KR101922882B1 - 체적 음향 공진기 - Google Patents
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Abstract
기판 상에 배치되는 하부전극 연결부와, 상기 하부전극 연결부의 상부에 배치되는 공진부 및 상기 공진부의 상부전극과 상기 기판을 전기적으로 연결하는 상부전극 연결부를 포함하며, 상기 상부전극 연결부재는 상기 공진부의 외측에서 상기 기판으로부터 연장되어 상기 상부전극의 상면에 연결되며, 상기 하부전극 연결부재는 상기 하부전극과 상기 기판을 전기적으로 연결하며, 상기 하부전극과, 압전체층 및 상부전극으로 구성되는 공진부의 가장자리를 지지하도록 상기 공진부의 형상에 대응되는 고리 형상을 가지는 체적 음향 공진기가 개시된다.
Description
본 발명은 체적 음향 공진기에 관한 것이다.
최근 많은 대역(Band)가 필요해지면서 통신업체들은 체적 음향 공진기(Bulk-acoustic wave resonator) 및 MEMS 소자 제작 시 소형화는 물론이고 고성능화 및 소자 특성의 안정화를 계속적으로 요구하고 있다.
특히, 대역폭 및 대역 종류의 증가에 따라 대역(Band) 간의 대역 간 간격(Band Gap)은 점점 축소되어야 하는 상황이다.
또한, 이러한 현상은 주파수 자원의 부족으로 대역 내 및 대역 간 간격이 좁아져 간섭방지에 대한 필요성이 대두되고 있다.
이와 같은 특성 향상을 위해 삽입손실 개선, 대역 간 간섭의 최소화, 대역 내 노치 발생을 억제해야 할 필요성이 있다.
구조적 강건성이 확보되고 삽입손실을 감소시키는 동시에 노치 불량을 제어할 수 있는 체적 음향 공진기가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 기판 상에 배치되는 하부전극 연결부와, 상기 하부전극 연결부의 상부에 배치되는 공진부 및 상기 공진부의 상부전극과 상기 기판을 전기적으로 연결하는 상부전극 연결부를 포함하며, 상기 상부전극 연결부재는 상기 공진부의 외측에서 상기 기판으로부터 연장되어 상기 상부전극의 상면에 연결되며, 상기 하부전극 연결부재는 상기 하부전극과 상기 기판을 전기적으로 연결하며, 상기 하부전극과, 압전체층 및 상부전극으로 구성되는 공진부의 가장자리를 지지하도록 상기 공진부의 형상에 대응되는 고리 형상을 가질 수 있다.
구조적 강건성이 확보되고 삽입손실을 감소시키는 동시에 노치 불량을 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 복수개의 체적 음향 공진기로 구성되는 필터장치의 크기를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제11 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 필터 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 13 내지 도 22는 본 발명에 따른 체적 음향 공진기의 제조방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제11 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 필터 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 13 내지 도 22는 본 발명에 따른 체적 음향 공진기의 제조방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)는 일예로서, 기판(110), 하부전극 연결부재(120), 공진부(130) 및 상부전극 연결부재(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
기판(110)은 실리콘이 적층된 기판일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)가 기판으로 이용될 수 있다. 한편, 기판(110)에는 기판 보호층(미도시)이 구비될 수 있다.
하부전극 연결부재(120)는 기판(110) 상에 형성되며, 공진부(130)와 함께 캐비티(C)를 형성한다. 한편, 하부전극 연결부재(120)는 공진부(130)의 가장자리를 지지하도록 배치될 수 있다. 일예로서, 하부전극 연결부재(120)는 공진부(130)의 형상에 대응되는, 일예로서 무정형의 고리 형상을 가질 수 있다.
이에 따라, 하부전극 연결부재(120)를 통해 공진부(130)의 가장자리 전체 영역을 지지하므로 체적 음향 공진기(100)의 구조적 강성이 확보될 수 있다.
하부전극 연결부재(120)는 후술할 공진부(130)의 하부전극(140)과 기판(110)을 전기적으로 연결하는 역할을 수행한다. 한편, 하부전극 연결부재(120)는 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 하부전극 연결부재(120)를 통해 공진부(130)의 가장자리 전체 영역을 지지하므로 전극 연결부의 저항은 줄고 열방출이 향상되므로 전기적 손실에 의한 삽입 손실이 줄고, 체적 음향 공진기(100) 간 소비전력 차이에 의한 온도차이가 유발시킬 수 있는 대역 내 노치 불량도 제어할 수 있다.
공진부(130)는 하부전극 연결부재(120)의 상부에 배치된다. 일예로서, 공진부(130)는 하부전극(140), 압전체층(150) 및 상부전극(160)을 구비할 수 있다.
하부전극(140)은 하부전극 연결부재(120)와 함께 캐비티(C)를 형성하고, 가장자리가 하부전극 연결부재(120)에 의해 지지되도록 배치될 수 있다. 일예로서, 하부전극(140)은 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 하부전극(140)은 RF(Radio Frequency) 신호 등의 전기적 신호를 주입하는 입력 전극 및 출력 전극 중 어느 하나로 이용될 수 있다. 예를 들어, 하부전극(140)이 입력 전극인 경우 상부전극(160)은 출력 전극일 수 있으며, 하부전극(140)이 출력 전극인 경우 상부전극(160)은 입력 전극일 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 하부전극 연결부재(120)의 상부에 하부전극(140)이 형성되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 하부전극(140)의 하부에는 멤브레인층 또는/및 시드층이 형성될 수 있다. 즉, 하부전극 연결부재(120)의 상부에 멤브레인층 또는/및 시드층이 형성된 후 하부전극(140)이 그 상부에 형성될 수 있다.
압전체층(150)은 하부전극(140) 상에 형성된다. 일예로서, 압전체층(150)은 알루미늄 질화물(Aluminum Nitride), 도핑 알루미늄 질화물(Doped Aluminum Nitride), 산화아연(Zinc Oxide) 또는 지르콘 티탄산 납(Lead Zirconate Titanate)을 증착함에 따라 형성될 수 있다.
