[發明專利]一種聲表面波器件襯底的復合結構及制備方法

在審

• 申請號: 202111509138.0
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114421911A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 歐欣;柯新建;黃凱
• 申請（專利權）人: 上海新硅聚合半導體有限公司
• 主分類號: H03H3/08
• 分類號: H03H3/08;H03H9/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 苗芬芬

本申請提供一種聲表面波器件襯底的復合結構及制備方法，所述復合結構自下而上依次包括單晶硅襯底層、多晶硅層、吸收層、絕緣層和壓電單晶薄膜層，所述吸收層用于吸收光刻時的入射光線，本申請通過在所述多晶硅層上制備吸收層，可以有效吸收光刻的光線，減弱光刻時的散射和反射，提高光刻的分辨率，抑制表面寄生電導效應，提高制備器件的性能以及工作穩定性。

技術領域

本申請涉及聲波表面器件技術領域，特別涉及一種聲表面波器件襯底的復合結構及制備方法。

背景技術

聲表面波器件被廣泛應用于射頻濾波器的制備。聲表面波器件所需的壓電襯底通常選用高阻硅材料作為支撐襯底。但是隨著頻率的提高，高阻硅與上層的絕緣層界面處會感應出導電層，導致襯底有效電阻率的下降。通過制備多晶硅層，利用多晶硅層中的載流子陷阱限制界面處的載流子移動，可以有效防止在射頻應用中襯底電阻率的下降。通過在多晶硅中制備載流子陷阱密度更大的薄層，則可以提供更加充足的載流子陷阱。

但是，生長的多晶硅通常存在較為粗糙的表面，該表面容易對后續的光刻工藝造成影響。光刻的光線經粗糙表面的散射以及反射，將導致曝光圖形的模糊，引起近鄰效應，最終導致光刻分辨率的降低，進一步導致制備的器件性能下降。

發明內容

本申請提供一種聲表面波器件襯底的復合結構及制備方法，旨在解決如何減弱聲表面波器件襯底表面光刻散射和反射的技術問題。

為解決上述技術問題，本申請采用的技術方案是：一種聲表面波器件襯底的復合結構，所述復合結構自下而上依次包括單晶硅襯底層、多晶硅層、吸收層、絕緣層和壓電單晶薄膜層，所述吸收層用于吸收光刻時的入射光線。

進一步地，所述吸收層選用多孔硅或非晶硅。

進一步地，當所述吸收層為非晶硅層時，所述吸收層上設置有多個凹槽或凸起，多個所述凹槽或凸起等距間隔分布。

進一步地，所述吸收層的厚度不小于100nm，當所述吸收層選用非晶硅時，所述吸收層上制備的多個凹槽或凸起之間的間隔不小于1um，所述凹槽的深寬比大于1。

優選的，當所述吸收層選用多晶硅時，所述多晶硅的孔徑小于50nm。

優選的，多個所述凹槽或凸起構成的結構包括但不限于V型、倒金字塔型、錐型尖峰或條紋結構。

進一步地，所述單晶硅襯底層與所述多晶硅層的交界處設置有富陷阱層，所述富陷阱層的厚度為50nm～200nm。

進一步地，所述絕緣層選用非晶氮化鋁、氧化硅、氮化硅等材料中的一種，所述壓電單晶薄膜層選用鈮酸鋰、鉭酸鋰中的任意一種，所述單晶硅襯底層為高阻硅襯底，所述高阻硅襯底的阻值大于300Ω·cm。

進一步地，包括：

制備單晶硅襯底層，在所述單晶硅襯底層上沉積多晶硅層；

在所述多晶硅層上制備吸收層，對所述吸收層的上表面進行選擇性刻蝕；

在所述吸收層上制備絕緣層；

制備壓電單晶薄膜層，將所述壓電單晶薄膜層轉移到所述絕緣層上。

優選的，對所述單晶硅襯底層進行清洗，獲得光潔的表面。

進一步地，在所述單晶硅襯底層上沉積多晶硅層，包括：

在溫度為600～680℃、壓力為0.3托的硅烷氣體氛圍中，通過低壓化學氣相沉積法在所述單晶硅襯底層上生成厚度約為1200nm的多晶硅層。

進一步地，所述方法還包括：

在所述多晶硅層與所述單晶硅襯底層的交界通過進行離子注入或通入含碳或含氮氣體的方式制備富陷阱層。