去耦叠层体声谐振器器件中的通带宽度控制制造技术

一种去耦叠层体声波谐振器ＤＳＢＡＲ器件（１００），包含下薄膜体声波谐振器ＦＢＡＲ（１１０）、堆叠在下ＦＢＡＲ上的上ＦＢＡＲ（１２０），以及位于所述ＦＢＡＲ之间的声波去耦器（１３０）。每个ＦＢＡＲ包含相对的平面电极（１１２、１１４）以及位于所述电极之间的压电元件（１１６）。该声波去耦器包含由声阻抗不同的声波去耦材料制成的声波去耦层（１８２、１８３）。声波去耦层的声阻抗和厚度决定该声波去耦器的声阻抗，并因此决定ＤＳＢＡＲ器件的通带宽度。于是可以使用工艺兼容的声波去耦材料，从而使声波去耦器具有特定的声阻抗和通带宽度，而由于缺乏具有这种声阻抗的工艺兼容的声波去耦材料，以其它方式不能获得该声阻抗和该通带宽度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
在许多不同类型的消费及工业电子产品中使用电子带通滤波器以选择或抑制某一频率范围内的电学信号。近年来，这种产品的物理尺寸已经趋于显著减小，同时该产品的电路复杂度趋于增大。John D.Larson III的标题为Stacked Bulk Acoustic Resonator Band-PassFilter with Controllable Pass Bandwidth的美国专利申请序列号No.10/699298公开了基于叠层体声波谐振器(Stacked Bulk AcousticResonator，DSBAR)的高度微型化、高性能、低成本的带通滤波器。DSBAR包含层叠的薄膜体声波谐振器(FBAR)和位于所述FBAR之间的声波去耦器。在许多种电子装置种使用变换器以执行各种功能，这些功能为例如变换阻抗、将单端电路连接到平衡电路或反过来、以及提供电绝缘。然而，并非所有变换器具有所有这些性能。例如，自耦变换器并不提供电绝缘。John D.Larson III和Richard Ruby的标题为Thin-FilmAcoustically-Coupled Transformer的美国专利申请序列号No.10/699481公开了一种高度微型化、高性能、低成本的变换器，该变换器具有每一个均包含声波去耦器的一个或多个DSBAR。该薄膜声波耦合变换器(Film Acoustically-coupled Transformer，FACT)能够在从UHF到微波的电学频率范围内提供一个或多个下述属性阻抗变换、平衡电路与非平衡电路之间的耦合、以及电绝缘。FACT通常还具有低的插入损耗、足以容纳蜂窝电话RF信号的频率范围的带宽、例如小于当前在蜂窝电话中使用的变换器的尺寸、以及低的制造成本。在本公开中，将上述带通滤波器和FACT以及包含一个或多个DSBAR的其它器件(每个DSBAR包含位于其组成FBAR之间的声波去耦器)称为去耦叠层薄膜体谐振器器件，或者更为准确地称为DSBAR器件。如上述美国专利申请序列号No.10/699289及10/699481(母案申请)所公开的，DSBAR器件具有这样的带通特征，即通带宽度由声波去耦器的性能确定。在母案申请所公开的DSBAR器件的实施例中，声波去耦器被实现为单个声波去耦层。每个DSBAR的声波去耦层为由声阻抗抗不同于组成DSBAR的FBAR的材料的声阻抗的声波去耦材料形成的层。声波去耦材料的声阻抗是指在材料中应力与粒子速度的比，并用瑞利(Rayleigh)(简写为rayl)来度量声阻抗。在实际的实施例中，声波去耦材料为塑料材料，其声阻抗小于FBAR的材料的声阻抗。典型的塑料声波去耦材料的声阻抗小于10，而FBAR材料的声阻抗大于30。这些实施例的通带宽度取决于声波去耦材料的声阻抗。因此，通过简单地选用具有恰当声阻抗的声波去耦材料，DSBAR器件的通带宽度似乎是可定义的。实践中已经证明，简单地通过选用恰当的声波去耦材料来定义DSBAR器件的通带宽度是困难的。声阻抗位于使用典型FBAR材料产生的最常用通带宽度的范围内，并且还具有承受在声波去耦层已经形成之后执行的处理中所使用的高温和腐蚀剂的能力的材料的数目实际上很少。因此需要一种定义DSBAR器件的通带宽度的替代方式。
技术实现思路
