(57)【要約】  弾性波フィルタデバイスが開示される。デバイスは、弾性波フィルタ素子、ならびに、弾性波フィルタ素子に結合される第１の共振器および第２の共振器を含む。弾性波フィルタ素子は、圧電層の上面に位置するくし型入力電極および出力電極、ならびに、圧電層の下面に接する対向電極を含む。第１の共振器および第２の共振器の各々は、圧電層の上面に接する共振器電極と、圧電層の下面に接する共振器対向電極とを含む。第１の共振器は、第１の周波数において共振器インピーダンスの第１の谷を有する。第２の共振器は、第２の共振器が第１の周波数と異なる第２の周波数において共振器インピーダンスの第２の谷を有するように、第２の共振器電極に接する第１の質量負荷層を含む。
2021536720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電層の上面に位置するくし型の入力電極および出力電極と、前記圧電層の下面に接する対向電極とを備える、弾性波フィルタ素子と、
前記弾性波フィルタ素子に結合され、前記圧電層の前記上面に接する第１の共振器電極および前記圧電層の前記下面に接する第１の共振器対向電極を備える、第１の共振器であって、第１の周波数において共振器インピーダンスの第１の谷を有する、第１の共振器と、
前記弾性波フィルタ素子に結合される第２の共振器であって、前記第２の共振器が前記第１の周波数と異なる第２の周波数において共振器インピーダンスの第２の谷を有するように、前記圧電層の前記上面に接する第２の共振器電極と、前記圧電層の前記下面に接する第２の共振器対向電極と、前記第２の共振器電極に接する第１の質量負荷層とを備える、第２の共振器と
を備える、弾性波フィルタデバイス。
【請求項２】
前記第１の周波数および前記第２の周波数が、前記弾性波フィルタ素子の共振器インピーダンスの側波帯内にある、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第１の周波数と第２の周波数が少なくとも３％異なる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第１の共振器電極が前記入力電極に電気的に結合され、前記第２の共振器電極が前記出力電極に電気的に結合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第１の共振器電極が前記入力電極または出力電極に電気的に結合され、前記第２の共振器電極が前記第１の共振器電極に電気的に結合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第１の共振器電極が、前記弾性波フィルタ素子に面する第１の端部を有し、前記第１の共振器電極が、前記弾性波フィルタ素子から離れた前記第１の共振器電極の側に接する第２の端部と、前記第１の端部および前記第２の端部を接続する第３の端部とを有する、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第２の共振器電極が前記第１の共振器電極の前記第２の端部に隣接して配置される、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第２の共振器電極が前記第１の共振器電極の前記第３の端部に隣接して配置される、請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
前記第１の共振器電極および第２の共振器電極が、共通の端部を共有することによって電気的に結合される、請求項５に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記第１の共振器電極および第２の共振器電極が、前記第１の共振器電極と第２の共振器電極との間の間隙をつなぐ導電性の線によって電気的に結合される、請求項５に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記弾性波フィルタ素子に結合された第３の共振器を備え、前記第３の共振器が、前記第１の周波数および第２の周波数と異なる第３の周波数において共振器インピーダンスの第３の谷を有するように、前記第３の共振器が、前記圧電層の前記上面に接する第３の共振器電極と、前記圧電層の前記下面に接する第３の共振器対向電極と、前記第３の共振器電極に接する前記第１の質量負荷層と、前記第３の共振器電極に接する第２の質量負荷層とを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第２の質量負荷層が前記第１の質量負荷層に接して配設される、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記第１の質量負荷層が酸化シリコン層を備える、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記第２の質量負荷層が窒化シリコン層を備える、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記弾性波フィルタ素子に結合された第４の共振器を備え、前記第４の共振器が、前記圧電層の前記上面に接する第４の共振器電極と、前記圧電層の前記下面に接する第４の共振器対向電極とを備える、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記第４の共振器が、前記第１の周波数において共振器インピーダンスの第４の谷を有する、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記第１の共振器電極が前記第１の共振器の最上位層である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記第１の質量負荷層が前記第２の共振器電極を覆わない、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記第１の質量負荷層の第１の部分が前記第１の共振器電極に接して配設され、前記第１の質量負荷層の第２の部分が前記第２の共振器電極に接して配設され、前記第１の部分および前記第２の部分が異なる厚みを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記弾性波フィルタ素子の前記対向電極、前記第１の共振器対向電極、および前記第２の共振器対向電極が、前記弾性波フィルタ素子の、第１の共振器、および第２の共振器に連続的にまたがる共通の対向電極によって提供される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記入力電極、出力電極、第１の共振器電極、および第２の共振器電極が、前記圧電層の前記上面に接する同じ電極層の別々の部分によって提供される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記圧電層の厚みおよび前記入力電極と出力電極との間の間隙幅が、前記入力電極と前記対向電極との間への高周波電圧の印加が前記圧電層において対称的および非対称的な厚み延長音響共振モードを生み出すようなものである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記弾性波フィルタ素子が、横方向に音響的に結合されたバルク弾性波（ＬＢＡＷ）フィルタである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２４】
圧電層の上面に位置するくし型入力電極および出力電極を備える弾性波フィルタ素子と、
前記弾性波フィルタ素子に結合され、前記圧電層の前記上面に接する第１の共振器電極を備える、第１の共振器であって、第１の周波数において共振器インピーダンスの第１の谷を有する、第１の共振器と、
前記弾性波フィルタ素子に結合される第２の共振器であって、前記第２の共振器が前記第１の周波数と異なる第２の周波数において共振器インピーダンスの第２の谷を有するように、前記圧電層の前記上面に接する第２の共振器電極と、前記第２の共振器電極に接する第１の質量負荷層とを備える、第２の共振器と
を備える、弾性波フィルタデバイス。
【請求項２５】
圧電層の上面に位置する電極と前記圧電層の下面に位置する対向電極とを備える、弾性波フィルタ素子と、
前記弾性波フィルタ素子に結合され、前記圧電層の前記上面に接する第１の共振器電極および前記圧電層の前記下面に接する第１の共振器対向電極を備える、第１の共振器であって、第１の周波数において共振器インピーダンスの第１の谷を有する、第１の共振器と、
前記弾性波フィルタ素子に結合される第２の共振器であって、前記第２の共振器が前記第１の周波数と異なる第２の周波数において共振器インピーダンスの第２の谷を有するように、前記圧電層の前記上面に接する第２の共振器電極と、前記圧電層の前記下面に接する第２の共振器対向電極と、前記第２の共振器電極に接する第１の質量負荷層とを備える、第２の共振器と
を備える、弾性波フィルタデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、薄膜高周波弾性波フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
共振器およびフィルタなどの、マイクロアコースティック技術および薄膜技術に基づく高周波（「ＲＦ」）部品が、携帯電話、ワイヤレスネットワーク、衛星測位などの、無線用途において広く使用されている。集中定数素子、セラミックス、および電磁波を用いた相当品に対するそれらの優位性には、サイズの小ささや大量生産の能力がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第９，８９３，７１２号
【特許文献２】国際特許出願第ＰＣＴ／ＦＩ００／００５９１号
