声波谐振器滤波器的制作方法

文档序号:30087580发布日期:2022-05-18 06:27阅读:77来源:国知局
声波谐振器滤波器的制作方法
声波谐振器滤波器
1.本技术要求于2020年11月16日向韩国知识产权局提交的第10-2020-0152505号韩国专利申请的优先权的权益,所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
2.以下描述涉及一种声波谐振器滤波器。


背景技术:

3.近来,随着移动通信装置、化学和生物测试装置以及其他电子装置的快速发展,对在这些装置中使用的小而重量轻的滤波器、振荡器、谐振元件和声波谐振质量传感器的需求已经增加。
4.由于与例如介电滤波器、金属腔滤波器和波导相比,声波谐振器非常小并且具有良好的性能,因此声波谐振器(诸如,体声波(baw)滤波器)可被配置为用于实现小而重量轻的滤波器、振荡器、谐振元件、声波谐振质量传感器和其他组件的装置。这种声波谐振器被广泛用于需要良好性能(例如,宽的通带宽度)的现代移动装置的通信模块中。


技术实现要素:

5.提供本发明内容以按照简化的形式对选择的构思进行介绍,下面在具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
6.在一个总体方面,一种声波谐振器滤波器包括:串联单元,包括至少一个串联声波谐振器,所述至少一个串联声波谐振器串联电连接在射频(rf)信号通过的第一端口与第二端口之间;第一分路单元,设置在所述至少一个串联声波谐振器与地之间的第一分路连接路径中,所述第一分路单元包括多个分路声波谐振器,所述多个分路声波谐振器彼此串联连接并且具有不同的谐振频率;以及第二分路单元,设置在所述至少一个串联声波谐振器与所述地之间的第二分路连接路径中,所述第二分路单元包括至少一个分路声波谐振器并且具有比所述第一分路单元的电感高的电感。
7.所述声波谐振器滤波器还可包括第三分路单元,所述第三分路单元设置在所述至少一个串联声波谐振器与所述地之间的第三分路连接路径中并且包括至少一个分路声波谐振器,包括在所述第三分路单元中的所述至少一个分路声波谐振器的谐振频率低于包括在所述第一分路单元中的所述多个分路声波谐振器的多个谐振频率之中的较高的谐振频率,并且低于包括在所述第二分路单元中的所述至少一个分路声波谐振器的谐振频率。
8.包括在所述第三分路单元中的所述至少一个分路声波谐振器的所述谐振频率可与包括在所述第一分路单元中的所述多个分路声波谐振器的所述多个谐振频率之中的较低的谐振频率相同。
9.包括在所述第一分路单元中的所述多个分路声波谐振器的所述多个谐振频率之
中的所述较高的谐振频率可等于或高于所述至少一个串联声波谐振器的谐振频率。
10.所述第一分路单元的所述多个分路声波谐振器的所述多个谐振频率之中的所述较高的谐振频率可高于所述第二分路单元的所述至少一个分路声波谐振器的所述谐振频率。
11.所述声波谐振器滤波器还可包括多个第三分路单元,所述多个第三分路单元分别布置在所述至少一个串联声波谐振器与所述地之间的多条第三分路连接路径中。所述多个第三分路单元可各自包括至少一个分路声波谐振器,各自包括在所述多个第三分路单元中的所述至少一个分路声波谐振器的谐振频率低于包括在所述第一分路单元中的所述多个分路声波谐振器的所述不同的谐振频率之中的较高的谐振频率。
12.所述至少一个串联声波谐振器可包括电连接在所述多个第三分路单元之间的多个串联声波谐振器。所述第一分路单元可电连接在所述多个串联声波谐振器之间的节点与所述地之间。
13.所述第一分路单元可包括多个第一分路单元,所述多个第一分路单元布置在所述至少一个串联声波谐振器与所述地之间的多条第一分路连接路径中。所述多个第一分路单元中的一个第一分路单元可包括所述多个分路声波谐振器。所述多个第一分路单元中的另一第一分路单元可包括另外的多个分路声波谐振器,所述另外的多个分路声波谐振器彼此串联连接并且具有不同的谐振频率。
14.所述至少一个串联声波谐振器可包括电连接在所述多个第一分路单元之间的一个或更多个串联声波谐振器。
15.所述第二分路单元还可包括电感器,所述电感器与包括在所述第二分路单元中的所述至少一个分路声波谐振器串联电连接。
