KR20220031515A - 제어 가능한 델타 주파수 온도계수를 갖는 다층 압전 기판 - Google Patents

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Abstract

전자 디바이스가, 캐리어 기판, 캐리어 기판의 앞면에 배치되는 압전 재료 층, 및 캐리어 기판의 뒷면에 배치되는 뒷면 재료 층을 포함하는 다층 압전 기판 ― 뒷면 재료 층은 캐리어 기판의 열 팽창 계수와는 상이한 열 팽창 계수를 가짐 ― 과, 다층 압전 기판의 앞면에 배치되는 하나 이상의 음향파 디바이스들 ― 하나 이상의 음향파 디바이스들은 뒷면 재료 층이 없는 실질적으로 유사한 디바이스에서보다 각각의 공진 및 반공진 주파수들에서 주파수 온도계수의 더 작은 차이를 나타냄 ― 을 포함한다.

Description

제어 가능한 델타 주파수 온도계수를 갖는 다층 압전 기판{MULTI-LAYER PIEZOELECTRIC SUBSTRATE WITH CONTROLLABLE DELTA TEMPERATURE COEFFICIENT OF FREQUENCY}
본 개시의 실시예들은 음향파 디바이스들 및 필터들에 관한 것이고 그것들에서 대역폭 온도계수(temperature coefficient of bandwidth)를 제어하기 위한 방법들 및 구조체들에 관한 것이다.
음향파 디바이스들, 예를 들어, 표면 음향파(surface acoustic wave)(SAW) 및 체적 음향파(bulk acoustic wave)(BAW) 디바이스들이 라디오 주파수(radio frequency) 전자 시스템들에서 필터들의 컴포넌트들로서 이용될 수 있다. 예를 들면, 모바일 전화기의 라디오 주파수 프런트 엔드에서의 필터들이 음향파 필터들을 포함할 수 있다. 두 개의 음향파 필터들은 듀플렉서 또는 다이플렉서로서 배열될 수 있다.
하나의 양태에 따라, 전자 디바이스가 제공된다. 전자 디바이스는, 캐리어 기판, 캐리어 기판의 앞면에 배치되는 압전 재료 층, 및 캐리어 기판의 뒷면에 배치되는 뒷면 재료 층을 포함하는 다층 압전 기판(multilayer piezoelectric substrate) ― 뒷면 재료 층은 캐리어 기판의 열 팽창 계수(coefficient of thermal expansion)와는 상이한 열 팽창 계수를 가짐 ― 과, 다층 압전 기판의 앞면에 배치되는 하나 이상의 음향파 디바이스들 ― 하나 이상의 음향파 디바이스들은 뒷면 재료 층이 없는 실질적으로 유사한 디바이스에서보다 각각의 공진 및 반공진(antiresonant) 주파수들에서 주파수 온도계수의 더 작은 차이를 나타냄 ― 을 포함한다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 음향파 디바이스들은 음향파 필터에 포함된다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 음향파 디바이스들은 라디오 주파수 필터를 형성한다.
일부 실시예들에서, 그 필터는 0에 가까운 대역폭 온도계수를 갖는다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 음향파 디바이스들의 공진 주파수에서의 주파수 온도계수는 하나 이상의 음향파 디바이스들의 반공진 주파수에서의 주파수 온도계수와 실질적으로 동일하다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 음향파 디바이스들은 표면 음향파 디바이스들이다. 하나 이상의 음향파 디바이스들은 온도 보상된(temperature-compensated) 표면 음향파 디바이스들일 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 음향파 디바이스들은 체적 음향파 디바이스들이다.
일부 실시예들에서, 뒷면 재료 층은 캐리어 기판의 주파수 온도계수보다 높은 주파수 온도계수를 갖는다.
일부 실시예들에서, 뒷면 재료 층은 캐리어 기판의 주파수 온도계수보다 낮은 주파수 온도계수를 갖는다.
일부 실시예들에서, 뒷면 재료 층은 유전체 또는 금속 중 하나를 포함한다.
일부 실시예들에서, 뒷면 재료 층은 압전 재료를 포함한다.
일부 실시예들에서, 뒷면 재료 층 및 압전 재료 층 둘 다는 동일한 압전 재료를 포함한다.
일부 실시예들에서, 뒷면 재료 층과 압전 재료 층은 실질적으로 동일한 두께를 갖는다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 음향파 디바이스들은 0에 가까운 델타 주파수 온도계수를 갖는다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스는 라디오 주파수 디바이스 모듈에 포함된다.
일부 실시예들에서, 라디오 주파수 디바이스 모듈은 라디오 주파수 디바이스에 포함된다.
다른 양태에 따라, 전자 디바이스를 형성하는 방법이 제공된다. 그 방법은, 캐리어 기판의 상단 표면에 압전 재료 층을 형성하는 단계, 캐리어 기판의 하단 표면에 뒷면 재료 층 ― 뒷면 재료 층은 캐리어 기판의 열 팽창 계수와는 상이한 열 팽창 계수를 가짐 ― 을 형성하는 단계, 및 압전 재료 층의 부분들을 포함하는 하나 이상의 음향파 디바이스들을 형성하는 단계 ― 뒷면 재료 층은 하나 이상의 음향파 디바이스들이 각각의 공진 및 반공진 주파수들에서 주파수 온도계수의 0에 가까운 차이를 나타내게 함 ― 를 포함한다.
일부 실시예들에서, 그 방법은 하나 이상의 음향파 디바이스들로부터 라디오 주파수 필터를 형성하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 그 방법은 라디오 주파수 필터를 포함하는 라디오 주파수 디바이스 모듈을 형성하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 그 방법은 라디오 주파수 디바이스를 포함하는 라디오 주파수 전자 디바이스를 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 개시의 실시예들이 이제, 첨부 도면들을 참조하여, 비제한적인 예로서 설명될 것이다.
