KR100429972B1 - 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법 - Google Patents

박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법에 관한 것으로, 종래 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법은 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터를 각각 제조하고, 이를 전기적으로 연결하여 사용함으로써, 다른 소자와의 집적이 되지 않아 제조비용이 증가함과 아울러 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터의 튜닝이 용이하지 않은 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 동일 기판상에 동일한 중심 주파수를 가지는 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터를 구현한 후, 상기 구조의 하부에 수신 대역통과필터 또는 송신 대역통과필터 측의 지지층을 노출시키는 마스크를 부착하고, 그 수신 대역통과필터 측의 지지층과 송신 대역통과필터 측의 지지층의 두께를 다르게 처리하는 후처리단계로 구성되어 동일기판상에 서로다른 중심주파수를 가지는 송신 대역통과필터와 수신 대역통과필터를 구비하는 듀플렉서를 용이하게 구현함으로써, 다른 회로와의 집적이 가능하여 제조비용을 절감함과 아울러 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터의 튜닝을 용이하게 실현할 수 있는 효과가 있다.

Description

박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR DUPLEXER USING THIN FILM BULK ACOUSTIC RESONATOR}
본 발명은 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법에 관한 것으로, 특히 서로 다른 중심주파수를 가지는 두 대역통과필터를 동일기판상에 제조하여 다른 소자와 집적이 가능하도록 하여 제조비용을 절감하는데 적당하도록 한 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법에 관한 것이다.
최근 무선통신과 초고주파통신의 발달로 인하여 휴대용 단말기는 저가격화, 경량화, 경박화, 소형화를 추구하면서 빠르게 발전하고 있다. 그 휴대용 단말기에 내장되는 부품들은 집적도의 증가요구에 부합하기 위하여 원칩(one-chip)화 되고 있다. 그러나 그 부품들 중 대역통과필터는 다른 부품과의 집적이 용이하지 않아 별도로 배치하여, 휴대용 단말기 가격의 상승요인이 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 현재 박막 벌크 어쿠스틱 공진기(이하, TFBAR)를 이용한 필터의 연구가 진행되고 있다. TFBAR을 이용한 필터는 실리콘이나 갈륨비소 기판위에 압전 유전체 물질인 이산화아연(ZnO2), 질화알루미늄(AlN) 등을 스퍼터링이나, 다른 박막증착법으로 금속전극 사이에 직접 증착해 압전특성으로 인한 공진을 유발하는 박막 형태의 필터이다. 이는 박막형으로 소자의 크기가 작고 대량생산이 가능하며, 고품질 및 저 삽입손실 특성으로 여러 주파수 대역의 무선 통신기기 및 레이더에 응용할 수 있다.
특히, 중심주파수가 다른 두 대역통과필터를 사용하는 TFBAR을 이용한 듀플렉서의 경우, 사용되는 대역통과필터의 중심주파수 차에 의해 동일한 기판상에 제조하지 못했고, 각각을 다른 기판에 제조한 후 이를 전기적으로 연결하여 사용함으로써, 다른 회로와의 집적이 불가능하여 그 제조비용이 증가하고, 회로가 차지하는 면적이 커져 집적도가 저하되는 문제점이 있으며, 이와 같은 종래 TFBAR을 이용한 듀플렉서 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 종래 TFBAR을 이용한 듀플렉서의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 일측이 안테나(ANT)에 연결되고, 타측이 송신포트(Tx PORT)에 연결되어 송신신호를 필터링하여 안테나(ANT)를 통해 송신하는 송신 대역통과필터(Tx)와; 일측이 λ/4 전송선로(λ/4)를 통해 상기 안테나(ANT)에 연결됨과 아울러 타측이 수신포트(Rx PORT)에 연결되어 수신신호를 필터링하여 수신포트(Rx PORT)로 인가하는 수신 대역통과필터(Rx)로 구성된다.
이와 같이 구성되는 듀플렉서는 상기 송신 대역통과필터(Tx)와 수신 대역통과필터(Rx)를 각기 다른 기판에 제조하고, 이를 전기적으로 연결하여 사용한다.
