KR20230079955A - 체적 음향 공진기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 체적 음향 공진기는, 기판, 상기 기판 상에 제1 전극, 압전층, 제2 전극이 순차적으로 적층되어 형성되는 공진부, 및 상기 제1 전극의 하부에 배치되는 시드층을 포함하고, 상기 공진부는, 상기 공진부의 중심부에 배치되는 활성부와, 상기 활성부를 둘러싸며 배치되는 수평공진 억제부를 포함하며, 상기 수평공진 억제부에서 상기 시드층, 상기 제1 전극, 상기 압전층, 상기 제2 전극의 두께 분포는 상기 활성부에서의 두께 분포와 다르게 형성될 수 있다.

Description

체적 음향 공진기{BULK-ACOUSTIC WAVE RESONATOR}
본 발명은 체적 음향 공진기에 관한 것이다.
무선 통신 기기의 소형화 추세에 따라 고주파 부품기술의 소형화가 적극적으로 요구되고 있으며, 일례로 반도체 박막 웨이퍼 제조기술을 이용하는 체적 음향 공진기(BAW, Bulk Acoustic Wave) 형태의 필터를 들 수 있다.
체적 음향 공진기(BAW)란 반도체 지지 기판인 실리콘 웨이퍼 상에 압전 유전체 물질을 증착하여 그 압전특성을 이용함으로써 공진을 유발시키는 박막형태의 소자를 필터로 구현한 것이다.
최근 5G 통신에 기술 관심도가 증가하고 있으며, 후보 대역대에서의 구현 가능한 음향 공진기 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 또한 체적 음향 공진기의 특성과 성능을 높이기 위한 여러 가지 구조적 형상 및 기능에 대한 연구가 이루어지고 있으며, 그에 따른 제조 방법에 대해서도 지속적인 연구가 이루어지고 있다.
본 발명의 목적은 성능을 향상시킬 수 있는 음향 공진기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 체적 음향 공진기는, 기판, 상기 기판 상에 제1 전극, 압전층, 제2 전극이 순차적으로 적층되어 형성되는 공진부, 및 상기 제1 전극의 하부에 배치되는 시드층을 포함하고, 상기 공진부는, 상기 공진부의 중심부에 배치되는 활성부와, 상기 활성부를 둘러싸며 배치되는 수평공진 억제부를 포함하며, 상기 수평공진 억제부에서 상기 시드층, 상기 제1 전극, 상기 압전층, 상기 제2 전극의 두께 분포는 상기 활성부에서의 두께 분포와 다르게 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 체적 음향 공진기는, 기판 및 상기 기판 상에 다수의 박막층이 순차적으로 적층되어 형성되는 공진부를 포함하고, 상기 공진부는, 상기 공진부의 중심부에 배치되는 활성부와, 상기 활성부를 둘러싸며 배치되는 수평공진 억제부를 포함하며, 상기 수평공진 억제부는, 상기 다수의 박막층 중 금속 재질로 형성되는 박막층의 전체 두께가 상기 활성부에 비해 얇게 형성되고, 상기 박막층의 두께 차이는 100Å ~ 230Å 의 범위로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 체적 음향 공진기는 수평파(lateral wave)를 효과적으로 억제하여 불요 공진에 의한 노이즈의 발생을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 체적 음향 공진기의 평면도.
도 2는 도 1의 I-I′에 따른 단면도.
도 3은 도 1의 II-II′에 따른 단면도.
도 4 는 도 1의 III-III′에 따른 단면도.
도 5는 수평공진 억제부의 폭과 두께에 따른 손실 특성을 측정한 그래프.
도 6 내지 도 12는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 개략적으로 도시한 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 체적 음향 공진기의 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I′에 따른 단면도이다. 도 3은 도 1의 II-II′에 따른 단면도이고, 도 4 는 도 1의 III-III′에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 음향 공진기(100)는 체적 음향 공진기(BAW, Bulk Acoustic Wave Resonator) 일 수 있으며, 기판(110), 지지층(140), 공진부(120), 및 삽입층(170)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 실리콘 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(110)으로는 실리콘 웨이퍼가 이용되거나, SOI(Silicon On Insulator) 타입의 기판이 이용될 수 있다.
기판(110)의 상면에는 절연층(115)이 마련되어 기판(110)과 공진부(120)를 전기적으로 격리시킬 수 있다. 또한 절연층(115)은 음향 공진기 제조 과정에서 캐비티(C)를 형성할 때, 에칭가스에 의해 기판(110)이 식각되는 것을 방지한다.
이 경우, 절연층(115)은 이산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4), 산화 알루미늄(Al2O3), 및 질화 알루미늄(AlN) 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 화학 기상 증착(Chemical vapor deposition), RF 마그네트론 스퍼터링(RF Magnetron Sputtering), 및 에바포레이션(Evaporation) 중 어느 하나의 공정을 통해 형성될 수 있다.
지지층(140)은 절연층(115) 상에 형성되며, 캐비티(C)와 식각 방지부(145)를 둘러싸는 형태로 캐비티(C)와 식각 방지부(145)의 주변에 배치될 수 있다.
캐비티(C)는 빈 공간으로 형성되며, 지지층(140)을 마련하는 과정에서 형성한 희생층의 일부를 제거함으로써 형성될 수 있다.
식각 방지부(145)는 캐비티(C)의 경계를 따라 배치될 수 있다. 식각 방지부(145)는 캐비티(C) 형성 과정에서 캐비티 영역 이상으로 식각이 진행되는 것을 방지하기 위해 구비된다.
멤브레인층(150)은 지지층(140) 상에 형성되며 캐비티(C)의 상부면을 형성할 수 있다. 따라서 멤브레인층(150)도 캐비티(C)를 형성하는 과정에서 쉽게 제거되지 않는 재질로 형성된다.
