使用化学气相沉积在低温下形成含钪的膜以提供器件的方法与流程

使用化学气相沉积在低温下形成含钪的膜以提供器件的方法与流程

使用化学气相沉积在低温下形成含钪的膜以提供器件的方法
1.本技术要求2020年3月5日在美国专利商标局提交的申请号为62/985,572、题目为“methods of forming crystal piezoelectric layers including low carbon and/or oxygen concentrations using metalorganic precursors in cvd systems and related crystal piezoelectric layers”的美国临时申请的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。


背景技术：

2.本发明总体上涉及电子器件。更具体地，本发明提供了形成用作例如体声波谐振器器件和rf器件(例如hemt)等中的压电层的sc
x
al
1-x
n膜的方法。
附图说明
3.图1为在本发明的一些实施方案中可用于形成sc
x
al
1-x
n膜的金属有机化学气相沉积(mocvd)系统的示意图。
4.图2a至图2d为使用cvd在约1150℃的相对高的温度下形成的sc
x
al
1-x
n膜的eels图像，分别包括复合eels图像、sc eels图像、n eels图像和al eels图像。
5.图2e为在低于约750℃的温度下形成的sc
x
al
1-x
n膜的tem图像。
6.图3a至图3d为本发明的一些实施方案中使用cvd在约850℃的温度下形成的sc
x
al
1-x
n膜的eels图像，分别包括复合eels图像、sc eels图像、n eels图像和al eels图像。
7.图4a示出了本发明的一些实施方案中使用cvd在约(a)1030℃、(b)940℃和(c)850℃的温度下形成的sc
x
al
1-x
n膜的xrd扫描图。
8.图4b为根据本发明的实施方案使用mocvd工艺在algan/aln层序列上生长的sc
x
al
1-x
n膜的eels图像。
9.图5为使用scarlet
tm
作为前体形成的20％sc
x
al
1-x
n的sem图像。
10.图6为示出了sc
x
al
1-x
n(14.3％sc)的sims分析的图，其中在本发明的一些实施方案中，感兴趣的sc
x
al
1-x
n层位于样品中约0.1微米至约0.4微米深的位置。
11.图7至图9为本发明的一些实施方案中在衬底上形成的sc
x
al
1-x
n膜的截面图。
12.图10为本发明的一些实施方案中作为夹在底电极和顶电极之间的单晶压电谐振器层的sc
x
al
1-x
n膜的截面图。
13.图11为根据本发明实施方案形成并且在一些实施方案中作为阻挡层(barrier layer)包含在配置用于rf操作的hemt器件的材料堆中的sc
x
al
1-x
n膜的截面图。
14.图12为包含根据本发明实施方案形成的sc
x
al
1-x
n层的hemt器件的示意图。
15.图13为与hemt器件集成的单片rf体声波(baw)压电谐振器器件的截面示意图，其中在本发明的一些实施方案中，sc
x
al
1-x
n层为作为压电谐振器器件中的压电层和hemt器件中的缓冲层的共享的sc
x
al
1-x
n层。
16.图14至图19示出了在一些实施方案中可以包含sc
x
al
1-x
n层作为谐振器器件的压
电层、hemt器件的缓冲层以及hemt器件的阻挡层中的任意一种的各种rf器件。
17.图20为示出了计算系统的示例的框图，该计算系统可用于在本发明的一些实施方案中监测和控制mocvd系统100的操作(包括维持本文描述的cvd反应器的温度)。


技术实现要素：

18.本发明的实施方案可以提供使用化学气相沉积法在低温下形成含钪的膜的方法，以提供压电谐振器器件和/或高电子迁移率晶体管器件。根据这些实施方案，形成膜的方法可以包括：将包含衬底的cvd反应室加热到约750℃至约950℃的温度范围，在该温度范围内将包含al的第一前体提供给cvd反应室，在该温度范围内将包含sc的第二前体提供给cvd反应室，在该温度范围内将包含氮的第三前体提供给cvd反应室，以及在衬底上形成包含sc
x
al
1-x
n的膜。
具体实施方式
19.如本发明人所理解的，可以使用化学气相沉积(cvd)在相对低的温度下形成sc
x
al
1-x
n膜，使得所得膜可以基本上没有偏析，使得例如sc
x
al
1-x
n膜可以具有均匀的纤锌矿晶体结构。在根据本发明实施方案的这种膜中，cvd工艺可以在相对低的温度下进行，这可以改善sc
x
al
1-x
n膜的表面形态。例如，在一些实施方案中，形成sc
x
al
1-x
n的cvd生长工艺可以在约750℃至约950℃的温度范围内进行。如本发明人进一步认识到的，在较高温度下形成的sc
x
al
1-x
n膜会表现出偏析，其中膜的成分会变化，使得一些部分会富含sc，而其他部分会富含al。相反，当在太低的温度下进行cvd生长工艺时，纤锌矿晶体结构可能难以保持，导致形成al和sc均匀分布的非晶sc
x
al
1-x
n膜。
20.在本发明的进一步实施方案中，sc
x
al
1-x
n膜的形态可以通过使用特征在于包含环戊二烯基配体和脒基配体的sc前体来改善。如本发明人进一步认识到的，脒基配体的存在可以允许生长表面更大的吸附原子迁移率和更完全的分子离解，这可以在比其它前体更低的生长温度下产生具有更光滑表面的膜。在本发明的一些实施方案中，sc前体的特征在于含有脒基配体，其中sc的每个外壳电子有一个n原子。在本发明的一些实施方案中，al前体可以为包含al作为组分的金属有机物，例如三甲基铝或三乙基铝。在本发明的一些实施方案中，也可以使用其他含al的金属有机前体。
