KR20200043916A - 벌크 음향파 컴포넌트들 및 그의 플라즈마 다이싱 방법들 - Google Patents

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KR20200043916A
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아쯔시 다까노
다께시 후루사와
미쯔히로 후루까와
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스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용의 양태들은 벌크 음향파 컴포넌트들을 제조하는 방법들에 관한 것이다. 이러한 방법들은 개별 벌크 음향파 컴포넌트들을 싱귤레이트하기 위한 플라즈마 다이싱을 포함한다. 스트리트들이 노출되도록 벌크 음향파 컴포넌트들의 기판 위에 버퍼 층이 형성될 수 있다. 노출된 스트리트들을 따라 벌크 음향파 컴포넌트들을 플라즈마 다이싱하여 벌크 음향파 컴포넌트들을 싱귤레이트할 수 있다. 관련된 벌크 음향파 컴포넌트들이 개시되어 있다.

Description

벌크 음향파 컴포넌트들 및 그의 플라즈마 다이싱 방법들{BULK ACOUSTIC WAVE COMPONENTS AND METHODS OF PLASMA DICING THE SAME}
우선권 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2018년 10월 18일에 출원되고 발명의 명칭이 "BULK ACOUSTIC WAVE COMPONENTS AND METHODS OF PLASMA DICING THE SAME"인 미국 가특허 출원 제62/747,486호의 우선권 혜택을 주장하며, 그 개시내용은 본 명세서에서 그 전체가 참조로 포함된다.
기술분야
본 개시내용의 실시예들은 음향파 컴포넌트들에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는, 벌크 음향파 컴포넌트들에 관한 것이다.
음향파 필터들은 무선 주파수 전자 시스템들에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 모바일폰의 무선 주파수 프론트 엔드에서의 필터들은 음향파 필터들을 포함할 수 있다. 음향파 필터는 무선 주파수 신호를 필터링할 수 있다. 음향파 필터는 대역 통과 필터일 수 있다. 복수의 음향파 필터가 멀티플렉서로서 배열될 수 있다. 예를 들어, 2개의 음향파 필터가 듀플렉서로서 배열될 수 있다.
음향파 필터는 무선 주파수 신호를 필터링하도록 배열되는 복수의 음향파 공진기를 포함할 수 있다. 예시적인 음향파 필터들은 표면 음향파(surface acoustic wave)(SAW) 필터들 및 벌크 음향파(bulk acoustic wave)(BAW) 필터들을 포함한다. BAW 필터들은 BAW 공진기들을 포함한다. 예시적인 BAW 공진기들은 필름 벌크 음향파 공진기(film bulk acoustic wave resonator)(FBAR) 및 SMR(solidly mounted resonator)를 포함한다. BAW 공진기들에서, 음향파들은 압전 층의 벌크에서 전파된다.
BAW 컴포넌트들은 밀봉된 부분 내에 둘러싸인 패키지화된 BAW 공진기들을 포함할 수 있다. 패키징 구조체들은 BAW 컴포넌트의 크기에 추가된다. 신뢰성 및 성능을 희생하지 않고 BAW 컴포넌트들의 크기를 감소시키기 위한 요구가 있다.
청구항들에서 설명되는 혁신들은 각각 여러 양태들을 가지며, 그 중 어떠한 단일의 양태도 바람직한 속성들을 단독으로 책임지는 것은 아니다. 청구항들의 범위를 제한하지 않고, 본 개시내용의 일부 중요한 특징들이 이제 간략하게 설명될 것이다.
본 개시내용의 일 양태는 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트들(singulated bulk acoustic wave components)을 제조하는 방법이다. 그 방법은 개별 벌크 음향파 컴포넌트들 사이에 노출된 스트리트들(streets)을 형성하도록 벌크 음향파 컴포넌트들의 어레이의 기판 위에 버퍼 층을 형성하는 단계를 포함한다. 그 방법은 또한 노출된 스트리트들을 따라 벌크 음향파 컴포넌트들을 플라즈마 다이싱하여 벌크 음향파 컴포넌트들을 싱귤레이트하는 단계를 포함한다.
싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트들 각각은 벌크 음향파 공진기 및 그 벌크 음향파 공진기를 둘러싸는 캡(cap)을 포함할 수 있다. 캡은 각자의 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트의 기판의 에지로부터 5 미크론 이하에 있는 측벽을 포함할 수 있다. 측벽은 각자의 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트의 에지로부터 적어도 1 미크론에 있을 수 있다. 측벽은 구리를 포함할 수 있다.
플라즈마 다이싱(plasma dicing)은 기판과 캡 기판 둘 다를 통해 에칭하는 것을 포함할 수 있다. 벌크 음향파 컴포넌트는 기판 위에 그리고 캡 기판 아래에 위치하는 벌크 음향파 공진기를 포함할 수 있다. 기판 및 캡 기판은 실리콘 기판들일 수 있다.
그 방법은 기판 위에 전도체를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 전도체는 기판을 통해 연장되는 비아(via)로부터 측방향으로 연장될 수 있다. 전도체는 비아 내의 전도성 층에 전기적으로 접속될 수 있다. 버퍼 층을 형성하는 단계는, 버퍼 층이 전도체의 적어도 일부 위에 있도록 수행될 수 있다. 그 방법은, 땜납(solder)이 비아와 중첩되지 않도록 전도체 위에 땜납을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
기판은 실리콘 기판일 수 있다. 버퍼 층은 플라즈마 다이싱 동안 실리콘보다 적어도 30배 더 느리게 에칭되는 재료일 수 있다. 버퍼 층은 수지를 포함할 수 있다. 버퍼 층을 형성하는 단계는 포토리소그래피 프로세스에 의해 노출된 스트리트들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
벌크 음향파 컴포넌트들은 각각 필름 벌크 음향파 공진기를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 벌크 음향파 컴포넌트들을 제조하는 방법이다. 그 방법은 제2 웨이퍼와 본딩된 제1 웨이퍼를 제공하는 단계를 포함한다. 제1 웨이퍼는 그 위에 벌크 음향 공진기들을 갖는다. 제2 웨이퍼는 벌크 음향 공진기들 위에 있고 벌크 음향 공진기들로부터 이격되어 있다. 그 방법은 스트리트들이 노출되도록 벌크 음향파 공진기들과 반대편에 있는 제1 웨이퍼의 측면 상에 버퍼 층을 형성하는 단계를 포함한다. 그 방법은 노출된 스트리트들을 따라 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼를 통해 플라즈마 다이싱하여 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트들을 형성하는 단계를 포함한다.
제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼들일 수 있다.
싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트들 각각은 벌크 음향파 공진기들 중의 벌크 음향파 공진기 및 그 벌크 음향파 공진기를 둘러싸는 캡을 포함할 수 있다. 캡은 측벽을 포함할 수 있다. 측벽은 각자의 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트의 기판의 에지로부터 1 미크론 내지 5 미크론의 범위 내로 떨어져 있을 수 있고, 여기서 기판은 플라즈마 다이싱 이전의 제1 웨이퍼의 일부에 대응한다.
본 개시내용의 다른 양태는 벌크 음향파 컴포넌트들을 제조하는 방법이다. 그 방법은, 스트리트들이 노출되도록 벌크 음향파 컴포넌트들의 실리콘 기판 위에 버퍼 층을 형성하는 단계를 포함한다. 그 방법은 또한 노출된 스트리트들을 따라 벌크 음향파 컴포넌트들을 플라즈마 다이싱하여 벌크 음향파 컴포넌트들을 싱귤레이트하는 단계를 포함한다. 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트들 각각은 벌크 음향파 공진기 및 그 벌크 음향파 공진기를 둘러싸는 캡을 포함한다. 캡은 실리콘 캡 기판, 및 1 미크론 내지 5 미크론의 범위 내의 거리만큼 각자의 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트의 실리콘 기판의 에지로부터 이격되는 측벽을 포함한다.
