滤波器及包括滤波器的前端模块的制作方法

滤波器及包括滤波器的前端模块
1.本技术是申请日为2018年1月18日、申请号为201810047575.7、发明名称为“滤波器及包括滤波器的前端模块”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.以下描述涉及一种滤波器及包括滤波器的前端模块。


背景技术：

3.根据移动通信装置、化学和生物装置等的快速发展，对这样的装置中使用的小且轻的滤波器、振荡器、谐振元件、声学谐振质量传感器等的需求也已经增加。
4.作为实现这种小且轻的滤光器、振荡器、谐振元件、声学谐振质量传感器等的构件，已经使用了薄膜体声波谐振器(fbar)。这样的薄膜体声波谐振器可以以低成本大批量生产，并且可被实现为具有超小尺寸。此外，fbar可具有高品质因数(q)值(滤波器中实现的主要特性)，甚至可在微波频带中使用，并且可允许使用个人通信系统(pcs)和数字无线系统(dcs)的特定频带。
5.近来，由于无线终端已经实现为具有支持多个频带内的通信的能力，因此在无线终端中已经使用控制多个频带的多个滤波器。然而，当控制多个频带的滤波器的数量根据频带的数量的增加而增加时，信号处理过程可能会变复杂，同时可能会增加滤波器模块的制造成本和尺寸。


技术实现要素：

6.在一个总体方面，一种滤波器包括：一个或更多个串联单元；及分路单元，设置在所述一个或更多个串联单元与地之间，所述一个或更多个串联单元包括选择性地操作的多个串联谐振器，所述多个串联谐振器中的每个包括薄膜体声波谐振器。所述一个或更多个串联单元可包括具有不同谐振频率的第一串联谐振器和第二串联谐振器。
7.所述滤波器的频带可根据所述第一串联谐振器和所述第二串联谐振器的选择性操作而改变。所述频带的上限频率可根据所述第一串联谐振器和所述第二串联谐振器的选择性操作而改变。
8.所述第一串联谐振器的谐振频率可高于所述第二串联谐振器的谐振频率，根据所述第一串联谐振器的操作的频带比根据所述第二串联谐振器的操作的频带宽。所述第一串联谐振器和所述第二串联谐振器可彼此并联连接。
9.所述一个或更多个串联单元还可包括：第一开关，串联连接到所述第一串联谐振器；及第二开关，串联连接到所述第二串联谐振器。
10.所述第一串联谐振器和所述第二串联谐振器可根据所述第一开关和所述第二开关的开关操作而选择性地操作。所述第一串联谐振器、所述第二串联谐振器、所述第一开关和所述第二开关可位于单个芯片上。所述滤波器还可包括在具有另外的滤波器的滤波器模块中，并且串联连接到陷波滤波器，所述陷波滤波器和所述滤波器模块可位于同一芯片上。
11.一种前端模块包括：天线，发送和接收射频信号；滤波器模块，包括多个滤波器，所述多个滤波器对通过所述天线发送和接收的所述射频信号中的特定频带进行滤波；陷波滤波器，串联连接到所述多个滤波器中的一个滤波器，并且选择性地操作，其中，所述陷波滤波器和所述滤波器模块位于单个芯片上。
12.所述一个滤波器的频带可根据所述陷波滤波器的选择性操作而改变。所述一个滤波器的上限频率根据所述陷波滤波器的选择性操作而改变。所述一个滤波器的固有频带可比所述一个滤波器的在所述陷波滤波器操作时的所述频带宽。开关可选择性地将所述陷波滤波器和所述一个滤波器彼此连接。所述开关可与所述陷波滤波器和所述滤波器模块一起位于所述单个芯片上。
附图说明
13.从下面结合附图的详细描述中，说明书的以上和其他方面、特征及优点将被更清楚地理解，其中：
14.图1a是被提供以示出根据示例的通信频带的发送频带和接收频带的频率的表格；
15.图1b是被提供以示出根据示例的滤波器模块以及滤波器模块所支持的通信频带的示图；
16.图2是被提供以示出根据实施例的滤波器模块所支持的通信频带的示图；
17.图3是被提供以示出根据实施例的滤波器模块的示图；
18.图4是被提供以示出根据实施例的滤波器模块的模式的示图；
19.图5是被提供以示出根据实施例的滤波器模块的示图；
20.图6是被提供以示出根据实施例的滤波器模块的示图；
21.图7是被提供以示出根据实施例的滤波器模块的示图；
22.图8a和图8b是被提供以示出根据图3的实施例的改变上限频率的方式的示图；
23.图9a至图9c是被提供以示出根据图3的实施例的改变上限频率的方式的示图；
24.图10a和图10b是被提供以示出根据图3的实施例的改变下限频率的方式的示图；
25.图11a和图11b是被提供以示出根据图3的实施例的改变下限频率的方式的示图；
26.图12a和图12b是被提供以示出根据图3的实施例的改变下限频率的方式的示图；
27.图13是被提供以示出将根据实施例的滤波器模块与开关彼此连接的方式的示意图；及
28.图14是示出根据实施例的滤波器模块的截面图。
具体实施方式
29.在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。
30.提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本技术的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。
