DE112020002253T5 - Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorfilter einschließlich Sperrbandresonatoren - Google Patents

Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorfilter einschließlich Sperrbandresonatoren Download PDF

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Abstract

Ein BAW-Resonatorfilter kann eine Durchlassbandfilterkette eines BAW-Resonators umfassen, die Durchlassbandfilterkette eines BAW-Resonators kann konfiguriert sein, um Frequenzkomponenten eines Eingangssignals in einem Durchlassband von Frequenzen, die an einem Eingangsknoten der Durchlassbandfilterkette des BAW-Resonators empfangen werden, zu einem Ausgangsknoten der Durchlassbandfilterkette des BAW-Resonators durchzulassen. Ein erster Sperrbandreihenresonator kann zwischen einem Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterkette des BAW-Resonators und dem Eingangsknoten in Reihe gekoppelt sein, der erste Sperrbandreihenresonator kann eine erste Antiresonanzfrequenzspitze in einem Sperrband von Frequenzen aufweisen, das kleiner als das Durchlassband der Frequenzen ist. Ein zweiter Sperrbandreihenresonator kann in Reihe zwischen einem Ausgangsanschluss des BAW-Resonatorfilters und dem Ausgangsknoten geschaltet sein, der zweite Sperrbandreihenresonator kann eine zweite Antiresonanzfrequenzspitze in dem Sperrband von Frequenzen aufweisen.

Description

  • QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit der Seriennummer 62/845,009 (Anwaltsakte Nr. 181246-00009) mit dem Titel „WiFi 5GHz NEW APPROACH FOR REJECTION IMPROVEMENT“, eingereicht beim USPTO am 8. Mai 2019, und der vorläufigen US-Anmeldung mit der Seriennummer Nr.: 62/885,047 (Anwaltsakte Nr. 181246-00011) mit dem Titel „BULK ACOUSTIC WAVE RESONATOR FILTERS INCLUDING REJECTION-BAND RESONATORS“, eingereicht beim USPTO am 9. August 2019, und ist eine Änderungsanmeldung der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 16/135,276 (Anwaltsakte Nr. 969R00007US7) mit dem Titel „FRONT END MODULE FOR 5.2 GHZ Wl-Fl ACOUSTIC WAVE RESONATOR RF FILTER CIRCUIT“, eingereicht am 19. September 2018, die eine Änderungsanmeldung der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 16/019,267 (Anwaltsakte Nr. 969RO0007US3) mit dem Titel „5.2 GHz Wi-Fi ACOUSTIC WAVE RESONATOR RF FILTER CIRCUIT“, eingereicht am 26. Juni 2018, ist, die eine Änderungsanmeldung der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 15/784,919 (Anwaltsakte Nr. 969RO0007US2) mit dem Titel „PIEZOELECTRIC ACOUSTIC RESONATOR MANUFACTURED WITH PIEZOELECTRIC THIN FILM TRANSFER PROCESS“, eingereicht am 16. Oktober 2017, ist, die eine Änderungsanmeldung der US-Anmeldung mit der Seriennummer 15/068,510 , eingereicht am 11. März 2016 ist.
  • Die vorliegende Anmeldung umfasst durch Bezugnahme für alle Zwecke die folgenden gleichzeitig eingereichten Patentanmeldungen, die alle im gemeinsamen Besitz sind: US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/298,057 (Anwaltsakte Nr. A969RO-000100US) mit dem Titel „RESONANCE CIRCUIT WITH A SINGLE CRYSTAL CAPACITOR DIELECTRIC MATERIAL“, eingereicht am 6. Juni 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,673,384 , erteilt am 6. Juni 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/298,076 (Anwaltsakte Nr. A969RO-000200US) mit dem Titel „METHOD OF MANUFACTURE FOR SINGLE CRYSTAL CAPACITOR DIELECTRIC FOR A RESONANCE CIRCUIT“, eingereicht am 6. Juni 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,537,465 , erteilt am 3. Januar 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/298,100 (Anwaltsakte Nr. A969RO-000300US) mit dem Titel „INTEGRATED CIRCUIT CONFIGURED WITH TWO OR MORE SINGLE CRYSTAL ACOUSTIC RESONATOR DEVICES“, eingereicht am 6. Juni 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,571,061 , erteilt am 14. Februar 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/341,314 (Anwaltsakte Nr.: A969RO-000400US) mit dem Titel „WAFER SCALE PACKAGING“, eingereicht am 25. Juli 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,805,966 , erteilt am 31. Oktober 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/449,001 (Anwaltsakte Nr.: A969RO-000500US) mit dem Titel „MOBILE COMMUNICATION DEVICE CONFIGURED WITH A SINGLE CRYSTAL PIEZO RESONATOR STRUCTURE“, eingereicht am 31. Juli 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,716,581 , erteilt am 25. Juli, 2017); US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/469,503 (Anwaltsakte Nr.: A969RO-000600US) mit dem Titel „MEMBRANE SUBSTRATE STRUCTURE FOR SINGLE CRYSTAL ACOUSTIC RESONATOR DEVICE“, eingereicht am 26. August 2014 (jetzt US-Patent Nr. 9,917,568 , erteilt am 13. März 2018). Die Offenbarungen aller der obigen Anmeldungen und Patente sind hierin durch Bezugnahme eingeschlossen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elektronische Vorrichtungen. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung Techniken bereit, die sich auf ein Herstellungsverfahren und eine Struktur für Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorvorrichtungen, Einkristall-Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorvorrichtungen, Einkristallfilter- und Resonatorvorrichtungen und dergleichen beziehen. Lediglich als Beispiel wurde die Erfindung auf eine Einkristall-Resonatorvorrichtung unter anderem für eine Kommunikationsvorrichtung, eine mobile Vorrichtung, eine Computervorrichtung angewendet.
  • Mobile Telekommunikationsgeräte werden weltweit erfolgreich eingesetzt. Über eine Milliarde Mobilgeräte, darunter Mobiltelefone und Smartphones, wurden in einem einzigen Jahr hergestellt, und die Stückzahlen steigen im Jahresvergleich weiter an. Mit dem Anstieg von 4G/LTE in etwa 2012 und der Explosion des mobilen Datenverkehrs treiben datenreiche Inhalte das Wachstum des Smartphone-Segments voran - das in den nächsten Jahren voraussichtlich 2 Milliarden pro Jahr erreichen wird. Die Koexistenz neuer und älterer Standards und der Drang nach höheren Datenratenanforderungen erhöhen die HF-Komplexität in Smartphones. Leider bestehen bei der herkömmlichen HF-Technologie Einschränkungen, die problematisch sind und in Zukunft zu Nachteilen führen können.
  • Da 4G LTE und 5G von Tag zu Tag beliebter werden, erfordert die drahtlose Datenkommunikation leistungsstarke HF-Filter mit Frequenzen um 5 GHz und höher. Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren (BAWR), die kristalline piezoelektrische Dünnfilme verwenden, sind führende Kandidaten, um solche Anforderungen zu erfüllen. Aktuelle BAWRs, die polykristalline piezoelektrische Dünnfilme verwenden, sind für Bulk-Acoustic-Wave-(BAW)-Filter geeignet, die bei Frequenzen im Bereich von 1 bis 3 GHz arbeiten; jedoch verschlechtert sich die Qualität der polykristallinen piezoelektrischen Filme schnell, wenn die Dicken unter etwa 0,5 um sinken, was für Resonatoren und Filter erforderlich ist, die bei Frequenzen um 5 GHz und darüber arbeiten. Einkristalline oder epitaktische piezoelektrische Dünnfilme, die auf kompatiblen kristallinen Substraten aufgewachsen sind, zeigen eine gute Kristallqualität und eine hohe piezoelektrische Leistung selbst bis hin zu sehr geringen Dicken, z. B. 0,4 um. Trotzdem gibt es Herausforderungen bei der Verwendung und Übertragung von piezoelektrischen Dünnfilmen mit einem Kristall bei der Herstellung von BAWR- und BAW-Filtern.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Ausführungsformen gemäß der Erfindung können Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorfilter bereitstellen, die Sperrbandresonatoren umfassen. Gemäß diesen Ausführungsformen kann in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ein Bulk-Acoustic-Wave-(BAW)-Resonatorfilter eine Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators umfassen, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators konfiguriert ist, um Frequenzkomponenten eines Eingangssignals in einem Durchlassband von Frequenzen, die an einem Eingangsknoten der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators empfangen werden, zu einem Ausgangsknoten der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators durchzulassen. Ein erster Sperrbandreihenresonator kann in Reihe zwischen einem Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und dem Eingangsknoten gekoppelt sein, wobei der erste Sperrbandreihenresonator eine erste Antiresonanzfrequenzspitze in einem Sperrband von Frequenzen aufweist, die kleiner als das Durchlassband von Frequenzen ist. Ein zweiter Sperrbandreihenresonator kann zwischen einem Ausgangsanschluss des BAW-Resonatorfilters und dem Ausgangsknoten in Reihe geschaltet sein, wobei der zweite Sperrbandreihenresonator eine zweite Antiresonanzfrequenzspitze in dem Sperrband von Frequenzen aufweist.
  • In einigen Ausführungsformen gemäß der Erfindung kann ein Bulk-Acoustic-Wave-(BAW)-Resonatorfilter eine Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators umfassen, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators konfiguriert ist, um Frequenzkomponenten eines Eingangssignals in einem Durchlassband von Frequenzen, die an einem Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators empfangen werden, an einen Ausgangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators durchzulassen. Ein erster Sperrbandnebenschlussresonator kann parallel über einen Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und einen Referenzknoten der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators gekoppelt sein, wobei der erste Sperrbandnebenschlussresonator eine erste Resonanzbandspitze in einem Sperrband von Frequenzen aufweist, das größer als das Durchlassband von Frequenzen ist.Ein zweiter Sperrbandnebenschlussresonator kann parallel zwischen dem Ausgangsanschluss des BAW-Resonatorfilters und dem Referenzknoten gekoppelt sein, wobei der zweite Sperrbandnebenschlussresonator eine zweite Resonanzfrequenzspitze im Sperrband von Frequenzen aufweist.
  • In einigen Ausführungsformen gemäß der Erfindung kann ein Bulk-Acoustic-Wave-(BAW)-Resonatorfilter eine Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators umfassen, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators konfiguriert ist, um Frequenzkomponenten eines Eingangssignals in einem Durchlassband von Frequenzen, die an einem Eingangsknoten der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators empfangen werden, an einen Ausgangsknoten der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators durchzulassen. Ein erster Sperrbandreihenresonator kann in Reihe mit einem Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators oder einem Ausgangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators gekoppelt sein, wobei der erste Sperrbandreihenresonator eine erste Antiresonanzfrequenzspitze in einem Sperrband von Frequenzen aufweist, das kleiner als das Durchlassband von Frequenzen ist.
  • In einigen Ausführungsformen gemäß der Erfindung kann ein Bulk-Acoustic-Wave-(BAW)-Resonatorfilter eine Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators umfassen, die konfiguriert ist, um Frequenzkomponenten eines Eingangssignals in einem Durchlassband von Frequenzen, die an einem Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators empfangen werden, an einen Ausgangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators durchzulassen. Ein erster Sperrbandnebenschlussresonator kann parallel über einen Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und einen Referenzknoten der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators oder parallel zwischen dem Ausgangsanschluss des BAW-Resonators und dem Referenzknoten gekoppelt sein, wobei der erste Sperrbandnebenschlussresonator eine erste Resonanzfrequenzspitze in einem Sperrband von Frequenzen aufweist, die größer als das Durchlassband von Frequenzen ist.
  • In einigen Ausführungsformen gemäß der Erfindung kann ein Bulk-Acoustic-Wave-(BAW)-Resonatorfilter eine erste Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators umfassen, die konfiguriert ist, um Frequenzkomponenten eines Eingangssignals in einem ersten Durchlassband von an einem Eingangsanschluss empfangenen Frequenzen der ersten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators an einen Ausgangsanschluss der ersten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators durchzulassen.Ein erster Sperrbandreihenresonator kann in Reihe mit dem Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators oder dem Ausgangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators gekoppelt sein, wobei der erste Sperrbandreihenresonator eine erste Antiresonanzfrequenzspitze in einem ersten Sperrband von Frequenzen aufweist, das kleiner als das erste Durchlassband von Frequenzen ist.Eine zweite Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators kann konfiguriert sein, um Frequenzkomponenten des Eingangssignals in einem zweiten Durchlassband von Frequenzen, die am Eingangsanschluss der zweiten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators empfangen werden, an den Ausgangsanschluss der zweiten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators durchzulassen. Ein erster Sperrbandnebenschlussresonator kann parallel über den Eingangsanschluss der zweiten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und einen Referenzknoten der zweiten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators gekoppelt oder parallel zwischen dem Ausgangsanschluss des zweiten BAW-Resonatorfilters und dem Referenzknoten gekoppelt sein, wobei der erste Sperrbandnebenschlussresonator eine erste Resonanzfrequenzspitze in einem zweiten Sperrband von Frequenzen aufweist, das größer als das zweite Durchlassband von Frequenzen ist. Ein Schalter kann konfiguriert sein, um das Eingangssignal in einem ersten Zustand an den ersten Sperrbandreihenresonator zu koppeln, und kann konfiguriert sein, um das Eingangssignal in einem zweiten Zustand an den ersten Sperrbandnebenschlussresonator zu koppeln.
  • Figurenliste
  • Um die vorliegende Erfindung besser zu verstehen, wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Wenn man versteht, dass diese Zeichnungen nicht als Beschränkungen des Umfangs der Erfindung anzusehen sind, werden die gegenwärtig beschriebenen Ausführungsformen und die derzeit beste Art der Erfindung mit zusätzlichen Details unter Verwendung der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
    • 1A ein vereinfachtes Diagramm ist, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit oberseitigen Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 1B ein vereinfachtes Diagramm ist, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit bodenseitigen Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 1C ein vereinfachtes Diagramm ist, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit Interposer/cap-free-Struktur-Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 1D ein vereinfachtes Diagramm ist, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit Interposer/Cap-freien Struktur-Verbindungen mit einem gemeinsam genutzten rückseitigen Graben gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 2 und 3 vereinfachte Diagramme sind, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 4A ein vereinfachtes Diagramm ist, das einen Schritt für ein Verfahren zum Erzeugen eines oberseitigen Mikrograbens gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 4B und 4C vereinfachte Diagramme sind, die alternative Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts des Bildens eines oberseitigen Mikrograbens, wie in 4A beschrieben, darstellen.
    • 4D und 4E vereinfachte Diagramme sind, die ein alternatives Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts des Bildens eines oberseitigen Mikrograbens, wie in 4A beschrieben, darstellen.
    • 5 bis 8 vereinfachte Diagramme sind, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 9A ein vereinfachtes Diagramm ist, das einen Verfahrensschritt zum Bilden von rückseitigen Gräben gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 9B und 9C vereinfachte Diagramme sind, die ein alternatives Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts des Bildens von rückseitigen Gräben, wie in 9A beschrieben, und gleichzeitigen Vereinzelns eines Saatsubstrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 10 ein vereinfachtes Diagramm ist, das einen Verfahrensschritt zum Ausbilden einer rückseitigen Metallisierung und elektrischer Verbindungen zwischen Ober- und Unterseite eines Resonators gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 11A und 11B vereinfachte Diagramme sind, die alternative Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 12A bis 12E vereinfachte Diagramme sind, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung unter Verwendung eines Blinddurchkontaktierungs-Interposers gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 13 ein vereinfachtes Diagramm ist, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 14A bis 14G vereinfachte Diagramme sind, die Verfahrensschritte für einen Kappenwaferprozess für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 15A - 15E vereinfachte Diagramme sind, die Verfahrensschritte zum Herstellen einer akustischen Resonatorvorrichtung mit gemeinsam genutztem rückseitigen Graben darstellen, die gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung sowohl in Versionen ohne Interposer/Kappe als auch ohne Interposer implementiert werden kann.
    • 16A-16C bis 31A - 31C vereinfachte Diagramme sind, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 32A - 32C bis 46A - 46C vereinfachte Diagramme sind, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Hohlraumbond-Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 47A - 47C bis 59A - 59C vereinfachte Diagramme sind, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen fest montierten Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 60 ein vereinfachtes Diagramm ist, das Filterdurchlassbandanforderungen in einem Hochfrequenzspektrum gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 61 ein vereinfachtes Diagramm ist, das einen Überblick über Schlüsselmärkte darstellt, die Anwendungen für Schallwellen-HF-Filter gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung sind.
    • 62 ein vereinfachtes Diagramm ist, das Anwendungsbereiche für 5,2 GHz-HF-Filter in Tri-Band-Wi-Fi-Funkgeräten gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 63A - 63C vereinfachte Diagramme sind, die Querschnittsansichten von Resonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Beispielen der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 64A - 64C vereinfachte Schaltungsdiagramme sind, die repräsentative Gitter- und Leiterkonfigurationen für Akustikfilterdesigns gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 65A - 65B vereinfachte Diagramme sind, die Packungsansätze gemäß verschiedenen Beispielen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
    • 66 ein vereinfachtes Diagramm ist, das einen Packansatz gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 67 ein vereinfachtes Schaltbild ist, das eine 2-Tor-BAW-HF-Filterschaltung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 68 eine vereinfachte Tabelle von Filterparametern gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ist.
    • 69 ein vereinfachter Graph ist, der den Einfügungsverlust über der Frequenz gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 70-74 ein vereinfachtes Blockschaltbild ist, das ein Front-End-Modul gemäß verschiedenen Beispielen der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 75 eine schematische Darstellung eines BAW-Resonatorfilters mit einer BAW-Resonatorpassbandfilterkette und ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist.
    • 76 ein Graph ist, der Antiresonanzfrequenzen von ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren in dem BAW-Resonatorfilter von 75 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen darstellt.
    • 77 eine schematische Darstellung eines BAW-Resonatorfilters mit einer BAW-Resonatorpassbandfilterkette und ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonatoren in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist.
    • 78 ein Graph ist, der Resonanzfrequenzen von ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonatoren in dem BAW-Resonatorfilter von 77 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen darstellt.
    • 79 eine schematische Darstellung eines kombinierten BAW-Resonatorfilters mit einer Durchlassbandfilterkette eines BAW-Resonators mit ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren und einer Durchlassbandfilterkette eines BAW-Resonators mit ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonatoren, gesteuert durch einen Schalter in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist.
    • 80 eine schematische Darstellung eines BAW-Resonatorfilters ist, der ein BAW-Resonatordurchlassbandfiltergitter von 64A mit ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen enthält.
    • 81 eine schematische Darstellung eines BAW-Resonatorfilters mit einem BAW-Resonatordurchlassbandfiltergitter von 64B mit ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist.
    • 82 eine graphische Darstellung ist, die die Antwort des BAW-Resonatorfilters der 80 und 81 einschließlich der Antiresonanzfrequenzen des ersten und zweiten Sperrbandreihenresonators in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen enthält.
    • 83 eine schematische Darstellung eines BAW-Resonatorfilters mit einem BAW-Resonatordurchlassbandfiltergitter von 64A mit ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonatoren in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist.
    • 84 eine schematische Darstellung eines BAW-Resonatorfilters ist, der ein BAW-Resonatordurchlassbandfiltergitter von 64B mit ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonatoren in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen enthält.
    • 85 ein Graph ist, der die Antwort des BAW-Resonatorfilters von 83 und 84 einschließlich der Antiresonanzfrequenzen des ersten und des zweiten Sperrbandnebenschlussresonators in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen enthält.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON ERFINDUNGSGEMÄßEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Techniken bereitgestellt, die sich allgemein auf elektronische Vorrichtungen beziehen. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung Techniken bereit, die sich auf ein Verfahren zur Herstellung und Struktur von Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorvorrichtungen, Einkristallresonatorvorrichtungen, Einkristallfilter- und Resonatorvorrichtungen und dergleichen beziehen. Lediglich als Beispiel wurde die Erfindung auf eine Einkristallresonatorvorrichtung unter anderem für eine Kommunikationsvorrichtung, eine mobile Vorrichtung, eine Computervorrichtung angewendet.
