KR100470711B1 - 폴리 실리콘 희생층 및 에칭 방지 벽을 이용한 에어갭형ｆｂａｒ 제조 방법 및 그 장치 - Google Patents

폴리 실리콘 희생층 및 에칭 방지 벽을 이용한 에어갭형ｆｂａｒ 제조 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 상태의 분자를 이용하지 않고 건식 에칭을 함으로써 에어갭형 박막 벌크 음향 공진기(Film Bulk Acoustic Resonator:이하 "FBAR"이라 한다)를 제조하는 방법 및 그 방법으로 제조된 FBAR에 관한 것이다.
본 발명에 따른 에어갭형 FBAR은, 기판 상부표면에 증착된 에칭 방지 박막, 상기 에칭 방지 박막 상에 증착된 후 그 일정부분이 공동부를 형성하도록 패터닝된 폴리 실리콘층, 상기 공동부 및 폴리 실리콘층 간의 경계면에 증착된 에칭 방지 벽, 상기 공동부 상부 및 폴리 실리콘층 상에 증착된 멤브레인층, 상기 멤브레인층 상부표면의 일정 부분에 증착된 하부전극, 상기 하부전극 상부 표면 중에서 하부에 공동부가 위치하는 부분 상에 증착된 압전층, 상기 압전층의 상부 표면 및 상기 하부전극이 증착되지 않은 멤브레인층 상부표면에 증착된 상부전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 에어갭형 FBAR의 제조 방법은, 기판 상에 에칭 방지 박막을 증착시키는 단계, 상기 에칭 방지 박막 상에 폴리 실리콘층을 증착시키는 단계, 상기 절연 층에 비아홀을 에칭하는 단계, 상기 비아홀 및 폴리 실리콘층 상부에 에칭 방지 물질을 증착시켜 에칭 방지 벽을 형성하는 단계, 상기 에칭 방지 물질을 평탄화하여 멤브레인층을 형성하는 단계, 상기 멤브레인층 중 하부에 공동부가 존재하는 부분을 포함한 일정부분에 하부전극을 증착시키는 단계, 상기 하부전극 상부표면 중에서 하부에 공동부가 존재하는 부분 및 상기 멤브레인층의 일정 부분에 압전층을 증착시키는 단계, 상기 압전층 및 멤브레인층 상부에 상부전극을 증착시키는 단계 및 상기 에칭방지벽 사이에 존재하는 폴리 실리콘층을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라 FBAR을 제조하게 되면, 폴리 실리콘층을 희생층으로 사용하여 건식 에칭함으로써 플라즈마 상태의 분자가 필요하지 않고, 따라서, 플라즈마 상태에서 오는 소자에의 물리적 충격 및 열화등의 문제점을 방지할 수 있고, 에칭 방지 벽을 이용함으로써 에칭의 범위를 쉽게 조절할 수 있으며, 에칭 과정에서 소자에 전혀 손상을 입히지 않을 수 있다. 또한, 기존의 FBAR제조 공정에 비하여 쉽고, 신속하게 제조할 수 있으며, 보다 견고한 구조의 FBAR을 제작할 수 있게 된다.

Description

폴리 실리콘 희생층 및 에칭 방지 벽을 이용한 에어갭형 ＦＢＡＲ 제조 방법 및 그 장치 {Air-gap type ＦＢＡＲ fabrication method using poly-Silicon sacrificial layer and Etching-stop wall and FBAR fabricated by the same}
본 발명은 박막 벌크 음향 공진기(Film Bulk Acoustic Resonator: 이하 "FBAR"이라 한다)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리 실리콘 희생층을 이용하여 플라즈마 상태가 아닌 상황에서 드라이 에칭함으로써 보다 간단하고, 안정적인 방법으로 제조된 에어갭(Air Gap)형 FBAR 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 휴대전화로 대표되는 이동통신기기가 급속하게 보급됨에 따라, 이러한 기기에서 사용되는 소형경량필터의 수요도 이와 아울러 증대하고 있다. 한편 이러한 소형 경량 필터로 사용되기에 적합한 수단으로서는 FBAR이 알려져 있는데, FBAR은 최소한의 비용으로 대량 생산이 가능하며, 최소형으로 구현할수 있다는 장점이 있다. 또한, 필터의 주요한 특성인 높은 품질계수(Quality Factor: Q)값을 구현하는 것이 가능하고, 마이크로주파수 대역에서도 사용이 가능하며, 특히 PCS(Personal Communication System)와 DCS(Digital Cordless System) 대역까지도 구현할수 있는 장점을 가지고 있다.
