CN111355471B - 前端模块 - Google Patents

前端模块 Download PDF

Info

Publication number
CN111355471B
CN111355471B CN201910776907.XA CN201910776907A CN111355471B CN 111355471 B CN111355471 B CN 111355471B CN 201910776907 A CN201910776907 A CN 201910776907A CN 111355471 B CN111355471 B CN 111355471B
Authority
CN
China
Prior art keywords
filter
ghz
end module
switch
passband
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910776907.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111355471A (zh
Inventor
朴朶焌
郑原圭
金性泰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electro Mechanics Co Ltd filed Critical Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Publication of CN111355471A publication Critical patent/CN111355471A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111355471B publication Critical patent/CN111355471B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/547—Notch filters, e.g. notch BAW or thin film resonator filters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/703—Networks using bulk acoustic wave devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/213—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/10—Mounting in enclosures
    • H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1014—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/12—Bandpass or bandstop filters with adjustable bandwidth and fixed centre frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/10—Mounting in enclosures
    • H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/105—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a cover cap mounted on an element forming part of the BAW device
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/56—Monolithic crystal filters
    • H03H9/562—Monolithic crystal filters comprising a ceramic piezoelectric layer
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/56—Monolithic crystal filters
    • H03H9/564—Monolithic crystal filters implemented with thin-film techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/56—Monolithic crystal filters
    • H03H9/566—Electric coupling means therefor
    • H03H9/568—Electric coupling means therefor consisting of a ladder configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/58—Multiple crystal filters
    • H03H9/582—Multiple crystal filters implemented with thin-film techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/58—Multiple crystal filters
    • H03H9/582—Multiple crystal filters implemented with thin-film techniques
    • H03H9/586—Means for mounting to a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
    • H03H9/588—Membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/58—Multiple crystal filters
    • H03H9/60—Electric coupling means therefor
    • H03H9/605—Electric coupling means therefor consisting of a ladder configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H04B1/18—Input circuits, e.g. for coupling to an antenna or a transmission line
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/44—Transmit/receive switching
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H2210/00—Indexing scheme relating to details of tunable filters
    • H03H2210/03—Type of tuning
    • H03H2210/036—Stepwise

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

本发明提供一种前端模块，所述前端模块包括：滤波器部，包括滤波器，所述滤波器均包括具有依次堆叠的第一电极、压电层和第二电极的至少一个体声波谐振器，并且所述滤波器各自具有不同的分配通带使得每个通带的频带与相邻通带的频带的一部分重叠；以及开关部，选择性地连接到所述滤波器以形成无线频率信号的路径。