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｆａｔｔｉｎｇｅｒ他、「Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ＢＡＷ  ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ」，  Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，  ２００５，  ｐｐ．１１７５−１１７８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本明細書は、バンドパス横波バルク弾性波（「ＬＢＡＷ」）フィルタのための技術を説明する。より具体的には、本開示は、ＬＢＡＷフィルタにおける側波帯を抑制し、ＬＢＡＷフィルタのバンドパスフィルタ特性を改善するための、技法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ＬＢＡＷは、バンドパスフィルタとして使用することができる。バンドパスフィルタは、１つまたは複数の望ましくない（または寄生的な）側波帯を含むことがある。本開示の実装形態は、ＬＢＡＷと並列に１つまたは複数の音響共振器を追加することによって、望ましくない側波帯を抑制するための技法を提供する。
【０００７】
ＬＢＡＷフィルタは、電極の２つのペアに挟まれた圧電層から形成される。各ペアからの１つの電極は、圧電層の上面に位置し、ＬＢＡＷの入力電極または出力電極を形成する。入力電極および出力電極は間隙によって隔てられる。各ペアはまた、圧電層の下面に位置する対向電極を有する。入力共振器において圧電層に交流電圧を印加することによって、入力電極の下の圧電層において機械的な共振が形成される。圧電層の厚みと電極間の間隙は、この機械的な共振が間隙を介して出力共振器に結合されるように設計され得る。そのような結合が発生する周波数範囲が、ＬＢＡＷフィルタの達成可能な帯域幅（または通過帯域の幅）を決定する。
【０００８】
任意選択で、前述のおよび他の実施形態は各々、以下の特徴のうちの１つまたは複数を、単独でまたは組合せで含み得る。
【０００９】
全般に、本明細書で説明される主題の１つの革新的な態様は、弾性波フィルタ素子と、第１の共振器と、第２の共振器とを含む、弾性波フィルタデバイスにおいて具現化され得る。第１の共振器および第２の共振器は、弾性波フィルタ素子に結合される。弾性波フィルタ素子は、圧電層の上面に位置するくし型入力電極および出力電極ならびに圧電層の下面に接する対向電極を含む。第１の共振器は、圧電層の上面に接する第１の共振器電極を含む。第１の共振器はまた、圧電層の下面に接する第１の共振器対向電極を含む。第１の共振器は、第１の周波数において共振器インピーダンスの第１の谷を有する。第２の共振器は、圧電層の上面に接する第２の共振器電極と、圧電層の下面に接する第２の共振器対向電極とを含む。第２の共振器はまた、第２の共振器が第１の周波数と異なる第２の周波数において共振器インピーダンスの第２の谷を有するように、第２の共振器電極に接する第１の質量負荷層を含む。
【００１０】
第１の周波数および第２の周波数は、弾性波フィルタ素子の共振器インピーダンスの側波帯内にあり得る。いくつかの例では、第１の周波数と第２の周波数は少なくとも３％異なってもよい。
【００１１】
共振器電極は入力電極に電気的に結合されてもよく、第２の共振器電極は出力電極に電気的に結合される。
【００１２】
第１の共振器電極は入力電極または出力電極に電気的に結合されてもよく、第２の共振器電極は第１の共振器電極に電気的に結合される。いくつかの実施形態では、第１の共振器電極は弾性波フィルタ素子に面した第１の端部を有し、第１の共振器電極は弾性波フィルタ素子からより離れた第１の共振器電極の側に第２の端部を有し、第３の端部は第１の端部と第２の端部を接続する。いくつかの例では、第２の共振器電極は、第１の共振器電極の第２の端部に隣接して配置される。いくつかの例では、第２の共振器電極は、第１の共振器電極の第３の端部に隣接して配置される。いくつかの実施形態では、第１の共振器電極および第２の共振器電極は、共通の端部を共有することによって電気的に結合される。いくつかの実施形態では、第１の共振器電極および第２の共振器電極は、第１の共振器電極と第２の共振器電極との間隙をつなぐ導電性の線によって電気的に結合される。
【００１３】
弾性波フィルタデバイスは、弾性波フィルタ素子に結合される第３の共振器を含み得る。第３の共振器は、第３の共振器が第１および第２の周波数と異なる第３の周波数において共振器インピーダンスの第３の谷を有するように、圧電層の上面に接する第３の共振器電極、圧電層の下面に接する第３の共振器対向電極、第３の共振器電極に接する第１の質量負荷層、および第３の共振器電極に接する第２の質量負荷層を含み得る。
【００１４】
第２の質量負荷層は、第１の質量負荷層に接して配設され得る。第１の質量負荷層は、酸化シリコン層を含み得る。第２の質量負荷層は、窒化シリコン層を含み得る。
【００１５】
弾性波フィルタデバイスは、弾性波フィルタ素子に結合される第４の共振器を含み得る。第４の共振器は、圧電層の上面に接する第４の共振器電極と、圧電層の下面に接する第４の共振器対向電極とを含み得る。第４の共振器は、第１の周波数において共振器インピーダンスの第４の谷を有し得る。
【００１６】
いくつかの実施形態では、第１の共振器電極は、第１の共振器の最上位層である。いくつかの実施形態では、第１の質量負荷層は、第２の共振器電極を覆わない。
【００１７】
第１の質量負荷層の第１の部分は第１の共振器電極に接して配設されてもよく、第１の質量負荷層の第２の部分は第２の共振器電極に接して配設されてもよい。第１の部分および第２の部分は異なる厚みを有してもよい。
【００１８】
弾性波フィルタ素子の対向電極、第１の共振器対向電極、および第２の共振器対向電極は、弾性波フィルタ素子、第１の共振器、および第２の共振器に連続的にまたがる共通の対向電極によって提供され得る。
【００１９】
入力電極、出力電極、第１の共振器電極、および第２の共振器電極は、圧電層の上面に接する同じ電極層の別々の部分によって提供され得る。
【００２０】
いくつかの実施形態では、圧電層の厚み、および入力電極と出力電極との間隙幅は、入力電極と対向電極との間への高周波電圧の印加が、圧電層において対称的および非対称的な厚み延長音響共振モードを生み出すようなものである。
【００２１】
弾性波フィルタ素子は、横方向に音響的に結合されたバルク弾性波（ＬＢＡＷ）フィルタであり得る。
【００２２】
本明細書で説明される主題の別の革新的な態様は、弾性波フィルタ素子、第１の共振器、および第２の共振器を含む弾性波フィルタデバイスにおいて具現化され得る。第１の共振器および第２の共振器は、弾性波フィルタ素子に結合される。弾性波フィルタ素子は、圧電層の上面に位置するくし型入力電極および出力電極を含む。第１の共振器は、圧電層の上面に接する第１の共振器電極を含む。第１の共振器は、第１の周波数において共振器インピーダンスの第１の谷を有する。第２の共振器は、圧電層の上面に接する第２の共振器電極を含む。第２の共振器はまた、第２の共振器が第１の周波数と異なる第２の周波数において共振器インピーダンスの第２の谷を有するように、第２の共振器電極に接する第１の質量負荷層を含む。
【００２３】
本明細書で説明される主題の別の革新的な態様は、弾性波フィルタ素子、第１の共振器、および第２の共振器を含む弾性波フィルタデバイスにおいて具現化され得る。第１の共振器および第２の共振器は、弾性波フィルタ素子に結合される。弾性波フィルタ素子は、圧電層の上面に位置する電極および圧電層の下面に位置する対向電極を含む。第１の共振器は、圧電層の上面に接する第１の共振器電極と、圧電層の下面に接する第１の共振器対向電極とを含む。第１の共振器は、第１の周波数において共振器インピーダンスの第１の谷を有する。第２の共振器は、圧電層の上面に接する第２の共振器電極と、圧電層の下面に接する第２の共振器対向電極とを含む。第２の共振器はまた、第２の共振器が第１の周波数と異なる第２の周波数において共振器インピーダンスの第２の谷を有するように、第２の共振器電極に接して第１の質量負荷層を含む。
【００２４】
本明細書で説明される主題は、以下の利点のうちの１つまたは複数を実現するように、特定の実施形態において実装され得る。本明細書で説明されるバンドパスフィルタは、寄生的な側波帯を抑制することによって、弾性フィルタ、たとえばＬＢＡＷフィルタのバンドパス応答を改善する。この抑制は、特定の周波数において、または周波数の範囲にわたって行われ得る。加えて、本明細書で説明されるＬＢＡＷフィルタは、垂直に積層されたバルク弾性波（ＢＡＷ）結合共振器フィルタにおける２つの圧電層と比較して、単一の圧電層しか使用しないので、製造がより簡単であり得る。それらは、インターデジタル変換器（ＩＤＴ）電極の寸法よりも、圧電層の厚みによって動作が決定されるので、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタより高い周波数で動作することもできる。いくつかの実施形態では、ＬＢＡＷフィルタは、ＢＡＷフィルタより広い帯域幅も達成することができる。ＬＢＡＷフィルタは、ＢＡＷにおける１０個近くのリソグラフィパターニングステップと比較して単一のリソグラフィパターニングステップでフィルタとして働くことができ、ＳＡＷにおいて必要とされる反射器なしで動作することができるので、サイズがより小さい。
【００２５】
本明細書の主題の１つまたは複数の実施形態の詳細が、添付の図面および以下の説明に記載される。主題の他の特徴、態様、および利点が、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】多層膜（ｓｏｌｉｄｌｙ−ｍｏｕｎｔｅｄ）ＬＢＡＷフィルタの概略透視図である。
【図１Ｂ】自己支持ＬＢＡＷフィルタの概略透視図である。
【図１Ｃ】インターデジタル変換器（「ＩＤＴ」）電極構造の概略平面図である。
【図２Ａ】ＬＢＡＷ圧電層における２つのタイプの板波伝搬モードのうちの一方の概略図である。
【図２Ｂ】ＬＢＡＷ圧電層における２つのタイプの板波伝搬モードのうちの他方の概略図である。
【図３】例示的なＬＢＡＷの分散曲線の図である。
