声波谐振器，具有附接到衬底表面的压电板，除了压电板的一部分未附接到衬底表面，压电板的一部分形成跨越衬底中的空腔的隔膜。在板上形成的叉指换能器(IDT)，在隔膜上具有交错的指状物，第一平行指状物从第一母线延伸，第二平行指状物从IDT的第二母线延伸。交错指状物之间的距离定义了IDT间距。IDT在第一多个平行指状物末端与第二母线之间具有间隙距离，以及在第二多个平行指状物末端与第一母线之间具有间隙距离；并且间隙距离小于IDT间距的2/3倍。2/3倍。2/3倍。
【技术实现步骤摘要】
母线和叉指换能器指状物端部之间具有窄间隙的横向激励薄膜体声波谐振器
[0001]本公开涉及使用声波谐振器的射频滤波器，尤其涉及用于通信设备中的滤波器。
技术介绍
[0002]射频(RF)滤波器是双端器件，其被配置为通过一些频率，阻止其它频率，其中“通过”意味着以相对低的信号损耗进行传输，而“阻止”意味着阻塞或基本上衰减。滤波器通过的频率范围称为滤波器的“通带”。由这种滤波器阻止的频率范围称为滤波器的“阻带”。典型的RF滤波器具有至少一个通带和至少一个阻带。通带或阻带的具体要求取决于具体应用。例如，“通带”可以定义为一个频率范围，其中滤波器的插入损耗优于诸如1dB、2dB或3dB的定义值。“阻带”可以定义为一个频率范围，其中滤波器的抑制大于定义值，例如20dB、30dB、40dB或更大的值，这取决于具体的应用。
[0003]RF滤波器用于通过无线链路传输信息的通信系统中。例如，RF滤波器可见于蜂窝基站、移动电话和计算设备、卫星收发器和地面站、物联网(IoT)设备、膝上型计算机和平板电脑、定点无线电链路和其它通信系统的RF前端中。RF滤波器也用于雷达和电子和信息战系统。
[0004]RF滤波器通常需要许多设计方面的权衡，以针对每个特定应用实现诸如插入损耗、拒绝、隔离、功率处理、线性、尺寸和成本之类的性能参数之间的最佳折中。具体的设计和制造方法和增强可以同时使这些需求中的一个或几个受益。
[0005]无线系统中RF滤波器的性能的增强可对系统性能产生广泛影响。可以通过改进RF滤波器来改进系统性能，例如单元尺寸更大、电池续航时间更长、数据速率更高、网络容量更大、成本更低、安全性增强、可靠性更高等。可在无线系统的各个级别上单独地或组合地实现这些改进点，例如在RF模块、RF收发器、移动或固定子系统或网络级别实现这些改进点。
[0006]用于当前通信系统的高性能RF滤波器通常结合声波谐振器，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)和其他类型声波谐振器。但是，这些现有技术不适合在更高的频率和带宽下使用，而未来的通信网络需要用到更高的频率和带宽。
[0007]要想获得更宽的通信信道带宽，就势必要用到更高频率的通信频段。3GPP(第三代合作伙伴计划)已对用于移动电话网络的无线电接入技术进行了标准化处理。5G NR(新无线电)标准中定义了用于第五代移动网络的无线电接入技术。5G NR标准定义了若干个新的通信频段。这些新的通信频段中有两个频段是n77和n79，其中n77使用3300MHz至4200MHz的频率范围，n79使用4400MHz至5000MHz的频率范围。频段n77和频段n79都使用时分双工(TDD)，因此在频段n77和/或频段n79中工作的通信设备将相同的频率用于上行链路和下行链路传输。n77和n79频段的带通滤波器必须能够处理通信设备的发射功率。在5GHz和6GHz的无线频段也需要高频率和宽带宽。5G NR标准还定义了频率在24.25GHz和40GHz之间的毫
米波通信频段。
[0008]横向激励薄膜体声波谐振器(XBAR)是用于微波滤波器的声波谐振器结构。题为“TRANSVERSELY EXCITED FILM BULK ACOUSTIC RESONATOR”的美国专利10,491,291中描述了这种XBAR。XBAR谐振器包括叉指换能器(IDT)，该叉指换能器(IDT)在单晶压电材料或具有单晶压电材料的薄浮层或隔膜上形成。IDT包括从第一母线延伸的第一组平行指状物和从第二母线延伸的第二组平行指状物。第一组平行指状物和第二组平行指状物交错。施加到IDT上的微波信号在压电隔膜中激发出剪切的主声波。XBAR谐振器提供了很高的机电耦合和高频能力。XBAR谐振器可用于各种RF滤波器，包括带阻滤波器、带通滤波器、双工器和多路复用器。XBAR非常适合用于频率高于3GHz的通信频段的滤波器中。
技术实现思路
[0009]本专利技术公开了一种在母线和叉指换能器(IDT)指状物末端之间具有窄间隙的声波谐振器器件，所述器件包括：一衬底，具有表面；一压电板，具有正面和背面，所述背面附接到所述衬底除所述压电板的部分外的表面上，该部分形成隔膜，所述隔膜跨越所述衬底中的空腔；一叉指换能器(IDT)，在所述压电板的正面上形成，使得IDT的交错指状物设置在所述隔膜上，所述交错指状物的重叠距离限定所述谐振器器件的孔径；其中所述交错指状物包括从IDT的第一母线延伸的第一多个平行指状物和从IDT的第二母线延伸的第二多个指状物；其中所述交错指状物之间的距离定义了IDT间距；其中所述IDT包括在所述多个第一平行指状物末端和所述第二母线之间的间隙距离，和在所述多个第二平行指状物末端和所述第一母线之间的间隙距离；以及其中所述间隙距离小于所述IDT间距的2/3倍。
[0010]其中，所述间隙距离在1.0μm和5μm之间。
[0011]其中，所述间隙距离在所述IDT间距的1/2到1/3倍之间。
[0012]其中，所述间隙距离在1.5um和5.0um之间；所述IDT间距在3um和7.5um之间。