도 1a는 표면 음향파 공진기의 일 예의 단순화된 평면도이며;
도 1b는 표면 음향파 공진기의 다른 예의 단순화된 평면도이며;
도 1c는 표면 음향파 공진기의 다른 예의 단순화된 평면도이며;
도 2는 다층 압전 기판을 갖는 온도 보상된 표면 음향파 공진기의 부분의 단면도이며;
도 3은 필름 체적 음향파 공진기의 단순화된 단면도이며;
도 4는 램 파(Lamb wave) 공진기의 단순화된 단면도이며;
도 5는 견고하게 장착된 공진기의 단순화된 단면도이며;
도 6은 라디오 주파수 래더(ladder) 필터의 개략도이며;
도 7은 음향파 디바이스를 위한 다층 압전 기판의 일 예이며;
도 8은 동작 온도에서 상이한 뒷면 층들을 갖는 다층 압전 기판들에서의 변형(strain)을 예시하며;
도 9는 본 개시의 양태들에 따른 하나 이상의 전자 디바이스들을 포함할 수 있는 필터 모듈의 하나의 예의 블록도이며;
도 10은 본 개시의 양태들에 따른 하나 이상의 필터 모듈들을 포함할 수 있는 프런트 엔드 모듈의 하나의 예의 블록도이며; 그리고
도 11은 도 10의 프런트 엔드 모듈을 포함하는 무선 디바이스의 하나의 예의 블록도이다.
특정 실시예들의 다음의 상세한 설명은 특정 실시예들의 다양한 설명들을 제시한다. 그러나, 본 개시에서 설명되는 기술혁신들은 예를 들어 청구항들에 의해 정의되고 커버되는 바와 같은 수많은 상이한 방식들로 실시될 수 있다. 이 설명에서, 유사한 참조 번호들이 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 엘리먼트들을 나타낼 수 있는 도면들이 참조된다. 도면들에서 예시되는 엘리먼트들은 반드시 축척대로 그려지지는 않았다는 것이 이해될 것이다. 더구나, 특정 실시예들은 도면에 예시된 것보다 더 많은 엘리먼트들 및/또는 도면에 예시된 엘리먼트들의 서브세트를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 일부 실시예들은 둘 이상의 도면들로부터의 특징들의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다.
도 1a는 SAW 필터, 듀플렉서, 다이플렉서, 발룬(balun) 등에서 사용될 수 있는 표면 음향파(SAW) 공진기(10)의 평면도이다.
음향파 공진기(10)는 압전 기판, 예를 들어, 리튬 탄탈레이트(LiTaO3) 또는 리튬 니오베이트(LiNbO3) 기판(12) 상에 형성되고 IDT(Interdigital Transducer) 전극들(14)과 반사체 전극들(16)을 포함한다. 사용 시, IDT 전극들(14)은 압전 기판(12)의 표면을 따라 파장(λ)을 갖는 주 음향파를 여기시킨다. 반사체 전극들(16)은 IDT 전극들(14)을 샌드위치하고 IDT 전극들(14)을 통해 앞뒤로 주 음향파를 반사한다. 디바이스의 주 음향파는 IDT 전극들의 길이 방향에 수직으로 이동한다.
IDT 전극들(14)은 제1 버스 바 전극(18A)과 제1 버스 바 전극(18A)과 마주하는 제2 버스 바 전극(18B)을 포함한다. 버스 바 전극들(18A, 18B)은 본 개시에서 함께 버스 바 전극(18)이라고 지칭될 수 있다. IDT 전극들(14)은 제1 버스 바 전극(18A)으로부터 제2 버스 바 전극(18B)을 향해 연장되는 제1 전극 핑거들(20A)과, 제2 버스 바 전극(18B)으로부터 제1 버스 바 전극(18A)을 향해 연장되는 제2 전극 핑거들(20B)을 더 포함한다.
반사체 전극들(16)(또한 반사체 그레이팅들이라 지칭됨) 각각은 제1 반사체 버스 바 전극(24A) 및 제2 반사체 버스 바 전극(24B)(본 개시에서는 총칭하여 반사체 버스 바 전극(24)이라 함)과 제1 버스 바 전극(24A) 및 제2 버스 바 전극(24B) 사이에서 연장되고 그들 버스 바 전극들을 전기적으로 커플링시키는 반사체 핑거들(26)을 포함한다.
본 개시에서 개시되는 다른 실시예들에서, 도 1b에 예시된 바와 같이, 반사체 버스 바 전극들(24A, 24B)은 생략될 수 있고 반사체 핑거들(26)은 전기적으로 비연결될 수 있다. 게다가, 도 1c에 예시된 바와 같이, 본 명세서에서 개시되는 바와 같은 음향파 공진기들은 각각의 전극 핑거들(20A, 20B)과 정렬되는 더미 전극 핑거들(20C)을 포함할 수 있다. 각각의 더미 전극 핑거(20C)는 자신이 정렬되는 각각의 전극 핑거(20A, 20B)가 아니라 반대편 버스 바 전극(18A, 18B)으로부터 연장된다.
도 2는 기판(12) 상에 배치되는 수 개의 IDT 전극들(14)을 예시하는 도 1a 내지 도 1c 중 임의의 것의 음향파 공진기(10)의 부분의 부분 단면도이다. 일부 실시예들에서, 음향파 공진기가 압전 기판(12)과 압전 기판 하에 배치되는 캐리어 기판(22)을 포함하는 다층 압전 기판을 포함할 수 있다. 캐리어 기판(22)은, 예를 들어, 실리콘 또는 유전체 재료, 예를 들어, 실리콘 이산화물, 알루미늄 산화물, 또는 사파이어로 형성될 수 있다. 캐리어 기판(22)은 일반적으로 압전 기판(12)보다 두껍고 음향파 공진기에 증가된 기계적 강도를 제공한다.
IDT 전극들(14)은 금속 또는 금속 합금, 예를 들어, 알루미늄으로 형성된다. 일부 실시예들에서 IDT 전극들(14)은 상이한 금속들, 예를 들어, 몰리브덴 및 알루미늄의 다수의 층들을 포함할 수 있다. 유전체 재료(24), 예를 들어, 실리콘 이산화물(SiO2)이 IDT 전극들(14) 및 기판(12)의 상단에 배치될 수 있다. 유전체 재료는 음향파 공진기(10)의 동작 특성들에 대한 온도 변화들의 영향을 유리하게 감소시킬 수 있고 IDT 전극들(14) 및 기판(12)의 표면을 보호할 수 있다. 예를 들어, SiO2는 음의 열 팽창 계수를 갖는 한편 SAW 디바이스에서 압전 기판(12)을 위해 일반적으로 사용되는 재료들은 양의 열 팽창 계수를 갖는다. SiO2 층(24)은 따라서 SiO2 층(24)이 없을 시에 발생할 수 있는 온도 변화들로 압전 기판(12)의 치수 변화들에 대항할 수 있다. 도 2에 예시된 바와 같이 SiO2 층을 포함하는 SAW 디바이스들은 온도 보상된 SAW 디바이스들이라고 지칭될 수 있으며, 종종 TC-SAW 디바이스들이라고 약칭된다.
