KR20110058704A - 하이브리드 벌크 음파 공진기 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
하이브리드 벌크 음파(BAW) 공진기는, 제 1 전극과, 제 2 전극과, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 배치되는 압전층과, 제 2 전극에 인접하게 배치되는 단일의 미러쌍을 포함한다. 일예에서, 하이브리드 벌크 음파 공진기는 기판을 더 포함하며, 제 1 전극은 기판에 인접하게 배치되어 있다. 하이브리드 BAW 공진기를 제조하는 방법이 또한 개시되어 있다.
Description
본 발명은 하이브리드 벌크 음파 공진기에 관한 것이다.
예를 들어, 다양한 전자 장치 내에서, 고성능 필터를 제조하거나, 집적 회로(IC)와 연관된 진공 소자로서, 전압 제어식 발진기 또는 저노이즈 증폭기와 같이 특정의 전자 기능을 제공하기 위해, 벌크 음파(Bulk Acoustic Wave : BAW) 공진기(resonator)가 사용된다. BAW 공진기는, 온도에 따른 상대적으로 낮은 주파수 이동 및 양호한 전력 핸들링을 포함한 고성능을 나타내며, 작은 풋프린트(footprint) 및 낮은 프로파일을 가지며, 그들의 기술은 표준의 IC 기술과 호환가능하게 될 수 있다. 결과적으로, BAW 공진기의 사용이, 모바일 전자 장치 및 최신의 무선 통신 시스템 등의 고주파(RF) 시스템에서 증가하고 있다.
전형적으로, BAW 공진기는 상위 금속 전극과 하위 금속 전극 사이에 배치된 알루미늄 질화물 등의 압전 물질층을 포함한다. 상위 전극과 하위 전극에 걸쳐 전계가 가해지면, 구조물은 역 압전 효과로 인해 기계적으로 변형되고, 음파가 구조물에 발진된다. 해당 음파는 가해진 전계에 평행하게 전파되고 전극/공기 계면에서 반사된다.
도 1은 박막의 벌크 음파 공진기(FBAR)로서 불리는 BAW 공진기 구조의 일예를 도시한다. 상술한 바와 같이, 공진기는 상위 전극(120)과 하위 전극(130) 사이에 배치된 압전층(110)을 포함한다. FBAR 유형의 공진기에서, 공기 계면은 진동하는 공진기의 일측면 상에서 필요하다. 따라서, 구조물의 진동 부분은 기판(140) 위에 매달려서 희생층(이후에 제거됨)의 최상부 상에 제조되거나, 그 주변(도 1에 도시됨)에 지지되고 기판(140)의 일부를 에칭함으로써 실현된다. 다른 기판 물질이 사용될 수 있지만, 통상적으로, 기판은 실리콘이다.
도 2를 참조하면, SMR(Solidly Mounted Resonator)로서 알려진 제 2 유형의 압전 공진기가 예시되어 있다. SMR 구조에서, 하위 전극은, 각각이 음파장에서 대략 1/4 파장 두께인 복수의 반사층을 포함하는 음파 미러 스택(210) 위에 장착된다. 미러 스택(210)은 고 및 저의 음파 임피던스(음파 임피던스는 음파 속도와 물질 밀도의 곱이다.) 물질의 교번층(alternating layer), 예를 들어, 저밀도 실리콘 다이옥사이드 및 텅스텐 등의 고밀도 금속이다. 미러 스택(210)은 FBAR 구조에서의 하위 전극(130) 아래에 공기 계면을 대체하고, 기판으로의 음파 손실을 방지하는, 공진기와 실리콘 기판(140) 사이의 절연을 제공한다.
대표적인 실시예에 따르면, 하이브리드 벌크 음파 공진기는, 제 1 전극, 제 2 전극, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 배치된 압전층, 및 제 2 전극에 인접하여 배치된 단일의 미러쌍을 포함한다. 일실시예에서, 하이브리드 벌크 음파 공진기는 기판을 더 포함하고, 제 1 전극은 기판에 인접하여 배치되어 있다.
다른 대표적인 실시예에 따르면, 하이브리드 벌크 음파 공진기의 제조 방법은, 반도체 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계와, 제 1 전극 위에 압전층을 형성하는 단계와, 압전층 위에 제 2 전극을 형성하는 단계와, 저음파 임피던스 층과 고음파 임피던스 층을 포함하는 미러쌍을 제 2 전극 위에 형성하는 단계와, 고음파 임피던스 층과 저음파 임피던스 층 중 적어도 하나를 트리밍(trimming)하여 하이브리드 벌크 음파 공진기의 공진 주파수를 튜닝하는 단계를 포함한다.
다른 대표적인 실시예에 따르면, 하이브리드 벌크 음파 공진기의 제조 방법은, 상위 전극과 하위 전극 사이에 배치된 압전층을 포함하는 박막의 벌크 음파 공진기(FBAR)를 반도체 기판 상에 형성하는 단계와, FBAR의 상위 전극 위에 음파 미러쌍을 형성하는 단계와, 음파 미러쌍의 상위층을 트리밍하여 하이브리드 벌크 음파 공진기의 공진 주파수를 튜닝하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면, 실시예, 및 이들 예시적인 측면 및 실시예의 잇점이 이하에 상세히 논의된다. 또한, 상술한 정보 및 후술하는 설명 모두는 단지 다양한 측면 및 실시예의 예시적인 예이며, 청구된 측면 및 실시예의 특질 및 특성을 이해하기 위해 개요 또는 프레임워크를 제공하고자 한다. 본 명세서에 개시된 실시예는 본 명세서에 개시된 목적, 목표 및 필요성 중 적어도 하나와 일치시키는 방식으로 다른 실시예와 조합될 수 있으며, "실시예", "몇몇 실시예", "대체 실시예", "여러 실시예", "대표적인 실시예" 등에 대한 참조는 반드시 상호 배타적인 것은 아니며, 실시예와 연결시켜 설명된 특정의 특성, 구조, 또는 특징이 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 나타내고자 한다. 본 명세서의 이러한 용어의 형태는 반드시 동일 실시예를 모두 참조할 필요는 없다.
본 발명에 따르면, 기판으로의 음파 손실을 방지하는 하이브리드 벌크 음파 공진기를 제공할 수 있다.
