CN216146302U - 体声波滤波器及滤波器组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及滤波器技术领域,提供一种体声波滤波器及滤波器组件,包括串联连接在输入端子和输出端子之间的第一薄膜体声波谐振器、第二薄膜体声波谐振器、第三薄膜体声波谐振器、第四薄膜体声波谐振器、第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器和第七薄膜体声波谐振器;多个并联的薄膜体声波谐振器的一端并联连接在第一薄膜体声波谐振器和第二薄膜体声波谐振器、第三薄膜体声波谐振器至第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器和第七薄膜体声波谐振器之间的节点上,多个并联的薄膜体声波谐振器的另一端分别连接接地端子。上述滤波器可允许特定频率的信号通过。
Description
技术领域
本实用新型属于滤波器技术领域,更具体地说,是涉及一种体声波滤波器及滤波器组件。
背景技术
近年来,随着5G无线通信技术的不断发展,通过利用更高频段以及频段重组来实现移动通信,这对相关射频元器件的微型化、高频带宽化、集成化及柔性化提出了越来越高的要求。
薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)滤波器凭借其尺寸小、谐振频率高、品质因数高、功率容量大、滚降效应好等优良特性,正逐步取代传统的声表面波滤波器和陶瓷滤波器,在射频滤波器领域占有越来越大的市场份额,在5G无线通信射频领域发挥着巨大作用。
然而现有对薄膜体声波谐振器滤波器的研究大多集中在制备方法上,对薄膜体声波谐振器滤波器的具体结构的研究较少。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种体声波滤波器及滤波器组件,旨在提供一种薄膜体声波谐振器滤波器的新型结构。
第一方面,本实用新型实施例提供了一种中心频率为2050MHz的薄膜体声波谐振器滤波器,包括输入端子、输出端子、接地端子、多个串联的薄膜体声波谐振器和多个并联的薄膜体声波谐振器;
所述多个串联的薄膜体声波谐振器包括串联连接在所述输入端子和输出端子之间的第一薄膜体声波谐振器、第二薄膜体声波谐振器、第三薄膜体声波谐振器、第四薄膜体声波谐振器、第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器和第七薄膜体声波谐振器;
所述多个并联的薄膜体声波谐振器包括第八薄膜体声波谐振器、第九薄膜体声波谐振器、第十薄膜体声波谐振器和第十一薄膜体声波谐振器,所述第八薄膜体声波谐振器的一端连接在所述第一薄膜体声波谐振器和第二薄膜体声波谐振器之间;所述第九薄膜体声波谐振器和第十薄膜体声波谐振器的一端分别依次连接在所述第三薄膜体声波谐振器至第五薄膜体声波谐振器之间的节点上,所述第九薄膜体声波谐振器的另一端与所述第十薄膜体声波谐振器的另一端连接后,与所述接地端子连接;所述第十一薄膜体声波谐振器的一端连接在所述第六薄膜体声波谐振器和第七薄膜体声波谐振器之间的节点上;所述第八薄膜体声波谐振器和所述第十一薄膜体声波谐振器的另一端分别与所述接地端子连接。
本实用新型实施例中的滤波器包括多个串联在输入端子和输出端子之间的薄膜体声波谐振器、及多个并联连接在串联连接的多个薄膜体声波谐振器节点之间的薄膜体声波谐振器。信号通过输入端子,经过上述多个串联的薄膜体声波谐振器和多个并联的薄膜体声波谐振器之后,可允许特定频率的信号通过。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述多个串联的薄膜体声波谐振器的串联谐振频率和并联谐振频率相同;所述多个并联的薄膜体声波谐振器的串联谐振频率和并联谐振频率相同。