[发明专利]压电涂层的沉积方法

说明书

公开了用以沉积包含具有高度取向的微结构的材料的涂层的方法，该材料至少包括以下顺序的处理步骤：将平坦基板提供到第一真空处理腔室中；通过物理气相蚀刻(PVE)来蚀刻该基板的一个表面；在第一金属沉积步骤中，通过溅射将第一金属层(Me1)沉积在经蚀刻的基板表面上；在比后续的化合物沉积步骤的化合物沉积温度T_COMP高至少50℃的退火温度T_A下将金属层(Me1)退火；在第一化合物沉积步骤中，通过反应溅射在温度T_COMP下将第一化合物层(Comp1)沉积在金属层(Me1)的外表面上；在第二金属沉积步骤中，通过溅射将第二金属层(Me2)沉积在第一化合物层的外表面上。

本发明涉及根据权利要求1的用以沉积包含具有高度取向的微结构的材料的涂层的方法、以及根据权利要求20的经涂覆的基板。

技术背景

随着诸如麦克风、电频率滤波器、超声波发生器、传感器和致动器之类的压电装置的小型化仍然在进行，压电材料(特别是压电层和涂层)的材料性质变得越来越重要。此类性质是由θ/2θX射线衍射图显示并以摇摆曲线的窄的半高全宽(FWHM)值表示的均匀且高度取向的微结构，以及由低tanδ值表示的低介电损耗性质等等。众所周知，可以通过以下方式来改进压电响应：将压电AlN膜与其它金属合金化，由此仍保留AlN的六方形结构。就工业用途而言，最有前途的材料是Sc(Sc浓度高达43原子%)。其它已知的材料是Cr和MgHf。

发明概述

本发明的目的在于提供改进薄压电层、包含至少一个此类层的相应涂层的材料性质的方法，以及提供具有所改进的涂层的基板。关于如在技术背景中提及的压电层材料，应提及的是，本发明涉及对任何此类现有技术材料的改进，而不考虑由于实用性的原因本发明的实例和实施方案可能凭借某些材料进行讨论的事实。

因此，公开了用以沉积包含具有高度取向的晶体结构的材料的涂层的方法，其至少包括以下顺序的处理步骤：

-将平坦基板提供到第一真空处理腔室中；

-通过物理气相蚀刻(PVE)来蚀刻该基板的一个表面；

-在第一金属沉积步骤中，通过溅射将第一金属层(Me1)沉积在经蚀刻的基板表面上，该第一金属层(Me1)就后续化合物层的晶体生长而言是基层，且就涂层功能性而言是基极电极；

-在退火步骤中，在比后续的第一化合物沉积步骤的化合物沉积温度T_COMP高至少50℃的退火温度T_A下将金属层(Me1)退火；

-在第一化合物沉积步骤中，通过反应溅射在温度T_COMP下将第一化合物层(Comp1)沉积在金属层(Me1)的外表面上；

-在第二金属沉积步骤中，通过溅射将第二金属层(Me2)沉积在第一化合物层的外表面上。

在本发明方法的另外的实施方案中，在PVE步骤和第一金属沉积步骤之间，通过金属溅射或反应溅射提供晶种层(Seed)。

此外，多层沉积可利用本发明沉积的底涂层，其包括基层Me1或Seed和Me1的退火步骤，所述多层包括在另外的化合物沉积步骤中，通过反应溅射沉积在第二金属层(Me2)的外表面上的至少一个另外的化合物层(CompN)，其中N是介于1和10之间的整数；以及

-在另外的金属沉积步骤中，通过溅射沉积在相应的另外的化合物层的外表面上的至少一个另外的金属层(MeN+1)。底涂层包含基层和Comp1以及Me2。

在另外的实施方案中，第二金属沉积步骤和另外的金属沉积步骤之一之后是相应的后续退火步骤，然后沉积相应的另外的化合物层(CompN)。