專利名稱：可調(diào)濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為通信系統(tǒng)的帶通濾波器使用的、能夠調(diào)整頻帶的可調(diào)濾波器 (tunable filter)，更具體而言，涉及使用彈性表面波諧振器構(gòu)成的可調(diào)濾波器。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)使用的帶通濾波器中，有時需要能夠調(diào)整通帶。已經(jīng)提出了各種滿足這種需求的帶通濾波器，即可調(diào)濾波器。例如，在下述的專利文獻1中，公開了使用多個彈性表面波諧振器與可變電容器的可調(diào)濾波器。圖17是專利文獻1中記載的可調(diào)濾波器的電路圖。在可調(diào)濾波器101中，在連接輸入端102與輸出端103之間的串聯(lián)臂中，多個串聯(lián)臂諧振器104、105相互串聯(lián)連接。另外，在串聯(lián)臂與接地電位之間的多個并聯(lián)臂中，分別連接并聯(lián)臂諧振器106、107。串聯(lián)臂諧振器104、105以及并聯(lián)臂諧振器106、107通過彈性表面波諧振器形成。構(gòu)成具有上述串聯(lián)臂諧振器104、105以及并聯(lián)臂諧振器106、107的梯型濾波器電路。而且，為了能夠調(diào)整通帶，連接可變電容器108 115。即，與串聯(lián)臂諧振器104并聯(lián)地連接可變電容器108，與該串聯(lián)臂諧振器104以及可變電容器108串聯(lián)地連接可變電容器110。同樣，也與串聯(lián)臂諧振器105并聯(lián)地連接可變電容器109，串聯(lián)地連接可變電容器 111。在并聯(lián)臂中，也與并聯(lián)臂諧振器106并聯(lián)地連接可變電容器112，與該并聯(lián)臂諧振器106以及可變電容器112串聯(lián)地連接可變電容器114。同樣，也與并聯(lián)臂諧振器107并聯(lián)地連接可變電容器113，串聯(lián)地連接可變電容器115。專利文獻1 日本特開2005-217852號公報在可調(diào)濾波器101中，隨著可變電容器110、111的容量即串聯(lián)容量變小，能夠提高串聯(lián)臂的電路部分的諧振頻率FrS。另外，隨著并聯(lián)容量，即可變電容器108、109的靜電容量變大，能夠降低串聯(lián)臂的反諧振頻率i^aS。同樣，通過改變并聯(lián)連接的可變電容器112、113以及串聯(lián)連接的可變電容器114、 115的容量，能夠改變并聯(lián)臂的電路部分的諧振頻率FrP以及反諧振頻率FaP。因此，通過改變上述可變電容器104 115的容量，能夠改變可調(diào)濾波器101整體的中心頻率。但是，在專利文獻1記載的可調(diào)濾波器101中，串聯(lián)臂諧振器104、105、并聯(lián)臂諧振器106、107使用的彈性表面波諧振器的機電耦合系數(shù)較小。另外，無法取得足夠的相對帶寬(比帯域幅)與可變量。而且存在頻率溫度系數(shù)TCF的絕對值較大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述以往技術(shù)的現(xiàn)狀，目的是提供一種能夠使彈性表面波諧振器的機電耦合系數(shù)較大，由此能夠擴大相對帶寬與可調(diào)濾波器的頻率的可變幅度，而且能夠使頻率溫度系數(shù)TCF的絕對值較小的可調(diào)濾波器。