31.这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。
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，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”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，可不存在介于它们之间的其他元件。如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。单独使用的术语“或”不一定排除选择两个选项的可能性。
33.图1a是被提供以示出根据实施例的通信频带的发送频带和接收频带的频率的表格。图1b是被提供以示出根据实施例的滤波器模块以及滤波器模块所支持的通信频带的示图。
34.图1a所示的通信频带可以是长期演进(lte)通信频带，通信频带b1至b25、b65和b66可包括作为上行链路频带的发送频带tx和作为下行链路频带的接收频带rx。
35.参照图1b，滤波器模块可包括可控制滤波器模块所支持的通信频带的发送频带和接收频带的多个滤波器。
36.当滤波器模块支持通信频带b1、b2、b3、b4和b25时，多个滤波器可控制通信频带b1_tx、b1_rx、b2_tx、b2_rx、b3_tx、b3_rx、b4_tx、b4_rx、b25_tx和b25_rx，以发送和接收射频信号。
37.当多个滤波器包括与作为所需发送频带和接收频带的数量的小于10的数量对应的六个滤波器f1至f6时，六个滤波器f1至f6中的一些可控制带宽彼此部分地重叠的两个频带。
38.参照图1b，滤波器f1可控制通信频带b3_tx和b4_tx，滤波器f2可控制通信频带b3_rx，滤波器f3可控制通信频带b1_tx，滤波器f4可控制通信频带b1_rx和b4_rx。此外，滤波器f5可控制通信频带b2_tx和b25_tx，滤波器f6可控制通信频带b2_rx和b25_rx。作为示例，滤波器f1、f2、f3和f4可构成四工器，滤波器f5和f6可构成双工器。
39.尽管图1b的滤波器模块支持比滤波器模块中包括的滤波器的数量多的数量的通信频带，但是一个滤波器模块需要控制更多数量的通信频带，以减小在近来被极大地集成且做得较纤薄的无线终端中由滤波器模块占据的空间的尺寸。
40.图2是被提供以示出根据实施例的滤波器模块所支持的通信频带的示图。
41.参照图2，当滤波器模块支持通信频带b1、b2、b3、b4、b25和b66时，滤波器模块中使用的多个滤波器可控制通信频带b1_tx、b1_rx、b2_tx、b2_rx、b3_tx、b3_rx、b4_tx、b4_rx、b25_tx、b25_rx、b66_tx和b66_rx。
42.参照图1a和图2，通信频带b3_tx、b4_tx和b66_tx的带宽可彼此部分地重叠，通信频带b3_rx、b25_tx和b2_tx的带宽可彼此部分地重叠，通信频带b1_tx、b25_rx和b2_rx的带宽可彼此部分地重叠，通信频带b1_rx、b4_rx和b66_rx的带宽可彼此部分地重叠。
43.根据实施例的滤波器模块可包括多个滤波器，并且一个或更多个滤波器可控制具有重叠带宽的频带，从而可减小滤波器模块的尺寸和制造成本。
44.图3是被提供以示出根据实施例的滤波器模块的示图。
45.根据实施例，滤波器模块中使用的多个滤波器中的一个或更多个滤波器可控制带宽彼此部分地重叠的两个或更多个通信频带。
46.参照图1a和图3，滤波器模块可包括多个滤波器f1、f2、f3和f4。多个滤波器f1、f2、f3和f4可构成四工器和双工器之一。
47.当滤波器模块包括四个滤波器f1、f2、f3和f4时，滤波器f1可控制带宽彼此部分地重叠的通信频带b3_tx、b4_tx和b66_tx，滤波器f2可控制带宽彼此部分地重叠的通信频带b3_rx、b25_tx和b2_tx，滤波器f3可控制带宽彼此部分地重叠的通信频带b1_tx、b25_rx和b2_rx，滤波器f4可控制带宽彼此部分地重叠的通信频带b1_rx、b4_rx和b66_rx。当四个滤波器f1至f4控制带宽如图3所示彼此重叠的频带时，可减少控制频带的滤波器的数量。
48.根据实施例，滤波器模块的一个或更多个滤波器所控制的两个或更多个通信频带可具有不同的上限频率和下限频率。作为示例，滤波器f2可控制通信频带b3_rx、通信频带b2_tx以及通信频带b25_tx，通信频带b3_rx具有1805mhz的下限频率和1880mhz的上限频率，通信频带b2_tx具有1850mhz的下限频率和1910mhz的上限频率，通信频带b25_tx具有1850mhz的下限频率和1915mhz的上限频率。此外，滤波器f3可控制通信频带b1_tx、通信频带b2_rx以及通信频带b25_rx，通信频带b1_tx具有1920mhz的下限频率和1980mhz的上限频率，通信频带b2_rx具有1930mhz的下限频率和1990mhz的上限频率，通信频带b25_rx具有1930mhz的下限频率和1995mhz的上限频率。