21.如本发明进一步理解的，膜形态也可以通过控制在cvd生长过程中使用的第v族(例如，包括氮的前体，如nh3)前体与第iii族前体(例如，sc和al前体)的比例来改善。该比例会影响生长表面上第iii族物质的吸附原子迁移率。特别地，如果该比例过高，膜可能变粗糙，而如果该比例过低，sc吸附原子可能累积并导致膜中的sc/al偏析。在一些实施方案中，下面的成核层也可以帮助改善sc
x
al
1-x
n膜的形态。
22.如本发明人进一步认识到的，如本文所述，也可以形成低碳含量的sc
x
al
1-x
n膜。例如，在一些实施方案中，cvd工艺可用于形成含有小于约10
19
/cm3或小于材料的约0.001％的杂质掺入的sc
x
al
1-x
n膜。在本发明的其他实施方案中，sc
x
al
1-x
n膜也可以含有低浓度的氧和/或硅。
23.在本发明的一些实施方案中，本文所述的cvd生长的sc
x
al
1-x
n膜可以用作例如基于体声波(baw)的谐振器或滤波器电路中的压电谐振器层。在本发明的一些实施方案中，本
文所述的cvd生长的sc
x
al
1-x
n膜可以用作在例如rf频率下工作的高电子迁移率晶体管(hemt)器件中的阻挡层。在本发明的一些实施方案中，本文所述的cvd生长的sc
x
al
1-x
n膜可以为作为hemt器件的压电谐振器层和缓冲层的共享层。
24.图1为可以用于形成本发明的一些实施方案中的sc
x
al
1-x
n膜的金属有机化学气相沉积(mocvd)系统100的示意图。根据图1，在本发明的一些实施方案中，mocvd系统100可以包括水平流cvd反应器105，向该反应器供应从容器125输送到cvd反应器105的低蒸汽压mo前体蒸汽109。cvd反应器105可以包括可移动地连接在一起的上部150和下部155。在操作中，上部150可以与下部155分离，以露出行星式晶圆传输系统(planetary wafer transport system)，从而晶圆可以装载到多个晶圆工位中。容器125包含用于产生用于形成sc
x
al
1-x
n膜的低蒸汽压mo前体蒸汽109的sc前体材料。应该理解，可以使用其它类型的cvd反应器来代替水平流cvd反应器105。
25.中央注射器柱145贯穿反应器105的上部150，并耦合到被配置为将不同的前体运送到cvd反应器105中的单独的管线上。具体而言，将中央注射器柱145耦合到运送低蒸汽压mo前体蒸汽109的低蒸汽压mo前体管线115上。在本发明的一些实施方案中，可以在处理器电路101的控制下将低蒸汽压mo前体蒸汽109提供给反应器105。例如，在本发明的一些实施方案中，mocvd系统100在处理器电路101的控制下操作，以将反应器105内部的温度维持在sc
x
al
1-x
n膜在衬底上形成的温度。在本发明的一些实施方案中，在sc
x
al
1-x
n膜的形成期间，反应器105的内部可以保持在例如约750℃和约950℃之间的温度范围内。在另外的实施方案中，处理器电路101还可以加热管线115，使得可以将前体蒸汽109在例如大于70℃至约200℃的温度范围内提供给反应器105。
26.如图1中进一步示出的，其他前体120，例如al和n的前体，也可以通过可以与管线115分开的路径160提供给中央注射器柱145。在一些实施方案中，其他前体可以包括其他金属有机前体以及氢化物。将会理解，路径160和管线115可以被定位成彼此热隔离，使得sc前体蒸汽109可以被输送到中央注射器柱145，而不会显著影响其他前体120的温度。换句话说，在本发明的一些实施方案中，管线115可以被定位成使得可以加热蒸汽109而基本上不加热其他前体120。应当理解，本文所述的scaln膜可以使用mocvd系统形成，其中sc
x
al
1-x
n如2020年2月7日提交给美国专利商标局的申请号为16/784,843、题目为“apparatus for forming single crystal piezoelectric layers using low-vapor pressure metalorganic precursors in cvd systems and methods of forming single crystal piezoelectric layers using the same”的美国专利申请所述，该专利申请被共同转让给本受让人，其全部内容通过引用并入本文。
27.在操作中，mocvd系统100可用于在相对低的温度下在衬底上形成sc
x
al
1-x
n膜。在本发明的一些实施方案中，cvd反应器105的内部可以保持在约750℃至约950℃之间的温度范围内。相反，如本发明人所理解的，在较高温度下形成的sc
x
al
1-x
n膜可能表现出偏析，其中膜的成分变化，一些部分可能富含sc，而其它部分富含al。
28.例如，图2a至图2d为使用cvd在约1150℃的温度下形成的sc
x
al
1-x
n膜的eels图像。如图2b和2d所示，使用cvd在高于950℃的温度下生长的sc
x
al
1-x
n膜开始分别呈现富硅组成和富铝组成。此外，如本发明人所理解的，如图2e所示，在低于约750℃的温度下使用cvd生长的膜中，难以保持sc
x
al
1-x
n所需的纤锌矿晶体结构。
29.图2e为在低于约750℃的温度下形成的sc
x
al
1-x
n(或al
1-x
sc
x
n)膜的tem图像。如图2e所示，algan层上的scaln膜为非晶态，这表明如本发明人所理解的，在低于约750℃的温度下通过mocvd形成的sc
x
al
1-x
n(或al
1-x
sc
x
n)膜难以形成纤锌矿晶体结构。
