CN114124018A - 声波谐振器滤波器 - Google Patents

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Abstract

提供一种声波谐振器滤波器。所述声波谐振器滤波器包括：后滤波器，电连接在射频(RF)信号通过的前端口和后端口之间，所述后滤波器包括至少一个薄膜体声波谐振器(FBAR)；以及前滤波器，电连接在所述前端口和所述后滤波器之间，并且包括至少一个固态装配型谐振器(SMR)。

Description

声波谐振器滤波器
本申请要求于2020年8月28日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0109094号韩国专利申请的优先权的权益，该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
以下描述涉及一种声波谐振器滤波器。
背景技术
随着最近移动通信装置、化学和生物测试相关装置以及类似装置的快速发展，对在这些装置中使用的小型且轻量的滤波器、振荡器、谐振元件、声波谐振质量传感器等的需求正在增加。
诸如体声波(BAW)滤波器的声波谐振器可被配置为实现小型且轻量的滤波器、振荡器、谐振元件、声波谐振质量传感器的装置及类似装置，并且与介电滤波器、金属腔滤波器、波导等相比，可具有相对小的尺寸和相对好的性能。因此，声波谐振器可广泛用于需要相对好的性能(例如，相对宽的通带宽度)的现代移动装置的通信模块中。
提供以上信息作为背景信息仅为帮助理解本公开。关于以上任何内容是否可作为相对于本公开的现有技术适用，没有做出任何确定，也没有做出任何断言。
发明内容
提供本发明内容以简化的形式介绍所选择的构思，并在以下具体实施方式中进一步描述这些构思。本发明内容既不意在明确所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种声波谐振器滤波器包括：后滤波器，电连接在前端口和后端口之间，射频(RF)信号通过所述后滤波器，所述后滤波器包括至少一个薄膜体声波谐振器(FBAR)；以及前滤波器，电连接在所述前端口和所述后滤波器之间，并且包括至少一个固态装配型谐振器(SMR)。
所述声波谐振器滤波器还可包括：绝缘层，设置在所述后滤波器和所述前滤波器下方；以及基板，设置在所述绝缘层下方，其中，所述至少一个SMR中的每个SMR包括：SMR谐振单元；以及SMR支撑单元，设置在所述SMR谐振单元和所述绝缘层之间，并且在所述SMR支撑单元中，至少一个SMR金属层和至少一个SMR绝缘层交替堆叠。
所述至少一个FBAR中的每个FBAR可包括：FBAR谐振单元；以及腔，位于所述FBAR谐振单元和所述绝缘层之间。
所述声波谐振器滤波器还可包括围绕所述腔的牺牲层，其中，所述SMR支撑单元设置在所述SMR谐振单元和所述牺牲层之间。
所述声波谐振器滤波器还可包括牺牲层，所述牺牲层分别围绕所述腔的至少一部分和所述SMR支撑单元的至少一部分。
所述SMR支撑单元可设置为在竖直方向上不与所述FBAR重叠。
所述至少一个FBAR中的每个FBAR可包括FBAR谐振单元，并且其中，所述SMR谐振单元在水平方向上的尺寸小于所述FBAR谐振单元在所述水平方向上的尺寸。
所述至少一个SMR可包括：至少一个串联SMR，串联电连接在所述前端口和所述后端口之间；以及至少一个分路SMR，连接在所述串联SMR与地之间，并且其中，所述至少一个FBAR可包括：至少一个串联FBAR，串联电连接在所述前端口和所述后端口之间；以及至少一个分路FBAR，连接在所述串联FBAR与地之间。
所述至少一个SMR的数量可小于所述至少一个FBAR的数量。
所述至少一个串联SMR可具有其中多个串联SMR彼此并联连接的结构。
所述前滤波器还可包括至少一个第二FBAR。
所述前滤波器可包括至少一个混合单元，所述至少一个混合单元分别具有其中所述至少一个第二FBAR和所述至少一个SMR彼此并联连接的结构。
所述至少一个混合单元可包括：至少一个串联混合单元，串联电连接在所述前端口和所述后端口之间；以及至少一个分路混合单元，连接在所述串联混合单元与地之间。
所述至少一个串联混合单元可包括彼此串联连接的多个串联混合单元，其中，所述多个串联混合单元中的更靠近所述后端口连接的串联混合单元的SMR谐振单元的尺寸可小于所述多个串联混合单元中的更靠近所述前端口连接的串联混合单元的SMR谐振单元的尺寸。
所述至少一个SMR中的每个SMR的尺寸可小于所述至少一个第二FBAR中的每个第二FBAR的尺寸。
所述后滤波器可具有通带，所述前滤波器可具有通带。
在一个总体方面，一种声波谐振器滤波器包括：前滤波器，连接在前端口和后端口之间，并且包括至少一个串联固态装配型谐振器(SMR)和至少一个分路薄膜体声波谐振器(FBAR)；以及后滤波器，连接在所述前滤波器和所述后端口之间，并且包括至少一个串联FBAR和至少一个分路FBAR，其中，所述至少一个串联SMR与所述至少一个串联FBAR串联电连接。
