[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

公開了一種壓電薄膜復合基板及其制備方法，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；以及隔離層，位于襯底與壓電薄膜層之間。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，并且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。

技術領域

本發明涉及一種壓電薄膜復合基板及其制備方法，更具體地，涉及一種能夠降低光損耗的壓電薄膜復合基板及其制備方法。

背景技術

鈮酸鋰薄膜、鉭酸鋰薄膜等壓電薄膜材料具有優良的非線性光學特性、電光特性和聲光特性，其在光信號處理、信息存儲等領域具有廣泛的應用。包含鈮酸鋰薄膜和/或鉭酸鋰薄膜的壓電薄膜復合基板可以用于實現小體積的光電器件，并且在集成光學領域和聲學領域具有非常廣闊的應用前景。

目前，典型的壓電薄膜復合基板可以具有諸如襯底/隔離層/壓電薄膜層的堆疊結構，例如，硅襯底/氧化硅(SiO_x)隔離層/鈮酸鋰或鉭酸鋰壓電薄膜層的堆疊結構。

具體地，如圖1中所示，壓電薄膜復合基板100可以包括襯底130、設置在襯底130上壓電薄膜層110以及位于襯底130與壓電薄膜層110之間的隔離層120。在制造如圖1中所示的壓電薄膜復合基板100的工藝中，可以先采用硅晶圓襯底作為襯底130。接著，可以通過在硅晶圓上沉積氧化硅(SiO_x)來形成隔離層120。然后，可以通過智能剝離工藝來在隔離層120上形成壓電薄膜層110。在壓電薄膜復合基板100中，由于在壓電薄膜層110與隔離層120之間存在高折射率差，光可以被限制在壓電薄膜層110中。然而，在這種結構中，當在壓電薄膜層中同時傳輸不同入射角的光(即，傳輸不同模式的光)時，入射角小的光易于從折射率大的壓電薄膜層折射進折射率小的氧化硅隔離層，進而導致光傳輸損耗增加。

對于上述問題，通常利用增加隔離層的厚度來改善光傳輸損耗，但是，隔離層的厚度的增加會造成晶圓翹曲過大且容易導致薄膜脫落，進而影響后續的器件加工工藝。例如，當后續工藝為光刻工藝時，如果襯底翹曲過大，則光刻機每步進一次均需重新聚焦，這嚴重影響了光刻工藝的效率。

發明內容

技術問題

本發明的一個目的在于提供一種壓電薄膜復合基板及其制備方法。

本發明的目的在于提供一種能夠解決以上問題中的至少一個問題的壓電薄膜復合基板及其制備方法。

技術方案

根據本發明的實施例還提供了一種壓電薄膜復合基板，該壓電薄膜復合基板可以包括襯底；壓電薄膜層，位于襯底上；以及隔離層，位于襯底與壓電薄膜層之間。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。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。

在根據本發明的實施例中，隔離層可以具有周期性結構，周期性結構的最小結構單元可以包括具有不同折射率且彼此疊置的多個子隔離層，并且隔離層可以包括順序堆疊的至少兩個最小結構單元。

在根據本發明的實施例中，隔離層可以包括順序堆疊的五個最小結構單元。

在根據本發明的實施例中，所述多個子隔離層可以包括第一子隔離層和第二子隔離層。

在根據本發明的實施例中，第二子隔離層的折射率可以大于第一子隔離層的折射率。

在根據本發明的實施例中，第一子隔離層包括SiO_x，且第二子隔離層包括SiN_y。

在根據本發明的實施例中，第一子隔離層包括SiO₂，且第二子隔離層包括Si₃N₄。

在根據本發明的實施例中，所述多個子隔離層還包括第三子隔離層。