CN117013985A - 滤波器、多工器、射频前端模组及滤波器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种滤波器、多工器、射频前端模组及滤波器的制备方法,该滤波器包括衬底、压电层、第一下电极、第二下电极、第一上电极、第二上电极、第一走线以及第一介质层;第一下电极和第二下电极均设于衬底的上表面;压电层覆盖第一下电极和第二下电极的上表面;第一上电极和第二上电极均设于压电层的上表面;第一走线位于压电层的上表面,第一走线在衬底上的正投影位于第一下电极与第二下电极之间,第一走线的一端连接第一上电极,另一端连接第二上电极;第一介质层的至少一部分位于第一走线与衬底之间。在本发明中通过在第一走线和衬底之间设置第一介质层,可以避免或者消弱第一走线与其他连接两个上电极的走线之间产生寄生电容。
Description
技术领域
本发明属于射频滤波技术领域,涉及一种滤波器、多工器、射频前端模组及滤波器的制备方法。
背景技术
体声波谐振器主要包括由上而下依次设有上电极、压电层、下电极、声学镜以及支撑这四者的衬底。实际场景中,滤波器通常会包括多个体声波谐振器,其中,每一个谐振器都具有一个上电极、一个下电极、一个声学镜,各谐振器共用一个衬底和一个压电层。
滤波器中,部分具有连接关系的相邻两个体声波谐振器之间会通过走线实现上电极之间的电连接,其中,走线通常与各体声波谐振器的上电极一体成型在压电层上。但在产品中,走线到地的寄生电容会降低体声波谐振器的有效机电耦合系数,影响滤波器的插入损耗和通带波动,而走线与走线之间或走线与焊盘之间的寄生电容,会增加滤波器中谐振器间的串扰,从而影响滤波器带外抑制性能。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种滤波器、多工器、射频前端模组及滤波器的制备方法,能够减小走线到地、走线之间以及走线与焊盘之间的寄生电容,提高滤波器性能。
本发明实施例提供一种滤波器,包括衬底、压电层、第一下电极、第二下电极、第一上电极、第二上电极、第一走线以及第一介质层;所述第一下电极和所述第二下电极分别设置于所述衬底的上表面;所述压电层覆盖所述第一下电极的上表面和所述第二下电极的上表面;所述第一上电极和所述第二上电极分别设置于所述压电层的上表面;所述第一走线位于所述压电层的上表面,所述第一走线在所述衬底上的正投影位于所述第一下电极与所述第二下电极之间,所述第一走线的一端连接所述第一上电极,所述第一走线的另一端连接所述第二上电极;所述第一介质层的至少一部分位于所述第一走线与所述衬底之间。
可选的,所述第一介质层包括第一部分;其中,所述第一部分位于所述第一走线与所述压电层之间;或者所述第一部分位于所述压电层与所述衬底之间。
可选的,所述第一部分位于所述第一走线和所述压电层之间,所述第一介质层还包括第二部分和第三部分,所述第二部分和所述第三部分分别连接于所述第一部分的相背两端;所述第二部分位于所述第一上电极和所述第一下电极二者相对的区域的边缘;所述第三部分位于所述第二上电极和所述第二下电极二者相对的区域的边缘。
可选的,所述滤波器还包括第一声学镜和第二声学镜;所述第一声学镜位于所述第一下电极与所述衬底之间,所述压电层、所述第一上电极、所述第一下电极以及所述第一声学镜相对的区域为第一谐振区域,所述第二部分位于所述第一谐振区的边缘;所述第二声学镜位于所述第二下电极与所述衬底之间,所述压电层、所述第二上电极、所述第二下电极以及所述第二声学镜相对的区域为第二谐振区域,所述第三部分位于所述第二谐振区的边缘。
可选的,所述滤波器还包括第一金属层,所述第一金属层位于所述第一上电极上表面或位于所述第一上电极与所述压电层之间,所述第一金属层位于所述第一谐振区域的边缘,且所述第一金属层的至少一部分和所述第二部分在所述衬底上的正投影重叠;和/或,所述滤波器还包括第二金属层,所述第二金属层位于所述第二上电极上表面或位于所述第二上电极与所述压电层之间,所述第二金属层位于所述第二谐振区域的边缘,且所述第二金属层的至少一部分和所述第三部分在所述衬底上的正投影重叠。
可选的,所述第一介质层位于所述第一走线和所述压电层之间;沿着由所述第二部分至所述第一部分的方向,所述第二部分的边缘的厚度逐渐增大;沿着由所述第三部分至所述第一部分的方向,所述第三部分的边缘的厚度逐渐增大。
