KR20180020850A

KR20180020850A - Bulk acoustic wave resonator

Info

Publication number: KR20180020850A
Application number: KR1020160159469A
Authority: KR
Inventors: 김태윤; 이태경; 조성민; 윤상기; 이문철
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2018-02-28

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a volume sound resonator comprises: an air cavity; a support unit arranged on the outside of the air cavity; at least one layer arranged on a surface provided by the air cavity and the support unit; and a frame extended along a boundary surface between an air cavity and the at least one layer in the air cavity and separated from the support unit. Therefore, the volume sound resonator can prevent cracks of films and layers laminated on a substrate and induce normal crystal growth.

Description

{BULK ACOUSTIC WAVE RESONATOR}

본 발명은 체적 음향 공진기에 관한 것이다. The present invention relates to a volume acoustic resonator.

최근 이동 통신기기, 화학 및 바이오 기기 등의 급속한 발달에 따라, 이러한 기기에서 사용되는 소형 경량필터, 오실레이터(Oscillator), 공진소자(Resonant element), 음향공진 질량센서(Acoustic Resonant Mass Sensor) 등의 수요도 증대하고 있다.2. Description of the Related Art Demand for small and lightweight filters, oscillators, resonant elements, and acoustic resonant mass sensors used in such devices has been rapidly increasing due to recent rapid development of mobile communication devices, Is also increasing.

이러한 소형 경량필터, 오실레이터, 공진소자, 음향공진 질량센서 등을 구현하는 수단으로 체적 음향 공진기(Bulk Acoustic Resonator)가 알려져 있다. 체적 음향 공진기는 최소한의 비용으로 대량 생산이 가능하며, 초소형으로 구현할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 필터의 주요한 특성인 높은 품질 계수(Quality Factor)값을 구현하는 것이 가능하고, 마이크로 주파수 대역에서도 사용이 가능하며, 특히 PCS(Personal Communication System)와 DCS(Digital Cordless System) 대역까지도 구현할 수 있다는 장점이 있다.A bulk acoustic resonator is known as a means for realizing such a compact lightweight filter, an oscillator, a resonant element, an acoustic resonance mass sensor, and the like. Volumetric acoustic resonators can be mass-produced at a minimum cost and can be implemented in a very small size. In addition, it is possible to implement a high quality factor value, which is a main characteristic of a filter, and it can be used in a microwave frequency band. In particular, a PCS (Personal Communication System) and a DCS (Digital Cordless System) There are advantages.

체적 음향 공진기는 기판 상부에 하부 전극, 압전층 및 상부 전극을 차례로 적층하여 구현되는 공진부를 형성하는 구조로 이루어진다. 제1 전극 및 제2 전극에 전기 에너지를 인가하여 압전층 내에 전계를 유기시키면, 이 전계는 압전층의 압전 현상을 유발시켜 공진부가 소정 방향으로 진동하도록 한다. 그 결과, 진동 방향과 동일한 방향으로 음향파(Acoustic Wave)가 발생하여 공진을 일으키게 된다. The volume acoustic resonator has a structure in which a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode are sequentially stacked on a substrate to form a resonance portion. When electrical energy is applied to the first electrode and the second electrode to induce an electric field in the piezoelectric layer, this electric field induces a piezoelectric phenomenon of the piezoelectric layer so that the resonance portion vibrates in a predetermined direction. As a result, an acoustic wave is generated in the same direction as the vibration direction, causing resonance.

미국공개특허공보 제2008-0081398호U.S. Published Patent Application No. 2008-0081398

본 발명의 과제는 기판에 적층되는 막 또는 층의 크랙 형성을 방지하고, 정상적인 결정 성장을 유도할 수 있는 체적 음향 공진기를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a bulk acoustic resonator capable of preventing the formation of cracks in a film or a layer to be laminated on a substrate and inducing normal crystal growth.

본 발명의 일 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 에어 캐비티, 상기 에어 캐비티의 외측에 배치되는 지지부, 상기 에어 캐비티 및 상기 지지부에 의해 제공되는 면 상에 배치되는 적어도 하나의 층 및 상기 에어 캐비티 내에서 상기 에어 캐비티와 상기 적어도 하나의 층의 경계면을 따라 연장되고, 상기 지지부와 이격되는 프레임을 포함할 수 있다. A volume acoustic resonator according to an embodiment of the present invention includes an air cavity, a support disposed outside the air cavity, at least one layer disposed on the surface provided by the air cavity and the support, And a frame extending along an interface between the air cavity and the at least one layer and spaced apart from the support.

본 발명의 일 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 기판에 적층되는 막 또는 층의 크랙 형성을 방지하고, 정상적인 결정 성장을 유도할 수 있다. The volume acoustic resonator according to an embodiment of the present invention can prevent cracking of a film or a layer stacked on a substrate and induce normal crystal growth.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 온도 변화에 따른 주파수의 변동을 저감할 수 있고, 상부 방향 및 하부 방향으로 작용하는 변형력에 강건한 특성을 확보할 수 있다. In addition, the volume acoustic resonator according to an embodiment of the present invention can reduce variation of frequency according to a temperature change, and can secure robust characteristics against deformation force acting in the upward and downward directions.

도 1은 체적 음향 공진기의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 체적 음향 공진기의 일부 확대도이다.
도 3 내지 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타낸 단면도이다.
도 11는 도 3의 실시예에 따른 체적 음향 공진기의 제작 공정도이다.
도 12는 도 11(c)의 A 부분의 확대도이다.
도 13 및 도 14은 본 발명의 일 실시예들에 따른 필터의 개략적인 회로도이다.1 is a sectional view showing an example of a volume acoustic resonator.
2 is a partially enlarged view of the volume acoustic resonator of FIG.
3 to 10 are cross-sectional views illustrating a volume acoustic resonator according to various embodiments of the present invention.
11 is a process flow diagram of a bulk acoustic resonator according to the embodiment of FIG.
Fig. 12 is an enlarged view of a portion A in Fig. 11 (c).
13 and 14 are schematic circuit diagrams of a filter according to one embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 체적 음향 공진기의 일 예를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 체적 음향 공진기의 일부 확대도이다.1 is a sectional view showing an example of a volume acoustic resonator, and Fig. 2 is an enlarged view of a part of the volume acoustic resonator of Fig.

