(57)【要約】      （修正有）【課題】高次モードの発生を抑制することができる弾性波デバイスを提供する。【解決手段】スピネル層と、圧電層と、当該圧電層上のインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極とを含む弾性波デバイスとして、弾性表面波デバイス２０は、多結晶スピネル基板２２と、Ｈ１の厚さを有するタンタル酸リチウム層１４と、ＩＤＴ電極１６とを含む構成である。圧電層は、ＩＤＴ電極とスピネル層との間に配置される。弾性波デバイスは、λの波長を有する弾性波を生成する。圧電層は、λ未満の厚さを有する。弾性波デバイスは、圧電層とスピネル層との間に配置された温度補償層を含み得る。【選択図】図１Ｂ
2019216414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性波デバイスであって、
多結晶スピネル層と、
圧電層と、
前記圧電層上のインターディジタルトランスデューサ電極と
を含み、
前記弾性波デバイスは、λの波長を有する弾性波を生成するべく構成され、
前記圧電層はλ未満の厚さを有し、
前記圧電層は、前記インターディジタルトランスデューサ電極と前記多結晶スピネル層との間に配置される弾性波デバイス。
【請求項２】
前記多結晶スピネル層と前記圧電層との間に配置された温度補償層をさらに含む請求項１の弾性波デバイス。
【請求項３】
前記温度補償層は二酸化シリコンを含む請求項２の弾性波デバイス。
【請求項４】
前記温度補償層と前記多結晶スピネル層との間に配置された高インピーダンス層をさらに含み、
前記高インピーダンス層は、前記多結晶スピネル層よりも高い音響インピーダンスを有する請求項２の弾性波デバイス。
【請求項５】
前記温度補償層は前記圧電層と物理的に接触する請求項２の弾性波デバイス。
【請求項６】
前記温度補償層は、前記圧電層に対向する前記多結晶スピネル層と物理的に接触する請求項５の弾性波デバイス。
【請求項７】
前記多結晶スピネル層は前記圧電層と物理的に接触する請求項１の弾性波デバイス。
【請求項８】
前記圧電層はタンタル酸リチウム層である請求項１の弾性波デバイス。
【請求項９】
前記圧電層はニオブ酸リチウム層である請求項１の弾性波デバイス。
【請求項１０】
基板層をさらに含み、
前記多結晶スピネル層は前記基板層と前記圧電層との間に配置される請求項１の弾性波デバイス。
【請求項１１】
前記基板層はシリコン層である請求項１０の弾性波デバイス。
【請求項１２】
前記基板層は前記多結晶スピネル層と物理的に接触する請求項１０の弾性波デバイス。
【請求項１３】
前記基板層及び前記多結晶スピネル層に付着する接着層をさらに含む請求項１０の弾性波デバイス。
【請求項１４】
前記弾性波デバイスは弾性表面波デバイスであり、
前記弾性波は弾性表面波である請求項１の弾性波デバイス。
【請求項１５】
無線周波数モジュールであって、
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、
前記弾性波フィルタを封入するパッケージと
を含み、
前記弾性波フィルタは、波長λを有する弾性波を生成するべく構成された弾性波デバイスを含み、
前記弾性波デバイスは、
λ未満の厚さを有する圧電層と、
前記圧電層上のインターディジタルトランスデューサ電極と、
多結晶スピネル層と
を含み、
前記圧電層は、前記多結晶スピネル層と前記インターディジタルトランスデューサ電極との間に配置される無線周波数モジュール。
【請求項１６】
第２弾性波フィルタをさらに含み、
前記弾性波フィルタ及び前記第２弾性波フィルタがデュプレクサに含まれる請求項１５の無線周波数モジュール。
【請求項１７】
前記パッケージ内に封入された電力増幅器をさらに含み、
前記電力増幅器は前記無線周波数信号を与えるべく構成される請求項１５の無線周波数モジュール。
【請求項１８】
前記弾性波フィルタは弾性表面波フィルタであり、
前記圧電層はリチウム系圧電層である請求項１５の無線周波数モジュール。
【請求項１９】
無線通信デバイスであって、
アンテナと、
前記アンテナと通信する弾性波フィルタと
を含み、
前記弾性波フィルタは、無線周波数信号をフィルタリングするべく構成され、
前記弾性波フィルタは、λの波長を有する弾性波を生成するべく構成された弾性波デバイスを含み、
前記弾性波デバイスは、
λ未満の厚さを有する圧電層と、
前記圧電層上のインターディジタルトランスデューサ電極と、
多結晶スピネル層と
を含み、
前記多結晶スピネル層は、前記圧電層が前記多結晶スピネル層と前記インターディジタルトランスデューサ電極との間に配置されるように配列される無線通信デバイス。
【請求項２０】
前記弾性波フィルタは弾性表面波フィルタである請求項１９の無線通信デバイス。
【請求項２１】
弾性波デバイスであって、
圧電層と、
スピネル層と、
前記圧電層と前記スピネル層との間に配置された温度補償層と、
前記圧電層上のインターディジタルトランスデューサ電極と
を含み、
前記圧電層は前記温度補償層と前記インターディジタルトランスデューサ電極との間に配置される弾性波デバイス。
【請求項２２】
前記スピネル層は多結晶スピネル層である請求項２１の弾性波デバイス。
【請求項２３】
前記スピネル層は単結晶スピネル層である請求項２１の弾性波デバイス。
【請求項２４】
前記圧電層はタンタル酸リチウム層である請求項２１の弾性波デバイス。
【請求項２５】
前記圧電層はニオブ酸リチウム層である請求項２１の弾性波デバイス。
【請求項２６】
前記弾性波デバイスは、弾性表面波を生成するべく構成された弾性表面波デバイスである請求項２１の弾性波デバイス。
【請求項２７】
前記弾性波デバイスは、λの波長を有する弾性波を生成するべく構成され、
前記圧電層はλ未満の厚さを有する請求項２１の弾性波デバイス。
【請求項２８】
前記温度補償層は二酸化シリコンを含む請求項２１の弾性波デバイス。
【請求項２９】
前記温度補償層は第１表面及び第２表面を含み、
前記第１表面は前記スピネル層と物理的に接触し、
前記第２表面は前記圧電層と物理的に接触する請求項２１の弾性波デバイス。
【請求項３０】
基板層をさらに含み、
前記スピネル層は前記基板層と前記圧電層との間に配置される請求項２１の弾性波デバイス。
【請求項３１】
前記基板層はシリコン層である請求項３０の弾性波デバイス。
【請求項３２】
前記温度補償層と前記スピネル層との間に配置された高インピーダンス層をさらに含み、
前記高インピーダンス層は、前記スピネル層よりも高い音響インピーダンスを有する請求項２１の弾性波デバイス。
【請求項３３】
無線周波数モジュールであって、
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、
前記弾性波フィルタを封入するパッケージと
を含み、
前記弾性波フィルタは弾性波デバイスを含み、
前記弾性波デバイスは、
圧電層と、
インターディジタルトランスデューサ電極と、
スピネル層と、
前記圧電層と前記スピネル層との間に配置された温度補償層と
を含む無線周波数モジュール。
【請求項３４】
第２弾性波フィルタをさらに含み、
前記弾性波フィルタ及び前記第２弾性波フィルタはデュプレクサに含まれる請求項３３の無線周波数モジュール。
【請求項３５】
前記弾性波フィルタに結合された無線周波数スイッチをさらに含み、
