KR20170082977A - 탄성파 디바이스 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
온도 특성이 좋고, 또한 공진 특성이 좋은 탄성파 디바이스를 제공하는 것이다. 본 발명은 압전 기판(10)과, 상기 압전 기판(10) 위에 형성되며, 탄성파를 여진하는 빗살형 전극(16)과, 상기 압전 기판(10) 위에 상기 빗살형 전극(16)을 덮도록 형성되며, 탄소(C), 수소(H), 질소(N) 및 불소(F)의 합계 농도는 3.5원자％ 이하인 산화실리콘막(22)을 구비하는 탄성파 디바이스이다.
Description
본 발명은 탄성파 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 예를 들어 빗살형 전극을 덮도록 형성된 산화실리콘막을 구비하는 탄성파 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 스마트폰이나 휴대 전화로 대표되는 이동체 통신 기기의 고성능화가 진행되고 있다. 통신의 대용량화 및 고속화에 대응하기 위해 통신 규격이 고도화되고 있다. 무선 통신용의 주파수 밴드에 있어서, 송신 밴드와 수신 밴드 사이의 갭이 좁아져, 근방 밴드와의 간섭에 대한 요구도 엄격해지고 있다. 이들에 수반되어, 필터나 듀플렉서에는, 보다 고성능의 특성이 요구되고 있다. 예를 들어, 넓은 통과 대역을 갖고, 또한 좁은 밴드간 갭의 듀플렉서를 실현하기 위해서는, 저손실이며 전기 기계 결합 계수가 크고, 또한 주파수 온도 의존성(TCF : Temperature Coefficient of Frequency)이 0에 가까운 온도 특성이 우수한 탄성파 디바이스가 요구되고 있다.
특허문헌 1에는, 빗살형 전극을 덮도록 원소가 도핑된 산화실리콘막을 형성하는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 2 및 3에는, 빗살형 전극을 덮도록 스퍼터링법을 사용하여 산화실리콘막을 형성하는 것이 기재되어 있다.
빗살형 전극을 덮도록 산화실리콘막을 형성함으로써 TCF를 0에 가깝게 하여, 온도 특성을 개선할 수 있다. 그러나, 특허문헌 1 내지 3에는, 온도 특성이 좋고, 또한 공진기의 Q값 및 전기 기계 결합 계수 k2 등의 특성을 향상시키는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 온도 특성이 좋고, 또한 공진 특성이 좋은 탄성파 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 압전 기판과, 상기 압전 기판 위에 형성되며, 탄성파를 여진하는 빗살형 전극과, 상기 압전 기판 위에, 상기 빗살형 전극을 덮도록 형성되며, 탄소(C), 수소(H), 질소(N) 및 불소(F)의 합계 농도는 3.5원자％ 이하인 산화실리콘막을 구비하는 탄성파 디바이스이다.
상기 구성에 있어서, 상기 산화실리콘막 내의 아르곤(Ar)의 농도는 0.1원자％ 이하인 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 산화실리콘막 내의 탄소의 농도는 1원자％ 이하인 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 산화실리콘막 내의 수소의 농도는 2원자％ 이하인 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 빗살형 전극의 전극 핑거 위의 상기 산화실리콘막의 막 두께는, 상기 전극 핑거의 막 두께 이상인 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서 상기 압전 기판과 상기 산화실리콘막 사이에, 상기 빗살형 전극을 덮도록 형성된 유전체막을 구비하는 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 압전 기판은, 상기 빗살형 전극 아래에, 상기 빗살형 전극의 적어도 일부의 원소가 확산된 영역을 갖는 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 압전 기판은, 니오븀산리튬 기판 또는 탄탈산리튬 기판이고, 상기 빗살형 전극은, 상기 압전 기판 위에 형성된 Ti막과, 상기 Ti막 위에 형성된 Cu막을 구비하고, 상기 빗살형 전극의 적어도 일부의 원소는 Ti인 구성으로 할 수 있다.
상기 압전 기판은 니오븀산리튬 기판 또는 탄탈산리튬 기판인 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 빗살형 전극을 포함하는 필터를 구비하는 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 필터는, 각각이 상기 빗살형 전극을 포함하는 복수의 공진기를 포함하고, 상기 산화실리콘막은, 상기 복수의 공진기에 각각 포함되는 상기 빗살형 전극을 공통으로 덮는 구성으로 할 수 있다.
본 발명은 압전 기판 위에, 탄성파를 여진하는 빗살형 전극을 형성하는 공정과, 상기 압전 기판 위에, 상기 빗살형 전극을 덮도록, TEOS-PE-CVD법을 사용하여 산화실리콘막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성파 디바이스의 제조 방법이다.
상기 구성에 있어서, 상기 산화실리콘막을 형성하는 공정에 있어서, 반송 가스를 사용하지 않는 구성으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 온도 특성이 좋고, 또한 공진 특성이 좋은 탄성파 디바이스를 제공할 수 있다.
도 1의 (a)는 비교예 및 실시예에 따른 탄성파 공진기의 평면도, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 A-A 단면도.
도 2는 시뮬레이션에 사용한 구조를 도시하는 단면도.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는 각각 공진 주파수 및 반공진 주파수에 있어서의 깊이에 대한 왜곡 에너지를 도시하는 도면.
도 4의 (a) 및 도 4의 (b)는 각각 공진 주파수 및 반공진 주파수에 있어서의 깊이에 대한 변위를 도시하는 도면.
도 5는 실험에 있어서 제작한 샘플의 평면도.
도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)는 실험에 사용한 샘플의 제작 방법을 도시하는 단면도.
도 7의 (a)는 샘플 A 내지 E의 산화실리콘막의 성막 조건을 도시하는 도면, 도 7의 (b)는 샘플 A 내지 E의 산화실리콘막 내의 불순물 농도를 도시하는 도면, 도 7의 (c)는 샘플 A 내지 E의 Q값, 전기 기계 결합 계수 및 TCF를 도시하는 도면.
도 8의 (a)는 샘플에 대한 Qave 및 k2를 도시하는 도면, 도 8의 (b) 및 도 8의 (c)는 샘플에 대한 각각 반공진 주파수 및 공진 주파수에 있어서의 TCF를 도시하는 도면.
도 9의 (a) 내지 도 9의 (c)는 불순물 합계의 농도에 대한 Qave, k2 및 TCF를 도시하는 도면.
