KR102105386B1 - Bulk-acoustic wave resonator and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
기판 보호층이 상면에 형성되는 기판과, 상기 기판과 함께 캐비티를 형성하는 멤브레인층 및 상기 멤브레인층 상에 형성되는 공진부를 포함하며, 상기 멤브레인층은 제1층과, 상기 제1층과 동일한 재질로 이루어지며 제1층보다 밀도가 큰 제2층을 구비하는 체적 음향 공진기가 개시된다.The substrate protective layer includes a substrate formed on the upper surface, a membrane layer forming a cavity together with the substrate, and a resonant portion formed on the membrane layer, wherein the membrane layer includes a first layer and the same material as the first layer Disclosed is a volume acoustic resonator comprising a second layer having a greater density than the first layer.
Description
본 발명은 체적 음향 공진기 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a volume acoustic resonator and a method for manufacturing the same.
체적 음향 공진기 소자(BAW, Bulk-Acoustic Wave resonator)에 있어, 압전 박막의 결정특성은 다양한 체적 음향 공진 성능 항목에 지배적인 영향을 미친다. 따라서, 압전 박막의 결정 특성을 향상시킬 수 있는 다양한 방법이 현재 고안 중에 있다.In the bulk acoustic resonator element (BAW), the crystal properties of the piezoelectric thin film have a dominant effect on various volume acoustic resonance performance items. Accordingly, various methods are currently being devised to improve the crystal properties of the piezoelectric thin film.
그 중 가장 일반적인 방법은 압전층인 질화알루미늄(AlN)의 증착 공정을 최적화하여 결정특성을 향상시키는 것인데, 이는 증착 공정의 특성 상 개선에 한계가 존재한다. 일예로서, 통상 질화알루미늄(AlN) 등과 같은 압전 박막의 결정특성을 향상시킬 수 있는 방법으로 압전층 증착 공정의 최적화나 하부층인 전극 및 시드(seed)층의 종류나 증착 공정의 개선을 통해 결정성을 확보하는 방법이 있다.The most common method is to optimize the deposition process of aluminum nitride (AlN), which is a piezoelectric layer, to improve crystal properties, which has limitations in improving the properties of the deposition process. As an example, a method capable of improving the crystal properties of a piezoelectric thin film such as aluminum nitride (AlN) or the like, or by optimizing the piezoelectric layer deposition process or improving the type or deposition process of the electrode and seed layers as the lower layer There is a way to secure it.
또한, 질화알루미늄(AlN)의 하부층인 전극박막의 결정성을 향상시켜 압전층의 결정특성을 개선하는 방법을 사용하는데, 전극 박막 또한 증착 공정의 최적화만으로는 결정성 개선에 한계가 있다.In addition, a method of improving crystallinity of the piezoelectric layer by improving the crystallinity of the electrode thin film, which is a lower layer of aluminum nitride (AlN), is also limited in the improvement of crystallinity by optimizing the electrode thin film alone.
결국, 체적 음향 공진 성능을 향상시킬 수 있는 압전 박막의 결정 특성을 향상시킬 수 있는 구조 및 제조방법의 개발이 필요한 실정이다.As a result, there is a need to develop a structure and a manufacturing method capable of improving crystal properties of a piezoelectric thin film capable of improving volume acoustic resonance performance.
공진 특성을 향상시킬 수 있는 체적 음향 공진기 및 이의 제조방법이 제공된다.A volume acoustic resonator capable of improving resonance characteristics and a method for manufacturing the same are provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 기판 보호층이 상면에 형성되는 기판과, 상기 기판과 함께 캐비티를 형성하는 멤브레인층 및 상기 멤브레인층 상에 형성되는 공진부를 포함하며, 상기 멤브레인층은 제1층과, 상기 제1층과 동일한 재질로 이루어지며 제1층보다 밀도가 큰 제2층을 구비할 수 있다.The volume acoustic resonator according to an embodiment of the present invention includes a substrate on which a substrate protective layer is formed, an membrane layer forming a cavity with the substrate, and a resonator formed on the membrane layer, wherein the membrane layer A first layer and a second layer made of the same material as the first layer and having a greater density than the first layer may be provided.
공진 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.There is an effect that can improve the resonance characteristics.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기를의 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기의 제조방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a volume acoustic resonator according to a first embodiment of the present invention.
2 to 4 are graphs for explaining the effect of the volume acoustic resonator according to the first embodiment of the present invention.
