混合体声波滤波器的制作方法

1.本公开涉及用于射频(rf)信号的滤波电路，且确切地说，涉及用于包含体声波(baw)谐振器的rf信号的滤波电路。


背景技术：

2.声波装置广泛地用于现代电子设备中。在高电平下，声波装置包含与一个或多个电极接触的压电材料。压电材料在被压缩、拧扭或扭曲时会获得电荷，同样地，当对其施加电荷时其也会压缩、拧扭或扭曲。因此，当将交替电信号施加到与压电材料接触的一个或多个电极时，对应的机械信号(即，振荡或振动)在其中被转换。基于压电材料上的一个或多个电极的特性、压电材料的性质以及例如声波装置的形状和设置在装置上的其它结构等其它因素，在压电材料中转换的机械信号呈现出对交替电信号的频率依赖性。声波装置充分利用此频率依赖性提供一个或多个功能，例如滤波。
3.示例性声波装置包含baw谐振器，所述baw谐振器逐渐用于形成用于传输和接收rf信号以供通信的滤波器。由于对用于现代rf通信系统(例如，用于第五代(5g)无线网络规格)的滤波器的迫切需求，用于这些应用的声波装置必须具有高品质因数和高带宽(其可通过高机电耦合实现)。


技术实现要素：

4.在一个实施例中，rf滤波电路包括第一节点、第二节点以及在第一节点与第二节点之间的串联信号路径。数个声学谐振器经由串联信号路径耦合到第一节点和第二节点。声学谐振器中的第一个与第一品质因数和第一机电耦合系数相关联。声学谐振器中的第二个与第二品质因数和第二机电耦合系数相关联。第一品质因数不同于第二品质因数，且第一机电耦合系数不同于第二机电耦合系数。通过提供声学谐振器中的一些以满足第一组性能标准和声学谐振器中的其它者以满足第二组性能标准，可针对rf滤波电路实现例如机电耦合(且因此带宽)和品质因数等性能参数之间的较好平衡。
5.声学谐振器中的每一个可包含第一电极、第一电极上的压电层以及压电层上的第二电极，使得压电层在第一电极与第二电极之间。
6.声学谐振器中的第一个的压电材料可不同于声学谐振器中的第二个的压电材料。确切地说，声学谐振器中的第一个可包含包括第一压电材料的压电层，且声学谐振器中的第二个可包含包括第二压电材料的压电层。
7.在一个实施例中，第一压电材料包括纯质氮化铝，且第二压电材料包括掺杂有钪的氮化铝。
8.在另一实施例中，第一压电材料包括掺杂有第一掺杂浓度的钪的氮化铝，且第二压电材料包括掺杂有大于第一掺杂浓度的第二掺杂浓度的钪的氮化铝。
9.本领域的技术人员将在结合附图阅读优选实施例的以下详细描述之后了解本公开的范围并且认识到本公开的其它方面。
附图说明
10.并入本说明书中并且形成本说明书的一部分的附图展示了本公开的若干方面，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。
11.图1a和图1b示出根据本公开的各种实施例的声学谐振器的横截面图。
12.图2为示出压电层的品质因数、机电耦合和掺杂浓度之间的关系的图。
13.图3为示出根据本公开的一个实施例的rf滤波电路的示意图。
14.图4a和图4b为示出根据本公开的各种实施例的用于rf滤波电路的品质因数、输入阻抗和频率之间的关系的曲线图。
15.图5a和图5b为示出根据本公开的各种实施例的用于rf滤波电路的输入阻抗s21与频率之间的关系的曲线图。
16.图6a和图6b为示出根据本公开的各种实施例的用于rf滤波电路的滤波器响应的曲线图。
17.图7为示出根据本公开的一个实施例的rf滤波电路的示意图。
具体实施方式
18.下文阐述的实施例表示使本领域的技术人员能够实践实施例的必要信息，并且展示了实践实施例的最佳方式。在根据附图阅读以下描述时，本领域的技术人员将理解本公开的概念并且将认识到本文中未特别阐述的这些概念的应用。应当理解，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求的范围内。