예를 들어, 지지층(140)의 일부(예컨대, 캐비티 영역)을 제거하기 위해 불소(F), 염소(Cl) 등의 할라이드계 에칭가스를 이용하는 경우, 멤브레인층(150)은 상기한 에칭가스와 반응성이 낮은 재질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 멤브레인층(150)은 이산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 멤브레인층(150)은 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO2), 질화알루미늄(AlN), 티탄산 지르콘산 연(PZT), 갈륨비소(GaAs), 산화하프늄(HfO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 중 적어도 하나의 재질을 함유하는 유전체층(Dielectric layer)으로 이루어지거나, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt), 갈륨(Ga), 하프늄(Hf) 중 적어도 하나의 재질을 함유하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
공진부(120)는 제1 전극(121), 압전층(123), 및 제2 전극(125)을 포함한다. 공진부(120)는 아래에서부터 제1 전극(121), 압전층(123), 및 제2 전극(125)이 순서대로 적층된다. 따라서 공진부(120)에서 압전층(123)은 제1 전극(121)과 제2 전극(125) 사이에 배치된다.
공진부(120)는 멤브레인층(150) 상에 형성되므로, 결국 기판(110)의 상부에는 멤브레인층(150), 제1 전극(121), 압전층(123) 및 제2 전극(125)이 순차적으로 적층되어 공진부(120)를 형성한다.
공진부(120)는 제1 전극(121)과 제2 전극(125)에 인가되는 신호에 따라 압전층(123)을 공진시켜 공진 주파수 또는 반공진 주파수를 발생시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 공진부(120)는 두께 방향을 따라 중앙부(S)와 확장부(E)로 구분될 수 있다.
중앙부(S)는 제1 전극(121), 압전층(123), 및 제2 전극(125)이 대략 편평하게 적층된 영역으로, 공진부(120)의 중심에 배치되는 영역이며 실질적으로 공진이 발생되는 공진 활성 영역일 수 있다.
확장부(E)는 중앙부(S)에서 중앙부(S)의 외측으로 연장되는 영역으로, 제1 전극(121)과 압전층(123) 사이에 삽입층(170)이 개재되는 영역일 수 있다. 보다 구체적으로, 확장부(E)는 제1 전극(121), 삽입층(170), 압전층(123), 및 제2 전극(125)이 적층 배치되는 영역일 수 있다.
중앙부(S) 내에는 수평공진 억제부(K)가 형성될 수 있다.
수평공진 억제부(K)는 중앙부(S) 내에 배치될 수 있으며, 일정 폭으로 중앙부(S)의 둘레를 따라 형성되는 고리(ring) 형태의 영역일 수 있다. 수평공진 억제부(K)는 공진부(120)에서 발생되는 불필요한 진동인 스퓨리어스(spurious) 진동을 억제하기 위해 구비될 수 있으며 이에 대해서는 후술하기로 한다.
중앙부(S)와 확장부(E)의 경계를 기준으로, 수평공진 억제부(K)는 중앙부(S)의 내측에서 상기한 경계를 따라 연속적인 고리 형상으로 형성될 수 있고, 확장부(E)는 중앙부(S)의 외측에서 상기한 경계를 따라 연속적인 고리 형상으로 형성될 수 있다. 그러나 필요에 따라 일부 영역이 단절된 불연속적인 고리 형상으로 구성될 수도 있다.
이에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙부(S)를 가로지르도록 공진부(120)를 절단한 단면에서, 중앙부(S)의 양단에는 각각 확장부(E)가 배치된다. 그리고, 중앙부(S)의 양단에 배치되는 확장부(E) 양쪽에 모두 삽입층(170)이 배치될 수 있다.
삽입층(170)은 중앙부(S)에서 멀어질수록 두께가 두꺼워지는 경사면(L)을 구비한다.
확장부(E)에서 압전층(123)과 제2 전극(125)은 삽입층(170) 상에 배치된다. 따라서 확장부(E)에 위치한 압전층(123)과 제2 전극(125)은 삽입층(170)의 형상을 따라 경사면을 구비한다.
한편, 본 실시예에서는 확장부(E)가 공진부(120)에 포함되는 것으로 정의하고 있으며, 이에 따라 확장부(E)에서도 공진이 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 확장부(E)의 구조에 따라 확장부(E)에서는 공진이 이루어지지 않고 중앙부(S)에서만 공진이 이루어질 수도 있다.
제1 전극(121) 및 제2 전극(125)은 도전체로 형성될 수 있으며, 예를 들어 금, 몰리브덴, 루테늄, 이리듐, 알루미늄, 백금, 티타늄, 텅스텐, 팔라듐, 탄탈륨, 크롬, 니켈 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 금속으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
공진부(120)에서 제1 전극(121)은 제2 전극(125)보다 넓은 면적으로 형성되며, 제1 전극(121) 상에는 제1 전극(121)의 외곽을 따라 제1 금속층(180)이 배치된다. 따라서 제1 금속층(180)은 제2 전극(125)과 일정 거리 이격 배치되며, 공진부(120)를 둘러 싸는 형태로 배치될 수 있다.
제1 전극(121)은 멤브레인층(150) 상에 배치되므로 전체적으로 편평하게 형성된다. 반면에 제2 전극(125)은 압전층(123) 상에 배치되므로, 압전층(123)의 형상에 대응하여 굴곡이 형성될 수 있다.
제1 전극(121)은 RF(Radio Frequency) 신호 등의 전기적 신호를 입출력하는 입력 전극 및 출력 전극 중 어느 하나로 이용될 수 있다.
한편, 제1 전극(121)의 하부에는 시드층(162)이 배치될 수 있다. 구체적으로, 시드층(162)은 제1 전극(121)과 멤브레인층(150) 사이에 배치되어 제1 전극 형성을 위한 시드(seed)로 기능할 수 있다.
