[发明专利]用于制备复合晶圆的方法

说明书

本发明提供一种用于制备复合晶圆的方法，其在包括具有低的热膨胀系数的支撑衬底和在支撑衬底上堆叠的具有高的热膨胀系数的钽酸锂薄膜的复合晶圆中，能够减少由钽酸锂薄膜和支撑衬底之间的接合界面上的入射信号的反射引起的杂散。用于制备复合晶圆的方法是这样的用于制备复合晶圆的方法：其通过将具有高的热膨胀系数的钽酸锂晶圆粘合到具有低的热膨胀系数的支撑晶圆上来制备复合晶圆，其中在粘合到一起之前，从钽酸锂晶圆和/或支撑晶圆的粘合表面注入离子，以干扰各个粘合表面附近的结晶度。

技术领域

本发明涉及一种用于制备复合晶圆的方法，该复合晶圆用作表面声波器件等的材料。

背景技术

近年来，以智能手机为代表的移动通信市场中的通信流量显著增加。与增加解决该问题所需频带的数量相关联的是，最小化和改进的性能对于各种组件已变得必不可少。作为普通压电材料的钽酸锂(LT)和铌酸锂(LN)被广泛用作表面声波(SAW)器件的材料。虽然这些材料具有大的机电耦合系数并且可以扩宽带宽，但它们的温度稳定性低，并且存在可接受的频率随温度变化而变化这一问题。这归因于钽酸锂和铌酸锂具有非常高的热膨胀系数这一事实。

所提出的一种减少该问题的方法包括将具有低的热膨胀系数的材料粘合到作为压电材料的钽酸锂(LiTaO₃：LT)或铌酸锂(LiNbO₃：LN)上，并且将其中未粘合具有低的热膨胀系数的材料的压电材料表面通过研磨等方式减薄至数微米到数十微米(非专利文献1)。在该方法中，通过将具有低的热膨胀系数的材料(蓝宝石，硅等)粘合到LT或LN，抑制了LT或LN的热膨胀，并且改善了温度特性。图12中示出了不同材料的热膨胀系数图。

然而，由于在支撑衬底上堆叠LT薄膜或LN薄膜，该方法导致另一个问题：在反共振频带中出现称为杂散(spurious)或纹波(ripple)的噪声。这种噪声是由LT膜或LN膜与支撑衬底之间的界面反射产生的。图13中示出了形成在堆叠在硅衬底上的LT膜上的谐振器的反射衰减(S11)。图13表明，根据频率的变化，杂散的波形交替地描述峰值和谷值。杂散波形中峰值和谷值之间的差值称为杂散强度(幅度)。

为了解决这个问题，在参考文献2中已经提出了多种方法。例如，已经提出了一种方法，包括用磨石#1000粗化LT的粘合表面，以通过R_a值给出300nm的粗糙度。然后，通过粘合剂将LT和支撑衬底粘合到一起。然而，从可靠性的观点来看，由于难以在实际器件中使用粘合剂，因此提出了通过沉积无机材料(例如SiO₂)来代替粘合剂然后进行研磨的方法。然而，难以处理不均匀性以具有对于粘合而言耐久的原子水平的平滑度(R_a值为1nm或更小)，并且从成本方面来看这样的过程是存在问题的。现有技术参考文献

非专利文献

非专利文献1：TAIYO YUDEN CO.，LTD.“Smartphone no RF frontend nimochiirareru SAW-Duplexer no ondo hosyo gijutsu”，Dempa Shimbun HighTechnology，2012年11月。

非专利文献2：H.Kobayashi等人，“A study on Temperature-Compensated HybridSubstrates for Surface Acoustic Wave Filters”，IEEE International UltrasonicsSymposium，2010年，第1卷，第637-640页。

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的一个目的是提供一种用于制备复合晶圆的方法，其在包括具有低的热膨胀系数的支撑衬底和在支撑衬底上堆叠的具有高的热膨胀系数的LT膜或LN膜的复合晶圆中，能够减少由LT膜等和支撑衬底之间的接合界面上的入射信号的反射而引起的杂散。

解决问题的手段