측벽은 구리를 포함할 수 있다. 버퍼 층은 수지를 포함할 수 있다. 벌크 음향파 공진기는 필름 벌크 음향파 공진기일 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 기판, 기판 상의 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기, 및 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기를 둘러싸는 캡을 포함하는 벌크 음향파 컴포넌트이다. 캡은 기판의 에지로부터 이격된 측벽을 포함한다. 측벽은 기판의 에지로부터 5 미크론 이하에 있다.
측벽은 기판의 에지로부터 3 미크론 이하에 있을 수 있다. 측벽은 기판의 에지로부터 적어도 1 미크론에 있을 수 있다.
벌크 음향파 컴포넌트는 기판을 통해 연장되는 비아, 비아 내의 전도성 층, 및 비아 내의 버퍼 층을 추가로 포함할 수 있다.
벌크 음향파 컴포넌트는 기판을 통해 연장되는 비아, 비아로부터 측방향으로 연장되고 비아 내의 전도성 층과 전기적으로 접속되는 전도체, 및 전도체 상의 그리고 비아로부터 측방향으로 위치되는 땜납을 추가로 포함할 수 있다.
적어도 하나의 벌크 음향파 공진기는 필름 벌크 음향파 공진기를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기는 SMR(solidly mounted resonator)를 포함할 수 있다.
기판은 실리콘 기판일 수 있다. 캡의 상부 부분은 실리콘 캡 기판을 포함할 수 있다.
측벽은 구리를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 벌크 음향파 공진기는 무선 주파수 신호를 필터링하도록 배열된 필터에 포함된 복수의 벌크 음향파 공진기를 포함할 수 있다. 복수의 벌크 음향파 공진기는 적어도 10개의 벌크 음향파 공진기를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 실리콘 기판, 실리콘 기판 상의 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기, 및 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기를 둘러싸는 캡을 포함하는 벌크 음향파 컴포넌트이다. 캡은 캡 기판 및 측벽을 포함한다. 캡 기판은 실리콘을 포함한다. 측벽은 1 미크론 내지 5 미크론의 범위 내의 거리만큼 실리콘 기판의 에지로부터 이격된다.
벌크 음향파 컴포넌트는 실리콘 기판을 통해 연장되는 비아, 비아 내의 전도성 층, 및 비아 내의 버퍼 층을 추가로 포함할 수 있다.
벌크 음향파 컴포넌트는 기판을 통해 연장되는 비아, 비아로부터 측방향으로 연장되고 비아 내의 전도성 층과 전기적으로 접속되는 전도체, 및 전도체 상의 그리고 비아로부터 측방향으로 위치되는 땜납을 추가로 포함할 수 있다.
측벽은 구리를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기는 무선 주파수 신호를 필터링하도록 배열된 음향파 필터에 포함된 적어도 10개의 벌크 음향파 공진기를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 안테나 및 벌크 음향파 컴포넌트를 포함하는 무선 통신 디바이스이다. 벌크 음향파 컴포넌트는 기판, 기판 상의 벌크 음향파 공진기들, 및 벌크 음향파 공진기들을 둘러싸는 캡을 포함한다. 캡은 기판의 에지로부터 5 미크론 이하만큼 이격되는 측벽을 포함한다. 벌크 음향파 공진기들은 안테나와 통신하는 필터에 포함된다.
무선 통신 디바이스는 모바일폰일 수 있다.
무선 통신 디바이스는 필터와 통신하는 무선 주파수 증폭기 및 필터와 안테나 사이에 결합된 스위치를 추가로 포함할 수 있다.
본 개시내용을 요약하는 목적들을 위해, 혁신들의 특정 양태들, 이점들 및 새로운 특징들이 본 명세서에서 설명되었다. 반드시 모든 이러한 이점들이 임의의 특정 실시예에 따라 달성될 수 있다는 것은 아니라는 점이 이해될 것이다. 따라서, 혁신들은 본 명세서에서 교시되거나 제안될 수 있는 바와 같은 다른 이점들을 반드시 달성하지 않고도 본 명세서에 교시된 바와 같은 하나의 이점 또는 이점들의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 구현되거나 수행될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들이 이제 첨부된 도면들을 참조하여 비제한적인 예에 의해 설명될 것이다.
도 1은 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트들을 제조하는 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2e는 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트들의 제조 프로세스를 예시하는 단면도들이다.
도 3a는 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트의 단면도이다.
도 3b는 다른 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트의 단면도이다.
도 4는 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트의 벌크 음향파 공진기들을 포함하는 송신 필터의 개략도이다.
도 5는 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트의 벌크 음향파 공진기들을 포함하는 수신 필터의 개략도이다.
도 6은 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트를 포함하는 무선 주파수 시스템의 개략도이다.
도 7은 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트를 포함하는 무선 주파수 모듈의 개략도이다.
도 8은 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트를 포함하는 무선 주파수 모듈의 개략도이다.
도 9a는 하나 이상의 실시예에 따른 필터를 포함하는 무선 통신 디바이스의 개략적인 블록도이다.
도 9b는 하나 이상의 실시예에 따른 필터를 포함하는 다른 무선 통신 디바이스의 개략적인 블록도이다.
다음의 특정 실시예들에 대한 설명은 구체적인 실시예들에 대한 다양한 설명을 제시한다. 그러나, 본 명세서에 설명된 혁신들은, 예를 들어, 청구범위에 의해 정의되고 커버되는 바와 같이, 다수의 상이한 방식으로 구현될 수 있다. 본 설명에서는, 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 유사한 참조 번호들로 나타낼 수 있는 도면들을 참조한다. 도면들에 예시되는 요소들은 반드시 일정 비율로 그려진 것은 아님을 이해할 것이다. 또한, 특정 실시예들은 도면에 도시된 것보다 많은 요소 및/또는 도면에 도시된 요소들의 서브세트를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 일부 실시예는 2개 이상의 도면으로부터의 특징들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다.
음향파 필터들은 모바일폰의 RF 프론트 엔드에서와 같이 다양한 응용에서 무선 주파수(RF) 신호들을 필터링할 수 있다. 음향파 필터는 벌크 음향파(BAW) 컴포넌트를 포함할 수 있다. BAW 컴포넌트는 단일 다이를 포함할 수 있다. BAW 컴포넌트는 실리콘 기판과 같은 기판 상에 하나 이상의 BAW 공진기를 포함할 수 있다. 하나 이상의 BAW 공진기는 BAW 컴포넌트의 캡에 의해 둘러싸일 수 있다. 캡은 다른 실리콘 기판 및 측벽들을 포함할 수 있다. 캡은 하나 이상의 BAW 공진기 주위에 기밀 밀봉(hermetic seal)을 형성할 수 있다. 측벽들은, 예를 들어, 구리를 포함할 수 있다.
BAW 컴포넌트들은 웨이퍼들 사이에 중공 부분을 갖는 본딩된 웨이퍼들을 다이싱함으로써 제조될 수 있다. 중공 부분에 대면하는(facing) BAW 컴포넌트의 일부분에서 치핑(chipping)이 발생하였다. 비교적 큰 칩이 있을 때, BAW 공진기들 주위의 기밀 밀봉이 파손될 수 있다. 치핑 위험을 감소 및/또는 제거하기 위해, BAW 컴포넌트들은 BAW 컴포넌트의 에지와 밀봉된 부분 사이에 공간을 포함할 수 있다. 공간은, 예를 들어, 캡의 측벽으로부터 BAW 컴포넌트의 다이싱된 에지까지 약 15 내지 20 미크론일 수 있다. 공간은 BAW 컴포넌트들의 영역을 소비(consume)할 수 있다.
