一种薄膜衬底结构和声学滤波器制造技术

本申请涉及材料制备技术及射频器件领域，特别涉及一种薄膜衬底结构和声学滤波器。薄膜衬底结构包括：支撑衬底、界面层、绝缘层和功能层；所述支撑衬底具有相对的第一表面和第二表面，所述界面层位于所述第二表面上；所述绝缘层位于所述界面层远离所述支撑衬底的一侧表面上；所述功能层位于所述绝缘层远离所述支撑衬底的一侧表面上；所述界面层具有深能级缺陷和预设禁带宽度中的至少其一。本申请通过界面层具有深能级缺陷和预设禁带宽度中的至少其一对器件的费米能级起到钉扎作用。有效抑制了工作于高频时支撑衬底的表面局部电导效应，并且抑制了高次谐波产生，优化了器件的线性度。优化了器件的线性度。优化了器件的线性度。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜衬底结构和声学滤波器


[0001]本申请涉及材料制备技术及射频器件领域，特别涉及一种薄膜衬底结构和声学滤波器。

技术介绍

[0002]随着人们对电信设备数据传输速度、性能、功耗等日益提高的追求，需要提供新的芯片集成方案以在高频工作下实现更快的数据传输。
[0003]目前，通常采用将压电材料与硅集成，以提供材料级集成的晶圆衬底，为制备单片集成的模块提供材料平台。采用异质衬底晶圆制备的滤波器可以有效提高相关滤波器的中心频率、带宽并降低功耗减少散热。但是，在射频波段工作的滤波器，射频信号促使绝缘层中的固有缺陷吸引支撑衬底表面的多子载流子或少子载流子聚集在支撑衬底表面，引起支撑衬底表面的局部电导的增加，引起支撑衬底产生额外的损耗及高次谐波的产生。因此，需要一种改进的薄膜衬底结构和滤波器，以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的上述问题，本申请提供一种薄膜衬底结构和滤波器，以解决现有技术中器件结构中的界面声波能量反射等技术问题。具体技术方案如下：
[0005]一方面，本申请提供一种薄膜衬底结构，包括：支撑衬底、界面层、绝缘层和功能层；
[0006]所述支撑衬底具有相对的第一表面和第二表面，所述界面层位于所述第二表面上；
[0007]所述绝缘层位于所述界面层远离所述支撑衬底的一侧表面上；
[0008]所述功能层位于所述绝缘层远离所述支撑衬底的一侧表面上，所述功能层与所述绝缘层键合；
[0009]所述界面层具有深能级缺陷和预设禁带宽度中的至少其一。
[0010]进一步地，所述预设禁带宽度为3
‑
15eV。
[0011]进一步地，所述界面层的材料包括单晶材料和多晶材料中的至少一种，所述界面层的厚度为0.1
‑
10um。
[0012]进一步地，所述绝缘层的材料包括氧化硅和氧化锗中的至少一种，所述绝缘层的厚度为0.1
‑
10um。
[0013]进一步地，形成所述界面层的方式包括离子注入、杂质掺杂和晶粒细化中的至少一种。
[0014]进一步地，所述支撑衬底的所述第二表面为粗糙和光滑中的任一种。
[0015]进一步地，所述第二表面为粗糙的情况下，粗糙度为100
‑
1000nm。
[0016]进一步地，所述功能层的材料包括铌酸锂、钽酸锂、硼酸锂、铌镁酸铅—钛酸铅、硅酸镓镧、石英和酒石酸钾钠中的一种或多种，所述功能层的厚度为0.1
‑
10um。
[0017]进一步地，所述支撑衬底的材料包括硅、氧化硅、蓝宝石、金刚石、氮化铝、氮化镓、碳化硅和绝缘体上硅中的至少一种。
[0018]另一方面，本申请还提供一种滤波器，包括如上所述的异质薄膜衬底结构。
[0019]由于上述技术方案，一种薄膜衬底结构和滤波器，具有以下有益效果：
[0020]本申请在绝缘层与支撑衬底间引入界面层，其界面层具有深能级缺陷和预设禁带宽度中的至少其一对器件的费米能级起到钉扎作用。有效抑制了工作于高频时支撑衬底的表面局部电导效应，并且抑制了高次谐波产生，优化了器件的线性度。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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他附图。
[0022]图1是本申请实施例提供的薄膜衬底结构示意图；
[0023]图2是本申请实施例提供的支撑衬底的结构示意图；
[0024]图3是本申请实施例提供的在支撑衬底上形成界面层后的结构示意图；
