CN110445476A - 包括体声波谐振器的滤波器和体声波谐振器组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种包括体声波谐振器的滤波器和体声波谐振器组。所述滤波器包括串联单元和分流单元。每个所述串联单元包括至少一个体声波谐振器。每个所述分流单元包括至少一个体声波谐振器，并设置在所述串联单元与地之间。所述串联单元中的一个或者所述分流单元中的一个包括串联连接的第一体声波谐振器、第二体声波谐振器和第三体声波谐振器。所述第二体声波谐振器的极性与所述第一体声波谐振器的极性和所述第三体声波谐振器的极性不同。

Description

包括体声波谐振器的滤波器和体声波谐振器组
本申请要求于2018年5月4日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0051962号韩国专利申请以及于2018年7月17日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0082714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
以下描述涉及一种包括体声波谐振器的滤波器以及体声波谐振器组。
背景技术
近来，随着移动通信装置、化学装置、生物技术装置等的快速发展，存在对用在这样的装置中的紧凑且轻量化的滤波器、振荡器、谐振元件、声波谐振质量传感器等的需求日益增长。
薄膜体声波谐振器(FBAR)已知为一种用于实现这样紧凑且轻量化的滤波器、振荡器、谐振元件、声波谐振质量传感器等的装置。这样的FBAR可以以最小的成本批量生产并且可实现为超小型尺寸。此外，这样的FBAR可被实现为具有高的品质因子(Q)值，并且可用在数千兆赫兹(GHz)的频带中。
通常，FBAR具有包括通过在板上顺序地层叠第一电极、压电层和第二电极而实现的谐振部的结构。FBAR的操作原理如下。通过施加到第一电极和第二电极的电能而在压电层中感应出电场。电场可导致压电层中的压电现象，从而使谐振部在预定方向上振动。结果，可在与谐振部的振动方向相同的方向上产生体声波，从而引起谐振。
发明内容
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识别所要求保护的主题的主要特征或必要特征，也不意在帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总的方面，一种滤波器包括串联单元和分流单元。每个串联单元包括至少一个体声波谐振器。每个分流单元包括至少一个体声波谐振器，并设置在所述串联单元与地之间。所述串联单元中的一个或者所述分流单元中的一个包括串联连接的第一体声波谐振器、第二体声波谐振器和第三体声波谐振器。所述第二体声波谐振器的极性与所述第一体声波谐振器的极性和所述第三体声波谐振器的极性不同。
当穿过所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器时，发生在所述第一体声波谐振器中的二次谐波失真可延迟角度并且可满足 或者
所述第二体声波谐振器的长度可与所述第一体声波谐振器的长度和所述第三体声波谐振器的长度不同。
所述第一体声波谐振器的长度可与所述第三体声波谐振器的长度相同。
所述第二体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比可在0.5至1的范围内。
所述第二体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比可在0.7至0.9的范围内。
所述第三体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比可在0.5至1的范围内。
所述第三体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比可在0.8至1的范围内。
所述第一体声波谐振器、所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器可设置在构成所述滤波器的电路的单个分支上。
在另一总的方面，一种滤波器包括串联单元和分流单元。每个串联单元包括至少一个体声波谐振器。每个分流单元包括至少一个体声波谐振器，并设置在所述串联单元与地之间。所述串联单元中的一个或者所述分流单元中的一个包括串联连接的第一体声波谐振器、第二体声波谐振器和第三体声波谐振器。当穿过所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器时，发生在所述第一体声波谐振器中的二次谐波失真延迟角度并且所述角度满足
所述第二体声波谐振器的长度可与所述第一体声波谐振器的长度和所述第三体声波谐振器的长度不同。
所述第一体声波谐振器的长度可与所述第三体声波谐振器的长度相同。
