专利名称：薄膜弹性波谐振器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种薄膜弹性波谐振器，更具体地，涉及允许利用一个单一的谐振器来构造带通滤波器并实现平衡-不平衡转换的薄膜弹性波谐振器，涉及使用该薄膜弹性波谐振器的滤波器，以及使用该薄膜弹性波谐振器的通信设备。
背景技术：
在诸如移动设备的电子设备中内置的组件被要求减小尺寸和重量。例如，移动设备中使用的滤波器要求允许精确调整频率特性以及要求小型化。作为可以满足这些要求的滤波器之一，使用薄膜弹性波谐振器的滤波器是公知的(参照专利文献1)。
下文中，参照图23，将描述传统的薄膜弹性波谐振器。
图23(a)是用于例示传统的薄膜弹性波谐振器500的基本结构的截面图的示图。薄膜弹性波谐振器500具有一种结构，在该结构中，压电体501被夹在上电极部件502和下电极部件503之间。该薄膜弹性波谐振器500被放置在半导体基板505上使用，其中在该半导体基板505内形成空腔504。可以通过采用精细加工技术部分蚀刻半导体基板505的背面来形成空腔504。在该薄膜弹性波谐振器500中，由上电极部件502和下电极部件503在厚度方向上施加电场，并且产生厚度方向上的振动。接下来，将参照在无限平板的厚度方向上的纵向振动，来描述薄膜弹性波谐振器500的操作。
图23(b)是用于描述传统的薄膜弹性波谐振器500的操作的斜角透视示意图。当在薄膜弹性波谐振器500中，在上电极部件502和下电极部件503之间施加电场时，通过压电体501将电能转换为机械能。所引起的机械振动是在厚度方向上延伸的振动，并在和电场的方向相同的方向上延伸和收缩。通常，薄膜弹性波谐振器500使用压电体501在厚度方向上的谐振振动，并以谐振频率操作，其中在该谐振频率处，压电体501的厚度等于半波长度。为了确保压电体501在厚度方向上的纵向振动，使用图23(a)示出的空腔504。
如图23(d)所示，薄膜弹性波谐振器500的等效电路具有串联谐振和并联谐振。该等效电路包括具有电容器C1，电感器L1和电阻器R1的串联谐振部件；以及与该串联谐振部件并联的电容器C0。在该电路结构中，如图23(c)所示，等效电路的导纳频率特性是，在谐振频率fr处导纳最大，在反谐振频率fa处导纳最小。这里，谐振频率fr和反谐振频率fa之间的关系为fr=1/{2π(L1×C1)}]]>fa=fr(1+C1/C0)]]>当采用具有该导纳频率特性的薄膜弹性波谐振器500作为滤波器时，由于利用了压电体501的谐振振动，可以实现尺寸减小的低损耗滤波器。当两个薄膜弹性波谐振器串联和并联时(图24(a))，可以很容易构造带通滤波器(图24(b))。
事实上，由于薄膜弹性波谐振器总是固定在基板上，所以在振动部件上产生的厚度方向上的所有纵向振动都不作为主要谐振振动而被激发，该振动的一部分泄漏至基板。向基板的该种振动泄漏(不必要的振动)意味着在激发压电体内部的振动中原始使用的一部分能量被看作为损耗。因此，用于减少能量损耗的发明被公开在专利文献2等中。
另外，由于在使用高频带的通信设备中，在其上各种电气元件彼此连接的基板的传输路径(布线)中产生噪声，因此，使用平衡型(差分型)传输路径作为应对措施。这里，平衡型传输路径是处理其幅值彼此相等、相位彼此相反的两个信号的并行传输路径。相应地，要求将平衡-不平衡转换功能加入薄膜弹性波谐振器或使用薄膜弹性波谐振器的带通滤波器中。对于平衡转换型薄膜弹性波谐振器而言，经常采用下述结构，在该结构中，两个薄膜弹性波谐振器以相邻的方式布置从而共享压电体，并且使用在振动部件中产生的横向模式振动(traverse-mode vibration)的传播(耦合)。已经公知的是，由于薄膜弹性波谐振器通常操作在谐振频率，且在该谐振频率处，厚度等于半波长，所以上电极和下电极之间的相位差理想地是180度，由此实现平衡转换。
日本特开平专利公开No.60-68711[专利文献2]日本专利No.2644855发明内容发明要解决的问题在上述专利文献2中公开的发明中，通过分离上电极以使其在与弹性波的传播方向垂直的方向上，防止传播在振动部件中产生的横向模式振动，由此抑制从振动部件至基板的振动泄漏。相应地，希望单体(stand-alone)薄膜弹性波谐振器可以获得有利的滤波器特性。
