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KR20010029728A - 탄성표면파 장치 및 그것의 제조 방법 - Google Patents

탄성표면파 장치 및 그것의 제조 방법 Download PDF

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KR20010029728A
KR20010029728A KR1020000026668A KR20000026668A KR20010029728A KR 20010029728 A KR20010029728 A KR 20010029728A KR 1020000026668 A KR1020000026668 A KR 1020000026668A KR 20000026668 A KR20000026668 A KR 20000026668A KR 20010029728 A KR20010029728 A KR 20010029728A
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thickness
wave element
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이카다가츠히로
사카구치겐지
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무라타 야스타카
가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명의 탄성표면파 장치는 압전 기판, 상기 압전 기판 상에 제공된 적어도 하나의 인터디지탈 트랜스듀서를 구비한 제 1 탄성표면파 소자, 상기 압전 기판 상에 제공된 적어도 하나의 인터디지탈 트랜스듀서를 구비한 제 2 탄성표면파 소자를 포함한다. 상술한 제 1 탄성표면파 소자의 적어도 하나의 인터디지탈 트랜스듀서는 상술한 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서와는 다른 두께를 포함하고, 상술한 제 2 탄성표면파 소자는 상술한 제 1 탄성표면파 소자의 주파수 특성과는 다른 주파수 특성을 포함한다. 상술한 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들에는 절연막이 도포된다. 상술한 제 1 탄성표면파 소자의 소정 영역에서의 절연막의 두께는 상술한 제 2 탄성표면파의 소정 영역에서의 절연막의 두께와 다르다.

Description

탄성표면파 장치 및 그것의 제조 방법{Surface acoustic wave device and method of producing the same}
본 발명은 압전 기판 상에 복수 종류의 IDT를 구비한 탄성표면파 장치 및 상술한 탄성표면파 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 이동 통신 장치의 유용성을 증가시키기 위하여, 적어도 2개의 통신 시스템을 포함한 다중-대역 대응의 휴대 전화의 검토가 진행되고 있다. 또, 휴대 전화의 전송 주파수의 고주파화가 증가되고 있다.
이 때문에, 예를 800㎒ 대역의 셀룰러폰(cellular phone)과 적어도 1.5㎓의 셀룰러폰의 통신 시스템을 공용할 수 있는 단말기에 있어서, 2개의 다른 주파수 각각에 대하여 RF 대역 통과 필터가 필요하게 되었다.
이러한 단말기의 소형화와 경량화를 위해, 부품수를 감소하는 데는 한계가 있고, 따라서 1개의 부품으로 2개의 필터 기능을 갖게 하는 것이 바람직하다.
이러한 이유로 인하여, 하나의 압전 기판상에 복수개의 필터 기능을 갖게 하는 것이 제안되어 있다. 하나의 압전 기판상에 막 두께가 다른 두 종류의 IDT 또는 다른 적절한 전극을 형성하는 것으로, 두 종류의 다른 주파수에 대응하는 탄성표면파 장치가 제안되어 있다.
상술한 탄성표면파 장치의 제조 방법은, 예를 들어, 일본 무심사 특허 출원 공보 제10-190390호에 의해 제안되어 있다. 이하, 상술한 탄성표면파 장치의 제조 방법을 도 6a 내지 도 6e를 참조하여 설명한다.
우선, 압전 기판 101 위에 소정의 막 두께를 갖는 도전막 104a를 형성한다. 그리고, 도전막 104a를 포함한 압전 기판 101 위에 레지스트(resist)를 부여한다. 다음으로, 제 1 탄성표면파 소자의 IDT의 패턴에 해당하는 부분을 차폐부로 하는 마스크를 이용하여 상술한 레지스트를 노광하고, 그런 다음 레지스트를 현상한다. 따라서, 레지스트의 노출부는 제거된다. 그 결과, 제 1 탄성표면파 소자의 IDT의 패턴에 해당하는 레지스트의 비노출부 102a가 남는다.
상술한 레지스트 102a에 해당하는 도전막의 부분을 제외하고 도전막 104a를 에칭(etching)에 의해 제거한다. 따라서, 도 6b에 도시한 바와 같이 제 1 탄성표면파 소자 110의 IDT 111을 형성한다.
