【手続補正書】
【提出日】平成19年1月15日(2007.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】    ＲＣフィルタ付き零−ＩＦコンバータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】  各々が抵抗およびコンデンサを具える少なくとも２つのRCフィルタを有する薄膜素子を具え、前記コンデンサが、下側電極、上側電極および誘電体材料を有する零−IFコンバータにおいて、前記RCフィルタを共通基板に配置したことを特徴とする零−IFコンバータ。
【請求項２】  少なくとも一つのRCフィルタを分布型RCフィルタとすることを特徴とする請求項１に記載の零−IFコンバータ。
【請求項３】  少なくとも一つのRCフィルタを離散型RCフィルタとすることを特徴とする請求項１に記載の零−IFコンバータ。
【請求項４】  前記分布型RCフィルタの上側電極を抵抗性とすることを特徴とする請求項２に記載の零−IFコンバータ。
【請求項５】  前記分布型RCフィルタの下側電極を抵抗性とすることを特徴とする請求項２に記載の零−IFコンバータ。
【請求項６】  少なくとも１つのRCフィルタはノッチ抵抗を有するRCノッチフィルタとすることを特徴とする請求項１に記載の零−IFコンバータ。
【請求項７】  前記ノッチ抵抗は離散型抵抗素子とすることを特徴とする請求項６に記載の零−IFコンバータ。
【請求項８】  前記基板は熱伝導材料で構成したことを特徴とする請求項１に記載の零−IFコンバータ。
【請求項９】  抵抗と、各々が下側電極、上側電極および誘電体材料を有するコンデンサとをそれぞれ有する少なくとも２つのRCフィルタを具える薄膜素子において、前記RCフィルタは共通基板に配列するようにしたことを特徴とする薄膜素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は抵抗と、各々が下側電極、上側電極および誘電体材料を有するコンデンサとをそれぞれ有する少なくとも２つのRCフィルタを含む薄膜素子を具える零−IFコンバータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ディジタル衛星受信機の零−IFコンバータはベースバンドIおよびQの２の信号に対して個別のコンデンサおよびコイルで対称的に構成されている。この構成の欠点は低価格の構成素子を用いることによってコイルおよびコンデンサの精度を低レベルに低減せしめることである。これがため、ベースバンドIおよびQの信号間の位相関係が再現困難となる。従って、許容公差の小さな高価なコイルおよびコンデンサを用いる必要がある。さらに、これら構成素子の温度依存性により、これら構成素子の温度ドリフトが両信号支路で異なる際にベースバンドIおよびQの信号間の位相関係が変化するようになる。さらに、離散コイルおよびコンデンサまたは抵抗およびコンデンサを具えるフィルタの、慣例の製造が極めて大掛かりとなる。
【０００３】
US特許5,629,655には、少なくとも１つの入力端子および少なくとも１つの出力端子並びに接地端子と、介在誘電体層を有する関連する数の導電板上に堆積された薄膜として構成された第１数の抵抗素子と、これら抵抗素子は少なくとも１つの入力端子および少なくとも１つの出力端子間に直列に接続され、これら導電板のあるものを共に接続して前記接地端子の前記接地端子に接続された抵抗を形成するように選択的に配列された第２数のスイッチと、前記導電板の何れが共に接続されて前記抵抗を形成するかに応じて抵抗の値を変化させる手段とを具えるステップ状可調整ノッチフィルタが開示されている。かかるフィルタの大量生産に遭遇する問題はこの配列によってマスターする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は２つ以上の信号間の位相および振幅が極めて安定している高品質の零−IFコンバータを提供せんとするにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的を達成するために、各々が抵抗およびコンデンサを具える少なくとも２つのＲＣフィルタを有する薄膜素子を具え、前記コンデンサが、下側電極、上側電極および誘電体材料を有する零−IFコンバータにおいて、前記RCフィルタを共通基板に配置したことを特徴とする。かかる零−IFコンバータは公差を小さく、寸法を小さく、且つ基本信号IおよびQ間の振幅および位相を一定とするように特徴つけられる。
