KR20020038034A - 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터 - Google Patents

탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터 Download PDF

Info

Publication number
KR20020038034A
KR20020038034A KR1020000068079A KR20000068079A KR20020038034A KR 20020038034 A KR20020038034 A KR 20020038034A KR 1020000068079 A KR1020000068079 A KR 1020000068079A KR 20000068079 A KR20000068079 A KR 20000068079A KR 20020038034 A KR20020038034 A KR 20020038034A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
surface acoustic
acoustic wave
carbon nanotubes
wave filter
thin film
Prior art date
Application number
KR1020000068079A
Other languages
English (en)
Inventor
신진국
Original Assignee
구자홍
엘지전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구자홍, 엘지전자주식회사 filed Critical 구자홍
Priority to KR1020000068079A priority Critical patent/KR20020038034A/ko
Priority to US09/942,637 priority patent/US6566983B2/en
Priority to JP2001266558A priority patent/JP3566679B2/ja
Publication of KR20020038034A publication Critical patent/KR20020038034A/ko
Priority to US10/408,269 priority patent/US6806795B2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/05—Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터는, 압전기판, 표면파 탄성 매체, 인터디지탈 변환기(IDT)를 구비하는 표면 탄성파 필터에 있어서, 표면 탄성파를 전달하는 표면파 탄성 매체로서 탄소나노튜브(CNT)를 이용한다.
또한, 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터는, 기판과;기판 위에 형성되며, 탄소나노튜브(CNT)와 압전체로 형성되어 표면 탄성파를 전달하고, 압전 특성이 구비된 복합체 박막; 및 입력되는 전기 신호를 복합체 박막에 전달하여 표면 탄성파를 발생시키고, 복합체 박막으로부터 표면 탄성파를 전달받아 전기 신호를 출력시키는 인터디지탈 변환기(IDT)를 포함한다.
여기서 복합체 박막은, 탄소나노튜브와 절연체로 구성된 복합체를 먼저 형성시키고, 그 형성된 복합체 위에 압전체를 다시 형성시켜서 복합체 박막을 형성시킨다.
또한 복합체 박막을 형성함에 있어, 일반적인 반도체 공정에서 사용되는 리소그라피 기술을 이용하여 촉매 패턴을 형성시키는 단계와; 형성된 촉매 패턴 사이에 수평으로 탄소나노튜브 다리(CNT bridge)를 성장시키는 단계; 및 성장된 탄소나노튜브 다리 위에, 스퍼터링 방법을 이용하여 압전체를 형성시키는 단계를 구비한다.

Description

탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터{SAW filter using Carbon nanotube}
본 발명은 표면 탄성파(SAW: Surface Acoustic Wave) 필터에 관한 것으로서, 특히 표면 탄성파 필터의 탄성파 전달 매체로 탄소나노튜브(CNT: Carbon NanoTube)를 이용함으로써, 고주파용 표면 탄성파 필터를 만들 수 있으며, 날카로운 스커트 특성을 얻을 수 있으며, 인터디지탈 변환기(IDT: Inter-Digital Transducer)의 전극 간격을 크게하여 높은 파워의 입력파에 대해서도 견딜 수 있는 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터에 관한 것이다.
일반적으로, 표면 탄성파(SAW) 필터는 압전(piezoelectric)의 전기-기계적 상호 변환 특성을 이용하여 특정의 주파수(중심 주파수) 대역 만을 선택하여 통과시켜 잡음과 혼신을 제거하는 소자로 TV, VCR, 이동통신 등의 핵심적인 부품으로서, 주로 대역통과필터(Bandpass filter)로 이용되고 있다.
한편, 도 1은 일반적인 표면 탄성파 필터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
표면 탄성파 필터란 도 1에 나타낸 바와 같이, 압전 기판 위에 2개의 인터디지탈 변환기(IDT)(101)(102)를 설치하여 기판의 전왜효과(역압전효과)를 이용하여 전기적 신호를 압전 기판(103) 표면을 따라 전파하는 탄성파로 변환하고, 발생된 탄성 표면파를 압전 효과를 이용하여 출력측 변환기에서 전기적 신호로 검출하는 소자이다.