본 명세서에서 개시되는 양태들 및 실시예들은 체적 음향파(BAW) 공진기들에 또한 적용 가능할 수 있다. 필름(film) 체적 음향파 공진기들(FBAR), 램 파 공진기들, 및 견고하게 장착된 공진기들이 BAW 공진기들의 예들이다.
도 3은 필름 체적 음향파 공진기(FBAR)(30)의 단순화된 단면도이다. FBAR(30)은 압전 재료 층(32), 압전 재료 층(32)의 상부 표면의 상부 전극(34), 및 압전 재료 층(32)의 하부 표면의 하부 전극(36)을 포함한다. 압전 재료 층(32)은 박막일 수 있다. 압전 재료 층(32)은 알루미늄 질화물 층일 수 있다. 다른 사례들에서, 압전 재료 층(32)은 임의의 적합한 압전 재료 층일 수 있다. 압전 재료 층(32)은 기판(39) 상에 배치되고 압전 재료 층(32)의 하부 표면과 기판(39) 사이에 공동(38)을 정의한다. 하부 전극(36)은 공동(38) 안에 배치된다. 공동(38)은 공기 또는 다른 가스로 채워질 수 있거나, 또는 다른 실시예들에서 진공 공동을 형성하도록 진공화될 수 있다.
도 4는 램 파 공진기(40)의 단순화된 단면도이다. 램 파 공진기(40)는 SAW 공진기 및 FBAR의 특징부들을 포함한다. 예시된 바와 같이, 램 파 공진기(40)는 압전 재료 층(42), 압전 재료 층(42)의 상부 표면의 IDT(interdigital transducer electrode)(44), 및 압전 재료 층(42)의 하부 표면에 배치되는 하부 전극(46)을 포함한다. 압전 재료 층(42)은 박막일 수 있다. 압전 재료 층(42)은 알루미늄 질화물 층일 수 있다. 다른 사례들에서, 압전 재료 층(42)은 임의의 적합한 압전 층일 수 있다. 램 파 공진기의 주파수는 IDT(44)의 기하구조에 기초할 수 있다. 전극(46)은 특정한 사례들에서 접지될 수 있다. 일부 다른 사례들에서, 전극(46)은 부동형(floating)일 수 있다. 공기 공동(48)이 전극(46)과 기판(49) 사이에 배치된다. 임의의 적합한 공동, 예를 들어, 진공 공동 또는 상이한 가스로 채워진 공동이 공기 공동(48) 대신 구현될 수 있다.
도 5는 견고하게 장착된 공진기 (SMR)(50)의 단순화된 단면도이다. 예시된 바와 같이, SMR(50)은 압전 재료 층(52), 압전 재료 층(52)의 상단에 배치되는 상부 전극(54), 및 압전 재료 층(52)의 하부 표면에 배치되는 하부 전극(56)을 포함한다. 압전 재료 층(52)은 알루미늄 질화물 층일 수 있다. 다른 사례들에서, 압전 재료 층(52)은 임의의 다른 적합한 압전 재료 층일 수 있다. 하부 전극(56)은 특정한 사례들에서 접지될 수 있다. 일부 다른 사례들에서, 하부 전극(56)은 부동형일 수 있다. 브래그(Bragg) 반사체들(58)이 하부 전극(56)과 반도체 기판(59) 사이에 배치된다. 임의의 적합한 브래그 반사체들이 구현될 수 있다. 예를 들어, 브래그 반사체들은 SiO2/W일 수 있다.
도 3 내지 도 5의 기판들(39, 49, 59)은 실리콘인 것으로 표시되지만, 대안적으로 다른 재료, 예를 들어, 실리콘 이산화물, 알루미늄 산화물, 또는 사파이어와 같은 유전체 재료로 형성될 수 있다.
도 1a 내지 도 5에 예시된 음향파 공진기들, 뿐만 아니라 본 개시에서 제시된 다른 도면들에서 도시되는 것들은 고도로 단순화된 형태로 예시된다는 것이 이해되어야 한다. 상이한 특징부들의 상대 치수들은 축척대로 그려지지 않았다. 예를 들어, 전형적인 표면 음향파 공진기들은 예시된 것보다 훨씬 많은 수의 전극 핑거들 및/또는 반사체 핑거들을 일반적으로 포함할 것이다. 음향파 공진기들은 일부 예들에서 예시된 것과는 상이하게 구성될 수 있으며, 예를 들어, 일부 실시예들에서 표면 음향파 공진기들은 더미 전극 핑거들, 상이한 또는 비균일한 길이 또는 폭 치수들을 갖는 전극 핑거들, 상이한 또는 비균일한 간격을 갖는 전극 핑거들 또는 반사체 핑거들, 또는 만곡된 또는 경사진 부분들을 포함하는 전극 핑거들을 포함할 수 있다. 전형적인 표면 음향파 공진기들 또는 필터 엘리먼트들은 반사체 전극들 사이에 샌드위치되는 다수의 IDT 전극들을 또한 포함할 수 있다.
본 명세서에서 개시되는 음향파 공진기들은 음향파 필터, 예를 들어 라디오 주파수(RF) 음향파 필터를 형성하도록 전기적으로 커플링될 수 있다. 필터 아키텍처의 하나의 예가 래더 필터이다. RF 래더 필터의 일 예가 도 6에서 개략적으로 도시된다. RF 래더 필터는 복수의 직렬 공진기들(R1, R3, R5, R7, 및 R9)과, 복수의 병렬(또는 션트) 공진기들(R2, R4, R6, 및 R8)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 복수의 직렬 공진기들(R1, R3, R5, R7, 및 R9)은 RF 래더 필터의 입력과 출력 사이에 직렬로 연결되고, 복수의 병렬 공진기들(R2, R4, R6, 및 R8)은 각각 직렬 공진기들과 션트 구성의 접지 사이에 연결된다. 음향파 디바이스들 또는 공진기들, 예를 들어, 듀플렉서들, 발룬들 등을 포함할 수 있는 본 기술분야에서 공지된 다른 필터 구조체들 및 다른 회로 구조체들은 또한, 본 명세서에서 개시되는 바와 같은 음향파 공진기들의 예들을 포함하여 형성될 수 있다.