Description

前端模块
本申请要求于2018年12月21日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0167660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
以下描述涉及一种前端模块。
背景技术
随着移动通信装置、化学和生物装置等的快速发展，对于在这样的装置中使用的小型且重量轻的滤波器、振荡器、谐振元件、声学谐振质量传感器等的需求已经增加。
通常，薄膜体声波谐振器(FBAR)已经用于实现小型且重量轻的滤波器、振荡器、谐振元件、声学谐振质量传感器等。薄膜体声波谐振器可按照非常低的成本批量生产，并且可实现微型的薄膜体声波谐振器。此外，薄膜体声波谐振器可实现高品质因数(Q)(滤波器的主要性能之一)，并且可被用在各种GHz频带中。
通常，体声波谐振器可包括通过将第一电极、压电层和第二电极堆叠在基板上来实现的谐振部。关于体声波谐振器的工作原理，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，并且通过感应出的电场而可在压电层中发生压电效应，使得谐振器可沿着特定方向振动。结果，体声波可沿着与振动方向相同的方向产生并且可发生谐振。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式介绍所选择的构思，并在下面的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限定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护主题的范围。
在一个总体方面，一种前端模块包括：滤波器部，包括滤波器，所述滤波器均包括具有依次堆叠的第一电极、压电层和第二电极的至少一个体声波谐振器，并且所述滤波器中的每个具有不同的分配通带使得每个通带的频带与相邻通带的频带的一部分重叠；以及开关部，选择性地连接到所述滤波器以形成无线频率信号的路径。
相邻通带之间的重叠带宽可基于由所述滤波器支持的多个信道中的一个信道的带宽来确定。
相邻通带之间的所述重叠带宽可基于所述多个信道中具有最大带宽的信道的带宽来确定。
所述滤波器中的每个可包括带通滤波器。
所述通带中的每个的带宽可相同。
所述开关部可包括：第一开关，设置在所述滤波器中的每个的第一端和天线之间；以及第二开关，设置在所述滤波器中的每个的第二端和无线频率信号处理装置之间。
所述至少一个体声波谐振器可按照梯型方式和格型方式中的至少一种连接。
在另一总体方面，一种前端模块包括：滤波器，均包括具有依次堆叠的第一电极、压电层和第二电极的至少一个体声波谐振器，所述滤波器中的每个具有不同的分配通带；以及开关部，选择性地连接到所述滤波器以形成无线频率信号的路径。所述分配通带包括具有第一频带的第一通带和与所述第一通带相邻并且具有比所述第一频带高的第二频带的第二通带，并且所述第一通带的上限频率高于所述第二通带的下限频率。
所述第一通带和所述第二通带之间的重叠带宽可基于由所述滤波器支持的多个信道中的一个信道的带宽来确定。
所述第一通带和所述第二通带之间的所述重叠带宽可基于所述多个信道中具有最大带宽的信道的带宽来确定。
所述滤波器中的每个可包括带通滤波器。
所述滤波器可包括具有分配到其的所述第一通带的第一滤波器和具有分配到其的所述第二通带的第二滤波器。
所述前端模块可包括具有分配到其的第三通带的第三滤波器，并且所述第三通带可具有高于所述第二频带的第三频带。
所述第二通带的上限频率可高于所述第三通带的下限频率。
所述滤波器可被实现为一个芯片。
所述至少一个体声波谐振器可按照梯型方式和格型方式中的至少一种连接。
所述开关部可包括第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关可在所述第一滤波器的操作时间连接到所述第一滤波器，所述第一开关和所述第二开关可在所述第二滤波器的操作时间连接到所述第二滤波器，并且所述第一开关和所述第二开关可在第三滤波器的操作时间连接到所述第三滤波器。
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是示出根据示例的滤波器的截面图。
图2是示出包括根据示例的体声波谐振器的滤波器的电路图。
图3是示出滤波器的频率响应的曲线图。
图4是示出根据示例的前端模块的电路图。
图5是示出根据示例的前端模块的电路图。
图6是示出分配到前端模块的多个滤波器的通带的曲线图。
在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标记表示相同的元件。附图可不按比例绘制，并且为了清楚、说明和方便起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、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，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。这里所描述的操作的顺序仅是示例，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，可做出对本领域普通技术人员来说将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对本领域普通技术人员来说公知的功能和结构的描述。
这里所描述的特征可按照不同的形式实施，并且将不被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供这里所描述的示例使得本公开将是彻底的和完整的并且将本公开的全部范围传达给本领域普通技术人员。
