CN1614886A - 压电设备、天线双工器和制造压电谐振器的方法 - Google Patents
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Abstract
一种压电设备(100)包括第一和第二压电谐振器(110、120)。在第一压电谐振器(110)的结构中,在基片(101)上形成空腔(111)、下电极(112)、压电层(113)、和上电极(114)。在第二压电谐振器(120)的结构中,在基片(101)上形成空腔(121)、下电极(122)、压电层(123)、和上电极(124)。以上结构的压电设备(100)的一个特征是压电层(113、123)具有相同薄膜厚度而第一压电谐振器(110)的空腔(111)的深度(t1)与第二压电谐振器(120)的空腔(121)的深度(t2)不相同。
Description
(1)技术领域
本发明涉及包含多个在同一基片上形成的压电谐振器的压电设备和制造所述多个压电谐振器的方法。
(2)背景技术
近年来,随着移动通信的快速发展,用于通信器械的设备预计会是小尺寸并具有高容量。其中一种用于移动通信器械的设备是滤波器(示例性地由压电谐振器构成)。构造此压电谐振器以使得在基片上形成上电极、下电极和位于两电极之间的压电层。还在基片上设置了一个空腔或声学镜(acoustic mirror)以确保压电谐振器的振动。在将多个这种压电谐振器连接成阶梯型阶梯式滤波器中,预期会有低损耗和高衰减的特性。这种阶梯式滤波器还被应用于移动通信器械的天线双工器中。
为了通过用多个压电谐振器配置这种阶梯式滤波器和天线双工器,必须调节各压电谐振器的谐振频率。为了调节压电谐振器的谐振频率,使压电谐振器的压电层的厚度、电极的薄膜厚度、惯性负载等等相互不同。在日本专利公开号:2002-268645(以下称为第一已有技术文件)和日本专利公开号:2002-359539(以下称为第二已有技术文件)中揭示了调节各压电元件的谐振频率的技术的例子。
第一已有技术文件揭示了通过改变压电层的厚度和上电极的薄膜厚度形成具有不同谐振频率的多个压电谐振器的技术。图8为具有以此方式形成的压电谐振器的已有常规压电设备800的剖视图。
在图8中,压电设备800包括压电谐振器810和820。在压电谐振器810具有的结构中,在基片801上依次形成声学镜811、下电极812、压电层813和上电极814。在压电谐振器820具有的结构中,在基片801上依次形成声学镜821、下电极822、压电层823和上电极824。压电层813的薄膜厚度与压电层823的不同。用这种方法调节压电谐振器810和820的谐振频率。
第二已有技术文件揭示了通过改变加在电极上的惯性负载形成多个具有不同谐振频率的压电谐振器的技术。图9为具有以此方式形成的压电谐振器的已有常规压电设备900的剖视图。
在图9中,压电设备900包括压电谐振器910和920。在压电谐振器910具有的结构中,在基片901上依次形成声学镜911、下电极912、压电层913、上电极914、和氧化传导材料部分915。在压电谐振器920具有的结构中,在基片901上依次形成声学镜921、下电极922、压电层923和上电极924。设置了空腔911和921以确保压电谐振器910和920的振动。这样形成氧化传导材料部分915使得加在压电层913的惯性负载不同于加在压电层923上的惯性负载,藉此调节谐振频率。
然而,在第一已有技术文件中,必须使压电层的薄膜厚度相互不同以达到理想的谐振频率。这不利地使制造过程繁杂化。
另外,在第二已有技术文件中,在振动部分添加了用于增加惯性负载的材料。然而,这不利地降低了压电谐振器的有效耦合系数。
(3)发明内容
因此,本发明的一个目的是提供在不降低有效耦合系数的同时可以通过在同一基片上容易地形成多个具有不同谐振频率的压电谐振器来提供压电设备和天线双工器。本发明的另一个目的是提供易于制造这种压电谐振器的方法。
本发明针对压电设备。为了达到上述目的,根据本发明的压电设备包括多个压电谐振器,每个压电谐振器都包括基片、在基片上形成的空腔、在基片上形成的下电极层以覆盖空腔、在下电极上形成的压电层和在压电层上形成的上电极。同样,多个压电谐振器中至少一个的空腔深度与其它压电谐振器的不同。
至少一个空腔形成在基片内部,或形成为穿透迭加在基片上的薄膜并处于基片的内部。还可以将压电谐振器连接成阶梯型或格型。在此情况下,当压电谐振器至少包括用作串联谐振器的第一压电谐振器和用作并联谐振器的第二压电谐振器时,第一压电谐振器的空腔深度最好与第二压电谐振器的空腔深度不相同。同样,当压电谐振器中至少两个用作串联谐振器或并联谐振器时,串联谐振器中至少有一个或并联谐振器中至少有一个的空腔深度最好与其它压电谐振器不相同。另外,当压电谐振器至少包括用作串联谐振器或并联谐振器的第一和第二压电谐振器时,第一压电谐振器的空腔深度最好与第二压电谐振器的空腔深度不相同。