所述至少一个串联SMR可包括并联连接的多个串联SMR。
通过以下具体实施方式、附图以及权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1A至图1H是示出根据相应的一个或更多个实施例的示例性声波谐振器滤波器的示图。
图2A和图2B是示出根据相应的一个或更多个实施例的声波谐振器滤波器的示例性固态装配型谐振器(SMR)和示例性薄膜体声波谐振器(FBAR)的示图。
图3A和图3B是示出制造图2A中所示的示例性声波谐振器滤波器的工艺的示图。
图4A和图4B是示出制造图2B中所示的示例性声波谐振器滤波器的工艺的示图。
图5是示出根据一个或更多个实施例的示例性声波谐振器滤波器的外围结构的示图。
在所有的附图和具体实施方式中，除非另外描述或提供，否则相同的附图标记将被理解为指示相同的元件、特征和结构。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明和便利起见，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在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须按照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之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略在理解本申请的公开内容之后已知的特征的描述，注意的是，特征及其描述的省略也不意在承认其是公知常识。
在此描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例，仅仅为了示出在理解本公开之后将是显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。在下文中，虽然将参照附图详细描述本公开的实施例，但注意的是，示例不限于此。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“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”、直接“连接到”另一元件或直接“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。如在此使用的，元件的“一部分”可包括整个元件或少于整个元件。
如在此使用的，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；同样，“……中的至少一项”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。
尽管在此可使用诸如“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、层或部分将不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用来将一个构件、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，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”等的空间相对术语来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在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，则被描述为相对于另一元件在“上方”或“上面”的元件于是将相对于所述另一元件在“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。装置还可以以其他方式(旋转90度或者处于其他方位)定位，并且将相应地解释在此使用的空间相对术语。
在此使用的术语仅用于描述各种示例，并且将不用于限制本公开。除非上下文另外清楚指出，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发生变化。因此，在此描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括制造期间发生的形状的改变。
在此描述的示例的特征可以以在理解本公开之后将显而易见的各种方式进行组合。此外，虽然在此描述的示例具有多种构造，但在理解本公开之后将显而易见的其他构造是可行的。
在此，注意的是，关于示例的术语“可”的使用(例如，关于示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，而全部示例不限于此。
