[发明专利]一种复合薄膜的制备方法及复合薄膜

说明书

本申请提供一种复合薄膜的制备方法及复合薄膜。其中，制备方法包括在原始基板的第一表面和第二表面上进行离子注入，得到晶圆注入片；晶圆注入片依次包括第一薄膜层、第一注入层、余质层、第二注入层和第二薄膜层；将第一薄膜层与第一支撑基板键合，将第二薄膜层与第二支撑基板键合，得到键合体；第二支撑基板的热膨胀系数和第一支撑基板的热膨胀系数相同；将键合体进行加热至目标温度并以目标温度保温至目标时间，以使第一薄膜层和第二薄膜层分别与余质层分离，得到第一复合薄膜和第二复合薄膜。采用上述制备方法，避免键合体发生弯曲，复合薄膜处于平坦状态，避免复合薄膜发生炸裂，提高复合薄膜的成品率，降低复合薄膜的生产成本。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种复合薄膜的制备方法及复合薄膜。

背景技术

由于由压电材料制成的复合薄膜具有重量轻、高电压输出、高介电强度，工作频率可调整等优点，在电、磁、声、光、热、湿、气、力等功能转换器件中发挥着重要的作用，因而得到越来越广泛的应用。相应的，复合薄膜的制备技术也在向着高效率、低成本、高质量的方向发展。

现有的制备复合薄膜通常采用直接键合制备技术。首先利用离子注入法处理原始基板，以形成薄膜层和余质层以及位于薄膜层和余质层之间的注入层。然后在衬底基板的一个表面形成隔离层，将原始基板的薄膜层的表面与衬底基板的隔离层的表面抛光并清洗干净，互相接触，以形成键合体。最后将键合体加热以进行退火处理。退火过程中，注入层中的注入离子加热形成气体，产生气泡，气泡在注入层中相互连接，使余质层与薄膜层瞬间整体分离，得到复合薄膜。

然而，因为复合薄膜和衬底基板的热膨胀系数相差较大，材料的膨胀强度又与加热温度成线性关系，所以加热温度越高，两种热膨胀系数不同的材料的膨胀差值越大。对键合体加热时，原始基板与衬底基板之间会因膨胀差值而产生作用力，导致键合体会发生弯曲。当加热温度达到分离温度时，余质层与薄膜层会瞬间整体分离，复合薄膜会在短时间内从弯曲状态恢复平坦状态。在复合薄膜恢复平坦状态过程中，因恢复平坦时所产生的力较大，易使复合薄膜发生炸裂，从而降低复合薄膜的成品率，增加复合薄膜的生产成本。

发明内容

本申请提供一种复合薄膜的制备方法及复合薄膜，以解决现有技术中在复合薄膜恢复平坦状态过程中，因恢复平坦时所产生的力较大，易使复合薄膜发生炸裂，从而降低复合薄膜的成品率，增加复合薄膜的生产成本的问题。

本申请的第一方面，提供一种复合薄膜的制备方法，包括：

在原始基板的第一表面和第二表面上进行离子注入，得到晶圆注入片；所述晶圆注入片依次包括第一薄膜层、第一注入层、余质层、第二注入层和第二薄膜层，注入的离子分布在所述第一注入层和第二注入层内；

将所述晶圆注入片的第一薄膜层与第一支撑基板键合，将所述晶圆注入片的第二薄膜层与第二支撑基板键合，得到键合体；所述第一支撑基板和第二支撑基板与所述原始基板的热膨胀系数不同，且所述第二支撑基板的热膨胀系数和所述第一支撑基板的热膨胀系数相同；

将所述键合体进行退火处理，以使所述第一薄膜层和第二薄膜层分别与所述余质层分离，得到第一复合薄膜和第二复合薄膜；其中，所述第一复合薄膜包括第一支撑基板和第一薄膜层，所述第二复合薄膜包括第二支撑基板和第二薄膜层。

可选的，所述第一薄膜层和第二薄膜层的厚度均大于等于50nm，小于等于3000nm。

可选的，所述第一支撑基板和第一薄膜层之间设置有第一中间层；和/或，第二支撑基板和第二薄膜层之间设置有第二中间层；所述第一中间层和第二中间层的厚度均小于5μm。

可选的，所述键合体在退火处理过程中，所述键合体的最高点与最低点的差值小于1mm。

可选的，所述第一薄膜层和第二薄膜层分别与所述余质层分离时，所述第一复合薄膜的最高点与最低点的差值小于1mm，所述第二复合薄膜的最高点与最低点的差值小于1mm。