본 개시내용의 양태들은 벌크 음향파 컴포넌트들을 위한 플라즈마 다이싱 방법에 관한 것이다. 재배선 층(re-wiring layer)을 커버하기 위해 벌크 음향파 컴포넌트들 위에 버퍼 층이 형성될 수 있다. 버퍼 층은 다이싱을 위한 스트리트들이 노출되도록 형성될 수 있다. 버퍼 층은 플라즈마 다이싱을 위한 마스킹 층으로서 역할을 할 수 있다. BAW 컴포넌트들은 플라즈마 다이싱에 의해 싱귤레이트될 수 있다. 플라즈마 다이싱은 블레이드 다이싱 또는 레이저 다이싱과 같은 다른 다이싱 기법들에 비해 BAW 컴포넌트들의 치핑을 덜 초래할 수 있다. 플라즈마 다이싱에 의해, 하나 이상의 BAW 공진기를 둘러싸는 캡의 측벽이 BAW 컴포넌트들에 대한 치핑 위험을 증가시키지 않고 다른 다이싱 기법들보다 BAW 컴포넌트의 다이싱된 에지에 더 가깝게 될 수 있다. 플라즈마 다이싱은 중공 부분을 가로질러 상부 웨이퍼 및 하부 웨이퍼를 통해 다이싱하는 것을 수반할 수 있다. 상부 웨이퍼와 하부 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼들일 수 있다.
플라즈마 다이싱에 의해, BAW 컴포넌트들의 크기가 감소될 수 있다. 캡의 측벽과 BAW 컴포넌트의 에지 사이의 더 적은 공간에 의해, 더 많은 BAW 컴포넌트들이 웨이퍼 상에 포함될 수 있다. 더욱이, BAW 컴포넌트들은 모듈들 내의 더 적은 영역을 소비할 수 있다.
블레이드 다이싱 기법들은 통상적으로 날카로운 에지들을 다이싱하고, 칩을 블레이드 다이싱함에 있어서 측면 응력(side stress)이 있을 수 있다. 이것은 블레이드 다이싱된 컴포넌트의 날카로운 에지에서의 균열 및/또는 치핑을 초래할 수 있다. 플라즈마 다이싱의 경우, 다이싱을 위한 포토리소그래피 프로세스에 의해 패턴이 만들어질 수 있고 플라즈마 다이싱 동안 어떠한 상당한 기계적 측면 응력도 없을 수 있다. 따라서, 기계적 파단으로부터 초래될 수 있는 손상을 감소 및/또는 제거하면서 플라즈마 다이싱에 의해 날카로운 에지가 유지될 수 있다. 특정 사례들에서, 플라즈마 다이싱은 기계적 파단 기법들에 비해 더 신뢰성 있는 성능으로 더 라운딩되는 BAW 컴포넌트의 코너들을 초래할 수 있다. 라운딩된 코너들은 BAW 컴포넌트들의 균열 및/또는 치핑의 위험을 감소 및/또는 제거할 수 있다.
본 명세서에 개시된 제조 기법들을 사용하여, 단일 웨이퍼로부터의 BAW 컴포넌트들의 수율은 특정 사례들에서의 이전의 제조 방법에 비해 약 10% 내지 18%만큼 개선될 수 있다. 수율의 개선은 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 개선된 수율로 인해, 추가의 처리 동작들 및/또는 설비 투자의 결과로서 비용의 증가가 있더라도 제조 비용이 감소될 수 있다.
플라즈마 다이싱에 의해 BAW 컴포넌트들을 제조하는 방법들이 개시된다. 도 1은 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트들을 제조하는 예시적인 프로세스(10)의 흐름도이다. 프로세스(10)는 도 2a 내지 도 2e에 도시된 단면도들을 참조하여 설명될 것이다. 본 명세서에서 논의되는 방법들 중 임의의 것은 더 많거나 더 적은 동작들을 포함할 수도 있고, 동작들은 적절하다면 임의의 순서로 수행될 수 있다.
프로세스(10)는 블록(12)에서 캡 내에 둘러싸인 하나 이상의 BAW 공진기를 갖는 기판을 제공하는 것을 포함한다. 기판은 실리콘 기판일 수 있다. 캡은 하나 이상의 BAW 공진기를 함께 둘러싸는 측벽들 및 제2 기판을 포함할 수 있다. 제2 기판은 실리콘 기판일 수 있다. 하나 이상의 BAW 공진기는 필름 벌크 음향파 공진기(FBAR) 및/또는 SMR(solidly mounted resonator)를 포함할 수 있다.
블록(14)에서, 기판 위에 재배선 층이 형성된다. 재배선 층은 관통 기판 비아(through substrate via)로부터 측방향으로 연장되는 전도체를 포함한다. 재배선 층은 배선 층으로서 지칭될 수 있다. 재배선 층은 BAW 컴포넌트의 하나 이상의 관통 기판 비아에 전도성 층을 형성하는 것과 동일한 처리 동작(들) 동안 형성될 수 있다. 재배선 층 및 전도성 층은, 예를 들어, 약 5 미크론 두께일 수 있다. 재배선 층의 일부분 위에 땜납이 형성될 수 있다. 재배선 층은 관통 기판 비아 내의 전도성 층으로부터 BAW 컴포넌트의 땜납으로의 전기적 접속을 제공할 수 있다. 재배선 층에 의해, 기판의 임의의 적절한 부분 위에 땜납이 형성될 수 있다. 예를 들어, 땜납은 관통 기판 비아로부터 측방향으로 형성될 수 있다. 특정 사례들에서, 땜납과 관통 기판 비아는 중첩하지 않는다.
도 2a는 프로세스(10)의 블록(14)에서 형성되는 재배선 층을 갖는 복수의 BAW 컴포넌트의 단면을 예시한다. 도 2a에 예시된 바와 같이, 복수의 BAW 컴포넌트는 아직 싱귤레이트되지 않았다. 도 2a는 캡 기판(21), 기판(22), 측벽들(23), BAW 공진기들(24), 공기 캐비티들(air cavities)(25), 관통 기판 비아들(26), 각자의 관통 기판 비아들(26) 내의 전도성 층(27), 재배선 층(28), 및 전극들(29)을 예시한다. 개별 BAW 컴포넌트들이 싱귤레이트되기 전에, 제1 웨이퍼가 개별 BAW 컴포넌트들 각각의 기판(22)을 포함하고, 제2 웨이퍼가 개별 BAW 컴포넌트들 각각의 캡 기판(21)을 포함한다. 예시된 바와 같이, 제1 웨이퍼는 제2 웨이퍼에 본딩된다.
BAW 공진기들(24)은 캡 기판(21) 및 측벽들(23)을 포함하는 캡 내에 둘러싸인다. BAW 공진기들(24)은 재배선 층(28)이 형성되기 전에 캡 내에 둘러싸인다. 예시된 바와 같이, 본딩 층(30) 및 캡 층(31)이 기판(22)과 측벽(23) 사이에 위치될 수 있다. 본딩 층(30)은 금(gold) 층일 수 있다. 캡 층(31)은 주석 캡 층일 수 있다. 캡은 BAW 공진기들(24) 주위에 기밀 밀봉을 형성한다. 따라서, 공기 캐비티(25)가 BAW 공진기들(24) 주위의 캡 내에 포함될 수 있다. 일부 사례들에서, BAW 컴포넌트는 캡 내에 둘러싸인 10 내지 50개의 BAW 공진기(24)를 포함할 수 있다. BAW 공진기들(24)은 하나 이상의 FBAR을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, BAW 공진기들(24)은 하나 이상의 SMR을 포함할 수 있다. BAW 공진기들(24)은 하나 이상의 필터에 포함될 수 있다. 기판(21)은 실리콘 기판일 수 있다. 측벽들(23)은 구리를 포함할 수 있다.