图1A至图1H是示出根据一个或更多个实施例的声波谐振器滤波器的示图。
参照图1A，根据一个或更多个实施例的声波谐振器滤波器50a可包括前滤波器10和后滤波器20。
后滤波器20可电连接在射频(RF)信号所通过的前端口P1和后端口P2之间或者前滤波器10和后端口P2之间，并且可滤除RF信号的频率分量中的在后滤波器20的通带之外的频率分量。
前滤波器10可电连接在前端口P1和后滤波器20之间，因此与后滤波器20相比，可电连接到更靠近前端口P1的位置。前滤波器10可滤除RF信号的频率分量中的在前滤波器10的通带之外的频率分量。例如，前滤波器10的通带和后滤波器20的通带可彼此相邻或可相同。
RF信号可通过前端口P1输入到声波谐振器滤波器50a，可由前滤波器10和后滤波器20滤波，并且可通过后端口P2从声波谐振器滤波器50a输出。
当RF信号是发送信号时，与后端口P2相比，前端口P1可电连接到更靠近RF电路(例如，放大器、混频器等)的位置，并且与前端口P1相比，后端口P2可电连接到更靠近天线的位置。
当RF信号是接收信号时，与后端口P2相比，前端口P1可电连接到更靠近天线的位置，并且与前端口P1相比，后端口P2可电连接到更靠近RF电路的位置。
前滤波器10和后滤波器20可分别包括至少一个声波谐振器。由于压电特性，声波谐振器可将RF信号的电能转换为机械能，并且可将机械能转换为电能。多个电极之间的能量传递速率可随着RF信号的频率变得接近声波谐振器的谐振频率而大大增加。多个电极之间的能量传递速率可随着RF信号的频率变得接近声波谐振器的反谐振频率而大大降低。因此，声波谐振器在反谐振频率附近的衰减特性(或滚降特性，skirt characteristic)可优于无源元件(例如，电容器、电感器或类似元件)在反谐振频率附近的衰减特性。
在示例中，后滤波器20可包括至少一个薄膜体声波谐振器(FBAR)。与固态装配型谐振器(SMR)相比，FBAR可容易地以相对低的成本批量生产，FBAR的优点可在于其可具有减小的尺寸，FBAR的优点可在于其可具有高品质因数(QF)值(滤波器的主要特性)，并且FBAR可具有相对宽的通带范围。
在示例中，前滤波器10可包括至少一个SMR。与FBAR相比，SMR可具有优异的散热特性。
基于前滤波器10和后滤波器20中的每者的滤波和插入损耗，可略微降低RF信号的功率。
由于RF信号可通过前端口P1输入到声波谐振器滤波器50a，因此来自前滤波器10的RF信号的功率可大于来自后滤波器20的RF信号的功率。
随着待滤波的RF信号的功率增加，由前滤波器10和后滤波器20产生的热量可更大。因此，通过前滤波器10的滤波产生的热量可大于通过后滤波器20的滤波产生的热量。
由于通过前滤波器10的滤波产生的热量可大于通过后滤波器20的滤波产生的热量，因此SMR的优异的散热特性可在前滤波器10中更有效地实现。FBAR的优异的滤波特性和高实现效率可在需要相对小的散热特性的后滤波器20中更有效地实现。
因此，根据示例的声波谐振器滤波器50a可获得优异的滤波特性和高实现效率，同时还可获得优异的散热特性。
参照图1A，前滤波器10可包括串联SMR 11S和分路SMR 12S，后滤波器20可包括至少一个串联FBAR 21F和21F’以及至少一个分路FBAR 22F和22F’。
因此，前滤波器10可具有优异的散热特性，后滤波器20可具有优异的滤波特性和高实现效率。
串联SMR 11S和串联FBAR 21F可串联电连接在前端口P1和后端口P2之间，可使RF信号在前端口P1和后端口P2之间的通过率随着RF信号的频率变得接近谐振频率而增大，并且可使RF信号在前端口P1和后端口P2之间的通过率随着RF信号的频率变得接近反谐振频率而减小。
分路SMR 12S可连接在串联SMR 11S与地之间，并且分路FBAR 22F可连接在串联FBAR 21F与地之间。在示例中，分路SMR 12S可连接在前端口P1和后端口P2之间的节点与接地端口G1之间，分路FBAR 22F可连接在前端口P1和后端口P2之间的节点与接地端口G2之间，分路SMR 12S和分路FBAR 22F可使RF信号对地的通过率随着RF信号的频率变得接近谐振频率而增大，并且分路SMR 12S和分路FBAR 22F可使RF信号对地的通过率随着RF信号的频率变得接近反谐振频率而减小。
RF信号在前端口P1和后端口P2之间的通过率可随着RF信号对地的通过率增大而减小，并且可随着RF信号对地的通过率减小而增大。在示例中，随着RF信号的频率变得接近分路SMR 12S的谐振频率和分路FBAR 22F的谐振频率或者串联SMR 11S的反谐振频率和串联FBAR 21F的反谐振频率，RF信号在前端口P1和后端口P2之间的通过率可减小。
在本示例中，反谐振频率可高于谐振频率。在声波谐振器中，可基于声波谐振器的物理特性kt2(机电耦合因数)来确定谐振频率和反谐振频率之间的差。当声波谐振器的尺寸或形状改变时，谐振频率和反谐振频率可改变。
