(57)【要約】【課題】発生電荷を効率良く利用し、特性に優れた多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを提供する。【解決手段】多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００は、第１及び第２の下部電極１０４及び１０６と第１及び第２の上部電極１０５及び１０７とで、圧電薄膜１０３を挟むことによって構成された第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１と、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１の振動を共通に確保することによって、この振動を結合するための空洞部１０２とを備える。第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１は、第１及び第２の下部電極１０４及び１０６同士、第１及び第２の上部電極１０５及び１０７同士が、電気的に接続されないように段差を有して隣接配置されている。この段差の部分には、絶縁体１０８及び１０９が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重モード薄膜弾性波共振器フィルタであって、
隣接配置された、圧電体の一部を第１の下部電極と第１の上部電極とで挟んで構成される第１の入出力振動部と、当該圧電体の一部を第２の下部電極と第２の上部電極とで挟んで構成される第２の入出力振動部とを、少なくとも含む振動部と、
前記振動部を載置し、少なくとも前記第１の入出力振動部の振動と前記第２の入出力振動部の振動とを共通に確保することによって、当該複数の振動を結合する共通振動確保部と、
前記第１の下部電極と前記第２の下部電極との間及び前記第１の上部電極と前記第２の上部電極との間の少なくとも一方を、電気的に絶縁する段差を形成するための少なくとも１つの絶縁体とを備える、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項２】
前記第１の入出力振動部の第１の下部電極の下に、前記第２の入出力振動部の第２の下部電極よりも厚い第１の絶縁体が形成されており、
前記第２の入出力振動部の第２の上部電極の上に、前記第１の入出力振動部の第１の上部電極よりも厚い第２の絶縁体が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項３】
前記第２の絶縁体は、前記第１及び第２の入出力振動部の共振周波数を略等しくする厚さを有することを特徴とする、請求項２に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項４】
前記第２の絶縁体は、前記第１の上部電極の上面にまで形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項５】
前記第２の絶縁体は、前記第１及び第２の入出力振動部の共振周波数を略等しくする質量を有することを特徴とする、請求項４に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項６】
前記第１の絶縁体は、前記第２の下部電極と前記圧電体との間に挿入する形状で形成されており、
前記第２の絶縁体は、前記第１の上部電極と前記圧電体との間に挿入する形状で形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項７】
前記第１及び第２の絶縁体は、前記第１及び第２の入出力振動部の共振周波数を略等しくする質量を有することを特徴とする、請求項６に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項８】
前記前記第２の絶縁体は、前記第１の上部電極の上面にまで形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項９】
前記第２の絶縁体は、前記第１及び第２の入出力振動部の共振周波数を略等しくする質量を有する、請求項８に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項１０】
前記振動部は、前記第１の入出力振動部に隣接配置された、圧電体の一部を第３の下部電極と第３の上部電極とで挟んで構成される第３の入出力振動部をさらに備え、
前記共通振動確保部は、前記第１〜第３の入出力振動部の振動を共通に確保することによって当該複数の振動を結合し、
前記第３入出力振動部の第３の上部電極の上に、前記第１の入出力振動部の第１の上部電極よりも厚い第３の絶縁体が形成され、
前記第１の絶縁体は、前記第３の入出力振動部の第３の下部電極よりも厚く形成されることを特徴とする、請求項２に記載の多重モード薄膜弾性波共振器。
【請求項１１】
前記第３の絶縁体は、前記第１及び第３の入出力振動部の共振周波数を略等しくする厚さを有することを特徴とする、請求項１０に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項１２】
前記第２及び第３の絶縁体は、前記第１の上部電極の上面にまで形成された一体の層であることを特徴とする、請求項１０に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項１３】
前記第２及び第３の絶縁体は、前記第１〜第３の入出力振動部の共振周波数を略等しくする質量を有する、請求項１２に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項１４】
前記第１の入出力振動部の第１の下部電極と前記第２の入出力振動部の第２の下部電極とは、電気的に接続されており、
前記第２の入出力振動部の第２の上部電極の上に、前記第１の入出力振動部の第１の上部電極よりも厚い絶縁体が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項１５】
前記絶縁体は、前記第１及び第２の入出力振動部の共振周波数を略等しくする厚さを有することを特徴とする、請求項１４に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項１６】
前記共振振動確保部は、基板内に形成された空洞部であることを特徴とする、請求項１に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項１７】
前記共振振動確保部は、高音響インピーダンス層と低音響インピーダンス層とを交互に有する音響ミラー層であることを特徴とする、請求項１に記載の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ。
【請求項１８】
多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを備えるラダー型フィルタであって、
前記多重モード薄膜弾性波共振器フィルタは、
隣接配置された、圧電体の一部を第１の下部電極と第１の上部電極とで挟んで構成される第１の入出力振動部と、当該圧電体の一部を第２の下部電極と第２の上部電極とで挟んで構成される第２の入出力振動部とを、少なくとも含む振動部と、
前記振動部を載置し、少なくとも前記第１の入出力振動部の振動と前記第２の入出力振動部の振動とを共通に確保することによって、当該複数の振動を結合する共通振動確保部と、
前記第１の下部電極と前記第２の下部電極との間及び前記第１の上部電極と前記第２の上部電極との間の少なくとも一方を、電気的に絶縁する段差を形成するための少なくとも１つの絶縁体とを備える、ラダー型フィルタ。
【請求項１９】
多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを備える共用器であって、
前記多重モード薄膜弾性波共振器フィルタは、
隣接配置された、圧電体の一部を第１の下部電極と第１の上部電極とで挟んで構成される第１の入出力振動部と、当該圧電体の一部を第２の下部電極と第２の上部電極とで挟んで構成される第２の入出力振動部とを、少なくとも含む振動部と、
前記振動部を載置し、少なくとも前記第１の入出力振動部の振動と前記第２の入出力振動部の振動とを共通に確保することによって、当該複数の振動を結合する共通振動確保部と、
前記第１の下部電極と前記第２の下部電極との間及び前記第１の上部電極と前記第２の上部電極との間の少なくとも一方を、電気的に絶縁する段差を形成するための少なくとも１つの絶縁体とを備える、共用器。
【請求項２０】
多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを備える通信機器あって、
前記多重モード薄膜弾性波共振器フィルタは、
