CN116915208A - 具有氧化物条和虚设指状物的横向激发薄膜体声学谐振器 - Google Patents

具有氧化物条和虚设指状物的横向激发薄膜体声学谐振器 Download PDF

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Abstract

一种声学谐振器，包括衬底、由衬底支撑的压电板和膜片。该谐振器还包括叉指换能器(IDT)，该IDT具有分别从第一母线和第二母线延伸的交织的IDT指状物。该交织的IDT指状物的重叠部分限定了声学谐振器的孔。该谐振器还包括一个或多个介电条，该一个或多个介电条中的每个介电条与IDT指状物的至少一部分重叠，并延伸到孔的边缘与第一母线或第二母线中的对应母线之间的间隙中。该谐振器还包括一个或多个虚设指状物，该虚设指状物中的每个虚设指状物在相邻的IDT指状物之间的位置处从第一母线或第二母线中的一条母线延伸，并朝向一个或多个介电条中的一个介电条延伸到间隙中。

Description

具有氧化物条和虚设指状物的横向激发薄膜体声学谐振器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年4月15日递交的美国专利临时申请No.63/331，690的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及横向激发的薄膜体声波谐振器(XBAR)，包括XBAR，该XBAR包括组合使用以在XBAR的反谐振频率附近实现较低损耗的宽氧化物条和虚设指状物。
背景技术
射频(RF)滤波器是一种被配置为通过某些频率并停止其他频率的双端口设备，其中，“通过”是指以相对较低的信号损耗进行传输，并且“停止”是指阻止或大幅衰减。由滤波器通过的频率的范围被称为滤波器的“通带”。由这种滤波器停止的频率的范围被称为滤波器的“阻带”。典型的RF滤波器具有至少一个通带和至少一个阻带。对通带或阻带的具体要求取决于具体应用。例如，“通带”可以被定义为滤波器的插入损耗优于定义值(诸如1dB、2dB或3dB)的频率范围。“阻带”可以被定义为滤波器的抑制大于定义值(诸如20dB、30dB、40dB或更大)或取决于应用而更大的频率范围。
RF滤波器用于通过无线链路传输信息的通信系统。例如，RF滤波器可以在蜂窝基站的RF前端、移动电话和计算设备、卫星收发器和地面站、IoT(物联网)设备、笔记本电脑和平板电脑、定点无线电链路、以及其他通讯系统中找到。RF滤波器还用于雷达、电子和信息战争系统。
无线系统中的RF滤波器的性能增强可以对系统性能具有广泛影响。RF滤波器的改进可以用于提供系统性能改进，诸如更大的单元尺寸、更长的电池寿命、更高的数据速率、更大的网络容量、更低的成本、增强的安全性、更高的可靠性等。这些改进可以在无线系统的多个级别处(例如，在RF模块、RF收发器、移动或固定子系统、或网络级别处)单独地或组合地实现。随着对在更高频率下操作的RF滤波器的需求不断增加，需要能够在不同频带下操作的改进的滤波器，同时还要改进用于制造此类滤波器的制造工艺。
发明内容
因此，根据所描述的方面，提供了一种声学谐振器，该声学谐振器包括衬底和由衬底支撑的压电板。该声学谐振器还包括包含压电板的跨越衬底中的空腔的部分的膜片、以及在压电板处的叉指换能器(IDT)。该IDT包括分别从第一母线和第二母线延伸的交织的IDT指状物，其中，该交织的IDT指状物的重叠部分限定声学谐振器的孔。该声学谐振器还包括一个或多个介电条，每个介电条与每个IDT指状物的至少一部分重叠，并延伸到孔的边缘与第一母线或第二母线中的对应母线之间的间隙中。该声学谐振器还包括一个或多个虚设指状物，每个虚设指状物在相邻的IDT指状物之间的位置处从第一母线或第二母线中的一条母线延伸，并朝向一个或多个介电条中的一个介电条延伸到间隙中。
根据另一所描述的方面，提供了一种滤波器设备，该滤波器设备包括衬底和由衬底支撑的压电板。该滤波器设备还包括多个膜片，每个膜片包括压电板的跨越衬底中的相应空腔的相应部分。该滤波器设备还包括在压电板处的导体图案，该导体图案包括多个声学谐振器的叉指换能器(IDT)。每个IDT包括分别从第一母线和第二母线延伸的交织的IDT指状物。交织的IDT指状物在相应的膜片上，并且该交织的IDT指状物的重叠部分限定声学谐振器中的相应声学谐振器的孔。声学谐振器中的至少一个声学谐振器还包括一个或多个介电条，该一个或多个介电条中的每个介电条与该声学谐振器中的至少一个声学谐振器的IDT指状物中的每个IDT指状物的至少一部分重叠，并延伸到声学谐振器中的至少一个声学谐振器的孔的边缘与第一母线或第二母线中的对应母线之间的间隙中。该声学谐振器还包括一个或多个虚设指状物，每个虚设指状物在相邻的IDT指状物之间的位置处从第一母线或第二母线中的一条母线延伸，并朝向声学谐振器中的至少一个声学谐振器的一个或多个介电条中的一个介电条延伸到间隙中。
根据另一方面，制造声学谐振器的方法包括：在压电板处形成叉指换能器(IDT)，该IDT包括分别从第一母线和第二母线延伸的交织的IDT指状物。交织的IDT指状物在包括压电板的跨越衬底中的空腔的部分的膜片上，并且该交织的IDT指状物的重叠部分限定声学谐振器的孔。该方法还包括：形成一个或多个介电条，每个介电条与每个IDT指状物的至少一部分重叠，并延伸到径孔的边缘与第一母线或第二母线中的对应母线之间的间隙中。IDT的形成还包括：形成一个或多个虚设指状物，每个虚设指状物在相邻的IDT指状物之间的位置处从第一母线或第二母线中的一条母线延伸，并朝向一个或多个介电条中的一个介电条延伸到间隙中。
以上示例方面的简单概括用于提供对本公开的基本理解。该概括不是对所有预期方面的广泛概述，并且既不旨在识别所有方面的关键或重要元件，也不旨在勾画本公开的任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一个或多个方面，作为下面对本公开的更详细描述的前言。
附图说明
图1A包括横向激发薄膜体声学谐振器(XBAR)的一个示意性平面图、两个示意性截面图和一个细节图。
图1B是图1A的XBAR的一部分的放大的示意性截面图。
图1C是图1A的XBAR的备选配置的放大的示意性截面图。
图1D是图1A的XBAR的另一备选配置的放大的示意性截面图。
图1E是图1A的XBAR的另一备选配置的放大的示意性截面图。
图1F是图1A的XBAR的备选示意性截面图。
图1G是图1A的XBAR的备选示意性截面图。
图1H是示出了根据示例性方面的XBAR中的剪切水平声学模式的曲线图。
图2A是声学谐振器的等效电路模型。
图2B是理想声学谐振器的导纳幅度的曲线图。
图3是代表性XBAR的作为频率的函数的导纳和伯德Q的曲线图。
图4包括具有宽氧化物条结构的XBAR的示意性平面图和放大的示意性截面图。
图5是图4的宽氧化物条结构的详细截面图。
图6是另一宽氧化条结构的详细截面图。
图7是具有虚设指状物的XBAR的示意性平面图。
图8是图7的XBAR中的单个虚设指状物的详细示意图。
