KR102319996B1 - 표면탄성파 소자 및 표면탄성파 소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 표면탄성파 소자는, 기판; 상기 기판의 상면에 형성된 중간층; 상기 중간층의 상면에 형성된 압전층; 및 상기 압전층의 상면에 형성되어 표면 탄성파를 생성하는 IDT 전극을 포함하고, 상기 기판의 상부는 이온 주입(ion implant)에 의해 일정 두께만큼 변형되어 이온 트랩층이 형성되고, 상기 이온 트랩층의 상면에 상기 중간층이 형성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 표면탄성파 소자 및 표면탄성파 소자의 제조방법에 관한 것이다.
통신산업이 발달되면서, 무선통신 제품은 점차 소형화, 고품질화 및 다기능화되어 가고 있다. 이러한 경향에 맞추어 무선통신 제품에 사용되는 부품, 예를 들어, 필터, 듀플렉서등에 대해서도 소형화 및 다기능화가 요구되고 있다.
이러한 부품의 일예로서, 표면탄성파 소자는 압전 단결정 베어칩인 압전기판과, 그 상부면에 빗살형태로 서로 마주하도록 형성되는 한쌍의 IDT(Inter digital transducer) 전극과, 이에 연결된 입력 전극 및 출력 전극 등으로 구성될 수 있다.
표면탄성파 소자는 입력 전극을 통해 전기적인 신호를 인가하면, 서로 마주하는 IDT 전극간의 겹쳐지는 전극길이만큼 압전효과에 의한 압전왜곡이 발생되고, 상기 압전왜곡에 의하여 압전기판에 전달되는 표면탄성파가 발생되고, 이를 출력 전극을 통해 전기신호로 변환하여 출력한다.
이러한, 표면탄성파 소자는 소형이면서 신호처리가 용이하고 회로가 단순하며, 반도체 공정을 이용함으로써 대량생산이 가능한 이점을 가지고 있다. 또한, 표면탄성파 소자는 통과 대역 내의 사이드 리젝션(Side Rejection)이 높아 고품위의 정보를 주고받을 수 있는 장점이 있다.
그러나, 표면탄성파 소자는 기구적 특성으로 인해 표면탄성파의 에너지가 소모되는 문제가 있다. 즉, 표면탄성파 소자는 표면탄성파의 에너지가 기판 방향으로 손실됨으로 인해 Quality factor가 감소하는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표면탄성파 소자를 구성하는 기판 상에 이온 주입(ion implant)에 의한 이온 트랩층을 형성하도록 하는 표면탄성파 소자 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 표면탄성파 소자는, 기판; 상기 기판의 상면에 형성된 중간층; 상기 중간층의 상면에 형성된 압전층; 및 상기 압전층의 상면에 형성되어 표면 탄성파를 생성하는 IDT 전극을 포함하고, 상기 기판의 상부는 이온 주입(ion implant)에 의해 일정 두께만큼 변형되어 이온 트랩층이 형성되고, 상기 이온 트랩층의 상면에 상기 중간층이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 기판은, 실리콘 재질, 사파이어 재질, 다이아몬드 재질 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 상기 이온 트랩층은, 상기 일정 두께로서 0.05[㎛] 이상 1.0[㎛] 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 이온 트랩층은, 에너지, 이온량 및 시간 중 적어도 하나의 인자에 편차를 두어 적어도 2회 이상의 이온 주입 과정을 통해 형성됨을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 표면탄성파 소자의 제조방법은, 기판을 형성하는 단계; 상기 기판의 상부에 이온 주입(ion implant) 공정을 수행하여, 상기 상부가 일정 두께만큼 변형된 이온 트랩층을 형성하는 단계; 상기 이온 트랩층의 상면에 중간층을 형성하는 단계; 상기 중간층의 상면에 압전층을 형성하는 단계; 및 상기 압전층의 상면에 표면 탄성파를 생성하는 IDT 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이온 주입 공정은, 적어도 2회 이상의 이온 주입 과정을 통해 상기 이온 트랩층을 형성하는 것을 특징으로 한다. 상기 이온 트랩층은, 상기 일정 두께로서 0.05[㎛] 이상 1.0[㎛] 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판의 상면에 중간층을 형성하고, 중간층의 상면에 압전층을 형성하고, 압전층의 상면에 IDT 전극 형성하며, 기판의 상부에는 이온 주입(ion implant)에 의해 일정 두께의 이온 트랩층을 형성함으로써, 표면탄성파의 에너지가 기판 방향으로 손실되는 것을 이온 트랩층에 의해 차단시킬 수 있다. 따라서, 표면탄성파의 에너지가 기판 방향으로 손실되는 것을 차단시킴으로써, Quality factor가 감소하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 기판 상에 이온 트랩층을 형성하되, 2회 이상의 이온 주입 공정을 수행함으로 인해, 이온 트랩층의 형성을 위한 과도한 에너지가 소모되는 것을 최소화할 수 있으며, 아울러, 기존의 표면탄성파의 에너지가 기판을 통해 소모되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면탄성파 소자의 구조를 예시하는 참조도이다.
