KR100486045B1 - 표면음파장치 - Google Patents

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Abstract

표면 음파 장치는 다이아몬드계 탄소막이나 알루미늄 질화막으로 이루어진 표면파 전파막이 이 상부에 제공되어지는 압전기판을 포함한다.

Description

표면 음파 장치{SURFACE ACOUSTIC WAVE DEVICE}
본 발명은 표면 음파 장치에 관한 것이다.
표면 음파 장치들은 예를 들면 통신과 그 밖의 다른 분야에서 필터로서 폭 넓게 이용되어 왔다. 그들은 양호한 특성을 제공하는데 효과적인 단순한 구조를 위하여 이동 무선 통신 분야에서 특히 이용되어 왔다. 이러한 이동 무선 통신 분야에서, 증가되는 요구는 정보량의 최근 증가와 더불어 더 높은 주파수에서 동작하도록 부추겨 왔다. 그 결과, 표면 음파 장치들은 UHF 범위에서 대부분 동작되어 왔다.
표면 음파 장치들의 고주파 동작을 수행하기 위한 한가지 방법은 전극 주기가 감소될 수 있도록 전극 구조를 개선시키는 것이다. 다른 방법은 음파의 고속 전파를 허용하는 표면파 전파막이 압전 기판 상에 적층되도록 고려된다. 일본 특허 공개 제 89-17795호는 음파의 고속 전파를 허용하는 표면파 전파막 처럼 사용하기 위한 다이아몬드 박막을 개시하였다.
그러나, 그러한 다이아몬드 박막이 형성되려면, 기판은 통상적으로 800∼900℃에서의 열처리가 요구된다. 이것은 적층과정에서 높은 정도의 열 스트레스(heat stress)로 인해 하부층에서의 빈약한 밀착성을 유발한다.
또한, 고온막의 형성은 복잡한 제조 공정을 동반한다. 기판을 포함하는 하부층 상에서 열의 영향은 고려되어져야만 한다. 이것은 예를 들면, 알루미늄과 같은 전극들의 형성에 연속하여 다이아몬드 박막을 형성하는 것을 어렵게 한다.
본 발명의 목적은 하부층에 양호한 밀착성을 나타내는 표면파 전파막이 고온막 형성 공정의 필요성 없이 형성될 수 있고, 향상된 부식성을 가지며, 고주파수에서 동작 가능한 표면 음파 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 제1 관점에 따르면, 표면 음파 장치는 압전 기판과, 상기 압전 기판상에 배치된 표면파 전파막 및 상기 압전 기판내에 전계를 인가하기 위한 전극들을 포함한다. 표면파 전파막은 다이아몬드계 탄소막 혹은 알루미늄 질화막의 형태로 제공된다.
전술한 제1 관점에 따르면, 중간층은 압전 기판과 표면파 전파막 사이에 제공되며, 수소 농도가 압전 기판에 근접한 두께 부분에서는 상대적으로 더 낮도록 되어 있고 압전 기판으로 부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분에서는 상대적으로 더 높도록 되어 있는 다이아몬드계 탄소막이 이의 두께 방향으로 수소의 농도 기울기를 가진다.
본 발명의 제2 관점에 따르면, 표면 음파 장치는 기판과, 상기 기판상에 배치된 표면파 전파막과, 상기 표면파 전파막상에 배치된 압전막 및 상기 압전막내에 전계를 인가하기 위한 전극들을 포함한다. 상기 표면파 전파막은 다이아몬드계 탄소막 혹은 알루미늄 질화막의 형태로 제공된다.
전술한 제2 관점에 따르면, 중간층은 기판과 표면파 전파막 사이에 제공되며, 다이아몬드계 탄소막은 수소 농도가 압전막에 근접한 두께 부분에서는 상대적으로 더 낮도록 되어 있고 압전 기판으로 부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분에서는 상대적으로 더 높도록 되어 있는 다이아몬드계 탄소막이 이의 두께 방향으로 수소의 농도 기울기를 가진다.
본 발명에 따른 표면 음파 장치는 박막 형성이 전술된 종래의 다이아몬드 박막 형성에 비해 더 낮은 온도에서 수행될 수 있도록 표면파 전파막으로 다이아몬드계 탄소막 혹은 알루미늄 질화막을 이용한다. 따라서, 박막 형성은 종래의 다이아몬드막 형성에 비해 감소된 정도의 내부 스트레스를 생성함으로 인해 하부층에 양호한 밀착성을 나타내는 표면파 전파막이 형성된다. 또한, 다이아몬드계 탄소막 혹은 알루미늄 질화막이 음파의 고속 전파를 허용하기 때문에 장치는 고주파수에서 동작될 수 있다. 또한, 이러한 표면파 전파막의 공급은 장치의 부식성을 개선한다.
여기서 사용되는 바와 같이, 용어 "다이아몬드계 탄소막"은 비정질 및 결정체 탄소막을 포함한다는 것을 의미한다. 이 탄소막은 예를 들면 주변온도(25°)∼400°의 범위에서의 기판 온도를 사용하는 CVD 방법에 의해 형성될 수 있다.
다이아몬드계 탄소막은 0.5 원자 ％ 정도의 수소 농도에서 수소를 포함한다. 본 발명에서 사용된 것과 같은 용어 "결정체 탄소막"은 결정체 영역(들)을 포함하는 탄소막을 언급한다는 것을 의미한다
본 발명에서 사용되는 다이아몬드계 탄소막이 수소를 포함하는 것 처럼 기술되었음에도 불구하고, 수소 농도는 탄소막 전체에 걸쳐 균일할 수 있다. 대용으로, 탄소막은 그 두께 방향으로 수소의 농도 기울기를 가질 수 있다. 후자의 경우에 있어서, 수소 농도는 압전 기판이나 압전막에 근접한 막의 두께 부분에서 상대적으로 더 낮고, 압전 기판이나 압전막으로 부터 멀리 떨어져 있는 막의 두께 부분에서 상대적으로 높다. 이는 수소 농도가 감소함에 따라 음파 속도가 증가되기 때문이다. 따라서, 탄소막은 음파가 압전 기판이나 압전막에 근접하는 탄소막의 두께 부분을 통하여 더 높은 속도로 진행하는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이것은 탄소막내에서의 내부 스트레스가 수소 농도의 감소와 함께 증가하고 수소 농도의 증가와 함께 감소한다는 본 응용의 발명자들의 지식내에 있다. 따라서, 탄소막내에서 전체적인 내부 스트레스 뿐만 아니라 고 주파수에서 음파의 투과율의 감소는 압전 기판이나 압전막에 근접한 탄소막의 두께 부분은 더 높은 내부 스트레스를 나타내기 위하여 더 낮은 수소의 농도를 함유하고, 압전 기판이나 압전막으로 부터 먼 거리에 있는 탄소막의 두께 부분은 더 낮은 내부 스트레스를 나타내기 위하여 더 높은 수소의 농도를 함유하는 탄소막 구조를 선택함에 의해 달성될 수 있다. 탄소막에서 전체적인 내부 스트레스의 감소는 하부층이 표면파 전파막으로 사용될 때 이 하부층에서의 밀착성을 더 향상시킨다.
