CN116887658A - 复合衬底、制作方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种复合衬底及其制作方法和应用。复合衬底包括依次层叠设置的单晶硅基板、多晶硅层、二氧化硅层和压电薄膜;所述多晶硅层的厚度为0.05×λ至3.0×λ,其中,λ是所述复合衬底的声波的主模式波长;所述二氧化硅层的厚度为0.05×λ至1.0×λ。本发明的复合衬底利用硅材料得到电性能稳定,同时该复合衬底适配高规格电器元件且效能高。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域,具体而言,涉及一种多层结构的复合衬底及其制作方法和应用。
背景技术
目前,硅材料的加工工艺非常成熟,也是产业化应用较多的半导体材料,因此,硅材料已经广泛应用于电子元器件中。由于硅材料本身是中心对称的晶体结构,导致硅没有线性压电效应,因此,硅材料无法直接用于制备高性能射频声表面波器件。对于SAW等射频声表面波器件的性能取决于复合压电衬底的良好压电性,在将硅材料进行晶粒结构的转换后形成硅衬底能够提供射频声表面波器件的性能。由此,如何利用硅材料得到电性能稳定,适配高规格电器元件且效能高的衬底晶圆是亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种复合衬底、其制作坊法以及应用。
本发明第一方面提供一种复合衬底,包括依次层叠设置的单晶硅基板、多晶硅层、二氧化硅层和压电薄膜;所述多晶硅层的厚度为0.05×λ至3.0×λ,其中λ是所述复合衬底的声波的主模式波长;所述二氧化硅层的厚度为0.05×λ至1.0×λ。
根据本发明的一实施方式,所述单晶硅基板为具有根据(45°±10°,54°±10°,0°±10°)欧拉角的晶体切割。
根据本发明的另一实施方式,所述单晶硅基板与所述多晶硅层之间的接触面为第一接触面,所述多晶硅层与所述二氧化硅层的接触面为第二接触面;所述第一接触面的粗糙度和所述第二接触面的粗糙度均小于25nm。
根据本发明的另一实施方式,所述第一接触面的粗糙度和所述第二接触面的粗糙度小于15nm大于10nm。
根据本发明的另一实施方式,所述第一接触面的粗糙度和所述第二接触面的粗糙度均设置为均小于4nm。
根据本发明的另一实施方式,所述二氧化硅层与所述压电薄膜之间的接触面为第三接触面,所述第三接触面的粗糙度小于25nm。
根据本发明的另一实施方式,所述第三接触面的粗糙度小于15nm大于10nm。
根据本发明的另一实施方式,所述第一接触面的粗糙度、所述第二接触面的粗糙度和所述第三接触面的粗糙度相同。
根据本发明的另一实施方式,所述第一接触面的粗糙度、所述第二接触面的粗糙度和所述第三接触面的粗糙度不相同,且所述第二接触面的粗糙度大于所述第一接触面的粗糙度。
根据本发明的另一实施方式,所述第三接触面的粗糙度小于所述第二接触面的粗糙度,所述第二接触面的粗糙度小于所述第一接触面的粗糙度。
本发明第二方面提供一种声表面波滤波器,包括:上述复合衬底;
叉指换能器,设置于所述复合衬底远离所述单晶硅基板的表面,其包括多个电极指;其中,所述叉指换能器包括:缓冲层,设置在所述压电薄膜上,所述缓冲层包括金属钛,在将所述叉指换能器的IDT电极的电极周期所确定的弹性波的波长设为λ时,所述缓冲层的厚度为0.5%λ以下;金属层,设置在所述缓冲层远离所述压电层的表面上,所述金属层包括铝,所述金属层的厚度范围在1%λ-30%λ之间,所述铝的含量在95wt%以上,所述金属层还包括选自Cu、W、Mo、Cr、Ag、Pt、Ga、Nb、Ta、Au、Si中的一种或一种以上的材料。