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述多个串联的薄膜体声波谐振器的串联谐振频率和所述多个并联的薄膜体声波谐振器的并联谐振频率相同。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述第一薄膜体声波谐振器的面积为16950μm2-17050μm2,所述第二薄膜体声波谐振器和所述第三薄膜体声波谐振器的面积为14550μm2-14650μm2,所述第四薄膜体声波谐振器和所述第七薄膜体声波谐振器的面积为22950μm2-23050μm2,所述第五薄膜体声波谐振器的面积为18750μm2-18850μm2,所述第六薄膜体声波谐振器的面积为15950μm2-16050μm2,所述第八薄膜体声波谐振器的面积为22450μm2-22550μm2,所述第九薄膜体声波谐振器的面积为19450μm2-19550μm2,所述第十薄膜体声波谐振器的面积为27550μm2-27650μm2,所述第十一薄膜体声波谐振器的面积为28650μm2-28750μm2。
结合第一方面,在一种可能的实现方式中,所述薄膜体声波谐振器滤波器的版图主要包括牺牲层、下电极层、上电极层、差频层和孔层,所述差频层与所述多个并联的薄膜体声波谐振器对应,所述多个串联的薄膜体声波谐振器不具有所述差频层;所述孔层中开设有多个释放孔,每个薄膜体声波谐振器均设有多个释放通道,每个所述释放通道对应至少一个释放孔。
本实施例中,所述释放孔的直径为15μm-25μm。
一些实施例中,所述第一薄膜体声波谐振器、所述第二薄膜体声波谐振器、所述第五薄膜体声波谐振器和所述第七薄膜体声波谐振器的中心到输入端子和输出端子所在第一直线的距离小于阈值;所述第三薄膜体声波谐振器、所述第四薄膜体声波谐振器和所述第六薄膜体声波谐振器的中心位于第二直线上,所述第二直线与所述第一直线平行,且所述第二直线位于所述第一直线的第二侧;所述第八薄膜体声波谐振器和所述第十一薄膜体声波谐振器位于所述第一直线的第一侧,所述第九薄膜体声波谐振器和所述第十薄膜体声波谐振器位于所述第一直线的第二侧,第一侧和第二侧相对;
且所述第一薄膜体声波谐振器、所述第二薄膜体声波谐振器和所述第三薄膜体声波谐振器的中心连线构成角度小于90°的第一V型结构,所述第一V型结构的开口朝向所述第一直线的第二侧;
所述第二薄膜体声波谐振器、所述第三薄膜体声波谐振器和所述第四薄膜体声波谐振器的中心连线构成角度小于90°的第二V型结构,所述第二V型结构的开口朝向所述第一直线的第一侧;
所述第三薄膜体声波谐振器、所述第四薄膜体声波谐振器和所述第五薄膜体声波谐振器的中心连线构成角度大于90°的第三V型结构,所述第三V型结构的开口朝向所述第一直线的第一侧;
所述第四薄膜体声波谐振器、所述第五薄膜体声波谐振器和所述第六薄膜体声波谐振器的中心连线构成角度小于90°的第四V型结构,所述第四V型结构的开口朝向所述第一直线的第二侧;
所述第五薄膜体声波谐振器、所述第六薄膜体声波谐振器和所述第七薄膜体声波谐振器的中心连线构成角度小于90°的第五V型结构,所述第五V型结构的开口朝向所述第一直线的第一侧。
示例性的,所述薄膜体声波谐振器滤波器的版图包括第一版图区至第十六版图区;
第一版图区、第三版图区和第五版图区为接地端子版图区,第二版图区为输入端子版图区,第四版图区为输出端子版图区,所述第三版图区位于所述滤波器的版图的下部,所述第一版图区和第五版图区、所述第二版图区和第四版图区分别设置在所述滤波器的版图的两边;
第六版图区至第十二版图区分别为所述第一薄膜体声波谐振器至所述第七薄膜体声波谐振器的版图区;第八版图区、第九版图区和第十一版图区位于所述第六版图区、第七版图区、第十版图区和第十二版图区的下部;