여기서, IDT는 송신 IDT(101)와 수신 IDT(102)로 구성되어 있는데, 상기 송신 IDT(101)는 신호발생기에 연결되어 입력된 전기 신호를 표면 탄성파(SAW)로 변환시킨다. 그리고, 변환된 표면 탄성파는 상기 압전 기판(103)의 표면을 따라 진행하여 상기 수신 IDT(102)에 전달된다.
이에 따라, 상기 수신 IDT(102)는 전달된 표면 탄성파 신호를 다시 압전 효과를 이용하여 전기적 신호로 변환시킨다. 이때, 상기 수신 IDT(102)는 여파작용 (wave filtering)을 하게 되는데, IDT 전극의 기하학적인 구조에 의하여 주파수 특성이 결정된다.
한편, 도 2는 일반적인 표면 탄성파 필터의 주파수 통과 특성을 나타낸 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 표면 탄성파 필터는 특정 주파수의 전송된 신호만을 통과시키도록 설정되고, 설정된 진폭 및 위상 특성을 갖는 대역 통과 필터로 이용된다.
또한, 표면 탄성파 필터의 기판 재료로 가장 널리 쓰이고 있는 재료가 단결정 재료인 LiTaO3(LTO)와 LiNbO3(LNO)이다. 그런데, 이러한 단결정 재료를 이용한 표면 탄성파 필터는 GHz 이상의 고주파에 대해서는 사용될 수 없으므로, 새로운 재료들이 많이 개발되고 있는 실정이다.
한편, 표면 탄성파 필터의 중심 주파수는 전달 매질에서의 탄성파의 속도에 비례하여 IDT 전극의 간격에 반비례한다. 그러므로, 중심 주파수 대역을 높이기 위해서는 탄성율이 큰 재료를 사용하거나 IDT 전극 간격을 좁혀야 한다.
그런데, 리소그라피(lithography) 기술의 한계로 인한 IDT 전극의 패터닝 기술의 한계와 안정성 확보, 높은 압력 파워에 대한 내구성 등의 문제로 IDT의 간격을 줄이는 데는 한계가 있다. 이에 따라, 탄성율이 높은 매질을 도입하는 방법으로 많은 연구들이 진행되고 있다.
또한, 기본적인 표면 탄성파 필터는 압전체가 압전효과와 전왜효과(역압전효과)를 담당하면서, 동시에 표면 탄성파의 전달 매질이었다. 그러나, 현재까지 개발된 압전체의 기계적인 탄성 특성상 높은 탄성율을 가지는 압전체가 없으므로, 표면 탄성파를 전달하기 위한 새로운 매질 들이 도입되고 있다.
그러한 대표적인 예가, '압전체(주로 ZnO)/다이아몬드 박막' 구조나 '압전체 (주로 ZnO)/사파이어' 구조, 'LiNbO3/다이아몬드' 구조이며 각각 탄성율이 높은 다이아몬드나 사파이어를 표면파 탄성 매체로 도입한 예이다.
이와 같은 도입으로 기존의 Quartz(3,158 m/sec), LNO(3,488 m/sec) 등에 비해 현저히 높은 표면 탄성파 전달 속도(사파이어의 경우 5,200~5,700 m/sec, 다이아몬드의 경우 9,000~11,900 m/sec)를 가지게 되었으며, 이로 인해 보다 높은 주파수 대역에서 필터로 사용하는 것이 가능하게 되었다.
그런데, 표면파 탄성 매체로 다이아몬드를 도입하는 경우에는, 표면 탄성파 필터를 높은 주파수 대역에서 사용할 수 있는 장점이 있으나, 다음과 같은 단점들이 존재한다.
먼저, 다이아몬드를 합성하기 위한 높은 온도의 공정이 필요하며, 다이아몬드의 응력으로 인한 기판의 휘어짐 때문에 대면적, 예컨대 4인치 이상의 면적을 구현하기가 어렵다.