49.参照图1a、图2和图3，滤波器f2所支持的1805mhz至1915mhz的频带与滤波器f3所支持的1920mhz至1995mhz的频带之间的间隔可以是窄的(近似5mhz)。因此，当滤波器f2和滤波器f3按原样使用分配给它们的频带时，可能存在如下风险：在发送到滤波器f2和由滤波器f2接收的射频信号以及发送到滤波器f3和由滤波器f3接收的射频信号中将产生干扰。
50.在根据实施例的滤波器模块中，当支持邻近频带的不同滤波器的频带之间具有1mhz到10mhz的差异时，不同滤波器的频带可根据模式而改变，以防止在发送到滤波器的射频信号和由滤波器接收的射频信号中产生干扰。
51.作为示例，滤波器f2可在1880mhz至1915mhz的范围内调节上限频率，以改变分配给它的频带，滤波器f3可在1920mhz至1930mhz的范围内调节下限频率，以改变分配给它的频带。
52.图4是被提供以示出根据实施例的滤波器模块的模式的示图。
53.参照图4，滤波器模块可按照第一模式和第二模式来操作。分配给滤波器f1和滤波器f4的带宽可以是固定的，分配给滤波器f2和滤波器f3的带宽可调节，以避免射频信号的干扰，而无论模式如何。作为示例，滤波器f2的上限频率改变，从而可调节滤波器f2的带宽，滤波器f3的下限频率改变，从而可调节滤波器f3的带宽。这里，当滤波器f2的上限频率增大时，使得滤波器f2的带宽增大，滤波器f3的下限频率增大，使得滤波器f3的带宽可减小。此外，当滤波器f2的上限频率减小时，使得滤波器f2的带宽减小，滤波器f3的下限频率减小，使得滤波器f3的带宽可增大。
54.详细地说，滤波器f2的上限频率增大，使得滤波器f2以第一模式mode 1控制通信频带b3_rx、b25_tx和b2_tx，使得滤波器f2的带宽可增大，而滤波器f2的上限频率减小，使得滤波器f2以第二模式mode 2控制通信频带b3_rx，使得滤波器f2的带宽可减小。
55.此外，滤波器f3的下限频率增大，使得滤波器f3以第一模式mode 1控制通信频带b25_rx和b2_rx，使得滤波器f3的带宽可减小，而滤波器f3的下限频率减小，使得滤波器f3以第二模式mode 2控制通信频带b1_tx、b25_rx和b2_rx，使得滤波器f3的带宽可增大。
56.图5是被提供以示出根据实施例的滤波器模块的示图。由于图5的滤波器模块与图3的滤波器模块类似，因此将省略相同或重复的示例特征的描述，将主要描述与图3的滤波器模块的示例特征不同的示例特征。
57.参照图5，滤波器模块可包括多个滤波器f1、f2
′
、f2
″
、f3和f4。多个滤波器f1、f2
′
、f2
″
、f3和f4可构成四工器和双工器之一。当滤波器模块包括五个滤波器f1、f2
′
、f2
″
、f3和f4时，滤波器f1可控制通信频带b3_tx、b4_tx和b66_tx，滤波器f2
′
可控制通信频带b3_rx，滤波器f2
″
可控制通信频带b25_tx和b2_tx，滤波器f3可控制通信频带b1_tx、b25_rx和b2_rx，滤波器f4可控制通信频带b1_rx、b4_rx和b66_rx。
58.相互比较图3和图5，控制通信频带b3_rx、b25_tx和b2_tx的滤波器在图5的滤波器模块中可分成两个滤波器，使得滤波器f2
′
和f2
″
可容易制造。这里，滤波器f2
′
和f2
″
可按照不同的模式来操作，从而可避免滤波器f2
′
和f2
″
所支持的频带之间的干扰。
59.图6是被提供以示出根据本公开的实施例的滤波器模块的示图。由于图6的滤波器模块与图3的滤波器模块有一些类似，因此将省略相同或重复的示例特征的描述，将主要描述与图3的滤波器模块的示例特征不同的示例特征。
60.参照图6，滤波器模块可包括多个滤波器f1、f2、f3
′
、f3
″
和f4。多个滤波器f1、f2、f3
′
、f3
″
和f4可构成四工器和双工器之一。当滤波器模块包括五个滤波器f1、f2、f3
′
、f3
″
和f4时，滤波器f1可控制通信频带b3_tx、b4_tx和b66_tx，滤波器f2可控制通信频带b3_rx、b25_tx和b2_tx，滤波器f3
′
可控制通信频带b1_tx，滤波器f3
″
可控制通信频带b25_rx和b2_rx，滤波器f4可控制通信频带b1_rx、b4_rx和b66_rx。
61.相互比较图3和图6，控制通信频带b1_tx、b25_rx和b2_rx的滤波器在图6的滤波器模块中可分成两个滤波器，使得滤波器f3
′
和f3
″
可容易制造。这里，滤波器f3
′
和f3
″
可按照不同的模式来操作，从而可避免滤波器f3
′
和f3
″
所支持的频带之间的干扰。
62.图7是被提供以示出根据实施例的滤波器模块的示图。由于图7的滤波器模块与图3的滤波器模块有一些类似，因此将省略相同或重复的示例特征的描述，将主要描述与图3的滤波器模块的示例特征不同的示例特征。
63.参照图7，滤波器模块可包括多个滤波器f1、f2
′
、f2
″
、f3
′
、f3
″
和f4。多个滤波器f1、f2
′
、f2
″
、f3
′
、f3
″
和f4可构成四工器和双工器之一。当滤波器模块包括六个滤波器f1、f2
′
、f2
″
、f3
′
、f3
″
和f4时，滤波器f1可控制通信频带b3_tx、b4_tx和b66_tx，滤波器f2'可控制通信频带b3_rx，滤波器f2
″
