TW202230972A - 具有凸起框架結構之體聲波裝置 - Google Patents

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張本鋒
柳建松
班傑明 保羅 阿勃特
申光在
亞力山德雷 奧古斯圖 斯拉卡瓦
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Abstract

本發明之態樣係關於一種具有一多梯度凸起框架之體聲波裝置。該體聲波裝置包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及一多梯度凸起框架結構，該多梯度凸起框架結構經組態以引起減少自該體聲波裝置之一主聲主動區域之橫向能量洩漏。該多梯度凸起框架結構在對置側上漸縮。

Description

具有凸起框架結構之體聲波裝置
本發明之實施例係關於聲波裝置，且更具體言之，本發明之實施例係關於體聲波裝置。
聲波濾波器可實施於射頻電子系統中。例如，一行動電話之一射頻前端中之濾波器可包含一或多個聲波濾波器。複數個聲波濾波器可配置為一多工器。例如，兩個聲波濾波器可配置為雙工器。
一聲波濾波器可包含經配置以過濾一射頻信號之複數個聲諧振器。實例性聲波濾波器包含表面聲波(SAW)濾波器及體聲波(BAW)濾波器。BAW濾波器包含BAW諧振器。實例性BAW諧振器包含膜體聲波諧振器(FBAR)及固態鑲嵌諧振器(SMR)。在BAW諧振器中，聲波在一壓電層之一體中傳播。
針對BAW裝置，一般期望達成一高品質因數(Q)。然而，Q可歸因於製造變動及/或由於其他原因而在BAW裝置中變動。
技術方案中所描述之創新各具有若干態樣，無一單一態樣對其所要屬性完全負責。現將在不限制技術方案之範疇之情況下簡要描述本發明之突出特徵。
本發明之一個態樣係一種具有一多梯度凸起框架之體聲波裝置。該體聲波裝置包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及一多梯度凸起框架結構，該多梯度凸起框架結構經組態以引起減少自該體聲波裝置之一主聲主動區域之橫向能量洩漏。該多梯度凸起框架結構在對置側上漸縮。該體聲波裝置經組態以產生一體聲波。
在平面圖中，該多梯度凸起框架結構可包圍該體聲波裝置之該主聲主動區域。該多梯度凸起框架結構可具有在兩個梯度部分之間的一非梯度部分。該多梯度凸起框架結構基本上可由梯度部分組成。
該多梯度凸起框架結構可包含複數個凸起框架層。該複數個凸起框架層可包含一第一凸起框架層及一第二凸起框架層。該第二凸起框架層可在該等對置側上延伸超過該第一凸起框架層。該第一凸起框架層可具有比該壓電層及/或該第二凸起框架層低之一聲阻抗。該第一凸起框架層可為氧化物層，且該第二凸起框架層可為金屬性的。該第一凸起框架層可為二氧化矽層，且該第二凸起框架層可為金屬性的。該第一凸起框架層可定位於該第一電極與該第二電極之間。在一些例項中，該第二電極可定位於該第一凸起框架層與該第二凸起框架層之間。該第二凸起框架層可具有一第一側上之一第一錐角及一第二側上之一第二錐角，且該第一錐角及該第二錐角係在自5度至45度之一範圍內。
該多梯度凸起框架結構可為相對於該壓電層之一凸結構。
該體聲波裝置可為一膜體聲諧振器。
本發明之另一態樣係一種具有一多梯度凸起框架體聲波裝置之聲波濾波器。該聲波濾波器包含一體聲波裝置及至少一個額外聲波裝置，其等一起經配置以過濾一射頻信號。該體聲波裝置包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及一多梯度凸起框架結構，該多梯度凸起框架結構經組態以引起減少自該體聲波裝置之一主聲主動區域之橫向能量洩漏。該多梯度凸起框架結構在對置側上漸縮。
該至少一個額外聲波裝置可包含一第二體聲波裝置，其包含在對置側上漸縮之一第二多梯度凸起框架結構。
該多梯度凸起框架結構可包含一第一凸起框架層及一第二凸起框架層。該第一凸起框架層可包含氧化物，且該第二凸起框架層可為金屬性的。該第二凸起框架層可在該等對置側上延伸超過該第一凸起框架層。
本發明之另一態樣係一種無線通信裝置，其包含一聲波濾波器及可操作地耦合至該聲波濾波器之一天線。該聲波濾波器包含一體聲波裝置。該體聲波裝置包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及一多梯度凸起框架結構，該多梯度凸起框架結構經組態以引起減少自該體聲波裝置之一主聲主動區域之橫向能量洩漏。該多梯度凸起框架結構在對置側上漸縮。
該無線通信裝置可為一行動電話。該聲波濾波器可包含於一多工器中。
本發明之另一態樣係一種具有一多梯度凸起框架之體聲波裝置。該體聲波裝置包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及一多梯度凸起框架結構。該多梯度凸起框架結構包含一第一凸起框架層及一第二凸起框架層。該第二凸起框架層延伸超過該第一凸起框架層。該第二凸起框架層在對置側上漸縮。該體聲波裝置經組態以產生一體聲波。
該第二凸起框架層可在該等對置側上延伸超過該第一凸起框架層，其中該等對置側包含朝向該體聲波裝置之一主聲主動區域之一第一側及遠離該主聲主動區域之一第二側。
該第一凸起框架層可具有比該壓電層低之一聲阻抗。該第一凸起框架層可包含氧化物，且該第二凸起框架層可包含一金屬。該第二凸起框架層可包含釕、鉬、鎢、鉑或銥之一或多者。
該第一凸起框架層可包含一金屬。該第一凸起框架層可包含一聚合物。
該多梯度凸起框架結構可具有在兩個梯度部分之間的一非梯度部分。該多梯度凸起框架結構基本上可由梯度部分組成。
該第一凸起框架層可定位於該第一電極與該第二電極之間。
該第二電極可定位於該第二凸起框架層與該第一凸起框架層之間。該第一凸起框架層亦可定位於該壓電層與該第二電極之間。
該第二凸起框架層可具有一第一側上之一第一錐角及一第二側上之一第二錐角，且該第一錐角及該第二錐角可各大於5度且小於45度。
該第二凸起框架層可為相對於該壓電層之一表面之一凸結構。
在平面圖中，該多梯度凸起框架結構可包圍該體聲波裝置之一主聲主動區域。
該體聲波裝置可為一膜體聲諧振器。
本發明之另一態樣係一種聲波濾波器，其包含一起經配置以過濾一射頻信號之一體聲波裝置及至少一個額外聲波裝置。該體聲波裝置包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及包含一第一凸起框架層及一第二凸起框架層之一多梯度凸起框架結構。該第二凸起框架層延伸超過該第一凸起框架層。該第二凸起框架層在對置側上漸縮。
該至少一個額外聲波裝置可包含一第二體聲波裝置，其包含在對置側上漸縮之一第二多梯度凸起框架結構。
本發明之另一態樣係一種封裝射頻模組，其包含經組態以過濾一射頻信號之一聲波濾波器、一射頻電路元件及圍封該聲波濾波器及該射頻電路元件之一封裝結構。該聲波濾波器包含一體聲波裝置。該體聲波裝置包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及包含一第一凸起框架層及一第二凸起框架層之一多梯度凸起框架結構。該第二凸起框架層延伸超過該第一凸起框架層。該第二凸起框架層在對置側上漸縮。
該射頻電路元件可為一射頻開關。該射頻電路元件可為一射頻放大器。
本發明之另一態樣係一種體聲波裝置，其包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及一多層凸起框架結構，該多層凸起框架結構經組態以引起減少自該體聲波裝置之一主聲主動區域之橫向能量洩漏。該多層凸起框架結構包含嵌入於該壓電層中之一第一凸起框架層及一第二凸起框架層。該第一凸起框架層具有比該壓電層低之一聲阻抗。該第二凸起框架層在該體聲波裝置之一凸起框架區域中與該第一凸起框架層至少部分重疊。該體聲波裝置經組態以產生一體聲波。
該第二凸起框架層可嵌入於該壓電層中。
該第一凸起框架層可包含氧化物，且該第二凸起框架層可包含一金屬。該第一凸起框架層可為二氧化矽層，且該第二凸起框架層可為金屬性的。該第二凸起框架層可嵌入於該壓電層中。
該多層凸起框架結構可為一多梯度凸起框架結構。該第二凸起框架層可在該多層凸起框架結構之對置側上延伸超過該第一凸起框架層。該多梯度凸起框架結構可具有在兩個梯度部分之間的一非梯度部分。該第二凸起框架層可具有一第一側上之一第一錐角及一第二側上之一第二錐角，且該第一錐角及該第二錐角可各大於5度且小於45度。
在平面圖中，該多層凸起框架結構可包圍該體聲波裝置之該主聲主動區域。
該體聲波裝置可為一膜體聲諧振器。
本發明之另一態樣係一種聲波濾波器，其包含一起經配置以過濾一射頻信號之一體聲波裝置及至少一個額外聲波裝置。該體聲波裝置包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及包含一第一凸起框架層及一第二凸起框架層之一多層凸起框架結構。該第一凸起框架層嵌入於該壓電層中且具有比該壓電層低之一聲阻抗。該第二凸起框架層與該第一凸起框架層至少部分重疊。
該至少一個額外聲波裝置可包含一第二體聲波裝置，其包含嵌入於該第二體聲波裝置之一壓電層中之一凸起框架層。
該多層凸起框架結構可為一多梯度凸起框架結構。該第二凸起框架層可具有一第一側上之一第一錐角及一第二側上之一第二錐角，且該第一錐角及該第二錐角可各大於5度且小於45度。該第一凸起框架層可為氧化物，且該第二凸起框架層可為金屬性的。該第一凸起框架層可為二氧化矽層。
