CN115051680A - 具有单晶和多晶体声波谐振器的滤波器及电子设备 - Google Patents
具有单晶和多晶体声波谐振器的滤波器及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115051680A CN115051680A CN202110248367.5A CN202110248367A CN115051680A CN 115051680 A CN115051680 A CN 115051680A CN 202110248367 A CN202110248367 A CN 202110248367A CN 115051680 A CN115051680 A CN 115051680A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acoustic wave
- resonator
- single crystal
- filter
- bulk acoustic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 178
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 64
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 64
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 15
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 47
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 29
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 description 11
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 9
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 4
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052773 Promethium Inorganic materials 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 2
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N promethium atom Chemical compound [Pm] VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 2
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 2
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N thulium atom Chemical compound [Tm] FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004541 SiN Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(dioxo)niobium Chemical compound [K+].[O-][Nb](=O)=O UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/56—Monolithic crystal filters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种滤波器，包括多个体声波谐振器，所述多个体声波谐振器包括至少一个单晶体声波谐振器和至少一个多晶体声波谐振器。所述多个体声波谐振器包括处于滤波器的并联支路上的并联谐振器和处于滤波器的串联支路上的串联谐振器；在所述滤波器的天线端的并联谐振器和/或串联谐振器为单个的单晶体声波谐振器。本发明还涉及一种具有该滤波器的电子设备。
Description
技术领域
本发明的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种滤波器，以及一种具有该滤波器的电子设备。
背景技术
电子器件作为电子设备的基本元素，已经被广泛应用，其应用范围包括移动电话、汽车、家电设备等。此外，未来即将改变世界的人工智能、物联网、5G通讯等技术仍然需要依靠电子器件作为基础。
薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator，简称FBAR，又称为体声波谐振器，也称BAW)作为压电器件的重要成员正在通信领域发挥着重要作用，特别是FBAR滤波器在射频滤波器领域市场占有份额越来越大，FBAR具有尺寸小、谐振频率高、品质因数高、功率容量大、滚降效应好等优良特性，其滤波器正在逐步取代传统的声表面波(SAW)滤波器和陶瓷滤波器，在无线通信射频领域发挥巨大作用，其高灵敏度的优势也能应用到生物、物理、医学等传感领域。
薄膜体声波谐振器的结构主体为由底电极-压电薄膜或压电层-顶电极组成的“三明治”结构，即两层金属电极层之间夹一层压电材料。通过在两电极间输入正弦信号，FBAR利用逆压电效应将输入电信号转换为机械谐振，并且再利用压电效应将机械谐振转换为电信号输出。
目前5G的n77、n78、n79频段具有大的带宽，因此需要谐振器由大的机电耦合系数Kt2才能够满足需求，以n77为例，其900MHz的带宽需要大于40％的Kt2的谐振器才能够满足使用的需求。但是目前常规的多晶AlN基谐振器的Kt2小于20％，无法满足上述设计需求。而单晶体声波谐振器，其过大的Kt2不利于谐振器的滚降等性能指标。
