KR100912553B1 - 압전기판 및 이를 이용한 saw 필터 - Google Patents

압전기판 및 이를 이용한 saw 필터 Download PDF

Info

Publication number
KR100912553B1
KR100912553B1 KR1020080021308A KR20080021308A KR100912553B1 KR 100912553 B1 KR100912553 B1 KR 100912553B1 KR 1020080021308 A KR1020080021308 A KR 1020080021308A KR 20080021308 A KR20080021308 A KR 20080021308A KR 100912553 B1 KR100912553 B1 KR 100912553B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
piezoelectric
oxide layer
forming
oxide
buffer
Prior art date
Application number
KR1020080021308A
Other languages
English (en)
Inventor
오영주
Original Assignee
오영주
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오영주 filed Critical 오영주
Priority to KR1020080021308A priority Critical patent/KR100912553B1/ko
Priority to US12/153,909 priority patent/US7846490B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100912553B1 publication Critical patent/KR100912553B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25Constructional features of resonators using surface acoustic waves
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/08Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02535Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02543Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
    • H03H9/02574Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02535Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02637Details concerning reflective or coupling arrays
    • H03H9/02653Grooves or arrays buried in the substrate
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02535Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02818Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02842Means for compensation or elimination of undesirable effects of reflections
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/64Filters using surface acoustic waves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01Manufacture or treatment
    • H10N30/07Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/074Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/42Piezoelectric device making

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 압전기판 및 이를 이용한 SAW 필터에 관한 것으로, 본 발명의 압전기판(10a)은 일면에 다수개의 홈(12a)이 형성되는 산화층(12)을 갖는 베이스부재(11)와, 산화층(12)의 일측과 타측이 노출되도록 산화층(12)에 형성되는 버퍼부재(13)와, 베이스부재(11)의 타면에 형성되는 절연부재(14)와, 버퍼부재(13)에 형성되는 압전부재(15)로 구성되며, 본 발명의 압전기판(10a)을 이용한 SAW 필터는 일면에 다수개의 홈(12a)이 형성되는 산화층(12)을 갖는 베이스부재(11)와, 버퍼부재(13), 절연부재(14), 압전부재(15) 및 압전부재(15)에 형성되어 전기신호를 수신받아 필터링하고 필터링된 전기신호를 출력하는 다수개의 IDT 전극(16,17)으로 구성됨을 특징으로 한다.
압전기판, SAW, 필터, 홈, 산화층, 버퍼부재, 압전부재