前記無線周波数スイッチは前記パッケージ内に封入される請求項３３の無線周波数モジュール。
【請求項３６】
前記パッケージ内に封入された電力増幅器をさらに含み、
前記電力増幅器は前記無線周波数信号を与えるべく構成される請求項３５の無線周波数モジュール。
【請求項３７】
前記弾性波デバイスは、λの波長を有する弾性表面波を生成するべく構成された弾性表面波デバイスであり、
前記圧電層はλ未満の厚さを有する請求項３３の無線周波数モジュール。
【請求項３８】
無線通信デバイスであって、
アンテナと、
前記アンテナと通信する無線周波数フロントエンドと
を含み、
前記無線周波数フロントエンドは、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を含み、
前記弾性波フィルタは、
圧電層と、
インターディジタルトランスデューサ電極と、
スピネル層と、
前記圧電層と前記スピネル層との間に配置された温度補償層と
を含む弾性波デバイスを含む無線通信デバイス。
【請求項３９】
第２弾性波フィルタをさらに含み、
前記弾性波フィルタ及び前記第２弾性波フィルタはデュプレクサに含まれる請求項３８の無線通信デバイス。
【請求項４０】
前記弾性波フィルタは弾性表面波フィルタである請求項３８の無線通信デバイス。
【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に関する。
【０００２】
優先権出願の相互参照
本願は、２０１８年６月１１日に出願された「スピネル層を有する弾性波デバイス」との名称の米国仮特許出願第６２／６８３，３３３号、及び２０１８年９月２８日に出願された「スピネル層を有する弾性波デバイス」との名称の米国仮特許出願第６２／７３８，２４５号の優先権の利益を主張する。これらの各開示は、その全体が参照によりここに組み入れられる。
【背景技術】
【０００３】
弾性波フィルタは、無線周波数電子システムに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、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。
【０００４】
弾性波フィルタが、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。弾性波フィルタの例は、弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタ及びバルク弾性波（ＢＡＷ）フィルタを含む。弾性表面波共振器は、圧電基板上にインターディジタルトランスデューサ電極を含み得る。弾性表面波共振器は、インターディジタルトランスデューサ電極が配置される圧電層の表面に弾性表面波を生成することができる。
【発明の概要】
【０００５】
特許請求の範囲に記載されるイノベーションはそれぞれが、いくつかの側面を有し、それらの単独の一つのみが、その望ましい属性に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。
【０００６】
一つの側面において、弾性波デバイスが開示される。弾性波デバイスは、多結晶スピネル層及び圧電層を含む。圧電層は、λ未満の厚さを有する。弾性波デバイスは、λの波長を有する弾性波を生成するべく構成される。弾性波デバイスはまた、圧電層上にインターディジタルトランスデューサ電極も含む。圧電層は、インターディジタルトランスデューサ電極と多結晶スピネル層との間に配置される。
【０００７】
弾性波デバイスはさらに、多結晶スピネル層と圧電層との間に配置された温度補償層を含み得る。温度補償層は二酸化シリコンを含み得る。弾性波デバイスはさらに、温度補償層と多結晶スピネル層との間に配置された高インピーダンス層を含み得る。ここで、高インピーダンス層は、多結晶スピネル層よりも高い音響インピーダンスを有する。温度補償層は、圧電層と物理的に接触してよい。温度補償層は、圧電層に対向する多結晶スピネル層に物理的に接触してよい。
【０００８】
多結晶スピネル層は、圧電層と物理的に接触してよい。
【０００９】
圧電層は、タンタル酸リチウム層又はニオブ酸リチウム層としてよい。
【００１０】
弾性波デバイスはさらに、基板層を含み得る。多結晶スピネル層は、基板層と圧電層との間に配置してよい。基板層は、シリコン層、窒化アルミニウム層、ダイヤモンド層、窒化シリコン層又は炭化シリコン層の一つを含み得る。基板層は、多結晶スピネル層と物理的に接触してよい。弾性波デバイスはさらに、基板層及び多結晶スピネル層に付着する接着層を含み得る。
【００１１】
一つの側面において、無線周波数モジュールが開示される。無線周波数モジュールは、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を含む。弾性波フィルタは、波長λを有する弾性波を生成するべく構成された弾性波デバイスを含む。弾性波デバイスは、λ未満の厚さを有する圧電層と、当該圧電層上のインターディジタルトランスデューサ電極と、多結晶スピネル層とを含み、この多結晶スピネル層は、圧電層が当該多結晶スピネル層とインターディジタルトランスデューサ電極との間に配置されるように配列される。無線周波数モジュールはまた、弾性波フィルタを封入するパッケージを含む。
【００１２】
無線周波数モジュールはさらにデュプレクサを含み得る。ここで、デュプレクサは、弾性波フィルタ及び第２弾性波フィルタを含む。
【００１３】
無線周波数モジュールはさらに、弾性波フィルタに結合された無線周波数スイッチを含み得る。無線周波数スイッチは、パッケージ内に封入され得る。無線周波数モジュールはさらに、パッケージ内に封入された電力増幅器を含み得る。
【００１４】
弾性波デバイスはさらに、多結晶スピネル層と圧電層との間に配置された温度補償層を含み得る。弾性波はまた、温度補償層と多結晶スピネル層との間に配置された高インピーダンス層を含み得る。ここで、高インピーダンス層は、多結晶スピネル層よりも高い音響インピーダンスを有する。
【００１５】
弾性波デバイスはさらに、基板層を含み得る。多結晶スピネル層は、基板層と圧電層との間に配置してよい。
【００１６】
一つの側面において、無線通信デバイスが開示される。無線通信デバイスは、アンテナと、当該アンテナと通信する弾性波フィルタとを含む。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構成される。弾性波フィルタは、波長λを有する弾性波を生成するべく構成された弾性波デバイスを含む。弾性波デバイスは、λ未満の厚さを有する圧電層と、当該圧電層上のインターディジタルトランスデューサ電極と、多結晶スピネル層とを含み、この多結晶スピネル層は、圧電層が当該多結晶スピネル層とインターディジタルトランスデューサ電極との間に配置されるように配列される。
【００１７】
弾性波デバイスはさらに、多結晶スピネル層と圧電層との間に配置された温度補償層を含み得る。弾性波デバイスはまた、温度補償層と多結晶スピネル層との間に配置された高インピーダンス層を含み得る。ここで、高インピーダンス層は、多結晶スピネル層よりも高い音響インピーダンスを有する。
【００１８】