음향파 공진기들은 종종 반공진 주파수(fa)에서보다 공진 주파수(fr)에서 상이한 주파수 온도계수(TCF)를 갖는다. TCF에서의 이 차이는 본 개시에서 델타 TCF(ΔTCF)라고 지칭될 것이다. 이는 통상적으로 ppm/℃로 측정된다. fr과 fa 사이의 주파수 분리가 음향파 공진기들로 형성되는 필터에서 대역폭을 결정하는 것을 주로 담당하기 때문에, ΔTCF는 음향파 공진기들로 형성되는 필터에 대한 대역폭 온도계수로서 간주될 수 있다. 더욱이, fr과 fa 사이의 다양한 분리는 또한 필터 임피던스의 변화를 야기하여, 잠재적으로 전압 정상파 비율(voltage standing wave ratio)(VSWR)에서의 저하를 야기하거나 또는 RF 시스템(예를 들어, 전력 증폭기들 또는 저잡음 증폭기들)에서 필터와 다른 인접한 RF 컴포넌트들 사이의 상호작용들에 영향을 미친다. 다층 압전 기판(MPS) 음향파 공진기들을 포함하는 음향파 필터들에서, ΔTCF 값은 특히 크고 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 공진기들 또는 필터들의 공진 및 반공진 주파수들 또는 대역폭과 같은 동작 특성들이 동작 온도의 변화들에 의해 크게 영향을 받지 않도록 음향파 공진기들 및 필터들에 낮은 또는 0의 ΔTCF 값들을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
MPS 공진기들 및 그것들로부터 형성된 필터들(MPS 필터들)에서 ΔTCF에 대한 주요 기여자는 MPS 공진기들의 압전 재료 필름에서의 온도 의존적 응력(stress)이다. 온도 의존적 응력은 압전 재료 필름과 밑에 있는 캐리어 기판 사이, 예를 들어, 도 2의 압전 재료 필름(12)과 캐리어 기판(22) 사이 또는 도 3 내지 도 5의 압전 재료 필름들(32, 42, 52)과 각각의 캐리어 기판들(39, 49, 59) 사이에서 열 팽창 계수(CTE)의 불일치에 의해 유도될 수 있다.
본 명세서에서 개시되는 양태들 및 실시예들은, 예를 들어 ±2ppm/℃의 범위 내의, 0에 가까운 ΔTCF를 갖는 MPS 음향파 공진기들 및 필터들을 포함한다. MPS 필터의 공진기들은 주 캐리어 기판의 CTE와는 상이한 CTE를 갖는 뒷면 층을 포함할 수 있다. 주 캐리어 기판과 뒷면 층 사이의 CTE 불일치는 음향파 공진기들에서 변형을 유도하여, 뒷면 층의 CTE가 주 캐리어 기판의 CTE보다 작은지 또는 큰지에 의존하여, 캐리어 기판이 상향(볼록) 또는 하향(오목) 방식으로 휘게 한다. 뒷면 층에 의해 야기되는 볼록 또는 오목 변형은 각각 공진기의 앞면(상단)의 압전 필름에 인장 또는 압축 응력을 부여한다. 임의의 온도 변화는 비례하는 응력 변화를 야기한다. 유도된 응력(인장 또는 압축)의 방향은 주 캐리어 기판의 CTE의 크기에 비하여 뒷면 층의 CTE의 크기에 의해 결정되고, 변화의 민감도는 CTE 불일치 정도, 캐리어 기판 및 뒷면 재료들의 영률들(Young's moduli), 그리고 뒷면 층 및 캐리어 기판의 상대 두께에 의해 결정된다. 필름 두께가 현대 제작 기술들을 사용하여 꽤 쉽게 제어될 수 있기 때문에, 이는 0 또는 0에 가까운 ΔTCF를 갖거나 또는 음향파 공진기들을 생성하기 위한 매우 간단한 자유도를 제공한다.
도 7은 본 명세서에서 개시된 바와 같은 0 또는 0에 가까운 ΔTCF를 갖는, 음향파 공진기(700)에서의 재료 층들의 단면을 개략적으로 예시한다. 음향파 공진기는, 도 1a 내지 도 5에 예시된 음향파 공진기들 또는 압전 재료 층(705) 상의 또는 내의 본 기술분야에서 공지된 다른 음향파 공진기들의 전극들 또는 다른 특징부들 중 임의의 것을 포함할 수 있거나 또는 구조화될 수 있는 압전 재료 층(705)을 포함하고, 예를 들어 도 2에 예시된 바와 같은 하나 이상의 위에 놓인 유전체 층들에 의해 전적으로 또는 부분적으로 덮일 수 있다. 압전 재료 층(705)은 캐리어 기판(710)의 앞면 또는 상부 표면에 배치되며, 이 캐리어 기판은 도 1a 내지 도 5에 예시된 음향파 공진기들 또는 본 기술분야에서 공지된 다른 음향파 공진기들 중 임의의 음향파 공진기의 캐리어 기판들(22, 39, 49, 또는 59)에 해당할 수 있다. 캐리어 기판(710)의 CTE와는 상이한 CTE를 갖는 뒷면 층(715)은 압전 재료 층(705)이 배치되는 캐리어 기판(710)의 앞면에 대향하는 캐리어 기판(710)의 뒷면 또는 하부 측에 배치된다. 뒷면 층은 하나 이상의 재료 층들로 형성될 수 있고 상이한 재료들의 층들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서 뒷면 층(715)은 캐리어 기판(710)보다 높은 CTE를 갖는다. 캐리어 기판(710)이, 예를 들어, 약 2.6 ppm/℃의 CTE를 갖는 실리콘으로 형성되면, 뒷면 층은 압전 재료, 예를 들어, 리튬 니오베이트(결정학적 배향에 따라 달라지는 약 7.5 ppm/℃ 내지 약 15.4 ppm/℃의 CTE), 리튬 탄탈레이트(결정학적 배향에 따라 달라지는 약 2 ppm/℃ 내지 약 16 ppm/℃의 CTE), 또는 알루미늄 질화물(약 4.6 ppm/℃의 CTE), 유전체, 예를 들어, 알루미늄 산화물(약 4.5 ppm/℃의 CTE) 사파이어(약 5.3 ppm/℃의 CTE), 또는 탄화 실리콘(약 2.8 ppm/℃의 CTE) 또는 금속, 예를 들어, 구리(약 17 ppm/℃의 CTE) 또는 알루미늄(약 23 ppm/℃의 CTE) 중 하나 이상으로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 뒷면 층(715)은 압전 재료 층(705)과 동일한 재료로 그리고 실질적으로 동일한 두께로 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서 뒷면 층(715)은 캐리어 기판(710)보다 낮은 CTE를 갖는다. 캐리어 기판(710)이, 예를 들어, 약 2.6 ppm/℃의 CTE를 갖는 실리콘으로 형성되면, 뒷면 층은 실리콘 질화물(약 1.4 ppm/℃의 CTE), 다이아몬드(약 1 ppm/℃의 CTE), 또는 실리콘 이산화물(약 0.65 ppm/℃의 CTE) 중 하나 이상으로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 뒷면 층은 주 캐리어 기판의 두께의 1% 내지 20% 사이의 두께 범위에서 구리 또는 SiN로 형성되거나 또는 그러한 것을 포함할 수 있다. 50 um 내지 250 um의 범위의 두께를 갖는 캐리어 기판의 경우, 뒷면 층 두께의 범위는, 예를 들어, 0.5 um와 50 um 사이일 수 있다.
