[發明專利]體聲波濾波器元件及其形成方法、多工器及通訊設備

有效

• 申請號: 202010123929.9
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111327296B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 蔡華林;龐慰
• 申請（專利權）人: 諾思（天津）微系統有限責任公司
• 主分類號: H03H9/64
• 分類號: H03H9/64;H03H9/72
• 代理公司: 北京漢智嘉成知識產權代理有限公司 11682
• 代理人: 姜勁;谷惠敏

本發明涉及濾波器技術領域，特別地涉及一種體聲波濾波器元件及其形成方法、多工器及通訊設備，該方法包括：將一部分諧振器設于上晶圓，另一部分諧振器設于下晶圓；上晶圓和下晶圓疊加設置；上晶圓的對接管腳與下晶圓的對接管腳鍵合，使得上晶圓和下晶圓的諧振器連接形成濾波器。根據本發明的技術方案，在上晶圓和下晶圓上分別設置諧振器，兩者上的諧振器通過對接管腳鍵合形成濾波器，因此，可有助于縮小上晶圓及下晶圓中的諧振器占據的平面面積，進而助于減小濾波器的體積。

技術領域

本發明涉及濾波器技術領域，特別地涉及一種體聲波濾波器元件及其形成方法、多工器及通訊設備。

背景技術

通信系統的小型化和高性能是未來的發展趨勢，在通信系統中，體聲波濾波器占據著很大部分的空間，因此體聲波濾波器的小型化和高性能顯得相當重要。體聲波濾波器的尺寸主要取決于內部諧振器占據的面積，在頻率和材料要求的限制下，單個諧振器的尺寸難以進一步縮小。當諧振器制造在硅襯底上時，一顆濾波器元件所占據的面積也隨之固定。通過諧振器的設計可以盡量縮小濾波器中諧振器的使用面積，但這種方法會犧牲濾波器的性能。

目前，現有的體聲波濾波器中，如圖1所示，圖1為現有的濾波器的剖視圖，一片晶圓1用于制造諧振器，另有一片晶圓2用于制造通孔VIA及管腳PAD，晶圓1和晶圓2通過金-金鍵合連接組成濾波器。該濾波器中，串聯諧振器和并聯諧振器均設置在晶圓1上，多個并聯諧振器和多個并聯諧振器占用一定的平面面積，且該面積固定不可變，因此使得體聲波濾波器的整體占用的空間難以縮小。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的是提供一種體聲波濾波器元件及其形成方法、多工器及通訊設備，在不影響濾波器性能的情況下具有較小的體積。

為實現上述目的，根據本發明的第一方面，提供了一種形成體聲波濾波器元件的方法。

本發明的形成體聲波濾波器元件的方法包括：將一部分諧振器設于上晶圓，另一部分諧振器設于下晶圓；上晶圓和下晶圓疊加設置；上晶圓的對接管腳與下晶圓的對接管腳鍵合，使得上晶圓和下晶圓的諧振器連接形成濾波器，上晶圓的諧振器與下晶圓的諧振器之間的間距在1um至50um之間。

可選地，所述濾波器的串聯諧振器設于上晶圓，并聯諧振器設于下晶圓；或者，所述濾波器的串聯諧振器設于下晶圓，并聯諧振器設于上晶圓。

可選地，對于所述串聯諧振器和并聯諧振器的壓電層，增加壓電層厚度并且/或者提高壓電層介電常數，以提高所述濾波器中的諧振器的機電耦合系數。

可選地，還包括：減小所述上晶圓的諧振器與所述下晶圓的諧振器之間的寄生電容以提高所述濾波器中的諧振器的機電耦合系數。

可選地，所述上晶圓的對接管腳與下晶圓的對接管腳鍵合之前，所述諧振器的機電耦合系數的范圍是6.5％至9.5％；對于所述提高所述濾波器中的諧振器的機電耦合系數，提高后的該機電耦合系數的范圍是6.5％至9.5％。

可選地，所述范圍是7.5％至8.5％。

可選地，提高所述濾波器中諧振器的機電耦合系數的比例為1％至0.02％。

可選地，還包括：根據諧振器、管腳的形狀以及二者的布置位置來調節對接管腳的形狀。

可選地，調節上晶圓的諧振器圖形與下晶圓的諧振器圖形之間在水平方向的交錯面積，以減小上晶圓和下晶圓的諧振器之間產生的寄生電容。

可選地，調整對接管腳的限定厚度，從而調節上晶圓的諧振器與下晶圓的諧振器之間的間距，以減小上晶圓和下晶圓的諧振器之間產生的寄生電容。

可選地，在濾波器版圖上，將串聯支路的前級電路和后級電路分區設置，以及將并聯支路的前級電路和后級電路分區設置，并且使上晶圓上的前級電路與下晶圓的前級電路相對設置，上晶圓上的后級電路與下晶圓的后級電路相對設置，以減小所述前后級之間的寄生電容。