KR101679645B1 - Saw 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 SAW 필터의 IDT 전극과 연결되는 배선은 기판과 기판의 상부에 형성되며 SAW 필터의 공진 주파수를 결정하기 위해 배치되는 IDT 전극과 기판의 상부에 형성되며 SAW 필터와 외부를 전기적으로 연결시켜주는 패드와 기판의 상부에 형성되며 IDT 전극과 패드를 전기적으로 연결하는 배선을 포함하되, 배선은, 패드와 IDT 전극을 전기적으로 연결되며 기판의 상부에 형성되는 연결 배선과 IDT 전극과 전기적으로 연결되며 기판의 상부에 형성되는 그라운드 배선을 포함한다.
이러한 본 발명의 SAW 필터의 IDT 전극과 연결되는 배선은 IDT 전극막 표면에 발생하는 자연 산화막을 최소화시키는 효과를 가지며, 자연 산화막의 발생을 최소화시킴으로써 IDT 전극과 배선간의 계면 신뢰성을 높여, SAW 필터의 특성을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 측정 공정에서의 측정 정확성 및 재현성을 개선되는 효과도 가진다.

Description

SAW 필터 {SAW filter}
본 발명은 SAW 필터의 IDT 전극과 전기적으로 연결되는 배선에 있어서, IDT 전극과 배선이 겹쳐지는 부분을 최소화시켜 SAW 필터의 주파수 특성을 향상시키기 위한 SAW 필터의 IDT 전극 및 배선의 배치 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave) 필터는 기판의 표면을 따라 전달되는 표면 탄성파의 특징을 주파수 선택 기능 소자로 응용한 것이다. 표면 탄성파 필터는 압전성을 가진 기판에 금속 전극으로 빗살무늬 형태의 변환기를 형성해 전계를 걸면 일시적으로 기판 표면이 뒤틀리는데 이 작용을 이용하여 표면 탄성파를 일으키고, 이렇게 발생된 표면 탄성파는 전자파보다 느리기 때문에 입력된 전기 신호을 지연시키거나 특정 주파수 신호만을 통과시키는 소자로 이용될 수 있는 것이다.
이때 압전성을 갖는 기판 상에 형성된 금속 전극을 IDT(Inter Digital Transducer) 전극이라 하는데 이는 압전체에 전기적 신호를 인가하고 압전체에 발생된 표면 탄성파를 전기 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이러한 IDT 전극은 빗살 형태로 다수의 전극지를 교대로 교차시켜 형성한다.
한편, 이러한 IDT 전극은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄(Al) - 구리(Cu)가 사용되고 IDT 전극막 상부에 형성되는 배선은 티타늄(Ti) 또는 금(Au)이 사용된다. 또한, 기판은 일반적으로 탈탄산리튬(LiTaO3)로 형성되는데, 이러한 기판 상부에 알루미늄(Al)이 형성된 기판은 진공 상태에서 공기 중에 노출되었을 때 표면에 자연 산화막인 산화알루미늄(Al2O3)이 형성된다.
종래의 공개특허공보 '10-2012-0002426'에는 산화막을 방지하기 위해 기판의 금속막 표면을 산화방지액으로 처리하는 기술이 개시되어 있다. 하지만 이러한 방법은 제조 공정 단계가 증가하고 산화방지액을 더 사용해야하므로 공정 비용이 증가하여 제품 단가가 상승하는 문제점이 발생한다.
대한민국 공개특허공보 '10-2012-0002426' (공개일: 2012. 1. 5)
본 발명은 IDT 전극막 표면에 발생하는 자연 산화막을 최소화시키기 위한 목적이 있다.
또한, 본 발명은 자연 산화막의 발생을 최소화시킴으로써 IDT 전극과 배선간의 계면 신뢰성을 높여, SAW 필터의 특성을 향상시키기 위한 목적이 있다.
또한, 본 발명은 측정 공정에서의 측정 정확성 및 재현성을 개선시키기 위한 목적도 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 기판과 상기 기판의 상부에 형성되며 SAW 필터의 공진 주파수를 결정하기 위해 배치되는 IDT 전극과 상기 기판의 상부에 형성되며 상기 SAW 필터와 외부를 전기적으로 연결시켜주는 패드와 상기 기판의 상부에 형성되며 상기 IDT 전극과 상기 패드를 전기적으로 연결하는 배선을 포함하되, 상기 배선은, 패드와 IDT 전극을 전기적으로 연결되며 상기 기판의 상부에 형성되는 연결 배선과 상기 IDT 전극과 전기적으로 연결되며 상기 기판의 상부에 형성되는 그라운드 배선을 포함할 수 있다.
