KR20180008259A - Bulk-acoustic wave resonator device - Google Patents

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KR20180008259A KR1020170046259A KR20170046259A KR20180008259A KR 20180008259 A KR20180008259 A KR 20180008259A KR 1020170046259 A KR1020170046259 A KR 1020170046259A KR 20170046259 A KR20170046259 A KR 20170046259A KR 20180008259 A KR20180008259 A KR 20180008259A
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Abstract

Disclosed is an acoustic wave resonator device which can prevent bonding a resonance unit and a substrate. The acoustic wave resonator device comprises: the substrate; a lower electrode; a piezoelectric layer formed to cover at least a part of the lower electrode; an upper electrode formed on the piezoelectric layer; and a shape control layer formed to cover the edge of an air gap arranged between the substrate and the lower electrode. The shape control layer is formed by applying a tensile stress to the shape control layer when the shape control layer is formed.

Description

탄성파 공진기 장치{Bulk-acoustic wave resonator device}[0001] The present invention relates to a bulk acoustic wave resonator device,

본 발명은 탄성파 공진기 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an acoustic wave resonator device.

공진기는 특정주파수에서 에너지가 공진하는 장치를 의미하며, 주로 필터, 발진기, 주파수 카운터 등에 사용된다. 공진기를 이용하여 공진을 하기 위한 구조는 여러 가지가 있지만, 최근에 탄성파(acoustic wave)를 이용한 공진구조가 매우 각광을 받고 있다.A resonator is a device in which energy resonates at a specific frequency, and is mainly used for filters, oscillators, frequency counters, and the like. There are various structures for resonance using a resonator, but recently, a resonance structure using an acoustic wave has been very popular.

기존에 시장을 많이 점유한 표면 탄성파를 이용한 공진기와는 달리 두께 방향의 탄성파를 이용하기 위하여 압전물질을 사이에 두고 음향파 임피던스(acoustic impedance)가 큰 전극을 양쪽에 배치한 탄성파(Bulk acoustic wave) 공진기가 최근 고주파 영역의 필터 시장에서 급속한 성장을 하고 있다.Unlike a resonator using a surface acoustic wave, which occupies a large amount of the market, a bulk acoustic wave having electrodes having a large acoustic impedance across the piezoelectric material is used for the elastic wave in the thickness direction. Recently, resonators have been growing rapidly in the high frequency filter market.

최근에는 기본적으로 멤브레인 형태의 공진기, 즉 공진부 하부에 에어갭(cavity)이 형성된 구조를 채용하고 있다.In recent years, a membrane type resonator has been basically adopted, that is, a structure in which an air gap is formed under the resonance part.

한편, 공진부와 에어갭의 하부에 배치되는 기판과의 점착(stiction)이 발생되면, 기계적, 전기적 특성의 열화가 발생된다. 그런데, 제조 시 공진부와 에어갭의 하부에 배치되는 기판이 밀착되어 정상적인 주파수 특성에 비하여 열화되고 노이즈가 전 영역에 걸쳐서 발생되는 문제가 있다.On the other hand, when stiction occurs between the resonator and the substrate disposed under the air gap, deterioration of mechanical and electrical characteristics occurs. However, there is a problem that the resonance part and the substrate disposed under the air gap adhere to each other at the time of manufacturing, deteriorate in comparison with normal frequency characteristics, and noise is generated over the entire area.

결국, 공진부와 에어갭의 하부에 배치되는 기판과의 접촉을 억제할 수 있는 구조의 개발이 필요한 실정이다.As a result, it is necessary to develop a structure capable of suppressing contact between the resonator and the substrate disposed under the air gap.

일본 등록특허공보 제4685832호Japanese Patent Publication No. 4685832

공진부와 기판이 접합되는 것을 방지할 수 있는 탄성파 공진기 장치가 제공된다.There is provided an elastic wave resonator device capable of preventing the resonance part and the substrate from being bonded.

본 발명의 일 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치는 기판과, 상기 기판 상부에 배치되는 하부전극과, 상기 하부전극의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 압전체층과, 상기 압전체층 상에 형성되는 상부전극 및 상기 기판과 상기 하부전극 사이에 배치되는 에어갭의 가장자리를 덮도록 형성되는 형상제어층을 포함하며, 상기 형상제어층의 형성 시 상기 형상제어층에 인장 응력이 가해지도록 하여 상기 형상제어층이 형성될 수 있다.The elastic wave resonator device according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a lower electrode disposed on the substrate, a piezoelectric layer formed to cover at least a part of the lower electrode, an upper electrode formed on the piezoelectric layer, And a shape control layer formed so as to cover an edge of an air gap disposed between the substrate and the lower electrode, wherein when the shape control layer is formed, tensile stress is applied to the shape control layer, .

