CN112736167A - 一种复合衬底、复合薄膜及其制备方法，及射频滤波器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种复合衬底、复合薄膜及其制备方法，及射频滤波器，其中复合衬底从下至上依次包括晶硅衬底层和第一多晶硅层，第一多晶硅层包括单晶硅融合层、第二多晶硅层以及二氧化硅层；单晶硅融合层与单晶硅衬底层一体成型；单晶硅融合层靠近第二多晶硅层的一侧形成有融合凸起；单晶硅衬底层、单晶硅融合层以及融合凸起中单晶硅的晶向相同。本申请通过在第二多晶硅层和单晶硅衬底层之间形成单晶硅融合层，提高第二多晶硅层在硅衬底上沉积的粘附性，降低在切割过程中复合薄膜在结合力较差的界面发生解键合的风险，避免功能薄膜脱落，提高复合薄膜的利用率，同时降低射频滤波器使用过程中解键合的风险，延长射频滤波器的使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种复合衬底、复合薄膜及其制备方法，及射频滤波器。
背景技术
射频滤波器广泛应用于无线通信终端的收发链路中，允许特定频率或频带的信号通过，同时滤除不需要的干扰或杂散信号。射频滤波器主要包括声表面波滤波器(SAWFilter)和体声波滤波器(BAW Filter)，其频率范围从800到2500MHz。其中，声表面波滤波器中表面声波的能量聚焦在衬底表面上，从而使波在衬底上的无损耗传播，通过同时控制基板的线性膨胀系数和声音的速度降低频率温度系数，电极产生的热量传递到基板上，具有良好的散热性能，保证了声表面波滤波器在高温下频响稳定性。
声表面波滤波器一般使用硅上的钽酸锂薄膜作为器件衬底。其中硅作为支撑衬底，二氧化硅作为隔离层，钽酸锂压电薄膜层作为功能层，形成钽酸锂薄膜晶圆。为了减小声表面波滤波器的射频损耗，提高声表面波滤波器的性能，通常在硅衬底与二氧化硅隔离层之间增加多晶硅层，以减少硅衬底与二氧化硅隔离层之间的载流子数量。在钽酸锂薄膜晶圆上加工电极，然后将加工完电极的整个晶圆按照需求，切割成固定的尺寸，最后进行封装。
然而，声表面波滤波器的体积较小，需要钽酸锂薄膜晶圆切割的尺寸会更小，所以，钽酸锂薄膜晶圆各层间的结合力，成为钽酸锂薄膜利用率和器件成品率的关键因素。若多晶硅在硅衬底上沉积的粘附性较差，导致钽酸锂薄膜的结合力较弱，在切割过程中钽酸锂薄膜容易在结合力较差的界面发生解键合，造成钽酸锂薄膜脱落，影响该区域的使用；此外较弱的结合力，也会增加射频滤波器使用过程中解键合的风险，降低射频滤波器的使用寿命。
发明内容
本申请提供一种复合衬底、复合薄膜及其制备方法，及射频滤波器，以解决现有技术中在切割过程中复合薄膜容易在结合力较差的界面发生解键合，造成功能薄膜脱落，影响该区域的使用；此外较弱的结合力，也会增加射频滤波器使用过程中解键合的风险，降低射频滤波器的使用寿命的问题。
本申请的第一方面，本申请提供一种复合衬底，所述复合衬底从下至上依次包括单晶硅衬底层和第一多晶硅层，所述第一多晶硅层包括单晶硅融合层、第二多晶硅层以及二氧化硅层；
其中，所述单晶硅融合层与所述单晶硅衬底层一体成型；所述单晶硅融合层靠近所述第二多晶硅层的一侧形成有融合凸起；所述单晶硅衬底层、单晶硅融合层以及融合凸起中单晶硅的晶向相同。
可选的，所述单晶硅融合层通过所述第一多晶硅层氧化形成。
可选的，所述单晶硅融合层的厚度大于等于1nm、小于等于20nm。
可选的，所述第二多晶硅层的厚度大于等于100nm、小于等于3μm。
可选的，所述融合凸起的长度大于等于5nm、小于等于20nm；所述融合凸起的宽度大于等于1nm、小于等于20nm。
