KR20210004161A - 체적 음향 공진기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 체적 음향 공진기는, 기판, 상기 기판 상에 제1 전극, 압전층, 제2 전극이 순차적으로 적층되는 중앙부와, 상기 중앙부의 둘레를 따라 배치되는 확장부로 구성되는 공진부, 및 상기 제1 전극의 하부에 배치되는 시드층을 포함하며, 상기 시드층은 육방 정계(HCP) 결정 구조를 갖는 티타늄(Ti) 또는 티타늄 합금(Ti alloy)으로 형성되고, 상기 시드층의 두께는 300Å 이상이고, 1000Å 이하 또는 제1 전극의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.

Description

체적 음향 공진기{Bulk-acoustic wave resonator}
본 발명은 체적 음향 공진기에 관한 것이다.
무선 통신 기기의 소형화 추세에 따라 고주파 부품기술의 소형화가 적극적으로 요구되고 있으며, 일례로 반도체 박막 웨이퍼 제조기술을 이용하는 체적 음향 공진기(BAW, Bulk Acoustic Wave) 형태의 필터를 들 수 있다.
체적 음향 공진기(BAW)란 반도체 기판인 실리콘 웨이퍼 상에 압전 유전체 물질을 증착하여 그 압전특성을 이용함으로써 공진을 유발시키는 박막형태의 소자를 필터로 구현한 것이다.
최근 5G 통신에 기술 관심도가 증가하고 있으며, 후보 대역대에서의 구현 가능한 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
그런데 Sub 6GHz (4~6GHz) 주파수 대역을 이용하는 5G 통신의 경우, 대역폭(band width)이 증가하며 통신 거리는 짧아지므로, 신호의 세기나 파워(power)가 증가될 수 있다. 또한 주파수가 높아짐에 따라 압전층이나 공진부에서 발생하는 손실이 증가될 수 있다.
따라서 종래보다 높은 파워(high power)에 견딜 수 있으며, 압전층에서 발생하는 손실(loss)을 최소화할 수 있는 체적 음향 공진기가 요구되고 있다.
미국등록특허 제6933809호 (2005.02.17 공개)
본 발명의 목적은 압전층의 손실을 최소화하여 동작 신뢰성을 높일 수 있는 체적 음향 공진기를 제공하는 데에 있다.
또한 전극의 비저항 감소로 인한 공진기의 삽입 손실을 최소화하여 동작 신뢰성을 높일 수 있는 체적 음향 공진기를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 체적 음향 공진기는, 기판, 상기 기판 상에 제1 전극, 압전층, 제2 전극이 순차적으로 적층되는 중앙부와, 상기 중앙부의 둘레를 따라 배치되는 확장부로 구성되는 공진부, 및 상기 제1 전극의 하부에 배치되는 시드층을 포함하며, 상기 시드층은 육방 정계(HCP) 결정 구조를 갖는 티타늄(Ti) 또는 티타늄 합금(Ti alloy)으로 형성되고, 상기 시드층의 두께는 300Å 이상이고, 1000Å 이하 또는 제1 전극의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 체적 음향 공진기는, 기판, 상기 기판 상에 제1 전극, 압전층, 제2 전극이 순차적으로 적층되는 공진부, 및 상기 압전층과 상기 제1 전극 사이에 배치되는 배리어층을 포함하며, 상기 배리어층은 육방 정계(HCP) 결정 구조를 갖는 티타늄(Ti) 또는 티타늄 합금(Ti alloy)으로 형성되고, 상기 배리어층의 두께는 100Å ~ 900Å의 범위로 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 체적 음향 공진기는, 기판, 상기 기판 상에 제1 전극, 압전층, 제2 전극이 순차적으로 적층되는 공진부, 상기 제1 전극의 하부에 배치되는 시드층, 및 상기 압전층과 상기 제1 전극 사이에 배치되는 배리어층을 포함하며, 상기 시드층과 상기 배리어층은 각각 육방 정계(HCP) 결정 구조를 갖는 티타늄(Ti) 또는 티타늄 합금(Ti alloy)으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 체적 음향 공진기는 시드층과 배리어층을 통해 압전층의 결정 배향성을 향상시켜 이상 성장을 억제할 수 있다. 이에 압전층에서 발생되는 손실을 최소화할 수 있으므로 5G 통신에 적합한 체적 음향 공진기를 제공할 수 있다
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음향 공진기의 평면도.
도 2는 도 1의 I-I′에 따른 단면도.
도 3은 도 1의 II-II′에 따른 단면도.
도 4 는 도 1의 III-III′에 따른 단면도.
도 5는 제1 전극과 시드층 간의 격자 미스매치를 측정한 결과를 나타내는 도면.
도 6은 제1 전극과 압전층 간의 격자 미스매치를 측정한 결과를 나타내는 도면.
도 7은 제1 전극의 결정 배향성을 측정한 결과를 나타낸 도면.
도 8은 도 7의 그래프.
도 9는 시드층의 재질과 배리어층의 유무를 다르게 하여 압전층의 결정 배향성을 측정한 그래프.
도 10는 시드층의 두께에 따라 XRD(X-Ray Diffraction) 분석을 진행하여 제1 전극의 (110) 결정면의 결정 배향성을 측정한 그래프.
도 11은 배리어층의 두께에 따라 XRD(X-Ray Diffraction) 분석을 진행하여 압전층의 (0002) 결정면의 결정 배향성을 측정한 그래프.
도 12 내지 도 13는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 개략적으로 도시한 단면도.