这里，注意，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，该元件可直接“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。
如在这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一项和任意两项或更多项的任意组合。
尽管这里可使用诸如“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、层或部分不受限于这些术语。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，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了便于描述，这里可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”的空间相对术语，以描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意图除了包含附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为相对于另一元件位于“上方”或“上面”的元件于是将相对于另一元件位于“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包括上方和下方两种方位。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，并且这里所使用的空间相对术语将被相应地解释。
这里所使用的术语仅用于描述各种示例，并不用于限制本公开。除非上下文另有明确说明，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，附图中示出的形状可能出现变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中示出的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状变化。
这里所描述示例的特征可按照在理解本申请的公开内容后将显而易见的各种方式组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种构造，但在理解本申请的公开内容后将显而易见的其他构造也是可行的。
在下文中，将参照附图描述本公开的示例。
图1是示出根据示例的滤波器的截面图。
参照图1，滤波器10可包括盖200和至少一个体声波谐振器100。图1示出了滤波器10包括两个体声波谐振器100的示例，但是滤波器10的构造不限于两个体声波谐振器100。例如，滤波器10可包括单个体声波谐振器100或者三个或更多个体声波谐振器100。体声波谐振器100可是薄膜体声波谐振器(FBAR)。
体声波谐振器100可包括包含多个膜的堆叠结构。包括在体声波谐振器100中的堆叠结构可包括基板110、绝缘层115、气腔133、支撑部134、辅助支撑部135和谐振部155(包括第一电极140、压电层150和第二电极160)，并且还可包括保护层170和金属层180。
关于体声波谐振器100的制造工艺，可在绝缘层115上形成牺牲层，并且可通过部分地去除牺牲层来制备将设置为支撑部134的图案。辅助支撑部135可利用剩余的牺牲层形成。形成在牺牲层上的图案的上表面的宽度可大于下表面的宽度，并且连接上表面和下表面的侧表面可倾斜。在牺牲层上形成图案后，可在牺牲层和通过图案向外部暴露的绝缘层115上设置膜130。在形成膜130之后，可形成覆盖膜130并作为形成支撑部134的基体的蚀刻停止材料。
在形成蚀刻停止材料之后，可将蚀刻停止材料的一个表面平面化，使得设置在牺牲层的上表面上的膜130可向外部暴露。可在蚀刻停止材料的一个表面的平面化中去除蚀刻停止材料的一部分，并且在去除蚀刻停止材料的一部分之后，可通过保留在图案中的蚀刻停止材料来形成支撑部134。作为蚀刻停止材料的平面化的结果，支撑部134的一个表面和牺牲层的一个表面可近似为平面。膜130可在蚀刻停止材料的平面化工艺中用作停止层。
可堆叠第一电极140、压电层150和第二电极160等，并且可通过蚀刻和去除牺牲层的蚀刻工艺来形成气腔133。作为示例，牺牲层可包括多晶硅(poly-Si)。气腔133可设置在谐振部155的下部，使得包括第一电极140、压电层150和第二电极160的谐振部155可沿着特定方向振动。
基板110可包括硅基板，并且将谐振部155与基板110电隔离的绝缘层115可布置在基板110的上表面上。绝缘层115可利用二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN)中的至少一者形成，并且可通过化学气相沉积工艺、RF磁控溅射工艺或蒸发工艺形成在基板110上。
蚀刻停止层还可形成在绝缘层115上。蚀刻停止层可保护基板110和绝缘层115免受蚀刻工艺的影响，并且可用作沉积在蚀刻停止层上的其他层的基体。
气腔133和支撑部134可设置在绝缘层115上。气腔133可通过以下步骤形成：在绝缘层115上形成牺牲层；在牺牲层上形成将被设置为支撑部134的图案；堆叠第一电极140、压电层150和第二电极160；以及执行蚀刻并去除牺牲层的蚀刻工艺。
气腔133可设置在谐振部155的下部，使得包括第一电极140、压电层150和第二电极160的谐振部155可沿着特定方向振动。支撑部134可设置在气腔133的一侧上。
支撑部134的厚度可与气腔133的厚度相同。因此，由气腔133和支撑部134提供的上表面可近似为平面(例如，气腔133的上表面可与支撑部134的上表面共面)。在示例中，谐振部155可设置在台阶部被去除的平面表面上，以解决插入损耗并且改善体声波谐振器100的衰减性能。