第十三版图区至第十六版图区分别为所述第八薄膜体声波谐振器至所述第十一薄膜体声波谐振器的版图区;所述第十三版图区位于所述第六版图区的上部,所述第十三版图区的一端分别与所述第六版图区和第七版图区连接,另一端与所述第一版图区连接;第十四版图区位于所述第八版图区的下部,所述第十四版图区的一端分别与所述第八版图区和第九版图区连接,所述第十四版图区的另一端与第十五版图区的另一端连接后,与所述第三版图区连接;所述第十五版图区位于所述第九版图区的下部,所述第十五版图区的一端分别与所述第九版图区和第十版图区连接;所述第十六版图区位于所述第十二版图区的上部,所述第十六版图区的一端分别与所述第十一版图区和第十二版图区连接,且另一端与所述第五版图区连接。
第二方面,本实用新型实施例还提供了一种薄膜体声波谐振器滤波器组件,包括上述任一项所述的薄膜体声波谐振器滤波器。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的体声波滤波器的电路示意图;
图2为本实用新型实施例提供的体声波滤波器的版图结构示意图;
图3为图2所示的体声波滤波器的牺牲层的版图示意图;
图4为图2所示的体声波滤波器的下电极层的版图示意图;
图5为图2所示的体声波滤波器的上电极层的版图示意图;
图6为图2所示的体声波滤波器的差频层示的版图意图;
图7为图2所示的体声波滤波器的孔层的版图示意图;
图8为本实用新型实施例提供的体声波滤波器的幅频特性曲线。
图中:11-输入端子,12-输出端子,21-第一薄膜体声波谐振器,22-第二薄膜体声波谐振器,23-第三薄膜体声波谐振器,24-第四薄膜体声波谐振器,25-第五薄膜体声波谐振器,26-第六薄膜体声波谐振器,27-第七薄膜体声波谐振器,31-第八薄膜体声波谐振器,32-第九薄膜体声波谐振器,33-第十薄膜体声波谐振器,34-第十一薄膜体声波谐振器,41-释放孔。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、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,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)滤波器,正在逐步取代传统的声表面波(SAW)滤波器和陶瓷滤波器,在无线通信射频领域发挥巨大作用。但是现有对FBAR滤波器的研究大多集中在制备方法上,具体结构的研究较少。某工程应用需使用中心频率为2050MHz的滤波器,其1dB带宽大于20MHz,需对1950MHz以及2150MHz处抑制大于45dBc。
基于上述问题,本实用新型实施例提供了一种体声波滤波器。该滤波器包括:包括输入端子、输出端子、接地端子、多个串联的薄膜体声波谐振器和多个并联的薄膜体声波谐振器。其中多个串联的薄膜体声波谐振器包括串联连接在所述输入端子和输出端子之间的第一薄膜体声波谐振器、第二薄膜体声波谐振器、第三薄膜体声波谐振器、第四薄膜体声波谐振器、第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器和第七薄膜体声波谐振器。上述多个并联的薄膜体声波谐振器包括第八薄膜体声波谐振器、第九薄膜体声波谐振器、第十薄膜体声波谐振器和第十一薄膜体声波谐振器。其中第八薄膜体声波谐振器的一端连接在第一薄膜体声波谐振器和第二薄膜体声波谐振器之间。第九薄膜体声波谐振器和第十薄膜体声波谐振器的一端分别依次连接在第三薄膜体声波谐振器至第五薄膜体声波谐振器之间的节点上,第九薄膜体声波谐振器的另一端与第十薄膜体声波谐振器的另一端连接后,与接地端子连接。
上述薄膜体声波谐振器滤波器,包括多个串联在输入端子和输出端子之间的薄膜体声波谐振器、及多个并联连接在串联连接的多个薄膜体声波谐振器节点之间的薄膜体声波谐振器。当信号通过输入端子,经过上述多个串联的薄膜体声波谐振器和多个并联的薄膜体声波谐振器之后,可实现对信号特定频段的滤波,从而输出特定中心频率的信号。