【０００６】
発明の要旨内で、少なくとも一つのRCフィルタを分布型RCフィルタとするのが特に好適である。
【０００７】
また、少なくとも一つのRCフィルタを離散型RCフィルタとすることもできる。
前記分布型RCフィルタの上側電極を抵抗性とすることができる。
好適には、前記分布型RCフィルタの下側電極を抵抗性とする。
或は又、少なくとも１つのRCフィルタはノッチ抵抗を有するRCノッチフィルタとするのが好適である。
【０００８】
発明の要旨内で、少なくとも一つのRCフィルタを分布型RCフィルタとするとともにノッチ抵抗を分布型抵抗素子とする。
【０００９】
この例は、構成を簡単化し、周波数特性を極めて良好とし、処理変化に対する安定性を極めて良好とする。
【００１０】
さらに、前記基板を熱伝導材料で構成するのが好適である。Al2O3のような熱伝導材料上にRCフィルタを製造することにより、RCフィルタに及ぼす温度の影響を同一とすることができる。
また、本発明は、抵抗と、各々が下側電極、上側電極および誘電体材料を有するコンデンサとをそれぞれ有する少なくとも２つのRCフィルタを具える薄膜素子において、前記RCフィルタを共通基板に配列し得るようにする。
【００１１】
本発明のその他の要旨は以下に示す３つの実施例から明らかである。
【００１２】
【実施例】
本発明零−IFコンバータは、抵抗と、各々が上側電極、誘電体材料および下側電極を有するコンデンサとをそれぞれ有する少なくとも２つのRCフィルタを含む薄膜素子を具え、RCフィルタを共通基板に配置する。
【００１３】
RCフィルタの構成部分である抵抗およびコンデンサ並びにノッチ抵抗は離散型または分布型となるように構成することができる。
【００１４】
例えば、薄膜素子はRCノッチフィルタが分布型抵抗性上側電極および分布型抵抗性下側電極を具えるように構成することができる。
【００１５】
或は又、薄膜素子はRCノッチフィルタが分布型抵抗性上側電極および高導電性下側電極を具えるように構成することができる。この場合には、下側電極および質量間のノッチ抵抗性は基板上に集積化された離散薄膜抵抗となるように構成する。
【００１６】
他の例では、薄膜素子はRCノッチフィルタが分布型抵抗性下側電極および高導電性上側電極を具えるように構成することができる。この場合には、上側電極および質量間のノッチ抵抗は基板上に集積化された離散薄膜抵抗となるように構成する。
【００１７】
或は又、薄膜素子はRCノッチフィルタが基板上に集積化された離散型薄膜抵抗および薄膜コンデンサを具えるように構成することができる。
【００１８】
一般に、フィルタは２つのベースバンド信号IおよびQの各々の信号に対して設けられ、両フィルタは共通基板に対称的に設置される。分布型RCフィルタは低域通過フィルタと同様の伝送特性を呈する。分布型RCノッチフィルタは低域通過フィルタと同様の伝送特性を呈するが、追加的にある周波数で強い減衰を呈する（“ノッチ”）。
【００１９】
薄膜素子は既知の薄膜および写真食刻技術によって製造することができる。これら分布型RCフィルタの製造に薄膜技術を用いることによってフィルタの公差を極めて小さくすることができる。さらに、Al2O3のような高熱伝導材料上に両RCフィルタを製造することにより、両RCフィルタに及ぼす温度の影響を同一とするとともに信号IおよびQ間の位相および振幅関係を良好に保持し得るようにすることができる。本発明方法では、薄膜技術を適用し、基板上にコンデンサおよび抵抗を製造することによって、従来構成のフィルタに比べて極めて小型のRCフィルタを得ることができる。
【００２０】
共通基板の材料として、平坦化層（例えばガラス）、ガラスまたはシリコンを有するか、または有さない酸化アルミニウムのような熱伝導材料より成る基板を使用する。
【００２１】
共通基板にはダイオードその他能動回路のような能動構成素子を配列することもできる。ダイオードは例えばRCフィルタのESD保護として用いる。
【００２２】
本発明の実施例によれば、上側電極および下側電極は高熱伝導材料または抵抗材料で造ることができる。
