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KR101942734B1 - 체적 음향 공진기 - Google Patents

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KR101942734B1
KR101942734B1 KR1020170061417A KR20170061417A KR101942734B1 KR 101942734 B1 KR101942734 B1 KR 101942734B1 KR 1020170061417 A KR1020170061417 A KR 1020170061417A KR 20170061417 A KR20170061417 A KR 20170061417A KR 101942734 B1 KR101942734 B1 KR 101942734B1
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Abstract

기판 상에 배치되는 하부전극 연결부재와, 상기 하부전극 연결부재 상에 배치되는 하부전극과, 상기 하부전극 상에 배치되는 압전체층과, 상기 압전체층 상에 배치되는 상부전극 및 상기 상부전극과 상기 기판을 전기적으로 연결하는 상부전극 연결부재를 포함하며, 상기 하부전극, 상기 압전체층 및 상기 상부전극은 공진부를 구성하며, 상기 하부전극 연결부재는 상기 기판과 상기 하부전극을 전기적으로 연결하는 동시에 상기 공진부 가장자리 일부분을 지지하도록 형성되며, 상기 상부전극 연결부재는 상기 하부전극 연결부재와 이격 배치되어 상기 공진부 가장자리의 다른 일부분을 지지하도록 형성되고, 상기 상부전극 연결부재와 상기 하부전극 연결부재의 적어도 하나에는 상기 공진부의 하부에 배치되도록 상기 기판에 형성되는 비아와 연결되는 연장부가 구비되는 체적 음향 공진기가 개시된다.

Description

체적 음향 공진기{Bulk-acoustic wave resonator}
본 발명은 체적 음향 공진기에 관한 것이다.
최근 많은 대역(Band)가 필요해지면서 통신업체들은 체적 음향 공진기(Bulk-acoustic wave resonator) 및 MEMS 소자 제작 시 소형화는 물론이고 고성능화 및 소자 특성의 안정화를 계속적으로 요구하고 있다.
특히, 대역폭 및 대역 종류의 증가에 따라 대역(Band) 간의 대역 간 간격(Band Gap)은 점점 축소되어야 하는 상황이다.
또한, 이러한 현상은 주파수 자원의 부족으로 대역 내 및 대역 간 간격이 좁아져 간섭방지에 대한 필요성이 대두되고 있다.
이와 같은 특성 향상을 위해 삽입손실 개선, 대역 간 간섭의 최소화, 대역 내 노치 발생을 억제해야 할 필요성이 있다.
국내 공개특허공보 제10-2004-0084478호
비아 형성 위치의 자유도를 증가시킬 수 있는 체적 음향 공진기가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 기판 상에 배치되는 하부전극 연결부재와, 상기 하부전극 연결부재 상에 배치되는 하부전극과, 상기 하부전극 상에 배치되는 압전체층과, 상기 압전체층 상에 배치되는 상부전극 및 상기 상부전극과 상기 기판을 전기적으로 연결하는 상부전극 연결부재를 포함하며, 상기 하부전극, 상기 압전체층 및 상기 상부전극은 공진부를 구성하며, 상기 하부전극 연결부재는 상기 기판과 상기 하부전극을 전기적으로 연결하는 동시에 상기 공진부 가장자리 일부분을 지지하도록 형성되며, 상기 상부전극 연결부재는 상기 하부전극 연결부재와 이격 배치되어 상기 공진부 가장자리의 다른 일부분을 지지하도록 형성되고, 상기 상부전극 연결부재와 상기 하부전극 연결부재의 적어도 하나에는 상기 공진부의 하부에 배치되도록 상기 기판에 형성되는 비아와 연결되는 연장부가 구비될 수 있다.
비아 형성 위치의 자유도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)는 일예로서, 기판(110), 하부전극 연결부재(120), 멤브레인층(130), 공진부(140) 및 상부전극 연결부재(180)를 포함하여 구성될 수 있다.
기판(110)은 실리콘이 적층된 기판일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)가 기판으로 이용될 수 있다. 한편, 기판(110)에는 기판 보호층(미도시)이 구비될 수 있다.
한편, 기판(110)에는 비아(112)가 형성되기 위한 비아홀(114)이 형성될 수 있다. 비아(112)는 공진부(140)의 하부에 배치되도록 기판(110)에 형성될 수 있다. 그리고, 비아(112)는 하부전극 연결부재(120)에 연결되는 제1 비아(112a)와, 상부전극 연결부재(180)에 연결되는 제2 비아(112b)로 이루어질 수 있다.
한편, 제1,2 비아(112a,112b)는 공진부(140)의 하부에 배치될 수 있다.
