[发明专利]集成的外延金属电极

说明书

本文描述的系统和方法包括在稀土氧化物和半导体层之间的外延金属层。所述系统和方法据述用于生长分层结构(100)，该结构包括基底(102)，在基底上外延生长的第一稀土氧化物层(104)，在所述稀土氧化物上外延生长的第一金属层(106)层和在所述第一金属层上外延生长的第一半导体层(108)。

对于相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月22日提交的美国临时申请No.62/398,416在35 U.S.C.§119(e)下的权益，其全部内容通过引用结合于此。本申请与__提交的共同未决的美国申请No.__(代理人案卷号No.111848-0016-101)有关，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本申请涉及半导体设计，更具体地，涉及用于集成外延金属电极的分层结构，其中，外延金属被引入下外延氧化物和上外延半导体之间。

背景技术

外延、外延生长和外延沉积是指在结晶基底上生长或沉积晶体层。晶体层称为外延层。结晶基底用作模板并确定晶体层的取向和晶格间距。在一些示例中，晶体层可以是晶格匹配的或晶格重合的。晶格匹配的晶体层可以具有与结晶基底的顶部表面相同或非常相似的晶格间距。晶格重合的晶体层的晶格间距可以是结晶基底的晶格间距的整数倍。外延的质量部分地基于晶体层的结晶度。实际上，高质量的外延层将是具有最小缺陷且很少或没有晶界的单晶。传统上，在上游处理中的某些点处将金属接触层施加到外延结构。由于今天的复杂外延结构通常包含多个器件功能，因此这需要在具有大量形貌的晶片上进行大量金属蚀刻和沉积。

金属和半导体之间的相互作用通常对器件操作至关重要。金属和半导体之间的这种相互作用的一个例子发生在诸如RF滤波器的薄膜谐振器中，其中，整体声学性能由电极的声阻抗和压电材料的声阻抗的乘积限定。事实上，为了获得高谐振频率，有必要使电极和压电材料都很薄。这在图17中总结，该图示出了对于不同厚度的金属电极，作为AlN厚度的函数的共振频率(来自S.Tanifuji et al,Proceedings 2009 IEEE InternationalUltrasonic Symposium,p.2170，其全部内容通过引用并入)。这里，晶体质量也很重要，因为没有它，随着厚度减小，电阻率会因为多晶金属层中的缺陷和晶界的增加的影响而增加。

如在Zheng et al,Journal of Applied Physics,vol.111 p.123112(2012)(其全部内容通过引用并入)中所述，已经尝试在硅工程基底上金属上生长InP。然而，Zheng描述的是多晶而非外延的薄膜。

在氧化钇稳定化的氧化锆(YSZ)上的金属的外延生长在Gsell et al,Journal ofCrystal Growth,vol.311,p.3731(2009)(其全部内容通过引用并入本文)中得到描述。Gsell描述了通过使用YSZ将金属与下面的硅基底分离，因为这防止了任何外延金属的不希望的硅化。YSZ是使用氧化锆和氧化钇靶(或通过脉冲激光沉积来沉积)的溅射材料。它不是单晶材料，具有晶界，可以是混合结晶(立方和四方)。因此，它是金属外延生长的次优模板。此外，控制YSZ/硅界面在技术上具有挑战性。

因此，已证明在半导体材料上外延生长具有良好晶体质量的金属是困难的。

发明内容