[發明專利]一種復合單晶壓電基板及制備方法

在審

• 申請號: 202010315140.3
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN113541626A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 李真宇;朱厚彬;張秀全;王金翠;張濤
• 申請（專利權）人: 濟南晶正電子科技有限公司
• 主分類號: H03H3/08
• 分類號: H03H3/08;H03H9/64;H01L41/312;H01L41/311;H01L41/18
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種復合單晶壓電基板，其特征在于，所述復合單晶壓電基板由下至上依次包括硅襯底層(1)、二氧化硅層(2)和單晶壓電層(3)，其中，所述硅襯底層(1)自其與二氧化硅層的界面至其內部具有預設深度的區域被損傷形成損傷層(4)，所述損傷層(4)與所述二氧化硅層(2)相接。

2.根據權利要求1所述的復合單晶壓電基板，其特征在于，

所述損傷層(4)的缺陷密度至少為10¹¹atoms/cm²；和/或

所述損傷層(4)的厚度為300nm～3μm。

3.根據權利要求1或2所述的復合單晶壓電基板，其特征在于，所述損傷層(4)通過離子注入或激光損蝕的方式形成。

4.根據權利要求1至3任一項所述的復合單晶壓電基板，其特征在于，

所述二氧化硅層(2)通過熱氧化方法制備；和/或

所述二氧化硅層(2)的厚度均勻性小于2％。

5.根據權利要求1至4任一項所述的復合單晶壓電基板，其特征在于，所述復合單晶壓電基板由包括以下步驟的方法制備：

在硅襯底層的上表面進行熱氧化處理，生成二氧化硅層；

穿過所述二氧化硅層對硅襯底層與二氧化硅層相接的表面進行損傷，形成損傷層；

制備單晶壓電層，使單晶壓電層、二氧化硅層、損傷層和硅襯底層疊加形成復合單晶壓電基板。

6.一種制備權利要求1至5任一項所述復合單晶壓電基板的方法，其特征在于，所述方法包括：

在硅襯底層的上表面進行熱氧化處理，生成二氧化硅層；

穿過所述二氧化硅層對硅襯底層的表面進行損傷，形成損傷層；

制備單晶壓電層，使單晶壓電層、二氧化硅層、損傷層和硅襯底層疊加形成復合單晶壓電基板。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，穿過所述二氧化硅層對硅襯底層的表面進行損傷的方法包括離子注入法和激光損蝕法。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，

離子注入法中，離子注入的濃度至少為10¹¹atoms/cm²；和/或

激光損蝕法中，激光的波長為200nm～1064nm，能量密度為1J/cm²～100J/cm²。

9.根據權利要求6至8任一項所述的方法，其特征在于，所述制備單晶壓電層包括：

對鍵合于襯底材料上的單晶壓電晶圓進行離子注入，形成薄膜層、注入層和余料層；

將襯底與所述單晶壓電晶圓的薄膜層鍵合；

沿所述注入層將所述余料層從所述薄膜層上剝離。

10.根據權利要求6至9任一項所述的方法，其特征在于，將所述單晶壓電層轉移至所述低聲阻層上表面包括：

分別對二氧化硅層的上表面以及單晶壓電層表面進行表面活化；

將表面活化后的低聲阻層與單晶壓電層進行鍵合；

去除單晶壓電層上的襯底材料。