KR100313694B1 - 표면 미세 가공된 음향파 압전 광석 - Google Patents

Abstract

압전 기판의 표면 내로 평행한 에칭 채널이 커트되어 미세 가공된 융기부(20)를 형성한 고 주파수 음향파 압전 디바이스(10)를 제공한다. 상부 전극(30)은 융기부(20)의 상부(26) 상에 위치되고 하부 전극(32)은 융기부(20) 사이의 이격 공간(22) 에서 채널의 하부에 위치되어 있다. 상부와 하부 전극(30, 32)은 서로 오프셋되어 있으며 실질적으로 비대향적이다. 전극(30, 32)은 융기부(20)가 공진되도록 구동될 때 충분한 수직 전계(38)를 발생한다. 융기부(20)의 높이(28)는 동작 주파수를 한정하는 것이다. 융기부(20)는 기본 벌크 음향파 모드에서 100MHz 이상에서 주파수를 생성할 만큼 충분히 낮게 만들어질 수 있다.

Description

표면 미세 가공된 음향파 압전 광석{SURFACE MICROMACHINED ACOUSTIC WAVE PIEZOELECTRIC CRYSTAL}

압전 디바이스는 여러 유형의 광석 공진기 및 광석 필터를 포함하는 것으로 알려져 있다. 이들 압전 디바이스는 셀룰러 폰, 페이저, 송수신 겸용 라디오 및 무선 데이터 디바이스와 같은 전자 통신 장치에 일반적으로 사용되고 있다. 스펙트럼 할당이 채워지고 있고 사용 가능 저 주파수 대역이 더욱 밀집됨에 따라, 고 무선 주파수 (RF)에서 동작하는 통신 장치에 대한 요구가 대두되고 있다. 유사하게, 이들 장치에 사용되는 광석 공진기와 필터는 고 중간 주파수(IF)에서 동작하는 것이 요구된다.

IF 주파수는 현재 송수신 겸용 라디오에서 사용되고 있기 때문에, 셀룰러 폰과 페이저는 10.7 내지 120메가헤르쯔(MHz) 사이의 범위에 있다 (더욱 일반적인 IF 주파수 중에는 17.9, 45, 73.35, 109.65 및 114MHz가 있음). 통상, 이들 IF 어플리케이션에 벌크 음향파 (BAW) 광석 디바이스가 사용된다. 벌크 음향파 광석은 기본 주파수 모드나 고 오버톤 주파수 모드 (즉, 3번째 오버톤, 5번째 오버톤 등)에서 동작할 수 있다. 저 비용의 기본 모드 석영 디바이스는 약 50MHz 까지 성공적으로 구현될 수 있다. 이 주파수 이상에서 기본 모드 디바이스의 비용은 상당히 증가하게 된다. 따라서, 오버톤 모드가 통상 이용된다.

IF 광석에 대한 오버톤 모드의 동작은 다수의 문제를 갖는다. 오버톤 모드에서 광석을 동작시키면 동작 임피던스가 증가하게 된다. 또한, 오버톤 동작에 대해 디자인된 필터는 종료점에서 인덕터를 필요로 하는데 이는 무선 비용과 외래 신호 수용성의 관점에서 바람직하지 않다. 또한, 오버톤 모드는 기본 모드 보다 더욱 높은 정합 종료 임피던스를 필요로 하는데, 이는 무선 감도 관점에서 바람직하지 않다. 부가하여, 오버톤 모드 광석 필터에 대해 성취 가능한 대역폭은 기본 모드 광석 필터에 대해 가능한 것 보다 더욱 좁다. 따라서 오버톤 모드 벌크 음향파 광석에 의해서는 광 대역폭 필터에 대한 소비자 요구 조건을 만족할 수 없다.

벌크 음향파 광석의 기본 모드 주파수를 증가시키는 종래의 방법은 기계적 래핑(lapping)에 의해 광석 블랭크의 표면으로부터 석영 물질을 제거하는 것이었다. 그러나, 기계적 래핑 공정은 석영 블랭크가 고주파수에서 매우 얇아지기 때문에 실질적으로 한계가 있다. 이 극히 좁은 석영 블랭크의 프로파일은 재료의 취급 문제와 파손을 유발하고, 이는 수율을 저하시키며 비용을 상승시키는 원인이 된다.

