KR100446258B1 - 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

고품질화 및 소형화가 가능하도록, 압전단결정에 두개의 홈을 이방성 식각하는 것에 의하여 수∼수십㎛의 두께로 형성되는 압전막과, 서로 단락되지 않도록 압전막의 양 옆면에 형성되는 전극과, 압전막을 사이에 두고 압전단결정의 윗면에 형성되고 전원 또는 회로에 연결되는 패드부와, 전극 및 패드부를 각각 전기적으로 연결하도록 이방성 식각된 홈의 바닥면 및 옆면을 따라 형성되는 연결부를 포함하는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자를 제공한다.

또 압전단결정 기판 위에 전극재료를 증착하여 패드부를 형성하는 패드공정과, 패드부 및 압전단결정 기판 위에 피알층을 형성하는 피알공정과, 피알층의 위에 마스크를 형성하는 마스크공정과, 마스크의 패턴에 맞추어 피알층과 압전단결정 기판을 소정의 깊이로 이방성 식각하여 압전막을 형성하는 막공정과, 압전막의 양옆면 및 이방성 식각된 홈의 바닥면과 옆면에 전극재료를 증착하여 전극 및 연결부를 형성하는 전극공정과, 피알층 및 마스크를 제거하는 제거공정을 포함하는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 제조방법을 제공한다.

Description

압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 및 그 제조방법 {Bulk Acoustic Wave Device for High Frequency Using Piezoelectric Single Crystal and Process of The Same}

본 발명은 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 방향으로 이방성 식각하여 원하는 형상을 만들고 전극을 증착하여 형성하므로 고품질화가 가능한 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 무선통신기술의 발전으로 무선통신기기가 널리 보급되면서, 무선통신부품의 수요는 증가하고 있다. 특히 개인통신기기가 널리 보급되면서 소형화, 고품질화, 고주파수화된 저가격의 고주파 부품이 요구되고 있다. 예를 들면 고주파 수동부품으로서 공진기, 필터, 듀플렉서 필터 등의 수요가 크게 증가하고 있다.

일반적으로 개인통신기기용 고주파 수동부품을 만드는 방법은 많이 알려져 있으며, 대표적인 것으로 세라믹 유전체 공진기를 사용한 고주파 수동부품들이다. 세라믹 유전체 공진기는 많은 장점을 갖고 있음에도 불구하고 그 크기가 수㎝이므로 초소형화, 집적화, 원칩화 등에 부적합한 단점으로 인하여 사용이 제한되고 있다. 그리고 집중소자를 이용하여 고주파 수동부품을 제조하는 방법도 알려져 있지만, 고주파수에서 그 특성이 저하되어 사용하기 어렵다. 최근에는 LTCC 공정과 MEMS 공정을 이용한 고주파 수동소자를 제조하려는 연구가 시도되고 있지만, 고품질 특성을 얻기 어렵고 제조공정도 어렵다.

이러한 방법들에 대한 대안으로서 압전재료의 압전 및 역압전 효과를 이용하여 음향파를 이용한 수동소자라고 하는 고주파 수동소자를 만들 수 있는 방법이 제안되고 있다. 음향파 전파속도는 전자파 전파속도에 비하여 대략 만∼십만배 정도 늦기 때문에, 음향파를 이용한 소자의 크기는 전자파를 이용한 소자의 크기에 비하여 매우 작은 초소형으로 제조하는 것이 가능하다. 음향파를 이용하는 소자로는 표면음향파를 이용하는 소자와 체적음향파를 이용하는 소자가 있다.

상기한 표면음향파를 이용하는 소자는 2㎓ 이상의 고주파수 대역으로 제조하는 경우 불안정성이 증가하고 생산성이 저하되며 삽입손실이 증가하여 고품질화가어렵다.

상기한 체적음향파를 이용하는 소자는 압전재료의 두께가 얇아질수록 동작주파수가 높아지므로, 수십㎒ 주파수 대역까지는 압전단결정을 이용하여 용이하게 제조할 수 있다. 그러나 체적음향파를 이용하는 소자에 있어서도 기계적인 가공능력의 한계 때문에 500㎒ 이상의 고주파수에서는 양산화가 어렵다.