도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)는 제작한 샘플의 불순물 농도, C 농도 및 H 농도에 대한 Qave를 도시하는 도면.
도 11은 TEOS와 산소 가스의 유량비에 대한 Qave를 도시하는 도면.
도 12는 제작한 샘플의 금속막 부근의 단면도.
도 13의 (a)는 실시예 2에 따른 필터의 평면도, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 A-A 단면도.
도 14는 실시예 2의 변형예에 따른 듀플렉서의 회로도.
도 2는 시뮬레이션에 사용한 구조를 도시하는 단면도.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는 각각 공진 주파수 및 반공진 주파수에 있어서의 깊이에 대한 왜곡 에너지를 도시하는 도면.
도 4의 (a) 및 도 4의 (b)는 각각 공진 주파수 및 반공진 주파수에 있어서의 깊이에 대한 변위를 도시하는 도면.
도 5는 실험에 있어서 제작한 샘플의 평면도.
도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)는 실험에 사용한 샘플의 제작 방법을 도시하는 단면도.
도 7의 (a)는 샘플 A 내지 E의 산화실리콘막의 성막 조건을 도시하는 도면, 도 7의 (b)는 샘플 A 내지 E의 산화실리콘막 내의 불순물 농도를 도시하는 도면, 도 7의 (c)는 샘플 A 내지 E의 Q값, 전기 기계 결합 계수 및 TCF를 도시하는 도면.
도 8의 (a)는 샘플에 대한 Qave 및 k2를 도시하는 도면, 도 8의 (b) 및 도 8의 (c)는 샘플에 대한 각각 반공진 주파수 및 공진 주파수에 있어서의 TCF를 도시하는 도면.
도 9의 (a) 내지 도 9의 (c)는 불순물 합계의 농도에 대한 Qave, k2 및 TCF를 도시하는 도면.
도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)는 제작한 샘플의 불순물 농도, C 농도 및 H 농도에 대한 Qave를 도시하는 도면.
도 11은 TEOS와 산소 가스의 유량비에 대한 Qave를 도시하는 도면.
도 12는 제작한 샘플의 금속막 부근의 단면도.
도 13의 (a)는 실시예 2에 따른 필터의 평면도, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 A-A 단면도.
도 14는 실시예 2의 변형예에 따른 듀플렉서의 회로도.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예 1]
먼저, 비교예 및 실시예에 따른 탄성파 공진기의 구조의 일례에 대하여 설명한다. 도 1의 (a)는 비교예 및 실시예에 따른 탄성파 공진기의 평면도, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 A-A 단면도이다. 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 1포트 공진기에서는, 압전 기판(10) 위에 IDT(30) 및 반사기(32)가 형성되어 있다. 압전 기판(10)은 예를 들어 니오븀산리튬 기판 또는 탄탈산리튬 기판이다. IDT(30) 및 반사기(32)는 압전 기판(10)에 형성된 금속막(20)에 의해 형성된다. 금속막(20)은 예를 들어 Cu(구리)막 또는 Al(알루미늄)막이다. IDT(30)는, 대향하는 한 쌍의 빗살형 전극(16)을 구비한다. 빗살형 전극(16)은 복수의 전극 핑거(12)와, 복수의 전극 핑거(12)가 접속된 버스 바(14)를 구비한다. 한 쌍의 빗살형 전극(16)은 전극 핑거(12)가 거의 교대로 되도록, 대향하여 형성되어 있다. 압전 기판(10) 위에 빗살형 전극(16)을 덮도록 산화실리콘(SiO2)막(22)이 형성되어 있다. 빗살형 전극(16)이 여진한 탄성파는 전극 핑거(12)의 배열 방향으로 전파된다. 탄성파는 반사기(32)에 의해 반사된다. 빗살형 전극(16)에 있어서의 전극 핑거(12)의 피치가 빗살형 전극(16)이 여진하는 탄성파의 파장 λ에 거의 상당한다.
산화실리콘막(22)의 TCF는, 압전 기판(10)의 TCF와 역부호이다. 이 때문에, 압전 기판(10) 위에 산화실리콘막(22)을 형성함으로써, 탄성파 공진기의 TCF의 절댓값이 작아진다. 이와 같이, 산화실리콘막(22)은 온도 보상막으로서 기능한다. 또한, 산화실리콘막(22)의 탄성파는 압전 기판(10)에 여진되는 탄성 표면파보다 느리다. 이에 의해, 탄성파가 산화실리콘막(22) 및 압전 기판(10)에 갇힌다. 산화실리콘막(22)의 막 두께를 조정함으로써, 탄성파 공진기의 공진 주파수 등을 조정할 수도 있다. 이와 같이, 산화실리콘막(22)은 주파수 조정막으로서 사용할 수도 있다.
압전 기판(10) 및 산화실리콘막(22) 내의 탄성파 왜곡 에너지 및 탄성파에 의한 변위에 대하여 시뮬레이션하였다. 도 2는 시뮬레이션에 사용한 구조를 도시하는 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 금속막(20)은 압전 기판(10) 위에 형성된 제1 막(20a)과 제1 막(20a) 위에 형성된 제2 막(20b), 제2 막(20b) 위에 형성된 제3 막(20c)을 갖는다. 제1 막(20a)은 제2 막(20b)의 원소가 압전 기판(10) 내에 확산되는 것을 억제하는 확산 방지막이다. 제3 막(20c)은 산화실리콘막(22)을 에칭하여 창내기하여 전기 접속하는 공정에 있어서의 에칭 스톱층이다. 금속막(20)을 덮도록 유전체막(24)이 형성되어 있다. 유전체막(24) 위에 산화실리콘막(22)이 형성되어 있다.
시뮬레이션에 사용한 조건은 이하이다.