적어도 하나의 실시예의 여러 측면이 첨부 도면을 참조하여 이하에 설명되며, 도면은 실제 축척대로 도시할 필요는 없다. 도면에는 여러 측면 및 실시예의 설명 및 추가적인 이해를 제공하는 것이 포함되고, 본 명세서의 일부에 포함되고 또한 본 명세서의 일부를 구성하지만, 본 발명의 한정 정의로서 의도한 것은 아니다. 도면에서의 기술적인 특성, 상세한 설명 또는 청구범위에는 참조 부호가 수반되는 경우에, 참조 부호는 도면, 상세한 설명, 및/또는 청구범위의 명료함을 증가시킬 유일한 목적으로 포함되었다. 따라서, 참조 부호 또는 그들의 부재는 청구 요소의 범위에 대한 제한적인 효과를 갖게 하는 것이 아니다. 도면에서, 여러 도면에 예시되는 각각의 동일 또는 거의 동일한 요소는 동일 참조 번호로 표현된다. 간략화를 위해, 도면에서 모든 요소에 번호를 부여하지 않는다.
도 1은 기존의 박막 벌크 음파 공진기의 일예에 대한 단면도,
도 2는 기존의 SMR의 일예에 대한 단면도,
도 3은 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 벌크 음파 공진기의 단면도,
도 4는 대표적인 실시예에 따른 벌크 음파 공진기에 있어서의 주파수에 따른 전기 임피던스를 나타내는 도면,
도 5a는 대표적인 실시예에 따른 모드 제어 구조를 포함하는 벌크 음파 공진기의 단면도,
도 5b는 대표적인 실시예에 따른 모드 제어 구조를 포함하는 벌크 음파 공진기의 단면도,
도 6은 대표적인 실시예에 따른 벌크 음파 공진기의 예에 있어서의 주파수에 따른 전기 임피던스를 나타내는 도면,
도 7a는 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 BAW 공진기의 단면도,
도 7b는 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 BAW 공진기의 단면도,
도 8은 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 BAW 공진기의 제조 방법을 예시하는 흐름도,
도 9는 대표적인 실시예에 따른 모드 제어 구조를 포함하는 하이브리드 BAW 공진기의 제조 방법을 예시하는 흐름도.
도 1은 기존의 박막 벌크 음파 공진기의 일예에 대한 단면도,
도 2는 기존의 SMR의 일예에 대한 단면도,
도 3은 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 벌크 음파 공진기의 단면도,
도 4는 대표적인 실시예에 따른 벌크 음파 공진기에 있어서의 주파수에 따른 전기 임피던스를 나타내는 도면,
도 5a는 대표적인 실시예에 따른 모드 제어 구조를 포함하는 벌크 음파 공진기의 단면도,
도 5b는 대표적인 실시예에 따른 모드 제어 구조를 포함하는 벌크 음파 공진기의 단면도,
도 6은 대표적인 실시예에 따른 벌크 음파 공진기의 예에 있어서의 주파수에 따른 전기 임피던스를 나타내는 도면,
도 7a는 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 BAW 공진기의 단면도,
도 7b는 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 BAW 공진기의 단면도,
도 8은 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 BAW 공진기의 제조 방법을 예시하는 흐름도,
도 9는 대표적인 실시예에 따른 모드 제어 구조를 포함하는 하이브리드 BAW 공진기의 제조 방법을 예시하는 흐름도.
본 명세서에서 사용된 단수의 용어는 1 이상으로서 정의된다.
본 명세서에서 사용된 복수의 용어는 2 이상으로서 정의된다.
명세서 및 첨부한 청구범위에 사용된 바와 같이, 또한, 그들의 통상적인 의미에 더하여, "실질적인" 및 "실질적으로"의 용어는 허용가능한 제한 또는 정도를 의미한다. 예를 들어, "실질적으로 삭제된"의 용어는 당업자가 삭제를 허용가능한 것으로 고려할 수 있음을 의미한다.
명세서 및 첨부한 청구범위에 사용된 바와 같이, 또한, 그들의 통상적인 의미에 더하여, "대략"의 용어는 당업자에게 있어서의 허용가능한 제한 또는 양 내에 있음을 의미한다. 예를 들어, "대략 동일"의 용어는 당업자가 비교 아이템이 동일한 것으로 고려할 수 있음을 의미한다.
이하의 상세한 설명에서, 설명 및 무제한의 목적을 위해, 본 교시에 따른 예시적인 실시예에 대한 전반적인 이해를 제공하기 위해 특정의 상세한 설명이 개시되어 있다. 그러나, 본 명세서에 개시되는 특정의 상세한 설명으로부터 벗어나는 본 교시에 따른 다른 실시예는 첨부된 청구범위 내에 있음을 본 명세서의 잇점을 가진 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 또한, 기존의 장치 및 방법에 대한 설명은 본 실시예의 설명을 모호하지 않게 하기 위해 생략될 수 있다. 이러한 방법 및 장치는 명백하게 본 교시의 범위 내에 있다.
