[发明专利]氮化铝膜参数提取方法

说明书

本发明提出一种氮化铝膜参数提取方法，涉及材料参数提取技术领域，能够精确提取氮化铝膜的材料系数。根据本发明实施例中的氮化铝膜参数提取方法，包括：基于待测氮化铝膜制作参数提取组件；测量参数提取组件的阻抗谱，并根据阻抗谱计算得到参数提取组件中待测氮化铝膜的介电常数；测量参数提取组件的属性参量，并根据属性参量计算得出待测氮化铝膜的压电系数与弹性系数；将待测氮化铝膜的介电常数、压电系数与弹性系数进行整合，得到待测氮化铝膜的材料参数。在本发明实施例中的方法中，由于对氮化铝膜各类材料系数进行分开提取，从而能够减少积累误差，提高提取精度。

技术领域

本发明涉及材料参数提取技术领域，尤其是涉及一种取氮化铝材料系数。

背景技术

近年来，氮化铝(AlN)薄膜因其优秀的介电常数、可在低温下沉积、可与互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺兼容等特性备受关注，以AlN薄膜为压电材料的谐振器和滤波器广泛应用于生物医疗、国防军事、环境探测、移动通讯等领域，其中AlN薄膜的材料系数对这些器件的设计和量产至关重要，AlN薄膜的材料系数包括压电系数、弹性系数与介电常数。

然而，在提取AlN薄膜的材料系数的相关技术普遍存在较大误差的情况下，其所生产的器件也将具有较大的误差。另外，随着器件尺寸的缩小，所用的AlN薄膜的尺寸也随之缩小，其材料系数矩阵也随着尺寸和采用的生长工艺的变化存在较大变化，因而更容易产生误差。因此，科研界和产业界急需一种能够精确提取AlN薄膜的材料系数的方法。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种氮化铝膜参数提取方法，能够精确提取氮化铝膜的材料系数。

根据本发明实施例中的氮化铝膜参数提取方法，包括：

基于待测氮化铝膜制作参数提取组件；

测量所述参数提取组件的阻抗谱，并根据所述阻抗谱计算得到所述参数提取组件中所述待测氮化铝膜的介电常数；

测量所述参数提取组件的属性参量，并根据所述属性参量计算得出所述待测氮化铝膜的压电系数与弹性系数；

将所述待测氮化铝膜的介电常数、压电系数与弹性系数进行整合，得到所述待测氮化铝膜的材料参数。

根据本发明实施例的氮化铝膜参数提取方法，至少具有如下有益效果：

提取待测氮化铝膜的参数，首先要基于待测氮化铝膜制造出参数提取组件，然后对参数提取组件进行阻抗谱的测量以及属性参量的测量。然后，根据阻抗谱计算得到参数提取组件中待测氮化铝膜的介电常数，并根据属性参量计算得到参数提取组件中待测氮化铝膜的压电系数与弹性系数。最后将待测氮化铝膜的介电常数、压电系数与弹性系数进行整合，得到待测氮化铝膜的材料参数。在本发明实施例中的方法中，由于对氮化铝膜各类材料系数进行分开提取，从而能够减少积累误差，因此具有比较高的提取精度。

可选的，根据本发明的一些实施例，所述参数提取组件包括横向体声波谐振器、纵向体声波谐振器、径向体声波谐振器、厚度切变体声波谐振器和兰姆波谐振器，所述基于待测氮化铝膜制作参数提取组件，包括：

基于所述待测氮化铝膜，制作所述横向体声波谐振器、所述纵向体声波谐振器、所述径向体声波谐振器、所述厚度切变体声波谐振器和所述兰姆波谐振器。

可选的，根据本发明的一些实施例，所述根据所述阻抗谱计算得到所述参数提取组件中所述待测氮化铝膜的介电常数，包括：

根据所述阻抗谱求得所述兰姆波谐振器的失谐电容

将所述兰姆波谐振器的失谐电容代入平板电容方程求出介电常数其中S为电容极板面积，d为极板间距；