具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供了一种滤波器，图3是本发明实施例提供的一种滤波器的结构示意图，参考图3，该滤波器包括：

衬底110；

至少两层谐振器层120，各谐振器层120在衬底110的一侧沿衬底110厚度方向y堆叠设置，且相邻谐振器层120直接接触。

其中，衬底110的材料可以是硅，也可以是砷化镓、碳化硅、氮化镓，还可以是上述材料中至少两种的混合材料，本实施例在此不做具体限定。

参考图3，滤波器还包括至少两层谐振器层120，各谐振器层120在衬底110的一侧沿衬底110厚度方向y上堆叠设置。可选的，各谐振器层120在衬底110的一侧要衬底110厚度方向y上堆叠设置需满足，各谐振器层120在衬底110上的垂直投影至少部分重合；可选的，各谐振器层120在衬底110上的垂直投影完全重合。

相比于现有技术中各个谐振器平铺在衬底110的一侧的结构，本实施例中，各谐振器层120在衬底110的一侧沿衬底110厚度方向y堆叠设置，各谐振器层120形成垂直结构而非平铺结构，使得滤波器所占用平面的面积减小，提高滤波器的集成度，进而有利于实现包括本实施例的滤波器的通信系统的小型化。

相比于现有技术中两个晶圆上分别设置谐振器，两个晶圆键合连接的滤波器结构，本实施例的滤波器中，仅包括一个晶圆(即本实施例中衬底110)，进而使得滤波器中所需晶圆数量减少，有利于节约成本。并且，本实施例的在衬底110上进行谐振器层120的制备时，在衬底110的一侧，沿衬底110厚度方向y一层一层形成各谐振器层120即可，具体的，首先在衬底110的一侧形成第一层谐振器层，然后在第一层谐振器层远离衬底110的一侧形成第二层谐振器层，然后在第二层谐振器层远离衬底110的一侧形成第三层谐振器层；根据滤波器中需要包括的谐振器层120数按照上述方式进行多层谐振器层120的形成即可。因此无需采用键合工艺，使得滤波器的制备工艺也较为简化。另外，本实施例中，各谐振器层120在衬底110的一侧沿衬底110厚度方向y堆叠设置的结构，可以在形成每一层谐振器层120时，对每层谐振器单独进行精确修频，可以避免不同谐振器在在修频过程中的彼此干扰。

其中，形成任一谐振器层120时，谐振器层120所包括的膜层结构可以按照现有技术中方式形成即可。可选的，谐振器层120包括下电极层、压电层和上电极层，形成下电极层时，可以通过沉积整层下电极层材料，然后对整层下电极材料进行图形化形成下电极层；形成压电层时，直接在下电极层远离衬底110的一侧进行压电层沉积；形成上电极层时，可以首先在压电层远离衬底110的一侧沉积整层上电极材料层，然后对整层上电极材料层进行图形化形成上电极层。

本实施例中，相邻谐振器层直接接触，也即相邻谐振器层不设置键合结构，相邻谐振器层无需通过键合进行连接。在进行滤波器的制备时，在一谐振器层远离衬底的一侧直接进行相邻谐振器的沉积即可。

本实施例提供的滤波器，各谐振器层在衬底的一侧沿衬底厚度方向堆叠设置，各谐振器层形成垂直结构而非平铺结构，使得滤波器所占用平面的面积减小，提高滤波器的集成度，进而有利于实现包括本实施例的滤波器的通信系统的小型化。并且，本实施例的滤波器仅包括一个晶圆，进而使得滤波器中所需晶圆数量减少，有利于节约成本；且相邻谐振器层直接接触，因此直接在一谐振器层的一侧进行相邻谐振器层的沉积即可，无需采用键合工艺，使得滤波器的制备工艺也较为简化。

下面将继续结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图4是本发明实施例提供的另一种滤波器的结构示意图，参考图4，可选的，谐振器层120包括层叠设置的下电极层121、压电层122、上电极层123和盖帽层，同一谐振器层120的下电极层121位于上电极层123靠近衬底110的一侧，至少两层谐振器层120中的相对应的设定膜层的厚度不同，设定膜层为下电极层121、上电极层123、压电层122中的至少一者。

