DE102019204755A1

DE102019204755A1 - Akustikwellenvorrichtung mit mehrschichtigem piezoelektrischem substrat

Info

Publication number: DE102019204755A1
Application number: DE102019204755.6A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Nakamura; Rei GOTO; Keiichi MAKI
Original assignee: Skyworks Solutions Inc
Current assignee: Skyworks Solutions Inc
Priority date: 2018-04-18
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2019-10-24
Also published as: US11689178B2; GB2606665A; US20190326874A1; KR20190121708A; GB2606665B; US20190326875A1; GB202210242D0; GB2606666B; GB2576391A8; US20230283255A1; JP2019193260A; GB202210240D0; GB2576391A; US11616487B2; US20190326879A1; GB2576391B; JP2024075607A; SG10201903011QA; GB2606666A; GB201905315D0

Abstract

Aspekte dieser Offenbarung beziehen sich auf eine akustische Wellenvorrichtung, die Hochgeschwindigkeitsschichten auf gegenüberliegenden Seiten einer piezoelektrischen Schicht beinhaltet. Zwischen der piezoelektrischen Schicht und einer der Hochgeschwindigkeitsschichten kann eine Niedriggeschwindigkeitsschicht positioniert sein, wobei die Niedriggeschwindigkeitsschicht eine geringere Schallgeschwindigkeit aufweist als die Hochgeschwindigkeitsschichten. Die akustische Wellenvorrichtung kann konfiguriert sein, um eine akustische Grenzwelle zu erzeugen, so dass die akustische Energie an einer Grenze der piezoelektrischen Schicht und der Niedriggeschwindigkeitsschicht konzentriert ist.

Description

QUERVERWEIS AUF PRIORITÄTSANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität gemäß 35 U.S.C. § 119(e) der U.S. Provisional Patent Application Nr. 62/659,568 , eingereicht am 18. April 2018 mit dem Titel „ACOUSTIC WAVE DEVICE WITH MULTI-LAYER PIEZOELECTRIC SUBSTRATE“, deren Offenbarung hierdurch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Ausführungsformen dieser Offenbarung beziehen sich auf Akustikwellenvorrichtungen .
Beschreibung der verwandten Technologie
Akustische Wellenfilter (bzw. Akustikwellenfilter) können in elektronischen Hochfrequenzsystemen eingesetzt werden. So können beispielsweise Filter in einem Hochfrequenz-Frontend eines Mobiltelefons akustische Wellenfilter beinhalten. Eine Vielzahl von akustischen Wellenfiltern, die mit einem gemeinsamen Knoten gekoppelt sind, können als Multiplexer angeordnet werden. So können beispielsweise zwei akustische Wellenfilter als Duplexer angeordnet werden.
Ein akustisches Wellenfilter kann eine Vielzahl von akustischen Wellenresonatoren beinhalten, die angeordnet sind, um ein Hochfrequenzsignal zu filtern. Beispiele für akustische Wellenfilter sind Oberflächenwellenfilter (Surface Acoustic Wave, SAW, Filter) und akustische Volumenwellenfilter (Bulk Acoustic Wave, BAW, Filter). Ein akustischer Oberflächenwellenresonator kann eine interdigitale Wandlerelektrode auf einem piezoelektrischen Substrat beinhalten. Der Oberflächenwellenresonator kann eine akustische Oberflächenwelle auf einer Oberfläche der piezoelektrischen Schicht erzeugen, auf der die interdigitale Wandlerelektrode angeordnet ist. Eine akustische Oberflächenwellenvorrichtung kann einen Hohlraum auf der Oberfläche eines Chips beinhalten, auf dem sich eine akustische Oberflächenwelle ausbreitet.
Ein akustischer Grenzwellenresonator kann akustische Energie nahe einer Grenze bzw. einem Übergang von zwei angehängten Materialien der akustischen Grenzwellenvorrichtung konzentrieren. Akustische Grenzwellenresonatoren können ohne Hohlraum über der Oberfläche eines Chips implementiert werden, der eine Grenzschallwelle erzeugt.
ZUSAMMENFASSUNG BESTIMMTER ERFINDERISCHER ASPEKTE
Die in den Ansprüchen beschriebenen Innovationen haben jeweils mehrere Aspekte, wobei von denen keiner allein für seine wünschenswerten Eigenschaften verantwortlich ist. Ohne den Umfang der Ansprüche einzuschränken, werden nun einige herausstehende Merkmale dieser Offenbarung kurz beschrieben.
Ein Aspekt dieser Offenbarung ist eine akustische Wellenvorrichtung, die eine piezoelektrische Schicht, eine interdigitale Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht, Hochgeschwindigkeitsschichten auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht und eine Niedriggeschwindigkeitsschicht zwischen der piezoelektrischen Schicht und einer ersten Hochgeschwindigkeitsschicht der Hochgeschwindigkeitsschichten beinhaltet. Die Niedriggeschwindigkeitsschicht weist eine geringere Schallgeschwindigkeit auf als die Hochgeschwindigkeitsschichten. Die Schallgeschwindigkeit ist die Schallgeschwindigkeit einer Scherwelle, die sich in einem Festkörper ausbreitet. Die akustische Wellenvorrichtung ist konfiguriert, um eine akustische Grenzwelle zu erzeugen, so dass die akustische Energie an einer Grenze d.h. einem Übergang der piezoelektrischen Schicht und der Niedriggeschwindigkeitsschicht konzentriert ist.
Jede der Hochgeschwindigkeitsschichten kann eine höhere Schallgeschwindigkeit aufweisen als eine Geschwindigkeit der Grenzschallwelle. Die Geschwindigkeit der akustischen Grenzwelle kann in einem Bereich von 2500 Metern pro Sekunde bis 4800 Metern pro Sekunde liegen. Die Geschwindigkeit der akustischen Grenzwelle kann in einem Bereich von 4100 Metern pro Sekunde bis 4800 Metern pro Sekunde liegen.
Die Niedriggeschwindigkeitsschicht kann Siliziumdioxid beinhalten. Die Hochgeschwindigkeitsschichten können Siliziumschichten sein.
Mindestens eine der Hochgeschwindigkeitsschichten kann eine Siliziumschicht sein. Mindestens eine der Hochgeschwindigkeitsschichten kann mindestens eine der Schichten Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Diamant, Quarz oder Spinell beinhalten. Die Hochgeschwindigkeitsschichten können aus dem gleichen Material wie zueinander hergestellt sein.
Die akustische Grenzwelle hat eine Wellenlänge von λ. Mit einer Dicke von mindestens 1λ kann die akustische Grenzwelle auf die Grenze der piezoelektrischen Schicht und der Niedriggeschwindigkeitsschicht begrenzt werden. Mindestens eine der Hochgeschwindigkeitsschichten kann eine Dicke im Bereich von 1λ bis 10λ aufweisen. Mindestens eine der Hochgeschwindigkeitsschichten kann eine Dicke in einem Bereich von 1λ bis 5λ aufweisen. In einigen Fällen kann eine oder beide Hochgeschwindigkeitsschichten eine Dicke von mehr als 10λ aufweisen. Die piezoelektrische Schicht kann eine Dicke von weniger als 2λ aufweisen. Die piezoelektrische Schicht kann eine Lithium-Tantalatschicht sein. Die piezoelektrische Schicht kann eine Lithiumniobatschicht sein.
Ein anderer Aspekt dieser Offenbarung ist ein Hochfrequenzmodul, das ein akustisches Wellenfilter zum Filtern eines Hochfrequenzsignals und einen mit dem akustischen Wellenfilter gekoppelten Hochfrequenzschalter beinhaltet. Der Hochfrequenzschalter ist mit dem akustischen Wellenfilter verpackt. Das akustische Wellenfilter beinhaltet eine akustische Wellenvorrichtung mit einer piezoelektrischen Schicht, einer interdigitalen Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht, Hochgeschwindigkeitsschichten auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht und eine Niedriggeschwindigkeitsschicht, die zwischen der piezoelektrischen Schicht und einer ersten Hochgeschwindigkeitsschicht der Hochgeschwindigkeitsschichten angeordnet ist. Die Niedriggeschwindigkeitsschicht weist eine geringere Schallgeschwindigkeit auf als die Hochgeschwindigkeitsschichten. Die akustische Wellenvorrichtung ist konfiguriert, um eine akustische Grenzwelle zu erzeugen, so dass die akustische Energie auf eine Grenze der piezoelektrischen Schicht und der Niedriggeschwindigkeitsschicht konzentriert ist.
Das Hochfrequenzmodul kann einen Leistungsverstärker beinhalten, bei dem der Hochfrequenzschalter konfiguriert ist, um einen Ausgang des Leistungsverstärkers selektiv elektrisch mit dem Akustikwellenfilter zu verbinden. Das Hochfrequenzmodul kann einen Antennenanschluss beinhalten, wobei der Hochfrequenzschalter konfiguriert ist, um das Akustikwellenfilter selektiv elektrisch mit einem Antennenanschluss des Hochfrequenzmoduls zu verbinden.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist ein Verfahren zum Filtern eines Hochfrequenzsignals mit einem akustischen Wellenfilter. Das Verfahren beinhaltet das Bereitstellen eines Hochfrequenzsignals für ein akustisches Wellenfilter und das Filtern des Hochfrequenzsignals mit dem akustischen Wellenfilter. Das akustische Wellenfilter beinhaltet eine akustische Wellenvorrichtung, die eine piezoelektrische Schicht, eine interdigitale Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht, Hochgeschwindigkeitsschichten auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht, und eine zwischen der piezoelektrischen Schicht und einer ersten Hochgeschwindigkeitsschicht der Hochgeschwindigkeitsschichten angeordnete Niedriggeschwindigkeitsschicht beinhaltet. Die Niedriggeschwindigkeitsschicht weist eine niedrigere Schallgeschwindigkeit auf als die Hochgeschwindigkeitsschichten. Die akustische Wellenvorrichtung erzeugt eine akustische Grenzwelle, so dass die akustische Energie auf eine Grenze bzw. einen Übergang der piezoelektrischen Schicht und der Niedriggeschwindigkeitsschicht konzentriert ist.
Die Hochgeschwindigkeitsschichten können Siliziumschichten sein und die Niedriggeschwindigkeitsschicht kann eine Siliziumdioxidschicht sein. Die piezoelektrische Schicht kann eine Lithiumniobatschicht oder eine Lithiumtantalatschicht sein.
Ein anderer Aspekt dieser Offenbarung ist eine akustische Wellenvorrichtung, die eine piezoelektrische Schicht, eine interdigitale Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht, Hochgeschwindigkeitsschichten auf der gegenüberliegenden Seite der piezoelektrischen Schicht und eine Temperaturkompensationsschicht, die zwischen der ersten Hochgeschwindigkeitsschicht und der piezoelektrischen Schicht positioniert ist, beinhaltet. Die Hochgeschwindigkeitsschichten beinhalten eine erste Hochgeschwindigkeitsschicht mit einer ersten Schallgeschwindigkeit und eine zweite Hochgeschwindigkeitsschicht mit einer zweiten Schallgeschwindigkeit. Die akustische Wellenvorrichtung ist konfiguriert, um eine akustische Grenzwelle mit einer Geschwindigkeit zu erzeugen, die kleiner als sowohl die erste Schallgeschwindigkeit als auch die zweite Schallgeschwindigkeit ist.
Die erste Schallgeschwindigkeit kann im Wesentlichen die gleiche wie die zweite Schallgeschwindigkeit sein. Die erste Schallgeschwindigkeit kann von der zweiten Schallgeschwindigkeit abweichen.
Die erste Hochgeschwindigkeitsschicht kann eine Siliziumschicht sein. Die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht kann eine zweite Siliziumschicht sein. Die erste Hochgeschwindigkeitsschicht kann mindestens eines von Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Diamant, Quarz oder Spinell beinhalten. Die piezoelektrische Schicht kann entweder eine Lithium-Tantalatschicht oder eine Lithium-Niobatschicht sein. Die Temperaturkompensationsschicht kann Siliziumdioxid beinhalten.