시드층은 질화알루미늄(AlN)으로 형성될 수 있다. 또한 제1 전극이 몰리브덴(Mo)으로 형성되는 경우, 시드층(162)은 티타늄(Ti)과 같은 육방 정계(HCP, Hexagonal Close-Packed)의 결정 구조를 갖는 금속으로 형성될 수 있다. 이 경우 제1 전극(121)과의 격자 미스매치(lattice mismatch)가 줄일 수 있다.
제2 전극(125)은 중앙부(S) 내에 전체적으로 배치되며, 확장부(E)에 부분적으로 배치될 수 있다. 이에, 제2 전극(125)은 후술되는 압전층(123)의 압전부(123a) 상에 배치되는 부분과, 압전층(123)의 굴곡부(123b) 상에 배치되는 부분으로 구분될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서 제2 전극(125)은 압전부(123a) 전체와, 압전층(123)의 경사부(1231) 중 일부분을 덮는 형태로 배치된다. 따라서 확장부(E) 내에 배치되는 제2 전극(도 4의 125a)은, 경사부(1231)의 경사면보다 작은 면적으로 형성되며, 공진부(120) 내에서 제2 전극(125)은 압전층(123)보다 작은 면적으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙부(S)를 가로지르도록 공진부(120)를 절단한 단면에서, 제2 전극(125)의 끝단은 확장부(E) 내에 배치될 수 있다. 또한, 확장부(E) 내에 배치되는 제2 전극(125)의 끝단은 적어도 일부가 삽입층(170)과 겹치도록 배치될 수 있다. 여기서 겹친다는 의미는 삽입층(170)이 배치된 평면에 제2 전극(125)을 투영했을 때, 상기 평면에 투영된 제2 전극(125)의 형상이 삽입층(170)과 겹치는 것을 의미한다. 따라서 제2 전극(125)의 끝단은 경사부 상에 배치될 수 있다.
제2 전극(125)은 RF(Radio Frequency) 신호 등의 전기적 신호를 입출력하는 입력 전극 및 출력 전극 중 어느 하나로 이용될 수 있다. 즉, 제1 전극(121)이 입력 전극으로 이용되는 경우 제2 전극(125)은 출력 전극으로 이용되며, 제1 전극(121)이 출력 전극으로 이용되는 경우 제2 전극(125)은 입력 전극으로 이용될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 전극(125)의 끝단이 후술되는 압전층(123)의 경사부(1231) 상에 위치할 경우 공진부(120)의 음향 임피던스(acoustic impedance)는 국부적인 구조가 중앙부(S)로부터 소/밀/소/밀 구조로 형성되므로 수평파를 공진부(120) 안쪽으로 반사시키는 반사 계면이 증가된다. 따라서 대부분의 수평파(lateral wave)가 공진부(120)의 외부로 빠져나가지 못하고 공진부(120) 내부로 반사되어 들어오므로, 체적 음향 공진기의 성능이 향상될 수 있다.
압전층(123)은 전기적 에너지를 탄성파 형태의 기계적 에너지로 변환하는 압전 효과를 일으키는 부분으로, 제1 전극(121)과 후술되는 삽입층(170) 상에 형성될 수 있다.
압전층(123)의 재료로는 산화 아연(ZnO), 질화 알루미늄(AlN), 도핑 알루미늄 질화물(Doped Aluminum Nitride), 지르콘 티탄산 납(Lead Zirconate Titanate), 쿼츠(Quartz) 등이 선택적으로 이용될 수 있다. 도핑 알루미늄 질화물(Doped Aluminum Nitride) 경우 희토류 금속(Rare earth metal), 전이 금속, 또는 알칼리 토금속(alkaline earth metal)을 더 포함할 수 있다. 상기 희토류 금속은 스칸듐(Sc), 에르븀(Er), 이트륨(Y), 및 란탄(La) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전이 금속은 하프늄(Hf), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 탄탈륨(Ta), 및 니오븀(Nb) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 알칼리 토금속은 마그네슘(Mg)을 포함할 수 있다.
압전 특성을 향상시키기 위해 질화 알루미늄(AlN)에 도핑되는 원소들의 함량이 0.1at%보다 적을 경우 질화 알루미늄(AlN) 보다 높은 압전 특성을 구현할 수 없으며, 원소들의 함량이 30at%를 넘을 경우 증착을 위한 제작 및 조성 조절(control)이 어려워 불균일 상이 형성될 수 있다.
따라서 본 실시예에서 질화알루미늄(AlN)에 도핑되는 원소들의 함량은 0.1 ~ 30at%의 범위로 구성될 수 있다.
본 실시예에서 압전층은 질화 알루미늄(AlN)에 스칸듐(Sc)을 도핑하여 이용한다. 이 경우, 압전 상수가 증가되어 음향 공진기의 Kt 2를 증가시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 압전층(123)은 중앙부(S)에 배치되는 압전부(123a), 그리고 확장부(E)에 배치되는 굴곡부(123b)를 포함한다.
압전부(123a)는 제1 전극(121)의 상부면에 직접 적층되는 부분이다. 따라서 압전부(123a)는 제1 전극(121)과 제2 전극(125) 사이에 개재되어 제1 전극(121), 제2 전극(125)과 함께 편평한 형태로 형성된다.
굴곡부(123b)는 압전부(123a)에서 외측으로 연장되어 확장부(E) 내에 위치하는 영역으로 정의될 수 있다.
굴곡부(123b)는 후술되는 삽입층(170) 상에 배치되며, 삽입층(170)의 형상을 따라 상부면이 융기되는 형태로 형성된다. 이에 압전층(123)은 압전부(123a)와 굴곡부(123b)의 경계에서 굴곡되며, 굴곡부(123b)는 삽입층(170)의 두께와 형상에 대응하여 융기된다.