도 14는 스칸듐(Sc) 함량에 따른 AlScN 박막의 이상 성장을 측정한 그래프.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음향 공진기의 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I′에 따른 단면도이며, 도 3은 도 1의 II-II′에 따른 단면도이고, 도 4 는 도 1의 III-III′에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 음향 공진기(100)는 체적 음향 공진기(BAW, Bulk Acoustic Wave Resonator) 일 수 있으며, 기판(110), 희생층(140), 공진부(120), 및 삽입층(170)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 실리콘 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(110)으로는 실리콘 웨이퍼가 이용되거나, SOI(Silicon On Insulator) 타입의 기판이 이용될 수 있다.
기판(110)의 상면에는 절연층(115)이 마련되어 기판(110)과 공진부(120)를 전기적으로 격리시킬 수 있다. 또한 절연층(115)은 음향 공진기 제조 과정에서 캐비티(C)를 형성할 때, 에칭가스에 의해 기판(110)이 식각되는 것을 방지한다.
이 경우, 절연층(115)은 이산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4), 산화 알루미늄(Al2O3), 및 질화 알루미늄(AlN) 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 화학 기상 증착(Chemical vapor deposition), RF 마그네트론 스퍼터링(RF Magnetron Sputtering), 및 에바포레이션(Evaporation) 중 어느 하나의 공정을 통해 형성될 수 있다.
희생층(140)은 절연층(115) 상에 형성되며, 희생층(140)의 내부에는 캐비티(C)와 식각 방지부(145)가 배치된다.
캐비티(C)는 빈 공간으로 형성되며, 희생층(140)의 일부를 제거함으로써 형성될 수 있다.
캐비티(C)가 희생층(140)에 내에 형성됨에 따라, 희생층(140)의 상부에 형성되는 공진부(120)는 전체적으로 편평하게 형성될 수 있다.
식각 방지부(145)는 캐비티(C)의 경계를 따라 배치된다. 식각 방지부(145)는 캐비티(C) 형성 과정에서 캐비티 영역 이상으로 식각이 진행되는 것을 방지하기 위해 구비된다.
멤브레인층(150)은 희생층(140) 상에 형성되며 캐비티(C)의 상부면을 형성한다. 따라서 멤브레인층(150)도 캐비티(C)를 형성하는 과정에서 쉽게 제거되지 않는 재질로 형성된다.
예를 들어, 희생층(140)의 일부(예컨대, 캐비티 영역)을 제거하기 위해 불소(F), 염소(Cl) 등의 할라이드계 에칭가스를 이용하는 경우, 멤브레인층(150)은 상기한 에칭가스와 반응성이 낮은 재질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 멤브레인층(150)은 이산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 멤브레인층(150)은 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO2), 질화알루미늄(AlN), 티탄산 지르콘산 연(PZT), 갈륨비소(GaAs), 산화하프늄(HfO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 중 적어도 하나의 재질을 함유하는 유전체층(Dielectric layer)으로 이루어지거나, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt), 갈륨(Ga), 하프늄(Hf) 중 적어도 하나의 재질을 함유하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
공진부(120)는 제1 전극(121), 압전층(123), 및 제2 전극(125)을 포함한다. 공진부(120)는 아래에서부터 제1 전극(121), 압전층(123), 및 제2 전극(125)이 순서대로 적층된다. 따라서 공진부(120)에서 압전층(123)은 제1 전극(121)과 제2 전극(125) 사이에 배치된다.
공진부(120)는 멤브레인층(150) 상에 형성되므로, 결국 기판(110)의 상부에는 멤브레인층(150), 제1 전극(121), 압전층(123) 및 제2 전극(125)이 순차적으로 적층되어 공진부(120)를 형성한다.
공진부(120)는 제1 전극(121)과 제2 전극(125)에 인가되는 신호에 따라 압전층(123)을 공진시켜 공진 주파수 및 반공진 주파수를 발생시킬 수 있다.
공진부(120)는 제1 전극(121), 압전층(123), 및 제2 전극(125)이 대략 편평하게 적층된 중앙부(S), 그리고 제1 전극(121)과 압전층(123) 사이에 삽입층(170)이 개재되는 확장부(E)로 구분될 수 있다.
중앙부(S)는 공진부(120)의 중심에 배치되는 영역이고 확장부(E)는 중앙부(S)의 둘레를 따라 배치되는 영역이다. 따라서 확장부(E)는 중앙부(S)에서 외측으로 연장되는 영역으로, 중앙부(S)의 둘레를 따라 연속적인 고리 형상으로 형성되는 영역을 의미한다. 그러나 필요에 따라 일부 영역이 단절된 불연속적인 고리 형상으로 구성될 수도 있다.
이에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙부(S)를 가로지르도록 공진부(120)를 절단한 단면에서, 중앙부(S)의 양단에는 각각 확장부(E)가 배치된다. 그리고, 중앙부(S)의 양단에 배치되는 확장부(E) 양쪽에 모두 삽입층(170)이 배치된다.
삽입층(170)은 중앙부(S)에서 멀어질수록 두께가 두꺼워지는 경사면(L)을 구비한다.
확장부(E)에서 압전층(123)과 제2 전극(125)은 삽입층(170) 상에 배치된다. 따라서 확장부(E)에 위치한 압전층(123)과 제2 전극(125)은 삽입층(170)의 형상을 따라 경사면을 구비한다.
한편, 본 실시예에서는 확장부(E)가 공진부(120)에 포함되는 것으로 정의하고 있으며, 이에 따라 확장부(E)에서도 공진이 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 확장부(E)의 구조에 따라 확장부(E)에서는 공진이 이루어지지 않고 중앙부(S)에서만 공진이 이루어질 수도 있다.