所述第二体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比可在0.5至1的范围内。
所述第二体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比可在0.7至0.9的范围内。
所述第三体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比可在0.5至1的范围内。
所述第三体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比可在0.8至1的范围内。
在另一总的方面，一种体声波谐振器组包括：输入端子；输出端子；以及第一体声波谐振器、第二体声波谐振器和第三体声波谐振器，设置在所述输入端子和所述输出端子之间。所述第一体声波谐振器具有第一极性，所述第二体声波谐振器具有与所述第一极性相反的第二极性，所述第三体声波谐振器具有第三极性，所述第三极性与所述第一极性或所述第二极性相同。
所述第一体声波谐振器、所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器可串联连接。
所述第一体声波谐振器可具有第一长度，所述第二体声波谐振器可具有比所述第一长度小的第二长度，所述第三体声波谐振器可具有第三长度，所述第三长度小于或等于所述第一长度。
所述第三长度可大于所述第二长度。
在另一总的方面，一种体声波谐振器组包括：第一体声波谐振器，具有第一长度；第二体声波谐振器，具有第二长度，所述第二长度小于所述第一长度；以及第三体声波谐振器，具有第三长度，所述第三长度大于所述第二长度并且小于等于所述第一长度。
所述第一体声波谐振器、所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器可串联连接在输入端子与输出端子之间，并且所述第一体声波谐振器、所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器中的仅两个可具有相同的极性。
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
图1是根据示例的体声波谐振器的截面图。
图2是根据示例的滤波器的电路图。
图3是以反向并联方式连接的多个体声波谐振器的电路图。
图4是以反向串联方式连接的多个体声波谐振器的电路图。
图5、图6A和图6B示出了二次谐波失真的减小。
图7是根据示例的应用于串联单元和分流单元的体声波谐振器组的电路图。
图8是根据图7的示例的体声波谐振器组的二次谐波失真的曲线图。
图9是根据示例的根据体声波谐振器的长度的二次谐波失真的曲线图。
图10是根据示例的二次谐波失真与体声波谐振器的长度之间的相关性的曲线图。
图11是示出根据图7的示例的体声波谐振器组的二次谐波失真的曲线图。
图12是示出根据示例的根据体声波谐振器的长度的延迟角度的曲线图。
图13示出根据示例的去除二次谐波失真的第一体声波谐振器的长度、第二体声波谐振器的长度以及第三体声波谐振器的长度。
图14示出根据示例的去除二次谐波失真的第二体声波谐振器的长度与第一体声波谐振器的长度的比以及去除二次谐波失真的第三体声波谐振器的长度与第一体声波谐振器的长度的比。
图15A和图15B是应用根据示例的体声波谐振器的滤波器的电路图。
在整个附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明及方便起见，可夸大附图中元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
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，在理解本申请的公开内容后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种变换、修改及等同物将是显而易见的。例如，在此所描述的操作顺序仅仅是示例，并不局限于在此所阐述的示例，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对于本领域已知的特征的描述。
这里所描述的特征可以以不同的形式实现，并且将不被解释为局限于在此所描述的示例。更确切的说，已经提供这里所描述的示例仅仅为示出在理解本申请的公开内容后将是显而易见的实现这里所描述的方法、设备和/或系统的很多可行的方式中的一些方式。
