KR100332918B1 - 표면탄성파필터의티타늄박막을선택적으로에칭하는방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신용 기기에 이용되는 표면탄성파 필터(Surface Acoustic Filter)의 제조방법에 관한 것이며; 그 목적은 Al전극/Ti박막/SiO₂압전기판 구조를 가지는 표면탄성파 필터에 있어 Al박막 및 SiO₂압전기판은 부식시키지 않으면서 Ti박막만을 선택적으로 에칭하는 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, SiO₂기판위에 30-5000Å 두께의 Ti박막이 형성되고, 이 Ti박막위에 Al박막이 형성된 구조를 갖는 표면 탄성파 필터(SAW Filter)의 제조방법에 있어서, 상기 Al박막을 사진식각한 다음, Al박막이 사진식각된 SiO₂기판을 H₂O와 H₂O₂및NH₄OH의 혼합용액에 30초-8분동안 침적하여 Ti박막을 에칭한 후 세척하는 것을 포함하여 이루어지는 표면탄성파 필터의 Ti박막을 선택적으로 에칭하는 방법에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

표면 탄성파 필터의 티타늄박막을 선택적으로 에칭하는 방법{Preferential etching method of Ti thin film in SAW filter}

본 발명은 이동통신용 기기에 이용되는 표면탄성파 필터(Surface Acoustic Filter)의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 표면탄성파 필터의 Al전극과 압전기판사이에 리플을 줄이기 위해 형성되는 Ti박막의 에칭방법에 관한 것이다.

표면탄성파 필터는 Al전극-압전기판 구조를 가지며, TV나 VCR등 A/V기기에 중간주파수 필터 및 RF필터로 많이 사용되고 있다. 그리고, 최근 초소형 휴대형 전화기에도 그 적용이 시도되고 있다.

그러나, 이러한 구조를 갖는 표면탄성파 필터는 장시간의 전압인가에 따른 Al전극의 마이그레이션(Migration)의 영향으로 내전력성이 약화되어 이동통신 기기 송출부의 파워를 제한하게 만들고, 이에 따라 전지소모를 크게 하는 문제가 있다. 또한, 통과 대역내 리플(Ripple)이 많아지는 문제가 있다.

이에, 본 발명자는 표면탄성파필터의 Al전극과 압전기판사이에 Ti박막이 형성된 표면탄성파 필터를 제안 한 바 있다.

그런데, 이러한 구조를 가지는 표면탄성파 필터를 만들기 위해 Ti박막을 에칭하여야 하는데, 종래에 널리 이용되고 있는 HF에칭용액은 도 1에 도시된 바와 같이, Ti박막은 잘 에칭하나 SiO₂(Quartz)기판을 부식시키는 문제가 있어 그 적용이 불가능하다. 이러한 문제는 그 특성이 우수하고 향후 이동통신기기 성능향상에 크게 이바지할 Al/Ti/SiO₂구조를 갖는 표면탄성파 필터의 실용화에 막대한 지장을 주는 것이다.

본 발명자는 이를 해결하기 위해 다각도로 연구한 결과, 반도체 공정에서 RCA 청정1이라고 불리는 실리콘 기판 표면의 불순물을 제거하는 용액을 가지고 에칭조건을 적절히 제어하면 그 해결이 가능하다는 것을 확인하였다.

반도체분야의 RCA청정 공정은 먼저, 실리콘 기판을 H₂O₂와NH₄OH의 혼합용액에 일정시간동안 침적하여 산화반응과 분해반응을 통해서 기판에 불연속적으로 수Å의 두께로 흡착되어 있는 유기물을 제거하는 제1 단계가 있다. 이때 유기물은 주로 Fe금속이며, 그외 ⅠB, ⅡB족 금속인 Au, Ag, Cu, Zn와 Ni, Ca, Co, Cr과 같은 금속들을NH₄OH의 부수적반응을 통해서 제거한다.

다음, 제 2공정을 거치는데, 이 공정은 HCl과 H₂O₂의 혼합용액으로 알칼리금속계열과 제 1공정에서 형성되어 있는 Al⁺³, Fe⁺³, Mg⁺³등의 양이온을 제거하며, 그리고 제 1공정에서 제거하지 못한 나머지 금속오염물을 제거한다.

이러한 제 1공정과 제 2공정에서 사용하는 용액은 그 온도를 75-80℃로 유지된 것이며, 이 용액에 실리콘 기판을 침적하는 시간은 약 10분 내외이다.

위에서 설명한 바와 같이, 종래 반도체공정의 H₂O_2:NH₄OH 혼합용액은 수Å의 두께로 불연속적으로 형성되는 불특정금속을 제거하는데 이용된 것이며, 수십-수천Å 두께로 연속적인 박막으로 형성된 특정금속만 선택적으로 에칭하는데는 그 사용이 보고된 바 없다. 그러나, 본 발명자는 Al/Ti/SiO₂구조를 갖는 기판에서 Al 및 SiO₂기판은부식시키지 않으면서도 Ti박막만을 선택적으로 에칭하기 위한 에칭조건을 제어한 결과, 그 적용이 가능한 것을 확인하고 본 발명을 제안하게 이르렀다.

