(57)【要約】      （修正有）【課題】不要振動である横モード振動を抑止する音響共振子構造およびそれを用いた電気フィルタを提供する。【解決手段】圧電共振子の一種である薄膜バルク音響共振子（ＦＢＡＲ）において、共振子２００は、基板２０５に形成された空洞２０８上に下側電極２０７、圧電素子２０６、上側電極２０１が順次積層されており、下側電極２０７と上側電極２０１は、実質的に同じ形状と寸法を有し、下側電極２０７と上側電極２０１のオーバーラップ領域は、共振子２００の作用領域を画定し、上側電極２０１と上側接続部２０３の界面に、上側電極２０１と上側接続部２０３の間の音響インピーダンス不整合をもたらすフレーム素子２０４を配置した構造とする。【選択図】図２Ｂ
2008236743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の側面を有する第１の電極と、
複数の側面を有する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された圧電素子と、
前記第１の電極のすべての側面ではなく、対応する少なくとも１つの側面に沿って配置された少なくとも１つのフレーム素子と
を含んでなる電気共振子。
【請求項２】
前記第１の電極の前記複数の側面の１つへの接続部をさらに含み、前記フレーム素子の１つが、前記第１の電極の前記１つの側面に沿って配置されている、請求項１に記載の電気共振子。
【請求項３】
前記第２の電極の前記複数の側面の１つへの接続部をさらに含み、別のフレーム素子が、前記第２の電極の前記１つの側面に沿ってのみ配置されている、請求項１に記載の電気共振子。
【請求項４】
前記フレーム素子が前記第１の電極の上に配置されている、請求項１に記載の電気共振子。
【請求項５】
前記第１の電極が第１の材料を含み、前記フレーム素子が前記第１の材料を含む、請求項１に記載の電気共振子。
【請求項６】
前記第１の電極が第１の材料を含み、前記フレーム素子が第２の材料を含む、請求項１に記載の電気共振子。
【請求項７】
前記第１の電極が下側電極であり、前記第２の電極が上側電極である、請求項１に記載の電気共振子。
【請求項８】
前記フレーム素子が第１の音響インピーダンスを有し、該第１の音響インピーダンスとは異なる第２の音響インピーダンスを作用領域が有する、請求項１に記載の電気共振子。
【請求項９】
音響インピーダンス不整合により、前記フレーム素子において、スプリアスモードの反射が生じる、請求項８に記載の電気共振子。
【請求項１０】
前記第２の電極の側面に沿って配置された少なくとも１つのフレーム素子をさらに含む、請求項１に記載の電気共振子。
【請求項１１】
前記第２の電極のすべての側面ではなく、対応する少なくとも１つの側面に沿って配置された少なくとも１つのフレーム素子をさらに含み、前記第１の電極および前記第２の電極のどの対応する２つの側面も、ともにフレーム素子を含むことがない、請求項７に記載の電気共振子。
【請求項１２】
１つ以上の電気共振子を含む電気フィルタであって、該電気共振子のそれぞれが、
複数の側面を有する第１の電極と、
複数の側面を有する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された圧電素子と、
前記第１の電極のすべての側面ではなく、対応する少なくとも１つの側面に沿って配置された少なくとも１つのフレーム素子と
を含むものである、電気フィルタ。
【請求項１３】
前記第１の電極の前記複数の側面の１つへの接続部をさらに含み、前記フレーム素子の１つが、前記第１の電極の前記１つの側面に沿って配置されている、請求項１２に記載の電気フィルタ。
【請求項１４】
前記第２の電極の前記複数の側面の１つへの接続部をさらに含み、別のフレーム素子が、前記第２の電極の前記１つの側面に沿ってのみ配置されている、請求項１２に記載の電気フィルタ。
【請求項１５】
前記フレーム素子が前記第１の電極の上に配置されている、請求項１２に記載の電気フィルタ。
【請求項１６】
前記第１の電極が第１の材料を含み、前記フレーム素子が前記第１の材料を含む、請求項１２に記載の電気フィルタ。
【請求項１７】
前記第１の電極が第１の材料を含み、前記フレーム素子が第２の材料を含む、請求項１２に記載の電気フィルタ。
【請求項１８】
前記第１の電極が下側電極であり、前記第２の電極が上側電極である、請求項１２に記載の電気フィルタ。