도면에서 점선 부분은 기판을 나타내며, 송신 대역통과필터(Tx)가 형성된 기판과 상기 λ/4 전송선로(λ/4)와 수신 대역통과필터(Rx)는 서로 다른 기판에 형성됨을 알 수 있다.
도2는 도1에서 수신 대역통과필터 및 송신 대역통과필터의 등가회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 입력전압(Vin)을 인가받는 입력단과 출력전압(Vout)을 출력하는 출력단의 사이에 직렬접속된 제1 내지 제3TFBAR(TFBAR1, TFBAR2, TFBAR3)과; 각각의 일측단이 상기 입력단, 제1TFBAR(TFBAR1)과 제2TFBAR(TFBAR2)의 접점,제2TFBAR(TFBAR2)과 제3TFBAR(TFBAR3)의 접점에 접속되며, 타측은 공통전압(Vcom)이 공통으로 인가되는 제4 내지 제6TFBAR(TFBAR4, TFBAR5, TFBAR6)로 구성된다.
이때, 직렬 공진주파수를 가지는 제1 내지 제3TFBAR(TFBAR1~TFBAR3)과 병렬 공진주파수를 가지는 제4내지 제6TFBAR(TFBAR4~TFBAR6)의 공진주파수는 서로 다르며, 이와 같은 구조를 실현하기 위해 도3의 대역통과필터의 평면도에 나타낸 바와 같이 상기 제1 내지 제3TFBAR(TFBAR1~TFBAR3)과 상기 제4 내지 제6TFBAR(TFBAR4~TFBAR6)의 면적은 차이가 있게 된다.
또한, 상기 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터는 그 중심주파수가 다르며, 이에 따라 서로 다른 기판에 제조해야 한다.
도4a 내지 도4e는 종래 수신 대역통과필터의 제조공정 수순단면도이고, 도5a 내지 도5e는 송신 대역통과필터의 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부와 하부에 지지층(2)을 증착하는 단계(도4a, 도5a)와; 상기 기판(1)의 상부측 지지층(2) 상에 하부전극(3)을 형성하는 단계(도4b, 도5b)와; 상기 구조의 상부전면에 압전층(4)을 증착하고, 패터닝하여 상기 TFBAR이 직렬연결되는 부분과 병렬연결되는 부분에 적합한 압전층(4) 패턴을 형성하는 단계(도4c, 도5c)와; 상기 구조의 상부전면에 금속을 증착하고, 패터닝하여 상부전극(5)을 형성하는 단계(도4d, 도5d)와; 상기 기판(1)의 하부측에 위치하는 지지층(2)의 일부를 식각하고, 노출되는 기판(1)을 식각하여 대역통과필터의 주변부와 중앙부 하측에 기판(1)과 지지층(2) 패턴을 잔존시키는 단계(도4e, 도5e)로 이루어진다.
이하, 상기와 같이 구성된 종래 듀플렉서 구성을 위한 수신 대역통과필터 및송신 대역통과필터 제조방법을 좀 더 상세히 설명한다.
먼저, 도4a 및 도5a에 도시한 바와 같이 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터는 모두 실리콘 또는 갈륨비소 기판(1)의 상하면에 저응력 질화막 또는 오엔오(ONO)(SiO2/SiNx/SiO2)막을 증착하여 지지층(2)을 형성한다.
그 다음, 도4b와 도5b에 도시한 바와 같이 상기 기판(1)의 상부측에 증착된 지지층(2)의 상부전면에 금속을 증착하고, 사진식각공정을 통해 패터닝하여 도2에 도시한 상호 직렬연결된 제1 내지 제3TFBAR(TFBAR1~TFBAR3)의 하부전극(3)을 형성함과 아울러 제4 내지 제6TFBAR(TFBAR4~TFBAR6)의 하부전극(3)을 형성한다.
이와 같이 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터의 제조방법은 상기 하부전극(3)의 형성공정까지는 동일하다.
그 다음, 도4c와 도5c에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 ZnO2또는 AlN을 증착한다. 이때 증착되는 압전층(4)은 수신 대역통과필터인 도4c에서 보다 송신 대역통과필터인 도5c에서 더 두껍게 증착되며, 이는 수신 대역통과필터의 중심주파수와 송신 대역통과필터의 중심주파수의 차를 발생시키는 수단이 된다.