16.在另一总体方面,一种声波谐振器滤波器包括:至少一个串联声波谐振器,串联电连接在射频(rf)信号通过的第一端口与第二端口之间;至少一个第二分路声波谐振器,分路电连接在所述至少一个串联声波谐振器与地之间;多个第一分路声波谐振器,分路电连接在所述至少一个串联声波谐振器与所述地之间,并且所述多个第一分路声波谐振器的谐振频率高于所述至少一个第二分路声波谐振器的谐振频率;以及电感器,与所述多个第一分路声波谐振器的一部分串联电连接。所述多个第一分路声波谐振器的剩余部分之中的至少一个第一分路声波谐振器与所述至少一个第二分路声波谐振器串联电连接。
17.所述多个第一分路声波谐振器的所述剩余部分之中的所述至少一个第一分路声波谐振器的谐振频率可等于或高于所述至少一个串联声波谐振器的谐振频率。
18.所述多个第一分路声波谐振器的所述一部分的谐振频率可低于所述多个第一分路声波谐振器的剩余部分之中的所述至少一个第一分路声波谐振器的谐振频率。
19.所述至少一个第二分路声波谐振器可包括多个第二分路声波谐振器。所述多个第二分路声波谐振器的数量可大于所述多个第一分路声波谐振器的数量。
20.与所述至少一个第二分路声波谐振器串联电连接的所述多个第一分路声波谐振器的所述剩余部分之中的所述至少一个第一分路声波谐振器的数量可大于与所述电感器串联电连接的所述多个第一分路声波谐振器的所述一部分之中的第一分路声波谐振器的数量。
21.设置有所述电感器的分路连接路径的电感可大于分别设置有所述至少一个第二
分路声波谐振器的多条分路连接路径的多个电感中的每个电感。
22.通过以下具体实施方式、附图和权利要求,其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
23.图1a至图1h是示出根据实施例的声波谐振器滤波器的示图。
24.图2a是示出根据实施例的图1g所示的声波谐振器滤波器的带宽的曲线图。
25.图2b是示出根据实施例的图1g所示的声波谐振器滤波器的s参数的曲线图。
26.图3a是示出根据实施例的图1h所示的声波谐振器滤波器的带宽的曲线图。
27.图3b是示出根据实施例的图1h所示的声波谐振器滤波器的s参数的曲线图。
28.图4是示出根据实施例的声波谐振器滤波器的声波谐振器的详细结构的侧视图。
29.在整个附图和具体实施方式中,相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按照比例绘制,为了清楚、说明及便利起见,可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
30.提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而,在理解本公开之后,在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同方案将是显而易见的。例如,在此描述的操作的顺序仅仅是示例,并且不限于在此阐述的顺序,而是除了必须以特定顺序发生的操作之外,可做出在理解本公开之后将显而易见的改变。此外,为了提高清楚性和简洁性,可省略对本领域已知的特征的描述。
31.在此描述的特征可以以不同的形式实施,并且将不被解释为限于在此描述的示例。更确切地说,已经提供在此描述的示例,仅是为了示出在理解本公开之后将显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。在下文中,将参照附图详细描述本公开的实施例,注意的是,示例不限于所述实施例。
32.在整个说明书中,当元件(诸如,层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时,该元件可直接“在”所述另一元件“上”、直接“连接到”所述另一元件或直接“结合到”所述另一元件,或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下,当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时,不存在介于它们之间的其他元件。如在此使用的,元件的“部分”可包括整个元件或少于整个元件。