【請求項１９】
前記フレーム素子が第１の音響インピーダンスを有し、該第１の音響インピーダンスとは異なる第２の音響インピーダンスを作用領域が有する、請求項１２に記載の電気フィルタ。
【請求項２０】
前記電気共振子が、前記第２の電極のすべての側面ではなく、対応する少なくとも１つの側面に沿って配置された少なくとも１つのフレーム素子をさらに含み、前記第１の電極と前記第２の電極のどの対応する２つの側面も、ともにフレーム素子を含むことがない、請求項１２に記載の電気フィルタ。
【請求項２１】
前記第２の電極のすべての側面ではなく、対応する少なくとも１つの側面に沿って配置された前記少なくとも１つのフレーム素子が、前記第２の電極の下に配置されている、請求項２０に記載の電気フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００４年１１月１５日に出願された、Ｈｏｎｇｊｕｎ  Ｆｅｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，「ＴＨＩＮ  ＦＩＬＭ  ＢＵＬＫ  ＡＣＯＵＳＴＩＣ  ＲＥＳＯＮＡＴＯＲ  ＷＩＴＨ  Ａ  ＭＡＳＳ  ＬＯＡＤＥＤ  ＰＥＲＩＭＥＴＥＲ」という名称の、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／９９０，２０１号の、連邦規則集第３７巻§１．５３（ｂ）による一部継続出願（ＣＩＰ）である。合衆国法典第３５巻第１２０条による優先権をこの特許出願に主張し、この特許出願の全開示を引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００２】
多くの電子用途において、電気共振子が使用されている。例えば、多くの無線通信機器では、無線周波数（ＲＦ）およびマイクロ波周波数共振子が、信号の受信および送信を改善するフィルタとして使用されている。フィルタは、通常、インダクタおよびコンデンサと、最近では共振子とを含む。
【０００３】
明らかなように、電子機器の構成部品のサイズは縮小することが望ましい。多くの公知のフィルタ技術が、全般的なシステム小型化を阻んでいる。部品サイズの縮小が必要になるにつれて、圧電効果に基づく種類の共振子が浮上している。圧電ベースの共振子では、圧電材料において音響共振モードが生成される。これらの音波は、電気的な用途で使用するための電波へと変換される。
【０００４】
圧電共振子の一種が、薄膜バルク音響共振子（ＦＢＡＲ）である。ＦＢＡＲには、小型であるという利点があり、集積回路（ＩＣ）製造用ツールおよび技法に適している。ＦＢＡＲは、特に、２つの電極間に配置された圧電材料の層を備える音響スタックを含む。音波が音響スタックを横切る共振を生じさせ、音波の共振周波数は音響スタック内の材料によって決まる。
【０００５】
ＦＢＡＲは、水晶などのバルク音響共振子と原則的には類似するものであるが、ＧＨｚ単位の周波数で共振するように小型化されている。ＦＢＡＲは、ミクロン単位の厚みと、数百ミクロン単位の長さおよび幅寸法とを有するため、ＦＢＡＲは、有利には、公知の共振子の比較的コンパクトな代替品を提供する。
【０００６】
望ましくは、バルク音響共振子は、厚み縦振動（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ−ｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｌ：ＴＥ）モードだけを励起し、ＴＥモードは、伝搬方向の伝搬（ｋ）ベクトルを有する縦の機械的波動である。ＴＥモードは、望ましくは、圧電層の厚み（ｚ方向など）の方向に進む。
【０００７】
残念ながら、望ましいＴＥモード以外に、音響スタックにおいては、Ｒａｙｌｅｉｇｈ−Ｌａｍｂモードと呼ばれる横モードも生成される。Ｒａｙｌｅｉｇｈ−Ｌａｍｂモードは、望ましい動作モードであるＴＥモードの方向と直角をなすｋベクトルを有する機械的波動である。これらの横モードは、圧電材料の面次元内（本例のｘ、ｙ方向）で進む。
【０００８】
悪影響の中でも特に横モードは、ＦＢＡＲデバイスのＱ係数（しばしば単に「Ｑ」ともいう）に有害な影響を及ぼす。特に、Ｒａｙｌｅｉｇｈ−Ｌａｍｂモードのエネルギーは、ＦＢＡＲデバイスの界面において失われる。明らかなように、このスプリアスモードへのエネルギー損失は、望ましい縦モードのエネルギーの損失であり、最終的にはＱ係数の低下をもたらす。