可控制通信频带b25_tx和b2_tx，滤波器f3
′
可控制通信频带b1_tx，滤波器f3
″
可控制通信频带b25_rx和b2_rx，滤波器f4可控制通信频带b1_rx、b4_rx和b66_rx。
64.相互比较图3和图7，控制通信频带b3_rx、b25_tx和b2_tx的滤波器在图7的滤波器模块中可分成两个滤波器，使得滤波器f2
′
和f2
″
可容易制造，并且控制通信频带b1_tx、b25_rx和b2_rx的滤波器在图7的滤波器模块中可分成两个滤波器，使得滤波器f3
′
和f3
″
可容易制造。
65.滤波器f2
′
和f2
″
可按照不同的模式来操作，从而可避免滤波器f2
′
和f2
″
所支持的
频带之间的干扰，滤波器f3
′
和f3
″
可按照不同的模式来操作，从而可避免滤波器f3
′
和f3
″
所支持的频带之间的干扰。
66.图8a和图8b是被提供以示出根据图3的实施例的改变上限频率的方式的示图。图8a是示出图3的滤波器f2的电路图，图8b是示出滤波器f2的频带的变化的曲线图。
67.参照图8a，根据实施例的滤波器f2可包括多个谐振器。这里，多个谐振器中的每个可包括薄膜体声波谐振器(fbar)。
68.滤波器f2可包括一个或更多个串联单元10以及设置在一个或更多个串联单元10与地之间的一个或更多个分路单元20。滤波器f2可形成为如图8a所示的梯式滤波器结构，或者可形成为格式滤波器结构。
69.一个或更多个串联单元10可设置在输入信号输入到其的信号输入端子rfin与输出信号从其输出的信号输出端子rfout之间，一个或更多个分路单元20可设置在位于一个或更多个串联单元10和信号输出端子rfout之间的连接节点与地之间或设置在位于一个或更多个串联单元10和信号输入端子rfin之间的连接节点与地之间。
70.图8a中示出了滤波器f2包括一个串联单元10和一个分路单元20的情况，但是串联单元10和分路单元20的数量也可以是多个，当滤波器f2包括多个串联单元10和多个分路单元20时，多个串联单元10可彼此串联连接，分路单元20可设置在位于彼此串联连接的串联单元10之间的节点与地之间。分路单元20可包括一个或更多个分路谐振器sh，并且还可包括设置在分路谐振器sh与地之间的微调电感器(trimming inductor)l。
71.一个或更多个串联单元10可包括第一串联谐振器s1和第二串联谐振器s2。可选择性地操作第一串联谐振器s1和第二串联谐振器s2。第一串联谐振器s1和第二串联谐振器s2可通过第一开关sw1和第二开关sw2而彼此并联连接。详细地说，第一串联谐振器s1和第一开关sw1可彼此串联连接，第二串联谐振器s2和第二开关sw2可彼此串联连接，彼此串联连接的第一串联谐振器s1和第一开关sw1与彼此串联连接的第二串联谐振器s2和第二开关sw2可彼此并联连接。第一串联谐振器s1、第二串联谐振器s2、第一开关sw1和第二开关sw2可制造为单个芯片。
72.第一开关sw1和第二开关sw2可在不同的模式下切换。作为示例，在第一模式mode 1下，第一开关sw1可接通，并且第二开关sw2可断开，在第二模式mode 2下，第一开关sw1可断开，并且第二开关sw2可接通。
73.第一串联谐振器s1和第二串联谐振器s2可具有不同的谐振频率和反谐振频率。作为示例，在第一模式mode 1下操作的第一串联谐振器s1的谐振频率可高于在第二模式mode 2下操作的第二串联谐振器s2的谐振频率。因此，参照图8b，在第一模式mode 1下，滤波器f2的上限频率可通过第一串联谐振器s1而增大，使得滤波器f2的带宽可增大，在第二模式mode 2下，滤波器f2的上限频率可通过第二串联谐振器s2而减小，使得滤波器f2的带宽可减小。
74.图9a至图9c是被提供以示出根据图3的实施例的改变上限频率的方式的示图。
75.图9a和图9b是示出根据本实施例的前端模块的电路图，图9c是示出根据实施例的滤波器f2的频带的变化的曲线图。
76.参照图9a和9b，根据实施例的前端模块1000可包括天线1100、滤波器模块1200、陷波滤波器1300、开关1400和射频(rf)集成电路(ic)1500。滤波器模块1200的多个滤波器f1、
f2、f3和f4可对应于图3的滤波器模块的滤波器。滤波器模块1200的多个滤波器f1、f2、f3和f4和陷波滤波器1300可使用薄膜体声波谐振器(fbar)来制造。在这种情况下，滤波器模块1200、陷波滤波器1300和开关1400可制造为单个芯片。
77.天线1100可发送和接收rf信号，滤波器模块1200可执行滤波器操作，以使通过天线1100接收的rf信号或通过rf ic 1500发送和接收的rf信号中的特定频带中的分量通过或被去除。滤波器模块1200可对应于图3的滤波器模块，并且可包括多个滤波器f1、f2、f3和f4。
78.滤波器模块1200的滤波器f2可根据模式选择性地连接到陷波滤波器1300。因此，可选择性地操作陷波滤波器1300。陷波滤波器1300可设置在滤波器模块1200与rf ic 1500之间，或者可设置在滤波器模块1200与天线1100之间，并且可根据模式选择性地连接到滤波器f2。