本發明之另一態樣係一種封裝射頻模組，其包含一聲波濾波器、一射頻電路元件及圍封該聲波濾波器及該射頻電路元件之一封裝結構。該聲波濾波器包含一體聲波裝置。該體聲波裝置包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及包含一第一凸起框架層及一第二凸起框架層之一多層凸起框架結構。該第一凸起框架層嵌入於該壓電層中且具有比該壓電層低之一聲阻抗。該第二凸起框架層與該第一凸起框架層至少部分重疊。
該射頻電路元件可為一射頻開關。該射頻電路元件可為一射頻放大器。
為概述本發明，本文中已描述創新之特定態樣、優點及新穎特徵。應瞭解，未必根據任何特定實施例來達成所有此等優點。因此，可依達成或最佳化本文中所教示之一個優點或優點群組且未必達成本文中可教示或暗示之其他優點之一方式體現或實施創新。
相關申請案之交叉參考 其中一國外或國內優先權主張識別於與本申請案一起申請之申請資料表中之任何及所有申請案根據37 C.F.R. § 1.57以引用的方式併入本文中。本申請案主張2020年9月18日申請且名稱為「BULK ACOUSTIC WAVE DEVICE WITH RAISED FRAME STRUCTURE」之美國臨時申請案第63/080,530號之優先權權利，該案之全部揭示內容以引用的方式併入本文中。
特定實施例之以下描述呈現具體實施例之各種描述。然而，本文中所描述之創新可依各種不同方式體現，例如由申請專利範圍所界定及涵蓋。在[實施方式]中，參考其中相同元件符號可指示相同或功能類似元件之圖式。應瞭解，圖中所繪示之元件未必按比例繪製。此外，應瞭解，特定實施例可包含比一圖式中所繪示之元件多之元件及/或一圖式中所繪示之元件之一子集。此外，一些實施例可併入來自兩個或更多個圖式之特徵之任何適合組合。
BAW裝置可包含凸起框架結構。一凸起框架結構可減少自體聲波裝置之一主聲主動區域之橫向能量洩漏。
本發明之態樣係關於具有一多梯度凸起框架結構之體聲波(BAW)裝置。本文中所揭示之多梯度凸起框架結構可達成高品質因數(Q)穩定性且減小凸起框架技術之Q敏感度。一BAW裝置之Q可由一多層凸起框架結構及一梯度凸起框架之一組合提高。此Q可為BAW裝置之一Qp，其中Qp係依反諧振之一品質因數。本文中所揭示之雙梯度凸起框架結構可提高Q穩定性且亦減小凸起框架對Q之敏感度。雙梯度凸起框架結構可相對於一單梯度凸起框架結構補償來自洩漏之能量反射。因此，在特定應用中，雙梯度凸起框架結構可提供好於一單梯度凸起框架結構之效能。
本文中所揭示之實施例係關於包含具有複數個梯度之一多層凸起框架結構之BAW裝置。多層凸起框架結構可包含定位於一BAW裝置之一下電極與一上電極之間的一第一凸起框架層。多層凸起框架結構亦可包含定位於第一凸起框架層上之一第二凸起框架層。第二凸起框架層可延伸超過第一凸起框架層。第二凸起框架層可在其中第二凸起框架層延伸超過第一凸起框架層之對置側上漸縮。第二凸起框架層之漸縮部分可具有小於90度之一錐角。例如，錐角可小於45度。多層凸起框架結構可具有相對於一壓電層及/或一電極層之一表面之一凸結構。多層凸起框架結構可具有相對於一聲反射器(諸如一空氣腔)之一凸結構。多層凸起框架結構可形成一圓頂形結構。在平面圖中，多層凸起框架結構可包圍一BAW裝置之一主聲主動區域。
第一凸起框架層可具有比一BAW裝置之壓電層低之一聲阻抗。第一凸起框架層可具有比一BAW裝置之下電極層及上電極層低之一聲阻抗。第一凸起框架層可減小一耦合係數。第一凸起框架層可為氧化物。第一凸起框架層可為一金屬。第一凸起框架層可為一聚合物。第一凸起框架層可包含氧化物、一金屬或一聚合物之一或多者。第一凸起框架層可包含(例如)二氧化矽(SiO 2)層、氮化矽(SiN)層、碳化矽(SiC)層或任何其他適合低聲阻抗材料。因為SiO 2已用於各種體聲波裝置中，所以一SiO 2第一凸起框架層可相對易於製造。儘管第一凸起框架層在特定例項中可指稱氧化物，但第一凸起框架層可包含針對一特定應用之任何適合材料。
第二凸起框架層可為一相對較高聲阻抗。例如，第二凸起框架層可包含鉬(Mo)、鎢W)、釕(Ru)、鉑(Pt)、銥(Ir)、其類似者或其等任何適合合金。第二凸起框架層可為一金屬層。替代地，第二凸起框架層可為具有一相對較高聲阻抗之一適合非金屬材料。第二凸起框架層之聲阻抗可類似於或高於BAW裝置之一電極層之聲阻抗。在一些例項中，第二凸起框架層可具有相同於BAW裝置之一電極層之材料。第二凸起框架層可具有一相對較高密度。儘管第二凸起框架層在特定例項中可指稱一金屬層或一金屬層，但第二凸起框架層可包含針對一特定應用之任何適合材料。
現將討論具有多梯度凸起框架結構之實例性BAW裝置。此等BAW裝置之任何適合原理及優點可彼此一起實施。
圖1係根據一實施例之具有雙梯度凸起框架結構之一BAW裝置10之一示意性橫截面圖。BAW裝置10可產生一體聲波。BAW裝置10可為一BAW諧振器。在所繪示之橫截面圖中，所繪示之BAW裝置10包含一主聲主動區域主區域及主聲主動區域之對置側上之一框架區域。主聲主動區域主區域及框架區域兩者在BAW裝置10中包含於聲反射器上。針對相對於主聲主動區域之框架區域中之一主模式，壓電層中可存在聲能之一顯著(例如，指數性)下降。在框架區域中，存在一第一梯度區域RaF1、一非梯度區域RaF2及一第二梯度區域RaF3。第一梯度區域RaF1及第二梯度區域RaF3兩者分別包含於聲反射器上。如圖1中所展示，第一梯度區域RaF1及第二梯度區域RaF3分別位於空氣腔18上。主聲主動區域可顯著大於框架區域。圖2A及圖2B可比圖1之橫截面圖更按比例展示主聲主動區域及框架區域之相對大小。
如所繪示，BAW裝置10包含一壓電層11、一第一電極12、一第二電極14、一第一凸起框架層15、一第二凸起框架層16、一支撐基板17、諸如一空氣腔18之一聲反射器及一鈍化層19。
壓電層11定位於第一電極12與第二電極14之間。壓電層11可為氮化鋁(AlN)層。壓電層11可為任何其他適合壓電層。在主聲主動區域主區域中，壓電層11與空氣腔18上之第一電極12及第二電極14重疊且實體接觸。主聲主動區域主區域亦分別無第一凸起框架層15及第二凸起框架層16。
第一電極12可具有一相對較高聲阻抗。例如，第一電極12可包含鉬(Mo)、鎢(W)、釕(Ru)、鉻(Cr)、銥(Ir)、鉑(Pt)、Ir/Pt或其等任何適合合金及/或組合。類似地，第二電極14可具有一相對較高聲阻抗。第二電極14可包含Mo、W、Ru、Ir、Cr、Pt、Ir/Pt或其等之任何適合合金及/或組合。在特定例項中，第二電極14可由相同於第一電極14之材料形成。第一電極12可指稱一下電極。第二電極14可指稱一上電極。
第一凸起框架層15可具有比BAW裝置10之壓電層11低之一聲阻抗。第一凸起框架層15可具有比一BAW裝置10之第一電極12及第二電極層14低之一聲阻抗。第一凸起框架層15可為諸如氧化矽之氧化物。此一第一凸起框架層15可指稱氧化物凸起框架層。第一凸起框架層15可為一介電層。第一凸起框架15層可包含一金屬。第一凸起框架15層可為一聚合物。第一凸起框架層15可包含氧化物、一金屬或一聚合物之一或多者。第一凸起框架層15可包含(例如)一SiO 2層、一SiN層、一SiC層或任何其他適合低聲阻抗材料。因為SiO 2已用於各種體聲波裝置中，所以一SiO 2第一凸起框架層15可相對易於製造。
第二凸起16框架層可為一相對較高聲阻抗材料。例如，第二凸起框架16層可包含Mo、W、Ru、Ir、Cr、Pt、其類似者或其等之任何適合合金。第二凸起16框架層可為一金屬層。在此等實施例中，第二凸起框架層16可指稱一金屬凸起框架層。替代地，第二凸起框架層16可為具有一相對較高聲阻抗之一適合非金屬材料。第二凸起框架層16之聲阻抗可類似於或大於BAW裝置10之一電極12及/或14之聲阻抗。在一些例項中，第二凸起框架層16可具有相同於BAW裝置10之一電極12及/或14之材料。第二凸起框架層16可具有一相對較高密度。第二凸起框架層16之密度可類似於或大於BAW裝置10之一電極12及/或14之密度。
在特定實施例中，第一凸起框架層15係氧化物層(例如，二氧化矽層)且第二凸起框架層16係一金屬層。在至少一些此等實施例中，第一凸起框架層15可具有相同於鈍化層19之材料。在一些此等例項中，第二凸起框架層16可具有相同於電極12及14之至少一者之材料。
在圖1中，第一凸起框架層15及第二凸起框架層16兩者在框架區域之非梯度區域RaF2中實質上平行於壓電層11。所繪示之第二凸起框架層16分別在框架區域之第一梯度區域RaF1及第二梯度區域RaF3中漸縮且延伸超過第一凸起框架層15。第一梯度區域RaF1及第二梯度區域RaF3位於凸起框架結構之對置側上。在圖1所展示之BAW裝置10中，對置側係延伸朝向主聲主動區域主區域之凸起框架結構之一內側及延伸遠離主聲主動區域主區域之一外側。在圖1中，外側位於或靠近空氣腔18之一邊緣。第二凸起框架層16係BAW裝置10中自第一梯度區域RaF1延伸至第二梯度區域RaF3之一連續層。在圖1中，第二凸起框架層16具有非梯度區域RaF2中之一非梯度部分及梯度區域RaF1及RaF3中之梯度部分。
儘管本文中所揭示之實施例可包含雙梯度凸起框架結構，但本文中所揭示之任何適合原理及優點可實施於具有三個或更多個梯度區域之BAW裝置中。儘管圖1之框架區域包含兩個梯度區域RaF1及RaF3及梯度區域RaF1與RaF3之間的一非梯度區域，但一些其他多梯度凸起框架結構(例如，具有相對較窄寬度之凸起框架結構)可包含梯度區域且無一非梯度區域。因此，一多梯度凸起框架結構可由梯度區域組成或基本上由梯度區域組成。圖21中展示此一BAW裝置之一實例。
本文中所揭示之任何適合原理及優點可應用於其中一凸起框架結構處於一浮動電壓位準之浮動凸起框架結構。浮動凸起框架結構可與BAW裝置之電極電隔離(例如，藉由一介電材料)。