图9是用于具有宽氧化条和虚设指状物结构的XBAR的作为频率的函数的导纳和伯德Q的曲线图。
图10是用于具有宽氧化条和虚设指状物结构的XBAR的作为频率的函数的最大可用增益的曲线图。
图11示出了虚设指状物结构的变型。
图12是用于制造包括宽氧化物条和虚设指状物结构的XBAR的方法的流程图。
贯穿该说明书，附图中所出现的元件被分配了三位数或四位数的附图标记，其中，两个最低有效数字特定于该元件，并且一个或两个最高有效数字是对应的图号。可以假定未结合附图描述的元件具有与先前描述的具有相同元件特定数字的元件相同的特性和功能。
具体实施方式
图1A示出了横向激发薄膜体声学谐振器(XBAR)100的简化示意性顶视图、正交截面图和详细的截面图。诸如谐振器100之类的XBAR谐振器可以用于包括带阻滤波器、带通滤波器、双工器和多路复用器的各种RF滤波器。XBAR特别适用于频率高于3GHz的通信频带的滤波器。
XBAR 100由形成在分别具有平行的前表面112和后表面114的压电板110的表面上的薄膜导体图案制成。压电板可以是诸如铌酸锂、钽酸锂、硅酸镧镓、氮化镓或氮化铝之类的压电材料的薄单晶层。可以对压电板进行切割，使得X、Y和Z晶轴的相对于前表面和后表面的取向是已知的且是一致的。在本公开中所呈现的示例中，压电板是Z切割的，也就是说，Z轴垂直于前表面112和后表面114。
在前述方面的一些方面中，压电板110可以是82Y切割的，例如，欧拉角在(0，x，90)(其中，其中-15＜x＜0)范围内的82Y切割的铌酸锂。如本领域所理解的，“切割”通常定义两件事：1)暴露的晶体平面、以及2)所使用声波的传播方向(即，垂直于IDT指状物的方向)。Y切割系列(诸如120Y和128Y)通常被称为120YX或128YX，其中，“切割角度”是在y轴和板的法线之间的角度。“切割角度”等于β+90°。例如，欧拉角为[0°，30°，0°]的板通常被称为“120°旋转的Y切割”。因此，120YX和128YX的欧拉角分别为(0，120-90，0)和(0，128-90，0)。“Z切割”通常被称为ZY切割，并且被理解为表示板表面垂直于Z轴但波沿Y轴传播。ZY切割的欧拉角为(0，0，90)。如本文所使用的，82Y切割是Z切割的变型。82Y切割的欧拉角为(0，82-90，90)。定义82Y切割中的晶面的法线与定义120Y切割的方式类似，但82Y切割中的波在与ZY切割类似的方向上传播(即，沿Y轴，意味着IDT在82Y切割和82YX切割中的对齐方式不同)。因此，如本文所使用的，82Y切割与82YX切割不同。然而，XBAR可以在具有其他晶体取向的压电板上制造。
除了压电板110的形成跨越形成在衬底中的空腔140的膜片115的部分之外，压电板110的后表面114附接到衬底120的表面。由于压电板的跨越空腔的部分与麦克风的膜片物理相似，所以该部分在本文中被称为“膜片”115。如图1A所示，膜片115与压电板110的围绕空腔140的全部周边145的其余部分邻接。在该上下文中，“邻接”是指“连续地连接而没有任何中间项”。在其他配置中，膜片115可以与围绕空腔140的周边145的至少50％的压电板邻接。
衬底120向压电板110提供机械支撑。衬底120可以是例如硅、蓝宝石、石英或一些其他材料、或材料的组合。压电板110的后表面114可以使用晶片接合工艺接合到衬底120。备选地，压电板110可以在衬底120上生长或以某种其他方式附接到衬底。压电板110可以直接附接到衬底，或可以经由一个或多个中间材料层(图1A中未示出)附接到衬底120。
“空腔”具有其“固体内的空白空间”的常规含义。空腔140可以是完全地穿过衬底120的孔(如部分A-A和部分B-B中所示)或在膜片115下方在衬底120中的凹陷。空腔140可以例如通过在对压电板110和衬底120进行附接之前或之后选择性地蚀刻衬底120来形成。
XBAR 100的导体图案包括叉指换能器(IDT)130。IDT 130包括从第一母线132延伸的第一多个平行指状物(诸如指状物136)和从第二母线134延伸的第二多个指状物。第一多个平行指状物和第二多个平行指状物是交织的。交织的指状物重叠距离AP，该距离通常被称为IDT的“孔径”。平行于IDT指状物的方向在本文中将被称为“孔径方向”。IDT 130的最外侧的指状物之间的中心到中心的距离L为该IDT的“长度”。垂直于IDT指状物的方向在本文中将被称为“长度方向”，而介电条(将在下面更详细地讨论)的方向延伸到母线和相对母线(在平行于IDT指状物的方向上)的IDT指状物之间的间隙中，在本文中可以被称为介电条的“宽度方向”。
第一母线132和第二母线134用作XBAR 100的端子。施加在IDT 130的两条母线132、134之间的射频或微波信号在压电板110内激发初级声学模式。如将进一步详细讨论的，初级声学模式是声能沿与压电板110的表面基本正交的方向传播的体剪切模式，该方向也垂直于由IDT指状物产生的电场的方向，或横切于该电场的方向。因此，XBAR被认为是横向激发薄膜体波谐振器。
IDT 130置于压电板110上，使得至少IDT 130的指状物设置在压电板的跨越空腔140或悬置在空腔140上方的膜片115上。如图1A所示，空腔140具有范围大于IDT 130的孔径AP和长度L的矩形形状。XBAR的空腔可以具有不同的形状，诸如规则的或不规则的多边形。XBAR的空腔可以具有多于或少于四条边，这些边可以是直的或弯曲的。
为了便于在图1A中呈现，IDT指状物的几何间距和标记(“标记”为通常用于指代垂直于导体(诸如IDT指状物)的长轴的尺寸的术语)相对于XBAR的长度(尺寸L)和孔径(尺寸AP)被大大夸大了。典型XBAR在IDT 130中具有多于十个平行的指状物。XBAR在IDT 130中可以具有数百个平行的指状物。类似地，指状物的厚度在截面图中也被大大夸大了。
参照详细的截面图(细节C)，正面介电层122可以可选地形成在压电板110的正面上。根据定义，XBAR的“正面”是背离衬底的表面。正面介电层122可以仅形成在IDT指状物(例如，IDT指状物138b)之间，或者可以沉积为地毯层，使得介电层形成在IDT指状物(例如，IDT指状物138a)之间以及IDT指状物上方。正面介电层122可以是非压电介电材料，诸如二氧化硅或氮化硅。正面介电层的厚度通常小于或等于压电板的厚度。正面介电层122可以由一种或多种材料的多个层形成。
IDT指状物138a和138b可以是铝、铝合金、铜、铜合金、铍、金、钨、钼或一些其他导电材料。如果IDT指状物由铝或包括至少50％的铝的合金形成，则该IDT指状物被认为是“实质上为铝”。如果IDT指状物由铜或包括至少50％的铜的合金形成，则该IDT指状物被认为是“实质上为铜”。其他金属(诸如铬或钛)的薄(相对于导体的总厚度)层可以形成在指状物的下方和/或上方、和/或作为指状物中的层，以提高指状物和压电板110之间的粘附性、和/或对指状物进行钝化或封装、和/或改善功率处理。IDT的母线132、134可以由与指状物相同或不同的材料制成。
