CN114337574A - 一种体声波谐振器组、体声波滤波器及通信器件 - Google Patents
一种体声波谐振器组、体声波滤波器及通信器件 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种体声波谐振器组、体声波滤波器及通信器件。该体声波谐振器组包括:至少两个体声波谐振器,每个体声波谐振器包括第一电极、压电层和第二电极的叠层结构;相邻两个体声波谐振器呈正立的V字型结构或者呈倒立的V字型结构。本发明实施例提供的技术方案降低了体声波谐振器组的尺寸,进而实现了体声波谐振器组、体声波滤波器和通信器件的小型化。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种体声波谐振器组、体声波滤波器及通信器件。
背景技术
随着无线通讯技术的不断发展,高性能、小尺寸的通信器件的应用越来越广泛。
体声波谐振器组包括至少一个薄膜体声波谐振器(Film Bulk AcousticResonator)又称之为体声波谐振器(Bulk Acoustic Wave),由于体声波谐振器具有尺寸小、工作频率高、功耗低、品质因数高、与CMOS工艺兼容等特点,目前已成为通信器件领域重要的器件被广泛应用。
现有的体声波谐振器组的尺寸太大,不利于体声波谐振器组、体声波滤波器和通信器件的小型化。图1为现有技术中的一种体声波滤波器的结构示意图。参见图1,该体声波滤波器包括基板001,基板001的第一表面101包括由体声波谐振器21、体声波谐振器22以及体声波谐振器23构成的体声波谐振器组。每个体声波谐振器包括第一电极20a、压电层20b和第二电极20c的叠层结构。第一方面,由于体声波谐振器21、体声波谐振器22以及体声波谐振器23平铺在基板10的第一表面101,导致体声波滤波器在垂直于基板10的厚度方向的尺寸太大,不利于体声波滤波器和通信器件的小型化。第二方面,由于体声波谐振器21、体声波谐振器22以及体声波谐振器23平铺在基板10的第一表面101,为了降低体声波滤波器的声波损耗,需要在基板10的表面或者内部给体声波谐振器21、体声波谐振器22以及体声波谐振器23中的每一个设置声反射结构40,导致制备工艺繁琐,制备成本较高,尤其当声反射结构40包括空腔结构40a或者背面凹槽时,还会降低体声波滤波器的结构稳定性。需要说明的是,平行于基板001的厚度方向为XOY平面直角坐标系中的Y方向,垂直于基板001的厚度方向为XOY平面直角坐标系中的X方向。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种体声波谐振器组、体声波滤波器及通信器件,以降低体声波谐振器组的尺寸,进而实现体声波谐振器组、体声波滤波器和通信器件的小型化。
本发明实施例提供了一种体声波谐振器组,包括:至少两个体声波谐振器,每个所述体声波谐振器包括第一电极、压电层和第二电极的叠层结构;
相邻两个所述体声波谐振器呈正立的V字型结构或者呈倒立的V字型结构。
可选的,相邻两个所述体声波谐振器相互支撑呈倒立的V字型结构;
或者,相邻两个所述体声波谐振器在支撑层的支撑下呈倒立的V字型结构;
或者,相邻两个所述体声波谐振器通过支撑层支撑,且相邻两个所述体声波谐振器相互支撑呈正立的V字型结构。
可选的,所述V字型结构的V字型边构成的角度大于或等于0°,且小于或等于90°。
可选的,相邻两个所述体声波谐振器的电极通过中间导电部电连接;
或者,相邻两个所述体声波谐振器的电极直接接触以实现电连接;
或者,相邻两个所述体声波谐振器的电极绝缘设置。
可选的,所述体声波谐振器还包括温度补偿层,所述温度补偿层包括正频率漂移系数材料。
可选的,所述温度补偿层位于所述压电层内、所述压电层邻近所述第一电极的表面、所述压电层邻近所述第二电极的表面、所述第一电极内、所述第一电极背离所述压电层的表面、所述第二电极内以及所述第二电极背离所述压电层的表面中的至少一个位置。