상기 연결 배선은 상기 기판의 상부에 형성되는 제1 배선층과 상기 제2 배선층의 상부에 형성되는 제2 배선층을 포함할 수 있다.
상기 그라운드 배선은 상기 기판의 상부에 형성되는 제1 배선층과 상기 제2 배선층의 상부에 형성되는 제2 배선층을 포함할 수 있다.
상기 제1 배선층은 티타늄(Ti)로 형성될 수 있다.
상기 제2 배선층은, 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로 형성될 수 있다.
상기 IDT 전극은 플라즈마 드라이 에칭(Plasma Dry Etching) 방법으로 형성될 수 있다.
본 발명은 IDT 전극막 표면에 발생하는 자연 산화막을 최소화시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 자연 산화막의 발생을 최소화시킴으로써 IDT 전극과 배선간의 계면 신뢰성을 높여, SAW 필터의 특성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 측정 공정에서의 측정 정확성 및 재현성을 개선되는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 배치된 IDT 전극 및 배선을 개략적으로 나타낸 평면도,
도 2는 도 1의 평면도에서의 a-a' 단면도,
도 3은 도 1의 평면도에서의 b-b' 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 배치된 IDT 전극을 개략적으로 나타낸 평면도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 배치된 배선을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(On)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
일반적으로 SAW 필터에 형성되는 전극은 알루미늄(Al), 알루미늄(Al) - 구리(Cu), 티타늄(Ti), 금(Au) 등으로 형성된다. 이중, IDT 전극막에는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄(Al) - 구리(Cu)가 사용되고 IDT 전극막 상부에 형성되는 배선은 티타늄(Ti) 또는 금(Au)이 사용된다. 상부에 알루미늄(Al)이 형성된 기판은 진공 상태에서 공기 중에 노출되었을 때 표면에 자연 산화막인 산화알루미늄(Al2O3)이 형성된다.
이러한 자연 산화막인 산화알루미늄(Al2O3)이 형성된 IDT 전극막 상부에 배선이 형성되면 자연 산화막과 배선의 하부 금속인 Ti가 결합되는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상은 IDT 전극막과 배선의 계면 결합력(Interfacial adhension)을 떨어뜨리고 IDT 전극막과 배선 사이의 전기적 연결을 끊어지게 만든다. 이렇게 IDT 전극막과 배선 사이의 취약한 계면 결합력으로 인해 SAW 필터의 특성도 떨어지게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 배치된 IDT 전극 및 배선을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터는 기판(100)과 기판(100)의 상부에 형성되며 SAW 필터의 공진 주파수를 결정하기 위해 배치되는 IDT 전극(110)과 기판(100)의 상부에 형성되며 SAW 필터와 외부를 전기적으로 연결시켜주는 패드(130)와 기판(100)의 상부에 형성되며 IDT 전극(110)과 패드(130)를 전기적으로 연결하는 배선(121, 122)을 포함하되, 배선(121, 122)은, 패드(130)와 IDT 전극(110)을 전기적으로 연결하며 기판(100) 상부에 형성되는 연결 배선(121)과 IDT 전극(110)과 전기적으로 연결되며 기판(100)의 상부에 형성되는 그라운드 배선(122)을 포함한다.
본 발명은 IDT 전극(110)과 배선(121, 122)이 겹쳐지는 부분을 최소화시켜 IDT 전극막 표면에 형성되는 자연 산화막에 의한 취약한 계면 결합력을 줄이기 위한 목적을 가진다. 따라서 본 발명의 일 실시 예에 따라 배치된 IDT 전극 및 배선은 불필요한 IDT 전극(110)이 기판(100)에 배치되지 않도록 해야한다.
SAW 필터에서의 배선은 패드(130)의 입력/출력 단자와 IDT 전극(100)의 영역을 전기적으로 연결하는 연결 배선(121)과 IDT 전극(110)과 전기적으로 연결되고 외부 단자와의 임피던스를 매칭해주는 그라운드 역할을 하는 그라운드 배선(122)이 포함되는데, 본 발명에서는 이러한 연결 배선(121) 및 그라운드 배선(122)과 IDT 전극(110)이 겹쳐지지 않도록 형성된다.
도 2는 도 1의 평면도에서의 a-a' 단면도, 도 3은 도 1의 평면도에서의 b-b' 단면도이다. 도 2의 (a)는 종래의 a-a' 단면도이고 도 2의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 a-a' 단면도이다. 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 종래에는 기판(100)의 상부에 IDT 전극(110)이 형성되고 IDT 전극(110)의 상부에 연결 배선(121)이 형성된다. 종래의 IDT 전극(110)과 연결 배선(121)이 겹쳐지는 부분을 최소화시키기 위해 불필요한 IDT 전극(110) 영역을 형성되지 않는 것이다.
