[發明專利]壓電薄膜復合基板及其制備方法

有效

• 申請號: 202010071169.1
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN113223943B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 張秀全;朱厚彬;李真宇;薛海蛟;李洋洋;張濤
• 申請（專利權）人: 濟南晶正電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01L21/18;H10N30/093
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 劉燦強;尹淑梅

1.一種壓電薄膜復合基板，所述壓電薄膜復合基板包括：

襯底；

壓電薄膜層，位于襯底的上表面上；

有源層，設置在壓電薄膜層上；以及

隔離層，位于襯底與壓電薄膜層之間，

其中，隔離層包括具有不同折射率且彼此交替堆疊的多個子隔離層，

其中，所述多個子隔離層中的每個子隔離層的折射率小于壓電薄膜層的折射率，

其中，隔離層的與壓電薄膜層接觸的部分與所述多個子隔離層中具有最小折射率的子隔離層對應，

其中，隔離層的與襯底接觸的部分與所述多個子隔離層中具有最小折射率的子隔離層對應，

其中，有源層包括GaN、GaAs、GaSb、InP、AlAs、AlGaAs、AlGaAsP、GaAsP或InGaAsP，

其中，壓電薄膜層包括鉭酸鋰、鈮酸鋰、磷酸二氫鉀、磷酸二氘鉀或石英。

2.根據權利要求1所述的壓電薄膜復合基板，其中，隔離層具有周期性結構，周期性結構的最小結構單元包括具有不同折射率且彼此疊置的多個子隔離層，并且隔離層包括順序堆疊的至少兩個最小結構單元。

3.根據權利要求1所述的壓電薄膜復合基板，其中，所述多個子隔離層包括第一子隔離層和第二子隔離層。

4.根據權利要求3所述的壓電薄膜復合基板，其中，第二子隔離層的折射率大于第一子隔離層的折射率。

5.根據權利要求4所述的壓電薄膜復合基板，其中，第一子隔離層包括SiO_x，且第二子隔離層包括SiN_y。

6.根據權利要求5所述的壓電薄膜復合基板，其中，第一子隔離層包括SiO₂，且第二子隔離層包括Si₃N₄。

7.根據權利要求3所述的壓電薄膜復合基板，其中，所述多個子隔離層還包括第三子隔離層。

8.根據權利要求1所述的壓電薄膜復合基板，所述壓電薄膜復合基板還包括位于襯底的與上表面背對的底表面上的補償層，并且補償層具有與隔離層相同結構。

9.根據權利要求1所述的壓電薄膜復合基板，其中，隔離層的厚度大于等于400nm。

10.根據權利要求1所述的壓電薄膜復合基板，其中，所述多個子隔離層中的每個子隔離層的厚度為200nm至900nm。

11.一種制備壓電薄膜復合基板的方法，所述方法包括以下步驟：

在襯底的上表面上沉積隔離層；

利用離子注入方法將離子注入到原始基板的一個表面，從而在原始基板中形成薄膜層和余料層以及位于薄膜層與余料層之間的注入層，注入的離子分布在注入層內；

使原始基板的形成有薄膜層的表面與隔離層的上表面接觸，以形成鍵合體；

對鍵合體加熱到預定溫度并保溫預定時間，以使余料層從原始基板剝離，從而得到包括襯底、隔離層和壓電薄膜層的壓電薄膜復合基板；以及

在壓電薄膜層上形成有源層，

其中，隔離層包括具有不同折射率的多個子隔離層彼此交替堆疊在其中的堆疊結構，

其中，所述多個子隔離層中的每個子隔離層的折射率小于壓電薄膜層的折射率，

其中，隔離層的與壓電薄膜層接觸的部分與所述多個子隔離層中具有最小折射率的子隔離層對應，

其中，隔離層的與襯底接觸的部分與所述多個子隔離層中具有最小折射率的子隔離層對應，

其中，有源層包括GaN、GaAs、GaSb、InP、AlAs、AlGaAs、AlGaAsP、GaAsP或InGaAsP，

其中，壓電薄膜層包括鉭酸鋰、鈮酸鋰、磷酸二氫鉀、磷酸二氘鉀或石英。