本实施例中，谐振器满足以下至少一个条件：1)至少两层谐振器层120中上电极层123的厚度不同；2)至少两层谐振器层120中下电极层121的厚度不同；3)至少两层谐振器层120中压电层122的厚度不同。其中，上电极层123厚度不同的两层谐振器层120中，由于上电极层123厚度差的存在，使得具有较厚厚度上电极层123的谐振器层120比具有较薄厚度上电极层123的谐振器层120的上电极层123厚度厚的部分可以作为具有较厚厚度上电极层123的谐振器层120的质量负载层；下电极层121厚度不同的两层谐振器层120中，由于下电极层121厚度差的存在，使得具有较厚厚度下电极层121的谐振器层120比具有较薄厚度下电极层121的谐振器层120的下电极层121厚度厚的部分可以作为具有较厚厚度下电极层121的谐振器层120的质量负载层；压电层122厚度不同的两层谐振器层120中，由于压电层122厚度差的存在，使得具有较厚厚度压电层122的谐振器层120比具有较薄厚度压电层122的谐振器层120的压电层122厚度厚的部分可以作为具有较厚厚度压电层122的谐振器层120的质量负载层。本实施例的滤波器，相比于图3和图4所示现有技术中同一衬底上只设置一层谐振器层，且通过控制该同一谐振器层中谐振器的上电极具有不同厚度来实现质量负载层制备的方案，通过控制不同谐振器层120中上电极层123的厚度差、不同谐振器层120中下电极层121的厚度差、不同谐振器层122的厚度差中的至少一者即可控制质量负载层的厚度，具体是通过控制不同谐振器层120中沉积的上电极层123、下电极层121、压电层122中至少一者的厚度即可控制质量负载层的厚度。即现有技术中的滤波器结构通过同一谐振器层不同谐振器的上电极具有不同厚度的方案形成的质量负载层，质量负载层与上电极层相当于连在一起，造成质量负载层的厚度难以控制和测量。而本实施例中，通过设置至少两层谐振器层中设定膜层(上电极层123、下电极层121和压电层122中的至少一者)的厚度不同的方式，使得通过控制不同谐振器层沉积的设定膜层的厚度即可实现对质量负载层厚度的控制，以及通过测量不同谐振器层的设定膜层的厚度来计算出厚度差即可测量出质量负载层的厚度，因此可以精确控制和测量质量负载层的厚度，有利于对谐振器层120的精确调频。

可选的，上电极层123的材料和下电极层121的材料均可以是如钼、铝、钨等金属中的至少一种或者其他合金材质，也可以是掺杂的多晶硅等非金属材料。可选的，压电层122的沉积材料可以为氮化铝、氧化硅和压电陶瓷中的至少一种。

继续参考图4，可选的，同一谐振器层的盖帽层124与上电极层123之间形成空腔125，谐振器层120包括多个谐振器，谐振器包括位于下电极层121的下电极1211、位于压电层122的压电单元(图3中示意性地示出了各压电单元连续的情况)、位于上电极层123的上电极1231，谐振器的下电极1211、压电单元、上电极1231的至少部分位于空腔125内。具体的，同一谐振器层的盖帽层124与上电极层123之间形成空腔125，谐振器的下电极1211的至少部分、压电单元的至少部分、上电极1231的至少部分位于空腔125内，进而可以使得谐振器层120中的上电极层123、压电单元122和下电极层121的至少部分处于密封的空腔125内，进而对上电极层123、压电层122和下电极层121形成密封保护，使得上电极层123、压电层122和下电极层121不会受到水氧等侵蚀。

在上述技术方案的基础上，可选的，盖帽层124采用沉积方式形成。

可选的，盖帽层124的材料可以是非晶硅、多晶硅、氮化硅、氧化铝等。本实施例中，滤波器中各谐振器层120的盖帽层124采用沉积方式形成，工艺简单。并且，相比于现有技术中将两个晶圆键合在一起的结构，只需一个晶圆(衬底110)即可，成本较低。