제1 전극(121) 및 제2 전극(125)은 도전체로 형성될 수 있으며, 예를 들어 금, 몰리브덴, 루테늄, 이리듐, 알루미늄, 백금, 티타늄, 텅스텐, 팔라듐, 탄탈륨, 크롬, 니켈 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 금속으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
공진부(120)에서 제1 전극(121)은 제2 전극(125)보다 넓은 면적으로 형성되며, 제1 전극(121) 상에는 제1 전극(121)의 외곽을 따라 제1 금속층(180)이 배치된다. 따라서 제1 금속층(180)은 제2 전극(125)과 일정 거리 이격 배치되며, 공진부(120)를 둘러 싸는 형태로 배치될 수 있다.
제1 전극(121)은 멤브레인층(150) 상에 배치되므로 전체적으로 편평하게 형성된다. 반면에 제2 전극(125)은 압전층(123) 상에 배치되므로, 압전층(123)의 형상에 대응하여 굴곡이 형성될 수 있다.
제1 전극(121)은 RF(Radio Frequency) 신호 등의 전기적 신호를 입출력하는 입력 전극 및 출력 전극 중 어느 하나로 이용될 수 있다.
제2 전극(125)은 중앙부(S) 내에 전체적으로 배치되며, 확장부(E)에 부분적으로 배치된다. 이에, 제2 전극(125)은 후술되는 압전층(123)의 압전부(123a) 상에 배치되는 부분과, 압전층(123)의 굴곡부(123b) 상에 배치되는 부분으로 구분될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서 제2 전극(125)은 압전부(123a) 전체와, 압전층(123)의 경사부(1231) 중 일부분을 덮는 형태로 배치된다. 따라서 확장부(E) 내에 배치되는 제2 전극(도 4의 125a)은, 경사부(1231)의 경사면보다 작은 면적으로 형성되며, 공진부(120) 내에서 제2 전극(125)은 압전층(123)보다 작은 면적으로 형성된다.
이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙부(S)를 가로지르도록 공진부(120)를 절단한 단면에서, 제2 전극(125)의 끝단은 확장부(E) 내에 배치된다. 또한, 확장부(E) 내에 배치되는 제2 전극(125)의 끝단은 적어도 일부가 삽입층(170)과 겹치도록 배치된다. 여기서 겹친다는 의미는 삽입층(170)이 배치된 평면에 제2 전극(125)을 투영했을 때, 상기 평면에 투영된 제2 전극(125)의 형상이 삽입층(170)과 겹치는 것을 의미한다.
제2 전극(125)은 RF(Radio Frequency) 신호 등의 전기적 신호를 입출력하는 입력 전극 및 출력 전극 중 어느 하나로 이용될 수 있다. 즉, 제1 전극(121)이 입력 전극으로 이용되는 경우 제2 전극(125)은 출력 전극으로 이용되며, 제1 전극(121)이 출력 전극으로 이용되는 경우 제2 전극(125)은 입력 전극으로 이용될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 전극(125)의 끝단이 후술되는 압전층(123)의 경사부(1231) 상에 위치할 경우 공진부(120)의 음향 임피던스(acoustic impedance)은 국부적인 구조가 중앙부(S)로부터 소/밀/소/밀 구조로 형성되므로 수평파를 공진부(120) 안쪽으로 반사시키는 반사 계면이 증가된다. 따라서 대부분의 수평파(lateral wave)가 공진부(120)의 외부로 빠져나가지 못하고 공진부(120) 내부로 반사되어 들어오므로, 음향 공진기의 성능이 향상될 수 있다.
압전층(123)은 전기적 에너지를 탄성파 형태의 기계적 에너지로 변환하는 압전 효과를 일으키는 부분으로, 제1 전극(121)과 후술되는 삽입층(170) 상에 형성된다.
압전층(123)의 재료로는 산화 아연(ZnO), 질화 알루미늄(AlN), 도핑 알루미늄 질화물(Doped Aluminum Nitride), 지르콘 티탄산 납(Lead Zirconate Titanate), 쿼츠(Quartz) 등이 선택적으로 이용될 수 있다. 도핑 알루미늄 질화물(Doped Aluminum Nitride) 경우 희토류 금속(Rare earth metal), 전이 금속, 또는 알칼리 토금속(alkaline earth metal)을 더 포함할 수 있다. 상기 희토류 금속은 스칸듐(Sc), 에르븀(Er), 이트륨(Y), 및 란탄(La) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전이 금속은 하프늄(Hf), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 탄탈륨(Ta), 및 니오븀(Nb) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 알칼리 토금속은 마그네슘(Mg)을 포함할 수 있다.
압전 특성을 향상시키기 위해 질화 알루미늄(AlN)에 도핑되는 원소들의 함량이 0.1at%보다 적을 경우 질화 알루미늄(AlN) 보다 높은 압전 특성을 구현할 수 없으며, 원소들의 함량이 30at%를 넘을 경우 증착을 위한 제작 및 조성 조절(control)이 어려워 불균일 상이 형성될 수 있다.
따라서 본 실시예에서 질화알루미늄(AlN)에 도핑되는 원소들의 함량은 0.1 ~ 30at%의 범위로 구성된다.
본 실시예에서 압전층은 질화 알루미늄(AlN)에 스칸듐(Sc)을 도핑하여 이용한다. 이 경우, 압전 상수가 증가되어 음향 공진기의 Kt2를 증가시킬 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에 따른 압전층(123)은 중앙부(S)에 배치되는 압전부(123a), 그리고 확장부(E)에 배치되는 굴곡부(123b)를 포함한다.
압전부(123a)는 제1 전극(121)의 상부면에 직접 적층되는 부분이다. 따라서 압전부(123a)는 제1 전극(121)과 제2 전극(125) 사이에 개재되어 제1 전극(121), 제2 전극(125)과 함께 편평한 형태로 형성된다.
굴곡부(123b)는 압전부(123a)에서 외측으로 연장되어 확장부(E) 내에 위치하는 영역으로 정의될 수 있다.