도 2는 기판의 상부에 이온 트랩층을 형성하기 위한 이온 주입 상태를 예시하는 참조도이다.
도 3은 다양한 종류의 이온들이 기판 상에 주입되었을 경우에 깊이에 따른 기판의 비정질화 정도를 나타내는 그래프이다.
도 4는 이온 주입을 형성함에 따른 Bode Quality Factor의 크기를 종래와 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 표면탄성파 소자의 제조방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 6은 도 5의 표면탄성파 소자의 제조공정에 따른 적층 구조를 예시하는 참조도이다.
도 2는 기판의 상부에 이온 트랩층을 형성하기 위한 이온 주입 상태를 예시하는 참조도이다.
도 3은 다양한 종류의 이온들이 기판 상에 주입되었을 경우에 깊이에 따른 기판의 비정질화 정도를 나타내는 그래프이다.
도 4는 이온 주입을 형성함에 따른 Bode Quality Factor의 크기를 종래와 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 표면탄성파 소자의 제조방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 6은 도 5의 표면탄성파 소자의 제조공정에 따른 적층 구조를 예시하는 참조도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면탄성파 소자(100)의 구조를 나타내는 참조도이다.
도 1을 참조하면, 표면탄성파 소자(100)는 기판(110), 중간층(120), 압전층(130) 및 IDT 전극(140)으로 구성된다.
기판(110)은 실리콘(Si) 재질, 사파이어 재질 또는 다이아몬드 재질 중 어느 하나인 것일 수 있다. 기판(110)의 면 방위는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 〈111〉, 〈100〉, 〈110〉 등의 어느 것일 수 있으며, 또는 이들의 면방위가 혼재될 수도 있다. 기판(110)의 두께는 표면 탄성파의 진동을 고려하여, 5[㎛] 이상일 수도 있고, 파장의 2배 이상일 수 있다.
이러한 기판(110)의 상부는 이온 주입(ion implant)에 의해 일정 두께만큼 변형되어 이온 트랩층이 형성되고, 이온 트랩층(110-1)의 상면에 중간층(120)이 형성되어 있다. 이온 트랩층(110-1)은 결정질인 실리콘(Si) 재질, 사파이어 재질 또는 다이아몬드 재질의 기판(110)이 비정질화된 층을 의미한다.
도 2는 기판(110)의 상부에 이온 트랩층(110-1)을 형성하기 위한 이온 주입 상태를 예시하는 참조도이다.
동일한 에너지에 의해 이온 주입이 이루어질 경우에 이온의 크기가 작을수록 기판(110)의 내부 깊숙하게 이온 주입이 이루어질 수 있나, 이온의 크기가 작기 때문에 많은 이온이 주입되어야 한다. 반대로, 이온의 크기가 클 경우에는 기판(110)에 주입되기 위해서는 상대적으로 큰 에너지가 요구되지만, 이온의 크기가 크기 때문에 이온 크기가 작은 것에 비해 적은 수의 이온 주입으로 동일한 이온 주입 기능을 발휘할 수 있다.
도 3은 다양한 종류의 이온들이 기판(110) 상에 주입되었을 경우에 깊이에 따른 기판(110)의 비정질화 정도를 나타내는 그래프이다.
이온 주입은 다양한 이온에 대해 기판(110)의 표면을 뚫고 들어갈 만큼의 큰 에너지를 갖도록 전기장으로 가속하여 이온을 기판(110)에 주입하는 공정이다. 주입되는 이온의 종류는, Argon 이온, Silicon 이온, Neon 이온 또는 Nitrogen 이온 등을 예시할 수 있다.
