KR102387605B1 - 벌크 탄성파 필터 - Google Patents

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Abstract

미리 설정된 주파수 범위에서 전기 신호를 통과시키기 위한 벌크 탄성파(BAW) 필터(130)가 제공된다. BAW 필터(130)는 다이아몬드 기판(114); 다이아몬드 기판(114) 상에 형성된 보호층(111); 상기 보호층(111) 상에 형성된 제1 금속층(110); 상기 제1 금속층(110) 상에 형성된 압전층(104'); 상기 압전층(104') 상에 형성된 제2 금속층(116); 및 상기 제1 금속층(110) 상에 형성된 금속 패드(120)를 포함한다. 금속 패드(120), 제1 금속층(110), 압전층(104 ') 및 제2 금속층(116)은 미리 설정된 주파수 범위 내의 전기 신호가 통과할 수 있는 전기적 통로를 형성한다.

Description

벌크 탄성파 필터
본 발명은 무선 주파수(RF) 신호 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 벌크 탄성파(BAW) 필터 및 벌크 탄성파 필터를 제조하는 방법에 관한 것이다.
원치 않는 주파수 범위의 신호를 제거하는 BAW 필터는 일반적으로 휴대폰과 같은 다양한 무선 주파수 통신 장치에 사용된다. 모바일 장치의 크기와 무게가 줄어들고 다양한 기능이 장치에 추가됨에 따라 근래 모바일 장치는 폼 팩터(form factor)가 줄어들고 품질 계수(quality factor)가 향상된 BAW필터를 필요로 한다. 이와 같이, 지난 10 년간, BAW(Bulk Acoustic Wave) 필터 기술은 통신 장치의 요구 사항을 충족시키기 위하여 급속히 성장하고 있다.
전형적으로, BAW 필터는 실리콘, 갈륨 비소 또는 유리 기판 상에 제조된 BAW 공진기를 갖는다. 동작 도중 BAW 공진기는 기판을 통해 BAW 필터 외부로 방출되어야 하는 열에너지를 생성할 수 있다. 열에너지가 적절히 방출되지 않으면, BAW 필터의 공진 주파수, 전반적 성능 및 내구성에 영향을 줄 수 있다. 종래 기판의 열특성은 BAW 공진기로부터 열에너지를 효과적으로 제거하기에 적합하지 않아서 BAW 필터가 다량의 열에너지를 발생시키는 장치들에 사용되지 않을 수 있다.
도 10A 및 도 10B는 종래의 BAW 필터(1000)을 형성하는 과정을 도시한다. 도시된 바와 같이, 압전층(1004)은 실리콘 웨이퍼(1002) 상에 증착되고 제1 금속층(1006)은 압전층(1004) 상에 증착된다. 실리콘은 비교적 낮은 음파 속도(sound wave velocity)를 갖기 때문에, 압전층(1004)이 제1 금속층(1006) 및 제2 금속층(1008)과 직접 접촉하도록 압전층(1004)의 동작 영역 아래의 실리콘 웨이퍼의 일부(1010)가 제거될 필요가 있다. 즉, BAW 필터는 독립적으로 서 있는(free-standing) 구성을 갖는다. 이러한 공정은 제조 공정을 증가시킨다. 또한, 종래의 제조 공정은 스퍼터링 기술을 사용하여 실리콘 웨이퍼(1002) 상에 압전층(1004)을 증착한다. 그러나, 스퍼터링 기술이 이용되는 경우, 압전층(1004)의 두께가 100 옹스트롬보다 작은 경우, 압전층(1004)의 두께 및 균일성을 제어하기가 매우 어렵다.
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실시예들에서, 벌크 탄성파(BAW) 필터는 다이아몬드 기판; 상기 다이아몬드 기판 상에 형성된 보호층; 상기 보호층 상에 형성된 제1 금속층; 상기 제1 금속층 상에 형성된 압전층; 상기 압전층 상에 형성된 제2 금속층 및 상기 제1 금속층 상에 형성된 금속 패드를 포함한다. 상기 금속 패드, 제1 금속층, 압전층 및 제2 금속층은 미리 설정된 주파수 범위 내의 전기 신호가 통과할 수 있는 전기적 통로를 형성한다.
실시예들에서, 벌크 탄성파 필터를 제조하는 방법은 압전층을 형성하는 단계; 상기 압전층의 제1 표면에 제1 금속층을 형성하는 단계; 상기 제1 금속층 상에 제1 보호층을 형성하는 단계; 상기 제1 보호층 상에 다이아몬드 기판을 형성하는 단계; 상기 압전층의 제2 표면 상에 제2 금속층을 형성하는 단계; 상기 압전층의 일부를 제거하여 제1 금속층의 일부를 노출시키는 단계; 및 상기 제1 금속층의 노출 부분 상에 금속 패드를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압전층의 품질을 손상시키지 않으면서도 BAW 필터의 제조 단가를 낮출 수 있으면서, 효율적인 방식으로 BAW 필터로부터 열에너지를 방출하는 메커니즘을 갖는 BAW 필터와 그 제조방법의 제공에 목적이 있다.
이러한 본 발명에 의할 때, 효율적인 방식으로 열에너지를 방출하는 메커니즘을 갖는 BAW 필터를 구현할 수 있다.
특히, 압전층의 품질을 손상시키지 않으면서도 BAW 필터의 제조 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시예를 참조하되, 그 예는 첨부 도면에 도시될 수 있다. 이들 도면은 본 발명을 한정하는 것이 아니라 예시적인 것으로 보아야 한다. 실시예에 따라 본 발명을 일반적으로 설명하지만, 본 발명의 범위가 이들 특정 실시예로 한정되지 않는 다는 것을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 BAW 필터를 형성하기 위한 예시적인 공정을 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 도 7에 도시된 BAW 필터의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 BAW 필터를 제조하기 위한 예시적인 공정의 흐름도를 도시한다.
도 10A 및 10B는 종래의 BAW 필터를 형성하기 위한 공정을 도시한다.
이하에서 설명의 목적으로, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 특정 세부 사항들이 제시된다. 그러나, 본 발명이 이러한 세부 사항 없이 실시될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한, 당업자는 후술하는 본 발명의 실시예들이 유형의 컴퓨터로 판독 가능한 매체 상에서 공정, 장치, 시스템, 장치 또는 방법과 같은 다양한 방식으로 구현될 수 있음을 인식할 것이다.
도면에 도시된 구성 요소 또는 노드들은 본 발명의 실시예를 예시한 것이며 본 발명을 모호하게 하는 것을 피하도록 의도된 것이다. 또한, 본 명세서 전반에 걸쳐, 구성 요소는 서브 유닛을 가질 수 있는 별도의 기능적 유닛으로서 설명될 수 있지만, 당업자는 다양한 구성 요소 또는 그 일부가 별도의 구성 요소들로 분할될 수 있거나 단일 시스템 또는 구성 요소 내에서의 통합을 포함하여 서로 통합될 수 있음을 인식할 것이다. 본 명세서에서 논의되는 기능 또는 동작들은 구성 요소로서 구현될 수 있음에 유의하여야 한다. 구성 요소들은 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
또한, 당업자는(1) 소정의 단계들이 선택적으로 수행될 수 있으며;(2) 단계들은 본 명세서에 제시된 특정 순서로 제한되지 않을 수 있으며;(3) 소정의 단계들이 동시에 수행되는 것을 포함하여 다른 순서로 수행될 수 있음을 인식할 것이다.
도면에 도시된 요소/구성 요소는 본 발명의 실시예를 예시한 것이며 본 발명을 모호하게 하는 것을 피하도록 의도된 것이다. 본 명세서에서 "일 실시예", "바람직한 실시예", "실시예"또는 "실시예들"에 대한 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조, 특성 또는 기능이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며 하나 이상의 실시예에 있을 수 있음을 의미한다. 본 명세서의 다양한 곳에서 "일 실시예에서", "실시예에서"또는 "실시예들에서"라는 문구는 반드시 모두 동일한 실시예 또는 실시예들을 지칭하는 것은 아니다. "포함하다", "포함하는", "가지다"및 "갖는"이라는 용어는 공개적 용어인 것으로 이해되어야 하며, 뒤따르는 모든 목록은 예시이며 열거된 항목으로 제한되는 것은 아니다. 본원에 사용된 임의의 표제는 단지 조직의 목적을 위한 것이며, 명세서 또는 청구항의 범위를 제한하기 위하여 사용되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서의 다양한 곳에서 특정 용어의 사용은 예시를 위한 것이며 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 BAW 필터를 형성하기 위한 예시적인 공정을 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 층 스택(100)은 기판(102) 상에 순차적으로 적층된 압전층(104), 보호층(106) 및 더미 웨이퍼(108)를 포함할 수 있다.
실시예들에서, 기판(102)은 실리콘 기판과 같은 반도체 기판일 수 있다. 그러나, 압전층(104)이 기판(102) 상에 형성될 수 있는 한, 기판(102)은 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다는 것이 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
실시예들에서, 압전층(104)은 압전 효과를 갖는 재료로 형성될 수 있다. 실시예들에서, 압전층(104)은 GaN, A1N 및 ZnO 중 하나 이상으로 형성될 수 있고 유기 금속 화학 기상 증착법(MOCVD) 의해 증착될 수 있다. 기판(102) 및 압전층(104)의 재료에 따라, 다른 적절한 증착 기술이 압전층(104)을 형성하는데 사용될 수 있음이 자명하다.
MOCVD 기술은 에피택셜 성장 기술의 한 유형이며, 따라서 MOCVD 기술은 종래의 스퍼터링 기술보다 압전층(104)의 균일성 및 두께를 더 잘 제어할 수 있다는 점에 유의할 것이다. 압전층(104)의 두께는 BAW 필터의 공진 주파수 특성에 영향을 줄 수 있다. 따라서, MOCVD 기술에 의해 형성된 압전층(104)은 BAW 필터의 전체 성능을 향상시킬 수 있다. 실시예들에서, 압전층(104)의 두께는 10 nm 이하일 수 있다.
실시예들에서, 보호층(106)은 BAW 필터 제조 공정 동안 발생할 수 있는 열적 및 기계적 손상으로부터 압전층(104)을 보호할 수 있다. 또한, 더미 웨이퍼(108)가 압전층(104)에 직접 부착되면, 압전층(104)과 더미 웨이퍼(108) 간의 열 팽창 계수(CTE)의 불일치는 압전층(104)에 응력을 발생 시켜 압전층(104)의 성능에 부정적인 영향을 미친다. 실시예들에서, 보호층(106)의 재질 및 두께는 CTE의 불일치로 인한 응력을 완화시키도록 선택될 수 있다. 실시예들에서, 보호층(104)은 폴리-Si 또는 SiN으로 형성될 수 있다.
실시예들에서, 더미 웨이퍼(108)는 이에 결합된 다른 층에 기계적 지지력을 제공할 수 있다. 실시예들에서, 더미 웨이퍼(108)는 실리콘으로 형성될 수 있고 가열 챔버 내부에서 가열됨으로써 보호층(106)에 고정될 수 있다. 더미 웨이퍼(108)를 보호층(106)에 고정시키기 위하여 다른 적절한 방법이 사용될 수 있음에 유의할 것이다. 예를 들어, 더미 웨이퍼(108)를 보호층(106)에 고정하기 위하여 접착제가 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 압전층(104)의 하부 표면을 노출시키기 위하여 층(100) 스택으로부터 기판(102)이 제거될 수 있다. 이후, 도 3에 도시된 바와 같이, 층 스택을 뒤집어 압전층(104) 상에 다수의 층들이 형성될 수 있다. 실시예들에서, 층 스택(109)은 제1 금속층(110), 보호층(111), 시드층(112) 및 다이아몬드 층(114)을 포함할 수 있으며, 여기서 이들 4 개의 층들은 압전층(104)의 노출된 표면 상에 순차적으로 형성된다.
실시예들에서, 제1 금속층(110)은 Au, Ag, Ni, Ti, Al 또는 이들의 임의의 조합과 같은 전기 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 제1 금속층(110)을 형성하기 위하여 다양한 제조 방법이 사용될 수 있음에 유의할 것 이다. 실시예들에서, 제1 금속층은 제1 금속층(110)과 압전층(104) 사이의 접촉 저항을 감소시키기 위하여 어닐링될 수 있다.
실시예들에서, 보호층(111)은 제1 금속층(110) 상에 형성될 수 있으며, 여기서 보호층(111)은 SiN과 같은 유전체로 형성될 수 있다. 실시예들에서, 시드층(112)을 형성하기 위해, 층들(104, 106, 108, 110 및 111)을 포함하는 층 스택은 다이아몬드 나노 입자(다이아몬드 시드 입자)의 수성 현탁액에 침지되어 보호층(111)의 상면은 수성 현탁액과 직접 접촉할 수 있다. 다이아몬드 입자는 보호층(111)의 표면에 흡착되어 시드층(112)을 형성할 수 있다. 현탁액에의 노출 시간 및 다이아몬드 입자의 농도에 따라, 시드층(112) 내의 입자의 밀도가 결정될 수 있다. 다이아몬드 입자가 제1 금속층(110)보다 보호층(111)에 더 잘 부착될 수 있기 때문에, 보호층(111)은 시드층(112)의 입자 개수 밀도(particle number density)를 향상시킬 수 있다.
실시예들에서, 보호층(111)은 시드층(112) 및 다이아몬드 층(114)을 형성하는 공정 중 열 손상으로부터 제1 금속층(110) 및 압전층(111)을 보호할 수 있다. 또한 보호층(111)은 다이아몬드 층(114)으로부터 제1 금속층(110)을 전기적으로 절연시킬 수 있다.
실시예들에서, 다이아몬드 층(114)은 다른 적절한 기술이 사용될 수 있지만 화학 기상 증착(CVD) 기술에 의해 형성될 수 있다. 실시예들에서, 시드층(112) 내의 다이아몬드 시드 입자들은 다이아몬드 층(114)의 성장을 위한 시드로서 작용할 수 있다. 실시예들에서, 다이아몬드 층(114)은 단결정 구조 또는 다결정 구조로 형성될 수 있고 층 스택(109) 내의 다른 층들에게 기계적 지지력을 제공할 수 있다. 이와 같이, 다이아몬드 층과 다이아몬드 기판이라는 용어는 서로 바꾸어 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 더미 웨이퍼(108) 및 보호층(106)은 층들(109)의 스택으로부터 제거되어 압전층(104)의 하부 표면을 노출시킬 수 있다. 실시예들에서, 이들 두 개의 층을 제거하기 위하여 그라인딩 및/또는 에칭 방법이 사용될 수 있다. 이후, 도 5에 도시된 바와 같이, 압전층(104) 상에 제2 금속층(116)이 형성될 수 있다.
실시예들에서, 제2 금속층(116)은 Au, Ag, Ni, Al 또는 Ti와 같은 전기 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 제2 금속층(116)은 임의의 적합한 웨이퍼 제조 공정에 의해 제조될 수 있음에 유의할 것이다. 예를 들어, 금속층이 압전층(104) 상에 증착될 수 있고, 포토 리소그래피 기술이 금속층을 패터닝하는데 사용될 수 있다. 이어서, 패터닝된 금속층은 어닐링되어 제2 금속층(116)을 형성할 수 있다. 이러한 어닐링 공정은 제2 금속층과 압전층 간의 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
실시예들에서, 압전층(104)의 일부는 패터닝된 압전층(104’)을 형성하고 제1 금속층(110)의 일부를 노출시키기 위하여 제거될 수 있다. 패터닝된 압전층(104')의 형상 및 치수는 BAW 필터를 통과하는 신호의 주파수 범위를 결정할 수 있다. 실시예들에서, 포토 리소그래피 기술과 같은 임의의 적절한 웨이퍼 제조 기술이 압전층을 패터닝하는데 사용될 수 있다.
실시예들에서, 금속 패드(120)가 도 7에 도시된 바와 같이 제1 금속층(110)의 노출된 부분 상에 형성될 수 있다. 실시예들에서, 포토 리소그래피 기술과 같은 임의의 적합한 웨이퍼 제조 기술이 금속 패드(120)를 형성하는데 사용될 수 있다. 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 BAW 필터(130)의 평면도를 도시한다.
실시예들에서, BAW 필터(130)는 특정 주파수 범위 내의 신호가 통과하도록 하고 다른 주파수의 신호들을 구별하는 필터로서 사용될 수 있다. 실시예들에서, 금속 패드(120)는 하나의 와이어(150)의 단부에 결합될 수 있고, 제2 금속층(116)은 다른 와이어(들)(152)의 단부에 결합될 수 있다. 다양한 주파수의 전기 신호들을 포함할 수 있는 입력 신호(162)가 와이어(150)를 통해 전송되고 BAW 필터(130)로 입력될 수 있다. BAW 필터(130)는 특정 주파수 범위 내의 일부 입력 전기 신호를 통과하고 와이어(150)를 통해 출력 신호(160)로서 신호를 전송할 수 있다. BAW 필터(130)에 의해 구별된 나머지 입력 전기 신호는 화살표(163)로 나타낸 바와 같이 와이어(152)의 타단을 향해 반향(bounce back)되거나 열에너지로 변환될 수 있다. 실시예들에서, RF 밴드 여과의 성능을 향상시키기 위하여 와이어(152)의 타단에 DC 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 열에너지는 화살표(164)로 표시된 바와 같이 다이아몬드 층(기판)(114)으로 전도되어 BAW 필터 외부로 방출될 수 있다.
예시적으로, 도 7에서, 신호가 와이어(152)를 통해 입력되고 와이어(150)를 통해 출력된다. 그러나, 경우에 따라 신호가 와이어(150)를 통해 입력되고 와이어(152)를 통해 출력될 수 있다. 즉, 신호가 화살표(160 및 162)의 반대 방향으로 흐를 수 있다. BAW 필터(130)가 어느 신호 흐름 방향으로도 동작할 수 있음에 유의할 것이다.
예시적으로,도 7은 하나의 와이어(150)만이 금속 패드(120)에 직접 연결되어 있음을 도시한다. 그러나, 하나 이상의 와이어가 금속 패드(120)에 직접 연결될 수 있다는 점은 당업자에게 자명하다. 유사하게, 와이어 인덕턴스를 제어하기 위하여 2개 이상의 와이어가 제2 금속층(116)에 직접 결합될 수 있다. 실시예들에서, 와이어 인덕턴스를 감소시키기 위해, 다수의 와이어가 금속 패드(120)에 연결될 수 있다. 또한, 실시예들에서, 와이어 사이의 간격은 와이어 인덕턴스를 제어하기 위하여 조절될 수 있다.
실시예들에서, 금속 패드(120), 제1 금속층(110), 압전층(104’) 및 제2 금속층(116)은 미리 설정된 주파수 범위 내의 전기 신호가 통과하도록 하고 현재 주파수 범위 밖의 전기 신호를 식별하는 전기적 통로를 형성한다. 실시예들에서, 미리 설정된 주파수 범위는 압전층(104’), 제2 금속층(116) 및 금속 패드(120) 각각의 형상, 재질 및/또는 치수와 같은 다양한 파라미터에 의해 결정될 수 있다.
동작 중, BAW 필터는 기판을 통해 BAW 필터 외부로 방출되어야 하는 열에너지를 생성할 수 있다. 열에너지가 적절히 방출되지 않으면 BAW 필터의 공진 주파수, 전체 성능 및 내구성에 영향을 줄 수 있다. 낮은 열전도율을 갖는 재질(실리콘, 질화 갈륨 또는 유리 등)로 형성된 기판을 갖는 종래의 BAW 필터와 달리, BAW 필터(130)는 열전도율이 우수한 다이아몬드 층(기판)(114)을 포함한다. 따라서, 종래의 BAW 필터와 비교하여, BAW 필터(130)는 열에너지를 효율적으로 방출할 수 있어BAW 필터(130)의 전체 성능 및 내구성은 동작 중에 발생하는 열에너지에 의해 덜 영향을 받을 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 BAW 필터를 제조하기 위한 예시적인 공정의 흐름도(400)를 도시한다. 단계(402)에서, 압전층 및 제1 보호층이 기판 상에 순차적으로 형성될 수 있다. 실시예들에서, 압전층은 압전 효과를 갖는 GaN, AIN 및 ZnO와 같은 재질로 형성되고, 유기 금속 화학 기상 증착법(MOCVD)에 의해 증착될 수 있다. 제1 기판 및 압전층의 재질에 따라, 압전층을 형성하기 위하여 다른 적절한 유형의 증착 기술이 사용될 수 있음이 자명하다. 실시예들에서, 제1 보호층은 폴리-Si 또는 SiN과 같은 유전체로 형성될 수 있고, BAW 필터 제조 공정 중 발생할 수 있는 열적 및 기계적 손상으로부터 압전층을 보호한다.
단계(404)에서, 실리콘 웨이퍼와 같은 더미 웨이퍼가 제1 보호층에 부착될 수 있다. 실시예들에서, 더미 웨이퍼는 가열 또는 접착제를 사용하여 제1 보호층에 부착될 수 있다. 실시예들에서, 제1 보호층은 더미 웨이퍼와 압전층 간의 CTE의 불일치로 인한 응력을 완화할 수 있다.
단계(406)에서, 기판은 제거되어 압전층의 제1 표면을 노출시킬 수 있다. 이후, 단계(408)에서, 압전층의 노출된 제1 표면 상에 제1 금속층, 제2 보호층, 시드층 및 다이아몬드 층(기판)이 순차적으로 형성될 수 있다. 실시예들에서, 제1 금속층은 전기 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 실시예들에서, 제1 금속층은 압전층의 노출된 제1 표면 상에 증착될 수 있다. 실시예들에서, 제1 금속층은 제1 금속층과 압전층 간의 접촉 저항을 감소시키기 위하여 어닐링될 수 있다. 실시예들에서, 제2 보호층은 SiN과 같은 유전체로 형성될 수 있다. 제2 보호층은 시드층 및 다이아몬드 층을 형성하는 공정 중 제1 금속층 및 압전층을 열적 손상으로부터 보호할 수 있다. 또한, 제2 보호층은 제1 금속층을 시드층 및 다이아몬드 층으로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다.
시드층을 형성하기 위해, 다이아몬드 층, 제1 보호층, 압전층, 제1 금속층 및 제2 보호층을 포함하는 층 스택은 다이아몬드 나노 입자(다이아몬드 시드 입자)의 수성 현탁액에 침지되어 제2 보호층의 표면은 수성 현탁액과 직접 접촉할 수 있다. 실시예들에서, 다이아몬드 시드 입자는 제2 보호층의 표면에 흡착되어 다이아몬드 시드층을 형성할 수 있다. 현탁액에서의 노출 시간 및 다이아몬드 입자의 농도에 따라, 시드층 내의 입자의 개수 밀도가 결정될 수 있다. 다이아몬드 입자가 제1 금속층보다 제2 보호층에 더 잘 부착될 수 있기 때문에, 제2 보호층은 시드층의 입자 개수 밀도를 향상시킬 수 있다. 실시예들에서, 다이아몬드 층(기판)은 CVD 기술에 의해 시드층 상에 성장될 수 있다.
단계(410)에서, 더미 웨이퍼 및 제1 보호층이 제거되어 압전층의 제2 표면을 노출시킬 수 있다. 이후, 단계(412)에서, 전기 전도성 금속으로 형성된 제2 금속층이 압전층의 노출된 제2 표면 상에 형성될 수 있다. 실시예들에서, 제2 금속층은 금속층을 증착 및 패터닝하고 패터닝된 금속층을 어닐링함으로써 형성될 수 있다.
단계(414)에서, 압전층의 일부가 제거되어 제1 금속층의 일부를 노출시킬 수 있다. 실시예들에서, 압전층의 일부를 제거하기 위하여 적절한 에칭 기술이 이용될 수 있다. 이후, 단계 (416)에서, 제1 금속층의 노출된 표면에 금속 패드가 형성될 수 있다. 실시예들에서, 금속층을 증착하고 패터닝하기 위하여 적절한 기술이 이용될 수 있다. 실시예들에서, 금속 패드와 제1 금속층 사이의 접촉 저항을 감소시키기 위해, 패터닝된 금속층이 어닐링될 수 있다.
도 10A 및 도 10B와 관련하여 위에서 언급된 바와 같이, 종래의 BAW 필터에서, 실리콘 기판(1002)의 일부(1010)가 제1 금속층(1006) 및 제2 금속층(1008)이 압전층(1004)과 직접 접촉하도록 제거되어야 한다. 종래의 시스템에서, 실리콘이 음파 속도가 낮기 때문에 이러한 에칭 공정이 필요하다. 그에 반해, 종래의 BAW 필터의 제조 공정과는 달리, 본 발명의 실시예들에서는, 더미 웨이퍼(108)가 보호층(106)에 부착된 후에 기판(102)의 전체 부분이 제거될 수 있고, 이에 의해 종래의 에칭 공정이 배제되어 제조 비용을 줄일 수 있다.
실시예들에서, 다이아몬드 층(기판)(114)이 높은 열전도율을 갖기 때문에 BAW 필터(130)의 동작 중 발생된 열에너지는 BAW 필터 외부로 효과적으로 방출될 수 있다. 이와 같이, 실리콘, 사파이어 또는 유리와 같은 종래의 기판 재료로 형성된 기판을 갖는 종래의 BAW 필터와 비교하여, 본 발명에 따른 BAW 필터의 동작 특성은 열에너지에 의해 덜 영향을 받을 수 있다.
도 9와 관련하여 기술된 공정들 중 하나 이상의 공정이 컴퓨터 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다. 본 발명의 실시예들이 다양한 컴퓨터 구현 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 코드를 갖는 비일시적, 유형(有形)의 컴퓨터 판독 가능 매체를 갖는 컴퓨터 제품에 관련될 수 있음을 유의하여야 한다. 상기 매체 및 컴퓨터 코드는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 당업자에게 공지되거나 이용 가능한 것일 수도 있다. 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체의 예로, 이에 한정되는 것은 아니나, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체; CD-ROM 및 홀로 그래픽 장치와 같은 광학 매체; 광 자기 매체; 및 ASIC(application specific integrated circuit), PLD(programmable logic device), 플래시 메모리 장치 및 ROM 및 RAM 장치와 같은 프로그램 코드를 저장 또는 저장 및 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 컴퓨터 코드의 예로는 컴파일러에서 생성되는 것과 같은 기계 코드 및 인터프리터를 사용하여 컴퓨터에 의해 실행하는 고급 코드가 포함된 파일이 있다. 본 발명의 실시예들은 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 모듈에 있을 수 있는 기계 실행 가능 명령으로서 전체적으로 또는 부분적으로 구현될 수 있다. 프로그램 모듈의 예로는 라이브러리, 프로그램, 루틴, 객체, 구성 요소 및 데이터 구조를 포함한다. 분산 컴퓨팅 환경에서 프로그램 모듈은 로컬, 원격 또는 양자 모두인 설정에 물리적으로 위치할 수 있다.
당업자는 컴퓨팅 시스템 또는 프로그래밍 언어가 본 발명의 실시에 중요하지 않다는 것을 인식할 것이다. 당업자는 전술한 많은 요소들이 물리적으로 및/또는 기능적으로 서브 모듈로 분리되거나 함께 결합될 수 있음을 또한 인식할 것이다.
본 발명은 다양한 변형 및 대체적인 형태가 가능하지만, 그 구체적인 예가 도면에 도시되어 있고 여기에서 상세하게 기술된다. 그러나, 본 발명은 개시된 특정 형태로 제한되지 않고, 반대로, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 모든 변형물, 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
102 : 기판
106 : 보호층
108 : 더미 웨이퍼
104, 104' : 압전층
111 : 보호층
112 : 시드층
114 : 다이아몬드 층
110 : 제1금속층
116 : 제2금속층
120 : 금속패드
130 : 벌크 탄성파 필터
150, 152 : 와이어
162 : 입력신호
163 : 바운스된 신호
164 : 열에너지

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 벌크 탄성파(BAW) 필터에 있어서,
    다이아몬드 기판;
    상기 다이아몬드 기판 상에 형성된 보호층;
    상기 보호층 상에 형성된 제1 금속층;
    상기 제1 금속층 상에 형성된 압전층;
    상기 압전층 상에 형성된 제2 금속층;
    상기 제1 금속층 상에 형성된 금속 패드(여기서, 상기 금속 패드, 제1 금속층, 압전층 및 제2 금속층은 미리 설정된 주파수 범위 내의 전기 신호가 통과할 수 있는 전기적 통로를 형성함); 및
    다이아몬드 기판과 보호층 사이에 배치되고, 다이아몬드 분말로 형성되고, 그 위에 다이아몬드 기판을 성장시키는데 사용되는 시드층을 포함하며,
    상기 압전층은,
    기판 상에 압전층을 형성하고, 상기 압전층 상에 제2 보호층을 형성하고, 상기 제2 보호층 상에 더미 웨이퍼를 형성하고, 상기 기판을 제거하여 상기 압전층을 노출시키고,
    노출된 상기 압전층 상에 상기 시드층 및 다이아몬드 기판을 형성하고, 상기 더미 웨이퍼 및 제2 보호층을 제거하여 형성된 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 보호층은 유전체로 형성되는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터.
  5. 제3항에 있어서, 상기 압전층은 압전 효과를 갖는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터.
  6. 제3항에 있어서, 상기 압전층은 GaN, A1N 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제1 금속층, 제2 금속층 및 금속 패드 각각은 전기 전도성 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터.
  8. 제3항에 있어서, 상기 다이아몬드 기판은 단결정 구조 및 다결정 구조 중 적어도 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터.
  9. 벌크 탄성파 필터의 제조 방법으로서,
    압전층을 형성하는 단계;
    상기 압전층의 제1 표면에 제1 금속층을 형성하는 단계;
    상기 제1 금속층 상에 제1 보호층을 형성하는 단계;
    상기 제1 보호층 상에 다이아몬드 기판을 형성하는 단계;
    상기 압전층의 제2 표면 상에 제2 금속층을 형성하는 단계;
    상기 압전층의 일부를 제거하여 제1 금속층의 일부를 노출시키는 단계; 및
    상기 제1 금속층의 노출 부분 상에 금속 패드를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 압전층을 형성하는 단계는:
    기판 상에 압전층을 형성하는 단계;
    상기 압전층 상에 제2 보호층을 형성하는 단계;
    상기 제2 보호층 상에 더미 웨이퍼를 형성하는 단계; 및
    상기 기판을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 다이아몬드 기판을 형성하는 단계는:
    상기 제1 보호층 상에 시드층을 형성하는 단계; 및
    상기 시드층 상에 다이아몬드 기판을 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 시드층은 다이아몬드 분말로 형성되는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서, 다이아몬드 기판을 형성하는 단계 후에 상기 더미 웨이퍼 및 제2 보호층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터의 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 더미 웨이퍼는 실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터의 제조 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 압전층은 GaN, AlN 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터의 제조 방법.
  16. 제9항에 있어서, 상기 제1 금속층, 제2 금속층 및 금속 패드 각각은 전기 전도성 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터의 제조 방법.
  17. 제9항에 있어서, 상기 제1 보호층은 폴리-Si 및 SiN 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크 탄성파 필터의 제조 방법.
  18. 벌크 탄성파 필터를 제조하기 위한 하나 이상의 패턴 데이터 시퀀스를 수록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체로서, 하나 이상의 프로세서가:
    압전층을 형성하는 단계;
    상기 압전층의 제1 표면에 제1 금속층을 형성하는 단계;
    상기 제1 금속층 상에 제1 보호층을 형성하는 단계;
    상기 제1 보호층 상에 다이아몬드 기판을 형성하는 단계;
    상기 압전층의 제2 표면 상에 제2 금속층을 형성하는 단계;
    상기 압전층의 일부를 제거하여 상기 제1 금속층의 일부를 노출시키는 단계; 및
    상기 제1 금속층의 노출 부분 상에 금속 패드를 형성하는 단계를 수행함으로써 상기 하나 이상의 패턴 데이터 시퀀스를 실행하며,
    하나 이상의 프로세서가:
    기판 상에 상기 압전층을 형성하는 단계;
    상기 압전층 상에 제2 보호층을 형성하는 단계;
    상기 제2 보호층 상에 더미 웨이퍼를 형성하는 단계; 및
    기판을 제거하는 단계를 수행함으로써 압전층을 형성하는 단계를 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
  19. 제18항에 있어서, 하나 이상의 프로세서가:
    상기 제1 보호층 상에 시드층을 형성하는 단계; 및
    상기 시드층 상에 다이아몬드 기판을 성장시키는 단계를 수행함으로써 다이아몬드 기판을 형성하는 단계를 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
  20. 삭제
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