이후, 기판(110)이 메인기판(미도시)에 실장되는 경우 제1,2 비아(112a,112b)에는 솔더볼이 형성되어 메인기판에 실장될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 비아(112)가 두 개가 구비되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 비아(112)의 개수는 2개 이상이 구비될 수 있다.
하부전극 연결부재(120)는 공진부(140)의 가장자리 일부분을 지지하도록 기판(1010) 상에 형성된다. 그리고, 하부전극 연결부재(120)는 공진부(140)의 하부전극(150)에 전기적으로 연결되며, 상기한 제1 비아(112a)에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 하부전극(150)과 제1 비아(112a)가 전기적으로 연결될 수 있다.
일예로서, 하부전극 연결부재(120)는 하부전극(150)에 연결되며 공진부(140)를 지지하기 위한 하부전극 연결용 지지부(122)와, 하부전극 연결용 지지부(122)로부터 기판(110)의 상면에 평행하게 연장 형성되어 비아(112)에 접속되는 연장부(124)를 구비한다.
이와 같이, 하부전극 연결부재(120)에 연장부(124)가 구비되므로 공진부(140)의 하부전극(150)에 전기적으로 연결되는 비아(112)의 형성 위치를 다양하게 변경 가능하다. 즉, 비아(112) 형성 위치의 자유도를 증가시킬 수 있는 것이다.
또한, 하부전극 연결부재(120)는 일예로서, 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
멤브레인층(130)은 하부전극 연결부재(120) 및 상부전극 연결부재(180)와 함께 캐비티(C)를 형성한다. 멤브레인층(130)은 가장자리가 하부전극 연결부재(120) 및 상부전극 연결부재(180)에 지지되도록 형성된다. 일예로서, 멤브레인층(130)은 할라이드계 에칭 가스에 대하여 반응성이 낮은 산화실리콘(SiO2)과 질화알루미늄(AlN)와 같은 재질로 이루어질 수 있다.
공진부(140)는 멤브레인층(130) 상부에 배치되도록 형성된다. 일예로서, 공진부(140)는 하부전극(150), 압전체층(160) 및 상부전극(170)을 구비할 수 있다.
하부전극(150)은 하부전극 연결부재(120)에 연결되도록 멤브레인층(130) 상에 형성될 수 있다. 그리고, 하부전극(150)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 형성될 수 있다. 일예로서, 하부전극(150)은 몰리브덴(molybdenum: Mo), 루테늄(ruthenium: Ru), 텅스텐(tungsten: W), 이리듐 (Iridiym: Ir), 플래티늄 (Platinium: Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
압전체층(160)은 하부전극(150) 및 멤브레인층(130)을 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 압전체층(160)의 일측면은 상기 멤브레인층(130)의 일측면과 동일한 평면에 배치되도록 형성될 수 있다.
압전체층(160)은 일예로서, 알루미늄 질화물(Aluminum Nitride), 도핑 알루미늄 질화물(Doped Aluminum Nitride), 산화아연(Zinc Oxide) 또는 지르콘 티탄산 납(Lead Zirconate Titanate)을 증착함에 따라 형성될 수 있다.
또한, 일예로서 질화알루미늄(AlN)으로 이루어지는 압전체층(160)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. 그리고 질화알루미늄(AlN)으로 이루어지는 압전체층(160)은 전이 금속(transition metal)을 더 포함할 수도 있다. 일 예로, 전이 금속은 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 하프늄(Hf) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
나아가, 압전체층(160)의 일부분은 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 압전체층(160)의 일부분 상면에는 상부전극(170)이 형성되지 않을 수 있다.
상부전극(170)은 압전체층(160)의 상부에 형성된다. 일예로서, 상부전극(170)도 하부전극(150)과 같이 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 상부전극(170)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 압전체층(160) 상에 형성될 수 있다. 나아가, 상부전극(170)은 압전체층(160)의 일부분이 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 또한, 상부전극(170)의 일부분은 압전체층(160)의 측면을 감싸도록 형성된다. 즉, 상부전극(170)에는 상부전극 연결부재(180)와의 전기적 연결을 위한 접속부(172)를 구비한다.
상부전극 연결부재(180)는 기판(110) 상에 형성되며 일단부가 상부전극(170)에 연결된다. 그리고, 상부전극 연결부재(180)는 하부전극 연결부재(120)와 함께 공진부(140)를 지지하는 역할을 수행한다.
즉, 상기한 캐비티(C)는 상부전극 연결부재(180), 하부전극 연결부재(120) 및 멤브레인층(130)에 의해 형성될 수 있다.