【図４Ａ】ＬＢＡＷにおける２つの共振モードの概略図である。
【図４Ｂ】周波数の関数としてのＬＢＡＷの例示的な伝送応答の図である。
【図５】周波数の関数としてのＬＢＡＷの実験による伝送曲線の図である。
【図６Ａ】弾性フィルタ構造に接続されたＬＢＡＷを含む回路の概略断面図である。
【図６Ｂ】弾性フィルタ構造に接続されたＬＢＡＷを含む回路の概略平面図である。
【図６Ｃ】図６Ａ〜図６Ｂの回路の回路図である。
【図７Ａ】ＬＢＡＷフィルタと並列に１つまたは複数の音響共振器を含む例示的なバンドパスフィルタの図である。
【図７Ｂ】ＬＢＡＷフィルタと並列に１つまたは複数の音響共振器を含む例示的なバンドパスフィルタの図である。
【図７Ｃ】ＬＢＡＷフィルタと並列に１つまたは複数の音響共振器を含む例示的なバンドパスフィルタの図である。
【図８】複数の並列の共振器を伴うＬＢＡＷフィルタの挿入損失の実験によるプロットと、並列の共振器のインピーダンスの実験によるプロットとを示す図である。
【図９Ａ】１つまたは複数の接続を通じてＬＢＡＷフィルタに統合される例示的な共振器の図である。
【図９Ｂ】１つまたは複数の接続を通じてＬＢＡＷフィルタに統合される例示的な共振器の図である。
【図１０】複数の共振器と並列にＬＢＡＷを含むフィルタの例の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
様々な図面における同様の参照番号および名称は、同様の要素を示す。
【００２８】
図１Ａ、図１Ｃは、くし型の幾何学的形状を有する入力電極１５０および出力電極１７０を伴うＬＢＡＷフィルタ（または共振器）１００（「インターデジタル変換器」または「ＩＤＴ」ＬＢＡＷとも呼ばれる）の例を示す。ＬＢＡＷフィルタ１００は、厚みｄを有する圧電（「ピエゾ」）層１１０、ピエゾ層の上面に位置するＩＤＴ電極構造１０２、およびピエゾ層の下面に位置する下側対向電極１２０を含む。ＩＤＴ電極構造（「ＩＤＴ」）１０２は、導電性材料、たとえば金属またはポリシリコンの、２つのくし状の電極１５０および１７０を含む。ＩＤＴ電極１５０および１７０は、「くし」の「爪」または「歯」または「指」となる平行な延長部１５０ａおよび１７０ａをそれぞれ有する。電極１５０および対向電極１２０は、ピエゾ層１１０を伴う入力共振器を形成する。電極１７０および対向電極１２０は、ピエゾ層１１０を伴う出力共振器を形成する。
【００２９】
入力ポート１６０においてＩＤＴ電極１５０と下側対向電極１２０との間に発振する（または交流の）入力電圧を印加することによって、ピエゾ層１１０において音響振動が生み出される。印加される電圧は、圧電効果を介して機械的な（たとえば、音響的な）振動に変換される。共振条件（たとえば、以下でさらに詳述されるような、ある音響共振モードを伴う）のもとでは、この振動は、入力電極１５０の下に定在波を、および間隙領域１９０においてエバネッセント波（指数関数的に減衰する振幅を伴う）を生み出すことができる。振動周波数と間隙幅Ｇを適切に選択することで、定在波は、電極１５０の下のピエゾ領域から電極１７０の下のピエゾ領域までの間隙領域１９０にまたがって機械的に結合して、電極１７０の下のピエゾ層１１０において同様の定在波を生み出すことができる。電極１７０の下の定在波は、逆圧電効果を介して、出力ポート１８０における同じ周波数の出力信号電圧をもたらす。強い圧電結合を伴う機械的な共振においてこの結合が発生する周波数範囲が、ＬＢＡＷフィルタ１００の通過帯域（または帯域幅）を形成する。いくつかの例では、周波数範囲は１．８ＧＨｚから１．９５ＧＨｚの間である。以下でさらに論じられるように、ＬＢＡＷ１００の様々な層の厚みおよび幾何学的形状、ならびに離隔を調整して、フィルタのＲＦ応答および通過帯域を変更することができる。
【００３０】
反射構造１３０は、ピエゾ層１１０における振動を背後の基板１４０から隔離し、音響的な漏洩を防ぐ役割を果たすことができる。薄膜構造は、たとえば、交互に現れる高音響インピーダンス（「Ｚａｃ」）材料層と低音響インピーダンス材料層からなる、Ｂｒａｇｇ反射器であり得る。いくつかの実施形態では、これらの層の厚みは、ＬＢＡＷフィルタの通過帯域の周波数とその近くの周波数がピエゾ層１１０へと反射され、すべての他の周波数がミラーを通過するように設計され得る。
【００３１】
いくつかの実施形態では、ＬＢＡＷ１００は、（図１Ａに示されるように）基板１４０の上に直接積層されず、図１Ｂに示されるように自己支持される。そのような構成では、基板１４０およびミラー１３０は空隙によって置き換えられ、ＬＢＡＷ１００が製造される領域を通って横方向に延びるピエゾ部分が基板１４０によって支持される。
【００３２】
いくつかの実施形態では、図１Ｃに示されるように、延長部１５０ａおよび１７０ａは長方形であり、幅Ｗ、長さＬを有し、間隙幅Ｇだけ離れている。各電極１５０および１７０はそれぞれ、１つまたは複数の延長部１５０ａおよび１７０ａを有する。電極延長部の総数はＫとして指定される。
【００３３】
図１Ｃは、同じ幾何学的形状と離隔Ｇを伴う平行な延長部１５０ａ／１７０ａを伴う長方形のくし型電極１５０／１７０を示すが、他の電極の幾何学的形状も考えられる。設計の検討事項には、電極間の間隙、電極の長さ、ならびに、電極延長部がもしあればその数および形状がある。間隙は、入力電極と出力電極との結合を制御するために使用され得る。より長い電極は、結合を増大させることもできる。延長部の数Ｋは、帯域幅を制御するために、および／または、電極が占める面積を節約しながら結合を増大させるために使用され得る。いくつかの実施形態では、電極は、２つ以上の延長部（たとえば、Ｋ≧２）を伴う長方形の板からなる。たとえば、各延長部は長方形の板であり得る。いくつかの実施形態では、電極は、共通の軸を有する同心円または同心渦である。
【００３４】
ピエゾ層１１０は、様々な圧電材料から形成され得る。例示的な材料には、ＺｎＯ、ＡｌＮ、ＣｄＳ、ＰＺＴ、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、石英、ＫＮＮ、ＢＳＴ、ＧａＮ、Ｓｃ含有ＡｌＮ、または、追加の要素をドープされた、もしくはそれと合金にされた前述の材料がある。ドーピングは、ピエゾ層１１０の電気機械的な特性を改善し、または適合させるために使用され得る。以下でさらに詳述されるように、ピエゾ層の厚みｄは、ＬＢＡＷフィルタの所望の帯域幅の周波数の近くの厚み延長モードがピエゾ層において生み出されるように選択される。いくつかの実施形態では、ピエゾ層の厚みｄは、λｚの２０％から５０％、またはλｚの３０％から４５％であり、λｚは厚み方向の圧電振動の波長である。いくつかの実施形態では、ｄは１５００ｎｍから２５００ｎｍであり、または１８００ｎｍから２２００ｎｍである。
【００３５】
薄膜ＩＤＴ１０２は、様々な材料からなり得る。いくつかの実施形態では、ＩＤＴ電極１５０および１７０は金属である。たとえば、電極材料は、Ａｌ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｉｒ、Ｒｕ、または、金属および／もしくは追加の材料をドープされた金属、たとえばＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕ、ポリシリコンなどの複数の層を含む。ドーピングは、ＩＤＴの電気的もしくは機械的な特性を改善し、または適合させるために使用され得る。
【００３６】
図１Ａは単一の共通対向電極１２０を示すが、ＬＢＡＷフィルタ１００は、入力共振器および出力共振器のための別々の電極を含み得る。様々な材料が、対向電極（たとえば、電極１２０）に適している。たとえば、電極は、Ａｌ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｉｒ、Ｒｕ、または、金属および／もしくは追加の材料をドープされた金属、たとえばＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕなどの複数の層を含み得る。ドーピングは、ＩＤＴの電気的もしくは機械的な特性を改善し、または適合させるために使用され得る。たとえば、電極は、Ｔｉ＋Ｍｏ、Ｔｉ＋Ｗ、ＡｌＮ＋Ｍｏ、またはＡｌ＋Ｗであり得る。電極は多層であり得る。電極は、電極の下に配設される特別な薄いシード層を有し得る。
【００３７】
反射構造１３０は、交互に現れる異なる材料の層からなり得る。たとえば、反射構造１３０は、タングステン（Ｗ）、ＳｉＯ２、シリコン（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）のうちの２つの交互に現れる層を含み得る。たとえば、高音響インピーダンスの層は、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ａｌ２Ｏ３、ダイヤモンド、Ｐｔ、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４を含む。低音響インピーダンスの層は、ＳｉＯ２、ガラス、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃ、ポリマー、または多孔質材料を含み得る。Ｓｉの層は中間の音響インピーダンスをもたらす。ＳｉまたはＳｉＯ２またはガラス、サファイヤ、石英などの、様々な材料が基板１４０に適している。基板１４０の材料は、高い電気抵抗を有し得る。基板は、携帯電話プラットフォームへの統合などの、ＲＦ用途に適切な厚みを有し得る。たとえば、基板は、５００ミクロン未満、または２００ミクロン未満の厚みを有し得る。たとえば、６７５μｍの厚みのＳｉウェハを購入して、たとえばモバイルプラットフォームに対する所望のデバイスの厚みを達成するために薄くすることができる。
【００３８】
ＬＢＡＷ１００の音響応答のモデリングは、所望のバンドパス特性を達成するために構造の個々の要素の設計パラメータをどのように調整すべきかということについての指針を与えることができる。たとえば、ＬＢＡＷ１００は、特定の周波数において共振モードを有するように設計され得る。一般に、様々なＬＢＡＷ１００の構成要素の幾何学的形状は、様々な音響特性を達成するように選択され得る。ＬＢＡＷ１００の特性は、互いに独立ではないことがあるこれらの幾何学的形状の組合せに依存し得る。