5 to 11 are process flowcharts for explaining a method of manufacturing a volume acoustic resonator according to a first embodiment of the present invention.
12 is a schematic cross-sectional view showing a volume acoustic resonator according to a second embodiment of the present invention.
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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a more clear description.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a volume acoustic resonator according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)는 일예로서, 기판(110), 멤브레인층(120), 공진기(130), 페시베이션층(170) 및 금속패드(180)를 포함하여 구성될 수 있다.1, the volume
기판(110)은 실리콘이 적층된 기판일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)가 기판으로 이용될 수 있다. 한편, 기판(110)에는 캐비티(Cavity, C)에 대향 배치되는 기판 보호층(112)이 구비될 수 있다.The
기판 보호층(112)은 캐비티(C)의 형성 시 손상을 방지하는 역할을 수행한다.The
일예로서, 기판 보호층(112)은 질화실리콘(Si3N4) 또는 산화실리콘(SiO2)을 함유하는 재질로 이루어질 수 있다. As an example, the substrate
멤브레인층(120)은 기판(110)과 함께 캐비티(C)를 형성한다. 멤브레인층(120)은 후술할 희생층(190, 도 6 참조)의 상부에 형성되며, 희생층(190)의 제거에 의해 멤브레인층(120)은 기판 보호층(112)과 함께 캐비티(C)를 형성한다. 한편, 멤브레인층(120)은 실리콘 계열의 희생층(190)을 제거하기 위한 불소(F), 염소(Cl) 등의 할라이드계의 에칭가스와 반응성이 낮은 재질로 이루어질 수 있다.The
일예로서, 멤브레인층(120)은 질화실리콘(Si3N4) 또는 산화실리콘(SiO2)을 함유하는 재질로 이루어질 수 있다. As an example, the
멤브레인층(120)은 제1층(122)과, 제1층(122)과 동일한 재질로 이루어지며 제1층(122)보다 밀도가 큰 제2층(124)을 구비한다. 또한, 제1층(122)의 두께가 제2층(124)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 다시 말해, 제2층(124)은 제1층(122)의 상부에 배치되며, 표면처리에 의해 제1층(122)이 제2층(124)으로 변형될 수 있다.The
일예로서, 제2층(124)은 소프트 에칭(Soft etch) 공정에 의해 형성된다. 즉, 공진부(130)의 형성 전 멤브레인층(120)에 소프트 에칭 공정을 수행하여 제2층(124)을 형성한다.As an example, the
소프트 에칭 공정은 플라즈마(plasma) 상태에서 전원(RF-bias)을 기판(110)에 인가하여 아르곤 입자(Ar+)가 멤브레인층(120) 표면에 충돌되도록 함으로써 수행된다. 이에 따라, 멤브레인층(120)의 상부에 제2층(124)이 형성되는 것이다.The soft etching process is performed by applying a power source (RF-bias) to the
공진부(130)는 멤브레인층(120) 상에 형성된다. 일예로서, 공진부(130)는 하부전극(140), 압전체층(150) 및 상부전극(160)을 포함하여 구성될 수 있다.The
하부전극(140)은 멤브레인층(120) 상에 형성된다. 보다 상세하게는 하부전극(140)은 일부분이 캐비티(C)의 상부에 배치되도록 멤브레인층(120)에 형성된다.The
일예로서, 하부전극(140)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. As an example, the
또한, 하부전극(140)은 RF(Radio Frequency) 신호 등의 전기적 신호를 주입하는 입력 전극 및 출력 전극 중 어느 하나로 이용될 수 있다. 예를 들어, 하부전극(140)이 입력 전극인 경우 상부전극(160)은 출력 전극일 수 있으며, 하부전극(140)이 출력 전극인 경우 상부전극(160)은 입력 전극일 수 있다.In addition, the
압전체층(150)은 하부전극(140)의 적어도 일부를 덮도록 형성된다. 그리고, 압전체층(150)은 하부전극(140) 또는 상부전극(160)을 통해 입력되는 신호를 탄성파로 변환하는 역할을 수행한다. 즉, 압전체층(150)은 전기적 신호를 물리적 진동에 의한 탄성파로 변환하는 역할을 수행한다.The
일예로서, 압전체층(150)은 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.As an example, the
또한, 질화알루미늄 (AlN) 압전층(150)은 희토류 금속(Rare earth metal)을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 희토류 금속은 스칸듐(Sc), 에르븀(Er), 이트륨(Y), 및 란탄(La) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 질화알루미늄 (AlN) 압전층 (140)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.In addition, the aluminum nitride (AlN)