在平面圖中，一框架區域可包圍一BAW裝置之主聲主動區域。圖2A在平面圖中展示包圍一主聲主動區域21之一實例性框架區域22。在特定實施例中，圖式中之橫截面圖可沿圖2A中之線A-A'。圖2A中所展示之一BAW裝置20A在平面圖中具有一半圓形或半橢圓形形狀。圖2A中所展示之框架區域22可包含圖之任何橫截面圖中所展示之梯度框架區域及非梯度框架區域之任何者。框架區域22亦可包含一或多個凹陷框架區域。一凹陷框架區域可定位於一凸起框架區域與主聲主動區域21之一中心部分之間。在一凹陷框架區域中，可存在比主聲主動區域21少之質量負載。
根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一BAW裝置可替代地具有平面圖中之任何其他適合形狀，諸如四邊形形狀、具有曲邊之四邊形形狀、五邊形形狀、具有曲邊之五邊形形狀或其類似者。例如，圖2B在平面圖中展示具有包圍一主聲主動區域21之一框架區域22之另一BAW裝置20B之另一實例。圖2B中所展示之BAW裝置20B在平面圖中具有含圓邊之五邊形形狀。在特定實施例中，圖式中之橫截面圖可沿圖2B中之線B-B'。圖2B中所展示之框架區域22可包含圖之任何橫截面圖中所展示之梯度框架區域及非梯度框架區域之任何者。BAW裝置20B之框架區域22亦可包含定位於一凸起框架區域與主聲主動區域21之一中心部分之間的一或多個凹陷框架區域。
圖3A展示具有雙梯度凸起框架結構之一BAW裝置30之一橫截面圖。圖3B展示圖3A之BAW裝置30之模擬結果，其中圓形雙梯度凸起框架結構之鏡像版本包含於BAW裝置30之橫截面圖之對置側上。模擬結果係針對作為斜率之Q且變動二氧化矽第一凸起框架層15之厚度。模擬結果展示其中達成一高Q值之一大區域。此等模擬結果指示可在存在程序改變及/或程序變動之情況下達成一穩定Q。例如，模擬結果指示可在不顯著影響Q之情況下調整圖3A之第一凸起框架層15之厚度。
圖4A展示具有一圓形單梯度凸起框架結構之一BAW裝置40之一部分之一橫截面圖。在BAW裝置40中，凸起框架結構之一內側上之單梯度延伸至主聲主動區域。空氣腔18之一邊緣附近之BAW裝置40之凸起框架結構之外側不包含一梯度。圖4B展示圖4A之BAW裝置40之模擬結果，其中圓形單梯度凸起框架結構之鏡像版本包含於BAW裝置40之橫截面之對置側上。模擬結果係針對作為斜率之Q且變動二氧化矽第一凸起框架層15之厚度。模擬結果指示模擬之BAW裝置40可達成一高Q。此等模擬結果亦指示裝置參數(諸如第一凸起框架層15之厚度)改變時之比圖3A之BAW裝置30更不穩定之一Q。
圖5A展示具有其中第二凸起框架層16不朝向圓形主聲主動區域延伸超過第一凸起框架層15之一凸起框架結構之一BAW裝置50之一部分之一橫截面圖。圖5B展示圖5A之BAW裝置50之模擬結果，其中圓形凸起框架結構之鏡像版本包含於BAW裝置50之橫截面之對置側上。模擬結果係針對作為斜率之Q且變動二氧化矽第一凸起框架層15之厚度。模擬結果指示模擬之BAW裝置50具有不如分別對應於圖3B及圖4B中之模擬結果之BAW裝置30及40合期望之Q效能。可期望具有在一凸起框架結構之對置側上延伸超過第一凸起框架層之第二凸起框架層16。
圖1之BAW裝置10係一膜體聲諧振器(FBAR)。本文中所揭示之原理及優點可應用於其他BAW裝置。圖6繪示具有雙梯度凸起框架結構之一固態鑲嵌諧振器(SMR) BAW裝置60。SMR BAW裝置60包含代替一空氣腔作為一聲反射器之一固體聲鏡62。固體聲鏡62係一聲布拉格(Bragg)反射器。固體聲鏡62包含交替之低聲阻抗層63及高聲阻抗層64。作為一個實例，固體聲鏡62可包含作為低阻抗層63之二氧化矽層及作為高阻抗層64之鎢層。本文中所揭示之任何適合原理及優點可應用於SMR BAW裝置。
圖7至圖21係具有多梯度凸起框架結構之BAW裝置之實施例之橫截面圖。在此等圖式中，未展示一聲反射器(例如，空氣腔)下之一支撐基板，但支撐基板在此等實施例中包含於聲反射器下方。此等實施例之特徵之任何適合組合可與彼此及/或本文中所揭示之其他實施例一起實施。
圖7係根據一實施例之具有一多梯度凸起框架結構之一BAW裝置70之一示意性橫截面圖。如圖7中所展示，第二凸起框架層16可針對一BAW裝置70之一第一部分72僅在第一凸起框架層15之一個側上延伸超過第一凸起框架層15且針對BAW裝置70之一第二部分74延伸超過第一凸起框架層15之兩側。BAW裝置70之第一部分72及第二部分74可位於主聲主動區域之對置側上，如圖7中所展示。
圖8係根據一實施例之具有一多梯度凸起框架結構之一BAW裝置80之一示意性橫截面圖。在圖8中，第一凸起框架層15在所繪示之示意性橫截面圖中包含於BAW裝置之一個側上。如所繪示，BAW裝置80之多梯度凸起框架結構包含一多層部分85及單層部分84。BAW裝置80係其中一凸起框架層(即，BAW裝置80之第一凸起框架層15)僅沿BAW裝置之主聲主動區域之部分包含之一多梯度凸起框架BAW裝置之一實例。
圖9係根據一實施例之具有一多梯度凸起框架結構之一BAW裝置90之一示意性橫截面圖。在圖9中，橫截面圖之一側包含BAW裝置90之一第一部分92中之一單一凸起框架層且橫截面圖之第二側包含其中第二層在該一側上延伸超過第一層之BAW裝置90之一第二部分94中之雙層凸起框架層。BAW裝置90之凸起框架結構包含一多層部分94及單層部分92。在多梯度凸起框架結構之多層部分94中，第二凸起框架層16僅在一個側上延伸超過第一凸起框架層15。在多梯度凸起框架結構之單層部分92中，第二凸起框架層16之一部分比在BAW裝置90中之多梯度凸起框架結構之多層部分中更厚。在單層部分92之非梯度區域中，第二凸起框架層16比多層部分94中之第二凸起框架層16更厚。
儘管本文中所揭示之一些多梯度凸起框架BAW裝置包含複數個凸起框架層，但多梯度凸起框架BAW裝置可包含一單一凸起框架層。圖10、圖11及圖12繪示此等BAW裝置之實例。
圖10繪示根據一實施例之具有一單層凸起框架結構之一BAW裝置100之一示意性橫截面圖。在所繪示之視圖中，凸起框架層16關於BAW裝置100之主聲主動區域之中心呈不對稱。BAW裝置10包含具有單一凸起框架層之一多梯度凸起框架結構。單一凸起框架層16對應於本文中所揭示之其他BAW裝置之第二凸起框架層16。凸起框架層16可被視為一單層，即使其由相同材料之若干層形成。在特定實施例中，BAW裝置100之凸起框架層16可具有相同於電極14之材料。BAW裝置100之凸起框架層16可具有一相對較高聲阻抗。
圖11繪示根據一實施例之具有一單層凸起框架結構之一BAW裝置110之一示意性橫截面圖。在BAW裝置110中，凸起框架層15對應於其他實施例之第一凸起框架層15。在特定實施例中，BAW裝置110之單層凸起框架層15可具有相同於鈍化層19之材料。BAW裝置110之凸起框架層15可具有比電極12及14及/或壓電層11之聲阻抗低之一相對較低聲阻抗。如所繪示，凸起框架層15定位於壓電層11與電極14之間。在一些其他實施例中，凸起框架層15可替代地或另外定位於壓電層11與電極12之間。
圖12繪示根據一實施例之一BAW裝置120之一示意性橫截面圖。BAW裝置120包含雙梯度凸起框架結構，其中凸起框架結構定位於壓電層11與下電極12之間。在BAW裝置120中，凸起框架結構包含一單一凸起框架層16。BAW裝置120之凸起框架層16對應於其他實施例之BAW裝置之第二凸起框架層16。如圖12中所繪示，凸起框架層定位於電極12與14之間。
圖13繪示根據一實施例之一BAW裝置130之一示意性橫截面圖。BAW裝置130包含雙梯度凸起框架結構，其中凸起框架結構包含定位於壓電層11與下電極12之間的兩個層。雙梯度凸起框架結構在BAW裝置130中定位於電極12與14之間。在BAW裝置130中，第一凸起框架層15定位於電極12與第二凸起框架結構16之間。在BAW裝置130中，第二凸起框架層16包含第一凸起框架層15與壓電層之間的一部分。在圖13中，第二凸起框架層16在對置側上延伸超過第一凸起框架層15。
圖14繪示根據一實施例之一BAW裝置140之一示意性橫截面圖。BAW裝置140包含雙梯度凸起框架結構，其中凸起框架結構包含在壓電層11之對置側上定位於電極12與14之間的兩個層。在BAW裝置140中，壓電層11定位於第一凸起框架層15與第二凸起框架層16之間，且第一凸起框架層15及第二凸起框架層16兩者定位於電極12與14之間。在BAW裝置140中，第二凸起框架層16在對置側上延伸超過第一凸起框架層15。在BAW裝置140中，第二凸起框架層16定位於壓電層11與第二電極14之間。在BAW裝置140中，第一凸起框架層15定位於壓電層11與第一電極12之間。
圖15繪示根據一實施例之一BAW裝置150之一示意性橫截面圖。BAW裝置150包含雙梯度凸起框架結構，其中凸起框架結構包含在壓電層11之對置側上定位於電極12與14之間的兩個層。在BAW裝置150中，第二凸起框架層16在凸起框架結構之一內側上朝向主聲主動區域延伸超過第一凸起框架層15。在BAW裝置150中，第二凸起框架層16不在與主聲主動區域對置之凸起框架結構之一外側上延伸超過第一凸起框架層15。在BAW裝置150中，第二凸起框架層16定位於聲反射器上之壓電層11與第一電極12之間。在BAW裝置150中，第一凸起框架層15定位於壓電層11與第二電極14之間。
本文中所揭示之實施例係關於一種經組態以減少自體聲波裝置之一主聲主動區域之橫向能量洩漏之多層凸起框架結構，其中多層凸起框架結構之一層嵌入於壓電層中。現將參考圖16、圖18及圖20來討論其中一凸起框架層嵌入於一壓電層中之實例性實施例。
