[发明专利]具有氧化物单晶薄膜的复合晶片的制造方法

权利要求书

1.一种在支承晶片上具有氧化物单晶薄膜的复合晶片的制造方法，所述方法至少包括：

离子注入层形成步骤，通过氧化物单晶片表面注入原子氢离子或分子氢离子以在所述氧化物单晶片中形成离子注入层，所述氧化物单晶片为钽酸锂晶片或铌酸锂晶片；

表面活化处理步骤，针对所述氧化物单晶片的离子注入表面和待接合至所述氧化物单晶片上的支承晶片表面中的至少一者进行表面活化处理；

层合体形成步骤，在所述表面活化处理后，将所述氧化物单晶片的离子注入表面接合至所述支承晶片表面以形成层合体；

第一热处理步骤，针对所述层合体在90℃以上且不致使开裂发生的温度下进行第一热处理；

机械冲击施加步骤，在所述第一热处理后，针对所述层合体的所述离子注入层施加机械冲击，从而沿着所述离子注入层剥离所述层合体，获得被转移至所述支承晶片上的氧化物单晶薄膜；以及

复合晶片获得步骤，针对具有转移的所述氧化物单晶薄膜的所述支承晶片在250℃～600℃的温度下进行第二热处理以获得复合晶片；

其中，将所述原子氢离子以5.0 × 10¹⁶个原子/cm²～2.75 × 10¹⁷个原子/cm²的注入量注入，或者将所述分子氢离子以2.5 × 10¹⁶个分子/cm²～1.37 × 10¹⁷个分子/cm²的注入量注入。

2.根据权利要求1所述的复合晶片的制造方法，其中，所述第二热处理在250℃～400℃的温度下进行。

3.根据权利要求2所述的复合晶片的制造方法，其中，除了所述复合晶片的所述氧化物单晶薄膜的表面以及所述氧化物单晶薄膜与所述支承晶片的接合界面之外，所述氧化物单晶薄膜中的氢离子浓度为4.0×10²⁰个原子/cm³～8.0×10²⁰个原子/cm³。

4.根据权利要求1所述的复合晶片的制造方法，其中，所述第二热处理在高于400℃且600℃以下的温度下进行，且以低于10.0℃/分钟的升温速率从250℃升至所述温度。

5.根据权利要求4所述的复合晶片的制造方法，其中，所述复合晶片在所述支承晶片与所述氧化物单晶薄膜之间的接合界面上的氢离子浓度为5.0×10²⁰个原子/cm³～1.0×10²²个原子/cm³。

6.根据权利要求1所述的复合晶片的制造方法，其中，所述第二热处理在高于400℃且600℃以下的温度下进行，且以10.0℃/分钟以上的升温速率从250℃升至所述温度。

7.根据权利要求1所述的复合晶片的制造方法，其中，所述支承晶片选自蓝宝石晶片、硅片、带有氧化膜的硅片、玻璃晶片。

8.根据权利要求1所述的复合晶片的制造方法，其中，所述表面活化处理选自臭氧水处理、紫外线臭氧处理、离子束处理、等离子体处理。

9.根据权利要求1所述的复合晶片的制造方法，其中，所述支承晶片为玻璃晶片，所述第一热处理步骤中的所述温度为90℃～110℃。

10.根据权利要求1所述的复合晶片的制造方法，其中，所述支承晶片为硅片或带有氧化膜的硅片，所述第一热处理步骤中的所述温度为90℃～200℃。

11.根据权利要求1所述的复合晶片的制造方法，其中，所述支承晶片为蓝宝石晶片，所述第一热处理步骤中的所述温度为90℃～225℃。