KR20060119999A

KR20060119999A - 공진기 구조체, 필터, 공진기 구조체의 제조 방법과 이들을사용하는 송/수신기

Info

Publication number: KR20060119999A
Application number: KR1020067006531A
Authority: KR
Inventors: 한스 피테르 로에블; 로버트 프레데릭 밀섬; 크리스토프 메츠마체르
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2003-10-06
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-11-24
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP4676437B2; US20080129414A1; US7466213B2; CN100583626C; EP1702407A1; WO2005034345A1; KR101130145B1; CN1864326A; WO2005034345A8; JP2007507960A

Abstract

적어도 하나의 기판(10)과; 상기 기판(10) 위에 인가 또는 증착되는 적어도 하나의 반사체 층(20)과; 상기 반사체 층(20) 위에 인가 또는 증착되는 적어도 하나의 하부 전극 층(30), 특히 하부 전극과; 상기 하부 전극 층(30) 위에 인가 또는 증착되는 적어도 하나의 압전 층(40), 특히 C-축 수직 압전 층; 및 적어도 하나의 상부 전극 층(50)으로서, 상기 압전 층(40)이 하부 전극 층(30)과 상부 전극 층(50) 사이에 있도록, 상기 하부 전극 층(30) 및/또는 상기 압전 층(40) 위에 인가 또는 증착되는 상기 적어도 하나의 상부 전극 층(50), 특히 상부 전극을 포함하는, 박막(film) 벌크 탄성파(BAW: Bulk Acoustic-Wave) 공진기 또는 표면 실장형(solidly-mounted) BAW 공진기(SBAR)와 같은, 공진기 구조체(100), 특히 벌크 탄성파 공진기를 제공하기 위하여, 적어도 하나의 유전체 층(63, 65)이 하부 전극 층(30)과 상부 전극 층(50) 사이의 중첩되지 않는 적어도 하나의 영역 내의 적어도 하나의 공간 안 및/또는 위에 인가 또는 증착되는 것이 제안된다. 본 발명은 또한 이러한 공진기 구조체를 제조하기 위한 방법과 이 공진기 구조체의 이용에 관한 것이다.

Description

공진기 구조체, 필터, 공진기 구조체의 제조 방법과 이들을 사용하는 송/수신기{RESONATOR STRUCTURE AND METHOD OF PRODUCING IT}

본 발명은 일반적으로 압전 공진기와 압전 공진기를 포함하는 필터에 관한 것이다.

본 발명은 특히, 적어도 하나의 기판과, 상기 기판 위에 인가 또는 증착되는 적어도 하나의 반사체 층과, 상기 반사체 층 위에 인가 또는 증착되는 적어도 하나의 하부 전극 층, 특히 하부 전극과, 상기 하부 전극 층 위에 인가 또는 증착되는 적어도 하나의 압전 층, 및 적어도 하나의 상부 전극 층으로서, 상기 압전 층이 하부 전극 층과 상부 전극 층 사이에 있도록, 상기 하부 전극 층 및/또는 상기 압전 층 위에 인가 또는 증착되는 상기 적어도 하나의 상부 전극 층, 특히 상부 전극을 포함하는, 막(film) 벌크 탄성파(BAW: Bulk Acoustic-Wave) 공진기 또는 표면 실장형(solidly-mounted) BAW 공진기(SBAR)와 같은, 공진기 구조체, 특히 BAW 공진기에 관한 것이다(예를들어, 종래 기술 문헌 WO 99/59244 A2 또는 종래 기술 문헌 WO 01/06647 A1 참조).

본 발명은 또한, (i)기판 위에 적어도 하나의 반사체 층을 인가 또는 증착하는 단계와, (ii)상기 반사체 층 위에 적어도 하나의 하부 전극 층, 특히 하부 전극 을 인가 또는 증착하는 단계와, (iii)상기 하부 전극 층 위에 적어도 하나의 압전 층을 인가 또는 증착하는 단계, 및 (iv)적어도 하나의 상부 전극 층을 인가 또는 증착하는 단계로서, 상기 압전 층이 하부 전극 층과 상부 전극 층 사이에 있도록, 상기 하부 전극 층 및/또는 상기 압전 층 위에 상기 적어도 하나의 상부 전극 층, 특히 상부 전극을 인가 또는 증착하는 단계를 포함하는, 막(film) 벌크 탄성파(BAW: Bulk Acoustic-Wave) 공진기 또는 표면 실장형(solidly-mounted) BAW 공진기(SBAR)와 같은, 공진기 구조체, 특히 벌크 탄성파 공진기를 제조하는 방법에 관한 것이다(예를들어, 종래 기술 문헌 WO 01/24361 A1 또는 종래 기술 문헌 WO 03/058811 A1 참조).

박막 벌크 탄성파 공진기를 기초로 하는 무선 주파수(RF: Radio Frequency) 필터는 이동 전화와 무선 상호 통신능력과 같은 어플리케이션을 위하여 발전되어 오고 있다. BAW 기술의 장점은 장치가 작고, 양호한 파워 처리능력(1 와트 이상)을 갖고, 약 1 내지 20 GHz의 주파수 범위를 관장하며, 실리콘(Si)에서 웨이퍼 규모의 처리 및 패키지를 사용할 수 있다는 것이다.

대안적인 기술로는 세라믹 전자기(EM: ElectroMagnetic)파 필터 및 표면 탄성파(SAW: Surface-Acoustic-Wave) 필터가 있는데, 전자는 동일 주파수를 위해 비교적 크고 비싼 반면, 후자는 리튬 탄탈산염 또는 석영과 같은 단결정 물질이 필요하고, 실제로 약 2 GHz 이하의 주파수로 한정되며, 또한 제한된 파워 처리능력을 갖는다.

BAW 공진기는 기본적으로 금속 전극 층들 사이에 끼인 압전 층을 포함하는 음향 공동(acoustic cavity) 이다. 교번하는 전기 신호가 이 전극들을 가로질러 인가되면, 그 에너지가 기계적 형태로 변환되고, 정재 음향파(standing acoustic wave)가 여기된다. 실제 박막 공진기에서 진동의 기본 모드는 기본적인 두께-신장(TE1) 음향 모드로서 즉, 진동이 한 주파수에서 상기 층들에 수직이고 이를 위해 이 모드의 반 파장이 대략 상기 공동의 전체 두께와 같다.

두가지 주요 형태의 공진기가 연구되어 왔다. 즉,

이들 공진기 형태 중의 첫번째 인, 막(film) BAW 공진기[= 소위 FBAR, 참고: 1980년 IEEE 초음파 심포지움, 발표문, 페이지 829 내지 833에 있는 T.W.그루드코프스키(Grudkowski), J.F. 블랙(Black), T.M. 리더(Reeder), D.E. 쿨렌(Cullen), 및 R.A. 워너(Warner)의 "실리콘 상의 기본 모드 VHF/UHF 벌크 탄성파 공진기 및 필터"]에서, 얇은 피막(thin membrane)(20)은 도 1(a)(피막-기반 막 BAW 공진기의 측면도) 및 도 1(b)(도 1(a)의 FBAR의 평면도)에 도시된 바와 같이 공동을 형성한다.

