CN103227619B - 可切换滤波器和设计结构 - Google Patents

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Abstract

本文中公开了可切换和/或可调谐滤波器、制造方法和设计结构。形成所述滤波器的方法包括形成至少一个压电滤波器结构，所述至少一个压电滤波器结构包括在压电基底上形成的多个电极。该方法还包括在所述压电基底上形成具有多个指状物的固定电极。该方法还包括在所述压电基底之上形成具有多个指状物的可动电极。该方法还包括形成与所述可动电极的所述多个指状物中的一个或多个指状物对准的致动器。

Description

可切换滤波器和设计结构
技术领域
本发明涉及半导体结构和制造方法，更具体而言，涉及可切换和/或可调谐的滤波器、制造方法和设计结构。
背景技术
SAW（表面声波）滤波器在电信中起重要作用。例如，SAW滤波器在移动和无线应用中被广泛用作带通和频谱整形滤波器。SAW滤波器的其他应用包括广域网（WAN）、无线局域网（WLAN）通信、无绳电话、寻呼机和卫星通信。SAW滤波器优于常规的LC滤波器，因为他们更小、更便宜且更通用，使得他们成为电信应用的理想选择。
在SAW滤波器中，电信号在由压电晶体或陶瓷构造的器件中被转换为机械波。在被其他电极转换回电信号之前，由于传播经过该器件，该波被延迟。更具体而言，通过叉指换能器（interdigitaltransducer，IDT）实现表面波与电信号之间的耦合。IDT的简单形式包括被交替地连接到相反电极的平行指状物（finger），其中信号被施加到所述相反电极。
例如，当AC电压被施加到输入换能器时，由于压电现象，换能器产生压电基底表面的机械变形。这转而导致表面声波在压电基底的表面上行进，直到到达输出IDT，在那儿它被转换回电信号。当该波到达输出IDT时，电场将引起相邻电极之间的电势差，从而输出IDT将机械振动转换为输出电压。
在仅包含被叠置有薄金属膜输入和输出叉指换能器（IDT）的压电基底的单个封装中，SAW滤波器可被设计为提供相当复杂的信号处理功能。可以使用半导体微加工（microfabrication）技术来批量生产SAW滤波器，这允许SAW滤波器的再现性。然而，已经发现很难实现对SAW滤波器的编程或调谐。
因此，本领域中存在克服上述缺陷和限制的需求。
发明内容
在本发明的第一方面中，一种方法包括形成至少一个压电滤波器结构，所述至少一个压电滤波器结构包括在压电基底上形成的多个电极。该方法还包括在所述压电基底上形成具有多个指状物的固定电极。该方法还包括在所述压电基底之上形成具有多个指状物的可动电极（movableelectrode）。该方法还包括形成与所述可动电极的所述多个指状物中的一个或多个指状物对准的致动器。
在本发明的另一方面中，一种滤波器包括至少一个滤波器，所述至少一个滤波器包括在压电基底上形成的多个电极。所述多个电极包括可动电极和固定电极，所述可动电极和固定电极二者都具有多个指状物，所述多个指状物被定位为在开启（on）状态下互相交错。
在本发明的又一方面中，提供了一种用于设计、制造或测试集成电路的在机器可读存储介质中有形地体现的设计结构。所述设计结构包括本发明的结构。在另外的实施例中，在机器可读数据存储介质上编码的硬件描述语言（HDL）设计结构包括这样的要素：当在计算机辅助设计系统中被处理时，所述要素生成可切换滤波器结构的机器可执行表示，该表示包括本发明的结构。在另外的实施例中，提供了计算机辅助设计系统中用于生成可切换滤波器结构的功能设计模型的方法。该方法包括生成可调谐滤波器结构的结构要素的功能表示。
更具体而言，在实施例中，提供了一种在计算机辅助设计系统中用于生成可切换滤波器结构的功能设计模型的方法。该方法包括生成在压电基底上形成的多个电极的功能表示，其中，所述多个电极包括可动电极和固定电极，所述可动电极和固定电极二者都具有多个指状物，所述多个指状物被定位为在开启状态下互相交错。
在本发明的另一方面中，一种方法包括确定滤波器的频率或使滤波器被激活的需要；以及响应于该确定，通过将驱动电压施加到至少一个致动器来使所述滤波器的可动电极静电地移动，以激活或去激活（deactivate）所述滤波器。
附图说明
通过本发明的示例性实施例的非限制性实例，参考给出的多个附图，在下面的详细说明中描述本发明。除非在本文中另外说明，附图不是按比例绘制的。
图1-6示出了根据本发明的方面的用于制造可切换滤波器结构的制造工艺和相应的结构；
图7示出了根据本发明的方面在致动状态下图6中的可切换滤波器的分解透视图；
图8示出了根据本发明的方面在非致动状态下图6中的可切换滤波器的分解透视图；以及
图9是在半导体设计、制造和/或测试中使用的设计过程的流程图。
具体实施方式