압전 기판(10) : 127.86° 회전 Y 커트 X 전파 니오븀산리튬 기판
피치 λ : 3.84 ㎛
제1 막(20a) : 막 두께가 78㎚인 Ti(티타늄)막
제2 막(20b) : 막 두께가 230㎚인 Cu막
제3 막(20c) : 막 두께가 9㎚인 Cr(크롬)막
유전체막(24) : 막 두께가 20㎚인 질화실리콘막
산화실리콘막(22): 전극 핑거간에서의 막 두께가 1200㎚
도 2의 파선(50)과 같이, 전극 핑거(12)의 중앙, 도 2의 파선(52)과 같이, 전극 핑거(12) 사이의 중앙, 전극 핑거(12)의 끝으로부터 전극 핑거(12)측에 λ/128의 위치, 각각에 대하여 깊이 방향의 왜곡 에너지 및 변위를 시뮬레이션하였다. 왜곡 에너지 및 변위는 공진 주파수 및 반공진 주파수에 있어서 시뮬레이션하였다.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는 각각 공진 주파수 및 반공진 주파수에 있어서의 깊이에 대한 왜곡 에너지를 도시하는 도면이다. 압전 기판(10)의 표면 깊이를 0으로 하고, 압전 기판(10) 내의 깊이를 부로 하고, 산화실리콘막(22) 내의 깊이를 정으로 하고 있다. 또한, 깊이를 피치 λ로 규격화하고 있다. 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 압전 기판(10) 내뿐만 아니라, 산화실리콘막(22) 내에 왜곡 에너지가 분포한다. 전극 핑거 중앙 및 전극 핑거 끝 근방에서는, 압전 기판(10)과 산화실리콘막(22)의 계면 부근과, 산화실리콘막의 표면 부근에 있어서 왜곡 에너지가 커진다. 전극 핑거간에서는, 압전 기판(10)의 표면 부근의 왜곡 에너지가 가장 크다.
도 4의 (a) 및 도 4의 (b)는 각각 공진 주파수 및 반공진 주파수에 있어서의 깊이에 대한 변위를 도시하는 도면이다. 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 압전 기판(10) 내보다, 산화실리콘막(22) 내의 변위가 크다. 전극 핑거 중앙 및 전극 핑거 끝 근방에서는, 압전 기판(10) 내로부터 산화실리콘막(22)의 표면에 걸쳐 변위가 단조롭게 커지고, 산화실리콘막(22)의 표면 부근의 변위가 가장 크다. 전극 핑거간에서는, 압전 기판(10)의 표면 부근의 변위는 작고, 산화실리콘막(22)의 표면 변위가 가장 크다.
[실험 1]
이상과 같이, 빗살형 전극(16) 위에 산화실리콘막(22)을 형성한 탄성파 디바이스에 있어서는, 산화실리콘막(22) 내의 왜곡 에너지가 크고, 또한, 산화실리콘막(22) 내의 변위는 압전 기판(10) 내보다 크다. 이 때문에, 산화실리콘막(22)의 막질이 탄성파 디바이스의 특성에 크게 영향을 미치는 것이 생각된다. 따라서, 실험 1로서, 산화실리콘막(22)의 성막 방법을 변화시켜, 탄성파 공진기의 Q값, 전기 기계 결합 계수 k2 및 TCF를 측정하였다. 산화실리콘막(22)의 성막 방법으로서는, 주로 TEOS(Tetraethyl orthosilicate)-PE(Plasma Enhanced)-CVD(Chemical Vapor Deposition)법을 사용하였다. TEOS-PE-CVD법을 사용함으로써 전극 핑거(12)의 폭 및 전극 핑거(12) 사이의 폭이 각각 2㎛ 이하인 미세한 구조에 있어서도, 전극 핑거(12) 간을 산화실리콘막(22)으로 매립할 수 있다. 따라서, 산화실리콘막(22)의 상면의 평탄성을 높일 수 있다.
도 5는 실험에 있어서 제작한 샘플의 평면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제작한 1포트 공진기는 아포다이즈형 공진기이다. 빗살형 전극(16)은 전극 핑거(12), 더미 전극 핑거(13) 및 버스 바(14)를 구비하고 있다. 한쪽의 빗살형 전극(16)의 전극 핑거(12)는 탄성파의 전파 방향에 직교하는 방향에 있어서, 다른 쪽의 빗살형 전극(16)의 더미 전극 핑거(13)와 대향하고 있다. 전극 핑거(12)가 교차하는 길이(개구 길이)는 탄성파의 전파 방향에 있어서, ArcCos로 변조되어 있다. 그 밖의 구성은, 도 1의 (a)의 평면도 및 도 1의 (b)의 단면도와 동일하여 설명을 생략한다.
제작한 샘플의 조건은 이하이다.
압전 기판(10) : 127.86° 회전 Y 커트 X 전파 니오븀산리튬 기판
쌍수 : 55쌍
피치 λ : 3.84 ㎛
최대 개구 길이 : 35λ
제1 막(20a ): 막 두께가 25㎚인 Ti막
제2 막(20b) : 막 두께가 238㎚인 Cu막
제3 막(20c) : 막 두께가 10㎚인 Cr막
유전체막(24): 막 두께가 20㎚인 질화실리콘막
산화실리콘막(22) : 전극 핑거간에서의 막 두께가 1060㎚
도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)는 실험에 사용한 샘플의 제작 방법을 도시하는 단면도이다. 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 압전 기판(10) 위에 제1 막(20a), 제2 막(20b) 및 제3 막(도시하지 않음)을 형성한다. 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 압전 기판(10) 위에 금속막(20)을 덮도록, 스퍼터링법을 사용하여 유전체막(24)을 형성한다. 유전체막(24)은 증착법 또는 ALD(Atomic Layer Deposition)법을 사용하여 성막할 수도 있다. 또한, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 유전체막(24) 위에 산화실리콘막(22)을 형성한다.
도 7의 (a)는 샘플 A 내지 E의 산화실리콘막의 성막 조건을 도시하는 도면, 도 7의 (b)는 샘플 A 내지 E의 산화실리콘막 내의 불순물 농도를 도시하는 도면, 도 7의 (c)는 샘플 A 내지 E의 Q값, 전기 기계 결합 계수 및 TCF를 도시하는 도면이다. 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 샘플 A의 산화실리콘막(22)은 타깃을 실리콘(Si), 스퍼터 가스를 산소(O2) 가스 및 Ar(아르곤)로 한 바이어스 스퍼터법을 사용하여 성막하였다. 산화실리콘막(22)의 상면의 평탄성을 향상시키기 위해, 산화실리콘막의 스퍼터와, 산화실리콘막의 에치 백을 교대로 반복하였다. 타깃을 산화 실리콘, 스퍼터 가스를 Ar(아르곤)로 할 수도 있다.
샘플 B 내지 E는 TEOS법을 사용하여 성막하였다. 성막 온도는, 양호한 막질을 얻기 위해 약 300℃이다. 성막 온도가 300℃로 고온이어도, 금속막(20)이 유전체막(24)으로 덮여 있기 때문에, 금속막(20) 내의 원자의 산화실리콘막(22)으로의 확산 및/또는 산화실리콘막의 성막 분위기와 금속막(20)의 화학 반응을 억제할 수 있다.
