[发明专利]衬底上薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种衬底上薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供薄膜转移衬底，所述薄膜转移衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；

对所述第一表面进行离子注入，并在所述薄膜转移衬底中形成注入损伤层；

提供支撑衬底，所述支撑衬底包括相对设置的第三表面和第四表面；

将所述薄膜转移衬底与所述支撑衬底通过所述第一表面和所述第三表面进行键合，并形成键合衬底；

在水浴、油浴或盐浴中对所述键合衬底进行退火,同时采用超声或兆声功率对所述键合衬底进行处理，使所述键合衬底沿所述注入损伤层剥离，得到位于所述支撑衬底的所述第三表面上的薄膜。

2.根据权利要求1所述的衬底上薄膜的制备方法，其特征在于：在对所述键合衬底进行退火时，根据所述键合衬底沿所述注入损伤层剥离所需的温度，选择在水浴、油浴或盐浴中的一种中对所述键合衬底进行退火。

3.根据权利要求1所述的衬底上薄膜的制备方法，其特征在于：在水浴中对所述键合衬底进行退火时，退火介质包括去离子水，所述退火的升温速率介于0.5℃/min至10℃/min之间；在油浴中对所述键合衬底进行退火时，退火介质包括高温硅油、或者甘油和邻苯二甲酸二丁酯的混合液、或者聚乙二醇中的至少一种，所述退火的升温速率介于0.5℃/min至10℃/min之间；在盐浴中对所述键合衬底进行退火时，退火介质包括氯化钠、氯化钾、氯化钡、氰化钠、氰化钾、硝酸钠或硝酸钾中的至少一种，所述退火的升温速率介于0.5℃/min至10℃/min之间。

4.根据权利要求1所述的衬底上薄膜的制备方法，其特征在于：所述超声或兆声功率的频率为20kHz以上。

5.根据权利要求1所述的衬底上薄膜的制备方法，其特征在于：在所述水浴、油浴或盐浴中对所述键合衬底进行退火之前还包括对所述键合衬底进行预退火的步骤。

6.根据权利要求5所述的衬底上薄膜的制备方法，其特征在于：所述预退火的温度介于100℃至250℃之间，所述预退火的时间介于1min至6min之间，所述预退火的压力条件包括对所述键合衬底进行加压或将所述键合衬底置于真空中。

7.根据权利要求1所述的衬底上薄膜的制备方法，其特征在于：将所述薄膜转移衬底与所述支撑衬底通过所述第一表面和所述第三表面进行键合时的键合温度介于40℃至250℃之间。

8.根据权利要求1所述的衬底上薄膜的制备方法，其特征在于：所述支撑衬底的材料包括硅、氧化硅、蓝宝石、金刚石、氮化铝、氮化镓或碳化硅中的至少一种或多种的组合。

9.根据权利要求1所述的衬底上薄膜的制备方法，其特征在于：所述薄膜转移衬底的材料包括压电单晶材料、三五族半导体材料、硅、蓝宝石、金刚石、氮化铝、氧化镓或碳化硅中的至少一种；所述压电单晶材料包括铌酸锂、钽酸锂、钛酸钡、石英或PMN-PT中的至少一种；所述三五族半导体材料包括磷化铟、砷化镓或氮化镓中的至少一种或多种的组合。

10.根据权利要求1所述的衬底上薄膜的制备方法，其特征在于：对所述第一表面进行所述离子注入的方法包括采用氢离子注入、氦离子注入、氖离子注入或氢氦离子共注入。

11.根据权利要求10所述的衬底上薄膜的制备方法，其特征在于：所述离子注入的温度介于50℃至150℃之间，所述离子注入的能量介于1keV至2000keV之间，所述离子注入的剂量介于1×10¹⁶cm^-2至1.5×10¹⁷cm^-2之间。

12.根据权利要求1所述的衬底上薄膜的制备方法，其特征在于：在得到位于所述支撑衬底的所述第三表面上的所述薄膜后，还包括对所述薄膜和所述支撑衬底进行后处理工艺的步骤，所述后处理工艺包括后退火处理或表面处理中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的衬底上薄膜的制备方法，其特征在于：所述后退火处理的温度介于300℃至700℃之间，所述后退火处理的时间介于1h至12h之间，所述后退火处理的气氛包括氮气、氧气、富Li气氛、真空或氩气；所述表面处理包括表面粗糙度处理，进行所述表面粗糙度处理的方法包括化学机械抛光、化学腐蚀及低能离子辐照中的至少一种。