由于反谐振频率可高于谐振频率，因此声波谐振器滤波器50a可具有由与分路SMR12S的谐振频率或分路FBAR 22F的谐振频率相对应的最低频率以及与串联SMR 11S的反谐振频率或串联FBAR 21F的反谐振频率相对应的最高频率形成的通带宽度。
随着分路SMR 12S的谐振频率和分路FBAR 22F的谐振频率中的较小谐振频率与串联SMR 11S的反谐振频率和串联FBAR 21F的反谐振频率中的较大反谐振频率之间的差增大，通带宽度可变宽。当差太大时，通带宽度会被分割。
当串联SMR 11S的谐振频率略高于分路SMR 12S的反谐振频率，或者串联FBAR 21F的谐振频率略高于分路FBAR 22F的反谐振频率时，声波谐振器滤波器50a的带宽可相对较宽，但不会被分割。
随着后滤波器20的串联FBAR 21F和分路FBAR 22F的数量增加，可更有效地加宽后滤波器20的通带宽度。在示例中，串联SMR 11S和分路SMR12S的数量可小于串联FBAR 21F和分路FBAR 22F的数量。因此，可更和谐地改善根据本公开的实施例的声波谐振器滤波器50a的滤波特性、实现效率和散热特性。
参照图1B，根据示例的声波谐振器滤波器50b的串联FBAR 21F和分路FBAR 22F的数量可小于图1A所示的声波谐振器滤波器50a的串联FBAR21F和21F’以及分路FBAR 22F和22F’的数量。在示例中，可自由地设定包括在前滤波器10和后滤波器20中的谐振器的数量。
参照图1C，根据示例的声波谐振器滤波器50c的前滤波器10可包括第二分路FBAR12F。在示例中，前滤波器10可具有其中组合有SMR和FBAR的结构。因此，可和谐地改善前滤波器10的滤波特性、实现效率和散热特性。在示例中，串联SMR 11S的尺寸可小于第二分路FBAR 12F的尺寸。
参照图1D，根据示例的声波谐振器滤波器50d的前滤波器10的串联SMR 11S可具有其中多个串联SMR 11S-1和11S-2彼此并联连接的结构。
因此，由于通过前滤波器10的RF信号的功率可分布在并联的多个串联SMR 11S-1和11S-2中，因此可进一步改善根据示例的声波谐振器滤波器50d的散热性能。
参照图1E，在根据示例的声波谐振器滤波器50e中，串联SMR 11S可具有其中多个串联SMR 11S-1、11S-2、11S-3和11S-4串联连接和/或并联连接的结构，分路SMR 12S可具有其中多个分路SMR 12S-1、12S-2、12S-3和12S-4串联连接和/或并联连接的结构，串联FBAR21F可具有其中多个串联FBAR 21F-1、21F-2、21F-3和21F-4串联连接和/或并联连接的结构，并且分路FBAR 22F可具有其中多个分路FBAR 22F-1、22F-2、22F-3和22F-4串联连接和/或并联连接的结构。
参照图1F，根据示例的声波谐振器滤波器50f的前滤波器10可包括串联混合单元11H。
串联混合单元11H可具有串联SMR 11S-1和第二串联FBAR 11F-2彼此并联连接的结构。因此，与仅利用FBAR构成的结构相比，前滤波器10可具有改善的散热特性而不会显著影响滤波特性，并且可更稳定地实现声波谐振器滤波器50f。在示例中，串联SMR 11S-1的尺寸可小于第二串联FBAR 11F-2的尺寸。
参照图1G，根据示例的声波谐振器滤波器50g的前滤波器10可包括串联混合单元11H和分路混合单元12H。在本示例中，串联混合单元11H可用串联SMR代替。
串联混合单元11H可具有串联SMR 11S-1和11S-3与第二串联FBAR11F-2和11F-4彼此并联连接的结构，并且可串联电连接在前端口P1和后端口P2之间。
分路混合单元12H可具有分路SMR 12S-1和12S-4与第二分路FBAR12F-2和12F-3彼此并联连接的结构，并且分路混合单元12H可连接在串联混合单元11H与接地端口G1之间。在示例中，串联SMR 11S-1和11S-3以及分路SMR 12S-1和12S-4中的每个的尺寸可小于第二串联FBAR 11F-2和11F-4以及第二分路FBAR 12F-2和12F-3中的每个的尺寸。
因此，由于前滤波器10的散热面积可增加，因此可进一步改善前滤波器10的散热性能。
参照图1H，根据示例的声波谐振器滤波器50h的前滤波器10可包括多个串联混合单元11H-1和11H-2以及多个分路混合单元12H-1和12H-2。在示例中，多个分路混合单元12H-1和12H-2中的一者可连接在多个串联混合单元11H-1和11H-2之间的节点与接地端口G1之间。串联混合单元11H-1可具有串联SMR 11S-1和第二串联FBAR 11F-2彼此并联连接的结构，串联混合单元11H-2可具有串联SMR 11S-1’和第二串联FBAR 11F-2’彼此并联连接的结构，分路混合单元12H-1可具有分路SMR 12S-1与第二分路FBAR12F-2彼此并联连接的结构，分路混合单元12H-2可具有分路SMR 12S-1’与第二分路FBAR 12F-2’彼此并联连接的结构。
