一种单片集成声表面波滤波组件制造技术

本发明专利技术涉及一种单片集成声表面波滤波组件，包括硅单晶基片、制作在硅单晶基片顶面压电薄膜区上的声表面波滤波单元、选通滤波单元的多组金属梁及其固定电极、输入信号总电极、输出信号总电极，制作在硅单晶基片背面的控制金属梁的金属梁下拉电极及其下拉信号输入电极、下拉信号输入线，本发明专利技术采用片上集成的滤波单元选通互连结构，并采用动态特性与静态特性俱优的微机械式开关作为选通开关元件，结构紧凑、射频损耗小，滤波信道隔离性好。

A monolithic integrated surface acoustic wave filter module

The invention relates to a monolithic integrated surface acoustic wave filter assembly, comprising a silicon single crystal substrate, fabricated on a silicon single crystal substrate top surface of piezoelectric thin film on the surface acoustic wave filter unit, multi group metal beam filter unit and a fixed electrode, the input signal and the output signal of the total electrode total production in control of metal electrode the back beam single crystal substrate silicon metal beam pull-down electrodes and the drop-down signal input electrode, pull-down signal input line, the invention adopts the on-chip filtering unit integrated gated interconnection structure, and the micro mechanical switch dynamic characteristics and static characteristics are excellent as switch components, compact structure, low loss RF. Good isolation filter channel.

【技术实现步骤摘要】
一种单片集成声表面波滤波组件
本专利技术涉及一种集成声表面波器件，尤其涉及一种单片集成声表面波滤波组件，属于微电子

技术介绍
声表面波滤波器由制作在压电基片上的输入叉指换能器将电信号转换成声信号，声信号沿基片表面传播，再由输出叉指换能器将声信号转换成电信号，在两次转换中实现对电信号的滤波功能，即允许某一频带的电信号通过而抑制其它频率的电信号。声表面波滤波组件包含多个声表面波滤波单元及其选通电路，可以实现高频信号的一路或多路输入、多路或一路输出，输出信号按频率分路，广泛应用于频率合成、信号识别、跳频通讯等军民用无线通信领域。声表面波器件中，声表面波能量主要集中在厚度约为一个声波波长的压电基片表面，可以采用成本低、加工性能好的非压电材料作为衬底，其上覆盖压电薄膜，制作各种声表面波器件。现有技术和应用中的声表面波滤波组件，其滤波单元为分立式封装的独立器件，即每个声表面波滤波器芯片分置于一个独立的封装体内，多个分立的滤波单元与相应的开关选通电路组装于组件基板上，由此带来的不足之处是滤波组件的片内、片外选通互连结构比较复杂，组件基板上信道间高频耦合比较严重，影响信道的隔离特性，且组件整体因此而具有较大体积和重量，不符合电子器件及系统微小型化、便携化的要求。而片外配置的滤波单元选通电路中一般采用半导体开关元件如高频PIN二极管作为选通开关，其固有的开态电阻、反向电流以及寄生参数降低了滤波单元选通电路的开关性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种在单一非压电衬底基片上集成声表面波滤波组件中具有压电功能的滤波器部分和非压电功能的选通开关部分的结构，实现一种单片集成的声表面波滤波组件。