技术摘要：
本发明涉及一种基于种子层结构的高性能氮化铝钪的制备方法及其产品，属于微光机电系统技术领域。本发明采用物理气相沉积或化学气相沉积或脉冲激光沉积或分子束外延法依次在衬底层上生长种子层、氮化铝钪压电层，通过在引入的种子层上生长氮化铝钪压电层，能达到减小层  全部
背景技术：
掺钪的氮化铝(简称氮化铝钪，ScAlN)压电薄膜具有高声速、耐高温、性能稳定、压 电系数高，与CMOS工艺兼容等特性，受到国内外广泛关注。以掺钪的氮化铝压电薄膜制备为 核心技术的MEMS和NEMS器件已被广泛应用于5G滤波器、传感器、谐振器及能量收集器等领 域。 以反应溅射法、金属有机物化学气相沉积法或分子束外延法为核心技术制备的氮 化铝钪压电薄膜，由于钪元素的存在，与纯氮化铝晶体相比会产生晶格畸变，导致生长的薄 膜c轴取向较差，甚至出现氮化铝和氮化钪相分离的现象，会大大减低薄膜的压电系数以及 器件的工作性能。 因此，制备晶体生长质量优良、应力较低、压电系数高的高性能氮化铝钪薄膜十分 必要。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种基于种子层结构的高性能氮化铝钪的 制备方法；本发明的目的之二在于提供一种基于种子层结构的高性能氮化铝钪。 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案： 1、一种基于种子层结构的高性能氮化铝钪的制备方法，所述方法包括如下步骤： (1)衬底层清洗：采用化学清洗或等离子清洗的方法去除基片表面污渍，然后在基 片上通过物理气相沉积法、化学气相沉积法、脉冲激光沉积法或分子束外延法依次制备粘 附层和下电极； (2)在所述衬底层上表面生长种子层：采用物理气相沉积法、化学气相沉积法、脉 冲激光沉积法或分子束外延法在所述衬底层上的下电极表面生长得到种子层； (3)在所述种子层表面生长氮化铝钪压电层：采用物理气相沉积法、化学气相沉积 法、脉冲激光沉积法或分子束外延法在所述种子层表面生长形成氮化铝钪压电层。 优选的，所述粘附层的厚度为30～80nm。 优选的，所述下电极的厚度为50～200nm。 优选的，所述粘附层和下电极均通过物理气相沉积法、化学气相沉积法、脉冲激光 沉积法或分子束外延法进行制备。 优选的，所述基片采用MEMS基片或柔性衬底。 优选的，所述MEMS基片为硅、氧化硅、氧化铝、碳化硅或金属中的任意一种；所述柔 性衬底为PET、BCB、PI或PDMS。 优选的，所述粘附层采用的材料与所述基片之间的膜基结合力不小于5N；所述下 3 CN 111599915 A 说　明　书 2/4 页 电极采用的材料为金属材料，所示金属材料与ScAlN的晶格失配度不大于30％。 优选的，所述粘附层采用的材料为AlN、TiW、Ti或Cr中的任意一种。 优选的，所述金属材料为Mo、Pt、Ir、Al、Ti或Au中的任意一种。 优选的，步骤(2)中，所述种子层采用AlN、GaN、ScAlN、YN、Al2O3或ScGaN材料中的任 意一种。 优选的，所述种子层的厚度为10～50nm。 优选的，所述物理气相沉积法中，以铝、钪、铝钪合金、氮化铝钪或氮化铝中的任意 一种或几种材料为靶源，以惰性气体氩气为工作气体、以活性气体如氮气为反应气体，通过 能量源提供动能。 优选的，所述化学气相沉积法中，以含有铝或钪元素的金属有机物为前驱体，以氢 气或氮气为载气。 优选的，所述脉冲激光沉积法中，以铝、钪、铝钪合金、氮化铝钪或氮化铝中的一种 或几种材料为靶源，以氮气为反应气体，以激光光源为能量源； 优选的，所述分子束外延法中，以纯度高于99％的铝、纯度高于99％的钪或铝钪合 金作为分子束源，以氮气或氨气为氮源提供氮离子。 2、上述制备方法制备得到的产品。 优选的，所述产品从下到上依次为：衬底层、种子层和氮化铝钪压电层。 优选的，所述衬底层从下到上依次包括基片、粘附层和下电极。 本发明的有益效果在于： 1、本发明提供了一种基于种子层结构的高性能氮化铝钪的制备方法，在种子层上 生长氮化铝钪压电层，能达到减小层间晶格失配、提高氮化铝钪晶体生长质量以及减小薄 膜应力的目的；同时采用物理气相沉积、化学气相沉积、脉冲激光沉积或分子束外延的方法 生长氮化铝钪压电层，通过调节生长工艺，能够进一步获得晶体生长质量优良、应力较低、 具有高压电系数的高性能氮化铝钪； 2、本发明还在下电极和基片之间引入粘附层，提高了氮化铝钪薄膜和基片之间的 粘附性，同时不同的粘附层可以分别用于提高薄膜生长质量(氮化铝粘附层)和压电系数d33 测量(金属粘附层)； 3、本发明制备得到的高性能氮化铝钪具有良好的晶体生长质量、较低的应力以及 较高的压电系数。 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并 且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可 以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和 获得。 附图说明 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优 选的详细描述，其中： 图1为一种基于种子层结构的高性能氮化铝钪的制备流程； 图2为制备得到的高性能氮化铝钪的截面示意图； 4 CN 111599915 A 说　明　书 3/4 页 图3为实施例1中制备的高性能氮化铝钪的SEM图。