(57)【要約】【課題】良好なアイソレーション特性を確保しつつ小型化を実現することができるフィルタ装置、フィルタ装置の製造方法及びデュプレクサを提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る送受信フィルタ（フィルタ装置）１０１は、送信側フィルタ１０１Ｔと、受信側フィルタ１０１Ｒと、支持基板１０１ｓとを具備する。送信側フィルタ１０１Ｔは、ＢＡＷデバイス（ＦＢＡＲ、ＳＭＲ）で構成された第１の共振器ＥＲ１１を含む。受信側フィルタは、Lamb波デバイスで構成された第２の共振器ＥＲ１２を含む。支持基板１０１ｓは、送信側フィルタ１０１Ｔと受信側フィルタ１０１Ｒとを共通に支持する。送信側フィルタ１０１Ｔ及び受信側フィルタ１０１Ｒは、相互に異なる振動モードで共振する弾性波共振器で構成されているため、両フィルタ間における振動の干渉を防止しつつ、支持基板１０１ｓの小型化を実現することができる。【選択図】図４
2013223025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の振動モードで共振するように構成された第１の弾性波共振器を含む第１のフィルタと、
前記第１の振動モードとは異なる第２の振動モードで共振するように構成された第２の弾性波共振器を含む第２のフィルタと、
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとを共通に支持する支持基板と
を具備するフィルタ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタ装置であって、
前記第１の弾性波共振器は、バルク波型共振器であり、
前記第２の弾性波共振器は、ラム波型共振器及び弾性表面波型共振器のいずれかである
フィルタ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のフィルタ装置であって、
前記バルク波型共振器は、圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）である
フィルタ装置。
【請求項４】
請求項２に記載のフィルタ装置であって、
前記バルク波型共振器は、音響多層膜共振器（ＳＭＲ）である
フィルタ装置。
【請求項５】
第１の領域と、前記第１の領域と同一の平面上に形成された第２の領域とを有する支持基板と、
前記第１の領域内に形成され、第１の振動モードで共振するように構成された第１の弾性波共振器を含む第１のフィルタと、
前記第２の領域内に形成され、前記第１の振動モードとは異なる第２の振動モードで共振するように構成された第２の弾性波共振器を含む第２のフィルタと
を具備するフィルタ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のフィルタ装置であって、
前記第１の弾性波共振器は、
前記第１の領域内に形成された第１の電極層と、前記第１の電極層の上に形成された第１の圧電層と、前記第１の圧電層の上に形成された第２の電極層とを有し、
前記第２の弾性波共振器は、
前記第２の領域内に形成された第２の圧電層と、前記第２の圧電層の上に形成された櫛型電極層とを有する
フィルタ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のフィルタ装置であって、
前記第１の弾性波共振器は、前記第１の領域内に形成され前記第１の電極層と対向する第１のキャビティ部をさらに有する
フィルタ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のフィルタ装置であって、
前記第１の弾性波共振器は、前記第１のキャビティ部に形成され前記第１の電極層を支持する音響多層膜をさらに有する
フィルタ装置。
【請求項９】
請求項６から請求項８のいずれか１つに記載のフィルタ装置であって、
前記第２の弾性波共振器は、前記第２の領域内に形成され前記第２の圧電層と対向する第２のキャビティ部をさらに有する
フィルタ装置。
【請求項１０】
請求項６から請求項９のいずれか１つに記載のフィルタ装置であって、
前記第１の圧電層と前記第２の圧電層とは、相互に同一の厚みで形成される
フィルタ装置。
【請求項１１】
請求項６から請求項１０のいずれか１つに記載のフィルタ装置であって、
前記支持基板は、シリコン基板である
フィルタ装置。
【請求項１２】
支持基板の第１の面に、所定形状にパターニングされた第１の電極層を形成し、
前記第１の電極層及び前記第１の面の上に圧電層を形成し、
前記圧電層のうち前記第１の電極層の上に形成された第１の圧電層部の上に、前記第１の電極層と対向する第２の電極層を形成し、
前記圧電層のうち前記第１の面の上に形成された第２の圧電層部の上に、櫛型形状の第３の電極層を形成し、
前記支持基板の前記第１の面と対向する第２の面に、前記第１の電極層と対向する第１のキャビティ部と、前記第２の圧電層部と対向する第２のキャビティ部とを形成する
フィルタ装置の製造方法。
【請求項１３】
圧電基板の第１の面に、所定形状にパターニングされた第１の電極層を形成し、
前記第１の面に、前記第１の電極層を挟んで支持基板を接合し、
前記圧電基板の前記第１の面と対向する第２の面に、前記圧電基板を挟んで前記第１の電極層と対向する第２の電極層と、前記圧電基板を挟んで前記支持基板と対向する櫛型形状の第３の電極層とを形成し、
前記支持基板に、前記第１の電極層と対向する第１のキャビティ部と、前記圧電基板を挟んで前記第３の電極層と対向する第２のキャビティ部とを形成する
フィルタ装置の製造方法。
【請求項１４】
第１の振動モードで共振するように構成された第１の弾性波共振器を含む送信用の第１のフィルタと、
前記第１の振動モードとは異なる第２の振動モードで共振するように構成された第２の弾性波共振器を含む受信用の第２のフィルタと、
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとを共通に支持する支持基板と
を具備するデュプレクサ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のデュプレクサであって、
前記支持基板が実装される回路基板をさらに具備し、
前記回路基板は、
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとを共通に接続するアンテナ端と、
前記アンテナ端と前記第２のフィルタとの間に設けられた移相器と、を有する
デュプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の移動通信機器に搭載されるフィルタ装置、フィルタ装置の製造方法及びデュプレクサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動通信機器においては、情報の伝送速度の高速化を目的として、デュプレクサの小型化と、送受信周波数の高周波数化、広帯域化が望まれている。ここでいうデュプレクサとは、周波数分割方式による通信システムにおいて、一つのアンテナで送受信を共有するために送受信の信号を分岐する働きをもつ素子であり、送信側と受信側とで異なる動作周波数を有する複数のフィルタで構成される。送信用フィルタ及び受信用フィルタには、典型的には、電気機械結合係数が大きく伝播損失が小さい表面弾性波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）フィルタが用いられている。
【０００３】
従来のデュプレクサは、送信用フィルタと受信用フィルタとが別々の基板上に作製されていたため、小型化や製造プロセスの簡便化が難しかった。そこで近年では、送信用フィルタと受信用フィルタとを同一の基板上に作製する手法が報告されている（例えば下記特許文献１参照）。
【０００４】
一方、同一基板上に搭載された送信側のＳＡＷフィルタと受信側のＳＡＷフィルタとはそれぞれ同じ振動モードの共振現象を利用しているため、相互間の振動が干渉し、アイソレーション特性が低下するという問題がある。この問題を解決するため、例えば、送受信フィルタ間に溝を形成する、送受信間フィルタ間のギャップを広くとる、あるいは、回路構成に工夫を施す、といった手法が提案されている（例えば下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３０８６８１号公報
【特許文献２】特開２００２−３３００５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、送受信フィルタ間に溝を形成する手法や送受信フィルタ間のギャップを広くとる手法は基板サイズの大型化を招くため、素子の小型化を実現することは困難となる。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、良好なアイソレーション特性を確保しつつ小型化を実現することができるフィルタ装置、フィルタ装置の製造方法及びデュプレクサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るフィルタ装置は、第１のフィルタと、第２のフィルタと、支持基板とを具備する。
上記第１のフィルタは、第１の振動モードで共振するように構成された第１の弾性波共振器を含む。