但是，如上所述，在利用上述专利文献2公开的薄膜弹性波谐振器构造其通带宽度宽到某种程度的带通滤波器的情况下，绝对需要两个独立的薄膜弹性波谐振器(图24(a))。因此，产生下述问题，即由滤波器中半导体芯片占用的大面积而引起的高成本。
另外，在多个薄膜弹性波谐振器以相邻的方式布置的情况下，会产生下述问题，即由于多个薄膜弹性波谐振器中模式耦合的程度低而产生大量能量损耗。
另外，在平衡-不平衡转换型薄膜弹性波谐振器中，传统的薄膜弹性波谐振器沿横向方向以相邻的方式布置，类似地，由于耦合程度低而导致大量的能量损耗，并且很难同时实现带通滤波器功能。
因此，本发明的目的是通过提高薄膜弹性波谐振器中模式耦合的程度，来减少能量损耗，以实现具有宽通带宽度的单体带通滤波器，以及提供可以实现平衡-不平衡转换的薄膜弹性波谐振器。
问题的解决方案本发明旨在一种薄膜弹性波谐振器，以及使用该薄膜弹性波谐振器的滤波器和使用该薄膜弹性波谐振器的通信设备。为了实现上述目的，本发明的薄膜弹性波谐振器包括压电体；在该压电体的一个表面上形成的第一电极部件；在压电体的所述一个表面上的、在所述第一电极部件的外部形成的第二电极部件，其被放置成与所述第一电极部件绝缘；在所述压电体的所述一个表面上、在所述第一电极部件的外部形成的第三电极部件，其被放置成与所述第一电极部件和第二电极部件绝缘；在所述压电体的另一个表面上形成的第四电极部件，该另一个表面面对所述压电体的所述一个表面；在所述压电体的所述另一个表面上的、在所述第四电极部件的外部形成的第五电极部件，其被放置成与所述第四电极部件绝缘；在所述压电体的所述另一个表面上的、在所述第四电极部件的外部形成的第六电极部件，其被放置成与所述第四电极部件以及第五电极部件绝缘；以及支撑部件，用于支撑由所述压电体和第一至第六电极部件形成的结构，该支撑部件至少包括基板。在具有该结构的薄膜弹性波谐振器中，将电信号输入至第一电极部件和第四电极部件中的一个，并且从第二电极部件和第六电极部件，或者第三电极部件和第五电极部件输出电信号；或者，将电信号输入到第二电极部件和第六电极部件，或第三电极部件和第五电极部件，并且从第一电极部件和第四电极部件之间输出电信号。
在各个电极部件中，第一电极部件的面积基本上等于第四电极部件的面积，第二电极部件的面积基本上等于第五电极部件的面积，以及第三电极部件的面积基本上等于第六电极部件的面积。提供第二电极部件和第五电极部件以使其经由压电体对称放置，以及提供第三电极部件和第六电极部件以使其经由压电体对称放置。作为电极部件的优选形状，第一和第四电极部件是圆形，第二，第三，第五和第六电极部件是扇形。在这种情况下，有利的是，圆形的第一电极部件的中心和由第二和第三电极部件的圆弧形成的圆形的中心重合，以及圆形的第四电极部件的中心与由第五和第六电极部件的圆弧形成的圆形的中心重合。以及有利的是，第一电极部件和第二电极部件之间的间隔与第一电极部件和第三电极部件之间的间隔等于或者大于压电体的厚度。除了这些，第一至第六电极部件可以是多边形。
典型的支撑部件由具有空腔的基板构造成，由基板和被层叠来在基板上形成空腔的支撑层构造成，或者由通过交替层叠声阻高的层和声阻低的层而形成的声学反射镜(acoustic mirror)构造成。第四至第六电极部件布置在所述空腔或声学反射镜上。注意，也可以以集成的方式形成第四电极部件和第五电极部件或者第四电极部件和第六电极部件。
发明效果上述具有单体谐振器结构的本发明的薄膜弹性波谐振器能够通过提高模式耦合的程度来减少能量损耗，实现具有宽通带的带通滤波器，以及允许实现不平衡-平衡转换。
