一种提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，属于半导体制造技术领域。本发明专利技术的提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，根据支撑衬底上的单晶压电薄膜的厚度分布进行极化处理，在第一厚度区形成第一极化面，在厚度比该第一厚度区薄的第二厚度区形成第二极化面，第一极化面与第二极化面的极性相反，利用压电单晶材料的各向异性特性，在相同的腐蚀液下，对厚度较厚区域的极化得到的第一极化面实现较快的腐蚀速率，对厚度较薄区域极化得到的第二极化面实现较慢的腐蚀速率，从而实现单晶压电薄膜不同极化面的差异化腐蚀。相对于现有技术，本发明专利技术可以实现对单晶压电薄膜厚度均匀性的优化，大大提高了单晶压电薄膜厚度的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法。
技术介绍
离子束剥离技术是键合技术与离子注入的结合，通过在材料中进行离子注入，利用键合技术将注入的材料与支撑材料绑定，在加热等方式下实现离子在材料中的聚集进而实现注入材料薄膜的转移。当前，离子束剥离技术作为常用的材料异质集成方法，可以制备高质量的单晶薄膜，且其厚度均匀可控，已经被广泛用于绝缘体上硅的制备。由于离子束剥离技术的灵活性极大，可以规避衬底材料的晶型、晶格常数和热膨胀系数等参数与目标薄膜的差异，为单片集成技术提供材料平台。然而，在采用离子束剥离技术制备单晶压电薄膜的过程中，由于压电材料通常存在较大的热膨胀系数，压电材料与支撑衬底具有较大的热膨胀系数失配，在加热剥离时会出现较大的热应力，与制绝缘体上硅时相比，这种热应力会影响到注入离子的聚集以及剥离，即造成转移的目标单晶压电薄膜出现极大的不均匀性，而较大的厚度不均匀性，即与预期薄膜厚度的较大偏差，将直接影响利用转移的压电薄膜制备相关声学器件、电学器件、光学器件的良率，从而出现因制备的压电薄膜的厚度不均匀而无法使用的问题。因此，有必要提出一种提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，用以克服上述
技术介绍
中的技术问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，包括以下步骤：提供一位于支撑衬底上的单晶压电薄膜；对所述单晶压电薄膜进行厚度测试，得到所述单晶压电薄膜的厚度分布；按照所述厚度分布对所述单晶压电薄膜进行极化处理，在第一厚度区形成第一极化面，在厚度比所述第一厚度区薄的第二厚度区形成第二极化面，所述第一极化面与所述第二极化面的极性相反；用预定的腐蚀液对所述单晶压电薄膜上的所述第一极化面和所述第二极化面进行相同时间的腐蚀，得到目标薄膜。进一步地，在对所述单晶压电薄膜进行厚度测试，得到所述单晶压电薄膜的厚度分布的步骤中，所述厚度测试为非接触式测试。进一步地，在对所述单晶压电薄膜进行厚度测试，得到所述单晶压电薄膜的厚度分布的步骤中，所述厚度测试采用椭偏仪或白光干涉仪实现。进一步地，在对所述单晶压电薄膜进行厚度测试，得到所述单晶压电薄膜的厚度分布的步骤中，厚度测试点的数量根据所述单晶压电薄膜的面积大小确定。进一步地，所述第一厚度区位于所述单晶压电薄膜的边缘，所述第二厚度区位于所述单晶压电薄膜的中间。进一步地，在用预定的腐蚀液对所述单晶压电薄膜上的所述第一极化面和所述第二极化面进行相同时间的腐蚀，得到目标薄膜的步骤中，所述第一极化面具有第一腐蚀速率，所述第二极化面具有第二腐蚀速率，所述第一腐蚀速率大于所述第二腐蚀速率。进一步地，在用预定的腐蚀液对所述单晶压电薄膜上的所述第一极化面和所述第二极化面进行相同时间的腐蚀，得到目标薄膜的步骤中，所述预定的腐蚀液的配比根据所述第一极化面与所述第二极化面所需的腐蚀速度比确定。进一步地，提供一位于支撑衬底上的单晶压电薄膜，具体包括：提供一压电单晶衬底，对所述压电单晶衬底的正面进行离子注入形成缺陷层；提供一支撑衬底，将所述压电单晶衬底的正面与所述支撑衬底的正面键合，形成键合结构，并加热所述键合结构，所述键合结构在所述缺陷层断裂，得到位于所述支撑衬底上的单晶压电薄膜。进一步地，在用预定的腐蚀液对所述单晶压电薄膜上的所述第一极化面和所述第二极化面进行相同时间的腐蚀，得到目标薄膜的步骤之后，还包括对所述单晶压电薄膜和所述支撑衬底进行后处理的步骤。进一步地，在对所述单晶压电薄膜和所述支撑衬底进行后处理的步骤中，所述后处理采用的工艺为后退火处理和表面处理中的至少一种。