上記第２のフィルタは、上記第１の振動モードとは異なる第２の振動モードで共振するように構成された第２の弾性波共振器を含む。
上記支持基板は、上記第１のフィルタと上記第２のフィルタとを共通に支持する。
【０００９】
本発明の他の形態に係るフィルタ装置は、支持基板と、第１のフィルタと、第２のフィルタとを具備する。
上記支持基板は、第１の領域と、上記第１の領域と同一の平面上に形成された第２の領域とを有する。
上記第１のフィルタは、上記第１の領域内に形成され、第１の振動モードで共振するように構成された第１の弾性波共振器を含む。
上記第２のフィルタは、上記第２の領域内に形成され、上記第１の振動モードとは異なる第２の振動モードで共振するように構成された第２の弾性波共振器を含む。
【００１０】
本発明の一形態に係るフィルタ装置の製造方法は、支持基板の第１の面に、所定形状にパターニングされた第１の電極層を形成することを含む。
上記第１の電極層及び上記第１の面の上に、圧電層が形成される。
上記圧電層のうち上記第１の電極層の上に形成された第１の圧電層部の上に、上記第１の電極層と対向する第２の電極層が形成される。
上記圧電層のうち上記第１の面の上に形成された第２の圧電層部の上に、櫛型形状の第３の電極層が形成される。
上記支持基板の上記第１の面と対向する第２の面に、上記第１の電極層と対向する第１のキャビティ部と、上記第２の圧電層部と対向する第２のキャビティ部とが形成される。
【００１１】
本発明の他の形態に係るフィルタ装置の製造方法は、圧電基板の第１の面に、所定形状にパターニングされた第１の電極層を形成することを含む。
上記第１の面に、上記第１の電極層を挟んで支持基板が接合される。
上記圧電基板の上記第１の面と対向する第２の面に、上記圧電基板を挟んで上記第１の電極層と対向する第２の電極層と、上記圧電基板を挟んで上記支持基板と対向する櫛型形状の第３の電極層とが形成される。
上記支持基板に、上記第１の電極層と対向する第１のキャビティ部と、上記圧電基板を挟んで上記第３の電極層と対向する第２のキャビティ部とが形成される。
【００１２】
本発明の一形態に係るデュプレクサは、送信用の第１のフィルタと、受信用の第２のフィルタと、支持基板とを具備する。
上記第１のフィルタは、第１の振動モードで共振するように構成された第１の弾性波共振器を含む。
上記第２のフィルタは、上記第１の振動モードとは異なる第２の振動モードで共振するように構成された第２の弾性波共振器を含む。
上記支持基板は、上記第１のフィルタと上記第２のフィルタとを共通に支持する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るデュプレクサの構成を示すブロック図である。
【図２】ラダー型フィルタの一例を示す回路図である。
【図３】デュプレクサの周波数特性を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る送受信フィルタ（フィルタ装置）の構成を示す概略断面図である。
【図５】上記送受信フィルタの構成を示す概略平面図である。
【図６】上記送受信フィルタの製造方法を説明する主要な工程の概略断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る送受信フィルタ（フィルタ装置）の構成を示す概略断面図である。
【図８】図７に示す送受信フィルタの製造方法を説明する主要な工程の概略断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る送受信フィルタ（フィルタ装置）の構成を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る送受信フィルタ（フィルタ装置）の構成を示す概略断面図である。
【図１１】ラダー型フィルタの設計方法の説明図であり、直列腕共振器と並列腕共振器のインピーダンス特性を示すグラフである。図１１中、Bpは並列腕共振器のアドミッタンス（Yp= Gp+ jBp）の虚数部、Xsは直列腕共振器のインピーダンス（Zs= Rs+ jXs）の虚数部を表す。
【図１２】ワンチップ型ＳＡＷデュプレクサのアイソレーション特性の低下要因を説明する概念図である。
【図１３】本実施形態に係る送受信フィルタと比較例に係るＳＡＷフィルタとの大きさを比較した概略平面図であり、（Ａ）は比較例に係るＳＡＷフィルタを示し、（Ｂ）は本実施形態に係る送受信フィルタを示す。
【図１４】Lamb波共振器とＦＢＡＲとの違いを説明する模式図であり、（Ａ）は振動モード、（Ｂ）は電極構成、（Ｃ）は電位分布を示している。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る送受信フィルタ（フィルタ装置）の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係るフィルタ装置は、第１のフィルタと、第２のフィルタと、支持基板とを具備する。
上記第１のフィルタは、第１の振動モードで共振するように構成された第１の弾性波共振器を含む。
上記第２のフィルタは、上記第１の振動モードとは異なる第２の振動モードで共振するように構成された第２の弾性波共振器を含む。
上記支持基板は、上記第１のフィルタと上記第２のフィルタとを共通に支持する。
【００１５】
上記フィルタ装置によれば、第１のフィルタ及び第２のフィルタは、相互に異なる振動モードで共振する弾性波共振器で構成されているため、両フィルタ間における振動の干渉を防止して良好なアイソレーション特性を得ることができる。また上記フィルタ装置によれば、干渉防止のためのスペースを削減できるため、支持基板の小型化を実現することができる。
【００１６】
第１のフィルタ及び第２のフィルタは、典型的には、支持基板の同一平面上に形成されるが、各々のフィルタが支持基板の異なる平面上に形成されてもよい。
【００１７】
第１のフィルタを構成する第１の弾性波共振器と、第２のフィルタを構成する第２の弾性波共振器とは、相互に異なる振動モードで共振する弾性波共振器であれば特に限定されない。例えば、一方をバルク波共振器（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）で構成し、他方をラム（Lamb）波型共振器又は弾性表面波型共振器で構成することができる。あるいは、一方がラム波型共振器で構成され、他方が弾性表面波型共振器で構成されてもよい。
【００１８】
第１の弾性波共振器をバルク波型共振器、第２の弾性波共振器をラム波型共振器で構成することにより、アイソレーション特性を確保しつつ高周波領域にも十分に対応することが可能となる。
【００１９】
バルク波型共振器としては、圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ：Film Bulk Acoustic Resonator）のほか、音響多層膜共振器（ＳＭＲ：Solid Mounted Resonator）等も適用可能である。
【００２０】
本発明の他の実施形態に係るフィルタ装置は、支持基板と、第１のフィルタと、第２のフィルタとを具備する。
上記支持基板は、第１の領域と、上記第１の領域と同一の平面上に形成された第２の領域とを有する。
上記第１のフィルタは、上記第１の領域内に形成され、第１の振動モードで共振するように構成された第１の弾性波共振器を含む。
上記第２のフィルタは、上記第２の領域内に形成され、上記第１の振動モードとは異なる第２の振動モードで共振するように構成された第２の弾性波共振器を含む。
【００２１】
上記フィルタ装置によれば、第１のフィルタ及び第２のフィルタは、相互に異なる振動モードで共振する弾性波共振器で構成されているため、支持基板の同一平面上に形成されていても両フィルタ間における振動の干渉を効果的に防止することができるとともに、支持基板の小型化を実現することができる。
【００２２】
第１の領域及び第２の領域は、典型的には、支持基板の同一の平面上に相互に隣接して形成されるが、一方の領域内に他方の領域が形成されてもよい。
【００２３】
上記第１の弾性波共振器は、例えばバルク波型共振器で構成される。この場合、第１の弾性波共振器は、第１の領域内に形成された第１の電極層と、第１の電極層の上に形成された第１の圧電層と、第１の圧電層の上に形成された第２の電極層とを有する。
一方、上記第２の弾性波共振器は、例えばラム波型共振器又は弾性表面波共振器で構成される。この場合、第２の弾性波共振器は、第２の領域内に形成された第２の圧電基板と、第２の圧電層と、第２の圧電層の上に形成された櫛型電極層とを有する。
【００２４】
上記の構成例において、第１の弾性波共振器は、第１の領域内に形成され第１の電極層と対向する第１のキャビティ部をさらに有する。この場合、第１の弾性波共振器として、圧電薄膜共振器（ＦＢＡＲ）が構成される。また第１のキャビティ部には、第１の電極層を支持する音響多層膜が形成されてもよい。この場合、第１の弾性波共振器として、音響多層膜共振器（ＳＭＲ）が構成される。
【００２５】
一方、第２の弾性波共振器は、第２の領域内に形成され第２の圧電層と対向する第２のキャビティ部をさらに有してもよい。この場合、第２の弾性波共振器として、ラム波型共振器が構成される。
【００２６】