BAW 공진기들(24)은 기판(22) 상에 있고 캡에 의해 둘러싸인다. 기판(22)은 실리콘 기판일 수 있다. 관통 기판 비아들(26) 내의 전도성 층(27)은 BAW 공진기들(24) 중 하나 이상으로부터 기판(22)의 반대 측면 상의 요소들로의 전기적 접속을 제공할 수 있다. 예시된 바와 같이, 블록(14)에서 형성된 재배선 층(28)은 기판(22) 위에 있고, 관통 기판 비아들(26)로부터 측방향으로 연장된다. 따라서, 전극들(29)은 관통 기판 비아들(26)로부터 측방향으로 재배선 층(28) 위에 형성될 수 있다. 재배선 층(28)은 BAW 공진기들(24)과 다른 기판(22)의 반대 측면 상에 있다. 전극들(29)은 BAW 컴포넌트들에 대한 외부 접속들을 위한 단자들을 제공한다. 재배선 층(28)에 의해, 전극들(29)은 BAW 컴포넌트의 임의의 적절한 위치에 위치될 수 있다. 재배선 층(28)은 차폐를 제공할 수 있다. 재배선 층(28)은 BAW 공진기들(24)을 외부 컴포넌트들로부터 차폐하고/하거나, 외부 컴포넌트들을 BAW 공진기들(24)로부터 차폐할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 블록(16)에서 스트리트들이 노출되도록 기판 위에 버퍼 층이 형성된다. 버퍼 층은 포토리소그래피 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 버퍼 층을 형성하는 것은 버퍼 재료의 층을 퇴적하는 것, 버퍼 재료 위에 특정 영역들을 마스킹하는 것, 및 스트리트들 위에 버퍼 재료를 제거하기 위해 광을 인가(applying)하는 것을 포함할 수 있다. 기판의 표면이 스트리트들을 따라 노출될 수 있다. 버퍼 층은 캡 기판과 반대 측면 상에 BAW 컴포넌트들의 캡슐화(encapsulation)를 제공할 수 있다. 버퍼 층은 블록(14)에서 형성된 재배선 층 위에 형성될 수 있다.
도 2b는 프로세스(10)의 블록(16)에서 형성된 버퍼 층(32)을 포함하는 BAW 컴포넌트들의 단면을 예시한다. 버퍼 층(32)은 기판(22) 위에 있다. 버퍼 층(32)은 BAW 공진기들(24)과 다른 기판(22)의 반대 측면 상에 있다. 버퍼 층(32)의 일부분이 관통 기판 비아들(26) 내에 있다. 버퍼 층(32)은 또한 재배선 층(28)의 부분들 위에 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 버퍼 층(32)은 전극들(29)이 노출된 채로 유지되도록 형성된다. 버퍼 층(32)은 기판(22)이 플라즈마 다이싱되는 동안 에칭에 저항하는 마스크로서 역할을 하는 재료를 포함한다. 예를 들어, 버퍼 층(32)은, 실리콘 기판인 기판(22)에 대해 실리콘이 에칭되는 동안 실리콘보다 적게 에칭되는 재료일 수 있다. 통상적으로, 버퍼 층(32)의 에칭 레이트(etching rate)는 실리콘의 에칭 레이트와 비교하여 30배 넘게 더 느리다. 따라서, 웨이퍼들을 플라즈마 다이싱하기 위해 전형적인 버퍼 층 두께가 충분하다. 버퍼 층(32)은 폴리이미드 층, 고무 필러(rubber filler)를 갖는 페놀 수지 층과 같은 페놀 수지 층, 또는 임의의 다른 적절한 버퍼 층일 수 있다. 스트리트들(34)은 BAW 컴포넌트들의 다이싱을 용이하게 한다.
도 2c는 도 2b에 예시된 BAW 컴포넌트들의 부분(35)의 줌인된 도면을 예시한다. 예시된 바와 같이, 스트리트(34)는 폭 DS를 가질 수 있다. 폭 DS는 예시된 바와 같은 플라즈마 다이싱에 적합하다. 스트리트(34)의 폭 DS는 약 10 미크론 내지 20 미크론의 범위, 예컨대, 10 미크론 내지 15 미크론의 범위에 있을 수 있다. 하나의 예로서, 스트리트(34)의 폭 DS는 약 15 미크론일 수 있다. 도 2c는 또한 본딩 층(30) 및 캡층(31)이 기판(22)과 측벽(23) 사이에 포함될 수 있다는 것을 예시한다.
도 1을 다시 참조하면, 블록(18)에서 BAW 컴포넌트들은 노출된 스트리트들을 따라 플라즈마 다이싱된다. 이것은 BAW 컴포넌트들을 싱귤레이트한다. 즉, BAW 컴포넌트들은 플라즈마 다이싱에 의해 개별 BAW 컴포넌트들로 서로 분리된다. 플라즈마 다이싱은 BAW 공진기들이 위치되는 기판을 통한 그리고 캡 기판을 통한 건식 에칭을 수반할 수 있다. 이러한 에칭 동안 (예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이) 스트리트 아래에 기판과 캡 기판 사이에 중공 부분이 있을 수 있다. 예로서, 기판과 캡 기판은 둘 다 대략 분당 20 미크론의 레이트로 에칭되는 실리콘 기판들일 수 있다. 이 예에서, 기판 및 캡 기판은 함께 약 200 미크론 두께일 수 있고, 약 200 미크론의 실리콘을 통해 에칭하기 위해 약 10분이 걸릴 수 있다. 플라즈마 다이싱의 경우, 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트들의 치핑은 블레이드 다이싱 또는 레이저 다이싱과 같은 다른 다이싱 방법들에 비해 감소될 수 있다. 플라즈마 다이싱의 경우, 포토리소그래피 프로세스는 스트리트들에 대해 임의의 적절한 패턴을 패터닝할 수 있다. 특정 사례들에서, 이것은 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트들에 대한 라운딩된 코너들을 초래할 수 있다. 이러한 라운딩된 코너들은 BAW 컴포넌트의 균열 및/또는 치핑의 위험을 감소시킬 수 있어서, BAW 컴포넌트의 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
도 2d는 프로세스(10)의 블록(18)에서 플라즈마 다이싱 이후의 BAW 컴포넌트들의 단면을 예시한다. 스트리트들을 따르는 플라즈마 다이싱은 기판(22) 및 캡 기판(21)의 부분들을 제거하여 개별 BAW 컴포넌트들을 분리할 수 있다. 복수의 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트들(36)이 도 2d에 도시되어 있다. 테이프(37)는 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트들(36)을 함께 홀드(hold)할 수 있다. 테이프(37)는 플라즈마 다이싱 전에 BAW 컴포넌트들에 라미네이트(laminate)될 수 있다.
도 2e는 도 2d에 예시된 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트들(36)의 부분(38)의 줌인된 도면을 예시한다. 예시된 바와 같이, 측벽(23)으로부터 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트(36)의 기판(22)의 에지까지의 거리 DE는 비교적 작다. 플라즈마 다이싱을 위한 마스크로서 버퍼 층을 이용하여, 포토리소그래피 프로세스가 이용될 수 있다. 따라서, 플라즈마 다이싱은, 기계적 시스템 정확도를 갖는 블레이드 다이싱 또는 레이저 다이싱과 같은 다른 다이싱 방법들보다 더 큰 정확도를 갖는다. 예를 들어, 플라즈마 다이싱은 +/-2 미크론의 정확도 내에서 수행될 수 있다. 그러나, 블레이드 다이싱의 경우에, 기계적 정확도는 +/-10 미크론이고 5 내지 10 미크론의 치핑이 있을 수 있다. 플라즈마 다이싱에 대한 증가된 정확도 및 감소된 치핑 위험으로 인해, 측벽(23)으로부터 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트(36)의 기판(22)의 에지까지의 거리 DE가 감소될 수 있다. 측벽(23)으로부터 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트(36)의 기판(22)의 에지까지의 거리 DE는 5 미크론 미만일 수 있다. 거리 DE는 3 미크론 미만일 수 있다. 하나의 예로서, 거리 DE는 약 2.5 미크론일 수 있다. 거리 DE는 예시된 바와 같이 0보다 크다. 일부 사례들에서, 거리 DE는 1 미크론 내지 5 미크론의 범위, 예컨대, 1 미크론 내지 3 미크론의 범위에 있을 수 있다. 특정 사례들에서 기판(22)의 에지와 측벽(23)은 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트에서 실질적으로 동일 평면에 있을 수 있다.
따라서, 플라즈마 다이싱에 의해, 웨이퍼 상의 인접한 BAW 컴포넌트들의 각자의 측벽들(23) 사이의 공간이 더 적을 수 있다. 각자의 인접한 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트들의 측벽들(23)로부터의 거리 DSW는 도 2e에서의 거리 DE의 2배와 스트리트 폭 DS의 합에 대응한다. 거리 DSW는, 예를 들어, 약 10 미크론 내지 30 미크론의 범위에 있을 수 있다. 일부 사례들에서, 거리 DSW는 약 10 미크론 내지 20 미크론의 범위에 있을 수 있다. 예로서, 스트리트 폭 DS는 약 15 미크론일 수 있고, 거리 DE는 약 2.5 미크론일 수 있으며, 이는 도 2e에 예시된 단면에서 거리 DSW를 약 20 미크론이 되게 할 것이다.