FBAR(도 1(a) 및 1(b) 참조)의 일반적인 치수와 재질은, 예를들어 실리콘(Si)으로 만들어지는 기판(10) 두께를 위해 약 300μm 이고, 기판(10) 내 공기 갭(12)을 위해 대략 수백μm 이며, 예를들어 이산화 실리콘(SiO₂)으로 만들어지는 얇은 피막(20=식각 중지 층)의 두께를 위해 약 1μm 이고, 예를들어 알루미늄(Al) 으로 만들어지는, 상부 전극(50) 및 하부 전극(30) 각각을 위해 약 100μm, 그리고 상부 전극(50) 위의 각 패드(52)들을 위해 1μm 이며, 예를들어 질화 알루미늄(AlN)으로 만들어지는 C-축 수직 압전 층(40)의 두께를 위해 약 3μm 이다.

이들 공진기 형태 중의 두번째 인, 도 2(a)[브랙-반사체(Bragg-reflector) BAW 공진기의 측면도] 및 도 2(b)(도 2(a)의 SBAR의 평면도)에 도시된, 표면 실장형 BAW 공진기[=소위 SBAR, 참고: 1995년 IEEE 회보 MTT-43, 페이지 2933 내지 2416에 있는 K.M.라킨(Lakin), G.R.클라인(Kline), 및 K.T.맥카론(McCarron)의 "무선 어플리케이션을 위한 소형 필터의 개발" ]에서, 피막(20)(도 1(a) 참조)의 낮은 자유 표면은 음향파를 반사시키는 작용을 하는 음향적으로 정합되지 않은 층(22, 24) 세트(20')로 대체된다. 이 개념은 광학에서 브랙 반사체와 유사하다. 반사체 층(22, 24)은 일반적으로 유리 또는 실리콘(Si) 인 고체 기판(10) 위에 증착되어, 이 구조체가 물리적으로 FBAR 보다 더욱 견고하다.

SBAR(도 2(a) 및 2(b) 참조)의 일반적인 치수와 재질은, 예를들어 유리나 실리콘으로 만들어지는 기판(10) 두께를 위해 약 300μm 이고, 예를들어 이산화 실리콘(SiO₂)으로 만들어지는 낮은 기계적 임피턴스의 반사체 층(24) 각각의 두께를 위하여 약 1μm 이며, 예를들어 텅스텐(W) 또는 5산화 탄탈(Ta₂O₅)로 만들어지는 높은 기계적 임피턴스의 반사체 층(22) 각각의 두께를 위하여 약 1μm 이고, 예를들어 교대로 4개의 높은 기계적 임피던스의 반사체 층(22)과 4개의 낮은 기계적 임피던스의 반사체 층(24)으로 형성되는 음향적으로 부정합된 층(22, 24) 세트(20')를 위 해 약 8μm의 두께를 가지며, 예를들어 알루미늄(Al)으로 만들어지는, 상부 전극(50) 및 하부 전극(30) 각각을 위해 약 100μm, 그리고 상부 전극(50) 위의 각 패드(52)들을 위해 1μm 이고, 예를들어 질화 알루미늄(AlN)으로 만들어지는 C-축 수직 압전 층(40)의 두께를 위해 약 3μm 이다.

하부 전극에 대한 전기적 연결은 도 1에 도시된 바와 같이 비아(via)를 통해서 될 수 있고, 대안적으로, 상기 비아는 하부 전극을 전기적으로 띄우고 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 공진기를 형성함으로써 회피할 수 있다. 적정 영역에서 이러한 두가지 접근법은 첫째로 전기적으로 동일하며, 각각 FBAR 구성에도 또는 SBAR 구성에도 사용될 수 있다.

통상 사용되는 BAW 공진기에 대한 전기적 등가 회로가 도 3에 도시되어 있다. C₀, C₁, L₁, 및 R₁은 각각 공진기 자신의 정적 정전 용량(=C₀), 운동 정전 용량(=C₁), 운동 인덕턴스(=L₁), 및 운동 저항(=R₁)을 특정 하며, 이들은 함께, 부가 기생성분들 즉, 나머지 성분들이 전기적으로 기생인 성분들을 지닌 소위 버터워스 반 다이크(Butterworth-Van Dyke) BAW 공진기 모델을 형성한다.

이 3개의 저항은 독특한 형태의 에너지 손실: 즉, 전극들 및 상호 접속부의 옴 손실(=R_S), 기판의 표유 전장에 기인하는 손실(=R_P), 및 공진과 관련된 기계적 손실들(=R₁)을 특징 짓는다.

유전 손실은 일반적으로 무시할만 하다.

도 3에 따른 등가 회로 모델은 필터(및 BAW 공진기들을 사용하는 다른 회로 들)의 일차 통과(first-pass) 설계를 위해 유용하다.

BAW 공진기의 보다 물리적 기반의 표현으로는 소위 로보트니 베네시(Novotny-Benes) BAW 공진기 모델이 있다. 이 모델은 1차원(1D) 장방정식(field equations)의 해법을 제공한다. 이 모델에서, 상기 층들에 수직 방향에서 볼 때 "공진기"는 상부 전극과 하부 전극 사이의 중첩 부분으로 정의된다고 가정한다. 이것은 "내부" 영역으로 불리울 것이고, 테두리 바깥의 공간은 "외부" 영역으로 불리게 된다.

만일 상기 구성이 도 1(b) 또는 도 2(b)의 평면도에 나타낸 것과 같다면, 즉, 상부 전극 영역이 실질적으로 하부 전극 보다 작다면, 공진기 테두리는 하부 전극(상호 접속부 영역을 제외한)의 테두리와 일치해서, 상부 전극이 실질적으로 내부 영역을 정의한다(그리고, 하부 전극이 보다 더 작을 때에는 역으로 된다).

1D 모델에서, 기계장(mechanical field)과 전장(electrical field)은 x₃-방향(즉, 층들에 수직인 방향)에서만 중요한 공간 변이들을 갖고, 내부 영역에서만 0이 아니라고 효과적으로 가정된다. 모든 영역들은 외부 영역에서 0으로 가정된다. 일반적인 공진기의 가로 치수는 층 두께 보다 매우 크기 때문에, 이러한 가정은 몇몇 경우에서 적절한 근사법이다.

일반적인 BAW 공진기의 측정된 컨덕턴스 G(= 공진기 어드미턴스 Y의 실수부)는 도 4의 양 모델들에 의한 예측치와 함께 넓은 대역에 걸쳐서 비교된다(측정치, 파선; 버터워스 반 다이크 회로 모델, 실선; 노보트니 베네시 모델, 점선; 반 공진 fa). 서셉턴스(susceptance= 공진기 어드미턴스 Y의 허수부)에 대한 약속 수준은 유사하다. 전기적인 기생 성분 C_P, L_S, R_P, 및 R_S는 양 모델들에 포함된다.