33.如在此使用的,术语“和/或”包括相关所列项中的任意一项或者任意两项或更多项的任意组合;同样地,
“……
中的至少一个”包括相关所列项中的任意一项或者任意两项或更多项的任意组合。
34.尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分,但是这些构件、组件、区域、层或部分将不受这些术语的限制。更确切地说,这些术语仅用来将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此,在不脱离示例的教导的情况下,在此描述的示例中所提及的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称作第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
35.为了易于描述,在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”、“下面”等的空间相对术语来描述如附图中示出的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意在除了包含
附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的装置被翻转,则描述为相对于另一元件位于“上方”或“上面”的元件将相对于另一元件位于“下方”或“下面”。因此,术语“上方”根据装置的空间方位包括“上方”和“下方”两种方位。装置还可以以其他方式被定位(旋转90度或者处于其他方位),并且将相应地解释在此使用的空间相对术语。
36.在此使用的术语仅用于描述各种示例且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
37.在此描述的示例的特征可按照在理解本公开之后将显而易见的各种方式进行组合。此外,尽管在此描述的示例具有各种配置,但是在理解本公开之后将显而易见的其他配置是可行的。
38.在此,关于示例的术语“可”的使用(例如,关于示例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例,并不限于所有示例包括或实现这样的特征。
39.图1a是示出根据实施例的声波谐振器滤波器50a的示图。
40.参照图1a,声波谐振器滤波器50a可包括串联单元10a、第一分路单元20g和第二分路单元30。根据射频(rf)信号的频率,可使rf信号在第一端口p1与第二端口p2之间通过或者可在第一端口p1与第二端口p2之间阻挡rf信号。
41.声波谐振器滤波器50a可包括至少一个串联声波谐振器12、多个第一分路声波谐振器21和31以及至少一个第二分路声波谐振器22。
42.至少一个串联声波谐振器12、多个第一分路声波谐振器21和31以及至少一个第二分路声波谐振器22之间的电连接节点可利用具有相对低的电阻率的材料(诸如,金(au)、金-锡(au-sn)合金、铜(cu)、铜-锡(cu-sn)合金、铝(al)、铝合金等)实现,但不限于上述示例。
43.至少一个串联声波谐振器12、多个第一分路声波谐振器21和31以及至少一个第二分路声波谐振器22可各自通过压电特性将rf信号的电能转换成机械能,并且可通过压电特性将机械能转换成电能。随着rf信号的频率变得接近声波谐振器的谐振频率,多个电极之间的能量传输速率可显著提高。随着rf信号的频率变得接近声波谐振器的反谐振频率,多个电极之间的能量传输速率可显著降低。根据压电特性,反谐振频率可高于谐振频率。
44.至少一个串联声波谐振器12可串联电连接在第一端口p1与第二端口p2之间。随着rf信号的频率变得接近至少一个串联声波谐振器12的谐振频率,rf信号在第一端口p1与第二端口p2之间的通过率可提高。随着rf信号的频率变得接近至少一个串联声波谐振器12的反谐振频率,rf信号在第一端口p1与第二端口p2之间的通过率可降低。
45.至少一个第二分路声波谐振器22可分路电连接在至少一个串联声波谐振器12与地之间。rf信号到地的通过率可随着rf信号的频率变得接近至少一个第二分路声波谐振器22的谐振频率而提高,并且可随着rf信号的频率变得接近至少一个第二分路声波谐振器22的反谐振频率而降低。
