【技术实现步骤摘要】
本公开涉及使用声波谐振器的射频滤波器，并且具体地涉及用于通信设备并具有改进的导热性的声波谐振器和滤波器。
技术介绍
1、射频(rf)滤波器是双端口器件，该双端口器件被配置为使某些频率通过并阻止其他频率，其中，“通过”意味着以相对较低的信号损失进行传输，并且“阻止”意味着阻挡或显著地衰减。滤波器所通过的频率的范围被称为滤波器的“通带”。这种滤波器所阻止的频率的范围被称为滤波器的“阻带”。典型的rf滤波器具有至少一个通带和至少一个阻带。对通带或阻带的具体要求可以取决于具体应用。例如，在一些情况下，“通带”可以被定义为滤波器的插入损耗优于诸如1db、2db或3db之类的定义值的频率范围，而“阻带”可以被定义为滤波器的抑制大于诸如20db、30db、40db或更大值之类的定义值的频率范围，这取决于应用。
2、rf滤波器用于通过无线链路来传输信息的通信系统。例如，rf滤波器可以出现在蜂窝基站、移动电话和计算设备、卫星收发器和地面站、iot(物联网)设备、膝上型计算机和平板计算机、固定点无线电链路和其他通信系统的rf前端中。rf滤波器也用于雷达、电子和信息战系统。
3、无线系统中rf滤波器的性能增强可以对系统性能产生广泛影响。rf滤波器的改进可以用于提供系统性能改进，例如更大的单元尺寸、更长的电池寿命、更高的数据速率、更大的网络容量、更低的成本、增强的安全性、更高的可靠性等。这些改进可以在无线系统的多个级别(例如，在rf模块、rf收发器、移动或固定子系统、或网络级别)处单独和组合地实现。随着对在更高频率下操作的rf滤
4、横向激发的薄膜体声学谐振器(xbar)是一种用于微波滤波器的声学谐振器结构。xbar谐振器通常包括形成在单晶压电材料的薄浮置层或振膜上的叉指换能器(idt)。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是交错的。施加到idt的微波信号在压电膜中激发剪切主声波。xbar谐振器提供非常高的机电耦合和高频能力。xbar谐振器可以用于包括带阻滤波器、带通滤波器、双工器和多路复用器在内的各种rf滤波器。xbar非常适合用于针对频率在3ghz以上的通信频带的滤波器。然而，希望提供在xbar操作期间改进的热耗散和传递，以进一步提高射频滤波器整体性能。
技术实现思路
1、因此，根据示例性方面，提供了一种声学谐振器，该声学谐振器包括：基板；中间层，设置在基板上并且具有至少部分地在中间层中延伸的气体填充腔，该气体填充腔具有散热气体，该散热气体相比于空气具有更大的热传输特性；压电层，具有形成振膜的部分，该振膜在气体填充腔上方；以及叉指换能器(idt)，在压电层的表面上并且具有在振膜上的交错指状物，该指状物的厚度小于压电层的厚度的0.5倍且大于压电层的厚度的0.2倍。根据该示例性方面，气体填充腔的底表面面向振膜，并且底表面和压电层之间的空腔深度在1.0μm至6.0μm之间。此外，相应的厚度和空腔深度是在与压电层的表面基本上正交的方向上测量的。
2、在另一示例性方面，基板和中间层之一限定气体填充腔的底表面。
3、在另一示例性方面，散热气体是氦气。
4、在另一示例性方面，中间层包括氧化硅或二氧化硅。
5、在另一示例性方面，基板的顶表面限定气体填充腔的底表面，中间层限定气体填充腔的侧壁，并且扩散屏障设置在气体填充腔的侧壁上。
6、在另一示例性方面，基板的顶表面限定气体填充腔的底表面，中间层限定气体填充腔的侧壁，并且接合材料限定气体填充腔的外壁。此外，接合材料可以是多个金属层。
7、在另一示例性方面，压电层的表面耦接到形成附加气体填充腔的封装，并且压电层包括孔，散热气体通过该孔在气体填充腔和附加气体填充腔之间分散。此外，该封装可以包括硅盖和接合材料，该硅盖限定附加气体填充腔的顶部，该接合材料限定附加气体填充腔的外壁。
8、在另一示例性方面，idt被配置为使得施加到idt的射频信号在振膜中激发体剪切声波，其中，声能沿着与压电层的表面基本上正交的方向传播，该方向横向于由idt的交错指状物产生的电场的方向。
9、在另一示例性方面，提供了一种包括多个体声学谐振器的滤波器装置。在该方面，至少一个体声学谐振器包括：基板；中间层，设置在基板上并且具有至少部分地在中间层中延伸的气体填充腔，该气体填充腔具有散热气体，该散热气体相比于空气具有更大的热传输特性；压电层，具有形成振膜的部分，该振膜在气体填充腔上方；以及叉指换能器(idt)，在压电层的表面上并且具有在振膜上的交错指状物，该指状物的厚度小于压电层的厚度的0.5倍且大于压电层的厚度的0.2倍。此外，气体填充腔的底表面面向振膜，并且底表面与压电层之间的空腔深度在1.0μm至6.0μm之间。此外，相应的厚度和空腔深度是在与压电层的表面基本上正交的方向上测量的。
10、在又另一示例性方面，提供了一种射频模块，包括：滤波器装置，包括并联连接的多个体声学谐振器；以及射频电路，耦接到滤波器装置，滤波器装置和射频电路被包封在共同的封装内。在该方面，滤波器装置的多个体声学谐振器中的至少一个包括：基板；中间层，设置在基板上并且具有至少部分地在中间层中延伸的气体填充腔，该气体填充腔具有散热气体，该散热气体相比于空气具有更大的热传输特性；压电层，具有形成振膜的部分，该振膜在气体填充腔上方；以及叉指换能器(idt)，在压电层的表面上并且具有在振膜上的交错指状物，该指状物的厚度小于压电层的厚度的0.5倍且大于压电层的厚度的0.2倍。此外，在该方面，气体填充腔的底表面面向振膜，并且底表面和压电层之间的空腔深度在1.0μm至6.0μm之间。此外，相应的厚度和空腔深度是在与压电层的表面基本上正交的方向上测量的。
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1.一种声学谐振器，包括：