此外，现有的滤波器中，当滤波器均由同一种体声波谐振器构成时，非线性会逐级增强。
发明内容
为缓解或解决现有技术中的上述问题的至少一个方面，提出本发明。
根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种滤波器，包括多个体声波谐振器，其中：所述多个体声波谐振器包括至少一个单晶体声波谐振器和至少一个多晶体声波谐振器。
本发明的实施例也涉及一种电子设备，包括上述的滤波器。
附图说明
以下描述与附图可以更好地帮助理解本发明所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：
图1为根据本发明的一个示例性实施例的滤波器的示意图，其为单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器混合使用的方案；
图2A为根据本发明的一个示例性实施例的滤波器中所使用的单晶体声波谐振器的截面示意图；
图2B为Y切LN的示意图；
图2C为(yx1)163切LN的示意图；
图2D为LNOI结构的示意性截面图，其中压电层为(yx1)163切LN压电层；
图2E为示意性示出Y切LN绕X晶轴逆时针旋转90-270度的过程中的机电耦合系数变化曲线；
图2F和2G分别示出了剪切波模式的变形示意图以及厚度伸缩模式的变形示意图；
图2H为(yx1)163切LN的阻抗对数频率响应的仿真图；
图2I为(yx1)158切LN和(yx1)171切LN的阻抗对数频率响应的仿真图；
图3为根据本发明的一个示例性实施例的、显示图2A所示的体声波谐振器的局部放大的截面示意图，显示了压电层和位于压电层上下两侧的电极和质量负载层；
图4为根据本发明的一个示例性实施例的滤波器中所使用的多晶体声波谐振器的截面示意图；
图5A为根据本发明的另一个示例性实施例的滤波器的示意图，其中靠近天线端的并联谐振器和串联谐振器均被拆分为两个并联谐振器；
图5B为根据本发明的还一个示例性实施例的滤波器的示意图，其中靠近天线端的并联谐振器拆分为两个并联谐振器，靠近天线端的串联谐振器拆分为两个串联谐振器；
图6为根据本发明的一个示例性实施例的示出滤波器中的单晶体声波谐振器与多晶体声波谐振器的连接方式的示意性截面图；
图7为根据本发明的另一个示例性实施例的示出滤波器中的单晶体声波谐振器与多晶体声波谐振器的连接方式的示意性截面图；
图8A-8I示例性示出了制造图6所示的结构的制造过程的一系列示意性截面图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。发明的一部分实施例，而并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对于需要大带宽的滤波器，本发明将Kt2较小的多晶体声波谐振器与Kt2较大的单晶体声波谐振器混合使用，以Kt2较大的单晶体声波谐振器为主将滤波器的带宽进行拉宽，同时使用Kt2较小的多晶体声波谐振器提升滤波器的抑制等性能，以满足5G频段滤波器大带宽需求的同时得到良好的滤波器性能。
此外，对于同种压电层材料的滤波器的设计来说，Kt2较大的谐振器的面积较大，但是同等Kt2下的单晶体声波谐振器的面积小于多晶体声波谐振器的面积，所以设计过程中Kt2较大的谐振器使用单晶体声波谐振器，可以缩小滤波器的面积。
此外，由于单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器的材料和结构的非线性，导致体声波谐振器的二阶互调比较严重，已知的解决方案是将天线端的谐振器拆分，但这会导致滤波器面积的增加。因为单晶体声波谐振器的压电层的结构无缺陷，可以很好的抑制二阶互调的产生，因此本发明提出的一种实施例的滤波器设计中，在滤波器的天线端使用单晶体声波谐振器而在其他位置使用多晶和/或单晶体声波谐振器就可以较好的解决二阶互调问题，还可以不增加滤波器的面积。
需要指出的是，在本发明的其他实施例中，滤波器的天线端也可以使用多晶体声波谐振器，或者多晶体声波谐振器与单晶体声波谐振器的组合。
图1为根据本发明的一个示例性实施例的滤波器的示意图，其为单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器混合使用的方案。如图1所示，滤波器包括4个串联谐振器S1、S2、S3、S4和3个并联谐振器P1、P2、P3。
图2A为根据本发明的一个示例性实施例的在图1所示的滤波器中所使用的单晶体声波谐振器的截面示意图。
在图2A-图8I中，本发明的附图标记说明如下：
110：辅助基底，可选材料为单晶硅、氮化镓、砷化镓、蓝宝石、石英、碳化硅、金刚石等。
111：基底，可选材料为单晶硅、氮化镓、砷化镓、蓝宝石、石英、碳化硅、金刚石等。
112：基底，可选材料为单晶硅、氮化镓、砷化镓、蓝宝石、石英、碳化硅、金刚石等。
120：绝缘层，可以是二氧化硅及其掺杂物、氮化硅、碳化硅、蓝宝石等。
130：单晶压电层，可选单晶氮化铝、单晶氮化镓、单晶铌酸锂、单晶锆钛酸铅、单晶铌酸钾、单晶石英薄膜、或者单晶钽酸锂等材料，还可包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料，例如可以是掺杂氮化铝，掺杂氮化铝至少含一种稀土元素，如钪(Sc)、钇(Y)、镁(Mg)、钛(Ti)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等。在进一步的实施例中，单晶压电层为单晶铌酸锂压电层或单晶钽酸锂压电层。
131：多晶压电层，材料可选为多晶氮化铝、氧化锌、PZT等，还可是包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料，例如可以是掺杂氮化铝，掺杂氮化铝至少含一种稀土元素，如钪(Sc)、钇(Y)、镁(Mg)、钛(Ti)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等。
