[发明专利]表面声波谐振腔滤波器

说明书

本发明涉及压电基片上有多个叉指换能器和反射器的一种表面声波谐振腔滤波器。

近来发展的各种通信设备都采用表面声波滤波器，特别是在数字通信系统中近来已有一种应用中频(IF)级的趋势，要求有一个选择性好、宽的通带宽、平坦的组合延迟特性的小巧滤波器。有一种周知的传统小巧表面声波滤波器，插入损耗小，宽的通带宽。这是一种纵向耦合的谐振腔滤波器，这种谐振腔滤波器在其36°Y截面X向传播式的LiTaO₃基片上包括许多叉指换能器(IDT)彼此紧密配置，并在各IDT的两侧设有反射器。

然而，在采用36°Y截面X向传播LiTaO₃基片的传统谐振腔滤波器中，频率的温度系数约为35ppm/℃，在例如室温±50℃温度范围内频率的变化高达±1750ppm的范围，因而有这样的问题：实际应用这种滤波器时有效的通带宽度狭窄得使通带附近的选择性(毗邻通道中的衰减)不足。此外还有这样的问题：出于与反射系数大小有关的原因，要将这类滤波器做得足够小巧是有困难的，因为这种滤波器需要有很大数目的反射电极叉指的反射器来收集足够的能量。

本发明的最佳实施例是提供一种温度特性优异、性能好、宽的通带宽的价廉小巧的表面声波谐振腔滤波器，具体措施是：通过限制IDT的电极和反射器的厚度、SiO₂薄膜的厚度，和将IDT电极叉指的数目限制在最佳的范围。

为取得上述优点，按照本发明实施例的第一方面，表面声波谐振腔滤波器包括：一个36°Y截面X向传播LiTaO₃基片；多个在LiTaO₃基片上彼此紧密设置的IDT；在多个IDT两侧面上设置的反射器；和一个SiO₂薄膜安置得使SiO₂薄膜将各IDT和反射器都覆盖住。IDT的电极和反射器最好由铝或由铝组成的合金制成。电极厚度比T/λ和SiO₂薄膜厚度比H/λ最好取满足下列范围的值：

    2.6％≤T/λ≤4.8％；22％≤H/λ≤38％；其中T表示IDT电极和反射器的厚度，H表示SiO₂薄膜的厚度，λ表示表面声波的波长，其长度是反射器电极间距的两倍。

按照本发明最佳实施例的第二方面的表面声波谐振腔滤波器，其特征在于，在36°Y截面X向传播式的LiTaO₃基片上设置有许多级，各级由谐振腔结构组成，这种谐振腔包括按本发明最佳实施例第一方面的多个IDT和反射器，各级按级联连接。

按照本发明最佳实施例的第三方面，在本发明最佳实施例的第一或第二方面的表面声波谐振腔滤波器中，其SiO₂薄膜最好采用射频磁控管溅射法形成。

按照本发明最佳实施例的第四方面，本发明最佳实施例的第一、第二、第三方面的表面声波谐振腔滤波器的IDT，其一级中的电极叉指总对数Nt最好设在不等式14≤Nt≤68范围内。

按照本发明最佳实施例的第五方面，在本发明最佳实施例的第一方面、第二方面、第三方面和第四方面的表面声波谐振腔滤波器中，其SiO₂薄膜厚度比H/λ最好设在不等式26％≤H/λ≤36％的范围内。

按照本发明最佳实施例的第一方面，通过将电极厚度比T/λ和SiO₂薄膜厚度比H/λ限制在最佳范围内可以按稍后将详述的那样提供具有插入损失小、温度特性良好的小巧表面声波谐振腔滤波器。

按照本发明最佳实施例的第二方面，通过连接多个上述级联级，可以得出选择性提高的滤波器。

按照本发明最佳实施例的第三方面，由于采用射频磁控管溅射法形成SiO₂薄膜，提高了成批生产的生产率。

按照本发明最佳实施例的第四方面，通过将IDT电极叉指对的数目限制在最佳范围内，可以保持所要求的通带宽，并减小通带波纹。

按照本发明最佳实施例的第五方面，通过将SiO₂薄膜厚度比H/λ限制在最佳范围，可以进一步改善频率的温度特性。

从下面对本发明附图所示的最佳实施例的说明，本发明的的其他特征和优点将变得显明。

图1(a)是沿图1中的X-X线截取的剖视图。

图2是本发明第二实施例的表面声波谐振腔滤波器的平面图。

图3示出了用电极厚度T/λ作为参数时一个电极叉指的SiO₂薄膜厚度比H/λ与反射系数之间的关系曲线，是根据本发明最佳实施例所进行的一次实验得出的。