发明名称 电子元件基板构造及电子元件
摘要 一种电子元件基板构造其包括一基板2、一金属薄膜4呈面心立方结构之(111)定向膜,或呈六方最密堆积结构之(0001)定向膜形成于基板2上,以及一吴氏型(纤维锌矿型)(wurtzite type)薄膜5呈吴氏晶体结构之(0001)定向膜形成于金属薄膜4上,其中:二薄膜各自为含有至少两种晶体于平面之定向方向不同的晶体晶粒之多晶膜;当该金属薄膜4为(111)定向膜时,吴氏型薄膜5之平面之<11-20>轴系平行于金属薄膜4平面之<1-10>轴;以及当金属薄膜4为(0001)定向膜时,吴氏型薄膜5之平面之<11-20>轴系平行于金属薄膜4之平面之<11-20>轴。
申请公布号 TWI229373 申请公布日期 2005.03.11
申请号 TW092123907 申请日期 2003.08.29
申请人 TDK股份有限公司 发明人 野口隆男;齐藤久俊;阿部秀典;山下喜就
分类号 H01L21/20;H01L21/36 主分类号 H01L21/20
代理机构 代理人 赖经臣 台北市松山区南京东路3段346号1112室;宿希成 台北市松山区南京东路3段346号1112室
主权项 1.一种电子元件基板构造,包含: 一基板,至少有一表面系由Si(100)单晶制成; 一金属薄膜,具有一面心立方结构或六方最密堆积 结构,且系形成该基板上,该金属薄膜系选自由具 有(111)平面平行于该基板表面定向之面心立方结 构之(111)定向膜,以及具有(0001)平面平行于该基板 表面定向之六方最密堆积结构之(0001)定向膜组成 的组群;以及 一吴氏(wurtzite)型薄膜,其具有一吴氏型晶体结构 且系形成于该金属薄膜上,该吴氏型薄膜为具有( 0001)平面平行于该基板表面定向之(0001)定向膜; 其中该金属薄膜及该吴氏型薄膜各自为多晶膜,且 含有至少两种晶体于平面之定向方向不同之晶体 晶粒; 当该金属薄膜为(111)定向膜,该吴氏型薄膜系磊晶 生长于该金属薄膜上,以致于吴氏型薄膜平面之<11 -20>轴系平行于该金属薄膜平面之<1-10>轴;以及 当该金属薄膜为(0001)定向膜,该吴氏型薄膜系磊晶 生长于该金属薄膜上,以致于吴氏型薄膜平面之<11 -20>轴系平行于该金属薄膜平面之<1-20>轴。 2.如申请专利范围第1项之电子元件基板构造,其中 该金属薄膜含有两种晶体于平面之定向方向不同 之晶体晶粒; 当该金属薄膜为(111)定向膜时,两种晶体晶粒之个 别<1-10>轴系彼此垂直;以及 当该金属薄膜为(0001)定向膜时,该两种晶体晶粒之 个别<11-20>轴系彼此垂直。 3.如申请专利范围第2项之电子元件基板构造,进一 步包括一缓冲层插置于该基板与该金属薄膜间,其 中该缓冲层系磊晶生长,以致于该缓冲层之(001)平 面系平行于该基板,以及该缓冲层平面之<100>轴系 平行于该基板Si(100)单晶平面之<010>轴。 4.如申请专利范围第3项之电子元件基板构造,其中 : 当该金属薄膜为(111)定向膜时,含于该金属薄膜之 两种晶体晶粒之一之<1-10>轴系平行于该缓冲层平 面之<100>轴,而该两种晶体晶粒之另一之<1-10>轴系 平行于该缓冲层平面之<010>轴;以及 当该金属薄膜为(0001)定向膜时,含于该金属薄膜之 两种晶体晶粒之一之<11-20>轴系平行于该缓冲层平 面之<100>轴,而该两种晶体晶粒之另一之<11-20>轴系 平行于该缓冲层平面之<010>轴。 5.