Description

압전기판 및 이를 이용한 SAW 필터{Piezoelectric substrate and surface acoustic wave filter using the same}
본 발명은 압전기판 및 이를 이용한 SAW 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전달이 높으며, 다수개의 홈에 의해 표면파 반사에 의한 양방향 손실을 제거할 수 있는 압전기판 및 이를 이용한 SAW(Surface Acoustic Wave) 필터에 관한 것이다.
SAW 필터는 전압이 입력되면 이 전압에 의해 탄성표면파를 발생, 전파하여 필터링하는 주파수 필터로 사용된다. 이러한 SAW 필터는 다수개의 정상상태의 IDT전극(전극간의 오버랩 크기가 일정)과 웨이티드(weighted) IDT 전극(전극간 피치와 오버랩 크기가 변화)의 복합 형태가 있다. 이러한 종래의 SAW 필터를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 SAW 필터의 사시도이다. 도 1에서와 같이 종래의 SAW 필터는 압전기판(1), 다수개의 IDT(Inter Digital Transducer) 전극(2,3) 및 다수개의 리플렉터(reflector)(4,5)로 구성되며, 각 구성요소들을 각각 설명하면 다음과 같다.
SAW 필터용으로 사용되는 압전기판(1)은 니오브산 리튬(LiNbO3)이나 탄탈산 리튬(LiTaO3), 석영(Quartz) 등을 결정성장방법을 이용하여 잉곳(ingot)으로 제조한 후 이를 절단하여 형성된다. 이와 같이 결정성장방법을 적용한 압전기판의 경우 전기적 특성이 우수한 특성은 있으나 압전기판 제조 시 고가의 설비와 제조공정 제조원가가 상승되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 도 1에서와 같이 압전기판(1)이 적용된다.
압전기판(1)은 실리콘(Si) 또는 다이아몬드로 이루어지는 웨이퍼(1a), 압전부재(1b) 및 버퍼(buffer)부재(1c)로 구성된다.
다수개의 IDT 전극(2,3)과 다수개의 리플렉터(reflector)(4,5)가 형성되는 압전부재(1b)는 실리콘(Si) 또는 다이아몬드로 이루어지는 웨이퍼(1a)에 형성되며, 알루미나(Al2O3), 산화아연(ZnO), 질화 알루미늄(AlN), 티탄산바륨(BaTiO3) 또는 PZT(Piezoelectric)계의 압전 세라믹과 압전계수가 큰 압전재료가 적용된다. 실리콘(Si) 또는 다이아몬드로 이루어지는 웨이퍼(1a)에 압전부재(1b)를 적층하는 경우에 계면현상으로 인해 압전 성능이 저하되고, 실리콘(Si)으로 이루어지는 웨이퍼(1a)에 압전부재(1b)를 형성하는 경우에 결정방향(0001)으로 형성하므로 인해 공정조건이 어렵게 된다. 이를 개선하기 위해 웨이퍼(1a)와 압전부재(1b) 사이에 버퍼부재(1c)를 형성하게 된다. 버퍼부재(1c)는 산화 규소(SiO2), 알루미나(Al2O3) 및 산화 탄탈(Ta2O5)중 하나가 적용되어 웨이퍼(1a)에 압전부재(1b)를 형성하여 발생되 는 계면효과를 제거하여 압전 성능의 저하나 공정조건을 개선하게 된다.
다수개의 IDT 전극(2,3)은 입력 IDT 전극(2) 및 출력 IDT 전극(3)으로 이루어지며, 각각에 입출력전극(T1,T2)이 연결된다. 이러한 다수개의 IDT 전극(2,3)의 패턴(pattern)은 압전기판(1)에 도전성 재질을 형성한 후 사진식각공정을 이용하여 형성된다.
다수개의 리플렉터(reflector)(4,5)는 IDT 전극(2,3)에서 발생한 표면탄성파에너지를 공진조건으로 다수개의 IDT 전극(2,3)의 외측에 위치되도록 압전기판(1)에 형성되어 표면파 반사를 최소화하여 양방향 손실(bidirection loss)을 제거한다. 이러한 다수개의 리플렉터(4,5)는 도 1에서와 같이 금속막을 격자(grating)구조로 형성하며, 리플렉터(4,5) 이외에 압전기판(1)에 홈(도시 않음)을 형성하는 흡습체(absorber)(도시 않음)가 적용된다.
