具有多标记叉指换能器的横向激励薄膜体声波谐振器制造技术

声波谐振器器件和声波滤波器器件。声波谐振器包括具有正面和背面的压电板。背面附接到衬底的表面，压电板的一部分形成跨越衬底中的空腔的隔膜。导体图案在正面上形成。导体图案包括一个多标记叉指换能器(IDT)，IDT的指状物位于隔膜上。位于隔膜上。位于隔膜上。

【技术实现步骤摘要】
具有多标记叉指换能器的横向激励薄膜体声波谐振器


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

技术介绍

[0002]射频(RF)滤波器是双端器件，其被配置为通过一些频率，阻止其它频率，其中“通过”意味着以相对低的信号损耗进行传输，而“阻止”意味着阻塞或基本上衰减。滤波器通过的频率范围称为滤波器的“通带”。由这种滤波器阻止的频率范围称为滤波器的“阻带”。典型的RF滤波器具有至少一个通带和至少一个阻带。通带或阻带的具体要求取决于具体应用。例如，“通带”可以定义为一个频率范围，其中滤波器的插入损耗优于诸如1dB、2dB或3dB的定义值。“阻带”可以定义为一个频率范围，其中滤波器的抑制大于定义值，例如20dB、30dB、40dB或更大的值，这取决于具体的应用。
[0003]RF滤波器用于通过无线链路传输信息的通信系统中。例如，RF滤波器可见于蜂窝基站、移动电话和计算设备、卫星收发器和地面站、物联网(IoT)设备、膝上型计算机和平板电脑、定点无线电链路和其它通信系统的RF前端中。RF滤波器也用于雷达和电子和信息战系统。
[0004]RF滤波器通常需要许多设计方面的权衡，以针对每个特定应用实现诸如插入损耗、拒绝、隔离、功率处理、线性、尺寸和成本之类的性能参数之间的最佳折中。具体的设计和制造方法和增强可以同时使这些需求中的一个或几个受益。
[0005]无线系统中RF滤波器的性能的增强可对系统性能产生广泛影响。可以通过改进RF滤波器来改进系统性能，例如单元尺寸更大、电池续航时间更长、数据速率更高、网络容量更大、成本更低、安全性增强、可靠性更高等。可在无线系统的各个级别上单独地或组合地实现这些改进点，例如在RF模块、RF收发器、移动或固定子系统或网络级别实现这些改进点。
[0006]用于当前通信系统的高性能RF滤波器通常结合声波谐振器，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)和其他类型声波谐振器。但是，这些现有技术不适合在更高的频率和带宽下使用，而未来的通信网络需要用到更高的频率和带宽。
[0007]要想获得更宽的通信信道带宽，就势必要用到更高频率的通信频段。3GPP(第三代合作伙伴计划)已对用于移动电话网络的无线电接入技术进行了标准化处理。5G NR(新无线电)标准中定义了用于第五代移动网络的无线电接入技术。5G NR标准定义了若干个新的通信频段。这些新的通信频段中有两个频段是n77和n79，其中n77使用3300MHz至4200MHz的频率范围，n79使用4400MHz至5000MHz的频率范围。频段n77和频段n79都使用时分双工(TDD)，因此在频段n77和/或频段n79中工作的通信设备将相同的频率用于上行链路和下行链路传输。n77和n79频段的带通滤波器必须能够处理通信设备的发射功率。在5GHz和6GHz的无线频段也需要高频率和宽带宽。5G NR标准还定义了频率在24.25GHz和40GHz之间的毫米波通信频段。
[0008]横向激励薄膜体声波谐振器(XBAR)是用于微波滤波器的声波谐振器结构。题为“TRANSVERSELY EXCITED FILM BULK ACOUSTIC RESONATOR”的美国专利10,491,291中描述了这种XBAR。XBAR谐振器包括叉指换能器(IDT)，该叉指换能器(IDT)在单晶压电材料的薄浮层或隔膜上形成。IDT包括从第一母线延伸的第一组平行指状物和从第二母线延伸的第二组平行指状物。第一组平行指状物和第二组平行指状物交错。施加到IDT上的微波信号在压电隔膜中激发出剪切的主声波。XBAR谐振器提供了很高的机电耦合和高频能力。XBAR谐振器可用于各种RF滤波器，包括带阻滤波器、带通滤波器、双工器和多路复用器。XBAR非常适合用于频率高于3GHz的通信频段的滤波器中。矩阵XBAR滤波器也适合于在1GHz和3GHz之间的频率。
[0009]
技术实现思路
发
[0010]本专利技术公开了一种声波谐振器，包括：一压电板，具有正面和背面，所述背面附接到衬底的表面，所述压电板的一部分形成跨越所示衬底中的相应空腔的隔膜；和一导体图案，位于所述正面上，所述导体图案包括多标记叉指换能器(IDT)、在所示隔膜上的IDT的指状物。