如申请专利范围第4项之电子元件基板构造,其中 含于该吴氏型薄膜之该两种晶体晶粒之一之<11-20> 轴系平行于该基板之Si(100)单晶平面之<010>轴,而含 于该吴氏型薄膜之该两种晶体晶粒之另一之<11-20> 轴系垂直于该基板之Si(100)单晶平面之<010>轴。 6.如申请专利范围第3至5项中任一项之电子元件基 板构造,其中该缓冲层含有氧化锆作为主成分。 7.如申请专利范围第1至5项中任一项之电子元件基 板构造,其中该金属薄膜之平均晶粒大小系大于该 吴氏型薄膜之晶粒大小。 8.如申请专利范围第1至5项中任一项之电子元件基 板构造,其中该金属薄膜含有选自由Pt、Au、Ir、Os 、Re、Pd、Rh及Ru组成的组群中之至少一成员作为 主成分。 9.如申请专利范围第1至5项中任一项之电子元件基 板构造,其中该吴氏型薄膜为AlGaInN型薄膜含有N以 及选自Al、Ga及In组成的组群之至少一成员作为主 成分;或为ZnO型薄膜含有氧化锌作为主成分。 10.如申请专利范围第1至5项中任一项之电子元件 基板构造,其中该金属薄膜系被设置,以致于X光绕 射于(111)或(0002)平面之反射摇摆曲线之半値宽度 不大于3度。 11.一种电子元件,包含一种如申请专利范围第1至5 项中任一项定义之电子元件基板构造,以及一第二 金属薄膜形成于该电子元件基板构造之该吴氏型 薄膜上,其中介于其间夹置有该吴氏型薄膜之该对 金属薄膜系作为电极。 12.如申请专利范围第11项之电子元件,其中该吴氏 型薄膜具有压电特性,以致于该电子元件用作为薄 膜本体振子。 图式简单说明: 图1为剖面图,显示根据本发明,电子元件之组态范 例; 图2为典型视图,显示于根据本发明之电子元件基 板构造中,于基板平面以及形成于基板上之个别薄 膜平面之晶体定向方向; 图3为典型视图,显示于根据本发明之电子元件基 板构造中,于基板平面以及形成于基板上之个别薄 膜平面之晶体定向方向; 图4为典型视图,显示于根据本发明之电子元件基 板构造中,于基板平面以及形成于基板上之个别薄 膜平面之晶体定向方向; 图5为剖面图,显示薄膜本体振子之组态范例; 图6为视图,显示根据本发明用于制造电子元件基 板构造之蒸镀系统范例; 图7为绕射图,显示实施例中制造的Si(100)/ZrO2/Pt/AlN 层合物结构之-2X光绕射结果; 图8为实施例制造的Si(100)/ZrO2/Pt/AlN层合物结构中 之Pt(111)X光摇摆曲线; 图9为实施例制造的Si(100)/ZrO2/Pt/AlN层合物结构中 之AlN(0002)X光摇摆曲线; 图10为显示晶体结构之绘图取代相片,换言之显示 实施例制造的Si(100)/ZrO2(001)/Pt(111)/AlN(0001)层合物 结构中AlN(0001)之RHEED图案,该等情况下之入射光电 子束轴系平行于Si<010>方向; 图11为显示晶体结构之绘图取代相片,换言之显示 实施例制造的Si(100)/ZrO2(001)/Pt(111)层合物结构中,Pt (111)之TEM影像,该种情况下Pt(111)系由顶部拍摄; 图12为显示晶体结构之绘图取代相片,换言之显示 实施例制造的Si(100)/ZrO2(001)/Pt(111)/AlN(0001)层合物 结构中,AlN(0001)之SEM影像,该种情况下AlN(0001)系由 顶部拍摄;以及 图13为显示晶体结构之绘图取代相片,换言之显示 实施例制造的Si(100)/ZrO2(001)/Pt(111)/AlN(0001)层合物 结构中,AlN(0001)之TEM影像,该种情况下AlN(0001)系由 顶部拍摄。
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