상기 구성을 갖는 종래의 SAW 필터의 압전기판은 실리콘(Si)이나 다이아몬드로 이루어지는 웨이퍼와 압전부재 사이에 버퍼부재를 형성하여 계면효과를 개선하는 경우에 웨이퍼가 실리콘으로 이루어지는 경우에 결정구조에 민감한 문제점이 있으며, 단결정에 비해 박막으로 이루어지므로 내전력이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 또한, 압전기판상에 금속박막의 격자구조로 이루어지는 리플렉터나 홈(groove)으로 이루어지는 흡습체를 형성하므로써 SAW 필터의 소형화에 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 베이스부재에 다수개의 홈이 형성된 산화층을 형성하고, 산화층에 선택적으로 버퍼부재 및 압전부재를 형성하므로써 다수개의 홈에 의해 열전달이 높으며 보다 용이하게 제조할 수 있는 압전기판 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 베이스부재에 다수개의 홈이 형성된 산화층을 형성하고, 산화층에 선택적으로 버퍼부재 및 압전부재로 이루어진 압전기판의 다수개의 홈에 의해 표면파 반사에 의한 양방향 손실을 제거할 수 있도록 하므로써 소형화가 가능한 압전기판을 이용한 SAW 필터 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 압전기판은 일면에 다수개의 홈이 형성되는 산화층을 갖는 베이스(base)부재와, 산화층의 일측과 타측이 노출되도록 산화층에 형성되는 버퍼(buffer)부재와, 베이스부재의 타면에 형성되는 절연부재와, 버퍼부재에 형성되는 압전부재로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 압전기판 제조방법은 베이스부재의 일면에 양극산화방법을 이용하여 다수개의 홈이 형성되는 산화층을 형성하는 단계와, 산화층의 일측과 타측이 노출되도록 산화층에 선택적으로 버퍼재질을 도포하여 버퍼부재를 형성하는 단계와, 베이스부재의 타면에 절연재질을 도포하여 절연부재를 형성하는 단계와, 버퍼부재에 압전재질을 도포하여 압전부재를 형성하는 단계로 구성됨을 특징을 한다.
본 발명의 SAW 필터는 일면에 다수개의 홈이 형성되는 산화층을 갖는 베이스(base)부재와, 산화층의 일측과 타측이 노출되도록 산화층에 형성되는 버 퍼(buffer)부재와, 베이스부재의 타면에 형성되는 절연부재와, 버퍼부재에 형성되는 압전부재와, 압전부재에 형성되어 전기신호를 수신받아 필터링(filtering)하고 필터링된 전기신호를 출력하는 다수개의 IDT 전극으로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 SAW 필터 제조방법은 베이스부재의 일면에 양극산화방법을 이용하여 다수개의 홈이 형성되는 산화층을 형성하는 단계와, 산화층의 일측과 타측이 노출되도록 산화층에 선택적으로 버퍼재질을 도포하여 버퍼부재를 형성하는 단계와, 베이스부재의 타면에 절연재질을 도포하여 절연부재를 형성하는 단계와, 버퍼부재에 압전재질을 도포하여 압전부재를 형성하는 단계와, 압전부재에 도전성재질을 도포한 후 사진식각공정을 이용하여 다수개의 IDT 전극을 형성하는 단계로 구성됨을 특징을 한다.
본 발명의 압전기판 및 이를 이용한 SAW 필터 제조방법은 압전기판에 형성된 다수개의 홈에 의해 열전달이 높아 SAW 필터의 제조 시 고전력화가 가능하고, 다수개의 홈을 이용하여 표면파 반사에 의한 양방향 손실을 제거하므로써 SAW 필터를 소형화시킬 수 있는 이점을 제공한다.
본 발명의 압전기판의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 압전기판의 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 베이스부재의 사시도이다. 도 2 및 도 3에서와 같이 본 발명의 압전기판(10a)은 베이스부 재(11), 산화층(12), 버퍼부재(13), 절연부재(14) 및 압전부재(15)로 구성된다.
도 2 및 도 3에서와 같이 베이스부재(11)는 일면에 다수개의 홈(12a)이 형성되는 산화층(12)을 갖으며, 산화층(12)에 형성된 다수개의 홈(12a)은 도 3에서와 같이 나노 기공 어레이(nano pore array) 구조를 갖도록 양극산화방법을 적용하여 형성된다. 이러한 산화층(12)에 형성된 다수개의 홈(12a)은 나노 기공 어레이 구조를 갖도록 형성되므로써 표면적을 증대시켜 열전달을 높이게 된다. 이로 인해 SAW 필터(10)에서 발생된 열을 외부로 용이하게 방출할 수 있게 된다. SAW 필터(10)에서 발생된 열을 외부로 보다 용이하게 방출하기 위해 다수개의 홈(12a)이 형성된 산화층(12)은 도 3에서와 같이 베이스부재(11)의 일면에 형성되거나 도 6에서와 같이 베이스부재(11)의 양면에 각각 형성된다.