상부전극 연결부재(180)는 상부전극(170)에 연결되며 공진부(140)를 지지하기 위한 상부전극 연결용 지지부(182)와, 상부전극 연결용 지지부(182)로부터 기판(110)의 상면에 평행하게 연장 형성되어 비아(112)에 접속되는 연장부(184)를 구비한다.
이와 같이, 상부전극 연결부재(180)에 연장부(184)가 구비되므로 공진부(140)의 상부전극(170)에 전기적으로 연결되는 비아(112)의 형성 위치를 다양하게 변경 가능하다. 즉, 비아(112) 형성 위치의 자유도를 증가시킬 수 있는 것이다.
또한, 상부전극 연결부재(180)는 일예로서, 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 연장부(124,184)를 구비하는 하부전극 연결부재(120)와 상부전극 연결부재(180)를 통해 비아(112) 형성 위치의 자유도를 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 체적 음향 공진기(100)가 차지하는 면적을 감소시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 체적 음향 공진기(200)는 일예로서, 기판(210), 하부전극 연결부재(220), 멤브레인층(230), 공진부(240) 및 상부전극 연결부재(280)를 포함하여 구성될 수 있다.
기판(210)은 실리콘이 적층된 기판일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)가 기판으로 이용될 수 있다. 한편, 기판(210)에는 기판 보호층(미도시)이 구비될 수 있다.
한편, 기판(210)에는 비아(212)가 형성되기 위한 비아홀(214)이 형성될 수 있다. 비아(212)는 공진부(240)의 하부 및 공진부(240)의 하부 외측에 배치되도록 기판(210)에 형성될 수 있다. 그리고, 비아(212)는 하부전극 연결부재(220)에 연결되는 제1 비아(212a)와, 상부전극 연결부재(280)에 연결되는 제2 비아(212b)로 이루어질 수 있다.
한편, 제1 비아(212a)는 공진부(240)의 하부 외측에 배치되도록 형성되며, 제2 비아(212b)는 공진부(240)의 하부에 배치되도록 형성될 수 있다.
나아가, 제2 비아(212b)는 공진부(240)의 하부 중앙부에 배치될 수 있다.
하부전극 연결부재(220)는 공진부(240)의 가장자리 일부분을 지지하도록 기판(210) 상에 형성된다. 그리고, 하부전극 연결부재(220)는 공진부(240)의 하부전극(1150)에 전기적으로 연결되며, 상기한 제1 비아(212a)에 전기적으로 연결된다.
일예로서, 하부전극 연결부재(220)는 하부전극(250)에 연결되며 공진부(240)를 지지하기 위한 하부전극 연결용 지지부(222)와, 하부전극 연결용 지지부(222)로부터 기판(210)의 상면에 평행하게 연장 형성되어 비아(212)에 접속되는 연장부(224)를 구비한다.
일예로서, 연장부(224)는 공진부(240)의 외측을 향하여 연장 형성될 수 있으며, 공진부(240)의 하부 외측에 배치되는 제1 비아(212a)에 연결될 수 있다.
이와 같이, 하부전극 연결부재(220)에 연장부(224)가 구비되므로 공진부(240)의 하부전극(250)과 전기적으로 연결되는 비아(212)의 형성 위치를 다양하게 변경 가능하다. 즉, 비아(212) 형성 위치의 자유도를 증가시킬 수 있는 것이다.
또한, 하부전극 연결부재(220)는 일예로서, 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
멤브레인층(230)은 하부전극 연결부재(220) 및 상부전극 연결부재(280)와 함께 캐비티(C)를 형성한다. 멤브레인층(230)은 가장자리가 하부전극 연결부재(220) 및 상부전극 연결부재(280)에 지지되도록 형성된다. 일예로서, 멤브레인층(230)은 할라이드계 에칭가스에 반응성이 낮은 산화실리콘(SiO2)과 질화알루미늄(AlN)과 같은 재질로 이루어질 수 있다.
공진부(240)는 멤브레인층(230) 상부에 배치되도록 형성된다. 일예로서, 공진부(240)는 하부전극(250), 압전체층(260) 및 상부전극(270)을 구비할 수 있다.
하부전극(250)은 하부전극 연결부재(220)에 연결되도록 멤브레인층(230) 상에 형성될 수 있다. 그리고, 하부전극(250)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 형성될 수 있다. 일예로서, 하부전극(250)은 몰리브덴(molybdenum: Mo), 루테늄(ruthenium: Ru), 텅스텐(tungsten: W), 이리듐(Iridiym: Ir), 플래티늄 (Platinium: Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
압전체층(260)은 하부전극(250) 및 멤브레인층(230)을 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 압전체층(260)의 일측면은 상기 멤브레인층(230)의 일측면과 동일한 평면에 배치되도록 형성될 수 있다.
