KR101312222B1 - 다층 전극 제조 방법, ｂａｗ 공진기 및 그 제조 방법 - Google Patents
다층 전극 제조 방법, ｂａｗ 공진기 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따르면, 압전층을 성장시키기 위한 다층 전극 제조 방법은 기판 위에 고전도성 금속층을 형성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 고전도성 금속층 위에 시드층을 형성하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 시드층 위에 고밀도 금속층을 형성하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 고밀도 금속층 위에 압전층을 형성하는 단계를 더 포함한다. 고전도성 금속층, 시드층 및 고밀도 금속층은 다층 전극을 형성하며, 그 위에서 압전층이 성장한다.
Description
본 발명은 2007년 8월 14일에 출원된, 발명의 명칭이 "Improved Counter Electrodes for Thin Film Acoustic Wave Devices"인 계류중인 임시출원 제 60/964,644호를 우선권 주장한다. 계류중인 임시출원에 개시된 내용은 본 출원에 참조로서 완전히 포함된다.
본 발명은 일반적으로 반도체 제조 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 반도체 다이에 음향파 구조물(acoustic wave structure)을 제조하는 것과 관련이 있다.
주파수 제어 또는 필터링 응용에 사용될 수 있는 체적 탄성파(BAW; bulk acoustic wave) 공진기는 상부 전극과 하부 전극 및 하부 음향 미러 사이에 개재되어 있는 압전층을 포함할 수 있다. 상부 전극과 하부 전극을 통해 압전층 양단에 전기장이 인가되면, 전자기계적 커플링을 통해 압전층에서 전기 에너지가 음향 에너지로 변환되며, 이것에 의해 압전층이 진동하여 음향파를 발생하게 된다. 그러나, BAW 공진기가 효과적으로 동작하기 위해서는, 압전층이 고도로 텍스처되어야(highly textured) 하는데, 즉 압전층이 배향된 입자 구조(oriented grain structure)를 가져야 한다. 그러나, 고도로 텍스처된 압전층을 성장시키기 위해서는, 압전층이 성장되는 하부의 하위 전극의 입자 구조가 적절히 배향되어야 한다.
고도로 텍스처된 압전층을 성장시키기 위한 종래의 방법은 통상 넓은 하부 층 표면 처리를 포함하는데 이는 CMP(chemical mechanical polishing) 및/또는 반응성 에칭 처리를 포함할 수 있고, 또한 상기 방법은 고도로 텍스처된 압전층이 성장될 수 있는 하위 전극을 얻기 위해 전극을 증착하기에 앞서 시드층을 신중하게 선택할 것을 요구한다. 그러나, 종래의 BAW 공진기에서 고도로 텍스처된 압전층을 획득하는데 통상적으로 요구되는 넓은 하부 층 표면 처리는 프로세스 복잡도 및 제조 비용을 바람직하지 않게 증가시킬 수 있다.
또한, 전자기계적 커플링을 향상시키기 위해(이는 BAW 공진기 성능에 있어 중요함), 고밀도 금속을 압전층의 상부 및 하부 표면에 인접하게 배치하는 것이 매우 바람직하다. 따라서, 종래의 BAW 공진기의 하위 및 상위 전극을 형성하는데 몰리브덴 또는 텅스텐과 같은 고밀도 금속이 통상적으로 이용된다. 그러나, 고밀도 금속은 전자기계적 커플링을 향상시키는데 효과적이지만 비교적 높은 저항을 가지며, 이는 BAW 공진기에서 전기적 손실을 증가시킬 수 있어 공진기 성능을 바람직하지 않게 감소시킬 수 있다.
본 발명은, 실질적으로 도면들 중 적어도 하나와 관련하여 설명되어 있으며 청구범위에 보다 완전하게 기재된 바와 같은, 압전층 아래의 다층 전극 및 관련 구조물을 형성하는 방법을 제공한다.
도 1은 예시적인 종래의 체적 탄성파 공진기(bulk acoustic wave resonator)의 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른, 예시적인 다층 하부 전극을 포함하는 예시적인 체적 탄성파 공진기의 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른, 예시적인 다층 하위 및 중간 전극을 포함하는 예시적인 체적 탄성파 적층형 공진기의 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른, 예시적인 다층 전극을 형성하는데 사용된 2개의 프로세스 챔버를 포함하는 웨이퍼 처리 시스템을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 예시적인 다층 전극을 형성하는데 사용된 2개의 프로세스 챔버를 포함하는 웨이퍼 처리 시스템을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 예시적인 다층 전극을 형성하는데 사용된 3개의 프로세스 챔버를 포함하는 웨이퍼 처리 시스템을 도시한 도면.
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도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 예시적인 다층 전극을 형성하는데 사용된 3개의 프로세스 챔버를 포함하는 웨이퍼 처리 시스템을 도시한 도면.
본 발명은 압전층 아래의 다층 전극 및 관련 구조물을 형성하는 방법에 관한 것이다. 이하의 설명은 본 발명의 실시와 관련된 특정 정보를 포함한다. 당업자는 본 발명이 본 명세서에서 특별히 논의된 것과 다른 방식으로 구현될 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 불명확하게 하지 않기 위해, 본 발명의 일부 구체적인 세부사항은 논의하지 않는다. 본 명세서에 개시되지 않은 구체적인 세부사항은 당업자의 지식 범위 내에 있다.
본원의 도면 및 이하의 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예에 관한 것일 뿐이다. 간략화를 위해, 본 발명의 원리를 이용하는 본 발명의 다른 실시예들은 본원 명세서에 구체적으로 설명하지 않고 도면에 구체적으로 도시하지 않는다.
이하에 상세히 논의하는 바와 같이, 본 발명은 BAW(bulk acoustic wave) 공진기 내의 다층 하위 전극을 형성하는 혁신적인 방법을 제공하는데, 여기서 다층 하위 전극은 고도로 텍스처된, 즉 배향된 입자 구조의 압전층이 그 위에 성장될 수 있게 하며 BAW 공진기 내에서의 전기적 손실을 감소시키는 고 도전성 금속을 포함한다. 또한, 본 발명은 고도로 텍스처된 압전층이 요구되는 경우에 고도로 텍스처된 압전층을 성장시키는데 일반적으로 이용될 수 있는 다층 전극을 제공한다.