Argon 이온의 경우에 350[keV]의 에너지를 인가하고, Silicon 이온의 경우에 270[KeV]의 에너지를 인가하고, Neon 이온의 경우에 170[KeV]의 에너지를 인가하고, Nitrogen 이온의 경우에 150[KeV]의 에너지를 인가할 때 가장 유사한 이온 주입 결과(예를 들어, 일정 두께 등)를 획득할 수 있는 것으로 확인된다. 인가하는 에너지의 크기는 이온의 크기가 커질수록 증가하고, 이온의 크기가 작을 수록 인가하는 에너지는 작아질 수 있다. 이때, 기판(110) 내에 형성되는 이온 트랩층(110-1)의 깊이를 살펴보면, 가벼운 원소인 Nitrogen 이온의 기울기가 가장 sharp하여 유리하지만, 표면쪽에 투여량 밀도(dose density)가 낮아지는 측면이 있다.
실리콘 재질, 사파이어 재질 또는 다이아몬드 재질의 기판(110)에 이온 트랩층(110-1)이 형성됨으로 인해, 실리콘 재질, 사파이어 재질 또는 다이아몬드 재질이 비정질화되며, 비정질화된 기판(110)은 표면탄성파의 에너지가 기판 쪽으로 누출되는 것을 방지하기 위한 트랩층으로 기능할 수 있다. 에너지 누출을 방지하기 위한 트랩층으로 기능하기 위해, 기판(110)에 형성되는 이온 트랩층(110-1)은 0.4[㎛] 이상 0.6[㎛] 이하의 두께를 갖는 것일 수 있다.
도 4는 이온 주입을 형성함에 따른 Bode Quality Factor의 크기를 종래와 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 4에 따르면, 기존의 아모포스(amorphous) 트랩층을 기판(110)과 중간층(120) 사이에 별도로 형성하는 것(A)과 본 발명에서의 기판(110)에 이온 주입을 형성(B)함에 따른 표면탄성파 소자의 Bode Q값이 동등 이상 나타남을 확인할 수 있다. 따라서, 이온 주입 공정은 아모포스트랩층을 별도로 형성하는 공정에 비해 시간과 공정 난이도가 낮으면서도, 이러한 이온 주입 공정에 의한 기판(110)을 갖는 표면탄성파 소자는 종래의 아모포스트랩층과 대등한 Quality factor를 갖는다는 점에서, 제조 공정의 난이도, 제조 시간 또는 비용 면에서 효과적임을 확인할 수 있다.
중간층(120)은 기판(110)의 상면에 형성된 층이다. 중간층(120)은 상층의 압전층(130)의 결정 특성을 컨트롤하기 위한 것으로, SiO2 재질, AlN 재질 등인 것일 수 있다.
중간층(120)의 두께는 하층의 기판(110)의 종류, 사이즈, 사용 목적 등에 따라 적절하게 선택할 수 있는데, 5∼500[㎚]인 것이 바람직하다. 중간층(120)이 이 범위의 하한보다 얇은 경우에는 압전층(130)의 결정 특성을 제어하는 기능이 불충분하게 되기 쉽고, 한편 이 범위의 상한보다 두꺼운 경우에는 전기 기계 결합 계수(k2)가 작아져 표면 탄성파를 여진하기 어렵게 되기 때문이다. 또한, 중간층(120)의 두께는 표면탄성파 소자의 절단면을, 예를 들면 주사형 전자 현미경(SEM) 등의 막 두께 측정 장치로 관찰하여 구할 수 있다. 중간층(120)의 저항율은 약 104 [Ω·㎝] 정도 이상의 절연성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 저항율이 이보다 낮으면, 도전성이 높아 전력 손실의 요인이 될 수 있기 때문이다.
압전층(130)은 중간층(120)의 상면에 형성된 층이다. 압전층(130)은 LiNbO3(LN) 또는 LiTaO3(LT) 등으로 형성되어 있고, 단결정일 수 있다. 또한, 압전층(130)의 두께는 특별히 한정되지 않고, 표면탄성파 소자(100)의 용도에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
또한, 표면탄성파 소자(100)의 압전 특성을 양호하게 하기 위해서, 압전층(130)은 LiNbO 3 로 형성하는 것일 수 있다. 압전층(130)은 접합 공정으로 형성될 수 있다. 접합방법은 ADB(Atomic diffusion bonding), SAB(Surface activation Bonding) 방식이 있으며, 압전층(130)의 두께 형성 방법은 Grinding 방식과 Ion cut 방식이 있다.
