[發明專利]一種襯底基板/壓電材料薄膜結構及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010717349.2
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111884616B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 歐欣;陳陽;黃凱;趙曉蒙;鄢有泉;李忠旭
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H03H9/145
• 分類號: H03H9/145;H03H9/25
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

本發明涉及薄膜材料技術領域，特別涉及一種襯底基板/壓電材料薄膜結構及其制備方法和應用。方法包括：提供襯底基板和壓電材料基板，襯底基板和/或壓電材料基板的近表面層中具有通過離子注入形成的第一缺陷層；鍵合襯底基板和壓電材料基板，得到包括襯底基板層和壓電材料基板層的鍵合結構；其中，襯底基板和/或壓電材料基板的、靠近第一缺陷層的表面為鍵合面；加工鍵合結構，使鍵合結構中的壓電材料基板層形成具有預設厚度的壓電材料薄膜層，以及使第一缺陷層形成多孔層，得到具有多孔層的襯底基板/壓電材料薄膜結構。本公開能夠減少鍵合面處的體聲波反射，提高利用上述薄膜結構制備的聲表面波器件的性能。

技術領域

本發明涉及薄膜材料技術領域，特別涉及一種襯底基板/壓電材料薄膜結構及其制備方法和應用。

背景技術

聲表面波器件是利用聲-電換能器的特征對壓電材料基片表面上傳播的聲信號進行各種處理，并完成各種功能的固體器件，可用作濾波器、延遲線、振蕩器等。由于壓電材料具有較大的熱膨脹系數，使所制備的聲表面波器件頻率的溫度穩定性差，因此通常將壓電材料薄膜層鍵合于熱膨脹系數小的襯底材料上，以改善聲表面器件的溫度特性。然而在制備聲表面波器件時，通常用叉指電極釋放電信號來激發聲表面波，同時也會激發材料厚度方向的體聲波，體聲波從壓電材料薄膜層與襯底的界面處反射回壓電材料薄膜層表面，進而產生對聲表面波的干擾，降低聲表面波器件信號傳遞的準確性。

綜上，需要提供一種能夠減少體聲波反射的襯底基板上壓電材料薄膜層結構，以克服上述技術問題。

發明內容

針對現有技術的上述問題，本公開提供一種襯底基板/壓電材料薄膜結構及其制備方法和應用，具體技術方案如下：

一方面，本公開提供一種襯底基板/壓電材料薄膜結構的制備方法，所述方法包括：

提供襯底基板和壓電材料基板，所述襯底基板和/或所述壓電材料基板的近表面層中具有通過離子注入形成的第一缺陷層；

鍵合所述襯底基板和所述壓電材料基板，得到包括襯底基板層和壓電材料基板層的鍵合結構；其中，所述襯底基板和/或所述壓電材料基板的、靠近所述第一缺陷層的表面為鍵合面；

加工所述鍵合結構，使所述鍵合結構中的壓電材料基板層形成具有預設厚度的壓電材料薄膜層，以及使所述第一缺陷層形成多孔層，得到具有所述多孔層的所述襯底基板/壓電材料薄膜結構。

另一方面，本公開提供一種襯底基板/壓電材料薄膜結構，采用如上所述的制備方法制得；包括鍵合的襯底基板層和壓電材料薄膜層，所述襯底基板層或所述壓電材料薄膜層的、靠近鍵合面的近表面層內具有多孔層。

另一方面，本公開提供一種聲表面波器件，包括如上所述的襯底基板/壓電材料薄膜結構。

由于上述技術方案，本公開具有以下有益效果：

本公開通過在襯底基板和壓電材料薄膜層的鍵合面附近形成多孔層，減少了鍵合面處的體聲波反射，從而提高了利用上述薄膜結構制備的聲表面波器件的性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅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它附圖。

圖1：本公開實施例提供的襯底基板/壓電材料薄膜結構的制備方法的流程示意圖；

圖2-5：本公開實施例提供的襯底基板/壓電材料薄膜結構的制備過程中的結構示意圖；

圖6-9：本公開實施例提供的另一襯底基板/壓電材料薄膜結構的制備過程中的結構示意圖；

圖10：本公開實施例提供的形成有多孔層的襯底基板的透射電子顯微圖；