Тонкая пленка AlScN (алюминиевый нитрид скандия) на сапфировой или кремниевой подложке может быть получена PAM-СЯМЫНЬ для применения фильтров SAW / FBAR, оптоэлектронных устройств, силовых устройств и MEMS. AlScN, сегнетоэлектрик на основе полупроводника III-V, в настоящее время является перспективным полупроводниковым материалом, который может заменить Материал AlN в сфере 5G RF. Добавляя большое количество скандия в нитрид алюминия, можно значительно улучшить пьезоэлектрические характеристики и коэффициент электромеханической связи радиочастотных устройств. Ниже приводится основная информация о шаблоне AlScN от нас:

1. Технические характеристики шаблона AlScN

№1 шаблон AlScN на основе сапфира

Шаблон №2 на основе Si AlScN

2. Трудности и решения при получении пленок нитрида алюминия-скандия, сильно легированных скандием.

Из-за включения высокой концентрации Sc энтропия смешения тройного нитридного сплава положительна, и пленка находится в метастабильном состоянии, что вызывает тенденцию к фазовому распаду самого материала. Таким образом, условия приготовления высококачественных пленок AlScN с высоким содержанием скандия чрезвычайно чувствительны, что стало серьезной проблемой, которая ограничивает массовое производство сегнетоэлектрических тонких пленок из нитрида скандия алюминия и последующее крупномасштабное промышленное применение.

Because Sc, Al, and N do not have solid solubility in thermal equilibrium, it is difficult to prepare Sc-Al or Sc-Al-N alloy targets. In the previous studies, most of the schemes used dual-target sputtering systems to prepare AlScN films. This scheme cannot prepare a thin film with uniform Sc concentration and uniform performance. With the increasing maturity of AlSc alloy target preparation technology, Sc-Al alloy ingots can basically meet the needs of various target materials. Therefore, the magnetron sputtering technology of alloy targets is used to prepare AlScN thin films. In 2010, Japan’s Akiyama et al used Sc0.42Al0.58 alloy targets to successfully fabricate Sc0.38Al0.62N films with a piezoelectric coefficient of 19 pC/N, which were combined with the Sc0.38Al0.62N films prepared by the double co-sputtering method. The piezoelectric constants are basically the same, which confirms the feasibility of AlSc alloy targets for preparing high-voltage electrical ScxAl1-xN films. At the same time, it is proposed that AlSc alloy targets are effective targets for keeping the concentration of scandium in ScxAl1-xN films constant. In 2017, Chiba University in Japan used an AlSc alloy target to grow a Sc0.32Al0.68N film, and successfully fabricated a SAW device with an electromechanical coupling coefficient greater than 2.5% based on the film material. In 2020, the University of Pennsylvania in the United States successfully fabricated a 1.5GHz SAW device with an electromechanical coupling coefficient as high as 4.78% based on the Si-based Al0.68Sc0.32N film.

При увеличении концентрации Sc в тонкой пленке AlN, легированной скандием, структура материала также переходит от структуры чистого вюрцита (структура AlN) к слоистой гексагональной структуре (метастабильная фаза ScN). Это изменение подтверждено экспериментами. Поскольку в реальных условиях трудно определить начальную концентрацию легирования фазового перехода, трудно точно определить растворимость переходных металлов в материалах сплавов. Однако существующая литература показывает, что растворимость переходных металлов в AlN мала. Исследования фазовой стабильности и структурных характеристик пленок AlN, легированных скандием, показывают, что при концентрации легированного скандием x <56% преобладает гексагональная структура вюрцита; когда концентрация легированного скандием x> 56%, кубическая кристаллическая система является основной структурой.

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресу victorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.