[发明专利]一种钽酸锂晶片异质键合的方法

说明书

本发明提出一种钽酸锂晶片异质键合的方法，包括以下步骤：将单晶硅片与钽酸锂晶片相对设置，保持单晶硅片表面的薄膜层与钽酸锂晶片相对设置，放入键合机；中温加热，并维持至少1h，完成一次键合，形成一次键合体；将一次键合体放入退火炉，高温加热退火，完成二次键合；其中，单晶硅片表面的薄膜层与碳酸锂晶片层为异种材质；发明采用中温一次键合之后，又基于两种材质热膨胀系数不同的特性，设计了高温二次键合，即退火工艺，通过退火改变两层之间的结合键的类型，增强两层之间的结合力，避免层与层之间的剥离。

技术领域

本发明涉及晶体键合技术领域，尤其涉及一种钽酸锂晶片异质键合的方法。

背景技术

钽酸锂单晶是现阶段制作声表面波器件性价比最好的材料之一，但其较高的温度漂移系数限制了其在高频领域的应用。现阶段好的解决方案为钽酸锂晶片通过二氧化硅过渡层与单晶硅片键合，钽酸锂晶片为负温度漂移，二氧化硅为正温度漂移，起到相互补偿的功能。同时通过硅片高刚性的抑制，达到降低温度漂移的目的。

然后将硅片与钽酸锂单晶片键合操作中，由于二者膨胀系数相差较大，造成二者的分层、撕裂或剥落，不能实现很好的薄膜键合结合。

发明内容

有必要提出一种钽酸锂晶片异质键合的方法。

一种钽酸锂晶片异质键合的方法，包括以下步骤：

将单晶硅片与钽酸锂晶片相对设置，保持单晶硅片表面的薄膜层与钽酸锂晶片相对设置，放入键合机；

中温加热，并维持至少1h，完成一次键合，形成一次键合体；

将一次键合体放入退火炉，高温加热退火，完成二次键合；其中，单晶硅片表面的薄膜层与碳酸锂晶片层为异种材质。

优选的，单晶硅片表面的薄膜层为二氧化硅层。

优选的，中温加热的温度为80-150℃和/或高温加热的温度为200-240℃。

优选的，对基体的单晶硅片表面进行单面抛光，通过退火钝化，使表面形成二氧化硅层。

优选的，还将所述二氧化硅层放入氨水、双氧水混合溶液处理，使硅片表面处于亲水状态。

优选的，对钽酸锂表面进行抛光，形成光滑表面。

优选的，放入键合机之前，先对单晶硅片表面和钽酸锂表面使用氮气吹干。

本发明采用中温一次键合之后，又基于两种材质热膨胀系数不同的特性，设计了高温二次键合，即退火工艺，通过退火改变两层之间的结合键的类型，增强两层之间的结合力，避免层与层之间的剥离。

附图说明

图1为键合示意图。

图中：单晶硅片10、二氧化硅过渡层11、钽酸锂晶片20。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1，本发明实施例提供了一种钽酸锂晶片20异质键合的方法，包括以下步骤：将单晶硅片10与钽酸锂晶片20相对设置，保持单晶硅片10表面的薄膜层与钽酸锂晶片20相对设置，放入键合机；

中温加热，并维持至少1h，完成一次键合，形成一次键合体；

将一次键合体放入退火炉，高温加热退火，完成二次键合；其中，单晶硅片10表面的薄膜层与碳酸锂晶片层为异种材质。