KR20180048240A - 체적 음향 공진기를 포함하는 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 복수의 막으로 구성되어, 복수의 체적 음향 공진기 및 상기 복수의 체적 음향 공진기와 연결되는 배선 라인을 구현하는 적층 구조체, 및 상기 적층 구조체와 본딩 라인에서 결합하는 캡을 포함하고, 상기 배선 라인과 상기 본딩 라인의 상호 인덕턴스에 의해 필터링 특성이 결정될 수 있다.
Description
본 발명은 체적 음향 공진기를 포함하는 필터에 관한 것이다.
최근 이동통신기기, 화학 및 바이오기기 등의 급속한 발달에 따라, 이러한 기기에서 사용되는 소형 경량필터, 오실레이터(Oscillator), 공진소자(Resonant element), 음향공진 질량센서(Acoustic Resonant Mass Sensor) 등의 수요도 증대하고 있다.
이러한 소형 경량필터, 오실레이터, 공진소자, 음향공진 질량센서 등을 구현하는 수단으로는 박막 체적 음향 공진기(Film Bulk Acoustic Resonator: 이하 "FBAR"이라 함)가 알려져 있다. FBAR은 최소한의 비용으로 대량 생산이 가능하며, 초소형으로 구현할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 필터의 주요한 특성인 높은 품질 계수 (Quality Factor: Q)값을 구현하는 것이 가능하고, 마이크로주파수 대역에서도 사용이 가능하며, 특히 PCS(Personal Communication System)와 DCS(Digital Cordless System) 대역까지도 구현할 수 있다는 장점이 있다.
일반적으로, FBAR은 기판상에 제1 전극, 압전층(Piezoelectric layer) 및 제2 전극을 차례로 적층하여 구현되는 공진부를 포함하는 구조로 이루어진다.
FBAR의 동작원리를 살펴보면, 먼저 제1 및 2전극에 전기에너지를 인가하여 압전층 내에 전계를 유기시키면, 이 전계는 압전층의 압전 현상을 유발시켜 공진부가 소정 방향으로 진동하도록 한다. 그 결과, 진동방향과 동일한 방향으로 음향파(Bulk Acoustic Wave)가 발생하여 공진을 일으키게 된다.
본 발명의 과제는 본딩 라인과 배선 라인에서 발생할 수 있는 상호 인덕턴스를 회로 설계에 반영할 수 있는 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 복수의 체적 음향 공진기, 및 본딩 라인과 접합하여 상기 복수의 체적 음향 공진기를 수용하는 캡을 포함할 수 있고, 무선 주파수 신호의 좌측 극점은 상기 본딩 라인과 상기 복수의 체적 음향 공진기 중 일부의 배선 라인의 사이에서 발생하는 상호 인덕턴스에 의해 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 본딩 라인과 배선 라인에서 발생할 수 있는 상호 인덕턴스를 회로 설계에 반영하여, 필터의 제조 비용 및 부피를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터를 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예들에 따른 필터의 예시적인 회로도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터의 상면도를 나타내고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로도의 일 예를 나타낸다.
도 5 내지 도 9은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 시뮬레이션 그래프이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예들에 따른 필터의 예시적인 회로도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터의 상면도를 나타내고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로도의 일 예를 나타낸다.
도 5 내지 도 9은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 시뮬레이션 그래프이다.
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.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터(10)는 체적 음향 공진기(100) 및 캡(200)을 포함할 수 있다. 체적 음향 공진기(100)는 박막 체적 음향파 공진기(Film Bulk Acoustic Resonator: FBAR)일 수 있다.
체적 음향 공진기(100)는 복수의 막으로 구성되는 적층 구조체에 의해 구현될 수 있다. 체적 음향 공진기(100)는 기판(110), 절연층(120), 에어 캐비티(112), 및 공진부(135)를 포함할 수 있다.
