微电子压电结构制造技术

通过首先在硅晶片上生长一个钛酸锶层（１０４），可以在大硅晶片上生长高质量的单晶Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ↓［３］外延层（１１０）。该钛酸锶层（１０４）为单晶层，与所述硅晶片之间隔有一个氧化硅无定形中间层（１１６）。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及微电子结构和器件及其制造方法，尤其涉及包括压电薄膜的结构和器件及其制造和用途。
技术介绍
压电材料对于多种应用都是有用的。例如，压电材料常用于构成压力计、传感器、触觉传感器、机器人控制器、高频声音发生器、频率控制电路以及振荡器。通常，所需的压电材料特性，例如压电效应，随着材料的结晶度的提高而提高。因此，常常需要高结晶质量的压电材料。与用于构成微电子器件比如微电子压力传感器、振荡器等的其他材料相比，大体积(bulk form)的压电材料比较贵。由于大体积压电材料目前的总的来说比较高的成本并且不易获得，多年来试图在外部衬底上生长压电材料薄膜。但是，为了获得优化的压电材料特性，需要具有高结晶质量的单晶膜。例如，已试图在衬底比如硅上生长压电材料单晶层。这些努力通常都不成功，因为基质晶体和生长晶体之间的晶格失配导致形成的压电材料薄膜的结晶质量低。如果能够低成本地获得大面积、高质量的单晶压电材料薄膜，则可以有益地使用这种薄膜来制造许多半导体微电子器件，并且成本与在压电材料大晶片(bulk wafer)上制造这样的器件相比更低。另外，如果能够在大晶片比如硅晶片上实现高质量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钙钛矿型异质结构，包括：一个单晶硅衬底；一个覆在所述硅衬底上的包含（Ｓｒ，Ｂａ）ＴｉＯ↓［３］的第一单晶氧化物层；一个覆在所述第一层上的包含（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ↓［３］的第二单晶层；一个覆在所述第二单晶层 上的包含Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ↓［３］的第三单晶层；和一个覆在所述第三单晶层上的包含（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ↓［３］的第四单晶层。

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿型异质结构，包括一个单晶硅衬底；一个覆在所述硅衬底上的包含(Sr，Ba)TiO3的第一单晶氧化物层；一个覆在所述第一层上的包含(La，Sr)CoO3的第二单晶层；一个覆在所述第二单晶层上的包含Pb(Zr，Ti)O3的第三单晶层；和一个覆在所述第三单晶层上的包含(La，Sr)CoO3的第四单晶层。2.如权利要求1所述的钙钛矿型异质结构，还包括一个在所述第一层下面的无定形层。3.如权利要求1所述的钙钛矿型异质结构，还包括一个结合到所述第二单晶层的第一金属电极，以及一个结合到所述第四单晶层的第二金属电极。4.如权利要求3所述的钙钛矿型异质结构，其中，所述第一金属电极和所述第二金属电极各包含一种选自铂和铱的金属。5.如权利要求3所述的钙钛矿型异质结构，其中，所述第二单晶层、第三单晶层、第四单晶层和第一和第二金属电极构成下述器件中的一种压电致动器、压电传感器和铁电存储单元。6.如权利要求1所述的钙钛矿型异质结构，其中所述第一层的厚度为约9-11nm。7.如权利要求1所述的钙钛矿型异质结构，其中，所述第二单晶层和所述第四单晶层各自的厚度大于约100nm。8.如权利要求7所述的钙钛矿型异质结构，其中，所述第三单晶层的厚度大于约200nm。9.如权利要求1所述的钙钛矿型异质结构，其中，所述第三单晶层的厚度大于约200nm。10.如权利要求9所述的钙钛矿型异质结构，其中，所述第二单晶层的厚度大于约100nm。11.如权利要求10所述的钙钛矿型异质结构，还包括一个在所述第一层下面的无定形层。12.如权利要求1所述的钙钛矿型异质结构，其中，所述第二单晶层包括La0.5Sr0.5CoO3。13.一种钙钛矿型异质结构，包括一个单晶硅衬底；一个覆在所述硅衬底上的包含(Sr，Ba)TiO3的第一单晶层；一个形成在所述第一单晶层下面的氧化硅层；一个覆在所述第一层上的包含(La，Sr)CoO3的第二单晶层；一个与所述第二单晶层电接触的第一电极；一个覆在所述第二单晶层上的包含Pb(Zr，Ti)O3的第三单晶层；一个覆在所述第三单晶层上的包含(La，Sr)CoO3的第四单晶层；和一个与所述第四单晶层电接触的第二电极。14.如权利要求13所述的钙钛矿型异质结构，其中，所述第二单晶层和第四单...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉马默西拉麦士，王玉，詹福瑞M芬德，库特艾森比萨，于志毅，拉文卓诺斯卓柏德，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]