Title:
ABSTIMMBARES RESONATORELEMENT, FILTERSCHALTKREIS UND VERFAHREN
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Es wird ein Resonatorelement zur Verwendung in einem Filter bereitgestellt. Das Resonatorelement umfasst einen ersten Resonator, der akustisch mit einem zweiten Resonator gekoppelt ist. Der erste Resonator weist Anschlüsse zur Einbindung in eine Filterstruktur auf. Ein Abstimmungsschaltkreis ist mit dem zweiten Resonator gekoppelt, um zu ermöglichen, das Resonatorelement abzustimmen.





Inventors:
Timme, Hans-Jörg (85521, Ottobrunn, DE)
Bauder, Rüdiger (83620, Feldkirchen-Westerham, DE)
Application Number:
DE102016107658A
Publication Date:
10/26/2017
Filing Date:
04/25/2016
Assignee:
Infineon Technologies AG, 85579 (DE)
International Classes:
H03H9/60
Domestic Patent References:
DE10225201A1N/A2003-12-18
Other References:
A. A. Frederik; H. H. Hu; W. W. Clark: Frequency Tuning of Film Bulk Acoustic Resonators. Proceedings of SPIE, Volume 6172-617203, 2006, Seiten 1 - 8
Attorney, Agent or Firm:
Kraus & Weisert Patentanwälte PartGmbB, 80539, München, DE
Claims:
1. Resonatorelement für ein Filter, das Folgendes umfasst:
einen ersten Resonator mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss zum Koppeln mit einer Filterstruktur,
einen zweiten Resonator mit einem dritten Anschluss und einem vierten Anschluss, wobei der zweite Resonator akustisch mit dem ersten Resonator gekoppelt ist, und
einen Abstimmungsschaltkreis, der mit dem dritten und vierten Anschluss gekoppelt ist.

2. Resonatorelement nach Anspruch 1, wobei der erste Resonator und der zweite Resonator als ein Resonatorstapel implementiert sind.

3. Resonatorelement nach Anspruch 2, wobei einer von dem ersten Resonator und dem zweiten Resonator auf einem Substrat ausgebildet ist und der andere von dem ersten Resonator und dem zweiten Resonator auf dem einen von dem ersten Resonator und dem zweiten Resonator ausgebildet ist.

4. Resonatorelement nach einem der Ansprüche 1–3, wobei der erste Resonator ein erstes piezoelektrisches Material umfasst und der zweite Resonator ein zweites piezoelektrisches Material umfasst.

5. Resonatorelement nach Anspruch 4, wobei eine piezoelektrische Kopplung des ersten piezoelektrischen Materials schwächer als eine piezoelektrische Kopplung des zweiten piezoelektrischen Materials ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine piezoelektrische Kopplungskonstante kT2 des ersten piezoelektrischen Materials kleiner als 10% ist.

7. Resonatorelement nach einem der Ansprüche 4–6, wobei die piezoelektrische Kopplungskonstante kT2 des zweiten piezoelektrischen Materials größer als 10% ist.

8. Resonatorelement nach einem der Ansprüche 4–7, wobei das erste piezoelektrische Material Aluminiumnitrid und/oder scandiumdotiertes Aluminiumnitrid umfasst.

9. Resonatorelement nach einem der Ansprüche 4–8, wobei das zweite Resonatormaterial Lithiumniobat und/oder Kaliumniobat und/oder scandiumdotiertes Aluminiumnitrid umfasst.

10. Resonatorelement nach einem der Ansprüche 1–9, wobei der Abstimmungsschaltkreis ein Impedanznetz umfasst.

11. Resonatorelement nach Anspruch 10, wobei das Impedanznetz eine variable Kapazität und/oder einen Schalter und/oder einen Schalter mit einer festen Kapazität und/oder einen Schalter in Parallelschaltung zu einer festen Kapazität umfasst.

12. Resonatorelement nach einem der Ansprüche 1–10, wobei das Impedanznetz wenigstens ein induktives Element umfasst.

13. Resonatorelement nach Anspruch 12, wobei das induktive Element eine Induktivität unterhalb von 50 nH aufweist.

14. Resonatorelement nach Anspruch 12 oder 13, wobei das induktive Element einen Q-Faktor von wenigstens 10 aufweist.

15. Resonatorelement nach einem der Ansprüche 1–14, das einen weiteren Abstimmungsschaltkreis umfasst, der mit dem ersten und zweiten Anschluss gekoppelt ist.

16. Resonatorelement nach einem der Ansprüche 1–15, wobei der zweite Anschluss und der dritte Anschluss als ein gemeinsamer Anschluss implementiert sind oder elektrisch miteinander gekoppelt sind.

17. Filtervorrichtung, die einen Signaleingang, einen Signalausgang und wenigstens ein Resonatorelement nach einem der Ansprüche 1–16, das zwischen den Signaleingang und den Signalausgang gekoppelt ist, umfasst.

18. Filtervorrichtung nach Anspruch 17, wobei ein erster Resonator von wenigstens einem Resonatorelement des wenigstens einen Resonatorelementes als ein Reihenresonator in der Filterstruktur in einer Reihenschaltung zwischen dem Signaleingang und dem Signalausgang gekoppelt ist.

19. Filter nach Anspruch 17 oder 18, wobei ein erster Resonator eines Resonatorelementes des wenigstens einen Resonators als ein Shunt-Resonator zwischen einem Signalpfad zwischen dem Signaleingang und dem Signalausgang und Masse gekoppelt ist.

20. Verfahren, das Folgendes umfasst:
Bereitstellen eines Resonatorstapels einschließlich eines ersten Resonators und eines zweiten Resonators,
Aufnehmen eines ersten Resonatorstapels des Resonators in eine Filterstruktur, und
Bereitstellen eines Abstimmungsschaltkreises für den zweiten Resonator des Resonatorstapels.

21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Bereitstellen des Resonatorstapels ein Bereitstellen des ersten Resonators und des zweiten Resonators, die durch wenigstens eine dielektrische Schicht getrennt werden, umfasst.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Bereitstellen des Abstimmungsschaltkreises ein Bereitstellen eines induktiven Elementes in Parallelschaltung zu einem variablen Kondensator umfasst.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20–22, das ferner ein Bereitstellen eines weiteren Abstimmungsschaltkreises für den ersten Resonator umfasst.

Description:
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft abstimmbaren Resonatorelemente, Filter, die solche abstimmbare Resonatorelemente verwenden, und entsprechende Verfahren.