本发明实施例还提供了一种体声波滤波器,包括至少一个基板,所述基板包括第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面,所述基板的第一表面设置有至少一个如上述技术方案任意所述体声波谐振器组;
所述基板和所述基板支撑的所述体声波谐振器组的体声波谐振器之间呈预设夹角。
可选的,所述基板包括相邻的第一基板和第二基板;
所述第一基板的第一表面设置有至少一个体声波谐振器组,所述第二基板的第二表面设置有至少一个体声波谐振器组,所述第一基板和所述第二基板之间的体声波谐振器组呈叉指状分布。
可选的,还包括导电互连结构;
所述导电互连结构用于将所述体声波谐振器组的电信号引至最上层基板的第一表面侧,和/或,所述导电互连结构用于将所述体声波谐振器组的电信号引出至位于最下层基板的第二表面侧。
可选的,还包括晶圆盖板,所述晶圆盖板位于所述最上层基板的第一表面侧;
所述导电互连结构用于将所述体声波谐振器组的电信号引至所述晶圆盖板背离所述最上层基板的表面。
可选的,邻近所述导电互连结构的体声波谐振器的第一电极或者第二电极通过导电连接部与所述导电互连结构连接。
可选的,所述第一基板的第一表面设置有第一体声波谐振器组,所述第一体声波谐振器组包括第一体声波谐振器、第二体声波谐振器、第三体声波谐振器和第四体声波谐振器;
所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器呈倒立的V字型设置,所述第三体声波谐振器和所述第四体声波谐振器呈倒立的V字型设置,所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器呈正立的V字型设置。
可选的,所述第二基板的第二表面设置有第二体声波谐振器组,所述第二体声波谐振器组包括第五体声波谐振器和第六体声波谐振器,所述第五体声波谐振器和所述第六体声波谐振器呈正立的V字型设置;
所述第五体声波谐振器和所述第六体声波谐振器相连接的部分位于所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器呈正立的V字型空间内。
可选的,在平行于所述基板的厚度方向上,相邻所述基板之间的间距小于相邻所述基板之间呈叉指状分布的体声波谐振器组的高度之和。
可选的,在水平方向上,呈叉指状分布的两体声波谐振器组之间间隔预设间距。
本发明实施例还提供了一种通信器件,包括上述技术方案任意所述的体声波滤波器;
所述通信器件包括滤波器、双工器以及多工器中的至少一种。
本发明实施例提供的技术方案,第一方面,相邻两个体声波谐振器呈正立的V字型结构或者呈倒立的V字型结构,减少了体声波谐振器组在水平方向的尺寸,有助于形成小型化的体声波谐振器组。且随着V字型结构的V字型边构成的角度的减小,体声波谐振器组在水平方向的尺寸随之减小。第二方面,相邻两个体声波谐振器呈V字型结构设置,V字型结构构成了空气隙结构,故可以将声波反射回相邻的两体声波谐振器,从而减小声波的损耗,提高了体声波谐振器组的品质因数。第三方面,在本发明实施例中不用在基板上通过挖槽方式设置声反射结构,简化了制备工艺,降低了制备成本,还起到了提高体声波谐振器组的结构稳定性的效果。
附图说明
图1为现有技术中的一种体声波滤波器的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种体声谐振器组的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的另一种体声谐振器组的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的又一种体声谐振器组的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的又一种体声谐振器组的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的又一种体声谐振器组的结构示意图;
图7为本发明实施例提供的又一种体声谐振器组的结构示意图;
图8为本发明实施例提供的一种体声波滤波器的结构示意图;
