CN113612463B - 阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器及滤波器组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及滤波器技术领域,提供一种阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器及滤波器组件,包括多个串联连接在输入端子和输出端子间的薄膜体声波谐振器包括第一薄膜体声波谐振器至第四薄膜体声波谐振器;多个并联的薄膜体声波谐振器一端分别连接在多个串联的薄膜体声波谐振器中相邻两个薄膜体声波谐振器之间的节点上,另一端连接接地端子。第一薄膜体声波谐振器与第五薄膜体声波谐振器的中心连线位于第二直线上,第二薄膜体声波谐振器和第六薄膜体声波谐振器的中心连线位于第三直线上,第四薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器的中心连线位于第四直线上。上述滤波器可允许特定频率的信号通过。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器技术领域,更具体地说,是涉及一种阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器及滤波器组件。
背景技术
近年来,随着5G无线通信技术的不断发展,通过利用更高频段以及频段重组来实现移动通信,这对相关射频元器件的微型化、高频带宽化、集成化及柔性化提出了越来越高的要求。
薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)滤波器凭借其尺寸小、谐振频率高、品质因数高、功率容量大、滚降效应好等优良特性,正逐步取代传统的声表面波滤波器和陶瓷滤波器,在射频滤波器领域占有越来越大的市场份额,在5G无线通信射频领域发挥着巨大作用。
然而目前对薄膜体声波谐振器滤波器的研究大多集中在制备方法上,对薄膜体声波谐振器滤波器的具体结构的研究较少。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器及滤波器组件,旨在提供一种薄膜体声波谐振器滤波器的新型结构。
本发明实施例提供了一种中心频率为3610MHz的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器,包括输入端子、输出端子、接地端子、多个串联的薄膜体声波谐振器和多个并联的薄膜体声波谐振器;
所述多个串联的薄膜体声波谐振器包括串联连接在所述输入端子和输出端子之间的第一薄膜体声波谐振器、第二薄膜体声波谐振器、第三薄膜体声波谐振器和第四薄膜体声波谐振器;
所述多个并联的薄膜体声波谐振器包括第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器、第七薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器,所述第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器的一端分别连接在所述多个串联的薄膜体声波谐振器中相邻的两个薄膜体声波谐振器之间的节点上;所述第六薄膜体声波谐振器的一端连接所述第七薄膜体声波谐振器的一端;所述第五薄膜体声波谐振器、第七薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器的另一端分别连接接地端子;
所述第一薄膜体声波谐振器至所述第四薄膜体声波谐振器的中心与所述输入端子和所述输出端子所在的第一直线的距离小于阈值;所述第一薄膜体声波谐振器与所述第五薄膜体声波谐振器的中心连线位于第二直线上,所述第二薄膜体声波谐振器、所述第六薄膜体声波谐振器和所述第七薄膜体声波谐振器的中心连线位于第三直线上,所述第四薄膜体声波谐振器和所述第八薄膜体声波谐振器的中心连线位于第四直线上;所述第二直线、所述第三直线和所述第四直线分别相互平行。
本发明实施例提供的滤波器包括多个串联在输入端子和输出端子之间的薄膜体声波谐振器、及多个并联连接在串联连接的多个薄膜体声波谐振器节点之间的薄膜体声波谐振器。信号通过输入端子,经过上述多个串联的薄膜体声波谐振器和多个并联的薄膜体声波谐振器之后,可允许特定频率的信号通过。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述多个串联的薄膜体声波谐振器的串联谐振频率和并联谐振频率相同;所述多个并联的薄膜体声波谐振器的串联谐振频率和并联谐振频率相同。