隣接配置された、圧電体の一部を第１の下部電極と第１の上部電極とで挟んで構成される第１の入出力振動部と、当該圧電体の一部を第２の下部電極と第２の上部電極とで挟んで構成される第２の入出力振動部とを、少なくとも含む振動部と、
前記振動部を載置し、少なくとも前記第１の入出力振動部の振動と前記第２の入出力振動部の振動とを共通に確保することによって、当該複数の振動を結合する共通振動確保部と、
前記第１の下部電極と前記第２の下部電極との間及び前記第１の上部電極と前記第２の上部電極との間の少なくとも一方を、電気的に絶縁する段差を形成するための少なくとも１つの絶縁体とを備える、通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線機器等の高周波回路に使用されるフィルタに関し、より特定的には、複数モードを利用する薄膜弾性波共振器フィルタ、並びにそれを備えた共用器、及び通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話等の無線通信機器に搭載されるフィルタには、誘電体フィルタ、積層フィルタ、及び弾性波フィルタ等がある。弾性波フィルタでは、バルク波の複数モードを利用した水晶フィルタ（ＭＣＦ：モノリシック・クリスタル・フィルタ）や弾性表面波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）等が知られている。しかし、近年、フィルタには更なる小型化、高性能化、及び高周波化が要求されており、それを実現するデバイスとして、圧電薄膜のバルク波を利用した薄膜弾性波共振器フィルタ（ＦＢＡＲフィルタ）が開発されている。
【０００３】
複数モードを利用した従来のＭＣＦ（特許文献１）について説明する。このＭＣＦとしては、ＡＴカット水晶基板を用いた構成が一般的である。図２６は、従来のＭＣＦの構成を示す図である。
このＭＣＦでは、ＡＴカット水晶基板９１をフォトエッチングすることによって、超薄板の振動部９２と、振動部９２を保持する厚肉の環状部９３とが、一体的に形成される。ＡＴカット水晶基板９１の平面側に間隔ｇを空けて、電極９４ａ及び９４ｂが配置される。ＡＴカット水晶基板９１の凹陥部側の全面に、電極９５が蒸着等で付着されている。この構成によって、２対の電極９４ａ及び９５と電極９４ｂ及び９５との間での音響結合の結果生ずる、１次モードと２次モードとを利用することができる。２つのモードの結合度、すなわち２つのモードの共振周波数差は、ＡＴカット水晶基板９１の弾性定数、電極形状、電極の膜厚、及び２対の電極間隔ｇに依存する。結合度を大きくするほど、低損失かつ広帯域なフィルタを実現することができる。
【０００４】
また、別の複数モードを利用したＭＣＦ（特許文献２）について説明する。図２７は、従来のＭＣＦの別の構成を示す図である。
このＭＣＦは、水晶基板８１（圧電基板）を挟んで対向する三対の電極８２及び８３と、電極８４及び８５と、電極８６及び８７とを配置している。中央の一対の電極８４及び８５は、入力又は出力である。電極８４及び８５の両側に配置された互いにほぼ等しい形状を有する二対の電極８２及び８３と電極８６及び８７とは、並列に接続されており、出力又は入力となる。このＭＣＦは、１次モードの厚み振動と３次モードの厚み振動とを励振することによって、複数モードの高結合を実現する。これによって、広帯域なフィルタが実現される。
【０００５】
さらに、圧電薄膜を利用することにより高周波化を実現することができる薄膜弾性波共振器を利用したフィルタも提案されている。図２８は、薄膜弾性波共振器を利用した従来の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタの断面図、及び理想的な振動モード分布を示す図である。薄膜弾性波共振器は、スパッタ等の手段を用いて、下部電極、圧電薄膜、及び上部電極等を基板上に堆積して構成するため、基本的な構成はＭＣＦと異なる。
【０００６】
図２８において、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ７０は、基板７１上に圧電薄膜７３を挟んで、二対の電極７４及び７５と電極７６及び７７とを備える。これによって、二つの入出力振動部７８及び７９が構成される。また、基板７１内に、二つの入出力振動部７８及び７９に覆われるように、二つの入出力振動部７８及び７９の振動を確保するための空洞部７２が形成されている。なお、振動を確保する手段として、音響ミラー層が用いられる場合もある。これによって、二つの入出力振動部７８及び７９は、同一の空洞部又は音響ミラー層を共有し、１次モードと２次モードとの結合を利用してフィルタとして機能する。さらに、電極形状、電極膜厚、及び二つの入出力振動部（２対の電極）の間の距離をより小さくすることで、二つのモードの結合度を向上させ、低損失かつ広帯域な特性を得ることが知られている。
【０００７】
図２９は、１次モードと３次モードとを結合させる従来の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタの断面図、及び理想的な振動モード分布を示す図である。図２９に示す多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ６０は、三つの入出力振動部６１〜６３を備える。これにより、１次モードと３次モードとの結合を利用したフィルタが実現される。さらに、電極形状、電極膜厚、及び三つの入出力振動部（２対の電極）の間の距離をより小さくすることで、二つのモードの結合度を向上させ、低損失かつ広帯域な特性を得ることが知られている。
【０００８】
図２８及び図２９に示す振動モード分布曲線の積分値は、圧電薄膜内における発生電荷量と略等価である。圧電薄膜内における発生電荷を二つの振動部における振動に利用することで、各振動部の結合係数を大きくし、低損失かつ低帯域な特性を有する多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを提供することができる。
【特許文献１】特開平１０−１６３８０４号公報、図１
【特許文献２】特開平１０−１４５１８１号公報、図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、図２８や図２９に示すように、二つ又は三つの入出力振動部（二対の電極）の間は、電極形成の制約条件によって一定間隔以下に縮めることができなかった。そのため、発生電荷の内のいくらかは、無電極部分で消費されてしまい、損失が発生し、フィルタ特性を劣化させることとになる。
【００１０】
それ故に、本発明の目的は、入出力振動部において発生電荷を効率良く利用し、特性に優れた多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを提供することである。また、そのような多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを用いたラダー型フィルタ、共用器、及び通信機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタに向けられている。そして、上記目的を達成するために、本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタは、振動部、共通振動確保部、及び少なくとも１つの絶縁体を備える。
【００１２】
振動部は、隣接配置させた。圧電体の一部を第１の下部電極と第１の上部電極とで挟んで構成される第１の入出力振動部と、この圧電体の一部を第２の下部電極と第２の上部電極とで挟んで構成される第２の入出力振動部とを、少なくとも含んでいる。共通振動確保部は、振動部を載置して、少なくとも第１の入出力振動部の振動と第２の入出力振動部の振動とを共通に確保することによって、この複数の振動を結合する。少なくとも１つの絶縁体は、第１の下部電極と第２の下部電極との間及び第１の上部電極と第２の上部電極との間の少なくとも一方を、電気的に絶縁する段差を形成するために用いられる。
【００１３】
好ましくは、第１の入出力振動部の第１の下部電極の下に、第２の入出力振動部の第２の下部電極よりも厚い第１の絶縁体が形成されており、第２の入出力振動部の第２の上部電極の上に、第１の入出力振動部の第１の上部電極よりも厚い第２の絶縁体が形成されている。この第２の絶縁体は、第１及び第２の入出力振動部の共振周波数を略等しくする厚さを有することが望ましい。第２の絶縁体は、第１の上部電極の上面にまで形成されていてもよい。この場合には、第２の絶縁体が、第１及び第２の入出力振動部の共振周波数を略等しくする質量を有していればよい。
【００１４】
また、好ましくは、第１の絶縁体は、第２の下部電極と前記圧電体との間に挿入する形状で形成されており、第２の絶縁体は、第１の上部電極と前記圧電体との間に挿入する形状で形成されている。この第１及び第２の絶縁体は、第１及び第２の入出力振動部の共振周波数を略等しくする質量を有していればよい。
