Mo/SiO₂/Si(100)기판 위에 MOCVD법으로 성장시킨 AIN박막이용 GHz대역의 FBAR제작에 관한 연구 = Fabrication of GHz-Band FBAR with AIN Film on Mo/SiO₂/Si(100) Using MOCVD

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 $Mo/SiO_2/Si(100)$ 기판 위에 MOCVD(Metal-Organic-Chemical-Vapor Deposition)법을 이용하여 C축 방향으로 성장시킨 AIN(Aluminum Nitride) 박막을 이용하여 GHz대역 무선 통신에서 사용할 수 있는 FBAR(Film-Bulk-Acoustic Resonator)을 제작하였다. 제작된 공진부의 공진주파수와 반공진주파수는 각각 3.189[GHz]와 3.224[GHz]으로 측정되었으며, Q값(Quality Factor)과 유효한 전기기계 결합계수(${k_{eff}}^2$)는 각각 24.7과 2.65[%]로 평가되었다. AIN의 증착(Deposition) 조건은 $950[^{\circ}C]$의 기판표면(Substrate) 온도, 20Torr의 압력, 25000의 N/Al의 V/III비로 증착하였다. $4{\times}10^{-5}[\Omega{cm}]$의 Mo 하부전극 고유저항과 $Mo/SiO_2/Si(100)$ 기판 위에 AIN(0002) FWHM(Full-Width at Half-Maximum) 4를 갖는 C축 방향성의 AIN 박막을 성공적으로 성장시켰다. 따라서 증착된 AIN박막의 FWHM값은 GHz대역 무선 통신용 RF(Radio Frequency) 밴드 패스 필터 설계에 유용하게 사용될 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, it is reported that film-bulk-acoustic resonator with high c-axis oriented AIN film on $Mo/SiO_2/Si(100)$ using metal-organic-chemical-vapor deposition was fabricated. The resonant frequency and anti-resonant frequency of the fabricated resonator were observed with 3.189[GHz] and 3.224[GHz], respectively. The quality factor and the effective electromechanical coupling coefficient(${k_{eff}}^2$) were measured with 24.7 and 2.65[%], respectively. The conditions of AIN deposition were substrate temperature of $950[^{\circ}C]$, pressure of 20Torr, and V-III ratio of 25000. A high c-axis oriented AIN film with $4{\times}10^{-5}[\Omega{cm}]$ resistivity of Mo bottom electrode and $4[^{\circ}]$ of AIN(0002) full-width at half-maximum(FWHM) on $Mo/SiO_2/Si(100)$ was grown successfully. The FWHM value of deposited AIN film is useful for the RF band pass filter specification for GHz-band wireless local area network.