이 한계를 고려하여 개선하기 위해서, 오늘날 '인버트 메사(inverted mesa)' 광석 블랭크 기법으로 알려진 기법이 석영 기법에서 사용되고 있다. 이 방법에서는 기계적으로 래핑된 블랭크가 제공되고, 인버트 메사 블랭크의 주변은 취급과 처리의 개선을 위해 임의의 두께로 남겨지는 반면에 광석 블랭크의 중심은 광석 블랭크의 중심에서 석영 물질을 제거하여 주파수가 상승된다. 형성된 구조물은 인버트 메사와 유사하다. 인버트 메사 공정은 처리 중에 표면의 질을 점진적으로 저하시키는 경향이 있는 저용량 기법이다.

인버트 메사가 고 주파수 광석 블랭크에 대한 요구를 만족한다고는 하지만, 오늘날 알려진 기법에 의한 실질적인 구현에는 몇가지 심각한 문제가 있다. 대량의 인버트 메사 블랭크를 제조하는 장치의 비용이 비싸다. 블랭크의 중심에서 임의양의 물질을 제거하는 데에 소용되는 시간이 느리고 따라서 값비싸지게 된다. 통상, 메사에서 얇은 석영의 표면은 허용 불가능한 평탄성과 평행성을 가지며 성능을 열화시키는 결함을 갖고 있다. 또한, 석영 물질의 최상 등급을 사용할 필요가 있다. 벌크 음향파 인버트 메사 광석을 제조하는 데에 있어서의 이들 한계들 때문에, 이들 디바이스는 본 산업 분야에서 폭넓게 사용되지 못했다.

압전 디바이스가 또한 RF 주파수에서 사용되며 현재 800MHz 내지 1.5GHz 사이의 주파수 범위에 있는 송수신 겸용 라디오와 셀룰러 폰에서 사용되고 있다. 통상, 표면 음향파(SAW) 기법은 이들 매우 고 주파수인 디바이스를 제조하는 데에 사용되어 왔다. 그러나, 이들 디바이스는 BAW 디바이스 보다 온도 성능이 더욱 열악하다. 또한, SAW 디바이스의 크기는 주파수에 반비례하는 데, 즉 저 주파수는 더 큰 디바이스를 필요로 한다.

100MHz 이상의 기본 및 오버톤 주파수에서 동작을 가능하게 하는 음향파 디바이스에 대한 요구가 대두되고 있다. 또한, 매우 저렴하고 고수율이며, 관례적인 장치 없이도 용이하게 제조 가능한 음향파 디바이스에 대한 요구도 있다.

본 발명은 일반적으로 압전 디바이스에 관한 것으로, 특히 벌크 및 표면 음향파 압전 공진기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 미세가공된 압전 공진기의 단면의 간략한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 압전 공진기의 동위상 형태의 단면도.

도 3은 본 발명에 따라, 도 2에서 나타낸 바와 같이 구성된 공진기의 주파수 응답의 그래픽도.

도 4는 본 발명에 따른 압전 공진기의 반위상 구성의 단면도.

도 5는 본 발명에 따라, 도 4에서 나타낸 바와 같이 구성된 공진기의 주파수 응답의 그래픽도.

본 발명은 압전 기판의 표면 내로 커트되어 미세가공된 융기부를 형성하는 에칭된 채널을 갖는 고 주파수 음향파 압전 공진기를 제공한다. 융기부는 융기부 상에 그리고 채널에 각각 배치된 상부 및 하부 전극에 AC 전계를 제공하여 진동되게 된다. 전극이 전기적으로 통전되면 거의 수직인 전계가 기판의 상측면에 거의 수직인 상부와 하부 전극 사이의 각 융기부 내에 생성되어 압전 응력을 유발하고 이는 기판을 수직 방향으로 향하는 음향파를 생성한다. 또한 본 발명에서는 표면 음향파를 생성하는 것이 가능하다. 융기부는 기판의 표면으로부터 캔틸레버되고 이 융기부의 수직 방향 높이는 실질적으로 융기부의 진동 주파수를 한정한다. 융기부는 공통으로 이용 가능한 장비를 이용하여 저비용, 고수율의 광리소그래피 및 에칭 기법에 의해 용이하게 제조된다. 융기부는 100MHz 이상의 주파수를 제조하기 충분할 만큼 작게 만들어질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 음향파 압전 공진기(10)의 간략화된 사시 단면도를 나타낸다. 상측면(16)과 하측면(18)에 의해 한정되는 미리 정해진 두께(14)를 갖는 압전 기판(12)이 제공된다. 복수의 융기부(20)는 압전 기판(12)의 상측면(16)과 일체로 되어 있으며, 이 상측면으로부터 상측으로 연장되어 있다. 융기부(20) 간에는 이격 공간(22)이 있다. 융기부(20)는 기판의 상측면(16)에 베이스(24)를 가지며 높이(28)를 한정하는 상부(26)를 갖는다. 융기부(20)의 높이(28)는 공진기(10)의 동작 주파수를 한정한다. 융기부는 또한 도시한 바와 같이 폭(34)을 갖는다. 각 융기부(20)는 융기부(20)의 상부(26) 상에 대응하는 상부 전극(30)이 위치되어 있다. 각 이격 공간(22)에는 그 위에 대응하는 하부 전극(32)이 배치되어 있다. 이런 구성에 의하면, 상부 전극(30)과 하부 전극(32)은 실질적으로 대향적이지 않다.