图1是用于例示根据本发明第一实施例的薄膜弹性波谐振器的顶视图的结构图；图2A是用于例示根据本发明第一实施例的薄膜弹性波谐振器的截面图的结构图(图1中所示沿线a-a的截面图)；图2B是用于例示本发明的薄膜弹性波谐振器的截面图的基本结构图；图3是用于例示根据本发明第一实施例的薄膜弹性波谐振器的示例性电路符号的示图；图4是根据本发明第一实施例的薄膜弹性波谐振器的等效电路图；图5是解释由根据本发明第一实施例的薄膜弹性波谐振器产生的两种振动模式的示图；图6是用于解释由根据本发明第一实施例的薄膜弹性波谐振器构造的带通滤波器的原理的示图；图7是用于例示根据本发明第一实施例的另一薄膜弹性波谐振器的顶视图的结构图；图8是用于例示根据本发明第一实施例的所述另一薄膜弹性波谐振器的截面图的结构图(图7中所示沿线b-b的截面图)；图9是用于例示根据本发明第二实施例的薄膜弹性波谐振器的顶视图的结构图；图10A是用于例示根据本发明第二实施例的薄膜弹性波谐振器的截面图的结构图(图9中所示沿线c-c的截面图)；图10B是用于例示根据本发明第二实施例的薄膜弹性波谐振器的截面图的另一结构图；图11是用于例示根据本发明第二实施例的另一薄膜弹性波谐振器的顶视图的结构图；图12A是用于例示根据本发明第二实施例的所述另一薄膜弹性波谐振器的截面图的结构图(图11中所示沿线d-d的截面图)；图12B是用于例示根据本发明第二实施例的另一薄膜弹性波谐振器的截面图的另一结构图；图13是用于例示根据本发明第三实施例的薄膜弹性波谐振器的顶视图的结构图；图14是用于例示根据本发明第三实施例的薄膜弹性波谐振器的截面图的结构图(图13中所示沿线e-e的截面图)；图15是解释由根据本发明第三实施例的薄膜弹性波谐振器产生的两种振动模式的示图；图16用于例示根据本发明第四实施例的薄膜弹性波谐振器的顶视图的结构图；图17A是用于例示根据本发明第四实施例的薄膜弹性波谐振器的截面图的结构图(图16中所示沿线f-f的截面图)；图17B是用于例示根据本发明第四实施例的薄膜弹性波谐振器的截面图的结构图；图18是例示采用本发明的薄膜弹性波谐振器的梯形滤波器的结构性示例的示意图；图19是用于解释采用本发明的薄膜弹性波谐振器的阻抗转换的示图；图20是用于表示第二电极部件和第三电极部件连接的示例的示图；图21是用于例示在采用本发明的第一，第二，第三或第四实施例的薄膜弹性波谐振器的情况下，该薄膜弹性波谐振器的截面图的结构图；图22是例示采用本发明的薄膜弹性波谐振器的通信设备的结构性示例的示图；图23是用于解释传统的薄膜弹性波谐振器的示图；图24是用于解释采用传统的薄膜弹性谐振器的滤波器的结构图。
参考标记的描述1至4，500 薄膜弹性波谐振器10，505 半导体基板11，504 空腔20 声学反射镜21，22 声阻层30 下电极31至36，51至56，502，503电极部件40，501 压电体50 上电极60 振动部件111，112天线113 开关114 滤波器具体实施方式
(第一实施例)图1是根据本发明第一实施例的薄膜弹性波谐振器的结构性示例的顶视图。图2B是图1所示的薄膜弹性波谐振器的基本结构沿线a-a的截面图。在第一实施例中，描述了一个示例，其中该薄膜弹性波谐振器1具有如图2A所示的截面图。在图1和2A中，根据第一实施例的薄膜弹性波谐振器1具有一种结构，在该结构中，在半导体基板10上，依序形成声学反射镜20，下电极30，压电体40，和上电极50。振动部件60包括下电极30，压电体40，和上电极50。下电极30和上电极50例如由钼(Mo)制成。压电体40例如由诸如氮化铝(AlN)的压电材料制成。图3是例示其中根据第一实施例的薄膜弹性波谐振器用电路符号示出的情形的一个示例的示意图。
首先，将详细描述根据第一实施例的薄膜弹性波谐振器1的结构。
声学反射镜20被提供来将振动部件60的谐振振动限制(contain)在振动部件60的内部。该声学反射镜20通过交替层叠具有彼此不同的声阻的至少两种类型的层而形成，在该示例中，该至少两种类型的层为高声阻层21和低声阻层22。高声阻层21和低声阻层22的各个厚度中的每个都是各个对应的声波长度的四分之一。在下电极30的下方，布置低声阻层22。
上电极50包括形成为圆形的第一电极部件51以及在第一电极部件51的外部以扇形方式形成的第二电极部件52和第三电极部件53。第一电极部件51，第二电极部件52，以及第三电极部件53经由绝缘区域彼此电气隔离。第二电极部件52和第三电极部件53中的每一个都是扇形，其面积由图1所示的内缘线，外缘线，以及连接内缘线和外缘线的两条直线组成。这里，有利的是，由第二电极部件52和第三电极部件53的内缘线和外缘线形成的圆形的中心和第一电极部件51的中心重合。另外，有利的是，第一电极部件51和第二电极部件52之间的间隔以及第一电极部件51和第三电极部件53之间的间隔分别等于或大于压电体40的厚度。