好適には、特定の抵抗の温度依存性が低い材料を抵抗材料として用いることができる。温度依存性の極めて低い抵抗材料としては、 NixCry (0<x<1, 0<y<1)、 NixCryAlz (0<x<1, 0<y<1, 0<z<1)、 CuxNiy (0<x<1, 0<y<1)、  TaxNy (0<x<1,0<y<1)、 TixWy (0<x<1, 0<y<1)、 TixWyNz (0<x<1, 0<y<1, 0<z<1)、 CrxSiyOz (0<x<1, 0<y<1, 0<z<1)、 CrxSiyNz (0<x<1, 0<y<1, 0<z<1)を用いることができる。
【００２３】
或は又、IC処理と両立して特徴付けられる例えばポリシリコンのような特定の抵抗に依存する大きな温度依存性を有する抵抗材料を用いることもできる。抵抗材料の温度依存性はこの目的に対して選択されたコンデンサ材料の逆温度依存性によってこれらの例に対して相殺される。
【００２４】
コンデンサ材料としては、SixNy (0<x<1, 0<y<1)、 SixOy (0<x<1, 0<y<1)、 SixOyNzHw (0<x<1, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<1)、 AlxOy  (0<x<1, 0<y<1)、 TixOy (0<x<1, 0<y<1)、 TaxOy (0<x<1, 0<y<1)、 Bal-xSrxTiO3ただしO<x<1、 Mnドープの場合またはドープしない場合の、SrZrxTi1-xO3ただしO<x<1、 BaO-Ln203-TiO2 ただしLn=La, Ce, Nd, Sm; Eu、 Nb, Y, La, Pr, Niをドープした場合の、MgO - TiO2 - CaOA1203 - SiO2; Mnをドープした場合の、Ba2Ti9020、 Ba2Ti9-xZrxO20 ただしO<x<1; BaTi5Oll、 BaTi4O9、 Nb2O5; (Ta2O5)x および(A12O3)1-x または (Ta2O5)x および(TiO2)1-x または (Ta2O5)x および Ｎb2O5)1-x または (Ta2O5)x および (SiO2)1-xの混合酸化物; (Sr, Ca)(Ti, Zr)O3; BaO - SrO - CaO - Nd2O3 - Gd2O3 - Nb2O5 - TiO2; CaSm2Ti5O14; Zr(Ti, Sn)O4; BaO - PbO - Nd2O3 - Pr2O3 - Bi2O3TiO2; Ba(Zr,Zn,Ta)O3; CaTiO3 および LaA1O3;(Bi3(Ni2Nb)O9)1-x((Bi2(ZnNb2(l＋d))yO３＋６ｙ＋５yd)xの混合酸化物ただし0<x<1, 0.5<y<1.5 および -0.05<d<+0.05; PbZrxTi1−xO3 ただし0<x<1、 Pb1-ayLayZrxTil-xO3 ただし0<y<0.20, 1.3<a<1.5; 0<x<1, Pbl-ayLayTiO3 ただし0<y<0.3, 1.3<a<1.5; NbおよびCoをドープした場合の、(Pb,Ca)TiO3, BaTiO3、 BaZrxTi1_xO3 ただしO<x<1、 Ba1-ySryZrxTil-xO3ただし0<x<1, 0< y<1、 Ba1-xSrxTiO3ただし0<x<1、 La, Nb, Fe, Mnをドープした場合の、SrTiO3、 (BaTiO3)x +（Ｎd2O3)y+(TiO2)zただし0.1<x<0.3, 0.2<y<0.4, 0.2<z<0.4、CaZrO3、 (Sr,Ca)(Ti,Zr)O3、 (Sr,Ca,M)(Ti,Zr)O3 ただしM=MgまたはZn; BaO - TiO2 - Nd2O3 - Nb2O5、 BaO - PbO - Nd2O3 - TiO2; Ba(Zn,Ta)O3、 BaZrO3、 PbNbx ((Zr0.6Sn0.4)1-yTiy)1−xO3、[Pb(Mgl/3Nb2/3)O3]x - [PbTiO3]1-x 0<x<1、 (Pb,Ba,Sr) (Mgl/3Nb2/3)xTiy (Zn1/3Nb2/3)1-x-yO3 ただし0<x<1、0<y<1、Pb(Mg0.5W0.5)O3、 Pb(Fe1/2Nb1/2)O3、Pb(Fe2/3Wl/3)O3、Pb(Mg1/2Wl/2)O3、 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3、 Pb(Zn1/3Nb2/3)O3のような鉛含有Perowskite; (Sc1/2Ta1/2)O3, 並びにPbTiO3 を有するこれら鉛含有Perowskiteの組合せ、および鉛が過剰である場合または過剰でない場合の、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3を用いることができる。
