBARs)」と題する、本願の譲受人に譲渡された米国特許第６，２６２，６３７号に開示されている。係る送受切換器は、送信機の出力とアンテナとの間に直列に接続された送信機帯域フィルタと、アンテナと受信機の入力との間に９０°移相器と共に直列に接続された受信機帯域フィルタとから構成される。送信機帯域フィルタと受信機帯域フィルタの通過帯域の中心周波数は、互いからオフセットしている。
【０００３】
図１は、送受切換器の送信機帯域フィルタとして使用するのに適した、ＦＢＡＲベースの帯域フィルタ１０の例示的な実施形態を示す。送信機帯域フィルタは、はしご型回路に接続された直列ＦＢＡＲ１２及び分路ＦＢＡＲ１４から構成される。直列ＦＢＡＲ１２は、分路ＦＢＡＲ１４よりも高い共振周波数を有する。
【０００４】
ＦＢＡＲは、本願の譲受人に譲渡された、Ruby他による「Tunable Thin Film Acoustic Resonators and Method of Making Same」と題する米国特許第５，５８７，６２０号に開示されている。図２は、ＦＢＡＲの例示的な実施形態２０を示す。ＦＢＡＲ２０は、一対の電極２４及び２６、及びそれらの電極間に挟まれた圧電材料２２の層から構成される。これらの圧電材料と電極は、基板３０に画定された空洞２８の上に浮いている。ＦＢＡＲを浮かせるこの態様により、電極間に印加される信号に応じて、ＦＢＡＲが機械的に共振することが可能になる。ＦＢＡＲを機械的に共振させることを可能にする他の浮遊機構も可能である。
【０００５】
また、上述した米国特許第５，５８７，６２０号には、積み重ねられた圧電薄膜共振器（stacked thin-film bulk acoustic resonator：ＳＢＡＲ）も開示される。図３は、米国特許第５，５８７，６２０号に開示されたＳＢＡＲの例示的な実施形態４０を示す。ＳＢＡＲ４０は、３つの電極２４、２６、４４の間に交互に挟まれた圧電材料の２つの層２２、４２からなる。入力電気信号が電極４４と２６との間に印加され、出力電気信号が電極２４と２６との間で提供される。中心電極２６は、入力と出力の双方に共通である。
【０００６】
米国特許第５，５８７，６２０号に開示されたＳＢＡＲは、それが固有の帯域通過特性を有するので、帯域フィルタとしての使用に有望であることが教示されている。しかしながら、ＳＢＡＲの実例は、上述された携帯電話の送受切換器の応用形態を含む、大抵の帯域通過フィルタリングの応用形態の使用にＳＢＡＲを適さなくする極めて狭い通過帯域幅を呈する。ＳＢＡＲの狭い通過帯域幅が図４で見られることができ、その図４は、図３に示されたＳＢＡＲ４０の実例の周波数応答（曲線４６）を、図１に示されたＦＢＡＲベースの帯域通過はしご型フィルタの実例の周波数応答（曲線４８）と比較している。また、図４は、図１に示されたはしご型フィルタの周波数応答が有利に通過帯域の外側で急激に降下するが、中心周波数からの周波数差がさらに増加すると、周波数応答が不用意に再び上昇することも示す。
【０００７】
従って、低い挿入損失とその通過帯域において平坦な周波数応答、約０．５ＧＨｚ〜約１０ＧＨｚのどこででも中心周波数の約３％〜約５％の範囲の通過帯域幅、及び良好な帯域外の阻止を備える帯域フィルタが必要とされている。また、ＳＢＡＲの構造的な簡略性を備える係る帯域フィルタも必要とされている。
【０００８】
発明の概要
本発明は、一態様において、下側圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）と、下側ＦＢＡＲの上に積み重ねられた上側ＦＢＡＲと、ＦＢＡＲ間にあり、音響減結合材料の層からなる音響減結合器とを有する、帯域フィルタを提供する。ＦＢＡＲの各々は、対向する平面電極と、前記電極間の圧電要素とを有する。音響減結合器は、ＦＢＡＲ間の音響エネルギーの結合を制御する。特に、音響減結合器は、図３に示された従来のＳＢＡＲのようにＦＢＡＲ間での直接接触により結合されたものに比べて、ＦＢＡＲ間の音響エネルギーを少なく結合する。低減された音響減結合は、低い挿入損失とその通過帯域における平坦な周波数応答、中心周波数の約３％〜約５％の範囲の通過帯域幅、及び良好な帯域外の阻止のような所望の特性を帯域フィルタに与える。
【０００９】
別の態様において、本発明は、中心周波数により特徴付けられた帯域フィルタを提供する。帯域フィルタは、下側圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）と、下側ＦＢＡＲの上に積み重ねられた上側ＦＢＡＲと、ＦＢＡＲ間にある音響減結合材料の層から構成される。ＦＢＡＲの各々は、対向する平面電極と、前記電極間の圧電要素とからなる。音響減結合材料の層は、中心周波数に等しい周波数の音響信号の音響減結合材料における波長の四分の一に等しい公称の厚さを有する。
【００１０】
詳細な説明
図３に示された従来のＳＢＡＲ４０は、一方が他方の上に積み重ねられて他方と接触している２つのＦＢＡＲから構成されていると考えられ得る。ＦＢＡＲの一方は、電極２４と２６との間に挟まれた圧電層２２から構成される。ＦＢＡＲの他方は、電極２６と４４との間に挟まれた圧電層４２から構成される。双方のＦＢＡＲに共通の電極２６は、ＦＢＡＲ間の音響エネルギーの密な結合を提供する。これにより、ＳＢＡＲ４０が図４の曲線４６に示される単一のローレンツ形（Loretzian）共振を呈するように、ＦＢＡＲが音響的に極めて過度に結合される結果となる。単一のローレンツ形共振は、広い通過帯域、フラットな帯域内周波数応答、及び通過帯域外の急な減衰のような係る所望の特性を有する帯域フィルタの設計を困難に、又は不可能にする。
【００１１】
図５Ａは、本発明による帯域フィルタの例示的な実施形態１００の構造を示す略側面図である。図５Ｂは、図５Ａの切断線５Ｂ−５Ｂに沿った断面図である。帯域フィルタ１００は、積み重ねられた一対の圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）１１０と１２０、及びＦＢＡＲ１１０と１２０との間の音響減結合器１３０から構成される。図示された例において、ＦＢＡＲ１２０はＦＢＡＲ１１０の上に積み重ねられる。積み重ねられた一対のＦＢＡＲ、及びＦＢＡＲ間の音響減結合器から構成された構造体は、ＦＢＡＲが直接的に互いに接触している上述した従来のＳＢＡＲから区別するために、減結合スタック型バルク音響共振器（decoupled stacked bulk acoustic resonator：ＤＳＢＡＲ）と呼ぶことにする。