类似的，下电极30包括形成为圆形的第四电极部件31以及在第四电极部件31的外部以扇形方式形成的第五电极部件32和第六电极部件33。第四电极部件31，第五电极部件32，以及第六电极部件33经由绝缘区域彼此电气隔离。第五电极32和第六电极33中的每一个都是扇形，其面积由图1所示的内缘线，外缘线，以及连接内缘线和外缘线的两条直线组成。这里，有利的是，由第五电极部件32和第六电极部件33的内缘线和外缘线形成的圆形的中心和第四电极部件31的中心重合。另外，有利的是，第四电极部件31和第五电极部件32之间的间隔以及第四电极部件31和第六电极部件33之间的间隔分别等于或大于压电体40的厚度。考虑到特性，最有利的是，分别提供第四电极部件31使其经由压电体40面对第一电极部件51，提供第五电极部件32使其经由压电体40面对第二电极部件52，以及提供第六电极部件33使其经由电压体40面对第三电极部件53。
接下来，描述由根据第一实施例的薄膜弹性波谐振器1实现的具有平衡-不平衡转换功能的带通滤波器的原理。图4是示出根据第一实施例的薄膜弹性波谐振器1的等效电路的示图。图5是解释由根据第一实施例的薄膜弹性波谐振器1产生的两个振动模式的示图。图6是解释下述原理的示图，即通过使用图5所示的两个振动模式，采用根据第一实施例的薄膜弹性波谐振器1来构造带通滤波器。
用于使薄膜弹性波谐振器1振动的电信号被施加于第一电极部件51或者第四电极部件31。所施加的电信号由于逆压电效应而激发机械振动。该激发的振动传播穿过压电体40，并被分别传输至夹在第二电极部件52和第五电极部件32之间的区域，以及传输至夹在第三电极部件53和第六电极部件33之间的区域。在传播的振动由于压电效应而被转换为电信号后，从第二电极部件52和第五电极部件32之间的间隙，或从第三电极部件53和第五电极部件32之间的间隙取出所传播的振动。这里，由于第二电极部件52和第五电极部件32之间的间隙以及第三电极部件53和第六电极部件33之间的间隙以谐振频率操作，其中在该谐振频率处，厚度基本等于半波长，所以从第二电极部件52和第六电极部件33之间的间隙输出的电信号或从第三电极部件53和第五电极部件32之间的间隙输出的电信号理想地是平衡信号，它们的振幅彼此相同，而相位彼此相反。
如下所述，在该点上，在由第一电极部件51和第四电极部件31激发的机械振动中存在两种振动模式，它们振动图案(vibrationpattern)彼此不同。
电信号可以被施加到第二电极部件52和第六电极部件33或者施加到第三电极部件53和第五电极部件32上。在这种情况下，以和上述方式相反的方式从第一电极部件51和第四电极部件31取出电信号。
当由如图4所示的等效电路代表薄膜弹性波谐振器1的结构时，存在两种谐振电路。这两种谐振电路根据电极的位置，以下述彼此不同的图案振动。在第一种图案中，正振动的峰值处于第一电极部件51和第四电极部件31的中心，且在第二电极部52和第五电极部件32以及第三电极部件53和第六电极部件33处产生正振动(图5中的振动模式A)。在第二种图案中，正振动的峰值处于第一电极部件51和第四电极部件31的中心，负振动的峰值处于第二电极部件52，第三电极部件53，第五电极部件32，以及第六电极部件33的宽度的中心(图5中的振动模式B)。换言之，在所述图案中，在第一电极部件51和第四电极部件31之间，在第二电极部件52和第五电极部件32之间，在第三电极部件53和第六电极部件33之间都产生振动。
在振动模式A中，在谐振频率fr(A)处，由振幅产生的电荷最大，在反谐振频率fa(A)处，产生电荷最少。另一方面，在振动模式(B)中，在不同于谐振频率fr(A)的谐振频率fr(B)处，由振幅产生的电荷最大，在不同于反谐振频率fa(A)的反谐振频率fa(B)处，产生的电荷最少。因此，在振动模式A的反谐振频率fa(A)和振动模式B的谐振频率fr(B)彼此接近的频率区域中，薄膜弹性波谐振器1的通过损耗(pass loss)减少，并且观察到该频率区域的两侧，正电荷和负电荷抵消，从而实现了如图6所示的具有宽通带的滤波器的特性。
