[发明专利]一种黑化单晶压电复合薄膜及其制备方法

说明书

本申请公开一种黑化单晶压电复合薄膜及其制备方法，包括：通过离子注入法向第一晶圆注入离子，将第一晶圆与衬底基板键合，得到键合体；对键合体热处理，得到单晶压电复合薄膜；在单晶压电复合薄膜的薄膜层上铺设第二晶圆或还原纸，得到预制备体；将预制备体掩埋于黑化粉末中；在还原炉内，对掩埋于黑化粉末中的单晶压电复合薄膜黑化还原热处理；去除第二晶圆或还原纸，得到黑化单晶压电复合薄膜。本申请通过对经过热处理后的单晶压电复合薄膜，再进行黑化还原热处理，这样，可以保证最终制备得到的黑化单晶压电复合薄膜中黑化的薄膜层具有较低的热释电系数和电阻率。

技术领域

本申请属于半导体制备技术领域，尤其涉及一种黑化单晶压电复合薄膜及其制备方法。

背景技术

铌酸锂和钽酸锂晶体由于其自身具有多种优良的光学性能，如压电、铁电、光电、光弹、热释电、光折变和非线性等光学性质，已被广泛应用于声表面波器件、薄膜体声波谐振器、光电传感器等各种核心电子元器件。

由于铌酸锂和钽酸锂晶体均为铁电晶体，因此，其具有较高的热释电系数和电阻率。这样，在利用铌酸锂和钽酸锂晶圆制备电子元器件时，铌酸锂和钽酸锂晶圆表面很容易积累大量的静电荷，这些静电荷的释放会损伤铌酸锂和钽酸锂晶圆，从而影响制备得到的电子元器件的使用性能和成品率。

为解决上述问题，在一种实现方式中，预先对铌酸锂和钽酸锂晶圆进行黑化处理，其中，黑化处理是指通过高温化学还原等方法处理铌酸锂和钽酸锂晶圆，以降低铌酸锂和钽酸锂晶圆的热释电效应和电阻率，经过黑化处理后的铌酸锂和钽酸锂晶圆会由无色透明状态变成黑茶色；进一步的，采用经过黑化处理后的铌酸锂和钽酸锂晶圆制备电子元器件，即可解决上述静电荷的释放会损伤铌酸锂或钽酸锂晶圆的问题。

但是，申请人发现，对于采用压电复合薄膜的电子元器件，虽然使用了预先黑化处理后的铌酸锂和钽酸锂晶圆，但在，将制备得到的压电复合薄膜应用于电子元器件中时，依然存在静电荷的释放损伤电子元器件的现象。

发明内容

为解决现有技术中上述技术问题，本申请提供一种黑化单晶压电复合薄膜及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种黑化单晶压电复合薄膜的制备方法，包括：。

准备第一晶圆和衬底基板，其中，第一晶圆为铌酸锂晶圆或钽酸锂晶圆；

通过离子注入法向第一晶圆注入离子，将第一晶圆依次分为余质层、分离层和薄膜层；

将第一晶圆与衬底基板键合，得到键合体；

对键合体热处理，将余质层与薄膜层分离，得到单晶压电复合薄膜；

在单晶压电复合薄膜的薄膜层上铺设第二晶圆或还原纸，得到预制备体；

将预制备体掩埋于黑化粉末中，其中，黑化粉末包括还原性粉末与碳酸锂粉末；

在还原炉内，对掩埋于黑化粉末中的单晶压电复合薄膜黑化还原热处理；

去除第二晶圆或还原纸，得到黑化单晶压电复合薄膜。

在一种可实现方式中，第二晶圆与第一晶圆的材料相同。

在一种可实现方式中，按质量份数计，所述黑化粉末包括还原性粉末1-10份，碳酸锂粉末90-99份。

在一种可实现方式中，按质量份数计，所述黑化粉末包括还原性粉末5-10份，碳酸锂粉末90-95份。

在一种可实现方式中，还原性粉末包括铁粉、铝粉、锌粉、镁粉、硅粉、碳粉中的任一种或多种。

在一种可实现方式中，还原性粉末包括铁粉、铝粉、锌粉、镁粉、硅粉、碳粉中的任一种或多种与石墨烯的混合粉末。