【００１２】
ＦＢＡＲ１１０は、対向する平面電極１１２と１１４、及び電極間の圧電材料の層１１６から構成される。ＦＢＡＲ１２０は、対向する平面電極１２２と１２４、及び電極間の圧電材料の層１２６から構成される。音響減結合器１３０は、ＦＢＡＲ１１０の電極１１４とＦＢＡＲ１２０の電極１２２との間に配置される。音響減結合器は、ＦＢＡＲ１１０と１２０との間の音響エネルギーの結合を制御する。特に、音響減結合器は、図３に示された従来のＳＢＡＲのようにＦＢＡＲ間で直接接触することにより結合されたものに比べて、ＦＢＡＲ間の音響エネルギーを少なく結合する。この結果、ＦＢＡＲ１１０と１２０は過度に結合されず、帯域フィルタ１００は、過度に結合された従来のＳＢＡＲの、図４に示された単一のローレンツ形共振（曲線４６）の代わりに、比較的広くてフラットな帯域内応答、及び通過帯域外の急な減衰を有する。帯域フィルタ１００の周波数応答は、図６に関連して以下でさらに説明される。
【００１３】
図示された例において、積み重ねられたＦＢＡＲ１１０と１２０は、基板１０２に画定された空洞１０４の上に浮いている。積み重ねられたＦＢＡＲを浮かせるこの態様により、積み重ねられたＦＢＡＲがそれらの一方の電極間に印加された入力電気信号に応じて機械的に共振することが可能になる。積み重ねられたＦＢＡＲを入力電気信号に応じて機械的に共振させることを可能にする他の浮遊機構も可能である。例えば、Lakinによる米国特許第６，１０７，７２１号に開示されるように、積み重ねられたＦＢＡＲは、基板１０２内に、又は基板１０２上に形成された不一致の音響ブラッグリフレクタ（図示せず）の上に配置され得る。
【００１４】
図５Ｃは、音響減結合器がそれぞれＦＢＡＲ１１０と１２０の電極１１４と１２２との間に配置された音響減結合材料の層１３１から構成された音響減結合器１３０（図５Ｂ）の第１の実施形態の拡大図である。音響減結合材料の層１３１は、帯域フィルタ１００の中心周波数に等しい周波数の音響信号の音響減結合材料における波長の四分の一の奇数倍である公称の厚さを有する。音響減結合材料は、ＦＢＡＲ１１０と１２０を構成する圧電材料の音響インピーダンスより少ない音響エネルギーを有する。さらに入力と出力との間に電気絶縁を提供する帯域フィルタ１００の実施形態において、音響減結合材料はさらに高い電気抵抗率と低い誘電率を有する。
【００１５】
上述したように、音響減結合器１３０の音響減結合材料は、ＦＢＡＲ１１０と１２０の圧電材料の音響インピーダンスより少ない音響エネルギーを有する。また、音響減結合材料は、空気の音響インピーダンスよりも大幅に大きい音響インピーダンスを有する。材料の音響インピーダンスは、材料における粒子速度に対する応力の比であり、raylと省略されるレイリー（Rayleight）で測定される。ＦＢＡＲの圧電材料の層１１６と２１６は一般に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）である。ＡｌＮの音響インピーダンスは一般に約３５Ｍraylであり、一般に電極の材料であるモリブデンの音響インピーダンスは、約６３Ｍraylである。空気の音響インピーダンスは約１ｋraylである。ＦＢＡＲ１１０、１２０の材料が上述したようなものである帯域フィルタ１００の実施形態において、約２Ｍraylから約８Ｍraylの範囲の音響インピーダンスを有する材料は、音響減結合材料の層１３１として良好に機能する。
【００１６】
図６は、帯域フィルタ１００の計算された周波数応答が、音響減結合器１３０の実施形態を構成する音響減結合材料の層１３１の音響インピーダンスにどのように依存するかを示す。図示された実施形態は、約１９００ＭＨｚの中心周波数を有する。音響減結合材料が、約４Ｍrayl（例えば、ポリイミド）（曲線１４０）の音響インピーダンス、約８Ｍrayl（曲線１４２）の音響インピーダンス、及び約１６Ｍrayl（曲線１４４）の音響インピーダンスを有する実施形態について、計算された周波数応答が示される。看取されるように、帯域フィルタ１００の通過帯域の幅は、音響減結合材料の音響インピーダンスの増加に伴い増えている。従って、音響減結合材料の適切な選択を行うことにより、所望の通過帯域特性を有する帯域フィルタ１００の実施形態が作成され得る。
【００１７】
音響減結合材料の層１３１がポリイミドである実施形態（曲線１４０）は、ＦＢＡＲ１１０と１２０との間の音響エネルギーの若干の不十分な結合を呈するが、それでもやはり有用な幅である通過帯域を有する。音響減結合材料が約８Ｍraylの音響インピーダンスを有する実施形態（曲線１４２）は、ＦＢＡＲ１１０と１２０との間の音響エネルギーのほぼ臨界結合を呈する。音響減結合材料の音響インピーダンスが約１６Ｍraylである実施形態（曲線１４４）は、ＦＢＡＲ１１０と１２０との間の音響エネルギーの大幅に過度な結合の典型的な帯域内応答において、２つのピークを呈する。音響減結合材料が２Ｍraylから８Ｍraylの中間の音響インピーダンスを有する実施形態は、ＦＢＡＲ１１０と１２０との間の音響エネルギーの臨界結合を示すフラットな部分を含む帯域内応答を有する。また、図６は、音響減結合材料が８Ｍrayl又はそれ未満の音響インピーダンスを有し、３ｄＢ未満の挿入損失を有する実施形態も示し、いくつかの実施形態は、１ｄＢ未満の挿入損失を有する。
【００１８】
図５Ｃに示された音響減結合器１３０の実施形態は、帯域フィルタの中心周波数に等しい周波数の音響信号の音響減結合材料における波長の四分の一に等しい公称の厚さを有する音響減結合材料の層１３１から構成され、即ち、この厚さは、ｔ≒λｎ／４であり、ここで、ｔは層１３１の厚さであり、λｎは帯域フィルタ１００の中心周波数に等しい周波数の音響信号の音響減結合材料における波長である。代案として、公称の厚さの約±１０％以内の層１３１の厚さが使用されてもよい。代案として、この範囲外の厚さが、性能の若干の低下と共に使用されてもよい。しかしながら、層１３１の厚さは、一方の極値（図３を参照）における０λｎと他方の極値におけるλｎ／２から大幅に異なるべきである。
【００１９】