19.应当理解，尽管本文中可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开来。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，并且类似地，第二元件可被称为第一元件。如本文所使用，术语“和/或”包含相关联列举项中的一个或多个的任何和所有组合。
20.应当理解，当例如层、区域或衬底等元件被称作“在另一元件上”或延伸“到另一元件上”时，其可直接在其它元件上或直接延伸到其它元件上，或还可存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接延伸到另一元件上”时，不存在中间元件。同样，应当理解，当如层、区域或衬底等元件被称为“在另一元件上方”或“在另一元件上方”延伸时，其可以直接在另一元件上方或直接在另一元件上方延伸，或还可存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接在另一元件上方”或“直接在另一元件上方延伸”时，不存在中间元件。还应当理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，其可以直接连接或耦合到其它元件，或可存在中间元件。相比之下，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。
21.在本文中可以使用如“下方”或“上方”或“上部”或“下部”或“水平”或“竖直”等相对术语来描述如图所示的一个元件、层或区域与另一元件、层或区域的关系。应当理解，除了图中描绘的朝向之外，这些术语和上文所讨论的那些术语还预期涵盖装置的不同朝向。
22.本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的且不预期限制本公开。如本文所使用，单数形式“一个(a/an)”和“所述(the)”预期同样包含复数形式，除非上下文另有明确指示。应进一步理解，当在本文中使用时，术语“包括(comprises/comprising)”、“包含
(includes和/或including)”指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。
23.除非另外限定，否则本文所使用的所有术语(包含技术术语和科技术语)具有本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。应进一步理解的是，本文所使用的术语应被解释为具有与其在本说明书和相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且除非本文中明确地如此定义，否则将不会在理想化的或过度正式的意义上进行解释。
24.图1a示出根据本公开的一个实施例的声学谐振器10。声学谐振器10包含：衬底12；衬底上的反射器14，所述反射器14包含数个反射层16，所述反射层在其材料特性上交替(示出为反射层16a和16b)以提供布拉格反射器；反射器14上的第一电极18；第一电极18上的压电层20；以及压电层20上的第二电极22，使得压电层20在第一电极18与第二电极22之间。
25.在一个实施例中，衬底12包括硅。反射器14可包括交替的氧化硅层(例如，层16a可包括氧化硅)和钨层(例如，层16b可包括钨)。第一电极18和第二电极22可包括钼。值得注意的是，上文针对衬底12、反射器14、第一电极18和第二电极22所提到的材料仅为示例性的，且所属领域的技术人员将容易地理解到，可在不脱离本文所描述的原理的情况下将许多不同材料用于这些层。