图9为本发明实施例提供的另一种体声波滤波器的结构示意图;
图10为本发明实施例提供的又一种体声波滤波器的结构示意图;
图11为本发明实施例提供的又一种体声波滤波器的结构示意图;
图12为本发明实施例提供的又一种体声波滤波器的结构示意图;
图13为本发明实施例提供的又一种体声波滤波器的结构示意图;
图14为本发明实施例提供的又一种体声波滤波器的结构示意图;
图15为图10中的体声波滤波器的等效电路连接图;
图16为图14中的体声波滤波器的等效电路连接图;
图17为图3中的体声谐振器组的制备方法流程图;
图18为图17中体声谐振器组的制备方法各步骤对应的剖面结构示意图;
图19为图6中的体声谐振器组的制备方法流程图;
图20为图19中体声谐振器组的制备方法各步骤对应的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
针对现有的体声波谐振器组的尺寸太大,不利于体声波谐振器组、体声波滤波器和通信器件的小型化的技术问题,本发明实施例提供了如下体声波谐振器组:该体声波谐振器组包括至少两个体声波谐振器,每个体声波谐振器包括第一电极、压电层和第二电极的叠层结构;相邻两个体声波谐振器呈正立的V字型结构或者呈倒立的V字型结构。
示例性的,参见图2-图4,体声波谐振器组包括体声波谐振器24和体声波谐振器25。每个体声波谐振器包括第一电极20a、压电层20b和第二电极20c的叠层结构。参见图2和图3,相邻两个体声波谐振器24和体声波谐振器25呈倒立的V字型结构。需要说明的是,图2中相邻两个体声波谐振器24和体声波谐振器25的第一电极20a在支撑层30的支撑下呈倒立的V字型结构。而图3中相邻两个体声波谐振器24和体声波谐振器25的第一电极20a相互支撑呈倒立的V字型结构。参见图4,相邻两个体声波谐振器24和体声波谐振器25的第二电极20c相互支撑,且体声波谐振器24和体声波谐振器25在支撑层30的支撑下,体声波谐振器24和体声波谐振器25呈正立的V字型结构。上述技术方案减少了体声波谐振器组在水平方向的尺寸,有助于形成小型化的体声波谐振器组。需要说明的是,在本发明实施例中,XOY坐标系中的X方向平行于水平方向。
示例性的,参见图5和图6,体声波谐振器组包括体声波谐振器24、体声波谐振器25、体声波谐振器26和体声波谐振器27。每个体声波谐振器包括第一电极20a、压电层20b和第二电极20c的叠层结构。相邻两个体声波谐振器24和体声波谐振器25相互支撑呈倒立的V字型结构。相邻两个体声波谐振器26和体声波谐振器27相互支撑呈倒立的V字型结构。相邻两个体声波谐振器25和体声波谐振器26相互支撑呈正立的V字型结构。上述技术方案减少了体声波谐振器组在水平方向的尺寸,有助于形成小型化的体声波谐振器组。相比图1-图5所示的体声波谐振器组,图6中,相邻两体声波谐振器例如是体声波谐振器24和体声波谐振器25呈倒立的V字型结构的V字型边构成的角度β变小,从而可以进一步减小体声波谐振器组在水平方向的尺寸。
本发明实施例提供的技术方案,第一方面,相邻两个体声波谐振器呈正立的V字型结构或者呈倒立的V字型结构,减少了体声波谐振器组在水平方向的尺寸,有助于形成小型化的体声波谐振器组。且随着V字型结构的V字型边构成的角度的减小,体声波谐振器组在水平方向的尺寸随之减小。第二方面,相邻两个体声波谐振器呈V字型结构设置,V字型结构构成了空气隙结构,故可以将声波反射回相邻的两体声波谐振器,从而减小声波的损耗,提高了体声波谐振器组的品质因数。第三方面,在本发明实施例中不用在基板上通过挖槽方式设置声反射结构,简化了制备工艺,降低了制备成本,还起到了提高体声波谐振器组的结构稳定性的效果。
可选的,相邻两个体声波谐振器相互支撑呈倒立的V字型结构;或者,相邻两个体声波谐振器在支撑层的支撑下呈倒立的V字型结构;或者,相邻两个体声波谐振器通过支撑层支撑,且相邻两个体声波谐振器相互支撑呈正立的V字型结构。