根据本发明的一实施方式,所述金属层的铝含量在97wt%以上。
根据本发明的另一实施方式,所述缓冲层的钛的含量在98%以上,所述缓冲层还包括选自Al、Si、Mg中的一种或一种以上的材料。
根据本发明的另一实施方式,所述叉指换能器平均膜厚为H,所述声表面波滤波器响应的声波波长为λ,所述平均膜厚H与所述声波波长λ满足8.5%≤H/λ≤12.5%。
根据本发明的另一实施方式,所述叉指换能器的平均占空比为0.4以上且0.8以下。
本发明第三方面提供一种复合衬底的制作方法,包括:S1,在所述单晶硅基板上通过沉积生成所述多晶硅层;S2,将所述多晶硅层的表面进行热氧化形成所述二氧化硅层;以及S3,将所述压电薄膜键合至所述二氧化硅层表面形成具有多层结构的所述复合衬底。
根据本发明的一实施方式,所述S1步骤中通过物理沉积或化学沉积生成所述多晶硅层。
根据本发明的另一实施方式,所述物理沉积生成所述多晶硅层包括:控制离子注入的能量2J/cm2-10J/cm2,在预置的范围形成有破坏性区域;通过所述破坏性区域产生多晶硅。
根据本发明的另一实施方式,所述化学沉积生成所述多晶硅层包括::温度控制在600~680℃、压力为0.3托的硅烷气体氛围气相沉积生成多晶硅层。
根据本发明的另一实施方式,所述S3步骤包括:对压电单晶基板进行离子注入形成离子注入区域;将所述离子注入区域形成压电薄膜层朝向S2步骤形成的多层结构表面进行转印;以及对转印后的多层结构进行退火处理以形成所述复合衬底。
根据本发明的另一实施方式,所述方法还包括:采用激光退火方式对所述第二接触面、所述第三接触面进行粗糙度处理,采用控制离子注入能量控制对所述第一接触面进行粗糙度处理。
本发明第四方面提供一种射频模组,包括上述声表面波滤波器形成的双工器、功率放大器、天线、低噪声放大器、开关中的一种或几种。
本发明的复合衬底利用硅材料得到电性能稳定,同时该复合衬底适配高规格电器元件且效能高。
附图说明
图1是本发明一实施方式的复合衬底的示意图。
图2是本文中解释接触面粗糙度的示意图。
图3是本发明的一实施方式的声表面波滤波器的示意图。
图4是本发明的一实施方式的复合衬底的制作方法的流程示意图。
其中,附图标记说明如下:
1-单晶硅基板;2-多晶硅层;3-二氧化硅层;12-第一接触面;23-第二接触面;34-第三接触面;4-压电薄膜;5-IDT电极;51-缓冲层;52-金属层
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
如图1所示,本发明的复合衬底包括依次层叠设置的单晶硅基板1、多晶硅层2、二氧化硅层3和压电薄膜4。以此形成稳定性强的新型适用于IHP-SAW的复合衬底结构。其中,使用多晶硅(Polycrystalline Silicon/poly-si),能够通过其具有高纯度、高晶体质量的优先实现良好的电学性能。利用这种在硅衬底层上,通过掺杂多晶硅形成缓冲层,能够减小晶格不匹配度,从而提高晶圆的晶体质量。再利用二氧化硅覆盖其表面能够起到保护晶圆表面的效果。
该复合衬底中,最下层的单晶硅基板1也可以替换为玻璃。该单晶硅能够实现为具有根据以下欧拉角的晶体切割:(0°±10°,0°±10°,45°±10°)的欧拉角;或(45°±10°,54°±10°,0°±10°)的欧拉角。由于晶体基板材料的欧拉角对所选择的基板材料内的声模式的优选传播方向有影响,所以从提高整个硅基复合衬底的信号传播性能,将单晶硅基板的晶体切割角度设置如上。