79.参照图9a，彼此串联连接的陷波滤波器1300和开关1400可设置在滤波器模块1200与rf ic 1500之间。开关1400可以是三端子开关，其第一端子连接到滤波器模块1200，其第二端子连接到rf ic 1500，其第三端子连接到陷波滤波器1300。开关1400的第一端子可连接到开关1400的第二端子和第三端子中的一个，以将滤波器模块1200和rf ic 1500彼此连接或者将滤波器模块1200和陷波滤波器1300彼此连接。
80.开关1400可在第一模式下直接将滤波器模块1200的滤波器f2和rf ic 1500彼此连接，并且可在第二模式下通过陷波滤波器1300将滤波器模块1200的滤波器f2和rf ic 1500彼此连接。
81.参照图9b，彼此并联连接的陷波滤波器1300和开关1400可设置在滤波器模块1200与天线1100之间。开关1400可在第一模式下接通，以直接将滤波器模块1200的滤波器f2和天线1100彼此连接，并且可在第二模式下断开，使得滤波器模块1200的滤波器f2可通过陷波滤波器1300连接到天线1100。
82.参照图9c，当在第一模式mode 1下不形成根据开关1400的开关操作的通过陷波滤波器1300的rf信号的路径时，频带可根据滤波器f2的固有的上限频率以及下限频率来形成。然而，当在第二模式mode 2下形成根据开关1400的开关操作的通过陷波滤波器1300的rf信号的路径时，滤波器f2的上限频率可通过陷波滤波器1300的频率特性而减小，使得滤波器f2的带宽可减小。
83.图10a和图10b是被提供以示出根据图3的示例性实施例的改变下限频率的方式的示图。图10a是示出图3的滤波器f3的电路图，图10b是示出滤波器f3的频带的变化的曲线图。
84.参照图10a，根据实施例的滤波器f3可包括多个谐振器。这里，多个谐振器中的每个可包括薄膜体声波谐振器(fbar)。
85.滤波器f3可包括一个或更多个串联单元10和设置在串联单元10与地之间的一个或更多个分路单元20。滤波器f3可形成为如图10a所示的梯式滤波器结构，或者可形成为格式滤波器结构。
86.串联单元10可设置在输入信号输入到其的信号输入端子rfin与输出信号从其输出的信号输出端子rfout之间，分路单元20可设置在位于串联单元10和信号输出端子rfout之间的连接节点与地之间，或者设置在位于串联单元10和信号输入端子rfin之间的连接节
点与地之间。
87.图10a中示出了滤波器f3包括一个串联单元10和一个分路单元20的实施例，但是串联单元10和分路单元20的数量也可以是多个，当滤波器f3包括多个串联单元10和多个分路单元20时，多个串联单元10可彼此串联连接，分路单元20可设置在位于彼此串联连接的串联单元10之间的节点与地之间。串联单元10可包括一个或更多个串联谐振器s。
88.一个或更多个分路单元20可包括第一分路谐振器sh1和第二分路谐振器sh2。可选择性地操作第一分路谐振器sh1和第二分路谐振器sh2。
89.第一分路谐振器sh1和第二分路谐振器sh2可通过第一开关sw1和第二开关sw2彼此并联连接。详细地说，第一分路谐振器sh1和第一开关sw1可彼此串联连接，第二分路谐振器sh2和第二开关sw2可彼此串联连接，彼此串联连接的第一分路谐振器sh1和第一开关sw1与彼此串联连接的第二分路谐振器sh2和第二开关sw2可彼此并联连接。彼此并联连接的第一分路谐振器sh1和第二分路谐振器sh2可通过微调电感器l连接到地。图10a中示出了第一分路谐振器sh1和第二分路谐振器sh2通过一个微调电感器l连接到地的实施例，但是第一分路谐振器sh1和第二分路谐振器sh2也可通过分开的微调电感器l连接到地。
90.第一开关sw1和第二开关sw2可在不同的模式下切换。作为示例，在第一模式mode 1下，第一开关sw1可接通，并且第二开关sw2可断开，在第二模式mode 2下，第一开关sw1可断开，并且第二开关sw2可接通。
91.第一分路谐振器sh1和第二分路谐振器sh2可具有不同的谐振频率和反谐振频率。作为示例，在第一模式mode 1下操作的第一分路谐振器sh1的反谐振频率可高于在第二模式mode 2下操作的第二分路谐振器sh2的反谐振频率。
92.因此，参照图10b，在第一模式mode 1下，滤波器f3的下限频率可通过第一分路谐振器sh1而增大，使得滤波器f3的带宽可减小，而在第二模式mode 2下，滤波器f3的下限频率可通过第二分路谐振器sh2而减小，使得滤波器f3的带宽可增大。
93.图11a和图11b是被提供以示出根据图3的实施例的改变下限频率的方式的示图。
94.图11a是示出根据实施例的滤波器f3的电路图，图11b是示出根据实施例的滤波器f3的频带的变化的曲线图。
95.根据实施例的滤波器f3可包括多个谐振器。这里，多个谐振器中的每个可包括薄膜体声波谐振器(fbar)。
96.滤波器f3可包括一个或更多个串联单元10和设置在串联单元10与地之间的一个或更多个分路单元20。滤波器f3可形成为如图11a所示的梯式滤波器结构，或者可形成为格式滤波器结构。
97.串联单元10可设置在输入信号输入到其的信号输入端子rfin与输出信号从其输出的信号输出端子rfout之间，分路单元20可设置在位于串联单元10和信号输出端子rfout之间的连接节点与地之间，或者设置在位于串联单元10和信号输入端子rfin之间的连接节点与地之间。