本申请的第二方面，提供一种复合薄膜，所述复合薄膜从下到上依次包括如第一方面任一项所述的复合衬底和功能薄膜层，其中，所述复合衬底的上表面做平坦化处理，且可与所述功能薄膜层键合。
可选的，所述功能薄膜层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、磷酸钛氧铷晶体、磷酸钛氧钾晶体、硅晶体、锗晶体或砷化镓晶体。
本申请的第三方面，提供一种射频滤波器，包括如第二方面任一项所述的复合薄膜。
本申请的第四方面，提供一种复合薄膜的制备方法，包括：
在单晶硅衬底层上生长多晶硅，并对其进行平坦化至第一目标厚度，形成第一多晶硅层；
将所述单晶硅衬底层和所述第一多晶硅层置于氧化炉中并加热，得到复合衬底；其中，所述复合衬底从下至上依次包括单晶硅衬底层、单晶硅融合层、第二多晶硅层以及二氧化硅层；
对所述二氧化硅层进行平坦化至第二目标厚度；
在平坦化后的二氧化硅层上制备功能薄膜层，得到复合薄膜。
可选的，所述在单晶硅衬底层上生长多晶硅，并对其进行平坦化至第一目标厚度，得到第一多晶硅层包括：
将单晶硅衬底层在温度大于等于580℃、小于等于650℃，压力大于等于0.1Torr、小于等于0.4Torr的条件下通入气体SiH4，生长厚度为1.8μm的多晶硅；
对所述多晶硅机械抛光至1.4μm，得到第一多晶硅层。
可选的，所述将所述单晶硅衬底层和所述第一多晶硅层置于氧化炉中并加热，得到复合衬底包括：
将所述单晶硅衬底层和所述第一多晶硅层置于温度大于等于800℃、小于等于1000℃的氧化炉中加热至少10h，至多30h，得到复合衬底。
可选的，利用离子注入法结合键合分离法，或者，利用键合法结合研磨抛光法，在所述隔离层上制备所述功能薄膜层。
本申请提供一种复合衬底、复合薄膜及其制备方法，及射频滤波器，其中，复合衬底从下至上依次包括单晶硅衬底层和第一多晶硅层，所述第一多晶硅层包括单晶硅融合层、第二多晶硅层以及二氧化硅层；其中，所述单晶硅融合层与所述单晶硅衬底层一体成型；所述单晶硅融合层靠近所述第二多晶硅层的一侧形成有融合凸起；所述单晶硅衬底层、单晶硅融合层以及融合凸起中单晶硅的晶向相同。采用本申请提供的方案，在第二多晶硅层和单晶硅衬底层之间形成单晶硅融合层，第二多晶硅层靠近单晶硅衬底层一侧的多晶硅逐渐成核，生长为单晶硅，生长后的单晶硅与单晶硅衬底层一体成型，提高第二多晶硅层在硅衬底上沉积的粘附性，降低在切割过程中复合薄膜在结合力较差的界面发生解键合的风险，避免功能薄膜脱落，提高复合薄膜的利用率，同时降低射频滤波器使用过程中解键合的风险，延长射频滤波器的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
图1为本申请提供的一种复合衬底的结构示意图；
图2为本申请提供的一种复合薄膜的结构示意图；
图3为本申请提供的一种复合薄膜制备方法的流程示意图；
图4为本申请提供的一种复合薄膜制备方法的结构示意图。
其中，110-单晶硅衬底层，120-单晶硅融合层，130-第二多晶硅层，140-二氧化硅层，150-融合凸起，160-功能薄膜层，170-第一多晶硅层。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如本申请背景技术所述，现有技术中，射频滤波器的体积较小，需要钽酸锂薄膜晶圆切割的尺寸会更小，所以，钽酸锂薄膜晶圆各层间的结合力，成为钽酸锂薄膜利用率和器件成品率的关键因素。若多晶硅在硅衬底上沉积的粘附性较差，导致钽酸锂薄膜的结合力较弱，在切割过程中钽酸锂薄膜晶圆容易在结合力较差的界面发生解键合，造成钽酸锂薄膜脱落，影响该区域的使用；此外较弱的结合力，也会增加射频滤波器使用过程中解键合的风险，降低射频滤波器的使用寿命。