第１の圧電層と第２の圧電層とは、相互に同一の厚みで形成されてもよい。これにより第１の圧電層と第２の圧電層とを共通の圧電層で形成することが可能となり、製造プロセスを簡素化することが可能となる。
【００２７】
本発明の一実施形態に係るフィルタ装置の製造方法は、支持基板の第１の面に、所定形状にパターニングされた第１の電極層を形成することを含む。
上記第１の電極層及び上記第１の面の上に、圧電層が形成される。
上記圧電層のうち上記第１の電極層の上に形成された第１の圧電層部の上に、上記第１の電極層と対向する第２の電極層が形成される。
上記圧電層のうち上記第１の面の上に形成された第２の圧電層部の上に、櫛型形状の第３の電極層が形成される。
上記支持基板の上記第１の面と対向する第２の面に、上記第１の電極層と対向する第１のキャビティ部と、上記第２の圧電層部と対向する第２のキャビティ部とが形成される。
【００２８】
上記フィルタ装置の製造方法によれば、同一の支持基板上に、第１の圧電層を含むバルク波型共振器と、第２の圧電層を含むラム波型共振器あるいは弾性表面波型共振器とを作製することができる。これらの共振器は相互に異なる振動モードで共振するため、相互に振動の干渉が生じることはなく、両者の共振器を限りなく近づけて形成することができ、したがって基板サイズの小型化を実現することができる。
【００２９】
本発明の他の実施形態に係るフィルタ装置の製造方法は、圧電基板の第１の面に、所定形状にパターニングされた第１の電極層を形成することを含む。
上記第１の面に、上記第１の電極層を挟んで支持基板が接合される。
上記圧電基板の上記第１の面と対向する第２の面に、上記圧電基板を挟んで上記第１の電極層と対向する第２の電極層と、上記圧電基板を挟んで上記支持基板と対向する櫛型形状の第３の電極層とが形成される。
上記支持基板に、上記第１の電極層と対向する第１のキャビティ部と、上記圧電基板を挟んで上記第３の電極層と対向する第２のキャビティ部とが形成される。
【００３０】
上記のようなフィルタ装置の製造方法においても、同一の支持基板上に、第１の圧電層を含むバルク波型共振器と、第２の圧電層を含むラム波型共振器あるいは弾性表面波型共振器とを作製することができる。これにより２つの共振器間における振動の干渉を防止しつつ、基板サイズの小型化を実現することができる。
【００３１】
さらに、本発明の一実施形態に係るデュプレクサは、送信用の第１のフィルタと、受信用の第２のフィルタと、支持基板とを具備する。
上記第１のフィルタは、第１の振動モードで共振するように構成された第１の弾性波共振器を含む。
上記第２のフィルタは、上記第１の振動モードとは異なる第２の振動モードで共振するように構成された第２の弾性波共振器を含む。
上記支持基板は、上記第１のフィルタと上記第２のフィルタとを共通に支持する。
【００３２】
上記デュプレクサによれば、送信側のフィルタと受信側のフィルタとを相互に異なる振動モードで共振する弾性波共振器で構成することができる。これにより、送受信が異なる振動モードを利用して実現されるため、互いの振動の干渉を考慮することなく、超小型のワンチップデュプレクサを提供することができる。
【００３３】
上記デュプレクサは、上記支持基板が実装される回路基板をさらに具備してもよい。上記回路基板は、上記第１のフィルタと上記第２のフィルタとを共通に接続するアンテナ端と、上記アンテナ端と上記第２のフィルタとの間に設けられた移相器とを有する。
【００３４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００３５】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の一実施形態に係るデュプレクサの構成を示すブロック図である。まず、デュプレクサの構成について説明する。
【００３６】
［デュプレクサ］
本実施形態のデュプレクサ１０は、携帯電話などの移動通信機器に搭載された、送受信の信号を振り分けるデバイスである。デュプレクサ１０は、例えば、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）といった周波数分割方式（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）の通信システムに利用される。
【００３７】
デュプレクサ１０は、一つのアンテナを送受信兼用にするために、送受信の信号を振り分ける役割をもつ。そのために必要とされる性能は以下のとおりである。
【００３８】
（１）送信信号の受信帯域への漏洩、または受信信号の送信帯域への漏洩が少ないこと。
（２）送信フィルタのインピーダンスＺｔおよび受信フィルタのインピーダンスＺｒが下記の条件を満たすこと。
（インピーダンス条件）
送信（Ｔｘ）帯域：Ｚｔ＝Ｚ0≪Ｚｒ（Ｚ0＝５０Ω）
受信（Ｒｘ）帯域：Ｚｒ＝Ｚ0≪Ｚｔ
【００３９】
本実施形態のデュプレクサ１０は、基本的には、送受信フィルタ１０１（フィルタ装置）と、アンテナ端１０２と、移相器１０３と、送信ポート１０４と、受信ポート１０５とを有する。
【００４０】
送受信フィルタ１０１は、送信用フィルタ１０１Ｔと受信用フィルタ１０１Ｒとを有し、これらのフィルタはいずれも弾性波フィルタで構成されている。アンテナ端１０２は、機器のアンテナ１００と送受信フィルタ１０１との間を接続し、送信用フィルタ１０１Ｔと受信用フィルタ１０１Ｒとはアンテナ端１０２に共通に接続されている。
【００４１】
送信用フィルタ１０１Ｔ及び受信用フィルタ１０１Ｒは、所定のフィルタ回路を構成している。図２にラダー型フィルタの回路構成の一例を示す。ラダー型フィルタは、複数の共振器が電気的に直列・並列に接続されることで構成され、直列に接続された共振器（直列腕共振器）Ｒｓの共振周波数と並列に接続された共振器（並列腕共振器）Ｒｐの共振周波数とを概ね一致させることで所定のバンドパス特性が得られる。接続する共振器の段数や、直列腕共振器と並列腕共振器の静電容量の比等を最適化することにより、フィルタの損失や減衰特性が制御される。
【００４２】
典型的なラダー型フィルタの設計方法について図１１を参照して説明する。図１１は、直列腕共振器Ｒｓと並列腕共振器Ｒｐのインピーダンス特性を示すグラフである。
まず、直列腕共振器Ｒｓのインピーダンスの零点と並列腕共振器Ｒｐのインピーダンスの極点を一致させる（ωapとωrs）。規格を満足する減衰極の極周波数を決める（図１１参照）。次に、通過域の特性を満たすための共振器の構造を決める。例えばＳＡＷフィルタの場合、電極の交差長・対数等である。そしてフィルタのインピーダンスＺinが減衰域において無限大、通過域において５０Ωに成るように共振器を構成する。
【００４３】
移相器（あるいは分波器）１０３は、アンテナ端１０２と受信用フィルタ１０１Ｒとの間に設けられ、送信信号の受信用フィルタ１０１Ｒへの回り込みを阻止する機能を有する。同様の目的で、アンテナ端１０２と送信用フィルタ１０１Ｔとの間に移相器が設けられてもよい。なお移相器１０３は、必要に応じて省略されてもよい。
【００４４】
送信ポート１０４は、送信用フィルタ１０１Ｔと機器の送信端子（Ｔｘ端）との間を接続する。受信ポート１０５は、受信用フィルタ１０１Ｒと機器の受信端子（Ｒｘ端）との間を接続する。
【００４５】
デュプレクサ１０は、アンテナ１００を介して信号の送信、受信を同時に行うことが可能に構成されている。デュプレクサ１０の周波数特性を図３に概略的に示す。デュプレクサ１０は、２つの異なる通過帯域を持つフィルタで構成され、低周波数側が送信帯域、高周波数側が受信帯域とされる。
【００４６】
分波器としては、分波回路または分波線路が用いられる。分波線路を用いる場合、分波線路と受信用フィルタの入力インピーダンスを減衰器の全域にわたって高くするように線路長が設計される。設計方法を以下に示す。
【００４７】
デュプレクサにおいて受信用フィルタが送信用フィルタに影響を及ぼさない条件は、次のようにして求められる。
アンテナ端から見たＲｘルート（分波線路と受信用フィルタ）入力インピーダンスＺin（L）は、式(1)で与えられる。
Ｚin(L)＝（COSθ＋jSINθ/（Ｚin(Rx)）/ ((COSθ/ Ｚin(Rx)＋jSINθ)) …(1)
ここで、θ＝βＬ、β＝２π／λ、Ｌは線路長（Line Length）、Ｚin(Rx)は受信用フィルタの入力インピーダンスである。
分波線路の位相βをπ／２とすると、この分波線路はジャイレータになる。ジャイレータの場合、式(1)は式(2)となる。
Ｚin(L)＝１／（Ｚin(Rx)）    …(2)
即ち、Ｚin(Rx)＝０の場合、Ｚin(L)＝∞となり、Ｒｘルートの干渉はなくなる。実際はＺin(Rx)＝０とはならない。ここでＺin(Rx)が小さい場合、θ＝（π／２）＋Δθになったとすると、式(1)は式(3)となる。
Zin(L)=(-SIN(Δθ)+jCOS(Δθ)/(Zin(Rx))/((SIN(Δθ)/ (Zin(Rx) +jCOS(Δθ))) …(3)
式(3)において、受信用フィルタの入力インピーダンスＺin(Rx)＝０が小さい場合、送信用フィルタに影響を及ぼさない条件は次の式(4)で与えられる。
TAN（Δθ）＝−１／(Ｚin(Rx))  …(4)
即ち、Ｚin(Rx)＝０が小さい場合、分波線路の線路長をΔθだけ補正すれば、Ｚin(Rx)＝０の場合と同様に送信用フィルタに影響を及ぼさない。
【００４８】
