体波谐振器和体波滤波器制造技术

一种体波谐振器，包括：衬底（１）；淀积在衬底上的压电材料层（３）；第一电极（２）和第二电极（４），其设置在压电材料层（３）的相对表面上，第一电极（２）和第二电极（４）的重叠区域限定了体波谐振器的谐振范围，其特征在于，与至少其中一个电极（２，４）平行的相交平面中的重叠区域具有范围在１≤（ｂ／ａ）≤１００的长宽比，其中ａ是体波谐振器的长度，ｂ是其宽度。本发明专利技术还涉及包括这种体波谐振器的体波滤波器。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种体波谐振器，包括-衬底；-淀积在衬底上的压电材料层；-第一电极和第二电极，其设置在压电材料层的相对表面上，第一和第二电极的重叠区域限定了体波谐振器的谐振区。本专利技术尤其涉及一种以这种体波谐振器构造的体波滤波器。体波滤波器例如用在移动电话或基站的发射和接收部分，针对于使体波滤波器的转接损耗最小化。已知用于实现这个目的的措施包括在体波谐振器中使用高机械质量的压电材料，其还应在反射器的最优构造中显示出低介电损耗，以及在这些反射器中使用声低损耗材料以使声损耗保持很小。此外，提供了谐振器电极的良好电传导率和在这些电极中小的损耗。然而，此外，谐振器的形式对于小损耗是具有决定性的。例如，US 6150703建议由于谐振器电极的边沿并不平行延伸而减小声损耗。以这种方式，抑制了不期望的振荡模式。本专利技术的目的是提供进一步的措施，采用该措施，可以降低由体波谐振器构造的滤波器的通带损耗。该目的是通过具有权利要求1的特征的体波谐振器来实现的。以这种谐振器构造的体波滤波器是权利要求5的目的，在权利要求10中定义了应用。根据本专利技术，在体波谐振器中提供了如开头段落中定义的，与至少其中一个电极平行的相交平面中的重叠区域具有范围在1≤(b/a)≤100的长宽比，其中a是体波谐振器的长度，b是其宽度。体波谐振器的长度涉及基本上以从体波滤波器的输入到输出流动的电流方向延伸的尺寸，该体波滤波器由串联和并联谐振器构成。宽度是基本上与其垂直的尺寸。长宽比优选位于1≤(b/a)≤50的范围内，进一步优选在2≤(b/a)≤50的范围内，最优选在2≤(b/a)≤8的范围内。体波谐振器的绝对长度或宽度取决于将要达到的体波滤波器的工作频率和电阻抗。对于a或b的典型值位于一个微米和几百微米之间。体波滤波器具有根据该目的的体波谐振器，其至少一个设置为串联谐振器，至少一个设置为并联谐振器。这里，根据本专利技术的长宽比b/a的选择是尤为有效的。体波滤波器中的电流在串联谐振器中流动，但是优选地在从输入到输出的方向中以及在与其垂直的并联谐振器中流动。该比率的增加减小了串联谐振器的电阻，并因此减小体波滤波器的转接损耗。同时，通过使用具有大长宽比的体波谐振器而减小了并联谐振器的电极的串联电阻。由于体波滤波器的通带中的并联谐振器应当阻塞，因此将具有高的电阻抗，同时信号对地的损耗也通过并联谐振器减小。优选地，体波滤波器具有多个根据本专利技术的音量波谐振器(volume wave resonator)，其通过并联谐振器而减小。优选地，体波滤波器具有多个根据本专利技术的体波谐振器，其设置为以沿着串联谐振器的长度a方向延伸的轴镜像对称。作为这种设置的结果，滤波器的串联谐振器中的电流主要具有该方向上的分量。此外，还优选具有接合引线和倒装芯片凸块，其有必要用于设置为与该轴镜像对称的连接件。这完全抑制了在串联谐振器的高阻方向b中的电流分量。此外，优选具有由串联设置的体波谐振器切换的各种并联谐振器。其结果是体波谐振器的其中一个电极无需被接触(浮置电极)，消除了关于接触电阻器的问题。此外，优选具有切换的各种串联谐振器，以便体波谐振器的其中一个电极无需被接触(浮置电极)，消除了关于接触电阻器的问题。根据本专利技术构造的体波滤波器可以用在移动电话、无线通信网络等等中。本专利技术的这些和其他方面通过参考之后描述的实施例而显而易见，并得以详细描述。在附图中附图说明图1示出了根据本专利技术的体波滤波器的平面图；图2示出了沿图1的线A-A的截面图；图3示出了沿图1的线B-B的截面图；图4示出了图1中所示的滤波器的布线图。图1以参考符号1示出了包括硅(Si)、锗(Ge)、硅锗(Si-Ge)、砷化镓(GaAs)、氧化铝(Al2O3)、玻璃或类似材料的衬底。