KR102576924B1 - 네거티브 프로파일 메탈 구조를 갖는 saw 공진기 및 이의 제조 방법 - Google Patents

네거티브 프로파일 메탈 구조를 갖는 saw 공진기 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

표면 탄성파 공진기가 개시된다. 본 발명에 따른 표면 탄성파 공진기는 압전기판, 압전기판 상부면에 형성되고 네거티브 프로파일을 갖는 다수의 메탈 구조물 및 압전기판 상부면과 다수개의 메탈구조물을 둘러싼 온도 보상 박막을 포함한다. 본 발명에 따른 표면 탄성파 공진기는 프로파일의 변화에 둔감한 주파수 특성을 가지며, 높은 반공진 Q 값 특성을 갖는 효과가 있다.

Description

네거티브 프로파일 메탈 구조를 갖는 SAW 공진기 및 이의 제조 방법 {SAW Resonator having negative profile Metal Structure and the Manufacturing Method thefeof}
본 발명의 표면 탄성파 공진기 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 무선 통신 기기에 이용되는 신호 처리 과정에 필요한 신호 필터링 등에 사용하기 위한 표면 탄성파 이용 공진기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
탄성파를 이용한 탄성파 장치의 하나로, 압전 기판의 표면에 형성한 인터디지털 트랜스듀서(Interdigital Transducer; IDT)로 이루어지는 빗형 전극 및 반사 전극을 구비하고, 빗형 전극에 전력을 인가함으로써 여진한 탄성파를 이용하는 탄성 표면파 장치(Surface Acoustic Wave; SAW) 가 잘 알려져 있다. 이 탄성 표면파 장치는, 소형 경량이고 고감쇠량을 얻을 수 있으므로, 휴대 전화 단말기의 송수신 필터나 안테나 분파기 등에 널리 사용되어 있다.
탄성 표면파 장치는 탄탈산 리튬(LiTaO3)으로 이루어지는 압전 기판 상에 예를 들면 알루미늄으로 이루어지는 빗형 전극 및 반사 전극이 형성되어 있다. 또한 탄성 표면파 장치의 빗형 전극 및 반사 전극을 덮도록 산화 실리콘(SiO2)막 등으로 이루어지는 보호막이 형성된다. 실리콘(SiO2) 보호막은 온도 보상을 위한 층이 된다.
SAW를 사용할 경우 다음과 같은 장점을 갖는다. AW 공진기는 기존 체적파 공진기에 비해 Q는 조금 떨어지나 공진 주파수가 10배 이상 높다는(100 MHz ~ 2 GHz direct oscillation 가능) 장점이 있다. 현재 지속적으로 높아지는 이동 통신의 정보량을 처리하기 위해 필수적으로 사용하는 신호의 주파수를 높이고 있으며, 이에 따라 더욱 정밀한 기준 주파수가 필요하게 되었다. SAW의 경우는 몇 배 혹은 직접적으로 기준 주파수를 얻을 수 있으므로 상대적으로 저전력, 소형화의 장점이 있다.
또한 SAW는 공진 주파수가 크리스탈 표면의 금속 패턴으로 결정되므로 현재 IC 공정의 씬-필름(thins-film) 공정을 이용해 특성이 균일한 소자의 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다. 이러한 IC 공정과의 호환성을 배경으로 주파수 제어를 위한 디지털 온도보상회로와 집적할 수 있는 장점이 있으며, 기존의 아날로그 제어 방식에 비해 전력 소모를 줄일 수 있는 가능성도 커진다.
도 1은 종래의 온도 보상 표면파 공진기(Temperature compensated SAW; TC-SAW)의 모습을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 온도 보상용 표면파 공진기(TC-SAW; 10)는 압전기판(LiNbO3) 기판(11)에 다수개의 메탈 구조물(12)을 포함하고 온도보상용 박막(13)이 압전기판과 메탈 구조물을 둘러싸 덮고 있는 형태를 갖는다. 이때 메탈 구조물은 70도 ~ 89도의 파지티브 프로파일(positive profile)을 갖는다.