在此，值得注意的是，关于示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施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或实施例，但所有的示例和实施例不限于此。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“位于”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“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于两者之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接位于”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，可能不存在介于两者之间的其他元件。
如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个和任意两个或更多个的任意组合。
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、层或部分不受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、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，在此所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了易于描述，在此可使用诸如“在……上方”、“上”、“在……下方”以及“下”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图包含除了附图中描绘的方位之外装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置翻转，则描述为相对于另一元件位于“上方”或“上”的元件随后将相对于另一元件位于“下方”或“下”。因此，术语“在……上方”根据装置的空间方位包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。装置也可按照其他方式(例如，旋转90度或处于其他方位)定位，且将对在此使用的空间相对术语做出相应解释。
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，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数字、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、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，会发生附图中示出的形状的变型。因此，在此所描述的示例不局限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状上的变化。
在此所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管在此所描述的示例具有各种构造，但是如在理解本申请的公开内容后将是显而易见的其他构造是可行的。
图1是根据示例的体声波谐振器的截面图。
参照图1，体声波谐振器10可以是薄膜体声波谐振器(FBAR)或者固态安装谐振器(SMR)式谐振器。
体声波谐振器10可包括多层结构和结合到多层结构的盖200，多层结构包括板110、绝缘层120、气腔112和谐振部135。
板110可以是通常的硅板，绝缘层120可设置在板110的顶表面上，以使谐振部135与板110电绝缘。绝缘层120可利用二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)中的至少一种形成，并且可通过化学气相沉积、RF磁控溅射或蒸镀设置在板110上。
气腔112可设置在绝缘层120的上方。气腔112可以以使谐振部135在预定方向上振动这样的方式设置在谐振部135的下方。气腔112可通过在绝缘层120上形成牺牲层、在牺牲层上形成膜130以及通过蚀刻工艺去除牺牲层来形成。膜130可用作氧化物保护层或者保护板110的保护层。
蚀刻停止层125可另外设置在绝缘层120与气腔112之间。蚀刻停止层125可用于保护板110和绝缘层120免受蚀刻工艺的影响，并可用作在蚀刻停止层125上沉积多个层所需的基体。
谐振部135可包括顺序地层叠在膜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的在竖直方向上叠置的公共区域可设置在气腔112的上方。第一电极140和第二电极160可设置在气腔112的上方。第一电极140和第二电极160可利用诸如金(Au)、钛(Ti)、钽(Ta)、钼(Mo)、钌(Ru)、铂(Pt)、钨(W)、铱(Ir)和镍(Ni)的金属或它们的合金形成。
