[发明专利]用于形成氮化铝层的方法

说明书

一种用于形成氮化铝层(310，320)的方法包括：提供衬底(100)，并且形成经图案化的金属氮化物层(110)。在衬底的经暴露的部分(101)上形成底部电极金属层(210)。在衬底(100)的经暴露的部分(101)上方生长的氮化铝层部分(320)展现出压电性质。在经图案化的金属氮化物层(110)上方生长的氮化铝层部分(310)没有展现出压电性质(310)。两个氮化铝层部分(320，310)同时生长。

技术领域

本公开涉及一种用于形成氮化铝层的方法。具体地，本公开涉及在衬底上形成氮化铝层，其中氮化铝层的不同部分的性质不同。

背景技术

氮化铝是广泛用于电子部件领域的材料。部件的功能常常基于氮化铝(AlN)层的压电性质。在许多情况下，同一芯片上包括可能使用氮化铝实现其压电性质以外的性质的其他部件或功能。这就要求氮化铝沉积在衬底上，具有压电性质和非压电性质。

氮化铝通常用于体声波(BAW)谐振器，其中电信号在夹置(sandwiched)于两个电性电极之间的压电氮化铝层中引起声学谐振波。可能需要在同一衬底上包括使用氮化铝的其他部件，这些其他部件会利用AlN的机械性质而不是压电性质。例如，AlN可以用作用于片上电容器的电介质层。此外，AlN可以用作导热体，以将在声学谐振器中生成的热量传送到散热器(heat sink)。在这些情况下，优选采用没有压电性质的氮化铝，使得不会影响部件的电声功能。

需要在同一衬底上生长具有压电性质和具有非压电性质的氮化铝。还需要在同一衬底上同时生长具有压电性质和具有非压电性质的氮化铝。

本公开的目的是提供一种用于在同一衬底上生长具有压电性质和非压电性质的氮化铝的方法。

发明内容

根据一个实施例，一种用于形成氮化铝的方法包括：提供衬底；在衬底上形成金属氮化物层；对金属氮化物层进行图案化以形成残余金属氮化物层并且暴露衬底的一部分；在衬底的经暴露的部分上形成金属层；在金属层上和金属氮化物层上方形成氮化铝。

压电AlN展现出规则结构，其具有沿着C轴的很强的取向。换句话说，压电AlN具有柱状取向，其中柱基本上沿着一个主方向延伸，该主方向是晶体的C轴或压缩轴。压电AlN具有展现出柱状、C轴取向的晶体态。取向轴基本上垂直于在其上生长氮化铝的衬底的主表面。

非压电AlN没有这种晶体取向或柱状取向或C轴取向。相反，非压电AlN是无定形的或可以是多晶的。由于这种多晶AlN层或无定形AlN层中实际上没有主取向，所以这样的AlN层没有或至少没有可利用的压电性质。

根据实施例，该方法包括以下步骤：在衬底上形成金属氮化物层。金属氮化物层提供了取向禁止功能，使得在金属氮化物层的区域上方生长的AlN基本上没有晶体取向并且以多晶形式或无定形形式生长，而直接在衬底上生长的、没有底层(underlying)金属氮化物的AlN在其在衬底上生长期间执行相对良好取向的成核。

根据实施例，对沉积在衬底上的金属氮化物层进行图案化以形成残余金属氮化物层的一个或多个部分，并且除去金属氮化物层的其余部分，从而暴露衬底的表面的一部分。

然后，在衬底的经暴露的部分上至少形成用于底部电极的金属层。在另一实施例中，在残余金属氮化物层上和在衬底的经暴露的部分上形成金属层。在一个沉积步骤中，在残余金属氮化物层上和衬底的经暴露的部分上可以同时形成底部电极的金属层。所沉积的金属层延续了底层的结构，要么是基本上没有主取向(因为它是取向扰乱)的底层金属氮化物层的结构，要么是来自使得能够生长C轴取向的AlN层的底层衬底的结构。