示例性的,图3中相邻两个体声波谐振器24和体声波谐振器25的第一电极20a相互支撑呈倒立的V字型结构。图2中相邻两个体声波谐振器24和体声波谐振器25在支撑层30的支撑下呈倒立的V字型结构。其中,支撑层30可以是导电支撑层,也可以是绝缘支撑层。图4中相邻体声波谐振器24和体声波谐振器25的第一电极20a通过支撑层30支撑,且相邻体声波谐振器24和体声波谐振器25的第二电极20c相互支撑呈正立的V字型结构。
可选的,参见图6,V字型结构的V字型边构成的角度β大于或等于0°,且小于或等于90°。优选地,V字型结构的V字型边构成的角度β大于0°,且小于90°。具体的,随着V字型结构的V字型边构成的角度的减小,体声波谐振器组在水平方向的尺寸随之减小。
可选的,相邻两个体声波谐振器的电极通过中间导电部电连接;或者,相邻两个体声波谐振器的电极直接接触以实现电连接;或者,相邻两个体声波谐振器的电极绝缘设置。
示例性的,图2中相邻两个体声波谐振器24和体声波谐振器25的第二电极20c通过中间导电部20d电连接。图5中相邻两个体声波谐振器25和体声波谐振器26的第二电极20c直接接触以实现电连接。图5中相邻两个体声波谐振器24和体声波谐振器25的第二电极20c间隔预设区域,以实现绝缘设置。
可选的,体声波谐振器还包括温度补偿层,温度补偿层包括正频率漂移系数材料。
示例性的,参见图7,体声波谐振器24和体声波谐振器25还包括温度补偿层20e,温度补偿层20e位于第二电极20c背离压电层20b的表面。
可选的,温度补偿层20e位于压电层20b内、压电层20b邻近第一电极20a的表面、压电层20b邻近第二电极20c的表面、第一电极20a内、第一电极20a背离压电层20b的表面、第二电极20c内以及第二电极20c背离压电层20b的表面中的至少一个位置。
具体的,温度补偿层20e包括正频率漂移系数材料,可以对体声波谐振器随温度变化,产生的电学和机械性能的变化进行补偿,以提高体声波谐振器的温度稳定性。示例性的,温度补偿层20e可以选择二氧化硅等正频率漂移系数材料。
本发明实施例还提供了一种体声波滤波器,包括至少一个基板,基板包括第一表面以及与第一表面相对设置的第二表面,基板的第一表面设置有至少一个如上述技术方案任意所述体声波谐振器组;基板和基板支撑的体声波谐振器组的体声波谐振器之间呈预设夹角。
示例性的,参见图8-图12,体声波滤波器中包括一个基板001,基板001包括第一表面101以及与第一表面101相对设置的第二表面102,基板001的第一表面101设置有一个体声波谐振器组2,基板001和基板001支撑的体声波谐振器组2的体声波谐振器之间呈预设夹角α。
可选的,当基板的数量为至少两个时,可以设置键合结构,用于密封连接不同的基板。示例性的,参见图13,体声波滤波器中包括两个基板,分别是基板001和基板002,基板001的第一表面101设置有体声波谐振器组2,基板001和基板001支撑的体声波谐振器组2的体声波谐振器之间呈预设夹角α。基板002的第一表面101设置有体声波谢谐振器组3。基板002和基板002支撑的体声波谐振器组3的体声波谐振器之间呈预设夹角α。
其中,预设夹角α在大于0°且小于90°的范围内,预设夹角α的数值越大,体声波滤波器在垂直于基板001厚度的方向的尺寸越小。为了便于描述,垂直于基板001厚度的方向为XOY平面直角坐标系中的X方向,平行于基板001厚度的方向为XOY平面直角坐标系中的Y方向。
本发明实施例提供的技术方案,第一方面,基板和基板支撑的体声波谐振器组的体声波谐振器之间呈预设夹角,即相邻两个体声波谐振器呈正立的V字型结构或者呈倒立的V字型结构,减少了体声波谐振器组在水平方向的尺寸,有助于形成小型化的体声波滤波器。且随着基板和基板支撑的体声波谐振器组的体声波谐振器之间呈预设夹角的增大,体声波谐振器组在水平方向的尺寸随之减小,体声波滤波器在垂直于厚度方向的尺寸随之减小。第二方面,相邻两个体声波谐振器呈V字型结构设置,V字型结构构成了空气隙结构,故可以将声波反射回相邻的两体声波谐振器,从而减小声波的损耗,提高了体声波滤波器的品质因数。第三方面,在本发明实施例中不用在基板上通过挖槽方式设置声反射结构,简化了制备工艺,降低了制备成本,还起到了提高体声波谐振器组的结构稳定性的效果。