支撑部134的截面表面可具有近似梯形形状。例如，支撑部134的上表面的宽度可大于下表面的宽度，并且连接上表面和下表面的侧表面可以是倾斜的。支撑部134可利用在用于去除牺牲层的蚀刻工艺期间不被蚀刻的材料形成。作为示例，牺牲层可利用与绝缘层115的材料相同的材料形成。例如，支撑部134可利用二氧化硅(SiO2)和氮化硅(Si3N4)中的一者或者二氧化硅(SiO2)和氮化硅(Si3N4)的组合形成。
在示例中，支撑部134的侧表面可被构造为倾斜以防止支撑部134和牺牲层之间的边界上的陡峭的台阶部，并且支撑部134的下表面的宽度可被构造为窄的以防止凹陷。作为示例，由支撑部134的下表面和侧表面形成的角度可以是110°至160°，并且支撑部134的下表面的宽度可以是2μm至30μm。
辅助支撑部135可布置在支撑部134的外部。辅助支撑部135可利用与支撑部134的材料相同的材料形成，或者可利用与支撑部134的材料不同的材料形成。作为示例，当辅助支撑部135利用与支撑部134的材料不同的材料形成时，辅助支撑部135可对应于蚀刻工艺后牺牲层的位于绝缘层115上的剩余部分。
谐振部155可包括第一电极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在竖直方向上重叠的共同区域可设置在气腔133的上部。第一电极140和第二电极160可利用金(Au)、钛(Ti)、钽(Ta)、钼(Mo)、钌(Ru)、铂(Pt)、钨(W)、铝(Al)、铱(Ir)和镍(Ni)中的一种元素或它们的合金形成。压电层150可以是产生将电能转换为形成为弹性波的机械能的压电效应的部分，并且氧化锌(ZnO)、氮化铝(AlN)、掺杂的氮化铝(AlN)、锆钛酸铅(PZT；PZrTiO)、石英等可用作压电层150的材料。掺杂的氮化铝(AlN)还可包括稀土金属、过渡金属或碱土金属。作为示例，稀土金属可包括钪(Sc)、铒(Er)、钇(Y)和镧(La)中的至少一种元素，并且稀土元素的含量可以是1at％至20at％。过渡金属可包括铪(Hf)、钛(Ti)、锆(Zr)、钽(Ta)和铌(Nb)中的至少一种元素。碱土金属可包括镁(Mg)。
膜130可利用在形成气腔133的工艺期间不易去除的材料形成。例如，为了形成气腔133，当卤化物基蚀刻气体(诸如氟(F)、氯(Cl)等)用于去除牺牲层的一部分时，膜130可利用与蚀刻气体具有相对低的反应性的材料形成。例如，膜130可包括二氧化硅(SiO2)和氮化硅(Si3N4)中的至少一者。膜130还可利用包括氧化镁(MgO)、氧化锆(ZrO2)、氮化铝(AlN)、锆钛酸铅(PZT)、砷化镓(GaAs)、氧化铪(HfO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)和氧化锌(ZnO)中的至少一者的介电层形成，或者可利用包括铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、铂(Pt)、镓(Ga)、铪(Hf)中的至少一种元素的金属层形成。
利用氮化铝(AlN)形成的种子层可形成在膜130上。例如，种子层可设置在膜130和第一电极140之间。可选地，除氮化铝(AlN)之外，种子层可利用介电材料或者具有HCP结构的金属形成。例如，当种子层是金属时，种子层可利用钛(Ti)形成。
保护层170可设置在第二电极160上，并且可防止第二电极160向外暴露。保护层170可利用氧化硅基材料、氮化硅基材料、氮化铝基材料和氧化铝基材料中的一种绝缘材料形成。金属层180可形成在暴露到外部的第一电极140和第二电极160上。
谐振部155可划分为有效区域和无效区域。谐振部155的有效区域可以是当诸如无线频率信号的电能被施加到第一电极140和第二电极160时由于通过压电层150产生的压电效应而在特定方向上振动并且谐振的区域，并且谐振部155的有效区域可以是第一电极140、压电层150和第二电极160在气腔133的上部中在竖直方向上重叠的区域。谐振部155的无效区域可以是即使当电能施加到第一电极140和第二电极160时也不因压电效应而谐振的区域，并且可以是有效区域的外部区域。
谐振部155可利用压电效应输出具有特定频率的无线频率信号。例如，谐振部155可输出具有与由压电效应引起的振动对应的谐振频率的无线频率信号。
盖200可结合到包括在多个体声波谐振器100中的堆叠结构。盖200可形成为包括多个体声波谐振器100设置于其中的内部空间的覆盖件。盖200可具有下表面敞开的六面体形状，因此可包括上部201和连接到上部的多个侧部。
盖200可包括位于中央区域中以接收多个体声波谐振器100的谐振部155的接收部。堆叠结构可在结合区域中与多个侧部接触，并且堆叠结构的结合区域可以是堆叠结构的边缘。盖200可结合到基板110并且堆叠在基板110上。此外，盖200可结合到保护层170、膜130、绝缘层115、第一电极140、压电层150、第二电极160和金属层180中的至少一者。
图2是示出包括根据示例的体声波谐振器的滤波器的电路图。图3是示出滤波器的频率响应的曲线图。
参照图2，滤波器10可包括设置在第一端口P1和第二端口P2之间的串联谐振器SE，以及设置在串联谐振器SE和地之间的分路谐振器SH。串联谐振器SE和分路谐振器SH可对应于图1中示出的体声波谐振器。
图2示出了单个串联谐振器SE和单个分路谐振器SH，但滤波器不限于这样的构造。多个串联谐振器SE可设置在第一端口P1和第二端口P2之间，并且多个不同的分路谐振器SH可设置在串联谐振器SE中的每个和地之间。图2还示出了滤波器10可包括串联谐振器SE和分路谐振器SH并且可被实现为梯型的示例，但滤波器不限于这样的构造。例如，滤波器10可被实现为格型。