30.相反，图3a至图3d为本发明的实施方案中使用cvd在约850℃的温度下形成的sc
x
al
1-x
n膜的eels图像，分别包括复合eels图像、sc eels图像、neels图像和aleels图像。如图3b和3d所示，使用cvd在约850℃的温度下生长的sc
x
al
1-x
n膜未示出富si组成或富al组成。相反，sc
x
al
1-x
n膜表现出基本上均匀的组成，从而基本上消除了图2a-2d中所示的富sc部分和富al部分。
31.如本发明人进一步认识到的，在本发明的一些实施方案中如本文所述形成的sc
x
al
1-x
n膜样品的xrd扫描图证明了图3a至图3d所示的sc
x
al
1-x
n膜中纤锌矿晶体结构的组成基本均匀。图4a示出了在本发明的一些实施方案中，使用cvd在约(a)1030℃、(b)940℃和(c)850℃的温度下形成的sc
x
al
1-x
n膜在x射线衍射仪(xrd)中的2θ-ω扫描图。如本发明人所理解的，在扫描(a)中示出的在约1030℃下形成的膜中约34.5
°
处的峰代表偏析的sc，而在扫描(b)和(c)中示出的在约940℃和约850℃下形成的sc
x
al
1-x
n膜分别具有较少的峰，表明相应的sc
x
al
1-x
n膜的组成基本均匀(相对于扫描(a))，因此膜(b)和(c)基本没有偏析的scn晶体结构(例如，岩盐晶体结构)，如xrd2θ扫描图中约34.5
°
处的sc峰计数所示，其小于相对于110晶面在约36
°
处获得的sc峰计数的5％。
32.图4b为根据本发明实施方案使用mocvd工艺在algan/aln层序列上生长的scaln(或alscn)层的eels图像。根据图4b，使用mocvd工艺在约800℃的温度下生长scaln层。扫描图(沿方向a)示出了scaln层和algan层的相应部分具有基本均匀的纤锌矿晶体结构组成。
33.如本发明人进一步认识到的，在本发明的进一步实施方案中，sc
x
al
1-x
n膜的形态可以通过使用其特征在于包含环戊二烯基配体和脒基配体的sc前体来改善。如本发明人进一步认识到的，脒基配体的存在可以使生长表面的吸附原子迁移率更大和分子的离解更完全，其可以在比其它前体更低的生长温度下产生更光滑的膜。在本发明的一些实施方案中，sc前体的特征在于含有脒基配体，其中sc的每个外壳电子有一个n原子。
34.例如，在本发明的一些实施方案中，由图1中的容器125提供的前体可以由以下通式(1)表征的前体提供：
35.sc(mecp)
x
(ipr-n-ch＝n-ipr)yꢀꢀꢀ
(1)，
36.其中x为0、1或2，y为1、2或3，前提条件是x+y＝3，并且其中当x＝0时，sc的每个外壳电子有一个n原子。因此，在本发明的一些实施方案中，前体可以为含有二异丙基甲脒基配体(diisopropylforamidinate ligand)且不含甲基环戊二烯基配体的含钪前体。或者，在本发明的一些实施方案中，前体可以为含有二异丙基甲脒基配体和甲基环戊二烯基配体的含钪前体。美国专利us 8,283,201中描述了含镧系元素的前体，例如含有二异丙基甲脒基配体和甲基环戊二烯基配体的含镧系元素的前体，该专利的全部内容通过引用并入本文。另一个实例为由总部位于法国巴黎的air liquide s.a.公司以商标名scarlet
tm
销售的含有二异丙基甲脒基配体和甲基环戊二烯基配体的含钪前体。例如，图5为使用scarlet
tm
作为前体形成的20％scaln膜的sem图像。
37.在本发明的进一步实施方案中，由图1中的容器125提供的前体可以由以下通式(2)表征的前体提供：
38.sc(r1cp)
x
(r
2-nc-c(r3)＝n-r2)yꢀꢀꢀ
(2)
39.其中r1为h或c
1-c5烷基链，r2为h或c
1-c5烷基链，r3为h或me(甲基)，x为0、1或2，y为1、2或3，前提条件为x+y＝3，并且其中当x＝0时，sc的每个外壳电子有一个n原子。在一些实施方案中，前体的r1为me、et(乙基)或ipr(异丙基)。在一些实施方案中，前体的r2为ipr或tbu(叔丁基)。因此，在本发明的一些实施方案中，前体可以为含有二烷基甲脒基配体(dialkyformamidinate ligand)或二烷基乙脒基配体(dialkylacetamidinate ligand)、和烷基环戊二烯基配体的含钪前体，和/或含有二烷基甲脒基配体或乙脒基配体且不含烷基环戊二烯基配体的含钪前体。美国专利us 8,283,201中描述了含镧系元素的前体，例如，含有二烷基甲脒基配体和烷基环戊二烯基配体的含镧系元素的前体，该专利的全部内容通过引用并入本文。
40.如本发明人进一步认识到的，本发明的scaln膜可以用由通式(1)表征的sc前体并使用mocvd在约750℃至约950℃之间的cvd反应器温度下形成。或者，本发明的scaln膜可以用由通式(1)表征的sc前体并使用mocvd在约750℃至约950℃的温度范围之外的cvd反应器温度下形成。
41.如本发明人进一步认识到的，在相对低的温度下使用mocvd形成的sc
x
al
1-x
n膜也可以表现出低碳含量。例如，在一些实施方案中，sc
x
al
1-x
n膜可通过mocvd工艺在衬底上形成，同时将反应器保持在约750℃至约950℃范围内的温度下，以形成具有小于约10
19
/cm3或小于材料的约0.001％的杂质掺入的sc
x
al
1-x
n膜。在本发明的其他实施方案中，scaln膜还可以具有低浓度的氧和/或硅。
42.图6为示出sc
x
al
1-x
n(14.3％sc)的sims分析的图，其中在本发明的一些实施方案中，感兴趣的sc
x
al
1-x
