• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1523-1525
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• 2003

Due to the rapid development of wireless networking system, researches on the communication devices are mainly focus on microwave frequency devices such as filters, resonators, and phase shifters. Among them, Film bulk acoustic resonator (FBAR) has been paid extensive attentions for their high performance. In this research, ZnO thin films were deposited by RF-magnetron sputtering on Al/$SiO_2$/Si wafer and then crystalline properties and surface morphology were examined. To measure crystalline structure and surface morphology X-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscope (SEM) were employed. It was showed that crystalline properties of ZnO thin films were strongly dependant on the deposition conditions. As increasing the deposition temperature and the deposition pressures, the peak intensities of ZnO(002) plane were increased until $300^{\circ}C$, then decreased rapidly. At the sputtering conditions of RF power of 213 W and working pressure of 15 m Torr, ZnO film had excellent c-axis orientation, surface morphology, and adhesion to the substrate. In conclusion we optimized smooth surface with very small grains as well as highly c-axis oriented ZnO film for FBAR applications.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.255-262
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• 2003

본 논문에서는 FBAR(film bulk acoustic wave resonator) 필터 응용을 위해 Al 하부전극 상에서 RF magnetron sputtering 기술을 이용한 ZnO 박막 증착 및 공정온도가 ZnO 결정성장에 미치는 영향에 대한 연구결과를 발표한다 ZnO 박막의 압전특성은 FBAR 소자의 공진특성을 결정하는 가장 중요한 요소이고 압전성은 증착된 ZnO박막의 c축 우선배향성의 정도에 의해 결정된다는 사실을 고려한다면 ZnO 결정성장에 미치는 공정온도에 관한 연구는 매우 의미 있는 일이다. 본 실험을 통하여 ZnO 박막의 성장특성은 상온에서부터 35$0^{\circ}C$까지의 실험조건에서 c축 우선배향성의 정도에 따라 RF power에 관계없이 온도를 2개의 임계온도에 의해 나눠진 3개의 온도구간으로 구분할 수 있었다. 결과적으로 20$0^{\circ}C$ 이하의 공정온도에서는 주상형 결정립을 가진 c축 우선배향의 ZnO 박막을 얻을 수 있었다. 이렇게 얻은 ZnO박막을 사용하여 FBAR 다층박막 구조를 구현하였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권12호
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• pp.1263-1269
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• 1999

본 실험에서는 반사층(reflector)을 이용한 FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator) 즉, SMR (Solidly Mounted Resonator) 제조에 필요한 재료들의 최적 증착 조건을 설정하여, 이를 바탕으로 제조한 SMR의 특성을 보여주었다. SMR은 상하부 전극층, 압전 박막층, 반사층, 기판으로 구성된다. 상하부 전극으로 알루미늄(Al) 금속 박막을 사용하였고 압전 박막층으로 산화아연(ZnO) 박막을 사용하였다. 실리콘(Si) 기판과 하부 전극 사이에 위치하는 반사층은 5층의 이산화규소 ($Si_2$)와 텅스텐(W) 박막으로 구성되었다. 상하부 전극은 dc 스퍼터링 방법으로 증착아였으며 반사층과 압전 박막층은 rf 스퍼터링 방법으로 증착하였다. 최적 증착 조건에서 증착된 산화아연 (ZnO) 박막은 rocking curve에서 표준편차가 $2.17^{\circ}$의 우수한 c축 우선배향성, 비저항은 $10^4\;{\Omega}cm$이상, 막 표면 거칠기(rms roughness)는 10.6${\AA}$의 특성을 나타내었다. 최적 증착 조건에서 증착된 텅스텐(W)과 이산화규소($Si_2$) 박막의 특성은 박막 거칠기 (rms roughness)가 각각 16 ${\AA}$, 33 ${\AA}$을 나타내었다. 또한 증착된 알루미늄 금속 박막의 비저항은 $5.1{\times}10^{-6}\;{\Omega}cm$이었다. 반도체 기본 공정을 이용하여 면적 $250{\times}250\;{\mu}m^2$의 SMR 소자를 만들고, 네트웍 분석기로 SMR 소자의 공진 특성을 분석하였다. 공진특성은 1.244 GHz에서 직렬공진, 1.251 GHz에서 병렬공진을 나타내었다. SMR 소자의 공진특성에서 공진기의 Q값은 1200이었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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• pp.633-636
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• 2003

본 논문에서는 ZnO를 사용한 다층 박막 SMR 소자의 공진 특성을 개선하기 위해서 실리콘 기판 상부에 형성된 W/SiO$_2$의 Bragg reflector를 thermal annealing한다. SMR 소자의 공진 특성은 Bragg reflector에 적응된 annealing 조건에 의존함을 관찰할 수 있었다. annealing을 하지 않은 Bragg reflector를 갖는 SMR 소자와 비교했을 경우, 40$0^{\circ}C$/30min의 조건으로 annealing된 Bragg reflector를 갖는 SMR 소자가 가장 훌륭한 공진특성을 나타내었다. 새롭게 제안된 annealing 공정은 W/SiO$_2$ 다층 박막 Bragg reflector를 갖는 SMR 소자의 공진 특성을 효과적으로 개선시키는데 있어 매우 유용할 것으로 보인다.

• 전기학회논문지
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• 제56권12호
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• pp.2217-2220
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• 2007

In this paper, we propose a new wafer level package (WLP) for the RF MEMS applications. The Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR) are fabricated and hermetically packaged in a new wafer level packaging process. With the use of Au-Sn eutectic bonding method, we bonded glass cap and FBAR device wafer which has groove-shaped via formed in the backside. The device wafer includes a electrical bonding pad and groove-shaped via for connecting to the external bonding pad on the device wafer backside and a peripheral pad placed around the perimeter of the device for bonding the glass wafer and device wafer. The glass cap prevents the device from being exposed and ensures excellent mechanical and environmental protection. The frequency characteristics show that the change of bandwidth and frequency shift before and after bonding is less than 0.5 MHz. Two packaged devices, Tx and Rx filters, are attached to a printed circuit board, wire bonded, and encapsulated in plastic to form the duplexer. We have designed and built a low-cost, high performance, duplexer based on the FBARs and presented the results of performance and reliability test.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.41-42
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• 2005

The characteristics of ZnO films are reported depending on different deposition conditions for film bulk acoustic resonators (FBARs). The ZnO films have been deposited on Al films evaporated on p-type (100) silicon substrate by pulsed laser deposition (PLD) technique using a Nd:YAG laser. These films exhibit an electrical resistivity higher than $10^7$ $\Omega$m. X-ray diffraction measurements have shown that ZnO films are highly c-axis oriented with full width at half maximum (FWHM) below $0.5^{\circ}$. These results show the possibility of FBAR devices using by PLD.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.151-154
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• 2003

AlN/Al/SiO$_2$/Si thin films for application to FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator) devices were prepared by FTS(Facing Targets sputtering system) apparatus which provides a stable discharge at low gas pressures and can deposit high quality thin films because of the substrate located apart from the plasma. The AlN thin films were deposited on a $SiO_2(1{\mu}m)/Si(100)$ substrate using an Al bottom electrode. The process parameters were fixed such as sputering power of 200W, working pressures of 1mTorr and AlN thin film thickness of 800nm, respectively and crytallographic characteristics of AlN thin films were investigated as a function of $N_2$ gas flow rate$[N_2/(N_2+Ar)]$. Thickness of AlN thin films were measured by $\alpha$-step, the crystallographic characteristics and c-axis preferred orientation were evaluated by XRD.