도 1은 예시적인 종래의 BAW 공진기를 포함하는 반도체 다이의 단면도이다. 도 1에서, 구조물(100)은 기판(104) 상에 종래의 BAW 공진기(102)를 포함한다. 종래의 BAW 공진기(102)는 음향 미러(106), 시드층(108), 하위 전극(110), 압전층(112) 및 상위 전극(114)을 포함한다. 종래의 BAW 공진기(102)는 BAW 무선 주파수(RF) 필터와 같은 BAW 필터에 사용되거나 또는 예컨대 주파수 제어 회로 내의 공진기로서 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 음향 미러(106)는 실리콘 기판일 수 있는 기판(104) 위에 위치하고, 시드층(108)이 음향 미러(106) 위에 위치한다. 음향 미러(106)는 종래의 BAW 공진기(102)를 기판(104)으로부터 음향학적으로 분리시키며, 여기서 예컨대 실리콘 산화물을 포함할 수 있는 각각의 유전체층이 낮은 음향 임피던스층을 제공하고, 텅스텐(W)과 같은 고밀도 금속을 포함할 수 있는 각각의 금속층이 높은 음향 임피던스층을 제공한다. 예를 들어, 음향 미러(106)에서, 각각의 유전체층은 CVD(chemical vapor deposition) 공정을 이용하여 형성될 수 있고, 금속층은 스퍼터 증착 공정으로 알려져 있는 PVD(physical vapor deposition) 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
시드층(108)은 하위 전극(110)의 입자가 적절히 배향되도록 선택되는 재료를 포함할 수 있는데, 이 재료는 고도로 텍스처된 압전층을 성장시키는데 필요하다. 시드층(108)은 예를 들어 텅스텐 질화물(WN) 또는 기타 적절한 재료를 포함할 수 있으며, PVD 공정 또는 기타 적절한 증착 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 시드층(108)을 형성하기 전에, 종래의 BAW 공진기(102)에서는 하위 전극(110) 상에 고도로 텍스처된 압전층을 성장시키기 위해, CMP(chemical mechanical polishing) 및 /또는 반응성 에칭 처리를 포함하는, 음향 미러(106) 내의 하부 층의 넓은 표면 준비가 통상 요구된다.
또한 도 1에 도시된 바와 같이, 하위 전극(110)이 시드층(108) 상에 위치하고, 압전층(112)이 하위 전극(110) 상에 위치하며, 상위 전극(114)이 압전층(112) 상에 위치한다. 하위 전극(110) 및 상위 전극(114)은 각각 몰리브덴(Mo), 텅스텐 또는 다른 적절한 고밀도 금속을 포함할 수 있으며, PVD 공정 또는 다른 적절한 증착 공정에 의해 형성될 수 있다. 압전층(112)은 알루미늄 질화물(AlN), 아연 산화물(ZnO) 또는 다른 적절한 압전 물질을 포함할 수 있으며 PVD 공정 또는 다른 적절한 증착 공정에 의해 형성될 수 있다.
시드층(108)을 형성하기 전에 미러 구조(106) 내의 하부 층들의 넓은 표면 준비를 수행하고 시드층(108)을 사용한 결과, 종래의 BAW 공진기(102)는 적절히 배향된 하위 전극(즉, 하위 전극(110))을 제공할 수 있다. 그 결과, 종래의 BAW 공진기(102)는 고도로 텍스처된(즉, 배향된) 압전층(즉, 압전층(112))을 획득할 수 있다. 그러나, 종래의 BAW 공진기(102)에 고도로 텍스처된 압전층을 획득하는데 요구되는 넓은 표면 준비는 처리 복잡도 및 제조 비용을 증가시킬 수 있다. 또한, 하위 전극(110)은 통상적으로 종래의 BAW 공진기에서 전자기계적 커플링을 증가시키는 고밀도 금속의 단일층을 포함한다. 그러나, 고밀도 금속의 비교적 높은 저항으로 인해, 하위 전극(110)은 종래의 BAW 공진기(102)에서 전기적 손실을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 공진기 성능을 저하시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른, 다층 하위 전극을 포함하는 예시적인 BAW 공진기를 포함하는 반도체 다이의 단면도이다. 당업자에게 명확한 세부사항들 및 특징들은 도 2에서 생략되었다. 도 2에서, 구조물(200)은 기판(204) 상에 BAW 공진기(202)를 포함한다. BAW 공진기(202)는 음향 미러(206), 고전도성 금속층(210), 시드층(212) 및 고밀도 금속층(214)을 포함하는 다층 하위 전극(208), 압전층(216) 및 상위 전극(218)을 포함한다. 일실시예에서, BAW 공진기(202)는 음향파 미러(206) 대신에 희생층을 이용하는 FBAR(film bulk acoustic resonator)일 수 있다. 이러한 실시예에서, 희생층은 부분적으로 제거되어 기판(204)으로부터 음향 격리를 제공하는 공극(air cavity)을 형성할 수 있다. BAW 공진기(202)는 BAW RF 필터와 같은 BAW 필터에 사용되거나 또는 예컨대 주파수 제어 회로 내의 공진기로서 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 음향 미러(206)는 실리콘 기판일 수 있는 기판(204) 상에 위치하고, 고 전도성 금속층(210)이 음향 미러(206) 위에 위치한다. 음향 미러(206)는 BAW 공진기(202)를 기판(204)으로부터 음향학적으로 격리시키고 다수의 교호적인 유전체 및 금속 층들을 포함할 수 있으며, 여기서 층은 예컨대 실리콘 산화물을 포함할 수 있는 각각의 유전체는 저 음향 임피던스층을 제공하고, 텅스텐(W)과 같은 고밀도 금속을 포함하는 각각의 금속층은 고 음향 임피던스층을 제공한다. 음향 미러(206)에서, 예를 들어 각각의 유전체층은 CVD 공정을 이용하여 형성될 수 있고 각각의 금속층은 PVD 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
고전도성 금속층(210)은 예컨대 알루미늄, 금, 구리 또는 다른 적절한 고전도성 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 일실시예에서, 고전도성 금속층(210)은 바람직하지 않은 전자 이동을 감소시키기 위해 구리 함유량이 약 1.0 퍼센트인 알루미늄 구리(AlCu)를 포함할 수 있다. 고전도성 금속층(210)은 일실시예에서 그 두께(220)가 예컨대 1000.0 옹스트롬 내지 3000.0 옹스트롬일 수 있다. 고전도성 금속층(210)은 예컨대 PVD 공정 또는 다른 적절한 증착 공정을 이용하여 음향 미러(206) 위에 알루미늄 또는 알루미늄 구리층을 증착시킴으로써 형성될 수 있다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 시드층(212)이 고전도성 금속층(210) 상에 위치하고 고밀도 금속층(214)이 시드층(212) 상에 위치한다. 시드층(212)은 고도로 텍스처된 압전층(즉, 압전층(216))이 그 위에 성장될 수 있도록 고밀도 금속층(214)이 적절히 배향되는 입자 구조를 갖도록 선택되는 적절한 재료를 포함할 수 있다. 시드층(212)은 예컨대 티타늄 텅스텐 질화물(TiWN), 알루미늄 질화물(AlN), 텅스텐 질화물(WN) 또는 다른 적절한 금속 화합물 재료를 포함할 수 있다. 시드층(212)은 그 두께(222)가 일실시예에서 50.0 옹스트롬 내지 200.0 옹스트롬일 수 있다.