또한, 질화알루미늄 (AlN) 압전체층(150)은 희토류 금속(Rare earth metal)을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 희토류 금속은 스칸듐(Sc), 에르븀(Er), 이트륨(Y), 및 란탄(La) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 질화알루미늄 (AlN) 압전체층 (150)은 전이 금속(transition metal)을 더 포함할 수도 있다. 일 예로, 전이 금속은 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 하프늄(Hf) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상부전극(160)은 압전체층(150)의 상부에 형성된다. 일예로서, 상부전극(160)도 하부전극(140)과 같이 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
상부전극 연결부재(170)는 기판(110) 상에 형성되며 일단부가 상부전극(160)에 연결된다. 일예로서, 상부전극 연결부재(170)는 기판(110) 상에 형성되는 앵커부(172)와, 앵커부(172)로부터 기판(110)의 상면과 평행하게 연장 형성되는 플레이트부(174) 및 상부전극(160)의 상면 가장자리 일부분에 형성되어 플레이트부(174)에 연결되는 연결부(176)를 구비할 수 있다.
그리고, 앵커부(172)는 하부전극 연결부재(120)와 이격 배치되도록 기판(110)에 형성된다.
한편, 연결부(176)는 상부전극(160)의 가장자리 일영역에만 연결되도록 형성된다. 일예로서, 상부전극 연결부재(170)는 하부전극 연결부재(120)와 같이 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 하부전극(140)과 상부전극(160)이 각각 하부전극 연결부재(120)와 상부전극 연결부재(170)를 통해 기판(110)에 연결되므로, 복수개의 체적 음향 공진기(100)를 구비하는 필터장치에서 체적 음향 공진기(100)의 간격을 줄일 수 있어 필터장치 사이즈 축소도 가능할 수 있다.
나아가, 하부전극 연결부재(120)가 공진부(130)의 가장자리 전체 영역을 지지하도록 배치되므로 캐비티(C) 형성을 위한 릴리즈홀(release hole)을 제외한 전체 영역을 지지층으로 사용할 수 있기 때문에 구조적 강성이 확보된다.
더하여, 전극 연결부의 저항은 줄고 열방출이 향상되므로 전기적 손실에 의한 삽입 손실이 줄고, 체적 음향 공진기(100) 간 소비전력 차이에 의한 온도차이가 유발시킬 수 있는 대역 내 노치 불량도 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 체적 음향 공진기(200)는 일예로서, 기판(110), 하부전극 연결부재(120), 공진부(130) 및 상부전극 연결부재(270)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 기판(110), 하부전극 연결부재(120) 및 공진부(130)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)에 구비되는 구성과 동일한 구성에 해당되므로 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
상부전극 연결부재(270)는 기판(110) 상에 형성되며 일단부가 상부전극(160)에 연결된다. 일예로서, 상부전극 연결부재(270)는 기판(110) 상에 형성되는 앵커부(272)와, 앵커부(272)로부터 기판(110)의 상면과 평행하게 연장 형성되는 플레이트부(274) 및 상부전극(160)의 상면에 형성되며 플레이트부(274)의 끝단에 연결되는 연결부(276)를 구비할 수 있다.
한편, 연결부(276)는 상부전극(160)의 가장자리에 연결되도록 형성될 수 있다. 일예로서, 연결부(276)는 공진부(130)에 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 일예로서 무정형의 고리 형상을 가질 수 있다.
한편, 상부전극 연결부재(270)는 하부전극 연결부재(120)와 같이 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 하부전극(140)과 상부전극(160)이 각각 하부전극 연결부재(120)와 상부전극 연결부재(270)를 통해 기판(110)에 연결되므로, 복수개의 체적 음향 공진기(200)를 구비하는 필터장치에서 체적 음향 공진기(200)의 간격을 줄일 수 있어 필터장치 사이즈 축소도 가능할 수 있다.
나아가, 하부전극 연결부재(120)가 공진부(130)의 가장자리 전체 영역을 지지하도록 배치되므로 캐비티(C) 형성을 위한 릴리즈홀(release hole)을 제외한 전체 영역을 지지층으로 사용할 수 있기 때문에 구조적 강성이 확보된다.
더하여, 전극 연결부의 저항은 줄고 열방출이 향상되므로 전기적 손실에 의한 삽입 손실이 줄고, 체적 음향 공진기(200) 간 소비전력 차이에 의한 온도차이가 유발시킬 수 있는 대역 내 노치 불량도 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 체적 음향 공진기(300)는 기판(110), 하부전극 연결부재(120), 공진부(130), 상부전극 연결부재(170) 및 반사층(380)을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 기판(110), 하부전극 연결부재(120), 공진부(130) 및 상부전극 연결부재(170)는 상기한 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)에 구비되는 구성과 동일한 구성이므로 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
반사층(380)은 기판(110) 상에 형성되며, 반사층(380) 상에 하부전극 연결부재(120) 및 상부전극 연결부재(170)가 형성될 수 있다. 반사층(380)은 공진부(130)로부터 발생되는 진동(또는 공진 에너지)이 기판(110) 측으로 전달되는 것을 억제하는 역할을 수행한다.
다시 말해, 공진부(130) 중 일부가 기판(110)과 연결되는 하부전극 연결부재(120) 상에 배치된다. 따라서, 하부전극 연결부재(120)를 통해 진동(또는 공진 에너지)가 기판(110)으로 누설될 수 있다. 이로 인한 손실을 방지하기 위하여 기판(110)에 반사층(380)을 형성하여 성능 열화를 방지할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 체적 음향 공진기(400)는 기판(110), 하부전극 연결부재(420), 공진부(130) 및 상부전극 연결부재(470)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 기판(110)과 공진부(130)는 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)에 구비되는 구성과 실질적으로 동일한 구성으로서 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
하부전극 연결부재(420)는 기판(110) 상에 연결되며 공진부(130)의 중앙부를 지지한다. 일예로서, 하부전극 연결부재(420)는 베이스부(422)와, 베이스부(422)로부터 상부측으로 연장 형성되며 공진부(130)를 지지하는 지지부(424)를 구비할 수 있다.
