KR20100055415A - Ｂａｗ 구조체, ｂａｗ 구조의 형성 방법 및 ｂａｗ 구조를 포함하는 반도체 다이 - Google Patents
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Abstract
예시적인 실시예에 따르면, 벌크 음향파 구조는 기판 위에 배치된 하단 전극을 포함한다. 벌크 음향파 구조는 하단 전극 위에 배치된 압전층을 더 포함하며, 이때 압전층은 알루미늄 구리 질화물을 포함한다. 벌크 음향파 구조는 하단 전극 위에 배치된 상단 전극을 더 포함한다. 벌크 음향파 구조는 상단 전극와 접속된 본드 패드를 더 포함할 수 있으며, 이때 본드 패드는 알루미늄 구리를 포함한다. 하단 전극은 압전층에 인접하게 배치된 고밀도 금속층과 고밀도 금속층 아래의 고 전도성 금속층을 포함할 수 있다.
Description
본 출원은 2007년 8월 14일 출원된 계류중이고, 명칭이 "Aluminum Copper Nitride Piezoelectric Film"인 가특허출원 일련번호 제60/964,648호의 우선권을 주장한다. 상기 계류중인 가출원의 명세서는 그 전체가 본 출원에서 참조로서 포함된다.
본 발명은 일반적으로 반도체 제조 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반도체 다이 내의 음향파(acoustic wave) 구조의 제작에 관한 것이다.
주파수 제어 또는 필터링 애플리케이션에서 사용될 수 있는 벌크 음향파(BAW) 구조는 상단 전극과 하단 전극 사이에 샌드위치된 압전층 및 그 아래의 음향 미러를 포함할 수 있다. 상단 및 하단 전극을 통해 압전층 양단에 전기장이 인가되었을 때, 전기 에너지는 전자기계적 커플링을 통해 압전층 내에서 음향 에너지로 변환되고, 그에 따라 압전층이 진동하고 음향파를 발생시키도록 한다. 다수의 교번하는 유전층 및 금속층을 포함할 수 있는 음향 미러는 음향 에너지를 반사시킴으로써 압전층 내에 음향 에너지를 트랩(trap)하도록 사용될 수 있고, 그에 따라 음향 에너지가 기판으로 전달되어 손실되는 것을 방지한다.
BAW 공진기와 같은 종래의 BAW 구조에서, 압전층은 아연 산화물(ZnO), 알루미늄 질화물(AlN), 또는 그외의 적절한 압전 재료를 포함할 수 있고, 상단 및 하단 전극은 향상된 전자기계적 커플링을 위해 몰리브덴(Mo) 또는 텅스텐(W)과 같은 고밀도 금속을 포함할 수 있다. 종래의 BAW 구조는 전형적으로 본드 패드 등에 알루미늄 구리(AlCu) 금속화물을 이용했는데, 이는 알루미늄 구리 내의 구리가 원치 않는 전자이동을 감소시키기 때문이다. 그러나, BAW 공진기와 같은 종래의 BAW 구조의 제작은 압전층을 형성하기 위한 하나의 프로세스 챔버와, BAW 공진기 내에서 사용되는 알루미늄 구리 금속화물을 형성하기 위한 다른 프로세스 챔버를 필요로 하며, 이는 원치않게 제조 효율성을 감소시키고 제조 비용을 증가시킬 수 있다.