参照图3，第一曲线(曲线1)表示通过使用串联谐振器SE获得的频率响应(Z，阻抗)，第二曲线(曲线2)表示通过使用分路谐振器SH获得的频率响应(Z，阻抗)，第三曲线(曲线3)代表通过使用包括串联谐振器SE和分路谐振器SH的滤波器获得的频率响应(S参数)。
通过使用串联谐振器SE获得的频率响应可具有谐振频率(fr_SE)和反谐振频率(fa_SE)，并且通过使用分路谐振器SH获得的频率响应可具有谐振频率(fr_SH)和反谐振频率(fa_SH)。
参照滤波器的频率响应，可基于串联谐振器SE的反谐振频率(fa_SE)和分路谐振器SH的谐振频率(fr_SH)确定滤波器的通带和带宽。
已经预期的是，与长期演进(LTE)通信相比，第五代(5G)通信可通过以更快的数据传输速度传输更高容量的数据来有效地将更多数量的装置彼此连接。
在5G通信中使用的频率的带宽可以是数百MHz(这比以前的标准宽)，但是在每个信道中实际分配的带宽最大可以是100MHz(这是相对小的)。由于总带宽已变得更宽并且信道之间的宽度已减小，因此已经存在对于具有高性能的宽频带性能和改善的衰减性能的滤波器的需求。
在LTE通信频带中具有最宽带宽的n41(2.496GHz～2.690GHz)频带的情况下，BW/fc(带宽/中心频率)可以是0.0748；在5G通信的n77(3.3GHz～4.2GHz)频带的情况下，BW/fc可以是0.24，并且在5G通信的n79(4.4GHz～5.0GHz)频带的情况下，BW/fc可以是0.128。当将n41(2.496GHz～2.690GHz)频带、n77(3.3GHz～4.2GHz)频带和n79(4.4GHz～5.0GHz)频带彼此比较时，5G通信的n77(3.3GHz～4.2GHz)频带和n79(4.4GHz～5.0GHz)频带可能需要具有比LTE通信的n41(2.496GHz～2.690GHz)频带的宽频带性能高的宽频带性能。
宽频带性能需要的越高，压电耦合系数(kt2)可能需要增加得越高，但是在增加体声波谐振器的压电层的杂质浓度以增加压电耦合系数方面可能存在限制。因此，当制造宽频带滤波器时，性能可能不可避免地被劣化。
在这里公开的示例中的前端模块中，具有不同通带的多个滤波器可被组合为支持5G移动通信的总通带，并且具有不同通带的多个滤波器可被选择性地连接使得多个滤波器可分别接管设计信道的通带，从而实现高性能的宽频带性能和改善的衰减性能。
图4是示出根据示例的前端模块的电路图。
参照图4，前端模块可包括第一滤波器10A和第二滤波器10B，并可包括选择性地连接到第一滤波器10A和第二滤波器10B中的一者的第一开关SWA和第二开关SWB。
第一滤波器10A和第二滤波器10B可被包括在滤波器部中，并且第一滤波器10A和第二滤波器10B均可包括带通滤波器。作为示例，第一滤波器10A和第二滤波器10B可包括图2中示出的滤波器10，因此，第一滤波器10A和第二滤波器10B均可包括至少一个体声波谐振器。第一滤波器10A和第二滤波器10B可通过一个芯片实现。
第一滤波器10A和第二滤波器10B可具有不同的通带。作为示例，第一滤波器10A的通带可形成在比第二滤波器10B的通带的频带低的频带中。
第一滤波器10A的通带的频带和第二滤波器10B的通带的频带可部分重叠。因此，第一滤波器10A的上限频率可位于比第二滤波器10B的下限频率高的频带中。
可基于由第一滤波器10A和第二滤波器10B支持的多个信道的带宽来确定第一滤波器10A的通带和第二滤波器10B的通带之间的重叠带宽。
例如，当假设第一滤波器10A和第二滤波器10B具有分配到其的5G通信的n77(3.3GHz～4.2GHz)频带时，n77(3.3GHz～4.2GHz)频带可具有含有各种带宽的多个信道。例如，n77(3.3GHz～4.2GHz)频带可包括具有诸如10MHz、20MHz、40MHz、50MHz、60MHz、80MHz、100MHz等的各种带宽的信道。
可基于具有各种带宽的多个信道中的一个信道的带宽来确定第一滤波器10A的通带和第二滤波器10B的通带之间的重叠带宽。作为示例，可基于由第一滤波器10A和第二滤波器10B支持的多个信道中具有最大带宽的信道来确定第一滤波器10A的通带和第二滤波器10B的通带之间的重叠带宽。例如，第一滤波器10A的通带和第二滤波器10B的通带之间的重叠带宽可等于或大于具有最大带宽的信道的带宽。
通过基于具有最大带宽的信道的带宽确定第一滤波器10A的通带和第二滤波器10B的通带之间的重叠带宽，即使当第一滤波器10A和第二滤波器10B选择性地操作时，信道也可被稳定地支持。
第一滤波器10A的通带的带宽和第二滤波器10B的通带的带宽可被构造为相同，或者可被构造为彼此不同。
第一开关SWA和第二开关SWB可被包括在开关部中。第一开关SWA的一端可连接到天线ANT，另一端可连接到第一滤波器10A或第二滤波器10B。第二开关SWB的一端可连接到诸如低噪声放大器(LNA)、RF IC等的无线频率信号处理装置，另一端可连接到第一滤波器10A或第二滤波器10B。
第一开关SWA和第二开关SWB可选择性地连接到第一滤波器10A和第二滤波器10B中的一者，并且可形成无线频率信号的路径。第一开关SWA和第二开关SWB可连接到第一滤波器10A和第二滤波器10B中的一个滤波器。作为示例，在第一滤波器10A的操作时间，第一开关SWA和第二开关SWB可连接到第一滤波器10A；在第二滤波器10B的操作时间，第一开关SWA和第二开关SWB可连接到第二滤波器10B。
图5是示出根据示例的前端模块的电路图。图6是示出分配到前端模块的多个滤波器的通带的曲线图。图5中示出的前端模块与图4中示出的前端模块类似，因此将不重复重复的描述，而将描述不同之处。
参照图5，前端模块可包括第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C，并且还可包括选择性地连接到第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C的第一开关SWA和第二开关SWB。
