[发明专利]一种高频可调节磁场探测器的制备方法

说明书

本发明涉及磁场探测技术领域，本发明公开了一种高频可调节磁场探测器的制备方法。该探测器的制备方法具体如下，通过对具有二氧化硅介质层的碳化硅薄膜衬底进行图形化，进而得到待键合碳化硅薄膜衬底，并将该待键合碳化硅薄膜衬底与压电薄膜衬底进行键合，对键合后的薄膜衬底进行退火剥离，得到碳化硅‑压电薄膜结构，再通过刻蚀掉该碳化硅‑压电薄膜内部的部分二氧化硅介质层，之后通过制备叉指电极、低温快退火等工序，得到该磁场探测器。本申请提供的磁场探测器具有频率高和灵敏度高的特点。

技术领域

本发明涉及磁场探测技术领域，特别涉及一种高频可调节磁场探测器的制备方法。

背景技术

随着磁场探测技术地不断发展，用于磁场探测器的材料也多种多样，其中，超薄钻石单晶薄膜被认为是量子信息处理及光子学应用的理想材料，为了足量子信息方面的应用需求，薄膜厚度需要控制在亚微米-微米范围，但超薄钻石单晶薄膜制作的磁场探测器仍存在灵敏度低和应用频率低的缺点。

而碳化硅作为一种新的电子材料，当其作为磁传感器具有超高灵敏度等潜力，但由于其加工工艺精准度要求高且现有的碳化硅体材料不能直接使用微机电系统工艺进行加工，进而满足精密高速的磁探测需求，而且传统的碳化硅磁传感器具有耦合效率低的缺点。

发明内容

本发明要解决的是现有技术中磁探测探测器灵敏度低和频率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请公开了一种高频可调节磁场探测器的制备方法，其包括以下步骤：

提供具有二氧化硅介质层的碳化硅薄膜衬底；

在该碳化硅薄膜衬底的顶面形成阻挡层，并图形化该阻挡层，得到第一图形化碳化硅薄膜衬底；

对该第一图形化碳化硅薄膜衬底的顶面进行第一离子注入和电子注入，使得在该碳化硅薄膜衬底内形成原子缺陷区域，得到第二图形化碳化硅薄膜衬底；

去除该第二图形化碳化硅薄膜衬底上残留的该阻挡层，得到待键合碳化硅薄膜衬底；

提供压电薄膜衬底；

将等离子处理后的该压电薄膜衬底置于等离子处理后的该待键合碳化硅薄膜衬底的顶面进行第一直接键合，得到键合薄膜衬底；

对该键合薄膜衬底进行第一退火剥离，得到碳化硅-压电薄膜结构；

通过湿法刻蚀工艺去除该碳化硅-压电薄膜结构内预设区域的该二氧化硅介质层，得到刻蚀后碳化硅-压电薄膜结构；

在该刻蚀后碳化硅-压电薄膜结构的顶面形成叉指电极，并对该叉指电极进行低温快退火，得到磁场探测器。

可选地，该提供具有二氧化硅介质层的碳化硅薄膜衬底，包括：

提供表面具有二氧化硅介质层的第一碳化硅衬底；

提供碳化硅晶圆；

对该碳化硅晶圆进行第二离子注入，在该碳化硅晶圆的预设深度形成缺陷层，得到第二碳化硅衬底；

将等离子处理后的该第一碳化硅衬底与等离子处理后的该第二碳化硅衬底进行第二直接键合，得到第一键合碳化硅衬底；

对该第一键合碳化硅衬底进行第二退火剥离和后处理，得到该具有二氧化硅介质层的碳化硅薄膜衬底。

可选地，在该提供碳化硅晶圆之后，还包括：

在该碳化硅晶圆的0001面形成二氧化硅保护层；

且该二氧化硅保护层与该二氧化硅介质层键合连接；

该二氧化硅保护层的厚度介于100纳米至5微米之间；