本发明涉及半导体结构和制造方法，更具体而言，涉及可切换和/或可调谐滤波器、制造方法和设计结构。在实施例中，本发明的可切换和/或可调谐滤波器结构包括例如表面声波（SAW）滤波器。在实施例中，本发明的滤波器结构能够使用例如可动的地电极在“开启（on）”状态和“关闭（off）”状态之间可切换。或者，在多SAW滤波应用中，可动的地电极可通过“关闭”或“开启”所选择的SAW滤波器而将滤波器调谐为想要的频率。
更具体而言，本发明的SAW滤波器包括在压电基底上形成的叉指（interdigital）或交错的电极。压电材料可以是例如氮化铝或氧化锌；但本发明还可以考虑其他压电材料。在实施例中，SAW滤波器的交错电极包括与Vin电极或Vout电极交错的地电极，以分别形成输入和输出IDT。依赖于所选择的谐振频率，输入IDT和输出IDT可被互相分隔开各种距离，或者被设置在两个或更多个SAW滤波器结构之间的串联配置中。
在实施例中，可通过可动的地电极“开启”或“关闭”本发明的SAW滤波器（或多个SAW滤波器中的任一个）。或者，地电极可以是静止的且Vin或Vout电极可以是可动的。在实施例中，致动器可以被置于可动电极（例如地电极）的某些或全部指状物的上方或下方，以将可动电极（例如地电极）的指状物静电地向上或向下移动。通过这种方式，可动电极（例如地电极）可以移动到与静止电极（例如Vin电极（或Vout电极））相同的平面中，以根据结构的配置而允许信号（电压）在地电极与VinIDT或VoutIDT的Vin电极或Vout电极之间通过。
通过位于相同平面或基本上相同平面，波可以沿着压电基底从VinIDT传播到VoutIDT，在那儿它将被转换回信号。在实施例中，可动电极可以移出与静态电极（例如Vin电极或Vout电极）相同的平面，在实施例中，这会将波降低到可检测的阈值以下。有利地，可动电极不会增加任何串联电阻，它也不会降低滤波器的有效Q（与使用FET开关来绕过（bypass）滤波器的情况相比）。
下文中，描述将集中在可动地电极上；但是，本领域技术人员应理解，地电极可以是静止的，Vin或Vout电极可以是可动的（使用本文中描述的工艺）。本领域技术人员将理解，在任一种情形下，可以使用常规的CMOS工艺来将（提供接地或信号的）接触或布线（wiring）连接到电极。例如，可以使用本领域技术人员熟知的光刻、蚀刻和沉积技术将这些接触或布线形成为穿过压电基底或从压电基底延伸。
图1示出了根据本发明的方面的用于制造SAW滤波器的开始结构和各个制造工艺。更具体而言，图1示出了开始结构5，其包括基底10。在实施例中，基底10可以是任何绝缘体材料或其他类型的基底。在基底10上形成压电基底12。在实施例中，压电基底12可以是任何类型的压电材料，例如AlN或ZnO。
还如图1所示，在压电基底12上形成电极（例如单个电极的指状物）14和多个致动器16。在实施例中，电极14和致动器16是通过加式或减式工艺（additiveorsubtractiveprocess）形成的布线结构。例如，可以使用常规的光刻和蚀刻工艺，例如，形成掩膜、将掩膜暴露于能量以形成图形、然后蚀刻到压电基底12中以形成沟槽，在压电基底12中蚀刻出沟槽，来形成致动器16。之后，可以通过常规的沉积工艺，例如原子层沉积（ALD）或化学气相沉积（CVD）工艺，在沟槽中形成金属。压电基底12然后可以经历常规的抛光工艺，例如化学机械处理（CMP）。还可以用减式工艺来形成致动器16，该减式工艺包括金属的毯覆式沉积（blanketingdeposition）、使用常规光刻和蚀刻的构图步骤、以及之后的附加压电材料的沉积与例如可选的对其进行的平面化。
还可以利用加式或减式工艺在具有电极14的压电基底12的顶上形成致动器16。在该配置中，电极14将经历附加的工艺，以提升其在致动器16的表面上的高度。更具体而言，可以通过将金属层沉积在压电基底12上并用常规的光刻和蚀刻（例如反应离子蚀刻（RIE））工艺对金属层进行构图，来形成电极14和致动器16。在任一实施例中，金属层可以是任何导电金属或其合金。例如，金属层可以是例如铝、金或铜；但本发明还预期其他材料。在实施例中，电极14是VinIDT的Vin电极（信号电极）；且致动器16是底电极，其被构造为使VinIDT的地电极静电地移动。本领域技术人员应理解，电极14和致动器16还可以与VoutIDT相关联。
图1示出了三个致动器16；但是，本领域技术人员应理解，本发明不限于三个致动器。例如，致动器的数量可以与可动电极（例如地电极）的指状物的任何数量匹配。或者，本发明考虑使用比可动电极（例如地电极）的指状物的相应数量少的致动器。还应理解，电极14的指状物使用公共布线结构来彼此电通信，该公共布线结构是以与电极14中的指状物相同的方式并在同一处理流程中形成的（参见例如图7）。
