專利名稱：平衡濾波器結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線電通信設(shè)備的諧振器結(jié)構(gòu)，尤其涉及體聲波濾波器結(jié)構(gòu)。更具體地說，本發(fā)明提供了一種權(quán)利要求1前序部分所述的射頻濾波器結(jié)構(gòu)。
移動電信正朝著更小更復(fù)雜的手提設(shè)備方向發(fā)展。這種發(fā)展增加了對移動通信裝置中使用的元件和結(jié)構(gòu)小型化的需求。這種發(fā)展也涉及射頻(RF)濾波器結(jié)構(gòu)，日益提高的小型化應(yīng)當能承受相當大的功率級，具有很陡的通帶邊沿和低損耗。
現(xiàn)有技術(shù)的移動電話中使用的RF濾波器通常是離散表面聲波(SAW)或陶瓷濾波器。表面聲波(SAW)諧振器一般具有與

圖1所示相類似的結(jié)構(gòu)。表面聲諧振器利用固體表面的表面聲振動模式，在該模式下，振動限制到固體表面，從表面向外快速衰減。SAW諧振器一般包括壓電層100和兩個電極122、124。例如濾波器這樣的不同諧振器結(jié)構(gòu)由SAW諧振器生成。SAW諧振器的優(yōu)點是尺寸非常小，但卻不能承受大功率級。
在半導(dǎo)體晶片上構(gòu)建薄膜體聲波諧振器是已知的，例如硅(Si)或砷化鎵(GaAs)晶片。例如，K.M.Lakin和J.S.Wang在1981年2月1日在Applied Physics Letters，Vol.38，No.3，pp.125-127發(fā)表的題目為“Acoustic Bulk Wave Composite Resonators”的文章中，公開了一種體聲波諧振器，它包括濺射在硅(Si)膜片上的氧化鋅(ZnO)薄膜壓電層。此外，Hiroaki Satoh，Yasuo Ebata，HitoshiSuzuki，和Choji Narahara在15 Proc.39th Annual Symp.Freq.Control，pp.361-366，1985發(fā)表的題目為“An Air-Gap TypePiezoelectric Composite Thin Film Resonator”文章中，公開了一種具有橋結(jié)構(gòu)的體聲波諧振器。
圖2示出了具有橋結(jié)構(gòu)的體聲波諧振器的一個例子。結(jié)構(gòu)包括淀積在基板200上的膜片130。諧振器還包括膜片上的底部電極110、壓電層100和頂部電極120。通過腐蝕掉犧牲層在膜片和基板之間建立間隙210。間隙充當聲隔離器，實質(zhì)上使振動的諧振器結(jié)構(gòu)與基板隔離。
體聲波諧振器仍未得到廣泛應(yīng)用，部分是由于尚未出現(xiàn)將這種諧振器和其他電路合并起來的可行方式。但是，BAW諧振器與SAW諧振器相比有很多優(yōu)點。例如，BAW結(jié)構(gòu)可以更好地承受大功率級。
下面，首先描述某些類型的BAW諧振器。
體聲波諧振器一般裝配在硅(Si)、砷化鎵(GaAs)、玻璃或陶瓷基板上。所用的另一陶瓷基板類型是氧化鋁。BAW設(shè)備一般利用不同的薄膜制造工藝制造，例如濺射、真空蒸發(fā)或化學(xué)汽相淀積。BAW設(shè)備利用壓電薄膜層產(chǎn)生體聲波諧振器。根據(jù)設(shè)備的尺寸和材料，典型BAW設(shè)備的諧振頻率是0.5GHz至5GHz，BAW諧振器顯示出晶體諧振器的典型的串聯(lián)和并聯(lián)諧振。諧振頻率主要由諧振器的材料和諧振器層的尺寸確定。
典型的BAW諧振器由三個基本元件構(gòu)成-聲敏壓電層，-壓電層兩側(cè)上的電極，以及-與基板聲隔離。
壓電層例如可以是能制成薄膜的ZnO，AlN，ZnS或其他壓電材料。再一個例子，鐵電陶瓷也可以用作壓電材料。例如，使用PbTiO3和Pb(ZrxTi1-x)O3和其他所說的鈦酸鋯酸鑭鉛族。
優(yōu)選地，形成電極層所用的材料為具有高聲阻抗的導(dǎo)電材料。電極可以由任何合適金屬構(gòu)成，例如鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、銀(Ag)、金(Au)和鉈(Ta)?；逡话阌衫鏢i、SiO2、GaAs、玻璃或陶瓷材料構(gòu)成。
聲隔離可以用例如下列工藝產(chǎn)生-用基板通孔，-用微機械橋結(jié)構(gòu)，或者-用聲鏡結(jié)構(gòu)。
在通孔和橋結(jié)構(gòu)中，聲反射表面是器件上下的空氣界面。橋結(jié)構(gòu)-般利用犧牲層加工，將犧牲層腐蝕掉生成獨立式結(jié)構(gòu)。利用犧牲層能使用各種不同的基板材料，原因是基板不需作大的修改，通孔結(jié)構(gòu)也是如此。橋結(jié)構(gòu)還可以利用腐蝕麻點結(jié)構(gòu)生成，在這種情況下，BAW諧振器下面基板或材料層內(nèi)的麻點必須被腐蝕掉，以便生成獨立式橋結(jié)構(gòu)。