因此，为了解决上述问题，本申请实施例部分提供了一种复合衬底，参见图1，图1为本申请提供的一种复合衬底的结构示意图，复合衬底从下至上依次包括单晶硅衬底层110和第一多晶硅层170，第一多晶硅层170包括单晶硅融合层120、第二多晶硅层130以及二氧化硅层140。本申请提供的复合衬底，不仅适用于以钽酸锂作为功能层的复合薄膜，同样也适用于光电调制传感器等其它领域的复合薄膜。
其中，单晶硅融合层120与单晶硅衬底层110一体成型，单晶硅融合层120是第一多晶硅层170被氧化后逐渐成核，而生长形成的单晶硅，与单晶硅衬底层110融为一体。
单晶硅融合层120靠近第二多晶硅层130的一侧形成有融合凸起150，单晶硅融合层120为多晶硅转变为单晶硅的互融区域，多晶硅被高温氧化过程中，无法控制单晶硅融合层120的平整度，因此，单晶硅融合层120的表面是凸起的。
单晶硅衬底层110、单晶硅融合层120以及融合凸起150中单晶硅的晶向相同。
第一多晶硅层170远离单晶硅衬底层110一侧的多晶硅被氧化，形成二氧化硅层140，控制氧化温度和氧化时间，使靠近单晶硅衬底层110一侧的多晶硅同时被氧化，形成与单晶硅衬底层110晶向相同的单晶硅融合层120，晶向相同有利于单晶硅融合层120与单晶硅衬底层110融为一体，进而增强第二多晶硅层130与单晶硅衬底层110的粘附性，避免功能薄膜脱落，提高复合薄膜的利用率，同时降低射频滤波器使用过程中解键合的风险，延长射频滤波器的使用寿命。
本申请实施例提供一种复合衬底，复合衬底从下至上依次包括单晶硅衬底层110、单晶硅融合层120、第二多晶硅层130以及二氧化硅层140；其中，单晶硅融合层120与单晶硅衬底层110一体成型；单晶硅融合层120靠近第二多晶硅层130的一侧形成有融合凸起150；单晶硅衬底层110、单晶硅融合层120以及融合凸起150中单晶硅的晶向相同。采用本申请实施例提供的方案，在第二多晶硅层130和单晶硅衬底层110之间形成单晶硅融合层120，第二多晶硅层130靠近单晶硅衬底层110一侧的多晶硅逐渐成核，生长为单晶硅，生长后的单晶硅形成单晶硅融合层120，与单晶硅衬底层110一体成型，提高第二多晶硅层130在硅衬底上沉积的粘附性，降低在切割过程中复合薄膜在结合力较差的界面发生解键合的风险，避免功能薄膜脱落，提高复合薄膜的利用率，同时降低射频滤波器使用过程中解键合的风险，延长射频滤波器的使用寿命。
在一具体实施例中，单晶硅融合层120的厚度大于等于1nm、小于等于20nm。
其中，多晶硅被高温氧化的时间越长，单晶硅融合层120的厚度越大，控制单晶硅融合层120的厚度大于等于1nm、小于等于20nm，此厚度范围内的单晶硅融合层120不影响单晶硅衬底层110与第二多晶硅层130之间的电阻率，同时可以保证第二多晶硅层130捕获载流子的性能，另外，单晶硅融合层120上的融合凸起150不会影响复合薄膜的厚度均匀性。
在一具体实施例中，第二多晶硅层130的厚度大于等于100nm、小于等于3μm。
其中，第二多晶硅层130中的缺陷能够捕获二氧化硅层140与单晶硅衬底层110之间的载流子，减少二氧化硅层140与单晶硅衬底层110之间的载流子的数量，减小射频滤波器的射频损耗。
在一具体实施例中，融合凸起150的长度大于等于5nm，小于等于20nm；融合凸起150的宽度大于等于1nm、小于等于20nm，有利于提高第二多晶硅层130与单晶硅衬底层110之间的粘附性。