상기와 같이 2㎓ 대역 또는 5㎓ 대역이나 더 높은 고주파수 대역에서 동작하는 체적음향파소자는 종래의 압전단결정 음향파소자 제조방법으로 제조하기가 어려우므로, 압전단결정 대신에 압전박막을 이용한 체적음향파소자의 제조방법이 많이 제안되고 있다. 상기에서 압전박막을 이용한 체적음향파소자는 희생층 또는 구조물을 이용하거나 저손실 기판 위에 하부전극과 압전박막, 상부전극을 증착하고 패터닝하여 제조한다.

그러나 압전박막을 이용하여 체적음향파소자를 제조하는 경우에도 압전박막이 압전단결정에 비하여 압전특성이 저하되고 결합구조로 인한 손실이 많아 고품질을 달성하는 데 어려움이 많다. 즉 압전박막을 수∼수십㎛의 두께로 증착하는 경우 압전박막의 압전특성은 압전박막의 성장과정에서 결함구조가 발생하므로 압전단결정의 압전특성에 비하여 현저하게 저하되어 고품질화가 어렵다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압전단결정을 이용하므로 고품질화가 가능하고 이방성 식각을 이용하므로 압전단결정의 두께를 수∼수십㎛으로 조절하여 형성하는 것이 가능하여 고주파수 대역에서 사용이 가능한 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자를 제공하기 위한 것이다.

또 본 발명의 목적은 압전단결정을 이방성 식각으로 수∼수십㎛의 두께로 조절하여 형성하는 것이 가능하여 고주파수 대역에서 사용이 가능하고 고품질화가 가능한 체적음향파소자를 제조할 수 있는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 제1실시예를 나타내는 측면 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 제1실시예를 나타내는 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 제2실시예를 나타내는 측면 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 제3실시예를 나타내는 측면 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 제4실시예를 나타내는 측면 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 제5실시예를 나타내는 평면도.

도 7은 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 일실시예를 직렬연결한 상태를 나타내는 평면도.

도 8은 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 일실시예를 병렬연결한 상태를 나타내는 평면도.

도 9는 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 일실시예를 이용하여 사다리형 필터회로를 구성한 상태를 나타내는 평면도.

도 10은 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 일실시예를 이용하여 격자형 필터회로를 구성한 상태를 나타내는 평면도.

도 11은 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 일실시예를 이용하여 모노리틱 필터회로를 구성한 상태를 나타내는 평면도.

도 12는 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 제조방법의 일실시예를 나타내는 블럭도.

도 13은 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 제조방법의 일실시예를 측면 단면도로 나타내는 공정도.

본 발명이 제안하는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자는 압전단결정에 두개의 홈을 이방성 식각하는 것에 의하여 수∼수십㎛의 두께로 형성되는 압전막과, 서로 단락되지 않도록 상기한 압전막의 양 옆면에 형성되는 한쌍의 전극과, 상기한 압전막을 사이에 두고 압전단결정의 윗면에 형성되고 전원 또는 회로에 연결되는 한쌍의 패드부와, 상기한 한쌍의 전극 및 패드부를 각각 전기적으로 연결하도록 이방성 식각된 홈의 바닥면 및 옆면을 따라 형성되는 연결부를 포함하여 이루어진다.

상기에서 압전막의 한쪽 또는 양쪽 옆면을 경사면으로 형성하는 것도 가능하다.

또 본 발명이 제안하는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 제조방법은 압전단결정 기판 위에 전극재료를 증착하여 소정의 패턴으로 패드부를 형성하는 패드공정과, 상기한 패드부 및 압전단결정 기판 위에 포토레지스트(PR)를 도포하여 피알층을 형성하는 피알공정과, 상기한 피알층의 위에 소정의 패턴으로 마스크를 형성하는 마스크공정과, 상기한 마스크의 패턴에 맞추어 피알층과 압전단결정 기판을 소정의 깊이로 이방성 식각하여 압전막을 형성하는 막공정과, 상기한 압전막의 양옆면 및 이방성 식각된 홈의 바닥면과 옆면에 전극재료를 증착하여 한쌍의 전극 및 연결부를 형성하는 전극공정과, 상기한 피알층 및 마스크를 제거하는 제거공정을 포함하여 이루어진다.

