[发明专利]一种多层异质单晶薄膜衬底的制备方法

权利要求书

1.一种多层异质单晶薄膜衬底的制备方法，其特征在于，包括：

S101，获取第一异质复合衬底；所述第一异质复合衬底包括第一牺牲层和位于第一牺牲层上的第一单晶薄膜；

S102，将所述第一异质复合衬底置于腐蚀溶液中以使所述第一单晶薄膜与所述第一牺牲层分离；

S103，获取支撑衬底；

S104，将所述支撑衬底靠近并接触悬浮于所述腐蚀溶液表面的第一单晶薄膜，使第一单晶薄膜的一端吸附于所述支撑衬底表面；

S105，将表面贴合的支撑衬底和第一单晶薄膜从所述腐蚀溶液中取出，并放入高压腔体和/或退火炉内以加强所述第一单晶薄膜与所述支撑衬底的结合，得到双层异质单晶薄膜衬底；

S106，获取第二异质复合衬底；所述第二异质复合衬底包括第二牺牲层和位于第二牺牲层上的第二单晶薄膜；

S107，将所述双层异质单晶薄膜衬底作为新的支撑衬底；重复上述步骤S102～S105，将所述第二单晶薄膜与所述双层异质单晶薄膜衬底结合，得到多层异质单晶薄膜衬底。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将表面贴合的支撑衬底和第一单晶薄膜从所述腐蚀溶液中取出，并放入高压腔体和/或退火炉内以加强所述第一单晶薄膜与所述支撑衬底的结合，包括：

将所述表面贴合的支撑衬底和第一单晶薄膜放置于所述高压腔体内，向所述高压腔体内充入高压气体；

其中，所述高压气体包括氧气、氮气和氩气中的至少一种；所述高压腔体内的压强为0.1～10Mpa；保持高压时间为1～10小时。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将表面贴合的支撑衬底和第一单晶薄膜从所述腐蚀溶液中取出，并放入高压腔体和/或退火炉内以加强所述第一单晶薄膜与所述支撑衬底的结合，包括：

将所述表面贴合的支撑衬底和第一单晶薄膜放置于退火炉内，采用温退火和高温退火相结合的方式进行；

其中，退火温度范围为100～1500摄氏度；退火过程中的升温速率小于每分钟1摄氏度；退火保温时间范围为1分钟至48小时；退火气氛包括氧气、氮气和氩气中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一牺牲层和所述第二牺牲层包括二氧化硅层。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一单晶薄膜与所述第二单晶薄膜的材质不相同。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一单晶薄膜或所述第二单晶薄膜为硅、磷化铟、碳化硅、铌酸锂、钽酸锂、砷化镓和金刚石的任一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述腐蚀溶液为氢氟酸、缓冲氧化物刻蚀液和氟化铵溶液中的任一种。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一单晶薄膜或所述第二单晶薄膜的厚度范围为10纳米至100微米。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一异质衬底包括，包括：获取绝缘体上铌酸锂结构衬底；

所述获取支撑衬底，包括：获取绝缘体上硅结构衬底；

其中，所述双层异质单晶薄膜衬底为铌酸锂-硅-氧化硅-硅结构衬底。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第二异质衬底，包括：获取绝缘体上碳化硅结构衬底；

其中，所述多层异质单晶薄膜衬底为碳化硅-铌酸锂-硅-氧化硅-硅结构衬底。