굴곡부(123b)는 후술되는 삽입층(170) 상에 배치되며, 삽입층(170)의 형상을 따라 상부면이 융기되는 형태로 형성된다. 이에 압전층(123)은 압전부(123a)와 굴곡부(123b)의 경계에서 굴곡되며, 굴곡부(123b)는 삽입층(170)의 두께와 형상에 대응하여 융기된다.
굴곡부(123b)는 경사부(1231)와 연장부(1232)로 구분될 수 있다.
경사부(1231)는 후술되는 삽입층(170)의 경사면(L)을 따라 경사지게 형성되는 부분을 의미한다. 그리고 연장부(1232)는 경사부(1231)에서 외측으로 연장되는 부분을 의미한다.
경사부(1231)는 삽입층(170) 경사면(L)과 평행하게 형성되며, 경사부(1231)의 경사각은 삽입층(170) 경사면(L)의 경사각과 동일하게 형성될 수 있다.
삽입층(170)은 멤브레인층(150)과 제1 전극(121), 그리고 식각 방지부(145)에 의해 형성되는 표면을 따라 배치된다. 따라서 삽입층(170)은 공진부(120) 내에 부분적으로 배치되며, 제1 전극(121)과 압전층(123) 사이에 배치된다.
삽입층(170)은 중앙부(S)의 주변에 배치되어 압전층(123)의 굴곡부(123b)를 지지한다. 따라서 압전층(123)의 굴곡부(123b)는 삽입층(170)의 형상을 따라 경사부(1231)와 연장부(1232)로 구분될 수 있다.
삽입층(170)은 중앙부(S)를 제외한 영역에 배치된다. 예를 들어 삽입층(170)은 기판(110) 상에서 중앙부(S)를 제외한 영역 전체에 배치되거나, 일부 영역에 배치될 수 있다.
삽입층(170)은 중앙부(S)에서 멀어질수록 두께가 두꺼워지는 형태로 형성된다. 이로 인해 삽입층(170)은 중앙부(S)와 인접하게 배치되는 측면이 일정한 경사각(θ)을 갖는 경사면(L)으로 형성된다.
삽입층(170) 측면의 경사각(θ)이 5°보다 작게 형성되면, 이를 제조하기 위해서는 삽입층(170)의 두께를 매우 얇게 형성하거나 경사면(L)의 면적을 과도하게 크게 형성해야 하므로, 실질적으로 구현이 어렵다.
또한 삽입층(170) 측면의 경사각(θ)이 70°보다 크게 형성되면, 삽입층(170) 상에 적층되는 압전층(123)이나 제2 전극(125)의 경사각도 70°보다 크게 형성된다. 이 경우 경사면(L)에 적층되는 압전층(123)이나 제2 전극(125)이 과도하게 굴곡되므로, 굴곡 부분에서 크랙(crack)이 발생될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서 상기 경사면(L)의 경사각(θ)은 5°이상, 70°이하의 범위로 형성된다.
한편, 본 실시예에서 압전층(123)의 경사부(1231)는 삽입층(170)의 경사면(L)을 따라 형성되며 이에 삽입층(170)의 경사면(L)과 동일한 경사각으로 형성된다. 따라서 경사부(1231)의 경사각도 삽입층(170)의 경사면(L)과 마찬가지로 5°이상, 70°이하의 범위로 형성된다. 이러한 구성은 삽입층(170)의 경사면(L)에 적층되는 제2 전극(125)에도 동일하게 적용됨은 물론이다.
삽입층(170)은 산화규소(SiO2), 질화알루미늄(AlN), 산화알루미늄(Al2O3), 질화규소(Si3N4), 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO2), 티탄산 지르콘산 연(PZT), 갈륨비소(GaAs), 산화하프늄(HfO2), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 등의 유전체로 형성될 수 있으나, 압전층(123)과는 다른 재질로 형성된다.
또한 삽입층(170)은 금속 재료로 구현 가능하다. 본 실시예의 체적 음향 공진기가 5G 통신에 이용되는 경우, 공진부에서 열이 많이 발생하므로 공진부(120)에서 발생되는 열이 원활하게 방출할 필요가 있다. 이를 위해 본 실시예의 삽입층(170)은 스칸듐(Sc)을 함유하는 알루미늄 합금 재질로 이루어질 수 있다.
공진부(120)는 빈 공간으로 형성되는 캐비티(C)를 통해 기판(110)과 이격 배치된다.
캐비티(C)는 음향 공진기 제조 과정에서 에칭 가스(또는 에칭 용액)을 유입 홀(도 1의 H)로 공급하여 희생층(140)의 일부를 제거함으로써 형성될 수 있다.
보호층(127)은 음향 공진기(100)의 표면을 따라 배치되어 음향 공진기(100)를 외부로부터 보호한다. 보호층(127)은 제2 전극(125), 압전층(123)의 굴곡부(123b)가 형성하는 표면을 따라 배치될 수 있다.
보호층(127)은 질화실리콘(Si3N4), 산화실리콘(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO2), 질화알루미늄(AlN), 티탄산 리르콘산 연(PZT), 갈륨비소(GaAs), 산화하프늄(HfO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나의 재질을 함유하는 유전체층(Dielectric layer)이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
보호층(127)은 하나의 층으로 형성될 수 있으나, 필요에 따라 재질이 다른 2개의 층을 적층하여 형성하는 것도 가능하다. 또한 보호층(127)은 최종 공정에서 주파수 조절을 위해 부분적으로 제거될 수 있다. 예컨대, 보호층(127)은 이후의 공정에서 두께가 조절될 수 있다.
한편, 제1 전극(121)과 제2 전극(125)은 공진부(120)의 외측으로 연장될 수 있다. 그리고 연장 형성된 부분의 상부면에는 각각 제1 금속층(180)과 제2 금속층(190)이 배치될 수 있다.