这里,可以通过使用由本发明的压电设备形成的传输滤波器、由本发明的压电设备形成的接收滤波器和将传输滤波器和接收滤波器相互连接的移相电路得到天线双工器。
本发明还针对在同一基片上制造多个具有不同谐振频率的压电谐振器的方法。为了达到上述目的,在根据本发明的制造方法中,根据各压电谐振器的谐振频率在基片上形成至少两个具有不同深度的空腔,形成下电极以覆盖各空腔,在下电极上形成压电层,然后在压电层上形成上电极。
最好是由基片的蚀刻量和/或在基片上迭加的薄膜的蚀刻量控制空腔的深度。另选地,空腔的深度可以通过在由蚀刻形成的空腔底部迭加调节层来控制。
根据本发明,通过应用压电谐振器的谐振频率和反谐振频率随空腔深度变化的现象,可以在同一基片上形成具有不同谐振频率的多个压电谐振器。因此,通过使用这种压电谐振器,可以容易地得到具有优良属性的压电设备和天线双工器。
本发明的这些和其它目的、特征、方面和优点将从结合附图对本发明的详细描述中变得更明显。
(4)附图说明
图1为根据本发明的第一实施例的压电设备的剖视图;
图2A示出根据本发明压电设备中空腔深度和谐振频率之间的关系;
图2B示出根据本发明压电设备中空腔深度和反谐振频率之间的关系;
图3A-3C示出根据本发明的压电设备的结构的详细例子;
图4A示出使用根据本发明的压电设备的天线双工器的结构的例子;
图4B为示出使用图4A所示的天线双工器的通信器械的例子;
图5A和5B为根据本发明的第二实施例的压电设备的剖视图;
图6A和6B为根据本发明的第三实施例的压电设备的剖视图;
图7为根据本发明的第四实施例的压电设备的剖视图;
图8为常规压电设备的剖视图;
图9为另一常规压电设备的剖视图。
(5)具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施例进行描述。
(第一实施例)
图1为根据本发明的第一实施例的压电设备100的剖视图。如图1所示,压电设备100包括两个压电谐振器110和120以用作压电滤波器。在压电谐振器110具有的结构中,在基片101上依次形成空腔111、下电极112、压电层113、和上电极114。在压电谐振器120的结构中,在基片101上依次形成空腔121、下电极122、压电层123、和上电极124。提供空腔111和121以确保压电谐振器110和120的振动。通过蚀刻基片101形成空腔111和121。注意,在本实施例中,示例地对包含两个压电谐振器的压电设备进行描述。然而,根据用途(用作谐振器、滤波器等等)可使用任意个压电谐振器。
在根据第一实施例的压电设备100中,为了在同一基片上形成多个具有不同谐振频率的压电谐振器,使用将压电层113的薄膜厚度制成与压电层123的相同,并且将空腔111的深度t1和空腔121的深度t2制成相互不同的方案。该方案应用由本发明人新发现的现象:“压电谐振器的谐振频率和反谐振频率随空腔深度变化”。
注意可以通过控制基片101的蚀刻数量容易地制成具有不同空腔深度的这两个压电谐振器110和120。
以下对压电谐振器的谐振频率和反谐振频率随空腔深度变化的现象进行描述。图2A示出压电谐振器的谐振频率和空腔深度之间的关系。图2B示出压电谐振器的反谐振频率和空腔深度之间的关系。图2A和2B示出一压电谐振器的属性,在该压电谐振器中,在硅(Si)基片上形成氮化铝(AlN)制成的厚度为0.5μm压电层和由钼(Mo)制成的厚度为0.2μm和上电极和下电极。
如图2A和2B所示,压电谐振器的谐振频率和反谐振频率随空腔深度变化。例如:当在图1中假设压电谐振器110的空腔111的深度t1为1.5μm而压电谐振器120的空腔121的深度t2为2.0μm时,压电谐振器110的谐振频率为2.79GHz,而压电谐振器120的谐振频率为2.68GHz。因此,这两个压电谐振器的谐振频率可以相差0.11GHz。
如图2A和2B所示,压电谐振器的谐振频率和反谐振频率周期性地随空腔深度变化。然而,在那个周期外,即使空腔深度不同谐振频率可具有相同的值。对反谐振频率也是一样。因此,最好在周期内选择最佳空腔深度以达到各个理想的谐振频率和反谐振频率。
参照图3A-3C,对根据第一实施例使用通过改变空腔深度得到的具有不同谐振频率和不同反谐振频率的多个压电谐振器的压电设备100的结构的具体例子进行描述。