샘플 B의 성막 조건은 조건 B로 하였다. 조건 B에서는, 반송 가스(캐리어 가스)를 사용하지 않는 방법으로 기화된 TEOS 가스와, 산소(O2) 가스를 사용하여 산화실리콘막(22)을 형성하였다. 샘플 C의 성막 조건은 반송 가스로서 Ar(아르곤) 가스를 사용하였다. 샘플 D의 성막 조건은 반송 가스로서 질소(N2) 가스를 사용하였다. 샘플 C 및 D에 있어서의 TEOS 가스의 유량은 조건 B의 1배∼1.5배이다. 샘플 E의 성막 조건은, TEOS의 유량을 조건 B의 1/2로 한 것 이외는 조건 B와 동일하다. 또한, 반송 가스는, TEOS를 증발시키는 기능도 있다. 샘플 B 및 E는 반송 가스를 사용하지 않는 방식을 사용하고 있다. 샘플 A, C 및 D는 비교예에 상당하고, 샘플 B 및 E는 실시예 1에 상당한다.
도 7의 (b)의 각 원소의 농도는 2차 이온 질량 분석(SIMS : Secondary Ion Mass Spectrometry)법을 사용하였다. 분석한 원소는, Si(실리콘), O(산소), C(탄소), H(수소), N(질소), F(불소) 및 Ar이다. 측정 장치는 PHI ADEPT1010(등록 상표), 1차 이온종은 Cs+, 1차 가속 전압은 5.0㎸, 검출 영역은 60㎛×60㎛이다. Si와 O 이외의 원소는 산화실리콘막(22)의 불순물이다. 도 7의 (b)에 있어서의 H, C, N, F 및 Ar의 항은, 각각 H, N, F 및 Ar의 원자 농도를 나타낸다. H+C+N+F+Ar의 항은, 이들 불순물의 합계의 원자 농도이다. Ar에 있어서의 0.04원자％는 Ar의 검출 한계 이하를 나타낸다. 검출 한계는 원소에 따라 상이하지만, Ar 이외의 원소는 검출 한계보다 높은 영역에서 분석을 행한 결과이다.
도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 샘플 A에서는, 불순물 합계의 농도는 낮지만 Ar의 농도가 높다. 샘플 B에서는, 불순물 합계의 농도는 낮고, Ar 농도는 검출 한계 이하이다. 샘플 C에서는, H 농도, C 농도, F 농도 및 Ar 농도가 높고, 불순물 합계의 농도도 높다. 샘플 D에서는, H 농도, C 농도 및 N 농도가 높고, 불순물 합계의 농도도 높지만, Ar 농도는 검출 한계 이하이다. 샘플 E에서는, 불순물 합계의 농도가 낮고, Ar 농도는 검출 한계 이하이다. 이상과 같이, 스퍼터링법을 사용하여 산화실리콘막(22)을 형성하면, Ar 농도가 높아진다. 반송 가스를 사용한 TEOS-PE-CVD법에서는 불순물의 농도가 높아진다. 반송 가스로부터 유래되는 불순물의 농도가 높아진다. 반송 가스를 사용하지 않는 TEOS-PE-CVD법에서는 불순물의 농도가 낮다.
도 8의 (a)는 샘플에 대한 Qave 및 k2를 도시하는 도면, 도 8의 (b) 및 도 8의 (c)는 샘플에 대한 각각 반공진 주파수 및 공진 주파수에 있어서의 TCF를 도시하는 도면이다. Qave는, 공진 주파수와 반공진 주파수 사이의 Q값을 평균화한 것이다. TCF는 공진 주파수와 반공진 주파수에서 절댓값으로 6∼10ppm/℃의 차이가 있다. 그러나, 샘플간에서의 상대적인 경향은 거의 변하지 않는다. 이 때문에, 이후는, 반공진 주파수 fa에 있어서의 TCF를 대표하여 나타낸다. 도 7의 (c), 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 샘플 A에서는, Q값은 크지만, k2는 작고 TCF도 부로 크다. 샘플 C 및 D에서는, k2 및 TCF는 샘플 A와 동일 정도이며, Q값은 샘플 A보다 낮다. 샘플 B에서는, k2가 샘플 A보다 크고, TCF가 샘플 A보다 0에 가깝지(즉 절댓값이 작지)만 Q값은 샘플 A보다 작다. 샘플 E에서는, Q값은 샘플 A와 동일 정도이며, k2가 샘플 A보다 크고, TCF가 샘플 A보다 0에 가깝다.
이와 같이, 불순물 합계의 농도 및 Ar 농도가 낮은 샘플 B 및 E는, Q값, k2 및 TCF 모두 양호하다. 한편, 샘플 A는, 불순물은 낮지만 Ar 농도가 높다. 이때, Q값은 높지만 k2 및 TCF가 나쁘다.
도 9의 (a) 내지 도 9의 (c)는 불순물 합계의 농도에 대한 Qave, k2 및 TCF를 도시하는 도면이다. 또한 각 도면에 있어서의 파선은, 샘플 A를 제외한 샘플의 경향을 나타내는 선이다. 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 불순물 합계의 농도가 낮아지면, Qave가 커진다. 샘플 A도 동일한 경향이다. 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 불순물 농도가 낮아지면 k2가 커진다. 샘플 A는, 이 경향으로부터 벗어나 있다. 즉, 샘플 A는 불순물 농도가 낮지만 k2는 작다. 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 불순물 농도가 낮아지면 TCF가 0에 가까워진다. 샘플 A는, 이 경향으로부터 벗어나 있으며, 불순물 농도가 낮아도 TCF는 부로 크다.
이상과 같이 샘플 A 내지 E로부터, 불순물 농도와 Q값, k2 및 TCF에 상관이 있다. Ar 농도가 높으면, 불순물 농도가 작아도 k2 및 TCF는 나쁜 것을 알 수 있었다. Ar 농도는, 다른 불순물 C, H, N 등에 비해 낮은 농도에서 k2 및 TCF에 영향을 미친다. 스퍼터링법에서는 스퍼터 가스로서 Ar을 사용한다. 이 때문에 산화실리콘막 내로의 Ar의 흡장을 억제하는 것이 어렵다. 특히, 산화실리콘막(22)의 상면의 평탄성을 높이기 위해 바이어스 스퍼터를 사용하면, 산화실리콘막 내의 Ar 농도가 커진다.