뒷면 층(715)은 적절한 화학 증착 또는 물리적 증착 공정(예컨대, 증발 퇴적 또는 스퍼터링)을 사용하여 캐리어 기판(710)의 뒷면 또는 하부 측에 직접 퇴적될 수 있다. 다른 실시예들에서, 뒷면 층(715)은 적절한 접착 층, 예를 들어, 실리콘 이산화물, 크롬, 백금, 티타늄, 티타늄 이산화물, 금, 또는 임의의 다른 적절한 유전체 또는 금속성 접착 층 재료 중 하나 이상을 사용하여 캐리어 기판(710)의 뒷면 또는 하부 측에 접착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 금속성 뒷면 층은 전기도금에 의해 생성될 수 있다.
도 8에 예시된 바와 같이, 주 캐리어 기판과 뒷면 층 사이의 CTE 불일치는 디바이스에서의 변형을 유도하여, 뒷면 층의 CTE가 주 캐리어 기판의 CTE보다 작은지 또는 큰지에 의존하여, 기판이 상향(볼록) 또는 하향(오목) 방식으로 휘어지게 한다. 뒷면 층에 의해 야기되는 볼록 또는 오목 변형은 각각 디바이스의 앞면(상단)의 얇은 압전 필름에 인장 또는 압축 응력을 부여한다. 온도 변화는 비례하는 응력 변화를 야기한다. 유도된 응력(인장 또는 압축)의 방향은 주 캐리어 기판의 CTE의 크기에 비하여 뒷면 층의 CTE의 크기에 의해 결정되고, 변화의 민감도는 CTE 불일치 정도, 캐리어 기판 및 뒷면 재료들의 탄성률들과, 캐리어 기판에 비한 뒷면 층의 상대 두께, 및 더 낮은 정도로, 압전 재료 층의 조성 및 두께에 의해 결정된다. 뒷면 층의 필름 두께가 현대 필름 퇴적 공정들을 사용하여 쉽게 그리고 정확하게 제어될 수 있기 때문에, 이는 0 또는 0에 가까운 ΔTCF를 갖는 것으로서 본 명세서에서 개시되는 바와 같은 음향파 공진기 또는 필터를 제공하기 위한 쉽게 제어 가능한 방법을 제공한다.
위에서 논의된 바와 같이, 본 명세서에서 개시되는 음향파 엘리먼트들의 실시예들은, 예를 들어, 필터들로서 구성되거나 또는 필터들에서 사용될 수 있다. 본 명세서에서 개시되는 음향파 엘리먼트들의 실시예들은, 예를 들어, 본 기술분야에서 공지된 바와 같은 구조 및 구성을 갖는 래더 필터로서 구성될 수 있다. 결국, 하나 이상의 음향파 엘리먼트들을 사용하는 음향파 필터가, 예를 들어, 무선 통신 디바이스와 같은 전자 디바이스에서 궁극적으로 사용될 수 있는 모듈에 통합되고 그 모듈로서 패키징될 수 있다. 도 9는 음향파 필터(810)를 포함하는 모듈(800)의 하나의 예를 도시하는 블록도이다. 필터(810)는 하나 이상의 연결 패드들(822)을 포함하는 하나 이상의 다이(들)(820) 상에 구현될 수 있다. 예를 들어, 필터(810)는 필터를 위한 입력 접촉에 해당하는 연결 패드(822)와 그 필터를 위한 출력 접촉에 해당하는 다른 연결 패드(822)를 포함할 수 있다. 패키징된 모듈(800)은 다이(820)를 포함하는, 복수의 컴포넌트들을 수용하도록 구성되는 패키징 기판(830)을 포함한다. 복수의 연결 패드들(832)은 패키징 기판(830) 상에 배치될 수 있고, 필터 다이(820)의 다양한 연결 패드들(822)은 패키징 기판(830) 상의 연결 패드들(832)에 전기 커넥터들(834)을 통해 연결될 수 있으며, 전기 커넥터들은, 예를 들어, 다양한 신호들의 필터(810)로의 및 그 필터로부터의 통과를 허용하기 위한 솔더 범퍼들 또는 와이어본드들일 수 있다. 그 모듈(800)은 본 개시의 관점에서 반도체 제작의 기술 분야에서의 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이, 예를 들어 하나 이상의 추가적인 필터(들), 증폭기들, 스위치들, 전치 필터들, 변조기들, 복조기들, 다운 컨버터들 등과 같은 다른 회로 다이(840)를 옵션적으로 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모듈(800)은, 예를 들어, 모듈(800)의 보호를 제공하고 그 모듈의 더 쉬운 취급을 용이하게 하기 위한 하나 이상의 패키징 구조들을 또한 포함할 수 있다. 이러한 패키징 구조는, 패키징 기판(830) 위에 형성되고 자신 상에 다양한 회로들 및 컴포넌트들을 실질적으로 캡슐화하기 위한 치수로 되는 오버몰드를 포함할 수 있다.
