KR20200028034A - 벌크 음향파 공진기에 대한 타원형 구조체 - Google Patents

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로한 더블유. 홀든
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어쿠스티스, 인크.
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Abstract

타원형 공진기 회로 디바이스. 디바이스는, 하단 금속 플레이트, 하단 금속 층 위에 놓이는 압전 층, 및 압전 층 위에 놓이는 상단 금속 플레이트를 포함한다. 상단 금속 플레이트, 압전 층, 및 하단 금속 플레이트는, 타원 비율(ellipse ratio) R = dx/dy로서 표현될 수 있는, 수평 직경(dx) 및 수직 직경(dy)을 갖는 타원 형상에 의해 특징지어진다. 타원형 구조체를 사용하면, 결과적인 벌크 음향파 공진기(bulk acoustic wave resonator; BAWR)는 통상적인 다각형 공진기들에 비하여 동등하거나 또는 개선된 삽입 손실, 더 높은 결합 계수, 및 더 높은 품질 인자를 나타낼 수 있다.

Description

벌크 음향파 공진기에 대한 타원형 구조체
관련 출원들에 대한 상호 참조들
본 출원은, 다음의 가특허 출원: "ELLIPTICAL RESONATOR"라는 명칭으로 2017년 08월 03일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/541,028호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 모든 목적들을 위해 참조로서 통합된다.
기술분야
본 발명은 전반적으로 전자 디바이스들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 압전 에피택셜(epitaxial) 필름들 및 본질적으로 단결정 필름들에 기초하는 공진기들에 관한 것이다.
모바일 통신 디바이스들이 전 세계적으로 성공적으로 효율적으로 사용되어 왔다. 셀 폰들 및 스마트 폰들을 포함하여 십억 개가 넘는 모바일 디바이스들이 매년 제조되었으며, 유닛 볼륨(unit volume)이 매년 계속해서 증가하고 있다. 약 2012년의 4G/LTE의 램프(ramp) 및 모바일 데이터 트래픽의 폭발과 함께, 데이터 풍부 컨텐츠(data rich content)가 스마트폰 부분의 성장을 이끌고 있으며 - 이는 다음 수년 내에 연간 2B에 도달할 것으로 예상된다. 새로운 표준과 레거시(legacy) 표준의 공존 및 더 높은 데이터 레이트(rate) 요건들에 대한 갈망이 스마트폰들 내의 RF 복잡성을 이끌고 있다. 불행히도, 통상적인 RF 기술을 이용할 때 문제가 되며 장래에 단점들을 초래할 수 있는 한계들이 존재한다.
이상으로부터, 전자 디바이스들을 개선하기 위한 기술들이 강력하게 희망된다는 것이 보여진다.
본 발명은 전반적으로 전자 디바이스들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 압전 에피택셜 필름들 및 본질적으로 단결정 필름들에 기초하는 공진기들에 관한 것이다.
일 예에 있어서, 본 발명은 타원-형 공진기 디바이스를 제공한다. 디바이스는, 하단 금속 플레이트, 하단 금속 층 위에 놓이는 압전 층, 및 압전 층 위에 놓이는 상단 금속 플레이트를 포함한다. 상단 금속 플레이트, 압전 층, 및 하단 금속 플레이트는, 타원 비율(ellipse ratio) R = dx/dy로서 표현될 수 있는, 수평 직경(dx) 및 수직 직경(dy)을 갖는 타원 형상에 의해 특징지어진다. 특정 예에 있어서, 타원 비율 R은 약 1.20 내지 약 2.00의 범위이다.
복수의 이러한 타원형 공진기 디바이스들은 RF 필터 회로 디바이스 내에 구성될 수 있다. 복수의 마이크로-비아(micro-via)들은 특정 공진기들을 서로 결합하거나 또는 공진기를 상호연결 금속 또는 결합 패드에 결합하도록 구성될 수 있다. 특정 예에 있어서, 본 발명은 11개의 타원형 공진기 디바이스들을 사용하는 RF 필터 구성을 제공하며, 여기에서 7개의 이러한 공진기들은 직렬로 결합되고 4개의 이러한 공진기들은 공진기 직렬 체인의 접합부(junction)들과 접지(ground) 사이에 결합된다. 당업자들은 다른 변형예들, 수정예들, 및 대안예들을 인식할 것이다.