실질적으로 도면들 중 적어도 하나와 관련하여 기술되고/되거나 도시된, 알루미늄 구리 질화물 압전층을 갖는 벌크 음향파 구조 및 관련 방법이 제공되며, 이는 특허청구범위에서 더욱 완전하게 제시된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 예시적인 압전층을 포함하는 예시적인 벌크 음향파 구조의 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 예시적인 음향파 구조의 형성에서 이용되는 예시적인 프로세스 챔버를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예를 구현하도록 수행되는 예시적인 단계들을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 예시적인 음향파 구조의 형성에서 이용되는 예시적인 프로세스 챔버를 도시한 도면,
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본 발명은 알루미늄 구리 질화물 압전층을 구비하는 벌크 음향파 구조 및 관련 방법에 관한 것이다. 아래의 설명은 본 발명의 구현에 관련된 특정한 정보를 포함한다. 당업자는 본 발명이 본 명세서에서 명확하게 언급된 것과는 다른 방식으로 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 본 발명을 흐리지 않도록 본 발명의 특정한 세부사항 중 일부는 언급되지 않았다. 본 명세서에서 설명되지 않은 특정한 세부사항은 당업자가 인지하고 있는 범위 내에 있다.
본 명세서 내의 도면 및 그와 관련된 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 실시예에 관한 것이다. 간결성을 유지하기 위해, 본 발명의 원리를 사용하는 본 발명의 다른 실시예는 본 명세서에서 명확하게 기술되지 않았으며 도면에 명확하게 도시되지 않았다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 BAW 구조를 포함하는 반도체 다이의 단면도를 도시한다. 당업자에게 명백한 몇몇 세부사항 및 특성은 도 1에서 생략되었다. 도 1에서, 구조(100)는 기판(104) 상에 BAW 구조(102)를 포함한다. BAW 구조(102)는 음향 미러(106), 압전층(108), 하단 전극(110), 상단 전극(112), 본드 패드(114) 및 패시베이션 층(116)을 포함한다. 하단 전극(110)은 고 전도성 금속층(118) 및 고밀도 금속층(120)을 포함하고, 상단 전극(112)은 고밀도 금속층(122) 및 고 전도성 금속층(124)을 포함한다. 다른 실시예에서, 하단 전극(110) 및/또는 상단 전극(112)이 고밀도 금속층(120 또는 122)과 같은 고밀도 금속층만을 포함할 수도 있다.
BAW 공진기일 수 있는 BAW 구조(102)는 BAW RF 필터와 같은 BAW 필터에서 사용될 수 있거나, 또는 예를 들어 주파수 제어 회로 내의 공진기로서 사용될 수 있다. 일 실시예에서, BAW 구조(102)는 필름 벌크 음향 공진기(FBAR)일 수 있으며, 이때 희생층(sacrificial layer)이 음향 미러(106) 대신 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 희생층은 기판(104)으로부터의 음향 분리(acoustic isolation)를 제공하기 위해 공기 공동(air cavity)을 형성하도록 부분적으로 제거될 수 있다. 도 1에 도시되지는 않았지만, 하단 전극(110)은 본드 패드(114)와 같은 본드 패드에도 접속될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 음향 미러(106)는 예컨대 고저항 실리콘을 포함할 수 있는 기판(104) 위에 배치된다. 음향 미러(106)는 BAW 구조(102)와 기판(104) 사이의 음향 분리를 제공하고, 선택된 개수의 교번하는 유전층 및 금속층을 포함할 수 있으며, 이때 각 유전층은 예컨대 실리콘 산화물을 포함할 수 있고 저 음향 임피던스 층을 제공하며, 각 금속층은 텅스텐(W)과 같은 고밀도 금속을 포함할 수 있고 고 음향 임피던스 층을 제공한다. 예를 들어 음향 미러(106)에서, 각 유전층은 화학적 증착(CVD) 프로세스를 사용하여 형성될 수 있고 각 금속층은 물리적 증착(PVD) 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 고 전도성 금속층(118)은 음향 미러(106) 위에 배치되고, 고밀도 금속층(120)은 고 전도성 금속층(118) 위에 배치되며, 압전층(108)은 음향 미러(106)와 고밀도 금속층(120) 위에 배치된다. 본 실시예에서, 고 전도성 금속층(118)은 원치 않는 전자이동을 감소시키도록 0.2% 내지 5.0%의 구리를 포함할 수 있는 알루미늄 구리(AlCu)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 고 전도성 금속층(118)은 알루미늄, 금, 또는 그외의 적절한 고 전도성 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 고 전도성 금속층(118)은 PVD 프로세스 또는 그외의 적절한 증착 프로세스를 사용하여 프로세스 챔버 내에서 음향 미러(106) 위에 알루미늄 구리의 층을 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 고밀도 금속층(120)은 텅스텐, 몰리브덴, 또는 그외의 적절한 고밀도 금속을 포함할 수 있고, PVD 프로세스 또는 그외의 적절한 증착 프로세스를 사용하여 고 전도성 금속층(118) 위에 텅스텐 또는 몰리브덴과 같은 고밀도 금속의 층을 증착시킴으로써 형성될 수 있다.