그러나 이러한 종래의 메탈 프로파일을 갖는 메탈 구조보다 더 높은 반공진 Q 값(Quality factor) 특성을 갖고 프로파일 변화에 따른 둔감한 주파수 특성을 갖는 온도 보상 표면파 공진기의 필요성이 대두되었다.
공개특허 10-2015-0021308 공개특허 10-2015-0112158 공개특허 10-2011-0089267 등록특허 10-0682432
본 발명은 종래 기술을 개선하기 위한 것으로, 더 높은 반공진 Q값 특성을 갖는 온도 보상 표면파 공진기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 메탈 프로파일 변화에 따른 둔감한 주파수 특성을 갖는 온도 보상 표면파 공진기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 표면 탄성파 공진기는 압전기판, 상기 압전기판 상부면에 형성되고 네거티브 프로파일을 갖는 다수개의 메탈 구조물 및 상기 압전기판 상부면과 상기 다수개의 메탈구조물을 둘러싼 온도 보상 박막을 포함한다.
또한, 상기 메탈 구조물에서 상기 압전기판 상부면에 접촉하는 상기 메탈 구조물의 하부면의 폭은 상기 메탈 구조물의 상기 하부면의 맞은편인 상부면의 폭보다 작고, 상기 메탈 구조물의 측면은 상기 압전기판 상부면과 상기 메탈 구조물의 하부면이 접촉하는 면을 기준으로 90도 이상이며, 바람직하게는, 상기 메탈 구조물 측면은 상기 압전기판 상부면과 상기 메탈 구조물 하부면이 접촉하는 면을 기준으로 90도에서 110도 사이이다.
또한, 메탈 구조물은 Cu를 포함하고, 바람직하게는, 상기 메탈 구조물은 상기 Cu의 하부와 측면에 Cr, Ag, Ti, Al, Ni 중 하나 이상을 포함하는 금속으로 둘러싸여 제작된다.
또한, 상기 메탈 구조물은 피치에 대한 메탈 선폭의 비율이 0.3 ~ 0.7이며, 상기 표면 탄성파 공진기는 주기(λ)에 대한 상기 메탈 구조물의 박막 두께 비율이 4% ~ 10%이고, 상기 표면 탄성파 공진기는 주기(λ)에 대한 상기 온도 보상 박막의 박막 두께의 비율이 20% ~ 40%이다.
또한, 상기 온도 보상 박막은 SiO2, AlN, TeO2 중 하나 이상의 재료를 포함하고, 상기 압전기판은 LN(LiNbO3) 128도 기판이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 표면 탄성파 공진기 제조 방법은, 압전 기판을 준비하는 단계, 상기 압전 기판 상에 온도 보상 박막을 증착시키는 단계, 상기 온도 보상 박막 상에 PR(포토레지스터)를 패터닝 하는 단계, 상기 PR의 열린 부분에 상기 온도 보상 박막을 에칭하여 제거하는 단계, 상기 포토 레지스터를 제거하는 단계, 네거티브 프로파일을 갖는 메탈 구조물 박막을 형성하는 단계, 상기 메탈 구조물 박막을 상기 온도 보상 박막이 드러나는 영역까지 제거하는 단계 및 상기 온도 보상 박막을 추가로 증착시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 온도 보상 박막을 에칭하여 제거하는 단계는 상기 온도 보상 박막을 상기 압전기판에 가까울수록 폭이 좁아지도록 제거하여, 상기 메탈 구조물 박막 형성 단계 시 상기 메탈 구조물의 측면은 상기 압전기판 상부면과 상기 메탈 구조물의 하부면이 접촉하는 면을 기준으로 90도 이상으로 형성되며, 바람직하게는, 상기 메탈 구조물 측면은 상기 압전기판 상부면과 상기 메탈 구조물 하부면이 접촉하는 면을 기준으로 90도에서 110도 사이이다.
또한, 상기 메탈 구조물 박막을 형성하는 단계는, Cu를 포함하는 재료로 박막을 형성하고, 상기 메탈 구조물 박막을 형성하는 단계는, Cr, Ag, Ti, Al, Ni 중 하나 이상을 포함하는 금속층을 형성한 후, Cu를 포함하는 재료로 박막을 형성한다.