n层位于所分析的样品中约0.1微米至约0.4微米深的位置，如在图的x轴上所示。根据图6，在相关深度根据本发明形成的scaln膜中的碳浓度小于10
19
/cm3。因此，本发明的实施方案可以用于形成碳浓度小于10
19
/cm3的scaln膜。如图6进一步所示，在相关深度根据本发明形成的sc
x
al
1-x
n膜中的氧和硅浓度也可以相对较低。
43.在本发明的一些实施方案中，碳浓度小于约10
19
/cm3的sc
x
al
1-x
n膜可以使用mocvd并用通式(1)或(2)表征的sc前体以及上述其他实施方案形成。在本发明的一些实施方案中，碳浓度小于约10
19
/cm3的scaln膜可以用包括(dipa)3sc的sc前体来形成。更进一步地，可以使用mocvd并用任何前述的sc前体形成碳浓度小于约10
19
/cm3的sc
x
al
1-x
n膜，在衬底上形成scaln膜期间将cvd反应器温度保持在约750℃至约950℃之间。或者，可以使用mocvd并用上述任何sc前体形成本发明的scaln膜，在衬底上形成scaln膜期间将cvd反应器温度保持在约750℃至约950℃的温度范围之外。
44.如本发明人进一步认识到的，sc
x
al
1-x
n膜形态也可以通过控制在cvd生长过程中使用的第v族(例如，包括氮的前体，如nh3)前体与第iii族前体(例如，sc和al前体)的比例来改善。在本发明的一些实施方案中，包括氮的前体的量与sc前体(例如由通式(1)表征的前体或相关实施方案，(dipa)3sc等)和al前体组合的组合量的比例为例如约20,000和约500之间的范围。在一些实施方案中，该范围为约10,000至约500。在一些实施方案中，该范围为约3000至约500。
45.图7为本发明的一些实施方案中在衬底705上形成的sc
x
al
1-x
n膜710的截面图。根据图7，衬底705可以为si(例如si《111》)、sic、al2o3、aln或gan。在本发明的一些实施方案
中，scaln膜710可以使用mocvd工艺来形成，以包括浓度范围为约10％至约42％的sc，其中sc的浓度给定为sc
x
al
1-x
n中的x。在本发明的一些实施方案中，当在衬底705上形成时，sc
x
al
1-x
n膜710中的sc浓度可以形成为足以在sc
x
al
1-x
n层中引起约200mpa压缩应力和约200mpa拉伸应力之间的范围内的应力的水平。应当理解，sc
x
al
1-x
n膜710可以使用在本文描述的温度范围内作为mocvd工艺的一部分使用的本文所述的前体、材料等的不同实施方案的任意组合在衬底705上形成。
46.图8为本发明的一些实施方案中在衬底705上形成的sc
x
al
1-x
n膜810的截面图。根据图8，可以首先在衬底705上形成成核层815。可以使用mocvd工艺在成核层815上形成sc
x
al
1-x
n膜810，以包括浓度范围为约10％至约42％的sc，其中在本发明的一些实施方案中，sc的浓度给定为sc
x
al
1-x
n中的x。成核层815可以形成为使得其成分随着层的形成而改变，以向形成在其上的sc
x
al
1-x
n膜810提供期望的晶格结构或应变。例如，如果成核层815为algan，则al的量可以随着成核层815的沉积而减少，使得成核层815可以在外部基本上为aln，并且在形成sc
x
al
1-x
n膜810的成核层815的上部过渡到gan。因此，如此形成的成核层可以产生sc
.18
al
.82
n(sc18％)的晶格匹配，或者对sc的sc
x
al
1-x
n膜施加压缩应变，其中x大于18％。
47.在本发明的一些实施方案中，当在衬底705上形成时，sc
x
al
1-x
n膜810中的sc的浓度可以形成为与成核层815结合足以在sc
x
al
1-x
n层中诱发约200mpa压缩应力至约200mpa拉伸应力的应力水平。应当理解，可以在本文描述的温度范围内使用作为mocvd工艺的一部分的本文描述的前体、材料等的不同实施方案的任意组合在成核层815上形成sc
x
al
1-x
n膜810。
48.图9为本发明的一些实施方案中在衬底705上形成的scaln膜910的截面图。根据图9，scaln膜910可以包括多个组成scaln膜915-1至n，其中每个组成sc
x
al
1-x
n膜可以使用mocvd工艺形成，以包括浓度范围为约10％至约42％的sc，其中在本发明的一些实施方案中，sc的浓度给定为sc
x
al
1-x
n中的x。在本发明的一些实施方案中，当在衬底705上形成时，sc
x
al
1-x
n膜910中的sc浓度可以形成为足以在sc
x
al
1-x
n层中诱发约200mpa压缩应力至约200mpa拉伸应力的应力水平。应当理解，可以在本文描述的温度范围内使用作为mocvd工艺的一部分的本文描述的前体、材料等的不同实施方案的任意组合在衬底705上形成scaln膜910。
49.如本发明人进一步理解的，根据本发明实施方案形成的sc
x
al
1-x
n膜可以作为单晶压电膜包含在谐振器或滤波器电路中。例如，本文所述的sc
x
al
1-x
n膜可以包括在诸如图10所示的器件中，以提供夹在底电极135和顶电极140之间的单晶谐振器sc
x
al
1-x
n层110。底电极135通过谐振器腔145与衬底分离，谐振器腔145允许sc
x
al
1-x
n层110的位于顶电极135和底电极140之间的部分响应撞击在sc
x
al
1-x
n层110的该部分上的电磁能量而谐振，以在顶电极135和底电极140处产生电响应。谐振器腔145还允许sc
x
al
1-x
n层110的位于顶电极135和底电极140之间的部分响应施加在顶电极135和底电极140上的电信号而谐振。此外，共享的sc
x
al
1-x
n层110中包括的sc的水平可以影响sc