本發(fā)明的可調(diào)濾波器包括彈性表面波諧振器，該彈性表面波諧振器具有壓電基板，由LiNbO3或LiTaOjQ成，且在上表面上具有凹部；IDT電極，通過在所述壓電基板的上表面的凹部中埋入電極材料形成；以及ZnO膜，以覆蓋所述壓電基板的上表面的方式設(shè)置。 而且，包括連接到所述彈性表面波諧振器的可變電容器。此外，在下文中，根據(jù)情況將LiNbO3簡稱為LN。另外根據(jù)情況將LiTaO3簡稱為LT。根據(jù)本發(fā)明所涉及的可調(diào)濾波器的一種特定方式，所述壓電基板為歐拉角(0°， 100° 士20°，0° )的LiNbO3基板，形成所述IDT電極的電極材料為Al、Ag、Pt、Au、Ta、W、 Mo、M或Cu。在此情況下，能夠進一步增大彈性表面波諧振器的機電耦合系數(shù)，由此能夠使相對帶寬與可調(diào)濾波器的頻率可變幅度變寬。在本發(fā)明所涉及的可調(diào)濾波器的另一種特定方式中，所述彈性表面波諧振器的 IDT電極以由Al構(gòu)成的電極層為主體。在此情況下，在所述ZnO膜的厚度為h，由所述彈性表面波諧振器的IDT電極的電極指間距決定的波長為λ時，所述SiO膜的標準化膜厚h/λ 在0. 0007 0. 006的范圍內(nèi)。因此，與不設(shè)置ZnO膜的情況相比，能夠進一步增大彈性表面波諧振器的機電耦合系數(shù)，由此能夠使相對帶寬與可調(diào)濾波器的頻率可變幅度變寬。在本發(fā)明所涉及的可調(diào)濾波器的另一種特定方式中，所述彈性表面波諧振器的 IDT電極以由從Ni、Cu及Mo以及以這些金屬為主體的合金中選擇的一種物質(zhì)構(gòu)成的電極層為主體。在此情況下，在所述ZnO膜的厚度為h，由IDT電極的電極指間距決定的波長為入時，所述ZnO膜的標準化膜厚h/λ在0.004 0.045的范圍內(nèi)。因此，與不設(shè)置ZnO膜的情況相比，能夠進一步增大彈性表面波諧振器的機電耦合系數(shù)，因此能夠使相對帶寬變寬。在本發(fā)明所涉及的可調(diào)濾波器的另一種特定方式中，所述彈性表面波諧振器的 IDT電極以由從Pt、Au、W、Ta及Ag以及以這些金屬為主體的合金中選擇的一種物質(zhì)構(gòu)成的電極層為主體。在此情況下，在所述ZnO膜的厚度為h，由IDT電極的電極指間距決定的波長為λ時，所述ZnO膜的標準化膜厚h/λ在0.005 0.14的范圍內(nèi)。在此情況下，與不設(shè)置ZnO膜的情況相比，也能夠進一步增大彈性表面波諧振器的機電耦合系數(shù)，由此能夠使相對帶寬與可調(diào)濾波器的頻率可變幅度變寬。在本發(fā)明所涉及的可調(diào)濾波器的另一種特定方式中，所述IDT電極由所述電極層以及由與構(gòu)成所述電極層的金屬不同的金屬構(gòu)成的第二電極層的層疊體構(gòu)成。該層疊體的平均密度與構(gòu)成所述電極層的所述金屬或合金的密度大致相同。在此情況下，與不設(shè)置 ZnO膜的情況相比，也能夠進一步增大彈性表面波諧振器的機電耦合系數(shù)，因此能夠使相對帶寬與可調(diào)濾波器的頻率可變幅度變寬。在本發(fā)明所涉及的可調(diào)濾波器的又一種特定方式中，還包括在所述ZnO膜的上面層疊的SiA膜。在此情況下，使彈性表面波諧振器的頻率溫度系數(shù)TCF的絕對值變小，因此能夠抑制由溫度變化產(chǎn)生的頻率特性的變化。在本發(fā)明所涉及的可調(diào)濾波器的又一種特定方式中，還包括在所述壓電基板的上面與所述SiO膜之間層疊的3102膜。在此情況下，使彈性表面波諧振器的頻率溫度系數(shù)TCF 的絕對值變小，因此能夠抑制由溫度變化產(chǎn)生的頻率特性的變化。(發(fā)明效果)在本發(fā)明所涉及的可調(diào)濾波器中，通過在可變電容器中改變靜電容量，能夠調(diào)整頻帶。而且，在上述彈性表面波諧振器中，壓電基板由1^他03或1^1^03構(gòu)成，通過在該壓電基板的上表面的凹部中埋入電極材料形成IDT電極，以覆蓋該壓電基板的上表面的方式設(shè)置ZnO膜，因而能夠提高彈性表面波諧振器的機電耦合系數(shù)。因此，能夠使可調(diào)濾波器的相對帶寬與可調(diào)濾波器的頻率可變量變大。