상부전극(160)은 압전체층(150)을 덮도록 형성되며, 하부전극(140)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.The
한편, 상부전극(160)에는 프레임부(162)가 구비될 수 있다. 프레임부(162)는 상부전극(160)의 나머지 부분보다 두꺼운 두께를 가지는 상부전극(160)의 일부분을 말한다. 또한, 프레임부(162)는 활성 영역(S)의 중앙부를 제외한 영역에 배치되도록 상부전극(160)에 구비될 수 있다. Meanwhile, a
그리고, 프레임부(162)는 공진 시 발생되는 측면파(Lateral Wave)를 활성 영역(S) 내부로 반사시켜 공진 에너지를 활성 영역(S)에 가두어 두는 역할을 수행한다. 다시 말해, 프레임부(162)는 활성 영역(S)의 가장자리에 배치되도록 형성되어 활성 영역(S)으로부터 진동이 외부로 빠져나가는 것을 방지하는 역할을 수행한다.In addition, the
여기서, 활성 영역(S)을 정의하면, 활성 영역(S)이라 함은, 하부전극(140), 압전체층(150), 상부전극(160)의 세 개의 층 모두가 적층된 영역을 말한다.Here, when the active region S is defined, the active region S refers to a region in which all three layers of the
페시베이션층(170)은 하부전극(140)과 상부전극(160)의 일부분을 제외한 영역에 형성된다. 한편, 페시베이션층(170)은 공정 중 상부전극(160) 및 하부전극(140)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.The
나아가, 페시베이션층(170)은 최종 공정에서 주파수 조절을 위해 식각에 의해 페시베이션층(170)의 두께가 조절될 수 있다. 패시베이션층(170)은 일예로, 산화망간(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 있다.Furthermore, the thickness of the
금속패드(180)는 하부전극(140)과 상부전극(160)의 상기한 페시베이션층(170)이 형성되지 않은 일부분에 형성된다. 일예로서, 금속패드(180)는 금(Au), 금-주석(Au-Sn) 합금, 구리(Cu), 구리-주석(Cu-Sn) 합금 등의 재질로 이루어질 수 있다.The
상기한 바와 같이, 멤브레인층(120)이 제1층(122)과 제2층(124)으로 이루어지므로, 제2층(124)의 상부에 배치되도록 형성되는 압전체층(150)의 결정성이 향상될 수 있다.As described above, since the
이에 따라, 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 종래의 체적 음향 공진기와 비교하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)의 성능들(kt2, IL, Attenuation)이 향상됨을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that performances (kt2, IL, Attenuation) of the volume
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a volume acoustic resonator according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기의 제조방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.5 to 11 are process flowcharts for explaining a method of manufacturing a volume acoustic resonator according to a first embodiment of the present invention.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 기판(110) 상에 희생층(190)을 형성한다. 희생층(190)은 기판(110)의 일부 영역에 형성되며, 희생층(190)의 가장자리에는 경사면이 형성된다.First, as illustrated in FIG. 5, a
이후, 도 6에 도시된 바와 같이 희생층(190)을 덮도록 멤브레인층(120)이 형성된다. 멤브레인층(120)은 질화실리콘(Si3N4) 또는 산화실리콘(SiO2)을 함유하는 재질로 이루어질 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 6, the
이후, 도 7에 도시된 바와 같이 소프트 에칭(Soft etch) 공정에 의해 멤브레인층(120)이 제1층(122)과 제2층(124)으로 구성되도록 한다. 소프트 에칭 공정은 플라즈마(plasma) 상태에서 전원(RF-bias)을 기판(110)에 인가하여 아르곤 입자(Ar+)가 멤브레인층(120) 표면에 충돌되도록 함으로써 수행된다. 이에 따라, 멤브레인층(120)의 상부에 제2층(124)이 형성되는 것이다.Thereafter, as shown in FIG. 7, the
이후, 도 8에 도시된 바와 같이 하부전극(140)이 멤브레인층(120) 상에 형성된다. 즉, 하부전극(140)은 멤브레인층(120)의 제2층(124) 상에 형성된다. 그리고, 하부전극(140)은 일부분이 희생층(190)의 상부에 배치되도록 멤브레인층(120) 상에 형성된다.Thereafter, as illustrated in FIG. 8, the
이후, 도 9에 도시된 바와 같이, 압전체층(150)이 형성된다. 압전체층(150)은 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.Thereafter, as shown in FIG. 9, the