산화층(12)이 형성되는 베이스부재(11)는 알루미늄(Al), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 지르코늄(Zr). 티탄늄(Ti), 구리(Cu), 일산화 니오븀(NbO) 및 아연(Zn)중 하나가 선택되거나 서로 다른 두개 이상의 합금이 적용되거나 그 외에 일반적인 모든 금속이 적용된다. 즉, 알루미늄(Al), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 지르코늄(Zr). 티탄늄(Ti), 구리(Cu) 및 아연(Zn)과 같은 금속부재는 각각이 개별적으로 선택되어 적용되거나 알루미늄(Al)과 니오븀(Nb)의 합금 또는 알루미늄(Al), 니오븀(Nb) 및 탄탈(Ta)의 합금이 적용된다. 이러한 베이스부재(11)는 또한, 일산화 니오븀(NbO)과 같은 고체부재가 적용된다.
베이스부재(11)에 형성되는 산화층(12)은 베이스부재(11)가 베이스부재의 재 질에 따라 알루미나(Al2O3), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 탄탈(Ta2O5), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 티탄늄(TiO2), 산화 구리(CuO) 및 산화 아연(ZnO)중 하나가 적용된다.
버퍼부재(13)는 압전부재(15)를 베이스부재(11)의 표면에 직접 형성 시 발생될 수 있는 계면효과를 제거하기 위해 버퍼층으로서 산화층(12)의 일측과 타측이 노출되도록 산화층(12)에 형성된다. 즉, 도 2에서와 같이 산화층(12)의 중앙부분에 형성된 다수개의 홈(12a)에 매립되도록 선택적으로 형성하여 산화층(12)의 일측과 타측에 형성된 다수개의 홈(12a)은 외부로 노출되도록 형성된다. 산화층(12)의 중앙부분에 형성된 다수개의 홈(12a)에 버퍼부재(13)의 매립이 용이하도록 버퍼부재(13)는 산화층(12)과 동일한 재질이 적용된다. 즉, 산화층(12)의 재질에 따라 버퍼부재(13)는 알루미나(Al2O3), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 탄탈(Ta2O5), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 티탄늄(TiO2), 산화 구리(CuO) 및 산화 아연(ZnO)중 하나가 적용된다.
절연부재(14)는 베이스부재(11)가 외부 도전성물질과 접촉되어 전기적으로 쇼트(short)되는 것을 방지하기 위해 베이스부재(11)의 타면에 형성된다. 절연부재(14)는 버퍼부재(13)와 동일한 재질을 적용하여 도 3에서와 같이 베이스부재(11)의 타면에 다수개의 홈(12a)이 형성된 산화층(12)이 있는 경우에도 홈(12a)에 용이하게 매립된다. 즉, 산화층(12)과 동일한 재질이 적용된 버퍼부재(13)의 재질에 따 라 절연부재(14)는 알루미나(Al2O3), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 탄탈(Ta2O5), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 티탄늄(TiO2), 산화 구리(CuO) 및 산화 아연(ZnO)중 하나가 적용된다.
압전부재(15)는 버퍼부재(13)를 매개로 하여 형성되므로써 압전부재(15)를 보다 용이하게 제조할 수 있게 된다. 이러한 압전부재(15)는 산화아연(ZnO), 질화 알루미늄(AlN), 티탄산바륨(BaTiO3) 및 PZT(Piezoelectric)계의 압전 세라믹 및 압전계수가 큰 압전재료가 적용된다.
이와 같이 산화층(12)에 선택적으로 버퍼부재(13), 압전부재(15) 및 다수개의 IDT 전극(16,17)을 형성하므로써 산화층(12)에 형성된 다수개의 홈(12a)에 의해 열전달이 높아져 압전기판(10a)을 이용하여 SAW 필터(10: 도 4에 도시됨)의 제조 시 고전력화가 가능하게 된다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 압전기판(10a)의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 압전기판(10a)의 제조방법은 먼저, 도 5의 (A)에서와 같이 베이스부재(11)가 제공되면 도 5의 (B)에서와 같이 베이스부재(11)의 일면에 양극 산화 방법을 이용하여 다수개의 홈(12a)이 형성되는 산화층(12)을 형성한다. 이러한 산화층(12)에 형성된 다수개의 홈(12a)은 나노 기공 어레이 구조를 갖도록 형성되며, 열전달을 높이기 위해 도 6에서와 같이 베이스부재(11)의 양면에 각각 다수개의 홈(12a)을 갖는 산화층(12)을 각각 형성한다. 다수개의 홈(12a)을 갖는 산화층(12) 은 베이스부재(11)를 양극산화방법을 적용하며, 이러한 양극산화방법은 베이스부재(11)에 양극을 가하고, 용액에 음극을 가해서 표면처리하는 기술로서 양극에서 발생하는 산소에 의해 베이스부재(11)의 표면에 산화층(12)을 형성하여 피막을 형성하는 방법이다.