Die akustische Grenzwelle hat eine Wellenlänge von λ. Die erste Hochgeschwindigkeitsschicht kann eine Dicke im Bereich von 1λ bis 10λ aufweisen. Die piezoelektrische Schicht kann eine Dicke von weniger als 2λ aufweisen.
Die interdigitale Wandlerelektrode kann mit der piezoelektrischen Schicht auf einer der Temperaturkompensationsschicht zugewandten Seite der piezoelektrischen Schicht kontaktiert werden. Die interdigitale Wandlerelektrode kann mit der piezoelektrischen Schicht auf einer Seite der piezoelektrischen Schicht in Kontakt sein, die der Temperaturkompensationsschicht gegenüberliegt.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist eine akustische Wellenvorrichtung, die eine piezoelektrische Schicht, eine interdigitale Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht, Siliziumschichten auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht und eine Siliziumdioxidschicht zwischen einer der Siliziumschichten und der piezoelektrischen Schicht beinhaltet. Die akustische Wellenvorrichtung ist konfiguriert, um eine akustische Grenzwelle an einem Übergang der piezoelektrischen Schicht und der interdigitalen Wandlerelektrode zu erzeugen.
Die akustische Grenzwelle hat eine Wellenlänge von λ. Die Siliziumschichten können jeweils eine Dicke im Bereich von λ bis 10λ aufweisen. Die piezoelektrische Schicht kann eine Dicke von nicht mehr als 2λ aufweisen.
Die piezoelektrische Schicht kann eine Lithium-Tantalatschicht sein. Die piezoelektrische Schicht kann eine Lithiumniobatschicht sein.
Die interdigitale Wandlerelektrode kann sich auf einer der Siliziumdioxidschicht zugewandten Seite der piezoelektrischen Schicht befinden. Die interdigitale Wandlerelektrode kann sich auf einer Seite der piezoelektrischen Schicht gegenüber der Siliziumdioxidschicht befinden.
Ein anderer Aspekt dieser Offenbarung ist ein akustisches Wellenfilter, das eine akustische Wellenvorrichtung umfasst, die eine piezoelektrische Schicht, eine interdigitale Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht, Siliziumschichten auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht und eine Siliziumdioxidschicht zwischen einer der Siliziumschichten und der piezoelektrischen Schicht beinhaltet. Die akustische Wellenvorrichtung ist konfiguriert, um eine akustische Grenzwelle zu erzeugen. Das akustische Wellenfilter ist konfiguriert, um ein Hochfrequenzsignal zu filtern.
Ein anderer Aspekt dieser Offenbarung ist eine akustische Wellenvorrichtung, die eine erste Matrize (Engl. „Die“) (auch als Plättchen bezeichnet) und eine zweite Matrize beinhaltet, die mit der ersten Matrize gestapelt ist. Die erste Matrize beinhaltet eine erste akustische Wellenvorrichtung, die konfiguriert ist, um eine akustische Grenzwelle zu erzeugen. Die erste akustische Wellenvorrichtung beinhaltet eine piezoelektrische Schicht, eine interdigitale Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht und Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht. Die Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit weisen jeweils eine Schallgeschwindigkeit auf, die größer ist als eine Geschwindigkeit der akustischen Grenzwelle. Die zweite Matrize beinhaltet eine zweite akustische Wellenvorrichtung, die konfiguriert ist, um eine zweite akustische Grenzwelle zu erzeugen.
Die Anordnung der akustischen Wellenvorrichtung kann eine dritte Matrize beinhalten, die mit der ersten Matrize und der zweiten Matrize gestapelt ist, wobei die dritte Matrize eine dritte akustische Wellenvorrichtung beinhalten kann, die konfiguriert ist, um eine dritte akustische Grenzwelle zu erzeugen.
Die erste akustische Wellenvorrichtung kann eine Temperaturkompensationsschicht beinhalten, die zwischen der piezoelektrischen Schicht und einer ersten Schicht mit hoher Schallgeschwindigkeit der Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit angeordnet ist.
Eine erste Schicht mit hoher Schallgeschwindigkeit der Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit kann eine Siliziumschicht sein. Eine erste Schicht mit hoher Schallgeschwindigkeit der Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit kann mindestens eines von Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Diamant, Quarz oder Spinell beinhalten.
Die erste akustische Wellenvorrichtung kann in einem ersten akustischen Wellenfilter enthalten sein und die zweite akustische Wellenvorrichtung kann in einem zweiten akustischen Wellenfilter enthalten sein.
Die Anordnung der akustischen Wellenvorrichtung kann eine Durchkontaktierung beinhalten, die sich durch die erste Matrize erstreckt. Die Anordnung der akustischen Wellenvorrichtung kann eine Drahtbindung beinhalten, die sich von der zweiten Matrize aus erstreckt.
Die erste Matrize kann von der zweiten Matrize galvanisch getrennt sein. Die Anordnung der akustischen Wellenvorrichtung kann einen Luftspalt zwischen der ersten Matrize und der zweiten Matrize beinhalten. Die Anordnung der akustischen Wellenvorrichtung kann ein dielektrisches Material beinhalten, das zwischen der ersten Matrize und der zweiten Matrize angeordnet ist. Die Anordnung der akustischen Wellenvorrichtung kann ein dielektrisches Material und eine Metallabschirmung, die zwischen der ersten und der zweiten Matrize angeordnet ist, beinhalten.
Die zweite akustische Wellenvorrichtung kann eine zweite piezoelektrische Schicht, eine zweite interdigitale Wandlerelektrode auf der zweiten piezoelektrischen Schicht und zweite Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit auf gegenüberliegenden Seiten des zweiten piezoelektrischen Substrats beinhalten, wobei die zweiten Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit jeweils eine Schallgeschwindigkeit aufweisen, die größer ist als eine Geschwindigkeit der zweiten akustischen Grenzwelle.
Ein anderer Aspekt dieser Offenbarung ist ein Hochfrequenzmodul mit akustischen Wellenfiltern. Das Hochfrequenzmodul beinhaltet ein erstes akustisches Wellenfilter, das zum Filtern eines ersten Hochfrequenzsignals konfiguriert ist, ein zweites akustisches Wellenfilter, das zum Filtern eines zweiten Hochfrequenzsignals konfiguriert ist, und ein Gehäuse bzw. eine Verpackung, das bzw. die das erste akustische Wellenfilter und das zweite akustische Wellenfilter umschließt. Das erste akustische Wellenfilter beinhaltet eine erste akustische Wellenvorrichtung auf einer ersten Matrize und ist konfiguriert, um eine akustische Grenzwelle zu erzeugen. Die erste akustische Wellenvorrichtung beinhaltet eine piezoelektrische Schicht und Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht, wobei die Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit jeweils eine Schallgeschwindigkeit aufweisen, die größer als eine Geschwindigkeit der akustischen Grenzwelle ist. Das zweite akustische Wellenfilter beinhaltet eine zweite akustische Wellenvorrichtung auf einer zweiten Matrize und ist konfiguriert, um eine zweite akustische Grenzwelle zu erzeugen. Die zweite Matrize ist mit der ersten Matrize gestapelt.
Eine Dicke des Hochfrequenzmoduls kann weniger als 300 Mikrometer betragen.
Ein Duplexer kann das erste akustische Wellenfilter und das zweite akustische Wellenfilter beinhalten.
Das Hochfrequenzmodul kann einen Hochfrequenzschalter beinhalten, der mit dem ersten akustischen Wellenfilter und dem zweiten akustischen Wellenfilter gekoppelt ist, in dem der Hochfrequenzschalter innerhalb des Gehäuses eingeschlossen ist.
Ein anderer Aspekt dieser Offenbarung ist eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, die eine Antenne und akustische Wellenfilter in Verbindung mit der Antenne beinhaltet. Die akustischen Wellenfilter sind konfiguriert, um Hochfrequenzsignale zu filtern. Die akustischen Wellenfilter beinhalten eine erste Matrize, die mit einer zweiten Matrize gestapelt ist. Die erste Matrize beinhaltet eine erste akustische Wellenvorrichtung, die konfiguriert ist, um eine akustische Grenzwelle zu erzeugen. Die erste akustische Wellenvorrichtung beinhaltet eine piezoelektrische Schicht, die zwischen zwei Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit mit Schallgeschwindigkeiten, die höher sind als die Geschwindigkeit der akustischen Grenzwelle, angeordnet ist.
Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann einen Sender-Empfänger in Verbindung mit den akustischen Wellenfiltern beinhalten. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann einen Hochfrequenzschalter beinhalten, wobei die akustischen Wellenfilter als Multiplexer angeordnet sind, der mit dem Hochfrequenzschalter gekoppelt ist.
Zur Zusammenfassung der Offenbarung werden hier bestimmte Aspekte, Vorteile und neue Merkmale der Innovationen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass nicht unbedingt alle diese Vorteile in Übereinstimmung mit einer bestimmten Ausführungsform erreicht werden können. Somit können die Innovationen in einer Weise umgesetzt oder durchgeführt werden, die einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen, wie hier gelehrt, erreicht oder optimiert, ohne notwendigerweise andere Vorteile zu erzielen, wie sie hier gelehrt oder vorgeschlagen werden.
Figurenliste
Die Ausführungsformen dieser Offenbarung werden nun mit Hilfe eines nicht beschränkenden Beispiels anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung und eine simulierte akustische Verschiebungsverteilung gemäß einer Ausführungsform.
3A veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
3B veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
3C veranschaulicht ein Diagramm, das die Eigenschaften der akustischen Wellenvorrichtungen der 3A und 3B vergleicht.
4A veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
4B veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform.
4C veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform.
4D veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform.
4E veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform.
4F veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform.
4G veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform.
5 veranschaulicht eine weitere Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
6A veranschaulicht eine Anordnung von akustischen Wellenvorrichtungen aus gestapelten akustischen Wellenvorrichtungen mit einer Durchkontaktierung, die sich gemäß einer Ausführungsform durch eine akustische Wellenvorrichtung erstreckt.
6B veranschaulicht eine akustische Wellenvorrichtungsanordnung von gestapelten akustischen Wellenvorrichtungen mit einem Luftspalt zwischen akustischen Wellenvorrichtungen und einer Durchkontaktierung, die sich gemäß einer Ausführungsform durch eine akustische Wellenvorrichtung erstreckt.
6C veranschaulicht eine akustische Wellenvorrichtungsanordnung von gestapelten akustischen Wellenvorrichtungen mit dielektrischem Material zwischen akustischen Wellenvorrichtungen und einer Durchkontaktierung, die sich gemäß einer Ausführungsform durch eine akustische Wellenvorrichtung erstreckt.
6D veranschaulicht eine Anordnung von akustischen Wellenvorrichtungen aus gestapelten akustischen Wellenvorrichtungen mit dielektrischem Material und einer Metallabschirmung zwischen akustischen Wellenvorrichtungen und einer sich durch eine akustische Wellenvorrichtung erstreckenden Durchkontaktierung gemäß einer Ausführungsform.
6E veranschaulicht eine Anordnung von akustischen Wellenvorrichtungen aus gestapelten akustischen Wellenvorrichtungen mit Drahtbindungen bzw. Drahtbondungen, die sich von akustischen Wellenvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform erstrecken.
7A ist ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls, das ein Filter und einen Antennenschalter gemäß einer Ausführungsform beinhaltet.
7B ist ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls, das einen Leistungsverstärker, einen Schalter und ein Filter gemäß einer Ausführungsform beinhaltet.
7C ist ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls, das einen Leistungsverstärker, einen Schalter, ein Filter und einen Antennenschalter gemäß einer Ausführungsform beinhaltet.