【０００９】
公知のＦＢＡＲの挿入損失およびＱ係数を改善しようとする試みがなされてはいるが、依然としていくつかの欠点が残っている。したがって、求められているのは、少なくとも、前述の公知の短所を克服する音響共振子構造および電気フィルタである。
【発明の開示】
【００１０】
代表的な実施形態によれば、電気共振子は、複数の側面を有する第１の電極と、複数の側面を有する第２の電極とを含む。また、電気共振子は、第１と第２の電極の間に配置された圧電素子も含む。さらに、電気共振子は、第１の電極のすべての側面ではなく、対応する少なくとも１つの側面に沿って配置された少なくとも１つのフレーム素子を含む。
【００１１】
別の代表的実施形態によれば、電気フィルタは、１つ以上の電気共振子を含む。各電気共振子は、複数の側面を有する第１の電極と、複数の側面を有する第２の電極とを含む。また、各電気共振子は、第１と第２の電極の間に配置された圧電素子も含む。さらに、各電気共振子は、第１の電極のすべての側面ではなく、対応する少なくとも１つの側面に沿って配置された少なくとも１つのフレーム素子を含む。
【００１２】
各例示的な実施形態は、以下の詳細な説明を添付の図面と併せて読むことにより、最もよく理解されるものである。様々な特徴は、必ずしも一定の縮尺により描かれているとは限らないことを強調しておく。実際、寸法は、考察を明確にするために任意に増減されることがある。適当で実際的な場合にはいつでも、類似の参照番号は類似の要素を指し示すものである。
【００１３】
用語の定義
「ａ」または「ａｎ」という語は、本明細書において使用する際、１つ以上と定義する。
【００１４】
「ｐｌｕｒａｌｉｔｙ」という語は、本明細書において使用する際、２つ以上と定義する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の詳細な説明では、限定ではなく説明を目的として、本明細書による例示的な実施形態の十分な理解を得るために具体的な詳細を述べる。しかしながら、本明細書において開示する具体的詳細とは異なる本明細書による別の実施形態も、添付の特許請求の範囲内に留まるものであることが、本明細書からの利益を得る当業者には明らかであろう。さらに、例示的な実施形態の説明を不明瞭にしないために、周知の装置および方法の説明は省略され得る。このような方法および装置は、明らかに、本発明の教示の範囲内に含まれるものである。
【００１６】
図１は、例示的な実施形態による電気共振子構造１００の横断面図である。例えば、構造１００は、ＦＢＡＲ構造である。共振子構造１００は、第１の電極１０２と接する第１の面と、第２の電極１０３と接する第２の面を有する（圧電素子とも呼ばれる）圧電材料の層１０１を含む。電極１０２、１０３は、導電性材料を含み、層１０１の厚みの方向であるｚ方向の振動電界を提供する。本明細書においてより詳細に説明するように、本例示的実施形態では、ｚ軸は、共振子のＴＥ（縦）モードの軸である。
【００１７】
圧電層１０１および電極１０２、１０３は、基板１０５の選択的エッチングによって形成された空胴１０４上に懸架されており、基板１０５は、ケイ素またはその他の半導体、あるいは他の適切な材料でありうる。したがって、共振子１００は、機械的な共振子であり、圧電層を介して電気的に結合され得る。他の共振子１００に接続されると、その結果生じる共振子アレイは、電気フィルタとして働くことができる。ＦＢＡＲを機械的に共振させる別の懸架方式も可能である。例えば、共振子１００は、その開示の全文を引用することにより本明細書の一部をなすものとする、Ｌａｋｉｎによる米国特許第６，１０７，７２１号明細書に開示されているように、基板内または基板上に形成された不整合音響ブラッグ反射器（図示せず）上に位置していてもよい。
【００１８】
共振子構造１００は、公知の半導体処理方法に従い、公知の材料を使って製作され得る。例えば、構造１００は、Ｒｕｂｙらによる、米国特許第５，５８７，６２０号明細書、米国特許第５，８７３，１５３号明細書、および米国特許第６，５０７，５８３号明細書の教示に従って製作され得る。これらの特許明細書の開示を引用することにより、本明細書の一部をなすものとする。これらの特許に記載されている方法および材料は代表的なものであり、当業者の認識範囲内の別の製作方法および材料も意図されることを強調しておく。