다이아몬드계 탄소막이 표면파 전파막으로 사용됨에 있어서, 압전 기판이나 압전막에 인접하거나 가장 근접한 막의 두께 부분과 압전 기판이나 압전막으로 부터 가장 멀리 있거나 반대편에 있는 막의 두께 부분 사이의 수소 농도의 차가 10 원자 ％ 정도가 되는 것이 바람직하다. 또한, 비정질 다이아몬드계 탄소막의 경우에 있어서, 수소 농도가 압전 기판에 가장 근접한 막의 두께 부분에서는 10∼30％의 범위내에서 설정되고, 압전 기판 혹은 압전막으로 부터 가장 멀리 있는 막의 두께 부분에서는 40∼65％의 범위내에서 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 압전 기판이나 압전막에 가장 근접한 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분은 적어도 상기 두께 부분을 통과하는 음파의 속도가 증가되도록 결정체 탄소를 포함하는 것이 바람직하다.
이러한 결과에 의해, 수소 농도는 바람직하기로는 압전 기판이나 압전막에 가장 근접한 막의 두께 부분에서는 0.5∼10 원자 ％의 범위내에서 설정되고, 압전 기판이나 압전막으로 부터 가장 멀리 떨어져 있는 막의 두께 부분에서는 10∼65 원자 ％의 범위내에서 설정된다.
본 발명에 있어서, 수소 농도는 2차 이온 부피 분광 분석(secondary ion mass spectrometry; SIMS) 등에 의해 측정 가능한 원자 ％의 용어가 사용된다.
본 발명에서 표면파 전파막으로 사용하기 위한 다이아몬드계 탄소막의 두께는 바람직하기로는 2000Å∼1㎛의 범위내에 있다. 다이아몬드계 탄소막의 비저항은 바람직하기로는 104Ω㎝ 정도이고, 보다 바람직하기로는 109∼1012Ω㎝의 범위 이다. 알루미늄 질화막의 두께는 바람직하기로는 2000Å∼1㎛의 범위내에 있다.
본 발명의 제1 관점에 따른 압전 기판은 적어도 표면이 압전인 기판이고, 전체가 압전 재료로 이루어진 기판과 비압전 기판(non-piezoelectric base plate)상에 제공된 압전막을 가지는 기판을 포함한다.
전체가 압전 재료로 이루어진 기판은 LiNbO3, LiTaO3, Bi12GeO20, Bi12SiO20, AlN, 석영 등의 단결정 재료로 이루어지고, 다른 기판들은 PZT(PbTiO3-PbZrO3)와 같은 압전 세라믹 재료들로 이루어진다. 비압전 기판상에 제공된 압전막은 ZnO, AlN 및 CdS와 같은 재료들로 부터 준비될 수 있다. 이들 압전막들은 CVD 혹은 스퍼터링 기술에 의해 형성될 수 있다. 압전막의 두께는 바람직하기로는 2000Å∼1㎛의 범위내에 있다.
비압전 재료의 형태는 특별하게 한정되지 않고, Si, W, Mo, Cu, Ta, Al, Ti 및 이들 메탈들을 함유하는 화합물을 포함한다.
본 발명의 제1 및 제2 관점에 있어서, 중간층은 표면파 전파막과 압전 기판 혹은 표면파 전파막과 기판 사이에 적절하게 제공될 수 있다. 제2 관점에 있어서, 중간층은 표면파 전파막과 압전막 사이에 적절하게 제공될 수 있다. 이러한 중간층의 준비는 표면파 전파막이나 압전막의 밀착성을 향상시킨다. 중간층들의 일예는 Si, Ti, Zr, Ge, 옥사이드 및 질화물을 포함한다. 중간층의 두께는 10Å∼500Å의 범위내에 있다.
다이아몬드계 탄소막이 본 발명에 따라 표면파 전파막으로서 제공될 때, 질소는 다이아몬드계 탄소막내에 포함될 수 있다. 질소의 함량은 5∼54 원자 ％의 범위가 바람직하다. 다이아몬드계 탄소막내에 질소를 포함하는 것이 다이아몬드계 탄소막의 내부 스트레스의 감소를 제공하기에 하부층으로 부터 분리되는 것을 방지한다. 다이아몬드계 탄소막이 나이트라이드(nitride) 화합물의 압전막과 접촉될 때, 압전막에서의 화학적 본딩(bonding)의 형성은 압전막에의 부착력을 향상한다.
도 20은 일반적인 표면 음파 장치의 일반적인 구조를 나타내는 사시도이다. 이 장치는 압전 기판(81)상에 한 쌍의 인터디지탈(interdigital) 전극 어레이들 (81a), (81b)를 포함한다. 이들 인터디지탈 전극 어레이들 (81a), (81b)는 통상적으로 알루미늄으로 이루어진다. 인터디지탈 전극 어레이들중 하나는 다른 인터디지탈 전극 어레이에 의해 출력을 위한 전기적 신호들로 변환되도록 압전 기판(81)의 표면상에 전파되는 여기된 표면파를 생성한다.
도 1은 본 발명에 따라 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도이다. 압전 기판(1)은 단결정 압전 재료나 압전 세라믹으로 이루어진 기판이다. 압전 기판(1)상에는 한 쌍의 인터디지탈 전극 어레이들(3a, 3b) 및 다이아몬드계 탄소막(2)이 배치된다.
다이아몬드계 탄소막(2)은 예를 들면 후술될 ECR 플라즈마 CVD 장치에 의해 형성될 수 있다. 인터디지탈 전극 어레이들(3a, 3b)은 예를 들면 사진식각 기술에 의해 바람직한 패턴으로 식각되어지는 침적된 알루미늄으로 부터 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 다이아몬드계 탄소막의 두께는 약 4000Å이다.