TEOS-PE-CVD법은, 오르토규산테트라에틸을 플라즈마 중에서 분해하고, 산화시켜 SiO2 박막을 성막하는 것이다. 반응식은 이하이다.
Si(OC2H5)4+12O2->SiO2+8CO2+10H2O
이와 같이, 반응 과정에서 다수의 C 및 H가 생성된다. 따라서, 성막 조건에 따라서는, C 및 H와 같은 불순물이 산화실리콘막에 도입된다. TEOS-PE-CVD법을 사용한 산화실리콘막은 패시베이션막에 사용되고 있다. 이 용도에서는, 절연성 및 내흡수성의 확보 이외의 막질(막의 기능)을 고려하는 일은 없다.
성막 레이트를 크게 하여 생산성을 향상시키고자 하면, 불순물의 탈리(TEOS의 분해), 탈리한 불순물의 연소 및 배기가 충분히 행해지지 않아, 불순물이 산화실리콘막에 도입되어 버린다. 이에 의해, 산화실리콘막의 불순물 농도가 커진다. 샘플 B 내지 D에서는, TEOS의 분해, 생성된 불순물의 연소 및 배기가 불충분하였기 때문에, C, H 등의 불순물이 도입된 것으로 생각된다. 이 결과, Q값 등이 열화되어 있다고 생각된다.
산화실리콘막 내의 불순물 농도를 낮게 하기 위해서는, TEOS의 분해 및 연소가 진행되는 조건으로 하는 것이 생각된다. 예를 들어, TEOS 유량을 감소시킴으로써 TEOS의 공급량을 감소시킬 수 있다. 산소 가스의 유량을 증가시킴으로써 TEOS의 연소를 촉진시킬 수 있다. 플라즈마의 파워를 올림으로써 TEOS의 연소를 촉진시킬 수 있다. 성막 온도를 올림으로써 TEOS의 연소를 촉진시킬 수 있다. 이들 중 적어도 1개를 사용함으로써, TEOS의 분해 및 연소가 진행되어, 산화실리콘막 내의 불순물 농도가 낮아진다.
[실험 2]
따라서, TEOS-PE-CVD법을 사용하여 다양한 조건에서 산화실리콘막(22)을 형성하였다. TEOS의 유량, 산소 가스의 유량, 성막 온도 및 플라즈마를 생성하기 위한 고주파수 신호의 파워를 변화시킴으로써, 다양한 샘플을 제작하였다. 이들 샘플 중의 Ar 농도는 검출 한계 이하이다. 그 밖의 샘플의 구성은 실험 1과 동일하여 설명을 생략한다.
실험 1과 동일한 조건에서 SIMS법을 사용하여 산화실리콘막 내의 불순물 농도를 측정하였다. 도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)는 제작한 샘플의 불순물 농도, C 농도 및 H 농도에 대한 Qave를 도시하는 도면이다. 도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)에 있어서, 일점쇄선은 Q값의 경향을 나타내는 보조선, 파선은 Q값의 변동을 나타내는 보조선이다. 어떤 역치 농도 이하에서는, Q값 및 Q값의 변동은 농도에 상관없이 일정하게 하고, 어떤 역치 농도 이상에서는, 이들 보조선을 농도에 관한 1차 함수로 가정하였다.
도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 불순물(H, C, N, F 및 Ar) 합계의 농도가 3.5원자％ 이하에서는, Qave의 최솟값은 약 970이고, 최댓값은 약 1020이며, 최솟값과 최댓값 사이의 폭은 약 70이다. 이와 같이 Q값은 안정되어 있다. 한편, 불순물 농도가 3.5원자％보다 커지면, Qave가 열화된다. 또한, Qave의 변동이 커진다. 예를 들어 불순물 농도가 6.5원자％ 부근에서는, Qave의 최솟값은 약 755이고, 최댓값은 약 895이며, 최솟값과 최댓값의 폭은 약 140으로 된다. 이와 같이, 최솟값과 최댓값 사이의 폭이, 불순물 농도가 3.5원자％ 이하인 경우보다 2배로 된다.
도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, C 농도가 1.0원자％ 이하에서는, Qave는 C 농도 의존성이 작고, 또한 변동이 작다. C 농도가 1.0원자％보다 높아지면, Qave는 낮아진다. 또한 Qave의 변동이 커진다. 도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, H 농도가 2.0원자％ 이하에서는, Qave는 H 농도 의존성이 작고, 또한 변동이 작다. H 농도가 2.0원자％보다 높아지면, Qave는 낮아진다. 또한 Qave의 변동이 커진다. 또한, H 농도가 2.4원자％ 부근에서 Qave가 작은 데이터 포인트가 있지만, 이것은, C 농도가 높기 때문이다. C는 H에 비해 동일한 농도에서도 Qave에 영향을 미치기 쉽다. Qave의 경향을 나타내는 보조선은 이 데이터 포인트를 제외하고 도시하고 있다.
이상과 같이, C 및 H와 같은 불순물 농도가 역치 농도 이하에서는, Q값의 불순물 농도 의존성이 작고 또한 변동이 작다. 불순물 농도가 역치 농도보다 커지면 Q값은 농도가 높아짐에 따라서 작아진다. 또한, 불순물 농도가 높아짐에 따라서 Q값의 변동도 커진다.
이 이유는 이하와 같이 생각된다. Q값에는, 불순물 농도 이외에, SiO2 내의 Si와 O의 조성비, 산소 결손량, 공공 농도, 다원환 구조의 양, 영률, 밀도 및 경도 등의 막질이 영향을 미친다. 불순물 농도가 낮은 산화실리콘막에서는, 고밀도 및 고탄성이며 또한 균일한 Si-O의 분자 진동이 실현되고 있다. 이 때문에, 불순물 농도 이외의 요인의 Q값에의 영향이 상대적으로 작아진다. 이에 의해, 불순물 농도가 역치 농도 이하에서는, Q값이 포화되고 또한 변동이 작아진다. 한편, 불순물 농도가 역치 농도 이상으로 되면, 불순물 원자가 Si-O의 네트워크의 Si 및/또는 O를 치환하고, 불순물 원자가 Si 및/O를 결손시키고, 및/또는 불순물 원자가 Si-O의 근방에 존재한다. 이들에 의해, Si-O의 분자 진동이 흐트러진다. 이 때문에, Q값이 낮아진다. 또한, 불순물 농도 이외의 막질이 Q값에 미치는 영향이 커져, Q값의 변동이 커진다.