공진부와 기판이 접합되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.It is possible to prevent the resonance part and the substrate from being joined together.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치에 구비되는 각 구성의 비율 또는 길이를 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치를 나타내는 개략 구성도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing an acoustic wave resonator device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view for explaining the ratio or length of each constitution provided in the acoustic wave resonator device according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic structural view showing an acoustic wave resonator device according to a second embodiment of the present invention.
4 is a schematic configuration diagram showing an acoustic wave resonator device according to a third embodiment of the present invention.
5 is a schematic configuration diagram showing an acoustic wave resonator device according to a fourth embodiment of the present invention.
6 is a schematic block diagram showing an acoustic wave resonator device according to a fifth embodiment of the present invention.
7 is a schematic configuration diagram showing an acoustic wave resonator device according to a sixth embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치를 나타내는 개략 단면도이다.1 is a schematic sectional view showing an acoustic wave resonator device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치(100)는 일예로서, 기판(110), 제1층(120), 하부전극(130), 압전체층(140), 상부전극(150), 보호층(160) 및 형상제어층(170)을 포함하여 구성될 수 있다.1, an elastic wave resonator device 100 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 110, a first layer 120, a lower electrode 130, a piezoelectric layer 140, A barrier layer 150, a protective layer 160, and a shape control layer 170.

기판(110)은 실리콘이 적층된 기판일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)가 기판으로 이용될 수 있다. 한편, 기판(110)의 상면에는 실리콘의 보호를 위한 보호층(미도시)이 형성될 수 있다. 즉, 최종적으로 제거되어 에어갭(Cavity, S)이 형성되도록 하는 희생층(미도시)의 제거 공정 시 기판(110)의 식각을 방지하기 위해서 기판(110)의 상면에는 보호층이 형성되는 것이다.The substrate 110 may be a substrate on which silicon is stacked. For example, a silicon wafer (Silicon Wafer) can be used as a substrate. On the other hand, a protective layer (not shown) for protecting silicon may be formed on the upper surface of the substrate 110. That is, a protective layer is formed on the upper surface of the substrate 110 in order to prevent the substrate 110 from being etched during the removal process of the sacrificial layer (not shown) to finally remove the air gap S .

제1층(120)은 기판(110) 및 에어갭(S) 상에 형성된다. 즉, 제1층(120)은 제조 시 기판(110) 상에 형성되는 희생층을 덮도록 기판(110) 및 희생층 상에 형성된다. 이후, 희생층이 제거되는 경우 제1층(120)의 하부에는 에어갭(S)이 형성되는 것이다.The first layer 120 is formed on the substrate 110 and the air gap S. That is, the first layer 120 is formed on the substrate 110 and the sacrificial layer to cover the sacrificial layer formed on the substrate 110 at the time of manufacture. Thereafter, when the sacrificial layer is removed, an air gap S is formed in the lower portion of the first layer 120.

일예로서, 제1층(120)은 산화실리콘(SiO2) 또는 산화실리콘(SiO2)을 함유하는 재질로 이루어질 수 있다. 한편, 제1층(120)은 희생층의 제거 공정 시 하부전극(130) 하단부의 식각을 방지하는 역할을 수행한다.As an example, the first layer 120 may be formed of a material containing silicon oxide (SiO 2) or silicon oxide (SiO 2). The first layer 120 serves to prevent etching of the lower end of the lower electrode 130 during the sacrificial layer removal process.

하부전극(130)은 제1층(120) 상에 형성되며, 일예로서 하부전극(130)은 에어갭(S)의 상부에 적어도 일부분이 배치되도록 형성될 수 있다. 한편, 하부전극(130)은 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다. The lower electrode 130 is formed on the first layer 120. For example, the lower electrode 130 may be formed so that at least a portion of the lower electrode 130 is disposed on the upper portion of the air gap S. The lower electrode 130 may be formed of a conductive material such as molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), tungsten (W), iridium (Ir), platinum (Pt) As shown in FIG.

또한, 하부전극(130)은 RF(Radio Frequency) 신호 등의 전기적 신호를 주입하는 입력 전극 및 출력 전극 중 어느 하나로 이용될 수 있다. 예를 들어, 하부전극(130)이 입력 전극인 경우 상부전극(150)은 출력 전극일 수 있으며, 하부전극(130)이 출력 전극인 경우 상부전극(150)은 입력 전극일 수 있다.In addition, the lower electrode 130 may be used as either an input electrode or an output electrode for injecting an electrical signal such as an RF (Radio Frequency) signal. For example, when the lower electrode 130 is an input electrode, the upper electrode 150 may be an output electrode, and when the lower electrode 130 is an output electrode, the upper electrode 150 may be an input electrode.

압전체층(140)은 하부전극(130)의 적어도 일부를 덮도록 형성된다. 그리고, 압전체층(140)은 하부전극(130) 또는 상부전극(150)으로부터 입력되는 전기적 신호를 탄성파(Acoustic wave)로 변환하는 역할을 수행한다.The piezoelectric layer 140 is formed so as to cover at least a part of the lower electrode 130. The piezoelectric layer 140 converts an electrical signal input from the lower electrode 130 or the upper electrode 150 into an acoustic wave.