기판(110)은 통상의 실리콘 기판으로 구성될 수 있고, 기판(110)의 상면에는 기판(110)에 대해 공진부(135)를 전기적으로 격리시키는 절연층(120)이 마련될 수 있다. 절연층(120)은 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O2) 중 하나를 화학 기상 증착(Chemical vapor deposition), RF 마그네트론 스퍼터링(RF Magnetron Sputtering), 또는 에바포레이션(Evaporation)하여 기판(110) 상에 형성될 수 있다.
절연층(120) 상에는 에어 캐비티(112)가 배치될 수 있다. 에어 캐비티(112)는 공진부(135)가 소정 방향으로 진동할 수 있도록 공진부(135)의 하부에 위치할 수 있다. 에어 캐비티(112)는 절연층(120) 상에 에어 캐비티 희생층 패턴을 형성한 다음, 에어 캐비티 희생층 패턴 상에 멤브레인(130)을 형성한 후 에어 캐비티 희생층 패턴을 에칭하여 제거하는 공정에 의해 형성된다. 멤브레인(130)은 산화 보호막으로 기능하거나, 기판(110)을 보호하는 보호층으로 기능할 수 있다.
절연층(120)과 에어 캐비티(112) 사이에는 식각 저지층(125)이 추가적으로 형성될 수 있다. 식각 저지층(125)은 식각 공정으로부터 기판(110) 및 절연층(120)을 보호하는 역할을 하고, 식각 저지층(125) 상에 다른 여러 층이 증착되는데 필요한 기단 역할을 할 수 있다.
공진부(135)는 멤브레인(130) 상에 차례로 적층된 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(112)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.
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.
공진부(135)는 활성 영역과 비활성 영역으로 구획될 수 있다. 공진부(135)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(112) 상부에서 제1 전극(140), 압전층(150) 및 제2 전극(160)이 수직 방향으로 중첩된 영역에 해당한다. 공진부(135)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.
공진부(135)는 압전 현상을 이용하여 특정 주파수를 가지는 무선 주파수 신호를 출력한다. 구체적으로 공진부(135)는 압전층(150)의 압전 현상에 따른 진동에 대응하는 공진 주파수를 가지는 무선 주파수 신호를 출력할 수 있다.
보호층(170)은 공진부(135)의 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. 도 1에서 하나의 적층 구조체가 하나의 캡(200)에 수용되는 것으로 도시되어 있으나, 하나의 캡(200)에는 복수의 적층 구조체가 수용될 수 있고, 복수의 적층 구조체 각각은 설계에 따라 상호 연결될 수 있다. 이 때, 복수의 적층 구조체는 외부로 노출된 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)에 배선 전극이 마련되어, 상호 연결될 수 있다.
캡(200)은 적층 구조체와 접합하여, 공진부(135)를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 캡(200)은 공진부(135)가 수용되는 내부 공간을 구비하는 커버 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 캡(200)은 공진부(135)를 수용할 수 있도록 중앙에 수용부가 형성될 수 있으며, 가장자리에서 적층 구조체와 결합할 수 있도록 테두리가 수용부에 비해 단차지게 형성될 수 있다. 테두리는 특정 영역에서 접합제(250)를 통해 기판(110)과 직간접적으로 접합될 수 있다. 도 1에서 캡(200)이 기판(110) 상에 적층되는 보호층(170)과 접합되는 것으로 도시되어 있으나, 이 뿐만 아니라, 보호층(170)을 관통하여 멤브레인(130), 식각 저지층(125), 절연층(120), 및 기판(110) 중 적어도 하나와 접합될 수 있다.
캡(200)은 웨이퍼 레벨에서 웨이퍼 본딩을 통해 접합될 수 있다. 단위 기판(110)이 다수 개 결합 배치된 기판 웨이퍼와 캡(200)이 다수 개 결합 배치된 캡 웨이퍼를 상호 접합되고, 상호 접합된 기판 웨이퍼와 캡 웨이퍼는 추후에 절단 공정을 통해 절단되어 도 1에 도시된 다수의 개별 체적 음향 공진기로 분리될 수 있다.
