一种半导体薄膜及其生长方法技术

本发明专利技术提出了一种半导体薄膜及其生长方法，所述半导体薄膜至少包括：衬底；第一缓冲层，所述第一缓冲层位于所述衬底表面；第二缓冲层，所述第二缓冲层位于所述第一缓冲层表面；多个凸起，多个所述凸起位于所述第二缓冲层表面；第一半导体层，所述第一半导体层位于所述第二缓冲层和所述凸起表面；第二半导体层，所述第二半导体层位于所述第一半导体层表面；以及第三半导体层，所述第三半导体层位于所述第二半导体层表面。本发明专利技术提供的一种半导体薄膜及其生长方法，能有效提高薄膜的质量。能有效提高薄膜的质量。能有效提高薄膜的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体薄膜及其生长方法


[0001]本专利技术涉及声波器件材料
，具体为一种半导体薄膜及其生长方法。

技术介绍

[0002]声表面波滤波器(Surface Acoustic Wave，SAW)是一种利用声表面波效应和谐振特性制备的对频率有选择的器件。声表面波滤波器选择具有六方铅锌矿结构的半导体材料，具有高纵声波速、高导热率、介电性能好以及热膨胀系数低等优点，沿c轴取向的半导体材料具有非常好的压电性和声表面波高速传播性能，是优异的声表面波器件用压电材料。
[0003]但是用于声表面波滤波器的半导体材料材料主要通过磁控溅射获得，为多晶薄膜材料。多晶薄膜通常存在一定厚度的非晶过渡区，导致器件的品质因数(quality factor，Q值)降低，增加声波传输损耗，不利于声波的传输，从而限制器件的性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种半导体薄膜及其生长方法，能够获得低位错密度和高质量的氮化铝薄膜，从而提高器件的性能。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过如下的技术方案实现的：
[0006]本专利技术提出一种半导体薄膜，至少包括：
[0007]衬底；
[0008]第一缓冲层，所述第一缓冲层位于所述衬底表面；
[0009]第二缓冲层，所述第二缓冲层位于所述第一缓冲层表面；
[0010]多个凸起，多个所述凸起位于所述第二缓冲层表面；
[0011]第一半导体层，所述第一半导体层位于所述第二缓冲层和所述凸起表面；
>[0012]第二半导体层，所述第二半导体层位于所述第一半导体层表面；以及
[0013]第三半导体层，所述第三半导体层位于所述第二半导体层表面。
[0014]在本专利技术一实施中，所述凸起的材料为氮化铝材料。
[0015]在本专利技术一实施中，所述凸起为半椭圆球形，且所述凸起的长轴为50
‑
600nm，短轴为20
‑
400nm，高度为10
‑
500nm。
[0016]在本专利技术一实施中，所述第三半导体层的表面粗糙度为0.68nm。
[0017]本专利技术还提出一种半导体薄膜的生长方法，至少包括以下步骤：
[0018]提供一衬底；
[0019]在所述衬底表面形成第一缓冲层；
[0020]在所述第一缓冲层表面形成第二缓冲层；
[0021]对所述第二缓冲层进行图形化处理，在所述第二缓冲层表面形成多个凸起；
[0022]在所述第二缓冲层和所述凸起表面形成第一半导体层；
[0023]在所述第一半导体层表面形成第二半导体层；以及
[0024]在所述第二半导体层表面形成第三半导体层。
[0025]在本专利技术一实施中，形成所述第二缓冲层的步骤包括：
[0026]对所述第一缓冲层进行第一次退火处理，在所述第一缓冲层内形成第一富氧区；
[0027]在退火处理后的所述第一缓冲层表面形成第二缓冲层；以及
[0028]对所述第二缓冲层进行第二次退火处理，在所述第二缓冲层内形成第二富氧区。
[0029]在本专利技术一实施中，在所述第二缓冲层表面形成多个凸起的步骤包括：
[0030]在所述第二缓冲层表面形成光阻层；
[0031]对所述光阻层进行曝光和显影，形成图案化光阻层，所述图案化光阻层中形成多个开口；
[0032]在所述开口内沉积氮化铝材料，形成薄膜；以及
[0033]对所述薄膜进行刻蚀，形成凸起。
[0034]在本专利技术一实施中，在形成所述第一半导体层的步骤中氮元素与铝元素的摩尔比为(100
‑
5000)：1。
[0035]在本专利技术一实施中，在形成所述第二半导体层的步骤中，氮元素与铝元素的摩尔比为(100
‑