继续参考图4，可选的，每个谐振器层120靠近衬底110的一侧设置有声反射结构111，声反射结构111位于衬底110上或者盖帽层124上。

其中，声反射结构111可以是图4所示谐振器层120靠近衬底110侧的空腔，还可以是布拉格反射层等，本实施例在此不做具体限定。

在本发明其他可选实施例中，下电极层121与衬底110之间还可包括种子层(图4中未进行示出)。

可选的，各谐振器层120的上电极层123的厚度均不相同，和/或各谐振器层120的下电极层121的厚度均不相同。

具体的，各谐振器层120的下电极层121的厚度相同，各谐振器层120的上电极层123的厚度均不相同时，可以使得任意两层谐振器层120中，具有较厚上电极层123的谐振器层120相对于具有较薄上电极层123的谐振器层120形成质量负载层(具有较厚上电极层123的谐振器层120中上电极层123比具有较薄上电极层123的谐振器层120中上电极层123厚的部分作为质量负载层)，进而可以实现不同谐振器层120的质量负载层具有不同厚度，相应的使得不同谐振器层120之间可以具有不同的谐振频率。

各谐振器层120的上电极层123的厚度相同，各谐振器层120的下电极层121的厚度均不相同时，可以使得任意两层谐振器层120中，具有较厚下电极层121的谐振器层120相对于具有较薄下电极层121的谐振器层120形成质量负载层(具有较厚下电极层121的谐振器层120中下电极层121比具有较薄下电极层121的谐振器层120中下电极层121厚的部分作为质量负载层)，进而可以实现不同谐振器层120的质量负载层具有不同厚度，相应的使得不同谐振器层120之间可以具有不同的谐振频率。

各谐振器层120的上电极层123的厚度相同，各谐振器层120的下电极层123的厚度相同，各谐振器层120的压电层122的厚度均不相同时，可以使得任意两层谐振器层120中，具有较厚压电层122的谐振器层120相对于具有较薄压电层122的谐振器层120形成质量负载层(具有较厚压电层122的谐振器层120中压电层122比具有较薄压电层122的谐振器层120中压电层122厚的部分作为质量负载层)，进而可以实现不同谐振器层120的质量负载层具有不同厚度，相应的使得不同谐振器层120之间可以具有不同的谐振频率。

同理，对于各谐振器层120的上电极层123的厚度均不相同、各谐振器层120的下电极层121的厚度均不相同、各谐振器层120的压电层122的厚度均不相同的滤波器结构同样可以实现不同谐振器层120的质量负载层具有不同厚度，相应的使得不同谐振器层120之间可以具有不同的谐振频率。

在上述技术方案的基础上，可选的，同一谐振器层120的各谐振器的相同膜层的厚度相同。

具体的，同一谐振器层120中各谐振器的上电极的厚度相同，同一谐振器层120中各谐振器的下电极的厚度相同，同一谐振器层120中各谐振器的压电单元的厚度相同。设置同一谐振器层120的各谐振器的相同膜层的厚度相同，相比于现有技术中多个谐振器平铺设置于衬底110一侧，多个谐振器中相同膜层厚度不同的结构，在进行一个谐振器层120的制备时，对谐振器层120中的一个膜层(可以是上电极层123、下电极层121或压电层122)来说，进行一次沉积即可，而无需像现有技术中进行多次沉积和/或多次刻蚀来形成不同厚度的相同膜层结构，进而使得工艺较为简化。

在本发明其他可选实施例中，还可以是同一谐振器层中至少两个所述谐振器的相同膜层的厚度不同，本发明在此不做具体限定。

继续参考图4，可选的，滤波器还包括导电引线126，导电引线126用于连接位于不同谐振器层120的谐振器；在滤波器的厚度方向y上，导电引线126贯穿至少一层盖帽层124。

具体的，滤波器中，各谐振器层120的谐振器通过串联或并联的方式形成滤波器，贯穿至少一层的盖帽层124的导电引线126可以用来连接位于不同谐振器层120的谐振器。同层谐振器层120中谐振器可以通过该层谐振器层120中设置的引线进行连接。

本实施例还提供了一种滤波器的制备方法，该滤波器的制备方法用于制备本发明上述任意实施例提供的滤波器，图5是本发明实施例提供的一种滤波器的制备方法的流程图，参考图5，该滤波器的制备方法包括：

步骤210、提供衬底；

步骤220、在衬底的一侧形成至少两层谐振器层；其中在一谐振器层远离衬底的一侧形成相邻谐振器层时，在一谐振器层远离衬底的一侧直接沉积相邻谐振器层的膜层，以使至少两层谐振器层在衬底的一侧沿衬底厚度方向堆叠设置，且相邻谐振器层直接接触。