本实施例中,所述多个串联的薄膜体声波谐振器的串联谐振频率和所述多个并联的薄膜体声波谐振器的并联谐振频率相同。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述第一薄膜体声波谐振器和所述第四薄膜体声波谐振器的面积为4470μm2-4530μm2,所述第二薄膜体声波谐振器和所述第三薄膜体声波谐振器的面积为3470μm2-3530μm2,所述第五薄膜体声波谐振器和所述第八薄膜体声波谐振器的面积为4970μm2-5030μm2,所述第六薄膜体声波谐振器和所述第七薄膜体声波谐振器的面积为3970μm2-4030μm2。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述薄膜体声波谐振器滤波器的版图主要包括牺牲层、下电极层、上电极层、差频层和孔层,所述差频层与所述多个并联的薄膜体声波谐振器对应,所述多个串联的薄膜体声波谐振器不具有所述差频层。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述孔层中开设有多个释放孔,每个薄膜体声波谐振器均设有多个释放通道,每个所述释放通道至少对应一个释放孔。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述上电极层的厚度为所述下电极层的厚度为/>所述压电层的厚度为所述差频层的厚度为/>所述释放孔的直径为15μm-25μm。
示例性的,所述薄膜体声波谐振器滤波器的版图包括第一版图区至第十三版图区;
第一版图区、第三版图区和第五版图区为接地端子版图区,第二版图区为输入端子版图区,第四版图区为输出端子版图区,所述第三版图区位于所述滤波器的版图的上部,所述第一版图区和第五版图区、所述第二版图区和第四版图区分别对称设置在所述滤波器的版图的两边;
第六版图区、第七版图区、第八版图区和第九版图区分别为所述第一薄膜体声波谐振器、第二薄膜体声波谐振器、第三薄膜体声波谐振器和第四薄膜体声波谐振器的版图区;所述第六版图区、第七版图区、第八版图区和第九版图区分别串联连接在所述第二版图区和第四版图区之间;
第十版图区、第十一版图区、第十二版图区和第十三版图区分别为所述第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器、第七薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器的版图区;
所述第十版图区位于所述第六版图区下部,且一端分别与所述第六版图区和第七版图区连接,另一端与所述第一版图区连接;
所述第十一版图区位于所述第七版图区上部,且一端分别与所述第七版图区和第八版图区连接,另一端与所述第十二版图区连接;所述第十二版图区的另一端与所述第三版图区连接;
所述第十三版图区位于所述第九版图区下部,且一端分别与所述第八版图区和第九版图区连接,另一端与所述第五版图区连接。
第二方面,本发明实施例还提供了一种滤波器组件,包括上述任一项所述的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器的电路示意图;
图2为本发明实施例提供的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器的版图结构示意图;
图3为图2所示的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器的牺牲层的版图示意图;
图4为图2所示的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器的下电极层的版图示意图;
图5为图2所示的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器的上电极层的版图示意图;
图6为图2所示的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器的差频层示的版图意图;
图7为图2所示的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器的孔层的版图示意图;
图8为本发明实施例提供的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器的幅频特性曲线。
图中:11-输入端子,12-输出端子,21-第一薄膜体声波谐振器,22-第二薄膜体声波谐振器,23-第三薄膜体声波谐振器,24-第四薄膜体声波谐振器,31-第五薄膜体声波谐振器,32-第六薄膜体声波谐振器,33-第七薄膜体声波谐振器,34-第八薄膜体声波谐振器,41-释放孔。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)滤波器,正在逐步取代传统的声表面波(SAW)滤波器和陶瓷滤波器,在无线通信射频领域发挥巨大作用。但是现有对FBAR滤波器的研究大多集中在制备方法上,具体结构的研究较少。某工程应用需使用中心频率为3610MHz的滤波器,其1dB带宽大于75MHz,需对3480MHz以及3720MHz处抑制大于35dBc。