[0025]图4是本申请实施例提供的在界面层上形成绝缘层后的结构示意图；
[0026]图5为本申请实施例提供的压电衬底的结构示意图；
[0027]图6是本申请实施例提供的离子注入后的压电衬底的结构示意图；
[0028]图7是本申请实施例提供的键合晶圆的结构示意图；
[0029]图8为本申请实施例提供的滤波器的示意图；
[0030]图9为本申请实施例提供的有无界面层的薄膜衬底结构的共平面波导损耗表征图。
[0031]其中，图中附图标记对应为：100－支撑衬底；200－界面层；300－绝缘层；400－功能层；500－金属图案化电极；600－注入损伤层；700－压电衬底。
具体实施方式
[0032]下面将结合本申请实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0033]对于以下定义的术语，除非在权利要求书或本说明书中的其他地方给出一个不同的定义，否则应当应用这些定义。所有数值无论是否被明确指示，在此均被定义为由术语“约”修饰。术语“约”大体上是指一个数值范围，本领域的普通技术人员将该数值范围视为等同于所陈述的值以产生实质上相同的性质、功能、结果等。由一个低值和一个高值指示的一个数值范围被定义为包括该数值范围内包括的所有数值以及该数值范围内包括的所有子范围。
[0034]需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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，以便这里描述的本申请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。此外，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。
[0035]以下介绍本申请实施例提供的一种薄膜衬底结构，请参考图1，图1是薄膜衬底结构的结构示意图。包括：支撑衬底100、界面层200、绝缘层300和功能层400；支撑衬底100具有相对的第一表面和第二表面，界面层200位于第二表面上；绝缘层300位于界面层200远离支撑衬底100的一侧表面上；功能层400位于绝缘层300远离支撑衬底100的一侧表面上，所述功能层400与所述绝缘层300键合；界面层200具有深能级缺陷和预设禁带宽度中的至少其一。
[0036]本申请在绝缘层300与支撑衬底100间引入界面层200，其界面层200具有深能级缺陷和预设禁带宽度中的至少其一。本申请通过界面层200的禁带宽度的限制，抑制了支撑衬底100表面局部电导的增加。同时具有深能级缺陷的界面层200，对器件的费米能级起到钉扎作用，同时减少了支撑衬底100的局部电导效应，并且抑制了高次谐波产生，优化了器件的线性度。
[0037]在一些实施例中，支撑衬底100的材料包括硅、氧化硅、蓝宝石、金刚石、氮化铝、氮化镓、碳化硅和绝缘体上硅中的至少一种。请参考图2，图2是本申请实施例提供的支撑衬底的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜衬底结构，其特征在于，包括：支撑衬底(100)、界面层(200)、绝缘层(300)和功能层(400)；所述支撑衬底(100)具有相对的第一表面和第二表面，所述界面层(200)位于所述第二表面上；所述绝缘层(300)位于所述界面层(200)远离所述支撑衬底(100)的一侧表面上；所述功能层(400)位于所述绝缘层(300)远离所述支撑衬底(100)的一侧表面上，所述功能层(400)与所述绝缘层(300)键合；所述界面层(200)具有深能级缺陷和预设禁带宽度中的至少其一。2.根据权利要求1所述的薄膜衬底结构，其特征在于，所述预设禁带宽度为3
‑
15eV。3.根据权利要求1所述的薄膜衬底结构，其特征在于，所述界面层(200)的材料包括单晶材料和多晶材料中的至少一种，所述界面层(200)的厚度为0.1
‑
10um。4.根据权利要求1所述的薄膜衬底结构，其特征在于，所述绝缘层(300)的材料包括氧化硅和氧化锗中的至少一种，所述绝缘层(300)的厚度为0.1

【专利技术属性】
技术研发人员：欧欣，李忠旭，黄凯，
申请(专利权)人：上海新硅聚合半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：