KR20160057548A - Saw 필터용 커패시터, saw 필터 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터는 IDT 전극이 형성되어 있는 기판에 형성되어 커패시터의 하나의 전극을 이루는 제1 금속층과 IDT 전극 및 제1 금속층 상부에 형성되는 절연층과 절연층 상부에 형성되며 커패시터의 또 다른 전극을 이루는 제2 금속층을 포함한다.
본 발명의 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터는 본 발명은 SAW 소자의 저역 차단 특성을 개선 시킬 수 있는 효과가 있으며 공정을 추가하지 않으면서도 저역 차단 특성을 개선한 커패시터를 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터는 본 발명은 SAW 소자의 저역 차단 특성을 개선 시킬 수 있는 효과가 있으며 공정을 추가하지 않으면서도 저역 차단 특성을 개선한 커패시터를 구현할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 표면 탄성파(SAW: Surface Acoustic Wave) 필터에 적용되는 커패시터에 있어서 저역 차단 특성을 증대화시키기 위해 MIM(Metal Insulator Metal) 형태로 구현되는 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 캐패시터에 관한 발명이다.
SAW(Surface Acoustic Wave, 표면 탄성파) 필터는 전자기파가 아닌 물리적 특성을 지닌 표면 탄성파를 이용하여 신호를 전달하며 전달하는 과정에서 불필요한 신호를 제거시켜주는 역할을 하는 디바이스다. SAW 필터는 TV, VTR 등의 영상 신호 처리, 음성 신호 처리 등에 이용되는데 최근 이동 통신이 발달함에 따라 이동 통신 단말기에 널리 사용되고 있다. SAW 필터는 이동 통신 단말기의 소형화, 경량화에 따라 유전체 듀플렉서의 SAW 듀플렉서화가 진행되고 있고 플립 칩 공법을 이용한 소형화가 진행되고 있다.
한편, 커패시터(Capacitor)는 메모리 소자인 DRAM이나 Embedded DRAM 또는 Logic 소자인 RF ID 소자 등에서 정보 저장 역할을 수행하는 중요한 장치이다. 메모리 소자에서 커패시터는 그 내부에 일정량 이상의 전하를 저장함으로써 0 또는 1을 구분하게 하여 원하는 소자 동작이 가능하게 한다. 반도체 산업에 있어서, Chip의 원가 절감 및 저전력화, 소형화를 동시에 구현할 수 있는 50 nano size 이하로 초고집적화된 소자를 제조하는 기술의 개발이 매우 중요한데, 이를 위해 데이터의 저장 역할을 수행하는 커패시터가 소자 동작에 충분한 정전용량을 갖게 하는 기술이 무엇보다 중요하다.
도 1(a)는 종래의 SAW 필터에 적용된 IDT 전극 및 커패시터를 개략적으로 나타낸 평면도, 도 1(b)는 종래의 SAW 필터에 적용된 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1(a) 및 도 1(b)를 참조하면, 일반적으로 SAW 필터에는 상부 전극(23) 및 하부 전극(21)은 다결정 실리콘(Poly - Si)로 형성되고 상부 전극(23)과 하부 전극(21) 사이에 유전체(22)가 형성되는 커패시터(20)가 적용되었다. 그러나, Cell 면적이 작아질수록 원하는 Cell 커패시턴스(Capacitance)를 얻기가 점차 어려워짐에 따라 상부 전극(23)과 유전체(22) 사이에 형성되는 저유전층 형성을 방지하고자 상부 전극(23)을 TiN 등의 금속 전극으로 바꾸고 유전체(23)를 높은 유전율을 갖도록 하기 위하여 Al3O3, Ta2O5 등의 유전체 박막을 적용한 커패스터(20)가 상용화되어 적용되어왔다.
도 2(a)는 종래의 SAW 필터에 적용된 IDT 전극 및 또 다른 커패시터를 개략적으로 나타낸 평면도, 도 2(b)는 종래의 SAW 필터에 적용된 또 다른 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하면, IDT 전극(10)이 형성되는 SAW 필터에 IDT 커패시터(30)가 적용되기도 한다. IDT 커패시터(30)는 기기판(31) 상부에 전극(10) 사용된 동일한 금속이 사용된 제1 금속층(31)이 적층되어 IDT 커패시터(30)를 형성한다.
하지만 이러한 종래의 커패시터(20, 30)들이 적용된 듀플렉서 SAW 필터는 이상적인 저역 차단 특성을 갖을 수 없는 문제점이 발생한다.
본 발명은 SAW 소자의 저역 차단 특성을 개선 시키기 위한 목적이 있다.
본 발명은 종래의 공정에서 또 다른 공정을 추가하지 않으면서도 저역 차단 특성을 개선한 커패시터를 구현하기 위한 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 두 개의 전극이 형성되는 SAW 필터의 커패시터는 IDT 전극이 형성되어 있는 기판에 형성되어 커패시터의 하나의 전극을 이루는 제1 금속층과 상기 IDT 전극 및 상기 제1 금속층 상부에 형성되는 절연층과 상기 절연층 상부에 형성되며 커패시터의 또 다른 전극을 이루는 제2 금속층을 포함할 수 있다.