基于上述问题,本发明实施例提供了一种阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器。该滤波器包括:输入端子、输出端子、接地端子、多个串联的薄膜体声波谐振器和多个并联的薄膜体声波谐振器。上述多个串联的薄膜体声波谐振器包括串联连接在输入端子和输出端子之间的第一薄膜体声波谐振器、第二薄膜体声波谐振器、第三薄膜体声波谐振器和第四薄膜体声波谐振器。上述多个并联的薄膜体声波谐振器包括第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器、第七薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器,第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器的一端分别连接在多个串联的薄膜体声波谐振器中相邻的两个薄膜体声波谐振器之间的节点上;第六薄膜体声波谐振器的一端连接第七薄膜体声波谐振器的一端;第五薄膜体声波谐振器、第七薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器的另一端分别连接接地端子;。
其中,上述第一薄膜体声波谐振器至第四薄膜体声波谐振器的中心与输入端子和输出端子所在的第一直线的距离小于阈值。第一薄膜体声波谐振器与第五薄膜体声波谐振器的中心连线位于第二直线上,第二薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器和第七薄膜体声波谐振器的中心连线位于第三直线上,第四薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器的中心连线位于第四直线上;第二直线、第三直线和第四直线分别相互平行。
上述阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器,包括多个串联在输入端子和输出端子之间的薄膜体声波谐振器、及多个并联连接在串联连接的多个薄膜体声波谐振器节点之间的薄膜体声波谐振器。当信号通过输入端子,经过上述多个串联的薄膜体声波谐振器和多个并联的薄膜体声波谐振器之后,可实现对信号特定频段的滤波,从而输出特定中心频率的信号。
图1示出了本发明实施例提供的一种阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器的电路示意图。参见图1,该薄膜体声波谐振器滤波器包括输入端子11、输出端子12、多个串联的薄膜体声波谐振器和多个并联的薄膜体声波谐振器。其中多个串联的薄膜体声波谐振器包括第一薄膜体声波谐振器21、第二薄膜体声波谐振器22、第三薄膜体声波谐振器23和第四薄膜体声波谐振器24。多个并联的薄膜体声波谐振器包括第五薄膜体声波谐振器31、第六薄膜体声波谐振器32和第八薄膜体声波谐振器34。
其中,多个并联的薄膜体声波谐振器分为三个并臂谐振器,分别为第一并臂谐振器、第二并臂谐振器和第三并臂谐振器。第一并臂谐振器包括第五薄膜体声波谐振器31,第二并臂谐振器包括第六薄膜体声波谐振器32和第七薄膜体声波谐振器33,第三并臂谐振器包括第八薄膜体声波谐振器34。
具体的,第一薄膜体声波谐振器21、第二薄膜体声波谐振器22、第三薄膜体声波谐振器23和第四薄膜体声波谐振器24串联地连接在输入端子11和输出端子12之间。具体的,第一薄膜体声波谐振器21至第四薄膜体声波谐振器24的中心与输入端子11和输出端子12所在的第一直线的距离小于阈值。且第一薄膜体声波谐振器21至第四薄膜体声波谐振器24具有相同的第一串联谐振频率和第一并联谐振频率。
第五薄膜体声波谐振器31一端连接在第一薄膜体声波谐振器21和第二薄膜体声波谐振器22之间的节点上,另一端连接接地端子。第六薄膜体声波谐振器32的一端连接在第二薄膜体声波谐振器22和第三薄膜体声波谐振器23之间的节点上,另一端可以直接连接接地端子。
具体的,第一薄膜体声波谐振器21与第五薄膜体声波谐振器31的中心连线位于第二直线上,第二薄膜体声波谐振器22和第六薄膜体声波谐振器32的中心连线位于第三直线上,第四薄膜体声波谐振器24和第八薄膜体声波谐振器34的中心连线位于第四直线上,且第二直线、第三直线和第四直线分别相互平行。
在本申请中,为了增大第二并臂谐振器的面积,提高滤波器的可靠性,在第六薄膜体声波谐振器32的另一端串联第七薄膜体声波谐振器33的一端,第七薄膜体声波谐振器33的另一端连接接地端子。第八薄膜体声波谐振器34的一端连接在第三薄膜体声波谐振器23和第四薄膜体声波谐振器24的节点上,另一端连接接地端子。上述第五薄膜体声波谐振器31至第八薄膜体声波谐振器34具有相同的第二串联谐振频率和第二并联谐振频率。