산화실리콘막 내의 불순물 농도는, TEOS의 분해 및 연소에 관련되어 있다고 생각된다. 따라서, TEOS와 산소 가스의 유량비(TEOS/O2 유량비)에 대한 Qave를 측정하였다. 도 11은 TEOS와 산소 가스의 유량비에 대한 Qave를 도시하는 도면이다. TEOS/O2 유량비가 0.35, 0.24, 0.18, 0.10 및 0.07인 샘플을 사용하였다. 도 11에 도시한 바와 같이, TEOS/O2 유량비가 0.18 이상에서는, Qave는 일정하다. TEOS/O2 유량비가 0.18보다 커지면, TEOS/O2 유량비가 커짐에 따라서 Qave가 작아진다. 예를 들어 TEOS/O2 유량비를 0.14로 하면, 유량비가 ±0.04의 범위에서 변동되어도, Q값의 변동이 억제된다. 이에 의해 탄성파 디바이스의 특성이 안정화된다.
TEOS/O2 유량비가 작은 범위(예를 들어 0.18 이하의 범위)에서는, TEOS의 양에 대한 O2의 양이 많다. 이 때문에, 산화실리콘막의 성막 시에, TEOS의 연소, 분해 및 해리가 촉진된다. 이에 의해, 산화실리콘막 내의 C 또는 H 등의 불순물 농도가 낮아진다. 이 결과, Q값이 향상되고, 또한 안정되었다고 생각된다.
Ar 농도가 높으면, 불순물 농도에 상관없이 k2 및 TCF가 나쁜 이유는 이하로 생각된다. 예를 들어 특허문헌 1에 있어서의 FTIR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)의 피크 파수는 Si-O 결합의 결합각의 지표로 되고, 반값폭은 균일성의 지표로 된다. 특허문헌 1과 같이, 산화실리콘막 내의 Si-O 결합의 결합각 및 균일성이 TCF에 영향을 미친다. 마찬가지로, 결합각 및 균일성은 k2에 영향을 미친다. 도 8의 (a), 도 8의 (b), 도 9의 (b) 및 도 9의 (c)와 같이, Ar의 TCF 및 k2에의 영향은, C, H, N 및 F 등의 불순물과 상이하다. 이것으로부터, Ar 원자의 Si-O 네트워크에의 도입 방법이 다른 불순물과 상이하다고 생각된다.
Ar 원자를 포함하는 SiO2를 용융 고화시킨 아몰퍼스 구조를 제1 원리에 의해 시뮬레이션하였다. 이 결과, Ar 원자는 Si-O 네트워크에는 도입되지 않고, Si와 O의 격자간에 수용되는 것을 알 수 있었다. 격자간의 Ar에 의해, Si-O 진동이 저해된다고 생각된다. 이에 의해, 산화실리콘막(22) 내에 Ar이 도입되면, TCF 및 k2가 열화되는 것으로 생각된다. 한편, C 원자 및 H 원자는 Si-O 결합의 O와 치환된다.
실시예 1에 의하면, 산화실리콘막(22) 내의 C, H, N 및 F의 합계 농도는 3.5원자％ 이하이다. 이에 의해, 도 10의 (a)와 같이, Q값을 향상시킬 수 있다. 또한 Q값의 변동을 작게 할 수 있다. 따라서, 탄성파 디바이스의 손실 등의 특성이 향상되고, 또한 특성의 변동을 억제할 수 있다. 산화실리콘막(22) 내의 C, H, N 및 F의 합계 농도는, 3.0원자％ 이하가 바람직하고, 2.5원자％ 이하가 보다 바람직하다. TEOS-PE-CVD법을 사용하면, C, H, N 및 F의 합계 농도는, 예를 들어 1.5원자％ 이상으로 된다.
또한, 산화실리콘막(22) 내의 Ar 농도는 0.1원자％ 이하이다. 이에 의해, 도 8의 (a), 도 8의 (b), 도 9의 (b) 및 도 9의 (c)와 같이, 전기 기계 결합 계수 k2가 향상된다. 또한, TCF가 향상된다. 산화실리콘막(22) 내의 Ar 농도는 0.06％ 이하가 바람직하다. 또한, 도 7의 (b)에 있어서 검출 한계 이하인 0.04％ 이하가 보다 바람직하다.
또한, 산화실리콘막(22) 내의 C 농도는 1원자％ 이하이다. 이에 의해, 도 10의 (b)와 같이, Q값을 향상시킬 수 있다. 또한 Q값의 변동을 작게 할 수 있다. 산화실리콘막(22) 내의 C 농도는, 0.8원자％ 이하가 바람직하고, 0.6원자％ 이하가 보다 바람직하다. TEOS-PE-CVD법을 사용하면, C 농도는, 예를 들어 0.3원자％ 이상으로 된다.
또한, 산화실리콘막(22) 내의 H 농도는 2원자％ 이하이다. 이에 의해, 도 10의 (c)와 같이, Q값을 향상시킬 수 있다. 또한 Q값의 변동을 작게 할 수 있다. 산화실리콘막(22) 내의 H 농도는, 1.8원자％ 이하가 바람직하고, 1.6원자％ 이하가 보다 바람직하다. TEOS-PE-CVD법을 사용하면, C 농도는, 예를 들어 1원자％ 이상으로 된다.
실시예 1에서는, 산화실리콘막(22)을 TEOS-PE-CVD법을 사용하여 성막하는 예를 설명하였다. 지금까지 설명한 바와 같이, Q값 및 그 변동에는 산화실리콘막(22) 중의 불순물 농도가 영향을 미치는 것이기 때문에, 산화실리콘막(22)의 성막 방법은 TEOS-PE-CVD법 이외이어도 된다.
예를 들어 스퍼터링법을 사용하여 산화실리콘막(22)을 형성하면, Ar 농도가 높아진다. 따라서, TEOS-PE-CVD법을 사용하여 산화실리콘막을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 도 7의 (a) 내지 도 7의 (c)와 같이, 불순물 농도를 삭감하기 위해, 반송 가스는 사용하지 않는 것이 바람직하다.