IDT 전극(140)은 압전층(130)의 상면에 형성되어 표면 탄성파를 생성하는 전극이다. IDT 전극(140)은 싱글 빗형 전극 또는 더블 빗형 전극일 수 있다. IDT 전극(140)을 형성하는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 가공성 및 비용 상의 관점에서는 Al, Al-Cu, Al-Si-Cu 등으로 형성한 것일 수 있다.
IDT 전극(140)은 표면 탄성파를 진동시키는 기능을 발휘할 수 있는 범위이면 어떠한 두께로 해도 무방하지만, 10∼500[㎚] 정도로 하는 것이 바람직하다. 두께를 이러한 범위로 하는 것은 IDT 전극(140)이 10[㎚] 미만인 경우에는 저항율이 높아져 손실이 증가하는 한편, 500[㎚]를 초과하는 경우에는 전극의 두께에 따른 SAW의 반사를 야기하는 질량 부가 효과가 현저히 되어, 목적으로 하는 SAW 특성을 저해할 가능성이 있기 때문이다.
또한, IDT 전극(140)은 압전층(130)의 표면에 매립하도록 배치해도 된다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 압전층(130)의 표면에 오목 홈을 형성하고, IDT 전극(140)을 구성하는 Al 등의 도전성 재료의 전부 또는 일부를 이와 같이 형성한 오목 홈 내에 매립한다. 이와 같이 IDT 전극(140)의 전부 또는 일부를 하층에 매립함으로써, IDT 전극(140)의 높이와 이 IDT 전극(140)을 형성해야 할 면의 높이를 대략 동등하게 할 수 있어, IDT 전극(140)의 두께에 의한 SAW의 반사의 영향을 저감시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 표면탄성파 소자의 제조방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이고, 도 6은 도 5의 표면탄성파 소자의 제조공정에 따른 적층 구조를 예시하는 참조도이다.
먼저, 기판을 형성한다(S200 단계). 기판을 형성하는 데 있어서는 다양한 방법을 이용할 수 있는데, 구체적으로는 CVD법(화학적 기상 성장법), 마이크로파 플라즈마 CVD법, PVD법(물리적 기상 성장법), 스퍼터법, 이온 플레이팅법, 플라즈마 제트법, 화염법 및 열 필라멘트법 등이 있다.
S200 단계 후에, 상기 기판의 상부에 이온 주입(ion implant) 공정을 수행하여, 상기 상부가 일정 두께만큼 변형된 이온 트랩층을 형성한다(S202 단계). 이온 트랩층은 결정질인 실리콘(Si) 재질, 사파이어 재질 또는 다이아몬드 재질의 기판(110)이 비정질화된 층에 해당한다.
이온 주입에 사용되는 이온은 Argon 이온, Silicon 이온, Neon 이온 또는 Nitrogen 이온 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, Argon 이온의 경우에 350[keV]의 에너지를 인가하고, Silicon 이온의 경우에 270[KeV]의 에너지를 인가하고, Neon 이온의 경우에 170[KeV]의 에너지를 인가하고, Nitrogen 이온의 경우에 150[KeV]의 에너지를 인가할 수 있다. 실리콘 재질, 사파이어 재질 또는 다이아몬드 재질의 기판이 비정질화되어, 표면탄성파의 에너지가 기판 쪽으로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 에너지 누출을 방지하기 위한 트랩층으로 기능하기 위해, 기판에 형성되는 이온 트랩층은 0.05[㎛] 이상 1.0[㎛] 이하의 두께를 갖는 것일 수 있다.
이온 주입에 의한 이온 트랩층을 형성하는 공정의 경우에 다음의 표 1과 같이 이온 종류별로 인가하는 에너지(keV)와 주입되는 이온량(ion/sqcm)이 달라질 수 있다.
| Specie | Energy (keV) | Dose (ion/sqcm) | Cost | Process |
| Nitrogen | 150 | 6.0 E15 | 저비용 | 고위험(modeling 차이 큼) |
| Neon | 170 | 2.4 E15 | 중간비용 | 효과적임 |
| Silicon | 270 | 1.6 E15 | 고비용 | 저위험 |
| Argon | 350 | 1.2 E15 | 저비용 | 고위험 |
표 1을 참조하면, 이온의 입자 크기가 작은 Nitrogen 이온의 경우에는 상대적으로 작은 에너지(예를 들어, 150[keV])를 인가하며, 이온의 입자가 커질수록 높은 에너지를 인가하게 되어, Argon 이온의 경우에는 350[keV]를 인가하게 된다. 한편, 투입되는 이온량을 살펴보면, 이온의 입자 크기가 작은 Nitrogen 이온의 경우에는 많은 이온량(예를 들어, 6.0 E15[ion/sqcm])를 주입하며, 이온의 입자가 커질수록 적은 이온량을 주입하게 되어, Argon 이온의 경우에는 6.0 E15[ion/sqcm]를 주입하게 된다.