일예로서, 상부전극(150)에 시간적으로 변화하는 전계가 유지되는 경우, 압전체층(140)은 상부전극(150)으로부터 입력되는 전기적 신호를 물리적 진동으로 변환할 수 있다. 그리고, 압전체층(140)은 변환된 물리적 진동을 탄성파로 변환할 수 있다. 이때, 시간적으로 변화하는 전계가 유기될 수 있다. 그러면, 압전체층(140)은 유기된 전계를 이용하여 배향된 압전체층(140) 내에서 두께 진동 방향과 동일한 방향으로 체적 탄성파(bulk acoustic wave)를 발생시킬 수 있다.For example, when an electric field that varies with time is maintained in the upper electrode 150, the piezoelectric layer 140 can convert an electrical signal input from the upper electrode 150 into physical vibration. Then, the piezoelectric layer 140 can convert the converted physical vibration into an elastic wave. At this time, an electric field which changes with time can be induced. Then, the piezoelectric layer 140 can generate a bulk acoustic wave in the same direction as the thickness vibration direction in the piezoelectric layer 140 oriented using the induced electric field.

이처럼 압전체층(140)은 체적 탄성파를 발생시켜 전기적 신호를 탄성파로 변환할 수 있는 것이다.As described above, the piezoelectric layer 140 generates volumetric elastic waves to convert electrical signals into elastic waves.

이때, 압전체층(140)은 하부전극(130)의 상부에 알루미늄 질화물(Aluminum Nitride), 산화아연(Zinc Oxide) 또는 지르콘 티탄산 납(Lead Zirconate Titanate)을 증착함에 따라 형성될 수 있다.At this time, the piezoelectric layer 140 may be formed by depositing aluminum nitride, zinc oxide, or lead zirconate titanate on the lower electrode 130.

상부전극(150)은 압전체층(140) 상에 형성되며, 일예로서 하부전극(140)과 같이 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 상부전극(150)은 상기한 바와 같이 RF(Radio Frequency) 신호 등의 전기적 신호를 주입하는 입력 전극 및 출력 전극 중 어느 하나로 이용될 수 있다.The upper electrode 150 is formed on the piezoelectric layer 140. The lower electrode 140 may be formed of a material such as molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), tungsten (W), iridium Ir, Platinum (Pt), or the like, or an alloy thereof. The upper electrode 150 may be used as either an input electrode or an output electrode for injecting an electrical signal such as an RF (Radio Frequency) signal as described above.

한편, 상부전극(150)에는 프레임부(152)가 형성될 수 있으며, 프레임부(152)는 공진 시 발생하는 측면파(Lateral wave)를 활성 영역 내부로 반사시켜 공진 에너지를 활성 영역에 가두어 두는 역할을 수행한다.A frame 152 may be formed on the upper electrode 150. The frame 152 may reflect a lateral wave generated during resonance into the active region to confine resonance energy in the active region Role.

보호층(160)은 상부전극(150)의 적어도 일부를 덮도록 형성된다. 일예로서, 보호층(160)은 에어갭(S)의 상부에 배치되도록 상부전극(150) 상에 형성될 수 있다. 그리고, 보호층(160)은 공정 중 상부전극(150)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 수행하며, 나아가 최종 공정에서 주파수 조절을 위해 식각에 의해 보호층(160)의 두께가 조절될 수 있다.The protective layer 160 is formed to cover at least a part of the upper electrode 150. As an example, the protective layer 160 may be formed on the upper electrode 150 to be disposed on the upper portion of the air gap S. In addition, the protective layer 160 prevents the upper electrode 150 from being damaged during the process. Further, the thickness of the protective layer 160 can be adjusted by etching to adjust the frequency in the final process.

그리고, 보호층(160)은 금속패드(미도시)가 형성되는 영역을 제외한 모든 영역에 형성될 수도 있다.In addition, the protective layer 160 may be formed in all regions except a region where a metal pad (not shown) is formed.

형상제어층(170)은 에어갭(S)의 가장자리를 덮도록 형성된다. 또한, 형상제어층(170)의 형성 시 형상제어층(170)에는 인장 응력이 가해진다. 나아가, 형상제어층(170)에는 잔류 응력이 존재하도록 형성될 수 있다.The shape control layer 170 is formed so as to cover the edge of the air gap S. Further, tensile stress is applied to the shape control layer 170 when the shape control layer 170 is formed. Further, the shape control layer 170 may be formed so as to have residual stress.

일예로서, 형상제어층(170)은 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 등의 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 적층 후 별도의 열을 가하거나 증착 시 기판(110)의 온도를 크게 높임으로써 형상제어층(170)에 인장응력(tensile stress)이 가해지도록 하여 형성될 수 있다.For example, the shape control layer 170 may be made of a metal such as copper (Cu), nickel (Ni), chromium (Cr), or the like, and the temperature of the substrate 110 So that tensile stress is applied to the shape control layer 170.

또한, 형상제어층(170)은 고분자 수지(resin) 복합소재로 이루어질 수 있으며, 건조 또는 경화(curing) 등의 열처리시 인장응력(tensile stress)이 형상제어층(170)에 가해지도록 하여 형성될 수 있다.The shape control layer 170 may be formed of a composite material of a polymer resin and may be formed by applying a tensile stress to the shape control layer 170 during heat treatment such as drying or curing .