26.压电层20可包括氮化铝。如上所述，为了满足现代无线通信标准(例如针对5g网络所提议的那些标准)的高需求，需要增强机电耦合且因此增加用于形成rf滤波电路的声学谐振器的带宽。为了增强声学谐振器10的机电耦合，可将压电层20设置为掺杂有钪的氮化铝。将压电层20设置为掺杂有钪的氮化铝增强了声学谐振器10的机电耦合且因此增加了带宽。然而，机电耦合的增强以品质因数的减小为代价。上文所论述的同一现代无线通信标准还需要高品质因数，且因此难以提供满足机电耦合(且因此带宽)和品质因数要求两者的rf滤波电路。
27.图1b示出根据本公开的额外实施例的声学谐振器10。图1b中展示的声学谐振器10在很大程度上与上文关于图1a所论述的声学谐振器相同，不同之处在于，反射器14被移除且空气腔23设置在第一电极18下方，使得声学谐振器为薄膜体声学谐振器而不是如图1a中所展示的固装式谐振器。如所属领域的技术人员将容易了解，本公开的原理适用于任何类型的声学谐振器。
28.图2为示出声学谐振器10的用于压电层20的氮化铝中的钪的掺杂百分比、品质因数及机电耦合之间的关系的图。确切地说，图2示出了示出品质因数的实线竖直轴线和线、示出机电耦合的虚线竖直轴线和线，以及示出掺杂浓度的水平轴线。如所示出，随着钪的掺杂浓度从左到右增大，品质因数减小，同时机电耦合增强。如上所述，需要用于现代rf滤波电路中的声学谐振器同时具有高机电耦合和高品质因数。
29.图3为示出根据本公开的一个实施例的rf滤波电路24的示意图。rf滤波电路24包含第一节点26、第二节点28、在第一节点26与第二节点28之间的串联信号路径30，以及在串联信号路径30与地面之间的数个分流信号路径32。第一声学谐振器r1耦合在第一节点26与第一中间节点34a之间。第二声学谐振器r2和第一电感器l1串联耦合在第一中间节点34a与地面之间，以提供第一分流信号路径32a。第三声学谐振器r3耦合在第一中间节点34a与第二中间节点34b之间。第四声学谐振器r4和第二电感器l2串联耦合在第二中间节点34b与地面之间，以提供第二分流信号路径32b。第五声学谐振器r5耦合在第二中间节点34b与第三
中间节点34c之间。第六声学谐振器r6和第三电感器l3耦合在第三中间节点34c与地面之间，以提供第三分流信号路径32c。第七声学谐振器r7耦合在第三中间节点34c与第四中间节点34d之间。第八声学谐振器r8和第四电感器l4串联耦合在第四中间节点34d与地面之间，以提供第四分流信号路径32d。第九声学谐振器r9耦合在第四中间节点34d与第五中间节点34e之间。第十声学谐振器r10和第五电感器l5串联耦合在第五中间节点34e与地面之间，以提供第五分流信号路径32e。第十一声学谐振器r11耦合在第五中间节点34e与第二节点28之间。第十二声学谐振器r12和第六电感器l6串联耦合在第二节点28与地面之间，以提供第六分流信号路径32f。
30.值得注意的是，图3中展示的rf滤波电路24仅为示例性的。所属领域的技术人员将了解，声学谐振器和电感器的数目以及其在第一节点26、第二节点28和地面之间的放置将基于rf滤波电路24的特定规格而变化。本公开中所描述的概念同样适用于rf滤波电路的所有拓扑结构，包含梯形拓扑结构、格拓扑结构、横向拓扑结构或任何其它类型的拓扑结构。
31.通常，rf滤波电路24中的声学谐振器(r1到r12)关于其性能特征，例如机电耦合(且因此带宽)和品质因数是一致的。这是因为所有声学谐振器(r1到r12)将相同材料用于其压电层20。举例来说，所有声学谐振器(r1到r12)具有压电层20，所述压电层为纯质氮化铝或掺杂有钪的氮化铝中的一个。由于上文关于这些材料所论述的品质因数与机电耦合之间的折衷，这导致rf滤波电路24或在机电耦合(且因此带宽)或品质因数方面的次佳性能。
32.为了实现机电耦合与品质因数之间的较好折衷，本文中提议提供具有第一机电耦合系数和第一品质因数的一些声学谐振器(r1到r12)，且提供具有第二机电耦合系数和第二品质因数的其余声学谐振器(r1到r12)。第一机电耦合系数不同于第二耦合系数，且第一品质因数不同于第二品质因数。确切地说，第一机电耦合系数可小于第二机电耦合系数，且第一品质因数可大于第二品质因数。其中声学谐振器(r1到r12)中的一些配置成满足第一组性能标准，而声学谐振器(r1到r12)中的其余者配置成满足第二组性能标准的这种方法被称作混合方法。