进一步地,在单晶硅基板1上所设置的多晶硅poly-si,也称为多结晶硅或多晶体硅。多晶硅层2通常包括由晶界分隔开的多个硅晶粒(晶体)(即单晶硅晶粒,可以随机取向,并且具有不同的晶体取向。能够作为单晶硅衬底的补充,提高晶圆的机械强度和稳定性,减轻应力,增加衬底的可靠性。其中,该多晶硅层2的厚度优选在0.05×λ至13.0×λ的范围内,λ是在多晶硅层所形成的高声速层内的声波的主模式的波长,也称为由声表面波滤波器相应于声表面波的波长。取决于高声速层内的声速,根据对该多晶硅层2的厚度进行优化能够产生期望的模式抑制,以适配高规格的器件声波需求。出于同样的效果考虑,对多晶硅层2上所设置的二氧化硅层3。二氧化硅层3的厚度范围在0.05×λ至1.0×λ的范围内,从而改善二氧化硅层3的补偿特性。此外,二氧化硅层3可以是二氧化硅添加氟或碳或硼而成的化合物。
综上,该结构的设计旨在提高晶圆的机械强度和稳定性,同时提高晶圆的电学性能。在单晶硅衬底和多晶硅层共同作用下,提高了晶圆的机械强度和稳定性,减轻了应力,有利于提供高性能的复合衬底。
继续参见图1,由于本发明的复合衬底为四层结构,存在三个相互接触面,即单晶硅基板1与多晶硅层2之间的接触面称为第一接触面12,多晶硅层2与二氧化硅层3之间的接触面称为第二接触面23,二氧化硅层3与压电薄膜4之间的接触面称为第三接触面34。复合衬底中各接触面地粗糙度对所形成的器件的性能有很大影响。特别是单晶硅基板1对于与多晶硅层2接触的表面粗糙度通常较高,其硅晶片边缘在配合高声速器件使用时会由于受热及形核机制影响极易产生大晶粒,从而功耗提升,极大的影响了产品的性能。
本文中接触面的粗糙度是指取样长度内,两表面轮廓的最低谷之间的距离,如图2所示,L为接触面的粗糙度。为了能够清楚地显示两表面的轮廓,图2为放大示意图。具体地,第一接触面12的粗糙度为,单晶硅基板1的与多晶硅层2接触的表面的轮廓的最低谷与多晶硅层2的与单晶硅基板1接触的表面的轮廓的最低谷之间的距离。依此类推,第二接触面的粗糙度为,多晶硅层2的与二氧化硅层3接触的表面的轮廓的最低谷与二氧化硅层3的与多晶硅层2接触的表面的轮廓的最低谷之间的距离。第三接触面的粗糙度为,二氧化硅层3的与压电薄膜4接触的表面的轮廓的最低谷与压电薄膜4的与二氧化硅层3接触的表面的轮廓的最低谷之间的距离。
本文中接触面的粗糙度可以使用AFM(原子力显微镜)测量两个表面的粗糙度,然而将两者相加得到接触面的粗糙度。例如采用AFM测量单晶硅基板1与多晶硅层2接触的表面的粗糙度为Rz11,多晶硅层2与单晶硅基板1接触的表面的粗糙度Rz21,则第一接触面的粗糙度Rz12=Rz11+Rz21。依次类推,多晶硅层2与二氧化硅层3接触的表面的粗糙度为Rz22,二氧化硅层3与多晶硅层2接触的表面的粗糙度为Rz31,则第二接触面的粗糙度Rz23=Rz22+Rz31;二氧化硅层3与压电薄膜4接触的表面的粗糙度为Rz32,压电薄膜4与二氧化硅层3接触的表面的粗糙度为Rz41,则第三接触面地粗糙度Rz34=Rz32+Rz41。将第一接触面12、第二接触面23和第三接触面34的粗糙度设置为小于25nm。其中,在该粗糙度前提下,粗糙度还可以优选为大于10nm,小于15nm的范围。经过多次加工经验可以得出,在这一粗糙度范围下,能够达到降低因声波反射所消耗的不必要损失。
此外,将第一接触面12和第二接触面23的粗糙度设置为小于4nm的粗糙度范围,从而能够使得单晶硅基板1与多晶硅层2、多晶硅层2与二氧化硅层3之间在能够保证粗糙度需求下,彼此之间的界面贴合程度更高。
在可选的实施方式中,第一接触面12、第二接触面23和第三接触面34的粗糙度相同。
