一种用于制造压电结构(10，10')的方法，所述方法的特征在于其包括提供压电材料的衬底(20)、提供载体衬底(100)、在低于或等于300℃的温度下将介电结合层(1001)沉积在压电材料的衬底(20)的单侧上，通过介电结合层(1001)将压电材料的衬底(20)接合至载体衬底(100)的步骤(1')，用于形成包括接合至载体衬底(100)的压电材料层(200)的压电结构(10，10')的减薄步骤(2')。骤(2')。骤(2')。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造用于射频装置并且能够用于转移压电层的压电结构的方法以及用于转移这种压电层的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于制造用于射频装置并且能够用于转移压电层的压电结构的方法以及用于转移这种压电层的方法。
技术介绍
[0002]已知的做法是在衬底上制造射频(RF)装置(例如，谐振器或滤波器)，所述衬底从其基底到其表面依次包括载体衬底(其通常由诸如硅或蓝宝石的材料制成)、中间结合层和压电层。
[0003]表面声波(Surface acoustic wave，SAW)滤波器通常包括压电层和沉积在所述压电层的表面上的两个相互交错的金属梳形式的两个电极。根据SAW滤波器的操作，压电层的厚度可以达到几十纳米到几十微米的数量级。对于后者，存在延伸到压电层厚度的寄生传播模式(modes parasites de propagation)，并且容易在与下面的载体衬底的界面处反射。这种现象称为“脆响(rattle)”。为了避免这些寄生模式，已知的做法是使位于与中间结合层的界面处的压电层的表面足够粗糙，以使寄生波在所有方向上反射。考虑到谐振器的预期操作波长，压电层的粗糙表面的粗糙度非常高，与操作波长的大小相同的数量级(几微米)。
[0004]压电层通常是通过将压电材料的厚衬底(例如，通过切割铸块获得)转移至载体衬底而获得的。例如，载体衬底为硅衬底。
[0005]压电层的转移需要将厚压电衬底结合至载体衬底，然后使厚压电衬底变薄，以便在载体衬底上只留下用于制造RF装置所需厚度的薄压电层。
[0006]为了获得压电衬底至载体衬底的良好粘附，通常在两个衬底的每一者上沉积氧化物(例如，氧化硅SiO2)层，并且所述衬底通过所述氧化物层的方式结合。
[0007]一方面，由于压电材料和载体衬底的材料具有非常不同的热膨胀系数，因此实施这种退火会导致组件大幅变形。
[0008]另一方面，在厚压电衬底上沉积氧化物层会导致所述压电衬底大幅弯曲(bow)，这与该方法的为平坦衬底设计的后续步骤不相容。
[0009]最后，如上所述，由于厚压电衬底与处理衬底之间的热膨胀系数的差，因此异质结构不能进行固结退火。然而，在没有固结退火的情况下，两个衬底的氧化物层的结合能始终非常低，使得供体虚拟衬底的机械强度不足。因此，在使厚压电衬底变薄的步骤期间，在结合界面处可能会发生断裂。
[0010]为了确保厚压电衬底与载体衬底之间的良好粘附(特别是当厚压电衬底具有较高的粗糙度时)，目前的方法需要大量的步骤，例如，沉积多个氧化物层，然后对所述氧化物层进行化学机械抛光(CMP)，所述氧化物层交替沉积在厚压电衬底的两个面上，以避免大幅弯曲(其使得不能结合)。
技术实现思路
[0011]本专利技术旨在通过提出一种用于制造用于射频装置的压电结构(其也能够用于转移压电层)的方法以及用于转移这种压电层的方法来克服现有技术的这些局限性。
[0012]本专利技术涉及一种用于制造压电结构的方法，所述方法的特征在于其包括提供压电材料的衬底、提供载体衬底、在低于或等于300℃的温度下将介电结合层沉积在压电材料的衬底的单个表面上，通过介电结合层将压电材料的衬底接合至载体衬底的步骤，形成包括接合至载体衬底的压电材料层的压电结构的减薄步骤。
[0013]因此，如上所述，由于在低于或等于300℃的低温下沉积介电结合层而导致的低应力使得可以确保足够的机械稳定性，允许进行说明书的其余部分中描述的减薄步骤以及随后在组件的制造过程中使用的组装步骤。
[0014]在一些实施方案中，介电结合层包括通过等离子体辅助的化学气相沉积而沉积在压电材料的衬底上的氧化硅层。
[0015]在有利的实施方案中，接合步骤包括介电结合层与载体衬底之间的或者介电结合层与形成在载体衬底上的介电结合层之间的分子结合。
[0016]在有利的实施方案中，存在在低于所述介电结合层的沉积温度的温度下的结合界面固结退火。
[0017]在有利的实施方案中，在低于所述介电结合层的沉积温度的温度下执行减薄步骤。
[0018]在有利的实施方案中，压电材料的衬底具有设计为反射射频波的粗糙表面。
