[發明專利]一種鉭酸鋰晶片異質鍵合的方法

在審

• 申請號: 202010225144.2
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111519255A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 張學鋒;肖學峰
• 申請（專利權）人: 寧夏鉅晶源晶體科技有限公司
• 主分類號: C30B33/06
• 分類號: C30B33/06;C30B29/30;C30B29/06;H03H3/007
• 代理公司: 寧夏合天律師事務所 64103
• 代理人: 周曉梅

本發明提出一種鉭酸鋰晶片異質鍵合的方法，包括以下步驟：將單晶硅片與鉭酸鋰晶片相對設置，保持單晶硅片表面的薄膜層與鉭酸鋰晶片相對設置，放入鍵合機；中溫加熱，并維持至少1h，完成一次鍵合，形成一次鍵合體；將一次鍵合體放入退火爐，高溫加熱退火，完成二次鍵合；其中，單晶硅片表面的薄膜層與碳酸鋰晶片層為異種材質；發明采用中溫一次鍵合之后，又基于兩種材質熱膨脹系數不同的特性，設計了高溫二次鍵合，即退火工藝，通過退火改變兩層之間的結合鍵的類型，增強兩層之間的結合力，避免層與層之間的剝離。

技術領域

本發明涉及晶體鍵合技術領域，尤其涉及一種鉭酸鋰晶片異質鍵合的方法。

背景技術

鉭酸鋰單晶是現階段制作聲表面波器件性價比最好的材料之一，但其較高的溫度漂移系數限制了其在高頻領域的應用。現階段好的解決方案為鉭酸鋰晶片通過二氧化硅過渡層與單晶硅片鍵合，鉭酸鋰晶片為負溫度漂移，二氧化硅為正溫度漂移，起到相互補償的功能。同時通過硅片高剛性的抑制，達到降低溫度漂移的目的。

然后將硅片與鉭酸鋰單晶片鍵合操作中，由于二者膨脹系數相差較大，造成二者的分層、撕裂或剝落，不能實現很好的薄膜鍵合結合。

發明內容

有必要提出一種鉭酸鋰晶片異質鍵合的方法。

一種鉭酸鋰晶片異質鍵合的方法，包括以下步驟：

將單晶硅片與鉭酸鋰晶片相對設置，保持單晶硅片表面的薄膜層與鉭酸鋰晶片相對設置，放入鍵合機；

中溫加熱，并維持至少1h，完成一次鍵合，形成一次鍵合體；

將一次鍵合體放入退火爐，高溫加熱退火，完成二次鍵合；其中，單晶硅片表面的薄膜層與碳酸鋰晶片層為異種材質。

優選的，單晶硅片表面的薄膜層為二氧化硅層。

優選的，中溫加熱的溫度為80-150℃和/或高溫加熱的溫度為200-240℃。

優選的，對基體的單晶硅片表面進行單面拋光，通過退火鈍化，使表面形成二氧化硅層。

優選的，還將所述二氧化硅層放入氨水、雙氧水混合溶液處理，使硅片表面處于親水狀態。

優選的，對鉭酸鋰表面進行拋光，形成光滑表面。

優選的，放入鍵合機之前，先對單晶硅片表面和鉭酸鋰表面使用氮氣吹干。

本發明采用中溫一次鍵合之后，又基于兩種材質熱膨脹系數不同的特性，設計了高溫二次鍵合，即退火工藝，通過退火改變兩層之間的結合鍵的類型，增強兩層之間的結合力，避免層與層之間的剝離。

附圖說明

圖1為鍵合示意圖。

圖中：單晶硅片10、二氧化硅過渡層11、鉭酸鋰晶片20。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

參見圖1，本發明實施例提供了一種鉭酸鋰晶片20異質鍵合的方法，包括以下步驟：將單晶硅片10與鉭酸鋰晶片20相對設置，保持單晶硅片10表面的薄膜層與鉭酸鋰晶片20相對設置，放入鍵合機；

中溫加熱，并維持至少1h，完成一次鍵合，形成一次鍵合體；

將一次鍵合體放入退火爐，高溫加熱退火，完成二次鍵合；其中，單晶硅片10表面的薄膜層與碳酸鋰晶片層為異種材質。