同一管芯上具有不同膜厚度的谐振器的制作方法

本公开涉及使用声波谐振器的射频滤波器，并且具体地，涉及用于通信设备的滤波器。

背景技术：

1、射频(rf)滤波器是双端口装置，该双端口装置被配置为通过某些频率并阻止其他频率，其中“通过”意味着以相对较低的信号损失进行传输，并且“停止”意味着阻止或大幅衰减。滤波器所通过的频率的范围被称为滤波器的“通带”。这种滤波器所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诸如1db、2db或3db的定义值的频率范围。“阻带”可以被定义为滤波器的抑制大于诸如20db、30db、40db或更大的定义值的频率范围，具体取决于应用。

2、rf滤波器用于通过无线链路来传输信息的通信系统。例如，rf滤波器可以在蜂窝基站、移动电话和计算设备、卫星收发器和地面站、iot(物联网)设备、膝上型计算机和平板电脑、定点无线电链路和其他通信系统的rf前端中找到。rf滤波器也用于雷达和电子及信息战系统。

3、rf滤波器通常需要许多设计权衡，以针对每个特定应用实现诸如插入损耗、抑制、隔离、功率处理、线性度、尺寸和成本之类的性能参数之间的最佳折衷。特定设计和制造方法以及增强可以同时受益于这些要求中的一项或多项。

4、无线系统中rf滤波器的性能增强可以对系统性能产生广泛影响。rf滤波器的改进可以用于提供系统性能改进，例如更大的单元尺寸、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(例如，在rf模块、rf收发器、移动或固定子系统、或网络级别)处单独或组合地实现。

5、用于当前通信系统的高性能rf滤波器通常包含声波谐振器，该声波谐振器包括表面声波(saw)谐振器、体声波(baw)谐振器、薄膜体声波谐振器(fbar)和其他类型的声学谐振器。然而，这些现有技术并不非常适合于在针对未来通信网络所提出的更高频率和带宽下使用。

6、对更宽通信信道带宽的期望将不可避免地导致使用更高频率的通信频带。用于移动电话网络的无线电接入技术已经由3gpp(第三代合作伙伴计划)进行了标准化。用于第5代移动网络的无线电接入技术在5g nr(新无线电)标准中进行了定义。5g nr标准定义了若干个新的通信频带。这些新的通信频带中的两个是：n77，其使用从3300mhz至4200mhz的频率范围；以及n79，其使用从4400mhz至5000mhz的频率范围。频带n77和频带n79二者都使用时分双工(tdd)，使得在频带n77和/或频带n79中操作的通信设备使用相同的频率进行上行链路和下行链路传输。针对频带n77和n79的带通滤波器必须能够处理通信设备的传输功率。5ghz和6ghz处的wifi频带也需要高频率和宽带宽。5g nr标准还定义了频率在24.25ghz与40ghz之间的毫米波通信频带。

7、横向激发薄膜体声学谐振器(xbar)是用于微波滤波器的声学谐振器结构。xbar在题为“transversely excited film bulk acoustic resonator(横向激发薄膜体声学谐振器)”的专利us10,491,291中进行了描述。xbar谐振器包括叉指换能器(idt)，其形成在单晶压电材料的薄浮层或振膜上。idt包括从第一母线延伸的第一组平行指和从第二母线延伸的第二组平行指。第一组平行指和第二组平行指是交错的。施加到idt的微波信号在压电振膜中激发剪切主声波。xbar谐振器提供非常高的机电耦合和高频能力。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在内的各种rf滤波器。xbar非常适合用于频率高于3ghz的通信频带的滤波器。

技术实现思路

技术特征：

1.一种滤波器装置，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述接合层是al2o3或sio2之一。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述接合层是用于蚀刻所述第二压电板的蚀刻停止。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，

5.根据权利要求1所述的装置，其中，xbar的第一谐振器具有在所述第一空腔上方的所述第一压电板、所述接合层、所述第二压电板和所述第一idt；以及所述xbar的第二谐振器具有在所述第二空腔上方的所述第一压电板、所述接合层和所述第二idt。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，

7.根据权利要求5所述的装置，其中，选择所述第一压电板的厚度和所述第二压电板的厚度以调谐第一剪切主声波和第二剪切主声波。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一压电板和所述第二压电板两者是铌酸锂或钽酸锂。

9.根据权利要求1所述的装置，还包括穿过所述压电板和所述接合层的一个或多个开口。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一压电板和所述第二压电板具有不同的厚度。

11.一种形成滤波器装置的方法，包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述接合层是al2o3和sio2之一。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述接合层在蚀刻掉所述第二压电板的一部分期间充当蚀刻停止。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，在蚀刻期间，

15.根据权利要求11所述的方法，还包括：在第一位置处形成所述第一空腔并且在第二位置处形成所述第二空腔，其中，形成发生在将所述第一压电板接合到所述基板之前或在形成所述第一idt和所述第二idt之后。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，xbar的第一谐振器具有在所述第一空腔上方的所述第一压电板、所述接合层、所述第二压电板和所述第一idt；以及所述xbar的第二谐振器具有在所述第二空腔上方的所述第一压电板、所述接合层和所述第二idt。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一压电板比所述第二压电板厚，并且所述方法还包括：选择所述第一压电板的厚度和所述第二压电板的厚度以调谐所述不同频率的主剪切声学模式。

19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一压电板和所述第二压电板两者是铌酸锂或钽酸锂。

技术总结声学谐振器通过将第一压电板接合到基板并跨越基板中的第一空腔和第二空腔的位置来制造。将第一压电板的顶表面平坦化至第一厚度。接合层形成在第一压电板上并且跨越第一空腔和第二空腔位置。第二压电板接合到接合层并且跨越第一空腔和第二空腔位置。蚀刻掉第二压电板的跨越第二空腔位置的部分，以在第一空腔位置上方形成第一膜并且在第二空腔位置上方形成第二膜。叉指换能器形成在第一空腔和第二空腔位置上方的第一膜和第二膜上，以在同一管芯上形成第一谐振器和第二谐振器。技术研发人员：帕特里克·特纳,道格·雅乔夫斯基,布莱恩特·加西亚受保护的技术使用者：株式会社村田制作所技术研发日：技术公布日：2024/1/11