可选的,基板包括相邻的第一基板和第二基板;第一基板的第一表面设置有至少一个体声波谐振器组,第二基板的第二表面设置有至少一个体声波谐振器组,第一基板和第二基板之间的体声波谐振器组呈叉指状分布。
示例性的,参见图14,第一基板为基板001,基板001的第一表面101设置有体声波谐振器组2,第二基板为基板002,基板002的第二表面102设置有体声波谐振器组3,基板001和基板002之间的体声波谐振器组2和体声波谐振器组3呈叉指状分布。
具体的,当基板的数量大于或等于两个时,相邻两个基板之间的体声波谐振器组呈叉指状分布,减少了体声波滤波器平行于基板厚度方向的尺寸,从而有助于形成小型化的体声波滤波器。
可选的,还包括导电互连结构;导电互连结构用于将体声波谐振器组的电信号引至最上层基板的第一表面侧,和/或,导电互连结构用于将体声波谐振器组的电信号引出至位于最下层基板的第二表面侧。
示例性的,参见图13和图14,导电互连结构60用于将体声波谐振器组2和体声波谐振器组3的电信号引出至位于最下层基板001的第二表面102侧的同时,导电互连结构60还用于将体声波谐振器组2和体声波谐振器组3的电信号引出至位于最上层基板001的第一表面101侧。
具体的,导电互连结构60用于将体声波谐振器组的电信号引出,便于将体声波滤波器的电信号和电容、电感、电阻以及功能芯片中的至少一种组成的补偿电路实现电连接。
可选的,还包括晶圆盖板,晶圆盖板位于最上层基板的第一表面侧;导电互连结构用于将体声波谐振器组的电信号引至晶圆盖板背离最上层基板的表面。
示例性的,参见13,该体声波滤波器还包括晶圆盖板50,晶圆盖板50位于最上层基板001的第一表面101侧,在导电互连结构60用于将体声波谐振器组的电信号引出至位于最下层基板001的第二表面102侧的基础上,导电互连结构60还可以用于将体声波谐振器组的电信号引至晶圆盖板50背离顶层基板001的表面。在图8-图12中,由于只示出了一个基板,最下层基板和最上层基板均是基板001。示例性的,基板001和晶圆盖板50的材料可以相同,也可以不同。
可选的,参见图13,晶圆盖板50设置邻近最上层基板一侧的表面设置有凹槽50a。示例性的,图13中基板为2个,最上层基板为基板002,最下层基板为基板001。凹槽50a可以将声波反射回最上层基板一侧的体声波谐振器组,以提高体声波滤波器的品质因数。
可选的,邻近导电互连结构的体声波谐振器的第一电极或者第二电极通过导电连接部与导电互连结构连接。
示例性的,参见图8,邻近导电互连结构60的体声波谐振器24的第一电极20a通过导电连接部70与导电互连结构60连接。邻近导电互连结构60的体声波谐振器25的第一电极20a通过导电连接部71与导电互连结构60连接。
参见图9和图12,邻近导电互连结构60的体声波谐振器24的第二电极20c通过导电连接部74与导电互连结构60连接。邻近导电互连结构60的体声波谐振器25的第二电极20c通过导电连接部75与导电互连结构60连接。
参见图10、图11和图14,邻近导电互连结构60的体声波谐振器24的第二电极20c通过导电连接部72与导电互连结构60连接。邻近导电互连结构60的体声波谐振器27的第二电极20c通过导电连接部73与导电互连结构60连接。
参见图14,邻近导电互连结构60的体声波谐振器28的第二电极20c通过导电连接部76与导电互连结构60连接。邻近导电互连结构60的体声波谐振器29的第二电极20c通过导电连接部77与导电互连结构60连接。
综上,邻近导电互连结构的体声波谐振器的第一电极或者第二电极通过导电连接部与导电互连结构连接,再结合导电互连结构和体声波谐振器组的连接方式,实现了将体声波谐振器组的电信号引出,便于将体声波滤波器的电信号和电容、电感、电阻以及功能芯片中的至少一种组成的补偿电路实现电连接。