도 3a는 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트(40)의 단면도이다. BAW 컴포넌트(40)는 플라즈마 다이싱을 포함하는 프로세스에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 벌크 음향파 컴포넌트(40)는 도 1의 프로세스(10)에 의해 제조된 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트에 대응할 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 측벽(23)으로부터 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트(36)의 기판(22)의 에지까지의 거리 DE는 플라즈마 다이싱의 결과로서 비교적 작을 수 있다. 거리 DE는 범위들 중 임의의 것에 있을 수 있고 및/또는 도 2e를 참조하여 설명된 것과 같은, 본 명세서에 개시된 값들 중 임의의 것을 가질 수 있다. 예시된 BAW 컴포넌트(40)에서, BAW 공진기들(24)은 캡 기판(21) 및 측벽들(23)을 포함하는 캡 내에 둘러싸인다. BAW 공진기들(24)은 하나 이상의 음향파 필터의 공진기들의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다. BAW 컴포넌트(40)의 캡 내에 둘러싸인 임의의 적절한 수의 BAW 공진기들(24)이 있을 수 있다. 예를 들어, BAW 컴포넌트(40)의 캡 내에 둘러싸인 10 내지 50개의 BAW 공진기(24)가 있을 수 있다. BAW 공진기들(24)은 재배선 층(28)과 관통 기판 비아(26) 내의 전도성 층(27)에 의해 전극(29)에 전기적으로 접속될 수 있다. 버퍼 층(32)은 재배선 층(28) 위에 연장되고, BAW 컴포넌트(40) 내의 관통 기판 비아(26) 내에 포함된다.
도 3b는 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트(42)의 단면도이다. BAW 컴포넌트(42)는 플라즈마 다이싱을 포함하는 프로세스에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 벌크 음향파 컴포넌트(42)는 도 1의 프로세스(10)에 의해 제조된 싱귤레이트된 BAW 컴포넌트에 대응할 수 있다. BAW 컴포넌트(42)는, BAW 컴포넌트(42)가 전도성 층(27) 대신에 등각 전도성 층(43)으로 채워지는 비아(26)를 포함한다는 것을 제외하고는 도 3a의 BAW 컴포넌트(40)와 같다. 등각 전도성 층(43)은, 예를 들어, 구리 층일 수 있다. 벌크 음향파 컴포넌트(42)는 비아(26)가 등각 층(43)으로 채워질 수 있다는 것을 예시한다.
본 명세서에 개시된 특징들의 임의의 적절한 조합을 포함하는 벌크 음향파 컴포넌트의 하나 이상의 벌크 음향파 공진기는 주파수 범위 1(FR1) 내의 5세대(5G) NR(New Radio) 동작 대역에서 무선 주파수 신호를 필터링하도록 배열되는 필터 내에 포함된다. 5G NR 동작 대역에서 무선 주파수 신호를 필터링하도록 배열되는 필터는, 본 명세서에 개시된 임의의 벌크 음향파 컴포넌트의 하나 이상의 음향파 공진기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 현재의 5G NR 규격에 특정된 바와 같이, FR1은 410 메가헤르츠(MHz) 내지 7.125 기가헤르츠(GHz)일 수 있다. 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 원리들 및 장점들에 따른 벌크 음향파 컴포넌트의 하나 이상의 벌크 음향파 공진기는 4세대(4G) LTE(Long Term Evolution) 동작 대역에서 무선 주파수 신호를 필터링하도록 배열되는 필터에 및/또는 적어도 하나의 4G LTE 동작 대역 및 적어도 하나의 5G NR 동작 대역에 걸쳐 있는 통과 대역을 갖는 필터에 포함될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트의 벌크 음향파 공진기들을 포함하는 송신 필터(45)의 개략도이다. 송신 필터(45)는 대역 통과 필터일 수 있다. 예시된 송신 필터(45)는 송신 포트(TX)에서 수신된 무선 주파수 신호를 필터링하고 필터링된 출력 신호를 안테나 포트(ANT)에 제공하도록 배열된다. 송신 필터(45)는 직렬 BAW 공진기들(TS1, TS2, TS3, TS4, TS5, TS6, 및 TS7), 션트 BAW 공진기들(TP1, TP2, TP3, TP4, 및 TP5), 직렬 입력 인덕터(L1), 및 션트 인덕터(L2)를 포함한다. BAW 공진기들(TS1 내지 TS7 및/또는 TP1 내지 TP5)의 일부 또는 전부는 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 원리들 및 장점들에 따른 BAW 컴포넌트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 3a의 BAW 컴포넌트(40) 또는 도 3b의 BAW 컴포넌트(42)는 송신 필터(45)의 BAW 공진기들 전부를 포함할 수 있다. 특정 사례들에서, 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 원리들 및 장점들에 따른 BAW 컴포넌트는 2개 이상의 음향파 필터의 BAW 공진기들을 포함할 수 있다. 임의의 적절한 수의 직렬 BAW 공진기들 및 션트 BAW 공진기들이 송신 필터(45)에 포함될 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트의 벌크 음향파 공진기들을 포함하는 수신 필터(50)의 개략도이다. 수신 필터(50)는 대역 통과 필터일 수 있다. 예시된 수신 필터(50)는 안테나 포트(ANT)에서 수신된 무선 주파수 신호를 필터링하고 필터링된 출력 신호를 수신 포트(RX)에 제공하도록 배열된다. 수신 필터(50)는 직렬 BAW 공진기들(RS1, RS2, RS3, RS4, RS5, RS6, RS7, 및 RS7), 션트 BAW 공진기들(RP1, RP2, RP3, RP4, 및 RP5, 및 RP6), 션트 인덕터(L2), 및 직렬 출력 인덕터(L3)를 포함한다. BAW 공진기들(RS1 내지 RS8 및/또는 RP1 내지 RP6)의 일부 또는 전부는 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 원리들 및 장점들에 따른 BAW 컴포넌트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 3a의 BAW 컴포넌트(40) 또는 도 3b의 BAW 컴포넌트(42)는 수신 필터(50)의 BAW 공진기들 전부를 포함할 수 있다. 임의의 적절한 수의 직렬 BAW 공진기들 및 션트 BAW 공진기들이 수신 필터(50)에 포함될 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트를 포함하는 무선 주파수 시스템(60)의 개략도이다. 예시된 바와 같이, 무선 주파수 시스템(60)은 안테나(62), 안테나 스위치(64), 멀티플렉서들(65 및 66), 필터들(67 및 68), 전력 증폭기들(70, 72 및 74), 및 선택 스위치(73)를 포함한다. 전력 증폭기들(70, 72, 및 74)은 각각 무선 주파수 신호를 증폭하도록 배열된다. 선택 스위치(73)는 전력 증폭기(72)의 출력을 선택된 필터에 전기적으로 접속할 수 있다. 멀티플렉서(65) 및/또는 멀티플렉서(66)의 하나 이상의 필터는 본 명세서에서 논의되는 임의의 적절한 원리들 및 장점들에 따른 BAW 컴포넌트의 하나 이상의 BAW 공진기를 포함할 수 있다. 특정 사례들에서, BAW 컴포넌트는 멀티플렉서의 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다. 도 6에 예시된 멀티플렉서들은 쿼드플렉서 및 듀플렉서를 포함하지만, BAW 컴포넌트의 하나 이상의 BAW 공진기는 트리플렉서, 헥사플렉서, 옥토플렉서 등과 같은 임의의 다른 적절한 멀티플렉서에 포함될 수 있다. 안테나 스위치는 안테나(62)에 하나 이상의 필터 및/또는 하나 이상의 멀티플렉서를 선택적으로 전기적으로 접속할 수 있다.
