[发明专利]晶片装置、其制造方法以及混合滤波器

说明书

一种晶片装置包括具有顶表面的载体晶片(CW)，该定表面被划分为第一表面区域(SA1，ARS)和第二表面区域(SA2，PES)的规则图案(RP)，其中每个第一表面区域被分配给相邻地施加的相应的分开的第二表面区域，以一起形成组合滤波区域。薄膜压电材料的斑点被结合到第一表面区域。LC元件的电路(PES)由多层金属化(ML1，ML2)集成地形成在第二表面区域上。每个金属化层的LC元件被嵌入在电介质中。

背景技术

为了满足第五代(5G)移动通信标准，需要在增加的工作频率和高的带宽下的带通滤波器功能。

声学滤波器通常具有梯型或格子结构。在梯型结构中，串联谐振器和并联谐振器被组合以生成期望的滤波器功能，例如，带通功能。在格子结构中，具有串联谐振器的两条串联信号线与并联支路互连，其中并联谐振器分别被布置在并联支路中。估计这种滤波器结构的可达到的带宽可以为所使用的谐振器的零极点距离PZD的大约两倍。这种滤波器结构的标准拓扑结构使用SAW谐振器或BAW谐振器，这两者的PZD相当。

然而，使用常规梯型带通滤波器不能同时实现所需要的带宽和选择性。

LC元件也可以用于形成滤波器结构。LC滤波器的带宽较高，但是由于Q因子较低，因此可实现的通带的裙边不如SAW或BAW技术中的声谐振器的裙边陡。

为了进一步提高滤波器通带的临界裙边的性能，将声谐振器与LC元件相结合使用以增强裙边的陡度，从而保持高带宽。

在所公开的专利申请US 2017/0077079 A1中描述了用于改善LC元件的质量的最新方法。在那里，玻璃衬底用于在被嵌入到电介质中的多层金属化中构建高Q的LC元件。过孔用于互连不同的金属化层并且提高集成度。在以下上下文中，这些LC元件称为POG(玻璃上的无源器件)。

最近，已经提出了一种被称为薄膜SAW(TFSAW)的高性能SAW器件以提供低损耗的波传播。TFSAW由布置在诸如Si、玻璃或陶瓷等载体衬底上的薄膜压电层形成。该装置可以通过将压电单晶晶片结合到载体晶片、并且将单晶晶片减薄到约1μm的期望的低厚度来制造。

为了通过组合TFSAW结构和LC结构来形成混合滤波器，将有必要使用两个不同的并且因此分开的晶片来实现该组合。两个管芯导致大量面积消耗，这是不希望的并且在移动或手持式设备中可能是至关重要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服上述问题的混合滤波器。

该目的和其他目的通过根据权利要求1的晶片装置来实现。本发明的其他实施例是其他权利要求的主题。

本发明的总体思想是在公共载体晶片上将薄膜压电材料的斑点和LC元件的电路布置在一起。载体晶片至少具有电绝缘顶表面，该电绝缘顶表面被划分为第一表面区域和第二表面区域的规则图案。每个第一表面区域被分配给与相应的第一表面区域直接相邻的相应的第二表面区域。相应的第一表面区域和所分配的相邻的第二表面区域一起形成组合滤波区域。薄膜压电材料的斑点结合到第一表面区域，并且每个LC元件的电路由多层金属化集成地形成在相应的第二表面区域上。每个金属化层的LC元件被嵌入在电介质中。

每个斑点提供与要在该斑点上制造的至少一个SAW器件的区域相对应的压电薄膜区域。以后的每个SAW器件都需要一个如下的区域，该区域被称为薄膜压电材料的虚拟功能芯片部分。但是，斑点可以包括更多数目的功能芯片部分。

每个第二表面区域包括足以用于至少一个LC电路的区域，该区域被称为虚拟无源元件部分。LC电路是还包括相应SAW器件的组合滤波器的一部分。

斑点的尺寸以及功能芯片部分和无源元件部分的布置取决于先决条件，即，在载体晶片的规则图案中，第一表面区域上的每个虚拟功能芯片部分都需要与相应的无源元件部分相邻，并且所有第一表面区域都必须被斑点占据。优选地，斑点较大以包括尽可能多的虚拟功能芯片部分。