이에 따라, 공진부(즉, 압전체층의 변형 시 압전체층과 함께 변형되어 진동되는 구성)의 모서리에 상부측을 향하는 휨(upward deflection)을 발생시킨다. 따라서, 공진부의 중앙부가 하부측을 향하는 휨(downward deflection)이 발생되어 에어갭(S)이 형성된 영역에서 기판(110)과 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 종국적으로, 공진부와 기판(110)과의 접촉에 의한 반영구적인 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.As a result, an upward deflection toward the upper side is generated at the edge of the resonating portion (that is, the structure deformed and deformed together with the piezoelectric layer when the piezoelectric layer is deformed). Therefore, the downward deflection of the central portion of the resonator portion toward the lower side is generated, thereby preventing contact with the substrate 110 in the region where the air gap S is formed. It is possible to prevent semi-permanent deformation due to contact between the resonator and the substrate 110 eventually.

이와 같이, 공진부에 배치되는 압전체층(140), 하부전극(130), 상부전극(150)의 응력(stress)과 상관없이 공진부의 형상 변형을 제어할 수 있다.Thus, the shape deformation of the resonator can be controlled irrespective of the stress of the piezoelectric layer 140, the lower electrode 130, and the upper electrode 150 disposed in the resonator.

한편, 형상제어층(170)은 하부전극(130) 상에 형성되는 제1 형상제어층(172)과, 상부전극(150) 상에 형성되는 제2 형상제어층(174)으로 이루어질 수 있다.The shape control layer 170 may include a first shape control layer 172 formed on the lower electrode 130 and a second shape control layer 174 formed on the upper electrode 150.

상기한 바와 같이, 형상제어층(170)을 통해 압전체층(140)에 변형이 발생되는 경우 공진부(즉, 압전체층의 변형에 의해 진동이 발생되는 영역)의 저면이 기판(110)에 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 공진부의 저면이 기판(110)에 접촉된 상태를 유지하는 영구변형의 발생을 방지할 수 있다.As described above, when the piezoelectric layer 140 is deformed through the shape control layer 170, the bottom of the resonance portion (that is, the region where vibration is generated by the deformation of the piezoelectric layer) contacts the substrate 110 Can be prevented. This makes it possible to prevent permanent deformation, which keeps the bottom surface of the resonator part in contact with the substrate 110, from occurring.

한편, 본 실시예에서는 하부전극(130)과 상부전극(150)에 전기적으로 연결되는 금속패드를 도시하지 않았으나, 하부전극(130)과 상부전극(150) 각각에는 금속패드가 형성될 수 있다. Although the metal pad is not electrically connected to the lower electrode 130 and the upper electrode 150 in the present embodiment, metal pads may be formed on the lower electrode 130 and the upper electrode 150, respectively.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치에 구비되는 각 구성의 비율 또는 길이를 설명하기 위한 설명도이다.FIG. 2 is an explanatory view for explaining the ratio or length of each constitution provided in the acoustic wave resonator device according to an embodiment of the present invention.

먼저, 공진부, 즉 하부전극(230), 압전체층(240) 및 상부전극(250)의 두께(b)와 공진부의 상부에 배치되는 형상제어층(270)의 두께(a)의 비는 0.1 ≤ a/b ≤ 3의 조건식을 만족한다.The ratio of the thickness b of the resonance part, that is, the thickness b of the lower electrode 230, the piezoelectric layer 240 and the upper electrode 250 to the thickness a of the shape control layer 270 disposed on the upper part of the resonance part is 0.1 ? A / b? 3.

만약, a/b < 0.1 인 경우, 형상제어층(270)의 두께가 너무 얇아서 초박막 제조응력 제어가 어려운 문제가 있으며, 3 < a/b 인 경우, 굽힘 강성이 커서 휨이 작아지는 문제가 있다.If a / b < 0.1, there is a problem that the thickness of the shape control layer 270 is too thin, which makes it difficult to control the ultra thin film production stress. When 3 < a / b, the bending stiffness is large, .

한편, 공진부의 상부에 배치되는 형상제어층(270)의 길이, 다시 말해 공진부와 형상제어층(270)이 접촉한 길이(c)는 0.1 ≤ c ≤ 15 ㎛의 조건식을 만족한다.On the other hand, the length c of the shape control layer 270 disposed at the upper portion of the resonance portion, that is, the length of the resonance portion contacting the shape control layer 270, satisfies the conditional expression 0.1 ≦ c ≦ 15 μm.

만약, c < 0.1 ㎛ 인 경우, 휨을 발생시키는 모멘트의 크기가 작은 문제가 있으며, 정렬이 불가능한 문제가 있다. 나아가, 15 ㎛ < c 인 경우, 공진기 크기가 증가되어 전제적으로 소자의 크기가 증가되는 문제가 있으며, 또한 배선 길이가 증가되어 전기적 손실이 증가되는 문제가 있다. 더하여, 15 ㎛ < c 인 경우 휨을 발생시키는 모멘트 증가 효과는 더 이상 증가되지 못하고 c = 15 ㎛ 인 경우와 유사하여 단순히 크기만 커지는 문제가 있다.If c < 0.1 [mu] m, there is a problem that the magnitude of the moment causing warpage is small, and alignment is impossible. Further, when 15 탆 < c, there is a problem that the resonator size is increased and the size of the device is increased in total, and the wiring length is increased and the electrical loss is increased. In addition, in the case of 15 탆 < c, the effect of increasing the moment that causes warpage can not be increased any more, and it is similar to the case of c = 15 탆.