8 ist ein schematisches Blockdiagramm einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, die ein Filter gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BESTIMMTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die nachfolgende Beschreibung bestimmter Ausführungsformen stellt verschiedene Beschreibungen bestimmter Ausführungsformen dar. Die hier beschriebenen Innovationen können jedoch auf vielfältige Weise umgesetzt werden, z.B. wie durch die Ansprüche definiert und abgedeckt. In dieser Beschreibung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen gleichartige Bezugszeichen identische oder funktional ähnliche Elemente bezeichnen können. Es sei darauf hingewiesen, dass die in den Abbildungen dargestellten Elemente nicht unbedingt maßstabsgetreu sind. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass bestimmte Ausführungsformen mehr Elemente beinhalten können, als in einer Zeichnung und/oder einer Teilmenge der in einer Zeichnung dargestellten Elemente dargestellt sind. Darüber hinaus können einige Ausführungsformen jede geeignete Kombination von Merkmalen aus zwei oder mehr Zeichnungen enthalten.
Akustische Wellenfilter können Hochfrequenzsignale (Radio Frequency, RF) in einer Vielzahl von Anwendungen filtern, wie beispielsweise in einem RF-Frontend eines Mobiltelefons. Ein akustisches Wellenfilter kann mit Oberflächenwellen-(Surface Acoustic Wave, SAW)-Vorrichtungen realisiert werden. SAW-Vorrichtungen können einen Luftraum über einer Oberfläche beinhalten, auf der sich eine akustische Oberflächenwelle ausbreitet. Der Luftraum bzw. Lufthohlraum kann die Höhe und/oder das Volumen der SAW-Vorrichtungschips erhöhen. Die Größe der SAW-Vorrichtungschips trägt zur Gesamtgröße einer gepackten Komponente bei.
Akustische Grenzwellenvorrichtungen können ohne Lufthohlräume realisiert werden. Dies kann die Verpackungsgröße im Vergleich zur Implementierung von SAW-Geräten mit einem Lufthohlraum verringern. Allerdings haben Grenzschallwellenvorrichtungen Schwierigkeiten gehabt, akustische Wellen innerhalb der Vorrichtung einzuschließen. Darüber hinaus war die Implementierung von relativ dünnen akustischen Grenzwellenvorrichtungen eine Herausforderung.
Aspekte dieser Offenbarung beziehen sich auf eine mehrschichtige piezoelektrische Vorrichtung, die Hochgeschwindigkeitsschichten auf gegenüberliegenden Seiten einer piezoelektrischen Schicht beinhaltet. Die Hochgeschwindigkeitsschichten weisen jeweils eine Schallgeschwindigkeit auf, die höher ist als die Schallgeschwindigkeit einer von der mehrschichtigen piezoelektrischen Vorrichtung erzeugten Schallwelle. Wie hier verwendet, kann „Schallgeschwindigkeit“ (akustische Geschwindigkeit) die Schallgeschwindigkeit einer sich in einem Festkörper ausbreitenden Scherwelle sein. Die Hochgeschwindigkeitsschichten können die Einschließung der akustischen Welle innerhalb der Vorrichtung verbessern. Als Beispiel können die Hochgeschwindigkeitsschichten in bestimmten Anwendungen Siliziumschichten sein. Die mehrschichtige piezoelektrische Vorrichtung kann eine Schicht mit niedriger Geschwindigkeit zwischen der piezoelektrischen Schicht und einer der Schichten mit hoher Geschwindigkeit beinhalten. Die Niedriggeschwindigkeitsschicht weist eine geringere Schallgeschwindigkeit auf als die Hochgeschwindigkeitsschichten. Die Niedriggeschwindigkeitsschicht kann eine Temperaturkompensationsschicht sein. So kann beispielsweise die Niedriggeschwindigkeitsschicht eine Siliziumdioxidschicht sein. Die mehrschichtige piezoelektrische Vorrichtung kann eine akustische Grenzwelle erzeugen und als relativ dünne Vorrichtung ausgeführt werden. Die mehrschichtige piezoelektrische Vorrichtung kann eine Dicke in der Größenordnung einer Wellenlänge der akustischen Grenzwelle aufweisen, die von der Vorrichtung in bestimmten Anwendungen erzeugt wird.
1 veranschaulicht einen Querschnitt durch eine akustische Wellenvorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Wellenvorrichtung 10 kann eine akustische Grenzwelle erzeugen. Dementsprechend kann die akustische Wellenvorrichtung 10 als Grenzwellenvorrichtung bezeichnet werden. Die akustische Wellenvorrichtung 10 kann eine relativ geringe Höhe aufweisen und die akustische Grenzwelle innerhalb der akustischen Wellenvorrichtung 10 begrenzen. Wie dargestellt, beinhaltet die akustische Wellenvorrichtung 10 eine piezoelektrische Schicht 12, eine Interdigitalwandler-(Interdigital Transducer, IDT)-Elektrode 14, eine Temperaturkompensationsschicht 16, eine erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 und eine zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18.
Die akustische Wellenvorrichtung 10 ist konfiguriert, um eine akustische Grenzwelle mit akustischer Energie konzentriert an einer Schnittstelle der piezoelektrischen Schicht 12 und der Temperaturkompensationsschicht 16 zu erzeugen. Die akustische Grenzwelle kann eine Geschwindigkeit im Bereich von 2500 Metern pro Sekunde bis 4800 Metern pro Sekunde aufweisen. In bestimmten Fällen kann die akustische Grenzwelle eine Geschwindigkeit von mehr als 3900 Metern pro Sekunde aufweisen. In einigen Fällen kann die akustische Grenzwelle eine Geschwindigkeit von mehr als 4100 Metern pro Sekunde aufweisen. Die Geschwindigkeit der akustischen Grenzwelle kann in einem Bereich von 3900 Metern pro Sekunde bis 4800 Metern pro Sekunde liegen. In einigen Fällen liegt die Geschwindigkeit der akustischen Grenzwelle im Bereich von 4100 Metern pro Sekunde bis 4800 Metern pro Sekunde.
Die piezoelektrische Schicht 12 kann jede geeignete piezoelektrische Schicht zum Erzeugen einer akustischen Welle mit einer Wellenlänge λ sein. So kann beispielsweise die piezoelektrische Schicht eine piezoelektrische Schicht auf Lithiumbasis sein, wie beispielsweise eine LithiumTantalat- (LiTaO₃) Schicht oder eine Lithium-Niobat- (LiNbO₃) Schicht. Die dargestellte piezoelektrische Schicht 12 hat eine Dicke H₁ . Die Dicke H₁ kann in der Größenordnung der Wellenlänge λ liegen. Die Dicke H₁ kann in einem Bereich von etwa 0,1λ bis 5λ liegen. Eine solche Dicke kann ausreichend dünn sein, um einen Strahlungsverlust im Vergleich zu dickeren piezoelektrischen Schichten zu reduzieren. Die Dicke der piezoelektrischen Schicht 12 kann kleiner als 2λ sein, beispielsweise in einem Bereich von 0,1λ bis 2λ In bestimmten Anwendungen kann die Dicke etwa 1,0λ für eine piezoelektrische Lithium-Tantalatschicht oder eine piezoelektrische Lithium-Niobatschicht betragen.
Die IDT-Elektrode 14 ist auf der piezoelektrischen Schicht 12 angeordnet. Die IDT-Elektrode 14 kann an einer Schnittstelle der piezoelektrischen Schicht 12 und der Temperaturkompensationsschicht 16 eine akustische Grenzwelle erzeugen. Die dargestellte IDT-Elektrode 14 weist einen Abstand L und eine Dicke h₁ auf. Der Abstand L kann die Wellenlänge λ einer von der akustischen Wellenvorrichtung 10 erzeugten akustischen Welle definieren und entsprechen. Die Dicke h₁ kann in einem Bereich von etwa 0,01λ bis 0,15λ liegen. So kann h₁ in bestimmten Anwendungen beispielsweise etwa 0,08λ betragen. Die IDT-Elektrode 14 kann Aluminium, eine Aluminiumlegierung und/oder jedes andere geeignete Material für eine IDT-Elektrode 14 beinhalten. So kann as IDT-Elektrodenmaterial beispielsweise Aluminium (AI), Titan (Ti), Gold (Au), Silber (Ag), Kupfer (Cu), Platin (Pt), Wolfram (W), Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru) oder irgendeine geeignete Kombination davon beinhalten. Die IDT-Elektrodendicke h₁ kann relativ dünner sein, wenn relativ schwere Elektroden wie Au, Ag, Cu, Pt, W, Mo oder Ru verwendet werden.
Die Temperaturkompensationsschicht 16 befindet sich zwischen der piezoelektrischen Schicht 12 und der ersten Hochgeschwindigkeitsschicht 17. Wie dargestellt, weist die Temperaturkompensationsschicht 16 eine erste Seite in physikalischem Kontakt mit der piezoelektrischen Schicht 12 und eine zweite Seite in physikalischem Kontakt mit der ersten Hochgeschwindigkeitsschicht 17 auf. Die Temperaturkompensationsschicht 16 kann den Temperaturkoeffizienten der Frequenz (Temperature Coefficient of Frequency, TCF) der Schallwellenvorrichtung 10 im Vergleich zu einer ähnlichen Schallwellenvorrichtung ohne die Temperaturkompensationsschicht 16 verbessern. Die Temperaturkompensationsschicht 16 kann den TFC der akustischen Wellenvorrichtung 10 näher an Null bringen als der TCF einer ähnlichen akustischen Wellenvorrichtung, die die Temperaturkompensationsschicht 16 nicht beinhaltet. Die Temperaturkompensationsschicht 16 kann einen positiven Temperaturkoeffizienten der Frequenz aufweisen. So kann beispielsweise die Temperaturkompensationsschicht 16 eine Siliziumdioxid-(SiO₂)-Schicht sein. Die Temperaturkompensationsschicht 16 kann alternativ eine Telluriumdioxid (TeO₂)-Schicht oder ein Siliziumoxyfluorid (SiOF-Schicht) sein. Die Temperaturkompensationsschicht 16 kann jede geeignete Kombination aus SiO₂, TeO₂ und/oder SiOF beinhalten.
In bestimmten Anwendungen kann die Temperaturkompensationsschicht 16 einen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten k² der akustischen Wellenvorrichtung 10 verbessern. Der elektromechanische Kopplungskoeffizient k2 für die akustische Wellenvorrichtung 10 kann größer als 5% sein. So beträgt beispielsweise in bestimmten Ausführungsformen der elektromechanische Kopplungskoeffizient k² ungefähr 9%. Der elektromechanische Kopplungskoeffizient k² kann in verschiedenen Anwendungen im Bereich von 5% bis 15% liegen. Die akustische Wellenvorrichtung 10 kann einen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten k² von bis zu etwa 15% aufweisen, wenn die piezoelektrische Schicht 12 eine Lithiumniobatschicht ist.
Die Temperaturkompensationsschicht 16 kann eine geringere Volumengeschwindigkeit als eine Geschwindigkeit der von der IDT-Elektrode 14 erzeugten Schallwelle aufweisen. Dementsprechend kann die Temperaturkompensationsschicht 16 als Niedriggeschwindigkeitsschicht bezeichnet werden. Eine solche Niedriggeschwindigkeitsschicht weist eine geringere Schallgeschwindigkeit auf als die Hochgeschwindigkeitsschichten 17 und 18, wobei die Schallgeschwindigkeit der Niedriggeschwindigkeitsschicht eine Schallgeschwindigkeit einer sich in der Niedriggeschwindigkeitsschicht ausbreitenden Scherwelle ist. Die Temperaturkompensationsschicht 16 kann eine geringere akustische Impedanz aufweisen als die piezoelektrische Schicht 12. Die Temperaturkompensationsschicht 16 kann eine geringere akustische Impedanz aufweisen als die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17. Die Temperaturkompensationsschicht 16 kann eine dielektrische Schicht sein.
Die dargestellte Temperaturkompensationsschicht 16 weist eine Dicke H₂ . Die Dicke H₂ kann kleiner als 1.0λ sein. Die Dicke H₂ kann im Bereich von ca. 0,05λ bis 1,0λ liegen. In einigen dieser Fälle kann die Dicke H₂ kleiner als 0,51λ sein.