圖3示出了用不同方式生成橋結(jié)構(gòu)的-個例子。在BAW結(jié)構(gòu)的其他層淀積之前，首先淀積和構(gòu)圖犧牲層135。在犧牲層135的頂部局部淀積和構(gòu)圖其余的BAW結(jié)構(gòu)。在其余的BAW結(jié)構(gòu)完成之后，犧牲層135被腐蝕掉。圖3還示出了基板200、膜片層130、底部電極110、壓電層100和頂部電極120。犧牲層可以用例如金屬或聚合物作為材料來得以實現(xiàn)。
在通孔結(jié)構(gòu)中，諧振器通過從BAW諧振器結(jié)構(gòu)的主要部分下面腐蝕掉基板而與基板聲隔離。圖4示出了BAW諧振器的通孔結(jié)構(gòu)。圖4示出了基板200、膜片層130、底部電極110、壓電層100和頂部電極120。通孔211已經(jīng)被腐蝕通過整個基板。由于需要腐蝕，通孔結(jié)構(gòu)通常僅用Si或GaAs基板來實現(xiàn)。
將BAW諧振器與基板相隔離的另一方式是利用聲鏡結(jié)構(gòu)。聲鏡結(jié)構(gòu)通過將聲波反射到諧振器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)隔離。聲鏡一般包括在中心頻率處具有一個四分之一波長厚度的若干層，交互的層具有不同聲阻抗。聲鏡中層的數(shù)量一般為3至9的奇整數(shù)。兩個連續(xù)層的聲阻抗比應(yīng)當大，以便為BAW諧振器送出盡可能低的聲阻抗，而不是基板材料相對高的阻抗。高阻抗層的材料可以是金(Au)、鉬(Mo)、鎢(W)，低阻抗層的材料例如可以是硅(Si)、多晶硅(poly-Si)、二氧化硅(SiO2)、鋁(Al)或者聚合物。由于在利用聲鏡結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)中，諧振器與基板隔離且基板修改不大，所以可以用各種不同的材料作為基板。聚合物層可以由具有低損耗特性和低聲阻抗的任何聚合物材料構(gòu)成。由于在聲鏡結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)的其他層淀積過程中會達到相對高的溫度，因此優(yōu)選地，聚合物材料能承受至少350℃的溫度。聚合物層可以由例如聚酰亞胺、回旋線(cyclotene)、碳基材料、硅基材料或其他合適材料構(gòu)成。
圖5示出了聲鏡結(jié)構(gòu)頂部上的BAW諧振器的例子。圖5示出了基板200、底部電極110、壓電層100和頂部電極120。本例中，聲鏡結(jié)構(gòu)150包括三層150a、150b。兩層的150a由第一材料形成，其間的第三層150b由第二材料形成。第一和第二材料的聲阻抗與前述不同。材料的順序可以改變。例如，高聲阻抗的材料可以在中間，低聲阻抗的材料可以在中間材料的兩側(cè)，反之亦然。底部電極也可以用作聲鏡的一個層。
圖6a示出了用體聲波諧振器構(gòu)建的網(wǎng)格濾波器結(jié)構(gòu)的示意性方框圖。由BAW諧振器構(gòu)成的網(wǎng)格濾波器的通常設(shè)計是使得四個諧振器中的兩個即諧振器A比諧振器B具有更高的諧振頻率。通常，諧振器A的串聯(lián)諧振是在或接近諧振器B的并聯(lián)諧振頻率，該頻率為濾波器的中心頻率。獲得諧振頻率之差的方式例如可以與一般在具有梯層結(jié)構(gòu)的BAW諧振器中所采取的方式相同，即通過增加B諧振器的一層的厚度或者在B諧振器的頂部上淀積附加層。附加層，有時稱為調(diào)諧層，可以是金屬或絕緣層。這種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)布局的一個例子見圖6所示。通常，諧振器的尺寸由濾波器的期望阻抗級確定。阻抗級主要由諧振器的固有并聯(lián)電容C0確定，即頂部和底部電極之間的電容。這種濾波器頻率響應(yīng)的一個例子見圖7所示。與該結(jié)構(gòu)有關(guān)的一個問題是通帶邊沿不是很陡，這可以從圖7從看出。
本發(fā)明的目的是提供一種具有改善的頻率特性的濾波器結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的再一目的是提供一種與現(xiàn)有技術(shù)網(wǎng)格濾波器相比在通帶以外具有很陡衰減斜率的通帶濾波器結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是通過構(gòu)建具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的體聲波濾波器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，其中兩個諧振器的面積與另兩個諧振器的面積不同，以便在濾波器的頻率響應(yīng)中建立很陡的通帶邊沿。