그리고, 지지부(424)는 공진부(130)의 하부전극(140) 중앙부를 지지하도록 형성될 수 있다. 또한, 하부전극 연결부재(420)는 공진부(130)의 하부전극(140)과 기판(110)을 전기적으로 연결하는 역할을 수행한다. 한편, 일예로서 하부전극 연결부재(420)는 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 하부전극 연결부재(420)가 공진부(130)의 중앙부를 지지하도록 형성됨으로써 구조적 강성을 보다 향상시킬 수 있다. 나아가, 하부전극 연결부재(420)가 공진부(130)의 중앙부를 지지함으로써 공진시 발생될 수 있는 공진부(130)와 기판(110)의 접합(Stiction)을 방지할 수 있다.
상부전극 연결부재(470)는 기판(110) 상에 형성되며 일단부가 상부전극(160)에 연결된다. 일예로서, 상부전극 연결부재(470)는 기판(110) 상에 형성되는 앵커부(472)와, 앵커부(472)로부터 기판(110)의 상면과 평행하게 연장 형성되는 플레이트부(474) 및 플레이트부(474)의 끝단으로부터 상부전극(160)을 향하여 연장 형성되어 상부전극(160)에 연결되는 연결부(476)를 구비할 수 있다.
또한, 앵커부(472)는 상기한 하부전극 연결부재(420)와 이격 배치되도록 기판(110)에 형성된다.
한편, 연결부(476)는 상부전극(160)의 가장자리에 연결되도록 형성될 수 있다. 일예로서, 연결부(476)는 무정형의 고리 형상을 가질 수 있다. 한편, 상부전극 연결부재(470)는 하부전극 연결부재(420)와 같이 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 하부전극 연결부재(420) 및 상부전극 연결부재(470)를 통해 기판(110)과 공진부(130)가 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 공진부(130)를 연결하는 전극 연결부가 서로 다른 평면에서 배치되므로 복수개의 체적 음향 공진기(400)를 구비하는 필터장치에서 체적 음향 공진기(400)의 간격을 줄일 수 있어 필터장치 사이즈 축소도 가능할 수 있다.
또한, 하부전극 연결부재(420)가 공진부(130)의 중앙부를 지지하도록 형성됨으로써 구조적 강성을 보다 향상시킬 수 있다. 나아가, 하부전극 연결부재(420)가 공진부(130)의 중앙부를 지지함으로써 공진시 발생될 수 있는 공진부(130)와 기판(110)의 접합(Stiction)을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 체적 음향 공진기(500)는 기판(110), 하부전극 연결부재(520), 공진부(530) 및 상부전극 연결부재(570)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 기판(110)은 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)에 구비되는 구성과 실질적으로 동일한 구성으로서 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
하부전극 연결부재(520)는 기판(110) 상에 연결되며 공진부(530)의 중앙부를 지지한다. 일예로서, 하부전극 연결부재(520)는 베이스부(522)와, 베이스부(522)로부터 상부측으로 연장 형성되며 공진부(530)를 지지하는 지지부(524)를 구비할 수 있다.
지지부(524)는 공진부(530)의 하부전극(540) 중앙부를 지지하도록 형성될 수 있다.
또한, 하부전극 연결부재(520)는 공진부(530)의 하부전극(540)과 기판(110)을 전기적으로 연결하는 역할을 수행한다. 일예로서, 하부전극 연결부재(520)는 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 하부전극 연결부재(520)가 공진부(530)의 중앙부를 지지하도록 형성됨으로써 구조적 강성을 보다 향상시킬 수 있다. 나아가, 하부전극 연결부재(520)가 공진부(530)의 중앙부를 지지함으로써 공진시 발생될 수 있는 공진부(530)와 기판(110)의 접합(Stiction)을 방지할 수 있다.
공진부(530)는 하부전극 연결부재(520)의 상부에 배치된다. 일예로서, 공진부(530)는 하부전극(540), 압전체층(550) 및 상부전극(560)을 구비할 수 있다.
일예로서, 하부전극(540)은 압전체층(550)보다 작은 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 압전체층(550)의 저면 가장자리가 외부로 노출되도록 하부전극(540)이 형성될 수 있다.
상부전극 연결부재(570)는 기판(110) 상에 형성되며 일단부가 상부전극(560)에 연결된다. 일예로서, 상부전극 연결부재(570)는 기판(110) 상에 형성되는 앵커부(572)와, 앵커부(572)로부터 기판(110)의 상면과 평행하게 연장 형성되는 플레이트부(574) 및 플레이트부(574)의 끝단로부터 상부전극(560)을 향하여 연장 형성되어 상부전극(560)에 연결되는 연결부(576)를 구비할 수 있다.
또한, 앵커부(572)는 상기한 하부전극 연결부재(520)와 이격 배치되도록 기판(110)에 형성된다.
한편, 연결부(576)는 상부전극(560)의 가장자리에 연결되도록 형성될 수 있다. 일예로서, 연결부(576)는 무정형의 고리 형상을 가질 수 있다. 한편, 상부전극 연결부재(570)는 하부전극 연결부재(520)와 같이 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 체적 음향 공진기(600)는 일예로서, 기판(610), 하부전극 연결부재(620), 멤브레인층(630), 공진부(640) 및 상부전극 연결부재(680)를 포함하여 구성될 수 있다.
기판(610)은 실리콘이 적층된 기판일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)가 기판으로 이용될 수 있다. 한편, 기판(610)에는 기판 보호층(미도시)이 구비될 수 있다.
하부전극 연결부재(620)는 기판(610) 상에 형성되며, 공진부(640)와 함께 캐비티(C)를 형성한다. 한편, 하부전극 연결부재(620)는 공진부(630)의 가장자리를 지지하도록 배치될 수 있다. 일예로서, 하부전극 연결부재(620)는 공진부(640)의 형상에 대응되는 일예로서 무정형의 고리 형상을 가질 수 있다.