도 2는 본 발명의 제1 관점에 따라 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도이다. 비압전 기판(4)의 상부에 압전막(5)가 침적된다. 이 실시예에 있어서, 비압전 기판(4)는 실리콘으로 이루어지고 압전막(5)은 5000Å의 두께를 가지는 ZnO으로 형성된다.
인터디지탈 전극 어레이들(7a, 7b)은 압전막(5) 상부에 침적된다. 인터디지탈 전극 어레이들(7a, 7b)과 압전막(5)의 상부에는 도 1의 장치 구조와 동일 형태로 다이아몬드계 탄소막(6)이 침적된다.
도 3은 본 발명의 제2 관점에 따라 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도이다. 기판(8) 상부에는 다이아몬드계 탄소막(9)이 침적된다. 이 특정 실시예에 있어서, 기판(8)은 실리콘으로 이루어지고 다이아몬드계 탄소막이 약 4000Å의 두께로 형성된다. 다이아몬드계 탄소막(9) 상부에는 인터디지탈 전극 어레이들(11a, 11b)이 배치된다. 압전막(10)은 다이아몬드계 탄소막(9)과 인터디지탈 전극 어레이들(11a, 11b) 상부에 제공된다. 이 실시예에 있어서, 압전막(10)은 ZnO막(5000Å 두께)이 사용된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 각 실시예에 있어서, 수소 농도가 압전 기판이나 압전막에 가장 근접한 두께 부분에서는 상대적으로 낮고 압전 기판이나 압전막으로 부터 멀리 떨어져 있는 두께 부분에서는 상대적으로 높도록 하여 다이아몬드계 탄소막은 그 두께 방향으로 수소의 농도 기울기를 가진다.
도 4는 본 발명의 제1 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도이다. 압전 기판(21)의 상부에는 인터디지탈 전극 어레이들(24a, 24b)이 증착된다. 압전기판(21)과 인터디지탈 전극 어레이들(24a, 24b)의 상부에는 중간층(22)가 배치되고, 이 중간층(22)의 상부에는 다이아몬드계 탄소막(23)이 배치된다. 이 특정 실시예에 있어서, SiO2 혹은 Si막(50Å 두께)은 중간층(22)으로서 형성된다. 압전 기판(21)과 다이아몬드계 탄소막(23)은 도 1에 참조하여 기술된 실시예에서 처럼 각기 동일한 방법으로 형성된다.
도 5는 본 발명의 제1 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도이다. 비압전 기판(25) 상부에는 압전막(26)이 배치되고 이 압전막(26)의 상부에는 인터디지탈 전극 어레이들(29A, 29B)이 배치된다. 압전막(26)과 인터디지탈 전극 어레이들(29a, 29b)의 상부에는 중간층(27)이 배치된다.
이러한 특정 실시예에 있어서, SiO2막(50Å 두께)은 중간층(27)을 구성하며, 이 중간층(27)의 상부에는 다이아몬드계 탄소막(28)이 제공된다. 비압전 기판(25), 압전막(26) 및 다이아몬드계 탄소막(28)은 도 2를 참조하여 기술된 실시예에서와 동일 방법으로 각기 형성된다.
도 6은 본 발명의 제2 관점에 따라 다른 표면 음파 장치의 단면도이다. 기판(30)의 상부에는 중간층(31)이 침적된다. 특정 실시예에 있어서, SiO2막(50Å 두께)은 중간층(31)을 구성하며, 이 중간층(31)의 상부에는 다이아몬드계 탄소막(32)이 제공된다. 다이아몬드계 탄소막(32)의 상부에 인터디지탈 전극 어레이들(34a, 34b)이 형성된다.
다이아몬드계 탄소막(32)와 인터디지탈 전극 어레이들(34a, 34b)의 상부에는 압전막(33)이 배치된다. 기판(30), 다이아몬드계 탄소막(32) 및 압전막(33)은 도 3을 참조하여 기술된 실시예에서와 같은 방법으로 각기 형성된다.
도 4 내지 도 6에 나타난 각 실시예에 있어서, 다이아몬드계 탄소막은 그 두께 방향으로 수소의 농도 기울기를 가질 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 수소의 농도 기울기를 가질 때, 수소 농도는 압전 기판이나 압전막에 근접하는 두께 부분에서는 상대적으로 낮고 압전 기판이나 압전막으로 부터 먼 곳에 있는 두께 부분에서는 상대적으로 더 높다.
도 7은 본 발명에서 사용하는 다이아몬드계 탄소막을 형성하기 위한 ECR 플라즈마 CVD 장치의 구조도이다. 이 ECR 플라즈마 CVD 장치는 이하에 설명될 것이다.
도 7을 참조하면, 진공 챔버(108)의 내부에 배치되는 것은 플라즈마 발생 챔버(104)와 기판들(113)이 그 내부에 배치되는 반응 챔버가 있다. 도파관(102)의 일측은 플라즈마 발생 챔버(104)에 접속된다. 이 도파관(102)의 타측에는 마이크로파 공급 수단(101)이 놓여진다. 마이크로파 공급 수단(101)내에서 발생된 마이크로파가 플라즈마 발생 챔버(104)로 유입되도록 도파관(102)과 마이크로파 도입창(104)을 통하여 통과한다.
플라즈마 발생 챔버(104)는 아르곤(Ar)과 같은 방전 가스를 플라즈마 발생 챔버(104)로 도입시키는 방전가스 도입라인(105)와 연결된다. 복수개의 플라즈마 자계 발생기(106)은 플라즈마 발생 챔버(104)의 주변에 배치된다.
드럼(drum)형 기판 홀더(112)는 도면의 지면에 수직한 회전축에 대해 회전 가능하도록 진공 챔버(108)에서의 반응 챔버내에 제공된다. 모터(도시되지 않음)는 기판 홀더(112)에 접속된다. 복수개의 기판들(113; 본 실시예에서는 6개)은 일정 간격으로 기판 홀더(112)의 주변에 배치된다. 고주파수 전원(110)은 기판 홀더(112)에 접속된다. 또한, 기판 홀더(112)의 내부에는 기판들(113)을 가열하기 위한 히터(heater; 도시되지 않음)가 제공된다.
메탈로 이루어진 공동 원추형 차폐 커버(hollow cylindrical shielding cover; 114)는 기판 홀더(112)의 주위를 약 5㎜ 간격으로 정의되도록 방사적으로 에워싼다. 이 차폐 커버(114)는 접지전극에 접속된다. 이 차폐 커버(114)는 진공 챔버(108)과 타겟(target)막 형성 위치를 배제한 기판 홀더 영역 사이에서 방전의 발생을 방지하는 기능이 있는 반면에, 방전은 고주파수(이하 RF) 전압이 막 형성을 위하여 기판 홀더(112)에 인가될 때 발생될 것이다.