在可选的实施方式中,第一接触面12、第二接触面23和第三接触面34的粗糙度设置为不相同,且第二接触面23的粗糙度大于第一接触面12的粗糙度。从而有利于实现多晶硅层2的响应声速高于二氧化硅层3。
由此,能够根据不同的器件需求灵活设置出满足高性能器件的粗糙度参数。例如,还可以第三接触面34的粗糙度小于第二接触面23的粗糙度,第二接触目3的粗糙度小于第一接触面12的粗糙度。
在上述复合衬底的基础上,形成IHP SAW器件,如图3所示。在复合衬底上设置叉指换能器。叉指换能器包括叉指换能器电极(IDT电极),IDT电极包含多个电极指。
叉指换能器包含设置在压电薄膜4上的缓冲层51和设置于缓冲层51上的金属层52。缓冲层为金属钛。在将IDT电极5的电极周期所确定的弹性波的波长设为λ时,缓冲层51的厚度为0.5%λ以下。金属层52包括金属铝,金属铝在金属层52中的含量在95wt%以上,优选在97wt%以上。金属层52的厚度的范围在1%λ-30%λ之间。
缓冲层51中钛得含量在98wt%以上。以金属钛为缓冲层51有利于使得在设置在其上的金属层52的Al薄膜形成强的Al织构,增强Al薄膜的耐功率承受力,降低Al薄膜的电阻率。采用厚度为0.5%λ的金属钛层为缓冲层51,能够提高金属Al薄膜的致密度和光滑度,增强声表面波的激励,有利于降低声表面波器件的插损,有助于提高SAW最大耐受功率。
示例性地,IDT电极5的电极周期所确定的弹性波的波长λ为2μm时,缓冲层51的厚度为10nm以下,在优选的方式中,可以将缓冲层51的厚度设为2nm能够进一步地使后续形成在其上的Al薄膜得到强织构。钛缓冲层的厚度对Al织构的强弱有直接影响,在形成钛缓冲层之后,在其上Al膜以层状模式生长为主,Al为面型结构,Al面为低能面,有优先生长的趋势,在钛缓冲层上生长的Al膜显示出较强的织构,但是当钛缓冲层达到一定程度形成连续的薄膜时,Al薄膜在钛缓冲层上的沉积又开始以岛状生长模式为主,形成无择优取向的多晶结构。因此能够促使Al织构形成的钛缓冲层的厚度范围比较窄,钛缓冲层的厚度在10nm以下,优选在2nm,能够获得强Al织构,得到的Al薄膜组织均匀致密,临界载荷增加,与压电基板的附着力显著增强。
进一步地,其中,金属层52中的铝的含量在95wt%以上,金属层52还包括选自Cu、W、Mo、Cr、Ag、Pt、Ga、Nb、Ta、Au、Si中的一种或一种以上的材料。在铝金属层中进行掺杂能够使Al薄膜的压电效应得到进一步改善,少量的掺杂元素能够提高Al的抗电迁移性能,使得Al薄膜的取向性更好,但是过高的掺杂浓度,会使得Al薄膜的晶体质量恶化,金属铝的含量在97wt%以上,具有少量掺杂材料的Al薄膜且有较好的微观结构和表面形貌,使得声表面波装置的性能优异并且稳定。
进一步地,其中,金属层中的铝的含量还可以在98%以上,缓冲层还包括选自Al、Si、Mg中的一种或一种以上的材料。金属钛缓冲层的纯度对于后续在其上形成的Al薄膜有着较大的影响,在金属钛缓冲层比较薄(0.5%λ以下)的情况下,纯度较高的金属钛缓冲层有利于金属Al薄膜层形成强织构。
在Al金属层52与压电薄膜4之间形成金属钛缓冲层51,提高了IDT电极5与复合衬底的界面结合强度。避免了该IHP SAW在高频应用时,电极指振动加剧,电极容易从基板上脱落,造成声表面波装置失效的问题。
在可选的实施方式中,将IDT电极5平均膜厚为H,串联谐振器响应的声波波长为λ,平均膜厚H与声波波长λ满足8.5%≤H/λ≤12.5%。将IDT电极5的厚度与串联谐振器响应的声波波长建立了联系,于此,能够抑制声表面波滤波器的频率偏移,进而减少通带内的高频侧的插入损耗。