141，143：底电极，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
142，144：顶电极，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。顶电极和底电极材料一般相同，但也可以不同。
151：支撑层，材料可为铜，金或以上金属的复合或其合金等，也可以是SiN，SiO2等介质材料。支撑层151也可以是键合层，用于连接压电层130与基底111。
152：牺牲材料层，其材料可以是SiO2、SiN等介质材料及其掺杂材料。如本领域技术人员能够理解的，在本发明中，如果牺牲材料层152用于形成声学镜空腔，则支撑层151的材料和牺牲材料层152的材料需要有一定的刻蚀选择比。
161：第一封装层，其可以是键合材料层，材料可为铜，金或以上金属的复合或其合金等，也可以是SiN，SiO2等介质材料。
162：第二封装层，其可以是键合材料层、材料可为铜，金或以上金属的复合或其合金等，也可以是SiN，SiO2等介质材料。在本发明的一个实施例中，第一封装层161与第二封装层162彼此键合，以将封装基底112与压电层130彼此结合。
170，171：声学镜，可以是空腔，也可采用布拉格反射层及其他等效形式，本发明所示的实施例中采用的是空腔。
201：第一质量负载层，材料可以与底电极和相同，也可以与底电极不同。第一质量负载层的材料也可以为非金属材料，例如可以选用二氧化硅或金属氧化物等。第一质量负载层可以设置在压电层与底电极之间，或者设置在底电极中，或者设置在底电极的远离所述压电层的一侧。
202：第二质量负载层，材料可以与顶电极和相同，也可以与顶电极不同。第二质量负载层的材料也可以为非金属材料，例如可以选用二氧化硅或金属氧化物等。第二质量负载层可以设置在压电层与顶电极之间，或者设置在顶电极中，或者设置在顶电极的远离所述压电层的一侧。第一质量负载层201与第二质量负载层202的材料可以相同，也可以不同。
203：钝化层或工艺层或质量负载层，其可以是氮化铝、氮化硅或二氧化硅等。钝化层或工艺层或质量负载层203也可以不设置。
在本发明中，单晶体声波谐振器表示该谐振器的压电层为单晶压电膜层，多晶体声波谐振器表示该谐振器的压电层为多晶压电膜层。
在本发明中，体声波谐振器的叠层结构包括顶电极、压电层和底电极形成叠置膜层结构。
图2A为根据本发明的一个示例性实施例的滤波器中所使用的单晶体声波谐振器的截面示意图。需要指出的是，图2A以及图3仅仅是单晶体声波谐振器的具体示例，并不代表本发明中所使用的单晶体声波谐振器仅能为图2A或3中所示的结构。
如图2A所示，体声波谐振器包括基底111、压电层130、声学镜170、底电极141和顶电极142。如图2A所示，在图示的实施例中，在压电层130的下侧和上侧分别设置有第一质量负载层201和第二质量负载层202。
因此，在图2A所示的实施例中，可以通过调节第一质量负载层201和第二质量负载层202的厚度来改善谐振器的性能。例如，能够更好地调节谐振器在厚度方向上的对称性，从而有利于最大限度地消除二阶互调。
如图2A所示，在图示的实施例中，第一质量负载层201位于底电极141的下侧，即，底电极141被夹在第一质量负载层201和压电层130之间。第二质量负载层202位于顶电极142的上侧，即，顶电极142被夹在第二质量负载层202和压电层130之间。
如图2A所示，在本发明的一个示例性实施例中，第一质量负载层201的材料可以与第二质量负载层202的材料相同。但是，本发明不局限于此，第一质量负载层201的材料也可以与第二质量负载层202的材料不同。
在图1中，可以看到天线端的串联谐振器为在串联支路上的最接近天线端T1的串联谐振器S1，而在天线端的并联谐振器为并联制度上的最接近天线端T1的并联谐振器P1。
由于单晶和多晶体声波谐振器的材料特性不同，因此由材料非线性产生的二阶互调也不同，因此前级单晶或多晶体声波谐振器产生的二阶互调，到达天线端的另外的多晶或单晶体声波谐振器后，二阶互调无法耦合，因此被减弱或消除。而当滤波器均由同一种体声波谐振器构成时，二阶互调或非线性会逐级增强。对于需要抑制非线性二阶互调的滤波器来说，假如T1是滤波器的天线端，则例如可以将S1和/或P1设置成单晶体声波谐振器，而其余的S2,S3,S4和P2,P3设置为普通的多晶体声波谐振器，这样S1和P1可以将前级产生的二阶互调消除或者抑制，甚至最终达到天线端的信号无二阶互调信号，或者例如可以将S1和/或P1设置成多晶体声波谐振器，而其余的S2,S3,S4和P2,P3设置为单晶体声波谐振器，同样可以达到消除或者抑制二阶互调的效果。
因此，采用多晶体声波谐振器和单晶体声波谐振器混合使用的方案，有利于减少二次谐振，消除或者抑制二阶互调。下面具体的示例性说明。
在本发明中，图2A所示的POI晶圆为LNOI结构，相应的体声波谐振器则为LiNbO3(LN)单晶体声波谐振器。LNOI结构中的LN为铌酸锂单晶体。在本发明的一个实施例中，基于LNOI结构制作体声波谐振器或者其他声学器件。
LN单晶体常见的切型有Y切、X切和Z切，“X”、“Y”、“Z”分别是LN单晶体被指定的X晶轴、Y晶轴、Z晶轴，这几种切型的切割平面都垂直于某一晶轴。例如下图2B的Y切示意图，其切割平面-M垂直于Y晶轴，所以被称为Y切。本专利中的切型为旋转Y切，如下图2C所示的切型为(yxl)163°切，其是将Y晶轴绕X晶轴逆时针旋转163°，且切割平面-N垂直于该Y+163°轴。
为使LN体声波谐振器的主模工作在5G频段，需要获得微米级别甚至亚微米级别厚度的LN薄膜，这需要采用特定工艺来将LN键合至衬底上，图2D为LNOI结构的示意性截面图，其中压电层为(yxl)158°-171°切LN压电层。在图2D中，LN为铌酸锂单晶体，硅被当作衬底，二氧化硅被当作键合层，压电层为(yxl)163°切LN压电层。图2D中的LNOI结构为POI晶圆结构，包括衬底、单晶压电层以及设置在单晶压电层与衬底之间的绝缘层。