본 발명에서, 압전층(108)은 알루미늄 구리 질화물(AlCuN)을 포함하며 일 실시예에서 0.7㎛와 2.0㎛ 사이일 수 있는 두께(124)를 갖는다. 압전층(108)은 PVD 프로세스 또는 그외의 적절한 증착 프로세스를 사용하여 음향 미러(106)와 고밀도 금속층(120) 위에 알루미늄 구리 질화물의 층을 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 고밀도 금속층(120)의 그레인 구조(grain structure)가 올바르게 배향되는 것을 보장함으로써, 본 발명은 하단 전극(110) 상에 매우 텍스쳐된(textured) 그레인 구조를 갖는 압전층(예컨대, 압전층(108))을 제공할 수 있다. 압전층(108)을 형성하는 데에 알루미늄 구리 질화물을 이용함으로써, 본 발명은 알루미늄 질화물을 포함하는 종래의 압전층을 사용하는 BAW 구조와 비교하여 균등한 공진기 성능을 갖는 BAW 구조를 획득할 수 있다.
또한, 적절한 타겟 클리닝(cleaning) 및 타겟 시즈닝(seasoning) 공정을 사용함으로써, 본 발명의 알루미늄 구리 질화물 압전층은 BAW 구조(102)에서 알루미늄 구리 금속화물을 증착하는 데에 사용되는 것과 동일한 프로세스 챔버 내에서 증착될 수 있다. 예를 들어, 동일한 프로세스 챔버가 압전층(108), 알루미늄 구리를 포함할 수 있는 본드 패드(114) 및 역시 알루미늄 구리를 포함할 수 있는 고 전도성 금속층(118, 124)을 증착시키는 데에 사용될 수 있다. 하단 전극(110) 및 상단 전극(112)이 알루미늄 구리의 층을 포함하지 않는 실시예에서, 압전층(108)과 본드 패드(114)가 동일한 프로세스 챔버 내에서 형성될 수 있다.
또한 도 1에 도시된 바와 같이, 고밀도 금속층(122)은 압전층(108) 위에 배치되며, 텅스텐, 몰리브덴, 또는 그외의 적절한 고밀도 금속을 포함할 수 있다. 고밀도 금속층(122)은 PVD 프로세스 또는 그외의 적절한 증착 프로세스를 사용하여 텅스텐 또는 몰리브덴과 같은 고밀도 금속층을 압전층(108) 위에 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 도 1에 더 도시된 바와 같이, 고 전도성 금속층(124)은 고밀도 금속층(122) 위에 배치되고, 원치 않는 전자이동을 감소시키기 위해서 0.2% 내지 5.0%의 구리를 포함할 수 있는 알루미늄 구리를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 고 전도성 금속층(124)은 알루미늄, 금, 또는 그외의 적절한 고 전도성 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 고 전도성 금속층(124)은 압전층(108)을 형성하는 데에 사용되는 것과 동일한 프로세스 챔버 내에서 PVD 프로세스 또는 그외의 적절한 증착 프로세스를 사용하여 고밀도 금속층(122) 위에 알루미늄 구리의 층을 증착시킴으로써 형성될 수 있다.