x
al
1-x
n层110的共振。
50.本文所述的mocvd工艺可以允许sc
x
al
1-x
n层110形成为具有本文所述的单晶结构，使得sc
x
al
1-x
n层110的组成不含分离的scn晶体结构，从而具有基本均匀的纤锌矿晶体结构。例如，在本发明的一些实施方案中，通过x射线衍射，sc
x
al
1-x
n层110可以具有小于约1.5
度半峰全宽(fwhm)的结晶度。在本发明的一些实施方案中，共掺杂的iii-n族压电材料可被制成具有使用x射线衍射(xrd)测量的小于约1.0度半峰全宽(fwhm)至约10弧秒fwhm的结晶度。在本发明的一些实施方案中，sc
x
al
1-x
n层110可以被制成具有使用xrd在002方向上测量的约1.0度半峰全宽(fwhm)至约0.05度fwhm的结晶度。在本发明的一些实施方案中，sc
x
al
1-x
n层110的厚度可以为约200nm至约1.3μm。
51.通过在生长衬底上形成sc
x
al
1-x
n层(以及sc
x
al
1-x
n层下面的部分),使用本文描述的mocvd工艺形成本发明实施方案的压电谐振器器件的方法可以利用转移工艺。然后可以将整个结构转移到载体衬底(例如si《100》)上，以便可以移除生长衬底(压电层生长在其上)。一旦生长衬底被移除，压电层的暴露背面可以被处理以形成例如顶电极(用于谐振器)并形成通孔(via)和触点(contact)。因此，转移过程可以允许谐振器器件的两侧都被利用。
52.如本发明人进一步认识到的，在本发明的一些实施方案中，使用本文描述的mocvd工艺形成本发明的实施方案的压电谐振器器件的方法可以用于形成表面声波谐振器器件，其可以不利用转移工艺。
53.如本发明人进一步认识到的，sc
x
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n膜110可以根据本发明的实施方案形成，作为阻挡层包含在hemt器件中，在一些实施方案中，该器件可以被配置用于rf操作，如图11所示。根据图11，将sc
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n膜110作为hemt器件的阻挡层125包含，作为可以形成hemt器件的活性层(active layer)的材料叠层的一部分，包括iii-n沟道层120、缓冲层111和可选的盖层。
54.应当理解，在一些实施方案中，可以使用本文所述的mocvd工艺(包括通过使用本文所述方面的任何组合)在衬底上生长材料的hemt叠层和sc
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n层125。hemt叠层中的材料可以通过mocvd形成，而不需要在材料hemt叠层和sc
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n层125的形成过程中引入真空破坏(vacuumbreak)。换句话说，在本发明的一些实施方案中，一旦cvd反应器达到该温度范围，该过程可以继续，直到在温度被允许冷却下降之前完成材料的hemt叠层的形成。应当理解，在本发明的一些实施方案中，可以将被形成以提供hemt器件的阻挡层125的sc
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n层形成为约5nm至约20nm范围内的厚度。
55.图12为包括图11中描述的并根据本发明实施方案形成的sc
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n层125的hemt器件的示意图。根据图12，hemt器件包括源区175、漏区180和栅极(gate)185。相应的金属化190和195从源区175和漏区180延伸离开hemt叠层中的源区和漏区到达相应的触点。
56.图13为在本发明的一些实施方案中，与包括共享的sc
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n层110的hemt器件103集成的单片rf体声波(baw)压电谐振器器件105的截面示意图，共享的sc
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n层110提供压电谐振器器件105中的压电层和hemt器件103中的缓冲层。根据图13，共享的sc
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n层110延伸穿过单片载体衬底，以提供谐振器器件105的压电层和hemt器件103的缓冲层。hemt器件103包括形成如图11所示的hemt器件103的活性层的材料的hemt叠层，包括iii-n沟道层、阻挡层(也可以由与缓冲层组成相同或不同的sc
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n形成)和可选的盖层。
57.应当理解，在一些实施方案中，可以使用mocvd工艺(以及使用本文所述方面的任意组合)在载体衬底上生长材料的hemt叠层和共享的sc
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n层110，而不会在形成材料的hemt叠层和共享的sc
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n层110期间引入真空破坏。将会理解，在本发明的一些实施方案中，共享的sc
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n层110的不同部分(hemt部分和谐振器部分)可以各自形成为针对这些部分中的每一个所描述的相应厚度。