이에 따라, 하부전극 연결부재(620)를 통해 공진부(640)의 가장자리 전체 영역을 지지하므로 체적 음향 공진기(600)의 구조적 강성이 확보될 수 있다.
한편, 하부전극 연결부재(620)는 후술할 공진부(640)의 하부전극(650)과 기판(610)을 전기적으로 연결하는 역할을 수행한다. 한편, 하부전극 연결부재(620)는 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 하부전극 연결부재(620)를 통해 공진부(640)의 가장자리 전체 영역을 지지하므로 전극 연결부의 저항은 줄고 열방출이 향상되므로 전기적 손실에 의한 삽입 손실이 줄고, 체적 음향 공진기(600) 간 소비전력 차이에 의한 온도차이가 유발시킬 수 있는 대역 내 노치 불량도 제어할 수 있다.
멤브레인층(630)은 하부전극 연결부재(620)와 같이 캐비티(C)를 형성한다. 멤브레인층(630)은 하부전극 연결부재(620)의 일부분 상에는 형성되지 않으며 캐비티(C)를 덮도록 형성될 수 있다. 일예로서, 멤브레인층(630)은 산화실리콘(SiO2)과 질화알루미늄(AlN) 중 어느 하나의 재질과 같이 할라이드계 에칭가스에 손상되지 않는 재질로 이루어질 수 있다.
공진부(640)는 멤브레인층(630) 상부에 배치되도록 형성된다. 일예로서, 공진부(640)는 하부전극(650), 압전체층(660) 및 상부전극(670)을 구비할 수 있다.
하부전극(650)은 하부전극 연결부재(620)의 일부분에 연결되도록 멤브레인층(630) 상에 형성될 수 있다. 그리고, 하부전극(650)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 형성될 수 있다. 일예로서, 하부전극(650)은 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
압전체층(660)은 하부전극(650) 및 멤브레인층(620)을 덮도록 형성될 수 있다. 압전체층(650)은 일예로서, 알루미늄 질화물(Aluminum Nitride), 도핑 알루미늄 질화물(Doped Aluminum Nitride), 산화아연(Zinc Oxide) 또는 지르콘 티탄산 납(Lead Zirconate Titanate)을 증착함에 따라 형성될 수 있다.
또한, 질화알루미늄 (AlN) 압전체층(660)은 희토류 금속(Rare earth metal)을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 희토류 금속은 스칸듐(Sc), 에르븀(Er), 이트륨(Y), 및 란탄(La) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 질화알루미늄 (AlN) 압전체층(660)은 전이 금속(transition metal)을 더 포함할 수도 있다. 일 예로, 전이 금속은 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 하프늄(Hf) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
나아가, 압전체층(660)의 일부분은 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 압전체층(660)의 일부분 상면에는 상부전극(670)이 형성되지 않을 수 있다.
상부전극(670)은 압전체층(660)의 상부에 형성된다. 일예로서, 상부전극(670)도 하부전극(650)과 같이 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 상부전극(670)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 압전체층(660) 상에 형성될 수 있다. 나아가, 상부전극(670)은 압전체층(660)의 일부분이 외부로 노출되도록 형성될 수 있다.
상부전극 연결부재(680)는 기판(610) 상에 형성되며 일단부가 상부전극(670)에 연결된다. 일예로서, 상부전극 연결부재(680)는 기판(610) 상에 형성되는 앵커부(682)와, 앵커부(682)로부터 기판(110)의 상면과 평행하게 연장 형성되는 플레이트부(684) 및 플레이트부(684)의 끝단으로부터 상부전극(670)을 향하여 연장 형성되어 상부전극(670)에 연결되는 연결부(686)를 구비할 수 있다.
그리고, 앵커부(682)는 하부전극 연결부재(620)와 이격 배치되도록 기판(610)에 형성된다.
한편, 연결부(686)는 상부전극(670)의 가장자리 일영역에만 연결되도록 형성될 수 있다. 일예로서, 상부전극 연결부재(680)는 하부전극 연결부재(620)와 같이 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 하부전극(650)과 상부전극(670)이 각각 하부전극 연결부재(620)와 상부전극 연결부재(680)를 통해 기판(610)에 연결되므로, 복수개의 체적 음향 공진기(600)를 구비하는 필터장치에서 체적 음향 공진기(600)의 간격을 줄일 수 있어 필터장치 사이즈 축소도 가능할 수 있다.
나아가, 하부전극 연결부재(620)가 공진부(640)의 가장자리 전체 영역을 지지하도록 배치되므로 캐비티(C) 형성을 위한 릴리즈홀(release hole)을 제외한 전체 영역을 지지층으로 사용할 수 있기 때문에 구조적 강성이 확보된다.
더하여, 전극 연결부의 저항은 줄고 열방출이 향상되므로 전기적 손실에 의한 삽입 손실이 줄고, 체적 음향 공진기(600) 간 소비전력 차이에 의한 온도차이가 유발시킬 수 있는 대역 내 노치 불량도 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 체적 음향 공진기(700)는 일예로서, 기판(610), 하부전극 연결부재(620), 멤브레인층(630), 공진부(640) 및 상부전극 연결부재(780)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 기판(610), 하부전극 연결부재(620), 멤브레인층(630) 및 공진부(640)는 상기에서 설명한 본 발명의 제6 실시예에 따른 체적 음향 공진기(600)에 구비되는 구성과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
상부전극 연결부재(780)는 기판(610) 상에 형성되며 일단부가 상부전극(670)에 연결된다. 일예로서, 상부전극 연결부재(780)는 기판(610) 상에 형성되는 앵커부(782)와, 앵커부(782)로부터 기판(610)의 상면과 평행하게 연장 형성되는 플레이트부(784) 및 플레이트부(784)의 끝단으로부터 상부전극(670)을 향하여 연장 형성되어 상부전극(670)에 연결되는 연결부(786)를 구비할 수 있다.
한편, 연결부(786)는 상부전극(670)의 가장자리에 연결되도록 형성될 수 있다. 일예로서, 연결부(786)는 하부전극 연결부(620)에 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 일예로서 무정형의 고리 형상을 가질 수 있다.