  • 1A ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung 101 mit oberseitigen Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 101 ein verdünntes Saatsubstrat 112 mit einer darüber liegenden piezoelektrischen Einkristallschicht 120, die eine Mikrodurchkontaktierung (Microvia) 129 aufweist. Die Mikrodurchkontaktierung 129 kann einen oberseitigen Mikrograben 121, einen oberseitigen Metallstecker 146, einen rückseitigen Graben 114 und einen rückseitigen Metallstecker 147 beinhalten. Obwohl die Vorrichtung 101 mit einer einzelnen Mikrodurchkontaktierung 129 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 101 mehrere Mikrodurchkontaktierungen aufweisen. Eine oberseitige Metallelektrode 130 wird über der piezoelektrischen Schicht 120 gebildet. Eine obere Kappenstruktur ist an die piezoelektrische Schicht 120 gebondet. Diese obere Kappenstruktur beinhaltet ein Interposer-Substrat 119 mit einem oder mehreren Durchkontaktierungen 151, die mit einem oder mehreren oberen Bondpads 143, einem oder mehreren Bondpads 144 und einem oberseitigen Metall 145 mit einem oberseitigen Metallstecker 146 verbunden sind. Lötkugeln 170 sind elektrisch mit dem einen oder den mehreren oberen Bondpads 143 gekoppelt.
  • Das verdünnte Substrat 112 weist den ersten und den zweiten rückseitigen Graben 113, 114 auf. Eine rückseitige Metallelektrode 131 wird unter einem Abschnitt des verdünnten Saatsubstrats 112, des ersten rückseitigen Grabens 113 und der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet. Der rückseitige Metallstecker 147 ist unter einem Abschnitt des verdünnten Saatsubstrats 112, des zweiten rückseitigen Grabens 114 und des oberseitigen Metalls 145 gebildet. Dieser rückseitige Metallstecker 147 ist elektrisch mit dem oberseitigen Metallstecker 146 und der rückseitigen Metallelektrode 131 verbunden. Eine rückseitige Kappenstruktur 161 ist an das verdünnte Saatsubstrat 112 gebondet, die unter dem ersten und zweiten rückseitigen Graben 113, 114 liegt. Auf weitere Einzelheiten bezüglich des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird ausgehend von 2 eingegangen.
  • 1B ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung 102 mit rückseitigen Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 101 ein verdünntes Saatsubstrat 112 mit einer darüber liegenden piezoelektrischen Schicht 120, die eine Mikrodurchkontaktierung 129 aufweist. Die Mikrodurchkontaktierung 129 kann einen oberseitigen Mikrograben 121, einen oberseitigen Metallstecker 146, einen rückseitigen Graben 114 und einen rückseitigen Metallstecker 147 beinhalten. Obwohl die Vorrichtung 102 mit einer einzelnen Mikrodurchkontaktierung 129 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 102 mehrere Mikrodurchkontaktierungen aufweisen. Eine oberseitige Metallelektrode 130 wird über der piezoelektrischen Schicht 120 gebildet. Eine obere Kappenstruktur ist an die piezoelektrische Schicht 120 gebondet. Diese obere Kappenstruktur 119 beinhaltet Bondpads, die mit einem oder mehreren Bondpads 144 und einem oberseitigen Metall 145 auf der piezoelektrischen Schicht 120 verbunden sind. Das oberseitige Metall 145 beinhaltet einen oberseitigen Metallstopfen 146.
  • Das verdünnte Substrat 112 weist den ersten und den zweiten rückseitigen Graben 113, 114 auf. Eine rückseitige Metallelektrode 131 wird unter einem Abschnitt des verdünnten Saatsubstrats 112, des ersten rückseitigen Grabens 113 und der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet. Ein rückseitiger Metallstecker 147 ist unter einem Abschnitt des verdünnten Saatsubstrats 112, des zweiten rückseitigen Grabens 114 und des oberseitigen Metallsteckers 146 gebildet. Dieser rückseitige Metallstecker 147 ist elektrisch mit dem oberseitigen Metallstecker 146 gekoppelt. Eine rückseitige Kappenstruktur 162 ist an das verdünnte Saatsubstrat 112 gebondet, die unter den ersten und zweiten rückseitigen Gräben liegt. Ein oder mehrere rückseitige Bondpads (171, 172, 173) sind in einem oder mehreren Abschnitten der rückseitigen Kappenstruktur 162 gebildet. Lötkugeln 170 sind elektrisch mit dem einen oder den mehreren rückseitigen Bondpads 171 - 173 verbunden. Auf weitere Einzelheiten bezüglich des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird ausgehend von 14A eingegangen.
  • 1C ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit Interposer/cap-free-Struktur-Verbindungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 103 ein verdünntes Saatsubstrat 112 mit einer darüber liegenden piezoelektrischen Einkristallschicht 120, die eine Mikrodurchkontaktierung 129 aufweist. Die Mikrodurchkontaktierung 129 kann einen oberseitigen Mikrograben 121, einen oberseitigen Metallstecker 146, einen rückseitigen Graben 114 und einen rückseitigen Metallstecker 147 beinhalten. Obwohl die Vorrichtung 103 mit einer einzelnen Mikrodurchkontaktierung 129 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 103 mehrere Mikrodurchkontaktierungen aufweisen. Eine oberseitige Metallelektrode 130 wird über der piezoelektrischen Schicht 120 gebildet. Das verdünnte Substrat 112 weist den ersten und den zweiten rückseitigen Graben 113, 114 auf. Eine rückseitige Metallelektrode 131 wird unter einem Abschnitt des verdünnten Saatsubstrats 112, des ersten rückseitigen Grabens 113 und der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet. Ein rückseitiger Metallstecker 147 ist unter einem Abschnitt des verdünnten Saatsubstrats 112, des zweiten rückseitigen Grabens 114 und des oberseitigen Metalls 145 gebildet. Dieser rückseitige Metallstecker 147 ist elektrisch mit dem oberseitigen Metallstecker 146 und der rückseitigen Metallelektrode 131 verbunden. Auf weitere Einzelheiten bezüglich des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird ausgehend von 2 eingegangen.
  • 1D ist ein vereinfachtes Diagramm, das eine akustische Resonatorvorrichtung mit Interposer/Cap-freien Struktur-Verbindungen mit einem gemeinsam genutzten rückseitigen Graben gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 104 ein verdünntes Saatsubstrat 112 mit einer darüber liegenden piezoelektrischen Einkristallschicht 120, die eine Mikrodurchkontaktierung 129 aufweist. Die Mikrodurchkontaktierung 129 kann einen oberseitigen Mikrograben 121, einen oberseitigen Metallstecker 146 und ein rückseitiges Metall 147 beinhalten. Obwohl die Vorrichtung 104 mit einer einzelnen Mikrodurchkontaktierung 129 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 104 mehrere Mikrodurchkontaktierungen aufweisen. Eine oberseitige Metallelektrode 130 wird über der piezoelektrischen Schicht 120 gebildet. Das verdünnte Substrat 112 weist einen ersten rückseitigen Graben 113 auf. Eine rückseitige Metallelektrode 131 wird unter einem Abschnitt des verdünnten Saatsubstrats 112, des ersten rückseitigen Grabens 113 und der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet. Ein rückseitiges Metall 147 wird unter einem Abschnitt des verdünnten Saatsubstrats 112, des zweiten rückseitigen Grabens 114 und des oberseitigen Metalls 145 gebildet. Dieses rückseitige Metall 147 ist elektrisch mit dem oberseitigen Metallstecker 146 und der rückseitigen Metallelektrode 131 verbunden. Auf weitere Einzelheiten bezüglich des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird ausgehend von 2 eingegangen.
  • 2 und 3 sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Dieses Verfahren veranschaulicht den Prozess zum Herstellen einer akustischen Resonatorvorrichtung ähnlich der in 1A gezeigten.2 kann einen Verfahrensschritt zum Bereitstellen eines teilweise bearbeiteten piezoelektrischen Substrats darstellen. Wie gezeigt umfasst die Vorrichtung 102 ein Saatsubstrat 110 mit einer darüberliegenden piezoelektrischen Schicht 120. In einem spezifischen Beispiel kann das Saatsubstrat Silizium-, Siliziumkarbid-, Aluminiumoxid- oder Einkristall-Aluminium-Gallium-Nitrid-Materialien oder dergleichen umfassen. Die piezoelektrische Schicht 120 kann eine piezoelektrische Einkristallschicht oder eine piezoelektrische Dünnfilmeinkristallschicht umfassen.
  • 3 kann einen Verfahrensschritt zum Bilden einer oberseitigen Metallisierung oder einer oberseitigen Resonatormetallelektrode 130 darstellen. In einem spezifischen Beispiel kann die oberseitige Metallelektrode 130 ein Molybdän-, Aluminium-, Ruthenium- oder Titanmaterial oder dergleichen und Kombinationen davon umfassen. Diese Schicht kann durch einen Abhebeprozess, einen Nassätzprozess, einen Trockenätzprozess, einen Metalldruckprozess, einen Metalllaminierprozess oder dergleichen auf der Oberseite der piezoelektrischen Schicht abgeschieden und strukturiert werden. Der Abhebeprozess kann einen sequentiellen Prozess von lithografischer Strukturierung, Metallabscheidung und Abhebeschritten umfassen, um die oberseitige Metallschicht zu erzeugen. Die Nass-/Trockenätzprozesse können sequentielle Prozesse der Metallabscheidung, der lithografischen Strukturierung, der Metallabscheidung und der Metallätzschritte umfassen, um die oberseitige Metallschicht zu erzeugen. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
  • 4A ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung 401 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese Figur kann einen Verfahrensschritt zum Ausbilden eines oder mehrerer oberseitiger Mikrogräben 121 innerhalb eines Abschnitts der piezoelektrischen Schicht 120 darstellen. Dieser oberseitige Mikrograben 121 kann als Hauptverbindungsübergang zwischen der Ober- und Unterseite der akustischen Membran dienen, die in späteren Verfahrensschritten entwickelt wird. In einem Beispiel erstreckt sich der oberseitige Mikrograben 121 vollständig durch die piezoelektrische Schicht 120 und endet in dem Saatsubstrat 110. Dieser oberseitige Mikrograben 121 kann durch einen Trockenätzprozess, einen Laserbohrprozess oder dergleichen gebildet werden. 4B und 4C beschreiben diese Optionen ausführlicher.
  • 4B und 4C sind vereinfachte Diagramme, die alternative Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts, wie in 4A beschrieben, darstellen. Wie gezeigt, stellt 4B einen Verfahrensschritt zum Verwenden eines Laserbohrers dar, der den oberen Mikrograben 121 in der piezoelektrischen Schicht 120 schnell und genau ausbilden kann. In einem Beispiel kann der Laserbohrer verwendet werden, um Löcher mit einem Nenndurchmesser von 50 um oder Löcher mit einem Durchmesser zwischen 10 um und 500 um durch die piezoelektrische Schicht 120 auszubilden und im Saatsubstrat 110 unter der Grenzfläche zwischen den Schichten 120 und 110 zu stoppen. Über der piezoelektrischen Schicht 120 und der oberseitigen Metallelektrode 130 kann eine Schutzschicht 122 gebildet werden. Diese Schutzschicht 122 kann dazu dienen, die Vorrichtung vor Lasertrümmern zu schützen und eine Maske für das Ätzen der oberseitigen Mikrodurchkontaktierung 121 bereitzustellen. In einem spezifischen Beispiel kann der Laserbohrer ein diodengepumpter 11 W Hochleistungs-UV-Laser oder dergleichen sein. Diese Maske 122 kann anschließend entfernt werden, bevor mit anderen Schritten fortgefahren wird. Die Maske kann auch aus dem Laserbohrprozess weggelassen werden und ein Luftstrom kann verwendet werden, um Lasertrümmer zu entfernen.
  • 4C kann einen Verfahrensschritt zum Verwenden eines Trockenätzprozesses darstellen, um den oberen Mikrograben 121 in der piezoelektrischen Schicht 120 auszubilden. Wie gezeigt, kann eine lithografische Maskierungsschicht 123 gebildet werden, die über der piezoelektrischen Schicht 120 und der oberseitigen Metallelektrode 130 liegt. Der oberseitige Mikrograben 121 kann durch Einwirkung von Plasma oder dergleichen gebildet werden.
  • 4D und 4E sind vereinfachte Diagramme, die ein alternatives Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts, wie in 4A beschrieben, darstellen. Diese Figuren können den Verfahrensschritt zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer akustischer Resonatorvorrichtungen darstellen. In 4D sind zwei Vorrichtungen auf Chip #1 bzw. Chip #2 gezeigt. 4E zeigt den Prozess des Ausbildens einer Mikrodurchkontaktierung 121 auf jedem dieser Chips, während auch eine Ritzlinie 124 oder eine In-Würfel-Schneide-Linie geätzt wird. In einem Beispiel vereinzelt das Ätzen der Ritzlinie 124 und baut Spannungen in der piezoelektrischen Einkristallschicht 120 ab.
  • 5 bis 8 sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. 5 kann den Verfahrensschritt des Bildens eines oder mehrerer Bondpads 140 und des Bildens eines oberseitigen Metalls 141 darstellen, das elektrisch mit mindestens einem der Bondpads 140 gekoppelt ist. Das oberseitige Metall 141 kann einen oberseitigen Metallstecker 146 beinhalten, der innerhalb des oberseitigen Mikrograbens 121 gebildet ist. In einem spezifischen Beispiel füllt der oberseitige Metallstecker 146 den oberseitigen Mikrograben 121, um einen oberseitigen Abschnitt einer Mikrodurchkontaktierung zu bilden.
  • In einem Beispiel können die Bondpads 140 und das oberseitige Metall 141 in Abhängigkeit von der Anwendung der Vorrichtung ein Goldmaterial oder ein anderes Verbindungsmetallmaterial umfassen. Diese Metallmaterialien können durch einen Abhebeprozess, einen Nassätzprozess, einen Trockenätzprozess, einen Siebdruckprozess, einen Elektroplattierungsprozess, einen Metalldruckprozess oder dergleichen gebildet werden. In einem spezifischen Beispiel können die abgeschiedenen Metallmaterialien auch als Bondpads für eine Kappenstruktur dienen, die unten beschrieben wird.
  • 6 kann einen Verfahrensschritt zum Vorbereiten der akustischen Resonatorvorrichtung für das Bonden darstellen, das ein hermetisches Bonden sein kann. Wie gezeigt, ist eine obere Kappenstruktur über der teilweise bearbeiteten akustischen Resonatorvorrichtung positioniert, wie in den vorherigen Figuren beschrieben. Die obere Kappenstruktur kann unter Verwendung eines Interposer-Substrats 119 in zwei Konfigurationen gebildet werden: vollständig bearbeitete Interposer-Version 601 (Glasdurchkontaktierung) und teilweise bearbeitete Interposer-Version 602 (Blinddurchkontaktierungsversion). In der 601-Version beinhaltet das Interposer-Substrat 119 Durchkontaktierungsstrukturen 151, die sich durch das Interposer-Substrat 119 erstrecken und elektrisch an die unteren Bondpads 142 und die oberen Bondpads 143 gekoppelt sind. In der 602-Version umfasst das Interposer-Substrat 119 Blinddurchkontaktierungsstrukturen 152, die sich nur von der Unterseite durch einen Abschnitt des Interposer-Substrats 119 erstrecken. Diese Blinddurchkontaktierungsstrukturen 152 sind auch elektrisch an die unteren Bondpads 142 gekoppelt. In einem spezifischen Beispiel kann das Interposer-Substrat ein Silizium, Glas, Smart-Glass oder ein anderes ähnliches Material umfassen.
  • 7 kann einen Verfahrensschritt zum Verbinden der oberen Kappenstruktur mit der teilweise bearbeiteten akustischen Resonatorvorrichtung darstellen. Wie gezeigt, ist das Interposer-Substrat 119 durch die Bondpads (140, 142) und das oberseitige Metall 141, die nun als Bondpad 144 und oberseitiges Metall 145 bezeichnet werden, an die piezoelektrische Schicht gebondet. Dieser Verbindungsprozess kann unter Verwendung eines Kompressionsverbindungsverfahrens oder dergleichen durchgeführt werden. 8 kann einen Verfahrensschritt zum Verdünnen des Saatsubstrats 110 darstellen, das nun als verdünntes Saatsubstrat 111 bezeichnet wird. Dieser Prozess zum Verdünnen des Substrats kann Schleif- und Ätzprozesse oder dergleichen umfassen. In einem spezifischen Beispiel kann dieser Prozess einen Wafer-Rückschleifprozess, gefolgt von einer Spannungsbeseitigung umfassen, was Trockenätzen, CMP-Polieren oder Temperprozesse beinhalten kann.
  • 9A ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung 901 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 9A kann einen Verfahrensschritt zum Ausbilden der rückseitigen Gräben 113 und 114 darstellen, um einen Zugriff auf die piezoelektrische Schicht von der Rückseite des verdünnten Saatsubstrats 111 zu ermöglichen. In einem Beispiel kann der erste rückseitige Graben 113 innerhalb des verdünnten Saatsubstrats 111 und unter der oberseitigen Metallelektrode 130 gebildet werden. Der zweite rückseitige Graben 114 kann innerhalb des verdünnten Saatsubstrats 111 und unter dem oberseitigen Mikrograben 121 und dem oberseitigen Metallstecker 146 gebildet werden. Dieses Substrat wird nun als verdünntes Substrat 112 bezeichnet. In einem spezifischen Beispiel können diese Gräben 113 und 114 unter Verwendung von tiefen reaktiven lonenätz-(DRIE)-Prozessen, Bosch-Prozessen oder dergleichen gebildet werden. Die Größe, Form und Anzahl der Gräben kann mit dem Design der akustischen Resonatorvorrichtung variieren. In verschiedenen Beispielen kann der erste rückseitige Graben mit einer Grabenform ähnlich einer Form der oberseitigen Metallelektrode oder einer Form der rückseitigen Metallelektrode gebildet werden. Der erste rückseitige Graben kann auch mit einer Grabenform gebildet werden, die sich sowohl von einer Form der oberseitigen Metallelektrode als auch der rückseitigen Metallelektrode unterscheidet.
  • 9B und 9C sind vereinfachte Diagramme, die ein alternatives Verfahren zum Durchführen des Verfahrensschritts, wie in 9A beschrieben, darstellen.Wie 4D und 4E können diese Figuren den Verfahrensschritt zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer akustischer Resonatorvorrichtungen darstellen. In 9B sind zwei Vorrichtungen mit Kappenstrukturen auf Chip #1 bzw. Chip #2 gezeigt. 9C zeigt den Prozess des Bildens von rückseitigen Gräben (113, 114) auf jedem dieser Chips, während auch eine Ritzlinie 115 oder eine In-Würfel-Schneid-Linie geätzt wird. In einem Beispiel bietet das Ätzen der Ritzlinie 115 eine optionale Möglichkeit, den rückseitigen Wafer 112 zu vereinzeln.
  • 10 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung 1000 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese Figur kann einen Verfahrensschritt zum Bilden einer rückseitigen Metallelektrode 131 und eines rückseitigen Metallsteckers 147 innerhalb der rückseitigen Gräben des verdünnten Saatsubstrats 112 darstellen. In einem Beispiel kann die rückseitige Metallelektrode 131 unter einem oder mehreren Abschnitten des verdünnten Substrats 112 innerhalb des ersten rückseitigen Grabens 113 und unter der oberseitigen Metallelektrode 130 ausgebildet sein. Dieser Prozess vervollständigt die Resonatorstruktur innerhalb der akustischen Resonatorvorrichtung. Der rückseitige Metallstecker 147 kann unter einem oder mehreren Abschnitten des verdünnten Substrats 112, innerhalb des zweiten rückseitigen Grabens 114 und unter dem oberseitigen Mikrograben 121 ausgebildet sein. Der rückseitige Metallstecker 147 kann elektrisch an den oberseitigen Metallstecker 146 und die rückseitige Metallelektrode 131 gekoppelt sein. In einem spezifischen Beispiel kann die rückseitige Metallelektrode 130 ein Molybdän-, Aluminium-, Ruthenium- oder Titanmaterial oder dergleichen und Kombinationen davon umfassen. Der rückseitige Metallstecker kann ein Goldmaterial, Verbindungsmetalle mit niedrigem spezifischem Widerstand, Elektrodenmetalle oder dergleichen umfassen. Diese Schichten können unter Verwendung der zuvor beschriebenen Abscheidungsverfahren abgeschieden werden.