图1示出了本实用新型实施例提供的一种体声波滤波器的电路示意图。参见图1,该薄膜体声波谐振器滤波器包括输入端子11、输出端子12、多个串联的薄膜体声波谐振器和多个并联的薄膜体声波谐振器。其中多个串联的薄膜体声波谐振器包括串联连接在输入端子11和输出端子12之间的第一薄膜体声波谐振器21、第二薄膜体声波谐振器22、第三薄膜体声波谐振器23、第四薄膜体声波谐振器24、第五薄膜体声波谐振器25、第六薄膜体声波谐振器26和第七薄膜体声波谐振器27。多个并联的薄膜体声波谐振器包括第八薄膜体声波谐振器31、第九薄膜体声波谐振器32、第十薄膜体声波谐振器33和第十一薄膜体声波谐振器34。
具体的,第一薄膜体声波谐振器21至第七薄膜体声波谐振器27具有相同的第一串联谐振频率和第一并联谐振频率。
其中,第八薄膜体声波谐振器31的一端连接在第一薄膜体声波谐振器21和第二薄膜体声波谐振器22之间。第九薄膜体声波谐振器32的一端连接在第三薄膜体声波谐振器23和第四薄膜体声波谐振器24之间。第十薄膜体声波谐振器33的一端连接在第四薄膜体声波谐振器24和第五薄膜体声波谐振器25之间。具体的第九薄膜体声波谐振器32的另一端与第十薄膜体声波谐振器33的另一端连接后与接地端子连接。第十一薄膜体声波谐振器34的一端分别连接在第六薄膜体声波谐振器26和第七薄膜体声波谐振器27之间的节点上,第十一薄膜体声波谐振器34的另一端连接接地端子。
具体的,如图2所示,图2为滤波器的总版图,包括第一版图区201至第十六版图区216。其中,第六版图区206至第十二版图区212分别为第一薄膜体声波谐振器21至第七薄膜体声波谐振器27的版图区。第十三版图区213至第十六版图区216分别为第八薄膜体声波谐振器31、第九薄膜体声波谐振器32、第十薄膜体声波谐振器33和第十一薄膜体声波谐振器34。第一薄膜体声波谐振器21、第二薄膜体声波谐振器22、第五薄膜体声波谐振器25和第七薄膜体声波谐振器27的中心到输入端子和输出端子所在第一直线的距离小于阈值。如图2中所示的输入端子11和输出端子12之间的点划线即为第一直线。其中阈值可以为二分之一谐振器的尺寸或四分之一谐振器的尺寸。其中谐振器的尺寸为在制作谐振器时,在牺牲层版图中,谐振器在与上述直线垂直的方向上的最大尺寸。第三薄膜体声波谐振器23、第四薄膜体声波谐振器24和第六薄膜体声波谐振器26的中心位于第二直线上,第二直线与第一直线平行,且第二直线位于第一直线的第二侧。第八薄膜体声波谐振器31和第十一薄膜体声波谐振器34位于第一直线的第一侧,第九薄膜体声波谐振器32和第十薄膜体声波谐振器33位于第一直线的第二侧,第一侧和第二侧相对。
且上述第一薄膜体声波谐振器21、第二薄膜体声波谐振器22和第三薄膜体声波谐振器23的中心连线构成角度小于90°的第一V型结构,第一V型结构的开口朝向第一直线的第二侧。第二薄膜体声波谐振器22、第三薄膜体声波谐振器23和第四薄膜体声波谐振器24的中心连线构成角度小于90°的第二V型结构,第二V型结构的开口朝向第一直线的第一侧。第三薄膜体声波谐振器23、第四薄膜体声波谐振器24和第五薄膜体声波谐振器25的中心连线构成角度大于90°的第三V型结构,第三V型结构的开口朝向第一直线的第一侧。第四薄膜体声波谐振器24、第五薄膜体声波谐振器25和第六薄膜体声波谐振器26的中心连线构成角度小于90°的第四V型结构,第四V型结构的开口朝向第一直线的第二侧。第五薄膜体声波谐振器25、第六薄膜体声波谐振器26和第七薄膜体声波谐振器27的中心连线构成角度小于90°的第五V型结构,第五V型结构的开口朝向第一直线的第一侧。
示例性的,本实用新型实施例中,多个串联的薄膜体声波谐振器的第一串联谐振频率和多个并联的薄膜体声波谐振器的第二并联谐振频率相同,从而形成特定的中心频率。
一些实施例中,考虑到工艺实现的难易程度,薄膜体声波谐振器的面积应控制在4000μm2-80000μm2之间。在同一个电路中,每个薄膜体声波谐振器的面积在设计时,应尽量使电路中的每个薄膜体声波谐振器的面积相差较小,一般相差在4倍以下。
一些实施例中,为了得到特定中心频率的薄膜体声波谐振器滤波器,可以通过调整第一薄膜体声波谐振器21至第十一薄膜体声波谐振器34的面积和位置实现。可以将薄膜体声波谐振器滤波器设置为对称结构,也可以设置为非对称的结构。