将IDT电极5的平均占空比定义为多个电极指各自的宽度相对于多个电极指各自的宽度和多个电极指包含的相邻的电极指的间隔之和的比。在可选的实施方式中,IDT电极5的平均占空比可以是0.4以上且0.8以下。
本发明还公开一种射频模组,包括上述IHP SAW形成的双工器,功率放大器、天线、低噪声放大器、开关中的一种或几种。
本发明的复合衬底可以通过如图4所示的步骤制作而成。如图4所示,包括:S1,在单晶硅基板1上通过沉积生成多晶硅层2;S2,将多晶硅层2的表面进行热氧化形成二氧化硅层3;以及S3,将压电薄膜4键合至二氧化硅层3表面形成具有多层结构的复合衬底。
在S1步骤中,准备一块单晶硅基板,在该单晶硅基板上制作多晶硅。可以通过物理沉积或化学沉积生成多晶硅层2。物理沉积可以是,但不限于溅射,生成多晶硅层2。也可以通过化学沉积,例如化学气相沉积形成多晶硅层2,或者其他适当的方式。
溅射形成多晶硅层2,可以是:将单晶硅基板1进行清洗,获得洁净表面的单晶硅衬底。清洗的方式可以通过湿式化学清洗法去除单晶硅衬底表面上颗粒和沾污的金属杂质,从而避免其表面具有会导电的因子引起后续的器件性能。之后通过离子注入到单晶硅基板1上形成缺陷,注入高剂量如氢、惰性气体等气体(例如H+或He+)的离子。控制离子注入固定的能量,例如将注入的能量从小到大的范围2J/cm2-10 J/cm2从而形成有一定破坏性区域,由此得到多晶硅层2。在此阶段还控制当前的加工温度为小于等于1000℃。通过这种以一定的能量范围方式注入的所形成的多晶硅能够使得多晶硅层2与单晶硅基板1一体成型,由此使得二者之间具有的粗糙度比后续的多晶硅层2与二氧化硅层3键合之间的粗糙度小。
化学气相沉积形成多晶硅层2,例如但不限于,可以是:将温度控制在600~680℃、压力为0.3托的硅烷气体氛围中。
以其他实施方式形成多晶硅层2,还可以是:在多晶硅层与单晶硅之间的接触面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,因为多晶硅层用于提供载流子陷阱,抑制寄生表面电导效应。在其下额外添加的富陷阱层能够防止多晶硅层提供的陷阱密度不足,相对于多晶硅层,富陷阱层可以提供更大的缺陷密度,增强对于自由载流子的俘获,提高声表面波器件衬底的电阻率。该富陷阱层的厚度可以为50nm~200nm(与多晶硅层为某一比例关系)。
多晶硅层2的厚度在加工时优选在0.05×λ至13.0×λ的范围内,λ是在多晶硅层2所形成的高声速层内的声波的主模式的波长,也称为由声表面波滤波器相应于声表面波的波长。取决于高声速层内的声速,根据对该多晶硅的厚度进行优化能够产生期望的模式抑制,以适配高规格的器件声波需求。
在S2步骤中,将多晶硅层2的表面进行热氧化形成二氧化硅层3。控制对多晶硅层2表面进行氧化的氧化时间和氧化温度(例如:650~800),使得在多晶硅层2表面形成融合度高的二氧化硅层3,从而增强多晶硅与二氧化硅的粘附性,避免其在使用过程的脱落。其中,对多晶硅层2上所设置的二氧化硅层3,设置了所氧化后的厚度范围,即二氧化硅层3的厚度在0.05×λ至1.0×λ的范围内,从而改善二氧化硅层3的补偿特性。此外,在加工时,还可以向二氧化硅添加氟或碳或硼,因而二氧化硅层包含由此形成的化合物。
在S3步骤,将压电薄膜4与S2形成的多层结构进行键合。事先准备好压电单晶基板,该压电单晶基本可以为铌酸锂晶体、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。示例性地,可以为铌酸锂基板,向原始的铌酸锂基板中注入高剂量如氢、惰性气体等气体(例如H+或He+)的离子,该原始的铌酸锂基板可以事先调整为具有合适切向,根据所需薄膜厚度调整注入时离子的剂量和能量,此时会在铌酸锂基板中的离子注入区域形成损伤层,该损伤层为压电薄膜层。需要注意的是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。