필터(810)의 다양한 예들 및 실시예들은 매우 다양한 전자 디바이스들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 필터(810)는 RF 프런트 엔드 모듈들 및 통신 디바이스들과 같은 다양한 전자 디바이스들에 통합될 수 있는 안테나 듀플렉서에서 사용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 프런트 엔드 모듈(900)의 하나의 예의 블록도가 예시되어 있으며, 이는 예를 들어, 무선 통신 디바이스(예컨대, 모바일 폰)와 같은 전자 디바이스에서 사용될 수 있다. 프런트 엔드 모듈(900)은 공통 노드(902), 입력 노드(904), 및 출력 노드(906)를 갖는 안테나 듀플렉서(910)를 포함한다. 안테나(1010)가 공통 노드(902)에 연결된다.
안테나 듀플렉서(910)는 입력 노드(904)와 공통 노드(902) 사이에 연결되는 하나 이상의 송신 필터들(912)과, 공통 노드(902)와 출력 노드(906) 사이에 연결되는 하나 이상의 수신 필터들(914)을 포함할 수 있다. 송신 필터(들)의 통과대역(들)은 수신 필터들의 통과대역(들)과는 상이하다. 필터(810)의 예들은 송신 필터(들)(912) 및/또는 수신 필터(들)(914)를 형성하는데 사용될 수 있다. 인덕터 또는 다른 매칭 또는 페이징 컴포넌트(920)는 공통 노드(902)에 연결될 수 있다.
프런트 엔드 모듈(900)은 듀플렉서(910)의 입력 노드(904)에 연결되는 송신기 회로(932)와 듀플렉서(910)의 출력 노드(906)에 연결되는 수신기 회로(934)를 더 포함한다. 송신기 회로(932)는 안테나(1010)를 통해 송신하기 위한 신호들을 생성할 수 있고, 수신기 회로(934)는 안테나(1010)를 통해 신호들을 수신하고 수신된 신호들을 처리할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수신기 및 송신기 회로들은 도 10에 도시된 바와 같이 별도의 컴포넌트들로서 구현되지만, 다른 실시예들에서 이들 컴포넌트들은 공통 트랜시버 회로 또는 모듈에 통합될 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 이해될 바와 같이, 프런트 엔드 모듈(900)은 비제한적으로, 스위치들, 전자기 커플러들, 증폭기들, 프로세서들 등을 포함하는 도 10에 예시되지 않은 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
도 11은 도 10에 도시된 안테나 듀플렉서(910)를 포함하는 무선 디바이스(1000)의 하나의 예의 블록도이다. 무선 디바이스(1000)는 셀룰러 폰, 스마트 폰, 태블릿, 모뎀, 통신 네트워크 또는 음성 또는 데이터 통신을 위해 구성되는 임의의 다른 휴대용 또는 비휴대용 디바이스일 수 있다. 무선 디바이스(1000)는 안테나(1010)에서 신호들을 수신하고 송신할 수 있다. 무선 디바이스는 도 10을 참조하여 위에서 논의된 것과 유사한 프런트 엔드 모듈(900)의 실시예를 포함한다. 프런트 엔드 모듈(900)은, 위에서 논의된 바와 같이, 듀플렉서(910)를 포함한다. 도 11에 도시된 예에서 프런트 엔드 모듈(900)은, 예를 들어, 송신 모드 및 수신 모드와 같이, 상이한 주파수 대역들 또는 모드들 사이에서 스위칭하도록 구성될 수 있는 안테나 스위치(940)를 더 포함한다. 도 11에 예시된 예에서, 안테나 스위치(940)는 듀플렉서(910)와 안테나(1010) 사이에 위치되지만, 그러나, 다른 예들에서 듀플렉서(910)는 안테나 스위치(940)와 안테나(1010) 사이에 위치될 수 있다. 다른 예들에서 안테나 스위치(940)와 듀플렉서(910)는 단일 컴포넌트로 통합될 수 있다.
프런트 엔드 모듈(900)은 송신을 위해 신호들을 생성하거나 또는 수신된 신호들을 프로세싱하도록 구성되는 트랜시버(930)를 포함한다. 트랜시버(930)는, 도 10의 예에서 도시된 바와 같이, 듀플렉서(910)의 입력 노드(904)에 연결될 수 있는 송신기 회로(932)와, 듀플렉서(910)의 출력 노드(906)에 연결될 수 있는 수신기 회로(934)를 포함할 수 있다.
송신기 회로(932)에 의해 송신을 위해 생성된 신호들은 전력 증폭기(PA) 모듈(950)에 의해 수신되며, 전력 증폭기 모듈은 트랜시버(930)로부터의 생성된 신호들을 증폭한다. 전력 증폭기 모듈(950)은 하나 이상의 전력 증폭기들을 포함할 수 있다. 전력 증폭기 모듈(950)은 매우 다양한 RF 또는 다른 주파수 대역 송신 신호들을 증폭하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전력 증폭기 모듈(950)은 무선 로컬 영역 네트워크(wireless local area network)(WLAN) 신호 또는 임의의 다른 적합한 펄스형 신호를 송신하는 것을 돕기 위해 전력 증폭기의 출력을 펄스화하는데 사용될 수 있는 인에이블 신호를 수신할 수 있다. 전력 증폭기 모듈(950)은, 예를 들어, GSM(Global System for Mobile) 신호, 코드 분할 다중 접속(code division multiple access)(CDMA) 신호, W-CDMA 신호, LTE(Long-Term Evolution) 신호, NR(New radio) 신호, 또는 EDGE 신호를 포함하는 다양한 유형들 중의 임의의 유형의 신호를 증폭하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예들에서, 전력 증폭기 모듈(950)과, 스위치들 등을 포함하는 연관된 컴포넌트들은, 예를 들어, 높은 전자 이동성 트랜지스터들(pHEMT) 또는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터들(BiFET)을 사용하여 비소화갈륨(GaAs) 기판들 상에, 또는 상보성 금속산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor)(CMOS) 전계 효과 트랜지스터들을 사용하여 실리콘 기판 상에 제작될 수 있다.