压电层150是引起将电能转换为声波的形式的机械能的压电效应的部分，并可利用氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)和锆钛酸铅(PZT，PbZrTiO)中的一种形成。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)中的至少一种，而压电层150可包括该稀土金属。
种子层可另外设置在第一电极140的下方以改善压电层150的晶体取向。种子层可利用氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)和锆钛酸铅(PZT，PbZrTiO)中的一种形成，并具有与压电层150相同的结晶度。
谐振部135可分为有效区域和无效区域。谐振部135的有效区域为当诸如射频(RF)信号的电能施加到第一电极140和第二电极160时，由于压电层150中发生的压电现象而在预定方向上振动和谐振的区域。谐振部135的有效区域对应于第一电极140、压电层150和第二电极160在气腔112的上方竖直地彼此叠置的区域。谐振部135的无效区域为即使当电能施加到第一电极140和第二电极160时也不由于压电效应而谐振的区域。谐振部135的无效区域对应于设置在有效区域之外的区域。
谐振部135利用压电现象输出具有特定频率的RF信号。谐振部135可根据压电层150的压电现象输出具有与振动对应的谐振频率的RF信号。
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暴露到外部。保护层170可利用氧化硅基绝缘材料、氮化硅基绝缘材料、氧化铝基绝缘材料和氮化铝基绝缘材料中的一种形成。虽然单个的多层结构在图1中被示出为容纳在单个盖200中，但多个多层结构可容纳在单个盖200中，并且可根据设计而彼此连接。多个多层结构可通过在第一电极层140和第二电极160上制备布线电极而彼此连接。
盖200可结合到多层结构以保护谐振部135免受外部环境的影响。盖200可形成为具有容纳谐振部135的内部空间的盖的形式。具体地，盖200可包括形成在盖200的中央处以容纳谐振部135的容纳部，并且盖200的边缘可结合到多层结构。虽然盖200在图1中被示出为结合到层叠在板110上的保护层170，但盖200可穿过保护层170而结合到膜130、蚀刻停止层125、绝缘层120和板110中的至少一种。
盖200可通过共晶结合而结合到板110。在这种情况下，可通过在多层结构上沉积可共晶结合到板110的粘合剂250之后对板晶圆和盖晶圆进行加压和加热来执行结合。粘合剂250可包括铜-锡(Cu-Sn)的共晶材料，并且还可包括焊球。
至少一个通路孔113可形成在板110的底表面中，并在厚度方向上穿过板110。通路孔113不仅可在厚度方向上穿过板110还可在厚度方向上穿过绝缘层120、蚀刻停止层125和膜130的部分。连接图案114可设置在通路孔113中。连接图案114可设置在通路孔113的内表面上，例如，设置在通路孔113的整个内壁上。
连接图案114可通过在通路孔113的内表面上形成导电层来形成。例如，连接图案114可通过沿着通路孔113的内壁沉积、涂敷或填充诸如金或铜的导电金属来形成。作为示例，连接图案114可利用钛-铜(Ti-Cu)合金来形成。
连接图案114可连接到第一电极140和第二电极160中的至少一个。作为示例，连接图案114可穿过板110、膜130、第一电极140、压电层150中的至少一部分，以电连接到第一电极140和第二电极160中的至少一个。设置在通路孔113的内表面上的连接图案114可延伸到板110的底表面，以连接到设置在板110的底表面上的板连接焊盘115。因此，连接图案114可将第一电极140和第二电极160电连接到板连接焊盘115。
板连接焊盘115可通过凸块电连接到可设置在体声波谐振器10的下方的外部板。体声波谐振器10可对通过板连接焊盘115施加到第一电极140和第二电极160的RF信号执行滤波操作。
图2是根据示例的滤波器的电路图。
参照图2，滤波器可包括至少一个串联单元11和设置在至少一个串联单元11与地之间的至少一个分流单元12。滤波器可具有梯型滤波器结构，如图2中所示。可选地，滤波器可具有格型滤波器结构。
至少一个串联单元11可串联连接在输入信号被输入到其的信号输入端子RFin与输出信号从其输出的输出端子RFout之间。分流单元12可连接在串联单元11与地之间。虽然滤波器在图2中被示出为包括四个串联单元11a、11b、11c和11d以及三个分流单元12a、12b和12c，串联单元的数量和分流单元的数量可进行改变。
至少一个串联单元11和至少一个分流单元12中的每个可包括图1中示出的至少一个体声波谐振器，至少一个体声波谐振器可以以反向并联方式和反向串联方式中的至少一种方式连接。
图3是以反向并联方式连接的多个体声波谐振器的电路图，图4是以反向串联方式连接的多个体声波谐振器的电路图。