상기 고찰에 의하면, 산화실리콘막(22) 내의 막질이, Q값, k2 및 TCF에 크게 영향을 미친다. 따라서, 압전 기판(10)의 재료, 금속막(20)의 막 두께 및 재료는, 상기 실험 결과에 큰 영향을 미치지 않는다. 압전 기판(10)으로서는, 니오븀산리튬 기판 이외에 예를 들어 탄탈산리튬을 사용할 수 있다.
압전 기판(10)에 회전 Y 커트 X 전파 니오븀산리튬 기판을 사용하는 경우, 회전 Y 커트각이 127.86°에 있어서 레일리파의 전기 기계 결합 계수가 최대로 된다. Cambell&Jones의 방법에 의해 시뮬레이션한 바, 회전 Y 커트각이 120° 내지 140°에서는, 레일리파의 전기 기계 결합 계수가 다른 모드보다 커서, 레일리파는 주모드로 된다. 이 범위에서는 누설파는 전기 기계 결합 계수가 레일리파보다 작아 불요파로 된다. 따라서, 회전 Y 커트각은 120° 이상 또한 140° 이하가 바람직하다. 또한, 127.86°에 대하여 제조 변동을 고려하여, 회전 Y 커트각은 126° 이상 또한 130° 이하가 보다 바람직하다.
금속막(20)으로서는, Cu막 이외에도 예를 들어 Al막을 사용해도 된다. 금속막(20)의 제2 막(20b)으로서 Cu를 주성분으로 하는 막을 사용하는 경우, Cu의 압전 기판(10)으로의 확산을 억제하기 위해, 또는 압전 기판(10)과의 밀착성을 확보하기 위해, 제1 막(20a)으로서 Ti를 주성분으로 하는 막 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, Cu의 산화실리콘막(22)으로의 확산을 억제하기 위해, 유전체막(24)을 형성하는 것이 바람직하다.
유전체막(24)으로서는, 예를 들어 산화실리콘막 또는 질화실리콘막을 사용할 수 있다. 유전체막(24)은 성막 중의 금속막(20)의 변질 억제의 관점에서 산화실리콘막(22)보다 낮은 온도에서 성막한다. TEOS-PE-CVD법을 사용하여 산화실리콘막을 형성하는 성막 온도는, 양호한 막질을 얻기 위해 예를 들어 300℃ 정도이다. 따라서, 유전체막(24)의 성막 온도는 예를 들어 200℃ 이하가 바람직하다. 이 때문에, 유전체막(24)의 성막 방법은, 스퍼터링법 또는 증착법을 사용하는 것이 바람직하다. 산화실리콘막을 형성하는 경우, 성막 온도를 낮게 하기 위해 스퍼터링법을 사용하는 것이 바람직하다. 유전체막(24)의 막 두께는, 금속막(20)을 노출시키지 않기 위해, 금속막(20)의 막 두께의 3％ 이상이 바람직하다. 유전체막(24)의 막 두께가 커지면, 산화실리콘막(22)의 온도 조정막으로서의 기능을 저해한다. 또한, Q값, k2 등의 공진 특성이 열화된다. 따라서, 유전체막(24)의 막 두께는, 금속막(20)의 막 두께의 20％ 이하가 바람직하다.
금속막(20)으로서 Al막을 사용한 경우, Al은 압전 기판(10) 및 산화실리콘막(22)으로 확산되기 어렵다. 이 때문에, 확산 방지막인 제1 막(20a) 및/또는 유전체막(24)을 형성하지 않아도 된다.
산화실리콘막(22)을 온도 보상막 또는 주파수 조정막으로서 기능시키기 위해, 산화실리콘막(22)의 막 두께는, 전극 핑거(12)의 막 두께 이상이 바람직하고, 2배 이상이 보다 바람직하고, 4배 이상이 더욱 바람직하다.
도 12는 제작한 샘플의 금속막 부근의 단면도이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 압전 기판(10)의 표면에 깊이 방향으로 약 3㎚의 확산 영역(40)이 형성되어 있다. 확산 영역(40)은 유전체막(24) 및 산화실리콘막(22)을 형성할 때에, 제1 막(20a) 내의 Ti 원자가 압전 기판(10) 내로 확산된 영역이다. 확산 영역(40)에서는, 니오븀산리튬의 화학 양론적인 조성비보다 Nb의 조성비가 크게 되어 있다(즉 니오븀 리치로 되어 있다). 예를 들어 TEM(Transmission Electron Microscope)상에서는, 압전 기판(10)과 확산 영역(40)의 계면을 명료하게 관찰할 수 있다. 확산 영역(40)의 두께는, 피치 λ의 1/10 정도이다. 이 때문에, 탄성파 디바이스의 특성에는 거의 영향을 미치지 않는다. 확산 영역(40)이 형성됨으로써, 실질적으로는 빗살형 전극(16)의 하부가 압전 기판(10)에 매립되게 된다. 이에 의해, 빗살형 전극(16)과 압전 기판(10)이 보다 강고하게 결합하여, 빗살형 전극(16)과 압전 기판(10)의 밀착성이 향상된다. 이와 같은 구조에 의해, 빗살형 전극(16)에 의해 여진되는 에너지가 직접 압전 기판(10)에 작용한다. 따라서, 탄성파의 효율적인 여진이 가능해지기 때문에, 전기 기계 결합 계수 k2가 향상된다.
이와 같이, 압전 기판(10)은 빗살형 전극(16) 아래에, 빗살형 전극(16)의 적어도 일부의 원자가 확산된 확산 영역(40)을 갖는다. 이에 의해, 전기 기계 결합 계수가 향상된다.
또한, 빗살형 전극(16)은 압전 기판(10) 위에 형성된 Ti막과, Ti막 위에 형성된 Cu막을 구비한다. 확산 영역(40)에는 Ti가 확산된다. 이에 의해, 깊은 확산 영역(40)은 형성되지 않아, 탄성파 디바이스의 공진 특성이 열화되는 일은 없다. 빗살형 전극(16)과 압전 기판(10)이 강고하게 결합하기 때문에, 전기 기계 결합 계수가 향상된다.