  • 11A und 11B sind vereinfachte Diagramme, die alternative Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Diese Figuren zeigen Verfahren zum Verbinden einer rückseitigen Kappenstruktur, die unter dem verdünnten Saatsubstrat 112 liegt. In 11A ist die rückseitige Kappenstruktur eine Trockenfilmkappe 161, die einen permanenten fotobebilderbaren Trockenfilm wie etwa eine Lötmaske, Polyimid oder dergleichen umfassen kann. Das Verbinden dieser Kappenstruktur kann kostengünstig und zuverlässig sein, erzeugt jedoch möglicherweise keine hermetische Abdichtung. In 11 B ist die rückseitige Kappenstruktur ein Substrat 162, das ein Silizium, Glas oder ein anderes ähnliches Material umfassen kann. Das Verkleben dieses Substrats kann eine hermetische Abdichtung bereitstellen, kann jedoch mehr kosten und zusätzliche Prozesse erfordern. Je nach Anwendung kann jede dieser rückseitigen Kappenstrukturen unter den ersten und zweiten rückseitigen Durchkontaktierungen gebondet werden.
  • 12A bis 12E sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Genauer beschreiben diese Figuren zusätzliche Schritte zum Bearbeiten der Blinddurchkontaktierungs-Interposer-„602“-Version der oberen Kappenstruktur. 12A zeigt eine akustische Resonatorvorrichtung 1201 mit Blinddurchkontaktierungen 152 in der oberen Kappenstruktur. In 12B wird das Interposer-Substrat 119 verdünnt, was ein verdünntes Interposer-Substrat 118 bildet, um die Blinddurchkontaktierungen 152 freizulegen. Dieser Verdünnungsprozess kann eine Kombination aus einem Schleifprozess und einem Ätzprozess sein, wie für das Verdünnen des Saatsubstrats beschrieben. In 12C können ein Umverteilungsschicht-(RDL)-Prozess und ein Metallisierungsprozess angewendet werden, um obere Kappen-Bondpads 160 zu erzeugen, die über den Blinddurchkontaktierungen 152 gebildet werden und elektrisch an die Blinddurchkontaktierungen 152 gekoppelt sind. Wie in 12D kann ein Ball Grid Array (BGA)-Prozess angewendet werden, um Lötkugeln 170 auszubilden, die über den Bondpads 160 der oberen Kappe liegen und elektrisch mit diesen gekoppelt sind. Dieser Prozess lässt die akustische Resonatorvorrichtung für das Drahtbonden 171 bereit, wie in 12E gezeigt.
  • 13 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Schritt für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, umfasst die Vorrichtung 1300 zwei vollständig verarbeitete akustische Resonatorvorrichtungen, die zur Vereinzelung bereit sind, um separate Vorrichtungen zu erzeugen. In einem Beispiel kann der Chipvereinzelungsprozess unter Verwendung eines Wafer-Dicing-Sägeprozesses, eines Laserschneidvereinzelungsprozesses oder anderer Prozesse und Kombinationen davon durchgeführt werden.
  • 14A bis 14G sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Dieses Verfahren veranschaulicht den Prozess zum Herstellen einer akustischen Resonatorvorrichtung ähnlich der in 1B gezeigten.Das Verfahren für dieses Beispiel eines akustischen Resonators kann ähnliche Schritte durchlaufen, wie in den 1 bis 5 beschrieben. 14A zeigt, wo sich dieses Verfahren von dem zuvor beschriebenen unterscheidet. Hier beinhaltet das obere Kappenstruktursubstrat 119 und nur eine Metallisierungsschicht mit einem oder mehreren unteren Bondpads 142. Im Vergleich zu 6 gibt es keine Bohrungsstrukturen in der oberen Kappenstruktur, da die Verbindungen auf der Unterseite der akustischen Resonatorvorrichtung gebildet werden.
  • 14B bis 14F stellen Verfahrensschritte dar, die denen ähnlich sind, die im ersten Prozessablauf beschrieben wurden. 14B kann einen Verfahrensschritt zum Bonden der oberen Kappenstruktur an die piezoelektrische Schicht 120 durch die Bondpads (140, 142) und das oberseitige Metall 141 darstellen, die jetzt als Bondpads 144 und oberseitiges Metall 145 mit oberseitigem Metallstecker 146 bezeichnet werden. 14C kann einen Verfahrensschritt zum Verdünnen des Saatsubstrats 110 darstellen, das ein verdünntes Saatsubstrat 111 bildet, ähnlich dem, das in 8 beschrieben wurde. 14D kann einen Verfahrensschritt zum Ausbilden eines ersten und zweiten rückseitigen Grabens darstellen, ähnlich dem in 9A beschriebenen.14E kann einen Verfahrensschritt zum Ausbilden einer rückseitigen Metallelektrode 131 und eines rückseitigen Metallstopfens 147 darstellen, ähnlich dem in 10 beschriebenen.14F kann einen Verfahrensschritt zum Bonden einer rückseitigen Kappenstruktur 162 darstellen, ähnlich der, die in den 11A und 11B beschrieben wurde.
  • 14G zeigt einen weiteren Schritt, der sich von dem zuvor beschriebenen Prozessablauf unterscheidet. Hier werden die rückseitigen Bondpads 171, 172 und 173 innerhalb der rückseitigen Kappenstruktur 162 gebildet. In einem Beispiel können diese rückseitigen Bondpads 171 - 173 durch Maskierungs-, Ätz- und Metallabscheidungsprozesse gebildet werden, die denen ähnlich sind, die zum Bilden der anderen Metallmaterialien verwendet werden. Ein BGA-Prozess kann angewendet werden, um Lötkugeln 170 in Kontakt mit diesen rückseitigen Bondpads 171 - 173 zu bilden, wodurch die akustische Resonatorvorrichtung 1407 für das Drahtbonden vorbereitet wird.
  • 15A bis 15E sind vereinfachte Diagramme, die Schritte für ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Dieses Verfahren veranschaulicht den Prozess zum Herstellen einer akustischen Resonatorvorrichtung ähnlich der in 1B gezeigten.Das Verfahren für dieses Beispiel kann ähnliche Schritte wie in 1 - 5 beschrieben durchlaufen.15A zeigt, wo sich dieses Verfahren von dem zuvor beschriebenen unterscheidet. Auf dem Substrat ist ein temporärer Träger 218 mit einer Schicht aus temporärem Klebstoff 217 befestigt. In einem spezifischen Beispiel kann der temporäre Träger 218 einen Glaswafer, einen Siliziumwafer oder einen anderen Wafer und dergleichen umfassen.
  • 15B bis 15F zeigen Verfahrensschritte ähnlich denen, die im ersten Prozessablauf beschrieben wurden. 15B kann einen Verfahrensschritt zum Verdünnen des Saatsubstrats 110 darstellen, das ein verdünntes Substrat 111 bildet, ähnlich dem in 8 beschriebenen. In einem spezifischen Beispiel kann das Verdünnen des Saatsubstrats 110 einen rückseitigen Schleifprozess gefolgt von einem Spannungsbeseitigungsprozess umfassen. Der Spannungsbeseitigungsprozess kann ein Trockenätzen, eine chemisch-mechanische Planarisierung (CMP) und Glühprozesse umfassen.
  • 15C kann einen Verfahrensschritt zum Ausbilden eines gemeinsam genutzten rückseitigen Grabens 113 darstellen, ähnlich den in 9A beschriebenen Techniken.Der Hauptunterschied besteht darin, dass der gemeinsam genutzte rückseitige Graben sowohl unter der oberseitigen Metallelektrode 130, dem oberseitigen Mikrograben 121 als auch dem oberseitigen Metallstecker 146 konfiguriert ist. In einem Beispiel ist der gemeinsam genutzte rückseitige Graben 113 ein rückseitiger Resonatorhohlraum, der in Größe, Form (alle möglichen geometrischen Formen) und Seitenwandprofil (konisch konvex, konkav oder rechtwinklig) variieren kann. In einem spezifischen Beispiel kann das Ausbilden des gemeinsam genutzten rückseitigen Grabens 113 einen Litho-Ätzprozess beinhalten, der eine Rücken-an-Front-Ausrichtung und Trockenätzen des rückseitogen Substrats 111 beinhalten kann. Die piezoelektrische Schicht 120 kann als Ätzstoppschicht zum Ausbilden des gemeinsam genutzten rückseitigen Grabens 113 dienen.
  • 15D kann einen Verfahrensschritt zum Ausbilden einer rückseitigen Metallelektrode 131 und eines rückseitigen Metalls 147 darstellen, ähnlich dem in 10 beschriebenen.In einem Beispiel kann das Ausbilden der rückseitigen Metallelektrode 131 eine Abscheidung und Strukturierung von Metallmaterialien innerhalb des gemeinsam genutzten rückseitigen Grabens 113 beinhalten. Hier dient das rückseitige Metall 131 als Elektrode und das rückseitige Plug/Connect-Metall 147 innerhalb der Mikrodurchkontaktierung 121. Die Dicke, Form und Art des Metalls können als Funktion des Resonator-/Filterdesigns variieren. Als Beispiel können die rückseitige Elektrode 131 und das Durchgangssteckermetall 147 unterschiedliche Metalle sein. In einem spezifischen Beispiel können diese rückseitigen Metalle 131, 147 entweder auf der Oberfläche der piezoelektrischen Schicht 120 abgeschieden und gemustert oder auf die Rückseite des Substrats 112 umgeleitet werden. In einem Beispiel kann die rückseitige Metallelektrode so strukturiert sein, dass sie innerhalb der Grenzen des gemeinsam genutzten rückseitigen Grabens so konfiguriert ist, dass die rückseitige Metallelektrode nicht mit einer oder mehreren Seitenwänden des während des Formens erzeugten Saatsubstrats des gemeinsamen rückseitigen Grabens in Kontakt kommt.
  • 15E kann einen Verfahrensschritt zum Bonden einer rückseitigen Kappenstruktur 162 darstellen, ähnlich derjenigen, die in den 11A und 11B beschrieben wurde, nach einem Ablösen des temporären Trägers 218 und Reinigen der Oberseite der Vorrichtung, um den temporären Klebstoff 217 zu entfernen. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen der zuvor beschriebenen Verfahrensschritte erkennen.
  • Wie hierin verwendet, kann der Begriff „Substrat“ das Bulk-Substrat bedeuten oder kann darüberliegende Wachstumsstrukturen umfassen, wie beispielsweise ein Aluminium, Gallium oder eine ternäre Verbindung von Aluminium und Gallium und einen stickstoffhaltigen epitaktischen Bereich oder funktionelle Bereiche, Kombinationen und dergleichen.
  • Ein oder mehrere Vorteile werden gegenüber bereits existierenden Techniken unter Verwendung der Erfindung erzielt. Insbesondere kann die vorliegende Vorrichtung auf relativ einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden, während herkömmliche Materialien und/oder Verfahren gemäß dem Durchschnittsfachmann verwendet werden. Unter Verwendung des vorliegenden Verfahrens kann man einen zuverlässigen akustischen Resonator auf Einkristallbasis erzeugen, der mehrere Wege des dreidimensionalen Stapelns durch einen Wafer-Level-Prozess verwendet. Solche Filter oder Resonatoren können in einer HF-Filtervorrichtung, einem HF-Filtersystem oder dergleichen implementiert sein. Abhängig von der Ausführungsform können einer oder mehrere dieser Vorteile erzielt werden. Natürlich kann es andere Variationen, Modifikationen und Alternativen geben.
  • Da 4G LTE und 5G von Tag zu Tag beliebter werden, erfordert die drahtlose Datenkommunikation leistungsstarke HF-Filter mit Frequenzen um 5 GHz und höher. Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren (BAWR), die in solchen Filtern, die bei Frequenzen um 3 GHz und darunter arbeiten, weit verbreitet verwendet werden, sind führende Kandidaten, um solche Anforderungen zu erfüllen. Aktuelle Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren verwenden polykristalline piezoelektrische AIN-Dünnfilme, bei denen die c-Achse jedes Korns senkrecht zur Filmoberfläche ausgerichtet ist, um eine hohe piezoelektrische Leistung zu ermöglichen, während die a- oder b-Achse der Körner zufällig verteilt sind. Diese besondere Kornverteilung funktioniert gut, wenn die Dicke des piezoelektrischen Films etwa 1 µm und mehr beträgt, was die perfekte Dicke für Bulk-Acoustic-Wave (BAW)-Filter ist, die bei Frequenzen im Bereich von 1 bis 3 GHz arbeiten. Die Qualität der polykristallinen piezoelektrischen Filme verschlechtert sich jedoch schnell, wenn die Dicke unter etwa 0,5 um sinkt, was für Resonatoren und Filter erforderlich ist, die bei Frequenzen um 5 GHz und darüber arbeiten.
  • Einkristalline oder epitaktische piezoelektrische Dünnfilme, die auf kompatiblen kristallinen Substraten aufgewachsen sind, zeigen eine gute Kristallqualität und eine hohe piezoelektrische Leistung selbst bis hin zu sehr geringen Dicken, z. B. 0,4 um. Die vorliegende Erfindung stellt Herstellungsverfahren und -strukturen für hochqualitative Bulk-Acoustic-Wave-Resonatoren mit einkristallinen oder epitaktischen piezoelektrischen dünnen Filmen für Hochfrequenz-BAW-Filteranwendungen bereit.
  • BAWRs erfordern ein piezoelektrisches Material, z. B. AIN, in kristalliner Form, d. h. polykristallin oder einkristallin. Die Qualität des Films hängt von der chemischen, kristallinen oder topographischen Qualität der Schicht ab, auf der der Film aufgewachsen ist. Bei herkömmlichen BAWR-Prozessen (einschließlich Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR) oder Solidly Mounted Resonator (SMR)) wird der piezoelektrische Film auf einer strukturierten unteren Elektrode aufgewachsen, die normalerweise aus Molybdän (Mo), Wolfram (W) oder Ruthenium (Ru) besteht. Die Oberflächengeometrie der strukturierten unteren Elektrode beeinflusst die Kristallorientierung und Kristallqualität des piezoelektrischen Films erheblich, was eine komplizierte Modifikation der Struktur erfordert.
  • Somit verwendet die vorliegende Erfindung einkristalline piezoelektrische Filme und Dünnfilmübertragungsverfahren, um ein BAWR mit verbessertem ultimativem Qualitätsfaktor und elektromechanischer Kopplung für HF-Filter herzustellen. Solche Verfahren und Strukturen erleichtern Herstellungsverfahren und Strukturen für HF-Filter unter Verwendung von einkristallinen oder epitaktischen piezoelektrischen Filmen, um die wachsenden Anforderungen der modernen Datenkommunikation zu erfüllen.
  • In einem Beispiel stellt die vorliegende Erfindung Übertragungsstrukturen und Verfahren für akustische Resonatorvorrichtungen bereit, die einen flachen piezoelektrischen Einkristallfilm hoher Qualität für eine überlegene akustische Wellensteuerung und einen hohen Q-Wert bei hoher Frequenz bereitstellen. Wie oben beschrieben, begrenzen polykristalline piezoelektrische Schichten Q bei der Hochfrequenz. Außerdem beeinflusst das Aufwachsen epitaxialer piezoelektrischer Schichten auf strukturierten Elektroden die kristalline Orientierung der piezoelektrischen Schicht, was die Möglichkeit einer engen Grenzkontrolle der resultierenden Resonatoren einschränkt. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie unten weiter beschrieben, können diese Beschränkungen überwinden und zeigen eine verbesserte Leistung und Kosteneffizienz.
  • 16A - 16C bis 31A - 31C veranschaulichen ein Herstellungsverfahren für eine akustische Resonatorvorrichtung unter Verwendung einer Transferstruktur mit einer Opferschicht. In diesen unten beschriebenen Figurenserien zeigen die „A“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten von oben von Einkristall-Resonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Figuren „B“ zeigen vereinfachte Diagramme, die Längsschnittansichten derselben Vorrichtungen in den Figuren „A“ darstellen. In ähnlicher Weise zeigen die „C“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten in Breitenrichtung derselben Vorrichtungen in den „A“-Figuren darstellen. In einigen Fällen werden bestimmte Merkmale weggelassen, um andere Merkmale und die Beziehungen zwischen diesen Merkmalen hervorzuheben. Der Durchschnittsfachmann wird Variationen, Modifikationen und Alternativen zu den in dieser Figurenserie gezeigten Beispielen erkennen.
  • 16A - 16C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens eines piezoelektrischen Films 1620, der über einem Wachstumssubstrat 1610 liegt. In einem Beispiel kann das Wachstumssubstrat 1610 Silizium (S), Siliziumkarbid (SiC) oder andere ähnliche Materialien umfassen. Der piezoelektrische Film 1620 kann ein epitaxialer Film sein, der Aluminiumnitrid (AIN), Galliumnitrid (GaN) oder andere ähnliche Materialien umfasst. Außerdem kann dieses piezoelektrische Substrat einem Dickenabgleich unterzogen werden.
  • 17A - 17C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer ersten Elektrode 1710, die über dem Oberflächenbereich des piezoelektrischen Films 1620 liegt. In einem Beispiel kann die erste Elektrode 1710 Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder andere ähnliche Materialien umfassen. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Elektrode 1710 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen werden. Als Beispiel kann die Neigung etwa 60 Grad betragen.
  • 18A - 18C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer ersten Passivierungsschicht 1810, die über der ersten Elektrode 1710 und dem piezoelektrischen Film 1620 liegt. In einem Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 1810 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien umfassen. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 1810 eine Dicke im Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 100 nm aufweisen.
  • 19A - 19C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer Opferschicht 1910, die über einem Abschnitt der ersten Elektrode 1810 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 1620 liegt. In einem Beispiel kann die Opferschicht 1910 polykristallines Silizium (poly-Si), amorphes Silizium (a-Si) oder andere ähnliche Materialien umfassen. In einem spezifischen Beispiel kann diese Opferschicht 1910 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen und mit einer Dicke von ungefähr 1 um abgeschieden werden. Weiterhin kann phosphordotiertes SiO2 (PSG) als Opferschicht mit verschiedenen Kombinationen von Trägerschichten (z. B. SiNx) verwendet werden.
  • 20A - 20C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer Trägerschicht 2010, die über der Opferschicht 1910, der ersten Elektrode 1710 und dem piezoelektrischen Film 1620 liegt. In einem Beispiel kann die Trägerschicht 2010 Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumnitrid (SiN) oder andere ähnliche Materialien umfassen. In einem speziellen Beispiel kann diese Trägerschicht 2010 mit einer Dicke von etwa 2 bis 3 um aufgebracht werden. Wie oben beschrieben, können im Fall einer PSG-Opferschicht auch andere Trägerschichten (z. B. SiNx) verwendet werden.
  • 21A - 21C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Polierens der Trägerschicht 2010, um eine polierte Trägerschicht 2011 zu bilden. In einem Beispiel kann der Polierprozess einen chemisch-mechanischen Planarisierungsprozess oder dergleichen umfassen.
  • 22A - 22C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren das Umdrehen der Vorrichtung und die physische Kopplung über der Trägerschicht 2011, die über einem Bondsubstrat 2210 liegt. In einem Beispiel kann das Bondsubstrat 2210 eine Bondträgerschicht 2220 (SiO2 oder ein ähnliches Material) umfassen, die über einem Substrat mit Silizium (Si), Saphir (Al2O3), Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumkarbid (SiC) oder anderen ähnlichen Materialien liegt. In einer spezifischen Ausführungsform ist die Bondträgerschicht 2220 des Bondsubstrats 2210 physisch an die polierte Trägerschicht 2011 gekoppelt. Ferner kann der physikalische Kopplungsprozess einen Verbindungsprozess bei Raumtemperatur umfassen, gefolgt von einem Temperprozess bei 300 Grad Celsius.
  • 23A - 23C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Entfernens des Wachstumssubstrats 1610 oder anderweitig die Übertragung des piezoelektrischen Films 1620. In einem Beispiel kann der Entfernungsprozess einen Schleifprozess, einen Blankätzprozess, einen Filmtransferprozess, einen lonenimplantationstransferprozess, einen Laserrisstransferprozess oder dergleichen und Kombinationen davon umfassen.