優(yōu)選地，濾波器結(jié)構(gòu)還包括第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，用于提高濾波器結(jié)構(gòu)的阻帶抑制比和允許使用簡單的機械結(jié)構(gòu)。級聯(lián)的結(jié)構(gòu)允許以輸入和輸出端口的電極處于同一層的方式來構(gòu)建濾波器結(jié)構(gòu)，從而不需要在壓電層上制造通孔，大大簡化了制造過程。優(yōu)選地，聲鏡結(jié)構(gòu)用作聲隔離，以便進一步簡化濾波器結(jié)構(gòu)的機械結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的濾波器結(jié)構(gòu)，其特征在于濾波器結(jié)構(gòu)獨立權(quán)利要求的特征部分。根據(jù)本發(fā)明的移動通信裝置，其特征在于移動通信裝置獨立權(quán)利要求的特征部分。從屬權(quán)利要求進一步描述了本發(fā)明實施例。
本發(fā)明的新穎性特征在所附的權(quán)利要求中特別提出。從以下結(jié)合附圖對具體實施例的描述中可以更好地理解本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)、其操作方法以及目的和優(yōu)點。
下面參考附圖僅以舉例方式詳細描述本發(fā)明實施例，附圖中圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的表面聲波諧振器，
圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的體聲波諧振器，圖3示出了具有橋結(jié)構(gòu)的體聲波諧振器結(jié)構(gòu)，圖4示出了具有通孔結(jié)構(gòu)的體聲波諧振器，圖5示出了通過聲鏡結(jié)構(gòu)與基板隔離的體聲波諧振器，圖6a和6b示出了利用體聲波諧振器實現(xiàn)的現(xiàn)有技術(shù)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，圖7示出了圖6a和6b中所示結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)，圖8示出了本發(fā)明實施例的體聲波濾波器結(jié)構(gòu)，圖9示出了圖8的結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)的例子，圖10示出了濾波器結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)，其中具有相同尺寸的諧振器的常規(guī)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與圖8的濾波器結(jié)構(gòu)級聯(lián)，圖11示出了這種濾波器結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)的例子，它包括兩個串聯(lián)連接的現(xiàn)有技術(shù)網(wǎng)格濾波器，圖12示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的濾波器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其中，具有不同尺寸的諧振器的兩個網(wǎng)格結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接，圖13示出了本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)，其中四個網(wǎng)格結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接，以及圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的移動通信裝置的方框圖。
圖1-7的說明與早些時候給出的技術(shù)狀態(tài)說明相關(guān)聯(lián)。圖中，相同的附圖標記表示相同的元件。
根據(jù)本發(fā)明，濾波器結(jié)構(gòu)包括至少一個網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的四個諧振器中，其中兩個諧振器的面積大于另外兩個的面積。面積大的諧振器是圖6a中以B為標記的諧振器，或者是圖6a中以A為標記的諧振器。換言之，面積較大的兩個諧振器包括第一諧振器和第二諧振器，第一諧振器將第一端口PORT A的第一線連接到第二端口PORT B的第一線，第二諧振器將第二端口的第二線連接到第二端口的第二線。在本說明書尤其是所附的權(quán)利要求書中，諧振器的面積這一術(shù)語指諧振器的橫截面積，橫截面處于基本與基板表面平行的平面內(nèi)。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實施例所述的濾波器機械結(jié)構(gòu)的一個例子。圖8示出了底部電極110、頂部電極120和電極之間的壓電層100。盡管在圖8的例子中，四個諧振器的壓電層是分離的，但在本發(fā)明的不同實施例中，諧振器的壓電層形成單一的連續(xù)層。在這種實施例中，諧振器的面積主要由頂部電極和底部電極重疊處的重疊面積確定。