굴곡부(123b)는 경사부(1231)와 연장부(1232)로 구분될 수 있다.
경사부(1231)는 후술되는 삽입층(170)의 경사면(L)을 따라 경사지게 형성되는 부분을 의미한다. 그리고 연장부(1232)는 경사부(1231)에서 외측으로 연장되는 부분을 의미한다.
경사부(1231)는 삽입층(170) 경사면(L)과 평행하게 형성되며, 경사부(1231)의 경사각은 삽입층(170) 경사면(L)의 경사각과 동일하게 형성될 수 있다.
삽입층(170)은 제1 전극(121)과 제2 전극(125) 사이에 배치될 수 있으며, 본 실시예에서는 멤브레인층(150)과 제1 전극(121), 그리고 식각 방지부(145)에 의해 형성되는 표면을 따라 배치된다. 따라서 삽입층(170)은 공진부(120) 내에 부분적으로 배치되며, 제1 전극(121)과 압전층(123) 사이에 배치된다.
삽입층(170)은 중앙부(S)의 주변에 배치되어 압전층(123)의 굴곡부(123b)를 지지한다. 따라서 압전층(123)의 굴곡부(123b)는 삽입층(170)의 형상을 따라 경사부(1231)와 연장부(1232)로 구분될 수 있다.
본 실시예에서 삽입층(170)은 중앙부(S)를 제외한 영역에 배치된다. 예를 들어 삽입층(170)은 기판(110) 상에서 중앙부(S)를 제외한 영역 전체에 배치되거나, 일부 영역에 배치될 수 있다.
삽입층(170)은 중앙부(S)와 인접하게 배치되는 측면이 일정한 경사각(θ)을 갖는 경사면(L)으로 형성된다. 이로 인해 삽입층(170)은 중앙부(S)에서 멀어질수록 두께가 두꺼워지는 형태로 형성될 수 있다.
삽입층(170) 측면의 경사각(θ)이 5°보다 작게 형성되면, 이를 제조하기 위해서는 삽입층(170)의 두께를 매우 얇게 형성하거나 경사면(L)의 면적을 과도하게 크게 형성해야 하므로, 실질적으로 구현이 어렵다.
또한 삽입층(170) 측면의 경사각(θ)이 70°보다 크게 형성되면, 삽입층(170) 상에 적층되는 압전층(123)이나 제2 전극(125)의 경사각도 70°보다 크게 형성된다. 이 경우 경사면(L)에 적층되는 압전층(123)이나 제2 전극(125)이 과도하게 굴곡되므로, 굴곡 부분에서 크랙(crack)이 발생될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서 상기 경사면(L)의 경사각(θ)은 5°이상, 70°이하의 범위로 형성된다.
한편, 본 실시예에서 압전층(123)의 경사부(1231)는 삽입층(170)의 경사면(L)을 따라 형성되며 이에 삽입층(170)의 경사면(L)과 동일한 경사각으로 형성된다. 따라서 경사부(1231)의 경사각도 삽입층(170)의 경사면(L)과 마찬가지로 5°이상, 70°이하의 범위로 형성된다. 이러한 구성은 삽입층(170)의 경사면(L)에 적층되는 제2 전극(125)에도 동일하게 적용됨은 물론이다.
삽입층(170)은 산화규소(SiO2), 질화알루미늄(AlN), 산화알루미늄(Al2O3), 질화규소(Si3N4), 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO2), 티탄산 지르콘산 연(PZT), 갈륨비소(GaAs), 산화하프늄(HfO2), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 등의 유전체로 형성될 수 있으나, 압전층(123)과는 다른 재질로 형성된다.
또한 삽입층(170)은 금속 재료로 구현 가능하다. 본 실시예의 체적 음향 공진기가 5G 통신에 이용되는 경우, 공진부에서 열이 많이 발생하므로 공진부(120)에서 발생되는 열이 원활하게 방출할 필요가 있다. 이를 위해 본 실시예의 삽입층(170)은 스칸듐(Sc)을 함유하는 알루미늄 합금 재질로 이루어질 수 있다.
더하여 삽입층(170)은 질소(N)나 불소(F)를 주입한 SiO2 박막으로 형성될 수 있다.
삽입층(170)을 구비함에 따라 확장부(E)는 중앙부(S)보다 두껍게 형성될 수 있다. 따라서 확장부(E)는 중앙부(S)에서 발생된 수평방향 탄성파 중 공진부(120) 외부로 향하는 수평방향 탄성파를 중앙부(S) 측으로 반사시키는 프레임으로 기능하여 탄성파의 에너지 손실을 줄일 수 있다. 이에 높은 Q-factor, kt 2를 확보할 수 있다.
높은 Q-factor는 필터나 듀플렉서를 구현함에 있어 타 주파수대역의 차단 특성을 높일 수 있으며, 높은 kt 2는 대역폭(bandwidth)를 확보하여 송수신시 데이터 전송량과 속도를 증가시킬 수 있다.
공진부(120)는 빈 공간으로 형성되는 캐비티(C)를 통해 기판(110)과 이격 배치될 수 있다.
캐비티(C)는 음향 공진기 제조 과정에서 에칭 가스(또는 에칭 용액)을 유입 홀(도 1의 H)로 공급하여 지지층(140)의 일부를 제거함으로써 형성될 수 있다.
보호층(127)은 음향 공진기(100)의 표면을 따라 배치되어 음향 공진기(100)를 외부로부터 보호한다. 보호층(127)은 제2 전극(125), 압전층(123)의 굴곡부(123b)가 형성하는 표면을 따라 배치될 수 있다.
보호층(127)은 하나의 층으로 형성될 수 있으나, 필요에 따라 재질이 다른 2개 이상의 층을 적층하여 형성하는 것도 가능하다. 또한 보호층(127)은 최종 공정에서 주파수 조절을 위해 부분적으로 제거될 수 있다. 예컨대, 보호층(127)은 주파수 트리밍(trimming) 공정에서 두께가 조절될 수 있다.