도 1을 참조하면, 체적 음향 공진기는 기판(11), 기판(11)을 전기적으로 격리하는 절연층(12A), 절연층(12A)을 식각 공정으로부터 보호하는 식각 저지층(12B), 식각 저지층(12B) 상에 형성되는 에어 캐비티(13A), 에어 캐비티(13A)를 덮도록 형성되는 멤브레인(13B), 멤브레인(13B) 상에 순차적으로 적층되는 하부 전극(14), 압전층(15) 및 상부 전극(16)을 포함할 수 있다. 또한, 체적 음향 공진기는 상부 전극(16)이 외부로 노출되는 것을 방지하는 보호층(17) 및 하부 전극(14) 및 상부 전극(16)에 전기적 신호를 인가하기 위한 전극 패드(18)를 포함할 수 있다. 1, the bulk acoustic resonator comprises a substrate 11, an insulating layer 12A electrically isolating the substrate 11, an etch stop layer 12B protecting the insulating layer 12A from the etching process, An air cavity 13A formed on the layer 12B, a membrane 13B formed to cover the air cavity 13A, a lower electrode 14 sequentially layered on the membrane 13B, a piezoelectric layer 15, And an upper electrode (16). The volume acoustic resonator includes a protection layer 17 and a lower electrode 14 for preventing the upper electrode 16 from being exposed to the outside and an electrode pad 18 for applying an electrical signal to the upper electrode 16 can do.

에어 캐비티(13A)는 하부 전극(14), 압전층(15) 및 상부 전극(16)으로 이루어지는 공진부가 소정 방향으로 진동할 수 있도록 공진부의 하부에 위치한다. 에어 캐비티(13A)는 식각 저지층(12B) 상에 희생층을 형성하고, 희생층에 멤브레인(13B)을 형성한 후 희생층을 제거하는 식각 공정에 의해 형성된다.The air cavity 13A is positioned below the resonance portion so that the resonance portion composed of the lower electrode 14, the piezoelectric layer 15, and the upper electrode 16 can vibrate in a predetermined direction. The air cavity 13A is formed by an etching process for forming a sacrificial layer on the etching stopper layer 12B, forming a membrane 13B on the sacrificial layer, and then removing the sacrificial layer.

에어 캐비티(13A)는 대략 사다리꼴 형상으로 형성되는데, 도 2를 참조하면, 에어 캐비티(13A)의 높이 및 측면의 각도에 의해 멤브레인(13B) 상에 적층되는 하부 전극(14), 압전층(15), 상부 전극(16) 및 전극 패드(18)에 크랙(Crack)이 형성된다. 이 외에도, 멤브레인(13B) 상에 적층되는 압전층(15)의 결정이 비정상적으로 성장될 수 있다. 크랙(Crack) 및 비정상적인 결정 성장으로 인하여 체적 음향 공진기의 삽입 손실(Insertion Loss) 특성 및 감쇄(Attenuation) 특성이 열화되는 문제점이 발생할 수 있다. 2, the lower electrode 14 is laminated on the membrane 13B by the height and the angle of the side surface of the air cavity 13A. The lower electrode 14, the piezoelectric layer 15 , The upper electrode 16 and the electrode pad 18 are formed with cracks. In addition, the crystal of the piezoelectric layer 15 stacked on the membrane 13B can be abnormally grown. Cracks and abnormal crystal growth may cause deterioration of insertion loss characteristics and attenuation characteristics of the volume acoustic resonator.

도 3 내지 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타낸 단면도이다. 도 3 내지 도 10의 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 유사하므로, 도 3의 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 중심으로 설명하도록 한다. 도 4 내지 도 10의 실시예에 따른 체적 음향 공진기에서는 도 3의 실시예에 따른 체적 음향 공진기와 동일하거나 중복되는 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.3 to 10 are cross-sectional views illustrating a volume acoustic resonator according to various embodiments of the present invention. Since the volume acoustic resonator according to the embodiment of FIGS. 3 to 10 is similar, the volume acoustic resonator according to the embodiment of FIG. 3 will be mainly described. In the volume acoustic resonator according to the embodiment of FIGS. 4 to 10, the same or redundant description as the volume acoustic resonator according to the embodiment of FIG. 3 will be omitted and differences will be mainly described.

본 발명의 일 실시예에 따른 체적 음향 공진기(10)는 박막 체적 음향 공진기(Film Bulk Acoustic Resonator: FBAR)일 수 있다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 체적 음향 공진기(10)는 기판(110), 절연층(115), 식각 저지층(123), 에어 캐비티(133), 제1 지지부(134), 제2 지지부(135), 프레임(136), 및 제1 전극(140), 압전층(150)과 제2 전극(160)으로 이루어진 공진부(155)를 포함할 수 있고, 추가적으로 보호층(170) 및 전극 패드(180)를 포함할 수 있다. The volume acoustic resonator 10 according to an embodiment of the present invention may be a thin film bulk acoustic resonator (FBAR). 3, a volume acoustic resonator 10 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 110, an insulating layer 115, an etch stop layer 123, an air cavity 133, a first support portion 134 A second support 135, a frame 136 and a first electrode 140. The resonator unit 155 may include a piezoelectric layer 150 and a second electrode 160. In addition, (170) and an electrode pad (180).

기판(110)은 실리콘 기판으로 구성될 수 있고, 기판(110)의 상면에는 기판(110)에 대하여 공진부(155)를 전기적으로 격리시키는 절연층(115)이 마련될 수 있다. 절연층(115)은 이산화규소(SiO₂)나 산화알루미늄(Al₂O₂)을 화학 기상 증착 (Chemical vapor deposition), RF 마그네트론 스퍼터링(RF Magnetron Sputtering), 또는 에바포레이션(Evaporation)하여 기판(110) 상에 형성될 수 있다.The substrate 110 may be formed of a silicon substrate and an insulating layer 115 may be formed on the substrate 110 to electrically isolate the resonant portion 155 from the substrate 110. The insulating layer 115 may be formed of silicon dioxide (SiO ₂ ) or aluminum oxide (Al ₂ O ₂ ) by chemical vapor deposition, RF magnetron sputtering, or evaporation, 110).

절연층(115) 상에는 식각 저지층(123)이 형성될 수 있다. 식각 저지층(123)은 식각 공정으로부터 기판(110) 및 절연층(115)을 보호하는 역할을 하고, 식각 저지층(123) 상에 복수의 층 또는 막이 증착되는데 필요한 기단 역할을 할 수 있다. An etch stop layer 123 may be formed on the insulating layer 115. The etch stop layer 123 protects the substrate 110 and the insulating layer 115 from the etching process and can serve as a base for depositing a plurality of layers or films on the etch stop layer 123.