대표적인 실시예는 기존의 BAW 공진기에 비해 나은 잇점을 제공하는 하이브리드 BAW 공진기 구조에 관한 것이다. 대표적인 실시예에 따르면, 하이브리드 BAW 공진기는, 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 음파 미러쌍에 결합된 FBAR를 포함한다. 음파 미러쌍의 추가는 공진기의 분산을 상당히 변경시키고, 공진 주파수 아래에서의 손실의 감소 또는 제거를 가능하게 할 수 있다. 추가로, 하이브리드 BAW 구조는 기존의 FBAR 구조에 비해 상당히 양호한 주파수 트리밍을 가지며, 이하에 추가로 논의되는 바와 같이, 고주파수, 고커플링 필터의 제조를 가능할 수 있다. 대표적인 실시예의 특정 측면의 하이브리드 BAW 공진기는, Ruby 등이 공동 소유하는 미국 특허 5,587,620; 5,873,153; 6,384,697; 6,507,983; 및 7,275,292, Bradley 등이 공동 소유하는 미국 특허 6,384,697의 교시에 따라 제조될 수 있다. 이들 특허의 명세서는 참조로서 본 명세서에 구체적으로 포함되어 있다. 이들 특허에 개시된 방법 및 물질이 대표적이고, 당업자의 관점의 범위 내에서 다른 제조 방법 및 물질이 고려된다는 점이 강조된다. 또한, 하나의 선택된 토폴로지에 접속된 경우에, 복수의 음파 공진기(100)는 전기 필터로서의 기능을 행할 수 있다. 예를 들면, 음파 공진기(100)는, Ella의 미국 특허 5,910,756, 및 Bradley 등의 미국 특허 6,262,637에 개시된 바와 같이, 래더 필더 배열(ladder-filter arrangement)로 배열될 수 있으며, 이들 특허의 명세서는 본 명세서에 참조로서 구체적으로 포함되어 있다. 전기 필터는 듀플렉스 등의 다수의 애플리케이션에 사용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 방법 및 장치에 대한 실시예는, 애플리케이션에 있어, 이하의 명세서에 개시되거나 첨부 도면에 예시되어 있는 구성 요소의 구성 및 배열의 세목으로 한정되지 않음을 알아야 한다. 방법 및 장치는 다른 실시예의 구현되고, 여러 방식으로 실시되거나 실행될 수 있다. 특정 실시예의 예가 단순한 예시 목적으로 본 명세서에 제공되며 제한하고자 하는 것은 아니다. 특히, 하나 이상의 실시예에 결부시켜 설명되는 동작, 요소 및 특징은 다른 실시예의 유사한 규칙으로부터 배제시키고자 하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 사용된 어법 및 용어는 설명을 위한 것이며 제한하는 것으로 간주되는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수로 지칭된 시스템 및 방법의 실시예 또는 요소 또는 동작에 대한 표시는 이들 복수의 요소를 포함하는 실시예를 또한 포괄할 수 있으며, 본 명세서에서의 임의의 실시예 또는 요소 또는 동작에 대한 복수의 표시는 단일의 요소만을 포함하는 실시예를 또한 포괄할 수 있다. 단수 또는 복수 형태의 표시는 현재 개시되는 시스템 또는 방법, 그들의 부품, 동작 또는 요소를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 "포함하는", "구성하는", "구비하는", "함유하는", "수반하는", 및 이들의 변화 등의 사용은, 추가적인 항목뿐만 아니라 이하에 리스트되는 항목 및 그들의 등가물을 포함하는 것으로 의미된다. 전후, 좌우, 최상부 및 최하부, 및 상하에 대한 표시는 설명의 편의를 위해 본 시스템 및 방법, 또는 그들의 부품을 하나의 위치 또는 공간적인 방위로 제한하고자 하는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 BAW 공진기(300)의 일예에 대한 도면이 예시되어 있다. BAW 공진기는 제 1 전극(320)과 제 2 전극(330) 사이에 배치된 압전층(310)을 포함한다. 제 2 전극(330)은, 예를 들어, 전형적으로 실리콘 이산화물으로 구성되는 저음파 임피던스 미러층(350)과, 예를 들어, 전형적으로 고밀도 금속으로 구성되는 고음파 임피던스 미러층(360)을 포함하는 음파 미러쌍(340)에 인접하게 배치된다. 대표적인 실시예에서, 추가적인 음파 미러층이 추가될 수 있다. 공진기(300)는 예를 들어, 실리콘 기판 또는 다른 고저항율의 기판 등의 기판(도시 생략)에 결합될 수 있거나, FBAR 구조를 이용하는 것과 같이 희생층을 이용한 제조에 의해 기판으로부터 분리될 수 있다.
일예에서, 압전층(310)은 알루미늄 질화물(AlN)을 포함한다. 다른 예에서, 예를 들어, 산화 아연(ZnO) 또는 PZT 등의 다른 압전 물질이 사용될 수 있지만, 특히 공진기가 동일 웨이퍼 상에서 다른 집적 회로와 함께 집적될 수 있다면, 훌륭한 화학, 전기, 및 기계적인 특성으로 인해 몇몇 실시예에서 알루미늄 질화물이 현재 바람직할 수 있다. 전극(320, 330)은, 예를 들어, 텅스텐 또는 몰리브덴 등의 고밀도 금속 등의 금속을 포함한다. 일예에서, 저음파 임피던스층(350)은 실리콘 이산화물을 포함한다. 일예에서, 고음파 임피던스층(360)은 텅스텐을 포함한다. 그러나, 당업자라면, 본 명세서의 이점이 주어지면, 다른 적합한 물질이 본 명세서에 설명된 임의의 층에 사용될 수 있음을 알 수 있다.
도 4를 참조하면, 대표적인 실시예에 따른 예시적인 하이브리드 BAW 공진기와 기존의 FBAR 공진기의 각각에 대한 주파수에 따른 전기 임피던스를 나타내는 도면이 도시되어 있다. 트레이스(410)는 기존의 FBAR 구조를 나타내고, 트레이스(420)는 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 BAW 구조의 예를 나타낸다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 기존의 FBAR은 트레이스(410), 예를 들어, 영역(430)의 상당한 리플(signifiant ripple)에 의해 증명되는, 공진 주파수(460) 아래의 손실을 갖는다. 이와 달리, 트레이스(420)는, 하이브리드 BAW 구조가 이들 주파수에서 손실이 줄어든다는 것을 증명하는, 공진 주파수(470) 아래의 주파수에서 상대적으로 평활하다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 일예에서, 하이브리드 BAW 구조는, 리플(440, 450)로 표시하는 바와 같이, 공진 주파수 아래의 고주파수에서의 손실을 갖는다. 따라서, 대표적인 실시예에 따르면, 모드 제어 기술은, 공진기가 사용되는 장치의 동작 범위 외에서 바람직하게 적절한 특정 주파수에 대한 손실을 "조정(engineer)하는 것에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, BAW 공진기의 2개의 전극에 걸쳐 전계가 인가될 때, 전계에 의해 압전 물질층은 진동하게 된다. 결과적으로, 압전 물질은 다수의 허용되는 음파 전파의 모드를 생성할 수 있으며, 이는 소망의 종 방향(longitudinal mode)를 포함한다. 그러나, 래터럴(lateral) 모드와 같이, 고에너지 손실을 가진 전파 모드에서의 원하지 않는 에너지 여기(unwanted excitation of energy)는 BAW 공진기에서 상당한 에너지 손실을 야기할 수 있어, 몇몇 주파수에서 BAW 공진기의 양호도(quality factor)(Q)를 바람직하지 않게 낮출 수 있다. 공진기의 Q는 공진 주파수(ν0)와 공진의 반치폭(Full Width at Half Maximum : FWHM)(δν)의 비율로서 정의될 수 있다.
