[发明专利]一种复合压电基体及其制备方法

说明书

本申请提供一种复合压电基体及其制备方法，所述复合压电基体包括釉料层(1)以及压电薄膜层(2)，所述方法选用主要成分为二氧化硅的釉料充当复合压电基体的基底，通过涂覆与压电薄膜层(2)熔接为一体，所述方法最高工艺温度不超过550℃，对键合面表面粗糙度要求低，并且，所述釉料对压电薄膜层(2)无损伤，所述复合压电基体还可以包括基底层(3)，所述釉料则作为粘结剂，将所述基底层(3)与所述压电薄膜层(2)粘结于一体形成所述复合压电基体，所述釉料对所述基底层(3)也无损伤，所用熔接设备成本低，能够提高生产效率，降低生产材料成本，准接层与压电晶体层的晶格常数无需接近。

技术领域

本申请属于功能性半导体材料领域，特别涉及一种复合压电基体及其制备方法。

背景技术

压电晶体材料，例如，铌酸锂或钽酸锂等由于具有优异的电光、声光、压电、光折变特性以及良好的机械性能，被广泛应用于光电子集成领域，例如，在光纤通讯领域中压电晶体材料用于制造波导调制器。基于所述压电晶体材料制造的器件具有体积小、性能高、功耗低等优点。

薄膜波导一般由复合压电基体切割、刻蚀或抛光而得，通常包括基底层和压电薄膜层，其中，压电薄膜层由压电晶体材料制备，由于基底层与压电薄膜层的折射率差值较大，例如，铌酸锂薄膜层与二氧化硅基底层的折射率之差可达0.7左右，有利于光信号在传播过程中束缚于压电薄膜层而减少损耗，而且，薄膜波导的尺寸小，便于光电子芯片集成，因此，目前对薄膜波导的需求越来越大。

复合压电基体通常采用高温键合的方法制备，该方法一般在高温真空条件下将压电晶圆键合至压电晶圆上，可选地，还可以对所述压电晶圆进行减薄处理，该方法对压电晶圆以及压电晶圆键合面表面的粗糙度要求高，一般需要键合面的表面粗糙度在0.1nm以下，并且，在键合过程中保持真空度为10^-7Pa以下，同时，需要在压电晶圆上施加至少1MPa的压力。

然而，高温键合方法所用设备的成本高，单台设备只能进行单片操作，并且，键合工艺时间长，效率低，难以实现工业中的大批量生产；由于高温键合工艺中，需要待键合的两种晶圆的理化性质相似，因此，压电晶圆的材料种类的可选择范围受限；另外，高温键合工艺过程还需要通过高能粒子轰击等方式去除表面氧化层，从而增加压电晶圆以及压电晶圆键合面的表面活化能来保证更好的键合效果，但这些操作会对压电晶圆键合面造成损伤，而导致复合压电基体的利用率降低。

发明内容

为解决上述问题中的至少一个，本申请提供一种制备复合压电基体及其制备方法，所述复合压电基体可包括釉料层(1)以及压电薄膜层(2)，所述方法选用主要成分为二氧化硅的釉料充当复合压电基体的基底，通过涂覆与压电薄膜层(2)熔接为一体，所述方法最高工艺温度不超过550℃，对键合面表面粗糙度要求低，并且，所述釉料对压电薄膜层(2)无损伤，进一步地，所述复合压电基体还可以包括基底层(3)，所述釉料则作为粘结剂，将所述基底层(3)与所述压电薄膜层(2)粘结于一体形成所述复合压电基体，所述釉料对所述基底层(3)也无损伤，因此，由本申请提供的方法制备的复合压电基体能够提高复合压电基体的利用率，而且，所用熔接设备成本低，单台设备可同时熔接多组复合压电基体，生产效率能够极大提高，进一步地，所述釉料可充当基底层(3)。由本申请所述方法制备的复合压电基体其压电性能与采用高温键合法制备的压电薄膜的压电性能相当。

本申请的目的在于提供以下几个方面：

第一方面，本申请提供一种复合压电基体，所述复合压电基体包括：釉料层1和压电薄膜层2，其中，所述釉料层1由釉料涂覆于所述压电薄膜层2而形成。