다음으로 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 일실시예는 도 1∼도 2에 나타낸 바와 같이, 압전단결정(2)에 두개의 홈(3)을 이방성 식각하는 것에 의하여 수∼수십㎛의 두께로 형성되는 압전막(4)과, 서로 단락되지 않도록 상기한 압전막(4)의 양 옆면에 형성되는 한쌍의 전극(6)과, 상기한 압전막(4)을 사이에 두고 압전단결정(2)의 윗면에 형성되고 전원 또는 회로에 연결되는 한쌍의 패드부(8)와, 상기한 한쌍의 전극(6) 및 패드부(8)를 각각 전기적으로 연결하도록 이방성 식각된 홈(3)의 바닥면 및 옆면을 따라 형성되는 연결부(7)를 포함하여 이루어진다.

상기한 압전단결정(2)을 도 3에 나타낸 바와 같이, 실리콘이나 유리 등으로 이루어지는 일반적인 반도체 기판(1) 위에 접합시켜 형성한 다음, 상기한 압전막(4), 전극(6), 패드부(8), 연결부(7)를 형성하는 것도 가능하다. 이와 같이 반도체 기판(1) 위에 압전단결정(2)을 형성하는 방식은 고주파집적회로(RFIC 또는 MMIC)화에 직접 적용할 수 있다.

상기한 압전단결정(2)은 결정학적 이방성을 가지고 있으므로, 결정학적 방향에 따라서 탄성계수, 압전계수, 유전체계수 등에 기인한 음향학적 특성과 온도특성, 전기기계결합계수 등의 값이 달라지는 것으로 알려져 있다. 따라서 원하는 특성을 얻기 위해서는 압전단결정(2)의 정확한 결정학적 배향을 확인하는 것이 중요하며, 식각의 용이성과 전극 형성의 용이성을 감안하여 이방성 식각하는 홈(3)의 높이에 대한 폭이나 길이의 비(aspect ratio)를 충분하게 낮게 설정할 필요가 있다. 즉 협대역 또는 광대역 등의 주파수 특성, 온도 안정성, 단일모드 형성, 이방성 식각의 용이성 등 여러가지 음향파 소자 특성과 공정의 용이성에 따라 압전단결정 재료의 종류와 결정학적 방향을 선택한다.

상기한 압전막(4)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 한쪽 옆면을 깊이에 따라 두께가 변하도록 경사면으로 형성하는 것도 가능하다.

또 상기한 압전막(4)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 양쪽 옆면을 깊이에 따라 두께가 함께 변하도록 경사면으로 형성하는 것도 가능하다.

상기한 압전막(4)은 도 6에 나타낸 바와 같이, 한쪽 옆면을 평면에서 보아서 폭방향으로 두께가 변하도록 경사면으로 형성하는 것도 가능하다.

상기한 실시예 이외에도 상기한 압전막(4)은 평면에서 보아서 양쪽 옆면을 경사면으로 형성하는 것도 가능하고, 한쪽 또는 양쪽 옆면을 평면 및 측면에서 보아서 모두 경사면을 이루도록 도 4∼도 5 및 도 6을 조합하여 실시하는 것도 가능하다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 일실시예는 공진기로 제조하여 사용하는 경우 기본 동작주파수가 압전단결정(2)의 종류와 방향, 압전막(4)의 두께, 전극(6)의 두께 등에 의해서 결정되며, 압전막(4)의 두께를 조절하는 것에 의하여 기본 동작주파수를 제어하는 것이 가장 용이하고 효과적인 방법이다.

즉 임의의 주파수 특성을 보유하는 고주파 소자를 제조하기 위해서는 체적음향파소자의 밴드폭을 조절하는 기술이 중요하며, 압전단결정(2)을 결정하면 구현 가능한 최대의 밴드폭은 이미 결정된다. 그런데 압전막(4)의 두께를 조금씩 다르게 형성하여 병렬연결하면, 구현가능한 밴드폭이 커지게 된다.

