[发明专利]一种电光晶体薄膜、制备方法及电子元器件

说明书

本申请公开的一种电光晶体薄膜、制备方法及电子元器件，包括依次层叠的第一功能薄膜层、第一隔离层、第二隔离层、第二功能薄膜层和衬底层；第二功能薄膜层中与第二隔离层接触的表面的粗糙度大于第二隔离层中与第一隔离层接触的表面的粗糙度，第二隔离层中与第一隔离层接触的表面的粗糙度大于第一隔离层中与第一功能薄膜层接触的表面的粗糙度；其中，第一功能薄膜层采用电光晶体材料，第二功能薄膜层采用宽禁带半导体材料。在第二隔离层和衬底层之间增设具有禁带宽度大、抗辐射能力强、击穿电场强度好、耐高温等特点的宽禁带半导体材料，能够增强第一功能薄膜层抵抗恶劣环境的能力，满足电子元器件在恶劣的环境下稳定工作的需求。

技术领域

本申请涉及半导体制备技术领域，尤其涉一种电光晶体薄膜、制备方法及电子元器件。

背景技术

铌酸锂、钽酸锂等电光晶体材料由于其自身具有多种优良的光学性能，如压电、铁电、光电、光弹、热释电、光折变和非线性等性质，以硅材料为衬底制备的铌酸锂或钽酸锂薄膜已被广泛应用于滤波器、光学调制器、光波导开关、空间光调制器、光学倍频器、表面声波发生器、红外探测器和铁电体存储器等核心电子元器件。

现有技术中以硅材料为衬底制备的铌酸锂或钽酸锂薄膜，即硅基铌酸锂薄膜，通常结构自上往下依次为铌酸锂薄膜层、二氧化硅低折射率隔离层、硅衬底层。虽然现有技术中的硅基铌酸锂薄膜具备的强导向高折射率对比结构为在小体积范围内实现光电集成提供了材料支撑，但是，现有技术中的硅基铌酸锂薄膜抵抗恶劣条件的能力较弱，温度或电磁场发生变化均容易导致硅基铌酸锂薄膜折射率变化，例如铌酸锂折射率变小、二氧化硅折射率变大等，从而导致其应用的电子元器件失效。

因此，现亟需一种能够抵抗恶劣条件的电光晶体薄膜。

发明内容

为解决现有技术中硅基铌酸锂薄膜抵抗恶劣条件的能力较弱的技术问题，本申请提供一种电光晶体薄膜、制备方法及电子元器件。

第一方面，本申请提供一种电光晶体薄膜，包括依次层叠的第一功能薄膜层、第一隔离层、第二隔离层、第二功能薄膜层和衬底层；所述第二功能薄膜层中与所述第二隔离层接触的表面的粗糙度大于所述第二隔离层中与所述第一隔离层接触的表面的粗糙度，所述第二隔离层中与所述第一隔离层接触的表面的粗糙度大于所述第一隔离层中与所述第一功能薄膜层接触的表面的粗糙度；其中，所述第一功能薄膜层采用电光晶体材料，所述第二功能薄膜层采用宽禁带半导体材料。

进一步地，所述第二隔离层由具有第一颗粒粒度的材料制备而成，所述第一隔离层由具有第二颗粒粒度的材料制备而成，所述第一颗粒粒度大于所述第二颗粒粒度。

进一步地，所述第二功能薄膜层的硬度大于所述第二隔离层的硬度，所述第二功能薄膜层的硬度大于所述第一隔离层的硬度。

进一步地，所述第二功能薄膜层采用金刚石材料。

进一步地，所述第二隔离层为二氧化硅、氮化硅或氧化铝，所述第一隔离层为二氧化硅、氮化硅或氧化铝。

进一步地，所述第二隔离层和所述第一隔离层的材料相同。

进一步地，所述第二功能薄膜层的厚度为0.4～100μm。

进一步地，所述第二功能薄膜层中与所述第二隔离层接触的表面的粗糙度小于5nm，所述第二隔离层中与所述第一隔离层接触的表面的粗糙度小于2nm，所述第一隔离层中与所述第一功能薄膜层接触的表面的粗糙度小于0.5nm。

进一步地，还包括补偿功能层，所述补偿功能层层叠于所述衬底层远离第二功能薄膜层的表面。

进一步地，补偿功能层采用二氧化硅、氮化铝、氮化镓、碳化硅、金刚石、钼或钨材料。