尺寸p是IDT指状物的中心到中心间隔或“间距”，其可以被称为IDT的间距和/或XBAR的间距。尺寸m是IDT指状物的标记。
如细节C所示，IDT指状物138a具有梯形截面形状，并且IDT指状物138b具有矩形截面形状。IDT指状物138a、138b可以具有一些其他截面，诸如T形或阶梯形。IDT指状物138a、138b被示为可以是铝或一些其他金属的单层结构。IDT指状物可以包括多层材料，这些材料可以被选择为具有不同的声学损耗和/或不同的声学阻抗。当使用多个材料层时，这些层的截面形状可以不同。此外，可以在IDT指状物138a、138b和压电板110之间形成诸如钛或铬之类的其他材料的薄粘合层。尽管图1A未示出，但一些或所有IDT指状物可以设置在部分地或完全地延伸穿过压电板110的凹槽或槽中。
图1B示出了图1A的XBAR 100的详细的示意性截面图。压电板110是具有厚度ts的压电材料的单晶层。ts可以是例如100nm至1500nm。当在用于5G NR和3.4GHZ至7GHz的Wi-FiTM频带的滤波器中使用时，厚度ts可以是例如150nm至500nm。
正面介电层122(例如，第一介电涂层或材料)可以形成在压电板110的正面112上。根据定义，XBAR的“正面”是背离衬底的表面。正面介电层122具有厚度tfd。如图1B所示，正面介电层122覆盖IDT指状物138a、138b。尽管图1B未示出，但正面介电层122也可以仅沉积在IDT指状物138a、138b之间。在这种情况下，可以在IDT指状物上方沉积附加的薄介电层(未示出)以密封并钝化指状物。
背面介电层124(例如，第二介电涂层或材料)可以形成在压电板110的背面114上。通常，为了本公开的目的，术语“背面”是指在与正面介电层122相对的一侧上。此外，背面介电层124具有厚度tbd。正面介电层122和背面介电层124可以是非压电介电材料，诸如二氧化硅或氮化硅。tfd和tbd可以是例如0至500nm。tfd和tbd通常小于压电板的厚度ts。tfd和tbd不一定相等，并且正面介电层122和背面介电层124不一定是相同的材料。根据各种示例性方面，正面介电层122和背面介电层124之一或两者可以由两种或更多种材料的多个层形成。
IDT指状物138a、138b可以是铝、实质上铝合金、铜、实质上铜合金、铍、金或一些其他导电材料。其他金属(诸如铬或钛)的薄(相对于导体的总厚度)层可以形成在指状物的下方和/或上方，以提高指状物和压电板110之间的粘附性、和/或对指状物进行钝化或封装。IDT的母线(图1A中的132、134)可以由与指状物相同或不同的材料制成。IDT指状物的截面形状可以是梯形(指状物138a)、矩形(指状物238b)或一些其他形状。
尺寸p是相邻的IDT指状物(诸如图1B、图1C和图1D中的IDT指状物138a、138b)之间的中心到中心的间隔。中心到中心的间隔在IDT的长度上可以是恒定的，在这种情况下，尺寸p可以被称为IDT的间距和/或XBAR的间距。中心到中心的间隔可以沿IDT的长度变化，在这种情况下，IDT的间距是尺寸p在IDT的长度上的平均值。每个IDT指状物(诸如图1B、图1C和图1D中的IDT指状物138a、138b)具有垂直于每个指状物的长度方向测量的宽度w。宽度w在本文中可以被称为“标记”。IDT指状物的宽度在IDT的长度上可以是恒定的，在这种情况下，尺寸w是每个IDT指状物的宽度。单独的IDT指状物的宽度可以沿IDT 130的长度变化，在这种情况下，尺寸w是IDT指状物的宽度在IDT的长度上的平均值。请注意，IDT指状物的间距p和宽度w是在平行于IDT的长度L(如图1A中所定义)的方向上测量的。
XBAR的IDT与在表面声波(SAW)谐振器中使用的IDT有很大不同。在SAW谐振器中，IDT的间距是在谐振频率处的声学波长的一半。附加地，SAW谐振器IDT的标记与间距比通常接近0.5(即，标记或指状物宽度为谐振处的声学波长的约四分之一)。在XBAR中，IDT的间距p通常为指状物的宽度w的2至20倍。另外，IDT的间距p通常为压电板110的厚度ts的2至20倍。此外，XBAR中的IDT指状物的宽度不限于谐振处的声学波长的四分之一。例如，XBAR IDT指状物的宽度可以是500nm或更大，使得可以使用光学光刻来制造IDT。IDT指状物的厚度tm可以为100nm至约等于宽度w。IDT的母线(图1A中的132、134)的厚度可以等于、小于、大于IDT指状物的厚度tm，或其任何组合。
此外，与SAW滤波器不同，XBAR的谐振频率取决于其膜片(即，在竖直方向或厚度方向上)的总厚度，包括压电板110、以及设置在其上的正面介电层122和背面介电层124。如下面更详细描述的，可以变化一个或两个介电层的厚度以改变滤波器中的各种XBAR的谐振频率。例如，梯形滤波器电路中的并联谐振器可以包含较厚的介电层，以相对于具有较薄介电层并且因此整体厚度较薄的串联谐振器，降低该并联谐振器的谐振频率。
参照图1B，正面介电层122在IDT指状物138a、138b上方的厚度tfd可以大于或等于钝化IDT指状物和压电板110的正面112上的其他导体所需的最小厚度。根据示例性方面，取决于正面介电层的材料和沉积的方法，该最小厚度可以是例如10nm至50nm。如下面将更详细描述的，背面介电层124的厚度可以被配置为特定厚度以调整谐振器的谐振频率。
尽管图1B公开了IDT指状物138a和138b在压电板110的正面112上的配置，但还可以提供备选配置。例如，图1 C示出了IDT指状物138a、138b在压电板110的背面114上且被背面介电层124覆盖的备选配置。正面介电层122可以覆盖压电板110的正面112。如下所述，可以修整或蚀刻设置在每个谐振器的膜片上的介电层以调整谐振频率。然而，如果介电层在膜片面向空腔的一侧上，则(例如，由指状物上的涂层生成的)杂散模式可能会改变，这需要加以解决。此外，随着在IDT的顶部上涂覆钝化层，标记会改变，这也会导致杂散。因此，与当IDT指状物138a和138b在压电板110的正面112上时相比，如图1 C所示的在压电板110的背面114上设置IDT指状物138a、138b可以消除解决频率改变以及对杂散的影响两者的需要。
图1D示出了IDT指状物138a、138b在压电板110的正面112上且被正面介电层122覆盖的备选配置。IDT指状物138c、138d在压电板110的背面114上且被背面介电层124覆盖。如前所述，正面介电层122和背面介电层124不一定具有相同的厚度或相同的材料。
图1E示出了IDT指状物138a、138b在压电板110的正面112上且被正面介电层122覆盖的另一备选配置。正面介电层的表面被平坦化。可以例如通过抛光或一些其他方法来平坦化正面介电层。具有厚度tp的介电材料的薄层可以覆盖IDT指状物138a、138b，以密封并钝化指状物。尺寸tp可以是例如10nm至50nm。