한편, 상부전극 연결부재(780)는 하부전극 연결부재(620)와 같이 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 재질로 이루어질 수 있다.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제8 실시예에 따른 체적 음향 공진기(800)는 일예로서, 기판(610), 하부전극 연결부재(820), 멤브레인층(830), 공진부(840) 및 상부전극 연결부재(880)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 기판(610)은 상기에서 설명한 본 발명의 제6 실시예에 따른 체적 음향 공진기(600)에 구비되는 구성과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
하부전극 연결부재(820)는 공진부(840)의 가장자리 일부분을 지지하도록 기판(610) 상에 형성되며, 공진부(840)의 하부전극(850)에 전기적으로 연결된다. 일예로서, 하부전극 연결부재(820)는 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
나아가, 하부전극 연결부재(820)는 상단부가 단차지게 형성되어 공진부(840)의 가장자리 일부분을 지지할 수 있다.
멤브레인층(830)은 하부전극 연결부재(820) 및 상부전극 연결부재(880)와 같이 캐비티(C)를 형성한다. 멤브레인층(830)은 가장자리가 하부전극 연결부재(820) 및 상부전극 연결부재(880)에 지지되도록 형성된다. 일예로서, 멤브레인층(830)은 산화실리콘(SiO2)과 질화알루미늄(AlN)과 같이 할라이드계 에칭가스에 의해 손상되지 않는 재질로 이루어질 수 있다.
공진부(840)는 멤브레인층(830) 상부에 배치되도록 형성된다. 일예로서, 공진부(840)는 하부전극(850), 압전체층(860) 및 상부전극(870)을 구비할 수 있다.
하부전극(850)은 하부전극 연결부재(820)에 연결되도록 멤브레인층(830) 상에 형성될 수 있다. 그리고, 하부전극(850)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 형성될 수 있다. 일예로서, 하부전극(650)은 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
압전체층(860)은 하부전극(850) 및 멤브레인층(830)을 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 압전체층(860)의 일측면은 상기 멤브레인층(830)의 일측면과 동일한 평면에 배치되도록 형성될 수 있다.
압전체층(860)은 일예로서, 알루미늄 질화물(Aluminum Nitride), 도핑 알루미늄 질화물(Doped Aluminum Nitride), 산화아연(Zinc Oxide) 또는 지르콘 티탄산 납(Lead Zirconate Titanate)을 증착함에 따라 형성될 수 있다.
또한, 질화알루미늄 (AlN) 압전체층(860)은 희토류 금속(Rare earth metal)을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 희토류 금속은 스칸듐(Sc), 에르븀(Er), 이트륨(Y), 및 란탄(La) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 질화알루미늄 (AlN) 압전체층(860)은 전이 금속(transition metal)을 더 포함할 수도 있다. 일 예로, 전이 금속은 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 하프늄(Hf) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
나아가, 압전체층(860)의 일부분은 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 압전체층(860)의 일부분 상면에는 상부전극(870)이 형성되지 않을 수 있다.
상부전극(870)은 압전체층(860)의 상부에 형성된다. 일예로서, 상부전극(870)도 하부전극(850)과 같이 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 상부전극(870)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 압전체층(860) 상에 형성될 수 있다. 나아가, 상부전극(870)은 압전체층(860)의 일부분이 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 또한, 상부전극(870)의 일부분은 압전체층(860)의 측면을 감싸도록 형성된다.
상부전극 연결부재(880)는 기판(610) 상에 형성되며 일단부가 상부전극(870)에 연결된다. 일예로서, 상부전극 연결부재(880)는 기판(610) 상에 형성되는 제1 앵커부(882)와, 제1 앵커부(882)로부터 기판(610)의 상면과 평행하게 연장 형성되는 플레이트부(884)와, 플레이트부(884)의 끝단으로부터 하부측으로 연장 형성되는 연결부(886) 및 공진부(840)의 가장자리 일부분을 지지하는 제2 앵커부(888)를 구비할 수 있다.
한편, 상부전극(870)과 연결부(886)가 제2 앵커부(888)에 연결되어 상호 전기적으로 연결될 수 있다.
일예로서, 상부전극 연결부재(880)는 하부전극 연결부재(820)와 같이 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 공진부(840)가 하부전극 연결부재(820)와 상부전극 연결부재(880)의 제2 앵커부(888) 내측에 배치되도록 함으로써 공진 에너지가 기판(610)을 통해 누설되는 것을 저감시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제9 실시예에 따른 체적 음향 공진기(900)는 일예로서, 기판(610), 하부전극 연결부재(920), 멤브레인층(930), 공진부(940) 및 상부전극 연결부재(980)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 기판(610)은 상기에서 설명한 본 발명의 제6 실시예에 따른 체적 음향 공진기(600)에 구비되는 구성과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
하부전극 연결부재(920)는 공진부(940)의 가장자리 일부분을 지지하도록 기판(610) 상에 형성되며, 공진부(940)의 하부전극(950)에 전기적으로 연결된다. 일예로서, 하부전극 연결부재(920)는 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
멤브레인층(930)은 하부전극 연결부재(920) 및 상부전극 연결부재(980)와 같이 캐비티(C)를 형성한다. 멤브레인층(930)은 가장자리가 하부전극 연결부재(920) 및 상부전극 연결부재(980)에 지지되도록 형성된다. 일예로서, 멤브레인층(930)은 산화실리콘(SiO2)과 질화알루미늄(AlN)과 같이 할라이드계 에칭가스에 손상되지 dkg는 재질로 이루어질 수 있다.
공진부(940)는 멤브레인층(930) 상부에 배치되도록 형성된다. 일예로서, 공진부(940)는 하부전극(950), 압전체층(960) 및 상부전극(970)을 구비할 수 있다.