参照图3和图4，图3中示出的两个体声波谐振器310和320以反向并联方式彼此连接，图4中示出的两个体声波谐振器410和420以反向串联方式彼此连接。术语“反向并联”指的是两个体声波谐振器在两个体声波谐振器的C-轴方向彼此相反的状态下彼此并联连接，术语“反向串联”指的是两个体声波谐振器在两个体声波谐振器的C-轴方向彼此相反的状态下彼此串联连接。
当RF信号被施加到图3或图4中示出的体声波谐振器时，两个体声波谐振器可在两个体声波谐振器的C-轴方向彼此相反的状态下彼此并联连接。因此，两个体声波谐振器中的一个的振动状态可与两个体声波谐振器中的另一个的振动状态不同。例如，当体声波谐振器中的一个处于膨胀状态时，体声波谐振器中的另一个可处于收缩状态。因此，各个体声波谐振器中的非线性特性可由于两个体声波谐振器的相反的激励状态而彼此抵消。
随着对射频(RF)通信的需求快速增加以及技术的发展，频带之间的间隔已经被减小，以有效地使用有限的频率资源。因此，存在对显著地减小频带与其他频带的干扰的技术的需求。在用于无线端子的RF滤波器中，需要改善插入损耗特性，以显著地减小与其他频带之间的干扰。此外，需要减小与其他频带中的频率发生干扰的二次谐波失真(2HD)和互调失真(IMD)。
在使用体声波谐振器的滤波器的情况下，具有相同的体积的体声波谐振器可以以反向并联或反向串联的结构彼此连接，以改善插入损耗特性并减小二次谐波失真和互调失真。
图5、图6A和图6B示出了二次谐波失真的减小。
图5是包括以反向串联方式连接的体声波谐振器510和520的滤波器的电路图，图6A和图6B示出了体声波谐振器510和520的二次谐波失真的响应曲线。
当具有f0的频率的RF信号输入到输入端子In时，对应于α*cos(4πf0t)的二次谐波失真分别发生在第一体声波谐振器510中和第二体声波谐振器520中。
参照图6A，由于发生在第一体声波谐振器510中的二次谐波失真S1与发生在第二体声波谐振器520中的二次谐波失真S2具有相反的极性，因此二次谐波失真S1和S2理想地彼此抵消，从而被去除。
参照图6B，当穿过第二体声波谐振器520时，发生在第一体声波谐振器510中的二次谐波失真S1在输出端子Out处作为与对应的延迟的二次谐波失真S1d被输出。例如，第一体声波谐振器510的输出到输出端子Out的二次谐波失真从穿过第二体声波谐振器520之前的理想的二次谐波失真S1被延迟角度例如，第一体声波谐振器510的实际的二次谐波失真S1d从理想的二次谐波失真S1被延迟/(4πf0)的时间。
因此，滤波器的二次谐波失真(2HD)没有被完全去除，并且发生了的二次谐波失真。作为示例，当角度为23度时，二次谐波失真的约百分之五十被去除。
图7是根据示例的应用于串联单元和分流单元的体声波谐振器组的电路图。
根据示例的体声波谐振器组可包括设置在输入端子In和输出端子Out之间的第一体声波谐振器1100、第二体声波谐振器1200和第三体声波谐振器1300。
如图7中所示，第一体声波谐振器1100和第二体声波谐振器1200可以以反向串联方式连接，第二体声波谐振器1200和第三体声波谐振器1300可以以反向串联方式连接。
发生在第一体声波谐振器1100中的二次谐波失真S1为α1*cos(4πf0t)，发生在第二体声波谐振器1200中的二次谐波失真S2为α2*cos(4πf0t)，发生在第三体声波谐振器1300中的二次谐波失真S3为α3*cos(4πf0t)。在每当穿过各个体声波谐振器时发生与/(4πf0)对应的时间延迟时，发生在第一体声波谐振器1100中的二次谐波失真S1在输出端子Out处被输出为式(1)的延迟的二次谐波失真S1d，发生在第二体声波谐振器1200中的二次谐波失真S2在输出端子Out处被输出为式(1)的延迟的二次谐波失真S2d。
式(1)：
因此，整个体声波谐振器组的最终的二次谐波失真S可通过式(2)来表示。式(2)可改变为式(3)。
式(2)：
式(3)：
二次谐波失真S需要满足式(4)以满足零(0)。
式(4)：
满足式(4)的α1、α2和α3的关系可通过式(5)来表示。
式(5)：
α3＝α1
参照图7，在或的情况下，第一体声波谐振器1100的极性和第三体声波谐振器1300的极性应彼此相同，第二体声波谐振器1200的极性应与第一体声波谐振器1100的极性和第三体声波谐振器1300的极性相反。在的情况下，第二体声波谐振器1200的极性应与第一体声波谐振器1100的极性和第三体声波谐振器1300的极性相同。
例如，每当穿过每个体声波谐振器时，在或 (为延迟角度)的情况下，第二体声波谐振器1200的极性与第一体声波谐振器1100的极性和第三体声波谐振器1300的极性相反，如图7中所示。相反，每当穿过每个体声波谐振器时，在(为延迟角度)的情况下，与图7中所示的内容不同，第一体声波谐振器1100的极性、第二体声波谐振器1200的极性和第三体声波谐振器1300的极性均可彼此相同。
图8是根据图7的示例的体声波谐振器组的二次谐波失真的曲线图。
图8的曲线图示出了当图7中的体声波谐振器组满足式(5)时的二次谐波失真。
