电子器件和用于制造电子器件的方法技术

本发明专利技术涉及一种电子器件，所述电子器件具有层序列，所述层序列至少包括第一电极（10）、第二电极（20）和有源区域（30）并且至少在子区域中包含单原子的碳层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子器件和用于制造电子器件的方法
提出一种电子器件以及一种用于制造电子器件的方法。
技术介绍
电子器件的、例如电声器件的主要组件是电极和必要时的反射层。作为用于电极的材料已经研究了多种金属物质，例如钼或钨。
技术实现思路
本专利技术的至少一个实施形式的目的是提供一种电子器件，所述电子器件具有带有改进的特性的物质。所述目的通过一种电声器件来实现。本专利技术的另一个实施形式的另一个目的是提供用于制造这种电子器件的方法。所述目的通过一种方法来实现。其他的实施形式是下面的描述的主题。根据一个实施形式提出一种电子器件，所述电子器件具有层序列，所述层序列至少包括第一电极、第二电极和与第一电极及第二电极电耦合的有源区域并且所述层序列至少在子区域中包含单原子的碳层。因此，提出一种电子器件，所述电子器件至少在其层序列的子区域中包含合成物质，即单原子的碳层。“电耦合”在本文中理解成欧姆的或电磁的接触。“层序列”能够理解成多个相互叠置的层，但是例如也理解成并排地设置在第三层上的两个层。此外，根据一个实施形式，电子器件的层序列能够包括反射层。此外，第一电极和/或第二电极和/或反射层能够至少在子区域中包含单原子的碳层。在此，第一电极、第二电极和反射层中的至少一个至少在子区域中包含单原子的碳层。因此，提出一种电子器件，所述电子器件具有至少一个电极和/或至少一个反射层，所述至少一个电极和/或至少一个反射层全部都包含或在子区域中包含单原子的碳层，也就是合成物质。单原子的碳层能够包括石墨烯并且在下文中至少部分地称作石墨烯。因此，在电子器件的一个或两个电极中和/或反射层中不使用例如为钼或钨的重金属，而是使用替选的、合成的物质。专利技术人已知的是，石墨烯满足能够提供电子器件的不仅高的电学的而且还有电声学的要求。因此，石墨烯尤其具有机械稳定性和电导率。石墨烯的机械稳定性能够超越钢的机械稳定性，电导率能够超越铜的电导率。石墨烯是用于SP2杂化的碳的单原子的薄层的术语。石墨烯的合成能够以不同的类型和方式来进行。例如，通过将石墨借助氧而氧化，将氧原子设置在每隔一个的碳原子上并且使各个石墨层通过将氧嵌入而互相排斥的方式，使各个石墨烯层绝缘。另一种合成方法是将碳化硅加热到1500℃。石墨烯是限定的、多环芳香族的碳氢化合物，所述碳氢化合物也能够是功能化的。所述碳氢化合物的基本结构基于六苯并蔻(HBC)，六苯并蔻在多数溶剂中是不能溶解的。所述基本结构例如能够由烷基链被取代，由此被取代的石墨烯在溶剂中是能溶解的。石墨烯不仅能够以结晶的形式而且还能够在溶液中以柱形的方式设置。在此，芳香核能够直接地相互叠置。柱形的设置称作自我组织并且与石墨烯上的取代基、温度并且与在溶液中设置的情况下的浓度相关地构成。通过在溶液中的柱形的设置，例如能够制造薄的表面膜，所述表面膜具有——在理想情况下没有缺陷的——良好有序的层和高的载流子迁移率。柱形设置的石墨烯能够以所谓的侧向(Edge-on)设置的形式施加在例如衬底上。在此，各个柱体平行于衬底设置。替选地，石墨烯在其柱形的设置中能够以所谓的正向(Face-on)定向的形式设置在衬底上。在此，各个柱体垂直于衬底设置。两种设置的特征在于石墨烯层之内的高秩序性。石墨烯、也就是单原子的碳层能够作为单层或多层设置在电子器件中。因此，碳层能够作为可具有高秩序性的相互叠置的层或绝缘的层存在于电子器件中，例如存在于第一或第二电极或反射层中。电子器件能够是电声器件，其中有源区域包括压电层。压电层例如能够包含氮化铝。第一和第二电极能够设置在压电层的一侧上。因此，电声器件例如能够是基于表面波的器件。替选地，第一和第二电极能够设置在压电层的相对置的侧上。例如，在该实施形式中能够为基于体积波的器件。为了能够将单原子的碳层、也就是将石墨烯在电子器件中用作用于第一和/或第二电极的材料和/或用作反射层，必须满足对其声学特性、其电学特性以及其对应力的反应的特定要求。当将电极用在电声器件中时，对于电极而言，例如需要尽可能高的声阻抗。因此，能够实现器件的良好质量。因为石墨烯具有高的声阻抗，石墨烯能够用作在电声器件中的电极。