一种高品质因子的衬底材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种高品质因子的衬底材料、制备方法及应用，包括基板材料衬底，所述基板材料衬底上表面经重离子处理形成多晶硅层；氮化铝层，所述氮化铝层经混合、球磨、压制成型，预烧、冷静压烧结和高温烧结操作后，下表面经重离子处理形成多晶AlN层，所述多晶硅层上表面与所述多晶AlN层键合，形成键合剂层。该衬底材料能够在信号传输过程中，避免两种材料复合部分的信号截至或泄漏，以保持高质量的信号传输；同时两种不同的材料实现了不同信号波段的信号传输，过滤掉多余的信号，明显提高了器件的信号传输质量，改善了衬底材料的品质因子，且制备方法简化工艺，降低功耗，减少其它工艺使用化学试剂方面带来的环境的污染。使用化学试剂方面带来的环境的污染。使用化学试剂方面带来的环境的污染。

【技术实现步骤摘要】
一种高品质因子的衬底材料、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及电子材料以及通信
，具体涉及一种高品质因子的衬底材料、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着薄膜与微纳制造技术的发展，电子器件正向微型化、高密集复用、高频率和低功耗的方向迅速发展。高集成射频滤波器芯片是当前5G通信手机重要核心部件，具有巨大的市场规模。声表面波器件(SAW)具有体积小,成本低, 品质因数(Q)高、功率承受能力强、频率高且与IC技术兼容等优点，有望在未来的无线通讯系统发挥广阔的应用前景。
[0003]声表面滤波器(SAW)中品质因子是衡量滤波器性能的重要指标，而影响滤波器性能指标的重要部件就是衬底材料。然而在衬底材料中，由于衬底材料相互匹配的失衡问题，特别是与AlN薄膜的晶格失配和热失配很大，导致制备的晶体质量较差，对后续制备的器件产生不利的影响。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的技术不足，本专利技术的目的是提供一种硅/氧化硅基板材料衬底与氮化铝基板层复合材料及其制备方法和应用，通过两种材料的相互配合，能够在信号传输过程中，避免两种材料复合部分的信号截至或泄漏，以保持高质量的信号传输，解决了声波传输质量损耗的技术可行性的问题，同时两种不同的材料实现了不同信号波段的信号传输，过滤掉多余的信号，明显提高了器件的信号传输质量，改善了衬底材料的品质因子；该制备方法简化工艺，降低功耗，同时减少其它工艺使用化学试剂方面带来的环境的污染，具有重要的社会价值。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]在衬底的顶部产生键合剂层，可以明显的增大电阻和改善品质因子，进一步与氮化铝的结合，可以改善整个电子器件的品质因子。通过对基底和键合剂层进行处理，然后对不同的截至频率和传播系数的材料进行复合，利用不同材料的改善整体称体的参数，来明显的改善材料的品质因子。
[0007]本专利技术提供一种高品质因子的衬底材料，包括基板材料衬底，所述基板材料衬底上表面经重离子处理形成多晶硅层；氮化铝层，所述氮化铝层下表面经重离子处理形成多晶AlN层，所述多晶硅层上表面与所述多晶AlN层键合。
[0008]进一步地，所述基板材料衬底为硅或氧化硅。
[0009]进一步地，所述基板材料衬底的厚度小于100微米。
[0010]进一步地，处理所述基板材料衬底的重离子为氩离子，处理所述氮化铝层的重离子为Fe7。
[0011]进一步地，所述多晶硅层是多晶硅层无杂质引入，所述多晶硅层厚度为1 微米～10微米。
[0012]进一步地，所述氮化铝层成分为高纯度AlN，纯度达到99.9％。
[0013]进一步地，所述高纯度AlN的氮化铝层的制备方法，步骤包括混合、球磨、压制成型，预烧、冷静压烧结和高温烧结。
[0014]进一步地，所述氮化铝层厚度为1微米～10微米。
[0015]本专利技术的另一个目的是提供一种高品质因子的衬底材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1:准备基板材料衬底，注入重离子在基板材料衬底上表面产生电极与多晶硅层；
[0017]S2:在步骤S1注入工艺之后，对基板材料衬底进行退火处理；
[0018]S3:将氮化铝粉末经压制成型后，在1600～1700℃的气氛下烧结制备成氮化铝层，注入重离子在基板材料衬底上表面产生多晶AlN层；