압전체층(260)은 일예로서, 알루미늄 질화물(Aluminum Nitride), 도핑 알루미늄 질화물(Doped Aluminum Nitride), 산화아연(Zinc Oxide) 또는 지르콘 티탄산 납(Lead Zirconate Titanate)을 증착함에 따라 형성될 수 있다.
또한, 질화알루미늄(AlN)으로 이루어지는 압전체층(260)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. 그리고 질화알루미늄(AlN)으로 이루어지는 압전체층(260)은 전이 금속(transition metal)을 더 포함할 수도 있다. 일 예로, 전이 금속은 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 하프늄(Hf) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
나아가, 압전체층(260)의 일부분은 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 압전체층(260)의 상면 일부분에는 상부전극(270)이 형성되지 않을 수 있다.
상부전극(270)은 압전체층(260)의 상부에 형성된다. 일예로서, 상부전극(270)도 하부전극(250)과 같이 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 상부전극(270)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 압전체층(260) 상에 형성될 수 있다. 나아가, 상부전극(270)은 압전체층(260)의 일부분이 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 또한, 상부전극(270)의 일부분은 압전체층(260)의 측면을 감싸도록 형성된다. 즉, 상부전극(270)에는 상부전극 연결부재(280)와의 전기적 연결을 위한 접속부(272)를 구비한다.
상부전극 연결부재(280)는 기판(210) 상에 형성되며 일단부가 상부전극(270)에 연결된다. 그리고, 상부전극 연결부재(280)는 하부전극 연결부재(220)와 함께 공진부(240)를 지지하는 역할을 수행한다.
즉, 상기한 캐비티(C)는 상부전극 연결부재(280), 하부전극 연결부재(220) 및 멤브레인층(230)에 의해 형성될 수 있다.
상부전극 연결부재(280)는 상부전극(270)에 연결되며 공진부(240)를 지지하기 위한 상부전극 연결용 지지부(282)와, 상부전극 연결용 지지부(282)로부터 기판(210)의 상면에 평행하게 연장 형성되어 비아(212)에 접속되는 연장부(284)를 구비한다.
이와 같이, 상부전극 연결부재(280)에 연장부(284)가 구비되므로 공진부(240)의 상부전극(270)에 전기적으로 연결되는 비아(212)의 형성 위치를 다양하게 변경 가능하다. 즉, 비아(212) 형성 위치의 자유도를 증가시킬 수 있는 것이다.
또한, 상부전극 연결부재(280)는 일예로서, 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 연장부(224,284)를 구비하는 하부전극 연결부재(220)와 상부전극 연결부재(280)를 통해 비아(212) 형성 위치의 자유도를 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 체적 음향 공진기(200)가 차지하는 면적을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 체적 음향 공진기(300)는 일예로서, 기판(110), 하부전극 연결부재(120), 멤브레인층(130), 공진부(140) 및 상부전극 연결부재(380)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 기판(110), 하부전극 연결부재(120), 멤브레인층(130), 공진부(140), 하부전극(150), 압전체층(160) 및 상부전극(170)은 상기한 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)에 구비되는 구성과 유사하므로 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
상부전극 연결부재(380)는 기판(110) 상에 형성되며 일단부가 상부전극(170)에 연결된다. 그리고, 상부전극 연결부재(380)는 하부전극 연결부재(120)와 함께 공진부(140)를 지지하는 역할을 수행한다.
즉, 상기한 캐비티(C)는 상부전극 연결부재(380), 하부전극 연결부재(120) 및 멤브레인층(130)에 의해 형성될 수 있다.
상부전극 연결부재(380)는 공진부(140) 가장자리의 다른 일부분을 지지하기 위한 상부전극 연결용 지지부(382)와, 상부전극 연결용 지지부(382)의 가장자리로부터 상부측으로 연장 형성되는 기둥부(384)와, 기둥부(384)의 끝단으로부터 기판(110)의 상면과 평행하게 연장되는 플레이트부(386) 및 상부전극(170)의 상면에 형성되어 플레이트부(386)에 연결되는 연결부(388)를 구비한다.
한편, 상부전극 연결용 지지부(382)는 일부가 공진부(140)의 외측에 배치되며 기둥부(384)는 공진부(140)의 외측에 배치되는 상부전극 연결용 지지부(382)로부터 연장 형성된다.
또한, 연결부(388)는 상부전극(170)의 상면 가장자리에 형성될 수 있다. 연결부(388)는 공진부(140)의 형상에 대응되는 고리 형상, 일예로서 무정형의 고리 형상을 가질 수 있다.