98.图11a中示出了滤波器f3包括一个串联单元10和一个分路单元20的情况，但是串联单元10和分路单元20的数量也可以是多个，当滤波器f3包括多个串联单元10和多个分路单元20时，多个串联单元10可彼此串联连接，分路单元20可设置在位于彼此串联连接的串联单元10之间的节点与地之间。串联单元10可包括一个或更多个串联谐振器s。
99.分路单元20可包括分路谐振器sh和设置在分路谐振器sh与地之间的晶体管tr，并且还可包括设置在分路谐振器sh与晶体管tr之间的微调电感器l。
100.晶体管tr可通过n沟道场效应晶体管和p沟道场效应晶体管中的一种或两种来实现。晶体管tr可通过施加到晶体管tr的栅极的栅极电压vg而接通或断开。详细地说，晶体管tr可在第一模式mode 1下断开，并且可在第二模式mode 2下接通。晶体管tr可在接通状态下等效于电阻器，并且可在断开状态下等效于电容器。
101.分路单元20的反谐振频率可根据接通和断开晶体管tr的操作而改变。参照图11b，当晶体管tr在第一模式mode 1下断开时，分路单元20的整体电容可根据晶体管tr的电容而减小，使得分路单元20的反谐振频率可增大。此外，当晶体管tr在第二模式mode 2下接通时，分路单元20的整体电容可增大，使得分路单元20的反谐振频率可减小。
102.因此，当晶体管tr在第一模式mode 1下断开时，滤波器f3的下限频率可增大，使得滤波器f3的带宽可减小，当晶体管tr在第二模式mode 2下接通时，滤波器f3的下限频率可减小，使得滤波器f3的带宽可增大。
103.图12a和图12b是被提供以示出根据图3的实施例的改变下限频率的方式的示图。
104.图12a和图12b是示出根据实施例的前端模块的电路图。
105.参照图12a和图12b，根据实施例的前端模块1000可包括天线1100、滤波器模块1200、陷波滤波器1300、开关1400和射频(rf)集成电路(ic)1500。滤波器模块1200的多个滤波器f1、f2、f3和f4可对应于图3的滤波器模块的滤波器。滤波器模块1200的多个滤波器f1、f2、f3和f4和陷波滤波器1300可使用薄膜体声波谐振器(fbar)来制造。在这种情况下，陷波滤波器1300和设置在滤波器模块1200与陷波滤波器1300之间的开关1400可制造为单个芯片。
106.天线1100可发送和接收rf信号，滤波器模块1200可执行滤波器操作，以使通过天线1100接收的rf信号或通过rf ic 1500发送和接收的rf信号中的特定频带的分量通过或被去除。滤波器模块1200可对应于图3的滤波器模块，并且可包括多个滤波器f1、f2、f3和f4。
107.滤波器模块1200的滤波器f3可根据模式选择性地连接到陷波滤波器1300。陷波滤波器1300可连接在滤波器f3的信号路径与地之间，并且可选择性地操作。陷波滤波器1300可设置在滤波器模块1200与rf ic 1500之间，或者可设置在滤波器模块1200与天线1100之间，并且可根据模式选择性地连接到滤波器f3。
108.参照图12a，陷波滤波器1300和开关1400可设置在滤波器模块1200与rf ic 1500之间。这里，陷波滤波器1300可连接到地，使得地电位可提供到陷波滤波器1300。开关1400可以是三端子开关，其第一端子连接到滤波器模块1200，其第二端子连接到rf ic 1500，其第三端子连接到陷波滤波器1300。开关1400的第一端子可连接到开关1400的第二端子和第三端子中的一个，以将滤波器模块1200和rf ic 1500彼此连接或者将滤波器模块1200和陷波滤波器1300彼此连接。
109.开关1400可在第二模式下直接将滤波器模块1200的滤波器f3和rf ic 1500彼此连接，并且可在第一模式下通过陷波滤波器1300将滤波器模块1200的滤波器f3和rf ic 1500彼此连接。
110.参照图12b，陷波滤波器1300和开关1400可设置在滤波器模块1200与天线1100之
间。开关1400可连接到位于滤波器模块1200的滤波器f3与天线1100之间的连接节点，陷波滤波器1300可设置在开关1400与地之间。
111.开关1400可在第一模式下接通，以将位于滤波器模块1200的滤波器f3与天线1100之间的连接节点连接到陷波滤波器1300，并且可在第二模式下断开，使得天线1100和滤波器模块1200的滤波器f3可彼此直接连接。
112.参照图12a和图12b，当在第二模式下不形成根据开关1400的开关操作的通过陷波滤波器1300的rf信号的路径时，频带可根据滤波器f3的上限频率和下限频率来形成。然而，当在第一模式下形成根据开关1400的开关操作的通过陷波滤波器1300的rf信号的路径时，滤波器f3的下限频率可通过陷波滤波器1300的频率特性而增大，使得滤波器f3的带宽可减小。
113.图13是被提供以示出将根据示例的滤波器模块与开关彼此连接的方式的示意图。