圖1(a)是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的可調(diào)濾波器的電路結(jié)構(gòu)的圖，(b) 是表示實施方式使用的彈性表面波諧振器的示意性平面圖，(c)是沿(b)中的I-I線的部分的正面剖視圖。圖2是表示第一實驗例測定的彈性表面波諧振器的頻率特性的圖，實線表示使用 LiNbO3基板，彈性表面波諧振器的波長為λ時，SiO2膜的膜厚為0.22 λ時的彈性表面波諧振器的阻抗特性以及相位特性，虛線表示除了既不形成S^2膜也不形成ZnO膜之外同樣形成的彈性表面波諧振器的阻抗特性以及相位特性，點劃線表示在LiNbO3基板上形成0. 01 λ 的厚度的ZnO膜的情況下的阻抗特性以及相位特性，除了既不形成SW2膜也不形成ZnO膜之外同樣形成的彈性表面波諧振器的阻抗特性以及相位特性，點劃線表示在LiNbO3基板上形成0. 01 λ的厚度的ZnO膜的情況下的阻抗特性以及相位特性。圖3是表示第二實驗例的濾波器電路的電路圖。圖4是表示在第二實驗例中，改變圖3的第二實施例的濾波器電路中的可變電容器的靜電容量的情況下濾波器特性的變化的圖。圖5是表示第三實驗例中求出的Al電極膜厚為0. 06時改變ZnO膜的標準化膜厚 h/λ的情況下彈性表面波的聲速變化的圖。圖6是表示第三實驗例中求出的Al電極膜厚為0. 14時改變ZnO膜的標準化膜厚 h/λ的情況下彈性表面波的聲速變化的圖。圖7是表示第三實驗例中求出的改變ZnO膜的標準化膜厚h/ λ的情況下機電耦合系數(shù)k2的變化的圖。圖8是表示第四實驗例中求出的Cu電極膜厚為0. 06時改變ZnO膜的標準化膜厚 h/λ的情況下彈性表面波的聲速變化的圖。圖9是表示第四實驗例中求出的Cu電極膜厚為0. 10時改變ZnO膜的標準化膜厚 h/λ的情況下彈性表面波的聲速變化的圖。圖10是表示第四實驗例中求出的彈性表面波諧振器的ZnO膜的標準化膜厚h/ λ 與反射系數(shù)的關(guān)系的圖。圖11是表示第四實驗例中求出的彈性表面波諧振器的ZnO膜的標準化膜厚h/λ 與機電耦合系數(shù)k2的關(guān)系的圖。圖12是表示第五實驗例中求出的M電極膜厚為0. 04時改變ZnO膜的標準化膜厚h/λ的情況下彈性表面波的聲速變化的圖。圖13是表示第五實驗例中求出的彈性表面波諧振器的ZnO膜的標準化膜厚h/ λ 與反射系數(shù)的關(guān)系的圖。圖14是表示第五實驗例中求出的彈性表面波諧振器的ZnO膜的標準化膜厚h/ λ 與機電耦合系數(shù)k2的關(guān)系的圖。圖15是表示Pt、Au、W、Ta、Ag電極時改變ZnO膜的標準化膜厚h/ λ的情況下彈性表面波的聲速變化的圖。圖16是本發(fā)明的變形例的可調(diào)濾波器中使用的彈性表面波諧振器的示意性剖視圖。圖17是表示以往的可調(diào)濾波器的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的具體實施方式
，據(jù)此使本發(fā)明變得明確。圖1 (a)是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的可調(diào)濾波器的電路圖，(b)是該可調(diào)濾波器使用的彈性表面波諧振器的示意性平面圖，(c)是沿(b)中的I-I線的部分的正面剖視圖。如圖1(a)所示，可調(diào)濾波器1具有輸入端子2與輸出端子3。在連接輸入端子2 與輸出端子3的串聯(lián)臂中，多個串聯(lián)臂諧振器Sl以及S2相互串聯(lián)連接。在串聯(lián)臂諧振器 Sl的輸入側(cè)，可變電容器4串聯(lián)地連接到串聯(lián)臂諧振器Si。另外，在串聯(lián)臂諧振器S2的輸出側(cè)，可變電容器5串聯(lián)地連接到串聯(lián)臂諧振器S2。