より一般的には、図５Ｃに示された音響減結合器１３０の他の実施形態は、帯域フィルタ１００の中心周波数に等しい周波数の音響信号の音響減結合材料における波長の四分の一の奇数倍に等しい公称の厚さを有する音響減結合材料の層１３１から構成され、即ち、この厚さは、ｔ≒（２ｍ＋１）λｎ／４であり、ここで、ｔとλｎは上記で定義された通りであり、ｍはゼロ以上の整数である。この場合、代案として、約λｎ／４の±１０％だけ公称の厚さと異なる層１３１の厚さが使用されてもよい。この範囲外の厚さの許容範囲が、性能の若干の低下と共に使用されてもよいが、層１３１の厚さは、λｎ／２の整数倍から大幅に異なるべきである。しかしながら、音響減結合材料の層１３１の厚さが帯域フィルタ１００の中心周波数に等しい周波数の音響信号の音響減結合材料における波長の四分の一より大きい奇数倍数である音響減結合器１３０の実施形態は一般に、複数の音響モードをサポートするために係るより厚い層の能力に起因して、スプリアス応答のアーチファクトを呈する周波数応答を有する。
【００２０】
音響減結合器１３０の実施形態において、層１３１は、電極１１４の上に音響減結合材料をスピンコーティングすることにより形成される。スピンコーティングにより形成される層は一般に、層１３１の音響減結合材料によってコーティングされる表面の形状に起因して異なる厚みの領域を有する。係る実施形態において、音響減結合材料の層１３１の厚さは、電極１１４と１２２との間に配置された層の部分の厚さである。
【００２１】
多くのプラスチック材料が上述した範囲の音響インピーダンスを有し、上述した厚さの範囲の均一な厚さの層に適用され得る。従って、係るプラスチック材料は、潜在的に音響減結合器１３０の音響減結合材料の層１３１として使用するのに適している。しかしながら、音響減結合材料は、音響減結合材料の層１３１が電極１１４上に堆積されて音響減結合器１３０を形成した後に実施される製造手順の高い温度にも耐えることができなければならない。以下でより詳細に説明されるように、帯域フィルタ１００の実際的な実施形態において、電極１２２と１２４、及び圧電層１２６は、層１３１が堆積された後にスパッタリングにより堆積される。これらの堆積プロセス中に、４００℃もの高い温度に到達する。従って、係る温度において安定したままであるプラスチックが、音響減結合材料として使用される。
【００２２】
プラスチック材料は一般に、ＦＢＡＲ１１０と１２０の他の材料と比べて、単位長さ当たり非常に高い音響減衰を有する。しかしながら、音響減結合器１３０の上述した実施形態が、一般に約１μｍ未満の厚さのプラスチックの音響減結合材料の層１３１から構成されるので、音響減結合材料の層１３１により導入される音響減衰は一般に、ごくわずかである。
【００２３】
一実施形態において、音響減結合材料の層１３１として、ポリイミドが使用される。ポリイミドは、E.I. du Pont de Nemours and CompanyからKapton（登録商標）という名で販売されている。係る実施形態において、音響減結合器１３０は、スピンコーティングにより電極１１４に塗布されたポリイミドの層１３１から構成される。ポリイミドは約４Ｍraylの音響インピーダンスを有する。
【００２４】
別の実施形態において、ポリ（パラキシレン）が音響減結合材料の層１３１として使用される。係る実施形態において、音響減結合器１３０は、真空蒸着により電極１１４に付着されたポリ（パラキシレン）の層１３１から構成される。また、ポリ（パラキシレン）は、当該技術においてパリレンとしても知られている。パリレンが作成されるダイマー型前駆体のジパラキシレン、及びパリレンの層の真空蒸着を行うための装置は、多くの供給業者から入手可能である。パリレンは約２．８Ｍraylの音響インピーダンスを有する。
【００２５】
別の実施形態において、架橋ポリフェニレンポリマーが、音響減結合材料の層１３１として使用される。係る実施形態において、音響減結合器１３０は、スピンコーティングにより電極１１４に塗布された架橋ポリフェニレンポリマーの層１３１から構成される。架橋ポリフェニレンポリマーは、集積回路に使用するための低誘電率の誘電体材料として開発され、それ故に、ＦＢＡＲ１２０の後続の製造中に音響減結合器１３０がさらされる高い温度で安定したままである。本発明者は、架橋ポリフェニレンポリマーが約２Ｍraylの計算された音響インピーダンスをさらに有することを発見した。この音響インピーダンスは、有用な通過帯域幅を帯域フィルタ１００に与える音響インピーダンスの範囲内にある。
【００２６】
各々の架橋ポリフェニレンポリマーを形成するために重合する種々のオリゴマーを含む前駆体溶液は、米国ミシガン州ミッドランドのThe Dow Chemical Companyにより、Silk（登録商標）の名で販売されている。前駆体溶液はスピンコーティングにより塗布される。さらに接着促進剤を含有するSilk（登録商標）Ｊと呼ばれるこれらの前駆体溶液の１つから得られた架橋ポリフェニレンポリマーは、２．１Ｍrayl、即ち約２Ｍraylの計算された音響インピーダンスを有する。
【００２７】
架橋ポリフェニレンポリマーを形成するために重合するオリゴマーは、ビスシンクロペンタジエノン含有モノマー及び芳香族アセチレン含有モノマーから準備される。係るモノマー使用することは、過度の置換の必要性なしに可溶性オリゴマーを形成する。前駆体溶液は、ガンマブチロラクトン及びシクロヘキサノン溶剤に溶かされた特定のオリゴマーを含有する。前駆体溶液中のオリゴマーの割合は、前駆体溶液がスピンオンされる際の層の厚さを決定する。付着後、熱を加えて溶剤を蒸発させ、オリゴマーを硬化させて架橋ポリマーを形成する。ビスシンクロペンタジエノンは、新たな芳香環を形成する４＋２付加環化反応でアセチレンと反応する。さらに、硬化により、架橋ポリフェニレンポリマーという結果になる。上述した架橋ポリフェニレンポリマーは、Godschalx他による米国特許第５，９６５，６７９号に開示されている。さらなる実用的な詳細は、Martin他著、「Development of Low-Dielectric Constant Polymer for the Fabrication of Integrated Circuit Interconnect」12 Advanced Materials、1769（2000年）に説明されている。ポリイミドと比較して、架橋ポリフェニレンポリマーは、より低い音響インピーダンス、より低い音響減衰、及びより低い誘電率を有する。さらに、前駆体溶液のスピンオンされた層は、音響減結合器１３０の典型的な厚さである約２００ｎｍの厚さを有する架橋ポリフェニレンポリマーの高品質の薄膜を作成することができる。
【００２８】
代替の実施形態において、音響減結合器１３０を構成する音響減結合材料の層１３１は、ＦＢＡＲ１１０と１２０の材料より大幅に大きい音響インピーダンスを有する。現時点でこの特性を有する材料は知られていないが、係る材料は、今後は入手可能になる可能性があり、又はより低い音響インピーダンスのＦＢＡＲの材料が今後は入手可能になる可能性がある。係る高い音響インピーダンスの音響減結合材料の層１３１の厚さは、上述した通りである。