参见图2，图2为本申请提供的一种复合薄膜的结构示意图，基于本申请前述实施例所提供的复合衬底，本申请实施例还提供了一种复合薄膜，复合薄膜包括上述实施例中任一项所述的复合衬底和功能薄膜层160，其中，复合衬底的上表面做平坦化处理，且可与功能薄膜层160键合。
其中，可以根据实际想要实现的功能，对应选用功能薄膜层160的材料，功能薄膜层160为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、磷酸钛氧铷晶体、磷酸钛氧钾晶体、硅晶体、锗晶体或砷化镓晶体等具有压电功能、光电功能的晶体。
将本申请实施例提供的复合衬底应用于复合薄膜中，该复合薄膜能够减少单晶硅衬底层110与二氧化硅层140之间的载流子数量，以减小射频滤波器的射频损耗，提高射频滤波器的性能，可广泛应用。
基于本申请前述实施例所提供的复合薄膜，本申请实施例部分还提供了一种射频滤波器，射频滤波器包括如前述的复合薄膜。
本申请实施例部分还提供了一种制备上述复合薄膜的方法，如图4所示，图4是复合薄膜的制备方法的结构示意图。
具体的，如图3所示，制备方法包括以下步骤：
步骤S11，在单晶硅衬底层110上生长多晶硅，并对其进行平坦化至第一目标厚度，形成第一多晶硅层170；
可选的，本步骤中，采用LPVCD将单晶硅衬底层110在温度大于等于580℃、小于等于650℃，压力大于等于0.1Torr、小于等于0.4Torr的条件下通入气体SiH4，生长厚度为1.8μm的多晶硅；对多晶硅机械抛光至1.4μm，得到第一多晶硅层170。
步骤S12，将单晶硅衬底层110和第一多晶硅层170置于氧化炉中并加热，得到复合衬底；其中，复合衬底从下至上依次包括单晶硅衬底层110、单晶硅融合层120、第二多晶硅层130以及二氧化硅层140；
可选的，本步骤中，将单晶硅衬底层110和第一多晶硅层170置于温度大于等于800℃、小于等于1000℃的氧化炉中加热至少10h，至多30h，第一多晶硅层170的顶部和底部分别被氧化形成二氧化硅层140和单晶硅融合层120，得到复合衬底。
步骤S13，对二氧化硅层140进行平坦化至第二目标厚度；
可选的，本步骤中，利用化学机械抛光对二氧化硅层140进行研磨抛光。
步骤S14，在平坦化后的二氧化硅层140上制备功能薄膜层160，得到复合薄膜。
可选的，本步骤中，功能薄膜层160的制备方法可以选择利用离子注入法结合键合分离法，或者，利用键合法结合研磨抛光法，本申请不做具体限定。
当选择利用离子注入法结合键合分离法时，其方案包括：对功能薄膜进行离子注入，形成具有薄膜层、分离层和余料层三层结构的功能薄膜晶圆；采用等离子体键合的方式制备形成键合体；将键合体在高温下保温；其中，保温温度为100℃～600℃，保温时间1min～48h，直至余料层从键合体上分离下来形成单晶薄膜；将单晶薄膜抛光至50nm-3000nm，得到具有纳米级厚度的单晶薄膜。
其中，所注入的离子为通过热处理能够生成气体的离子，例如：氢离子或者氦离子，注入氢离子时，注入剂量可以为3×1016ions/cm2-8×1016ions/cm2，注入的能量可以为120KeV-400KeV；注入氦离子时，注入剂量可以为1×1016ions/cm2-1×1017ions/cm2，注入的能量可以为50KeV-1000KeV。通过调整离子注入深度来调整薄膜层的厚度，具体地，离子注入的深度越大，所制备的薄膜层的厚度越大；相反，离子注入的深度越小，所制备的薄膜层的厚度越小。