  • 24A - 24C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer Elektrodenkontaktbohrung 2410 innerhalb des piezoelektrischen Films 1620 (der zum piezoelektrischen Film 1621 wird), der über der ersten Elektrode 1710 liegt, und des Bildens eines oder mehrerer Freigabelöcher 2420 innerhalb des piezoelektrischen Films 1620 und der ersten Passivierungsschicht 1810 über der Opferschicht 1910. Die Durchkontaktierungsbildungsprozesse können verschiedene Arten von Ätzprozessen umfassen.
  • 25A - 25C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer zweiten Elektrode 2510, die über dem piezoelektrischen Film 1621 liegt. In einem Beispiel umfasst die Bildung der zweiten Elektrode 2510 das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann Ätzen der zweiten Elektrode 2510, um einen Elektrodenhohlraum 2511 zu bilden und den Abschnitt 2511 von der zweiten Elektrode zu entfernen, um ein oberes Metall 2520 zu bilden. Ferner ist das obere Metall 2520 physisch durch die Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 2410 an die erste Elektrode 1720 gekoppelt.
  • 26A - 26C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens eines ersten Kontaktmetalls 2610, das über einem Abschnitt der zweiten Elektrode 2510 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 1621 liegt, und des Bildens eines zweiten Kontaktmetalls 2611, das über einem Abschnitt des oberen Metalls 2520 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 1621 liegt. In einem Beispiel können das erste und das zweite Kontaktmetall Gold (Au), Aluminium (AI), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Aluminiumbronze (AICu) oder verwandte Legierungen dieser Materialien oder anderer ähnlicher Materialien umfassen.
  • 27A - 27C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer zweiten Passivierungsschicht 2710, die über der zweiten Elektrode 2510, dem oberen Metall 2520 und dem piezoelektrischen Film 1621 liegt. In einem Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 2710 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien umfassen. In einem spezifischen Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 2710 eine Dicke im Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 100 nm aufweisen.
  • 28A - 28C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Entfernens der Opferschicht 1910, um einen Lufthohlraum 2810 zu bilden. In einem Beispiel kann der Entfernungsprozess eine Poly-Si-Ätzung oder eine Si-Ätzung oder dergleichen umfassen.
  • 29A - 29C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bearbeitens der zweiten Elektrode 2510 und des Deckmetalls 2520, um eine bearbeitete zweite Elektrode 2910 und ein bearbeitetes Deckmetall 2920 zu bilden. Dieser Schritt kann der Bildung der zweiten Elektrode 2510 und des oberen Metalls 2520 folgen. In einem Beispiel umfasst die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die bearbeitete zweite Elektrode 2910 mit einem Elektrodenhohlraum 2912 und dem bearbeiteten oberen Metall 2920 auszubilden. Das bearbeitete obere Metall 2920 bleibt von der bearbeiteten zweiten Elektrode 2910 durch das Entfernen des Abschnitts 2911 getrennt. In einem spezifischen Beispiel ist die bearbeitete zweite Elektrode 2910 gekennzeichnet durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur, die auf der bearbeiteten zweiten Elektrode 2910 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
  • 30A - 30C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der ersten Elektrode 1710, um eine verarbeitete erste Elektrode 2310 zu bilden. Dieser Schritt kann der Bildung der ersten Elektrode 1710 folgen. In einem Beispiel umfasst die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die bearbeitete erste Elektrode 3010 mit einem Elektrodenhohlraum ähnlich der bearbeiteten zweiten Elektrode 2910 auszubilden. Der Lufthohlraum 2811 zeigt die Änderung der Hohlraumform aufgrund der bearbeiteten ersten Elektrode 3010. In einem spezifischen Beispiel ist die bearbeitete erste Elektrode 3010 gekennzeichnet durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur, die auf der bearbeiteten zweiten Elektrode 3010 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
  • 31A - 31C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bearbeitens der ersten Elektrode 1710, um eine bearbeitete erste Elektrode 2310 zu bilden, und der zweiten Elektrode 2510 / des oberen Metalls 2520, um eine bearbeitete zweite Elektrode 2910 / ein bearbeitetes oberes Metall 2920 zu bilden. Diese Schritte können der Bildung jeder jeweiligen Elektrode folgen, wie für die 29A - 29C und 30A - 30C beschrieben. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
  • 32A - 32C bis 46A - 46C veranschaulichen ein Herstellungsverfahren für eine Akustikresonatorvorrichtung unter Verwendung einer Übertragungsstruktur ohne Opferschicht. In diesen unten beschriebenen Figurenserien zeigen die „A“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten von oben von Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Figuren „B“ zeigen vereinfachte Diagramme, die Längsschnittansichten derselben Vorrichtungen in den Figuren „A“ darstellen. In ähnlicher Weise zeigen die „C“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten in Breitenrichtung derselben Vorrichtungen in den „A“-Figuren darstellen. In einigen Fällen werden bestimmte Merkmale weggelassen, um andere Merkmale und die Beziehungen zwischen diesen Merkmalen hervorzuheben. Der Durchschnittsfachmann wird Variationen, Modifikationen und Alternativen zu den in dieser Figurenserie gezeigten Beispielen erkennen.
  • 32A - 32C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens eines piezoelektrischen Films 3220, der über einem Wachstumssubstrat 3210 liegt. In einem Beispiel kann das Wachstumssubstrat 3210 Silizium (S), Siliziumkarbid (SiC) oder andere ähnliche Materialien umfassen. Der piezoelektrische Film 3220 kann ein epitaxialer Film sein, der Aluminiumnitrid (AIN), Galliumnitrid (GaN) oder andere ähnliche Materialien umfasst. Außerdem kann dieses piezoelektrische Substrat einem Dickenabgleich unterzogen werden.
  • 33A - 33C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer ersten Elektrode 3310, die über dem Oberflächenbereich des piezoelektrischen Films 3220 liegt. In einem Beispiel kann die erste Elektrode 3310 Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder andere ähnliche Materialien umfassen. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Elektrode 3310 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen werden. Als Beispiel kann die Neigung etwa 60 Grad betragen.
  • 34A - 34C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer ersten Passivierungsschicht 3410, die über der ersten Elektrode 3310 und dem piezoelektrischen Film 3220 liegt. In einem Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 3410 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien umfassen. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Passivierungsschicht 3410 eine Dicke im Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 100 nm aufweisen.
  • 35A - 35C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer Trägerschicht 3510, die über der ersten Elektrode 3310 und dem piezoelektrischen Film 3220 liegt. In einem Beispiel kann die Trägerschicht 3510 Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumnitrid (SiN) oder andere ähnliche Materialien umfassen. In einem spezifischen Beispiel kann diese Trägerschicht 3510 mit einer Dicke von ungefähr 2 - 3 um abgeschieden werden. Wie oben beschrieben, können im Fall einer PSG-Opferschicht auch andere Trägerschichten (z. B. SiNx) verwendet werden.
  • 36A - 36C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den optionalen Verfahrensschritt des Verarbeitens der Trägerschicht 3510 (um die Trägerschicht 3511 zu bilden) in der Region 3610. In einem Beispiel kann die Verarbeitung ein teilweises Ätzen der Trägerschicht 3510 umfassen, um eine flache Bondoberfläche zu erzeugen. In einem spezifischen Beispiel kann die Verarbeitung einen Hohlraumbereich umfassen. In anderen Beispielen kann dieser Schritt durch einen Polierprozess ersetzt werden, wie beispielsweise einen chemisch-mechanischen Planarisierungsprozess oder dergleichen.
  • 37A - 37C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens eines Lufthohlraums 3710 innerhalb eines Abschnitts der Trägerschicht 3511 (um die Trägerschicht 3512 zu bilden). In einem Beispiel kann die Hohlraumbildung einen Ätzprozess beinhalten, der an der ersten Passivierungsschicht 3410 stoppt.
  • 38A - 38C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Ausbildens eines oder mehrerer Hohlraumentlüftungslöcher 3810 in einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 3220 durch die erste Passivierungsschicht 3410. In einem Beispiel sind die Hohlraumentlüftungslöcher 3810 mit dem Lufthohlraum 3710 verbunden.
  • 39A - 39C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren das Umdrehen der Vorrichtung und das physikalische Koppeln über der Trägerschicht 3512, die über einem Bondsubstrat 3910 liegt. In einem Beispiel kann das Bondsubstrat 3910 eine Bondträgerschicht 3920 (SiO2 oder ein ähnliches Material) umfassen, die über einem Substrat mit Silizium (Si), Saphir (Al2O3), Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumkarbid (SiC) oder anderen ähnlichen Materialien liegt. In einer spezifischen Ausführungsform ist die Bondträgerschicht 3920 des Bondsubstrats 3910 physisch an die polierte Trägerschicht 3512 gekoppelt. Ferner kann der physikalische Kopplungsprozess einen Verbindungsprozess bei Raumtemperatur umfassen, gefolgt von einem Temperprozess bei 300 Grad Celsius.
  • 40A - 40C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Entfernens des Wachstumssubstrats 3210 oder anderweitig die Übertragung des piezoelektrischen Films 3220. In einem Beispiel kann der Entfernungsprozess einen Schleifprozess, einen Blankätzprozess, einen Filmtransferprozess, einen lonenimplantationstransferprozess, einen Laserrisstransferprozess oder dergleichen und Kombinationen davon umfassen.
  • 41A-41C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 4110 innerhalb des piezoelektrischen Films 3220, der über der ersten Elektrode 3310 liegt. Die Durchkontaktierungsbildungsprozesse können verschiedene Arten von Ätzprozessen umfassen.
  • 42A - 42C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer zweiten Elektrode 4210, die über dem piezoelektrischen Film 3220 liegt. In einem Beispiel umfasst die Bildung der zweiten Elektrode 4210 das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann Ätzen der zweiten Elektrode 4210, um einen Elektrodenhohlraum 4211 zu bilden und den Abschnitt 4211 von der zweiten Elektrode zu entfernen, um ein oberes Metall 4220 zu bilden. Ferner ist das obere Metall 4220 durch die Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 4110 physisch an die erste Elektrode 3310 gekoppelt.
  • 43A - 43C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens eines ersten Kontaktmetalls 4310, das über einem Abschnitt der zweiten Elektrode 4210 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 3220 liegt, und des Bildens eines zweiten Kontaktmetalls 4311, das über einem Abschnitt des oberen Metalls 4220 und einem Abschnitt des piezoelektrischen Films 3220 liegt. In einem Beispiel können das erste und das zweite Kontaktmetall Gold (Au), Aluminium (AI), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Aluminiumbronze (AICu) oder andere ähnliche Materialien umfassen. Diese Figur zeigt auch den Verfahrensschritt des Bildens einer zweiten Passivierungsschicht 4320, die über der zweiten Elektrode 4210, dem oberen Metall 4220 und dem piezoelektrischen Film 3220 liegt. In einem Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 4320 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien umfassen. In einem spezifischen Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 4320 eine Dicke im Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 100 nm aufweisen.
  • 44A - 44C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bearbeitens der zweiten Elektrode 4210 und des Deckmetalls 4220, um eine bearbeitete zweite Elektrode 4410 und ein bearbeitetes Deckmetall 4420 zu bilden. Dieser Schritt kann der Bildung der zweiten Elektrode 4210 und des oberen Metalls 4220 folgen. In einem Beispiel umfasst die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die bearbeitete zweite Elektrode 4410 mit einem Elektrodenhohlraum 4412 und dem bearbeiteten oberen Metall 4420 auszubilden. Das bearbeitete obere Metall 4420 bleibt von der bearbeiteten zweiten Elektrode 4410 durch das Entfernen des Abschnitts 4411 getrennt. In einem spezifischen Beispiel ist die bearbeitete zweite Elektrode 4410 durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur gekennzeichnet, die auf der bearbeiteten zweiten Elektrode 4410 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
  • 45A - 45C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bearbeitens der ersten Elektrode 3310, um eine bearbeitete erste Elektrode 4510 zu bilden. Dieser Schritt kann der Bildung der ersten Elektrode 3310 folgen. In einem Beispiel umfasst die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die bearbeitete erste Elektrode 4510 mit einem Elektrodenhohlraum ähnlich der bearbeiteten zweiten Elektrode 4410 auszubilden. Der Lufthohlraum 3711 zeigt die Änderung der Hohlraumform aufgrund der bearbeiteten ersten Elektrode 4510. In einem spezifischen Beispiel ist die bearbeitete erste Elektrode 4510 gekennzeichnet durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur, die auf der bearbeiteten zweiten Elektrode 4510 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
  • 46A - 46C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess unter Verwendung einer Opferschicht für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bearbeitens der ersten Elektrode 3310, um eine bearbeitete erste Elektrode 4510 zu bilden, und der zweiten Elektrode 4210 / des oberen Metalls 4220, um eine bearbeitete zweite Elektrode 4410 / ein bearbeitetes oberes Metall 4420 zu bilden. Diese Schritte können der Bildung jeder jeweiligen Elektrode folgen, wie für die 44A-44C und 45A-45C beschrieben. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
  • 47A - 47C bis 59A - 59C veranschaulichen ein Herstellungsverfahren für eine Akustikresonatorvorrichtung unter Verwendung einer Übertragungsstruktur mit einer mehrschichtigen Spiegelstruktur. In diesen unten beschriebenen Figurenserien zeigen die „A“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten von oben von Einkristallresonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Figuren „B“ zeigen vereinfachte Diagramme, die Längsschnittansichten derselben Vorrichtungen in den Figuren „A“ darstellen. In ähnlicher Weise zeigen die „C“-Figuren vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten in Breitenrichtung derselben Vorrichtungen in den „A“-Figuren darstellen. In einigen Fällen werden bestimmte Merkmale weggelassen, um andere Merkmale und die Beziehungen zwischen diesen Merkmalen hervorzuheben. Der Durchschnittsfachmann wird Variationen, Modifikationen und Alternativen zu den in dieser Figurenserie gezeigten Beispielen erkennen.
  • 47A - 47C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens eines piezoelektrischen Films 4720, der über einem Wachstumssubstrat 4710 liegt. In einem Beispiel kann das Wachstumssubstrat 4710 Silizium (S), Siliziumkarbid (SiC) oder andere ähnliche Materialien umfassen. Der piezoelektrische Film 4720 kann ein epitaxialer Film sein, der Aluminiumnitrid (AIN), Galliumnitrid (GaN) oder andere ähnliche Materialien enthält. Außerdem kann dieses piezoelektrische Substrat einem Dickenabgleich unterzogen werden.
  • 48A - 48C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer ersten Elektrode 4810, die über dem Oberflächenbereich des piezoelektrischen Films 4720 liegt. In einem Beispiel kann die erste Elektrode 4810 Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder andere ähnliche Materialien umfassen. In einem spezifischen Beispiel kann die erste Elektrode 4810 einer Trockenätzung mit einer Neigung unterzogen werden. Als Beispiel kann die Neigung etwa 60 Grad betragen.
  • 49A - 49C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer mehrschichtigen Spiegel- oder Reflektorstruktur. In einem Beispiel beinhaltet der mehrschichtige Spiegel mindestens ein Paar von Schichten mit einer Schicht mit niedriger Impedanz 4910 und einer Schicht mit hoher Impedanz 4920. In den 49A - 49C sind zwei Paare von Schichten mit niedriger/hoher Impedanz gezeigt (niedrig: 4910 und 4911; hoch: 4920 und 4921). In einem Beispiel kann die Spiegel-/Reflektorfläche größer als die Resonatorfläche sein und die Resonatorfläche umfassen. In einer spezifischen Ausführungsform beträgt jede Schichtdicke etwa 1/4 der Wellenlänge einer akustischen Welle bei einer Zielfrequenz. Die Schichten können nacheinander abgeschieden und anschließend geätzt werden, oder jede Schicht kann einzeln abgeschieden und geätzt werden. In einem anderen Beispiel kann die erste Elektrode 4810 gemustert werden, nachdem die Spiegelstruktur gemustert wurde.
  • 50A - 50C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer Trägerschicht 5010, die über der Spiegelstruktur (Schichten 4910, 4911, 4920 und 4921), der ersten Elektrode 4810 und dem piezoelektrischen Film 4720 liegt. In einem Beispiel kann die Trägerschicht 5010 Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumnitrid (SiN) oder andere ähnliche Materialien umfassen. In einem konkreten Beispiel kann diese Trägerschicht 5010 mit einer Dicke von etwa 2 bis 3 um abgeschieden werden. Wie oben beschrieben, können andere Trägerschichten (z. B. SiNx) verwendet werden.
  • 51A - 51C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Polierens der Trägerschicht 5010, um eine polierte Trägerschicht 5011 zu bilden. In einem Beispiel kann der Polierprozess einen chemisch-mechanischen Planarisierungsprozess oder dergleichen umfassen.
  • 52A - 52C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren das Umdrehen der Vorrichtung und die physische Kopplung über der Trägerschicht 5011, die über einem Bondsubstrat 5210 liegt. In einem Beispiel kann das Bondsubstrat 5210 eine Bondträgerschicht 5220 (SiO2 oder ein ähnliches Material) umfassen, die über einem Substrat mit Silizium (Si), Saphir (Al2O3), Siliziumdioxid (SiO2), Siliziumkarbid (SiC) oder anderen ähnlichen Materialien liegt. In einer spezifischen Ausführungsform ist die Bondträgerschicht 5220 des Bondsubstrats 5210 physisch an die polierte Trägerschicht 5011 gekoppelt. Ferner kann der physikalische Kopplungsprozess einen Verbindungsprozess bei Raumtemperatur umfassen, gefolgt von einem Temperprozess bei 300 Grad Celsius.
  • 53A - 53C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Entfernens des Wachstumssubstrats 4710 oder anderweitig die Übertragung des piezoelektrischen Films 4720. In einem Beispiel kann der Entfernungsprozess einen Schleifprozess, einen Blankätzprozess, einen Filmtransferprozess, einen lonenimplantationstransferprozess, einen Laserrisstransferprozess oder dergleichen und Kombinationen davon umfassen.
  • 54A - 54C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 5410 innerhalb des piezoelektrischen Films 4720, der über der ersten Elektrode 4810 liegt. Die Durchkontaktierungsbildungsprozesse können verschiedene Arten von Ätzprozessen umfassen.
  • 55A - 55C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens einer zweiten Elektrode 5510, die über dem piezoelektrischen Film 4720 liegt. In einem Beispiel umfasst die Bildung der zweiten Elektrode 5510 das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann Ätzen der zweiten Elektrode 5510, um einen Elektrodenhohlraum 5511 zu bilden und den Abschnitt 5511 von der zweiten Elektrode zu entfernen, um ein oberes Metall 5520 zu bilden. Ferner ist das obere Metall 5520 durch die Elektrodenkontaktdurchkontaktierung 5410 physisch an die erste Elektrode 5520 gekoppelt.
  • 56A - 56C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bildens eines ersten Kontaktmetalls 5610, das über einem Teil der zweiten Elektrode 5510 und einem Teil des piezoelektrischen Films 4720 liegt, und des Bildens eines zweiten Kontaktmetalls 5611, das über einem Teil des oberen Metalls 5520 und einem Teil des piezoelektrischen Films 4720 liegt. In einem Beispiel können das erste und das zweite Kontaktmetall Gold (Au), Aluminium (AI), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Aluminiumbronze (AICu) oder andere ähnliche Materialien umfassen. Diese Figur zeigt auch den Verfahrensschritt des Bildens einer zweiten Passivierungsschicht 5620, die über der zweiten Elektrode 5510, dem oberen Metall 5520 und dem piezoelektrischen Film 4720 liegt. In einem Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 5620 Siliziumnitrid (SiN), Siliziumoxid (SiOx) oder andere ähnliche Materialien umfassen. In einem spezifischen Beispiel kann die zweite Passivierungsschicht 5620 eine Dicke im Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 100 nm aufweisen.