반드시 모두는 아니지만, 대부분의 응답 특성들은 1D 물리 모델에 의하여 예측된다. 이것은 반 공진(anti-resonance)에 가까운 작용으로서, 이들 모델들에 의하여 예측되지 않으며, 이것이 본 제안에 중심이 된다. 응답에서 보여진 추가의 영향들은 공진기 테두리에서 음향장(acoustic field) 및 전장(electric field)의 진정한 작용과 관련된다.

1D 모델은 0이 아닌 음향장에서 0인 음향장으로의 급격한 변화가 자유 공간에 인접한 표면에서 만 가능하다는 의미에서, 그 자체가 물리적이지 않다. 그러나, 공진기 테두리(도 1(a) 및 2(a)에 도시된 것과 같이, 상부 전극의 테두리에서 매우 작은 영역은 제외됨)에서 층들에 수직인 평면에는 이러한 계면(interface)이 존재하지 않는다. 압전 층과 다른 층들은 연속적이다. 그러므로 보다 현실적인 모델은 이러한 평면들이 연속되는 필드(field)들이 필요하다.

1D 모델에서 기본적으로 누락된 것은 층 구조체에 의하여 지원되는 도파 음향 모드(guided acoustic mode)들 이다. 비록 완전한 모델이 3차원(3D) 필드(field) 분석을 필요로 하지만, 2차원(2D) 모델을 사용하여 테두리에서의 작용을 이해하는 것이 가능하며, 2차원 모델에서 음향장 및 전장은 x₃-방향 및 x₁-방향(즉, 층들에 평행인 방향) 모두에서 비 균일한 것으로 가정된다.

이 2D 모델에서 공진기 테두리들은 평면 x₁± W/2에 있는 것으로 가정되며, 여기에서 W는 공진기 폭이다. 공진기의 x₂-차원은, 본 분석을 위하여, 공진기 폭 W와 매우 훌륭하게 비교되어 필드들이 x₂에 독립적인 것으로 가정된다. 이러한 2D 모델은 또한 x₁-차원 및 x₂-차원이 더욱 비길만 할 때 조차 테두리 작용에 대한 양호한 질적인 이해를 제공하는 것으로 기대될 수 있다. 3D 수치 분석에 대한 2D 모델의 장점은 2D 모델이 분석적인 형태를 유지하고, 따라서 1D 모델의 물리적 통찰을 유지한다는 것이다. 전체 해법은 그 성분 필드들이 지수적인 x₁- 및 x₂- 종속을 갖는 부분적인 모드들의 중첩이다.

본 제안은 일군의 박막 필름 층들이 음향 도파관을 제공하고, 이 도파관은 도파 음향 모드들을 이 층들과 평행하게 이동하도록 한다는 이해에 기초한다. 어떤 주어진 주파수에서 다수의 이러한 모드들이 존재하며, 각 모드 n은 파수(wave number) k_n의 고유의 개별 x₁- 성분을 갖는다. 도파 모드 해법은 층 표면들에서의 적절한 경계 조건들로서, 결합된 2차의 전기 및 기계적 파동 방정식을 푸는 것에 의하여, 각 층에서 부분 모드들의 조합으로서 발견된다.

파수(wave number) k_n은 실수(상기 모드가 x₁-방향에서 비감쇄로 전파함을 가리킴), 허수(상기 모드가 x₁-방향으로 감쇄하여 전파함, 즉 이 모드는 차단 모드 또는 소멸 모드임을 가리킴), 또는 복소수(상기 모드가 x₁-방향에서 감쇄를 갖지만 전파함을 가리킴)가 될 수 있다.

주파수와의 파수 k_n의 변화는 그 모드에 대한 확산 관계(dispersion relation)로 불린다. 상기 내부 및 외부 영역이 별도의 도파관을 제공한다는 사실을 인식하는 것은 공진기 테두리 작용을 이해하는데 중요한 것이다. 비록 일반적으로 동일한 도파 모드 형태들이 각 도파관에서 지지되고 있지만, 이들의 확산 관계는 상이하다.

도 5 및 6은 각각 일반적인 FBAR 구성의 내부 영역(도 5 참조)과 외부 영역(도 6 참조)에 대한 확산 곡선을 나타낸다. 이 도면에서의 약속사항은 주파수(Ghz로 측정됨)가 y-축 상에 표기되고, 파수 k_n의 정규화된 x₁-성분의 실수 및 허수 부분은 각각 양의 x-축과 음의 x-축 상에 표기된다는 것이다(편의상, 파수 k_n은 압전 층에서 x₃-방향으로 자유롭게 전파하는 연장파에 대해 각 주파수에서 정규화된다).

층 두께는 기본 두께 신장(TE1) 모드에 2 Ghz의 공진 주파수를 주도록 선택되었다(1D 모델에 의해 예상되는 바와 같다). 확산 곡선의 형상은 모든 층 두께의 비율이 일정하게 유지된다면, 전체 두께에 독립적이다.

대칭 때문에, 나타낸 파수 k_n의 마이너스가 역시 해(solution)가 되고, 파수 k_n의 실수 및 허수 부분 모두가 0이 아닌 경우, 그 복수 공액(그리고 그 복수 공액의 마이너스)이 또한 해가 된다. 도 5 및 6의 각 도표에는 최하위 5개의 모드 즉, 휨(flexural)(F1), 신장(extensional)(E1), 기본 두께 전단(fundamental thickness shear)(TS1), 기본 두께 신장(fundamental thickness extensional)(TE1), 및 2차 고조파 두께 전단(second harmonic thickness shear)이 나타나 있다.

주목해야할 사항은 TE1과 TS2 가지들은 양 도파관 종류를 위해 연속적인 곡선을 형성한다는 것이다. 내부 영역에 대해 이들의 파수 k_n은 하나의 가지가 허수인 약 2Ghz(TE1 모드 차단)에서 약 2.1Ghz(TS2 모드 차단) 사이의 간격을 제외하고 약 1.8Ghz 이상에서 실수이다.

1.8Ghz 이하에서 2개 가지들은 복수 공액들이다. 이것은 TE1 모드와 TS2 모드가 유사한 필드 분포를 가지고, 모든 주파수들에서 강하게 결합될것 같음을 가리킨다. 외부 영역에 대해 2개의 가지들은 약 2.4Ghz 이하에서 복소 공액들로서, 차단 주파수들은 도표에서 벗어나서 2.5 Ghz 이상이다.

나머지 3개 모드(F1, E1, 및 TS1)는 내부 및 외부 영역 모두에서 실수의 파수 k_n을 가지며, 따라서 도시된 전체 주파수 범위에 걸쳐서 비감쇄로 전파한다. 모든 보다 높은 모드들(도시안됨)은 이 주파수 범위에서 강하게 감쇄된다.

공진기 테두리에서 필드의 연속 조건은 구동 전기-음향장(driving electro-acoustic field)의 선형 중복(linear superpositon)(즉, 1D 해)과 내부 및 외부 영역 모두에서 도파 모드들의 조합에 의하여만 만족될 수 있다. 기본적으로, 각 영역에서의 모든 도파 모드는 상기 연속 조건이 테두리 평면에서 x₃의 모든 값에 대해 달리 만족될 수 없기 때문에, 어느 정도 여기(excite)되어야 한다.