本実施形態において、送受信フィルタ１０１は、送信用フィルタ１０１Ｔと受信用フィルタ１０１Ｒとが共通の支持基板１０１ｓ上に搭載された、１チップ部品で構成されている。そしてデュプレクサ１０は、送受信フィルタ１０１が搭載される回路基板１０ｓを有し、この回路基板１０ｓ上に、アンテナ端１０２と、移相器１０３と、送信ポート１０４と、受信ポート１０５と、これらを接続する配線パターンがそれぞれ形成されている。
【００４９】
なお移相器１０３は、送受信フィルタ１０１と同一の基板１０１ｓ上に形成されてもよい。また、アンテナ端１０２、送信ポート１０４及び受信ポート１０５の少なくとも１つが、送受信フィルタ１０１と同一の基板１０１ｓ上に形成されてもよい。さらにアンテナ端１０２、移相器１０３、送信ポート１０４及び受信ポート１０５のすべてが送受信フィルタ１０１と同一の基板１０１ｓ上に形成されていてもよく、この場合、１チップでデュプレクサ１０を構成することができる。
【００５０】
［送受信フィルタ］
次に、本実施形態の送受信フィルタ１０１（フィルタ装置）の構成について説明する。
【００５１】
本実施形態において送信用フィルタ１０１Ｔは、弾性波共振器としてバルク波型共振器（以下「ＢＡＷ共振器」ともいう。）を含み、受信用フィルタ１０１Ｒは、弾性波共振器として、ＢＡＷ共振器とは振動モードが異なるラム波型共振器（以下「Lamb波デバイス」ともいう。）あるいはＳＡＷ共振器（以下「ＳＡＷデバイス」ともいう。）を含む。
【００５２】
ＢＡＷ共振器は、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＰＺＴ等の圧電膜の上下を電極層となる金属膜でサンドイッチした多層膜構造を持ち、上下の電極層間に交流電圧を印加することで発生する圧電膜自体の縦方向の共振振動を利用した共振器である。このＢＡＷ共振器を複数個組み合わせることで、バンドパスフィルタの特性を実現できる。その組み合わせ方は、ＳＡＷ共振器を用いたフィルタにより実現されるラダー型フィルタ（図２）と同一の回路構成および設計方法で実現できる。
【００５３】
ＢＡＷ共振器の構造は、圧電膜の共振振動により励起されるバルク弾性波を圧電膜内に閉じ込める手法により、圧電薄膜共振器（以下「ＦＢＡＲ」ともいう。）と、音響多層膜共振器（以下「ＳＭＲ」ともいう。）とに大別される。
【００５４】
ＦＢＡＲは、共振器下部に空洞（キャビティ）を有し、共振器を自由に振動させる手法により弾性波を閉じ込める。図４において第１の共振器ＥＲ１１に描いた破線ｖ１は、弾性波の応力場（変位）であり、第１のキャビティＣ１が弾性波を閉じ込めている様子を表している。これに対してＳＭＲは、共振器の下部に音響多層膜を有し、弾性波を反射させる手法である。図９において第１の共振器ＥＲ３１に描いた破線ｖ２は、弾性波の応力場（変位）であり、音響多層膜３３６が弾性波を閉じ込めている様子を表している。
【００５５】
ＦＢＡＲ又はＳＭＲの共振周波数は、圧電薄膜の膜厚と音速でほぼ決まるため、圧電薄膜の膜厚で共振周波数を制御することができる。また微細電極を持たないことから、低損失・高耐電力が図れるという利点がある。
【００５６】
一方、弾性表面波（以下「ＳＡＷ」ともいう。）は、圧電結晶の表面を伝播する弾性波の一種である。圧電結晶の表面に周期的な櫛型電極（ＩＤＴ：Interdigital Transducer）に交流電圧を印加することで、ＳＡＷの伝播速度とＩＤＴの電極ピッチに対応した周波数のＳＡＷが逆圧電効果により励起される。電極ピッチの微細化によりＳＡＷデバイスの共振周波数の高周波化は理論上可能であるが、電極の加工技術の問題や耐電力の問題から、ＳＡＷデバイスは高周波用途には不向きである。
【００５７】
Lamb波は、弾性表面波（以下「ＳＡＷ」ともいう。）と同様に弾性波の一種であるが、圧電結晶の表面を伝播するＳＡＷとは異なり、圧電結晶の内部を伝播するもので、板波とも称される。Lamb波デバイスは、共振器の下部に空洞（キャビティ）を有し、圧電結晶の振動のための自由面を必要とする。Lamb波は、ＳＡＷデバイスと同様、表面に形成されたＩＤＴに交流電圧を印加することで励振される。共振周波数は、電極ピッチとLamb波の伝播速度で決まり、伝播速度は圧電基板の板厚により変化する。電極ピッチを微細化し、板厚を薄くすることで高周波化が可能である。ＳＡＷに比べてLamb波の伝播速度が速いため、高周波化しやすいという利点がある。
【００５８】
図４及び図５は、本実施形態の送受信フィルタ１０１の構成を示す概略断面図及び概略平面図である。なお各図において各要素の寸法比は実際のものとは異なり、ここでは誇張して示す。また各図における寸法関係は必ずしも一致してはいない。
【００５９】
送受信フィルタ１０１は、第１の共振器ＥＲ１１（第１の弾性波共振器）を含む送信用フィルタ１０１Ｔ（第１のフィルタ）と、第２の共振器ＥＲ１２（第２の弾性波共振器）を含む受信用フィルタ１０１Ｒ（第２のフィルタ）と、これら送信用フィルタ１０１Ｔと受信用フィルタ１０１Ｒとを共通に支持する支持基板１０１ｓとを有する。本実施形態において、第１の共振器ＥＲ１１はＦＢＡＲで構成され、第２の共振器ＥＲ１２は、Lamb波デバイスで構成される。
【００６０】
（支持基板）
支持基板１０１ｓは、Ｘ軸及びこれに直交するＹ軸方向に平行な主面を有する。Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ直交するＺ軸方向は、支持基板１０１ｓの厚み方向を示す。支持基板１０１ｓは、例えばシリコン基板で構成された基板本体１２０と、基板本体１２０の表面側（図４において上面側）に形成された絶縁膜１２１とを有する。
【００６１】
基板本体１２０に用いられるシリコン基板は、比較的安価であるとともに表面の平坦性や温度特性に優れる等の特長を有する。またシリコン基板上への薄膜形成プロセスも確立されており安定した生産性を実現することが可能である。さらにＦＢＡＲ（第１の共振器ＥＲ１１）及びLamb波デバイス（第２の共振器ＥＲ１２）はともに圧電薄膜を有し、その厚み振動または板波を利用している。圧電薄膜は、それ自体強度的な問題を有し、スパッタ膜の場合は膜応力の問題もあり、自立することが不可能である。
【００６２】
絶縁膜１２１は、例えばシリコン酸化膜で構成されるが、これ以外にもシリコン窒化膜等で構成されてもよい。絶縁膜１２１の厚みは特に限定されず、基板本体１２０と送信用フィルタ１０１Ｔ及び受信用フィルタ１０１Ｒとの電気的絶縁を確保できる厚み（例えば１００ｎｍ程度）で形成される。
【００６３】
支持基板１０１ｓは、第１の共振器ＥＲ１１が形成される第１の領域Ｒ１と、第２の共振器ＥＲ１２が形成される第２の領域Ｒ２とを有する。本実施形態において第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２は、支持基板１０１ｓの表面側に相互に隣接して設定されている。
【００６４】
（送信用フィルタ）
第１の共振器ＥＲ１１は、下部電極層１３１（第１の電極層）と、上部電極層１３２（第２の電極層）と、圧電層１３３（第１の圧電層）とを有する。下部電極層１３１、上部電極層１３２及び圧電層１３３はそれぞれ支持基板１０１ｓの第１の領域Ｒ１に相当する絶縁膜１２１上に形成されており、圧電層１３３は、下部電極層１３１と上部電極層１３２との間に配置されている。
【００６５】
下部電極層１３１及び上部電極層１３２の構成材料は特に限定されず、例えば、Ｒｕ（ルテニウム）やモリブデン（Ｍｏ）等の音響インピーダンスの高い金属材料で構成される。下部電極層１３１及び上部電極層１３２の厚みも特に限定されず、例えば、２００ｎｍ程度である。
【００６６】
圧電層１３３は、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）で構成されるが、勿論これに限られない。圧電層１３３の厚みも特に限定されず、目的とする送信周波数帯域に応じて適宜設定され、本実施形態では５００ｎｍ程度とされる。
【００６７】
第１の共振器ＥＲ１１は、第１のキャビティＣ１をさらに有する。第１のキャビティＣ１は、支持基板１０１ｓの第１の領域Ｒ１内に、下部電極層１３１と対向するように形成される。これにより圧電層１３３の両面に振動の自由端が形成され、下部電極層１３１と上部電極層１３２との間で弾性波を閉じ込めることで共振器を自由に振動させることが可能となる。
【００６８】
本実施形態において第１のキャビティＣ１は、支持基板１０１ｓを貫通する孔で構成されるが、これに限られず、支持基板１０１ｓの表面側に形成された有底の凹所で構成されてもよい。第１のキャビティＣ１は、支持基板１０１ｓの裏面側から下部電極層１３１が露出する深さで形成されてもよいし、絶縁膜１２１の少なくとも一部が残留していてもよい。
【００６９】
以上のように構成される第１の共振器ＥＲ１１においては、例えば下部電極層１３１に入力側端子が接続され、上部電極層１３２に出力側端子が接続される。送信用フィルタ１０１Ｔは、単一の共振器ＥＲ１１で構成されてもよいが、典型的には、図示せずとも、第１の領域Ｒ１上に複数の共振器ＥＲ１１が図２に示したように接続されたラダー型回路で構成される。
【００７０】
（受信用フィルタ）
第２の共振器ＥＲ１２は、圧電層１４３（第２の圧電層）と、櫛型電極層１４４とを有する。圧電層１４３は、支持基板１０１ｓの第２の領域Ｒ２に相当する絶縁膜１２１上に形成されており、櫛型電極層１４４は、圧電層１４３の表面に形成される。