图3A示出L型阶梯式滤波器的结构的例子。在图3A中,压电谐振器310串联在输入终端303和输出终端304之间用作串联谐振器。压电谐振器320连接在将输入端303和输出端304连接在一起的路径和接地平面之间用作并联谐振器。可以用这种连接形成L型阶梯式滤波器。这里,将压电谐振器310的谐振频率设置得比压电谐振器320的谐振频率高,藉此得到具有带通属性的L型滤波器。最好将压电谐振器310的谐振频率设置成与压电谐振器320的反谐振频率基本上相等或接近,藉此得到具有较佳带通均匀性的L型阶梯式滤波器。
图3B示出T型阶梯式滤波器的结构的例子。在图3B中,在输入终端303和输出终端304之间串联压电谐振器310和330,以用作串联谐振器。压电谐振器320连接在将输入端303和输出端304连接在一起的路径和接地平面之间用作并联谐振器。可以用这种连接形成T型阶梯式滤波器。这里,将压电谐振器310和330的谐振频率最好设置与压电谐振器320的反谐振频率基本上相等或接近,藉此得到理想的带通属性。通过将压电谐振器310和330的谐振频率调节至最佳还可以提高带通均匀性。
图3C示出∏型阶梯式滤波器的结构的例子。在图3C中,在输入终端303和输出终端304之间串联压电谐振器320,以用作串联谐振器。压电谐振器310和330连接在将输入端303和输出端304连接在一起的路径和接地平面之间用作并联谐振器。可以用这种连接形成∏型阶梯式滤波器。这里,将压电谐振器320的谐振频率最好设置与压电谐振器310和330的反谐振频率基本上相等或接近,藉此得到理想的带通属性。通过将压电谐振器310和330的谐振频率调节至最佳还可以提高带通均匀性。
参照图4A和4B,对根据第一实施例天线双工器的结构和使用压电设备100的通信器械的结构的例子进行描述。
图4A示出天线双工器的结构的例子。在图4A中,天线双工器包括应用了根据本发明的压电设备的Tx滤波器(传输滤波器)401和Rx滤波器(接收滤波器)402,以及包括两条传输线的移相电路403。Tx滤波器401让传输频带信号从其中通过以减弱接收频带信号。Rx滤波器402让接收频带信号从其中通过以减弱传输频带信号。这样就可以使天线双工器具有诸如低损耗之类的优良属性。注意滤波器的个数、形成各滤波器的压电谐振器的级数等等并不限于图4A中作为示例示出的,而是可以任意设置的。
图4B示出通信器械的结构的例子。在图4B中,通信器械包括如图4A所示的天线双工器404、传输放大器405、滤波器406、传输电路407、接收放大器408、接收电路409和天线410。通过滤波器406和传输放大器405将从传输电路407输出的传输信号输入到天线双工器404。输入到天线双工器404的传输信号是通过天线410发射的。另一方面,在天线410接收到的接收信号是通过天线双工器404和接收放大器408输入到接收电路409的。这样,通过采用具有诸如低损耗、小尺寸之类优良属性的天线双工器404,可以得到高性能的通信器械。注意,可以将根据本发明的压电设备用作滤波器406。同样,通信器械并不限于图4B中作为示例示出的,而是可以任意设置的。
如第一实施例所述,通过应用压电谐振器的谐振频率随空腔深度变化的现象,可以在同一基片上形成具有不同谐振频率的多个压电谐振器。因此,通过使用这种压电谐振器,可以容易地得到压电设备和具有优良属性的天线双工器。
根据本发明的压电设备100的特定结构,示例性地描述了一阶阶梯式滤波器。然而,压电设备100也可以是多阶阶梯式滤波器。同样,将压电谐振器形成格型以及阶梯型以到达类似的效果。当将两个或两个以上压电谐振器形成阶梯型或格型以用作串联谐振器时,最好至少有一个串联谐振器的空腔深度与其它压电谐振器不相同。例如:在图3B中,将压电谐振器310和330的空腔深度制成互不相向。同样,不仅可以将根据本发明的压电设备用于阶梯式滤波器,还可以用于仅由串联谐振器形成的滤波器。另外,当形成两个或两个以上压电谐振器用作并联谐振器时,最好至少有一个并联谐振器的空腔深度与其它压电谐振器不相同。例如:在图3C中,将压电谐振器310和330的空腔深度制成互不相同。同样,不仅可以将根据本发明的压电设备用于阶梯式滤波器,还可将其用于仅由并联谐振器形成的滤波器。另外,可以在单个压电设备上形成多个具有多个压电谐振器的压电滤波器。在此情况下,只要压电滤波器中有任何一个的空腔深度与其它的不相同,不管包括在压电滤波器中的各压电谐振器的空腔深度如何,都可以在单个基片上形成具有不同频率的多个滤波器。
另外,根据本发明的通过改变空腔深度来调节谐振频率的方案可以结合常规方案(例如:改变压电层的薄膜厚度的方案)使用。采用这种结合可以拓宽谐振频率的调节范围。