【００２９】
図５Ｄは、ブラッグ構造体１６１を組み込む音響減結合器１３０の第２の実施形態を示す帯域フィルタ１００の一部の拡大図である。ブラッグ構造体１６１は、高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５と１６７との間に挟まれた低い音響インピーダンスのブラッグ要素１６３から構成される。低い音響インピーダンスのブラッグ要素１６３は、高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５と１６７がそれぞれ高い音響インピーダンスの材料の層であるのに対して、低い音響インピーダンスの材料の層である。ブラッグ要素の材料の音響インピーダンスは、互いに対して、及び圧電材料の層１１６と１２６の音響インピーダンスに対して「低い」及び「高い」として特徴付けられる。さらに入力と出力との間に電気絶縁を提供する帯域フィルタ１００の実施形態において、ブラッグ要素の少なくとも１つはさらに、高い電気抵抗率、及び低い誘電率を有する。
【００３０】
ブラッグ要素１６１、１６３、及び１６５を構成する各層は、帯域フィルタ１００の中心周波数に等しい周波数の音響信号の層の材料における波長の四分の一の奇数倍に等しい公称の厚さを有する。代案として、波長の四分の一の約±１０％だけ公称の厚さと異なる層が、使用されてもよい。この範囲外の厚さの許容範囲が、性能の若干の低下と共に使用されてもよいが、層の厚さは、波長の二分の一の整数倍から大幅に異なるべきである。
【００３１】
実施形態において、低い音響インピーダンスのブラッグ要素１６３は、約１３Ｍraylの音響インピーダンスを有する二酸化シリコン（ＳｉＯ２）の層であり、高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５と１６７のそれぞれは、約６３Ｍraylの音響インピーダンスを有する電極１１４と１２２とそれぞれ同じ材料、即ちモリブデンの層である。高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５と１６７、及びＦＢＡＲ１１０と１２０のそれぞれ電極１１４と１２２に対してそれぞれ同じ材料を使用することにより（図５Ｂ）、高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５と１６７はさらに、それぞれ電極１１４と１２２としての役割を果たすことが可能になる。
【００３２】
例において、高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５と１６７は、帯域フィルタ１００の中心周波数に等しい周波数の音響信号のモリブデンにおける波長の四分の一の厚さを有し、低い音響インピーダンスのブラッグ要素１６３は、帯域フィルタの中心周波数に等しい周波数の音響信号のＳｉＯ２における波長の四分の三の厚さを有する。低い音響インピーダンスのブラッグ要素１６３としてＳｉＯ２の四分の一波長の厚さの層の代わりに、ＳｉＯ２の四分の三波長の厚さの層を使用することにより、ＦＢＡＲ１１０と１２０との間のキャパシタンスが低減される。
【００３３】
高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５、１６７と低い音響インピーダンスのブラッグ要素１６３との音響インピーダンスの差が相対的に低い実施形態では、ブラッグ構造体１６１は、２つ以上（例えば、ｎ）の低い音響インピーダンスのブラッグ要素が対応する数（即ち、ｎ＋１）の高い音響インピーダンスのブラッグ要素で交互に挟まれるように構成され得る。ブラッグ要素の１つだけが、絶縁される必要がある。例えば、ブラッグ構造体は、３つの高い音響インピーダンスのブラッグ要素で交互に挟まれた２つの低い音響インピーダンスのブラッグ要素から構成され得る。
【００３４】
ウェハースケールの製造を用いて、帯域フィルタ１００に類似した数千個の帯域フィルタを一度に製造する。係るウェハースケールの製造は、帯域フィルタの製造コストを安くする。例示的な製造方法が、図７Ａ〜図７Ｊの平面図、及び図７Ｋ〜図７Ｔの断面図に関連して次に説明される。製造が説明される帯域フィルタ１００の実施形態の通過帯域は、約１．９ＧＨｚの公称の中心周波数を有する。他の周波数で動作するための実施形態は、構造と製造において同様であるが、以下で例示されるものとは異なる厚さと横方向の寸法を有する。
【００３５】
単結晶シリコンのウェハーが準備される。ウェハーの一部は、各帯域フィルタが製造されるために、帯域フィルタ１００の基板１０２に対応する基板を構成する。図７Ａ〜図７Ｊ及び図７Ｋ〜図７Ｔは、ウェハーの一部内に、及びその一部上に帯域フィルタ１００を製造することを例示し、以下の説明はその製造を説明する。帯域フィルタ１００が製造される際、ウェハー上の残りの帯域フィルタは同様に製造される。
【００３６】
帯域フィルタ１００の基板１０２を構成するウェハーの一部は、図７Ａ及び図７Ｋに示されるように、選択的にウェットエッチングされて空洞１０４を形成する。
【００３７】
充填材料の層（図示せず）が、空洞を埋めるのに十分な厚さでウェハーの表面上に堆積される。次いで、ウェハーの表面が平坦化されて、充填材料で充填された空洞が残される。図７Ｂと図７Ｌは、基板１０２内の、充填材料１０５で充填された空洞１０４を示す。
【００３８】
実施形態において、充填材料は、リン珪酸ガラス（ＰＳＧ）であり、従来の低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）を用いて堆積される。代案として、充填材料は、スパッタリング、又はスピンコーティングにより堆積されてもよい。
【００３９】
金属の層が、ウェハー及び充填材料の表面に堆積される。図７Ｃと図７Ｍに示されるように、金属はパターニングされて、電極１１２、ボンディングパッド１３２、電極１１２とボンディングパッド１３２との間に延在する電気トレース１３３を画定する。電極１１２は一般に、ウェハーの主表面に対して平行な平面において不規則な形状を有する。Larson III他の米国特許第６，２１５，３７５号に説明されるように、不規則な形状は、電極が一部を形成するＦＢＡＲ１１０の横モードを最小限に抑える。電極１１２は、以下で説明されるように、充填材料がエッチングにより後で除去され得るように、充填材料１０５の表面の一部を露出するように形作られて配置される。
