一种混合叠放式滤波器芯片的制作方法

1.本实用新型属于mems芯片制造技术领域，尤其涉及一种混合叠放式滤波器芯片。


背景技术：

2.随着当今集成电路的迅速发展，大规模集成电路已逐渐的出现在人们的视野当中，同时随着科技时代的进步，手机和自动汽车等电子技术设备也逐一亮相，5g信号也相应的被设计出来。其5g信号相对原有的4g信号的优势在于它的频段会更大更宽且信号传输运行的速度更快，带宽外频段的抑制能力更强。
3.目前滤波器芯片的分类可分为saw类型和baw类型。saw，即表面声谐振器(surface acoustic wave)，利用声表面波来处理和传播信号的无源器件；baw，即薄膜体声谐振器(bulk acoustic wave)，以纵波或横波在固体内部传递的形式来处理声波信号。
4.saw和baw两种滤波器芯片分别适配不同低中高频段，只在相应的频段中有优势。现有的saw滤波器芯片和baw滤波器芯片只能分别适配相应的低中高频段，无法同时处理不同频段的声波。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例的目的在于提供一种混合叠放式滤波器芯片，旨在解决现有滤波器芯片无法处理不同频段的声波的问题。
6.本实用新型实施例是这样实现的，一种混合叠放式滤波器芯片，所述混合叠放式滤波器芯片包括依次设置的衬底、saw谐振层、baw谐振层和高阻片；
7.所述baw谐振层通过支撑柱设置在所述衬底和所述高阻片之间，且所述baw谐振层与所述衬底之间设置有第一空腔，所述baw谐振层与所述高阻片之间设置有第二空腔；所述saw谐振层设置在所述第一空腔内，通过第一导线与所述baw谐振层连接。
8.优选的，所述baw谐振层包括第一电极层、介质层和第二电极层；所述第一电极层、所述介质层和所述第二电极层依次层叠设置；
9.所述saw谐振层通过第一导线分别与所述第一电极层和所述第二电极层连接；所述第一导线设置在所述支撑柱内。
10.优选的，所述第一电极层上分离设置有电极层子块，所述第一导线串联连接所述saw谐振层的一端、所述电极层子块和所述第二电极层，且所述第一导线还连接所述saw谐振层的另一端和所述第一电极层。
11.优选的，所述高阻片上或所述衬底上设置铜柱，所述铜柱上设置有锡银球体，所述铜柱通过第二导线连接所述第一导线。
12.本实用新型实施例提供的一种混合叠放式滤波器芯片，通过将衬底、saw谐振层、baw谐振层和高阻片纵向叠放，构成叠层模块结构，在符合不同滤波频段需求的同时，还拥有相对较高的q值设计和更小的尺寸设计。
附图说明
13.图1为本实用新型实施例提供的一种混合叠放式滤波器芯片的结构图；
14.图2为本实用新型实施例提供的另一种混合叠放式滤波器芯片的结构图；
15.附图标号：
16.1、衬底；2、saw谐振层；3、baw谐振层；4、高阻片；5、支撑柱；6、第一空腔；7、第二空腔；8、第一导线；9、第一电极层；10、介质层；11、第二电极层；12、电极层子块；13、铜柱；14、锡银球体；15、第二导线。
具体实施方式
17.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
18.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
19.如图1和2所示，在一个实施例中，提供了一种混合叠放式滤波器芯片，包括依次设置的衬底1、saw谐振层2、baw谐振层3和高阻片4；
20.所述baw谐振层3通过支撑柱5设置在所述衬底1和所述高阻片4之间，且所述baw谐振层3与所述衬底1之间设置有第一空腔6，所述baw谐振层3与所述高阻片4之间设置有第二空腔7；所述saw谐振层2设置在所述第一空腔6内，通过第一导线8与所述baw谐振层3连接。
21.在本实施例中，衬底1一般为硅基板或者玻璃板，作为滤波器芯片的基底。saw谐振层2为表面声谐振器(saw，surface acoustic wave)中的功能部分，设置在衬底1的上方，为音叉状，用于声表面波。baw谐振层3为薄膜体声谐振器(bulk acoustic wave)中的功能部分，为多层金属和介质构成的多层结构，以纵波或横波在固体内部传递的形式来处理声波信号。
22.在本实施例中，所述baw谐振层3包括第一电极层9、介质层10和第二电极层11；所述第一电极层9、所述介质层10和所述第二电极层11依次层叠设置；所述saw谐振层2通过第一导线8分别与所述第一电极层9和所述第二电极层11连接；所述第一导线8设置在所述支撑柱5内。
23.baw的工作区主要是依靠“三明治”状的baw谐振层(金属-介质-金属)，也就是由第一电极层9、介质层10和第二电极层11组成的三膜层结构。“三明治”状的膜层结构仅仅是一种实施例，具体可设置的膜层不限于三层，可以是多层。第一电极层9和第二电极层11所用的材料为mo(钼)，介质层10为氮化铝(aln)或掺钪氮化铝(scaln)，所形成的“三明治”膜层为mo-aln-mo或mo-scaln-mo。
24.在本实施例中，所述第一电极层9上分离设置有电极层子块12，所述第一导线8串联连接所述saw谐振层2的一端、所述电极层子块12和所述第二电极层11，且所述第一导线8还连接所述saw谐振层2的另一端和所述第一电极层9。通过刻蚀工艺在第一电极层9上分离出的电极层子块12，可防止器件在运行的过程中导致短路，提高滤波器芯片运行的稳定性。
25.本实施例将衬底1、saw谐振层2、baw谐振层3和高阻片4纵向叠放，构成一种hybrid filter(混合结构滤波器)叠层模块结构。混合叠放式滤波器芯片具备saw(表面声谐振器)、baw(薄膜体声谐振器)的频段需求的同时，还拥有相对较高的q值设计。将baw和saw的核心工作区域混合叠放，使得芯片整体的结构更加紧凑，在满足终端产品的性能需求的同时，也可以与终端产品的高集成小尺寸的要求有更高适配度。
26.在一个实施例中，如图1和2所示，所述高阻片4上设置铜柱13，所述铜柱13上设置有锡银球体14，所述铜柱13通过第二导线15连接所述第一导线8，所述第二导线15设置在所述支撑柱5内。
27.在另一个实施例中，如图2所示，所述衬底1上设置铜柱13，所述铜柱13上设置有锡银球体14，所述铜柱13通过第二导线15连接所述第一导线8，所述第二导线15设置在所述支撑柱5内。
28.图1所示的实施例与图2所示的实施例的区别在于铜柱13和锡银球体14的布置位置以及第二导线的排布，两种设计是为了适用于不同的终端产品。铜柱13上的锡银球体14由高温回流工艺制成，用以更好的和封装pcb板熔接。此外，本实用新型实施例中的打孔和布线均硅通孔技术(through silicon via，tsv)；针对高集成小尺寸的组合电路，tsv工艺的走线距离短，与层叠设计的滤波器芯片更为契合，通过tsv工艺可以实现多功能滤波器上的工艺结构设计，并且减小走线的距离，从而减少功耗，增强电气性能。
29.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
30.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
31.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。