另外,只要压电层需要空腔,根据本发明形成压电谐振器的压电层可以是单晶或压电陶瓷以达到类似效果。同样,空腔深度的数量值可根据基片材料或压电材料而变化。然而,在任何情况下都会发生谐振频率周期性地随空腔深度而变化。因此,可以将本发明用于不同于上述材料的那些材料。
在下述第2至第4实施例中,将对等效于根据第一实施例的压电设备100的其它压电设备的结构进行描述。
(第二实施例)
图5A为根据本发明的第二实施例的压电设备500的剖视图。如图5A所示,压电设备500包括两个压电谐振器510和520以用作压电滤波器。在压电谐振器510的结构中,在其上迭加了薄膜502的基片501上依次形成空腔511、下电极512、压电层513、和上电极514。在压电谐振器520的结构中,在其上迭加了薄膜502的基片501上依次形成空腔521、下电极522、压电层523、和上电极524。提供空腔511和521以确保压电谐振器510和520的振动。通过蚀刻薄膜502形成空腔511和521。薄膜502由诸如SiO2或Si3N4之类的介电材料制成。同样,薄膜502可以由AlN制成(只要在薄膜上形成的各压电谐振器的下电极可以相互绝缘,任何材料都可以满足)。
如同第一实施例一样,在根据第二实施例的压电设备500中,为了在同一基片上形成多个具有不同谐振频率的压电谐振器,在采用的一种方案中将压电层513的薄膜厚度制成与压电层523的相等而空腔511的深度t1和空腔521的深度t2相互不同。根据第二实施例的压电设备500与根据第一实施例的压电设备100的不同之处在于通过控制薄膜502的蚀刻量来改变空腔511和521的深度。
在第二实施例中,通过应用压电谐振器的谐振频率随空腔深度变化的现象,可以在同一基片上形成具有不同谐振频率的多个压电谐振器。因此,通过使用这种压电谐振器,可以容易地得到具有优良属性的压电设备(例如:图3A-3C)和天线谐振器(例如:图4A)。
注意,如图5B所示,只要空腔511的深度t1和空腔521的深度t2不同,薄膜502的厚度可以在压电谐振器510和压电谐振器520之间变化。同样,只要足够支持压电谐振器并允许形成空腔,薄膜502的材料可以是任意的。另外,薄膜502可以是一层或多层。例如:最好根据薄膜502的声速设定空腔的深度。
(第三实施例)
图6A为根据本发明的第三实施例的压电设备600的剖视图。如图6A所示,压电设备600包括两个压电谐振器610、620以用作压电滤波器。在压电谐振器610的结构中,在其上迭加了薄膜602的基片601上依次形成空腔611、下电极612、压电层613、和上电极614。在压电谐振器620的结构中,在其上迭加了薄膜602的基片601上依次形成空腔621、下电极622、压电层623、和上电极624。提供空腔611和621以确保压电谐振器610和620的振动。通过蚀刻薄膜602或薄膜602和基片601两者来形成空腔611和621。薄膜602由诸如SiO2或Si3N4之类的介质材料制成。同样,薄膜602可以由AlN制成(只要在薄膜上形成的各压电谐振器的下电极可以相互绝缘,任何材料都可以满足)。
如同第一和第二实施例一样,在根据第三实施例的压电设备600中,为了在同一基片上形成多个具有不同谐振频率的压电谐振器,在采用的一种方案中将压电层613的薄膜厚度制成与压电层623的相等而空腔611的深度t1和空腔621的深度t2相互不同。根据第三实施例的压电设备600与根据第一实施例的压电设备100和根据第二实施例的压电设备500的不同之处在于通过控制薄膜602和基片601两者的蚀刻量来改变空腔611和621的深度。
在第三实施例中,通过应用压电谐振器的谐振频率随空腔深度变化的现象,可以在同一基片上形成具有不同谐振频率的多个压电谐振器。因此,通过使用这种压电谐振器,可以容易地得到具有优良属性的压电设备(例如:图3A-3C)和天线谐振器(例如:图4A)。
注意,如图6B所示,只要空腔611的深度t1和空腔621的深度t2不同,可以对压电谐振器610和压电谐振器620两者都蚀刻薄膜602和基片601的厚度。同样,只要足以支持压电谐振器并允许形成空腔,薄膜602的材料可以是任意的。另外,薄膜602可以是一层或多层。例如:最好根据薄膜602的声速设定空腔的深度。
(第四实施例)
图7为根据本发明的第四实施例的压电设备700的剖视图。如图7所示,压电设备700包括个压电谐振器710、720以用作压电滤波器。在压电谐振器710的结构中,在基片701上依次形成调节层715、空腔711、下电极712、压电层713、和上电极714。在压电谐振器720的结构中,在基片701上依次形成空腔721、下电极722、压电层723、和上电极724。提供空腔711和721以确保压电谐振器710和720的振动。这些空腔711和721是通过蚀刻基片701形成的。
