KR20040089131A - 향상된 성능을 갖는 표면탄성파 소자 및 소자 제조 방법 - Google Patents

향상된 성능을 갖는 표면탄성파 소자 및 소자 제조 방법 Download PDF

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KR20040089131A
KR20040089131A KR10-2004-7011831A KR20047011831A KR20040089131A KR 20040089131 A KR20040089131 A KR 20040089131A KR 20047011831 A KR20047011831 A KR 20047011831A KR 20040089131 A KR20040089131 A KR 20040089131A
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Abstract

표면탄성파 소자는 기판상에 형성된 변환기 전극을 포함한다. 하나의 양상으로서, 상기 전극이 복수의 층들을 갖는다. 상기 층들중 적어도 하나는 금속이며 다른 층들은 with Al2O3 precipitates 보강에 의해 상기 금속층으로 경화 효과를 제공하기 위한 물질이다. 다른 양상으로서, 전극은 표면탄성파 소자와 회로 소자 및 외부 표면탄성파 소자와의 전기적인 연결을 허락하는 금속 구성요소에 전기적으로 연결되어져 있다. 상기 전극은 제 1 금속화의 금속 일부를 갖는다. 상기 구성요소는 제 2 금속화와 다르다. 또 다른 양상으로서, 상기 표면탄성파 소자는 그와 같은 양상들을 갖기 위한 방법을 거쳐 제조되어진다.

Description

향상된 성능을 갖는 표면탄성파 소자 및 소자 제조 방법{Surface Acoustic Wave Device Having Improved Performance and Method of Making the Device}
표면탄성파(SAW) 소자는 인터-디지털 변환기(inter-digital transducer)의 전극들 사이의 에너지를 전달하기 위해 몸체의 표면을 가로질러 전파되는 표면파를 이용하는 전기-기계 변환 소자이다. 전기신호가 전극들중 하나에 제공되어질 때, 상기 몸체는 압박되어지고, 상기 압박은 표면탄성파가 된다. 상기 파는 몸체의 표면에 전파되고 다른 변환기에 전기신호 생성의 원인이 된다.
SAW 소자들은 넓은 범위의 응용분야들에 이용되어진다. 일례의 응용분야는 고에너지 전달을 위해 적용된 필터와 같은 것이다. 다른예의 응용분야는 큰 진폭(large amplitude)의 표면파가 기준파(standing wave)로서 존재하는 공진기(resonator)와 같은 것이다.
전류 SAW 소자들은 힐록들(hillocks), 보이드들(voids), 또는 알루미늄 금속화된 전극들 내에 발생하는 금속 이동에 기인한 특징에 관한 문제점들을 발현시킬 수 있다. 상기 이동은 감소된 압박에 주로 기인되어진다. 이와 같은 문제점들은 전극 변환기를 제공하는 인터-디지트 핑거들(inter-digit fingers)이 매우 가늘어지는 SAW 소자에 대해 쉽게 발생되어질 수 있다. 이 같은 상황들 아래에서, 상기 SAW 소자는 일탈 또는 요구된 주파수 성능으로부터 멀어지는 변화(shift)를 경험할 수 있다.
SAW 소자는 고주파수 영역 내에 고전력 입력(high power input)을 갖는 지속파(continuous wave)를 견딜수 있어야만 한다. 더욱 상세하게는, 상기 금속화의 인터-디지트 변환기 및 금속화의 본드 패드들(bond pads)과 버스바들(busbars)도 성능의 과도한 하락없이 그러한 사용을 견딜수 있어야만 한다.
SAW 앰프 듀플렉서들에 대한 금속화 시스템들은 800 ∼ 900 ㎒ 주파수대역 내의 사용을 위해 개발되어졌다. 또한, 어떤 SAW 안테나 듀플렉서 소자들도 1.8 내지 2.1 ㎓ 주파수대역을 위해 개발되어졌다. 이와 같은 SAW 안테나 듀플렉서들의 충분한 내구성을 향상시키기 위해, 개선쪽으로 설정된 많은 시도들이 있었다. 더욱 상세하게는, 상기 시도들은 향상된 전력 내구성 쪽으로 설정되어졌다. 어떤 노력들은 알루미늄 합금의 새로운 구성들을 개발하는 쪽으로 설정되어졌다.
통상, 순수한 알루미늄 금속은 불충분한 반이동(antimigration) 특성을 드러낸다(즉, 용이하게 이동하기 쉬운). 개선쪽으로 어떤 이전 작업은 Cu, Pd, Y, Sc,또는 Mg와 같은 도펀트 소량은 향상된 전력 내구성을 제공한다는 것이 발견되었다. 이 같은 도펀트 소량 때문에, 소자 수명은 증가되어진다. 그러나, 어떤 관점에서, 도펀트의 량을 증가시키는 것은 전기 저항이 증가하는 바람직하지 못한 원인이 된다. 그러므로, 이들 관련된 요소들은 증가된 수명과 증가된 전기 저항 사이의 균형에 기인한다.
본 발명은 표면탄성파(SAW) 소자들에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 고출력 금속화 시스템들을 갖기 위해 제조된 SAW 소자들에 관한 것이다. 하나의 특정한 응용분야에 있어, 본 발명은 안테나 듀플레서들 내의 필터들로서 이용되는 그러한 고출력 SAW 소자들에 관한 것이다.
앞서 말한 것 그리고 다른 특징들 및 이점들은 첨부한 도면들을 참조하는 다음 설명을 읽음으로써 통상의 기술을 가진 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 표면탄성파(SAW) 소자의 평면도이다.
