[发明专利]一种基于种子层结构的高性能氮化铝钪的制备方法及其产品

权利要求书

1.一种基于种子层结构的高性能氮化铝钪的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)准备衬底层：采用化学清洗或等离子清洗的方法去除基片表面污渍，然后在基片上通过物理气相沉积法、化学气相沉积法、脉冲激光沉积法或分子束外延法依次制备粘附层和下电极；

(2)在所述衬底层上表面生长种子层：采用物理气相沉积法、化学气相沉积法、脉冲激光沉积法或分子束外延法在所述衬底层上的下电极表面生长得到种子层；

(3)在所述种子层表面生长氮化铝钪压电层：采用物理气相沉积法、化学气相沉积法、脉冲激光沉积法或分子束外延法在所述种子层表面生长形成氮化铝钪压电层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘附层的厚度为30～80nm，所述下电极的厚度为50～200nm，所述种子层的厚度为10～50nm。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述基片采用MEMS基片或柔性衬底。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述MEMS基片为硅、氧化硅、氧化铝、碳化硅或金属中的任意一种；所述柔性衬底为PI或PDMS。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述粘附层采用的材料与所述基片之间的膜基结合力不小于5N；所述下电极采用的材料为金属材料，所示金属材料与ScAlN的晶格失配度不大于30％。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述粘附层采用的材料为AlN、TiW、Ti或Cr中的任意一种。

7.据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述金属材料为Mo、Pt、Ir、Al、Ti或Au中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述种子层采用AlN、GaN、ScAlN、YN、Al₂O₃或ScGaN材料中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述物理气相沉积法中，以铝、钪、铝钪合金、氮化铝钪或氮化铝中的任意一种或几种材料为靶源，以惰性气体氩气为工作气体、以活性气体如氮气为反应气体，通过能量源提供动能；

所述化学气相沉积法中，以含有铝或钪元素的金属有机物为前驱体，以氢气或氮气为载气；

所述脉冲激光沉积法中，以铝、钪、铝钪合金、氮化铝钪或氮化铝中的一种或几种材料为靶源，以氮气为反应气体，以激光光源为能量源；

所述分子束外延法中，以纯度高于99％的铝、纯度高于99％的钪或铝钪合金作为分子束源，以氮气或氨气为氮源提供氮离子。

10.根据权利要求1～9任一项所述的制备方法制备得到的产品。