本公開涉及使用聲波諧振器的射頻濾波器，尤其涉及用于通信設(shè)備的濾波器。

背景技術(shù)：

1、射頻(rf)濾波器是雙端器件，其被配置為通過一些頻率，阻止其它頻率，其中“通過”意味著以相對低的信號損耗進行傳輸，而“阻止”意味著阻塞或基本上衰減。濾波器通過的頻率范圍被稱為濾波器的“通帶”。由這種濾波器阻止的頻率范圍被稱為濾波器的“阻帶”。典型的rf濾波器具有至少一個通帶和至少一個阻帶。通帶或阻帶的具體要求取決于具體應(yīng)用。例如，“通帶”可以定義為一個頻率范圍，其中濾波器的插入損耗優(yōu)于諸如1db、2db或3db的定義值?！白鑾А笨梢远x為一個頻率范圍，其中濾波器的抑制大于定義值，例如20db、30db、40db或更大的值，這取決于具體的應(yīng)用。

2、rf濾波器用于通過無線鏈路傳輸信息的通信系統(tǒng)中。例如，rf濾波器可見于蜂窩基站、移動電話和計算設(shè)備、衛(wèi)星收發(fā)器和地面站、物聯(lián)網(wǎng)(iot)設(shè)備、膝上型計算機和平板電腦、定點無線電鏈路和其它通信系統(tǒng)的rf前端中。rf濾波器也用于雷達和電子和信息戰(zhàn)系統(tǒng)。

3、rf濾波器通常需要許多設(shè)計方面的權(quán)衡，以針對每個特定應(yīng)用實現(xiàn)諸如插入損耗、抑制、隔離、功率處理、線性、尺寸和成本之類的性能參數(shù)之間的最佳折中。具體的設(shè)計和制造方法和增強可以同時使這些要求中的一個或幾個受益。

4、無線系統(tǒng)中rf濾波器的性能的增強可對系統(tǒng)性能產(chǎn)生廣泛影響?？梢酝ㄟ^改進rf濾波器來改進系統(tǒng)性能，例如更大的單元尺寸、更長的電池壽命、更高的數(shù)據(jù)速率、更大的網(wǎng)絡(luò)容量、更低的成本、增強的安全性、更高的可靠性等。

5、可以在無線系統(tǒng)的各個層面上單獨或組合地實現(xiàn)這些改進，例如在rf模塊、rf收發(fā)器、移動或固定子系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)層面實現(xiàn)這些改進。

6、要想獲得更寬的通信信道帶寬，就勢必要用到更高頻率的通信頻帶。當前的ltetm(長期演進)規(guī)范定義頻段在3.3ghz到5.9ghz之間。這些頻段目前未使用。無線通信的未來建議包括頻率高達28ghz的毫米波通信頻段。

7、用于當前通信系統(tǒng)的高性能rf濾波器通常結(jié)合聲波諧振器，聲波諧振器包括表面聲波(saw)諧振器、體聲波baw)諧振器、薄膜體聲波諧振器(fbar)和其他類型聲波諧振器。但是，這些現(xiàn)有技術(shù)不適合在更高的頻率下使用，未來的通信網(wǎng)絡(luò)需要用到更高的頻率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

