一种稀土钕或镱掺杂YAG激光晶体的键合方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土钕或镱掺杂YAG激光晶体的键合方法，包括：S1：提供稀土掺杂的YAG激光晶体；S2：提供另一键合晶体；S3：对稀土掺杂的YAG激光晶体表面和另一键合晶体表面进行清洁；S4：对稀土掺杂的YAG激光晶体表面进行湿法刻蚀，以使得稀土掺杂的YAG激光晶体表面形成多个凹陷；S5：对另一键合晶体表面进行湿法刻蚀，以使得另一键合晶体表面形成多个凸起；S6：将具有多个凹陷的稀土掺杂的YAG激光晶体表面与具有多个凸起的另一键合晶体表面贴合以形成层叠体；S7：对层叠体进行加压加热键合。对层叠体进行加压加热键合。对层叠体进行加压加热键合。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土钕或镱掺杂YAG激光晶体的键合方法


[0001]本专利技术是关于YAG激光晶体
，特别是关于一种稀土钕或镱掺杂YAG激光晶体的键合方法。

技术介绍

[0002]纯YAG的机械和化学稳定性与蓝宝石相当,但其在光学均匀性及表面质量处理方面更胜一筹，且无双折射。YAG晶体是制作从紫外到红外波段光学窗口片的极好材料。在实用领域，一般需要将YAG晶体与其它材料键合形成复合结构才能够使用。目前比较常见的复合机构包括掺杂YAG晶体与氧化铝的两层复合结构，掺杂YAG晶体两面键合氧化铝的三层复合结构，或者掺杂YAG晶体两面键合两面分别键合不掺杂YAG以及氧化铝的三层复合结构等等。