융기부의 높이는, 폭과 이격 광간이 또한 주파수에 대해 영향을 준다 해도, 본 발명의 중요한 디자인 파라미터 중 하나인 것을 이해해야 한다. 디바이스의 주파수가 융기부의 높이에 의해 구동되기 때문에, 기판의 면적과 길이는 디바이스 주파수를 한정할 때 중요하지 않다. 반대로, 표면 음향파(SAW) 디바이스는 저 주파수에 대해 더욱 크기가 큰 기판을 가질 것을 필요로 하는 단점이 있다. 따라서, 본 발명은 상승된 융기부의 높이가 융기부 폭과 융기부 간의 공간 보다 더 큰 SAW 디바이스 보다 기판 크기의 장점이 있다.

본 발명에서는, 융기부가 직각의 융기부를 갖고 일정한 크기로 되어 있을 필요가 없다. 융기부는 원형, 각지거나, 불규칙 등과 같이 여러 형상을 가질 수 있다. 또한 융기부가 서로 평행하거나 동일한 폭을 갖거나, 사이에 동일한 이격 공간을 가질 필요도 없다. 또한, 융기부는 후술되는 바와 같이, 정확히 동일한 높이를 가질 필요도 없다.

그러나, 바람직한 실시예에서, 융기부의 높이와 폭이 실질적으로 동일하며 균일한 형상으로 되어 있어 유사한 동작 주파수가 각 융기부 내에서 유지되는 것이 요망된다. 또한, 융기부는 서로 평행하며 융기부 간의 이격 공간은 거의 주기적인 것이 바람직하다. 이것은 제조를 용이하게 하고 가능한 의사 동작 주파수 모드를 감소시키는 장점이 있다.

도 1에서 나타낸 바와 같이, 융기부에 대해 직각의 융기부 형상의 팩터를 사용하게 되면, 의사 모드를 저감하고 상부 및 하부 전극의 금속 피착을 위한 자연스런 마스크를 제공할 수 있다. 위에서부터 도금할 때, 상부 및 하부 전극을 동시에 피착할 수 있다. 몇가지 경우, 직각의 융기부 형상은 상부와 하부 전극을 함께 단락시키는 융기부의 측면에 약간의 금속 피착을 가능하게 할 수 있음을 알았다. 이 문제는 바람직한 실시예에서 알루미늄 도금을 이용하여 해결된다. 융기부의 측면 상에 피착된 알루미늄은 공기 중의 산소에의 자연스런 노출로 알루미늄이 신속히 산화되게 하여 비단락 절연체를 형성할 수 있도록 얇은 층으로 되어 있다. 다르게는, 알루미늄이 산소 플라즈마와 같이 강화된 산화 분위기에 노출될 수 있어, 더욱 신속하게 융기부의 측면상의 어느 전기적 단락이라도 신속히 개방할 수 있다. 약간 도브테일(dovetail)된 형상의 펙터는 전극의 피착을 위해 더욱 양호한 마스킹을 제공하지만, 이것은 재생 가능하게 제조하기가 어렵고, 상술한 바와 같이 불필요하다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예의 단면도를 나타낸다. 본 실시예에서, 상부 전극들(30)은 함께 전기적으로 접속되어 있고, 하부 전극(32)들은 함께 전기적으로 접속되어 있다. 바이어스(+ 및 -)가 상부 및 하부 전극(30, 32) 사이에 인가되면, 전극(30, 32)이 실질적으로 비대향이어도 실질적으로 수직인 전계(38)가 전극(30), 32) 사이의 융기부(20) 내에 설정되게 된다. 본 기술에서는 공지된 바와 같이, 전계가 고 유전 상수의 영역에 집중되게 된다. 석영, 리튬 니오베이트, 리튬 탄탈레이트, PZT 등과 같은 압전 물질은 공기나 진공 보다 더욱 큰 유전 상수를 갖는다. 따라서, 수직 전계(38)는 하부 전극(32)이 상부 전극(30)과 비대향이어도 상부 전극(30) 아래의 융기부(20) 내에서 일차적으로 나타나게 된다.