可选的,所述第一介质层的介电常数小于所述压电层的介电常数。
可选的,所述第一介质层的厚度为20nm-500nm之间。
本发明实施例还提供一种滤波器,包括衬底、压电层、第一下电极、第二下电极、第一上电极、第二上电极、第二走线以及第二介质层;所述第一下电极和所述第二下电极分别设置于所述衬底的上表面;所述压电层覆盖所述第一下电极的上表面和所述第二下电极的上表面;所述第一上电极和所述第二上电极分别设置于所述压电层的上表面;所述第二走线位于所述压电层和所述衬底之间,所述第二走线在所述压电层的上表面的正投影位于所述第一上电极与所述第二上电极之间,所述第二走线的一端连接所述第一下电极,所述第二走线的另一端连接所述第二下电极;所述第二介质层位于所述第二走线与所述衬底之间。
本发明实施例还提供一种多工器,包括上述任意一项所述的滤波器。
本发明实施例还提供一种射频前端模组,包括上述任意一项所述的滤波器。
本发明实施例还提供一种滤波器的制作方法,包括:在衬底的上表面制备第一下电极和第二下电极;制备压电层以覆盖所述第一下电极的上表面和所述第二下电极的上表面;在所述压电层的上表面制备第一介质层;在所述压电层的上表面制备第一上电极、第二上电极以及第一走线,其中,所述第一走线的一端连接所述第一上电极,所述第一走线的另一端连接所述第二上电极,所述第一走线在所述衬底上的正投影位于所述第一下电极与所述第二下电极之间,且所述第一介质层的至少一部分位于所述第一走线与所述压电层之间。
本发明实施例还提供一种滤波器的制作方法,包括:在衬底的上表面制备第一下电极和第二下电极;制备第一介质层,其中,所述第一介质层的至少一部分位于所述衬底的上表面且介于所述第一下电极与所述第二下电极之间;制备压电层以覆盖所述第一下电极的上表面、所述第二下电极的上表面以及所述第一介质层的上表面;在所述压电层的上表面制备第一上电极、第二上电极以及第一走线,其中,所述第一走线的一端连接所述第一上电极,所述第一走线的另一端连接所述第二上电极,所述第一走线在所述衬底上的正投影位于所述第一下电极与所述第二下电极之间。
本发明实施例还提供一种滤波器的制作方法,包括:在衬底的上表面制备第一下电极和第二下电极;制备第一介质层,其中,所述第一介质层的至少一部分位于所述衬底的上表面且介于所述第一下电极与所述第二下电极之间;制备压电层,以覆盖所述第一下电极的上表面、所述第二下电极的上表面以及所述第一介质层的上表面;在所述压电层的上表面制备第一上电极、第二上电极以及第一走线,其中,所述第一走线的一端连接所述第一上电极,所述第一走线的另一端连接所述第二上电极,所述第一走线在所述衬底上的正投影位于所述第一下电极与所述第二下电极之间。
在本发明实施例提供的滤波器、多工器、射频前端模组及滤波器的制备方法中,第一走线连接第一上电极与第二上电极,在走线下方设置第一介质层,能够减小走线到地、走线之间,以及走线与焊盘之间的寄生电容,提高谐振器的有效机电耦合系数,降低滤波器的插入损耗和通带波动,并提高滤波器带外抑制性能。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的滤波器的剖面示意图一;
图2是本发明实施例一提供的滤波器的谐振区的排布示意图一;
图3是本发明实施例一提供的滤波器的谐振区的排布示意图二;
图4是本发明实施例一提供的滤波器的剖面示意图二;
图5是本发明实施例一提供的滤波器的剖面示意图三;
图6是本发明实施例一提供的滤波器的剖面示意图四;
图7是本发明实施例一提供的滤波器的剖面示意图五;
图8是本发明实施例二提供的滤波器的剖面示意图;
图9是本发明实施例三提供的滤波器的剖面示意图;
图10是本发明实施例四提供的滤波器的剖面示意图;
图11是本发明一实施例提供的滤波器的制备流程示意图一;
图12是本发明一实施例提供的滤波器的制备流程示意图二。
说明书中的附图标记如下:
100、滤波器;M、第一谐振区;N、第二谐振区;P、第三谐振区;Q、第四谐振区;1、衬底;2、压电层;21、内凹结构;3a、第一下电极;3b、第二下电极;4a、第一上电极、4b、第二上电极;5a、第一声学镜;5b、第二声学镜;6、调频层;7、第一走线;8、第一介质层;81、第一部分;82、第二部分;83、第三部分;84、第一侧面;85、第二侧面;9a、第一金属层;9b、第二金属层;9c、第三金属层;9d、第四金属层;10、第二走线;20、第二介质层;30、第三介质层;40、第四介质层。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例一
如图1所示,在实施例一中,滤波器100包括衬底1、压电层2、第一下电极3a、第二下电极3b、第一上电极4a、第二上电极4b、第一声学镜5a以及第二声学镜5b;其中,第一下电极3a和第二下电极3b分别设置于衬底1的上表面;压电层2覆盖第一下电极3a的上表面和第二下电极3b的上表面;第一上电极4a和第二上电极4b分别设置于压电层2的上表面,第一声学镜5a位于第一下电极3a和衬底1之间,第二声学镜5b位于第二下电极3b和衬底1之间。
在实施例一中,第一上电极4a与第一下电极3a相对,第二上电极4b和第二下电极3b相对,其中,第一上电极4a、第一下电极3a、第一声学镜5a以及压电层2相对重叠的区域形成第一谐振区M,第二上电极4b、第二下电极3b、第二声学镜5b以及压电层2相对重叠的区域形成第二谐振区N。第一谐振区M形成滤波器所包括的第一体声波谐振器,第二谐振区N形成滤波器所包括的第二体声波谐振器。另外,第一上电极4a、第一下电极3a、第一声学镜5a以及压电层2相对重叠的区域是指四者在衬底1的下表面的正投影所能够重叠的区域;第二上电极4b、第二下电极3b、第二声学镜5b以及压电层2相对重叠的区域也是指四者在衬底1的下表面的正投影所能够重叠的区域。此外,第一谐振器区M与衬底1组成第一体声波谐振器,第二谐振器区N与衬底1之间组成第二体声波谐振器。
在实施例一中,衬底1的材料可以是单晶硅、砷化镓、氮化镓、蓝宝石以及石英等材质中的任一种。
另外,在实施例一中,滤波器100还具有第一种子层和第二种子层,其中,第一种子层位于第一下电极3a和衬底1之间,第二种子层位于第二下电极3b和衬底1之间,第一种子层和第二种子层的材质均可以是氮化铝,且二者可以是一体成型结构。
在实施例一中,第一声学镜5a和第二声学镜5b为内嵌于衬底1上表面的空腔。在其他实施例中,第一声学镜5a和第二声学镜5b可以采用布拉格反射层,也可以通过下电极形成空腔等设置方式。
在实施例一中,压电层2的材料可以是氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅(PZT)或上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料。压电层2也可以选择单晶压电材料,比如单晶氮化铝、铌酸锂、钽酸锂、石英等。
在实施例一中,各上电极材质可以是单一金属材料或者不同金属的复合或者合金材质。可选地,上电极材质可以是钼、钨、钌、金、镁、铝、铜、铬、钛、锇、铱或以上金属的复合或其合金等中的一者。各下电极材质可以是单一金属材料或者不同金属的复合或者合金材质。可选地,下电极材质可以是钼、钨、钌、金、镁、铝、铜、铬、钛、锇、铱或以上金属的复合或其合金等中的一者。其中,各上电极和各下电极的材质可以是相同的也可以是不同的。
如图1所示,在实施例一中,滤波器100还包括调频层6,调频层6覆盖在第一上电极4a的外表面以及第二上电极4b的外表面,以对第一上电极4a和第二上电极4b进行保护。调频层6的材质可以是二氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝等。其中,第一上电极4a的外表面包括第一上电极4a的上表面和第一上电极4a的侧面。第二上电极4b的外表面包括第二上电极4b的上表面和第二上电极4b的侧面。
在实施例一中,滤波器100的第一谐振区M和第二谐振区N的设置可以采用现有技术,本实施例在此不做过多说明。
如图1所示,在实施例一中,滤波器100还包括第一走线7,其中,第一走线7设置于压电层2的上表面,且第一走线7的一端连接第一上电极4a,第一走线7的另一端连接第二上电极4b,通过第一走线7可以将第一上电极4a和第二上电极4b电性连接在一起。另外,第一走线7在衬底1上的正投影位于第一下电极3a与第二下电极3b之间。此外,第一走线7的材质可以是与第一上电极4a的材质相同,在实际产品中,第一走线7与第一上电极4a以及第二上电极4b为一体成型结构,比如,先在压电层2的上表面制备一金属层,然后再通过曝光、显影、蚀刻等工艺对该金属层进行图案化处理,以得到第一走线7、第一上电极4a以及第二上电极4b。