また、好ましくは、第２の絶縁体は、第１の上部電極の上面にまで形成されている。この第２の絶縁体は、第１及び第２の入出力振動部の共振周波数を略等しくする質量を有していればよい。
【００１５】
また、振動部は、第１の入出力振動部に隣接配置された、圧電体の一部を第３の下部電極と第３の上部電極とで挟んで構成される第３の入出力振動部をさらに備えてもよい。この場合には、共通振動確保部は、第１〜第３の入出力振動部の振動を共通に確保することによってその複数の振動を結合し、第３入出力振動部の第３の上部電極の上に、第１の入出力振動部の第１の上部電極よりも厚い第３の絶縁体を形成し、第１の絶縁体を、第３の入出力振動部の第３の下部電極よりも厚く形成する。
【００１６】
この第３の絶縁体は、第１及び第３の入出力振動部の共振周波数を略等しくする厚さを有していればよい。また、第２及び第３の絶縁体は、第１の上部電極の上面にまで形成された一体の層であってもよい。第２及び第３の絶縁体は、第１〜第３の入出力振動部の共振周波数を略等しくする質量を有していてもよい。
【００１７】
また、第１の入出力振動部の第１の下部電極と第２の入出力振動部の第２の下部電極とを電気的に接続し、第２の入出力振動部の第２の上部電極の上に、第１の入出力振動部の第１の上部電極よりも厚い絶縁体を形成することも可能である。この絶縁体は、第１及び第２の入出力振動部の共振周波数を略等しくする厚さを有することが望ましい。
【００１８】
なお、典型的には、共振振動確保部は、基板内に形成された空洞部であるか、高音響インピーダンス層と低音響インピーダンス層とを交互に有する音響ミラー層である。
また、本発明は、上述した多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを備えるラダー型フィルタであってもよいし、共用器であってもよいし、通信機器であってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
このように、本発明によれば、発生電荷を効率良く利用することができ、低損失かつ広帯域な特性を実現することができる。このような多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを用いれば、ラダー型フィルタ、共用器、及び通信機器の性能も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００の断面図である。図１において、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００は、基板１０１と、空洞部１０２と、圧電薄膜１０３と、第１の下部電極１０４と、第１の上部電極１０５と、第２の下部電極１０６と、第２の上部電極１０７と、第１の絶縁体１０８と、第２の絶縁体１０９とを備える。
【００２１】
第１及び第２の下部電極１０４及び１０６と、第１及び第２の上部電極１０５及び１０７とは、例えばモリブデン（Ｍｏ）等で形成される。圧電薄膜１０３は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電体材料で形成される。第１及び第２の絶縁体１０８及び１０９は、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ2）等で形成される。
【００２２】
まず、第１の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００の構造の詳細を説明する。
第１の下部電極１０４と、第１の上部電極１０５と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第１の入出力振動部１１０が構成される。第２の下部電極１０６と、第２の上部電極１０７と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第２の入出力振動部１１１が構成される。第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１によって、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタの振動部を形成する。なお、「上部」や「下部」は、説明を容易にするための用語であって絶対的な位置関係を限定するものではない。第１の絶縁体１０８は、第１の入出力振動部１１０の下に形成されている。第２の絶縁体１０９は、第２の入出力振動部１１１の上に形成されている。第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１は、基板１０１上に載置されている。基板１０１内には、振動を閉じ込めるための空洞部１０２が形成されている。
【００２３】
上記構造により、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１は、同一振動領域内に存在することとなり、機械的には分離されず、理想的には水平方向に両端が節となる複数の高次モードを備える。ここで、複数の高次モードのいくつかの振動モードを利用することで、フィルタ特性が得られる。空洞部１０２は、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１の振動を共通に確保することによって、これらの振動を結合するための共通振動結合部であると言える。
【００２４】
この多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００の構造には、以下の４つの特徴が存在する。
１．第１の入出力振動部１１０と第２の入出力振動部１１１とが、隙間なく隣接して形成される。
２．第１の下部電極１０４と第２の下部電極１０６とが、電気的に絶縁されている。
３．第１の上部電極１０５と第２の上部電極１０７とが、電気的に絶縁されている。
４．第１の入出力振動部１１０の厚み方向の共振周波数と、第２の入出力振動部１１１の厚み方向の共振周波数とが、略等しい。
【００２５】
上記の特徴１〜３を実現するための条件は、まず、第１の絶縁体１０８の厚みを第２の下部電極１０６の厚みより大きくすることである。ここで、一般的な製造工程では、圧電薄膜１０３の堆積量は時間で管理されるため、第１の下部電極１０４の上に堆積される圧電薄膜１０３の厚みと第２の下部電極１０６の上に堆積される圧電薄膜１０３の厚みとは、等しくなる。よって、通常、第２の下部電極１０６の上面と第１の下部電極１０４の上面との段差分が、圧電薄膜１０３の表面段差として現れる。次に、第２の上部電極１０７の厚みを、この圧電薄膜１０３の表面段差よりも小さくすることである。そして、上記の特徴４を実現するために、第２の絶縁体１０９の厚みが調整される。例えば、第２の絶縁体１０９の上表面の高さ位置を、第１の入出力振動部１１０（第１の上部電極１０５）の上表面の高さ位置と略等しくさせる。
【００２６】
次に、第１の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００における動作を説明する。図２は、第１の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００の振動モード分布を示す図である。図３は、第１の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００を表す回路記号である。
【００２７】
図２の例では、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１の各々一方の端面部分が固定端となり、両方の固定端を節とした高次モードが発生する。発生する高次モードの内、効率よく結合しかつフィルタ特性を得ることができるモードは、１次モード及び２次モードである。振動モード分布の積分値は、圧電薄膜１０３内で発生する電荷量と等しい。従って、第１の入出力振動部１１０と第２の入出力振動部１１１とを隙間なく隣接させる構造にすることによって、両方の振動部の間に電荷を損失させる無電極部分が存在しなくなり、効率よく発生電荷を利用することができる。
【００２８】
さらに、第１の入出力振動部１１０の厚み方向の共振周波数と第２の入出力振動部１１１の共振周波数とを略等しく構成することにより、励振された横方向の振動波を一方の振動部に閉じ込めることなく他方の振動部へ損失なしで伝搬することができる。従って、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１において、より効率的に振動を励振することが可能となる。これにより、結合度を改善し、低損失かつ広帯域な特性を実現することができる。