【００１９】
薄膜バルク音響共振子（ＦＢＡＲ）の基本モードは、縦伸びモードまたは「ピストン」モードである。このモードは、ＦＢＡＲの共振周波数で２つの電極に時間と共に変化する電圧を印加することによって励起される。圧電材料は、電気エネルギーの形のエネルギーを機械的エネルギーに変換する。ごく薄い電極を有する理想的なＦＢＡＲでは、印加周波数が、圧電媒質の音の速度を、圧電媒質の厚さの２倍で割ったものに等しい、すなわち、Ｔを圧電媒質の厚さとし、ｖａｃを音響相速度とした場合、ｆ＝ｖａｃ／（２＊Ｔ）であるときに発生する。有限な厚さの電極を有する共振子では、この式は、電極の加重音響速度と厚さで変更される。
【００２０】
共振子のＱの定量的および定性的理解は、印加エネルギーに対する反射エネルギーの比をスミスチャート上に記入することによって獲得され得る。というのは、周波数は、１つの電極が接地に接続されている場合と、共振周波数におけるシステムインピーダンスに等しいインピーダンスを有するＦＢＡＲ共振子では異なるからである。印加エネルギーの周波数が増大するにつれて、ＦＢＡＲ共振子の振幅／位相は、スミスチャート上で円を描く。これをＱ円という。Ｑ円が最初に実軸（水平軸）を横切る場合、これは、ピストンモードの周波数ｆｓに対応する。（オーム単位で測定される）実インピーダンスは、Ｒｓである。Ｑ円は、スミスチャートの周囲を進む際に、再度実軸を横切る。Ｑ円が実軸を横切る第２の点は、ｆｐで表示される、ＦＢＡＲの反共振周波数である。インピーダンスの残りの実部分はＲｐである。
【００２１】
フィルタ用途では、Ｒｓを最小化し、Ｒｐを最大化することが望ましい。定性的には、Ｑ円がスミスチャートの外周の近くに沿って進むほど、デバイスのＱが高くなる。無損失共振子のようなものがあった場合、そのＱ円は、半径１を有し、スミスチャートの縁部にある。しかしながら、デバイスのＱに影響を及ぼす損失が生じる。例えば、Ｒａｙｌｅｉｇｈ−Ｌａｍｂ（横またはスプリアス）モードが、圧電素子１０１のｘ、ｙ次元に存在する。これらの横モードは、ｚ方向に進む縦モードの界面モード変換によるものと、ＴＥモードと様々な横モード（例えば、Ｓ０モードや、第０および第１の曲げモード、Ａ０およびＡ１など）の両方での非ゼロの伝搬ベクトル、ｋｘおよびｋｙの発生によるものであり、これらは、電極が配置される領域と電極のない共振子の周囲の領域との間の、有効速度の違いによるものである。
【００２２】
横モードは、その発生源を問わず、多くの共振子用途において付随的に発生する。例えば、寄生横モードは、共振子の界面において結合し、縦モードに利用可能なエネルギーを除去し、それによって、共振子デバイスのＱ係数を低減する。特に、寄生横モードの結果として、Ｑの急激な低下が、Ｓ１１パラメータのスミスチャートのＱ円上で観測され得る。これらのＱの急激な低下は、「がたつき（ｒａｔｔｌｅｓ）」または「ループのループ（ｌｏｏｐ−ｄｅ−ｌｏｏｐｓ）」と呼ばれ、これらは、前述の特許出願に図示され、記載されている。
【００２３】
前述の特許出願により詳細に記載されているように、環が、共振子の界面において横モードの反射を生じさせる音響インピーダンス不整合を生み出す。有利には、共振子からのこれらの横モードの結合が低減されるため、横モードへのエネルギー損失が軽減され得る。さらに、反射される横モードの少なくとも一部分が、モード変換によって、縦モードに有効に変換される。最終的には、これは、Ｑ係数の全般的改善をもたらす。
【００２４】
前述の特許出願の教示は、有利には、ＦＢＡＲデバイスの全般的なＱ係数の増大をもたらすが、環の結果として、有効な結合係数ｋｔ２の低下も生じ得る。いくつかの用途では、この低下を軽減することが有用となり得るが、Ｑ係数の改善は、それほど大きくない可能性がある。例えば、ＦＢＡＲフィルタの帯域幅はｋｔ２に関連することが知られている。そのため、ｋｔ２の低下は、ＦＢＡＲフィルタの帯域幅を低減し得る。本明細書において説明するいくつかの代表的な実施形態は、許容可能なＱ係数と許容可能なｋｔ２の低下のトレードオフを可能にする。
【００２５】