식각 저지층(123) 상에는 에어 캐비티(133), 제1 지지부(134), 및 제2 지지부(135)가 형성될 수 있다. 식각 저지층(123) 상에 형성되는 에어 캐비티(133), 제1 지지부(134), 및 제2 지지부(135)는 높이가 동일하게 형성되어, 에어 캐비티(133), 제1 지지부(134), 및 제2 지지부(135)의 일면은 대략 평탄할 수 있다. 도 3에서 절연층(115)과 식각 저지층(123)이 별도로 분리되어 있으나, 절연층(115)과 식각 저지층(123)은 하나의 층으로 통합될 수 있고, 이 경우, 산화(Oxide)층을 이용하여 구현될 수 있다.The air cavity 133, the first support portion 134, and the second support portion 135 may be formed on the etch stop layer 123. The air cavity 133, the first support portion 134 and the second support portion 135 formed on the etch stop layer 123 have the same height so that the air cavity 133, the first support portion 134, And the second supporting portion 135 may be substantially flat. 3, the insulating layer 115 and the etch stop layer 123 are separately separated. However, the insulating layer 115 and the etch stop layer 123 may be integrated into a single layer. In this case, Layer. &Lt; / RTI >

공진부(155)는 제1 전극(140), 압전층(150) 및 제2 전극(160)을 포함할 수 있다. 제1 전극(140), 압전층(150) 및 제2 전극(160)의 수직 방향으로 중첩된 공통 영역은 에어 캐비티(133)의 상부에 위치할 수 있다. 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)은 금(Au), 티타늄(Ti), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru), 백금(Pt), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 이리듐(Ir) 및 니켈(Ni) 중 하나 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 압전층(150)은 전기적 에너지를 탄성파 형태의 기계적 에너지로 변환하는 압전 효과를 일으키는 부분으로, 질화 알루미늄(AlN), 산화아연(ZnO), 납 지르코늄 티타늄 산화물(PZT; PbZrTiO) 중 하나로 형성될 수 있다. 또한, 압전층(150)은 희토류 금속(Rare earth metal)을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 희토류 금속은 스칸듐(Sc), 에르븀(Er), 이트륨(Y), 및 란탄(La) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 압전층(150)은 희토류 금속을 1~20at% 만큼 포함할 수 있다. 구체적으로 도시되어 있지 않으나, 제1 전극(140) 하부에는 압전층(150)의 결정 배향성을 향상시키기 위한 시드(Seed)층이 추가적으로 배치될 수 있다. 시드층은 압전층(150)과 동일한 결정성을 갖는 질화 알루미늄(AlN), 산화아연(ZnO), 납 지르코늄 티타늄 산화물(PZT; PbZrTiO) 중 하나로 형성될 수 있다.The resonator unit 155 may include a first electrode 140, a piezoelectric layer 150, and a second electrode 160. The common regions overlapping in the vertical direction of the first electrode 140, the piezoelectric layer 150, and the second electrode 160 may be located on the upper portion of the air cavity 133. The first electrode 140 and the second electrode 160 may be formed of a metal such as gold (Au), titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), platinum (Pt), tungsten (Al), iridium (Ir), and nickel (Ni), or an alloy thereof. The piezoelectric layer 150 may be formed of one of aluminum nitride (AlN), zinc oxide (ZnO), and lead zirconium titanium oxide (PZT), which is a part causing a piezoelectric effect to convert electrical energy into mechanical energy in the form of elastic waves have. In addition, the piezoelectric layer 150 may further include a rare earth metal. As an example, the rare earth metal may include at least one of scandium (Sc), erbium (Er), yttrium (Y), and lanthanum (La). The piezoelectric layer 150 may contain 1 to 20 at% of rare-earth metal. A seed layer for improving the crystal orientation of the piezoelectric layer 150 may be additionally disposed under the first electrode 140 although not specifically shown. The seed layer may be formed of one of aluminum nitride (AlN), zinc oxide (ZnO), and lead zirconium titanium oxide (PZT; PbZrTiO) having the same crystallinity as the piezoelectric layer 150.

공진부(155)는 활성 영역과 비활성 영역으로 구획될 수 있다. 공진부(155)의 활성 영역은 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)에 무선 주파수 신호와 같은 전기 에너지가 인가되는 경우 압전층(150)에서 발생하는 압전 현상에 의해 소정 방향으로 진동하여 공진하는 영역으로, 에어 캐비티(133) 상부에서 제1 전극(140), 압전층(150) 및 제2 전극(160)이 수직 방향으로 중첩된 영역에 해당한다. 공진부(155)의 비활성 영역은 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)에 전기 에너지가 인가되더라도 압전 현상에 의해 공진하지 않는 영역으로, 활성 영역 외측의 영역에 해당한다. The resonant portion 155 may be partitioned into an active region and a non-active region. The active region of the resonance unit 155 vibrates in a predetermined direction by a piezoelectric effect generated in the piezoelectric layer 150 when electric energy such as a radio frequency signal is applied to the first electrode 140 and the second electrode 160. [ And corresponds to a region in which the first electrode 140, the piezoelectric layer 150, and the second electrode 160 are vertically overlapped with each other in the upper portion of the air cavity 133. The inactive region of the resonator unit 155 corresponds to a region outside the active region that is not resonated by the piezoelectric effect even though the first electrode 140 and the second electrode 160 are applied with electrical energy.

공진부(155)는 압전 현상을 이용하여 특정 주파수를 가지는 무선 주파수 신호를 출력한다. 구체적으로 공진부(155)는 압전층(150)의 압전 현상에 따른 진동에 대응하는 공진 주파수를 가지는 무선 주파수 신호를 출력할 수 있다. The resonance unit 155 outputs a radio frequency signal having a specific frequency by using the piezoelectric phenomenon. Specifically, the resonance unit 155 can output a radio frequency signal having a resonance frequency corresponding to the vibration caused by the piezoelectric development of the piezoelectric layer 150. [

제1 전극(140) 및 제2 전극(160)에 무선 주파수 신호와 같은 전기 에너지가 인가되는 경우 압전층(150)에서 발생하는 압전 현상에 의해 음향파(acoustic wave)가 생성된다. 이 때, 생성되는 음향파(acoustic wave)에서 부수적으로 측면파(lateral wave)가 발생한다. 상기 부수적으로 발생하는 측면파(lateral wave)를 포획(trap)하지 못하는 경우, 음향파(acoustic wave)의 손실(loss)이 발생하여 공진기의 품질 계수(quality factor)가 저하될 수 있다.When electric energy such as a radio frequency signal is applied to the first electrode 140 and the second electrode 160, an acoustic wave is generated by a piezoelectric phenomenon occurring in the piezoelectric layer 150. At this time, lateral waves are incidentally generated in the generated acoustic waves. If the incidental lateral wave can not be trapped, a loss of an acoustic wave may occur and the quality factor of the resonator may deteriorate.