【００２９】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００によれば、第１の入出力振動部１１０と第２の入出力振動部１１１とを、上記１〜４の構造的特徴に従って形成して、２つの振動モードを効果的に結合させる。これにより、発生電荷を効率良く利用することができ、低損失かつ広帯域な特性を実現することができる。
【００３０】
また、第１の実施形態の変形例として、例えば図４に示す多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ２００が考えられる。この多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ２００は、第１の入出力振動部１１０と第２の入出力振動部１１１とにまたがる第１の絶縁体２０８及び第２の絶縁体２０９を有する構造である。第１の絶縁体２０８は、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１の下面に新たに挿入される一定の厚みの絶縁体と上記第１の絶縁体１０８とを一体構成したものである。第２の絶縁体２０９は、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１の上面に新たに積層される一定の厚みの絶縁体と上記第２の絶縁体１０９とを一体構成したものである。この第２の絶縁体２０９は、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１の共振周波数を略等しくする質量を有していればよい。もちろん、第１の絶縁体１０８と第２の絶縁体２０９との組み合わせや、第１の絶縁体２０８と第２の絶縁体１０９との組み合わせも、可能である。
【００３１】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、４つの電極１０４〜１０７をそれぞれ絶縁する必要がある回路（図３）に適した多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを説明した。しかし、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタとして、図５や図８に示すように２つの電極が接地された回路もよく用いられる。このような回路では、接地された２つの電極を絶縁する必要がない、すなわち上述した特徴２や特徴３を考慮する必要がない。
そこで、第２の実施形態では、図５に示す回路に適した多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを説明する。
【００３２】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ３００の断面図である。図６において、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ３００は、基板１０１と、空洞部１０２と、圧電薄膜１０３と、下部電極３０４と、第１の上部電極１０５と、第２の上部電極１０７と、絶縁体１０９とを備える。図６でわかるように、この第２の実施形態は、第１の実施形態に対して下部電極３０４の構造が異なる。なお、第１の実施形態に係る構成と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３３】
下部電極３０４の一部と、第１の上部電極１０５と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第１の入出力振動部１１０が構成される。下部電極３０４の一部と、第２の上部電極１０７と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第２の入出力振動部１１１が構成される。下部電極３０４は、第１の入出力振動部１１０を構成する部分と第２の入出力振動部１１１を構成する部分とで、厚みが異なる。すなわち、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ３００は、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００において、第１の絶縁体１０８を電極材料にして第１及び第２の下部電極１０４及び１０６と一体形成した構造である。
【００３４】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ３００によれば、第１の入出力振動部１１０と第２の入出力振動部１１１とを、上記１、３及び４の構造的特徴に従って形成して、２つの振動モードを効果的に結合させる。これにより、発生電荷を効率良く利用することができ、低損失かつ広帯域な特性を実現することができる。
【００３５】
また、第２の実施形態の変形例として、例えば図７に示す多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ４００が考えられる。この多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ４００は、第１の入出力振動部１１０と第２の入出力振動部１１１とにまたがる絶縁体２０９を有する構造である。絶縁体２０９は、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１の上面に新たに積層される一定の厚みの絶縁体と上記絶縁体１０９とを一体構成したものである。この絶縁体２０９は、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１の共振周波数を略等しくする質量を有していればよい。
【００３６】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態では、図８に示す回路に適した多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを説明する。
図９は、本発明の第３の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ５００の断面図である。図９において、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ５００は、基板１０１と、空洞部１０２と、圧電薄膜１０３と、第１の下部電極１０４と、第２の下部電極１０６と、上部電極５０５と、絶縁体１０８とを備える。図９でわかるように、この第３の実施形態は、第１の実施形態に対して上部電極５０５の構造が異なる。なお、第１の実施形態に係る構成と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。図６において、
【００３７】
第１の下部電極１０４の一部と、上部電極５０５の一部と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第１の入出力振動部１１０が構成される。第２の下部電極１０６の一部と、上部電極５０５の一部と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第２の入出力振動部１１１が構成される。上部電極５０５は、第１の入出力振動部１１０を構成する部分と第２の入出力振動部１１１を構成する部分とで、厚みが異なる。すなわち、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ５００は、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００において、第２の絶縁体１０９を電極材料にして第１及び第２の上部電極１０４及び１０６と一体形成した構造である。
【００３８】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ５００によれば、第１の入出力振動部１１０と第２の入出力振動部１１１とを、上記１、２及び４の構造的特徴に従って形成して、２つの振動モードを効果的に結合させる。これにより、発生電荷を効率良く利用することができ、低損失かつ広帯域な特性を実現することができる。
【００３９】
また、第３の実施形態の変形例として、例えば図１０に示す多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ６００が考えられる。この多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ６００は、第１の入出力振動部１１０と第２の入出力振動部１１１とにまたがる絶縁体６０８を有する構造である。絶縁体６０８は、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１の下面に新たに挿入される一定の厚みの絶縁体と上記絶縁体１０８とを一体構成したものである。
【００４０】
（第４の実施形態）
この第４の実施形態では、上記第１の実施形態の他の変形例を説明する。