시드층(212)은 예컨대 PVD 공정 또는 다른 적절한 증착 공정을 이용하여 고전도성 금속층(210) 상에 텅스텐 질화물을 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 일실시예에서, 시드층(212) 및 고전도성 금속층(210)은 PVD 공정을 이용하여 동일 프로세스 챔버 내에서 형성될 수 있으며, 여기서 시드층(212)은 고전도성 금속층(210)에서와 동일한 금속을 포함하는 화합물을 포함할 수 있다. 일실시예에서, 시드층(212) 및 고전도성 금속층(210)은 다른 프로세스 챔버에서 형성될 수 있으며, 여기서 시드층(212)은 고전도성 금속층(210)에서와 동일한 금속을 포함하지 않는 화합물을 포함할 수 있다.
고밀도 금속층(214)은 일실시예에서 몰리브덴, 텅스텐 또는 다른 적절한 고밀도 금속을 포함할 수 있고, 그 두께(224)가 500.0 옹스트롬 내지 2000.0 옹스트롬일 수 있다. 고밀도 금속층(214)은 PVD 공정 또는 다른 적절한 증착 공정을 이용하여 시드층(212) 상에 몰리브덴과 같은 고밀도 금속층을 증착함으로써 형성된다. 일실시예에서, 고밀도 금속층(214) 및 시드층(212)은 동일한 프로세스 챔버에서 형성될 수 있는데, 여기서 시드층(212)은 고밀도 금속층(214)에서와 동일한 금속을 포함하는 화합물을 포함할 수 있다. 일실시예에서는, 고밀도 금속층(214) 및 시드층(212)이 상이한 프로세스 챔버에서 형성될 수 있는데, 여기서 시드층(212)은 고밀도 금속층(214)에서와 동일한 금속을 포함하지 않는 화합물을 포함할 수 있다. 일실시예에서, 고전도성 금속층(210), 시드층(212) 및 고밀도 금속층(214)은 각각 상이한 프로세스 챔버에서 형성될 수 있고 각각 상이한 금속을 포함할 수 있다. 본 발명의 다층 하위 전극 내의 고전도성 금속층, 시드층 및 고밀도 금속층을 제조하는 다른 방법들은 도 4, 5, 6과 관련하여 논의한다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 압전층(216)은 고밀도 금속층(214) 상에 위치하고 상위 전극(218)은 압전층(216) 상에 위치한다. 압전층(216)은 알루미늄 질화물, 아연 산화물 또는 다른 적절한 압전 재료를 포함할 수 있다. 압전층(216)은 예컨대 PVD 공정 또는 다른 적절한 증착 공정을 이용하여 고밀도 금속층(214) 상에 알루미늄 질화물을 증착함으로써 형성될 수 있다. 상위 전극(218)은 몰리브덴 또는 텅스텐과 같은 단일의 고밀도 금속 또는 적절한 금속들의 조합을 포함할 수 있다. 상위 전극(218)은 예컨대 PVD 공정 또는 다른 적절한 증착 공정을 이용하여 몰리브덴 또는 텅스텐의 층을 압전층(216) 상에 증착함으로써 형성될 수 있다.
전술한 고전도성 금속층, 시드층 및 고밀도 금속층을 포함하는 다층 하위 전극 상에 압전층을 형성한 결과, 본 발명은 고도로 텍스처된(즉, 배향된) 압전층을 획득한다. 또한, 고밀도 금속층보다 훨씬 더 낮은 저항을 갖는 고전도성 금속층을 포함하는 다층 하위 전극을 형성함으로써, 본 발명은 고밀도 금속만 포함하는 하위 전극을 포함하는 종래의 BAW 공진기(102)에 비해 감소된 전기 손실을 갖는 BAW 공진기를 달성한다. 전기적 손실을 저감시킴으로써, 본 발명은 종래의 BAW 공진기(102)에 비해 향상된 성능을 갖는 BAW 공진기를 달성한다. 또한, 고전도성 금속층, 시드층 및 고밀도 금속층을 포함하는 다층 전극을 형성함으로써, 본 발명은 감소된 양의 하부 표면 준비를 요구하면서 고도로 텍스처된 압전층을 제공할 수 있어, 공정 복잡도 및 제조 비용을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다층 하위 및 중간 전극을 갖는 예시적인 BAW 스택형 공진기를 포함하는 반도체 다이의 단면도를 도시한 것이다. 당업자에게 명확한 세부사항 및 특징부들은 도 3에서 생략되었다. 도 3에서, 기판(304), 음향 미러(306), 다층 하위 전극(308), 고전도성 금속층(310), 시드층(312), 고밀도 금속층(314) 및 압전층(316)은 각각 도 2의 구조물(200) 내의 기판(204), 음향 미러(206), 다층 하위 전극(208), 고전도성 금속층(210), 시드층(212), 고밀도 금속층(214) 및 압전층(216)에 대응한다.
구조물(300)은 기판(304) 상의 BAW 적층형 공진기(302)를 포함한다. 예를 들어 BAW RF 필터와 같은 BAW 필터에 사용될 수 있거나 또는 주파수 제어 회로 내에서의 공진기로서 사용될 수 있는 BAW 적층형 공진기(302)는 음향 미러(306)와, 고전도성 금속층(310), 시드층(312) 및 고밀도 금속층(314)을 포함하는 다층 하위 전극(308)과, 압전층(316)과, 고밀도 금속층(320), 고전도성 금속층(322), 시드층(324) 및 고밀도 금속층(326)을 포함하는 다층 중간 전극(318)과, 압전층(328)과, 상위 전극(320)을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 음향 미러(306)는 기판(304) 위에 위치하고, 고전도성 금속층(310)은 음향 미러(306) 위에 위치하며, 시드층(312)은 고전도성 금속층(310) 위에 위치하고, 고밀도 금속층(314)은 시드층(312) 위에 위치하며, 압전층(316)은 고밀도 금속층(314) 위에 위치한다. 고전도성 금속층(310), 시드층(312), 고밀도 금속층(314) 및 압전층(316)은 각각 그 조성, 두께 및 형성에 있어서 실질적으로 도 2의 BAW 공진기(202) 내의 고전도성 금속층(210), 시드층(212), 고밀도 금속층(214) 및 압전층(216)과 유사하다. 일실시예에서는, 희생층이 음향 미러(306) 대신에 이용될 수 있는데, 이 희생층은 부분적으로 제거되어 기판(304)로부터 음향 격리를 제공하는 공극을 형성할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 고밀도 금속층(320)이 압전층(316) 위에 위치하고, 고전도성 금속층(322)이 고밀도 금속층(320) 위에 위치하며, 시드층(324)이 고전도성 금속층(322) 위에 위치하고, 고밀도 금속층(326)이 시드층(324) 위에 위치하며, 압전층(328)이 고밀도 금속층(326) 위에 위치하고, 상위 전극(330)이 압전층(328) 위에 위치한다. 고밀도 금속층(320)은 몰리브덴, 텅스텐 또는 다른 적절한 고밀도 금속을 포함할 수 있으며, PVD 또는 다른 적절한 증착 공정을 이용하여 압전층(316) 상에 몰리브덴 또는 텅스텐 층을 증착함으로써 형성될 수 있다. 고전도성 금속층(322), 시드층(324), 고밀도 금속층(326) 및 압전층(328)은 조성, 두께 및 형성에 있어서 각각의 고전도성 금속층(310), 시드층(312), 고밀도 금속층(314) 및 압전층(316)과 실질적으로 유사하다. 상위 전극(330)은 조성, 두께 및 형성에 있어서 BAW 공진기(202) 내의 상위 전극(218)과 실질적으로 유사하다.
