复合衬底的制备方法、复合薄膜及电子元器件技术

本申请公开了一种复合衬底的制备方法、复合薄膜及电子元器件，所述复合衬底的制备方法包括：首先，在支撑衬底上制备缺陷层前体；然后，将所述缺陷层前体在第一温度下退火；将退火后的缺陷层前体在第二温度下进行氧化，形成缺陷层和绝缘层；其中，靠近支撑衬底的为缺陷层，得到复合衬底。采用前述的方案，首先在第一温度下退火，使缺陷层前体中的晶粒充分重构，然后将缺陷层前体在第二温度下进行氧化的工艺制备绝缘层，以保证在长时间高温氧化时缺陷层前体不再发生晶粒重构，进而降低缺陷层与绝缘层界面粗糙度并提高绝缘层氧化均匀性，进而减少复合衬底使用时的介电损耗。不会影响到复合衬底在后续使用中的光刻工艺和最终制成的器件的一致性。器件的一致性。器件的一致性。

【技术实现步骤摘要】
复合衬底的制备方法、复合薄膜及电子元器件


[0001]本申请涉及半导体
，尤其涉及一种复合衬底的制备方法、复合薄膜及电子元器件。

技术介绍

[0002]应用于声表面波滤波器中的压电薄膜一般包括压电层和衬底层。其中，压电层为功能层，其作用是实现电-声的相互转换，压电层通常为钽酸锂(LiTaO3，简称LT)或铌酸锂(LiNbO3，简称LN)压电单晶结构，衬底层一般选用高导热、低热膨胀系数以及高杨氏模量的材料，以起到支撑压电层，提高散热性能以及降低温度补偿系数的作用。
[0003]在目前较为成熟方案中，衬底层从上至下依次为低声速的二氧化硅层、多晶硅层和高声速支撑衬底单晶硅，低声速的二氧化硅可以提供温度补偿效果，在二氧化硅层和单晶硅衬底之间加入多晶硅层，以降低二氧化硅和硅界面附近的寄生电导从而降低损耗。通常，二氧化硅层制备的方法为采用热氧化法在多晶硅层中制备。但是，由于高温下，多晶硅易发生晶粒的重构，因此，直接在多晶硅层进行热氧化，会因晶粒重构氧化的不均匀，导致多晶硅层和二氧化硅层界面粗糙，进而增加衬底使用时的介电损耗。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种复合衬底的制备方法、复合薄膜及电子元器件，以解决现有技术中直接在多晶硅层进行热氧化，会因晶粒重构氧化的不均匀，导致多晶硅层和二氧化硅层界面粗糙，进而增加衬底使用时的介电损耗的问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种复合衬底的制备方法，所述制备方法包括：
[0006]在支撑衬底上制备缺陷层前体；
[0007]将所述缺陷层前体在第一温度下退火；
[0008]将退火后的缺陷层前体在第二温度下进行氧化，形成缺陷层和绝缘层；其中，靠近支撑衬底的为缺陷层，得到复合衬底。
[0009]结合第一方面，在一种实现方式中，将所述缺陷层前体在第一温度下退火之后，还包括：对退火后的缺陷层前体进行平坦化处理。
[0010]结合第一方面，在一种实现方式中，所述第二温度小于第一温度。
[0011]结合第一方面，在一种实现方式中，将所述缺陷层前体在第一温度下退火，包括：
[0012]将含所述缺陷层前体的支撑衬底置于高温退火炉中，在900℃～1100℃下进行氮气退火，退火时间为3h～24h。
[0013]结合第一方面，在一种实现方式中，在第二温度下进行氧化之前，对缺陷层前体面进行氯洗。
[0014]结合第一方面，在一种实现方式中，在第二温度下进行氧化时，通入含氯气体。
[0015]结合第一方面，在一种实现方式中，在第二温度下进行氧化之后，置于含氯氛围下退火。
[0016]结合第一方面，在一种实现方式中，在第二温度下进行氧化之后，所述缺陷层与绝缘层界面的粗糙度小于10nm，绝缘层的厚度偏差小于60nm。
[0017]结合第一方面，在一种实现方式中，所述第二温度为800℃～1000℃，氧化时间为10h～30h，所述氧化时间根据绝缘层厚度确定。
[0018]第二方面，本申请实施例部分提供了一种复合衬底，所述复合衬底采用如第一方面任一项所述的制备方法制备而成，所述复合衬底从上到下依次为绝缘层、缺陷层和支撑衬底。
[0019]第三方面，本申请实施例部分提供了一种复合薄膜的制备方法，在第二方面所述的复合衬底的绝缘层上制备功能薄膜层，得到复合薄膜。
[0020]结合第三方面，在一种实现方式中，在所述绝缘层上制备功能薄膜层，包括：
[0021]采用离子注入和键合分离法在所述绝缘层上制备功能薄膜层，或者，采用直接键合和研磨抛光的方式在所述绝缘层上制备功能薄膜层。
[0022]第四方面，本申请实施例部分提供了一种复合薄膜，所述复合薄膜包括如第二方面所述的复合衬底以及复合于所述复合衬底的绝缘层上的功能薄膜层。
[0023]结合第四方面，在一种实现方式中，所述功能薄膜层的材料为铌酸锂、钽酸锂、陶瓷、四硼酸锂、硅、砷化镓、磷酸钛氧钾、磷酸钛氧铷晶体或石英；
[0024]所述绝缘层的材料为氧化硅或氧化锗；
[0025]缺陷层为多晶硅、非晶硅或多晶锗；
