[發明專利]梯形結構的體聲波濾波器以及多工器和通信設備

有效

• 申請號: 202011204714.6
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112332800B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 邊子鵬;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: H03H9/54
• 分類號: H03H9/54;H03H9/70
• 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

本發明公開了一種梯形結構的體聲波濾波器以及多工器和通信設備，該波濾器中，對于諧振器的頂電極設置抬高部和溝槽，有助于提升濾波器的插損特性。

技術領域

本發明涉及濾波器技術領域，特別地涉及一種梯形結構的體聲波濾波器以及多工器和通信設備。

背景技術

近年來的通信設備小型化和高性能趨勢的加快，給射頻前端提出了更高的挑戰。濾波器是射頻通信前端最常用的器件之一，一方面要通過減小芯片和封裝基板的尺寸來實現小型化，另一方面要通過減少損耗來源、更好的諧振器以及更優的設計方法來實現更好的性能。

普通的濾波器的一種典型結構如圖1所示，圖1是根據現有技術中的聲波濾波器的一種結構的示意圖。這種濾波器100采用梯形結構，輸入端T1和輸出端T2之間有電感L1、L2以及多個諧振器(通常稱作串聯諧振器)11～13，各串聯諧振器的連接點與接地端之間的多個支路(通常稱作并聯支路)上分別設置有諧振器21～24(通常稱作并聯諧振器)，經由接地電感L3、L4接地。圖中示出的是2個接地電感的情形，另外也可以是各并聯諧振器分各自經過1個電感接地，即4個接地電感。各并聯諧振器上添加有質量負載層，使并聯諧振器的頻率和串聯諧振器的頻率具有差異從而形成濾波器的通帶。

圖2是根據現有技術中的一種體聲波諧振器的基本結構的示意圖。圖2示出的是截面圖，其中各部分說明如下：

201：襯底，可選材料為單晶硅、砷化鎵、藍寶石、石英等。

202：聲學鏡，圖2示意為一空腔。聲學鏡也可采用布拉格反射層及其他等效形式。

203：底電極，材料可選鉬、釕、金、鋁、鎂、鎢、銅，鈦、銥、鋨、鉻或以上金屬的復合或其合金等。

204：壓電薄膜層，可選單晶氮化鋁，多晶氮化鋁、氧化鋅，PZT等材料并包含上述材料的一定原子比的稀土元素摻雜材料。

205：頂電極，材料可選鉬、釕、金、鋁、鎂、鎢、銅，鈦、銥、鋨、鉻或以上金屬的復合或其合金等，頂電極包含質量負載層。

薄膜體聲波諧振器工作在串聯諧振頻率Fs時的阻抗為串聯諧振點阻抗Rs，工作在串聯諧振頻率時的品質因數為Qs，串聯諧振點阻抗越小Qs越大；薄膜體聲波諧振器工作在并聯諧振頻率Fp時的阻抗為并聯諧振點阻抗Rp，工作在并聯諧振頻率時的品質因數為Qp，并聯諧振點阻抗越高Qp越大；諧振器最大Q值(Qmax)對應頻率在串聯諧振頻率和并聯諧振頻率之間。應用高Q值諧振器設計的濾波器具有更低的插損和更高的滾降，所以要想得到更好的濾波器性能需要諧振器的Q值盡量高。

對于一個梯形濾波器結構，串聯諧振器的串聯諧振頻點和并聯諧振器的并聯諧振頻點在通帶內；串聯諧振器的并聯諧振頻點在通帶外高頻端，形成高頻端的抑制零點；并聯諧振器的串聯諧振頻點在通帶外低頻端，形成低頻端抑制零點。串聯諧振器的Qmax、Qs以及串聯諧振頻點對應頻率至濾波器通帶左邊沿對應頻率之間的Q值對通帶插損影響較大，Qp其次；并聯諧振器的Qp和Qmax對通帶插損影響較大，Qs其次；即梯形濾波器中串聯諧振器和并聯諧振器的性能要求不同。

發明內容

本發明提出梯形結構的體聲波濾波器以及多工器和通信設備，該波濾器中，針對濾波器中的串聯諧振器，在其頂電極設置抬高部和溝槽，有助于提升濾波器的插損特性。

本發明提供以下技術方案：

一種梯形結構的體聲波濾波器，所述梯形結構中包含多個串聯諧振器和多個并聯諧振器，串聯諧振器的頂電極的邊緣具有第一抬高部；所述頂電極的與第一抬高部相鄰的位置處設置有溝槽。

可選地，并聯諧振器的頂電極的邊緣具有第二抬高部。

可選地，所述溝槽的深度在0.003um至0.05um之間。

可選地，所述溝槽的寬度在0至15um之間。