在实际场景中,第一走线7和地之间可能会产生寄生电容,第一走线7和滤波器的焊盘之间可能会产生寄生电容,为了消除或削弱这些寄生电容,如图1所示,滤波器100还包括第一介质层8,其中,第一介质层8的至少一部分位于第一走线7与衬底1之间。
此外,在实际场景中,滤波器100中除了包括第一谐振区M和第二谐振区N之外,还会包括其他谐振区。根据实际需要,其他谐振区中的某两个的上电极之间也可能会采用相应的走线电性连接在一起。比如,如图2和图3所示,当谐振区的数量为四个时,这四个谐振区中除了具有第一谐振区M和第二谐振区N之外,还具有第三谐振区P和第四谐振区Q,此时,除了第一上电极4a和第二上电极4b之间通过第一走线7电性连接之外,第三谐振区P的上电极和第四谐振区Q的上电极之间可能会通过相应的走线电性连接。通过第一介质层8的设置可以避免或者消弱第一走线7与其他走线(该走线用于连接两个谐振器的上电极)之间的产生寄生电容。此外,为了避免或者消弱相邻走线之间产生寄生电容,相邻两个走线中可以只有一个与衬底1之间设置第一介质层8,也可以是两个走线中的每一个都与衬底1间设置第一介质层8。
在实施例一中,第一介质层8为低介电常数材料,其介电常数小于压电层2的介电常数。具体的,第一介质层8的材料可以是二氧化硅、氮化硅、氟氧化硅等。
在实施例一中,第一介质层8的厚度为20nm-500nm,以提高对寄生电容的消除效果。
如图1所示,在实施例一中,第一介质层8包括第一部分81,其中,在图1中,第一部分位于虚线框A内,第一部分81位于第一走线7与压电层2之间。生产时,第一走线7可以是完全制备于第一部分81上。
如图1所示,在实施例一中,第一介质层8还包括第二部分82,第二部分82连接于第一部分81的一端,且第二部分82位于第一上电极4a和第一下电极3a二者相对的区域的边缘;此时,第一上电极4a靠近第二上电极4b的一侧有一部分覆盖在第一介质层8的第二部分82上,这样可以削弱第一上电极4a和第一下电极3a之间产生的寄生电容,同时这样还可以防止第一谐振区M的能量纵向泄漏,提高第一谐振区M的Q值。
如图1所示,在实施例一中,第一介质层8还包括第三部分83,第三部分83也连接于第一部分81的一端,且第二部分82和第三部分83分别连接于第一部分81的相背两端。其中,第三部分83位于第二上电极4b和第二下电极3b二者相对的区域的边缘,此时,第二上电极4b靠近第一上电极4a的一侧有一部分覆盖在第一介质层8的第三部分83上,这样可以削弱第二上电极4b和第二下电极3b之间产生的寄生电容,同时这样还可以防止第二谐振区N的能量纵向泄漏,提高第二谐振区N的Q值。
本实施例中,第一部分81、第二部分82以及第三部分83为一体成型结构。如图4所示,第一下电极3a和第二下电极3b间隔设置,即二者之间有间隔,在制备压电层2时,会因为制备工艺的原因,使得压电层2与该间隔相对的区域会下沉,也即压电层2的上表面与该间隔相对区域会形成内凹结构21。与此对应的,第一介质层8、第一走线7在与该间隔对应的区域也都会下沉形成相应的内凹结构。可选的,如图6所示,也可以对压电层2进行平坦化工艺,使得压电层2上表面在同一平面上,本实施例不做限定。
如图1所示,在实施例一中,第一介质层8的第二部分82位于第一谐振区M的边缘,也即第二部分82在衬底1的底面上的正投影与第一谐振区M在衬底1的底面上的正投影的边缘重叠,这样可以阻止第一谐振区M能量纵向泄漏,提高Q值。另外,通过第二部分82的设置,可以抬升第一上电极4a的边缘的高度,进而可以增强防止第一谐振区M的能量泄漏的效果。在实施例一中,第一介质层8的第三部分83位于第二谐振区N的边缘,也即第三部分83在衬底1的底面上的正投影与第二谐振区N在衬底1的底面上的正投影的边缘重叠,这样可以阻止第二谐振区N能量纵向泄漏,提高Q值。另外,通过第三部分83的设置,可以抬升第二上电极4b的边缘的高度,进而可以增强防止第二谐振区N的能量泄漏的效果。