상기 제1 금속층의 재료는 상기 IDT 전극과 동일한 물질일 수 있다.
상기 제1 금속층은 구리(Cu)로 형성될 수 있다.
상기 제2 금속층은 상기 절연층 상부에 형성되는 패드(PAD)와 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 제2 금속층은 알루미늄(Al) 또는 금(Au) 중 어느 하나로 형성될 수 있다
상기 커패시터는, 상기 기판의 상부에 형성되는 IDT 전극과 상기 IDT 전극의 상부에 형성되는 절연층 및 상기 절연층 상부에 형성되는 패드(PAD)를 포함하는 SAW 필터에 형성될 수 있다.
본 발명의 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터 제조 방법기판의 상부에 IDT 전극 및 커패시터의 제1 금속층을 형성하는 단계와 상기 IDT 전극 및 상기 제1 금속층 상부에 절연층을 형성하는 단계 및 상기 절연층 상부에 패드(PAD) 및 제2 금속층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 SAW 소자의 저역 차단 특성을 개선 시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 종래의 공정에서 또 다른 공정을 추가하지 않으면서도 저역 차단 특성을 개선한 커패시터를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1(a)는 종래의 SAW 필터에 적용된 IDT 전극 및 커패시터를 개략적으로 나타낸 평면도,
도 1(b)는 종래의 SAW 필터에 적용된 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 2(a)는 종래의 SAW 필터에 적용된 IDT 전극 및 또 다른 커패시터를 개략적으로 나타낸 평면도,
도 2(b)는 종래의 SAW 필터에 적용된 또 다른 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 3(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터에 적용된 IDT 전극 및 커패시터를 개략적으로 나타낸 평면도,
도 3(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터에 적용된 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터에 적용된 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터에 적용된 IDT 전극 및 또 다른 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터 공정 순서를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 1(b)는 종래의 SAW 필터에 적용된 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 2(a)는 종래의 SAW 필터에 적용된 IDT 전극 및 또 다른 커패시터를 개략적으로 나타낸 평면도,
도 2(b)는 종래의 SAW 필터에 적용된 또 다른 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 3(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터에 적용된 IDT 전극 및 커패시터를 개략적으로 나타낸 평면도,
도 3(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터에 적용된 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터에 적용된 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터에 적용된 IDT 전극 및 또 다른 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터 공정 순서를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(On)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도 3(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터에 적용된 IDT 전극 및 커패시터를 개략적으로 나타낸 평면도, 도 3(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW필터에 적용된 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터(100)에 적용된 커패시터(120)는 개략적으로 제1 금속층(121)과 절연층(122) 및 제2 금속층(123)으로 형성되어 제1 금속층(121)이 하부 전극이 되고 제2 금속층(123)이 상부 전극이 되어 제1 금속층(121)과 제2 금속층(123) 사이에 형성된 절연층(122)에 전하를 저장하는 형태를 가진다. 본 발명의 커패시터(120)는 커패시터(120)의 산화막 두께를 낮추기 위하여 하부 전극 계면에 저유전층이 형성되는 것을 막기 위해 하부 전극도 금속 물질을 사용하는 MIM(Metal Insulator Metal)형태의 커패시터이다. 종래에는 상부 전극 및 하부 전극이 다결정 실리콘(Poly - Si)으로 형성되거나 상부 전극 또는 하부 전극 중 어느 하나가 금속층으로 형성되었으나, 본 발명에서는 상부 전극 및 하부 전극이 모두 금속층으로 형성되는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터에 적용된 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 커패시터(120)는, 기판(101)에 형성되어 하나의 전극을 이루는 제1 금속층(121)과 제1 금속층(121) 상부에 형성되는 절연층(122) 및 절연층(122) 상부에 형성되며 또 다른 전극을 이루는 제2 금속층(123)을 포함한다. 이때 제1 금속층(121)은 SAW 필터(100)의 IDT 전극(110)과 동일한 금속으로 형성되고, 제2 금속층(123)은 SAW 필터(100)의 패드(PAD)(130)와 동일한 금속으로 형성된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터에 적용된 IDT 전극 및 또 다른 커패시터를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 본 발명의 커패시터(120)는 SAW 필터의 IDT 전극(110) 및 패드(PAD)(130)가 형성될 때 동시에 형성된다. 기판(101)에 SAW 필터의 IDT 전극(110)이 형성될 때 동시에 커패시터(120)의 제1 금속층(121)이 형성하므로 추가적인 공정이 없이 커패시터(120)의 제1 금속층(121)이 형성될 수 있는 것이다.