캡(200)은 공융 본딩(eutectic bonding)에 의해 기판(110)과 접합될 수 있다. 이 경우, 기판(110)과 공융 본딩이 가능한 접합제(250)를 적층 구조체 상에 증착한 후, 기판 웨이퍼와 캡 웨이퍼를 가압 및 가열해서 접합할 수 있다. 접합제(250)는 금(Au)-주석(Sn)의 공융(eutectic) 물질을 포함할 수 있으며, 이외에도 솔더볼을 포함할 수 있다.
기판(110)의 하부면에는 기판(110)을 두께 방향으로 관통하는 비아 홀(113)이 적어도 하나 형성될 수 있다. 비아 홀(113)은 기판(110) 외에도, 절연층(120), 식각 저지층(125), 멤브레인(130) 중 일부를 두께 방향으로 관통할 수 있다. 비아 홀(113)의 내부에는 접속 패턴(114)이 형성될 수 있고, 접속 패턴(114)은 비아 홀(113)의 내부면, 즉 내벽 전체에 형성될 수 있다.
접속 패턴(114)은 비아 홀(113)의 내부면에 도전층을 형성함으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, 접속 패턴(114)은 비아 홀(113)의 내벽을 따라 금이나 구리와 같은 도전성 금속을 증착하거나 도포, 또는 충전하여 형성할 수 있다. 일 예로, 접속 패턴(114)은 티타늄(Ti)-구리(Cu) 합금으로 제조될 수 있다.
접속 패턴(114)은 제1 전극(140) 및 제2 전극(160) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 일 예로, 접속 패턴(114)은 기판(110), 멤브레인(130), 제1 전극(140) 및 압전층(150) 중 적어도 일부를 관통하여 제1 전극(140) 및 제2 전극(160) 중 적어도 하나에 전기적으로 연결될 수 있다. 비아 홀(113)의 내부면에 형성된 접속 패턴(114)은 기판(110)의 하부 면 측으로 연장되어, 기판(110)의 하부 면에 마련되는 기판용 접속 패드(115)와 연결될 수 있다. 이로써, 접속 패턴(114)은 제1 전극(140) 및 제2 전극(160)을 기판용 접속 패드(115)와 전기적으로 연결할 수 있다.
기판용 접속 패드(115)는 범프를 통하여 체적 음향 공진기(100)의 하부에 배치될 수 있는 외부 기판과 전기적으로 연결될 수 있다. 기판용 접속 패드(115)를 통해 제1, 2 전극(110, 120)에 인가되는 신호에 의해 체적 음향 공진기(100)는 무선 주파수 신호의 필터링 동작을 수행할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예들에 따른 필터의 예시적인 회로도이다. 도 2 및 도 3의 필터에 채용되는 복수의 체적 음향 공진기 각각은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 체적 음향 공진기가 전기적으로 연결되어 형성될 수 있다.
도 2을 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.
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. 도 3을 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.
도 2 및 도 3의 필터(1000, 2000)는 체적 음향 공진기(1100, 1200, 2100, 2200, 2300, 2400) 외에도, 상술한 외부 기판에 마련되는 인덕터를 연결하여 구성된다. 일 예로, 설계된 주파수 대역의 필터링을 위하여, 일부 체적 음향 공진기는 외부 기판에 마련되는 인덕터를 통하여 접지와 연결될 수 있다.
필터의 소형화 및 슬림화의 요구에 따라 필터의 각 요소들의 설계는 세밀화 및 집적화되어 가는 추세이다. 이러한 추세에서, 체적 음향 공진기의 인접하여 설계 배치되는 배선 라인과 본딩 라인 사이에서는 의도하지 않은 상호(mutual) 인덕턴스 성분이 생성할 수 있고, 생성된 상호(mutual) 인덕턴스에 의해 외부 기판에 마련되는 인덕터의 인덕턴스가 열화되는 문제점이 발생할 수 있다.