可以理解的是,第一上电极4a和第一下电极3a二者相对区域的边缘可以是位于第一谐振区M内,也可以是位于第一体声波谐振器的非谐振区内。第二上电极4b和第二下电极3b二者相对区域的边缘可以是位于第二谐振区N内,也可以是位于第二体声波谐振器的非谐振区内。其中,当第一介质层8位于谐振区内时,可以阻止能量纵向泄漏,提高Q值,当第一介质层8位于非谐振区内时,还可以进一步减小上下电极之间的寄生电容。
如图5所示,在实施例一中,滤波器100还包括第一金属层9a,第一金属层9a位于第一上电极4a与压电层2之间,同时,第一金属层9a位于第一谐振区M的边缘,且第一金属层9a的至少一部分和第二部分82二者在衬底1上的正投影重叠。这样设置可以增大第一谐振区M边缘的声阻抗,降低第一谐振区M横向能量泄露,进一步提高第一谐振区M的Q值。可选的,如图5所示,第一金属层9a还有一部分位于第一介质层8的外侧,该部分各第一介质层8在衬底1上的正投影不重叠。
当然,为了增大第一谐振区M边缘的声阻抗,第一金属层9a也可以是设置在其他地方,比如,如图6所示,在该实施方式中,第一金属层9a位于第一上电极4a上表面,同时,第一金属层9a在衬底1上的投影位于第一谐振区M的边缘,且第一金属层9a和第二部分82二者在衬底1上的正投影重叠。可选的,第一金属层9a可以是环绕第一谐振区M,也即第一谐振区M的边缘均设置有第一金属层9a,本实施例不限定。
如图5所示,在实施例一中,滤波器100还包括第二金属层9b,第二金属层9b位于第二上电极4b与压电层2之间,第二金属层9b位于第二谐振区N的边缘,且第二金属层9b的至少一部分和第三部分83二者在衬底1上的正投影重叠。这样设置可以增大第二谐振区N边缘的声阻抗,降低第二谐振区N横向能量泄露,进一步提高第二谐振区N的Q值。可选的,如图5所示,第二金属层9b还有一部分位于第一介质层8的外侧,该部分各第一介质层8在衬底1上的上的正投影不重叠。
当然,为了增大第二谐振区N边缘的声阻抗,第二金属层9b也可以是设置在其他地方,比如,如图6所示,在实施方式中,第二金属层9b位于第二上电极4b上表面,同时,第二金属层9b在衬底1上的投影位于第二谐振区N的边缘,且第二金属层9b和第三部分83二者在衬底1上的正投影重叠。可选的,第二金属层9b可以是环绕第二谐振区N,也即第二谐振区N的边缘均设置第二金属层9b,本实施例不限定。
进一步的,在滤波器100中,可以只包括第一金属层9a,也可以只包括第二金属层9b,还可以两者同时存在,本实施例不做限定。
其中,当滤波器100设置第一金属层9a以增大第一谐振区M边缘的声阻抗,并设置了第二金属层9b以增大第二谐振区N边缘的声阻抗时,第一金属层9a和第二金属层9b的排布位置可以采用如下几种方式设置:第一种、第一金属层9a设置在第一上电极4a的上表面,第二金属层9b设置在第二上电极4b的上表面;第二种、第一金属层9a设置在第一上电极4a的上表面,第二金属层9b设置在第二上电极4b和压电层2之间;第三种、第一金属层9a设置在第一上电极4a和压电层2之间,第二金属层9b设置在第二上电极4b的上表面;第四种、第一金属层9a设置在第一上电极4a和压电层2之间,第二金属层9b设置在第二上电极4b和压电层2之间。优选的,第一金属层9a和第二金属层9b均设置在其对应的同一位置,如均设置在其上电极的上表面,或均设置在其上电极与压电层2之间。
优选的,第一金属层9a的厚度在50-300nm之间,第二金属层9b的厚度也在50-300nm之间。
如图7所示,在实施例一中,第一上电极4a覆盖第一介质层8的第一侧面84,其中第一侧面84为第二部分82背离第一部分81的表面。沿着由第二部分82至第一部分81的方向,第一侧面84与压电层2之间的高度逐渐增大,也即第一侧面84为一斜面,使得沿着由第二部分82至第一部分81的方向,第二部分82的边缘的厚度逐渐增大。这样设置可以使第一上电极4a以及调频层6等对第一介质层8进行保护,避免后续工艺中对第一介质层8产生的腐蚀等损害。
同样的,如图7所示,第二上电极4b覆盖第一介质层8的第二侧面85,其中第二侧面85为第三部分83背离第一部分81的表面。沿着由第三部分83至第一部分81的方向,第二侧面85与所述压电层2之间的高度逐渐增大,也即第二侧面85为一斜面,使得沿着由第三部分83至第一部分81的方向,第三部分83的边缘的厚度逐渐增大。这样设置可以使第二上电极4b以及调频层6等对第一介质层8进行保护,避免后续工艺中对第一介质层8产生的腐蚀等损害。
