[發明專利]一種高頻高性能SAW器件用碳化硅基AlScN模板及制備方法

在審

• 申請號: 202110971256.7
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113871289A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 吳亮;付丹揚;王琦琨;龔建超
• 申請（專利權）人: 奧趨光電技術（杭州）有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/203;H01L21/205
• 代理公司: 杭州宇信聯合知識產權代理有限公司 33401
• 代理人: 梁群蘭

1.一種高頻高性能SAW器件用碳化硅基AlScN模板，其特征在于：所述碳化硅基AlScN模板為多層結構，以單晶碳化硅為襯底，在碳化硅的拋光面上依次生長有SiO₂層、金屬鈍化層、AlN種子層、低濃度Sc摻雜的AlScN層以及高濃度Sc摻雜的AlScN層；

其中：所述低濃度Sc摻雜的AlScN層化學式為Al_1-xSc_xN，其中x≤0.3；所述高濃度Sc摻雜的AlScN層化學式為Al_1-ySc_yN，其中0.3≤y≤0.6。

2.根據權利要求1所述一種高頻高性能SAW器件用碳化硅基AlScN模板，其特征在于：所述SiO₂層膜厚為10-1000nm、所述金屬鈍化層膜厚為5-1000nm；所述AlN種子層膜厚為10-5000nm；所述低濃度Sc摻雜的AlScN層膜厚為10-5000nm；所述高濃度Sc摻雜的AlScN層膜厚為10-5000nm。

3.根據權利要求1所述一種高頻高性能SAW器件用碳化硅基AlScN模板，其特征在于：所述碳化硅基AlScN模板頻率溫度系數低于-14.73ppm/K，相速度達到5500m/s以上。

4.制備如權利要求1-3任一項所述一種高頻高性能SAW器件用碳化硅基AlScN模板的方法，其特征在于，包括步驟如下：

1）準備碳化硅襯底；碳化硅襯底采用單面拋光的單晶片；

2）碳化硅襯底表面進行預處理；

3）在預處理后的碳化硅襯底表面制備SiO₂層；

4）在SiO₂層上制備金屬層；

5）在金屬層上制備AlN種子層；

6）在AlN種子層上制備低Sc濃度的Al_1-xSc_xN層，其中x≤0.3；

7）在所述低Sc濃度的Al_1-xSc_xN層上制備高Sc濃度的Al_1-ySc_yN層，0.3≤y≤0.6。

5.根據權利要求4所述一種高頻高性能SAW器件用碳化硅基AlScN模板的制備方法，其特征在于：步驟2）采用離子轟擊法，去除碳化硅襯底表面氧化物和污染物。

6.根據權利要求4所述一種高頻高性能SAW器件用碳化硅基AlScN模板的制備方法，其特征在于：步驟5）采用MOCVD法或者磁控濺射法生長AlN種子層。

7.根據權利要求4所述一種高頻高性能SAW器件用碳化硅基AlScN模板的制備方法，其特征在于：步驟6）或者步驟7）采用磁控濺射法。

8.根據權利要求7所述一種高頻高性能SAW器件用碳化硅基AlScN模板的制備方法，其特征在于：步驟6）中，采用磁控濺射法的制備工藝為：氮氣流量為5-400 sccm，氬氣流量為5-400 sccm，腔室內總氣壓為0.1-10pa，濺射功率為0.1-15 KW，溫度30-1000℃。

9.根據權利要求7所述一種高頻高性能SAW器件用碳化硅基AlScN模板的制備方法，其特征在于：步驟7）中，采用磁控濺射法的制備工藝為：氮氣流量為5-400 sccm，氬氣流量為5-200 sccm，腔室內總氣壓為0.1-5pa，濺射功率為0.1-15 KW，溫度30-600℃。

10.根據權利要求4所述一種高頻高性能SAW器件用碳化硅基AlScN模板的制備方法，其特征在于：所述金屬層為金屬Al層或者金屬鎢層。