여기서, 배선 라인은 도 1에서 설명된 접속 패턴 및 배선 전극 등의 신호 라인에 해당할 수 있고, 본딩 라인은 체적 음향 공진기(100)의 적층 구조체와 캡(200)의 접합 영역에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 체적 음향 공진기(100)의 배선 라인 및 체적 음향 공진기(100)의 적층 구조체와 캡(200)의 본딩 라인 사이에서 발생하는 상호(mutual) 인덕턴스를 회로 설계에 반영하여, 외부 기판에 마련되는 인덕터의 인덕턴스를 감소하거나 제거하여, 필터의 제조 비용 및 부피를 감소시킬 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터의 상면도를 나타내고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로도의 일 예를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 적어도 하나의 시리즈 공진기(S1-S7) 및 적어도 하나의 션트 공진기(Sh1-Sh4)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 시리즈 공진기(S1-S7) 및 적어도 하나의 션트 공진기(Sh1-Sh4)는 전술한 적층 구조체에 의해 구성될 수 있다. 적층 구조체는 캡(200)에 의해 수용될 수 있고, 적층 구조체와 캡(200)은 본딩 라인을 통해 접합될 수 있다.
적어도 하나의 시리즈 공진기(S1-S7) 및 적어도 하나의 션트 공진기(Sh1-Sh4)는 접속 패턴 및 배선 전극 등의 배선 라인을 통해, 필터의 하부에 위치할 수 있는 외부 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 적어도 하나의 션트 공진기(Sh1-Sh4)와 연결되는 배선 라인(A1, A2, A3, A4)은 본딩 라인(B)과 인접하게 배치되어, 배선 라인(A1, A2, A3, A4)과 본딩 라인(B) 사이에서 상호(mutual) 인덕턴스가 발생한다. 적어도 하나의 션트 공진기(Sh1-Sh4)와 연결되는 배선 라인(A1, A2, A3, A4)과 본딩 라인(B) 사이에서 상호(mutual) 인덕턴스에 의해, 배선 라인(A1, A2, A3, A4)에 전류(i1, i2, i3, i4)가 흐르는 경우, 본딩 라인에는 전류(i1', i2', i3', i4')가 흐르게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 적어도 하나의 션트 공진기(Sh1-Sh4)와 연결되는 배선 라인(A1, A2, A3, A4)과 본딩 라인(B) 사이에서 상호(mutual) 인덕턴스를 회로 설계에 반영할 수 있다. 이 때, 적어도 하나의 션트 공진기(Sh1-Sh4)와 연결되는 배선 라인(A1, A2, A3, A4)과 본딩 라인(B) 사이의 상호(mutual) 인덕턴스는 도 4a의 인덕터(Lt1, Lt2, Lt3, Lt4)로 등가되어 표현될 수 있다.
상호 인덕터(Lt1, Lt2, Lt3, Lt4)의 인덕턴스는 배선 라인(A1, A2, A3, A4)의 인덕턴스, 본딩 라인(B)의 인덕턴스 및 배선 라인(A1, A2, A3, A4)의 인덕턴스와 본딩 라인(B)의 인덕턴스의 결합 계수(Coupling Coefficient)에 따라 결정될 수 있다.
이 때, 배선 라인의 인덕턴스는 배선 라인(A1, A2, A3, A4)의 길이 및 면적에 의해 결정될 수 있고, 본딩 라인(B)의 인덕턴스는 본딩 라인의 길이 및 면적에 의해 결정될 수 있다. 일 예로, 본딩 라인(B)의 인덕턴스는 배선 라인(A1, A2, A3, A4)와 소정의 거리 내에 위치하는 상기 본딩 라인의 길이 및 면적에 의해 결정될 수 있다. 또한, 결합 계수(Coupling Coefficient)는 배선 라인(A1, A2, A3, A4)과 본딩 라인(B)의 이격 거리에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 배선 라인의 인덕턴스는 배선 라인(A1, A2, A3, A4) 및 본딩 라인(B)의 길이, 면적, 및 이격 거리 중 적어도 하나를 조절하여, 상호 인덕터(Lt1, Lt2, Lt3, Lt4)의 인덕턴스를 변경할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 상호 인덕터(Lt1, Lt2, Lt3, Lt4)의 인덕턴스를 변경하여 필터링 특성을 조절할 수 있다. 일 예로, 필터의 주파수 대역을 결정하는 극점의 위치가 조절될 수 있다.