일반적으로 FBAR소자는 기판상에 제1전극, 압전층(Piezoelectric layer) 및 제2전극을 차례로 적층하여 구현한다. FBAR소자의 동작원리는 전극에 전기적 에너지를 인가하여 압전층내에 시간적으로 변화하는 전계를 유기하고, 이 전계는 압전층내에서 적층공진부의 진동방향과 동일한 방향으로 음향파(Bulk Acoustic Wave)를 유발시켜 공진을 발생시키는 것이다.
이러한 FBAR소자의 종류로는 도1에 도시된 바와 같이, 브레그 반사(Bragg Reflector)형 FBAR, 에어갭(Air Gap)형 FBAR이 있다.
도1a에 도시된 브레그 반사형 FBAR은 기판(10)상에 탄성 임피던스차가 큰 물질을 격층으로 증착하여 반사층(11)을 구성하고 하부전극(12), 압전층(13) 및 상부전극(14)을 차례로 적층한 구조로써, 압전층(13)을 통과한 탄성파에너지가 기판 방향으로 전달되지 못하고 반사층(11)에서 모두 반사되어 효율적인 공진을 발생시킬수 있게 한 것이다. 이러한 브레그 반사형 FBAR은 구조적으로 견고하며, 휨에 의한 stress가 없지만 전반사를 위한 두께가 정확한 4층 이상의 반사층을 형성하기가 어려우며, 제작을 위한 시간과 비용이 많이 필요하다는 단점이 있다.
한편, 반사층 대신에 에어갭을 이용하여 기판과 공진부를 격리시키는 구조를 가지는 에어갭형 FBAR은 그 제조 방법에 따라 다시 몇가지 종류로 구분된다.
도1b에 도시된 구조의 FBAR은 기판(20)상에 이산화규소 (SiO2)등의 물질로 멤브레인층(21)을 형성하고 상기 기판의 뒷면을 이방성 에칭하여 공동부(23)를 형성한후 상기 멤브레인층 위에 음향공진기(22)를 구현하는 방식으로 제조된 FBAR인데, 이는 구조적으로 매우 취약하여 수율이 낮기 때문에 실용화가 어렵다는 단점이 있다.
도1c에 도시된 구조의 FBAR은 기판(30)상에 희생층(도면 미도시)을 증착하고 패터닝한후 상기 희생층 및 기판상에 절연막(32)을 증착하고, 제1전극(33), 압전층(34) 및 제2전극(35)을 차례로 적층한후, 최종적으로 희생층을 제거함으로써 에어갭(31)을 형성하는 방식으로 제조된다. 즉, 소자 외부에서 소자 내부에 있는 희생층까지 연결되는 비아홀을 형성하고, 상기 비아홀을 통해 에칭액을 투여함으로써 희생층을 제거하면, 상기 희생층이 있던 위치에 에어갭(31)이 형성되게 된다. 하지만, 상기 제조 방식으로 제조되는 경우, 제작공정이 복잡하고, 또한 멤브레인 형성시 희생층의 구조를 경사지게 만들어야 하는데 이 경우 멤브레인 층의 큰 잔류 응력때문에 구조가 취약해진다는 문제점이 있었다.
