[发明专利]滤波器和双工器

说明书

技术领域

本发明大体上涉及滤波器和双工器，更具体地说，涉及这样一种滤波器以及具有这样的滤波器的双工器，所述滤波器具有设置在压电膜的相对的表面上的上部电极和下部电极，其中所述上部电极和下部电极隔着所述压电膜的交叠区域具有椭圆形状。

背景技术

近来，随着通常为蜂窝式电话的无线通信设备的迅速普及，对于具有紧凑且轻的谐振器的滤波器以及通过组合这些滤波器而构成的滤波器的需求越来越多。在过去，主要采用介质滤波器或表面声波滤波器(SAW)。现今，压电薄膜谐振器和采用这些谐振器的滤波器正在引起注意，其中压电薄膜谐振器的特征在于其具有良好的高频性能，并且紧凑以及可生产成单片器件。

压电薄膜谐振器可分成FBAR(薄膜块体声波谐振器)型和SMR(固态装配谐振器，solidly mounted resonator)型。FBAR具有由上部电极、压电膜和下部电极构成的基本结构，以及设在下部电极下方位于交叠区域(谐振部分)内的间隙，在该交叠区域中，上部电极和下部电极隔着压电膜而彼此交叠。可通过在硅基板的主表面上湿蚀刻牺牲层而在下部电极与硅基板之间形成所述间隙。也可通过从基板背面对该基板进行湿蚀刻或干蚀刻从而形成所述间隙。SMR采用声反射膜，而不采用间隙，在所述声反射膜中，具有相对高的声阻抗的第一膜和具有相对低的声阻抗的第二膜与厚度为λ/4的膜交替层压，其中λ为谐振器的声波的波长。

上部电极和下部电极可以由铝(A1)、铜(Cu)、钼(Mo)、钨(W)、钽(Ta)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)等制成。压电薄膜可以由氮化铝(A1N)、氧化锌(ZnO)、锆钛酸铅(PZT)、钛酸铅(PbTiO₃)等制成。除了硅之外，基板也可以由玻璃制成。

在上述压电薄膜谐振器中，除了厚度纵向振动波之外，还激发了不必要的横向模式的波。横向模式的波平行于电极表面传播，并被电极的端部或间隙反射。横向模式的波会在谐振器的阻抗特性中引起不必要的寄生成分(spurious component)，从而在滤波器的通带中引起波纹(ripple)。这些问题导致了某些应用上的困难。

日本专利申请第2005-124107号公报公开了旨在抑制横向波的影响的一种改进的压电薄膜谐振器和采用该谐振器的滤波器，其中下部电极和上部电极的交叠部分具有长轴长度a和短轴长度b设计成满足1.0＜a/b＜1.9的椭圆形状。

与交叠部分具有圆形形状的比较滤波器相比，上部电极和下部电极的交叠部分的椭圆形状减小了谐振器的谐振性能中的寄生成分。然而，希望进一步改进谐振性能并减少通带中的波纹，从而进一步改进滤波器的插入损失和群延时特性。

发明内容

本发明是鉴于上述情形做出的，并提供了一种通带中的波纹减少的滤波器以及配备有这样的滤波器的双工器。

根据本发明的一个方面，提供了一种滤波器，该滤波器包括：压电薄膜谐振器，所述压电薄膜谐振器具有：基板；由所述基板支承的下部电极；设在所述下部电极上的压电膜；以及设在所述压电膜上的上部电极，所述压电薄膜谐振器中的至少一个压电薄膜谐振器具有其中所述上部电极隔着所述压电膜与所述下部电极交叠的部分，所述部分的形状与其他压电薄膜谐振器的相应部分的形状不同，从而所述压电薄膜谐振器中的所述至少一个压电薄膜谐振器中的寄生成分在与所述其他压电薄膜谐振器中出现寄生成分的频率不同的频率处出现。

根据本发明的另一方面，提供了一种滤波器，该滤波器包括：串联臂谐振器和并联臂谐振器，所述谐振器具有：基板；由所述基板支承的下部电极；设在所述下部电极上的压电膜；以及设在所述压电膜上的上部电极，所述串联臂谐振器和所述并联臂谐振器中的多个谐振器中的每个谐振器都具有其中所述上部电极隔着所述压电膜与所述下部电极交叠的部分，所述部分具有椭圆形状，所述多个谐振器中的一个谐振器的所述部分的轴比与所述多个谐振器中的其他谐振器的部分的轴比不同。