如从图8中可看出的，当体声波谐振器组满足式(5)时，第一体声波谐振器1100的延迟的二次谐波失真S1d、第二体声波谐振器1200的延迟的二次谐波失真S2d和第三体声波谐振器1300的二次谐波失真S3彼此抵消，因此，由第一体声波谐振器1100、第二体声波谐振器1200和第三体声波谐振器1300引起的总的二次谐波失真S为零(0)。
图9是根据示例的根据体声波谐振器的长度的二次谐波失真的曲线图，图10是根据示例的二次谐波失真与体声波谐振器的长度之间的相关性的曲线图。
如从图9中可看出的，在单个体声波谐振器的情况下，二次谐波失真的幅值根据体声波谐振器的长度(在下文中，称为“L”)进行改变。体声波谐振器的长度L可通过如下与其面积S的关系来定义：L＝S1/2。
参照图9和图10，在2.54GHz处，二次谐波失真功率h与体声波谐振器的长度L之间关系可大致如式(6)中所示出的。在式(6)中，a可对应于-0.3，K可对应于27。
式(6)：
h＝a*L+K
在式(6)中，二次谐波失真功率h表示为当输入30dBm的输入功率时，体声波谐振器中产生的谐波失真功率的[dBm]。由于功率h'(单位W)与电压波长α之间的关系为h'＝α2/(2*z0)和h＝10*log10(1000*h')，式(6)可表示为式(7)，z0可以是常数。
式(7)：
h＝10log10(h′)+30
10log10(h′)+30＝a*L+K
10log10h′＝a*L+K-30
10log10(α2)＝a*L+K-30+10log10(2*z0)
20log10(α)＝a*L+K`
参照式(5)，由于因此式(7)可表示为式(8)。在式(8)中，L1表示第一体声波谐振器1100的长度，L2表示第二体声波谐振器1200的长度。
式(8)：
20log10(α1)＝a*L1+K`
20log10(-α2)＝a*L2+K`
因此，第一体声波谐振器1100的长度L1、第二体声波谐振器1200的长度L2和第三体声波谐振器1300的长度L3可满足式(9)。
式(9)：
L3＝L1
参照式(9)，第一体声波谐振器1100的长度L1和第三体声波谐振器1300的长度L3彼此相等，同时第二体声波谐振器1200的长度L2可与第一体声波谐振器1100的长度L1和第三体声波谐振器1300的长度L3不同。
作为示例，在式(9)中，当第一体声波谐振器1100的长度L1为80μm并且为23度时，第二体声波谐振器1200的长度L2为62.3μm，第三体声波谐振器1300的长度L3为80μm。
当第二体声波谐振器1200的长度L2与第三体声波谐振器1300的长度L3不同时，第一体声波谐振器1100的二次谐波失真在第二体声波谐振器1200中延迟的时间或角度与在第三体声波谐振器1300中延迟的时间或角度不同。因此，整个谐振器组的二次谐波失真没有被完全去除。其中第二体声波谐振器1200的长度L2与第三体声波谐振器1300的长度L3不同的整个谐振器组的二次谐波失真没有被完全去除。以下将参照图11描述这样的现象。
图11是示出根据图7的示例的体声波谐振器组的二次谐波失真的曲线图。具体地，图11的曲线图示出了当根据图7的示例的体声波谐振器组满足式(9)时的二次谐波失真。
在图11中，通过没有反映出由第二体声波谐振器1200的长度上的变化引起的延迟的曲线图示出了第一体声波谐振器1100的输出到输出端子Out的二次谐波失真S1d。通过反映出由第二体声波谐振器1200的长度上的变化引起的延迟的曲线图示出了第一体声波谐振器1100的输出到输出端子Out的二次谐波失真S1d_real。
参照图11，第一体声波谐振器1100的输出到输出端子Out的二次谐波失真S1d_real的延迟随着第二体声波谐振器1200的长度上的变化增加。因此，整个体声波谐振器组的二次谐波失真没有被完全去除。
结果，有必要补偿根据第二体声波谐振器1200的长度与第三体声波谐振器1300的长度之间的差异的延迟变化。
图12是示出根据示例的根据体声波谐振器的长度的延迟角度的曲线图。
参照图12，延迟角度根据体声波谐振器的长度L进行改变。具体地，体声波谐振器的长度L越大，延迟角度越小，并且体声波谐振器的长度L越小，延迟角度越大。
当根据体声波谐振器的长度的延迟变化被反映出时，二次谐波失真率可表示为式(10)。
式(10)：
S3＝α3*cos(4πf0t)
用于使式(10)的S为零(0)的条件示出在式(11)中。
式(11)：
在式(11)中，可如式(12)中所示获得α2和α3。
式(12)：
在式(10)中，第二体声波谐振器1200中的延迟角度和第三体声波谐振器1300中的延迟角度分别是关于第二体声波谐振器1200的长度L2和第三体声波谐振器1300的长度L3的函数，并且可分别表示为(L2)和(L3)。第二体声波谐振器1200的长度L2和第三体声波谐振器1300的长度L3可通过由式(8)和式(12)归纳出的式(13)来表示。
式(13)：
L2＝L1+20log10(-α2/α1)/a