도 1에 더 도시된 바와 같이, 본드 패드(114)는 압전층(108) 위에 배치되고, 상호접속 금속 세그먼트(126)는 본드 패드(114)와 고 전도성 금속층(124) 위에 배치되어 본드 패드(114)와 상단 전극(112)을 전기적으로 접속시킨다. 본 실시예에서, 본드 패드(114) 및 상호접속 금속 세그먼트(126)는 원치 않는 전자이동을 감소시키기 위해서 0.2% 내지 5.0%의 구리를 포함할 수 있는 알루미늄 구리를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 본드 패드(114) 및 상호접속 금속 세그먼트(126)는 알루미늄, 금 또는 그외의 적절한 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 본드 패드(114) 및 상호접속 금속 세그먼트(126)는 압전층(108)을 형성하는 데에 사용되는 것과 동일한 프로세스 챔버 내에서 PVD 프로세스를 사용하여 상단 전극(112) 위에 알루미늄 구리의 층을 증착시킴으로써 형성될 수 있다.
또한 도 1에 도시된 바와 같이, 패시베이션 층(116)은 본드 패드(114), 상호접속 금속 세그먼트(126) 및 상단 전극(112) 위에 배치되고, 실리콘 질화물 또는 그외의 적절한 유전체 재료를 포함할 수 있다. 패시베이션 층(116)은 예를 들어 CVD 프로세스 또는 그외의 적절한 증착 프로세스를 사용하여 본드 패드(114), 상호접속 금속 세그먼트(126) 및 상단 전극(112) 위에 실리콘 질화물 층을 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 도 1에 더 도시된 바와 같이, 개구부(128)가 패시베이션 층(116) 내에 본드 패드(114)를 노출시키도록 배치되며, 이는 패시베이션 층(116)을 적절하게 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
앞서 제공된 BAW 공진기의 단순화된 논의는 금속성 전극들 사이의 압전 필름으로 구성된 BAW 디바이스를 제조하는 아이디어를 설명하며, 디바이스 제조 동안에 상이한 기능을 위해 금속성 알루미늄 구리 및 압전 필름 모두를 필요로 할 수 있음을 나타낸다. 이러한 설명은 분명히 보다 일반화된 BAW 디바이스로 확장될 수 있으며 그에 따라 전술된 프로세스가 반복적으로 적용되어, 원하는 다른 전기적 기능을 획득하기 위해, 삽입 층을 구비할 수 있는, 연속으로 적층된 복수의 층의 압전 재료를 생성할 수 있다. 이러한 일반화된 복수의 압전 필름 디바이스는 종종 적층 결정(stacked crystal) 또는 커플링된 공진기 디바이스로 지칭된다.
따라서, 본 실시예에서, 알루미늄 구리 질화물을 포함하는 압전층을 형성함으로써, 단일 프로세스 챔버가 본드 패드(114), 상호접속 금속 세그먼트(126) 및 고 전도성 금속층(118, 124)을 위한 알루미늄 구리 금속화물과 압전층(108)을 형성하는 데에 사용될 수 있다. 반대로, 본드 패드 등에 알루미늄 질화물(AlN) 또는 아연 산화물(ZnO) 및 알루미늄 구리 금속화물과 같은 종래의 압전 재료를 사용하는 종래의 BAW 구조에서는, 압전층 및 알루미늄 구리 금속화물을 형성하는 데에 서로 다른 프로세스 챔버들이 필요하다. 그 결과, 본 발명은 추가적인 프로세스 챔버와 관련된 운영 비용을 감소시킴으로써, 종래의 압전층 및 알루미늄 구리 금속화물을 갖는 종래의 BAW 구조와 비교하여 향상된 제조 효율성과 감소된 제조 비용을 갖는 BAW 구조를 바람직하게 제공할 수 있다. 다르게는, 알루미늄 구리 질화물을 포함하는 압전층을 형성함으로써, 본 발명은 바람직하게 제작 리던던시를 제공하기 위해 알루미늄 구리를 갖는 두 개의 프로세스 챔버를 상호교환가능하게 이용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 압전층 형성 중의 프로세스 챔버를 도시한다. 당업자에게 명백한 몇몇 세부사항 및 특성은 도 2로부터 생략되었다. 