图1F和图1G示出了沿图1A中定义的截面A-A的两个备选截面图。在图1F中，压电板110附接到衬底120。未完全地穿透衬底120的空腔140在压电板110的包含XBAR的IDT的部分下方形成在衬底中。空腔140可以例如通过在附接压电板110之前蚀刻衬底120来形成。备选地，空腔140可以通过用选择性蚀刻剂蚀刻衬底120来形成，该选择性蚀刻剂通过设置在压电板110中的一个或多个开口到达衬底。
在图1G中，衬底120包括基底126、以及设置在压电板110和基底126之间的中间层128。例如，基底126可以是硅，并且中间层128可以是二氧化硅或氮化硅、或一些其他材料。空腔140在压电板110的包含XBAR的部分下方形成在中间层128中。例如，空腔140可以通过在附接压电板110之前蚀刻中间层128来形成。备选地，空腔140可以通过用选择性蚀刻剂蚀刻中间层128来形成，该选择性蚀刻剂通过设置在压电板110中的一个或多个开口(未示出)到达衬底。在这种情况下，膜片115可以与压电板110的围绕空腔140的周边的大部分的其余部分邻接。例如，膜片115可以与压电板110的围绕空腔140的周边的至少50％的其余部分邻接。
图1H是XBAR中感兴趣的初级声学模式的图形图示。图1H示出了XBAR 100的包括压电板110和IDT 130的三个交织的IDT指状物的一小部分。RF电压被施加到交织的指状物。该电压在指状物之间产生随时间变化的电场。如由标记为“电场”的箭头所指示的，电场的方向是横向的、或平行于压电板110的表面。由于压电板的高介电常数，电场相对于空气高度集中在板中。在压电板110中，横向电场引入剪切变形，并且因此，强烈地激发剪切模式声学模式。在该上下文中，“剪切变形”被定义为材料中的平行平面保持平行且在相对于彼此平移时保持恒定距离的变形。“剪切声学模式”被定义为在介质中导致介质的剪切变形的声学振动模式。XBAR 100中的剪切变形由曲线160表示，其中，相邻的小箭头提供原子运动的方向和幅度的示意性指示。为了便于观察，原子运动的程度以及压电板110的厚度被大大夸大了。虽然原子运动主要是横向的(即，如图1H中所示的水平)，但如箭头165所示，激发的初级剪切声学模式的声能流的方向与压电板的表面基本上正交。
考虑图1H，在IDT指状物的正下方基本上没有电场，并且因此，声学模式在指状物下方的区域中仅被最低限度地激发。在这些区域中可能存在渐逝的声学运动。由于在IDT指状物的下方未激发声学振动，因此耦合到IDT指状物的声能较低(例如，与SAW谐振器中的IDT指状物相比)，这最小化了IDT指状物中的粘性损耗。
基于剪切声波谐振的声学谐振器可以实现比当前最先进的在厚度方向上施加电场的薄膜体声学谐振器(FBAR)和固体安装谐振器体声波(SMR BAW)设备更好的性能。在此类设备中，声学模式在厚度方向上随着原子运动和声能流的方向压缩。另外，与其他声学谐振器相比，剪切波XBAR谐振的压电耦合可以很高(＞20％)。因此，高压电耦合能够设计并实现具有可观的带宽的微波滤波器和毫米波滤波器。
包括XBAR的声学谐振器的基本行为通常使用如图2A中所示的巴特沃斯范戴克(BVD)电路模型来描述。该BVD电路模型由运动臂和静态臂组成。运动臂包括运动电感Lm、运动电容Cm和电阻Rm。静态臂包括静态电容C0和电阻R0。虽然BVD模型没有完全描述声学谐振器的行为，但它很好地对用于设计带通滤波器、双工器和多路复用器(多路复用器是具有多于2个输入端口或输出端口并具有多个通带的滤波器)的两个初级谐振进行建模。
BVD模型的第一初级谐振是由运动电感Lm和运动电容Cm的串联组合引起的运动谐振。BVD模型的第二初级谐振是由运动电感Lm、运动电容Cm和静态电容C0的组合引起的反谐振。在无损谐振器(Rm＝R0＝0)中，运动谐振的频率Fr通过以下等式给出：
反谐振的频率Fa通过以下等式给出：
其中，γ＝C0/Cm取决于谐振器结构、以及压电材料的晶轴的类型和取向。
图2B是理论无损声学谐振器的性能的曲线200。具体地，实线曲线210是声学谐振器的作为频率的函数的导纳幅度的曲线图。声学谐振器在谐振器的导纳接近无穷大的谐振频率处具有谐振212。谐振是由于图2A的BVD模型中的运动电感Lm和运动电容Cm的串联组合引起的。声学谐振器还表现出谐振器的导纳接近零的反谐振214。反谐振是由运动电感Lm、运动电容Cm和静态电容C0的组合引起的。
简而言之，无损声学谐振器可以被认为是谐振频率212处的短路和反谐振频率214处的开路。图2B中的谐振频率和反谐振频率是代表性的，并且可以针对其他频率设计声学谐振器。
图3示出了示出示例XBAR的性能的曲线图300。用于图3和所有后续的曲线图的数据来自使用有限元三维仿真技术对示例XBAR设备进行的仿真。
具体地，实线曲线310是示例XBAR的作为频率的函数的导纳幅度的曲线图。虚线320是XBAR的导纳的实部的曲线图。使用左侧的纵轴来读取曲线310和320。示例XBAR包括厚度为0.368um的Z切割的铌酸锂压电板。IDT间距为4.4um，并且IDT指状物标记为0.96um。IDT标记/间距比为0.22。IDT指状物主要是总厚度为0.491nm的铝。IDT指状物的端部与相邻母线之间的间隙为5.0μm。XBAR具有约4250MHz的谐振频率(未示出)和约4680MHz的反谐振频率。示例XBAR可以是例如用于频带n79带通滤波器的并联谐振器。曲线图300的频率范围跨越4400MHz至5000MHz的n79频带，该n79频带包括在XBAR的反谐振处的导纳最小值。
点划线曲线330是XBAR的伯德Q因子的曲线图。伯德Q因子是谐振器的效率的量度，并且等于2π乘以在输入信号的一个周期期间存储的峰值能量除以该周期期间耗散的总能量。曲线330是相对于右侧的纵轴来读取的。
图4示出了横向激发薄膜体声学谐振器(XBAR)400的简化的示意性顶视图和放大的截面图。XBAR 400大体上类似于图1A的XBAR 100，增加了第一介电条452和第二介电条454。
XBAR 400包括形成在压电板410的表面上的薄膜导体图案。压电板410可以是单晶压电材料的薄板。压电板410的材料和晶体取向可以如先前关于压电板110所描述的那样，压电板110如上面关于图1A所描述的那样。
除了压电板410的形成跨越形成在衬底中的空腔440的膜片415的部分之外，压电板410的后表面114附接到衬底420的表面。衬底420可以是例如硅、蓝宝石、石英或一些其他材料、或材料的组合。压电板410和衬底420可以如先前所描述的那样接合或附接。
XBAR 400的导体图案包括叉指换能器(IDT)430。IDT 430包括从第一母线432延伸的第一多个平行指状物(诸如指状物436)和从第二母线434延伸的第二多个指状物。第一多个平行指状物和第二多个平行指状物是交织的。交织的指状物重叠距离AP，该距离通常被称为IDT的“孔径”。平行于IDT指的方向在本文中将被称为“孔径方向”。IDT 430的最外侧的指状物之间的中心到中心的距离L为该IDT的“长度”。垂直于IDT指状物的方向在本文中将被称为“长度方向”。IDT 430置于压电板410上，使得至少IDT 430的指状物设置在膜片415上。导体图案的材料可以如前所述。
