專利名稱：可調(diào)濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為通信系統(tǒng)中的帶通濾波器使用的可調(diào)濾波器(千工一亍
)，更詳細(xì)而言，涉及一種使用彈性表面波諧振子而構(gòu)成的可調(diào)濾波器。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中使用的帶通濾波器中，有時(shí)要求能夠調(diào)整通帶。目前提出了多種滿足這樣的要求的帶通濾波器，即可調(diào)濾波器。例如，在下述專利文獻(xiàn)1中，公開有使用多個(gè)彈性表面波諧振子和可變電容器的可調(diào)濾波器。圖52是專利文獻(xiàn)1中所述的可調(diào)濾波器的電路圖?？烧{(diào)濾波器101中，在連結(jié)輸入端102和輸出端103之間的串聯(lián)臂上相互串聯(lián)連接多個(gè)串聯(lián)臂諧振子104、105。另外，在串聯(lián)臂和接地電位之間的多個(gè)并聯(lián)臂中分別連接有并聯(lián)臂諧振子106、107。串聯(lián)臂諧振子104、105及并聯(lián)臂諧振子106、107通過彈性表面波諧振子形成。構(gòu)成具有上述串聯(lián)臂諧振子104、105及并聯(lián)臂諧振子106、107的梯形濾波器電路。另外，為了能夠調(diào)整通帶，連接有可變電容器108 115。即，在串聯(lián)臂諧振子104并聯(lián)連接有可變電容器108，在該串聯(lián)臂諧振子104及可變電容器108上串聯(lián)連接有可變電容器110。同樣，在串聯(lián)臂諧振子105也并聯(lián)連接有可變電容器109，串聯(lián)連接有可變電容器 111。在并聯(lián)臂中，也在并聯(lián)臂諧振子106上并聯(lián)連接有可變電容器112，在并聯(lián)臂諧振子106及可變電容器112上串聯(lián)連接有可變電容器114。同樣，在并聯(lián)臂諧振子107并聯(lián)連接有可變電容器113，串聯(lián)連接有可變電容器115。專利文獻(xiàn)1 特開2005-217852號(hào)公報(bào)可調(diào)濾波器101中，可變電容器110、111的電容、即串聯(lián)電容越減小，串聯(lián)臂的電路部分中的諧振頻率FrS越高。另外，并聯(lián)電容，即可變電容器108、109的靜電容越增大， 串聯(lián)臂上的反諧振頻率FaS越低。同樣，關(guān)于并聯(lián)臂的電路部分的諧振頻率FrP及反諧振頻率FaP，可通過使并聯(lián)連接的可變電容器112、113及串聯(lián)連接的可變電容器114、115的電容變化，使其變化。因此， 可通過使上述可變電容器108 115的電容變化而使可調(diào)濾波器101整體的中心頻率變化。但是，在專利文獻(xiàn)1記載的可調(diào)濾波器101中，存在串聯(lián)臂諧振子104、105或并聯(lián)臂諧振子106、107中使用的彈性表面波諧振子的機(jī)電耦合系數(shù)小的問題。另外，存在頻率溫度系數(shù)TCF的絕對(duì)值大的問題。另外，串聯(lián)臂及并聯(lián)臂中的彈性表面波諧振子或可變電容電容器等的零件數(shù)量多。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可調(diào)濾波器，其鑒于上述的目前技術(shù)的現(xiàn)狀，可使彈性表面波諧振子的機(jī)電耦合系數(shù)增大，由此可擴(kuò)大彈性表面波諧振子的比頻帶幅，可擴(kuò)大可調(diào)濾波器的可變頻率范圍，另外，可使頻率溫度系數(shù)TCF的絕對(duì)值減小，并使溫度變化的特性的變化減小。根據(jù)本發(fā)明，提供一種可調(diào)濾波器，其具備具有由LiNbO3或LiTaO3構(gòu)成且在上表面形成有凹部的壓電基板，由所述凹部填充的電極材料構(gòu)成的IDT電極的彈性表面波諧振子；與所述彈性表面波諧振子連接的可變電容器。