实施本专利技术，具有如下有益效果：本专利技术的提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，根据支撑衬底上的单晶压电薄膜的厚度分布进行极化处理，在第一厚度区形成第一极化面，在厚度比第一厚度区薄的第二厚度区形成第二极化面，第一极化面与第二极化面的极性相反，利用压电单晶材料的各向异性特性，在相同的腐蚀液下，对厚度较厚区域的极化得到的极化面可以实现较快的腐蚀速率，厚度较薄区域极化得到的极化面可以实现较慢的腐蚀速率，从而实现单晶压电薄膜不同极化面的差异化腐蚀，本专利技术可以实现对单晶压电薄膜厚度均匀性的优化，大大提高了单晶压电薄膜厚度的均匀性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1是本专利技术实施例提供的提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的单晶压电薄膜在腐蚀处理前的厚度分布图；图3是本专利技术实施例提供的单晶压电薄膜在腐蚀处理后的厚度分布图；图4是本专利技术实施例提供的铌酸锂的晶胞原子排布图；图5是本专利技术实施例提供的初始的铌酸锂薄膜的厚度分布图；图6是本专利技术实施例提供的铌酸锂负Z面的原子排布图；图7是本专利技术实施例提供的铌酸锂正Z面的原子排布图；图8是本专利技术实施例提供的铌酸锂薄膜在腐蚀处理后的厚度分布图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本专利技术作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；为方便说明，实施例附图的结构中各组成部分未按正常比例缩放，故不代表实施例中各结构的实际相对大小。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。另外，在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。实施例本实施例提供了一种提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，参阅图1，本实施例的提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，包括以下步骤：步骤S1、提供一位于支撑衬底上的单晶压电薄膜。本实施例中，通过离子束剥离技术，对压电单晶衬底进行离子注入，利用键合技术将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供一位于支撑衬底上的单晶压电薄膜；/n对所述单晶压电薄膜进行厚度测试，得到所述单晶压电薄膜的厚度分布；/n按照所述厚度分布对所述单晶压电薄膜进行极化处理，在第一厚度区形成第一极化面，在厚度比所述第一厚度区薄的第二厚度区形成第二极化面，所述第一极化面与所述第二极化面的极性相反；/n用预定的腐蚀液对所述单晶压电薄膜上的所述第一极化面和所述第二极化面进行相同时间的腐蚀，得到目标薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一位于支撑衬底上的单晶压电薄膜；
对所述单晶压电薄膜进行厚度测试，得到所述单晶压电薄膜的厚度分布；
按照所述厚度分布对所述单晶压电薄膜进行极化处理，在第一厚度区形成第一极化面，在厚度比所述第一厚度区薄的第二厚度区形成第二极化面，所述第一极化面与所述第二极化面的极性相反；
用预定的腐蚀液对所述单晶压电薄膜上的所述第一极化面和所述第二极化面进行相同时间的腐蚀，得到目标薄膜。


2.根据权利要求1所述的提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，在对所述单晶压电薄膜进行厚度测试，得到所述单晶压电薄膜的厚度分布的步骤中，所述厚度测试为非接触式测试。


3.根据权利要求2所述的提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，在对所述单晶压电薄膜进行厚度测试，得到所述单晶压电薄膜的厚度分布的步骤中，所述厚度测试采用椭偏仪或白光干涉仪实现。


4.根据权利要求1所述的提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，在对所述单晶压电薄膜进行厚度测试，得到所述单晶压电薄膜的厚度分布的步骤中，厚度测试点的数量根据所述单晶压电薄膜的面积大小确定。


5.根据权利要求1所述的提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，所述第一厚度区位于所述单晶压电薄膜的边缘，所述第二厚度区位于所述单晶压电薄膜的中间。


6.根据权利要求1所述的提高单晶压电薄膜厚度均匀性的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧欣，李忠旭，黄凯，赵晓蒙，李文琴，鄢有泉，陈阳，
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