[发明专利]滤波器及其制造方法

说明书

本公开提供了滤波器及其制造方法。根据本公开的滤波器包括：中心谐振器；以及至少一个环形谐振器，其围绕中心谐振器设置并且电连接到中心谐振器，其中中心谐振器和至少一个环形谐振器均包括沿竖直方向依次设置的下电极、压电层和上电极，并且在中心谐振器和/或至少一个环形谐振器的下电极中设置有声反射结构。根据本公开的滤波器及其制造方法，通过以嵌套的方式设置滤波器的多个谐振器，能够在不增加工艺复杂度的情况下提高滤波器的集成度并且减小滤波器的体积。此外，通过在滤波器的每个谐振器的下电极中设置声反射结构，可以提高滤波器的稳定性。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别地，本公开涉及滤波器及其制造方法。

背景技术

随着无线通信应用的发展，人们对于数据传输速率的要求越来越高，与数据传输速率相对应的是频谱资源的高利用率和频谱的复杂化。通信协议的复杂化对于射频系统的各种性能提出了严格的要求，在射频前端模块，射频滤波器起着至关重要的作用，它可以将带外干扰和噪声滤除掉以满足射频系统和通信协议对于信噪比的要求。

随着对通信设备的小型化和微型化的需要，提出了基于压电效应的声学谐振器。在基于压电效应的声学谐振器中，在压电材料中产生声学谐振模式，其中声波被转换为无线电波。目前，以薄膜体声学谐振器(FBAR)为代表的体声学谐振器(BAW)具有尺寸小、工作频率高、与集成电路(IC)制造工艺兼容等优点，因而被广泛应用于构造滤波器。

图1示出了现有技术的滤波器的示意图。如图1中所示，滤波器通常包括多个分布排列的声学谐振器。然而，这样的排列方式导致滤波器所占用的面积较大，集成度较低，因而导致成本较高。

此外，声学谐振器理想地仅激发厚度方向(即竖直方向)上的纵向模，例如TE模，这些模是具有沿着传播方向的传播向量的纵向声波。TE模理想地沿着声学谐振器中的压电层的厚度方向传播。然而，除了期望的TE模之外，在声学谐振器中还存在横向模，例如Rayleigh-Lamb模。Rayleigh-Lamb模是传播向量与TE模的方向垂直的声波。这些横向模沿着声学谐振器的压电层表面在水平方向上传播。因此，横向模不利地影响声学谐振器的品质因数(Q)。具体地，Rayleigh-Lamb模的能量在声学谐振器的横向边界处损失，导致所需的纵向模的能量损失，因此降低了品质因数Q。

发明内容

在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。但是，应当理解，此概述并非关于本公开的穷举性概述，也非意在确定本公开的关键性部分或重要部分，更非意在限定本公开的范围。此概述的目的仅在于以简化的形式给出关于本公开的某些发明构思，以此作为稍后给出的更详细的描述的前序。

本公开的目的在于提供能够克服上文所述的现有技术中存在的缺陷的滤波器及其制造方法。

根据本公开的一个方面，提供了一种滤波器，包括：中心谐振器；以及至少一个环形谐振器，围绕中心谐振器设置并且电连接到中心谐振器，其中中心谐振器和至少一个环形谐振器均包括沿竖直方向依次设置的下电极、压电层和上电极，并且在中心谐振器和/或至少一个环形谐振器的下电极中设置有声反射结构。

根据本公开的实施方式，在中心谐振器与至少一个环形谐振器之间以及在至少一个环形谐振器彼此之间设置有声阻抗失配结构。

根据本公开的实施方式，声阻抗失配结构是隔离槽。

根据本公开的实施方式，中心谐振器具有圆形、椭圆形、多边形或异形的形状，并且至少一个环形谐振器被形成为具有与中心谐振器的形状相对应的环形。

根据本公开的实施方式，声反射结构是空腔或布拉格反射器。

根据本公开的实施方式，在中心谐振器与至少一个环形谐振器之间形成并联和/或串联的电连接。

根据本公开的实施方式，中心谐振器与至少一个环形谐振器之间的电连接通过上电极和/或下电极实现。