본 발명은 Al전극/Ti박막/SiO₂압전기판 구조를 가지는 표면탄성파 필터에 있어 Al박막 및 SiO₂압전기판은 부식시키지 않으면서 Ti박막만을 선택적으로 에칭하는 방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 Ti 에칭용액으로 Ti박막을 에칭할 때 에칭시간에 따른 Ti박막의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 2는 Al 에칭용액으로 Ti박막을 에칭할 때 에칭 시간에 따른 Ti박막의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 3은 본 발명에 따라 Ti박막을 에칭할 때 에칭시간에 따라 Ti박막의 변화를 나타내는 그래프이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, SiO₂기판위에 30-5000Å 두께의 Ti박막이 형성되고, 이 Ti박막위에 Al박막이 형성된 구조를 갖는 표면 탄성파 필터(SAW Filter)의 제조방법에 있어서, 상기 Al박막을 사진식각한 다음, Al박막이 사진식각된 SiO₂기판을 H₂O와 H₂O₂및NH₄OH의 혼합용액에 30초-8분동안 침적하여 Ti박막을 에칭한 후 세척하는 것을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명자의 연구에 의한면, 표면탄성파 필터를 제조하기 위해서는 먼저, SiO₂기판를 세척한 후, 이 기판위에 30-5000Å 두께의 Ti박막을 DC 마그네트론 스퍼터링 방식으로 형성한 다음, Ti박막위에 Al전극을 증착한다.

다음으로 Al전극을 통상의 방법으로 사진식각하는데, 그 방법은 통상의 방법으로 하드 베이킹(Hard Baking)공정까지 끝낸다음, H₃PO₄:HNO₃:CH₃COOH:H₂O의 비가 80:5:5:10의 40℃ 에칭용액에 Al을 에칭한다.

이어, Al이 에칭된 SiO₂기판을 본 발명에 따라 상온으로 유지된 H₂O와 H₂O₂및NH₄OH의 혼합용액에 30초-8분동안 침적하여 Ti박막을 에칭한다. 이때, 무엇보다 중요한 것은 침적시간을 30초-8분동안 하는 것이다. 만일 8분이상 침적하는 경우 Ti박막만 선택적으로 에칭이 되지 않고 Al이 손상될 수 가 있으며, 이를 고려하여 Ti박막의 두께를 30-5000Å으로 하는 것이고, 이 두께정도면 표면탄성파 필터로 적용이 가능하다.

그리고, H₂O와 H₂O₂및NH₄OH의 혼합용액의 비는 H₂O: H₂O_2:NH₄OH의 비가 3-6:1:1가 되도록 하는 것이 좋다. 이는 H₂O의 비가 상대적으로 6을 넘으면 에칭용액의 농도가 너무 묽어 Ti박막이 에칭이 힘들며, 3미만의 경우 Al이 손상될 수가 있다.

상기와 같이 Ti박막을 에칭한 다음, 통상의 방법대로 세척하는데, 그 구체적인 방법은 초순수탈이온수로 3-5분정도 세척하는 것이다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예]

LN 64。, LN128。, Quartz ST-cut 압전기판을 Deconex용액 5% 와 DI 수용액 95%를 40℃정도에서 30분 가량 초음파 세척한 후 Ti박막을 DC 마그네트론(magnetron) 스퍼터링 방식으로 2500Å의 두께로 증착하였다. 이때, 스퍼터링 조건은 파워 1KW, 초기진공 3×10^-7Torr정도이고 챔버압력은 5mTorr로, 기판온도는 균열을 막기위해 50℃정도로 유지하였다. 이어 Al박막을 3000Å의 두께로 증착한 다음, H₃PO₄:HNO₃:CH₃COOH:H₂O의 비가 80:5:5:10의 40℃ 에칭용액에서 Al박막을 사진식각하고, 이어 Ti박막을 에칭하였다.

Ti박막의 에칭은 H₂O: H₂O_2:NH₄OH의 비가 5:1:1인 혼합용액으로 상온에서 1분 40초동안 유지하여 Ti박막을 제거하였다. 그 뒤 초순수탈이온수로 약 3분 정도 세척하여 Al전극/Ti박막/SiO₂압전기판 구조를 가지는 표면탄성파 필터를 얻었다.

상기 Al박막 및 Ti박막에칭과정중 에칭용액에 침적하는 시간에 따른 Ti박막의 두께변화를 도 2, 3에 나타내었다.

도 2에 나타난 바와 같이, Al에칭용액에 Al박막이 에칭되는 동안 침적하여도 Ti박막이 에칭되지 않음을 확인할 수 있다.

또한, 도 3에 나타난 바와 같이, H₂O: H₂O_2:NH₄OH의 비가 5:1:1인 혼합용액에 침적하면 Ti박막이 효과적으로 에칭됨을 확인할 수 있다. 이때, Al박막 및 SiO₂기판은 부식되는 문제는 없었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, Ti박막을 일정두께이하로 제한하고, Ti에칭용액에 침적시간을 제한하면 Al박막 및 SiO₂기판은 부식시키지 않으며 Ti박막만 선택적으로 에칭할 수 있다. 따라서, Al/Ti/SiO₂구조를 갖는 표면탄성파 필터의 실용화를 가능하게 하는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. SiO₂기판위에 30-5000Å 두께의 Ti박막이 형성되고, 이 Ti박막위에 Al박막이 형성된 구조를 갖는 표면 탄성파 필터(SAW Filter)의 제조방법에 있어서,

   상기 Al박막을 사진식각한 다음, Al박막이 사진식각된 SiO₂기판을 H₂O와 H₂O₂및NH₄OH의 혼합용액에 30초-8분동안 침적하여 Ti박막을 에칭한 후 세척하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 표면탄성파 필터의 Ti박막을 선택적으로 에칭하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 혼합용액은 H₂O: H₂O_2:NH₄OH의 비가 3-6:1:1임을 특징으로 하는 방법.

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