33.实现混合方法的一种方式为提供包括第一压电材料(其具有第一品质因数和第一机电耦合系数)的声学谐振器(r1到r12)中的一些的压电层20，且提供包括不同于第一压电材料的第二压电材料(其具有第二品质因数和第二机电耦合系数)的声学谐振器(r1到r12)中的其余者的压电层20。在上文所描述的示例性rf滤波电路24中，第二声学谐振器r2和第十二声学谐振器r12可具有包括第一压电材料的压电层20，而其余声学谐振器(r1和r3到r11)具有包括第二压电材料的压电层20。在一个实施例中，第一压电材料为纯质氮化铝，且第二压电材料为掺杂有钪的氮化铝。此配置还可颠倒，其中第一压电材料为掺杂有钪的氮化铝，且第二压电材料为纯质氮化铝。在另一实施例中，第一压电材料为掺杂有第一浓度的钪的氮化铝，且第二压电材料为掺杂有大于第一掺杂浓度的第二掺杂浓度的钪的氮化铝。在一个实施例中，第二掺杂浓度比第一掺杂浓度大至少1％。本公开还涵盖其中第二掺杂浓度比第一掺杂浓度大1％以上的实施例。在各种实施例中，第二掺杂浓度可比第一掺杂浓度大至少2％、大至少3％、大至少4％、大至少5％等。值得注意的是，本公开不限于用于第一压电材料和第二压电材料的氮化铝。在各种实施例中，第一压电材料和第二压电材料可为钽酸锂、氧化锌和锆钛酸铅的任何组合。此外，本公开不限于钪作为掺杂剂。在各种实施例中，掺杂剂可以是镓、钇、铬的任何组合，或例如镁和锆以及镁和钛等多个元素的共掺杂。所属
领域的技术人员将理解，以上材料仅为示例性的，且本公开的原理适用于任何压电材料和/或掺杂剂。
34.值得注意的是，虽然上文所论述的实例描述第二声学谐振器r2和第十二声学谐振器r12具有包括第一压电材料的压电层20，且其余声学谐振器(r1和r3到r11)具有包括第二压电材料的压电层20，但声学谐振器(r1到r12)中的任一个可具有包括不同于声学谐振器(r1到r12)中的任一其它者的压电材料的压电层20。在一些实施例中，具有包括第一压电材料的压电层20的声学谐振器(r1到r12)中的一些设置在分流信号路径32中的一个或多个中。在其它实施例中，具有包括第一压电材料的压电层20的声学谐振器(r1到r12)中的一些设置在串联信号路径30中。在另外其它实施例中，具有包括第一压电材料的压电层20的声学谐振器(r1到r25)中的一些均设置在串联信号路径30和分流信号路径32中的一个或多个中。一般来说，所属领域的技术人员可使用具有在声学谐振器(r1到r12)中提供较高机电耦合的材料的压电层20，所述声学谐振器负责提供rf滤波电路24的滤波器响应的通带，同时使用具有在声学谐振器(r1到r12)中提供较高品质因数的材料的压电层20，所述声学谐振器负责提供rf滤波电路24的滤波器响应的边缘。
35.如上文所论述，在常规设计中，将提供具有均匀压电层20的rf滤波电路24的声学谐振器(r1到r12)。因此，rf滤波电路24的声学谐振器(r1到r12)将通常设置在单个声学裸片上。在一些实施例中，rf滤波电路24中的所有声学谐振器(r1到r12)以类似方式设置在同一声学裸片上。由于声学谐振器(r1到r12)的压电层20的材料和/或掺杂的差异，此类方法可能需要更先进的裸片制造技术。在其它实施例中，为了简化rf滤波电路24的制造，声学谐振器(r1到r12)可基于用于其压电层20的材料而设置在单独裸片上。举例来说，第一声学裸片可用于具有包括第一压电材料的压电层20的声学谐振器(r1到r12)中的一些，而第二声学裸片可用于具有包括第二压电材料的压电层20的声学谐振器(r1到r12)中的一些。