BAW 적층형 공진기(302)는 스택형 구성으로 배치되는 2개의 다층 전극(즉, 다층 하위 전극(308) 및 다층 중간 전극(318)) 및 2개의 압전층(즉, 압전층(316, 328))을 포함한다. 다층 하위 전극(308)과 달리, 다층 중간 전극(318)은 전자기계적 커플링을 향상시키기 위해 압전층(316)과 인터페이스하는데 요구되는 부가적인 고밀도 금속층(즉, 고밀도 금속층(320))을 포함한다. 고전도성 금속층과 고밀도 금속층 사이에 위치하는 시드층을 포함하는 다층 하위 전극 및 다층 중간 전극을 이용함으로써, BAW 적층형 공진기(302)는 고도로 텍스처된 압전층(316, 328)을 제공한다. BAW 적층형 공진기(302)는 전술한 도 2의 BAW 공진기(202)와 유사한 이점을 제공한다.
일반적인 적층형 공진기는 고전도성 금속층(322)이 원하는 필터링 특성을 제공하기 위해 상부 압전층과 하부 압전층 사이의 음향 커플링을 제어하도록 다수의 층으로 대체되는 결합형 공진기임이 당업자에게는 명확하다. 다른 일반화된 구조물은 2개보다 많은 스택형 압전층을 가질 수도 있다. 디바이스 기능성을 위해 부가적인 층이 추가되는 경우에도, 본 발명은 단지 후속 압전층 아래에 최적화된 다층 전극을 형성하도록 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른, 예시적인 다층 전극을 형성하는데 사용된 웨이퍼 처리 시스템을 도시한 것이다. 당업자에게 명확한 세부사항 및 특징들은 도 4에 생략되었다. 웨이퍼 처리 시스템(400)은 척(406), (공정 단계 1을 위한)플라즈마(408), (공정 단계 2를 위한)플라즈마(409), 금속 타겟(410) 및 기체 입력 라인(412, 414)을 포함하는 프로세스 챔버(402)와, 척(407), 플라즈마(411), 금속 타겟(413) 및 기체 입력 라인(415)을 포함하는 프로세스 챔버(404)를 포함한다.
도 4에서 웨이퍼(420)는 프로세스 챔버(402) 및 프로세스 챔버(404) 내에 있는 것으로 도시되어 있지만, 웨이퍼(420)는 공정 단계 1에서의 고전도성 금속층의 증착 및 공정 단계 2에서의 시드층의 증착을 위해 프로세스 챔버(402) 내에 위치하고, 공정 단계 3에서 시드층 상에 고밀도 금속층을 증착하기 위해 (화살표 422로 표시된 바와 같이)프로세스 챔버(404)로 이송될 것이다. 프로세스 챔버(402, 404)는, 예컨대, PVD 프로세스 챔버일 수 있으며, BAW 공진기(202) 내의 다층 하부 전극(208)과 같은 본 발명의 다층 전극의 실시예의 형성을 위해 이용된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 공정 단계 1에서, 프로세스 챔버(402) 내에서, 웨이퍼(420)가 정전 척(electrostatic chuck)일 수 있는 척(406) 상에 탑재되고, 척(406)과 챔버(402)의 벽에 대해 전기적으로 음성일 수 있는 플라즈마(408)가 웨이퍼(420)와 금속 타겟(410) 사이에 형성되며, 공정 단계 2에서 플라즈마(409)가 웨이퍼(420)와 금속 타겟(410) 사이에 형성된다. 웨이퍼(420)는 도 2의 기판(204)과 같은 실리콘 기판 및 음향 미러(206)와 같은 상부 음향 미러를 포함할 수 있다.
도 4의 실시예에서, 플라즈마(408)는 아르곤 이온을 포함할 수 있고, 플라즈마(409)는 아르곤 및 질소 이온을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 플라즈마(408) 및 플라즈마(409)는 다른 이온들의 조합을 포함할 수 있다. 도 4의 실시예에서, 금속 타겟(410)은 알루미늄 또는 알루미늄 구리를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 금속 타겟(410)은 알루미늄 이외의 다른 금속 또는 알루미늄 구리 이외의 다른 적절한 금속 합금을 포함할 수 있다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이, 기체 입력 라인(412, 414)이 프로세스 챔버(402)에 접속되어 각 기체(416, 418)를 공급할 수 있다. 도 4의 실시예에서, 기체(416, 418)는 각각 아르곤 및 질소일 수 있다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이, 프로세스 챔버(404)에서, 웨이퍼(420)가 예컨대 정전 척일 수 있는 척(407) 상에 탑재되며, 척(407) 및 챔버(404)의 벽에 대해 전기적으로 음성일 수 있는 플라즈마(411)가 웨이퍼(420)와 금속 타겟(413) 사이에 형성된다. 플라즈마(411)는 예컨대 일실시예에서 아르곤을 포함할 수 있다. 도 4의 실시예에서, 금속 타겟(413)은 텅스텐을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 타겟(413)은 텅스텐 이외의 금속을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기체 입력 라인(415)은 프로세스 챔버(404)에 연결되어 예컨대 아르곤일 수 있는 기체(417)를 공급할 수 있다.