이러한 양극산화방법을 이용하여 산화층(12)을 형성하기 위해 베이스부재(11)는 알루미늄(Al), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 지르코늄(Zr). 티탄늄(Ti), 일산화 니오븀(NbO), 구리(Cu) 및 아연(Zn)중 하나가 선택되어 형성된다.
베이스부재(11)에 산화층(12)이 형성되면 도 5의 (C)에서와 같이 산화층(12)의 일측과 타측이 노출되도록 산화층(12)에 선택적으로 버퍼재질을 도포하여 버퍼부재(13)를 형성한다. 버퍼부재(13)의 형성은 산화층(12)에 먼저 사진공정을 이용하여 원하는 부분을 제외한 나머지 부분 즉, 산화층(12)의 일측과 타측을 감광막으로 마스킹한 후 버퍼재질을 도포하여 형성한다. 이 후 감광막을 제거하여 도 5의 (C)에서와 같이 버퍼부재(13)를 형성한다. 이러한 버퍼부재(13)의 형성 시 도 5의 (C)에서와 같이 버퍼부재(13)의 표면에 요철이 심하게 발생된 경우에 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 이용하여 버퍼부재(13)의 표면을 평탄화시키게 된다.
산화층(12)에 선택적으로 버퍼부재(13)가 형성되면 도 5의 (C)에서와 같이 베이스부재(11)의 타면에 절연재질을 도포하여 절연부재(14)를 형성한다. 절연부재(14)는 버퍼부재(13)와 동시에 제조하거나 각각 별도로 제조하는 경우에 버퍼부재(13)의 형성 이전에 형성할 수 있다. 이러한 절연부재(14)는 도 6에서와 같이 베 이스부재(11)의 타면에도 다수개의 홈(12a)을 갖는 산화층(12)이 형성되면 다수개의 홈(12a)에 매립되도록 형성된다. 이와 같이 절연부재(14)가 다수개의 홈(12a)에 매립되도록 형성되는 경우에 필요에 따라 CMP 방법을 이용하여 평탄화 시킨다.
동시 또는 별도로 제조할 수 있도록 버퍼부재(13)의 버퍼재질과 절연부재(14)의 절연재질은 서로 동일한 재질이 적용된다. 즉, 버퍼부재(13)의 버퍼재질과 절연부재(14)의 절연재질은 각각 알루미나(Al2O3), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 탄탈(Ta2O5), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 티탄늄(TiO2), 산화 구리(CuO) 및 산화 아연(ZnO)중 하나가 적용된다. 이러한 재질들이 적용되는 버퍼부재(13)와 절연부재(14)를 형성하는 방법은 실크인쇄방법, 디스펜싱 방법, 증착방법, 스퍼터링 방법, CVD 방법, 에어(air) 노즐분사방법, 전기도금방법 및 화학도금방법중 하나가 적용된다.
에어 노즐분사방법은 버퍼부재(13)나 절연부재(14)에 적용되는 알루미나(Al2O3), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 탄탈(Ta2O5), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 티탄늄(TiO2), 산화 구리(CuO) 및 산화 아연 (ZnO)중 하나의 재질을 10 내지 100nm의 크기를 갖는 산화물계 나노(nano) 분말로 형성한 후 이 나노 분말을 고속 분사하여 형성한다. 이러한 에어 노즐분사방법을 적용하므로써 산화층(12)에 형성된 다수개의 홈(12a)에 버퍼부재(13)나 절연부재(14)를 용이하게 매립시킬 수 있게 된다.
버퍼부재(13)나 절연부재(14)가 형성되면 도 5의 (D)에서와 같이 버퍼부재(13)에 압전재질을 도포하여 압전부재(15)를 형성한다. 압전부재(15)의 형성 방 법은 압전재질을 실크인쇄방법, 디스펜싱 방법, 증착방법, 스퍼터링 방법, CVD 방법 및 에어 노즐분사방법중 하나를 적용하여 버퍼부재(13)에 도포한다.
이상에서 절연부재(14) 및 압전부재(15)의 형성 시 산화층(12)의 일측과 타측에 형성된 다수개의 홈(12a)에 형성되지 않도록 사진공정을 이용하여 산화층(12)의 일측과 타측을 마스킹한 후 제조하게 된다.
상기 압전기판(10a)을 이용한 SAW 필터의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 SAW 필터의 사시도이다. 도 4에서와 같이 본 발명의 SAW 필터(10)는 베이스부재(11), 산화층(12), 버퍼부재(13), 절연부재(14), 압전부재(15) 및 다수개의 IDT 전극(16,17)으로 구성된다.
본 발명의 SAW 필터(10)를 구성하는 도 4에 도시된 베이스부재(11), 산화층(12), 버퍼부재(13), 절연부재(14) 및 압전부재(15)는 각각 도 2에 도시된 베이스부재(11), 산화층(12), 버퍼부재(13), 절연부재(14) 및 압전부재(15)와 구성 및 작용이 동일하므로 생략하고, 나머지 다수개의 IDT 전극(16,17)을 설명하면 다음과 같다.