在一个体声波谐振器组内,相邻两个体声波谐振器的电极通过直接接触实现电连接或者通过中间导电部实现电连接。示例性的,参见图10和图15,在体声波谐振器组2中,体声波谐振器24、体声波谐振器25、体声波谐振器26和体声波谐振器27串联连接。参见图14和图16,体声波谐振器组2和体声波谐振器组3并联连接,体声波谐振器组2内的体声波谐振器24、体声波谐振器25、体声波谐振器26和体声波谐振器27串联连接。体声波谐振器组3内的体声波谐振器28和体声波谐振器29串联连接。
可选的,参见图14,第一基板001的第一表面101设置有第一体声波谐振器组2,第一体声波谐振器组2包括第一体声波谐振器24、第二体声波谐振器25、第三体声波谐振器26和第四体声波谐振器27;第一体声波谐振器24和第二体声波谐振器25呈倒立的V字型设置,第三体声波谐振器26和第四体声波谐振器27呈倒立的V字型设置,第二体声波谐振器25和第三体声波谐振器26呈正立的V字型设置。
可选的,参见图14,第二基板002的第二表面102设置有第二体声波谐振器组3,第二体声波谐振器组3包括第五体声波谐振器28和第六体声波谐振器29,第五体声波谐振器28和第六体声波谐振器29呈正立的V字型设置;第五体声波谐振器28和第六体声波谐振器29相连接的部分位于第二体声波谐振器25和第三体声波谐振器26呈正立的V字型空间80内。
本发明实施例提供的技术方案,第一方面,基板和基板支撑的体声波谐振器组的体声波谐振器之间呈预设夹角,即相邻两个体声波谐振器呈正立的V字型结构或者呈倒立的V字型结构,减少了体声波谐振器组在水平方向的尺寸,有助于形成小型化的体声波滤波器。且随着基板和基板支撑的体声波谐振器组的体声波谐振器之间呈预设夹角的增大,体声波谐振器组在V字型结构的V字型边构成的角度的减小,体声波滤波器在垂直于厚度方向的尺寸随之减小。当基板的数量大于或等于两个时,相邻两个基板之间的体声波谐振器组呈叉指状分布,减少了体声波滤波器平行于基板厚度方向的尺寸,从而有助于形成小型化的体声波滤波器。第二方面,V字型结构构成了空气隙结构体声波谐振器,固可以将声波反射回相邻的下层和上层的体声波谐振器,从而减小声波的损耗,提高了体声波滤波器的品质因数。第三方面,在本发明实施例中不用在基板上通过挖槽方式设置声反射结构,简化了制备工艺,降低了制备成本,还起到了提高体声波谐振器组的结构稳定性的效果。
可选的,在平行于基板的厚度方向上,相邻基板之间的间距小于相邻基板之间呈叉指状分布的体声波谐振器组的高度之和。
示例性的,参见图14,在平行于基板001的厚度方向上,体声波谐振器组2的高度M1小于基板001和基板002之间的间距M2,体声波谐振器组3的高度M3小于基板001和基板002之间的间距M2。相邻设置的基板001以及基板002之间的间距M2小于相邻基板001和基板001之间呈叉指状分布的体声波谐振器组2的高度M1和体声波谐振器组3的高度M3之和。
可选的,在水平方向上,呈叉指状分布的两体声波谐振器组之间间隔预设间距。
示例性的,参见图14,在水平方向上,呈叉指状分布的两体声波谐振器组2和体声波谐振器组3之间间隔预设间距,具体体现如下:在水平方向上,第一体声波谐振器组2的第二体声波谐振器25和第二体声波谐振器组3的第五体声波谐振器28之间间隔预设距离M4,第一体声波谐振器组2的第三体声波谐振器26和第二体声波谐振器组3的第六体声波谐振器29之间间隔预设距离M5,第五体声波谐振器28和第六体声波谐振器29相连接的部分位于第二体声波谐振器25和第三体声波谐振器26呈正立的V字型空间80内。上述技术方案增加了呈叉指状分布的两体声波谐振器组2和体声波谐振器组3的隔离度,避免信号的串扰。
示例性的,针对图3示出的体声谐振器组,本发明实施例还提供了一种体声波谐振器组的制备方法,参见图17,该制备方法包括如下步骤:
步骤110、提供基板,并在基板的第一表面形成第一牺牲层。
参见图18,提供基板001,并在基板001的第一表面101形成第一牺牲层100。示例性的,基板001可以选择单晶硅、砷化镓、蓝宝石以及石英等材料。示例性的,第一牺牲层100可以选择包含硅的氧化物的材料例如是磷硅酸盐玻璃(Phospho Silicate Glass,PSG),具体可以通过淀积工艺形成。且第一牺牲层100的厚度可以通过淀积工艺的工艺参数来控制。