또한, 상부전극 연결부재(380)는 일예로서, 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 하부전극 연결부재(120) 및 상부전극 연결부재(380)를 통해 비아(112) 형성 위치의 자유도를 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 체적 음향 공진기(400)는 일예로서, 기판(410), 제1 하부전극 연결부재(420), 제2 하부전극 연결부재(430), 제1 공진부(440), 제2 공진부(490) 및 상부전극 연결부재(540)를 포함하여 구성될 수 있다.
기판(410)은 실리콘이 적층된 기판일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)가 기판으로 이용될 수 있다. 한편, 기판(410)에는 기판 보호층(411)이 구비될 수 있다.
한편, 기판(410)에는 비아(412)가 형성되기 위한 비아홀(414)이 형성될 수 있다. 비아(412)는 제1 하부전극 연결부재(420), 제2 하부전극 연결부재(430) 및 상부전극 연결부재(540)에 연결되도록 형성된다. 일예로서, 비아(412)는 제1 하부전극 연결부재(420)에 연결되는 제1 비아(412a)와, 제2 하부전극 연결부재(430)에 연결되는 제2 비아(412b) 및 상부전극 연결부재(540)에 연결되는 제3 비아(412c)를 구비할 수 있다. 또한, 제1,2 비아(412a,412b)는 제1,2 공진부(440,490)의 하부에 배치될 수 있다.
이후, 기판(410)이 메인기판(미도시)에 실장되는 경우 제1,2,3 비아(412a,412b,412c)에는 솔더볼이 형성되어 메인기판에 실장될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 비아(412)가 세 개가 구비되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 비아(412)의 개수는 3개 이상이 구비될 수 있다.
제1 하부전극 연결부재(420)는 비아(412)에 연결되며 기판(410) 상에 배치된다. 일예로서, 제1 하부전극 연결부재(420)는 제1 공진부(440)를 지지하기 위한 제1 하부전극 연결용 지지부(422)와, 제1 하부전극 연결용 지지부(422)로부터 기판(410)의 상면과 평행하게 연장 형성되어 비아(412)에 접속되는 연장부(424)를 구비한다.
이와 같이, 제1 하부전극 연결부재(420)에 연장부(424)가 구비되므로 제1 공진부(440)의 하부전극(450)에 전기적으로 연결되는 제1 비아(412a)의 형성 위치를 다양하게 변경 가능하다. 즉, 비아(412) 형성 위치의 자유도를 증가시킬 수 있는 것이다.
또한, 제1 하부전극 연결부재(420)는 일예로서, 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
제2 하부전극 연결부재(430)는 제1 하부전극 연결부재(420) 및 상부전극 연결부재(540)로부터 이격 배치되며, 비아(412)에 연결된다. 일예로서, 제2 하부전극 연결부재(430)는 제2 공진부(490)를 지지하기 위한 제2 하부전극 연결용 지지부(432)와, 제2 하부전극 연결용 지지부(432)로부터 기판(410)의 상면과 평행하게 연장 형성되어 비아(412)에 접속되는 연장부(434)를 구비한다.
이와 같이, 제2 하부전극 연결부재(430)에 연장부(434)가 구비되므로 제2 공진부(490)의 하부전극(500)에 전기적으로 연결되는 제2 비아(412b)의 형성 위치를 다양하게 변경 가능하다. 즉, 비아(412b) 형성 위치의 자유도를 증가시킬 수 있는 것이다.
또한, 제2 하부전극 연결부재(430)는 일예로서, 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
제1 공진부(440)는 제1 하부전극 연결부재(420) 및 상부전극 연결부재(540)에 전기적으로 연결되는 동시에 저면이 지지된다.
제1 공진부(440)는 일예로서, 제1 하부전극(450), 제1 압전체층(460), 제1 상부전극(470) 및 제1 멤브레인층(480)을 구비한다.
제1 하부전극(450)은 제1 하부전극 연결부재(420)에 연결되되며, 제1 멤브레인층(480)의 상부에 배치된다. 그리고, 제1 하부전극(450)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 형성될 수 있다. 일예로서, 제1 하부전극(450)은 몰리브덴(molybdenum: Mo), 루테늄(ruthenium: Ru), 텅스텐(tungsten: W), 이리듐 (Iridiym: Ir), 플래티늄 (Platinium: Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
제1 압전체층(460)은 적어도 일부가 제1 하부전극(450)의 상부에 배치된다. 제1 압전체층(460)은 일예로서, 알루미늄 질화물(Aluminum Nitride), 도핑 알루미늄 질화물(Doped Aluminum Nitride), 산화아연(Zinc Oxide) 또는 지르콘 티탄산 납(Lead Zirconate Titanate)을 증착함에 따라 형성될 수 있다.