다수개의 IDT 전극(16,17)은 압전부재(15)에 형성되어 전기신호를 수신받아 필터링하고 필터링된 전기신호를 출력한다. 즉, 다수개의 IDT 전극(16,17)중 하나의 IDT 전극(16)에 연결된 단자(T1)로 전기신호가 수신되면 이를 압전부재(15)에 의해 전기신호를 기계적인 신호로 변환시킨 후 다수개의 IDT 전극(16,17)의 패턴에 의해 필터링한다. 필터링된 기계적신호는 다시 전기신호로 변환시켜 나머지 다수개 의 IDT 전극(17)에 연결된 단자(T2)를 통해 출력하게 된다.
다수개의 IDT 전극(16,17)으로 큰 전기신호가 인가되는 경우에 버퍼부재(13) 및 산화층(12)에 형성된 다수개의 홈(12a)을 통해 열방출이 용이하게 이루어져 SAW 필터(10)의 고전력화가 가능하며, SAW 필터(10)가 고주파에 적용되어 다수개의 IDT 전극(16,17)의 패턴이 좁은 피치(pitch)로 구성되는 경우에도 열방출이 용이해져 다수개의 IDT 전극(16,17)의 각각의 패턴(pattern) 사이가 쇼트(short)되는 것을 방지하여 큰 내전력성을 가질 수 있게 된다.
이와 같이 산화층(12)에 선택적으로 버퍼부재(13), 압전부재(15) 및 다수개의 IDT 전극(16,17)을 형성하여 산화층(12)의 일측과 타측에 형성된 다수개의 홈(12a)이 외부로 노출되도록 하므로써 양방향 손실(bidirection loss)을 제거할 수 있게 된다. 즉, 산화층(12)에 형성된 버퍼부재(13)가 다수개의 홈(12a)에 매립되도록 형성되므로써 산화층(12)에서 버퍼부재(13)가 형성된 부분과 버퍼부재(13)가 형성되지 않은 일측과 타측의 매질 차이로 인해 반사에 의한 양방향 손실을 제거할 수 있게 된다. 이로 인해 본 발명의 SAW 필터(10)는 종래와 같이 별도로 리플렉터(4,5: 도 1에 도시됨)를 추가로 형성할 필요가 없게 되어 SAW 필터(10)를 소형화시킬 수 있게 된다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 압전기판(10a)을 이용한 SAW 필터의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 SAW 필터(10)의 제조방법은 도 5의 (A) 내지 도 5의 (D)에서와 같이 압전기판(10a)이 제조되면 압전기판(10a)을 이용하여 SAW 필터(10)를 제조하게 된다. 즉, 압전기판(10a)의 제조 과정에서 도 5의 (D)에서와 같이 압전부재(15)가 형성되면 도 5의 (E)에서와 같이 압전부재(15)에 도전성재질을 도포한 후 사진식각공정을 이용하여 다수개의 IDT 전극(16,17)을 형성한다. 다수개의 IDT 전극(16,17)을 형성하기 위한 도전성 재질은 알루미늄(Al), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 지르코늄(Zr) 및 티탄늄(Ti), 구리(Cu), 일산화 니오븀(NbO) 및 아연(Zn)중 하나가 적용된다. 이러한 도전성 재질을 압전부재(15)에 도포 시 산화층(12)의 일측과 타측에 형성된 다수개의 홈(12a)에 도포되지 않도록 사진공정을 이용하여 산화층(12)의 일측과 타측을 마스킹한 후 도포하게 된다.
도전성 재질이 압전부재(15)에 도포되면 압전부재(15)에 도포된 도전성재질의 사진공정을 이용하여 마스킹(masking)한 후 식각공정을 이용하여 다수개의 IDT 전극(16,17)을 형성한다. 이러한 식각공정은 수평 및 수직 방향으로 식각이 동시에 일어나도록 이온반응 식각장치(Reactive Ion Etcher)를 이용하는 건식식각방법이 적용된다.
본 발명의 압전기판 및 이를 이용한 SAW 필터 제조방법은 밴드 패스 필터(band pass filter)나 이를 제조하는 분야에 적용할 수 있다.
도 1은 종래의 SAW 필터의 사시도,
도 2는 본 발명의 압전기판의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 베이스부재의 사시도,
도 4는 본 발명의 압전기판을 이용한 SAW 필터의 사시도,
도 5는 본 발명의 압전기판 및 SAW 필터의 제조과정을 나타낸 도,
도 6은 도 5에 도시된 베이스부재의 다른 실시예를 나타낸 측단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10: SAW 필터 10a: 압전기판
11: 베이스부재 12: 산화층
12a: 홈 13: 버퍼부재
14: 절연부재 15: 압전부재
16,17: IDT 전극

