KR20180016828A - 표면 탄성파 필터 장치 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
기판 상에 형성되는 제1층과, 상기 제1층 상에 형성되는 IDT 전극층과, 상기 IDT 전극층 및 상기 제1층을 덮도록 형성되는 제2층 및 상기 제2층을 덮도록 형성되는 오버레이층을 포함하며, 상기 제1층은 금속층, 산화금속층 및 산화물층 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 표면 탄성파 필터 장치가 개시된다.
Description
본 발명은 표면 탄성파 필터 장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
SAW(Surface Acoustic Wave) 필터는 주파수 대역 필터로 원하는 통과 대역의 주파수만을 통과시키고, 원하지 않는 대역의 주파수를 감쇄시키는 역할을 하는 장치로서, 일반적으로 압전체 기판에 빗살 무늬의 IDT(Inter Digital Transducer) 전극을 형성시키고, 이 전극에 전압을 가해서 발생되는 표면 탄성파를 이용하여 주파수를 선택하는 장치이다.
한편, SAW 필터 중 온도에 따른 주파수 특성 변화를 억제하기 위하여 오버레이(Overlay) 방식으로 제조되는 SAW 필터는 LiNbO3 웨이퍼 기판 상에 구리를 주성분으로 하는 다층으로 이루어지는 IDT 전극층을 형성하고, IDT 전극층과 기판을 충분히 덮도록 산화실리콘(SiO2)으로 이루어지는 오버레이층을 형성시키는 구조를 채용하고 있다.
그리고, 상기한 오베레이층은 LiNbO3 웨이퍼 기판과는 달리, 온도에 따른 표면 탄성파(SAW, Surface Acoustic wave) 전달 속도가 증가되는 재료인 산화실리콘(SiO2)을 적용해서 온도에 따른 주파수 변동을 둔화시키는 역할을 수행한다.
또한, 구리 재질로 이루어지는 전극층과 LN 웨이퍼 기판과의 밀착력이 좋지 않고, 구리로 이루어지는 전극층의 구리 금속 원자의 확산이 비교적 쉬우며 미세한 선폭으로 전극층을 패터닝하기 위한 드라이 에칭을 수행하기에 어려운 문제가 있다.
즉, 구리가 주성분인 IDT 전극층과, LiNbO3 웨이퍼 기판이 산화실리콘으로 이루어지는 오버레이층과의 밀착력이 우수한 구조의 개발이 필요하다. 그리고, 구리가 주성분으로 이루어지는 IDT 전극층의 구리 금속 원자의 이동이 비교적 쉬으므로 IDT 전극층이 DC 전압하에서 산화되어 구리 금속 이온이 LiNbO3 웨이퍼 기판으로 이동하는 것을 억제할 수 있는 구조의 개발이 필요하다.
나아가, 균일하고 미세한 선폭으로 IDT 전극층의 패터닝 공정이 용이하게 수행될 수 있는 구조의 개발이 필요한 실정이다.
결국, 낮은 저항을 가지면서, 균일하고 미세한 선폭의 IDT 전극층이 구현될 수 있도록 구리 금속의 산화와 이동을 방지할 수 있으며, 표면 탄성파의 전달이 원활하면서도 오베레이층과 IDT 전극층 및 기판 상호간의 밀착력을 증대시킬 수 있는 구조의 개발이 필요한 실정이다.
구리(Cu) 금속의 산화와 이동을 방지하여 표면 탄성파의 전달이 원활하며, 오버레이층과 IDT 전극층 및 기판간의 상호 밀착력을 향상시킬 수 있는 표면 탄성파 필터 장치 및 이의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치는 기판 상에 형성되는 제1층과, 상기 제1층 상에 형성되는 IDT 전극층과, 상기 IDT 전극층 및 상기 제1층을 덮도록 형성되는 제2층 및 상기 제2층을 덮도록 형성되는 오버레이층을 포함하며, 상기 제1층은 금속층, 산화금속층 및 산화물층 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
구리(Cu) 금속의 산화와 이동을 방지하여 표면 탄성파의 전달이 원활하며, 오버레이층과 IDT 전극층 및 기판간의 상호 밀착력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
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.
도 1 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치(100)는 일예로서, 기판(110), 제1층(120), IDT 전극층(130), 제2층(140) 및 오버레이층(150)을 포함하여 구성될 수 있다.
기판(110)은 일예로서, LiNbO3 기판(LN 웨이퍼 기판)으로 이루어진다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 기판(110)은 압전기판으로 사용되는 LiNbO3 기판 또는 LiTaO3 기판 중 어느 하나일 수 있다.