차폐 커버(114)는 개구부(115)를 가진다. 플라즈마 발생 챔버(104)로 부터의 플라즈마는 기판 홀더(112) 상에 배치된 기판들(113)에 영향을 미칠 수 있는 개구부(115)를 통해 통과하도록 위치된다. 진공 챔버(108)에는 반응 가스 도입 라인(116)이 설치된다. 반응 가스 도입 라인(116)의 선단은 개구부(115)의 상부에 위치된다.
도 8은 반응 가스 도입 라인(116)의 선단 및 그 근방을 나타낸 평면도이다. 도 8을 참조하면, 반응 가스 도입 라인(116)은 CH4 가스를 진공 챔버(108)로 도입하기 위한 가스 도입부(116a)와 이 가스 도입부(116a)에 수직적인 연결을 위한 가스 방전부(116b)를 포함한다. 가스 방전부(116b)는 기판 홀더(112)의 회전 방향 A에 대하여 수직 방향으로 배치되고 개구부(115)의 상부에 위치된다. 이 평면도에 있어서, 가스 방전부(116b)는 개구부(115)내에서 방향 A를 따라 상류측에 위치된다.
가스 방전부(116b)는 약 45도의 각으로 각기 아래쪽으로 향하는 복수개의 호울(117)을 가진다. 이 실시예에 있어서, 8개의 호울들(117)은 도 8에 나타난 것 처럼 제공된다. 이 호울들(117)은 가스 방전부(116b)의 각 말단쪽에서 더 작아지게 되는 서로 다른 거리로 이격된다. 그러한 간격으로의 호울들(117)의 제공은 가스 도입부(116a)로 부터 도입된 CH4 가스가 가스 방전부(116b)의 길이를 따라 실질적으로 일정한 방출을 가지게 한다.
<실시예 1>
전술한 ECR 플라즈마 CVD 장치는 후속되는 절차에 따라 도 1에 나타난 실시예의 다이아몬드계 탄소막(2)을 형성하는데 사용된다.
진공 챔버(108)은 먼저 10-5∼10-7 torr의 압력으로 배출되고, 약 10 rpm의 속도로 기판 홀더(112)를 회전시킨다. 다음으로, 아르곤 가스는 5.7 × 10-4 torr에서 2.45 GHz, 100 W의 마이크로파가 마이크로파 공급 수단(101)로 부터 공급되는 동안 방전 가스 도입 라인(116)으로 부터 공급되고, 아르곤 플라즈마는 각 기판들(113)의 표면에 방사되도록 플라즈마 발생 챔버(104) 내에서 발생된다
이와 동시에, CH4 가스가 1.3 × 10-3 torr로 반응 가스 도입 라인(116)을 통해 공급되면서 고주파수 전원(110)으로 부터 13.56 MHz의 RF 전력이 기판 홀더(112)로 공급된다.
기판 홀더(112)에 공급하기 위한 RF 전력은 도 9에 나타난 것 처럼, 막 형성의 초기에서의 -150V로 부터 막 형성의 완료시의 0V 까지의 범위를 통해 변화된다. 여기서, 다이아몬드계 탄소막이 형성되는 동안 기판에 어떠한 열도 인가되지 않는다.
도 10은 기판에서 생성된 셀프 바이어스 전압 대 다이아몬드계 탄소막에서의 수소 농도, 셀프 바이어스 전압 대 막의 두께가 1000Å일 때 막 내에서의 내부 스트레스, 셀프 바이어스 전압 대 전체 C-C 결합에서의 sp3 C-C 결합 비, 셀프 바이어스 전압 대 막의 빅커스 경도(Hv)를 각기 나타내는 일련의 그래프들이다.
전술한 ECR 플라즈마 CVD 장치는 기판에서 발생된 셀프 바이어스 전압이 일정하게 유지되는 상태에서 다이아몬드계 탄소막을 형성하는데 사용된다. 따라서, 다이아몬드계 탄소막은 다양한 특징이 측정된다. 이 측정된 값은 도 10에 나타난다.
도 10은 기판에서 발생된 셀프 바이어스 전압과 각기 셀프 바이어스 전압에서 형성된 다이아몬드계 탄소막에서 C-C 결합에 sp3 C-C 결합 비 사이의 관계를 나타낸다. 전술한 ECR 플라즈마 CVD 장치는 기판에서 발생된 셀프 바이어스 전압이 일정하게 유지되는 상태에서 다이아몬드계 탄소막을 형성하는데 사용된다. 그렇게 얻어진 다이아몬드계 탄소막은 전체 C-C 결합에 대해 sp3 C-C 결합 비로 결정되는 값으로 측정된다.
도 10으로 부터 알 수 있는 바와 같이, 0V 내지 -200V사이의 셀프 바이어스 전압 범위에 있어서, 다이아몬드계 탄소막에서의 sp3 C-C 결합의 비는 25％ 이상이다.
또한, 전술한 막 형성 상태에 따라 형성된 다이아몬드계 탄소막의 비저항 측정은 109∼1012 Ω㎝이다. 일련의 실험들은 전극들 같은 표면 음파 장치 소자에서 어떠한 단락회로도 발생되지 않는다는 것을 확인할 수 있다.
다른 일련의 실험들은 다이아몬드계 탄소막들은 100 ℃를 초과하지 않는 온도에서 전술한 막 형성 상태에 따라 형성된다는 것을 확인할 수 있다.
도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 0V의 셀프 바이어스 전압에서는 약 850 Hv의 경도, 약 0.8 GPa의 내부 스트레스, 및 약 65 원자 ％의 수소 농도를 가지는 다이아몬드계 탄소막을 형성하게 된다. 다른 한편으로, -150V의 셀프 바이어스 전압에서는 약 3200 Hv의 경도, 약 8 GPa의 내부 스트레스, 및 약 10 원자 ％의 수소 농도를 가지는 다이아몬드계 탄소막을 형성하게 된다.