【００７１】
圧電層１４３は、圧電層１３３と同様に、例えばＡｌＮで構成される。圧電層１４３の厚みは、本実施形態では圧電層１３３と同一の厚み（５００ｎｍ程度）とされる。
【００７２】
櫛型電極層１４４は、図５に示すように、Ｘ軸方向に相互に対向する一対の櫛型電極（ＩＤＴ）１４４ａ，１４４ｂと、これら一対の櫛型電極１４４ａ，１４４ｂを挟んでＹ軸方向に対向する一対の反射器１４４ｃ，１４４ｄとを含む。櫛型電極層１４４の構成材料は特に限定されず、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、耐電力向上のためにＣｕ（銅）を微量に含むＡｌ−Ｃｕ合金、Ｃｕ、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）金属等で構成される。櫛型電極層１４４を構成するＩＤＴの電極ピッチは、目的とする受信周波数帯域に応じて適宜設定される。櫛型電極層１４４の厚みは、第１の共振器ＥＲ１１の上部電極層１３２と同等の厚みでもよいが、本実施形態では上部電極層１３２よりも薄く形成される。
【００７３】
第２の共振器ＥＲ１２は、第２のキャビティＣ２をさらに有する。第２のキャビティＣ２は、支持基板１０１ｓの第２の領域Ｒ２内に、圧電層１４３と対向するように形成される。これにより圧電層１４３の両面に振動の自由端が形成される。
【００７４】
なお第２の共振器ＥＲ１２をＳＡＷデバイスで構成する場合、第２のキャビティＣ２の形成は不要となる。
【００７５】
本実施形態において第２のキャビティＣ２は、支持基板１０１ｓを貫通する孔で構成されるが、これに限られず、支持基板１０１ｓの表面側に形成された有底の凹所で構成されてもよい。第２のキャビティＣ２は、支持基板１０１ｓの裏面側から圧電層１４３が露出する深さで形成されてもよいし、絶縁膜１２１の少なくとも一部が残留していてもよい。
【００７６】
以上のように構成される第２の共振器ＥＲ１２においては、例えば一方の櫛型電極１４４ａに入力端子が接続され、他方の櫛型電極１４４ｂに出力端子が接続される。受信用フィルタ１０１Ｒは、単一の共振器ＥＲ１２で構成されてもよいが、典型的には、図示せずとも、第２の領域Ｒ２上に複数の共振器ＥＲ１２が図２に示したように接続されたラダー型回路、またはダブルモード型回路で構成される。
【００７７】
［送受信フィルタの製造方法］
次に、以上のように構成される送受信フィルタ１０１の製造方法について説明する。図６は、送受信フィルタ１０１の製造方法を説明する主要な工程の概略断面図である。本実施形態では支持基板１０１ｓはシリコンウェーハで構成され、ウェーハレベルで複数の送受信フィルタ１０１が同時に形成される。
【００７８】
まず、支持基板１０１ｓの表面（絶縁膜１２１の表面）に下部電極層１３１を構成する金属膜１３１ａが２００ｎｍ程度の厚みで形成される（図６（Ａ））。金属膜１３１ａにはＲｕ膜、Ｍｏ膜等が用いられ、スパッタ法、真空蒸着法等により成膜される。金属膜１３１ａは、公知のフォトリソグラフィ技術あるいはリフト法によって所定形状にパターニングされ、これにより支持基板１０１ｓの第１の領域Ｒ１上に下部電極層１３１が形成される（図６（Ｂ））。
【００７９】
続いて、支持基板１０１ｓ上の下部電極層１３１を含む表面に圧電膜１３３ａが形成される（図６（Ｃ））。圧電膜１３３ａはＡｌＮ膜であり、例えば窒素雰囲気中での反応性スパッタ法により成膜される。
【００８０】
圧電膜１３３ａは、第１の共振器ＥＲ１１の圧電層１３３（第１の圧電層）と第２の共振器ＥＲ１２の圧電層１４３（第２の圧電層）とに共通に用いられる。圧電膜１３３ａの膜厚は、第１の共振器ＥＲ１１（ＦＢＡＲ）の中心周波数に合わせて設定される（例えば５００ｎｍ程度）。第２の共振器ＥＲ１２（Lamb波デバイス）の中心周波数は、ＩＤＴピッチで調節できるため、ＦＢＡＲとLamb波デバイス両方のＡｌＮ膜厚を同一にすることができるとともに、余計な加工プロセスを省くことができる。
【００８１】
圧電膜１３３ａは、公知のフォトリソグラフィ技術あるいはリフト法によって所定形状にパターニングされ、これにより支持基板１０１ｓ上に第１の圧電層１３３と第２の圧電層１４３とが形成される（図６（Ｄ））。本実施形態では第１の圧電層１３３と第２の圧電層１４３とが相互に分離されるが、これに限られない。
【００８２】
次に、第１の圧電層１３３上に上部電極層１３２が形成され、第２の圧電層１４３上に櫛型電極層１４４（第３の電極層）が形成される（図６（Ｅ））。
【００８３】
本実施形態において、上部電極層１３２はＲｕあるいはＭｏで形成され、櫛型電極層１４４はＡｌで形成される。このため上部電極層１３２の形成時は、第２の圧電層１４３はフォトレジスト等によって保護され、櫛型電極層１４４の形成時は、第１の圧電層１３３はフォトレジスト等によって保護される。上部電極層１３２及び櫛型電極層１４４の形成順序は特に限定されず、例えば上部電極層１３２の形成後、櫛型電極層１４４が形成される。
【００８４】
上部電極層１３２及び櫛型電極層１４４は、真空蒸着法、スパッタ法等の手法により成膜され、成膜後、公知のフォトリソグラフィ技術あるいはリフト法により所定形状にパターニングされる。櫛型電極層１４４のＩＤＴピッチは、第２の共振器（Lamb波デバイス）ＥＲ１２の目的とする中心周波数に合わせて設定される。上部電極層１３２の厚みは例えば２００ｎｍ、櫛型電極層１４４の厚みは例えば１００ｎｍとされる。
【００８５】
次に、支持基板１０１ｓに第１及び第２のキャビティＣ１，Ｃ２がそれぞれ形成される（図６（Ｆ），（Ｇ））。第１及び第２のキャビティＣ１，Ｃ２は、例えば、支持基板１０１ｓ（基板本体１２０）の裏面側から反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）技術を用いて同時に形成される。この際、基板本体（シリコン基板）１２０よりもエッチングレートの低い絶縁膜（シリコン酸化膜）１２１がエッチングストップ層として機能するため、適正なエッチングプロセスが実現される（図６（Ｆ））。絶縁膜１２１は必要に応じてエッチングされる（図６（Ｇ））。絶縁膜１２１の膜厚で各共振器ＥＲ１１，ＥＲ１２の中心周波数の微調整を行ってもよい。
【００８６】
以上のようにして送受信フィルタ１０１が製造される。本実施形態によれば、ＦＢＡＲ（第１の共振器ＥＲ１１）とLamb波デバイス（第２の共振器ＥＲ１２）とに共通する構造部分のプロセス（例えば圧電層１３３，１４３の成膜、第１及び第２のキャビティＣ１，Ｃ２の形成）を一括で行うことができる。共通部分のプロセスを一括で行えることで、ＦＢＡＲ及びLamb波デバイスを別々に作製する場合と比較して工程数が減り、製造コストを削減することができる。
【００８７】
［本実施形態の作用］
送信用フィルタ及び受信用フィルタに各々ＳＡＷデバイスを適用したワンチップ型ＳＡＷデュプレクサにおけるアイソレーション特性の低下の要因は、大きく分けて二つ挙げられる。
【００８８】
（要因１）図１２に示すようにこの種のワンチップ型ＳＡＷデュプレクサは、送信用フィルタ（Ｔｘフィルタ）、受信用フィルタ（Ｒｘフィルタ）、アンテナ間にそれぞれマッチング回路が挿入された構造を有する。送信信号のほとんどはＴｘ端からアンテナ端へ流れるが、実際にはＴｘライン（Ｔｘ端からアンテナ端）とＲｘライン（アンテナ端からＲｘ端）のインピーダンス比に限界があることから、少なからずＴｘラインからＲｘラインへ信号の漏れが起こる（図１２のLeakage via signal lineに対応）。また他の要因として、寄生容量や信号線カップリングなどの影響でも少なからず信号は流れる（図１２のLeakage not via signal lineに対応）。
（要因２）ＲｘフィルタとＴｘフィルタを同一基板上に形成したワンチップ型デュプレクサの場合、これら隣り合うＳＡＷフィルタ間に振動の漏れが生じ、これらの結合によりＴｘフィルタおよびＲｘフィルタ双方の減衰域の特性が相互に干渉し合う。
【００８９】
そこで上記要因を排除し高アイソレーションを実現するため、互いの信号の漏れをキャンセルすることができる位相補正回路（図１２）を付加するなどの回路的な工夫を凝らしたり、特許文献２に記載のように両フィルタ間にスリットを設けたりすることで、漏れ信号の干渉を低減していた。しかしながら、両フィルタ間に溝を形成する手法や両フィルタ間のギャップを広くとる手法は、基板サイズの大型化を招くため、素子の小型化を実現することは困難であった。
【００９０】
これに対して本実施形態の送受信フィルタ１０１においては、送信用フィルタ１０１Ｔ及び受信用フィルタ１０１Ｒが相互に異なる振動モードで共振する弾性波共振器ＥＲ１１，ＥＲ１２で構成されている。このように異なる振動モードの共振器を送信側と受信側とで使い分けることで、互いに干渉が殆ど起こらないようにすることができる。これにより干渉防止のためのスペースを極端に削減でき、従来よりも小型でより高周波、大電力に対応可能な共振器、送受信フィルタ、及びデュプレクサを提供することができる。
【００９１】
本実施形態の送受信フィルタの大きさを、送信用フィルタと受信用フィルタとの間にスリットを形成したＳＡＷデュプレクサのチップサイズと比較すると以下のようになる。