在一个非限制性实例中，电极14和/或致动器16可以在基底12上沉积为大约0.05到4μm的厚度，且对于致动器16来说优选地沉积为0.25μm的厚度；但本发明还可以考虑其他尺寸。在实施例中，电极14和/或致动器16可以是难熔金属（例如Ti、TiN、TiN、Ta、TaN和W等）或AlCu或贵金属（例如Au、Pt、Ru、Ir）等布线材料。例如，在实施例中，电极14和/或致动器16可以由纯难熔金属或铝或铝合金（例如AlCu、AlSi或AlCuSi）来形成。
在图2中，绝缘体层18被沉积在压电基底12的暴露部分以及电极14和致动器16之上。绝缘体层18可以是本领域技术人员已知的任何绝缘体层（例如基于氧化物的材料（SiO2））或其他层级间（interlevel）介电材料。绝缘体层18可以用任何常规沉积工艺（例如化学气相沉积（CVD））来沉积。例如，绝缘体层18的沉积选项包括等离子体增强CVD（PECVD）、亚大气压CVD（SACVD）、大气压CVD（APCVD）、高密度等离子体CVD（HDPCVD）、物理气相沉积（PVD）或原子层沉积（ALD）中的一种或多种。在实施例中，在与金属布线（例如铝布线）相容的温度下，例如，约420℃以下，优选地约400℃以下，沉积绝缘体层18。在实施例中，绝缘体层18被沉积为约80nm的深度；但本发明还可以考虑其他尺寸。
如图3所示，在实施例中，绝缘体层18可使用常规光刻和蚀刻工艺而被构图以形成图形（例如开口）。在实施例中，开口与电极14和/或致动器16对准。并且，构图将暴露电极14和/或致动器16。然后用牺牲材料20来填充开口，牺牲材料20例如为PMGI（聚二甲基戊二酰亚胺（polydimethylglutarimide）聚合物）或硅。可以用本领域技术人员已知的化学机械处理（CMP）来平面化牺牲材料20。
图3还示出了地电极22的形成。本发明的地电极22可以使用多种不同工具以多种方式来制造。例如，在实施例中，地电极22可以用加式工艺或减式工艺来形成。例如，在减式工艺中，在牺牲材料20上沉积金属材料，然后用常规光刻和蚀刻（例如反应离子蚀刻（RIE））工艺来对其构图。金属可以是任何导电金属或其合金，例如铝、金或铜；但本发明还可以考虑其他金属。在实施例中，地电极22的指状物将被定位为与电极14的指状物交错。并且，在实施例中，地电极22的指状物的端部可以与致动器16对准。或者，地电极22的指状物可以与任何数量的致动器对准。
本领域技术人员还应理解，可以用常规的CMOS工艺将（提供接地或提供信号的）接触或布线连接到电极和致动器，如本领域技术人员应理解的。例如，可以使用本领域技术人员熟知的光刻、蚀刻和沉积技术，将这些接触或布线形成为穿过压电基底12或从压电基底12延伸（参见例如图7）。
如图4所示，在牺牲材料20上和地电极22的指状物之上形成绝缘体层18a。在实施例中，绝缘体层18a可以是参考层18所述的任何绝缘体层。使用本领域技术人员已知的常规光刻和蚀刻工艺，对绝缘体层18a进行构图以形成开口。构图将产生开口，暴露地电极22的指状物。然后用牺牲材料20a来填充该开口，牺牲材料20a例如为PMGI或硅。在实施例中，牺牲材料20和20a是相同类型的材料，从而它们可以在同一开孔工艺（ventingprocess）中被开孔。在备选实施例中，牺牲材料20a可以被形成和构图而不使用绝缘体层18a。
在图5中，在地电极22的指状物上方形成一个或多个致动器24。可以通过任何常规工艺，使用本文中已经讨论的任何常规金属或金属合金来形成一个或多个致动器24。例如，在实施例中，可以在牺牲材料20a上形成（例如沉积）绝缘体层18b，并用常规光刻和蚀刻工艺对绝缘体层18b进行构图。然后可将金属沉积在该图形（例如开口）中，以形成一个或多个致动器24。然后可以将附加的绝缘体材料（例如帽盖层）18b沉积在一个或多个致动器24上。或者，可以用常规CMOS工艺通过毯覆式沉积金属并对该金属进行构图来形成所述一个或多个致动器24。与致动器16一样，本发明还考虑使用少于3个致动器24（例如，比地电极22的指状物的相应数量更少）。
在图6中，在绝缘体层18b中构图并打开一个或多个通气孔（venthole）25，暴露牺牲材料20a的一部分。通气孔25可以用本领域其他技术人员已知的常规光刻和蚀刻工艺来形成。通气孔25的宽度和高度确定了在开孔之后为了夹断（pinchoff）通气孔25而应被沉积的材料量。通气孔25可以是圆形或近似圆形，以最小化将其夹断所需的后续材料的量。
仍然参考图6，可通过通气孔25来对牺牲材料进行开孔或剥离。在实施例中，可以用蚀刻剂（例如XeF2）来进行剥离（例如蚀刻），该蚀刻剂是对于牺牲材料的通过通气孔25的去除有选择性的。蚀刻将剥离所有牺牲材料，由此形成上部腔或室28a以及下部腔或室28b。然后可以用诸如电介质或金属的材料30来密封通气孔25。为了避免密封材料进入腔中并沉积在任何结构（例如电极和/或致动器）上的问题，在实施例中，通气孔25可被策略性地布置为远离所述结构。