【００３９】
圧電層１１０において、（たとえば、ポート１６０における）入力電圧の異なる励振周波数ｆにおいて、異なるバルク音響振動モードが生じ得る。ピエゾ層１１０における音響振動は、ラム波（または板波）として横方向に伝搬することができ、このとき粒子の運動は、波の伝搬の方向を含む平面、および垂直な平面（たとえば、図１Ａのｚ軸）において存在する。２つのそのようなモードが図２Ａ〜図２Ｂに示される。図２Ａを参照すると、厚み延長（ＴＥまたは縦）バルクモード２００は、主に伝搬方向に垂直な（ｚ方向の）粒子の変位２１０を有する。図２Ｂを参照すると、二次厚み剪断（ＴＳ２）バルクモード２２０は、主に伝搬方向に平行な（ｙ方向の）粒子の変位２３０を有する。両方のモードに対して、厚み方向における共振が生じ得る最低の周波数は、ピエゾ層１１０の厚みｄが波長λｚの半分の整数倍に等しい（電極１５０／１７０の厚みは無視する）ときである。言い換えると、
【００４０】
【数１】
2021536720.tif 000003
【００４１】
であるときであり、ここでＮは共振の次数を示す整数である。ＴＥ１モードでは、
【００４２】
【数２】
2021536720.tif 000004
【００４３】
である。以下でさらに論じられるように、電極の幅Ｗと電極間の間隙Ｇは、エバネッセントテールを通じて間隙Ｇにまたがって結合して２つの機械的な共振モードを生み出すことができる、ある横方向の波長λ｜｜を伴うＴＥ１モードの定在波が形成され得るように設計され得る。
【００４４】
ＬＢＡＷ共振器１００の音響特性は、分散曲線で表現され得る。図３を参照すると、ＬＢＡＷ１００の例示的な分散曲線が、電圧入力周波数ｆの関数として、振動の横波数ｋ｜｜を示し、ここで
【００４５】
【数３】
2021536720.tif 000005
【００４６】
である。圧電層の厚みｄと電極１５０または１７０の厚みの合計が概ねバルク振動の波長の半分であるλｚ／２を含む、一次縦（厚み延長、ＴＥ１）振動モードと、バルク振動が主に厚み方向（図２Ｂのｚ軸）に垂直であり、圧電層の厚みｄと電極１５０および１７０の厚みの合計に１つの音響波長λｚが含まれる、二次厚み剪断（ＴＳ２）モードとが、図に示される。ＴＥ１モードは各分散曲線のより暗い部分であり、ＴＳ２モードは各分散曲線のより明るい領域である。上の曲線（「電極なし」）は、間隙領域１９０の下の圧電層の分散特性を表す。下の曲線（「電極」）は、アクティブ領域としても知られている、電極１５０／１７０の下の圧電層の分散特性を表す。より具体的には、「電極」曲線がｋ＝０と交差する場合、ＴＥ１モードでは、約λｚ／２が電極１５０または１７０と圧電層の合計の厚みに含まれる。波はＢｒａｇｇ反射器へと延び得るので、これは近似である。ｋ＝０の直線との「電極なし」曲線の交点は、約λｚ／２が下側電極のみの厚みと圧電層の厚みの合計に含まれるモードを示す。ＴＥ１モードにおいて周波数ｆの増大とともにｋ｜｜が増大するこのタイプの分散は、タイプ１と呼ばれる。電極エリアと非電極エリアとの間での交点ｋ｜｜＝０の周波数の差が、フィルタの達成可能な帯域幅のハード限界を決定した。間隙幅Ｇ、電極幅Ｗ、および延長部の数Ｋが、分散の差によって設定される限界内で結合強度を変化させるために使用され得る。
【００４７】
いくつかの実施形態では、ＬＢＡＷ１００は、タイプ１分散を生み出すように設計され得る。たとえば、タイプ１分散が発生し得る、ピエゾ層１００の材料が選択され得る。たとえば、ＺｎＯが使用され得る。別の例では、音響Ｂｒａｇｇ反射器１３０の適切な設計が、タイプ１分散を達成するのを助けることができる。たとえば、ピエゾ層１１０に窒化アルミニウム（「ＡｌＮ」）を使用することで、通常はタイプ２分散を生み出すことができ、このときＴＥ１モードは、最初は周波数ｆの増大とともにｋ｜｜が減少し、そして周波数ｆの増大とともにｋ｜｜が増大する、非単調な挙動を示す（図３の分散曲線において説明されたものと概ね類似しているが、ＴＥ１とＴＳ２が入れ替わっている）。しかしながら、いくつかの実施形態では、反射構造１３０（たとえば、音響Ｂｒａｇｇ反射器）の適切な設計により、ＬＢＡＷ１００は、ピエゾ層１００においてＡｌＮを使用し、それでもタイプ１分散を達成することができる。たとえば、Ｆａｔｔｉｎｇｅｒ他、「Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ＢＡＷ  ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ」，  Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，  ２００５，  ｐｐ．１１７５−１１７８を参照されたい。
【００４８】
図３では、ｋ｜｜の正の値は実数の波数（伝搬波）を示し、負のｋ｜｜の値は虚数の波数（エバネッセント波）に対応する。共振が生じるには、音響エネルギーがＬＢＡＷ共振器構造の内部に閉じ込められなければならない。厚み（ｚ軸）方向において、（反射構造１３０を使用した）基板からの隔離が、エネルギー閉じ込めのために使用され得る。横方向において、エネルギー閉じ込めは、エバネッセント波が電極領域の外側に（たとえば、「電極なし」曲線上に）形成するときに発生し得る。ＬＢＡＷの２つの共振器（たとえば、電極１５０／１７０および１２０）間の共振結合を得るために、ＴＥ１モードの定在波が（電極の下の）ピエゾ層のアクティブ領域において形成し、エバネッセント波が「電極なし」領域において形成する。言い換えると、ｋ｜｜は、ＴＥ１「電極」曲線に対しては正であり、ＴＥ１「電極なし」曲線に対しては負である。図３によれば、これは、「閉じ込め範囲」と標識された周波数範囲において発生する。エネルギー閉じ込めは、タイプＩ分散においては実現がより容易であり得る。理論に拘束されることを望むものではないが、図３の太いＴＥ１の線のように分散曲線が単調に増加するとき、「電極」に対して、閉じ込め範囲の中の単一の周波数において、利用可能な単一の虚数の波数があるか、または閉じ込め範囲の上に、単一の実数の波数があるかのいずれかである。前者は、ＴＥ１が電極の外側に伝搬しないことを意味し、後者は、ＴＥ１が電極の外側の伝搬波と結合し、したがって「漏洩」し得ることを意味する。タイプ２分散は類似する曲線によって記述され得るが、ＴＥ１曲線とＴＳ２曲線が入れ替わっている。タイプ２における曲線が非単調であるという事実は、所与の周波数においていくつかの実数の波数があり得るということを意味する。ある周波数に対していくつかの波数があることは、伝搬波が電極の外側において利用可能であることを意味し、これは「漏洩」を引き起こし得る。
【００４９】
図４Ａ〜図４Ｂは、定在波共振モードとＬＢＡＷバンドギャップとの関係を示す。図４Ａを参照すると、ＬＢＡＷ１００の一部分は、幅Ｗを伴う２つの隣接する電極４０１および４０２（たとえば、図１Ａのそれぞれの電極１５０および１７０の延長部１５０ａおよび１７０ａに対応する）を含む。ＬＢＡＷ１００のバンドパス周波数応答は、構造において生じる２つ（またはそれより多く）の横方向の定在共振モード４１０および４２０によって形成される。横方向の定在波の共振は、板波が電極４０１および４０２の端部から反射されるときに生じ得る。偶モードの共振４１０では、両方の電極１５０と１７０の下の圧電層は同位相で振動し、一方で奇モードの共振４２０では、位相は反対である。構造の全体の幅がモードの横方向の波長λ｜｜の半分に概ね等しいとき、偶モードの横方向の定在波共振が生じ得る。
【００５０】
【数４】
2021536720.tif 000006
【００５１】
無限小の間隙幅Ｇの極限において、λｅｖｅｎは下から全体の幅に近づく。図４Ａに示されるように、λｅｖｅｎは、Ｇが大きくなると小さくなり、Ｇが大きくなると大きくなる。小さい間隙（たとえば、ゼロ間隙）の場合、λｅｖｅｎは４Ｗに近づき、大きい間隙の場合、λｅｖｅｎは２Ｗに近づく。電極の幅がモードの横方向の波長λ｜｜の半分に概ね等しいとき、奇モードの横方向の定在波共振が生じ得る。
【００５２】
【数５】
2021536720.tif 000007
【００５３】
図４Ｂを参照すると、偶モード４１０および奇モード４２０は、タイプ１分散を伴うＬＢＡＷに対する入力周波数ｆの関数としての伝送ピークとして示される。タイプ１分散では、偶モード４１０は、より波長の短い奇モード４２０よりも、波長が長く周波数が低い。モード間の周波数の差４３０は、ＬＢＡＷフィルタ１００の達成可能な帯域幅を決定し、構造の音響的性質およびＩＤＴ共振器１０２の寸法に依存する。音響的な結合の強さは、偶の（対称的な）共振と奇の（非対称的な）共振との（共振）周波数の差に関して
【００５４】
【数６】
2021536720.tif 000008
【００５５】
と定義されてもよく、ここでｆｓｙｍｍおよびｆａｓｙｍｍはそれぞれ、対称的な固有周波数および非対称的な固有周波数であり、ｆ０＝（ｆｓｙｍｍ＋ｆａｓｙｍｍ）／２は２つのモード間の中心周波数である。
【００５６】
いくつかの実施形態では、各電極（たとえば、１５０および１７０）の延長部（たとえば、１５０ａおよび１７０ａ）の数を増やすことで、ＬＢＡＷにおける偶モードと奇モードとの周波数の差を大きくし、したがって帯域幅を拡大することができる。この効果は、奇モードの横方向の波長が電極構造の周期性（たとえば、幅Ｗ）に依存し得るのに対し、偶モードは構造の幅全体（たとえば、すべての幅Ｗと間隙Ｇと合計）に依存し得るという事実に起因し得る。たとえば、電極の延長部の総数がＫであり、電極幅がＷであり、間隙幅がＧである場合、偶モード共振周波数における横波弾性波の波長λ｜｜は、
【００５７】
【数７】
2021536720.tif 000009
【００５８】
に近づき、またはそれよりわずかに短い。
【００５９】
しかしながら、この構造における奇モードの横方向の定在波共振は、
【００６０】
【数８】
2021536720.tif 000010
【００６１】