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ７００の断面図である。図１１において、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ７００は、基板１０１と、空洞部１０２と、圧電薄膜１０３と、第１の下部電極１０４と、第２の下部電極１０６と、第１の上部電極１０５と、第２の上部電極１０７と、第１の絶縁体７０８と、第２の絶縁体７０９とを備える。図１１でわかるように、この第４の実施形態は、第１の実施形態に対して第１の絶縁体７０８及び第２の絶縁体７０９の構造が異なる。なお、第１の実施形態に係る構成と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
第１の絶縁体７０８は、第１の下部電極１０４の上面位置から第２の下部電極１０６の下面位置までの形成される。この第１の絶縁体７０８、第１の下部電極１０４及び第２の下部電極１０６は、上記特徴２を満足するように設計される。また、第２の絶縁体７０９は、第１の上部電極１０５の上面位置から第２の上部電極１０７の下面位置まで形成されている。この第２の絶縁体７０９、第１の上部電極１０５及び第２の上部電極１０７は、上記特徴３を満足するように設計される。
【００４２】
以上のように、本発明の第４の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ７００によれば、第１の入出力振動部１１０と第２の入出力振動部１１１とを、上記１〜４の構造的特徴に従って形成して、２つの振動モードを効果的に結合させる。これにより、発生電荷を効率良く利用することができ、低損失かつ広帯域な特性を実現することができる。
【００４３】
また、第４の実施形態の変形例として、例えば図１２に示す多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ８００が考えられる。この多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ８００は、第１の入出力振動部１１０と第２の入出力振動部１１１とにまたがる第１の絶縁体８０８及び第２の絶縁体８０９を有する構造である。第１の絶縁体８０８は、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１の下面に新たに挿入される一定の厚みの絶縁体と上記第１の絶縁体７０８とを一体構成したものである。第２の絶縁体８０９は、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１の上面に新たに積層される一定の厚みの絶縁体と上記第２の絶縁体７０９とを一体構成したものである。この第２の絶縁体８０９は、第１及び第２の入出力振動部１１０及び１１１の共振周波数を略等しくする質量を有していればよい。もちろん、第１の絶縁体７０８と第２の絶縁体８０９との組み合わせや、第１の絶縁体８０８と第２の絶縁体７０９との組み合わせも、可能である。
【００４４】
なお、上記第１〜第４の実施形態で説明した多重モード薄膜弾性波共振器フィルタにおいて、空洞部１０２の代わりに、低音響インピーダンス層と高音響インピーダンス層とが交互に配置された音響ミラー層を用いても、同様の効果が得られる。また、第１の入出力振動部１１０又は第２の入出力振動部１１１のうち、少なくとも一方において、下部電極１０４又は１０６と上部電極１０５又は１０７とを平衡入出力端子電極とすることで、平衡型多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを実現することができる。
【００４５】
（第５の実施形態）
上記第１〜第４の実施形態では、入出力振動部を２つ有する多重モード薄膜弾性波共振器フィルタの例を説明した。しかし、本発明では、３つ以上の入出力振動部を有する多重モード薄膜弾性波共振器フィルタも容易に構成可能である。
以下、第５〜第８の実施形態では、入出力振動部を３つ有する場合を説明する。
【００４６】
図１３は、本発明の第５の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ９００の断面図である。図１０において、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ９００は、基板１０１と、空洞部１０２と、圧電薄膜１０３と、第１の下部電極９０４と、第１の上部電極９０５と、第２の下部電極９０６と、第２の上部電極９０７と、第３の下部電極９０８と、第３の上部電極９０９と、第１の絶縁体９１０と、第２の絶縁体９１１と、第３の絶縁体９１２とを備える。
【００４７】
第１〜第３の下部電極９０４、９０６及び９０８と、第１〜第３の上部電極９０５、９０７及び９０９とは、例えばモリブデンで形成される。圧電薄膜１０３は、例えば窒化アルミニウム等の圧電材料で形成される。第１〜第３の絶縁体９１０〜９１２は、例えば二酸化珪素で形成される。
【００４８】
まず、第５の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ９００の構造の詳細を説明する。
第１の下部電極９０４と、第１の上部電極９０５と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第１の入出力振動部９１３が構成される。第２の下部電極９０６と、第２の上部電極９０７と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第２の入出力振動部９１４が構成される。第３の下部電極９０８と、第３の上部電極９０９と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第３の入出力振動部９１５が構成される。第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５によって、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタの振動部を形成する。第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５は、基板１０１上に載置されている。基板１０１内には、振動を閉じ込めるための空洞部１０２が形成されている。
【００４９】
上記構造により、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５は、同一振動領域内に存在することとなり、機械的には分離されず、理想的には水平方向に両端が節となる複数の高次モードを備える。ここで、複数の高次モードのいくつかの振動モードを利用することで、フィルタ特性が得られる。空洞部１０２は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の振動を共通に確保することによって、これらの振動を結合するための共通振動結合部であると言える。
【００５０】
この多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ９００の構造には、以下の４つの特徴が存在する。
１．第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５が、順に隙間なく隣接して形成される。
２．第１〜第３の下部電極９０４、９０６及び９０８が、相互に電気的に絶縁されている。
３．第１〜第３の上部電極９０５、９０７及び９０９が、相互に電気的に絶縁されている。
４．第１の入出力振動部９１３の厚み方向の共振周波数と、第２の入出力振動部９１４の厚み方向の共振周波数と、第３の入出力振動部９１５の厚み方向の共振周波数が、略等しい。
【００５１】
上記の特徴１〜３を実現するための条件は、まず、第１の絶縁体１０８の厚みを第２及び第３の下部電極９０６及び９０８の厚みより大きくすることである。ここで、一般的な製造工程では、圧電薄膜１０３の堆積量は時間で管理されるため、第１の下部電極９０４の上に堆積される圧電薄膜１０３の厚みと、第２及び第３の下部電極９０６及び９０８の上に堆積される圧電薄膜１０３の厚みとは、等しくなる。よって、通常、第２及び第３の下部電極９０６及び９０８の上面と第１の下部電極９０４の上面との段差分が、圧電薄膜１０３の表面段差として現れる。次に、第２及び第３の上部電極９０７及び９０９の厚みを、この圧電薄膜１０３の表面段差よりも小さくすることである。そして、上記の特徴４を実現するために、第２及び第３の絶縁体９１１及び９１２の厚みが調整される。例えば、第２及び第３の絶縁体９１１及び９１２の上表面の高さ位置を、第１の入出力振動部９１０（第１の上部電極９０５）の上表面の高さ位置と略等しくさせる。
【００５２】