또한, 도 3의 (a)는 종래의 b-b' 단면도이고, 도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 b-b' 단면도이다. 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 종래에는 기판(100)의 상부에 IDT 전극(110)이 형성되고 IDT 전극(110)의 상부에 그라운드 배선(122)이 형성된다. 본 발명은 도 3의 (b)와 같이 IDT 전극(110)과 그라운드 배선(122)이 겹쳐지는 부분을 최소화시키기 위해 불필요한 IDT 전극(110) 영역을 형성되지 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 배치된 IDT 전극을 개략적으로 나타낸 평면도, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 배치된 배선을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 4는 IDT 전극(110) 상부에 배선(121, 122)이 형성되기 전의 평면도이다. 도 4에 도시된 IDT 전극(110) 상부에 도 5에 도시된 배선(121, 122)이 배치되면 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 IDT 전극(110) 및 배선(121, 122)의 배치도가 형성되는 것이다. 이와 같이 자연 산화막이 존재하지 않는 배선(121, 122)이 기판(100)과 접착되는 면적이 최대화됨에 따라 고주파 SAW 필터에서의 특성이 향상될 수 있다.
본 발명의 SAW 필터에서는 제조 공정 단계 중 SAW 필터의 특성을 확인하기 위해 접속 라인(123)을 형성한다. 종래에는 이러한 접속 라인(123)을 IDT 전극(110) 영역에 형성하였는데, 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터에서는 배선(121, 122) 영역에 형성하였다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 연결 배선(121)은 기판(100)의 상부에 형성되는 제1 배선층과 제1 배선층의 상부에 형성되는 제2 배선층을 포함하고, 경우에 따라 제2 배선층의 상부에는 제3 배선층이 더 형성될 수 있다. 일반적으로 연결 배선(121)은 Ti(제1 배선층) - Al(제2 배선층), Ti(제1 배선층) - Al(제2 배선층) - Ti(제3 배선층), Ti(제1 배선층) - Cu(제2 배선층) - Ti(제3 배선층) 으로 이루어지는데, 기판(100)과 맞닿는 제1 배선층은 Ti으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 그라운드 배선(122)도 연결 배선(121)과 마찬가지로 기판(100)의 상부에 형성되는 제1 배선층과 제1 배선층의 상부에 형성되는 제2 배선층을 포함하고, 경우에 따라 제2 배선층의 상부에는 제3 배선층이 더 형성될 수 있다. 일반적으로 그라운드 배선(122)은 Ti(제1 배선층) - Al(제2 배선층), Ti(제1 배선층) - Al(제2 배선층) - Ti(제3 배선층), Ti(제1 배선층) - Cu(제2 배선층) - Ti(제3 배선층) 으로 이루어지는데, 기판(100)과 맞닿는 제1 배선층은 Ti으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 IDT 전극(110)은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄(Al) - 구리(Cu)로 형성되는데 이러한 IDT 전극(110)은 플라즈마 드라이 에칭(Plasma Dry Etching) 공법 또는 리프트 오프(Lift off) 방법에 의하여 건식 또는 습식 공법에 의해 형성될 수 있는데, 본 발명에서는 플라즈마 드라이 에칭(Plasma Dry Etching) 방법으로 IDT 전극(110)이 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
1, 100: 기판 10, 110: IDT 전극
21, 121: 연결 배선 22, 122: 그라운드 배선
123: 접속 라인 130: 패드

Claims (6)

  1. 기판;
    상기 기판의 상부에 형성되는 IDT 전극;
    상기 기판의 상부에 형성되며 SAW 필터와 외부를 전기적으로 연결시켜주는 패드;
    상기 기판의 상부에 형성되며 상기 IDT 전극을 전기적으로 연결하는 배선;
    을 포함하되,
    상기 배선은,
    패드와 IDT 전극을 전기적으로 연결되며 상기 기판의 상부에 형성되는 연결 배선;
    상기 IDT 전극과 전기적으로 연결되며 상기 기판의 상부에 형성되는 그라운드 배선;
    을 포함하고,
    상기 연결 배선은
    상기 기판의 상부에 형성되는 제1 배선층;
    상기 제1 배선층의 상부에 형성되는 제2 배선층;
    을 포함하고,
    상기 제1 배선층은 Ti로 형성되는 것을 특징으로 하는 SAW 필터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 그라운드 배선은
    상기 기판의 상부에 형성되는 제1 배선층;
    상기 제1 배선층의 상부에 형성되는 제2 배선층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 SAW 필터.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 배선층은,
    Al 또는 Cu로 형성되는 것을 특징으로 하는 SAW 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 IDT 전극은 플라즈마 드라이 에칭(Plasma Dry Etching) 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 SAW 필터.
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