另外，当以恰当方式设定各个电极和压电体时，使得振动模式A中的反谐振频率fa(A)以及振动模式B中的谐振频率fr(B)基本上彼此重合时，能够进一步减少通带的损耗，从而导致薄膜弹性波谐振器1的损耗减少。
如上所述，根据本发明第一实施例的薄膜弹性波谐振器1具有单体谐振器结构，可以通过提高模式耦合的程度来减少能量损耗，以及实现具有宽通带的带通滤波器。并且通过向对角放置的上电极和下电极(第二电极部件52和第六电极部件33；以及第三电极部件53和第五电极部件32)输入电信号以及从其输出电信号，能够实现平衡转换。
在第一实施例中，虽然如图7和8所示，描述了如下示例，即在薄膜弹性波谐振器1中，在下电极30形成三个部件，诸如第四电极部件31，第五电极部件32，和第六电极部件33，但是也可以在下电极30中形成两个电极部件。具有该结构的薄膜弹性波谐振器可以表现出与上述类似的效果。
(第二实施例)图9是用于例示根据本发明第二实施例的薄膜弹性波谐振器2的结构性示例的顶视图的示图。图10A是例示图9中所示的薄膜弹性波谐振器2沿线c-c的截面图的示图。在图9和10A中，根据第二实施例的薄膜弹性波谐振器2具有下述结构，即在其中具有空腔11的半导体基板10上依序形成下电极30，压电体40，上电极50。振动部件60包括下电极30，压电体40，和上电极50。
如图10A所示，根据第二实施例的薄膜弹性波谐振器2具有下述结构，在该结构中，取代根据上述第一实施例的薄膜弹性波谐振器1中的声学反射镜20，在半导体基板10上设置空腔11。与声学反射镜20类似，该空腔11被提供来将振动部件60的谐振振动限制在振动部件60的内部。
因此，与根据第一实施例的薄膜弹性波谐振器1类似，根据本发明第二实施例的薄膜弹性波谐振器2具有单体谐振器结构，并通过提高模式耦合的程度来减少能量损耗，以及实现具有宽通带的带通滤波器。通过向对角放置的上电极和下电极输入电信号以及从其输出电信号，实现平衡转换。虽然在图10A中示出了通过导电蚀刻等并使半导体基板10的一部分凹陷而形成空腔11，但是如图10B所示，可以通过在半导体基板10上层叠支撑层70来形成空腔11。
在第二实施例中，虽然描述了下述示例，即在薄膜弹性波谐振器2中，在下电极30中形成三个部件，诸如第四电极部件31，第五电极部件32，以及第六电极部件33。但是，如图11和12A所示，可以在下电极30中形成两个电极部件。具有该结构的薄膜弹性波谐振器可以表现出与上述类似的效果。同样在该结构中，可以通过在半导体基板上层叠支撑层来形成空腔，如图12B所示。
(第三实施例)图13是用于例示根据本发明第三实施例的薄膜弹性波谐振器3的结构性示例的顶视图的示图。图14是例示图13中所示的薄膜弹性波谐振器3沿线e-e的截面图的示图。在图13和14中，根据第三实施例的薄膜弹性波谐振器3具有下述结构，即在半导体基板10上依序形成声学反射镜20，下电极30，压电体40，和上电极50。虽然该结构和根据上述第一实施例的薄膜弹性波谐振器1类似，但是在下电极30和上电极50中形成的电极形状与第一实施例有下述不同。
上电极50包括以多边形方式形成的第一电极部件54和在第一电极部件54的外部以多边形方式形成的第二电极部件55和第三电极部件56。第一电极部件54，第二电极部件55，以及第三电极部件56彼此经由绝缘区域电气隔离。如图13所示，第二电极部件55和第三电极部件56中的每一个都是通过相连的内边，相连的外边，以及将相连的内边和相连的外边连接的两条直线形成的多边形。由第二电极部件55的外边，第三电极部件56的外边，在绝缘区域连接第二电极部件55的外边线和第三电极部件56的外边的直线形成的形状(多边形)；以及由第二电极部件55的内边，第三电极部件56的内边，在绝缘区域连接第二电极部件55的内边和第三电极部件56的内边的直线形成的形状与由第一电极部件54的边形成的多边形的形状类似。这里，有利的是，多边形的中心与第一电极部件54的中心重合。并且有利的是，第一电极部件54和第二电极部件55之间的间隔以及第一电极部件54和第三电极部件56之间的间隔等于或大于压电体40的厚度。图13是示出其中第一电极部件54的多边形为正方形的示例的示图。