도 4를 참조하면, 공진부(155)의 활성 영역의 가장자리를 따라 보조 전극(165)이 추가적으로 마련될 수 있다. 활성 영역의 가장자리는 활성 영역과 비활성 영역의 경계로부터 인접한 활성 영역 내의 일 부분을 의미한다. 보조 전극(165)은 제2 전극(160)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4, an auxiliary electrode 165 may be additionally provided along the edge of the active region of the resonator 155. The edge of the active region means a portion within the adjacent active region from the boundary between the active region and the inactive region. The auxiliary electrode 165 may be formed of the same material as the second electrode 160.

또한, 이와 달리, 보조 전극(165)은 제2 전극(160)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 보조 전극(165)과 제2 전극(160)은 서로 다른 음향 임피던스를 가질 수 있다. 구체적으로, 보조 전극(165)은 제2 전극(160) 보다 음향 임피던스가 높은 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제2 전극(160)은 루테늄(Ru)으로 구성되는 경우, 이 때, 보조 전극(165)은 루테늄(Ru) 보다 음향 임피던스가 높은 이리듐(Ir) 및 텅스텐(W) 중 하나로 구성될 수 있다. 이와 달리, 보조 전극(165)은 제2 전극(160) 보다 음향 임피던스가 낮은 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제2 전극(160)은 루테늄(Ru)으로 구성되는 경우, 루테늄(Ru) 보다 음향 임피던스가 낮은 알루미늄(Al), 금(Au), 니켈(Ni), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 코발트(Co), 망간(Zn), 및 마그네슘(Mg) 중 하나로 구성될 수 있고, 전기 저항도를 고려하면, 알루미늄(Al), 금(Au), 니켈(Ni), 구리(Cu), 코발트(Co), 망간(Zn), 및 마그네슘(Mg) 중 하나로 구성될 수 있다. Alternatively, the auxiliary electrode 165 may be formed of the same material as the second electrode 160. Specifically, the auxiliary electrode 165 and the second electrode 160 may have different acoustic impedances. Specifically, the auxiliary electrode 165 may be formed of a material having a higher acoustic impedance than the second electrode 160. For example, when the second electrode 160 is made of ruthenium (Ru), the auxiliary electrode 165 may be formed of one of iridium (Ir) and tungsten (W) having higher acoustical impedance than ruthenium . Alternatively, the auxiliary electrode 165 may be made of a material having a lower acoustic impedance than the second electrode 160. For example, when the second electrode 160 is made of ruthenium (Ru), the second electrode 160 may be made of aluminum (Al), gold (Au), nickel (Ni), copper (Cu), titanium (Al), gold (Au), nickel (Ni), nickel (Ni), nickel (Ni), and nickel ), Copper (Cu), cobalt (Co), manganese (Zn), and magnesium (Mg).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공진부(155)의 활성 영역의 가장자리를 따라 보조 전극(165)이 추가적으로 마련하여, 측면파(lateral wave)를 포획(trap)할 수 있다. 따라서, 체적 음향 공진기의 품질 계수(quality factor)를 향상시킬 수 있고, 음향파(acoustic wave)의 손실(loss)을 감소시킬 수 있다. 도 4의 체적 음향 공진기에 도시된 보조 전극(165)의 구성은 본 발명의 다른 실시예에 다양하게 적용될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, an auxiliary electrode 165 may be additionally provided along the edge of the active region of the resonator 155 to trap a lateral wave. Therefore, the quality factor of the volume acoustic resonator can be improved and the loss of the acoustic wave can be reduced. The configuration of the auxiliary electrode 165 shown in the volume acoustic resonator of FIG. 4 may be variously applied to other embodiments of the present invention.

다시, 도 3을 참조하면, 에어 캐비티(133)는 제1 전극(140), 압전층(150) 및 제2 전극(160)으로 구성되는 공진부(155)가 소정 방향으로 진동할 수 있도록 공진부(155)의 하부에 위치한다. 에어 캐비티(133)는 식각 저지층(123) 상에 희생층을 형성하고, 희생층 상에 제1 전극(140), 압전층(150) 및 제2 전극(160) 등을 적층한 후에 희생층을 에칭하여 제거하는 식각 공정에 의해 형성될 수 있다. 일 예로, 희생층은 다결정 실리콘(Poly-Si)을 포함할 수 있다. 3, the air cavity 133 is formed in a resonance part 155 such that the resonance part 155 composed of the first electrode 140, the piezoelectric layer 150 and the second electrode 160 can vibrate in a predetermined direction, (155). The air cavity 133 is formed by forming a sacrificial layer on the etch stop layer 123 and stacking the first electrode 140, the piezoelectric layer 150 and the second electrode 160 on the sacrificial layer, The etching process may be performed. In one example, the sacrificial layer may comprise polycrystalline silicon (Poly-Si).

도 5 및 도 6을 참조하면, 에어 캐비티(133)와 공진부(155) 사이에는 멤브레인(128)이 추가적으로 마련될 수 있다. 멤브레인(128)는 체적 음향 공진기의 응력을 조절할 수 있고, 후술할, 식각 저지 물질의 평탄화 공정의 정지층(Stop layer)으로 기능할 수 있다. 일 예로, 멤브레인(128)은 질화실리콘(SiN)을 포함할 수 있다.5 and 6, a membrane 128 may be additionally provided between the air cavity 133 and the resonator unit 155. The membrane 128 can control the stress of the volume acoustic resonator and can function as a stop layer of the planarization process of the etch stop material, which will be described later. In one example, the membrane 128 may comprise silicon nitride (SiN).

