[發(fā)明專(zhuān)利]用于制備基于堿金屬的鐵電材料薄層的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980018546.0
• 申請(qǐng)日: 2019-02-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111837216A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·德魯安
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: SOITEC公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/02
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/02;H01L21/762
• 代理公司: 北京戈程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;唐瑞庭

1.用于制備薄層(3)的方法，所述薄層(3)由基于堿金屬的鐵電材料制成，表現(xiàn)出確定的居里溫度，使用包括將原子物種植入至供體襯底(1)中以產(chǎn)生脆化平面(2)的轉(zhuǎn)移技術(shù)將所述薄層(3)從供體襯底(1)轉(zhuǎn)移至載體襯底(7)，所述薄層具有第一自由面(8)和布置在載體襯底(7)上的第二面(4)；其特征在于，用于制備薄層(3)的方法包括：

在高于確定的居里溫度的溫度下對(duì)經(jīng)轉(zhuǎn)移的薄層(3)的第一熱處理，在完成第一熱處理后，所述薄層(3)表現(xiàn)出多疇特性；

在第一熱處理之后，將質(zhì)子引入薄層(3)中，然后在低于確定的居里溫度的溫度下對(duì)薄層(3)進(jìn)行第二熱處理，以產(chǎn)生內(nèi)部電場(chǎng)，從而使薄層(3)成為單疇。

2.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其中，植入的原子物種為氫離子和/或氦離子。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，轉(zhuǎn)移技術(shù)包括將供體襯底(1)接合至載體襯底(7)并在脆化平面(2)的水平處分離所述薄層(3)。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)質(zhì)子交換來(lái)實(shí)現(xiàn)將質(zhì)子引入所述薄層(3)中。

5.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其中，通過(guò)將至少所述薄層(3)浸入溫度通常在200℃至300℃之間的苯甲酸浴中10分鐘至30小時(shí)來(lái)進(jìn)行質(zhì)子交換。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)離子植入或等離子體植入來(lái)實(shí)現(xiàn)將質(zhì)子引入所述薄層(3)中。

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，進(jìn)行第一熱處理的持續(xù)時(shí)間在30分鐘至10小時(shí)之間。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，第一熱處理和第二熱處理在氧化或中性氣氛下進(jìn)行。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，第二熱處理在比確定的居里溫度低100℃，優(yōu)選低50℃或低10℃的溫度下進(jìn)行，持續(xù)時(shí)間在30分鐘至10小時(shí)之間。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，用于制備薄層(3)的方法包括施加至所述薄層(3)的第一面(8)的拋光步驟。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在第一熱處理之后或在第二熱處理之后進(jìn)行拋光。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述供體襯底(1)由基于鋰的鐵電材料制成。

13.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述供體襯底(1)由LiTaO₃或LiNbO₃制成。

14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，鐵電材料表現(xiàn)出42°RY的晶體取向。

15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述載體襯底(7)的材料為硅。