第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C可被包括在滤波器部中，并且第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C均可包括带通滤波器。作为示例，第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C可包括图2中示出的滤波器10，因此，第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C均可包括至少一个体声波谐振器。第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C可通过一个芯片实现。
第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C可具有不同的通带。参照图6中示出的通过使用第一滤波器10A获得的频率响应f1、通过使用第二滤波器10B获得的频率响应f2以及通过使用第三滤波器10C获得的频率响应f3，第一滤波器10A的通带可形成在比第二滤波器10B的通带低的频带中，并且第二滤波器10B的通带可形成在比第三滤波器10C的通带低的频带中。如图6中所示，5G移动通信的总通带的频率响应f4可被通过使用第一滤波器10A获得的频率响应f1、通过使用第二滤波器10B获得的频率响应f2以及通过使用第三滤波器10C获得的频率响应f3覆盖。
第一滤波器10A的通带的频带和第二滤波器10B的通带的频带可部分重叠，并且第二滤波器10B的通带的频带和第三滤波器10C的通带的频带可部分重叠。因此，第一滤波器10A的上限频率可位于比第二滤波器10B的下限频率高的频带中，并且第二滤波器10B的上限频率可位于比第三滤波器10C的下限频率高的频带中。
可基于由第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C支持的多个信道的带宽来确定第一滤波器10A的通带和第二滤波器10B的通带之间的重叠带宽以及第二滤波器10B的通带和第三滤波器10C的通带之间的重叠带宽。
例如，当假设第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C具有分配到其的5G通信的n77(3.3GHz～4.2GHz)频带时，n77(3.3GHz～4.2GHz)频带可包括具有各种带宽的多个信道。例如，n77(3.3GHz～4.2GHz)频带可包括具有诸如10MHz、20MHz、40MHz、50MHz、60MHz、80MHz、100MHz等的各种带宽的信道。
可基于具有各种带宽的多个信道中的一个信道的带宽来确定第一滤波器10A的通带和第二滤波器10B的通带之间的重叠带宽以及第二滤波器10B的通带和第三滤波器10C的通带之间的重叠带宽。作为示例，可基于由第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C支持的多个信道中具有最大带宽的信道来确定第一滤波器10A的通带和第二滤波器10B的通带之间的重叠带宽以及第二滤波器10B的通带和第三滤波器10C的通带之间的重叠带宽。例如，第一滤波器10A的通带和第二滤波器10B的通带之间的重叠带宽以及第二滤波器10B的通带和第三滤波器10C的通带之间的重叠带宽可等于或大于具有最大带宽的信道的带宽。
通过基于具有最大带宽的信道的带宽确定第一滤波器10A的通带和第二滤波器10B的通带之间的重叠带宽以及第二滤波器10B的通带和第三滤波器10C的通带之间的重叠带宽，即使当第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C选择性地操作时，信道也可被稳定地支持。
第一滤波器10A的通带的带宽、第二滤波器10B的通带的带宽和第三滤波器10C的通带的带宽可被构造为相同，或者可被构造为彼此不同。
第一开关SWA和第二开关SWB可被包括在开关部中。第一开关SWA的一端可连接到天线ANT，另一端可连接到第一滤波器10A、第二滤波器10B或第三滤波器10C。第二开关SWB的一端可连接到诸如低噪声放大器(LNA)、RF IC等的无线频率信号处理装置，另一端可连接到第一滤波器10A、第二滤波器10B或第三滤波器10C。
第一开关SWA和第二开关SWB可选择性地连接到第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C中的一者，并且可形成无线频率信号的路径。第一开关SWA和第二开关SWB可连接到第一滤波器10A、第二滤波器10B和第三滤波器10C中的一个滤波器。作为示例，在第一滤波器10A的操作时间，第一开关SWA和第二开关SWB可连接到第一滤波器10A；在第二滤波器10B的操作时间，第一开关SWA和第二开关SWB可连接到第二滤波器10B；在第三滤波器10C的操作时间，第一开关SWA和第二开关SWB可连接到第三滤波器10C。
根据前述示例，可在减少设计信道之间的干扰的同时覆盖下一代移动通信的相对宽的频带。
虽然本公开包括特定的示例，但是对本领域普通技术人员来说将显而易见的是，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和细节上的各种改变。这里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、架构、装置或者电路中的组件，和/或由其他组件或它们的等同物替换或者补充描述的系统、架构、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，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为包括在本公开中。