在串聯(lián)臂諧振器Sl的輸入側(cè)，形成連接串聯(lián)臂與接地電位的第一并聯(lián)臂。并聯(lián)臂諧振器Pl連接到第一并聯(lián)臂。在第一并聯(lián)臂中，可變電容器6串聯(lián)地連接到并聯(lián)臂諧振器 P1。另外，在串聯(lián)臂諧振器Si、S2之間的連接點與接地電位之間形成第二并聯(lián)臂。第二并聯(lián)臂諧振器P2連接到第二并聯(lián)臂，可變電容器7串聯(lián)地連接到并聯(lián)臂諧振器P2。而且，在串聯(lián)臂諧振器S2的輸出側(cè)，第三并聯(lián)臂以連接串聯(lián)臂與接地電位的方式形成。在第三并聯(lián)臂中，可變電容器8串聯(lián)地連接到并聯(lián)臂諧振器P3。上述串聯(lián)臂諧振器Si、S2以及并聯(lián)臂諧振器Pl P3均由彈性表面波諧振器形成。如眾所周知的那樣，在梯型濾波器中，通過并聯(lián)臂諧振器的反諧振頻率與串聯(lián)臂諧振器的諧振頻率形成通帶。通過將上述可變電容器4 8串聯(lián)地連接到串聯(lián)臂諧振器或并聯(lián)臂諧振器，并且改變該可變電容器4 8的靜電容量，能夠改變串聯(lián)臂以及并聯(lián)臂中的諧振特性。因此，與專利文獻1記載的可調(diào)濾波器同樣，能夠改變可調(diào)濾波器1的中心頻率。上述串聯(lián)臂諧振器Si、S2以及并聯(lián)臂諧振器Pl P3由彈性表面波諧振器構(gòu)成。 以串聯(lián)臂諧振器Sl為代表說明彈性表面波諧振器的結(jié)構(gòu)。如圖1(b)及(C)所示，構(gòu)成串聯(lián)臂諧振器Si的彈性表面波諧振器10具有壓電基板11。壓電基板11在本實施方式中由 15°的Y切X傳播的LiNbO3構(gòu)成。S卩，歐拉(Euler)角(0°，105°，0° )的LiNbO3基板作為壓電基板11使用。在壓電基板11的上表面Ila上，作為凹部形成多條溝lib。通過在溝lib內(nèi)填充電極材料形成IDT電極12。如圖1 (b)所示，在本實施方式中，在IDT電極12的彈性表面波傳播方向的兩側(cè)，形成反射器13、14。因此，構(gòu)成單端口型彈性表面波諧振器10。反射器13、14也通過在設(shè)置于壓電基板11的上表面Ila上的凹部即多條溝內(nèi)填充電極材料形成。如圖1 (c)所示，上述IDT電極12的上表面即電極指部分的上表面與壓電基板11 的上表面Ila大致成為一個面。因此，形成上述IDT電極12以及反射器13、14后，壓電基板11的上表面Ila是平坦的。以覆蓋該壓電基板11的上表面Ila的方式形成ZnO膜15。
以串聯(lián)臂諧振器Sl為例進行了說明，但串聯(lián)臂諧振器S2也同樣構(gòu)成。另外，串聯(lián)臂諧振器Si、S2的諧振頻率設(shè)定在可調(diào)濾波器1的通帶內(nèi)。串聯(lián)臂諧振器Si、S2的反諧振頻率設(shè)定在與通帶相比高域側(cè)的衰減域中。另一方面，并聯(lián)臂諧振器Pl P3的諧振頻率設(shè)定在與通帶相比低域側(cè)的衰減域中。并聯(lián)臂諧振器Pl P3的反諧振頻率形成在通帶內(nèi)。在本實施方式的可調(diào)濾波器1中，串聯(lián)臂諧振器S1、S2以及并聯(lián)臂諧振器Pl P3 由具有上述特定結(jié)構(gòu)的彈性表面波諧振器構(gòu)成，因此能夠提高機電耦合系數(shù)。由此，能夠使相對帶寬與可調(diào)濾波器頻率的可變幅度變寬?；诰唧w的實驗例使上述情況變得明確。(第一實驗例)圖2的虛線是表示第一實驗例的彈性表面波諧振器的阻抗特性以及相位特性的圖。在第一實驗例中，使用15°的Y切X傳播的LiNbO3基板，即歐拉角(0°，105°，0° ) 的LiNbO3基板，使用Al作為電極材料。