示例性的,本发明实施例中,多个串联的薄膜体声波谐振器的第一串联谐振频率和多个并联的薄膜体声波谐振器的第二并联谐振频率相同,从而形成特定的中心频率。
一些实施例中,考虑到工艺实现的难易程度,薄膜体声波谐振器的面积应控制在4000μm2-80000μm2之间。在同一个电路中,每个薄膜体声波谐振器的面积在设计时,应尽量使电路中的每个薄膜体声波谐振器的面积相差较小,一般相差在4倍以下。
一些实施例中,为了得到特定中心频率的薄膜体声波谐振器滤波器,可以通过调整第一薄膜体声波谐振器21至第八薄膜体声波谐振器34的面积和位置实现。可以将薄膜体声波谐振器滤波器设置为对称结构,也可以设置为非对称的结构。具体的,可以设置第一薄膜体声波谐振器和第四薄膜体声波谐振器的面积相同,第二薄膜体声波谐振器和第三薄膜体声波谐振器的面积相同,第五薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器的面积相同。其中,谐振器的面积为谐振器平行板电容器上下电极的重合面积。
示例性的,为了得到中心频率为3610MHz的滤波器,第一薄膜体声波谐振器和第四薄膜体声波谐振器的面积可以为4470μm2-4530μm2,第二薄膜体声波谐振器和第三薄膜体声波谐振器的面积可以为3470μm2-3530μm2,第五薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器的面积可以为4970μm2-5030μm2,第六薄膜体声波谐振器和第七薄膜体声波谐振器的面积可以为3970μm2-4030μm2。一些实施例中,薄膜体声波谐振器滤波器的版图主要包括牺牲层、下电极层、上电极层、差频层和孔层。其中差频层与多个并联的薄膜体声波谐振器对应,多个串联的薄膜体声波谐振器不具有差频层。差频层用于实现并联的薄膜体声波谐振器和串联的薄膜体声波谐振器的频率差,从而形成滤波器,实现对相特定频率的滤波。通常,并联的薄膜体声波谐振器的第二串联谐振频率和第二并联谐振频率低于串联的薄膜体声波谐振器的第一串联谐振频率和第一并联谐振频率,且第一串联谐振频率等于第二并联谐振频率。
为了形成薄膜体声波谐振器的空气腔,实现声波的反射,特设置孔层,孔层中开设有多个释放孔,每个薄膜体声波谐振器的每个释放通道对应至少一个释放孔。
示例性的,每个谐振器可以具有多个释放通道(例如五个),每个释放通道对应一个释放孔,释放气体通过释放孔进入释放通道,然后进入牺牲层区域把牺牲层材料腐蚀掉变成气体,再通过释放通道与释放孔排出。另外,若滤波器的空间紧张时,两个释放通道可以共用一个释放孔。另外,在探针测试区域,需要采用探针(例如GSG探针)对芯片进行测试,因此需要把压电层刻蚀掉,露出下电极用于测试。
一些实施例中,为了得到特定中心频率的滤波器,可以通过调整上电极、下电极和压电层的厚度来实现。
示例性的,为了得到中心频率为3610MHz的滤波器,上电极的厚度可以为下电极的厚度可以为/>压电层的厚度可以为
在一些实施例中,差频层的厚度可以为
在一些实施例中,释放孔的直径可以为15μm-25μm。
本发明实施例提供了中心频率为3610MHz的薄膜体声波谐振器滤波器的总版图如图2所示。图2中滤波器的总版图包括第一版图区至第十三版图区。其中第一版图区401、第三版图区403和第五版图区405为接地端子版图区,第二版图区402为输入端子11的版图区,第四版图区404为输出端子12的版图区,第三版图区403位于滤波器的版图的上部,第一版图区401和第五版图区405、第二版图区402和第四版图区404分别对称设置在滤波器的版图的两边。
第六版图区406、第七版图区407、第八版图区408和第九版图区409分别为第一薄膜体声波谐振器21、第二薄膜体声波谐振器22、第三薄膜体声波谐振器23和第四薄膜体声波谐振器24的版图区。第一薄膜体声波谐振器21至第四薄膜体声波谐振器24基本呈直线串联连接在输入端子和输出端子之间。
第十版图区410、第十一版图区411、第十二版图区412和第十三版图区413分别为第五薄膜体声波谐振器31、第六薄膜体声波谐振器32、第七薄膜体声波谐振器33和第八薄膜体声波谐振器34的版图区。其中,第五薄膜体声波谐振器31和第八薄膜体声波谐振器34位于直线的一侧,第六薄膜体声波谐振器32和第七薄膜体声波谐振器33位于直线的另一侧。
例如:第一薄膜体声波谐振器21至第四薄膜体声波谐振器24的中心与输入端子11和输出端子12所在的点划线(如图1所示的位于第二版图区402和第四版图区404之间的点划线)的距离小于阈值,其中阈值可以为二分之一谐振器的尺寸或四分之一谐振器的尺寸。其中谐振器的尺寸为在制作谐振器时,在牺牲层版图中,谐振器在与上述直线垂直的方向上的最大尺寸。
具体的,在制作3610MHz的薄膜体声波谐振器滤波器的过程中需要使用到的版图主要有牺牲层的版图、下电极的版图、上电极的版图、差频层的版图和孔层的版图,如图3-7所示。