그 다음, 상기 증착된 압전층(4)을 사진식각공정을 통해 패터닝한다.
이때 패터닝된 압전층(4)의 구조는 제4 내지 제6TFBAR(TFBAR4~TFBAR6)를 형성하기 위한 구조, 즉 공통전압(Vcom)에 일측이 접속되는 TFBAR의 상부측에는 하부전극(3)과 그 하부전극(3)의 사이에 위치하는 지지층(2)의 상부에 위치하는 압전층(4) 패턴을 형성하고, 상호 직렬접속되는 제1 내지 제3TFBAR(TFBAR1~TFBAR3)을 형성하기 위해서 그 제1 내지 제3TFBAR(TFBAR1~TFBAR3)의 하부전극(3) 각각에 대한 독립적인 압전층(4) 패턴을 형성해야 하며, 제1TFBAR(TFBAR1)의 일측전극이 제2TFBAR(TFBAR2)의 일측전극에 연결되고, 그 제2TFBAR(TFBAR2)이 제3TFBAR(TFBAR3)의 일측전극에 연결되는 구조를 가지므로, 그 전극간의 연결이 가능하도록, 하부전극(3)의 좌측상부일부를 노출시키는 형태로 압전층(4) 패턴을 형성한다.
그 다음, 도4d와 도5d에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 금속을 증착하고 패터닝하여 상기 제4 내지 제6TFBAR(TFBAR4~TFBAR6)을 구성하는 압전층(4)의 상부에 상부전극(5)을 형성하고, 상기 제1 내지 제3TFBAR(TFBAR1~TFBAR3)을 구성하는 압전층(4)의 상부에 위치함과 아울러 우측의 하부전극(3)의 노출된 부분에 각각 접속되는 상부전극(5)을 형성한다.
그 다음, 도4e와 도5e에 도시한 바와 같이 상기 실리콘 기판(1)과, 그 실리콘 기판(1)의 하부측에 증착된 지지층(2)의 중앙부와 측면부를 제외한 영역을 식각하여 상기 식각되지 않은 지지층(2)과 상부일부가 식각된 지지층(2)의 중앙부하부를 노출시킨다.
그 다음, 상기 구조의 필요한 영역에 입력전압(Vin), 출력전압(Vout), 공통전압(Vcom)이 인가될 수 있도록 본딩을 형성한다.
이와 같이 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터를 각각 제조한 후, 이를 전기적으로 연결하여 듀플렉서로 사용한다.
상기한 바와 같이 종래 TFBAR을 이용한 듀플렉서 제조방법은 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터를 각각 제조하고, 이를 전기적으로 연결하여 사용함으로써, 다른 소자와의 집적이 되지 않아 제조비용이 증가함과 아울러 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터의 튜닝이 용이하지 않은 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 중심 주파수가 서로다른 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터를 동일 기판상에 형성할 수 있는 TFBAR을 이용한 듀플렉서 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도1은 종래 TFBAR을 이용한 듀플렉서의 구성도.
도2는 도1에서 사용되는 수신 대역통과필터 또는 송신 대역통과필터의 등가회로도.
도3은 대역통과필터의 평면도.
도4a 내지 도4e는 종래 수신 대역통과필터의 제조공정 수순단면도.
도5a 내지 도5e는 종래 송신 대역통과필터의 제조공정 수순단면도.
도6은 본 발명이 적용되는 송수신 회로의 구성도.
도7은 본 발명을 적용하여 제작한 듀플렉서의 등가회로도.
도8a 내지 도8f는 본 발명 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서의 제조공정 수순 단면도.
도9 내지 도11은 본 발명의 다른 실시예도.