其中，在衬底的一侧形成至少两层谐振器层的步骤可以是，首先形成最靠近衬底的谐振器层，形成最靠近衬底的谐振器层时，具体可以在至少对应于衬底上凹槽的位置依次形成下电极层、压电层和上电极层，然后对凹槽中的牺牲材料进行释放。形成最靠近衬底的谐振器层后，可以在最靠近衬底的谐振器层远离衬底的一侧继续一层一层形成其他谐振器层，最终形成在衬底厚度方向堆叠设置的至少两层谐振器层。

本实施例提供的滤波器的制备方法，通过在衬底的一侧形成至少两层谐振器层，至少两层谐振器层在衬底的一侧沿衬底厚度方向堆叠设置，各谐振器层形成垂直结构而非平铺结构，使得滤波器所占用平面的面积减小，提高滤波器的集成度，进而有利于实现包括本实施例的滤波器的通信系统的小型化。并且，本实施例的滤波器仅包括一个晶圆(即本实施例中衬底)，进而使得滤波器中所需晶圆数量减少，有利于节约成本；且相邻谐振器层直接接触，因此直接在一谐振器层的一侧进行相邻谐振器层的沉积即可，无需采用键合工艺，使得滤波器的制备工艺也较为简化。在上述技术方案的基础上，可选的，在衬底的一侧形成至少两层谐振器层，包括：在衬底的一侧逐层形成在衬底厚度方向上堆叠设置的至少两层谐振器层。

图6是本发明实施例提供的形成任一谐振器层的流程图，参考图6，在上述技术方案的基础上，可选的，在衬底的一侧形成至少两层谐振器层中的任一谐振器层，包括：

步骤301、在设定基底的内部或者表面设置声反射结构。

其中，在设定基底的表面设置声反射结构时，声反射结构设置在设定基底设置谐振器层的表面。

图7是本发明实施例提供的在设定基底的表面形成声反射结构后的结构示意图，参考图7，后续谐振器层的形成过程中，可以在对应于每个声反射结构111的位置可以对应形成一个谐振器。图7中示意性示出了设定基底为衬底110的情况。

需要说明的是，图7以要形成的声反射结构为空腔结构为例进行示出，声反射结构还可以是布拉格反射层等，当要形成的声反射结构为空腔结构时，可以在要形成的空腔结构处填充牺牲材料并在后续步骤中进行释放。

步骤310、在设定基底的一侧依次形成下电极层、压电层和上电极层；具体可以是在设定基底形成有声反射结构的表面依次形成下电极层、压电层和上电极层。

其中，下电极层的形成可以包括整层下电极层材料的沉积，以及对整层下电极层材料进行图形化；同理，上电极层的形成可以包括整层上电极层材料的沉积，以及对整层上电极层材料进行图形化。压电层的形成可以包括整层压电层材料的沉积，该整层压电层材料可作为压电层；也可对整层压电层材料进行图形化得到压电层，本实施例在此不做具体限定。

在形成下电极层时，需要保证下电极层至少部分覆盖声反射结构。并且，声反射结构为空腔结构时，空腔结构中的牺牲材料可以在本步骤310后进行释放。

图8是本发明实施例提供的在设定基底表面依次形成下电极层、压电层和上电极层后的结构示意图。图8中以设定基底为衬底110为例进行示出，图8所示结构示出了形成了最靠近衬底110的谐振器层中下电极层121、压电层122和上电极层123的结构。

步骤320、在上电极层远离设定基底的一侧沉积牺牲材料；

其中，该牺牲材料可以是掺磷的氧化硅。

步骤330、图形化牺牲材料，以保留对应于形成谐振器位置的牺牲材料；

其中，保留牺牲材料的位置用来与设定基底之间形成空腔。

步骤340、在牺牲材料远离设定基底的一侧形成盖帽层；

步骤350、图形化盖帽层，释放牺牲材料；

图9对上电极层与盖帽层之间的牺牲材料进行释放后的结构示意图。本步骤中，图形化盖帽层124形成牺牲材料的释放孔，进而通过释放孔对牺牲材料进行释放，进而形成盖帽层与设定基底之间的空腔125。图9中还示出了用于连接不同谐振器层中谐振器的导电引线126，其中导电引线126可以形成与牺牲材料的释放孔中，也可单独刻蚀形成导电引线的贯穿盖帽层的通孔，然后在该通孔中填充导电材料形成导电引线。