良好的电导率是将石墨烯例如用在电子器件的电极中所需要的另一个特性。石墨烯的电导率能够为108S/m，由此石墨烯例如与银相比具有更高的电导率并且能够用作电极材料。选择电极材料时的另一个因素是将在电声器件中产生的应力维持在压电层之内的能力。应力性能或应力分布尤其对基于体积波的器件是有意义的。石墨烯在此示出类似于迄今的电极材料例如钼或钨的值。在电子器件中，第一和/或第二电极能够包括多个相互叠置的层，其中至少一个层包含单原子的碳层。因此，第一和/或第二电极能够完全由单原子的碳层构建，或者然而也能够具有由包含单原子的碳层的层和包含其他材料的层组成的夹层结构。第一和/或第二电极的包含至少一个单原子的碳层的层能够与至少一个包含选自下列的材料的层进行组合：Ti、Mo、由Ti与Mo组成的混合物、Pt、Ru、W、Al、Cu和由Al与Cu组成的混合物。例如能够形成夹层结构，所述夹层结构具有下述构造：Ti、Al/Cu、W，其中包含单原子的碳的层能够设置在Ti和Al/Cu之间或设置在Al/Cu和W之间或设置在W上。另一个可能的夹层结构具有下述构造：Mo、Ti/Mo、Ru。在此，石墨烯能够设置在Mo和Ti/Mo之间或设置在Ti/Mo和Ru之间。这种夹层结构例如能够是基于体积波的器件的电极，其中压电层设置在衬底上，并且第一电极设置在衬底和压电层之间，并且第二电极在背离衬底的一侧上设置在压电层上。在此，夹层结构例如能够形成器件的第一电极。夹层结构的另一个实例是与Al层或Al/Cu层结合的单原子的碳层。这种电极例如能够是基于表面波的器件的第一和/或第二电极，其中两个电极都设置在压电层的一侧上。基于表面波的器件的两个电极能够具有所谓的梳状结构，其中交替地第一和第二电极的梳状部的梳齿部交替地依次设置在压电衬底上。在此，能够分别在第一和第二电极之间形成场力线。在基于表面波的器件的情况下，石墨烯的机械稳定性对其作为用于电极的材料而言是尤其有利的。在基于体积波的器件的情况下，石墨烯层的高的电导率和能够良好限定的层厚度有利于用作电极。在这两种情况下，器件的特性能够通过将石墨烯用作电极材料来改进。此外，也能够减小器件尺寸，因为通过提高的电导率或提高的机械稳定性能够减小所有其他所应用的电极材料的层厚度。此外，电子器件能够包括至少一个带有高的声阻抗的第一反射层和至少一个带有低的声阻抗的第二反射层和衬底，其中第一反射层和第二反射层设置在衬底和第一电极之间。两个第一和两个第二反射层也能够交替地相互叠置。因此，例如能够在衬底和压电层之间构成布拉格反射镜，所述布拉格反射镜确保，在压电层中产生的波不能够穿过衬底偏离。第一和第二反射层能够是λ/4反射镜层。至少一个第一反射层能够包含W。第一反射层能够是能导电的。至少一个第二反射层能够具有化学改性的单原子的碳层。例如，能够使用设有具有绝缘特性的氧的石墨烯。第二反射层能够是电绝缘的。因此，石墨烯也能够作为不导电的材料用作电子器件中，例如基于体积波的器件中的布拉格反射镜的一部分。包含单原子的碳层的第二反射层能够设置在第一反射层和第一电极之间。因此，石墨烯用作绝缘体，由此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.30 DE 102010056572.51.电声器件，具有层序列，所述层序列至少包括-第一电极(10)，-第二电极(20)，和-有源区域(30)，所述有源区域与所述第一电极(10)和所述第二电极(20)电耦合，其中所述层序列至少在子区域中包含石墨烯，其中所述石墨烯设置成单层或多层并且作为绝缘的层或作为相互叠置的层存在，并且其中所述有源区域(30)包括压电层并且所述第一电极(10)和/或所述第二电极(20)至少在子区域中包含石墨烯，其中所述第一电极(10)和所述第二电极(20)设置在所述压电层的一侧上或者设置在所述压电层的相对置的侧上，并且所述电声器件构成为基于表面波的器件或构成为基于体积波的器件，其中所述层序列还包括至少一个第一反射层(51)和至少一个第二反射层(52)，所述至少一个第二反射层(52)是电绝缘的并且包括化学改性的石墨烯，其中所述化学改性的石墨烯包括借助氧来加工的石墨烯，使得所述石墨烯具有绝缘特性。2.根据权利要求1所述的电声器件，其中所述第一电极(10)和所述第二电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃德加·施米德哈默，古德龙·亨，
申请(专利权)人：爱普科斯公司，
类型：
国别省市：