本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，特別涉及一種無(wú)源濾波器及應(yīng)用其的混合濾波器。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的日益成熟，射頻系統(tǒng)與微波系統(tǒng)呈現(xiàn)出高密度集成化、小型化、多功能化、低成本化的趨勢(shì)。濾波器作為一種重要的半導(dǎo)體無(wú)源器件，在兼顧上述發(fā)展方向的基礎(chǔ)上，還需要滿足面向高頻、大帶寬頻帶應(yīng)用場(chǎng)景的需求，因此，濾波器的各項(xiàng)指標(biāo)，如插入損耗、帶外抑制和帶寬范圍等，都變得至關(guān)重要。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，集成無(wú)源器件通常采用簡(jiǎn)單的電路元件來(lái)搭建切比雪夫型濾波器，從而滿足高頻、大帶寬頻帶的需求。然而，電容和電感等電路元件在高頻下的品質(zhì)因數(shù)較低，加上基于硅基襯底的器件由于寄生效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致較高的射頻損耗，使得該類濾波器通帶內(nèi)的插入損耗較大，且難以實(shí)現(xiàn)帶邊的快速滾降。因此，需要開發(fā)一種能夠適配高頻、大帶寬頻帶應(yīng)用場(chǎng)景的集成無(wú)源濾波器，以改善現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中集成無(wú)源濾波器存在的通帶內(nèi)損耗大、帶寬范圍窄、帶邊陡峭度差和與硅基工藝兼容性不佳等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)源濾波器及應(yīng)用其的混合濾波器。

2、本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明提供了一種無(wú)源濾波器，所述無(wú)源濾波器包括：異質(zhì)基板組件，包括支撐基板、第一介質(zhì)層和單晶薄膜基板；所述第一介質(zhì)層設(shè)置于所述支撐基板的一側(cè)表面；所述單晶薄膜基板設(shè)置于所述第一介質(zhì)層背離所述支撐基板的一側(cè)表面；第一圖案化電極，所述第一圖案化電極設(shè)置于所述單晶薄膜基板背離所述第一介質(zhì)層的一側(cè)，所述第一圖案化電極與所述異質(zhì)基板組件至少形成等效電路的部分電路結(jié)構(gòu)。

4、可能的實(shí)施方式中，所述等效電路包括等效電阻、等效電容和等效電感。

5、可能的實(shí)施方式中，所述第一圖案化電極中的電極結(jié)構(gòu)形成所述等效電阻、所述等效電容和所述等效電感。

6、可能的實(shí)施方式中，所述無(wú)源濾波器還包括第二介質(zhì)層和圖案化介質(zhì)，所述第二介質(zhì)層設(shè)置于所述單晶薄膜基板背離所述第一介質(zhì)層的一側(cè)表面，所述圖案化介質(zhì)設(shè)置于所述第二介質(zhì)層中；所述第一圖案化電極設(shè)置于所述第二介質(zhì)層背離所述單晶薄膜基板的一側(cè)表面；所述等效電阻、所述等效電容和所述等效電感形成于所述第一圖案化電極和所述圖案化介質(zhì)中。

7、可能的實(shí)施方式中，所述無(wú)源濾波器還包括金屬電極，所述金屬電極設(shè)置于所述第二介質(zhì)層內(nèi)部或所述第二介質(zhì)層背離所述單晶薄膜基板的一側(cè)表面，所述等效電阻、所述等效電容和所述等效電感形成于所述第一圖案化電極、所述圖案化介質(zhì)和所述金屬電極中。

8、可能的實(shí)施方式中，所述單晶薄膜基板的損耗角正切值小于0.001；

9、可能的實(shí)施方式中，所述單晶薄膜基板的電子遷移率大于5000cm2/(v·s)。

10、可能的實(shí)施方式中，所述支撐基板和所述第一介質(zhì)層的材質(zhì)為硅基材料或碳基材料；

11、可能的實(shí)施方式中，所述單晶薄膜基板的材質(zhì)為砷化鎵或磷化銦；

12、可能的實(shí)施方式中，所述第一圖案化電極和金屬電極為金、銅、鋁和銀中的兩種或兩種以上形成的合金。

13、可能的實(shí)施方式中，所述第一圖案化電極包括輸入端口、輸出端口和等效連接電路，所述等效連接電路用于連接所述輸入端口和所述輸出端口，所述等效電阻、所述等效電容和所述等效電感形成所述等效連接電路，所述等效連接電路為諧振電路。