도 5를 참조하면, 멤브레인(128)은 에어 캐비티(133), 제1 지지부(134), 및 제2 지지부(135)에 의해 대략 평탄하게 마련되는 일면 상에 형성되어, 체적 음향 공진기(10)의 응력을 조절할 수 있다. 또한, 도 6를 참조하면, 에어 캐비티(133)와 공진부(155)의 경계면, 에어 캐비티(133)와 프레임(136)의 경계면, 에어 캐비티(133)와 제1 지지부(134)의 경계면, 제1 지지부(134)와 식각 저지층(123)의 경계면, 제1 지지부(134)와 제2 지지부(135)의 경계면, 프레임(136)과 제2 지지부(135)의 경계면, 제2 지지부(135)의 상면에 형성될 수 있다. 5, the membrane 128 is formed on one surface that is provided substantially flat by the air cavity 133, the first support portion 134, and the second support portion 135, so that the volume acoustic resonator 10, Can be adjusted. 6, the boundary between the air cavity 133 and the resonator 155, the boundary between the air cavity 133 and the frame 136, the boundary between the air cavity 133 and the first support 134, The interface between the first support portion 134 and the etching stopper layer 123, the interface between the first support portion 134 and the second support portion 135, the interface between the frame 136 and the second support portion 135, 135, respectively.

다시, 도 3을 참조하면, 에어 캐비티(133)의 외측에는 지지부(134, 135)가 형성될 수 있다. 에어 캐비티(133)의 외측에 배치되는 지지부(134, 135)의 두께는 에어 캐비티(133)의 두께와 동일할 수 있다. 따라서, 에어 캐비티(133)와 지지부(134, 135)에 의해 제공되는 상면은 평탄할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단차가 제거된 평탄한 면 상에 공진부(155)가 배치되어, 체적 음향 공진기의 삽입 손실 및 감쇄 특성을 개선할 수 있다. Referring to FIG. 3, support portions 134 and 135 may be formed on the outer side of the air cavity 133. The thickness of the support portions 134 and 135 disposed outside the air cavity 133 may be the same as the thickness of the air cavity 133. [ Thus, the top surface provided by the air cavity 133 and the supports 134, 135 can be flat. According to the embodiment of the present invention, the resonance portion 155 is disposed on the flat surface from which the step is removed, so that the insertion loss and the attenuation characteristic of the volume acoustic resonator can be improved.

지지부(134, 135)는 에어 캐비티(133)로부터 차례로 배치되는 제1 지지부(134) 및 제2 지지부(135)를 포함할 수 있다. 제1 지지부(134) 및 제2 지지부(135)는 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 제1 지지부(134)는 희생층을 제거하기 위한 식각 공정에서 식각되지 않는 물질로 형성될 수 있다. 제1 지지부(134)는 식각 저지층(123)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 지지부(134)는 이산화규소(SiO2) 및 질화 실리콘(Si3N4) 중 하나로 형성될 수 있다. 제2 지지부(135)은 식각 저지층(123) 상에 형성되는 희생층 중 식각 공정 이후에 잔존하는 일 부분에 대응할 수 있다. 제1 지지부(134)의 단면은 대략 사다리꼴 형상일 수 있다. 구체적으로 제1 지지부(134)의 상면의 폭은 하면의 폭보다 넓을 수 있고, 상면과 하면을 연결하는 측면은 경사질 수 있다. The support portions 134 and 135 may include a first support portion 134 and a second support portion 135 which are sequentially disposed from the air cavity 133. [ The first support portion 134 and the second support portion 135 may be formed of different materials. The first support 134 may be formed of a material that is not etched in the etching process to remove the sacrificial layer. The first support portion 134 may be formed of the same material as the etch stop layer 123. As an example, the first support portion 134 may be formed of one of silicon dioxide (SiO2) and silicon nitride (Si3N4). The second support 135 may correspond to a portion of the sacrificial layer formed on the etch stop layer 123 remaining after the etching process. The first support portion 134 may have a substantially trapezoidal cross section. Specifically, the width of the upper surface of the first support portion 134 may be wider than the width of the lower surface, and the side connecting the upper surface and the lower surface may be inclined.

프레임(136)은 에어 캐비티(133) 내에서, 에어 캐비티(133) 및 에어 캐비티(133) 상부에 마련되는 적어도 하나의 층의 경계면을 따라 연장될 수 있다. 프레임(136)은 제1 지지부(134)의 두께보다 얇을 수 있다. 프레임(136)의 단면은 대략 사다리꼴 형상일 수 있다. 구체적으로 프레임(136)의 상면의 폭은 하면의 폭보다 넓을 수 있고, 상면과 하면을 연결하는 측면은 경사질 수 있다. The frame 136 may extend in the air cavity 133 along the interface of at least one layer provided above the air cavity 133 and the air cavity 133. The frame 136 may be thinner than the thickness of the first support 134. The cross section of the frame 136 may have a substantially trapezoidal shape. Specifically, the width of the upper surface of the frame 136 may be wider than the width of the lower surface, and the side connecting the upper surface and the lower surface may be inclined.

프레임(136)은 공진부(155)의 활성 영역 및 비활성 영역 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 프레임(136)이 활성 영역에 배치되는 경우, 활성 영역의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. The frame 136 may be disposed in at least one of the active region and the inactive region of the resonant portion 155. When the frame 136 is disposed in the active area, it may be disposed along the edge of the active area.

도 3을 참조하면, 프레임(136)은 제1 지지부(134)와 이격되어, 비활성 영역 내에서, 에어 캐비티(133) 및 공진부(155)의 경계면을 따라 연장될 수 있다. 또한, 도 7을 참조하면, 프레임(136)은 제1 지지부(134)와 이격되어, 활성 영역의 가장자리에서 에어 캐비티(133) 및 공진부(155)의 경계면을 따라 연장될 수 있다. 3, the frame 136 may be spaced apart from the first support portion 134 and extend along the interface of the air cavity 133 and the resonator portion 155 in the inert region. 7, the frame 136 may be spaced apart from the first support portion 134 and extend along the interface between the air cavity 133 and the resonator portion 155 at the edge of the active region.

도 8을 참조하면, 비활성 영역 내에서, 에어 캐비티(133) 및 공진부(155)의 경계면을 따라 연장되는 프레임(136)은 제1 지지부(134)와 맞닿을 수 있고, 도 9를 참조하면, 활성 영역의 가장자리에서 에어 캐비티(133) 및 공진부(155)의 경계면을 따라 연장되는 프레임(136)은 제1 지지부(134)와 맞닿을 수 있다. 8, within the inactive region, the frame 136 extending along the interface between the air cavity 133 and the resonator portion 155 can be in contact with the first support portion 134, The frame 136 extending along the interface between the air cavity 133 and the resonator 155 at the edge of the active area can abut the first support 134.