도1d에 도시된 구조의 FBAR은 기판(40)을 포토 레지스트 막을 이용하여 식각하여 공동부(45)를 형성하고 상기 공동부(45)에 희생층(도면 미도시)을 증착하고, 상기 희생층 및 기판(40)상에 멤브레인층(41), 제1전극(42), 압전층(43) 및 제2전극(44)을 차례로 적층한 후 상기 희생층을 에칭함으로써 에어갭(45)을 가지는 구조로 제작된다. 상기 제조 방식에서는 에어갭 형성시 습식 에칭을 이용하는데, 이 경우 에칭액의 제거가 어렵고, 만일 에칭액이 모두 제거되지 못하면 에칭액의 계속적인 작용으로 소자가 취약해지고, 공진 주파수의 변화가 유발된다는 문제점이 있었다. 한편, 건식 에칭 방법을 이용하는 경우에도, 기존의 플라즈마 건식 에칭시 플라즈마 상태의 이온, 분자등이 소자에게 주는 물리적인 충격 및 고열에 의한 열화등의 문제점이 있었다.
본 발명은 에어갭형 FBAR을 제조함에 있어서, 폴리 실리콘 희생층 및 에칭 방지 벽을 이용하여 에칭을 함으로써 기존의 건식 에칭과정에서 주는 소자에의 충격을 줄이고, 간단하고 견고하게 FBAR을 제조하며, 에어갭의 크기를 간단하게 조절하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 기판 상부표면에 증착된 에칭 방지 박막, 상기 에칭 방지 박막 상에 증착된 후 그 일정부분이 공동부를 형성하도록 패터닝된 폴리 실리콘층, 상기 공동부 및 폴리 실리콘층 간의 경계면에 증착된 에칭 방지벽, 상기 공동부 상부 및 폴리 실리콘층 상에 증착된 멤브레인층, 상기 멤브레인층 상부표면의 일정 부분에 증착된 하부전극, 상기 하부전극 상부 표면 중에서 하부에 공동부가 위치하는 부분 상에 증착된 압전층, 상기 압전층의 상부 표면 및 상기 하부전극이 증착되지 않은 멤브레인층 상부표면에 증착된 상부전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어갭(Air gap)형 박막 벌크 음향 공진기(Film Bulk Accoustic Resonator: 이하 "FBAR"이라 한다)를 제공한다.
한편, 상기 구조를 가지는 FBAR을 제조하는 방법에 있어서, 본 발명은, 기판 상에 에칭 방지 박막을 증착시키는 단계, 상기 에칭 방지 박막 상에 폴리 실리콘층을 증착시키는 단계, 상기 폴리 실리콘층을 부분 에칭하여 비아홀을 제작하는 단계, 상기 비아홀 내부 및 폴리 실리콘층 상부에 에칭 방지 물질을 증착시켜 에칭 방지 벽을 형성하는 단계, 상기 에칭 방지 물질을 평탄화하여 멤브레인층을 형성하는 단계, 상기 멤브레인층 중 하부에 공동부가 존재하는 부분을 포함한 일정부분에 하부전극을 증착시키는 단계, 상기 하부전극 상부표면 중에서 하부에 공동부가 존재하는 부분 및 상기 멤브레인층의 일정 부분에 압전층을 증착시키는 단계, 상기 압전층 및 멤브레인층 상부에 상부전극을 증착시키는 단계 및 건식 에칭 방법을 이용하여 상기 에칭 방지 벽 사이에 존재하는 폴리 실리콘층을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어갭형 박막 벌크 음향 공진기 제조 방법을 제공한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 FBAR장치 및 제조방법에 대하여 자세하게 설명한다.