보호층(127)은 질화실리콘(Si3N4), 산화실리콘(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO2), 질화알루미늄(AlN), 티탄산 리르콘산 연(PZT), 갈륨비소(GaAs), 산화하프늄(HfO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나의 재질을 함유하는 유전체층(Dielectric layer)이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 제1 전극(121)과 제2 전극(125)은 공진부(120)의 외측으로 연장될 수 있다. 그리고 연장 형성된 부분의 상부면에는 각각 제1 금속층(180)과 제2 금속층(190)이 배치될 수 있다.
제1 금속층(180)과 제2 금속층(190)은 금(Au), 금-주석(Au-Sn) 합금, 구리(Cu), 구리-주석(Cu-Sn) 합금, 및 알루미늄(Al), 알루미늄 합금 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 여기서, 알루미늄 합금은 알루미늄-게르마늄(Al-Ge) 합금 또는 알루미늄-스칸듐(Al-Sc) 합금일 수 있다.
제1 금속층(180)과 제2 금속층(190)은 기판(110) 상에서 본 실시예에 따른 음향 공진기의 전극(121, 125)과, 인접하게 배치된 다른 음향 공진기의 전극을 전기적으로 연결하는 연결 배선으로 기능을 할 수 있다.
제1 금속층(180)은 보호층(160)을 관통하여 제1 전극(121)에 접합된다.
또한 공진부(120)에서 제1 전극(121)은 제2 전극(125)보다 넓은 면적으로 형성되며, 제1 전극(121)의 둘레 부분에는 제1 금속층(180)이 형성된다.
따라서, 제1 금속층(180)은 공진부(120)의 둘레를 따라 배치되며, 이에 제2 전극(125)을 둘러싸는 형태로 배치된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 본 실시예에서 공진부(120) 상에 위치하는 보호층(160)은 적어도 일부가 제1 금속층(180), 제2 금속층(190)과 접촉하도록 배치된다. 제1 금속층(180)과 제2 금속층(190)은 열전도도가 높은 금속 재료로 형성되며 부피가 크므로 열방출 효과가 크다.
따라서 압전층(123)에서 발생된 열이 보호층(160)을 경유하여 제1 금속층(180)과 제2 금속층(190)으로 신속하게 전달될 수 있도록, 보호층(160)은 제1 금속층(180), 제2 금속층(190)과 연결된다.
본 실시예에서 보호층(160)은 적어도 일부가 제1 금속층(180) 및 제2 금속층(190)의 하부에 배치된다. 구체적으로, 보호층(160)은 제1 금속층(180)과 압전층(123) 사이, 그리고 제2 금속층(190)과 제2 전극(125), 압전층(123) 사이에 각각 삽입 배치된다.
이와 같이 구성되는 공진부(120)는 멤브레인층(150)의 하부에 배치되는 캐비티(C)를 통해 기판(110)과 이격 배치된다. 이에, 멤브레인층(150)은 제1 전극(121)과 삽입층(170)의 하부에 배치되어 공진부(120)를 지지한다.
캐비티(C)는 빈 공간으로 형성되며, 음향 공진기 제조 과정에서 에칭 가스(또는 에칭 용액)을 유입 홀(도 1의 H)로 공급하여 지지층(140)의 일부를 제거함으로써 형성될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 불필요한 진동인 스퓨리어스(spurious) 진동을 억제하기 위해 공진부(120) 내에 수평공진 억제부(K)가 배치될 수 있다.
본 실시예에서 중앙부(S)는 중심 영역에 배치되는 활성부(A)와, 활성부(A)의 주변에 배치되는 수평공진 억제부(K)로 구분될 수 있다.
수평공진 억제부(K)는 활성부(A)에서 연장되되, 적층된 각 층들의 두께 구조가 활성부(A)와 다르게 형성될 수 있다. 구체적으로, 수평공진 억제부(K)는 시드층(162), 제1 전극(121), 압전층(123), 제2 전극(125)을 포함하는 다수의 박막층들 중 적어도 하나의 두께가 활성부(A)와 다르게 형성되는 영역으로 규정될 수 있다. 구체적으로, 수평공진 억제부(K)에서 시드층(162), 제1 전극(121), 압전층(123), 제2 전극(125)의 두께 분포는 활성부(A)에서의 두께 분포와 다르게 형성된다.
수평공진 억제부(K)가 활성부(A)의 주변을 둘러싸는 형태로 배치됨에 따라, 도 2와 같이 중앙부(S)를 가로지르도록 공진부(120)를 절단한 단면에서, 활성부(A)의 양단에는 각각 수평공진 억제부(K)가 배치된다.
이하의 설명에서 수평공진 억제부(K)의 폭(W)은 상기 단면에 도시된 2개의 수평공진 억제부(K) 중 어느 하나의 폭을 의미한다. 예컨대, 활성부(A)와 확장부(E) 사이의 최단 거리를 의미할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 수평공진 억제부(K)의 전체 두께는 활성부(A)의 전체 두께와 동일하게 형성될 수 있다. 따라서 수평공진 억제부(K)에서 박막층들 중 어느 하나의 두께가 증가하는 경우, 활성부(A)와 비교하여 해당 박막층의 상부나 하부에 적층 배치된 다른 박막층은 두께가 감소될 수 있다.
또한 본 실시예의 수평공진 억제부(K)는 금속 재질로 형성되는 제1 전극(121)이나 제2 전극(125) 중 적어도 하나가 활성부(A)에 비해 얇은 두께로 형성되는 영역으로 규정될 수 있다.