Die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 weist eine höhere Volumengeschwindigkeit auf als eine Geschwindigkeit der von der IDT-Elektrode 14 erzeugten Schallwelle. Die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 kann eine höhere akustische Impedanz aufweisen als die piezoelektrische Schicht 12. Dementsprechend kann die Hochgeschwindigkeitsschicht 17 als hochohmige Schicht bzw. Schicht mit hoher Impedanz bezeichnet werden. Die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 kann eine höhere akustische Impedanz aufweisen als die Temperaturkompensationsschicht 16. Die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 kann verhindern, dass eine von der akustischen Wellenvorrichtung 10 erzeugte akustische Welle aus der Vorrichtung austritt. Die Schallgeschwindigkeit der Hochgeschwindigkeitsschicht 17 ist die Schallgeschwindigkeit einer Scherwelle, die sich in der Hochgeschwindigkeitsschicht 17 ausbreitet. Die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 kann eine Siliziumschicht sein. Eine solche Siliziumschicht kann eine relativ hohe Schallgeschwindigkeit, eine relativ große Steifigkeit und eine relativ geringe Dichte aufweisen. Die Siliziumschicht kann in bestimmten Fällen eine polykristalline Siliziumschicht sein. In einigen anderen Fällen kann die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 durch ein anderes geeignetes Material mit einer höheren Schallgeschwindigkeit als die Geschwindigkeit der von der IDT-Elektrode 14 der akustischen Wellenvorrichtung 10 erzeugten Schallwelle implementiert werden. So kann beispielsweise die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Diamant wie synthetischer Diamant, Quarz, Spinell, dergleichen oder eine geeignete Kombination derselben beinhalten.
Die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 kann mit der piezoelektrischen Schicht 12 gebunden bzw. gebondet und in physikalischem Kontakt mit ihr sein. Die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 weist eine höhere Schüttgeschwindigkeit auf als eine Geschwindigkeit der von der IDT-Elektrode 14 erzeugten akustischen Welle. Dementsprechend kann die Hochgeschwindigkeitsschicht 18 als hochohmige Schicht bzw. Schicht mit hoher Impedanz bezeichnet werden. Die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 kann eine höhere akustische Impedanz aufweisen als die Temperaturkompensationsschicht 16. Die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 kann eine höhere akustische Impedanz aufweisen als die piezoelektrische Schicht 12. Die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 kann verhindern, dass eine von der akustischen Wellenvorrichtung 10 erzeugte akustische Welle aus der Vorrichtung austritt. Die Schallgeschwindigkeit der Hochgeschwindigkeitsschicht 18 ist die Schallgeschwindigkeit einer Scherwelle, die sich in der Hochgeschwindigkeitsschicht 18 ausbreitet. Die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 kann eine Siliziumschicht sein. Eine solche Siliziumschicht kann eine relativ hohe Schallgeschwindigkeit, eine relativ große Steifigkeit und eine relativ geringe Dichte aufweisen. Die Siliziumschicht kann in bestimmten Fällen eine polykristalline Siliziumschicht sein. In einigen anderen Fällen kann die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 durch ein anderes geeignetes Material mit einer höheren Schallgeschwindigkeit als die Geschwindigkeit der von der IDT-Elektrode 14 der akustischen Wellenvorrichtung 10 erzeugten Schallwelle implementiert werden. So kann beispielsweise die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Diamant wie synthetischer Diamant, Quarz, Spinell, dergleichen oder eine geeignete Kombination derselben beinhalten.
Die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 kann in bestimmten Fällen aus dem gleichen Material wie die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 gebildet sein. Die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 kann in einigen Fällen aus einem anderen Material als die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 gebildet sein.
2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung 20 und eine simulierte akustische Verschiebungsverteilung gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Wellenvorrichtung 20 ist ein Beispiel für die akustische Wellenvorrichtung 10 in 1. Die veranschaulichte akustische Wellenvorrichtung beinhaltet eine Lithium-Tantalatschicht 22, eine IDT-Elektrode 14, eine Siliziumdioxidschicht 26, eine erste Siliziumschicht 27 und eine zweite Siliziumschicht 28.
Der in 2 dargestellte Graph der akustischen Verschiebungsverteilung zeigt, dass die akustische Energie in der Lithium-Tantalatschicht 22 und der Siliziumdioxidschicht 26 in der akustischen Wellenvorrichtung 20 eingeschlossen ist. Das veranschaulichte Verschiebungsverteilungsdiagramm zeigt, dass die akustische Energie an einer Schnittstelle der Lithium-Tantalatschicht 22 und der Siliziumdioxidschicht 26 in der akustischen Wellenvorrichtung 20 konzentriert ist. Die erste Siliziumschicht 27 weist eine Dicke H₃ auf. Die Dicke H₃ , die größer als die Wellenlänge λ einer von der akustischen Wellenvorrichtung 20 erzeugten akustischen Welle ist, kann ausreichend sein, um akustische Energie innerhalb der akustischen Wellenvorrichtung 20 einzufangen. Die Dicke H₃ kann im Bereich von 1λ bis 10λ liegen. In einigen Fällen kann es sich bei H₃ um ungefähr 5λ handeln. Die Dicke H₃ kann ausreichend sein, um die mechanische Festigkeit der akustischen Wellenvorrichtung 20 aufrechtzuerhalten. In solchen Fällen kann die Dicke H₃ größer als 10λ sein. Es ist keine Verschiebung auf einer Oberfläche der ersten Siliziumschicht 27 weg von der Lithium-Tantalatschicht 22 erkennbar. Ebenso ist keine Verschiebung auf einer Oberfläche der zweiten Siliziumschicht 28 weg von der Lithium-Tantalatschicht 22 erkennbar. Die Dicke H₄ der zweiten Siliziumschicht 28 kann in bestimmten Implementierungen ähnlich der Dicke H₃ der ersten Siliziumschicht 27 sein. Die maximale Verschiebung in der akustischen Verschiebungsverteilung konzentriert sich auf die Grenzfläche der Siliziumdioxidschicht 26 und der Lithiumtantalatschicht 22. Die Siliziumdioxidschicht 26 kann zu einer Verbesserung der TCF führen. Die Siliziumdioxidschicht 26 kann dazu führen, dass der elektromechanische Kopplungskoeffizient k² verbessert wird.
Die in der akustischen Verschiebungsverteilung von 2 dargestellte allgemeine Beziehung sollte für akustische Wellenvorrichtungen gelten, die anstelle der Siliziumschichten 27 und/oder 28 andere hochohmige Materialien einsetzen, bei denen die anderen hochohmigen Materialien bzw. Materialien mit hoher Impedanz eine höhere akustische Impedanz aufweisen als die akustische Impedanz einer piezoelektrischen Schicht der Vorrichtung. Beispiele für hochohmige Materialien oder Materialen mit hoher Impedanz sind Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Diamant wie synthetischer Diamant, Quarz, Spinell und dergleichen. Ebenso kann die Lithium-Tantalatschicht 22 durch eine andere geeignete piezoelektrische Schicht, wie beispielsweise eine Lithium-Niobatschicht, ersetzt werden, und eine solche akustische Wellenvorrichtung kann ähnlich wie die akustische Wellenvorrichtung 20 in 2 arbeiten.
Im beispielhaften Verteilungsdiagramm von 2 wird eine akustische Welle basierend auf dem Scherhorizontal-(Shear Horizontal, SH)-Modus unter Verwendung von Lithiumtantalat in 42°-Drehung Y-Schnitt (Y-cut) X-Ausbreitung als piezoelektrische Schicht angeregt. Selbst wenn jedoch unterschiedliche Schnittwinkel des piezoelektrischen Substrats und/oder piezoelektrische Materialien mit dem schwingungskomponentenbasierten Modus in Längsrichtung und in der Dickenrichtung für die Anregung verwendet würden, kann eine derartige Vorrichtung, solange das Schallgeschwindigkeitsverhältnis erfüllt ist, ähnlich wie die akustische Wellenvorrichtung 20 in 2 arbeiten.
3A veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung 30 gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Wellenvorrichtung 30 ist wie die akustische Wellenvorrichtung 20 aus 2, mit der Ausnahme, dass die IDT-Elektrode auf einer anderen Oberfläche der Lithium-Tantalatschicht 22 angeordnet ist und die IDT-Elektrode eine Aluminium-IDT-Elektrode 34 in der akustischen Wellenvorrichtung 30 ist. Wie dargestellt, befindet sich die Aluminium-IDT-Elektrode 34 in 3A auf einer Oberfläche der Lithium-Tantalatschicht 22, die der zweiten Siliziumschicht 28 zugewandt ist.
3A veranschaulicht, dass bestimmte akustische Wellenvorrichtungen eine Hochgeschwindigkeitsschicht auf gegenüberliegenden Seiten einer piezoelektrischen Schicht und eine Niedriggeschwindigkeitsschicht auf einer gegenüberliegenden Seite einer piezoelektrischen Schicht als eine IDT-Elektrode beinhalten können, bei der die Niedriggeschwindigkeitsschicht zwischen der piezoelektrischen Schicht und einer der Hochgeschwindigkeitsschichten positioniert ist. In bestimmten Anwendungen können anstelle der Siliziumschichten 27 und/oder 28 in der akustischen Wellenvorrichtung 30 andere hochohmige Materialien bzw. Materialen mit hoher Impedanz eingesetzt werden, bei denen die anderen hochohmigen Materialien bzw. Materialen mit hoher Impedanz eine höhere akustische Impedanz aufweisen als die akustische Impedanz einer piezoelektrischen Schicht der Vorrichtung. Beispiele für hochohmige Materialien umfassen Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Diamant wie synthetischer Diamant, Quarz, Spinell und dergleichen. Ebenso kann die Lithium-Tantalatschicht 22 durch eine andere geeignete piezoelektrische Schicht, wie beispielsweise eine Lithium-Niobatschicht, ersetzt werden, und eine solche akustische Wellenvorrichtung kann ähnlich wie die akustische Wellenvorrichtung 30 in 3A arbeiten.
3B veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung 35 gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Wellenvorrichtung 35 ist wie die akustische Wellenvorrichtung 20 von 2, mit der Ausnahme, dass die IDT-Elektrode eine Aluminium-IDT-Elektrode 34 in der akustischen Wellenvorrichtung 35 ist. Die Aluminium-IDT-Elektrode 34 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Lithium-Tantalatschicht 22 in der akustischen Wellenvorrichtung 35 im Vergleich zur akustischen Wellenvorrichtung 30 in 3A.
3C veranschaulicht ein Diagramm, das die Eigenschaften der akustischen Wellenvorrichtungen 30 und 35 der 3A und 3B vergleicht. Diese Simulationen entsprechen akustischen Wellenvorrichtungen 30 und 35 mit Silizium-Hochgeschwindigkeitsschichten und einer piezoelektrischen Lithium-TantalatSchicht. 3C zeigt, dass die akustische Wellenvorrichtung 35 einen besseren elektromechanischen Kopplungskoeffizienten k² aufweist als die akustische Wellenvorrichtung 30.
Eine Vielzahl von akustischen Wellenvorrichtungen mit Hochgeschwindigkeitsschichten und/oder Schichten mit hoher Impedanz auf gegenüberliegenden Seiten einer piezoelektrischen Schicht können eine akustische Grenzwelle erzeugen. Einige Beispiele für akustische Wellenvorrichtungen werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 3B diskutiert. Weitere Beispiele für akustische Wellenvorrichtungen werden unter Bezugnahme auf die 4A bis 4G diskutiert. Alle hier offenbarten geeigneten Eigenschaften der akustischen Wellenvorrichtungen können miteinander kombiniert werden.
4A veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung 40 gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Wellenvorrichtung 40 ist wie die akustische Wellenvorrichtung 10 von 1, mit der Ausnahme, dass eine zusätzliche Niedriggeschwindigkeitsschicht 41 zwischen der zweiten Hochgeschwindigkeitsschicht und der piezoelektrischen Schicht 12 eingeschlossen ist. Obwohl die akustische Wellenvorrichtung 40 in einer anderen Ausrichtung als die akustische Wellenvorrichtung 10 dargestellt ist, beeinträchtigt die Art und Weise, wie die Vorrichtungen dargestellt werden, nicht die Arbeitsweise der Vorrichtungen oder impliziert eine Ausrichtung der physikalischen Vorrichtung. Die Niedriggeschwindigkeitsschicht 41 kann alternativ auch als Schicht mit niedriger Impedanz bezeichnet werden. Die Niedriggeschwindigkeitsschicht 41 kann eine Siliziumdioxidschicht sein. In einer Ausführungsform der akustischen Wellenvorrichtung 40 kann die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 eine Siliziumschicht sein, die erste Niedriggeschwindigkeitsschicht 16 kann eine Siliziumdioxidschicht sein, die zweite Niedriggeschwindigkeitsschicht 41 kann eine Siliziumdioxidschicht sein, und die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 kann eine Siliziumschicht sein.