図２Ａは、代表的な実施形態による共振子構造２００の上面図である。共振子２００は、複数の側面を有する上側電極２０１を含む。上側電極２０１は、例えば、Ｌａｒｓｏｎ  ＩＩＩ  ｅｔ  ａｌの米国特許第６，２１５，３７５号明細書、または、Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｃ．Ｒｕｂｙの２００６年５月３１日出願の、「Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｆｉｌｔｅｒｓ」という名称の米国特許出願（整理番号ＡＶＡＧＯ．０１０）、または「Ｔｈｅ  Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ  ｏｎ  ＦＢＡＲ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ」  ｔｏ  Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｒｕｂｙ，ｅｔ  ａｌ．，Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ，２００５  ＩＥＥＥ  ＭＴＴ−Ｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，ｐａｇｅｓ  ２１７−２２１（Ｊｕｎｅ  １２，２００５）の教示に従ってアポダイズ（apodize）される。これらの特許および論文の開示を引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【００２６】
また、共振子２００は、上側電極２０１への上側接続部２０３と、下側電極（図２Ａには図示せず）への下側接続部２０２も含む。この代表的な実施形態では、上側電極２０１の上に、上側電極２０１と上側接続部２０３の界面に沿ってフレーム素子２０４が配置されている。図２Ａの実施形態にはただ１つのフレーム素子だけが示されているが、上側電極２０１の別の側面に沿って別のフレーム素子が配置されていてもよい。特に、本明細書では、上側電極の側面に沿って、その上側接続部２０３との界面にフレーム素子２０４を設け、必要に応じて上側電極の別の側面に沿って別のフレーム素子（図２Ａには図示せず）を設けることを意図している。しかしながら、フレーム素子は、上側電極のすべての側面に沿って配置されるわけではない（すなわち、環を形成しない）。フレーム素子２０４は、前述の特許出願の教示による材料により構成され、製作され得る。さらに、フレーム素子２０４の寸法および配置も、前述の特許出願の環に関連して記載されているのと同様のものとすることができる。これらの詳細は、代表的な実施形態の説明を不明瞭にしないために省略する。
【００２７】
図２Ｂは、線２Ｂ−２Ｂに沿って取られた共振子構造２００の横断面図である。共振子２００は、下側電極２０７上に配置された圧電素子２０６を含む。下側電極２０７は、上側電極２０１と、実質的に同様にアポダイズされ、実質的に同じ形状と寸法のものであり、電極２０１、２０７のオーバーラップ領域は、共振子構造２００の作用領域を画定する。共振子構造２００は、基板２０７に形成された空胴２０８上（またはブラッグ素子上）に配置されている。
【００２８】
知られているように、境界条件が、共振子構造２００の界面／境界における横モード損失を決定する。明らかなように、共振子構造の各構成部品の製作時には、界面のトポロジに、よって、界面の境界条件に影響を及ぼす不具合が生じ得る。例えば、上側電極２０１と上側接続部２０３の界面は、共振子２００を形成する積層内の各素子／層の不具合を引き継ぐ。上側電極２０１と上側接続部２０３の界面におけるトポロジおよび付随する境界条件のために、共振子構造２００の別の側面／界面における横モード損失と比べると、横モードと付随するエネルギー損失の結合が、上側電極２０１と上側接続部２０３の界面において最も著しいものとなり得る。
【００２９】
代表的な実施形態によれば、上側電極２０１上の、上側電極２０１と上側接続部２０３の界面にフレーム素子２０４が配置されて、上側電極２０１と上側接続部２０３の間の音響インピーダンス不整合をもたらす。この結果、横モードの相当部分が、界面において反射されることになる。よって、横モードエネルギーの少なくとも一部は、上側接続部２０３を介して伝達（結合）されず、失われない。したがって、横モード結合に起因する潜在的に大きなエネルギー損失源を回避することができる。さらに、反射される横モードは、縦モードに変換され得る。最終的に、これは、フレーム素子２０４を含まない共振子と比べて、共振子構造２００のＱ係数の著しい改善をもたらし得る。