另夕卜，以下，根據(jù)情況將LiNbO3簡(jiǎn)稱為LN。另外，根據(jù)情況將LiTaO3簡(jiǎn)稱為LT。本發(fā)明的可調(diào)濾波器的某個(gè)特定的方面中，所述彈性表面波諧振子還具備以覆蓋所述壓電基板的上表面的方式設(shè)置的SiA膜。該情況下，可使頻率溫度系數(shù)TCF的絕對(duì)值減小。根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)濾波器的其它的特定的方面，所述壓電基板由歐拉角(0°， 85° 150°，0° )的LiTaO3基板構(gòu)成，形成所述IDT電極的電極材料為Au。該情況下， 可進(jìn)一步提高彈性表面波諧振子的機(jī)電耦合系數(shù)，另外，可進(jìn)一步使頻率溫度系數(shù)TCF的絕對(duì)值減小。根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)濾波器另一其它特定的方面，所述IDT電極以選自由Au、Pt、Cu 及Al，以及以它們?yōu)橹黧w的合金組成的組中的至少一種構(gòu)成的電極層為主體。該情況下，可進(jìn)一步有效地提高彈性表面波諧振子的機(jī)電耦合系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明涉及的可調(diào)濾波器的其它特定的方面，所述IDT電極具有多根電極指，至少在電極指所處的部分的上方，在SiO2膜的表面上形成有與電極指的厚度相同的高度的凸部。該情況下，可進(jìn)一步使彈性表面波諧振子的頻率溫度系數(shù)TCF的絕對(duì)值減小。根據(jù)本發(fā)明涉及的可調(diào)濾波器的另一其它特定的方面，所述IDT電極具有多根電極指，在該電極指的上方，所述S^2膜的表面被大致平坦化。該情況下，可進(jìn)一步提高彈性表面波諧振子的機(jī)電耦合系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)濾波器的又一特定的方面，埋入所述壓電基板的電極的占空比大于0. 5。根據(jù)本發(fā)明涉及的可調(diào)濾波器的又一特定的方面，所述壓電基板由歐拉角(0°， 80° 130°，0° )的LiNbO3基板構(gòu)成。使用歐拉角位于該范圍的LiNbO3基板的情況下， 可充分提高彈性表面波諧振子的機(jī)電耦合系數(shù)。本發(fā)明的可調(diào)濾波器的另一其它特定的方面中，所述IDT電極以選自由Au、Pt、 Cu、Ta、W、Mo、Ni、Ag及Al、以及以它們?yōu)橹黧w的合金組成的組中的至少一種構(gòu)成的電極層為主體。該情況下，可進(jìn)一步提高彈性表面波諧振子的機(jī)電耦合系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)濾波器的又一特定的方面，所述IDT電極具有多根電極指，S^2 膜的表面大致平坦。該情況下，可進(jìn)一步提高彈性表面波諧振子的機(jī)電耦合系數(shù)。本發(fā)明的可調(diào)濾波器的另一其它特定的方面中，在上述LiNbO3基板的歐拉角為 (0°，80° 130°，0° )，IDT 電極以選自由 Au、Pt、Cu、Ta、W、Mo、Ni、Ag 及 AL、以及以它們?yōu)橹黧w的合金組成的組中的至少一種金屬構(gòu)成的電機(jī)層為主體的構(gòu)成中，所述IDT電極具有多根電極指，至少在電極指所處的部分的上方，在SiO2膜的表面上形成有與電極指的厚度相同的高度的凸部。該情況下，可通過凸部的形成，提高IDT電極中的反射系數(shù)。根據(jù)第二發(fā)明，提供一種可調(diào)濾波器，其具備彈性表面波諧振子，其具有由歐拉角(0°，80° 130°，0° )的LiNbOdQ成且在上表面形成有凹部的壓電基板，和將以選自由Au、Pt、W、Ta、Ag、Cu、Mo、及Ni組成的組中的至少一種為主體的金屬材料埋入所述凹部的IDT電極，在將彈性表面波的波長設(shè)為λ的情況下，將成為IDT電極的主體的金屬和電極膜厚的下限和占空比的關(guān)系設(shè)為圖42 49及下述表1所示的關(guān)系，將電極膜厚上限設(shè)為下述表1所示的各值，將占空比設(shè)為0. 15 0. 85 ；以及與所述彈性表面波諧振子連接的可變電容器。[表 1](X:占空比)
