具有低热阻抗的声学谐振器器件，具有衬底和单晶压电板，该压电板具有背面，背面通过键合氧化物(BOX)层附接到衬底的顶面。在板的正面上形成的叉指换能器(IDT)，具有布置在隔膜上的交错的指状物，交错的指状物的重叠距离限定了谐振器器件的孔径。在衬底表面上方的选定位置处形成接触焊盘，以在IDT和要附接到接触焊盘的接触凸块之间提供电连接。压电板从每个接触焊盘下方的器件表面区域的至少一部分去除，以在接触凸块和衬底之间提供较低的热阻。以在接触凸块和衬底之间提供较低的热阻。以在接触凸块和衬底之间提供较低的热阻。
【技术实现步骤摘要】
具有减少的衬底与接触凸块之间的热阻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、安全性更强、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针对未来的通信网络所提出的更高的频率和带宽下使用。
[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]本专利技术涉及一种具有减少的衬底到接触凸块热阻的声学谐振器器件，包括：一衬底，具有一表面；一单晶压电板，具有正面和背面，所述背面通过键合氧化物(BOX)层附接到除所述压电板的一部分外的所述衬底的表面，其中所述键合氧化物(BOX)层在所述衬底的表面上形成，所述压电板的这部分形成隔膜，该隔膜在所述衬底中跨越空腔；一导体图案，包括叉指换能器(IDT)，该叉指换能器(IDT)在所述单晶压电板的正面上形成，使得IDT的交错的指状物设置在所述隔膜上，所述交错的指状物的重叠距离限定所述谐振器器件的孔径；和接触焊盘，在所述衬底表面上的选定位置处形成，以提供IDT和要附接到所述接触焊盘的接触凸块之间的电连接；其中，所述压电板从每个所述接触焊盘下方的器件表面区域的至少一部分去除，以在形成在所述声学谐振器器件上的接触凸块和所述衬底之间提供较低的热阻。
[0010]其中，在每个所述接触焊盘下方的所述器件的表面区域部分是在所述BOX层的选定位置处的所述BOX层的预定区域，以使所述接触焊盘和所述衬底之间的热阻减小预定量。
[0011]其中，还包括附接至所述接触焊盘的所述接触凸块；并且其中所述接触焊盘包括金属层，该金属层附接到所述导体图案的顶面。
[0012]其中，所述交错的指状物是两组指状物，并且IDT还包括连接到两组指状物中的每一个的母线，并且其中所述金属层电连接至所述母线。
[0013]其中，所述BOX层从所述接触焊盘中的每一个的下方的器件的所述表面区域的至少一部分去除，以在所述接触凸块和所述衬底之间提供较低的热阻；和其中，所述电绝缘层在所述接触焊盘与所述衬底表面之间形成。
[0014]其中，在每个所述接触焊盘下方的所述器件的表面区域部分是在所述衬底的选定位置处的所述衬底的预定区域，以在所述接触焊盘和所述衬底之间的热阻减少预定量。
[0015]其中，还包括附接至所述接触焊盘的所述接触凸块；并且其中所述接触焊盘包括金属层，该金属层附接至所述电绝缘层的顶面，所述电绝缘层在所述衬底上形成。
[0016]其中，所述交错的指状物是两组指状物，并且IDT还包括一母线，该母线附接至所述两组指状物中的每一个上，和其中，所述金属层电连接至所述母线。
[0017]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，选择隔膜的厚度以调谐所述压电板中的主剪切声模。
[0018]本专利技术还涉及一种滤波器器件，包括：一衬底，具有空腔；一压电板，在所述衬底上方形成并跨越所述空腔，所述压电板在其跨越所述空腔的地方形成隔膜；一键合氧化物
(BOX)层，位于所述压电板与所述衬底之间；一叉指换能器(IDT)，位于所述压电板正面，在所述空腔上方具有交错的指状物；其中所述空腔具有周边；和其中所述压电板从所述器件的表面区域的超过所述空腔周边的长度和宽度的部分去除，以在所述导体图案和所述衬底之间提供较低的热阻。
[0019]其中，所述衬底为Si，所述键合层为SiO2，所述IDT为金属，所述压电板为铌酸锂或钽酸锂中的一种。
[0020]其中，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有减少的衬底到接触凸块热阻的声学谐振器器件，包括：一衬底，具有一表面；一单晶压电板，具有正面和背面，所述背面通过键合氧化物(BOX)层附接到除所述压电板的一部分外的所述衬底的表面，其中所述键合氧化物(BOX)层在所述衬底的表面上形成，所述压电板的这部分形成隔膜，该隔膜在所述衬底中跨越空腔；一导体图案，包括叉指换能器(IDT)，该叉指换能器(IDT)在所述单晶压电板的正面上形成，使得IDT的交错的指状物设置在所述隔膜上，所述交错的指状物的重叠距离限定所述谐振器器件的孔径；和接触焊盘，在所述衬底表面上的选定位置处形成，以提供IDT和要附接到所述接触焊盘的接触凸块之间的电连接；其中，所述压电板从每个所述接触焊盘下方的器件表面区域的至少一部分去除，以在形成在所述声学谐振器器件上的接触凸块和所述衬底之间提供较低的热阻。2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，在每个所述接触焊盘下方的所述器件的表面区域部分是在所述BOX层的选定位置处的所述BOX层的预定区域，以使所述接触焊盘和所述衬底之间的热阻减小预定量。3.根据权利要求2所述的器件，其特征在于，还包括附接至所述接触焊盘的所述接触凸块；并且其中所述接触焊盘包括金属层，该金属层附接到所述导体图案的顶面。4.根据权利要求3所述的器件，其特征在于，所述交错的指状物是两组指状物，并且IDT还包括连接到两组指状物中的每一个的母线，并且其中所述金属层电连接至所述母线。5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述BOX层从所述接触焊盘中的每一个的下方的器件的所述表面区域的至少一部分去除，以在所述接触凸块和所述衬底之间提供较低的热阻；和其中，所述电绝缘层在所述接触焊盘与所述衬底表面之间形成。6.根据权利要求5所述的器件，其特征在于，在每个所述接触焊盘下方的所述器件的表面区域部分是在所述衬底的选定位置处的所述衬底的预定区域，以在所述接触焊盘和所述衬底之间的热阻减少预定量。7.根据权利要求6所述的器件，其特征在于，还包括附接至所述接触焊盘的所述接触凸块；并且其中所述接触焊盘包括金属层，该金属层附接至所述电绝缘层的顶面，所述电绝缘层在所述衬底上形成。8.根据权利要求7所述的器件，其特征在于，所述交错的指状物是两组指状物，并且IDT还包括一母线，该母线附接至所述两组指状物中的每一个上，和其中，所述金属层电连接至所述母线。9.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，选择隔膜的厚度以调谐所述压电板中的主剪切声模。10.一种滤波器器件，包括：
一衬底，具有空腔；一压电板，在所述衬底上方形成并跨越所述空腔，所述压电板在其跨越所述空腔的地方形成隔膜；一键合氧化物(BOX)层，位于...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔伯特，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：
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