제1층(120)은 기판(110) 상에 형성된다. 일예로서, 제1층(120)은 금속층(122)과 산화금속층(124)을 포함하여 구성될 수 있다.
금속층(122)은 후술할 IDT 전극층(130)의 하부에 배치될 수 있다. 그리고, 산화금속층(124)은 IDT 전극층(130)이 형성되는 영역을 제외한 나머지 영역에 배치될 수 있다.
한편, 도면에는 금속층(122)이 IDT 전극층(130)의 폭과 동일한 폭을 가지는 경우를 예로 들어 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 금속층(122)은 IDT 전극층(130)의 폭보다 작거나 큰 폭을 가지며 IDT 전극층(130)과 기판(110) 사이의 일부분에 배치되도록 형성될 수 있다.
그리고, 금속층(122)은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 중 어느 하나의 재질로 이루어지거나 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 중 적어도 하나의 재질을 주성분으로 하는 합금층으로 이루어질 수 있다. 또한, 산화금속층(124)은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어질 수 있다.
일예로서, 산화금속층(124)은 금속층(122)의 산화에 의해 형성될 수 있다. 보다 자세하게 설명하자면, 제조 시 기판(110) 상에 금속층(122)으로 이루어지는 제1층(120)이 형성되고, 제1층(120) 상에 IDT 전극층(130)을 리프트-오프(Lift-off)나 건식 식각(Dry Etching) 등의 방법을 이용해서 미세한 패턴으로 형성한다. IDT 전극층(130)의 패턴이 적층된 영역을 제외한 제1층(120)의 나머지 부분은 외부로 노출된 상태가 되고 산소 분위기에 노출을 시키거나 온도나 전기를 가해주면 IDT 전극층(130)의 패턴이 적층된 영역을 제외한 제1층(120)의 나머지 부분이 산화가 되어 산화금속층(124)이 형성되는 것이다.
따라서, 제1층(120)이 금속층(122)과 산화금속층(124)으로 구성되는 것이다.
한편, 제1층(120)은 IDT 전극층(130)과 기판(110) 상호 간, 기판(110)과 오버레이층(150) 상호 간의 확산을 방지하기 위한 확산방지층으로서의 역할을 수행할 수 있으며, 또한 밀착력을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
제1층(130)의 두께는 IDT 전극층(130) 상호간 사이에 전류가 거의 흐르지 않을 정도로 저항이 커야하므로 산화막이 형성되도록 20nm 이상은 넘지 않아야 한다.
또한, 제1층(130)의 두께가 너무 얇게 되면 전극층(130)의 확산 방지효과가 미미하고, 밀착력을 보강할 수 없으므로 3nm 이상은 되어야 한다.
IDT 전극층(130)은 제1층(120) 상에 형성된다. 일예로서, IDT 전극층(130)은 제1층(120)의 금속층(122)의 상부에 형성될 수 있다. 일예로서, IDT 전극층(130)은 저항이 낮고, 기판(110)과의 기계전기 결합계수가 큰 구리(Cu) 재질이 주성분으로 이루어질 수 있다. 이때, IDT 전극층(130)은 단일 재료로 사용될 수도 있지만, 복수개의 재료를 사용한 다층막 구조를 가질 수 있다.
IDT 전극층(130)은 일예로서, 빗살무늬를 가지도록 형성되며, 복수개가 복수개의 열과 행을 이루도록 형성될 수 있다. IDT 전극층(130)은 리프트-오프(Lift-off)나 건식 식각(Dry Etching) 등의 패터닝(patterning) 공정을 통해 형성될 수 있다.
제2층(140)은 IDT 전극층(130) 및 제1층(120)을 덮도록 형성된다. 그리고, 제2층(140)은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 산화금속층으로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 제2층(140)은 비금속층으로 이루어질 수 있다.
한편, 일예로서 제2층(140)은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 산화막을 IDT 전극층(130) 및 제1층(120)을 덮도록 직접 코팅하여 형성할 수도 있다. 이러한 경우 제2층(140)은 스퍼터링(Sputtering) 공정과 같은 PVD(Physical Vapor Deposition)을 통해 형성할 수 있다.
또는, 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 중 어느 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 금속막을 IDT 전극층(130) 및 제1층(120)의 전체를 덮도록 코팅한 후 산소 분위기의 후공정에서 온도를 올리거나 산화실리콘(SiO2)과의 접촉을 통한 산소 확산을 통해서 산화막이 되도록 하여 제2층(140)이 형성될 수도 있다.