114.如上所述，滤波器模块和前端模块可包括一个或更多个开关以及晶体管。但是，如图13所示，当滤波器模块和开关安装在印刷电路板pcb上并且通过设置在印刷电路板pcb中的布线线路彼此连接时，由于布线线路中产生的寄生组件而可能会产生信号损耗，并且由于由印刷电路板pcb上的开关占据的面积而导致前端模块的小型化可能会容易受到限制。
115.在根据实施例的滤波器模块和前端模块中，滤波器模块和开关可被集成，使得滤波器模块与开关之间的布线线路可显著减少。因此，可减少由于通过布线线路的寄生组件而产生的信号损耗，并且可去除由印刷电路板pcb上的开关占据的面积，以促进前端模块的小型化。
116.图14是示出根据实施例的滤波器模块的截面图。
117.参照图14，根据实施例的滤波器模块可包括多个体声波谐振器100和盖200。体声波谐振器100可以是薄膜体声波谐振器(fbar)。
118.体声波谐振器100可通过包括多个膜的多层结构来实现。图14中示出了通过多层结构实现两个体声波谐振器100的情况，可根据设计通过多层结构来实现三个或更多个体声波谐振器100。邻近的体声波谐振器100可通过布线电极彼此电连接。作为示例，布线电极可将邻近的体声波谐振器100的第一电极140彼此连接，并且可将邻近的体声波谐振器100的第二电极160彼此连接。
119.体声波谐振器100可包括基板110、绝缘层120、气腔112和谐振部135。
120.基板110可以是硅基板，将谐振部135与基板110电隔离的绝缘层120可设置在基板110的上表面上。绝缘层120可通过使用二氧化硅(sio2)或氧化铝(al2o3)中的一种的化学气相沉积、射频(rf)磁控管溅射或蒸镀而形成在基板110上。
121.气腔112可设置在绝缘层120上。气腔112可位于谐振部135下面，使得谐振部135可在给定的方向上振动。气腔112可通过以下步骤的工艺来形成：在绝缘层120上形成牺牲层图案，在牺牲层图案上形成膜130，然后蚀刻并去除牺牲层图案。膜130可用作氧化保护膜，或者可用作保护基板110的保护层。
122.蚀刻停止层125可另外地形成在绝缘层120与气腔112之间。蚀刻停止层125可用于保护基板110和绝缘层120不受蚀刻工艺影响，并且可用作用于在蚀刻停止层125上沉积若干不同层所需的基底。
123.谐振部135可包括顺序地堆叠在膜130上的第一电极140、压电层150和第二电极
160。第一电极140、压电层150和第二电极160在竖直方向上彼此叠置的共同区域可位于气腔112上方。第一电极140和第二电极160可由金(au)、钛(ti)、钽(ta)、钼(mo)、钌(ru)、铂(pt)、钨(w)、铝(al)、铱(ir)和镍(ni)中的一种或更多种或者它们的合金来形成。
124.产生电能被转换为具有弹性波形的机械能的压电效应的压电层150可由氮化铝(aln)、氧化锌(zno)和锆钛酸铅(pzt；pbzrtio)中的一种形成。此外，压电层150还可包括稀土金属。作为示例，稀土金属可包括钪(sc)、铒(er)、钇(y)和镧(la)中的一种或更多种。
125.用于改善压电层150的晶体取向的种子层可另外地设置在第一电极140下面。种子层可由具有与压电层150的结晶度相同的结晶度的氮化铝(aln)、氧化锌(zno)和锆钛酸铅(pzt；pbzrtio)中的一种或更多种形成。
126.谐振部135可分为有效区域和无效区域。作为当将诸如射频信号的电能施加到第一电极140和第二电极160时通过在压电层150中产生的压电现象在给定的方向上振动和谐振的区域，谐振部135的有效区域可对应于第一电极140、压电层150和第二电极160在气腔112上方在竖直方向上彼此叠置的区域。作为即使将电能施加到第一电极140和第二电极160也不通过压电现象谐振的区域，谐振部135的无效区域可对应于有效区域外部的区域。
127.谐振部135可利用压电现象输出具有特定频率的射频信号。详细地说，谐振部135可输出具有与根据压电层150的压电现象的振动相对应的谐振频率的射频信号。
128.保护层170可设置在谐振部135的第二电极160上，以防止第二电极160外部地暴露。保护层170可由氧化硅基绝缘材料、氮化硅基绝缘材料或氮化铝基绝缘材料中的一种或更多种形成。
129.被设置为在厚度方向上穿透基板110的一个或更多个通路孔113可形成在基板110的下表面中。除了基板110外，通路孔113还可在厚度方向上穿透绝缘层120、蚀刻停止层125和膜130的部分。连接图案114可形成在通路孔113中，并且可形成在通路孔113的整个内表面(即，内壁)之上。
130.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。作为示例，连接图案114可通过沿着通路孔113的内壁沉积、涂敷或填充金(au)、铜(cu)和钛(ti)
‑
铜(cu)合金中的一种或更多种导电金属来形成。
131.连接图案114可连接到第一电极140和第二电极160中的一者或两者。作为示例，连接图案114可穿透基板110、膜130、第一电极140和压电层150中的至少部分，然后电连接到第一电极140和第二电极160中的一者或两者。形成在通路孔113的内表面上的连接图案114可延伸到基板110的下表面，从而连接到设置在基板110的下表面上的连接焊盘115。因此，连接图案114可将第一电极140和第二电极160电连接到连接焊盘115。作为示例，连接焊盘115可包括铜(cu)。