一つの側面において、弾性波デバイスが開示される。弾性波デバイスは、圧電層と、スピネル層と、当該圧電層と当該スピネル層との間に配置された温度補償層とを含む。弾性波デバイスはまた、圧電層上にインターディジタルトランスデューサ電極も含む。圧電層は、温度補償層とインターディジタルトランスデューサ電極との間に配置される。
【００１９】
スピネル層は多結晶スピネル層としてよい。代替的に、スピネル層は単結晶スピネル層としてよい。
【００２０】
圧電層は、タンタル酸リチウム層又はニオブ酸リチウム層としてよい。
【００２１】
弾性波デバイスは、λの波長を有する弾性波を生成するべく構成され、圧電層はλ未満の厚さを有してよい。
【００２２】
温度補償層は二酸化シリコンを含んでよい。温度補償層は、第１表面及び第２表面を有する。第１表面は、スピネル層と物理的に接触してよい。第２表面は、圧電層と物理的に接触してよい。
【００２３】
弾性波デバイスはさらに、基板層を含み得る。スピネル層は、基板層と圧電層との間に配置してよい。基板層は、シリコン層、窒化アルミニウム層、ダイヤモンド層、窒化シリコン層又は炭化シリコン層の一つを含み得る。
【００２４】
弾性波デバイスはさらに、温度補償層とスピネル層との間に配置された高インピーダンス層を含み得る。ここで、高インピーダンス層は、多結晶スピネル層よりも高い音響インピーダンスを有する。
【００２５】
一つの側面において、無線周波数モジュールが開示される。無線周波数モジュールは、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を含む。弾性波フィルタは、圧電層と、スピネル層と、当該圧電層と当該スピネル層との間に配置された温度補償層とを含む弾性波デバイスを含む。無線周波数モジュールはまた、弾性波フィルタを封入するパッケージを含む。
【００２６】
無線周波数モジュールはさらにデュプレクサを含み得る。デュプレクサは、弾性波フィルタ及び第２弾性波フィルタを含み得る。
【００２７】
無線周波数モジュールはさらに、弾性波フィルタに結合された無線周波数スイッチを含み得る。無線周波数スイッチは、パッケージ内に封入され得る。無線周波数モジュールはさらに、パッケージ内に封入された電力増幅器を含み得る。
【００２８】
スピネル層は多結晶スピネル層としてよい。代替的に、スピネル層は単結晶スピネル層としてよい。
【００２９】
圧電層は、タンタル酸リチウム層又はニオブ酸リチウム層としてよい。
【００３０】
弾性波デバイスは、λの波長を有する弾性波を生成するべく構成される。圧電層はλ未満の厚さを有してよい。
【００３１】
一つの側面において、無線通信デバイスが開示される。無線通信デバイスは、アンテナと、当該アンテナと通信する弾性波フィルタとを含む。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構成される。弾性波フィルタは、圧電層と、スピネル層と、当該圧電層と当該スピネル層との間に配置された温度補償層とを含む弾性波デバイスを含む。
【００３２】
無線通信デバイスはデュプレクサを含んでよい。デュプレクサは、弾性波フィルタ及び第２弾性波フィルタを含み得る。
【００３３】
無線通信デバイスはさらに、弾性波フィルタに結合される無線周波数スイッチを含んでよい。無線周波数スイッチ及び電力増幅器を、パッケージ内に封入することができる。
【００３４】
スピネル層は多結晶スピネル層としてよい。代替的に、スピネル層は単結晶スピネル層としてよい。
【００３５】
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。かかる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】
【００３６】
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。
【００３７】
【図１Ａ】ベースライン弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図１Ｂ】一実施形態に係る多結晶スピネル基板を含む弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図２Ａ】図１Ａ及び１Ｂの弾性表面波デバイスのシミュレーション周波数応答を比較するグラフである。
【図２Ｂ】図１Ａ及び１Ｂの弾性表面波デバイスのシミュレーション周波数応答を比較する他のグラフである。
【図２Ｃ】図１Ｂの弾性表面波デバイスとスピネル基板なしの同様のデバイスとの周波数に対するアドミタンスを比較するグラフである。
【図３Ａ】一実施形態に係る多結晶スピネル基板及び温度補償層を含む弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図３Ｂ】一実施形態に係る多結晶スピネル基板、温度補償層及び高インピーダンス層を含む弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図４Ａ】一実施形態に係る多結晶スピネル基板を他の基板上に含む弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図４Ｂ】一実施形態に係る多結晶スピネル基板及び温度補償層を他の基板上に含む弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図４Ｃ】一実施形態に係る多結晶スピネル基板、温度補償層及び高インピーダンス層を他の基板上に含む弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図５Ａ】一実施形態に係る他の基板に接着層により付着された多結晶スピネル基板を含む弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図５Ｂ】他実施形態に係る他の基板に接着層により付着された多結晶スピネル基板を含む弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図５Ｃ】他実施形態に係る他の基板に接着層により付着された多結晶スピネル基板を含む弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図６Ａ】ベースライン弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図６Ｂ】一実施形態に係るスピネル基板を含む弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図６Ｃ】他実施形態に係るスピネル基板を含む弾性表面波デバイスの断面を例示する。
【図７Ａ】第１圧電層厚さに対する図６Ａ及び６Ｂの弾性表面波デバイスのシミュレーション周波数応答を比較するグラフである。
【図７Ｂ】第２圧電層厚さに対する図６Ａ及び６Ｂの弾性表面波デバイスのシミュレーション周波数応答を比較するグラフである。
【図７Ｃ】第３圧電層厚さに対する図６Ａ及び６Ｂの弾性表面波デバイスのシミュレーション周波数応答を比較するグラフである。
【図７Ｄ】図６Ｂに示される弾性表面波デバイスの様々な二酸化シリコン層厚さに関するタンタル酸リチウム厚さに対する電気機械結合係数（ｋ２）のグラフである。
【図８Ａ】一実施形態に係る弾性表面波デバイスを含むフィルタを有するモジュールの模式的なブロック図である。