示例性的,为了得到中心频率为2050MHz的滤波器,第一薄膜体声波谐振器的面积为16950μm2-17050μm2,第二薄膜体声波谐振器和第三薄膜体声波谐振器的面积为14550μm2-14650μm2,第四薄膜体声波谐振器和第七薄膜体声波谐振器的面积为22950μm2-23050μm2,第五薄膜体声波谐振器的面积为18750μm2-18850μm2,第六薄膜体声波谐振器的面积为15950μm2-16050μm2,第八薄膜体声波谐振器的面积为22450μm2-22550μm2,第九薄膜体声波谐振器的面积为19450μm2-19550μm2,第十薄膜体声波谐振器的面积为27550μm2-27650μm2,第十一薄膜体声波谐振器的面积为28650μm2-28750μm2。
一些实施例中,薄膜体声波谐振器滤波器的版图主要包括牺牲层、下电极层、上电极层、差频层和孔层。其中差频层与多个并联的薄膜体声波谐振器对应,多个串联的薄膜体声波谐振器不具有差频层。差频层用于实现并联的薄膜体声波谐振器和串联的薄膜体声波谐振器的频率差,从而形成滤波器,实现对相特定频率的滤波。通常,并联的薄膜体声波谐振器的第二串联谐振频率和第二并联谐振频率低于串联的薄膜体声波谐振器的第一串联谐振频率和第一并联谐振频率,且第一串联谐振频率等于第二并联谐振频率。
为了形成薄膜体声波谐振器的空气腔,实现声波的反射,特设置孔层,孔层中开设有多个释放孔,每个薄膜体声波谐振器的每个释放通道对应至少一个释放孔。
示例性的,每个谐振器可以具有多个释放通道(例如五个),每个释放通道对应一个释放孔,释放气体通过释放孔进入释放通道,然后进入牺牲层区域把牺牲层材料腐蚀掉变成气体,再通过释放通道与释放孔排出。另外,若滤波器的空间紧张时,两个释放通道可以共用一个释放孔。另外,在探针测试区域,需要采用探针(例如GSG探针)对芯片进行测试,因此需要把压电层刻蚀掉,露出下电极用于测试。
一些实施例中,为了得到特定中心频率的滤波器,可以通过调整上电极、下电极和压电层的厚度来实现。
在一些实施例中,释放孔的直径可以为15μm-25μm。
本实用新型实施例提供了中心频率为2050MHz的薄膜体声波谐振器滤波器的总版图如图2所示。图2中滤波器的总版图包括第一版图区201至第十六版图区216。其中,第一版图区201、第三版图区203和第五版图区205为接地端子版图区,第二版图区202为输入端子11版图区,第四版图区204为输出端子12版图区,第三版图区203位于滤波器的版图的下部,第一版图区201和第五版图区205、第二版图区202和第四版图区204分别设置在滤波器的版图的两边。
上述第六版图区206至第十二版图区212分别为第一薄膜体声波谐振器21至第七薄膜体声波谐振器27的版图区。其中,第八版图区208、第九版图区209和第十一版图区211位于第六版图区206、第七版图区207、第十版图区210和第十二版图区212的下部。
具体的,第十三版图区213至第十六版图区216分别为第八薄膜体声波谐振器31、第九薄膜体声波谐振器32、第十薄膜体声波谐振器33和第十一薄膜体声波谐振器34。其中第十三版图区213位于第六版图区206的上部,第十三版图区213的一端分别与第六版图区206和第七版图区207连接,另一端与第一版图区201连接。第十四版图区214位于第八版图区208的下部,第十四版图区214的一端分别与第八版图区208和第九版图区209连接,第十四版图区214的另一端与第十五版图区215的另一端连接后,与第三版图区203连接。第十五版图区215位于第九版图区209的下部,第十五版图区215的一端分别与第九版图区209和第十版图区210连接。第十六版图区216位于第十二版图区212的上部,第十六版图区216的一端分别与第十一版图区211和第十二版图区212连接,且另一端与第五版图区205连接。
