【技術實現步驟摘要】
本申請涉及半導體電子，尤其涉及一種復合結構襯底及其制備方法、電子器件。
技術介紹
1、在半導體領域，多種材料異質集成是提升芯片性能和集成程度的重要路徑，通過將具有壓電、鐵電、光電、熱釋電、非線性等特性的材料制備成薄膜結構，并與不同的材料集成，可以充分利用不同材料的優勢性能，提升芯片的性能。一般而言，異質集成的復合結構襯底中包含功能薄膜層，該功能薄膜層的厚度通常在納米尺度，薄膜的厚度對其表面器件的性能具有重要的影響。例如，對于聲學器件，功能薄膜層的厚度將影響聲學器件的諧振頻率，進而對器件的機電耦合系數等參數產生影響。又例如，對于光學器件，功能薄膜的厚度會影響波導的有效折射率，影響光學器件的性能。因此，保持復合結構襯底中的功能薄膜層具有較好的薄膜厚度均勻性，有助于提高制備器件的性能以及器件性能的穩定性，在復合結構襯底的大規模生產中至關重要。
2、相關技術中，采用化學機械拋光(chemical?mechanical?polishing，cmp)工藝可以控制薄膜的厚度，但是隨著功能薄膜去除量的增加，其膜厚的不均勻性會逐漸惡化，尤其是復合結構襯底上不同區域之間功能薄膜層的厚度差異越來越大，進而影響器件的性能。
技術實現思路
1、針對現有技術中的至少一種技術問題，本申請的目的在于，提供一種復合結構襯底及其制備方法、電子器件。
2、為了解決上述技術問題，一方面，本申請提供一種復合結構襯底，包括：
3、支撐襯底；
4、位于所述支撐襯底上的鍵合結構層；
5、位于所述鍵合結構層上的功能薄膜層，所述功能薄膜層是通過對第一功能層和第二功能層進行表面處理得到，所述第一功能層上遠離所述支撐襯底的第一表面形成有損傷層，所述第二功能層是通過對所述第一功能層經過表面處理轉換而成；
6、其中，對所述第一功能層進行表面處理包括：對所述第一功能層中的所述第一表面進行刻蝕處理，得到所述第二功能層；所述刻蝕處理的刻蝕厚度大于所述損傷層的厚度；
7、對所述第二功能層進行表面處理包括：對所述第二功能層進行化學機械拋光處理，去除所述第二功能層表面的非晶層，并將剩余的第二功能層進行減薄處理，得到所述功能薄膜層；所述化學機械拋光的材料去除厚度和所述刻蝕處理的材料去除厚度之比為1：0.10～1.20。
8、在一些實施例中，所述刻蝕處理通過以下兩種方式中的至少一種實現：
9、在所述第一功能層的初始厚度均勻性為1～10nm時，通過對所述第一功能層進行第一刻蝕處理，以去除第一預設厚度的材料，得到所述第二功能層；所述第二功能層的厚度為所述第一功能層的厚度與所述第一預設厚度的差值；
10、在所述第一功能層的初始厚度均勻性為10～100nm時，通過對所述第一功能層進行第二刻蝕處理，得到第二預設厚度的所述第二功能層；所述第二刻蝕處理的材料去除厚度為所述第一功能層的厚度與所述第二功能層的差值；其中，所述第二預設厚度包括設置所述第二功能層的邊緣厚度小于中心厚度或所述第二功能層的一側半邊厚度小于相對側半邊的厚。
11、在一些實施例中，所述化學機械拋光的材料去除厚度和所述刻蝕處理的材料去除厚度之比為1：0.20～0.80；
12、所述第二功能層的厚度均勻性為1～10nm；
13、所述功能薄膜層的表面粗糙度為0.05～0.5nm。
14、在一些實施例中，所述對所述第二功能層進行化學機械拋光處理，去除所述第二功能層表面的非晶層，并將剩余的第二功能層進行減薄處理，得到所述功能薄膜層包括：
15、對所述第二功能層進行化學機械拋光處理，去除所述第二功能層表面的表面殘余層和所述非晶層，并將剩余的第二功能層進行減薄處理，得到所述功能薄膜層所述第二功能層；其中，所述表面殘余層的表面粗糙度在0.5～20nm。
16、在一些實施例中，所述復合結構襯底滿足以下至少一種：
17、所述復合結構襯底還包括載流子俘獲層，所述載流子俘獲層設置在所述支撐襯底和所述鍵合結構層之間，且用于俘獲所述支撐襯底中的自由載流子；
18、所述功能薄膜層的材質為單晶鈮酸鋰、單晶鉭酸鋰、石英、氮化鋁、氮化鎵、氧化鎵、氟化鈣、硅、藍寶石、碳化硅、金剛石中的至少一種；
19、所述鍵合結構層的材質為氧化硅；
20、所述載流子俘獲層的材料為多晶硅、非晶硅或多孔硅；
21、所述支撐襯底為硅、氧化硅、多晶硅、絕緣體上硅、藍寶石、碳化硅，絕緣體上的碳化硅、石英、氮化鋁、氮化鎵、金剛石至少一種。
22、另一方面，本申請還提供一種復合結構襯底的制備方法，包括：