4B veranschaulicht einen Querschnitt durch eine akustische Wellenvorrichtung 42 gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Wellenvorrichtung 42 ist wie die akustische Wellenvorrichtung 40 aus 4A, mit der Ausnahme, dass eine Haftschicht 43 in der zweiten Niedriggeschwindigkeitsschicht 41 in der akustischen Wellenvorrichtung 42 enthalten ist. Die Haftschicht 43 erhöht die Haftfestigkeit zwischen den Schichten der Schallwellenvorrichtung 42. Die Haftschicht 43 kann ein Metall wie Aluminium (AI), Titan (Ti), Eisen (Fe) oder dergleichen beinhalten. Wenn die Haftschicht 43 aus Metall besteht, kann die Haftschicht 43 die Wärmeleitfähigkeit zwischen Schichten verbessern und/oder die Eigenerwärmung der Schallwellenvorrichtung 42 unterdrücken. In einigen Fällen kann eine solche Haftschicht 43 die Leistungsbeständigkeit der akustischen Wellenvorrichtung 42 verbessern. Die Haftschicht 43 kann in einigen Anwendungen ein dielektrisches Material sein. Die Haftschicht 43 kann um einen ausreichenden Abstand von der piezoelektrischen Schicht 12 beabstandet sein, so dass die Haftschicht 43 die Übertragungseigenschaften der Schallwellenvorrichtung 42 nicht wesentlich verschlechtert. In der akustischen Wellenvorrichtung 42 kann die zweite Niedriggeschwindigkeitsschicht 41 durch die Haftschicht 43 in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt getrennt werden, wobei sich der erste Abschnitt zwischen der piezoelektrischen Schicht 12 und der Haftschicht 43 und der zweite Abschnitt zwischen der Haftschicht 43 und der zweiten Hochgeschwindigkeitsschicht 18 befindet. In einer Ausführungsform der akustischen Wellenvorrichtung 42 ist die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 eine Siliziumschicht, die erste Niedriggeschwindigkeitsschicht 16 ist eine Siliziumdioxidschicht, die zweite Niedriggeschwindigkeitsschicht 41 ist eine Siliziumdioxidschicht und die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 ist eine Siliziumschicht.
4C veranschaulicht einen Querschnitt durch eine akustische Wellenvorrichtung 44 gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Wellenvorrichtung 44 ist wie die akustische Wellenvorrichtung 40 von 4A, mit der Ausnahme, dass eine Haftschicht 45 in der ersten Niedriggeschwindigkeitsschicht 16 in der akustischen Wellenvorrichtung 44 enthalten ist. Die Haftschicht 45 erhöht die Haftfestigkeit zwischen den Schichten der akustischen Wellenvorrichtung 44. Die Haftschicht 45 kann ein Metall wie Aluminium, Titan, Eisen oder dergleichen beinhalten. Wenn die Haftschicht 45 aus Metall besteht, kann die Haftschicht 45 die Wärmeleitfähigkeit zwischen Schichten verbessern und/oder die Eigenerwärmung der Schallwellenvorrichtung 44 unterdrücken. In einigen Fällen kann eine solche Haftschicht 45 die Leistungsbeständigkeit der akustischen Wellenvorrichtung 44 verbessern. Die Haftschicht 45 kann in einigen Anwendungen ein dielektrisches Material sein. Die Haftschicht 45 kann von der piezoelektrischen Schicht 12 und der IDT-Elektrode 14 um einen ausreichenden Abstand beabstandet sein, so dass die Haftschicht 45 die Übertragungseigenschaften der akustischen Wellenvorrichtung 44 nicht wesentlich verschlechtert. In der akustischen Wellenvorrichtung 44 kann die erste Niedriggeschwindigkeitsschicht 16 durch die Haftschicht 45 in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt getrennt werden, wobei sich der erste Abschnitt zwischen der piezoelektrischen Schicht 12 und der Haftschicht 45 und der zweite Abschnitt zwischen der Haftschicht 45 und der ersten Hochgeschwindigkeitsschicht 17 befindet. In einer Ausführungsform der akustischen Wellenvorrichtung 44 ist die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 eine Siliziumschicht, die erste Niedriggeschwindigkeitsschicht 16 ist eine Siliziumdioxidschicht, die zweite Niedriggeschwindigkeitsschicht 41 ist eine Siliziumdioxidschicht und die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 ist eine Siliziumschicht.
4D veranschaulicht einen Querschnitt durch eine akustische Wellenvorrichtung 46 gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Wellenvorrichtung 46 ist wie die akustische Wellenvorrichtung 42 aus 4B, mit der Ausnahme, dass die akustische Wellenvorrichtung 46 zusätzlich die Haftschicht 45 beinhaltet. Ebenso ist die akustische Wellenvorrichtung 46 wie die akustische Wellenvorrichtung 44 aus 4C, mit der Ausnahme, dass die akustische Wellenvorrichtung 46 zusätzlich die Haftschicht 43 beinhaltet. Die Haft- bzw. Adhäsionsschichten 43 und 45 können die Anhaftung von Schichten der Schallwellenvorrichtung 46 verbessern. Darüber hinaus kann bei metallischen Haftschichten 43 und 45 die Wärmeleitfähigkeit zwischen Schichten verbessert und/oder die Eigenerwärmung unterdrückt werden. In einer Ausführungsform der akustischen Wellenvorrichtung 46 ist die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 eine Siliziumschicht, die erste Niedriggeschwindigkeitsschicht 16 ist eine Siliziumdioxidschicht, die zweite Niedriggeschwindigkeitsschicht 41 ist eine Siliziumdioxidschicht und die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 ist eine Siliziumschicht.
4E veranschaulicht einen Querschnitt durch eine akustische Wellenvorrichtung 47 gemäß einer Ausführungsform. Wie dargestellt, beinhaltet die akustische Wellenvorrichtung 47 eine piezoelektrische Schicht 12, eine IDT-Elektrode 14 auf der piezoelektrischen Schicht 12, eine erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 über der IDT-Elektrode 14 und der piezoelektrischen Schicht 12, eine zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 auf einer gegenüberliegenden Seite der piezoelektrischen Schicht 12 als die IDT-Elektrode 14 und eine Niedriggeschwindigkeitsschicht 41, die zwischen der piezoelektrischen Schicht 12 und der zweiten Hochgeschwindigkeitsschicht 18 angeordnet ist. Eine Haftschicht 43 ist in der Niedriggeschwindigkeitsschicht 41 enthalten. In einer Ausführungsform der akustischen Wellenvorrichtung 47 ist die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 eine Siliziumschicht, die erste Niedriggeschwindigkeitsschicht 16 ist eine Siliziumdioxidschicht, die zweite Niedriggeschwindigkeitsschicht 41 ist eine Siliziumdioxidschicht und die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 18 ist eine Siliziumschicht. Eine Ausführungsform der akustischen Wellenvorrichtung 47 ist ähnlich wie die akustische Wellenvorrichtung 30 aus 3A mit der zusätzlichen Klebe- bzw. Haftschicht 43.
4F veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung 48 gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Wellenvorrichtung 48 ist wie die akustische Wellenvorrichtung 10 von 1, mit der Ausnahme, dass die Klebeschicht 45 innerhalb der Niedriggeschwindigkeitsschicht 16 in der akustischen Wellenvorrichtung 48 enthalten ist. In einer Ausführungsform der akustischen Wellenvorrichtung 48 ist die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 eine Siliziumschicht, die Niedriggeschwindigkeitsschicht 16 ist eine Siliziumdioxidschicht und die zweite Niedriggeschwindigkeitsschicht 18 ist eine Siliziumschicht. Die Haftschicht 45 kann die Anhaftung zwischen den Schichten in der Schallwellenvorrichtung 45 verbessern. Wenn die Haftschicht 45 aus Metall besteht, kann die Wärmeleitfähigkeit zwischen Schichten verbessert und/oder die Eigenerwärmung unterdrückt werden.
4G veranschaulicht einen Querschnitt durch eine akustische Wellenvorrichtung 49 gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Wellenvorrichtung 49 ist wie die akustische Wellenvorrichtung 40 von 4A, mit der Ausnahme, dass eine zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 50 als ein anderes Material als die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 dargestellt wird. Als Beispiel kann die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 eine Siliziumschicht und die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 50 eine Quarzschicht sein. Jede andere geeignete Kombination von Hochgeschwindigkeitsschichten kann implementiert werden. 4G ist ein anschauliches Beispiel dafür, dass eine akustische Wellenvorrichtung in Übereinstimmung mit allen hier offenbarten geeigneten Prinzipien und Vorteilen eine erste Hochgeschwindigkeitsschicht aus einem anderen Material als eine zweite Hochgeschwindigkeitsschicht beinhalten kann. In einer Ausführungsform der akustischen Wellenvorrichtung 49 ist die erste Hochgeschwindigkeitsschicht 17 eine Siliziumschicht, die erste Niedriggeschwindigkeitsschicht 16 ist eine Siliziumdioxidschicht, die zweite Niedriggeschwindigkeitsschicht 41 ist eine Siliziumdioxidschicht und die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht 50 ist eine Quarzschicht.
Die hier in Ausführungsformen diskutierten Hochgeschwindigkeitsschichten, wie beispielsweise Siliziumschichten, können akustische Wellen gegenüber äußeren Einflüssen unempfindlich machen. Dementsprechend können solche akustischen Wellenvorrichtungen miteinander gestapelt werden.
Eine akustische Wellenvorrichtung mit einem mehrschichtigen piezoelektrischen Substrat gemäß den hier beschriebenen Prinzipien und Vorteilen, beispielsweise in Bezug auf die 1 bis 3B und 4A bis 4G, kann durch eine relativ dünne Struktur realisiert werden. Dies kann für die Verpackung von Vorteil sein. So können beispielsweise bei relativ dünnen akustischen Wellenvorrichtungen zwei oder mehr Matrizen, die solche akustischen Wellenvorrichtungen beinhalten, innerhalb eines Gehäuses miteinander gestapelt werden. Ein Hochfrequenzmodul, das zwei gestapelte Matrizen mit akustischen Wellenvorrichtungen gemäß den hier offenbarten Prinzipien und Vorteilen beinhaltet, kann eine Dicke von weniger als 300 Mikrometern aufweisen. In einigen Fällen kann ein Hochfrequenzmodul, das drei oder mehr gestapelte Matrizen mit akustischen Wellenvorrichtungen gemäß den hier offenbarten Prinzipien und Vorteilen beinhaltet, eine Dicke von weniger als 300 Mikrometern aufweisen. Die gestapelte Matrize kann in bestimmten Anwendungen ohne zusätzlichen Schutz umspritzt werden. Das Stapeln kann auf Geräteebene, auf Matrizenebene und/oder auf Modulebene erfolgen.