  • 57A - 57C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der zweiten Elektrode 5510 und des oberen Metalls 5520, um eine verarbeitete zweite Elektrode 5710 und ein verarbeitetes oberes Metall 5720 zu bilden. Dieser Schritt kann der Bildung der zweiten Elektrode 5710 und des oberen Metalls 5720 folgen. In einem Beispiel umfasst die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die bearbeitete zweite Elektrode 5410 mit einem Elektrodenhohlraum 5712 und dem bearbeiteten oberen Metall 5720 zu bilden. Das bearbeitete obere Metall 5720 bleibt von der bearbeiteten zweiten Elektrode 5710 durch das Entfernen des Abschnitts 5711 getrennt. In einem spezifischen Beispiel verleiht diese Verarbeitung der zweiten Elektrode und dem oberen Metall eine größere Dicke, während der Elektrodenhohlraum 5712 erzeugt wird. In einem spezifischen Beispiel ist die bearbeitete zweite Elektrode 5710 gekennzeichnet durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur, die auf der bearbeiteten zweiten Elektrode 5710 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
  • 58A - 58C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Verarbeitens der ersten Elektrode 4810, um eine verarbeitete erste Elektrode 5810 zu bilden. Dieser Schritt kann der Bildung der ersten Elektrode 4810 folgen. In einem Beispiel umfasst die Verarbeitung dieser beiden Komponenten das Abscheiden von Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Wolfram (W) oder anderen ähnlichen Materialien; und dann Ätzen (z. B. Trockenätzen oder dergleichen) dieses Materials, um die bearbeitete erste Elektrode 5810 mit einem Elektrodenhohlraum zu bilden, ähnlich der bearbeiteten zweiten Elektrode 5710. Im Vergleich zu den beiden vorherigen Beispielen gibt es keinen Lufthohlraum. In einem spezifischen Beispiel ist die bearbeitete erste Elektrode 5810 gekennzeichnet durch das Hinzufügen einer Energieeinschlussstruktur, die auf der bearbeiteten zweiten Elektrode 5810 konfiguriert ist, um Q zu erhöhen.
  • 59A - 59C sind vereinfachte Diagramme, die verschiedene Querschnittsansichten einer Einkristallakustikresonatorvorrichtung und von Verfahrensschritten für einen Übertragungsprozess mit einem Mehrschichtspiegel für Einkristallakustikresonatorvorrichtungen gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie gezeigt, veranschaulichen diese Figuren den Verfahrensschritt des Bearbeitens der ersten Elektrode 4810, um eine bearbeitete erste Elektrode 5810 zu bilden, und der zweiten Elektrode 5510 / des oberen Metalls 5520, um eine bearbeitete zweite Elektrode 5710 / ein bearbeitetes oberes Metall 5720 zu bilden. Diese Schritte können der Bildung jeder jeweiligen Elektrode folgen, wie für die 57A - 57C und 58A - 58C beschrieben. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
  • In jedem der vorhergehenden Beispiele, die sich auf Transferprozesse beziehen, können Energieeinschlussstrukturen auf der ersten Elektrode, der zweiten Elektrode oder beiden gebildet werden. In einem Beispiel sind diese Energieeinschlussstrukturen massenbelastete Bereiche, die den Resonatorbereich umgeben. Der Resonatorbereich ist der Bereich, in dem sich die erste Elektrode, die piezoelektrische Schicht und die zweite Elektrode überlappen. Die größere Massenlast in den Energiebegrenzungsstrukturen senkt eine Grenzfrequenz des Resonators. Die Grenzfrequenz ist die untere oder obere Grenze der Frequenz, bei der sich die akustische Welle in einer Richtung parallel zur Oberfläche des piezoelektrischen Films ausbreiten kann. Daher ist die Grenzfrequenz die Resonanzfrequenz, bei der sich die Welle entlang der Dickenrichtung ausbreitet, und wird somit durch die gesamte Stapelstruktur des Resonators entlang der vertikalen Richtung bestimmt. In piezoelektrischen Filmen (z. B. AIN) können sich Schallwellen mit einer niedrigeren Frequenz als der Grenzfrequenz in einer parallelen Richtung entlang der Oberfläche des Films ausbreiten, d. h. die Schallwelle weist eine Dispersionscharakteristik vom Typ mit hoher Grenzfrequenz auf. In diesem Fall stellt der den Resonator umgebende massenbelastete Bereich eine Barriere bereit, die verhindert, dass sich die Schallwelle außerhalb des Resonators ausbreitet. Dadurch erhöht dieses Merkmal den Qualitätsfaktor des Resonators und verbessert die Leistung des Resonators und folglich des Filters.
  • Außerdem kann die obere einkristalline piezoelektrische Schicht durch einen polykristallinen piezoelektrischen Film ersetzt werden. Bei solchen Filmen hat der untere Teil, der sich nahe der Grenzfläche zum Substrat befindet, eine schlechte Kristallqualität mit kleineren Korngrößen und einer breiteren Verteilung der piezoelektrischen Polarisationsorientierung als der obere Teil des Films nahe der Oberfläche. Dies ist auf das polykristalline Wachstum des piezoelektrischen Films zurückzuführen, d. h. die Kernbildung und der anfängliche Film haben zufällige kristalline Orientierungen. Betrachtet man AIN als piezoelektrisches Material, ist die Wachstumsrate entlang der c-Achse oder der Polarisationsorientierung höher als bei anderen kristallinen Orientierungen, die den Anteil der Körner mit der c-Achse senkrecht zur Wachstumsoberfläche erhöhen, wenn der Film dicker wird. Bei einem typischen polykristallinen AIN-Film mit einer Dicke von etwa 1 µm weist der oberflächennahe obere Teil des Films eine bessere Kristallqualität und eine bessere Ausrichtung hinsichtlich der piezoelektrischen Polarisation auf. Durch Verwendung des in der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogenen Dünnfilmübertragungsverfahrens ist es möglich, den oberen Abschnitt des polykristallinen Films in Hochfrequenz-BAW-Resonatoren mit sehr dünnen piezoelektrischen Filmen zu verwenden. Dies kann durch Entfernen eines Teils der piezoelektrischen Schicht während des Wachstumssubstratentfernungsprozesses erfolgen. Natürlich kann es andere Variationen, Modifikationen und Alternativen geben.
  • In einem Beispiel stellt die vorliegende Erfindung einen hochleistungsfähigen, ultrakleinen Durchlassbereich für akustische Massenwellen (BAW) Hochfrequenz(HF)-Filter zur Verwendung in 5,2 GHz Wi-Fi-Anwendungen bereit, die U-NII-1 plus U-NII-2A-Bänder abdecken.
  • 60 ist ein vereinfachtes Diagramm, das Filterdurchlassbandanforderungen in einem Hochfrequenzspektrum gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, zeigt das Frequenzspektrum 6000 einen Bereich von 3,0 GHz bis 6,0 GHz. Hier wird ein erstes Anwendungsband 6010 (3,3 GHz - 4,2 GHz) für 5G-Anwendungen konfiguriert. Dieses Band umfasst ein 5G-Subband 6011 (3,3 GHz - 3,8 GHz), das weitere LTE-Subbänder 6012 (3,4 GHz - 3,6 GHz), 6013 (3,6 GHz - 3,8 GHz) und 6014 (3,55 GHz - 3,7 GHz) umfasst. Ein zweites Anwendungsband 6020
    (4,4 GHz - 5,0 GHz) umfasst ein Unterband 6021 für China-spezifische Anwendungen. Ein drittes Anwendungsband 6030 umfasst ein UNII-1-Band 6031 (5,15 GHz - 5,25 GHz) und ein UNII-2A-Band 6032 (5,25 GHz 5,33 GHz). Ein LTE-Band 6033 überlappt denselben Frequenzbereich wie das UNII-1-Band 6031. Schließlich umfasst ein viertes Anwendungsband 6040 ein UNII-2C-Band 6041 (5,490 GHz - 5,735 GHz), ein UNII-3-Band 6042 (5,735 GHz - 5,85 GHz) und ein UNII-4-Band 6043 (5,85 GHz - 5,925 GHz). Ein LTE-Band 6044 teilt denselben Frequenzbereich wie das UNII-2C-Band 6041, während ein Unterband 6045 denselben Frequenzbereich wie das UNII-4-Band 6043 überlappt und ein LTE-Band 6046 einen kleineren Unterabschnitt desselben Frequenzbereichs überlappt (5,855 GHz - 5,925 GHz). Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
  • In einer Ausführungsform verwendet das vorliegende Filter die Einkristall-BAW-Technologie, wie in den vorherigen Figuren beschrieben. Dieses Filter bietet eine geringe Einfügungsdämpfung und erfüllt die strengen Unterdrückungsanforderungen, die eine Koexistenz mit U-NII-2C- und U-NII-3-Bändern ermöglichen. Die hohe Belastbarkeit erfüllt die anspruchsvollen Stromanforderungen der neuesten WLAN-Standards.
  • 61 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Überblick über Schlüsselmärkte darstellt, die Anwendungen für Schallwellen-HF-Filter gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung sind. Die Anwendungstabelle 6100 für 5,2-GHz-BAW-HF-Filter zeigt mobile Vorrichtungen, Smartphones, Autos, Wi-Fi-Triband-Router, Tri-Band-Mobilgeräte, Tri-Band-Smartphones, integrierte Kabelmodems, Wi-Fi-Triband-Zugangspunkte, LTE/LAA-Kleinzellen und dergleichen. Eine schematische Darstellung des Frequenzspektrums, das in einem Triband-Wi-Fi-System verwendet wird, ist in 62 bereitgestellt.
  • 62 ist ein vereinfachtes Diagramm, das Anwendungsbereiche für 5,2 GHz-HF-Filter in Tri-Band-Wi-Fi-Funkgeräten gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, können von Kommunikationsgeräten 6210 verwendete HF-Filter für spezifische Anwendungen in drei separaten Betriebsbändern konfiguriert werden. In einem spezifischen Beispiel arbeitet der Anwendungsbereich 6220 mit 2,4 GHz und umfasst Computer und mobile Vorrichtungen, der Anwendungsbereich 6230 arbeitet mit 5,2 GHz und umfasst Fernseh- und Anzeigegeräte, und der Anwendungsbereich 6240 arbeitet mit 5,6 GHz und umfasst Videospielkonsolen und Handheld-Geräte. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst Resonator- und HF-Filtervorrichtungen, die sowohl texturierte polykristalline piezoelektrische Materialien (abgeschieden unter Verwendung von PVD-Verfahren) als auch piezoelektrische Einkristallmaterialien (gezüchtet unter Verwendung der CVD-Technik auf einem Saatsubstrat) verwenden. Zur Herstellung der akustischen Vorrichtungen können verschiedene Substrate verwendet werden, wie beispielsweise Siliziumsubstrate mit verschiedenen kristallographischen Orientierungen und dergleichen. Außerdem kann das vorliegende Verfahren Saphir-Substrate, Siliziumkarbid-Substrate, Galliumnitrid-(GaN-)Bulk-Substrate oder Aluminiumnitrid-(AIN-)Bulk-Substrate verwenden. Das vorliegende Verfahren kann auch GaN-Templates, AIN-Templates und AlxGal-xN-Templates verwenden (wobei x zwischen 0,0 und 1,0 variiert). Diese Substrate und Templates können polare, unpolare oder semipolare kristallographische Orientierungen aufweisen. Ferner können die auf dem Substrat aufgebrachten piezoelektrischen Materialien Materialien umfassen, die aus mindestens einem der folgenden ausgewählt sind: AIN, AIN, GaN, InN, InGaN, AlInN, AlInGaN, ScAlN, ScAIGaN, ScGaN, ScN, BAIN, BAIScN und BN.
  • Die Resonator- und Filtervorrichtungen können Prozesstechnologien verwenden, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, fest montierter Resonator (SMR), Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR) oder Single Crystal Bulk Acoustic Resonator (XBAW). Repräsentative Querschnitte sind unten in den 63A - 63C gezeigt. Zur Verdeutlichung beziehen sich die in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Begriffe „oben“ und „unten“ nicht allgemein auf eine Schwerkraftrichtung. Stattdessen werden die Begriffe „oben“ und „unten“ im Zusammenhang mit der vorliegenden Vorrichtung und zugehörigen Schaltungen in Bezug aufeinander verwendet. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
  • In einem Beispiel reicht die piezoelektrische Schicht zwischen 0,1 und 2,0 µm und ist optimiert, um eine optimale Kombination von Widerstands- und Schallverlusten zu erzeugen. Die Dicke der oberen und unteren Elektroden liegt zwischen 250 .ANG. und 2500 .ANG und das Metall besteht aus einem hochschmelzenden Metall mit hoher Schallgeschwindigkeit und geringem spezifischen Widerstand. Die Resonatoren werden mit einem Dielektrikum (in den 63A - 63C nicht gezeigt) „passiviert“, das aus einem Nitrid und/oder einem Oxid besteht und dessen Bereich zwischen 100 .ANG. und 2000 .ANG. liegt. Die dielektrische Schicht wird verwendet, um die Resonanzfrequenz des Resonators einzustellen. Es wird besonders darauf geachtet, den spezifischen Metallwiderstand zwischen benachbarten Resonatoren auf einer Metallschicht zu verringern, die als Verbindungsmetall bezeichnet wird. Die Dicke des Verbindungsmetalls liegt im Bereich von 500 .ANG. und 5 um. Die Resonatoren enthalten bei SMRs mindestens eine Lufthohlraumschnittstelle und bei FBARs und XBAWs zwei Lufthohlraumschnittstellen. Die Form der ausgewählten Resonatoren stammt aus asymmetrischen Formen einschließlich Ellipsen, Rechtecken und Polygonen. Außerdem enthalten die Resonatoren reflektierende Merkmale nahe der Resonatorkante auf einer oder beiden Seiten des Resonators.
  • 63A - 63C sind vereinfachte Diagramme, die Querschnittsansichten von Resonatorvorrichtungen gemäß verschiedenen Beispielen der vorliegenden Erfindung darstellen. Insbesondere zeigt die Vorrichtung 6301 von 63A eine BAW-Resonatorvorrichtung mit einem SMR, 63B zeigt eine BAW-Resonatorvorrichtung mit einem FBAR, und 63C zeigt eine BAW-Resonatorvorrichtung mit einer Einkristall-XBAW. Wie in der SMR-Vorrichtung 6301 gezeigt, ist eine Reflektorvorrichtung 6320 so konfiguriert, dass sie über einem Substratelement 6310 liegt. Die Reflektorvorrichtung 6320 kann ein Bragg-Reflektor oder dergleichen sein. Eine untere Elektrode 6330 ist so konfiguriert, dass sie die Reflektorvorrichtung 6320 überlagert. Eine polykristalline piezoelektrische Schicht 6340 ist über der unteren Elektrode 6330 angeordnet. Ferner ist eine obere Elektrode 6350 konfiguriert, die über der polykristallinen Schicht 6340 liegt. Wie in der FBAR-Vorrichtung 6302 gezeigt, bleibt die Schichtstruktur einschließlich der unteren Elektrode 6330, der polykristallinen Schicht 6340 und der oberen Elektrode 6350 gleich. Das Substratelement 6311 beinhaltet einen Lufthohlraum 6312, und eine dielektrische Schicht wird gebildet, die über dem Substratelement 6311 liegt und den Lufthohlraum 6312 bedeckt. Wie in der XBAW-Vorrichtung 6303 gezeigt, enthält das Substratelement 6311 auch einen Lufthohlraum 6312, aber die untere Elektrode 6330 ist innerhalb eines Bereichs des Lufthohlraums 6312 gebildet. Eine piezoelektrische Einkristallschicht wird über dem Substratelement 6311, dem Lufthohlraum 6312 und der unteren Elektrode 6341 gebildet. Ferner wird eine obere Elektrode 6350 gebildet, die über einem Abschnitt der Einkristallschicht 6341 liegt. Diese Resonatoren können skaliert und zu Schaltungskonfigurationen konfiguriert werden, die in den 64A - 64C gezeigt sind.
  • Die HF-Filterschaltung kann verschiedene Schaltungstopologien umfassen, einschließlich modifizierter Gitter-(„I“) 6401-, Gitter-(„II“) 6402- und Leiter-(„III“) 6403-Schaltungskonfigurationen, wie in den 64A, 64B bzw. 64C gezeigt. Diese Figuren sind repräsentative Gitter- und Leiterdiagramme für akustische Filterdesigns einschließlich Resonatoren und anderer passiver Komponenten. Die Gitterkonfiguration und die modifizierte Gitterkonfiguration beinhalten differentielle Eingangsanschlüsse 6410 und differentielle Ausgangsanschlüsse 6450, während die Leiterkonfiguration einen Single-Ended-Eingangsanschluss 6411 und einen Single-Ended-Ausgangsanschluss 6450 beinhaltet. In den Gitterkonfigurationen werden Knoten durch obere Knoten (t1-t3) und untere Knoten (b1-b3) bezeichnet, während in der Leiterkonfiguration die Knoten als eine Gruppe von Knoten (n1-n4) bezeichnet werden. Die Reihenresonatorelemente (in den Fällen I, II und III) sind mit weißen Mittelelementen 6421-6424 gezeigt und die Nebenschlussresonatorelemente haben dunkle Mittelschaltungselemente 6431-6434. Die Resonanzfrequenz der Serienelemente ist höher als die Resonanzfrequenz der Nebenschlusselemente, um die Filterschürze bei der Durchlassbandfrequenz zu bilden. Die Induktoren 6441-6443, die im modifizierten Gitterschaltplan (64A) gezeigt sind, und alle anderen Anpassungselemente können entweder auf dem Chip (in der Nähe der Resonatorelemente) oder außerhalb des Chips (in der Nähe des Resonatorchips) enthalten sein und können verwendet werden, um den Frequenzdurchlassbereich und/oder die Impedanzanpassung (um die Rückflussdämpfungsspezifikation zu erreichen) für die Filterschaltung anzupassen. Die Filterschaltung enthält Resonatoren mit mindestens zwei Resonanzfrequenzen. Die Mitte der Durchlassbandfrequenz kann durch einen Trimmschritt (unter Verwendung einer lonenfrästechnik oder einer ähnlichen Technik) angepasst werden und die Form der Filterschürze kann durch Trimmen einzelner Resonatorelemente (um die Resonanzfrequenz von einem oder mehreren Elementen zu variieren) in der Schaltung eingestellt werden.
  • In einem Beispiel stellt die vorliegende Erfindung eine HF-Filterschaltungsvorrichtung in einer Leiterkonfiguration bereit. Die Vorrichtung kann einen Eingangsanschluss, einen mit dem Eingangsanschluss gekoppelten ersten Knoten, einen zwischen dem ersten Knoten und dem Eingangsanschluss gekoppelten ersten Resonator umfassen. Ein zweiter Knoten ist mit dem ersten Knoten gekoppelt und ein zweiter Resonator ist zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten gekoppelt. Ein dritter Knoten ist mit dem zweiten Knoten gekoppelt und ein dritter Resonator ist zwischen dem zweiten Knoten und dem dritten Knoten gekoppelt. Ein vierter Knoten ist mit dem dritten Knoten gekoppelt und ein vierter Resonator ist zwischen dem dritten Knoten und dem Ausgangsanschluss gekoppelt. Weiterhin ist ein Ausgangsanschluss mit dem vierten Knoten verbunden. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
  • Jeder der ersten, zweiten, dritten und vierten Resonatoren kann eine Kondensatorvorrichtung umfassen. Jede derartige Kondensatorvorrichtung kann ein Substratelement umfassen, das einen Hohlraumbereich und einen oberen Oberflächenbereich aufweist, der an eine Öffnung in dem ersten Hohlraumbereich angrenzt. Jede Kondensatorvorrichtung kann eine untere Elektrode innerhalb eines Abschnitts des Hohlraumbereichs und ein piezoelektrisches Material umfassen, das über dem oberen Oberflächenbereich und der unteren Elektrode liegt. Außerdem kann jede Kondensatorvorrichtung eine obere Elektrode umfassen, die über dem Einkristallmaterial und der unteren Elektrode liegt, sowie ein Isoliermaterial, das über der oberen Elektrode liegt und mit einer Dicke konfiguriert ist, um den Resonator abzustimmen.
  • Die Vorrichtung umfasst auch eine serielle Konfiguration, die den Eingangsanschluss, den ersten Knoten, den ersten Resonator, den zweiten Knoten, den zweiten Resonator, den dritten Knoten, den dritten Resonator, den vierten Resonator, den vierten Knoten und den Ausgangsanschluss umfasst. Ein separater Resonator mit Nebenschlusskonfiguration ist mit jedem der ersten, zweiten, dritten und vierten Knoten gekoppelt. Eine parallele Konfiguration umfasst die ersten, zweiten, dritten und vierten Nebenschlusskonfigurationsresonatoren. Ferner kann eine Schaltungsantwort zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss konfiguriert und aus der seriellen Konfiguration und der parallelen Konfiguration konfiguriert werden, um einen Übertragungsverlust von einem Durchlassband mit einer charakteristischen Frequenz um 5,2 GHz und mit einer Bandbreite von 5,170 GHz bis 5,330 GHz zu erreichen, so dass die um 5,2 GHz zentrierte charakteristische Frequenz von einer niedrigeren Frequenz im Bereich von ungefähr 4 GHz bis 5,1 GHz eingestellt wird.