之后,将铌酸锂基板中的离子注入区域形成压电薄膜层朝向S2步骤形成的多层结构上进行转印。具体的转印方式可以为:通过分子粘合到S2步骤形成的多层结构上,在压电薄膜的水平面处分离以在S2步骤形成的多层结构上转印铌酸锂的表面层即压电薄膜层。因此,能够固化整体结构,不会在键合结束后破坏所转印的压电层薄膜的质量或异质结构的机械强度。
最后,对转印后的多层结构整体进行退火处理,在退火过程中,注入在铌酸锂晶体内的H+或He+形成微气泡,随后这些微气泡连成一片,就使铌酸锂晶片沿着损伤层剥离,多余的铌酸锂将自动分离,最终使铌酸锂单晶薄膜即压电薄膜转移至S2步骤得到的多结构上,产出薄膜得到四层复合衬底结构。由此,所得的薄膜均匀度十分良好,缺陷密度小,且无腐蚀液产生,氢气逸出后也无毒无害,没有环境污染问题,且可以回收原始基板材料。
对于在各个接触面之间的粗糙度,可以采用激光退火方式控制。,对多晶硅/二氧化硅表面进行了处理。该激光退火工艺的温度例如控制在1200摄氏度以上;并且,激光退火工艺时间不低于3ns。当高温退火后,多晶硅/二氧化硅表面粗糙度有明显改善。此外,还可以相关光辐射的形式传递能量(即,激光辐照或激光退火),也可以以脉冲或连续波(CW)模式控制激光源,从而成形并极化激光束以更均匀地加热衬底。发射激光的介质可以为产生不同波长的辐照的不同类型(例如,气体激光器、固体激光器、染料激光器、二极管激光器等)。通过增加激光退火表现处理融合单晶硅与多晶硅一体化形成的工艺控制,即对多晶硅表面或二氧化硅表面根据粗糙度需求进行再处理,能够满足该复合衬底不同接触面之间的粗糙度关系。
示例性地,为了得到具有设定数值的粗糙度第一接触面,可以利用离子注入形成损伤层的方式控制的粗糙度。可以利用激光退火的方式控制第二接触面和第三接触面的粗糙度为设定值,并且不需要对第二接触面、第三接触面的激光退火参数设置成同一定值,只要满足得到相应设定值的粗糙度即可。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (22)
1.一种复合衬底,其特征在于,包括依次层叠设置的单晶硅基板、多晶硅层、二氧化硅层和压电薄膜;
所述多晶硅层的厚度为0.05×λ至3.0×λ,其中,λ是所述复合衬底的声波的主模式波长;所述二氧化硅层的厚度为0.05×λ至1.0×λ。
2.根据权利要求1所述的复合衬底,其特征在于,所述单晶硅基板为具有根据(45°±10°,54°±10°,0°±10°)欧拉角的晶体切割。
3.根据权利要求1所述的复合衬底,其特征在于,所述单晶硅基板与所述多晶硅层之间的接触面为第一接触面,所述多晶硅层与所述二氧化硅层的接触面为第二接触面;所述第一接触面的粗糙度和所述第二接触面的粗糙度均小于25nm。
4.根据权利要求3所述的复合衬底,其特征在于,所述第一接触面的粗糙度和所述第二接触面的粗糙度小于15nm大于10nm。
5.根据权利要求3所述的复合衬底,其特征在于,所述第一接触面的粗糙度和所述第二接触面的粗糙度均设置为均小于4nm。
6.根据权利要求3所述的复合衬底,其特征在于,所述二氧化硅层与所述压电薄膜之间的接触面为第三接触面,所述第三接触面的粗糙度小于25nm。
7.根据权利要求6所述的复合衬底,其特征在于,所述第三接触面的粗糙度小于15nm大于10nm。