因此，由于前滤波器10的散热面积可增加，因此可进一步改善前滤波器10的散热性能。
通过更靠近前端口P1连接的串联混合单元11H-1的RF信号的功率可大于通过更靠近后端口P2连接的串联混合单元11H-2的RF信号的功率。因此，由更靠近前端口P1连接的串联混合单元11H-1产生的热量可大于由更靠近后端口P2连接的串联混合单元11H-2产生的热量。
在示例中，更靠近后端口P2连接的串联混合单元11H-2的尺寸可小于更靠近前端口P1连接的串联混合单元11H-1的尺寸。例如，串联混合单元11H-2中的SMR 11S-1’的尺寸可小于串联混合单元11H-1中的SMR 11S-1的尺寸。在示例中，串联SMR 11S-1和11S-1’以及分路SMR 12S-1和12S-1’中的每个的尺寸可小于第二串联FBAR 11F-2和11F-2’以及第二分路FBAR12F-2和12F-2’中的每个的尺寸。
因此，更靠近前端口P1连接的串联混合单元11H-1对相对大的热量可具有相对高的散热性能，因此可更有效地改善前滤波器10的散热性能。
图2A和图2B是示出根据一个或更多个实施例的声波谐振器滤波器的固态装配型谐振器(SMR)和薄膜体声波谐振器(FBAR)的示图。
参照图2A，根据示例的声波谐振器滤波器50i可包括FBAR和SMR，FBAR包括FBAR谐振单元135F，SMR包括SMR谐振单元135S。声波谐振器滤波器50i还可包括基板110、腔112F、绝缘层120、SMR支撑单元123S和牺牲层130a中的至少一者。
基板110可形成为硅基板。绝缘层120可设置在基板110的上表面上，绝缘层120将FBAR谐振单元135F以及SMR谐振单元135S与基板110电隔离。在示例中，绝缘层120可设置在包括FBAR的后滤波器和包括SMR的前滤波器下方。
腔112F可设置在绝缘层120上。腔112F可位于FBAR谐振单元135F下方，以使FBAR谐振单元135F在预定方向上振动。因此，FBAR谐振单元135F可获得改善的滤波特性。
SMR支撑单元123S可设置在SMR谐振单元135S和绝缘层120之间，并且可具有其中至少一个SMR金属层122S和至少一个SMR绝缘层121S交替堆叠的结构。因此，SMR支撑单元123S可获得改善的散热特性。
在示例中，作为非限制性示例，SMR金属层122S可利用金(Au)、金-锡(Au-Sn)合金、铜(Cu)、铜-锡(Cu-Sn)合金、铝(Al)、铝合金等来实现，但不限于此。SMR绝缘层121S可利用介电材料(诸如但不限于二氧化硅(SiO2)、氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、氧化镁(MgO)、二氧化锆(ZrO2)、锆钛酸铅(PZT)、砷化镓(GaAs)、二氧化铪(HfO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)等)形成，但不限于此。
在示例中，SMR支撑单元123S可设置为在竖直方向上不与FBAR重叠。因此，可减小SMR支撑单元123S和腔112F之间的高度差，可减小FBAR谐振单元135F和SMR谐振单元135S之间的高度差，并且FBAR谐振单元135F和SMR谐振单元135S可更容易地彼此电连接。
牺牲层130a可分别围绕腔112F的至少一部分和SMR支撑单元123S的至少一部分。在示例中，可在形成有牺牲层130a的状态下去除牺牲层130a的一部分，以形成腔112F。
因此，可减小FBAR谐振单元135F和SMR谐振单元135S之间的高度差，并且FBAR谐振单元135F和SMR谐振单元135S可更容易地彼此电连接。
参照图2A，SMR谐振单元135S可包括第一SMR电极140S、SMR压电层150S和第二SMR电极160S，并且FBAR谐振单元135F可包括第一FBAR电极140F、FBAR压电层150F和第二FBAR电极160F。
SMR谐振单元135S和FBAR谐振单元135F可分别利用压电现象来输出具有特定频率的射频信号。具体地，SMR谐振单元135S可由于SMR压电层150S的压电现象而输出具有与振动对应的谐振频率的射频信号，FBAR谐振单元135F可由于FBAR压电层150F的压电现象而输出具有与振动对应的谐振频率的射频信号。
在示例中，第一SMR电极140S和第二SMR电极160S以及第一FBAR电极140F和第二FBAR电极160F可分别利用诸如钼(Mo)或其合金的导电材料形成，以改善与SMR压电层150S和FBAR压电层150F的耦合效率，但不限于此，并且可利用诸如钌(Ru)、钨(W)、铱(Ir)、铂(Pt)、铜(Cu)、钛(Ti)、钽(Ta)、镍(Ni)、铬(Cr)等或它们的合金的导电材料形成。