또한, 도 10을 참조하면, 에어 캐비티(133) 및 에어 캐비티(133) 상부의 공진부(155)의 경계면을 따라 연장되는 프레임(136)은 제1 지지부(134)를 관통하여 제2 지지부(135) 측으로 돌출될 수 있다. 제1 지지부(134)의 두께 보다 얇은 프레임(136)은 제1 지지부(134)의 측면으로부터 에어 캐비티(133) 및 제2 지지부(135) 측으로 단차지게 돌출될 수 있다. 10, the frame 136 extending along the interface of the air cavity 133 and the resonance part 155 on the air cavity 133 penetrates the first support part 134 to form a second support part 135). The frame 136 which is thinner than the thickness of the first support part 134 may protrude from the side surface of the first support part 134 stepwise toward the air cavity 133 and the second support part 135.

프레임(136)은 제1 지지부(134)와 동일한 공정에서 형성되어, 제1 지지부(134)와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 프레임(136)은 이산화규소(SiO2) 및 질화 실리콘(Si3N4) 중 하나로 형성될 수 있다.The frame 136 may be formed in the same process as the first support portion 134 and may be formed of the same material as the first support portion 134. In one example, the frame 136 may be formed of one of silicon dioxide (SiO2) and silicon nitride (Si3N4).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 프레임(136)은 압축 응력(Compressive stress) 및 인장 응력(Tensile stress)을 가지는 재료로 구성되어, 체적 음향 공진기의 상부 방향 및 하부 방향으로 작용하는 변형력에 강건한 특성을 확보할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the frame 136 is made of a material having a compressive stress and a tensile stress, so that the frame 136 is resistant to the deformation force acting in the upper and lower directions of the volume acoustic resonator .

일 예로, 프레임(136)이 압축 응력을 가지는 재료로 구성되는 경우, 제1 전극(140), 압전층(150) 및 제2 전극(160)으로 형성되는 공진부(155)가 에어 캐비티(133)의 하부로 쳐지는 현상을 방지할 수 있다. 이 경우, 프레임(136)은 이산화규소(SiO2)로 형성될 수 있다. 또한, 다른 예로, 프레임(136)이 인장 응력을 가지는 재료로 구성되는 경우, 공진부(155)가 에어 캐비티(133)의 반대 측으로 휘어지는 현상을 방지할 수 있다. 이 경우, 프레임(136)은 질화 실리콘(Si3N4)로 형성될 수 있다. For example, when the frame 136 is made of a material having a compressive stress, the resonance portion 155 formed of the first electrode 140, the piezoelectric layer 150, and the second electrode 160 is formed in the air cavity 133 It is possible to prevent a phenomenon of striking the lower portion of the body. In this case, the frame 136 may be formed of silicon dioxide (SiO2). Further, as another example, when the frame 136 is made of a material having a tensile stress, it is possible to prevent the resonance portion 155 from being bent toward the opposite side of the air cavity 133. In this case, the frame 136 may be formed of silicon nitride (Si 3 N 4).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 프레임(136)은 온도에 따라 변경되는 탄성 계수(Temperature coefficient of elasticity, 이하, 온도 변경 탄성 계수)를 포함하는 재료로 구성되어, 온도 변화에 따른 주파수의 변동을 저감할 수 있다. 일 예로, 프레임(136)의 온도 변경 탄성 계수와 제1 전극(140), 압전층(150) 및 제2 전극(160)으로 형성되는 공진부(155)의 온도 변경 탄성 계수는 서로 다른 부호를 가질 수 있다. 공진부(155)가 -30 내지 -80ppm/K에 해당하는 음의 온도 변경 탄성 계수를 가지고 있는 것을 가정하면, 공진부(155)는 온도가 1K 만큼 상승 변화하는 경우, 탄성(Elasticity)이 30~80ppm 감소한다. 공진부(155)의 탄성의 감소는 체적 음향 공진기의 공진 주파수를 낮아지게 하여 필터의 성능 열화가 초래될 수 있다. 이 경우, 프레임(136)이 130ppm/K의 양의 온도 변경 탄성 계수를 포함하는 이산화규소(SiO2)로 구성되는 것을 가정하면, 공진부(155)의 영향에 의한 탄성의 감소를 보상하는 것 외에, 온도 상승에 따라 체적 음향 공진기의 탄성을 증가시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the frame 136 is made of a material including a temperature coefficient of elasticity (hereinafter referred to as a temperature modulus of elasticity) Can be reduced. For example, the temperature-modulated elastic modulus of the frame 136 and the temperature-modulated elastic modulus of the first electrode 140, the resonator portion 155 formed of the piezoelectric layer 150 and the second electrode 160 have different signs Lt; / RTI > Assuming that the resonance unit 155 has a negative temperature coefficient of elasticity modulus corresponding to -30 to -80 ppm / K, when the temperature is changed by 1 K, the resonance unit 155 has an elasticity of 30 ~ 80ppm decrease. Reduction of the elasticity of the resonating part 155 may lower the resonance frequency of the volume acoustic resonator, which may result in deterioration of the performance of the filter. In this case, assuming that the frame 136 is made of silicon dioxide (SiO2) containing a positive temperature coefficient of elastic modulus of 130 ppm / K, besides compensating for the reduction in elasticity due to the influence of the resonance portion 155 , The elasticity of the volume acoustic resonator can be increased in accordance with the temperature rise.

상술한 설명에서는 프레임(136)이 양의 온도 변경 탄성 계수를 가지는 것으로, 공진부(155)가 음의 온도 변경 탄성 계수를 가지는 것으로 기술되었으나, 프레임(136)가 양의 온도 변경 탄성 계수를 가질 수 있고, 이 경우, 프레임(136)이 음의 온도 변경 탄성 계수를 가질 수 있다. Although the frame 136 described above has a positive temperature coefficient of elasticity modulus and the resonance unit 155 has a negative temperature coefficient of modulus of elasticity, the frame 136 has a positive temperature coefficient of elasticity modulus And in this case, the frame 136 may have a negative temperature coefficient of change modulus.