Hintergrund

Filter werden in einer Vielzahl von elektronischen Schaltkreisen verwendet, um bestimmte Frequenzkomponenten eines Signals herauszufiltern, während andere Frequenzkomponenten hindurchgelassen werden. Zum Beispiel können Filter in Kommunikationsschaltkreisen verwendet werden, um Frequenzkomponenten außerhalb eines Frequenzbandes oder eines Teils eines Frequenzbandes, der zur Kommunikation verwendet wird und durch weitere Schaltkreise zu verarbeiten ist, zu blockieren.

Um eine Bandbreite zu erhöhen, erhöhen Kommunikationsstandards, wie drahtlose Kommunikationsstandards (z. B. LTE, Long-Term Evolution) oder auch drahtbasierte Kommunikationsstandards, kontinuierlich einen verwendeten Frequenzbereich und eine Zahl an verwendeten Frequenzbändern. In Kommunikationsvorrichtungen, die solche Standards implementieren, werden oft hochselektive Filter, die an die jeweiligen Frequenzbänder angepasst sind, benötigt. Die verwendeten Frequenzbänder können von Land zu Land variieren. Daher werden mehrere Filter mit verschiedenen Filtereigenschaften (zum Beispiel verschiedenen Durchlassbereichen) benötigt. Weiterhin werden bei der Technik, die als „Carrier Aggregation” bezeichnet wird, einige Frequenzbänder zur gleichen Zeit verwendet. Dies erfordert spezifische Filtergestaltungen für genau jene Kombinationen. Mit einem spezifischen Filter, das für jede mögliche Kombination bereitgestellt wird, ist die Anzahl physischer Filter tatsächlich viel höher als die Anzahl verfügbarer Bänder. Um die Anzahl unterschiedlicher Filter (Zwei-Port- bis zu n-Port-Filter) zu reduzieren, die in einer Kommunikationsvorrichtung tatsächlich benötigt werden, sind abstimmbare Filter höchst wünschenswert.

Akustische Oberflächenwellen(SAW: Surface Acoustic Wave)- oder Akustische Volumenwellen(BAW: Bulk Acoustic Wave)-Technologien werden in Kommunikationsschaltkreisen und -vorrichtungen häufig als hochselektive Bandpassfilter verwendet. Herkömmliche Filter solcher Arten sind für feste Resonanz- oder Mittenfrequenzen ausgelegt. Infolgedessen müssen viele Filter einzelnen Frequenzbändern oder aggregierten Kombinationen einiger Frequenzbänder, die in gegenwärtigen Kommunikationsstandards wie LTE einschließlich WiFi verwendet werden, dienen. Hochfrequenz(HF)-Schalter werden dann verwendet, um einzelne Filter der mehreren Filter zum Beispiel für einen gewünschten Signalpfad zwischen einer Antenne und einem Verstärker mit geringem Rauschen oder einem Leistungsverstärker auszuwählen. Daher wird bei solchen herkömmlichen Ansätzen eine große Anzahl an hauptsächlich diskreten Komponenten benötigt, wodurch eine Schaltkreiskomplexität, Hochfrequenzverluste, eine Herstellungskomplexität und der erforderliche Platz für Hochfrequenz-Frontends in Kommunikationsvorrichtungen erhöht werden. Platz ist in Mobilvorrichtungen, wie etwa Smartphones, begrenzt und daher sind abstimmbare Lösungen höchst wünschenswert, um Fläche zu sparen.

Einige Ansätze wurden verfolgt, um solche SAW- oder BAW-Filter abstimmbar zu machen, um die Gesamtanzahl an benötigten Filtern zu verringern. Jedoch können herkömmliche Abstimmungstechniken Nachteile hinsichtlich ihres Abstimmungsbereichs, ihrer Selektivität und/oder hinsichtlich von Verlusten, die durch die Möglichkeit des Abstimmens des Filters eingeführt werden, aufweisen. Daher ist es ein Ziel, verbesserte Möglichkeiten zur Filterabstimmung bereitzustellen.

Kurzdarstellung

Es sind ein Resonatorelement nach Anspruch 1, eine Filtervorrichtung nach Anspruch 17 und ein Verfahren nach Anspruch 20 bereitgestellt. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere Ausführungsformen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Resonatorelementes gemäß einer Ausführungsform.

2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Implementierung eines Resonators veranschaulicht.

3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Resonatorstapels, der bei Ausführungsformen verwendet werden kann.

4 ist ein äquivalenter Beispielschaltkreis des Resonatorstapels aus 3.

5 ist eine Beispielfilterstruktur, die unter Verwendung von Resonatorelementen implementiert werden kann, gemäß Ausführungsformen.

6 ist ein Schaltbild eines Resonatorelementes gemäß einer Ausführungsform, das als ein Shunt-Resonatorelement verwendet werden kann.

7 ist ein Schaltbild eines Resonatorelementes gemäß einer Ausführungsform, das als ein Reihenresonatorelement verwendet werden kann.

8 bis 13 veranschaulichen Simulationsergebnisse, um einen Betrieb von Ausführungsformen zu veranschaulichen.

14 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.

Ausführliche Beschreibung

Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es ist anzumerken, dass diese Ausführungsformen lediglich Veranschaulichungszwecken dienen und nicht als beschränkend aufzufassen sind. Während Ausführungsformen als mehrere Merkmale, Elemente oder Einzelheiten umfassend beschrieben sind, können zum Beispiel bei anderen Ausführungsformen manche dieser Merkmale, Elemente oder Einzelheiten weggelassen und/oder durch alternative Merkmale, Elemente oder Einzelheiten ersetzt werden. Zusätzlich zu den explizit beschriebenen Merkmalen, Elementen oder Einzelheiten können andere Merkmale, Elemente oder Einzelheiten, zum Beispiel Komponenten, die üblicherweise in akustische-Volumenwellen(BAW)-basierten Filtern verwendet werden, bereitgestellt werden.

Sofern nicht Gegenteiliges angegeben wird, können Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden. Variationen und Modifikationen, die im Hinblick auf eine der Ausführungsformen beschrieben werden, können ebenso auf andere Ausführungsformen anwendbar sein, sofern nichts anderes angegeben wird.

Im Folgenden besprochene Ausführungsformen betreffen Akustische-Volumenwelle(BAW)-Resonatorelemente, die verwendet werden können, um einen BAW-basierten Filter zu bauen. Zum Bilden von BAW-Resonatoren wird allgemein eine piezoelektrische Schicht zwischen zwei Elektroden bereitgestellt. Das Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen den zwei Elektroden erzeugt eine mechanische Spannung, die als eine akustische Welle weiter durch das Volumen der Struktur propagiert wird. Eine Resonanzbedingung wird hergestellt, wenn der akustische Pfad und eine Dickenrichtung der Struktur ganzzahligen Vielfachen der halben akustischen Wellenlänge entsprechen.