다음으로, 제 1 탄성표면파 소자의 IDT 111을 포함한 압전 기판 101 위에 레지스트를 부여하고, 제 2 탄성표면파 소자의 IDT에 해당하는 부분을 개구부로 하는 마스크를 이용하여 노광한 후에, 현상하여 레지스트의 노출된 부분을 제거한다. 그 결과, 도 6c에 도시한 바와 같이, 제 2 탄성표면파 소자의 IDT에 해당하는 부분에 개구부를 포함한 레지스트 102b가 형성된다.
다음으로, 도 6d에 도시한 바와 같이, 레지스트 102b를 포함한 압전 기판 101 위에 제 1 탄성표면파 소자 110의 IDT 111의 막 두께보다 얇은 막 두께를 갖는 도전막 104b를 형성한다.
마지막으로, 레지스트 102b와 레지스트 102b 위에 형성된 도전막 104b를 동시에 제거한다. 도 6e에 도시된 바와 같이, 제 1 탄성표면파 소자 110의 IDT 111의 막 두께보다 얇은 막 두께를 갖는 제 2 탄성표면파 소자 120의 IDT 121을 형성한다.
상술한 제조 방법에 의하면, 다른 주파수 특성을 갖는 탄성표면파 소자들이 동일한 압전 기판상에 형성되어 있다.
상술한 탄성표면파 장치는 그의 제조 방법과 관련된 문제를 포함하고 있다. 구체적으로, 제 2 탄성표면파 소자의 IDT 형성 이후에, IDT의 막 두께 및/또는 IDT 전극 가닥 폭(electrode finger width)이 소정 범위에서 벗어나서, 원하는 주파수 특성이 얻어지지 않은 경우에, 앞서 형성한 제 1 탄성표면파 소자의 주파수 특성이 얻어지는 경우에도 그 탄성표면파 장치는 불량이 된다는 문제가 있다.
다시 말해서, 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자를 동일한 압전 기판상에 형성하여 복합 소자를 형성한다. 따라서, 탄성표면파 소자들 중의 하나가 요구된 값으로부터 벗어난 주파수 특성을 갖는 것만으로 그 장치는 불량이 된다. 그러므로, 개개의 압전 기판상에 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들을 형성한 경우에 탄성표면파 소자들로부터 발생하는 불량율에 비해 불량율이 상당히 높다는 문제를 갖고 있다.
또한, 레지스트 패턴을 IDT 형성에 사용하는 경우, 대체로 압전 기판에의 레지스트의 점착성 및 내플라즈마성(plasma-resistance)을 향상시키기 위하여 레지스트 패턴을 가열한다. 하지만, 상술한 공정이 주파수 특성이 다른 복수개의 탄성표면파 소자들이 포함된 탄성표면파 장치의 제조 방법에 적용되는 경우에, 문제를 발생시킨다.
보다 구체적으로, 제 1 탄성표면파 소자의 형성 후에 제 2 탄성표면파 소자의 IDT를 구성하기 위하여 사용된 레지스트 패턴을 가열하면, 압전 기판의 초전 특성(pyroelectric properties)으로 인하여, 제 1 탄성표면파 소자의 IDT 전극지들(electrode fingers) 사이에 전위차가 발생한다. 상술한 전위차는 방전을 발생시키고 초전 파괴(pyroelectric breakdown)가 발생할 가능성이 있다. 또한, 초전 파괴를 유발하기에 충분하지 않은 미세한 방전에 의해서도, 상술한 방전이 레지스트 패턴을 파괴하거나 변형시킬 염려가 있고, 제 2 탄성표면파 소자의 IDT를 형성하는 동안에 제 1 탄성표면파 소자의 IDT 전극를 단락해 버릴 염려가 있다.
상술한 문제를 극복하기 위하여, 본 발명의 구현예들은, 주파수 특성이 다른 탄성표면파 소자가 압전 기판상에 제공되어 있는 탄성표면파 소자로서, 불량율이 매우 낮아지고 신뢰성이 크게 증가된 탄성표면파 장치, 및 이러한 탄성표면파 장치를 제조하는 방법을 제공한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 제 1 구현예에 따른 탄성표면파 장치의 제조 공정을 보여주는 개략적인 평면도들이다.