[0013]其中，所述IDT间距是所述第一和第二多个平行指状物中的相邻指状物之间的中心到中心间距；并且其中所述第一和第二多个平行指状物分别附接到所述第一和第二母线。
[0014]其中，施加到IDT的射频信号在所述空腔上方的所述压电板中激发主剪切声模；并且其中选择所述压电板的厚度以调谐所述压电板中的主剪切声模。
[0015]其中，所述板为Y切割铌酸锂压电材料；施加到IDT的所述射频信号会在所述IDT指状物末端和所述相邻母线之间的间隙区域中激发杂散模式，从而在XBAR的导纳中引起不希望的杂散；和所述间隙距离是预先确定的间隙距离，用于在使用期间在某些频率下将杂散模式抑制至多10或20dB。
[0016]本专利技术还公开了一种在母线和叉指换能器(IDT)指状物末端之间具有窄间隙的声波谐振器器件，所述器件包括：一衬底，具有表面；一压电板，具有正面和背面，所述背面附接到所述衬底除所述压电板的部分外的表面上，该部分形成隔膜，所述隔膜跨越所述衬底中的空腔；一叉指换能器(IDT)，在所述压电板的正面上形成，使得IDT的交错指状物设置在所述隔膜上，所述交错指状物的重叠距离限定所述谐振器器件的孔径；其中交错指状物包括从IDT的第一母线延伸的第一多个平行指状物和从IDT的第二母线延伸的第二多个指状物；其中所述交错指状物在所述第一和第二多个平行指状物中的相邻指状物之间具有IDT
指状物间距；其中，IDT包括所述第一多个平行指状物末端与所述第二母线之间的间隙距离，和所述第二多个平行指状物末端与所述第一母线之间的间隙距离；以及其中所述间隙距离小于所述IDT指状物间距的2/3。
[0017]其中，所述间隙距离在所述IDT指状物间距的1/3和1/2之间。
[0018]其中，所述间隙距离在5μm和1.0μm之间。
[0019]其中，所述IDT间距在3um本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种在母线和叉指换能器(IDT)指状物末端之间具有窄间隙的声波谐振器器件，所述器件包括：一衬底，具有表面；一压电板，具有正面和背面，所述背面附接到所述衬底除所述压电板的部分外的表面上，该部分形成隔膜，所述隔膜跨越所述衬底中的空腔；一叉指换能器(IDT)，在所述压电板的正面上形成，使得IDT的交错指状物设置在所述隔膜上，所述交错指状物的重叠距离限定所述谐振器器件的孔径；其中所述交错指状物包括从IDT的第一母线延伸的第一多个平行指状物和从IDT的第二母线延伸的第二多个指状物；其中所述交错指状物之间的距离定义了IDT间距；其中所述IDT包括在所述多个第一平行指状物末端和所述第二母线之间的间隙距离，和在所述多个第二平行指状物末端和所述第一母线之间的间隙距离；以及其中所述间隙距离小于所述IDT间距的2/3倍。2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述间隙距离在1.0μm和5μm之间。3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述间隙距离在所述IDT间距的1/2到1/3倍之间。4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述间隙距离在1.5um和5.0um之间；所述IDT间距在3um和7.5um之间。5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述IDT间距是所述第一和第二多个平行指状物中的相邻指状物之间的中心到中心间距；并且其中所述第一和第二多个平行指状物分别附接到所述第一和第二母线。6.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，施加到IDT的射频信号在所述空腔上方的所述压电板中激发主剪切声模；并且其中选择所述压电板的厚度以调谐所述压电板中的主剪切声模。7.根据权利要求6所述的器件，其特征在于，所述板为Y切割铌酸锂压电材料；施加到IDT的所述射频信号会在所述IDT指状物末端和所述相邻母线之间的间隙区域中激发杂散模式，从而在XBAR的导纳中引起不希望的杂散；和所述间隙距离是预先确定的间隙距离，用于在使用期间在某些频率下将杂散模式抑制至多10或20dB。8.一种在母线和叉指换能器(IDT)指状物末端之间具有窄间隙的声波谐振器器件，所述器件包括：一衬底，具有表面；一压电板，具有正面和背面，所述背面附接到所述衬底除所述压电板的部分外的表面上，该部分形成隔膜，所述隔膜跨越所述衬底中的空腔；一叉指换能器(IDT)，在所述压电板的正面上形成，使得IDT的交错指状物设置在所述隔膜上，所述交错指状物的重叠距离限定所述谐振器器件的孔径；其中交错指状物包括从IDT的第一母线延伸的第一多个平行指状物和从IDT的第二母线延伸的第二多个指状物；
其中所述交错指状物在所述第一和第二多个平行指状物中的相邻指状物之间具有IDT指状物间距；其中，IDT包括所述第一多个平行指状物末端与所述第二母线之间的间隙距离，和所述第二多个平行指状物末端与所述第一母线之间的间隙距离；以及其中所述间隙距离小于所述IDT指状物间距的2/3。9.根据权利要求8...
【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩特，
申请(专利权)人：谐振公司，
类型：发明
国别省市：
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