在图2D所示的实施例中，选择(yxl)163°切LN作为单晶压电层材料。其原因说明如下：
为设计5GHz频段的LN体声波谐振器，根据LN单晶的弹性劲度矩阵、压电应力常数矩阵、相对介电常数矩阵数据，可绘制出厚度方向上施加交变电场引起的机电耦合系数
随X轴逆时针旋转角度θ变化的曲线图。图2E为示意性示出Y切LN绕X晶轴逆时针旋转90-270度的过程中的机电耦合系数变化曲线。由于考虑到
和
为0，而d31和d32对应的
和
虽然不为0，但是其谐振频率基本上在1GHz以下。故图2E只展示了
(d33/厚度伸缩模式)和
(d34/y-z平面剪切模式)的曲线图。
图2F示出了剪切波模式的变形示意图，即(yxl)163°切LN谐振器的主要振动模态。图2G示出了厚度伸缩模式的变形示意图，该模式应尽可能被抑制。LN薄膜的厚度t是决定y-z平面剪切波模式和厚度伸缩模式频率的主要因素，由于在设计5G频段中的器件时，这两种模式有可能会同时出现，从而给后续的设计带来麻烦，故需要避免厚度伸缩模式的出现。
从图2E可知，在绕X晶轴逆时针旋转253度时，
接近峰值，同时
为0,这一切型被称为(yxl)163°切，即使用(yxl)163°切LN单晶制作薄膜体声波谐振器，可以使得谐振器获得最优的声波特性。
考虑到切片过程中存在一定的误差，可以将剪切体声波谐振器的切型放宽到一定角度，由图2E可以看出，在(yxl)163°左侧，剪切波的机电耦合系数下降比较快，当到达(yxl)158°左右时，剪切波模式的
下降到45％。而在右侧达到(yxl)171°左右时，剪切波模式的
达到峰值59.1％，而此时厚度伸缩模式的
只有1.8％，是剪切波模式的3％左右。故可以选取(yxl)158°-171°的切型来设计LN薄膜体声波谐振器。
图2H为(yxl)163°切LN的阻抗对数频率响应的仿真图，图2I为(yxl)158°切LN和(yxl)171°切LN的阻抗对数频率响应的仿真图。
所以，多晶AlN及其掺杂物组成的FBAR是属于纵波振动模式。而LN单晶组成的FBAR是剪切波模式，由于振动模式不同以及剪切波模式的非线性较弱，所以多晶FBAR谐振器产生的交调失真会到天线端的单晶谐振器处被削弱或消除，因此有利于交调失真的降低。
图3为根据本发明的一个示例性实施例的、显示图2A所示的体声波谐振器的局部放大的截面示意图，显示了压电层和位于压电层上下两侧的电极和质量负载层。
在图2A和图3所示的实施例中，可以通过调节第一质量负载层201的厚度和第二质量负载层202的厚度来调节体声波谐振器的厚度对称性，使得谐振器的压电层130的上下两侧的结构基本对称，这样有利于减少或消除二阶互调，有利于提高谐振器的性能。
在本发明的一个实施例中，如图2A和3所示，第一质量负载层201和第二质量负载层202的材料与底电极141和顶电极142的材料相同，此外，体声波谐振器满足以下关系式：0.5≤(d1+d2)/(d3+d4)≤1.5(关系式1)，其中，d1为顶电极142的厚度，d2为第二质量负载层202的厚度，d3为底电极141的厚度，d4为第一质量负载层201的厚度。(d1+d2)/(d3+d4)的上述取值有利于使得(d1+d2)的值与(d3+d4)的值两者之间相差不是太大，以有利于减少或消除二阶互调。
在进一步的实施例中，前述厚度比值(d1+d2)/(d3+d4)的范围还可以是：0.95≤(d1+d2)/(d3+d4)≤1.05(关系式2)。这样，可以进一步提高体声波谐振器的厚度对称性，进一步有利于减少或消除二阶互调和提高谐振器的性能。
可选的，滤波器中的一个或多个谐振器可以设置质量负载层，而其他的谐振器可以不设置质量负载层。此外，如能够理解的，在设置质量负载层的情况下，也可以仅仅在谐振器的叠层结构的上侧或下侧设置质量负载层。
图4为根据本发明的一个示例性实施例的滤波器中所使用的多晶体声波谐振器的截面示意图。在图4中，压电层131为多晶压电膜层，如图4所示，谐振器包括基底112、声学镜171、底电极143、压电层131、顶电极144和钝化层203。
为了进一步减少单晶体声波谐振器S1和P1的二阶互调，可以将单晶体声波谐振器S1和P1拆分。
图5A为根据本发明的另一个示例性实施例的滤波器的示意图。在图5A中，靠近天线端的单晶体声波谐振器S1分拆为彼此并联连接的两个单晶体声波谐振器S1-1和S1-2，靠近天线端的单晶体声波谐振器P1分拆为彼此并联连接的两个单晶体声波谐振器P1-1和P1-2。
图5B为根据本发明的还一个示例性实施例的滤波器的示意图。在图5B中，靠近天线端的并联谐振器拆分为彼此并联连接的两个并联谐振器P1-1和P1-2，靠近天线端的串联谐振器拆分为彼此串联连接的两个串联谐振器S1-1和S1-2。
对于串联支路的串联谐振器的拆分，拆分后的两个谐振器可以是并联结构也可以是串联结构，对于并联支路的并联谐振器的拆分，拆分后的两个谐振器只能是并联结构。
在前述实施例中，谐振器S1和P1均为单晶体声波谐振器，但是也可以是其中一个谐振器为单晶体声波谐振器而另一个为多晶体声波谐振器。
在本发明中，将一个体声波谐振器拆分为两个谐振器后，该两个谐振器形状和面积以及叠层结构相同，在本发明中，拆分的两个谐振器的形状也可以不相同。将一个体声波谐振器拆分为两个谐振器后，该两个谐振器可以将非线性消除或者削减。
下面参照图6-7示例性说明单晶体声波谐振器与多晶体声波谐振器的连接方式。
图6为根据本发明的一个示例性实施例的示出滤波器中的单晶体声波谐振器与多晶体声波谐振器的连接方式的示意性截面图。在图6中，上层的封装基底(CAP Wafer)112上制备有多晶体声波谐振器，下层的基底111则制备有单晶体声波谐振器，如图6所示，多晶体声波谐振器和单晶体声波谐振器通过金属键合层161和162而彼此电连接，如图6所述，金属键合层161与下层的单晶体声波谐振器的顶电极142电连接，金属键合层161经由金属键合层162与上层的多晶体声波谐振器的底电极143电连接。
图6中的单晶和多晶体声波谐振器设置在不同的基底上，但是其连接方式只是一种举例，还可以使用现有其他技术进行连接。
