[发明专利]压电膜的物理气相沉积在审
| 申请号： | 201911100759.6 | 申请日： | 2019-11-12 |
| 公开（公告）号： | CN112853286A | 公开（公告）日： | 2021-05-28 |
| 发明（设计）人： | 阿比吉特·拉克斯曼·桑格尔;维杰·班·夏尔马;安库尔·凯达姆;巴拉特瓦·罗摩克里希南;维斯韦斯瓦伦·西瓦拉玛克里施南;薛元 | 申请（专利权）人： | 应用材料公司 |
| 主分类号： | C23C14/35 | 分类号： | C23C14/35;C23C14/10;C23C14/08 |
| 代理公司： | 北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006 | 代理人： | 徐金国;赵静 |
| 地址： | 美国加利*** | 国省代码： | 暂无信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 压电 物理 沉积 | ||
1.一种制造压电层的方法，包括：
在将基板保持在低于400℃的温度的同时，通过物理气相沉积将第一结晶相的压电材料沉积到基板上，其中所述物理气相沉积包括在等离子体沉积腔室中从靶材溅射；和
在高于500℃的温度下对所述基板进行热退火，以将所述压电材料转变为第二结晶相。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二结晶相是钙钛矿相。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一结晶相是非晶相或准晶相。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述压电材料选自由铌镁酸铅-钛酸铅(PMNPT)、铌钇酸铅-钛酸铅(PYNPT)、锆钛酸铅(PZT)、铌锆酸铅-钛酸铅(PZN-PT)、和铌铟酸铅-钛酸铅(PIN-PT)构成的组。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述压电材料是铌镁酸铅-钛酸铅(PMNPT)。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述PMNPT为(1-X)[Pb(Mg(1-Y)NbY)O3]-X[PbTiO3]，其中X为约0.25至0.40且Y为约0.75至0.60。
7.如权利要求6所述的方法，其中对所述基板进行热退火包括在高于500℃的温度下对所述基板进行热退火。
8.如权利要求1所述的方法，包括沉积所述压电材料至50nm至10微米的厚度。
9.如权利要求1所述的方法，包括在所述压电材料的物理气相沉积期间将所述靶材保持在低于150℃的温度。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述物理气相沉积包括以小于1.5W/cm2的功率向所述靶材施加功率。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述物理气相沉积包括在向所述靶材施加功率的沉积阶段与不向所述靶材施加功率的冷却阶段之间交替，每个沉积阶段持续至少30秒，并且每个冷却阶段持续至少30秒。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述冷却阶段比所述沉积阶段更长。
13.如权利要求11所述的方法，其中每个沉积阶段持续至多五分钟。
14.如权利要求11所述的方法，其中每个沉积阶段持续至多十分钟。
15.如权利要求1所述的方法，包括在所述物理气相沉积期间将所述基板的温度保持在低于400℃。
16.如权利要求1所述的方法，包括通过用冷却器冷却支撑所述基板的所述腔室中的基座来维持所述基板的温度。
17.一种物理气相沉积系统，包括：
沉积腔室；
将基板保持在所述沉积腔室中的支撑件；
由压电材料形成的位于所述腔室中的靶材；
电源，所述电源配置为向所述靶材施加功率以在所述腔室中产生等离子体，以将材料从所述靶材溅射到所述基板上，以在所述基板上形成压电层；和
控制器，所述控制器配置为使所述电源在其中所述电源向所述靶材施加功率的沉积阶段与其中电源不向所述靶材施加功率的冷却阶段之间交替，每个沉积阶段持续至少30秒，并且每个冷却阶段持续至少30秒。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述控制器被配置为使得所述电源在所述沉积阶段期间以小于1.5W/cm2的功率向所述靶材施加功率。
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