도 2는 도 1의 2-2에 따른 횡단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 일부확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 SAW 소자를 제조하는 처리 흐름도이다.
도 5 내지 도 18은 본 발명에 따른 SAW 소자의 제조과정을 연속적으로 도시한 것이다.
하나의 양상에 따르면, 본 발명은 기판상에 형성된 변환기 전극를 포함하는 표면탄성파 소자를 제공한다. 상기 전극은 복수의 층들을 갖는다. 상기 층들중 적어도 하나는 금속이고 다른 층들은 금속층으로 경화 효과를 제공하는 물질이다.
다른 양상에 따르면, 본 발명은 기판상에 형성된 변환기 전극을 포함하는 표면탄성파 소자를 제공한다. 상기 전극은 복수의 층들을 갖는다. 상기 층들중 하나는 금속이고 다른 층들은 금속 및 산소화합물이다.
또 다른 양상에 따르면, 본 발명은 표면탄성파 소자 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 기판을 제공하는 것 및 상기 기판상에 복수의 층들을 갖는 변환기 전극을 생성하는 것을 포함한다. 상기 전극 생성 단계는 금속층 생성 및 상기 금속층으로 경화 효과를 제공하는 물질층 생성을 포함한다.
또 다른 양상에 따르면, 본 발명은 변환기 전극을 포함하는 표면탄성파 소자를 제공한다. 상기 전극은 표면탄성파 소자와 회로 소자 및 외부 표면탄성파 소자와의 전기적인 연결을 허락하는 금속 구성요소에 전기적으로 연결되어져 있다. 상기 전극은 제 1 금속화의 금속 일부를 갖는다. 상기 구성요소는 제 2 금속화와 다르다.
또 다른 양상에 따르면, 본 발명은 변환기 전극을 포함하는 표면탄성파 소자를 제공한다. 상기 전극은 표면탄성파 소자와 회로 소자 및 외부 표면탄성파 소자와의 전기적인 연결을 허락하는 금속 구성요소에 전기적으로 연결되어져 있다. 상기 전극은 제 1 금속으로 제조된 금속 일부를 갖는다. 상기 구성요소는 제 2 금속와 다르다.
또 다른 양상에 따르면, 본 발명은 변환기 전극을 포함하는 표면탄성파 소자를 제공한다. 상기 전극은 표면탄성파 소자와 회로 소자 및 외부 표면탄성파 소자와의 전기적인 연결을 허락하는 금속 구성요소에 전기적으로 연결되어져 있다. 상기 전극은 제 1 두께의 금속 일부를 갖는다. 상기 구성요소는 다른 제 2 두께의 금속이다.
또 다른 양상에 따르면, 본 발명은 표면탄성파 소자의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 변환기 전극을 제조하는 것을 포함한다. 상기 변환기 전극은 제 1 금속화의 금속 일부로 제조되어진다. 상기 방법은 표면탄성파 소자와 회로 소자 및 외부 표면탄성파 소자와의 전기적인 연결을 허락하는 전극에 전기적으로 연결된 금속 구성요소를 제조하는 것을 포함한다. 상기 금속 구성요소는 다른 제 2 금속화로 제조되어진다.
상기 IDT(24)는 금속화 구조(40)를 포함하는 것은 당연하다. 또한, 본드 패드들(16, 18), 및 버스바들(20, 28)이 금속화 구조(4본 발명에 따른 표면탄성파(SAW) 소자(10)의 일례는 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 상기 SAW 소자(10)는 기판(12)상에 제공되어진다. 상기 기판(12)은 평평한 상부(상기 도면들에 나타낸 것처럼) 표면을 갖는 평면이다. 상기 기판(12)은 석영(quartz), 리튬 니오베이트(lithium niobate), 또는 리튬 탄탈레이트(lithium tantalate)과 같은 적절한 물질일 수 있다.
상기 SAW 소자(10)은 필터와 같은 임의의 적용분야에 사용할 수 있다. 특정한 적용분야의 하나로서, 상기 SAW 소자는 셀룰라 전화 핸드세트들와 같은 통신장치로 사용하기 위한 안테나 듀플렉서로서 이용되어진다. 전화 핸드세트 장치의 예를 들면, 상기 SAW 소자는 핸드세트들의 콤팩트한 크기 부분 때문에 상대적으로 작다.
상대적으로 작은 크기의 관점에서, 상기 SAW 소자(10)는 SAW 소자와 회로 소자 및 외부 SAW 소자와의 전기적인 연결을 위한 2개의 도전성 본드 패드들(16, 18)을 포함한다. 제 1 본드 패드(16)로부터의 확장은 인터-디지털 변환기(IDT, 24)의 전극 디지트들(22)의 제 1 세트에 전기적으로 연결되어진 전기적인 도전성 버스바(busbar, 20)이다. 전기적인 도전성 버스바(28)은 제 2 본드 패드(18)로부터 확장하며, 상기 IDT(24)의 전극 디지트들(30)의 제 2 세트에 전기적으로 연결되어져 있다. 전극 디지트들(22, 30)의 상기 제 1 세트 및 제 2 세트는 SAW 테크놀로지 기술에 알려진 바와 같이 서로 인터스펄즈된 패션(interspersed fashion)으로 평행 관계로 확장한다. 또한, 본드 패드들(16, 18), 및 조합된 버스바(20, 28)은 SAW 테크놀로지 기술에 알려진 바와 같이 외부 회로 소자와 전기적 연결을 허락하는 구성요소들이다.