예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자의 일실시예를 복수개 직렬로 연결하여 공진기 소자를 제조하면, 캐패시턴스가 직렬로 연결된 형태이므로, 캐패시턴스값은 감소하며, 발산저항은 증가한다. 그리고 도 8에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 고주파 체적음향파소자의 일실시예를 복수개 병렬로 연결하여 공진기 소자를 제조하면, 압전/역압전 효과를 갖는 발산면적이 증가하므로 발산저항은 감소되며, 캐패시턴스가 병렬로 연결된 형태이므로 캐패시턴스값은 증가한다.

또 도 9에는 본 발명에 따른 고주파 체적음향파소자의 일실시예를 복수개 이용하여 제조한 사다리형 필터회로의 구조를 나타낸다. 사다리형 필터회로에 있어서는 직렬로 연결된 소자와 병렬로 연결된 소자로 구분할 수 있으며, 직렬로 연결된 소자들은 모두 동일한 특성을 가져야 하고, 병렬로 연결된 소자들도 모두 동일한 특성을 가져야 한다. 그리고 직렬로 연결된 소자들과 병렬로 연결된 소자들의 공진특성은 조금 다른 값을 가져야 하며, 이는 압전막(4)의 두께로 조절한다. 도 9에 있어서 부호 10은 고립(isolation)막으로서, 단순히 압전단결정(2)의 특정 부위에 홈을 형성하는 것으로 이루어지며, 불필요한 체적음향파의 발생을 방지하고 원하지 않는 방향으로 체적음향파가 전파되는 것을 방지한다.

도 10에는 본 발명에 따른 고주파 체적음향파 소자의 일실시예를 복수개 이용하여 제조한 격자형 필터회로의 구조를 나타낸다. 격자형 필터회로에 있어서는 격자형태로 공진기 소자가 배치된다.

도 11에는 본 발명에 따른 고주파 체적음향파소자의 일실시예를 복수개 이용하여 제조한 모노리틱 필터회로의 구조를 나타낸다. 모노리틱 필터회로에 있어서는 각각의 고주파 체적음향파소자 사이에 음향파를 통하여 에너지가 전파되며, 입력쪽 체적음향파소자에서 역압전효과에 의하여 전기적인 에너지가 음향학적인 에너지로 전환되고, 이 음향학적인 에너지가 인접한 출력쪽 체적음향파소자까지 전달되어 다시 압전효과에 의하여 전기적인 에너지로 전환된다. 상기에서 압전효과나 역압전효과가 발생할 때 압전막(4)의 두께에 의하여 특별한 주파수만 반응하게 되고, 결과적으로 입력신호에 대한 필터링효과를 갖게 된다.

그리고 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 제조방법의 일실시예는 도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 압전단결정(2) 기판 위에 전극재료를 증착하여 소정의 패턴으로 패드부(8)를 형성하는 패드공정(P10)과, 상기한 패드부(8) 및 압전단결정(2) 기판 위에 포토레지스트(PR)를 도포하여 피알층(22)을 형성하는 피알공정(P20)과, 상기한 피알층(22)의 위에 소정의 패턴으로 마스크(24)를 형성하는 마스크공정(P30)과, 상기한 마스크(24)의 패턴에 맞추어 피알층(22)과 압전단결정(2) 기판을 소정의 깊이로 이방성 식각하여 압전막(4)을형성하는 막공정(P40)과, 상기한 압전막(4)의 양옆면 및 이방성 식각된 홈(3)의 바닥면과 옆면에 전극재료를 증착하여 한쌍의 전극(6) 및 연결부(7)를 형성하는 전극공정(P50)과, 상기한 피알층(22) 및 마스크(24)를 제거하는 제거공정(P60)을 포함하여 이루어진다.

상기한 패드공정(P10)은 압전단결정(2)으로 이루어지는 기판을 세정한 다음, 전기기계결합계수, 온도특성, 음향학적 특성, 손실 등을 감안하여 압전단결정(2)의 방향을 선정하고, NiCr, Au, Ti, Cr, Mo, Ag, Pd 등의 전극재료(금속 재료)를 증착하여 소정의 패턴을 패드부(8)를 형성하는 과정으로 이루어진다.

상기에서 전극재료를 증착하는 방법으로는 증발 증착법, 스퍼터링 증착법, 이온플레이팅 증착법 등이 사용가능하다.