또한, 다이아몬드의 경우 다결정 다이아몬드이기 때문에 그래인 경계(grain boundary)가 존재하여 신호의 전파 손실이 커지게 된다. 그리고, 표면 탄성파 매질로 사용하기 위해서는 매끄롭지 못한 표면을 연마해야 하는데, 다이아몬드의 경도 때문에 연마 공정이 어려우며, 시간도 많이 소요되는 단점이 있으며, 비용이 많이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 여건을 감안하여 창출된 것으로서, 표면 탄성파 필터의 탄성파 전달 매체로 탄소나노튜브를 이용함으로써, 고주파용 표면 탄성파 필터를 만들 수 있으며, 날카로운 스커트 특성을 얻을 수 있으며, 인터디지탈 변환기의 전극 간격을 크게하여 높은 파워의 입력파에 대해서도 견딜 수 있는 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 표면 탄성파 필터를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 일반적인 표면 탄성파 필터의 주파수 통과 특성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터의 다양한 구조의 예를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터를 제작하기 위하여, 촉매 패턴 사이에 수평으로 탄소나노튜브를 수평 성장시키는 과정을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 탄소나토튜브를 이용한 표면 탄성파 필터를 제작하기 위하여, 자장을 이용하여 일축 방향으로 정렬된 탄소나노튜브의 버키 페이퍼를 제조하는 과정을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101... 송신 인터디지탈 변환기
102... 수신 인터디지탈 변환기
103... 압전 기판
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터는, 압전기판, 표면파 탄성 매체, 인터디지탈 변환기(IDT)를 구비하는 표면 탄성파 필터에 있어서, 표면 탄성파를 전달하는 표면파 탄성 매체로서 탄소나노튜브(CNT)를 이용한 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터는,
기판과;
상기 기판 위에 형성되며, 탄소나노튜브(CNT)와 압전체로 형성되어 표면 탄성파를 전달하고, 압전 특성이 구비된 복합체 박막; 및
입력되는 전기 신호를 상기 복합체 박막에 전달하여 표면 탄성파를 발생시키고, 상기 복합체 박막으로부터 표면 탄성파를 전달받아 전기 신호를 출력시키는 인터디지탈 변환기(IDT)를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서 상기 복합체 박막은, 탄소나노튜브와 절연체로 구성된 복합체를 먼저 형성시키고, 그 형성된 복합체 위에 압전체를 다시 형성시켜서 복합체 박막을 형성시키는 점에 그 특징이 있다.
또한 상기 복합체 박막을 형성함에 있어,
일반적인 반도체 공정에서 사용되는 리소그라피 기술을 이용하여 촉매 패턴을 형성시키는 단계와;
상기 형성된 촉매 패턴 사이에 수평으로 탄소나노튜브 다리(CNT bridge)를 성장시키는 단계; 및
상기 성장된 탄소나노튜브 다리 위에, 스퍼터링 방법을 이용하여 압전체를 형성시키는 단계를 구비하는 점에 그 특징이 있다.
또한 상기 복합체 박막을 형성함에 있어,
탄소나노튜브를 소정 용액에 분산시켜 서스펜젼(suspension)을 만드는 단계와;
전기장 또는 정전기력을 이용하여 상기 탄소나노튜브 서스펜젼을 기판에 부착시키는 단계; 및
탄소나노튜브가 부착된 기판 위에, 스퍼터링 방법을 이용하여 압전체를 형성시키는 단계를 구비하는 점에 그 특징이 있다.
또한 상기 복합체 박막을 형성함에 있어,
탄소나노튜브를 소정 용액에 분산시켜 서스펜젼(suspension)을 만드는 단계와;
상기 탄소나노튜브 서스펜젼을 필터 멤브레인(filter membrane)에 통과시키면서 침전시키는 단계; 및
상기 탄소나노튜브가 침전된 기판 위에, 스퍼터링 방법을 이용하여 압전체를 형성시키는 단계를 구비하는 점에 그 특징이 있다.