제1 금속층(180)과 제2 금속층(190)은 금(Au), 금-주석(Au-Sn) 합금, 구리(Cu), 구리-주석(Cu-Sn) 합금, 및 알루미늄(Al), 알루미늄 합금 등의 재질로 이루어질 수 있다. 여기서, 알루미늄 합금은 알루미늄-게르마늄(Al-Ge) 합금 또는 알루미늄-스칸듐(Al-Sc) 합금일 수 있다.
제1 금속층(180)과 제2 금속층(190)은 기판(110) 상에서 본 실시예에 따른 음향 공진기의 전극(121, 125)과, 인접하게 배치된 다른 음향 공진기의 전극을 전기적으로 연결하는 연결 배선으로 기능하거나, 외부 접속용 단자로 기능할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 금속층(180)은 보호층(127)을 관통하여 제1 전극(121)에 접합된다.
또한 공진부(120)에서 제1 전극(121)은 제2 전극(125)보다 넓은 면적으로 형성되며, 제1 전극(121)의 둘레 부분에는 제1 금속층(180)이 형성된다.
따라서, 제1 금속층(180)은 공진부(120)의 둘레를 따라 배치되며, 이에 제2 전극(125)을 둘러싸는 형태로 배치된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)는, 공진부(120)의 대역폭(band width)을 넓히기 위해 질화알루미늄(AlN)에 스칸듐(Sc)과 같은 원소를 도핑하여 압전층(123)을 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 질화 알루미늄(AlN)에 스칸듐(Sc)을 도핑하여 압전층(123)을 형성하는 경우, 압전 상수가 증가되어 음향 공진기의 Kt2를 증가시킬 수 있다.
본 실시예의 체적 음향 공진기가 5G 통신에 이용되기 위해서는, 압전층(123)이 해당 주파수에서 원활하게 동작할 수 있는 높은 압전 상수를 가져야 한다. 측정 결과, 5G 통신에 이용되기 위해, 압전층(123)은 20wt% 이상의 스칸듐(Sc)이 질화 알루미늄(AlN)에 함유되어야 하는 것으로 나타났다. 따라서 본 실시예에서 압전층(123)은 스칸듐(Sc) 함량이 20wt% 이상인 AlScN 재질로 형성된다.
여기서, 스칸듐(Sc) 함량은 알루미늄과 스칸듐의 무게를 기준으로 규정된다. 즉, 스칸듐(Sc) 함량이 20wt%인 경우는 알루미늄과 스칸듐의 전체 무게가 100g일 때, 이 중 스칸듐의 무게가 20g인 경우를 의미한다.
한편, 압전층(123)의 형성은 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해서 진행되며, 스퍼터링 공정에 이용되는 스퍼터링 타겟(Sputtering target)은 알루미늄-스칸듐(AlSc) 타겟으로, 알루미늄과 스칸듐을 용융시킨 후 경화시키는 멜팅(melting)법을 통해 제작된다.
그런데 스칸듐(Sc) 함량이 40wt% 이상인 알루미늄-스칸듐(AlSc) 타겟을 제조하는 경우, Al3Sc 상 뿐만 아니라 Al2Sc 상이 형성되므로, 부서지기 쉬운 Al2Sc 상으로 인해 타겟의 취급과정에서 타겟이 쉽게 파손된다는 문제가 있다.
따라서 본 실시예서는 스칸듐(Sc) 함량이 20wt% ~ 40wt%로 이루어진 AlScN 재질로 압전층(123)을 형성한다.
한편, 도핑되는 스칸듐(Sc) 함량이 20wt% 이상으로 증가되면, 질화알루미늄(AlN)의 HCP 결정 구조에서 모서리 결정방향으로 빠른 결정 성장이 일어날 확률이 증가하게 되고, 이에 따라 이상 성장의 발생 빈도가 기하 급수적으로 증가하게 된다. 따라서, 원소의 도핑 함량이 과도하게 증가하게 되면 이상 성장으로 인해 최종적으로 압전층(123)에서 손실(loss)이 증가될 수 있다.
도 14는 스칸듐(Sc) 함량에 따른 AlScN 박막의 이상 성장을 측정한 그래프로, 이를 참조하면, 스칸듐(Sc) 함량이 증가할수록 이상 성장 비율이 높아지며, 스칸듐(Sc) 함량이 20wt% 이상이 되면 이상 성장이 확연하게 증가하는 것을 알 수 있다.
따라서 스칸듐(Sc) ?t량을 20wt% 이상으로 구성하기 위해서는, 보다 향상된 결정 배향성을 제공하여 이상 성장을 억제시킬 필요가 있다.
또한 5G 통신용 체적 음향 공진기는 주파수가 높아짐에 따라서 공진부(120)의 두께가 얇아져야 한다. 그러나 압전층(123)의 두께가 얇아지게 되면 압전층(123)에서 누설되는 전류(leakage current)의 양도 증가하는 경향이 있다.
이에 따라, 압전층(123) 내에 이상 성장 비율이 증가할 경우, 압전층(123)에서 손실(loss)이 더욱 증가하여 고전력(high power) 조건에서 압전층(123)이 파손될 수 있다.
이를 위해, 본 실시예에 따른 체적 음향 공진기(100)는 제1 전극(121)의 하부에 시드층(162)을 배치하고, 제1 전극(121)의 상부인 제1 전극(121)과 압전층(123) 사이에 배리어층(164)을 배치한다.
시드층(162)은 제1 전극(121)의 하부면에 배치되며 이에 따라 제1 전극(121)과 멤브레인층(150) 사이에 배치되어 제1 전극 형성을 위한 시드(seed)로 기능한다.