是彈性表面波諧振器的波長為λ時，IDT電極12 的膜厚為0.17 λ時的頻率特性。圖2的點劃線表示在LiNbO3基板上形成0. 01 λ的厚度的ZnO膜的情況下的阻抗特性。諧振頻率下降大約2%。但是，頻帶變寬12%。另外，作為反諧振點的阻抗相對于諧振點的阻抗的比的阻抗比較大，為61dB。實線表示還形成厚度為0. 22 λ的S^2膜的情況下的阻抗-頻率特性以及相位特性。如從圖2變得明確的那樣，可知利用ZnO膜的形成，能夠調(diào)整頻域使得諧振頻率以及反諧振頻率變低，并且能夠使頻帶大幅變寬。另外，作為反諧振點的阻抗相對于諧振頻率的阻抗的比的阻抗比，在不形成SiO2膜和ZnO膜的情況下，為57. 5dB。與此相對，在形成 ZnO膜的構(gòu)造中能夠變大為61dB，在形成SW2膜的構(gòu)造中能夠變大為60. 2dB。而且，關(guān)于頻率溫度系數(shù)TCF，在不具有SW2膜和ZnO膜的情況下為-100ppm/°C。 與此相對，利用ZnO膜的形成，能夠使TCF的絕對值變小為-70ppm/°C -80ppm/°C，利用 SiO2的形成，能夠進一步使TCF的絕對值變小為_5ppm/°C。此外，顛倒SW2膜與ZnO膜的順序形成，也能得到大致相同的頻率溫度特性。因此，在形成SW2膜的情況下頻帶從13. 5%變窄為10%，但利用ZnO膜的形成， 能夠增大峰谷比即上述阻抗比，并且提高機電耦合系數(shù)k2。由此，可知頻帶變寬至14.9%。 另外，可知還能改善溫度特性。(第二實施例)接下來，形成圖3所示的濾波器電路21，研究可變電容器的靜電容量的變化所產(chǎn)生的濾波器特性的變化。在圖3所示的濾波器電路21中，在連接輸入端子22與輸出端子 23的串聯(lián)臂中，串聯(lián)臂諧振器Si、S2相互串聯(lián)連接。并且，在串聯(lián)臂諧振器Sl的輸入側(cè)， 串聯(lián)臂諧振器C2串聯(lián)地連接到串聯(lián)臂諧振器Si。另外，在串聯(lián)臂諧振器Sl的輸入側(cè)，電容器Cl連接到連接串聯(lián)臂與接地電位的并聯(lián)臂。在連接串聯(lián)臂諧振器Sl及S2之間的連接點與接地電位的第二并聯(lián)臂中，連接阻抗Li。另外，在串聯(lián)臂諧振器S2的輸出側(cè)，可變電容器C3連接到串聯(lián)臂諧振器S2。而且， 電容器C4連接到連接輸出端子3與接地電位之間的并聯(lián)臂。此處，串聯(lián)臂諧振器Si、S2與上述同樣使用15°的Y切X傳播的、歐拉角(0°，105°，0° )的LiNbO3基板。在LiNbO3基板的上表面的溝中作為電極材料埋入Al，形成標準化膜厚H/λ為0. 17的IDT電極及反射器。此外，不形成ZnO膜。另外，在使可變電容器 C2與可變電容器C3的靜電容量相等的結(jié)構(gòu)中，如圖4所示，使靜電容量變化為lpF、2pF、 5pF、10pF、25pF、50pF 或 100pF，測定濾波器特性。對于串聯(lián)臂諧振器Si、S2的靜電容量，通過改變IDT電極的電極指的對數(shù)或交叉幅度進行調(diào)整。上述阻抗Ll的值為12nH。圖4表示如上所述使可變電容器C2與可變電容器C3的靜電容量相等，改變可變電容器C2、C3的靜電容量的情況下濾波器特性的變化。如從圖4變得明確的那樣，可知隨著容量從IpF到IOOpF發(fā)生變化，濾波器的中心頻率在2. 3GHz附近至2. 48GHz附近之間變化，即大約變化11%。由此可知，通過改變電容器Cl C4的靜電容量，能夠調(diào)整具有這種梯型電路結(jié)構(gòu)的濾波器的通帶。在本實驗例中，使用了歐拉角(0°，105°，0° )的LiNbO3,但根據(jù)本申請發(fā)明人的實驗已確認，在使用(0°，105° 士20°，0° )的范圍的LiNbO3基板的情況下，也能得到與本實驗例相同的結(jié)果。