【００３０】
前述のように、Ｑを改善するには役立つが、上側電極２０１上の、電極の側面の別の界面にフレーム素子を含めると、ｋｔ２の低下を生じ得る。したがって、Ｑ係数の改善における利益と、ｋｔ２の低下を回避するという利益と、これらの不利益（フィルタ帯域幅の低下など）の間のトレードオフに直面する。最低限でも、上側電極２０１と上側接続部２０３の界面を介して結合されるスプリアスモードへのエネルギー損失を低減するためのフレーム素子２０４は含まれる。しかしながら、図２Ｃの例示的な実施形態に示すように、フレーム素子２０４は、上側電極２０１の（すべての側面に沿ってではないが）別の側面／界面に沿って配置されてもよい。
【００３１】
図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ、代表的な実施形態による、ハーフラダーフィルタとフルラダーフィルタの簡略化した概略図である。図３Ａおよび図３Ｂのラダーフィルタは、前述の複数の共振子２００により構成され得る。ラダーフィルタの詳細は知られており、これについては、本発明の代表的な実施形態の教示を不明瞭にしないために省略する。さらに、代表的な実施形態の共振子を、当業者の認識範囲内の別のフィルタに含めることも意図されることを強調しておく。
【００３２】
図４Ａは、代表的な実施形態による共振子構造４００の横断面図である。共振子構造４００は、図１〜図２Ｂとの関連で述べた共振子構造と共通の多くの特徴および詳細を含み、図３Ａおよび図３Ｂとの関連で述べたようなフィルタに使用され得る。これら共通の特徴および詳細の説明については、本実施形態の説明を不明瞭にしないために、概ね省略する。
【００３３】
前述のように、上側電極２０１と上側接続部２０３の界面におけるトポロジと付随する境界条件のために、共振子構造の別の側面／界面における横モード損失と比べると、横モードと付随するエネルギー損失の結合は、上側電極２０１と上側接続部２０３の界面において最も著しいものとなり得る。本実施形態では、下側電極２０７の側面に沿ってと、上側電極２０１と上側接続部２０３の界面に沿ってフレーム素子４０１が配置されて、上側電極２０１と上側接続部２０３の間の音響インピーダンス不整合をもたらす。この結果、横モードの相当部分が界面において反射されることになる。よって、横モードエネルギーの少なくとも一部は、上側接続部２０３を介して伝達（結合）されず、失われない。したがって、横モード結合に起因する潜在的に大きなエネルギー損失源を回避することができる。さらに、反射される横モードは、縦モードに変換され得る。最終的に、これは、フレーム素子４０１を含まない共振子と比べて、共振子構造４００のＱ係数の著しい改善をもたらし得る。
【００３４】
図４Ａに図示され、説明されている実施形態では、フレーム素子４０１は、下側電極２０７上の、上側電極２０１と上側接続部２０３の界面に配置されている。しかしながら、これは例示にすぎず、下側電極２０７の別の側面に沿ってフレーム素子４０１を設けることも意図される。例えば、フレーム素子４０１は、図示のように下側電極２０７の上にフレーム素子４０１を製作するのではなく、下側電極２０７の下の、下側電極２０７の下側面４０２などに配置されていてもよい。
【００３５】
さらに、本実施形態では、フレーム素子（図４Ａには図示せず）を、下側電極２０７の別の側面に沿って位置決めすることも意図している。特に、本明細書では、下側電極２０２のすべての側面ではなく、少なくとも１つの側面に沿って配置されたフレーム素子を設けることを意図している。このために、前述のように、下側電極２０７は、上側電極２０１と実質的に同じ形状と寸法である。よって、フレーム素子は、図２Ａ〜図２Ｃの実施形態との関連で述べたのとほぼ同様に、下側電極の側面に沿って配置され得る。フレーム素子４０１と同様に、これらの別のフレーム素子は、図４Ａに示すように、下側電極２０７上に配置されてもよく、下側電極２０７の下側面４０２に配置されてもよい。
【００３６】
図４Ｂは、代表的な実施形態による共振子構造４０３の横断面図である。共振子構造４０３は、図１〜図２Ｂおよび図４Ａとの関連で述べた共振子構造と共通の多くの特徴および詳細を含み、図３Ａおよび図３Ｂとの関連で述べたようなフィルタに使用され得る。これら共通の特徴および詳細の説明については、本実施形態の説明を不明瞭にしないために、概ね省略する。