图7示出了根据本发明的方面的图6中的滤波器结构的分解透视图（未示出绝缘体材料）。如图7所示，在致动状态（例如，“开启”状态）下，地电极22的多个指状物与VinIDT或VoutIDT的电极14的指状物交错。更具体而言，在致动状态（例如拉入（pull-in）位置）下，地电极22与电极14在同一平面中。通过将驱动电压施加到例如致动器16（未示出）（吸引力（正电压））或致动器24（排斥力（负电压）），地电极22可以被拉入（例如静电地移动）。应理解，该相同的设计可被用于移动VinIDT或VoutIDT。图7还示出了连接电极14的指状物的布线结构14a以及连接地电极22的指状物的布线结构22a。
如图7所示且如本领域技术人员现在应理解的，可动地电极可以移动到与Vin电极（或Vout电极）相同的平面中而接触基底12并允许信号（电压）在VinIDT或VoutIDT的电极14与地电极22之间通过，这取决于该结构的配置。通过位于同一平面中，波可以沿着压电基底从VinIDT传播到VoutIDT，在那儿它被转换回信号。
图8示出了根据本发明的方面的图6中的滤波器结构在非致动状态下的分解透视图（未示出绝缘体材料）。图8还示出了用于可动电极（例如地电极22）的接触22b。接触22b提供与可动电极（例如地或信号）的电接触。可以由与本文中描述的用于形成电极14、22或致动器16、24中的任一者的材料相同的材料来形成接触22b。还可以用本领域技术人员已知的常规CMOS工艺（例如对材料的光刻、蚀刻和/或沉积）来形成接触22b。
如图8所示，在非致动状态（例如“关闭”状态）下，地电极22的多个指状物不再位于与用于VinIDT或VoutIDT的电极14的指状物相同的平面中。更具体而言，在非致动状态（例如向上的位置（upposition））下，通过不将驱动电压施加到致动器16或24，地电极22可以在电极14上方被置于其自然状态。
但，在实施例中，可以考虑地电极22的自然状态为向下的位置（downposition），例如“开启”位置，基本上在与电极14相同的平面中。这可以通过在基底12中制作致动器16并基本上在基底12（在非常薄的牺牲材料层）上形成地电极22来实现，从而地电极22的指状物可以与电极14的指状物交错，并在滤波器被激活时与基底12接触。本领域技术人员还应理解，致动器16与地电极22的端部对准，以提供拉入力，且该对准还允许地电极22在被激活时接触基底12。在该实施例中，为了关闭滤波器，驱动电压可被施加到致动器以拉升（pullup）地电极22。例如，通过将驱动电压施加到例如致动器16（未示出）（排斥力（负电压））或致动器24（吸引力（正电压）），地电极可以被拉升（例如静电地移动）。还应理解，该相同的设计可以被用于移动VinIDT或VoutIDT。
在操作中，可以确定滤波器（例如SAW滤波器）的频率，且基于频率或使滤波器被激活的需要，通过将驱动电压施加到至少一个致动器来静电地移动可动电极（例如地电极22或信号电极14），以使滤波器被激活或去激活。
图9示出了例如用于半导体IC逻辑设计、模拟、测试、布局和制造的示例性设计流程900的框图。设计流程900包括用于处理设计结构或器件的工艺、机器和/或机械结构以产生上面所述并在图1-8中所示的设计结构和/或器件的逻辑或功能上等价的表示。由设计流程900处理和/或产生的设计结构可以被编码在机器可读的传输或存储介质上以包括这样的数据和/或指令：当该数据和/或指令在数据处理系统上被执行或处理时，产生硬件部件、电路、器件或系统的在逻辑上、结构上、机械上或功能上等价的表示。机器包括但不限于在IC设计过程（例如设计、制造或模拟电路、部件、器件或系统）中使用的任何机器。例如，机器可以包括：光刻机、用于生成掩模的机器和/或设备（例如电子束直写仪（e-beamwriter））、用于模拟设计结构的计算机或设备、在制造或测试过程中使用的任何装置、或用于将设计结构的功能上等价的表示编程到任何介质中的任何机器（例如，用于编程可编程门阵列的机器）。
设计流程900可以根据所设计的表示的类型而变化。例如，用于构建专用IC（ASIC）的设计流程900可不同于用于设计标准部件的设计流程900或用于将设计例示（instantiate）到可编程阵列（例如，由Inc.或Inc.提供的可编程门阵列（PGA）或现场可编程门阵列（FPGA））中的设计流程900。