도2는 본 발명에 따라 제조된 에어갭형 FBAR의 구조를 나타낸 도면이다. 도면을 살피면, 일반적인 기판(100)상에 에칭 방지 박막(110)이 증착되어 있고 상기 에칭 방지 박막(110)상에 폴리 실리콘층(120)이 증착되어 있다. 상기 폴리 실리콘층(120)의 일정부분은 식각되어 공동부(170)를 형성하고 있다. 상기 공동부(170)가 폴리 실리콘층(120)과 접하는 면에는 에칭 방지 벽(130a, 130b)이 증착되어 있고, 상기 에칭 방지 벽(130a, 130b)과 동일한 물질로 형성된 멤브레인층(130)이 상기 폴리 실리콘층(120) 표면상부 및 공동부(170)의 상부에 위치한다. 즉, 상기 멤브레인층(130)은, 상기 폴리 실리콘층(120)중 공동부(170)를 형성하기 위해 식각된 부분이외의 폴리 실리콘층(120)부분에 접하면서, 상기 공동부(170)의 상층공간까지 연장축설된 형태로 구성된다. 다음으로, 하부전극(140)이, 하부에 공동부(170)가 존재하는 부분을 포함한 멤브레인층(130)의 일정 부분상에 증착되어 있다.
그리고, 하부에 공동부(170)가 형성된 하부 전극(140) 상부 및 멤브레인층(130)의 일정 부분상에 압전층(150)이 증착되어 있다. 마지막으로, 상기 압전층(150) 상부 및 멤브레인층(130)상에 상부전극(160)이 증착되어 있다. 상기 압전층(150)은 상하부에 존재하는 전극을 통해 전기적 신호가 인가되면 압전 효과, 즉, 전기적 신호를 음향파 형태의 기계적 신호로 바꾸어주는 효과를 일으키는 부분이다. 통상의 압전 물질로는 질화알루미늄(AlN) 또는 산화아연(ZnO)을 사용하는데 꼭 이에 한정되는 것은 아니다. 증착방법은 RF 마그네트론 스퍼터링(RF Magnetron Sputtering)법 및 에바포레이션(Evaporation)법 등의 방법 중 어느하나가 이용될수 있다.
한편, 본 발명의 FBAR제작과정에 대하여는 도3에서 도시되어 있다.
도3a는 일반적인 기판(100) 상에 에칭 방지 막(110)이 증착되는 단계를 도시하고 있다. 이때의 기판은 통상적인 실리콘(Si) 웨이퍼를 사용할 수 있다. 그리고, 상기 에칭 방지 막(110)의 재료로는 이산화규소(SiO2), 질화알루미늄 (AlN), 산화아연(ZnO), 이산화티타늄(TiO2)등의 절연물질을 사용할 수 있다.
도3b에서는 상기 에칭 방지 막(110)상에 폴리 실리콘층(120)을 증착시키는 단계를 도시한다. 상기 폴리 실리콘층(120)은 후술하는 건식 에칭 단계에서 플라즈마 상태의 분자를 이용하지 않고도 에칭이 가능하도록 하기 위해 사용되는 물질이다. 한편, 통상적인 실리콘 기판 대신 SOI(Silicon On Insulator) 웨이퍼를 사용할 수도 있다. SOI 웨이퍼란 실리콘 기판 상에 폴리 실리콘층을 형성하고 다시 수백㎛이하의 영역의 실리콘층을 형성한 구조의 웨이퍼를 의미한다. 즉, SOI 웨이퍼는 도3b에 도시된 구조를 가지므로, 이를 이용할 경우 도3c에 도시된 단계부터 착수하면 된다.
다음 단계에서는, 상기 폴리 실리콘층(120)에 에칭방지벽(130a, 130b) 형성을 위한 비아홀(120a, 120b)을 제작한다(도3c 참조). 상기 비아홀(120a, 120b)에 에칭 방지 물질을 삽입하여 에칭 방지 벽(130a, 130b)을 제작할 수 있다. 상기 에칭 방지벽(130a, 130b)은 건식 에칭을 함에 있어 에칭 범위를 제한하기 위해 제작하는 것으로 이를 이용하여 공동부의 크기를 조절한다. 상기 비아홀(120a, 120b) 제작 방법으로는 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching:RIE) 방법이 사용될 수 있는데, 이는 플라즈마 상태에서 반응성가스를 활성화시켜 식각시키고자 하는 물질을 화학반응을 일으켜 휘발성물질로 만들어 식각하는 원리를 이용한 식각방법이다. 특히, 유도 결합 플라즈마 (Inductive Coupled Plasma:ICP)를 활성원으로 하는 반응성 이온 식각 방법(이하 "ICP-RIE 방법"이라 한다)을 사용할 수 있다. 상기 ICP-RIE방법은 건식 에칭 방법의 일종으로 에칭 이방성이 없고, 따라서, 습식 에칭법에 비해 구조체 형상의 설계 자유도를 특히 증가시킨다는 이점을 가지고 있다.