1000)：1。
[0036]在本专利技术一实施中，在形成所述第三半导体层的步骤中，氮元素与铝元素的摩尔比为(500
‑
1000)：1，反应温度为1200
‑
1400℃。
[0037]本专利技术提出了一种半导体薄膜及其生长方法，能够缓解氮化铝薄膜与衬底之间的晶合适配，并能够有效降低或停止氮化铝薄膜生长过程中的位错，从而提高氮化铝薄膜的生长质量，提高器件的性能。
附图说明
[0038]图1为本专利技术中一种半导体薄膜的生长方法的流程图。
[0039]图2为本专利技术中第一缓冲层的结构示意图。
[0040]图3为本专利技术中第一富氧区的结构示意图。
[0041]图4为本专利技术中第二缓冲层的结构示意图。
[0042]图5为本专利技术中图案化光阻层的结构示意图。
[0043]图6为本专利技术中凸起的结构示意图。
[0044]图7为本专利技术中凸起的俯视图。
[0045]图8为本专利技术中第一半导体层的结构示意图。
[0046]图9为本专利技术中第二半导体层的结构示意图。
[0047]图10为本专利技术中第三半导体层的结构示意图。
[0048]图11为本专利技术中第三半导体层的原子力显微镜图。
[0049]100、衬底；200、第一缓冲层；210、第一富氧区；300、第二缓冲层；310、第二富氧区；400、图案化光阻层；401、开口；500、凸起；600、第一半导体层；601、气隙；700、第二半导体层；800、第三半导体层。
具体实施方式
[0050]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实
施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0051]需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0052]下面结合若干实施例及附图对本专利技术的技术方案做进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0053]声学滤波器具有性能高、尺寸小以及工作频率高且可产业化规模制造等特点，被广泛应用于基站、雷达、导航、移动通信及电子数码领域，特别是近年来发展迅速的5G领域。本专利技术提出一种半导体薄膜及其生长方法，能够获得低位错密度和高质量的氮化铝薄膜，能够用于声学滤波器件中并提高器件的性能。
[0054]请参阅图1所示，本专利技术提出一种半导体薄膜及其生长方法，包括但不限于以下步骤S100
‑
S700。
[0055]S100、提供一衬底。
[005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体薄膜，其特征在于，至少包括：衬底；第一缓冲层，所述第一缓冲层位于所述衬底表面；第二缓冲层，所述第二缓冲层位于所述第一缓冲层表面；多个凸起，多个所述凸起位于所述第二缓冲层表面；第一半导体层，所述第一半导体层位于所述第二缓冲层和所述凸起表面；第二半导体层，所述第二半导体层位于所述第一半导体层表面；以及第三半导体层，所述第三半导体层位于所述第二半导体层表面。2.根据权利要求1所述的一种半导体薄膜，其特征在于，所述凸起的材料为氮化铝材料。3.根据权利要求1所述的一种半导体薄膜，其特征在于，所述凸起为半椭圆球形，且所述凸起的长轴为50
‑
600nm，短轴为20
‑
400nm，高度为10
‑
500nm。4.根据权利要求1所述的一种半导体薄膜，其特征在于，所述第三半导体层的表面粗糙度为0.68nm。5.一种半导体薄膜的生长方法，其特征在于，至少包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底表面形成第一缓冲层；在所述第一缓冲层表面形成第二缓冲层；对所述第二缓冲层进行图形化处理，在所述第二缓冲层表面形成多个凸起；在所述第二缓冲层和所述凸起表面形成第一半导体层；在所述第一半导体层表面形成第二半导体层；以及在所述第二半导体层表面形成第三半导体层。6.根据权利要求5所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐军，何欣超，冯欢欢，杨晋鹏，潘尧波，
申请(专利权)人：中电化合物半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：