【００４０】
電極１１２、１１４、１２２、及び１２４が画定される金属層（図５Ｂ）は、ウェハーの主表面に対して平行な各平面において、電極１１２と１１４が同じ形状、サイズ、向き、及び位置を有し、電極１２２と１２４が同じ形状、サイズ、向き、及び位置を有し、及び電極１１４と１２２が一般に同じ形状、サイズ、向き、及び位置を有するように、パターニングされる。
【００４１】
実施形態において、電極１１２、ボンディングパッド１３２、トレース１３３を形成するために堆積された金属は、モリブデンである。モリブデンは、スパッタリングにより約３００ｎｍの厚さで堆積され、ドライエッチングによりパターニングされて、約１２，０００平方μｍの面積を有する五角形の電極を画定する。代案として、タングステン、ニオビウム、及びチタニウムのような他の耐火金属が、電極１１２、ボンディングパッド１３２、及びトレース１３３の材料として使用されてもよい。代案として、電極、ボンディングパッド、及びトレースは、２つ以上の材料の層からなってもよい。
【００４２】
図７Ｄと図７Ｎに示されるように、圧電材料の層が、堆積されて、圧電層１１６を画定するためにパターニングされる。圧電層１１６は、充填材料１０５の表面の一部、及び電極１１２のボンディングパッド１３２を露出するようにパターニングされる。圧電層１１６はさらに、充填材料の表面の別の部分に対するアクセスを提供する窓１１９を画定するためにパターニングされる。
【００４３】
実施形態において、圧電層１１６を形成するために堆積された圧電材料は、窒化アルミニウムであり、スパッタリングにより約１．４μｍの厚さで堆積される。圧電材料は、水酸化カリウムのウエットエッチングにより、又は塩素系のドライエッチングによりパターニングされる。圧電層１１６の代替の材料は、酸化亜鉛、硫化カドミウム、及びペロブスカイト型強誘電体材料のような分極した強誘電体材料を含み、その強誘電体材料は、チタン酸ジルコン酸鉛、メタニオブ酸鉛、及びチタン酸バリウムを含む。
【００４４】
図７Ｅと図７Ｏに示されるように、金属の層が堆積されて、電極１１４、ボンディングパッド１３４、及び電極１１４とボンディングパッド１３４との間に延在する電気トレース１３５を画定するためにパターニングされる。
【００４５】
実施形態において、電極１１４を形成するために堆積された金属は、モリブデンである。モリブデンは、スパッタリングにより約３００ｎｍの厚さで堆積され、ドライエッチングによりパターニングされる。代案として、電極１１４、ボンディングパッド１３４、及びトレース１３５の材料として、他の耐火金属が使用されてもよい。代案として、電極、ボンディングパッド、及びトレースは、２つ以上の材料の層からなってもよい。
【００４６】
次いで、図７Ｆと図７Ｐに示されるように、音響減結合材料の層が、堆積されて、音響減結合器１３０を画定するためにパターニングされる。音響減結合器１３０は、少なくとも電極１１４を覆うように形作られ、さらに充填材料１０５の表面の一部、及びボンディングパッド１３２と１３４を露出するように形作られる。音響減結合器１３０はさらに、充填材料の表面の別の部分に対するアクセスを提供する窓１１９を画定するためにパターニングされる。
【００４７】
実施形態において、音響減結合材料は、約６００ｎｍ、即ちポリイミドにおける中心周波数の波長の四分の三の厚さを有するポリイミドである。ポリイミドは、スピンコーティングにより付着されて、フォトリソグラフィによりパターニングされる。ポリイミドは感光性であり、そのためフォトレジストを必要としない。上述したように、他のプラスチック材料が音響減結合材料として使用され得る。音響減結合材料は、スピンコーティング以外の方法により付着され得る。
【００４８】
別の実施形態において、音響減結合材料は、約２００ｎｍ、即ちポリイミドにおける中心周波数の波長の四分の一の厚さを有するポリイミドである。上述されたように、ポリイミドは、スピンコーティングにより付着されて、フォトリソグラフィによりパターニングされる。
【００４９】
音響減結合材料がポリイミドである実施形態において、ポリイミドの堆積とパターニングの後、ウェハーは、最初に空気中で約２５０℃の温度でベーキングされ、最終的に窒素雰囲気のような不活性雰囲気中で約４１５℃温度でベーキングされ、その後、さらなる処理が実施される。ベーキングは、ポリイミドの揮発性成分を蒸発させ、後続の処理における係る揮発性成分の蒸発により、後続の堆積される層の分離が生じることを防止する。
【００５０】
図７Ｇと図７Ｑに示されるように、金属の層が、堆積されてパターニングされ、電極１２２、及び電極１２２からボンディングパッド１３４まで延在する電気トレース１３７が画定される。また、ボンディングパッド１３４は、トレース１３５により電極１１４に電気接続される。
【００５１】
実施形態において、電極１２２を形成するために堆積された金属は、モリブデンである。モリブデンは、スパッタリングにより約３００ｎｍの厚さで堆積され、ドライエッチングによりパターニングされる。代案として、電極１２２、及びトレース１３７の材料として、他の耐火金属が使用されてもよい。代案として、電極、及びトレースは、２つ以上の材料の層からなってもよい。
【００５２】
圧電材料の層が、堆積されて、圧電層１２６を画定するためにパターニングされる。図７Ｈと図７Ｒに示されるように、圧電層１２６は、ボンディングパッド１３２と１３４を露出するように、及び充填材料１０５の表面の一部を露出するように、形作られる。圧電層１２６はさらにパターニングされて、充填材料の表面の別の部分に対するアクセスを提供する窓１１９が画定される。
【００５３】
実施形態において、圧電層１２６を形成するために堆積された圧電材料は、窒化アルミニウムであり、スパッタリングにより約７８０ｎｍの厚さで堆積される。圧電材料は、水酸化カリウムのウエットエッチングにより、又は塩素系のドライエッチングによりパターニングされる。圧電層１２６の代替の材料は、酸化亜鉛、硫化カドミウム、及びペロブスカイト型強誘電体材料のような分極した強誘電体材料を含み、その強誘電体材料は、チタン酸ジルコン酸鉛、メタニオブ酸鉛、及びチタン酸バリウムを含む。
【００５４】
図７Ｉと図７Ｓに示されるように、金属の層が堆積されて、電極１２４、ボンディングパッド１３８、及び電極１２４からボンディングパッド１３８まで延在する電気トレース１３９を画定するためにパターニングされる。