음파가 높은 셀프 바이어스 전압에서 사용되도록 형성된 다이아몬드계 탄소막을 통해서는 높은 속도로 진행하고, 낮은 셀프 바이어스 전압에서 사용되도록 형성된 다이아몬드계 탄소막을 통해서는 낮은 속도로 진행한다는 것을 알려준다. 도 9는 -150V ∼ 0V사이의 셀프 바이어스 전압이 시간과 함께 변화되는 다이아몬드계 탄소막을 형성할 때 취해질 수 있는 특정 단계를 나타낸다. 이러한 단계를 사용함에 의해, 다이아몬드계 탄소막은 그 두께 방향으로 성질 기울기를 가지도록 얻어질 수 있다. 즉, 다이아몬드계 탄소막이 높은 속도로 음파를 전파시킬 수 있는 높은 내부 스트레스를 가지는 두께 부분과 낮은 속도로 음파를 전파시킬 수 있는 낮은 내부 스트레스를 가지는 다른 두께 부분을 가진다.
따라서, 다이아몬드계 탄소막은 압전 기판에 인접하거나 근접한 두께 부분에서는 음파가 고속으로 진행하고 전체적으로는 내부 스트레스가 낮아지도록 형성될 수 있다. 이러한 다이아몬드계 탄소막은 향상된 밀착성을 나타낸다.
도 11에 나타난 것과 같은 다이아몬드계 탄소막(121)은 셀프 바이어스 전압이 시간과 함께 변화되는 전술한 막 형성 단계를 사용하여 얻을 수 있다. 도시된 다이아몬드계 탄소막(121)은 하부층(120)상에 형성된다. 하부층(120)에 근접한 막(121)의 두께 부분(121a)은 음파가 높은 속도로 전파되도록 하는 높은 내부 스트레스를 가진다. 하부층(120)의 반대편이나 먼 곳에 있는 막(121)의 두께 부분(121b)는 음파가 낮은 속도로 전파되도록 하는 낮은 내부 스트레스를 가진다.
다이아몬드계 탄소막의 형성은 전술된 것과 같은 방법으로 변화된 셀프 바이어스 전압에 따라 실행된다. 얻어진 표면 음파 장치의 중심 주파수 측정은 다이아몬드계 탄소막과 결합되지 않는 표면 음파 장치의 것보다 1.11 배 높다.
<실시예 2>
도 1에 도시된 것과 같은 표면 음파 장치는 압전 기판(1)에 근접하는 다이아몬드계 탄소(2)의 두께 부분은 결정체 탄소로 이루어지고 압전 기판(1)으로 부터 먼 곳에 있는 두께 부분은 비정질 탄소로 이루어지도록 준비된다. 셀프-바이어스 전압은 전술한 실시예 1에서와 같은 방법으로 -150V∼0V로 변화된다. 방전 가스 도입 라인으로 부터의 Ar 가스는 5.7 × 10-4 torr로 유지된다. O2 가스 압력은 막 형성시의 1.4 × 10-4 torr로 부터 막 형성 완료시의 0 torr로 점차적으로 감소된다.
또한, 다이아몬드계 탄소막은 기판 온도가 200℃로 유지되는 상태에서 형성된다. 이렇게 형성된 다이아몬드계 탄소막은 결정체 탄소의 형태로 이루어지며 3 원자 ％의 수소 농도를 가지는 압전 기판(1)에 근접한 두께 부분과 비정질 탄소의 형태로 이루어지며 65 원자 ％의 수소 농도를 가지는 압전 기판(1)로 부터 먼 곳에 있는 두께 부분을 포함한다. 이러한 다이아몬드계 탄소막과 결합된 표면 음파 장치는 그러한 다이아몬드계 탄소막과 결합되지 않은 표면 음파 장치의 것에 비해 1.18 배 더 큰 중앙 주파수를 표시한다.
<실시예 3>
SiO2 막(50Å 두께)은 도 4에 도시된 것과 같은 표면 음파 장치의 중간층(22)을 구성하도록 형성된다. 이 SiO2 막은 스퍼터링에 의해 형성된다. 다이아몬드계 탄소막(23)은 -150V의 일정한 셀프 바이어스 전압이 막을 형성하는 동안 기판에서 발생되도록 RF 전력이 기판 홀더에 제공되는 것을 제외하고는 실시예 1의 다이아몬드계 탄소막(2)에서와 같은 방법으로 형성된다.
따라서, 다이아몬드계 탄소막(23)은 4000Å의 두께로 형성된다. 다이아몬드계 탄소막(23)의 수소 농도는 그 두께 방향에서 실질적으로 일정하고 10 원자 ％가 되는 것이 측정된다. 또한, 다이아몬드계 탄소막은 비정질 탄소막이 되는 것이 관찰된다.
그렇게 얻어진 표면 음파 장치는 그러한 다이아몬드계 탄소막과 결합되지 않는 표면 음파 장치의 것에 비해 1.12 배 높은 중앙 주파수를 나타낸다.
평가 테스트는 표면 음파 장치의 다이아몬드계 탄소막의 밀착성에 대해 행한다. 이 밀착성은 빅커스 압자(vickers indenter)를 사용하는 일정 하중(1 kg)의 압입 테스트(indentation test)에 의해 평가된다. 50개의 샘플을 준비하여, 다이아몬드계 탄소막으로 부터 분리된 것들의 수를 카운트한다. 중간층을 통해 제공된 다이아몬드계 탄소막에 대하여 분리된 수가 5개인 반면에, 기판상에 직접적으로 제공된 비교상의 다이아몬드계 탄소막에 대하여 분리된 수는 50개이다. 따라서, 중간층의 준비는 하부층에 다이아몬드계 탄소막의 밀착성을 향상시킨다는 것을 알 수 있다.
<실시예 4>
도 4에 도시된 것과 같이 표면 음파 장치에서는 실리콘막은 중간층(22)을 형성하고 다이아몬드계 탄소막(23)은 실시예 3의 다이아몬드계 탄소막(23)이 형성되는 것과 같은 방법으로 형성된다. 이 실리콘막은 50Å의 두께로 스퍼터링하여 형성된다. 그렇게 얻어진 표면 음파 장치는 그러한 다이아몬드계 탄소막과 결합하지 않는 제어 표면 음파 장치의 것보다 1.12배 더 큰 중앙 주파수를 가진다.
평가 테스트는 얻어진 표면 음파 장치의 다이아몬드계 탄소막의 밀착성에 대해 행한다. 밀착성은 빅커스 압자를 사용하는 일정 하중(1 kg)의 압입 테스트에 의해 평가된다. 50개의 샘플을 준비하여, 다이아몬드계 탄소막으로 부터 분리된 것들의 수를 카운트한다. 중간층을 통해 제공된 다이아몬드계 탄소막에 대하여 분리된 수가 3개인 반면에, 기판상에 직접적으로 제공된 비교상의 다이아몬드계 탄소막에 대하여 분리된 수는 50개이다. 따라서, 중간층의 준비는 하부층에 다이아몬드계 탄소막의 밀착성을 향상시킨다는 것을 알 수 있다.