图7为根据本发明的另一个示例性实施例的示出滤波器中的单晶体声波谐振器与多晶体声波谐振器的连接方式的示意性截面图。在图7中，多晶和单晶体声波谐振器均设置在下层的基底111上，也就是多晶和单晶体声波谐振器设置在同一基底上。
图8A-图8I示例性示出了图6中的结构的制造过程。下面参照附图8A-图8I详细说明图1中的体声波谐振器的制造过程。
第一，如图8A所示，提供POI基板，该POI基板包括辅助基底110、设置在辅助基底110上的绝缘层120和设置在绝缘层120上的单晶压电层130。
如图8A所示，接着，在单晶压电层130的第一侧(即压电层130的下表面)上形成底电极141。例如，可以在单晶压电层130的第一侧沉积电极金属层并将金属层图形化而形成底电极141。
第二，如图8B所示，在底电极141上形成第一质量负载层201。第一质量负载层201可以以任何合适的方式形成在底电极141的下侧表面上，例如，可以通过沉积或溅射的方式。
在可选的实施例中，可以先在压电层130的第一侧依次沉积底电极的电极材料层以及第一质量负载的材料层，然后对质量负载材料层图形化而形成第一质量负载层，接着对电极材料层图形化而形成底电极141。在可选的实施例中，也可以先形成用于底电极的电极材料层以及用于第一质量负载层的材料层后，一次成型而形成底电极141和第一质量负载层201。
以上都可以形成图8B所示的结构。
第三，如图8C所示，在图8B所示结构上，在单晶压电层130的第一侧形成牺牲材料层152和支撑层151。例如，可以先在单晶压电层130的第一侧形成支撑层151，之后对支撑层151进行蚀刻以获得构成声学镜170的空腔，最后在该空腔中填充牺牲材料，以形成牺牲材料层152。如图8C所示，可以通过例如CMP(化学机械研磨)的方式使得支撑层151的表面与牺牲材料层152的表面齐平。也可以先形成牺牲材料层152，再形成支撑层151。
在图8C所示的实施例中，牺牲材料层152的表面与支撑层151的表面齐平，但是本发明不限于此。如前面已经提及的，可以先在图8B所示结构上沉积和图形化牺牲材料以形成牺牲材料层152，然后再沉积和图形化支撑材料，该支撑材料可以覆盖整个牺牲材料层152，再通过例如CMP(化学机械研磨)的方式将支撑层151的表面磨平，但是牺牲材料层152被支撑层151所覆盖。
第四，提供基底111，以及如图8D所示，将图8C所得到的结构体结合到基底111上，也就是将基底111结合到支撑层151上。这种结合可以是键合的方式，也可以其他任何能够将基底111与支撑层151结合的方式。
第五，将图8D的结构翻转，以及如图8E所示，去除POI基板的基底110和绝缘层120。虽然没有示出，绝缘层120可以保留一部分而留在谐振器的非有效区域的部分。基底110和绝缘层120在前述制造过程中可以实现对单晶压电层130的临时支撑和保护，以防压电层130受损。
第六，如图8F所示，在单晶压电层130的第二侧(即压电层130的上表面)上形成顶电极142。例如，可以在单晶压电层130的顶面沉积金属层并将金属层图形化成顶电极142。
第七，如图8G所示，在顶电极142上形成第二质量负载层202。第二质量负载层202可以以任何合适的方式形成在顶电极142的上侧表面上，例如，可以通过沉积或溅射的方式。
同样可以理解的，在可选的实施例中，可以先在压电层130的第二侧依次沉积顶电极的电极材料层以及第二质量负载的材料层，然后对质量负载材料层图形化而形成第二质量负载层，接着对电极材料层图形化而形成顶电极142。在可选的实施例中，也可以先形成用于顶电极的电极材料层以及用于第二质量负载层的材料层后，一次成型而形成顶电极142和第二质量负载层202。
第八，如图8H所示，利用刻蚀剂去除牺牲材料层152以得到声学镜170。
第九，如图8I所示，提供设置有如图6所示结构的多晶体声波谐振器的基底112，以及设置金属键合层161和162，接着将基底112与图8H所示结构键合连接，从而形成图8I所示的结构。
在本发明中，滤波器同时包括了单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器。进一步的，在本发明中，以串联谐振器S1和并联谐振器P1(即天线端的并联谐振器)为单晶体声波谐振器、而滤波器中的其他体声波谐振器为多晶体声波谐振器为例进行说明，但是本发明不限于此。只要串联谐振器S1(即天线端的串联谐振器)和与其相邻的其他串联谐振器是不同类型(即多晶类型或单晶类型)，还可以有很多变化，例如，串联谐振器S1和并联谐振器P1也可以都是多晶体声波谐振器，或者两者中仅一个为单晶体声波谐振器，至于其他的体声波谐振器，在满足串联谐振器S1(即天线端的串联谐振器)和与其相邻的其他串联谐振器是不同类型的情况下，可以为多晶体声波谐振器或单晶体声波谐振器。以上均在本发明的保护范围之内。
在本发明中，例如对于图1所示的滤波器结构，在串联谐振器S1和并联谐振器P1均为单晶体声波谐振器且其他谐振器为多晶体声波谐振器的情况下，可以获得如下技术效果：S1和P1例如是单晶铌酸锂为压电层的谐振器，其余为例如多晶AlN为压电层的谐振器。由上述分析可知多晶AlN及其掺杂物组成的FBAR是属于纵波振动模式。而LN单晶组成的FBAR是剪切波模式，由于振动模式不同以及剪切波模式的非线性较弱，所以多晶FBAR谐振器产生的交调失真会在天线端的单晶谐振器处被削弱或消除，因此有利于交调失真的降低。
在本发明中，例如对于图1所示的滤波器结构，在串联谐振器S1和并联谐振器P1均为多晶体声波谐振器且其他谐振器为单晶体声波谐振器的情况下，可以获得如下技术效果：S1和P1例如是多晶AlN为压电层的谐振器，其余例如为单晶铌酸锂压电层的谐振器。由上述分析可知多晶AlN及其掺杂物组成的FBAR是属于纵波振动模式，而LN单晶组成的FBAR是剪切波模式，由于振动模式不同以及剪切波模式的非线性较弱，所以多晶FBAR谐振器产生的交调失真会在天线端的单晶谐振器处被削弱或消除，因此有利于交调失真的降低。