또한, 공진부의 외측에 배치되는 형상제어층(270)의 길이(d)는 0.2 ≤ d ≤ 30 ㎛의 조건식을 만족한다.Further, the length d of the shape control layer 270 disposed outside the resonator portion satisfies the conditional expression of 0.2? D? 30 占 퐉.

만약, d < 0.2 ㎛ 인 경우, 휨을 발생시키는 모멘트의 크기가 작은 문제가 있으며, 정렬이 불가능한 문제가 있다. 나아가, 30 ㎛ < d 인 경우, 공진기 크기가 증가되어 전제적으로 소자의 크기가 증가되는 문제가 있으며, 또한 배선 길이가 증가되어 전기적 손실이 증가되는 문제가 있다. 더하여, 30 ㎛ < d 인 경우 휨을 발생시키는 모멘트 증가 효과는 더 이상 증가되지 못하고 d = 30 ㎛ 인 경우와 유사하여 단순히 크기만 커지는 문제가 있다.If d < 0.2 [mu] m, there is a problem that the magnitude of the moment causing warpage is small, and alignment is impossible. Furthermore, when 30 탆 < d, there is a problem that the size of the resonator is increased and the size of the device is increased inevitably. In addition, there is a problem that the electrical length is increased and the electrical loss is increased. In addition, in the case of 30 탆 < d, the effect of increasing the moment that causes warpage can not be increased any more, and it is similar to the case of d = 30 탆.

그리고, 에어갭(S, 도 1 참조)의 상부에 배치되는 형상제어층(270)의 길이(e)는 0.1 ≤ e ≤ 15 ㎛의 조건식을 만족한다.The length e of the shape control layer 270 disposed above the air gap S (see FIG. 1) satisfies the conditional expression of 0.1? E? 15 占 퐉.

만약, e < 0.1 ㎛ 인 경우, 휨을 발생시키는 모멘트의 크기가 작은 문제가 있으며, 정렬이 불가능한 문제가 있다. 나아가, 15 ㎛ < e 인 경우, 공진기 크기가 증가되어 전제적으로 소자의 크기가 증가되는 문제가 있으며, 또한 배선 길이가 증가되어 전기적 손실이 증가되는 문제가 있다. 더하여, 15 ㎛ < e 인 경우 휨을 발생시키는 모멘트 증가 효과는 더 이상 증가되지 못하고 e = 15 ㎛ 인 경우와 유사하여 단순히 크기만 커지는 문제가 있다.If e < 0.1 [mu] m, there is a problem that the magnitude of the moment causing warpage is small, and alignment is impossible. Further, when 15 탆 <e, the size of the resonator is increased and the size of the device is increased. In addition, there is a problem that the electrical length is increased and the electrical loss is increased. In addition, in the case of 15 탆 < e, the effect of increasing the moment causing the warpage can not be increased any more, and it is similar to the case of e = 15 탆.

또한, 에어갭(S)의 높이(B)와 휨이 발생되는 경우 증가되는 에어갭의 높이(A)는 0.002 ≤ A/(A+B) ≤ 0.8의 조건식을 만족한다.The height A of the air gap S and the height A of the air gap which is increased when the air gap S is bent satisfy a conditional expression of 0.002? A / (A + B)? 0.8.

만약, A/(A+B) < 0.002 인 경우, 휩 발생 효과가 미미한 문제가 있으며, 형상제어층(270)의 제조응력 산포에 의한 공진부의 하부 측으로의 휨이 발생되는 문제가 있다. 한편, 0.8 < A/(A+B) 인 경우, 과도한 변형으로 가장자리 부위에 과도한 응력이 집중되어 파괴가 발생되는 문제가 있다.If A / (A + B) < 0.002, there is a problem that the effect of the whip generation is insignificant, and there is a problem that warpage of the lower portion of the resonance portion due to production stress distribution of the shape control layer 270 occurs. On the other hand, in the case of 0.8 < A / (A + B), there is a problem that an excessive stress concentrates on the edge portion due to excessive deformation and breakage occurs.

그리고, 에어갭(S)의 높이(B)와 휨이 발생되는 경우 증가되는 에어갭의 높이(A)는 A/B < 1.0의 조건식을 만족한다.The height A of the air gap S and the height A of the air gap which is increased when the air gap S is bent satisfy a conditional expression of A / B < 1.0.

만약, 1.0 < A/B 인 경우, 과도한 변형으로 가장자리 부위에 과도한 응력이 집중되어 파괴가 발생되는 문제가 있다.In the case of 1.0 < A / B, excessive stress concentrates on the edge portion due to excessive deformation, thereby causing breakage.