圖16繪示根據一實施例之一BAW裝置160之一示意性橫截面圖。BAW裝置160包含其中一凸起框架層15嵌入於壓電層11中之雙層凸起框架結構。在特定應用中，壓電層11可在嵌入凸起框架層15之對置側上包含不同材料。例如，在嵌入凸起框架層15之一個側上，壓電層11可包含AlN，且壓電層11可在嵌入凸起框架層15之一對置側上包含摻雜有鈧之AlN。在特定例項中，壓電層11在嵌入凸起框架結構之對置側上包含相同材料。在BAW裝置160中，第二凸起框架層16在凸起框架結構之內側上朝向BAW裝置160之主聲主動區域延伸超過第一凸起框架15。在BAW裝置160中，第二凸起框架層16不在與主聲主動區域對置之凸起框架結構之一外側上延伸超過第一凸起框架層15。
圖17繪示根據一實施例之具有含梯度之一多層凸起框架結構之一BAW裝置170之一示意性橫截面圖。在BAW裝置170中，第一凸起框架層16嵌入於壓電層11中。除第一凸起框架層15在BAW裝置160中定位於聲反射器上之壓電層11與第一電極12之間之外，BAW裝置170類似於圖16之BAW裝置160。
圖18繪示根據一實施例之具有其中一凸起框架層15嵌入於壓電層11中之雙梯度凸起框架結構之一BAW裝置180之一示意性橫截面圖。除第一凸起框架層15在BAW裝置180中嵌入於壓電層11中之外，BAW裝置180類似於圖1之BAW裝置10。
圖19繪示根據一實施例之具有一雙梯度凸起框架結構之一BAW裝置190之一示意性橫截面圖。除第一凸起框架層15在BAW裝置190中定位於壓電層11與第一電極12之間之外，BAW裝置190類似於圖1之BAW裝置10。除第二凸起框架層16在BAW裝置190中在凸起框架結構之一內側及一外側兩者上延伸超過第一凸起框架層15之外，BAW裝置190類似於圖17之BAW裝置170。
圖20繪示根據一實施例之一BAW裝置200之一示意性橫截面圖。在特定應用中，一多梯度凸起框架結構可嵌入於一壓電層11中。BAW裝置200包含其中凸起框架結構之兩個層15及16嵌入於壓電層11中之雙梯度凸起框架結構。
圖21繪示根據一實施例之一BAW裝置210之一示意性橫截面圖。BAW裝置210係具有由梯度區域RaF1及RaF3組成或基本上由梯度區域RaF1及RaF3組成之一多梯度凸起框架結構之一BAW裝置之一實例。在此一BAW裝置中，凸起框架結構在聲反射器上可具有一相對較窄寬度。
在所繪示之示意性橫截面圖中，一凸起框架層之一梯度部分可具有相對於一水平方向之一錐角α。錐角α可相對於一下伏層(例如，一壓電層及/或一電極層)。圖22繪示一錐角α。錐角α可小於45°。在一些應用中，錐角可針對一第一梯度區域RaF1中之一凸起框架層之一梯度部分小於45°。在此等應用中，錐角亦可在一第一梯度區域RaF1中大於5°。在一些例項中，錐角可針對一第一梯度區域RaF1中之一凸起框架層之一梯度部分在自約5°至約45°之一範圍內。在一些應用中，錐角可針對本文中所揭示之任何實施例之一第二梯度區域RaF3中之一凸起框架層之一梯度部分小於45°。在此等應用中，錐角亦可在一第二梯度區域RaF3中大於5°。在一些例項中，錐角可針對本文中所揭示之任何實施例之一第二梯度區域RaF3中之一凸起框架層之一梯度部分在自約5°至約45°之一範圍內。
在特定應用中，錐角可針對本文中所揭示之任何實施例之一第一梯度區域RaF1及/或一第二梯度區域RaF3中之一凸起框架層之一梯度部分在自約10°至約40°之一範圍內。在特定應用中，錐角可針對本文中所揭示之任何實施例之一第一梯度區域RaF1及/或一第二梯度區域RaF3中之一凸起框架層之一梯度部分在自約10°至約30°之一範圍內。
在特定應用中，錐角可針對第一梯度區域RaF1及第二梯度區域RaF3大致相同。在一些其他應用中，錐角可針對第一梯度區域RaF1及第二梯度區域RaF3不同。此段落中所討論之錐角可應用於本文中所揭示之任何適合BAW裝置。
圖23繪示其中梯度部分可為非線性之一凸起框架層之實例性梯度部分。一非線性梯度部分可包含一凸部分、一凹部分或其等之任何組合。梯度凸起框架層部分之其他變動係可行的。
本文中所揭示之BAW裝置可實施為聲波濾波器中之BAW諧振器。此等濾波器可經配置以過濾一射頻信號。在特定應用中，聲波濾波器可為經配置以使一射頻帶通過且使射頻帶外之頻率衰減之帶通濾波器。聲波濾波器可實施帶拒濾波器。本文中所揭示之體聲波裝置可實施於各種不同濾波器拓撲中。實例性濾波器拓撲包含一梯狀濾波器、一格形濾波器及一混合梯狀格形濾波器及其類似者。一聲波濾波器可包含所有BAW諧振器或一或多個BAW諧振器及一或多種其他類型之聲波諧振器，諸如一SAW諧振器。本文中所揭示之BAW諧振器可實施於包含至少一個BAW諧振器及一非聲電感器電容器組件之一濾波器中。現將參考圖24至圖26來討論一些實例性濾波器拓撲。圖24至圖26之濾波器拓撲之特徵之任何適合組合可與彼此及/或其他濾波器拓撲一起實施。
圖24係根據一實施例之包含一體聲波諧振器之一梯狀濾波器240之一示意圖。梯狀濾波器240係可實施由聲波諧振器形成之一帶通濾波器之一實例性拓撲。在具有一梯狀濾波器拓撲之一帶通濾波器中，分路諧振器可具有比串聯諧振器低之諧振頻率。梯狀濾波器240可經配置以過濾一射頻信號。如所繪示，梯狀濾波器240包含耦合於一第一輸入/輸出埠I/O 1與一第二輸入/輸出埠I/O 2之間的串聯聲波諧振器R1、R3、R5及R7及分路聲波諧振器R2、R4、R6及R8。任何適合數目個串聯聲波諧振器可包含於一梯狀濾波器中。任何適合數目個分路聲波諧振器可包含於一梯狀濾波器中。第一輸入/輸出埠I/O 1可為一傳輸埠且第二輸入/輸出埠I/O 2可為一天線埠。替代地，第一輸入/輸出埠I/O 1可為一接收埠且第二輸入/輸出埠I/O 2可為一天線埠。
梯狀濾波器240之聲波諧振器之一或多者可包含根據一實施例之一體聲波濾波器。例如，一些或所有分路諧振器R2、R4、R6及R8可為根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一多梯度凸起框架BAW諧振器。當梯狀濾波器240係一帶通濾波器時，梯狀濾波器240之分路諧振器之反諧振頻率可設定通帶之一下邊緣。使用多梯度凸起框架BAW分路諧振器，可有利地達成依反諧振Qp之一品質因數之高品質因數穩定性，例如由圖3B之圖形所指示。替代地或另外，梯狀濾波器240之串聯諧振器之一或多者可根據本文中所揭示之任何適合原理及優點來實施。
圖25係根據一實施例之包含一體聲波諧振器之一格形濾波器250之一示意圖。格形濾波器250係可自聲波諧振器形成一帶通濾波器之一實例性拓撲。格形濾波器250可經配置以過濾一RF信號。如所繪示，格形濾波器250包含聲波諧振器RL1、RL2、RL3及RL4。聲波諧振器RL1及RL2係串聯諧振器。聲波諧振器RL3及RL4係分路諧振器。所繪示之格形濾波器250具有一平衡輸入及一平衡輸出。所繪示之聲波諧振器RL1至RL4之一或多者可為根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一體聲波諧振器。
圖26係根據一實施例之包含一體聲波諧振器之一混合梯狀及格形濾波器260之一示意圖。所繪示之混合梯狀及格形濾波器260包含串聯聲諧振器RL1、RL2、RH3及RH4及分路聲諧振器RL3、RL4、RH1及RH2。混合梯狀及格形濾波器260包含根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一或多個體聲波諧振器。
在一些應用中，一體聲波諧振器可包含於亦包含一或多個電感器及一或多個電容器之濾波器中。
本文中所揭示之原理及優點可實施於一獨立濾波器及/或任何適合多工器中之一或多個濾波器中。此等濾波器可為本文中所討論之任何適合拓撲，諸如根據參考圖21之任何者所揭示之任何適合原理及優點之任何濾波器拓撲。濾波器可為經配置以過濾一***(4G)長期演進(LTE)帶及/或一第五代(5G)新無線電(NR)帶之一帶通濾波器。將參考圖27A至圖27E來討論一獨立濾波器及多工器之實例。此等濾波器及/或多工器之任何適合原理及優點可彼此一起實施。此外，本文中所揭示之多梯度凸起框架體聲體聲波諧振器可包含於亦包含一或多個電感器及一或多個電容器之濾波器中。
圖27A係一聲波濾波器330之示意圖。聲波濾波器330係一帶通濾波器。聲波濾波器330經配置以過濾一射頻信號。聲波濾波器330包含耦合於一第一輸入/輸出埠RF_IN與一第二輸入/輸出埠RF_OUT之間的複數個聲波諧振器。聲波濾波器330包含具有根據本文中所揭示之任何適合原理及優點所實施之一多梯度凸起框架結構之一或多個BAW諧振器。
圖27B係根據一實施例之包含一聲波濾波器之一雙工器332之一示意圖。雙工器332包含一起耦合於一共同節點COM處之一第一濾波器330A及一第二濾波器330B。雙工器332之濾波器之一者可為一傳輸濾波器且雙工器332之濾波器之另一者可為一接收濾波器。在一些其他例項(諸如一分集接收應用)中，雙工器332可包含兩個接收濾波器。替代地，雙工器332可包含兩個傳輸濾波器。共同節點COM可為一天線節點。
第一濾波器330A係經配置以過濾一射頻信號之一聲波濾波器。第一濾波器330A包含耦合於一第一射頻節點RF1與共同節點COM之間的聲波諧振器。第一射頻節點RF1可為一傳輸節點或一接收節點。第一濾波器330A包含具有根據本文中所揭示之任何適合原理及優點所實施之一多梯度凸起框架結構之一或多個BAW諧振器。
第二濾波器330B可為經配置以過濾一第二射頻信號之任何適合濾波器。第二濾波器330B可為(例如)一聲波濾波器、包含具有根據本文中所揭示之任何適合原理及優點所實施之一多梯度凸起框架結構之一或多個BAW諧振器之一聲波濾波器、一LC濾波器、一混合聲波LC濾波器或其類似者。第二濾波器330B耦合於一第二射頻節點RF2與共同節點之間。第二射頻節點RF2可為一傳輸節點或一接收節點。