수직 전계(38)는 융기부(20)에 압전 응력(40)을 부여한다. 예를 들어, AT 커트 각도의 석영 압전 기판에서, 압전 응력이 두께-전단 모드로 되어 있다. 그러나, 그 외 응력은 여러 기판 배향으로 존재할 수 있다. 본 발명은 각종 기판 재료, 각도 및 두께-절단, 연장식, 두께-트위스트, 굴곡성 등과 같은 전기 기계적 모드에 대해 가공된다. 더욱, 본 발명의 융기부를 구동하는 데에 적당한 여기를 제공할 수 있는 많은 여러 유형의 압전 재료와 각도 커팅이 당 기술에 공지되어 있다. 이들은 AT-커트 석영, BT-커트 석영, ST-커트 석영, X-커트 163° 리튬 니오베이트, 리튬 타날레이트 및 적당한 폴된 PZT를 포함하지만, 이들에만 제한되지는 않는다.

다른 공지 또는 새로 도입된 커팅은 특히 온도 성능을 위해 더욱 최적화될수 있음을 이해해야 한다. 이들 선택된 재료 중에서 어느 것에 대해서는, 전극(30, 32)이 AC 신호에 의해 압전 구동되면, 상승된 융기부(20)는 도 2에서 나타낸 바와 같이, 실질적으로 동위상인 진동 모드 (즉, 모든 융기부가 일치하여 움직임)에서 구동된다. 각 융기부(20)의 진동은 모든 전극 중에서 절단되는 종래의 SAW 디바이스에서 생성되는 단일의 표면 측면파와는 달리, 수직 벌크 음향파(36)를 기판으로 향하게 한다. 도 2는 필수 조건은 아니지만, 각 융기부(20)의 높이(28)에 의해 한정된, 약 1/2 파장에서 진동하는 각 융기부(20)를 나타낸다. 융기부(20)는 기판(12)의 두께(14)에 따라서 여러 파장을 갖는 기판(12)에서 벌크파(36)를 생성한다. 본 발명은 짝수와 홀수의 오버톤 모드(즉, 두번째, 세번째, 네번째, 다섯번째, 등) 뿐만 아니라 기본 모드에서도 구동될 수 있다.

캔틸레버된 융기부 형태로 인해, 구동된 압전 모드는 굴곡성 모드에 결합될 수 있다. 예를 들어, (도 2에서 나타낸 바와 같이) 융기부의 폭 방향과 평행한 두께-절단 모드로 융기부를 구동하게 되면 굴곡성 모드에 자연스럽게 결합하게 된다. 융기부의 형상 팩터는 하이브리드 모드와 같은 것을 지지하거나 모드들 중 하나를 취소하려고 하도록 변형될 수 있다. 부가하여, 기판의 배향은 상측면에 법선인 각도로 회전될 수 있어 융기부의 폭 방향에 평행하거나, 융기부의 폭 방향과 수직이거나, 이들 사이의 어느 각도에서나 두께-전단 모드를 구동할 수 있다.

본 실시예에서 수직 벌크 음향파(36)는 동위상이며 기판(12)의 하측면(18)을 경계로 정상파를 설정한다. 본 발명은 어느 기판 두께(14)로나 동작한다. 그러나, 반사가 가능하기 때문에, 이들 벌크 음향파(36)를 지지할 수 있도록 기판(12)의 두께(14)가 융기부 높이(28)의 거의 정수배인 것이 바람직하다. 패키지 내의 하측면(18) 상에 기판(12)을 장착하는 것이 바람직한 경우, 벌크파(36)는 댐핑되게 되고, 이에 대응하여 융기부 진동의 Q를 저하시키는 것을 이해해야 한다.