L3＝L1+20log10(α3/α1)/a
在第一体声波谐振器1100的长度L1为80μm的情况下，满足式(11)的第二体声波谐振器1200的长度L2和第三体声波谐振器1300的长度L3分别为60.5μm和72.5μm。在这种情况下，第二体声波谐振器1200的延迟角度为36度，第三体声波谐振器1300的延迟角度为27度。
图13示出根据示例的去除二次谐波失真的第一体声波谐振器的长度、第二体声波谐振器的长度以及第三体声波谐振器的长度。
参照图13，横轴表示具有与当第一体声波谐振器至第三体声波谐振器串联连接时的阻抗相同的阻抗的单个体声波谐振器的长度。纵轴表示第一体声波谐振器至第三体声波谐振器的与单个体声波谐振器的长度对应的长度。
作为示例，具有40μm的长度的单个体声波谐振器的阻抗可等于在具有80μm的长度L1的第一体声波谐振器1100、具有60.5μm的长度的第二体声波谐振器1200和具有72.5μm的长度L3的第三体声波谐振器1300串联连接的情况下的阻抗。
图14示出根据示例的去除二次谐波失真的第二体声波谐振器的长度与第一体声波谐振器的长度的比以及去除二次谐波失真的第三体声波谐振器的长度与第一体声波谐振器的长度的比。
参照图14，第二体声波谐振器的长度与第一体声波谐振器的长度的比(L2/L1)在0.5至1的范围内，更具体地，在0.7至0.9的范围内。第三体声波谐振器的长度与第一体声波谐振器的长度的比(L3/L1)在0.5至1的范围内，更具体地，在0.8至1的范围内。
图15A和图15B是应用根据示例的体声波谐振器的滤波器的电路图。
参照图15A和图15B，根据示例的体声波谐振器可应用于串联单元11a、11b、11c和11d中的至少一个以及分流单元12a、12b和12c中的至少一个。
参照图15A，第一串联单元11a、第二串联单元11b和第三串联单元11c可分别包括第一串联谐振器SE1、第二串联谐振器SE2和第三串联谐振器SE3，第四串联单元11d可包括根据示例的谐振器组1000。第一分流单元12a、第二分流单元12b和第三分流单元12c可分别包括第一分流谐振器SH1、第二分流谐振器SH2和第三分流谐振器SH3。
虽然根据示例的谐振器组1000在图15A中被示出为应用于第四串联单元11d，但是根据示例的谐振器组可应用于第一串联单元11a、第二串联单元11b和第三串联单元11c中的一个。
参照图15B，第一串联单元11a、第二串联单元11b、第三串联单元11c和第四串联单元11d可分别包括第一串联谐振器SE1、第二串联谐振器SE2、第三串联谐振器SE3和第四串联谐振器SE4。第一分流单元12a和第二分流单元12b可分别包括第一分流谐振器SH1和第二分流谐振器SH2，第三分流单元12c可包括根据示例的谐振器组1000。
虽然根据示例的谐振器组1000在图15B中被示出为应用于第三分流单元12c，但是根据示例的谐振器组可应用于第一分流单元12a和第二分流单元12b中的一个。
包括根据在此公开的示例的滤波器的电路可具有设置在电路的单个分支上的第一体声波谐振器、第二体声波谐振器和第三体声波谐振器。
如上所述，根据示例的滤波器可减小二次谐波失真和互调失真。
虽然本公开包括具体示例，但是在理解本申请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，可在这些示例中进行形式和细节上的各种改变。在此描述的示例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视为可被应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来组合所描述的系统、架构、装置或电路中的组件、和/或由其他组件或其等同物来替换或增添所描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不是由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的全部改变将被视为被包括在本公开中。

Claims (21)

1.一种滤波器，包括：
串联单元，每个串联单元包括至少一个体声波谐振器；以及
分流单元，每个分流单元包括至少一个体声波谐振器，所述分流单元中的每个设置在所述串联单元与地之间，
其中，所述串联单元中的一个或者所述分流单元中的一个包括串联连接的第一体声波谐振器、第二体声波谐振器和第三体声波谐振器，并且
所述第二体声波谐振器的极性与所述第一体声波谐振器的极性和所述第三体声波谐振器的极性不同。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其中，当穿过所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器时，发生在所述第一体声波谐振器中的二次谐波失真延迟角度并且或者