도 2는 본 발명의 제 2 구현예에 따른 탄성표면파 장치를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제 2 구현예에 따른 탄성표면파 장치에 대한 제조 공정을 보여주는 개략적인 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 구현예에 따른 절연막에 의하여, 주파수에서의 변화를 보여주는 특성 그래프이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제 3 구현예에 따른 탄성표면파 장치에 대한 제조 공정을 보여주는 개략적인 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6e는 종래의 탄성표면파 장치에 대한 제조 공정을 보여주는 개략적인 단면도들이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 ... 압전 기판
2 ... 레지스트
2X ... 레지스트 개구
3 ... 절연막
10 ... 제 1 탄성표면파 소자
11 ... IDT
12 ... 반사기
13, 14 ... 입출력 포트
15 ... 단락 전극
20 ... 제 2 탄성표면파 소자
21 ... IDT
22 ... 반사기
23, 24 ... 입출력 포트
본 발명에 따른 구현예의 탄성표면파 장치는, 압전 기판과; 상기 압전 기판상의 적어도 하나의 인터디지탈 트랜스듀서(interdigital transducer; IDT)를 포함하는 제 1 탄성표면파 소자; 및 상기 압전 기판상에 제공되고 상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 두께와는 다른 두께를 갖는 제 2 인터디지탈 트랜스듀서를 포함한다. 상술한 제 2 탄성표면파 소자는 제 1 탄성표면파 소자의 주파수 특성과는 다른 주파수 특성을 포함한다. 상술한 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 위에는 절연막이 배치되고, 상기 제 1 탄성표면파 소자의 영역에서의 절연막의 두께는 상기 제 2 탄성표면파 소자의 영역에서의 절연막의 두께와 다르다.
상술한 특유의 구성과 배열에 의해, 두 개의 다른 탄성표면파 소자들의 주파수 특성은 효과적으로 조정된다.
본 발명의 다른 구현예는, 압전 기판상에 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들이 제공되어 있는 탄성표면파 장치의 제조 방법으로서, 상기 방법이, 상기 압전 기판상에 제공되고 단락-회로용 전극에 의해 전기적으로 접속되는 입력-출력 단자들을 포함한 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서를 형성하는 공정과, 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서 및 단락-회로용 전극이 형성되어 있는 기판 전면 위에 레지스트를 부여하는 공정과, 상기 레지스트를 가열하는 공정과, 제 2 탄성표면파 소자가 형성되는 영역에서만 상기 레지스트를 제거하는 공정과, 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 두께와는 다른 두께를 갖는 도전막을 압전 기판상에 형성하는 공정과, 제 2 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서를 형성하기 위하여 리프트-오프 방법(lift-off method)으로 상기 도전막을 패터닝(patterning)하는 공정과, 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 입력-출력 단자들이 제 2 탄성표면파 소자와 전기적으로 접속되지 않도록 단락-히로용 전극을 절단하는 공정과, 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들의 인터디지탈 트랜스듀서 위에 절연막을 형성하는 공정과, 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들의 주파수 특성을 조정하기 위하여 상기 절연막의 두께를 감소시키는 공정을 포함하는 탄성표면파 장치의 제조 방법을 제공한다.
따라서, 제 2 탄성표면파 소자가 리프트-오프된 후에, 제 1 탄성표면파 소자의 IDT 전극이 단락하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 혼합 부품의 불량율은 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 위에 SiO2를 형성함으로써 감소될 수 있다.
게다가, 본 발명의 다른 구현예에 따른 탄성표면파 장치의 제조 방법에서는, 상기 주파수를 조정하는 공정 전에, 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들의 주파수 특성을 웨이퍼 프로빙(wafer probing)에 의해 측정하는 공정을 더 포함하고, 상기 절연막의 두께를 감소시키는 단계는 상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 영역에서의 절연막의 두께가 상기 제 2 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 영역에서의 절연막의 두께와는 다르게 되도록 실시된다.
또한, 상술한 절연막을 형성하는 공정에 의해 형성된 절연막은, 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 하나가 소정 주파수 특성을 포함하도록 소정의 두께를 포함하고, 상술한 절연막의 두께를 감소시키는 공정은 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 어느 하나의 영역에서만 에칭하여 실시된다.
다른 방법으로서, 상술한 절연막의 두께를 감소시키는 단계는, 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 하나가 소정 주파수 특성을 포함하도록 전체 절연막의 두께를 감소시키는 공정과, 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 다른 하나가 소정 주파수 특성을 형성하도록 절연막의 소정 두께를 결정하기 위하여 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 다른 하나의 주파수 특성을 측정하는 공정, 및 상기 측정 단계에서 결정된 소정 두께에 기초한 소정 주파수 특성을 형성하기 위하여 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 다른 하나의 영역에서만 절연막의 두께를 감소시키는 공정을 포함한다.