따라서, 대표적인 실시예에서, 모드 제어 기술은 원하지 않는 전파 모드에서 여기되는 에너지의 양을 감소시켜 손실을 감소시키는 것에 적용될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 대표적인 실시예에 따른 모드 제어 구조를 포함하는 BAW 공진기(500)의 일예에 대한 단면도가 도시되어 있다. BAW 공진기(500)는 각각 상위 전극(515)과 하위 전극(520) 사이에 배치되는 압전층(510)을 포함한다. BAW 공진기(500)는 두께 제어 영역(535)을 더 포함한다. 일예에서, 모드 제어 구조는 도 5a에 도시된 바와 같이, 두께 제어 영역(535)에 배치되는 물질 세그먼트(540)를 포함한다. 물질 세그먼트(540)는 두께 제어 영역(535) 내의 BAW 공진기(500)의 에지에서 상위 전극(515) 위에 배치되어, BAW 공진기의 전체 외주를 따라 연장할 수 있다. 물질 세그먼트(540)는 BAW 공진기(500)의 에지에서 형태를 나타내는 두께를 제공한다. 물질 세그먼트(540)는, 예를 들어, 저밀도 금속 또는 고밀도 금속 등의 금속, 유전체 물질, 또는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 물질 세그먼트(540)는 두께 제어 영역(535)에서 전자기 결합의 감소를 일으키고, 이로써, 이하에 설명되는 바와 같이 모드 제어를 제공한다.
도 5a를 여전히 참조하면, 예시된 예에서, 압전층(510)은 파열 텍스처 영역(disrupted texture region)(525)과 비파열 텍스처 영역(530)을 포함한다. 대표적인 실시예에서, 파열 텍스처 영역과 물질 세그먼트(540)는 함께 모드 제어 구조의 일예를 형성한다. 그러나, 이와 달리, 모드 제어 구조는 파열 텍스처 영역(525)이 없이 물질 세그먼트(540)를 포함할 수 있다. 예시된 예에서, 파열 텍스처 영역(525)은 BAW 공진기(500)의 에지에서의 두께 제어 영역(535)에 배치되어, BAW 공진기의 전체 외주를 따라 연장한다. 파열 텍스처 영역(525)에서, 그 내부에서의 전기기계 결합의 상당한 감소를 일으키기 위해서, 압전 물질의 결정화도(crystallinity)가 파열된다. 비파열 텍스처 영역(530)은 파열 텍스처 영역(525)은 의도적으로 파열시키지 않은 결정화도를 가진 압전 물질을 포함한다.
파열 텍스처 영역(525)이 형성될 수 있는 몇 가지 방법이 있다. 일예에서, 압전층(510)의 형성에 앞서, 압전층(510)이 형성될 때 압전 물질의 텍스처가 파열될 수 있도록 하기 위해, 파열 텍스처 영역(525)의 아래에 있는 표면 영역이 충분히 파열될 수 있다. 예를 들어, 텍스처를 파열하는 것으로 알려진, 실리콘 산화물 등의 박막의 물질은, 파열 텍스처 영역(525)이 형성될 수 있는 하위 전극(520)의 표면 영역 내의 박막의 시드층(도 5a에서는 도시 생략) 위에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 파열 텍스처 영역(525)이 형성될 수 있는 하위 전극(520)의 영역의 아래에 있는 층의 표면 영역(도 5a에서는 도시 생략)은, 하위 전극을 형성하기에 앞서, 거칠게 만들어질 수 있다. 그 다음, 기초층의 표면 영역의 거칠함으로 인해 야기되는 하위 전극(520)의 텍스처의 최종 파열은, 압전층(510)이 형성될 때 압전 물질의 텍스처로 하여금 파열 텍스처 영역(525)에서 파열되도록 할 수 있다.
도 5a에 도시된 예에서, 물질 세그먼트(540)는 상위 전극(515) 위에 배치되어 있다. 다른 예에서, 물질 세그먼트(540)는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 두께 제어 영역(535)에서 상위 전극(515)과 압전층(510) 사이에 배치될 수 있다. 이예에서, 물질 세그먼트(540)는 상술한 파열 텍스처 영역(525)을 이용함으로써 달성되는 것과 유사한 결과를 제공할 수 있다. 또한, 물질 세그먼트(540)는, 예를 들어, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 등의 유전체 물질, 또는 티타늄 또는 알루미늄 등의 저밀도 금속을 포함할 수 있다.
두께 제어 영역(535)에서의 모드 제어 구조의 결과로서, 전기 기계적 결합은 두께 제어 영역(535)에서 제어되어 상당히 감소될 수 있다. 따라서, 래터럴 모드 등과 같이 원하지 않는 모드에의 전기 기계적 결합은, 두께 제어 영역(535)에서 상당히 감소될 수 있다. 또한, 원하는 종 방향으로의 결합은 두께 제어 영역(535)에서 감소될 수 있다. 그러나, 두께 제어 영역(535)에서의 결합 손실로 인한 BAW 공진기(500)에서의 종 방향 모드로의 결합의 전체 손실은, 두께 제어 영역(535)에서의 원하지 않는 모드로의 전기 기계적 결합을 감소시킴으로써, BAW 공진기(500)에서 이루어지는 에너지 손실에 대한 전체적인 감소보다 상당히 적다. 또한, 레터럴 모드 등과 같이 원하지 않는 모드로의 결합의 감소를 최적화하기 위해, 물질 세그먼트(540)의 폭(545), 두께(550), 조성, 및 압전층(510)의 파열 텍스처 영역(525)의 폭(555)이 적절히 선택될 수 있다.