실제로, 몇개의 모드들이 지배적이다. 여기에서 각 모드의 필드의 x₃-종속은 주파수의 함수로서, 차단에 가까운 주파수들에 대한 1D 해에 가까운 것임을 인식하 는 것이 중요하다. 2개 영역에서 차단 주파수(특히, 지배적인 TE1 및 TS2 모드의 차단주파수)는 상당히 다르며, 상기 두 영역 내 명목상 동일한 모드와 관련된 필드 또한 상당히 상이하다.

그러므로, 다른 모드들로부터의 실질적인 기여는 순수 필드의 연속성을 확고히 하는데 필요하다. 이 현상은 모드-변환으로 알려져 있다. 이것의 영향 중의 하나는 에너지가 공진기로부터 멀어지는 F1, E1 및 TS1 모드의 비감쇄 전파를 통해 소실되는 것이다.

정재파는 또한 내부 영역에서 반대 방향으로 이동하는, 공진기 테두리에서 여기된 도파 모드들에 기인하여 발생한다. 이 정재파는 이들이 도파 모드의 반파장의 정수(integer number)가 공진기 폭 W에 거의 상응하는 곳의 주파수에서 가장 강하기 때문에, 비고조파(inharmonics)로 통상 불린다.

따라서, 어드미턴스 Y 에서 테두리의 영향은 공진기로부터 떨어져서 산란되는 도파 모드들에 기인하는, 컨덕턴스 G(= 공진기 어드미턴스 Y의 실수 부분)에 대한 기여로서 드러난 손실과, 공진기 쪽으로 되돌아 산란되는 도파 모드들에 기인하는, 공진기 어드미턴스 Y의 실수와 허수의 양 부분에서의 맥류(ripple) 모두가 유입되도록 하는 것이다.

비록 SBAR 구성에서 도파와 파의 확산이 FBAR 구성에서 보다 더욱 복잡하지만, 유사한 독립변수들이 적용된다.

필터 설계와의 연계속에, 공진기 응답에서 최대 관심의 2개의 주파수는 공진 f_r과 반 공진 f_a로서, 각각 최대 및 최소 어드미턴스에 대한 주파수들이다. 높은 Q-인자의 공진을 위하여 상기 주파수들은 최대 및 최소 컨덕턴스에 매우 가깝다. 도 4에 응답이 도시된 보기에서, 상기 주파수들은 대략 1.985 Ghz 와 2.03 Ghz 에 각각 위치한다.

도 7은 도 4의 반 공진 f_a 근처의 부분에 대한 매우 상세한 도면을 나타낸다. 이 도면은 측정치와 등가회로 및 1D 시뮬레이션 모델 모두 사이의 가장 큰 불일치 영역을 나타낸다. 이 측정 응답은 상기 테두리들에 기인하는 모델화 작용에 의하여만 설명될 수 있는 상술한 반 공진 f_a 근처의 맥류와 추가의 컨덕턴스(즉, 손실)를 분명히 보여준다.

이것은 전적으로, 공진기의 테두리로부터 달아나는 음향 에너지가 손실의 가장 중요한 원인들 중 하나로 인식되어 왔고, 이것은 테두리에 의하여 제공되는 물리적 비연속성에서 음향 모드의 변환 결과로서 발생한다고 말할 수 있다.

상술한 단점 및 결점에서 시작하여, 논의된 것과 같은 종래기술을 고려할 때, 본 발명의 목적은 박막 필름 BAW 공진기의 손실을 크게 감소시키고, 따라서 이러한 박막 필름 BAW 공진기를 포함하는 무선 주파수 필터가 수신기 감도 및 송신기 파워 소모와 같은 요건에 기인하여 일반적으로 매우 낮은 삽입 손실을 가질 필요가 있기 때문에, 박막 필름 BAW 필터에서 최소의 삽입 손실을 달성하고자 하는 것이다.

이와 연계되어, 본 발명의 다른 목적은 동작 주파수에서 양호한 전기적 응답을 갖는 간단한 공진기 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 청구범위 1항의 특징을 포함하는 공진기 구조체와, 청구범위 6항의 특징을 포함하는 필터뿐 만 아니라 청구범위 8항의 특징을 포함하는 이러한 공진기 구조체를 생산하는 방법에 의하여, 달성된다. 본 발명의 장점을 갖는 실시예들과 유리한 개선점들은 각 종속 청구범위들에 개시되어 있다.

본 발명은 평탄화(planarisation)를 이용하는 향상된 품질의 박막 BAW 공진기의 기술원리를 기초로 한다.

적어도 하나의 평탄화 단계가 모드 변환을 최소화 하고, 따라서 손실을 감소시키기 위하여 유입되는 것이 제안된다. 또한, 다른 장점들 즉, 본 공진기 구조체뿐만 아니라 가로 음향 결합(lateral acoustic coupling) 기반의 이러한 공진기들 중의 최소한 하나를 포함하는 필터의 단일 모드 동작과 같은 장점들이 이 새로운 기술로부터 생길 수 있는데, 이들은 모두 일반적인 전기적 임피던스 요건에 일치하는 공진기 치수를 갖는다.

위에서 논의한 손실들은 외부 영역 내 TE1 모드의 차단 주파수(그리고 또한 TE1 모드의 차단 주파수와 결합되는 TS2 모드의 차단 주파수)는 내부 영역 내 해당 차단 주파수와 더욱 가깝게 된다.

이와 관련하여, 용어 "내부 영역"은 하부 전극 층과 상부 전극 층 사이의 중첩 부분을 일컬으며, 반면에 용어 "외부 영역"은 하부 전극 층과 상부 전극 층 사이에 중첩되지 않은 영역을 일컫는데, 달리 말해서 상기 외부 영역은 내부 영역 테두리 바깥에 위치한다.

이것은 이 TE1과 TS2 모드와 관련된 필드 분포들이 이후 공진기 테두리들의 평면들과 보다 가깝게 정합되는 효과를 갖는다. 다른 모드들의 여기, 특히 외부 영역에서 전파하는 모드들의 여기는 따라서 보다 약해지고, 손실 및 맥류의 영향은 크게 감소한다.

본 발명의 교시에 따른 제안은, 외부 영역 내 차단 주파수에 대한 필요한 감소는 추가의 유전체 층을 외부 영역에 증착함으로써 달성되어야 한다는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 음향 불연속성의 완전한 제거는 추가의 유전체 층이 상부 전극의 두께 및 음향 임피던스와 동일한 두께 및 음향 임피던스를 갖는 것을 의미한다. 예를들어, 추가의 이산화 실리콘(SiO₂) 유전체 층은 양호한 기계적 임피던스 정합을 알루미늄(Al) 상부 전극에 부여한다.

동일한 두께는 평탄화를 의미하는데, 즉 외부 영역의 전체 두께가 내부 영역의 전체 두께와 동일하게 되어, 이것이 공진기 구조체의 평탄화를 의미하는 방식으로 유전체 층이 외부 영역에 증착된다.