Bei Ausführungsformen werden wenigstens zwei Resonatoren verwendet, die akustisch miteinander gekoppelt sind, so dass sie ein Resonatorelement bilden. Ein erster Resonator der zwei Resonatoren weist Anschlüsse auf, die in eine Filterstruktur einzubinden sind. Ein zweiter Resonator ist mit einem Abstimmungsschaltkreis gekoppelt. Mittels des Abstimmungsschaltkreises kann die Position von Resonanzen des Resonatorelementes modifiziert werden.

Des Weiteren kann der erste Resonator bei manchen Ausführungsformen mit einem weiteren Abstimmungsschaltkreis verbunden sein.

1 veranschaulicht ein solches Resonatorelement gemäß einer Ausführungsform schematisch. Das Resonatorelement der Ausführungsform aus 1 umfasst einen ersten Resonator 10, der über eine akustische Kopplung 13 mit einem zweiten Resonator 14 gekoppelt ist. Die akustische Kopplung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass akustische Wellen des ersten Resonators 10 wenigstens teilweise zu dem zweiten Resonator 14 propagieren können und umgekehrt. Eine solche akustische Kopplung zwischen Resonatoren kann zum Beispiel unter Verwendung eines dielektrischen Materials implementiert werden.

Der erste Resonator 10 weist einen ersten Anschluss 11 und einen zweiten Anschluss 12 auf. Unter Verwendung des ersten und des zweiten Anschlusses 11, 12, die zum Beispiel Elektroden des ersten Resonators 10 entsprechen können oder mit diesen gekoppelt sein können, kann das Resonatorelement aus 1 in eine Filterstruktur, wie eine Abzweigfilterstruktur oder eine Kreuzgliedfilterstruktur, eingebunden werden.

Weiterhin ist ein Abstimmungsschaltkreis 15 mit einem zweiten Resonator 14 gekoppelt. Der Abstimmungsschaltkreis 15 kann ein Impedanznetz umfassen, das variable Elemente, wie variable Impedanzen, zum Beispiel einen variablen Kondensator, oder Schalter wie Hochfrequenz(HF)-Schalter, umfassen kann. Durch Ändern eines Wertes des/der variablen Elemente(s) des Abstimmungsschaltkreises 15 können Resonanzen des Resonatorelementes aus 1 verschoben werden. Dies kann zum Bauen eines abstimmbaren Filters unter Verwendung eines oder mehrerer wie in 1 gezeigter Resonatorelemente verwendet werden.

Es ist anzumerken, dass der Abstimmungsschaltkreis 15 im Gegensatz zu manchen herkömmlichen Ansätzen von dem ersten Resonator 10 elektrisch entkoppelt ist und nur mittels des zweiten Resonators 14 und der akustischen Kopplung 13 auf den ersten Resonator 10 wirkt. Bei manchen Ausführungsformen vermeidet dies im Vergleich zu Abstimmungsschaltkreisen, die direkt mit dem ersten Resonator 10 gekoppelt sind, ungünstige Effekte.

Bei manchen Ausführungsformen können der erste Resonator 10 und der zweite Resonator 14 ähnliche Resonatorstrukturen sein, die ähnliche Materialien verwenden. Bei anderen Ausführungsformen können unterschiedliche Materialien verwendet werden. Zum Beispiel kann bei einer Ausführungsform ein Material mit vergleichbar schwacher piezoelektrischer Kopplung, zum Beispiel Aluminiumnitrid (AlN), für den ersten Resonator 10 verwendet werden. Dies ermöglicht es, Filter mit einer geringen Bandbreite zu bauen. Andererseits kann der zweite Resonator 14 bei Ausführungsformen basierend auf einem Material mit vergleichbar starker piezoelektrischer Kopplung, zum Beispiel Lithiumniobat (LiNbO3) oder Kaliumniobat (KNbO3) oder Sc-dotiertem Aluminiumnitrid oder Aluminiumscandiumnitrid AlScN, gebaut werden. Bei manchen Ausführungsformen ermöglicht dies einen großen Abstimmungsbereich. Bei manchen Ausführungsformen kann die piezoelektrische Kopplungskonstante kT2 für das piezoelektrische Material des ersten Resonators unterhalb von 30%, zum Beispiel unterhalb von 20% oder unterhalb von 10%, liegen, während die piezoelektrische Kopplungskonstante kT2 des zweiten Resonators oberhalb von 10%, zum Beispiel oberhalb von 20%, zum Beispiel oberhalb von 30% oder oberhalb von 40%, liegen kann. Die piezoelektrische (elektromechanische) Kopplungskonstante kT2 kann aus den Tensoreigenschaften des jeweiligen piezoelektrischen Materials, d. h. aus elastischen Steifigkeits- oder Nachgiebigkeitskoeffizienten, dielektrischen Koeffizienten und piezoelektrischen Koeffizienten, berechnet werden. kT2 wird auch als piezoelektrische Kopplungskonstante für ein transversal eingespanntes Material bezeichnet. kT2 kann als kT2 = K2/(1 + K2) definiert werden, wobei die piezoelektrische Kopplungskonstante K2 als K2 = e2/(εScE) definiert ist. e ist der piezoelektrische Materialkoeffizient, εS der dielektrische Materialkoeffizient und cE der elastische Materialkoeffizient des jeweiligen verwendeten piezoelektrischen Materials.

Die piezoelektrische Kopplungskonstante kT2 ist ein Maß für die relative Bandbreite eines (idealen) piezoelektrischen Resonators. Daher ermöglichen Kombinationen verschiedener Materialien für den ersten Resonator 10 und den zweiten Resonator 14 bei Ausführungsformen einerseits eine geringe Bandbreite, wie sie für manche Kommunikationsanwendungen benötigt wird, und andererseits einen vergleichsweise weiten Abstimmungsbereich. Die Verwendung eines aluminiumnitridbasierten Resonators bei Ausführungsformen als der erste Resonator 10 liefert zusätzlich eine gute Wärmeleitfähigkeit, die zum Transport von Wärme fähig ist, was für manche Anwendungen wichtig sein kann, um dazu in der Lage zu sein, eine Überhitzung zu vermeiden. Jedoch sind die obigen Materialien lediglich als Beispiele aufzufassen und andere Materialien können ebenfalls verwendet werden.

Der erste Resonator 10 kann auch als Filterresonator bezeichnet werden, da er unter Verwendung des ersten und zweiten Anschlusses 11, 12 in eine Filterstruktur einzubinden ist. Der zweite Resonator 14 kann auch als ein Frequenzabstimmungsresonator bezeichnet werden, da er zum Abstimmen von Resonanzfrequenzen des Resonatorelementes aus 1 unter Verwendung des Abstimmungsschaltkreises 15 verwendet wird.