따라서, 두께 제어 영역(535)에서의 전기 기계적 결합을 감소시키기 위해 물질 세그먼트(540) 및 옵션으로 압전층(510)의 파열 텍스처 영역(525)을 이용함으로써, BAW 공진기(500)의 실시예는 원하지 않는 모드로의 전기 기계적 결합을 상당히 감소시킬 수 있어, BAW 공진기(500)에서의 전체적인 에너지 손실을 상당히 감소시킬 수 있다. 전체적인 에너지 손실을 감소시킴으로써, BAW 공진기(500)의 실시예는 바람직하게 Q를 증가시킬 수 있다. 손실 제어 구조 및 기술에 대한 다른 예가, 2008년 4월 24일 출원된 "BULK ACOUSTIC WAVE RESONATOR WITH REDUCED ENERGY LOSS"의 미국 특허 출원 제 12/150,244 호, 및 2008년 4월 24일 출원된 "BULK ACOUSTIC WAVE RESONATOR WITH CONTROLLED THICKNESS REGION HAVING CONTROLLED ELECTROMECHANICAL COUPLING"의 미국 특허 출원 제 12/150,240 호에 개시되어 있으며, 이들 특허 출원은 그들의 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 구체적으로 포함되어 있다.
도 6을 참조하면, 대표적인 실시예에 따른 모드 제어 기술을 이용하여 달성되는 개선된 성능의 예를 예시한다. 도 6은, 모드 제어를 구비하고, 모드 제어를 구비하지 않은 하이브리드 BAW 공진기의 각각의 예에 대한 주파수에 따른 전기 임피던스의 그래프이다. 트레이스(610)는 모드 제어 구조를 포함하지 않은 하이브리드 BAW 공진기의 예를 나타낸다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 공진기는 공진 주파수(fR)를 넘는 주파수에서 상당한 손실을 가진다. 트레이스(620)는, 상술한 바와 같이 모드 제어 구조를 포함하는 하이브리드 BAW 공진기의 예를 나타낸다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 트레이스(620)는 트레이스(610)에 비해 상당히 매끄럽다. 따라서, 모드 제어 구조는 공진 주파수 위의 주파수에서의 손실의 감소를 용이하게 한다.
또한, 실시예 및 측면에 따른 하이브리드 BAW 공진기 구조는, 예를 들어, 몇 기가헤르쯔의 공진 주파수를 가진 고주파수의 공진기의 실용적이고 저렴한 제조를 가능하게 한다. 상술한 바와 같이, BAW 공진기는 멀티 레이어 필름 스택(multi-layer film stack)을 포함할 수 있으며, 이 스택의 두께는 공진 주파수를 결정할 수 있다. BAW 공진기의 제조시에, 필름 증착의 불균일성으로 인해 초기 웨이퍼 프로세싱 이후의 최종 공진 주파수의 넓은 분포가 있을 수 있으며, 이는 양품율에 악영향을 줄 수 있다. 결과적으로, 전형적으로, 목표의 공진 주파수를 달성하기 위해 멀티 필름 스택의 최상위층으로부터 정해진 양의 물질을 제거하는 웨이퍼 트리밍 프로세스가 사용될 수 있다. 초기에 최상위층은 원하는 것보다 더 두껍게 증착되며, 이로써 공진 주파수는 원하는 공진 주파수 아래로 되며, 그 다음, 정해진 두께의 층이 제거되어 원하는 값에 더 높게 주파수를 튜닝한다. 주파수 트리밍으로 불리는 웨이퍼 트리밍 방법의 일예가, 2008년 9월 12일에 출원된 "METHOD FOR WAFER TRIMMING FOR INCREASED DEVICE YIELD"의 미국 특허 출원 제 12/283,574 호에 개시되어 있으며, 이의 전체 내용은 본 명세서에 상세히 포함되어 있다.
웨이퍼 트리밍 프로세스 동안의 공진기의 최상위층(예를 들어, 최상위 전극, 또는 최상위 전극 위에 배치되는 전극)으로부터 제거되는 물질의 두께는 주파수 튜닝의 정도를 결정한다. 특정량만큼 공진 주파수를 튜닝하기 위해 제거되어야 하는 물질의 두께는, 최소한 부분적으로, 원하는 공진 주파수에 따라 다르다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기존의 FBAR 또는 SMR 구조를 가진, 예를 들어, 5GHz의 원하는 중심 공진 주파수를 가진 공진기(5GHz 공진기라 함)에 있어, 전형적으로, 대략 2.8 Å의 물질은 최상위 전극(120)으로부터 제거되어 중심 공진 주파수를 1MHz 만큼 증가시킨다. 1 Å은 물질의 1 원자층의 두께이다. 따라서, 고주파수에서, 정확한 주파수 트리밍은 매우 어렵다.
대표적인 실시예에 따르면, 하이브리드 BAW 공진기는, 이하에 추가로 논의되는 바와 같이, 주파수 트리밍 프로세스가 최상위 전극 또는 최상위 전극에 접하는 박막의 패시베이션 층보다는 오히려 미러 층에 적용될 수 있도록, 최상위 미러쌍을 포함한다. 도 7a는 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 BAW 공진기의 예에 대한 단면도이다. 예시된 예에서, 하이브리드 BAW 공진기(700)는 상위 전극(720)과 하위 전극(730) 사이에 배치된 압전층(710)을 포함한다. 미러쌍(740)은 저음파 임피던스 미러층(750)과 고음파 임피던스층(760)을 포함한다. 일예에서, 하이브리드 BAW 공진기(700)는 도 3을 참조하여 상술한 하이브리드 BAW 구조와 거의 일치하며, 다만, 미러쌍(740) 이외의 전극(730)이 기판(770)에 근접하도록 한 "업사이드 다운(upside-down)"으로 제조된다는 것이다. 하위 전극(730)과 기판(770) 사이에서 지지체(780)에 의해 공동(cavity)(790)이 마련될 수 있다. 일예에서, 이들 지지체(780)는, 도 1을 참조하여 상술한 바와 같이, 압전층(710)의 연장부일 수 있다.