따라서, 상술한 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들의 주파수 특성은 효과적으로 조정될 수 있다.
본 발명의 다른 특징, 구성, 특성 및 효과는 첨부된 도면을 참조하여 이하의 본 발명의 구현예의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
본 발명은 도면을 참조한 구현예들에 관한 다음의 설명으로부터 명백하게 된다.
본 발명의 제 1 구현예에 따른 탄성표면파 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.
우선, 압전 기판의 상면 전면에 도전막을 형성한다. 도전막의 두께는 제 1 탄성표면파 소자의 IDT 및 반사기 등과 실질적으로 동일한 막 두께를 갖는 것이 바람직하다. 도전막은 Al 또는 다른 적당한 재료 등의 도전성 재료를 증착, 스퍼터링(sputtering), 도금 등의 적당한 방법으로 피복하여 형성된다.
다음으로, 도전막의 전면 위에 포지티브 레지스트(positive resist)를 형성한다. 이 레지스트는 제 1 탄성표면파 소자의 IDT와 반사기 등에 해당하는 부분이 차폐부가 된 마스크를 통해 노광된다. 그런 다음에 노광된 레지스트 부분을 제거하여 레지스트를 패터닝(patterning)한다.
그 다음에, 상술한 레지스트를 부식시키지는 않지만 도전막을 제거할 수 있는 에찬트(etchant)를 이용하여 에칭을 실시한다. 이와 같이, 제 1 탄성표면파 소자 10을 형성하는 일단자쌍 공진자의 IDT 11, 반사기들 12, 입력-출력 단자들 13과 14, 및 단락-회로용 전극들 15를 형성한다. 또한, 도 1a에 도시된 바와 같이, 단락-회로용 전극들 15는 입력-출력 단자들 13, 14와 반사기들 12와의 사이에 설치된다. 이러한 에칭은 습식 타입 또는 플라즈마 등을 이용한 건식 타입이 될 수 있다. 또한, 전극들은 리프트 오프 방법 또는 다른 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다.
상술한 제 1 탄성표면파 소자 10은 반사기들 12를 포함하지 않도록 구성될 수도 있다. 이런 경우에, 상술한 단락-회로용 전극은 입력-출력 단자들 15 사이에만 설치된다.
다음으로, 압전 기판 1의 전면 위에 포지티브 레지스트를 형성한다. 그런 다음에, 제 2 탄성표면파 소자 20을 포함한 압전 기판의 부분에서, IDT, 반사기들 또는 다른 적당한 구성요소들에 해당하는 패턴 부분이 개구부가 된 마스크를 레지스트 위에 적층하여 노광하고, 현상한다. 그리고, 노광된 레지스트 부분을 제거하여, 도 1b에 도시된 바와 같이, 개구 2X의 패턴 형상을 갖는 레지스트 2를 형성한다. 또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 제 1 탄성표면파 소자 10 부분 위에서, 레지스트 2에 의해 IDT 11, 반사기들 12, 입력-출력 단자들 13과 14, 및 단락-회로용 전극들 15가 보호된다.
상술한 단계에서, 레지스트 2를 가열처리하여 레지스트의 점착성을 향상시키는 동시에 내플라즈마성(plasma resistance)을 향상시킨다. 이러한 가열처리 동안에, 단락-회로용 전극 15에 의해 각각의 입력-출력 전극들 13, 14와 반사기들 12가 단락되기 때문에, 각 부분이 동전위가 되어 전위차가 없어진다. 따라서, 방전이 발생하지 않고 IDT와 레지스트가 파손될 염려가 없어진다.
다음으로, 제 2 탄성표면파 소자 20의 IDT의 막 두께와 실질적으로 동일한 막 두께를 갖는 도전막을 형성한다. 상술한 제 2 탄성표면파 소자의 IDT의 두께는 제 1 탄성표면파 소자의 IDT의 두께와는 다르다. 그런 다음, 레지스트 2 위에 형성된 도전막을 레지스트 2와 함께 제거한다. 이것에 의해서, 제 2 탄성표면파 소자 20의 IDT 21, 반사기들 22, 및 입력-출력 단자들 23과 24를 형성한다.
도 1c에 도시한 바와 같이, 단락-회로용 전극의 일부분을 절단한다. 예를 들면, 레지스트를 이용한 포토리소그래피(photolithopraphy) 또는 에칭, 또는 다른 적절한 방법으로 단락-회로용 전극을 절단한다.