本专利技术的目的是这样实现的，一种单片集成声表面波滤波组件，其特征在于：包括硅单晶基片、制作在硅单晶基片顶面自左向右排列的若干个压电薄膜区，每个压电薄膜区上均制作有声表面波滤波单元，声表面波滤波单元包括上下设置的输入叉指换能器和输出叉指换能器，所述输入叉指换能器包括输入信号端汇流电极、输入接地端汇流电极、一组其一端汇集至输入信号端汇流电极的第一金属指电极、一组其一端汇集至输入接地端汇流电极的第二金属指电极，其一端汇集至输入信号端汇流电极的第一金属指电极和其一端汇集至输入接地端汇流电极的第二金属指电极相向交错排列，所述输出叉指换能器包括输出信号端汇流电极、输出接地端汇流电极、一组其一端汇集至输出信号端汇流电极的第三金属指电极、一组其一端汇集至输出接地端汇流电极的第四金属指电极，其一端汇集至输出信号端汇流电极的第三金属指电极和一组其一端汇集至输出接地端汇流电极的第四金属指电极相向交错排列；所述输入叉指换能器的上侧制作有滤波组件的输入信号总电极，输出叉指换能器的下侧制作有滤波组件的输出信号总电极，所述输入叉指换能器和输出叉指换能器之间制作有滤波组件的接地总电极；所述输入信号总电极与接地总电极组成滤波组件的高频信号输入端口；所述输出信号总电极与接地总电极组成滤波组件的高频信号输出端口；所述各个输入叉指换能器的上侧还制作有对应的输入端金属梁内侧固定电极、输入端金属梁外侧固定电极，即由下向上依次为输入端金属梁内侧固定电极、输入信号总电极、输入端金属梁外侧固定电极，输入端金属梁内侧固定电极和输入端金属梁外侧固定电极上制作有输入端金属梁，所述输入端金属梁横跨作为其底电极的输入信号总电极，输入端金属梁内侧固定电极与输入叉指换能器的输入信号端汇流电极相连；所述各个输出叉指换能器的下侧还制作有对应的输出端金属梁内侧固定电极、输出端金属梁外侧固定电极，即由上向下依次为输出端金属梁内侧固定电极、输出信号总电极、输出端金属梁外侧固定电极，输出端金属梁内侧固定电极和输出端金属梁外侧固定电极上制作有输出端金属梁，所述输出端金属梁横跨作为其底电极的输出信号总电极，输出端金属梁内侧固定电极与输出叉指换能器的输出信号端汇流电极相连；各个输入叉指换能器的输入接地端汇流电极和各个输出叉指换能器的输出接地端汇流电极与接地总电极相连；所述硅单晶基片顶面一端制作有金属梁下拉电平输入端口，所述金属梁下拉电平输入端口包括若干金属梁下拉电平输入电极，每个金属梁下拉电平输入电极上均制作有穿通硅单晶基片的金属通孔；所述硅单晶基片底面上，正对硅单晶基片顶面声表面波滤波单元的输入端金属梁与作为其底电极的输入信号总电极交叠处的区域上制作有输入端金属梁下拉电极，正对硅单晶基片顶面声表面波滤波单元的输出端金属梁与作为其底电极的输出信号总电极交叠处的区域上制作有输出端金属梁下拉电极；硅单晶基片底面上制作有若干根金属梁下拉电平输入线，各个金属梁下拉电平输入线的外端连接对应的金属通孔，其内端连接对应的一组输入端金属梁下拉电极和输出端金属梁下拉电极。若从金属梁下拉电平输入端口的其中一个金属梁下拉电平输入电极输入金属梁下拉电平信号，则在与之相连的输入端金属梁下拉电极与对应的输入端金属梁之间以及与之相连的输出端金属梁下拉电极与对应的输出端金属梁之间同时施加金属梁下拉电压，下拉输入端金属梁与其下方作为其底电极的输入信号总电极相接触，使对应的输入叉指换能器的输入信号端汇流电极与输入信号总电极相连，并同时下拉输出端金属梁与其下方作为金属梁底电极的输出信号总电极相接触，使对应的输出叉指换能器的输出信号端汇流电极与输出信号总电极相连，即选通相应的声表面波滤波单元，此时若在滤波组件的高频信号输入端口输入高频信号，则从滤波组件高频信号输出端口输出经所选通的声表面波滤波单元滤波的高频信号。所述单片集成声表面波滤波组件应用于外系统时，若与滤波组件输入信号总电极、输出信号总电极相连的外系统高频信号线设置为直流接地，则由金属梁下拉电平输入端口输入的金属梁下拉电平信号为高电平有效若与滤波组件输入信号总电极、输出信号总电极相连的外系统高频信号线设置为直流高电平偏置，则由金属梁下拉电平输入端口输入的金属梁下拉电平信号为低电平有效。