在本发明中，上和下是相对于谐振器的基底的底面而言的，对于一个部件，其靠近该底面的一侧为下侧，远离该底面的一侧为上侧。在本发明中，这里的基底为谐振器的器件基底。
基于以上，本发明提出了如下技术方案：
1、一种滤波器，包括多个体声波谐振器，其中：
所述多个体声波谐振器包括至少一个单晶体声波谐振器和至少一个多晶体声波谐振器。
2、根据1所述的滤波器，其中：
所述多个体声波谐振器包括处于滤波器的并联支路上的并联谐振器和处于滤波器的串联支路上的串联谐振器；
在所述滤波器的天线端的并联谐振器和/或串联谐振器为单个的单晶体声波谐振器和/或多晶体声波谐振器。
3、根据2所述的滤波器，其中：
在天线端的串联谐振器为第一串联谐振器，与所述第一串联谐振器相邻的串联谐振器为第二串联谐振器；
第一串联谐振器和第二串联谐振器中的一个为单晶体声波谐振器，另一个为多晶体声波谐振器。
4、根据3所述的滤波器，其中：
所述第一串联谐振器为单晶体声波谐振器。
5、根据4所述的滤波器，其中：
所述多个体声波谐振器中，除了第一串联谐振器之外的体声波谐振器中至少一个为多晶体声波谐振器。
6、根据4所述的滤波器，其中：
在天线端的并联谐振器为第一并联谐振器，所述第一并联谐振器为单晶体声波谐振器。
7、根据6所述的滤波器，其中：
所述多个体声波谐振器中，除了第一串联谐振器和第一并联谐振器之外的其他体声波谐振器为多晶体声波谐振器。
8、根据3所述的滤波器，其中：
所述第一串联谐振器为多晶体声波谐振器。
9、根据8所述的滤波器，其中：
在天线端的并联谐振器为第一并联谐振器，所述第一并联谐振器为单晶体声波谐振器。
10、根据8所述的滤波器，其中：
在天线端的并联谐振器为第一并联谐振器，所述第一并联谐振器为多晶体声波谐振器。
11、根据10所述的滤波器，其中：
所述多个体声波谐振器中，除了第一串联谐振器和第一并联谐振器之外的其他体声波谐振器为单晶体声波谐振器。
12、根据1所述的滤波器，其中：
所述多个体声波谐振器包括处于滤波器的并联支路上的并联谐振器和处于滤波器的串联支路上的串联谐振器，在天线端的串联谐振器为第一串联谐振器，在天线端的并联谐振器为第一并联谐振器；且
所述第一串联谐振器包括彼此并联连接或串联连接的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器，第一体声波谐振器和第二体声波谐振器的面积和叠层结构相同；和/或所述第一并联谐振器包括彼此并联连接或串联连接的第三体声波谐振器和第四体声波谐振器，第三体声波谐振器和第四体声波谐振器的面积和叠层结构相同。
13、根据12所述的滤波器，其中：
第一体声波谐振器和第二体声波谐振器的形状相同；和/或
第三体声波谐振器和第四体声波谐振器的形状相同。
14、根据1所述的滤波器，其中：
所述滤波器包括第一基底和第二基底，第一基底和第二基底基于键合层彼此键合连接，第一基底、第二基底和键合层围合成容纳空间；
所述滤波器包括彼此相邻设置的单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器，彼此相邻设置的单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器分别设置在第一基底和第二基底。
15、根据14所述的滤波器，其中：
所述键合层为金属键合层，所述相邻设置的单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器的对应电极经由所述金属键合层彼此电连接。
16、根据1所述的滤波器，其中：
所述滤波器包括第一基底和第二基底，第一基底和第二基底基于键合层彼此键合连接，第一基底、第二基底和键合层围合成容纳空间；
所述滤波器包括彼此相邻设置的单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器，彼此相邻设置的单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器间隔开的并列设置在第一基底，所述第二基底为封装基底。
17、根据1所述的滤波器，其中：
所述单晶体声波谐振器包括单晶压电层和第一基底，支撑层设置在单晶压电层与第一基底之间且限定所述单晶体声波谐振器的声学镜空腔在水平方向上的边界。
18、根据1所述的滤波器，其中：
在至少一个所述单晶体声波谐振器的压电层的下侧和/或上侧分别设置有第一质量负载层和第二质量负载层。
19、根据18所述的滤波器，其中：
所述单晶体声波谐振器的压电层的下侧和上侧分别设置有第一质量负载层和第二质量负载层；
所述单晶体声波谐振器满足以下关系式：
0.5≤t1/t2≤1.5，
其中，t1＝d0/V0+d1/V1+d2/V2，t2＝d0/V0+d3/V3+d4/V4，d0为单晶体声波谐振器的压电层的厚度的一半，d1为单晶体声波谐振器的顶电极的厚度，d2为单晶体声波谐振器的第二质量负载层的厚度，d3为单晶体声波谐振器的底电极的厚度，d4为单晶体声波谐振器的第一质量负载层的厚度，V0为声波在单晶体声波谐振器的压电层内的声速，V1为声波在单晶体声波谐振器的顶电极内的声速，V2为声波在单晶体声波谐振器的第二质量负载层内的声速，V3为声波在单晶体声波谐振器的底电极内的声速，V4为声波在单晶体声波谐振器的第一质量负载层内的声速。
20、根据1-19中任一项所述的滤波器，其中：
所述单晶体声波谐振器为剪切波振动模式的谐振器，且所述多晶体声波谐振器为纵波振动模式的谐振器。
21、根据20所述的滤波器，其中：
所述单晶体声波谐振器为(yxl)158°-171°的切型的单晶铌酸锂体声波谐振器。
22、一种电子设备，包括根据1-21中任一项所述的滤波器。
这里的电子设备，包括但不限于射频前端、滤波放大模块等中间产品，以及手机、WIFI、无人机等终端产品。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (22)
1.一种滤波器，包括多个体声波谐振器，其中：
所述多个体声波谐振器包括至少一个单晶体声波谐振器和至少一个多晶体声波谐振器。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其中：