본 발명을 사용하여 기존의 기술들을 뛰어 넘는 하나 이상의 이점들이 달성된다. 구체적으로, 본 디바이스는 당업계의 일반적인 기술 중 하나에 따라서 통상적인 재료들 및/또는 방법들을 사용하여 상대적으로 간단하고 비용 효율적인 방식으로 제조될 수 있다. 본 방법을 사용하면, 통상적인 다각형 공진기들에 비하여 동등하거나 또는 개선된 삽입 손실을 갖는 개선된 벌크 음향파 공진기(bulk acoustic wave resonator; BAWR)를 생성할 수 있다. 이러한 필터들 또는 공진기들은 RF 필터 디바이스, RF 필터 시스템, 또는 유사한 것 내에 구현될 수 있다. 실시예에 의존하여, 이러한 이점들 중 하나 이상이 달성될 수 있다. 물론, 다른 변형예들, 수정예들, 및 대안예들이 존재할 수 있다.
본 발명의 성질 및 이점들의 더 큰 이해는 첨부된 도면 및 이후의 상세한 설명의 부분들을 참조함으로써 인식될 수 있다.
본 발명을 더 완전하게 이해하기 위하여, 첨부된 도면들에 대한 참조가 이루어진다. 이러한 도면들이 본 발명의 범위에 있어서의 제한들로서 여겨지지 않아야 하며, 본 발명의 현재 설명되는 실시예들 및 현재 이해되는 최적의 모드가 첨부된 도면들을 사용하여 추가적인 세부사항들과 함께 설명된다는 것이 이해되어야 한다.
도 1a 및 도 1b는 각기, 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기에 대한, 측면도 및 상단도를 예시하는 간략도들이다.
도 2는 본 발명의 다양한 예들에 따른 몇몇 타원형 공진기들을 사용하는 RF 필터 회로 디바이스를 예시하는 간략도이다.
도 3a는 본 발명의 일 예에 따른 A-B 기준 라인을 따른 도 2의 RF 필터 회로의 단면도를 예시하는 간략도이다.
도 3b는 본 발명의 일 예에 따른 A-B 기준 라인을 따른 도 2의 RF 필터 회로의 단면도를 예시하는 간략도이다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기들을 사용하는 RF 필터 디바이스의 컴퓨터-지원 설계(computer-aided design; CAD) 레이아웃(layout)이다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기들을 사용하는 RF 필터 회로의 물리적 구현예의 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기 구성형 RF 필터 회로를 예시하는 간략화된 회로도이다.
도 7a는 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기(R=1.61)에 대한 필터 통과대역 대 통상적인 다각형 공진기에 대한 필터 통과대역의 삽입 손실을 비교하는 그래프이다.
도 7b는 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기(R=1.61)에 대한 필터 협대역 스펙트럼 대 통상적인 다각형 공진기에 대한 필터 협대역 스펙트럼의 삽입 손실을 비교하는 그래프이다.
도 7c는 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기(R=1.61)에 대한 필터 광대역 스펙트럼 대 통상적인 다각형 공진기에 대한 필터 광대역 스펙트럼의 삽입 손실을 비교하는 그래프이다.
도 8a 내지 도 8d는 다양한 비율의 R을 가지고 구성된 타원형 공진기들을 예시하는 간략도들이다.
도 9a 및 도 9b는 각기, 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기와 통상적인 다각형 공진기 사이의, 결합 계수(coupling coefficient) 및 품질 인자(quality factor)를 비교하는 그래프들이다.
도 9c는 도 9a 및 도 9b에 도시된 그래프들로부터의 결과들을 요약하는 표이다.
본 발명은 전반적으로 전자 디바이스들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 압전 에피택셜 필름들 및 본질적으로 단결정 필름들에 기초하는 공진기들에 관한 것이다.