본 명세서에서 논의되는 BAW 컴포넌트들은 다양한 패키지화된 모듈들에서 구현될 수 있다. 이러한 BAW 컴포넌트들은 레이저 다이싱을 이용하여 다이싱되는 유사한 모듈들보다 패키지화된 모듈들에서 더 적은 영역을 소비할 수 있다. 무선 주파수 신호를 처리하도록 구성되는 패키지화된 모듈은 무선 주파수 모듈로서 지칭될 수 있다. 일부 무선 주파수 모듈들은 프론트 엔드 모듈들이다. 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 원리들 및 장점들에 따른 BAW 컴포넌트를 포함하는 무선 주파수 모듈들은 하나 이상의 무선 주파수 증폭기(예를 들어, 하나 이상의 전력 증폭기 및/또는 하나 이상의 저 잡음 증폭기), 하나 이상의 무선 주파수 스위치, 그와 유사한 것, 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 또한 포함할 수 있다. 본 명세서에서 논의되는 BAW 컴포넌트들의 임의의 적절한 원리들 및 장점들이 구현될 수 있는 예시적인 패키지화된 모듈들이 이제 논의될 것이다. 도 7 및 도 8은 특정 실시예들에 따른 예시적인 패키지화된 모듈들의 개략적인 블록도들이다. 이러한 실시예들의 특징들의 임의의 적절한 조합은 서로 조합될 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트(76)를 포함하는 무선 주파수 모듈(75)의 개략도이다. 예시된 무선 주파수 모듈(75)은 BAW 컴포넌트(76) 및 다른 회로(77)를 포함한다. BAW 컴포넌트(76)는 본 명세서에 개시된 BAW 컴포넌트들의 특징들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다. BAW 컴포넌트(76)는 BAW 공진기들을 포함하는 BAW 다이를 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 BAW 컴포넌트(76)는 필터(78) 및 단자들(79A 및 79B)을 포함한다. 필터(78)는 BAW 공진기들을 포함한다. 단자들(79A 및 78B)은, 예를 들어, 입력 콘택 및 출력 콘택으로서 역할을 할 수 있다. BAW 컴포넌트(76) 및 다른 회로(77)는 도 7에서 공통 패키징 기판(80) 상에 있다. 패키지 기판(80)은 라미네이트 기판일 수 있다. 단자들(79A 및 79B)은 각각 전기 커넥터들(82A 및 82B)을 통해 패키징 기판(80) 상의 콘택들(81A 및 81B)에 각각 전기적으로 접속될 수 있다. 전기 커넥터들(82A 및 82B)은, 예를 들어, 범프들 또는 와이어 본드들일 수 있다. 다른 회로(77)는 임의의 적절한 추가 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다른 회로는 하나 이상의 전력 증폭기, 하나 이상의 무선 주파수 스위치, 하나 이상의 추가 필터, 하나 이상의 저 잡음 증폭기, 그와 유사한 것, 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다. 무선 주파수 모듈(75)은, 예를 들어, 무선 주파수 모듈(75)의 보호를 제공하고 및/또는 더 쉬운 취급을 용이하게 하기 위한 하나 이상의 패키징 구조를 포함할 수 있다. 이러한 패키징 구조는 패키징 기판(75) 위에 형성된 오버몰드 구조(overmold structure)를 포함할 수 있다. 오버몰드 구조는 무선 주파수 모듈(75)의 컴포넌트들의 일부 또는 전부를 캡슐화할 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 벌크 음향파 컴포넌트를 포함하는 무선 주파수 모듈(84)의 개략도이다. 예시된 바와 같이, 무선 주파수 모듈(84)은 각자의 송신 필터들(86A1 내지 86N1) 및 각자의 수신 필터들(86A2 내지 86N2), 전력 증폭기(87), 선택 스위치(88), 및 안테나 스위치(89)를 포함하는 듀플렉서들(85A 내지 85N)을 포함한다. 무선 주파수 모듈(84)은 예시된 요소들을 둘러싸는 패키지를 포함할 수 있다. 예시된 요소들은 공통 패키징 기판(80) 상에 배치될 수 있다. 패키징 기판은, 예를 들어, 라미네이트 기판일 수 있다.
듀플렉서들(85A 내지 85N)은 공통 노드에 결합된 2개의 음향파 필터를 각각 포함할 수 있다. 2개의 음향파 필터는 송신 필터 및 수신 필터일 수 있다. 예시된 바와 같이, 송신 필터 및 수신 필터는 각각 무선 주파수 신호를 필터링하도록 배열되는 대역 통과 필터들일 수 있다. 송신 필터들(86A1 내지 86N1) 중 하나 이상은 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 원리들 및 장점들에 따른 BAW 컴포넌트의 하나 이상의 BAW 공진기를 포함할 수 있다. 유사하게, 수신 필터들(86A2 내지 86N2) 중 하나 이상은 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 원리들 및 장점들에 따른 BAW 컴포넌트의 하나 이상의 BAW 공진기를 포함할 수 있다. 도 8이 듀플렉서들을 예시하지만, 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 원리들 및 장점들은 다른 멀티플렉서들(예를 들어, 쿼드플렉서들, 헥사플렉서들, 옥토플렉서들 등)에서 및/또는 스위치-플렉서들에서 구현될 수 있다.
전력 증폭기(87)는 무선 주파수 신호를 증폭할 수 있다. 예시된 스위치(88)는 멀티-스로 무선 주파수 스위치(multi-throw radio frequency switch)이다. 스위치(88)는 전력 증폭기(87)의 출력을 송신 필터들(86A1 내지 86N1) 중 선택된 송신 필터에 전기적으로 결합할 수 있다. 일부 사례들에서, 스위치(88)는 전력 증폭기(87)의 출력을 송신 필터들(86A1 내지 86N1) 중 하나보다 많은 송신 필터에 전기적으로 접속할 수 있다. 안테나 스위치(89)는 듀플렉서들(85A 내지 85N) 중 하나 이상의 듀플렉서로부터의 신호를 안테나 포트(ANT)에 선택적으로 결합할 수 있다. 듀플렉서들(85A 내지 85N)은 상이한 주파수 대역들 및/또는 상이한 동작 모드들(예를 들어, 상이한 전력 모드들, 상이한 시그널링 모드들 등)과 연관될 수 있다.
도 9a는 실시예에 따른 무선 주파수 프론트 엔드(92) 내에 필터들(93)을 포함하는 무선 통신 디바이스(90)의 개략도이다. 필터들(93)은 본 명세서에서 논의되는 임의의 적절한 원리들 및 장점들에 따른 BAW 컴포넌트의 BAW 공진기들을 포함할 수 있다. 무선 통신 디바이스(90)는 임의의 적절한 무선 통신 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 디바이스(90)는 스마트폰과 같은 모바일 폰일 수 있다. 예시된 바와 같이, 무선 통신 디바이스(90)는 안테나(91), RF 프론트 엔드(92), 송수신기(94), 프로세서(95), 메모리(96), 및 사용자 인터페이스(97)를 포함한다. 안테나(91)는 RF 프론트 엔드(92)에 의해 제공되는 RF 신호들을 송신할 수 있다. 이러한 RF 신호들은 캐리어 집성 신호들(carrier aggregation signals)을 포함할 수 있다.
RF 프론트 엔드(92)는 하나 이상의 전력 증폭기, 하나 이상의 저 잡음 증폭기, 하나 이상의 RF 스위치, 하나 이상의 수신 필터, 하나 이상의 송신 필터, 하나 이상의 듀플렉스 필터, 하나 이상의 멀티플렉서, 하나 이상의 주파수 멀티플렉싱 회로, 그와 유사한 것, 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다. RF 프론트 엔드(92)는 임의의 적절한 통신 표준들과 연관된 RF 신호들을 송신 및 수신할 수 있다. 필터들(93)은 위에서 논의된 임의의 실시예들을 참조하여 논의된 특징들의 임의의 적절한 조합을 포함하는 BAW 컴포넌트의 BAW 공진기들을 포함할 수 있다.