如根據(jù)第二實驗例可知的那樣，可知在上述實施方式的可調(diào)濾波器1中，通過改變電容器4 8的靜電容量，也能夠容易地調(diào)整頻率特性。(第三實驗例)在圖1 (b)、(c)所示的彈性表面波諧振器10中，以覆蓋壓電基板11的上表面Ila 的方式形成SiO膜15。利用ZnO膜15的形成，能夠有效地提高彈性表面波諧振器的機電耦合系數(shù)。對這一點進行具體說明。圖5、圖6以及圖7是分別表示作為壓電基板使用10°旋轉(zhuǎn)Y板X傳播、歐拉角 (0°，100°，0° )的LiNbO3基板，使用厚度0.06與0. 14的Al形成IDT電極的情況下彈性表面波諧振器31的SiO的標準化膜厚h/ λ與彈性表面波的聲速以及機電耦合系數(shù)k2的關(guān)系的圖。此外，h是ZnO膜的厚度，λ是由IDT電極的電極指間距決定的波長。在圖5以及圖6中，fa與fr分別表示與反諧振頻率與諧振頻率相當?shù)穆曀?。fa 以及fr這兩者在與較慢的橫體波(〃> 々橫波)聲速相比較快的區(qū)域與較慢的區(qū)域中表示良好的諧振器特性。LiNbO3的較慢的橫體波聲速為4030m/秒。如根據(jù)圖5以及圖6可知的那樣，無論Al電極的厚度為多少，ZnO的標準化膜厚 h/λ在0.02至0.085的范圍中時無法得到良好的諧振器特性。由此，ZnO膜的厚度h/λ 的優(yōu)選區(qū)域是0 0. 02以及0. 085 0. 3的范圍。另外，根據(jù)圖7，ZnO膜的厚度h/ λ在 0. 0007 0. 006的范圍中能夠得到較大的機電耦合系數(shù)k2，但在0. 09以上時機電耦合系
數(shù)k2變小。(第四實驗例)接下來，作為壓電基板11使用10°旋轉(zhuǎn)Y板X傳播的LiNbO3，即歐拉角(0°， 100°，0° )的LiNb03。作為電極材料使用厚度H/ λ為0. 06與0. 1的Cu膜。對ZnO膜15 的標準化膜厚h/λ進行各種變更，求出彈性表面波諧振器的聲速、反射系數(shù)以及機電耦合系數(shù)k2。結(jié)果在圖8、圖9、圖10以及圖11中表示。如根據(jù)圖8變得明確的那樣，在Cu厚度H/ λ為0. 06的情況下，fa以及fr這兩者與較慢的橫體波相比變快或變慢的ZnO膜的厚度h/ λ的范圍為0 0. 012的范圍以及 0.05 0.3的范圍。在這些ZnO膜厚度范圍中能夠得到良好的諧振器特性。另一方面，如根據(jù)圖9變得明確的那樣，在Cu厚度H/λ為0. 1時，無論ZnO膜厚度h/λ為多少，fa以及fr這兩者都比較慢的橫體波聲速更慢，因此在圖中所示的ZnO膜厚度h/ λ為0 0. 3 的范圍中能夠得到良好的諧振器特性。另外，如圖10所示，該ZnO膜厚度h/ λ為0 0. 1的區(qū)域中的反射系數(shù)也較大。 另一方面，如圖11所示，在Cu厚度Η/λ為0.06以及0. 1的任一種情況下，在ZnO膜厚度 h/λ為0.004 0.04的范圍中均表現(xiàn)出較大的機電耦合系數(shù)k2。ZnO膜厚度h/λ變得比 0. 04更厚時，機電耦合系數(shù)k2變小。由此，表現(xiàn)出良好的諧振器特性，能夠得到較大的反射系數(shù)以及較大的機電耦合系數(shù)k2。ZnO膜厚度h/λ的范圍與Cu厚度無關(guān)，為0.004 0. 04。因此，較為理想的是，ZnO膜的標準化厚度h/λ優(yōu)選采用0.04以下。由此，利用 ZnO膜的層疊，能夠有效地提高機電耦合系數(shù)k2，由此能夠使可調(diào)濾波器的相對帶寬變寬。(第五實驗例)與第四實驗例同樣，但作為電極材料代替Cu使用厚度Η/λ為0.04的Ni。與第四實驗例同樣，改變ZnO膜的標準化厚度h/ λ，求出聲速、反射系數(shù)的變化以及機電耦合系數(shù) k2的變化。結(jié)果在圖12、圖13以及圖14中表示。 根據(jù)圖12，與較慢的橫體波聲速相比fa以及fr這兩者較快的ZnO膜的膜厚度h/ λ的范圍為0 0. 062。另一方面，根據(jù)圖13，在ZnO膜厚度h/λ為0 0. 045的范圍中表現(xiàn)出較大的反射系數(shù)。另外，根據(jù)圖14，在ZnO膜厚度h/λ為0 0.045的范圍中表現(xiàn)出較大的機電耦