  • In einem spezifischen Beispiel sind das erste, zweite, dritte und vierte piezoelektrische Material jeweils im Wesentlichen ein Einkristall-Aluminiumnitrid-Lagermaterial oder Aluminiumscandiumnitrid-Lagermaterial, ein Einkristall-Galliumnitrid-Lagermaterial oder Gallium-Aluminium-Lagermaterial oder dergleichen. In einer anderen spezifischen Ausführungsform umfassen diese piezoelektrischen Materialien jeweils ein polykristallines Aluminiumnitrid-Lagermaterial oder Aluminium-Scandium-Lagermaterial oder ein polykristallines Galliumnitrid-Lagermaterial oder Gallium-Aluminium-Lagermaterial oder dergleichen.
  • In einem spezifischen Beispiel bildet die serielle Konfiguration ein Resonanzprofil und ein Antiresonanzprofil. Die parallele Konfiguration bildet auch ein Resonanzprofil und ein Antiresonanzprofil. Diese Profile sind derart, dass das Resonanzprofil der seriellen Konfiguration mit dem Antiresonanzprofil der parallelen Konfiguration versetzt ist, um das Durchlassband zu bilden.
  • In einem spezifischen Beispiel ist das Durchlassband gekennzeichnet durch eine Bandkante auf jeder Seite des Durchlassbandes und mit einer Amplitudendifferenz im Bereich von 10 dB bis 60 dB. Das Durchlassband hat ein Paar Bandkanten; von denen jeder einen Übergangsbereich vom Durchlassband zu einem Sperrband derat aufweist, dass der Übergangsbereich nicht größer als 250 MHz ist. In einem anderen Beispiel kann das Durchlassband ein Paar von Bandkanten umfassen und jede dieser Bandkanten kann einen Übergangsbereich vom Durchlassband zu einem Sperrband derart aufweisen, dass der Übergangsbereich von 5 MHz bis 250 MHz reicht.
  • In einem spezifischen Beispiel umfasst jedes des ersten, zweiten, dritten und vierten Isoliermaterials ein Siliziumnitrid-tragendes Material oder ein Oxid-tragendes Material, das mit einem Siliziumnitrid-Material konfiguriert ist, ein Oxid-tragendes Material.
  • In einem spezifischen Beispiel kann die vorliegende Vorrichtung ferner mehrere Merkmale umfassen. Die Vorrichtung kann ferner ein Sperrband bei einer Frequenz aufweisen, die größer als das Durchlassband ist. Dieses Sperrband kann von 5,490 GHz bis 5,835 GHz reichen. Die Vorrichtung kann ferner eine Einfügungsdämpfung von 2,1 dB und eine das Durchlassband charakterisierende Amplitudenschwankung von 0,7 dB umfassen. Außerdem kann die Vorrichtung eine Dämpfung von bis zu 40 dB für einen Frequenzbereich von 1 GHz bis 5 GHz oder eine Dämpfung von bis zu 48 dB für einen Frequenzbereich von 5,9 GHz bis 11 GHz aufweisen. Die Vorrichtung kann ferner eine Rückflussdämpfung aufweisen, die das Durchlassband von bis zu 15 dB charakterisiert, und die Vorrichtung kann von -40 Grad Celsius bis 85 Grad Celsius betrieben werden. Die Vorrichtung kann außerdem eine maximale Leistung innerhalb des Durchlassbereichs von 30 dBm oder 1 Watt umfassen. Weiterhin kann das Durchlassband für U-NII-I+U-NII-2 .ANG. -Bänder und für einen IEEE 802.11a-Kanalplan konfiguriert sein.
  • In einem spezifischen Beispiel kann die vorliegende Vorrichtung als eine Bulk-Acoustic-Wave-(BAW)-Filtervorrichtung konfiguriert sein. Jeder der ersten, zweiten, dritten und vierten Resonatoren kann ein BAW-Resonator sein. In ähnlicher Weise können jeder der ersten, zweiten, dritten und vierten Shunt-Resonatoren BAW-Resonatoren sein. Die vorliegende Vorrichtung kann ferner eine oder mehrere zusätzliche Resonatorvorrichtungen umfassen, die von N bis M nummeriert sind, wobei N vier und M zwanzig ist. In ähnlicher Weise kann die vorliegende Vorrichtung ferner eine oder mehrere zusätzliche Shunt-Resonatorvorrichtungen umfassen, die von N bis M nummeriert sind, wobei N vier ist und M zwanzig ist.
  • In einem Beispiel stellt die vorliegende Erfindung eine HF-Schaltungsvorrichtung in einer Gitterkonfiguration bereit. Die Vorrichtung kann einen Differenzeingangsanschluss, eine obere serielle Konfiguration, eine untere serielle Konfiguration, eine erste Gitterkonfiguration, eine zweite Gitterkonfiguration und einen Differenzausgangsanschluss umfassen. Die obere serielle Konfiguration kann einen ersten oberen Knoten, einen zweiten oberen Knoten und einen dritten oberen Knoten umfassen. Ein erster oberer Resonator kann zwischen den ersten oberen Knoten und den zweiten oberen Knoten gekoppelt sein, während ein zweiter oberer Resonator zwischen dem zweiten oberen Knoten und dem dritten oberen Knoten gekoppelt sein kann. In ähnlicher Weise kann die untere serielle Konfiguration einen ersten unteren Knoten, einen zweiten unteren Knoten und einen dritten unteren Knoten umfassen. Ein erster unterer Resonator kann zwischen dem ersten unteren Knoten und dem zweiten unteren Knoten gekoppelt sein, während ein zweiter unterer Resonator zwischen dem zweiten unteren Knoten und dem dritten unteren Knoten gekoppelt sein kann.
  • In einem Beispiel umfasst die erste Gitterkonfiguration einen ersten Shunt-Resonator, der mit einem zweiten Shunt-Resonator kreuzgekoppelt ist und zwischen dem ersten oberen Resonator der oberen seriellen Konfiguration und dem ersten unteren Resonator der unteren seriellen Konfiguration gekoppelt ist. In ähnlicher Weise kann die zweite Gitterkonfiguration einen ersten Shunt-Resonator umfassen, der mit einem zweiten Shunt-Resonator kreuzgekoppelt ist und zwischen dem zweiten oberen Resonator der oberen seriellen Konfiguration und dem zweiten unteren Resonator der unteren seriellen Konfiguration gekoppelt ist. Die obere serielle Konfiguration und die untere serielle Konfiguration können jeweils sowohl mit dem Differenzeingangsanschluss als auch dem Differenzausgangsanschluss gekoppelt sein.
  • In einem spezifischen Beispiel umfasst die Vorrichtung ferner ein erstes Symmetrierglied, das mit dem Differenzeingangsanschluss gekoppelt ist, und ein zweites Symmetrierglied, das mit dem Differenzausgangsanschluss gekoppelt ist. Die Vorrichtung kann ferner eine Induktorvorrichtung umfassen, die zwischen den Differenzeingangs- und -ausgangsanschlüssen gekoppelt ist. In einem spezifischen Beispiel kann die Vorrichtung ferner eine erste Induktorvorrichtung umfassen, die zwischen dem ersten oberen Knoten der oberen seriellen Konfiguration und dem ersten unteren Knoten der unteren seriellen Konfiguration gekoppelt ist; eine zweite Induktorvorrichtung, die zwischen dem zweiten oberen Knoten der oberen seriellen Konfiguration und dem zweiten unteren Knoten der unteren seriellen Konfiguration gekoppelt ist; und eine dritte Induktorvorrichtung, die zwischen dem dritten oberen Knoten der oberen seriellen Konfiguration und dem dritten unteren Knoten der unteren seriellen Konfiguration gekoppelt ist.
  • Der Verpackungsansatz umfasst, ist aber nicht beschränkt auf, Wafer-Level-Packaging (WLP), WLP-plus-Cap-Wafer-Ansatz, Flip-Chip, Chip und Bonddraht, wie in den 65 und 66 gezeigt. Ein oder mehrere HF-Filterchips und ein oder mehrere Filterbänder können innerhalb derselben Gehäusekonfiguration verpackt werden. Jedes HF-Filterband innerhalb des Gehäuses kann einen oder mehrere Resonatorfilterchips enthalten, und passive Elemente (Kondensatoren, Induktoren) können verwendet werden, um die Bandbreite und die Frequenzspektrumscharakteristik anzupassen. Für eine Triband-Wi-Fi-Systemanwendung kann eine Paketkonfiguration mit drei HF-Filterbändern, einschließlich der 2,4-GHz-, 5,2-GHz- und 5,6-GHz-Bandpasslösungen, die BAW-HF-Filtertechnologie verwenden. Die 2,4-GHz-Filterlösung kann entweder eine akustische Oberflächenwelle (SAW) oder eine BAW sein, während die 5,2-GHz- und 5,6-GHz-Bänder angesichts der Hochfrequenzfähigkeit von BAW wahrscheinlich BAW sind.
  • 65A ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Packansatz gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, ist die Vorrichtung 6501 unter Verwendung eines herkömmlichen Die-Bondens eines HF-Filter-Die 6510 an die Basis 6520 eines Gehäuses und Metallbonddrähte 6530 an den HF-Filterchip von der Schaltungsschnittstelle 6540 gepackt.
  • 65B ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Packansatz gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie gezeigt, ist die Vorrichtung 6602 unter Verwendung eines Flip-Mount-Wafer-Level-Packages (WLP) verpackt, wobei der HF-Filter-Siliziumchip 6510 unter Verwendung von Kupfersäulen 6531 oder anderen hochleitfähigen Verbindungen an der Schaltungsschnittstelle 6540 montiert ist.
  • 66 ist ein vereinfachtes Diagramm, das einen Packansatz gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Vorrichtung 6600 zeigt eine alternative Version eines WLP unter Verwendung einer MEMS-Vorrichtung 6630 mit einer BAW-RF-Filterschaltung und eines Substrats 6610 auf einem Kappenwafer 6640. In einem Beispiel kann der Kappenwafer 6640 Thru-Silicon-Vias (TSVs) umfassen, um das HF-Filter-MEMS-Bauelement 6630 elektrisch mit der Oberseite des Kappenwafers (in der Figur nicht gezeigt) zu verbinden. Der Kappenwafer 6640 kann mit einer dielektrischen Schicht 6620 gekoppelt sein, die über dem Substrat 6610 liegt und durch Dichtungsmaterial 6650 abgedichtet ist.
  • In einem Beispiel lässt das vorliegende Filter Frequenzen im Bereich von 5,17 bis 5,33 GHz durch und weist Frequenzen außerhalb dieses Durchlassbands zurück. Weitere Merkmale der 5,2-GHz-Schallwellenfilterschaltung sind unten aufgeführt. Das Schaltsymbol, das verwendet wird, um auf den RF-Filter-Baustein zu verweisen, ist in 67 bereitgestellt. Die elektrischen Leistungsspezifikationen des 5,2-GHz-Filters sind in 68 bereitgestellt und die Durchlassbandleistung des Filters ist in 69 bereitgestellt.
  • In verschiedenen Beispielen kann das vorliegende Filter bestimmte Merkmale aufweisen. Die Düsenkonfiguration kann weniger als 2 mm × 2 mm × 0,5 mm betragen; in einem spezifischen Beispiel beträgt die Düsenkonfiguration typischerweise weniger als 1 mm × 1 mm × 0,2 mm. Die verpackte Vorrichtung hat einen ultrakleinen Formfaktor, wie beispielsweise 2 mm × 2,5 mm × 0,9 mm unter Verwendung eines herkömmlichen Chip- und Bonddrahtansatzes, wie in 65 gezeigt.WLP-Paketansätze können kleinere Formfaktoren bereitstellen. In einem spezifischen Beispiel ist die Vorrichtung mit einer Single-Ended-50-Ohm-Antenne und Sender-/Empfängeanschlüssen (Tx/Rx) konfiguriert. Die hohe Abweisung der Vorrichtung ermöglicht die Koexistenz mit benachbarten Wi-Fi UNIT Bändern. Die Vorrichtung zeichnet sich außerdem durch eine hohe Nennleistung (maximal +30 dBm), einen Durchlassfilter mit geringer Einfügungsdämpfung mit weniger als 2,5 dB Übertragungsverlust und Leistung über einen Temperaturbereich von -40 Grad Celsius bis +85 Grad Celsius aus. Darüber hinaus ist die Vorrichtung in einem bestimmten Beispiel RoHS-konform (Restriction of Hazardous Substances - RoHs) und verwendet eine Pb-freie (bleifreie) Verpackung.
  • 67 ist ein vereinfachtes Schaltbild, das eine 2-Tor-BAW-HF-Filterschaltung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Schaltung 6700 einen ersten Anschluss („Anschluss 1“) 6711, einen zweiten Anschluss („Anschluss 2“) 6712 und ein Filter 6720. Der erste Anschluss repräsentiert eine Verbindung von einem Sender (TX) oder Empfänger (RX) zum Filter 6720 und der zweite Anschluss repräsentiert eine Filterverbindung von dem Filter 6720 zu einer Antenne (ANT).
  • 68 ist eine vereinfachte Tabelle von Filterparametern gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, enthält Tabelle 6800 elektrische Spezifikationen für eine 5,2 GHz HF-Resonatorfilterschaltung. Die Schaltungsparameter werden zusammen mit den Spezifikationseinheiten, Minimum, zusammen mit typischen und maximalen Spezifikationswerten bereitgestellt.
  • 69 ist ein vereinfachter Graph, der den Einfügungsverlust über der Frequenz gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, stellt der Graph 6900 eine gemessene Schmalbandantwort gegenüber einer modellierten Antwort für einen 5,2 GHz HF-Filter unter Verwendung einer HF-Filterschaltungskonfiguration dar. Die modellierte Kurve 6910 ist der Transmissionsverlust (s21), der von einer nichtlinearen, vollständig dreidimensionalen (3D) elektromagnetischen (EM) Simulation mit einem linearen Simulationswerkzeug mit integriert wird. Die gemessene Kurve 6920 ist das s21, das aus Streuparametern (s-Parametern) gemessen wird, die von einem Netzwerkanalysatortestsystem entnommen wurden.
  • In einem Beispiel stellt die vorliegende Erfindung ein Front-End-Modul (FEM) für eine 5,2 GHz Wi-Fi-Schallwellenresonator-HF-Filterschaltung bereit. Die Vorrichtung kann einen Leistungsverstärker (PA), einen 5,2 GHz-Resonator und einen Diversity-Schalter umfassen. In einem spezifischen Beispiel kann die Vorrichtung ferner einen rauscharmen Verstärker (LNA) umfassen. Der PA ist elektrisch mit einem Eingangsknoten gekoppelt und kann mit einem DC-Leistungsdetektor oder einem HF-Leistungsdetektor konfiguriert werden. Der Resonator kann zwischen dem PA und dem Diversity-Schalter oder zwischen dem Diversity-Schalter und einer Antenne konfiguriert sein. Der LNA kann für den Diversity-Schalter konfiguriert oder vom Schalter elektrisch isoliert sein. Zwischen dem Diversity-Schalter und dem LNA kann ein weiterer 5,2 GHz-Resonator konfiguriert sein. In einem spezifischen Beispiel integriert diese Vorrichtung einen 5,2 GHz PA, einen 5,2 GHz Bulk-Acoustic-Wave-(BAW) HF-Filter, einen einpoligen Zweiwegschalter (SP2T) und einen optionalen umgehbaren rauscharmen Verstärker (LNA) in einer einzigen Vorrichtung. 70 - 74 zeigen fünf Beispiele von FEMS gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In jedem Beispiel kann der LNA weggelassen werden, um nur ein Sendemodul herzustellen. In den folgenden Figuren bleibt das Bezugszeichenschema für die Elemente dieser FEMs über die 70 bis 74 gleich, mit Ausnahme der ersten beiden Ziffern, die der Figurennummer entsprechen.
  • 70 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das ein Front-End-Modul gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung 7000 einen PA 7010, einen 5,2 GHz-Resonator 7020, einen Diversity-Schalter 7030 und einen LNA 7040. Hier ist der Eingang des PA 7010 elektrisch mit einem Eingangsknoten (gezeigt als TX_IN [2]) gekoppelt. In einem spezifischen Beispiel kann der PA ein 5,2 GHz PA sein. Ein Induktor 7011 kann auch elektrisch mit dem Eingangsknoten verbunden sein. Der 5,2 GHz Resonator 7020 ist elektrisch mit dem Ausgang des PA 7010 gekoppelt. In einem spezifischen Beispiel kann der Resonator 7020 ein 5,2 BAW-Resonator sein.
  • Der hier gezeigte Diversity-Schalter 7030 ist ein einpoliger Zweiwege-(SP2T)-Schalter. Einer der Throws ist elektrisch an den 5,2 GHz-Resonator 7020 gekoppelt, während der andere Throw elektrisch an einen Ausgangsknoten (als RX OUT [14] gezeigt) gekoppelt ist. In einem spezifischen Beispiel kann ein Kopplungskondensator 7031 zwischen dem Schalter 7030 und dem Ausgangsknoten konfiguriert sein. Der Pol, der zwischen den beiden Würfen umschalten kann, ist elektrisch mit einer Antenne gekoppelt (dargestellt als ANT [12]). In einem spezifischen Beispiel kann ein Kopplungskondensator 7032 zwischen dem Schalter 7030 und der Antenne konfiguriert sein.
  • In diesem Fall ist der LNA 7040 getrennt von den vorherigen Schaltungselementen konfiguriert und elektrisch an einen LNA-Eingang (als LNA_IN [16] dargestellt) und einen LNA-Ausgang (als LNA_OUT [17] dargestellt) gekoppelt. Wie bereits erwähnt, kann der LNA 7040 weggelassen werden, was zu einer Vorrichtung führen würde, die nur ein Sendemodul ist. In einer spezifischen Ausführungsform können Kopplungskondensatoren 7041 und 7042 zwischen dem LNA 7040 und dem LNA-Eingang bzw. LNA-Ausgang konfiguriert werden. Zwischen dem LNA und der Kopplungskapazität 7041 kann ein Signalfilter 7043 konfiguriert werden. In diesem Fall ist das Signalfilter 7043 ein Bandsperrfilter. Darüber hinaus kann der LNA 7040 in einer geschalteten Rückkopplungsschleife 7044 konfiguriert werden. In einem spezifischen Beispiel kann der LNA 7040 ein umgehbarer LNA sein.
  • In einem Beispiel kann die Vorrichtung 7000 mit einem Leistungsdetektor konfiguriert sein, der ein DC-Leistungsdetektor oder ein HF-Leistungsdetektor sein kann. Ein DC-Leistungsdetektor hat einen Spannungsausgang und wäre an einem DC-Leistungsdetektionsknoten (dargestellt als DC_PDET [6]) elektrisch mit dem PA gekoppelt. In einem spezifischen Beispiel ist eine Diode zwischen dem PA und dem DC-Leistungsdetektor konfiguriert. Ein HF-Leistungsdetektor hat einen HF-Ausgang von einem Richtkoppler 7013, der am Ausgang des PA konfiguriert ist.
  • In einem Beispiel stellt das vorliegende Gerätedesign einen kompakten Formfaktor bereit und die integrierte Anpassung minimiert den Layoutbereich in Anwendungen. Der PA kann für eine 5V-Versorgungsspannung optimiert werden, die den Stromverbrauch spart und gleichzeitig eine hohe lineare Ausgangsleistung und einen hohen Durchsatz aufrechterhält. Außerdem reduziert ein integrierter BAW-Filter die Gesamtgröße für Wi-Fi-Funkanwendungen und ermöglicht die Koexistenz zwischen dem 5,2-GHz-Funkband und benachbarten 2,4-GHz- und 5,6-GHz-Bändern in einer Tri-Band-Router-Konfiguration. Der Durchschnittsfachmann wird andere Variationen, Modifikationen und Alternativen zu den obigen erkennen.
