(57)【要約】調整可能な共振周波数を有するバルク弾性波共振器及び電話通信分野におけるそのような共振器の利用。この調整可能な共振周波数を有するバルク弾性共振器は二つの電極を備えたピエゾ電気素子を有している。バルク弾性波共振器はまた、電極の全体の厚さを変化させて、その結果、共振器の共振周波数が変更するように、電極の一つの頂部に選択的に配置される付加的電極を構成するスイッチング素子（１２）を、有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整可能な共振周波数を有するバルク弾性波共振器であって、二つの電極（６）を有するピエゾ電気素子（５）を有し、電極（６）の一つの上部に選択的に配置される付加的な電極を構成するスイッチング素子（９、１２）を有し、前記電極の全体の厚さが変化し、それにより、共振器の共振周波数が変化することを特徴とする、共振器。
【請求項２】
請求項１の共振器であって、スイッチング素子（９、１２）が、電極（６）から離隔した第一の不活性位置及び電極（６）に向かって当接する第二の活性位置との間で変形可能な少なくとも一つのコンタクト・バーを構成し、コンタクト・バー（９、１２）がバーの変形を生じさせるように構成された抵抗性加熱素子（１６）を有することを特徴とする、共振器。
【請求項３】
請求項２の共振器であって、第一及び第二の位置は双極安定性の位置であることを特徴とする、共振器。
【請求項４】
請求項３の共振器であって、コンタトク・バーが、電極に向かって押し出された変形状態にコンタクト・バーを維持可能な双極安定性の位置を取り得る内部電極を有することを特徴とする、共振器。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかの共振器であって、共振器は、集積回路の一部を構成し、弾性波反射器を介在して酸化物層上に配置され、コンタクト・バーはピエゾ電気共振器の上部電極上に延在するブリッジを構成する、ことを特徴とする共振器。
【請求項６】
請求項５の共振器であって、弾性波反射器ハブラッグ・ミラーであることを特徴とする、共振器。
【請求項７】
請求項５及び６の何れかの共振器であって、コンタクト・バーの長さが約４００ミクロンであり、幅が約５０ミクロンであることを特徴とする共振器。
【請求項８】
電話通信分野において、可変共振周波数を有する高周波回路の製造への請求項１乃至７の何れかの共振器の利用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弾性波共振器に係り、特に、バルク弾性波共振器に関する。そのような共振器は、一般に、バルク弾性波共振器あるいはＢＡＷ（ボー）共振器とも呼ばれる。
【０００２】
そのような共振器は、例えば携帯電話通信の分野で、高周波前処理回路のＲＦフィルターの形成に用いられる。
【０００３】
そのような応用分野では、共振器は、高周波集積回路内部に組込まれ得ることが望まれ、高い選択性と比較的高い出力とを発揮することが望まれ、また、低コストで製造され得ることが屡望まれる。
【０００４】
共振器は、表面波或いはＳＡＷ（表面弾性波）装置に屡基づいている。そのようなフィルターはそれらが高い選択性を発揮する点で優れている。しかしながら、それらの周波数と出力は比較的に限定されている。
【０００５】
この理由から、周波数、出力、選択性、及び、生産コストの観点からの達成目標を達成しようとする場合には、ＢＡＷ技術を採用した共振器の製造が提案されてきた。更には、ＢＡＷ技術を採用して製造した共振器は完全な集積回路上に直接的に形成することが出来、そうして、完全に集積された高周波な前処理回路の製造が可能になる。
【０００６】
しかしながら、ＢＡＷバルク弾性波共振器は二つの電極を有するピエゾ電気素子の利用に基礎を置いている。共振器の固有共振周波数は、ピエゾ電気素子及びその上の二つの電極の厚さに直接的に関連する。従って、設計上、共振器は唯一つの共振周波数を有する。
【０００７】
この結果、各共振周波数毎に一つの共振器を製造しなければならない。
【０００８】
こうして、携帯電話ハンドセットの前処理回路の製造にあっては、各技術標準毎に個別の共振器を備えなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は従ってこの欠点を解消することであり、共振周波数が調整可能なバルク弾性波共振器を提供することである。