に近づき、またはそれよりわずかに大きい。
【００６２】
追加または代替として、いくつかの実施形態では、構造の全体の幅Ｋ・Ｗ＋Ｋ・Ｇは、構造に閉じ込められる高次モードが望まれる奇モード共振となるようなものであり得る。たとえば、Ｋは３１であってもよく、Ｗは３μｍであってもよく、Ｇは２μｍであってもよい。
【００６３】
いくつかの実施形態では、電極延長部の数Ｋは、２と２００の間、または１０と６０の間である。いくつかの実施形態では、電極延長部の長さＬは、５０μｍと２０００μｍの間、または７０μｍと５００μｍの間であり得る。
【００６４】
いくつかの実施形態では、間隙Ｇは、電極１５０および１７０の下に形成される定在波のエバネッセントテールの結合が可能になるように選択される。たとえば、電極延長部間の間隙Ｇは、０．１μｍと１０μｍの間、または２μｍと５μｍの間であり得る。
【００６５】
いくつかの実施形態では、電極１５０と１７０のトポロジーは、構造の幅全体にわたる単一の偶モード４１０を生み出すのに十分良好な結合を間隙幅Ｇが電極延長部間にもたらすように設計され得る。たとえば、望まれる偶共振モードにある間隙において、間隙幅Ｇは、エバネッセント弾性波の減衰長、すなわち元の振幅をＡ０として振幅がＡ＝Ａ０・ｅ−１となる長さの、２％〜３００％、または１０％〜１００％であり得る。間隙幅Ｇは最適化され得る。間隙の幅を狭くしすぎると、（１）最後には偶モードと奇モードが互いに離れすぎて通過帯域に谷が生じることがあり、（２）奇モードに対する結合係数の低下を招くことがあり、または（３）指から指までの容量性フィードスルーが増大して帯域外の減衰が悪化することがある。
【００６６】
いくつかの実施形態では、間隙幅Ｇは、ピエゾ層の厚みｄに関して定義され得る。たとえば、Ｇは、ｄの１０％から３００％、またはｄの２５％から１５０％となるように設計され得る。
【００６７】
いくつかの実施形態では、電極延長部の幅Ｗは、０．１μｍと３０μｍの間、または２μｍと５μｍの間であり得る。いくつかの実施形態では、Ｗは、望まれる奇モード共振周波数における横波弾性波の波長λ｜｜であるλｏｄｄが得られるように設計され得る。
【００６８】
いくつかの実施形態では、電極幅Ｗは、半波長の倍数が電極幅内に収まらないように設計される。たとえば、Ｗは、望ましい奇共振モードにおける横波弾性波の波長λ｜｜より小さくなるように設計されてもよく、たとえばλ｜｜＝λｏｄｄである。
【００６９】
いくつかの実施形態では、様々なＬＢＡＷ１００の構成要素の厚みは、様々な音響的特性を達成するように選択されてもよく、相互に依存関係があり得る。たとえば、ピエゾ層１１０の厚みｄ（最小値および最大値）がまず、動作周波数ｆにおけるピエゾ材料の中での音響波長（λ）に関して決定され得る。いくつかの実施形態では、他のＬＢＡＷ１００の層の厚み（最小および最大）は、ピエゾ厚みｄの選択に基づいて選ばれ得る。たとえば、電極（対向電極１２０を含む）と圧電層の厚みの合計は、使用されているモード、たとえば厚み延長モードに対するバルク縦波の波長の約半分となるように選択され得る。Ｎ＝１である基本モード（第１のモード、すなわち１次高調波）はより大きい結合を可能にし得るが、Ｎ＞１のモードも可能である。たとえば、電極１５０および１７０、下側対向電極１２０、ならびに反射構造１３０の厚みは、ピエゾ層の厚みｄの百分率として定義され得る。いくつかの実施形態では、すべての厚みが選択されると、数Ｋ、幅Ｗ、間隙Ｇ、および長さＬなどの、延長部１５０ａおよび１７０ａの幾何学的形状が、ＬＢＡＷ１００の電気インピーダンスをシステムインピーダンスと整合するように調整され得る。特定の理論に限定されるものではないが、インピーダンス整合は、システムにおける損失と反射を防ぐのを助けることができる。
【００７０】
いくつかの実施形態では、電極１５０および１７０の厚みは、ｄの１％から３０％の間、またはｄの２％から２５％の間、またはｄの３％から１５％の間である。
【００７１】
いくつかの実施形態では、下側対向電極１２０の厚みは、ｄの５％から５０％の間、またはｄの１０％から３０％の間、またはｄの１０％から２０％の間である。
【００７２】
反射構造１３０がＢｒａｇｇ反射器であるいくつかの実施形態では、通過帯域波長の必要とされる反射率が得られるように、反射器の代替的な層が設計され得る。たとえば、各層の厚みは、奇のＴＥ１共振モードと偶のＴＥ１共振モードを反射するように、厚み方向の音響波長λｚの４分の１に等しく、またはそれより小さく、またはそれより大きくてもよい。いくつかの実施形態では、Ｂｒａｇｇ反射器の中の単一の層は、ｄの１５％から８０％の間、またはｄの２０％から７０％の間であり得る。
【００７３】
電極１５０および１７０の厚みと材料によって決定されるＩＤＴ１０２の質量負荷は、電極領域のＴＥ１モードのｋ｜｜＝０周波数と電極外側領域のＴＳ２モードのｋ｜｜＝０周波数との周波数の差が小さくなるように設計され得る。理論に拘束されることを望むものではないが、外側領域のＴＳ２モードと電極領域のＴＥ１モードとの周波数の差が小さいとき、閉じ込め範囲は大きい。より具体的には、外側領域のＴＳ２モードのｋ｜｜＝０周波数は、電極領域のＴＥ１カットオフ周波数の９５％〜９９％であり得る。外側領域のＴＳ２モードのｋ｜｜＝０周波数と外側領域のＴＥ１モードのｋ｜｜＝０周波数との周波数の差は大きくなるように、たとえば電極領域のＴＥ１モードカットオフ周波数の５％〜１５％、たとえば６．５％〜７．５％となるように設計される。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態によれば、外側領域のＴＳ２モードのｋ｜｜＝０周波数は、電極領域のＴＥ１カットオフ周波数の９８％以上、または９８％と９９．５％の間、または９８．９％である。同様に、電極領域のＴＥ１モードのｋ｜｜＝０周波数と外側領域のＴＳ２モードのｋ｜｜＝０周波数との間の周波数の差として表される周波数距離
【００７５】
【数９】
2021536720.tif 000011
【００７６】
は小さくなければならず、たとえば１％のオーダーでなければならない。例として、前記周波数距離は、０．２％から２．１％の間、または０．５％から１．８％の間、または０．８％から１．５％との間、またはたとえば１．１％であってもよい。
【００７７】
図５は、例示的なＬＢＡＷ１００に対する挿入損失ＩＬ（デシベル単位）対周波数ｆの曲線を示す。この曲線は、ＴＥ１波に対応するピーク５１０およびＴＳ２波に対応するピーク５２０を伴う２つの通過帯域を示す。上で論じられたように、各通過帯域の幅は、それぞれのタイプの波に対する偶モードと奇モードの周波数の差によって決定される。ここで、ＴＳ２モードは側波帯５２０ａ（「ＴＳ２通過帯域」とも本明細書で呼ばれる）に対応し、ＴＥ１モードは通過帯域５１０ａ（「ＴＥ１通過帯域」とも本明細書で呼ばれる）に対応する。いくつかの実施形態では、ＬＢＡＷ１００は、ＴＳ２モードに対応するピーク５２０を抑制しながら、ＴＥ１モードに対応するピーク５１０の特性を維持するように設計される。特定の理論に限定されるものではないが、ピエゾ薄膜材料は厚み方向により強い電気機械的な結合を有するので、ＴＥ１モードの動作が選択され得る。言い換えると、ＴＥ１縦モード振動は、ピエゾ層１１０の厚みにわたって電気的な励振に対してより効率的に結合する。
【００７８】
いくつかの実施形態では、ＬＢＡＷ１００は、ＴＥ１モードに対して、０．５ＧＨｚと１０ＧＨｚの間または１ＧＨｚと４ＧＨｚの間の通過帯域を有するように設計され得る。いくつかの例では、ＴＥ１通過帯域は１．８ＧＨｚから３．７ＧＨｚの間である。通過帯域の限界は、設計の検討事項を織り込むことができる。たとえば、デバイスの寸法は非常に大きくまたは非常に小さくなり得る。大きすぎる寸法は、あまりにも多くの空間を占めて非効率さをもたらし得る。小さすぎる寸法は、薄く狭い電極により性能を低下させて、抵抗および損失につながり得る。いくつかの実施形態では、ＬＢＡＷ１００は、中心周波数に対して０．５％から１５％の間、たとえば、中心周波数に対して１０％、または５％、または２％、または１％の、ＴＥ１通過帯域５１０ａを有するように設計され得る。いくつかの実施形態では、通過帯域における挿入損失は−７ｄＢよりも良く、たとえば−７ｄＢから−０．５ｄＢの間、または−５ｄＢから−０．５ｄＢの間である。
【００７９】
ＬＢＡＷは、バンドパスフィルタとして使用され得る。ＬＢＡＷのＩＤＴ電極は、駆動電気信号を望まれる基本ＴＥ１モードに結合するように設計され得る。有効な結合は、図５の５１０ａのＴＥ１通過帯域と同様の通過帯域をもたらす。しかしながら、この結合は、側波帯５２０ａと同様の１つまたは複数の側波帯ももたらす。側波帯５２０ａは、通過帯域５１０ａより周波数が低いことがあり、通過帯域５１０ａより狭いことがある。側波帯５２０ａは、ＬＢＡＷの平行な延長部（たとえば、延長部１５０ａおよび１７０ａ）の間の電界が原因で生成される。これらの延長部は、ピエゾの厚み方向に非対称的な電界をもたらし、この非対称的な電界はＴＥ１モードとＴＥ２モードの両方に結合する。
【００８０】
本開示の実装形態は、ＴＳ２モードによって生み出されるＬＢＡＷ側波帯を抑制するための技法を提供する。実装形態は、音響共振器をＬＢＡＷに接続することによって側波帯を抑制する。音響共振器の少なくとも１つは、側波帯の帯域幅内の共振周波数においてインピーダンスの谷を有する。以下でさらに詳細に説明されるように、インピーダンスの谷は、共振周波数においてＬＢＡＷの挿入損失の増大を引き起こし、側波帯における挿入損失の全体的な増加をもたらす。
【００８１】
音響共振器は、ＬＢＡＷ１００と直列または並列に追加され得る。たとえば、図６Ａ〜図６Ｂを参照すると、構造６００の断面図および平面図は、共振器６１２、６１３、６１５、および６１６に接続されるＬＢＡＷ１００を含む。図６Ｃは、構造６００の対応する回路図を示す。構造６００において、ピエゾ層１１０は、ＬＢＡＷ１００およびすべての接続されたフィルタに共通である。図６Ｂの左から右に移ると、並列共振器６１２および直列共振器６１３が、ＬＢＡＷ１００の入力ポート１６０の前に位置する。直列共振器６１５および並列共振器６１６が、ＬＢＡＷ１００の出力ポート１８０の後に位置する。並列共振器６１２、６１６において、下側の電極は接地される。直列共振器６１３、６１５において、信号はピエゾ層１１０の向こうにある下側の設置されていない電極に向かう。