【００５５】
実施形態において、電極１２４を形成するために堆積された金属は、モリブデンである。モリブデンは、スパッタリングにより約３００ｎｍの厚さで堆積され、ドライエッチングによりパターニングされる。代案として、電極１２４、ボンディングパッド１３８、及びトレース１３９の材料として、他の耐火金属が使用されてもよい。代案として、電極、ボンディングパッド、及びトレースは、２つ以上の材料の層からなってもよい。
【００５６】
次いで、ウェハーは、等方性ウェットエッチングされて、空洞１０４から充填材料１０５が除去される。上述したように、充填材料１０５の表面の一部は、例えば、窓１１９を通じて露出されたままである。エッチングプロセスは、図７Ｊと図７Ｔに示されるように、空洞１０４の上に浮かされた帯域フィルタ１００を残す。
【００５７】
実施形態において、充填材料１０５を除去するために使用されるエッチャントは、希フッ化水素酸である。
【００５８】
金の保護層が、ボンディングパッド１３２、１３４、及び１３８の露出された表面上に堆積される。
【００５９】
次いで、ウェハーは、帯域フィルタ１００を含む個々の帯域フィルタに分割される。各帯域フィルタはパッケージ内に実装され、帯域フィルタのボンディングパッド１３２、１３４、及び１３８とパッケージの一部であるパッドとの間で電気接続がなされる。
【００６０】
音響減結合器１３０が図５Ｄに示されたようにブラッグ構造を組み込む実施形態は、上述したプロセスと類似したプロセスにより作成される。このプロセスは以下のように異なる。
【００６１】
圧電材料の層が堆積されて、圧電層１１６を形成するためにパターニングされた後、金属の層が堆積されてパターニングされ、図７Ｅと図７Ｏに示された態様と類似した態様で、図５Ｄに示された高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５、ボンディングパッド１３４、及び高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５とボンディングパッド１３４との間に延在する電気トレース１３５が画定される。金属の層が、帯域フィルタ１００の中心周波数に等しい周波数の音響信号の金属における波長の四分の一の奇数倍に等しい公称の厚さで堆積される。高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５はさらに、図５Ｄに示されるように電極１１４としての役割を果たす。
【００６２】
実施形態において、高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５を形成するために堆積される金属は、モリブデンである。モリブデンは、スパッタリングにより約８２０ｎｍ（Ｍｏにおける波長の四分の一）の厚さで堆積され、ドライエッチングによりパターニングされる。代案として、高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５、ボンディングパッド１３４、及びトレース１３５の材料として、他の耐火金属が使用されてもよい。代案として、高い音響インピーダンスのブラッグ要素、ボンディングパッド、及びトレースは、２つ以上の金属の層からなってもよい。
【００６３】
次いで、低い音響インピーダンスの材料の層が堆積され、図７Ｆと図７Ｐに示された態様と類似した態様で、低い音響インピーダンスのブラッグ要素１６３を画定するためにパターニングされる。低い音響インピーダンスの材料の層は、帯域フィルタ１００の中心周波数に等しい周波数の音響信号の材料における波長の四分の一の奇数倍に等しい公称の厚さで堆積される。低い音響インピーダンスのブラッグ要素１６３は、少なくとも高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６５を覆うように形作られ、さらに充填材料１０５の表面の一部、及びボンディングパッド１３２と１３４を露出するように形作られる。低い音響インピーダンスの材料の層はさらに、パターニングされて、充填材料の表面の別の部分に対するアクセスを提供する窓１１９が画定される。
【００６４】
実施形態において、低い音響インピーダンスの材料は、約７９０ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２である。ＳｉＯ２はスパッタリングにより堆積され、エッチングによりパターニングされる。低い音響インピーダンスのブラッグ要素の材料として使用され得る他の低い音響インピーダンスの材料は、リン珪酸ガラス（ＰＳＧ）、二酸化チタン、及びフッ化マグネシウムを含む。代案として、低い音響インピーダンスの材料は、スパッタリング以外の方法により堆積され得る。
【００６５】
金属の層が堆積され、図７Ｇと図７Ｑに示された態様と類似した態様で、図５Ｄに示された高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６７、及び高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６７からボンディングパッド１３４まで延在する電気トレース１３７を画定するためにパターニングされる。また、ボンディングパッド１３４は、トレース１３５によって高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６７にも電気接続される。金属の層は、帯域フィルタ１００の中心周波数に等しい周波数の音響信号の金属における波長の四分の一の奇数倍に等しい公称の厚さで堆積される。高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６７はさらに、図５Ｄに示されるように電極１２２としての役割を果たす。
【００６６】
実施形態において、高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６７、及び電気トレース１３７を形成するために堆積される金属は、モリブデンである。モリブデンは、スパッタリングにより約８２０ｎｍ（Ｍｏにおける波長の四分の一）の厚さで堆積され、ドライエッチングによりパターニングされる。代案として、高い音響インピーダンスのブラッグ要素１６７、及びトレース１３７の材料として、他の耐火金属が使用されてもよい。代案として、高い音響インピーダンスのブラッグ要素、及びトレースは、２つ以上の材料の層からなってもよい。
【００６７】
