铌酸锂单晶薄膜芯片及其制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112540428A(43)申请公布日2021.03.23(21)申请号202011425317.1(22)申请日2020.12.09(71)申请人珠海光库科技股份有限公司地址519000广东省珠海市高新区唐家湾镇创新三路399号(72)发明人周赤吉贵军刘昆张大鹏王兴龙(74)专利代理机构珠海智专专利商标代理有限公司44262代理人薛飞飞黄国豪(51)Int.Cl.G02B6/13(2006.01)G02F1/035(2006.01)C23C14/48(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称铌酸锂单晶薄膜芯片及其制作方法(57)摘要本发明提供一种铌酸锂单晶薄膜芯片及其制作方法。制作方法包括在原料铌酸锂晶圆的光学级表面上制备光波导；在原料铌酸锂晶圆上具有光波导的一侧制备介质膜，介质膜填充在光波导之间的空隙内，光波导与介质膜形成光波导介质层；穿过光波导介质层朝向原料铌酸锂晶圆注入离子，在光波导介质层的下方形成离子层；将支撑晶圆与光波导介质层键合；加热至第一预设温度；加热至第二预设温度，使光波导介质层与原料铌酸锂晶圆分离并存留在支撑晶圆上，第二预设温度大于第一预设温度；对光波导介质层进行抛光处理。该制作方法制备出的光波导的侧壁垂直度很高且光洁度也很高。CN112540428ACN112540428A权利要求书1/1页1.铌酸锂单晶薄膜芯片的制作方法，其特征在于，包括：在原料铌酸锂晶圆的光学级表面上制备光波导；在所述原料铌酸锂晶圆上具有所述光波导的一侧制备介质膜，所述介质膜填充在所述光波导之间的空隙内，所述光波导与所述介质膜形成光波导介质层；穿过所述光波导介质层朝向所述原料铌酸锂晶圆注入离子，在所述光波导介质层的下方形成离子层；将支撑晶圆与所述光波导介质层键合；加热至第一预设温度；加热至第二预设温度，使所述光波导介质层与所述原料铌酸锂晶圆分离并存留在所述支撑晶圆上，所述第二预设温度大于所述第一预设温度；对所述光波导介质层进行抛光处理。2.根据权利要求1所述的铌酸锂单晶薄膜芯片的制作方法，其特征在于：所述介质膜的材料的折射率和所述支撑晶圆的材料的折射率均小于铌酸锂材料的折射率。3.根据权利要求2所述的铌酸锂单晶薄膜芯片的制作方法，其特征在于：所述介质膜的材料为二氧化硅或苯并环丁烯。4.根据权利要求1至3任一项所述的铌酸锂单晶薄膜芯片的制作方法，其特征在于：在对所述光波导介质层进行抛光处理的步骤之后，所述制作方法还包括：采用湿法刻蚀的方法去除所述介质膜。5.根据权利要求1至3任一项所述的铌酸锂单晶薄膜芯片的制作方法，其特征在于：在制备介质膜的步骤中，所述介质膜覆盖所述光波导。6.根据权利要求5所述的铌酸锂单晶薄膜芯片的制作方法，其特征在于：在形成光波导介质层之后，且在将支撑晶圆与所述光波导介质层键合之前，所述制作方法还包括：对所述光波导介质层进行抛光处理，直至所述光波导露出。7.根据权利要求1至3任一项所述的铌酸锂单晶薄膜芯片的制作方法，其特征在于：采用镀膜工艺或采用液态有机物涂布的方式制备所述介质膜。8.根据权利要求1至3任一项所述的铌酸锂单晶薄膜芯片的制作方法，其特征在于：所述第一预设温度为200℃至230℃，所述第二预设温度为250℃至350℃。9.铌酸锂单晶薄膜芯片，其特征在于，所述铌酸锂单晶薄膜芯片由上述权利要求1至8任一项所述的制作方法制作而成；所述铌酸锂单晶薄膜芯片包括支撑晶圆和位于所述支撑晶圆上的光波导。10.根据权利要求9所述的铌酸锂单晶薄膜芯片，其特征在于：所述光波导的侧壁垂直于所述支撑晶圆的表面。2CN112540428A说明书1/3页铌酸锂单晶薄膜芯片及其制作方法技术领域[0001]本发明涉及光电半导体材料领域，具体地说，是涉及一种铌酸锂单晶薄膜芯片及其制作方法。背景技术[0002]铌酸锂单晶具有优良的透过性能、电光性能、非线性光学性能和压电性能，广泛应用于光通讯、数据中心光互连和高频滤波器件中。在其它材料基底上的纳米级厚度薄膜铌酸锂单晶，除具备以上优良特性外，还可以用于集成化的器件，是一种极具希望的新型集成光学材料。然而在其它基底材料上生长铌酸锂单晶薄膜被证明是难以实现，而机械切片技术难以制备纳米级厚度的薄膜。[0003]近年来出现的利用Smart‑Cut技术制备铌酸锂单晶薄膜，使得大规模制备量产薄膜铌酸锂晶圆成为可能。其通常步骤是：首先将原料铌酸锂晶圆的表面抛光到符合晶圆键合的要求，同时准备另一个承载晶圆，例如硅(Si)晶圆，并在承载晶圆上制备一层缓冲层，例如二氧化硅(SiO2)，抛光使其满足晶圆键合的要求，然后对原料铌酸锂晶圆的抛光表面进行特定能量和特定计量的离子注入，例如氦离子(He+)，之后将原料晶圆的