2.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述基板和所述中间层之一限定所述气体填充腔的底表面。
3.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述散热气体是氦气。
4.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述中间层包括氧化硅或二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述基板的顶表面限定所述气体填充腔的底表面，所述中间层限定所述气体填充腔的侧壁，并且扩散屏障设置在所述气体填充腔的侧壁上。
6.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述基板的顶表面限定所述气体填充腔的底表面，所述中间层限定所述气体填充腔的侧壁，并且接合材料限定所述气体填充腔的外壁。
7.根据权利要求6所述的声学谐振器，其中，所述接合材料包括多个金属层。
8.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述压电层的表面耦接到形成附加气体填充腔的封装，并且所述压电层包括孔，所述散热气体通过所述孔在所述气体填充腔和所述附加气体填充腔之间分散。
9.根据权利要求8所述的声学谐振器，其中，所述封装包
10.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述IDT被配置为使得施加到所述IDT的射频信号在所述振膜中激发体剪切声波，其中，声能沿着与所述压电层的表面基本上正交的方向传播，所述方向横向于由所述IDT的交错指状物产生的电场的方向。
11.一种滤波器装置，包括：
12.根据权利要求11所述的滤波器装置，其中，对于所述至少一个体声学谐振器，所述基板和所述中间层之一限定所述气体填充腔的底表面。
13.根据权利要求11所述的滤波器装置，其中，所述散热气体是氦气。
14.根据权利要求11所述的滤波器装置，其中，对于所述至少一个体声学谐振器，所述基板的顶表面限定所述气体填充腔的底表面，所述中间层限定所述气体填充腔的侧壁，并且扩散屏障设置在所述气体填充腔的侧壁上。
15.根据权利要求11所述的滤波器装置，其中，对于所述至少一个体声学谐振器，所述基板的顶表面限定所述气体填充腔的底表面，所述中间层限定所述气体填充腔的侧壁，并且接合材料限定所述气体填充腔的外壁。
16.根据权利要求15所述的滤波器装置，其中，所述接合材料包括多个金属层。
17.根据权利要求11所述的滤波器装置，其中，对于所述至少一个体声学谐振器，所述压电层的表面耦接到形成附加气体填充腔的封装，并且所述压电层包括孔，所述散热气体通过所述孔在所述气体填充腔和所述附加气体填充腔之间分散。
18.根据权利要求17所述的滤波器装置，其中，所述封装包括硅盖和接合材料，所述硅盖限定所述附加气体填充腔的顶部，所述接合材料限定所述附加气体填充腔的外壁。
19.根据权利要求11所述的滤波器装置，其中，对于所述至少一个体声学谐振器，所述IDT被配置为使得施加到所述IDT的射频信号在所述振膜中激发体剪切声波，其中，声能沿着与所述压电层的表面基本上正交的方向传播，所述方向横向于由所述IDT的交错指状物产生的电场的方向。
20.一种射频模块，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种声学谐振器，包括：
2.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述基板和所述中间层之一限定所述气体填充腔的底表面。
3.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述散热气体是氦气。
4.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述中间层包括氧化硅或二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述基板的顶表面限定所述气体填充腔的底表面，所述中间层限定所述气体填充腔的侧壁，并且扩散屏障设置在所述气体填充腔的侧壁上。
6.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述基板的顶表面限定所述气体填充腔的底表面，所述中间层限定所述气体填充腔的侧壁，并且接合材料限定所述气体填充腔的外壁。
7.根据权利要求6所述的声学谐振器，其中，所述接合材料包括多个金属层。
8.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述压电层的表面耦接到形成附加气体填充腔的封装，并且所述压电层包括孔，所述散热气体通过所述孔在所述气体填充腔和所述附加气体填充腔之间分散。
9.根据权利要求8所述的声学谐振器，其中，所述封装包括硅盖和接合材料，所述硅盖限定所述附加气体填充腔的顶部，所述接合材料限定所述附加气体填充腔的外壁。
10.根据权利要求1所述的声学谐振器，其中，所述idt被配置为使得施加到所述idt的射频信号在所述振膜中激发体剪切声波，其中，声能沿着与所述压电层的表面基本上正交的方向传播，所述方向横向于由所述idt的交错指状物产生的电场的方向。
11.一种滤波器装置，包括：
12.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩特·加西亚，布莱恩·金伯瑞，约翰·P·库拉基斯，格雷格·戴尔，帕特里克·特纳，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：
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