CN209709146U - 一种具有热桥结构的baw双工器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及无线通信射频前端器件技术领域，提供了一种具有热桥结构的BAW双工器，该双工器包括多个体声波谐振器，体声波谐振器包括：硅基板，设置于硅基板上的空腔；设置于硅基板上且覆盖空腔的上方的底电极，设置于底电极上的压电材料层，设置于压电材料层上的顶电极，底电极与硅基板之间设置热桥，热桥包括依次层叠设置且导热能力递减的第一导热层与第二导热层，第一导热层与底电极直接接触，第二导热层与硅基板直接接触。上述BAW双工器通过在底电极与硅基板之间设置具有多层膜结构的热桥，将器件自身发热活跃的区域产生的热量传递到热量较低的区域，实现器件自降温的目的，从而改善器件性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信射频前端器件技术领域，特别是涉及一种具有热桥结构的BAW双工器
背景技术
近来，随着通信技术的快速发展，已经需要用于在通信装置中使用的射频 (RF)组件技术以及信号处理技术的进一步发展。尤其是，随着朝向无线通信装置的小型化的趋势，也已经需要RF组件的小型化技术。例如，通过利用半导体薄膜晶圆制造技术来制造体声波(Bulk Acoustic Wave，BAW)双工器中的谐振器类型的谐振器已经实现了谐振器的小型化。
BAW双工器中的谐振器是包括沉积在诸如硅晶圆的半导体基板上的压电介电材料的薄膜类型元件。谐振器利用压电介电材料的压电特性来产生谐振，并且可实现为谐振器。这种谐振器尤其应用在高频滤波器和移动通信设备的双工器中。通过BAW谐振器的热量变化，谐振器的声学特性也发生变化，其电学特性也一并改变。相应构造的滤波器因此会对温度变化作出反应，而这样的温度变化是通过平均频率和带宽的变化引起的。
然而，实际应用中，双工器、滤波器以及谐振器都有严格的规格限制，尤其不希望出现温度变化。虽然通过扩大谐振器面积可以降低BAW双工器的自身发热，但是受器件小型化趋势的发展，有必要寻找其它途径来解决器件发热的问题并满足小型化需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术所存在的不足而提供一种具有热桥结构的BAW双工器，通过在底电极与硅基板之间设置具有多层膜结构的热桥，将器件自身发热活跃的区域产生的热量传递到热量较低的区域，实现器件自降温的目的，从而改善器件性能。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种具有热桥结构的BAW双工器，该双工器包括多个体声波谐振器，体声波谐振器包括：硅基板，设置于硅基板上的空腔；设置于硅基板上且覆盖空腔的上方的底电极，设置于底电极上的压电材料层，设置于压电材料层上的顶电极，底电极与硅基板之间设置热桥，热桥包括依次层叠设置且导热能力递减的第一导热层与第二导热层，第一导热层与底电极直接接触，第二导热层与硅基板直接接触。
进一步的，底电极朝向硅基板的一侧设置第一容置槽，第一导热层位于第一容置槽中。
进一步的，第一容置槽呈梯形，第一容置槽的顶面长度小于底面长度。
进一步的，第一导热层的一侧与第一容置槽直接接触，第一导热层与另一侧设置第二容置槽，第二导热层位于第二容置槽中。
进一步的，第二容置槽呈梯形，第二容置槽的底面长度小于第一容置槽的底面长度。
进一步的，第一导热层的导热能力高于第二导热层的导热能力。
进一步的，第一导热层的材质包括金属或合金，第二导热层的材质包括二氧化硅。
进一步的，热桥还包括第三导热层，第三导热层的导热能力低于第二导热层。
进一步的，第三导热层位于第二导热层上的第三容置槽内。
进一步的，第三导热层位于硅基板上的空腔内。
相比于现有技术，本实用新型具有如下技术效果：