3.根据权利要求2所述的滤波器，其中，所述第二体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度和所述第三体声波谐振器的长度不同。
4.根据权利要求3所述的滤波器，其中，所述第一体声波谐振器的长度与所述第三体声波谐振器的长度相同。
5.根据权利要求3所述的滤波器，其中，所述第二体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比在0.5至1的范围内。
6.根据权利要求5所述的滤波器，其中，所述第二体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比在0.7至0.9的范围内。
7.根据权利要求3所述的滤波器，其中，所述第三体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比在0.5至1的范围内。
8.根据权利要求7所述的滤波器，其中，所述第三体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比在0.8至1的范围内。
9.根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述第一体声波谐振器、所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器设置在构成所述滤波器的电路的单个分支上。
10.一种滤波器，包括：
串联单元，每个串联单元包括至少一个体声波谐振器；以及
分流单元，每个分流单元包括至少一个体声波谐振器，所述分流单元中的每个设置在所述串联单元与地之间，
其中，所述串联单元中的一个或者所述分流单元中的一个包括串联连接的第一体声波谐振器、第二体声波谐振器和第三体声波谐振器，并且
当穿过所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器时，发生在所述第一体声波谐振器中的二次谐波失真延迟角度并且所述角度满足
11.根据权利要求10所述的滤波器，其中，所述第二体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度和所述第三体声波谐振器的长度不同。
12.根据权利要求11所述的滤波器，其中，所述第一体声波谐振器的长度与所述第三体声波谐振器的长度相同。
13.根据权利要求10所述的滤波器，其中，所述第二体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比在0.5至1的范围内。
14.根据权利要求13所述的滤波器，其中，所述第二体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比在0.7至0.9的范围内。
15.根据权利要求10所述的滤波器，其中，所述第三体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比在0.5至1的范围内。
16.根据权利要求15所述的滤波器，其中，所述第三体声波谐振器的长度与所述第一体声波谐振器的长度的比在0.8至1的范围内。
17.一种体声波谐振器组，包括：
输入端子；
输出端子；以及
第一体声波谐振器、第二体声波谐振器和第三体声波谐振器，设置在所述输入端子和所述输出端子之间，
其中，所述第一体声波谐振器具有第一极性，所述第二体声波谐振器具有与所述第一极性相反的第二极性，所述第三体声波谐振器具有第三极性，所述第三极性与所述第一极性或所述第二极性相同，
其中，所述第一体声波谐振器、所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器串联连接。
18.根据权利要求17所述的体声波谐振器组，其中，所述第一体声波谐振器具有第一长度，所述第二体声波谐振器具有比所述第一长度小的第二长度，所述第三体声波谐振器具有第三长度，所述第三长度小于或等于所述第一长度。
19.根据权利要求17所述的体声波谐振器组，其中，所述第三长度大于所述第二长度。
20.一种体声波谐振器组，包括：
第一体声波谐振器，具有第一长度；
第二体声波谐振器，具有第二长度，所述第二长度小于所述第一长度；以及
第三体声波谐振器，具有第三长度，所述第三长度大于所述第二长度并且小于等于所述第一长度。
21.根据权利要求20所述的体声波谐振器组，其中，所述第一体声波谐振器、所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器串联连接在输入端子与输出端子之间，并且所述第一体声波谐振器、所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器中的仅两个具有相同的极性。
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