具体的,第六版图区206的第一薄膜体声波谐振器21、第七版图区207的第二薄膜体声波谐振器22、第十版图区210的第五薄膜体声波谐振器25和第十二版图区212的第七薄膜体声波谐振器27位于上述第二版图区202的输入端子11和第四版图区204的输出端子12间的第一直线上(如图2中的点划线)。且第六版图区206的第一薄膜体声波谐振器21、第七版图区207的第二薄膜体声波谐振器22和第八版图区208的第三薄膜体声波谐振器23的中心连线构成角度小于90°的V型结构,开口朝向第一直线的一侧;第八版图区208的第三薄膜体声波谐振器23、第九版图区209的第四薄膜体声波谐振器24和第十版图区210的第五薄膜体声波谐振器25的中心连线构成角度大于90°的V型结构,开口朝向第一直线的另一侧。第八版图区208的第三薄膜体声波谐振器23、第九版图区209的第四薄膜体声波谐振器24、第十一版图区211的第六薄膜体声波谐振器26、第十四版图区214的第九薄膜体声波谐振器32和第十五版图区215的第十薄膜体声波谐振器33位于第一直线的一侧;第十三版图区213的第八薄膜体声波谐振器31和第十六版图区216的第十一薄膜体声波谐振器34位于第一直线的另一侧。
具体的,在制作2050MHz的薄膜体声波谐振器滤波器的过程中需要使用到的版图主要有牺牲层的版图、下电极的版图、上电极的版图、差频层的版图和孔层的版图,如图3-6所示。
图3为牺牲层的版图,牺牲层中分别为第一薄膜体声波谐振器21至第十一薄膜体声波谐振器34。其中第一牺牲版图区301、第二牺牲版图区302、第三牺牲版图区303、第四牺牲版图区304、第五牺牲版图区305、第六牺牲版图区306、第七牺牲版图区307分别为第一薄膜体声波谐振器21、第二薄膜体声波谐振器22、第三薄膜体声波谐振器23、第四薄膜体声波谐振器24、第五薄膜体声波谐振器25、第六薄膜体声波谐振器26、第七薄膜体声波谐振器27的牺牲层版图区。第八牺牲版图区308、第九牺牲版图区309、第十牺牲版图区310和第十一牺牲版图区311分别为第八薄膜体声波谐振器31、第九薄膜体声波谐振器32、第十薄膜体声波谐振器33和第十一薄膜体声波谐振器34的牺牲层版图区。
其中,每个谐振器可以分别设有多条边,各个谐振器之间通过各自的一条边相互连接。且每个谐振器伸出的触角状的部分为释放通道,每个谐振器可以具有多个释放通道,本申请中每个谐振器设有多个释放通道。释放气体通过释放孔进入释放通道,然后进入牺牲层把牺牲层材料腐蚀变成气体,再通过释放通道与释放孔排出。
图4为下电极层的版图,包括输入端子11和接地端子的版图。其中下电极层包括第一下电极版图区401、第二下电极版图区402、第三下电极版图区403、第四下电极版图区404、第五下电极版图区405、第六下电极版图区406、第七下电极版图区407和第八下电极版图区408。其中第一下电极版图区401、第三下电极版图区403和第五下电极版图区405与接地端子连接。第二下电极版图区402与输入端子11连接,第四下电极版图区404与输出端子12连接。
其中,第一下电极版图区401与第八薄膜体声波谐振器31对应,第二下电极版图区402与第一薄膜体声波谐振器21对应,第三下电极版图区403与第九薄膜体声波谐振器32对应,第六下电极版图区406与第二薄膜体声波谐振器22和第三薄膜体声波谐振器23对应,第七下电极版图区407与第四薄膜体声波谐振器24、第五薄膜体声波谐振器25和第十薄膜体声波谐振器33对应,第八下电极版图区408与第六薄膜体声波谐振器26、第七薄膜体声波谐振器27和第十一薄膜体声波谐振器34对应。
图5为上电极层的版图,具体的,第一上电极版图区501、第二上电极版图区502、第三上电极版图区503、第四上电极版图区504、第五上电极版图区505和第六上电极版图区506。其中,第一上电极版图区501与第一薄膜体声波谐振器21、第二薄膜体声波谐振器22和第八薄膜体声波谐振器31对应,第二上电极版图区502与第三薄膜体声波谐振器23、第四薄膜体声波谐振器24和第九薄膜体声波谐振器32对应,第三上电极版图区503与第十薄膜体声波谐振器33对应,第四上电极版图区504与第五薄膜体声波谐振器25和第六薄膜体声波谐振器26对应,第五上电极版图区505与第七薄膜体声波谐振器27和输出端子版图区对应。第六上电极版图区506与第十一薄膜体声波谐振器34和接地端子版图区对应。