  • 71 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das ein Front-End-Modul gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Bezugszeichenschema ist das gleiche wie in 70, außer dass die ersten beiden Ziffern auf „71“ verweisen. Wie gezeigt, ist die Vorrichtung 7100 der Vorrichtung 7000 von 70 ähnlich, mit Ausnahme der Konfiguration des 5,2 GHz-Resonators 7120. Hier ist der Resonator 7120 zwischen dem Pol des Diversity-Schalters 7130 und der Antenne sowie dem Kopplungskondensator 7132 konfiguriert. Natürlich kann es andere Variationen, Modifikationen und Alternativen geben.
  • 72 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das ein Front-End-Modul gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Bezugszeichenschema ist das gleiche wie in 70, außer dass die ersten beiden Ziffern auf „72“ verweisen. Wie gezeigt, ist die Vorrichtung 7200 der Vorrichtung 7000 ähnlich, außer dass ein zusätzlicher 5,2 GHz-Resonator 7221 zwischen einem der Übergänge des Diversity-Schalters 7230 und dem Eingang zum LNA 7240 sowie dem Signalfilter 7243 konfiguriert ist. In diesem Beispiel ist der Schalter 7230 nicht mit dem Ausgangsknoten verbunden, und der LNA ist nicht mit dem LNA-Eingangsknoten verbunden. Ähnlich dem ersten Resonator 7220 kann auch der zweite Resonator 7221 ein 5,2 GHz BAW-Resonator sein. Natürlich kann es andere Variationen, Modifikationen und Alternativen geben.
  • 73 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das ein Front-End-Modul gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Bezugszeichenschema ist das gleiche wie in 70, außer dass die ersten beiden Ziffern auf „73“ verweisen. Wie gezeigt, ähnelt die Vorrichtung 7300 der Vorrichtung 7200 von 72, außer dass der Diversity-Schalter 7330 ein einpoliger Dreiwege-(SP3T)-Schalter ist und der LNA 7340 die geschaltete Rückkopplungsschleife nicht mehr enthält. Stattdessen ist der Ausgang des LNA 7340 elektrisch mit dem dritten Schalter des Schalters 7340 gekoppelt. Natürlich kann es andere Variationen, Modifikationen und Alternativen geben.
  • 74 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das ein Front-End-Modul gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Bezugszeichenschema ist das gleiche wie in 70, außer dass die ersten beiden Ziffern auf „74“ verweisen. Wie gezeigt, ähnelt die Vorrichtung 7400 der Vorrichtung 7100 von 71 dadurch, dass der 5,2 GHz-Resonator 7420 zwischen dem Schalter 7030 und der Antenne konfiguriert ist, aber ist auch ähnlich der Vorrichtung 7300 von 73, indem der Ausgang des LNA 7440 elektrisch mit einem dritten Schalter 7430 verbunden ist, der ein SP3T-Schalter ist. Natürlich kann es andere Variationen, Modifikationen und Alternativen geben.
  • Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erkannt wird, können in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen die oben beschriebenen piezoelektrischen BAW-Resonatorfilter (zum Beispiel mit Bezug auf 64A - C) weiter verbessert werden, indem der Resonator 6421 ersetzt wird durch (oder das Hinzufügen von) einen Sperrbandreihenresonator, der so konfiguriert ist, dass er eine Antiresonanzfrequenz in einem Sperrband von Frequenzen aufweist, das unter dem Durchlassband liegt. In einigen Ansätzen kann ein Sperrbandnebenschlussresonator über den Eingang des Resonators 6421 hinzugefügt werden, wobei der Sperrbandnebenschlussresonator konfiguriert ist, um eine Resonanzfrequenz in einem Sperrband aufzuweisen, die über dem Durchlassband liegt. Es versteht sich, dass die Antiresonanzfrequenzen der Sperrbandreihenresonatoren, die mit den Eingängen und den Ausgängen des Filters gekoppelt sind, unterschiedlich sein können und einander überlappen können. Darüber hinaus können die Resonanzfrequenzen der Sperrbandnebenschlussresonatoren, die mit den Eingängen und den Ausgängen des Filters gekoppelt sind, unterschiedlich sein und können einander überlappen.
  • Dementsprechend können BAW-Resonatorfilter gemäß Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, um die Sperrbandleistung von Filtern zu verbessern, die konfiguriert sind, um ein Durchlassband von 5,17 GHz bis 5,33 GHz bereitzustellen. BAW-Resonatorfilter gemäß Ausführungsformen der Erfindung können auch verwendet werden, um die Sperrbandleistung von Filtern zu verbessern, die konfiguriert sind, um ein Durchlassband von 5,49 GHz bis 5,835 GHz bereitzustellen. Es versteht sich, dass Ausführungsformen gemäß der Erfindung durch den Einschluss von mindestens einem Sperrbandreihen- oder Shunt-Resonator bereitgestellt werden können, der entweder mit dem Eingang oder dem Ausgang eines BAW-Resonatorfilters gekoppelt ist. Ferner kann ein BAW-Resonatorfilter eine beliebige Topologiefilterschaltung sein, wie beispielsweise eine Leiter- oder Gittertopologie.
  • In noch anderen Ausführungsformen kann ein BAW-Resonatorfilter, der die Sperrbandreihenresonatoren enthält, mit einem BAW-Resonatorfilter kombiniert werden, der die Sperrbandnebenschlussresonatoren zusammen mit einem Schalter umfasst, um einen der BAW-Resonatorfilter für den Betrieb auszuwählen. Zum Beispiel kann der Schalter in einem ersten Zustand ein Eingangssignal an das BAW-Resonatorfilter koppeln, das die Sperrbandreihenresonatoren enthält, während der Schalter in einem zweiten Zustand das Eingangssignal an das BAW-Resonatorfilter koppeln kann, das die Sperrband-Shunt-Resonatoren enthält. Dementsprechend können in einigen Ausführungsformen zwei verschiedene BAW-Resonatorfilter (jeweils mit einem anderen Durchlassband von Frequenzen) in eine einzelne Vorrichtung integriert werden, wobei der Schalter verwendet werden kann, um den bestimmten BAW-Resonatorfilter für eine bestimmte Anwendung auszuwählen.
  • Es versteht sich ferner, dass die Sperrbandreihenresonatoren unter Verwendung einer Sperrbandmassenlaststruktur gebildet werden können, die eine größere Masse hat als eine Durchlassbandmassenlaststruktur an den Durchlassbandreihenresonatoren. Dementsprechend können Verfahren, die zum Bilden der Durchlassbandresonatoren verwendet werden, angepasst werden, um die hierin beschriebenen Sperrbandreihenresonatoren zu bilden, indem die Massenlast des Sperrbandresonators relativ zu derjenigen erhöht wird, die zum Bilden der Durchlassbandresonatoren verwendet wird. Zum Beispiel können die ersten Sperrbandreihenresonatoren mit einer Sperrbandmassenlaststruktur gebildet werden, die eine größere Masse hat als eine Durchlassbandmassenlaststruktur auf den Durchlassbandnebenschlussresonatoren. Darüber hinaus kann der Sperrbandreihenresonator eine Sperrbandmassenlaststruktur aufweisen, die eine größere Masse als die Durchlassbandmassenlaststruktur aufweist.
  • 75 ist eine schematische Darstellung eines BAW-Resonatorfilters 7500 mit einer Durchlassbandfilterkette 7505 des BAW-Resonators und ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren 7510 und 7515 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen. Gemäß 75 ist ein Eingangsknoten der Durchlassbandfilterkette 7505 des BAW-Resonators mit dem ersten Sperrbandreihenresonator 7510 gekoppelt, und ein Ausgangsknoten der Durchlassbandfilterkette 7505 des BAW-Resonators ist mit dem zweiten Sperrbandreihenresonator 7515 gekoppelt.
  • 76 ist ein Graph, der Antiresonanzfrequenzen der ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren 7510 und 7515 in dem BAW-Resonatorfilter von 75 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen veranschaulicht. Gemäß 76, stellt der BAW-Resonatorfilter von 75 ein Durchlassbandfilter mit einem Durchlassbandfrequenzbereich von ungefähr 5,49 GHz bis ungefähr 5,835 GHz bereit. Der erste und der zweite Sperrbandreihenresonator 7510 und 7515 sind konfiguriert, um Antiresonanzfrequenzspitzen 7520 und 7525 und Sperrnullwerte 7607 und 7608 unterhalb und angrenzend an die Unterkante des Durchlassbandes bereitzustellen. Es versteht sich, dass, obwohl die Zurückweisungsnullen 7607 und 7608 in 76 unterhalb und neben der unteren Kante des Durchlassbandes liegen, in einigen Ausführungsformen die entsprechenden Zurückweisungsnullen unterhalb, aber nicht notwendigerweise neben der unteren Kante des Durchlassbandes liegen können. In einigen Ausführungsformen sind die Antiresonanzfrequenzpeaks 7520 und 7525 ungefähr mit den Sperrnullwerten 7607 und 7608 in der BAW-Resonatorfilterantwort 7524 in dem Sperrband von Frequenzen ausgerichtet, die unterhalb und benachbart zu einer unteren Kante des Durchlassbands von Frequenzen liegen.
  • Wie hierin beschrieben, können in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen die Resonanz- oder Antiresonanzfrequenzspitzen, die Reihen- oder Nebenschlusssperrbandresonatoren zugeordnet sind, mit Sperrnullwerten ausgerichtet sein, die in der Reaktion der Filterschaltung gezeigt werden. Es versteht sich jedoch, dass in einigen Ausführungsformen die Resonanz- oder Antiresonanzfrequenzspitzen, die mit Reihen- oder Nebenschlusssperrbandresonatoren verbunden sind, die Sperrnullwerte als Teil der Filterantwort ohne Ausrichtung auf ansonsten existierende Sperrnullwerte bereitstellen können, die in der Filterantwort enthalten sind.
  • Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erkannt wird, kann die Ausrichtung der Antiresonanzfrequenzspitzen 7520 und 7525 von den ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren 7510 und 7515 mit den Sperrnullwerten in der Filterantwort eine kombinierte Dämpfung im Sperrband von Frequenzen bereitstellen, die größer ist als die Dämpfung, die ohne die Einbeziehung des ersten und des zweiten Sperrbandreihenresonators 7510 und 7515 bereitgestellt werden würde, wie durch die Filterantwort 7524 in 76 veranschaulicht.In einigen Ausführungsformen kann die Einbeziehung der Sperrbandreihenresonatoren 7510 und 7515 mit der hierin beschriebenen Ausrichtung mindestens etwa zusätzliche 5 dB der Dämpfung bereitstellen, die ohne die Einbeziehung der ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren 7510 und 7515 bereitgestellt werden würde. In einigen Ausführungsformen kann die Einbeziehung der Sperrbandreihenresonatoren 7510 und 7515 mit der hierin beschriebenen Ausrichtung mindestens ungefähr eine zusätzliche Dämpfung von 10 dB für die Filterantwort bereitstellen.
  • In einigen Ausführungsformen befinden sich die Resonanzfrequenzspitzen 7526 der Durchlassbandreihenresonatoren und die Antiresonanzfrequenzspitzen 7530 der Durchlassbandnebenschlussresonatoren etwa in einer Mitte des Durchlassbands von Frequenzen. Darüber hinaus befinden sich die Resonanzfrequenzspitzen 7535 der Durchlassbandnebenschlussresonatoren unterhalb oder ungefähr am unteren Rand des Durchlassbandes und die Antiresonanzfrequenzspitzen 7609 und 7610 der Durchlassbandreihenresonatoren befinden sich bei ungefähr oder oberhalb einer oberen Kante des Durchlassbandes.
  • 80 ist eine schematische Darstellung eines BAW-Resonatorfilters, der das Durchlassbandfiltergitter von 64A mit ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren 8010 und 8015 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen enthält. 81 ist eine schematische Darstellung eines BAW-Resonatorfilters, der das BAW-Resonatordurchlassbandfiltergitter von 64B mit ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren 8110 und 8115 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen enthält. Gemäß den 80 und 81 können der erste und der zweite Sperrbandreihenresonator auch zu den Eingangs- bzw. Ausgangsknoten eines Durchlassbandfiltergitters eines BAW-Resonators hinzugefügt werden, wie in 64A und 64B gezeigt, um die Zurückweisungsleistung weiter zu verbessern.
  • 82 ist ein Graph, der die Antwort des BAW-Resonatorfilters 8420 von 80 und 81 einschließlich der Antiresonanzfrequenzen des ersten und zweiten Sperrbandreihenresonators 8010/8015 und 8110/8115 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen enthält. Gemäß 82 können die Antiresonanzfrequenzspitzen 8225 und 8220, die dem ersten und zweiten Sperrbandreihenresonator 8010/8015 und 8110/8115 zugeordnet sind, ungefähr mit den Sperrnullwerten 7607 und 7608 in der BAW-Resonatorfilterantwort 8240 in dem Sperrband von Frequenzen ausgerichtet werden, das unterhalb und neben einer unteren Kante des Durchlassbands von Frequenzen liegt. Es versteht sich, dass, obwohl die Zurückweisungsnullen 7607 und 7608 in 82 unterhalb und angrenzend an die Unterkante des Durchlassbandes liegen, in einigen Ausführungsformen die entsprechenden Zurückweisungsnullpunkte unterhalb, aber nicht notwendigerweise angrenzend an die Unterkante des Durchlassbandes liegen können. Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erkannt wird, kann die Ausrichtung der Antiresonanzfrequenzspitzen von den ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren 8010/8015 und 8110/8115 mit den Sperrnullwerten 7607 und 7608 eine kombinierte Dämpfung im Sperrband von Frequenzen bereitstellen, die größer ist als die Dämpfung, die ohne die Einbeziehung des ersten und zweiten Sperrbandreihenresonators 8010/8015 und 8110/8115 bereitgestellt würde. In einigen Ausführungsformen kann die Einbeziehung der Sperrbandreihenresonatoren 8010/8015 und 8110/8115 mit der hierin beschriebenen Ausrichtung mindestens etwa zusätzliche 5 dB der Dämpfung bereitstellen, die ohne die Einbeziehung der ersten und zweiten Sperrbandreihenresonatoren 8010/8015 und 8110/8115 bereitgestellt würde. In einigen Ausführungsformen kann die Einbeziehung der Sperrbandreihenresonatoren 8010/8015 und 8110/8115 mit der hierin beschriebenen Ausrichtung mindestens etwa eine zusätzliche Dämpfung von 10 dB bereitstellen.
  • 77 ist eine schematische Darstellung eines BAW-Resonatorfilters 7700 mit einer Durchlassbandfilterkette 7705 des BAW-Resonators und ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonatoren 7710 und 7715 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen. Gemäß der 77 ist ein Eingangsknoten der Durchlassbandfilterkette 7505 des BAW-Resonators mit dem ersten Sperrbandnebenschlussresonator 7710 gekoppelt, und ein Ausgangsknoten der Durchlassbandfilterkette 7505 des BAW-Resonators ist mit dem zweiten Sperrbandnebenschlussresonator 7515 gekoppelt.
  • 78 ist ein Graph, der Resonanzfrequenzen des ersten und des zweiten Sperrbandnebenschlussresonators 7710 und 7715 in dem BAW-Resonatorfilter 7700 von 77 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen veranschaulicht. Gemäß 78 stellt der BAW-Resonatorfilter von 77 ein Durchlassbandfilter mit einem Durchlassbandfrequenzbereich von ungefähr 5,17 GHz bis ungefähr 5,33 GHz bereit. Der erste und der zweite Sperrbandnebenschlussresonator 7710 und 7715 sind konfiguriert, um Resonanzfrequenzspitzen 7805 und 7806 bereitzustellen, und können mit Sperrnullwerten 7807 und 7808 in der Filterantwort 7824 über dem Durchlassband ausgerichtet werden. Es versteht sich, dass, obwohl die Zurückweisungsnullen 7807 und 7808 in 78 über dem Durchlassband liegen, in einigen Ausführungsformen die entsprechenden Zurückweisungsnullen neben und über der oberen Kante des Durchlassbands liegen können. In einigen Ausführungsformen befinden sich die Resonanzfrequenzpeaks 7815 der Durchlassbandreihenresonatoren und die Antiresonanzfrequenzpeaks 7810 der Durchlassbandnebenschlussresonatoren ungefähr in einer Mitte des Durchlassbands von Frequenzen. Darüber hinaus befinden sich die Resonanzfrequenzspitzen 7820 der Durchlassbandnebenschlussresonatoren unterhalb einer unteren Kante des Durchlassbands, und die Antiresonanzfrequenzspitzen 7811 und 7812 der Durchlassbandreihenresonatoren können oberhalb und benachbart zu einer oberen Kante des Durchlassbandes angeordnet sein.
  • Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erkannt, kann die Ausrichtung der Resonanzfrequenzspitzen 7805 und 7806 von den ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonatoren 7710 und 7715 mit den Sperrnullwerten 7807 und 7808 in der Filterantwort eine kombinierte Dämpfung im Sperrband von Frequenzen bereitstellen, die größer ist als die Dämpfung, die ohne die Einbeziehung des ersten und des zweiten Sperrbandnebenschlussresonators 7710 und 7715 bereitgestellt würde. In einigen Ausführungsformen kann die Einbeziehung der Sperrbandnebenschlussresonatoren 7710 und 7715 mit der hierin beschriebenen Ausrichtung mindestens etwa zusätzliche 5 dB der Dämpfung bereitstellen, die ohne die Einbeziehung des ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonators 7710 und 7715 bereitgestellt werden würde. In einigen Ausführungsformen kann die Einbeziehung der Sperrbandnebenschlussresonatoren 7710 und 7715 mit der hierin beschriebenen Ausrichtung mindestens etwa eine zusätzliche Dämpfung von 10 dB bereitstellen.
  • 83 ist eine schematische Darstellung eines BAW-Resonatorfilters, der das Durchlassbandfiltergitter 6401 des BAW-Resonators von 64A mit ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonatoren 8310 und 8315 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen enthält. 84 ist eine schematische Darstellung eines BAW-Resonatorfilters, der das BAW-Resonatordurchlassbandfiltergitter 6402 von 64B mit ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonatoren 8410 und 8415 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen enthält. Gemäß den 83 und 84 können der erste und der zweite Sperrbandnebenschlussresonator auch zu den Eingangs- bzw. Ausgangsknoten eines Durchlassbandfiltergitters eines BAW-Resonators hinzugefügt werden, wie es in 64A und 64B gezeigt ist, um die Zurückweisungsleistung weiter zu verbessern.
  • 85 ist ein Graph, der die Antwort des BAW-Resonatorfilters 8524 von 83 und 84 einschließlich der Resonanzfrequenzen des ersten und des zweiten Sperrbandnebenschlussresonators 8310/8315 und 8410/8415 in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen darstellt. Gemäß 85 können die Resonanzfrequenzspitzen 7805 und 7806, die dem ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonator 8310/8315 und 8410/8415 zugeordnet sind, ungefähr mit den Sperrnullwerten 7807 und 7808 in der BAW-Resonatorfilterantwort 8524 im Sperrband von Frequenzen ausgerichtet werden, die über einer oberen Kante des Durchlassbands von Frequenzen liegen. Es versteht sich, dass, obwohl die Zurückweisungsnullen 7807 und 7808 in 85 über dem Durchlassband liegen, in einigen Ausführungsformen die entsprechenden Zurückweisungsnullen neben und über der oberen Kante des Durchlassbands liegen können. Wie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erkannt, kann die Ausrichtung der Resonanzfrequenzspitzen von den ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonatoren 8310/8315 und 8410/8415 mit den Sperrnullwerten 8707 im Band 8708 eine kombinierte Dämpfung im Sperrband von Frequenzen bereitstellen, die größer ist als die Dämpfung, die ohne die Einbeziehung des ersten und des zweiten Sperrbandnebenschlussresonators 8310/8315 und 8410/8415 bereitgestellt würde. In einigen Ausführungsformen kann die Einbeziehung der Sperrbandnebenschlussresonatoren 8310/8315 und 8410/8415 mit der hierin beschriebenen Ausrichtung mindestens etwa zusätzliche 5 dB der Dämpfung bereitstellen, die ohne die Einbeziehung des ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonatoren 8310/8315 und 8410/8415 bereitgestellt würde. In einigen Ausführungsformen kann die Einbeziehung der Sperrbandnebenschlussresonatoren 8310/8315 und 8410/8415 mit der hierin beschriebenen Ausrichtung mindestens etwa zusätzliche 10 dB Dämpfung bereitstellen.