또한, 질화알루미늄 (AlN) 압전층(150)은 희토류 금속(Rare earth metal)을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 희토류 금속은 스칸듐(Sc), 에르븀(Er), 이트륨(Y), 및 란탄(La) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 질화알루미늄 (AlN) 압전층 (140)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.In addition, the aluminum nitride (AlN)
이후, 도 10에 도시된 바와 같이, 압전체층(150) 상에 상부전극(160)을 형성하고, 순차적으로 페시베이션층(170) 및 금속패드(180)를 형성한다.Thereafter, as illustrated in FIG. 10, the
이후, 도 11에 도시된 바와 같이, 희생층(190)을 제거하여 멤브레인층(120) 하부에 캐비티(C)를 형성한다.Then, as illustrated in FIG. 11, the
상기한 바와 같이, 멤브레인층(120)이 제1층(122)과 제2층(124)으로 이루어지므로, 제2층(124)의 상부에 배치되도록 형성되는 압전체층(150)의 결정성이 향상될 수 있다.As described above, since the
이에 따라, 체적 음향 공진기(100)의 성능이 향상될 수 있다.Accordingly, the performance of the volume
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 나타내는 개략 단면도이다.12 is a schematic cross-sectional view showing a volume acoustic resonator according to a second embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 체적 음향 공진기(200)는 일예로서, 기판(210), 캐비티 형성층(220), 멤브레인층(230), 공진부(240), 페시베이션층(280) 및 금속패드(290)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 12, the volume
기판(210)은 실리콘이 적층된 기판일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)가 기판으로 이용될 수 있다. 한편, 기판(210)의 상면에는 실리콘의 보호를 위한 기판 보호층(212)이 형성될 수 있다.The
기판 보호층(212)은 캐비티(C)의 형성 시 손상을 방지하는 역할을 수행한다.The substrate
일예로서, 기판 보호층(112)은 질화실리콘(Si3N4) 또는 산화실리콘(SiO2)을 함유하는 재질로 이루어질 수 있다. As an example, the substrate
캐비티 형성층(220)은 기판(210) 상에 형성되고, 캐비티 형성층(220)의 캐비티 형성홈(222)과, 멤브레인층(230)에 의해 캐비티(Cavity,C)가 형성된다. 즉, 캐배티 형성층(220)의 캐비티 형성홈(222) 내에 희생층이 형성된 후 희생층이 제거됨으로써 캐비티(C)가 형성되는 것이다.The
이와 같이, 캐비티 형성층(220)에 캐비티(C)가 형성되므로, 캐비티 형성층(220)의 상부에 형성되는 공진부(240), 예를 들어, 하부전극(250), 압전체층(260) 등이 플랫한 형상으로 형성될 수 있다.As described above, since the cavity C is formed in the
한편, 캐비티 형성홈(222)의 가장자리에는 희생층의 제거 시 식각을 방지하기 위한 식각방지층(224)을 구비할 수 있다.On the other hand, the edge of the
멤브레인층(230)은 기판(210)과 함께 캐비티(C)를 형성한다. 멤브레인층(230)은 희생층의 상부에 형성되며, 희생층의 제거에 의해 멤브레인층(230)은 기판 보호층(212)과 함께 캐비티(C)를 형성한다. 한편, 멤브레인층(220)은 실리콘 계열의 희생층을 제거하기 위한 불소(F), 염소(Cl) 등의 할라이드계의 에칭가스와 반응성이 낮은 재질로 이루어질 수 있다.The
일예로서, 멤브레인층(230)은 질화실리콘(Si3N4) 또는 산화실리콘(SiO2)을 함유하는 재질로 이루어질 수 있다. As an example, the
멤브레인층(230)은 제1층(232)과, 제1층(232)과 동일한 재질로 이루어지며 제1층(232)보다 밀도가 큰 제2층(234)을 구비한다. 또한, 제1층(232)의 두께가 제2층(234)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 다시 말해, 제2층(234)은 제1층(232)의 상부에 배치되며, 표면처리에 의해 제1층(232)이 제2층(234)으로 변형될 수 있다.The
일예로서, 제2층(234)은 소프트 에칭(Soft etch) 공정에 의해 형성된다. 즉, 공진부(240)의 형성 전 멤브레인층(230)에 소프트 에칭 공정을 수행하여 제2층(234)을 형성한다.As an example, the
소프트 에칭 공정은 플라즈마(plasma) 상태에서 전원(RF-bias)을 기판(210)에 인가하여 아르곤 입자(Ar+)가 멤브레인층(230) 표면에 충돌되도록 함으로써 수행된다. 이에 따라, 멤브레인층(230)의 상부에 제2층(234)이 형성되는 것이다.The soft etching process is performed by applying a power source (RF-bias) to the
공진부(240)는 멤브레인층(230) 상에 형성된다. 일예로서, 공진부(240)는 하부전극(250), 압전체층(260) 및 상부전극(270)을 포함하여 구성될 수 있다.The
한편, 공진부(240)의 구성들, 즉 하부전극(250), 압전체층(260) 및 상부전극(270)은 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)에서 설명한 하부전극(140), 압전체층(150) 및 상부전극(160)과 실질적으로 동일한 구성요소이므로 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.Meanwhile, the components of the