键合体保温的目的是提升键合体的键合力，使其大于10MPa，并且能够恢复离子注入对薄膜层的损伤，使得所获得的薄膜层接近晶圆的性质。在热处理过程中，分离层内形成有气泡，例如，氢离子形成氢气，氦离子形成氦气等，随着热处理进展，分离层内的气泡连成一片，最后分离层裂开，将余质层与薄膜层分离，从而使余质层由键合体上剥离下来。
当选择利用键合法结合研磨抛光法，其方案包括：对晶圆工艺面进行清洗，采用等离子体键合的方法将清洗后的晶圆的工艺面与二氧化硅层进行键合，形成键合体；将键合体放入加热设备内在高温下进行保温，在真空环境下或在氮气及惰性气体中至少一种气体形成的保护气氛下进行；其中，保温温度为100℃～600℃，保温时间1min～48h，此环节可以提升键合体的键合力，使其大于10MPa；采用机械研磨的方式减薄至1μm-102μm，然后抛光至400nm-100μm，得到具有微米级厚度的单晶薄膜。
在离子注入之后，进行键合之前，通常需要对两个相接触的键合面进行清洗，以增强键合效果。
由上述公开的制备方法可以看出，本申请实施例公开的复合薄膜的制备方法，过程简单，易操作，适合大范围推广应用。
本申请实施例中，结构部分的实施例与制备方法部分的实施例可以相互参见，此处不再赘述。
为了使本申请的方案更清楚，本申请实施例进一步公开了具体示例。
实施例1(离子注入结合键合分离方法)
1)准备单晶硅衬底层，采用LPCVD将单晶硅衬底层在温度为580℃，压力为0.1Torr的条件下通入气体SiH4，生长厚度为1.8μm的多晶硅。
2)对步骤1)中多晶硅机械抛光至1.4μm，得到第一多晶硅层。
3)将单晶硅衬底层和第一多晶硅层置于温度为1000℃的氧化炉中加热15h，形成厚度为1200nm的二氧化硅层、厚度为10nm的单晶硅融合层以及厚度为500nm的第二多晶硅层。
4)将步骤3)中的二氧化硅层研磨抛光至1000nm。
5)准备与单晶硅衬底层相同尺寸的铌酸锂晶圆，采用离子注入的方法，将氦离子(He+)注入铌酸锂晶片中，氦离子的注入能量为200KeV，剂量为4×1016ions/cm2，形成具有薄膜层、分离层和余料层三层结构的铌酸锂晶圆。
6)采用等离子体键合的方法将离子注入后的铌酸锂晶圆的薄膜层与单晶硅衬底的二氧化硅层进行键合，形成键合体；然后将键合体放入加热设备内在高温下进行保温，直至余料层从键合体上分离下来形成铌酸锂单晶薄膜。保温工艺在真空环境下或在氮气及惰性气体中至少一种气体形成的保护气氛下进行，保温温度为400℃，保温时间3h。
7)之后对铌酸锂单晶薄膜进行抛光减薄至400nm，得到具有纳米级厚度的铌酸锂单晶复合薄膜。
可见，实施例1是采用离子注入结合键合分离的方法，隔离层为二氧化硅，功能薄膜层为铌酸锂，功能薄膜层是离子注入后，再与隔离层键合分离制得。
实施例2(键合法结合研磨抛光法)
1)准备单晶硅衬底层，采用LPCVD将单晶硅衬底层在温度为650℃，压力为0.4Torr的条件下通入气体SiH4，生长厚度为1.8μm的多晶硅。
2)对步骤1)中多晶硅机械抛光至1.4μm，得到第一多晶硅层。
3)将单晶硅衬底层和第一多晶硅层置于温度为900℃的氧化炉中加热10h，形成厚度为1200nm的二氧化硅层、厚度为15nm的单晶硅融合层以及厚度为400nm的第二多晶硅层。
4)将步骤3)中的二氧化硅层研磨抛光至1000nm。
5)准备与单晶硅衬底相同尺寸的铌酸锂晶圆，对工艺面进行清洗，采用等离子体键合的方法将清洗后的铌酸锂晶圆的工艺面与步骤4)制备的二氧化硅层进行键合，形成键合体；然后将键合体放入加热设备内在高温下进行保温，保温工艺在真空环境下或在氮气及惰性气体中至少一种气体形成的保护气氛下进行，保温温度为400℃，保温时间3h，此环节可以提升键合力大于10MPa。