如同第一至第三实施例一样,在根据第四实施例的压电设备700中,为了在同一基片上形成多个具有不同谐振频率的压电谐振器,在采用的一种方案中将压电层713的薄膜厚度制成与压电层723的相等而空腔711的深度t1和空腔721的深度t2相互不同。根据第四实施例的压电设备700与根据第一实施例的压电设备100的不同之处在于通过用相同的蚀刻量蚀刻基片701形成空腔,然后在由蚀刻形成的空腔之一的底部设置调节层715来改变空腔711和721的深度。
在第四实施例中,通过应用压电谐振器的谐振频率随空腔深度变化的现象,可以在同一基片上形成具有不同谐振频率的多个压电谐振器。因此,通过使用这种压电谐振器,可以容易地得到具有优良属性的压电设备(例如:图3A-3C)和天线谐振器(例如:图4A)。
还可以进一步考虑以下情况设计第一到第四实施例中所述的压电设备的空腔深度。
(1)防止由于振动泄漏引起的伪影响。
通常,由下电极、压电层和上电极形成的振动部分的振动泄漏到基片。此振动泄漏会在振动部分的谐振频率(或反谐振频率)附近引起由空腔深度确定的假现象。此假现象引起压电滤波器的带通属性受损,因此最好使它尽量远离振动部分的谐振频率(反谐振频率)。为此,设计空腔深度以使得由于振动泄漏在空腔引起的不希望的振动的谐振频率离压电谐振器的振动部分的主谐振频率足够远。
(2)将由于振动泄漏引起的不希望的振动用于主振动
如上所述,由于振动泄漏引起的不希望的振动会使压电设备的带通属性受损。然而,可以将在空腔发生的不希望的振动用于振动部分的主振动。即,当振动部分的主振动较弱时,例如:故意用泄漏振动振动基片,藉此增加整个压电谐振器的振动幅度。在这种情况下,空腔的深度设计成使由于振动泄漏在空腔引起的不希望的振动的谐振频率与压电谐振器的振动部分的主谐振频率相同。
虽然详细描述了本发明,以上说明在各方面都是示例性的而非限定性的。应理解在不偏离本发明的范围的同时可以作出许多其它的变更和修改。
Claims (20)
1.一种包含多个压电谐振器的压电设备,其特征在于,
多个压电谐振器中的每一个均包括:
基片;
在基片上形成的空腔;
在所述基片上形成的下电极以覆盖所述空腔;
在所述下电极上形成的压电层;和
在所述压电层上形成的上电极,其中
多个压电谐振器中至少有一个的空腔深度与其它压电谐振器不相同。
2.如权利要求1所述的压电设备,其特征在于,
所述空腔中至少有一个是在基片内部形成的。
3.如权利要求1所述的压电设备,其特征在于,
所述空腔中至少有一个是在基片上迭加的薄膜的内部形成的。
4.如权利要求1所述的压电设备,其特征在于,
压电谐振器的空腔中至少有一个是穿透迭加在基片上的薄膜在基片内部形成的。
5.如权利要求1所述的压电设备,其特征在于,
所述压电谐振器连接成阶梯型。
6.如权利要求1所述的压电设备,其特征在于,
所述压电谐振器连接成格型。
7.如权利要求5所述的压电设备,其特征在于,
压电谐振器至少包括用作并联谐振器的第一压电谐振器和用作并联谐振器的第二谐振器,和
第一压电谐振器和空腔深度不同于第二压电谐振器和空腔深度。
8.如权利要求6所述的压电设备,其特征在于,
所述压电谐振器包括用作串联谐振器的第一压电谐振器和用作并联谐振器的第二谐振器,和
第一压电谐振器的空腔深度不同于第二压电谐振器的空腔深度。
9.如权利要求5所述的压电设备,其特征在于,
所述压电谐振器中至少有两个用作串联谐振器,且所述串联谐振器中至少有一个的空腔深度与其它压电谐振器的不同。
10.如权利要求6所述的压电设备,其特征在于,
所述压电谐振器中至少有两个用作串联谐振器,且串联谐振器中至少有一个的空腔深度与其它压电谐振器的不同。
11.如权利要求5所述的压电设备,其特征在于,
所述压电谐振器中至少有两个用作并联谐振器,且并联谐振器中至少有一个的空腔深度与其它压电谐振器的不同。
12.如权利要求6所述的压电设备,其特征在于,
所述压电谐振器中至少有两个用作并联谐振器,且并联谐振器中至少有一个的空腔深度与其它压电谐振器的不同。
13.如权利要求1所述的压电设备,其特征在于,
所述压电谐振器至少包括用作串联谐振器的第一压电谐振器和第二压电谐振器,和
所述第一压电谐振器的空腔深度与第二压电谐振器的空腔深度不同。
14.如权利要求1所述的压电设备,其特征在于,
所述压电谐振器至少包括用作并联谐振器的第一压电谐振器和第二压电谐振器,和
所述第一压电谐振器的空腔深度与第二压电谐振器的空腔深度不同。
15.一种天线双工器,其特征在于,包括:
由根据权利要求1的压电设备形成的传输滤波器;