本实用新型提供了一种具有热桥结构的BAW双工器，该双工器包括多个体声波谐振器，体声波谐振器包括：硅基板，设置于硅基板上的空腔；设置于硅基板上且覆盖空腔的上方的底电极，设置于底电极上的压电材料层，设置于压电材料层上的顶电极，底电极与硅基板之间设置热桥，热桥包括依次层叠设置且导热能力递减的第一导热层与第二导热层，第一导热层与底电极直接接触，第二导热层与硅基板直接接触。上述BAW双工器通过在底电极与硅基板之间设置具有多层膜结构的热桥，将器件自身发热活跃的区域产生的热量传递到热量较低的区域，实现器件自降温的目的，从而改善器件性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种具有热桥结构的BAW双工器的结构示意图。
图2为本实用新型实施例提供的又一种具有热桥结构的BAW双工器的结构示意图。
其中：1、硅基板；11、空腔；2、底电极；3、压电材料；4、顶电极；5、热桥；51、第一导热层；52、第二导热层；53、第三导热层；6、第一容置槽； 7、第二容置槽；8、第三容置槽。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种具有热桥结构的BAW双工器，该双工器包括多个体声波谐振器，体声波谐振器包括：硅基板1，设置于硅基板1上的空腔11；设置于硅基板1上且覆盖空腔11的上方的底电极2，设置于底电极2上的压电材料层3，设置于压电材料层3上的顶电极4，底电极2 与硅基板1之间设置热桥5，热桥5包括依次层叠设置且导热能力递减的第一导热层51与第二导热层52，第一导热层51与底电极2直接接触，第二导热层52与硅基板1直接接触。
其中，底电极2由诸如钼(Mo)、钌(Ru)或钨(W)的导电材料形成，用于将电信号(诸如RF信号)施加到压电材料层3的输入电极或输出电极。例如，当下电极2为输入电极时，顶电极4为输出电极。
压电材料层3形成在底电极2上。例如，压电材料层3通过沉积氮化铝、氧化锌或锆钛酸铅而形成。此外，压电材料层3将从底电极或顶电极输入的电信号转换成声波。
例如，当随时间变化的电场被感应到底电极2时，压电材料层3将输入到底电极2的电信号转换成物理振动。也就是说，当电场被感应到底电极2时，压电材料层3利用感应的电场来产生沿压电材料层3的厚度方向定向的体声波。因此，压电材料层3从电信号产生体声波。
顶电极4形成在压电材料层3上。例如，顶电极4也可由诸如钼(Mo)、钌 (Ru)或钨(W)的导电材料形成。顶电极4用作用于将电信号(诸如RF信号)施加到压电材料层3的输入电极或输出电极。例如，当顶电极4为输出电极时，底电极2为输入电极。
热桥5设置于底电极2与硅基板1之间，用于将器件自身发热活跃的区域产生的热量传递到热量较低的区域，实现器件的自降温。发热活跃的区域为底电极2、压电材料层3与顶电极4组成的三明治结构，热量较低的区域为热沉区，例如硅基板衬底。热桥通过导热过程来消耗损失将器件自发热产生的热量排放到热沉区，从而避免温度对器件造成的影响。
优选的，热桥5包括依次层叠设置且导热能力递减的第一导热层51与第二导热层52，第一导热层51与底电极2直接接触，第二导热层52与硅基板1 直接接触，使得发热活跃的区域依次通过第一导热层51与第二导热层52，通过导热过程来消耗损失将器件自发热产生的热量排放到热沉区，从而避免温度对器件造成的影响。
优选的，底电极2朝向硅基板1的一侧设置第一容置槽6，第一导热层51 位于第一容置槽6中，热桥位于底电极的容置槽中，使热桥充分接触自身发热活跃区域，有效接触并传递热量。
优选的，第一容置槽6呈梯形，第一容置槽6的顶面长度小于底面长度。
优选的，第一导热层51的一侧与第一容置槽6直接接触，第一导热层51 的另一侧设置第二容置槽7，第二导热层52位于第二容置槽7中，第一导热层 51位于第一容置槽6内，第二导热层52位于第二容置槽7中，即第一导热层 51包覆第二导热层52，有利于热量的快速传递，提高导热速度。
优选的，第二容置槽7呈梯形，第二容置槽7的底面长度小于第一容置槽 6的底面长度。