또한, 일예로서 질화알루미늄(AlN)으로 이루어지는 제1 압전체층(460)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. 그리고 질화알루미늄(AlN)으로 이루어지는 제1 압전체층(460)은 전이 금속(transition metal)을 더 포함할 수도 있다. 일 예로, 전이 금속은 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 하프늄(Hf) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 상부전극(470)은 제1 압전체층(460)의 상부에 형성된다. 일예로서, 제1 상부전극(470)도 제1 하부전극(450)과 같이 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 제1 상부전극(470)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 제1 압전체층(460) 상에 형성될 수 있다. 나아가, 제1 상부전극(470)은 제1 압전체층(460)의 일부분이 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 상부전극(470)의 일부분은 제1 압전체층(460)의 측면을 감싸도록 형성된다. 즉, 제1 상부전극(470)에는 상부전극 연결부재(540)와의 전기적 연결을 위한 제1 접속부(472)를 구비한다.
제1 멤브레인층(480)은 제1 하부전극 연결부재(420) 및 상부전극 연결부재(540)와 함께 캐비티(C)를 형성한다. 제1 멤브레인층(480)은 가장자리가 제1 하부전극 연결부재(420) 및 상부전극 연결부재(540)에 지지되도록 형성된다. 일예로서, 제1 멤브레인층(480)은 할라이드계 에칭 가스에 대하여 반응성이 낮은 산화실리콘(SiO2)과 질화알루미늄(AlN)와 같은 재질로 이루어질 수 있다.
제2 공진부(490)는 제2 하부전극 연결부재(430) 및 상부전극 연결부재(540)에 전기적으로 연결되는 동시에 저면이 지지된다.
제2 공진부(490)는 일예로서, 제2 하부전극(500), 제2 압전체층(510), 제2 상부전극(520) 및 제2 멤브레인층(530)을 구비한다.
제2 하부전극(500)은 제2 하부전극 연결부재(430)에 연결되되며, 제2 멤브레인층(530)의 상부에 배치된다. 그리고, 제2 하부전극(500)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 형성될 수 있다. 일예로서, 제2 하부전극(500)은 몰리브덴(molybdenum: Mo), 루테늄(ruthenium: Ru), 텅스텐(tungsten: W), 이리듐 (Iridiym: Ir), 플래티늄 (Platinium: Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
제2 압전체층(510)은 적어도 일부가 제2 하부전극(500)의 상부에 배치된다. 제2 압전체층(510)은 일예로서, 알루미늄 질화물(Aluminum Nitride), 도핑 알루미늄 질화물(Doped Aluminum Nitride), 산화아연(Zinc Oxide) 또는 지르콘 티탄산 납(Lead Zirconate Titanate)을 증착함에 따라 형성될 수 있다.
또한, 일예로서 질화알루미늄(AlN)으로 이루어지는 제2 압전체층(510)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. 그리고 질화알루미늄(AlN)으로 이루어지는 제2 압전체층(510)은 전이 금속(transition metal)을 더 포함할 수도 있다. 일 예로, 전이 금속은 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 하프늄(Hf) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2 상부전극(520)은 제2 압전체층(510)의 상부에 형성된다. 일예로서, 제2 상부전극(520)도 제2 하부전극(500)과 같이 몰리브덴(molybdenum : Mo), 루테늄(ruthenium : Ru), 텅스텐(tungsten : W), 이리듐 (Iridiym : Ir), 플래티늄 (Platinium : Pt) 등과 같이 전도성 재질, 또는 이의 합금을 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 제2 상부전극(520)은 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 제2 압전체층(510) 상에 형성될 수 있다. 나아가, 제2 상부전극(520)은 제2 압전체층(510)의 일부분이 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 상부전극(520)의 일부분은 제2 압전체층(510)의 측면을 감싸도록 형성된다. 즉, 제2 상부전극(520)에는 상부전극 연결부재(540)와의 전기적 연결을 위한 제2 접속부(522)를 구비한다.
제2 멤브레인층(530)은 제2 하부전극 연결부재(430) 및 상부전극 연결부재(540)와 함께 캐비티(C)를 형성한다. 제2 멤브레인층(530)은 가장자리가 제2 하부전극 연결부재(430) 및 상부전극 연결부재(540)에 지지되도록 형성된다. 일예로서, 제2 멤브레인층(530)은 할라이드계 에칭 가스에 대하여 반응성이 낮은 산화실리콘(SiO2)과 질화알루미늄(AlN)와 같은 재질로 이루어질 수 있다.