도 2에서, BAW 구조(102)와 같은 본 발명의 실시예의 BAW 구조를 위한 도 1의 압전층(108)과 같은 압전층의 형성 중의 프로세스 챔버(200)가 도시되었다. 프로세스 챔버(200)는 척(chuck)(202), 웨이퍼(204), 플라스마(206), 금속 타겟(208) 및 가스 투입 라인(210, 212)을 포함한다. 프로세스 챔버(200)는 예컨대 PVD 프로세스를 수행하는 데에 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(204)는 예컨대 정전기 척일 수 있는 척(202) 상에 장착된다. 웨이퍼(204)는 기판(104)과 같은 기판, 음향 미러(106)와 같은 기판 위의 음향 미러 및 하단 전극(110)과 같은 음향 미러 위의 하단 전극을 포함할 수 있다. 또한 도 2에 도시된 바와 같이, 플라스마(206)는 웨이퍼(204)와 금속 타겟(208) 사이에 형성되며 아르곤 및 질소 이온을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 금속 타겟(208)은 0.2% 내지 5.0%의 구리를 포함할 수 있는 알루미늄 구리를 포함할 수 있고, 웨이퍼 척(202) 및 챔버(200)의 벽과 비교하여 전기적으로 음성일 수 있다. 일 실시예에서, 금속 타겟(208)은 대략 0.5%의 구리를 갖는 알루미늄 구리를 포함할 수 있다. 도 2에 더 도시된 바와 같이, 가스 투입 라인(210, 212)은 프로세스 챔버(200)에 연결되고, 각각의 가스(214, 216)를 공급할 수 있다. 본 실시예에서, 가스(214)는 아르곤일 수 있고 가스(216)는 질소일 수 있다.
도 2의 실시예에서, 압전층(108)과 같은 압전층의 형성 동안, 아르곤과 질소 가스가 프로세스 챔버(200)로 공급된다. 프로세스 챔버(200) 내에 형성된 플라스마(206)는 아르곤과 질소 이온을 포함한다. 양의 전하를 갖는 아르곤 이온은 음으로 대전된 알루미늄 구리 타겟을 향해 가속되고, 그에 따라 산란(scattering) 프로세스에서 알루미늄과 구리 원자를 디스로징(dislodging)한다. 알루미늄과 구리 원자는 질소 원자와 결합하여 웨이퍼(204)의 표면 상에 알루미늄 구리 질화물(AlCuN)의 층을 형성할 수 있다. 결과적인 알루미늄 구리 질화물 층은 일 예시적인 실시예에서 0.7㎛와 2.0㎛ 사이의 두께를 가질 수 있다.
금속 타겟(208)을 클리닝 및 시즈닝하기 위한 적절한 공정을 수행함으로써, 프로세스 챔버(200)는 BAW 구조(102) 내에 본드 패드(114)와 같은 본드 패드 및 상호접속 금속 세그먼트(126)와 같은 금속 상호접속 세그먼트를 형성하기 위해 웨이퍼(204) 상에 알루미늄 구리를 증착시키도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 본드 패드(114)와 같은 알루미늄 구리를 포함하는 본드 패드의 형성 동안에, 아르곤 가스가 가스 투입 라인(210)에 의해 프로세스 챔버(200)로 공급될 수 있고, 가스 투입 라인(212)은 질소가 프로세스 챔버로 진입하는 것을 방지하도록 턴오프될 수 있다. 그 다음 아르곤 이온을 포함하는 플라스마가 프로세스 챔버(200) 내에서 형성될 수 있다. 양의 전하를 갖는 아르곤 이온은 음으로 대전된 알루미늄 구리 타겟을 향해 가속될 수 있으며, 그에 따라 산란 프로세스에서 알루미늄 및 구리 원자를 디스로징한다. 알루미늄 및 구리 원자는 웨이퍼(204)의 표면 상에 본드 패드(114)와 같은 본드 패드를 형성하기 위해 적절하게 패터닝될 수 있는 알루미늄 구리의 층을 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 프로세스 챔버(200)는 하단 전극(110)의 고 전도성 금속층(118) 및 상단 전극(112)의 고 전도성 금속층(124)과 같은 알루미늄 구리를 포함하는 고 전도성 금속층을 형성하는 데에도 사용될 수 있다.