  • 79 ist eine schematische Darstellung eines kombinierten BAW-Resonatorfilters 7900 mit einer Durchlassbandfilterkette 7505 des BAW-Resonators, die mit einem ersten und zweiten Sperrbandreihenresonator gekoppelt ist, und einer BAW-Resonatordurchlassbandfilterkette 7705, die mit den ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonatoren gekoppelt ist. Die Eingabe und Ausgabe der Durchlassbandfilterkette 7505 des BAW-Resonators und der Durchlassbandfilterkette 7705 des BAW-Resonators werden in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen durch Einstellen der Schalter 7905/7910 gesteuert. Gemäß 79 können die Schalter 7905/7910 in einem ersten Zustand das Eingangssignal über den Eingangssperrbandreihenresonator an die Durchlassbandfilterkette 7505 des BAW-Resonators koppeln und den Ausgang der Durchlassbandfilterkette 7505 des BAW-Resonators an das Ausgangssignal des BAW-Resonatorfilters 7900 über den Ausgangssperrbandreihenresonator koppeln, wohingegen in einem zweiten Zustand die Schalter 7905/7910 das Eingangssignal über den Eingangssperrbandnebenschlussresonator an die Durchlassbandfilterkette 7705 des BAW-Resonators koppeln können und die Ausgabe der Durchlassbandfilterkette 7705 des BAW-Resonators mit dem Ausgangssignal des BAW-Resonatorfilters 7900 über den Ausgangssperrbandnebenschlussresonator koppeln können. Obwohl der kombinierte BAW-Resonatorfilter 7900 von 79 eine erste und eine zweite Filterschaltungstopologie vom Abzweigtyp zeigt, versteht es sich, dass jede beliebige Topologiefilterschaltung, wie beispielsweise ein Gitter oder ein modifiziertes Gitter, in einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ebenfalls verwendet werden kann. Darüber hinaus kann in einigen Ausführungsformen eine Kombination aus Kettenfilterschaltungen und Gitterfilterschaltungen in dem BAW-Resonatorfilter 7900 enthalten sein. Darüber hinaus können mehr als zwei Filterschaltungen in dem BAW-Resonatorfilter 7900 enthalten sein, zusammen mit mehr Schaltern, die konfiguriert und betrieben werden, um das zu verwendende Filter auszuwählen.
  • Während das Obige eine vollständige Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen ist, können verschiedene Modifikationen, alternative Konstruktionen und Äquivalente verwendet werden. Als ein Beispiel kann die verpackte Vorrichtung jede Kombination von Elementen enthalten, die oben beschrieben sind, sowie außerhalb der vorliegenden Spezifikation. Daher sollten die obige Beschreibung und die Darstellungen nicht als Einschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung angesehen werden, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
  • 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 62/845009 [0001]
    • US 62/885047 [0001]
    • US 16/135276 [0001]
    • US 16/019267 [0001]
    • US 15/784919 [0001]
    • US 15/068510 [0001]
    • US 14/298057 [0002]
    • US 9673384 [0002]
    • US 14/298076 [0002]
    • US 9537465 [0002]
    • US 14/298100 [0002]
    • US 9571061 [0002]
    • US 14/341314 [0002]
    • US 9805966 [0002]
    • US 14/449001 [0002]
    • US 9716581 [0002]
    • US 14/469503 [0002]
    • US 9917568 [0002]

Claims (33)

  1. Bulk-Acoustic-Wave-(BAW)-Resonatorfilter, umfassend: eine Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators konfiguriert ist, um Frequenzkomponenten eines Eingangssignals in einem Durchlassband von Frequenzen, die an einem Eingangsknoten der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators empfangen werden, an einen Ausgangsknoten der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators durchzulassen; einen ersten Sperrbandreihenresonator, der zwischen einem Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und dem Eingangsknoten in Reihe geschaltet ist, wobei der erste Sperrbandreihenresonator eine erste Antiresonanzfrequenzspitze in einem Sperrband von Frequenzen aufweist, das weniger als das Durchlassband von Frequenzen ist; und einen zweiten Sperrbandreihenresonator, der zwischen einem Ausgangsanschluss des BAW-Resonatorfilters und dem Ausgangsknoten in Reihe geschaltet ist, wobei der zweite Sperrbandreihenresonator eine zweite Antiresonanzfrequenzspitze in dem Sperrband von Frequenzen aufweist.
  2. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 1, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators eine Leitertopologie, eine Gittertopologie oder eine modifizierte Gittertopologie umfasst.
  3. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 2, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators eine BAW-Resonatordurchlassbandfilterkette umfasst, enthaltend: eine Vielzahl von Durchlassbandreihenresonatoren, die zwischen dem Eingangsknoten und dem Ausgangsknoten in Reihe geschaltet sind, wobei die Durchlassbandreihenresonatoren jeweilige Resonanzfrequenzspitzen in dem Durchlassband von Frequenzen aufweisen; und eine Vielzahl von Durchlassbandnebenschlussresonatoren, die parallel mit dem Eingangsknoten und einem Referenzknoten oder parallel mit dem Ausgangsknoten und dem Referenzknoten des BAW-Resonatorfilters gekoppelt sind, wobei die Durchlassbandnebenschlussresonatoren jeweilige Antiresonanzfrequenzspitzen in dem Durchlassband der Frequenzen aufweisen.
  4. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 3, wobei die jeweiligen Resonanzfrequenzspitzen der Durchlassbandreihenresonatoren und die jeweiligen Antiresonanzfrequenzspitzen der Durchlassbandnebenschlussresonatoren ungefähr in der Mitte des Durchlassbands von Frequenzen liegen.
  5. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 4, wobei die jeweiligen Resonanzfrequenzspitzen der Durchlassbandnebenschlussresonatoren ungefähr oder kleiner als eine untere Kante des Durchlassbands von Frequenzen sind und jeweilige Antiresonanzfrequenzspitzen der Durchlassbandreihenresonatoren ungefähr oder größer als eine obere Kante des Durchlassbands von Frequenzen sind.
  6. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 1, wobei das Durchlassband der Frequenzen etwa 5,49 GHz bis etwa 5,835 GHz beträgt.
  7. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 6, wobei das Sperrband von Frequenzen etwa 5,17 GHz bis etwa 5,33 GHz beträgt.
  8. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 1, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators erste und zweite Sperrnullwerte in dem Sperrband von Frequenzen benachbart zu einer unteren Kante des Durchlassbands von Frequenzen bereitstellt; und wobei die ersten und zweiten Antiresonanzfrequenzspitzen des ersten und zweiten Sperrbandreihenresonators ungefähr mit den ersten und zweiten Sperrnullwerten bei jeweiligen Frequenzen ausgerichtet sind, um eine kombinierte Dämpfung des Eingangssignals in dem Sperrband von Frequenzen zu den jeweiligen Frequenzen bereitzustellen.
  9. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 8, wobei die ersten und zweiten Antiresonanzfrequenzspitzen mindestens etwa eine zusätzliche Dämpfung von 5 dB der kombinierten Dämpfung bereitstellen.
  10. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 1, wobei der erste Sperrbandreihenresonator eine erste Sperrbandmassenlaststruktur enthält, die eine größere Masse hat als eine Durchlassbandmassenlaststruktur auf einem Durchlassband-Shunt-Resonator, der in der BAW-Resonatorbandfilterschaltung enthalten ist.
  11. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 10, wobei der zweite Sperrbandreihenresonator eine zweite Sperrbandmassenlaststruktur enthält, die eine größere Masse hat als die Durchlassbandmassenlaststruktur auf dem Durchlassbandnebenschlussresonator, der in der BAW-Resonatorbandfilterschaltung enthalten ist.
  12. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Antiresonanzfrequenzspitzen in einem Bereich zwischen etwa 5,17 GHz und etwa 5,33 GHz liegen.
  13. Bulk-Acoustic-Wave-(BAW)-Resonatorfilter, umfassend: eine Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators konfiguriert ist, um Frequenzkomponenten eines Eingangssignals in einem Durchlassband von Frequenzen, die an einem Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators empfangen werden, an einen Ausgangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators durchzulassen; einen ersten Sperrbandnebenschlussresonator, der parallel über einen Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und einen Referenzknoten der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators gekoppelt ist, wobei der erste Sperrbandnebenschlussresonator eine erste Resonanzfrequenzspitze in einem Sperrband von Frequenzen, das größer ist als das Durchlassband von Frequenzen, aufweist; und einen zweiten Sperrbandnebenschlussresonator, der parallel zwischen dem Ausgangsanschluss des BAW-Resonatorfilters und dem Referenzknoten gekoppelt ist, wobei der zweite Sperrbandnebenschlussresonator eine zweite Resonanzfrequenzspitze im Sperrband von Frequenzen aufweist.
  14. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 13, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators eine Leitertopologie, eine Gittertopologie oder eine modifizierte Gittertopologie umfasst.
  15. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 14, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators eine Durchlassbandfilterkette des BAW-Resonators umfasst, die Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Durchlassbandreihenresonatoren, die zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss in Reihe geschaltet sind, wobei die Durchlassbandreihenresonatoren jeweilige Resonanzfrequenzspitzen in dem Durchlassband von Frequenzen aufweisen; und eine Vielzahl von Durchlassbandnebenschlussresonatoren, die parallel mit dem Eingangsanschluss und dem Referenzknoten oder parallel mit dem Ausgangsanschluss und dem Referenzknoten des BAW-Resonatorfilters gekoppelt sind, wobei die Durchlassbandnebenschlussresonatoren jeweilige Antiresonanzfrequenzspitzen in dem Durchlassband von Frequenzen aufweisen.
  16. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 15, wobei die jeweiligen Resonanzfrequenzspitzen der Durchlassbandreihenresonatoren und die jeweiligen Antiresonanzfrequenzspitzen der Durchlassbandnebenschlussresonatoren ungefähr in der Mitte des Durchlassbands von Frequenzen liegen.
  17. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 16, wobei die jeweiligen Resonanzfrequenzspitzen der Durchlassbandnebenschlussresonatoren ungefähr oder kleiner als eine untere Kante des Durchlassbands von Frequenzen sind und jeweilige Antiresonanzfrequenzspitzen der Durchlassbandreihenresonatoren ungefähr oder größer als eine obere Kante des Durchlassbands von Frequenzen sind.
  18. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 13, wobei das Durchlassband von Frequenzen ungefähr 5,17 GHz bis ungefähr 5,33 GHz beträgt.
  19. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 18, wobei das Sperrband von Frequenzen etwa 5,49 GHz bis etwa 5,835 GHz beträgt.
  20. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 13, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators erste und zweite Sperrnullwerte in dem Sperrband von Frequenzen benachbart zu einer oberen Kante des Durchlassbands von Frequenzen bereitstellt; und wobei die ersten und zweiten Resonanzfrequenzspitzen des ersten und zweiten Sperrbandnebenschlussresonators ungefähr mit den ersten und zweiten Sperrnullwerten bei jeweiligen Frequenzen ausgerichtet sind, um eine kombinierte Dämpfung des Eingangssignals im Sperrband von Frequenzen bei den jeweiligen Frequenzen bereitzustellen.
  21. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 20, wobei die ersten und zweiten Resonanzfrequenzspitzen mindestens etwa eine zusätzliche Dämpfung von 5 dB der kombinierten Dämpfung bereitstellen.
  22. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 13, wobei der erste Sperrbandnebenschlussresonator eine erste Sperrbandmassenlaststruktur umfasst, die eine geringere Masse hat als eine Durchlassbandmassenlaststruktur auf einem Durchlassbandreihenresonator, der in der BAW-Resonatordurchlassbandfilterschaltung enthalten ist.
  23. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 22, wobei der zweite Sperrbandnebenschlussresonator eine zweite Sperrbandmassenlaststruktur enthält, die eine geringere Masse als die Durchlassbandmassenlaststruktur auf dem Durchlassbandreihenresonator aufweist, der in der BAW-Resonatordurchlassbandfilterschaltung enthalten ist.
  24. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 13, wobei die ersten und zweiten Resonanzfrequenzspitzen in einem Bereich zwischen ungefähr 5,49 GHz bis ungefähr 5,835 GHz liegen
  25. Bulk-Acoustic-Wave-(BAW)-Resonatorfilter, umfassend: eine Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators konfiguriert ist, um Frequenzkomponenten eines Eingangssignals in einem Durchlassband von Frequenzen, die an einem Eingangsknoten der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators empfangen werden, an einen Ausgangsknoten der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators durchzulassen; und einen ersten Sperrbandreihenresonator, der in Reihe mit einem Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators oder einem Ausgangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators gekoppelt ist, wobei der erste Sperrbandreihenresonator eine erste Antiresonanzfrequenzspitze in einem Sperrband von Frequenzen, das kleiner als das Durchlassband von Frequenzen ist, aufweist.
  26. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 25, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators eine Leitertopologie, eine Gittertopologie oder eine modifizierte Gittertopologie umfasst.
  27. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 26, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators eine Durchlassbandfilterkette des BAW-Resonators umfasst und der erste Sperrbandreihenresonator zwischen einem Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und dem Eingangsknoten in Reihe geschaltet ist, wobei der BAW-Resonatorfilter ferner Folgendes umfasst: einen zweiten Sperrbandreihenresonator, der zwischen dem Ausgangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und dem Ausgangsknoten in Reihe geschaltet ist, wobei der zweite Sperrbandreihenresonator eine zweite Antiresonanzfrequenzspitze in dem Sperrband von Frequenzen aufweist.
  28. Bulk-Acoustic-Wave-(BAW)-Resonatorfilter, umfassend: eine Durchlassbandfilterschaltung eines BAW-Resonators, die konfiguriert ist, um Frequenzkomponenten eines Eingangssignals in einem Durchlassband von Frequenzen, die an einem Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators empfangen werden, an einen Ausgangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung eines BAW-Resonators durchzulassen; und einen ersten Sperrbandnebenschlussresonator, der parallel über einen Eingangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und einen Referenzknoten der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators gekoppelt ist oder parallel zwischen dem Ausgangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und dem Referenzknoten geschaltet ist, wobei der erste Sperrbandnebenschlussresonator eine erste Resonanzfrequenzspitze in einem Sperrband von Frequenzen aufweist, das größer als das Durchlassband von Frequenzen ist.
  29. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 28, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators eine Leitertopologie, eine Gittertopologie oder eine modifizierte Gittertopologie umfasst.
  30. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 29, wobei die Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators eine Durchlassbandfilterkette des BAW-Resonators umfasst und der erste Sperrbandnebenschlussresonator parallel über den Eingangsanschluss der Durchlassfilterschaltung des BAW-Resonators und den Referenzknoten gekoppelt ist, wobei der BAW-Resonatorfilter ferner Folgendes umfasst: einen zweiten Sperrbandnebenschlussresonator, der parallel zwischen dem Ausgangsanschluss der Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und dem Referenzknoten gekoppelt ist, wobei der zweite Sperrbandnebenschlussresonator eine zweite Resonanzfrequenzspitze in dem Sperrband von Frequenzen aufweist.
  31. Bulk-Acoustic-Wave-(BAW)-Resonatorfilter, umfassend: eine erste Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators, die konfiguriert ist, um Frequenzkomponenten eines Eingangssignals des BAW-Resonatorfilters in einem ersten Durchlassband von Frequenzen, die an einem Eingangsanschluss der ersten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators empfangen werden, an einen Ausgangsanschluss der ersten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators durchzulassen; einen ersten Sperrbandreihenresonator, der in Reihe mit dem Eingangsanschluss der ersten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators oder dem Ausgangsanschluss der ersten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators gekoppelt ist, wobei der erste Sperrbandreihenresonator eine erste Antiresonanzfrequenzspitze in einem ersten Sperrband von Frequenzen aufweist, die kleiner ist als das erste Durchlassband von Frequenzen; eine zweite Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators, die dazu konfiguriert ist, um Frequenzkomponenten des Eingangssignals in einem zweiten Durchlassband von Frequenzen, die an einem Eingangsanschluss der zweiten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators empfangen werden, an einen Ausgangsanschluss der zweiten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators durchzulassen; einen ersten Sperrbandnebenschlussresonator, der parallel über den Eingangsanschluss der zweiten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und einen Referenzknoten der zweiten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators gekoppelt ist oder parallel über den Ausgangsanschluss der zweiten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators und dem Referenzknoten der zweiten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators gekoppelt ist, wobei der erste Sperrbandnebenschlussresonator eine erste Resonanzfrequenzspitze in einem zweiten Sperrband von Frequenzen aufweist, die größer als das zweite Durchlassband von Frequenzen ist; und einen Schalter, der konfiguriert ist, um das Eingangssignal an den Eingangsanschluss der ersten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators zu koppeln und den Ausgangsanschluss der ersten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators an ein Ausgangssignal des BAW-Resonatorfilters in einem ersten Zustand zu koppeln, und konfiguriert ist, um das Eingangssignal an den Eingangsanschluss der zweiten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators zu koppeln und den Ausgangsanschluss der zweiten Durchlassbandfilterschaltung des BAW-Resonators an das Ausgangssignal des BAW-Resonatorfilters in einem zweiten Zustand zu koppeln.
  32. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 31, wobei im ersten Zustand das erste Durchlassband von Frequenzen etwa 5,49 GHz bis etwa 5,835 GHz beträgt und wobei das erste Sperrband von Frequenzen etwa 5,17 GHz bis etwa 5,33 GHz beträgt.
  33. BAW-Resonatorfilter nach Anspruch 31, wobei im zweiten Zustand das zweite Durchlassband von Frequenzen etwa 5,17 GHz bis etwa 5,33 GHz beträgt und wobei das zweite Sperrband von Frequenzen etwa 5,49 GHz bis etwa 5,835 GHz beträgt.
DE112020002253.6T 2019-05-08 2020-07-07 Bulk-Acoustic-Wave-Resonatorfilter einschließlich Sperrbandresonatoren Pending DE112020002253T5 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022174364A1 (en) * 2021-02-18 2022-08-25 Huawei Technologies Co., Ltd. Antenna for a wireless communication device and such a device
CN116190349B (zh) * 2023-04-25 2023-06-30 甬矽电子(宁波)股份有限公司 半导体封装结构及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9537465B1 (en) 2014-06-06 2017-01-03 Akoustis, Inc. Acoustic resonator device with single crystal piezo material and capacitor on a bulk substrate
US9571061B2 (en) 2014-06-06 2017-02-14 Akoustis, Inc. Integrated circuit configured with two or more single crystal acoustic resonator devices
US9673384B2 (en) 2014-06-06 2017-06-06 Akoustis, Inc. Resonance circuit with a single crystal capacitor dielectric material
US9716581B2 (en) 2014-07-31 2017-07-25 Akoustis, Inc. Mobile communication device configured with a single crystal piezo resonator structure
US9805966B2 (en) 2014-07-25 2017-10-31 Akoustis, Inc. Wafer scale packaging
US9917568B2 (en) 2014-08-26 2018-03-13 Akoustis, Inc. Membrane substrate structure for single crystal acoustic resonator device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6924715B2 (en) * 2002-02-12 2005-08-02 Nortel Networks Limited Band reject filters
US7446629B2 (en) * 2004-08-04 2008-11-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna duplexer, and RF module and communication apparatus using the same
US10673513B2 (en) * 2016-03-11 2020-06-02 Akoustis, Inc. Front end module for 5.2 GHz Wi-Fi acoustic wave resonator RF filter circuit
US10230350B2 (en) * 2016-06-15 2019-03-12 Resonant Inc. Surface acoustic wave filters with extracted poles

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9537465B1 (en) 2014-06-06 2017-01-03 Akoustis, Inc. Acoustic resonator device with single crystal piezo material and capacitor on a bulk substrate
US9571061B2 (en) 2014-06-06 2017-02-14 Akoustis, Inc. Integrated circuit configured with two or more single crystal acoustic resonator devices
US9673384B2 (en) 2014-06-06 2017-06-06 Akoustis, Inc. Resonance circuit with a single crystal capacitor dielectric material
US9805966B2 (en) 2014-07-25 2017-10-31 Akoustis, Inc. Wafer scale packaging
US9716581B2 (en) 2014-07-31 2017-07-25 Akoustis, Inc. Mobile communication device configured with a single crystal piezo resonator structure
US9917568B2 (en) 2014-08-26 2018-03-13 Akoustis, Inc. Membrane substrate structure for single crystal acoustic resonator device

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