본 실시예에서 시드층(162)은 육방 정계(HCP, Hexagonal Close-Packed)의 결정 구조를 갖는 금속으로 형성된다. 이 경우 제1 전극(121)과의 격자 미스매치(lattice mismatch)가 줄어들고 제1 전극(121)의 면저항이 향상될 수 있다. 이러한 효과를 보일 수 있는 예로서, 시드층(162)은 티타늄(Ti) 재질을 포함할 수 있고 예컨대, 티타늄(Ti) 층으로 구현될 수 있다.
도 5는 제1 전극과 시드층 간의 격자 미스매치를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
이를 참조하면, 시드층(162)을 질화알루미늄(AlN)으로 구성하는 경우, 몰리브덴(Mo) 재질의 제1 전극(121)과의 격자 미스매치는 14.11%로 측정되었으나, 시드층(162)을 육방정계 결정 구조의 티타늄(Ti)으로 구성하는 경우 몰리브덴(Mo) 재질의 제1 전극(121)과의 격자 미스매치는 8.24%로 개선되는 것을 확인하였다.
따라서, 티타늄(Ti)으로 시드층(162)을 구성하면 제1 전극(121)의 결정 배향성을 향상시킬 수 있으며, 최종적으로 압전층(123)의 결정 배향성에도 영향을 크게 미치는 것을 확인하였다.
배리어층(164)은 제1 전극(121)과 압전층(123) 사이에 배치된다.
배리어층(164)은 제1 전극(121)의 상부면에 배치되며 이에 따라 제1 전극(121)과 압전층(123) 사이에 배치되어 압전층의 결정 배향성을 높이는 역할을 한다.
본 실시예에서 배리어층(164)은 육방 정계(HCP)의 결정 구조를 갖는 금속으로 형성된다. 이 경우 제1 전극과 압전층과의 격자 미스매치를 줄일 수 있다. 이러한 효과를 보일 수 있는 예로서, 배리어층(164)은 티타늄(Ti) 재질을 포함할 수 있고 예컨대, 티타늄(Ti) 층으로 구현될 수 있다.
도 6은 제1 전극과 압전층 간의 격자 미스매치를 측정한 결과를 나타내는 도면.
이를 참조하면, 배리어층(164) 없이 제1 전극(121) 상에 직접 압전층(123)이 배치되는 경우, 몰리브덴(Mo) 재질의 제1 전극(121)과 AlScN 재질의 압전층(123) 간의 격자 미스매치는 약 14.11%로 측정되었다. 그러나 본 실시예와 같이 제1 전극 상에 티타늄 재질의 배리어층(164)이 구비되는 경우, 배리어층(164)과 압전층(123) 간의 격자 미스매치는 5.42%로 개선되는 것을 확인하였다.
한편, 본 실시예에서 배리어층(164)은 삽입층(170)이 없는 중앙부(S)에서 제1 전극(121) 상에 배치되며, 확장부(E)에서는 제1 전극(121)과 삽입층(170) 사이에 배치된다.
배리어층(164)이 없는 경우, 제1 전극(121) 상에 직접 삽입층(170)이 배치된다. 이 경우, 체적 음향 공진기 제조 과정에서 제1 전극(121) 상에 삽입층(170)을 증착하고 패터닝하는 공정이 수행된다.
그런데 삽입층(170)을 패터닝하는 과정에서 사용되는 식각 가스(예컨대, O2, Cl)에 의해 제1 전극(121)의 일부가 함께 제거될 수 있다. 이로 인해 중앙부(S)에 위치하는 제1 전극(121)은 표면 거칠기(roughness)가 증가하게 되며, 이는 압전층(123) 증착/성장 시 결정 배향성에 다소 불리한 조건으로 작용할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 삽입층(170)의 재료와 건식 식각 선택성(dry etch selectivity)이 높은 재료로 배리어층(164)을 형성한다. 이 경우, 제1 전극(121)의 유실에 의한 주파수 산포를 개선할 수 있다.
또한 제1 전극(121)과의 결정 배향성 뿐만 아니라 압전층(123)의 결정 배향성에 도움이 되는 재료로 배리어층(164)을 형성하는 경우, 제1 전극(121)의 표면 거칠기 개선으로 인한 압전층(123) 결정 배향성도 개선될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 배리어층(164)은 티타늄(Ti)으로 형성된다.
티타늄(Ti)으로 배리어층(164)을 형성하는 경우, 삽입층(170)과의 건식 식각 선택성(dry etch selectivity)가 우수하고, 제1 전극(121)과 압전층(123) 간의 격자 불일치(lattice mismatch)도 적어 결정 배향성 개선에 기여할 수 있다.
그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 삽입층(170)을 먼저 제조하고, 배리어층(164)을 삽입층(170)과 압전층(123) 사이에 배치하는 것도 가능하다.
도 7은 제1 전극의 결정 배향성을 측정한 결과를 나타낸 표이고, 도 8은 도 7의 그래프로, 시드층(162)을 질화알루미늄(AlN)으로 구성한 경우와, 티타늄(Ti)으로 구성한 경우를 비교하여 도시하였다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 시드층(162)을 질화 알루미늄(AlN)으로 구성한 구조 (a)에서 제1 전극(121)의 결정면 반치폭(FWHM, Full Width of Half Maximum)은 2.462°였으나, 시드층(162)을 티타늄으로 구성한 구조 (b)에서 결정면 반치폭은 1.633°으로, 결정 배향성이 크게 증가한 것을 확인할 수 있다. 또한 비저항(resistivity)도 시드층(162)을 질화 알루미늄(AlN)으로 구성한 구조 (a)보다 시드층(162)을 티타늄으로 구성한 구조 (b)에서 감소되는 것으로 나타났다.