상기 IDT(24) 부근에는 제 1 리플렉터(34) 및 제 2 리플렉터(36)가 있다. 상기 리플렉터(34, 36)은 상기 IDT(24)의 구조와 유사한 구조를 가질 수 있다.
그러나, 상기 IDT(24)는 상기 본드 패드들(16, 18) 및 조합된 버스바들(20, 28)의 구조와 다른 구조를 갖는다.
상기 IDT(24)는 금속화 구조(40)을 포함하는 것이 당연하다. 또한, 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)이 금속화 구조(42)를 갖는다는 것도 당연하다. 그러나, 상기 IDT(24)의 금속화(40)는 본드 패드들 및 버스바들(16, 18, 20, 28)의금속화(42)와 다르다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 금속화들(40, 42)의 차이점의 일례가 도시되어져 있다. 다른 금속화(40, 42)는 요구된 파라미터들로 동작시키기 위해 IDT(24)를 허락하며, 과도한 제한없이 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)을 통해 회로 소자의 흐름을 아직까지 허락한다. 이와 같이, 본 발명의 하나의 양상에 따르면 알려진 SAW 소자들과 같지 않은, 상기 IDT(24)는 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)의 금속화(42)와 비교된 것처럼 다른 금속화(40)으로 구성되어진다.
상기 두 금속화(40, 42)의 차이점은 IDT(24)의 요구된 작동을 허락하며, 상기 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)을 통해 받아들일 수 있는 전도성도 허락하는 차이일 것이다. 도 1 및 도 2에 도시된 예에서, 다른 금속화(40, 42)는 상기 IDT(24)와 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)를 위한 금속층들의 크기 차이점들을 포함한다. 상기 차이점은 금속층들의 높이 차이점들에 의해 성취되어질 수 있을 것이다. 더욱 상세하게는, 상기 금속화(40)는 높이 H1이며, 상기 금속화(42)는 H1 보다 큰 높이 H2이다.
도 3은 인터-디지털 변환기(24)의 제조에 이용되어지는 제 1 금속화(40)의 일례를 도시한다. 더욱 상세하게는, 디지트들(22)의 제 1 세트의 단독 전극 디지트(22N)가 도시되어 있다. 도시된 일례의 금속화(40)은 수직 스택(vertical stack)을 제공하기 위해 복수의 금속층들을 포함한다. 상기 층의 수 및 금속의 형태에 의하여 본 발명이 변화되어질 수 있음은 당연하다.
상기 예로 되돌아가면, 상기 금속화(40)은 티타늄 또는 다른 금속 및 기판(12)에 들러붙는 것을 포함하는 제 1 층(44)(즉, 서브레이어(sublayer))포함한다. 서브레이어(44) 표면 상부에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 및 알루미늄 합금, 및 산화알루미늄(Al2O3)를 포함하는 제 2 층(46)이 있다. 알루미늄 합금은 구리를 포함하거나, 또는 마그슈만드(magnesiumand)는 고용체(solid solution) 형태일 수 있다(예를 들어, Al-Cu, Al-Mg). 다음층(즉, 제 3 층)(48)은 인터메탈릭(intermetallic) 화합물(예를 들어, CuAl2, MgAl3)을 포함한다. 상기 제 3 층(48)은 매우 얇으며, 상기 제 2 층(46)과 제 4 층(50) 사이의 경계면에 확산에 의해 형성되어진다. 개재층(즉, 제 4 층)(50)은 구리 또는 마그네슘과 같은 단일 금속을 포함한다.
제 5 층(52)은 인터메탈릭 화합물을 포함한다. 상기 화합물은 상기 제 3 층(예를 들어, CuAl2, MgAl3)과 같은 상기 인터메탈릭 화합물과 동일할 수 있다. 제 6 층(54)는 알루미늄 또는 산화알루미늄(Al2O3)를 포함한다. 상기 고용체는 상기 제 2 층(예를 들어, Al-Cu, Al-Mg)과 같은 상기 고용체(예를 들어, Al-Cu, Al-Mg)와 동일할 수 있다. 복수층(44-54) 각각은 기판(12)의 평면 표면에 평행하게 확장하는 적어도 일부(예를 들어, 48A 또는 54A)를 갖는다.
상기 문제점들중 하나는 임의의 SAW 소자가 인터-디지털 변환기에 의해 제공되어지는 수명을 사용할 수 있는 것으로 간주되어져야 한다. 더욱 상세하게는, 사용동안, 상기 인터-디지털 변환기의 디지트들은 디지트들의 하락에 기인할 수 있는 압전기 힘들에 종속되어진다. 특히, 알루미늄은 이동하는 것이 가능하다.
도 3에 도시된 예에 의하면, 제 1 금속화의 다수층들이 적어도 하부 또는 그 이전층들에 대하여 부분적으로 확장된 일부들(예를 들어, 48B 또는 54B)을 갖는 적어도 상부 또는 그 다음층들(예를 들어, 48 또는 54)와 같이 생성되어진다. 이들 일부들(48B 또는 54B)는 기판(12) 평면에 가로질러 확장한다. 이와 같이, 이들 가로지르는 일부들(48B 또는 54B)은 기판(12)에 관련되는 측면(예를 들어, 비스듬히) 스태킹(stacking)을 제공한다. 상기 측면 스태킹은 알루미늄, 단일 또는 혼합물 또는 화합물을 포함하는 적어도 하나의 층(예를 들어, 제 2 층)에 대해 확장한다. 상기 측면 스태킹은 IDT(24)내 알루미늄 이동에 대해 저항을 증가시킨다. 도시된 예에서, 층들(43∼52)은 측면 스태킹을 제공하다.