步骤120、对第一牺牲层进行图形化处理。
参见图18,通过光刻和刻蚀工艺对第一牺牲层100进行图形化处理。
步骤130、在第一牺牲层远离基板的表面形成第一电极。
参见图18,可以通过溅射或者蒸镀工艺在第一牺牲层100远离基板001的表面形成第一电极20a。示例性的,第一电极20a可以选择导电性良好的钼、钌、金、铝、镁、钨、铜以及钛中的至少一种。
步骤140、在第一电极的表面形成压电层。
参见图18,可以通过淀积工艺在第一电极20a的表面形成压电层20b。示例性的,压电层20b可以选择氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅压电陶瓷、铌酸锂、钽酸锂、铌酸钾等单晶压电薄膜材料以及多晶压电薄膜材料中至少一种。还可以在压电层20b中掺杂一定比例的稀土元素来提高压电材料层的性能。需要说明的是,氮化铝压电层因固有损耗较小、温度系数较低、热导率较好的性能,其作为压电层的体声波谐振器的性能更优。
步骤150、在压电层的表面形成第二电极。
参见图18,可以通过溅射或者蒸镀工艺在压电层20b的表面形成第二电极20c。示例性的,第二电极20c可以选择导电性良好的钼、钌、金、铝、镁、钨、铜以及钛中的至少一种。
步骤160、释放第一牺牲层。
参见图18和图3,可以选取腐蚀液释放第一牺牲层100。
示例性的,第一牺牲层100可以选用氧化硅,腐蚀液选取氢氟酸溶液,便可以快速释放第一牺牲层100。
示例性的,针对图6示出的体声谐振组,本发明实施例还提供了一种体声波谐振器组的制备方法,参见图19,该制备方法包括如下步骤:
步骤210、提供基板,并在基板的第一表面形成第一牺牲层。
参见图20,提供基板001,并在基板001的第一表面101形成第一牺牲层100。
步骤220、对第一牺牲层进行图形化处理。
参见图20,通过光刻和刻蚀工艺对第一牺牲层100进行图形化处理。
步骤230、在第一牺牲层远离基板的表面形成第一电极。
参见图20,可以通过溅射或者蒸镀工艺在第一牺牲层200远离基板001的表面形成第一电极20a。
步骤240、在第一电极的表面形成压电层。
参见图20,可以通过淀积工艺在第一电极20a的表面形成压电层20b。
步骤250、在压电层的表面形成第二电极。
参见图20,可以通过溅射或者蒸镀工艺在压电层20b的表面形成第二电极20c。
步骤260、形成第二牺牲层。
参见图20,可以通过淀积工艺基板001表面侧形成第二牺牲层200。
步骤270、对第二牺牲层进行平坦化处理。
参见图20,可以选择化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)工艺对第二牺牲层200进行平坦化处理。
步骤280、释放第一牺牲层和第二牺牲层。
参见图20和图6,可以选取腐蚀液释放第一牺牲层100和第二牺牲层200。
示例性的,第一牺牲层100和第二牺牲层200均可以选用氧化硅,腐蚀液选取氢氟酸溶液,便可以快速释放第一牺牲层100。
本发明实施例还提供了一种通信器件,包括上述技术方案中任意所述的体声波滤波器;通信器件包括滤波器、双工器以及多工器中的至少一种。
具体的,双工器可以简单的理解为两个体声波滤波器的工作,一个是接收体声波滤波器来接收信号,一个是发射体声波滤波器来发射信号。多工器可以简单的理解为至少两个双工器构成的通信器件。
本发明实施例提供的通信器件包括如上述技术方案中任意所述的体声波滤波器,因此具有上述体声波滤波器所具有的有益效果,在此不再赘述。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (16)
1.一种体声波谐振器组,其特征在于,包括:至少两个体声波谐振器,每个所述体声波谐振器包括第一电极、压电层和第二电极的叠层结构;
相邻两个所述体声波谐振器呈正立的V字型结构或者呈倒立的V字型结构。
2.根据权利要求1所述的体声波谐振器组,其特征在于,相邻两个所述体声波谐振器相互支撑呈倒立的V字型结构;