다음으로, 상기 비아홀(120a, 120b) 내부 및 폴리 실리콘층(120) 상에 에칭 방지 물질(130)을 증착시킨다(도3d 참조). 상기 에칭 방지 물질(130)은 상술한 단계에서 에칭방지막(110)을 형성한 물질과 같은 물질을 사용할 수 있다. 또한, 비아홀(120a, 120b)내부에 삽입된 에칭 방지 물질은, 후술하는 단계에서 공동부(170)를 제작하게 되면 상기 공동부(170)와 폴리 실리콘층(120)을 경계하는 에칭 방지 벽(130a, 130b)을 형성한다.
다음 단계는, 상기 에칭 방지 물질(130)을 평탄화하는 단계이다(도3e 참조). 상기 평탄화 방법으로는 기존에 리플로우(reflow), SOG 스핀 코팅(SOG spin coating)등의 방법이 있었으나, 최근 석판인쇄(lithography) 장비가 허용하는 초점 심도(depth of focus)가 배선 단차에 거의 육박하는 수준으로 감소한 상황에서는 더욱 고도의 평탄화 방법을 필요로 하는바, 화학기계적 평탄화(Chemical Mechanical Polishing:이하 "CMP"이라 한다)방법을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 CMP 방법을 이용하여 상기 에칭 방지 물질(130)을 절삭하여 박막 형태의 멤브레인층(130)을 형성한다. 상기 멤브레인층(130)은 후술하는 단계에서 하부전극(140), 압전층(150) 및 상부전극(160)이 차례로 적층되어 적층공진부를 형성하게 되면 상기 적층공진부를 지지하는 역할을 한다. 한편, 상기 멤브레인층(130)은 에칭방지벽(130a, 130b)과 일체로 제작됨으로써 소자의 견고성을 강화하게 된다.
다음 단계는, 상기 멤브레인층(130)상에 하부전극(140)을 증착시킨후 패터닝하는 단계이다(도3f 참조). 이경우 하부전극은 상기 멤브레인층(130)의 일단에서 상기 에칭 방지 벽(130a, 130b)사이의 폴리 실리콘층(120)상층까지 덮도록 패터닝되어야 한다. 공진이 직접적으로 발생하는 부분(즉, 공진부)은 상하부전극(160, 140) 및 그사이에 위치하는 압전층(150)이고, 상기 공진부 하에 공동부(170)가 위치하여야만 기판의 격리가 이루어져 공진 효율이 좋아지므로 상기 하부전극(140)은 후술하는 단계에서 공동부(170)가 형성될 부분(즉, 에칭 방지 벽(130a, 130b) 사이의 폴리 실리콘층부분)의 상층까지 덮도록 패터닝될 필요가 있다. 상기 전극으로 사용되는 물질은 금속과 같은 통상의 도전물질을 사용하는데, 바람직하게는 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티탄(Ti), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd) 및 몰리브덴(Mo)중 하나를 선택할수 있다.
다음 단계는, 상기 하부전극(140) 및 상기 멤브레인층(130)의 일정부분상에 압전층(150)을 증착시키고 패터닝하는 단계이다(도3g 참조). 상기 압전층(150)의 역할, 사용되는 재료 및 증착 방법은 상술한 바 있다. 상기 압전층(150)은 하부전극(140)상에 증착된후, 하부전극(140)과 마찬가지로 하부에 공동부(170)가 위치하는 부분(즉, 에칭방지벽(130a, 130b) 사이에 위치하는 폴리 실리콘층 부분)의 상층을 덮도록 패터닝되어야 한다.