미러쌍(740)을 공진기 구조의 최상위층으로서 마련하면, 주파수 트리밍 프로세스를 상당히 제거할 수 있는 것을 포함하여, 몇 가지 장점을 제공할 수 있다. 특히, 최상위 미러를 마련하고, 상위 전극(예를 들어, 전극(320)) 이외의 미러를 트리밍하면, 주파수 트리밍에 대한 공진기의 감도(sensitivity)를 상당히 감소시킬 수 있고, 이로써, 장치를 원하는 공진 주파수까지 정확하게 트리밍하는 것이 용이해진다. 최상위 미러가 존재함으로써 발생되는 이러한 감소된 감도는, 미러쌍에 의해 수행되는 음파 반사로 인해, 주파수 트리밍이 발생하는 구조의 최상위에서의 음파 에너지가 적고, 따라서, 물질의 제거로 인해 주파수에 대한 충격을 감소시키기 때문이다. 또한, 공진기의 원하는 공진 주파수가 증가할 때, 박막층(예를 들어, 상위 전극 위의 옵션의 상위 박막뿐만 아니라, 상위 전극 및 하위 전극 및 압전층)은 높은 공진 주파수를 달성하기 위해 더욱 박막으로 형성된다. 결과적으로, 원하는 주파수 변화를 얻기 위해 제거되어야 하는 물질의 양은 매우 소량이기 때문에, 이들 박막을 트리밍하는 것은 상당히 어려워진다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 5GHz에서, 최상위 미러가 없는 공진기의 튜닝 감도는 대략 2.8Å/MHz이다. 대조적으로, 트리밍이 최상위 미러, 예를 들어, 미러층(760) 상에서 수행되면, 공진기의 주파수 감도는 상당히 감소된다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 최상위 미러쌍(740)을 포함하는 하이브리드 BAW 공진기의 일예에서, 공진기의 튜닝 감도는 대략 83Å/MHz이다. 최상위 미러를 포함시키면, 공진기의 대역폭을 약간 감소시킬 수 있지만, 이는 공진 주파수를 조정할 수 있는 개선된 기능에 의해 상쇄된다. 일예에서, 최상위 미러를 구비하지 않은 유사한 공진기에 있어서 대략 2.6인 것에 비해, 최상위 미러를 포함하는 하이브리드 BAW 공진기에 있어서의 최소 임피던스와 최대 임피던스 간의 주파수의 세분 간격(fractional separation in frequency)은 대략 2.31인 것으로 산출되었다. 또한, 대표적인 실시예에 따르면, 상대적으로 낮은 음파 임피던스 물질의 다른 층이 미러쌍(740)의 위에, 특히 고임피던스 층(760) 위에 마련될 수 있다. 예시적으로, 미러쌍(740) 위에 배치되는 상대적으로 낮은 음파 임피던스 물질의 이러한 층은 트리밍 층이라 지칭되며, 본 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 하이브리드 BAW 음파 공진기(700)를 트리밍하는 것을 발전시키기 위해 마련된다.
대표적인 실시예에서, BAW 공진기 구조는 최상위 미러와 최하위 미러의 양쪽 모두를 포함할 수 있다. 예를 들어, BAW 공진기 구조는, 도 2에 도시된 바와 같이, 추가적인 최상위 미러가 상위 전극(120) 위에 추가된 기존의 SMR 구조를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 도 3에 도시된 것과 같은 하이브리드 BAW 공진기는 전극(320)에 인접하는 제 2 미러쌍(도시 생략)을 더 포함할 수 있다. 그러나, 최상위 미러와 최하위 미러의 양쪽 모두를 포함하는 것은 결합을 상당히 감소시킬 수 있어, 장치가 몇몇 애플리케이션에 있어서 비효율적으로 될 수 있다. 따라서, 양호한 결합을 위한 FBAR 형태의 전극-압전체-전극 "샌드위치"와, 주파수 튜닝 감도의 감소로 인한 고주파수에서의 제조가능성의 개선을 위한 최상위 미러쌍(740)을 포함하는, 도 7a에 도시된 바와 같은 하이브리드 BAW 구조를 이용하는 것이 현재 바람직하다.
도 7b를 참조하면, 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 BAW 공진기(701)의 일예에 대한 단면도가 도시되어 있다. 예시된 예에서, 하이브리드 BAW 공진기(701)는 상위 전극(720)과 하위 전극(730) 사이에서 샌드위치되는 압전층(710)을 포함한다. 미러쌍(740)은 저음파 임피던스 미러층(750)과 고음파 임피던스 미러층(760)을 포함한다. 일예에서, 하이브리드 BAW 공진기(700)는 도 3을 참조하여 상술한 하이브리드 BAW 구조와 거의 동일하며, 다만, 미러쌍(740) 보다는 오히려 전극(730)이 기판(770)에 근접하도록 하는 "업사이드 다운" 방식으로 제조된다. 하위 전극(730)의 아래의 기판(770) 내에 공동(702)이 마련된다. 예를 들어, Ruby 등의 미국 특허 제 6,384,697 호에 개시된 다수의 기존의 방법에 의해 공동(702)이 형성될 수 있으며, 이 미국 특허의 내용은 본 명세서에 참조로서 상세히 포함된다. 따라서, 본 실시예에서, 하이브리드 BAW 공진기(701)는 하나의 전극(예를 들어, 상위 전극(720)) 위에 배치된 미러쌍(740)과, 다른 전극(예를 들어, 하위 전극(730)) 아래의 공동(702)을 포함한다.
하이브리드 BAW 공진기(701)의 대부분의 상세는 도 7a의 대표적인 실시예와 관련하여 설명되는 하이브리드 BAW 음파 공진기(700)와 공통이다. 그러나, 도 7b의 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 공동(702)은, 기판(770)과 하위 전극(730) 사이보다는 오히려 기판(770) 내에 마련된다. 이와 같이, 하이브리드 BAW 공진기(700)의 대부분의 공통 상세는 도 7b의 대표적인 실시예에 대한 설명에서는 반복되지 않는다.
하이브리드 BAW 공진기(700)와 관련하여 상술한 바와 같이, 미러쌍(740)을 공진기 구조의 최상위 층으로서 마련하면, 주파수 트리밍 프로세스를 상당히 제거하는 것을 포함한 몇몇 장점을 제공할 수 있다. 또한, 대표적인 실시예에 따르면, 상대적으로 낮은 음파 임피던스 물질의 다른 층이 미러쌍(740) 위에, 특히 고 임피던스층(760) 위에 마련될 수 있다. 예시적으로, 미러쌍(740) 위에 배치되는 물질 층은 AlN일 수 있다. 상대적으로 낮은 음파 임피던스 물질의 이러한 층은 트리밍 층으로 불리며, 본 명세서에 개시되는 하이브리드 BAW 음파 공진기(700)를 트리밍하는 것을 발전시키기 위해 마련된다.