技術(shù)特征：

1.一種濾波器裝置，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器裝置的諧振頻率和所述第二體聲學(xué)諧振器裝置的諧振頻率之間的差部分地基于所述第一厚度和所述第二厚度之間的差。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一厚度小于或等于500nm，所述第二厚度大于零。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器裝置被配置為激勵體剪切波，所述體剪切波的傳播方向垂直于由所述第一idt產(chǎn)生的主要橫向激勵電場的方向。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動在所述壓電層中主要為水平的時，電場主要被橫向激勵，而所述體剪切波在主要垂直于原子運動方向的方向上傳播。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動主要平行于所述壓電層的表面時，電場主要被橫向激勵。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第二體聲學(xué)諧振器裝置被配置為激勵體剪切波，所述體剪切波的傳播方向垂直于由所述第二idt產(chǎn)生的主要橫向激勵電場的方向。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動在所述壓電層中主要為水平的時，電場主要被橫向激勵，而所述體剪切波在主要垂直于原子運動方向的方向上傳播。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動主要平行于所述壓電層的表面時，電場主要被橫向激勵。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述壓電層的正面和背面之間的厚度大于或等于200nm且小于或等于1000nm。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一idt的間距大于或等于所述壓電層的厚度的2倍且小于或等于所述壓電層的厚度的20倍，其中，所述間距是兩個相鄰idt指狀物的中心到中心的間隔。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第二idt的間距大于或等于所述壓電層的厚度的2倍且小于或等于所述壓電層的厚度的20倍，其中，所述間距是兩個相鄰idt指狀物的中心到中心的間隔。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一介電層和所述第二介電層包括氧化硅和氮化硅中的至少一個。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一idt包括鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈹和金中的一種。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述壓電層的z軸與所述壓電層的表面垂直。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的濾波器裝置，其中，所述第一idt的指狀物和所述第二idt的指狀物與所述壓電層的x軸實質(zhì)上平行。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器和所述第二體聲學(xué)諧振器是梯形濾波器結(jié)構(gòu)中的諧振器。

18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器和所述第二體聲學(xué)諧振器是梯形濾波器結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)諧振器。

19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器和所述第二體聲學(xué)諧振器是梯形濾波器結(jié)構(gòu)中的并聯(lián)諧振器。

20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器是梯形濾波器結(jié)構(gòu)中的并聯(lián)諧振器，并且所述第二體聲學(xué)諧振器是梯形濾波器結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)諧振器。

21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一介電層是設(shè)置在所述第一idt的交錯的指狀物之間的正面介電層，并且其中，所述濾波器裝置還包括設(shè)置在所述壓電層的面向所述襯底的表面上的第一背面介電層。

22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第二介電層是設(shè)置在所述第二idt的交錯的指狀物之間的正面介電層，并且其中，所述濾波器裝置還包括設(shè)置在所述壓電層的面向所述襯底的表面上的第二背面介電層。

23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一介電層設(shè)置在所述第一idt的交錯的指狀物之間以及所述第一idt的交錯的指狀物上方。

24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第二介電層設(shè)置在所述第二idt的交錯的指狀物之間以及所述第二idt的交錯的指狀物上方。

25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一腔設(shè)置在位于所述壓電層和所述襯底之間的中間層中。

26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第二腔設(shè)置在位于所述壓電層和所述襯底之間的中間層中。

27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述中間層是介電材料。

28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述中間層是非壓電材料。

29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的濾波器裝置，其中，所述中間層包括多層介電材料。

30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一介電層和所述第二介電層是非壓電材料。

31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第一idt位于所述壓電層的背對所述襯底的正面上。

32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，其中，所述第二idt位于所述壓電層的背對所述襯底的正面上。

33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，還包括穿過所述壓電層并到達所述第一腔的第一開口。

34.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器裝置，還包括穿過所述壓電層并到達所述第二腔的第二開口。

35.一種濾波器裝置，包括：

36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器裝置被配置為激勵體剪切波，所述體剪切波的傳播方向垂直于由所述第一idt產(chǎn)生的主要橫向激勵電場的方向。

37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動在所述壓電層中主要為水平的時，電場主要被橫向激勵，而所述體剪切波在主要垂直于原子運動方向的方向上傳播。

38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動主要平行于所述壓電層的表面時，電場主要被橫向激勵。

39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的濾波器裝置，其中，所述第二體聲學(xué)諧振器裝置被配置為激勵體剪切波，所述體剪切波的傳播方向垂直于由所述第二idt產(chǎn)生的主要橫向激勵電場的方向。

40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動在所述壓電層中主要為水平的時，電場主要被橫向激勵，而所述體剪切波在主要垂直于原子運動方向的方向上傳播。

41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動主要平行于所述壓電層的表面時，電場主要被橫向激勵。

42.一種濾波器裝置，包括：

43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器裝置被配置為激勵體剪切波，所述體剪切波的傳播方向垂直于由所述第一idt產(chǎn)生的主要橫向激勵電場的方向。