【図８Ｂ】他実施形態に係る弾性表面波デバイスを含むフィルタを有するモジュールの模式的なブロック図である。
【図８Ｃ】他実施形態に係る弾性表面波デバイスを含むフィルタを有するモジュールの模式的なブロック図である。
【図８Ｄ】一実施形態に係る弾性表面波デバイスを含むデュプレクサを有するモジュールの模式的なブロック図である。
【図８Ｅ】他実施形態に係る弾性表面波デバイスを含むデュプレクサを有するモジュールの模式的なブロック図である。
【図８Ｆ】他実施形態に係る弾性表面波デバイスを含むデュプレクサを有するモジュールの模式的なブロック図である。
【図９Ａ】一つ以上の実施形態に係るフィルタを含む無線通信デバイスの模式的なブロック図である。
【図９Ｂ】一つ以上の実施形態に係る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】
【００３８】
一定の実施形態の以下の記載は、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、参照される図面では、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。理解されることだが、図面に例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、図面に例示されるよりも多くの要素を含んでよく、及び／又は図面に例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任意の適切な組み合わせを組み入れてよい。
【００３９】
弾性波フィルタは、様々なアプリケーションにおいて、例えば携帯電話機のＲＦフロントエンドにおいて、無線周波数（ＲＦ）信号をフィルタリングすることができる。弾性波フィルタは、弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスとともに実装することができる。ＳＡＷデバイスはＳＡＷ共振器としてよい。
【００４０】
シリコン（Ｓｉ）層上に積層されたタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）層を含む複合基板弾性波素子は、基板方向の漏洩を抑制して改善された品質係数（Ｑ）を達成することができる。かかる弾性波デバイスにおいては、タンタル酸リチウム層とシリコン層との界面において生成される反射波に起因して高次モードが生じ得る。高次モードは、帯域外減衰特性を劣化させ得る。かかる高次モードは、ここに説明される実施形態によれば、シリコン（Ｓｉ）の代わりに、ＭｇＡｌ２Ｏ４との化学式を有し得るスピネルを使用して、発生を抑制することができる。
【００４１】
本開示の側面は、タンタル酸リチウム層と多結晶スピネル層のようなスピネル層とを含む多層圧電基板に関する。多結晶スピネル層上のタンタル酸リチウム層は、弾性波デバイスにおいて高次モードの発生を抑制することができる。
【００４２】
スピネル（例えば多結晶スピネル及び／又は単結晶スピネル）における横波バルク波の伝播音速が、シリコンにおける横波バルク波の伝播音速よりも小さい一方、スピネルにおける横波の伝播音速は、タンタル酸リチウムにおけるそれよりも大きい。したがって、シアホリゾンタル（ＳＨ）モードを劣化させることのないスピネル層により、基板方向のバルク放射のカットオフ周波数を下げることが可能となる。これにより、高次モードの強度を抑制することができる。
【００４３】
本開示の側面は、多層基板構造物上のＳＡＷフィルタに対して高次スプリアスモードを抑制する構造物に関する。例えば、タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムのようなリチウム系圧電材料を含む多層圧電体をシリコン上の二酸化シリコン（ＳｉＯ２）上に有するＳＡＷデバイスは、高次スプリアスモードに遭遇し得る。かかる多層基板においてシリコンをスピネルに置換することにより、高次スプリアスモードを抑制することができる。スピネル層は多結晶層又は単結晶層としてよい。スピネル及びシリコンに対する一定数のＳＡＷ特性は類似する。一つの違いは、スピネルの方がシリコンよりも速いせん断（シア）速度にある。よって、スプリアスモードは、スピネル基板では、シリコン基板と比較して高い周波数で出現し得る。この特性は、ＳＡＷフィルタに対して高次スプリアスモードを抑制するべく使用することができる。
【００４４】
図１Ａは、ベースライン弾性表面波デバイス１０の断面を例示する。ベースライン弾性表面波デバイス１０は、シリコン基板１２と、Ｈ１の厚さを有するタンタル酸リチウム層１４と、タンタル酸リチウム層１４上に厚さｈを有するインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）電極１６とを含む。例示のＩＤＴ電極１６は、アルミニウムＩＤＴ電極である。ＩＤＴ電極１６は、弾性表面波デバイス１０が生成する弾性表面波の波長λ又はＬを設定するピッチを有する。例示のように、弾性表面波の波長λは２マイクロメートル（ｕｍ）である。シリコン基板１２とタンタル酸リチウム層１４とが互いに接合され、弾性表面波デバイス１０において互いに物理的に接触する。
【００４５】
図１Ｂは、一実施形態に係る多結晶スピネル基板２２を含む弾性表面波デバイス２０の断面を例示する。弾性表面波デバイス２０は、多結晶スピネル基板２２と、Ｈ１の厚さを有するタンタル酸リチウム層１４と、ＩＤＴ電極１６とを含む。弾性表面波デバイス２０は、弾性表面波デバイス２０がシリコン基板１２の代わりに多結晶スピネル基板２２を含む点を除き、図１Ａの弾性表面波デバイス１０と同様である。
【００４６】
多結晶スピネル基板２２は、基板漏洩を抑制し、相対的に高いＱを達成して望ましい帯域外減衰特性を与える弾性表面波デバイスに寄与することができる。多結晶スピネル基板２２は、タンタル酸リチウム層１４と接合することができる。多結晶スピネル基板２２は、例示のようにタンタル酸リチウム層１４と物理的に接触し得る。多結晶スピネル層２２は、ＭｇＡｌ２Ｏ４の化学式を有する。
【００４７】
タンタル酸リチウム層１４の厚さＨ１は、弾性表面波デバイス２０が生成する弾性表面波の波長λよりも小さくてよい。これは、弾性表面波デバイス２０が所望の電気機械結合係数ｋ２を達成することに寄与し得る。タンタル酸リチウム層１４は、圧電層の一例である。ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）圧電層が、ここに説明される実施形態のいずれにおいても、タンタル酸リチウム層の代わりに実装されてよい。タンタル酸リチウム層１４の代わりに、任意の他の適切な圧電層を実装することができる。
【００４８】
ＩＤＴ電極１６は、タンタル酸リチウム層１４上に配置される。ＩＤＴ電極１６は、弾性表面波デバイス２０が生成する弾性表面波の波長λを設定するピッチを有する。ＩＤＴ電極１６はアルミニウムＩＤＴ電極としてよい。ＩＤＴ電極材料は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、又はこれらの任意の適切な組み合わせを含んでよい。例えば、ＩＤＴ電極１６は、一定のアプリケーションにおいてアルミニウム及びモリブデンを含み得る。いくつかの実施形態において、ＩＤＴ電極１６は、多層の異なるＩＤＴ電極材料を含み得る。
【００４９】