대안적으로, 상기 전극의 두께 보다 얇은 두께를 갖는 추가의 유전체 층이 기계적 임피던스 정합과 관련된 몇가지 향상점을 여전히 제공하는데, 즉 외부 영역에 증착될 때 유전체 층의 두께는 평탄화를 위해 요구되는 것과 다르게 선택된다.

어떤 경우에, 전극 치수와 외부 영역의 두께는 임피던스 요건에 일치하는 전극 영역을 갖고 단일 모드를 에너지-트랩(energy-trap)하도록 양호하게 조절될 수 있다.

완전한 평탄화, 즉 완전히 평탄한 상부 표면의 제공과 함께, 중요한 불연속성은 전계에 존재하는 것이다. 이 불연속성은 공진기를 정의하는데 필요하지만, 또한 원하는 모드의 에너지를 트래핑(trapping)하기 위해 필요하다. 에너지 트래핑은 평탄화된 공진기 소자들에서 보다 약하기 때문에, 사용 가능한 영역의 공진기 구조체에 의한 단일 모드의 트래핑이 가능하고, 이것은 보다 명료한 응답을 갖는 필터를 제공한다.

단일 모드 동작을 달성하기 위한 방법은 또한 종래 기술 WO 01/06647 A1에 설명되어 있다. 이 종래 기술 문헌은 내부 영역과 외부 영역 사이에 소정의 폭을 갖고 그 두께가 일반적으로 위 두 영역의 두께 보다 굵은, 프레임 같은 영역을 소개하고 있다. 모드 변환과 손실 문제는 종래 기술 문헌 WO 01/06647 A1에서 설명되지 않는다.

본 발명은 또한 상술한 것과 같은 적어도 하나의 공진기 구조체를 포함하는 필터에 관한 것이다. 본 발명의 특별히 바람직한 실시예는 적절한 음향 결합과 마스크 설계법과의 호환성을 부여하도록 조정된 공진기들 사이의 갭(gap)들의 폭을 갖고, 하나 이상의 간격이 좁은 공진기 구조체를 포함하는 필터에 관한 것이다.

달리 말해서, 본 발명에 따른 방법은 가로로 음향적으로 결합된 공진기를 기초로 한 필터 설계를 허용하며, 여기서 결합 갭은 불합리하게 작지 않다(이 갭은 극히 작을 필요가 있고, 강한 에너지 트래핑을 위한 제어에 어려울 것이다).

단일모드 동작 및 가로 결합은 통상의 주파수들이 대략 Mhz인, 오랜동안 정착된 수정 결정(quartz crystal)기술에서 표준이다. 이러한 설계들은, 전극 테두리들에서의 음향 불연속성이 10%가 아닌 공진기 두께의 대략 0.1 %가 되는 전극의 두께 때문에 본질적으로 매우 작고, 또는 평탄화 단계 없이 박막 기술에서 보다 일반적이라는 사실에 의하여, 상기 기술에서 자동적으로 가능하게 된다.

본 발명은 또한 공진 공동의 전체 두께에 비해서 얇고, 그 테두리가 공진기의 테두리를 규정하는 전극들을 갖는 공진기 구조체에 관한 것이다.

특히 바람직한 것은 공진기 구조체가 1%

d_e/d_rc

10%에 따라, 공진 공동의 두께 d_rc 로 나누어진 전극 두께 d_e를 갖는 것이다.

내부 및 외부 영역의 차단 주파수들을 서로 보다 가깝게 해주는 대안적인 방법은 상부 또는 하부 전극 또는 양 전극을 얇게 설계하는 것이다. 이것은 특히 테두리가 실질적으로 공진기 영역을 결정하는 전극에 적용된다. 바람직한 실시예에서, 예를들어 1.95 Ghz에서 동작하는 공진기에서 상부 및 하부 전극은 대략 50nm의 두께일 것이다. 일반적으로, 전극 두께와 공진기 공동의 두께 사이의 비율은 작아야(예를들어, 2.5%) 한다. 얇은 전극이 반 공진에서 공진기의 Q를 향상시킨다는 사실에도 불구하고, 얇은 전극은 그 자신의 증가하는 면 저항에 의하여 공진 Q를 감소시킬 것이다. 이것은 후자의 방법을, 전극 두께를 전체 공진기 공동의 두께에 대하여 대략 1%로 제한한다. 바람직하게는 상기 전극들은 물리적 불연속성을 감소시키도록 테이퍼형 테두리를 가져야 한다.

본 발명은 마지막으로 상술한 것과 같은 적어도 하나의 공진기 구조체 및/또는 상술한 것과 같은 적어도 하나의 필터를 수신기 및/또는 송신기에 사용하는 것에 관한 것이다.

이미 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 교시를 유리한 방법으로 실현하고 향상 시키기 위한 몇개의 선택 사양이 존재한다. 이를 위하여, 청구범위 1항 및 청구범위 7항을 인용하는 청구항들에 대해 참조문이 작성되는데, 본 발명의 추가의 향상점, 특징들, 및 장점들은 예시적인 방법으로 8개의 바람직한 실시예들(도 8 내지 도 15(c) 참조)을 참조하고, 그리고 첨부 도면을 참조하여 아래에 보다 상세하게 설명된다.

도 1(a)는 종래 기술에 따른 피막 기반(membrane-based) 막 벌크 탄성파 공진기(FBAR)의 횡단면도를 개략적으로 나타낸다.

도 1(b)는 도 1(a)의 FBAR의 평면도를 개략적으로 나타낸다.

도 2(a)는 종래 기술에 따른 브랙 반사체(Bragg-reflector) 벌크 탄성파 공진기(FBAR)의 횡단면도를 개략적으로 나타낸다.

도 2(b)는 도 2(a)의 SBAR의 평면도를 개략적으로 나타낸다.

도 3은 등가회로 모델, 즉 종래기술에 따른 부가 기생성분들을 갖는 버터워스-반 다이크(Butterworth-Van Dyke) BAW 공진기 모델의 개략도를 나타낸다.

도 4는 버터워스-반 다이크 BAW 공진기 모델(= 등가 회로 모델, 도 3 실선 참조)뿐 아니라 넓은 주파수 대역 f 에 걸친 노보트니-베네시(Novotny-Benes) BAW 공진기 모델(= 1D 모델, 점선)에 의한 예측치와 비교되는, 일반적인 벌크 탄성파(BAW)의 밀리-시멘스(=mS = 10^-3 /Ohm)로 측정될 때의, 측정 컨덕턴스 G(= 공진기 어드미턴스 Y의 실수부)(파선)를 나타내는 선도이다.

도 5는 일반적인 FBAR 구성의 "내부" 도파관에서 최하위 5개의 모드 즉, 휨 모드(flexural mode)(F1), 신장 모드(extensional mode)(E1), 기본 두께 전단 모드(fundamental thickness shear mode)(TS1), 기본 두께 신장 모드(fundamental thickness extensional mode)(TE1), 및 2차 고조파 두께 전단 모드(second harmonic thickness shear mode)(TS2)를 위한 확산 곡선을 나타내는 도표이다.