实施例二
如图8所示,实施例二与实施例一的区别在于第一介质层8的设置位置不同,其中,在实施例二中,第一介质层8的第一部分81位于压电层2和衬底1之间。此时,第一介质层8的第二部分82和第三部分83也分别设置在第一部分81的相背的两端,其中,第二部分82位于第一下电极3a和压电层2之间,第三部分83位于第二下电极3b和压电层2之间。
实施例三
如图9所示,在实施例三中,滤波器100未设置第一走线7和第一介质层8,但是实施例三中的滤波器100设置了第二走线10和第二介质层20;第二走线10位于压电层2和衬底1之间,第二走线10的一端连接第一下电极3a,第二走线10的另一端连接第二下电极3b,且第二走线10在压电层2的上表面的正投影位于第一上电极与第二上电极之间;第二介质层20位于第二走线10和衬底1之间,具体的,在第一下电极3a至第二下电极3b的方向上,第二介质层20的宽度小于或等于第二走线10的长度,这样第二走线10可以完全位于第二介质层20上,也可以部分位于第二介质层20上,本实施例不做限定。在实施例三中,第一谐振区的下电极和第二谐振区的下电极之间通过第二走线10电性连接在一起,通过第二介质层20的设置可以避免或削弱第二走线10和地之间产生寄生电容,也可以或削弱第二走线10和焊盘之间产生寄生电容。
另外,当谐振区的数量大于两个时,其他两个谐振区的两个下电极之间也可能会通过相应的走线电性连接此时,通过第二介质层20的设置还可以避免和削弱第二走线10与其他走线(该走线用于连接两个谐振器的下电极)之间产生寄生电容。
实施例四
如图10所示,实施例四与实施例一的区别在于:在实施例四中,第一上电极4a的背离第二上电极4b的一端的边缘与压电层2之间设有第三介质层30,这样可以增强防止第一谐振区M的能量泄漏的效果。另外,第三介质层30和第一介质层8可以是一体成型,以方便生产。同时,二者还相接围合形成一个环形结构,该环形结构环绕在第一上电极4a的边缘。
同样的,第二上电极4b背离第一上电极4a的一端的边缘设有第四介质40,以增强防止第一谐振区M的能量泄漏的效果。其中,第三介质层30和第四介质40的材料均可以与第一介质层8相同。而且,第四介质层40和第一介质层8也可以是一体成型,以方便生产。同时,二者还相接围合形成一个环形结构。
另外,在实施例四中,第三介质层30和第一上电极4a之间还设有第三金属层9c,以增大第一谐振区M边缘的声阻抗,降低第一谐振区M横向能量泄露,提高第一谐振区M的Q值。同样的,第四介质40和第二上电极4b之间还设有第四金属层9d,以增大第二谐振区N边缘的声阻抗,降低第二谐振区N横向能量泄露,提高第二谐振区N的Q值。
本发明实施例还提供了一种多工器,该多工器包括上述任一实施例所述的滤波器100,其中,该多工器可以是双工器、三工器等,本实施例不做限定。
本发明实施例还提供了一种射频前端模组,该射频前端模组包括上述任一实施例所述的滤波器100。
如图11所示,对于实施例一本发明实施例还提供了一种滤波器100的制作方法,该方法包括:
步骤S1、在衬底1的上表面制备第一下电极3a和第二下电极3b;步骤S2、制备压电层2,以覆盖第一下电极3a的上表面和第二下电极3b的上表面;步骤S3、在压电层2的上表面制备第一介质层8;步骤S4、在压电层2的上表面制备第一上电极4a、第二上电极4b以及第一走线7;其中,第一走线7的一端连接第一上电极4a,第一走线7的另一端连接第二上电极4b,第一走线7在衬底1上的正投影位于第一下电极3a与第二下电极3b之间,且第一介质层8的至少一部分位于第一走线7与压电层2之间。
在步骤S1中,可以先通过磁控溅射等方式在衬底的上表面沉积一层金属层,然后在对该金属层进行曝光、显影、蚀刻等操作以得到第一下电极和第二下电极。
在步骤S1之前还包括步骤1a,其中,步骤1a是在衬底1的上表面制备第一声学镜5a和第二声学镜5b的步骤。其中,步骤S1制备完成后,第一下电极3a位于第一声学镜5a的上表面,第二下电极3b位于第二声学镜5b的上表面。
在步骤1a中,可以通过蚀刻等方式在衬底1的上表面上制备出第一空腔结构和第二空腔结构,其中,第一空腔结构为第一声学镜5a,第二空腔结构为第二声学镜5b。