44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動在所述壓電層中主要為水平的時，電場主要被橫向激勵，而所述體剪切波在主要垂直于原子運動方向的方向上傳播。

45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動主要平行于所述壓電層的表面時，電場主要被橫向激勵。

46.根據(jù)權(quán)利要求42所述的濾波器裝置，其中，所述第二體聲學(xué)諧振器裝置被配置為激勵體剪切波，所述體剪切波的傳播方向垂直于由所述第二idt產(chǎn)生的主要橫向激勵電場的方向。

47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動在所述壓電層中主要為水平的時，電場主要被橫向激勵，而所述體剪切波在主要垂直于原子運動方向的方向上傳播。

48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動主要平行于所述壓電層的表面時，電場主要被橫向激勵。

49.一種濾波器裝置，包括：

50.一種濾波器裝置，包括：

51.一種濾波器裝置，包括：

52.一種濾波器裝置，包括：

53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器裝置的諧振頻率和所述第二體聲學(xué)諧振器裝置的諧振頻率之間的差部分地基于所述第一厚度和所述第二厚度之間的差。

54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的濾波器裝置，其中，所述第一厚度小于或等于500nm，所述第二厚度大于零。

55.根據(jù)權(quán)利要求52所述的濾波器裝置，其中，所述多個idt中的至少一個被配置為激勵體剪切波，所述體剪切波的傳播方向垂直于由所述多個idt中的至少一個產(chǎn)生的主要橫向激勵電場的方向。

56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動在所述壓電層中主要為水平的時，電場主要被橫向激勵，而所述體剪切波在主要垂直于原子運動方向的方向上傳播。

57.根據(jù)權(quán)利要求55所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動主要平行于所述壓電層的表面時，電場主要被橫向激勵。

58.一種在具有正面和背面的壓電層上制造濾波器裝置的方法，所述背面由襯底支撐，所述方法包括：

59.一種濾波器裝置，包括：

60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器裝置的諧振頻率和所述第二體聲學(xué)諧振器裝置的諧振頻率之間的差部分地基于所述第一厚度和所述第二厚度之間的差。

61.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第一厚度小于或等于500nm，所述第二厚度大于零。

62.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器裝置被配置為激勵體剪切波，所述體剪切波的傳播方向垂直于由所述第一idt產(chǎn)生的主要橫向激勵電場的方向。

63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動在所述壓電層中主要為水平的時，電場主要被橫向激勵，而所述體剪切波在主要垂直于原子運動方向的方向上傳播。

64.根據(jù)權(quán)利要求62所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動主要平行于所述壓電層的表面時，電場主要被橫向激勵。

65.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第二體聲學(xué)諧振器裝置被配置為激勵體剪切波，所述體剪切波的傳播方向垂直于由所述第二idt產(chǎn)生的主要橫向激勵電場的方向。

66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動在所述壓電層中主要為水平的時，電場主要被橫向激勵，而所述體剪切波在主要垂直于原子運動方向的方向上傳播。

67.根據(jù)權(quán)利要求65所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動主要平行于所述壓電層的表面時，電場主要被橫向激勵。

68.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述壓電層的正面和背面之間的厚度大于或等于200nm且小于或等于1000nm。

69.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第一idt的間距大于或等于所述壓電層的厚度的2倍且小于或等于所述壓電層的厚度的20倍，其中，所述間距是兩個相鄰idt指狀物的中心到中心的間隔。

70.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第二idt的間距大于或等于所述壓電層的厚度的2倍且小于或等于所述壓電層的厚度的20倍，其中，所述間距是兩個相鄰idt指狀物的中心到中心的間隔。

71.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述介電層包括氧化硅和氮化硅中的至少一個。

72.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第一idt包括鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈹和金中的一種。

73.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述壓電層的z軸與所述壓電層的表面垂直。

74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的濾波器裝置，其中，所述第一idt的指狀物和所述第二idt的指狀物與所述壓電層的x軸實質(zhì)上平行。