在示例中，种子层可附加地设置在电极与压电层之间，种子层改善压电层的晶体取向。种子层可利用具有与压电层的结晶度相同的结晶度的氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、锆钛酸铅(PZT，PbZrTiO)中的一种形成。
SMR压电层150S和FBAR压电层150F可包括通过将电能转换成具有声波形式的机械能来产生压电效应的压电材料。在示例中，作为非限制性示例，压电材料可包括氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、锆钛酸铅(PZT，PbZrTiO)中的一种，还可包括稀土金属和过渡金属中的至少一种，并且还可包括镁(Mg)(二价金属)。例如，稀土金属可包括钪(Sc)、铒(Er)、钇(Y)和镧(La)中的至少一种，过渡金属可包括钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钽(Ta)和铌(Nb)中的至少一种。
在示例中，SMR谐振单元135S在水平方向上的尺寸可小于FBAR谐振单元135F在水平方向上的尺寸。因此，由声波谐振器滤波器50i产生的热可相对更集中在SMR谐振单元135S中，并且具有相对好的散热特性的SMR谐振单元135S可有效地消散集中的热。
参照图2A，SMR还可包括SMR插入层171S和172S以及SMR连接金属层181S和182S中的至少一者，并且FBAR还可包括FBAR插入层171F和172F以及FBAR连接金属层181F和182F中的至少一者。
在示例中，SMR插入层171S和172S以及FBAR插入层171F和172F可利用介电材料(诸如但不限于二氧化硅(SiO2)、氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、氧化镁(MgO)、二氧化锆(ZrO2)、锆钛酸铅(PZT)、砷化镓(GaAs)、二氧化铪(HfO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)等)形成，但可利用与SMR压电层150S和FBAR压电层150F的材料不同的材料形成。
SMR连接金属层181S和182S以及FBAR连接金属层181F和182F可电连接SMR和FBAR。在示例中，SMR连接金属层181S和182S以及FBAR连接金属层181F和182F可利用具有相对低的比电阻的材料(诸如，金(Au)、金-锡(Au-Sn)合金、铜(Cu)、铜-锡(Cu-Sn)合金、铝(Al)、铝合金等)来实现，但不限于此。
参照图2B，根据一个或更多个实施例的声波谐振器滤波器50j可包括围绕腔112F的牺牲层130b。牺牲层130b可支撑SMR支撑单元123S，并且SMR支撑单元123S可支撑SMR谐振单元135S。
图3A和图3B是示出制造图2A所示的声波谐振器滤波器的工艺的示图。
参照图3A，第一操作50i-1中的声波谐振器滤波器可具有其中堆叠有基板110、绝缘层120和SMR支撑单元123S的结构。
在示例中，仅作为示例，通过使用二氧化硅(SiO2)和氧化铝(Al2O3)中的一种，可通过化学气相沉积、RF磁控溅射或蒸镀在基板110上形成绝缘层120。
第二操作50i-2中的声波谐振器滤波器可具有去除SMR支撑单元123S的一部分的结构。
第三操作50i-3中的声波谐振器滤波器可具有在绝缘层120上方进一步设置牺牲层130a的结构。例如，可通过多晶硅的化学气相沉积来形成牺牲层130a。
第四操作50i-4中的声波谐振器滤波器可具有去除牺牲层130a的一部分的结构。
参照图3B，第五操作50i-5中的声波谐振器滤波器可具有进一步去除牺牲层130a的一部分的结构。在示例中，可在牺牲层130a的下表面上附加地形成蚀刻停止层。蚀刻停止层可用于保护基板110和绝缘层120免受蚀刻工艺的影响，并且可用作用于在蚀刻停止层上沉积其他层的基底。
第六操作50i-6中的声波谐振器滤波器可具有通过化学气相沉积形成可填充在腔112F中的二氧化硅(SiO2)的结构。
第七操作50i-7中的声波谐振器滤波器可具有去除可填充在腔112F中的二氧化硅(SiO2)的一部分的结构。
在示例中，可省略第六操作50i-6和第七操作50i-7，并且腔112F可利用空气形成。
第八操作50i-8中的声波谐振器滤波器可具有其中形成有SMR谐振单元135S和FBAR谐振单元135F的结构。
图4A和图4B是示出制造图2B所示的声波谐振器滤波器的工艺的示图。
参照图4A，第一操作50j-1中的声波谐振器滤波器可具有其中基板110、绝缘层120和牺牲层130b依次堆叠的结构。
第二操作50j-2中的声波谐振器滤波器可具有去除牺牲层130b的一部分的结构。
第三操作50j-3中的声波谐振器滤波器可具有其中通过化学气相沉积形成可填充在腔112F中的二氧化硅(SiO2)的结构。
根据设计，可省略第二操作50j-2和第三操作50j-3，并且腔112F可利用空气形成。