이와 같이, 제2층(140)이 IDT 전극층(130)의 전체를 덮도록 형성되므로, IDT 전극층(130) 측면과 오버레이층(150)이 직접적으로 접촉이 되지 않도록 하면서, IDT 전극층(130) 내의 구리(Cu)와 같은 재료의 확산방지와 밀착력이 우수한 계면을 형성할 수 있는 것이다.
나아가, 제2층(140) 상에 오버레이층(150)이 형성되므로 높은 밀착력을 유지하면서 기판(110)과 오버레이층(150)의 응력 및 열팽창시의 변형량의 차이를 완화시킬 수 있다.
한편, 제2층(140)은 이웃하는 IDT 전극층(130) 사이에 전류가 거의 흐르지 않을 정도로 저항이 큰 산화막이어야 하며, 특성 저하 등을 발생시키지 않아야 하므로 제2층(140)의 두께는 20 nm 이상은 넘지 않아야 한다. 또한, 제2층(140)의 두께가 너무 얇게 되면 IDT 전극층(130)의 측면을 모두 코팅할 수 없으므로 확산 방지효과가 미미하고 밀착력을 보강할 수 없으므로 제2층(140)의 두께는 3nm 이상이 되어야 한다.
오버레이층(150)은 제2층(140)을 덮도록 형성되며, 일예로서, 산화실리콘(SiO2) 재질로 이루어질 수 있다. 오버레이층(150)은 온도 변화에 따라 표면 탄성파(SAW) 전파 속도가 증가하는 양의 주파수 특성을 가지는 것이 바람직하다. 이와 같이 오버레이층(150)의 형성에 의해 표면 탄성파 필터 장치(100)의 주파수 온도 계수의 절대치를 작게 할 수 있다.
상기한 바와 같이, 제2층(140)이 IDT 전극층(130)을 덮도록 형성되므로, IDT 전극층(130) 측면과 오버레이층(150)이 직접 접촉이 되지 않도록 하면서, IDT 전극층(130)의 확산방지와 공동(void) 형성을 억제하면서 밀착력이 높은 계면을 형성할 수 있는 것이다.
나아가, 제2층(140) 상에 오버레이층(150)이 형성되므로 높은 밀착력을 유지하면서 기판(110)과 오버레이층(150)의 열팽창계수의 차이를 완화시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 기판(110) 상에 제1층(120)을 형성한다. 제1층(120)은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 금속층 또는 이들의 합금으로 형성된다.
이후, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1층(120) 상에 IDT 전극층(130)을 형성한다. IDT 전극층(130)의 주재료는 저항이 낮으며, 기판(110)과의 전기기계 결합계수가 큰 구리(Cu) 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, IDT 전극층(130)은 알루미늄(Al), 망간(Mo), 백금(Pt) 등의 재질로 이루어질 수 있다.
IDT 전극층(130)은 일예로서, 빗살무늬를 가지도록 형성될 수 있으며, 복수개가 복수개의 열과 행을 이루도록 형성될 수 있다. 한편, IDT 전극층(130)은 사용되는 재료에 따라 리프트 오프(Lift-Off)법이나 건식 식각(Dry Etching) 방법으로 패터닝(patterning) 공정을 통해 형성될 수 있다. 이때, IDT 전극층(130)은 단일 재료로 사용될 수도 있지만, 바람직하게는 복수개의 재료를 사용하여 다층막의 구조로 사용될 수 있다.
이후, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1층(120)은 IDT 전극층(130)의 하부에 배치되는 영역에만 금속층(122)으로 유지되고, IDT 전극층(130)의 하부에 배치되는 영역을 제외한 나머지 영역의 제1층(120)은 산화금속층(124)으로 이루어질 수 있다. 산화금속층(124)은 주성분계가 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어질 수 있다. 한편, 금속층(122)은 산소 분위기하에서 온도나 전기장을 가하여 산화에 의해 IDT 전극층(130)의 하부에 배치되는 영역을 제외한 영역에서 산화금속층(124)으로 형성될 수 있다.
이후, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2층(140)이 제1층(120) 및 IDT 전극층(130)을 전체적으로 덮도록 형성된다. 제2층(140)은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 산화막을 형성시키며, IDT 전극층(130) 및 제1층(120)을 덮도록 직접 산화물을 코팅하여 형성하거나 해당 금속막을 코팅한 후에 산화를 시키는 방법으로 산화금속층(124)을 형성할 수도 있다. 한편, 제2층(140)은 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해 형성할 수 있다.