【００８２】
１つまたは複数の直列共振器を伴う実施形態は、直列共振器の共振周波数が側波帯の通過帯域周波数内にあり、側波帯を抑制するように設計され得る。音響共振器（たとえば、ＢＡＷ／ＦＢＡＲ共振器）は、反共振周波数において非常に高いインピーダンスを有する。そのような高いインピーダンスは、駆動電気信号の通過を妨げ、フィルタを通る信号伝送を減らす。したがって、１つまたは複数の共振周波数（これはＬＢＡＷとの並列周波数である）における信号伝送を減らしてＬＢＡＷの側波帯を抑制するために、ＬＢＡＷフィルタの側波帯内の１つまたは複数の反共振周波数を伴う共振器が、ＬＢＡＷフィルタに直列に追加され得る。
【００８３】
１つまたは複数の並列共振器を伴う実施形態は、並列共振器の共振周波数が側波帯の通過帯域周波数内にあり側波帯を抑制するように設計され得る。音響共振器（たとえば、ＢＡＷ／ＦＢＡＲ共振器）は、共振周波数において非常に低いインピーダンスを有する。そのような低いインピーダンスは、駆動電気信号をグラウンドに流し、フィルタを通る信号伝送を減らす。したがって、１つまたは複数の共振周波数（これはＬＢＡＷとの直列周波数である）における信号伝送を減らしてＬＢＡＷの側波帯を抑制するために、ＬＢＡＷフィルタの側波帯内の１つまたは複数の共振周波数を伴う共振器が、ＬＢＡＷフィルタに並列に追加され得る。一般に、１つまたは複数の並列共振器は、（ｉ）ＬＢＡＷの入力もしくは出力電極を並列共振器として使用すること（たとえば、図７Ａ〜図７Ｃと同様に）、および／または（ｉｉ）１つまたは複数の並列共振器をＬＢＡＷフィルタに接続すること（たとえば、図９Ａ〜図９Ｂ）によって、ＬＢＡＷフィルタに統合され得る。
【００８４】
共振器の周波数は、共振器の質量負荷を選択することによって調整され得る。質量負荷は、共振器の１つまたは両方の電極に１つまたは複数の質量負荷層を当てることによって達成され得る。質量負荷層は、背後にある電極とは異なる材料またはそれと同じ材料からなり得る。後者の場合、２つの共振器は異なる厚みの電極を有することが検討され得る。
【００８５】
２つの共振器間の異なる質量負荷は、ｉ）一方の共振器の電極には質量負荷層を当てるが他方の共振器の電極には当てないこと、ｉｉ）２つの共振器の２つのそれぞれの電極に異なる厚みの同じ材料を当てること、および／またはｉｉｉ）２つの共振器の２つのそれぞれの電極に異なる材料の層を当てることによって達成され得る。加えて、２つの共振器間の異なる質量負荷は、２つの共振器の電極に異なる厚みを持たせることによって達成され得る。
【００８６】
同じ材料からなる質量負荷層を伴う２つの共振器のうち、より厚い質量負荷層を伴う共振器がより大きい質量を有するので、より薄い電極を伴う共振器より低い共振周波数を有する。したがって、共振周波数は、共振器の電極の上の負荷を追加または除去することによって調整され得る。
【００８７】
並列共振器（すなわち、ＬＢＡＷと並列の共振器）は、抑制されるべき１つまたは複数の側波帯の周波数範囲（たとえば、側波帯５２０ａの周波数範囲）内に共振周波数を有するように設計され得る。その上、（同じ共振周波数を伴う並列共振器と比較して）より広い範囲の周波数にわたって側波帯を抑制するように、または複数の側波帯を抑制するように、異なる共振周波数を伴う複数の並列共振器が設計され得る。
【００８８】
図７Ａ〜図７Ｃは、ＬＢＡＷ１００と並列の音響共振器を含む例示的なバンドパスフィルタを示す。図７Ａ〜図７Ｃはそれぞれ、バンドパスフィルタ７００、７１０、および７２０の上面図と断面図を示す。フィルタ７００、７１０、および７２０は、それらの並列共振器（ここでは「共振器」とも呼ばれる）のうちの１つまたは複数の中の１つまたは複数の質量負荷層が異なり得ることを除き、全般に同じであり得る。フィルタ７００、７１０、７２０は、説明されたことを除き、フィルタアセンブリ６００と全般に同じであり得る。たとえば、フィルタ７００、７１０、７２０は任意選択で直列共振器６１３、６１５を省略してもよいが、そのような直列共振器はそれでもＬＢＡＷフィルタ間に含まれ得る。
【００８９】
フィルタ７００は並列共振器７０２、７０４を含み、フィルタ７１０は並列共振器７０２、７１２を含み、フィルタ７２０は並列共振器７２２、７２４、７２６、および７２８を含む。共振器７０２、７０４、７１２、７２２、７２４、７２６、および７２８の各々は、共振器電極（ここでは「電極」とも呼ばれる）および共振器対向電極を有する。共振器電極および対向電極は、駆動電気信号を印加するために使用され得る。１つまたは複数の共振器はＬＢＡＷ１００を伴う共通の電極（たとえば、電極１５０または１７０）を有し得るので、ＬＢＡＷ１００の延長部は共通の電極から突出する。共振器の１つまたは複数は、ＬＢＡＷ１００を伴う共通の対向電極（たとえば、対向電極１２０）を有し得る。いくつかの実施形態では、共通の対向電極は、ＬＢＡＷ、およびＬＢＡＷと共通の対向電極を共有するそれぞれの共振器に、連続的にまたがる。いくつかの例では、共通の対向電極は接地される。並列共振器７０２、７０４、７１２、７２２、７２４、７２６、および７２８の各々は、ＬＢＡＷ１００と同じまたは異なる材料でできていてもよい。並列共振器は、ポリシリコン、金属、二酸化シリコン、または窒化シリコンからなり得る。
【００９０】
図７Ａを参照すると、フィルタ７００は、ＬＢＡＷ１００の入力電極および出力電極にそれぞれ結合された２つの並列共振器７０２、７０４を含む。具体的には、各並列共振器７０２、７０４は、共振器電極としてのそれぞれの導電層７３２、７３４と対向電極とを含み、それらはピエゾ層１１０を一緒に挟む。各導電層７３２、７３４は、それぞれの入力電極および出力電極の延長部７１６に電気的に結合される。具体的には、導電層７３２、７３４の各々は、それぞれの延長部７１６（たとえば、延長部１５０ａ、１７０ａ）がそれぞれの入力電極および出力電極に対してそこから突出する、共通の電極（たとえば、図１Ａの電極１５０、１７０）を提供することができる。共通の電極は、ＬＢＡＷ１００とそれぞれの並列共振器との間で共通である。たとえば、導電層７３２、７３４とＬＢＡＷ延長部の一方または両方が、圧電層の上面に接する同じ電極層の別々の部分によって提供され得る。並列共振器７０２および／または７０４は、ＬＢＡＷ１００の入力電極もしくはポートおよび／または出力電極もしくはポート（たとえば、ポート１６０、１８０）に電気的に結合され得る。共振器７０２、７０４およびＬＢＡＷ１００は共通の対向電極１２０を共有し、たとえば、各共振器７０２、７０４に対する対向電極は、対向電極１２０のそれぞれの部分によって提供され得る。共振器７０２、７０４およびＬＢＡＷ１００はまた、共通のピエゾ層１１０を共有する。対向電極１２０は接地され得る。
【００９１】
前に説明されたように、並列共振器７０２および７０４のいずれかまたは両方の共振周波数は、それぞれの導電層７３２、７３４に質量負荷を追加することによって、またはそれらから質量負荷を除去することによって調整され得る。共振器７０２、７０４の共振周波数を下げるために、質量負荷を提供する層が、それぞれの共振器の導電層７３２、７３４の上に堆積され得る。共振器７０２、７０４の共振周波数を上げるために、それぞれの共振器の導電層７３２、７３４は、たとえばエッチングを通じて、部分的に除去され得る。
【００９２】
図７Ｂは、並列共振器７０２および並列共振器７１２を伴うバンドパスフィルタ７１０を示す。具体的には、２つの共振器７０２、７０４が異なる共振周波数を有するように、２つの共振器７０２、７１２の質量負荷は異なる。両方の共振周波数が、ＬＢＡＷ１００の側波帯５２０の周波数範囲内にあり得る。
【００９３】
並列共振器７１２は、共振器７０４の導電層７３４（または電極）の上に質量負荷層７０８を追加することによって形成される。いくつかの実施形態では、導電層７３４はアルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）からなり、質量負荷層７０８は酸化シリコン（ＳｉＯ２）および／または窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる。質量負荷層７０８の追加により、共振器７１２は共振器７０４より低い周波数を有し得る。
【００９４】
質量負荷層７０８の厚みは、共振器７１２に対して望まれる共振周波数を提供するように選択され得る。たとえば、別様に共振器７０４の共振周波数が側波帯５２０ａの周波数範囲より高い場合、共振器７１２に対する側波帯５２０ａ内に共振周波数を設けるために、共振周波数が移動するように質量負荷層７０８の厚みが選択され得る。厚みは、質量負荷層７０８を厚くする（たとえば、さらなる材料を堆積することによって）または薄くする（たとえば、エッチングによって）ことによっても調整され得る。
【００９５】
共振器７０２は、共振器７１２とは異なる厚みを有し得る。この厚みの差は、２つの導電層７３２、７３４の異なる厚み、または質量負荷層が共振器７１２には存在するが共振器７０２には存在しないこと、または２つの導電層７３２、７３４に接する質量負荷層の異なる厚みに起因し得る。
【００９６】
共振器７１２は、共振器７０２に含まれない１つまたは複数の材料からなり得る。たとえば、共振器７０２の質量負荷層７０８の電極は、導電層７３２、７３４の材料（たとえば、アルミニウム、銅など）と異なる材料（たとえば、酸化シリコン、窒化シリコンなど）からなり得る。
【００９７】
質量負荷層７０８は、導電層７３４と同じ材料または異なる材料からなり得る。たとえば、導電層７３４はアルミニウム（Ａｌ）からなっていてもよく、質量負荷層７０８はＡｌ、酸化シリコン、および／または窒化シリコンからなっていてもよい。質量負荷層７０８が導体、たとえば導電層７３４と同じ導電性材料である場合、共振器７１２は、共振器７０２より厚い電極を有することが検討され得る。