46.rf信号在第一端口p1与第二端口p2之间的通过率可随着rf信号到地的通过率提高而降低。rf信号在第一端口p1与第二端口p2之间的通过率可随着引导接地的rf信号的通
过率降低而提高。
47.也就是说,随着rf信号的频率变得接近至少一个第二分路声波谐振器22的谐振频率或接近至少一个串联声波谐振器12的反谐振频率,rf信号在第一端口p1与第二端口p2之间的通过率可降低。
48.由于反谐振频率高于谐振频率,因此声波谐振器滤波器50a可具有这样的通带:具有与至少一个第二分路声波谐振器22的谐振频率对应的最低频率和与至少一个串联声波谐振器12的反谐振频率对应的最高频率。
49.通带宽度可随着至少一个第二分路声波谐振器22的谐振频率与至少一个串联声波谐振器12的反谐振频率之间的差增大而增大。然而,如果至少一个第二分路声波谐振器22的谐振频率与至少一个串联声波谐振器12的反谐振频率之间的差太高,则通带可能被分割(split)。
50.如果至少一个串联声波谐振器12的谐振频率略高于至少一个第二分路声波谐振器22的反谐振频率,则声波谐振器滤波器50a的带宽可以是宽的,而不会被分割。
51.在声波谐振器中,谐振频率与反谐振频率之间的差可基于声波谐振器的物理特性kt2(机电耦合因子)来确定,并且如果声波谐振器的尺寸或形状改变,则谐振频率和反谐振频率可一起改变。
52.串联单元10a可包括在第一端口p1与第二端口p2之间串联电连接的至少一个串联声波谐振器12。
53.第一分路单元20g可设置在至少一个串联声波谐振器12与地之间的第一分路连接路径中,并且可包括第一分路声波谐振器21和第二分路声波谐振器22,第一分路声波谐振器21和第二分路声波谐振器22彼此串联连接并且具有不同的谐振频率。第一分路声波谐振器21的谐振频率可高于第二分路声波谐振器22的谐振频率。
54.当第一分路声波谐振器21和第二分路声波谐振器22彼此串联电连接时,第一分路声波谐振器21和第二分路声波谐振器22可用作彼此的电容器,因此,第一分路声波谐振器21和第二分路声波谐振器22可增大彼此的谐振频率。因此,第一分路声波谐振器21的谐振频率和第二分路声波谐振器22的谐振频率可分别更接近第一分路声波谐振器21的反谐振频率和第二分路声波谐振器22的反谐振频率。
55.因此,传输零极点可形成在第一分路声波谐振器21的谐振频率和第二分路声波谐振器22的谐振频率附近,并且可形成在声波谐振器滤波器50a的通带附近,并且可改善通带的衰减特性。也就是说,传输零极点可根据通带的最低频率和/或最高频率处的频率(freq)的变化而使导纳的变化率增大,并且提供声波谐振器滤波器50a的尖锐(sharp)的滚降特性。
56.第二分路单元30可设置在至少一个串联声波谐振器12与地之间的第二分路连接路径中,并且可包括至少一个第一分路声波谐振器31。第二分路单元30的电感可高于第一分路单元20g的电感。例如,第二分路单元30还可包括与至少一个第一分路声波谐振器31串联电连接的电感器36。
57.作为多个第一分路声波谐振器的一部分的第一分路声波谐振器31可与电感器36串联电连接,并且作为多个第一分路声波谐振器的另一部分的第一分路声波谐振器21可与第二分路声波谐振器22串联电连接。
58.由于第二分路单元30的电感器36的添加而得到的附加电感可对第二分路单元30的谐振频率有贡献,并且基本上不会对第二分路单元30的反谐振频率有贡献。也就是说,具有增大的电感的第二分路单元30的特性可与具有增大的kt2的声波谐振器的特性相似。
59.当kt2增大时,声波谐振器的谐振频率与反谐振频率之间的差增大,使得第二分路单元30的谐振频率与反谐振频率之间的差可大于第一分路单元20g的谐振频率与反谐振频率之间的差。
60.由于第二分路单元30的谐振频率与反谐振频率之间的差大于第一分路单元20g的谐振频率与反谐振频率之间的差,因此第二分路单元30可补偿由于第一分路单元20g的第二分路声波谐振器22的谐振频率与至少一个串联声波谐振器12的反谐振频率之间的差的显著增大而导致的通带分割。因此,可进一步加宽声波谐振器滤波器50a的通带宽度。
