Ein solches Halbleiterbauelement weist typischerweise eine untere Elektrode, eine obere Elektrode und eine dazwischen angeordnete Schicht auf, die für den Fall, daß akustische Si- gnale erzeugt oder nachgewiesen werden, piezoelektrisch ist, und für den Fall, daß thermische Schwingungen erzeugt oder nachgewiesen werden, pyroelektrisch ist. In beiden Fällen wird eine ausgeprägte Textur der Kristallstruktur der Schicht angestrebt, um einen möglichst hohen piezoelektrischen bzw. pyroelektrischen Koppelkoeffizienten zu erzielen. Je größer dieser Koppelkoeffizient ist, um so ausgeprägter sind die meßbaren elektrischen Spannungsänderungen bei einem vorgege- benen akustischen bzw. thermischen Signal.

Ein Halbleiterbauelement, bei dem durch Anlegen elektrischer Spannungsänderung akustische Schwingungen durch den piezo- elektrischen Effekt erzeugt werden, ist z. B. in Dubois et al, Properties of aluminum nitride thin films for piezoelectric transducers and microwave filter applications", Appl. Phys.

Lett. Vol. 74, No. 20, S. 3032-3034 beschrieben. Eine Schich- tenfolge, durch die die akustischen Schwingungen erzeugt wer- den, besteht aus einer unteren und oberen Elektrode und eine dazwischen angeordnete piezoelektrische Schicht aus AlN. Zur Verbesserung der Textur wird vorgeschlagen, die untere Elek- trode aus Platin zu erzeugen. Durch Aufwachsen der piezoelek- trischen Schicht auf Platin wird eine bessere Textur der

Schicht erzielt, da Platin und AlN ähnliche Kristalleigen- schaften aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelement mit einer Schichten- folge zum ineinander Umwandeln von akustischen oder thermi- schen Signalen und elektrischen Spannungsänderungen anzuge- ben, deren piezoelektrische oder pyroelektrische Schicht im Vergleich zum Stand der Technik eine verbesserte Textur auf- weist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit einer Schichtenfolge zum in- einander Umwandeln von akustischen oder thermischen Signalen und elektrischen Spannungsänderungen, bei dem als Teile der Schichtenfolge mindestens eine untere Elektrode, darüber eine Schicht, die piezoelektrisch oder pyroelektrisch ist, und darüber eine obere Elektrode erzeugt werden, wobei die untere Elektrode erzeugt wird, indem ein leitendes Material abge- schieden und anschließend zum Glätten von Oberflächenrauhei- ten chemisch-mechanisch poliert wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Rauheit der Oberfläche, über der die Schicht abgeschieden wird, die Qualität der Textur der Schicht wesentlich beeinflußt. Das Kristallwachstum erfolgt lokal senkrecht zur Oberfläche. Auf rauhen Oberflächen wachsen Kristallite zunächst mit großen Richtungsschwankungen, bis sie sich gegenseitig im Wachstum blockieren, und nur die im wesentlichen senkrecht gerichteten Kristallite weiterhin wachstumsfähig bleiben. Die Dicke des Teils der Schicht, in dem dieser Selektionsprozeb erfolgt, ist stark von der Rauheit der Oberfläche abhängig. Da dieser Anteil der Schicht schlechte piezo-bzw. pyroelektrische Ei- genschaften aufweist, verschlechtert sich der Koppelkoeffizi- ent der Schicht auf einer rauhen Oberfläche deutlich. Durch Glätten von Oberflächenrauheiten der unteren Elektrode wird eine besonders gute Textur der Schicht erzielt.

Bisher wurde chemisch-mechanisches Polieren (CMP) nur zum Einebnen einer Schicht, die aufgrund einer durch Vertiefungen und Gräben strukturierten Unterlage in verschiedenen Berei- chen unterschiedliche Höhen aufweist, verwendet. Zu diesem Zweck wird die Dicke der abgeschiedenen Schicht um bis zu 2 um reduziert. Erfindungsgemäß wird das chemisch-mechanische Polieren erstmals zum Glätten einer Schicht, die auf einer im wesentlichen ebenen Unterlage abgeschieden wird und lediglich aufgrund des Kristallwachstums eine gewisse Oberflächenrau- heit aufweist, verwendet.

Vorzugsweise wird die Dicke des abgeschiedenen leitenden Ma- terials durch das chemisch-mechanische Polieren um 10 bis 100 nm reduziert.

Es hat sich gezeigt, daß die Textur der Schicht besonders stark durch das Vorsehen des CMP-Schritts verbessert wird, wenn die untere Elektrode erzeugt wird, indem Wolfram durch ein CVD-Verfahren abgeschieden wird.