다음으로, 도 1d에 도시된 바와 같이, 압전 기판 1 위에 절연막 3을 형성한다. 절연막 3은 SiO2로 형성되는 것이 바람직하지만, 다른 적당한 재료로 형성될 수도 있으며, RF 마그네트론 스퍼터링(RF magnetron sputtering) 또는 다른 적절한 막형성 공정을 통해 부여된다. 또한, 외부 회로를 접속시키기 위하여, 제 1 탄성표면파 소자 10의 입력-출력 단자들 13과 14 및 제 2 탄성표면파 소자 20의 입력-출력 단자들 23과 24 위의 절연막 3은 제거된다.
상술한 바와 같이, 본 구현예에서는, 압전 기판상에 전극막 두께를 다르게 하여 주파수 특성을 다르게 한 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들이 형성된다. 보다 구체적으로, 제 1 탄성표면파 소자의 IDT를 형성하면서 동시에 상술한 IDT의 입력-출력 단자들 및 반사기들을 각 단락-회로용 전극에 의해 접속시킨다. 그리고, 제 2 탄성표면파 소자의 IDT를 형성한 후에 단락-회로용 배선을 절단한다. 따라서, 제 1 탄성표면파 소자의 IDT가 제 2 탄성표면파 소자를 형성하는 동안에 단락되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 위에 절연 SiO2막을 도포하여 주파수를 조정할 수 있다. 따라서, 복합 탄성표면파 장치의 불량율을 최소화할 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명의 제 2 구현예에 따른 탄성표면파 장치 및 본 구현예의 탄성표면파 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다. 상기 제 1 구현예의 구성과 유사한 부분은 동일한 참조 부호들로 표시되고, 상세한 설명은 반복을 피하기 위해 생략한다.
도 2는 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자 30, 40의 구성과 웨이퍼 프로빙 위치를 보여준다. 제 1 탄성표면파 소자 30은 직렬암 공진자들 31, 32와 병렬암 공진자들 33, 34, 35를 포함한 래더형(ladder type) 필터이다. 유사하게, 제 2 탄성표면파 소자 40은 직렬암 공진자들 41, 42과 병렬암 공진자들 43, 44, 45를 포함한 래더형 필터이다.
상술한 제 1 탄성표면파 소자 30의 입력-출력 단자들 36 - 38 및 제 2 탄성표면 소자 40의 입력-출력 단자들 46 - 48을 제외하고, 바람직하게는 SiO2로 이루어진 절연막 3이 제 1 탄성표면파 소자 30과 제 2 탄성표면파 소자 40에 도포되다. 게다가, 제 1 탄성표면파 소자 30 위와 제 2 탄성표면파 소자 40 위의 절연막 3의 막 두께들은 서로 다르고, 따라서 단차(step) 3X를 형성한다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 프로브 50은 웨이퍼 프로빙을 실시하기 위하여 제 1 탄성표면파 소자 30의 입력-출력 단자들 36 내지 38 및 제 2 탄성표면파 소자 40의 입력-출력 단자들 46 내지 48에 접속된다.
도 3a는 절연막 3을 균일하게 형성한 상태를 보여주는 개략적인 단면도이다. 제 1 탄성표면파 소자 30의 주파수 특성은 소정 값을 얻기 위해 조정된다. 또한, 제 2 탄성표면파 소자 40의 주파수 특성은 절연막 3을 부여하기 전에 소정 주파수 보다 높고, 도 3a의 상태에서는 소정 주파수보다 낮다.
다음으로, 제 2 탄성표면파 소자의 주파수 특성을 웨이퍼 프로빙을 통해 프로브 50으로 측정한다. 상기 프로브의 측정 결과에 기초하여 주파수 특성의 조정량을 결정한다. 그리고, 이어지는 공정에서, 제 2 탄성표면파 소자의 주파수 특성을 조정하고, 도 2에 도시된 절연막의 단차 3X를 형성한다.
이하, 제 2 탄성표면파 소자의 주파수 특성을 조정하는 공정에 관하여 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한다.
우선, 절연막 3 위의 전면에 포지티브 레지스트를 형성한다. 상술한 레지스트는 제 1 탄성표면파 필터 소자 30에 해당하는 부분이 차폐부가 된 마스크를 통해 노광된다. 그런 다음, 노광된 레지스트 부분을 제거하여 도 3b에 도시한 패턴의 레지스트 2a를 형성한다.