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)濾波器，其特征在于， 具備彈性表面波諧振子，其具有由LiNbO3或LiTaO3構(gòu)成且在上表面形成有凹部的壓電基板、和由填充于所述凹部的電極材料構(gòu)成的IDT電極；以及可變電容器，其與所述彈性表面波諧振子連接。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)濾波器，其特征在于，所述彈性表面波諧振子還具有以覆蓋所述壓電基板的上表面的方式設(shè)置的S^2膜。
3.如權(quán)利要求2所述的可調(diào)濾波器，其特征在于，所述壓電基板由歐拉角(0°，85° 150°，0° )的LiTaO3基板構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的可調(diào)濾波器，其特征在于，所述IDT電極以從由Au、Pt、Cu及Al、以及以它們?yōu)橹黧w的合金組成的組中選擇的至少一種構(gòu)成的電極層為主體。
5.如權(quán)利要求4所述的可調(diào)濾波器，其特征在于，所述IDT電極具有多根電極指，至少在電極指所在的部分的上方，在SiO2膜的表面上形成有與電極指的厚度相同的高度的凸部。
6.如權(quán)利要求4所述的可調(diào)濾波器，其特征在于，所述IDT電極具有多根電極指，在該電極指的上方，所述SiA膜的表面被平坦化。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的可調(diào)濾波器，其特征在于， 埋入所述壓電基板的電極的占空比大于0. 5。
8.如權(quán)利要求1或2所述的可調(diào)濾波器，其特征在于，所述壓電基板由歐拉角(0°，80° 130°，0° )的LiNbO3基板構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述的可調(diào)濾波器，其特征在于，所述IDT電極以從由Au、Pt、Cu、W、Ta、Ag、Mo、Ni及Al、以及以它們?yōu)橹黧w的合金組成的組中選擇的至少一種構(gòu)成的電極層為主體。
10.如權(quán)利要求9所述的可調(diào)濾波器，其特征在于， 所述IDT電極具有多根電極指，SiO2膜的表面大致平坦。
11.如權(quán)利要求9或10所述的可調(diào)濾波器，其特征在于，所述IDT電極具有多根電極指，至少在電極指所在的部分的上方，在SiO2膜的表面上形成有與電極指的厚度相同的高度的凸部。
12.—種可調(diào)濾波器，其特征在于， 具備彈性表面波諧振子，其具有由歐拉角(0°，80° 130°，0° )的LiNbO3構(gòu)成且在上表面形成有凹部的壓電基板、以及將從由Au、Pt、W、Ta、Ag、Cu、Mo、及Ni組成的組中選擇的至少一種為主體的金屬材料埋入所述凹部的IDT電極，在將彈性表面波的波長設(shè)為λ的情況下，成為IDT電極的主體的金屬與電極膜厚的下限和占空比的關(guān)系為圖42 49及下述表1所示的關(guān)系，電極膜厚上限為下述表1所示的各值，占空比為0. 15 0. 85 ；以及可變電容器，其與所述彈性表面波諧振子連接， [表1] (X:占空比)
13. —種可調(diào)濾波器，其特征在于， 具備彈性表面波諧振子，其具有由歐拉角(0°，80° 130°，0° )的LiNbO3構(gòu)成且在上表面形成有凹部的壓電基板，以及將從由Au、Pt、W、Ta、Ag、Cu、Mo、及Ni組成的組中選擇的至少1種為主體的金屬材料埋入所述凹部的IDT電極，在將彈性表面波的波長設(shè)為λ的情況下，成為IDT電極的主體的金屬與電極膜厚的下限和占空比的關(guān)系為圖42 49及下述表2所示的關(guān)系，電極膜厚上限為下述表2所示的各值，占空比大于0. 5 ；以及可變電容器，其與所述彈性表面波諧振子連接， [表2] (X:占空比)