类似的，下电极30包括以多边形方式形成的第四电极部件34以及在第四电极部件34的外部以多边形方式形成的第五电极部件35和第六电极部件36。第四电极部件34，第五电极部件35，以及第六电极部件36经由绝缘区域彼此电气隔离。第五电极部件35和第六电极部件36中的每一个都是由相连的内边，相连的外边，以及连接相连的内边和相连的外边的两条直线组成的多边形。由第五电极部件35的外边，第六电极部件36的外边，在绝缘区域连接第五电极部件35的外边和第六电极部件36的外边的直线形成的形状(多边形)；以及由第五电极部件35的内边，第六电极部件36的内边，在绝缘区域连接第五电极部件35的内边和第六电极部件36的内边的直线形成的形状与由第四电极部件34的边形成的多边形的形状类似。这里，有利的是，多边形的中心与第四电极部件34的中心重合。并且有利的是，第四电极部件34和第五电极部件35之间的间隔以及第四电极部件34和第六电极部件36之间的间隔等于或大于压电体40的厚度。考虑到特性，非常有利的是，分别提供第四电极部件34使其经由压电体40面对第一电极部件54，提供第五电极部件35使其经由压电体40面对第二电极部件36，以及提供第六电极部件36使其经由电压体40面对第三电极部件56。
在根据第三实施例的具有上述结构的薄膜弹性波谐振器3中，如图15所示，当在第一电极部件54和第四电极部件34之间(或在第二电极部件55和第六电极部件36之间，或在第三电极部件56和第五电极部件35之间)施加电信号时，产生其振动图案彼此不同的振动模式A和振动模式B的振动。因此，当以恰当方式设定各个电极和压电体使得振动模式A中的反谐振频率fa(A)以及振动模式B中的谐振频率fr(B)基本上彼此重合时，可以实现具有宽通带的滤波器的特性(参照图6)。
如上所述，根据本发明第三实施例的薄膜弹性波谐振器3具有单体谐振器结构，可以通过提高模式耦合的程度来减少能量损耗，以及实现具有宽通带的带通滤波器。并且通过向对角放置的上电极和下电极输入电信号以及从其输出电信号，能够实现平衡转换。
(第四实施例)图16是用于例示根据本发明第四实施例的薄膜弹性波谐振器4的结构性示例的顶视图的示图。图17A是例示图16中所示的薄膜弹性波谐振器4沿线f-f示意图的示图。在图16和17A中，根据第四实施例的薄膜弹性波谐振器4具有下述结构，即在其中具有空腔11的半导体基板10上依序形成下电极30，压电体40，和上电极50。振动部件60包括下电极30，压电体40，和上电极50。
如图17A所示，根据第四实施例的薄膜弹性波谐振器4具有下述结构，即取代根据上述第三实施例的薄膜弹性波谐振器3中的声学反射镜20，在半导体基板10上设置空腔11。与声学反射镜20类似，该空腔11被提供来将振动部件60的谐振振动限制在振动部件60的内部。
因此，与根据第三实施例的薄膜弹性波谐振器3类似，根据本发明第四实施例的薄膜弹性波谐振器4具有单体谐振器结构，可以通过提高模式耦合的程度来减少能量损耗，以及实现具有宽通带的带通滤波器。并且通过从对角放置的上电极和下电极输入电信号以及从其输出电信号，能够实现平衡转换。虽然在图17A中示出了通过导电蚀刻并使半导体基板10的一部分凹陷等形成空腔11，但是如图17B所示，可以通过在半导体基板10上层叠支撑层70来形成空腔11。
如上所述，虽然薄膜弹性波谐振器1至4中的每一个都可以用作单体滤波器，但是薄膜弹性波谐振器1至4也可以和其他薄膜弹性波谐振器任意组合使用。例如，如图18所示，每个薄膜弹性波谐振器1至4可以插入在梯形滤波器的最下游处。
另外，由于本发明的每个薄膜弹性波谐振器1至4都具有下述结构，即将输入的电信号一次转换为振动，然后该振动被重新转换为被取出的电信号，但是可以通过改变输入端的电容值Cin和输出端的电容值Cout，执行阻抗转换(参照图19)。可以利用方程C＝εS/t获得电容值C，其中ε代表介电常数，S代表电极面积，t代表压电体的厚度。
