[發明專利]沉積方法

在審

• 申請號: 202110249843.5
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113512705A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: S·海默爾;A·托馬斯;S·伯吉斯
• 申請（專利權）人: SPTS科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/16;H03H3/02;H03H9/02
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 章蕾

本申請案涉及一種沉積方法。根據本發明提供一種在諧振器裝置的制造中在襯底上濺鍍沉積金屬層的方法，其中所述金屬層由選自鉬Mo、鎢W、鈦Ti、鉭Ta、鉑Pt或釕Ru的金屬組成，所述方法包括以下步驟：提供包括腔室、安置于所述腔室內的襯底支撐件、由金屬材料制成的靶標及等離子體產生裝置的磁控濺鍍設備，其中所述襯底支撐件與所述靶標分離開10cm或更小的距離；將所述襯底支撐于所述襯底支撐件上；執行DC磁控濺鍍步驟，其包括將所述金屬材料從所述靶標濺鍍到所述襯底上以便在所述襯底上形成金屬層，其中在所述DC磁控濺鍍步驟期間，所述腔室的惰性氣體具有至少6毫托的壓力，所述靶標被供應具有至少6W/cm²的功率密度的功率，且所述襯底具有200到600℃范圍內的溫度。

技術領域

本發明涉及一種在襯底上濺鍍沉積金屬層的方法。更明確來說，本發明涉及一種在例如體聲波(BAW)裝置或表面聲波(SAW)裝置的諧振器裝置的制造中在襯底上濺鍍沉積金屬層的方法。本發明還涉及一種制造諧振器裝置的方法。本發明還涉及包括金屬層的相關聯襯底及相關聯諧振器裝置。

背景技術

例如體聲波(BAW)裝置及表面聲波(SAW)裝置的諧振器裝置具有各種應用。舉例來說，BAW裝置用于手機及其它無線應用中以允許接收及/或發射特定射頻。這些諧振器裝置使用壓電效應從電輸入產生機械諧振且還可將機械諧振轉換成電輸出。

諧振器裝置通常包括循序沉積于例如圖案化硅襯底的襯底上的多個層。所述層通常包含安置于兩個金屬電極之間的壓電層，例如AlN或AlScN。例如濺鍍的物理氣相沉積(PVD)技術可用于沉積這些層。

期望減小諧振器裝置中的層的厚度以便開發適于5G及未來RF濾波器世代的裝置。然而，隨著壓電層變薄，跨電極層的晶片內應力變化對裝置堆疊的耦合性質的貢獻變得更加突出。即，電極的晶片內應力變化變成跨晶片控制耦合均勻性的更重要因素。期望開發沉積具有小于約200MPa的應力范圍的電極層同時跨具有最小(例如5mm)邊緣去除區域的襯底(例如200mm的硅晶片)的整個表面還維持良好厚度均勻性(優選地1％1σ)的方法。還期望電極層的應力可取決于所要應用來調諧。

例如AlN或AlScN諧振器裝置的諧振器裝置的電極層還必須以低熱彈損失導電。電極層還應提供合適表面來生長具有優選晶向的壓電材料。

已知鉬(Mo)展現比Al少56倍的熱彈損失，且已被用作用于電極層的材料。Mo的體電阻率是5.34μΩ.cm。然而，濺鍍沉積Mo電極層的已知方法通常提供具有不小于約11μΩ.cm的電阻率的Mo層。因此，期望開發一種沉積展現減小電阻率的例如Mo層的電極層的方法。此將能夠使電極層變薄，從而減少裝置損失且提供所得諧振器裝置的更高品質因子。

發明內容

在至少一些本發明實施例中，本發明尋求解決上述問題、期望及需要。特定來說，本發明的實施例尋求提供一種導致金屬層展現小于約10μΩ.cm的電阻率同時實現沉積金屬層的優異應力控制及優異厚度均勻性的方法。總的來說，此可導致具有減少損失的更高品質諧振器裝置，例如BAW及SAW裝置。這些期望性質在開發下一代高品質諧振器裝置中是關鍵的。

根據本發明的第一方面，提供一種在諧振器裝置的制造中在襯底上濺鍍沉積金屬層的方法，其中所述金屬層由從鉬(Mo)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉑(Pt)或釕(Ru)選出的金屬組成，所述方法包括以下步驟：

提供包括腔室、安置于所述腔室內的襯底支撐件、由金屬材料制成的靶標及等離子體產生裝置的磁控濺鍍設備，其中所述襯底支撐件與所述靶標分離開10cm或更小的距離；

將所述襯底支撐于所述襯底支撐件上；

執行DC磁控濺鍍步驟，其包括將所述金屬材料從所述靶標濺鍍到所述襯底上以便在所述襯底上形成金屬層，其中在所述DC磁控濺鍍步驟期間，所述腔室的惰性氣體具有至少6毫托(至少約0.8Pa)的壓力，所述靶標被供應具有至少6W/cm²的功率密度的功率，且所述襯底具有200到600℃范圍內的溫度。