공정 단계 1에서, 프로세스 챔버(402)는 알루미늄을 포함하는 고전도성 금속층(210)과 같은 고전도성 금속층을 웨이퍼(420) 상의 음향 미러(206)와 같은 음향 미러 내의 유전체층 위에 증착하는데 이용될 수 있다. 일실시예에서, 고전도성 금속층은 웨이퍼(420) 상에 위치하는 희생층 위에 증착될 수 있다. 양전하로 대전된 아르곤 이온을 이용하여 산란 공정에서 알루미늄 타겟(즉, 금속 타겟(410)) 내의 알루미늄 원자들을 이동시킴으로써 알루미늄층이 웨이퍼(420) 상에 증착될 수 있다. 이동된 알루미늄 원자들은 웨이퍼(420) 상의 음향 미러(206) 내의 유전체층 상에 알루미늄층을 형성할 수 있다. 일실시예에서 알루미늄층은 1000.0 옹스트롬 내지 3000.0 옹스트롬의 두께를 가질 수 있다.
공정 단계 2에서, 프로세스 챔버(402)는 공정 단계 1에서 웨이퍼(420) 상에 증착된 고전도성 금속층(210)과 같은 고전도성 금속층 상에 알루미늄 질화물을 포함하는 시드층(212)와 같은 시드층을 증착하는데 사용된다. 알루미늄 질화물층(즉, 시드층)은 플라즈마(409)에서 양전하를 갖는 질소 및 아르곤 이온을 이용하여 산란 공정에서 알루미늄 타겟(즉, 금속 타겟(410)) 내의 알루미늄 원자를 이동시킴으로써 웨이퍼(420) 상에 증착될 수 있다. 이동된 알루미늄 원자는 플라즈마(409) 내의 질소 이온과 결합되어 웨이퍼(420)의 표면 상에 알루미늄 질화물층을 형성할 수 있다. 일실시예에서는 질소 기체가 2.0초 내지 30.0초의 기간동안 프로세스 챔버(402)에 인가되어, 예컨대 50.0 옹스트롬 내지 200.0 옹스트롬의 두께를 갖는 알루미늄 질화물 시드층을 형성할 수 있다. 알루미늄 질화물을 포함하는 시드층이 프로세스 챔버(402)에서 웨이퍼(420) 상에 증착된 후, 웨이퍼(420)는 화살표 422로 표시된 바와 같이 공정 단계 3을 위한 프로세스 챔버(404)로 이송된다.
공정 단계 3에서, 프로세스 챔버(404)는 웨이퍼(420) 상의 시드층(212)과 같은 시드층 상에 텅스텐을 포함하는 고밀도 금속층(214)과 같은 고밀도 금속층을 증착시키는데 이용된다. 텅스텐층은 플라즈마(411) 내의 양전하로 대전된 아르곤 이온을 이용하여 산란 공정에서 텅스텐 타겟(즉, 금속 타겟(413)) 내의 텅스텐 원자를 이동시킴으로써 웨이퍼(420) 상에 증착될 수 있다. 이동된 텅스텐 원자는 공정 단계 2에서 웨이퍼(420) 상에 이전에 증착된 시드층 상에 텅스텐층을 형성할 수 있다. 일실시예에서, 텅스텐층은 예컨대 500.0 옹스트롬 내지 2000.0 옹스트롬의 두께를 가질 수 있다.
따라서, 도 4에 도시된 발명의 실시예에서, 순차적으로 제 1 프로세스 챔버 내에서 고전도성 금속층 및 시드층을 증착하고 제 2 프로세스 챔버 내에서 시드층 상에 고밀도 금속층을 증착함으로써 도 2의 다층 하위 전극(208)과 같은 다층 전극이 형성된다.
도 4에 도시된 실시예에서, 본 발명은 다층 하위 전극(208)과 같은 다층 전극을 제공하며, 이 다층 하위 전극 상에 압전층(216)과 같은 고도로 텍스처된(즉, 배향된) 압전층이 성장될 수 있다. 도 4의 본 발명의 실시예에서 형성된 다층 전극은 또한 전술한 바와 같은 BAW 공진기(202)에서의 다층 하위 전극(208)과 유사한 이점을 제공한다.
전극 내의 복수의 금속층들 사이에 절연 시드층을 사용하는 것을 예시하는 것은 놀라운 것으로 보일 수도 있다. 이 금속-절연체-금속 스택은 도통하지 않고 캐패시터를 형성한다는 것은 사실이다. 그러나, 절연층이 충분히 얇으면, 낮은 RF 임피던스를 제공하도록 금속-절연체-금속 스택의 캐패시턴스가 충분히 커질 수 있다. 따라서, 이 구조는 RF 필터링 애플리케이션을 위한 저임피던스 전극으로 양호하게 기능할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른, 예시적인 다층 전극을 형성하는데 사용된 웨이퍼 처리 시스템을 도시한 도면이다. 당업자에게 명확한 세부사항 및 특징부들은 도 5에서 생략하였다. 웨이퍼 처리 시스템(500)은 척(506), (공정 단계 1을 위한)플라즈마(508), 금속 타겟(510) 및 기체 입력 라인(512)을 포함하는 프로세스 챔버(502)와, 척(507), (공정 단계 2에서 제공된)플라즈마(509), (공정 단계 3에서 제공된) 플라즈마(511), 금속 타겟(513) 및 기체 입력 라인(515, 518)을 포함하는 프로세스 챔버(502)를 포함한다.
