[发明专利]一种声表面波器件衬底的复合结构及制备方法

说明书

本申请提供一种声表面波器件衬底的复合结构及制备方法，所述复合结构自下而上依次包括单晶硅衬底层、多晶硅层、吸收层、绝缘层和压电单晶薄膜层，所述吸收层用于吸收光刻时的入射光线，本申请通过在所述多晶硅层上制备吸收层，可以有效吸收光刻的光线，减弱光刻时的散射和反射，提高光刻的分辨率，抑制表面寄生电导效应，提高制备器件的性能以及工作稳定性。

技术领域

本申请涉及声波表面器件技术领域，特别涉及一种声表面波器件衬底的复合结构及制备方法。

背景技术

声表面波器件被广泛应用于射频滤波器的制备。声表面波器件所需的压电衬底通常选用高阻硅材料作为支撑衬底。但是随着频率的提高，高阻硅与上层的绝缘层界面处会感应出导电层，导致衬底有效电阻率的下降。通过制备多晶硅层，利用多晶硅层中的载流子陷阱限制界面处的载流子移动，可以有效防止在射频应用中衬底电阻率的下降。通过在多晶硅中制备载流子陷阱密度更大的薄层，则可以提供更加充足的载流子陷阱。

但是，生长的多晶硅通常存在较为粗糙的表面，该表面容易对后续的光刻工艺造成影响。光刻的光线经粗糙表面的散射以及反射，将导致曝光图形的模糊，引起近邻效应，最终导致光刻分辨率的降低，进一步导致制备的器件性能下降。

发明内容

本申请提供一种声表面波器件衬底的复合结构及制备方法，旨在解决如何减弱声表面波器件衬底表面光刻散射和反射的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：一种声表面波器件衬底的复合结构，所述复合结构自下而上依次包括单晶硅衬底层、多晶硅层、吸收层、绝缘层和压电单晶薄膜层，所述吸收层用于吸收光刻时的入射光线。

进一步地，所述吸收层选用多孔硅或非晶硅。

进一步地，当所述吸收层为非晶硅层时，所述吸收层上设置有多个凹槽或凸起，多个所述凹槽或凸起等距间隔分布。

进一步地，所述吸收层的厚度不小于100nm，当所述吸收层选用非晶硅时，所述吸收层上制备的多个凹槽或凸起之间的间隔不小于1um，所述凹槽的深宽比大于1。

优选的，当所述吸收层选用多晶硅时，所述多晶硅的孔径小于50nm。

优选的，多个所述凹槽或凸起构成的结构包括但不限于V型、倒金字塔型、锥型尖峰或条纹结构。

进一步地，所述单晶硅衬底层与所述多晶硅层的交界处设置有富陷阱层，所述富陷阱层的厚度为50nm～200nm。

进一步地，所述绝缘层选用非晶氮化铝、氧化硅、氮化硅等材料中的一种，所述压电单晶薄膜层选用铌酸锂、钽酸锂中的任意一种，所述单晶硅衬底层为高阻硅衬底，所述高阻硅衬底的阻值大于300Ω·cm。

进一步地，包括：

制备单晶硅衬底层，在所述单晶硅衬底层上沉积多晶硅层；

在所述多晶硅层上制备吸收层，对所述吸收层的上表面进行选择性刻蚀；

在所述吸收层上制备绝缘层；

制备压电单晶薄膜层，将所述压电单晶薄膜层转移到所述绝缘层上。

优选的，对所述单晶硅衬底层进行清洗，获得光洁的表面。

进一步地，在所述单晶硅衬底层上沉积多晶硅层，包括：

在温度为600～680℃、压力为0.3托的硅烷气体氛围中，通过低压化学气相沉积法在所述单晶硅衬底层上生成厚度约为1200nm的多晶硅层。

进一步地，所述方法还包括：

在所述多晶硅层与所述单晶硅衬底层的交界通过进行离子注入或通入含碳或含氮气体的方式制备富陷阱层。