실제로, 특히 디바이스가 대형의 웨이퍼 어레이 공정에서 제조되고 있을 때, 기판의 두께를 정밀하게 제어하기가 어렵다. 따라서, 다수의 조화 모드가 기판의 벌크파 공진으로 인해 나타나게 된다.

도 3은 제1 실시예의 디바이스의 임피던스 대 주파수 응답의 그래프를 나타낸다. 이 디바이스는 약 20 mils(0.5㎜)의 두께, 약 3 마이크론의 융기부 높이, 약 3 마이크론의 융기부 폭 및 약 5마이크론의 이격 공간을 갖는, 용이하게 이용 가능한 ST-커트 석영 웨이퍼 상에 제조된다. 볼 수 있는 바와 같이, 다중 주파수 모드는 약 3MHz 간격으로 발생하고 있다. 이 모드는 약 195MHz에 중심을 둔 약 150MHz 내지 약 300MHz에 연장되어 있다. 무선 통신 장치에 이 디바이스를 사용하면 적당한 필터링을 설치하지 않는 한 주파수 호핑(hopping)을 초래할 수 있다.

도 4는 각 융기부(20)에 의해 생성되는 수직 벌크 음향파(36)가 기판의 몸체 내에서 실질적으로 취소되는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸다. 이 파(36)는 기판 내의 깊이의 함수로 감쇄되며 또한 융기부 간의 이격 공간에 따라 달라진다. 기판(12)의 몸체 내의 파(36)을 상쇄함으로써, 융기부에 에너지를 보유하며, 기판 내의 에너지가 손실되지 않아 융기부 진동의 Q를 저하시킨다. 도 4의 디바이스는 여러 방법으로 바이어스된 전극을 갖는 것을 제외하고 도 2의 디바이스와 동일한 구성을 가지고 있어, 도 2의 상세 설명을 참조한다.

바람직한 실시예에서, 상부 전극(30)은 제1 및 제2 바이어스 접속부(+ 및 -)에 교대로 접속된다. 제1 및 제2 접속부는 저전계(도시 생략)가 상부 전극들 사이에 직접 연장되도록 바이어스된다. 그러나, 전계(38)는 공기나 진공 보다 더욱 높은 압전 기판의 유전 상수로 인해 상부 전극(30) 아래의 각 융기부(20) 내에 수직으로 연장된다.

본 실시예에서는, 어느 하부 전극(32)도 가질 필요가 없다. 그러나, 하부 전극을 사용하게 되면 융기부(20) 내에 전계(38)를 집중시킨다. 하부 전극(32)은 부동 상태로 남거나 접지에 접속될 수 있다. 이 바람직한 실시예는 사용시 큰 허용 범위를 가능하게 하고 하부 전극(32)에 전기적 접속을 가능하게 한다. 이것은 더욱 용이하게 제조될 수 있게 한다.

바람직한 실시예의 전계 강도는 제1 실시예의 것의 절반인 것을 인식해야 한다. 또한, 융기부 간의 이격 공간이 더 좁을수록, 상부 전극 간의 결합 및 입력 용량은 더 커진다. 그러나, 본 실시예는 제1 실시예 보다 더 세밀한 주파수 응답을 제공한다. 이것은 융기부가 제1 및 제2 접속부가 AC 신호로 구동될 때 반위상 모드에서 진동하는 것의 결과이다 (즉, 융기부는 인접하는 융기부와 약 180°위상이 벗어나 진동한다).

각 융기부의 높이는 실질적으로 동작 주파수를 한정한다. 그러나, 본 발명에서는 융기부의 높이, 폭 및 이격 공간에 따른 주파수를 갖는 음향파를 생성하는 것이 가능하다. 바람직한 실시예에서, 각 융기부(20)는 기판(12)의 몸체 내에 수직 벌크 음향파(36)을 생성하게 된다. 각 융기부로부터의 벌크 음향파(36)는 그인접한 융기부와 상이 벗어나 있어 기판(12) 내에서 상쇄된다. 이 경우, 모든 음향 에너지는 국부적 공진으로서 융기부(20)에서 또는 융기부 근처에서 밸런스되어 유지되고, 매우 적은 에너지가 기판(12)의 몸체에서 손실된다. 이것은 기판의 하측면으로부터 벌크파 반사를 방지하고 따라서 단일의 공진 모드를 제공한다. 더구나, 본 실시예는 융기부 진동의 특성이 기판(12) 내의 벌크파(36)를 상쇄하여 에너지가 하측면에서 거의 나타나지 않기 때문에, 기판의 두께(14)에 민감하지 않다는 이점이 있다.