다음으로, 레지스트 2a를 부식시키지는 않지만 절연막 3을 제거할 수 있는 에찬트를 이용하여 에칭을 실시한다. 이것에 의해, 도 3c에 도시된 바와 같이 절연막 3에 단차 3X가 형성된다. 상술한 에칭은 습식 타입, 또는 플라즈마 또는 다른 적절한 방법을 이용한 건식 타입이 될 수 있다.
도 4는 제 2 탄성표면파 소자 40의 주파수 특성에서의 변화를 보여준다. 도 4에서, 실선은 절연막이 없는 탄성표면파 소자 40의 특성을 나타내고 파선은 대략 29㎚의 절연막이 도포된 탄성표면파 소자의 특성을 나타내며, 일점쇄선은 대략 13㎚까지 절연막의 두께가 감소되도록 플라지마 에칭한 경우의 탄성표면파 소자의 특성을 나타낸다. 도 4로부터 명백한 바와 같이, SiO2로 이루어진 절연막의 두께를 에칭함으로써 주파수 특성이 조정된다.
상술한 바와 같이, 본 구현예에 의하면, 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자 위에 SiO2막을 형성함으로써, 복합 소자로서의 불량 갯수를 최소화할 수 있다. 특히, 두 개의 탄성표면파 소자들의 다른 주파수는, 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 위에 다른 두께의 SiO2막을 형성함으로써, 효과적으로 조정될 수 있다. 따라서, 복합 소자의 불량 갯수는 크게 감소된다.
다음으로, 본 발명의 제 3 구현예에 따른 탄성표면파 장치의 제조 방법을 설명한다. 상기 제 1 및 제 2 구현예와 유사한 부분들은 동일한 참조 부호들로 표시하고, 상세한 설명은 반복을 피하기 위하여 생략한다.
본 구현예는 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 위의 절연막의 막 두께가 서로 다른 탄성표면파 장치의 제조 방법을 제공한다.
도 5a는 제 1 탄성표면파 필터 소자의 주파수가 소정값보다 낮은 것을 제외하고는 도 3a와 유사한 절연막 3을 보여준다. 즉, 도 5a의 절연막 3의 막 두께는 도 3a에 도시된 절연막 3보다 두껍다.
상술한 절연막 3을 도포한 후에, 제 1 탄성표면파 소자 30의 주파수 특성을 웨이퍼 프로빙에 의해 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 주파수 특성의 조정량을 결정한다.
게다가, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제 1 탄성표면파 소자 30의 주파수가 원하는 소정값을 갖도록, 절연막 3의 표면을 플라즈마 에칭한다. 절연막 3의 두께는 제 1 탄성표면파 소자 30의 주파수 특성이 상술한 소정 값을 갖도록 소정값으로 형성된다.
그런 다음, 제 2 탄성표면파 소자 40의 주파수 특성을 웨이퍼 프로빙에 의해 측정하고 그 측정결과에 기초하여 주파수 특성의 조정량을 결정한다.
다음으로, 도 5b에 도시된 절연막 3의 전면에 포지티브 레지스트를 부여한다. 이 레지스트는 제 1 탄성표면파 소자 30에 해당하는 부분이 차폐부가 된 마스크를 통해 노광된다. 그 후에, 노광된 레지스트 부분을 제거하여 도 5c에 도시된 패턴의 레지스트 2a를 얻는다.
다음으로, 레지스트 2a를 부식시키지는 않지만, 절연막 3을 제거할 수 있는 에찬트를 이용하여 에칭을 실시하고, 곧이어 도 5d에 도시된 바와 같이 절연막 3에 단차 3X가 형성된다. 상술한 에칭은 습식 타입, 또는 플라즈마 또는 다른 적당한 방법을 이용한 건식 타입이 될 수 있다.
본 구현예에서는, 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자 위에 SiO2막을 도포함으로써, 복합 소자의 불량 갯수를 최소화한다. 특히, 제 1 탄성표면파 소자 위에 형성된 SiO2막이 조정된 후에, 제 2 탄성표면파 소자 위에 형성된 SiO2막이 조정되기 때문에, 두 개의 탄성표면파 소자들의 주파수가 효과적으로 조정된다. 또한, 복합 소자의 불량율이 최소화된다.