한편, 제2층(140)은 이웃하는 IDT 전극층(130) 사이에 전류가 거의 흐르지 않을 정도로 저항이 큰 산화막이어야 하며, 특성 저하 등을 발생시키지 않아야 하므로 제2층(140)의 두께는 20 nm 이상은 넘지 않아야 한다. 또한, 제2층(140)의 두께가 너무 얇게 되면 IDT 전극층(130)의 측면을 모두 코팅할 수 없으므로 확산 방지효과가 미미하고 밀착력을 보강할 수 없으므로 제2층(140)의 두께는 3nm 이상이 되어야 한다.
이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2층(140)을 덮도록 오버레이층(150)을 충분히 두껍게 형성한다. 오버레이층(150)은 산화실리콘(SiO2) 재질로 이루어질 수 있다. 오버레이층(150)의 두께는 제품의 주파수 특성과 온도 변화 특성에 따라 변경 가능할 것이다.
상기한 바와 같이, 제2층(140)이 IDT 전극층(130)을 덮도록 형성되므로, IDT 전극층(130) 측면과 오버레이층(150)이 직접 접촉이 되지 않도록 하면서, IDT 전극층(130)의 확산방지와 공동(void) 형성을 억제하면서 밀착력이 높은 계면을 형성할 수 있는 것이다.
나아가, 제2층(140) 상에 오버레이층(150)이 형성되므로 높은 밀착력을 유지하면서 기판(110)과 오버레이층(150)의 열팽창계수의 차이를 완화시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치 및 이의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치(200)는 일예로서, 기판(210), 제1층(220), IDT 전극층(230), 제2층(240) 및 오버레이층(250)을 포함하여 구성될 수 있다.
기판(210)은 일예로서, LiNbO3 기판(LN 웨이퍼 기판)으로 이루어진다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 기판(210)은 압전기판으로 사용되는 LiNbO3 기판 또는 LiTaO3 기판 중 어느 하나일 수 있다.
제1층(220)은 기판(210) 상에 형성된다. 일예로서, 제1층(220)은 산화금속 또는 산화물층으로 구성될 수 있다. 일예로서, 제1층(220)은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질이 주성분으로 이루어질 수 있다.
한편, 제1층(220)은 일예로서, 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 산화막을 기판(210)을 덮도록 직접 코팅하여 형성할 수도 있다. 이러한 경우 제1층(220)은 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해 형성하는 것이 저온 공정과 두께 및 조성을 균일하게 제조할 수 있어서 바람직하다.
또는, 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 중 어느 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 금속막 또는 이들의 합금막층을 기판(210)을 균일하게 덮도록 코팅한 후 후공정에서의 산소분위기 하에서 온도를 올리거나 전기장을 가해서 산소 확산을 통해서 산화막이 되도록 하여 제1층(220)이 형성될 수도 있다.
IDT 전극층(230)은 제1층(220) 상에 형성된다. 일예로서, IDT 전극층(230)은 저항이 낮고, 기판(210)과의 기계전기 결합계수가 큰 구리(Cu) 재질이 주성분으로 이루어질 수 있다. 이때, IDT 전극층(230)은 단일 재료로 사용될 수도 있지만, 바람직하게는 복수개의 재료를 사용하여 다층막의 구조로 사용될 수 있다.
IDT 전극층(230)은 일예로서, 빗살무늬를 가지도록 형성될 수 있으며, 복수개가 복수개의 열과 행을 이루도록 형성될 수 있다. 이러한 IDT 전극층(230)은 리프트 오프(Lift-off)법이나 건식 식각(Dry Etching)법 등의 패터닝(patterning) 공정을 통해 형성될 수 있다.
제2층(240)은 IDT 전극층(230) 및 제1층(220)을 덮도록 형성된다. 그리고, 제2층(240)은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 산화금속층으로 이루어진다.
일예로서, 제2층(240)은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 산화막을 IDT 전극층(230) 및 제1층(220)을 덮도록 직접적으로 얇고 균일하게 코팅하여 형성할 수도 있다. 이러한 경우 제2층(240)은 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해 형성할 수 있다.
또는, 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 중 어느 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 금속막을 IDT 전극층(230) 및 제1층(220)을 전체적으로 덮도록 코팅한 후 후공정에서의 산소분위기 하에서 온도를 올리거나 전기장을 가해서 산소 확산을 통해서 산화막이 되도록 하여 제2층(240)이 형성될 수도 있다.