[0011]其中，主剪切声模由所述压电板中的IDT激发。
[0012]其中，响应于施加到IDT的射频信号激发所述剪切主声模。
[0013]其中，所述IDT的标记沿所述IDT的长度变化。
[0014]其中，所述IDT沿其长度被分成两个或更多个部分，每个部分具有与每个其他部分的标记不同的相应标记。
[0015]其中，所述IDT的标记沿着所述IDT的长度连续变化。
[0016]其中，所述IDT的间距在整个IDT上是恒定的。
[0017]其中，所述IDT的间距沿所述IDT的长度变化。
[0018]其中，所述IDT沿其长度被分成两个或更多个部分，每个部分具有与每个其他部分的间距不同的相应间距。
[0019]其中，所述IDT的间距沿所述IDT的长度连续变化。
[0020]本专利技术还公开了一种滤波器装置，包括：一压电板，具有正面和背面，所述背面附接到衬底的表面，所述压电板的部分形成跨越所述衬底中的相应空腔的多个隔膜；和一导体图案，位于所述正面上，所述导体图案包括多个叉指换能器(IDT)，IDT的指状物在多个隔膜的相应一个隔膜上，其中，来自所示多个IDT的第一个IDT是多标记IDT。
[0021]其中，主剪切声模由所述压电板中的所述多个IDT中的相应IDT激发。
[0022]其中，激发所述剪切主声模，以响应施加到各个IDT的各个射频信号。
[0023]其中，所有多个IDT都是多标记IDT。
[0024]其中，所述第一IDT沿其长度被分成两个或更多个部分，每个部分具有与每个其他部分的标记不同的相应标记。
[0025]其中，所述第一IDT的标记沿着所述第一IDT的长度连续变化。
[0026]其中，所述第一IDT的间距在整个第一IDT上是恒定的。
[0027]其中，所述第一IDT的间距沿所述第一IDT的长度变化。
[0028]其中，所述第一IDT沿其长度被分成两个或更多个部分，每个部分具有与每个其他部分的间距不同的相应间距。
[0029]其中，所述第一IDT的间距沿所述第一IDT的长度连续变化。
附图说明
[0030]图1包括横向激励膜体声波谐振器(XBAR)的示意性平面图、两个示意性横截面图和细节图。
[0031]图2是XBAR的替代示意性截面图。
[0032]图3是说明XBAR中的剪切水平声模的图。
[0033]图4是多标记叉指换能器(IDT)的平面图。
[0034]图5是另一个多标记IDT的平面图。
[0035]图6是常规IDT和另一个多标记IDT的标记随着沿IDT长度位置变化的图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声波谐振器，包括：一压电板，具有正面和背面，所述背面附接到衬底的表面，所述压电板的一部分形成跨越所示衬底中的相应空腔的隔膜；和一导体图案，位于所述正面上，所述导体图案包括多标记叉指换能器(IDT)、在所示隔膜上的IDT的指状物。2.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，主剪切声模由所述压电板中的IDT激发。3.根据权利要求2所述的声波谐振器，其特征在于，响应于施加到IDT的射频信号激发所述剪切主声模。4.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述IDT的标记沿所述IDT的长度变化。5.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述IDT沿其长度被分成两个或更多个部分，每个部分具有与每个其他部分的标记不同的相应标记。6.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述IDT的标记沿着所述IDT的长度连续变化。7.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述IDT的间距在整个IDT上是恒定的。8.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述IDT的间距沿所述IDT的长度变化。9.根据权利要求8所述的声波谐振器，其特征在于，所述IDT沿其长度被分成两个或更多个部分，每个部分具有与每个其他部分的间距不同的相应间距。10.根据权利要求8所述的声波谐振器，其中，所述IDT的间距沿所述IDT的长度连续变化。11.一种滤波器装置，包括：一压电板，具有正面和背面，所述背面附接到衬底的表面，所述压电板的部分形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷格，
申请(专利权)人：谐振公司，
类型：发明
国别省市：