하부전극(950)은 하부전극 연결부재(920)에 연결되도록 멤브레인층(930) 상에 형성될 수 있다. 그리고, 하부전극(950)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 형성될 수 있다. 일예로서, 하부전극(950)은 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
압전체층(960)은 하부전극(950) 및 멤브레인층(930)을 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 압전체층(960)의 일측면은 상기 멤브레인층(930)의 일측면과 동일한 평면에 배치되도록 형성될 수 있다.
압전체층(960)은 일예로서, 알루미늄 질화물(Aluminum Nitride), 도핑 알루미늄 질화물(Doped Aluminum Nitride), 산화아연(Zinc Oxide) 또는 지르콘 티탄산 납(Lead Zirconate Titanate)을 증착함에 따라 형성될 수 있다.
또한, 질화알루미늄 (AlN) 압전체층(960)은 희토류 금속(Rare earth metal)을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 희토류 금속은 스칸듐(Sc), 에르븀(Er), 이트륨(Y), 및 란탄(La) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 질화알루미늄 (AlN) 압전체층(960)은 전이 금속(transition metal)을 더 포함할 수도 있다. 일 예로, 전이 금속은 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 하프늄(Hf) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
나아가, 압전체층(960)의 일부분은 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 압전체층(960)의 일부분 상면에는 상부전극(970)이 형성되지 않을 수 있다.
상부전극(970)은 압전체층(960)의 상부에 형성된다. 일예로서, 상부전극(970)도 하부전극(950)과 같이 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 상부전극(970)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 압전체층(960) 상에 형성될 수 있다. 나아가, 상부전극(970)은 압전체층(960)의 일부분이 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 또한, 상부전극(970)의 일부분은 압전체층(960)의 측면을 감싸도록 형성된다.
상부전극 연결부재(980)는 기판(610) 상에 형성되며 일단부가 상부전극(970)에 연결된다. 그리고, 상부전극 연결부재(980)는 하부전극 연결부재(920)와 함께 공진부(940)를 지지하는 역할을 수행한다.
즉, 상기한 캐비티(C)는 상부전극 연결부재(980), 하부전극 연결부재(920) 및 멤브레인층(930)에 의해 형성될 수 있다.
일예로서, 상부전극 연결부재(980)는 하부전극 연결부재(920)와 같이 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 재질과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 공진부(940)가 하부전극 연결부재(920)와 상부전극 연결부재(980) 내측에 배치되도록 함으로써 공진 에너지가 기판(610)을 통해 누설되는 것을 저감시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제10 실시예에 따른 체적 음향 공진기(1000)는 일예로서, 기판(1010), 하부전극 연결부재(1020), 공진부(1030) 및 상부전극 연결부재(1070)을 포함하여 구성될 수 있다.
기판(1010)은 실리콘이 적층된 기판일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)가 기판으로 이용될 수 있다. 한편, 기판(1010)에는 기판 보호층(미도시)이 구비될 수 있다.
하부전극 연결부재(1020)는 기판(1010) 상에 형성된다. 한편, 하부전극 연결부재(1020)는 공진부(1030)의 하부전극(1040)에 전기적으로 연결된다. 일예로서, 하부전극 연결부재(1020)는 베이스부(1022)와, 베이스부(1022)로부터 연장 형성되는 지지부(1024)를 구비할 수 있다. 지지부(1024)는 공진부(1030)의 하부전극(1040)의 중앙부를 지지하도록 연장 형성된다.
그리고, 하부전극 연결부재(1020)는 일예로서, 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 하부전극 연결부재(1020)가 공진부(1030)의 중앙부를 지지하도록 형성됨으로써 구조적 강성을 보다 향상시킬 수 있다. 나아가, 하부전극 연결부재(1020)가 공진부(1030)의 중앙부를 지지함으로써 공진시 발생될 수 있는 공진부(1030)와 기판(1010)의 접합(Stiction)을 방지할 수 있다.
공진부(1030)는 하부전극 연결부재(1020)의 상부에 배치된다. 일예로서, 공진부(1030)는 하부전극(1040), 압전체층(1050) 및 상부전극(1060)을 구비할 수 있다. 그리고, 하부전극(1040)은 중앙부가 하부전극 연결부재(1020)의 지지부(1024)에 지지되도록 형성된다. 또한, 압전체층(1050)은 하부전극(1040)의 상면에 형성된다. 나아가, 상부전극(1050)은 압전체층(1050)의 상면에 형성된다.
상부전극 연결부재(1070)는 기판(1010) 상에 형성되며 일단부가 상부전극(1060)에 연결된다. 일예로서, 상부전극 연결부재(1070)는 기판(1010) 상에 형성되는 앵커부(1072)와, 앵커부(1072)로부터 기판(1010)의 상면에 평형하게 연장 형성되는 플레이트부(1074) 및 플레이트부(1074)의 끝단으로부터 연장 형성되어 상부전극(1060)에 연결되는 연결부(1076)를 구비할 수 있다.
한편, 연결부(1076)는 상부전극(1060)의 중앙부에서 상부전극(1060)에 연결되도록 형성될 수 있다. 즉, 공진부(1030)의 저면에는 하부전극 연결부재(1020)가 연결되고, 공진부(1030)의 상면에는 상부전극 연결부재(1070)가 연결될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제11 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제11 실시예에 따른 체적 음향 공진기(1100)는 일예로서, 기판(1110), 하부전극 연결부재(1120), 제1 공진부(1130), 공진부 연결부재(1170), 제2 공진부(1180) 및 상부전극 연결부재(1220)를 포함하여 구성될 수 있다.
기판(1110)은 실리콘이 적층된 기판일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)가 기판으로 이용될 수 있다. 한편, 기판(1110)에는 기판 보호층(1412)이 구비될 수 있다.
하부전극 연결부재(1120)는 제1 멤브레인층(1125)과 함께 제1 캐비티(C1)를 형성하며, 제1 공진부(1130)를 지지하는 역할을 수행한다. 한편, 하부전극 연결부재(1120)는 제1 공진부(1130)의 제1 하부전극(1140)에 전기적으로 연결된다.