第四操作50j-4中的声波谐振器滤波器可具有去除可填充在腔112F中的二氧化硅(SiO2)的一部分的结构。
第五操作50j-5中的声波谐振器滤波器可具有其中SMR支撑单元123S堆叠在牺牲层130b上的结构。
第六操作50j-6中的声波谐振器滤波器可具有其中去除SMR支撑单元123S的一部分的结构。
第七操作50j-7中的声波谐振器滤波器具有包括设置在SMR支撑单元123S上的SMR谐振单元135S和设置在腔112F上的FBAR谐振单元135F的结构。
图5是示出根据一个或更多个实施例的声波谐振器滤波器的外围结构的示图。
参照图5，声波谐振器100可包括堆叠结构以及结合到堆叠结构的盖200，堆叠结构包括基板110、绝缘层120、腔112和谐振单元135。
堆叠结构可被划分为有效区域和无效区域。堆叠结构的有效区域可以是当诸如射频信号的电能施加到第一电极140和第二电极160时基于在压电层150中发生的压电现象而在预定方向上振动和谐振的区域，并且可对应于第一电极140、压电层150和第二电极160在腔112上沿竖直方向彼此重叠的区域。堆叠结构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时也不基于压电现象而谐振的区域，并且可对应于有效区域以外的区域。
保护层170可设置在谐振单元135的第二电极160上，以防止第二电极160暴露在外部。作为非限制性示例，保护层170可利用氧化硅基绝缘材料、氮化硅基绝缘材料和氮化铝基绝缘材料中的一种形成。尽管如图5所示在单个盖200中容纳单个堆叠结构，但是根据示例，在单个盖200中也可容纳多个堆叠结构，并且多个堆叠结构中的每个可互相连接。在本示例中，布线电极可设置在暴露在外部的第一电极140和第二电极160上，以使多个堆叠结构互相连接。
盖200可结合到堆叠结构，以保护谐振单元135免受外部环境的影响。盖200可形成为具有盖形状，盖形状具有容纳谐振单元135的内部空间。具体地，盖200可具有形成在中央部中的容纳部以容纳谐振单元135，并且可在边缘处结合到堆叠结构。如图5所示，盖200可结合到堆叠在基板110上方的保护层170，但这仅是示例。盖200可穿过保护层170，以结合到膜130、蚀刻停止层125、绝缘层120和基板110中的至少一者。
盖200可通过共晶接合而结合到基板110。在本示例中，在将能够与基板110共晶接合的粘合剂250沉积在堆叠结构上之后，可对基板晶圆和盖晶圆进行压制和加热，以使它们结合。粘合剂250可包括铜(Cu)-锡(Sn)的共晶材料，此外，还可包括焊料球。
在厚度方向上穿过基板110的至少一个通路孔113可形成在基板110的下表面上。除了基板110之外，通路孔113可在厚度方向上穿过膜130、蚀刻停止层125和绝缘层120的一部分。连接图案114可形成在通路孔113内部，并且连接图案114可形成在通路孔113的内表面(例如，通路孔113的整个内壁)上。在示例中，可省略通路孔113，并且可用引线键合的结构代替连接图案114的结构。
可通过在通路孔113的内表面上形成导电层来制备连接图案114。例如，可通过沿着通路孔113的内壁沉积、涂覆或填充诸如金或铜的导电金属来形成连接图案114。例如，连接图案114可利用钛(Ti)-铜(Cu)合金制成。
连接图案114可连接到第一电极140和第二电极160中的至少一者。在示例中，连接图案114可穿过基板110、膜130、第一电极140和压电层150的至少一部分，以电连接到第一电极140和第二电极160中的至少一者。形成在通路孔113的内表面上的连接图案114可朝向基板110的下表面延伸，并且可连接到设置在基板110的下表面上的基板连接垫115。因此，连接图案114可将第一电极140和第二电极160电连接到基板连接垫115。
基板连接垫115可通过凸块电连接到可设置在声波谐振器100下方的外部基板。声波谐振器100可通过经由基板连接垫115施加到第一电极140和第二电极160的信号来执行射频信号的滤波操作。
根据一个或更多个实施例的声波谐振器滤波器可获得优异的散热特性，同时确保优异的滤波特性(例如，插入损耗、通带纹波、回波损耗和衰减)以及相对高的实现效率。
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，可在形式和细节上对这些示例做出各种改变。在此描述的示例将仅被认为是描述性含义，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是可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术，和/或如果按照不同的方式组合所描述的系统、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者添加所描述的系统、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变型将被解释为被包含在本公开中。