도 5 내지 도 9은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 시뮬레이션 그래프이다.
도 5 내지 도 9에서 점선으로 도시된 무선 주파수 신호의 그래프는 비교예에 해당하고, 실선으로 도시된 무선 주파수 신호의 그래프는 본 발명의 실시예들에 해당한다. 비교예는 본딩 라인과 배선 라인이 충분히 이격되어, 본딩 라인의 인덕턴스와 배선 라인의 인덕턴스가 서로 결합되지 않는 것으로 가정한다.
하기의 표 1은 도 5 내지 도 9의 본 발명의 실시예의 상호 인덕터(Lt1, Lt2, Lt3, Lt4)의 결합 계수(K1, K2, K3, K4)를 나타낸 표이다. 도 5 내지 도 9에서, 배선 라인의 인덕턴스(L1, L2, L3, L4)는 0.3nH, 본딩 라인의 인덕턴스(L1', L2', L3', L4')는 0.5nH로 측정되었으며, 배선 라인과 본딩 라인의 이격 거리를 조절하여, 표 5의 각 상호 인덕터(Lt1, Lt2, Lt3, Lt4)의 결합 계수(K1, K2, K3, K4)가 변경되었다.
배선 라인과 본딩 라인의 이격 거리가 가까운 경우, 결합 계수(K1, K2, K3, K4)는 증가하고, 배선 라인과 본딩 라인의 이격 거리가 멀수록, 결합 계수(K1, K2, K3, K4)는 감소하므로, 도 5에서 도 9로 갈수록 본딩 라인과 배선 라인 간의 간격이 감소하는 것으로 이해될 수 있다.
| K1 | K2 | K3 | K4 | |
| 도 5 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 도 6 | 0.1 | 0.1 | 0.15 | 0.15 |
| 도 7 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
| 도 8 | 0.3 | 0.3 | 0.15 | 0.15 |
| 도 9 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
도 5 내지 도 9를 참조하면, 비교예의 좌측 극점은 1.815GHz에서 -160 dB에 해당하고, 실시예의 도 5의 좌측 극점은 1.781GHz에서 -85.6dB에 해당하고, 도 6의 좌측 극점은 1.776GHz에서 -84dB에 해당하고, 도 7의 좌측 극점은 1.769 GHz에서 -82.5 dB에 해당하고, 도 8의 좌측 극점은 1.753 GHz에서 -80.4 dB에 해당하고, 도 9의 좌측 극점은 1.723 GHz에서 -78.8dB에 해당함을 확인할 수 있다.
실시예와 비교예를 비교하면, 본딩 라인과 배선 라인이 충분히 이격된 비교예에 비하여, 본 발명의 실시예는 좌측 극점의 게인 및 주파수가 감소될 수 있다. 또한, 도 5 내지 도 9의 본 발명의 실시예들을 살펴보면, 도 5에서 도 9로 갈수록 본딩 라인과 배선 라인 간의 간격이 감소함에 따라, 좌측 극점의 게인 및 주파수가 점차 감소되는 방향으로 이동함을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터는 배선 라인과 본딩 라인의 이격 거리에 따라 결정되는 결합 계수에 의해 주파수 대역을 결정하는 극점의 위치를 조절할 수 있다.
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.
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.