그리고, 페시베이션층(280)과 금속패드(290)는 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)에서 설명한 페시베이션층(170) 및 금속패드(180)와 실질적으로 동일한 구성요소이므로 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.In addition, the
상기한 바와 같이, 멤브레인층(120)이 제1층(122)과 제2층(124)으로 이루어지므로, 제2층(124)의 상부에 배치되도록 형성되는 압전체층(150)의 결정성이 향상될 수 있다.As described above, since the
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.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of rights of the present invention is not limited to this, and various modifications and variations are possible without departing from the technical spirit of the present invention as set forth in the claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the field.
100, 200 : 체적 음향 공진기
110, 210 : 기판
120, 230 : 멤브레인층
130, 240 : 공진부
140, 250 : 하부전극
150, 260 : 압전체층
160, 270 : 상부전극
170, 280 : 페시베이션층
180, 290 : 금속패드100, 200: volume acoustic resonator
110, 210: substrate
120, 230: membrane layer
130, 240: resonator
140, 250: lower electrode
150, 260: Piezoelectric layer
160, 270: upper electrode
170, 280: Passivation layer
180, 290: Metal pad
Claims (16)
상기 기판과 함께 캐비티를 형성하는 멤브레인층; 및
상기 멤브레인층 상에 형성되는 공진부;
를 포함하며,
상기 멤브레인층은 제1층과, 상기 제1층과 동일한 재질로 이루어지며 제1층보다 밀도가 큰 제2층을 구비하며,
상기 멤브레인층에 구비되는 제2층은 플라즈마 상태에서 기판에 전원(RF-bias)을 인가한 후 아르곤 입자를 제공하여 형성하는 체적 음향 공진기.
A substrate on which a substrate protective layer is formed;
A membrane layer forming a cavity together with the substrate; And
A resonator formed on the membrane layer;
It includes,
The membrane layer includes a first layer and a second layer made of the same material as the first layer and having a greater density than the first layer.
The second layer provided in the membrane layer is a volume acoustic resonator formed by providing argon particles after applying power (RF-bias) to a substrate in a plasma state.
상기 멤브레인층은 질화실리콘 또는 산화실리콘을 함유하는 재질로 이루어지는 체적 음향 공진기.
According to claim 1,
The membrane layer is a volume acoustic resonator made of a material containing silicon nitride or silicon oxide.
상기 멤브레인층 상에 형성되는 하부전극;
상기 하부전극의 적어도 일부분을 덮도록 형성되는 압전체층; 및
상기 압전체층 상부에 배치되도록 형성되는 상부전극;
을 구비하는 체적 음향 공진기.
The method of claim 1, wherein the resonance unit
A lower electrode formed on the membrane layer;
A piezoelectric layer formed to cover at least a portion of the lower electrode; And
An upper electrode formed to be disposed on the piezoelectric layer;
Volume acoustic resonator having a.
상기 상부전극과 상기 하부전극의 일부분을 제외한 영역에 형성되는 페시베이션층; 및
상기 페시베이션층이 형성되지 않은 상기 상부전극과 상기 하부전극 상에 형성되는 금속패드;
를 더 포함하는 체적 음향 공진기.
According to claim 4,
A passivation layer formed on regions excluding portions of the upper electrode and the lower electrode; And
A metal pad formed on the upper electrode and the lower electrode on which the passivation layer is not formed;
Volume acoustic resonator further comprising.
상기 상부전극에는 상기 하부전극, 상기 압전체층 및 상기 상부전극이 모두 겹쳐지게 배치되는 영역인 활성영역의 가장자리에 배치되는 프레임부를 구비하는 체적 음향 공진기.