보호층(170)은 제2 전극(160) 상에 배치되어, 제2 전극(160)이 외부에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 보호층(170)은 실리콘 옥사이드 계열, 실리콘 나이트라이드 계열 및 알루미늄 나이트라이드 계열 중의 하나의 절연 물질로 형성될 수 있다. 외부로 노출된 제1 전극(140) 및 제2 전극(160) 상에는 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)에 전기적 신호를 인가하기 위한 전극 패드(180)가 형성될 수 있다. The protective layer 170 may be disposed on the second electrode 160 to prevent the second electrode 160 from being exposed to the outside. The passivation layer 170 may be formed of one of a silicon oxide series, a silicon nitride series, and an aluminum nitride series. An electrode pad 180 may be formed on the first and second electrodes 140 and 160 exposed to the outside to apply an electrical signal to the first and second electrodes 140 and 160.

도 11는 도 3의 실시예에 따른 체적 음향 공진기의 제작 공정도이다. 11 is a process flow diagram of a bulk acoustic resonator according to the embodiment of FIG.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 기판(110), 절연층(115), 식각 저지층(123) 및 희생층(131)을 형성하고, 희생층(131)에 제1 패턴(P1) 및 제2 패턴(P2)을 형성하는 것으로 시작한다(도 4(a)). 희생층(131) 보다 두꺼운 제1 패턴(P1)에 의해 식각 저지층(123)의 일부는 노출될 수 있고, 희생층(131) 보다 얇은 제2 패턴(P2)에 의해 식각 저지층(123)은 노출되지 않을 수 있다. 11, a bulk acoustic resonator according to an embodiment of the present invention includes a substrate 110, an insulating layer 115, an etch stop layer 123, and a sacrificial layer 131, The first pattern P1 and the second pattern P2 are formed on the substrate 1 (Fig. 4 (a)). A part of the etching stop layer 123 can be exposed by the first pattern P1 which is thicker than the sacrifice layer 131 and the etching stopper layer 123 can be exposed by the second pattern P2 which is thinner than the sacrifice layer 131. [ May not be exposed.

희생층(131)에 제1 패턴(P1) 및 제2 패턴(P2)을 형성한 후에, 희생층(131) 및 제1 패턴(P1)에 의해 외부로 노출된 식각 저지층(123)을 덮도록 식각 저지 물질(120)을 형성한다(도 11(b)). 식각 저지 물질(120)에 의해 패턴(P)이 채워질 수 있고, 식각 저지층(123)과 식각 저지 물질(120)은 동일한 재료로 형성될 수 있다.After the first pattern P1 and the second pattern P2 are formed on the sacrificial layer 131, the sacrificial layer 131 and the etch stop layer 123 exposed to the outside by the first pattern P1 are covered Thereby forming an etch stopping material 120 (Fig. 11 (b)). The pattern P may be filled with the etching stopping material 120 and the etching stopping layer 123 and the etching stopping material 120 may be formed of the same material.

식각 저지 물질(120)을 형성한 후에, 희생층(131)이 외부로 노출되도록 식각 저지 물질(120)의 일면은 평탄화 된다(도 11(c)). 식각 저지 물질(120)의 일면이 평탄화되는 공정에서 식각 저지 물질(120)의 일부는 제거되고, 일부가 제거된 후에 제1 패턴(P1) 및 제2 패턴(P2) 내부에서 잔존하는 식각 저지 물질(120)에 의해 제1 지지부(134) 및 프레임(136)이 형성될 수 있다. 식각 저지 물질(120)의 평탄화 공정의 결과, 희생층(131), 제1 지지부(134), 및 프레임(136)의 일면은 대략 평탄할 수 있다. After the etch stop material 120 is formed, one side of the etch stop material 120 is planarized so that the sacrificial layer 131 is exposed to the outside (FIG. 11 (c)). A portion of the etch stop material 120 is removed in the process of planarizing the one side of the etch stop material 120 and the etch stop material 120 remaining in the first and second patterns P1, The first support portion 134 and the frame 136 may be formed by the first support portion 120. [ As a result of the planarization process of the etch stop material 120, one side of the sacrificial layer 131, the first support portion 134, and the frame 136 can be approximately flat.

도 12는 도 11(c)의 A 부분의 확대도이다. 식각 저지 물질(120)의 일부가 제거된 후에 잔존하는 제1 지지부(134) 및 프레임(136)은 제1 패턴(P1) 및 제2 패턴(P2)의 단차에 의해, 제1 지지부(134) 및 프레임(136)의 상면이 오목하게 만입되는 디슁(Dishing) 현상이 발생한다. 구체적으로, 제1 지지부(134) 및 프레임(136)의 상면을 기준으로, 중앙의 두께가 가장자리의 두께보다 얇아지게 된다. Fig. 12 is an enlarged view of a portion A in Fig. 11 (c). The first supporting portion 134 and the frame 136 remaining after the etching inhibiting material 120 is partially removed are separated from the first supporting portion 134 by the step of the first pattern P1 and the second pattern P2. And a dicing phenomenon in which the upper surface of the frame 136 is recessed. Specifically, the thickness of the center becomes thinner than the thickness of the edge, with reference to the upper surface of the first support portion 134 and the frame 136. [

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 지지부(134) 및 프레임(136)이 마련되는 제1 패턴(P1) 및 제2 패턴(P2)의 측면을 경사지게 하여 제1 지지부(134) 및 프레임(136)과 희생층(131)의 경계에서 가파른(Abrupt) 단차가 발생하는 것을 방지하고, 제1 지지부(134)패턴(P)의 하면의 폭을 상면보다 좁게 형성하여 디슁(Dishing) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 일 예로, 제1 패턴(P) 및 제2 패턴(P2)의 측면이 이루는 각도는 110° ~ 160° 일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the side surfaces of the first pattern P1 and the second pattern P2 on which the first support portion 134 and the frame 136 are provided are inclined so that the first support portion 134 and the frame 136 and the sacrificial layer 131 and the width of the lower surface of the pattern P of the first support portion 134 is made narrower than that of the upper surface so that a dishing phenomenon occurs Can be prevented. For example, the angle formed by the side faces of the first pattern P and the second pattern P2 may be 110 ° to 160 °.