每个介电条452、454是在孔的边缘处与IDT指状物重叠并延伸到IDT指状物的端部和相邻母线之间的间隙的一条介电材料。在该上下文中，术语“边缘”是指“某物的最边缘和平行于且紧邻该边缘的区域，特别是当以某种方式与更远的其余区域区分开来时”。在这种情况下，孔的边缘通过与IDT指状物重叠的介电条的存在来区分。
靠近第一母线432的第一介电条452在孔的第一边缘中与IDT指状物重叠。第一介电条452延伸到第一母线432和从第二母线434延伸的IDT指状物的端部之间的间隙中。第二介电条454在孔的第二边缘中与IDT指状物重叠。第二介电条454延伸到第二母线434和从第一母线432延伸的IDT指状物的端部之间的间隙中。
第一介电条452和第二介电条454延伸IDT 430的整个长度，也就是说，介电条与IDT的所有指状物的端部重叠。如图4所示，介电条452、454可以延伸超过IDT 430的长度。在示例性方面中，介电条可以是二氧化硅、氮化硅、氧化铝、二氧化钛、氮化钛、金刚石或一些其他介电材料。在所有后续示例中，介电条是二氧化硅。
图5是图4中被标识为“细节E”的XBAR 400的一部分的详细截面图。图5示出了压电板410和衬底420的部分。IDT指状物436和第二母线434的一部分434a形成在第一导体层中。第二母线434通常包括第二导体层434b。IDT指状物436的端部和母线434a的一部分之间的间隙538具有宽度g。术语“宽度”是指在孔径方向上(平行于IDT指状物的长度方向测量)的尺寸。
介电条454的总宽度为ds，其中，具有宽度dol的第一部分在孔的边缘中与IDT指状物436重叠，并且具有宽度dg的第二部分在间隙538中设置在膜片410上。dg小于g，使得介电条454的第二部分不跨越间隙538。介电条454的厚度ts可以在4nm和30nm之间。压电板410的厚度td可以在100nm和1000nm之间。在一些方面中，介电条454的厚度ts和压电板410的厚度td的关系为0.008td≤ts≤0.06td。在一些方面中，第一部分的宽度dol与压电板410的厚度td具有以下关系：0.6td≤dol≤3.0td。在一些方面中，介电条的宽度ds和压电板410的厚度td的关系为4.0td≤ds≤15.0td。将在下面讨论介电条454的厚度与虚设指状物结构的组合的影响。
图6是另一XBAR 600的一部分的详细截面图。XBAR 600类似于图5所示的XBAR400，添加了在膜片410的表面上方在IDT指状物436之间沿长度方向延伸的介电层650。层650也可以沿IDT指状物的侧面在孔径方向上从母线延伸到介电条654；并且在一些实施例中，层650可以竖直地置于板410和介电条654之间。然而，在一些实施例中，介电条654可以置于板410和层650之间。XBAR 600的所有其他元件和尺寸与XBAR 400的对应元件相同。
在图6的示例中，介电条654在介电层650上方(即，远离压电板410)，这指示介电条654是在介电层650之后形成的。相反，介电层650也可以在介电条654上方。在一些实施例中，第一介电层650可以在介电条654下方，并且第二介电层(未示出)可以在介电条654上方。例如，第一介电层可以是频率设置层，并且第二介电层可以是钝化层以密封导体图案和XBAR 600的其他表面。
图7是XBAR 700的示意性平面图，该XBAR 700具有与XBAR 600基本相同的结构，添加了虚设指状物结构以减少声能泄漏。类似于上述XBAR，XBAR 700包括压电板710和IDT730，该IDT 730具有在压电板710上从母线732、734延伸的交织的指状物736。交织的指状物重叠距离AP，该距离AP被称为IDT的“孔径”。此外，一个或多个虚设指状物780交替地从母线732、734延伸到介电条754和母线732、734之间的间隙中。例如，在示例性方面中，虚设指状物780的端部(诸如尖端)和介电条754之间的距离可以在0和3μm之间。在性能仿真中，虚设指状物和介电条之间的1μm和1.5μm的距离提供了最佳的杂散抑制。
虚设指状物780可以是金属(例如，与IDT指状物相同或不同的金属)和/或一种或多种其他材料(诸如SiO2或其他电介质)。虚设指状物780可以具有各种形状，诸如锤头形状，其具有远离母线的较厚部分和靠近母线的较薄部分。虚设指状物780的宽度可以在IDT指状物的宽度的75％和125％之间。下面将描述虚设指状物780的各种宽度和长度结构。
图8是XBAR 700的一部分的详细的图，示出了置于两个相邻的IDT指状物836之间的单个虚设指状物880。该单个虚设指状物880可以代表上面关于图7描述的虚设指状物780中的每个虚设指状物。此外，IDT指状物836和虚设指状物880都从同一母线832延伸。例如，IDT指状物836和虚设指状物880可以由具有母线832的单个材料形成。还示出了覆盖IDT的孔的边缘、以及在母线832和从相对的母线延伸的指状物之间的间隙838的一部分的介电条854。
在图8的示例中，虚设指状物880从母线832朝向介电条854延伸，但终止于间隙838而没有到达介电条854。介电条854是一种声学限制结构，它改善了XBAR的在其谐振频率和反谐振频率之间的伯德Q。虚设指状物880的添加通过减少反谐振频率附近的损耗来扩展介电条854的这种益处。
图9和图10示出了指示介电条854和虚设指状物880的组合的益处的曲线图。图9包括示出了具有介电条和虚设指状物两者的XBAR结构的改进性能的两个曲线图。图9的顶部曲线图绘制了导纳与频率的关系，而图9的底部曲线图绘制了伯德Q与频率的关系。
图9的两个曲线图中的每个曲线图中的三条曲线分别代表具有介电条但没有虚设指状物的XBAR结构(点划线曲线)、具有介电条和虚设指状物两者的XBAR结构(短划线曲线)、以及具有虚设指状物但没有介电条(实线曲线)的XBAR结构。顶部曲线图和底部曲线图中的圈出的部分与XBAR结构的谐振频率和反谐振频率之间的区域大致相关。
图9的曲线图中圈出的部分指示在所测试的XBAR结构的谐振和反谐振之间的区域中，导纳和伯德q两者在具有介电条和虚设指状物两者的结构中得到改善。具体地，如上所述，包括虚设指状物和介电条两者的XBAR结构被示出以减少损耗并改善反谐振频率附近的性能。
图10是示出了将介电条与虚设指状物结合的益处的曲线图。该曲线图绘制了最大可用增益与包括两种不同XBAR结构的带通滤波器频率的关系。具体地，图10中的曲线指示包括具有介电条但没有虚设指状物的XBAR结构的带通滤波器的最大可用增益(实线曲线)和包括具有介电条和虚设指状物两者的XBAR结构的带通滤波器的最大可用增益(点划线曲线)。
如图10所示，两个滤波器的最大可用增益在大多数测试频率上基本类似。然而，在圈出的中心频率区域中，包括具有介电条和虚设指状物两者的XBAR结构的带通滤波器的最大可用增益高于包括仅包括介电条的XBAR结构的带通滤波器的最大可用增益。因此，图10示出了在使用具有介电条和虚设指状物两者的XBAR结构的滤波器的中心频率处的降低的插入损耗。该降低的插入损耗是具有介电条和虚设指状物两者的XBAR结构的改进的导纳和伯德Q的结果，如图9的曲线图所示。