송수신기(94)는 증폭 및/또는 다른 처리를 위해 RF 프론트 엔드(92)에 RF 신호들을 제공할 수 있다. 송수신기(94)는 또한 RF 프론트 엔드(92)의 저 잡음 증폭기에 의해 제공되는 RF 신호를 처리할 수 있다. 송수신기(94)는 프로세서(95)와 통신한다. 프로세서(95)는 기저대역 프로세서일 수 있다. 프로세서(95)는 무선 통신 디바이스(90)에 대한 임의의 적절한 기저대역 처리 기능들을 제공할 수 있다. 메모리(96)는 프로세서(95)에 의해 액세스될 수 있다. 메모리(96)는 무선 통신 디바이스(90)에 대한 임의의 적절한 데이터를 저장할 수 있다. 사용자 인터페이스(97)는 터치 스크린 능력들을 갖는 디스플레이와 같은 임의의 적절한 사용자 인터페이스일 수 있다.
도 9b는 무선 주파수 프론트 엔드(92) 내의 필터들(93) 및 다이버시티 수신 모듈(102) 내의 제2 필터(103)를 포함하는 무선 통신 디바이스(100)의 개략도이다. 무선 통신 디바이스(100)가 또한 다이버시티 수신 특징들을 포함한다는 것을 제외하고는, 무선 통신 디바이스(100)는 도 9a의 무선 통신 디바이스(90)와 같다. 도 9b에 예시된 바와 같이, 무선 통신 디바이스(100)는 다이버시티 안테나(101), 다이버시티 안테나(101)에 의해 수신된 신호를 처리하도록 구성되고 필터들(103)을 포함하는 다이버시티 모듈(102), 및 무선 주파수 프론트 엔드(92)와 다이버시티 수신 모듈(102) 둘 다와 통신하는 송수신기(104)를 포함한다. 필터들(103)은 위에서 논의된 임의의 실시예들을 참조하여 논의된 특징들의 임의의 적절한 조합을 포함하는 BAW 컴포넌트의 BAW 공진기들을 포함할 수 있다.
전술한 실시예들 중 임의의 것은 셀룰러 핸드셋과 같은 모바일 디바이스들과 연관하여 구현될 수 있다. 실시예들의 원리들 및 장점들은 본 명세서에서 설명되는 실시예들 중 임의의 것으로부터 이득을 얻을 수 있는, 임의의 업링크 셀룰러 디바이스와 같은, 임의의 다른 시스템들 또는 장치에 사용될 수 있다. 본 명세서의 교시는 다양한 시스템에 적용 가능하다. 본 개시내용이 일부 예시적인 실시예를 포함하지만, 본 명세서에 설명된 교시는 다양한 구조에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 논의되는 원리들 및 장점들 중 임의의 것은 약 30 킬로헤르츠(kHz) 내지 300 GHz 범위의 주파수, 예컨대, 약 450 MHz 내지 8.5 GHz 범위의 주파수를 갖는 신호들을 처리하도록 구성되는 RF 회로들과 관련하여 구현될 수 있다.
본 개시내용의 양태들은 다양한 전자 디바이스에서 구현될 수 있다. 전자 디바이스들의 예들은, 소비자 전자 제품들, 다이 및/또는 음향파 필터 어셈블리들 및/또는 패키지화된 무선 주파수 모듈들과 같은 소비자 전자 제품들의 부분들, 업링크 무선 통신 디바이스들, 무선 통신 인프라스트럭처, 전자 테스트 장비 등을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 전자 디바이스들의 예들은, 스마트폰과 같은 모바일폰, 스마트 시계 또는 이어 피스와 같은 웨어러블 컴퓨팅 디바이스, 전화기, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 컴퓨터, 모뎀, 핸드-헬드 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 개인용 디지털 보조기기(personal digital assistant)(PDA), 마이크로웨이브, 냉장고, 자동차, 스테레오 시스템, DVD 플레이어, CD 플레이어, MP3 플레이어와 같은 디지털 음악 플레이어, 라디오, 캠코더, 카메라, 디지털 카메라, 휴대용 메모리 칩, 세탁기, 건조기, 세탁기/건조기, 복사기, 팩시밀리 머신, 스캐너, 다기능 주변 디바이스, 손목 시계, 시계 등을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 전자 디바이스들은 미완성 제품들을 포함할 수 있다.
문맥이 명백히 달리 요구하지 않는 한, 설명 및 청구항들 전체에 걸쳐서, "이루어지다", "이루어지는", "포함하다", "포함하는" 등의 단어들은 배타적 또는 전수적 의미가 아니라 포괄적 의미에서; 즉, "~를 포함하지만 이에 제한되지 않는"의 의미에서 해석되어야 한다. 본 명세서에서 일반적으로 사용되는 바와 같이, "결합된"이라는 단어는 직접적으로 접속되거나 하나 이상의 중간 요소를 통해 접속될 수 있는 둘 이상의 요소를 지칭한다. 마찬가지로, 본 명세서에서 일반적으로 사용되는 바와 같이, "접속된"이라는 단어는 직접적으로 접속되거나 하나 이상의 중간 요소를 통해 접속될 수 있는 둘 이상의 요소를 지칭한다. 부가적으로, "여기서", "위에서", "아래에서"와 같은 단어들 및 유사한 의미의 단어들은, 본 출원에서 사용될 때, 본 출원의 임의의 특정 부분들이 아니라 본 출원 전체를 지칭하는 것이다. 문맥이 허용하는 경우에, 단수 또는 복수를 사용하는 위의 상세한 설명에서의 단어들은 각각 복수 또는 단수를 또한 포함할 수 있다. 2개 이상의 아이템의 목록에 관한 "또는"이라는 단어는, 다음과 같은 단어의 해석들: 목록 내의 아이템들 중 임의의 아이템, 목록 내의 아이템들 전부, 및 목록 내의 아이템들의 임의의 조합을 전부 커버한다.
또한, 특히 "~할 수 있다", "예를 들어", "예컨대" 등과 같은 본 명세서에서 사용된 조건부 언어는, 달리 구체적으로 명시하지 않는 한, 또는 사용된 문맥 내에서 달리 이해되지 않는 한, 일반적으로 특정 특징들, 요소들 및/또는 상태들을 특정 실시예들은 포함하지만 다른 실시예들은 포함하지 않는다는 것을 전달하도록 의도된다. 그러므로, 이러한 조건부 언어는 일반적으로 특징들, 요소들 및/또는 상태들이 하나 이상의 실시예에 대해 어떠한 식으로든 요구된다는 것을 함축하고자 하는 것은 아니다.
특정 실시예들이 설명되었지만, 이들 실시예는 단지 예로서 제시된 것이고, 본 개시내용의 범위를 제한하려는 것은 아니다. 사실상, 본 명세서에서 설명된 신규한 장치들, 방법들 및 시스템들은 다양한 다른 형태들로 구현될 수 있고; 또한, 본 개시내용의 사상에서 벗어나지 않고 본 명세서에서 설명된 방법들 및 시스템들의 형태로 다양한 생략들, 대체들 및 변경들이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 블록들이 주어진 배열로 제시되어 있지만, 대안적인 실시예들은 상이한 컴포넌트들 및/또는 회로 토폴로지들로 유사한 기능들을 수행할 수 있고, 일부 블록들은 삭제, 이동, 추가, 세분, 조합, 및/또는 수정될 수 있다. 이들 블록들 각각은 다양한 상이한 방식으로 구현될 수 있다. 위에서 설명한 다양한 실시예의 요소들 및 동작들의 임의의 적절한 조합이 결합되어 추가 실시예들을 제공할 수 있다. 첨부된 청구항들 및 그 등가물들은 본 개시내용의 범위 및 사상 내에 있는 그러한 형태들 또는 수정들을 포함하도록 의도된다.