6)之后对铌酸锂单晶薄膜采用机械研磨的方式减薄至22μm，然后抛光至20μm，得到具有微米级厚度的铌酸锂单晶复合薄膜。
可见，实施例2是采用直接键合结合研磨抛光的方法，隔离层为二氧化硅，功能薄膜层为铌酸锂，功能薄膜层直接与隔离层键合，然后研磨抛光制得。
实施例3(离子注入结合键合分离方法)
1)准备单晶硅衬底层，采用LPCVD将单晶硅衬底层在温度为650℃，压力为0.4Torr的条件下通入气体SiH4，生长厚度为1.8μm的多晶硅。
2)对步骤1)中多晶硅机械抛光至1.4μm，得到第一多晶硅层。
3)将单晶硅衬底层和第一多晶硅层置于温度为900℃的氧化炉中加热10h，形成厚度为1200nm的二氧化硅层、厚度为15nm的单晶硅融合层以及厚度为400nm的第二多晶硅层。
4)将步骤3)中的二氧化硅层研磨抛光至1000nm。
5)准备与单晶硅衬底层相同尺寸的铌酸锂晶圆，采用离子注入的方法，将氦离子(He+)注入铌酸锂晶片中，氦离子的注入能量为200KeV，剂量为4×1016ions/cm2，形成具有薄膜层、分离层和余料层三层结构的铌酸锂晶圆。
6)采用等离子体键合的方法将离子注入后的铌酸锂晶圆的薄膜层与单晶硅衬底的二氧化硅层进行键合，形成键合体；然后将键合体放入加热设备内在高温下进行保温，直至余料层从键合体上分离下来形成铌酸锂单晶薄膜。保温工艺在真空环境下或在氮气及惰性气体中至少一种气体形成的保护气氛下进行，保温温度为400℃，保温时间3h。
7)之后对铌酸锂单晶薄膜进行抛光减薄至400nm，得到具有纳米级厚度的铌酸锂单晶复合薄膜。
可见，实施例3是采用离子注入结合键合分离的方法，隔离层为二氧化硅，功能薄膜层为铌酸锂，功能薄膜层是离子注入后，再与隔离层键合分离制得。
实施例4(键合法结合研磨抛光法)
1)准备单晶硅衬底层，采用LPCVD将单晶硅衬底层在温度为580℃，压力为0.1Torr的条件下通入气体SiH4，生长厚度为1.8μm的多晶硅。
2)对步骤1)中多晶硅机械抛光至1.4μm，得到第一多晶硅层。
3)将单晶硅衬底层和第一多晶硅层置于温度为1000℃的氧化炉中加热15h，形成厚度为1200nm的二氧化硅层、厚度为10nm的单晶硅融合层以及厚度为500nm的第二多晶硅层。
4)将步骤3)中的二氧化硅层研磨抛光至1000nm。
5)准备与单晶硅衬底相同尺寸的铌酸锂晶圆，对工艺面进行清洗，采用等离子体键合的方法将清洗后的铌酸锂晶圆的工艺面与步骤4)制备的二氧化硅层进行键合，形成键合体；然后将键合体放入加热设备内在高温下进行保温，保温工艺在真空环境下或在氮气及惰性气体中至少一种气体形成的保护气氛下进行，保温温度为400℃，保温时间3h，此环节可以提升键合力大于10MPa。
6)之后对铌酸锂单晶薄膜采用机械研磨的方式减薄至22μm，然后抛光至20μm，得到具有微米级厚度的铌酸锂单晶复合薄膜。
可见，实施例4是采用直接键合结合研磨抛光的方法，隔离层为二氧化硅，功能薄膜层为铌酸锂，功能薄膜层直接与隔离层键合，然后研磨抛光制得。
另外，在上述实施例的基础上，还可以衍生其他的实施例，例如：在各实施例的基础上，将实施例中的功能薄膜层替换为钽酸锂、砷化镓、石英、或者硅，其他工艺参数均可以不用改变或者根据需要改变；也就是说，本领域技术人员可以根据上述实施例自行组合替换材料以及工艺参数，本申请不做具体限定。