虽然图9和图10示出了通过介电条和虚设指状物的组合实现的性能改进，但这种性能改进的程度取决于虚设指状物的具体结构。例如，图11示出了八种可能的虚设指状物配置、以及与虚设指状物相邻的IDT指状物的配置。
图11中所示的所描述的虚设指状物配置1102、1104、1106、1108、1110、1112、1114和1116中的每一个相对于伯德Q进行评估以确定虚设指状物的宽度和长度改变(如果有)对性能的影响。配置1102在结构上类似于图8所示的XBAR配置。即，虚设指状物具有与IDT指状物相同的宽度(标记)并延伸到母线和相对的IDT指状物之间的间隙(在图8中指示为838)的一半。
配置1104包括具有与IDT指状物相同的宽度(标记)但仅延伸到母线和相对的IDT指状物之间的间隙的四分之一的虚设指状物。配置1106包括宽度是IDT指状物的宽度的1.25倍并延伸到母线和相对的IDT指状物之间的间隙的一半的虚设指状物。在配置1106中，将与虚设指状物相邻的IDT指状物连接到母线的电极也是IDT指状物的宽度的1.25倍。相邻的IDT指状物的较宽电极延伸与虚设指状物相同的长度(即，长度等于母线和相对的IDT指状物之间的间隙的一半)。在较宽电极之外，配置1106中的相邻的IDT指状物与其他IDT指状物的宽度相同。
配置1108包括宽度是常规IDT指状物的1.25倍但仅延伸到母线和相对的IDT指状物之间的间隙的四分之一(间隙的长度的25％)的虚设指状物。如在配置1106中，配置1108的相邻的IDT指状物的电极具有与虚设指状物相同的宽度(即，比IDT指状物宽)。
配置1110包括宽度是常规IDT指状物的宽度的0.75倍并延伸到母线和相对的IDT指状物之间的间隙的一半的虚设指状物。在该配置中，相邻的IDT指状物的电极也为常规IDT指状物的宽度的0.75倍。即，相邻的IDT指状物的直接与虚设指状物面对的电极比相邻的IDT指状物更薄。
配置1112包括宽度是常规IDT指状物的宽度的0.75倍并延伸到母线和相对的IDT指状物之间的间隙的四分之一的虚设指状物。在配置1112中，相邻的IDT指状物的较薄电极比配置1110中的较薄电极短，以匹配配置1112中的虚设指状物的较短(与配置1110中的虚设指状物相比)长度。
配置1114和1116不包括虚设指状物，而是分别具有更宽且更薄的IDT指状物的电极。相应配置1114和1116的更宽且更薄的电极具有等于母线和相对的IDT指之间的间隙的一半的长度。即，配置1114具有与配置1106类似的具有较宽电极的IDT指状物而没有虚设指状物，并且配置1116具有与配置1110类似的具有较薄电极的IDT指状物而没有虚设指状物。
如上所述，对配置1102、1104、1106、1108、1110、1112、1114和1116的性能进行评估，以确定虚设指状物的尺寸和IDT指状物的电极的尺寸是否以及如何影响对应的XBAR的伯德Q。通常，这种评估的结果指示配置1102、1106和1110(它们都具有延伸到间隙的一半的虚设指状物)具有类似的响应，配置1104、1108和1112(它们都具有延伸到间隙的四分之一的虚设指状物)具有类似的响应，并且配置1114和1116(两者都不具有虚设指状物，并且电极宽度改变)具有类似的响应。
因此，各种配置的性能评估指示IDT指状物的电极宽度不会影响性能。就虚设指状物的尺寸而言，XBAR/滤波器性能表现出受虚设指状物长度的影响最大。结果指示配置1114和1116两者在5600MHz附近都有杂散和伯德Q降低。在具有短虚设指状物的配置(配置1104、1108和1112)中，该杂散在频率上有所上移，但较长的虚设指状物配置(1102、1106和1110)没有产生杂散。
在较长的虚设指状物配置(1102、1106和1110)中，在5200和5500MHz之间存在轻微的伯德q损失。如果虚设指状物长于间隙(未示出)的一半，则伯德q损失会变得更大。因此，最佳虚设长度将通过XBAR应用的可接受杂散振幅/位置需求来确定。
图12是总结用于制造滤波器设备的工艺1200的简化流程图，该滤波器设备包含具有包括用于改进滤波器性能并减少声能泄漏的一个或多个介电条和虚设指状物的结构的XBAR。具体地，工艺1200用于制造包括多个XBAR的滤波器设备，该多个XBAR中的一些可以包括频率设置电介质或涂层。工艺1200在1205处开始，在牺牲衬底上设置器件衬底和压电材料的薄板。工艺1200在1295处结束，完成滤波器设备。图12的流程图仅包括主要的工艺步骤。可以在图12所示的步骤之前、之间、之后和期间执行各种常规工艺步骤(例如，表面准备、清洁、检查、烘烤、退火、监控、测试等)。
虽然图12大体上描述了用于制造单个滤波器设备的过程，但可以在公共晶片(包括接合到衬底的压电板)上同时制造多个滤波器设备。在这种情况下，可以在晶片上对所有滤波器设备同时执行工艺1200的每个步骤。
图12的流程图捕获了用于制造XBAR的工艺1200的三种变型，它们在何时以及如何在器件衬底中形成空腔方面有所不同。可以在步骤1210A、1210B或1210C处形成空腔。在工艺1200的三个变型中的每个变型中仅执行这些步骤中的一个步骤。
压电板通常可以是Z切割或82Y切割的铌酸锂。压电板可以是一些其他材料和/或一些其他切割。器件衬底优选地为硅。器件衬底可以是允许通过蚀刻或其他处理形成深空腔的一些其他材料。
在工艺1200的一个变型中，在1215处将压电板接合到衬底之前，在1210A处在器件衬底中形成一个或多个空腔。可以针对滤波器设备中的每个谐振器形成单独的空腔。此外，空腔可以被成形和形成为使得两个或更多个谐振器可以位于一个空腔上方的一个膜片上。这些共享膜片的谐振器在声学轨道上声学地耦合。可以使用常规的光刻和蚀刻技术来形成一个或多个空腔。通常，在1210A处形成的空腔将不会穿透器件衬底。
在1215处，将压电板接合到器件衬底。可以通过晶片接合工艺来接合压电板和器件衬底。通常，器件衬底和压电板的配合表面是高度抛光的。可以在压电板和器件衬底之一或两者的配合表面上形成或沉积一层或多层中间材料，诸如氧化物或金属。可以使用例如等离子体工艺来激活一个或两个配合表面。然后可以用相当大的力将配合表面压在一起，以在压电板和器件衬底之间或中间材料层之间建立分子键。
在1220处，可以去除牺牲衬底。例如，压电板和牺牲衬底可以是压电材料的晶片，该晶片被离子注入以沿限定将成为压电板和牺牲衬底之间的边界的平面在晶体结构中产生缺陷。在1220处，可以例如通过热冲击来沿缺陷平面分裂晶片，分离牺牲衬底，并留下接合到器件衬底的压电板。在分离牺牲衬底之后，可以以某种方式来抛光或处理压电板的暴露表面。
在1230处，通过在压电板的正面上沉积并图案化一个或多个导体层来形成包括每个XBAR的IDT和虚设指状物的第一导体图案。导体图案可以是例如铝、铝合金、铜、铜合金或一些其他导电金属。在一些方面中，可以在导体层的顶部下方(即，在导体层和压电板之间)和/或在导体层的顶部上设置一层或多层其他材料。例如，可以使用钛、铬或其他金属的薄膜以提高导体层和压电板之间的粘附性。可以在第一导体图案的一部分(例如，IDT母线和IDT之间的互连)上方形成金、铝、铜或其他导电率更高的金属的第二导体图案。