Zur weiteren Verbesserung der Textur der Schicht ist es vor- teilhaft, auf der unteren Elektrode zunächst eine Hilfs- schicht und darüber die Schicht zu erzeugen, wobei die Hilfs- schicht derart erzeugt wird, daß sie ein homogen orientiertes Aufwachsen der Schicht fördert.

Besteht die Schicht aus AlN, so kann die Hilfsschicht bei- spielsweise aus Titan, Platin oder Ruthenium bestehen. Durch eine solche Hilfsschicht wird die Textur der Schicht verbes- sert, da diese Materialien ähnliche Kristalleigenschaften aufweisen wie AlN.

Eine besonders starke Verbesserung der Textur der Schicht wird erzielt, wenn die Hilfsschicht im wesentlichen aus amor- phem Silizium, amorphem Siliziumoxid oder amorphem Silizium- nitrid besteht. Eine solche Hilfsschicht weist eine chemisch

streng definierte Oberfläche auf, an der sich die Kristallite der Schicht beim Abscheiden in definierter Polarisation anla- gern. Da amorphes Silizium eine geringe elektrische Leitfä- higkeit aufweist, ist es nicht erforderlich, die Hilfsschicht zu strukturieren. Die Hilfsschicht kann als ganzflächige Schicht auf einer Halbleiterscheibe verbleiben, ohne daß die Elektroden kurzgeschlossen werden. Ferner wirkt eine Hilfs- schicht aus amorphem Silizium als Diffusionsbarriere für Ver- unreinigungen, die aus Schichten unterhalb der unteren Elek- trode während der Abscheidung der Schicht herausdiffundieren und in die Schicht eingebaut werden können. Diese Eigenschaft ist besonders vorteilhaft, da es sich gezeigt hat, daß be- reits kleinste Verunreinigungen durch Sauerstoff oder Wasser- stoff das Wachstum der Schicht empfindlich stören.

Die obere und/oder die untere Elektrode können im wesentli- chen oder teilweise aus Wolfram, Molybdän, Platin, einer Alu- miniumlegierung oder einer Kombination aus diesen Metallen bestehen.

Das Halbleiterbauelement kann als Bulk-Acoustic-Wave Resona- tor oder als Filter mit einem solchen Resonator erzeugt wer- den, wobei die Schichtenfolge auf einem Träger erzeugt wird, der so erzeugt wird, daß er durch die Schichtenfolge erzeugte akustische Schwingungen reflektiert. Dazu weist der Träger beispielsweise eine Anzahl übereinander angeordneter Schich- ten auf, die alternierend eine hohe und eine niedrige akusti- sche Impedanz aufweisen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an- hand der Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Querschnitt durch einen Bulk-Acoustic- Wave-Resonator mit einer Schichtenfolge bestehend aus einer unteren Elektrode, einer Hilfsschicht, einer Schicht und ei- ner oberen Elektrode und aus einem Träger.

Im Ausführungsbeispiel wird ausgehend von einem Substrat 1 aus Silizium ein Träger T erzeugt, indem eine Folge von Schichten S1, S2 abgeschieden wird, die abwechselnd eine hohe akustische Impedanz und eine niedrige akustische Impedanz aufweisen. Die Schichten Si mit der hohen akustischen Impe- danz bestehen aus Wolfram und sind ca. 850nm dick. Die Schichten S2 mit der niedrigen akustischen Impedanz bestehen aus SiO2 und sind ca. 750nm dick.

Auf dem Träger T wird eine Schichtenfolge erzeugt. Dazu wird zunächst zur Bildung einer unteren Elektrode U Wolfram in ei- ner Dicke von ca. 400nm abgeschieden. Anschließend wird die untere Elektrode U durch chemisch-mechanisches Polieren ge- glättet, wobei Wolfram bis zu einer Dicke von ca. 60nm abge- tragen wird. Auf der unteren Elektrode U wird eine ca. 20nm dicke Hilfsschicht H erzeugt, indem amorphes Silizium gesput- tert wird. Ohne das Substrat 1 zu belüften, wird anschließend eine piezoelektrische Schicht S erzeugt, indem AlN in einer Dicke von ca. 2pm abgeschieden wird. Darüber wird zur Erzeu- gung einer oberen Elektrode O Aluminium in einer Dicke von ca. 400nm abgeschieden.

Das erzeugte Bauelement ist ein Bulk-Acoustic-Wave-Resonator.

Der Träger T wirkt als Bragg-Reflektor, der akustische Wel- len, die durch die Schichtenfolge erzeugt werden, reflek- tiert. Die Dicken der Schichten S1, S2 sind so ausgelegt, daß sie bei der Betriebsfrequenz des Bulk-Acoustic-Wave- Resonators 1S der akustischen Wellenlänge im jeweiligen Mate- rial entsprechen.

Bezugszeichenliste 1 Substrat Hl, H2 Hilfsschicht O,U Elektrode S Schicht S1, S2 Schichten des Trägers T Träger5