合系數(shù)。ZnO膜厚度h/λ為0時，機電耦合系數(shù)k2表現(xiàn)為0. 375。ZnO的膜厚度h/ λ為 0.005時，機電耦合系數(shù)k2為0.39，h/λ為0.03時，機電耦合系數(shù)k2為0.42。在更大的膜厚度h/λ時，機電耦合系數(shù)k2逐漸變小，ZnO厚度h/λ為0.05時機電耦合系數(shù)k2為0.35。因此，較為理想的是，h/λ采用不足0.045，據(jù)此利用SiO膜的形成，能夠有效地提高機電耦合系數(shù)k2，能夠使可調(diào)濾波器1的相對帶寬變寬。圖15中表示Ag電極(厚度H/ λ為0. 04)、Ta電極(厚度H/ λ為0. 01)、W電極 (厚度H/ λ為0. 01)、Pt電極(厚度H/ λ為0. 01)、Au電極(厚度H/ λ為0. 01)的各種情況下ZnO膜厚度與機電耦合系數(shù)k2的關(guān)系。在任一種電極時，在ZnO膜厚度h/λ為0. 005 以上、0. 14以下的范圍中均表現(xiàn)出較大的機電耦合系數(shù)k2。(變形例)圖16是表示本發(fā)明中使用的彈性表面波諧振器的變形例的正面剖視圖。在本變形例的彈性表面波諧振器31中，除了在ZnO膜15的上面層疊SiO2膜32以外，與圖1(b)、 (c)所示的彈性表面波諧振器10相同。SW2膜的頻率溫度系數(shù)TCF為正的值，LiNbO3或 LiTaO3的頻率溫度系數(shù)TCF為負的值。因此，利用具有正的TCF的SW2膜32的層疊，能夠使彈性表面波諧振器31的頻率溫度系數(shù)TCF的絕對值較小。由此，通過將這種彈性表面波諧振器31用作串聯(lián)臂諧振器、并聯(lián)臂諧振器，能夠抑制由溫度變化所產(chǎn)生的頻率特性的變化，因此能夠改善溫度特性。
此外，顛倒SW2膜與ZnO膜的順序形成，也能得到大致相同的頻率溫度特性。在上述的實施方式以及實驗例中，壓電基板使用LiNbO3形成，但也可以由LiTaO3 構(gòu)成。另外，在上述實驗例中，使用了歐拉角為(0°，100°，0° )的LiNbO3，但根據(jù)本申請發(fā)明人的實驗已確認，歐拉角θ在100° 士 20°的范圍內(nèi)，能夠得到同樣的結(jié)果。另外，要指出的是，在本發(fā)明中，歐拉角(0°，100° 士20°，0° )中的Φ以及Ψ 的值不限于0°，在0° 士5°的范圍內(nèi)，能夠得到同樣的效果，因此歐拉角的Φ以及Ψ的 0°分別可以在士5°的范圍中有所偏差，士5°的范圍是上述偏差的容許范圍。另外，在上述實驗例中，作為電極材料示出了 Ni、Cu、Au、Pt、W、Ta、Ag或Al，但也可以是它們的合金，或者也可以利用Mo等其他金屬形成。此外，作為電極材料也可以使用多種金屬或合金，通過在凹部內(nèi)形成層疊金屬膜來形成IDT電極。Ta、W的熔點較高，因此在成膜時需要濺鍍或離子鍍等的昂貴設(shè)備。另外，在上述實驗例中示出了由單一的金屬構(gòu)成的電極，但也可以利用由多種不同金屬構(gòu)成的電極層的層疊體構(gòu)成電極。平均密度是構(gòu)成電極層的金屬的密度與膜厚度的積的總和除以各電極層的膜厚度的總和而得到的值。采用與使用具有與平均密度大致相同的密度的單一金屬時的aio膜厚度相同的aio膜厚度，據(jù)此在使用層疊體的情況下，也能得到與使用單一金屬的情況相同的效果。符號說明1可調(diào)濾波器2輸入端子3輸出端子4 8可變電容器10彈性表面波諧振器11壓電基板Ila上表面lib 溝12 IDT 電極13、14 反射器15 ZnO 膜21濾波器電路22輸入端子23輸出端子31彈性表面波諧振器32 SiOjCl C4電容器Pl P3并聯(lián)臂諧振器S1、S2串聯(lián)臂諧振器