所述多个体声波谐振器包括处于滤波器的并联支路上的并联谐振器和处于滤波器的串联支路上的串联谐振器；
在所述滤波器的天线端的并联谐振器和/或串联谐振器为单个的单晶体声波谐振器和/或多晶体声波谐振器。
3.根据权利要求2所述的滤波器，其中：
在天线端的串联谐振器为第一串联谐振器，与所述第一串联谐振器相邻的串联谐振器为第二串联谐振器；
第一串联谐振器和第二串联谐振器中的一个为单晶体声波谐振器，另一个为多晶体声波谐振器。
4.根据权利要求3所述的滤波器，其中：
所述第一串联谐振器为单晶体声波谐振器。
5.根据权利要求4所述的滤波器，其中：
所述多个体声波谐振器中，除了第一串联谐振器之外的体声波谐振器中至少一个为多晶体声波谐振器。
6.根据权利要求4所述的滤波器，其中：
在天线端的并联谐振器为第一并联谐振器，所述第一并联谐振器为单晶体声波谐振器。
7.根据权利要求6所述的滤波器，其中：
所述多个体声波谐振器中，除了第一串联谐振器和第一并联谐振器之外的其他体声波谐振器为多晶体声波谐振器。
8.根据权利要求3所述的滤波器，其中：
所述第一串联谐振器为多晶体声波谐振器。
9.根据权利要求8所述的滤波器，其中：
在天线端的并联谐振器为第一并联谐振器，所述第一并联谐振器为单晶体声波谐振器。
10.根据权利要求8所述的滤波器，其中：
在天线端的并联谐振器为第一并联谐振器，所述第一并联谐振器为多晶体声波谐振器。
11.根据权利要求10所述的滤波器，其中：
所述多个体声波谐振器中，除了第一串联谐振器和第一并联谐振器之外的其他体声波谐振器为单晶体声波谐振器。
12.根据权利要求1所述的滤波器，其中：
所述多个体声波谐振器包括处于滤波器的并联支路上的并联谐振器和处于滤波器的串联支路上的串联谐振器，在天线端的串联谐振器为第一串联谐振器，在天线端的并联谐振器为第一并联谐振器；且
所述第一串联谐振器包括彼此并联连接或串联连接的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器，第一体声波谐振器和第二体声波谐振器的面积和叠层结构相同；和/或所述第一并联谐振器包括彼此并联连接或串联连接的第三体声波谐振器和第四体声波谐振器，第三体声波谐振器和第四体声波谐振器的面积和叠层结构相同。
13.根据权利要求12所述的滤波器，其中：
第一体声波谐振器和第二体声波谐振器的形状相同；和/或
第三体声波谐振器和第四体声波谐振器的形状相同。
14.根据权利要求1所述的滤波器，其中：
所述滤波器包括第一基底和第二基底，第一基底和第二基底基于键合层彼此键合连接，第一基底、第二基底和键合层围合成容纳空间；
所述滤波器包括彼此相邻设置的单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器，彼此相邻设置的单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器分别设置在第一基底和第二基底。
15.根据权利要求14所述的滤波器，其中：
所述键合层为金属键合层，所述相邻设置的单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器的对应电极经由所述金属键合层彼此电连接。
16.根据权利要求1所述的滤波器，其中：
所述滤波器包括第一基底和第二基底，第一基底和第二基底基于键合层彼此键合连接，第一基底、第二基底和键合层围合成容纳空间；
所述滤波器包括彼此相邻设置的单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器，彼此相邻设置的单晶体声波谐振器和多晶体声波谐振器间隔开的并列设置在第一基底，所述第二基底为封装基底。
17.根据权利要求1所述的滤波器，其中：
所述单晶体声波谐振器包括单晶压电层和第一基底，支撑层设置在单晶压电层与第一基底之间且限定所述单晶体声波谐振器的声学镜空腔在水平方向上的边界。
18.根据权利要求1所述的滤波器，其中：
在至少一个所述单晶体声波谐振器的压电层的下侧和/或上侧分别设置有第一质量负载层和第二质量负载层。
19.根据权利要求18所述的滤波器，其中：
所述单晶体声波谐振器的压电层的下侧和上侧分别设置有第一质量负载层和第二质量负载层；
所述单晶体声波谐振器满足以下关系式：
0.5≤t1/t2≤1.5，
其中，t1＝d0/V0+d1/V1+d2/V2，t2＝d0/V0+d3/V3+d4/V4，d0为单晶体声波谐振器的压电层的厚度的一半，d1为单晶体声波谐振器的顶电极的厚度，d2为单晶体声波谐振器的第二质量负载层的厚度，d3为单晶体声波谐振器的底电极的厚度，d4为单晶体声波谐振器的第一质量负载层的厚度，V0为声波在单晶体声波谐振器的压电层内的声速，V1为声波在单晶体声波谐振器的顶电极内的声速，V2为声波在单晶体声波谐振器的第二质量负载层内的声速，V3为声波在单晶体声波谐振器的底电极内的声速，V4为声波在单晶体声波谐振器的第一质量负载层内的声速。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的滤波器，其中：
所述单晶体声波谐振器为剪切波振动模式的谐振器，且所述多晶体声波谐振器为纵波振动模式的谐振器。
21.根据权利要求20所述的滤波器，其中：
所述单晶体声波谐振器为(yxl)158°-171°的切型的单晶铌酸锂体声波谐振器。
22.一种电子设备，包括根据权利要求1-21中任一项所述的滤波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110248367.5A CN115051680A (zh) | 2021-03-08 | 2021-03-08 | 具有单晶和多晶体声波谐振器的滤波器及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110248367.5A CN115051680A (zh) | 2021-03-08 | 2021-03-08 | 具有单晶和多晶体声波谐振器的滤波器及电子设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115051680A true CN115051680A (zh) | 2022-09-13 |