도 5는 도 4의 바람직한 실시예의 디바이스의 임피던스 대 주파수 응답의 그래프를 나타낸다. 이 디바이스는 즉각적인 이용 가능성으로 ST-커트 석영 웨이퍼 상에 제조된다. 그러나, 에를 들어, AT-커트 석영이나 Y-커트 리튬 니오베이트와 같은 그 외 웨이퍼 커트 및 배향은 최적의 온도 성능 및/또는 커플링에 바람직함을 이해해야 한다. 본 실시예에서는, 사용되는 웨이퍼가 약 20밀리(0.5㎜)의 두께, 약 3마이크론의 융기부 높이, 약 3마이크론의 융기부 폭 및 약 6마이크론의 이격 공간을 갖는다. 볼 수 있는 바와 같이, 단일의 주파수 모드는 도 3의 제1 실시예의 주파수 응답에 존재하는 다중 주파수 보다 개선된 약 199MHz에서 발생하여 존재한다.

상술된 디바이스는 수백개의 개별의 융기부 공진기를 제공할 수 있으며, 이들 중에는 직렬 또는 평행한 접속부에 결합될 수 있는 것이 있다. 많은 디바이스가 이렇게 실현될 수 있다. 먼저, 개별의 공진기는 이 공진의 주파수를 조정하도록 여러 폭이나 형상 팩터로 디자인될 수 있거나, 레이저 어블레이션(ablation)이나 도금과 같은 공지의 기술로 개별적으로 투닝될 수 있다. 이들 공진기의 그룹은 사다리망에 접속되어 공지의 디자인 기술을 이용하여 특정 필터링 기능을 제공할 수 있다. 다르게는, 공진기의 주파수가 바람직한 주파수의 범위를 커버하도록 디자인될 수 있다. 이들 공진기는 원하는 주파수 범위의 필터를 제공하도록 평행하게 접속될 수 있다. 이런 식으로 매우 넓은 주파수 범위를 얻는다. 이에 따라서, PZT와 같은 압전 세라믹 기판은 폭 방향을 따른 폴링(poling)으로 제공되고, 상부와 하부 전극은 기판의 폴링에 직교하는 융기부에서의 폴링을 제공하는 데에 사용된다. 이런 구성에서, 기판은 폭 연장 모드에서 구동되고, 융기부는 길이 연장 모드 (즉, 소형 로센(Rosen) 변형기)에서 구동될 수 있다. 변병기는 직렬이나 평행한 구성으로 접속되어 넓은 범위의 변형기 비율을 제공할 수 있다.

부가하여, 본 발명은 민감하나 센서 어플리케이션에서 간단한 공진기 실시예에서 사용될 수 있다. 또한, 매우 다른 주파수의 공진기와 필터는 라디오에 대한 하나 이상의 RF, IF 및 국부 발진기 기능을 생성하도록 모노리식으로 제조될 수 있다. 종래의 벌크 음향파와 비교하여, 본 발명은 몇개의 공진기 및/또는 필터를 하나의 작은 모노리식 결정 기판에서 주파수를 다르게 하여 제조하는 것을 가능하게 한다. 상기 실시예들 중에는 필요에 따라 간단한 마스크 변형과 뒤이은 와이어 본딩 접속부 이외의 처리시 변화 없이 성취될 수 있는 것이 있다. 또한, 본 발명은 고 주파수 벌크 음향파 압전 디바이스의 어레이의 동시 제조를 가능하게 하고, 이는 대량 생산에 있어서 이점이 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 본 발명에 따라 송신기와 수신기 중 적어도 하나를 갖고 압전 공진기를 포함하는 발진기를 갖는 무선 통신 장치를 제공한다. 특히, 무선 통신 장치는 마이크로컨트롤러의 제어하에서 동작하는 수신기를 포함한다. 통신 장치는 수신기에 결합된 IF 발진기를 포함한다. IF 발진기는 본 발명의 원리를 이용하여 음향파 압전 공진기와 결합된다.