图9示例了包括优选由设计过程910处理的输入设计结构920的多个这样的设计结构。设计结构920可以为由设计过程910产生和处理的逻辑模拟设计结构以产生硬件器件的逻辑上等价的功能表示。设计结构920可以附加地或替代地包含数据和/或程序指令，当由设计过程910进行处理时，该数据和/或程序指令产生硬件器件的物理结构的功能表示。不管表示功能和/或结构设计特征，可以使用诸如由核心开发者/设计者实施的电子计算机辅助设计（ECAD）来产生设计结构920。当设计结构920被编码在机器可读的数据传输、门阵列、或存储介质上时，可以在设计过程910内通过一个或多个硬件和/或软件模块来访问和处理设计结构920，从而模拟或在功能上表示诸如在图1-8中示出的那些的电子部件、电路、电子或逻辑模块、装置、器件或系统。因此，设计结构920可包含文件或其他数据结构，其包括人和/或机器可读的源代码、编译结构、和计算机可执行的代码结构，当其被设计或模拟数据处理系统处理时，可以在功能上模拟或表示硬件逻辑设计的电路或其他层级。这样的数据结构可包括硬件描述语言（HDL）设计实体或与诸如Verilog和VHDL的较低级HDL设计语言和/或诸如C或C++的较高级设计语言一致和/或匹配的其他数据结构。
设计过程910优选采用和并入硬件和/或软件模块，以合成、翻译或处理在图1-8中示出的部件、电路、器件或逻辑结构的设计/模拟功能等价物，从而产生可包含诸如设计结构920的设计结构的网表（netlist）980。网表980可包含例如表示布线、分立部件、逻辑门、控制电路、I/O器件、模型等等的列表的经编译或处理的数据结构，其描述了与集成电路设计中的其他部件和电路的连接。可以使用迭代过程来合成网表980，在该迭代过程中，根据器件的设计规范和参数而重复合成网表980一次或多次。与本文中描述的其他设计结构类型相同，网表980可被记录在机器可读的数据存储介质上或被编程到可编程门阵列中。介质可以为非易失性存储介质，例如，磁盘或光盘驱动器、可编程门阵列、压缩闪存或其他闪速存储器。附加地或替代地，介质可以为系统或高速缓冲存储器、缓冲空间、或者电气或光导器件和材料，在该介质上，可以通过互联网或其他适宜的联网装置来传输并中间存储数据包。
设计过程910可包括用于处理包括网表980的各种输入数据结构类型的硬件和软件模块。例如，这样的数据结构类型可以驻存（reside）于库（library）部件930内并包括公共使用的部件、电路和器件的组，其包括用于给定制造技术（例如，不同的技术节点，32nm、45nm、90nm等）的模型、版图和符号表示。数据结构类型可以进一步包括设计规范940、表征数据950、验证用数据960、设计规则970以及测试数据文件985，该测试数据文件985可包括输入测试图形、输出测试结果以及其他测试信息。例如，设计过程910可以进一步包括标准机械设计过程，例如应力分析、热分析、机械事件模拟、用于诸如铸造、模制和模压成形（diepressforming）的操作的工艺模拟等。在不背离本发明的范围和精神的情况下，机械设计领域的普通技术人员可以理解在设计过程910中使用的可能的机械设计工具和应用的范围。设计过程910还可包括用于进行标准电路设计处理（例如，时序分析、验证、设计规则检查、位置和布线操作等等）的模块。
设计过程910采用和并入逻辑和物理设计工具（例如HDL编译器和模拟模型构建工具），以处理设计结构920与某些或所有的所描述的支撑数据结构以及任何附加的机械设计或数据（如果适用），从而产生第二设计结构990。
设计结构990驻存于存储介质或可编程门阵列上，并具有用于交换机械器件和结构的数据的数据格式（例如，存储在IGES、DXF、ParasolidXT、JT、DRG中的信息，或用于存储或提取（render）这样的机械设计结构的任何其他合适的格式）。与设计结构920相似地，设计结构990优选包括一个或多个文件、数据结构、或其他计算机编码的数据或指令，其驻存于传输或数据存储介质上，并且当被ECAD系统处理时，可以产生图1-8中所示的本发明的一个或多个实施例的逻辑上或功能上等价的形式。在一个实施例中，设计结构990可包含经编译的、可执行的HDL模拟模型，该模型在功能上模拟图1-8中所示的器件。
设计结构990还可采用用于交换集成电路的版图数据的数据格式和/或符号数据格式（例如，存储在GDSII（GDS2）、GL1、OASIS、映像文件（mapfile）中的信息、或用于存储这样的设计数据结构的任何其他适宜的格式）。设计结构990可包含信息，例如，符号数据、映像文件、测试数据文件、设计内容文件、制造数据、版图参数、布线、金属层、过孔、形状、用于通过制造线布线的数据、以及制造者或其他设计者/开发者所需要的任何其他数据，以产生上面所描述的并在图1-8中示出的器件或结构。然后设计结构990可进入阶段995，在该阶段995，例如，设计结构990进而流片（tape-out），交付制造，交付掩模工厂，发送到另一设计工厂，发送回客户等。