또한, 제 2 및 제 3 구현예에서 설명한 바와 같이, 두 개의 다른 탄성표면파 소자들의 주파수를 효과적으로 조정하기 위하여, 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 위에 형성된 절연막을 서로 다르게 형성함으로써, 제 1 구현예에서 설명한 일단자쌍 공진자에도 이용할 수 있다. 특히, 본 발명의 제 1 내지 제 3 구현예에서 설명한 방법은 공진자, 필터, 듀플렉서, 또는 다른 전자 부품 등과 같이 다른 적당한 장치에도 적용될 수 있다. 또한, 본 방법은 반사기가 없는 탄성표면파 소자들에도 적용할 수 있다.
상술한 각 구현예들에서는, 제 2 탄성표면파 소자의 도전막의 두께가 제 1 탄성표면파 소자의 도전막의 두께보다 얇게 형성되었지만, 반대로 제 2 탄성표면파 소자의 도전막의 두께가 제 1 탄성표면파 소자의 도전막의 두게보다 더 두껍게 형성될 수도 있다.
게다가, 각 구현예들에서 압전 기판은, 수정, 리튬 테트라붕산염(lithium tetraborate), 란가사이트(langasite) 등의 압전 단결정, 또는 티탄산지르코산납계 압전 세라믹 등의 압전 세라믹이 될 수도 있다. 또한, 알루미나 또는 다른 적당한 절연 기판 등의 절연 기판 상에 형성된 ZnO 또는 다른 적절한 박막들로 이루어진 압전성 박막을 포함한 압전 기판이 사용할 수도 있다. 또한, IDT와 반사기 등의 전극 재료로서, Al과 Al합금 및 다른 도전 재료들이 본 발명에 적용할 수도 있다. 게다가, 주파수 특성을 조정하기 위한 절연막은 SiO2로 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 주파수 특성이 다른 탄성표면파 소자가 압전 기판상에 제공되어 있는 탄성표면파 소자로서, 불량율이 매우 낮아지고 신뢰성이 크게 증가된 탄성표면파 장치, 및 이러한 탄성표면파 장치를 제조하는 방법을 제공한다.

Claims (19)

  1. 압전 기판;
    상기 압전 기판상에 적어도 하나의 인터디지탈 트랜스듀서를 포함한 제 1 탄성표면파 소자; 및
    상기 압전 기판상에 제공되고 상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 두께와는 다른 두께를 구비한 적어도 하나의 인터디지탈 트랜스듀서를 포함한 제 2 탄성표면파 소자를 포함함을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 탄성표면파 소자는 상기 제 1 탄성표면파 소자의 주파수 특성과는 다른 주파수 특성을 구비함을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 위에는 절연막이 제공되고, 상기 제 1 탄성표면파 소자의 영역에서의 절연막의 두께는 상기 제 2 탄성표면파 소자의 영역에서의 절연막의 두께와는 다른 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 위에는 절연막이 제공되고, 상기 제 1 탄성표면파 소자의 영역에서의 절연막의 두께는 상기 제 2 탄성표면파 소자의 영역에서의 절연막의 두께와는 다른 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
  5. 압전 기판상에 제공된 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들을 구비한 탄성표면파 장치를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은,
    상기 압전 기판상에 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서를 형성하고, 상기 인터디지탈 트랜스듀서는 단락-회로용 전극을 통해 전기적으로 접속된 입력-출력 단자들을 구비하며;
    상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서와 단락-회로용 전극이 형성되어 있는 상기 기판의 전면에 레지스트(resist)를 제공하며;
    상기 레지스트를 가열하며;
    상기 제 2 탄성표면파 소자가 형성되는 영역에서만 상기 레지스트를 제거하며;
    상기 압전 기판에 도전막을 도포하고, 상기 도전막은 상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 두께와는 다른 두께를 구비하며;
    상기 제 2 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서를 형성하기 위하여 도전막을 패터닝(patterning)하며;
    상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 입력-출력 단자들을 전기적으로 접속하지 않도록 단락-회로용 전극을 절단하며;
    상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들의 인터디지탈 트랜스듀서들 위에 절연막을 형성하며;
    상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 적어도 하나의 주파수 특성을 조정하기 위하여 상기 절연막의 두께를 감소시키는 단계들을 포함함을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 도전막을 패터닝(patterning)하는 단계는 리프트-오프(lift-off) 방법에 의해 실시됨을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 방법은 주파수를 조정하는 단계 이전에 웨이퍼 프로빙(wafer probing)에 의해 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들의 주파수 특성들을 측정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 절연막의 두께를 감소시키는 단계는 상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 영역에 제공된 절연막의 두께가 상기 제 2 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 영역에 제공된 절연막의 두께와 다르게 되도록 실시됨을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 절연막을 형성하는 단계에 의해 형성된 절연막은 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 적어도 하나가 원하는 주파수 특성을 갖도록 소정의 두께를 포함하고, 상기 절연막의 두께를 감소시키는 단계는 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 다른 하나의 인터디지탈 트랜스듀서의 영역만을 에칭하여 실시됨을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 절연막의 두께를 감소시키는 단계는 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 하나가 원하는 주파수특성을 갖도록 전체 절연막의 두께를 감소시키고, 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 다른 하나가 원하는 주파수 특성을 갖도록 절연막의 소정 두께를 결정하기 위하여 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 다른 하나의 주파수 특성을 측정하며, 상기 측정 단계에 의해 결정된 소정 두께에 기초한 원하는 주파수 특성을 얻기 위하여 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 다른 하나의 영역 위에서만 절연막의 두께를 감소시키는 단계들을 포함함을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  11. 압전 기판상에 형성된 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들을 포함한 탄성표면파 장치를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은,