일예로서, 하부전극 연결부재(1120)는 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
제1 공진부(1130)는 하부전극 연결부재(1120)의 상부에 배치되도록 형성될 수 있다. 제1 공진부(1130)는 제1 하부전극(1140), 제1 압전체층(1150) 및 제1 상부전극(1160)을 구비할 수 있다.
일예로서, 제1 하부전극(1140)은 제1 압전체층(1150)으로부터 돌출되도록 연장 형성될 수 있다.
공진부 연결부재(1170)는 제1 공진부(1130) 상에 형성될 수 있다. 공진부 연결부재(1170)는 제1 하부전극(1140)으로부터 연장 형성되는 제1 공진부 연결부재(1172)와, 제1 상부전극(1160)으로부터 연장 형성되는 제2 공진부 연결부재(1174)를 구비할 수 있다.
한편, 제1 공진부 연결부재(1172)의 상면은 제2 멤브레인층(1175)에 연결되며 제2 공진부 연결부재(1174)의 상면은 제2 공진부(1180)의 제2 하부전극(1190)에 연결될 수 있다.
제2 공진부(1180)은 상기한 제2 멤브레인층(1175)의 상부에 형성되는 동시에 제1 공진부(1130)의 상부에 배치된다.
제2 공진부(1180)는 제2 하부전극(1190), 제2 압전체층(1200) 및 제2 상부전극(1210)을 구비할 수 있다. 일예로서, 제2 하부전극(1190)은 제2 압전체층(1200)으로부터 돌출되도록 연장 형성될 수 있다.
상부전극 연결부재(1220)는 기판(1110) 상에 형성되며 제2 공진부(1180)의 제2 상부전극(1210)에 연결될 수 있다. 일예로서, 상부전극 연결부재(1220)는 기판(1110) 상에 형성되는 앵커부(1222)와, 앵커부(1222)로부터 연장 형성되는 플레이트부(1224) 및 플레이트부(1224)로부터 연장 형성되어 제2 상부전극(1210)에 연결되는 연결부(1226)를 구비할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 필터 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 필터 장치(2000)는 복수개의 체적 음향 공진기(100)가 구비될 수 있다. 즉, 복수개의 공진부(2030)가 기판(2010)에 연결될 수 있다.
복수개의 공진부(2030)는 하부전극 연결부재(2020)와 상부전극 연결부재(2070)에 지지되며 복수개의 공진부(2030)의 하부에는 캐비티(C)가 형성될 수 있다.
이와 같이, 하부전극 연결부재(2020)와 상부전극 연결부재(2070)을 통해 공진부(2030)가 기판(2010)에 전기적으로 연결되며, 나아가 하부전극 연결부재(2020)와 상부전극 연결부재(2070)을 통해 인접 배치되는 체적 음향 공진기(100) 상호 간을 전기적으로 연결할 수 있다.
따라서, 하부전극 연결부재(2020)와 상부전극 연결부재(2070)가 서로 다른 평면에서 공진부(2030)에 연결되므로, 다양한 연결방식을 채용할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 필터 장치(2000)는 체적 음향 공진기(100)가 차지하는 면적을 감소시켜 크기의 축소가 가능할 수 있는 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 체적 음향 공진기의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 13 내지 도 22는 본 발명에 따른 체적 음향 공진기의 제조방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
먼저, 도 13에 도시된 바와 같이, 기판(3010) 상에 기판 보호층(3012)을 형성한다. 기판 보호층(3012)은 일예로서, 질화알루미늄(AlN) 재질로 이루어질 수 있다.
이후, 도 14에 도시된 바와 같이 기판 보호층(3012) 상에 희생층(3020)을 형성한다. 한편, 희생층(3020)에는 후술할 하부전극 연결부재(3030)와 상부전극 연결부재(3040)의 하단부를 형성하기 위한 복수개의 홈부(3022)가 형성된다.
한편, 희생층(3020)은 산화실리콘(SiO2) 또는 폴리 실리콘(Poly-Silicon)을 함유하는 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 희생층(3020)은 일예로서 스핀-온-글라스(Spin-on-glass) 공정을 통해 형성될 수 있다. 즉, 유기 용제로 녹인 실리콘을 회전 도포(spin coart)하고, 열처리하여 산화실리콘(SiO2) 절연막을 형성하는 공정으로 희생층(3020)이 형성될 수 있다.
이후, 도 15에 도시된 바와 같이, 희생층(3020)의 홈부(3022)에 후술할 하부전극 연결부재(3030)와 상부전극 연결부재(3040)의 하단부를 형성한다. 일예로서, 하부전극 연결부재(3030)와 상부전극 연결부재(3040)는 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다. 이후, 필요에 따라 화학적 기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing) 공정을 통해 평탄화 작업이 수행될 수 있다. 일예로서, 금속 화학적 기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing) 공정으로 평탄화 작업이 수행될 수 있다.
이후, 도 16에 도시된 바와 같이, 희생층(3020)의 상면에 시드층(3050)을 형성한다. 시드층(3050)은 일예로서, 질화알루미늄(AlN) 재질로 이루어질 수 있다. 한편, 시드층(3050)에는 하부전극 연결부재(3030)와 상부전극 연결부재(3040)의 하단부가 외부로 노출될 수 있도록 노출홀이 형성될 수 있다.
이후, 도 17에 도시된 바와 같이, 시드층(3050)의 일부분을 패터닝에 의해 제거하고, 시드층(3050)의 상면에 하부전극(3060)을 형성한다. 나아가, 이후 상부전극 연결부재(3040)의 하단부 상면에도 연결층(3070)이 형성된다.
이후, 도 18에 도시된 바와 같이, 압전체층(3080) 및 상부전극(3090)을 순차적으로 형성한다.
이후, 도 19에 도시된 바와 같이, 하부전극(3060), 압전체층(3080) 및 상부전극(3070)이 매립되도록 추가적으로 희생층(3020)을 형성한다.
이후, 도 20에 도시된 바와 같이, 희생층(3020)에 상부전극 연결부재(3040)의 형성을 위한 형성홀(3024)을 형성하여 상부전극 연결부재(3040)의 일부분을 형성한다. 일예로서, 후술할 상부전극 연결부재(3040)의 연결부(3046)와 앵커부(3042)의 상단부를 형성한다.