그리고 상기한 패드부(8)를 소정의 패턴으로 형성하는 방법은 포토레지스트도포/노광/현상/식각/스트립 공정으로 이루어지는 반도체 제조공정에서 많이 사용하는 사진식각방법을 사용한다.

상기한 패드부(8)는 입출력용 전극 패드로 사용하기 위한 부분이며, 상기한 막공정(P40)에서 식각시에 일종의 보호막 역할을 수행하고, 상기한 전극공정(P50)에서 전극(6)을 형성할 때에 전극(6)이 박리되는 현상을 방지하는 효과를 갖는다.

상기한 패드부(8)는 압전막(4)의 두께 및 홈(3)의 간격이나 폭 등에 대응하는 형상으로 형성하며, 외부 회로나 전원 등과 연결하는 것이 가능한 면적으로 형성한다.

상기한 피알공정(P20)에서 형성되는 피알층(22)은 상기한 막공정(P40)에서식각이 이루어질 때에 마스크역할을 수행한다.

상기한 마스크공정(P30)에서 형성되는 마스크(24)는 강도가 큰 재료를 사용하고, 증착 및 식각하여 압전막(4)을 형성하기 위하여 식각하는 홈(3)의 형상에 대응하는 패턴으로 형성한다.

상기한 막공정(P40)은 에칭용액을 이용한 습식식각방법과 플라즈마를 이용한 건식식각방법 등이 사용가능하며, 90°의 수직한 형상의 압전막(4) 형성과 공정의 용이성 때문에 건식식각방법을 이용하는 것이 바람직하고, 상기한 피알층(22)을 마스크(24)의 패턴에 맞추어 식각하는 1단계(P32)와, 상기한 압전단결정(2)에 홈(3)을 형성하는 2단계로 나누어 진행한다.

상기한 막공정(P40)에서 수직으로 식각하는 대신에 약간의 경사를 갖도록 식각하게 되면, 압전막(4)의 두께가 상부에서 하부로 갈수록 두꺼워지는 도 4 및 도 5와 같은 형상을 형성하는 것이 가능하다. 경우에 따라서 하부에서 상부로 갈수록 압전막(4)의 두께가 두꺼워지는 형상으로 형성하는 것도 가능하지만, 상기한 전극공정(P50)에서 전극(6)을 형성하는 과정이 매우 어려운 점 등을 고려하면 바람직하지 않다.

또 상기한 마스크공정(P30)에서 형성하는 마스크(24)의 평면형상을 도 6에 나타낸 바와 같이 앞쪽에서 뒤쪽으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 형상으로 형성하면, 상기한 막공정(P40)에서 마스크(24)의 패턴을 따라 식각이 이루어지므로, 도 6과 같이 평면에서 보아서 압전막(4)의 두께를 변화시킬 수 있다.

그리고 마스크(24)의 패턴을 두께가 변화하는 형상으로 형성하고, 식각을 경사로 하게 되면, 측면과 평면에서 동시에 압전막(4)의 두께가 변화하는 형상으로 형성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 압전막(4)이 두께가 변화하도록 형성한 제품을 여러개 병렬연결하면 하나의 광대역 체적음향파 공진기 소자를 제조하는 것이 가능하다.

상기와 같이 막공정(P40)을 거쳐 압전막(4)을 형성한 다음, 수∼수십초간 애싱작업을 진행하여 피알층(22)의 측면 일부를 제거하는 애싱공정(P42)을 수행한다.

상기한 애싱공정(P42)에서는 상기한 전극공정(P50)에서 형성되는 전극(6) 및 연결부(7)와 상기한 패드공정(P10)에서 형성되는 패드부(8)의 접촉이 용이하게 이루어지도록 피알층(22)의 측면 일부를 제거하여 홈(3)쪽에 위치한 패드부(8)의 끝면 모서리를 노출시킨다.

상기한 전극공정(P50)은 모든 전도성 금속재료가 사용가능하고, 스텝커버러지(step coverage)가 우수한 화학기상증착(CVD)법을 이용하는 것이 바람직하다.

상기에서는 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 및 그 제조방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 및 그 제조방법에 의하면, 압전막을 이방성 식각에 의하여 형성하므로 수∼수십㎛의 두께로 조절하는 것이 가능하므로 500㎒ 이상의 고주파수 대역에서 동작하는 체적음향파소자를 제조하는 것이 가능하다.