또한 상기 탄소나노튜브 서스펜젼을 필터 멤브레인에 통과시키는 과정에 있어, 자기장을 이용하여 상기 탄소나노튜브 서스펜젼을 정렬시키는 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 표면 탄성파 필터의 탄성파 전달 매체로 탄소나노튜브를 이용함으로써, 고주파용 표면 탄성파 필터를 만들 수 있으며, 날카로운 스커트 특성을 얻을 수 있으며, 인터디지탈 변환기의 전극 간격을 크게하여 높은 파워의 입력파에 대해서도 견딜 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 현재 탄성체로 최고의 탄성율을 갖는 물질로 알려진 탄소나노튜브 (탄성율: 1.8 Tpa)를 표면 탄성파 필터의 탄성체로 이용하는 표면 탄성파 필터에관한 것이다. 한편, 탄소나노튜브의 구조와 직경에 따라 다양한 탄성율을 가지는 탄소나노튜브를 생성할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터는 먼저 도 3(a)와 같이, 실리콘 기판 위에 '탄소나노튜브와 압전체의 복합체'로 된 박막 예컨대, 0.1~1㎛ 두께로 형성시킨다.
그리고 도 3(b)와 같이, IDT 전극을 형성하기 위하여 알루미늄(Al)을 이베퍼레이션(evaporation) 또는 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용하여 상기 복합체 박막 위에 형성시킨다. 또한, 리소그라피 기법을 이용하여 도 3(c)와 같이 적정 형태를 갖는 IDT 전극을 형성한다.
그리고 필요에 따라, 상기 도 3(c)와 같이 형성된 소자 위에 실리콘 산화물이나 시리콘 질화물을 형성시킨다. 여기서, 실리콘 산화물이나 질화물을 이용하면 중심 주파수를 올리거나 내릴 수 있으며, 소자의 온도 특성이 좋아진다. 또한, 전기적인 절연이 가능하며, 소자의 운송 등 취급이 용이한 장점이 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 설명된 표면 탄성파 필터의 구조는 도 4에 나타낸 바와 같이, 여러 형태의 구조로 변형될 수 있다. 도 4는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터의 다양한 구조의 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이때 변형된 실시 예에서는, 필요에 따라 IDT 전극을 차폐(shielding)하기도 하였으며, ZnO 등의 압전체를 별도의 층으로 형성시키기도 하였다. 또한, 탄소나노튜브를 탄성체로 이용한 형태는 도 4에 예를 들지 않은 공지된 많은 구조의 표면 탄성파 필터에 응용될 수 있음은 자명하다.
한편, 탄소나노튜브를 탄성체로 이용하여 표면 탄성파 필터를 제조하기 위해서는, 탄성체로 사용될 탄소나노튜브를 연속적인 탄성 매질로 만드는 것이 중요하다. 이때, 탄소나노튜브와 압전체를 복합체로 만들어 표면 탄성파 필터에 사용할 수도 있으며, 상기 탄소나노튜브와 절연체를 복합체로 만들어 표면 탄성파 필터에 사용할 수도 있다. 그러면, 연속적인 탄성 매질을 갖는 탄소나노튜브의 제조 방법에 대하여 설명해 보기로 한다.
첫 번째 제조 방법은, 일반적인 반도체 공정을 이용하여 만든 촉매 패턴에서, in-situ로 탄소나노튜브 브리지(CNT bridge)를 제조하는 방법이다.
이 제조 공정은 실리콘 반도체 공정에서 많이 사용되는 리소그라피 기술을 이용하여 도 5와 같이 촉매 패턴을 형성시키고, 이 촉매 패턴 사이에 수평으로 CNT bridge를 성장시키는 방법이다. 도 5는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터를 제작하기 위하여, 촉매 패턴 사이에 수평으로 탄소나노튜브를 수평 성장시키는 과정을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 5(a)와 같이 미리 제작된 촉매 패턴 사이에서, 탄소나노튜브를 도 5(b)와 같이 일렬로 수평으로 성장시킨다. 그리고, 그 위에 ZnO나 PZT 등의 압전체를 스퍼터링을 이용하여 형성시킴으로서 표면 탄성파 필터에 이용될 수 있다.
이때, 탄소나노튜브와 압전체의 복합체 박막을 형성하는 방법 외에도, 탄소나노튜브와 절연체의 복합체를 먼저 형성하고, 그 위에 압전체를 다시 형성시키는 방법을 이용할 수도 있다.
또한, 압전체와의 복합체로 만들 경우에, 탄소나노튜브와 압전체 간의 기계적인 연결이 매우 중요하다. 탄소나노튜브와 압전체 간의 결합력이 나쁜 경우에는, 압전체로부터의 탄성파 전달이 효율적으로 이루어지지 않는 문제점이 발생된다.