更具體地說，圖8公開了一種濾波器結(jié)構(gòu)，它具有第一信號線、第二信號線、第三信號線和第四信號線，所述結(jié)構(gòu)包括-具有第一面積的第一體聲波諧振器，-具有第一面積的第二體聲波諧振器，-具有第二面積的第三體聲波諧振器，以及-具有第二面積的第四體聲波諧振器，其中，所述第一體聲波諧振器連接在第一信號線和第三信號線之間，所述第二體聲波諧振器連接在第二信號線和第四信號線之間，所述第三體聲波諧振器連接在第一信號線和第四信號線之間，所述第四體聲波諧振器連接在第二信號線和第三信號線之間，所述第一面積與所述第二面積不同。此外，濾波器結(jié)構(gòu)可以包括第一信號端口和第二信號端口，第一信號端口包括第一信號線和第二信號線，第二信號端口包括第三信號線和第四信號線。
諧振器A和B的相對大小不同導(dǎo)致接近通帶的頻率響應(yīng)比現(xiàn)有技術(shù)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中的陡。如圖9所示，圖中示出了圖8網(wǎng)格濾波器結(jié)構(gòu)頻率響應(yīng)的例子，其中A諧振器面積與B諧振器面積之比為1.2。從圖9可以看出，衰減增長得比圖7所示現(xiàn)有技術(shù)情況要更快。但是，阻帶抑制在進一步遠離通帶的頻率處被減小。但這個問題可以通過將第二網(wǎng)格級加到濾波器結(jié)構(gòu)上加以解決。
圖10示出了濾波器結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)，其中具有大小基本相同的諧振器的常規(guī)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與圖8的濾波器結(jié)構(gòu)級聯(lián)。從圖10可以看出，最后得到的頻率響應(yīng)既有很陡的通帶邊沿，又有良好的阻帶抑制。圖11示出了濾波器結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)，該結(jié)構(gòu)具有兩個串聯(lián)的常規(guī)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。從圖11可見，通帶邊沿當然比圖7所示的一個常規(guī)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的情況陡，但不象圖10一樣陡。因此，在本發(fā)明的實施例中，組合的濾波器結(jié)構(gòu)包括一個具有四個諧振器的BAW網(wǎng)格和一個具有大小基本相同的諧振器的BAW網(wǎng)格，所述四個諧振器的BAW網(wǎng)格中，兩個諧振器面積與另兩個諧振器面積不同。
更具體地說，根據(jù)本發(fā)明另一實施例的濾波器結(jié)構(gòu)包括-具有第一面積的第一體聲波諧振器，-具有第一面積的第二體聲波諧振器，
-具有第二面積的第三體聲波諧振器，以及-具有第二面積的第四體聲波諧振器，-第五體聲波諧振器，-第六體聲波諧振器，-第七體聲波諧振器，-第八體聲波諧振器，其中，所述第一體聲波諧振器連接在第一信號線和第三信號線之間，所述第二體聲波諧振器連接在第二信號線和第四信號線之間，所述第三體聲波諧振器連接在第一信號線和第四信號線之間，以及所述第四體聲波諧振器連接在第二信號線和第三信號線之間，所述第五體聲波諧振器連接在第三信號線和所述第五信號線之間，所述第六體聲波諧振器連接在第四信號線和所述第六信號線之間，所述第七體聲波諧振器連接在第三信號線和所述第六信號線之間，以及所述第八體聲波諧振器連接在第四信號線和所述第五信號線之間，所述第一面積與所述第二面積不同。此外，這種濾波器結(jié)構(gòu)包括第一信號端口和第二信號端口，第一信號端口包括第一信號線和第二信號線，第二信號端口包括第五信號線和第六信號線。
所述第五、第六、第七和第八體聲波諧振器面積可以基本相似。但是，在本發(fā)明的另一實施例中，可以將兩個具有圖8結(jié)構(gòu)的濾波器串聯(lián)連接。這種實施例示于圖12。圖12示出了底部電極110和頂部電極120，以及兩個信號端口PORT A、PORT B。為簡明起見，圖12中未示出壓電層這樣的其他層。在這種實施例中，所述第五體聲波諧振器具有第三面積，所述第六體聲波諧振器具有第三面積，所示第七體聲波諧振器具有第四面積，所述第八體聲波諧振器具有第四面積，所述第三面積與所述第四面積不同。