36.虽然以上实例涵盖具有包括第一压电材料的压电层20的声学谐振器的第一子集，和具有包括第二压电材料的压电层20的声学谐振器的第二子集，但本公开还适用于其中声学谐振器被划分成任何数目个子集的rf滤波电路，每一声学谐振器具有不同压电材料。举例来说，本公开适用于rf滤波电路，其具有：声学谐振器的第一子集，其中压电层20为纯质氮化铝；声学谐振器的第二子集，其中其压电层20为掺杂有第一掺杂浓度的钪的氮化铝；以及声学谐振器的第三子集，其中其压电层20为掺杂有大于第一掺杂浓度的第二掺杂浓度的钪的氮化铝。所属领域的技术人员将认识到，本公开大体上涵盖用于rf滤波电路中的声学谐振器的不同子集的不同压电材料的使用，以便改进其性能。
37.图4a和图4b为分别示出具有本质掺杂压电层(例如，氮化铝)和掺杂压电层(例如，掺杂有钪的氮化铝)的声学谐振器的输入阻抗和品质因数的曲线图。确切地说，图4a和图4b中所示的曲线图中的实线说明输入阻抗，而虚线说明品质因数的伯德(bode)图。如所展示，当与具有掺杂压电层的声学谐振器相比较时，具有本质掺杂压电层的声学谐振器的谐振与反谐振频率之间的距离相对较小。这指示具有掺杂压电层的声学谐振器具有比具有纯质压电层的声学谐振器更高的机电耦合和带宽。曲线图还展示具有纯质压电层的声学谐振器的显著较高品质因数，因此说明上文所论述的机电耦合(且因此带宽)与品质因数之间的折衷。
38.图5a和图5b为示出一对声学谐振器的输入阻抗和s参数(|s21|)的曲线图，其中在
图5a中，所述一对声学谐振器均包含掺杂压电层(例如，掺杂有钪的氮化铝)，且在图5b中，所述一对声学谐振器中的一个包含纯质压电层，而声学谐振器中的另一个包含掺杂压电层(例如，氮化铝)。在图5a和图5b中，实线说明|s21|，虚线示出一对声学谐振器中的第一个的输入阻抗，且点划线示出所述一对声学谐振器中的第二个的输入阻抗(在图5b中，所述一对声学谐振器中的第一个包含纯质压电层，而所述一对声学谐振器中的第二个包含掺杂压电层)。比较图5a与图5b，图5b展示下频段边缘处的较大陡度和因此较低损耗。
39.图6a为示出在工业、科学和医疗(ism)频段周围的rf滤波电路24的抑制的曲线图。在图6a中，虚线表示rf滤波电路24的在其中所有的声学谐振器具有由相同材料(例如，纯质氮化铝)构成的压电层的情况下的性能，且实线表示rf滤波电路24的在一些声学谐振器具有包括如上文所论述的不同于其余声学谐振器的材料(例如，纯质氮化铝和掺杂有钪的氮化铝)的压电层的情况下的性能。曲线图中的阴影框示出用于ism频段的所要抑制。如所示出，当使用混合方法时，ism频段的陡度增大且因此抑制增强，在所述方法中，声学谐振器中的一些具有包括不同于其它声学谐振器的材料的压电层，以便在声学谐振器中的一些中提供高机电耦合，且在声学谐振器中的其它声学谐振器中提供高品质因数。
40.图6b为示出rf滤波电路24在所关注的频段内的插入损耗的曲线图。如图6a中，虚线表示rf滤波电路24的在其中所有的声学谐振器具有由相同材料(例如，纯质氮化铝)构成的压电层的情况下的性能，且实线表示rf滤波电路24的在一些声学谐振器具有如上文所论述的不同于其余声学谐振器的压电材料(例如，纯质氮化铝和掺杂有钪的氮化铝)的情况下的性能。曲线图中的阴影框示出所关注的频段。如所示出，其中一些声学谐振器具有不同于其它声学谐振器的压电材料的混合方法产生较高带宽且因此在所关注的频段的底端处产生较少损耗。
41.简单地说，图5a、图5b、图6a和图6b中的曲线图示出使用混合方法，其中声学谐振器的子集具有压电层，所述压电层的材料不同于其余声学谐振器(例如上文所论述的一个声学谐振器)，相比于其中rf滤波电路中的所有声学谐振器具有均匀压电层且因此机电耦合、带宽和品质因数之间的关系相同的方法，所述混合方法产生机电耦合(且因此带宽)与品质因数之间的较好折衷。