本专利技术结构合理、使用方便，通过本专利技术，一种单片集成声表面波滤波组件包括硅单晶基片，制作在硅单晶基片顶面自左向右排列的N个压电薄膜区，第n压电薄膜区上制作有第n声表面波滤波单元，所述第n声表面波滤波单元包括上下设置的第n输入叉指换能器和第n输出叉指换能器，所述输入叉指换能器由一组其一端汇集至输入信号端汇流电极的k个或者k+1个金属指电极和一组其一端汇集至输入接地端汇流电极的k+1个或者k个金属指电极相向交错排列组成，所述输出叉指换能器由一组其一端汇集至输出信号端汇流电极的i个或者i+1个金属指电极和一组其一端汇集至输出接地端汇流电极的i+1个或者i个金属指电极相向交错排列组成，所述n分别取1，2，…，N；所述N个输入叉指换能器的上侧制作有滤波组件的输入信号总电极，所述N个输出叉指换能器的下侧制作有滤波组件的输出信号总电极，所述N个输入叉指换能器和N个输出叉指换能器之间制作有滤波组件的接地总电极；所述第n输入叉指换能器的上侧还制作有第n输入端金属梁内侧固定电极、第n输入端金属梁外侧固定电极，即由下向上依次为第n输入端金属梁内侧固定电极、输入信号总电极、第n输入端金属梁外侧固定电极，第n输入端金属梁内侧固定电极和第n输入端金属梁外侧固定电极上制作有第n输入端金属梁，所述第n输入端金属梁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单片集成声表面波滤波组件，其特征在于：包括硅单晶基片（1）、制作在硅单晶基片（1）顶面自左向右排列的若干个压电薄膜区（2），每个压电薄膜区（2）上均制作有声表面波滤波单元，声表面波滤波单元包括上下设置的输入叉指换能器（3）和输出叉指换能器（4），所述输入叉指换能器（3）包括输入信号端汇流电极（31）、输入接地端汇流电极（32）、一组其一端汇集至输入信号端汇流电极（31）的第一金属指电极(33)、一组其一端汇集至输入接地端汇流电极（32）的第二金属指电极（34），其一端汇集至输入信号端汇流电极（31）的第一金属指电极(33)和其一端汇集至输入接地端汇流电极（32）的第二金属指电极（34）相向交错排列，所述输出叉指换能器（4）包括输出信号端汇流电极（41）、输出接地端汇流电极（42）、一组其一端汇集至输出信号端汇流电极（41）的第三金属指电极（43）、一组其一端汇集至输出接地端汇流电极（42）的第四金属指电极（44），其一端汇集至输出信号端汇流电极（41）的第三金属指电极（43）和一组其一端汇集至输出接地端汇流电极（42）的第四金属指电极（44）相向交错排列；所述输入叉指换能器（3）的上侧制作有滤波组件的输入信号总电极（51），输出叉指换能器（4）的下侧制作有滤波组件的输出信号总电极（61），所述输入叉指换能器（3）和输出叉指换能器（4）之间制作有滤波组件的接地总电极（52）；所述输入信号总电极（51）与接地总电极（52）组成滤波组件的高频信号输入端口（5），所述输出信号总电极（61）与接地总电极（52）组成滤波组件的高频信号输出端口（6）；所述各个输入叉指换能器（3）的上侧还制作有对应的输入端金属梁内侧固定电极（71）、输入端金属梁外侧固定电极（72），即由下向上依次为输入端金属梁内侧固定电极（71）、输入信号总电极（51）、输入端金属梁外侧固定电极（72），输入端金属梁内侧固定电极（71）和输入端金属梁外侧固定电极（72）上制作有输入端金属梁（7），所述输入端金属梁（7）横跨作为其底电极的输入信号总电极（51），输入端金属梁内侧固定电极（71）与输入叉指换能器（3）的输入信号端汇流电极（31）相连；所述各个输出叉指换能器（4）的下侧还制作有对应的输出端金属梁内侧固定电极（81）、输出端金属梁外侧固定电极（82），即由上向下依次为输出端金属梁内侧固定电极（81）、输出信号总电极（61）、输出端金属梁外侧固定电极（82），输出端金属梁内侧固定电极（81）和输出端金属梁外侧固定电极（82）上制作有输出端金属梁（8），所述输出端金属梁（8）横跨作为其底电极的输出信号总电极（61），输出端金属梁内侧固定电极（81）与输出叉指换能器（4）的输出信号端汇流电极（41）相连；各个输入叉指换能器（3）的输入接地端汇流电极（32）和各个输出叉指换能器（4）的输出接地端汇流电极（42）与接地总电极（52）相连；所述硅单晶基片（1）顶面一端制作有金属梁下拉电平输入端口（9），所述金属梁下拉电平输入端口（9）包括若干金属梁下拉电平输入电极（91），每个金属梁下拉电平输入电极（91）上均制作有穿通硅单晶基片的金属通孔（93）；所述硅单晶基片（1）底面上，正对硅单晶基片（1）顶面声表面波滤波单元的输入端金属梁（7）与作为其底电极的输入信号总电极（51）交叠处的区域上制作有输入端金属梁下拉电极（73），正对硅单晶基片（1）顶面声表面波滤波单元的输出端金属梁（8）与作为其底电极的输出信号总电极（61）交叠处的区域上制作有输出端金属梁下拉电极（83）；硅单晶基片（1）底面上制作有若干根金属梁下拉电平输入线（92），各个金属梁下拉电平输入线（92）的外端连接对应的金属通孔（93），其内端连接对应的一组输入端金属梁下拉电极（73）和输出端金属梁下拉电极（83）。...

【技术特征摘要】
1.一种单片集成声表面波滤波组件，其特征在于：包括硅单晶基片（1）、制作在硅单晶基片（1）顶面自左向右排列的若干个压电薄膜区（2），每个压电薄膜区（2）上均制作有声表面波滤波单元，声表面波滤波单元包括上下设置的输入叉指换能器（3）和输出叉指换能器（4），所述输入叉指换能器（3）包括输入信号端汇流电极（31）、输入接地端汇流电极（32）、一组其一端汇集至输入信号端汇流电极（31）的第一金属指电极(33)、一组其一端汇集至输入接地端汇流电极（32）的第二金属指电极（34），其一端汇集至输入信号端汇流电极（31）的第一金属指电极(33)和其一端汇集至输入接地端汇流电极（32）的第二金属指电极（34）相向交错排列，所述输出叉指换能器（4）包括输出信号端汇流电极（41）、输出接地端汇流电极（42）、一组其一端汇集至输出信号端汇流电极（41）的第三金属指电极（43）、一组其一端汇集至输出接地端汇流电极（42）的第四金属指电极（44），其一端汇集至输出信号端汇流电极（41）的第三金属指电极（43）和一组其一端汇集至输出接地端汇流电极（42）的第四金属指电极（44）相向交错排列；所述输入叉指换能器（3）的上侧制作有滤波组件的输入信号总电极（51），输出叉指换能器（4）的下侧制作有滤波组件的输出信号总电极（61），所述输入叉指换能器（3）和输出叉指换能器（4）之间制作有滤波组件的接地总电极（52）；所述输入信号总电极（51）与接地总电极（52）组成滤波组件的高频信号输入端口（5），所述输出信号总电极（61）与接地总电极（52）组成滤波组件的高频信号输出端口（6）；所述各个输入叉指换能器（3）的上侧还制作有对应的输入端金属梁内侧固定电极（71）、输入端金属梁外侧固定电极（72），即由下向上依次为输入端金属梁内侧固定电极（71）、输入信号总电极（51）、输入端金属梁外侧固定电极（72），输入端金属梁内侧固定电极（71）和输入端金属梁外侧固定电极（72）上制作有输入端金属梁（7），所述输入端金属梁（7）横跨作为其底电极的输入信号总电极（51），输入端金属梁内侧固定电极（71）与输入叉指换能器（3）的输入信号端汇流电极（31）相连；所述各个输出叉指换能器（4）的下侧还制作有对应的输出端金属梁内侧固定电极（81）、输出端金属梁外侧固定电极（82），即由上向下依次为输出端金属梁内侧固定电极（81）、输出信号总电极（61）、输出端金属梁外侧固定电极（82），输出端金属梁内侧固定电极（81）和输出端金属梁外侧固定电极（82）上制作有输出端金属梁（8），所述输出端金属梁（8）横跨作为其底电极的输出信号总电极（61），输出端金...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵成，陈磊，胡经国，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32