일반적으로, 벌크 음향파 공진기(Bulk Acoustic Wave Resonator; BAWR)는, 커패시터의 2개의 전극들 사이의 압전 재료의 조성 및 그것의 금속 플레이트들의 기하학적 형상 및 두께에 의해 특징지어질 수 있는 평행 플레이트 커패시터이다. 이러한 공진기들의 구성은, RF 회로 내에 필터를 위치시키는 것의 영향을 설명하는 ("S21"로서 알려진) 삽입 손실에 의해 특징지어지는 신호 통과대역을 생성하는 RF 필터를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
통상적인 공진기들은 전형적으로 N-개의 측면들(여기에서 N≥3)을 갖는 다각형들을 사용하여 구성된다. 원형 공진기들이 가능하지만, 전형적으로, 이는 공진기 내에서 바람직하지 않은 모드들을 초래하는 바람직하지 않은 대칭성을 제공한다. 그러나, 타원형 공진기들은, 공진기의 수평 직경(dx) 대 수직 직경(dy)의 비율(R로서 정의됨)을 가지고 구성될 수 있으며, 여기에서 R = dx/dy이다. 일단 R을 가지고 정의되면, 공진기는 임의적인 각도 세타(θ)로 RF 회로 내에 위치될 수 있다.
본 발명의 예들에 따르면, 약 1.60 내지 약 1.61 사이의 R의 고유 비율을 갖는 타원형 공진기들을 사용하는 단결정 압전-기반 RF 필터들은, 통상적인 다각형 공진기들과 비교할 때 동등하거나 또는 개선된 삽입 손실 성능을 제공하도록 제조되고 테스트되었다. 이러한 필터들은 약 0.4 GHz 내지 약 20 GHz의 범위의 중심 주파수에 의해 특징지어지며, 필터 회로의 전기적 임피던스를 조정하기 위하여 하나 이상의 영역들을 사용한다.
도 1a는 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기의 측면 "샌드위치" 도면을 예시하는 간략도이다. 도시된 바와 같이, 디바이스(101)는 압전 층(130)을 샌드위치하는 상단 금속 플레이트(110) 및 하단 금속 플레이트(120)를 포함한다. 도 1b는 본 발명의 일 예에 따른 동일한 타원형 공진기의 상단도를 예시하는 간략도이다. 여기에서, 디바이스(102)는 단지 상단 금속 플레이트(110)만을 도시하지만, 수평 직경(dx), 수직 직경(dy) 및 각도 세타(θ)의 이상에서 논의된 측정치들이 상단 금속 플레이트(110)와 관련하여 도시된다.
도 2는 본 발명의 다양한 예들에 따른 몇몇 타원형 공진기들을 사용하는 RF 필터 회로 디바이스를 예시하는 간략도이다. 도시된 바와 같이, 디바이스(200)는 회로 다이(die)(210) 상에 구성된 몇몇 타원형 공진기들(220)을 포함한다. 특정 예에 있어서, 회로 다이(또는 기판)는, 실리콘 기판, 사파이어 기판, 탄화 실리콘 기판, GaN 벌크 기판, GaN 템플릿(template), AlN 템플릿, AlxGa1-xN 템플릿들, 엔지니어링된(engineered) 기판들 예컨대 실리콘 온 절연체(silicon on insulator; SOI), 및 다결정질 AlN 템플릿들로부터 선택된다. 이러한 공진기들(220)은 비아들(230)에 의해 서로 또는 오프-칩 연결들에 연결될 수 있다. 이러한 예에 있어서, 유전체 패시베이션(passivation) 층(211)이 회로 다이(210) 위에 놓이도록 형성되며, 이는 실리콘 이산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiN), 알루미늄 질화물(AlN), 또는 알루미늄 산화물(AlO), 또는 유사한 것일 수 있다. SiO2의 사용은 RF 필터 회로 내의 온도 드리프트(temperature drift)를 개선할 수 있다. 당업자들은 다른 변형예들, 수정예들, 및 대안예들을 인식할 것이다.