図２Ａは、図１Ａ及び１Ｂそれぞれの弾性表面波デバイス１０及び２０のシミュレーション周波数応答を比較するグラフである。これらのシミュレーションは２ｕｍの波長λに対応し、ＩＤＴ電極１６は１５０ｎｍの厚さｈを有し、タンタル酸リチウム層１４は、１ｕｍの厚さＨ１を有する４２ＹＸタンタル酸リチウムである。多結晶スピネルのバルク波カットオフ周波数（例えば約２．４ＧＨｚ）は、シリコンのバルク波カットオフ周波数（例えば約２．９ＧＨｚ）よりも低い。したがって、弾性表面波デバイス１０に存在するスプリアスモードは、弾性表面波デバイス２０において抑制することができる。
【００５０】
図２Ｂは、図１Ａ及び１Ｂそれぞれにおける弾性表面波デバイス１０及び２０のシミュレーション周波数応答を比較する他のグラフである。このグラフは、弾性表面波デバイス２０の方が弾性表面波デバイス１０よりもスプリアスモードを強く抑制することを示す。
【００５１】
図２Ｃは、図１Ｂの弾性表面波デバイスとスピネル基板なしの同様のデバイスとの周波数に対するアドミタンスを比較するグラフである。当該同様のデバイスは、多結晶スピネル基板２２が含まれていない点を除き、弾性表面波デバイス２０と同様である。当該同様のデバイスのタンタル酸リチウム層は、４２°のカット角を有する。図２Ｃは、図１Ｂの多結晶スピネル層２２によってインピーダンス比が改善されたことを示す。
【００５２】
正の周波数温度係数（ＴＣＦ）を有する温度補償層を、図１Ｂの弾性表面波デバイス２０の圧電層と多結晶スピネル基板との間に加えることができる。これにより、かかる弾性表面波デバイスのＴＣＦを、図１Ｂの弾性表面波デバイス２０よりもゼロの近くにもたらすことができる。したがって、温度補償層を有する弾性表面波デバイスに対しては、温度によるばらつきが少なくなる。これは、一定のアプリケーションにおいて有意となり得る。
【００５３】
温度補償層は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）層としてよい。温度補償層は、正の周波数温度係数を有する任意の他の適切な材料の一層としてよい。例えば、温度補償層は、一定のアプリケーションにおいて二酸化テルル（ＴｅＯ２）層又はオキシフッ化シリコン（ＳｉＯＦ）層としてよい。温度補償層は、例えばＳｉＯ２、ＴｅＯ２及び／又はＳｉＯＦの任意の適切な組み合わせを含み得る。
【００５４】
図３Ａ及び３Ｂは、多層圧電基板において温度補償層を含む弾性表面波デバイスを例示する。これらの弾性表面波デバイスの任意の適切な原理及び利点を、互いに及び／又はここに説明される他の弾性表面波デバイスのいずれかと組み合わせることができる。
【００５５】
図３Ａは、一実施形態に係る多結晶スピネル基板２２及び二酸化シリコン層３２を含む弾性表面波デバイス３０の断面を例示する。二酸化シリコン層３２は、任意の他の適切な温度補償層としてよい。二酸化シリコン層３２は、弾性表面波デバイス３０のＴＣＦを、図１Ｂの弾性表面波デバイス２０のＴＣＦよりもゼロの近くにもたらすことができる。二酸化シリコン層３２は、弾性表面波デバイス３０の電気機械結合係数ｋ２を、図１Ｂの弾性表面波デバイス２０と比べて改善することができる。
【００５６】
図３Ｂは、一実施形態に係る多結晶スピネル基板２２、二酸化シリコン層３２及び高インピーダンス層３６を含む弾性表面波デバイス３５の断面を例示する。弾性表面波デバイス３５は、高インピーダンス層３６が付加的に実装される点を除き、図３Ａの弾性表面波デバイス３０と同様である。高インピーダンス層３６は、多結晶スピネル基板２２よりも高いインピーダンスを有する。高インピーダンス層３６は、弾性表面波デバイス３５の品質係数を、図３Ａの弾性表面波デバイス３０と比べて改善することができる。高インピーダンス層３６は、窒化シリコン（ＳｉＮ）層、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）層等としてよい。
【００５７】
弾性表面波デバイスの圧電層に対向する側において多結晶スピネル基板の下に、他の基板を含めることができる。かかる弾性表面波デバイスにおいて多結晶スピネルの利点が実現され、他の基板は、熱分散を引き起こし及び／又はＴＣＦを改善することができる。
【００５８】
図４Ａ〜４Ｃは、多結晶スピネル基板を他の基板上に有する多層圧電基板を含む弾性表面波デバイスを例示する。例えば、一実施形態において、弾性表面波デバイスは、支持基板（例えばシリコン基板）と、当該支持基板上の多結晶層と、当該多結晶スピネル層上の圧電層（例えばタンタル酸リチウム層又はニオブ酸リチウム層）と、当該圧電層上のインターディジタルトランスデューサ電極とを含む。これらの弾性表面波デバイスの任意の適切な原理及び利点を、互いに及び／又はここに説明される他の弾性表面波デバイスのいずれかと組み合わせることができる。
【００５９】
図４Ａは、一実施形態に係る多結晶スピネル基板２２を他の基板４２上に含む弾性表面波デバイス４０の断面を例示する。弾性表面波デバイス４０は、弾性表面波デバイス４０が付加的に他の基板４２を含む点を除き、図１Ｂの弾性表面波デバイス２０と同様である。図４Ａに示されるように、多結晶スピネル基板２２が、他の基板４２と圧電層（例えばタンタル酸リチウム層１４）との間に配置される。他の基板４２は支持基板として機能し得る。他の基板４２は、熱分散及び／又はＴＣＦを改善し得る任意の適切な基板としてよい。例えば、他の基板４２は、シリコン（Ｓｉ）基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板、ダイヤモンド基板、窒化シリコン（ＳｉＮ）基板、炭化シリコン（ＳｉＣ）基板等としてよい。他の基板４２は、単結晶基板としてよい。
【００６０】
図４Ｂは、一実施形態に係る多結晶スピネル基板２２及び温度補償層を他の基板上に含む弾性表面波デバイス４５の断面を例示する。弾性表面波デバイス４５は、弾性表面波デバイス４５が、多結晶スピネル基板２２と圧電層（例えばタンタル酸リチウム層１４）との間に付加的に温度補償層（例えば二酸化シリコン層３２）を含む点を除き、図４Ａの弾性表面波デバイス４０と同様である。
【００６１】
図４Ｃは、一実施形態に係る多結晶スピネル基板２２、温度補償層及び高インピーダンス層３６を他の基板４２上に含む弾性表面波デバイス４７の断面を例示する。弾性表面波デバイス４７は、弾性表面波デバイス４７が、多結晶スピネル基板２２と温度補償層（例えば二酸化シリコン層３２）との間に付加的に高インピーダンス層３６を含む点を除き、図４Ｂの弾性表面波デバイス４５と同様である。
【００６２】
ここに説明される実施形態が、多層圧電基板の他の層に接合される多結晶スピネル層を含む弾性表面波デバイスに関するにもかかわらず、多結晶スピネル層は、接着層によって多層圧電基板の他の層に付着することができる。図５Ａ〜５Ｃは、接着層によって他の基板に付着された多結晶スピネル基板を含む弾性表面波デバイスを例示する。これらの弾性表面波デバイスの任意の適切な原理及び利点を、互いに及び／又はここに説明される他の弾性表面波デバイスのいずれかと組み合わせることができる。
【００６３】
図５Ａは、接着層５２によって他の基板４２に付着された多結晶スピネル基板２２を含む弾性表面波デバイス５０の断面を例示する。弾性表面波デバイス５０は、弾性表面波デバイス５０が付加的に接着層５２を含む点を除き、図４Ａの弾性表面波デバイス４０と同様である。