도3g 및 도2에서는 압전층(150)이 상기 하부전극(140)상의 일정 부분 및 멤브레인층(130)의 일정부분에만 존재하도록 패터닝된 구조를 보여주는데, 이에 한정하지 않고 압전층(150)이 하부전극(140) 및 멤브레인층(130) 전체 상에 증착될 수도 있다. 이경우 소자의 견고성이 강화 될수 있으나, 하부전극(140)의 일부를 노출시켜 외부단자와 연결될 패드부분을 제작하여야 한다(도면 미도시).
다음으로, 상기 압전층(150) 및 멤브레인층(130)상에 상부전극(160)을 증착시키는 단계이다(도3h 참조). 상기 상부전극(160)은 상기 하부전극(140)과 동일한 물질, 동일한 증착 방법, 및 패터닝 방법을 사용할 수도 있다.
마지막으로, 공동부(170)형성을 위하여 상기 에칭 방지벽(130a, 130b)사이에 위치하는 폴리 실리콘층(120)을 식각하는 단계이다(도3i 참조). 본 발명에서는 상기 폴리 실리콘층을 건식 에칭 방법을 사용하여 식각하는데, 건식 에칭 재료로는 플루오르화물, 특히 이플루오르화크세논(XeF2)를 사용한다. 상기 XeF2는 상압에서 고체상태에 있다가 4 토르(torr)이하의 압력 및 진공상태의 조건이 갖추어지면 XeF2→Xe+2F의 화학 변화를 일으키고, 상기 2F 기체가 폴리 실리콘과 반응하여 SiF2를 생성함으로써 폴리 실리콘층(120)을 식각하게 된다. 이러한 XeF2는 실리콘이외에는 반응하지 않기 때문에, 에칭 방지 막(110) 및 에칭 방지 벽(130a, 130b)에 의해 에칭 범위가 제한되게 된다. 따라서, 상기 절연층(110) 부분에까지 과도하게 식각하거나, 부족하게 식각하게 되는 종래의 문제점이 발생하지 않고, 또한 플라즈마 상태가 필요없이 단순히 진공 상태 및 적정압력 조건만 맞추어주면 되기 때문에 기존의 플라즈마 에칭공정이 가지고 있던 문제점도 발생하지 않고 공정이 보다 간단해진다. 또한 에칭된 결과가 아주 정밀하며 에칭 후에 표면이 비교적 깨끗해지는 건식 에칭 방법의 장점도 그대로 살릴 수 있게 된다. 또한, 에칭 방지 벽(130a, 130b)을 형성하기 위해 제작되는 비아홀(120a, 120b)간의 간격 및 폴리 실리콘(120)층의 두께를 조절함으로써 공동부(170), 즉, 에어갭의 깊이를 쉽게 조절할 수 있다.
본 발명의 일실시예로써, MOS-FET소자와 집속된 에어갭형 FBAR소자를 제작할 수 있다. 즉, 기판상에 MOS-FET소자를 먼저 제작한 다음, 본 발명 방법에 따라 FBAR을 제작할 수 있다. 이경우 본 발명방법은 기판을 식각하는 과정을 포함하지 않는 바, 기존의 MOS-FET제조 공정을 그대로 이용할 수 있어, 호환성을 가진다.