儘管可出於說明目的而使用濾波器或雙工器來討論實例性實施例，但本文中所揭示之任何適合原理及優點可實施於包含一起耦合於一共同節點處之複數個濾波器之一多工器中。多工器之實例包含(但不限於)具有一起耦合於一共同節點處之兩個濾波器之雙工器、具有一起耦合於一共同節點處之三個濾波器之三工器、具有一起耦合於一共同節點處之四個濾波器之四工器、具有一起耦合於一共同節點處之六個濾波器之六工器、具有一起耦合於一共同節點處之八個濾波器之八工器或其類似者。多工器可包含具有不同通帶之濾波器。多工器可包含任何適合數目個傳輸濾波器及任何適合數目個接收濾波器。例如，一多工器可包含所有接收濾波器、所有傳輸濾波器或一或多個傳輸濾波器及一或多個接收濾波器。一多工器之一或多個濾波器可包含具有一多梯度凸起框架結構之任何適合數目個BAW諧振器。
圖27C係根據一實施例之包含一聲波濾波器之一多工器334之一示意圖。多工器334包含一起耦合於一共同節點COM處之複數個濾波器330A至330N。複數個濾波器可包含任何適合數目個濾波器，其包含(例如) 3個濾波器、4個濾波器、5個濾波器、6個濾波器、7個濾波器、8個濾波器或更多個濾波器。一些或所有複數個聲波濾波器可為聲波濾波器。如所繪示，濾波器330A至330N各具有至共同節點COM之一固定電連接。此可指稱硬多工或固定多工。濾波器在硬多工應用中具有至共同節點之固定電連接。濾波器330A至330N之各者具有一各自輸入/輸出節點RF1至RFN。
第一濾波器330A係經配置以過濾一射頻信號之一聲波濾波器。第一濾波器330A可包含耦合於一第一射頻節點RF1與共同節點COM之間的一或多個聲波裝置。第一射頻節點RF1可為一傳輸節點或一接收節點。第一濾波器330A包含具有根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一多梯度凸起框架結構之一或多個BAW諧振器。多工器334之(若干)其他濾波器可包含一或多個聲波濾波器、包含具有一多梯度凸起框架結構之一或多個BAW諧振器之一或多個聲波濾波器、一或多個LC濾波器、一或多個混合聲波LC濾波器或其等任何適合組合。
圖27D係根據一實施例之包含一聲波濾波器之一多工器336之一示意圖。除多工器336實施切換多工之外，多工器336如同圖27C之多工器334。在切換多工中，一濾波器經由一開關來耦合至一共同節點。在多工器336中，開關337A至337N可將各自濾波器330A至330N選擇性電連接至共同節點COM。例如，開關337A可經由開關337A來將第一濾波器330A選擇性電連接至共同節點COM。任何適合數目個開關337A至337N可在一給定狀態中將一各自濾波器330A至330N電連接至共同節點COM。類似地，任何適合數目個開關337A至337N可在一給定狀態中將一各自濾波器330A至330N電隔離至共同節點COM。開關337A至337N之功能可支援各種載波聚合。
圖27E係根據一實施例之包含一聲波濾波器之一多工器338之一示意圖。多工器338繪示一多工器可包含硬多工及切換多工濾波器之任何適合組合。具有一多梯度凸起框架結構之一或多個BAW諧振器可包含於經硬多工至一多工器之共同節點之一濾波器中。替代地或另外，具有一多梯度凸起框架結構之一或多個BAW諧振器可包含於經切換多工至一多工器之共同節點之一濾波器中。
本文中所揭示之BAW諧振器可實施於各種封裝模組中。現將討論一些實例性封裝模組，其中可實施本文中所揭示之BAW裝置之任何適合原理及優點。實例性封裝模組包含一或多個聲波濾波器及一或多個射頻放大器(例如，一或多個功率放大器及/或一或多個低雜訊放大器)及/或一或多個射頻開關。實例性封裝模組可包含圍封所繪示之電路元件之一封裝。所繪示之電路元件可安置於一共同封裝基板上。封裝基板可為(例如)一層壓基板。圖28至圖32係根據特定實施例之說明性封裝模組之示意性方塊圖。此等封裝模組之特徵之任何適合組合可彼此一起實施。儘管在圖29至圖32之實例性封裝模組中繪示雙工器，但可實施包含耦合至一共同節點之複數個濾波器之任何其他適合多工器而非一或多個雙工器。例如，在特定應用中可實施四工器。替代地或另外，一封裝模組之一或多個濾波器可配置為不包含於一多工器中之一傳輸濾波器或一接收濾波器。
圖28係根據一實施例之包含一聲波組件342之一射頻模組340之一示意圖。所繪示之射頻模組340包含聲波組件342及其他電路系統343。聲波組件342可包含具有根據本文中所揭示之特徵之任何適合組合之一多梯度凸起框架結構之一或多個BAW諧振器。聲波組件342可包含一BAW晶粒，其包含BAW諧振器。
圖28中所展示之聲波組件342包含一濾波器344及端子345A及345B。濾波器344包含根據本文中所揭示之任何適合原理及優點所實施之一或多個BAW諧振器。端子345A及344B可充當(例如)一輸入接點及一輸出接點。在圖28中，聲波組件342及其他電路系統343位於一共同封裝基板346上。封裝基板346可為一層壓基板。端子345A及345B可在封裝基板346上分別藉由電連接器348A及348B來電連接至接點347A及347B。電連接器348A及348B可為(例如)凸塊或導線接合。
其他電路系統343可包含任何適合額外電路系統。例如，其他電路系統可包含一或多個射頻放大器(例如，一或多個功率放大器及/或一或多個低雜訊放大器)、一或多個功率放大器、一或多個射頻開關、一或多個額外濾波器、一或多個低雜訊放大器、一或多個RF耦合器、一或多個延遲線、一或多個移相器、其類似者或其等之任何適合組合。其他電路系統343可電連接至濾波器344。射頻模組340可包含一或多個封裝結構以(例如)提供保護及/或促進更易於處置射頻模組340。此一封裝結構可包含形成於封裝基板340上之一包覆模製結構。包覆模製結構可囊封射頻模組340之一些或所有組件。
圖29係包含雙工器351A至351N及一天線開關352之一模組350之一示意性方塊圖。雙工器351A至351N之一或多個濾波器可包含具有根據本文中所討論之任何適合原理及優點之一多梯度凸起框架結構之一或多個BAW諧振器。可實施任何適合數目個雙工器351A至351N。天線開關352可具有對應於雙工器351A至351N之數目之數目個投刀。天線開關352可包含耦合至模組350外部之一或多個濾波器及/或耦合至其他電路系統之一或多個額外投刀。天線開關352可將一選定雙工器電耦合至模組350之一天線埠。
圖30係根據一或多個實施例之包含一功率放大器355、一射頻開關356及多工器351A至351N之一模組354之一示意性方塊圖。功率放大器355可放大一射頻信號。射頻開關356可為一多投刀射頻開關。射頻開關356可將功率放大器355之一輸出電耦合至多工器351A至351N之一選定傳輸濾波器。多工器351A至351N之一或多個濾波器可包含具有根據本文中所討論之任何適合原理及優點之一多梯度凸起框架結構之任何適合數目個BAW諧振器。可實施任何適合數目個多工器351A至351N。
圖31係根據一實施例之包含多工器351A'至351N'、一射頻開關358'及一低雜訊放大器359之一模組357之一示意性方塊圖。多工器351A'至351N'之一或多個濾波器可包含具有根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一多梯度凸起框架結構之任何適合數目個BAW諧振器。可實施任何適合數目個多工器351A'至351N'。射頻開關358可為一多投刀射頻開關。射頻開關358可將多工器351A'至351N'之一選定濾波器之一輸出電耦合至低雜訊放大器359。在一些實施例(未繪示)中，可實施複數個低雜訊放大器。在特定應用中，模組357可包含分集接收特徵。
圖32係根據一實施例之包含一聲波濾波器之一射頻模組380之一示意圖。如所繪示，射頻模組380包含包含各自傳輸濾波器383A1至383N1及各自接收濾波器383A2至383N2之雙工器382A至382N、一功率放大器384、一選擇開關385及一天線開關386。射頻模組380可包含圍封所繪示之元件之一封裝。所繪示之元件可安置於一共同封裝基板387上。封裝基板387可為(例如)一層壓基板。包含一功率放大器之一射頻模組可指稱一功率放大器模組。一射頻模組可包含圖32中所繪示之元件之一子集及/或額外元件。射頻模組380可包含具有根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一多梯度凸起框架結構之一或多個BAW諧振器。
雙工器382A至382N可各包含耦合至一共同節點之兩個聲波濾波器。例如，兩個聲波濾波器可為一傳輸濾波器及一接收濾波器。如所繪示，傳輸濾波器及接收濾波器可各為經配置以過濾一射頻信號之一帶通濾波器。傳輸濾波器383A1至383N1之一或多者可包含具有根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一多梯度凸起框架結構之一或多個BAW諧振器。類似地，接收濾波器383A2至383N2之一或多者可包含具有根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一多梯度凸起框架結構之一或多個BAW諧振器。儘管圖32繪示雙工器，但本文中所揭示之任何適合原理及優點可實施於其他多工器(例如，四工器、六工器、八工器等等)及/或切換多工器中。