上述实施例1和3是采用离子注入结合键合分离的方法制备，可得到具有纳米级厚度的铌酸锂单晶复合薄膜；实施例2和4是采用直接键合结合研磨抛光的方法制备，得到具有微米级厚度的铌酸锂单晶复合薄膜。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种复合衬底，其特征在于，所述复合衬底从下至上依次包括单晶硅衬底层(110)和第一多晶硅层(170)，所述第一多晶硅层(170)包括单晶硅融合层(120)、第二多晶硅层(130)以及二氧化硅层(140)；
其中，所述单晶硅融合层(120)与所述单晶硅衬底层(110)一体成型；所述单晶硅融合层(120)靠近所述第二多晶硅层(130)的一侧形成有融合凸起(150)；所述单晶硅衬底层(110)、单晶硅融合层(120)以及融合凸起(150)中单晶硅的晶向相同。
2.根据权利要求1所述的复合衬底，其特征在于，所述单晶硅融合层(120)通过所述第一多晶硅层(170)氧化形成。
3.根据权利要求1所述的复合衬底，其特征在于，所述单晶硅融合层(120)的厚度大于等于1nm、小于等于20nm。
4.根据权利要求1所述的复合衬底，其特征在于，所述第二多晶硅层(130)的厚度大于等于100nm、小于等于3μm。
5.根据权利要求1所述的复合衬底，其特征在于，所述融合凸起(150)的长度大于等于5nm、小于等于20nm；所述融合凸起(150)的宽度大于等于1nm、小于等于20nm。
6.一种复合薄膜，其特征在于，所述复合薄膜从下到上依次包括如权利要求1-5任一项所述的复合衬底和功能薄膜层(160)，其中，所述复合衬底的上表面做平坦化处理，且可与所述功能薄膜层(160)键合。
7.根据权利要求6所述的复合薄膜，其特征在于，所述功能薄膜层(160)为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、磷酸钛氧铷晶体、磷酸钛氧钾晶体、硅晶体、锗晶体或砷化镓晶体。
8.一种射频滤波器，其特征在于，包括如权利要求6-7任一项所述的复合薄膜。
9.一种复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
在单晶硅衬底层上生长多晶硅，并对其进行平坦化至第一目标厚度，形成第一多晶硅层；
将所述单晶硅衬底层和所述第一多晶硅层置于氧化炉中并加热，得到复合衬底；其中，所述复合衬底从下至上依次包括单晶硅衬底层、单晶硅融合层、第二多晶硅层以及二氧化硅层；
对所述二氧化硅层进行平坦化至第二目标厚度；
在平坦化后的二氧化硅层上制备功能薄膜层，得到复合薄膜。
10.根据权利要求9所述的复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述在单晶硅衬底层上生长多晶硅，并对其进行平坦化至第一目标厚度，得到第一多晶硅层包括：
将单晶硅衬底层在温度大于等于580℃、小于等于650℃，压力大于等于0.1Torr、小于等于0.4Torr的条件下通入气体SiH4，生长厚度为1.8μm的多晶硅；
对所述多晶硅机械抛光至1.4μm，得到第一多晶硅层。
11.根据权利要求9所述的复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述将所述单晶硅衬底层和所述第一多晶硅层置于氧化炉中并加热，得到复合衬底包括：
将所述单晶硅衬底层和所述第一多晶硅层置于温度大于等于800℃、小于等于1000℃的氧化炉中加热至少10h，至多30h，得到复合衬底。
12.根据权利要求9所述的复合薄膜的制备方法，其特征在于，利用离子注入法结合键合分离法，或者，利用键合法结合研磨抛光法，在所述隔离层上制备所述功能薄膜层。
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