상부 또는 마지막 층(56)은 전극 디지트(22N)의 최외곽 주위상에 제공되어진다. 상부층(56)은 보호 효과를 제공한다. 상부층(56)의 물질은 실리콘 산화물(SiO2) 또는 산화알루미늄(Al203)일 수 있다. 이전층들의 일부(예를 들어, 상부층들 48-54)와 유사하게, 상기 상부층(56)은 기판(12)의 평면에 평행하게 확장하는 일부(56A)와, 기판의 평면에 가로질러 확장하는 일부(56B)를 포함한다. 상기 가로지르는 일부(56B)는 기판(12)에 대해 전극 디지트(22N)의 측면들을 따라 아래로 확장한다. 이와 같이, 상기 가로지르는 일부(56B)는 측면 스태킹의 일부로 간주되어질 수 있다.
기판(12)에 대해 확장하는 상기 가로지르는 일부(56B)와 함께, 상기 상부층(56)은 이전 금속층들(44∼54)을 에워싼다. 그러나, 상기 상부층(56)의 물질(예를들어, SiO2또는 A1203)이 기판(12)를 따라 확장되지 않는 것으로 인식되어져야 한다. 더욱 상세하게는, 상기 물질은 금속층들(44∼54)을 제한하기에 충분하게 기판을 속박시키기 위해 단지 아래로 확장함으로써, 이 같은 전극 디지트(22N)를 규정한다.
상기 제 2 층(46)에 더욱 상세하게 초점을 맞추면, 상기 제 2 층(46)은 알루미늄 또는 알루미늄 화합물, 및 산화알루미늄을 포함하며, 이는 순수 금속 알루미늄이 불충분한 반이동(antimigration) 특성을 갖는다는 것이 다시 인식되어져야 한다. 따라서, 본 발명의 다른 양상은 산화알루미늄의 존재이다. 또한, 본 발명의 이 양상은 상기 제 2 층(46) 내에 산화알루미늄을 제공하기 위한 IDT(24)의 생성동안 산소의 이용을 포함한다. 산호는 산화알루미늄을 제공하기 위해 알루미늄과 상호작용이 허락되어진다. 일례로서, 상기 산소는 제 2 층(46)의 생성동안 물(예를 들어, 수증기) 또는 순산소(pure oxygen)의 존재에 의해 제공되어진다.
일례로서, 상기 산화알루미늄은 제 2 층(46)의 외곽 주위 표면들(예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 상부, 좌측 및 우측) 근처에 많이 집중되는 경향이 있다. 상기 제 2 층(46) 내에 산화알루미늄의 존재는 알루미늄 금속의 이동을 억제시키는 것을 돕는다. 이것은 경화 효과로서 언급되어진다. 산화알루미늄이 상기 제 2 층(46)의 외곽 주위 표면상에 존재하는 경향이 있으므로, 이는 산화알루미늄이 여전히 다른층을 생성시킨다는 것으로 간주되어질 수 있다. 이 층은 필름일 수 있다. 게다가, 이 층은 상기 제 2 층(46) 내의 서브레이어로 간주되어질 수 있으며, 이는도면들 내의 층으로서 명확하게 확인되어지지 않지만, 상기 제 2 층(46)의 외곽 주위 라인에 의해 나타내어지는 것으로 간주되어질 수 있다. 게다가, 상기 순수 금속(알루미늄 또는 알루미늄 화합물)의 변화는 점진적인, 진보적인 변화일 것이다. 그럼에도 불구하고, 상기 산화알루미늄은 알루미늄에 경화 효과를 제공하고 알루미늄의 이동을 방지하는 경화층을 제공할 수 있다.
이와 같은 경화층 또는 서브레이어는 임의의 상부, 그 다음층들에 이용되어질 수 있음은 당연하다. 예를 들어, 알루미늄 또는 화합물로서 알루미늄을 포함하는 화합물 금속을 포함하는 임의의 층들(예를 들어, 상기 제 3 층(48) 또는 제 5 층(52))은 그 층 내에 산화금속을 생성하기 위한 산소 제공에 의해 딱딱해질 수 있다. 이것은 보호층으로서 간주되어지는 상부 또는 최외곽층(56)을 포함한다. 상기 임의의 층들은 알루미늄 금속에 경화 효과를 제공할 수 있고 이동을 방지할 수 있다.
도 3에 도시된 전극 디지트(22N)의 구조는 다른 금속들 및 화합물들, 다른 층들, 다른 층들의 수들, 측면 스태킹 및 경화층들에 관한 다른 구조들, 본 발명의 관점내의 모든 것들을 포함하여 변화되어질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다. 예를 들어, 상기 전극 디지트(22N)의 금속화(40)는 산화알루미늄(Al203)의 존재와 함께 알루미늄 또는 알루미늄 화합물인 금속의 단일층을 포함할 수 있다. 이같은 금속화는 향상된 반이동 특성들을 위한 측면 스태킹에 의존하지 않는다. 상기 경화 효과는 향상된 반이동 특성들을 위해 제공한다.
아직 금속화(40)의 다른 예는 알루미늄 또는 알루미늄 화합물, 및 산화알루미늄(A12O3)의 교차층들을 포함한다. 이 금속화는 제 1 층인 알루미늄 또는 알루미늄 화합물층과 함께 5개 층들을 가질 수 있다. 측면 스태킹은 그와 같은 복수의 층들에 이용되어질 수 있다.