5 veranschaulicht eine weitere Querschnittsansicht einer akustischen Wellenvorrichtung 55 gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Wellenvorrichtung 55 kann ein-mehrschichtiges piezoelektrisches Substrat gemäß den hier beschriebenen geeigneten Prinzipien und Vorteilen beinhalten. Die akustische Wellenvorrichtung 55 ist dünn. Die akustische Wellenvorrichtung 55 ist dünner als die bestimmten herkömmlichen SAW-Vorrichtungen, auch wenn die Dicke der Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit der akustischen Wellenvorrichtung 55 ausreicht, um die akustische Welle in der Nähe der piezoelektrischen Schicht einzugrenzen. In einer Ausführungsform kann die akustische Wellenvorrichtung 55 Silizium-Hochgeschwindigkeitsschichten mit Dicken von etwa 5A beinhalten. Eine solche akustische Wellenvorrichtung 55 kann eine Dicke X₁ in einem Bereich von etwa 10 Mikrometern (µm) bis 100 µm aufweisen. Als Beispiel kann die Dicke X₁ etwa 40 um betragen. Andere voranstehend offenbarte akustische Wellenvorrichtungen können ebenfalls eine Dicke in einem Bereich von 10 um bis 100 um aufweisen. Im Gegensatz dazu beinhalten einige der derzeit temperaturkompensierten SAW (Temperature Compensated SAW, TCSAW)-Filter eine akustische Wellenvorrichtung mit einer Dicke von etwa 215 um. Das obere Ende des Bereichs für die Dicke X₁ für die akustische Wellenvorrichtung 55 kann durch mechanische Robustheitsüberlegungen eingestellt werden.
Relativ dünne akustische Wellenvorrichtungen können in einer Filteranordnung gestapelt werden. Dies kann die Größe eines gepackten Moduls, das akustische Wellenvorrichtungen beinhaltet, reduzieren. Mit relativ dünnen akustischen Wellenvorrichtungen können Durchkontaktierungen durch solche Bauelemente hergestellt werden. Gestapelte akustische Wellenvorrichtungen können mit anderen Komponenten durch elektrische Verbindungen, wie z.B. Durchkontaktierungen und/oder Drahtbindungen (Drshtbondungen), verbunden werden. Gestapelte akustische Wellenvorrichtungen können in verschiedenen akustischen Wellenfiltern enthalten sein. Solche akustischen Wellenfilter können einen oder mehrere Leiterfilter beinhalten. Die ein oder mehreren Leiterfilter können Reihen- und Nebenschlusswellenresonatoren mit einem Port beinhalten. Die 6A bis 6E veranschaulichen beispielhaft gestapelte Anordnungen von akustischen Wellenvorrichtungen. Alle geeigneten Prinzipien und Vorteile dieser Beispiele können in Kombination miteinander umgesetzt werden. Jede der oben genannten akustischen Wellenvorrichtungen und/oder jede geeignete Kombination von Merkmalen der oben genannten akustischen Wellenvorrichtungen kann in jeder der beispielhaften gestapelten akustischen Wellenvorrichtungen der 6A bis 6E implementiert werden.
6A veranschaulicht eine Anordnung 60 von akustischen Wellenvorrichtungen von gestapelten akustischen Wellenvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform. Die Anordnung 60 von akustischen Wellenvorrichtungen ist kompakt und hat eine relativ geringe Größe. Wie veranschaulicht, beinhaltet die Anordnung 60 von akustischen Wellenvorrichtungen die Matrize (das Plättchen bzw. Die) 61, 62 und 63, die Durchkontaktierungen 64, 65 und 66, die Kontakte 67 und ein Verpackungssubstrat 68. Die Matrizen 61, 62 und 63 sind übereinander gestapelt. Jede dieser Matrizen kann ein oder mehrere akustische Wellenvorrichtungen gemäß den hier beschriebenen geeigneten Prinzipien und Vorteilen beinhalten. Die Durchkontaktierungen 64, 65 und 66 können elektrische Verbindungen zwischen der Matrize 61, 62 und 63 bzw. den Kontakten 67 auf dem Verpackungssubstrat 68 herstellen. Durchkontaktierungslöcher durch relativ dünne piezoelektrische Schichten und akustische Wellenbauteile lassen sich leichter realisieren als durch dickere Schichten und Bauteile. Das Verpackungssubstrat 68 kann ein laminiertes Substrat sein, das eine Metallführung beinhaltet.
6B veranschaulicht eine Anordnung 70 von akustischen Wellenvorrichtungen von gestapelten akustischen Wellenvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform. Die Anordnung 70 von akustischen Wellenvorrichtungen beinhaltet die Matrize 61, 62 und 63, die Durchkontaktierungen 64, 65 und 66, die Kontakte 67, ein Verpackungssubstrat 68 und die Luftspalte 71 und 72 zwischen den Matrizen. Die Anordnung von akustische Wellenvorrichtungen 70 beinhaltet eine gestapelte Matrize mit einer Durchkontaktierung durch mindestens eine der Matrizen. Wie dargestellt, erstreckt sich die Durchkontaktierung 64 durch die Matrize 62 und 63 und die Durchkontaktierung 65 erstreckt sich durch die Matrize 63. Die Matrize 61 und 62 sind über den Luftspalten 71 und 72 aufgehängt. Die Luftspalte 71 und 72 können die elektrische Isolierung jeder Matrize in Bezug auf die Anordnung 60 der akustischen Wellenvorrichtung aus 6A verbessern.
6C veranschaulicht eine Anordnung 75 von akustischen Wellenvorrichtungen von gestapelten akustischen Wellenvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform. Die Anordnung 75 von akustische Wellenvorrichtungen beinhaltet die Matrizen 61, 62 und 63, Durchkontaktierungen 64, 65 und 66, Kontakte 67, ein Verpackungssubstrat 68 und dielektrische Schichten 76 und 77. Die Anordnung 75 von akustische Wellenvorrichtungen beinhaltet eine gestapelte Matrize mit einer Durchkontaktierung durch mindestens eine der Matrizen. Die dielektrischen Schichten 76 und 77 können die Matrize elektrisch voneinander trennen. So sorgt beispielsweise die dielektrische Schicht 76 für eine elektrische Isolation zwischen der Matrize 61 und der Matrize 62. Als weiteres Beispiel bietet die dielektrische Schicht 77 eine elektrische Isolation zwischen der Matrize 62 und der Matrize 63. Die dielektrischen Schichten 76 und 77 können die Formfestigkeit einer verpackten Vorrichtung aufrechterhalten.
6D veranschaulicht eine Anordnung von akustischen Wellenvorrichtungen aus gestapelten akustischen Wellenvorrichtungen 80 gemäß einer Ausführungsform. Die Anordnung der akustischen Wellenvorrichtung 80 beinhaltet die Matrize 61, 62 und 63, die Durchkontaktierungen 64, 65 und 66, die Kontakte 67, ein Verpackungssubstrat 68, dielektrischen Schichten 81 und 83 sowie die Abschirmschichten 82 und 84. Die Anordnung 80 der akustischen WellenVorrichtung 80 beinhaltet eine gestapelte Matrize mit einer Durchkontaktierung durch mindestens eine der Matrizen. Eine dielektrische Schicht und eine Abschirmschicht zwischen den Matrizen können die Matrizen elektrisch isolieren und die Matrizen voneinander abschirmen. So können beispielsweise die dielektrische Schicht 81 und die Abschirmschicht 82 eine elektrische Isolation und Abschirmung zwischen der Matrize 61 und der Matrize 62 gewährleisten. Als anderes Beispiel können die dielektrische Schicht 83 und die Abschirmschicht 84 eine elektrische Isolation und Abschirmung zwischen der Matrize 62 und der Matrize 63 gewährleisten. Die Abschirmschichten 82 und 84 können durch beliebige geeignete Abschirmmetallschichten realisiert werden.
6E veranschaulicht eine Anordnung 85 einer akustischen Wellenvorrichtung von gestapelten akustischen Wellenvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Wellenvorrichtung 85 beinhaltet die Matrize 61, 62 und 63, Drahtbindungen bzw. Drahtbondungen 86, 87 und 88 und ein Verpackungssubstrat 68. Die Drahtbindungen 86, 87 und 88 können elektrische Verbindungen zwischen der Matrize 61, 62 und 63 bzw. dem Verpackungssubstrat 68 herstellen. Eine Drahtbindung 86, 87 und 88 kann sich jeweils von einem entsprechenden Drahtbondpad auf der Matrize 61, 62 und 63 zu einem entsprechenden Pad auf dem Verpackungssubstrat 68 erstrecken. Drahtbindungen und Durchkontaktierungen, die sich durch eine Matrize erstrecken, können in einigen anderen Ausführungsformen miteinander implementiert werden, um elektrische Verbindungen zwischen einer oder mehreren Matrizen und einer Metallführung eines Verpackungssubstrats herzustellen. Zwischen der Matrize einer gestapelten akustischen Wellenanordnung, bei der eine oder mehrere der Matrizen eine sich daraus erstreckende Drahtbindung aufweisen, kann ein Luftspalt und/oder eine dielektrische Schicht und/oder eine Abschirmschicht realisiert werden.
Die hier vorgestellten akustischen Wellenvorrichtungen und/oder Anordnungen von akustischen Wellenvorrichtungen können in einer Vielzahl von gepackten Modulen implementiert werden. Es werden nun einige beispielhaft verpackte Module diskutiert, bei denen geeignete Prinzipien und Vorteile der hier vorgestellten akustischen Wellenvorrichtungen umgesetzt werden können. Die beispielhaft verpackten Module können ein Gehäuse bzw. eine Verpackung beinhalten, das bzw. die die veranschaulichten Schaltungselemente umschließt. Die dargestellten Schaltelemente können auf einem gemeinsamen Verpackungsmaterial angeordnet werden. Das Verpackungssubstrat kann z.B. ein Laminatsubstrat sein. Die 7A, 7B und 7C sind schematische Blockdiagramme von veranschaulichten verpackten Modulen gemäß bestimmter Ausführungsformen. Jede geeignete Kombination von Merkmalen dieser verpackten Module kann miteinander kombiniert werden.
7A ist ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls 90, das die Filter 91 und einen Antennenschalter 92 beinhaltet. Das Modul 90 kann ein Paket bzw. eine Verpackung beinhalten, das bzw. die die veranschaulichten Elemente umschließt. Die Filter 91 und der Antennenschalter 92 können auf einem gemeinsamen Verpackungssubstrat angeordnet werden. Das Verpackungssubstrat kann z.B. ein Laminatsubstrat sein. Die Filter 91 können ein oder mehrere geeignete akustische Wellenvorrichtungen beinhalten, die hier offenbart sind. Die Filter 91 können die gestapelte Matrize beinhalten, wobei die Matrize eine oder mehrere hier offenbarte akustische Wellenvorrichtungen beinhaltet. Der Antennenschalter 92 kann ein Mehrwege-Hochfrequenzschalter sein. Der Antennenschalter 92 kann ein ausgewähltes Filter der Filter 91 elektrisch mit einem Antennenanschluss des Moduls 90 koppeln. Die Filter 91 können zwei oder mehr akustische Wellenfilter beinhalten, die an einem gemeinsamen Knoten miteinander gekoppelt und als Multiplexer angeordnet sind. Ein solcher Multiplexer kann ein Duplexer, ein Quadplexer, ein Hexaplexer, ein Octoplexer oder dergleichen sein.
7B ist ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls 94, das Filter 91, einen Hochfrequenzschalter 96 und einen Leistungsverstärker 97 beinhaltet. Der Leistungsverstärker 97 kann ein Hochfrequenzsignal verstärken. Der Hochfrequenzschalter 96 kann einen Ausgang des Leistungsverstärkers 97 elektrisch mit einem ausgewählten Filter der Filter 91 koppeln. Die Filter 91 können ein oder mehrere hier offenbarte akustische Wellenvorrichtungen beinhalten. Die Filter 91 können die gestapelte Matrize (Engl. „Die“) beinhalten, wobei die Matrize eine oder mehrere hier offenbarte akustische Wellenvorrichtungen beinhaltet. Die Filter 91 können zwei oder mehr akustische Wellenfilter beinhalten, die an einem gemeinsamen Knoten miteinander gekoppelt und als Multiplexer angeordnet sind. Ein solcher Multiplexer kann ein Duplexer, ein Quadplexer, ein Hexaplexer, ein Octoplexer oder dergleichen sein.
7C ist ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls 98, das einen Leistungsverstärker 97, einen Hochfrequenzschalter 96, Filter 91 und einen Antennenschalter 92 beinhaltet. Das Modul 98 ist ähnlich wie das Modul 94 von 7B, nur dass das Modul 98 zusätzlich den Antennenschalter 92 beinhaltet.