本专利技术一方面提供了一种去耦叠层体声波谐振器(DSBAR)器件，该器件包含下薄膜体声波谐振器(FBAR)、堆叠在下FBAR上的上FBAR、以及所述FBAR之间的声波去耦器。每个FBAR包含相对的平面电极以及所述电极之间的压电元件。该声波去耦器包含由声阻抗不同的声波去耦材料制成的声波去耦层。所述声波去耦层的声阻抗和厚度决定声波去耦器的声阻抗，并因此决定DSBAR器件的通带宽度。可以使用工艺兼容的声波去耦材料，从而使声波去耦器具有特定的声阻抗(由此具有特定的通带宽度)，而由于缺乏具有这种声阻抗的工艺兼容的声波去耦材料，以其它方式不能获得该声阻抗。在一实施例中，DSBAR器件为薄膜声波耦合变换器(FACT)，并且还包含附加的下FBAR、堆叠在该附加下FBAR上的附加上FBAR、以及位于这些附加FBAR之间的附加声波去耦器。每个附加FBAR包含相对的平面电极和位于这些电极之间的压电元件。该附加声波去耦器包含由声阻抗不同的声波去耦材料制成的声波去耦层。FACT还包含互连所述下FBAR的第一电路、以及互连所述上FBAR的第二电路。另一方面，本专利技术提供了包含下薄膜体声波谐振器(FBAR)、堆叠在下FBAR上的上FBAR、和位于所述FBAR之间的声波去耦器的DSBAR器件。每个FBAR包含相对的平面电极以及位于这些电极之间的压电元件。该声波去耦器的声阻抗范围为约2Mrayl至约4Mrayl。在一实施例中，该声波去耦器包含声阻抗范围为约2Mrayl至约4Mrayl的声波去耦材料制成的不多于一层的声波去耦层。在另一个实施例中，该声波去耦器包含由具有各不相同的声阻抗的声波去耦材料制成的声波去耦层。附图说明图1为对根据本专利技术的DSBAR器件的各实施例计算得到的频率响应进行比较的图示，所述DSBAR器件使用了具有根据本专利技术的不同结构的声波去耦器。图2A为带通滤波器的实施例的俯视图，该带通滤波器作为根据本专利技术的DSBAR器件的第一示例。图2B为在图2A中所示的带通滤波器沿图2A中剖面线2B-2B的截面视图。图2C为图2B中的部分的放大视图，示出了由具有不同声阻抗的声波去耦材料层构成的声波去耦器的实施例。图2D为和图2C相似的放大视图，示出了该声波去耦器的备选实施例。图3A示出了作为根据本专利技术的DSBAR器件的第二示例的薄膜声波耦合变换器(FACT)的实施例的俯视图。图3B为沿剖面线3B-3B的图3A中所示的FACT的截面视图。图3C为沿剖面线3C-3C的图3A中所示的FACT的截面视图。图3D为图3B的部分的放大视图，示出了由具有不同声阻抗的声波去耦材料层构成的声波去耦器的实施例。图3E为和图3D相似的放大视图，示出了该声波去耦器的备选实施例。图3F为图3A所示的FACT示例的电路的示意图。图3G为图3A中所示的FACT的实施例的电路的示意图，其包含感应器以减轻寄生电容的影响。图4A至4J为示出了根据本专利技术制作DSBAR器件的工艺的俯视图。图4K至4T为分别沿图4A至4J中剖面线4K-4K、4L-4L、4M-4M、4N-4N、4O-4O、4P-4P、4Q-4Q、4R-4R、4S-4S、以及4T-4T的截面视图。具体实施例方式本申请人已经发现，包含由声阻抗不同的声波去耦材料形成的声波去耦层的多层声波去耦器可有利地用于定义DSBAR器件的通带宽度。在DSBAR器件中，多层声波去耦器被构造成对频率等于DSBAR器件的通带中心频率的声波信号施加为π/2弧度的整数倍的相位变化，该多层声波去耦器表现为似乎是单层声波去耦器，其中该单层声波去耦器的有效声阻抗不同于该多层声波去耦器的声波去耦材料的声阻抗且标称厚度等于该单层声波去耦器的声波去耦材料中声波信号波长的1/4。当声波去耦器为多层声波去耦器时，本公开中提到的声波去耦器的声阻抗应被理解为指该声波去耦器的有效声阻抗。多层声波去耦器允许使用工艺兼容的声波去耦材料以获得单层声波去耦器无法获得的声阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去耦叠层体声波谐振器（ＤＳＢＡＲ）器件，包含：　　　　下薄膜体声波谐振器（ＦＢＡＲ）和堆叠在下ＦＢＡＲ上的上ＦＢＡＲ，每个ＦＢＡＲ包含相对的平面电极以及所述电极之间的压电元件；以及　　　　所述ＦＢＡＲ之间的声波去耦器，该声波去耦器包含由声阻抗不同的声波去耦材料制成的声波去耦层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD拉森三世，SL艾利斯，
申请(专利权)人：阿瓦戈科技无线IP新加坡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]