【００９８】
図７Ｂは、共振器７１２に質量負荷層７０８を含め、共振器７０２に質量負荷層を含めないことによって、異なる質量負荷を達成することを示すが、他の構成が可能である。たとえば、両方の共振器が、異なる厚みおよび／または材料の質量負荷層を含み得る。たとえば、２つの共振器７０２、７０４の質量負荷層は、同じ材料からなるが厚みが異なり得る。別の例として、２つの共振器７０２、７０４の質量負荷層は、異なる材料からなり、任意選択で同じ厚みであり得る。代替または追加として、共振器７０２の共振器電極（すなわち、導電層７３２）の厚みは、共振器７１２の電極（すなわち、導電層７３４）の厚みと異なり得る。
【００９９】
前に述べられたように、ＬＢＡＷの側波帯のより広い範囲の周波数（単一の並列共振器または単一の共振周波数を伴う構成と比較して）を抑制するために、側波帯内の異なる共振周波数を伴う複数の共振器が並列にＬＢＡＷに接続され得る。異なる共振周波数を伴う複数の並列共振器は、共振周波数の各々において駆動電気信号をグラウンドに流す。たとえば、フィルタ７１０の２つの共振器７０２および７１２が、ＬＢＡＷ１００の側波帯周波数（たとえば、側波帯５２０ａ）内にある異なる共振周波数を有するとき、側波帯は、２つの共振器が同じ共振周波数を有するときと比較して、より広い範囲の周波数にわたって抑制される。
【０１００】
図８は、２つの並列共振器を伴うＬＢＡＷフィルタに対する挿入損失の実験によるプロット８００と、２つの並列共振器に対するインピーダンスのシミュレーションによるプロット８１０とを示す。たとえば、２つの共振器は、図７Ｃの共振器７２２、７２８であり得る。プロット８１０に示されるように、２つの共振器は、２つの異なる共振周波数８０４および８０８を有する。プロット８００の実線は、ＬＢＡＷの挿入損失に対応する。プロット８００の破線は、２つの共振器と並列に接続された同じＬＢＡＷの挿入損失を示し、それらの共振器のインピーダンスはプロット８１０に示される。たとえば、プロット８００の実線は、ＬＢＡＷ１００の挿入損失を表すことができ、破線は、図７Ｂに示されるような、共振器７０２および７１２に並列のＬＢＡＷ１００を表すことができる。
【０１０１】
プロット８００に示されるように、共振周波数における２つの並列共振器の低いインピーダンスは、フィルタを通る伝送を減らし、並列共振器の共振周波数８０４および８０８において側波帯５２０ａに２つの谷８０２を生じさせる。２つの谷は、側波帯における全体の挿入損失を減らし、側波帯のピークも抑制する。２つの共振周波数は、それらの中心周波数に対して約０．１％から３％の周波数の差を有し得る。これらの２つの共振周波数のいずれかは、スカート端部８０６の周波数に関して、少なくとも３％、たとえば少なくとも１０％の周波数の差を有し得る。
【０１０２】
側波帯を抑制することに加えて、ＬＢＡＷの通過帯域の端部の急峻さを緩和するために、１つまたは複数の並列共振器がＬＢＡＷに追加され得る。通過帯域の端部に共振周波数を伴う並列共振器は、端部において鋭い谷をもたらし、ＴＥ１通過帯域に対してより急峻なスカートを生じさせる。具体的なフィルタ構成および通過帯域の端部への影響についてのさらなる詳細は、参照によって全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第９，８９３，７１２号において開示される。たとえば、スカート端部８０６の急峻さを高めるために、図８に対応するフィルタに第３の並列共振器が追加され得る。別の例として、並列共振器７０２の共振周波数は、スカート端部８０６の周波数に合わされて、スカート端部８０６の急峻さを高めることができる。
【０１０３】
２つより多くの並列共振器を伴う構成は、本明細書で説明される構成に従って実装され得る。図７Ｃは、４つの並列共振器７２２、７２４、７２６、および７２８を含む例示的なバンドパスフィルタ７２０を示す。フィルタ７２０の４つの共振器は、ＬＢＡＷ１００と並列である。共振器７０２、７０４、７１２と同様に、共振器７２２〜７２８の各々が、共振器電極と共振器対向電極に挟まれるピエゾ層を含む。ピエゾ層（たとえば、ピエゾ１１０）、対向電極（たとえば、対向電極１２０）、および／または共振器の電極は、共振器とＬＢＡＷ１００とで共通であり得る。
【０１０４】
共振器７２４、７２６は、ＬＢＡＷ１００の入力電極または出力電極に結合され得る導電層７３２、７３４を含む。共振器７２２および７２８は、それぞれの導電層７３２、７３４の上に質量負荷の１つまたは複数の層を含む。共振器７２８は、導電層７３４の上に質量負荷層７０８を含む。共振器７２２は、導電層７３２の上に複数の質量負荷層７３２および７３８を含む。
【０１０５】
層７３２、７３４、７０８、７３６、および７３８は、同じまたは異なる材料からなり得る。たとえば、層７３２、７３４は、Ａｌまたは銅からなっていてもよく、層７０８、７３６、７３８は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、および／または１つまたは複数の金属からなっていてもよい。層７３２、７３４、７０８、７３６、および７３８は、異なる厚みを有し得る。いくつかの例では、導電層７３２は、共振器７２２において共振器７２４とは異なる厚みを有し得る。いくつかの例では、導電層７３４は、共振器７２６において共振器７２８とは異なる厚みを有し得る。
【０１０６】
４つの並列共振器７２２〜７２８の特性（たとえば、厚み、材料）に応じて、バンドパスフィルタ７２０は、４つ以下の共振器と並列のＬＢＡＷとして挿入損失に対して作用し得る。４つの共振器が４つの異なる共振周波数を有するとき、フィルタ７２０の挿入損失は、４つの異なる共振周波数において抑制される。共振器のうちの２つが同じ共振周波数を有するとき、フィルタ７２０の挿入損失は３つの異なる周波数において抑制され、それは、共振器が３つの異なる共振周波数しかもたらさないからである。同様に、共振器のうちの３つまたは４つが同じ共振周波数を有する場合、挿入損失の抑制はそれぞれ、２つの周波数または１つの周波数でしか起こらない。
【０１０７】
たとえば、共振器７２４および７２６が同じ共振周波数を有する場合、バンドパスフィルタ７２０は、３つの並列共振器（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）を伴うＬＢＡＷとして挿入損失に対して作用する。並列共振器（ａ）は共振器７２４および７２６によって形成され、並列共振器（ｂ）は共振器７２８によって形成され、並列共振器（ｃ）は共振器７２２によって形成される。２つの並列共振器７２４および７２６は同じ共振周波数を共有するので、それらは、側波帯を抑制する目的で１つの共振器（すなわち、並列共振器（ａ））として作用する。たとえば、共振器７２４および７２６が同じサイズ（たとえば、同じ厚み）を有し、同じ材料からなる場合、それらは同じ共振周波数を有し得る。
【０１０８】
図７Ａ〜図７Ｃの層７３２、７３４、７０８、７３６、７３８の各々は、ＬＢＡＷ延長部（たとえば、延長部１５０ａまたは１７０ａ）と同じまたは異なる材料でできていてもよい。いくつかの実施形態では、電極７３２、７３４および／またはＬＢＡＷ延長部はアルミニウム（Ａｌ）からなり、層７０８および７３６は酸化シリコン（ＳｉＯ２）および／または窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる。たとえば、層７０８はＳｉＯ２からなっていてもよく、層７３６はＳｉＮからなっていてもよい。いくつかの例では、ＳｉＯ２からなる層は厚みが５００ｎｍ未満であり、ＳｉＮからなる層は厚みが１００ｎｍ未満である。いくつかの例では、ＳｉＯ２からなる層は厚みが５０ｎｍから２５０ｎｍであり、ＳｉＮからなる層は厚みが５ｎｍから５０ｎｍである。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の共振器電極は、それぞれの共振器の最上位層である。たとえば、層７０８は共振器７１２の電極として使用され得る。
【０１１０】
図９Ａ〜図９Ｂは、１つまたは複数の接続を通じてＬＢＡＷフィルタへと統合される例示的な共振器を示す。図９Ａに示されるフィルタ９００は全般に、ＬＢＡＷ１００と並列に追加の共振器９１４、９１６を有することを除き、フィルタ７００、７１０、または７２０のいずれかであり得る。共振器９１４および９１６は、それぞれ共通の端部９１０および９１２を通じて電極９０８に接続される、電極９０４および９０６をそれぞれ含む。電極９０８は、ＬＢＡＷ１００の電極であってもよく、またはＬＢＡＷ１００と並列の１つまたは複数の共振器（たとえば、共振器７０２、７０４、７１２、７２２、７２４、７２６、７２８）の電極であってもよい。共振器９１４および９１６は、ＬＢＡＷ１００の入力もしくは出力電極に、またはＬＢＡＷ１００に並列の１つまたは複数の共振器の電極に電気的に結合され得る。たとえば、電極９０８は、導電層７３４であってもよく、共通の端部９１２を共有することによって共振器電極９０６に電気的に結合されてもよい。共振器９１４および９１６は、ＬＢＡＷ１００と共通の対向電極１２０（図１Ａ参照）を共有する。共振器９１４および９１６は、ＬＢＡＷ１００と共通のピエゾ層１１０も共有し得る。対向電極１２０は接地され得る。グラウンドビア（またはコンタクト）９０２も図９Ａに示されている。
【０１１１】
１つまたは複数の並列共振器はまた、１つまたは複数の導電性の線を通じて、ＬＢＡＷに、または１つまたは複数の他の並列共振器に接続され得る。図９Ｂは、第１の並列共振器９３２を第２の並列共振器９３４に接続する導電性の線９３６を示す。第１の並列共振器９３２は第１の電極９４２を有し、第２の並列共振器は第２の電極９４４を有する。第１の電極９４２は、ＬＢＡＷフィルタ１００に面する第１の端部９２２、ＬＢＡＷフィルタからより離れた第２の端部９２４、および第１の端部と第２の端部を接続する第３の端部を有する。第２の電極９４４は、第１の電極９４２のあらゆる側面、端部、または角に接続され得る。図示される例では、第２の電極９４４は、第１の電極９４２の第３の端部９２６に隣接して配置される。いくつかの例（図示せず）では、第２の電極９４４は、第１の電極９４２の第２の端部９２４に隣接して配置され得る。図示される例では、第１の電極９４２と第２の電極９４４との間に間隙があり、この間隙は導電性の線９３６によってつながれる。いくつかの実施形態では、第１の電極および第２の電極は、共通の端部（図９Ａの電極９０８と９０４の間の共通の端部９１０と同様）を共有する。第１の並列共振器９３２および第２の並列共振器９３４は、たとえば共通の端部、または導電性の線を共有することによって、第１の電極９４２および第２の電極９４４を通じて電気的に結合される。