<실시예 5>
도 5에 도시된 것과 같은 표면 음파 장치에서는 중간층(31)으로서 제공되는 실리콘막이 실시예 3에서 형성되는 중간층(22)와 같은 방법으로 형성된다. 다이아몬드계 탄소막(32)은 실시예 3에서 형성된 다이아몬드계 탄소막(23)에서와 같은 방법으로 형성된다. ZnO막인 압전막(33)은 스퍼터링에 의해 형성된다. 중간층(31)은 50Å의 두께로 형성된다.
그렇게 얻어진 표면 음파 장치는 그러한 다이아몬드계 탄소막과 결합하지 않는 제어 표면 음파 장치의 것에 비해 1.13배 더 큰 중앙 주파수를 가진다.
전술한 실시예에 있어서, 다이아몬드계 탄소막은 도 11에서 나타난 것과 같이, 그 두께 방향으로 비 순차적이거나 연속적인 수소의 농도 기울기를 가지는 것 처럼 기술되었다. 대용으로서, 이 다이아몬드계 탄소막은 도 12에서 나타난 것과 같이, 그 두께 방향으로 순차적인 수소의 농도 기울기를 가질 수도 있다.
도 12는 하부층(120)상에 제공된 다이아몬드계 탄소막(122)을 나타낸다. 이 다이아몬드계 탄소막(122)은 상대적으로 낮은 수소 농도를 가지는 제1층(122a)와 상대적으로 높은 수소 농도를 가지며 제1층상에 적층된 제2층(122b)를 포함한다. 이러한 적층된 막은 도 13에 도시된 것 처럼 막 형성 과정에서 순차적인 방법으로 셀프 바이어스 전압을 변화시킴에 의해 형성될 수 있다.
다이아몬드계 탄소막이 두 층 구조를 가지는 것 처럼 도 12에서 도시되었지만, 다이아몬드계 탄소막은 수소 농도에서의 단계적인 변화는 그 막의 두께 방향으로 정의되도록 세개 혹은 그 이상의 층들과 결합된 다중층 구조일 수도 있다
다이아몬드계 탄소막에 의한 부식성의 향상
샘플은 알루미늄 기판상에 다이아몬드계 탄소막을 가지는 것과 알루미늄 기판만을 가지는 제어 샘플을 가진다. 다이아몬드계 탄소막은 실시예 1에서 사용된 것과 같은 동일 상태에서 형성된다. 이 샘플들은 65℃, 90％ RH 대기중에 방치된다. 약 50 시간의 경과 후에, 부식이 제어 샘플의 알루미늄 기판의 표면상에서 발생된다. 이에 비해, 다이아몬드계 탄소막과 결합된 샘플에서는 어떠한 부식도 발견되지 않았다. 이들 결과는 본 발명에 따른 다이아몬드계 탄소막의 형성은 향상된 부식성을 주기위한 알루미늄 인터디지탈 전극 어레이들의 부식을 방지하는데 효과적이라는 것이 입증된다.
도 14는 본 발명의 제2 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 있어서, 중간층(41)은 도 3에 나타난 실시예에서의 다이아몬드계 탄소막(9)와 압전막(10) 사이에 제공된다. SiO2 혹은 실리콘막(50Å 두께)은 중간층(41)으로서 형성된다. 이 중간층(41)의 형성은 다이아몬드계 탄소막(9)와 압전막(10) 사이의 밀착성을 향상시킨다.
도 15는 본 발명의 제2 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 있어서, 중간층(42)는 도 6에 나타난 실시예에서의 다이아몬드계 탄소막(32)와 압전막(33) 사이에 제공된다. SiO2 혹은 실리콘막(50Å 두께)은 중간층(42)으로서 형성된다. 이 중간층(42)의 형성은 다이아몬드계 탄소막(32)와 압전막(33) 사이의 밀착성을 향상시킨다.
도 16은 본 발명의 제1 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도이다. 압전 기판(61)의 상부에는 인터디지탈 전극 어레이들(64a, 64b)이 제공된다. 압전기판(61)과 인터디지탈 전극 어레이들(64a, 64b)의 상부에는 중간층(62)이 제공되고 이 중간층(62)의 상부에는 알루미늄 질화막이 적층된다. 본 실시예에 있어서, 중간층(62)을 구성하는 Si 혹은 SiO2 막은 50Å의 두께로 형성된다. 중간층(62)은 도 4의 중간층(22)을 형성하는데 사용되는 것과 같은 동일 방법으로 형성된다.
알루미늄 질화막(63)은 스퍼터링 혹은 CVD 방법에 의해 형성될 수 있다. 압전기판(61)은 도 1에 나타난 압전 기판(1)과 동일 형태일 수 있다.
도 17은 본 발명의 제1 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도이다. 비압전 기판(65)의 상부에는 압전막(66)이 제공되고 이 압전막(66)의 상부에는 인터디지탈 전극 어레이들(69a, 69b)가 적층된다. 압전막(66)과 인터디지탈 전극 어레이들(69a, 69b)의 상부에는 중간층(67)이 제공되고 이 중간층(67)의 상부에는 알루미늄 질화막(68)이 적층된다. 중간층(67)은 도 16에 나타난 실시예의 중간층(62)으로 사용되는 것과 같은 동일 형태일 수 있다. 비압전 기판(65)와 압전막(66)은 도 2에 나타난 실시예의 것들에서 각기 사용된 것과 동일 형태일 수 있다.
도 18은 본 발명의 제2 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도이다. 기판(70)의 상부에는 중간층(71)이 제공되고, 이 중간층(71)의 상부에는 알루미늄 질화막(72)이 적층된다. 이 알루미늄 질화막(72)의 상부에 인터디지탈 전극 어레이들(74a, 74b)이 적층된다.
압전막(73)은 알루미늄 질화막(72)과 인터디지탈 전극 어레이들(74a, 74b)의 상부에 제공된다. 중간층(71)은 도 16에 나타난 중간층(62)에 대해 사용된 것과 같은 형태일 수 있다. 기판(70)과 압전막(73)은 각기 도 3에 나타난 실시예의 것들에서 사용된 것과 같은 형태일 수 있다.