Der erste Resonator 10, die akustische Kopplung 13 und der zweite Resonator 14 können unter Verwendung existierender Prozessflüsse in einem einzigen Materialstapel implementiert werden.

Entsprechende Stapelstrukturen werden als Nächstes unter Bezugnahme auf 2 und 3 besprochen. Als eine Einleitung zeigt 2 ein Resonatorelement mit einem einzigen Resonator zu Erklärungszwecken. Dann wird ein Resonatorstapel, der einen ersten und einen zweiten Resonator (zum Beispiel die Resonatoren 10, 14 aus 1) umfasst, unter Bezugnahme auf 3 erklärt.

2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Akustische-Volumenwelle(BAW)-Resonators. Der Resonator selbst umfasst ein piezoelektrisches Material 21, das zwischen einer oberen Elektrode 20 und einer unteren Elektrode 22 liegt. Die obere Elektrode 20 und die untere Elektrode 22 können jeweils aus einer oder mehreren Metallschichten gebildet sein.

Statt eines einzigen Resonators, wie in 2 veranschaulicht, ist bei manchen Ausführungsformen ein Resonatorstapel, der einen ersten Resonator und einen zweiten Resonator umfasst, bereitgestellt, wie unten in 3 erklärt wird.

Bei der Ausführungsform aus 2 ist zur akustischen Isolation des Resonators ein sogenannter akustischer Spiegel unterhalb des Resonators platziert. Der akustische Spiegel aus 2 umfasst eine Reihe von Schichten mit abwechselnd niedrigen und hohen akustischen Impedanzen. Zum Beispiel bezeichnet Ziffer 23 in 2 ein Material mit einer vergleichsweise niedrigen akustischen Impedanz, während 24A bis 24C Schichten mit einer vergleichsweise hohen akustischen Impedanz bezeichnet, was zu sich abwechselnden Schichten mit niedriger und hoher akustischer Impedanz unterhalb des Resonators 20, 21, 22 führt. Jede einzelne Schicht (Teile des Materials 23 zwischen den Schichten 24A, 248, 24C, der Elektrode 22 und einem Substrat 25 sowie die Schichten 24A bis 24C selbst) weist bei Ausführungsformen eine Dicke von etwa λ/4 auf, wobei λ die akustische Wellenlänge einer Longitudinalwelle innerhalb der Schicht ist. In dieser Hinsicht ist anzumerken, dass λ von dem jeweiligen Schichtmaterial abhängt. Diese Struktur eines akustischen Spiegels entkoppelt den Resonator akustisch von dem stützenden Substrat 25. Statt eines solchen akustischen Spiegels kann bei anderen Ausführungsformen auch ein Hohlraum bereitgestellt sein. Der Hohlraum kann direkt unterhalb der unteren Elektrode 22 oder unter einer dünnen Membran liegen, die die Resonatorstruktur 20/21/22 stützt.

Die Resonanzfrequenzen eines wie in 2 veranschaulichten Resonators, der eine obere Elektrode 20, ein piezoelektrisches Material 21 und eine untere Elektrode 22 umfasst, hängen von den Dicken all dieser besprochenen Schichten ab, wobei die Dicke der piezoelektrischen Schicht den größten Einfluss aufweist, gefolgt von den Elektrodendicken. Daher sind in dem Fall aus 2 in der Abwesenheit weiterer Schaltkreise, die die Frequenz beeinflussen, die Resonanzfrequenzen des Resonators für eine spezielle Kombination von Materialien und Schichtdicken fest und können nur durch physisches Ändern der Struktur geändert werden, zum Beispiel durch Verwenden von Verarbeitungsschritten wie Abscheiden oder Ätzen (als globale Maßnahmen oder als lokale Maßnahmen, die durch eine Lithographie definiert werden).

3 veranschaulicht einen Resonatorstapel, der bei Ausführungsformen verwendet werden kann. Der Resonatorstapel aus 3 kann bei Ausführungsformen zum Beispiel den Resonator 2022 in der Querschnittsansicht aus 2 ersetzen.

Der Resonatorstapel aus 3 umfasst einen ersten Resonator, der durch ein erstes piezoelektrisches Material 31 gebildet ist, das zwischen einer ersten oberen Elektrode 30 und einer ersten unteren Elektrode 32 liegt. Weiterhin umfasst der Resonatorstapel 3 einen zweiten Resonator, der durch ein zweites piezoelektrisches Material 35 gebildet ist, das zwischen einer zweiten oberen Elektrode 34 und einer zweiten unteren Elektrode 36 liegt. Der erste und der zweite Resonator sind durch eine oder mehrere Schichten 33 getrennt, die eine akustische Kopplung und bei manchen Ausführungsformen auch eine elektrische Isolation bereitstellen. Die Schichten 33 können aus einer oder mehreren dielektrischen Schichten gebildet sein. Die Schichten 33 können auch eine Kombination dielektrischer und leitfähiger (z. B. Metall-)Schichten umfassen. Bei Ausführungsformen, bei denen eine elektrische Isolation zwischen der unteren Elektrode 32 und der oberen Elektrode 34 benötigt wird (wie es der Fall für Reihenresonatorelemente ist), umfassen die eine oder die mehreren Schichten 33 wenigstens eine dielektrische (elektrisch nichtleitfähige) Schicht. Unabhängig davon, ob sie elektrisch isolierend sind oder nicht, stellen die eine oder die mehreren Schichten (z. B. ein Schichtenstapel) 33 stets eine akustische Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Resonator bereit.

Die Elektroden 30, 32, 34 und 36 können jeweils zum Beispiel eine oder mehrere Metallschichten, wie Aluminiumschichten, Kupferschichten oder Wolframschichten, umfassen, aber sind nicht darauf beschränkt. Das erste piezoelektrische Material 31 und das zweite piezoelektrische Material 35 können bei manchen Ausführungsformen die gleichen Materialien sein. Trotzdem können bei manchen Ausführungsformen unterschiedliche Materialien verwendet werden. Wie bereits unter Bezugnahme auf 1 erklärt wurde, kann das erste piezoelektrische Material 31 zum Beispiel ein Material mit einer vergleichsweise schwachen piezoelektrischen Kopplung, zum Beispiel Aluminiumnitrid, sein und kann der erste Resonator als ein Filterresonator dienen, wie oben erklärt wurde, um einen Filter mit einer vergleichsweise schmalen Bandbreite zu bauen. Eine piezoelektrische Aluminiumnitridschicht, wie Schicht 31, kann zum Beispiel durch reaktives Sputtern von einem Al-Target erzeugt werden. Das zweite piezoelektrische Material 35 kann ein Material mit einer vergleichsweise starken piezoelektrischen Kopplung, zum Beispiel Lithiumniobat, Kaliumniobat oder Sc-dotiertes Aluminiumnitrid, umfassen, um einen großen Abstimmungsbereich zu liefern. Man beachte, dass Sc-dotierte AlN-Schichten auch als sogenannte AlScN-Schichten gebildet werden können, die eine erhebliche Menge an Sc enthalten können. Bei anderen Ausführungsformen können beide piezoelektrischen Schichten 31, 35 aluminiumnitridbasiert sein, aber mit unterschiedlichen Dotierungsstoffen und/oder Dotierungsstoffkonzentrationen, zum Beispiel unterschiedlichen Scandium(Sc)-Konzentrationen.