由根据权利要求1的压电设备形成的接收滤波器;
连接所述传输滤波器和所述接收滤波器的移相电路。
16.一种在同一基片上制造多个具有不同谐振频率的压电谐振器的方法,其特征在于,包括:
根据各压电谐振器的谐振频率在所述基片上形成至少两个具有不同深度的空腔;
形成下电极以覆盖各空腔;
在所述下电极上形成压电层;和
在所述压电层上形成上电极。
17.如权利要求16所述的压电谐振器的制造方法,其特征在于,
所述空腔的深度是由基片的蚀刻量控制的。
18.如权利要求16所述的压电谐振器的制造方法,其特征在于,
所述空腔的深度是由在基片上迭加的薄膜的蚀刻量来控制的。
19.如权利要求16所述的压电谐振器的制造方法,其特征在于,
所述空腔的深度是由在基片上迭加的薄膜的蚀刻量和基片的蚀刻量控制的。
20.如权利要求16所述的压电谐振器的制造方法,其特征在于,
所述空腔的深度是通过在由蚀刻形成的空腔的底部迭加一层调节层来控制的。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105897216A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-08-24 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 单片集成的体声波双工器及其制造方法 |
CN108631748A (zh) * | 2017-03-23 | 2018-10-09 | 三星电机株式会社 | 声波谐振器及包括该声波谐振器的滤波器 |
CN115996039A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-04-21 | 武汉敏声新技术有限公司 | 多工器 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4362045B2 (ja) * | 2003-06-24 | 2009-11-11 | 京セラ株式会社 | 圧電変換装置 |
US7113055B2 (en) * | 2003-11-07 | 2006-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric resonator, method of manufacturing piezoelectric resonator, and filter, duplexer, and communication device using piezoelectric resonator |
US20060274476A1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-12-07 | Andrew Cervin-Lawry | Low loss thin film capacitor and methods of manufacturing the same |
JP2006339873A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Toshiba Corp | 薄膜圧電共振器、フィルタ及び電圧制御発振器 |
US8653908B2 (en) * | 2008-03-04 | 2014-02-18 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Film bulk acoustic resonator, filter, communication module and communication apparatus |
JP5754129B2 (ja) * | 2010-03-11 | 2015-07-29 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電素子、圧電センサー、電子機器、および圧電素子の製造方法 |
JP2013051673A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-03-14 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶振動子及び水晶発振器 |
DE102016100925B4 (de) * | 2016-01-20 | 2018-05-30 | Snaptrack, Inc. | Filterschaltung |