알루미늄 구리 질화물을 포함하는 압전층을 형성하기 위해서 알루미늄 구리 타겟을 사용함으로써, 본 발명은 종래의 알루미늄 질화물 압전층을 형성하는 데에 필요한 실질적으로 순수한 알루미늄 타겟을 이용하는 프로세스 챔버에 대한 필요성을 제거한다. 그 결과, 본 발명에서 알루미늄 구리 타겟을 이용하는 단일 프로세스 챔버가 압전층을 형성하고 본드 패드, 상호접속 금속 세그먼트 등을 위한 알루미늄 구리 금속화물을 형성하는 데에 사용될 수 있다. 결과적으로, 본 발명은 종래의 압전층을 포함하는 종래의 BAW 구조와 비교하여, 도 1의 BAW 구조(102)와 같은 BAW 구조를 형성하기 위한 보다 효율적인 프로세스를 제공한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 BAW 구조(200)를 제작하기 위한 프로세스의 단계들을 기술하는 순서도(300)를 도시한다. 당업자에게 명백한 몇몇 세부사항 및 특성은 순서도(300)로부터 생략되었다. 예를 들어, 하나의 단계는 하나 이상의 하위단계들로 이루어질 수 있거나, 당업계에서 알려진 특화된 장비 또는 재료가 관련될 수 있다. 순서도(300)에 나타낸 단계(302 내지 310)는 본 발명의 일 실시예를 기술하는데에 충분하며, 본 발명의 다른 실시예는 순서도(300)에 도시된 것과 다른 단계들을 이용할 수도 있다.
순서도(300)의 단계(302)에서, 하단 전극(110)이 기판(104) 위에 배치된 음향 미러(106) 위에 형성된다. 본 실시예에서, 하단 전극(110)은 텅스텐 또는 몰리브덴과 같은 고밀도 금속을 포함할 수 있는 고밀도 금속층(120)과, 알루미늄 구리를 포함할 수 있는 그 아래의 고 전도성 금속층(118)을 포함할 수 있다. 하단 전극(110)은 고 전도성 금속층(118)을 형성하기 위해, 음향 미러(106) 위에 알루미늄 구리의 층을 증착시키도록 PVD 프로세스 또는 그외의 적절한 증착 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 그 다음 고밀도 금속층(120)을 형성하기 위해, 알루미늄 구리의 층 위에 텅스텐 또는 몰리브덴과 같은 고밀도 금속의 층을 증착시키도록 PVD 프로세스 또는 그외의 적절한 증착 프로세스가 사용될 수 있다. 고 전도성 금속층(118)은 도 2의 프로세스 챔버(200)와 같은 프로세스 챔버에서 형성될 수 있다.
단계(304)에서, 알루미늄 구리 질화물을 포함하는 압전층(108)은 하단 전극(110)과 음향 미러(106) 위에 형성된다. 압전층(108)은 프로세스 챔버(200)와 같은 프로세스 챔버에서 PVD 프로세스를 사용하여 하단 전극(110)의 고밀도 금속층(120) 위에 알루미늄 구리 질화물 층을 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 압전층(108)과 고 전도성 금속 층(118)은 동일한 프로세스 챔버 내에서 형성될 수 있다.