图3为牺牲层的版图,牺牲层中分别为第一薄膜体声波谐振器21至第八薄膜体声波谐振器34。其中第一牺牲版图区501、第二牺牲版图区502、第三牺牲版图区503和第四牺牲版图区504分别为第一薄膜体声波谐振器21、第二薄膜体声波谐振器22、第三薄膜体声波谐振器23和第四薄膜体声波谐振器24的牺牲层版图区。第五牺牲版图区505、第六牺牲版图区506、第七牺牲版图区507和第八牺牲版图区508分别为第五薄膜体声波谐振器31、第六薄膜体声波谐振器32、第七薄膜体声波谐振器33和第八薄膜体声波谐振器34的牺牲层版图区。
其中,每个谐振器分别设有5条边,各个谐振器之间通过各自的一条边相互连接。且每个谐振器伸出的触角状的部分为释放通道,每个谐振器可以具有多个释放通道,本申请中每个谐振器设有5个释放通道。释放气体通过释放孔进入释放通道,然后进入牺牲层把牺牲层材料腐蚀变成气体,再通过释放通道与释放孔排出。
图4为下电极层的版图,包括输入端子11、输出端子12和接地端子的版图。其中下电极层包括第一下电极版图区601、第二下电极版图区602、第三下电极版图区603、第四下电极版图区604、第五下电极版图区605和第六下电极版图区606。其中第一下电极版图区601、第三下电极版图区603和第五下电极版图区605与接地端子连接。第二下电极版图区602与输入端子11连接,第四下电极版图区604与输出端子12连接。
其中,第一下电极版图区601与第五薄膜体声波谐振器31对应,第三下电极版图区603与第七薄膜体声波谐振器33对应,第五下电极版图区605与第八薄膜体声波谐振器34对应,第二下电极版图区602与第一薄膜体声波谐振器21对应,第四下电极版图区604与第四薄膜体声波谐振器24对应,第六下电极版图区604与第二薄膜体声波谐振器22、第三薄膜体声波谐振器23和第六薄膜体声波谐振器32对应。
图5为上电极层的版图,包括第一上电极版图区701、第二上电极版图区702和第三上电极版图区703。其中第一上电极版图区701与第一薄膜体声波谐振器21、第二薄膜体声波谐振器22和第五薄膜体声波谐振器31对应,第二上电极版图区702与第六薄膜体声波谐振器32和第七薄膜体声波谐振器33对应,第三上电极版图区703与第三薄膜体声波谐振器23、第四薄膜体声波谐振器24和第八薄膜体声波谐振器34对应。
图6为差频层的版图,包括与第五薄膜体声波谐振器31对应第一差频版图区801,与第六薄膜体声波谐振器32对应第二差频版图区802,与第七薄膜体声波谐振器33对应第三差频版图区803,与第八薄膜体声波谐振器34对应第四差频版图区804。
图7为孔层的版图,孔层包括多个释放孔41,包围在每个谐振器的周围。每个释放孔41对应一个释放通道。释放气体通过释放孔41进入释放通道,然后进入牺牲层区域把牺牲层材料腐蚀变成气体,再通过释放通道与释放孔41排出。另外,在孔层版图上的探针测试区域,需要采用探针(例如GSG探针)对芯片进行测试,因此需要把压电层刻蚀掉,露出下电极GSG用于测试。
本实施例中,对上述制备的3610MHz的薄膜体声波谐振器滤波器进行测试,测试结果如图8所示。曲线1为薄膜体声波谐振器滤波器的S(2,1)随频率的变化曲线(左纵轴)。曲线2为薄膜体声波谐振器滤波器的S(1,1)的回波损耗(右纵轴),曲线3为薄膜体声波谐振器滤波器的S(2,2)的回波损耗(右纵轴)。从图8中可以看出,其1dB带宽约为86MHz,在3480MHz以及3720MHz处抑制度分别为39.67dBc和39.52dBc。
本发明实施例还提供了一种薄膜体声波谐振器滤波器组件,包括上述任一种薄膜体声波谐振器滤波器。具有上述薄膜体声波谐振器滤波器所具有的所有技术效果,在此不再赘述。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器,其特征在于,包括输入端子、输出端子、接地端子、多个串联的薄膜体声波谐振器和多个并联的薄膜体声波谐振器;
所述多个串联的薄膜体声波谐振器包括串联连接在所述输入端子和输出端子之间的第一薄膜体声波谐振器、第二薄膜体声波谐振器、第三薄膜体声波谐振器和第四薄膜体声波谐振器;
所述多个并联的薄膜体声波谐振器包括第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器、第七薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器,所述第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器的一端分别连接在所述多个串联的薄膜体声波谐振器中相邻的两个薄膜体声波谐振器之间的节点上;所述第六薄膜体声波谐振器的一端连接所述第七薄膜体声波谐振器的一端;所述第五薄膜体声波谐振器、第七薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器的另一端分别连接接地端子;