在1230处，可以通过在压电板的表面上方顺序地沉积导体层和(在一些方面中)一个或多个其他金属层来形成每个导体图案。然后可以通过图案化的光刻胶蚀刻来去除多余的金属。例如，可以通过等离子体蚀刻、反应离子蚀刻、湿法化学蚀刻或其他蚀刻技术来蚀刻导体层。
备选地，可以在1230处使用剥离工艺来形成每个导体图案。可以在压电板上方沉积光刻胶，并对其进行图案化以限定导体图案。可以在压电板的表面上方顺序地沉积导体层和(在一些方面中)一个或多个其他层。然后可以去除光刻胶，即，去除多余的材料，留下导体图案。
在1240处，可以形成一个或多个介电条。如前所述，介电条可以在孔的边缘中与IDT指状物的端部重叠，并延伸到IDT指状物的端部和相邻的母线之间的间隙中。可以通过使用蚀刻或剥离技术沉积和图案化介电薄膜来形成介电条。介电条可以是二氧化硅、氮化硅、氧化铝或一些其他介电材料。介电条可以是多层不同材料或两种或更多种材料的混合物。可以重复步骤1240以针对多个谐振器形成与IDT指状物的端部重叠的多个介电条，其中，一个谐振器的两个边缘中的介电条具有与另一谐振器的介电条的厚度不同的厚度。
在1250处，在一些方面中，可以通过在压电板的正面上沉积一层或多层介电材料来形成一个或多个频率设置介电层。例如，可以在并联谐振器上方形成介电层，以相对于串联谐振器的频率降低并联谐振器的频率。可以使用诸如物理气相沉积、原子层沉积、化学气相沉积或一些其他方法之类的常规沉积技术来沉积一个或多个介电层。可以使用一种或多种光刻工艺(使用光掩模)以将介电层的沉积限制在压电板的选定区域。例如，可以使用掩模来限制介电层仅覆盖并联谐振器。在1250处形成一个或多个频率设置层可以在1240处形成介电条之前或之后(如图所示)执行。
在1255处，在压电板和导体图案上方沉积钝化/调谐介电层。钝化/调谐介电层可以覆盖滤波器的除了用于电连接到滤波器外部的电路的焊盘之外的整个表面。在工艺1200的一些实例中，可以在1210B或1210C处蚀刻器件衬底中的空腔之后形成钝化/调谐介电层。
在工艺1200的第二变型中，在1210B处，在器件衬底的背面中形成一个或多个空腔。可以针对滤波器设备中的每个谐振器形成单独的空腔。此外，空腔可以被成形和形成为使得两个或更多个谐振器可以位于一个空腔上方的一个膜片上。这些共享膜片的谐振器在声学轨道上声学地耦合。可以使用各向异性或依赖于取向的干法蚀刻或湿法蚀刻来形成一个或多个空腔，以穿过器件衬底的背面向压电板开孔。在这种情况下，得到的谐振器设备将具有如图1A所示的截面。
在工艺1200的第三变型中，在121OC处，通过使用通过压电板中的开口引入的蚀刻剂来蚀刻衬底，可以在器件衬底中形成凹陷形式的一个或多个空腔。可以针对滤波器设备中的每个谐振器形成单独的空腔。此外，空腔可以被成形和形成为使得两个或更多个谐振器可以在一个空腔上方的一个膜片上。这些共享膜片的谐振器在声学轨道上声学地耦合。在1210C处形成的一个或多个空腔将不会穿透器件衬底。
理想地，在1210B或1210C处形成空腔之后，晶片上的大部分或所有滤波器设备将满足一组性能要求。然而，正常的工艺容差将导致诸如在1250和1255处形成的介电层的厚度之类的参数的变化、在1230处形成的导体和IDT指状物的厚度和线宽的变化、以及压电板的厚度的变化。这些变化导致滤波器设备性能偏离一组性能要求。
为了提高满足性能要求的滤波器设备的产量，可以通过选择性地调整在1255处沉积在谐振器上方的钝化/调谐层的厚度来执行频率调谐。可以通过向钝化/调谐层添加材料来降低滤波器设备通带的频率，并且可以通过从钝化/调谐层去除材料来增加滤波器设备通带的频率。通常，工艺1200偏向于生产具有最初低于所需频率范围但可以通过从钝化/调谐层的表面去除材料来调谐至期望频率范围的通带的滤波器设备。
在1260处，可以使用探针卡或其他装置以与滤波器进行电连接，以允许射频(RF)测试和滤波器特性(诸如输入-输出传递函数)的测量。通常，RF测量是在共同的压电板和衬底上同时制造的所有或大部分滤波器设备上进行的。
在1265处，如前所述，可以通过使用选择性材料去除工具(例如，扫描离子研磨机)从钝化/调谐层的表面去除材料来执行全局频率调谐。“全局”调谐以等于或大于单个滤波器设备的空间分辨率执行。全局调谐的目的是朝向期望的频率范围移动每个滤波器设备的通带。可以对来自1260的测试结果进行处理，以生成指示作为晶片上的二维位置的函数的要去除材料的量的全局等高线图。然后使用选择性材料去除工具根据该等高线图来去除材料。
在1270处，除了1265处执行的全局频率调谐之外可以执行局部频率调谐，或可以执行局部频率调谐来替代1265处执行的全局频率调谐。“局部”频率调谐以比单个滤波器设备小的空间分辨率执行。可以对来自1260的测试结果进行处理，以生成指示在每个过滤器设备处要去除的材料的量的图。局部频率调谐可能需要使用掩模来限制要去除材料的区域的大小。例如，可以使用第一掩模以将调谐限制为仅并联谐振器，并且随后可以使用第二掩模以将调谐限制为仅串联谐振器(或反之亦然)。这将允许独立调谐滤波器设备的较低频带边缘(通过调谐并联谐振器)和较高频带边缘(通过调谐串联谐振器)。
在1265处和/或1270处的频率调谐之后，在1275处完成滤波器设备。在1275处可能发生的动作包括：形成接合焊盘或焊料凸块或用于在设备和外部电路之间建立连接的其他装置(如果在1230处未形成此类焊盘)；从包含多个滤波器设备的晶片中切除单个滤波器设备；其他封装步骤；以及附加的测试。在完成每个滤波器设备之后，在1295处结束工艺。
贯穿该说明书，所示的实施例和示例应被认为是示例，而不是对所公开或要求保护的装置和过程的限制。尽管本文中所呈现的许多示例涉及方法动作或系统元件的特定组合，但是应当理解，那些动作和那些元件可以以其他方式组合以完成相同的目标。关于流程图，可以采取附加的和更少的步骤，并且可以对所示的步骤进行组合或进一步细化以实现本文所述的方法。仅结合一个实施例讨论的动作、元件和特征不旨在被排除在其他实施例中的类似作用之外。
如本文所使用的，“多个”是指两个或更多个。如本文所使用的，“一组”项目可以包括一个或多个这样的项目。如本文所使用的，无论是在书面描述还是在权利要求中，术语“包含”、“包括”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”等应被理解为开放式的，即，意味着包括但不仅限于。仅过渡短语“由......组成”和“基本上由......组成”分别是相对于权利要求的封闭或半封闭的过渡短语。在权利要求中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等顺序术语以修改权利要求要素，其本身并不表示一个权利要求要素相对于另一权利要求要素的任何优先权、优先级或顺序、或所执行的方法的动作的时间顺序，而是仅用作标签以将具有特定名称的一个权利要求要素与具有相同名称(但使用顺序术语)的另一要素区分开来，以对权利要求要素进行区分。如本文所使用的，“和/或”意味着所列项目是备选方案，但备选方案还包括所列项目的任何组合。