도 11을 여전히 참조하면, 프런트 엔드 모듈(900)은 저잡음 증폭기 모듈(960)을 더 포함할 수 있으며, 저잡음 증폭기 모듈은 안테나(1010)로부터 수신된 신호들을 증폭하고 증폭된 신호들을 트랜시버(930)의 수신기 회로(934)에 제공한다.
도 11의 무선 디바이스(1000)는 트랜시버(930)에 연결되고 무선 디바이스(1000)의 동작을 위한 전력을 관리하는 전력 관리 서브시스템(1020)을 더 포함한다. 전력 관리 시스템(1020)은 기저대역 서브시스템(1030) 및 무선 디바이스(1000)의 다양한 다른 컴포넌트들의 동작을 또한 제어할 수 있다. 전력 관리 시스템(1020)은 무선 디바이스(1000)의 다양한 컴포넌트들에 전력을 공급하는 배터리(도시되지 않음)를 포함할 수 있거나, 또는 그러한 배터리에 연결될 수 있다. 전력 관리 시스템(1020)은 예를 들어 신호들의 송신을 제어할 수 있는 하나 이상의 프로세서들 또는 제어기들을 더 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 기저대역 서브시스템(1030)은 음성 및/또는 데이터의 다양한 입력 및 출력이 사용자에게 제공되는 및 사용자로부터 수신되는 것을 용이하게 하기 위해 사용자 인터페이스(1040)에 연결된다. 기저대역 서브시스템(1030)은 무선 디바이스의 동작을 용이하게 하기 위한 및/또는 사용자에 대한 정보의 저장을 제공하기 위한 데이터 및/또는 명령들을 저장하도록 구성되는 메모리(1050)에 또한 연결될 수 있다. 위에서 설명된 실시예들 중 임의의 실시예는 셀룰러 핸드셋들과 같은 모바일 디바이스들에 연관하여 구현될 수 있다. 실시예들의 원리들 및 장점들은 본 개시에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 업링크 무선 통신 디바이스와 같은 임의의 시스템들 또는 장치를 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에서의 교시들은 다양한 시스템들에 적용 가능하다. 비록 본 개시가 일부 예시적인 실시예들을 포함하지만, 본 명세서에서 설명되는 교시들은 다양한 구조들에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 논의되는 원리들 및 장점들 중 임의의 것이 약 30 kHz 내지 300 GHz의 범위, 이를테면 약 450 MHz 내지 6 GHz의 범위의 신호들을 프로세싱하도록 구성되는 RF 회로들에 연관하여 구현될 수 있다.
본 개시의 양태들은 다양한 전자 디바이스들로 구현될 수 있다. 전자 디바이스들의 예들은, 소비자 전자 제품들, 소비자 전자 제품들의 부품들 이를테면 패키징된 라디오 주파수 모듈들, 업링크 무선 통신 디바이스들, 무선 통신 인프라스트럭처, 전자 테스트 장비 등을 포함할 수 있지만 그에 제한되는 것은 아니다. 전자 디바이스들의 예들은 모바일 폰 이를테면 스마트 폰, 착용가능 컴퓨팅 디바이스 이를테면 스마트 워치 또는 이어 피스, 전화기, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 컴퓨터, 모뎀, 핸드 헬드 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 전자레인지, 냉장고, 차량 전자 시스템 이를테면 자동차 전자 시스템, 스테레오 시스템, 디지털 뮤직 플레이어, 라디오, 카메라 이를테면 디지털 카메라, 휴대용 메모리 칩, 와셔, 드라이어, 와셔/드라이어, 복사기, 팩시밀리 머신, 스캐너, 다기능 주변 디바이스, 손목 시계, 클록 등을 포함할 수 있지만 그에 제한되는 것은 아니다. 게다가, 전자 디바이스들은 미완성된 제품들을 포함할 수 있다.
달리 문맥이 명백히 요구하지 않는 한, 상세한 설명 및 청구범위 전체에 걸쳐, "포함한다(comprise, include)", "포함하는(comprising, including)" 등의 단어들은 배타적 또는 완전한 의미가 아니라 포괄적 의미에서, 다시 말해서, "포함하지만, 그렇게 제한되지는 않는"의 의미로 이해되어야 한다. "커플링된"이라는 단어는, 본 명세서에서 일반적으로 사용되는 바와 같이, 직접적으로 연결될 수 있거나, 또는 하나 이상의 중간 엘리먼트들에 의해 연결될 수 있는 둘 이상의 엘리먼트들과 관련이 있다. 비슷하게, "연결된"이란 단어는, 본 명세서에서 일반적으로 사용되는 바와 같이, 직접적으로 연결될 수 있거나, 또는 하나 이상의 중간 엘리먼트들에 의해 연결될 수 있는 둘 이상의 엘리먼트들과 관련이 있다. 덧붙여, "본원에서", "위에서", "아래에서"라는 단어들, 그리고 유사한 의미의 단어들은, 본 출원에서 사용되는 경우, 본 출원을 전체적으로 언급할 것이지만 본 출원의 임의의 특정 부분들을 언급하지 않을 것이다. 문맥이 허용하는 경우, 단수 또는 복수를 사용하는 위의 상세한 설명에서의 단어들은 각각 복수 또는 단수를 또한 포함할 수 있다. 둘 이상의 항목들의 리스트에 관련한 "또는"이란 단어는 단어의 다음의 해석들의 모두를 커버한다: 리스트에서의 항목들 중 임의의 것, 리스트에서의 항목들의 모두, 및 리스트에서의 항목들의 임의의 조합.