Claims (18)

  1. 일면에 다수개의 홈이 형성되는 산화층을 갖는 베이스부재와,
    상기 산화층의 일측과 타측이 노출되도록 산화층에 형성되는 버퍼부재와,
    상기 베이스부재의 타면에 형성되는 절연부재와,
    상기 버퍼부재에 형성되는 압전부재로 구성됨을 특징으로 하는 압전기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스부재는 알루미늄(Al), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 지르코늄(Zr). 티탄늄(Ti), 구리(Cu), 일산화 니오븀(NbO) 및 아연(Zn)중 하나가 선택되거나 서로 다른 두개 이상의 합금이 적용됨을 특징으로 하는 압전기판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 베이스부재의 산화층은 그 다수개의 홈이 나노 기공 어레이 구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압전기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 베이스부재에 형성되는 산화층과 버퍼부재와 상기 절연부재는 각각 알루미나(Al2O3), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 탄탈(Ta2O5), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 티탄늄(TiO2), 산화 구리(CuO) 및 산화 아연(ZnO)중 하나가 적용됨을 특징으로 하는 압전기판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 압전부재는 산화아연(ZnO), 질화 알루미늄(AlN), 티탄산바륨(BaTiO3) 및 PZT계의 압전 세라믹중 하나가 적용됨을 특징으로 하는 압전기판.
  6. 베이스부재의 일면에 양극산화방법을 이용하여 다수개의 홈이 형성되는 산화층을 형성하는 단계와,
    상기 산화층의 일측과 타측이 노출되도록 산화층에 선택적으로 버퍼재질을 도포하여 버퍼부재를 형성하는 단계와,
    상기 베이스부재의 타면에 절연재질을 도포하여 절연부재를 형성하는 단계와,
    상기 버퍼부재에 압전재질을 도포하여 압전부재를 형성하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 압전기판 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 다수개의 홈이 형성되는 산화층을 형성하는 단계에서 산화층에 형성되는 다수개의 홈은 나노 기공 어레이 구조를 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 압전기판 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 다수개의 홈이 형성되는 산화층을 형성하는 단계는 양극산화방법을 이용하여 베이스부재에 다수개의 홈을 갖는 산화층을 형성함을 특징으로 하는 압전기판 제조방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 버퍼재질을 도포하여 버퍼부재를 형성하는 단계와 절연재질을 도포하여 절연부재를 형성하는 단계에서 각각 버퍼재질과 절연재질은 알루미나(Al2O3), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 탄탈(Ta2O5), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 티탄늄(TiO2), 산화 구리(CuO) 및 산화 아연(ZnO)중 하나가 적용됨을 특징으로 하는 압전기판 제조방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 버퍼재질을 도포하여 버퍼부재를 형성하는 단계는 버퍼부재의 표면을 CMP 공정을 이용하여 평탄화시키는 단계가 더 구비됨을 특징으로 하는 압전기판 제조방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 버퍼재질을 도포하여 버퍼부재를 형성하는 단계와 절연재질을 도포하여 절연부재를 형성하는 단계에서 버퍼재질과 절연재질은 각각 실크인쇄방법, 디스펜싱 방법, 증착방법, 스퍼터링 방법, CVD 방법, 에어 노즐분사방법, 전기도금방법 및 화학도금방법중 하나가 적용되어 도포됨을 특징으로 하는 압전기판 제조방법.
  12. 제6항에 있어서, 상기 압전재질을 도포하여 압전부재를 형성하는 단계에서 압전재질은 실크인쇄방법, 디스펜싱 방법, 증착방법, 스퍼터링 방법, CVD 방법 및 에어 노즐분사방법중 하나가 적용되어 도포됨을 특징으로 하는 압전기판 제조방법.
  13. 일면에 다수개의 홈이 형성되는 산화층을 갖는 베이스부재와,
    상기 산화층의 일측과 타측이 노출되도록 산화층에 형성되는 버퍼부재와,
    상기 베이스부재의 타면에 형성되는 절연부재와,
    상기 버퍼부재에 형성되는 압전부재와,
    상기 압전부재에 형성되어 전기신호를 수신받아 필터링하고 필터링된 전기신호를 출력하는 다수개의 IDT 전극으로 구성됨을 특징으로 하는 SAW 필터.
  14. 베이스부재의 일면에 양극산화방법을 이용하여 다수개의 홈이 형성되는 산화층을 형성하는 단계와,
    상기 산화층의 일측과 타측이 노출되도록 산화층에 선택적으로 버퍼재질을 도포하여 버퍼부재를 형성하는 단계와,
    상기 베이스부재의 타면에 절연재질을 도포하여 절연부재를 형성하는 단계와,
    상기 버퍼부재에 압전재질을 도포하여 압전부재를 형성하는 단계와,
    상기 압전부재에 도전성재질을 도포한 후 사진식각공정을 이용하여 다수개의 IDT 전극을 형성하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 SAW 필터 제조방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 다수개의 IDT 전극을 형성하는 단계에서 도전성 재질은 알루미늄(Al), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 지르코늄(Zr) 및 티탄늄(Ti), 구리(Cu), 일산화 니오븀(NbO) 및 아연(Zn)중 하나가 적용됨을 특징으로 하는 SAW 필터 제조방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 다수개의 IDT 전극을 형성하는 단계에서 압전부재에 도포된 도전성재질의 식각 시 건식식각방법이 적용됨을 특징으로 하는 SAW 필터 제조방법.
  17. 다수개의 홈이 형성되는 산화층이 그 일면과 타면에 각각 형성되는 베이스부재와,
    상기 산화층의 일부가 노출되도록 산화층의 어느 하나에 형성되는 버퍼부재와,
    상기 산화층 중 다른 하나에 형성되는 절연부재와,
    상기 버퍼부재에 형성되는 압전부재로 구성됨을 특징으로 하는 압전기판.
  18. 베이스부재의 그 일면과 타면에 각각 양극산화방법을 이용하여 다수개의 홈이 형성되는 산화층을 형성하는 단계와,
    상기 산화층의 일부가 노출되도록 산화층의 어느 하나에 선택적으로 버퍼재질을 도포하여 버퍼부재를 형성하는 단계와,
    상기 산화층 중 다른 하나에 절연재질을 도포하여 절연부재를 형성하는 단계와,
    상기 버퍼부재에 압전재질을 도포하여 압전부재를 형성하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 압전기판 제조방법.
KR1020080021308A 2008-03-07 2008-03-07 압전기판 및 이를 이용한 saw 필터 KR100912553B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080021308A KR100912553B1 (ko) 2008-03-07 2008-03-07 압전기판 및 이를 이용한 saw 필터
US12/153,909 US7846490B2 (en) 2008-03-07 2008-05-28 Piezoelectric substrate and surface acoustic wave filter using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080021308A KR100912553B1 (ko) 2008-03-07 2008-03-07 압전기판 및 이를 이용한 saw 필터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100912553B1 true KR100912553B1 (ko) 2009-08-19

