[发明专利]一种退火方法、复合薄膜及电子元件

说明书

本申请提供了一种退火方法、复合薄膜及电子元件。本申请提供的方法包括：利用离子注入与键合相结合的方法制备复合薄膜结构体，复合薄膜结构体由下至上包括衬底层和薄膜层；在薄膜层上制备掩膜层；在掩膜层的预设位置处，对掩膜层和薄膜层进行瞬间高温处理；去除经过瞬间高温处理的掩膜层。本申请提供的方法不仅能有效消除在离子注入过程中对薄膜层造成的晶格损伤，并且由于本申请提供的退火方法是利用瞬间高温进行退火，因此衬底层不会长期处于高温环境中，进而也避免了高温对衬底层造成的各层之间相互拉扯或脱落。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别涉及一种退火方法、复合薄膜及电子元件。

背景技术

离子注入以及键合分离相结合的方法，是制备薄膜层(即有源层)的常用方法。具体的，首先向薄膜晶片基体(用于制成薄膜层的材料的初始状态)中注入能够产生气体的粒子，以此在薄膜晶片基体中形成分离层，以及位于分离层两侧的薄膜层和余质层。然后，将薄膜层和预先制备好的衬底晶片进行键合，形成键合体。最后，对键合体进行加热，使得分离层断裂，从而使得薄膜层与余质层的分离。

上述方法在离子注入的过程会对薄膜层中的晶格造成损伤，进而影响薄膜层所在器件的信噪比以及耦合效率等使用性能。为了保证薄膜层的使用性能，还需要在薄膜层与余质层分离后对薄膜层进行高温退火来消除晶格的损伤。

但是衬底层通常由多层材料构成，每层材料的材质各不相同。不同材质的热膨胀系数也不相同，因此在高温退火环境下，导致多层材料因膨胀系数不同而造成相互拉扯，进而导致复合薄膜的层与层之间脱落或拉裂。

发明内容

本申请提供了一种退火方法、复合薄膜及电子元件，可用于解决在现有技术中消除晶格损伤过程中，造成键合体拉裂的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种退火方法，所述方法包括：

利用离子注入与键合相结合的方法制备复合薄膜结构体，所述复合薄膜结构体由下至上包括衬底层和薄膜层；

在所述薄膜层上制备掩膜层；

在所述掩膜层的预设位置处，对所述掩膜层和所述薄膜层进行瞬间高温处理；

去除经过瞬间高温处理的掩膜层。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述预设位置靠近所述薄膜层，并且与所述薄膜层之间的距离大于或等于0.5μm，并且小于或等于3μm。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，对所述掩膜层和所述薄膜层进行瞬间高温处理，包括：

利用离子注入方法产生的瞬间高温，对所述掩膜层和所述薄膜层进行瞬间高温处理。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述离子注入方法采用的离子包括氢离子、氦离子、氮离子或者碳离子中的任意一种或多种离子。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，对所述掩膜层和所述薄膜层进行瞬间高温处理，包括：

利用红外线或激光产生的瞬间高温，对所述掩膜层和所述薄膜层进行瞬间高温处理。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述掩膜层的材质为光刻胶、二氧化硅、氮化硅、氧化铝、碳化硅或氮化铝中的任意一种。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述薄膜层的材质为铌酸锂、钽酸锂、硅、砷化镓、锗、氮化硅、碳化硅、四硼酸锂、石英或陶瓷中的任意一种。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述衬底层的材质为硅、石英、蓝宝石、金刚石、铌酸锂、或钽酸锂中的任意一种。

第二方面，本申请提供了一种复合薄膜，所述复合薄膜采用权利要求1至8任一所述的退火方法制备而成。