또 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자에 의하면, 압전막을 증착하여 형성하지 않고 압전단결정을 이용하므로 고품질을 유지하는 것이 가능하다.

즉 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 제조방법에 의하면, 고품질화 및 고주파수화된 수동소자를 저가에 대량생산하는 것이 가능하고, RFIC(MMIC)화가 가능하여 소자의 원칩화가 가능해진다.

그리고 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 및 그 제조방법에 의하면, 압전막의 두께를 변화시켜 다양하게 제조하는 것이 가능하므로 여러가지 주파수 특성을 조정하는 것이 가능하다.

또 여러개를 직렬연결하는 방법과 공진면적을 증가시키기 위한 병렬연결하는 방법을 사용할 수 있으므로, 공진기의 특성을 임의로 조절하는 것이 가능하고, 공진기의 기본구조를 응용하여 사다리형 필터회로, 격자형 필터회로, 모노리틱형 필터회로 등을 구현하는 것이 가능하며, 이들 필터회로를 이용하여 듀플렉서 필터를 제조하는 것도 가능하다.

그리고 본 발명에 따른 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자로 이루어지는 공진기 소자는 우수한 품질계수를 가지므로 전압제어발진기에 직접 응용하는 것도 가능하다.

Claims (8)

1. 압전단결정에 두개의 홈을 이방성 식각하는 것에 의하여 수∼수십㎛의 두께로 형성되는 압전막과,

   서로 단락되지 않도록 상기한 압전막의 양 옆면에 형성되는 한쌍의 전극과,

   상기한 압전막을 사이에 두고 압전단결정의 윗면에 형성되고 전원 또는 회로에 연결되는 한쌍의 패드부와,

   상기한 한쌍의 전극 및 패드부를 각각 전기적으로 연결하도록 이방성 식각된 홈의 바닥면 및 옆면을 따라 형성되는 연결부를 포함하는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자.
2. 제1항에 있어서,

   상기한 압전단결정을 실리콘이나 유리로 이루어지는 기판 위에 형성하는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기한 압전막은 한쪽 또는 양쪽 옆면을 깊이에 따라 두께가 변하는 경사면으로 형성하는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기한 압전막은 한쪽 또는 양쪽 옆면을 평면에서 보아서 폭방향으로 두께가 변하는 경사면으로 형성하는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자.
5. 압전단결정 기판 위에 전극재료를 증착하여 소정의 패턴으로 패드부를 형성하는 패드공정과,

   상기한 패드부 및 압전단결정 기판 위에 포토레지스트를 도포하여 피알층을 형성하는 피알공정과,

   상기한 피알층의 위에 소정의 패턴으로 마스크를 형성하는 마스크공정과,

   상기한 마스크의 패턴에 맞추어 피알층과 압전단결정 기판을 소정의 깊이로 이방성 식각하여 압전막을 형성하는 막공정과,

   상기한 압전막의 양옆면 및 이방성 식각된 홈의 바닥면과 옆면에 전극재료를 증착하여 한쌍의 전극 및 연결부를 형성하는 전극공정과,

   상기한 피알층 및 마스크를 제거하는 제거공정을 포함하는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 제조방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기한 패드공정은 포토레지스트도포/노광/현상/식각/스트립 공정으로 이루어지는 사진식각방법을 사용하고,

   상기한 막공정은 에칭용액을 이용한 습식식각방법 또는 플라즈마를 이용한 건식식각방법을 사용하고,

   상기한 막공정과 전극공정 사이에는 수∼수십초간 애싱작업을 진행하여 피알층의 측면 일부를 제거하여 패드부의 일부를 노출시키는 애싱공정을 수행하는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 제조방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기한 막공정에서는 수직으로 식각하는 대신에 약간의 경사를 갖도록 식각하여 압전막의 두께가 상부에서 하부로 갈수록 두꺼워지는 형상으로 형성하는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 제조방법.
8. 제5항에 있어서,

   상기한 마스크공정에서는 마스크의 평면형상을 앞쪽에서 뒤쪽으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 형상으로 형성하는 압전단결정을 이용한 고주파 체적음향파소자 제조방법.