61.第二分路单元30可使根据第一分路单元20g和串联单元10a的组合形成的带宽进一步加宽,并且第一分路单元20g可使根据第二分路单元30和串联单元10a的组合形成的通带的滚降特性更尖锐。
62.声波谐振器滤波器50a通过第二分路单元30获得更宽的通带宽度,并且通过第一分路单元20g获得更尖锐的滚降特性。此外,由于声波谐振器滤波器50a可具有其中第一分路单元20g和第二分路单元30彼此互补的结构,因此可有效地获得宽的通带宽度和尖锐的滚降特性,并且可根据声波谐振器滤波器50a所需的标准更有效地匹配通带宽度与滚降特性之间的平衡。
63.例如,第二分路单元30的第一分路声波谐振器31的谐振频率可高于第一分路单元20g的第二分路声波谐振器22的谐振频率。例如,第一分路单元20g的第一分路声波谐振器21的谐振频率可高于第二分路单元30的第一分路声波谐振器31的谐振频率,或者第一分路单元20g的第一分路声波谐振器21的谐振频率可高于或等于至少一个串联声波谐振器12的谐振频率。
64.因此,可进一步改善第一分路单元20g与第二分路单元30之间的互补性,使得声波谐振器滤波器50a可更有效地获得宽的通带宽度和尖锐的滚降特性。
65.图1b至图1h分别是示出根据实施例的声波谐振器滤波器50b至50h的示图。
66.参照图1b,与图1a所示的至少一个串联声波谐振器12相比,声波谐振器滤波器50b的串联单元10b的至少一个串联声波谐振器12可被设置为更接近第一端口p1。因此,第一分路单元20g和第二分路单元30可彼此连接,而至少一个串联声波谐振器12不设置在第一分路单元20g与第二分路单元30之间。也就是说,串联单元10b可连接在第一端口p1与第一分路单元20g之间。
67.参照图1c,在声波谐振器滤波器50c中,串联单元10c可包括多个串联声波谐振器12和16,并且第一分路单元20g可分路电连接在多个串联声波谐振器12和16之间的节点与地之间。可根据声波谐振器滤波器50c所需的标准适当地设定多个串联声波谐振器12和16的数量。
68.参照图1d,声波谐振器滤波器50d可包括串联单元10d,串联单元10d包括多个串联声波谐振器12、13和16,并且除了第一分路单元20g和第二分路单元30之外,声波谐振器滤波器50d还可包括第三分路单元40d。
69.第三分路单元40d可设置在多个串联声波谐振器12、13和16与地之间的第三分路
连接路径中,并且可包括第二分路声波谐振器42-1。例如,第三分路单元40d可连接在串联声波谐振器12和串联声波谐振器13之间的节点与地之间。第二分路声波谐振器42-1的谐振频率可低于第一分路单元20g的第一分路声波谐振器21和第二分路声波谐振器22的多个谐振频率之中的较高的谐振频率,并且低于第二分路单元30的第一分路声波谐振器31的谐振频率。
70.因此,第三分路单元40d的第二分路声波谐振器42-1可在声波谐振器滤波器50d的带宽的最低频率附近形成极点,并且声波谐振器滤波器50d的带宽的最低频率附近的滚降特性可更尖锐。例如,第三分路单元40d的第二分路声波谐振器42-1的谐振频率可与第一分路单元20g的第一分路声波谐振器21和第二分路声波谐振器22的多个谐振频率之中的较低的谐振频率相同。
71.随着串联单元10d的多个串联声波谐振器12、13和16的数量增加,声波谐振器滤波器50d的带宽的最高频率附近的滚降特性可变得更尖锐。
72.第二分路单元30的电感可大于第一分路单元20g和第三分路单元40d中的每个的电感。
73.参照图1e,根据本公开中的示例性实施例的声波谐振器滤波器50e的第三分路单元40e可包括多个第三分路单元40-1和40-4,多个第三分路单元40-1和40-4各自设置在多个串联声波谐振器11、12、13和16与地之间的多条第三分路连接路径之中的一条第三分路连接路径中。
74.多个第三分路单元40-1和40-4可分别包括第二分路声波谐振器42-1和42-4,第二分路声波谐振器42-1和42-4的谐振频率低于第一分路单元20g的第一分路声波谐振器21和第二分路声波谐振器22的多个谐振频率之中的较高的谐振频率。
75.串联单元10e可包括电连接在多个第三分路单元40-1和40-4之间的串联声波谐振器11和12,并且第一分路单元20g可电连接在串联声波谐振器11和12之间的节点与地之间。