42.如上所述，图3中展示的rf滤波电路24仅为示例性的。本公开的原理可应用于rf滤波电路的任何拓扑，包含单带滤波器、双工器、三工器及类似者。图7因此示出被配置为双工器的rf滤波电路24。rf滤波电路24包含第一节点26、第二节点28、第一节点26与第二节点28之间的串联信号路径30以及串联信号路径30与地面之间的数个分流信号路径32。串联信号路径30和耦合到其的分流信号路径32的配置类似于图2中示出的配置。确切地说，第一输入输出电感器lio1耦合在第一节点26与地面之间。第一声学谐振器r1耦合在第一节点26与第一中间节点34a之间。第二声学谐振器r2和第一电感器l1串联耦合在第一中间节点34a与地面之间，以提供第一分流信号路径32a。第三声学谐振器r3耦合在第一中间节点34a与第二中间节点34b之间。第四声学谐振器r4和第二电感器l2串联耦合在第二中间节点34b与地面之间，以提供第二分流信号路径32b。第五声学谐振器r5耦合在第二中间节点34b与第三中间节点34c之间。第六声学谐振器r6和第三电感器l3耦合在第三中间节点34c与地面之间，以提供第三分流信号路径32c。第七声学谐振器r7耦合在第三中间节点34c与第四中间节点34d之间。第八声学谐振器r8和第四电感器l4串联耦合在第四中间节点34d与地面之间，以
提供第四分流信号路径32d。第九声学谐振器r9耦合在第四中间节点34d与第五中间节点34e之间。第十声学谐振器r10和第五电感器l5串联耦合在第五中间节点34e与地面之间，以提供第五分流信号路径32e。第十一声学谐振器r11耦合在第五中间节点34e与第六中间节点34f之间。第十二声学谐振器r12和第六电感器l6串联耦合在第六中间节点34f与地面之间，以提供第六分流信号路径32f。第二输入输出电感器lio2耦合在第六中间节点34f与第二节点28之间。
43.rf滤波电路24进一步包含第三节点38、耦合在第一节点26与第三节点38之间的额外串联信号路径40，以及耦合在额外串联信号路径40与地面之间的数个额外分流信号路径42。第十三声学谐振器r13耦合在第一节点26与第七中间节点34g之间。第十四声学谐振器r14和第七电感器l7串联耦合在第七中间节点34g与地面之间，以提供第一额外分流信号路径42a。第十五声学谐振器r15耦合在第七中间节点34g与第八中间节点34h之间。第十六声学谐振器r16和第八电感器l8串联耦合在第八中间节点34h与地面之间，以提供第二额外分流信号路径42b。第十七声学谐振器r17耦合在第八中间节点34h与第九中间节点34i之间。第十八声学谐振器r18和第九电感器l9串联耦合在第九中间节点34i与地面之间，以提供第三额外分流信号路径42c。第十九声学谐振器r19耦合在第九中间节点34i与第十中间节点34j之间。第二十声学谐振器r20和第十电感器l10串联耦合在第十中间节点34j与地面之间，以提供第四额外分流信号路径42d。第二十一声学谐振器r21耦合在第十中间节点34j与第十一中间节点34k之间。第二十二声学谐振器r22和第十一电感器l11串联耦合在第十一中间节点34k与地面之间，以提供第五额外分流信号路径42e。第二十三声学谐振器r23耦合在第十一中间节点34k与第十二中间节点34l之间。第二十四声学谐振器r24与第十二中间节点34l与地面之间的第十二电感器l12串联耦合，以提供第六额外分流信号路径42f。第三输入输出电感器lio3耦合在第十二中间节点34l与第三节点38之间。
44.所属领域的技术人员将了解，图7中展示的rf滤波电路24仅为示例性的。声学谐振器的数目以及其在第一节点26、第二节点28、第三节点38和地面之间的放置将基于rf滤波电路24的特定规格而变化。本公开中所描述的概念同样适用于rf滤波电路的所有拓扑结构，包含格拓扑结构和修改后的格拓扑结构。