【００６４】
図５Ｂは、接着層５２によって他の基板４２に付着された多結晶スピネル基板２２を含む弾性表面波デバイス５５の断面を例示する。弾性表面波デバイス５５は、弾性表面波デバイス５５が付加的に二酸化シリコン層３２を含む点を除き、図５Ａの弾性表面波デバイス５０と同様である。
【００６５】
図５Ｃは、接着層５２によって他の基板４２に付着された多結晶スピネル基板２２を含む弾性表面波デバイス５７の断面を例示する。弾性表面波デバイス５７は、弾性表面波デバイス５７が付加的に高インピーダンス層３６を含む点を除き、図５Ｂの弾性表面波デバイス５５と同様である。
【００６６】
ここに説明される実施形態が、多結晶スピネル層を含む弾性表面波デバイスに関するにもかかわらず、弾性表面波デバイスは、その代わりに単結晶スピネル層を含んでよい。例えば、図６Ｂ及び６Ｃは、単結晶スピネル基板を含む弾性表面波デバイスを例示する。いくつかの実施形態において、多結晶スピネル層は、単結晶スピネル層よりも高次モードを抑制することができる。ここに説明される他の弾性表面波デバイスの任意の適切な原理及び利点を、図６Ｂ及び／又は６Ｃの弾性表面波デバイスに関連付けて実装することができる。
【００６７】
図６Ａは、ベースライン弾性表面波デバイス６０の断面を例示する。ベースライン弾性表面波デバイス６０は、シリコン基板１２と、二酸化シリコン層３２と、Ｈ＿ＬＴＯの厚さを有するタンタル酸リチウム層１４と、タンタル酸リチウム層１４上のアルミニウムＩＤＴ電極１６とを含む。弾性表面波デバイス６０において、例えば、二酸化シリコン層３２は０．６ｕｍの厚さＨ＿ＳｉＯ２を有し、アルミニウムＩＤＴ電極１６は１６０ｎｍの厚さを有し、ＩＤＴ電極１６は、弾性表面波デバイス６０が生成する弾性表面波の波長λ又はＬを設定する２ｕｍのピッチを有する。
【００６８】
図６Ｂは、一実施形態に係るスピネル基板６７を含む弾性表面波デバイス６５の断面を例示する。スピネル基板６７は単結晶スピネル基板である。例示のように、弾性表面波デバイス６５は、スピネル基板６７と、Ｈ＿ＬＴＯの厚さを有するタンタル酸リチウム層１４と、スピネル基板６７とタンタル酸リチウム層１４との間の二酸化シリコン層３２と、ＩＤＴ電極１６とを含む。弾性表面波デバイス６５は、弾性表面波デバイス６５が、シリコン基板１２の代わりにスピネル基板６７を含む点を除き、図６Ａの弾性表面波デバイス６０と同様である。弾性表面波デバイス６５は、弾性表面波デバイス６５が、多結晶スピネル基板２２の代わりに単結晶スピネル基板６７を含み、弾性表面波デバイス６５の寸法例が与えられる点を除き、図３Ａの弾性表面波デバイス３０と同様である。いくつかの実施形態において、タンタル酸リチウム層１４は、４２ＹＸタンタル酸リチウムである。弾性表面波デバイス６５において、例えば、二酸化シリコン層３２は０．６ｕｍの厚さＨ＿ＳｉＯ２を有し、アルミニウムＩＤＴ電極１６は１６０ｎｍの厚さを有し、ＩＤＴ電極１６は、弾性表面波デバイス６５が生成する弾性表面波の波長λ又はＬを設定する２ｕｍのピッチを有し得る。他の層厚さ及び／又はピッチも実装してよい。タンタル酸リチウム層１４及び二酸化シリコン層３２は、波長λ又はＬを設定するＩＤＴ電極１６ピッチに対応する厚さＨ＿ＬＴＯ及びＨ＿ＳｉＯ２を有してよい。
【００６９】
図６Ｃは、一実施形態に係るスピネル基板６７を含む弾性表面波デバイス７０の断面を例示する。スピネル基板６７は単結晶スピネル基板である。例示のように、弾性表面波デバイス７０は、スピネル基板６７と、Ｈ＿ＬＮの厚さを有するニオブ酸リチウム層７４と、スピネル基板６７とニオブ酸リチウム層７４との間の二酸化シリコン層３２と、ＩＤＴ電極１６とを含む。弾性表面波デバイス７０は、弾性表面波デバイス７０が、タンタル酸リチウム層１４の代わりに異なる圧電層すなわちニオブ酸リチウム層６７を含む点を除き、図６Ｂの弾性表面波デバイス６５と同様である。弾性表面波デバイス７０において、ここに開示される他の実施形態のように、様々な厚さ及び／又はピッチを実装してよい。例えば、ニオブ酸リチウム層７４及び二酸化シリコン層３２は、弾性表面波デバイス７０が生成する弾性表面波の波長λ又はＬを設定するＩＤＴ電極１６のピッチに対応する厚さＨ＿ＬＮ及びＨ＿ＳｉＯ２を有してよい。
【００７０】
ここに説明される他の弾性表面波デバイスの任意の適切な原理及び利点を、図６Ｂ及び／又は６Ｃの弾性表面波デバイスに関連付けて実装することができる。いくつかの実施形態において、弾性表面波デバイス６５及び／又は７０のスピネル層６７は、図５Ｂの弾性表面波デバイス５５と同様の他の基板４２と同様の他の基板上に配置してよい。例えば、他の基板は、シリコン（Ｓｉ）基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板、ダイヤモンド基板、窒化シリコン（ＳｉＮ）基板、炭化シリコン（ＳｉＣ）基板等としてよい。いくつかの実施形態において、図５Ｃの弾性表面波デバイス５７の高インピーダンス層３６と同様の高インピーダンス層を、二酸化シリコン層３２とスピネル層６７との間に配置することができる。一定の実施形態によれば、スピネル層６７は、高インピーダンス層と他の基板層との間に配置することができる。
【００７１】
図６Ａ及び６Ｂそれぞれの弾性表面波デバイス６０及び６５が、４２ＹＸタンタル酸リチウム層の様々な厚さＨ＿ＬＴＯによってシミュレーションされた。当該シミュレーションにおいて、表１における材料特性が使用された。二酸化シリコン層３２の厚さＨ＿ＳｉＯ２が０．６ｕｍであり、ピッチλが２ｕｍであった。
【表１】
2019216414.tif 000003
【００７２】
図７Ａは、Ｈ＿ＬＴＯ＝０．２ｕｍに対する図６Ａ及び６Ｂそれぞれの弾性表面波デバイス６０及び６５のシミュレーション周波数応答を比較するグラフである。図７Ａに示されるように、本弾性表面波デバイスに対するスプリアスモードは、弾性表面波デバイス６０よりも高い周波数に存在する。
【００７３】
図７Ｂは、Ｈ＿ＬＴＯ＝１ｕｍに対する図６Ａ及び６Ｂそれぞれの弾性表面波デバイス６０及び６５のシミュレーション周波数応答を比較するグラフである。図７Ｂは、本弾性表面波デバイスに対するスプリアスモードが、弾性表面波デバイス６０よりも高い周波数に存在することを示す。
【００７４】
図７Ｃは、Ｈ＿ＬＴＯ＝２ｕｍに対する図６Ａ及び６Ｂそれぞれの弾性表面波デバイス６０及び６５のシミュレーション周波数応答を比較するグラフである。本弾性表面波デバイスに対するスプリアスモードが、図７Ｃの弾性表面波デバイス６０よりも高い周波数に存在する。
【００７５】
図７Ｄは、様々な二酸化シリコン層厚さＨ＿ＳｉＯ２／Ｌ＝０ｕｍ、０．１ｕｍ、０．２ｕｍ、０．３ｕｍ、０．４ｕｍ及び０．５ｕｍに対する、図６Ｂの弾性表面波デバイス６５についての電気機械結合係数（ｋ２）を縦軸に、タンタル酸リチウム層１４の厚さＨ＿ＬＴＯを横軸に示す様々なシミュレーション結果のグラフである。約ｋ２＝８．５％における線７６が、４２ＹＸタンタル酸リチウム層の上にＩＤＴがあり、当該４２ＹＸタンタル酸リチウム層の下には他の層がない弾性表面波デバイスに対して示される。望ましいｋ２値を達成するべく、シミュレーション結果は、表２の列における層厚さの組み合わせが望ましいことを示す。
【表２】
2019216414.tif 000004
【００７６】