衬底的一部分还是声反射器，其包括变化高度和低声阻抗材料的多层结构。高声阻抗材料例如是氧化钽(Ta2O5)、氧化铪(HfO2)、氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)、钨(W)或钛钨(TiW)，其可以与氧化硅(SiO2)结合作为低声阻抗材料。可选的，声反射器可以包括其下方具有气隙的所述材料或类似材料的薄膜。该薄膜例如可以由局部地将衬底蚀刻掉而产生。串联谐振器S和并联谐振器P在输入I和输出O之间互连在衬底上，其可以更好地在图4中看到。在图1中，示出了相应的接触焊盘5，I和5，0。衬底还具有放大层5，其不仅放大该接触焊盘5，I和5，0，而且放大体波滤波器的接地表面。放大层5通常是良好导电的材料，诸如Al、Al:Cu、Al:Si、Cu、Mo、W。以并联谐振器P示出的层6用于移动并联谐振器P的频率作为加载以产生滤波器曲线的结果。优选地，其包括具有如上定义的较小声损耗的材料。串联谐振器S、并联谐振器P以及倒装芯片接合7和接合引线(未示出)相对于轴A-A对称地设置。串联谐振器S的结构可以从图2中更好地看出。在衬底1上设置有子电极2，其包括Pt、Al、Al:Cu、Al:Si、Mo、W或这些材料的组合，诸如Ti、Cr、NiCr等的底层(primer layer)。在衬底1上存在AlN、ZnO、PZT、PLZT、KNbO3或类似材料的压电层3。上部电极4设置在压电层3上，该电极可以包括和下部电极2相同的材料。滤波器的串联谐振器S由下部电极2和上部电极4之间的重叠区域限定。所有的串联谐振器S都具有宽度b与长度a在1到100范围内的长宽比。结果，使电极电阻最小化。在上部电极4上最终设置有接触焊盘5，I和5，0以及放大层5。图3示出了以类似方式形成的并联谐振器。参考符号对应于图1和图2中的参考符号。图4示出了它们所涉及到的串联谐振器S和并联谐振器P，其设置为串联组合的谐振器，以便下部电极2无需被接触。采用根据本专利技术的概念，可以有利地制造出具有非常大的长宽比以及相应的低串联电阻损耗的对称滤波器结构。权利要求1.一种体波谐振器，包括-衬底(1)；-淀积在衬底上的压电材料层(3)；-第一电极(2)和第二电极(4)，其设置在压电材料层(3)的相对表面上，第一电极(2)和第二电极(4)的重叠区域限定了体波谐振器的谐振范围，其特征在于，与至少其中一个电极(2，4)平行的相交平面中的重叠区域具有范围在1≤(b/a)≤100的长宽比，其中a是体波谐振器的长度，b是其宽度。2.根据权利要求1所述的体波谐振器，其特征在于长宽比在1≤(b/a)≤50的范围内。3.根据权利要求1所述的体波谐振器，其特征在于长宽比位于2≤(b/a)≤50的范围内。4.根据权利要求1所述的体波谐振器，其特征在于长宽比位于2≤(b/a)≤8的范围内。5.包括权利要求1-4中任一所述的体波谐振器的体波滤波器，该谐振器的至少一个设置为串联谐振器(S)且至少一个设置为并联谐振器(P)。6.根据权利要求5所述的体波滤波器，其特征在于提供多个体波谐振器(S，P)，其镜像对称地设置在串联谐振器(S)的轴(A/A)的长度a的方向中。7.根据权利要求6所述的体波滤波器，其特征在于接合引线和倒装芯片凸块(7)以轴(A/A)镜像对称地设置。8.根据权利要求5-7中任一所述的体波滤波器，其特征在于多个并联谐振器(P)的互连由串联设置的体波谐振器来实现。9.根据权利要求5-8中任一所述的体波滤波器，其特征在于连接串联谐振器(S)，使得电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体波谐振器，包括：　　　　－衬底（１）；　　　　－淀积在衬底上的压电材料层（３）；　　　　－第一电极（２）和第二电极（４），其设置在压电材料层（３）的相对表面上，第一电极（２）和第二电极（４）的重叠区域限定了体波谐振器的谐振范围，其特征在于，与至少其中一个电极（２，４）平行的相交平面中的重叠区域具有范围在１≤（ｂ／ａ）≤１００的长宽比，其中ａ是体波谐振器的长度，ｂ是其宽度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HP勒布尔，RF米尔索姆，MK克利，R基维特，C梅茨马赫，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]