도 3a는 본 발명의 일 예에 따른 A-B 기준 라인을 따른 도 2의 RF 필터 회로의 단면도를 예시하는 간략도이다. 도시된 바와 같이, 디바이스(301)는, 실리콘 탄화물(SiC) 재료 또는 유사한 것을 포함할 수 있는 기판(310) 위에 놓이는 타원형 공진기 디바이스(320), 및 SiO2 또는 유사한 것을 포함할 수 있는 유전체 패시베이션 층(311)을 포함한다. 공진기 디바이스(320)는, 알루미늄 질화물(AlN) 재료 또는 유사한 것을 포함할 수 있는, 압전 층(323)을 샌드위치하는 상단 금속 플레이트(상단 전극)(321) 및 하단 금속 플레이트(하단 전극)(322)를 포함한다. 특정 예에 있어서, 압전 층은: AlN, AlGaN, GaN, InN, InGaN, AlInN, AlInGaN, ScAlN, ScGaN, AlScYN, 및 BN 중 적어도 하나를 갖는 재료들 또는 합금들을 포함한다. 마이크로-비아(330)는, 마이크로-비아(330)를 하단 금속 플레이트(322)에 결합하는, 몰리브데넘 재료 또는 유사한 것을 포함할 수 있는, 후면 금속 상호연결부(331)를 가지고 이러한 공진기(320)에 인접하여 구성된다.
특정 예에 있어서, 공진기(320)는 또한 2가지 유형의 에너지 구속 특징부(energy confinement feature; ECF), 즉, ECF-1(341) 및 ECF-2(342)를 포함한다. ECF-1(341)은 상단 금속 플레이트 표면 상에 하나 이상의 필러(pillar) 구조체들을 포함하며, 반면 ECF-2(342)는 상단 금속 전극 표면 내에 하나 이상의 캐비티(cavity) 영역들을 포함한다. 이러한 ECF 구조체들은 또한 하단 금속 플레이트 상에도 마찬가지로 형성될 수 있다. 특정 예에 있어서, 하단 금속 플레이트, 상단 금속 플레이트, 및 ECF 구조체들은 몰리브데넘(Mo), 루테늄(Ru), 알루미늄 구리(AlCu), 또는 텅스텐(W), 또는 유사한 것을 포함할 수 있다. 물론, 다른 변형예들, 수정예들, 및 대안예들이 존재할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 예에 따른 A-B 기준 라인을 따른 도 2의 RF 필터 회로의 단면도를 예시하는 간략도이다. 도시된 바와 같이, 디바이스(302)는, 임의의 ECF-2 구조체들 없이 ECF-1 구조체들만이 존재한다는 점을 제외하면 디바이스(301)와 유사하다. 나머지 엘리먼트들은 도 3a의 것들과 동일한 참조 번호 기법을 따른다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기들을 사용하는 RF 필터 디바이스의 컴퓨터-지원 설계(CAD) 레이아웃이다. 이미지(400)는 도 1의 레이아웃과 유사한 레이아웃을 보여준다. 도 5는 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기들을 사용하는 RF 필터 회로의 물리적 구현예의 이미지이다. 이미지(500)는 비교 목적들을 위하여 도 4와 동일한 배향으로 구성된다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기 구성형 RF 필터 회로를 예시하는 간략화된 회로도이다. 도시된 바와 같이, 디바이스(600)는 그 사이에 구성된 타원형 공진기들(620)을 갖는 RF 필터 입력(601) 및 RF 필터 출력(602)을 포함한다. 특정 예에 있어서, RF 필터는 11개의 이러한 공진기들을 포함하며, 여기에서 7개의 공진기들은 입력과 출력 사이에 직렬로 존재하며 4개의 공진기들은 접지 및 직렬 구성들의 상호연결부에 연결된다. 물론, 다른 변형예들, 수정예들, 및 대안예들이 존재할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기(R=1.61)에 대한 필터 통과대역 대 통상적인 다각형 공진기에 대한 필터 통과대역의 삽입 손실을 비교하는 그래프이다. 통상적인 다각형 공진기에 대한 결과들은 플롯(710)에 의해 도시되며, 반면 타원형 공진기에 대한 결과들은 플롯(720)에 의해 도시된다.
도 7b는 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기(R=1.61)에 대한 필터 협대역 스펙트럼 대 통상적인 다각형 공진기에 대한 필터 협대역 스펙트럼의 삽입 손실을 비교하는 그래프이다. 통상적인 다각형 공진기에 대한 결과들은 플롯(710)에 의해 도시되며, 반면 타원형 공진기에 대한 결과들은 플롯(720)에 의해 도시된다.