【００１０】
本発明のもう一つの目的は従って、共振器が導入される機器の様々な技術標準の仕様に、変更を加えることなく、利用可能なＢＡＷ型の共振器を低コストで提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一つの主体は従って、第一の側面によれば、二つの電極を備えたピエゾ電気素子を有する、共鳴周波数調整可能な弾性波共振器である。
【００１２】
この共振器の全般的特徴によれば、この共振器は、二つの電極のうちの一つの頂部に選択的に配置された付加的な電極を形成するスイッチング素子を有することにより、前記電極の合計の厚みを変化させ、そして、その結果、共振器の共振周波数を変更させる。
【００１３】
こうして、スイッチング素子は、電極及びピエゾ電気素子から離れて、共振器が第一の固有周波数で動作する第一の非活性位置、或いは、スイッチング素子がピエゾ素子に対向して置かれ、共振器が第二の固有周波数で動作する第二の活性位置、の何れかの適合の選択性を有する。
【００１４】
本発明の他の特徴によれば、スイッチング素子は、第一の不活性位置と第二の活性位置との間で変形可能なコンタクト・バーを有し、第一の不活性位置ではコンタクト・バーは電極から離れ、第二の活性位置ではコンタクト・バーは電極に対して作用し、コンタクト・バーはコンタクト・バーに変形を生じさせる抵抗性加熱素子を有している。
【００１５】
コンタクト・バーをこうして単に加熱するだけでスイッチング素子の構成が変化してスイッチング素子は第一の不活性位置にも第二の活性位置にもなる。
【００１６】
本発明の更に別の特徴によれば、第一及び第二の位置は安定した位置である。
【００１７】
例えば，コンタクト・バーは双極安定性の内部電極を備え、その内部電極はコンタクト・バーを一つ或いは別の活性位置にある電極に向かって変形した状態を保て得るようになっている。
【００１８】
好都合に、共振器は集積回路の一部を形成し、共振器は弾性波反射器、例えばブラッグ・ミラー、を介在して、酸化物層上に配置され、コンタクト・バーはピエゾ電気素子上に延びるブリッジを形成する。
【００１９】
例えば、コンタクト・バーは約４００ミクロンの長さと約５０ミクロンの幅を有する。
【００２０】
第二の側面によれば、本発明のもう一つの主体は、上述のような共振器を、電話通信分野において、可変共振周波数を有する、高周波回路の製造に用いることである。
【００２１】
本発明の他の目的、特徴、利点は後続の記述、限定的に解されるべきでない単なる例示、添付の図面により、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来のバルク弾性波（ＢＡＷ）共振器の固有的構造を示す。
【図２】本発明のＢＡＷ共振器の基礎原理を図示する。
【図３】本発明のＢＡＷ共振器の一実施例を示す。
【図４】図３のＢＡＷ共振器の動作を図示する。
【図５】同じく、図３のＢＡＷ共振器の動作を図示する。
【図６】本発明によるＢＡＷ共振器を有する集積回路板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１には従来の表面弾性波共振器、特に、ＦＢＡＲ（フィルム・バルク弾性波共振器）という名前で知られる共振器が示されている。
【００２４】
この図に示されているように、全体が参照番号１で示されるＦＷＡＲ共振器は、電極を構成する二つの金属層３を有する、ピエゾ電気薄膜２の利用を基礎としている。前述のように、共振器１の固有共振周波数は、電極３を含むピエゾ電気素子の全体の厚さに直接的に関連している。
【００２５】
特に、ピエゾ電気素子の厚さが増加するときには、共振器の固有周波数は低周波数方向にシフトする。
【００２６】
しかしながら、前述のように、設計上、共振器の固有周波数は固定され、共振器は固定された固有周波数を有することとなっている。
【００２７】
図２には、本発明による、ＢＡＷ共振器４が示され、その固有周波数は可変である。この共振器は、二つの固有共振周波数を選択的に有することが出来るように、共振器の全体の厚さが変更できるような、スイッチング素子の利用に基礎を置いている。
【００２８】
スイッチング素子は、好ましくは、マイクロ電気機械或いはＭＥＭＳ技術を用いて製造され、共振器全体が完全な集積回路内部に配置され得るようになっている。