나아가, 공진부의 폭의 반(C)과 휨이 발생되는 경우 증가되는 에어갭의 높이(A)는 0 ≤ A/C ≤ 0.1의 조건식을 만족한다.Further, a half C of the width of the resonator and a height A of the air gap, which is increased when bending occurs, satisfy a conditional expression of 0? A / C? 0.1.

만약, 1 < A/C 인 경우, 과도한 변형으로 가장자리 부위에 과도한 응력이 집중되어 파괴가 발생되는 문제가 있다.If 1 < A / C, excessive stress concentrates on the edge portion due to excessive deformation, and breakage occurs.

한편, 도 2에 도시된 도면부호 280는 더미층을 나타낸다.2, reference numeral 280 denotes a dummy layer.

이하에서는 도면을 참조하여 탄성파 공진기 장치를 나타내는 변형 실시예에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 이하에서는 변경된 구성에 대해서만 설명하기로 한다.Hereinafter, a modification of the elastic wave resonator device will be described with reference to the drawings. In the following, only the changed configuration will be described.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치를 나타내는 개략 구성도이다.3 is a schematic structural view showing an acoustic wave resonator device according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 형상제어층(370)은 에어갭(S)의 상부에 배치되며, 형상제어층(370)의 가장자리 끝단은 에어갭(S)의 가장자리 끝단으로부터 이격 배치된다. 즉, 형상제어층(370)의 전부가 에어갭(S)의 상부에 배치될 수 있다. 다만, 형상제어층(370)의 가장자리 끝단이 기판(210)의 내부면 내측에 배치될 수 있다.3, the shape control layer 370 is disposed on the upper portion of the air gap S, and the edge of the shape control layer 370 is disposed apart from the edge of the air gap S. That is, all of the shape control layer 370 can be disposed on the upper portion of the air gap S. However, the edge of the shape control layer 370 may be disposed inside the inner surface of the substrate 210.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치를 나타내는 개략 구성도이다.4 is a schematic configuration diagram showing an acoustic wave resonator device according to a third embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 형상제어층(470)은 일부가 에어갭(S)의 상부에 배치되고, 나머지가 에어갭(S)의 상부를 벗어난 영역에 배치된다. 한편, 형상제어층(470)은 더미층(280)의 덮지 않도록 배치된다. 즉, 형상제어층(470)의 일부는 에어갭(S)의 상부에 배치되고 나머지가 기판(210)의 상부에 배치되도록 형성된다.Referring to FIG. 4, the shape control layer 470 is partially disposed on the upper portion of the air gap S, and the rest is disposed in an area off the upper portion of the air gap S. On the other hand, the shape control layer 470 is disposed so as not to cover the dummy layer 280. That is, a portion of the shape control layer 470 is disposed on the upper portion of the air gap S and the rest is formed on the upper portion of the substrate 210.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치를 나타내는 개략 구성도이다.5 is a schematic configuration diagram showing an acoustic wave resonator device according to a fourth embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 형상제어층(570)은 에어갭(S)의 상부에 배치되며, 형상제어층(570)의 가장자리 끝단은 에어갭(S)의 가장자리 끝단과 거의 일치하도록 배치된다. 즉, 형상제어층(570)의 전부가 애어갭(S)의 상부에 배치될 수 있다. 다만, 형상제어층(570)의 가장자리 끝단이 기판(210)의 내부면과 거의 일치되도록 배치될 수 있다.5, the shape control layer 570 is disposed on the upper portion of the air gap S, and the edge of the shape control layer 570 is disposed to substantially coincide with the edge of the air gap S. As shown in FIG. That is, all of the shape control layer 570 may be disposed on the upper portion of the aperture gap S. However, the edge of the shape control layer 570 may be arranged to substantially coincide with the inner surface of the substrate 210.

도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치를 나타내는 개략 구성도이다.6 is a schematic block diagram showing an acoustic wave resonator device according to a fifth embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 기판(610)에는 에어갭(S)을 형성하기 위한 지지부(612)가 형성된다. 즉, 지지부(612)의 내측 공간이 에어갭(S)으로 형성된다.Referring to FIG. 6, a support 612 for forming an air gap S is formed on the substrate 610. That is, the inner space of the support portion 612 is formed as the air gap S.

한편, 하부전극(630)과 상부전극(650)은 압전체층(640)의 중앙부에 배치되도록 형성될 수 있다. 나아가, 형상제어층(670)은 압전체층(640)의 상부에 적층될 수 있다. 또한, 형상제어층(670)은 압전체층(640)의 일측에 배치되는 제1 형상제어층(672)과, 압전체층(640)의 타측에 배치되는 제2 형상제어층(674)을 구비할 수 있다.The lower electrode 630 and the upper electrode 650 may be disposed at the center of the piezoelectric layer 640. Further, the shape control layer 670 may be stacked on top of the piezoelectric layer 640. The shape control layer 670 includes a first shape control layer 672 disposed on one side of the piezoelectric layer 640 and a second shape control layer 674 disposed on the other side of the piezoelectric layer 640 .