ここに開示される弾性波デバイスは、無線周波数信号をフィルタリングするべく配列された弾性波フィルタに実装することができる。本開示の側面は、弾性波フィルタによって無線周波数信号をフィルタリングすることに関する。方法は、無線周波数信号を弾性波フィルタに与えることを含み得る。無線周波数信号は、例えば、無線周波数スイッチを介して与えられる。いくつかの例において、電力増幅器は、無線周波数信号を、無線周波数スイッチを介して弾性波フィルタへと与えることができる。方法は、弾性波フィルタにより無線周波数信号をフィルタリングすることを含む。弾性波フィルタは、ここに開示される任意の適切な弾性波デバイスを含んでよい。例えば、弾性波フィルタは、スピネル層、圧電層、及び当該圧電層上のインターディジタルトランスデューサ電極を含む弾性波デバイスを含み、当該圧電層は、インターディジタルトランスデューサ電極とスピネル層との間に配置される。圧電層は、λ未満の厚さを有してよい。ここで、弾性波デバイスは、λの波長を有する弾性波を生成するべく構成される。スピネル層は多結晶スピネル層としてよい。弾性波デバイスは、二酸化シリコン層のような温度補償層を、圧電層とスピネル層との間に含み得る。方法において、無線周波数信号がフィルタリングされる一方、高次モードが抑制される。
【００７７】
ここに説明された弾性波デバイスは、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。無線周波数信号を処理するべく構成されたパッケージ状モジュールが、無線周波数モジュールと称される。ここに説明される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いくつかのパッケージ状モジュールの例を、以下に説明する。図８Ａ〜８Ｆは、一定の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。当該実施形態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。図８Ａ〜８Ｃは、ここに開示される原理及び利点に係る弾性波デバイスを含むフィルタを含むモジュールを例示する。図８Ｄ〜８Ｆは、ここに開示される原理及び利点に係る弾性波デバイスを含むデュプレクサを含むモジュールを例示する。図８Ｄ〜８Ｆがデュプレクサを例示するにもかかわらず、ここに開示される任意の適切な原理及び利点は、他のマルチプレクサ（例えばクアッドプレクサ、ヘキサプレクサ、オクタプレクサ等）に及び／又はスイッチプレクサに実装することができる。
【００７８】
図８Ａは、フィルタ８２及びスイッチ８３を含むモジュール８０の模式的なブロック図である。モジュール８０は、例示の要素を封入するパッケージを含んでよい。フィルタ８２及びスイッチ８３は、共通パッケージ基板上に配置してよい。パッケージ基板は、例えば積層基板としてよい。スイッチ８３は、多投無線周波数スイッチとしてよい。スイッチ８３は、複数のフィルタ８２の選択されたフィルタを共通ノードに電気的に結合することができる。共通ノードは、例えばアンテナノードとしてよい。他例として、共通ノードは、電力増幅器の出力部に結合してよい。フィルタ８２は、任意の適切な数の弾性波フィルタを含んでよい。フィルタ８２の弾性波フィルタの一つ以上は、ここに説明される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。
【００７９】
図８Ｂは、一つ以上の実施形態に係る電力増幅器８５、スイッチ８６及びフィルタ８２を含むモジュール８４の模式的なブロック図である。モジュール８４は、例示の要素を封入するパッケージを含んでよい。電力増幅器８５、スイッチ８６及びフィルタ８２は、共通パッケージ基板上に配置してよい。パッケージ基板は、例えば積層基板としてよい。スイッチ８６は、多投無線周波数スイッチとしてよい。スイッチ８６は、電力増幅器８５の出力を、複数のフィルタ８２の選択されたフィルタに電気的に結合することができる。フィルタ８２は、任意の適切な数の弾性波フィルタを含んでよい。フィルタ８２の弾性波フィルタの一つ以上は、ここに説明される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。
【００８０】
図８Ｃは、電力増幅器８５Ａ及び８５Ｂ、スイッチ８６Ａ及び８６Ｂ、フィルタ８２Ａ及び８２Ｂ、並びにスイッチ８９を含むモジュール８８の模式的なブロック図である。モジュール８８は例示の要素を封入するパッケージを含んでよい。例示の要素は、共通パッケージ基板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。モジュール８８は、モジュール８８が付加電力増幅器８５Ｂ、付加スイッチ８６Ｂ、付加フィルタ８２Ｂ及びアンテナスイッチ８９を含む点を除き、図８Ｂのモジュール８４と同様である。アンテナスイッチ８９は、フィルタ８２Ａ又はフィルタ８２Ｂからの信号を選択的にアンテナノードに結合することができる。異なる信号経路を、異なる周波数帯域及び／又は異なる動作モード（例えば異なる電力モード、異なるシグナリングモード等）に関連付けることができる。
【００８１】
図８Ｄは、デュプレクサ１１２及びスイッチ８３を含むモジュール１１０の模式的なブロック図である。モジュール１１０は、例示の要素を封入するパッケージを含んでよい。デュプレクサ１１２及びスイッチ８３は、共通パッケージ基板上に配置してよい。パッケージ基板は、例えば積層基板としてよい。デュプレクサ１１２は、共通ノードに結合された２つ以上のフィルタを含んでよい。スイッチ８３は、複数のデュプレクサ１１２の選択されたデュプレクサを共通ノードに電気的に結合することができる。共通ノードは、例えばアンテナノードとしてよい。他例として、共通ノードは、電力増幅器の出力部に結合してよい。
【００８２】
複数のデュプレクサ１１２の一つ以上のデュプレクサを、互いに共通ノードに結合された複数のフィルタを含む任意の他の適切なマルチプレクサによって実装することができる。いくつかの実施形態において、かかるマルチプレクサは、クアッドプレクサとしてよい。マルチプレクサは、ペンタプレクサとしてよい。マルチプレクサは、ヘキサプレクサとしてよい。マルチプレクサは、ヘプタプレクサとしてよい。マルチプレクサは、オクタプレクサとしてよい。
【００８３】
図８Ｅは、一つ以上の実施形態に係る電力増幅器８５、スイッチ８６及びデュプレクサ１１２を含むモジュール１１４の模式的なブロック図である。モジュール１１４は、例示の要素を封入するパッケージを含み得る。電力増幅器８５、スイッチ８６及びデュプレクサ１１２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。スイッチ８６は、多投無線周波数スイッチとしてよい。スイッチ８６は、電力増幅器８５の出力を、複数のデュプレクサ１１２の選択されたデュプレクサに電気的に結合することができる。複数のデュプレクサ１１２はそれぞれが、共通ノードに結合された２つの弾性波フィルタを含み得る。２つの弾性波フィルタは、送信フィルタ及び受信フィルタとしてよい。
【００８４】