【００２９】
共振器は、このように、遠距離通信分野、特に、種々の技術標準の仕様に従った動作が出来るような高周波前処理回路の製造の目的を有する、携帯電話通信分野において、利点を有する。こうして、複数の固有共振周波数を有する、このような共振器は、例えば、８０２．１１技術標準に従った、別言すれば、２．４から２．４８ＧＨｚまでの周波数の範囲内、或いは、ＷＣＤＭＡ技術標準に従った、別言すれば、２．１１から２．１７ＧＨｚまでの周波数の範囲内、で動作出来るような、携帯電話の前処理回路に用いられることが出来る。
【００３０】
そのような応用分野では、この共振器は例えばそのような前処理回路のための受動帯域フィルターの製造に用いることが出来る。
【００３１】
共振器は、このような応用分野では、検出回路と関連付けられ、検出回路は、例えば入力パワーのレベルに基づいて準拠中の技術標準を検出し、また例えば閾位置との比較によって、入力パワーから検出された技術標準に従ってスイッチング素子をスイッチする。
【００３２】
図２に示されるように、共振器４は二つの金属電極６を備えたピエゾ電気素子５を活用するものである。この組立体は、例えばシリコン或いはシリコンーゲルマニウム製の基板上に例えば置かれ、例えば窒化シリコンの下地層８が介在している。
【００３３】
スイッチング素子に関しては、それは基本的に金属ビーム或いはコンタクト・バー９の構成で設けられており、それは例えば、前出のように、ＭＥＭＳ技術を用いてアルミニウムにより製造されている。このコンタクト・バー９は、下地層８により支持され、電極６上に延在している。ここで例示されている実施例では、コンタクト・バーの端部は自由に振動できる。コンタクト・バー９はこうして、電極６に向かって接触してピエゾ電気共振器の全体の厚さを増加させ、その結果、共振器の固有共振周波数を変更させるように、動作する。
【００３４】
例えば、ピエゾ電気層５は窒化アルミニウムから形成され、電極はアルミニウムから形成される。
【００３５】
基板中の弾性波損失を回避し共振器の高品質ファクターを維持するという目的のために、弾性波反射器、例えばブラッグ・ミラー（図示せず）が基板と共振器との間に介在される。
【００３６】
図３から６には、十分に集積された形態で製造された、本発明によるＢＡＷ共振器の一実施例が示されている。
【００３７】
全体が参照番号１０で示された図示の共振器は、例えば、ブラッグ・ミラーを介在して、酸化物層１１上の、集積回路の金属配線レベル上に形成されている。
【００３８】
図示の例示的な実施例では、スイッチング素子１２は、互いに対向する二つの端部１３及び１４によって、下地層１５上に載っている。それはまたＭＥＭＳシステムを形成している。
【００３９】
マイロクエレクトロメカニカル・システムの形態のそのようなブリッジの製造は当業者の成し得る能力範囲内である。従って以下の記述では詳細には説明されない。しかしながら、コンタクト・バー１２は、夫々が金属ブロック１７と連携し、協働してバーを加熱する、１６のような抵抗性発熱素子を内部に有している。それはコンタクト・パッド１８を有し、コンタクト・パッド１８は電極を備えた共振器のピエゾ電気素子１９と協働するようになっている。
【００４０】
加熱により、コンタクト・バー１２は二つの構成をとることが出来、即ち、図３に示されるような、第一の不活性構成であって、コンタクト素子１８がピエゾ電気素子１９から離隔している構成と、図４及び５に示されるような、第二の構成であって、コンタクト素子１８が共振器のピエゾ電気素子１９に向かって押されるような構成であり、固有共振周波数が変化するようになっている。
【００４１】
抵抗素子１６は双極安定性素子であり、別言すれば、加熱により、それらは変形可能であり、コンタクト・バー１２の一方または他方の構成に対応した二つの夫々が安定した形態を取るようになっている。
【００４２】
このように、本発明によれば、図６に示されるような、完全に集積化された形態に製造可能な、二つの共振周波数を有するＢＡＷ共振器が製造できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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