금속화(40)의 제 3 층의 예는 알루미늄 또는 알루미늄 화합물, 및 산화알루미늄 서브레이어를 갖는 알루미늄 또는 알루미늄 화합물의 교차층들이다. 다시, 상기 서브레이어들은 금속(알루미늄 또는 알루미늄 화합물)과 산화알루미늄 사이의 경계선 정의가 명확하지 않다. 이같은 금속화는 제 1 층인 알루미늄 또는 알루미늄 화합물층과 함께 5개의 층들일 수 있다. 측면 스태킹은 그와 같은 복수의 층들에 이용되어질 수 있다. 상기 금속화(40)의 다른 예로서, 산화알루미늄을 갖는 알루미늄 또는 알루미늄 화합물의 교차층들이 구리 또는 마그네슘으로 된 다른 층들이 제공되어진다. 이같은 금속화는 제 1 층인 알루미늄 또는 알루미늄 화합물층과 함께 5개의 층들일 수 있다. 측면 스태킹은 그와 같은 복수의 층들에 이용되어질 수 있다. 다시, 상기 경화 효과는 반이동 특성들을 향상시킨다.
지금까지 논의한 관점에 있어, 본 발명이 IDT(24)의 성능 및 수명을 향상시키기 위해 설정된 다양한 특성들 및 양상들을 제공하는 것은 당연하다. 아직까지 IDT(24)의 성능 및 수명을 향상시키기 위해 설정된 다양한 특성들 및 양상들은 본 발명에 의해 제공되어진다.
언급된 것처럼, 상기 본드 패드(16)(도 2) 및 버스바(20)은 상기 IDT(24)의 금속화(40)와 비교되는 다른 금속화(42)를 가지고 있다. 비록 알루미늄 또는 알루미늄 화합물이 상기 IDT(24) 내의 금속을 사용하기는 하지만, 알루미늄 및 알루미늄 화합물들은 뛰어난 전도성을 갖지 않는 것은 당연하다. 이와 같이, 본 발명의 다른 양상은 오로지 상기 본드 패드들(16, 18) 및 버스바(20, 28) 내의 알루미늄 또는 알루미늄 화합물에 의존하는 것을 기피하기 위해 제공한다. 도 2에 도시된 예에서, 상기 본드 패드(16, 18), 및 버스바들(20, 28)의 금속화(42)는 제 1 금속화(40)의 금속층들에 부가적으로 실버층(silver layer)(60)을 포함한다. 물론, 상기 금속화(42)가 다른 구조(예를 들어 제 1 금속화(40) 및 될수 있는데로 충분히 존재하는 골드(gold) 또는 다른 높은 전도성 금속)일 수 있다는 것은 당연하다. 상기 이점들의 표시로서 다음 챠트는 약간의 예들을 제공하는 다른 금속화(40, 42)의 이용에 의해 제공된다.
IDT 금속 시스템 패드/버스바 RIDT(Ohm) RTOT(Ohm) RIDT/RTOT
Al Al 1.19 9.75 12..2.2％
Al:2％Cu-Cu-al:2％Cu Al:2％Cu-Cu-Al:2％Cu 2.19 18 12.2％
Al Ag 1.17 1.67 70％
Al:2％Cu-Cu-al:2％Cu Ag 2.19 2.67 82％
여기서, RIDT는 단지 IDT(24)에 의해 제공된 저항이고, RTOT는 전체 SAW 소자(10)의 저항이다.
본 발명에 따른 상기 SAW 소자(10)는 임의의 적절한 기술에 의해 제조되어질 수 있다. 어떤 기술들은 본 발명의 어떤 구조 특징들을 더욱 용이하게 제공할 수 있다. 특별하게, 금속 리프트-오프(lift-off) 제작 기술들은 본 발명의 어떤 구조적 특징들을 더 용이하게 제공한다. 이와 같이, 상기 금속 리프트-오프 기술의 이점은 건식식각과 같은 다른 기술들보다 나은 본 발명을 제공할 수 있다. 그러나,상기 금속 리프트-오프 제작 기술들은 본 발명의 구조적 특징들에 한정하고자 하는 것이 아님은 당연하다. 이와 같이, 본 발명의 구조적 특징들은 임의의 적절한 기술에 의해 제조되어질 수 있다.
도 4의 흐름도는 본 발명에 따른 처리(100)의 일례를 도시한다. 상기 예는 금속 리프트-오프 기술들을 포함한다. 102 단계에서, 상기 기판(12)는 제공되어진다. 상기 기판(12)는 104 단계에서 청소되어진다.
106 단계에서, 상기 기판(12)의 상부 또는 정면 표면은 포토레지스트 물질(photoresist material)로 도포되어진다. 상기 도포는 IDT(24) 생성을 위한 제 1 리소그래피 처리 순서를 준비하는 것이다. 108 단계에서, 상기 포토레지스트 물질은 제 1 마스크를 이용하여 노출되어진다. 상기 마스크는 IDT(24) 생성을 위해 형성되어진다. 상기 마스크는 제 1 리플렉터(34) 및 제 2 리플렉터(36)을 생산하는데 이용되는 영역들을 포함할 수도 있다. 게다가, 상기 마스크는 상기 본드 패드들(16, 18) 및 버스바(20, 28)을 생산하는데 이용되는 영역들을 포함할 수도 있다. 상기 포토레지스트 물질은 110 단계에서 현상되어진다. 상기 현상은 IDT(24) 및 요구된다면, 제 1 리플렉터(34) 및 제 2 리플렉터(36), 그리고 상기 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)을 위한 위치들에서 상기 포토레지스트 물질을 제거한다.