次に、第５の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ９００における動作を説明する。図１４は、第５の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ９００の振動モード分布を示す図である。
【００５３】
図１４の例では、第２及び第３の入出力振動部９１４及び９１５の各々一方の端面部分が固定端となり、両方の固定端を節とした高次モードが発生する。発生する高次モードの内、効率よく結合しかつフィルタ特性を得ることができるモードは、１次モード及び３次モードである。振動モード分布の積分値は、圧電薄膜１０３内で発生する電荷量と等しい。従って、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５をそれぞれ隙間なく隣接させる構造にすることによって、それぞれの振動部の間に電荷を損失させる無電極部分が存在しなくなり、効率よく発生電荷を利用することができる。
【００５４】
さらに、第１の入出力振動部９１３の厚み方向の共振周波数、第２の入出力振動部９１４の共振周波数と、第３の入出力振動部９１５の厚み方向の共振周波数とを、略等しく構成することにより、励振された横方向の振動波を一部の振動部に閉じ込めることなく他の振動部へ損失なしで伝搬することができる。従って、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５において、より効率的に振動を励振することが可能となる。これにより、結合度を改善し、低損失かつ広帯域な特性を実現することができる。
【００５５】
以上のように、本発明の第５の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ９００によれば、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５とを、上記１〜４の構造的特徴に従って形成して、２つの振動モードを効果的に結合させる。これにより、発生電荷を効率良く利用することができ、低損失かつ広帯域な特性を実現することができる。
【００５６】
また、第５の実施形態の変形例として、例えば図１５に示す多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１０００が考えられる。この多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１０００は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５にまたがる第１の絶縁体１０１０及び第２の絶縁体１０１１を有する構造である。第１の絶縁体１０１０は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の下面に新たに挿入される一定の厚みの絶縁体と上記第１の絶縁体９１０とを一体構成したものである。第２の絶縁体１０１１は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の上面に新たに積層される一定の厚みの絶縁体と上記第２及び第３の絶縁体９１１及び９１２とを一体構成したものである。この第２の絶縁体１０１１は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の共振周波数を略等しくする質量を有していればよい。
【００５７】
（第６の実施形態）
図１６は、本発明の第６の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１１００の断面図である。図１６において、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１１００は、基板１０１と、空洞部１０２と、圧電薄膜１０３と、第１の下部電極９０４と、第２の下部電極９０６と、第３の下部電極９０８と、第１の上部電極９０５と、第２の上部電極９０７と、第３の上部電極９０９と、第１の絶縁体１１１０と、第２の絶縁体１１１１とを備える。図１６でわかるように、この第６の実施形態は、第５の実施形態に対して第１及び第２の絶縁体１１１０及び１１１１の構造が異なる。なお、図１６において、第５の実施形態と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００５８】
第１の下部電極９０４と、第１の上部電極９０５と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第１の入出力振動部９１３が構成される。第２の下部電極９０６と、第２の上部電極９０７と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第２の入出力振動部９１４が構成される。第３の下部電極９０８と、第３の上部電極９０９と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第３の入出力振動部９１５が構成される。第１の絶縁体１１１０は、第１の下部電極９０４及び第２の下部電極９０６の下面のみにステップ状に形成される。各ステップの厚みは、上記特徴２を満足するように設計される。また、第２の絶縁体１１１１は、第１の上部電極９０５及び第３の下部電極９０９の上面のみにステップ状に形成される。各ステップの厚みは、上記特徴３を満足するように設計される。
【００５９】
以上のように、本発明の第６の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１１００によれば、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５とを、上記１〜４の構造的特徴に従って形成して、２つの振動モードを効果的に結合させる。これにより、発生電荷を効率良く利用することができ、低損失かつ広帯域な特性を実現することができる。
【００６０】
また、第６の実施形態の変形例として、例えば図１７に示す多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１２００が考えられる。この多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１２００は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５にまたがる第１の絶縁体１２１０及び第２の絶縁体１２１１を有する構造である。第１の絶縁体１２１０は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の下面に新たに挿入される一定の厚みの絶縁体と上記第１の絶縁体１１１０とを一体構成したものである。第２の絶縁体１２１１は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の上面に新たに積層される一定の厚みの絶縁体と上記第２の絶縁体１１１１とを一体構成したものである。この第２の絶縁体１２１１は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の共振周波数を略等しくする質量を有していればよい。
【００６１】
（第７の実施形態）
図１８は、本発明の第７の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１３００の断面図である。図１８において、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１３００は、基板１０１と、空洞部１０２と、圧電薄膜１０３と、第１の下部電極９０４と、第２の下部電極９０６と、第３の下部電極９０８と、第１の上部電極９０５と、第２の上部電極９０７と、第３の上部電極９０９と、第１の絶縁体１３１０と、第２の絶縁体１３１１とを備える。図１８でわかるように、この第７の実施形態は、第５の実施形態に対して第１及び第２の絶縁体１３１０及び１３１１の構造が異なる。なお、図１８において、第５の実施形態と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００６２】
第１の下部電極９０４と、第１の上部電極９０５と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第１の入出力振動部９１３が構成される。第２の下部電極９０６と、第２の上部電極９０７と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第２の入出力振動部９１４が構成される。第３の下部電極９０８と、第３の上部電極９０９と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第３の入出力振動部９１５が構成される。第１の絶縁体１３１０は、第１の下部電極９０４の下面のみに形成される。形成される厚みは、上記特徴２を満足するように設計される。また、第２の絶縁体１３１１は、第１の上部電極９０５の上面のみに形成される。形成される厚みは、上記特徴３を満足するように設計される。