[0019]在有利的实施方案中，介电结合层的厚度介于200nm至500nm之间。
[0020]在有利的实施方案中，在载体衬底上提供介电结合层。
[0021]在有利的实施方案中，减薄步骤包括蚀刻和/或化学机械抛光。
[0022]本专利技术还涉及一种用于将压电层转移至最终衬底的方法，包括：提供通过实施前述权利要求中的任一项所述的制造方法而获得的压电结构、在压电材料层中形成弱化区域以界定待转移的压电层、提供最终衬底，优选地，在最终衬底和/或压电材料层的主表面上形成介电结合层，将压电材料层结合至最终衬底，在低于或等于介电结合层的沉积温度的温度下而沿弱化区域断裂和分离压电结构。
[0023]在有利的实施方案中，通过在压电材料层中注入原子物种来形成弱化区域。
[0024]在有利的实施方案中，最终衬底和载体衬底具有相同的膨胀系数。
附图说明
[0025]通过参考所附附图阅读以下详细描述，将更好地理解本专利技术的其他特征和优点，附图中：
[0026]图1示出了根据本专利技术的一个实施方案的制造方法和根据本专利技术的所述实施方案的衬底；
[0027]图2示出了根据本专利技术的另一实施方案的制造方法和根据本专利技术的所述另一实施方案的衬底；
[0028]图3示出了根据本专利技术的一个实施方案的转移方法；
[0029]图4示出了根据本专利技术的另一实施方案的转移方法。
[0030]为了提高附图的可读性，各个层不一定按比例示出。
具体实施方式
[0031]图1示出了载体衬底100(优选硅材料)，将压电材料层200(优选单晶压电材料，甚至更具体地为钽酸锂或铌酸锂材料)转移至所述载体衬底100。可以设想用于压电材料层200的其它材料。待转移的有源层200还可以包括铁电材料，例如，LiTaO3、LiNbO3、LiAlO3、BaTiO3、PbZrTiO3、KNbO3、BaZrO3、CaTiO3、PbTiO3或KTaO3。
[0032]包括所述有源层的供体衬底可以采用标准化尺寸的圆形晶圆的形式，例如，直径为150毫米或200毫米。然而，本专利技术并不以任何方式局限于这些尺寸或这种形式。供体衬底可以已经以使供体衬底具有预定的晶体取向的方式从铁电材料的铸块中取出，或者供体衬底可以包括接合至载体衬底的铁电材料层。待转移的铁电材料的有源层的晶体取向是根据预期应用选择的。因此，对于材料LiTaO3，通常选择介于30
°
至60
°
XY之间或者介于40
°
至50
°
XY之间的取向，特别是当希望利用薄层的特性形成SAW滤波器时。对于材料LiNbO3，通常选择大约128
°
XY的取向。然而，本专利技术绝不限于特定的晶体取向。
[0033]无论供体衬底的铁电材本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造用于射频装置的压电结构(10，10')的方法，所述方法的特征在于其包括提供压电材料的衬底(20)、提供载体衬底(100)、在低于或等于300℃的温度下将介电结合层(1001)沉积到压电材料的衬底(20)的单个表面上，通过介电结合层(1001)将压电材料的衬底(20)接合至载体衬底(100)的步骤(1')，形成包括接合至载体衬底(100)的压电材料层(200)的压电结构(10，10')的减薄步骤(2')。2.根据前述权利要求所述的方法，其中，介电结合层(1001)包括通过等离子体辅助的化学气相沉积而沉积在压电材料的衬底(20)上的氧化硅层。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，接合步骤(1')包括介电结合层(1001)与载体衬底(100)之间的或者介电结合层(1001)与形成在载体衬底(100)上的介电结合层(1002)之间的分子结合。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括在低于所述介电结合层(1001)的沉积温度的温度下的结合界面固结退火。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在低于所述介电结合层(1001)的沉积温度的温度下执行减薄步骤(2')。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，压电材料的衬底(20)具有设计为反射射...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：SOITEC公司，
类型：发明
国别省市：
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