58.图14至图19示出了各种rf器件，在一些实施方案中，这些rf器件可以包括sc
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n层，以提供谐振器器件的压电层和/hemt器件的缓冲层、仅提供hemt器件的阻挡层或者仅提供谐振器器件的压电层。在本发明的范围内，其他组合也是可能的。图14为发射模块(transmit module)4900的示意图，在本发明的一些实施方案中，该发射模块4900包括本文所述的以集成形式(intergrated form factor)组装的baw滤波器4910、使用至少一个hemt器件实现的放大器4915、以及使用至少一个hemt器件实现的开关4805。
59.图15为部分完整的前端模块(partial complete front end module)(cfe)高频带器件5000的示意图，在本发明的一些实施方案中，该器件包括本文所述的以集成形式组装的baw滤波器5010、使用至少一个hemt器件实现的放大器5015、以及使用至少一个hemt器件实现的开关5005。
60.图16为开关双工器组(switched duplexer bank)5100的示意图，在本发明的一些实施方案中，该开关双工器组5100包括以集成形式组装的至少一个baw滤波器5110和至少一个开关5105(使用至少一个hemt器件来实现，例如旁路开关或多投开关)。
61.图17为天线开关模块5200的示意图，在本发明的一些实施方案中，该天线开关模块5200包括以集成形式组装的至少一个baw滤波器5210和至少一个开关5205(使用至少一个hemt器件来实现，例如旁路开关或多投开关)。
62.图18为分集接收fem 5300的示意图，在本发明的一些实施方案中，该fem5300包括以集成形式组装的使用至少一个hemt器件实现的至少一个低噪声放大器5315、使用至少一个hemt器件实现的至少一个baw滤波器5310和至少一个开关5305。
63.图19为功率放大器(pa)双工器5400的示意图，在本发明一些实施方案中，该功率放大器双工器5400包括以集成方式组装的使用至少一个hemt器件实现的至少一个功率放大器5415和至少一个baw滤波器5410。
64.应当理解，图14至图19所示的实施方案可以包括作为hemt器件的阻挡层的scaln、作为谐振器器件的压电层的scaln或者作为本文所述的共享的缓冲层/压电层的scaln。
65.图20为示出了计算系统的示例的框图，在本发明的一些实施方案中，该计算系统可用于使用具有主机或主计算机以及一个或多个远程计算机的处理器电路101来监测和控制mocvd系统100的操作(包括维持本文所述的cvd反应器的温度)。然而，该操作环境只是合适的操作环境的一个示例，并不旨在对所公开的技术的使用范围或功能提出任何限制。
66.在图20中，处理器电路101包括主计算机103。在所示的示例中，主计算机103为多处理器计算机，其包括多个输入和输出设备105和存储器107。输入和输出设备105可以包括用于从用户接收输入数据或向用户提供输出数据的任何设备。输入设备可以包括例如键盘、麦克风、扫描仪或定点设备，用于接收来自用户的输入。输出设备可以包括显示监视器、扬声器、打印机或触觉反馈设备。这些设备及其连接物在本领域中是众所周知的，因此在此不再赘述。
67.存储器107可以类似地使用可以由主计算机103访问的计算机可读介质的任意组合来实现。计算机可读介质可以包括例如微电路存储设备，诸如读写存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)或闪存微电路设备、cd-rom光盘、数字视频光盘(dvd)或其他光存储设备。计算机可读介质还可包括盒式磁带(magnetic cassette)、磁带(magnetic tape)、磁盘或其他磁存储设备、穿孔介质、全息存储设备或任
何其他可用于存储所需信息的介质。
68.如下面将详细讨论的，主计算机103运行根据所公开的技术的各种实例来执行操作的软件应用。因此，存储器107存储软件指令109a，当软件指令109a被执行时，将运行执行一个或多个操作的软件应用。存储器107还存储将与软件应用一起使用的数据109b。在所示实施方案中，数据109b包含软件应用程序用来执行操作的程序数据，其中至少一些操作可以是并行的。
69.主计算机103还包括多个处理器单元111和接口设备113。处理器单元111可以为能够被编程以执行软件指令109a的任何类型的处理器设备，但是通常为微处理器设备。例如，一个或多个处理器单元111可以为商业上通用的可编程微处理器，例如intel.pentium或xeon微处理器、advanced micro devices athlon.tm微处理器或motorola 68k/coldfire.微处理器。可选地或附加地，一个或多个处理器单元111可以是定制的处理器，例如被设计成最佳地执行特定类型的数学运算的微处理器。接口设备113、处理器单元111、存储器107和输入/输出设备105通过总线115连接在一起。
70.对于所公开技术的一些实施方案，主计算设备103可以采用一个或多个具有多于一个处理器核心的处理单元111。图20示出了可以与所公开技术的各种实施方案一起使用的多核处理器单元111的示例。如图20所示，处理器单元111包括多个处理器内核201。每个处理器内核201包括计算引擎203和超高速缓存存储器(memory cache)205。