도12는 본 발명에 의해 제작된 듀플렉서의 평면도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
1:기판 2,8:지지층
3:하부전극 4:압전층
5:상부전극 6:식각마스크
상기와 같은 목적은 기판의 양면에 형성된 지지층 중 기판의 상부에 위치하는 지지층 상에 복수의 하부전극을 형성하는 단계와; 상기 구조의 상부전면에 압전층을 증착하고, 사진식각공정을 통해 상기 증착된 압전층을 패터닝하여 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터 형성영역 각각에 직렬연결과 병렬연결이 가능하도록 압전층 패턴을 형성하는 단계와; 상기 구조의 상부전면에 금속을 증착하고 패터닝하여 수신 대역통과필터 영역과 송신 대역통과필터에 형성된 압전층 상에 상부전극을 형성하는 단계와; 사진식각공정을 통해 상기 기판의 하부측에 위치하는 지지층과 기판의 일부를 식각하여, 상기 수신 대역통과필터 영역과 송신 대역통과필터의 사이와 수신 대역통과필터 및 송신 대역통과필터에 형성된 병렬연결된 박막 벌크 어쿠스틱 공진기와 직렬연결된 박막 벌크 어쿠스틱 공진기 사이 영역의 하부에 기판과 지지층 패턴을 잔존시키는 단계와; 상기 구조의 하부에 수신 대역통과필터 또는 송신 대역통과필터 측의 지지층을 노출시키는 마스크를 부착하고, 그 수신 대역통과필터 측의 지지층과 송신 대역통과필터 측의 지지층의 두께를 다르게 처리하는후처리단계로 구성함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도6은 본 발명이 적용되는 송수신 회로의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 종래와 같이 일측이 안테나(ANT)에 연결되고, 타측이 송신포트(Tx PORT)에 연결되어 송신신호를 필터링하여 안테나(ANT)를 통해 송신하는 송신 대역통과필터(Tx)와; 일측이 λ/4 전송선로(λ/4)를 통해 상기 안테나(ANT)에 연결됨과 아울러 타측이 수신포트(Rx PORT)에 연결되어 수신신호를 필터링하여 수신포트(Rx PORT)로 인가하는 수신 대역통과필터(Rx)로 구성되나, 하나의 기판에 송신 대역통과필터(Tx)와 상기 λ/4 전송선로(λ/4), 수신 대역통과필터(Rx)를 형성하여 단일 칩화함으로써, 다른 회로와의 집적이 가능하도록 한다.
또한, 도7은 본 발명을 적용하여 제작한 듀플렉서의 등가회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 안테나(ANT)와 송신포트(Tx PORT) 사이에 직렬 접속된 제1 내지 제3TFBAR(TFBAR1~TFBAR3)과, 각각의 일측단이 상기 입력단, 제1TFBAR(TFBAR1)과 제2TFBAR(TFBAR2)의 접점, 제2TFBAR(TFBAR2)과 제3TFBAR(TFBAR3)의 접점에 접속되며, 타측은 공통전압(Vcom)이 공통으로 인가되는 제4 내지 제6TFBAR(TFBAR4, TFBAR5, TFBAR6)를 구비하는 송신 대역통과필터(Tx)와; 상기 안테나(ANT)에 일측이 접하여 수신신호를 수신 대역통과필터(Rx)로 인가하는 λ/4전송선로(λ/4)와; 상기 전송선로(λ/4)의 타측과 수신포트(Rx PORT) 사이에 직렬접속되는 제7 내지 제9TFBAR(TFBAR7~TFBAR9)과, 일측이 상기 전송선로(λ/4)의 타측, 제7TFBAR(TFBAR7)과 제8TFBAR(TFBAR8)의 접점, 제8TFBAR(TFBAR8)과 제9TFBAR(TFBAR9)의 접점에 접속되며, 타측은 공통전압(Vcom)이 공통으로 인가되는 제10 내지 제12TFBAR(TFBAR10~TFBAR12)를 구비하는 수신 대역통과필터(Rx)로 구성된다.
