[发明专利]一种POI衬底、高频声波谐振器及其制备方法

权利要求书

1.一种POI衬底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取重掺杂SiC衬底和压电衬底；

对所述重掺杂SiC衬底进行多次H离子注入，在所述重掺杂SiC衬底中形成富H层，获得含富H层的重掺杂SiC衬底；其中，每次注入H离子的能量不同；

对所述含富H层的重掺杂SiC衬底进行退火处理；所述退火处理中的退火温度为900℃至1150℃，退火时间为4至12小时，退火气氛为氮气、氩气或真空中的任意一种；

对所述压电衬底进行离子注入，在所述压电衬底的设定深度位置形成缺陷层，获得含缺陷层的压电衬底；

将所述含富H层的重掺杂SiC衬底的注入面和所述含缺陷层的压电衬底的注入面进行键合，获得键合结构；

对所述键合结构进行退火剥离处理，使得所述含缺陷层的压电衬底部分被剥离，形成含压电薄膜的键合结构；

对所述含压电薄膜的键合结构进行后退火处理及对所述压电薄膜进行表面处理。

2.根据权利要求1所述的POI衬底的制备方法，其特征在于，对所述重掺杂SiC衬底进行H离子注入的次数为3-5次；

其中，每次注入H离子的能量为50keV-2MeV；多次注入H离子的能量设定规律平均分布；每次注入H离子的剂量为1×10¹⁵cm^-2-1×10¹⁷cm^-2；每次注入H离子的温度为25℃-400℃；每次注入H离子的方向为沿所述SiC衬底的0001晶向偏3-7°注入；

所述富H层各处的H元素密度平均分布。

3.根据权利要求1所述的POI衬底的制备方法，其特征在于，所述压电衬底的材料包括硅、锗、石英、蓝宝石、铌酸锂或钽酸锂中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的POI衬底的制备方法，其特征在于，对所述压电衬底进行离子注入，包括：对所述压电衬底进行H离子和/或He离子注入；

若所述压电衬底的材料为硅、锗或钽酸锂，则对所述压电衬底进行H离子注入；

若所述压电衬底的材料为铌酸锂，则对所述压电衬底进行He离子注入；

若所述压电衬底的材料为石英或蓝宝石，则对所述压电衬底进行H离子注入或H离子和He离子共同注入。

5.根据权利要求1所述的POI衬底的制备方法，其特征在于，所述压电薄膜激发的目标弹性波包括对称型兰姆波、反对称型兰姆波、剪切恒波或瑞利波中的任意一种；

所述含富H层的重掺杂SiC衬底中传播的体波波速大于所述压电薄膜激发的目标弹性波的本征波速。

6.根据权利要求1所述的POI衬底的制备方法，其特征在于，所述对所述压电衬底进行H离子和/或He离子注入的能量范围为20keV-1MeV，剂量范围为1×10¹⁶cm^-2-2×10¹⁷cm^-2。

7.根据权利要求1所述的POI衬底的制备方法，其特征在于，所述将所述含富H层的重掺杂SiC衬底的注入面和所述含缺陷层的压电衬底的注入面进行键合步骤之前，还包括：

对所述含富H层的重掺杂SiC衬底的注入面和所述含缺陷层的压电衬底的注入面采用等离子激活的方法进行处理，在所述含富H层的重掺杂SiC衬底的注入面和所述含缺陷层的压电衬底的注入面上形成富氧层、富氮层或富氩层。

8.根据权利要求1所述的POI衬底的制备方法，其特征在于，所述对所述含压电薄膜的键合结构进行后退火处理步骤中，后退火温度大于等于所述退火剥离处理的退火温度，且与所述退火剥离处理的退火温度的温差小于等于400℃。

9.一种POI衬底，所述POI衬底由上述权利要求1-8任一项所述制备方法制备形成，其特征在于，包括：重掺杂SiC衬底和压电薄膜；

所述重掺杂SiC衬底和所述压电薄膜键合连接；

所述重掺杂SiC衬底含有富H层；所述富H层各处的H元素密度平均分布。