需要说明的是，在本发明其他实施例中，所有膜层上沉积的牺牲材料均可在步骤350中图形化盖帽层后进行释放，即声反射结构为空腔结构时，空腔结构中的牺牲材料也可在步骤350时一起进行释放。

其中，设定基底为衬底或盖帽层。

具体的，形成滤波器中最靠近衬底的谐振器层时，设定基底为衬底；形成滤波器中最靠近衬底的谐振器层远离衬底一侧的其他谐振器层时，设定基底为盖帽层，且该盖帽层为衬底厚度方向与要形成的谐振器层相邻的谐振器层中的盖帽层。

本实施例还提供了一种双工器，图10是本发明实施例提供的一种双工器的结构示意图，参考图10，包括发射滤波器101和接收滤波器102，发射滤波器101和/或接收滤波器102为本发明上述任意实施例的滤波器。

本实施例的双工器，包括本发明上述任意实施例的滤波器，相应的，具备本发明上述任意实施例的滤波器的有益效果，在此不再赘述。

继续参考图10，可选的，发射滤波器101和接收滤波器102在衬底厚度y方向键合连接。

具体的，发射滤波器101和接收滤波器102在衬底厚度方向上键合连接，使得滤波器中谐振器层形成垂直结构的基础上，双工器中发射滤波器101和接收滤波器102也形成垂直结构，进而使得双工器做占用的平面面积进一步减小，提高了双工器的集成度，更加有利于实现通信系统的小型化。

继续参考图10，可选的，双工器还包括密封圈200，密封圈200位于发射滤波器101和接收滤波器102之间，发射滤波器101和接收滤波器102通过密封圈200键合连接。

其中密封圈200与发射滤波器101、接收滤波器102之间形成密封空间，进而对该密封空间内的发射滤波器101的结构以及接收滤波器102的结构进行密封保护，保证双工器中发射滤波器101和接收滤波器102的良好工作性能。并且，密封圈200为双工器中的常用结构，通过密封圈200将发射滤波器101和接收滤波器102进行键合，则无需在双工器中设置额外的键合结构，进而有利于进一步提高双工器的集成度。在进行发射滤波器101和接收滤波器102的键合时，可以分别在发射滤波器101和接收滤波器102的一侧设置各自的密封圈200，发射滤波器101和接收滤波器102的密封圈200在衬底厚度方向上对应，然后将二者的密封圈200进行键合。

继续参考图10，可选的，密封圈200设置于发射滤波器101最远离发射滤波器101的衬底的谐振器层的一侧，并设置于接收滤波器102最远离接收滤波器102的衬底的谐振器层的一侧，发射滤波器101最远离发射滤波器101的衬底的谐振器层、接收滤波器102最远离接收滤波器102的衬底的谐振器层和密封圈200形成密封结构。

具体的，因发射滤波器101最远离发射滤波器101的衬底的谐振器层、接收滤波器102最远离接收滤波器102的衬底的谐振器层和密封圈200形成密封结构，使得密封圈200与发射滤波器101中最远离发射滤波器101的衬底的谐振器层可以不包括盖帽层，即发射滤波器101中最远离发射滤波器101的衬底的结构为上电极层；接收滤波器102中最远离接收滤波器102的衬底的谐振器层可以不包括盖帽层，即接收滤波器102中最远离接收滤波器102的衬底的结构为上电极层，进而节省了发射滤波器101和接收滤波器102中最远离自身衬底的谐振器层的盖帽层，降低了双工器的成本。

图11是本发明实施例提供的另一种双工器的结构示意图，该双工器中的发射滤波器101和接收滤波器102平铺在基板300的表面，并通过贯穿基板300的引线完成谐振器层与基板300表面的电路400的连接，本实施例的双工器所包括的发射滤波器101和接收滤波器102为本发明上述任意实施例所提供的滤波器，具备本发明上述任意实施例的滤波器的有益效果。

本发明实施例还提供了一种多工器，该多工器包括本发明上述任意实施例提供的双工器。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。