次いで、図７Ｈと図７Ｒに関連して上述されたように、圧電材料の層が堆積されて、圧電層１２６を画定するためにパターニングされ、帯域フィルタ１００の製造を完了するために、上述されたようなプロセスが続く。
【００６８】
別の実施形態において、音響減結合材料の層１３１は、架橋ポリフェニレンポリマーである。図７Ｅと図７Ｏに関連して上述されたように、電極１１４を画定するために金属の層がパターニングされた後、図７Ｆと図７Ｐに関連して上述された態様と類似した態様で、架橋ポリフェニレンポリマーの前駆体溶液がスピンオンされるが、パターニングはされない。前駆体溶液の調合物、及びスピン速度は、架橋ポリフェニレンポリマーが約１８７ｎｍの厚さで層を形成するように、選択される。これは、帯域フィルタ１００の通過帯域の中心周波数に等しい周波数を有する音響信号の架橋ポリフェニレンポリマーにおける波長λｎの四分の一に対応する。次いで、ウェハーが、真空状態下のような不活性環境で、又は窒素雰囲気内で、約３８５℃〜約４５０℃の範囲の温度でベーキングされ、その後、さらなる処理が実施される。ベーキングは最初に前駆体溶液から有機溶剤を除去し、次いで上述したように架橋ポリフェニレンポリマーを形成するために、オリゴマーが架橋される。
【００６９】
次いで、金属の層が、図７Ｇと図７Ｑに関連して上述された態様と類似した態様で、架橋ポリフェニレンポリマーの層の上に堆積されるが、最初に図７Ｆに示された音響減結合器１３０のパターニングと同様にパターニングされ、音響減結合器１３０を画定するために架橋ポリフェニレンポリマーの層をパターニングするために後で使用されることになるハードマスクを画定する。最初にパターニングされた金属の層は、音響減結合器１３０と同じ広さを有し、ボンディングパッド１３２と１３４、及び充填材料１０５の表面の一部を露出し、音響減結合器１３０の窓１１９の意図された位置に窓を有する。
【００７０】
次いで、図７Ｆに示されるように、架橋ポリフェニレンポリマーの層が、ハードエッチマスクとして最初にパターニングされた金属の層でもって、パターニングされる。架橋ポリフェニレンポリマーの層をパターニングすることは、音響減結合器１３０の範囲を画定し、その音響減結合器１３０は、ボンディングパッド３３２と１３４、及び充填材料１０５の表面の一部を露出し、充填材料の表面の別の部分に対するアクセスを提供する窓１１９を形成する。パターニングは、酸素プラズマエッチングで実施される。
【００７１】
次いで、図７Ｇと図７Ｑに示されたように、金属の層が再パターニングされ、電極１２２、及び電極１２２とボンディングパッド１３４との間に延在する電気トレース１３７を画定する。
【００７２】
音響減結合器として、架橋ポリフェニレンポリマーの層を有する帯域フィルタ１００の実施形態の製造は、図７Ｈ、図７Ｉ、図７Ｊ、図７Ｒ、図７Ｓ、及び図７Ｔに関連して上述された処理を実施することにより、完了する。
【００７３】
実施形態において、架橋ポリフェニレンポリマーの前駆体溶液は、The Dow Chemical Companyにより販売されており、それは、Silk（登録商標）Ｊと呼ばれている。代案として、前駆体溶液は、The Dow Chemical CompanyによりSilk（登録商標）という名で販売されている前駆体溶液の任意の適切な１つとすることができる。特定の実施形態において、前駆体溶液がスピンオンされる前に、接着促進剤の層が付着される。硬化した場合に、約２Ｍraylの音響インピーダンスを有する架橋ポリフェニレンポリマーを形成するオリゴマーを含有する前駆体溶液は、現在、又は将来において、他の供給業者からも入手可能になる可能性があり、また使用され得る。
【００７４】
帯域フィルタ１００は以下のように使用される。電極１１４と１２２に電気接続されたボンディングパッド１３４は、帯域フィルタ１００の接地端子を提供し、電極１１２に電気接続されたボンディングパッド１３２は、帯域フィルタ１００の入力端子を提供し、電極１２４に電気接続されたボンディングパッド１３８は、帯域フィルタ１００の出力端子を提供する。入力端子と出力端子を入れ換えることができる。
【００７５】
上述したように、帯域フィルタ１００はさらに、入力と出力との間に電気絶縁を提供することができる。係る実施形態において、追加のボンディングパッド（図示せず）が、電極１２２とトレース１３７が画定される金属に画定され、トレース１３７は、電極１２２からボンディングパッド１３４の代わりに追加のボンディングパッドまで延在する。それぞれ電極１１２と１１４に電気接続されたボンディングパッド１３２と１３４は、一対の入力端子を提供し、トレース１３７により電極１２２に電気接続された追加のボンディングパッド（図示せず）と電極１２４に電気接続されたボンディングパッド１３８とは、一対の出力端子を提供する。入力端子と出力端子は、互いから電気的に絶縁される。やはり、入力端子と出力端子を入れ換えることができる。
【００７６】
図４の曲線４６と図６を比較することにより、帯域フィルタ１００の帯域外の周波数応答のスロープが、図１に示された帯域通過はしご型フィルタ１０のスロープに比べて急峻でないことが示される。また、その比較により、帯域通過はしご型フィルタ１０の周波数応答とは異なり、帯域フィルタ１００の周波数応答が、最初の急な降下の後に再び上昇していないことが示される。図８は、本発明による帯域フィルタの例示的な実施形態２００の略図であり、その実施形態は、帯域フィルタ１００の帯域外周波数応答よりも急峻なスロープを有する帯域外周波数応答を有し、この場合、最初の急な降下の後に、周波数応答は、図１に示された帯域通過はしご型フィルタよりも大幅に低いレベルまで上昇する。
【００７７】
帯域フィルタ２００は、図５Ａと図５Ｂに関連して上述された帯域フィルタ１００と直列に接続された、簡略化されたＦＢＡＲベースのはしご型フィルタ２１０から構成される。はしご型フィルタ２１０は、直列のＦＢＡＲ２１２と２１４、及び分路ＦＢＡＲ２１６から構成される。直列のＦＢＡＲ２１２と２１４は、分路ＦＢＡＲ２１４よりも高い共振周波数を有する。
【００７８】
帯域フィルタ１００において、電極１１２は接地に接続され、電極１１４と１２２は、はしご型フィルタ２１０の出力、即ち、ＦＢＡＲ２１４の電極２１８に接続され、電極１２４は帯域フィルタ２００の出力端子を提供する。ＦＢＡＲ２１２、２１４、及び２１６、及び帯域フィルタ１００は、帯域フィルタ１００がはしご型フィルタ２１０よりも広い通過帯域を有するように構成される。
【００７９】