상기의 회로를 단일 기판 상에 구현하는 본 발명 TFBAR을 이용한 듀플렉서 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도8a 내지 도8f는 본 발명 TFBAR을 이용한 듀플렉서 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부와 하부에 지지층(2)을 형성하는 단계(도8a)와; 상기 기판(1)의 상부에 형성된 지지층(2) 상에 복수의 하부전극(3)을 형성하는 단계(도8b)와; 상기 구조의 상부전면에 압전층(4)을 증착하고, 사진식각공정을 통해 상기 증착된 압전층(4)을 패터닝하여 수신 대역통과필터(Rx)와 송신 대역통과필터(Tx) 형성영역 각각에 직렬연결과 병렬연결이 가능하도록 압전층(4) 패턴을 형성하는 단계(도8c)와; 상기 구조의 상부전면에 금속을 증착하고 패터닝하여 수신 대역통과필터(Rx) 영역과 송신 대역통과필터(Tx)에 형성된 압전층(4) 상에 상부전극(5)을 형성하는 단계(도8d)와; 사진식각공정을 통해 상기 기판(1)의 하부측에 위치하는 지지층(2)과 기판(1)의 일부를 식각하여, 상기 수신 대역통과필터(Rx) 영역과 송신 대역통과필터(Tx)의 사이와 수신 대역통과필터(Rx) 및 송신 대역통과필터(Tx)에 형성된 병렬연결된 박막 벌크 어쿠스틱 공진기와 직렬연결된 박막 벌크 어쿠스틱 공진기 사이 영역의 하부에 기판(1)과 지지층(2) 패턴을 잔존시키는 단계(도8e)와; 상기 구조의 하부에 식각마스크(6)를 부착하고, 상기 수신 대역통과필터(Rx)의 영역에 위치하는 지지층(2)을 선택적으로 노출시킨 후, 그 노출된 지지층(2)의 일부를 식각하여, 상기 송신 대역통과필터(Tx) 측의 지지층(2)의 두께보다 수신 대역통과필터(Rx) 측의 지지층(2)의 두께를 얇게 형성하는 단계(도8f)로 구성된다.
이하, 상기와 같은 본 발명 TFBAR을 이용한 듀플렉서의 제조방법을 좀 더 상세히 설명한다.
먼저, 도8a에 도시한 바와 같이 실리콘 또는 갈륨비소 기판(1)의 상부와 하부에 저응력 질화막 또는 ONO막을 증착하여 지지층(2)을 형성한다.
그 다음, 도8b에 도시한 바와 같이 상기 기판(1)의 상부에 형성된 지지층(2) 상에 금속을 증착하고, 그 금속을 패터닝하여 복수의 하부전극(3)을 형성한다.
그 다음, 도8c에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 압전층(4)을 증착하고, 사진식각공정을 통해 상기 증착된 압전층(4)을 패터닝하여 수신 대역통과필터(Rx)와 송신 대역통과필터(Tx) 형성영역 각각에 직렬연결과 병렬연결이 가능하도록 압전층(4) 패턴을 형성한다.
즉, 수신 대역통과필터(Rx)와 송신 대역통과필터(Tx) 영역 각각에 상기 도7에서 보여지는 박막 벌크 어쿠스틱 공진기의 연결구조를 실현하기 위하여, 병렬연결되는 TFBAR, 다시 말해서 제4 내지 제6TFBAR(TFBAR4~TFBAR6) 및 제10 내지 제12TFBAR(TFBAR10~TFBAR12)를 형성하기 위한 구조, 즉 공통전압(Vcom)에 일측이 접속되는 TFBAR의 상부측에는 하부전극(3)과 그 하부전극(3)의 사이에 위치하는 지지층(2)의 상부에 위치하는 압전층(4) 패턴을 형성하고, 상호 직렬접속되는 제1 내지 제3TFBAR(TFBAR1~TFBAR3), 제7 내지 제9TFBAR(TFBAR7~TFBAR9)을 형성하기 위해서 그 제1 내지 제3TFBAR(TFBAR1~TFBAR3)과 제7 내지 제9TFBAR(TFBAR7~TFBAR9)의 하부전극(3) 각각에 대한 독립적인 압전층(4) 패턴을 형성해야 하며, 송신 대역통과필터(Tx) 영역에서는 제1TFBAR(TFBAR1)의 상부전극이 제2TFBAR(TFBAR2)의 하부전극에 연결되고, 그 제2TFBAR(TFBAR2)의 상부전극이 제3TFBAR(TFBAR3)의 하부전극에 연결되며, 수신 대역통과필터(Rx) 영역에서는 제7TFBAR(TFBAR7)의 상부전극이 제8TFBAR(TFBAR8)의 하부전극에 연결되고, 그 제8TFBAR(TFBAR8)의 상부전극이 제9TFBAR(TFBAR9)의 하부전극에 연결되는 구조를 가지므로, 그 전극간의 연결이 가능하도록, 하부전극(3)의 좌측상부일부를 노출시키는 형태로 압전층(4) 패턴을 형성한다.