功率放大器384可放大一射頻信號。所繪示之開關385係一多投刀射頻開關。開關385可將功率放大器384之一輸出電耦合至傳輸濾波器383A1至383N1之一選定傳輸濾波器。在一些例項中，開關385可將功率放大器384之輸出電連接至不只一個的傳輸濾波器383A1至383N1。天線開關386可將來自雙工器382A至382N之一或多者之一信號選擇性耦合至一天線埠ANT。雙工器382A至382N可與不同頻帶及/或不同操作模式(例如，不同功率模式、不同傳信模式等等)相關聯。
具有本文中所揭示之一多梯度凸起框架結構之BAW裝置可實施於各種無線通信裝置(諸如行動裝置)中。具有依本文中所揭示之任何適合原理及優點實施之任何適合數目個BAW裝置之一或多個濾波器可包含於各種無線通信裝置(諸如行動電話)中。BAW裝置可包含於一射頻前端之一濾波器中。圖33係一行動裝置390之一個實施例之一示意圖。行動裝置390包含一基頻系統391、一收發器392、一前端系統393、天線394、一功率管理系統395、一記憶體396、一使用者介面397及一電池398。
行動裝置390可用於使用各種通信技術來通信，通信技術包含(但不限於)第二代(2G)、第三代(3G)、***(4G)(其包含LTE、LTE進階及LTE進階Pro)、第五代(5G)新無線電(NR)、無線區域網路(WLAN)(例如，WiFi)、無線個人區域網路(WPAN)(例如，藍芽及ZigBee)、WMAN (無線都會區域網路)(例如，WiMax)、全球定位系統(GPS)技術或其等之任何適合組合。
收發器392產生用於傳輸之RF信號且處理自天線394接收之傳入RF信號。應瞭解，與RF信號之傳輸及接收相關聯之各種功能可由在圖33中統一表示為收發器392之一或多個組件達成。在一個實例中，分離組件(例如，分離電路或晶粒)可經提供用於處置特定類型之RF信號。
前端系統393有助於調節傳輸至天線394及/或自天線394接收之信號。在所繪示之實施例中，前端系統393包含天線調諧電路系統400、功率放大器(PA) 401、低雜訊放大器(LNA) 402、濾波器403、開關404及信號分割/組合電路系統405。然而，其他實施方案係可行的。濾波器403之一或多者可根據本文中所揭示之任何適合原理及優點來實施。例如，濾波器403之一或多者可包含具有根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一多梯度凸起框架結構之至少一個BAW諧振器。
例如，前端系統393可提供諸多功能，其包含(但不限於)放大用於傳輸之信號、放大所接收之信號、過濾信號、在不同頻帶之間切換、在不同功率模式之間切換、在傳輸模式與接收模式之間切換、雙工信號、多工信號(例如，雙工或三工)或其等之任何適合組合。
在特定實施方案中，行動裝置390支援載波聚合以藉此提供靈活增大峰值資料速率。載波聚合可用於分頻雙工(FDD)及分時雙工(TDD)兩者且可用於聚合複數個載波或頻道。載波聚合包含相連聚合，其中聚合相同操作頻帶內之相連載波。載波聚合亦可為非相連的且可包含在一共同頻帶內或不同頻帶中依頻率分離之載波。
天線394可包含用於各種類型之通信之天線。例如，天線394可包含用於傳輸及/或接收與各種頻率及通信標準相關聯之信號之天線。
在特定實施方案中，天線394支援MIMO通信及/或切換分集通信。例如，MIMO通信使用多個天線來在一單一射頻頻道上傳送多個資料串流。MIMO通信受益於較高信雜比、改良編碼及/或減少歸因於無線電環境之空間多工差異之信號干擾。切換分集係指其中一特定天線經選擇用於在一特定時間操作之通信。例如，一開關可用於基於各種因數(諸如一觀察位元錯誤率及/或一信號強度指標)來自一天線群組選擇一特定天線。
在特定實施方案中，行動裝置390可使用波束成形來操作。例如，前端系統393可包含具有可控增益之放大器及具有可控相位之移相器以提供波束成形及使用天線394來傳輸及/或接收信號之方向性。例如，在信號傳輸之背景中，提供至天線394之傳輸信號之振幅及相位經控制使得來自天線394之輻射信號使用相長及相消干擾來組合以產生展現束狀品質及沿一給定方向傳播之更大信號強度之一聚合傳輸信號。在信號接收之背景中，振幅及相位經控制使得在信號自一特定方向到達天線394時接收更多信號能量。在特定實施方案中，天線394包含一或多個天線元件陣列以增強波束成形。
基頻系統391耦合至使用者介面397以促進處理各種使用者輸入及輸出(I/O)，諸如語音及資料。基頻系統391向收發器392提供傳輸信號之數位表示，收發器392處理傳輸信號以產生用於傳輸之RF信號。基頻系統391亦處理由收發器392提供之接收信號之數位表示。如圖33中所展示，基頻系統391耦合至記憶體396以促進行動裝置390之操作。
記憶體396可用於各種目的，諸如儲存資料及/或指令以促進行動裝置390之操作及/或提供儲存使用者資訊。
功率管理系統395提供行動裝置390之諸多功率管理功能。在特定實施方案中，功率管理系統395包含控制功率放大器401之供應電壓之一PA供應控制電路。例如，功率管理系統395可經組態以改變提供至功率放大器401之一或多者之(若干)供應電壓以提高效率，諸如功率附加效率(PAE)。
如圖33中所展示，功率管理系統395自電池398接收一電池電壓。電池398可為用於行動裝置390中之任何適合電池，其包含(例如)一鋰離子電池。
本文中所揭示之技術可實施於5G應用中之聲波濾波器中。5G技術在本文中亦指稱5G新無線電(NR)。5G NR支援及/或計劃支援各種特徵，諸如毫米波譜上之通信、波束成形能力、高頻譜效率波形、低延時通信、多無線電命理及/或非正交多存取(NOMA)。儘管此等RF功能提供網路靈活性且增強使用者資料速率，但支援此等特徵可提出諸多技術挑戰。
本文中之技術適用於各種通信系統，其包含(但不限於)使用進階蜂巢式技術(諸如LTE進階、LTE進階Pro及/或5G NR)之通信系統。包含本文中所揭示之特徵之任何適合組合之一聲波裝置包含於經配置以過濾頻率範圍1 (FR1)內之一5G NR操作頻帶中之一射頻信號之一濾波器中。經配置以過濾一5G NR操作頻帶中之一射頻信號之一濾波器可包含本文中所揭示之一或多個BAW裝置。FR1可自410 MHz至7.125 GHz，例如一當前5G NR規格中所指定。根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一或多個BAW裝置可包含於經配置以過濾一***(4G)長期演進(LTE)中之一射頻信號之一濾波器中。根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一或多個BAW裝置可包含於具有包含一4G LTE操作頻帶及一5G NR操作頻帶之一通帶之一濾波器中。此一濾波器可實施於雙連接應用(諸如一E-UTRAN新無線電雙連接(ENDC)應用)中。
本文中所揭示之BAW裝置可在存在製造變動之情況下提供高Q及/或高Q穩定性。此等特徵可在5G NR應用中有利。例如，BAW裝置之Q穩定性在滿足濾波器級及/或系統級之5G效能規格中可為重要的。
圖34係一通信網路410之一個實例之一示意圖。通信網路410包含一宏小區基地台411、一小小區基地台413及使用者設備(UE)之各種實例，使用者設備(UE)包含一第一行動裝置412a、一無線連接汽車412b、一膝上型電腦412c、一固定無線裝置412d、一無線連接火車412e、一第二行動裝置412f及一第三行動裝置412g。UE係無線通信裝置。圖34中所繪示之宏小區基地台411、小小區基地台413或UE之一或多者可實施根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之聲波濾波器之一或多者。例如，圖34中所展示之UE之一或多者可包含包含具有一多梯度凸起框架結構之任何適合數目個BAW諧振器之一或多個聲波濾波器。
儘管圖34中繪示基地台及使用者設備之具體實例，但一通信網路可包含各種類型及/或數目之基地台及使用者設備。例如，在所展示之實例中，通信網路410包含宏小區基地台411及小小區基地台413。小小區基地台413可使用相對較低功率、較短範圍及/或使用相對於宏小區基地台411之較少同時使用者來操作。小小區基地台413亦可指稱一毫微微小區、一微微小區或一微小區。儘管通信網路410繪示為包含兩個基地台，但通信網路410可經實施以包含更多個或更少個基地台及/或其他類型之基地台。
儘管展示使用者設備之各種實例，但本文中之技術適用於各種使用者設備，其包含(但不限於)行動電話、平板電腦、膝上型電腦、物聯網(IoT)裝置、穿戴式電子產品、用戶端設備(CPE)、無線連接交通工具、無線中繼器及/或各種其他通信裝置。此外，使用者設備不僅包含在一蜂巢式網路中操作之當前可用通信裝置，且亦包含將可易於使用本文中所描述及主張之發明系統、程序、方法及裝置來實施之後續開發通信裝置。
圖34之所繪示之通信網路410支援使用各種蜂巢式技術(其包含(例如) 4G LTE及5G NR)之通信。在特定實施方案中，通信網路410進一步經調適以提供一無線區域網路(WLAN)，諸如WiFi。儘管已提供通信技術之各種實例，但通信網路410可經調適以支援各種通信技術。
圖34中已描繪通信網路410之各種通信鏈路。通信鏈路可依各種方式經雙工，其包含(例如)使用分頻雙工(FDD)及/或分時雙工(TDD)。FDD係使用不同頻率來傳輸及接收信號之一類型之射頻通信。FDD可提供諸多優點，諸如高資料速率及低延時。相比而言，TDD係使用大致相同頻率來傳輸及接收信號且其中及時切換傳輸及接收通信之一類型之射頻通信。TDD可提供諸多優點，諸如高效使用頻譜及在傳輸方向與接收方向之間可變地分配處理量。
在特定實施方案中，使用者設備可使用4G LTE、5G NR及WiFi技術之一或多者來與一基地台通信。在特定實施方案中，增強型授權輔助存取(eLAA)用於聚合一或多個授權頻率載波(例如，授權4G LTE及/或5G NR頻率)及一或多個未授權載波(例如，未授權WiFi頻率)。
