[發(fā)明專利]制備多晶陶瓷膜的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910159284.1
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN110079765B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設計）人: M.施雷特;W.維爾興
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/08;C23C14/34;H01L41/316;H03H3/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石克虎;楊戩

本發(fā)明涉及制備多晶陶瓷膜的方法。具體地，本發(fā)明涉及在基材（10）的表面（12）上制備多晶陶瓷膜的方法，其中在表面（12）上導入粒子流并且通過所述粒子在表面（12）上的沉積而形成所述陶瓷膜，其中借助隔板沿著優(yōu)選方向在表面（12）上導入所述粒子流直到達到第一預定層厚度，該優(yōu)選方向與表面（12）的平面法線形成了預定的入射角。根據(jù)本發(fā)明，在達到預定的層厚度之后，將所述隔板從粒子流中移除，并且在表面（12）上導入另外的粒子直到達到第二預定層厚度。

本專利申請是申請日為2013年6月18日、申請?zhí)枮?01380034791.3、同題的專利申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及在基材的表面上制備多晶陶瓷膜的方法。

背景技術

在生物傳感器領域，越來越多地使用薄膜體聲波諧振器（FBAR）；當特定連接到檢測物質時，它能在其表面上獲取其共振頻率的變化。其中，它是指在相應基材（例如硅晶片）上施加的壓電晶體層。

因為生物分子的檢測通常在液體中進行，所以需要特別高的共振品質和敏感度。為此必須在聲學剪切模式中激發(fā)諧振器。

為了實現(xiàn)這樣的激發(fā)，需要使極性晶軸相對于激發(fā)場傾斜（Verkippung）。在經典的諧振器結構（其中壓電體包裹在兩個電極層之間）的情況下，所述極性軸必須具有電極平面中的組分。

當使用ZnO作為介電體時，在傾斜大約40°和大約90°的情況下激發(fā)純粹的剪切波（N.F. Foster等人, Cadmium Sulfide and Zinc Oxide Thin-Film Transducers, IEEETransactions on sonics and ultrasonics, Vol. SU-15, No.1, 1968年1月）。相對小的傾斜（例如15°）也足夠獲得起作用的剪切模式諧振器。

為了達到極性軸的這種傾斜，DE 10 2005 014 160 A1描述了一種方法，其中通過反應性濺射沉積壓電體。在此借助隔板（Blende）調節(jié)粒子的優(yōu)選入射方向，該入射方向與基材表面的平面法線形成了所需的角度，從而在基材表面上沉積陶瓷。

已知方法的缺點在于，材料流的主要部分沉積在隔板上而不是沉積在基材上。這導致低的沉積速率，并且使得所述裝置在不多次的沉積過程之后就需要清潔和重新調整。這樣會消耗很多時間和費用。使用隔板系統(tǒng)還會導致低的沉積結果的可重復性，特別是在層均勻性方面。

發(fā)明內容

因此，本發(fā)明的目的在于提供根據(jù)權利要求1的前序部分的方法，該方法可以快速地、低成本地和很好可重復性地制造具有傾斜的極性軸的陶瓷膜。

該目的通過具有權利要求1的特征的方法而實現(xiàn)。

對于在基材的表面上制備多晶陶瓷膜的這種方法，在表面上導入粒子的粒子流并且通過所述粒子在表面上的沉積而形成所述陶瓷膜。在此，借助隔板沿著優(yōu)選方向在表面上導入所述粒子流直到達到第一預定層厚度，該優(yōu)選方向與表面的平面法線形成了預定的入射角。

根據(jù)本發(fā)明，在達到預定的層厚度之后，將所述隔板從粒子流中移除，并且在表面上導入另外的粒子直到達到第二預定層厚度。

換言之，所述隔板只是用于產生陶瓷材料的晶種層，即具有所述第一預定層厚度的層，其具有所需的軸取向。在形成該晶種層之后，可以不用借助隔板繼續(xù)進行沉積，因為晶種層的晶體在不定向的材料施加時也會沿著已經預定的優(yōu)選取向繼續(xù)生長。

這樣可以在產生晶種層之后實現(xiàn)明顯更高的沉積速率。此外，在產生晶種層之后不使用隔板可以在基材上沉積明顯更多的所使用的陶瓷材料，并且通過在隔板上捕獲的材料減少了裝置的污染。這提高了裝置的使用壽命并且降低了維護消耗和費用。