例えば図１３（Ａ）に示すように、横２ｍｍ、縦１．６ｍｍのＳＡＷデュプレクサには横０．７７ｍｍ、縦１．２２ｍｍの送信用フィルタ（Ｔｘ）および受信用フィルタ（Ｒｘ）がそれぞれ実装されているものとする。ここでは、Ｔｘ−Ｒｘ間は互いの弾性波の干渉を受けないように８０μｍのギャップが設けられている。また、ＴｘおよびＲｘには、実装に必要なマージンがチップ四隅に４０μｍほど設けられている。ＦＢＡＲおよびLamb波デバイスのフィルタサイズを上記と同一とし、図１３（Ａ）と同じレイアウトで作製したワンチップデュプレクサを図１３（Ｂ）に示す。ＦＢＡＲとLamb波デバイスを同一基板上に作製することで、Ｔｘ−Ｒｘ間のギャップ８０μｍと、ＲｘおよびＴｘが互いに対向する側のマージン（４０μｍ×２）が不要となる。このため、面積比で少なくとも８％程度の小型化が可能となることがわかる。
【００９２】
本実施形態によれば、送受信フィルタ１０１をワンチップ化することで、小型化だけでなく、実装性の自由度が増すとともに、他のデバイスや回路を同一基板上に作り込むこと（モノリシック化）が可能となる。
【００９３】
デュプレクサ１０を小型化することができれば、配線長が短くなることで配線でのロスが少なくなり、通過帯域の損失が少なくなる。また、小型化により１ウェーハ当たりのチップ取り個数の増加が可能となり、これにより製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００９４】
また本実施形態においては、送信側の共振器ＥＲ１１がＦＢＡＲで構成され、受信側の共振器ＥＲ１２がLamb波デバイスで構成されているため、ＳＡＷデバイスで構成される場合と比較して、Ｑ値が高く、フィルタ特性の向上を実現できる。また高周波帯域への対応、様々なバンドへの適応が可能となる。特に、Lamb波デバイスは高いＱ値が見込まれるため、急峻な減衰特性が要求される受信側に適している。
【００９５】
［Lamb波共振器とＦＢＡＲとの干渉について］
Lamb波共振器とＦＢＡＲは、共に圧電薄板を利用した共振器だが、扱う振動モードは互いに異なる。両モードの差異について以下に説明する。
【００９６】
Lamb波は、薄板面方向に伝搬する板波であり、バルク波の一種である。振動成分としては、横波であるＳＶ波（Shear Vertical）と縦波であるＬ波（Longitudinal）が、薄板の両面でモード変換を起こしながら複雑に結合した波である。具体的なモード形状は、図１４（Ａ）左側に示すように薄板の上面と下面が対称に伸縮・屈曲を繰り返すＳ（Symmetric）モードと、図１４（Ａ）中央に示すように薄板の上面と下面が非対称に伸縮・屈曲を繰り返すＡ（Antisymmetric）モードがある。なお各図にはLamb波の１波長分の基本モード（Ｓ０，Ａ０）と高次の振動モード（Ｓ１，Ａ１）がそれぞれ示されている。
【００９７】
一方、ＦＢＡＲは、板厚方向に伝搬する縦波を用いた共振器である。Lamb波の縦波振動（Ｌ波）が板面方向の伸縮であるのに対し、ＦＢＡＲの縦波は、図１４（Ａ）右側に示すように板厚の伸縮を伴うＴＥ波（Thickness Extension）である。
【００９８】
両モードは上述のように伝搬方向が異なるため、共振器を構成する際の電極配置も異なる。Lamb波共振器の場合、図１４（Ｂ）左側に示すように伝搬方向に対し1/2波長毎に異なる極性の電極を配置した櫛型電極を用いる。一方、ＴＥ波の場合、図１４（Ｂ）右側に示すように伝搬方向が板厚方向であるため、薄板表裏に電極が形成される。こうすることで各々Lamb波、ＴＥ波を効率良く励起あるいは検出することができる。
【００９９】
両共振器は、薄板の振動モードを利用する点では同じであるため、同一の基板上に形成されることも可能である。この場合の両振動モードの干渉について以下に記す。
【０１００】
まず、ＴＥ波は、板厚方向の伝搬波であるため、隣接するLamb波共振器側へ影響を及ぼす可能性は低い。一方で、Lamb波は薄板を伝搬し、隣接するＦＢＡＲへ到達する可能性がある。そのため、干渉として主に後者の場合が想定される。
【０１０１】
しかし後者の場合であっても、ＦＢＡＲは表面および裏面に全面電極を有し、これがLamb波の伝搬に伴う電圧分布を打ち消す（減衰させる）ため、Lamb波はＦＢＡＲ内部へ伝搬し難い。このことから、Lamb波振動のＦＢＡＲへの影響は、実質的に無視できる。
【０１０２】
図１４（Ｃ）は、（Ａ）に示したLamb波共振器およびＦＢＡＲの電位分布を示すシミュレーション結果である。図に示すようにLamb波では、薄板表面に符号（極性）の異なる電圧が交互に励起される。
【０１０３】
このような特徴を有するLamb波がＦＢＡＲへ侵入した場合、ＦＢＡＲでは表面および裏面内が各々電気的に短絡されているため、周期的な電位分布は発生し得ない。そのため、Lamb波は、ＦＢＡＲ内へ侵入した時点で急激に減衰し、ＦＢＡＲのＲＦ特性への影響も実質的に無視できる。
【０１０４】
＜第２の実施形態＞
図７は本発明の第２の実施形態に係る送受信フィルタの構成を示す概略断面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【０１０５】
本実施形態の送受信フィルタ２０１は、送信用フィルタ２０１Ｔと、受信用フィルタ２０１Ｒと、支持基板２０１ｓとを有する。送信用フィルタ２０１Ｔは、第１の共振器ＥＲ２１としてＦＢＡＲを有し、支持基板２０１ｓ上の第１の領域Ｒ１に形成される。受信用フィルタ２０１Ｒは、第２の共振器ＥＲ２２としてLamb波デバイスを有し、支持基板２０１ｓ上の第２の領域Ｒ２に形成される。
【０１０６】
第１の共振器ＥＲ２１は、下部電極層２３１（第１の電極層）と、上部電極層２３２（第２の電極層）と、圧電層２３３（第１の圧電層）とを有する。下部電極層２３１、上部電極層２３２及び圧電層２３３はそれぞれ支持基板２０１ｓの第１の領域Ｒ１に形成されており、圧電層２３３は、下部電極層２３１と上部電極層２３２との間に配置されている。
【０１０７】
下部電極層２３１及び上部電極層２３２の構成材料は特に限定されず、例えば、Ｒｕ（ルテニウム）やモリブデン（Ｍｏ）等の音響インピーダンスの高い金属材料で構成される。下部電極層２３１及び上部電極層２３２の厚みも特に限定されず、例えば、２００ｎｍ程度である。
【０１０８】
圧電層２３３は、例えばＬＴ（タンタル酸リチウム）やＬＮ（ニオブ酸リチウム）等の圧電結晶基板で構成される。圧電層２３３の厚みも特に限定されず、目的とする送信周波数帯域に応じて適宜設定され、本実施形態では１０００ｎｍ程度とされる。
【０１０９】
第１の共振器ＥＲ２１は、第１のキャビティＣ１をさらに有する。第１のキャビティＣ１は、支持基板２０１ｓの第１の領域Ｒ１内に、下部電極層２３１と対向するように形成される。これにより圧電層２３３の両面に振動の自由端が形成される。
【０１１０】
第２の共振器ＥＲ２２は、圧電層２４３（第２の圧電層）と、櫛型電極層２４４とを有する。圧電層２４３は、支持基板２０１ｓの第２の領域Ｒ２に形成されており、櫛型電極層２４４は、圧電層２４３の表面に形成される。
【０１１１】
圧電層２４３は、圧電層２３３と同様に、例えばＬＴ基板やＬＮ基板で構成される。圧電層２４３の厚みは、本実施形態では圧電層２３３と同一の厚み（１０００ｎｍ程度）とされる。本実施形態では、圧電層２３３と圧電層２４３とは共通の圧電結晶基板２５０で構成される。
【０１１２】
櫛型電極層２４４は、第１の実施形態における櫛型電極層１４４と同様に、一対の櫛型電極（ＩＤＴ）と、これら一対の櫛型電極を挟んで配置された一対の反射器とを含む。櫛型電極層２４４の構成材料は特に限定されず、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、耐電力向上のためにＣｕ（銅）を微量に含むＡｌ−Ｃｕ合金、Ｃｕ、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）金属等で構成される。櫛型電極層２４４を構成するＩＤＴの電極ピッチは、目的とする受信周波数帯域に応じて適宜設定される。櫛型電極層２４４の厚みは、第１の共振器ＥＲ２１の上部電極層２３２と同等の厚みでもよいが、本実施形態では上部電極層２３２よりも薄く形成される。
【０１１３】
第２の共振器ＥＲ２２は、第２のキャビティＣ２をさらに有する。第２のキャビティＣ２は、支持基板２０１ｓの第２の領域Ｒ２内に、圧電層２４３と対向するように形成される。これにより圧電層２４３の両面に振動の自由端が形成される。
【０１１４】
支持基板２０１ｓは、シリコン基板で構成され、送信用フィルタ２０１Ｔと受信用フィルタ２０１Ｒとを共通に支持する。支持基板２０１ｓと送信用フィルタ２０１Ｔ及び受信用フィルタ２０１Ｒとは、支持基板２０１ｓ側から順に接着層２２２及び絶縁膜２２１を介して相互に接合されている。
【０１１５】
以上のように構成される本実施形態の送受信フィルタ２０１は、回路基板１０ｓに搭載されることでデュプレクサを構成する。本実施形態によれば、送信用フィルタ２０１Ｔ及び受信用フィルタ２０１Ｒが相互に異なる振動モードで共振する弾性波共振器ＥＲ２１，ＥＲ２２で構成されているため、第１の実施形態と同様に、両フィルタ間における振動の干渉を防止できる、ワンチップ送受信フィルタ及び小型のデュプレクサを提供することができる。
【０１１６】
図８は、本実施形態の送受信フィルタ２０１の製造方法を説明する主要な工程の概略断面図である。
【０１１７】