도 6은 일반적인 FBAR 구성의 "외부" 도파관에서 최하위 5개의 모드 즉, 휨 모드(F1), 신장 모드(E1), 기본 두께 전단 모드(TS1), 기본 두께 신장 모드(TE1), 및 2차 고조파 두께 전단 모드(TS2)를 위한 확산 곡선을 나타내는 도표이다.

도 7은 반 공진 주파수 f_a = 2.03 Ghz에 가까운 도 4의 부분에 대한 매우 상세한 도면을 나타낸다.

도 8은 본 발명의 방법에 따라 제조되는 본 발명에 따른 공진기 구조체의 제 1 실시예에 대한 횡단면도를 개략적으로 나타낸다.

도 9은 본 발명의 방법에 따라 제조되는 본 발명에 따른 공진기 구조체의 제 2 실시예에 대한 횡단면도를 개략적으로 나타낸다.

도 10는 본 발명의 방법에 따라 제조되는 본 발명에 따른 공진기 구조체의 제 3 실시예에 대한 횡단면도를 개략적으로 나타낸다.

도 11은 본 발명의 방법에 따라 제조되는 본 발명에 따른 공진기 구조체의 제 4 실시예에 대한 횡단면도를 개략적으로 나타낸다.

도 12는 본 발명의 방법에 따라 제조되는 본 발명에 따른 공진기 구조체의 제 5 실시예에 대한 횡단면도를 개략적으로 나타낸다.

도 13은 본 발명의 방법에 따라 제조되는 본 발명에 따른 공진기 구조체의 제 6 실시예에 대한 횡단면도를 개략적으로 나타낸다.

도 14는 본 발명의 방법에 따라 제조되는 본 발명에 따른 공진기 구조체의 제 7 실시예에 대한 횡단면도를 개략적으로 나타낸다.

도 15(a)는 본 발명의 방법에 따라 제조되는 본 발명에 따른 2개의 공진기 구조체에 대한 제 8 실시예의 평면도를 개략적으로 나타낸다.

도 15(b)는 도 15(a)의 2개의 공진기 구조체의 횡단면도를 개략적으로 나타낸다.

도 15(c)는 도 15(a) 및 도 15(b)의 2개의 공진기 구조체의 확대되고 중첩되는 음향장을 개략적으로 나타낸다.

상기 종래기술에 대한 설명과 함께 도 1(a) 내지 도 15(c)에 대한 참조문이 만들어진다. 동일한 도면 부호는 도 1(a) 내지 도 15(c)에 있는 해당 부품들에 대하여 사용된다.

(본 발명을 실시하기 위한 최량의 방법)

다음에, 벌크 탄성파(BAW) 공진기(100, 100')의 몇몇 예들이 본 발명에 따른 평탄화 방안을 이용하여 설명되는데, 특히 본 발명의 8개의 상이한 실시예들은 도 8 내지 도 15(c)에 도시되며, 이들 8개의 실시예들은 본 발명에 따른 방법에 의하여 제안되는 것과 같이 제조된다.

기판(10)은 예를들어, 실리콘(Si), 유리, 갈륨 비소(GaAs), 또는 세라믹이 될 수 있다.

높고 낮은 음향 임피던스를 갖는 한쌍의 fE'/4 층들로 구성되는 음향 반사체(20)는 기판(10) 위에 인가 또는 증착된다. 이 층들은 이산화 실리콘/5산화 탄탈(Si0₂/Ta₂O₅), 이산화 실리콘/텅스텐(Si0₂/W), 이산화 실리콘/질화 알루미늄(Si0₂/AlN), 이산화 실리콘/산화 하프늄(Si0₂/HfO₂), 이산화 실리콘/몰리브덴(Si0₂/Mo), 이산화 실리콘/백금(Si0₂/Pt)이 될 수 있다. 이산화 실리콘(Si0₂) 대신, 저밀도 재료, 예를들어 에어로겔(aerogel), 크세로겔(xerogel), 폴리머(polymer)가 사용될 수 도 있다.

하부 전극(30)은 반사체 층(20) 위에 인가 또는 증착되며, 알루미늄(Al), 알루미늄:실리콘(Al:Si), 알루미늄:구리(Al:Cu), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 텅스텐(W), 또는 이들 재료들의 화합물로 이루어질 수 있다.

평탄화 층(63)은 하부 전극(30)의 상부에 인가 또는 증착되고, 이 평탄화 층(63)이 하부 전극(30)과 동일한 높이를 갖도록 패턴(pattern)이 형성된다. 이것 은 미세 리소그래프 수단(precise lithographic means)에 의해, 또는 대안적으로 최소한 하부 전극(30)의 두께를 갖는 평탄화 층(63)을 증착하고, 하부 전극(30)의 표면에 도달될 때 까지 이후 상기 평탄화 층(63)을 아래로 연마해 나감으로써 이루어질 수 있다. 이것은 예를들어, 화학 기계적 연마(CMP: Chemical Mechanical Polishing)에 의해 수행될 수 있다.

평탄화 층(63)은 이산화 실리콘(Si0₂), 5산화 탄탈(Ta₂0₅), 폴리머, 벤조사이클로부틴(BCB: BenzoCycloButene), 폴리미드(polyimide), 등과 같은 음향적으로 알맞은 유전체들로 구성될 수 있다.

이후 C-축 수직 압전 층(40)이 하부 전극 층(30) 및/또는 평탄화 층(63) 위에 인가 또는 증착된다. 압전 층(40)은 질화 알루미늄(AlN), 산화 아연(ZnO), 지르콘 티탄산 납(PZT), 니오븀산 칼리(KNbO₃) 등으로 구성될 수 있다.

상부 전극(50)은 압전 층(40) 위에 인가 또는 증착되고, 알루미늄(Al), 알루미늄:실리콘(Al:Si), 알루미늄:구리(Al:Cu), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 텅스텐(W), 또는 이들 재료들의 화합물로 이루어질 수 있다.

하부 전극(30) 및/또는 상부 전극(50) 아래, 예를들어 티탄(Ti) 또는 크롬(Cr) 또는 질화 티탄(TiN)으로 구성된 접합 층이 증착될 수 있다.

상부 전극(50)은 다시 평탄화 된다. 여기에서 하부 전극(30)을 위한 것과 동일한 기술이 적용될 수 있다. 상부 전극(50)과 관련된 평탄화 층(65)은 하부전극(30)과 관련된 평탄화 층(63)과 동일한, 이산화 실리콘(Si0₂), 5산화 탄 탈(Ta₂0₅), 폴리머, 벤조사이클로부틴(BCB), 또는 폴리미드와 같은, 음향적으로 알맞은 유전체 재료들로 구성될 수 있다. 그러나, 다른 재료들 역시 사용될 수 있다.