【００２５】
実施例１
本例は図１に示す基本回路に従って大きさ１２１０(3.0mm×2.4mm)のAl2O3基板上に個別のノッチ(切欠き)抵抗を有する２つの分布型RCノッチフィルタを具える薄膜素子に関するものである。この分布型上側電極はフィルタの入力または出力を形成する。下側電極はノッチ抵抗Rを経て接地する。
【００２６】
薄膜素子の構成を図２および図３に示す。厚さ1.1μｍで55pF/mm2の誘電体層を厚さがほぼ0.5-3μｍのアルミニウムAlの下側電極に堆積する。その上には表面抵抗がほぼ100Ω/□のNiCrAlの分布型抵抗層として作用する上側電極を設ける。抵抗値が15.8ΩのNiCrAlの個別のノッチ抵抗を下側電極に接続する。フィルタの作動中この抵抗は電気的に接地される。この抵抗の入力端子および出力端子は上側電極に位置する。
【００２７】
他の例では、上側電極および下側電極を交換する。この場合には、個別の抵抗を上側電極に接続し、次いで接地する。
【００２８】
薄膜素子はSi3N4またはポリイミドの保護層によって湿度から保護するとともにこれにCu/Ni/Sn合金の標準SMD端部接点を設ける。
【００２９】
実施例２
本例は、図４に示す基本回路に従って大きさ１２１０(3.0mm×2.4mm)のAl2O3基板上に分布型ノッチ抵抗を有する２つの分布型RCノッチフィルタを具える薄膜素子に関するものである。薄膜素子の構成を図５および図６に示す。55pF/mm2のコンデンサとして、1.1μｍ厚さのSi3N4の誘電体層を表面抵抗が8.5Ω/□のNiCrAl抵抗層の下側電極上に堆積する。表面抵抗が100Ω/□の上側電極としてNiCrAlの抵抗層をその上に設ける。下側抵抗自体は分布型ノッチ抵抗を構成するとともにフィルタの作動中電気的に接地される。
【００３０】
他の例によれば、下側電極および上側電極を交換することができる。この場合には、上側電極は分布型ノッチ抵抗を形成するとともにフィルタの作動中電気的に接地される。
【００３１】
薄膜素子はSi3N4またはポリイミドの保護層によって湿度から保護するとともにこれにCu/Ni/Sn合金の標準SMD端部接点を設ける。
【００３２】
２つのRCフィルタを有するかかる薄膜素子の入力電圧および出力電圧間の基本伝送比(Ua/Ue)を図７の周波数に依存して示す。入力端子は50Ωで終端するとともに出力端子は10kΩで終端した。
【００３３】
実施例３
本例は、個別の薄膜抵抗および薄膜コンデンサより成り、共通基板上に集積化された２つのRCノッチフィルタを具える薄膜素子に関するものである。
【００３４】
各RCノッチフィルタは、図８に示すように、３つのコンデンサおよび４つの抵抗で構成する。所望のフィルタ曲線に応じて、コンデンサおよび抵抗の数を増減することもできる。R1=300Ω、R2=402Ω、R3=249Ω、Rノッチ=13Ω、C1=39pF、C2=39pFおよびC3=3pFの２つのRCフィルタを具えるかかる薄膜素子の入力電圧および出力電圧間の基本伝送比(Ua/Ue)を図９の周波数に依存して示す。この入力端子は50Ωで終端し、出力端子は10kΩで終端する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  離散型ノッチ抵抗を有する２つのRCノッチフィルタを具える本発明による薄膜素子の基本回路を示す回路図である。
【図２】  図１の薄膜素子の断面図である。
【図３】  図１の薄膜素子の平面図である。
【図４】  分布型ノッチ抵抗を有する２つのRCノッチフィルタを具える本発明による薄膜素子の基本回路を示す回路図である。
【図５】  図４の薄膜素子の断面図である。
【図６】  図４の薄膜素子の平面図である。
【図７】  図４の薄膜素子の伝達特性を示す特性図である。
【図８】  ２つの離散RCフィルタを具える薄膜素子の基本回路図である。
【図９】  図８による薄膜素子の伝送特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１  上側電極
２  誘電体材料
３  下側電極