112 단계에서, 제 1 금속화 정렬(예를 들어, 금속화(40)에 대해)이 현상된 포토레지스트(즉, 제거된 포토레지스트의 관련 영역들과 함께)상에 제공되어진다. 일례로서, 상기 프로비젼(provision)은 금속 물질(들)의 증발 증착에 의한 것이다. 상기 제 1 금속화 정렬은 하나 또는 그 이상의 층들(예를 들어 46-54) 및 다른 물질들에 관해 위에서 언급된 임의의 구조들을 가질 수 있다. 일례로서, 상기 제 1 금속화 정렬은 2000Å 내지 4000Å 두께이다.
다시, 설명된 예로서, 상기 제 1 금속화 정렬은 IDT(24) 및 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)의 제 1 파트(part)제공하는 쪽으로 간다. 112 단계 내에서, 상기 하나 또는 그 이상의 산화알루미늄 서브레이어들 또는 필름들의 형성은 알루미늄 또는 알루미늄 화합물의 증발동안 수증기 또는 순산소의 제공에 의해 발생된다.
114 단계에서, 상기 실리콘 산화물(SiO2) 또는 산화알루미늄(Al2O3) 상부층, 보호층(56)이 생성되어진다. 일례로서, 상부층, 보호층(56)은 물리 기상 증착(PVD : Physical Vapor Deposition)에 의해 생성되어지고, 그 두께가 100Å 내지 500Å이다. 여기서, 제공된 예에 있어, 상기 상부층(56)은 IDT(24), 및 적어도 처음에 상기 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)을 위한 영역에 제공되어진다.
116 단계에서, 상기 현상된 포토레지스트 물질은 아세톤 또는 그와 유사한 것의 이용에 의해 제거되어진다. 상기 포토레지스트에 의해 제공되어지며 기판(12)에 들러붙지 않는 원치 않은 금속은 제거된 포토레지스트 물질로 제거되어진다. 116 단계는 제 1 리프트-오프 단계로서 언급되어진다.
다시, 상기 기판(12)의 상부 표면이 상기 제 1 금속화 정렬 및 상부층(56) 장소를 포함하여 118 단계에서 포토레지스트 물질로 도포되어진다. 118 단계는 제 2 포토리소그라피 처리 순서를 시작한다. 120 단계에서 상기 포토레지스트 물질은 다른 마스크를 이용하여 노출된다. 상기 마스크는 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)를 위한 영역들을 제공하기 위해 사용되어지는 그러한 노출이다.
122 단계에서, 상기 포토레지스트 물질은 현상되어진다. 따라서, 상기 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)의 영역들에서 포토레지스트 물질이 본드 패드들 및 버스바들의 생성을 위한 영역에서 실리콘 산화물 또는 산화알루미늄층을 노출시키기 위해 제거되어진다.
124 단계에서, 상기 실리콘 산화물은 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)을 위한 영역에서 식각되어진다. 따라서, 제공된 예로서, 상기 제 1 금속화 정렬(예를 들어, 제 1 금속화(40))이 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)을 위한 영역에서 노출되어진다. 126 단계에서, 제 2 금속화 정렬이 노출된 표면상에 증착되어진다. 일례로, 상기 제 2 금속화 정렬은 1㎛ 내지 2㎛ 두께에 물질을 제공한다. 상기 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)의 영역에서 제 1 금속 정렬과 결합하는 제 2 금속 정렬은 본드 패드들 및 버스바들을 포함하는 제 2 금속화(42)를 제공한다.
128 단계에서, 상기 포토레지스트 물질은 포토레지스트 물질(즉, 본드 패드들 및 버스바들을 위한 영역이 아닌 금속) 상의 임의의 금속과 함께 제거되어진다. 상기 포토레지스트 물질은 아세톤 또는 그와 유사한 것으로 제거되어지며, 제 2 리프트-오프로 언급되어질 수 있다. 130 단계에서, 상기 SAW 소자(10)은 주파수 및 필요로된 주파수 조정을 결정하기 위한 프로브에 의해 테스트되어진다. 132 단계에서, 상기 실리콘 산화물 상부층 또는 알루미늄 상부층(56)은 요구된 주파수에서 상기 SAW 소자가 작동할 수 있도록 보장하기 위해 필요로 된 임의의 조정을 위해 리액티브 이온 에칭(reactive ion etching) 또는 이온 밀링(ion milling)에 의해 트림(trim)되어질 수 있다.
도 5 내지 도 18은 도 4의 처리(100) 도면을 제공한다. 도 5 내지 도 18이 도 1의 SAW 소자(10)의 횡단면을 실제적으로 제공하는 않음은 당연하다. 도 5 내지 도 18은 단지 IDT(24) 및 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)를 생성하기 위해 이용된 다른 구조 기술을 도시하기 위해 제공되어진다.
도 5는 102 단계에서 제공된 기판(12)을 도시한다. 도 6은 106 단계에서 포토레지스트 물질(210)을 코팅한 것을 나타낸다. 상기 108 단계에서 포토레지스트 물질(210)의 노출(예를 들어, 적용된 에너지(212) 및 마스크(214)에 의해)이 도 7에 나타내져 있다.
도 8은 110 단계에 따라서 포토레지스트(216)가 잔류하는 것을 나타낸다. 상기 잔류한 포토레지스트(216)는 약간 역테이퍼(218)지는 것에 주의해야 한다(즉, 저면 안쪽으로 테이퍼진). 이 테이퍼(218)은 상기 IDT(40) 내에 사용되는 제 1 금속화(40) 내의 측면 스태킹 생성을 도울수 있다. 다시, 비록 이같은 처리 순서가 본 발명의 IDT(24)의 생성에 사용되어진다 하더라고, 본 발명의 IDT(24)는 다른 방법들에 의해 생성되어질 수 있다.