도 8은 음향 반사체 스택(20)을 갖는 기판(10) 위의 표면 실장형 BAW 공진기(SBAR)를 나타낸다. SBAR의 하부 전극 층(30)과 상부전극 층(50) 모두는 평탄화 층(63)[하부전극 층(30)을 위한 것] 뿐 아니라 평탄화 층(65)[상부전극 층(50)을 위한 것]을 사용하여 평탄화 된다.

도 9 및 도 10은 SBAR 또는 FBAR 형의 종래 격자 또는 사다리 필터들과 같은 필터들을 실현하는데 필요한 병렬 공진기들 또는 션트(shunt) 공진기들의 매스-로딩(mass-laoding)이 어떻게 상부 전극(50)의 평탄화와 조합될 수 있는가를 나타내는 2개의 보기들이다.

이와 관련하여, 도 9는 하부 전극 층(30)[유전체 층(63)에 의하여]과 상부전극 층(50)[유전체 층(65)에 의하여] 모두에 대한 평탄화를 나타낸다. 추가로, 매스-로딩은 또한 개방된 즉, 직렬 공진기 위에서 제거된 별도의 매스 로딩 층(70)을 인가함으로써 수행된다. 이로써 매스-로딩 층(70)의 계단(72)이 생성되고, 이것은 상부전극(50)에 의하여 정의되는 직렬 공진기로부터 충분히 떨어져 있다.

도 10은 또한 하부 전극 층(30)[유전체 층(63)에 의하여]과 상부전극 층(50p, 50s)[유전체 층(65)에 의하여] 모두에 대한 평탄화를 나타낸다. 이러한 본 발명의 제 3 실시예에서, 매스-로딩은 션트 공진기와 직렬 공진기를 위하여 상이한 두께의 상부 전극들(50p, 50s)를 사용함으로써 수행되는데, 두꺼운 상부 금속 층(50p)은 션트 공진기 위에 인가되고, 얇은 상부 금속 층(50s)는 직렬 공진기 위에 인가되었다.

이어서 평탄화 층(65)이 인가되고, 션트 공진기의 상부-금속층(50p) 표면에 도달될 때 까지 연마된다. 직렬 공진기의 상부 전극(50s)은 이때 여전히 평탄화 층(65) 아래 매립되므로, 평탄화 층(65)은 개방, 즉 직렬 공진기의 위치에서 리소그래프로써 제거된다. 이로써 직렬 공진기 근처의 평탄화 층(65)에 계단(67)이 생성되고, 이것은 상부 전극(50s)에 의하여 정의되는 직렬 공진기로부터 충분히 떨어져 있다.

도 11에서 SBAR(100)의 상부 전극(50)(계단 54를 지님) 만이 평탄화 층(65)을 이용하여 평탄화 된다. 물론 본 발명의 다른 실시예(도 8 내지 도 15(c)에 도시안됨)가 하부 전극(30) 만의 평탄화(63)를 이용할 수 있다.

도 12에서, FBAR(100)의 하부 전극(30)[유전체 층(63)에 의함]과 상부 전극(50)[유전체 층(65)에 의함] 모두에 대한 평탄화가 평탄화 층(63)[하부 전극 층(30)을 위한 것]과 평탄화 층(65)[상부 전극 층(50)을 위한 것]을 사용하여 나타나 있다.

기판(10)과 하부 전극(30)[자신의 평탄화 층(63)을 지님] 사이의 공기 갭(13)은 희생 층을 제거함으로써 형성된다. 이 공기 갭(13)의 테두리에서 추가의 지지 층(15)이 형성된다.

도 13에서 FBAR(100)의 상부 전극(50) 만이 평탄화 층(65)을 이용하여 평탄화 된다. 물론 본 발명의 다른 실시예(도 8 내지 도 15(c)에 도시안됨)가 하부 전 극(30) 만의 평탄화(63)를 이용할 수 있다.

도 12에 따른 본 발명의 제 5 실시예에서와, 또한 도 13에 따른 본 발명의 제 6 실시예에서와 같이, 기판(10)과 하부 전극(30)[및 압전 층(40)의 부분들을 구비한] 사이의 공기 갭(13)은 희생 층을 제거함으로써 형성된다. 이 공기 갭(13)의 테두리에서, 추가의 지지 층(15)이 형성된다.

도 14에서, 제 1 유전체 층(63)[자신의 계단(61)을 지님]과 제 2 유전체 층(65)[자신의 계단(67)을 지님]은 단지 단일 또는 특정한 음향 모드가 SBAR 구조체(100)에 의해 에너지 트랩 되도록 음향적으로 설계된다. 제 1 실시예(도 8 참조)에서와 같이, 2개의 유전체 층(63, 65)은 특정 음향 모드 만이 트랩 되도록 두께가 적용된다. 층(63, 65)은 해당 하부 금속층(30) 및 해당 상부 금속층(50) 보다 10배 두껍고 그리고/또는 얇을 수 있다.

대안적으로, 유전체 평탄화 층(63, 65)은 또한 특정 모드의 에너지 트래핑이 감소하고, 인접 공진기들(100, 100')의 음향 장들(80, 80')이 중첩하도록 설계될 수 있다. 이는 인접 공진기들(100, 100') 사이의 향상된 음향 결합을 이끌며, 가로로 음향적으로 결합된 공진기 구조체들이 기술적으로 실현 가능하게 만든다.

이러한 음향적으로 결합된 공진기(100, 100')의 원리는 도 15(a)(= 평면도), 도 15(b)(= 횡 단면도), 및 도 15(c)에 나타나 있다.

폭 w와 두께 t를 갖는 2개의 공진기(100, 100')는 거리 g 만큼 분리된다. 평탄화 층(63, 65)이 인가된다. 이들 두개의 유전체 층(63, 65)은 진동 모드들의 에너지 트래핑을 감소시킨다. 개별 공진기(100, 100')의 음향 장(80, 80')은 확대 및 중첩된다(도 15(c) 참조).

공진기(100, 100')의 폭 w에 대한 일반적인 값은 약 1 x t 에서 약 50 x t까지의 범위에 있는데, 여기에서 t는 공진기(100, 100')의 두께로서, 일반적으로 약 0.1 μm에서 약 10 μm의 범위를 가진다. 공진기(100, 100') 사이의 거리 g는 일반적으로 대략 w/10에서 대략 w까지의 범위를 가진다. 음향 결합을 향상시키기 위하여, 공진기(100, 100')의 길이 l은 공진기(100, 100')의 폭 w 보다 (같거나 또는) 커야 한다.

마지막으로, 도 8 내지 도 15(c)에 나타낸 것과 같이 본 발명의 8개의 예시적인 실시예들과 관련하여 언급되어야 할 것은, 공진기 구조체(100)의 층 스택(수직 배치)에서의 비연속성뿐 아니라, 가로의 공진기 배치에서의 비연속성 또한 모드 변환과 음향 손실에 기여한다는 것이다.

그러므로, 공진기 구조체(100)를 설계할 때, 날카로운 모서리들과 날카로운 테두리들을 피해야 한다. 둥근 테두리와 모서리를 지닌 공진기 구조체(100) 또는 둥글게된 공진기들 조차도 유리할 수 있다.