도 8을 참조하면, 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 BAW 공진기의 제조 방법의 일예에 대한 흐름도가 개시되어 있다. 단계(810)에서, 하위 전극(730)은 기판(770) 상에 형성될 수 있다. 하위 전극(730)(또는 도 5a 및 도 5b의 520)은 기판(770) 상에, 또는 예를 들어, 물리적인 증착(PVD), 또는 스퍼터링 프로세스, 또는 다른 적합한 프로세스, 및 고밀도 금속층을 적절히 패터닝하는 것을 이용하여, 희생층(도시 생략), 텅스텐 또는 몰리브덴 등의 고밀도 금속층 상에 증착됨으로써 형성될 수 있다. 그 다음, 단계(820)에서, 하위 전극(730)(또는 520) 위에 압전층(710)(또는 510)이 형성될 수 있다. 압전층(710)(또는 510)은 예를 들어, 질화 알루미늄(AlN) 또는 다른 적합한 압전 물질을 포함할 수 있다. 압전층(710)(또는 510)은, 예를 들어, PVD 또는 스퍼터링 프로세스, 화학 증기 증착(CVD) 프로세스, 또는 다른 적합한 증착 프로세스를 이용하여 하위 전극(730)(또는 520) 위에 질화 알루미늄의 층을 증착함으로써 형성될 수 있다. 그 다음, 단계(830)에서, 상위 전극(720)(또는 515)은 압전층(710)(또는 510) 위에 형성될 수 있다. 단계(810)와 유사하게, 단계(830)는, 상위 전극(720)(또는 515)을 형성하기 위해, 예를 들어, 텅스텐 또는 몰리브덴 등의 고밀도 금속층을 증착하고, 또한 옵션으로 적절히 패터닝하는 것을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 대표적인 실시예에서, 하이브리드 BAW 공진기는 손실을 제어 및/또는 감소시키는 모드 제어 구조를 포함한다. 따라서, 본 방법은 옵션으로 모드 제어 구조를 형성하는 단계(840)를 포함할 수 있다. 도 9를 참조하면, 모드 제어 구조가 파열 텍스처 영역을 포함하는 대표적인 실시예에서, 상술한 바와 같이, 압전층(510)을 형성하는 단계(820)가 파열 텍스처 영역(525)을 형성하는 것(단계(920))을 포함하는 것과 같이, 하위 전극(520)(도 5를 참조)을 형성하는 단계(810)는 하위 전극(520)의 일부를 파열시키거나 거칠게 하는 것(단계(910))을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 모드 제어 구조는 물질 세그먼트(540)를 포함하고, 따라서, 본 방법은 물질 세그먼트(540)를 형성하는 것을 더 포함한다. 상술한 바와 같이, 일 예에서, 물질 세그먼트(540)는 상위 전극(515) 위에 배치되어 있다. 따라서, 본 방법은 상위 전극(515) 위에 물질 세그먼트(540)를 형성하는 단계(930)를 포함할 수 있다.
이와 달리, 상술한 바와 같이, 물질 세그먼트(540)는 압전층(510)과 상위 전극(515) 사이에 형성될 수 있으며, 이 경우에, 단계(930)는 단계(830)에 앞서 수행될 수 있으며, 도 5b에 도시된 구조와 같은 구조를 얻기 위해 압전층(510) 위에 물질 세그먼트(540)를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 물질 세그먼트(540)는, 예를 들어, PVD 또는 스퍼터링 프로세스, CVD 프로세스, 또는 다른 적합한 증착 프로세스를 이용하여, 상위 전극(515) 또는 압전층(510) 위에 물질층을 증착함으로써 형성될 수 있다. 또한, 단계(930)는 물질 세그먼트(540)의 내측 에지를 형성하기 위해 적합한 에칭 프로세스를 이용하여 물질층을 적절히 패터닝하는 것을 포함할 수 있다. 일 예에서, 물질 세그먼트(540)의 외측 에지는, BAW 공진기(500)의 에지를 정밀하게 규정하기 위해, 동일한 에칭 프로세스로 상위 전극(515)의 에지와 동시에 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 방법은 상위 전극(720)(또는 515) 위에 미러쌍(740)을 형성하는 단계(850)를 더 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 미러쌍(740)은 저음파 임피던스층(750) 및 고음파 임피던스층(760)을 포함할 수 있다. 따라서, 단계(850)는 저음파 임피던스층(750)을 형성하는 단계(860)와, 고음파 임피던스층(760)을 형성하는 단계(870)를 포함할 수 있다. 저음파 임피던스층(750)은, 예를 들어, 실리콘 이산화물의 층을 적합한 증착 프로세스를 이용하여 증착하고, 옵션으로 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 고음파 임피던스층(760)은 예를 들어, 단계(810 및 830)를 참조하여 상술한 바와 같이, 적합한 증착 또는 스퍼터링 프로세스 및 옵션의 패터닝 프로세스를 이용하여 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 일 예에서, 정해진 두께를 제거하여 공진기의 공진 주파수를 트리밍하기 위해, 단계(870)에서 고음파 임피던스층(760)이 더 두껍게 증착된다. 다른 예에서, 주파수 트리밍은 저음파 임피던스층(750) 상에 수행될 수 있으며, 따라서, 단계(860)에서 더 두껍게 증착되어, 단계(890) 동안에, 정해진 두께를 제거할 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 예에서, 공동(790)은 기판(770)과 공진기의 진동부 사이에 형성될 수 있다. 따라서, 단계(810)는, 공동(790)을 형성하기 위해 단계(880)에서 추후 제거되는 희생층(도시 생략) 상에 하위 전극(730)을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 이와 달리, 도 7b에 도시된 바와 같이, 하위 전극과 압전층은 예를 들어, 늘어진 멤브레인과 같이, 그 주위를 둘러서 지지될 수 있고, 공동(702)은, 단계(880)에서, 기판(770)의 기초 부분을 에칭함으로써 실현될 수 있다. 따라서, 본 방법은, 예를 들어, 기판의 일부 또는 희생층을 에칭 또는 다른 방법으로 제거하고, 멤브레인(즉, 하위 전극 및 압전층)을 해제하고, 공진기에 대해 음파 절연을 제공함으로써, 공동을 형성하는 단계(880)를 옵션으로 포함할 수 있다. 공동(702)은, 예를 들어, 위에서 언급된 Ruby 등의 미국 특허 제 6,384,697 호에 개시되는 기존의 다수의 방법에 의해 형성될 수 있다. 단계(880)는 예를 들어, 단계(820 또는 830) 이후에 제조 프로세스에서 초기에 수행될 수 있지만, 주파수 트리밍 단계(890) 바로 직전에 공동(702)을 형성하는 데 있어 현재 바람직하거나 실용적일 수 있음을 알아야 한다.
