[发明专利]一种薄膜单晶压电材料复合基板的制造方法和应用

说明书

本发明公开了一种薄膜单晶压电材料复合基板的制造方法和应用，包括以下步骤：S1：在衬底上沉积一层介质材料；S2：于介质材料上沉积一层金属层；S3：涂覆光刻胶，曝光，显影后定义出截止层图形，形成非截止区域；S4：采用湿法蚀刻工艺刻蚀非截止区域的金属层，并去除光刻胶形成截止层；S5：将压电材料与非截止区域的介质材料键合，压电材料的硬度小于截止层的硬度；S6：先将压电材料进行研磨减薄，再采用化学机械研磨，通过截止层控制压电材料的厚度；S7：对衬底的背面进行研磨和抛光；S8：对截止层区域進行激光切割或边磨削，去除截止层。本发明不但工艺简单，而且可避免因离子植入造成的压电材料极化与损伤层修复问题。

技术领域

本发明涉及表面声波器件的技术领域，特指一种薄膜单晶压电材料复合基板的制造方法和应用。

背景技术

随着科技的进步，人们对数据传输速度的要求越来越高，表面声波器件由于高灵敏度、高分辨率、高稳定性、体积小以及输出信号容易处理等优点而得到广泛应用。压电材料基板是表面声波器件的重要组成部件，一般的压电材料即钽酸锂（Lithium Tantalate：有时也简称为LT）或铌酸锂（Lithium Niobate：有时简称为LN）被作为表面声波（SAW）器件的材料广泛使用。

在现有技术中，压电材料基板的制造方法如下：第一步，对压电材料铌酸锂进行氢（氦）离子植入，在另一材料基材沉积二氧化硅。第二步，将两片材料基材键合在一起并加热，氢（氦）离子受热变为氢（氦）气而体积膨胀，使键合后的结构从氢（氦）离子注入层断裂，脱落下来的薄膜停留在二氧化硅表面，第三步，最后将压电材料铌酸锂单晶薄膜断裂表面进行抛光，即而得到压电材料基板。

但是此种方法具有以下缺点：

一、因为离子植入的步骤需要离子植入的机台，其制造成本高；

二、压电材料经离子植入后，容易产生极化问题与经离子植入后压电材料的损伤层修复，在做成器件后，容易对器件良率产生较大的影响。

因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种薄膜单晶压电材料复合基板的制造方法和应用，本案由此产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种薄膜单晶压电材料复合基板的制造方法和应用，其不但工艺简单，而且可避免因离子植入造成压电材料的极化与损伤层修复问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种薄膜单晶压电材料复合基板的制造方法，包括以下步骤：

步骤S1：在衬底上沉积一层介质材料；

步骤S2：于介质材料上沉积一层金属层；

步骤S3：涂覆光刻胶，曝光，显影后定义出截止层图形，形成非截止区域；

步骤S4：采用湿法蚀刻工艺刻蚀非截止区域的金属层，并去除光刻胶形成截止层；

步骤S5：将压电材料与非截止区域的介质材料键合，压电材料的硬度小于截止层的硬度；

步骤S6：先将压电材料进行研磨减薄，再采用化学机械研磨，通过截止层控制压电材料的厚度；

步骤S7：对衬底的背面进行研磨和抛光；

步骤S8：对截止层区域進行激光切割或边磨削，去除截止层，即得到薄膜单晶压电材料复合基板。

进一步，在步骤S1中，所述介质材料为SiO₂、SiN或AlN。

进一步，在步骤S1中，介质材料的厚度为5-500nm。

进一步，在步骤S2中，金属层的金属为钨。

进一步，在步骤S2中，金属层的厚度为2-1000nm。