또한 언급되어야 할 것은, 공진기 구조체(100)의 하부 전극(30) 내의 계단(32: 도 11)은 손실의 원인을 제공할 뿐 아니라, 이 영역에서 압전 물질의 성장 방해의 원인을 제공한다. 그러므로, 상부 전극(50)을 하부 전극(30) 보다 기하학적으로 작게 설계하는 것이 유리할 수 있다.

Claims

막(film) 벌크 탄성파(BAW: Bulk Acoustic-Wave) 공진기(FBAR) 또는 표면 실장형(solidly-mounted) BAW 공진기(SBAR)와 같은, 특히 BAW 공진기인 공진기 구조체(100, 100')에 있어서,

적어도 하나의 기판(10)과,

상기 기판(10) 위에 인가 또는 증착되는 적어도 하나의 반사체 층(20; 20')과,

상기 반사체 층(20; 20') 위에 인가 또는 증착되는, 특히 하부 전극인 적어도 하나의 하부 전극 층(30)과,

상기 하부 전극 층(30) 위에 인가 또는 증착되는, 특히 C-축 수직 압전 층인 적어도 하나의 압전 층(40)과,

적어도 하나의 상부 전극 층(50; 50p, 50s)으로서, 상기 압전 층(40)이 상기 하부 전극 층(30)과 상기 상부 전극 층(50; 50p, 50s) 사이에 있도록, 상기 하부 전극 층(30) 및/또는 상기 압전 층(50) 위에 인가 또는 증착되는, 특히 상부 전극인 상기 적어도 하나의 상부 전극 층과,

상기 하부 전극 층(30)과 상기 상부 전극 층(50; 50p, 50s) 사이의 비 중첩 영역 중의 최소한 한 영역 내의 최소한 하나의 공간 안 및/또는 위에 인가 또는 증착되는 적어도 하나의 유전체 층(63, 65)을 포함하는

공진기 구조체.
제 1 항에 있어서,

상기 유전체 층(63, 65)은 상기 하부 전극 층(30)과 상부 전극 층(50; 50p, 50s) 사이의 비중첩 영역의 전체 두께가 상기 하부 전극 층(30)과 상부 전극 층(50; 50p, 50s) 사이의 중첩 영역의 전체 두께와 동일하여 이로써 공진기 구조체(100, 100')의 평탄화를 의미하거나, 상기 하부 전극 층(30)과 상부 전극 층(50; 50p, 50s) 사이의 비중첩 영역에 증착될 때 유전체 층(63, 65)의 두께가 평탄화를 위해 필요한 것과 다르게 선택되는 방식으로 증착되는

공진기 구조체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

적어도 하나의 매스 로딩 층(70)이 상기 상부 전극 층(50; 50p, 50s) 및/또는 상기 유전체 층(63, 65) 위에 인가되는

공진기 구조체.
제 3 항에 있어서,

상기 매스 로딩 층(70) 및/또는 상기 유전체 층(65) 및/또는 상기 상부 전극 층(50; 50p, 50s)은 적어도 하나의 병렬 공진기 또는 션트 공진기의 적어도 하나의 영역에서 굵게(50p)될 수 있는 것, 및/또는 적어도 하나의 직렬 공진기의 적어도 하나의 영역에서 얇아지고(50s), 개방 및/또는 제어될 수 있는

공진기 구조체.
제 1 항 내지 제 4 항 중 적어도 한 항에 있어서,

상기 공진기 구조체(100, 100')는 적어도 하나의 둥글게된 테두리를 포함하는 것, 및/또는 상기 상부 전극 층(50; 50p, 50s)은 하부 전극 층(30) 보다 작은

공진기 구조체.
제 1 항에 있어서,

그 테두리가 상기 공진기의 테두리를 규정하는 전극들로서, 공진기 공동의 전체 두께에 비해 얇은 전극들을 갖는

공진기 구조체.
제 6 항에 있어서,

1%
d_e/d_rc
10%에 따라서, 공진 공동의 두께 d_rc로 나누어진 전극의 두께 d_e 를 갖는

공진기 구조체.
제 1 항 내지 제 7 항 중 적어도 한 항에 따른 적어도 하나의 공진기 구조체(100, 100')를 포함하는

필터(200).
제 8 항에 있어서,

하나 이상의 간격이 좁은 공진기 구조체(100, 100')가 적절한 음향 결합과 마스크 설계법과의 호환성을 부여하도록 조정된 공진기 구조체들(100, 100') 사이의 갭(gap)들의 폭을 갖는

필터.
막 BAW 공진기(FBAR) 또는 표면 실장형 BAW 공진기(SBAR)와 같은, 특히 BAW 공진기인 공진기 구조체(100, 100')를 제조하는 방법으로서,

(i) 적어도 하나의 기판(10) 위에 적어도 하나의 반사체 층(20; 20')을 인가 또는 증착하는 단계와,

(ii) 상기 반사체 층(20; 20') 위에 적어도 하나의 하부 전극 층(30), 특히 하부 전극을 인가 또는 증착하는 단계와,

(iii) 상기 하부 전극 층(30) 위에 적어도 하나의 압전 층(40), 특히 C-축 수직 압전 층을 인가 또는 증착하는 단계와,

(iv) 적어도 하나의 상부 전극 층(50; 50p, 50s)을 인가 또는 증착하는 단계로서, 상기 압전 층(40)이 상기 하부 전극 층(30)과 상기 상부 전극 층(50; 50p, 50s) 사이에 있도록, 상기 하부 전극 층(30) 및/또는 상기 압전 층(40) 위에 상기 적어도 하나의 상부 전극 층(50; 50p, 50s), 특히 상부 전극을 인가 또는 증착하는 단계와,

적어도 하나의 유전체 층(63, 65)을 상기 하부 전극 층(30)과 상기 상부 전극 층(50; 50p, 50s) 사이의 비 중첩 영역 중의 최소한 한 영역 내의 최소한 하나의 공간 안 및/또는 위에 인가 또는 증착하는 적어도 하나의 부가 단계를 포함하는

공진기 구조체의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 상부 전극 층(50; 50p, 50s) 및/또는 유전체 층(63, 65) 위에 적어도 하나의 매스 로딩 층(70)을 인가 또는 증착하는 적어도 하나의 부가 단계를 더 포함하고,

적어도 하나의 직렬 공진기의 적어도 하나의 영역에서 상기 매스 로딩 층(70) 및/또는 상기 유전체 층(63, 65)을 개방 및/또는 제거 가능한 것, 및/또는 적어도 하나의 병렬 공진기 또는 션트 공진기의 적어도 하나의 영역에서 상기 매스 로딩 층(70) 및/또는 상기 유전체 층(63, 65)을 두껍게 하는 것이 가능한

공진기 구조체의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 적어도 한 항에 따른 적어도 하나의 공진기 구조체(100, 100') 및/또는 제 7 항 또는 제 8 항에 따른 적어도 하나의 필터(200)를 수신기 및/또는 송신기에 사용하는 것.