여러 대표적인 실시예에 따른 하이브리드 BAW 구조는, 특히 고주파수에서 상당히 개선된 제조가능성을 제공하면서 높은 결합 및 양호한 성능을 유지하는 것을 포함한, 기존의 BAW 공진기 구조에 비해 상당한 개선점을 제공할 수 있다. 최소한 대표적인 실시예의 몇몇 측면을 설명하면, 여러 변경, 수정, 및 개선이 용이하게 일어날 수 있음은 당업자에게 자명하다. 이러한 변경, 수정, 및 개선은 본 명세서의 일부인 것으로 의도되고, 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도되어 있다. 따라서, 전술한 설명 및 도면은 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 범위는 첨부한 도면의 적절한 구성, 및 그들의 등가물로부터 결정되어야 한다.
110 : 압전층 120 : 상위 전극
130 : 하위 전극 140 : 실리콘 기판
210 : 음파 미러 스택 300 : 하이브리드 BAW 공진기
310 : 압전층 320 : 제 1 전극
330 : 제 2 전극 340 : 음파 미러쌍
350 : 저음파 임피던스 미러층 360 : 고음파 임피던스 미러층
460, 470 : 공진 주파수 525 : 파열 텍스처 영역
535 : 두께 제어 영역 540 : 물질 세그먼트
130 : 하위 전극 140 : 실리콘 기판
210 : 음파 미러 스택 300 : 하이브리드 BAW 공진기
310 : 압전층 320 : 제 1 전극
330 : 제 2 전극 340 : 음파 미러쌍
350 : 저음파 임피던스 미러층 360 : 고음파 임피던스 미러층
460, 470 : 공진 주파수 525 : 파열 텍스처 영역
535 : 두께 제어 영역 540 : 물질 세그먼트
Claims (20)
- 제 1 전극과,
제 2 전극과,
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 압전층(piezoelectric layer)과,
상기 제 2 전극에 인접하게 배치된 단일의 미러쌍(mirror pair)을 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 기판에 인접하게 배치되는
하이브리드 벌크 음파 공진기.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전극 아래에 공동(cavity)을 더 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기.
- 제 3 항에 있어서,
상기 하이브리드 벌크 음파 공진기는 두께 제어 영역(a controlled thickness region)을 포함하며,
모드 제어 구조는 상기 하이브리드 벌크 음파 공진기의 두께 제어 영역 내의 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 중 하나의 전극에 인접하게 배치되는 물질 세그먼트(a material segment)를 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기.
- 제 4 항에 있어서,
상기 모드 제어 구조는 상기 하이브리드 벌크 음파 공진기의 상기 두께 제어 영역 내에 위치한 상기 압전층의 파열 텍스처 영역(a disrupted texture region)을 더 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기.
- 제 3 항에 있어서,
상기 하이브리드 벌크 음파 공진기는 두께 제어 영역을 포함하며,
상기 압전층과 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 중 하나의 전극 사이의 상기 두께 제어 영역 내에 배치되는 모드 제어 구조를 더 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기.
- 제 3 항에 있어서,
상기 공동은 상기 기판과 상기 제 1 전극 사이에 있는
하이브리드 벌크 음파 공진기.
- 제 3 항에 있어서,
상기 공동은 상기 기판 내에 배치되는
하이브리드 벌크 음파 공진기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 단일의 미러쌍은 상기 제 2 전극에 인접하게 배치되는 저음파 임피던스층과, 상기 저음파 임피던스층에 인접하게 배치되는 고음파 임피던스층을 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기.
- 제 9 항에 있어서,
상기 저음파 임피던스층은 실리콘 이산화물을 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기.
- 제 10 항에 있어서,
상기 고음파 임피던스층은 텅스텐을 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하이브리드 벌크 음파 공진기는 공동 위에 배치되고, 상기 하이브리드 벌크 음파 공진기는 상기 단일의 미러쌍 위에 배치되는 트리밍층을 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기.
- 하이브리드 벌크 음파 공진기의 제조 방법으로서,
반도체 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계와,
상기 제 1 전극 상에 압전층을 형성하는 단계와,
상기 압전층 위에 제 2 전극을 형성하는 단계와,
저음파 임피던스층과 고음파 임피던스층을 포함하는 미러쌍을 상기 제 2 전극 위에 형성하는 단계와,
상기 고음파 임피던스층을 트리밍하여 상기 하이브리드 벌크 음파 공진기의 공진 주파수를 튜닝하는 단계를 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극의 각각을 형성하는 상기 단계는 고밀도 금속층을 증착하는 단계를 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 압전층을 형성하는 단계는 알루미늄 질화물층을 증착하는 단계를 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 전극과 상기 반도체 기판 사이에 공동을 형성하는 단계를 더 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기의 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 전극을 형성하는 단계는 상기 반도체 기판 상에 배치되는 희생층(sacrificial layer) 위에 고밀도 금속층을 배치하는 단계를 포함하며,
상기 공동을 형성하는 단계는 상기 희생층을 제거하는 단계를 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기의 제조 방법.
- 하이브리드 벌크 음파 공진기의 제조 방법으로서,
상위 전극과 하위 전극 사이에 배치되는 압전층을 포함하는 박막의 FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)을 반도체 기판 상에 형성하는 단계와,
상기 FBAR의 상위 전극 위에 음파 미러쌍을 형성하는 단계와,
상기 음파 미러쌍의 상위층을 트리밍하여 상기 하이브리드 벌크 음파 공진기의 공진 주파수를 튜닝하는 단계를 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기의 제조 방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 음파 미러쌍을 형성하는 단계는 상기 상위 전극 위에 저음파 임피던스층을 증착하는 단계와, 상기 저음파 임피던스층 위에 고음파 임피던스층을 증착하는 단계를 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기의 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,
상기 상위층을 트리밍하는 단계는 상기 고음파 임피던스층의 두께의 일부를 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는
하이브리드 벌크 음파 공진기의 제조 방법.
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