이와 같은 공정을 통하여 제조된 탄소나노튜브와 압전체의 복합체는 도 3의 (d)와 같이 형성된다. 이러한 경우에, 복합체 위에 바로 알루미늄(Al) 전극이 형성되어야 하므로, 이 전극이 형성되는 복합체의 표면은 전기적인 절연성을 유지하고 있어야 한다. 이는 압전체의 스퍼터링 두께를 전기적 절연이 충분한 정도로 형성시킴으로써 해결할 수 있다.
한편 두 번째 제조 방법은, 탄소나노튜브 분말을 이용한 제조 방법에 관한 것이다.
여기서, 편의상 이러한 방법을 'CNT 분말 서스펜젼(suspension) 법'이라 한다. 이러한 제조 방법은 용액 중에 분산된 CNT 분말을 정전기력(쿨롱 힘) 또는 전기장을 가해서 전기력으로 흡착시켜서 만드는 방법으로, 전기 아크 방전법이나 레이저 증발법, CVD 등에 의해서 만들어진 CNT 분말을 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate)나 LDS( Lithium Dodecyl Sulfate) 용액에 넣어 분산시켜 서스펜젼을 만들고, 이를 전기장을 이용하는 '전기 영동법'이나, 화학적인 기능기를 이용하는 정전기력을 이용하는 '자기 조립체법(self-assembly)'을 이용하여 원하는 위치에 부착시키는 방법이다.
본 발명의 실시 예에서는 수용액으로는 1중량%의 LDS 용액이나 SDS 용액을 이용하였다. 이 용액을 초음파 진동 장치로 2분간 진동시켰으며, 실리콘 웨이퍼를 이 용액에 담근 후 들어내면 실리콘 기판에 CNT가 부착되어 있었다.
그리고, 자기 조립체법의 경우, 2.5mM/liter 3-aminopropyltriethoxysilane( APS) 용액에 기판을 상온에서 15분간 담구었다. 이는 기판 위에 양으로 대전된 아미노 그룹을 만들기 위한 공정이다.
이와 같이, 양으로 대전된 아미노 그룹은 CNT에 흡착되어 있는 음으로 대전된 sulfate 그룹과의 정전기력을 일으켜 CNT가 기판에 붙도록 한다. 이때, 기판에 부착되는 CNT의 부착량은 농도와 시간에 비례한다. 그리고, 계면 활성제( sulfactant)는 순수한 물로 가볍게 헹구고 건조시킴으로서 해결할 수 있다.
또한 전기 영동법의 경우에는, 원하는 금속 패턴을 절연성의 기판(SiO2) 위에 형성시킨 후, 양의 전압을 걸면 전기력에 의해 음으로 대전된 CNT가 끌려와서 부착되게 된다.
이와 같은 방법으로 CNT가 부착된 기판 위에 압전체를 스퍼터링하여 압전체/탄성체의 구조를 만들 수 있고, 이 위에 알루미늄 IDT 전극을 형성시키면 표면 탄성파 필터가 제조되는 것이다.
이때 필요에 따라, 도 4에 나타낸 바와 같이 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물 등의 절연 막을 더 형성시킬 수도 있다. 실리콘 산화물의 효과는 중심 주파수를낮추는 역할과 온도에 대한 안정성을 확보하는데 있으며, 실리콘 질화물은 중심 주파수를 올리며 습도에 대한 저항성을 높이는 역할을 한다.
한편 세 번째 제조 방법은, 외부 자장을 이용하여 CNT 분말을 정렬시켜, 한쪽 방향으로 잘 정렬된 버키 페이퍼(aligned bucky paper)를 만드는 방법이다.
기본적인 제조 원리는 나일론 필터 멤브레인(nylon filter membrane)에 액체 상태의 CNT 서스펜젼을 침전시키는 것이다. 물론, 기능만 만족된다면 나일론 이외의 다양한 필터가 사용될 수 있다.