도 7c는 본 발명의 일 예에 따른 타원형 공진기(R=1.61)에 대한 필터 광대역 스펙트럼 대 통상적인 다각형 공진기에 대한 필터 광대역 스펙트럼의 삽입 손실을 비교하는 그래프이다. 통상적인 다각형 공진기에 대한 결과들은 플롯(710)에 의해 도시되며, 반면 타원형 공진기에 대한 결과들은 플롯(720)에 의해 도시된다.
도 8a 내지 도 8d는 다양한 비율의 R을 가지고 구성된 타원형 공진기들을 예시하는 간략도들이다. 도 8a는 R = 1.2의 타원 비율을 갖는 디바이스(801)를 예시한다. 도 8b는 R = 1.6의 타원 비율을 갖는 디바이스(802)를 예시한다. 도 8c 및 도 8d는 각기 R = 1.8 및 R = 2.0의 타원 비율들을 갖는 디바이스들(803 및 804)을 예시한다.
본 발명의 예들은, BAW 공진기의 형상이 전체 성능을 결정한다는 사실을 이용한다. 측방 모드 잡음은 형상의 전체 대칭성이 감소함에 따라 감소되며, 즉, 타원 형상은 원형 형상들보다 더 약한 측방 모드 잡음을 보여준다. 사변형 또는 오각형 형상들의 코너들에서의 음향파의 약한 수직 진폭은 공진기의 결합 계수를 감소시키며, 그에 따라서, 타원형 공진기는 더 높은 결합 계수를 가능하게 하도록 코너들을 제거한다. 추가로, 면적-대-에지(area-to-edge)의 비율은, 음향파가 에지를 따라 공진기의 외부로 방사될 때 공진기의 품질 인자에 영향을 준다. 타원이 사변형 또는 다른 다각형 형상에 비하여 주어진 면적에 대해 더 짧은 에지를 가지기 때문에, 타원형 공진기는 마찬가지로 더 높은 품질 인자를 나타낼 수 있다.
특정 예에 있어서, R = 1.6의 특정 종횡비를 갖는 타원형 공진기는 반공진 주파수(anti-resonance frequency)(Qp) 근처에서 더 양호한 품질 인자를 나타낸다. 5 GHz 근처의 공진 주파수를 갖는 BAW 공진기들로부터의 데이트(date)는, 타원의 종횡비가 1.6일 때 더 높은 Qp를 보여준다. 1.6의 비율을 갖는 타원형 공진기에 대한 결합 계수는 1.2의 비율을 갖는 타원형 공진기의 결합 계수보다 약간 더 작지만, 전체 성능 지수는 R = 1.6일 때 더 높다. 도 9a 내지 도 9c의 그래프들 및 표는 이러한 결과들을 요약한다.
도9a는 도 8에 도시된 타원형 공진기들에 대한 결합 계수 변동을 비교하는 그래프이다. 그래프(901)에 도시된 바와 같이, 1.2의 비율을 갖는 공진기가 최고 결합 계수에서 시작한다. 그런 다음, 이러한 계수의 값은 비율이 1.8에 도달할 때까지 떨어지지만, 2.0의 비율에서 다시 상승한다. 도 9b는 도 8에 도시된 타원형 공진기들에 대한 품질 인자를 비교하는 그래프이다. 그래프(902)에 도시된 바와 같이, 품질 인자는 비율이 1.2로부터 1.6까지 증가함에 따라 증가하지만, 비율이 1.8 및 2.0로 하강함에 따라 떨어진다. 도 9c는 도 9a 및 도 9b로부터의 그래프들의 결과들을 요약하는 표이다. 결합 계수 변동이 1.2의 타원 비율보다 더 높았지만, 전체 성능 지수는 R = 1.6(약 1.60 내지 약 1.61)에서 최대였다.
