KR102313290B1 - 박막 벌크 음향 공진기 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 기판; 상기 기판의 상부에 배치되는 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 배치되며, 도펀트가 첨가된 AlN을 포함하는 압전체; 및 상기 압전체 상에 배치되며, 상기 압전체를 사이에 두고 상기 제1 전극과 서로 대향하는 제2 전극;을 포함하고, 상기 도펀트는 0.1 내지 24 at%의 Ta 또는 0.1 내지 23 at%의 Nb인 박막 벌크 음향 공진기를 제공한다.
Description
본 발명은 박막 벌크 음향 공진기 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 이동통신기기, 화학 및 바이오기기 등의 급속한 발달에 따라, 이러한 기기에서 사용되는 소형 경량필터, 오실레이터(Oscillator), 공진소자(Resonant element), 음향공진 질량센서(Acoustic Resonant Mass Sensor) 등의 수요가 증가하고 있다.
이러한 소형 경량필터, 오실레이터, 공진소자, 음향공진 질량센서 등을 구현하는 수단으로는 박막 벌크 음향 공진기(Film Bulk Acoustic Resonator: FBAR)가 알려져 있다.
FBAR은 최소한의 비용으로 대량 생산이 가능하며, 초소형으로 구현할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 필터의 주요한 특성인 높은 품질 계수 (Quality Factor: Q)값을 구현하는 것이 가능하고, 마이크로주파수 대역에서도 사용이 가능하며, 특히 PCS(Personal Communication System)와 DCS(Digital Cordless System) 대역까지도 구현할 수 있다는 장점이 있다.
일반적으로, FBAR은 기판상에 제1 전극, 압전체 및 제2 전극을 차례로 적층하여 구현되는 공진부를 포함하는 구조로 이루어진다.
FBAR의 동작원리를 살펴보면, 먼저 제1 및 2전극에 전기에너지를 인가하여 압전층 내에 전계를 유기시키면, 이 전계는 압전층의 압전 현상을 유발시켜 공진부가 소정 방향으로 진동하도록 한다. 그 결과, 진동방향과 동일한 방향으로 음향파(Bulk Acoustic Wave)가 발생하여 공진을 일으키게 된다
즉, FBAR은 체적 탄성파(Bulk Acoustic Wave: BAW)를 이용하는 소자로, 압전체의 전기 기계 결합 상수(Effective electromechanical coupling coefficient, Kt2)가 커짐으로써 탄성파 소자의 주파수 특성이 개선되고, 또 광대역화도 가능하게 된다.
본 발명의 일 목적 중 하나는, 고가의 희토류 금속을 사용하지 아니하고, 희토류보다 저가인 금속을 도펀트로 사용하여 질화 알루미늄의 압전체를 형성함으로써 희토류 금속을 사용한 경우와 동등 이상의 압전성을 가지는 압전체를 포함하는 박막 벌크 음향 공진기를 제공하는 것에 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 예를 통하여 신규한 구조의 박막 벌크 음향 공진기를 제안하고자 하며, 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기는 기판; 상기 기판의 상부에 배치되는 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 배치되며, 도펀트가 첨가된 AlN을 포함하는 압전체; 및 상기 압전체 상에 배치되며, 상기 압전체를 사이에 두고 상기 제1 전극과 서로 대향하는 제2 전극;을 포함하고, 상기 도펀트는 0.1 내지 24 at%의 Ta 또는 0.1 내지 23 at%의 Nb이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 다른 예를 통하여 상술한 신규한 구조의 박막 벌크 음향 공진기를 효율적으로 제조할 수 있는 방법을 제안하고자 하며, 구체적으로, 본 발명의 다른 예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법은 기판을 마련하는 단계; 기판의 상부에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극의 상부에 0.1 내지 24 at%의 Ta를 포함하는 AlTa 또는 0.1 내지 23 at%의 Nb를 포함하는 AlNb의 싱글 타겟을 질소 분위기 하에서 스퍼터링하여 압전체를 형성하는 단계; 및 상기 압전체의 상부에 상기 압전체를 사이에 두고 상기 제1 전극과 서로 대향하도록 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 압전체는 AlN에 첨가되는 도펀트로 0.1 내지 24 at%의 Ta 또는 0.1 내지 23 at%의 Nb를 포함함으로써, 도펀트로 희토류 금속을 사용한 경우와 동등 이상의 압전성을 가질 수 있다.
또한 싱글 타겟을 사용함에 따라 AlTaN 또는 AlNbN의 조성의 불균일을 극복할 수 있다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 A의 확대도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3(a)는 질화 알루미늄의 원소 결합을 개략적으로 도시한 것이며, 도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 압전체가 도펀트로 Ta 또는 Nb를 포함하는 경우 질화된 도펀트 결합을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 필터의 개략적인 회로도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법의 플로우 차트를 개략적으로 도시한 것이다..
도 7은 Al-Ta의 상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 Al-Nb의 상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법에 이용되는 싱글 타겟 스퍼터링 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10(a)는 AlTa의 싱글 타겟 또는 AlNb의 싱글 타겟을 이용하여 압전체를 형성한 경우의 크리스탈 구조를 측정한 것이며, 도 10(b)는 Al 및 Ta의 듀얼 타겟 또는 Al 및 Nb의 듀얼 타겟을 이용하여 압전체를 형성한 경우의 크리스탈 구조를 측정한 것이다.
도 2는 도 1의 A의 확대도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3(a)는 질화 알루미늄의 원소 결합을 개략적으로 도시한 것이며, 도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 압전체가 도펀트로 Ta 또는 Nb를 포함하는 경우 질화된 도펀트 결합을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 필터의 개략적인 회로도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법의 플로우 차트를 개략적으로 도시한 것이다..
도 7은 Al-Ta의 상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 Al-Nb의 상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법에 이용되는 싱글 타겟 스퍼터링 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10(a)는 AlTa의 싱글 타겟 또는 AlNb의 싱글 타겟을 이용하여 압전체를 형성한 경우의 크리스탈 구조를 측정한 것이며, 도 10(b)는 Al 및 Ta의 듀얼 타겟 또는 Al 및 Nb의 듀얼 타겟을 이용하여 압전체를 형성한 경우의 크리스탈 구조를 측정한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시 예는 당해 기술 분야에서 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.
또한, 각 실시 예의 도면에 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
박막 벌크 음향 공진기
도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 단면도를 개략적으로 도시한 것이며, 도 2는 도 1a의 A의 확대도를 개략적으로 도시한 것이다.
먼저 도 1a를 참조하여 발명의 일 실시예에 따른 벌크 음향 공진기의 구조를 설명하도록 한다.
본 발명의 음향 공진기는 박막 벌크 음향 공진기(Film Bulk Acoustic Resonator)일 수 있으며, 기판(110), 절연층(120), 에어 캐비티(112), 및 공진부(135)를 포함할 수 있다.
기판(110)은 실리콘 기판으로 구성될 수 있고, 기판(110)의 상면에는 절연층(120)이 마련되어, 기판(110)과 공진부(135)를 전기적으로 격리시킬 수 있다.
절연층(120)은 이산화규소(SiO2), 실리콘 나이트라이드(Si3N4), 산화 알루미늄(Al2O2), 및 질화 알루미늄(AlN) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 절연층(120)은 해당 물질을 화학 기상 증착(Chemical vapor deposition), RF 마그네트론 스퍼터링(RF Magnetron Sputtering), 또는 에바포레이션(Evaporation)하여 기판(110) 상에 형성될 수 있다.
기판(110) 상에는 에어 캐비티(112)가 배치될 수 있다. 에어 캐비티(112)는 공진부(135)가 소정 방향으로 진동할 수 있도록 공진부(135)의 하부에 위치한다. 에어 캐비티(112)는 멤브레인(130)을 소정에 공정을 통해 가공하여 형성될 수 있다. 멤브레인(130)은 산화 보호막으로 기능하거나, 기판(110)을 보호하는 보호층으로 기능할 수 있다. 멤브레인 (130)은 SiO2, Si3N4, AlN, Al2O3 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 도 1a에 도시되어 있지 않으나, 멤브레인(130) 상에는 질화 알루미늄(AlN)으로 제조되는 시드층이 형성될 수 있다. 구체적으로 시드층은 멤브레인(130)과 제1 전극(140) 사이에 배치될 수 있다. 시드층은 AlN 이외에도 HCP 구조를 가지는 유전체 또는 금속을 이용하여 형성되는 것도 가능하다. 금속일 경우 예를 들어, 시드층은 Ti로 형성될 수 있다.
또한, 절연층(120) 상에는 식각 저지층이 추가적으로 형성될 수 있다. 식각 저지층은 희생층 패턴을 제거하기 위한 식각 공정으로부터 기판(110) 및 절연층(120)을 보호하고, 식각 저지층 상에 다른 여러 층이 증착되는데 필요한 기단 역할을 할 수 있다.
공진부(135)는 제1 전극(140), 압전체(150) 및 제2 전극(160)을 포함할 수 있다. 제1 전극(140), 압전체(150) 및 제2 전극(160)은 순차적으로 적층될 수 있다.
제1 전극(140)은 절연층(120)의 일 영역의 상부로부터 에어 캐비티(112) 상부의 멤브레인(130)으로 연장되어 형성되고, 압전체(150)는 에어 캐비티(112) 상부의 제1 전극(140) 상에 형성되고, 제2 전극(160)은 절연층(120)의 타 영역의 상부로부터 에어 캐비티(112) 상부의 압전체(150) 상에 형성될 수 있다. 제1 전극(140), 압전체(150) 및 제2 전극(160)의 수직 방향으로 중첩된 공통 영역은 에어 캐비티(112)의 상부에 위치할 수 있다.
공진부(135)는 활성 영역과 비활성 영역으로 구획될 수 있다. 공진부(135)의 활성 영역은 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)에 무선 주파수 신호와 같은 전기 에너지가 인가되는 경우 압전체(150)에서 발생하는 압전 현상에 의해 소정 방향으로 진동하여 공진하는 영역으로, 에어 캐비티(112) 상부에서 제1 전극(140), 압전체(150) 및 제2 전극(160)이 수직 방향으로 중첩된 영역에 해당한다. 공진부(135)의 비활성 영역은 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)에 전기 에너지가 인가되더라도 압전 현상에 의해 공진하지 않는 영역으로, 활성 영역 외측의 영역에 해당한다.
공진부(135)는 압전 현상을 이용하여 특정 주파수를 가지는 무선 주파수 신호를 출력하는데, 구체적으로 공진부(135)는 압전체(150)의 압전 현상에 따른 진동에 대응하는 공진 주파수를 가지는 무선 주파수 신호를 출력할 수 있다.
보호층(170)은 공진부(135)의 제2 전극(160)상에 배치되어, 제2 전극(160)이 외부에 노출되어 산화되는 것을 방지할 수 있으며, 외부로 노출된 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)에는 전기적 신호를 인가하기 위한 전극 패드(180)가 형성될 수 있다.
압전체(150)는 전기적 에너지를 탄성파 형태의 기계적 에너지로 변환하는 압전 효과를 일으키는 부분으로서, 도펀트가 첨가된 질화 알루미늄(AlN)을 포함한다.
종래에는 도펀트로 희토류 금속(Rare earth metal)을 이용하였으며, 예를 들어 도펀트로 이용되었던 희토류 금속은 스칸듐(Sc), 에르븀(Er), 이트륨(Y), 및 란탄(La) 중 하나였다. 하지만, 희토류 금속은 희소성으로 인해 매우 고가이며, 이로 인해 박막 벌크 음향 공진기의 전체적인 제조 비용이 높이지게 된다.
따라서, 도펀트로 희토류 금속을 사용하는 경우와 동등 또는 그 이상으로 압전성을 향상시키면서, 제조 비용을 낮출 수 있는 다른 도펀트가 필요하다.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타낸 단면도이다.
도 1b를 참조하면, 도 1b의 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 전술한 도 1a의 실시예에 따른 체적 음향 공진기와 유사하므로, 동일하거나 중복되는 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
도 1b를 참조하면, 에어 캐비티(112)는 대략 사다리꼴 형상으로 형성되어, 에어 캐비티(112)의 높이 및 측면의 각도에 의해 멤브레인(130) 상에 적층되는 제1 전극(140), 압전체(150), 제2 전극(160) 및 전극 패드(180)에 크랙(Crack)이 형성될 수 있고, 이 외에도, 멤브레인(130) 상에 적층되는 압전체(150)의 결정이 비정상적으로 성장될 수 있다. 크랙(Crack) 및 압전체(150)의 비정상적인 결정 성장으로 인하여 체적 음향 공진기의 삽입 손실(Insertion Loss) 특성 및 감쇄(Attenuation) 특성이 열화되는 문제점이 발생할 수 있다.
도 1b을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)는 기판(110), 에어 캐비티(112), 절연층(120), 지지부(133), 보조 지지부(134) 및 공진부(135)를 포함할 수 있고, 추가적으로 보호층(170) 및 전극 패드(180)를 포함할 수 있다.
기판(110)의 상면에는 기판(110)에 대하여 공진부(135)를 전기적으로 격리시키는 절연층(120)이 마련될 수 있다. 절연층(120) 상에는 식각 저지층을 더 포함할 수 있다. 식각 저지층은 식각 공정으로부터 기판(110) 및 절연층(120)을 보호하는 역할을 하고, 식각 저지층 상에 복수의 층 또는 막이 증착되는데 필요한 기단 역할을 할 수 있다.
절연층(120)과 식각 저지층이 별도로 분리되거나, 절연층(120)과 식각 저지층을 하나의 층으로 통합될 수 있고, 이 경우, 산화(Oxide)층을 이용하여 구현될 수 있다.
식각 저지층 상에는 에어 캐비티(112), 지지부(133) 및 보조 지지부(134)가 형성될 수 있다.
에어 캐비티(112)는 식각 저지층 상에 희생층을 형성하고, 희생층에 지지부(133)가 마련되는 패턴을 형성한 후, 제1 전극(140), 압전체(150) 및 제2 전극(160) 등을 적층한 후에 희생층을 식각하여 제거하는 식각 공정에 의해 형성될 수 있다. 일 예로, 희생층은 다결정 실리콘(Poly-Si)을 포함할 수 있다. 에어 캐비티(112)는 제1 전극(140), 압전체(150) 및 제2 전극(160)으로 구성되는 공진부(135)가 소정 방향으로 진동할 수 있도록 공진부의 하부에 위치할 수 있다.
에어 캐비티(112)의 외측에는 지지부(133) 및 보조 지지부(134)가 마련될 수 있다. 식각 저지층 상에 형성되는 에어 캐비티(112), 지지부(133) 및 보조 지지부(134)의 두께는 동일할 수 있다. 따라서, 에어 캐비티(112), 지지부(133) 및 보조 지지부(134)에 의해 제공되는 일면은 대략 평탄할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단차가 제거된 평탄한 면 상에 공진부(135)가 배치되어, 체적 음향 공진기의 삽입 손실 및 감쇄 특성을 개선할 수 있다.
지지부(133)의 단면은 대략 사다리꼴 형상일 수 있다. 구체적으로 지지부(133)의 상면의 폭은 하면의 폭보다 넓을 수 있고, 상면과 하면을 연결하는 측면은 경사질 수 있다. 지지부(133)는 희생층을 제거하기 위한 식각 공정에서 식각되지 않는 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 지지부(133)는 식각 저지층과 동일한 물질로 형성될 수 있고, 지지부(133)는 이산화규소(SiO2) 및 질화 실리콘(Si3N4) 중 하나로 형성될 수 있다.
지지부(133)의 외측 - 지지부(133)를 기준으로 에어 캐비티(112)의 반대 편 - 으로 보조 지지부(134)가 마련될 수 있다. 보조 지지부(134)는 지지부(133)와 동일한 물질로 형성될 수 있고, 또한, 지지부(133)와 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 보조 지지부(134)가 지지부(133)와 서로 다른 물질로 형성되는 경우, 보조 지지부(134)는 식각 저지층 상에 형성되는 희생층 중 식각 공정 이후에 잔존하는 일 부분에 대응할 수 있다.
도 3(a)는 질화 알루미늄의 원소 결합을 개략적으로 도시한 것이며, 도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 압전체가 도펀트를 포함하는 경우 질화된 도펀트의 원소 결합을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, Al의 원소 지름보다 큰 원소 지름을 가지는 도펀트(dopant)가 AlN에 첨가되는 경우에 분극성(net polarization)이 증가되는 것을 알 수 있다.
또한, Al의 원소 지름보다 큰 원소 지름을 가지는 도펀트(dopant)를 AlN에 참가하는 경우에 순수하게 AlN 만을 압전체로 사용하는 경우에 비해 격자 뒤틀림(lattice distortion)이 커지게 되며, 이로 인해 이온 변위량(ionic displacement)이 증가되어 압전체의 압전 특성이 향상되는 장점이 있다.
하기의 표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 압전체로 이용되는 AlN의 도펀트로 이용될 수 있는 다양한 원소들의 질소와 결합 가부, 질화물의 구조, 질화 알루미늄에 대한 도핑 가부 및 각 원소의 원소 지름을 나타낸 것이다.
| 질소와 결합 가부 | 질화 알루미늄에 대한 도핑 가부 | 질화물의 구조 | 원소 지름(Å) | |
| Ru | ○ | × | - | 1.34 |
| Mo | ○ | × | - | 1.39 |
| Ir | △ | × | - | 1.36 |
| W | ○ | × | - | 1.39 |
| Ta | ○ | ○ | Rock Salt | 1.46 |
| Pt | △ | × | - | 1.39 |
| Au | ○ | × | - | 1.44 |
| Ni | ○ | ○ | Nitrate | 1.24 |
| Cr | ○ | ○ | Rock Salt | 1.28 |
| Cu | ○ | × | - | 1.28 |
| Nb | ○ | ○ | Rock Salt | 1.46 |
| V | ○ | ○ | Rock Salt | 1.34 |
| Mn | △ | ○ | Nitrate | 1.27 |
| Co | △ | ○ | Nitrate | 1.25 |
| Zn | ○ | ○ | Zn3N2 Cubic | 1.34 |
| Re | ○ | ○ | Re3N HCP | 1.37 |
표 1을 참조하여, 희토류 금속을 대신하여 AlN을 포함하는 압전체의 도펀트로 첨가될 수 있는 원소를 분류하도록 한다.
도 3(a) 및 도 3(b)에서 본 바와 같이, 압전체(150)의 압전성을 향상시키기 위해서는 첨가되는 도펀트의 원소 지름이 Al의 원소 지름인 1.43 Å 보다 커야 한다. 즉, Al의 원소 지름보다 도펀트의 원소 지름이 큰 경우, 총 분극성(net polarization)이 증가되고 격자 뒤틀림(lattice distortion)이 커지게 되며, 이로 인해 이온 변위량(ionic displacement)이 증가되어 압전 특성이 향상될 수 있다. 또한, 질소와 결합이 가능하고, AlN에 도펀트로 첨가될 수 있어야 한다.
표 1에 기재된 다양한 원소 중 질소와 결합이 가능하며, 질화 알루미늄에 도핑이 가능하고, 동시에 Al의 원소 지름보다 큰 원소 지름을 가지는 조건을 만족하는 원소로 Ta 또는 Nb가 있음을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기는 AlN의 압전체(150)에 첨가되는 도펀트로 Ta 또는 Nb를 포함할 수 있다.
도펀트가 Ta인 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 압전체는 AlN 및 AlTaN을 포함할 수 있다. 또한, 도펀트가 Nb인 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 압전체는 AlN 및 AlNbN을 포함할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 압전체(150)는 후술하는 바와 같이 AlTa의 싱글 타겟 또는 AlNb의 싱글 타겟을 이용하여 질소 분위기 하에서 스퍼터링 함으로써 압전체를 형성할 수 있는데, 이에 따라 압전성을 저하시키는 요소인 TaN 또는 NbN이 압전체에 포함되지 않을 수 있다.
여기서, TaN 또는 NbN이 압전체에 포함되지 않는다는 것은 도펀트가 Ta인 경우 압전체가 AlN 및 AlTaN만을 포함하거나 또는 도펀트가 Nb인 경우 압전체가 AlN 및 AlNbN을 포함하는 경우를 의미하는 것으로서, 오차 범위 밖에서 TaN 또는 NbN이 압전체에서 존재하지 않는 것을 의미한다. 여기서 오차 범위란 압전체의 제조 과정에 있어서 목표 물질 외에 다른 불순물들이 불가항력으로 포함되는 수준의 범위를 의미한다. 예를 들어, TaN 또는 NbN 가 도핑된 AlTaN 또는 AlNbN의 XRD 분석시 검출이 안 되는 경우가 해당 될 수 있다.
압전체(150)에 포함되는 Ta의 함량은 0.1 내지 24 at%일 수 있다. Ta의 함량이 0.1 at% 미만인 경우에는 압전성 향상이 거의 나타나지 않는다. Ta의 원자량이 Al에 비해 크기 때문에 Ta의 함량이 24 at%를 초과하는 경우에는 Al3Ta 이외 상(phase)이 형성되는 문제점이 있다. 즉, Ta의 함량이 24 at%를 초과하는 경우, 압전체(150) 형성시에 압전체(150)가 균일하게 형성되지 않는다는 문제가 있다.
또한, Ta의 원자량이 13 at%를 넘을 경우, wt%를 기준으로 압전체(150)에 포함되는 Ta의 함량(wt%)이 Al의 함량(wt%)보다 더 많아지게 되고, 이에 따라 압전성 향상에 영향을 주지 못하는 TaN이 형성되어 오히려 압전체(150)의 압전성이 감소하는 문제가 있다. 즉, 도펀트가 Ta인 경우, 압전체(150)에 포함되는 Ta의 함량(wt%)은 압전체(150)에 포함되는 Al의 함량(wt%)보다 작을 수 있다. 또한 Ta의 함량(wt%)이 Al의 함량(wt%)보다 많을 경우 싱글 타겟 제조시 Al와 Ta의 상 분리 등의 문제가 발생하여 타겟 제조상 어려운 점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기는 압전체(150)에 첨가되는 도펀트가 Ta인 경우, Ta의 함량을 0.1 내지 24 at%로 함으로써 박막 벌크 음향 공진기의 압전체(150)의 압전성을 향상시킬 수 있다. 더 바람직하게는 Ta의 함량이 0.1 내지 13 at%일 때 박막 벌크 음향 공진기의 압전체(150)의 특성이 안정적으로 향상시킬 수 있다.
압전체(150)에 포함되는 Nb의 함량은 0.1 내지 23 at%일 수 있다. Nb의 함량이 0.1 at% 미만인 경우에는 압전성 향상이 거의 나타나지 않는다. Nb의 원자량이 Al에 비해 크기 때문에 Nb의 함량이 23 at%를 초과하는 경우에는 wt%를 기준으로 압전체에 포함되는 Nb의 함량(wt%)이 Al의 함량(wt%)이 더 많아지게 되고, 이에 따라 압전성 향상에 영향을 주지 못하는 NbN이 형성되어 오히려 압전체(150)의 압전성이 감소하는 문제가 있다. 즉, 도펀트가 Nb인 경우, 압전체(150)에 포함되는 Nb의 함량(wt%)은 압전체(150)에 포함되는 Al의 함량(wt%)보다 작을 수 있다. 또한 Nb 함량이 Al 함량 보다 많아질 경우 싱글 타겟 제조시 Al와 Nb의 상분리 등의 문제가 발생하여 타겟 제조상의 어려운 점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기는 압전체(150)에 첨가되는 도펀트가 Nb인 경우, Nb의 함량을 0.1 내지 23 at%로 함으로써 박막 벌크 음향 공진기의 압전체(150)의 압전성을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기는 압전체(150)에 첨가되는 도펀트로 하나의 원소만을 포함할 수 있다.
도펀트를 두 가지 이상 사용할 경우 원하는 조성으로 조정하는 것이 곤란하며, 증착된 박막의 조성 균일성도 나빠질 수 있다. 또한 두가지 이상의 도펀트를 포함시켜 싱글 타겟을 제조하는 경우에도 정확하고 균일한 조성의 싱글 타겟을 제조하는 것이 어려워진다는 문제가 있다.
제1 전극(140) 및 제2 전극(160)은 도전성 금속으로 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)에 포함되는 도전성 금속은 금(Au), 티탄(Ti), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru), 백금(Pt), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 및 이리듐(Ir) 중 하나 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
하기의 표 2는 전극과 압전층에 따라 재료 정합성을 측정한 것이다.
| 제1 전극 | 압전층 | 제2 전극 | 재료 정합성 | |
| 비교예 1 | Mo | AlN | Mo | ○ |
| 비교예 2 | Mo | AlTaN | Mo | × |
| 실시예 1 | MoTa | AlTaN | MoTa | ◎ |
| 실시예 2 | MoNb | AlTaN | MoNb | ○ |
| 비교예 3 | Mo | AlNbN | Mo | × |
| 실시예 3 | MoNb | AlNbN | MoNb | ◎ |
| 실시예 4 | MoTa | AlNbN | MoTa | ○ |
표 2를 참조하면, 압전체(150)에 도펀트로 Ta가 첨가되는 경우(실시예 1 및 4), 제1 전극(140) 또는 제2 전극(160)은 첨가 원소로 Ta 또는 Nb를 포함할 수 있다. 또한, 압전체(150)에 도펀트로 Nb가 첨가되는 경우(실시예 2 및 3), 제1 전극(140) 또는 제2 전극(160)은 첨가 원소로 Nb 또는 Ta를 포함할 수 있다.
이때 제1 전극(140) 또는 제2 전극(160)에 첨가되는 Nb과 Ta의 함량은 0.1~30at% 이하가 바람직하다.
제1 전극(140) 또는 제2 전극(160)은 압전체(150)에 포함되는 도펀트를 첨가 원소로 포함하기 때문에, 압전체(150)와 전극(140, 160) 사이의 재료 정합성에 따른 접합성 및 결정 배향성이 증가될 수 있다.
압전체(150)와 전극(140, 160) 사이의 재료 정합성을 더욱 향상시키기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 제1 전극(140) 또는 제2 전극(160)은 압전체(150)에 포함되는 도펀트와 동일한 원소를 첨가 원소를 포함할 수 있다(실시예 1 및 3).
필터
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 필터의 개략적인 회로도이다.
도 4 및 도 5의 필터에 채용되는 복수의 체적 음향 공진기 각각은 도 1a 또는 도 1b에 도시된 박막 벌크 음향 공진기에 대응한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터(1000)는 래더 타입(ladder type)의 필터 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 필터(1000)는 복수의 박막 벌크 음향 공진기(1100, 1200)를 포함한다.
제1 박막 벌크 음향 공진기(1100)는 입력 신호(RFin)가 입력되는 신호 입력단과 출력 신호(RFout)가 출력되는 신호 출력단 사이에 직렬 연결될 수 있고, 제2 박막 벌크 음향 공진기(1200)는 상기 신호 출력단과 접지 사이에 연결된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터(2000)는 래티스 타입(lattice type)의 필터 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 필터(2000)는 복수의 박막 벌크 음향 공진기(2100, 2200, 2300, 2400)를 포함하여, 밸런스드(balanced) 입력 신호(RFin+, RFin-)를 필터링하여 밸런스드 출력 신호(RFout+, RFout-)를 출력할 수 있다.
박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법의 플로우 차트를 개략적으로 도시한 것이다.
설명의 명확성을 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법은 도 1a 및 2를 참조하여 전극 및 압전체를 형성하는 단계를 중심으로 설명하도록 하며, 그 외의 구성의 제조 방법에는 종래 일반적으로 이용되는 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법을 이용할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법은 기판을 마련하는 단계(S110), 상기 기판의 상부에 제1 전극을 형성하는 단계(S120), 상기 제1 전극의 상부에 0.1 내지 24 at%의 Ta를 포함하는 AlTa 또는 0.1 내지 23 at%의 Nb를 포함하는 AlNb의 싱글 타겟을 질소 분위기 하에서 스퍼터링하여 압전체를 형성하는 단계(S130), 및 상기 압전체의 상부에 상기 압전체를 사이에 두고 상기 제1 전극과 서로 대향하도록 제2 전극을 형성하는 단계(S140)를 포함한다.
먼저, 기판을 마련하는 단계(S110)가 수행될 수 있다.
기판(110)은 실리콘 기판으로 구성될 수 있다. 기판(110)을 마련한 후에 기판(110)의 상면에는 절연층(120)이 형성되어, 기판(110)과 공진부(135)를 전기적으로 격리시킬 수 있다.
절연층(120)은 이산화규소(SiO2), 실리콘 나이트라이드(Si3N4), 산화 알루미늄(Al2O2), 및 질화 알루미늄(AlN) 중 적어도 하나를 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition), RF 마그네트론 스퍼터링(RF Magnetron Sputtering), 및 에바포레이션(Evaporation) 중 하나의 공정을 이용하여 기판(110)에 형성하여 제작될 수 있다.
절연층(120)을 형성한 후에는 에어 캐비티(112)를 형성할 수 있다. 에어 캐비티(112)는 공진부(135)가 소정 방향으로 진동할 수 있도록 공진부(135)의 하부에 위치한다. 에어 캐비티(112)는 절연층(120) 상에 에어 캐비티 희생층 패턴을 형성한 다음 에어 캐비티 희생층 패턴상에 멤브레인(130)을 형성한 후 에어 캐비티 희생층 패턴을 에칭하여 제거하는 식각 공정에 의해 형성될 수 있다. 멤브레인(130)은 산화 보호막으로 기능하거나, 기판(110)을 보호하는 보호층으로 기능할 수 있다. 멤브레인 (130)은 SiO2, Si3N4, AlN, Al2O3 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 도 1a에 도시되어 있지 않으나, 멤브레인(130) 상에는 질화 알루미늄(AlN)으로 제조되는 시드층이 형성될 수 있다. 구체적으로 시드층은 멤브레인(130)과 제1 전극(140) 사이에 배치될 수 있다. 시드층은 AlN 이외에도 HCP 구조를 가지는 유전체 또는 금속을 이용하여 형성되는 것도 가능하다. 금속일 경우 예를 들어, 시드층은 Ti로 형성될 수 있다.
도 1a에 도시되어 있지 않으나, 절연층(120) 상에는 식각 저지층이 추가적으로 형성될 수 있다. 식각 저지층은 희생층 패턴을 제거하기 위한 식각 공정으로부터 기판(110) 및 절연층(120)을 보호하고, 식각 저지층 상에 다른 여러 층이 증착되는데 필요한 기단 역할을 할 수 있다.
위와 같이 기판을 마련하는 단계(S110)를 수행한 후에, 상기 기판(110)의 상부에 제1 전극(140)을 형성하는 단계(S120)가 수행될 수 있다.
제1 전극(140)과 후술하는 압전체(150) 및 제2 전극(160)은 도 9에 도시한 스퍼터링 장치를 이용하여 리액티브 스퍼터링법(reactive sputtering)으로 형성될 수 있다.
스퍼터링 장치는 챔버(11), 지지부재(12) 및 타겟(13)을 포함한다. 지지부재(12)의 상부에는 성장시키고자 하는 물질의 기초가 되는 기초 부재(14)가 배치되고, 스퍼터링 공정이 진행됨에 따라 기초 부재(14)의 상부에 성장시키고자 하는 물질이 증착되어 형성층(15)이 성장된다. 챔버(11)로 아르곤(Ar)과 질소(N2)를 주입하여, 제1 전극(140), 압전체(150) 및 제2 전극(160)을 성장시키는 과정에서 챔버(11) 내의 분위기를 조절할 수 있다.
제1 전극(140)을 형성하는 단계(S120)는 도전성 금속으로 몰리브덴(Mo)을 타겟(13)으로 사용하여 수행될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 도전성 금속으로 금(Au), 티탄(Ti), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru), 백금(Pt), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 및 이리듐(Ir) 중 하나 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
또한, 제1 전극(140)은 첨가 원소로 Ta 또는 Nb를 더 포함함으로써, 후술하는 압전체(150)와 재료 정합성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 후술하는 압전체(150)를 형성하는 단계(S130)에서 압전체(150)에 이상 결정 등이 형성되는 것을 방지하여 압전 특성을 형상시킬 수 있다.
또한 MoTa 및 MoNb 경우 순수한 Mo 대비 표면 산화 방지 효과를 가지고 있어 산화막(MoOx) 형성이 잘 되지 않는다. 이로 인해 압전체 형성 단계에서 결정 배향성 향상을 시킬 수 있다.
특히, 제1 전극(140)은 후술하는 압전체(150)가 AlTa 싱글 타겟으로 형성되는 경우에는 제1 전극(140)도 Ta를 포함하고, 압전체(150)가 AlNb 싱글 타겟으로 형성되는 경우에는 제1 전극(140)도 Nb를 포함함으로써 압전체(150)와 제1 전극(140) 사이의 재료 정합성을 현저히 향상시킬 수 있다.
다음으로, 제1 전극(140)의 상부에 압전체(150)를 형성하는 단계(S130)가 수행된다.
전술한 바와 같이 압전체(150)는 도 9에 도시한 스퍼터링 장치를 이용하여 리액티브 스퍼터링법(reactive sputtering)으로 형성될 수 있다.
특히, 압전체(150)를 형성하는 단계(S130)는 타겟(13)으로 싱글 타겟을 이용한다. 싱글 타겟이란 하나의 타겟(13)에 형성층(15)에 형성될 원소들이 모두 포함되어 있는 것을 의미 한다.
본 발명의 박막 벌크 음향 공진기는 AlN의 압전체(150)에 첨가되는 도펀트로 Ta 또는 Nb를 포함하게 되는데, 이를 위해서 싱글 타겟은 AlTa 또는 AlNb를 이용한다.
AlTa 싱글 타겟 또는 AlNb 싱글 타겟은 멜팅(melting)법으로 제조하거나, 파우더 소결법으로 제조할 수 있다.
이 때, AlTa 싱글 타겟을 이용하는 경우, 싱글 타겟에 포함되는 Ta의 함량은 0.1 내지 24 at%이다. AlTa 싱글 타겟에서 Ta의 함량이 0.1 내지 24 at%인 경우(도 7의 a 참조)에 단일 Al3Ta 상이 형성됨을 알 수 있다. 즉, 싱글 타겟에 포함되는 Ta의 함량은 0.1 내지 24 at%인 경우, 단일 상을 가지는 싱글 타겟을 마련할 수 있고, 이와 같이 단일 상의 싱글 타겟으로 압전체를 형성함으로써, 균일한 조성을 가지는 압전체를 얻을 수 있다.
즉, AlTa 싱글 타겟에서 Ta의 함량이 0.1 내지 24 at%인 경우에 단일 Al3Ta 상이 형성되기 때문에, 압전체(150)를 성장시키는 과정에서 균일하게 AlN 및 AlTaN이 형성될 수 있다. Ta의 함량이 0.1 at% 미만인 경우에는 압전체(150)의 압전 특성 향상이 미미하며, Ta의 함량이 24 at%를 초과하는 경우에는 AlTa 싱글 타겟이 단일 Al3Ta 상이 아니기 때문에 압전체(150)의 성장 과정에서 TaN이 형성되어 압전 특성이 오히려 감소할 수 있다. 따라서, AlTa 싱글 타겟에서 Ta의 함량이 0.1 내지 24at %를 만족함으로써, 압전체(150)의 성장에 있어서 균일성을 향상시키고, 박막 벌크 음향 공진기의 압전 특성을 향상시킬 수 있다.
다만, Ta의 원자량이 Al에 비해 크기 때문에 Ta의 함량이 13 at%를 초과하는 경우에는 wt%를 기준으로 압전체(150)에 포함되는 Ta의 함량(wt%)이 Al의 함량(wt%)보다 더 많아지게 되고, 이에 따라 압전성 향상에 영향을 주지 못하는 TaN이 형성되어 오히려 압전체(150)의 압전성이 감소하는 문제가 발생 할 수 있다. 따라서, 더 바람직하게는 Ta의 함량이 0.1 내지 13 at%일 때 박막 벌크 음향 공진기의 압전체(150)의 특성이 안정적으로 향상시킬 수 있다.
도 7의 Al-Nb 상태도를 참조하면, AlNb 싱글 타겟에서 Nb의 함량이 0.1 내지 23 at%인 경우(도 8의 b 참조)에 단일 Al3Nb 상이 형성됨을 알 수 있다. 즉, AlNb 싱글 타겟에서 Nb의 함량이 0.1 내지 23 at%인 경우에 단일 Al3Nb 상이 형성되기 때문에, 압전체(150)를 성장시키는 과정에서 균일하게 AlN 및 AlNbN이 형성될 수 있다. Nb의 함량이 0.1 at% 미만인 경우에는 압전체(150)의 압전 특성 향상이 미미하며, Nb의 함량이 23 at%를 초과하는 경우에는 AlNb 싱글 타겟이 단일 Al3Nb 상이 아니기 때문에 압전체(150)의 성장 과정에서 NbN이 형성되어 압전 특성이 오히려 감소할 수 있다. 특히, Nb의 원자량이 Al에 비해 크기 때문에 Nb의 함량이 23 at%를 초과하는 경우에는 wt%를 기준으로 압전체(150)에 포함되는 Nb의 함량(wt%)이 Al의 함량(wt%)보다 더 많아지게 되고, 이에 따라 압전성 향상에 영향을 주지 못하는 NbN이 형성되어 오히려 압전체(150)의 압전성이 감소하는 문제가 발생 할 수 있다.
따라서, AlNb 싱글 타겟에서 Nb의 함량이 0.1 내지 23 at%를 만족함으로써, 압전체(150)의 성장에 있어서 균일성을 향상시키고, 박막 벌크 음향 공진기의 압전 특성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 제조된 AlTa 싱글 타겟 또는 AlNb 싱글 타겟을 도 9의 스퍼터링 장치의 타겟(13)에 배치한 후 질소 분위기 하에서 성장시켜 압전체(150)를 형성할 수 있다.
도 10(a)는 AlTa의 싱글 타겟 또는 AlNb의 싱글 타겟을 이용하여 압전체를 형성한 경우의 크리스탈 구조를 측정한 것이며, 도 10(b)는 Al 및 Ta의 듀얼 타겟 또는 Al 및 Nb의 듀얼 타겟을 이용하여 압전체를 형성한 경우의 크리스탈 구조를 측정한 것이다.
도 10(a) 및 도 10(b)를 비교하면, Al 및 Ta의 듀얼 타겟 또는 Al 및 Nb의 듀얼 타겟을 이용하여 압전체를 형성한 경우에는 헥사고날(Hexagonal) 구조뿐만 아니라, 큐비컬(Cubical) 구조도 관찰됨을 알 수 있다. 이와 같은 큐비컬 구조는 압전성을 가지지 못하기 때문에 압전체의 압전 특성을 감소시키는 원인이 된다.
하지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법은 AlTa의 싱글 타겟 또는 AlNb의 싱글 타겟을 이용하여 압전체를 형성하기 때문에 오차범위 외의 큐비컬 구조의 형성을 방지하여 압전체의 압전 특성을 향상시킬 수 있다.
마지막으로, 압전체(150)의 상부에 제2 전극(160)을 형성하는 단계(S140)를 수행할 수 있다.
제2 전극(160)은 도 9에 도시한 스퍼터링 장치를 이용하여 리액티브 스퍼터링법(reactive sputtering)으로 형성될 수 있다.
제2 전극(160)을 형성하는 단계(S140)는 도전성 금속으로 몰리브덴(Mo)을 타겟(13)으로 사용하여 수행될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 도전성 금속으로 금(Au), 티탄(Ti), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru), 백금(Pt), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 및 이리듐(Ir) 중 하나 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
또한, 제2 전극(160)은 첨가 원소로 Ta 또는 Nb를 더 포함함으로써, 압전체(150)와 재료 정합성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 제2 전극(160)이 보다 균일하게 형성되어 필름 벌크 음향 공진기의 압전 특성을 향상시킬 수 있다.
특히, 제2 전극(160)은 압전체(150)가 AlTa 싱글 타겟으로 형성되는 경우에는 제2 전극(160)도 Ta를 포함하고, 압전체(150)가 AlNb 싱글 타겟으로 형성되는 경우에는 제2 전극(160)도 Nb를 포함함으로써 압전체(150)와 제2 전극(160) 사이의 재료 정합성을 현저히 향상시킬 수 있다.
이후, 보호층(170)과 전극 패드(180) 등을 적절히 형성하여 필름 박막 음향 공진기를 완성할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다.
따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
110: 기판
112: 에어 캐비티
120: 절연층
130: 멤브레인
135: 공진부
140: 제1 전극
150: 압전체
160: 제2 전극
170: 보호층
180: 전극 패드
1000, 2000: 필터
1100, 1200, 2100, 2200, 2300, 2400: 박막 벌크 음향 공진기
112: 에어 캐비티
120: 절연층
130: 멤브레인
135: 공진부
140: 제1 전극
150: 압전체
160: 제2 전극
170: 보호층
180: 전극 패드
1000, 2000: 필터
1100, 1200, 2100, 2200, 2300, 2400: 박막 벌크 음향 공진기
Claims (12)
- 기판;
상기 기판의 상부에 배치되는 제1 전극;
상기 제1 전극 상에 배치되며, 도펀트가 첨가된 AlN을 포함하는 압전체; 및
상기 압전체 상에 배치되며, 상기 압전체를 사이에 두고 상기 제1 전극과 서로 대향하는 제2 전극;을 포함하고,
상기 도펀트는 0.1 내지 24 at%의 Ta 또는 0.1 내지 23 at%의 Nb인 박막 벌크 음향 공진기.
- 제1항에 있어서,
상기 Ta 또는 상기 Nb의 함량(wt%)은 상기 압전체에 포함되는 Al의 함량(wt%)보다 작은 박막 벌크 음향 공진기.
- 제1항에 있어서,
상기 도펀트가 Ta인 경우 상기 압전체는 AlN 및 AlTaN을 포함하고,
상기 도펀트가 Nb인 경우 상기 압전체는 AlN 및 AlNbN을 포함하는 박막 벌크 음향 공진기.
- 제1항에 있어서,
상기 압전체는 TaN 또는 NbN을 포함하지 않는 박막 벌크 음향 공진기.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 도전성 금속과 첨가 원소를 포함하고, 상기 첨가 원소는 Ta 또는 Nb를 포함하는 박막 벌크 음향 공진기.
- 제5항에 있어서,
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 상기 압전체에 포함되는 상기 도펀트와 동일한 원소를 첨가 원소로 포함하는 박막 벌크 음향 공진기.
- 기판을 마련하는 단계;
상기 기판의 상부에 제1 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 전극의 상부에 0.1 내지 24 at%의 Ta를 포함하는 AlTa 또는 0.1 내지 23 at%의 Nb를 포함하는 AlNb의 싱글 타겟을 질소 분위기 하에서 스퍼터링하여 압전체를 형성하는 단계; 및
상기 압전체의 상부에 상기 압전체를 사이에 두고 상기 제1 전극과 서로 대향하도록 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 싱글 타겟에 포함되는 Ta 또는 Nb의 함량(wt%)은 상기 싱글 타겟에 포함되는 Al의 함량(wt%)보다 작은 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 싱글 타겟이 AlTa인 경우 상기 압전체는 AlN 및 AlTaN을 포함하고,
상기 싱글 타겟이 AlNb인 경우 상기 압전체는 AlN 및 AlNbN을 포함하는 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 압전체는 TaN 또는 NbN을 포함하지 않는 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 제1 전극 또는 제2 전극을 형상하는 단계에 있어서,
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 도전성 금속과 첨가 원소를 포함하고, 상기 첨가 원소는 Ta 또는 Nb를 포함하는 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 제1 전극 또는 제2 전극을 형상하는 단계에 있어서,
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 상기 싱글 타겟이 AlTa인 경우에는 Ta를 포함하고,
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 상기 싱글 타겟이 AlNb인 경우에는 Nb를 포함하는 박막 벌크 음향 공진기의 제조 방법.
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- 2017-04-07 KR KR1020170045078A patent/KR102313290B1/ko active IP Right Grant
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