如圖12所示的級聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點在于輸入和輸出端口PORT A、PORT B兩者都可以在頂部電極層中。由于不需進入底部電極層進行信號連接，這又使它能夠脫離未構(gòu)圖的壓電層，即允許壓電層覆蓋整個基板晶片。因此，減小了所需掩膜的數(shù)量，縮短了工藝時間，降低了成本。這種拓撲結(jié)構(gòu)可以和本說明書中所描述的大多數(shù)基本BAW結(jié)構(gòu)一起使用，但利用具有聲鏡隔離的BAW諧振器可以獲得最簡單的濾波器結(jié)構(gòu)。用聲鏡隔離實現(xiàn)級聯(lián)的拓撲結(jié)構(gòu)導(dǎo)致簡單的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)具有-實現(xiàn)聲鏡結(jié)構(gòu)的多層高低阻抗層，-底部電極層，-壓電層，-頂部電極層，以及-造成前述諧振頻移的一些諧振器上的調(diào)諧層。
但這種層結(jié)構(gòu)僅有三層需要構(gòu)圖，即電極層和調(diào)諧層，導(dǎo)致掩膜數(shù)量很少以及快速廉價的生產(chǎn)過程。
級聯(lián)結(jié)構(gòu)可以用如圖12所示的更多數(shù)量的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。圖13示出了包括四個網(wǎng)格子結(jié)構(gòu)200的級聯(lián)濾波器結(jié)構(gòu)的例子。從圖13可以看出，級聯(lián)的拓撲結(jié)構(gòu)帶來了結(jié)構(gòu)的輸入和輸出端口處于同一電極層中的好處，其中存在偶數(shù)個網(wǎng)格子結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的另一實施例中，級聯(lián)的拓撲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方式是輸入和輸出電極都在底部電極層中。
圖14中，示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的移動通信裝置方框圖。移動通信裝置的接收機部分包括第一接收機濾波器組302a，對接收到的信號進行濾波；接收機放大器605，放大接收到的信號；第二接收機濾波器組302b，對接收到的信號進一步濾波；混頻器610，將接收到的信號轉(zhuǎn)換為基本頻帶；接收機塊630，解調(diào)和解碼信號；以及耳機650或揚聲器650，產(chǎn)生可聽的接收信號。濾波器組一般由多個濾波器和開關(guān)構(gòu)成，通過移動通信裝置的控制塊640選擇期望的濾波器與開關(guān)一起使用。每個濾波器組中濾波器的數(shù)量及其性能可以根據(jù)具體應(yīng)用需要加以選擇。發(fā)射機部分包括話筒656；發(fā)射機塊635，對將發(fā)射的信號進行編碼并執(zhí)行其他必要的信號處理；調(diào)制器615，產(chǎn)生調(diào)制后的射頻信號；第一發(fā)射機濾波器組302d；發(fā)射機放大器606；以及第二發(fā)射機濾波器組302c。移動通信裝置還包括天線601，振蕩器塊620，控制塊640，顯示器652和鍵盤654?？刂茐K640控制接收機塊、發(fā)射機塊和振蕩器塊的運行，通過顯示器652向用戶顯示信息，通過鍵盤654從用戶接收命令。濾波器組302a、302b、302c和302d都可以具有如圖8a所示的結(jié)構(gòu)。本說明書中所描述的其他創(chuàng)造性的濾波器結(jié)構(gòu)也可以用于濾波器組302a、302b、302c和302d。接收機濾波器組302a、302b用于限制接收機從接收帶接收的噪音和干擾信號。在發(fā)射側(cè)，發(fā)射濾波器組302c、302d可以清除發(fā)射電路在期望的發(fā)射頻率以外產(chǎn)生的噪音。振蕩器塊620也可以包括濾波器塊，用于去除來自振蕩器電路的輸出的不想要的噪音。
與現(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng)格BAW濾波器結(jié)構(gòu)相比，根據(jù)本發(fā)明的濾波器結(jié)構(gòu)具有改進的頻率特性。更具體地說，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)在通帶以外具有更陡的衰減斜率。使用例如結(jié)合圖12所述的聲鏡隔離的級聯(lián)濾波器結(jié)構(gòu)也很容易制造，因為壓電層不需被構(gòu)圖，這減少了所需的生產(chǎn)步驟數(shù)。此外，因為在該實施例中，濾波器的輸入和輸出端口是在同一層，無需制造穿過壓電層以實現(xiàn)從頂部電極層到底部電極層電連接的通孔，提高了結(jié)構(gòu)的可靠性。