图6为差频层的版图,包括与第八薄膜体声波谐振器31对应的第一差频版图区601,与第九薄膜体声波谐振器32对应的第二差频版图区602,与第十薄膜体声波谐振器33对应的第三差频版图区603,与第十一薄膜体声波谐振器34对应的第四差频版图区604。
图7为孔层的版图,孔层包括多个释放孔41,包围在每个谐振器的周围。每个释放孔41对应一个释放通道。释放气体通过释放孔41进入释放通道,然后进入牺牲层区域把牺牲层材料腐蚀变成气体,再通过释放通道与释放孔41排出。另外,孔层版图上的探针测试区域,如需要采用探针(例如GSG探针)对芯片进行测试,需要把压电层刻蚀掉,露出下电极GSG用于测试。
本实施例中,对上述制备的2050MHz的薄膜体声波谐振器滤波器进行测试,测试结果如图8所示。曲线1为薄膜体声波谐振器滤波器的S(2,1)随频率的变化曲线(左纵轴)。曲线2为薄膜体声波谐振器滤波器的S(1,1)的回波损耗(右纵轴),曲线3为薄膜体声波谐振器滤波器的S(2,2)的回波损耗(右纵轴)。从图8中可以看出,其1dB带宽约为46MHz,在1950MHz以及2150MHz处抑制度分别为56dBc和58dBc。
本实用新型实施例还提供了一种薄膜体声波谐振器滤波器组件,包括上述任一种薄膜体声波谐振器滤波器。具有上述薄膜体声波谐振器滤波器所具有的所有技术效果,在此不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种体声波滤波器,其特征在于,包括输入端子、输出端子、接地端子、多个串联的薄膜体声波谐振器和多个并联的薄膜体声波谐振器;
所述多个串联的薄膜体声波谐振器包括串联连接在所述输入端子和输出端子之间的第一薄膜体声波谐振器、第二薄膜体声波谐振器、第三薄膜体声波谐振器、第四薄膜体声波谐振器、第五薄膜体声波谐振器、第六薄膜体声波谐振器和第七薄膜体声波谐振器;
所述多个并联的薄膜体声波谐振器包括第八薄膜体声波谐振器、第九薄膜体声波谐振器、第十薄膜体声波谐振器和第十一薄膜体声波谐振器,所述第八薄膜体声波谐振器的一端连接在所述第一薄膜体声波谐振器和第二薄膜体声波谐振器之间;所述第九薄膜体声波谐振器和第十薄膜体声波谐振器的一端分别依次连接在所述第三薄膜体声波谐振器至第五薄膜体声波谐振器之间的节点上,所述第九薄膜体声波谐振器的另一端与所述第十薄膜体声波谐振器的另一端连接后,与所述接地端子连接;所述第十一薄膜体声波谐振器的一端连接在所述第六薄膜体声波谐振器和第七薄膜体声波谐振器之间的节点上;所述第八薄膜体声波谐振器和所述第十一薄膜体声波谐振器的另一端分别与所述接地端子连接。
2.如权利要求1所述的体声波滤波器,其特征在于,所述多个串联的薄膜体声波谐振器的串联谐振频率和并联谐振频率相同;所述多个并联的薄膜体声波谐振器的串联谐振频率和并联谐振频率相同。
3.如权利要求1或2所述的体声波滤波器,其特征在于,所述多个串联的薄膜体声波谐振器的串联谐振频率和所述多个并联的薄膜体声波谐振器的并联谐振频率相同。
4.如权利要求1所述的体声波滤波器,其特征在于,所述第一薄膜体声波谐振器的面积为16950μm2-17050μm2,所述第二薄膜体声波谐振器和所述第三薄膜体声波谐振器的面积为14550μm2-14650μm2,所述第四薄膜体声波谐振器和所述第七薄膜体声波谐振器的面积为22950μm2-23050μm2,所述第五薄膜体声波谐振器的面积为18750μm2-18850μm2,所述第六薄膜体声波谐振器的面积为15950μm2-16050μm2,所述第八薄膜体声波谐振器的面积为22450μm2-22550μm2,所述第九薄膜体声波谐振器的面积为19450μm2-19550μm2,所述第十薄膜体声波谐振器的面积为27550μm2-27650μm2,所述第十一薄膜体声波谐振器的面积为28650μm2-28750μm2。