도 5에는 웨이퍼(520)가 프로세스 챔버(502) 및 프로세스 챔버(504) 내에 있는 것으로 도시되어 있지만, 웨이퍼(520)는 공정 단계 1에서의 고전도성 금속층의 증착을 위해 프로세스 챔버(402) 내에 위치하고, (화살표 522로 표시된 바와 같이)공정 단계 2에서의 시드층의 증착 및 공정 단계 3에서의 시드층 상의 고밀도 금속층 증착을 위해 프로세스 챔버(504)로 이송될 것이다. 프로세스 챔버(502, 504)는, 예컨대, PVD 프로세스 챔버일 수 있으며, BAW 공진기(202) 내의 다층 하부 전극(208)과 같은 본 발명의 다층 전극의 실시예의 형성을 위해 이용된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 프로세스 챔버(502)에서, 웨이퍼(520)가 예컨대 정전 척일 수 있는 척(506) 상에 탑재되고, 척(506) 및 챔버(502)의 벽에 대해 전기적으로 음성일 수 있는 플라즈마(508)가 웨이퍼(520)와 금속 타겟(510) 사이에 형성된다. 일실시예에서, 플라즈마(508)는 예를 들어 아르곤 이온을 포함할 수 있다. 도 5의 실시예에서, 금속 타겟(510)은 알루미늄 또는 알루미늄 구리를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 금속 타겟(510)이 알루미늄 이외의 금속 또는 알루미늄 구리 이외의 다른 적절한 금속 합금을 포함할 수 있다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 기체 입력 라인(512)은 프로세스 챔버(502)에 연결되어 아르곤과 같은 기체를 공급할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 프로세스 챔버(504) 내에서, 웨이퍼(520)가 정전 척(electrostatic chuck)일 수 있는 척(507) 상에 탑재되고, 공정 단계 2에서 척(507)과 챔버(504)의 벽에 대해 전기적으로 음성일 수 있는 플라즈마(509)가 웨이퍼(520)와 금속 타겟(513) 사이에 형성되며, 공정 단계 3에서 플라즈마(511)가 웨이퍼(520)와 금속 타겟(513) 사이에 형성된다. 웨이퍼(520)는 도 2의 기판(204)과 같은 실리콘 기판 및 음향 미러(206)와 같은 상부 음향 미러를 포함할 수 있다. 도 5의 실시예에서, 플라즈마(509)는 아르곤 및 질소 이온을 포함할 수 있고, 플라즈마(511)는 아르곤 이온을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 플라즈마(509) 및 플라즈마(511)는 다른 이온 조합을 포함할 수 있다. 도 5의 실시예에서, 금속 타겟(513)은 텅스텐을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 타겟(513)은 텅스텐 이외의 다른 금속을 포함할 수 있다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 기체 입력 라인(515, 518)은 프로세스 챔버(504)에 연결되어 각각의 기체(517, 519)를 공급할 수 있다. 도 5의 실시예에서, 기체(517, 519)는 각각 아르곤 및 질소일 수 있다.
공정 단계 1에서, 프로세스 챔버(502)는 웨이퍼(520) 상의 음향 미러(206)와 같은 음향 미러 내의 유전체층 위에 알루미늄을 포함하는 고전도성 금속층(210)과 같은 고전도성 금속층을 증착하는데 이용된다. 일실시예에서, 고전도성 금속층은 웨이퍼(520) 상에 위치하는 희생층 위에 증착될 수 있다. 알루미늄층은 플라즈마(508) 내의 양전하로 대전된 아르곤 이온을 이용하여 산란 공정에서 알루미늄 타겟(즉, 금속 타겟(510)) 내의 알루미늄 원자를 이동시킴으로써 웨이퍼(520) 상에 증착될 수 있다. 이동된 알루미늄 원자는 웨이퍼(520)의 표면 상에 알루미늄층을 형성할 수 있다. 일실시예에서 알루미늄층은 1000.0 옹스트롬 내지 3000.0 옹스트롬의 두께를 가질 수 있다. 알루미늄을 포함하는 고전도성 금속층이 프로세스 챔버(502) 내에서 웨이퍼(520) 상에 증착된 후에, 공정 단계 2 및 3 동안에 웨이퍼(520)는 화살표(522)로 표시된 바와 같이 프로세스 챔버(504)로 이송된다.
공정 단계 2에서, 프로세스 챔버(504)는 공정 단계 1에서 프로세스 챔버(502)에서 웨이퍼(520) 상에 증착된 고전도성 금속층 상에 텅스텐 질화물을 포함하는 시드층(212)과 같은 시드층을 증착하는데 이용된다. 텅스텐 질화물층은 플라즈마(509) 내에 양전하를 갖는 질소 및 아르곤 이온을 이용하여 산란 공정에서 텅스텐 타겟(즉, 금속 타겟(513)) 내의 텅스텐 원자를 이동시킴으로써 웨이퍼(520) 상에 증착될 수 있다. 이동된 텅스텐 원자는 플라즈마(509) 내의 질소 이온과 결합하여 웨이퍼(420)의 표면에 텅스텐 질화물층을 형성할 수 있다. 일실시예에서 질소 기체는 2.0초 내지 30.0초의 시간 동안 프로세스 챔버(504)에 인가되어 50.0 옹스트롬 내지 200.0 옹스트롬의 두께를 가질 수 있는 텅스텐 질화물 시드층을 형성할 수 있다.
공정 단계 3에서, 시드층이 형성된 직후에, 기체 입력 라인(518) 내의 질소를 포함할 수 있는 기체(519)가 프로세스 챔버(504)에서 공급중단된다. 프로세스 챔버(504)에 남아있는 질소가 고갈된 후에, 프로세스 챔버(504) 내의 결과의 플라즈마(즉, 플라즈마(511))는 상당량의 질소 이온이 없는 아르곤 이온을 포함한다. 그 결과, 아르곤 이온이 텅스텐 타겟(즉, 금속 타겟(513))을 때려 텅스텐 분자들을 이동시키고, 이들 텅스텐 분자가 웨이퍼(520) 상에 증착되어 이전에 증착된 텅스텐 질화물 시드층 상에 실질적으로 순수한 텅스텐층을 형성한다. 일실시예에서 텅스텐층은 예컨대 500.0 옹스트롬 내지 2000.0 옹스트롬의 두께를 가질 수 있다.
따라서, 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에서, 도 2의 다층 하위 전극(208)과 같은 도 2의 다층 하위 전극(208)과 같은 다층 전극은 제 1 프로세스 챔버에서 고전도성 금속층을 증착하고 이어서 제 2 프로세스 챔버에서 고전도성 금속층 상에 시드층 및 고밀도 금속층을 증착함으로써 형성된다. 도 5의 실시예에서 형성된 다층 전극은 전술한 도 4의 발명의 실시예에서 형성된 다층 전극과 유사한 이점을 제공한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른, 예시적인 다층 전극을 형성하는데 사용된 웨이퍼 처리 시스템을 도시한 도면이다. 당업자에게 명확한 세부사항 및 특징들은 도 6에서 생략하였다. 웨이퍼 처리 시스템(600)은 척(606), (공정 단계 1에서 제공된)플라즈마(608), 금속 타겟(610) 및 기체 입력 라인(612)을 포함하는 프로세스 챔버(602)와, 척(607), (공정 단계 2에서 제공된)플라즈마(609), 금속 타겟(613) 및 기체 입력 라인(615, 618)을 포함하는 프로세스 챔버(603)와, 척(626), (공정 단계 3에서 제공된)플라즈마(628), 금속 타겟(630) 및 기체 입력 라인(632)을 포함하는 프로세스 챔버(604)를 포함한다.