14.如權(quán)利要求12或13所述的可調(diào)濾波器，其特征在于，成為IDT電極的主體的金屬與電極膜厚和占空比的關(guān)系為下述表3所示的關(guān)系，電極膜厚上限為下述表3所示的各值， [表3] (X:占空比)
15. 一種可調(diào)濾波器，其特征在于，彈性表面波諧振子，其具有由歐拉角(0°，80° 130°，0° )的LiNbO3構(gòu)成且在上表面形成有凹部的壓電基板，以及將以Al或Al為主體的合金埋入所述凹部的IDT電極，在將彈性表面波的波長設(shè)為λ的情況下，IDT電極的標(biāo)準(zhǔn)化膜厚H/λ為0.036以上、0.4以下， 優(yōu)選為Al標(biāo)準(zhǔn)化膜厚的上限和占空比的關(guān)系為如圖50及表4所示，Al標(biāo)準(zhǔn)化膜厚下限為下述表4所示的值，且占空比不足0. 5或大于0. 5 ；以及可變電容器，其與所述彈性表面波諧振子連接， [表4](Y :A1膜厚，X:占空比)
16.如權(quán)利要求15所述可調(diào)濾波器，其特征在于，成為IDT電極的主體的金屬與電極膜厚上限和占空比的關(guān)系為如下述表5所示，將電極膜厚下限設(shè)為下述表5所示的值， [表5]
17.—種可調(diào)濾波器，其特征在于， 具備彈性表面波諧振子，其具有由歐拉角(0°，80° 130°，0° )的LiNbO3構(gòu)成且在上表面形成有凹部的壓電基板，以及將從由Au、Pt、W、Ta、Ag、Cu、Mo、及Ni組成的組中選擇的至少一種為主體的金屬材料埋入所述凹部的IDT電極，構(gòu)成為，在將彈性表面波的波長設(shè)為 λ的情況下，Au、Pt、W或Ta成為主體的電極厚度H/λ為0.006以下，Ag成為主體的電極厚度H/λ為0.01以下，Cu、Mo或Ni成為主體的電極厚度H/λ為0. 013以下；以及可變電容器，其與所述彈性表面波諧振子連接。
18.如權(quán)利要求1 17中任一項(xiàng)所述的可調(diào)濾波器，其特征在于，作為所述彈性表面波諧振子具有多個(gè)彈性表面波諧振子，該多個(gè)彈性表面波諧振子在輸入端子和輸出端子之間串聯(lián)連接，作為所述可變電容器，具有第一、第二可變電容器，第一可變電容器與所述多個(gè)彈性表面波諧振子中的至少一個(gè)彈性表面波諧振子串聯(lián)連接，所述第二可變電容器與所述多個(gè)彈性表面波諧振子中的至少一個(gè)彈性表面波諧振子并聯(lián)連接， 還具備連接于多個(gè)彈性表面波諧振子的連接點(diǎn)和地線之間的電感器；以及連接于輸入端子和地線間及輸出端子和地線間的匹配電容器。
19.如權(quán)利要求18所述的可調(diào)濾波器，其特征在于， 匹配電容器及電感器的阻抗為20 100 Ω。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可調(diào)濾波器，頻率溫度特性優(yōu)異，使用進(jìn)一步提高了機(jī)電耦合系數(shù)的彈性表面波諧振子而形成，能夠改善溫度特性及頻率特性?？烧{(diào)濾波器(1)，具備在彈性表面波諧振子(S1、S2、P1～P3)上連接有可變電容器的電路結(jié)構(gòu)，該彈性表面波諧振子具有由LiTaO3或LiNbO3構(gòu)成的壓電基板(11)，由該壓電基板的上表面(11a)的凹部(11b)填充的電極材料構(gòu)成的IDT電極(12)，以覆蓋該壓電基板的方式而設(shè)置的SiO2膜(15)。
文檔編號(hào)H03H9/64GK102217194SQ20098014606
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者門田道雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所