이로 인해 질화 알루미늄(AlN) 시드층을 구비하는 체적 음향 공진기의 삽입 손실 0.065dB로 측정되었으나, 티타늄(Ti) 시드층을 구비하는 체적 음향 공진기의 삽입 손실은 0.041dB로 측정되어 삽입 손실이 0.024dB 개선되는 것을 확인하였다. 이는 티타늄(Ti) 시드층을 사용함에 따라 제1 전극(121)의 결정 배향성이 향상되었고 이로 인해 비저항이 감소한 결과임을 알 수 있다.
도 9는 시드층의 재질과 배리어층의 유무를 다르게 하여 압전층의 결정 배향성을 측정한 그래프이다.
도 9에서 (c)는 시드층(162)을 질화 알루미늄(AlN)으로 구성하고 배리어층(164)은 생략한 구조이고, (d)는 시드층(162)을 티타늄(Ti)으로 구성하고 배리어층(164)은 생략한 구조이다. 또한 (e)는 질화 알루미늄으로 시드층(162)을 구성하고 티타늄으로 배리어층(164)을 구성한 구조이고, (f)는 는 시드층(162)과 배리어층(164)을 모두 티타늄(Ti)으로 구성한 구조이다.
도 9에 도시된 그래프는, AlScN 압전층의 두께를 400㎚, Mo 재질의 제1 전극 두께를 200㎚, 시드층의 두께를 모두 50㎚로 구성하여 측정하였다.
도 9를 참조하면, 시드층(162)을 질화 알루미늄(AlN)으로 구성한 구조 (c)에서 압전층(123)의 결정면 반치폭(FWHM, Full Width of Half Maximum)은 1.855°였으나, 시드층(162)과 배리어층(164)을 모두 티타늄으로 구성한 구조 (f)에서 결정면 반치폭은 1.336°으로, 결정 배향성이 크게 증가한 것을 확인할 수 있다.
여기서 구조 (f)는 티타늄 시드층(162) 만을 포함하는 구조 (d)나 질화 알루미늄으로 시드층(162)을 구성하고 티타늄으로 배리어층(164)을 구성하는 구조 (e) 보다도 결정 배향성이 증가하는 것을 알 수 있다.
이처럼 티타늄(Ti) 재질의 시드층(162)과, 티타늄(Ti) 재질의 배리어층(164)을 함께 적용할 경우 AlScN 재질인 압전층(123)의 결정 배향성이 크게 향상되므로, 압전층(123)의 이상 성장을 억제할 수 있으며, 이에 압전층(123)에서 발생되는 손실(loss)을 줄여 5G 통신에 적합한 체적 음향 공진기를 제공할 수 있다.
도 10는 시드층의 두께에 따라 XRD(X-Ray Diffraction) 분석을 진행하여 제1 전극의 (110) 결정면의 결정 배향성을 측정한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 시드층(162)의 두께가 300Å 미만인 경우, 몰리브덴(Mo)으로 형성되는 제1 전극(121)의 (110) 결정면의 반치폭(FWHM)이 급격하게 증가하여 결정 배향성이 낮아지는 것으로 측정되었다. 따라서 본 실시예에서 시드층(162)의 두께는 300Å 이상으로 형성된다.
한편, 시드층(162)의 두께가 제1 전극(121) 보다 두꺼울 경우 체적 음향 공진기의 수직 방향의 진동에서 음파 손실(loss)이 증가하게 된다. 이러한 음파 손실(loss)을 줄이기 위해, 제1 전극(121) 및 제2 전극(125)은 음향 임피던스(acoustic impedance)가 높은 재료를 사용하는데 본 실시예의 경우, 시드층(162)은 제1 전극(121)보다 음향 임피던스가 낮은 재료로 형성된다.
따라서 시드층(162)의 두께가 제1 전극(121) 보다 두꺼우면, 낮은 음향 임피던스로 인해 수직 방향의 음파 손실(loss)이 증가하게 되며 결국 체적 음향 공진기의 압전 특성이 감소한다. 또한 시드층(162)이 금속이기 때문에 시드층(162)의 두께가 제1 전극(121)보다 두꺼우면 자유 전자의 흐름에서 시드층(162)에서의 손실이 증가할 수 있다.
이에, 본 실시예에서 시드층(162)의 두께는 제1 전극(121)보다 얇은 두께로 형성된다.
또한 티타늄 박막의 경우, 1000Å 이상에서는 Ti (0002) 결정면 이외 (1-210) 결정면이 형성되기 시작하는데, 이로 인해 제1 전극(121)이나 압전층(123)의 결정 배향성에 악영향을 줄 수 있다. 따라서 본 실시예에서 시드층(162)의 두께는 300Å ~ 1000Å의 범위로 형성될 수 있다.
도 11은 배리어층의 두께에 따라 XRD 분석을 진행하여 압전층의 (0002) 결정면의 결정 배향성을 측정한 그래프이다.
도 11을 참조하면, 배리어층(164)의 두께가 900Å를 초과하는 경우, 압전층 (0002) 결정면의 반치폭(FWHM) 값이 급격하게 증가하여 결정 배향성이 낮아지는 것으로 측정되었다. 따라서 본 실시예에서 배리어층(164)의 두께는 900Å 이하로 형성된다.
한편, 배리어층(164)의 두께가 100Å 이하일 경우 배리어층(164)의 HPC 결정 구조가 용이하게 형성되기 어려우며, 배리어층(164)을 구성하는 박막에 핀홀(pin hole)등이 형성될 수 있다.
이 경우, 후속으로 증착되는 압전층(123)의 결정 배향성에 영향을 줄 수 있다. 또한 배리어층이 100Å 이하로 얇게 형성되는 경우 패터닝(patterning) 공정이나 후속 공정에서의 두께 마진이 부족하여 제작상의 공정 난이도가 증가될 수 있다. .
따라서 본 실시예에서 배리어층(164)은 100Å 이상의 두께로 형성된다.