보통, 침전을 이용하여 버키 페이퍼를 제조할 때, 그 제조 속도를 높이기 위하여 서스펜젼을 강제로 흘려주는 방법을 이용한다. 예를 들면, 도 6과 같이 실린더 형태의 관을 준비한 후, 관축에 평행한 방향으로 수류를 흘리면서 필터 멤브레인을 관축에 수직한 방향으로 설치하면 빠른 유속에 의해 보다 빨리 버키 페이퍼를 만들 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 탄소나토튜브를 이용한 표면 탄성파 필터를 제작하기 위하여, 자장을 이용하여 일축 방향으로 정렬된 탄소나노튜브의 버키 페이퍼를 제조하는 과정을 나타낸 도면이다.
이때, 유속의 방향(flow direction)은 관축 방향이나 방사 방향 등 다양하게 사용될 수 있다. 그리고, 한쪽 방향으로 잘 정렬된 버키 페이퍼를 얻기 위해서는 외부에서 강력한 자장을 걸면 가능하다.
예컨대, 외부에서 25 테슬라의 강력한 자장을 관축에 수직한 방향으로 걸고, 위의 공정을 진행하면 탄소나노튜브 속에 포함된 강자성 촉매 금속 때문에 자장 방향으로 탄소나노튜브가 정렬된다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터에 의하면, 표면 탄성파 필터의 탄성파 전달 매체로 탄소나노튜브를 이용함으로써, 고주파용 표면 탄성파 필터를 만들 수 있으며, 날카로운 스커트 특성을 얻을 수 있으며, 인터디지탈 변환기의 전극 간격을 크게하여 높은 파워의 입력파에 대해서도 견딜 수 있는 장점이 있다.
또한, 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터는 그 두께가 얇기 때문에 기판 속으로 진행되는 벌크 탄성파를 무시할 수 있다. 이에 따라, 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터는 벌크 탄성파에 의한 손실과 노이즈가 적을 장점이 있다.

Claims (7)

  1. 압전기판, 표면파 탄성 매체, 인터디지탈 변환기(IDT)를 구비하는 표면 탄성파 필터에 있어서,
    표면 탄성파를 전달하는 표면파 탄성 매체로서 탄소나노튜브(CNT: Carbon NanoTube)를 이용한 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터.
  2. 기판과;
    상기 기판 위에 형성되며, 탄소나노튜브(CNT: Carbon NanoTube)와 압전체로 형성되어 표면 탄성파를 전달하고, 압전 특성이 구비된 복합체 박막; 및
    입력되는 전기 신호를 상기 복합체 박막에 전달하여 표면 탄성파를 발생시키고, 상기 복합체 박막으로부터 표면 탄성파를 전달받아 전기 신호를 출력시키는 인터디지탈 변환기(IDT)를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복합체 박막은, 탄소나노튜브와 절연체로 구성된 복합체를 먼저 형성시키고, 그 형성된 복합체 위에 압전체를 다시 형성시켜서 복합체 박막을 형성시키는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 복합체 박막을 형성함에 있어,
    일반적인 반도체 공정에서 사용되는 리소그라피 기술을 이용하여 촉매 패턴을 형성시키는 단계와;
    상기 형성된 촉매 패턴 사이에 수평으로 탄소나노튜브 다리(CNT bridge)를 성장시키는 단계; 및
    상기 성장된 탄소나노튜브 다리 위에, 스퍼터링 방법을 이용하여 압전체를 형성시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 복합체 박막을 형성함에 있어,
    탄소나노튜브를 소정 용액에 분산시켜 서스펜젼(suspension)을 만드는 단계와;
    전기장 또는 정전기력을 이용하여 상기 탄소나노튜브 서스펜젼을 기판에 부착시키는 단계; 및
    탄소나노튜브가 부착된 기판 위에, 스퍼터링 방법을 이용하여 압전체를 형성시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 복합체 박막을 형성함에 있어,
    탄소나노튜브를 소정 용액에 분산시켜 서스펜젼을 만드는 단계와;
    상기 탄소나노튜브 서스펜젼을 필터 멤브레인(filter membrane)에 통과시키면서 침전시키는 단계; 및
    상기 탄소나노튜브가 침전된 기판 위에, 스퍼터링 방법을 이용하여 압전체를 형성시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 서스펜젼을 필터 멤브레인에 통과시키는 과정에 있어, 자기장을 이용하여 상기 탄소나노튜브 서스펜젼을 정렬시키는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터.
