[发明专利]一种纳米级单晶薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米级单晶薄膜的制备方法，其特征在于：在目标晶片和衬底晶片键合前的键合面产生总和为100～300μm的翘曲，并且目标晶片和衬底晶片的键合面为凸面；具体包括以下步骤：

①准备清洗后的目标晶片和衬底晶片，备用；目标晶片的厚度为0.1～0.3mm；

②对目标晶片进行离子注入，使目标晶片形成注入层、分离层和余料层；在衬底晶片上制备一层厚度为0.05～4μm的隔离层；所述隔离层的材料为碳化硅或氧化硅；

③对目标晶片的键合面和衬底晶片的键合面进行等离子处理，然后进行键合，键合时使目标晶片和衬底晶片直接接触键合，或者对目标晶片和衬底晶片进行敲击键合，得到键合体；其中目标晶片的键合面为注入层，衬底晶片的键合面为隔离层的上表面；

④对键合体进行退火处理，使余料层从分离层上剥离，得到剩余薄膜键合体，然后对剩余薄膜键合体进行二次退火处理，消除注入损伤；

⑤对薄膜的上表面进行化学机械抛光，得到纳米级单晶薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种纳米级单晶薄膜的制备方法，其特征在于：目标晶片的厚度为0.15～0.2mm。

3.根据权利要求1所述的一种纳米级单晶薄膜的制备方法，其特征在于：离子注入时采用He离子或H离子；采用He离子时的注入剂量为7×10¹⁶ions/cm²～9×10¹⁶ions/cm²；采用H离子时的注入剂量为7×10¹⁶ions/cm²～8×10¹⁶ions/cm²。

4.根据权利要求1所述的一种纳米级单晶薄膜的制备方法，其特征在于：在进行键合时，使位于下方的晶片吸附在吸附平台上，使位于下方的晶片产生100～300μm翘曲的形状；吸附平台为表面上凸的弧形结构，弧形结构和衬底晶片的底面相配合。

5.根据权利要求1所述的一种纳米级单晶薄膜的制备方法，其特征在于：退火处理的温度为180～280℃，时间为1～4小时。

6.根据权利要求1所述的一种纳米级单晶薄膜的制备方法，其特征在于：二次退火处理的温度是350～450℃，时间为2～5小时。

7.一种纳米级单晶薄膜，其特征在于：采用权利要求1～6所述的任一种纳米级单晶薄膜的制备方法得到，目标晶片为铌酸锂、钽酸锂或石英，衬底晶片为铌酸锂、钽酸锂、石英、硅、蓝宝石或碳化硅，并且纳米级单晶薄膜中直径大于0.3μm的气泡类缺陷少于0.13个/cm²。