【００６３】
以上のように、本発明の第７の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１３００によれば、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５とを、上記１〜４の構造的特徴に従って形成して、２つの振動モードを効果的に結合させる。これにより、発生電荷を効率良く利用することができ、低損失かつ広帯域な特性を実現することができる。
【００６４】
また、第７の実施形態の変形例として、例えば図１９に示す多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１４００が考えられる。この多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１４００は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５にまたがる第１の絶縁体１４１０及び第２の絶縁体１４１１を有する構造である。第１の絶縁体１４１０は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の下面に新たに挿入される一定の厚みの絶縁体と上記第１の絶縁体１３１０とを一体構成したものである。第２の絶縁体１４１１は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の上面に新たに積層される一定の厚みの絶縁体と上記第２の絶縁体１３１１とを一体構成したものである。この第２の絶縁体１４１１は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の共振周波数を略等しくする質量を有していればよい。
【００６５】
（第８の実施形態）
図２０は、本発明の第８の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１５００の断面図である。図２０において、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１５００は、基板１０１と、空洞部１０２と、圧電薄膜１０３と、第１の下部電極９０４と、第２の下部電極９０６と、第３の下部電極９０８と、第１の上部電極９０５と、第２の上部電極９０７と、第３の上部電極９０９と、第１の絶縁体１５１０と、第２の絶縁体１５１１と、第３の絶縁体１５１２と、第４の絶縁体１５１３とを備える。図２０でわかるように、この第８の実施形態は、第５の実施形態に対して第１〜第４の絶縁体１５１０〜１５１３の構造が異なる。なお、図２０において、第５の実施形態と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００６６】
第１の下部電極９０４と、第１の上部電極９０５と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第１の入出力振動部９１３が構成される。第２の下部電極９０６と、第２の上部電極９０７と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第２の入出力振動部９１４が構成される。第３の下部電極９０８と、第３の上部電極９０９と、両方の電極に挟まれた圧電薄膜１０３の一部とによって、第３の入出力振動部９１５が構成される。第１の絶縁体１５１０は、第２の下部電極９０６の下面のみに形成される。第３の絶縁体１５１２は、第３の下部電極９０８の下面のみに形成される。これらの形成厚みは、上記特徴２を満足するように設計される。また、第２の絶縁体１５１１は、第２の上部電極９０７の上面のみに形成される。第４の絶縁体１５１３は、第３の上部電極９０９の上面のみに形成される。これらの形成厚みは、上記特徴３を満足するように設計される。
【００６７】
以上のように、本発明の第８の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１５００によれば、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５とを、上記１〜４の構造的特徴に従って形成して、２つの振動モードを効果的に結合させる。これにより、発生電荷を効率良く利用することができ、低損失かつ広帯域な特性を実現することができる。
【００６８】
また、第８の実施形態の変形例として、例えば図２１に示す多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１６００が考えられる。この多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１６００は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５にまたがる第１の絶縁体１６１０及び第２の絶縁体１６１１を有する構造である。第１の絶縁体１６１０は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の下面に新たに挿入される一定の厚みの絶縁体と上記第１及び第３の絶縁体１５１０及び１５１２とを一体構成したものである。第２の絶縁体１６１１は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の上面に新たに積層される一定の厚みの絶縁体と上記第２及び第４の絶縁体１５１１及び１５１３とを一体構成したものである。この第２の絶縁体１６１１は、第１〜第３の入出力振動部９１３〜９１５の共振周波数を略等しくする質量を有していればよい。
【００６９】
なお、第５〜第８の実施形態で説明した多重モード薄膜弾性波共振器フィルタにおいて、空洞部１０２の代わりに、低音響インピーダンス層と高音響インピーダンス層とが交互に配置された音響ミラー層を用いても、同様の効果が得られる。図２２に、第１の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００に音響ミラー層を用いた構造の一例を示す。
また、第５〜第８の実施形態で説明した多重モード薄膜弾性波共振器フィルタの第２の下部電極９０６と第３の上部電極９０９とを、又は第２の上部電極９０７と第３の下部電極９０８とを平衡入出力端子電極とすることで、平衡型多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを実現することができる。
【００７０】
また、第５〜第８の実施形態で説明した多重モード薄膜弾性波共振器フィルタは、上面が同心円状の構造が考えられる。具体的には、内側に柱状の圧電共振器を形成し、外側にドーナツ柱状の圧電共振器を形成すれば、同心円状の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタが構成される。
さらに、第５〜第８の実施形態で説明した多重モード薄膜弾性波共振器フィルタに、上記第２〜第４の実施形態で説明した構造をそれぞれ採用することも可能である。
【００７１】
（第９の実施形態）
第９の実施形態では、本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタの応用例について説明する。
図２３は、本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを用いたラダー型フィルタ１７００の回路図である。図２３において、ラダー型フィルタ１７００は、直列に接続された複数の薄膜弾性波共振器１７０１と、複数の薄膜弾性波共振器１７０１に並列に接続された複数の薄膜弾性波共振器１７０２と、出力箇所に接続された本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１７０３とを備える。薄膜弾性波共振器１７０１及び１７０２は、ラダー型に接続されているのであれば、図２３に示す数に限定されない。また、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１７０３が接続される箇所も、図２３の例に限定されない。
【００７２】
このように、薄膜弾性波共振器から構成されるラダー型フィルタに本発明の多重モード薄膜弾性波共振器を接続することによって、低損失かつ広帯域な特性のフィルタを構成することができる。
【００７３】