如圖34中所展示，通信鏈路不僅包含UE與基地台之間的通信鏈路，且亦包含UE間通信及基地台間通信。例如，通信網路410可經實施以支援自前傳及/或自回傳(例如，行動裝置412g與行動裝置412f之間)。
通信鏈路可在各種頻率上操作。在特定實施方案中，在小於6吉赫茲(GHz)之一或多個頻帶上及/或在大於6 GHz之一或多個頻帶上使用5G NR技術來支援通信。根據特定實施方案，通信鏈路可服務頻率範圍1 (Fr1)、頻率範圍2 (FR2)或其等之一組合。根據本文中所揭示之任何適合原理及優點之一聲波濾波器可過濾FR1內之一射頻信號。在一個實施例中，行動裝置之一或多者支援一HPUE功率等級規格。
在特定實施方案中，一基地台及/或使用者設備使用波束成形來通信。例如，波束成形可用於聚焦信號強度以克服路徑損耗，諸如與高信號頻率上之通信相關聯之高損耗。在特定實施方案中，使用者設備(諸如一或多個行動電話)在30 GHz至300 GHz之範圍內之毫米波頻帶及/或6 GHz至30 GHz (或更特定言之，24 GHz至30 GHz)之範圍內之上厘米波頻率上使用波束成形來通信。
通信網路410之不同使用者可依各種方式共用可用網路資源，諸如可用頻譜。在一個實例中，分頻多存取(FDMA)用於將一頻帶分成多個頻率載波。另外，將一或多個載波分配至一特定使用者。FDMA之實例包含(但不限於)單載波FDMA (SC-FDMA)及正交FDMA (OFDMA)。OFDMA係一多載波技術，其將可用頻寬細分成可單獨指定給不同使用者之多個相互正交窄頻子載波。
共用存取之其他實例包含(但不限於)其中將特定時槽分配給一使用者以使用一頻率資源之分時多工存取(TDMA)、其中藉由將一唯一碼指定給各使用者來使一頻率資源在不同使用者間共用之分碼多工存取(CDMA)、其中藉由空間分割來使波束成形用於提供共用存取之分空間多存取(SDMA)及其中功率域用於多個存取之非正交多存取(NOMA)。例如，NOMA可用於依相同頻率、時間及/或碼但使用不同功率位準來服務多個使用者。
增強型行動寬頻(eMBB)係指用於提高LTE網路之系統容量之技術。例如，eMBB可係指具有針對各使用者之至少10 Gbp之一峰值資料速率及100 Mbp之一最小值之通信。超可靠低延時通信(uRLLC)係指用於具有非常低延時(例如，小於3毫秒)之通信之技術。uRLLC可用於關鍵任務通信，諸如用於自主駕駛及/或遠端手術應用。巨量機器型通信(mMTC)係指與至日常用品之無線連接相關聯之低成本及低資料速率通信，諸如與物聯網(IoT)應用相關聯之通信。
圖34之通信網路410可用於支援各種進階通信特徵，其包含(但不限於) eMBB、uRLLC及/或mMTC。
任何上述實施例可結合諸如蜂巢式手機之行動裝置來實施。實施例之原理及優點可用於任何系統或設備，諸如可受益於本文中所描述之任何實施例之任何上行鏈路無線通信裝置。本文中之技術適用於各種系統。儘管本發明包含一些實例性實施例，但本文中所描述之教示可應用於各種結構。本文中所討論之任何原理及優點可結合RF電路來實施，RF電路經組態以處理自約30 kHz至約300 GHz之一頻率範圍(諸如自約450 MHz至約5 GHz之一頻率範圍、自約450 MHz至約8.5 GHz之一頻率範圍或自約450 MHz至約10 GHz之一頻率範圍)內之信號。
本發明之態樣可實施於各種電子裝置中。電子裝置之實例可包含(但不限於)消費性電子產品、消費性電子產品之部分(諸如封裝射頻模組)、上行鏈路無線通信裝置、無線通信基礎設施、電子測試設備等等。電子裝置之實例可包含(但不限於)一行動電話(諸如一智慧型電話)、一穿戴式運算裝置(諸如一智慧型手錶或一耳機)、一電話、一電視、一電腦監視器、一電腦、一數據機、一手持電腦、一膝上型電腦、一平板電腦、一微波爐、一冰箱、一交通工具電子系統(諸如一汽車電子系統)、一立體聲系統、一數位音樂播放器、一無線電、一攝影機(諸如一數位攝影機)、一可攜式記憶體晶片、一洗衣器、一乾衣器、一洗衣器/乾衣器、一複印機、一傳真機、一掃描器、一多功能周邊裝置、一腕錶、一時鐘等等。此外，電子裝置可包含未完成產品。
除非內文另有指示，否則在所有描述及申請專利範圍中，用語「包括」、「包含」及其類似者一般被解釋為一包含性意義，而非一排他性或窮舉性意義；即，「包含(但不限於)」之意義。除非另有具體說明或在所使用之內文中依其他方式理解，否則本文中所使用之條件語言(諸如「可」、「例如」、「諸如」等等及其類似者)一般意欲傳達特定實施例包含而其他實施例不包含特定特徵、元件及/或狀態。本文中一般使用之用語「耦合」係指可直接連接或藉由一或多個中間元件來連接之兩個或更多個元件。同樣地，本文中一般使用之用語「連接」係指可直接連接或藉由一或多個中間元件來連接之兩個或更多個元件。另外，本申請案中所使用之用語「本文中」、「上文」、「下文」及類似含義之用語將係指整個本申請案而非本申請案之任何特定部分。若內文容許，則上文[實施方式]中使用單數或複數之用語亦可分別包含複數或單數。
儘管已描述特定實施例，但此等實施例僅依舉例方式呈現且不意欲限制本發明之範疇。其實，本文中所描述之新穎諧振器可依各種其他形式體現。此外，可在不背離本發明之精神之情況下對本文中所描述之諧振器之形式作出各種省略、替代及改變。上述各種實施例之元件及/或動作之任何適合組合組合可經組合以提供進一步實施例。隨附申請專利範圍及其等效物意欲涵蓋將落於本發明之範疇及精神內之此等形式或修改。
10:體聲波(BAW)裝置 11:壓電層 12:第一電極/下電極 14:第二電極 15:第一凸起框架層 16:第二凸起框架層 17:支撐基板 18:空氣腔 19:鈍化層 20B:BAW裝置 21:主聲主動區域 22:框架區域 30:BAW裝置 40:BAW裝置 50:BAW裝置 60:固體安裝諧振器(SMR) BAW裝置 62:固體聲鏡 63:低聲阻抗層 64:高聲阻抗層 70:BAW裝置 72:第一部分 74:第二部分 80:BAW裝置 82:多層部分 84:單層部分 90:BAW裝置 92:第一部分/單層部分 94:第二部分/多層部分 100:BAW裝置 110:BAW裝置 120:BAW裝置 130:BAW裝置 140:BAW裝置 150:BAW裝置 160:BAW裝置 170:BAW裝置 180:BAW裝置 190:BAW裝置 200:BAW裝置 210:BAW裝置 240:梯狀濾波器 250:梯狀濾波器 260:梯狀濾波器 330:聲波濾波器 330A:第一濾波器 330B:第二濾波器 330A至330N:濾波器 332:雙工器 334:多工器 336:多工器 337:開關 337A至337N:開關 338:多工器 340:射頻模組 342:聲波組件 343:其他電路系統 344:濾波器 345A:端子 345B:端子 346:封裝基板 347A:接點 347B:接點 348A:電連接器 348B:電連接器 350:模組 351A至351N:雙工器/多工器 351A'至351N':多工器 352:天線開關 354:模組 355:功率放大器 356:射頻開關 357:模組 358':射頻開關 359:低雜訊放大器 380:射頻模組 382A至382N:雙工器 383A1至383N1:傳輸濾波器 383A2至383N2:接收濾波器 384:功率放大器 385:選擇開關 386:天線開關 387:封裝基板 390:行動裝置 391:基頻系統 392:收發器 393:前端系統 394:天線 395:功率管理系統 396:記憶體 397:使用者介面 398:電池 400:天線調諧電路系統 401:功率放大器(PA) 402:低雜訊放大器(LNA) 403:濾波器 404:開關 405:信號分割/組合電路系統 410:通信網路 411:宏小區基地台 412a:第一行動裝置 412b:無線連接汽車 412c:膝上型電腦 412d:固定無線裝置 412e:無線連接火車 412f:第二行動裝置 412g:第三行動裝置 413:小小區基地台 ANT:天線埠 COM:共同節點 I/O 1:第一輸入/輸出埠 I/O 2:第二輸入/輸出埠 LNA:低雜訊放大器 PA:功率放大器 R1:串聯聲波諧振器 R2:分路聲波諧振器 R3:串聯聲波諧振器 R4:分路聲波諧振器 R5:串聯聲波諧振器 R6:分路聲波諧振器 R7:串聯聲波諧振器 R8:分路聲波諧振器 RaF1:第一梯度區域 RaF2:非梯度區域 RaF3:第二梯度區域 RF_IN:第一輸入/輸出埠 RF_OUT:第二輸入/輸出埠 RF1:第一射頻節點 RF2:第二射頻節點 RF1至RFN:輸入/輸出節點 RH1:分路聲波諧振器 RH2:分路聲波諧振器 RH3:串聯聲波諧振器 RH4:串聯聲波諧振器 RL1:串聯聲波諧振器 RL2:串聯聲波諧振器 RL3:分路聲波諧振器 RL4:分路聲波諧振器
現將藉由參考附圖之非限制性實例來描述本發明之實施例。
圖1係根據一實施例之具有雙梯度凸起框架結構之一體聲波(BAW)裝置之一示意性橫截面圖。
圖2A係具有包圍一主聲主動區域之一框架區域之一實例性BAW裝置之一平面圖。圖2B係具有包圍一主聲主動區域之一框架區域之另一BAW裝置之一平面圖。
圖3A係具有雙梯度凸起框架結構之一BAW裝置之一橫截面圖。圖3B展示圖3A之BAW裝置之模擬結果。
圖4A係具有一單梯度凸起框架結構之一BAW裝置之一部分之一橫截面圖。圖4B展示圖4A之BAW裝置之模擬結果。
圖5A係具有雙梯度凸起框架結構之一BAW裝置之一橫截面圖。圖5B展示圖5A之BAW裝置之模擬結果。
圖6係根據一實施例之具有雙梯度凸起框架結構之一固態鑲嵌諧振器(SMR) BAW裝置之一橫截面圖。