所述第一薄膜体声波谐振器至所述第四薄膜体声波谐振器的中心与所述输入端子和所述输出端子所在的第一直线的距离小于阈值;所述第一薄膜体声波谐振器与所述第五薄膜体声波谐振器的中心连线位于第二直线上,所述第二薄膜体声波谐振器、所述第六薄膜体声波谐振器和所述第七薄膜体声波谐振器的中心连线位于第三直线上,所述第四薄膜体声波谐振器和所述第八薄膜体声波谐振器的中心连线位于第四直线上;所述第二直线、所述第三直线和所述第四直线分别相互平行;
所述薄膜体声波谐振器滤波器的版图包括第一版图区至第十三版图区;
第一版图区、第三版图区和第五版图区为接地端子版图区,第二版图区为输入端子版图区,第四版图区为输出端子版图区,所述第三版图区位于所述滤波器的版图的上部,所述第一版图区和第五版图区、所述第二版图区和第四版图区分别对称设置在所述滤波器的版图的两边;
第六版图区、第七版图区、第八版图区和第九版图区分别为所述第一薄膜体声波谐振器、第二薄膜体声波谐振器、第三薄膜体声波谐振器和第四薄膜体声波谐振器的版图区;所述第六版图区、第七版图区、第八版图区和第九版图区分别串联连接在所述第二版图区和第四版图区之间;
第十版图区、第十一版图区、第十二版图区和第十三版图区分别为所述第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器、第七薄膜体声波谐振器和第八薄膜体声波谐振器的版图区;
所述第十版图区位于所述第六版图区下部,且一端分别与所述第六版图区和第七版图区连接,另一端与所述第一版图区连接;
所述第十一版图区位于所述第七版图区上部,且一端分别与所述第七版图区和第八版图区连接,另一端与所述第十二版图区连接;所述第十二版图区的另一端与所述第三版图区连接;
所述第十三版图区位于所述第九版图区下部,且一端分别与所述第八版图区和第九版图区连接,另一端与所述第五版图区连接。
2.如权利要求1所述的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器,其特征在于,所述多个串联的薄膜体声波谐振器的串联谐振频率和并联谐振频率相同;所述多个并联的薄膜体声波谐振器的串联谐振频率和并联谐振频率相同。
3.如权利要求1或2所述的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器,其特征在于,所述多个串联的薄膜体声波谐振器的串联谐振频率和所述多个并联的薄膜体声波谐振器的并联谐振频率相同。
4.如权利要求1所述的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器,其特征在于,所述第一薄膜体声波谐振器和所述第四薄膜体声波谐振器的面积为4470μm2-4530μm2,所述第二薄膜体声波谐振器和所述第三薄膜体声波谐振器的面积为3470μm2-3530μm2,所述第五薄膜体声波谐振器和所述第八薄膜体声波谐振器的面积为4970μm2-5030μm2,所述第六薄膜体声波谐振器和所述第七薄膜体声波谐振器的面积为3970μm2-4030μm2。
5.如权利要求1所述的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器,其特征在于,所述薄膜体声波谐振器滤波器的版图主要包括牺牲层、下电极层、上电极层、差频层和孔层,所述差频层与所述多个并联的薄膜体声波谐振器对应,所述多个串联的薄膜体声波谐振器不具有所述差频层。
6.如权利要求5所述的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器,其特征在于,所述所述孔层中开设有多个释放孔,每个薄膜体声波谐振器均设有多个释放通道,每个所述释放通道至少对应一个释放孔。
7.如权利要求5所述的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器,其特征在于,所述上电极层的厚度为所述下电极层的厚度为/>压电层的厚度为所述差频层的厚度为/>
8.如权利要求6所述的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器,其特征在于,所述释放孔的直径为15μm-25μm。
9.一种滤波器组件,其特征在于,包括如权利要求1至8任一项所述的阶梯型薄膜体声波谐振器滤波器。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1598934A2 (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Filter comprising thin-film resonators and inductor, duplexer and fabricating methods thereof |
JP2007181147A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Kyocera Corp | 薄膜バルク音響波共振子、それを備えるフィルタおよび通信装置ならびに薄膜バルク音響波共振子の製造方法 |