Family

ID=41052997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080021308A KR100912553B1 (ko) 2008-03-07 2008-03-07 압전기판 및 이를 이용한 saw 필터

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7846490B2 (ko)
KR (1) KR100912553B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160006335A (ko) * 2014-07-08 2016-01-19 삼성디스플레이 주식회사 박막트랜지스터 기판, 디스플레이 장치, 박막트랜지스터 기판 제조방법 및 디스플레이 장치 제조방법
FR3052298B1 (fr) * 2016-06-02 2018-07-13 Soitec Structure hybride pour dispositif a ondes acoustiques de surface
CN106338347A (zh) * 2016-11-02 2017-01-18 清华大学 一种高温声表面波传感器的叉指电极材料及其制备方法
WO2018182681A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Intel Corporation Engineered porosity using pillar and air gap structures for resonator isolation from bulk
CN108483583B (zh) * 2018-04-03 2020-10-27 西安交通大学 一种IrO2·Ta2O5涂层钛电极的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10224044A (ja) 1997-02-07 1998-08-21 Casio Comput Co Ltd フィルタ実装多層基板
JPH10270974A (ja) 1997-03-25 1998-10-09 Kenwood Corp 表面弾性波素子
JP2003133888A (ja) 2001-08-14 2003-05-09 Murata Mfg Co Ltd 端面反射型表面波フィルタ

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4684841A (en) * 1985-04-01 1987-08-04 Northern Telecom Limited Saw devices including resistive films
US7105980B2 (en) 2002-07-03 2006-09-12 Sawtek, Inc. Saw filter device and method employing normal temperature bonding for producing desirable filter production and performance characteristics
US7497962B2 (en) * 2004-08-06 2009-03-03 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing liquid discharge head and method of manufacturing substrate for liquid discharge head
KR100670946B1 (ko) * 2005-10-27 2007-01-17 학교법인 포항공과대학교 나노 크기의 미세홀을 갖는 멀티스케일 캔티레버 구조물 및그 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10224044A (ja) 1997-02-07 1998-08-21 Casio Comput Co Ltd フィルタ実装多層基板
JPH10270974A (ja) 1997-03-25 1998-10-09 Kenwood Corp 表面弾性波素子
JP2003133888A (ja) 2001-08-14 2003-05-09 Murata Mfg Co Ltd 端面反射型表面波フィルタ

Also Published As

Publication number Publication date
US7846490B2 (en) 2010-12-07
US20090224853A1 (en) 2009-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11139797B2 (en) Micro-transfer-printed acoustic wave filter device
KR100799391B1 (ko) 박막 음향공진기 및 그 제조방법
US6601276B2 (en) Method for self alignment of patterned layers in thin film acoustic devices
US6762471B2 (en) Thin film resonator and method for manufacturing the same
US7355324B2 (en) Silicon film bulk acoustic wave device and process of the same
JP4688070B2 (ja) 圧電薄膜共振子、圧電薄膜デバイスおよびその製造方法
KR100912553B1 (ko) 압전기판 및 이를 이용한 saw 필터
JPWO2004001964A1 (ja) 薄膜圧電共振器、薄膜圧電デバイスおよびその製造方法
JP2003505906A (ja) 共振子構造およびその共振子構造を備えるフィルタ
WO2022094743A1 (zh) 谐振器、滤波器及电子设备
KR102184208B1 (ko) 진보되고 열적으로 보상된 표면 탄성파 소자 및 제조 방법
US7489067B2 (en) Component with a piezoelectric functional layer
WO2004088839A1 (ja) 薄膜圧電共振子の製造方法、薄膜圧電共振子の製造装置、薄膜圧電共振子および電子部品
JP4395892B2 (ja) 圧電薄膜デバイス及びその製造方法
JP2011120241A (ja) Fbarタイプのバルク波の音響共振器を製作する方法
WO2019201521A1 (en) Bulk acoustic wave resonator and method for manufacturing the same
JP2010521114A (ja) 指向性バルク超音波連動素子
JP5299676B2 (ja) 圧電薄膜音響共振器およびその製造方法
JP2007129776A (ja) 薄膜圧電共振器、薄膜圧電デバイスおよびその製造方法
JP2008211392A (ja) 共振器及びその製造方法
JP2007201772A (ja) 弾性波素子の製造方法、電子機器の製造方法、マスクおよびマスクの製造方法
JP4820609B2 (ja) 圧電共振器を用いたフィルタモジュール、共用器及び通信機器並びにその製造方法
JP4471443B2 (ja) 圧電共振子
JP4247282B2 (ja) 圧電基板及びその製造方法
JPH10200369A (ja) 圧電薄膜共振子

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120531

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130731

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140806

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150810

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160810

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170809

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180806

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190708

Year of fee payment: 11