상부전극 연결부재(540)는 제1,2 하부전극 연결부재(420,430)에 이격 배치되며 비아(412)에 연결된다. 또한, 상부전극 연결부재(540)는 기판(410) 상에 형성되며 제1,2 상부전극(470,520)에 연결된다. 나아가, 상부전극 연결부재(540)는 제1,2 하부전극 연결부재(420,430)와 함께 제1,2 공진부(440,490)를 지지하는 역할을 수행한다.
그리고, 캐비티(C)는 제1,2 하부전극 연결부재(420,430), 상부전극 연결부재(540) 및 제1,2 멤브레인층(480,530)에 의해 형성될 수 있다.
한편, 상부전극 연결부재(540)는 기판(410)에 형성되는 제3 비아(412c)에 연결될 수 있다.
일예로서, 상부전극 연결부재(540)는 일예로서, 구리(Cu) 또는 텅스텐(W)과 같은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 연장부(424,434)를 구비하는 제1,2 하부전극 연결부재(420,430) 및 상부전극 연결부재(540)를 통해 비아(412)의 형성 위치의 자유도륵 증가시킬 수 있다.
다시 말해, 비아(412)가 제1,2 공진부(440,490)의 하부에 배치되도록 기판(410) 상에 형성될 수 있으므로, 체적 음향 공진기(400)가 차지하는 면적을 감소시킬 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.
100, 200, 300, 400 : 체적 음향 공진기
110, 210, 410 : 기판
120, 220 : 하부전극 연결부재
140, 240 : 공진부
180, 280 : 상부전극 연결부재

Claims (16)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 하부전극 연결부재;
    상기 하부전극 연결부재 상에 배치되는 하부전극;
    상기 하부전극 상에 배치되는 압전체층;
    상기 압전체층 상에 배치되는 상부전극; 및
    상기 상부전극과 상기 기판을 전기적으로 연결하는 상부전극 연결부재;
    를 포함하며,
    상기 하부전극, 상기 압전체층 및 상기 상부전극은 공진부를 구성하며,
    상기 하부전극 연결부재는 상기 기판과 상기 하부전극을 전기적으로 연결하는 동시에 상기 공진부 가장자리 일부분을 지지하도록 형성되며,
    상기 상부전극 연결부재는 상기 하부전극 연결부재와 이격 배치되어 상기 공진부 가장자리의 다른 일부분을 지지하도록 형성되고,
    상기 상부전극 연결부재와 상기 하부전극 연결부재의 적어도 하나에는 상기 공진부의 하부에 배치되도록 상기 기판에 형성되는 비아와 연결되는 연장부가 구비되며,
    상기 상부전극 연결부재는 상기 상부전극에 연결되며 상기 공진부를 지지하기 위한 상부전극 연결용 지지부와, 상기 상부전극 연결용 지지부로부터 상기 기판의 상면에 평행하게 연장 형성되어 상기 비아에 접속되는 상기 연장부를 구비하는 체적 음향 공진기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부전극 연결부재와 상기 하부전극 연결부재에 구비되는 상기 연장부 각각에는 비아가 연결되며,
    상기 비아 중 적어도 하나는 상기 공진부의 하부에 배치되는 체적 음향 공진기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부전극 연결부재와 상기 하부전극 연결부재 각각에 구비되는 상기 연장부에 연결되는 두개의 비아 모두가 상기 공진부의 하부에 배치되는 체적 음향 공진기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상부전극 연결부재와 상기 하부전극 연결부재 각각에 구비되는 연장부에 연결되는 두 개의 비아 중 어느 하나는 상기 공진부의 하부에 배치되고, 다른 하나는 상기 공진부의 외측에 배치되는 체적 음향 공진기.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부전극 연결부재는 상기 하부전극에 연결되며 상기 공진부를 지지하기 위한 하부전극 연결용 지지부와, 상기 하부전극 연결용 지지부로부터 상기 기판의 상면에 평행하게 연장 형성되어 상기 비아에 접속되는 상기 연장부를 구비하는 체적 음향 공진기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공진부에는 상기 하부전극 연결부, 상기 상부전극 연결부 및 상기 기판에 의해 형성되는 캐비티를 덮는 멤브레인층을 더 구비하는 체적 음향 공진기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부전극은 상기 상부전극 연결부재와의 전기적 연결을 위한 접속부를 구비하는 체적 음향 공진기.