8.根据权利要求6所述的复合衬底,其特征在于,所述第一接触面的粗糙度、所述第二接触面的粗糙度和所述第三接触面的粗糙度相同。
9.根据权利要求6所述的复合衬底,其特征在于,所述第一接触面的粗糙度、所述第二接触面的粗糙度和所述第三接触面的粗糙度不相同,且所述第二接触面的粗糙度大于所述第一接触面的粗糙度。
10.根据权利要求6所述的复合衬底,其特征在于,所述第三接触面的粗糙度小于所述第二接触面的粗糙度,所述第二接触面的粗糙度小于所述第一接触面的粗糙度。
11.一种声表面波滤波器,其特征在于,包括:
如权利要求1-10任一项所述的复合衬底;
叉指换能器,设置于所述复合衬底远离所述单晶硅基板的表面,其包括多个电极指;
其中,所述叉指换能器包括:
缓冲层,设置在所述压电薄膜上,所述缓冲层包括金属钛,在将所述叉指换能器的IDT电极的电极周期所确定的弹性波的波长设为λ时,所述缓冲层的厚度为0.5%λ以下;
金属层,设置在所述缓冲层远离所述压电层的表面上,所述金属层包括铝,所述金属层的厚度范围在1%λ-30%λ之间,所述铝的含量在95wt%以上,所述金属层还包括选自Cu、W、Mo、Cr、Ag、Pt、Ga、Nb、Ta、Au、Si中的一种或一种以上的材料。
12.根据权利要求11所述的声表面波滤波器,其特征在于,所述金属层的铝含量在97wt%以上。
13.根据权利要求11所述的声表面波滤波器,其特征在于,所述缓冲层的钛的含量在98%以上,所述缓冲层还包括选自Al、Si、Mg中的一种或一种以上的材料。
14.根据权利要求11-13任一项所述的声表面波滤波器,其特征在于,所述叉指换能器平均膜厚为H,所述声表面波滤波器响应的声波波长为λ,所述平均膜厚H与所述声波波长λ满足8.5%≤H/λ≤12.5%。
15.根据权利要求14所述的声表面波滤波器,其特征在于,所述叉指换能器的平均占空比为0.4以上且0.8以下。
16.一种权利要求1-10任一项所述的复合衬底的制作方法,其特征在于,包括:
S1,在所述单晶硅基板上通过沉积生成所述多晶硅层;
S2,将所述多晶硅层的表面进行热氧化形成所述二氧化硅层;以及
S3,将所述压电薄膜键合至所述二氧化硅层表面形成具有多层结构的所述复合衬底。
17.根据权利要求16所述的复合衬底的制作方法,其特征在于,所述S1步骤中通过物理沉积或化学沉积生成所述多晶硅层。
18.根据权利要求17所述的复合衬底的制作方法,其特征在于,所述物理沉积生成所述多晶硅层包括:
控制离子注入的能量为2J/cm2-10J/cm2,在预置的范围形成有破坏性区域;
通过所述破坏性区域产生多晶硅。
19.根据权利要求17所述的复合衬底的制作方法,其特征在于,所述化学沉积生成所述多晶硅层包括:温度控制在600~680℃、压力为0.3托的硅烷气体氛围气相沉积生成多晶硅层。
20.根据权利要求16所述的复合衬底的制作方法,其特征在于,所述S3步骤包括:
对压电单晶基板进行离子注入形成离子注入区域;
将所述离子注入区域形成压电薄膜层朝向S2步骤形成的多层结构表面进行转印;以及
对转印后的多层结构进行退火处理以形成所述复合衬底。
21.根据权利要求16-20任一项所述的复合衬底的制作方法,其特征在于,所述方法还包括:
采用激光退火方式对所述第二接触面、所述第三接触面进行粗糙度处理,采用控制离子注入能量控制对所述第一接触面进行粗糙度处理。
22.一种射频模组,其特征在于,包括权利要求11-15任一所述的声表面波滤波器形成的双工器、功率放大器、天线、低噪声放大器、开关中的一种或几种。
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