고 주파수 음향파 압전 공진기를 제조하는 방법을 이하 설명한다. 일반적으로, 고 주파수 벌크 음향파 압전 광석 제조 공한정 제1 주요 단계는 연마된 압전 기판을 제공하는 것으로 시작한다. 제2 단계는 금속층과 광레지스트층의 피착을 포함한다. 제3 단계는 미리 정해진 패턴으로 광레지스트층을 노출하고 이 광레지스트층을 현상하는 단계를 포함한다. 제4 단계는 금속층을 에칭하여 금속 마스크를 형성하고 광레지스트를 제거하는 단계를 포함한다. 제5 단계는 금속 마스크 사이의 압전 재료를 미리 정해진 거리 만큼 에칭하여 기판 내에 에칭된 공간을 만들어 미세 가공된 융기부를 남기는 단계를 포함한다. 이 단계는 반응성 이온 에칭을 이용하여 실행되어 융기부에 대해 직간 형상의 팩터를 제공한다. 제6 단계는 디바이스에의 전기적 접속부를 만드는 단계를 포함한다.

바람직하게는 부가의 공정 단계를 부가할 수 있다. 제7 단계는 금속 마스크를 제거하는 단계를 포함한다. 제8 단계는 상부 전극과 하부 전극을 동시에 형성하고 디바이스에의 전기적 접속부를 만들도록 알루미늄을 선택적으로 피착하는 단계를 포함한다. 제9 단계는 알루미늄을 산화 분위기에 노출하여 융기부의 측면을 따라 단락을 전기적으로 개방하는 단계를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 융기부를 진공 상태에서 밀봉하여 디바이스를 기밀하게 패키지하는 패키징 단계를 포함한다.

본 발명의 여러 실시예를 도시 및 설명했지만, 본 발명의 당업자라면 본 발명의 폭 넓은 영역에서 벗어나지 않고, 상술한 실시예의 재결합 및 조합 뿐만 아니라, 여러 변형 및 대체가 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

1. 음향파 압전 디바이스(acoustic wave piezoelectric device)에 있어서,

   상측면과 하측면에 의해 한정된 두께를 갖는 압전 기판;

   상기 압전 기판의 상기 상측면과 일체이며 사이에 이격 공간을 갖는 복수의 융기부 - 상기 융기부는 상기 기판의 상기 상측면에 베이스를 가지며 상기 리지의 높이를 한정하는 상부를 가짐 -;

   상기 융기부의 대응 상부에 배치된 복수의 상부 전극; 및

   상기 융기부 사이의 상기 이격 공간 내에 상기 압전 기판의 상기 상측면 상에 배치된 복수의 하부 전극 - 상기 상부 전극과 하부 전극은 실질적으로 비대향임-

   을 포함하고,

   상기 상부 전극은 제1 및 제2 접속부에 교대로 접속되어 있어, 상기 제1 및 제2 접속부가 AC 신호에 의해 구동되면, 상기 융기부가 실질적으로 반위상 모드로 진동하여 상기 압전 기판 내로 수직 방향으로 향하는 음향파를 생성하는 음향파 압전 디바이스.
2. 제1항에 있어서, 상기 상승 리지는 실질적으로 서로 평행하며 상기 융기부 간의 상기 이격 공간은 실질적으로 주기적인 음향파 압전 디바이스.
3. 제1항에 있어서, 상기 전극이 전기적으로 통전되면, 상기 기판의 상기 상측면에 실질적으로 수직인 전계가 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이에서 생성되어 상기 음향파를 생성하는 압전 응력을 유발하는 음향파 압전 디바이스.
4. 제1항에 있어서, 상기 하부 전극은 부동 상태 및 접지에 공통 결합된 그룹 중에서 선택된 구성에 전기적으로 접속되어 있는 음향파 압전 디바이스.
5. 제1항에 있어서, 상기 압전 기판은 석영으로 이루어지며, 상기 융기부는 AC 신호에 의해 구동되면 굴곡성 모드에 결합된 실질적으로 두께-전단 모드로 구동되는 음향파 압전 디바이스.
6. 제1항에 있어서, 상기 각각의 융기부는 사다리망으로 전기적으로 접속되어 있어 필터를 형성하는 음향파 압전 디바이스.
7. 제1항에 있어서, 상기 각각의 융기부는 다른 공진 주파수 유형이 있으며, 평행하게 전기적으로 접속되어 필터를 형성하는 음향파 압전 디바이스.
8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 융기부는 실질적으로 평행하며, 상기 융기부 간의 상기 이격 공간은 주기적이며, 상기 융기부의 높이는 실질적으로 상기 디바이스의 동작 주파수를 한정하는 음향파 압전 디바이스.
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