본 발명을 사용하여 기존의 기술들을 뛰어 넘는 하나 이상의 이점들이 달성된다. 구체적으로, 본 디바이스는 당업계의 일반적인 기술 중 하나에 따라서 통상적인 재료들 및/또는 방법들을 사용하여 상대적으로 간단하고 비용 효율적인 방식으로 제조될 수 있다. 본 방법을 사용하면, 통상적인 다각형 공진기들에 비하여 동등하거나 또는 개선된 삽입 손실을 갖는 개선된 벌크 음향파 공진기(bulk acoustic wave resonator; BAWR)를 생성할 수 있다. 이러한 필터들 또는 공진기들은 RF 필터 디바이스, RF 필터 시스템, 또는 유사한 것 내에 구현될 수 있다. 실시예에 의존하여, 이러한 이점들 중 하나 이상이 달성될 수 있다. 물론, 다른 변형예들, 수정예들, 및 대안예들이 존재할 수 있다.
이상이 특정한 실시예들의 완전한 설명이지만, 다양한 수정예들, 대안적인 구성들 및 균등물들이 사용될 수 있다. 일 예로서, 패키징된 디바이스는 이상에서 설명된 엘리먼트들의 임의의 조합뿐만 아니라, 본 명세서 외부의 것을 포함할 수 있다. 따라서, 이상의 설명 및 예시들은 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로서 취해지지 않아야만 한다.

Claims (20)

  1. 타원형 공진기 회로 디바이스로서,
    하단 금속 플레이트;
    상기 하단 금속 플레이트 위에 놓이는 압전 층; 및
    상기 압전 층 위에 놓이는 상단 금속 플레이트를 포함하며,
    상기 상단 금속 플레이트, 상기 압전 층, 및 상기 하단 금속 플레이트는, 타원 비율(ellipse ratio) R = dx/dy로서 표현될 수 있는, 수평 직경(dx) 및 수직 직경(dy)을 갖는 타원 형상에 의해 특징지어지는, 디바이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 타원 비율 R은 약 1.20 내지 약 2.0의 범위인, 디바이스.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 하단 금속 플레이트 및 상단 금속 플레이트는 몰리브데넘(Mo), 루테늄(Ru), 텅스텐(W), 또는 알루미늄-구리(AlCu)를 포함하는, 디바이스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 압전 층은: AlN, AlGaN, GaN, InN, InGaN, AlInN, AlInGaN, ScAlN, ScGaN, AlScYN, 및 BN 중 적어도 하나를 갖는 재료들 또는 합금들을 포함하는, 디바이스.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 상단 금속 플레이트 또는 상기 하단 금속 플레이트에 결합된 하나 이상의 필러-형 에너지 구속 특징부(energy confinement feature; ECF)들을 더 포함하며, 상기 하나 이상의 필러-형 ECF들은 유전체 재료, 금속 재료, 또는 유전체 및 금속 재료들의 조합을 포함하는, 디바이스.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 상단 금속 플레이트 또는 상기 하단 금속 플레이트 내에 구성된 하나 이상의 캐비티-형 에너지 구속 특징부(energy confinement feature; ECF)들을 더 포함하는, 디바이스.
  7. RF 필터 회로 디바이스로서,
    기판 부재;
    상기 기판 부재 위에 놓이는 유전체 패시베이션(passivation) 층;
    상기 기판 부재 위에 놓이며 상기 유전체 패시베이션 층 내에 구성되는 복수의 타원형 공진기 디바이스들로서, 상기 타원형 공진기들의 각각은,
    하단 금속 플레이트;
    상기 하단 금속 플레이트 위에 놓이는 압전 층; 및
    상기 압전 층 위에 놓이는 상단 금속 플레이트를 포함하며,
    상기 상단 금속 플레이트, 상기 압전 층, 및 상기 하단 금속 플레이트는, 타원 비율 R = dx/dy로서 표현될 수 있는, 수평 직경(dx) 및 수직 직경(dy)을 갖는 타원 형상에 의해 특징지어지는, 상기 복수의 타원형 공진기 디바이스들; 및
    상기 유전체 층 내에 구성된 복수의 비아(via) 구조체들을 포함하며,
    상기 복수의 비아 구조체들의 각각은 상기 복수의 타원형 공진기 디바이스들 중 적어도 하나에 결합되는, 디바이스.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 타원 비율 R은 약 1.20 내지 약 2.00의 범위인, 디바이스.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 기판 부재는, 실리콘 기판, 사파이어 기판, 탄화 실리콘 기판, GaN 벌크 기판, GaN 템플릿(template), AlN 템플릿, AlxGa1-xN 템플릿들, 엔지니어링된(engineered) 기판들 예컨대 실리콘 온 절연체(silicon on insulator; SOI), 및 다결정질 AlN 템플릿들로부터 선택되는, 디바이스.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 유전체 패시베이셔 층은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 또는 알루미늄 산화물 재료들을 포함하는, 디바이스.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 하단 금속 플레이트 및 상단 금속 플레이트는 몰리브데넘(Mo), 루테늄(Ru), 텅스텐(W), 또는 알루미늄 구리(AlCu) 재료들을 포함하는, 디바이스.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 압전 층은: AlN, AlGaN, GaN, InN, InGaN, AlInN, AlInGaN, ScAlN, ScGaN, AlScYN, 및 BN 중 적어도 하나를 갖는 재료들 또는 합금들을 포함하는, 디바이스.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 마이크로-비아 구조체들은 몰리브데넘(Mo), 루테늄(Ru), 텅스텐(W), 또는 알루미늄 구리(AlCu) 재료들을 포함하는, 디바이스.