이와 같이, 제2층(240)이 IDT 전극층(230)을 덮도록 형성되므로, IDT 전극층(230) 측면과 오버레이층(250)이 직접 접촉이 되지 않도록 하면서, IDT 전극층(230) 내의 금속의 확산 방지와 그 경계면에서 공동(void) 형성을 억제하면서 밀착력이 우수한 계면을 형성할 수 있는 것이다.
나아가, 제2층(240) 상에 오버레이층(250)이 형성되므로 높은 밀착력을 유지하면서 기판(210)과 오버레이층(250)의 응력과 열팽창계수의 차이에 의한 변형을 완화시킬 수 있다
한편, 제2층(240)은 이웃하는 IDT 전극층(230) 사이에 전류가 거의 흐르지 않을 정도로 저항이 큰 산화막이어야 하며, 특성 저하 등을 발생시키지 않아야 하므로 제2층(240)의 두께는 20 nm 이상은 넘지 않아야 한다. 또한, 제2층(240)의 두께가 너무 얇게 되면 IDT 전극층(230)의 측면을 모두 코팅할 수 없으므로 확산 방지효과가 미미하고 밀착력을 보강할 수 없으므로 제2층(240)의 두께는 3nm 이상이 되어야 한다.
오버레이층(250)은 제2층(240)을 충분히 덮도록 두껍게 형성되며, 일예로서, 산화실리콘(SiO2) 재질로 이루어질 수 있다. 오버레이층(250)의 두께는 제품의 주파수 특성과 온도 변화 특성을 감안해서 입히게 된다. 오버레이층(250)은 온도의 증가에 따라 표면 탄성파(SAW) 전파 속도가 증가하는, 즉 양의 주파수 온도 특성을 가질 수 있는 재료로 이루어질 수 있다. 이와 같이 오버레이층(250)의 형성에 의해 표면 탄성파 필터 장치(200)의 주파수 온도 계수의 절대치를 작게 할 수 있다.
상기한 바와 같이, 제2층(240)이 IDT 전극층(230)을 덮도록 형성되므로, IDT 전극층(230) 측면과 오버레이층(250)이 직접 접촉이 되지 않도록 하면서, IDT 전극층(230)의 확산방지와 공동(void) 형성을 억제하면서 밀착력이 높은 계면을 형성할 수 있는 것이다.
나아가, 제2층(240) 상에 오버레이층(250)이 형성되므로 높은 밀착력을 유지하면서 기판(210)과 오버레이층(250)의 열팽창계수의 차이를 완화시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 기판(210) 상에 제1층(220)이 형성된다. 제1층(220)은 제1층(220)은 산화금속층으로 구성될 수 있다. 일예로서, 제1층(220)은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어질 수 있다.
한편, 제1층(220)은 일예로서, 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 산화막을 기판(210)을 덮도록 직접 코팅하여 형성할 수도 있다. 이러한 경우 제1층(220)은 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해 형성할 수 있다.
또는, 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 금속막 또는 합금막을 기판(210)을 덮도록 코팅한 후 후공정의 산소 분위기 하에서 온도를 올리거나 전기장을 가해서 해당 금속에 산호 확산을 통해서 산화막이 되도록 하여 제1층(220)이 형성될 수도 있다.
이후, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1층(220) 상에 IDT 전극층(230)을 형성한다. IDT 전극층(230)은 저항이 낮고, 기판(210)과의 기계전기 결합계수가 큰 구리(Cu) 재질이 주성분으로 이루어질 수 있다. 이때, IDT 전극층(230)은 단일 재료로 이루어질 수도 있으며, 복수개의 재료를 사용하여 다층막의 구조를 가질 수 있다.
IDT 전극층(230)은 일예로서, 빗살무늬를 가지도록 형성될 수 있으며, 복수개가 복수개의 열과 행을 이루도록 형성될 수 있다. 이러한, IDT 전극층(230)은 리프트-오프(Lift-off)법이나 건식 식각(Dry Etching)법 등의 패터닝(patterning) 공정을 통해 형성될 수 있다.
이후, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2층(240)이 제1층(220) 및 IDT 전극층(230)을 전체적으로 균일하고 얇게 덮도록 형성된다. 제2층(240)은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 산화막을 IDT 전극층(230) 및 제1층(220)을 덮도록 직접 코팅하여 형성할 수도 있다. 한편, 제2층(240)은 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해 저온에서 균일한 조성과 두께로 제작할 수 있다.