이에 따라, 효율성을 살펴보면, Nitrogen 이온의 경우에는 인가되는 에너지가 작으므로, 비용 면에서는 유리하지만, 이온 트랩층으로서 효과면에서 편차가 발생할 가능성이 상대적으로 크다. 이에 비해, Silicon 이온의 경우에는 인가되는 에너지가 크므로, 비용 면에서는 Nitrogen 이온 또는 Neon 이온에 비해 불리하지만, 이온 트랩층으로서 효과면에서 편차가 발생할 가능성이 작다는 점에서 유리하다.
한편, 본 발명에 따른 이온 주입 공정은 한번의 이온 주입 공정에 의해 이온 트랩층을 형성할 수도 있지만, 적어도 2회 이상의 이온 주입 공정을 통해 이온 트랩층을 형성할 수도 있다.
표 2는 2회의 이온 주입 공정에 따른 각 이온들의 이온 주입 효율을 비교한 표이다.
| Specie | 1st Energy (keV) | 1st Dose (ion/sqcm) | 2nd Energy (keV) | 2nd Dose (ion/sqcm) |
| Nitrogen | 150 | 2.5 E15 | 50 | 1.0 E15 |
| Neon | 170 | 1.5 E15 | 85 | 4.5 E14 |
| Silicon | 270 | 8.5 E14 | 135 | 4.0 E14 |
| Argon | 350 | 7.0 E14 | 175 | 3.0 E14 |
표 2를 참조하면, Nitrogen 이온은 1차 주입 공정에서 150[keV]의 에너지를 이용하여 2.5 E15[ion/sqcm]의 이온량을 기판(110)에 주입하고, 2차 주입 공정에서 50[keV]의 에너지를 이용하여 1.0 E15[ion/sqcm]의 이온량을 기판(110)에 주입한다. 2번에 걸쳐서 이온을 주입하게 되는 경우에, 주입되는 이온량이 각각 2.5 E15 + 1.0 E15[ion/sqcm]에 해당하여, 표 1에서의 한 번의 이온 주입 공정의 이온량 6.0 E15[ion/sqcm]에 비해서 적은 량에 해당하며, 이러한 적은 량으로도 동등한 이온 트랩층을 형성할 수 있다. 따라서, 이온 주입 공정을 2회 이상으로 나누어서 이온을 주입하는 공정을 수행하는 것이 에너지 소모율 면에서 유리한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기에서는 에너지 혹은 이온량에 편차를 두어 2회 이상의 이온 주입 공정을 수행하는 것으로 설명하였으나, 동일한 에너지 혹은 이온량으로 2회 이상의 이온 주입 공정을 수행할 수도 있다. 다시 말하자면, 에너지, 이온량 및 시간 중 적어도 하나의 인자에 편차를 두어 적어도 2회 이상의 이온 주입 과정을 통해 상기 이온 트랩층을 형성할 수 있다.
Nitrogen 이온과 마찬가지로, Neon 이온, Silicon 이온 및 Argon 이온에 대해 2회 이상의 이온 주입 공정을 수행하여 이온 트랩층을 형성할 수 있다. 특히, Silicon 이온의 경우에는 2회에 걸쳐 주입되는 이온량이 8.5 E14 + 4.0 E14[ion/sqcm]에 해당하는데 비해, 표 1에서 한번의 이온 주입에 따른 이온량이 1.6 E15[ion/sqcm]에 해당하는 관계로, 에너지 소비 면에서 2회의 이온 주입 공정이 상당히 효율적이다. 따라서, Silicon 이온의 주입에 의한 이온 트랩층 형성을 위해서 한번의 이온 주입보다는 2회 이상의 이온 주입 공정을 통해 이온 트랩층을 형성하는 것이 바람직하다.