71.每个处理器内核201连接到互连设备(interconnect)207。互连设备207的具体构造可以根据处理器单元111的架构而变化。对于一些处理器内核201，例如由索尼公司、东芝公司和ibm公司创建的单元(cell)微处理器，互连设备207可以作为互连总线使用。然而，对于其它处理器单元111，例如可从加利福尼亚州森尼韦尔市的advanced micro devices获得的opteron.tm和athlon.tm双核处理器，互连设备207可以作为系统请求接口设备使用。在任何情况下，处理器核心201通过互连设备207与输入/输出接口209和存储器控制器210通信。输入/输出接口209提供处理器单元111和总线115之间的通信接口。类似地，存储器控制器210控制处理器单元111和系统存储器107之间的信息交换。对于所公开技术的一些实施方案，处理器单元111可以包括附加组件，例如由处理器内核201共享的可访问的高级超速缓冲存储器。
72.接口设备113允许主计算机103与副计算机117a、117b、117c
……
117x通过通信接口通信。通信接口可以为任何合适类型的接口，包括例如传统的有线网络连接或光传输有线网络连接。通信接口也可以为无线连接，例如无线光学连接、射频连接、红外连接或者甚至是声连接。接口设备113根据一个或多个通信协议(例如传输控制协议(tcp)、用户数据报协议(udp)和互联网协议(ip))，将来自主计算机103和每个副计算机117的数据和控制信号转换成网络消息。这些和其他传统的通信协议在本领域中是众所周知的，因此在此不再详细讨论。
73.每个计算机117可以包括通过系统总线127连接在一起的存储器119、处理器单元121、接口设备123以及可选的一个或多个输入/输出设备125。如同主计算机103一样，计算机117的可选输入/输出设备125可以包括任何传统的输入或输出设备，例如键盘、定点设备、麦克风、显示监视器、扬声器和打印机。类似地，处理器单元121可以为任何类型的传统或定制的可编程处理器设备。例如，一个或多个处理器单元121可以为商业上通用的可编程
微处理器，例如intel.rtm.pentium.rtm.或xeon.tm.微处理器、advanced micro devicesathlon.tm.微处理器或motorola 68k/coldfire.rtm微处理器。或者，一个或多个处理器单元121可以为定制的处理器，例如被设计成最佳地执行特定类型的数学运算的微处理器。然后，可以使用上述计算机可读介质的任意组合来实现存储器119。像接口设备113一样，接口设备123允许计算机117通过通信接口与主计算机103通信。
74.在所示的实例中，主计算机103为具有多个处理器单元111的多处理器单元计算机，而每个计算机117具有单个处理器单元121。然而，应当注意，所公开的技术的替代实施方案可以采用具有单处理器单元111的主计算机。此外，如前所述，取决于它们的预期用途，一个或多个计算机117可以具有多个处理器单元121。此外，虽然对于主计算机103和计算机两者仅示出了单个接口设备113或123，但是应当注意，对于所公开技术的替代实施方案，计算机103、一个或多个计算机117或者两者的某种组合可以使用两个或更多不同的接口设备113或123来通过多个通信接口进行通信。
75.利用所公开技术的各种实例，主计算机103可以连接到一个或多个外部数据存储设备。这些外部数据存储设备可以使用可以由主计算机103访问的计算机可读介质的任意组合来实现。计算机可读介质可以包括例如微电路存储设备，诸如读写存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)或闪存微电路设备、cd-rom盘、数字视频光盘(dvd)或其他光存储设备。计算机可读介质还可包括盒式磁带、磁带、磁盘或其他磁存储设备、穿孔介质、全息存储设备或任何其他可用于存储所需信息的介质。根据所公开技术的一些实施方案，一个或多个计算机117可以可选地或附加地连接到一个或多个外部数据存储设备。通常，这些外部数据存储设备将包括也连接到主计算机103的数据存储设备，但是它们也可以不同于主计算机103可访问的任何数据存储设备。
76.应当理解，尽管术语第一、第二等可以在本文用来描述各种元件，但是这些元件不应该被这些术语所限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件，而不脱离这里描述的各种实施方案的范围。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。
77.本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并不旨在限制其他实施方案。如本文所使用的，单数形式“一个/种(a)”、“一个/种(an)”和“该/所述(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。还应当理解，在本文中使用时，术语“包括/包含(comprises)”、“包括/包含(comprising)”、“包括/包含(includes)”和/或“包括/包含(including)”、“具有/含有(have)”和/或“具有/含有(having)”表明所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。被描述为“将要”执行功能、动作和/或操作的元件可以被配置成或以其他方式被构造成这样做。
78.除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本文描述的各种实施方案所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。还应该理解，本文使用的术语应该被解释为具有与它们在本说明书和相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且除非本文明确定义，否则不应该以理想化或过于正式的意义来解释。