図９は、帯域フィルタ２００の計算された周波数応答（曲線２４２）、及び図５Ａと図５Ｂに示された帯域フィルタ１００の計算された周波数応答（曲線２４４）を示すグラフである。グラフは、帯域フィルタ２００の帯域外周波数応答が、帯域フィルタ１００の帯域外周波数応答よりも急峻であるスロープを有し、最初の急な降下の後に周波数応答が上昇するレベルが、図４に示された帯域通過はしご型フィルタのレベルより低いことを示す。
【００８０】
上述した米国特許第６，２６２，６３７号に開示されるように、ＦＢＡＲベースのはしご型フィルタを構成するＦＢＡＲは一般に、圧電材料の共通の層を用いて全て製造されている。帯域フィルタ２００は、類似した態様で製造され得る。帯域フィルタ１００のＦＢＡＲ１１０（図５Ｂ）は、ＦＢＡＲ２１２、２１４、及び２１６と同じ圧電材料の層を用いて製造される。ＦＢＡＲ１１０の電極１１２は、ＦＢＡＲ２１６の電極２２０と同じ金属層の一部である。ＦＢＡＲ１１０の電極１１４は、ＦＢＡＲ２１４の電極２１８と同じ金属層の一部である。ＦＢＡＲ１１０、２１２、２１４、及び２１６の製造後、音響減結合材料の層が堆積されて、電極１１４上に音響減結合器１３０を画定するためにパターニングされる。次いで、ＦＢＡＲ１２０が、上述したプロセスと類似したプロセスを用いて音響減結合器の上に製造される。
【００８１】
ＦＢＡＲ２１２の電極２２２、及びＦＢＡＲ２１６の電極２２０に対する電気接続は、帯域フィルタ２００の入力端子を提供する一方で、帯域フィルタ１００の電極１１２と１２４に対する電気接続は、帯域フィルタ２００の出力端子を提供する。
【００８２】
本開示は、例示的な実施形態を用いて詳細に本発明を説明した。しかしながら、本発明は、添付の特許請求の範囲により規定され、説明されたそのものずばりの実施形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】ＦＢＡＲを組み込む帯域フィルタの略図である。
【図２】ＦＢＡＲの略側面図である。
【図３】従来のＳＢＡＲの略側面図である。
【図４】図３に示された従来のＳＢＡＲの計算された周波数応答、及び図１に示されたＦＢＡＲベースの帯域フィルタの計算された周波数応答を比較するグラフである。
【図５Ａ】本発明による、帯域フィルタの第１の実施形態の例の平面図である。
【図５Ｂ】切断線５Ｂ−５Ｂに沿った、図５Ａに示された帯域フィルタの断面図である。
【図５Ｃ】切断線５Ｂ−５Ｂに沿った、図５Ａに示された帯域フィルタの一部の拡大断面図であり、本発明による音響減結合器を示す図である。
【図５Ｄ】切断線５Ｂ−５Ｂに沿った、図５Ａに示された帯域フィルタの一部の拡大断面図であり、代替の音響減結合器を示す図である。
【図６】異なる音響インピーダンスを有する音響減結合材料の音響減結合器を組み込む、本発明による帯域フィルタの実施形態の計算された周波数応答を比較するグラフである。
【図７Ａ】本発明による、帯域フィルタを作成するためのプロセスを示す平面図である。
【図７Ｂ】本発明による、帯域フィルタを作成するためのプロセスを示す平面図である。
【図７Ｃ】本発明による、帯域フィルタを作成するためのプロセスを示す平面図である。
【図７Ｄ】本発明による、帯域フィルタを作成するためのプロセスを示す平面図である。
【図７Ｅ】本発明による、帯域フィルタを作成するためのプロセスを示す平面図である。
【図７Ｆ】本発明による、帯域フィルタを作成するためのプロセスを示す平面図である。
【図７Ｇ】本発明による、帯域フィルタを作成するためのプロセスを示す平面図である。
【図７Ｈ】本発明による、帯域フィルタを作成するためのプロセスを示す平面図である。
【図７Ｉ】本発明による、帯域フィルタを作成するためのプロセスを示す平面図である。
【図７Ｊ】本発明による、帯域フィルタを作成するためのプロセスを示す平面図である。
【図７Ｋ】図７Ａの切断線７Ｋ−７Ｋに沿った断面図である。
【図７Ｌ】図７Ｂの切断線７Ｌ−７Ｌに沿った断面図である。
【図７Ｍ】図７Ｃの切断線７Ｍ−７Ｍに沿った断面図である。
【図７Ｎ】図７Ｄの切断線７Ｎ−７Ｎに沿った断面図である。
【図７Ｏ】図７Ｅの切断線７Ｏ−７Ｏに沿った断面図である。
【図７Ｐ】図７Ｆの切断線７Ｐ−７Ｐに沿った断面図である。
【図７Ｑ】図７Ｇの切断線７Ｑ−７Ｑに沿った断面図である。
【図７Ｒ】図７Ｈの切断線７Ｒ−７Ｒに沿った断面図である。
【図７Ｓ】図７Ｉの切断線７Ｓ−７Ｓに沿った断面図である。
【図７Ｔ】図７Ｊの切断線７Ｔ−７Ｔに沿った断面図である。
【図８】本発明による帯域フィルタの第２の実施形態の例に関する略図である。
【図９】図８に示された帯域フィルタの実施形態の計算された周波数応答を、図５Ａと図５Ｂに示された帯域フィルタの実施形態と比較するグラフである。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図７Ｉ】
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【図７Ｊ】
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【図７Ｋ】
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【図７Ｌ】
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【図７Ｍ】
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【図７Ｎ】
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【図７Ｏ】
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【図７Ｐ】
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【図７Ｑ】
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【図７Ｒ】
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【図７Ｓ】
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【図７Ｔ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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