另外，如上述第一，第二，第三和第四实施例所述，考虑到特性，非常有利的是，在本发明的薄膜弹性波谐振器中，分别使第二电极部件和第三电极部件隔离，第五电极部件和第六电极部件隔离。但是，可以通过如图20所示的布线，分别使第二电极部件和第三电极部件连接，第五电极部件和第六电极部件连接。
此外，在上述第一，第二，第三和第四实施例中，由于夹在下电极30和上电极50之间的压电体40是以单体方式整体成膜形成(film-form)的，因此，压电体的厚度恒定。结果是，压电体40的上表面被第一电极部件和第三电极部件之间的下电极30的厚度压陷。但是，如图21所示，例如，通过平坦化工艺诸如CMP(化学机械抛光)，可以使压电体40的上表面变平。在这种情况下，由于第一电极部件，第三电极部件，以及第一电极部件和第三电极部件之间的部分中的谐振频率彼此接近，因此，使用时具有很大的优势，诸如有助于激发理想的振动(以振动模式A和振动模式B)。
(使用薄膜弹性波谐振器的通信设备的实施例)图22是示出使用本发明的薄膜弹性波谐振器的通信设备的结构性示例图的图示。在图22所示的通信设备中，第一，第二，第三和第四实施例中描述的薄膜弹性波谐振器1至4中的任一个可以用作滤波器。该通信设备至少包括天线，用于在发送和接收之间切换频率的开关元件或双工器，以及将不平衡的信号转换为平衡信号且具有滤波功能的滤波器。
工业实用性例如，当期望的是以单体方式实现能够减少能量损耗且具有宽通带的带通滤波器时，本发明的薄膜弹性波滤波器是适用的。
权利要求
1.一种以预定频率振动的薄膜弹性波谐振器，包括压电体；在所述压电体的一个表面上形成的第一电极部件；在所述压电体的所述一个表面上的、在所述第一电极部件的外部形成的第二电极部件，其被放置成与所述第一电极部件绝缘；在所述压电体的所述一个表面上的、在所述第一电极部件的外部形成的第三电极部件，其被放置成与所述第一电极部件以及第二电极部件绝缘；在所述压电体的另一个表面上形成的第四电极部件，所述另一个表面面对所述压电体的所述一个表面；在所述压电体的所述另一个表面上的、在所述第四电极部件的外部形成的第五电极部件，其被放置成与所述第四电极部件绝缘；在所述压电体的所述另一个表面上的、在所述第四电极部件的外部形成的第六电极部件，其被放置成与所述第四电极部件和第五电极部件绝缘；以及支撑部件，用于支撑由所述压电体和所述第一至第六电极部件形成的结构，该支撑部件至少包括基板，其中将电信号输入至所述第一电极部件和所述第四电极部件中的一个，并且从所述第二电极部件和所述第六电极部件，或者从所述第三电极部件和所述第五电极部件输出电信号；或者，将电信号输入到所述第二电极部件和所述第六电极部件中，或输入到所述第三电极部件和所述第五电极部件中，并且从所述第一电极部件和所述第四电极部件中的一个输出电信号。
2.如权利要求1所述的薄膜弹性波谐振器，其中，所述第一电极部件的面积基本上等于所述第四电极部件的面积，所述第二电极部件的面积基本上等于所述第五电极部件的面积，以及所述第三电极部件的面积基本上等于所述第六电极部件的面积。
3.如权利要求2所述的薄膜弹性波谐振器，其中，分别提供所述第二电极部件和所述第五电极部件以使其经由所述压电体对称放置，以及提供所述第三电极部件和第六电极部件以使其经由所述压电体对称放置。
4.如权利要求1所述的薄膜弹性波谐振器，其中，所述第一和第四电极部件是圆形，所述第二，第三，第五和第六电极部件是扇形。
5.如权利要求2所述的薄膜弹性波谐振器，其中，所述第一和第四电极部件是圆形，所述第二，第三，第五和第六电极部件是扇形。
6.如权利要求1所述的薄膜弹性波谐振器，其中，所述第一至第六电极部件都是多边形。
7.如权利要求2所述的薄膜弹性波谐振器，其中，所述第一至第六电极部件都是多边形。
8.如权利要求1所述的薄膜弹性波谐振器，其中，所述圆形的第一电极部件的中心和由所述第二和第三电极部件的圆弧形成的圆形的中心重合，以及所述圆形的第四电极部件的中心与由所述第五和第六电极部件的圆弧形成的圆形的中心重合。
9.如权利要求2所述的薄膜弹性波谐振器，其中，所述圆形的第一电极部件的中心和由所述第二和第三电极部件的圆弧形成的圆形的中心重合，以及所述圆形的第四电极部件的中心与由所述第五和第六电极部件的圆弧形成的圆形的中心重合。