US10038422B2 (en) * | 2016-08-25 | 2018-07-31 | Qualcomm Incorporated | Single-chip multi-frequency film bulk acoustic-wave resonators |
CN112886940B (zh) * | 2021-01-13 | 2022-06-17 | 宁波华彰企业管理合伙企业(有限合伙) | 一种易于集成的fbar滤波器 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6068710A (ja) | 1983-09-26 | 1985-04-19 | Toshiba Corp | 圧電薄膜共振子 |
US6349454B1 (en) * | 1999-07-29 | 2002-02-26 | Agere Systems Guardian Corp. | Method of making thin film resonator apparatus |
KR100398363B1 (ko) | 2000-12-05 | 2003-09-19 | 삼성전기주식회사 | Fbar 소자 및 그 제조방법 |
US6518860B2 (en) | 2001-01-05 | 2003-02-11 | Nokia Mobile Phones Ltd | BAW filters having different center frequencies on a single substrate and a method for providing same |
US6566979B2 (en) | 2001-03-05 | 2003-05-20 | Agilent Technologies, Inc. | Method of providing differential frequency adjusts in a thin film bulk acoustic resonator (FBAR) filter and apparatus embodying the method |
JP3939939B2 (ja) | 2001-07-17 | 2007-07-04 | 富士通株式会社 | 圧電薄膜共振素子の製造方法 |
JP4625260B2 (ja) * | 2004-02-04 | 2011-02-02 | 株式会社日立メディアエレクトロニクス | 薄膜バルク共振子の製造方法 |
-
2004
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- 2004-11-05 CN CNA2004100858926A patent/CN1614886A/zh active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105897216A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-08-24 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 单片集成的体声波双工器及其制造方法 |
CN105897216B (zh) * | 2016-04-18 | 2019-07-05 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 单片集成的体声波双工器及其制造方法 |
CN108631748A (zh) * | 2017-03-23 | 2018-10-09 | 三星电机株式会社 | 声波谐振器及包括该声波谐振器的滤波器 |
CN108631748B (zh) * | 2017-03-23 | 2022-03-15 | 三星电机株式会社 | 声波谐振器及包括该声波谐振器的滤波器 |
US11323088B2 (en) | 2017-03-23 | 2022-05-03 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Acoustic wave resonator |
US11595015B2 (en) | 2017-03-23 | 2023-02-28 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Acoustic wave resonator |
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