더구나, 본 명세서에서 사용되는 조건부 언어표현, 이를테면, 무엇보다도, "할 수 있다(can, may)", "할 수 있을 것이다(could, might)", "할 수 있다", "예컨대", "예를 들어", "와 같은" 등은, 특별히 다르게 명시되거나, 또는 사용되는 바의 맥락 내에서 달리 이해되지 않는 한, 특정한 특징들, 엘리먼트들 및/또는 상태들을 특정 실시예들이 포함하지만, 다른 실시예들은 포함하지 않음을 일반적으로 전달하고자 하는 것이다. 따라서, 이러한 조건부 언어표현은 특징들, 엘리먼트들 및/또는 상태들이 하나 이상의 실시예들에 대해 요구되는 임의의 방식으로 있다는 것 또는 하나 이상의 실시예들이, 저자 입력 또는 프롬프트가 있으면서 또는 그것 없이, 이들 특징들, 엘리먼트들 및/또는 상태들이 임의의 특정 실시예에서 포함되는지 또는 수행되는지를 결정하기 위한 로직을 반드시 포함한다는 것을 의미하도록 일반적으로 의도되지 않는다.
특정 실시예들이 설명되어 있지만, 이들 실시예들은 단지 예로서만 제시되었고, 개시내용의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 실제로, 본 명세서에서 설명되는 신규한 장치, 방법들, 및 시스템들은 다양한 다른 형태들로 실시될 수 있으며; 더욱이, 본 명세서에서 설명되는 방법들 및 시스템들 형태의 다양한 생략들, 대체들 및 변경들이 본 개시의 정신으로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 블록들이 주어진 배열로 제시되지만, 대체 실시예들은 상이한 컴포넌트들 및/또는 회로 토폴로지들로 유사한 기능들을 수행할 수 있고, 일부 블록들은 삭제, 이동, 추가, 세분, 결합 및/또는 수정될 수 있다. 이들 블록들의 각각은 다양한 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 위에서 설명된 다양한 실시예들의 엘리먼트들의 임의의 적합한 조합 및 액트들이 추가의 실시예들을 제공하기 위해 결합될 수 있다. 첨부의 청구항들 및 그것들의 동등물들이 본 개시의 범위 및 정신 내에 속할 그러한 형태들 또는 수정들을 커버하도록 의도된다.

Claims (21)

  1. 전자 디바이스로서,
    캐리어 기판, 상기 캐리어 기판의 앞면에 배치되는 압전 재료 층, 및 상기 캐리어 기판의 뒷면에 배치되는 뒷면 재료 층을 포함하는 다층 압전 기판 ― 상기 뒷면 재료 층은 상기 캐리어 기판의 열 팽창 계수와는 상이한 열 팽창 계수를 가짐 ―; 및
    상기 다층 압전 기판의 앞면에 배치되는 하나 이상의 음향파 디바이스들 ― 상기 하나 이상의 음향파 디바이스들은 상기 뒷면 재료 층이 없는 실질적으로 유사한 디바이스에서보다 각각의 공진 및 반공진 주파수들에서 주파수 온도계수의 더 작은 차이를 나타냄 ―
    을 포함하는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 음향파 디바이스들은 음향파 필터에 포함되는, 전자 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 음향파 디바이스들은 라디오 주파수 필터를 형성하는, 전자 디바이스.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 필터는 대역폭의 0에 가까운 온도계수를 갖는, 전자 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 음향파 디바이스들의 상기 공진 주파수에서의 주파수 온도계수는 상기 하나 이상의 음향파 디바이스들의 상기 반공진 주파수에서의 주파수 온도계수와 실질적으로 동일한, 전자 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 음향파 디바이스들은 표면 음향파 디바이스들인, 전자 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 음향파 디바이스들은 온도 보상된 표면 음향파 디바이스들인, 전자 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 음향파 디바이스들은 체적 음향파 디바이스들인, 전자 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 뒷면 재료 층은 상기 캐리어 기판의 상기 주파수 온도계수보다 높은 주파수 온도계수를 갖는, 전자 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 뒷면 재료 층은 상기 캐리어 기판의 상기 주파수 온도계수보다 낮은 주파수 온도계수를 갖는, 전자 디바이스.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 뒷면 재료 층은 유전체 또는 금속 중 하나를 포함하는, 전자 디바이스.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 뒷면 재료 층은 압전 재료를 포함하는, 전자 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 뒷면 재료 층 및 상기 압전 재료 층 둘 다는 동일한 압전 재료를 포함하는, 전자 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 뒷면 재료 층과 상기 압전 재료 층은 실질적으로 동일한 두께를 갖는, 전자 디바이스.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 음향파 디바이스들은 0에 가까운 델타 주파수 온도계수를 갖는, 전자 디바이스.
  16. 라디오 주파수 디바이스 모듈로서,
    제1항의 전자 디바이스를 포함하는, 라디오 주파수 디바이스 모듈.
  17. 라디오 주파수 디바이스로서,
    제15항의 라디오 주파수 모듈을 포함하는, 라디오 주파수 디바이스.
  18. 전자 디바이스를 형성하는 방법으로서,
    캐리어 기판의 상단 표면에 압전 재료 층을 형성하는 단계;
    상기 캐리어 기판의 하단 표면에 뒷면 재료 층 ― 상기 뒷면 재료 층은 상기 캐리어 기판의 열 팽창 계수와는 상이한 열 팽창 계수를 가짐 ― 을 형성하는 단계; 및
    상기 압전 재료 층의 부분들을 포함하는 하나 이상의 음향파 디바이스들을 형성하는 단계 ― 상기 뒷면 재료 층은 상기 하나 이상의 음향파 디바이스들이 각각의 공진 및 반공진 주파수들에서 주파수 온도계수의 0에 가까운 차이를 나타내게 함 ―
    를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 음향파 디바이스들로부터 라디오 주파수 필터를 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제18항에 있어서, 제19항의 상기 라디오 주파수 필터를 포함하는 라디오 주파수 디바이스 모듈을 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  21. 제20항에 있어서, 제20항의 상기 라디오 주파수 디바이스 모듈을 포함하는 라디오 주파수 전자 디바이스를 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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JP5848131B2 (ja) * 2008-12-17 2016-01-27 アナログ デバイシス, インコーポレイテッド 機械共振構造体を備える機器
US20130130502A1 (en) * 2010-05-21 2013-05-23 Sand 9, Inc. Micromechanical membranes and related structures and methods
FR3042647B1 (fr) * 2015-10-20 2017-12-01 Soitec Silicon On Insulator Structure composite et procede de fabrication associe
US10594298B2 (en) * 2017-06-19 2020-03-17 Rfhic Corporation Bulk acoustic wave filter

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