도 6에서는 웨이퍼(620)가 프로세스 챔버(602, 603, 604) 내에 있는 것으로 도시되어 있지만, 웨이퍼(620)는 공정 단계 1에서는 고전도성 금속층의 증착을 위해 프로세스 챔버(602) 내에 위치하고, 공정 단계 2에서는 시드층의 증착을 위해 프로세스 챔버(603)으로 이송되며(화살표 622로 표시), 공정 단계 3에서는 고밀도 금속층의 증착을 위해 프로세스 챔버(604)로 이송될 것이다(화살표 624로 표시). 프로세스 챔버(602, 603, 604)는 예컨대 PVD 프로세스 챔버일 수 있으며, BAW 공진기(202) 내의 다층 하부 전극(208)과 같은 본 발명의 다층 전극의 실시예를 형성하는데 이용된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 프로세스 챔버(602)에서, 웨이퍼(620)가 예컨대 정전 척일 수 있는 척(606) 상에 탑재되고, 척(606) 및 챔버(602)의 벽에 대해 전기적으로 음성일 수 있는 플라즈마(608)가 웨이퍼(620)와 금속 타겟(610) 사이에 형성된다. 웨이퍼(620)는 도 2의 기판(204)과 같은 실리콘 기판과, 음향 미러(206)와 같은 상부 음향 미러를 포함할 수 있다. 일실시예에서 플라즈마(608)는 예컨대 아르곤 이온을 포함할 수 있다. 도 6의 실시예에서, 금속 타겟(610)은 알루미늄 또는 알루미늄 구리를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 타겟(610)은 알루미늄 이외의 다른 금속 또는 알루미늄 구리 이외의 다른 적절한 금속 합금을 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 기체 입력 라인(612)은 프로세스 챔버(602)에 연결되어 예컨대 아르곤과 같은 기체(614)를 공급할 수 있다.
또한 도 6에 도시된 바와 같이, 프로세스 챔버(603)에서, 웨이퍼(620)가 예컨대 정전 척일 수 있는 척(607) 상에 탑재되고, 공정 단계 2에서 척(607) 및 챔버(603)의 벽에 대해 전기적으로 음성일 수 있는 플라즈마(609)가 웨이퍼(620)와 금속 타겟(613) 사이에 형성된다. 도 6의 실시예에서, 플라즈마(609)는 아르곤 및 질소 이온을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 플라즈마(609)는 다른 이온 조합을 포함할 수 있다. 도 6의 실시예에서, 금속 타겟(613)은 텅스텐을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 타겟(613)이 텅스텐 이외의 다른 금속을 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 기체 입력 라인(615, 618)은 프로세스 챔버(603)에 연결되어 각각의 기체(617, 619)를 공급할 수 있다. 도 6의 실시예에서, 기체(617, 619)는 각각 아르곤 및 질소일 수 있다.
또한 도 6에 도시된 바와 같이, 공정 단계 3에서, 프로세스 챔버(604)에서 웨이퍼(620)가 예컨대 정전 척일 수 있는 척(626) 상에 탑재되고, 척(626) 및 챔버(604)의 벽에 대해 전기적으로 음성일 수 있는 플라즈마(628)가 웨이퍼(620)와 금속 타겟(630) 사이에 형성된다. 도 6의 실시예에서, 플라즈마(628)는 아르곤 이온을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는 플라즈마(628)가 다른 이온을 포함할 수 있다. 도 6의 실시예에서, 금속 타겟(630)은 몰리브덴을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 타겟(630)은 몰리브덴 이외의 다른 금속을 포함할 수 있다. 또한 도 6에 도시된 바와 같이, 기체 입력 라인(632)이 프로세스 챔버(604)에 연결되어 도 6의 실시예에서 아르곤일 수 있는 기체(634)를 공급할 수 있다.
공정 단계 1에서, 프로세스 챔버(602)는 웨이퍼(620) 상의 음향 미러(206)와 같은 음향 미러 내의 유전체층 위에 알루미늄을 포함하는 고전도성 금속층(210)과 같은 고전도성 금속층을 증착하는데 이용된다. 일실시예에서, 고전도성 금속층은 웨이퍼(620) 상에 위치하는 희생층 위에 증착될 수 있다. 알루미늄층은 플라즈마(608) 내에서 양전하로 대전된 아르곤 이온을 이용하여 산란 공정에서 알루미늄 타겟(즉, 금속 타겟(610)) 내의 알루미늄 원자들을 이동시킴으로써 웨이퍼(620) 상에 증착될 수 있다. 이동된 알루미늄 원자는 웨이퍼(620)의 표면 상에 알루미늄층을 형성할 수 있다. 일실시예에서 알루미늄층은 1000.0 옹스트롬 내지 3000.0 옹스트롬의 두께를 가질 수 있다. 알루미늄을 포함하는 고전도성 금속층이 프로세스 챔버(602) 내에서 웨이퍼(620) 상에 증착된 후, 웨이퍼는 화살표 622포 표시된 바와 같이 공정 단계 2를 위해 프로세스 챔버(603)로 이송된다.
공정 단계 2에서, 프로세스 챔버(603)는 공정 단계 1에서 프로세스 챔버(602) 내에서 웨이퍼(620) 상에 증착된 고전도성 금속층 상에 텅스텐 질화물을 포함하는 시드층(212)과 같은 시드층을 증착하는데 이용된다. 텅스텐 질화물층(즉, 시드층)은 플라즈마(609) 내에서 양전하를 갖는 질소 및 아르곤 이온을 이용하여 산란 공정에서 텅스텐 타겟(즉, 금속 타겟(613)) 내의 텅스텐 원자들을 이동시킴으로써 웨이퍼(620) 상에 증착될 수 있다. 이동된 텅스텐 원자는 플라즈마(609) 내의 질소 이온과 결합하여 웨이퍼(620)의 표면 상에 텅스텐 질화물층을 형성할 수 있다. 일실시예에서는, 질소 기체가 2.0초 내지 30.0초의 시간 동안 프로세스 챔버(603)에 인가되어 50.0 옹스트롬 내지 200.0 옹스트롬의 두께를 가질 수 있는 텅스텐 질화물 시드층을 형성할 수 있다. 텅스텐 질화물을 포함하는 시드층이 프로세스 챔버(603)에서 웨이퍼(620) 상에 증착된 후, 웨이퍼(620)는 공정 단계 3에서 화살표(624)로 표시된 바와 같이 프로세스 챔버(604)로 이송된다.
공정 단계 3에서, 프로세스 챔버(604)는 공정 단계 2에서 웨이퍼(620) 상에 이전에 증착된 텅스텐 질화물 시드층 상에 몰리브덴을 포함하는 고밀도 금속층(214)과 같은 고밀도 금속층을 증착하는데 이용된다. 몰리브덴층은 플라즈마(628)에서 양전하로 대전된 아르곤을 이용하여 산란 공정에서 몰리브덴 타겟(즉, 금속 타겟(630)) 내의 몰리브덴 원자들을 이동시킴으로써 웨이퍼(620) 상에 증착될 수 있다. 이동된 몰리브덴 원자들은 웨이퍼(620) 상의 시드층 상에 몰리브덴층을 형성할 수 있다. 일실시예에서 몰리브덴층은 500.0 옹스트롬 내지 2000.0 옹스트롬의 두께를 가질 수 있다.