79.如本领域技术人员将理解的，本文描述的各种实施方案可以体现为方法、数据处
理系统和/或计算机程序产品。此外，实施方案可以采取有形计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品具有包含在介质中的可由计算机执行的计算机程序代码。
80.可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以为计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以为例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或者前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的实例(非穷举列表)将包括以下：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪速存储器)、便携式光盘只读存储器(cd-rom)、光存储设备、磁存储设备或前述的任何合适的组合。在本文的上下文中，计算机可读存储介质可以为能够包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序的任何有形介质。
81.计算机可读信号介质可以包括其中包含计算机可读程序代码的传播数据信号，例如在基带中或作为载波的一部分。这种传播信号可以采取多种形式中的任何一种，包括但不限于电磁、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以为任何计算机可读介质，其不是计算机可读存储介质，并且可以传送、传播或传输由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序。包含在计算机可读信号介质上的程序代码可以使用任何适当的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、rf等或前述的任何合适的组合。
82.用于执行本公开的各方面的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任意组合来编写，包括面向对象的编程语言(例如java、scala、smalltalk、eiffel、jade、emerald、c++、c#、vb.net、python等)、传统的程序编程语言(例如“c”编程语言、visual basic、fortran 2003、perl、cobol 2002、php、abap)、动态编程语言(例如python、ruby和groovy)或者其他编程语言(例如用于fpga、verilog、system verilog、hardware description language(hdl)和vhdl的编程语言)。程序代码可以完全在用户计算机上执行、部分在用户计算机上执行(作为独立的软件包)、部分在用户计算机上执行且部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(lan)或广域网(wan)，或者可以连接到外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)、或者在云计算机环境中、或者作为服务提供(例如软件即服务(saas))。
83.本文参考根据实施方案的方法、系统和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了一些实施方案。将会理解，流程图和/或框图的每个板块以及流程图和/或框图中的板块的组合可以由计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的机制。
84.这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读介质中，当被执行时，可以引导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定的方式运行，使得指令在被存储在计算机可读介质中时产生包括指令的制品，当指令被执行时，使得计算机实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作。计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程指令执行装置或其他设备上，以使一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或其他设
备上执行，从而产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的过程。
85.应当理解，框中标注的功能/动作可以不按照操作说明中标注的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能/动作。尽管一些图包括通信路径上的箭头以示出通信的主要方向，但是应该理解，通信可以发生在与所示箭头相反的方向上。
86.结合以上描述和附图，本文已经公开了许多不同的实施方案。应当理解，从字面上描述和说明这些实施方案的每个组合和子组合将是过度重复和混淆的。因此，所有实施方案可以以任何方式和/或组合进行组合，并且包括附图在内的本说明书将支持对任何这种组合或子组合的权利要求。