[发明专利]形成谐振器结构的方法和谐振器结构

权利要求书

1.一种形成谐振器结构的方法，所述方法包括：

在基板上形成一个或更多个模板层；

(a)在所述模板层上外延形成AlScN层至第一厚度；

(b)在所述AlScN层上外延形成AlGaN中间层至显著小于所述第一厚度的第二厚度；以及

重复操作(a)和(b)，直到所有AlScN层和AlGaN中间层的总厚度为所述模板层上的单晶AlScN/AlGaN超晶格谐振器结构提供目标厚度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二厚度为所述第一厚度的约十分之一。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一厚度为约20nm，所述第二厚度为约2nm，以及所述总厚度大于约40nm。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模板层包括AlGaN，以及外延形成所述AlGaN中间层包括：

在所述AlScN层上外延形成所述AlGaN中间层，所述AlGaN中间层的Ga浓度与所述模板层中的Ga浓度相匹配。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述模板层为Al_0.2Ga_0.8N，以及所述AlGaN中间层为Al_0.2Ga_0.8N。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，当执行操作(a)和(b)时，形成所述谐振器结构的反应室保持在800摄氏度至950摄氏度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，重复操作(a)和(b)进一步包括：

将所述目标厚度划分为在所述AlScN层中的第一级层、在所述AlScN层中的第二级层以及在所述AlScN层中顶级层，所述第一级层具有第一浓度的Sc，所述第二级层具有大于所述第一浓度的第二浓度的Sc，所述顶级层具有大于所述第一浓度和所述第二浓度的第三浓度的Sc。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一浓度的Sc、所述第二浓度的Sc以及所述第三浓度的Sc是恒定的。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一浓度的Sc、所述第二浓度的Sc以及所述第三浓度的Sc在Al_0.85Sc_0.15N至Al_0.79Sc_0.35N范围内。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一浓度的Sc、所述第二浓度的Sc以及所述第三浓度的Sc是分级的。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模板层包括一个或更多个AlGaN层，所述方法进一步包括：

在所述基板与所述AlGaN模板层之间形成AlN成核层。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基板包括Si、SiC或Al₂O₃。

13.一种谐振器结构，包括：

具有总厚度的AlScN/AlGaN超晶格结构；

多个AlScN层，所述多个AlScN层包括AlScN/AlGaN超晶格，所述多个AlScN层中的每一层均具有第一厚度；

多个AlGaN中间层，所述多个AlGaN中间层中的每一层均具有第二厚度，其中，所述多个AlGaN中间层中的每一层与所述多个AlScN层中的相应的一层交替以形成所述AlScN/AlGaN超晶格；以及

其中，所述第二厚度基本上小于所述第一厚度。

14.根据权利要求13所述的结构，其中，所述第一厚度与所述第二厚度的比率是约10:1。