The method of claim 5,
The upper electrode has a volume acoustic resonator having a frame portion disposed at an edge of an active region, which is a region in which the lower electrode, the piezoelectric layer, and the upper electrode are all overlapped.
상기 희생층을 덮도록 멤브레인층을 형성하는 단계;
상기 멤브레인층을 소프트 에칭(Soft etch) 공정에 의해 제1층과 제2층으로 구성되도록 형성하는 단계; 및
상기 멤브레인층 상에 공진부를 형성하는 단계;
를 포함하는 체적 음향 공진기의 제조방법.
Forming a sacrificial layer on the substrate;
Forming a membrane layer to cover the sacrificial layer;
Forming the membrane layer to be composed of a first layer and a second layer by a soft etch process; And
Forming a resonator on the membrane layer;
Method of manufacturing a volume acoustic resonator comprising a.
상기 제2층은 상기 제1층보다 밀도가 큰 체적 음향 공진기의 제조방법.
The method of claim 7,
The second layer is a method of manufacturing a volume acoustic resonator having a greater density than the first layer.
상기 제2층은 플라즈마 상태에서 기판에 전원(RF-bias)을 인가한 후 아르곤 입자를 제공하여 형성하는 체적 음향 공진기의 제조방법.
The method of claim 7,
The second layer is a method of manufacturing a volume acoustic resonator formed by providing argon particles after applying power (RF-bias) to a substrate in a plasma state.
상기 멤브레인층 상에 하부전극을 형성하는 단계;
상기 하부전극의 적어도 일부분을 덮도록 형성되는 압전체층을 형성하는 단계; 및
상기 압전체층 상부에 배치되도록 형성되는 상부전극을 형성하는 단계;
를 구비하는 체적 음향 공진기의 제조방법.
The method of claim 7, wherein the step of forming the resonator
Forming a lower electrode on the membrane layer;
Forming a piezoelectric layer formed to cover at least a portion of the lower electrode; And
Forming an upper electrode formed to be disposed on the piezoelectric layer;
Method of manufacturing a volume acoustic resonator having a.
상기 멤브레인층은 질화실리콘 또는 산화실리콘을 함유하는 재질로 이루어지는 체적 음향 공진기의 제조방법.
The method of claim 7,
The membrane layer is a method of manufacturing a volume acoustic resonator made of a material containing silicon nitride or silicon oxide.
상기 상부전극과 상기 하부전극의 일부분을 노출하도록 페시베이션층을 형성하는 단계; 및
외부로 노출된 상부전극과 상기 하부전극 상에 금속패드를 형성하는 단계;
를 더 포함하는 체적 음향 공진기의 제조방법.
The method of claim 10,
Forming a passivation layer to expose a portion of the upper electrode and the lower electrode; And
Forming a metal pad on the externally exposed upper electrode and the lower electrode;
Method of manufacturing a volume acoustic resonator further comprising.
상기 희생층은 실리콘 계열의 재질로 이루어지며,
상기 희생층은 할라이드계의 에칭 가스에 의해 제거되어 캐비티를 형성하는 체적 음향 공진기의 제조방법.
The method of claim 12,
The sacrificial layer is made of a silicon-based material,
The method of manufacturing a volume acoustic resonator wherein the sacrificial layer is removed by a halide-based etching gas to form a cavity.
상기 상부전극을 형성하는 단계는 상기 하부전극, 상기 압전체층 및 상기 상부전극이 모두 겹쳐지게 배치되는 영역인 활성영역의 가장자리에 배치되도록 프레임부를 형성하는 단계를 구비하는 체적 음향 공진기의 제조방법.
The method of claim 10,
The method of manufacturing the volume acoustic resonator may include forming a frame portion so as to be disposed on an edge of an active region in which the lower electrode, the piezoelectric layer, and the upper electrode are all overlapped.
상기 제2층은 상기 제1층의 두께보다 얇은 체적 음향 공진기의 제조방법.
The method of claim 7,
The second layer is a method of manufacturing a volume acoustic resonator thinner than the thickness of the first layer.
상기 제2층의 표면조도는 상기 제1층의 표면조도보다 낮은 체적 음향 공진기의 제조방법.
The method of claim 15,
The method of manufacturing a volume acoustic resonator having a surface roughness of the second layer lower than that of the first layer.
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Legal Events
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Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20180525 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20170323 Comment text: Patent Application |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20190521 Patent event code: PE09021S01D |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20190905 Patent event code: PE09021S01D |
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Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20200207 |
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