使用横向激励薄膜体声学谐振器的用于制造技术

一种

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用横向激励薄膜体声学谐振器的用于5GHz WI
‑
FI的滤波器


[0001]本公开涉及使用声波谐振器的射频滤波器，并且具体地，涉及用于通信设备中的滤波器
。

技术介绍

[0002]射频
(RF)
滤波器是双端口器件，该双端口器件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“阻止”意味着阻挡或大幅衰减
。
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具体应用
。
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
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
20dB、30dB、40dB
或更大
(
取决于应用
)
的定义值的频率范围
。
[0003]RF
滤波器用于通过无线链路来传输信息的通信系统
。
例如，
RF
滤波器可以出现在蜂窝基站
、
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计算机
、
固定点无线电链路和其他通信系统的
RF
前端中
。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
、
尺寸和成本之类的性能参数之间的最佳权衡
。
特定设计和制造方法以及增强可以同时有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具有广泛影响
。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
)
单独和组合地实现
。
[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，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)
和其他类型的声学谐振器
。
然而，这些现有技术并不非常适合于在针对未来通信网络所提出的更高频率和带宽下使用
。
[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代移动网络的无线电接入技术代在
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
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
。
用于频带
n77
和
n79
的带通滤波器必须能够处理通信设备的发送功率
。5GHz
和
6GHz
的
Wi
‑
Fi
TM
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]横向激励薄膜体声学谐振器
(XBAR)
是用于微波滤波器的声学谐振器结构
。XBAR
在题为“TRANSVERSELY EXCITED FILM BULK ACOUSTIC RESONATOR(
横向激励薄膜体声学谐振器
)”的专利
US 10,491,291
中描述
。XBAR
谐振器包括至少部分地设置在薄浮层或振膜
(
其为单晶压电材料的层或包括单晶压电材料的层
)
上的叉指换能器
(IDT)。IDT
包括从第一母线延伸的第一组平行指和从第二母线延伸的第二组平行指
。
第一组平行指和第二组平行指是交错的
。
施加到
IDT
的微波信号在压电振膜中激励剪切主声波
。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
、
双工器和复用器在内的各种
RF
滤波器
。XBAR
非常适合在用于频率高于
3GHz
的通信频带的滤波器中使用
。
附图说明
[0009]图1是示例性带通滤波器的示意图
。
[0010]图2是横向激励薄膜体声学谐振器
(XBAR)
的示意性平面图和两个示意性截面图
。
[0011]图3是图2的
XBAR
的一部分的放大示意性截面图
。
[0012]图4是示出了
XBAR
中的剪切主声学模式的图
。
[0013]图5是对于四种不同的介电厚度，
XBAR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
5GHz Wi
‑
Fi
带通滤波器，包括：梯形滤波器电路，包括两个或更多个并联横向激励薄膜体声学谐振器
XBAR
和两个或更多个串联
XBAR。
其中，所述两个或更多个并联
XBAR
中的每一个包括
LN
等效厚度大于或等于
360nm
的振膜，并且所述两个或更多个串联
XBAR
中的每一个包括
LN
等效厚度小于或等于
375nm
的振膜
。2.
根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述两个或更多个并联
XBAR
中的每一个包括
LN
等效厚度大于或等于
370nm
的振膜
。3.
根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述两个或更多个串联
XBAR
中的每一个包括
LN
等效厚度小于或等于
365nm
的振膜
。4.
根据权利要求1所述的滤波器，其中，所述两个或更多个并联谐振器和所述两个或更多个串联谐振器的振膜包括铌酸锂
LN
压电板，所述
LN
压电板的厚度小于或等于所述两个或更多个串联谐振器的振膜的厚度
。5.
根据权利要求4所述的滤波器，其中，所述压电板具有欧拉角
[0
°
，0°
，
90
°
]。6.
根据权利要求4所述的滤波器，其中，所述两个或更多个串联谐振器的振膜包括厚度为
tds
的介电层，以及所述至少两个串联谐振器的每个振膜的
LN
等效厚度由以下给出：
teq
＝
tp+ks(tds)
其中，
teq
是
LN
等效振膜厚度，
tp
是
LN
板的厚度，并且
ks
是串联谐振器的比例常数
。7.
根据权利要求6所述的滤波器，其中，所述介电层是二氧化硅，并且
ks
＝
0.52。8.
根据权利要求4所述的滤波器，其中，所述两个或更多个并联谐振器的振膜包括厚度为
tdp
的介电层，以及所述两个或更多个并联谐振器的每个振膜的
LN
等效厚度由以下给出：
teq
＝
tp+kp(tdp)
其中，
teq
是
LN
等效振膜厚度，
tp
是
LN
板的厚度，并且
kp
是并联谐振器的比例常数
。9.
根据权利要求8所述的滤波器，其中，所述介电层是二氧化硅，并且
kp
＝
0.54。10.
一种
5GHz Wi
‑
Fi
带通滤波器，包括：基板，包括多个空腔；铌酸锂
LN
板，由所述...

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