[0026]支撑衬底为硅、SOI、氮化镓、氮化硅、碳化硅或砷化镓。
[0027]第五方面，本申请实施例部分提供了一种电子元器件，包括如第四方面任一项所述的复合薄膜。
[0028]本申请公开了一种复合衬底的制备方法、复合薄膜及电子元器件，所述复合衬底的制备方法包括：首先，在支撑衬底上制备缺陷层前体；然后，将所述缺陷层前体在第一温度下退火；将退火后的缺陷层前体在第二温度下进行氧化，形成缺陷层和绝缘层；其中，靠近支撑衬底的为缺陷层，得到复合衬底。采用前述的方案，首先在第一温度下退火，使缺陷层前体中的晶粒充分重构，然后将缺陷层前体在第二温度下进行氧化的工艺制备绝缘层，以保证在长时间高温氧化时缺陷层前体不再发生晶粒重构，进而降低缺陷层与绝缘层界面粗糙度并提高绝缘层氧化均匀性，进而减少复合衬底使用时的介电损耗。不会影响到使用复合衬底在后续使用中的光刻工艺和最终制成的器件的一致性。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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他的附图。
[0030]图1是本申请实施例提供的一种复合衬底的制备过程的结构示意图；
[0031]图2是本申请实施例提供的一种复合衬底的制备方法的流程示意图；
[0032]图3是本申请实施例提供的又一种复合衬底的制备过程的结构示意图；
[0033]图4是本申请实施例提供的一种复合衬底的结构示意图；
[0034]图5是本申请实施例提供的一种复合薄膜的制备过程的结构示意图；
[0035]图6是是本申请实施例提供的一种复合薄膜的结构示意图。
具体实施方式
[0036]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
[0037]由
技术介绍
的描述可知，目前在支撑衬底上制备二氧化硅层通常采用的是热氧化法，因为热氧化法制备的二氧化硅层的致密性高，缺陷少，损耗性能和温补效果更优，但是直接在多晶硅层进行热氧化，会由于高温下多晶硅晶粒的重构导致界面粗糙和氧化的均匀性，不仅会增加衬底使用时的介电损耗，而且会给压电薄膜后续使用中的光刻工艺和最终器件的一致性带来不利影响。
[0038]因此，为了解决上述问题，本申请实施例提供一种复合衬底的制备方法，如图1所示，图1示出了复合衬底的制备过程的结构示意图。
[0039]具体的，参照图2，所述制备方法包括：
[0040]S11，在支撑衬底140上制备缺陷层前体100。
[0041]可选地，所述缺陷层前体100的制备方法为LPCVD或PECVD，其厚度可以是200nm～20um，只要能实现支撑作用即可，对此不做具体限定。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合衬底的制备方法，其特征在于，包括：在支撑衬底上制备缺陷层前体；将所述缺陷层前体在第一温度下退火；将退火后的缺陷层前体在第二温度下进行氧化，形成缺陷层和绝缘层，得到复合衬底；其中，靠近支撑衬底的为缺陷层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述缺陷层前体在第一温度下退火之后，还包括：对退火后的缺陷层前体进行平坦化处理。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二温度小于第一温度。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述缺陷层前体在第一温度下退火，包括：将含所述缺陷层前体的支撑衬底置于高温退火炉中，在900℃～1100℃下进行氮气退火，退火时间为3h～24h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在第二温度下进行氧化之前，对缺陷层前体面进行氯洗。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在第二温度下进行氧化时，通入含氯气体。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在第二温度下进行氧化之后，置于含氯氛围下退火。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在第二温度下进行氧化之后，所述缺陷层与绝缘层界面的粗糙度小于10nm，绝缘层的厚度偏差小于60nm。9.根据权利要求1所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，李真宇，张秀全，李洋洋，
申请(专利权)人：济南晶正电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：