在步骤1a之后还包括步骤1b,步骤1b是制备第一牺牲层和第二牺牲层的步骤,其中,第一牺牲层填充在第一空腔结构内,第二牺牲层填充在第二空腔结构内。在步骤1b中,可以先在第一空腔和第二空腔内填空牺牲材料,以形成第一牺牲层和第二牺牲层,然后再通过化学机械研磨等工艺对第一牺牲层和第二牺牲层进行平坦化处理,使第一牺牲层和第二牺牲层均与衬底的上表面平齐。另外,牺牲材料可以是二氧化硅。
在步骤1b之后还包括步骤1c,步骤1c是制备第一种子层和第二种子层的步骤,其中,第一种子层位于第一下电极3a和衬底1之间,第二种子层位于第二下电极3b和衬底1之间,且第一种子层和第二种子层可以是一体成型结构。其中步骤1c制备完成后,可以在执行步骤S1的操作。
另外,在步骤S1c之后还包括步骤S1d,步骤S1d是去除第一牺牲层和第二牺牲层的步骤,在该步骤中,可以通过采用湿法或气体刻蚀的方法去除第一牺牲层和第二牺牲层。其中,步骤S1d可以在步骤S4完成以后执行。
在步骤S2中,可以通过磁控溅射等方式在衬底的上表面沉积形成压电层2。
在步骤S3中,可以通过等离子增强化学气相沉积或磁控溅射沉积等方式在压电层2上制备第一介质层。
在步骤S4中,制备第一上电极4a和第二上电极4b的方式与步骤S1中制备第一下电极3a和第二下电极3b的方式相同。也即先在压电层2的上表面制备一金属层,该金属层覆盖第一介质层8的上表面;然后再通过曝光、显影、蚀刻等操作对该金属层进行图案化操作,进而得到第一上电极4a、第二上电极4b以及第一走线7。
在步骤S4中,第一上电极4a和第一下电极3a相对,第二上电极4b和第二下电极3b相对,步骤S4制备完成后,第一上电极4a、第一下电极3a、第一声学镜5a以及压电层2相对重叠的区域形成第一谐振区M,第二上电极4b、第二下电极3b、第二声学镜5b以及压电层2相对重叠的区域形成第二谐振区N。
如图12所示,本发明实施例还提供了另一种滤波器100的制备方法,该方法包括:
步骤S1’、在衬底1的上表面制备第一下电极3a和第二下电极3b;
步骤S2’、制备第一介质层8,其中,所述第一介质层8的至少一部分位于衬底1的上表面且介于第一下电极3a与第二下电极3b之间;
步骤S3’、制备压电层2,以覆盖第一下电极3a的上表面、第二下电极3b的上表面以及第一介质层8的上表面;
步骤S4’、在压电层2的上表面制备第一上电极4a、第二上电极4b以及第一走线7,其中,第一走线7的一端连接第一上电极4a,第一走线7的另一端连接第二上电极4b,第一走线7在衬底1上的正投影位于第一下电极3a与第二下电极3b之间。
其中,在步骤S1’之前还包括在衬底1的上表面制备第一声学镜5a和第二声学镜5b的步骤,其中,步骤S1’制备完成后,第一下电极3a位于第一声学镜5a的上表面,第二下电极3b位于第二声学镜5b的上表面。此外,在该方法中在步骤S1’之前也可以包括上述制备第一牺牲层和第二牺牲层的步骤以及制备第一种子层和第二种子层的步骤。且还可以在步骤S4’以后执行去除第一牺牲层和第二牺牲层的步骤。
在步骤S4’中,第一上电极4a、第二上电极4b以及第一走线7可以是同时制备,也即先在压电层2的上表面制备一金属层;然后再通过曝光、显影、蚀刻等操作对该金属层进行图案化操作,进而得到第一上电极4a、第二上电极4b以及第一走线7。
步骤S4’制备完成后,第一上电极4a、第一下电极3a、第一声学镜5a以及压电层2相对重叠的区域形成第一谐振区M,第二上电极4b、第二下电极3b、第二声学镜5b以及压电层2相对重叠的区域形成第二谐振区N。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种滤波器,其特征在于,包括衬底、压电层、第一下电极、第二下电极、第一上电极、第二上电极、第一走线以及第一介质层;
所述第一下电极和所述第二下电极分别设置于所述衬底的上表面;
所述压电层覆盖所述第一下电极的上表面和所述第二下电极的上表面;
所述第一上电极和所述第二上电极分别设置于所述压电层的上表面;
所述第一走线位于所述压电层的上表面,所述第一走线在所述衬底上的正投影位于所述第一下电极与所述第二下电极之间,所述第一走线的一端连接所述第一上电极,所述第一走线的另一端连接所述第二上电极;
所述第一介质层的至少一部分位于所述第一走线与所述衬底之间。
