一种用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一一种用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法。

背景技术：

1、电光调制器是利用电光晶体的电光效应，通过外加电场引起材料折射率的变化，从而实现对光信号相位、振幅、强度以及偏振态的调制。电光调制器可以将电信号转换成光信号，是光通信系统和微波光子系统的核心器件，随着对于通信容量和通信速率的需求日益提升，新一代电光调制器必须同时满足小尺寸、大带宽、低功耗和高集成密度的要求。

2、铌酸锂晶体因其较大的线性电光系数和较宽的透明窗口范围(0.35～5.5μm)而被广泛应用于高速电光调制领域。而以铌酸锂晶体制备而成的铌酸锂复合薄膜中的硅衬底却会对电光调制器造成一定的负面影响。

3、为了进一步优化器件的性能，减小硅衬底的影响，需在高厚度隔离层与硅衬底之间增减一层缺陷层。目前7-25微米厚度的隔离层目前制备非常的困难，再加上缺陷层对于工艺温度的要求，制备具有缺陷层，厚度超过2微米隔离层的四层复合薄膜需要的衬底需要非常长的时间，采用常规的层叠制备的方式制备具有缺陷层，厚度超过7微米隔离层结构几乎不能实现。

技术实现思路

1、本申请提供一种用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，以解决现有技术中无法制备高厚度隔离层和缺陷层的四层复合薄膜的问题。

2、所述制备方法包括：

3、获取第一衬底和第二衬底，所述第一衬底包括键合连接的第一支撑层和隔离层，所述第二衬底包括键合连接的缺陷层和第二支撑层；

4、将所述第一衬底和所述第二衬底进行键合连接，得到目标衬底雏样；

5、对所述目标衬底雏样进行去第二支撑层处理，得到目标衬底；

6、将所述目标衬底与压电薄膜进行键合连接并进行减薄处理，得到复合薄膜。

7、优选的，所述隔离层的厚度范围为7-25微米。

8、优选的，所述缺陷层的制备材料包括多晶硅、多晶锗、多晶碳化硅、多晶氮化硅、多晶石英、多晶蓝宝石、多晶氮化镓、多晶砷化镓和多晶氮化铝中的一种材料或若干种材料的组合。

9、优选的，所述隔离层的制备材料包括二氧化硅、氮氧化硅、和氮化硅中的一种材料或若干种材料的组合。

10、优选的，所述获取第一衬底的步骤包括：

11、获取第一衬底雏样，所述第一衬底雏样包括第一支撑层；

12、对所述第一衬底雏样进行预处理，得到所述第一衬底。

13、优选的，所述预处理包括热氧化处理或沉积处理。

14、优选的，所述预处理中的所述热氧化处理包括在所述第一衬底雏样的所述第一支撑层上采用热氧化的方式生长出所述隔离层，得到所述第一衬底。

15、优选的，所述预处理中的所述沉积处理包括在所述第一衬底雏样的所述第一支撑层上采用离子体增强化学气相沉积的方式生长出所述隔离层，得到所述第一衬底。

16、优选的，所述对所述目标衬底雏样进行去第二支撑层处理的步骤包括化学腐蚀处理和打磨处理。

17、优选的，所述第一衬底和所述第二衬底各自具有一个用于键合连接的键合面，所述第一衬底的键合面位于其所述隔离层远离所述第一支撑层的一侧，所述第二衬底的键合面位于其所述缺陷层远离所述第二支撑层的一侧；

18、所述将所述第一衬底和所述第二衬底进行键合连接的步骤包括将所述第一衬底的键合面和所述第二衬底的键合面进行键合连接。

19、优选的，所述得到复合薄膜的步骤还包括：

20、在压电薄膜晶圆上进行离子注入处理，得到具有余质层、注入层和压电薄膜层的注入片；

21、将所述注入片的压电薄膜层面与所述目标衬底的隔离层面进行键合连接，得到键合体；

22、对所述键合体进行退火处理，以去除所述余质层和注入层，得到所述复合薄膜；所述退火处理的温度范围为100～600℃。

23、由上述内容可知，本申请提供一种用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，所述制备方法包括获取获取第一衬底和第二衬底，所述第一衬底包括键合连接的第一支撑层和隔离层，所述第二衬底包括键合连接的缺陷层和第二支撑层；将所述第一衬底和所述第二衬底进行键合连接，得到目标衬底雏样；对所述目标衬底雏样进行去第二支撑层处理，得到目标衬底；将所述目标衬底与压电薄膜进行键合连接并进行减薄处理，得到复合薄膜。本申请通过上述制备方法将高厚7-25微米隔离层和缺陷层p-si键合起来，形成具有缺陷层的高厚度隔离层衬底。

技术特征：

1.一种用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.根据权利要求1所述的用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述隔离层的厚度范围为7-25微米。

3.根据权利要求1所述的用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述缺陷层的制备材料包括多晶硅、多晶锗、多晶碳化硅、多晶氮化硅、多晶石英、多晶蓝宝石、多晶氮化镓、多晶砷化镓和多晶氮化铝中的一种材料或若干种材料的组合。

4.根据权利要求1所述的用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述隔离层的制备材料包括二氧化硅、氮氧化硅、和氮化硅中的一种材料或若干种材料的组合。

5.根据权利要求1所述的用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述获取第一衬底的步骤包括：

6.根据权利要求5所述的用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述预处理包括热氧化处理或沉积处理。

7.根据权利要求6所述的用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述预处理中的所述热氧化处理包括在所述第一衬底雏样的所述第一支撑层上采用热氧化的方式生长出所述隔离层，得到所述第一衬底；

8.根据权利要求1所述的用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述得到复合薄膜的步骤还包括：

9.根据权利要求1所述的用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述对所述目标衬底雏样进行去第二支撑层处理的步骤包括化学腐蚀处理和打磨处理。

10.根据权利要求1所述的用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述第一衬底和所述第二衬底各自具有一个用于键合连接的键合面，所述第一衬底的键合面位于其所述隔离层远离所述第一支撑层的一侧，所述第二衬底的键合面位于其所述缺陷层远离所述第二支撑层的一侧；

技术总结本申请提供一种用于高性能电光调制器的铌酸锂复合薄膜的制备方法，所述制备方法包括获取第一衬底和第二衬底，所述第一衬底包括键合连接的第一支撑层和隔离层，所述第二衬底包括键合连接的缺陷层和第二支撑层；将所述第一衬底和所述第二衬底进行键合连接，得到目标衬底雏样；对所述目标衬底雏样进行去第二支撑层处理，得到目标衬底；将所述目标衬底与压电薄膜进行键合连接并进行减薄处理，得到复合薄膜。本申请通过上述制备方法将高厚7‑25微米隔离层和缺陷层P‑Si键合起来，形成具有缺陷层的高厚度隔离层衬底。技术研发人员：王金翠,董玉爽,连坤,张涛,刘桂银受保护的技术使用者：济南晶正电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29