最小化横向激发的薄膜体声波谐振器中的应力的电极几何形状制造技术

声波谐振器装置包括附着到基板的压电板。压电板的一部分形成悬置在基板中的空腔上方的振膜。第一导体级包括：第一叉指式换能器(IDT)一级母线和第二IDT一级母线，沿振膜的相对侧设置；以及第一IDT指集合和第二IDT指集合，分别从第一母线和第二母线延伸，其中，第一IDT指集合和第二IDT指集合是交错的并且设置在振膜上。第二导体级包括分别与第一母线和第二母线的至少一部分重叠的第一二级母线和第二二级母线。第一二级母线和第二二级母线的延伸到振膜上的部分具有倒圆角。伸到振膜上的部分具有倒圆角。伸到振膜上的部分具有倒圆角。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】最小化横向激发的薄膜体声波谐振器中的应力的电极几何形状


[0001]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。

技术介绍

[0002]射频(RF)滤波器是双端口设备，该双端口设备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”意味着阻止或基本衰减。滤波器所通过的频率的范围被称为滤波器的“通带”。这种滤波器所阻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之类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0dB、30dB、40dB或更大(具体取决于应用)之类的定义值的频率范围。
[0003]RF滤波器用于通过无线链接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、定点无线电链接和其他通讯系统的RF前端中找到。RF滤波器也用于雷达、电子和信息战系统。
[0004]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、尺寸之类的性能参数与成本之间的最佳折衷。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。
[0005]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)单独或组合地实现。
[0006]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)和其他类型的声波谐振器。然而，这些现有技术并不十分适合用于针对未来通信网络所提出的更高频率和带宽。
[0007]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。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(5G)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。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。
[0008]横向激发的薄膜体声波谐振器(XBAR)是用于微波滤波器的声波谐振器结构。XBAR在题为“TRANSVERSELY EXCITED FILM BULK ACOUSTIC RESONATOR”的专利US 10,491,291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平行指集合和从第二母线延伸的第二平行指集合。第一平行指集合和第二平行指集合是交错的。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。
附图说明
[0009]图1包括横向激发的薄膜体声波谐振器(XBAR)的示意性平面图和两个示意性截面图。
[0010]图2A是图1的XBAR的一部分的详细截面图。
[0011]图2B是图1的XBAR的另一部分的详细截面图。
[0012]图3A是图1的XBAR的一部分的详细平面图。
[0013]图3B是图1的XBAR的另一部分的详细平面图。
[0014]图4是另一XBAR的示意性平面图。
[0015]图5是用于使用XB AR制造XBAR或滤波器的方法的流程图。
[0016]贯穿本说明书，图中出现的元件被指派了三位数字或四位数字附图标记，其中，两个最低有效数字特定于该元件，而一个或两个最高有效数字是该元件被第一次介绍时的图号。可以假定未结合附图描述的元件具有与先前描述的具有相同附图标记的元件相同的特性和功能。
具体实施方式
[0017]装置的描述
[0018]图1示出了XBAR 100的简化示意性俯视图和正交截面图。诸如谐振器100之类的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。
[0019]XBAR 100由形成在具有分别平行的前表面112和后表面114的压电板110的表面上的薄膜导体图案构成。压电板是诸如铌酸锂、钽酸锂、硅酸镧镓、氮化镓或氮化铝之类的压电材料的薄单晶层。切割压电板使得X、Y和Z晶轴相对于前表面和后表面的取向是已知的且是一致的。压电板可以是Z
‑
切割的，即，Z轴垂直于前表面112和后表面114。压电板可以是旋转Z
‑
切割或旋转YX
‑
切割的。XBAR可以在具有其他晶体取向的压电板上制造。
[0020]除了压电板110的形成跨越形成在基板中的空腔150的振膜115的部分之外，压电板110的后表面114附着到基板120的表面。压电板的跨越空腔的部分在本文中被称为“振膜”115，因为它与麦克风的振膜在物理上相似。如图1所示，振膜115与压电板110的围绕空腔150的所有周边155的其余部分相接。在该上下文中，“相接”是指“连续地连接而没有任何中间项”。在其他配置中，振膜115可以在空腔150的周边155的至少50％周围与压电板相接。
[0021]基板120向压电板110提供机械支撑。基板120可以是例如硅、蓝宝石、石英或一些
其他材料或材料的组合。压电板110的后表面114可以使用晶片接合工艺接合到基板120。备选地，压电板110可以生长在基板120上或以某种其他方式附着到基板。压电板110可以直接附着到基板或可以经由一个或多个中间材料层(图1中未示出)附着到基板120。
[0022]“空腔”的常规含义是“实体内的空的空间”。空腔150可以是完全穿过基板120的孔(如截面A
‑
A和截面B
‑
B所示)或振膜115下方的基板120中的凹槽。空腔150可以例如通过在压电板110和基板120附着之前或之后选择性蚀刻基板120来形成。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种声波谐振器装置，包括：基板；压电板，在所述基板上，其中，所述压电板的一部分是悬置在所述基板中的空腔上方的振膜；第一导体级，在所述压电板的表面上，所述第一导体级包括：第一叉指换能器IDT一级母线和第二IDT一级母线，沿所述振膜的相对侧，以及第一IDT指集合和第二IDT指集合，分别从所述第一一级母线和所述第二一级母线延伸，其中，所述第一IDT指集合和所述第二IDT指集合是交错的并且在所述振膜上；以及第二导体级，至少部分在所述第一导体级上方，所述第二导体级包括：第一二级母线和第二二级母线，分别与所述第一一级母线和所述第二一级母线的至少部分重叠，其中，所述第一二级母线和所述第二二级母线的延伸到所述振膜上的部分具有倒圆角。2.根据权利要求1所述的声波谐振器装置，其中，所述压电板和所述IDT被配置为使得施加在交错的IDT指之间的射频信号在所述振膜中激发剪切主声波模式。3.根据权利要求1所述的声波谐振器装置，其中，所述压电板是铌酸锂和钽酸锂之一...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：