110: 기판
112: 에어 캐비티
113: 비아홀
114: 접속 패턴
115: 기판용 접속 패드
125: 식각 저지층
130: 멤브레인
135: 공진부
140: 제1 전극
150: 압전층
160: 제2 전극
170: 보호층
200: 캡
250: 접합제
1000, 2000: 필터
10, 20, 100, 1100, 1200, 2100, 2200, 2300, 2400: 체적 음향 공진기
112: 에어 캐비티
113: 비아홀
114: 접속 패턴
115: 기판용 접속 패드
125: 식각 저지층
130: 멤브레인
135: 공진부
140: 제1 전극
150: 압전층
160: 제2 전극
170: 보호층
200: 캡
250: 접합제
1000, 2000: 필터
10, 20, 100, 1100, 1200, 2100, 2200, 2300, 2400: 체적 음향 공진기
Claims (15)
- 복수의 막으로 구성되어, 복수의 체적 음향 공진기 및 상기 복수의 체적 음향 공진기와 연결되는 배선 라인을 구현하는 적층 구조체; 및
상기 적층 구조체와 본딩 라인에서 결합하는 캡; 을 포함하고,
상기 배선 라인과 상기 본딩 라인의 상호 인덕턴스에 의해 필터링 특성이 결정되는 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 체적 음향 공진기는 적어도 하나의 시리즈 공진기 및 적어도 하나의 션트 공진기를 포함하는 필터.
- 제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 션트 공진기와 연결되는 상기 배선 라인의 인덕턴스와 상기 본딩 라인의 인덕턴스 간의 상호 인덕턴스에 의해 상기 필터링 특성이 결정되는 필터.
- 제3항에 있어서,
상기 상호 인덕턴스는 상기 적어도 하나의 션트 공진기에 연결되는 인덕터를 제공하는 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 배선 라인의 인덕턴스는 상기 배선 라인의 길이 및 면적에 의해 결정되는 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 본딩 라인의 인덕턴스는 상기 배선 라인과 소정의 거리 내에 위치하는 상기 본딩 라인의 길이 및 면적에 의해 결정되는 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 상호 인덕턴스는 상기 배선 라인의 인덕턴스, 상기 본딩 라인의 인덕턴스 및 상기 배선 라인의 인덕턴스와 상기 본딩 라인의 인덕턴스의 결합 계수에 의해 결정되는 필터.
- 제7항에 있어서,
상기 결합 계수는 상기 배선 라인과 상기 본딩 라인의 이격 거리에 따라 결정되는 필터.
- 제8항에 있어서,
상기 배선 라인과 상기 본딩 라인의 이격 거리에 따라 주파수 대역을 결정하는 극점의 위치가 변경되는 필터.
- 제9항에 있어서,
상기 배선 라인과 상기 본딩 라인의 이격 거리가 가까울수록 주파수 대역을 결정하는 좌측 극점의 게인 및 주파수가 감소하는 필터.
- 신호 입력단과 신호 출력단 사이에 배치되는 복수의 시리즈 공진기;
상기 복수의 시리즈 공진기 각각과 접지 사이에 배치되는 복수의 션트 공진기; 및
상기 복수의 션트 공진기 중 적어도 하나와 접지 사이에 배치되는 인덕터; 를 포함하고,
상기 인덕터는, 상기 복수의 시리즈 공진기 및 상기 복수의 션트 공진기를 수용하는 캡에 의해 형성되는 본딩 라인과 상기 복수의 션트 공진기 중 적어도 하나와 연결되는 배선 라인의 상호 인덕턴스에 의해 구현되는 필터.
- 제11항에 있어서,
상기 상호 인덕턴스는 상기 배선 라인의 인덕턴스, 상기 본딩 라인의 인덕턴스 및 상기 배선 라인의 인덕턴스와 상기 본딩 라인의 인덕턴스의 결합 계수에 의해 결정되는 필터.
- 제12항에 있어서,
상기 결합 계수는 상기 배선 라인과 상기 본딩 라인의 이격 거리에 따라 결정되는 필터.
- 제13항에 있어서,
상기 배선 라인과 상기 본딩 라인의 이격 거리에 따라 주파수 대역을 결정하는 극점의 위치가 변경되는 필터.
- 제14항에 있어서,
상기 배선 라인과 상기 본딩 라인의 이격 거리가 가까울수록 주파수 대역을 결정하는 좌측 극점의 게인 및 주파수가 감소하는 필터.
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