図２４は、本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを用いた通信機器１８００の構成を示すブロック図である。図２４において、通信機器１８００は、送信回路１８０５と、受信回路１８０６と、本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１８０１及び１８０２と、スイッチ回路１８０３と、アンテナ１８０４とを備える。多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１８０１は、送信回路１８０５とスイッチ回路１８０３との間に接続されており、送信周波数帯を通過する特性を有する。多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１８０２は、受信回路１８０６とスイッチ回路１８０３との間に接続されており、受信周波数帯を通過する特性を有する。スイッチ回路１８０３は、送信回路１８０５からの信号をアンテナ１８０４側に伝搬するか、アンテナ１８０４からの信号を受信回路１８０６側に伝搬するかを切り換える。
【００７４】
このように、本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを通信機器に用いることによって、低損失かつ広帯域な特性を有する通信機器を構成することができる。
【００７５】
図２５は、本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを用いた共用器１９００の構成を示すブロック図である。共用器１９００は、送信回路側に接続された本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１９０１と、受信回路側に接続された本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１９０２と、アイソレーション移相器１９０３とを備える。本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１９０１及び１９０２は、例えば図６及び図７に示す多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ３００及び４００である。
【００７６】
図２５に示す構成により、多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１９０１は、送信周波数帯の信号のみを通過させる。多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１９０２は、受信周波数帯の信号のみを通過させる。これによって、アンテナ１９０４から、受信回路に送信信号が回り込むことなく、送信信号が放射されると共に、アンテナ１９０４からの受信信号が送信回路に回り込むことなく、受信回路に伝搬されることとなる。よって、低損失かつ広帯域な共用器を構成することができる。
【００７７】
その他、フィルタ特性を必要とする機器であれば、本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタは、利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係る複数モードを利用した薄膜弾性波共振器フィルタ、並びにそれを備える共用器、及び通信機器は、低損失かつ広帯域を実現することができ、無線機器等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００の断面図
【図２】多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１００の振動モード分布を示す図
【図３】多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを表す回路記号
【図４】第１の実施形態の変形例である多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ２００の断面図
【図５】多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを表す他の回路記号
【図６】本発明の第２の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ３００の断面図
【図７】第２の実施形態の変形例である多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ４００の断面図
【図８】多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを表す他の回路記号
【図９】本発明の第３の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ５００の断面図
【図１０】第３の実施形態の変形例である多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ６００の断面図
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ７００の断面図
【図１２】第４の実施形態の変形例である多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ８００の断面図
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ９００の断面図
【図１４】多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ９００の振動モード分布を示す図
【図１５】第５の実施形態の変形例である多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１０００の断面図
【図１６】本発明の第６の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１１００の断面図
【図１７】第６の実施形態の変形例である多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１２００の断面図
【図１８】本発明の第７の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１３００の断面図
【図１９】第７の実施形態の変形例の多重モード薄膜弾性波共振器１４００の断面図
【図２０】本発明の第８の実施形態に係る多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ１５００の断面図
【図２１】第８の実施形態の変形例の多重モード薄膜弾性波共振器１６００の断面図
【図２２】ミラー音響層を用いた本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタの断面図
【図２３】本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを用いたラダー型フィルタ１７００の回路図
【図２４】本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを用いた通信機器１８００の構成を示すブロック図
【図２５】本発明の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタを用いた共用器１９００の構成を示すブロック図
【図２６】従来のＭＣＦの構成を示す図
【図２７】従来のＭＣＦの別の構成を示す図
【図２８】従来の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ７０の断面図及び理想的な振動モード分布を示す図
【図２９】従来の他の多重モード薄膜弾性波共振器フィルタの断面図及び理想的な振動モード分布を示す図
【符号の説明】
【００８０】
１００〜１５００、１７０３、１８０１、１８０２、１９０１、１９０２  多重モード薄膜弾性波共振器フィルタ
１０１  基板
１０２  空洞部
１０３  圧電薄膜
１０４〜１０７、３０４、５０５、９０４〜９０９  電極
１０８〜１０９、２０８〜２０９、６０８、７０８〜７０９、８０８〜８０９、９１０〜９１２、１０１０〜１０１１、１２１０〜１２１１、１３１０〜１３１１、１４１０〜１４１１、１５１０〜１５１３、１６１０〜１６１１  絶縁体
１１０〜１１１、９１３〜９１５  入出力振動部
１７００  ラダー型フィルタ
１７０１、１７０２  薄膜弾性波共振器
１８００  通信機器
１８０３  スイッチ回路
１８０４、１９０４  アンテナ
１８０５  送信回路
１８０６  受信回路
１９００  共用器
１９０３  アイソレーション移相器
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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