[發明專利]多功能單晶薄膜、其制備方法和諧振器

在審

• 申請號: 202011443320.6
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN112599655A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 羅文博;吳傳貴;帥垚
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L41/33
• 分類號: H01L41/33;H01L41/312;H01L41/313;H01L41/335;H01L41/18
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 閆樹平

1.一種多功能單晶薄膜的制備方法，其特征在于：包括如下制備步驟：

選擇至少兩種不同材質的小尺寸壓電單晶晶圓，在各不同材質的小尺寸壓電單晶晶圓的下表面注入高能量離子，使得各不同材質的小尺寸壓電單晶晶圓內部形成損傷層，損傷層將各不同材質的小尺寸壓電單晶晶圓分隔成上壓電層和單晶薄膜層，得到具有損傷層的小尺寸壓電單晶晶圓；

在襯底的上表面劃分出與各具有損傷層的不同材質的小尺寸壓電單晶晶圓匹配的鍵合區域，在各鍵合區域內制備用于與各具有損傷層的不同材質的小尺寸單晶晶圓壓電單晶晶圓鍵合的鍵合層；

將各具有損傷層的不同材質的小尺寸壓電單晶晶圓的下表面疊放于一一對應的鍵合區域內，進行鍵合處理和單晶劈裂處理，移除上壓電層，在大尺寸襯底上拼接不同材質的小尺寸單晶薄膜；

小尺寸壓電單晶晶圓為石英、鈮酸鋰、鉭酸鋰、氮化鋁、氧化鋅、鈦酸鋇、磷酸二氫鉀、鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛、氮化鎵、砷化鎵、磷化銦、碳化硅、金剛石或鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛。

2.根據權利要求1所述的多功能單晶薄膜的制備方法，其特征在于：小尺寸壓電單晶晶圓的規格為1×1mm²-100×100mm²。

3.根據權利要求2所述的多功能單晶薄膜的制備方法，其特征在于：單晶劈裂處理方法包括退火處理或激光聚焦加熱處理中的至少一種。

4.根據權利要求3所述的多功能單晶薄膜的制備方法，其特征在于：高能量離子能量為100KeV-1000kev。

5.根據權利要求4所述的多功能單晶薄膜的制備方法，其特征在于：鍵合固化溫度為150℃-500℃；鍵合固化時間為10min-600min；壓電單晶單晶劈裂溫度為180℃-400℃；單晶劈裂時間為10min-600min。

6.根據權利要求5所述的多功能單晶薄膜的制備方法，其特征在于：鍵合層材質采用二氧化硅(SiO₂)、Si、金屬、合金、苯并環丁烯(BCB)、硅倍半環氧乙烷(HSQ)或旋轉涂布玻璃(SOG)中的一種；

襯底的材質包括硅(Si)、絕緣層上硅、玻璃、石英、鈮酸鋰、鉭酸鋰、碳化硅、氮化鎵、砷化鎵或金剛石中的一種。

7.一種多功能單晶薄膜，其特征在于：包括襯底，襯底上設有至少兩個不同材質的小尺寸單晶薄膜層；各不同材質的小尺寸單晶薄膜層與襯底間設有鍵合層。

8.根據權利要求7所述的多功能單晶薄膜，其特征在于：不同材質的小尺寸單晶薄膜層規格為1×1mm²-100×100mm²。

9.根據權利要求7所述的多功能單晶薄膜，其特征在于：不同材質的小尺寸壓電單晶晶圓包括鈮酸鋰、鉭酸鋰、氮化鋁、氧化鋅、鈦酸鋇、磷酸二氫鉀、鈮鎂酸鉛、磷化銦和碳化硅中的一種。

10.一種諧振器，其特征在于：包括如權利要求7-9任一項所述的多功能單晶薄膜。