본 실시예에서 시드층(162)은 수평공진 억제부(K) 내에 배치되는 부분이 제1 전극(121) 측으로 돌출되어 활성부(A)에 배치되는 부분보다 두껍게 형성된다. 그러나 제1 전극(121)과 시드층(162)의 전체 두께는 수평공진 억제부(K)와 활성부(A)에서 동일하게 형성된다.
따라서, 제1 전극(121)은 수평공진 억제부(K) 내에 배치되는 부분이 활성부(A)에 배치되는 부분보다 얇은 두께로 형성된다.
수평공진 억제부(K) 내에서도 제1 전극(121)은 시드층(162) 상에 배치되어야 하므로, 수평공진 억제부(K) 내에서 시드층(162)이 돌출되는 거리(T2)는 활성부(A)에 배치된 제1 전극(121)의 두께(T3)보다 작을 수 있다.
이러한 구성으로 인해, 본 실시예의 수평공진 억제부(K)는 다수의 박막층들 중 금속 재질로 형성되는 박막층의 전체 두께가 활성부(A)에 비해 얇게 형성될 수 있다. 이 경우, 수평공진 억제부(K)와 활성부(A)는 전체적인 물성이 달라지므로, 수평공진 억제부(K)의 공진 주파수는 활성부(A)의 공진 주파수와 다르게 형성될 수 있다. 예컨대, 수평공진 억제부(K)의 공진 주파수는 활성부(A)의 공진 주파수보다 높은 주파수 대역에 형성될 수 있다.
이러한 공진 주파수의 차이로 인하여, 수평공진 억제부(K)와 활성부(A)에서는 각각 서로 다른 파장을 갖는 수평파가 발생될 수 있다. 따라서, 서로 다른 파장을 갖는 수평파들이 상호 간섭함에 따라 수평 공진이 억제될 수 있다.
따라서 수평파(lateral wave)를 효과적으로 제한하여 수평파 공진에 의한 노이즈(예컨대, 수평파 노이즈)의 발생을 최소화할 수 있다.
도 5는 수평공진 억제부의 폭과 두께에 따른 손실 특성을 측정한 그래프로, 수평공진 억제부(K)의 시드층(162) 두께를 증가시키며 손실 특성을 측정하였다.
도 5의 그래프는, 활성부(A)에서 제1 전극(121)의 두께가 2300Å이고, 시드층(162)의 두께가 570Å인 체적 음향 공진기를 대상으로 측정을 진행하였다. 또한 도 5에서 x축은 수평공진 억제부(K)의 폭(W)을 나타내고, y축은 수평파 노이즈에 의해 발생되는 손실 특성을 나타난다. 여기서, 수평파 노이즈에 의해 발생되는 손실 특성이란 체적 음향 공진기의 S-파라미터(S-parameter) 그래프에서 공진주파수 이하의 주파수 대역 중 불요 공진에 의해 노이즈가 심하게 발생되는 일정 대역의 면적을 합한 값으로 정의될 수 있다. 따라서 상기한 손실 특성이 증가할수록 체적 음향 공진기의 성능이 저하될 수 있다.
도 5를 함께 참조하면, 수평공진 억제부(K)의 폭(W)이 증가할수록 수평파 노이즈에 의한 손실 특성이 감소하다가, 극점을 지나 다시 증가하는 것을 알 수 있다.
다양한 실험을 통해, 수평파 노이즈에 의한 손실 특성이 12 이상인 경우, 에너지 손실이 크게 증가하여 체적 음향 공진기의 효용성이 저하되는 것을 확인하였다. 따라서 본 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 손실 특성이 12 미만인 범위에서 수평공진 억제부(K)의 폭과 깊이가 규정될 수 있다.
도 5에서 손실 특성이 12 미만인 범위를 고려하면, 수평공진 억제부(K)의 폭(W)은 대락 2.6um ~ 6.2um 의 범위에 포함된다. 다시 말해, 수평공진 억제부(K)의 폭(W)이 상기 범위에 포함된다면, 수평공진 억제부(K) 내에서 시드층(162)이 돌출되는 거리(T2, 이하 돌출 거리)를 조절하여 손실 특성을 12 미만으로 형성할 수 있다.
이에 본 실시예에서 수평공진 억제부(K)의 폭(W)은 대락 2.6um ~ 6.2um 의 범위로 형성될 수 있다.
또한 도 5를 참조하면 돌출 거리(T2)가 80Å인 경우, 수평공진 억제부(K)의 폭(W)에 상관없이 모든 범위에서 손실 특성이 12 이상이고, 돌출 거리(T2)가 100Å인 경우 일부 영역에서 손실 특성이 12 미만으로 측정되었다. 따라서 돌출 거리(T2)가 80Å 미만인 경우, 수평공진 억제부의 폭(W)을 변경하더라도 손실 특성이 12 미만일 수 없다. 이에, 본 실시예의 체적 음향 공진기는 상기한 돌출 거리(T2)가 100Å 이상으로 형성될 수 있다.
또한, 돌출 거리(T2)가 과도하게 크게 형성되면, 수평공진 억제부(K)에서 제1 전극(121)의 두께(T3)가 과도하게 얇아질 수 있으며, 이 경우 또 다른 불요 공진이 발생될 수 있다.
공정 오차를 고려하여, 일반적으로 제1 전극(121)은 10%의 마진을 갖는 두께로 제조된다. 이에 본 실시예의 체적 음향 공진기는 상기한 돌출 거리(T2)를 제1 전극(121) 두께의 10% 이내로 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 경우 제1 전극(121) 두께를 약 2300Å으로 형성하였으므로, 돌출 거리(T2)는 230Å 이하의 범위로 형성될 수 있다.