그 다음, 도8d에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 금속을 증착하고 패터닝하여 수신 대역통과필터(Rx)와 송신 대역통과필터(Tx) 영역에 형성된 압전층(4) 상에 선택적으로 상부전극(5)을 형성한다.
그 다음, 도8e에 도시한 바와 같이 사진식각공정을 통해 상기 기판(1)의 하부측에 위치하는 지지층(2)과 기판(1)의 일부를 식각하여, 상기 수신 대역통과필터(Rx) 영역과 송신 대역통과필터(Tx)의 사이와 수신 대역통과필터(Rx) 및 송신 대역통과필터(Tx)에 형성된 병렬연결된 TFBAR과 직렬연결된 TFBAR 사이 영역의 하부에 기판(1)과 지지층(2) 패턴을 잔존시킨다.
이와 같은 공정으로 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터가 제조되나, 상기 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터는 동일한 공정과정 및 조건으로 제조되어 그 중심주파수가 동일한 값이되며, 이를 바로 송수신장치에 적용할 수 없다.
상기 중심주파수를 변경하기 위해서, 도8f에 도시한 바와 같이 상기 구조의 하측에 식각마스크(6)를 부착한다.
이때의 식각마스크(6)는 식각가스 또는 식각용액이 우측에 위치하는 상기 수신 대역통과필터(Rx)의 지지층(2)의 하측에만 영향을 주도록 개방되어 있고, 좌측에 위치하는 송신 대역통과필터(Tx)의 지지층(2) 하부측에는 영향을 주지않도록 차단되어 있는 구조를 가진다.
이와 같은 상태에서 식각가스를 사용한 건식식각 또는 식각용액을 사용하는 습식식각을 통해 상기 노출된 수신 대역통과필터(Rx) 측의 지지층(2)의 하부일부를 식각한다.
이와 같은 식각공정을 통해 수신 대역통과필터(Rx) 측의 지지층(2)을 송신 대역통과필터(Tx) 측의 지지층(2)에 비하여 얇게 형성하면, 수신 대역통과필터(Rx)의 중심주파수가 송신 대역통과필터(Tx)의 중심주파수에 비하여 높아지게 된다.
상기와 같이 본 발명은 동일한 중심 주파수를 가지는 수신 대역통과필터(Rx)와 송신 대역통과필터(Tx)를 동일한 기판상에 제조하고, 후처리공정을 통해 상기 수신 대역통과필터(Rx)와 송신 대역통과필터(Tx)의 중심주파수의 차이를 발생시킴으로써, 듀플렉서로 사용가능 하도록 하여 듀플렉서를 단일 칩의 형태로 제작가능하게 된다.
또한, 도9는 본 발명의 다른 실시예도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 도8a 내지 도8e의 공정을 통해 단일한 기판(1) 상에 수신 대역통과필터(Rx)와 송신 대역통과필터(Tx)를 구현한 후, 그 기판(1)의 저면에 증착마스크(7)를 부착하고,그 증착마스크(7)를 사용하는 선택적 증착공정으로 상기 송신 대역통과필터(Tx)의 하측 지지층(2)의 하부측에 지지층(8)을 소정의 두께로 증착한다.
이와 같은 증착공정에 의해 수신 대역통과필터(Rx)의 지지층(2)에 비해 송신 대역통과필터(Tx)의 지지층(2,8)이 더 두꺼워 지며, 이에 따라 수신 대역통과필터(Rx)의 중심주파수가 상대적으로 더 높아지게 된다.
도10과 도11은 본 발명의 또 다른 실시예도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 도8a 내지 도8e의 과정을 통해 동일기판상에 제작한 듀플렉서를 마지막 후 처리 공정에 앞서 송신 대역통과필터(Tx)와 수신 대역통과필터(Rx) 영역을 절단하고, 수신 대역통과필터(Rx) 측의 지지층(2)을 소정의 두께로 식각하거나, 송신 대역통과필터(Tx)의 지지층(2)의 두께를 더 증가시키게 된다. 이와 같이 두 영역을 분리하여 후처리 공정을 통해 송신 대역통과필터(Tx)와 수신 대역통과필터(Rx)의 중심주파수를 변경하는 공정은 식각 또는 증착마스크를 사용하지 않아도 그 구현이 가능하게 된다.