45.图7中展示的rf滤波电路24可具有双工器功能，使得第一rf频段内的信号被隔离且在第一节点26与第二节点28之间传递，且第二rf频段内的rf信号被隔离且在第一节点26与第三节点38之间传递。使用如上文所论述的混合方法可涉及提供具有包括第一压电材料的压电层20的第二声学谐振器r2、第十二声学谐振器r12、第十三声学谐振器r13、第十五声学谐振器r15、第二十一声学谐振器r21和第二十三声学谐振器r23，且提供具有包括不同于第一压电材料的第二压电材料的压电层20的其余声学谐振器(r1、r3到r11、r14、r16到r20、r22和r24)。在一个实施例中，第一压电材料为纯质氮化铝，且第二压电材料为掺杂有钪的氮化铝。在另一实施例中，第一压电材料为掺杂有第一浓度的钪的氮化铝，且第二压电材料为掺杂有大于第一掺杂浓度的第二掺杂浓度的钪的氮化铝。在一个实施例中，第二掺杂浓度比第一掺杂浓度大1％。本公开还涵盖其中第二掺杂浓度比第一掺杂浓度大1％以上的实施例。在各种实施例中，第二掺杂浓度可比第一掺杂浓度大至少2％、大至少3％、大至少4％、大至少5％等。
46.值得注意的是，声学谐振器(r1到r24)中的任一个可具有压电层20，所述压电层包
括不同于声学谐振器(r1到r24)中的任一其它者的材料。一般来说，所属领域的技术人员可使用具有在声学谐振器(r1到r24)中提供较高机电耦合的材料的压电层20，所述声学谐振器负责提供滤波器响应的通带，同时使用具有在声学谐振器(r1到r24)中提供较高品质因数的材料的压电层20，所述声学谐振器负责提供rf滤波电路24的滤波器响应的边缘。
47.如上文所论述，在常规设计中，将提供具有均匀压电层20的rf滤波电路24的声学谐振器(r1到r24)。因此，rf滤波电路24的声学谐振器(r1到r24)将通常设置在单个声学裸片上。在一些实施例中，在同一声学裸片上以类似方式设置所有声学谐振器(r1到r24)。由于声学谐振器(r1到r24)的压电层20中的材料和/或掺杂的差异，此类方法可能需要更先进的裸片制造技术。在其它实施例中，为了简化rf滤波电路24的制造，声学谐振器(r1到r24)可基于用于其压电层20的材料而分成单独裸片。举例来说，第一声学裸片可用于具有包括第一压电材料的压电层20的声学谐振器(r1到r24)中的一些，而第二声学裸片可用于具有包括第二压电材料的压电层20的声学谐振器(r1到r24)中的一些。
48.虽然以上实例涵盖具有包括第一压电材料的压电层20的声学谐振器的第一子集，和具有包括第二压电材料的压电层20的声学谐振器的第二子集，但本公开还适用于其中声学谐振器被划分成任何数目个子集的rf滤波电路，每一声学谐振器具有不同压电材料。举例来说，本公开适用于rf滤波电路，其具有：声学谐振器的第一子集，其中压电层20为纯质氮化铝；声学谐振器的第二子集，其中其压电层20为掺杂有第一掺杂浓度的钪的氮化铝；以及声学谐振器的第三子集，其中其压电层20为掺杂有大于第一掺杂浓度的第二掺杂浓度的钪的氮化铝。所属领域的技术人员将认识到，本公开大体上涵盖用于rf滤波电路中的声学谐振器的不同子集的不同压电材料的使用，以便改进其性能。
49.所属领域的技术人员将认识到对本公开的优选实施例的改进和修改。所有此类改进和修改都认为是在本文所公开的概念和以下权利要求的范围内。

技术特征：
1.一种射频滤波电路，其包括：
·
第一节点和第二节点；
·
串联信号路径，其在所述第一节点与所述第二节点之间；以及
·
多个声学谐振器，其各自经由所述串联信号路径耦合到所述第一节点和所述第二节点中的一个或多个，其中：
·
所述多个声学谐振器中的第一个与第一品质因数和第一机电耦合系数相关联；且
·
所述多个声学谐振器中的第二个与第二品质因数和第二机电耦合系数相关联，使得所述第一品质因数不同于所述第二品质因数，且所述第一机电耦合系数不同于所述第二机电耦合系数。2.根据权利要求1所述的射频滤波电路，其中所述多个声学谐振器中的每一个包括：
·
第一电极；
·
压电层，其在所述第一电极上；以及
·
第二电极，其在所述压电层上，使得所述压电层在所述第一电极与所述第二电极之间。3.根据权利要求2所述的射频滤波电路，其中：
·