Claims (18)

1.一种声波谐振器滤波器，包括：
后滤波器，电连接在射频信号通过的前端口和后端口之间，所述后滤波器包括至少一个薄膜体声波谐振器；以及
前滤波器，电连接在所述前端口和所述后滤波器之间，并且包括至少一个固态装配型谐振器。
2.根据权利要求1所述的声波谐振器滤波器，所述声波谐振器滤波器还包括：
绝缘层，设置在所述后滤波器和所述前滤波器下方；以及
基板，设置在所述绝缘层下方，
其中，所述至少一个固态装配型谐振器中的每个固态装配型谐振器包括：
固态装配型谐振器谐振单元；以及
固态装配型谐振器支撑单元，设置在所述固态装配型谐振器谐振单元和所述绝缘层之间，并且在所述固态装配型谐振器支撑单元中，至少一个固态装配型谐振器金属层和至少一个固态装配型谐振器绝缘层交替堆叠。
3.根据权利要求2所述的声波谐振器滤波器，其中，所述至少一个薄膜体声波谐振器中的每个薄膜体声波谐振器包括：
薄膜体声波谐振器谐振单元；以及
腔，位于所述薄膜体声波谐振器谐振单元和所述绝缘层之间。
4.根据权利要求3所述的声波谐振器滤波器，所述声波谐振器滤波器还包括围绕所述腔的牺牲层，
其中，所述固态装配型谐振器支撑单元设置在所述固态装配型谐振器谐振单元和所述牺牲层之间。
5.根据权利要求3所述的声波谐振器滤波器，所述声波谐振器滤波器还包括牺牲层，所述牺牲层分别围绕所述腔的至少一部分和所述固态装配型谐振器支撑单元的至少一部分。
6.根据权利要求2所述的声波谐振器滤波器，其中，所述固态装配型谐振器支撑单元设置为在竖直方向上不与所述至少一个薄膜体声波谐振器重叠。
7.根据权利要求2所述的声波谐振器滤波器，其中，所述至少一个薄膜体声波谐振器中的每个薄膜体声波谐振器包括薄膜体声波谐振器谐振单元，并且
其中，所述固态装配型谐振器谐振单元在水平方向上的尺寸小于所述薄膜体声波谐振器谐振单元在所述水平方向上的尺寸。
8.根据权利要求1所述的声波谐振器滤波器，其中，所述至少一个固态装配型谐振器包括：
至少一个串联固态装配型谐振器，串联电连接在所述前端口和所述后端口之间；以及
至少一个分路固态装配型谐振器，连接在所述至少一个串联固态装配型谐振器与地之间，并且
其中，所述至少一个薄膜体声波谐振器包括：
至少一个串联薄膜体声波谐振器，串联电连接在所述前端口和所述后端口之间；以及
至少一个分路薄膜体声波谐振器，连接在所述至少一个串联薄膜体声波谐振器与地之间。
9.根据权利要求8所述的声波谐振器滤波器，其中，所述至少一个固态装配型谐振器的数量小于所述至少一个薄膜体声波谐振器的数量。
10.根据权利要求8所述的声波谐振器滤波器，其中，所述至少一个串联固态装配型谐振器具有其中多个串联固态装配型谐振器彼此并联连接的结构。
11.根据权利要求1所述的声波谐振器滤波器，其中，所述前滤波器还包括至少一个第二薄膜体声波谐振器。
12.根据权利要求11所述的声波谐振器滤波器，其中，所述前滤波器包括至少一个混合单元，所述至少一个混合单元分别具有其中所述至少一个第二薄膜体声波谐振器和所述至少一个固态装配型谐振器彼此并联连接的结构。
13.根据权利要求12所述的声波谐振器滤波器，其中，所述至少一个混合单元包括：
至少一个串联混合单元，串联电连接在所述前端口和所述后端口之间；以及
至少一个分路混合单元，连接在所述至少一个串联混合单元与地之间。
14.根据权利要求13所述的声波谐振器滤波器，其中，所述至少一个串联混合单元包括彼此串联连接的多个串联混合单元，
其中，所述多个串联混合单元中的更靠近所述后端口连接的串联混合单元的固态装配型谐振器谐振单元的尺寸小于所述多个串联混合单元中的更靠近所述前端口连接的串联混合单元的固态装配型谐振器谐振单元的尺寸。
15.根据权利要求11所述的声波谐振器滤波器，其中，所述至少一个固态装配型谐振器中的每个固态装配型谐振器的尺寸小于所述至少一个第二薄膜体声波谐振器中的每个第二薄膜体声波谐振器的尺寸。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的声波谐振器滤波器，其中，所述后滤波器具有通带，并且所述前滤波器具有通带。
17.一种声波谐振器滤波器，包括：
前滤波器，连接在前端口和后端口之间，并且包括至少一个串联固态装配型谐振器和至少一个分路薄膜体声波谐振器；以及
后滤波器，连接在所述前滤波器和所述后端口之间，并且包括至少一个串联薄膜体声波谐振器和至少一个分路薄膜体声波谐振器，
其中，所述至少一个串联固态装配型谐振器与所述至少一个串联薄膜体声波谐振器串联电连接。
18.根据权利要求17所述的声波谐振器滤波器，其中，所述至少一个串联固态装配型谐振器包括并联连接的多个串联固态装配型谐振器。
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