[0019]S4:将制备的硅基板和氮化铝层通过键合形成键合剂层，实现材料的复合。
[0020]进一步地，所述退火处理条件为250℃
‑
300℃，保温时间0.5
‑
3h。
[0021]进一步地，所述的形成氮化铝层主要是通过键合胶键合来实现，所述键合胶为碳和氢组成的长链有机聚合物组成。
[0022]本专利技术的第三个目的是提供一种高品质因子的衬底材料在声波滤波器领域的应用。
[0023]本专利技术的有益效果在于：
[0024]1.该衬底材料能够在信号传输过程中，避免两种材料复合部分的信号截至或泄漏，以保持高质量的信号传输，解决了声波传输质量损耗的技术可行性的问题；
[0025]2.该衬底材料实现了不同信号波段的信号传输，过滤掉多余的信号，明显提高了器件的信号传输质量，改善了衬底材料的品质因子；
[0026]3.该衬底材料的制备方法简化工艺，降低功耗，同时减少其它工艺使用化学试剂方面带来的环境的污染，具有重要的社会价值。
附图说明
[0027]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，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地介绍，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他的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例提供的一种高品质因子的衬底材料的结构示意图；
[0029]附图标记说明：
[0030]1、氮化铝层；2、多晶AlN层；3、键合剂层；4、多晶硅层；5、基板材料衬底。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
[0032]实施例1
[0033]如图1所示，一种高品质因子的衬底材料，本实施例一种提高声波滤波器的氮化铝基板品质因子的制备方法，其具体包括如下步骤：
[0034]将P>4KΩ的比电阻的晶体片作为基板材料衬底5，载体的厚度为100um，载体的尺寸为5
×
5m2。利用氩离子能量为50keV，反应时间5min的氩离子注入衬底，在衬底顶部通过扩散作用，产生10um的多晶硅层4。在注入工艺之后，对硅基板进行300℃，保温时间3h的退火处理。
[0035]氮化铝主要是高纯度的AlN粉体，通过压制成型后，在1700℃，保温4h 的气氛下烧结制备，然后将高纯的氮化铝陶瓷切打磨成5
×
5m2，厚度10um的基片。
[0036]利用重离子Fe7，Fe7的能量为85MeV，放射反应时间为20min，通过放射形成深度0.35um的多晶AlN层2。
[0037]将制备的硅基板和氮化铝层1中间加入聚丙烯酸醋酯，然后在200℃，时间60min的条件下实现键合，形成键合剂层3，实现高品质衬底材料的制备。
[0038]实施例2
[0039]将氧化硅基板作为基板材料衬底5，载体的厚度为50um，载体的尺寸为 10
×
10m2。利用重离子氩离子，氩离子能量为50keV，反应时间5min的氩离子注入衬底，在衬底顶部通过扩散作用，产生10um的多晶硅层4。在注入工艺之后，对氧化硅基板进行300℃，保温时间3h的退火处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高品质因子的衬底材料，其特征在于，包括基板材料衬底，所述基板材料衬底上表面经重离子处理形成多晶硅层；氮化铝层，所述氮化铝层下表面经重离子处理形成多晶AlN层，所述多晶硅层上表面与所述多晶AlN层键合。2.如权利要求1所述的一种高品质因子的衬底材料，其特征在于，所述基板材料衬底为硅或氧化硅。3.如权利要求1所述的一种高品质因子的衬底材料，其特征在于，所述基板材料衬底的厚度0～100um。4.如权利要求1所述的一种高品质因子的衬底材料，其特征在于，处理所述基板材料衬底的重离子为氩离子，处理所述氮化铝层的重离子为Fe7。5.如权利要求1所述的一种高品质因子的衬底材料，其特征在于，所述多晶硅层是纯多晶硅，所述多晶硅层厚度为1微米～10微米。6.如权利要求1所述的一种高品质因子的衬底材料，其特征在于，所述氮化铝层成分为高纯度AlN，纯度达到99.9％，所述氮化铝层厚度为1微米～10微米。7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯英俊，赵超，彭江龙，
申请(专利权)人：苏州璋驰光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：