다시 도 11를 참조하면, 식각 저지 물질(120)의 일부가 제거된 후, 제1 지지부(134), 프레임(136) 및 희생층(131)에 의한 대략 평탄한 일면의 상부에는 차례로 제1 전극(140), 압전층(150) 및 제2 전극(160)이 적층될 수 있고, 제2 전극(160) 상에는 보호층(170)이 배치될 수 있고, 외부로 노출된 제1 전극(140) 및 제2 전극(160) 상에는 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)에 전기적 신호를 인가하기 위한 전극 패드(180)가 형성될 수 있다(도 11(d)). 이 후, 제1 지지부(134)의 내측에 배치되는 희생층(131)은 에칭 공정에 의해 제거되어 에어 캐비티(133)가 형성되고, 제1 지지부(134)의 외측에 배치되는 희생층(131)은 제2 지지부(135)로 잔존하게 된다(도 11(e)).Referring to FIG. 11 again, after a part of the etch stopping material 120 is removed, the upper surface of the first support portion 134, the frame 136, and the sacrifice layer 131, The piezoelectric layer 150 and the second electrode 160 may be laminated on the second electrode 160 and the protective layer 170 may be disposed on the second electrode 160 and the first electrode 140 and the second electrode 160 may be exposed to the outside, An electrode pad 180 may be formed on the second electrode 160 to apply an electrical signal to the first electrode 140 and the second electrode 160 (FIG. 11 (d)). Thereafter, the sacrificial layer 131 disposed inside the first support portion 134 is removed by the etching process to form the air cavity 133, and the sacrificial layer 131 (Fig. 11 (e)).

도 13 및 도 14은 본 발명의 일 실시예들에 따른 필터의 개략적인 회로도이다. 도 13 및 도 14의 필터에 채용되는 복수의 체적 음향 공진기 각각은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 체적 음향 공진기에 대응한다. 13 and 14 are schematic circuit diagrams of a filter according to one embodiment of the present invention. Each of the plurality of volume acoustic resonators employed in the filters of Figs. 13 and 14 corresponds to a volume acoustic resonator according to various embodiments of the present invention.

도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터(1000)는 래더 타입(ladder type)의 필터 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 필터(1000)는 복수의 체적 음향 공진기(1100, 1200)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 13, the filter 1000 according to an embodiment of the present invention may be formed of a ladder type filter structure. Specifically, the filter 1000 may include a plurality of volume acoustic resonators 1100, 1200.

제1 체적 음향 공진기(1100)는 입력 신호(RFin)가 입력되는 신호 입력단과 출력 신호(RFout)가 출력되는 신호 출력단 사이에 직렬 연결될 수 있고, 제2 체적 음향 공진기(1200)는 상기 신호 출력단과 접지 사이에 연결된다. The first volume acoustic resonator 1100 may be connected in series between a signal input terminal to which the input signal RFin is input and a signal output terminal to which the output signal RFout is output and the second volume acoustic resonator 1200 may be connected to the signal output terminal It is connected between ground.

도 14을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터(2000)는 래티스 타입(lattice type)의 필터 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 필터(2000)는 복수의 체적 음향 공진기(2100, 2200, 2300, 2400)를 포함하여, 밸런스드(balanced) 입력 신호(RFin+, RFin-)를 필터링하여 밸런스드 출력 신호(RFout+, RFout-)를 출력할 수 있다. Referring to FIG. 14, a filter 2000 according to an embodiment of the present invention may be formed of a lattice type filter structure. Specifically, the filter 2000 includes a plurality of volume acoustic resonators 2100, 2200, 2300, and 2400 to filter the balanced input signals RFin +, RFin- to produce balanced output signals RFout +, RFout- Can be output.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.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, Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.

110: 기판
115: 절연층
120: 식각 저지 물질
123: 식각 저지층
128: 멤브레인
130: 희생층
133: 에어 캐비티
134: 제1 지지부
135: 제2 지지부
136: 프레임
140: 제1 전극
150: 압전층
160: 제2 전극
165: 보조 전극
170: 보호층
180: 전극패드
1000, 2000: 필터
1100, 1200, 2100, 2200, 2300, 2400: 체적 음향 공진기110: substrate
115: Insulating layer
120: Etch inhibiting material
123: etch stop layer
128: Membrane
130: sacrificial layer
133: Air cavity
134: first support
135: second support portion
136: frame
140: first electrode
150: piezoelectric layer
160: Second electrode
165: auxiliary electrode
170: protective layer
180: Electrode pad
1000, 2000: filter
1100, 1200, 2100, 2200, 2300, 2400: volume acoustic resonator

Claims

Air cavity;
A support disposed outside the air cavity;
At least one layer disposed on a surface provided by the air cavity and the support; And
A frame extending along an interface between the air cavity and the at least one layer in the air cavity, the frame being spaced apart from the support; And a volume acoustic resonator.

The method according to claim 1,
Wherein the at least one layer provides a resonant portion comprising a first electrode, a piezoelectric layer, and a second electrode.

3. The method of claim 2,
Wherein said frame extends along an interface of said air cavity and said at least one layer in an inactive region of said resonant portion.

3. The method of claim 2,
The frame extending along an interface of the air cavity and the at least one layer at an edge of the active region of the resonator.

The method according to claim 1,
Wherein the frame is formed of a material having at least one of a tensile stress and a compressive stress.

3. The method of claim 2,
Wherein the frame and the resonator have different temperature coefficient of elasticity moduli.

3. The method of claim 2,
An auxiliary electrode provided on the second electrode at an edge of the active region of the resonator; Further comprising a volume acoustic resonator.

8. The method of claim 7,
Wherein the second electrode and the auxiliary electrode have different acoustic impedances.

Air cavity;
A support disposed outside the air cavity;
At least one layer disposed on a surface provided by the air cavity and the support; And
A frame extending along an interface between the air cavity and the at least one layer in the air cavity; / RTI >
Wherein a width of an upper surface of the frame is wider than a width of a lower surface, and a side connecting the upper surface and the lower surface is inclined.

10. The method of claim 9,
Wherein the at least one layer provides a resonant portion comprising a first electrode, a piezoelectric layer, and a second electrode.

11. The method of claim 10,
Said frame extending in an inactive region of said resonant portion along an interface between said air cavity and said at least one layer and abutting said support.

11. The method of claim 10,
Said frame extending along the interface of said air cavity and said at least one layer at the edge of the active region of said resonating portion to abut said support.

10. The method of claim 9,
Wherein the support portion is formed of a different material, and includes a first support portion and a second support portion that are sequentially disposed from the air cavity.

14. The method of claim 13,
Wherein the frame extends along an interface of the air cavity and the at least one layer and penetrates at least a portion of the first and second supports.

10. The method of claim 9,
Wherein an angle formed between a lower surface of the frame and a side surface of the frame is 110 to 160 °.

11. The method of claim 10, wherein the at least one layer comprises:
And a membrane disposed between the resonant portion and the air cavity.