KR1020000068079A 2000-09-02 2000-11-16 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터 KR20020038034A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000068079A KR20020038034A (ko) 2000-11-16 2000-11-16 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터
US09/942,637 US6566983B2 (en) 2000-09-02 2001-08-31 Saw filter using a carbon nanotube and method for manufacturing the same
JP2001266558A JP3566679B2 (ja) 2000-09-02 2001-09-03 表面弾性波フィルター及びその製造方法
US10/408,269 US6806795B2 (en) 2000-09-02 2003-04-08 SAW filter using tetrahedral amorphous carbon and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000068079A KR20020038034A (ko) 2000-11-16 2000-11-16 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020038034A true KR20020038034A (ko) 2002-05-23

Family

ID=19699375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000068079A KR20020038034A (ko) 2000-09-02 2000-11-16 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20020038034A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100823525B1 (ko) * 2003-11-19 2008-04-21 캐논 가부시끼가이샤 배향 유닛 및 그 복합체
KR20100123144A (ko) * 2009-05-14 2010-11-24 삼성전자주식회사 탄소나노튜브 소자 어레이의 제조방법
KR101285415B1 (ko) * 2007-05-22 2013-07-11 (주)탑나노시스 압전 복합 소재
KR20210141306A (ko) * 2020-05-15 2021-11-23 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 반도체 디바이스들 및 제조 방법들
US11749528B2 (en) 2020-05-15 2023-09-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor devices including the steps of removing a plurality of spacers that surrounds each of the plurality of nanotubes into a layer of nanotubes, and forming gate dielectric and/or gate electrode

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100823525B1 (ko) * 2003-11-19 2008-04-21 캐논 가부시끼가이샤 배향 유닛 및 그 복합체
KR101285415B1 (ko) * 2007-05-22 2013-07-11 (주)탑나노시스 압전 복합 소재
KR20100123144A (ko) * 2009-05-14 2010-11-24 삼성전자주식회사 탄소나노튜브 소자 어레이의 제조방법
US8492076B2 (en) 2009-05-14 2013-07-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing carbon nanotube device array
KR20210141306A (ko) * 2020-05-15 2021-11-23 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 반도체 디바이스들 및 제조 방법들
US11749528B2 (en) 2020-05-15 2023-09-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor devices including the steps of removing a plurality of spacers that surrounds each of the plurality of nanotubes into a layer of nanotubes, and forming gate dielectric and/or gate electrode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3566679B2 (ja) 表面弾性波フィルター及びその製造方法
US9391588B2 (en) MEMS vibrating structure using an orientation dependent single-crystal piezoelectric thin film layer
US7898158B1 (en) MEMS vibrating structure using a single-crystal piezoelectric thin-film layer having domain inversions
JP3435789B2 (ja) 表面弾性波素子
JP2001524295A (ja) 分離されたくし形電極を含む表面弾性波デバイス
WO2007046236A1 (ja) ラム波デバイス
CA1100199A (en) Electromechanical filter and resonator
JPH027525B2 (ko)
CN109786923A (zh) 一种声学驱动的微型磁电天线结构及其制备方法
US20140210315A1 (en) Mems vibrating structure using an orientation dependent single-crystal piezoelectric thin film layer
CN208028861U (zh) 一种温控双频声表面波谐振器
CN110994097B (zh) 一种高频大带宽薄膜体波滤波器结构及其制备方法
JP2004504749A (ja) 交互分極ドメインを有する音波デバイス
Tanaka Piezoelectric devices in Japan
KR20020038034A (ko) 탄소나노튜브를 이용한 표면 탄성파 필터
US2292388A (en) Rochelle salt piezoelectric crystal apparatus
JP2003273691A (ja) 表面弾性波素子
JPH11295281A (ja) 計測用の超音波トランスジューサー
JPH0356013B2 (ko)
JPH03175811A (ja) 弾性表面波素子
JPH025329B2 (ko)
JP2000278086A (ja) 弾性表面波デバイス
JPH10126208A (ja) 弾性表面波装置
Inoue et al. Investigation for wide-band underwater ultrasonic transducers
Zeng et al. A Spurious-free Laterally-excited Bulk Acoustic Resonator with Ring-shaped Interdigital Electrodes

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application