도 9는 제 1 금속화(40)을 위한 제 1 금속화 정렬의 증착(예를 들어, 증발에 의해)나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 금속화 정렬은 IDT(24)에 측면 스태킹의 준비를 돕는 경사 또는 테이퍼진 표면들(222)를 포함한다. 금속이 잔류 포토레지스트 물질(216) 상에 증착되어질 수 있다는 것을 주목하라. 또한, 산소는, 어쩌면 수증기 또는 순산소(224)에 의해, 하나 또는 그 이상의 알루니늄/알루니늄 화합물 층들의 증착동안 제공되어진다.
상기 실리콘 산화물 상부층 또는 산화알루미늄 상부층(56)은 도 10에 도시되어져 있다. 상기 116 단계에서 잔류 포토레지스트 물질(216)의 제거는 도 11에 개략적으로 도시되어져 있다. 상기 118 단계의 포토레지스트 물질(228)의 코팅은 도 12에 도시되어져 있다.
도 13은 120 단계를 위한 포토레지스트 물질(228)의 노출(예를 들어, 적용된 에너지(230) 및 마스크(232)에 의해)을 도시한다. 마스크(232)는 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)을 위한 영역들에 포토레지스트 물질(228)의 노출을 허락하는 것을 주의하라. 상기 122 단계에서 포토레지스트 물질의 현상은 도 14에 도시되어져 있다. 도 14에 보여질 수 있는 바와 같이, 상기 잔류 포토레지스트 물질(234)는 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)을 위한 영역들로부터 제거되어진다. 상기 잔류 포토레지스트 물질(234)는 임시적으로 IDT(24)의 영역을 커버하는 것을 주의하라.
상기 124 단계에서 실리콘 산화물 또는 알루미늄의 상부층(56)의 식각은 도 15에 도시되어져 있다. 상기 식각은 적용된 리액티브 이온들(238) 또는 습식 처리에 의한 것이다. 상기 126 단계에서 제 2 금속 정렬의 증착은 도 16에 도시되어져 있다. 도 16에 보여질 수 있는 바와 같이, 상기 제 2 금속 정렬은 상기 본드 패드들(16, 18) 및 버스바들(20, 28)의 영역들에서 제 1 금속 정렬에 직접 적용되어진다. 따라서, 상기 제 1 금속 정렬 및 제 2 금속 정렬 모두 상기 본드 패드들(16,18) 및 버스바들(20, 28)을 제공하는 제 2 금속화(42)를 포함한다.
상기 128 단계에서 잔류 포토레지스트 물질(234)의 제거는 도 17에 도시되어져 있다. 상기 리액티브 이온 에칭(240)에 의한 상부층(56)의 실리콘 산화물의 트리밍(trimming)은 도 18에 도시되어져 있다.
위에서 설명한 본 발명으로부터, 해당 기술의 숙련된 당업자들은 개선점들, 변화들, 및 변경들을 이해할 것이다. 기술의 숙련내에서 이러한 개선점들, 변화들, 및 변경들은 덧붙여진 청구항들에 의해 보호되어질 것이다.

Claims (42)

  1. 복수의 층들을 가지며, 그리고 상기 층들중 적어도 하나는 금속이며 다른 층들은 상기 금속층으로 경화 효과를 제공하는 물질인, 기판상에 형성된 변환기 전극을 포함하는 표면탄성파 소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 물질은 금속 및 산화 화합물인 표면탄성파 소자.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 금속 및 산화 화합물은 알루미늄을 포함하는 표면탄성파 소자.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 금속 및 산화 화합물은 산화알루미늄인 표면탄성파 소자.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 물질의 금속은 알루미늄을 포함하는 표면탄성파 소자.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 평면이며, 상기 층들의 각각은 기판에 대해 평행하게 확장하는 일부를 가지며, 상기 평행하게 확장하는 일부들은 기판에 대해 수직으로 쌓여지며, 그리고 상기 가로질러 확장하는 일부들은 기판에 대해 측면으로 쌓여지는 표면탄성파 소자.
  7. 제 6 항에 있어서, 금속의 이동을 방지하기 위해, 경화 물질의 상기 제 2 층은 금속의 상기 제 1 층에 대해 측면으로
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 가로지르는 일부들은 전극을 지나 기판 표면으로 확장되지 않는 표면탄성파 소자.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 물질은 금속 및 산화 화합물인 표면탄성파 소자.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 금속 및 산화 화합물은 알루미늄인 표면탄성파 소자.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 금속 및 산화 화합물은 산화알루미늄인 표면탄성파 소자.
  12. 제 6 항에 있어서, 상기 물질의 금속은 알루미늄을 포함하는 표면탄성파 소자.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 가로지르는 전극은
    표면탄성파 소자와 회로 소자 및 외부 표면탄성파 소자와의 전기적인 연결을 허락하는 금속 화합물에 전기적으로 연결되어지며, 상기 전극은 제 1 금속화의 금속 일부를 갖고, 그리고 상기 화합물은 제 2 금속화와 다른 표면탄성파 소자.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 화합물은 버스바 및 본드 패드중 어느 하나를 포함하는 표면탄성파 소자.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 금속화는 제 1 금속으로 제조된 전극의 금속 일부를 포함하며, 그리고 상기 제 2 금속화는 제 2 금속과 다르게 제조된 화합물을 포함하는 표면탄성파 소자.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 금속화는 제 1 두께를 갖는 전극의 금속 일부를 포함하며, 그리고 상기 제 2 금속화는 다른 제 2 두께를 갖는 화합물을 포함하는 표면탄성파 소자.