10.如权利要求1所述的薄膜弹性波谐振器，其中，利用设置有空腔的基板来构造所述支撑部件，并且所述第四至第六电极部件布置在所述空腔上。
11.如权利要求1所述的薄膜弹性波谐振器，其中，利用所述基板和被层叠来在基板上形成空腔的支撑层来构造所述支撑部件，并且所述第四至第六电极部件布置在所述空腔上。
12.如权利要求1所述的薄膜弹性波谐振器，其中，利用所述基板以及通过交替层叠声阻高的层和声阻低的层而形成的声学反射镜来构造所述支撑部件，并且所述第四至第六电极部件布置在所述声学反射镜上。
13.如权利要求1所述的薄膜弹性波谐振器，其中，所述第一电极部件和所述第二电极部件之间的间隔以及所述第一电极部件和所述第三电极部件之间的间隔等于或大于所述压电体的厚度。
14.一种以预定频率振动的薄膜弹性波谐振器，包括压电体；在所述压电体的一个表面上形成的第一电极部件；在所述压电体的所述一个表面上的、在所述第一电极部件的外部形成的第二电极部件，其被放置成与所述第一电极部件绝缘；在所述压电体的所述一个表面上的、在所述第一电极部件的外部形成的第三电极部件，其被放置成与所述第一电极部件以及所述第二电极部件绝缘；在所述压电体的另一个表面上形成的第四电极部件，所述另一个表面面对所述压电体的上述一个表面，所述第四电极部件与所述第一电极部件和所述第三电极部件对称放置；在所述压电体的所述另一个表面上形成的第五电极部件，其被放置成与所述第四电极部件绝缘，并且与所述第二电极部件对称放置；以及支撑部件，用于支撑由所述压电体和所述第一至第五电极部件形成的结构，该支撑部件至少包括基板，其中将电信号输入至所述第一电极部件，以及从所述第三电极部件和所述第五电极部件输出电信号；或者将电信号输入至所述第三电极部件和所述第五电极部件，以及从所述第一电极部件输出电信号。
15.如权利要求14所述的薄膜弹性波谐振器，其中，所述第一电极部件是圆形，所述第二和第三电极部件是扇形。
16.如权利要求14所述的薄膜弹性波谐振器，其中，所述第一至第三电极部件是多边形。
17.如权利要求14所述的薄膜弹性波谐振器，其中，所述第一电极部件的中心与所述第二和第三电极部件的中心重合。
18.如权利要求14所述的薄膜弹性波谐振器，其中，利用设置有空腔的基板来构造所述支撑部件，并且所述第四和第五电极部件布置在所述空腔上。
19.如权利要求14所述的薄膜弹性波谐振器，其中，利用所述基板和被层叠来在所述基板上形成空腔的支撑层来构造所述支撑部件，并且所述第四和第五电极部件布置在所述空腔上。
20.如权利要求14所述的薄膜弹性波谐振器，其中，利用所述基板以及通过交替层叠声阻高的层和声阻低的层而形成的声学反射镜来构造所述支撑部件，并且所述第四和第五电极部件布置在所述声学反射镜上。
21.如权利要求14所述的薄膜弹性波谐振器，其中，所述第一电极部件与第二以及第三电极部件之间的间隔等于或者大于所述压电体的厚度。
22.一种由多个薄膜弹性波谐振器构造的滤波器，其中，所述多个薄膜弹性波谐振器中的至少一个是如权利要求1至21中任一个所述的薄膜弹性波谐振器。
23.一种通信设备，包括如权利要求22所述的滤波器。
全文摘要
上电极(50)包括以圆形形状形成的第一电极部件(51)和在所述第一电极部件(51)的外部以扇形方式形成的第二电极部件(52)和第三电极部件(53)。该第一，第二和第三电极部件(51至53)经由绝缘区域彼此电气隔离。下电极(30)包括以圆形形状形成的第四电极部件(31)和在所述第四电极部件(31)的外部以扇形方式形成的第五电极部件(32)和第六电极部件(33)。类似的，该第四，第五和第六电极部件(31至33)经由绝缘区域彼此电气隔离。此外，分别提供第四电极部件(31)使其经由压电体(40)面对所述第一电极部件(51)，提供第五电极部件(32)使其经由所述压电体(40)面对所述第二电极部件(52)，以及提供第六电极部件(33)使其经由所述压电体(40)面对所述第三电极部件(53)。
文档编号H03H9/17GK101069344SQ20058004117
公开日2007年11月7日 申请日期2005年12月6日 优先权日2004年12月7日
发明者岩崎智弘, 大西庆治, 中塚宏 申请人:松下电器产业株式会社