76.因此,第一分路单元20g可被设置为比第三分路单元40-1距第一端口p1更远且比第三分路单元40-4距第二端口p2更远,并且可相对较少地受到外部噪声或由rf信号的功率生成的热的影响。因此,通过第一分路单元20g形成的传输零极点可更稳定地形成(例如,更耐温度变化),并且声波谐振器滤波器50e可具有更稳定的滚降特性。
77.参照图1f,声波谐振器滤波器50f的第三分路单元40f可包括多个第三分路单元40-2、40-3和40-4,多个第三分路单元40-2、40-3和40-4分别包括第二分路声波谐振器42-2、42-3和42-4,并且串联单元10f可包括多个串联声波谐振器11、12、14、15和16。多个第三分路单元40-2、40-3和40-4可分别电连接在多个串联声波谐振器11、12、14、15和16之间的节点与地之间的相应连接路径中。例如,第三分路单元40-2可连接在串联声波谐振器14和15之间的节点处,第三分路单元40-3可连接在串联声波谐振器15和16之间的节点处,并且第三分路单元40-4可连接在串联声波谐振器11和14之间的节点处。
78.第二分路声波谐振器22、42-2、42-3和42-4的数量可大于第一分路声波谐振器21和31的数量。
79.因此,第二分路声波谐振器22、42-2、42-3、42-4可形成声波谐振器滤波器50f的主带宽,并且第一分路声波谐振器21和31可使声波谐振器滤波器50f的主带宽加宽或者使主带宽的滚降特性更尖锐。
80.参照图1g,声波谐振器滤波器50g的第三分路单元40g可包括多个第三分路单元40-1、40-2、40-3和40-4,多个第三分路单元40-1、40-2、40-3和40-4分别包括第二分路声波谐振器42-1、42-2、42-3和42-4。声波谐振器滤波器50g的串联单元10g可包括多个串联声波谐振器11、12、13、14、15和16。
81.参照图1h,声波谐振器滤波器50h的第三分路单元40h可包括多个第三分路单元40-1、40-2和40-3,多个第三分路单元40-1、40-2和40-3分别包括第二分路声波谐振器42-1、42-2和42-3。声波谐振器滤波器50h的第一分路单元20h可包括多个第一分路单元20-1和20-2,多个第一分路单元20-1和20-2设置在多个串联声波谐振器11、12、13、14、15和16与地之间的多条第一分路连接路径中。
82.多个第一分路单元20-1和20-2可分别包括第一分路声波谐振器21-1和21-2,并且可分别包括第二分路声波谐振器22-1和22-2。
83.串联单元10h的多个串联声波谐振器11、12、13、14、15和16中的一个串联声波谐振器11可电连接在多个第一分路单元20-1和20-2之间。
84.分别与第二分路声波谐振器22-1和22-2串联电连接的第一分路声波谐振器21-1和21-2的数量可大于与电感器36串联电连接的第一分路声波谐振器31的数量。因此,声波谐振器滤波器50h的滚降特性可更尖锐。
85.图2a是示出图1g所示的声波谐振器滤波器50g的带宽的曲线图。图2b是示出图1g所示的声波谐振器滤波器50g的s参数的曲线图。图3a是示出图1h所示的声波谐振器滤波器50h的带宽的曲线图。图3b是示出图1h所示的声波谐振器滤波器50h的s参数的曲线图。
86.参照图2a和图3a,声波谐振器滤波器的带宽中的与第一端口和第二端口之间的s参数fsg和fsh的可变性相对应的纹波特性(通带纹波)可更稳定,并且带宽中的与s参数fsg和fsh的总值相对应的插入损耗可以是低的。
87.参照图2b,第一端口与第二端口之间的s参数fsg可具有形成在带宽的最低频率附近的传输零极点fl2和形成在带宽的最高频率附近的传输零极点fh2,并且第一端口与第一端口之间的s参数rsg可具有根据第二分路单元的极点rl3和rh3以及根据第一分路单元和/或第三分路单元的极点rl2、rh2、rl2s和rh2s。
88.传输零极点fl2和fh2可由于第一分路单元的第一分路声波谐振器和第二分路声波谐振器的谐振频率差而形成。由于传输零极点fl2,s参数fsg在3.58ghz至3.60ghz的频率范围内的斜坡可能更陡,并且由于传输零极点fh2,s参数fsg在3.80ghz至3.82ghz的频率范围内的斜坡可能甚至更陡。