优选的，第一导热层51的导热能力高于第二导热层52的导热能力。
优选的，第一导热层51的材质包括金属或合金，例如金属钨。第二导热层52的材质包括二氧化硅。
上述BAW双工器通过在底电极与硅基板之间设置具有多层膜结构的热桥，将器件自身发热活跃的区域产生的热量传递到热量较低的区域，实现器件自降温的目的，从而改善器件性能。
如图2所示，在上述实施例的基础上，该又一实施例提供了一种具有热桥结构的BAW双工器，该双工器中的热桥5还包括第三导热层53，第三导热层 53的导热能力低于第二导热层52。
优选的，第三导热层53位于第二导热层52上的第三容置槽内8内，也可以位于硅基板上的空腔11内。
综上，本实用新型提供了一种具有热桥结构的BAW双工器，该双工器包括多个体声波谐振器，体声波谐振器包括：硅基板，设置于硅基板上的空腔；设置于硅基板上且覆盖空腔的上方的底电极，设置于底电极上的压电材料层，设置于压电材料层上的顶电极，底电极与硅基板之间设置热桥，热桥包括依次层叠设置且导热能力递减的第一导热层与第二导热层，第一导热层与底电极直接接触，第二导热层与硅基板直接接触。上述BAW双工器通过在底电极与硅基板之间设置具有多层膜结构的热桥，将器件自身发热活跃的区域产生的热量传递到热量较低的区域，实现器件自降温的目的，从而改善器件性能。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种具有热桥结构的BAW双工器，其特征在于，所述双工器包括多个体声波谐振器，所述体声波谐振器包括：硅基板，设置于所述硅基板上的空腔；设置于所述硅基板上且覆盖所述空腔的上方的底电极，设置于所述底电极上的压电材料层，设置于所述压电材料层上的顶电极，所述底电极与所述硅基板之间设置热桥，所述热桥包括依次层叠设置且导热能力递减的第一导热层与第二导热层，所述第一导热层与所述底电极直接接触，所述第二导热层与所述硅基板直接接触。
2.根据权利要求1所述的具有热桥结构的BAW双工器，其特征在于，所述底电极朝向所述硅基板的一侧设置第一容置槽，所述第一导热层位于所述第一容置槽中。
3.根据权利要求2所述的具有热桥结构的BAW双工器，其特征在于，所述第一容置槽呈梯形，所述第一容置槽的顶面长度小于底面长度。
4.根据权利要求2所述的具有热桥结构的BAW双工器，其特征在于，所述第一导热层的一侧与所述第一容置槽直接接触，所述第一导热层与另一侧设置第二容置槽，所述第二导热层位于所述第二容置槽中。
5.根据权利要求4所述的具有热桥结构的BAW双工器，其特征在于，所述第二容置槽呈梯形，所述第二容置槽的底面长度小于所述第一容置槽的底面长度。
6.根据权利要求1所述的具有热桥结构的BAW双工器，其特征在于，所述第一导热层的导热能力高于所述第二导热层的导热能力。
7.根据权利要求1所述的具有热桥结构的BAW双工器，其特征在于，所述第一导热层的材质包括金属或合金，所述第二导热层的材质包括二氧化硅。
8.根据权利要求1所述的具有热桥结构的BAW双工器，其特征在于，所述热桥还包括第三导热层，所述第三导热层的导热能力低于所述第二导热层。
9.根据权利要求8所述的具有热桥结构的BAW双工器，其特征在于，所述第三导热层位于所述第二导热层上的第三容置槽内。
10.根据权利要求8所述的具有热桥结构的BAW双工器，其特征在于，所述第三导热层位于所述硅基板上的空腔内。
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|---|---|---|---|---|
| CN111262542A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-06-09 | 杭州见闻录科技有限公司 | 一种具有散热结构的体声波谐振器及制造工艺 |
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