도12는 본 발명에 의해 제조된 듀플렉서의 평면도로서, 이에 도시한 바와 같이 수신 대역통과필터(Rx)와 송신 대역통과필터(Tx)는 동일 기판상에 제조된다.
상기한 바와 같이 본 발명 TFBAR을 이용한 듀플렉서 제조방법은 동일기판상에 서로다른 중심주파수를 가지는 송신 대역통과필터와 수신 대역통과필터를 구비하는 듀플렉서를 용이하게 구현함으로써, 다른 회로와의 집적이 가능하여 제조비용을 절감함과 아울러 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터의 튜닝을 용이하게 실현할 수 있는 효과가 있고, 또한 동일기판상에 제작한 듀플렉서를 마지막 중심주파수를 변경하는 후처리 공정에 앞서 송신 대역통과필터와 수신 대역통과필터의 영역을 먼저 분리하는 다른 실시예의 경우에는 증착 또는 식각 마스크를 사용하지 않아 그 후처리 공정이 간단히 이루어지는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 기판의 양면에 형성된 지지층 중 기판의 상부에 위치하는 지지층 상에 복수의 하부전극을 형성하는 단계와; 상기 구조의 상부전면에 압전층을 증착하고, 사진식각공정을 통해 상기 증착된 압전층을 패터닝하여 수신 대역통과필터와 송신 대역통과필터 형성영역 각각에 직렬연결과 병렬연결이 가능하도록 압전층 패턴을 형성하는 단계와; 상기 구조의 상부전면에 금속을 증착하고 패터닝하여 수신 대역통과필터 영역과 송신 대역통과필터에 형성된 압전층 상에 상부전극을 형성하는 단계와; 사진식각공정을 통해 상기 기판의 하부측에 위치하는 지지층과 기판의 일부를 식각하여, 상기 수신 대역통과필터 영역과 송신 대역통과필터의 사이와 수신 대역통과필터 및 송신 대역통과필터에 형성된 병렬연결된 박막 벌크 어쿠스틱 공진기와 직렬연결된 박막 벌크 어쿠스틱 공진기 사이 영역의 하부에 기판과 지지층 패턴을 잔존시키는 단계와; 상기 구조의 하부에 수신 대역통과필터 또는 송신 대역통과필터 측의 지지층을 노출시키는 마스크를 부착하고, 그 수신 대역통과필터 측의 지지층과 송신 대역통과필터 측의 지지층의 두께를 다르게 처리하는 후처리단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 또는 갈륨비소 기판인 것을 특징으로 하는 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 압전층 패턴은 직렬연결되는 박막 벌크 어쿠스틱 공진기영역에서는 하부전극의 상부일부에만 위치하도록 형성함과 아울러 병렬연결되는 박막 벌크 어쿠스틱 공진기영역에서는 그 하부전극과 하부전극 사이의 지지층의 상부전면에 위치하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 후처리 단계는 증착마스크를 부착하여 상기 송신 대역통과 필터측의 지지층 하부를 노출시키는 단계와; 상기 노출된 송신 대역통과 필터측의 지지층 하부에 지지층을 더 증착하여 상기 수신 대역통과 필터측의 지지층 보다 상기 송신 대역통과 필터측의 지지층을 더 두껍게 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 후처리 단계는 식각마스크를 부착하여 상기 수신 대역통과필터의 영역에 위치하는 지지층을 선택적으로 노출시킨 후, 그 노출된 지지층의 일부를 식각하여, 상기 송신 대역통과필터 측의 지지층의 두께보다 수신 대역통과필터 측의 지지층 두께를 얇게 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 지지층을 식각하는 방법으로는 상기 식각마스크에 의해 노출되는 수신 대역통과필터 측의 지지층 하부를 식각가스 또는 식각용액을 사용하는 건식 또는 습식식각에 의해 식각하는 것을 특징으로 하는 박막 벌크 어쿠스틱 공진기를 이용한 듀플렉서 제조방법.
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