所述多个声学谐振器中的所述第一个的所述压电层包括第一压电材料；
·
所述多个声学谐振器中的所述第二个的所述压电层包括第二压电材料；且
·
所述第一压电材料为纯质压电材料，且所述第二压电材料为掺杂压电材料。4.根据权利要求3所述的射频滤波电路，其进一步包括耦合在所述串联信号路径与地面之间的一个或多个分流信号路径。5.根据权利要求4所述的射频滤波电路，其中：
·
所述多个声学谐振器中的所述第一个耦合在所述串联信号路径中；且
·
所述多个声学谐振器中的所述第二个耦合在所述一个或多个分流信号路径中的一个中。6.根据权利要求4所述的射频滤波电路，其中：
·
所述多个声学谐振器中的所述第一个耦合在所述一个或多个分流信号路径中的一个中；且
·
所述多个声学谐振器中的所述第二个耦合在所述串联信号路径中。7.根据权利要求3所述的射频滤波电路，其中所述多个声学谐振器为体声波谐振器。8.根据权利要求3所述的射频滤波电路，其中：
·
所述第一压电材料为纯质氮化铝；且
·
所述第二压电材料为掺杂有钪的氮化铝。9.根据权利要求3所述的射频滤波电路，其进一步包括第一声学裸片和第二声学裸片，其中所述多个声学谐振器中的所述第一个设置在第一谐振器裸片上，且所述多个声学谐振器中的所述第二个设置在第二谐振器裸片上。10.根据权利要求3所述的射频滤波电路，其中所述多个声学谐振器中的所述第一个和所述多个声学谐振器中的所述第二个设置在同一声学裸片上。11.根据权利要求2所述的射频滤波电路，其中：
·
所述多个声学谐振器中的所述第一个的所述压电层包括第一压电材料；
·
所述多个声学谐振器中的所述第二个的所述压电层包括第二压电材料；且
·
所述第一压电材料包括包含第一掺杂浓度的掺杂剂的压电材料，且所述第二压电材料包括包含大于所述第一掺杂浓度的第二掺杂浓度的掺杂剂的所述压电材料。12.根据权利要求11所述的射频滤波电路，其中所述压电材料为氮化铝，且所述掺杂剂为钪。13.根据权利要求11所述的射频滤波电路，其进一步包括耦合在所述串联信号路径与地面之间的一个或多个分流信号路径。14.根据权利要求13所述的射频滤波电路，其中：
·
所述多个声学谐振器中的所述第一个耦合在所述串联信号路径中；且
·
所述多个声学谐振器中的所述第二个耦合在所述一个或多个分流信号路径中的一个中。15.根据权利要求13所述的射频滤波电路，其中：
·
所述多个声学谐振器中的所述第一个耦合在所述一个或多个分流信号路径中的一个中；且
·
所述多个声学谐振器中的所述第二个耦合在所述串联信号路径中。16.根据权利要求11所述的射频滤波电路，其中所述多个声学谐振器为体声波谐振器。17.根据权利要求11所述的射频滤波电路，其中所述第一压电材料和所述第二压电材料为掺杂有钪的氮化铝。18.根据权利要求11所述的射频滤波电路，其进一步包括第一声学裸片和第二声学裸片，其中所述多个声学谐振器中的所述第一个设置在第一谐振器裸片上，且所述多个声学谐振器中的所述第二个设置在第二谐振器裸片上。19.根据权利要求11所述的射频滤波电路，其中所述多个声学谐振器中的所述第一个和所述多个声学谐振器中的所述第二个设置在同一声学裸片上。20.根据权利要求11所述的射频滤波电路，其中所述第二掺杂浓度比所述第一掺杂浓度大1％。

技术总结
本公开涉及一种混合体声波滤波器。RF滤波电路包括第一节点、第二节点以及在所述第一节点与所述第二节点之间的串联信号路径。数个声学谐振器经由所述串联信号路径耦合到所述第一节点和所述第二节点中的一个或多个。所述声学谐振器中的第一个与第一品质因数和第一机电耦合系数相关联。所述声学谐振器中的第二个与第二品质因数和第二机电耦合系数相关联。所述第一品质因数不同于所述第二品质因数，且所述第一机电耦合系数不同于所述第二机电耦合系数。系数。系数。


技术研发人员：艾尔弗雷德
受保护的技术使用者：QORVO美国公司
技术研发日：2022.02.21
技术公布日：2023/8/31