    상기 압전 기판상에 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서를 형성하고;
    상기 압전 기판상에 제 2 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서를 형성하며;
    상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들의 인터디지탈 트랜스듀서들을 절연막으로 피복하며;
    상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 적어도 하나의 주파수 특성을 조정하기 위하여 상기 절연막의 두께를 감소시키는 단계들을 포함함을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 절연막을 피복하는 단계에 의해 형성된 절연막은 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 하나가 원하는 주파수 특성을 갖도록 소정의 두께를 포함하고, 상기 절연막의 두께를 감소시키는 단계는 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 다른 하나의 인터디지탈 트랜스듀서의 영역만을 에칭하여 실시됨을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 절연막의 두께를 감소시키는 단계는 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 하나가 원하는 주파수 특성을 갖도록 전체 절연막의 두께를 감소시키고, 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 다른 하나가 원하는 주파수 특성을 갖도록 절연막의 소정 두께를 결정하기 위하여 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 다른 하나의 주파수 특성을 측정하며, 상기 측정 단계에 의해 결정된 소정 두께에 기초한 원하는 주파수 특성을 얻기 위하여 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 다른 하나의 영역 위에서만 절연막의 두께를 감소시키는 단계들을 포함함을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서는 단락-회로용 전극을 통해 전기적으로 접속되는 입력-출력 단자들을 포함하고;
    상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서를 형성하는 단계는 상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서와 단락-회로용 전극이 형성되어 있는 기판의 전면에 레지스트를 형성하고, 상기 레지스트를 가열하며, 상기 제 2 탄성표면파 소자가 형성되는 영역에서만 레지스트는 제거하며, 상기 압전 기판에 제공되고 상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 두께와는 다른 두께를 구비한 도전막을 도포하는 단계들을 포함함을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 방법은, 상기 압전 기판상에 제공되고 상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 두께와는 다른 두께를 구비한 도전막을 도포하고, 상기 제 2 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서를 형성하기 위하여 도전막을 패터닝(patterning)하며, 상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 입력-출력 단자들과 전기적으로 접속되지 않도록 단락-회로용 전극을 절단하며, 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들의 인터디지탈 트랜스듀서들 위에 절연막을 형성하며, 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들의 적어도 하나의 주파수 특성을 조정하기 위하여 절연막의 두께를 감소시키는 단계들을 더 포함함을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  16. 제 10항에 있어서, 상기 도전막을 패터닝하는 단계는 리프트-오프(lift-off) 방법에 의해 실시됨을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  17. 제 10항에 있어서, 상기 방법은, 주파수를 조정하는 단계 이전에 웨이퍼 프로빙(wafer probing)에 의해 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들의 주파수 특성들을 측정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  18. 제 10항에 있어서, 상기 절연막의 두께를 감소시키는 단계는 상기 제 1 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 영역에 제공된 절연막의 두께가 상기 제 2 탄성표면파 소자의 인터디지탈 트랜스듀서의 영역에 제공된 절연막의 두께와 다르도록 실시됨을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
  19. 제 10항에 있어서, 상기 절연막을 형성하는 단계에 의해 형성된 절연막은 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 하나가 원하는 주파수 특성을 갖도록 소정의 두께를 포함하고, 상기 절연막의 두께를 감소시키는 단계는 상기 제 1 및 제 2 탄성표면파 소자들 중의 다른 하나의 인터디지탈 트랜스듀서의 영역만을 에칭하여 실시됨을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조 방법.
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