如上所述的方法用于制造集成电路芯片。制造商以未加工的晶片形式（即，作为具有多个未封装的芯片的单晶片）、作为裸芯或以封装形式发送所产生的集成电路芯片。在后一情况下，芯片被安装在单芯片封装（例如塑性载体，其中引线被附到母板或其他更高级载体）中或者被安装在多芯片封装（例如陶瓷载体，其具有任一或两个表面互连或掩埋的互连）中。在任何情况下，芯片接着与其他芯片、分立电路元件和/或其他信号处理器件集成来作为（a）中间产品（例如母板）或（b）最终产品的一部分。最终产品可以为包括集成电路芯片的任何产品，其范围从玩具和其他低端应用到具有显示器、键盘或其他输入器件和中央处理器的高级计算机产品。
对本发明的各种实施例的说明是为了示例的目的而给出的，而不旨在穷举或限制到所公开的实施例。只要不脱离所描述的实施例的范围和精神，多种修改和变体对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。为了最好地解释实施例的原理、实际应用或相对于市场上可见的技术的技术改进，或者为了使本领域的其他普通技术人员能够理解本文中公开的实施例，选择了本文中所用的术语。

Claims (19)

1.一种制造滤波器的方法，包括：
形成至少一个压电滤波器结构，所述至少一个压电滤波器结构包括在压电基底上形成的多个电极，包括：
在所述压电基底上形成具有多个指状物的固定电极；
在所述压电基底之上形成具有多个指状物的可动电极；以及
形成与所述可动电极的所述多个指状物中的一个或多个指状物对准的致动器，当将驱动电压施加到所述致动器时，所述致动器使所述可动电极静电地移动，以激活或去激活所述滤波器，
其中，所述可动电极的所述多个指状物与所述固定电极的所述多个指状物被定位为在所述至少一个压电滤波器结构的开启状态下在同一平面中互相交错，而在所述至少一个压电滤波器结构的关闭状态下，所述可动电极的所述多个指状物与所述固定电极的所述多个指状物不位于相同的平面中。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述可动电极被形成为地电极，在被致动时，所述可动电极的所述多个指状物变为与所述固定电极的所述多个指状物交错。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述可动电极被形成为Vin电极，在被致动时，所述Vin电极的所述多个指状物变为与地电极的所述多个指状物交错。
4.如权利要求1所述的方法，其中，形成所述致动器包括在所述压电基底中蚀刻出沟槽并将金属或金属合金沉积在所述沟槽中。
5.如权利要求1所述的方法，其中，形成所述致动器包括使所述致动器与所述可动电极的所述多个指状物对准。
6.如权利要求1所述的方法，其中，形成所述致动器包括形成比所述可动电极的所述多个指状物的数量少的致动器。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个压电滤波器结构是表面声波(SAW)滤波器。
8.如权利要求7所述的方法，其中，形成所述表面声波滤波器包括：
形成包括交错的信号电极和地电极的Vin叉指换能器(IDT)；以及
形成包括交错的信号电极和地电极的Vout叉指换能器。
9.如权利要求8所述的方法，其中，形成所述可动电极包括将所述可动电极定位在所述Vin叉指换能器或所述Vout叉指换能器的所述信号电极的上方。
10.如权利要求8所述的方法，其中，形成所述可动电极包括将所述可动电极定位在所述Vin叉指换能器或所述Vout叉指换能器的地电极的上方。
11.如权利要求1所述的方法，其中，形成所述可动电极包括：
在所述固定电极和所述致动器之上形成绝缘体层；
对所述绝缘体层进行构图以暴露所述固定电极；
在所述绝缘体层的图形中并在所述固定电极之上沉积牺牲材料；
在所述牺牲材料上形成所述可动电极，所述可动电极被定位为使其多个指状物与所述固定电极的所述多个指状物交错；
在所述可动电极之上形成附加的牺牲材料；
将至少一个致动器形成在所述附加的牺牲材料之上并与所述可动电极的所述多个指状物中的至少一个对准；
在所述附加的牺牲材料之上形成帽盖层；
在所述帽盖层中形成至少一个通气孔；
通过所述至少一个通气孔对所述牺牲材料和所述附加的牺牲材料开孔，以在所述可动电极附近形成上部腔和下部腔；以及
用材料来封闭所述至少一个通气孔。
12.如权利要求11所述的方法，其中，形成所述附加的牺牲材料包括：
在所述牺牲材料上沉积绝缘体材料；
对所述绝缘体材料进行构图；以及
将所述附加的牺牲材料沉积在所述绝缘体材料的所述图形中。
13.如权利要求11所述的方法，其中，形成所述附加的牺牲材料包括：
将所述附加的牺牲材料沉积在所述牺牲材料上；以及
对所述附加的牺牲材料进行构图。
14.如权利要求1所述的方法，其中，所述致动器被形成在所述可动电极的上方和下方。
15.一种滤波器，包括至少一个滤波器，所述至少一个滤波器包括在压电基底上形成的多个电极，其中所述多个电极包括可动电极和固定电极，所述可动电极和固定电极二者都具有多个指状物，所述多个指状物被定位为在开启状态下互相交错，而在关闭状态下，所述可动电极的所述多个指状物与所述固定电极的所述多个指状物不位于相同的平面中。