75.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器和所述第二體聲學(xué)諧振器是梯形濾波器結(jié)構(gòu)中的諧振器。

76.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器和所述第二體聲學(xué)諧振器是梯形濾波器結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)諧振器。

77.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器和所述第二體聲學(xué)諧振器是梯形濾波器結(jié)構(gòu)中的并聯(lián)諧振器。

78.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第一體聲學(xué)諧振器是梯形濾波器結(jié)構(gòu)中的并聯(lián)諧振器，并且所述第二體聲學(xué)諧振器是梯形濾波器結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)諧振器。

79.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述介電層是正面介電層，并且其中，所述濾波器裝置還包括設(shè)置在所述壓電層的面向所述襯底的表面上的背面介電層。

80.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述介電層設(shè)置在所述第一idt和所述第二idt的交錯的指狀物之間以及所述第一idt和所述第二idt的交錯的指狀物上方。

81.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第一腔設(shè)置在位于所述壓電層和所述襯底之間的中間層中。

82.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第二腔設(shè)置在位于所述壓電層和所述襯底之間的中間層中。

83.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述中間層是介電材料。

84.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述中間層是非壓電材料。

85.根據(jù)權(quán)利要求83所述的濾波器裝置，其中，所述中間層包括多層介電材料。

86.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述介電層是非壓電材料。

87.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第一idt位于所述壓電層的背對所述襯底的正面上。

88.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，其中，所述第二idt位于所述壓電層的背對所述襯底的正面上。

89.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，還包括穿過所述壓電層并到達所述第一腔的第一開口。

90.根據(jù)權(quán)利要求59所述的濾波器裝置，還包括穿過所述壓電層并到達所述第二腔的第二開口。

91.一種濾波器裝置，包括：

92.根據(jù)權(quán)利要求91所述的濾波器裝置，其中，所述襯底包括硅晶片。

93.根據(jù)權(quán)利要求91所述的濾波器裝置，其中，所述介電層包括氧化硅。

94.根據(jù)權(quán)利要求91所述的濾波器裝置，其中，所述體聲學(xué)諧振器裝置的腔延伸到所述襯底中。

95.根據(jù)權(quán)利要求91所述的濾波器裝置，其中，所述體聲學(xué)諧振器裝置被配置為激勵體剪切波，所述體剪切波的傳播方向垂直于由所述idt產(chǎn)生的主要橫向激勵電場的方向。

96.根據(jù)權(quán)利要求95所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動在所述壓電層中主要為水平的時，電場主要被橫向激勵，而所述體剪切波在主要垂直于原子運動方向的方向上傳播。

97.根據(jù)權(quán)利要求95所述的濾波器裝置，其中，當所述體剪切波的原子運動主要平行于所述壓電層的表面時，電場主要被橫向激勵。

98.根據(jù)權(quán)利要求95所述的濾波器裝置，其中，在所述idt的指狀物下面最小地激勵聲學(xué)振動。

技術(shù)總結(jié)
公開了一種聲學(xué)諧振器裝置和濾波器。一濾波器，包括一襯底，以及具有平行的正面和背面的壓電板，背面附接到襯底上。在所述正面上形成導(dǎo)體圖案，導(dǎo)體圖案包括相應(yīng)的多個諧振器的多個叉指式換能器(IDT)，其中多個IDT中的每一個IDT的交錯的指狀物設(shè)置在所述壓電板的相應(yīng)部分上，所述壓電板懸掛在所述襯底中形成的一個或多個腔上。所述多個諧振器包括并聯(lián)諧振器和串聯(lián)諧振器。設(shè)置在所述并聯(lián)諧振器的IDT的指狀物之間的第一介電層的第一厚度大于設(shè)置在所述串聯(lián)諧振器的IDT的指狀物之間的第二介電層的第二厚度。

技術(shù)研發(fā)人員：維克多·普萊斯基,蘇米亞·揚德拉帕利,羅伯特·B·哈蒙德,布萊恩特·加西亞,帕特里克·特納,杰森·約翰,溫切斯拉夫·揚捷切夫
受保護的技術(shù)使用者：株式會社村田制作所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23