CN102122939A (zh) * | 2010-11-01 | 2011-07-13 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 预设空腔型soi基片薄膜体声波滤波器及制作方法 |
CN105262455A (zh) * | 2015-10-09 | 2016-01-20 | 锐迪科微电子(上海)有限公司 | 一种高可靠性的薄膜体声波谐振器及其制造方法 |
CN105897211A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-08-24 | 华南理工大学 | 多谐振模式的薄膜体声波谐振器及其制备方法和滤波器 |
CN107025321A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-08-08 | 佛山市艾佛光通科技有限公司 | 空腔型薄膜体声波谐振器滤波器的设计及制备方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100506729B1 (ko) * | 2002-05-21 | 2005-08-08 | 삼성전기주식회사 | 박막 벌크 어코스틱 공진기(FBARs)소자 및 그제조방법 |
JP4625260B2 (ja) * | 2004-02-04 | 2011-02-02 | 株式会社日立メディアエレクトロニクス | 薄膜バルク共振子の製造方法 |
US11601113B2 (en) * | 2019-05-24 | 2023-03-07 | Skyworks Global Pte. Ltd. | Bulk acoustic wave/film bulk acoustic wave resonator and filter for wide bandwidth applications |
-
2021
- 2021-06-30 CN CN202110743234.5A patent/CN113612463B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1598934A2 (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Filter comprising thin-film resonators and inductor, duplexer and fabricating methods thereof |
JP2007181147A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Kyocera Corp | 薄膜バルク音響波共振子、それを備えるフィルタおよび通信装置ならびに薄膜バルク音響波共振子の製造方法 |
CN102122939A (zh) * | 2010-11-01 | 2011-07-13 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 预设空腔型soi基片薄膜体声波滤波器及制作方法 |
CN105262455A (zh) * | 2015-10-09 | 2016-01-20 | 锐迪科微电子(上海)有限公司 | 一种高可靠性的薄膜体声波谐振器及其制造方法 |
CN105897211A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-08-24 | 华南理工大学 | 多谐振模式的薄膜体声波谐振器及其制备方法和滤波器 |
CN107025321A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-08-08 | 佛山市艾佛光通科技有限公司 | 空腔型薄膜体声波谐振器滤波器的设计及制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
"Closed-Form Expressions for the Design of Ladder-Type FBAR Filters";scar Menendez等;《IEEE Microwave and Wireless Components Letters》;第16卷(第12期);第657-659页 * |
"用于C波段的薄膜体声波谐振器滤波器";李丽等;《半导体技术》;第44卷(第12期);第951-955页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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