16.如权利要求15所述的滤波器，其中，所述可动电极是地电极，且所述固定电极是信号电极。
17.如权利要求15所述的滤波器，其中，所述可动电极是信号电极，且所述固定电极是地电极。
18.如权利要求15所述的滤波器，还包括位于所述可动电极的上方和下方的多个致动器，当将驱动电压施加到所述致动器时，所述致动器使所述可动电极静电地移动，以激活或去激活所述滤波器。
19.一种对权利要求15-18中任一项所述的滤波器编程或调谐的方法，包括：
确定滤波器的频率或使所述滤波器被激活的需要；以及
响应于该确定，通过将驱动电压施加到至少一个致动器来使所述滤波器的可动电极静电地移动，以激活或去激活所述滤波器。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9099982B2 (en) * 2012-01-25 2015-08-04 International Business Machines Corporation Method of manufacturing switching filters and design structures
US9225311B2 (en) * 2012-02-21 2015-12-29 International Business Machines Corporation Method of manufacturing switchable filters
WO2018001839A1 (en) * 2016-06-29 2018-01-04 Koninklijke Philips N.V. Eap actuator and drive method
JP7231368B2 (ja) * 2018-09-26 2023-03-01 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス
KR20210033174A (ko) * 2019-09-18 2021-03-26 삼성전자주식회사 표면 탄성파 필터를 포함하는 전자 장치
CN110783673A (zh) * 2019-11-08 2020-02-11 中北大学 一种基于mems开关的多通道交指型可调滤波器
JP7424849B2 (ja) * 2020-01-31 2024-01-30 太陽誘電株式会社 フィルタ、マルチプレクサおよび通信用モジュール
CN111825053B (zh) * 2020-07-03 2023-11-10 瑞声科技（南京）有限公司 电容系统及其制备方法
US20230198503A1 (en) * 2021-12-21 2023-06-22 Skyworks Solutions, Inc. Temperature compensated surface acoustic wave devices with multiple buried mass loading strips
CN117973288B (zh) * 2024-04-01 2024-06-11 西安智多晶微电子有限公司 一种基于fpga dsp的滤波器ip生成系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5455547A (en) * 1992-12-11 1995-10-03 The Regents Of The University Of California Microelectromechanical signal processors
CN1160308A (zh) * 1995-12-28 1997-09-24 株式会社村田制作所 纵向耦合型表面声波谐波滤波器
US6621134B1 (en) * 2002-02-07 2003-09-16 Shayne Zurn Vacuum sealed RF/microwave microresonator

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3676721A (en) * 1970-08-28 1972-07-11 Iit Res Inst Composite surface-wave transducer
FR2170291A5 (zh) * 1971-11-10 1973-09-14 France Etat
US4037175A (en) * 1974-01-02 1977-07-19 University Of Illinois Foundation Variable delay device
JPS60250710A (ja) 1984-05-28 1985-12-11 Seiko Epson Corp 周波数可変型ｓａｗフイルタ−