Jede der akustischen Wellenvorrichtungen, akustischen Wellenvorrichtungen und/oder gepackten Module kann in einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung implementiert werden. 8 ist ein schematisches Blockdiagramm einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 100, die Filter 103 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen beinhaltet. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 100 kann jede geeignete drahtlose Kommunikationsvorrichtung sein. So kann beispielsweise eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 100 ein Mobiltelefon sein, wie beispielsweise ein Smartphone. Wie dargestellt, beinhaltet die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 100 eine Antenne 101, ein HF-Frontend 102, einen HF-Sender-Empfänger (Transceiver) 104, einen Prozessor 105, einen Speicher 106 und eine Benutzerschnittstelle 108. Die Antenne 101 kann HF-Signale senden, die vom HF-Frontend 102 bereitgestellt werden. Solche HF-Signale können Trägeraggregationssignale beinhalten. Die Antenne 101 kann dem HF-Frontend 102 empfangene HF-Signale zur Verarbeitung bereitstellen. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 100 kann in bestimmten Fällen zwei oder mehr Antennen beinhalten.
Das RF-Frontend 102 kann einen oder mehrere Leistungsverstärker, einen oder mehrere rauscharme Verstärker, HF-Schalter, Empfangsfilter, Sendefilter, Duplexfilter, Filter eines Multiplexers, Filter eines Diplexers oder einer anderen Frequenzmultiplexschaltung oder irgendeine geeignete Kombination derselben beinhalten. Das RF-Frontend 102 kann HF-Signale senden und empfangen, die mit allen geeigneten Kommunikationsstandards verbunden sind. Jede der hier offenbarten akustischen Wellenvorrichtungen kann in die Filter 103 des HF-Frontends 102 implementiert werden. Jede der hier offenbarten akustischen Wellenvorrichtungen kann einen oder mehrere der Filter 103 implementieren. Dementsprechend können die Filter 103 eine relativ dünne akustische Wellenvorrichtung beinhalten, die so angeordnet ist, dass sie eine akustische Grenzwelle erzeugt.
Der RF-Transceiver 104 kann RF-Signale an das RF-Frontend 102 zur Verstärkung und/oder anderen Verarbeitung liefern. Der RF-Sender-Empfänger 104 kann auch ein RF-Signal verarbeiten, das von einem rauscharmen Verstärker des RF-Frontends 102 bereitgestellt wird. Der RF-Transceiver 104 ist in Verbindung mit dem Prozessor 105. Der Prozessor 105 kann ein Basisbandprozessor sein. Der Prozessor 105 kann alle geeigneten Basisbandverarbeitungsfunktionen für die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 100 bereitstellen. Auf den Speicher 106 kann der Prozessor 105 zugreifen. Der Speicher 106 kann alle geeigneten Daten für die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 100 speichern. Die Benutzeroberfläche 108 kann jede geeignete Benutzeroberfläche sein, wie beispielsweise ein Display mit Touchscreen-Funktionalität.
Jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann in Verbindung mit mobilen Geräten wie z. B. Mobiltelefonen, realisiert werden. Die Prinzipien und Vorteile der Ausführungsformen können für alle Systeme oder Vorrichtungen, wie beispielsweise jede zellulare Uplink-Vorrichtung, verwendet werden, die von einer der hier beschriebenen Ausführungsformen profitieren könnten. Die hier enthaltenen Lehren gelten für eine Vielzahl von Systemen. Obwohl diese Offenbarung einige beispielhafte Ausführungsformen beinhaltet, können die hier beschriebenen Lehren auf eine Vielzahl von Strukturen angewendet werden. Jedes der hier beschriebenen Prinzipien und jeder Vorteile kann in Verbindung mit HF-Schaltungen umgesetzt werden, die konfiguriert sind, um Signale mit einer Frequenz in einem Bereich von etwa 30 kHz bis 300 GHz zu verarbeiten, beispielsweise in einem Bereich von etwa 450 MHz bis 6 GHz. Die hier offenbarten akustischen Wellenfilter können Bandpassfilter mit einem Durchlassbereich sein, der in einem Frequenzbereich von etwa 450 MHz bis 6 GHz liegt. Die hier offenbarten akustischen Wellenfilter können HF-Signale mit Frequenzen bis hin zu Millimeterwellenfrequenzen filtern.
Aspekte dieser Offenbarung können in verschiedenen elektronischen Geräten umgesetzt werden. Beispiele für die elektronischen Vorrichtungen können unter anderem Unterhaltungselektronikprodukte, Teile der Unterhaltungselektronikprodukte wie Matrizen- und/oder akustische Wellenfilteranordnungen und/oder verpackte Hochfrequenzmodule, drahtlose Uplink-Kommunikationsvorrichtungen, drahtlose Kommunikationsinfrastruktur, elektronische Prüfgeräte usw. sein. Beispiele für elektronische Vorrichtungen können unter anderem ein Mobiltelefon wie ein Smartphone, ein tragbares Computergerät wie eine intelligente Uhr oder ein Ohrstück, ein Telefon, ein Fernseher, ein Computermonitor, ein Computer, ein Modem, ein in der Hand gehaltener Computer, ein Laptop, ein Tablet-Computer, ein Personal Digital Assistant (PDA), eine Mikrowelle, ein Kühlschrank, ein Automobil, eine Stereoanlage, ein DVD-Player, ein CD-Player, ein digitaler Musikplayer wie ein MP3-Player, ein Radio, ein Camcorder, eine Kamera, eine Digitalkamera, ein tragbarer Speicherchip, eine Waschmaschine, ein Trockner, eine Waschmaschine / Trockner, ein Kopierer, ein Faxgerät, ein Scanner, ein multifunktionales Peripheriegerät, eine Armbanduhr, eine Uhr, etc. sein. Darüber hinaus können die elektronischen Geräte auch unfertige Produkte beinhalten.
Sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes erfordert, sind überall in der Beschreibung und den Ansprüchen die Worte „umfasst“, „umfassen“, „einschließt“, „einschließen“ und dergleichen in einem integrativen Sinne auszulegen, im Gegensatz zu einem exklusiven oder erschöpfenden Sinne; das heißt, im Sinne von „einschließend“, aber nicht darauf beschränkt. Das Wort „gekoppelt“, wie hier allgemein verwendet, bezieht sich auf zwei oder mehrere Elemente, die entweder direkt miteinander verbunden oder über ein oder mehrere Zwischenelemente verbunden sein können. Ebenso bezieht sich das Wort „verbunden“, wie es hier allgemein verwendet wird, auf zwei oder mehrere Elemente, die entweder direkt verbunden oder über ein oder mehrere Zwischenelemente verbunden sein können. Darüber hinaus beziehen sich die Worte „hier“, „oben“, „unten“ und Worte von ähnlicher Bedeutung, wenn sie in dieser Anmeldung verwendet werden, auf diese Anmeldung als Ganzes und nicht auf einen bestimmten Teil dieser Anmeldung. Wenn der Kontext es zulässt, können Wörter in der obigen ausführlichen Beschreibung, die die Einzahl oder Mehrzahl verwenden, auch die Mehrzahl oder Einzahl beinhalten. Das Wort „oder“ in Bezug auf eine Liste von zwei oder mehr Elementen deckt alle folgenden Interpretationen des Wortes ab: eines der Elemente in der Liste, alle Elemente in der Liste und jede Kombination der Elemente in der Liste.
Darüber hinaus soll der hier verwendete bedingte Wortlaut, wie unter anderem „kann“, „könnte“, „könnte unter Umständen“, „könnte möglicherweise“, „z.B.“, „wie“ und dergleichen, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben oder anderweitig im Rahmen des verwendeten Kontextes verstanden, im Allgemeinen vermitteln, dass bestimmte Ausführungsformen bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Zustände beinhalten, während andere Ausführungsformen bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Zustände nicht beinhalten. Daher ist eine solche bedingte Sprache im Allgemeinen nicht dazu gedacht, zu implizieren, dass Merkmale, Elemente und/oder Zustände in irgendeiner Weise für eine oder mehrere Ausführungsformen erforderlich sind.
Während bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, wurden diese Ausführungsformen nur beispielhaft dargestellt und sollen den Umfang der Offenbarung nicht einschränken. Tatsächlich können die hier beschriebenen neuartigen Vorrichtungen, Verfahren und Systeme in einer Vielzahl anderer Ausbildungen umgesetzt werden; ferner können verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen in der Ausbildung der hier beschriebenen Verfahren und Systeme vorgenommen werden, ohne vom Grundgedanken der Offenbarung abzuweichen. Während beispielsweise Blöcke in einer bestimmten Anordnung dargestellt sind, können alternative Ausführungsformen ähnliche Funktionalitäten mit verschiedenen Komponenten und/oder Schaltungstopologien durchführen, und einige Blöcke können weggelassen, verschoben, hinzugefügt, untergliedert, kombiniert und/oder geändert werden. Jeder dieser Blöcke kann auf verschiedene Weise implementiert werden. Jegliche geeignete Kombination der Elemente und Vorgänge der verschiedenen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann zu weiteren Ausführungsformen kombiniert werden. Die beiliegenden Ansprüche und deren Äquivalente sollen solche Ausbildungen oder Änderungen abdecken, die in den Schutzumfang und den Grundgedanken der Offenbarung fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62659568 [0001]

Claims

Akustische Wellenvorrichtung, umfassend eine piezoelektrische Schicht; eine interdigitale Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht; Hochgeschwindigkeitsschichten auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht; eine Niedriggeschwindigkeitsschicht, die zwischen der piezoelektrischen Schicht und einer ersten der Hochgeschwindigkeitsschichten angeordnet ist und eine niedrigere Schallgeschwindigkeit einer sich in der Niedriggeschwindigkeitsschicht ausbreitenden Scherwelle als die Hochgeschwindigkeitsschichten aufweist, und so ausgelegt, dass sie eine akustische Grenzwelle so erzeugt, dass akustische Energie an einer Grenze der piezoelektrischen Schicht und der Niedriggeschwindigkeitsschicht konzentriert ist.
Akustische Wellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Hochgeschwindigkeitsschichten eine höhere Schallgeschwindigkeit aufweist als eine Geschwindigkeit der akustischen Grenzwelle.
Akustische Wellenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Niedriggeschwindigkeitsschicht Siliziumdioxid beinhaltet.
Akustische Wellenvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Hochgeschwindigkeitsschichten Siliziumschichten sind.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens eine der Hochgeschwindigkeitsschichten eine Siliziumschicht ist oder mindestens eine von Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Diamant, Quarz und Spinell beinhaltet.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die piezoelektrische Schicht eine Lithium-Tantalatschicht oder eine Lithium-Niobatschicht ist.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Hochgeschwindigkeitsschichten aus dem gleichen Material wie jede andere hergestellt sind.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die akustische Grenzwelle eine Wellenlänge von λ aufweist und mindestens eine der Hochgeschwindigkeitsschichten eine Dicke in einem Bereich von 1λ bis 10λ aufweist.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die akustische Wellenvorrichtung eine Dicke in einem Bereich von 10 µm bis 100 µm aufweist.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die akustische Grenzwelle eine Wellenlänge von λ aufweist und die piezoelektrische Schicht eine Dicke von weniger als 2λ aufweist.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Geschwindigkeit der akustischen Grenzwelle in einem Bereich von 2500 Metern pro Sekunde bis 4800 Metern pro Sekunde liegt, insbesondere in einem Bereich von 4100 Metern pro Sekunde bis 4800 Metern pro Sekunde.
Hochfrequenzmodul, umfassend: ein akustisches Wellenfilter, das konfiguriert ist, um ein Hochfrequenzsignal zu filtern und eine akustische Wellenvorrichtung, die eine piezoelektrische Schicht, eine interdigitalen Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht, Hochgeschwindigkeitsschichten auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht, und eine Niedriggeschwindigkeitsschicht, die zwischen der piezoelektrischen Schicht und einer ersten Hochgeschwindigkeitsschicht der Hochgeschwindigkeitsschichten angeordnet ist und eine niedrigere Schallgeschwindigkeit als die Hochgeschwindigkeitsschichten aufweist, beinhaltet und dazu ausgelegt ist, eine akustische Grenzwelle so zu erzeugen, dass die akustische Energie an einer Grenze der piezoelektrischen Schicht und der Niedriggeschwindigkeitsschicht konzentriert ist; und einen mit dem akustischen Wellenfilter gekoppelten Hochfrequenzschalter, der mit dem akustischen Wellenfilter verpackt ist.