이에 수평공진 억제부(K)에서 시드층(162)의 돌출 거리(T2)는 100Å ~ 230Å 의 범위로 형성될 수 있다. 이로 인해, 공진부(120)를 구성하는 다수의 박막층들 중 금속 재질로 형성되는 박막층들(예컨대, 제1, 제2 전극)은 수평공진 억제부(K)와 활성부(A)에서의 두께 차이가 100Å ~ 230Å 의 범위로 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 수평공진 억제부(K)는 전체가 진동 활성 영역인 중앙부(S) 내에 배치된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 적어도 일부가 확장부(E)에 배치되도록 구성할 수도 있다.
이상과 같이 구성되는 본 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 수평공진 억제부(K)를 통해 수평파(Lateral wave)에 의한 불요 공진(Spurious Resonance)을 억제하여 수평파 공진으로 인해 발생되는 노이즈와 공진기 성능의 열화를 최소화할 수 있다.
불요 공진은 공진부(120)에서 발생하는 수평파 (또는 횡모드 정재파)에 의해 야기되어 공진 성능을 왜곡시키거나 저하시킨다.
따라서, 불요 공진을 최소화하기 위해, 본 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 실질적으로 공진이 발생하는 중앙부(S)와, 프레임의 기능을 하는 확장부(E)의 경계에 수평공진 억제부(K)가 배치되어 해당 부분의 물성을 변경한다.
이에 따라 활성부(A), 수평공진 억제부(K), 확장부(E)에서의 공진 주파수가 서로 다르게 형성될 수 있으며, 이로 인해 전체적인 진동 형태가 달라질 수 있으며, 이를 통해 공진부(120) 내에서 수평 방향 거리에 따른 수직방향 진폭 변화량을 줄일 수 있다.
따라서, 수평공진 억제부(K)를 통해 공진 주파수 보다 낮은 주파수에서 수평 방향 공진의 발생, 이에 따른 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
한편 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 변형이 가능하다.
도 6 내지 도 12는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 삽입층(170)이 압전층(123)과 제2 전극(125)과 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라 압전층(123)은 전체적으로 편평하게 형성되며, 제2 전극(125)은 삽입층(170)의 형상에 대응하여 부분적으로 융기될 수 있다.
본 실시예의 삽입층(170)은 전술한 실시예와 동일한 형상을 가질 수 있으며, 적층되는 위치만 다르게 구성된다. 따라서 본 실시예에 따른 체적 음향 공진기의 전체적인 외형은 전술한 실시예의 체적 음향 공진기와 유 사하게 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에 도시된 체적 음향 공진기는 제2 전극(125)이 압전층(123)의 상면 전체에 배치되며, 이에 따라, 제2 전극(125)은 압전층(123)의 경사부(1231)뿐만 아니라 연장부(1232) 상에도 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 확장부(E)에 배치되는 시드층(162)과, 수평공진 억제부(K)에 배치되는 시드층(162)의 두께가 동일하게 형성될 수 있다. 따라서 확장부(E)에 배치되는 제1 전극(121)과 수평공진 억제부(K)에 배치되는 제1 전극(121)도 동일한 두께로 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 확장부(E)에는 삽입층(170)이 배치된다. 따라서 시드층(162)과 제1 전극(121)이 수평공진 억제부(K)가 동일한 두께로 형성되더라도 확장부(E)는 적층 구조에 있어서 수평공진 억제부(K)와 명확하게 구별되므로, 프레임의 기능을 제공할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 중앙부(S)를 가로지르도록 공진부(120)를 절단한 단면에서, 제2 전극(125)의 끝단 부분이 압전층(123)의 압전부(123a) 상면에만 형성되고, 굴곡부(123b) 상에는 형성되지 않는다. 이에 따라 제2 전극(125)의 끝단은 압전부(123a)와 경사부(1231)의 경계를 따라 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 체적 음향 공진기는 도 7에 도시된 체적 음향 공진기와 유사하게 구성되며, 삽입층(170)이 압전층(123)과 제2 전극(125) 사이에 배치된다는 점에서만 차이를 갖는다. 이처럼 삽입층(170)은 확장부(E) 내에서 다양한 위치에 적층될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예의 체적 음향 공진기는 수평진동 억제부(K) 내에서 시드층(162)이 아닌, 압전층(123)의 두께가 증가될 수 있다. 이 경우, 수평공진 억제부(K)에서 제1 전극(121), 압전층(123), 제2 전극(125)의 전체 두께는 활성부(A)에서의 두께와 동일하게 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에서 압전층(123)은 수평공진 억제부(K) 내에 배치되는 부분이 제1 전극(121) 측으로 돌출되어 활성부(A)에 배치되는 부분보다 두껍게 형성된다. 따라서, 제1 전극(121)은 수평공진 억제부(K) 내에 배치되는 부분이 활성부(A)에 배치되는 부분보다 얇은 두께로 형성된다.
수평공진 억제부(K) 내에서도 제1 전극(121)은 압전층(123)의 하부에 배치되어야 하므로, 수평공진 억제부(K) 내에서 압전층(123)이 돌출되는 거리는 활성부(A)의 제1 전극(121) 두께보다 작을 수 있다.
또한 도 10을 참조하면, 본 실시예에서 압전층(123)은 수평공진 억제부(K) 내에 배치되는 부분이 제2 전극(125) 측으로 돌출되어 활성부(A)에 배치되는 부분보다 두껍게 형성된다. 따라서, 제2 전극(125)은 수평공진 억제부(K) 내에 배치되는 부분이 활성부(A)에 배치되는 부분보다 얇은 두께로 형성된다.
전술한 실시예와 마찬가지로, 도 9 및 도 10에 도시된 체적음향 공진기는 수평공진 억제부(K) 내에서 압전층(123)이 제1 전극(121) 또는 제2 전극(125) 측으로 돌출되는 거리가 100Å ~ 230Å 의 범위이고, 수평공진 억제부(K)의 폭이 2.6um ~ 6.2um의 범위일 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 실시예의 체적 음향 공진기는 전술한 삽입층(170)이 생략될 수 있다. 이에 따라 제1 전극(121) 상에 적층되는 압전층(123), 제2 전극(125)은 제1 전극(121)과 나란하게 배치될 수 있다.