盡管由于前述結(jié)構(gòu)簡單以及這種結(jié)構(gòu)的制造過程簡單而使得在級聯(lián)的網(wǎng)格濾波器結(jié)構(gòu)中使用聲鏡隔離的BAW諧振器是有利的，但本發(fā)明決不僅限于這種結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的不同實施例可以在網(wǎng)格濾器結(jié)構(gòu)中使用任何基本的BAW結(jié)構(gòu)，例如通孔或橋結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的再一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的諧振器結(jié)構(gòu)用于其他類型的小型無線電發(fā)射機和/或接收機結(jié)構(gòu)中，其中需要小尺寸的設(shè)備元件。例如，根據(jù)本發(fā)明的濾波器結(jié)構(gòu)可用于無繩電信系統(tǒng)的內(nèi)建(in-building)的基站，例如蜂窩電信系統(tǒng)或其他類型的無繩電話系統(tǒng)。此外，根據(jù)本發(fā)明的濾波器結(jié)構(gòu)可用于例如便攜式計算機、個人數(shù)字助理和遙控設(shè)備內(nèi)埋置的無線電鏈路元件中。
根據(jù)本發(fā)明的再一實施例，用淀積在基板上的諧振器結(jié)構(gòu)作為基板，其他元件附著在基板上。例如，基板可以為其他元件提供接線，作為基板表面上的導(dǎo)電圖案實現(xiàn)接線。隨后將集成電路這樣的元件焊接在基板上。例如，用倒裝焊接工藝可以將來封裝的集成電路直接焊接在基板上。當用玻璃作為基板材料時，由于玻璃基板的低成本使得允許生產(chǎn)相對較大的基板，因此，除了已淀積的諧振器結(jié)構(gòu)以外，這種基板還能容納其他元件，所以該實施例尤其有利。
在前述本發(fā)明不同實施例中列舉的材料僅是例子，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本說明書所述的結(jié)構(gòu)中采用其他材料。例如，聲鏡結(jié)構(gòu)的高阻抗層可以由例如Au、Mo或W這樣的金屬制造。但是，高阻抗層最好由絕緣材料制造，例如ZnO、Al2O3、AlN、ZrN、Si3N4、鉆石、碳氮化物、碳化硼、WC、W2C、WC(4％Co)，或者其他耐火金屬碳化物、HfO2、Y2O3、ZrO2、Nb2O5、SnO2、Ta2O5、TiO2、CeO2、IrO2，或其他硬重氧化物。聲鏡結(jié)構(gòu)的低阻抗層可以由例如Si、多晶硅、As2S3、BN、B、石墨、SiO2、NaCl、LiCl、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、以及其他碳或硅聚合物。實施例中，例如在使用橋型BAW結(jié)構(gòu)的濾波器結(jié)構(gòu)中使用犧牲層，犧牲層可以用各種不同的材料形成。例如，犧牲層可以用銅(Cu)作為材料生產(chǎn)。聚合物優(yōu)選能在其他層淀積過程中承受相對高溫的聚合物。聚合物可以是例如聚四氟乙烯或其派生物，聚苯硫，多醚酮(polyetheretherketone)，聚(對亞苯基苯雙中唑)(para phenylene benzobismidazole)、聚(對亞苯基苯雙惡唑)(para phenylene benzobisoxazole)，聚(對亞苯基苯雙中唑)(para phenylene benzobismidazole)，聚(對亞苯基苯雙噻唑)(para phenylene benzobisthiazole)，聚酰亞胺、聚酰亞胺硅氧烷，乙烯醚，聚苯，聚對亞苯基二甲基-n，聚對亞苯基二甲基-f，或者苯環(huán)丁烯(benzocyclobutene)。犧牲層也可以由現(xiàn)有技術(shù)中使用的其他材料形成，例如氧化鋅(ZnO)。但是，最好使用前述金屬或聚合物。
從上面的描述來看，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本發(fā)明范圍內(nèi)作出各種修改。盡管已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明的最佳實施例，但可以在其上作出很多修改和變形，所有這些修改和變形都落在本發(fā)明的主題和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種濾波器結(jié)構(gòu)，具有第一信號線、第二信號線、第三信號線和第四信號線，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)包括具有第一面積的第一體聲波諧振器，具有第一面積的第二體聲波諧振器，具有第二面積的第三體聲波諧振器，以及具有第二面積的第四體聲波諧振器，其中所述第一體聲波諧振器連接在第一信號線和第三信號線之間，所述