14、本發(fā)明還提供了一種混合濾波器，其特征在于，包括上述任一實(shí)施方式中所述的無(wú)源濾波器和至少一個(gè)聲波諧振器，所述無(wú)源濾波器與所述聲波諧振器電性連接。

15、可能的實(shí)施方式中，所述無(wú)源濾波器與所述聲波諧振器共用所述異質(zhì)基板組件和第二介質(zhì)層。

16、基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

17、1.本發(fā)明提供一種具有異質(zhì)基板組件、第一圖案化電極和等效電路的無(wú)源濾波器，其中，異質(zhì)基板組件包括支撐基板、第一介質(zhì)層和單晶薄膜基板，通過(guò)設(shè)置具有低損耗因子、高電子遷移率的單晶薄膜基板，有助于降低襯底的射頻損耗，提高等效電路的品質(zhì)因數(shù)，進(jìn)而減小無(wú)源濾波器插入損耗。

18、2.本發(fā)明還提供一種混合濾波器，能夠?qū)o(wú)源濾波器與聲波諧振器的混合集成，利用聲波諧振器的導(dǎo)納響應(yīng)引入傳輸零點(diǎn)，提升通帶響應(yīng)的帶邊陡降度和帶外抑制水平，從而能夠獲得高頻、大帶寬的濾波器件，并且該混合濾波器還具有低損耗和優(yōu)良的散熱性能；無(wú)源濾波器與聲波諧振器共用同一襯底，有利于提高器件的可靠性、集成度并降低器件成本。

技術(shù)特征：

1.一種無(wú)源濾波器，其特征在于，所述無(wú)源濾波器包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)源濾波器，其特征在于，所述等效電路包括等效電阻、等效電容和等效電感。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)源濾波器，其特征在于，所述第一圖案化電極中的電極結(jié)構(gòu)形成所述等效電阻、所述等效電容和所述等效電感。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)源濾波器，其特征在于，所述無(wú)源濾波器還包括第二介質(zhì)層和圖案化介質(zhì)，所述第二介質(zhì)層設(shè)置于所述單晶薄膜基板背離所述第一介質(zhì)層的一側(cè)表面，所述圖案化介質(zhì)設(shè)置于所述第二介質(zhì)層中；所述第一圖案化電極設(shè)置于所述第二介質(zhì)層背離所述單晶薄膜基板的一側(cè)表面；所述等效電阻、所述等效電容和所述等效電感形成于所述第一圖案化電極和所述圖案化介質(zhì)中。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)源濾波器，其特征在于，所述無(wú)源濾波器還包括金屬電極，所述金屬電極設(shè)置于所述第二介質(zhì)層內(nèi)部或所述第二介質(zhì)層背離所述單晶薄膜基板的一側(cè)表面，所述等效電阻、所述等效電容和所述等效電感形成于所述第一圖案化電極、所述圖案化介質(zhì)和所述金屬電極中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的無(wú)源濾波器，其特征在于，所述無(wú)源濾波器滿足下述特征中的至少之一：

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的無(wú)源濾波器，其特征在于，所述無(wú)源濾波器滿足下述特征中的至少之一：

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的無(wú)源濾波器，其特征在于，所述第一圖案化電極包括輸入端口、輸出端口和等效連接電路，所述等效連接電路用于連接所述輸入端口和所述輸出端口，所述等效電阻、所述等效電容和所述等效電感形成所述等效連接電路，所述等效連接電路為諧振電路。

9.一種混合濾波器，其特征在于，包括權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的無(wú)源濾波器和至少一個(gè)聲波諧振器，所述無(wú)源濾波器與所述聲波諧振器電性連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混合濾波器，其特征在于，所述無(wú)源濾波器與所述聲波諧振器共用所述異質(zhì)基板組件和第二介質(zhì)層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)源濾波器及應(yīng)用其的混合濾波器。無(wú)源濾波器包括：異質(zhì)基板組件，包括支撐基板、第一介質(zhì)層和單晶薄膜基板；第一介質(zhì)層設(shè)置于支撐基板的一側(cè)表面；單晶薄膜基板設(shè)置于第一介質(zhì)層背離支撐基板的一側(cè)表面；第一圖案化電極，第一圖案化電極設(shè)置于單晶薄膜基板背離第一介質(zhì)層的一側(cè)，第一圖案化電極與所述異質(zhì)基板組件至少形成等效電路的部分電路結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能夠降低襯底的射頻損耗，提高等效電路的品質(zhì)因數(shù)，并減小無(wú)源濾波器插入損耗，有利于提高器件的可靠性、集成度并降低器件成本。

技術(shù)研發(fā)人員：張麗萍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海馨歐集成微電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15