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질소 주입된 산화아연 박막을 사용한 박막 음향 공진 소자 연구
FBAR devices employing the ZnO:N films 원문보기

한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회, 2011 May 26, 2011년, pp.696 - 698  

이은주 (한국과학기술원) ,  윤기완 (한국과학기술원)

초록
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박막 벌크 음향 공진 소자 (Film Bulk Acoustic Resonator, FBAR) 기술은 현 실리콘 공정 기술과 호환되며 차세대 초소형 RF소자 구현을 가능하게 하는 기술로 각광받아 오고 있다. FBAR 소자 제작 시 박막 증착에 RF 스퍼터링 (sputtering) 방식을 이용하는 경우 산소 ($O_2$) 및 아르곤 (Ar)의 혼합가스 분위기에서 증착하는 것이 통상적이다. 본 논문에서는 아산화질소 ($N_2O$) 및 아르곤 (Ar)의 혼합가스 분위기에서 RF 스퍼터링 방식으로 증착된 고품위의 산화아연 (Zinc Oxide, ZnO) 압전(piezoelectric) 박막을 적용하여 FBAR 소자를 제작하는 새로운 방법을 제시한다. 이때 소자 제작과정에 다양한 조건에서의 열처리 과정 (thermal annealing treatments)이 수반되었으며, 이러한 공정조건이 제작된 FBAR 소자의 공진특성 (resonance characteristics)에 미치는 영향을 반사손실 (return loss)의 측면에서 조사하였다. 결과적으로, 공정 조건을 최적화함으로써 ~2.9 MHz 에서 매우 우수한 공진특성을 가지는 FBAR 소자를 제작할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

We present a new method for the fabrication of film bulk acoustic wave resonator (FBAR) devices that exploits the thin piezoelectric ZnO films particularly sputter-deposited in a mixture of N2O and Ar gases as the reactive and sputtering gases, respectively. Some thermal annealing treatments were pe...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 질소원자가 주입된 (N2O 가스 분위기에서 증착된) 고품위의 ZnO 박막 및 이를 적용한 FBAR 소자의 공진 특성에 대해 조사하였다. 특히, 질소 원자가 주입된 ZnO 박막에 대한 다양한 열처리 조건이 FBAR 소자의 성능향상에 미치는 영향이 조사되었다.
  • 9 GHz에서 동작하는 FBAR 소자 및 N2O 가스 분위기에서 증착된 ZnO 박막의 특성 연구는 아직까지 보고된 바가 드문 바, 본 논문에서는 질소 원자가 주입된 ZnO (ZnO:N) 박막의 형성을 위해 스퍼터링 공정 과정에서 N2O 가스를 반응가스로 채택하여 새로운 물성의 ZnO 압전 박막을 증착하였으며, 또한 이를 FBAR 소자 제작에 적용하였다. 뿐만 아니라 질소 원자가 주입된 ZnO 박막의 열처리 과정이 FBAR 소자의 공진 특성에 미치는 영향에 대해 함께 조사하였다.
  • O 가스 분위기에서 증착된) 고품위의 ZnO 박막 및 이를 적용한 FBAR 소자의 공진 특성에 대해 조사하였다. 특히, 질소 원자가 주입된 ZnO 박막에 대한 다양한 열처리 조건이 FBAR 소자의 성능향상에 미치는 영향이 조사되었다. 400℃/30min 및 O2가스 분위기에서 열처리된 ZnO:N 박막이 적용된 FBAR 소자의 경우 가장 우수한 공진 특성을 나타내었다.
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