Family
ID=83156426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110248367.5A Pending CN115051680A (zh) | 2021-03-08 | 2021-03-08 | 具有单晶和多晶体声波谐振器的滤波器及电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115051680A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117097297A (zh) * | 2022-11-20 | 2023-11-21 | 北京芯溪半导体科技有限公司 | 一种滤波器、双工器、多工器和通信设备 |
-
2021
- 2021-03-08 CN CN202110248367.5A patent/CN115051680A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117097297A (zh) * | 2022-11-20 | 2023-11-21 | 北京芯溪半导体科技有限公司 | 一种滤波器、双工器、多工器和通信设备 |
| CN117097297B (zh) * | 2022-11-20 | 2024-04-05 | 北京芯溪半导体科技有限公司 | 一种滤波器、双工器、多工器和通信设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111865248B (zh) | 谐振器组件及其制造方法、半导体器件、电子设备 | |
| US9621126B2 (en) | Bulk acoustic resonator device including temperature compensation structure comprising low acoustic impedance layer | |
| US9154111B2 (en) | Double bulk acoustic resonator comprising aluminum scandium nitride | |
| Lakin | Thin film resonator technology | |
| US9106199B2 (en) | Acoustic wave device including a surface wave filter and a bulk wave filter, and method for making same | |
| US20070200458A1 (en) | Piezoelectric thin film device | |
| US20170288121A1 (en) | Acoustic resonator including composite polarity piezoelectric layer having opposite polarities | |
| CN111555733A (zh) | 一种兰姆波谐振器结构及其制备方法 | |
| WO2022083352A1 (zh) | 体声波谐振器及组件、滤波器、电子设备 | |
| CN114696773A (zh) | 体声波谐振器及制造方法、滤波器及电子设备 | |
| CN114744974A (zh) | 体声波谐振器及其制造方法、滤波器及电子设备 | |
| CN111245387B (zh) | 一种固态装配谐振器的结构及制作工艺 | |
| CN115622526A (zh) | 一种体声波谐振器及其制备方法 | |
| CN115051680A (zh) | 具有单晶和多晶体声波谐振器的滤波器及电子设备 | |
| CN117013979B (zh) | 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备 | |
| CN117013978B (zh) | 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备 | |
| CN111564550B (zh) | 半导体器件及其制造方法、具有半导体器件的电子设备 | |
| WO2020127270A1 (en) | Surface acoustic wave resonator and multiplexer including the same | |
| CN117559939A (zh) | 体声波谐振器及其形成方法、滤波器 | |
| CN117176101A (zh) | 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备 | |
| WO2022037572A1 (zh) | 顶电极具有上下空隙的体声波谐振器及制造方法、滤波器及电子设备 | |
| US20230412142A1 (en) | Piezoelectric layer arrangements in acoustic wave devices and related methods | |
| CN111934640B (zh) | 设置***层以提升功率的体声波谐振器、滤波器及电子设备 | |
| CN115051679A (zh) | 谐振器及其制造方法、滤波器及电子设备 | |
| CN117795851A (zh) | 具有减少副振荡模的表面声波器件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |