[发明专利]一种体声波谐振装置、一种滤波装置及一种射频前端装置

说明书

本发明实施例提供一种体声波谐振装置、一种滤波装置及一种射频前端装置。其中，体声波谐振装置包括：第一无源部，第一无源部包括第一基底及第一散热层，第一散热层位于第一基底上方；第一有源部，第一有源部包括第一压电层、第一电极层及第二电极层，其中，第一压电层位于第一无源部上方，第一压电层包括第一侧及第一侧相对的第二侧，第一无源部位于第一侧，第一电极层位于第一侧，第一电极层位于第一无源部和第一压电层之间，第二电极层位于第二侧；以及第一空腔，位于第一侧，位于第一无源部和第一压电层之间，第一电极层的至少一部分位于第一空腔上或第一空腔内。第一散热层可以提升体声波谐振装置的散热性能，或者可以灵活地调整体声波谐振装置的散热性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，本发明涉及一种体声波谐振装置、一种滤波装置及一种射频前端装置。

背景技术

无线通信设备的射频(Radio Frequency，RF)前端芯片包括功率放大器、低噪声放大器、天线开关、射频滤波器、多工器等。其中，射频滤波器包括压电声表面(SurfaceAcoustic Wave，SAW)滤波器、压电体声波(Bulk Acoustic Wave，BAW)滤波器、微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)滤波器、集成无源装置(Integrated PassiveDevices，IPD)滤波器等。

SAW谐振器和BAW谐振器的品质因数值(Q值)较高，由SAW谐振器和BAW谐振器制作成低插入损耗、高带外抑制的射频滤波器，即SAW滤波器和BAW滤波器，是目前手机、基站等无线通信设备使用的主流射频滤波器。其中，Q值是谐振器的品质因数值，定义为中心频率除以谐振器3dB带宽。SAW滤波器的使用频率一般为0.4GHz至2.7GHz，BAW滤波器的使用频率一般为0.7GHz至7GHz。

与SAW谐振器相比，BAW谐振器的性能更好，但是由于工艺步骤复杂，BAW谐振器的制造成本比SAW谐振器高。然而，当无线通信技术逐步演进，所使用的频段越来越多，同时随着载波聚合等频段叠加使用技术的应用，无线频段之间的相互干扰变得愈发严重。高性能的BAW技术可以解决频段间的相互干扰问题。随着5G时代的到来，无线移动网络引入了更高的通信频段，当前只有BAW技术可以解决高频段的滤波问题。

图1示出了一种BAW滤波器100，包括由多个BAW谐振器组成的梯形电路，其中，f1、f2、f3、f4分别表示4种不同的频率。每个BAW谐振器内，谐振器压电层两侧的金属产生交替正负电压，压电层通过交替正负电压产生声波，该谐振器内的声波垂直传播。为了形成谐振，声波需要在上金属电极的上表面和下金属电极的下表面产生全反射，以形成驻声波。声波反射的条件是与上金属电极的上表面和下金属电极的下表面接触区域的声阻抗与金属电极的声阻抗有较大差别。

薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Wave Resonator，FBAR)是一种可以把声波能量局限在器件内的BAW谐振器，该谐振器的谐振区上方是空气，下方存在一个空腔，因为空气声阻抗与金属电极声阻抗差别较大，声波可以在上金属电极的上表面和下金属电极的下表面全反射，形成驻波。

图2示出了一种FBAR 200，包括：基底201，所述基底201上表面侧包括空腔202；电极层203，位于所述空腔202上方；压电层204，位于所述电极层203上；以及电极层205，位于所述压电层204上；其中，所述电极203和所述电极205重合的区域为谐振区206，所述谐振区206与所述基底201有重合部。需要说明的是，由于FBAR谐振区的上下均为空气，谐振区产生的热量主要向谐振区左右两侧传递进入基底，然后再通过基底散热，因此基底的散热能力对于FBAR的散热能力起到决定性的作用，从而导致提升或调整FBAR散热能力的空间有局限性。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种体声波谐振装置包括散热层，位于基底或中间层上，可以提升体声波谐振装置的散热性能，或者灵活地调整体声波谐振装置的散热性能(例如，提升Q值的同时，对散热性能进行补偿)。