132.连接焊盘115可通过凸块电连接到可设置在滤波器下方的主板。体声波谐振器100可通过从主板通过连接焊盘115施加到第一电极140和第二电极160的信号来执行射频信号的滤波操作。连接到主板的滤波器可形成滤波器模块。
133.盖200可结合到形成多个体声波谐振器100的多层结构，以保护多个体声波谐振器100不受外部环境的影响。盖200可与多层结构以晶圆级被封装在一起。
134.盖200可具有包括将多个体声波谐振器100容纳在其中的内部空间的盖子形式。盖200可具有其下表面敞开的六面体形状，并因而具有上表面和多个侧表面。
135.详细地说，盖200可具有形成在其中央的容纳部分，以将多个体声波谐振器100的谐振部135容纳在盖200中，并且与容纳部分相比，盖200的边缘可为台阶式的，使得盖200可结合到多层结构的结合区域。多层结构的结合区域可对应于多层结构的边缘。
136.图14中示出了盖200结合到堆叠在基板110上的保护层170的情况，但是除了保护层170外，盖200还可结合到膜130、蚀刻停止层125、绝缘层120和基板110中的一者或更多者。
137.盖200可通过共晶键合而结合到多层结构。在可共晶键合的粘合剂250沉积在多层结构上之后，多层结构和盖200可被按压和加热，从而彼此结合。
138.粘合剂250可包括一个或更多个粘合剂层，以使多层结构和盖200彼此共晶键合。粘合剂250可设置在多层结构与盖200之间的结合区域中。
139.粘合剂250可包括顺序地堆叠或设置在多层结构与盖200之间的三个或更多个粘合剂层。作为示例，粘合剂250可包括第一粘合剂层251、第二粘合剂层252和第三粘合剂层253。第一粘合剂层251可包括金(au)、铜(cu)、银(ag)、铂(pt)、镍(ni)或钯(pd)中的一种或更多种，第二粘合剂层252可包括锡(sn)，第三粘合剂层253可包括金(au)、铜(cu)、银(ag)、铂(pt)、镍(ni)或钯(pd)中的一种或更多种。第一粘合剂层251和第三粘合剂层253可由相同的材料形成，以能够与第二粘合剂层252一起共晶键合。
140.一个或更多个开关300可设置在盖200的上表面上。图14的开关300可对应于图8a、图9a和图9b、图10a、图12a以及图12b中所示的开关以及图11a中所示的晶体管。开关300可通过互补金属氧化物半导体(cmos)工艺形成在盖200的上表面上。开关300可在盖200和多层结构彼此结合之前或之后形成在盖200上。
141.用于提供开关300的电连接路径的连接电极210和盖连接垫220可形成在盖200中。盖200可包括一个或更多个连接电极210，一个或更多个连接电极210可在厚度方向上穿透盖200的上表面，并且可近似竖直地形成。
142.盖连接垫220可沿着盖200的上表面设置，并且可连接到暴露于盖200的上表面的开关300，一个或更多个连接电极210可通过沿着盖200的上表面延伸的盖连接垫220连接到开关300。
143.一个或更多个连接电极210可延伸到盖200的上表面，并且可连接到第一电极140和第二电极160中的一者或两者。图14中示出了连接电极210连接到第一电极140和第二电极160的情况，但是连接电极210可被设置为穿透第一电极140和第二电极160，然后直接连接到电连接到第一电极140和第二电极160的连接图案114。
144.开关300的开关操作可通过从设置在滤波器下方的主板通过连接图案114和连接焊盘115施加到开关300的信号来控制。
145.根据实施例，开关300可在其与滤波器邻近的状态下通过设置在滤波器下方的主板的控制来操作，并且可因此避免形成现有技术中的在主板上设置为长的长度以将开关和滤波器模块彼此连接的复杂的电路图案，从而减小由于寄生组件而产生的信号损耗，并且提高安装组件的板的面积效率。
146.如上所阐述的，根据实施例的滤波器模块可包括多个滤波器，一个或更多个滤波器可控制具有重叠带宽的频带，使得滤波器模块的尺寸和制造成本可减小。
147.虽然本公开包括特定的示例，但是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物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。在此所描述的示例将仅被视为描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其他示例中的类似特征或方面。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、构造、装置或者电路中的组件和/或用其他组件或者它们的等同物进行替换或者补充描述的系统、构造、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。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物限定，权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为包含于本公开中。