Claims (40)

  1. 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트들(singulated bulk acoustic wave components)을 제조하는 방법으로서,
    개별 벌크 음향파 컴포넌트들 사이에 노출된 스트리트들(streets)을 형성하도록 벌크 음향파 컴포넌트들의 어레이의 기판 위에 버퍼 층을 형성하는 단계; 및
    상기 노출된 스트리트들을 따라 상기 벌크 음향파 컴포넌트들을 플라즈마 다이싱(plasma dicing)하여 상기 벌크 음향파 컴포넌트들을 싱귤레이트하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트들 각각은 벌크 음향파 공진기(bulk acoustic wave resonator) 및 상기 벌크 음향파 공진기를 둘러싸는 캡(cap)을 포함하고, 상기 캡은 상기 각자의 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트의 기판의 에지로부터 5 미크론 이하에 있는 측벽을 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 측벽은 상기 각자의 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트의 에지로부터 적어도 1 미크론에 있는, 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 측벽은 구리를 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 다이싱은 상기 기판과 캡 기판 둘 다를 통해 에칭하는 것을 포함하고, 상기 벌크 음향파 컴포넌트는 상기 기판 위에 그리고 상기 캡 기판 아래에 위치되는 벌크 음향파 공진기를 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기판 및 상기 캡 기판은 실리콘 기판들인, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기판 위에 전도체를 형성하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 전도체는 상기 기판을 통해 연장되는 비아(via)로부터 측방향으로 연장되고, 상기 전도체는 상기 비아 내의 전도성 층에 전기적으로 접속되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 버퍼 층을 형성하는 단계는, 상기 버퍼 층이 상기 전도체의 적어도 일부 위에 있도록 수행되는, 방법.
  9. 제7항에 있어서, 땜납(solder)이 상기 비아와 중첩되지 않도록 상기 전도체 위에 땜납을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 기판인, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 버퍼 층은 상기 플라즈마 다이싱 동안 실리콘보다 적어도 30배 더 느리게 에칭되는 재료인, 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 버퍼 층을 형성하는 단계는 포토리소그래피 프로세스에 의해 상기 노출된 스트리트들을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 벌크 음향파 컴포넌트들 각각은 필름 벌크 음향파 공진기(film bulk acoustic wave resonator)를 포함하는, 방법.
  14. 벌크 음향파 컴포넌트들을 제조하는 방법으로서,
    제2 웨이퍼와 본딩된 제1 웨이퍼를 제공하는 단계 - 상기 제1 웨이퍼는 그 위에 벌크 음향 공진기들을 갖고, 상기 제2 웨이퍼는 상기 벌크 음향 공진기들 위에 있고 상기 벌크 음향 공진기들로부터 이격되어 있음 - ;
    스트리트들이 노출되도록 상기 벌크 음향파 공진기들과 반대편에 있는 상기 제1 웨이퍼의 측면 상에 버퍼 층을 형성하는 단계; 및
    상기 노출된 스트리트들을 따라 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼를 통해 플라즈마 다이싱하여 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트들을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 웨이퍼 및 상기 제2 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼들인, 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트들 각각은 상기 벌크 음향파 공진기들 중의 벌크 음향파 공진기 및 상기 벌크 음향파 공진기를 둘러싸는 캡을 포함하고, 상기 캡은 측벽을 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 측벽은 상기 각자의 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트의 기판의 에지로부터 1 미크론 내지 5 미크론의 범위 내로 떨어져 있고, 상기 기판은 플라즈마 다이싱 이전의 상기 제1 웨이퍼의 일부에 대응하는, 방법.
  18. 벌크 음향파 컴포넌트들을 제조하는 방법으로서,
    스트리트들이 노출되도록 벌크 음향파 컴포넌트들의 실리콘 기판 위에 버퍼 층을 형성하는 단계; 및
    상기 노출된 스트리트들을 따라 상기 벌크 음향파 컴포넌트들을 플라즈마 다이싱하여 상기 벌크 음향파 컴포넌트들을 싱귤레이트하는 단계 - 상기 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트들 각각은 벌크 음향파 공진기 및 상기 벌크 음향파 공진기를 둘러싸는 캡을 포함하고, 상기 캡은 실리콘 캡 기판, 및 1 미크론 내지 5 미크론의 범위 내의 거리만큼 상기 각자의 싱귤레이트된 벌크 음향파 컴포넌트의 상기 실리콘 기판의 에지로부터 이격되는 측벽을 포함함 -
    를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 측벽은 구리를 포함하고, 상기 버퍼 층은 수지를 포함하는, 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 벌크 음향파 공진기는 필름 벌크 음향파 공진기인, 방법.
  21. 벌크 음향파 컴포넌트로서,
    기판;
    상기 기판 상의 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기; 및
    상기 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기를 둘러싸는 캡
    을 포함하고,
    상기 캡은 상기 기판의 에지로부터 이격된 측벽을 포함하고, 상기 측벽은 상기 기판의 에지로부터 5 미크론 이하에 있는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  22. 제21항에 있어서, 상기 측벽은 상기 기판의 에지로부터 3 미크론 이하에 있는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  23. 제21항에 있어서, 상기 측벽은 상기 기판의 에지로부터 적어도 1 미크론에 있는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  24. 제21항에 있어서, 상기 기판을 통해 연장되는 비아, 상기 비아 내의 전도성 층, 및 상기 비아 내의 버퍼 층을 추가로 포함하는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  25. 제21항에 있어서, 상기 기판을 통해 연장되는 비아, 상기 비아로부터 측방향으로 연장되고 상기 비아 내의 전도성 층과 전기적으로 접속되는 전도체, 및 상기 전도체 상에 있고 상기 비아로부터 측방향으로 위치되는 땜납을 추가로 포함하는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  26. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기는 필름 벌크 음향파 공진기를 포함하는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  27. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기는 SMR(solidly mounted resonator)를 포함하는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  28. 제21항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 기판인, 벌크 음향파 컴포넌트.
  29. 제28항에 있어서, 상기 캡의 상부 부분은 실리콘 캡 기판을 포함하는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  30. 제21항에 있어서, 상기 측벽은 구리를 포함하는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  31. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기는 무선 주파수 신호를 필터링하도록 배열되는 필터에 포함된 복수의 벌크 음향파 공진기를 포함하는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  32. 제31항에 있어서, 상기 복수의 벌크 음향파 공진기는 적어도 10개의 벌크 음향파 공진기를 포함하는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  33. 벌크 음향파 컴포넌트로서,
    실리콘 기판;
    상기 실리콘 기판 상의 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기; 및
    상기 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기를 둘러싸는 캡
    을 포함하고,
    상기 캡은 캡 기판 및 측벽을 포함하고, 상기 캡 기판은 실리콘을 포함하고, 상기 측벽은 1 미크론 내지 5 미크론의 범위 내의 거리만큼 상기 실리콘 기판의 에지로부터 이격되는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  34. 제33항에 있어서, 상기 실리콘 기판을 통해 연장되는 비아, 상기 비아 내의 전도성 층, 및 상기 비아 내의 버퍼 층을 추가로 포함하는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  35. 제33항에 있어서, 상기 실리콘 기판을 통해 연장되는 비아, 상기 비아로부터 측방향으로 연장되고 상기 비아 내의 전도성 층과 전기적으로 접속되는 전도체, 및 상기 전도체 상에 있고 상기 비아로부터 측방향으로 위치되는 땜납을 추가로 포함하는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  36. 제33항에 있어서, 상기 측벽은 구리를 포함하는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  37. 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 벌크 음향파 공진기는 무선 주파수 신호를 필터링하도록 배열되는 음향파 필터에 포함된 적어도 10개의 벌크 음향파 공진기를 포함하는, 벌크 음향파 컴포넌트.
  38. 무선 통신 디바이스로서,
    안테나; 및
    기판, 상기 기판 상의 벌크 음향파 공진기들, 및 상기 벌크 음향파 공진기들을 둘러싸는 캡을 포함하는 벌크 음향파 컴포넌트
    를 포함하고,
    상기 캡은 5 미크론 이하만큼 상기 기판의 에지로부터 이격되는 측벽을 포함하고, 상기 벌크 음향파 공진기들은 상기 안테나와 통신하는 필터에 포함되는, 무선 통신 디바이스.
  39. 제38항에 있어서, 상기 무선 통신 디바이스는 모바일 폰으로서 구성되는, 무선 통신 디바이스.
  40. 제38항에 있어서, 상기 필터와 통신하는 무선 주파수 증폭기 및 상기 필터와 상기 안테나 사이에 결합된 스위치를 추가로 포함하는, 무선 통신 디바이스.
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