23、提供支撐襯底，在所述支撐襯底表面形成輔助鍵合層；
24、提供形成有初始薄膜功能層的功能襯底，對所述功能襯底中遠離所述初始薄膜功能層的表面進行離子注入；
25、將所述功能襯底與所述支撐襯底通過所述輔助鍵合層鍵合得到鍵合結構層；
26、對所述鍵合結構層進行一次退火，并從離子注入形成的損傷層處進行剝離，在所述鍵合結構層上形成第一功能層；
27、對所述第一功能層進行二次退火，并對所述第一功能層和第二功能層進行表面處理，形成薄膜功能層，以得到復合結構襯底；所述第二功能層是通過對所述第一功能層經過表面處理轉換而成；其中，所述表面處理包括對所述第一功能層進行刻蝕處理，以及對所述第二功能層進行化學機械拋光處理，所述化學機械拋光的材料去除厚度和所述刻蝕處理的材料去除厚度之比為1：0.10～1.20。
28、在一些實施例中，所述表面處理過程滿足以下至少一種：
29、所述刻蝕處理的刻蝕方式包括物理性刻蝕、化學性刻蝕、物理化學性刻蝕中的至少一種；
30、所述化學機械拋光的拋光背壓的范圍是0.5-5.5磅力/平方英寸，所述化學機械拋光去除的材料厚度范圍為20～120nm。
31、在一些實施例中，在進行刻蝕處理或化學機械拋光處理之前，所述方法還包括：
32、對所述第一功能層或所述第二功能層進行邊緣倒角的步驟，所述倒角的寬度為1～5mm，倒角的深度為10～100um，所述倒角形狀為r型倒角。
33、在一些實施例中，所述方法滿足以下至少一種：
34、所述注入離子的種類為氫離子、氦離子或氬離子中的至少一種，注入能量在20kev到300kev，注入的劑量為1e14?ions/cm2到1e17?ions/cm2；
35、對所述鍵合結構層進行一次退火的溫度為100℃到400℃，熱處理的氛圍為惰性氣體、氮氣、氧氣、真空環境中的至少一種；
36、對所述第一功能層進行二次退火的溫度為200℃到1200℃，熱處理的氛圍為惰性氣體、氧氣、氮氣、真空環境中的至少一種。
37、另一方面，本申請還提供一種電子器件，所述電子器件包括：
38、上述任一所述的復合結構襯底、或上述任一所述的方法制備而成的復本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種復合結構襯底，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的復合結構襯底，其特征在于，所述刻蝕處理通過以下兩種方式中的至少一種實現：
3.根據權利要求1或2所述的復合結構襯底，其特征在于，所述化學機械拋光的材料去除厚度和所述刻蝕處理的材料去除厚度之比為1：0.20～0.80；
4.根據權利要求1或2所述的復合結構襯底，其特征在于，所述對所述第二功能層進行化學機械拋光處理，去除所述第二功能層表面的非晶層，并將剩余的第二功能層進行減薄處理，得到所述功能薄膜層包括：
5.根據權利要求1或2所述的復合結構襯底，其特征在于，所述復合結構襯底滿足以下至少一種：
6.一種復合結構襯底的制備方法，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述表面處理過程滿足以下至少一種：
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，在進行刻蝕處理或化學機械拋光處理之前，所述方法還包括：
9.根據權利要求6-8任一所述的方法，其特征在于，所述方法滿足以下至少一種：
10.一種電子器件
...【技術特征摘要】
1.一種復合結構襯底，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的復合結構襯底，其特征在于，所述刻蝕處理通過以下兩種方式中的至少一種實現：
3.根據權利要求1或2所述的復合結構襯底，其特征在于，所述化學機械拋光的材料去除厚度和所述刻蝕處理的材料去除厚度之比為1：0.20～0.80；
4.根據權利要求1或2所述的復合結構襯底，其特征在于，所述對所述第二功能層進行化學機械拋光處理，去除所述第二功能層表面的非晶層，并將剩余的第二功能層進行減薄處理，得到所述功能薄膜層包括：
...【專利技術屬性】
技術研發人員：歐欣，柯新建，黃凱，
申請(專利權)人：上海新硅聚合半導體有限公司，
類型：發明
國別省市：
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