또한, 상기 메탈 구조물은 피치에 대한 메탈 선폭의 비율이 0.3 ~ 0.7이며, 상기 표면 탄성파 공진기는 주기(λ)에 대한 상기 메탈 구조물의 박막 두께 비율이 4% ~ 10%이고, 상기 표면 탄성파 공진기는 주기(λ)에 대한 상기 온도 보상 박막의 박막 두께의 비율이 20% ~ 40%이다.
또한, 상기 박막 증착은 CVD 또는 스퍼터링 공정을 통해 증착한다.
또한, 상기 압전 기판 상에 온도 보상 박막을 증착시키는 단계는 SiNx 및 SiOx 혼합물을 증착하거나, SiNx 를 증착한 박막 층을 증착한 후 SiOx 를 증착한 박막 층을 증착한다.
따라서 본 발명에 따른 네거티브 프로파일을 갖는 표면 탄성파 공진기는 프로파일의 변화에 둔감한 주파수 특성을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 네거티브 프로파일을 갖는 표면 탄성파 공진기는 높은 반공진 Q 값 특성을 갖는 효과가 있다.
도 1은 종래의 온도 보상 표면파 공진기의 모습을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 표면 탄성파 공진기의 단면을 나타낸다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 표면 탄성파 공진기의 제조 공정을 나타낸다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 금속 프로파일 특성에 따라 온도 보상 표면 탄성파 공진기의 주파수 특성을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 금속 프로파일 특성에 따라 온도 보상 표면 탄성파 공진기의 Q 값을 나타낸다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.
도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.
또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 표면 탄성파 공진기의 단면을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 표면 탄성파 공진기(20)는 압전기판(21)과, 압전기판(21) 상부면에 형성되고 네거티브 프로파일을 갖는 다수개의 메탈 구조물(22) 및 압전기판(21)의 상부면과 메탈 구조물(22) 전체를 둘러싼 온도 보상 박막(23)을 포함한다. 온도 보상 박막(23)은 메탈 구조물(22)을 둘러싸고 압전 기판(21)과 접해 있다. 압전 기판(21)은 LN(LiNbO3) 128도 기판이 사용될 수 있다. 그리고 온도 보상 박막(23)은 SiO2, AlN, TeO2 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 표면 탄성파 공진기(20)에서의 메탈 구조물(22)은 압전기판(21) 상부면에 접촉하는 메탈 구조물 하부면의 폭이 메탈 구조물의 하부면의 맞은편인 상부면의 폭보다 작아, 메탈 구조물(22)의 측면이 압전기판(21) 상부면과 메탈 구조물(22) 하부면이 접촉하는 면을 기준으로 90도 이상의 네거티브 프로파일을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서, 메탈 구조물(22) 측면은 압전기판(21)의 상부면과 메탈 구조물(22)의 하부면이 접촉하는 면을 기준으로 90도 ~ 110도 사이에서 형성된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 온도 보상 표면 탄성파 공진기(20)는 피치(P)에 대한 메탈 선폭(M)의 비율(M/P)이 0.3 ~ 0.7이며, 도 2의 실시예에서는 약 0.5 정도로 설정된다. 또한 주기(λ; L)에 대한 메탈 구조물(22)의 박막 두께(Mm)의 비율(Mm/L)은 4% ~ 10%이며, 도 2의 실시예에서는 약 7%로 설정된다. 그리고 주기(λ; L)에 대한 온도 보상 박막(23)의 두께(Hox)의 비율(Hox/L)은 20% ~ 40%이며, 도 2의 실시예에서는 약 30%로 설정된다.
이 메탈 구조물(22)은 Cu를 주재료로 사용하며, Cu의 하부와 측면에 Cr, Ag, Ti, Al, Ni 등을 사용한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 표면 탄성파 공진기의 제조 공정을 나타낸다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 온도 보상 표면 탄성파 공진기 제조 방법은 우선 압전기판을 준비하고(S01, S11), 압전기판 상에 온도 보상 박막을 증착시킨다(S02, S12). 온도 보상 박막을 증착시키는 방법은 CVD 또는 스퍼터링 공정을 통해 증착시킬 수 있다. 온도 보상 박막은 SiO2, AlN, TeO2 등을 사용할 수 있다.