Es ist anzumerken, dass, damit der erste und der zweite Resonator richtig gekoppelt werden, die piezoelektrischen Materialien beider Resonatoren bei Ausführungsformen piezoelektrisch mit einer gleichen Art (Polarisierung) von akustischen Wellen koppeln. Die piezoelektrischen Kopplungen hängen allgemein von dem Material ab, aber auch von der verwendeten Kristallorientierung. Der Abstimmungsschaltkreis des zweiten Resonators kann bei Ausführungsformen nur das Frequenzverhalten des ersten Resonators beeinflussen, falls beide piezoelektrischen Schichten mit der gleichen Art/Polarisierung von akustischen Wellen koppeln. Wenn zum Beispiel gesputterte piezoelektrische Aluminiumnitridmaterialien verwendet werden, wird die piezoelektrische Schicht 35 in einem Schnitt (Kristallorientierung) verwendet, der eine starke piezoelektrische Kopplung mit der gleichen Polarisierung wie die piezoelektrische Schicht 31 bietet.

Zum Beispiel kann Aluminiumnitrid bei Ausführungsformen, bei denen Aluminiumnitrid in der ersten piezoelektrischen Schicht 31 oder der zweiten piezoelektrischen Schicht 35 verwendet wird, in einer c-Achsen-Orientierung auf dem Substratmaterial abgeschieden werden. Als Substratmaterial (zum Beispiel das Substrat 25 aus 2) kann ein Siliciumwafer oder ein Lithiumniobat(LiNbO3)- oder ein Lithiumtantalat(LiTaO3)-Kristall verwendet werden.

4 veranschaulicht einen äquivalenten Schaltkreis des Schichtenstapels aus 3. Die Ziffer 40 bezeichnet den ersten Resonator, der in 3 durch die Schichten 30, 31 und 32 gebildet ist, und 41 bezeichnet den zweiten Resonator, der in 3 durch die Schichten 34, 35 und 36 gebildet ist. Ein Anschluss 43 kontaktiert die erste obere Elektrode (30 aus 3, in 4 auch mit t1 beschriftet), ein Anschluss 44 kontaktiert die erste untere Elektrode (32 in 3, auch mit b1 beschriftet) elektrisch, ein Anschluss 45 kontaktiert die zweite obere Elektrode (34 in 3, auch mit t2 beschriftet) und ein Anschluss 46 kontaktiert die zweite untere Elektrode (36 in 3, auch mit b2 beschriftet) elektrisch.

Ein parasitärer Kondensator 42 mit einer Kapazität C12 ist der dielektrischen Schicht (Stapel) 33 zwischen der unteren Elektrode des ersten Resonators und der oberen Elektrode des zweiten Resonators zugeordnet. Es ist anzumerken, dass, obwohl die erste untere Elektrode 32 bei den Ausführungsformen aus 3 und 4 elektrisch von der zweiten oberen Elektrode 34 getrennt ist, bei anderen Ausführungsformen, wenn keine getrennten Anschlüsse benötigt werden, auch eine einzige Elektrode bereitgestellt sein kann, die sowohl als zweite obere Elektrode als auch als erste untere Elektrode dient, und die akustische Kopplung der Resonatoren dann über diese gemeinsame Elektrode erfolgt. In diesem Fall wird keine dielektrische Schicht zur elektrischen Trennung benötigt.

Bei Ausführungsformen dienen die Anschlüsse 43 und 44 dann dazu, das Resonatorelement aus 4 in eine Filterstruktur einzubinden. Um eine Frequenzabstimmung bereitzustellen, kann ein Abstimmungsschaltkreis mit den Anschlüssen 45 und 46 gekoppelt sein. Als Nächstes werden Beispiele unter Bezugnahme auf 5 und 7 besprochen.

5 veranschaulicht eine Beispieltopologie eines Abzweigfilters, in diesem Fall eines 3½-Stufen-Abzweigfilters. Ziffer 50 bezeichnet einen Signaleingang, Ziffer 51 bezeichnet einen Signalausgang und Ziffer 52 bezeichnet eine Masseleitung. Das Abzweigfilter aus 5 umfasst vier Reihenresonatoren 53A bis 53D und drei Shunt-Resonatoren 54A bis 54C. Typischerweise weisen alle Reihenresonatoren 53A bis 53D die gleiche Resonanzfrequenz auf und weisen alle Shunt-Resonatoren 54A bis 54C die gleichen Resonanzfrequenzen auf, aber die Resonanzfrequenzen der Reihen- und der Shunt-Resonatoren sind in Bezug zueinander verstimmt. Das Ausmaß der Verstimmung entspricht grob der Bandbreite der resultierenden Filter. Die Resonanzfrequenzen der Shunt-Resonatoren 54A bis 54C sind in typischen Fällen niedriger als die Resonanzfrequenzen der Reihenresonatoren 53A bis 53D.

Jeder Resonator 53A bis 53D, 54A bis 54C kann ein erster Resonator eines Resonatorelementes, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1, 3 und 4 besprochen, sein. Eine Frequenzabstimmung des Filters kann mittels eines Abstimmungsschaltkreises durchgeführt werden, der mit dem jeweiligen zweiten Resonator der Resonatorelemente gekoppelt ist. Die Abzweigfilterstruktur aus 5 dient nur als ein Beispiel und beliebige herkömmliche Abzweig- oder Kreuzgliedfilterstrukturen, die in der Technik mit BAW-Resonatoren verwendet werden, können verwendet und modifiziert werden, indem üblicherweise verwendete Resonatoren durch Resonatorelemente ersetzt werden, die den ersten und zweiten Resonator, wie unter Bezugnahme auf 1, 3 und 4 erklärt, umfassen. Mehrere solcher Filter können kombiniert werden, um eine n-Port-Filterstruktur, zum Beispiel zum Filtern mehrerer Frequenzbänder, die in Kommunikationsanwendungen verwendet werden, zu bilden.