도 19는 본 발명의 제2 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 있어서, 중간층(75)은 도 18에 나타난 실시예에서의 압전막(73)과 다이아몬드계 탄소막(72)사이에 제공된다. SiO2 혹은 실리콘막(50Å 두께)은 중간층(75)으로서 제공된다. 이 중간층(75)의 형성은 다이아몬드계 탄소막(72)와 압전막(73) 사이의 밀착성을 향상시킨다.
<실시예 6>
도 16에 나타난 구성의 표면 음파 장치가 준비된다. LiTaO3는 압전기판(61)으로 사용된다. 알루미늄막은 인터디지탈 전극 어레이들(64A, 64b)을 형성하도록 패턴된다. 알루미늄 질화막(63)은 4000Å의 두께로 스퍼터링함에 의해 형성된다. SiO2막은 중간층(62)으로 사용하기 위한 것으로서 50Å의 두께로 형성된다. SiO2막은 도 4에 나타난 실시예의 중간층(42)를 형성하는데 사용된 것과 같은 진행으로 형성된다.
그렇게 얻어진 표면 음파 장치는 알루미늄 질화막(63)과 결합하지 않는 비교상의 표면 음파 장치의 것보다 1.08 배 높은 중앙 주파수를 가진다.
평가 테스트는 얻어진 표면 음파 장치의 알루미늄 질화막의 밀착성에 대해 행한다. 이 밀착성은 빅커스 압자를 사용하는 일정 하중(1 kg)의 압입 테스트에 의해 평가된다. 50개의 샘플을 준비하여, 알루미늄 질화막으로 부터 분리된 것들의 수를 카운트한다. 중간층을 통해 제공된 알루미늄 질화막에 대하여 분리된 수가 2개인 반면에, 기판상에 직접적으로 제공된 비교상의 알루미늄 질화막에 대한 분리된 수는 12개이다. 따라서, 중간층의 형성은 하부층에 알루미늄 질화막의 밀착성을 향상시킨다는 것을 알 수 있다.
<실시예 7>
도 18에 나타난 구성의 표면 음파 장치가 준비된다. SiO2막은 중간층(71)로서 사용하기 위해 50Å의 두께로 형성된다. SiO2막은 전술한 바와 같이 실시예 6에 사용된 것과 같은 진행으로 형성된다. 알루미늄 질화막(72)은 전술한 실시예 6에서와 같은 방법으로 형성된다. 기판(70)과 압전막(73)은 실시예 5에서 사용된 것과 같은 방법으로 형성된다.
표면 음파 장치는 실시예 6에서의 장치의 것과 비교될 만한 높은 중앙 주파수 값을 가진다.
알루미늄 질화막에 의해 주어진 부식성의 향상
샘플은 알루미늄 기판상에 알루미늄 질화막을 가지는 것과 알루미늄 기판만을 가지는 제어 샘플을 가진다. 이 샘플들은 65℃, 90％ RH 대기중에 방치된다. 약 50 시간의 경과 후에, 부식이 알루미늄 질화막과 결합하지 않은 제어 샘플의 알루미늄 기판의 표면상에서 발생된다. 이에 비해, 알루미늄 질화막과 결합된 샘플에서는 어떠한 부식도 발견되지 않았다.
이 결과들은 알루미늄 질화막의 형성이 향상된 부식성을 부여하기 위한 알루미늄 전극의 부식을 방지하는데 효과적이라는 것이 입증된다.
다이아몬드계 탄소막에서 함유되는 질소에 의해 밀착성의 향상
도 6에 나타난 구조를 가지는 표면 음파 장치에 있어서, 질소의 20 원자 ％를 함유하는 다이아몬드계 탄소막(32)은 질소 분위기에서 다이아몬드계 탄소막(32)을 증착하여 형성된다. 압전막(33), AlN막(1.0 ㎛ 두께)은 스퍼터링에 의해 형성된다. 중간층(31)은 실시예 5에서와 같은 방법으로 형성된다.
평가 테스트는 결과물인 표면 음파 장치의 압전막의 밀착성에 대해 행한다. 이 밀착성은 빅커스 압자를 사용하는 일정 하중(1 kg)의 압입 테스트에 의해 평가된다. 50개의 샘플을 준비하여, 압전막으로 부터 분리된 것들의 수를 카운트한다. 질소를 함유하는 다이아몬드계 탄소막에 대한 분리의 수가 3개인 반면에, 질소를 함유하지 않은 다이아몬드계 탄소막에 대한 분리의 수는 7개이다. 따라서, 질소의 압전막에 대한 밀착성은 다이아몬드계 탄소막에서 질소를 함유함에 의해 향상된다는 것을 알 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명은 하부층에 양호한 밀착성을 나타내는 표면파 전파막이 고온막 형성 공정의 필요성없이 형성될 수 있고, 향상된 부식성을 가지며, 고주파수에서 동작 가능한 이점을 가진다.
도 1은 본 발명의 제1 관점에 따라 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 관점에 따라 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 관점에 따라 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 관점에 따라 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 7은 ECR 플라즈마 CVD 장치를 나타낸 구조도.
도 8은 도 7의 ECR 플라즈마 CVD 장치의 개구부를 나타낸 평면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 막 형성 기간과 셀프 바이어스 전압간의 관계를 나타낸 그래프.
도 10은 기판에서 생성된 셀프 바이어스 전압 대 다이아몬드계 탄소막에서의 수소 농도, 셀프 바이어스 전압 대 막의 두께가 1000Å일 때 막 내에서의 내부 스트레스, 셀프 바이어스 전압 대 전체 C-C 결합에서 sp3의 비, 셀프 바이어스 전압 대 막의 빅커스 경도(vicker hardness; Hv)를 각기 나타내는 일련의 그래프.
도 11은 본 발명에 따라 두께 방향으로 수소의 비단계적인 농도 기울기를 가지는 다이아몬드계 탄소막의 실시예를 나타낸 단면도.
도 12는 본 발명에 따라 두께 방향으로 수소의 단계적인 농도 기울기를 가지는 다른 다이아몬드계 탄소막의 실시예를 나타낸 단면도.
도 13은 셀프 바이어스 전압과 막 형성 주기사이의 관계를 나타낸 그래프.
도 14는 본 발명의 제2 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 15는 본 발명의 제2 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 16은 본 발명의 제1 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 17은 본 발명의 제1 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 18은 본 발명의 제2 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 19는 본 발명의 제2 관점에 따라 또 다른 표면 음파 장치의 실시예를 나타낸 단면도.
