[發明專利]一種復合單晶壓電基板及其制備方法

在審

• 申請號: 202010555085.5
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111755588A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 李真宇;張秀全;李洋洋;張濤;王金翠
• 申請（專利權）人: 濟南晶正電子科技有限公司
• 主分類號: H01L41/04
• 分類號: H01L41/04;H01L41/312;H03H3/02;H03H9/56
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 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包括依次疊加的襯底層(1)、損傷層(2)、二氧化硅層(3)和單晶壓電層(4)，其中，所述損傷層(2)包覆于所述襯底層(1)中，并且，損傷層-二氧化硅層的界面與襯底層-二氧化硅層的界面共面，所述損傷層具有結構損傷，所述結構損傷由激光刻蝕形成，所述損傷層(2)的損傷密度為10¹¹/cm²以上，優選地，所述損傷密度為10¹¹至10¹⁴個/cm²。

2.根據權利要求1所述的復合單晶壓電基板，其特征在于，結構損傷包括損傷結構、褶皺、裂隙和多孔結構，其中，所述裂隙可形成沿襯底層-二氧化硅層界面延伸的網紋。

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(2)的厚度為300nm～3μm，優選為500nm～2μm。

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，由損傷層-二氧化硅界面至所述損傷層(2)內部，所述損傷層(2)的結構損傷密度逐漸減小。

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：

在襯底層的上表面進行熱氧化處理，生成二氧化硅層；

在所述二氧化硅層表面鍵合單晶壓電層；

利用激光穿過所述單晶壓電層和所述二氧化硅層對襯底層與二氧化硅層的界面進行損傷，形成損傷層，使單晶壓電層、二氧化硅層、損傷層和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：

在襯底層的上表面進行熱氧化處理，生成二氧化硅層；

在所述二氧化硅層表面鍵合單晶壓電層；

利用激光穿過所述單晶壓電層和所述二氧化硅層對襯底層與二氧化硅層的界面進行損傷，形成損傷層，使單晶壓電層、二氧化硅層、損傷層和襯底層疊加形成復合單晶壓電基板。

7.一種制備權利要求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：

在襯底層的上表面進行熱氧化處理，生成二氧化硅層；

利用激光穿過所述二氧化硅層對襯底層與二氧化硅層的界面進行損傷，形成損傷層，使二氧化硅層、損傷層和襯底層疊加形成復合單晶壓電基板；

在所述二氧化硅層表面鍵合單晶壓電層。

8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所用激光的波長為300nm～1200nm，優選為420nm～1064nm，更優選為600nm～800nm。

9.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，激光的能量密度為1J/cm²～100J/cm²，優選為30～70J/cm²。

10.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，在所述二氧化硅層表面鍵合單晶壓電層包括：

制備單晶壓電基體，所述單晶壓電基體包括層壓的單晶壓電層和襯底材料；

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；

將表面活化后的二氧化硅層與單晶壓電層進行鍵合；

去除單晶壓電層上的襯底材料。