단계(306)에서, 상단 전극(112)이 압전층(108) 위에 형성된다. 본 실시예에서, 상단 전극(112)은 텅스텐 또는 몰리브덴과 같은 고밀도 금속을 포함할 수 있는 고밀도 금속층(122) 및 알루미늄 구리를 포함할 수 있는 고밀도 금속층(122) 위의 고 전도성 금속층(124)을 포함할 수 있다. 상단 전극(112)은, 고밀도 금속층(122)을 형성하기 위해, PVD 프로세스를 사용하여 압전층(108) 위에 텅스텐 또는 몰리브덴과 같은 고밀도 금속의 층을 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 그 다음 고 전도성 금속층(124)을 형성하기 위해 고밀도 금속층 위에 알루미늄 구리의 층을 증착시키는 데에 PVD 프로세스가 사용될 수 있다. 고 전도성 금속층(124)은 프로세스 챔버(200)와 같은 프로세스 챔버 내에 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 고 전도성 금속층(118, 124) 및 압전층(108)은 동일한 프로세스 챔버에서 형성될 수 있다.
단계(308)에서, 본드 패드(114)가 압전층(108) 위에 형성되고, 상호접속 금속 세그먼트(126)가 본드 패드(114)와 상단 전극(112) 위에 형성되어 본드 패드(114)와 상단 전극(112)을 전기적으로 접속시킨다. 본드 패드(114)는 알루미늄 구리를 포함할 수 있으며, 압전층(108) 위에 알루미늄 구리를 증착시키도록 PVD 프로세스 또는 그외의 적절한 증착 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 상호접속 금속 세그먼트(126)도 알루미늄 구리를 포함할 수 있으며, 본드 패드(114) 및 상단 전극(112) 위에 알루미늄 구리를 증착시키도록 PVD 프로세스 또는 그외의 적절한 증착 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 본드 패드(114), 상호접속 금속 세그먼트(126), 고 전도성 금속층(118, 124) 및 압전층(108)이 프로세스 챔버(200)와 같은 동일한 프로세스 챔버 내에서 형성될 수 있다.
단계(310)에서, 패시베이션 층(116)이 본드 패드(114), 상호접속 금속 세그먼트(126) 및 상단 전극(112) 위에 형성된다. 패시베이션 층(116)은 실리콘 질화물 또는 그외의 적절한 유전체 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 본드 패드(114), 상호접속 금속 세그먼트(126) 및 상단 전극(112) 위에 실리콘 질화물의 층을 증착시키기 위해 CVD 프로세스 또는 그외의 적절한 증착 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다.
따라서, 전술된 바와 같이, 알루미늄 구리 질화물을 포함하는 압전층을 포함하는 BAW 구조를 형성함으로써, 본 발명은 본드 패드, 상호접속 금속 세그먼트 등을 위한 알루미늄 구리 금속화물과 압전층을 형성하는 데에 단일의 프로세스 챔버를 사용할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 바람직하게 추가적인 프로세스 챔버와 관련된 운영 비용을 감소시킴으로써, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 구리 금속화물을 포함하는 종래의 압전층을 갖는 종래의 BAW 구조와 비교하여 향상된 제조 효율성과 감소된 제조 비용으로 형성될 수 있는 BAW 구조를 획득할 수 있다. 또한, BAW 구조 내에 알루미늄 구리 질화물 압전층을 형성함으로써, 본 발명은 바람직하게 종래의 알루미늄 질화물 압전층을 사용하는 종래의 BAW 구조와 비교하여 증가된 전자기계적 커플링을 획득한다.
본 발명의 전술된 설명으로부터, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 기술이 본 발명의 컨셉을 구현하는 데에 사용될 수 있음이 분명하다. 또한, 본 발명이 몇몇 실시예를 참조하여 기술되었지만, 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고, 형식 및 세부사항에서 변경이 이루어질 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 따라서, 기술된 실시예들은 모든 측면에서 단지 예시적이며 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 한다. 또한 본 발명이 본 명세서에 기술된 특정 실시예로 한정되지 않으며, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 재구성, 수정 및 대체가 가능함을 이해해야 한다.