6 veranschaulicht ein Resonatorelement gemäß einer Ausführungsform, das einen Abstimmungsschaltkreis umfasst und das als ein Shunt-Resonatorelement verwendet werden kann, zum Beispiel um die Shunt-Resonatoren 54A bis 54C der Abzweigfilterstruktur aus 5 zu implementieren.

Das Resonatorelement aus 6 umfasst einen ersten Resonator 62 mit einer ersten oberen Elektrode t1 und einer ersten unteren Elektrode b1 und einen zweiten Resonator 65 mit einer zweiten oberen Elektrode t2 und einer zweiten unteren Elektrode b2. Der erste Resonator 62 und der zweite Resonator 65 sind elektrisch isoliert (aber nicht akustisch entkoppelt), z. B. durch ein dielektrisches Material, das durch eine parasitäre Kapazität 64 repräsentiert wird. Dieses dielektrische Material liefert eine akustische Kopplung zwischen den Resonatoren 62, 65, wie durch einen Pfeil 63 angedeutet. Die Implementierung des ersten Resonators 62 und des zweiten Resonators 65 kann derart sein, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1, 3 und 4 besprochen.

Die erste obere Elektrode t1 des ersten Resonators 62 ist mit einem ersten Anschluss 60 (auch mit „3” beschriftet) und einem zweiten Anschluss 61 (auch mit „4” beschriftet) verbunden. Die Anschlüsse 60, 61 dienen der Verbindung mit weiteren Resonatoren oder Signaleingangs-/-ausgangsanschlüssen, um Filterstrukturen zu bauen. Wenn zum Beispiel das Shunt-Resonatorelement aus 6 zum Implementieren des Shunt-Resonators 54A aus 5 verwendet wird, wird der erste Anschluss 60 mit dem Reihenresonator 53A verbunden und wird der zweite Anschluss 61 mit dem Reihenresonator 53B verbunden.

Die erste untere Elektrode b1 des ersten Resonators 62 ist über einen Anschluss 68, der auch mit „0” beschriftet ist, mit Masse gekoppelt. Bei der Beispielfilterstruktur aus 5 entspricht dies der Kopplung eines beliebigen der Shunt-Resonatoren 54A bis 54C mit der Masseleitung 52.

Die zweite obere Elektrode t2 des zweiten Resonators 65 ist über einen Anschluss 69, der auch mit „0” beschriftet ist, mit Masse gekoppelt.

Weiterhin ist ein Abstimmungsschaltkreis zwischen die zweite obere Elektrode t2 und die zweite untere Elektrode b2 des zweiten Resonators 65 gekoppelt. Bei dem Beispiel aus 6 umfasst der Abstimmungsschaltkreis einen variablen Kondensator 67, der mit einer Induktivität 66 parallelgeschaltet ist. Die Induktivität 66 kann bei manchen Ausführungsformen als ein induktives Element mit hohem Q (Quality-factor – Gütefaktor) oder ein anderer Blindwiderstand, z. B. mit einem Q-Faktor von mehr als 10, mehr als 50 oder mehr als 100, implementiert werden. Eine Induktivität L1 des induktiven Elementes kann zum Beispiel zwischen 0,5 und 200 nH, zum Beispiel unterhalb von 50 nH, z. B. zwischen 1 und 10 nH, liegen. Der variable Kondensator 67 kann auf eine beliebige herkömmliche Art, zum Beispiel unter Verwendung von Varaktoren oder geschalteten Kondensatoren, implementiert werden. Durch Ändern des Kapazitätswertes des variablen Kondensators 67 können Resonanzen (Reihenresonanz und Parallelresonanz) des Resonatorelementes aus 6 abgestimmt werden. Der Abstimmungsschaltkreis aus 6 ist nur ein Beispiel und verschiedene Kombinationen von Kapazitäten, induktiven Elementen und/oder Widerständen können verwendet werden, wobei eine/eines/einer oder mehrere dieser Kapazitäten, induktiven Elementn und/oder Widerstände variabel sind, um eine Abstimmung bereitzustellen. Bei manchen Ausführungsformen kann der Abstimmungsschaltkreis auch Schalter, wie Hochfrequenz(HF)-Schalter, umfassen, die selektiv geöffnet und geschlossen werden können, um das Resonatorelement abzustimmen. Bei solchen Abstimmungsschaltkreisen können Kapazitäten oder Induktivitäten mit dem Schalter oder den Schaltern (z. B. einem HF-Schalter oder -Schaltern) in Reihe oder parallelgeschaltet werden.

Wie später unter Verwendung von Simulationsergebnissen ausführlicher besprochen wird, kann eine Induktivität 66, z. B. ein induktives Element, einen Abstimmungsbereich im Vergleich zu einem Fall, bei dem nur ein variabler Kondensator verwendet wird, erhöhen.

7 ist ein Schaltbild eines Resonatorelementes, das als ein Reihenresonator in Filterstrukturen, wie der Filterstruktur aus 5, zum Beispiel zum Implementieren von Reihenresonatoren 53A bis 53D, geeignet ist. Das Resonatorelement aus 7 umfasst einen ersten Resonator 72 und einen zweiten Resonator 75, die elektrisch getrennt sind, wie durch eine (parasitäre) Kapazität 73 mit einem Kapazitätswert C12 angedeutet ist. Die Kapazität 73 ist einer/einigen dielektrischen Schicht(en) zugeordnet, die den ersten Resonator 72 und den zweiten Resonator 75 akustisch koppelt/koppeln, wie durch einen Pfeil 74 angedeutet. Der erste Resonator 72 weist eine erste obere Elektrode t1 und eine erste untere Elektrode b1 auf und der zweite Resonator 75 weist eine zweite obere Elektrode t2 und eine zweite untere Elektrode b2 auf. Der erste und der zweite Resonator 72, 75 können so implementiert werden, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1, 3 und 4 erklärt.

Die erste obere Elektrode t1 ist mit einem ersten Anschluss 70, der auch mit „5” beschriftet ist, gekoppelt und die erste untere Elektrode b1 ist mit einem zweiten Anschluss 71, der auch mit „6” beschriftet ist, gekoppelt. Über den ersten und den zweiten Anschluss 70, 71 kann das Resonatorelement aus 7 in eine Filterstruktur eingebunden werden. Um zum Beispiel den Reihenresonator 53A aus 5 zu implementieren, würde der erste Anschluss 70 mit dem Signaleingang 50 gekoppelt und würde der zweite Anschluss 71 mit den Resonatoren 54A und 53B gekoppelt. Falls der Resonator 54A wie in 6 implementiert ist, würde zum Beispiel der zweite Anschluss 71 aus 7 mit dem ersten Anschluss 60 aus 6 gekoppelt und würde dann der zweite Anschluss 61 aus 6 mit einem entsprechenden Anschluss des Resonators 538 gekoppelt.