まず、所定厚みの圧電基板２５０の裏面（下面）に、所定形状にパターニングされた下部電極層２３１を形成する（図８（Ａ））。下部電極層２３１は、スパッタ法、真空蒸着法等により成膜された後、公知のフォトリソグラフィ技術あるいはリフト法によって所定形状にパターニングされる。
【０１１８】
続いて、下部電極層２３１を含む圧電基板２５０の裏面に絶縁膜２２１が形成される（図８（Ｂ））。絶縁膜２２１は、例えばシリコン酸化膜であり、例えば真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により成膜される。厚みは特に限定されず、例えば１００ｎｍ程度とされる。
【０１１９】
次に、絶縁膜２２１を支持基板２０１ｓ側に向け、接着層２２２を介して圧電基板２５０を支持基板２０１ｓの上に接合する（図８（Ｃ））。接着層２２２は、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の合成樹脂材料で構成されるが、粘着テープ等が用いられてもよい。
【０１２０】
続いて、圧電基板２５０を必要に応じて所定厚み（例えば１０００ｎｍ程度）に薄板化する（図８（Ｄ））。圧電基板２５０の厚みは、第１の共振器ＥＲ２１（ＦＢＡＲ）の中心周波数に合わせて設定される。第１の実施形態と同様に、第２の共振器ＥＲ２２（Lamb波デバイス）の中心周波数はＩＤＴピッチで調整できるため、第１の圧電層２３３と第２の圧電層２４３の厚みを同一にして余計な加工プロセスを省くことができる。
【０１２１】
薄板化プロセスには、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）技術が用いられる。支持基板２０１ｓとの接合後に圧電基板２５０を薄板化することで、ハンドリング性を高めることができる。
【０１２２】
そして、圧電基板２５０の上面（表面）の所定位置に、圧電基板２５０を挟んで下部電極層２３１と対向する上部電極層２３２を形成し、さらに、圧電基板２５０を挟んで支持基板２０１ｓと対向する櫛型電極層２４４を形成する。そして、支持基板２０１ｓに第１及び第２のキャビティＣ１，Ｃ２をそれぞれ形成することで、本実施形態に係る送受信フィルタ２０１が作製される（図８（Ｅ））。
【０１２３】
第１及び第２のキャビティＣ１，Ｃ２は、上述の第１の実施形態と同様な手法で形成される。この際、絶縁膜２２１及び接着層２２２の膜厚で各共振器ＥＲ２１，ＥＲ２２の中心周波数の微調整が行われてもよい。
【０１２４】
本実施形態によれば、ＦＢＡＲ（第１の共振器ＥＲ２１）とLamb波デバイス（第２の共振器ＥＲ２２）とに共通する構造部分のプロセス（例えば圧電層２３３，２４３の成膜、第１及び第２のキャビティＣ１，Ｃ２の形成）を一括で行うことができる。共通部分のプロセスを一括で行えることで、ＦＢＡＲ及びLamb波デバイスを別々に作製する場合と比較して工程数が減り、製造コストを削減することができる。
【０１２５】
＜第３の実施形態＞
図９は本発明の第３の実施形態に係る送受信フィルタの構成を示す概略断面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【０１２６】
本実施形態の送受信フィルタ３０１は、送信用フィルタ３０１Ｔと、受信用フィルタ３０１Ｒと、支持基板３０１ｓとを有する。送信用フィルタ３０１Ｔは、第１の共振器ＥＲ３１としてＳＭＲを有し、支持基板３０１ｓ上の第１の領域Ｒ１に形成される。受信用フィルタ３０１Ｒは、第２の共振器ＥＲ３２としてLamb波デバイスを有し、支持基板３０１ｓ上の第２の領域Ｒ２に形成される。
【０１２７】
第１の共振器ＥＲ３１は、下部電極層３３１（第１の電極層）と、上部電極層３３２（第２の電極層）と、圧電層３３３（第１の圧電層）とを有する。下部電極層３３１、上部電極層３３２及び圧電層３３３はそれぞれ支持基板３０１ｓの第１の領域Ｒ１に形成されており、圧電層３３３は、下部電極層３３１と上部電極層３３２との間に配置されている。
【０１２８】
下部電極層３３１及び上部電極層３３２の構成材料は特に限定されず、例えば、Ｒｕ（ルテニウム）やモリブデン（Ｍｏ）等の音響インピーダンスの高い金属材料で構成される。下部電極層３３１及び上部電極層３３２の厚みも特に限定されず、例えば、２００ｎｍ程度である。
【０１２９】
圧電層３３３は、例えばＬＴ（タンタル酸リチウム）やＬＮ（ニオブ酸リチウム）等の圧電結晶基板で構成される。圧電層３３３の厚みも特に限定されず、目的とする送信周波数帯域に応じて適宜設定され、本実施形態では１０００ｎｍ程度とされる。
【０１３０】
第１の共振器ＥＲ３１は、支持基板３０１ｓの第１の領域Ｒ１内に、下部電極層３３１と対向するように形成された第１のキャビティＣ３をさらに有する。第１のキャビティＣ３には、低音響インピーダンス層３３４と高音響インピーダンス層３３５とが弾性波の波長λの１／４の厚みで交互に積層された、下部電極層３３１に接続される音響多層膜（音響反射膜）３３６が配置されている。
【０１３１】
第２の共振器ＥＲ３２は、圧電層３４３（第２の圧電層）と、櫛型電極層３４４とを有する。圧電層３４３は、支持基板３０１ｓの第２の領域Ｒ２に形成されており、櫛型電極層３４４は、圧電層３４３の表面に形成される。
【０１３２】
圧電層３４３は、圧電層３３３と同様に、例えばＬＴ基板やＬＮ基板で構成される。圧電層３４３の厚みは、本実施形態では圧電層３３３と同一の厚み（１０００ｎｍ程度）とされる。本実施形態では、圧電層３３３と圧電層３４３とは共通の圧電結晶基板３５０で構成される。
【０１３３】
櫛型電極層３４４は、第１の実施形態における櫛型電極層１４４と同様に、一対の櫛型電極（ＩＤＴ）と、これら一対の櫛型電極を挟んで配置された一対の反射器とを含む。櫛型電極層３４４の構成材料は特に限定されず、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、耐電力向上のためにＣｕ（銅）を微量に含むＡｌ−Ｃｕ合金、Ｃｕ、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）金属等で構成される。櫛型電極層３４４を構成するＩＤＴの電極ピッチは、目的とする受信周波数帯域に応じて適宜設定される。櫛型電極層３４４の厚みは、第１の共振器ＥＲ３１の上部電極層３３２と同等の厚みでもよいし、これよりも薄く形成されてもよい。
【０１３４】
第２の共振器ＥＲ３２は、第２のキャビティＣ２をさらに有する。第２のキャビティＣ２は、支持基板３０１ｓの第２の領域Ｒ２内に、圧電層３４３と対向するように形成される。これにより圧電層３４３の両面に振動の自由端が形成される。
【０１３５】
支持基板３０１ｓは、シリコン基板で構成され、送信用フィルタ３０１Ｔと受信用フィルタ３０１Ｒとを共通に支持する。支持基板３０１ｓと送信用フィルタ３０１Ｔ及び受信用フィルタ３０１Ｒとは、接着層３２２を介して相互に接合されている。
【０１３６】
以上のように構成される本実施形態の送受信フィルタ３０１は、回路基板１０ｓに搭載されることでデュプレクサを構成する。本実施形態によれば、送信用フィルタ３０１Ｔ及び受信用フィルタ３０１Ｒが相互に異なる振動モードで共振する弾性波共振器ＥＲ３１，ＥＲ３２で構成されているため、第１の実施形態と同様に、両フィルタ間における振動の干渉を防止できる、ワンチップ送受信フィルタ及び小型のデュプレクサを提供することができる。
【０１３７】
＜第４の実施形態＞
図１０は本発明の第４の実施形態に係る送受信フィルタの構成を示す概略断面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【０１３８】
本実施形態の送受信フィルタ４０１は、送信用フィルタ４０１Ｔと、受信用フィルタ４０１Ｒと、支持基板４０１ｓとを有する。送信用フィルタ４０１Ｔは、第１の共振器ＥＲ４１としてＳＭＲを有し、支持基板４０１ｓ上の第１の領域Ｒ１に形成される。受信用フィルタ４０１Ｒは、第２の共振器ＥＲ４２としてLamb波デバイスを有し、支持基板４０１ｓ上の第２の領域Ｒ２に形成される。
【０１３９】
本実施形態の送受信フィルタ４０１は、第１の共振器ＥＲ４１の圧電層４３３（第１の圧電層）と、第２の共振器ＥＲ４２の圧電層４４３（第２の圧電層）とが、スパッタ法で成膜されたＡｌＮ等の圧電薄膜で構成されている点で、上述の第３の実施形態と異なる。当該圧電薄膜は、第１の共振器ＥＲ４１の中心周波数に合わせて設定され、例えば５００ｎｍ程度とされる。
【０１４０】
第１の共振器ＥＲ４１は、圧電層４３３を挟んで相互に対向する下部電極層４３１及び上部電極層４３２と、下部電極層４３１に接続される音響多層膜（音響反射層）４３６とを有する。下部電極層４３１及び上部電極層４３２は、例えばＲｕやＭｏ等の金属材料で構成され、音響多層膜４３６は低音響インピーダンス層４３４と高音響インピーダンス層４３５との積層構造を有する。
【０１４１】
第２の共振器ＥＲ４２は、圧電層４４３の上に櫛型電極層４４４が形成されたLamb波型デバイスで構成されており、櫛型電極層４４４のＩＤＴピッチで中心周波数が調整される。支持基板４０１ｓと圧電層４４３との間にはシリコン酸化物等で構成された絶縁膜が形成されているが、その図示は省略されている。
【０１４２】