技术实现思路

[0003]为实现上述目的，本专利技术提供了一种稀土钕或镱掺杂YAG激光晶体的键合方法，包括：
[0004]S1：提供稀土掺杂的YAG激光晶体，其中，稀土掺杂是钕掺杂或者镱掺杂；
[0005]S2：提供另一键合晶体；
[0006]S3：对稀土掺杂的YAG激光晶体表面和另一键合晶体表面进行清洁；
[0007]S4：对稀土掺杂的YAG激光晶体表面进行湿法刻蚀，以使得稀土掺杂的YAG激光晶体表面形成多个凹陷，其中，针对不同种类的另一键合晶体，多个凹陷的截面具有不同形状；
[0008]S5：对另一键合晶体表面进行湿法刻蚀，以使得另一键合晶体表面形成多个凸起；
[0009]S6：将具有多个凹陷的稀土掺杂的YAG激光晶体表面与具有多个凸起的另一键合晶体表面贴合以形成层叠体；/>[0010]S7：对层叠体进行加压加热键合，其中，加压加热键合的工艺为：真空度为1
‑
3Pa，保温时间为4
‑
6h，加热温度为1400
‑
1600℃，晶体表面施加压力为50
‑
70kg/cm2。
[0011]在一优选的实施方式中，另一键合晶体是稀土掺杂的YAG激光晶体，稀土掺杂是钕掺杂或者镱掺杂；其中，多个凹陷的截面是矩形并且多个凸起的截面是矩形；其中，多个凹陷在截面上的宽度为30
‑
50nm，其中，多个凸起在截面上的宽度为30
‑
50nm。
[0012]在一优选的实施方式中，多个凹陷在截面上的深度为15
‑
25nm，多个凸起在截面上的高度为18
‑
28nm，其中，多个凸起在截面上的高度大于凹陷在截面上的深度。
[0013]在一优选的实施方式中，多个凸起在截面上的高度比凹陷在截面上的深度至少大3nm。
[0014]在一优选的实施方式中，另一键合晶体是不掺杂的YAG激光晶体；其中，多个凹陷的截面是三角形并且多个凸起的截面是三角形；其中，多个凹陷在截面上的最大宽度为25
‑
35nm，其中，多个凸起在截面上的最大宽度为25
‑
35nm。
[0015]在一优选的实施方式中，多个凹陷在截面上的最大深度为20
‑
30nm，多个凸起在截面上的最大高度为23
‑
33nm，其中，多个凸起在截面上的高度大于凹陷在截面上的深度。
[0016]在一优选的实施方式中，多个凸起在截面上的高度比凹陷在截面上的深度至少大3nm。
[0017]在一优选的实施方式中，另一键合晶体是三氧化二铝晶体；其中，多个凹陷的截面是半圆形并且多个凸起的截面是半圆形；其中，多个凹陷在截面上的最大宽度为25
‑
35nm，其中，多个凸起在截面上的最大宽度为27
‑
37nm。
[0018]在一优选的实施方式中，多个凸起在截面上的最大宽度大于多个凹陷在截面上的最大宽度，多个凸起在截面上的高度等于凹陷在截面上的深度。
[0019]本专利技术提供了一种经过键合的YAG激光晶体，YAG激光晶体是由如前述的方法制造的。
[0020]与现有技术相比，本专利技术解决了如下问题：现有技术CN107964683A提出了一种带有支撑球体的特殊制备装置，该方法的实现要求企业添置特殊设备，增加了企业的生产成本。现有技术CN106252206B虽然不需要特殊设备，但是其需要通过一系列复杂的工艺才可以实现晶片的良好键合，例如其方法大体上需要加压预键合、升温加压、降温加压、升温加压，在反复升温降温过程中，浪费了大量能源，并且浪费了大量时间，该现有技术显然存在生产效率低、工艺复杂的缺陷。本专利技术提供了一种键合方法能够克服现有技术的问题。本专利技术提出了一种改进键合方法，能够克服现有技术的问题。
附图说明
[0021]图1是根据本专利技术的实施方式的方法流程图。
[0022]图2是根据本专利技术的一个实施方式的经过湿法刻蚀的掺杂YAG晶体俯视示意图。
[0023]图3是根据本专利技术的一个实施方式的键合晶体截面示意图。
[0024]图4是根据本专利技术的一个实施方式的将两片键合晶体放置到一起但不加压时的截面示意图。
[0025]图5是根据本专利技术的一个实施方式的将两片键合晶体放置到一起之后加压的截面示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0027]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。本专利技术的各个晶片上的凹陷或者凸起可以通过公知的湿法刻蚀方法形成，例如按照CN111185678B介绍的磷酸溶液就可以实现对于YAG晶片或者掺杂YAG晶片的刻蚀。通过湿法刻蚀在晶片上形成凹陷或者凸起的步骤可以由晶圆代工厂代加工，晶圆厂通过调整湿法刻蚀工艺(例如刻蚀速度、刻蚀液喷射角度、微调刻蚀液浓度等)可以控制刻蚀位置的截面形状，简单的截面形状(例如大体上截面为矩形、大体上截面为圆形、大体上截面为三角形)可以由我方提出要求，代工厂目前可以根据其已有技术满足要求。具体湿法刻
蚀工艺不是本专利的重点内容，并且具体的截面形状完全可以由代工厂加工实现，我方对于湿法刻蚀工艺不再介绍。目前晶圆生产厂生产的晶圆尺寸非常严格，而晶圆代工厂通过刻蚀产生的凹陷与凸起也能够完全符合我方要求，因此键合前，只要将两片晶圆按照公知的方法进行对齐，则基本可以保证凹陷与凸起一一对应。事实上，现有技术早已能够实现更小尺寸的凸起与凹陷的对齐，例如参见US2003/0193076A1介绍的技术。
[0028]在现有技术中，多层的TAG晶体键合普遍存在以下问题：由于晶片表面存在微观不平整，导致键合过程中，两片晶圆表面不能完全贴合，两片晶圆不完全贴合将导致晶圆之间形成多个封闭气腔，该封闭气腔在键合过程中无法全部排出，这可能最终导致键合晶圆内部的气泡。针对该技术问题，现有技术CN107964683A提出了一种带有支撑球体的特殊制备装置，该方法的实现要求企业添置特殊设备，增加了企业的生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
之一所述的方法制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：林东晖，彭方，马孙明，
申请(专利权)人：林东晖，
类型：发明
国别省市：