Die zweite obere Elektrode t2 ist über einen Anschluss 78, der auch mit „0” beschriftet ist, mit Masse gekoppelt. Die Bezeichnungen 3, 4, 5 und 6 der Anschlüsse 60, 61, 70, 71 aus 6 und 7 werden später bei einer Erörterung von Simulationen unter Bezugnahme auf 8 bis 12 verwendet, während die Anschlüsse, die mit Masse gekoppelt sind, in 6 und 7 auch mit „0” beschriftet sind.

Weiterhin ist ein Abstimmungsschaltkreis mit der zweiten oberen Elektrode t2 und der zweiten unteren Elektrode b2 gekoppelt, der zum Beispiel eine Induktivität 76 und einen variablen Kondensator 77 umfasst. Die Impedanz 76 und die variable Kapazität 77 können auf eine ähnliche Weise implementiert werden, wie jeweils für die Induktivität 66 und die variable Kapazität 67 aus 6 besprochen. Weiterhin sind die Induktivität 76 und die Kapazität 77 lediglich ein Beispiel für einen Abstimmungsschaltkreis, der mit einem zweiten Resonator 75 gekoppelt ist, und, wie ebenfalls für 6 erläutert, sind andere Abstimmungsschaltkreiskonfigurationen ebenfalls möglich.

Mit dem Shunt-Resonatorelement aus 6 und dem Reihenresonatorelement aus 7 können verschiedene Filterstrukturen, wie Kreuzgliedfilter und Abzweigfilter, zum Beispiel die Abzweigfilterstruktur aus 5, gebildet werden.

Um die Funktionalität der oben besprochenen Resonatorelemente weiter zu veranschaulichen, werden Simulationsergebnisse oder verschiedene Konfigurationen unter Bezugnahme auf 8 bis 12 besprochen.

Für die Simulation aus 8 bis 12 wurde ein erster Resonator (Filterresonator), der aus einem dotierten Aluminiumnitrid (zum Beispiel scandiumdotiert oder mit einem anderen Material dotiert) gefertigt ist, mit einer piezoelektrischen Kopplungskonstante kT2 von 7,1% angenommen und wurde für den zweiten Resonator (Frequenzabstimmungsresonator) ein LiNbO3-Kristall-basierter Resonator mit einer piezoelektrischen Kopplungskonstante kT2 = 25% angenommen.

8(a) bis 8(d) zeigen den S-Parameter (Streuparameter, der eine Einfügedämpfung repräsentiert) über die Frequenz für verschiedene Konfigurationen. In 8(a) und 8(b) ist der S-Parameter für ein Resonatorelement gezeigt, bei dem der erste Resonator in einer Shunt-Konfiguration gekoppelt ist, wie zum Beispiel in 6 veranschaulicht. 8(c) und 8(d) veranschaulichen Kurven für eine Reihenkopplung eines ersten Resonators, wie zum Beispiel in 7 veranschaulicht. 8(a) und 8(b) veranschaulichen die gleichen Kurven, wobei die y-Achse in 8(b) im Vergleich zu 8(a) vergrößert ist, und gleichermaßen ist die y-Achse in 8(d) im Vergleich zu 8(c) vergrößert. In 8(a) und 8(b) zeigt eine Kurve 80 den S-Parameter für einen Abstimmungsschaltkreis, der eine Impedanz, wie etwa die Impedanz 66 aus 6, umfasst. Die Impedanz in der Simulation wies eine Induktivität von 1 nH mit einem sehr hohen Gütefaktor auf. Weiterhin wurde eine kleine Kapazität 67 von 1 pF angenommen. Eine Kurve 81 veranschaulicht den S-Parameter mit einer zusätzlichen Kapazität von 10 pF in Parallelschaltung zu der Impedanz von Kurve 80. Es wird eine starke Verschiebung der gezeigten Resonanz in der Größenordnung von 300 MHz beobachtet.

Eine Kurve 82 in 8(c) und 8(d) veranschaulicht, ähnlich zu Kurve 80 aus 8(a) und (b), den S-Parameter für den Reihenresonatorfall für einen Abstimmungsschaltkreis, der eine Impedanz, die durch eine Induktivität von 1 nH mit sehr hohem Gütefaktor gebildet wird, plus einer kleinen Kapazität von 1 pF als eine Kapazität umfasst, und eine Kurve 83 veranschaulicht das Verhalten mit einer zusätzlichen Kapazität von 10 pF, die mit der Impedanz parallelgeschaltet ist. Es wird hier ebenfalls eine Frequenzverschiebung der Resonanz in der Größenordnung von 300 MHz beobachtet.

Dann wird unter Bezugnahme auf 9 bis 12 der Einfluss der Induktivität der Impedanz 66 oder 76 aus 6 und 7 erklärt. Ähnlich zu 8 veranschaulichen die Graphen (a) und (b) in 9 bis 12 Kurven für eine wie in 6 veranschaulichte Shunt-Resonatoranordnung, und zeigen die Graphen (c) und (d) den S-Parameter für eine wie in 7 veranschaulichte Reihenresonatorkonfiguration. Ähnlich zu 8 ist die y-Achse in dem Graphen (b) aus 9 bis 12 ebenfalls im Vergleich zu dem Graphen (a) vergrößert und in dem Graphen (d) ist die y-Achse im Vergleich zu dem Graphen (c) vergrößert. In jedem der Graphen aus 9 bis 12 ist eine Kurve (oder ein Satz von Kurven) für eine Kapazität von 1 pF und eine Kurve oder ein Satz von Kurven für eine Kapazität von 10 pF gezeigt, ähnlich zu dem, was für 8 erklärt wurde.

In 9 weisen die Impedanzen 66 und 76 des Abstimmungsschaltkreises jeweils einen Wert von 100 nH auf. Die Kurven 90 und 92 zeigen den S-Parameter für eine Kapazität von 1 pF und die Kurven 91 und 93 zeigen den S-Parameter für eine Kapazität von 10 pF. Die gezeigten Resonanzen sind sowohl für den Shunt-Resonatorfall als auch für den Reihenresonatorfall um weniger als 100 MHz verschoben.

10 zeigt den Fall für eine Induktivität von 3 nH. Die Kurven 100 und 102 veranschaulichen den S-Parameter für eine Kapazität von 1 pF und die Kurven 101 und 103 veranschaulichen den S-Parameter für eine Kapazität von 10 pF. Jede der Kurven 100 bis 103 umfasst mehrere Kurven, die insbesondere in den vergrößerten Versionen der Graphen (b) und (d) für die Kurven 91 bzw. 93 sichtbar sind. Diese Kurven repräsentieren das Verhalten für verschiedene Q-Faktoren (Quality Factors – Gütefaktoren) der Induktivität für einen Q-Faktor-Bereich von 42 bis 100. Allgemein führen höhere Q-Faktoren zu ausgeprägteren Resonanzen und reduzierter Einfügedämpfung. Die Resonanzen sind in diesem Fall um etwa 150 MHz verschoben.