図８Ｆは、電力増幅器８５Ａ及び８５Ｂ、スイッチ８６Ａ及び８６Ｂ、デュプレクサ１１２Ａ及び１１２Ｂ、並びにスイッチ８９を含むモジュール１１８の模式的なブロック図である。モジュール１１８は、例示の要素を封入するパッケージを含み得る。例示の要素は、共通パッケージ基板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。モジュール１１８は、モジュール１１８が付加電力増幅器８５Ｂ、付加スイッチ８６Ｂ、付加デュプレクサ１１２Ｂ及びアンテナスイッチ８９を含む点を除き、図８Ｅのモジュール１１４と同様である。アンテナスイッチ８９は、デュプレクサ１１２Ａ又はデュプレクサ１１２Ｂからの信号を選択的にアンテナノードに結合することができる。異なる信号経路を、異なる周波数帯域及び／又は異なる動作モード（例えば異なる電力モード、異なるシグナリングモード等）に関連付けることができる。
【００８５】
図９Ａは、一実施形態に係る無線周波数フロントエンド９２においてフィルタ９３を含む無線通信デバイス９０の模式的な図である。フィルタ９３は、ここに説明される任意の適切な原理及び利点に係る弾性波デバイスを含んでよい。無線通信デバイス９０は、任意の適切な無線通信デバイスとしてよい。例えば、無線通信デバイス９０は、スマートフォンのような携帯電話機としてよい。いくつかの他の例において、無線デバイス９０は、インターネットオブシングズデバイス、ラップトップ若しくはノートブックコンピュータ、又はタブレットコンピュータとしてよい。例示のように、無線通信デバイス９０は、アンテナ９１、ＲＦフロントエンド９２、送受信器９４、プロセッサ９５、メモリ９６及びユーザインタフェイス９７を含む。アンテナ９１は、ＲＦフロントエンド９２が与えるＲＦ信号を送信することができる。かかるＲＦ信号は、キャリアアグリゲーション信号を含み得る。アンテナ９１は、処理を目的として、受信したＲＦ信号をＲＦフロントエンド９２に与えることができる。かかるＲＦ信号は、キャリアアグリゲーション信号を含み得る。
【００８６】
ＲＦフロントエンド９２は、一つ以上の電力増幅器、一つ以上の低雑音増幅器、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、周波数マルチプレクシング回路、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。ＲＦフロントエンド９２は、任意の適切な通信規格に関連付けられたＲＦ信号を送信及び受信することができる。フィルタ９３は、上述した任意の実施形態を参照して説明された特徴の任意の適切な組み合わせを含む弾性表面波デバイスを含んでよい。
【００８７】
送受信器９４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９２に与えることができる。送受信器９４はまた、ＲＦフロントエンド９２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。送受信器９４はプロセッサ９５と通信する。プロセッサ９５は、ベース帯域プロセッサとしてよい。プロセッサ９５は、無線通信デバイス９０のために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９６は、プロセッサ９５によりアクセスすることができる。メモリ９６は、無線通信デバイス９０のための任意の適切なデータを記憶することができる。ユーザインタフェイス９７は、タッチスクリーン能力を有する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。
【００８８】
図９Ｂは、フィルタ９３を無線周波数フロントエンド９２に含み、第２フィルタ１０３をダイバーシティ受信モジュール１０２に含む無線通信デバイス１００の模式的な図である。無線通信デバイス１００は、無線通信デバイス１００がダイバーシティ受信機能も含む点を除き、図９Ａの無線通信デバイス９０と同様である。図９Ｂに例示のように、無線通信デバイス１００は、ダイバーシティアンテナ１０１と、ダイバーシティアンテナ１０１が受信した信号を処理するべく構成されて第２フィルタ１０３を含むダイバーシティモジュール１０２と、無線周波数フロントエンド９２及びダイバーシティ受信モジュール１０２の双方と通信する送受信器１０４とを含む。第２フィルタ１０３は、上述した任意の実施形態を参照して説明された特徴の任意の適切な組み合わせを含む弾性表面波デバイスを含んでよい。
【００８９】
弾性表面波デバイスを参照して実施形態が説明されたにもかかわらず、ここに説明される任意の適切な原理及び利点は、弾性境界波デバイス、ラム波共振器、及び／又は他の適切な弾性波共振器に適用することができる。
【００９０】
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アップリンクセルラーデバイスのような、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から６ＧＨｚの範囲にある周波数のような、約３０ｋＨｚから３００ＧＨｚの範囲にある周波数を有す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。
【００９１】
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、ダイ及び／又は弾性波フィルタアセンブリ及び／又は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、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、電子レンジ、冷蔵庫、自動車、ステレオシステム、ＤＶＤプレーヤー、ＣＤプレーヤー、ＭＰ３プレーヤーのようなデジタル音楽プレーヤー、ラジオ、ビデオカメラ、カメラ、デジタルカメラ、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、ファックス機、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。
【００９２】
本明細書及び特許請求の範囲の全体にわたり、文脈上そうでないことが示されない限り、「含む」、「備える」等の単語は、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。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詳細な説明における単語はそれぞれ、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。
【００９３】
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一般に、特徴、要素及び／若しくは状態が任意の態様で一つ以上の実施形態にとって必要であるとの示唆を意図しない。
【００９４】
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、ブロックが所与の配列で提示されるが、代替実施形態は、異なるコンポーネント及び／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１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【外国語明細書】
2019216414000001.pdf