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)濾波器，包括彈性表面波諧振器，以及可變電容器，其連接到所述彈性表面波諧振器；所述彈性表面波諧振器具有壓電基板，其由LiNbO3或LiTaOjQ成，且在上表面上具有凹部；IDT電極，其通過在所述壓電基板的上表面的凹部中埋入電極材料而形成；以及ZnO膜，其以覆蓋所述壓電基板的上表面的方式設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)濾波器，其特征在于所述壓電基板為歐拉角(0°，100° 士20°，0° )的LiNbO3基板，形成所述IDT電極的電極材料為 Al、Ag、Pt、Au、Ta、W、Mo、Ni 或 Cu。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)濾波器，其特征在于所述彈性表面波諧振器的IDT電極以由Al構(gòu)成的電極層為主體，設(shè)所述ZnO膜的厚度為h、由所述彈性表面波諧振器的IDT電極的電極指間距決定的波長為λ時，所述SiO膜的標準化膜厚h/ λ在0. 0007 0. 006的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)濾波器，其特征在于所述彈性表面波諧振器的IDT電極以由從Ni、Cu及Mo以及以這些金屬為主體的合金中選擇的一種物質(zhì)構(gòu)成的電極層為主體，設(shè)所述ZnO膜的厚度為h、由IDT電極的電極指間距決定的波長為λ時，所述ZnO膜的標準化膜厚h/λ在0.004 0.045的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)濾波器，其特征在于所述彈性表面波諧振器的IDT電極以由從Pt、Au、W、Ta及Ag以及以這些金屬為主體的合金中選擇的一種物質(zhì)構(gòu)成的電極層為主體，設(shè)所述ZnO膜的厚度為h、由IDT電極的電極指間距決定的波長為λ時，所述ZnO膜的標準化膜厚h/λ在0.005 0.14的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的可調(diào)濾波器，其特征在于所述IDT電極由所述電極層以及由與構(gòu)成所述電極層的金屬不同的金屬構(gòu)成的第二電極層的層疊體構(gòu)成，該層疊體的平均密度與構(gòu)成所述電極層的所述金屬或合金的密度大致相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的可調(diào)濾波器，其特征在于，還包括層疊在所述ZnO膜上的SW2膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的可調(diào)濾波器，其特征在于，還包括在所述壓電基板的上表面與所述ZnO膜之間層疊的SW2膜。
全文摘要
提供一種可調(diào)濾波器，能夠提高所利用的彈性表面波諧振器的機電耦合系數(shù)，由此能夠擴大相對帶寬?？烧{(diào)濾波器(1)包括彈性表面波諧振器(11)和連接到彈性表面波諧振器的可變電容器(4-8)，對于彈性表面波諧振器(11)，在由LiNbO3或LiTaO3構(gòu)成且在上表面上具有凹部的壓電基板(12)的上表面的凹部(12a)中埋入電極材料從而形成IDT電極(13)，以覆蓋壓電基板(12)的上表面的方式設(shè)置ZnO膜(15)。
文檔編號H03H9/64GK102204091SQ20098014382
公開日2011年9月28日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者門田道雄 申請人:株式會社村田制作所