第二體聲波諧振器連接在第二信號線和第四信號線之間，所述第三體聲波諧振器連接在第一信號線和第四信號線之間，所述第四體聲波諧振器連接在第二信號線和第三信號線之間，所述第一面積與所述第二面積不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的濾波器結(jié)構(gòu)，其特征在于，濾波器結(jié)構(gòu)還包括第一信號端口和第二信號端口，第一信號端口包括第一信號線和第二信號線，第二信號端口包括第三信號線和第四信號線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的濾波器結(jié)構(gòu)，其特征在于，濾波器結(jié)構(gòu)還包括第五信號線和第六信號線，以及第五體聲波諧振器，第六體聲波諧振器，第七體聲波諧振器，第八體聲波諧振器，其中，所述第五體聲波諧振器連接在第三信號線和所述第五信號線之間，所述第六體聲波諧振器連接在第四信號線和所述第六信號線之間，所述第七體聲波諧振器連接在第三信號線和所述第六信號線之間，以及所述第八體聲波諧振器連接在第四信號線和所述第五信號線之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的濾波器結(jié)構(gòu)，其特征在于，濾波器結(jié)構(gòu)還包括包括第一信號端口和第二信號端口，第一信號端口包括第一信號線和第二信號線，第二信號端口包括第五信號線和第六信號線。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的濾波器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第五體聲波諧振器具有第三面積，所述第六體聲波諧振器具有第三面積，所示第七體聲波諧振器具有第四面積，以及所述第八體聲波諧振器具有第四面積，其中所述第三面積與所述第四面積不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的濾波器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第五、第六、第七和第八體聲波諧振器面積基本相似。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的濾波器結(jié)構(gòu)，其特征在于，濾波器結(jié)構(gòu)還包括聲鏡結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的濾波器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述諧振器的壓電層包括單一的連續(xù)材料層。
9.根據(jù)權(quán)利要求的濾波器結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一、第二、第五和第六信號線在壓電層的同一側(cè)。
10.包括濾波器的移動通信裝置，所述濾波器具有第一信號線、第二信號線、第三信號線和第四信號線，其特征在于，所述濾波器還包括具有第一面積的第一體聲波諧振器，具有第一面積的第二體聲波諧振器，具有第二面積的第三體聲波諧振器，以及具有第二面積的第四體聲波諧振器，其中所述第一體聲波諧振器連接在第一信號線和第三信號線之間，所述第二體聲波諧振器連接在第二信號線和第四信號線之間，所述第三體聲波諧振器連接在第一信號線和第四信號線之間，所述第四體聲波諧振器連接在第二信號線和第三信號線之間，所述第一面積與所述第二面積不同。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線電通信設(shè)備的諧振器結(jié)構(gòu),尤其涉及體聲波濾波器結(jié)構(gòu)。體聲波濾波器結(jié)構(gòu)用網(wǎng)格結(jié)構(gòu)構(gòu)建,其中兩個濾波器的面積與另兩個不同以在濾波器的頻率響應(yīng)中建立很陡的通帶邊沿。優(yōu)選地,濾波器結(jié)構(gòu)還包括提高濾波器結(jié)構(gòu)阻帶抑制比和允許使用簡單機械結(jié)構(gòu)的第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。級聯(lián)的機構(gòu)允許以輸入和輸出端口的電極處于同一層的方式構(gòu)建濾波器結(jié)構(gòu),從而不需要在壓電層上制造通孔,大大簡化了制造過程。聲鏡結(jié)構(gòu)用作聲隔離以便簡化濾波器結(jié)構(gòu)的機械結(jié)構(gòu)。
文檔編號H04B1/16GK1258960SQ9912751
公開日2000年7月5日 申請日期1999年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月30日
發(fā)明者J·埃萊 申請人:諾基亞流動電話有限公司