[실시예 2]
실시예 2는 실시예 1에 따른 탄성파 공진기를 사용한 필터의 예이다. 도 13의 (a)는 실시예 2에 따른 필터의 평면도, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 A-A 단면도이다. 도 13의 (a) 및 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 압전 기판(10) 위에 금속막(20)이 형성되어 있다. 금속막(20)을 덮도록 산화실리콘막(22)이 형성되어 있다. 금속막(20)은 IDT(30) 및 반사기(32)를 형성한다. IDT(30) 및 반사기(32)에 의해 탄성파 공진기가 형성된다. 압전 기판(10)에는, 직렬 공진기 S1 내지 S3, 병렬 공진기 P1 및 P2, 배선(34) 및 범프(36)가 형성되어 있다. 범프(36)는 입력 단자 T1, 출력 단자 T2 및 그라운드 단자 Tg로서 기능한다. 범프(36)는 예를 들어 땜납 범프 또는 금 범프이다. 배선(34)은 탄성파 공진기와 각 단자간, 및 탄성파 공진기간을 전기적으로 접속한다. 배선(34)은 예를 들어 Au막, Cu막 또는 Al막 등의 금속막이다. 배선(34)의 적어도 일부에 금속막(20)을 사용해도 된다. 직렬 공진기 S1 내지 S3은, 입력 단자 T1과 출력 단자 T2 사이에 배선(34)을 사용하여 직렬로 접속되어 있다. 병렬 공진기 P1 및 P2는, 입력 단자 T1과 출력 단자 T2 사이에 배선(34)을 사용하여 병렬로 접속되어 있다.
1개 또는 복수의 직렬 공진기 S1 내지 S3 및 1개 또는 복수의 병렬 공진기 P1 및 P2 중 적어도 1개를 실시예 1에 따른 탄성파 공진기로 할 수 있다. 즉, 필터는, 실시예 1에 따른 탄성파 공진기의 빗살형 전극을 포함한다. 이에 의해, 저손실이며 성능이 좋은 필터를 실현할 수 있다.
필터가 복수의 탄성파 공진기 S1 내지 S3, P1 및 P2를 포함한다. 산화실리콘막(22)은 복수의 탄성파 공진기에 각각 포함되는 빗살형 전극을 공통으로 덮는다. 실시예 1에 있어서 사용한 산화실리콘막(22)을 사용함으로써, Q값 등의 공진 특성의 변동이 작아진다. Q값은 필터의 손실 등에 영향을 미친다. 따라서, 탄성파 공진기 S1 내지 S3, P1 및 P2의 공진 특성을 균일하게 할 수 있다. 이에 의해, 필터 특성을 향상시킬 수 있다.
실시예 1로서, 래더형 필터를 예로 들어 설명하였다. 래더형 필터의 공진기 개수 등은 적절히 설정할 수 있다. 또한, 다중 모드 필터에 실시예 1에 따른 탄성파 공진기를 사용해도 된다.
도 14는 실시예 2의 변형예에 따른 듀플렉서의 회로도이다. 도 14에 도시한 바와 같이, 공통 단자 Ant와 송신 단자 Tx 사이에 송신 필터(44)가 접속되어 있다. 공통 단자 Ant와 수신 단자 Rx 사이에 수신 필터(46)가 접속되어 있다. 송신 필터(44)는 송신 단자 Tx로부터 입력된 신호 중 송신 대역의 신호를 송신 신호로서 공통 단자 Ant에 통과시키고, 다른 주파수의 신호를 억압한다. 수신 필터(46)는 공통 단자 Ant로부터 입력된 신호 중 수신 대역의 신호를 수신 신호로서 수신 단자 Rx에 통과시키고, 다른 주파수의 신호를 억압한다. 송신 필터(44) 및 수신 필터(46) 중 적어도 한쪽을 실시예 2의 필터로 할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형ㆍ변경이 가능하다.
10 : 압전 기판
12 : 전극 핑거
16 : 빗살형 전극
20 : 금속막
22 : 산화실리콘막
24 : 유전체막
30 : IDT
32 : 반사기
40 : 확산 영역
12 : 전극 핑거
16 : 빗살형 전극
20 : 금속막
22 : 산화실리콘막
24 : 유전체막
30 : IDT
32 : 반사기
40 : 확산 영역
Claims (13)
- 압전 기판과,
상기 압전 기판 위에 형성되며, 탄성파를 여진하는 빗살형 전극과,
상기 압전 기판 위에, 상기 빗살형 전극을 덮도록 형성되며, 탄소(C), 수소(H), 질소(N) 및 불소(F)의 합계 농도는 3.5원자％ 이하인 산화실리콘막을 구비하는 탄성파 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 산화실리콘막 내의 아르곤(Ar)의 농도는 0.1원자％ 이하인 탄성파 디바이스. - 제2항에 있어서,
상기 산화실리콘막 내의 탄소의 농도는 1원자％ 이하인 탄성파 디바이스. - 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 산화실리콘막 내의 수소의 농도는 2원자％ 이하인 탄성파 디바이스. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빗살형 전극의 전극 핑거 위의 상기 산화실리콘막의 막 두께는, 상기 전극 핑거의 막 두께 이상인 탄성파 디바이스. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압전 기판과 상기 산화실리콘막 사이에, 상기 빗살형 전극을 덮도록 형성된 유전체막을 구비하는 탄성파 디바이스. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압전 기판은, 상기 빗살형 전극 아래에, 상기 빗살형 전극의 적어도 일부의 원소가 확산된 영역을 갖는 탄성파 디바이스. - 제7항에 있어서,
상기 압전 기판은 니오븀산리튬 기판 또는 탄탈산리튬 기판이고,
상기 빗살형 전극은, 상기 압전 기판 위에 형성된 Ti막과, 상기 Ti막 위에 형성된 Cu막을 구비하고,
상기 빗살형 전극의 적어도 일부의 원소는 Ti인 탄성파 디바이스. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압전 기판은 니오븀산리튬 기판 또는 탄탈산리튬 기판인 탄성파 디바이스. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빗살형 전극을 포함하는 필터를 구비하는 탄성파 디바이스. - 제10항에 있어서,
상기 필터는, 각각이 상기 빗살형 전극을 포함하는 복수의 공진기를 포함하고,
상기 산화실리콘막은, 상기 복수의 공진기에 각각 포함되는 상기 빗살형 전극을 공통으로 덮는 탄성파 디바이스. - 압전 기판 위에, 탄성파를 여진하는 빗살형 전극을 형성하는 공정과,
상기 압전 기판 위에, 상기 빗살형 전극을 덮도록, TEOS-PE-CVD법을 사용하여 산화실리콘막을 형성하는 공정을 포함하는 탄성파 디바이스의 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 산화실리콘막을 형성하는 공정에 있어서, 반송 가스를 사용하지 않는 탄성파 디바이스의 제조 방법.
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