或者,相邻两个所述体声波谐振器在支撑层的支撑下呈倒立的V字型结构;
或者,相邻两个所述体声波谐振器通过支撑层支撑,且相邻两个所述体声波谐振器相互支撑呈正立的V字型结构。
3.根据权利要求2所述的体声波谐振器组,其特征在于,所述V字型结构的V字型边构成的角度大于或等于0°,且小于或等于90°。
4.根据权利要求1所述的体声波谐振器组,其特征在于,相邻两个所述体声波谐振器电极通过中间导电部电连接;
或者,相邻两个所述体声波谐振器电极直接接触以实现电连接;
或者,相邻两个所述体声波谐振器电极绝缘设置。
5.根据权利要求1所述的体声波谐振器组,其特征在于,所述体声波谐振器还包括温度补偿层,所述温度补偿层包括正频率漂移系数材料。
6.根据权利要求5所述的体声波谐振器组,其特征在于,所述温度补偿层位于所述压电层内、所述压电层邻近所述第一电极的表面、所述压电层邻近所述第二电极的表面、所述第一电极内、所述第一电极背离所述压电层的表面、所述第二电极内以及所述第二电极背离所述压电层的表面中的至少一个位置。
7.一种体声波滤波器,包括至少一个基板,所述基板包括第一表面以及与所述第一表面相对设置的第二表面,其特征在于,所述基板的第一表面设置有至少一个如权利要求1-6任一所述体声波谐振器组;
所述基板和所述基板支撑的所述体声波谐振器组的体声波谐振器之间呈预设夹角。
8.根据权利要求7所述的体声波滤波器,其特征在于,所述基板包括相邻的第一基板和第二基板;
所述第一基板的第一表面设置有至少一个体声波谐振器组,所述第二基板的第二表面设置有至少一个体声波谐振器组,所述第一基板和所述第二基板之间的体声波谐振器组呈叉指状分布。
9.根据权利要求7或8所述的体声波滤波器,其特征在于,还包括导电互连结构;
所述导电互连结构用于将所述体声波谐振器组的电信号引至最上层基板的第一表面侧,和/或,所述导电互连结构用于将所述体声波谐振器组的电信号引出至位于最下层基板的第二表面侧。
10.根据权利要求9所述的体声波滤波器,其特征在于,还包括晶圆盖板,所述晶圆盖板位于所述最上层基板的第一表面侧;
所述导电互连结构用于将所述体声波谐振器组的电信号引至所述晶圆盖板背离所述最上层基板的表面。
11.根据权利要求9所述的体声波滤波器,其特征在于,邻近所述导电互连结构的体声波谐振器的第一电极或者第二电极通过导电连接部与所述导电互连结构连接。
12.根据权利要求8所述的体声波滤波器,其特征在于,所述第一基板的第一表面设置有第一体声波谐振器组,所述第一体声波谐振器组包括第一体声波谐振器、第二体声波谐振器、第三体声波谐振器和第四体声波谐振器;
所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器呈倒立的V字型设置,所述第三体声波谐振器和所述第四体声波谐振器呈倒立的V字型设置,所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器呈正立的V字型设置。
13.根据权利要求12所述的体声波滤波器,其特征在于,所述第二基板的第二表面设置有第二体声波谐振器组,所述第二体声波谐振器组包括第五体声波谐振器和第六体声波谐振器,所述第五体声波谐振器和所述第六体声波谐振器呈正立的V字型设置;
所述第五体声波谐振器和所述第六体声波谐振器相连接的部分位于所述第二体声波谐振器和所述第三体声波谐振器呈正立的V字型空间内。
14.根据权利要求8所述的体声波滤波器,其特征在于,在平行于所述基板的厚度方向上,相邻所述基板之间的间距小于相邻所述基板之间呈叉指状分布的体声波谐振器组的高度之和。
15.根据权利要求8所述的体声波滤波器,其特征在于,在水平方向上,呈叉指状分布的两体声波谐振器组之间间隔预设间距。
16.一种通信器件,其特征在于,包括权利要求7-15任一所述的体声波滤波器;
所述通信器件包括滤波器、双工器以及多工器中的至少一种。
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