89.根据第二分路单元的极点rl3和rh3可通过第一分路声波谐振器与电感器之间的串联连接形成,可相对更接近带宽的中心频率(例如,3.70ghz)定位,并且可减少随着带宽增加可能发生的s参数fsg的插入损耗。
90.参照图3b,第一端口与第二端口之间的s参数fsh可具有形成在带宽的最低频率附近的传输零极点fl2h和形成在带宽的最高频率附近的传输零极点fh2h,并且第一端口与第一端口之间的s参数rsh可具有根据第二分路单元的极点rl3h和rh3h以及根据第一分路单元和/或第三分路单元的极点rl2-1、rh2-1、rl2sh、rh2sh、rl2-2和rh2-2。
91.根据第一分路单元和/或第三分路单元的极点rl2-1、rh2-1、rl2sh、rh2sh、rl2-2和rh2-2中的rl2-2和rh2-2可通过利用第一分路单元替换第三分路单元中的一个来形成,
并且可使s参数fsg的在3.58ghz至3.60ghz的频率范围和3.80ghz至3.82ghz的频率范围内的斜坡更陡。
92.图4是示出根据实施例的声波谐振器滤波器的声波谐振器10的详细结构的侧视图。
93.参照图4,声波谐振器10可以是体声波谐振器、薄膜体声波谐振器(fbar)或固态装配型谐振器(smr)。为了方便起见,声波谐振器10在下文中将被称为体声波谐振器。
94.体声波谐振器10可包括堆叠结构以及结合到堆叠结构的盖200,该堆叠结构包括基板110、绝缘层120、气腔112和谐振部135。
95.基板110可包括常规的硅基板,并且绝缘层120可设置在基板110的上表面上,以使谐振部135与基板110电隔离。可使用二氧化硅(sio2)和氧化铝(al2o3)中的一种通过化学气相沉积、rf磁控溅射或蒸镀来在基板110上形成绝缘层120。
96.气腔112可设置在绝缘层120上。气腔112可位于谐振部135下方,使得谐振部135可在预定方向上振动。气腔112可通过以下工艺形成:在绝缘层120上形成牺牲层,在牺牲层上形成膜130,以及蚀刻牺牲层以去除牺牲层。膜130可用作氧化物保护层,或者用作保护基板110的保护层。
97.可在绝缘层120与气腔112之间另外形成蚀刻停止层125。蚀刻停止层125保护基板110和绝缘层120免受蚀刻工艺的影响,并且可用作用于在蚀刻停止层125上沉积其他层的基底。
98.可在第一电极140下方另外设置用于改善压电层150的晶体取向的种子层。种子层可利用与压电层150具有相同的结晶度的氮化铝(aln)、氧化锌(zno)和锆钛酸铅(pzt;pbzrtio)中的任意一种形成。
99.谐振部135可包括有效区和无效区。谐振部135的有效区是第一电极140、压电层150和第二电极160在气腔112上方竖直叠置的区域,有效区在电能(诸如,射频信号)施加到第一电极140和第二电极160时由于在压电层150中发生的压电现象而振动,以在预定方向上谐振。谐振部135的无效区是即使当电能施加到第一电极140和第二电极160时也不会由于压电现象而谐振的区域,并且设置在有效区外部。
100.谐振部135利用压电现象输出具有特定频率的射频信号。例如,谐振部135可输出具有与由压电层150的压电现象引起的振动相对应的谐振频率的射频信号。
101.为了提高与压电层150的耦合效率,第一电极140和第二电极160可使用导电材料(诸如,钼(mo)或其合金)形成,但不限于此。也就是说,第一电极140和第二电极160可利用导电材料(诸如钌(ru)、钨(w)、铱(ir)、铂(pt)、铜(cu)、钛(ti)、钽(ta)、镍(ni)、铬(cr)、或者它们的合金)形成。
102.压电层150可包括用于产生将电能转换成弹性波形式的机械能的压电效应的压电材料。例如,压电材料可包括氮化铝(aln)、氧化锌(zno)和锆钛酸铅(pzt;pbzrtio)中的任意一种,还可包括稀土金属和过渡金属中的任意一种或两种,并且可包括作为二价金属的镁(mg)。例如,稀土金属可包括钪(sc)、铒(er)、钇(y)和镧(la)中的任意一种或者任意两种或更多种的任意组合,并且过渡金属可包括钛(ti)、锆(zr)、铪(hf)、钽(ta)和铌(nb)中的任意一种或者任意两种或更多种的任意组合。
