利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法技术

本发明专利技术提供一种利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法，包括：1）提供氧化物单晶衬底；2）自注入面向所述氧化物单晶衬底内进行离子注入，而后在注入面形成下电极；或在注入面形成下电极，而后自注入面向氧化物单晶衬底内进行离子注入；3）提供支撑衬底，将步骤2）得到的结构与支撑衬底键合；4）沿缺陷层剥离部分氧化物单晶衬底，得到氧化物单晶薄膜，氧化物单晶薄膜及下电极转移至支撑衬底上；5）腐蚀支撑衬底以形成空腔；6）在氧化物单晶薄膜表面形成上电极。本发明专利技术提供一种新的方法制备金属电极‑单晶氧化物‑金属电极的薄膜体声波滤波器核心结构，有效解决金属电极间无法制备单晶氧化物的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体制备
，特别涉及一种利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法。
技术介绍
随着科技的发展，薄膜体声波器件在越来越多的范围内得到广泛的应用。现有技术中，薄膜体声波器件的制备方法一般为在金属底电极上沉积氧化物介质薄膜，然后在氧化物薄膜上制备金属顶电极，形成金属-氧化物-金属的三明治结构。其中关键技术是氧化物介质薄膜的制备，常见的氧化物介质薄膜制备方法包括脉冲激光沉积法、磁控溅射法、原子层沉积法、热蒸发法等。然而，这些传统的薄膜制备方法都存在着许多问题，比如，一般都需要在较高的温度下生长氧化物薄膜，很难与现有CMOS工艺相兼容。此外，由于受晶格失配、热失配以及界面缺陷等因素的影响，这些传统的薄膜制备方法都无法在多晶金属底电极上生长出高质量的单晶氧化物薄膜。然而，采用传统的薄膜制备方法制备的非晶或多晶薄膜存在的问题包括：一方面，非晶和多晶薄膜中都存在多种不同的缺陷；另一方面，缺陷在非晶和多晶薄膜中的分布是随机的，这对于缩小器件尺寸、器件参数的稳定与优化、可靠性研究等都是难以突破的瓶颈。因此，推动薄膜体声波器件发展的关键在于如何在金属衬底上高效地制备高质量单晶氧化物薄膜。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出了一种利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法，用于解决现有技术中采用传统的薄膜制备方法制备薄膜体声波器件存在的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法，至少包括以下步骤：1)提供氧化物单晶衬底，所述氧化物单晶衬底的一面为注入面；2)自所述注入面向所述氧化物单晶衬底内进行离子注入，而后在所述注入面形成下电极；或在所述注入面形成下电极，而后自所述注入面向所述氧化物单晶衬底内进行离子注入；离子注入的能量足以使注入离子到达所述氧化物单晶衬底内的预设深度，并在所述预设深度处形成缺陷层；3)提供支撑衬底，将步骤2)得到的结构与所述支撑衬底键合，且所述下电极的表面为键合面；4)沿所述缺陷层剥离部分所述氧化物单晶衬底，以得到氧化物单晶薄膜，并使得到的所述氧化物单晶薄膜及所述下电极转移至所述支撑衬底上；5)自所述支撑衬底的底部腐蚀所述支撑衬底以形成空腔，所述空腔暴露出所述下电极；6)在所述氧化物单晶薄膜表面形成上电极。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，步骤1)与步骤2)之间，还包括对所述氧化物单晶衬底进行清洗的步骤。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，步骤2)中，在所述氧化物单晶衬底内注入的离子为H离子或He离子。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，所述H离子或He离子的注入剂量为1×1016ions/cm2～1×1018ions/cm2。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，步骤2)中，在所述氧化物单晶衬底内注入的离子为H离子及He离子。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，所述H离子的注入在所述He离子的注入之前进行。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，所述H离子的注入在所述He离子的注入之后进行。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，所述H离子及所述He离子同时注入。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，所述H离子及He离子的注入剂量均为1×1016ions/cm2～1×1018ions/cm2。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，步骤2)中，所述预设深度为10nm～50μm。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，步骤3)中，采用直接键合或介质层键合、金属键合、阳极键合间接键合工艺将步骤2)得到的结构与所述支撑衬底键合。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，步骤4)中，将步骤3)得到的结构进行退火处理以沿所述缺陷层剥离部分所述氧化物单晶衬底。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，所述退火处理在真空环境下或在氮气、氧气及惰性气体中至少一种气体形成的保护气氛下进行，退火温度为100℃～600℃，退火时间为1分钟～48小时。