  17. 복수의 층들을 가지며, 그리고 상기 층들중 적어도 하나는 금속이며 다른 층들은 금속 및 산화 화합물인, 기판상에 형성된 변환기 전극을 포함하는 표면탄성파 소자.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 금속 및 산화 화합물은 알루미늄을 포함하는 표면탄성파 소자.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 금속 및 산화 화합물은 산화알루미늄인 표면탄성파 소자.
  20. 기판을 제공하는 단계; 및
    복수의 층들 또는 기판을 가지며, 금속층 생성 및 상기 금속층에 경화 효과를 제공하는 물질층 생성을 포함하는 변환기 전극을 생성하는 단계
    를 포함하는 표면탄성파 소자의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 물질층의 생성 단계는 금속 및 산화 화합물층으로서 물질층을 생성하는 것을 포함하는 표면탄성파 소자의 제조 방법.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 변환기 전극을 생성하는 단계는 금속 리프트-오프(lift-off) 처리를 포함하는 표면탄성파 소자의 제조 방법.
  23. 표면탄성파 소자와 회로 소자 및 외부 표면탄성파 소자와의 전기적인 연결을 허락하는 금속 화합물에 전기적으로 연결되어지며, 상기 전극은 제 1 금속화의 금속 일부를 갖고, 그리고 상기 화합물은 제 2 금속화와 다른 변환기 전극을 포함하는 표면탄성파 소자.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 화합물은 버스바 및 본드 패드중 하나를 포함하는 표면탄성파 소자.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 제 1 금속화는 제 1 금속으로 제조된 전극의 금속 일부를 포함하며, 그리고 상기 제 2 금속화는 제 2 금속과 다르게 제조된 화합물을 포함하는 표면탄성파 소자.
  26. 제 23 항에 있어서, 상기 제 1 금속화는 제 1 두께를 갖는 전극의 금속 일부를 포함하며, 그리고 상기 제 2 금속화는 다른 제 2 두께를 갖는 화합물을 포함하는 표면탄성파 소자.
  27. 제 23 항에 있어서, 상기 전극은 복수의 층들을 가지며, 그리고 상기 층들중 적어도 하나는 금속이며 다른 층들은 상기 금속층으로 경화 효과를 제공하는 물질인 표면탄성파 소자.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 물질은 금속 및 산화 화합물인 표면탄성파 소자.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 금속 및 산화 화합물은 알루미늄을 포함하는 표면탄성파 소자.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 금속 및 산화 화합물은 산화알루미늄을 포함하는 표면탄성파 소자.
  31. 제 27 항에 있어서, 상기 물질의 금속은 알루미늄을 포함하는 표면탄성파 소자.
  32. 제 27 항에 있어서, 상기 기판은 평면이며, 상기 층들의 각각은 기판에 대해 평행하게 확장하는 일부를 가지며, 상기 평행하게 확장하는 일부들은 기판에 대해 수직으로 쌓여지며, 적어도 층들의 일부가 기판에 대해 가로질로 확장하는 일부를 가지며, 그리고 상기 가로질러 확장하는 일부들은 기판에 대해 측면으로 쌓여지는 표면탄성파 소자.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 금속의 이동을 방지하기 위해, 상기 경화 물질의 제 2 층은 금속의 상기 제 1 층에 대해 측면으로 확장하는 일부를 갖는 표면탄성파 소자.
  34. 제 32 항에 있어서, 상기 가로지르는 일부들은 전극을 지나 기판 표면으로 확장되지 않는 표면탄성파 소자.
  35. 제 32 항에 있어서, 상기 물질은 금속 및 산화 화합물인 표면탄성파 소자.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 금속 및 산화 화합물은 알루미늄을 포함하는 표면탄성파 소자.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 금속 및 산화 화합물은 산화알루미늄인 표면탄성파 소자.
  38. 제 32 항에 있어서, 상기 물질의 금속은 알루미늄을 포함하는 표면탄성파 소자.
  39. 표면탄성파 소자와 회로 소자 및 외부 표면탄성파 소자와의 전기적인 연결을 허락하는 금속 화합물에 전기적으로 연결되어지며, 상기 전극은 제 1 금속으로 제조된 금속 일부를 갖고, 그리고 상기 화합물은 다른 제 2 금속으로 제조된 변환기 전극을 포함하는 표면탄성파 소자.
  40. 표면탄성파 소자와 회로 소자 및 외부 표면탄성파 소자와의 전기적인 연결을 허락하는 금속 화합물에 전기적으로 연결되어지며, 상기 전극은 제 1 두께의 금속 일부를 갖고, 그리고 상기 화합물은 제 2 두께가 다른 변환기 전극을 포함하는 표면탄성파 소자.
  41. 제 1 금속화의 금속 일부를 갖기 위해 전극을 제조하는 것을 포함하는 변환기 전극을 제조하는 단계;
    상기 전극에 전기적으로 연결되며, 표면탄성파 소자와 회로 소자 및 외부 표면탄성파 소자와의 전기적인 연결을 허락하고, 다른 제 2 의 금속화 화합물을 제조하는 것을 포함하는 금속 화합물을 제조하는 단계
    를 포함하는 표면탄성파 소자의 제조 방법.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 가로지르는 전극을 제조하는 단계 및 금속 화합물을 제조하는 단계는 금속 리프트-오프 처리를 포함하는 표면탄성파 소자의 제조 방법.
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