[發(fā)明專利]濾波器芯片及制造濾波器芯片的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580052140.6
• 申請日: 2015-08-17
• 公開（公告）號: CN106817917B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 菲利普·邁克爾·耶格;維爾納·呂勒
• 申請（專利權(quán)）人: 追蹤有限公司
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H9/205;H03H9/58;H03H9/60;H03H9/05;H03H9/70
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11287
• 代理人: 章蕾

本發(fā)明涉及一種濾波器芯片(1)，其包括至少一個通過體聲波工作的第一諧振器(2)與通過體聲波工作的第二諧振器(3)的電路系統(tǒng)，其中，所述通過體聲波工作的第一諧振器(2)包括第一壓電層(4)，其如此被結(jié)構(gòu)化，使得所述第一諧振器(2)具有低于所述第二諧振器(3)的諧振頻率。所述通過體聲波工作的第二諧振器(3)的第一壓電層(4)和/或第二壓電層(7)能夠如此被結(jié)構(gòu)化，使得凹穴(14)在豎向上延伸穿過所述第一和/或第二壓電層。

本發(fā)明涉及一種濾波器芯片，其包括通過體聲波工作的第一諧振器以及通過體聲波工作的第二諧振器。

針對諸多應用而言，需要具有頻響特性相異的兩個諧振器的濾波電路。例如，可能涉及雙工器的諧振器或者階梯型結(jié)構(gòu)的諧振器。需通過十分繁復的方法才能實現(xiàn)具有頻響特性相異的諧振器的濾波器芯片。舉例而言，改變這兩個諧振器的壓電層中的至少一個的厚度，因為通過壓電層的厚度可以調(diào)節(jié)體波諧振器的諧振頻率。還可以在諧振器中的至少一個上涂覆修整層。然而，這種方法十分繁復并且需要對兩個諧振器進行不同的處理，而通常須在分開的工序中實現(xiàn)這兩種不同的處理。

本發(fā)明的目的在于，提出一種改善的濾波器芯片，其例如實現(xiàn)更加簡單的制造方法，以及提出一種相應的制造方法。

本發(fā)明用以達成上述目的的解決方案為權(quán)利要求1所述的主題。本發(fā)明用以達成上述目的的解決方案還有第二個獨立權(quán)利要求所述的方法。本發(fā)明的其他實施方案及優(yōu)選實施方式參閱其他權(quán)利要求的主題。

本發(fā)明提出一種濾波器芯片，其包括至少一個通過體聲波工作的第一和第二諧振器的電路系統(tǒng)，其中，所述通過體聲波工作的第一諧振器包括第一壓電層，其如此被結(jié)構(gòu)化，使得所述第一諧振器具有低于所述第二諧振器的諧振頻率。

所述通過體聲波工作的第二諧振器還包括第二壓電層。所述第二壓電層可以是非結(jié)構(gòu)化的或者也可以是結(jié)構(gòu)化的。

通過體聲波工作的諧振器是所謂的BAW諧振器(BAW＝Bulk Acoustic WaveResonator，體聲波諧振器)。在BAW諧振器中，借助壓電效應，使電子信號轉(zhuǎn)換成在襯底(塊體)中傳播的聲波。所述兩個諧振器中的每一個都包括下電極和上電極，其中，各壓電層被布置于所述下電極與所述上電極之間，以及其中，所述下電極被布置于相應壓電層面向芯片襯底的一側(cè)上，并且所述上電極被布置于所述壓電層的相反側(cè)上。自此，可以在所述下電極與所述上電極之間施加交流電壓，由此，如果交流電壓的頻率處于相應壓電層的固有諧振的范圍內(nèi)，便能夠在相應壓電層中激勵聲波。

所述第一諧振器及所述第二諧振器可以是膜型體聲波諧振器(FBAR)或者固態(tài)裝配型體聲波諧振器(SMR)。膜型體聲波諧振器以懸臂方式布置，其中空腔位于諧振器之下。固態(tài)裝配型諧振器被布置于聲反射鏡上。

所述第一和第二壓電層可以分別包括氮化鋁或者由氮化鋁組成。也可以將其他壓電材料用于壓電層。

所述第一壓電層以及也可能所述第二壓電層可以被結(jié)構(gòu)化。這就能夠有針對性地調(diào)節(jié)所述第一和第二諧振器各自的諧振頻率。在此，結(jié)構(gòu)化是指有針對性地移除相應壓電層的一部分。在結(jié)構(gòu)化之前，相應壓電層可能由不具有開口或空腔的非結(jié)構(gòu)化塊體組成。此后，在結(jié)構(gòu)化過程中，從這種塊體中移除材料，具體方式例如是，由塊體構(gòu)成凹穴，其中，移除該凹穴中的壓電材料。

特別是，所述第一諧振器以及也可能所述第二諧振器如此被結(jié)構(gòu)化，使得它們具有相互不同的諧振頻率。這是通過使所述第一壓電層及也可能所述第二壓電層結(jié)構(gòu)化得以實現(xiàn)，這樣就能利用顯著簡化的制備過程制成濾波器芯片。特別是，首先，可以在同一工序中將所述第一和第二壓電層以非結(jié)構(gòu)化的方式施加于芯片上。隨后，可以通過光刻法將所述第一壓電層結(jié)構(gòu)化，以便更大幅地降低所述第一諧振器的諧振頻率。視需要，還可以在同一工序中通過光刻法將所述第二壓電層結(jié)構(gòu)化，其中，對所述第一壓電層的結(jié)構(gòu)化強于所述第二壓電層，以便更大幅地降低所述第一諧振器的諧振頻率。相應地，能夠省略諸如施加修正層或者改變壓電層之一的厚度的繁復工序。