作为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的一种优选方案，步骤4)与步骤5)之间，还包括对所述氧化物单晶薄膜进行表面平坦化处理的步骤。本专利技术的一种利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的有益效果为：提供一种新的方法制备金属电极-单晶氧化物-金属电极的薄膜体声波滤波器核心结构，有效解决金属电极间无法制备单晶氧化物的问题附图说明图1显示为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法的流程图。图2至图16显示为本专利技术的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法各步骤所对应的结构示意图。元件标号说明1 氧化物单晶衬底11 注入面12 缺陷层13 键合介质层14 氧化物单晶薄膜2 下电极3 支撑衬底4 上电极层41 上电极5 空腔具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1～图16。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。请参阅图1，本专利技术提供一种利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法，所述方法至少包括以下步骤：S1：提供氧化物单晶衬底，所述氧化物单晶衬底的一面为注入面；S2：自所述注入面向所述氧化物单晶衬底内进行离子注入，而后在所述注入面形成下电极；或在所述注入面形成下电极，而后自所述注入面向所述氧化物单晶衬底内进行离子注入；离子注入的能量足以使注入离子到达所述氧化物单晶衬底内的预设深度，并在所述预设深度处形成缺陷层；S3：提供支撑衬底，将步骤2)得到的结构与所述支撑衬底键合，且所述下电极的表面为键合面；S4：沿所述缺陷层剥离部分所述氧化物单晶衬底，以得到氧化物单晶薄膜，并使得到的所述氧化物单晶薄膜及所述下电极转移至所述支撑衬底上；S5：自所述支撑衬底的底部腐蚀所述支撑衬底以形成空腔，所述空腔暴露出所述下电极；S6：在所述氧化物单晶薄膜表面形成上电极。执行步骤S1，请参阅图1中的S1步骤及图2，提供氧化物单晶衬底1，所述氧化物单晶衬底1的一面为注入面11。作为示例，所述氧化物单晶衬底1可以为但不仅限于铌酸锂衬底或钽酸锂衬底。作为示例，提供所述氧化物单晶衬底1之后，对所述氧化物单晶衬底1进行清洗。对所述氧化物单晶衬底1进行清洗的方法可以为半导体领域常用的衬底清洗方法，此次不做限定。对所述氧化物衬底1进行清洗，可以清除位于所述氧化物衬底1表面的杂质，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：1)提供氧化物单晶衬底，所述氧化物单晶衬底的一面为注入面；2)自所述注入面向所述氧化物单晶衬底内进行离子注入，而后在所述注入面形成下电极；或在所述注入面形成下电极，而后自所述注入面向所述氧化物单晶衬底内进行离子注入；离子注入的能量足以使注入离子到达所述氧化物单晶衬底内的预设深度，并在所述预设深度处形成缺陷层；3)提供支撑衬底，将步骤2)得到的结构与所述支撑衬底键合，且所述下电极的表面为键合面；4)沿所述缺陷层剥离部分所述氧化物单晶衬底，以得到氧化物单晶薄膜，并使得到的所述氧化物单晶薄膜及所述下电极转移至所述支撑衬底上；5)自所述支撑衬底的底部腐蚀所述支撑衬底以形成空腔，所述空腔暴露出所述下电极；6)在所述氧化物单晶薄膜表面形成上电极。

【技术特征摘要】
1.一种利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：1)提供氧化物单晶衬底，所述氧化物单晶衬底的一面为注入面；2)自所述注入面向所述氧化物单晶衬底内进行离子注入，而后在所述注入面形成下电极；或在所述注入面形成下电极，而后自所述注入面向所述氧化物单晶衬底内进行离子注入；离子注入的能量足以使注入离子到达所述氧化物单晶衬底内的预设深度，并在所述预设深度处形成缺陷层；3)提供支撑衬底，将步骤2)得到的结构与所述支撑衬底键合，且所述下电极的表面为键合面；4)沿所述缺陷层剥离部分所述氧化物单晶衬底，以得到氧化物单晶薄膜，并使得到的所述氧化物单晶薄膜及所述下电极转移至所述支撑衬底上；5)自所述支撑衬底的底部腐蚀所述支撑衬底以形成空腔，所述空腔暴露出所述下电极；6)在所述氧化物单晶薄膜表面形成上电极。2.根据权利要求1所述的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法，其特征在于：步骤1)与步骤2)之间，还包括对所述氧化物单晶衬底进行清洗的步骤。3.根据权利要1所述的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法，其特征在于：步骤2)中，在所述氧化物单晶衬底内注入的离子为H离子或He离子。4.根据权利要求3所述的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法，其特征在于：所述H离子或He离子的注入剂量为1×1016ions/cm2～1×1018ions/cm2。5.根据权利要求4所述的利用薄膜转移技术制备薄膜体声波器件的方法，其特征在于：步骤2)中，在所述氧化物单晶衬底内注入的离子为H离子及He离子。6.根据权利要求5所述的利用薄膜转...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧欣，黄凯，贾棋，张师斌，游天桂，王曦，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31