5.如权利要求1所述的体声波滤波器,其特征在于,所述薄膜体声波谐振器滤波器的版图主要包括牺牲层、下电极层、上电极层、差频层和孔层,所述差频层与所述多个并联的薄膜体声波谐振器对应,所述多个串联的薄膜体声波谐振器不具有所述差频层;所述孔层中开设有多个释放孔,每个薄膜体声波谐振器均设有多个释放通道,每个所述释放通道至少对应一个释放孔。
7.如权利要求1所述的体声波滤波器,其特征在于,所述第一薄膜体声波谐振器、所述第二薄膜体声波谐振器、所述第五薄膜体声波谐振器和所述第七薄膜体声波谐振器的中心到输入端子和输出端子所在第一直线的距离小于阈值;所述第三薄膜体声波谐振器、所述第四薄膜体声波谐振器和所述第六薄膜体声波谐振器的中心位于第二直线上,所述第二直线与所述第一直线平行,且所述第二直线位于所述第一直线的第二侧;所述第八薄膜体声波谐振器和所述第十一薄膜体声波谐振器位于所述第一直线的第一侧,所述第九薄膜体声波谐振器和所述第十薄膜体声波谐振器位于所述第一直线的第二侧,第一侧和第二侧相对;
且所述第一薄膜体声波谐振器、所述第二薄膜体声波谐振器和所述第三薄膜体声波谐振器的中心连线构成角度小于90°的第一V型结构,所述第一V型结构的开口朝向所述第一直线的第二侧;
所述第二薄膜体声波谐振器、所述第三薄膜体声波谐振器和所述第四薄膜体声波谐振器的中心连线构成角度小于90°的第二V型结构,所述第二V型结构的开口朝向所述第一直线的第一侧;
所述第三薄膜体声波谐振器、所述第四薄膜体声波谐振器和所述第五薄膜体声波谐振器的中心连线构成角度大于90°的第三V型结构,所述第三V型结构的开口朝向所述第一直线的第一侧;
所述第四薄膜体声波谐振器、所述第五薄膜体声波谐振器和所述第六薄膜体声波谐振器的中心连线构成角度小于90°的第四V型结构,所述第四V型结构的开口朝向所述第一直线的第二侧;
所述第五薄膜体声波谐振器、所述第六薄膜体声波谐振器和所述第七薄膜体声波谐振器的中心连线构成角度小于90°的第五V型结构,所述第五V型结构的开口朝向所述第一直线的第一侧。
8.如权利要求5所述的体声波滤波器,其特征在于,所述释放孔的直径为15μm-25μm。
9.如权利要求1所述的体声波滤波器,其特征在于,所述薄膜体声波谐振器滤波器的版图包括第一版图区至第十六版图区;
第一版图区、第三版图区和第五版图区为接地端子版图区,第二版图区为输入端子版图区,第四版图区为输出端子版图区,所述第三版图区位于所述滤波器的版图的下部,所述第一版图区和第五版图区、所述第二版图区和第四版图区分别设置在所述滤波器的版图的两边;
第六版图区至第十二版图区分别为所述第一薄膜体声波谐振器至所述第七薄膜体声波谐振器的版图区;第八版图区、第九版图区和第十一版图区位于所述第六版图区、第七版图区、第十版图区和第十二版图区的下部;
第十三版图区至第十六版图区分别为所述第八薄膜体声波谐振器至所述第十一薄膜体声波谐振器的版图区;所述第十三版图区位于所述第六版图区的上部,所述第十三版图区的一端分别与所述第六版图区和第七版图区连接,另一端与所述第一版图区连接;第十四版图区位于所述第八版图区的下部,所述第十四版图区的一端分别与所述第八版图区和第九版图区连接,所述第十四版图区的另一端与第十五版图区的另一端连接后,与所述第三版图区连接;所述第十五版图区位于所述第九版图区的下部,所述第十五版图区的一端分别与所述第九版图区和第十版图区连接;所述第十六版图区位于所述第十二版图区的上部,所述第十六版图区的一端分别与所述第十一版图区和第十二版图区连接,且另一端与所述第五版图区连接。
10.一种滤波器组件,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述的体声波滤波器。
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