이후, 도 21에 도시된 바와 같이, 희생층(3020)의 상면에 상기한 연결부(3046)와 앵커부(3042)의 상단부를 연결하는 플레이트부(3044)를 형성한다.
이후, 도 22에 도시된 바와 같이, 할라이드계 가스를 이용하여 희생층(3020)을 제거한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100 : 체적 음향 공진기
110, 610, 1010, 1110 : 기판
120, 420, 520, 620, 820, 920, 1020, 1120 : 하부전극 연결부재
130, 530, 640, 840, 1030, 1130 : 공진부
140, 540, 650, 850, 950 : 하부전극
150, 550, 660, 860, 960 : 압전체층
160, 560, 670, 870, 970 : 상부전극
170, 270, 570, 680, 780, 880, 980, 1070, 1220 : 상부전극 연결부재
380 : 반사층
630, 830, 930 : 멤브레인층
110, 610, 1010, 1110 : 기판
120, 420, 520, 620, 820, 920, 1020, 1120 : 하부전극 연결부재
130, 530, 640, 840, 1030, 1130 : 공진부
140, 540, 650, 850, 950 : 하부전극
150, 550, 660, 860, 960 : 압전체층
160, 560, 670, 870, 970 : 상부전극
170, 270, 570, 680, 780, 880, 980, 1070, 1220 : 상부전극 연결부재
380 : 반사층
630, 830, 930 : 멤브레인층
Claims (16)
- 기판;
상기 기판 상에 배치되는 하부전극 연결부재;
상기 하부전극 연결부재 상에 배치되는 하부전극;
상기 하부전극 상에 배치되는 압전체층;
상기 압전체층 상에 배치되는 상부전극; 및
상기 상부전극과 상기 기판을 전기적으로 연결하는 상부전극 연결부재;
를 포함하며,
상기 상부전극 연결부재는 상기 하부전극과, 압전체층 및 상부전극으로 구성되는 공진부의 외측에서 상기 기판으로부터 연장되어 상기 상부전극의 상면에 연결되며,
상기 하부전극 연결부재는 상기 하부전극과 상기 기판을 전기적으로 연결하며, 상기 공진부의 가장자리를 지지하도록 상기 공진부의 형상에 대응되는 고리 형상을 가지는 체적 음향 공진기.
- 제1항에 있어서,
상기 하부전극 연결부재는 상기 하부전극의 저면에 연결되며, 상기 상부전극 연결부재는 상기 상부전극의 상면에 연결되는 체적 음향 공진기.
- 제1항에 있어서, 상기 상부전극 연결부재는
상기 기판 상에 형성되는 앵커부;
상기 앵커부로부터 연장 형성되는 플레이트부; 및
상기 상부전극의 상면에 형성되어 상기 플레이트부에 연결되는 연결부;
를 구비하는 체적 음향 공진기.
- 제3항에 있어서,
상기 연결부는 상기 상부전극의 가장자리 일부 영역에 배치되는 체적 음향 공진기.
- 제3항에 있어서,
상기 연결부는 상기 상부전극의 가장자리 전 영역에 배치되도록 상기 공진부의 형상에 대응되는 고리 형상을 가지는 체적 음향 공진기.
- 제3항에 있어서,
상기 상부전극은 상기 압전체층보다 작은 크기를 가지며,
상기 연결부는 상기 상부전극의 가장자리 일부 영역에 연결되고 상기 공진부의 형상에 대응되는 고리 형상을 가지는 체적 음향 공진기.
- 제1항에 있어서,
상기 기판의 상면에 형성되는 반사층을 더 포함하며,
상기 하부전극 연결부재와 상기 상부전극 연결부재는 상기 반사층 상에 형성되는 체적 음향 공진기.
- 제1항에 있어서,
상기 하부전극 연결부재와 상기 기판에 의해 형성되는 캐비티를 덮도록 배치되는 멤브레인층을 더 포함하는 체적 음향 공진기.
- 기판;
상기 기판 상에 배치되는 하부전극 연결부재;
상기 하부전극 연결부 상에 배치되는 하부전극;
상기 하부전극 상에 배치되는 압전체층;
상기 압전체층 상에 배치되는 상부전극; 및
상기 상부전극과 상기 기판을 전기적으로 연결하는 상부전극 연결부재;
를 포함하며,
상기 하부전극 연결부재는 상기 하부전극과 상기 기판을 전기적으로 연결하는 동시에 상기 하부전극과 상기 압전체층 및 상기 상부전극으로 구성되는 공진부와 상기 기판 사이에 캐비티를 형성하도록 하며,
상기 하부전극 연결부재는 상기 공진부의 중앙부를 지지하고,
상기 상부전극 연결부재는 상기 공진부의 외측에서 상기 기판으로부터 연장되어 상기 상부전극의 상면에 연결되는 체적 음향 공진기.
- 제9항에 있어서,
상기 하부전극 연결부재는 상기 기판상에 형성되는 베이스부와, 상기 베이스부로부터 연장되어 상기 하부전극의 저면에 연결되는 지지부를 구비하는 체적 음향 공진기.
- 제10항에 있어서,
상기 하부전극은 상기 압전체층의 중앙부에 배치되는 체적 음향 공진기.
- 제9항에 있어서,
상기 상부전극 연결부재는 상기 상부전극의 중앙부에 연결되는 체적 음향 공진기.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 기판;
상기 기판 상에 배치되는 하부전극 연결부재;
상기 하부전극 연결부재 상에 배치되는 제1 공진부;
상기 제1 공진부에 연결되도록 배치되는 공진부 연결부재;
상기 공진부 연결부재를 통해 상기 제1 공진부에 연결되며 상기 제1 공진부 상에 배치되는 제2 공진부; 및
상기 기판과 상기 제2 공진부를 전기적으로 연결하는 상부전극 연결부재;
를 포함하는 체적 음향 공진기.
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