본 발명에 따르면, 폴리 실리콘층을 희생층으로 사용함으로써 플라즈마를 이용하지 않는 건식 에칭이 가능하게 되고, 따라서 기존의 플라즈마를 사용하여 건식 에칭하는 과정에서 발생하던 소자의 물리적 충격 및 열화등의 문제점이 발생하지 않게 된다. 또한, 에칭 방지 벽(130a, 130b)을 이용하여 에칭을 함으로써 공동부의 크기를 쉽게 조절할 수 있고, 소자에 전혀 손상을 주지 않고 에어갭 형 FBAR을 제작할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 멤브레인층과 에칭방지벽이 일체로 제작되므로(도3d 참조) 소자의 견고성이 향상되어 충격에 매우 강하다는 장점이 있다. 그리고 기존의 FBAR제조 공정에 비하여 제작이 간편하고, 제작에 드는 시간이 짧다는 장점도 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 기존의 MOS-FET제조 공정을 그대로 이용하여 MOS-FET을 제작하고, 이와 집속된 에어갭형 FBAR을 제작할 수 있으므로 기존의 MOS-FET제조 공정과 호환성을 이룬다는 점도 일효과가 된다.
이상, 본 발명의 상세한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었으며, 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다. 상기 설명에 비추어 당해 기술분야의 숙련된 기술자는 본발명의 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않고 개량과 변형이 가능하다.
도1a는 기존의 브레그 반사형 FBAR의 구조도,
도1b 내지 도1d는 각각 기존의 방식으로 제조된 에어갭형 FBAR의 구조도,
도2는 본 발명의 방법에 따라 제작된 에어갭형 FBAR의 구조도,
그리고,
도3은 본 발명에 따른 에어갭형 FBAR제조 방법의 단계별 공정도를 나타낸다.

Claims (6)

  1. 에칭 방지 박막이 증착된 기판;
    상기 에칭 방지 박막상에 증착후 패터닝되어 일정부분이 공동부를 형성하는 폴리 실리콘층;
    상기 공동부 및 폴리 실리콘층이 경계를 이루는 면에 증착된 에칭 방지 벽;
    상기 폴리 실리콘층 및 상기 공동부 상부에 증착된 멤브레인층;및
    상기 멤브레인층 상부 표면에 제작된 적층공진부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어갭형 박막 벌크 음향 공진기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적층공진부는,
    상기 멤브레인층 상부표면의 일정 부분에 증착된 하부전극;
    상기 하부전극 상부 표면 중에서 하부에 공동부가 위치하는 부분 상에 증착된 압전층;및
    상기 압전층의 상부 표면 및 상기 하부전극이 증착되지 않은 멤브레인층 상부표면에 증착된 상부전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어갭형 박막 벌크 음향 공진기.
  3. 기판 상에 에칭 방지 박막을 증착시키는 단계;
    상기 에칭 방지 박막 상에 폴리 실리콘층을 증착시키는 단계;
    상기 폴리 실리콘층을 부분 에칭하여 비아홀을 제작하는 단계;
    상기 비아홀 내부 및 폴리 실리콘층 상부에 에칭 방지 물질을 증착시켜 에칭 방지 벽을 형성하는 단계;
    상기 에칭 방지 물질을 평탄화하여 멤브레인층을 형성하는 단계;
    상기 멤브레인층 상부표면에 적층공진부를 제작하는 단계; 및
    상기 에칭 방지 벽사이에 존재하는 폴리 실리콘층을 건식 에칭 방법으로 식각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어갭형 박막 벌크 음향 공진기 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적층 공진부를 제작하는 단계는,
    상기 멤브레인층 중 하부에 공동부가 존재하는 부분을 포함한 일정부분에 하부전극을 증착시키는 단계;
    상기 하부전극 상부표면 중에서 하부에 공동부가 존재하는 부분 및 상기 멤브레인층의 일정 부분에 압전층을 증착시키는 단계;및
    상기 압전층 및 멤브레인층 상부에 상부전극을 증착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어갭형 박막 벌크 음향 공진기 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 폴리 실리콘층을 식각하는 단계는,
    XeF2를 이용한 건식 에칭 방법으로 식각하는 것을 특징으로 하는 에어갭형 박막 벌크 음향 공진기 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 기판은,
    SOI기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 에어갭형 박막 벌크 음향 공진기 제조 방법.
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