【００３７】
明らかなように、共振子構造２００、４００、４０３などの共振子構造における潜在的に大きな横モード結合の別の位置は、下側電極２０７と下側接続部２０２の界面に沿った部分である。本実施形態では、フレーム素子４０４が、下側電極２０７上の、下側電極２０７と下側接続部２０２の界面に沿って設けられている。フレーム素子４０４は、下側接続部２０２を介した横モードの結合によるエネルギー損失を抑制する音響インピーダンス不整合を提供する。前述のように、これはＱ係数の改善を促進する。
【００３８】
図４Ｂとの関連で述べる実施形態では、１つのフレーム素子（フレーム素子２０４）が、上側電極２０１の側面に沿って配置され、別のフレーム素子（フレーム素子４０４）が、下側電極２０２の側面に沿って配置されている。前述のように本明細書では、上側電極または下側電極のすべての側面ではなく、少なくとも１つの側面に沿ってフレーム素子を設けることを意図している。
【００３９】
また、本明細書では、上側電極２０１の側面に沿ったフレーム素子と下側電極２０７の側面に沿ったフレーム素子の組み合わせを設け、それらが組み合わさって、上側電極２０１または下側電極２０７の少なくとも１つの側面がフレーム素子を含むようにすることも意図している。本明細書を読めば理解されるように、様々な組み合わせが可能である。このために、前述のように、上側電極２０１と下側電極２０７は、実質的に同じ形状とサイズである。よって、上側電極２０１の各側面には、下側電極２０７の対応する側面がある。本明細書では、フレーム素子が、上側電極２０１または下側電極２０７の対応する側面の１つ以上のものに沿って配置され得ることを意図している。しかしながら、フレーム素子が上側電極２０１のある側面に沿って配置されている場合、下側電極２０７の対応する側面にはフレーム素子が設けられない。例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、フレーム素子４０４は、下側電極２０７の１側面に沿って配置されていてもよい。しかしながら、フレーム素子４０４が下側電極２０７の１側面に沿って配置されている場合、フレーム素子２０４は、上側電極２０１の対応する側面には配置されない。理解されるように、本明細書によれば、フレーム素子の配置の様々な組み合わせおよび置換が可能である。フレーム素子の数および配置の選択は、許容可能なＱの改善と許容可能なｋｔ２の低下の間の所望のトレードオフによって決定され得る。
【００４０】
例示的な実施形態によれば、上側電極のすべての側面ではなく、対応する少なくとも１つの側面に沿って配置された少なくとも１つのフレーム素子を有する電気共振子およびフィルタ素子が説明されている。本明細書に従う多くの変形が可能であり、それらの変形は、添付の特許請求の範囲内に留まることを当業者は理解するものである。これらの変形およびその他の変形は、本明細書、図面および特許請求の範囲を検討すれば、当業者には明らかになる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内に含まれるものを除いては、制約されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】代表的実施形態による共振子構造の横断面図である。
【図２Ａ】代表的実施形態による共振子構造の上面図である。
【図２Ｂ】線２Ｂ−２Ｂに沿って取られた図２Ａの共振子構造の横断面図である。
【図２Ｃ】代表的実施形態による電極の上面図である。
【図３Ａ】代表的実施形態によるハーフラダーフィルタを示す簡略化された概略図である。
【図３Ｂ】代表的実施形態によるフルラダーフィルタを示す簡略化された概略図である。
【図４Ａ】代表的実施形態による共振子構造の横断面図である。
【図４Ｂ】代表的実施形態による共振子構造の横断面図である。
【図１】
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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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【外国語明細書】
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