삽입층(170)이 생략되므로, 본 실시예의 체적 음향 공진기는 확장부(E)가 활성부(A)와 동일한 적층 구조를 가질 수 있다.
또한 본 실시예의 체적 음향 공진기는 압전층(123)이 제1 압전층(123x)과 제2 압전층(123y)을 포함할 수 있다.
제1 압전층(123x)은 제1 전극(121) 상에 적층되고, 제2 압전층(123y)은 제1 압전층(123x) 상에 적층될 수 있다. 이때, 제1 압전층(123x)과 제2 압전층(123y)은 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 실시예의 체적 음향 공진기는 도 11에 도시된 체적 음향 공진기와 유사하게 구성되며, 압전층(123)이 제3 압전층(123z)을 더 포함할 수 있다.
제3 압전층(123z)은 제2 압전층(123y) 상에 적층될 수 있으며, 이에 제2 전극(125)은 제3 압전층(123z) 상에 적층 배치될 수 있다.
본 실시예에서 제3 압전층(123z)은 제1 압전층(123x)과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 또한 제1 압전층(123x)과 동일한 두께로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제3 압전층(123z)은 제1, 제2 압전층(123x, 123y)과 다른 재질, 다른 두께로 형성될 수 있다.
한편, 도 9 및 도 10에 적용된 압전층은 전술한 다른 실시예들에도 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
또한 각 실시예들은 서로 조합되어 실시될 수 있다.
100: 음향 공진기
110: 기판
120: 공진부
121: 제1 전극
123: 압전층
125: 제2 전극
127: 보호층
140: 희생층
150: 멤브레인층
162: 시드층
170: 삽입층

Claims (16)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 제1 전극, 압전층, 제2 전극이 순차적으로 적층되어 형성되는 공진부; 및
    상기 제1 전극의 하부에 배치되는 시드층;
    을 포함하고,
    상기 공진부는,
    상기 공진부의 중심부에 배치되는 활성부와, 상기 활성부를 둘러싸며 배치되는 수평공진 억제부를 포함하며,
    상기 수평공진 억제부에서 상기 시드층, 상기 제1 전극, 상기 압전층, 상기 제2 전극의 두께 분포는 상기 활성부에서의 두께 분포와 다르게 형성되는 체적 음향 공진기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극, 상기 제2 전극 중 적어도 하나는, 상기 수평공진 억제부 내에서의 두께가 상기 활성부 내에서의 두께보다 얇게 형성되는 체적 음향 공진기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시드층은, 상기 수평공진 억제부 내에서의 두께가 상기 활성부 내에서의 두께보다 두껍게 형성되는 체적 음향 공진기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 압전층은, 상기 수평공진 억제부 내에서의 두께가 상기 활성부 내에서의 두께보다 두껍게 형성되는 체적 음향 공진기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공진부는,
    상기 수평공진 억제부를 둘러싸며 배치되는 확장부를 더 포함하며,
    상기 확장부는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 삽입층을 포함하는 체적 음향 공진기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 삽입층은,
    상기 제1 전극과 상기 압전층 사이, 또는 상기 압전층과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 체적 음향 공진기.
  7. 제5항에 있어서, 상기 시드층은,
    상기 수평공진 억제부 내에서의 두께와 상기 확장부 내에서의 두께가 동일하게 형성되는 체적 음향 공진기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 압전층은,
    상기 제1 전극 상에 적층되는 제1 압전층과, 상기 제1 압전층 상에 적층되는 제2 압전층을 포함하며,
    상기 제1 압전층과 상기 제2 압전층은 다른 재질로 형성되는 체적 음향 공진기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 압전층은,
    상기 제2 압전층 상에 적층되는 제3 압전층을 더 포함하며,
    상기 제3 압전층은 상기 제1 압전층과 동일한 재질로 형성되는 체적 음향 공진기.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 수평공진 억제부 내에서의 상기 시드층은 상기 제1 전극 측으로 돌출 형성되며,
    상기 시드층이 돌출되는 거리는 100Å ~ 230Å 의 범위인 체적 음향 공진기.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 수평공진 억제부의 폭은 2.6um ~ 6.2um의 범위인 체적 음향 공진기.
  12. 기판; 및
    상기 기판 상에 다수의 박막층이 순차적으로 적층되어 형성되는 공진부;
    를 포함하고,
    상기 공진부는,
    상기 공진부의 중심부에 배치되는 활성부와, 상기 활성부를 둘러싸며 배치되는 수평공진 억제부를 포함하며,
    상기 수평공진 억제부는,
    상기 다수의 박막층 중 금속 재질로 형성되는 박막층의 전체 두께가 상기 활성부에 비해 얇게 형성되고, 상기 박막층의 두께 차이는 100Å ~ 230Å 의 범위로 형성되는 체적 음향 공진기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 다수의 박막층은 시드층 및 상기 시드층 상에 적층되는 제1 전극을 포함하고,
    상기 수평공진 억제부에서 상기 시드층은 상기 제1 전극 측으로 돌출되는 체적 음향 공진기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수평공진 억제부에서 상기 시드층과 상기 제1 전극의 전체 두께는 상기 활성부에서의 두께와 동일하게 형성되는 체적 음향 공진기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 다수의 박막층은 순차적으로 적층되는 제1 전극, 압전층, 제2 전극을 포함하고,
    상기 수평공진 억제부에서 상기 압전층은 상기 제1 전극 측 또는 상기 제2 전극 측으로 돌출되는 체적 음향 공진기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 수평공진 억제부에서 제1 전극, 압전층, 제2 전극의 전체 두께는 상기 활성부에서의 두께와 동일하게 형성되는 체적 음향 공진기.
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