한편, 제2층(240)은 이웃하는 IDT 전극층(230) 사이에 전류가 거의 흐르지 않을 정도로 저항이 큰 산화막이어야 하며, 특성 저하 등을 발생시키지 않아야 하므로 제2층(240)의 두께는 20 nm 이상은 넘지 않아야 한다. 또한, 제2층(240)의 두께가 너무 얇게 되면 IDT 전극층(230)의 측면을 모두 코팅할 수 없으므로 확산 방지효과가 미미하고 밀착력을 보강할 수 없으므로 제2층(240)의 두께는 3nm 이상이 되어야 한다.
이후, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2층(240)을 충분히 덮도록 오버레이층(250)을 형성한다. 오버레이층(250)은 산화실리콘(SiO2) 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 제2층(240)이 IDT 전극층(230)을 덮도록 형성되므로, IDT 전극층(230) 측면과 오버레이층(250)이 직접 접촉이 되지 않도록 하면서, IDT 전극층(230) 내의 금속의 확산 방지와 그 경계면에서 공동(void) 형성을 억제하면서 밀착력이 높은 계면을 형성할 수 있는 것이다.
나아가, 제2층(240) 상에 오버레이층(250)이 형성되므로 높은 밀착력을 유지하면서 기판(210)과 오버레이층(250)의 응력과 열팽창계수의 차이에 의한 변형을 완화시킬 수 있다.
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.
100, 200 : 표면 탄성파 필터 장치
110, 210 : 기판
120, 220 : 제1층
130, 230 : IDT 전극층
140, 240 : 제2층
150, 250 : 오버레이층
110, 210 : 기판
120, 220 : 제1층
130, 230 : IDT 전극층
140, 240 : 제2층
150, 250 : 오버레이층
Claims (16)
- 기판;
상기 기판 상에 형성되는 제1층;
상기 제1층 상에 형성되는 IDT 전극층;
상기 IDT 전극층 및 상기 제1층을 덮도록 형성되는 제2층; 및
상기 제2층을 덮도록 형성되는 오버레이층;
을 포함하며,
상기 제1층은 금속층, 산화금속층 및 산화물층 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 표면 탄성파 필터 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1층은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 금속층 또는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 알루미늄(Al)을 주성분으로 하는 합금층을 포함하는 표면 탄성파 필터 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 제1층은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 산화금속층을 더 포함하는 표면 탄성파 필터 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 금속층은 상기 IDT 전극층의 하부에 배치되는 표면 탄성파 필터 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제2층은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 산화금속층을 포함하는 표면 탄성파 필터 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 제1층과 상기 제2층은 동일한 재질로 이루어지는 표면 탄성파 필터 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 오버레이층은 산화실리콘(SiO2) 재질을 함유하여 이루어지는 표면 탄성파 필터 장치.
- 기판 상에 제1층을 형성하는 단계;
상기 제1층 상에 IDT 전극층을 형성하는 단계;
상기 제1층 및 상기 IDT 전극층을 덮도록 제2층을 형성하는 단계; 및
상기 제2층을 덮도록 오버레이층을 형성하는 단계;
를 포함하는 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법.
- 제8항에 있어서,
상기 복수개의 IDT 전극층을 형성하는 단계에서 상기 제1층 중 상기 IDT 전극층의 하부에 배치되는 부분을 제외한 나머지 부분을 산화시켜 산화금속층으로 형성하는 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 제1층은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 중 어느 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 금속층 또는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 알루미늄(Al)을 주성분으로 하는 합금층을 포함하는 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 산화금속층은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법.
- 제9항에 있어서,
상기 제2층은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질를 함유하여 이루어지는 산화금속층을 포함하는 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법.
- 제8항에 있어서,
상기 제1층은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 산화금속층으로 이루어지는 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법.
- 제13항에 있어서,
상기 제2층은 산화티타늄(TiOx), 산화크롬(CrOx), 산화알루미늄(Al2Ox) 중 적어도 하나의 재질을 함유하여 이루어지는 산화금속층으로 이루어지는 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법.
- 제8항에 있어서,
상기 오버레이층은 산화실리콘(SiO2) 재질을 함유하여 이루어지는 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법.
- 제8항에 있어서,
상기 기판은 LiNbO3 기판 또는 LiTaO3 기판으로 이루어지는 표면 탄성파 필터 장치의 제조방법.
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