圖7係根據一實施例之具有多梯度凸起框架結構之一BAW裝置之一橫截面圖。
圖8係根據另一實施例之一BAW裝置之一橫截面圖。
圖9係根據另一實施例之一BAW裝置之一橫截面圖。
圖10係根據一實施例之具有一單一凸起框架層之一BAW裝置之一橫截面圖。
圖11係根據另一實施例之具有一單一凸起框架層之一BAW裝置之一橫截面圖。
圖12係根據另一實施例之一BAW裝置之一橫截面圖。
圖13係根據一實施例之具有一壓電層與一下電極之間的一多梯度凸起框架結構之一BAW裝置之一橫截面圖。
圖14係根據一實施例之具有一壓電層之對置側上之凸起框架層之一多梯度凸起框架結構之一BAW裝置之一橫截面圖。
圖15係根據一實施例之具有一壓電層之對置側上之凸起框架層之一多層凸起框架結構之一BAW裝置之一橫截面圖。
圖16係根據一實施例之具有嵌入於一壓電層中之凸起框架層之一多層凸起框架結構之一BAW裝置之一橫截面圖。
圖17係根據一實施例之具有含梯度之一多層凸起框架結構之一BAW裝置之一示意性橫截面圖。
圖18係根據一實施例之具有含嵌入於壓電層中之一凸起框架層之雙梯度凸起框架結構之一BAW裝置之一示意性橫截面圖。
圖19係根據一實施例之具有雙梯度凸起框架結構之一BAW裝置之一示意性橫截面圖。
圖20繪示根據一實施例之一BAW裝置之一示意性橫截面圖。
圖21繪示根據另一實施例之一BAW裝置之一示意性橫截面圖。
圖22繪示一凸起框架層之一梯度部分之一錐角。
圖23繪示其中梯度部分係非線性之一凸起框架層之實例性梯度部分。
圖24係根據一實施例之包含一體聲波諧振器之一梯狀濾波器之一示意圖。
圖25係根據一實施例之包含一體聲波諧振器之一格形濾波器之一示意圖。
圖26係根據一實施例之包含一體聲波諧振器之一混合梯狀格形濾波器之一示意圖。
圖27A係一聲波濾波器之示意圖。圖27B係根據一實施例之包含一聲波濾波器之雙工器之一示意圖。圖27C係根據一實施例之包含一聲波濾波器之一多工器之一示意圖。圖27D係根據一實施例之包含一聲波濾波器之一多工器之一示意圖。圖27E係根據一實施例之包含一聲波濾波器之一多工器之一示意圖。
圖28、圖29、圖30、圖31及圖32係根據特定實施例之說明性封裝模組之示意性方塊圖。
圖33係一行動裝置之一個實施例之一示意圖。
圖34係一通信網路之一個實例之一示意圖。
10:體聲波(BAW)裝置
11:壓電層
12:第一電極/下電極
14:第二電極
15:第一凸起框架層
16:第二凸起框架層
17:支撐基板
18:空氣腔
19:鈍化層
RaF1:第一梯度區域
RaF2:非梯度區域
RaF3:第二梯度區域

Claims (40)

  1. 一種具有一多梯度凸起框架之體聲波裝置，該體聲波裝置包括： 一第一電極； 一第二電極； 一壓電層，其定位於該第一電極與該第二電極之間；及 一多梯度凸起框架結構，其經組態以引起減少自該體聲波裝置之一主聲主動區域之橫向能量洩漏，該多梯度凸起框架結構在對置側上漸縮，且該體聲波裝置經組態以產生一體聲波。
  2. 如請求項1之體聲波裝置，其中該多梯度凸起框架結構在平面圖中包圍該體聲波裝置之該主聲主動區域。
  3. 如請求項1之體聲波裝置，其中該多梯度凸起框架結構具有在兩個梯度部分之間的一非梯度部分。
  4. 如請求項1之體聲波裝置，其中該多梯度凸起框架結構基本上由梯度部分組成。
  5. 如請求項1之體聲波裝置，其中該體聲波裝置係一膜體聲諧振器。
  6. 如請求項1之體聲波裝置，其中該多梯度凸起框架結構包含複數個凸起框架層。
  7. 如請求項6之體聲波裝置，其中該複數個凸起框架層包含一第一凸起框架層及一第二凸起框架層，且該第二凸起框架層在該等對置側上延伸超過該第一凸起框架層。
  8. 如請求項7之體聲波裝置，其中該第一凸起框架層具有比該壓電層或該第二凸起框架層之至少一者低之一聲阻抗。
  9. 如請求項7之體聲波裝置，其中該第一凸起框架層係氧化物層，且該第二凸起框架層係金屬性的。
  10. 如請求項7之體聲波裝置，其中該第一凸起框架層係二氧化矽層，且該第二凸起框架層係金屬性的。
  11. 如請求項7之體聲波裝置，其中該第一凸起框架層定位於該第一電極與該第二電極之間。
  12. 如請求項11之體聲波裝置，其中該第二電極定位於該第一凸起框架層與該第二凸起框架層之間。
  13. 如請求項7之體聲波裝置，其中該第二凸起框架層具有一第一側上之一第一錐角及一第二側上之一第二錐角，且該第一錐角及該第二錐角係在自5度至45度之一範圍內。
  14. 如請求項1之體聲波裝置，其中該多梯度凸起框架結構係相對於該壓電層之一凸結構。
  15. 一種具有一多梯度凸起框架體聲波裝置之聲波濾波器，該聲波濾波器包括： 一體聲波裝置，其包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及一多梯度凸起框架結構，該多梯度凸起框架結構經組態以引起減少自該體聲波裝置之一主聲主動區域之橫向能量洩漏，該多梯度凸起框架結構在對置側上漸縮；及 至少一個額外聲波裝置，該體聲波裝置及該至少一個額外聲波裝置一起經配置以過濾一射頻信號。
  16. 如請求項15之聲波濾波器，其中至少一個額外聲波裝置包含一第二體聲波裝置，該第二體聲波裝置包含在對置側上漸縮之一第二多梯度凸起框架結構。
  17. 如請求項15之聲波濾波器，其中該多梯度凸起框架結構包含一第一凸起框架層及一第二凸起框架層，該第一凸起框架層包含氧化物，該第二凸起框架層係金屬性的，且該第二凸起框架層在該等對置側上延伸超過該第一凸起框架層。
  18. 一種無線通信裝置，其包括： 一聲波濾波器，其包含一體聲波裝置，該體聲波裝置包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及一多梯度凸起框架結構，該多梯度凸起框架結構經組態以引起減少自該體聲波裝置之一主聲主動區域之橫向能量洩漏，該多梯度凸起框架結構在對置側上漸縮；及 一天線，其可操作地耦合至該聲波濾波器。
  19. 如請求項18之無線通信裝置，其中該無線通信裝置係一行動電話。
  20. 如請求項18之無線通信裝置，其中該聲波濾波器包含於一多工器中。
  21. 一種具有一多梯度凸起框架之體聲波裝置，該體聲波裝置包括： 一第一電極； 一第二電極； 一壓電層，其定位於該第一電極與該第二電極之間；及 一多梯度凸起框架結構，其包含一第一凸起框架層及一第二凸起框架層，該第二凸起框架層延伸超過該第一凸起框架層，且該第二凸起框架層在對置側上漸縮，且該體聲波裝置經組態以產生一體聲波。
  22. 如請求項21之體聲波裝置，其中該第二凸起框架層在該等對置側上延伸超過該第一凸起框架層，且該等對置側包含朝向該體聲波裝置之一主聲主動區域之一第一側及遠離該主聲主動區域之一第二側。
  23. 如請求項21之體聲波裝置，其中該第一凸起框架層具有比該壓電層低之一聲阻抗。
  24. 如請求項21之體聲波裝置，其中該第一凸起框架層包含氧化物，且該第二凸起框架層包含一金屬。
  25. 如請求項24之體聲波裝置，其中該第二凸起框架層包含釕、鉬、鎢、鉑或銥之一或多者。
  26. 如請求項21之體聲波裝置，其中該第一凸起框架層包含一金屬。
  27. 如請求項21之體聲波裝置，其中該第一凸起框架層包含一聚合物。
  28. 如請求項21之體聲波裝置，其中該多梯度凸起框架結構具有在兩個梯度部分之間的一非梯度部分。
  29. 如請求項21之體聲波裝置，其中該第一凸起框架層定位於該第一電極與該第二電極之間。
  30. 如請求項21之體聲波裝置，其中該第二電極定位於該第二凸起框架層與該第一凸起框架層之間。
  31. 如請求項30之體聲波裝置，其中該第一凸起框架層可定位於該壓電層與該第二電極之間。
  32. 如請求項21之體聲波裝置，其中該第二凸起框架層具有一第一側上之一第一錐角及一第二側上之一第二錐角，且該第一錐角及該第二錐角各大於5度且小於45度。
  33. 如請求項21之體聲波裝置，其中該第二凸起框架層係相對於該壓電層之一表面之凸結構。
  34. 如請求項21之體聲波裝置，其中該多梯度凸起框架結構在平面圖中包圍該體聲波裝置之一主聲主動區域。
  35. 如請求項21之體聲波裝置，其中該體聲波裝置係一膜體聲諧振器。
  36. 一種聲波濾波器，其包括： 一體聲波裝置，其包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及包含一第一凸起框架層及一第二凸起框架層之一多梯度凸起框架結構，該第二凸起框架層延伸超過該第一凸起框架層，且該第二凸起框架層在對置側上漸縮；及 至少一個額外聲波裝置，該體聲波裝置及該至少一個額外聲波裝置一起經配置以過濾一射頻信號。
  37. 如請求項36之聲波濾波器，其中該至少一個額外聲波裝置包含一第二體聲波裝置，該第二體聲波裝置包含在對置側上漸縮之一第二多梯度凸起框架結構。
  38. 一種封裝射頻模組，其包括： 一聲波濾波器，其包含一體聲波裝置，該體聲波裝置包含一第一電極、一第二電極、定位於該第一電極與該第二電極之間的一壓電層及包含一第一凸起框架層及一第二凸起框架層之一多梯度凸起框架結構，該第二凸起框架層延伸超過該第一凸起框架層，且該第二凸起框架層在對置側上漸縮，該聲波濾波器經組態以過濾一射頻信號； 一射頻電路元件；及 一封裝結構，其圍封該聲波濾波器及該射頻電路元件。
  39. 如請求項38之封裝射頻模組，其中該射頻電路元件係一射頻開關。
  40. 如請求項38之封裝射頻模組，其中該射頻電路元件係一射頻放大器。
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