11 veranschaulicht Kurven für einen Induktivitätswert von 1,7 nH. Die Kurven 110 und 112 veranschaulichen den S-Parameter für eine Kapazität von 1 pF und die Kurven 111 und 113 veranschaulichen den S-Parameter für eine Kapazität von 10 pF. Einzelne Kurven der Kurven 110 bis 113, die insbesondere in den vergrößerten Ansichten aus 11(b) und (d) sichtbar sind, veranschaulichen unterschiedliche Q-Faktoren für die Induktivität, wiederum in dem Bereich von 42 bis 200. Durch die Änderung der Kapazität ist die Resonanz um etwas weniger als 300 MHz verschoben.

Abschließend veranschaulicht 12 einen Fall mit einer Induktivität von 1,3 nH. Die Kurven 120 und 122 veranschaulichen den S-Parameter für die Kapazität von 1 pF und die Kurven 121, 123 veranschaulichen den S-Parameter für die Kapazität von 10 pF. Einzelne Kurven der Kurven 120 bis 123 veranschaulichen das Verhalten für verschiedene Q-Faktoren. Hier sind die Resonanzen um fast 400 MHz verschoben. Wie gesehen werden kann, kann daher durch Reduzieren der Induktivität mit den gleichen Kapazitätsvarianten ein größerer Frequenzabstimmungsbereich erhalten werden. Der Unterschied zwischen unterschiedlichen Q-Faktoren wird bei reduzierten Induktivitäten jedoch ausgeprägter, so dass bei Ausführungsformen, die geringe Induktivitäten unterhalb von 5 nH verwenden, hohe Q-Faktoren oberhalb von 100, zum Beispiel oberhalb von 150, zum Implementieren der Induktivität ausgewählt werden können.

13 veranschaulicht die akustische Phase eines Resonatorstapels, der wie in 6 veranschaulicht konfiguriert ist (Shunt-Resonatorkonfiguration), mit angepassten intrinsischen akustischen Portabschlüssen für den durch den Pfeil 63 veranschaulichten akustischen Pfad. Eine Kurve 130 zeigt die Phase mit der Abstimmungsimpedanz 66, wobei eine Kurve 131 die Phase für den Fall zeigt, wenn die Kapazität 67 zusätzlich eingeführt ist. Durch Ändern der Kapazität wird daher zum Beispiel ein Punkt 132 zu einem Punkt 133 verschoben, was zu einem Abstimmungsbereich, wie durch einen Pfeil 134 angedeutet, führt.

14 veranschaulicht ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform. Obwohl das Verfahren aus 14 als eine Reihe von Handlungen oder Ereignissen beschrieben wird, ist die Reihenfolge, in der diese Handlungen oder Ereignisse beschrieben und gezeigt werden, nicht als beschränkend aufzufassen. Das Verfahren aus 14 kann unter Verwendung der oben besprochenen Resonatorelemente implementiert werden und Merkmale, Elemente, Variationen und Modifikationen, die hinsichtlich jener Resonatorelemente beschrieben sind, sind auch auf dieses Verfahren anwendbar. Zur einfachen Bezugnahme wird das Verfahren aus 14 unter Bezugnahme auf die vorherige Beschreibung der Resonatorelemente beschrieben. Jedoch kann das Verfahren aus 14 auch unabhängig von den zuvor beschriebenen Resonatorelementen implementiert werden.

Bei 140 in 14 wird ein Resonatorstapel bereitgestellt. Das Bereitstellen des Resonatorstapels kann zum Beispiel Bilden von zwei gestapelten Resonatoren auf einem Substrat, zum Beispiel von gestapelten Resonatoren wie unter Bezugnahme auf 3 besprochen und beschrieben, beinhalten. Bereitstellen des Resonatorstapels kann auch Bereitstellen eines akustischen Spiegels oder eines Hohlraums unterhalb der Resonatoren, wie unter Bezugnahme auf 2 besprochen, beinhalten.

Bei 141 beinhaltet das Verfahren Einbinden eines ersten Resonators des Resonatorstapels, zum Beispiel des ersten Resonators (Filterresonators) der zuvor besprochenen Ausführungsformen, in eine Filterstruktur. Zum Beispiel kann der erste Resonator als ein Shunt-Resonator oder als ein Reihenresonator in die Filterstruktur aufgenommen werden.

Bei 142 wird ein Abstimmungsschaltkreis für einen zweiten Resonator des Resonatorstapels bereitgestellt, zum Beispiel ein Abstimmungsschaltkreis, der ein induktives Element und einen variablen Kondensator, wie in 6 und 7 veranschaulicht, umfasst. Durch den Abstimmungsschaltkreis kann der Resonatorstapel dann auf eine gewünschte Frequenz zur Verwendung in der Filterstruktur abgestimmt werden. Zum Beispiel kann die Filterstruktur mittels des Abstimmungsschaltkreises an verschiedene Frequenzbänder, die in einer Kommunikationsvorrichtung verwendet werden, angepasst werden.

Es ist anzumerken, dass, obwohl ein Abstimmungsschaltkreis bei den oben besprochenen Ausführungsformen nur für den zweiten Resonator der jeweiligen Resonatorelemente bereitgestellt wird, ein weiterer Abstimmungsschaltkreis bei anderen Ausführungsformen von Resonatorelementen und Verfahren zusätzlich für das erste Resonatorelement bereitgestellt werden kann. Der weitere Abstimmungsschaltkreis kann auf eine ähnliche Weise, wie oben für den Abstimmungsschaltkreis erklärt, z. B. als ein Impedanznetz, implementiert werden.

Obwohl Filter, die wie oben beschriebene Resonatorelemente verwenden, insbesondere in Kommunikationsvorrichtungen, wie Mobilkommunikationsvorrichtungen, verwendet werden können und solche Kommunikationsvorrichtungen, die entsprechende Filterstrukturen verwenden, Ausführungsformen bilden können, können die Filter auch in anderen Vorrichtungen verwendet werden, bei denen Signale, insbesondere Signale mit hoher Frequenz in einem GHz-Bereich, zu filtern sind.

Die oben besprochenen Ausführungsformen dienen nur als Beispiele und sind nicht als beschränkend auszulegen, da andere Implementierungsmöglichkeiten neben jenen explizit gezeigten und beschriebenen existieren.