[發(fā)明專利]混合濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880082140.4
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN111512547B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·?？?/a>;R·羅塞齊恩
• 申請（專利權(quán)）人: RF360新加坡私人有限公司
• 主分類號: H03H9/05
• 分類號: H03H9/05;H03H9/54;H03H9/58;H03H9/60
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 傅遠(yuǎn)

本發(fā)明使用同一襯底在單個設(shè)備上組合兩種濾波技術(shù)。在該襯底上布置濾波器電路，該濾波器電路具有串聯(lián)阻抗元件和并聯(lián)阻抗元件的階梯型布置或點陣型布置，以提供具有例如帶通功能的混合濾波器。阻抗元件選自BAW諧振器和LC元件。

背景技術(shù)

聲學(xué)濾波器通常具有階梯型結(jié)構(gòu)或點陣型結(jié)構(gòu)。在階梯型結(jié)構(gòu)中，串聯(lián)諧振器和并聯(lián)諧振器被組合以生成期望濾波器功能，例如，帶通功能。在點陣型結(jié)構(gòu)中，具有串聯(lián)諧振器的兩個串聯(lián)信號線與并聯(lián)支路互連，其中分別布置并聯(lián)諧振器。這種濾波器結(jié)構(gòu)的可實現(xiàn)帶寬可以估計為所用諧振器的極點-零點距離(PZD)的大約兩倍。這種濾波器結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用SAW諧振器或BAW諧振器，兩者的PZD相當(dāng)。由于BAW諧振器與SAW諧振器相比較時，它們的功率電阻更高，所以在高于2GHz的頻率下并且在要處理高功率信號的所有情況下，優(yōu)選BAW諧振器。

對于最近出現(xiàn)的高頻高帶寬應(yīng)用，要求超出了這些標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的可實現(xiàn)性能。因此，需要非標(biāo)準(zhǔn)拓?fù)洹?/p>

LC元件還可以用于形成濾波器結(jié)構(gòu)。盡管LC濾波器的帶寬較高，但是由于Q因子較低，因此可實現(xiàn)的通帶的裙邊不如SAW技術(shù)或BAW技術(shù)中的聲學(xué)諧振器的陡峭。

為了進一步提高濾波器通帶的臨界裙邊的性能，聲學(xué)諧振器與LC元件結(jié)合使用以增強裙邊的陡度，從而維持高帶寬。

在公開的專利申請US 2017/0077079 A1中描述了一種提高LC元件的質(zhì)量的最新方法。在該最近方法中，玻璃襯底用于在嵌入電介質(zhì)的多層金屬化中構(gòu)建高Q LC元件。通孔用于互連不同的金屬化層級并且提高集成因子。在下文中，這些LC元件稱為POG元件(玻璃上無源元件)，而相關(guān)的制造工藝稱為POG工藝。

另一方面，BAW濾波器通常形成在半導(dǎo)體晶圓上，以用于其中半導(dǎo)體設(shè)備的可能集成。

因此，通過組合BAW結(jié)構(gòu)和LC結(jié)構(gòu)形成混合濾波器導(dǎo)致了用于實現(xiàn)該組合的兩個不同且因此分離的襯底的缺點。需要兩個管芯導(dǎo)致大量面積消耗，這在移動設(shè)備或手持設(shè)備中可能至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種克服了上文所提及的問題的濾波器。

該目的和其他目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的混合濾波器來實現(xiàn)。本發(fā)明的其他實施例是其他權(quán)利要求的主題。

本發(fā)明的總體思想是要把這兩種技術(shù)使用同一襯底組合在單個設(shè)備上。在該襯底上，布置了具有串聯(lián)阻抗元件和并聯(lián)阻抗元件的階梯型布置或點陣型布置的濾波器電路。阻抗元件選自BAW諧振器和LC元件。LC元件至少包括金屬-絕緣體-金屬電容器(MIM電容器)和線圈。LC元件由多層級金屬化形成。所述多層級金屬化的每個層級包括嵌入電介質(zhì)中的至少一個LC元件。以同一金屬化層級形成的LC元件通過導(dǎo)體線電連接。這些線可以在集成工藝中與LC元件平行形成。以不同金屬化層級形成的LC元件通過通孔互連。這些導(dǎo)體線和通孔還可以用于將LC元件連接到同一晶圓上的BAW諧振器，這取決于它們是布置在設(shè)備的同一平面中還是布置在不同平面中。

這種新方法導(dǎo)致減少了的所需開銷，即，減少了連接工作量，減少了焊盤和較小的導(dǎo)體線的數(shù)目，因此減少了電阻，從而減少了電損耗。此外，與使用兩個不同晶圓作為襯底的解決方案相比較，面積消耗得以減少。

在其上實現(xiàn)LC元件的優(yōu)選襯底是玻璃晶圓。那些晶圓不導(dǎo)電，并且可以設(shè)有平整且平坦的表面。玻璃襯底對于在其上構(gòu)建BAW諧振器也非常有益。在當(dāng)前BAW處理中，例如，使用經(jīng)過特殊處理以降低其電導(dǎo)的硅晶圓。由玻璃晶圓制成的襯底進一步降低寄生電導(dǎo)。

然而，如果任何BAW工藝都需要與標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝兼容的硅晶圓，則POG工藝也可以在通常用于BAW設(shè)備的另一這樣的襯底上進行。在兩種方法中的任一方法中，僅需要一個襯底，并且整個設(shè)備的必要面積減少到以不同技術(shù)形成的兩個結(jié)構(gòu)中的較大結(jié)構(gòu)的面積。