Claims (20)

1.一种声学谐振器，包括：
衬底；
压电板，由所述衬底支撑；
膜片，包括所述压电板的跨越所述衬底中的空腔的部分；
叉指换能器IDT，在所述压电板处，所述IDT包括分别从第一母线和第二母线延伸的交织的IDT指状物，其中，所述交织的IDT指状物的重叠部分限定所述声学谐振器的孔；
一个或多个介电条，所述一个或多个介电条中的每个介电条与所述IDT指状物中的每个IDT指状物的至少一部分重叠，并延伸到所述孔的边缘与所述第一母线或所述第二母线中的对应母线之间的间隙中；以及
一个或多个虚设指状物，所述虚设指状物中的每个虚设指状物在相邻的IDT指状物之间的位置处从所述第一母线或所述第二母线中的一条母线延伸，并朝向所述一个或多个介电条中的一个介电条延伸到所述间隙中。
2.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述一个或多个虚设指状物中的每个虚设指状物的尖端与所述一个或多个介电条中的相应的虚设指状物朝向其延伸的对应介电条之间的距离为0-3μm。
3.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述一个或多个虚设指状物中的每个虚设指状物的长度在所述间隙的长度的25％至50％的范围内，所述间隙的长度是在所述第一母线或所述第二母线中的相应的虚设指状物从其延伸的母线与所述孔的边缘之间测量的。
4.根据权利要求3所述的声学谐振器，其中，所述一个或多个虚设指状物中的每个虚设指状物的长度是所述间隙的长度的50％。
5.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述一个或多个虚设指状物中的每个虚设指状物的宽度在所述IDT指状物的宽度的75％和125％之间。
6.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述压电板是Z切割的铌酸锂或82Y切割的铌酸锂中的一种。
7.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述一个或多个介电条包括：
第一介电条，在所述孔的第一边缘中与所述IDT指状物重叠，在所述IDT的整个长度上沿长度方向延伸，并沿宽度方向延伸到所述第一边缘和所述第一母线之间的第一间隙中；以及
第二介电条，在所述孔的第二边缘中与所述IDT指状物重叠，在所述IDT的整个长度上沿长度方向延伸，并延伸到所述第二边缘和所述第二母线之间的第二间隙中。
8.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述一个或多个介电条的厚度ts与所述膜片的厚度td通过以下关系相关：0.008td≤ts≤0.06td。
9.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中：
所述一个或多个介电条中的每个介电条包括与所述IDT指状物重叠的第一部分，并且
所述第一部分的宽度dol与所述膜片的厚度td具有以下关系：0.6td≤dol≤3.0td。
10.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述一个或多个介电条中的每个介电条的宽度ds与所述膜片的厚度td通过以下关系相关：4.0td≤ds≤15.0td。
11.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述压电板和所述IDT被配置为使得施加到所述IDT的射频信号在所述压电板中激发初级剪切声学模式。
12.一种滤波器设备，包括：
衬底；
压电板，由所述衬底支撑；
多个膜片，每个膜片包括所述压电板的跨越所述衬底中的相应空腔的相应部分；以及
导体图案，在所述压电板处，所述导体图案包括多个声学谐振器的叉指换能器IDT，每个IDT包括分别从第一母线和第二母线延伸的交织的IDT指状物，其中，所述交织的IDT指状物在相应的膜片上，并且所述交织的IDT指状物的重叠部分限定所述多个声学谐振器中的相应声学谐振器的孔，
其中，所述多个声学谐振器中的至少一个声学谐振器还包括：
一个或多个介电条，所述一个或多个介电条中的每个介电条与所述声学谐振器中的至少一个声学谐振器的所述IDT指状物中的每个IDT指状物的至少一部分重叠，并延伸到所述声学谐振器中的所述至少一个声学谐振器的所述孔的边缘与所述第一母线或所述第二母线中的对应母线之间的间隙中；以及
一个或多个虚设指状物，所述虚设指状物中的每个虚设指状物在相邻的IDT指状物之间的位置处从所述第一母线或所述第二母线中的一条母线延伸，并朝向所述声学谐振器中的所述至少一个声学谐振器的所述一个或多个介电条中的一个介电条延伸到所述间隙中。
13.根据权利要求12所述的滤波器设备，其中，所述一个或多个虚设指状物中的每个虚设指状物的尖端与所述一个或多个介电条中的相应的虚设指状物朝向其延伸的对应介电条之间的距离为0-3μm。
14.根据权利要求12所述的滤波器设备，其中，所述一个或多个虚设指状物中的每个虚设指状物的长度在所述间隙的长度的25％至50％的范围内，所述间隙的长度是在所述第一母线或所述第二母线中的相应的虚设指状物从其延伸的母线与对应孔的边缘之间测量的。
15.根据权利要求14所述的滤波器设备，其中，所述一个或多个虚设指状物中的每个虚设指状物的长度是所述间隙的长度的50％。
16.根据权利要求12所述的滤波器设备，其中，所述一个或多个虚设指状物中的每个虚设指状物的宽度在对应声学谐振器的所述IDT指状物的宽度的75％和125％之间。
17.根据权利要求12所述的滤波器设备，其中，所述压电板是Z切割的铌酸锂或82Y切割的铌酸锂中的一种。
18.根据权利要求12所述的滤波器设备，其中，所述一个或多个介电条包括：
第一介电条，在对应声学谐振器的所述孔的第一边缘中与所述IDT指状物重叠，在所述IDT的整个长度上沿长度方向延伸，并在宽度方向上延伸到所述第一边缘和所述第一母线之间的第一间隙中；以及
第二介电条，在所述对应声学谐振器的所述孔的第二边缘中与所述IDT指状物重叠，在所述IDT的整个长度上沿所述长度方向延伸，并延伸到所述第二边缘和所述第二母线之间的第二间隙中。
19.根据权利要求12所述的滤波器设备，其中，所述一个或多个介电条的厚度ts与所述膜片的厚度td通过以下关系相关：0.008td≤ts≤0.06td。
20.根据权利要求12所述的滤波器设备，其中，所述IDT中的每个IDT被配置为使得施加到所述IDT的射频信号在所述压电板中激发初级剪切声学模式。
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