도 3에 온도 보상 박막을 증착시키는 단계(S02)에서는 SiOx만을 증착하고 있지만, 도 4의 온도 보상 박막을 증착시키는 단계(S12)에서는 SiOx 와 SiNx를 혼합하여 증착하는 데, 일 실시예로 SiNx 박막층을 먼저 얇게 증착한 후에 그 위로 SiOx 박막층을 증착시킨다.
그런 다음 증착된 온도 보상 박막 위에 포토 레지스터를 패터닝한다(S03, S13). 그리고 나서 포토 레지스터의 열린 부분에 있는 온도 보상 박막을 에칭하여 제거한다(S04, S14). 이때 포토 레지스터 패터닝은 압전 기판에 가까울수록 포토 레지스터의 열린 부분의 폭을 좁게 형성하고, 마찬가지로 온도 보상 박막을 에칭하여 제거하는 경우에도 온도 보상 박막을 압전 기판에 가까울수록 그 폭이 좁아지도록 에칭 제거한다.
그런 다음 포토 레지스터를 제거한다(S05, S15). 포토 레지스터가 제거되면 압전 기판 상에 온도 보상 박막이 에칭된 형태로 존재하게 된다. 그리고 나서 메탈 구조물 박막을 상감(Damascene) 공정으로 형성시킨다(S06, S16). 포토 레지스터 패터닝과 온도 보상 박막 에칭 시 압전 기판에 가까울수록 온도 보상 박막의 폭이 좁아지게 에칭되었기에 S06 (또는 S16) 단계에서 증착되는 메탈 구조물 박막은 메탈 구조물의 측면이 압전 기판 상부면과 메탈 구조물 하부면이 접하는 면을 기준으로 90도 이상의 네거티브 프로파일을 갖게 된다. 도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서 메탈 구조물 측면은 압전 기판 상부면과 메탈 구조물 하부면이 접촉하는 면을 기준으로 90도 ~ 110도 사이에서 형성된다. 또한 이 단계에서, 이 메탈 구조물 박막은 Cu를 주재료로 사용하며, Cu의 하부와 측면에 Cr, Ag, Ti, Al, Ni 등을 사용하여 형성한다.
그리고 나서 형성된 메탈 구조물 박막을 CMP 공정을 적용하여 온도 보상 박막이 드러나는 영역까지 제거한다(S07, S17). 그런 다음 다시 온도 보상 박막(SiOx 등)을 추가적으로 온도 보상 박막과 형성된 메탈 구조물 위에 증착시킨다(S08, S18).
이와 같은 공정으로 제조된 본 발명의 실시예에 따른 온도 보상 표면 탄성파 공진기는 도 2에 도시된 바와 같이 피치(P)에 대한 메탈 선폭(M)의 비율(M/P)이 0.3 ~ 0.7 (바람직하게는 약 0.5 정도) 이며, 또한 주기(λ; L)에 대한 메탈 구조물의 박막 두께(Mm)의 비율(Mm/L)은 4% ~ 10% (바람직하게는 약 7%) 이고 주기(λ; L)에 대한 온도 보상 박막의 두께(Hox)의 비율(Hox/L)은 20% ~ 40% (바람직하게는 약 30%)이다. 탄성파 공진기의 피치(P), 선폭(M) 및 주기(L)는 포토 레지스터를 패터닝 하는 단계 또는 포토 레지스터 패터닝 후의 온도 보상 박막 에칭 단계에서 정해진다. 또한 탄성파 공진기의 메탈 구조물 박막 두께(Mm)는 메탈 구조물 박막을 제거하는 단계(S07, S17)에서 정해지고, 온도 보상 박막의 두께(Hox)는 추가적 온도 보상 박막 형성 단계(S08, S18)에서 정해진다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 금속 프로파일 특성에 따라 온도 보상 표면 탄성파 공진기의 주파수 특성을 나타낸다.