Hochfrequenzmodul nach Anspruch 12, ferner umfassend einen Leistungsverstärker, wobei der Hochfrequenzschalter konfiguriert ist, um einen Ausgang des Leistungsverstärkers selektiv elektrisch mit dem Schallwellenfilter zu verbinden.
Das Hochfrequenzmodul nach Anspruch 12 oder 13, ferner umfassend einen Antennenanschluss, wobei der Hochfrequenzschalter konfiguriert ist, um das akustische Wellenfilter selektiv elektrisch mit einem Antennenanschluss des Hochfrequenzmoduls zu verbinden.
Verfahren zum Filtern eines Hochfrequenzsignals mit einem akustischen Wellenfilter, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Hochfrequenzsignals an einem akustischen Wellenfilter; und Filtern des Hochfrequenzsignals mit dem akustischen Wellenfilter umfassend eine akustische Wellenvorrichtung, die eine piezoelektrische Schicht, eine interdigitale Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht, Hochgeschwindigkeitsschichten auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht, und eine Niedriggeschwindigkeitsschicht, die zwischen der piezoelektrischen Schicht und einer ersten Hochgeschwindigkeitsschicht der Hochgeschwindigkeitsschichten angeordnet ist und eine niedrigere Schallgeschwindigkeit als die Hochgeschwindigkeitsschichten aufweist, beinhaltet und eine akustische Grenzwelle erzeugt, so dass akustische Energie an einer Grenze der piezoelektrischen Schicht und der Niedriggeschwindigkeitsschicht konzentriert ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Hochgeschwindigkeitsschichten Siliziumschichten sind und die Niedriggeschwindigkeitsschicht eine Siliziumdioxidschicht ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die piezoelektrische Schicht eine Lithiumniobatschicht oder eine Lithiumtantalatschicht ist.
Akustische Wellenvorrichtung, umfassend eine piezoelektrische Schicht; eine interdigitale Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht; Hochgeschwindigkeitsschichten auf der gegenüberliegenden Seite der piezoelektrischen Schicht mit einer ersten Hochgeschwindigkeitsschicht mit einer ersten Schallgeschwindigkeit und einer zweiten Hochgeschwindigkeitsschicht mit einer zweiten Schallgeschwindigkeit; und eine Temperaturkompensationsschicht, die zwischen der ersten Hochgeschwindigkeitsschicht und der piezoelektrischen Schicht angeordnet und dazu ausgelegt ist, eine akustische Grenzwelle mit einer Geschwindigkeit zu erzeugen, die sowohl kleiner als die erste Schallgeschwindigkeit als auch die zweite Schallgeschwindigkeit ist.
Akustische Wellenvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die erste Schallgeschwindigkeit im Wesentlichen die gleiche wie die zweite Schallgeschwindigkeit ist oder sich von der zweiten Schallgeschwindigkeit unterscheidet.
Akustische Wellenvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, wobei die erste Hochgeschwindigkeitsschicht eine Siliziumschicht ist.
Akustische Wellenvorrichtung nach Anspruch 20, wobei die zweite Hochgeschwindigkeitsschicht eine zweite Siliziumschicht ist.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 und 19, wobei die erste Hochgeschwindigkeitsschicht mindestens eines von Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Diamant, Quarz oder Spinell beinhaltet.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei die piezoelektrische Schicht entweder eine Lithium-Tantalatschicht oder eine Lithium-Niobatschicht ist.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei die Temperaturkompensationsschicht Siliziumdioxid beinhaltet.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei die akustische Grenzwelle eine Wellenlänge von λ aufweist und die erste Hochgeschwindigkeitsschicht eine Dicke in einem Bereich von 1λ bis 10λ aufweist.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei die interdigitale Wandlerelektrode mit der piezoelektrischen Schicht auf einer der Temperaturkompensationsschicht zugewandten Seite der piezoelektrischen Schicht oder auf einer der Temperaturkompensationsschicht gegenüberliegenden Seite der piezoelektrischen Schicht in Kontakt steht.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, wobei die akustische Grenzwelle eine Wellenlänge von λ aufweist und die piezoelektrische Schicht eine Dicke von weniger als 2λ aufweist.
Akustische Wellenvorrichtung, umfassend: eine piezoelektrische Schicht; eine interdigitale Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht; Siliziumschichten auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht; und eine Siliziumdioxidschicht, die zwischen einer der Siliziumschichten und der piezoelektrischen Schicht angeordnet ist, und dazu ausgelegt ist, eine akustische Grenzwelle an einer Schnittstelle der piezoelektrischen Schicht und der interdigitalen Wandlerelektrode zu erzeugen.
Akustische Wellenvorrichtung nach Anspruch 28, wobei die akustische Grenzwelle eine Wellenlänge von λ aufweist und die Siliziumschichten jeweils eine Dicke in einem Bereich von λ bis 10λ aufweisen.
Akustische Wellenvorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, wobei die akustische Grenzwelle eine Wellenlänge von λ aufweist und die piezoelektrische Schicht eine Dicke von nicht mehr als 2λ aufweist.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei die piezoelektrische Schicht eine Lithium-Tantalatschicht oder eine Lithium-Niobatschicht ist.
Akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, wobei sich die interdigitale Wandlerelektrode auf einer der Siliziumdioxidschicht zugewandten Seite der piezoelektrischen Schicht oder auf einer der Siliziumdioxidschicht gegenüberliegenden Seite der piezoelektrischen Schicht befindet.
Akustisches Wellenfilter, umfassend eine akustische Wellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32 und konfiguriert, um ein Hochfrequenzsignal zu filtern.
Akustische Wellenvorrichtungs-Anordnung, umfassend: eine erste Matrize mit einer ersten akustischen Wellenvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, eine akustische Grenzwelle zu erzeugen und eine piezoelektrische Schicht, eine interdigitale Wandlerelektrode auf der piezoelektrischen Schicht und Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht, die größer als eine Geschwindigkeit der akustischen Grenzwelle ist, beinhaltet; und eine zweite Matrize, die mit der ersten Matrize gestapelt ist und eine zweite akustische Wellenvorrichtung beinhaltet, die dazu ausgelegt ist, eine zweite akustische Grenzwelle zu erzeugen.
Akustische Wellenvorrichtungs-Anordnung nach Anspruch 34, die ferner eine dritte Matrize umfasst, die mit der ersten Matrize und der zweiten Matrize gestapelt ist, wobei die dritte Matrize eine dritte akustische Wellenvorrichtung beinhaltet, die dazu ausgelegt ist, eine dritte akustische Grenzwelle zu erzeugen.
Akustische Wellenvorrichtungs-Anordnung nach Anspruch 34 oder 35, wobei die erste akustische Wellenvorrichtung ferner eine Temperaturkompensationsschicht beinhaltet, die zwischen der piezoelektrischen Schicht und einer ersten Schicht mit hoher Schallgeschwindigkeit der Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit angeordnet ist.
Akustische Wellenvorrichtungs-Anordnung nach einem der Ansprüche 34 bis 36, wobei eine erste Schicht mit hoher Schallgeschwindigkeit der Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit eine Siliziumschicht ist oder mindestens eines von Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Diamant, Quarz oder Spinell beinhaltet.
Akustische Wellenvorrichtungs-Anordnung nach einem der Ansprüche 34 bis 37, wobei die erste akustische Wellenvorrichtung in einem ersten akustischen Wellenfilter und die zweite akustische Wellenvorrichtung in einem zweiten akustischen Wellenfilter enthalten ist.
Akustische Wellenvorrichtungs-Anordnung nach einem der Ansprüche 34 bis 38, ferner umfassend eine Durchkontaktierung, die sich durch die erste Matrize erstreckt.
Akustische Wellenvorrichtungs-Anordnung nach einem der Ansprüche 34 bis 39, ferner umfassend eine Drahtbondung, die sich von der zweiten Matrize aus erstreckt.
Akustische Wellenvorrichtungs-Anordnung nach einem der Ansprüche 34 bis 40, wobei die erste Matrize von der zweiten Matrize elektrisch isoliert ist.
Akustische Wellenvorrichtungs-Anordnung nach einem der Ansprüche 34 bis 40, ferner umfassend ferner einen Luftspalt zwischen der ersten Matrize und der zweiten Matrize.
Akustische Wellenvorrichtungs-Anordnung nach einem der Ansprüche 34 bis 40, die ferner ein dielektrisches Material oder ein dielektrisches Material und eine zwischen der ersten Matrize und der zweiten Matrize angeordnete Metallabschirmung umfasst.
Akustische Wellenvorrichtungs-Anordnung nach einem der Ansprüche 34 bis 43, wobei die zweite akustische Wellenvorrichtung eine zweite piezoelektrische Schicht, eine zweite interdigitale Wandlerelektrode auf der zweiten piezoelektrischen Schicht und zweite Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit auf gegenüberliegenden Seiten des zweiten piezoelektrischen Substrats beinhaltet, wobei die zweiten Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit jeweils eine Schallgeschwindigkeit aufweisen, die größer als eine Geschwindigkeit der zweiten akustischen Grenzwelle ist.
Hochfrequenzmodul mit akustischen Wellenfiltern, umfassend: ein erstes akustisches Wellenfilter, das dazu ausgelegt ist, ein erstes Hochfrequenzsignal zu filtern, und eine erste akustische Wellenvorrichtung auf einer ersten Matrize beinhaltet, die dazu ausgelegt ist, eine akustische Grenzwelle zu erzeugen und eine piezoelektrische Schicht und Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit auf gegenüberliegenden Seiten der piezoelektrischen Schicht mit jeweils einer Schallgeschwindigkeit, die größer als eine Geschwindigkeit der akustischen Grenzwelle ist, beinhaltet; ein zweites akustisches Wellenfilter, das dazu ausgelegt ist, ein zweites Hochfrequenzsignal zu filtern, eine zweite akustische Wellenvorrichtung auf einer mit der ersten Matrize gestapelten zweiten Matrize beinhaltet und dazu ausgelegt ist, eine zweite akustische Grenzwelle zu erzeugen; und ein Gehäuse, das das erste akustische Wellenfilter und das zweite akustische Wellenfilter umschließt.
Hochfrequenzmodul nach Anspruch 45, wobei eine Dicke des Hochfrequenzmoduls weniger als 300 Mikrometer beträgt.
Hochfrequenzmodul nach Anspruch 45 oder 46, wobei ein Duplexer das erste akustischen Wellenfilter und das zweite akustische Wellenfilter beinhaltet.
Hochfrequenzmodul nach einem der Ansprüche 45 bis 47, ferner umfassend einen Hochfrequenzschalter, der mit dem ersten akustischen Wellenfilter und dem zweiten akustischen Wellenfilter gekoppelt ist, wobei der Hochfrequenzschalter innerhalb des Gehäuses eingeschlossen ist.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung, umfassend: eine Antenne; und akustische Wellenfilter in Verbindung mit der Antenne, welche dazu ausgelegt sind, Hochfrequenzsignale zu filtern, und mit einer ersten mit einer zweiten Matrize gestapelten Matrize, die eine erste akustische Wellenvorrichtung beinhaltet, die dazu ausgelegt ist, eine akustische Grenzwelle zu erzeugen, und eine piezoelektrische Schicht beinhaltet, die zwischen zwei Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit mit Schallgeschwindigkeiten, die höher sind als eine Geschwindigkeit der akustischen Grenzwelle, angeordnet ist.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 49, ferner umfassend einen Sender-Empfänger in Verbindung mit den akustischen Wellenfiltern.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 49 oder 50, ferner umfassend einen Hochfrequenzschalter, wobei die akustischen Wellenfilter als Multiplexer angeordnet sind, der mit dem Hochfrequenzschalter gekoppelt ist.