S202 단계 후에, 상기 이온 트랩층의 상면에 중간층을 형성한다(S204 단계). 중간층은 상층의 압전층의 결정 특성을 컨트롤하기 위한 것으로, SiO2 재질, AlN 재질 등인 것일 수 있다. 중간층의 두께는 하층의 기판의 종류, 사이즈, 사용 목적 등에 따라 적절하게 선택할 수 있는데, 5∼500[㎚]인 것일 수 있다. 중간층이 이 범위의 하한보다 얇은 경우에는 압전층의 결정 특성을 제어하는 기능이 불충분하게 되기 쉽고, 한편 이 범위의 상한보다 두꺼운 경우에는 전기 기계 결합 계수가 작아져 표면 탄성파를 여진하기 어렵게 되기 때문이다. 중간층은 CVD법, PVD법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등을 비롯한 다양한 기상 증착법을 이용할 수 있다.
S204 단계 후에, 상기 중간층의 상면에 압전층을 형성한다(S206 단계). 압전층은 LiNbO3(LN) 또는 LiTaO3(LT) 등으로 형성되어 있고, 단결정일 수 있다. 압전층의 두께는 특별히 한정되지 않고, 표면탄성파 소자의 용도에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 압전층은 접합 공정으로 형성될 수 있다. 접합방법은 ADB(Atomic diffusion bonding), SAB(Surface activation Bonding) 방식이 있으며, 압전층(130)의 두께 형성 방법은 Grinding 방식과 Ion cut 방식이 있다.
S206 단계 후에, 상기 압전층의 상면에 표면 탄성파를 생성하는 IDT 전극을 형성한다(S208 단계).
IDT 전극은 표면 탄성파를 생성하는 전극으로, 싱글 빗형 전극 또는 더블 빗형 전극일 수 있다. IDT 전극은 Al, Al-Cu, Al-Si-Cu 등으로 형성한 것일 수 있다. IDT 전극은 표면 탄성파를 진동시키는 기능을 발휘할 수 있는 범위이면 어떠한 두께로 해도 무방하지만, 10∼500[㎚] 정도로 하는 것이 바람직하다. IDT 전극은 압전층의 표면에 오목 홈을 형성하고, IDT 전극을 구성하는 Al 등의 도전성 재료의 전부 또는 일부를 이와 같이 형성한 오목 홈 내에 매립할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표면탄성파 소자
110: 기판
110-1: 이온 트랩층
120: 중간층
130: 압전층
140: IDT 전극
110: 기판
110-1: 이온 트랩층
120: 중간층
130: 압전층
140: IDT 전극
Claims (7)
- 기판;
상기 기판의 상면에 형성된 중간층;
상기 중간층의 상면에 형성된 압전층; 및
상기 압전층의 상면에 형성되어 표면 탄성파를 생성하는 IDT 전극을 포함하고,
상기 기판의 상부는 이온 주입(ion implant)에 의해 일정 두께만큼 변형되어 이온 트랩층이 형성되고, 상기 이온 트랩층의 상면에 상기 중간층이 형성되고,
상기 이온 트랩층은, 에너지, 이온량 및 시간 중 적어도 하나의 인자에 편차를 두어 적어도 2회 이상의 이온 주입 과정을 통해 형성됨을 특징으로 하는 표면탄성파 소자. - 청구항 1에 있어서,
상기 기판은,
실리콘 재질, 사파이어 재질, 다이아몬드 재질 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면탄성파 소자. - 청구항 1에 있어서,
상기 이온 트랩층은,
상기 일정 두께로서 0.05[㎛] 이상 1.0[㎛] 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 소자. - 삭제
- 기판을 형성하는 단계;
상기 기판의 상부에 이온 주입(ion implant) 공정을 수행하여, 상기 상부가 일정 두께만큼 변형된 이온 트랩층을 형성하는 단계;
상기 이온 트랩층의 상면에 중간층을 형성하는 단계;
상기 중간층의 상면에 압전층을 형성하는 단계; 및
상기 압전층의 상면에 표면 탄성파를 생성하는 IDT 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 이온 주입 공정은,
에너지, 이온량 및 시간 중 적어도 하나의 인자에 편차를 두어 적어도 2회 이상의 이온 주입 과정을 통해 상기 이온 트랩층을 형성하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 소자의 제조방법. - 삭제
- 청구항 5에 있어서,
상기 이온 트랩층은,
상기 일정 두께로서 0.05[㎛] 이상 1.0[㎛] 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 소자의 제조방법.
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