[发明专利]体声波谐振器与电容器的单片集成结构及其制造方法、滤波器、双工器以及射频通信模块

说明书

本发明提供了一种体声波谐振器与电容器的单片集成结构，包括：衬底；下电极，该下电极设置在所述衬底上且与所述衬底之间形成空腔；压电层，该压电层设置在所述下电极上；上电极，该上电极设置在所述压电层上；第一电极，该第一电极设置在所述衬底内位于所述空腔的下方、且与所述下电极之间存在第一交叠区域。相应地，本发明还提供了一种体声波谐振器与电容器的单片集成结构的制造方法、体声波滤波器、双工器以及射频通信模块。实施本发明可以实现体声波谐振器和电容器的单片集成，利用该单片集成结构形成体声波滤波器不但可以有效地保证体声波滤波器的滚降特征还可以有效地减小体声波滤波器的体积，进而有效地减小双工器以及射频通信模块的体积。

技术领域

本发明涉及电子元器件技术领域，尤其涉及一种体声波谐振器与电容器的单片集成结构及其制造方法、体声波滤波器、双工器以及射频通信模块。

背景技术

随着4G/LTE时代的到来，手机需要工作在更多的频段及更高的频率上，这使得手机内的射频前端模块需要嵌入更多的滤波器及双工器。与此同时，人们对手机的便携性和低功耗也提出了更高的要求。由体声波(BAW，Bulk Acoustic Wave)谐振器构成的体声波滤波器及双工器，以较小的体积、较低的插损以及优越的滚降特性能很好地满足了4G/LTE手机射频前端滤波的需求。

针对于特定频段的应用，例如Band 25，其发射频段是1850-1915MHz、接收频段是1930-1995MHz，发射频段与接收频段的间隔只有15MH，这就对体声波滤波器件提出了更为严苛的滚降特性要求。为此早期主要通过减小体声波谐振器单元中压电层与电极层的厚度比例的方式来减小体声波谐振器的有效耦合系数从而达到增强由其构成的体声波滤波器的滚降特性的目的。但是这种方式存在一定的缺陷，即在体声波谐振器有效耦合系数减小的同时体声波谐振器的品质因数(Q值)也会随之降低，而体声波谐振器品质因数的降低会导致体声波滤波器通带特性变差。为了保证体声波滤波器带宽不因此而减小，需要使用较大电感，这样会使体声波滤波器远端带外抑制变差，难以满足LTE对谐波等其它频段的抑制要求。

为了克服上述缺陷，目前主要是通过在体声波滤波器中的体声波谐振器单元上串联或并联电容器的方式来减小体声波谐振器的有效耦合系数从而增强体声波滤波器的滚降特性。针对于体声波谐振器与电容器串联的方式来说，这种方式使体声波谐振器的串联谐振频率f_s向高处偏移而并联谐振频率f_p保持不变，从而使体声波谐振器的有效耦合系数减小，进而使由该体声波谐振器构成的体声波滤波器的滚降特性得到增强；针对于体声波谐振器与电容器并联的方式来说，这种方式使体声波谐振器的并联谐振频率f_p向低处偏移而串联谐振频率f_s保持不变，从而使体声波谐振器的有效耦合系数减小，进而使由该体声波谐振器构成的体声波滤波器的滚降特性得到增强。这种在体声波谐振器单元上串联或并联电容器的方式并不会改变体声波谐振器的品质因数，因此不会导致体声波滤波器通带性能的恶化。

目前，在体声波滤波器中的体声波谐振器单元上串联或并联电容器的具体实现方式如下：提供一基板，将载有体声波谐振器单元的裸芯片(die)和电容器设置在该基板上，并利用键合线或者基板上的PCB走线将体声波谐振器进行串联或并联。这种方式虽然可以增强体声波滤波器的滚降特性且不会导致体声波滤波器通带性能的恶化，但是由于电容器设置在裸芯片之外，因此需要额外提供用于承载体声波谐振器单元和电容器的基板，如此一来，不但会导致整个体声波滤波器的体积过大，还会造成裸芯片和电容器之间连接损耗的产生，另外键合线以及PCB走线还会带来额外的寄生耦合效应。除此之外，电容器的焊接、装配等制造工艺还会导致体声波滤波器可靠性的降低。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种体声波谐振器与电容器的单片集成结构，该体声波谐振器与电容器的单片集成结构包括：

衬底；

下电极，该下电极设置在所述衬底上且与所述衬底之间形成空腔；

压电层，该压电层设置在所述下电极上；