2.根据权利要求1所述的滤波器,其特征在于,所述第一介质层包括第一部分;
其中,所述第一部分位于所述第一走线与所述压电层之间;或者所述第一部分位于所述压电层与所述衬底之间。
3.根据权利要求2所述的滤波器,其特征在于,所述第一部分位于所述第一走线和所述压电层之间,所述第一介质层还包括第二部分和第三部分,所述第二部分和所述第三部分分别连接于所述第一部分的相背两端;
所述第二部分位于所述第一上电极和所述第一下电极二者相对的区域的边缘;
所述第三部分位于所述第二上电极和所述第二下电极二者相对的区域的边缘。
4.根据权利要求3所述的滤波器,其特征在于,所述滤波器还包括第一声学镜和第二声学镜;
所述第一声学镜位于所述第一下电极与所述衬底之间,所述压电层、所述第一上电极、所述第一下电极以及所述第一声学镜相对的区域为第一谐振区域,所述第二部分位于所述第一谐振区的边缘;
所述第二声学镜位于所述第二下电极与所述衬底之间,所述压电层、所述第二上电极、所述第二下电极以及所述第二声学镜相对的区域为第二谐振区域,所述第三部分位于所述第二谐振区的边缘。
5.根据权利要求4所述的滤波器,其特征在于,所述滤波器还包括第一金属层,所述第一金属层位于所述第一上电极上表面或位于所述第一上电极与所述压电层之间,所述第一金属层位于所述第一谐振区域的边缘,且所述第一金属层的至少一部分和所述第二部分在所述衬底上的正投影重叠;和/或,
所述滤波器还包括第二金属层,所述第二金属层位于所述第二上电极上表面或位于所述第二上电极与所述压电层之间,所述第二金属层位于所述第二谐振区域的边缘,且所述第二金属层的至少一部分和所述第三部分在所述衬底上的正投影重叠。
6.根据权利要求3所述的滤波器,其特征在于,所述第一介质层位于所述第一走线和所述压电层之间;
沿着由所述第二部分至所述第一部分的方向,所述第二部分的边缘的厚度逐渐增大;
沿着由所述第三部分至所述第一部分的方向,所述第三部分的边缘的厚度逐渐增大。
7.根据权利要求1所述的滤波器,其特征在于,所述第一介质层的介电常数小于所述压电层的介电常数。
8.根据权利要求1所述的滤波器,其特征在于,所述第一介质层的厚度为20nm-500nm之间。
9.一种滤波器,其特征在于,包括衬底、压电层、第一下电极、第二下电极、第一上电极、第二上电极、第二走线以及第二介质层;
所述第一下电极和所述第二下电极分别设置于所述衬底的上表面;
所述压电层覆盖所述第一下电极的上表面和所述第二下电极的上表面;
所述第一上电极和所述第二上电极分别设置于所述压电层的上表面;
所述第二走线位于所述压电层和所述衬底之间,所述第二走线在所述压电层的上表面的正投影位于所述第一上电极与所述第二上电极之间,所述第二走线的一端连接所述第一下电极,所述第二走线的另一端连接所述第二下电极;
所述第二介质层位于所述第二走线与所述衬底之间。
10.一种多工器,其特征在于,包括权利要求1-9任意一项所述的滤波器。
11.一种射频前端模组,其特征在于,包括权利要求1-9任意一项所述的滤波器。
12.一种滤波器的制作方法,其特征在于,包括:
在衬底的上表面制备第一下电极和第二下电极;
制备压电层以覆盖所述第一下电极的上表面和所述第二下电极的上表面;
在所述压电层的上表面制备第一介质层;
在所述压电层的上表面制备第一上电极、第二上电极以及第一走线,其中,所述第一走线的一端连接所述第一上电极,所述第一走线的另一端连接所述第二上电极,所述第一走线在所述衬底上的正投影位于所述第一下电极与所述第二下电极之间,且所述第一介质层的至少一部分位于所述第一走线与所述压电层之间。
13.一种滤波器的制作方法,其特征在于,包括:
在衬底的上表面制备第一下电极和第二下电极;
制备第一介质层,其中,所述第一介质层的至少一部分位于所述衬底的上表面且介于所述第一下电极与所述第二下电极之间;
制备压电层以覆盖所述第一下电极的上表面、所述第二下电极的上表面以及所述第一介质层的上表面;
在所述压电层的上表面制备第一上电极、第二上电极以及第一走线,其中,所述第一走线的一端连接所述第一上电极,所述第一走线的另一端连接所述第二上电极,所述第一走线在所述衬底上的正投影位于所述第一下电极与所述第二下电极之间。
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