도 5는 메탈 구조물의 단면 각도의 값에 따른 공진 주파수(fs)의 변화를 나타내며, 도 6은 메탈 구조물의 단면 각도의 값에 따른 반공진 주파수(fp)의 변화를 나타낸다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 메탈 구조물의 단면 각도가 90도보다 작은 포지티브(positive) 프로파일을 가질 때는 공진 주파수(fs)와 반공진 주파수(fp)의 변화량이 많아서 주파수가 메탈의 각도 변화에 민감하지만, 메탈 구조물의 단면 각도가 90도에서 110도 사이의 네거티브 프로파일을 가질 때는 공진 주파수(fs)와 반공진 주파수(fp)의 변화량이 거의 없어 주파수가 메탈의 각도 변화에 상당히 둔감함을 확인할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 네거티브 프로파일을 갖는 표면 탄성파 공진기는 프로파일의 변화에 둔감한 주파수 특성을 갖는다.
도 7은 본 발명에 따른 금속 프로파일 특성에 따라 온도 보상 표면 탄성파 공진기의 Q 값을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 메탈 구조물의 단면 각도가 90도보다 작은 포지티브 프로파일을 가질 때보다 메탈 구조물의 단면 각도가 90에서 110도 사이에서 더 큰 Q값 (Quality factor) 특성을 가짐을 확인할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 네거티브 프로파일을 갖는 표면 탄성파 공진기는 높은 반공진 Q 값 특성을 갖는 효과가 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
탄성 표면파 공진기 (10, 20) 압전 기판(11, 21)
메탈 구조물(12, 22) 온도 보상 박막(13, 23)

Claims (20)

  1. 압전기판;
    상기 압전기판 상부면에 형성되고 네거티브 프로파일을 갖는 다수개의 메탈 구조물; 및
    상기 압전기판 상부면과 상기 다수개의 메탈구조물을 둘러싼 온도 보상 박막;
    을 포함하되,
    상기 압전기판 상부면에 접촉하는 상기 메탈 구조물의 하부면의 폭은 상기 메탈 구조물의 상부면의 폭보다 작고,
    상기 메탈 구조물의 측면은 상기 압전기판 상부면과 상기 메탈 구조물의 하부면이 접촉하는 면을 기준으로 90도에서 110도 사이인 것을 특징으로 하는, 표면 탄성파 공진기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탈 구조물은 Cu를 포함하고,
    상기 Cu의 하부와 측면에 Cr, Ag, Ti, Al, Ni 중 하나 이상을 포함하는 금속으로 둘러싸여 제작되는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탈 구조물은 피치에 대한 메탈 선폭의 비율이 0.3 ~ 0.7인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 탄성파 공진기는 주기(λ)에 대한 상기 메탈 구조물의 박막 두께 비율이 4% ~ 10%인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기.
  8. 제 1 항에 있어서
    상기 표면 탄성파 공진기는 주기(λ)에 대한 상기 온도 보상 박막의 박막 두께의 비율이 20% ~ 40%인 것을 특징으로 파는 표면 탄성파 공진기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 보상 박막은 SiO2, AlN, TeO2 중 하나 이상의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기.