  14. 청구항 7에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 상단 금속 플레이트 또는 상기 하단 금속 플레이트에 결합된 하나 이상의 필러-형 에너지 구속 특징부(ECF)들을 더 포함하며, 상기 하나 이상의 필러-형 ECF들은 유전체 재료, 금속 재료, 또는 유전체 및 금속 재료들의 조합을 포함하는, 디바이스.
  15. 청구항 7에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 상단 금속 플레이트 또는 상기 하단 금속 플레이트 내에 구성된 하나 이상의 캐비티-형 에너지 구속 특징부(ECF)들을 더 포함하는, 디바이스.
  16. RF 필터 회로 디바이스로서,
    기판 부재;
    상기 기판 부재 위에 놓이는 유전체 패시베이션 층;
    상기 기판 부재 위에 놓이며 상기 유전체 패시베이션 층 내에 구성되는 11개의 타원형 공진기 디바이스들로서, 상기 타원형 공진기들의 각각은,
    하단 금속 플레이트;
    상기 하단 금속 플레이트 위에 놓이는 압전 층; 및
    상기 압전 층 위에 놓이는 상단 금속 플레이트를 포함하며,
    상기 상단 금속 플레이트, 상기 압전 층, 및 상기 하단 금속 플레이트는, 타원 비율 R = dx/dy로서 표현될 수 있는, 수평 직경(dx) 및 수직 직경(dy)을 갖는 타원 형상에 의해 특징지어지는, 상기 11개의 타원형 공진기 디바이스들을 포함하며,
    상기 타원형 공진기 디바이스들 중 7개는 직렬 구성으로 구성되고, 상기 타원형 공진기 디바이스들 중 4개는 직렬 구성의 접합부와 접지 사이에 구성되며, 접합부들은 상기 직렬 구성 이전에, 상기 직렬 구성의 제 2 공진기 이후에, 상기 직렬 구성의 제 4 공진기 이후에, 그리고 상기 직렬 구성의 제 6 공진기 이후에 존재하는, 디바이스.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 타원 비율 R은 약 1.20 내지 약 2.00의 범위인, 디바이스.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 상단 금속 플레이트 또는 상기 하단 금속 플레이트에 결합된 하나 이상의 필러-형 에너지 구속 특징부(ECF)들을 더 포함하며, 상기 하나 이상의 필러-형 ECF들은 유전체 재료, 금속 재료, 또는 유전체 및 금속 재료들의 조합을 포함하는, 디바이스.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 상단 금속 플레이트 또는 상기 하단 금속 플레이트 내에 구성된 하나 이상의 캐비티-형 에너지 구속 특징부(ECF)들을 더 포함하는, 디바이스.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 압전 층은: AlN, AlGaN, GaN, InN, InGaN, AlInN, AlInGaN, ScAlN, ScGaN, AlScYN, 및 BN 중 적어도 하나를 갖는 재료들 또는 합금들을 포함하는, 디바이스.
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