103.可在谐振部135的第二电极160上设置保护层170,以防止第二电极160暴露于外
部。保护层170可利用氧化硅基绝缘材料、氮化硅基绝缘材料和氮化铝基绝缘材料中的任意一种形成。在图4中,示出了一个堆叠结构容纳在一个盖200中,但是多个堆叠结构可容纳在一个盖200中,并且多个堆叠结构可根据设计互连。在多个堆叠结构中,布线电极可设置在第一电极140和第二电极160的外部暴露部分上,并且可互连。
104.盖200可结合到堆叠结构以保护谐振部135免受外部环境的影响。盖200可形成为覆盖件的形状,覆盖件具有容纳谐振部135的内部空间。例如,盖200可具有形成在其中心处的容纳部分以容纳谐振部135,并且可在其边缘处结合到堆叠结构。在图4中,示出了盖200结合到堆叠在基板110上的保护层170,但是可选地,盖200可通过保护层170结合到膜130和蚀刻停止层125、绝缘层120以及基板110中的任意一个或者任意两个或更多个的任意组合。
105.盖200可通过共晶结合而结合到基板110。在这种情况下,在将能够与基板110共晶结合的结合剂250沉积在堆叠结构上之后,可按压和加热基板晶圆和盖晶圆,以进行结合。结合剂250可包括铜(cu)-锡(sn)的共晶材料,并且也可包括焊球。
106.可在基板110的下表面上形成在厚度方向上穿透基板110的至少一个通路孔113。通路孔113可在厚度方向上穿透绝缘层120、蚀刻停止层125和膜130中的一部分以及基板110。连接图案114可形成在通路孔113内部,并且连接图案114可形成在通路孔113的内表面上,也就是说,连接图案114可形成在通路孔113的整个内壁上。可根据设计省略通路孔113,并且可利用布线结合结构代替连接图案114的结构。
107.连接图案114可通过在通路孔113的内表面上形成导电层来制造。例如,连接图案114可通过沿着通路孔113的内壁沉积、涂覆或填充导电金属(诸如,金或铜)来形成。例如,连接图案114可利用钛(ti)-铜(cu)合金形成。
108.连接图案114可连接到第一电极140和第二电极160中的任意一个或两个。例如,连接图案114可穿过基板110、绝缘层120、蚀刻停止层125和膜130电连接到第一电极140,并且可穿过基板110、绝缘层120、蚀刻停止层125、膜130和压电层150电连接到第二电极160。形成在通路孔113的内表面上的连接图案114可朝向基板110的下表面延伸,并且可连接到设置在基板110的下表面上的用于基板的连接焊盘115。因此,连接图案114可将第一电极140和第二电极160电连接到用于基板的连接焊盘115。
109.连接焊盘115可通过凸块电连接到外部基板,外部基板可设置在体声波谐振器10下方。体声波谐振器10可通过经由连接焊盘115施加到第一电极140和第二电极160的信号来执行rf信号的滤波操作。
110.如以上所阐述的,声波谐振器滤波器可一起获得较宽的通带宽度和较尖锐的滚降特性。
111.在根据在此公开的实施例的声波谐振器滤波器中,用于获得较宽的通带宽度的结构和用于获得较尖锐的滚降特性的结构彼此互补,从而可有效地获得宽的通带宽度和尖锐的滚降特性,并且可根据声波谐振器滤波器所需的标准更有效地调整通带宽度与滚降特性之间的平衡。
112.尽管本公开包括具体示例,但在理解本技术的公开内容之后将显而易见的是,在不脱离权利要求及其等同方案的精神和范围的情况下,可在这些示例中做出形式上和细节上的各种改变。在此描述的示例将仅被认为是描述性的意义,而不是出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果以
不同的顺序执行描述的技术,和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或电路中的组件和/或用其他组件或它们的等同组件替换或补充描述的系统、架构、装置或电路中的组件,则可获得合适的结果。因此,本公开的范围不由具体实施方式限定,而是由权利要求及其等同方案来限定,并且在权利要求及其等同方案的范围内的所有变型将被解释为包括在本公开中。
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