이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 체적 음향 공진기는 압전층의 결정 배향성을 향상시켜 이상 성장을 억제할 수 있다. 이에 압전층에서 발생되는 손실을 최소화할 수 있으므로 5G 통신에 적합한 체적 음향 공진기를 제공할 수 있다.
한편 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 변형이 가능하다.
도 12 내지 도 13은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 체적 음향 공진기를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 도시된 체적 음향 공진기는 제2 전극(125)이 압전층(123)의 상면 전체에 배치되며, 이에 따라, 제2 전극(125)은 압전층(123)의 경사부(1231)뿐만 아니라 연장부(1232) 상에도 형성된다.
그리고 도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 음향 공진기는 중앙부(S)를 가로지르도록 공진부(120)를 절단한 단면에서, 제2 전극(125)의 끝단 부분이 압전층(123)의 압전부(123a) 상면에만 형성되고, 굴곡부(123b) 상에는 형성되지 않는다. 이에 따라 제2 전극(125)의 끝단은 압전부(123a)와 경사부(1231)의 경계를 따라 배치된다. 이처럼 본 발명에 따른 체적 음향 공진기는 필요에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
예컨대, 전술한 실시예에에서는 체적 음향 공진기가 티타늄 시드층(162)과 티타늄 배리어층(164)을 모두 구비하였으나, 하나만 구비하더라도 결정 배향성을 향상시켜 격자 미스매치를 줄일 수 있으므로, 필요에 따라 어느 하나만 구비하도록 구성하는 것도 가능하다.
100: 음향 공진기
110: 기판
120: 공진부
121: 제1 전극
123: 압전층
125: 제2 전극
127: 보호층
140: 희생층
150: 멤브레인층
162: 시드층
164: 배리어층
170: 삽입층

Claims (16)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 제1 전극, 압전층, 제2 전극이 순차적으로 적층되는 공진부; 및
    상기 제1 전극의 하부에 배치되는 시드층;
    을 포함하며,
    상기 시드층은 육방 정계(HCP) 결정 구조를 갖는 티타늄(Ti) 또는 티타늄 합금(Ti alloy)으로 형성되고,
    상기 시드층의 두께는 300Å 이상이고, 1000Å 이하 또는 제1 전극의 두께보다 얇게 형성되는 체적 음향 공진기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압전층은,
    질화 알루미늄(AlN) 또는 스칸듐(Sc)을 함유하는 질화 알루미늄으로 형성되는 체적 음향 공진기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 압전층은,
    20wt% ~ 40wt%의 상기 스칸듐(Sc)을 함유하는 질화 알루미늄으로 형성되는 체적 음향 공진기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은 몰리브덴(Mo)으로 형성되는 체적 음향 공진기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공진부 내에 부분적으로 배치되고 상기 제1 전극과 상기 압전층 사이에 배치되는 삽입층을 더 포함하며,
    상기 압전층은 상기 삽입층에 의해 적어도 일부가 융기되는 체적 음향 공진기.
  6. 기판;
    상기 기판 상에 제1 전극, 압전층, 제2 전극이 순차적으로 적층되는 공진부; 및
    상기 압전층과 상기 제1 전극 사이에 배치되는 배리어층;
    을 포함하며,
    상기 배리어층은 육방 정계(HCP) 결정 구조를 갖는 티타늄(Ti) 또는 티타늄 합금(Ti alloy)으로 형성되고,
    상기 배리어층의 두께는 100Å ~ 900Å의 범위로 형성되는 체적 음향 공진기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 압전층은,
    질화 알루미늄(AlN) 또는 스칸듐(Sc)을 함유하는 질화 알루미늄으로 형성되는 체적 음향 공진기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 압전층은,
    20wt% ~ 40wt%의 상기 스칸듐(Sc)을 함유하는 질화 알루미늄으로 형성되는 체적 음향 공진기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 전극은 몰리브덴(Mo)으로 형성되는 체적 음향 공진기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 공진부 내에 부분적으로 배치되고 상기 제1 전극과 상기 압전층 사이에 배치되는 삽입층을 더 포함하며,
    상기 압전층은 상기 삽입층에 의해 적어도 일부가 융기되는 체적 음향 공진기.
  11. 기판;
    상기 기판 상에 제1 전극, 압전층, 제2 전극이 순차적으로 적층되는 공진부;
    상기 제1 전극의 하부에 배치되는 시드층; 및
    상기 압전층과 상기 제1 전극 사이에 배치되는 배리어층;
    을 포함하며,
    상기 시드층과 상기 배리어층은 각각 육방 정계(HCP) 결정 구조를 갖는 티타늄(Ti) 또는 티타늄 합금(Ti alloy)으로 형성되는 체적 음향 공진기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시드층의 두께는 300Å ~ 1000Å의 범위로 형성되고,
    상기 배리어층의 두께는 100Å ~ 900Å의 범위로 형성되는 체적 음향 공진기.
    상기 배리어층의 두께는 100Å ~ 900Å의 범위로 형성되는 체적 음향 공진기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 공진부 내에 부분적으로 배치되고 상기 제1 전극과 상기 압전층 사이에 배치되는 삽입층을 더 포함하며,
    상기 압전층은 상기 삽입층에 의해 적어도 일부가 융기되는 체적 음향 공진기.
  14. 제5항, 제10항, 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 삽입층은 경사면을 구비하고,
    상기 압전층은 상기 경사면 상에 배치되는 경사부를 포함하는 체적 음향 공진기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제2 전극은,
    끝단이 상기 압전층의 상기 경사부 상에 배치되는 체적 음향 공진기.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 압전층은 상기 경사부의 외측에 배치되는 연장부를 포함하고,
    상기 제2 전극은 적어도 일부가 상기 압전층의 상기 연장부 상에 배치되는 체적 음향 공진기.
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