Claims (17)

1.一种前端模块，包括：
滤波器部，包括滤波器，所述滤波器均包括具有依次堆叠的第一电极、压电层和第二电极的至少一个体声波谐振器，所述滤波器中的每个具有不同的分配通带，使得每个通带的频带与相邻通带的频带的一部分重叠，其中，相邻通带之间的重叠带宽基于由所述滤波器支持的多个信道中的一个信道的带宽来确定；以及
开关部，被构造为选择性地连接到所述滤波器以形成无线频率信号的路径。
2.根据权利要求1所述的前端模块，其中，所述滤波器具有3.3GHz～4.2GHz或4.4GHz～5.0GHz的频带，并且所述3.3GHz～4.2GHz或4.4GHz～5.0GHz的频带包括具有多种带宽的所述多个信道。
3.根据权利要求1所述的前端模块，其中，相邻通带之间的所述重叠带宽基于所述多个信道中具有最大带宽的信道的带宽来确定。
4.根据权利要求1所述的前端模块，其中，所述滤波器中的每个包括带通滤波器。
5.根据权利要求1所述的前端模块，其中，所述通带中的每个的带宽相同。
6.根据权利要求1所述的前端模块，其中，所述开关部包括：
第一开关，设置在所述滤波器中的每个的第一端和天线之间；以及
第二开关，设置在所述滤波器中的每个的第二端和无线频率信号处理装置之间。
7.根据权利要求1所述的前端模块，其中，所述至少一个体声波谐振器以梯型方式和格型方式中的至少一种连接。
8.一种前端模块，包括：
滤波器，均包括具有依次堆叠的第一电极、压电层和第二电极的至少一个体声波谐振器，所述滤波器中的每个具有不同的分配通带；以及
开关部，被构造为选择性地连接到所述滤波器以形成无线频率信号的路径，
其中，所述分配通带包括具有第一频带的第一通带和与所述第一通带相邻并且具有比所述第一频带高的第二频带的第二通带，所述第一通带的上限频率高于所述第二通带的下限频率，并且所述第一通带和所述第二通带之间的重叠带宽基于由所述滤波器支持的多个信道中的一个信道的带宽来确定。
9.根据权利要求8所述的前端模块，其中，所述滤波器具有3.3GHz～4.2GHz或4.4GHz～5.0GHz的频带，并且所述3.3GHz～4.2GHz或4.4GHz～5.0GHz的频带包括具有多种带宽的所述多个信道。
10.根据权利要求8所述的前端模块，其中，所述第一通带和所述第二通带之间的所述重叠带宽基于所述多个信道中具有最大带宽的信道的带宽来确定。
11.根据权利要求8所述的前端模块，其中，所述滤波器中的每个包括带通滤波器。
12.根据权利要求8所述的前端模块，其中，所述滤波器包括具有分配到其的所述第一通带的第一滤波器和具有分配到其的所述第二通带的第二滤波器。
13.根据权利要求12所述的前端模块，所述前端模块还包括具有分配到其的第三通带的第三滤波器，所述第三通带具有高于所述第二频带的第三频带。
14.根据权利要求13所述的前端模块，其中，所述第二通带的上限频率高于所述第三通带的下限频率。
15.根据权利要求8所述的前端模块，其中，所述滤波器被实现为一个芯片。
16.根据权利要求8所述的前端模块，其中，所述至少一个体声波谐振器以梯型方式和格型方式中的至少一种连接。
17.根据权利要求8所述的前端模块，其中，所述开关部包括第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关在第一滤波器的操作时间连接到所述第一滤波器，所述第一开关和所述第二开关在第二滤波器的操作时间连接到所述第二滤波器，并且所述第一开关和所述第二开关在第三滤波器的操作时间连接到所述第三滤波器。
CN201910776907.XA 2018-12-21 2019-08-22 前端模块 Active CN111355471B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0167660 2018-12-21
KR1020180167660A KR20200078084A (ko) 2018-12-21 2018-12-21 프론트 엔드 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111355471A CN111355471A (zh) 2020-06-30
CN111355471B true CN111355471B (zh) 2023-09-12