IDT 전극(110) 및 제1 금속층(121) 상부에는 절연층(122)이 형성되는데 이때의 절연층(122)은 SAW 필터(100)에 있어서 IDT 전극(110)의 열팽창으로 인한 주파수의 변화를 막아주는 역할을 하고, 커패시터(120)에 전하를 저장하는 역할을 동시에 하게 된다.
이러한 절연층(122) 상부에는 제2 금속층(123)이 형성된다. 제2 금속층(123)은 SAW 필터의 패드(PAD)(130)가 형성될 때 동시에 형성된다. 제2 금속층(123)은 SAW 필터의 패드(PAD)(130)가 형성될 때 동시에 형성되므로 추가적인 공정이 없이 커패시터(120)의 제2 금속층(123)이 형성될 수 있게 된다.
제1 금속층(121)의 재료는 IDT 전극(110)과 동일한 물질이다. 이때 IDT 전극(100) 및 제1 금속층(121)은 구리(Cu)로 형성되는 것이 바람직하다. 제2 금속층(123)은 패드(PAD)(130)와 동일한 물질로 형성된다. 이때 제2 금속층(123) 및 패드(PAD)(130)는 알루미늄(Al) 또는 금(Au)으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 절연층(120)은 SiO2, SiNx, Al2O3, Ta2O5 등의 유전체로 형성될 수 있으나 SiO2로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 커패시터(120)는, 기판(101)의 상부에 형성되는 IDT 전극(110)과 IDT 전극(110)의 상부에 형성되는 절연층(122) 및 절연층(122) 상부에 형성되는 패드(PAD)(130)를 포함하는 SAW 필터에 형성되는 것이 바람직하다. SAW 필터 중에서 IDT 전극(110) 상부에 절연층(122)이 형성되는 SAW 필터를 TC(Temperature Compensated) SAW 필터라고 하는데, 이러한 TC(Temperature Compensated) SAW 필터에 형성되는 절연층(122)이 커패시터(120)의 전하를 저장하는 유전체 역할을 하게 되는 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 SAW 필터 공정 순서를 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터 제조 방법은 기판(101)의 상부에 IDT 전극(110) 및 커패시터(120)의 제1 금속층(121)을 형성하는 단계(S210)와 IDT 전극(110) 및 제1 금속층(121) 상부에 절연층(122)을 형성하는 단계(S220) 및 절연층(122) 상부에 패드(PAD)(130) 및 제2 금속층(123)을 형성하는 단계(S230)를 포함한다. 이때 IDT 전극(110) 및 제1 금속층(121)은 구리(Cu)로 형성되는 것이 바람직하며 패드(PAD)(130) 및 제2 금속층(123)은 알루미늄(Al) 또는 금(Au) 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.
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 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
10: IDT 전극 20: 커패시터
21: 상부 전극 22: 유전체
23: 하부전극 30: 커패시터
31: 기판 32: 제1 금속층
100: SAW 필터 110: IDT 전극
120: 커패시터 121: 제1 금속층
122: 절연층 123: 제2 금속층
130: 패드
21: 상부 전극 22: 유전체
23: 하부전극 30: 커패시터
31: 기판 32: 제1 금속층
100: SAW 필터 110: IDT 전극
120: 커패시터 121: 제1 금속층
122: 절연층 123: 제2 금속층
130: 패드
Claims (9)
- IDT 전극이 형성되어 있는 기판에 형성되어 커패시터의 하나의 전극을 이루는 제1 금속층;
상기 IDT 전극 및 상기 제1 금속층 상부에 형성되는 절연층;
상기 절연층 상부에 형성되며 커패시터의 또 다른 전극을 이루는 제2 금속층;
을 포함하는 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 금속층의 재료는 상기 IDT 전극과 동일한 물질인 것을 특징으로 하는 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 금속층은 구리(Cu)로 형성되는 것을 특징으로 하는 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 금속층은 상기 절연층 상부에 형성되는 패드(PAD)와 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 금속층은 알루미늄(Al) 또는 금(Au) 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 커패시터는,
상기 기판의 상부에 형성되는 IDT 전극;
상기 IDT 전극의 상부에 형성되는 절연층; 및
상기 절연층 상부에 형성되는 패드(PAD);
를 포함하는 SAW 필터에 형성되는 것을 특징으로 하는 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터.
- 기판의 상부에 IDT 전극 및 커패시터의 제1 금속층을 형성하는 단계;
상기 IDT 전극 및 상기 제1 금속층 상부에 절연층을 형성하는 단계; 및
상기 절연층 상부에 패드(PAD) 및 제2 금속층을 형성하는 단계;
를 포함하는 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 IDT 전극 및 상기 제1 금속층은 구리(Cu)로 형성되는 것을 특징으로 하는 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 패드(PAD) 및 제2 금속층은 알루미늄(Al) 또는 금(Au) 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 두 개의 전극이 금속층으로 형성되는 SAW 필터의 커패시터 제조 방법.
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