  9. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 하부전극 연결부재;
    상기 하부전극 연결부재 상에 배치되는 하부전극;
    상기 하부전극 상에 배치되는 압전체층;
    상기 압전체층 상에 배치되는 상부전극; 및
    상기 상부전극과 상기 기판을 전기적으로 연결하는 상부전극 연결부재;
    를 포함하며,
    상기 하부전극, 상기 압전체층 및 상기 상부전극은 공진부를 구성하며,
    상기 하부전극 연결부재는 상기 기판과 상기 하부전극을 전기적으로 연결하는 동시에 상기 공진부 가장자리 일부분을 지지하도록 형성되며,
    상기 상부전극 연결부재는 상기 하부전극 연결부재와 이격 배치되어 상기 공진부 가장자리의 다른 일부분을 지지하도록 형성되고,
    상기 상부전극 연결부재와 상기 하부전극 연결부재의 적어도 하나에는 상기 공진부의 하부에 배치되도록 상기 기판에 형성되는 비아와 연결되는 연장부가 구비되며,
    상기 상부전극 연결부재는 상기 공진부 가장자리의 다른 일부분을 지지하는 상부전극 연결용 지지부와, 상기 상부전극 연결용 지지부의 가장자리로부터 상부측으로 연장 형성되는 기둥부와, 상기 기둥부의 끝단으로부터 기판의 상면과 평행하게 연장되는 플레이트부 및 상기 상부전극의 상면에 형성되어 상기 플레이트부에 연결되는 연결부를 구비하는 체적 음향 공진기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부전극 연결용 지지부는 일부가 상기 공진부의 외측에 배치되며, 상기 기둥부는 상기 공진부의 외측에 배치되는 상부전극 연결용 지지부에 배치되는 체적 음향 공진기.
  11. 복수개의 비아가 구비되는 기판;
    비아에 연결되며 상기 기판 상에 배치되는 제1 하부전극 연결부재;
    상기 제1 하부전극 연결부재로부터 이격 배치되며, 비아에 연결되는 상부전극 연결부재;
    상기 제1 하부전극 연결부재 및 상기 상부전극 연결부재로부터 이격 배치되며, 비아에 연결되는 제2 하부전극 연결부재;
    상기 제1 하부전극 연결부재 및 상기 상부전극 연결부재에 전기적으로 연결되는 동시에 저면이 지지되는 제1 공진부; 및
    상기 제2 하부전극 연결부재 및 상기 상부전극 연결부재에 전기적으로 연결되는 동시에 저면이 지지되는 제2 공진부;
    를 구비하며,
    상기 제1 하부전극 연결부재와, 상기 제2 하부전극 연결부재 및 상기 상부전극 연결부재 중 적어도 하나에는 각각의 비아와의 연결을 위한 각각의 연장부가 구비되며,
    상기 복수개의 비아 중 일부는 상기 제1,2 공진부의 하부에 배치되며,
    상기 제1 하부전극 연결부재는 상기 제1 공진부를 지지하기 위한 제1 하부전극 연결용 지지부와, 상기 제1 하부전극 연결용 지지부로부터 상기 기판의 상면과 평행하게 연장 형성되어 상기 비아에 접속되는 상기 연장부를 구비하는 체적 음향 공진기.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 하부전극 연결부재는 상기 제2 공진부를 지지하기 위한 제2 하부전극 연결용 지지부와, 상기 제2 하부전극 연결용 지지부로부터 상기 기판의 상면과 평행하게 연장 형성되어 상기 비아에 접속되는 상기 연장부를 구비하는 체적 음향 공진기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 상부전극 연결부재는 상기 제1,2 공진부의 가장자리 일부를 지지하는 기둥 형상을 가지며,
    상기 기판에 구비되는 비아에 연결되는 체적 음향 공진기.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 공진부는 상기 제1 하부전극 연결부재에 연결되는 제1 하부전극과, 적어도 일부가 상기 제1 하부전극의 상부에 배치되는 제1 압전체층 및 적어도 일부가 상기 제1 압전체층의 상부에 배치되며 상기 상부전극 연결부재에 연결되는 제1 상부전극을 구비하며,
    상기 제2 공진부는 상기 제2 하부전극 연결부재에 연결되는 제2 하부전극과, 적어도 일부가 상기 제2 하부전극의 상부에 배치되는 제2 압전체층 및 적어도 일부가 상기 제2 압전체층의 상부에 배치되며 상기 상부전극 연결부재에 연결되는 제2 상부전극을 구비하는 체적 음향 공진기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 공진부는 상기 제1 하부전극 연결부재와 상기 상부전극 연결부재에 가장자리 일부가 지지되는 제1 멤브레인층을 더 구비하며,
    상기 제2 공진부는 상기 제2 하부전극 연결부재와 상기 상부전극 연결부재에 가장자리 일부가 지지되는 제2 멤브레인층을 더 구비하는 체적 음향 공진기.
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