도 20은 일반적인 표면 음파 장치의 구조를 나타낸 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 21 : 압전 기판
2, 6, 9, 23 : 다이아몬드계 탄소막
3a, 3b, 7a, 7b, 11a, 11b, 24a, 24b : 인터디지탈 전극 어레이
4 : 비압전 기판
5, 10 : 압전막
8 : 기판
22 : 중간층

Claims (27)

  1. 표면 음파 장치에 있어서,
    압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 배치되며 다이아몬드계 탄소막으로 이루어진 표면파 전파막과,
    상기 압전 기판 내에 전계를 인가하기 위한 전극들과,
    상기 압전 기판과 상기 표면파 전파막 사이에 제공된 중간층을 포함하고,
    상기 다이아몬드계 탄소막은 두께 방향으로 수소의 농도 기울기를 가져, 수소 농도가 상기 압전 기판에 근접한 두께 부분에서는 상대적으로 더 낮도록 되어 있고, 상기 압전 기판으로부터 멀리 떨어진 두께 부분에서는 상대적으로 더 높도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압전 기판에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분과 상기 압전 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분 사이의 수소 농도의 차는 10 원자 ％ 이상임을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수소 농도의 범위는 상기 압전 기판에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분에서는 10 ~ 30 원자 ％이고, 상기 압전 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분에서는 40 ~ 65 원자 ％임을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 압전 기판에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 적어도 두께 부분에서는 결정체 탄소를 포함하고, 상기 수소 농도의 범위는 상기 압전 기판에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분에서는 0.5 ~ 10 원자 ％이고, 상기 압전 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분에서는 10 ~ 65 원자 ％임을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  5. 표면 음파 장치에 있어서,
    압전 기판과,
    상기 압전 기판 상에 배치되며 다이아몬드계 탄소막으로 이루어진 표면파 전파막과,
    상기 압전 기판 내에 전계를 인가하기 위한 전극들을 포함하고,
    상기 다이아몬드계 탄소막은 두께 방향으로 수소의 농도 기울기를 가져, 수소 농도가 상기 압전 기판에 근접한 두께 부분에서는 상대적으로 더 낮도록 되어 있고 상기 압전 기판으로부터 멀리 떨어진 두께 부분에서는 상대적으로 더 높도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 압전 기판에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분과 상기 압전 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분 사이에서의 수소 농도의 차는 10 원자 ％ 이상임을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 수소 농도의 범위가 상기 압전 기판에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분에서는 10 ~ 30 원자 ％이고, 상기 압전 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분에서는 40 ~ 65 원자 ％임을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 압전 기판에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 적어도 두께 부분에서는 결정체 탄소를 포함하고, 상기 수소 농도의 범위가 상기 압전 기판에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분에서는 0.5 ~ 10 원자 ％이고, 상기 압전 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분에서는 10 ~ 65 원자 ％임을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이아몬드계 탄소막은 109 ~ 1012 Ω㎝의 특정 저항을 가짐을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  10. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이아몬드계 탄소막에서 탄소-탄소 결합은 적어도 sp3 결합의 25 ％를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  11. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이아몬드계 탄소막은 질소를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  12. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압전 기판은 비압전 기판 상에 제공되는 압전막을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  13. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 중간층이 상기 압전 기판과 상기 표면파 전파막 사이에 제공됨을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  14. 표면 음파 장치에 있어서,
    기판과,
    상기 기판 상에 배치되며 다이아몬드계 탄소막으로 이루어진 표면파 전파막과,
    상기 표면파 전파막 상에 배치된 압전막과,
    상기 압전막 내에 전계를 인가하기 위한 전극들과,
    상기 기판과 상기 표면파 전파막 사이에 제공된 중간층을 포함하고,
    상기 다이아몬드계 탄소막은 두께 방향으로 수소의 농도 기울기를 가져, 수소 농도가 상기 압전막에 근접한 두께 부분에서는 상대적으로 더 낮도록 되어 있고 상기 압전막으로부터 멀리 떨어진 두께 부분에서는 상대적으로 더 높도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 압전막에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분과 상기 압전막으로부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분 사이의 수소 농도의 차는 10 원자 ％ 이상임을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 수소 농도의 범위는 상기 압전막에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분에서는 10 ~ 30 원자 ％이고, 상기 압전막으로부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분에서는 40 ~ 65 원자 ％임을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 압전막에 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 적어도 두께 부분에서는 결정체 탄소를 포함하고, 상기 수소 농도의 범위가 상기 압전막에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분에서는 0.5 ~ 10 원자 ％이고, 상기 압전막으로부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분에서는 10 ~ 65 원자 ％임을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  18. 표면 음파 장치에 있어서,
    기판과,
    상기 기판 상에 배치되며 다이아몬드계 탄소막으로 이루어진 표면파 전파막과,
    상기 표면파 전파막 상에 배치된 압전막과,
    상기 압전막 내에 전계를 인가하기 위한 전극들을 포함하고,
    상기 다이아몬드계 탄소막은 두께 방향으로 수소의 농도 기울기를 가져, 수소 농도가 상기 압전막에 근접한 두께 부분에서는 상대적으로 더 낮도록 되어 있고 상기 압전막으로부터 멀리 떨어진 두께 부분에서는 상대적으로 더 높도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 압전막에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분과 상기 압전막으로부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분 사이의 수소 농도의 차는 10 원자 ％ 이상임을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 수소 농도의 범위가 상기 압전막에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분에서는 10 ~ 30 원자 ％이고, 상기 압전막으로부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분에서는 40 ~ 65 원자 ％임을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  21. 제18항에 있어서, 상기 압전막에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 적어도 두께 부분에서는 결정체 탄소를 포함하고, 상기 수소 농도의 범위가 상기 압전막에 가장 근접한 상기 다이아몬드계 탄소막의 두께 부분에서는 0.5 ~ 10 원자 ％이고, 상기 압전막으로부터 가장 멀리 떨어진 두께 부분에서는 10 ~ 65 원자 ％임을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이아몬드계 탄소막은 109 ~ 1012 Ω㎝의 특정 저항을 가짐을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  23. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이아몬드계 탄소막에서 탄소-탄소 결합은 적어도 sp3 결합의 25 ％를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  24. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이아몬드계 탄소막은 질소를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  25. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 중간층이 상기 기판과 상기 표면파 전파막 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  26. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 중간층이 상기 표면파 전파막과 상기 압전막 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
  27. 제1항 내지 제4항, 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간층은 Ti, Zr, Ge, 이들의 산화물 및 질화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 음파 장치.
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