[发明专利]用于电光调制器的电光晶体薄膜、制备方法及电子元器件

说明书

本申请提供一种用于电光调制器的电光晶体薄膜、制备方法及电子元器件，在层叠有电极层的支撑基板上制备目标凹槽阵列；将电光晶体基片进行离子注入、并切割成电光晶体切片；将各个电光晶体切片转移至目标凹槽阵列中对应的凹槽内、且与目标凹槽阵列中对应的凹槽内的隔离层键合，得到键合体；对所述键合体进行热处理，得到电光晶体薄膜。本申请不需要对铌酸锂和钽酸锂等物理和化学性质都非常稳定的电光晶体材料进行刻蚀形成光波导，而是将切割好的各电光晶体切片转移至预先制备得到的凹槽阵列中对应的凹槽内，其中，保留在各个凹槽内的电光晶体薄膜层形成光波导结构，通过由电极形成的凹槽控制光波导的光信号，从而实现电光调制功能。

技术领域

本申请属于半导体技术领域，尤其涉及一种用于电光调制器的电光晶体薄膜、制备方法及电子元器件。

背景技术

铌酸锂或钽酸锂等电光晶体材料由于具有居里温度高、自发极化强、机电耦合系数高、优异的电光效应等优点，而被广泛的应用于非线性光学、铁电、压电、电光等领域，尤其在薄膜体声波器件、滤波器、电光调制器等领域受到越来越广泛的关注和应用。如果利用铌酸锂或钽酸锂等电光晶体材料制备电光调制器，需要将铌酸锂薄膜进一步制备成所需要的光波导结构，然后利用铌酸锂薄膜与二氧化硅的高折射率差将光限制在铌酸锂薄膜层中。

目前，将铌酸锂薄膜制备成所需要的光波导结构的方法主要包括如下步骤：首先，制备得到依次层叠的衬底层、隔离层和铌酸锂薄膜层，然后，利用刻蚀方法，将铌酸锂薄膜刻蚀成所需要的光波导结构，其中，常用的铌酸锂刻蚀方法包括湿法刻蚀、干法刻蚀、FIB(聚焦离子束)刻蚀等方法。

但是，由于铌酸锂和钽酸锂本身具有物理和化学性质都非常稳定的特性，因此，在薄膜层上刻蚀处理非常困难，并会对薄膜层造成一定的损伤，从而影响应用的电子器件的使用性能。

发明内容

为解决现有技术中，在薄膜层上刻蚀形成光波导，会对薄膜层造成一定的损伤，从而影响应用的电子器件的使用性能的技术问题，本申请提供一种用于电光调制器的电光晶体薄膜、制备方法及电子元器件。

第一方面，本申请提供一种用于电光调制器的电光晶体薄膜的制备方法，包括：

准备支撑基板，所述支撑基板包括由下至上依次层叠的衬底层和隔离层；

在所述隔离层上制备电极层；

在所述电极层上制备与目标凹槽阵列图案相反的掩膜；

由所述电极层表面没有被所述掩膜覆盖区域向所述支撑基板方向刻蚀第一深度，形成目标凹槽阵列，其中，所述第一深度等于所述电极层的厚度；

去除所述掩膜；

由电光晶体基片工艺面向所述电光晶体基片内进行离子注入，将所述电光晶体基片依次分为电光晶体薄膜层、分离层和余质层；

切割进行离子注入后的电光晶体基片，得到与所述目标凹槽阵列中各凹槽尺寸相匹配的电光晶体切片；

将各个所述电光晶体切片转移至所述目标凹槽阵列中对应的凹槽内、且与所述目标凹槽阵列中对应的凹槽内的隔离层键合，得到键合体；

对所述键合体进行热处理，将每个所述电光晶体切片的余质层与电光晶体薄膜层分离，得到电光晶体薄膜。

可选的，如果所述支撑基板还包括层叠于所述隔离层上的电极支撑层，则所述第一深度等于所述电极层与所述电极支撑层的厚度之和，所述电光晶体薄膜层的厚度大于所述电极支撑层的厚度。

可选的，每个凹槽内的电光晶体切片周边均留有空隙。

可选的，所述制备方法还包括：

对所述目标凹槽阵列中各凹槽底部抛光处理，使所述目标凹槽阵列中各凹槽底部粗糙度＜1nm。