Claims (19)
- 벌크 음향파(BAW; bulk acoustic wave) 구조체로서,
기판 위에 배치된 하단 전극과,
상기 하단 전극 위에 배치되고 알루미늄 구리 질화물(aluminum copper nitride)을 포함하는 압전층(piezoelectric layer)과,
상기 하단 전극 위에 배치된 상단 전극을 포함하는
BAW 구조체.
- 제 1 항에 있어서,
상기 상단 전극에 접속된 본드 패드(bond pad)를 더 포함하되,
상기 본드 패드는 알루미늄 구리(aluminum copper)를 포함하는
BAW 구조체.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하단 전극은 상기 압전층에 인접하게 배치된 고밀도 금속층 및 상기 고밀도 금속층 아래의 고 전도성 금속층을 포함하는
BAW 구조체. - 제 3 항에 있어서,
상기 고 전도성 금속층은 알루미늄 구리를 포함하는
BAW 구조체.
- 제 1 항에 있어서,
상기 상단 전극은 상기 압전층에 인접하게 배치된 고밀도 금속층 및 상기 고밀도 금속층 위의 고 전도성 금속층을 포함하는
BAW 구조체.
- 제 5 항에 있어서,
상기 고 전도성 금속층은 알루미늄 구리를 포함하는
BAW 구조체.
- 제 1 항에 있어서,
상기 압전층은 0.7㎛와 2.0㎛ 사이의 두께를 갖는
BAW 구조체. - BAW 구조를 형성하는 방법으로서,
기판 위에 하단 전극을 형성하는 단계와,
상기 하단 전극 위에 알루미늄 구리 질화물을 포함하는 압전층을 형성하는 단계와,
상기 압전층 위에 상단 전극을 형성하는 단계를 포함하는
BAW 구조 형성 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 상단 전극에 접속된 본드 패드를 형성하는 단계를 더 포함하되,
상기 본드 패드와 상기 압전층은 동일한 프로세스 챔버 내에서 형성되는
BAW 구조 형성 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 하단 전극은 고밀도 금속층 아래의 고 전도성 금속층을 포함하되,
상기 고 전도성 금속층과 상기 압전층은 동일한 프로세스 챔버 내에서 형성되는
BAW 구조 형성 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 상단 전극은 고밀도 금속층 위의 고 전도성 금속층을 포함하되,
상기 고 전도성 금속층과 상기 압전층은 동일한 프로세스 챔버 내에서 형성되는
BAW 구조 형성 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 본드 패드는 알루미늄 구리를 포함하는
BAW 구조 형성 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 압전층은 0.2% 내지 5.0%의 구리를 포함하는 알루미늄 구리 타겟을 사용하여 프로세스 챔버 내에서 형성되는
BAW 구조 형성 방법.
- BAW 구조를 포함하는 반도체 다이로서,
상기 BAW 구조는,
기판 위에 배치된 하단 전극과,
상기 하단 전극 위에 배치되고 알루미늄 구리 질화물을 포함하는 압전층과,
상기 하단 전극 위에 배치된 상단 전극을 포함하는
반도체 다이.
- 제 14 항에 있어서,
상기 BAW 구조는 상기 상단 전극에 접속된 본드 패드를 더 포함하되,
상기 본드 패드는 알루미늄 구리를 포함하는
반도체 다이.
- 제 14 항에 있어서,
상기 하단 전극은 상기 압전층에 인접하게 배치된 고밀도 금속층 및 상기 고밀도 금속층 아래의 고 전도성 금속층을 포함하는
반도체 다이.
- 제 16 항에 있어서,
상기 고 전도성 금속층은 알루미늄 구리를 포함하는
반도체 다이.
- 제 14 항에 있어서,
상기 상단 전극은 상기 압전층에 인접하게 배치된 고밀도 금속층 및 상기 고밀도 금속층 위의 고 전도성 금속층을 포함하는
반도체 다이.
- 제 18 항에 있어서,
상기 고 전도성 금속층은 알루미늄 구리를 포함하는
반도체 다이.
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