  10. 삭제
  11. 압전 기판을 준비하는 단계;
    상기 압전 기판 상에 온도 보상 박막을 증착시키는 단계;
    상기 온도 보상 박막 상에 PR(포토레지스터)를 패터닝 하는 단계;
    상기 PR의 열린 부분에 상기 온도 보상 박막을 에칭하여 제거하는 단계;
    상기 포토 레지스터를 제거하는 단계;
    네거티브 프로파일을 갖는 메탈 구조물 박막을 형성하는 단계;
    상기 메탈 구조물 박막을 상기 온도 보상 박막이 드러나는 영역까지 제거하는 단계; 및
    상기 온도 보상 박막을 추가로 증착시키는 단계를 포함하되,
    상기 온도 보상 박막을 에칭하여 제거하는 단계는,
    상기 온도 보상 박막을 상기 압전기판에 가까울수록 폭이 좁아지도록 제거하여, 상기 메탈 구조물 박막 형성 단계 시 상기 메탈 구조물의 측면은 상기 압전기판 상부면과 상기 메탈 구조물 하부면이 접촉하는 면을 기준으로 90도에서 110도 사이인 것을 특징으로 하는, 표면 탄성파 공진기 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 메탈 구조물 박막을 형성하는 단계는, Cr, Ag, Ti, Al, Ni 중 하나 이상을 포함하는 금속층을 형성한 후, Cu를 포함하는 재료로 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 제조 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 메탈 구조물은 피치에 대한 메탈 선폭의 비율이 0.3 ~ 0.7인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 제조 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 표면 탄성파 공진기는 주기(λ)에 대한 상기 메탈 구조물의 박막 두께 비율이 4% ~ 10%인 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 제조 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 표면 탄성파 공진기는 주기(λ)에 대한 상기 온도 보상 박막의 박막 두께의 비율이 20% ~ 40%인 것을 특징으로 파는 표면 탄성파 공진기 제조 방법.
  19. 삭제
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 압전 기판 상에 온도 보상 박막을 증착시키는 단계는,
    SiNx 및 SiOx 혼합물을 증착하거나, SiNx 를 증착한 박막 층을 증착한 후 SiOx 를 증착한 박막 층을 증착하는 것을 특징으로 하는 표면 탄성파 공진기 제조 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201930192A (zh) 2017-12-01 2019-08-01 美商天工方案公司 對聲波諧振器中之非晶態二氧化矽之交替溫度補償材料
CN108880500A (zh) * 2018-07-12 2018-11-23 杭州左蓝微电子技术有限公司 射频滤波器的制作方法和射频滤波器
KR20210049322A (ko) * 2019-10-25 2021-05-06 (주)와이솔 공진기, 그리고 이를 구비한 필터 및 공용기
JP7518154B2 (ja) * 2020-03-31 2024-07-17 株式会社村田製作所 弾性波装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007267117A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波装置及びその製造方法
US20130335170A1 (en) * 2011-01-27 2013-12-19 Kyocera Corporation Acoustic wave element and acoustic wave device using same
US20160020747A1 (en) * 2014-07-21 2016-01-21 Triquint Semiconductor, Inc. Methods, systems, and apparatuses for temperature compensated surface acoustic wave device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10163797A (ja) * 1996-11-29 1998-06-19 Kyocera Corp 弾性表面波装置
JP4431891B2 (ja) 2004-12-28 2010-03-17 セイコーエプソン株式会社 圧電素子、圧電アクチュエーター、圧電ポンプ、インクジェット式記録ヘッド、インクジェットプリンター、表面弾性波素子、薄膜圧電共振子、周波数フィルタ、発振器、電子回路、および電子機器
EP2357728A4 (en) 2008-10-24 2015-01-28 Seiko Epson Corp SURFACE WAVE RECONNECTOR, SURFACE WAVE OSCILLATOR AND SURFACE WAVE MODULE DEVICE
CN102893521B (zh) * 2010-05-19 2015-08-12 株式会社村田制作所 声表面波装置
CN103314529A (zh) * 2011-01-24 2013-09-18 埃普科斯股份有限公司 表面声波滤波器
WO2014129979A1 (en) * 2013-02-22 2014-08-28 Agency For Science, Technology And Research Surface acoustic wave device
KR101539610B1 (ko) 2013-08-20 2015-07-28 (주)와이솔 표면 탄성파 웨이퍼 레벨 패키지 구조 및 그 제조 방법
CN103414446A (zh) * 2013-08-27 2013-11-27 张家港恩达通讯科技有限公司 薄膜体声波谐振器及其制备方法
KR20150112158A (ko) 2014-03-27 2015-10-07 조병철 케미컬공급장치용 컨트롤러

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007267117A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波装置及びその製造方法
US20130335170A1 (en) * 2011-01-27 2013-12-19 Kyocera Corporation Acoustic wave element and acoustic wave device using same
US20160020747A1 (en) * 2014-07-21 2016-01-21 Triquint Semiconductor, Inc. Methods, systems, and apparatuses for temperature compensated surface acoustic wave device

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