한편, 도 6에 도시된 680은 지지부(612)의 상부에 배치되는 더미층을 나타낸다.On the other hand, reference numeral 680 shown in FIG. 6 denotes a dummy layer disposed on the upper portion of the support portion 612.

도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 탄성파 공진기 장치를 나타내는 개략 구성도이다.7 is a schematic configuration diagram showing an acoustic wave resonator device according to a sixth embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 기판(710)에는 에어갭(S)을 형성하기 위한 지지부(712)가 형성된다. 즉, 지지부(712)의 내측 공간이 에어갭(S)으로 형성된다.Referring to FIG. 7, a support 712 for forming an air gap S is formed on the substrate 710. That is, the inner space of the support portion 712 is formed as the air gap S.

그리고, 하부전극(730)은 지지부(712)와 함께 에어갭(S)을 형성하도록 배치된다. 한편, 압전체층(740)과 상부전극(750)은 하부전극(730)의 상부에 순차적으로 적층될 수 있다.The lower electrode 730 is arranged to form an air gap S together with the supporting portion 712. [ On the other hand, the piezoelectric layer 740 and the upper electrode 750 may be sequentially stacked on the lower electrode 730.

또한, 지지부(712)의 상면 가장자리에는 더미층(780)이 구비될 수 있다.A dummy layer 780 may be provided on the upper surface of the support portion 712.

그리고, 형상제어층(770)은 일부가 에어갭(S)의 상부에 배치되고 나머지가 에어갭(S)을 벗어난 영역에 배치될 수 있다.Then, the shape control layer 770 may be disposed in the upper portion of the air gap S and the remaining portion in the region outside the air gap S.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

100 : 탄성파 공진기 장치
110 : 기판
120 : 제1층
130 : 하부전극
140 : 압전체층
150 : 상부전극
160 : 보호층
170 : 형상제어층
280 : 더미층100: elastic wave resonator device
110: substrate
120: 1st layer
130: lower electrode
140: piezoelectric layer
150: upper electrode
160: protective layer
170: shape control layer
280: Dummy layer

Claims (22)