【０１１２】
第１の並列共振器９３２および／または第２の並列共振器９３４の電極は、１つまたは複数の質量負荷層（たとえば、層７０８、７３６、７３８）によって負荷をかけられ得る。１つまたは複数の質量負荷層は、それぞれの並列共振器の共振周波数がＬＢＡＷ１００の側帯波内にあるように選択され得る。第１の電極９４２、第２の電極９４４、および／または導電性の線９３６のサイズ（たとえば、厚み）は、ＬＢＡＷ１００の側波帯の中のそれぞれの共振器の共振周波数を合わせるために調整され得る。
【０１１３】
図１０は、複数の共振器に並列のＬＢＡＷ１００を含むフィルタ１０００の別の例を示す。グラウンドビア１００２も図１０に示される。
【０１１４】
共振器１００４、１００６、１００８、および１０１０は、ＬＢＡＷ１００に並列である。共振器は、ＬＢＡＷ１００と対向電極１２０（図１Ａ参照）を共有する。対向電極１２０は接地され得る。共振器１００４および１００６は導電性電極層１０１８を共有し、共振器１００８および１０１０は導電性電極層１０２６を共有する。層１０１８と１０２６のいずれかまたは両方が、ＬＢＡＷ１００の入力電極および／または出力電極と電気的に結合され得る。いくつかの例では、１つまたは両方の層１０１８および１０２６が、ＬＢＡＷと１つまたは複数の共振器とで共通の電極を提供することができる。ＬＢＡＷ１００の延長部は共通の電極から突出する。層１０１８および１０２６の各々は、金属、たとえばＡｌからなり得る。
【０１１５】
共振器１００４は、導電性電極層１０１８の上に質量負荷層１０１６を含む。層１０１６は層１０１８の一部分を覆う。層１０１６は、共振器１００４内の電極層１０１８の実質的にすべてを覆い得る。
【０１１６】
共振器１００６は、電極層１０１８の上に質量負荷層１０１４を含む。層１０１４は、枠の形であってもよく、たとえば、自身により囲まれる領域と比較して相対的に薄い壁であってもよい。この枠は、中空の多角形を形成し得る。この枠は、共振器１００６の周縁に沿って延び得る。たとえば、図９Ｂにおいて、枠９３８は、電極９３２の上に（たとえば、堆積またはエッチングによって）形成され、枠状の共振器を提供することができる。枠状の共振器についてのさらなる詳細は、全体が本明細書に組み込まれる、「Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  ａ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  Ｓｕｃｈ  ａ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」という表題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＦＩ００／００５９１号において見出され得る。
【０１１７】
共振器１００８は、電極層１０２６の上に質量負荷層１０２０を含む。層１０１４と同様に、層１０２０は枠の形であり得る。
【０１１８】
共振器１０１０は、電極層１０２６の上に２つの質量負荷層１０２２および１０２４を含む。質量負荷層１０２２および１０２４の各々は、共振器１０１０内の電極層１０２６の実質的にすべてを覆い得る。層１０２２は、層１０２４の表面の全体または一部を覆い得る。
【０１１９】
質量負荷層１０１４、１０１６、１０２０、１０２２、および１０２４（各々が「負荷」とも呼ばれ得る）の各々は、金属材料または半導体材料からなり得る。例示的なフィルタ１０００において、層１０１４、１０１６、１０２０、および１０２４はＳｉＯ２からなり、層１０２２はＳｉＮからなる。いくつかの実施形態では、ＳｉＯ２層の厚みは５００ｎｍ未満であり、ＳｉＮ層の厚みは１００ｎｍ未満である。たとえば、ＳｉＯ２層の厚みは５０ｎｍから２５０ｎｍであってもよく、ＳｉＮ層の厚みは５ｎｍから５０ｎｍであってもよい。
【０１２０】
複数の並列共振器を伴う実施形態において、共振器のうちの２つ以上が、同じ形状の電極を有してもよく、または異なる形状（またはサイズ）の電極を有してもよい。たとえば、図７Ａの導電層７３２は円形であってもよく、導電層７３４は長方形であってもよい。共振器（たとえば、共振器の一方または両方の電極）も、ある周波数の範囲にわたって分流効果を広げるために、徐々に変化する厚みを有し得る。
【０１２１】
共振器の共振周波数はまた、共振器の横方向の形状を調整することによって合わされ得る。より大きい共振器（たとえば、大きい電極表面を伴う共振器）は、共振周波数においてより低い抵抗を有し、より強い分流効果をもたらす。したがって、強い分流効果を得るには、高いＱを伴う大きい共振器（鋭い応答ピークおよび低い抵抗）が、ＬＢＡＷ側波帯を抑制するための望ましい共振器であり得る。
【０１２２】
共振器の幅（たとえば、共振器電極の幅）が閾値の幅より狭い場合、その共振周波数は共振器の幅に依存するようになる。そのような狭い共振器では、共振周波数は共振器の幅に依存し、（タイプ２分散、すなわち横方向の波長の短縮とともに周波数が増大することを仮定すると）共振器が狭いほどその共振周波数は高くなる。
【０１２３】
共振器は、円形、長方形、ドーナツなどの、任意の形状であり得る。たとえば、ＬＢＡＷの電極は、ドーナツの形であってもよく、ドーナツ型の並列共振器を形成してもよい。狭いドーナツ共振器のインピーダンスは、１つより多くの共振周波数にピークがあり得るので、単一の共振周波数の共振器（たとえば、長方形の共振器）と比較して、より広い範囲の周波数にわたって挿入損失の抑制をもたらす。共振器の形を決める際、共振周波数と共振周波数における共振器の抵抗の両方が考慮されるべきであることに留意されたい。たとえば、長方形の共振器と比較して、ドーナツ共振器は、複数の共振周波数を有し得るが、各共振周波数においてより大きい共振を有し得るので、共振周波数における分流効果はより弱くなる。
【０１２４】
いくつかの実装形態が説明された。それでも、様々な変更が、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく行われ得る。したがって、他の実装形態も、本発明の特許請求の範囲内にある。
【符号の説明】
【０１２５】
１００  ＬＢＡＷフィルタ
１０２  ＩＤＴ電極構造
１１０  ピエゾ層
１２０  下側対向電極
１３０  反射構造、ミラー
１４０  基板
１５０  入力電極、ＩＤＴ電極
１５０ａ  延長部
１６０  入力ポート
１７０  出力電極、ＩＤＴ電極
１７０ａ  延長部
１８０  出力ポート
１９０  間隙領域
２００  バルクモード
２１０  変位
２３０  変位
４０１  電極
４０２  電極
４１０  偶モード
４２０  奇モード
４３０  周波数の差
５１０  ピーク
５１０ａ  通過帯域
５２０  ピーク
５２０ａ  側波帯
６００  構造、フィルタ、アセンブリ
６１２  並列共振器
６１３  直列共振器
６１５  直列共振器
６１６  並列共振器
７００  フィルタ
７０２  並列共振器
７０４  並列共振器
７０８  質量負荷層
７１０  フィルタ
７１２  並列共振器
７１６  延長部
７２０  フィルタ
７２２  並列共振器
７２４  並列共振器
７２６  並列共振器
７２８  並列共振器
７３２  導電層、質量負荷層
７３４  導電層
７３６  層
７３８  質量負荷層
８０２  谷
８０４  共振周波数
８０６  スカート端部
８０８  共振周波数
９０２  グラウンドビア
９０４  電極
９０６  電極
９０８  電極
９１０  共通の端部
９１２  共通の端部
９１４  共振器
９１６  共振器
９２２  第１の端部
９２４  第２の端部
９２６  第３の端部
９３２  第１の並列共振器
９３４  第２の並列共振器
９３６  導電性の線
９３８  枠
９４２  第１の電極
９４４  第２の電極
１００２  グラウンドビア
１００４  共振器
１００６  共振器
１００８  共振器
１０１０  共振器
１０１４  質量負荷層
１０１６  質量負荷層
１０１８  導電性電極層
１０２０  質量負荷層
１０２２  質量負荷層
１０２４  質量負荷層
１０２６  導電性電極層
【図１Ａ】
2021536720.tif 000012
【図１Ｂ】
2021536720.tif 000013
【図１Ｃ】
2021536720.tif 000014
【図２Ａ】
2021536720.tif 000015
【図２Ｂ】
2021536720.tif 000016
【図３】
2021536720.tif 000017
【図４Ａ】
2021536720.tif 000018
【図４Ｂ】
2021536720.tif 000019
【図５】
2021536720.tif 000020
【図６Ａ】
2021536720.tif 000021
【図６Ｂ】
2021536720.tif 000022
【図６Ｃ】
2021536720.tif 000023
【図７Ａ】
2021536720.tif 000024
【図７Ｂ】
2021536720.tif 000025
【図７Ｃ】
2021536720.tif 000026
【図８】
2021536720.tif 000027
【図９Ａ】
2021536720.tif 000028
【図９Ｂ】
2021536720.tif 000029
【図１０】
2021536720.tif 000030
【国際調査報告】
2021536720.tif 000031
2021536720.tif 000032
2021536720.tif 000033