US5163220A (en) * 1991-10-09 1992-11-17 The Unites States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method of enhancing the electrical conductivity of indium-tin-oxide electrode stripes
TW497331B (en) 2001-01-12 2002-08-01 Asia Pacific Microsystems Inc Micro bulk acoustic wave filter multiplexer
US7943412B2 (en) * 2001-12-10 2011-05-17 International Business Machines Corporation Low temperature Bi-CMOS compatible process for MEMS RF resonators and filters
US6933808B2 (en) 2002-07-17 2005-08-23 Qing Ma Microelectromechanical apparatus and methods for surface acoustic wave switching
US7098575B2 (en) 2003-04-21 2006-08-29 Hrl Laboratories, Llc BAW device and method for switching a BAW device
US7514759B1 (en) 2004-04-19 2009-04-07 Hrl Laboratories, Llc Piezoelectric MEMS integration with GaN technology
JP2006093463A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Toshiba Corp 圧電ｍｅｍｓ素子及びチューナブルフィルタ
DE102005027457A1 (de) 2005-06-14 2006-12-28 Epcos Ag In der Frequenz abstimmbares SAW-Bauelement und Verfahren zur Frequenzabstimmung
DE102006046772A1 (de) * 2006-09-29 2008-04-03 Siemens Ag Anordnung zur Messung einer Drehrate mit einem Vibrationssensor
US20110012696A1 (en) 2009-07-20 2011-01-20 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Switched acoustic wave resonator for tunable filters
US9099982B2 (en) * 2012-01-25 2015-08-04 International Business Machines Corporation Method of manufacturing switching filters and design structures

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5455547A (en) * 1992-12-11 1995-10-03 The Regents Of The University Of California Microelectromechanical signal processors
CN1160308A (zh) * 1995-12-28 1997-09-24 株式会社村田制作所 纵向耦合型表面声波谐波滤波器
US6621134B1 (en) * 2002-02-07 2003-09-16 Shayne Zurn Vacuum sealed RF/microwave microresonator

Also Published As

Publication number Publication date
US9843303B2 (en) 2017-12-12
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DE102013200215A1 (de) 2013-07-25
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