기판;
상기 기판 상부에 배치되는 하부전극;
상기 하부전극의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 압전체층;
상기 압전체층 상에 형성되는 상부전극; 및
상기 기판과 상기 하부전극 사이에 배치되는 에어갭의 가장자리를 덮도록 형성되는 형상제어층;
을 포함하며,
상기 형상제어층의 형성 시 상기 형상제어층에 인장 응력이 가해지도록 하여 상기 형상제어층이 형성되는 탄성파 공진기 장치.
Board;
A lower electrode disposed on the substrate;
A piezoelectric layer formed to cover at least a part of the lower electrode;
An upper electrode formed on the piezoelectric layer; And
A shape control layer formed to cover an edge of an air gap disposed between the substrate and the lower electrode;
/ RTI &gt;
Wherein the shape control layer is formed by applying a tensile stress to the shape control layer when forming the shape control layer.
제1항에 있어서,
상기 형상제어층은 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 중 어느 하나 또는 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 중 어느 하나를 함유하는 재질로 이루어지는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the shape control layer is made of a material containing any one of copper (Cu), nickel (Ni), and chrome (Cr) or copper (Cu), nickel (Ni), and chromium (Cr).
제2항에 있어서,
상기 형상제어층의 형성 시 열을 가하거나 상기 기판의 온도를 상승시켜 인장 응력이 가해지도록 하는 탄성파 공진기 장치.
3. The method of claim 2,
And heat is applied to the shape control layer or the temperature of the substrate is increased to apply a tensile stress to the shape control layer.
제1항에 있어서,
상기 형상제어층은 상기 고분자 수지 복합소재로 이루어지는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the shape control layer is made of the polymer resin composite material.
제4항에 있어서,
상기 형상제어층은 건조 또는 경화(Curing) 중 적어도 하나의 열처리시에 인장 응력이 가해지도록 하여 형성되는 탄성파 공진기 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the shape control layer is formed by applying tensile stress during at least one heat treatment such as drying or curing.
제1항에 있어서,
상기 기판 상에 형성되며 상기 기판과 함께 에어갭을 형성하는 제1층을 더 포함하는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
And a first layer formed on the substrate and forming an air gap with the substrate.
제1항에 있어서,
상기 상부전극의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 보호층을 더 포함하는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
And a protective layer formed to cover at least a part of the upper electrode.
제1항에 있어서,
상기 형상제어층은 일부가 상기 에어갭의 상부에 배치되고 나머지 부분이 에어갭의 외측에 배치되는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the shape control layer is partially disposed on the air gap and the remaining portion is disposed on the outside of the air gap.
제1항에 있어서,
상기 형상제어층은 상기 에어갭의 상부에 배치되되, 상기 에어갭 외측으로 돌출되지 않는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the shape control layer is disposed above the air gap and does not protrude outside the air gap.
제9항에 있어서,
상기 형상제어층은 상기 에어갭의 가장자리 끝단으로부터 상기 에어갭의 중앙측으로 이격 배치되는 탄성파 공진기 장치.
10. The method of claim 9,
And the shape control layer is spaced from the edge of the air gap to the center of the air gap.
제1항에 있어서,
상기 형상제어층은 상기 하부전극의 상부에 배치되는 제1 형상 제어층과, 상기 상부전극의 상부에 배치되는 제2 형상제어층을 구비하는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the shape control layer includes a first shape control layer disposed on the upper electrode and a second shape control layer disposed on the upper electrode.
제11항에 있어서,
상기 제1,2 형상제어층 중 적어도 하나는 상기 압전체층의 상면에 형성되는 탄성파 공진기 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein at least one of the first and second shape control layers is formed on an upper surface of the piezoelectric layer.
제1항에 있어서,
상기 기판에는 상기 공진부의 가장자리를 지지하는 지지부가 형성되며, 상기 지지부 내측에 에어갭의 형성되는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate is provided with a supporting portion for supporting an edge of the resonator portion, and an air gap is formed inside the supporting portion.
제1항에 있어서,
상기 하부전극, 압전체층 및 상부전극의 전체두께(b)와 상기 상부전극 또는 상기 하부전극의 상부에 배치되는 형상제어층의 두께(a)가 0.1≤ a/b ≤ 3 조건식을 만족하는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
Wherein a total thickness (b) of the lower electrode, the piezoelectric layer, and the upper electrode and a thickness (a) of the shape control layer disposed on the upper electrode or the upper electrode are 0.1? A / b? Device.
제1항에 있어서,
상기 상부전극 또는 하부전극과 상기 형상제어층이 겹쳐지는 길이(c)가 0.1 ≤ c ≤ 15 ㎛ 조건식을 만족하는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
And the length (c) of overlapping the upper electrode or the lower electrode and the shape control layer satisfies a condition equation of 0.1? C? 15 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 상부전극 또는 하부전극의 외측에 배치되는 상기 형상제어층의 길이(d)가 0.2 ≤ d ≤ 30 ㎛ 조건식을 만족하는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
And the length d of the shape control layer disposed on the outer side of the upper electrode or the lower electrode satisfies a condition of 0.2? D? 30 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 에어갭의 상부에 배치되는 형상제어층의 길이(e)가 0.1 ≤ e ≤ 15 ㎛ 조건식을 만족하는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
And the length (e) of the shape control layer disposed on the air gap is 0.1? E? 15 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 에어갭의 높이(B)와 휨이 발생되는 경우 증가되는 에어갭의 높이(A)가 0.002 ≤ A/(A+B) ≤ 0.8의 조건식을 만족하는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the air gap height B satisfies the following expression: 0.002? A / (A + B)? 0.8 wherein a height (A) of the air gap increases when the air gap is bent.
제1항에 있어서,
상기 에어갭의 높이(B)와 휨이 발생되는 경우 증가되는 에어갭의 높이(A)가 A/B < 1.0의 조건식을 만족하는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
Wherein a height (B) of the air gap and a height (A) of an air gap which is increased when a warpage is generated satisfy a conditional expression of A / B < 1.0.
제1항에 있어서,
상기 에어갭의 상부에 배치되는 공진부의 폭(C)과 휨이 발생되는 경우 증가되는 에어갭의 높이(A)가 0 ≤ A/C ≤ 0.1의 조건식을 만족하는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
Wherein a width (C) of a resonance portion disposed on an upper portion of the air gap and a height (A) of an air gap which is increased when a warpage is generated satisfies a conditional expression of 0? A / C? 0.1.
제1항에 있어서,
상기 하부전극, 상기 압전체층 및 상기 상부전극은 상기 압전체층의 변형 시 상부측으로 볼록한 아치형상을 가지도록 변형되는 탄성파 공진기 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the lower electrode, the piezoelectric layer and the upper electrode are deformed to have a convex arch shape toward the upper side when the piezoelectric layer is deformed.
기판;
상기 기판 상에 형성되며 상기 기판과 함께 에어갭을 형성하는 제1층;
상기 제1층 상에 형성되는 하부전극;
상기 하부전극의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 압전체층;
상기 압전체층 상에 형성되는 상부전극;
상기 상부전극의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 보호층; 및
상기 에어갭의 가장자리를 덮도록 형성되는 형상제어층;
을 포함하며,
상기 형상제어층의 형성 시 상기 형상제어층에 인장 응력이 가해지도록 하여 상기 형상제어층이 형성되며,
상기 형상제어층에는 잔류 응력이 남아 있는 탄성파 공진기 장치.
Board;
A first layer formed on the substrate and forming an air gap with the substrate;
A lower electrode formed on the first layer;
A piezoelectric layer formed to cover at least a part of the lower electrode;
An upper electrode formed on the piezoelectric layer;
A protective layer formed to cover at least a part of the upper electrode; And
A shape control layer formed to cover an edge of the air gap;
/ RTI &gt;
Wherein the shape control layer is formed by applying a tensile stress to the shape control layer when the shape control layer is formed,
And the shape control layer remains in the residual stress.
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