따라서, 도 6에 도시된 본 발명의 실시예에서, 도 2의 다층 하위 전극(208)과 같은 다층 전극은 제 1 프로세스 챔버에서 고전도성 금속층을 증착하고, 제 2 프로세스 챔버에서 고전도성 금속층 상에 시드층을 증착하며, 제 3 프로세스 챔버에서 시드층 상에 고밀도 금속층을 증착함으로써 형성된다. 도 6의 실시예에서 형성된 다층 전극은 전술한 도 4의 본 발명의 실시예에서 형성된 다층 전극과 유사한 이점을 제공한다.
따라서, 전술한 바와 같이, 고전도성 금속층, 시드층 및 고밀도 금속층을 포함하는 다층 하위 전극을 형성함으로써, 본 발명은 종래의 BAW 공진기에서의 고도로 텍스처된 압전층에 비해 낮은 공정 복잡도 및 제조 비용을 가질 수 있는 고도로 텍스처된 압전층을 갖는 BAW 공진기를 제공한다. 또한, 다층 하위 전극에 고전도성 금속층을 이용함으로써, 본 발명은 단일의 고밀도 금속층을 포함하는 하위 전극을 이용하는 종래의 BAW 공진기에 비해 낮은 전기적 손실을 가지며 결과적으로 향상된 공진기 성능을 갖는 BAW 공진기를 획득한다. 본 발명의 다층 하위 전극은 구조상 하나보다 많은 압전층을 포함하는 압전 장치에 반복적으로 적용될 수도 있다.
본 발명의 상기 설명으로부터 다양한 기법들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 개념을 구현하는데 이용될 수 있음은 명백할 것이다. 또한, 본 발명은 특정 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 그 형식 및 세부사항에 변화가 일어질 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 이들 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 고려되어야지 한정적인 것으로 간주해서는 안 된다. 또한, 본 발명은 개시된 특정 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 많은 재배치, 변형 및 대체가 가능하다.
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- BAW(bulk acoustic wave) 공진기로서,
기판 위에 위치하는 고전도성 금속층과,
상기 고전도성 금속층 위에 위치하는 시드층과,
상기 시드층 위에 위치하는 고밀도 금속층과,
상기 고밀도 금속층 위에 위치하는 압전층을 포함하되,
상기 고밀도 금속층은 상기 압전층이 배향된 입자 구조를 갖게 하고,
상기 고전도성 금속층, 상기 시드층 및 상기 고밀도 금속층은 상기 BAW 공진기의 다층 하위 전극을 형성하고,
상기 시드층은 상기 고밀도 금속층에서와 동일한 금속을 포함하는 화합물을 포함하는
BAW 공진기.
- 제 15 항에 있어서,
상기 고전도성 금속층 아래에 음향 미러를 더 포함하는
BAW 공진기.
- BAW(bulk acoustic wave) 공진기로서,
기판 위에 위치하는 고전도성 금속층과,
상기 고전도성 금속층 위에 위치하는 시드층과,
상기 시드층 위에 위치하는 고밀도 금속층과,
상기 고밀도 금속층 위에 위치하는 압전층을 포함하되,
상기 고밀도 금속층은 상기 압전층이 배향된 입자 구조를 갖게 하고,
상기 고전도성 금속층, 상기 시드층 및 상기 고밀도 금속층은 상기 BAW 공진기의 다층 하위 전극을 형성하고,
상기 시드층은 상기 고전도성 금속층에서와 동일한 금속을 포함하는 화합물을 포함하는
BAW 공진기.
- 제 15 항에 있어서,
상기 고전도성 금속층은 알루미늄, 금, 구리 중 적어도 하나를 포함하는
BAW 공진기.
- 제 18 항에 있어서,
상기 고밀도 금속층은 몰리브덴과 텅스텐 중 하나를 포함하는
BAW 공진기.
- 제 19 항에 있어서,
상기 시드층은 티타늄 텅스텐 질화물과 텅스텐 질화물 중 하나를 포함하는
BAW 공진기.
- 공진기 디바이스로서,
기판 상에 형성된 음향 미러와,
상기 음향 미러 상에 형성되고, 상기 음향 미러 상에 형성된 고전도성 금속층, 상기 고전도성 금속층 상에 형성된 시드층, 상기 시드층 상에 형성된 고밀도 금속층을 포함하는 다층 제 1 전극과,
상기 제 1 전극 상에 형성된 압전층과,
상기 압전층 상에 형성된 제 2 전극을 포함하되,
상기 제 1 전극의 상기 고전도성 금속층은 상기 제 1 전극의 상기 고밀도 금속층과는 다른 재료로 형성되고,
상기 시드층은 상기 고전도성 금속층과 상기 고밀도 금속층 중 하나에서와 동일한 재료를 포함하는 화합물을 포함하는
공진기 디바이스.
- 제 21 항에 있어서,
상기 음향 미러층은 상기 제 1 전극, 압전층 및 상기 제 2 전극을 상기 기판으로부터 음향학적으로 분리시키는 교호적인(alternating) 낮은 음향 임피던스층 및 높은 음향 임피던스 층을 포함하는
공진기 디바이스.
- 제 22 항에 있어서,
상기 고전도성 금속층은 알루미늄, 금, 구리 중 적어도 하나를 포함하는
공진기 디바이스.
- 제 23 항에 있어서,
상기 고밀도 금속층은 몰리브덴과 텅스텐 중 하나를 포함하는
공진기 디바이스.
- 제 24 항에 있어서,
상기 시드층은 티타늄 텅스텐 질화물, 알루미늄 질화물, 텅스텐 질화물 중 하나를 포함하는
공진기 디바이스.
- 제 24 항에 있어서,
상기 음향 미러의 상기 낮은 음향 임피던스층의 각각은 실리콘 산화물을 포함하고, 상기 음향미러의 상기 높은 음향 임피던스층의 각각은 텅스텐을 포함하는
공진기 디바이스.
- 제 17 항에 있어서,
상기 고전도성 금속층 아래에 음향 미러를 더 포함하는
BAW 공진기.
- 제 17 항에 있어서,
상기 고전도성 금속층은 알루미늄, 금, 구리 중 적어도 하나를 포함하는
BAW 공진기.
- 제 28 항에 있어서,
상기 고밀도 금속층은 몰리브덴과 텅스텐 중 하나를 포함하는
BAW 공진기.
- 제 29 항에 있어서,
상기 시드층은 알루미늄 질화물을 포함하는
BAW 공진기.
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