以上のように構成される本実施形態の送受信フィルタ４０１は、回路基板１０ｓに搭載されることでデュプレクサを構成する。本実施形態によれば、送信用フィルタ４０１Ｔ及び受信用フィルタ４０１Ｒが相互に異なる振動モードで共振する弾性波共振器ＥＲ４１，ＥＲ４２で構成されているため、第１の実施形態と同様に、両フィルタ間における振動の干渉を防止できる、ワンチップ送受信フィルタ及び小型のデュプレクサを提供することができる。
【０１４３】
＜第５の実施形態＞
従来、キャビティ構造を持つLamb波デバイスが検討されてきたが、近年ＳＭＲタイプのLamb波デバイスも開発されており、高い特性が得られている。ＳＭＲタイプのLamb波デバイスは、本発明に係るワンチップデュプレクサにも適用することができる。特にＢＡＷ部分がＳＭＲタイプの場合、Lamb波デバイス部分もＳＭＲタイプにすることで、音響多層膜を形成するプロセスを一括で行えるため、プロセスの簡便化が可能となる。
【０１４４】
図１５は本発明の第５の実施形態に係る送受信フィルタの構成を示す概略断面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【０１４５】
本実施形態の送受信フィルタ５０１は、送信用フィルタ５０１Ｔと、受信用フィルタ５０１Ｒと、支持基板５０１ｓとを有する。送信用フィルタ５０１Ｔは、第１の共振器ＥＲ５１としてＳＭＲを有し、支持基板５０１ｓ上の第１の領域Ｒ１に形成される。受信用フィルタ５０１Ｒは、第２の共振器ＥＲ５２としてLamb波デバイスを有し、支持基板５０１ｓ上の第２の領域Ｒ２に形成される。
【０１４６】
本実施形態の送受信フィルタ５０１は、第１の共振器ＥＲ５１の圧電層５３３（第１の圧電層）と、第２の共振器ＥＲ５２の圧電層５４３（第２の圧電層）とが、スパッタ法で成膜されたＡｌＮ等の圧電薄膜で構成されている点で、上述の第３の実施形態と異なる。当該圧電薄膜は、第１の共振器ＥＲ５１の中心周波数に合わせて設定され、例えば５００ｎｍ程度とされる。
【０１４７】
送受信フィルタ５０１は、支持基板５０１ｓの第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２とに形成されたキャビティＣ４をさらに有する。キャビティＣ４には、低音響インピーダンス層５３４と高音響インピーダンス層５３５とを弾性波の波長λの１／４の厚みで交互に積層させた音響多層膜（音響反射膜）５３６が配置されている。
【０１４８】
第１の共振器ＥＲ５１は、圧電層５３３を挟んで相互に対向する下部電極層５３１及び上部電極層５３２を有する。下部電極層５３１は、音響多層膜（音響反射層）５３６の上に配置される。下部電極層５３１及び上部電極層５３２は、例えばＲｕやＭｏ等の金属材料で構成される。
【０１４９】
第２の共振器ＥＲ５２は、圧電層５４３の上に櫛型電極層５４４が形成されたLamb波型デバイスで構成されており、櫛型電極層５４４のＩＤＴピッチで中心周波数が調整される。圧電層５４３は、音響多層膜５３６の上に配置される。ＳＭＲタイプのLamb波デバイスにおいては、低音響インピーダンス層５３４と高音響インピーダンス層とを例えば１０層以上積層した音響多層膜５３６を用いることで、十分に弾性波を閉じ込めることができる。
【０１５０】
以上のように構成される本実施形態の送受信フィルタ５０１は、回路基板１０ｓに搭載されることでデュプレクサを構成する。本実施形態によれば、送信用フィルタ５０１Ｔ及び受信用フィルタ５０１Ｒが相互に異なる振動モードで共振する弾性波共振器ＥＲ５１，ＥＲ５２で構成されているため、第１の実施形態と同様に、両フィルタ間における振動の干渉を防止できる、ワンチップ送受信フィルタ及び小型のデュプレクサを提供することができる。
【０１５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【０１５２】
例えば以上の実施形態では、送信用フィルタの共振器がＢＡＷ共振器（ＦＢＡＲ又はＳＭＲ）で構成され、受信用フィルタの共振器が主としてLamb波デバイスで構成されたが、これに限られず、送信側の共振器がLamb波デバイス、受信側の共振器がＢＡＷ共振器で構成されてもよい。
【０１５３】
また以上の実施形態では、送信用フィルタ及び受信用フィルタが支持基板の一方側の面にそれぞれ形成されたが、これに限られず、例えば送信用フィルタが支持基板の一方側の面に、受信用フィルタが支持基板の他方側の面に、それぞれ形成されてもよい。
【符号の説明】
【０１５４】
１０…デュプレクサ
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１…送受信フィルタ
１０１Ｒ，２０１Ｒ，３０１Ｒ，４０１Ｒ，５０１Ｒ…受信用フィルタ
１０１ｓ，２０１ｓ，３０１ｓ，４０１ｓ，５０１ｓ…支持基板
１０１Ｔ，２０１Ｔ，３０１Ｔ，４０１Ｔ，５０１Ｔ…送信用フィルタ
１０２…アンテナ端
１０３…移相器
１０４…送信ポート
１０５…受信ポート
１３１，２３１，３３１，４３１，５３１…下部電極層
１３２，２３２，３３２，４３２，５３２…上部電極層
１３３，２３３，３３３，４３３，５３３…圧電層（第１の圧電層）
１４３，２４３，３４３，４４３，５４３…圧電層（第２の圧電層）
１４４，２４４，３４４，４４４，５４４…櫛型電極層
３３６，４３６，５３６…音響多層膜
ＥＲ１１，ＥＲ２１，ＥＲ３１，ＥＲ４１，ＥＲ５１…第１の共振器（第１の弾性波共振器）
ＥＲ１２，ＥＲ２２，ＥＲ３２，ＥＲ４２，ＥＲ５２…第２の共振器（第２の弾性波共振器）
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…キャビティ
Ｒ１…第１の領域
Ｒ２…第２の領域
【図１】
2013223025.tif 000003
【図２】
2013223025.tif 000004
【図３】
2013223025.tif 000005
【図４】
2013223025.tif 000006
【図５】
2013223025.tif 000007
【図６】
2013223025.tif 000008
【図７】
2013223025.tif 000009
【図８】
2013223025.tif 000010
【図９】
2013223025.tif 000011
【図１０】
2013223025.tif 000012
【図１１】
2013223025.tif 000013
【図１２】
2013223025.tif 000014
【図１３】
2013223025.tif 000015
【図１４】
2013223025.tif 000016
【図１５】
2013223025.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月5日(2013.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
請求項６に記載のフィルタ装置であって、
前記第１の弾性波共振器は、前記第１の領域内に形成され前記第１の電極層と対向する音響多層膜をさらに有する
フィルタ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
デュプレクサにおいて受信用フィルタが送信用フィルタに影響を及ぼさない条件は、次のようにして求められる。
アンテナ端から見たＲｘルート（分波線路と受信用フィルタ）入力インピーダンスＺin（L）は、式(1)で与えられる。
Ｚin(L)＝（COSθ＋jSINθ/（Ｚin(Rx)）/ ((COSθ/ (−Ｚin(Rx)＋jSINθ))) …(1)
ここで、θ＝βＬ、β＝２π／λ、Ｌは線路長（Line Length）、Ｚin(Rx)は受信用フィルタの入力インピーダンスである。
分波線路の位相βをπ／２とすると、この分波線路はジャイレータになる。ジャイレータの場合、式(1)は式(2)となる。
Ｚin(L)＝１／（Ｚin(Rx)）    …(2)
即ち、Ｚin(Rx)＝０の場合、Ｚin(L)＝∞となり、Ｒｘルートの干渉はなくなる。実際はＺin(Rx)＝０とはならない。ここでＺin(Rx)が小さい場合、θ＝（π／２）＋Δθになったとすると、式(1)は式(3)となる。
Zin(L)=(-SIN(Δθ)+jCOS(Δθ)/(Zin(Rx))/((SIN(Δθ)/ (Zin(Rx) +jCOS(Δθ))) …(3)
式(3)において、受信用フィルタの入力インピーダンスＺin(Rx) が小さい場合、送信用フィルタに影響を及ぼさない条件は次の式(4)で与えられる。
TAN（Δθ）＝−１／(Ｚin(Rx))  …(4)
即ち、Ｚin(Rx) が小さい場合、分波線路の線路長をΔθだけ補正すれば、Ｚin(Rx)＝０の場合と同様に送信用フィルタに影響を及ぼさない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
Lamb波は、薄板面方向に伝搬する板波であり、バルク波の一種である。振動成分としては、横波であるＳＶ波（Shear Vertical）と縦波であるＬ波（Longitudinal）が、薄板の両面でモード変換を起こしながら複雑に結合した波である。具体的なモード形状は、図１４（Ａ）左側に示すように薄板の上面と下面が対称に伸縮・屈曲を繰り返すＳ（Symmetric）モードと、図１４（Ａ）中央に示すように薄板の上面と下面が非対称に伸縮・屈曲を繰り返すＡ（Asymmetric）モードがある。なお各図にはLamb波の１波長分の基本モード（Ｓ０，Ａ０）と高次の振動モード（Ｓ１，Ａ１）がそれぞれ示されている。