Family

ID=71097919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910776907.XA Active CN111355471B (zh) 2018-12-21 2019-08-22 前端模块

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200204157A1 (zh)
KR (1) KR20200078084A (zh)
CN (1) CN111355471B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022018997A1 (ja) * 2020-07-21 2022-01-27 株式会社村田製作所 高周波回路

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6242843B1 (en) * 1998-06-02 2001-06-05 Nokia Mobile Phones Ltd. Resonator structures
US6724278B1 (en) * 1999-01-19 2004-04-20 Roke Manor Research Limited Duplex filtering
CN104412509A (zh) * 2013-03-15 2015-03-11 谐振公司 微波声波滤波器的网络合成设计
CN104471864A (zh) * 2013-06-26 2015-03-25 英特尔Ip公司 体声波谐振器调谐器电路
CN107529685A (zh) * 2016-06-24 2018-01-02 三星电机株式会社 体声波谐振器以及包括该体声波谐振器的滤波器
CN108390659A (zh) * 2017-02-03 2018-08-10 三星电机株式会社 滤波器模块及包括该滤波器模块的前端模块

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100666693B1 (ko) * 2004-11-23 2007-01-11 삼성전자주식회사 모놀리식 듀플렉서
KR20080081398A (ko) 2007-03-05 2008-09-10 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 소자 분리막 형성 방법
CN110999081B (zh) * 2017-07-25 2023-08-08 株式会社村田制作所 高频滤波器、多工器、高频前端电路以及通信装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6242843B1 (en) * 1998-06-02 2001-06-05 Nokia Mobile Phones Ltd. Resonator structures
US6724278B1 (en) * 1999-01-19 2004-04-20 Roke Manor Research Limited Duplex filtering
CN104412509A (zh) * 2013-03-15 2015-03-11 谐振公司 微波声波滤波器的网络合成设计
CN104471864A (zh) * 2013-06-26 2015-03-25 英特尔Ip公司 体声波谐振器调谐器电路
CN107529685A (zh) * 2016-06-24 2018-01-02 三星电机株式会社 体声波谐振器以及包括该体声波谐振器的滤波器
CN108390659A (zh) * 2017-02-03 2018-08-10 三星电机株式会社 滤波器模块及包括该滤波器模块的前端模块

Also Published As

Publication number Publication date
CN111355471A (zh) 2020-06-30
US20200204157A1 (en) 2020-06-25
KR20200078084A (ko) 2020-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107786182B (zh) 体声波谐振器和包括该体声波谐振器的滤波器
JP6302263B2 (ja) 圧電薄膜共振器、フィルタおよびデュプレクサ
JP6556099B2 (ja) 圧電薄膜共振器、フィルタおよびマルチプレクサ
CN108631748B (zh) 声波谐振器及包括该声波谐振器的滤波器
CN107317561B (zh) 体声波谐振器及其制造方法
CN109818591B (zh) 声波谐振器
US20210297063A1 (en) Filter with volume acoustic resonators
US9787282B2 (en) Piezoelectric thin film resonator, filter and duplexer
US10951195B2 (en) Acoustic resonator filter package
JP2017108288A (ja) 圧電薄膜共振器およびフィルタ
CN111835310B (zh) 声波谐振器及声波谐振器滤波器
CN111355471B (zh) 前端模块
CN111327291A (zh) 体声波谐振器及弹性波滤波器装置
CN110875727B (zh) 滤波器
US20200350892A1 (en) Front end module
CN110729980B (zh) 具有反谐振频率校正的滤波器
CN116318024A (zh) 体声波谐振器封装件
KR20220168424A (ko) 체적 음향 공진기
CN114362708A (zh) 体声波谐振器
CN114679155A (zh) 体声波谐振器滤波器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant