KR102435964B1 - 전극 정의 공진기 - Google Patents
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Abstract
벌크 어쿠스틱 모드에서 동작가능한 벌크 어쿠스틱 공진기는 공진기 본체의 일부가 아닌 별개의 캐리어에 장착되는 공진기 본체를 포함한다. 공진기 본체는 압전 층, 디바이스 층, 및 디바이스 층에 대향하는 압전 층 상의 최상부 전도성 층을 포함한다. 압전 층에 대향하는 디바이스 층의 표면은 캐리어에 공진기 본체를 장착하기 위한 것이다.
Description
본 출원은, 2018년 7월 17일에 출원되고 발명의 명칭이 "Electrode Defined Resonator"인 미국 가특허 출원 제62/699,078호의 이점을 주장하며, 상기 가특허 출원의 내용은 참조로 본원에 통합된다.
본 발명은 벌크 어쿠스틱 공진기에 관한 것이고, 더 상세하게는, 공진기 본체를 갖는 벌크 어쿠스틱 공진기, 및 선택적으로 공진기 본체의 하나 이상의 전도성 층들에 전기 신호들을 공급하기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 연결 구조들에 관한 것이다.
무선 주파수 통신들은 1980년대의 "1G" 시스템으로부터, 1990년대의 "2G" 시스템, 2000년대 초기의 "3G", 2012년에 표준화된 현재의 "4G" 시스템으로 진행해 왔다. 현재 RF 통신들에서, RF 신호는 표면-음향파(SAW) 필터들 또는 벌크-음향파(BAW) 필터들로 필터링된다.
필름-벌크-어쿠스틱-공진기들(FBAR) 및 고체-장착-공진기들(SMR)은, SAW 필터 디바이스들에 비해, 비교적 낮은 삽입 손실을 갖는 비교적 높은 주파수에서 공진할 수 있는 현재의 4G RF 통신들을 가능하게 하는 압전-구동 마이크로-전자-기계-시스템(MEMS) 디바이스들인 2가지 타입의 BAW 필터들이다. 이러한 BAW 어쿠스틱 공진기들은, 일례에서, 박막 최상부 전극과 박막 바닥 전극 사이에 개재된 압전 재료의 박막을 포함하는 압전 스택을 포함한다. 이러한 압전 스택의 공진 주파수는 두께-기반이거나 또는 압전 스택의 박막들의 두께의 의존한다. 공진 주파수는, 압전 스택의 박막들의 두께가 감소함에 따라 증가한다. 공진 본체들의 막 두께는 결정적이고, 원하는 공진 주파수에 대해 정밀하게 제어되어야 한다. 타겟팅된 또는 특정 RF 주파수에 대한 FBAR 및 SMR 제조 프로세스의 타당한 수율의 달성을 위한 높은 레벨의 두께 균일도를 달성하기 위해 압전 스택의 상이한 영역들을 트림(trim)하는 것은 어렵고 시간 소모적이다.
개발되고 있는 5G RF 통신 시스템들은 결국 수백 MHz와 1.8 GHz 사이의 RF 주파수들에서 동작하는 전술한 더 낮은 성능의 앞 세대 통신 시스템들을 대체할 것이다. 5G 시스템들은 그 대신, 훨씬 더 높은 RF 주파수들, 예를 들어, 3-6 GHz(6 GHz 이하), 및 가능하게는 100 GHz 정도까지 완전히 동작할 것이다.
주파수에서의 이러한 증가 때문에, 5G 애플리케이션들에 대한 FBAR 및 SMR-기반 RF 필터들에 대한 막 두께는 공진 주파수를 증가시키기 위해 감소되어야 할 것이고, 이는 현재의 최신 BAW 어쿠스틱 공진기들이 직면하는 난제들 중 하나이다. 압전 막 두께에서의 감소는, 압전 스택의 최상부 및 바닥 전극들 사이의 거리가 또한 감소되어 전기 커패시턴스에서의 증가를 초래함을 의미한다. 전기 커패시턴스에서의 이러한 증가는 RF 신호의 더 높은 피드스루(feedthrough)를 초래하여 신호대 잡음비를 감소시키고 이는 바람직하지 않다. 압전 스택(최상부 전극, 바닥 전극, 및 최상부 및 바닥 전극들 사이에 개재된 압전 층을 포함함)의 최적의 압전 커플링 효율은 압전 층의 두께, 최상부 전극의 두께, 바닥 전극의 두께 및 압전 크리스탈(들)의 정렬 및 배향의 적절한 조합으로부터 얻어질 수 있다. 5G 통신에 대해 바람직하게 높은 RF 주파수 동작을 달성하기 위한 목적으로 압전 막 두께에서의 감소는 최적의 압전 커플링 효율의 달성을 허용하지 않을 수 있으며, 이는 더 높은 삽입 손실 및 더 높은 모션 임피던스를 초래한다. 전극들, 즉 최상부 전극, 바닥 전극 또는 둘 모두의 두께는 또한 감소될 필요가 있다. 전극 두께에서의 감소는 전기 비저항에서의 증가를 초래하고, 이는 다른 바람직하지 않은 제한, 즉 더 높은 삽입 손실을 초래한다.
또한, FBAR 및 SMR 디바이스들의 주파수 및 품질 팩터(또는 Q)의 곱은 통상적으로 일정하며, 이는 공진 주파수에서의 증가가 Q에서의 감소를 초래할 것을 의미한다. 특히 FBAR 및 SMR의 Q의 최신 기술이 2.45 GHz 이하의 주파수에서 이론적 제한에 접근하고 있다면, Q에서의 감소는 바람직하지 않다. 따라서 주파수를 두 배로 하는 것은 Q 값의 감소를 초래할 것이고, 이는 RF 필터, RF 공진기, RF 스위치, RF 발진기 등과 같은 RF 디바이스들을 제조하는데 바람직하지 않다.
일반적으로, 벌크 어쿠스틱 모드에서, 우선적으로는 측방향 공진 모드에서 동작할 수 있는 공진기 본체가 제공된다. 공진기 본체의 바닥은, RF 필터, RF 공진기, RF 스위치, RF 발진기 등과 같은 공진기 본체의 사용을 여전히 허용하면서 장착 기판 또는 캐리어에 장착 또는 커플링될 수 있다.
또한, 공진기 본체 및 공진기 본체의 하나 이상의 전도성 층들에 전기 신호들이 제공되도록 하는 하나 이상의 연결 구조들을 포함하는 벌크 어쿠스틱 공진기가 제공된다. 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 하나 이상의 연결 구조들은 공진기 본체와 동일한 층의 재료들과 일체형일 수 있고/있거나 그로부터 형성될 수 있고, 그에 따라, 벌크 어쿠스틱 공진기는 단일 편부일 수 있다. 단일 편부 벌크 어쿠스틱 공진기의 바닥은, RF 필터, RF 공진기, RF 스위치, RF 발진기 등과 같은 공진기 본체의 사용을 여전히 허용하면서 장착 기판 또는 캐리어에 장착 또는 커플링될 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들은 첨부된 도면들을 참조한 다음의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된(unsuspended) 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 원리들에 따라 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 최상부 전도성 층, 선택적인 바닥 전도성 층 또는 둘 모두로서 사용될 수 있는 맞물림된 전극에 대한 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예시적 형태의 분리된 평면도이다.
도 4b는 본 발명의 원리들에 따라 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 최상부 전도성 층, 선택적인 바닥 전도성 층 또는 둘 모두로서 사용될 수 있는 콤(comb) 전극에 대한 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예시적 형태의 분리된 평면도이다.
도 4c는 본 발명의 원리들에 따라 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 최상부 전도성 층, 선택적인 바닥 전도성 층 또는 둘 모두로서 사용될 수 있는 시트(sheet) 전극에 대한 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예시적 형태의 분리된 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1 내지 도 3 각각에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 바람직하고 비제한적인 실시예들 또는 예들의 섹션들이다.
도 6a 및 도 6b는 도 1 내지 도 3 각각에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 바람직하고 비제한적인 실시예들 또는 예들의 섹션들이다.
도 7a 및 도 7b는 도 1 내지 도 3 각각에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 바람직하고 비제한적인 실시예들 또는 예들의 섹션들이다.
도 7c는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 테더(tether) 전도체들의 양측에서 제1 및 제2 연결 구조들의 재료들이 제거된, 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 1 내지 도 3 각각에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 바람직하고 비제한적인 실시예들 또는 예들의 섹션들이다.
도 8c는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 테더(tether) 전도체들의 양측에서 제1 및 제2 연결 구조들의 재료들이 제거된, 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 8d는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 테더(tether) 전도체들의 양측에서 제1 및 제2 연결 구조들의 재료들이 제거된, 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 9a 및 도 9b는 도 1 내지 도 3 각각에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 바람직하고 비제한적인 실시예들 또는 예들의 섹션들이다.
도 9c는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 테더(tether) 전도체들의 양측에서 제1 및 제2 연결 구조들의 재료들이 제거된, 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 9d는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 테더(tether) 전도체들의 양측에서 제1 및 제2 연결 구조들의 재료들이 제거된, 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 10은 시트 전극의 형태에서 바닥 전도성 층 및 1.8 ㎛의 핑거 피치(finger pitch)를 갖는 콤 전극의 형태에서 최상부 전도성 층을 갖는 공진기 본체에 대한 주파수 대 dB의 플롯이다.
도 1은 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된(unsuspended) 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 원리들에 따라 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 최상부 전도성 층, 선택적인 바닥 전도성 층 또는 둘 모두로서 사용될 수 있는 맞물림된 전극에 대한 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예시적 형태의 분리된 평면도이다.
도 4b는 본 발명의 원리들에 따라 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 최상부 전도성 층, 선택적인 바닥 전도성 층 또는 둘 모두로서 사용될 수 있는 콤(comb) 전극에 대한 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예시적 형태의 분리된 평면도이다.
도 4c는 본 발명의 원리들에 따라 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 최상부 전도성 층, 선택적인 바닥 전도성 층 또는 둘 모두로서 사용될 수 있는 시트(sheet) 전극에 대한 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예시적 형태의 분리된 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1 내지 도 3 각각에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 바람직하고 비제한적인 실시예들 또는 예들의 섹션들이다.
도 6a 및 도 6b는 도 1 내지 도 3 각각에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 바람직하고 비제한적인 실시예들 또는 예들의 섹션들이다.
도 7a 및 도 7b는 도 1 내지 도 3 각각에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 바람직하고 비제한적인 실시예들 또는 예들의 섹션들이다.
도 7c는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 테더(tether) 전도체들의 양측에서 제1 및 제2 연결 구조들의 재료들이 제거된, 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 1 내지 도 3 각각에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 바람직하고 비제한적인 실시예들 또는 예들의 섹션들이다.
도 8c는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 테더(tether) 전도체들의 양측에서 제1 및 제2 연결 구조들의 재료들이 제거된, 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 8d는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 테더(tether) 전도체들의 양측에서 제1 및 제2 연결 구조들의 재료들이 제거된, 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 9a 및 도 9b는 도 1 내지 도 3 각각에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 바람직하고 비제한적인 실시예들 또는 예들의 섹션들이다.
도 9c는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 테더(tether) 전도체들의 양측에서 제1 및 제2 연결 구조들의 재료들이 제거된, 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 9d는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 테더(tether) 전도체들의 양측에서 제1 및 제2 연결 구조들의 재료들이 제거된, 본 발명의 원리들에 따른 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예의 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기의 측면도이다.
도 10은 시트 전극의 형태에서 바닥 전도성 층 및 1.8 ㎛의 핑거 피치(finger pitch)를 갖는 콤 전극의 형태에서 최상부 전도성 층을 갖는 공진기 본체에 대한 주파수 대 dB의 플롯이다.
하기 상세한 설명의 목적으로, 본 발명은 명시적으로 반대되는 경우를 제외하고는 다양한 대안적인 변형들 및 단계 시퀀스들을 취할 수 있음을 이해해야 한다. 또한 하기 명세서에 설명된 특정 디바이스들 및 방법들은 단지 본 발명의 예시적인 실시예들, 예들 또는 양상들임을 이해해야 한다. 또한, 임의의 동작 예들 이외에 또는 달리 표시된 경우, 명세서 및 청구항들에 사용된 성분들의 바람직하고 비제한적인 실시예들, 예들 또는 양상들, 양들에서 표현된 모든 숫자들은 "약"이라는 용어에 의해 모든 경우들에서 수정되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 표시되지 않는 한, 하기의 명세서 및 첨부된 청구항들에서 기재된 수치 파라미터들은 본 발명에 의해 획득될 원하는 특성들에 따라 변할 수 있는 근사치들이다. 따라서, 각각의 수치 파라미터는 적어도, 보고된 유효 자릿수들의 수의 관점에서 그리고 통상적인 반올림 기법들을 적용함으로써 해석되어야 한다.
본 발명의 넓은 범위를 설명하는 수치 범위들 및 파라미터들이 근사치들임에도 불구하고, 특정 예들에 기재된 수치 값들은 가능한 한 정밀하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 본질적으로 각각의 테스트 측정들에서 발견된 표준 편차로 인해 발생하는 특정 에러들을 본질적으로 포함한다.
또한, 본원에 인용된 임의의 수치 범위는 그 안에 포함된 모든 하위 범위들을 포함하도록 의도됨을 이해해야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 범위는 인용된 최소값 1과 인용된 최대값 10 사이의(및 그 값을 포함하는) 모든 하위 범위들을 포함하는 것으로, 즉, 1 이상의 최소값 및 10 이하의 최대값을 갖는 것으로 의도된다.
또한 첨부된 도면들에 예시되고 하기 명세서에 설명된 특정 디바이스들 및 프로세스들은 단지 본 발명의 예시적인 실시예들, 예들 또는 양상들임을 이해해야 한다. 따라서, 본원에 개시된 실시예들, 예들 또는 양상들과 관련된 특정 치수들 및 다른 물리적 특성들은 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다. 본 발명의 특정한 바람직하고 비제한적인 실시예들, 예들 또는 양상들은, 동일한 참조 번호들이 동일하거나 기능적으로 등가인 요소들에 대응하는 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
본 출원에서, 단수형의 사용은 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 복수형을 포함할 수 있고, 복수형은 단수형을 포함한다. 또한, 본 출원에서, "또는"의 사용은, "및/또는"이 특정 경우들에 명시적으로 사용될 수 있음에도 불구하고, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 "및/또는"을 의미한다. 추가로, 본 출원에서, "a" 또는 "an"의 사용은 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 "적어도 하나"를 의미한다.
이하의 설명을 위해, 용어들 "단부", "상부", "하부", "우측", "좌측", "수직", "수평", "상단", "바닥", "측면 ","종방향 "및 이들의 파생물들은 도면에서 배향되는 바와 같은 예(들)와 관련될 것이다. 그러나, 본 예들은 명시적으로 반대로 특정되는 경우를 제외하고는 다양한 대안적인 변형들 및 단계 시퀀스들을 취할 수 있음을 이해해야 한다. 또한 첨부된 도면들에 예시되고 하기 명세서에 설명된 특정 예(들)는 단지 본 발명의 예시적인 예들 또는 양상들임을 이해해야 한다. 따라서, 본원에 개시된 특정 예들 또는 양상들은 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다.
도 1을 참조하면, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 벌크 어쿠스틱 모드에서 동작할 수 있는 본 발명의 원리들에 따른 비현수된 벌크 어쿠스틱 공진기(UBAR)(2)는 최상부 전도성 층(6), 압전 층들(8), 선택적인 바닥 전도성 층(10), 및 디바이스 층(12)을 포함하는 층들의 스택을 상부로부터 하부까지 포함할 수 있는 공진기 본체(4)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 UBAR(2)에서, 디바이스 층(12)의 바닥은 장착 기판 또는 캐리어(14)에 장착, 예를 들어, 직접 장착될 수 있다.
도 2를 참조하고 도 1을 계속 참조하면, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 본 발명의 원리들에 따른 다른 예시적인 UBAR(2)은, 적어도 도 2의 공진기 본체(4)가 디바이스 층(12)과 캐리어(14) 사이에 선택적인 기판(16)을 포함할 수 있다는 제외하고, 도 1에 도시된 UBAR(2)와 유사할 수 있다. 일례에서, 디바이스 층(12)의 바닥은 기판(16)의 최상부에 장착, 예를 들어, 직접 장착될 수 있고, 기판(16)의 바닥은 캐리어(14)에 장착, 예를 들어, 직접 장착될 수 있다.
도 3을 참조하고 도 1 및 도 2를 계속 참조하면, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 본 발명의 원리들에 따른 다른 예시적인 UBAR(2)은, 적어도 도 3의 공진기 본체(4)가 디바이스 층(12)과 압전 층(8) 또는 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공된 경우) 사이에 선택적인 제2 기판(16-1)을 및/또는 제2 기판(16-1)과 압전 층(8) 또는 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공된 경우) 사이에 선택적인 제2 디바이스 층(12-1)을 포함할 수 있다는 것을 제외하고, 도 2에 도시된 UBAR(2)와 유사할 수 있다. 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 3의 공진기 본체(4)는 적절하고 그리고/또는 바람직한 것으로 간주되는 하나 이상의 추가적인 디바이스 층들(12)(구체적으로 도시되지 않음) 및/또는 하나 이상의 추가적인 기판들(16)(구체적으로 도시되지 않음)을 더 포함할 수 있음이 착안된다. 다수의 디바이스 층들(12) 및 기판들(16)을 갖는 예시적인 공진기 본체(4)는 압전 층(8) 또는 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우)으로부터 캐리어(14)까지 예시적인 순서로, 제1 디바이스 층, 제1 기판; 제2 디바이스 층, 제2 기판; 제3 디바이스 층, 제3 기판 등을 포함할 수 있다. 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 공진기 본체(4)가 복수의 디바이스 층들(12) 및/또는 복수의 기판들(16)을 포함할 수 있는 경우, 각각의 디바이스 층(12)은 동일하거나 상이한 재료로 제조될 수 있고, 각각의 기판(16)은 동일하거나 상이한 재료로 제조될 수 있다. 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 디바이스 층들(12)의 수 및 기판들(16)의 수는 상이할 수 있다. 일례에서, 압전 층(8) 또는 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우)으로부터 캐리어(14)까지 예시적인 순서로, 공진기 본체(4)는 디바이스 층(12-1), 기판(16-1) 및 공진기 본체(4)의 가장 바닥 층으로서의 디바이스 층(12)을 포함할 수 있다. 각각의 디바이스 층(12) 및 각각의 기판(16)을 형성하기 위해 사용될 수 있는 재료들의 예들은 이하 설명될 것이다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 선택적인 온도 보상 층(90, 92 및 94)이 최상부 전도성 층(6)의 최상부 표면 상에서; 압전 층(8) 또는 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우)과 디바이스 층(12) 사이에; 및/또는 디바이스 층(12)(또는 12-1)과 기판(16)(또는 16-1)(제공되는 경우) 사이에 제공될 수 있다. 각각의 온도 보상 층은 실리콘 및 산소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례에서, 각각의 온도 보상 층은 실리콘 이산화물, 또는 실리콘 원소 및/또는 산소 원소를 포함할 수 있다. 제공되는 경우, 하나 이상의 선택적인 온도 보상 층(90, 92 및 94)은 사용하는 동안 생성된 열로 인해 도 1 내지 도 3에 도시된 각각의 예시적인 공진기 본체(4)의 공진 주파수에서의 변화를 회피하는 것을 도울 수 있다.
평면도에서, 본원에 설명된 각각의 공진기 본체(4) 및/또는 UBAR(2)은 정사각형 또는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 다른 형상들을 갖는 공진기 본체(4) 및/또는 UBAR(2)이 착안된다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하고 모든 이전 도면들을 계속 참조하면, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 전도성 층(6) 및 선택적인 전도성 층(10) 중 하나 또는 둘 모두는, 백(26)에 의해 지지되는 전도성 라인들 또는 핑거들(24)과 맞물림된, 백(22)에 의해 지지되는 전도성 라인들 또는 핑거들(20)을 포함할 수 있는 맞물림된 전극(18)(도 4a)의 형태일 수 있다. 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 전도성 층(6) 및 선택적인 전도성 층(10) 중 하나 또는 둘 모두는 제1 백(30)으로부터 확장되는 전도성 라인들 또는 핑거들(28)을 포함할 수 있는 콤 전극(27)(도 4b)의 형태일 수 있다. 제1 백(30)에 대향하는 전도성 라인들 또는 핑거들(28)의 단부들은 선택적인 제2 백(32)(도 4b에 점선으로 도시됨)에 연결될 수 있다. 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 전도성 층(6) 및 선택적인 전도성 층(10) 중 하나 또는 둘 모두는 전도성 시트 전극(33)(도 4c)의 형태일 수 있다. 각각의 라인 또는 핑거(20, 24 및 28)는 직선으로 도시된다. 일례에서, 각각의 라인 또는 핑거(20, 24 및 28)는 아치형 라인 또는 핑거, 나선형 라인 또는 핑거 또는 임의의 다른 적절한 및/또는 바람직한 형상일 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 최상부 전도성 층(6)은 맞물림된 전극(18) 또는 콤 전극(27) 또는 시트 전극(33)의 형태일 수 있다. 최상부 전도성 층(6)의 형태와는 독립적으로, 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우)은 맞물림된 전극(18) 또는 콤 전극(27) 또는 시트 전극(33)의 형태일 수 있다. 이하, 오직 설명의 목적으로, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 최상부 전도성 층(6)은, 제1 백(30) 및 선택적인 제2 백(32)을 포함하는 콤 전극(27)의 형태인 것으로 설명될 것이고, 선택적인 바닥 전도성 층(10)은 시트 전극(33)의 형태인 것으로 설명될 것이다. 그러나, 이는 제한적인 관점으로 해석되지 않아야 하는데, 이는, 선택적인 바닥 전도성 층(10)에 대한 맞물림된 전극(18) 또는 콤 전극(27) 또는 시트 전극(33) 중 임의의 하나와 조합하여, 최상부 전도성 층(6)에 대한 맞물림된 전극(18) 또는 콤 전극(27) 또는 시트 전극(33) 중 임의의 하나의 사용이 착안되기 때문이다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우)의 형태와 무관하게, 맞물림된 전극(18) 또는 콤 전극(27)의 형태로 적어도 최상부 전도성 층(6)을 갖는 각각의 예시적인 공진기 본체(4)의 공진 주파수는 핑거 피치(38)의 적절한 선택에 의해 본 기술분야에 공지된 방식으로 튜닝 또는 선택될 수 있고(예를 들어, 도 4a 및 도 4b 참조), 여기서, 핑거 피치(38) = 핑거 폭 + (인접 핑거들 사이의) 핑거 갭이다. 일례에서, 각각의 예시적인 공진기 본체(4)가 전체적으로는 아니지만 주로, 두께 모드에 대해 측방향 모드에서 공진하는 것이 바람직한 경우, 공진기 본체(4)의 공진 주파수는 핑거 피치(38)를 감소시킴으로써 증가될 수 있다. 일례에서, 각각의 예시적인 공진기 본체(4)가 전체적으로는 아니지만 주로, 측방향 모드에 대해 두께 모드에서 공진하는 것이 바람직한 경우, 공진기 본체(4)의 공진 주파수는 핑거 피치(38)를 증가시킴으로써 감소될 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 각각의 예시적인 공진기 본체(4)는 두께 모드, 측방향 모드, 또는 두께 모드와 측방향 모드의 조합인 하이브리드 또는 복합 모드에서 공진할 수 있다. 두께 모드 공진의 경우, 음향파는 압전 층(8) 두께 방향에서 공진하고, 공진 주파수는 압전 층(8)의 두께 및 최상부 전도성 층(6)의 두께 및 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우)에 기초한다. 압전 층(8), 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우) 및 최상부 전도성 층(6)의 조합은 압전 스택으로 지칭될 수 있다. 본원에 설명된 각각의 예시적인 공진기 본체(4)의 공진 주파수를 결정하는 어쿠스틱 속도는 압전 스택의 복합 어쿠스틱 속도이다. 일례에서, 공진 주파수 f는 복합 어쿠스틱 속도 Va를, 압전 스택 두께 τ의 2배로 나눔으로써 계산될 수 있다.
측방향 모드 공진의 경우, 음향파는 압전 층(8)의 측방향(x 또는 y 방향)에서 공진하고, 공진 주파수는 압전 스택의 복합 어쿠스틱 속도 Va를 핑거 피치(38)의 2배로 나눔으로써 결정될 수 있어서, f = Va/2(핑거 피치)이다. 핑거 피치가 큰 피치 크기 δL로부터 작은 피치 크기 δS로 감소되는 경우, 주파수 증가의 퍼센티지 PFICalculated는, 일례에서,
PFICalculated = (δL - δS)/δS)
로 결정될 수 있다.
일례에서, 핑거 피치(38)가 2.2 ㎛로부터 1.8 ㎛로 감소되는 경우, 측방향 모드에 대한 PFICalculated는 22.2%이다. 다른 예에서, 핑거 피치(38)가 1.8 ㎛로부터 1.4 ㎛로 감소되는 경우, 측방향 모드에 대한 PFICalculated는 28.5%이다.
복합 모드 공진은 두께 모드 공진의 일부분 및 측방향 모드 공진의 일부분을 포함할 수 있다. 복합 모드 공진의 측방향 모드 공진의 일부분 L은, 큰 피치 크기 δL로부터 작은 피치 크기 δS까지 핑거 피치(38)를 변경함으로써, 주파수 증가의 실제 또는 측정된 퍼센티지 PFIMeasured 대 주파수 증가의 계산된 퍼센티지 PFICalculated의 비로 정의될 수 있다. 측방향 모드 공진 L 값은 하나 이상의 제어되지 않은 또는 예측가능하지 않은 변량들이 있는 경우 100%보다 클 수 있다. 일례에서, 공진기 본체(4)는 두께 모드, 측방향 모드 또는 복합 모드에서 공진할 수 있다. 복합 모드 공진의 예에서, 측방향 모드 공진 L의 일부분은 ≥ 20%일 수 있다. 복합 모드 공진의 다른 예에서, 측방향 모드 공진 L의 일부분은 ≥ 30%일 수 있다. 복합 모드 공진의 다른 예에서, 측방향 모드 공진 L의 일부분은 ≥ 40%일 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 시트 전극(33) 형태인 선택적인 바닥 전도성 층(10) 및 2.2 ㎛의 핑거 피치(38)를 갖는 콤 전극(27)의 형태인 최상부 전도성 층(6)을 갖는 공진기 본체(4)는 하기 모드 공진 주파수들을 갖는 복합 모드에서 공진할 수 있다: Mode1 공진 주파수 = 1.34 GHz; Mode2 공진 주파수 = 2.03 GHz; 및 Mode3 공진 주파수 = 2.82 GHz.
일례에서, 시트 전극(33) 형태인 선택적인 바닥 전도성 층(10) 및 1.8 ㎛의 핑거 피치(38)를 갖는 콤 전극(27)의 형태인 최상부 전도성 층(6)을 갖는 공진기 본체(4)의 경우, 공진기 본체(4)는 하기 모드 공진 주파수들을 갖는 복합 모드에서 공진할 수 있다: Mode1 공진 주파수 = 1.49 GHz; Mode2 공진 주파수 = 2.38 GHz; 및 Mode3 공진 주파수 = 3.05 GHz. 이러한 예에서, 복합 모드 공진의 측방향 모드 공진 L의 퍼센티지는, 각각 Lmode1 = 53%; Lmode2 = 78%; 및 Lmode3 = 27%일 수 있다. 또한, 이러한 예시적인 공진기 본체(4)에 대한 주파수 대 dB의 플롯인 도 10을 참조한다. 도 10에서, 각각의 피크(82, 84 및 86)는 각각의 Mode1 공진 주파수 = 1.49 GHz; Mode2 공진 주파수 = 2.38 GHz; 및 Mode3 공진 주파수 = 3.05 GHz에서 공진기 본체(4)의 응답을 표현한다.
일례에서, 시트 전극(33) 형태인 선택적인 바닥 전도성 층(10) 및 1.4 ㎛의 핑거 피치(38)를 갖는 콤 전극(27)의 형태인 최상부 전도성 층(6)을 갖는 공진기 본체(4)의 경우, 공진기 본체(4)는 하기 모드 공진 주파수들을 가질 수 있다: Mode1 공진 주파수 = 1.79 GHz; Mode2 공진 주파수 = 2.88 GHz; 및 Mode3 공진 주파수 = 3.36 GHz. 이러한 예시적인 공진기 본체(4)의 경우, 복합 모드 공진의 측방향 모드 공진 L의 퍼센티지는, Lmode1 = 70%; Lmode2 = 74%; 및 Lmode3 = 35%일 수 있다.
일례에서, 두께 모드, 측방향 모드 또는 복합 모드에서 공진하는 공진기 본체(4)의 전술한 설명은 또한, 이하 더 상세히 설명되는 하나 이상의 연결 구조들(34 및 36)과 조합하여 공진기 본체(4)를 포함할 수 있는, 도 1 내지 도 3에 도시된 각각의 예시적인 UBAR(2)에 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 계속 참조하면, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 각각의 공진기 본체(4)의 가장 바닥 층은 임의의 적절한 및/또는 바람직한 장착 기술, 예를 들어, 공융(eutectic) 장착, 접착 등을 활용하여 캐리어(14)에 직접 장착될 수 있다. 본원에서, "직접 장착", "직접적으로 ...을 장착" 및 유사한 구문들은, 일례에서 장착, 부착 등과 같은 임의의 적절한 및/또는 바람직한 방식으로, 및/또는 일례에서 공융 본딩, 전도성 접착, 비-전도성 접착 등과 같은 임의의 적합한 및/또는 바람직한 수단에 의해, 캐리어(14)에 근접하게 위치되고 캐리어(14)에 결합되는 도 1 내지 도 3에 도시된 각각의 공진기 본체(4)의 가장 바닥 층으로 이해되어야 한다. 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 캐리어(14)는 종래의 집적 회로(IC) 패키지와 같은 패키지의 표면일 수 있다. 공진기 본체(4)의 가장 바닥 층이 상기 패키지의 표면에 장착된 후, 공진기 본체(4) 및 더 일반적으로, UBAR(2)은, 본 기술분야에 공지된 방식으로, 외부 환경적 조건들에 대해 공진기 본체(4), 및 더 일반적으로 UBAR(2)를 보호하기 위해 상기 패키지 내에 밀봉될 수 있다. 일례에서, UBAR을 장착하기 위해, 예를 들어, 일본의 NTK Ceramic Co., Ltd.로부터 상업적으로 입수가능한 종래의 세라믹 IC 패키지와 같은 패키지의 사용이 착안된다. 그러나, 이는 제한적인 관점에서 해석되지 않아야 하는데, 이는, 공진기 본체(4) 및/또는 UBAR(2)이 현재 공지되거나 이후 개발되는 임의의 적절한 및/또는 바람직한 패키지에 장착될 수 있는 것이 착안되기 때문이다.
다른 예에서, 캐리어(14)는 예를 들어, 세라믹의 시트, 종래의 인쇄 회로 보드 재료의 시트 등과 같은 기판의 표면일 수 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 각각의 공진기 본체(4) 및/또는 UBAR(2)의 가장 바닥 층이 장착될 수 있는 예시적인 기판들의 본원의 설명은 오직 예시적인 목적이며, 제한적인 관점에서 해석되지 않아야 한다. 오히려, 캐리어(14)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 각각의 공진기 본체(4) 및/또는 UBAR(2)의 가장 바닥 층을 형성하는 재료와 양립불가능하지 않고 본 기술분야에 공지된 방식으로 공진기 본체(4) 및/또는 UBAR(2)의 사용을 가능하게 하는 임의의 적절한 및/또는 바람직한 재료로 제조될 수 있다. 캐리어(14)는 당업자에 의해 적절한 및/또는 바람직한 것으로 간주되는 임의의 형태를 가질 수 있다. 따라서, 기판 또는 캐리어(14)를 장착하는 것에 대한 본원의 임의의 설명은 제한적인 관점에서 해석되지 않아야 한다.
도 1 내지 도 3을 계속 참조하면, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 각각의 UBAR(2)은, 공진기 본체(4)의 최상부 전도성 층(6) 및 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우)에 대한 전기 신호들의 적용을 용이하게 하는 하나 이상의 선택적인 연결 구조들(34 및/또는 36)을 포함할 수 있다. 그러나, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 전기 신호들이 공진기 본체(4)의 최상부 전도성 층(6) 및 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우)에 직접 적용될 수 있는 경우, 하나 이상의 선택적인 연결 구조들(34 및/또는 36)은 배제될(즉, 제공되지 않을) 수 있다. 따라서, 일례에서, UBAR(2)은 연결 구조들(34 및 36) 없이 공진기 본체(4)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, UBAR(2)은 공진기 본체(4) 및 단일 연결 구조(34 또는 36)를 포함할 수 있다. 오직 설명의 목적으로, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 공진기 본체(4) 및 연결 구조들(34 및 36)을 포함하는 UBAR(2)이 설명될 것이다.
각각의 연결 구조(34 및 36)는 최상부 전도성 층(6) 및 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우)에 별개의 전기 신호들의 제공을 용이하게 할 수 있는, 임의의 적절한 및/또는 바람직한 형태를 가질 수 있고, 임의의 적절한 및/또는 바람직한 방식으로 형성될 수 있고, 임의의 적절한 및/또는 바람직한 재료(들)로 제조될 수 있다. 일례에서, 최상부 전도성 층(6)이 오직 백(30 또는 32)을 갖는 콤 전극(27)의 형태이고, 선택적인 바닥 전도성 층(10)이 오직 하나의 백(30 또는 32)을 갖는 콤 전극(27) 또는 시트 전극(33)의 형태인 경우, 최상부 전도성 층(6) 및 선택적인 바닥 전도성 층(10)에 별개의 전기 신호들을 제공하도록 구성될 수 있는 단일 연결 구조(34 또는 36)를 통해 최상부 전도성 층(6) 및 선택적인 바닥 전도성 층(10) 각각에 전기 신호들이 제공될 수 있다.
다른 예에서, 최상부 전도성 층(6) 또는 선택적인 바닥 전도성 층(10) 중 적어도 하나가 2개의 백들(30 및 32)을 갖는 맞물림된 전극(18) 또는 콤 전극(27)의 형태를 갖는 경우, 맞물림된 전극(18)의 백들(24 및 26) 및/또는 콤 전극(27)의 백들(30 및 32)에 하나 이상의 전기 신호들을 별개로 제공하기 위해 별개의 연결 구조들(34 및 36)이 제공될 수 있다. 최상부 전도성 층(6) 및 선택적인 바닥 전도성 층(10)의 형태들, 및 최상부 전도성 층(6) 및 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우)에 전기 신호들이 제공되는 방식은 제한적인 관점에서 해석되지 않아야 한다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 임의의 특정 설명, 예 또는 이론에 의해 한정되는 것을 원하지 않지만, 도 1 내지 도 3에 도시된 예시적인 UBAR들(2)과 함께 사용될 수 있는 제1 및 제2 연결 구조들(34 및 36)의 예들이 다음으로 설명될 것이다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 오직 설명의 목적으로, 각각의 연결 구조(34 및 36)는 도 1 내지 도 3에 도시된 다양한 예시적인 공진기 본체들(4)을 형성하는 다양한 층들 및/또는 기판들의 확장들을 갖는 것으로 설명될 것이다. 그러나, 이는 제한적인 관점에서 해석되지 않아야 하는데, 이는, 각각의 연결 구조(34 및 36)가 최상부 전도성 층(6) 및 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우)에 하나 이상의 별개의 전기 신호들의 제공을 가능하게 하는 임의의 적절한 및/또는 바람직한 형태 및/또는 구조를 가질 수 있는 것이 착안되기 때문이다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 1 내지 도 3 중 임의의 것 또는 전부에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 뷰들을 표현할 수 있는 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 도 5a는 압전 층(8)의 최상부에 백(30) 및 선택적인 백(32)을 포함하는 콤 전극(27)의 형태로 최상부 전도성 층(6)을 도시한다. 일례에서, 최상부 전도성 층(6)은 대안적으로 맞물림된 전극(18)의 형태일 수 있다. 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 5b는 압전 층(8)(도 5b에서 점선들로 도시됨) 아래의 시트 전극(33)의 형태로 선택적인 바닥 전도성 층(10)을 도시한다. 일례에서, 선택적인 바닥 전도성 층(10)은 대안적으로 맞물림된 전극(18) 또는 콤 전극(27)의 형태일 수 있다. 오직 하기 예들의 목적으로, 최상부 전도성 층(6) 및 선택적인 바닥 전도성 층(10)은 각각, 백(30) 및 선택적인 백(32)을 포함하는 콤 전극(18) 및 시트 전극(33)이 형태인 것으로 설명될 것이다. 그러나, 이는 제한적인 관점에서 해석되지 않아야 한다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 연결 구조들(34 및 36)은 공진기 본체(4)의 선택적인 바닥 전도성 층(10)을 형성하는 시트 전극(33)과 접촉하는 바닥 금속 층들(40 및 44)(도 5b)을 포함할 수 있다. 각각의 바닥 층(40 및 44)은 압전 층(8)에 의해 커버되는 시트의 형태일 수 있다. 일례에서, 각각의 바닥 층(40 및 44)은 시트 전극(33)의 확장일 수 있고 그와 동시에 형성될 수 있다. 다른 예에서, 각각의 바닥 층(40 및 44)은 시트 전극(33)과 별개로 형성될 수 있고 시트 전극(33)과 동일하거나 상이한 재료로 제조될 수 있다. 일례에서, 연결 구조들(34 및 36)은 또한, 압전 층(8)의 최상부 상에서 그리고 공진기 본체(4)의 최상부 전도성 층(6)을 형성하는 콤 전극(27)의, 각각 백(30) 및 백(32)과 접촉하는 최상부 금속 층들(42 및 46)을 포함할 수 있다.
일례에서, 바닥 금속 층들(40 및 44)은 상기 접촉 패드들(48)과 바닥 금속 층들(40 및 44) 사이에서 확장되는 압전 층(8)에 형성된 전도성 비아들(50)을 통해 제1 및 제2 연결 구조들(34 및 36)의 최상부 표면들 상의 접촉 패드들(48)에 연결될 수 있다. 일례에서, 각각의 최상부 금속 층(42 및 46)은 갭(넘버링되지 않음)에 의해 대응하는 접촉 패드들(48)로부터 이격된 시트의 형상을 가질 수 있다. 각각의 최상부 금속 층(42 및 46)은 또한 접촉 패드(58)를 포함할 수 있다. 각각의 접촉 패드(48)는 필요/요구에 따라, 임의의 적절한 및/또는 바람직한 방식으로 선택적인 바닥 전도성 층(10)을 전기 구동/편향시키기 위해 사용될 수 있는 적절한 신호 소스(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 유사하게, 각각의 접촉 패드(58)는 필요/요구에 따라, 임의의 적절한 및/또는 바람직한 방식으로 최상부 전도성 층(6)을 구동/편향시키기 위해 사용될 수 있는 적절한 신호 소스(도시되지 않음)에 연결될 수 있다.
도 5a 및 도 5b의 참조 부호들(18 및 27)로 도시된 바와 같이, 최상부 전도성 층(6)은 대안적으로 맞물림 전극(18)의 형태일 수 있고, 선택적인 바닥 전도성 층(10)은 대안적으로 콤 전극(27) 또는 맞물림된 전극(18)의 형태일 수 있다.
도 1 내지 도 3 중 임의의 것 또는 전부에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 뷰들을 표현할 수 있는 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 6a 및 도 6b에 도시된 예들은 적어도 하기 예외로 도 5a 및 도 5b에 도시된 예들과 유사하다. 바닥 금속 층들(40 및 44) 각각은, 측방향 전도체(54) 및 테더 전도체(56)에 의해 시트 전극(33) 형태의 선택적인 바닥 전도성 층(10)에 연결되는 (도 5a 및 도 5b에 도시된 전도성 시트들에 대한) 한 쌍의 이격된 전도체들(52)의 형태일 수 있다. 최상부 금속 층들(42 및 46) 각각은 전도체(60)의 형태일 수 있다. 각각의 전도체(60)는 테더 전도체(62)에 의해 최상부 전도성 층(6)을 형성하는 콤 전극(27)의 백(30) 또는 백(32)에 연결될 수 있다. 테더 전도체(62)는 테더 전도체(56)와 수직으로 정렬되고 압전 층(8)에 의해 그로부터 이격될 수 있다. 일례에서, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 테더 전도체(62)의 폭은 전도체(60)의 폭보다 작을 수 있고, 테더 전도체(56)의 폭은 테더 전도체(62)의 폭과 대략 동일할 수 있다.
도 1 내지 도 3 중 임의의 것 또는 전부에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 뷰들을 표현할 수 있는 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 예들은 적어도 하기 예외로 도 6a 및 도 6b에 도시된 예들과 유사하다. 상기 연결 구조의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측에서 각각의 연결 구조(34 및 36)의 재료들 중 일부 또는 전부는 제거되어, 상기 연결 구조의 나머지 부분과 공진기 본체(4) 사이의 상기 테더 전도체(들)의 양측에서 UBAR(2)의 최상부로부터 바닥까지의 거리 중 일부 또는 전부까지 확장될 수 있는 슬롯들을 형성한다. 상기 연결 구조의 테더 전도체(들)의 양측에서 각각의 연결 구조(34 및 36)의 재료들 중 일부 또는 전부의 제거는, 예를 들어, 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우)), 및 테더 전도체(들)(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 부분을 포함할 수 있는 테더 구조(76)를 정의할 수 있다.
도 7c를 참조하고 도 7a 및 도 7b를 계속 참조하면, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 상기 연결 구조의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측에서 각각의 연결 구조(34 및 36)를 형성하는 재료들 중 일부 또는 전부의 제거는 도 1 내지 도 3에 도시된 임의의 예시적인 UBAR(2)과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 7c는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제거된 각각의 상기 연결 구조의 테더 전도체(62 및 56(제공되는 경우))의 양측에서 제1 및 제2 연결 구조들(34 및 36)의 재료들을 갖는 도 1에 도시된 예시적인 UBAR(2)의 측면도를 도시한다. 도 7a 내지 도 7c로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 각각의 연결 구조의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측에서 제거된 재료들은 최상부 전도성 층(6), 압전 층(8), 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우) 및 디바이스 층(12)의 부분들을 포함할 수 있고, 그에 따라, 도 7a 및 도 7b에 도시된 뷰들에서, 상기 연결 구조의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측에서 각각의 연결 구조(34 및 36)의 이러한 재료들의 제거에 의해 형성된 슬롯들에서 어떠한 재료도 가시적이 아니다. 도 7a 내지 도 7c에 도시된 예에서, 각각의 테더 구조(76)는 최상부로부터 바닥까지, 테더 전도체(62), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 일부분, 선택적인 테더 전도체(56)(바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우) 및 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12)의 일부분을 포함할 수 있다.
다른 예에서, UBAR(2)가 도 7c에 점선으로 도시된 기판(16)(도 2), 및 선택적으로 하나 이상의 추가적인 디바이스 층들(12-1) 및/또는 기판들(16-1)(도 3)을 포함하는 경우, 각각의 연결 구조(34 및 36)의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측 상에서 기판(16) 및 제공되는 경우, 각각의 추가적인 디바이스 층(12-1) 및/또는 기판(16-1)을 형성하는 재료가 또한 제거될 수 있고, 그에 따라, 도 7a 및 도 7b에 도시된 뷰들에서, 상기 연결 구조의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측에서 각각의 연결 구조(34 및 36)의 이러한 재료들의 제거에 의해 형성된 슬롯들에서 어떠한 재료도 가시적이 아닐 것이다.
일례에서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 뷰들이 도 3에 도시된 예시적인 UBAR(2)의 예인 경우, 각각의 테더 구조(76)는 최상부로부터 바닥까지, 테더 전도체(62), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 일부분, 선택적인 테더 전도체(56)(선택적인 바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12)의 일부분, 및 디바이스 층(12)의 부분과 수직 정렬되는 기판(16)의 일부분을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 뷰들이 도 2에 도시된 예시적인 UBAR(2)의 예인 경우, 각각의 테더 구조(76)는 최상부로부터 바닥까지, 테더 전도체(62), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 일부분, 선택적인 테더 전도체(56)(선택적인 바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층들(12 및 12-1)의 부분들 및 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 기판들(16 및 16-1)의 부분들을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3 중 임의의 것 또는 전부에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 뷰들을 표현할 수 있는 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 8a 및 도 8b에 도시된 예들은 적어도 하기 예외로 도 7a 및 도 7b에 도시된 예들과 유사하다. 즉, 각각의 연결 구조(34 및 36)의 적어도 하나의 디바이스 층(12 또는 12-1)의 전부 또는 일부를 형성하는 재료는 상기 연결 구조의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측에서 유지되고, 그에 따라, 적어도 하나의 디바이스 층(12 또는 12-1)의 상기 재료는 상기 연결 구조의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측 상의 슬롯들에서 가시적이다. 일례에서, 도 8a 내지 도 8c에 도시된 뷰들이 도 1에 도시된 예시적인 UBAR(2)의 예인 경우, 각각의 테더 구조(76)는 최상부로부터 바닥까지, 테더 전도체(62), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 일부분, 및 선택적인 테더 전도체(56)(선택적인 바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우)를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 디바이스 층(12)은 유지되고 도 8a 및 도 8b에 도시된 슬롯들에서 가시적일 것이다.
다른 예에서, 도 8a 및 도 8b에 도시된 뷰들이 도 3에 도시된 예시적인 UBAR(2)의 예인 경우, 각각의 테더 구조(76)는 최상부로부터 바닥까지, 테더 전도체(62), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 일부분, 선택적인 테더 전도체(56)(선택적인 바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우), 및 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12)의 일부분을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 디바이스 층(12)은 유지되고, 도 8a 및 도 8b에 도시된 슬롯들에서 가시적일 것이고, 디바이스 층(12) 아래의 기판(16)(도 8c에 점선으로 도시됨)은 또한 유지될 것이지만, 도 8a 및 도 8b에 도시된 슬롯들에서 가시적이 아닐 것이다.
다른 예에서, 도 8a 및 도 8b에 도시된 뷰들이 도 3에 도시된 예시적인 UBAR(2)의 예인 경우, 각각의 테더 구조(76)는 최상부로부터 바닥까지, 테더 전도체(62), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 일부분, 선택적인 테더 전도체(56)(선택적인 바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우), 및 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12)의 일부분을 포함할 수 있다. 일례에서, 디바이스 층(12)이 유지되고, 도 8a 및 도 8b에 도시된 슬롯들에서 가시적인 경우, 디바이스 층(12) 아래의 기판(16)이 또한 유지될 것이지만, 도 8a 및 도 8b에 도시된 슬롯들에서 가시적이 아닐 것이고, 각각의 테더 구조(76)는 또한 디바이스 층(12-1) 및 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 기판(16-1)의 일부분을 포함할 것이다. 다른 예에서, 디바이스 층(12-1)이 유지되고, 도 8a 및 도 8b에 도시된 슬롯들에서 가시적인 경우, 기판들(16 및 16-1) 및 디바이스 층(12)이 또한 유지될 것이지만, 도 8a 및 도 8b에 도시된 슬롯들에서 가시적이 아닐 것이다.
도 8d에 도시된 다른 예에서, 도 1 또는 도 2에 도시된 예시적인 UBAR(2)의 경우, 각각의 테더 구조(76)는 최상부로부터 바닥까지, 테더 전도체(62), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 일부분, 선택적인 테더 전도체(56)(선택적인 바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우), 및 각각의 연결 구조(34 및 36)의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측에서 디바이스 층(12)의 부분적 제거에 의해 노출된 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12)의 본체의 일부분을 포함할 수 있다. 도 8d에 도시된 예가 도 2에 도시된 UBAR(2)인 경우, 기판(16)(도 8d에 점선으로 도시됨)은 디바이스 층(12) 아래에 유지되고, 도 8a 및 도 8b에 도시된 뷰들에서 가시적이 아닐 것이다.
다른 예에서, 도 3에 도시된 예시적인 UBAR(2)의 경우, 각각의 테더 구조(76)는 최상부로부터 바닥까지, 테더 전도체(62), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 일부분, 선택적인 테더 전도체(56)(선택적인 바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우), 및 각각의 연결 구조(34 및 36)의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측에서 (도 8d에 도시된 디바이스 층(12)의 부분적 제거와 유사한) 상기 디바이스 층(12 또는 12-1)의 부분적 제거에 의해 노출된 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12) 또는 디바이스 층(12-1)의 본체의 일부분을 포함할 수 있다. 일례에서, 도 3에 도시된 UBAR(2)의 디바이스 층(12)의 본체의 부분은 (도 8d에 도시된 디바이스 층(12)의 부분적 제거와 유사하게) 제거되고, 그에 따라, 도 3에 도시된 UBAR(2)의 디바이스 층(12)을 형성하는 재료의 내부 부분은 도 8a 및 도 8b에 도시된 슬롯들에서 가시적이고, 각각의 테더 구조(76)는 또한 디바이스 층(12-1)의 부분들 및 테더 전도체(62)와 수직 정렬된 기판(16-1)을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 기판(16)은 유지되는데, 즉, 기판(16)의 어떠한 부분도 제거되지 않고 도 8a 및 도 8b에 도시된 뷰들에서 가시적이 아닐 것이다.
다른 예에서, 도 3에 도시된 UBAR(2)의 디바이스 층(12-1)의 본체의 부분은 (도 8d에 도시된 디바이스 층(12)의 부분적 제거와 유사하게) 제거되고, 그에 따라, 디바이스 층(12-1)을 형성하는 재료의 내부 부분은 도 8a 및 도 8b에 도시된 슬롯들에서 가시적이고, 각각의 테더 구조(76)는 또한 테더 전도체(62)와 수직 정렬된 디바이스 층(12-1)의 본체 부분을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 기판들(16 및 16-1) 및 디바이스 층(12)은 유지되는데, 즉, 기판들(16 및 16-1) 및 디바이스 층(12)의 어떠한 부분들도 제거되지 않고 도 8a 및 도 8b에 도시된 뷰들에서 가시적이 아닐 것이다.
도 1 내지 도 3 중 임의의 것 또는 전부에서 라인들 A-A 및 B-B를 따라 취해진 뷰들을 표현할 수 있는 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 도 2에 도시된 UBAR(2)의 경우, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 9a 및 도 9b에 도시된 예들은 적어도 하기 예외로 도 8a 및 도 8b에 도시된 예들과 유사하다. 각각의 테더 구조(76)는 디바이스 층(12)을 형성하는 재료의 일부분을 포함할 수 있고, 그에 따라, 도 9a 내지 도 9c에 도시된 뷰들에서, 기판(16)의 부분들은 각각의 연결 구조(34 및 36)의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측에 형성된 슬롯들에서 가시적일 수 있다. 이러한 예에서, 기판(16)은 유지되고, 각각의 테더 구조(76)는 최상부로부터 바닥까지, 테더 전도체(62), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 일부분, 선택적인 테더 전도체(56)(선택적인 바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우) 및 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12)의 일부분을 포함할 수 있다.
도 9a 및 도 9b를 계속 참조하면, 도 3에 도시된 UBAR(2)의 경우, 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 디바이스 층(12) 및 기판들(16 및 16-1)이 유지되는 경우, 도 9a 및 도 9b에 도시된 뷰들에서, 기판(16-1)은 각각의 연결 구조(34 및 36)의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측에 형성된 슬롯들에서 가시적일 수 있다. 이러한 예에서, 각각의 테더 구조(76)는 최상부로부터 바닥까지, 테더 전도체(62), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 일부분, 선택적인 테더 전도체(56)(선택적인 바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우) 및 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12-1)의 일부분을 포함할 수 있다.
다른 예에서, 기판(16)이 유지되는 도 3에 도시된 UBAR(2)의 경우, 그에 따라, 도 9a 및 도 9b에 도시된 뷰들에서, 기판(16)은 각각의 연결 구조(34 및 36)의 테더 전도체(들)(62 및 56(제공되는 경우))의 양측에 형성된 슬롯들에서 가시적일 수 있고, 각각의 테더 구조(76)는 최상부로부터 바닥까지, 테더 전도체(62), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 일부분, 선택적인 테더 전도체(56)(선택적인 바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12-1)의 일부분, 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 기판(16-1)의 일부분 및 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12)의 일부분을 포함할 수 있다.
도 9d에 도시된 다른 예에서, 도 2에 도시된 예시적인 UBAR(2)의 경우, 기판(16) 및 디바이스 층(12)의 계면에서, 기판(16)의 본체를 형성하는 재료의 일부분은 공진기 본체(4) 및 연결 구조들(34 및 36) 아래에서 측방향으로 제거될 수 있고, 그에 따라, 도 9d에 도시된 바와 같이, 연결 구조들(34 및 36)의 바닥 부분들(64 및 70)이 노출되고, 공진기 본체(4)의 바닥 부분들(66 및 68)이 노출되고, 기판(16)의 본체의 표면들(72 및 74)이 노출된다. 이러한 예에서, 제거된 기판(16)의 본체를 형성하는 재료의 일부분은 각각의 테더 구조(76)와 수직 정렬된 기판(16)의 재료의 부분까지 도 9d의 평면으로 확장될 수 있다. 이러한 예에서, 각각의 테더 구조(76)는 최상부로부터 바닥까지, 테더 전도체(62), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 일부분, 선택적인 테더 전도체(56)(선택적인 바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우), 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12)의 일부분, 및 디바이스 층(12)의 부분에 근접한 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 기판(16)의 일부분을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 표면들(72 및 74)은 도 9a 및 도 9b에 도시된 슬롯들에서 가시적일 수 있다.
다른 대안적인 예에서, 도 3에 도시된 예시적인 UBAR(2)의 경우, 기판(16-1 또는 16)을 형성하는 재료의 일부분은 도 9d에서 기판(16)을 형성하는 재료의 제거와 유사하게 공진기 본체(4) 및 연결 구조들(34 및 36) 아래에서 측방향으로 제거될 수 있고, 그에 따라, 기판(16-1 또는 16)을 형성하는 재료의 (표면들(72 및 74)과 같은) 표면들이 노출되고 도 9a 및 도 9b에 도시된 슬롯들에서 가시적일 수 있다.
일례에서, 도 3의 예시적인 UBAR(2)의 기판(16-1)을 형성하는 재료의 (표면들(72 및 74)과 같은) 표면들이 노출되고 도 9a 및 도 9b에 도시된 슬롯들에서 가시적일 수 있는 경우, 각각의 테더 구조(76)는 또한 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12-1)의 일부분 및 디바이스 층(12-1)에 근접한 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 기판(16-1)을 형성하는 재료의 일부분을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 기판(16-1)의 본체의 오직 일부분이 각각의 슬롯을 형성하도록 제거되고, 디바이스 층(12) 및 기판(16)은 유지되는데, 즉, 디바이스 층(12) 및 기판(16) 중 어떠한 부분들도 제거되지 않고, 도 9a 및 도 9b에 도시된 뷰들에서 가시적이 아니다.
다른 예에서, 도 3의 예시적인 UBAR(2)의 기판(16)을 형성하는 재료의 (표면들(72 및 74)과 같은) 표면들이 노출되고 도 9a 및 도 9b에 도시된 슬롯들에서 가시적일 수 있는 경우, 각각의 테더 구조(76)는 또한 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12-1)의 일부분, 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 기판(16-1)의 일부분, 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12)의 일부분 및 디바이스 층(12)에 근접한 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 기판(16)을 형성하는 재료의 일부분을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 기판(16)의 본체의 오직 일부분만이 각각의 슬롯을 형성하도록 제거된다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 바닥 전도성 층(10)이 존재하지 않는 앞서 논의된 예들 중 임의의 예에서, 연결 구조들(34 및 36)의 바닥 금속 층들(40 및 44)은 존재할 필요가 없다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 앞서 설명된 각각의 테더 구조(76)는 적어도 테더 전도체(62), 선택적인 테더 전도체(56)(선택적인 바닥 전도성 층(10)이 존재하는 경우), 및 오직 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 압전 층(8)의 부분을 포함할 수 있다. 다른 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 각각의 테더 구조(76)는 또한 오직 테더 전도체(62)와 수직 정렬되는 디바이스 층(12), 기판(16), 디바이스 층(16-1) 및/또는 기판(16-1) 중 하나 이상의 부분들을 포함할 수 있다. 그러나, 이는 제한적인 관점에서 해석되지 않아야 한다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 각각의 예시적인 공진기 본체(4)의 경우, 적어도 최상부 전도성 층(6), 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우) 및 최상부 전도성 층(6) 아래의 압전 층(8) 부분의 폭들 모두는 동일할 수 있다. 또한 또는 대안적으로, 일례에서, 디바이스 층(12), 기판(16) 및 제공되는 경우 디바이스 층(12-1) 및/또는 기판(16-1)의 폭들 및/또는 치수들 모두는 최상부 전도성 층(6), 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우) 및 압전 층(8)의 폭들 및/또는 치수들과 동일할 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 임의의 예시적인 공진기 본체(4)의 표면들 중 하나 이상 및/또는 임의의 하나의 이상의 연결 구조들(34 및/또는 36(제공되는 경우))의 표면들 중 하나 또는 모두는 도 1 내지 도 3에 도시된 임의의 예시적인 UBAR(2)의 품질 팩터 및/또는 삽입 손실을 최적화하기 위해 적절하게 및/또는 바람직하게 간주되는 대로 에칭될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 3에 도시된 임의의 예시적인 공진기 본체(4)의 최상부 및 바닥 표면들은 에칭될 수 있다. 또한 또는 대안적으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 임의의 예시적인 공진기 본체(4)의 하나 이상의 측면 표면들은 에칭될 수 있고, 그에 따라, 상기 측면 표면들 각각은 수직으로 평탄할 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 최상부 전도성 층(6), 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우) 또는 둘 모두가 맞물림된 전극(18)의 형태인 경우, 상기 맞물림된 전극(18)의 하나의 백(22 또는 26)은 적절한 신호 소스에 연결되어 그에 의해 구동될 수 있는 한편, 다른 백(22 또는 26)은 신호 소스에 연결되지 않을 수 있다. 다른 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 최상부 전도성 층(6), 선택적인 바닥 전도성 층(10)(제공되는 경우) 또는 둘 모두가 맞물림된 전극(18)의 형태인 경우, 상기 맞물림된 전극(18)의 백(22)은 하나의 신호 소스에 연결되고 그에 의해 구동될 수 있고, 상기 맞물림된 전극(18)의 백(26)은 제2 신호 소스에 연결되고 그에 의해 구동될 수 있다. 일례에서, 제2 신호 소스는 제1 신호 소스와 동일하거나 상이할 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 디바이스 층(12)(또는 12-1)의 각각의 인스턴스는 어쿠스틱 임피던스 ≥ 60 x 106 Pa-s/m3을 가질 수 있다. 다른 예에서, 디바이스 층(12)(또는 12-1)의 각각의 인스턴스는 어쿠스틱 임피던스 ≥ 90 x 106 Pa-s/m3을 가질 수 있다. 다른 예에서, 디바이스 층(12)(또는 12-1)의 각각의 인스턴스는 어쿠스틱 임피던스 ≥ 500 x 106 Pa-s/m3을 가질 수 있다. 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 각각의 기판 층(16)은 어쿠스틱 임피던스 ≤ 100 x 106 Pa-s/m3을 가질 수 있다. 다른 예에서, 각각의 기판 층(16)은 어쿠스틱 임피던스 ≤ 60 x 106 Pa-s/m3을 가질 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 디바이스 층(12) 및 압전 층(8) 또는 제공되는 경우 선택적인 바닥 전도성 층(10)의 계면에서 음향파의 반사율(R)은 50%보다 클 수 있다. 다른 예에서, 디바이스 층(12) 및 압전 층(8) 또는 제공되는 경우 선택적인 바닥 전도성 층(10)의 계면에서 음향파의 반사율(R)은 70%보다 클 수 있다. 다른 예에서, 디바이스 층(12) 및 압전 층(8) 또는 제공되는 경우 선택적인 바닥 전도성 층(10)의 계면에서 음향파의 반사율(R)은 90%보다 클 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 디바이스 층(12 또는 12-1) 및 압전 층(8) 또는 제공되는 경우 선택적인 바닥 전도성 층(10)의 계면에서 음향파의 반사율(R)은 70%보다 클 수 있다. 일례에서, 임의의 2개의 층들(6 및 8; 8 및 10; 8 또는 10 및 12 또는 12-1; 또는 12 또는 12-1 및 16 또는 16-1)의 계면 또는 디바이스 층(12 또는 12-1) 및 기판(16 또는 16-1)의 계면에서 반사율(R)은 하기 수식에 따라 결정될 수 있다:
여기서 Za = 제1 층, 예를 들어, 제2 층의 최상부에 안착되는 압전 층(8) 또는 제공되는 경우 선택적인 바닥 전도성 층(10)의 어쿠스틱 임피던스; 및
Zb = 제2 층, 예를 들어, 디바이스 층(12)의 어쿠스틱 임피던스.
제1 및 제2 층들의 다른 예들은 기판(16 또는 16-1)의 최상부의 디바이스 층(12 또는 12-1)의 인스턴스들을 포함할 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 임의의 예시적인 공진기 본체(4)의 전체 반사율(R)은 > 90%일 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 디바이스 층(12)은 본 기술분야에 공지된 방식으로 형성된 다이아몬드의 층일 수 있다. 일례에서, 기판(16)은 실리콘으로부터 형성될 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 다이아몬드로 형성된 디바이스 층(12)은 기판(16 또는 16-1) 또는 희생 기판(도시되지 않음) 상의 다이아몬드의 화학 기상 증착(CVD)에 의해 성장될 수 있다. 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 선택적인 바닥 전도성 층(10), 압전 층(8) 및 최상부 전도성 층(6)은 디바이스 층(12) 상에 증착될 수 있고, 본원에서 추가로 설명되지 않을 종래의 반도체 프로세싱 기술들을 활용하여, 요구되는 대로 패터닝될 수 있다(예를 들어, 콤 전극(27) 또는 맞물림된 전극(18)).
여기서, 각각의 온도 보상 층(90, 92 및 94)은 실리콘 및 산소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 온도 보상 층은 실리콘 이산화물, 또는 실리콘 원소 및/또는 산소 원소를 포함할 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 각각의 UBAR(2)은 로딩되지 않은 품질 팩터 ≥ 100를 가질 수 있다. 다른 예에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 각각의 UBAR(2)은 로딩되지 않은 품질 팩터 ≥ 50를 가질 수 있다. 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 압전 층(8), 각각의 디바이스 층(12), 및 제공되는 경우, 도 1 내지 도 3에 도시된 각각의 예시적인 공진기 본체(4)의 각각의 기판(16)의 두께는 공진기 본체(4)의 성능을 최적화하기 위해 임의의 적절한 및/또는 바람직한 방식으로 선택될 수 있다. 유사하게, 일례에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 각각의 예시적인 공진기 본체(4)의 치수들은, 제한 없이, 삽입 손실, 전력 핸들링 능력 및 열 소산과 같은 타겟 성능에 대해 선택될 수 있다. 하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 디바이스 층(12)에 대한 재료로서 다이아몬드가 사용되는 경우, 바닥 층(12)과의 계면에서 상기 다이아몬드 층의 표면은 광학적으로 마감되고 그리고/또는 물리적으로 조밀할 수 있다. 일례에서, 디바이스 층(12)을 형성하는 다이아몬드 재료는 도핑되지 않거나 또는 예를 들어, P-타입 또는 N-타입 도핑될 수 있다. 다이아몬드 재료는 다결정질, 나노결정질 또는 울트라 나노결정질일 수 있다. 일례에서, 기판(16)의 각각의 인스턴스에 대한 재료로서 실리콘이 사용되는 경우, 상기 실리콘은 도핑되지 않거나, 또는 P-타입 또는 N-타입 도핑될 수 있고, 단결정질 또는 다결정질일 수 있다. 디바이스 층을 형성하는 다이아몬드 재료는 ≤ 20 cm-1인 라만(Raman) 절반-높이-피크-폭을 가질 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 압전 층(8)은 ZnO, AlN, InN, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 니오베이트, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 티타네이트, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 탄탈라이트, GaN, AlGaN, 납 지르코네이트 티타네이트(PZT), 폴리머 또는 전술한 재료들 중 임의의 것의 도핑된 형태로 형성될 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 디바이스 층(12)은 임의의 적절한 및/또는 바람직한 높은 어쿠스틱 임피던스 재료로 형성될 수 있다. 일례에서, 106 Pa-s/m3 내지 630 x 106 Pa-s/m3 이상의 어쿠스틱 임피던스를 갖는 재료가 높은 어쿠스틱 임피던스 재료로 고려될 수 있다. 통상적으로 높은 어쿠스틱 임피던스 재료들의 예들은 다이아몬드(~630 x 106 Pa-s/m3); W(~99.7 x 106 Pa-s/m3); Al; Pt; Pd; Mo; Cr; Ti; Ta; 주기율표의 3A 또는 4A족의 원소; 주기율표의 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 또는 8B족의 전이 원소; 세라믹; 유리 및 폴리머를 포함할 수 있다. 높은 어쿠스틱 임피던스 재료들의 이러한 리스트는 제한적인 관점으로 해석되지 않아야 한다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 기판(16)은 임의의 적절한 및/또는 바람직한 낮은 어쿠스틱 임피던스 재료로 형성될 수 있다. 일례에서, 106 Pa-s/m3 내지 30 x 106 Pa-s/m3의 어쿠스틱 임피던스를 갖는 재료가 낮은 어쿠스틱 임피던스 재료로 고려될 수 있다. 통상적으로 낮은 어쿠스틱 임피던스 재료들의 예들은 세라믹; 106 Pa-s/m3 내지 30 x 106 Pa-s/m3의 어쿠스틱 임피던스를 갖는 유리, 크리스탈들 및 미네랄들; 상아(1.4 x 106 Pa-s/m3); 알루미나/사파이어(25.5 x 106 Pa-s/m3); 알칼리 금속 K(1.4 x 106 Pa-s/m3); 및 실리콘(19.7 x 106 Pa-s/m3)을 포함할 수 있다. 낮은 어쿠스틱 임피던스 재료들의 이러한 리스트는 제한적인 관점으로 해석되지 않아야 한다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 각각의 예시적인 공진기 본체(4)를 형성하는 재료들의 선택에 따라, 통상적으로 높은 어쿠스틱 임피던스 재료들로 고려되는 하나 이상의 재료들은 공진기 본체(4)의 낮은 어쿠스틱 임피던스 재료로 기능할 수 있다. 예를 들어, 다이아몬드가 디바이스 층(12)에 대한 재료로서 사용되는 경우, W가 기판(16)에 대한 재료로 사용될 수 있다. 따라서, 공진기 본체(4)의 2개의 층들 또는 기판들의 계면에서 원하는 반사율(R)(앞서 논의됨)을 달성하는 것은, 어느 재료가 높은 어쿠스틱 임피던스 재료로 사용될 수 있는지 및 어느 재료가 낮은 어쿠스틱 임피던스 재료로 사용될 수 있는지를 결정할 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 본 발명의 원리들에 따른 벌크 어쿠스틱 공진기는 공진기 본체(4)를 포함할 수 있다. 공진기 본체(4)는 압전 층(8); 디바이스 층(12); 및 디바이스 층(12)에 대향하는 압전 층(8) 상의 최상부 전도성 층(6)을 포함할 수 있다. 압전 층에 대향하는 디바이스 층(12)의 표면의 실질적으로 전부는 공진기 본체(4)와 별개인 캐리어(14)에 공진기 본체(4)를 장착하기 위한 것이다. 이 예에서, 압전 층에 대향하는 디바이스 층의 표면 전부는 공진기 본체 전체를 캐리어에 장착하기 위한 것일 수 있는 것이 바람직하지만 필수적은 아니다. 이 예에서, 벌크 어쿠스틱 공진기가 최상부 전도성 층에 신호를 전달하기 위한 연결 구조(34 또는 36)를 포함할 수 있는 것이 바람직하지만 필수적은 아니다. 일례에서, 디바이스 층은 다이아몬드를 포함할 수 있다. 일례에서, 최상부 전도성 층(6)은 복수의 이격된 전도성 라인들 또는 핑거들을 포함할 수 있다. 일례에서, 공진기 본체(4)는 압전 층(8)과 디바이스 층(12) 사이에 선택적인 바닥 전도성 층(10)을 더 포함할 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 공진기 본체(4)는 압전 층(8)에 대향하는 디바이스 층(12)에 부착된 기판(16)을 더 포함할 수 있다. 일례에서, 디바이스 층(12)의 표면은 전체적으로 기판(16)에 장착될 수 있다. 일례에서, 캐리어(14)를 향하는 기판(16)의 표면은 전체적으로 캐리어(14)에 직접 장착하기 위한 것일 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 캐리어(14)를 향하는 디바이스 층(12)의 표면은 전체적으로 기판(16)에 직접 장착될 수 있다. 일례에서, 캐리어(14)를 향하는 디바이스 층(12)의 표면은 전체적으로 캐리어(14)에 직접 장착하기 위한 것이다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 공진기 본체(4)는 기판(16)과 압전 층(8) 사이의 제2 디바이스 층(12-1); 또는 기판(16)과 압전 층(8) 사이의 제2 기판(16-1); 또는 둘 모두를 더 포함할 수 있다.
하나의 바람직하고 비제한적인 실시예 또는 예에서, 본원에 사용되는 바와 같이, "전체적으로 장착하는 것"은 다른 층 또는 기판에 직접 또는 간접적으로 하나의 층 또는 기판을 장착하는 것을 의미할 수 있다. 일례에서, 본원에서 사용되는 바와 같이, "전체적으로 장착하는 것"은 또한 또는 대안적으로, 하나의 층 또는 기판과 다른 층 또는 기판 사이에 의도적으로 도입되는 공간 또는 갭이 없는 것을 의미할 수 있다. 다른 예에서, 본원에서 사용되는 바와 같이, "전체적으로 장착하는 것"은 또한 또는 대안적으로, 하나의 층 또는 기판과 다른 층 또는 기판 사이에 자연적으로(의도적이 아님) 형성될 수 있는 자연적으로 발생하는 공간들을 포함할 수 있다.
본 발명은 현재 가장 실용적인 바람직하고 비제한적인 실시예들, 예들 또는 양상들로 고려되는 것에 기초하여 설명의 목적으로 상세히 설명되었지만, 이러한 세부사항은 단지 그 목적만을 위한 것이고 본 발명은 개시된 바람직하고 비제한적인 실시예들, 예들 또는 양상들로 제한되지는 것이 아니라 반대로, 첨부된 청구항들의 사상 및 범위 내에 있는 수정들 및 균등한 배열들을 커버하도록 의도됨을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 발명은, 가능한 범위까지, 임의의 바람직하고 비제한적인 실시예, 예, 양상 또는 첨부된 청구항의 하나 이상의 특징들이 임의의 다른 바람직하고 비제한적인 실시예, 예, 양상 또는 첨부된 청구항의 하나 이상의 특징들과 결합될 수 있는 것을 고려한 것임을 이해해야 한다.
Claims (15)
- 벌크 어쿠스틱 공진기로서,
공진기 본체를 포함하고,
상기 공진기 본체는,
일정한 두께를 가지는 압전 층;
디바이스 층; 및
일정한 피치로 서로 이격되는 복수의 제1 전도성 라인들 또는 복수의 핑거들을 포함하는, 상기 디바이스 층에 대향하는 상기 압전 층 상의 최상부 전도성 층을 포함하고,
상기 압전 층에 대향하는 상기 디바이스 층의 제1 표면은 상기 공진기 본체와 별개의 컴포넌트인 캐리어에 인접하게 상기 공진기 본체를 장착하기 위해 이용되고,
상기 공진기 본체는 복합 모드 공진에서 공진하도록 형성되고,
상기 복합 모드 공진은, 상기 압전 층의 일정한 두께에 의해 정의되는 두께 모드 공진 및 상기 최상부 전도성 층의 일정한 피치에 의해 정의되는 측방향 모드 공진의 조합으로 형성되되,
측방향 모드 공진이 상기 복합 모드 공진의 20% 이상인 것을 특징으로 하는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제1항에 있어서,
상기 압전 층에 대향하는 상기 디바이스 층의 제1 표면 전부는 상기 공진기 본체 전체를 상기 캐리어에 인접하게 장착하기 위해 이용되는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제1항에 있어서,
상기 최상부 전도성 층에 신호를 전달하기 위한 연결 구조를 더 포함하는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제1항에 있어서,
상기 디바이스 층은 다이아몬드를 포함하는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제1항에 있어서,
상기 공진기 본체는 상기 압전 층과 상기 디바이스 층 사이의 바닥 전도성 층을 더 포함하는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제5항에 있어서,
상기 바닥 전도성 층은 서로 이격되는 복수의 제2 전도성 라인들을 포함하거나 전도성 시트를 포함하는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제1항에 있어서,
상기 캐리어를 향하는 상기 디바이스 층의 제1 표면은 전체적으로 상기 캐리어에 직접 장착하기 위해 이용되는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제1항에 있어서,
상기 공진기 본체는,
상기 압전 층에 대향하는 상기 최상부 전도성 층 상에; 또는
상기 압전 층과 상기 디바이스 층 사이에
위치되는 적어도 하나의 온도 보상 층을 더 포함하는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제1항에 있어서,
상기 공진기 본체는 상기 압전 층에 대향하는 상기 디바이스 층에 인접한 기판을 더 포함하고;
상기 디바이스 층의 제1 표면은 전체적으로 상기 기판에 인접하게 장착되고;
상기 캐리어를 향하는 상기 기판의 제2 표면은 상기 캐리어에 상기 공진기 본체를 장착하기 위해 이용되는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제9항에 있어서,
상기 캐리어를 향하는 상기 디바이스 층의 제1 표면은 전체적으로 상기 기판에 직접 장착되는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제9항에 있어서,
상기 기판은 실리콘을 포함하는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제9항에 있어서,
상기 공진기 본체는,
상기 압전 층에 대향하는 상기 최상부 전도성 층 상에;
상기 압전 층과 상기 디바이스 층 사이에; 또는
상기 디바이스 층과 상기 기판 사이에
위치되는 적어도 하나의 온도 보상 층을 더 포함하는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제9항에 있어서,
상기 공진기 본체는,
상기 기판과 상기 압전 층 사이의 다른 디바이스 층; 또는
상기 기판과 상기 압전 층 사이의 다른 기판; 또는
둘 모두를 더 포함하는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스 층 또는 상기 기판과 상기 압전 층 사이에 형성되는 다른 디바이스 층은 어쿠스틱 임피던스 ≥ 60 x 106 Pa-s/m3를 갖고;
상기 기판 또는 상기 기판과 상기 압전 층 사이에 형성되는 다른 기판은 어쿠스틱 임피던스 ≤ 60 x 106 Pa-s/m3를 갖는,
벌크 어쿠스틱 공진기. - 삭제
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