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薄膜鈮酸鋰晶圓(LNOI)的生產制造技術與傳統(tǒng)SOI晶圓制造方法相同,大多基于"Smart-cut"技術實現,該項技術專利于1998年申請【1】,到2018年截止,目前該項專利技術已經不受專利保護,可無償使用。
LNOI晶圓制備過程如下下圖所示,包括以下五個步驟:(1)離子注入;(2)襯底準備;(3)薄膜鍵合;(4)退火及剝離;(5)CMP平坦化。
01 第一步:離子注入
如下圖b所示,利用離子注入機,從鈮酸鋰晶體上表面打入高能的He離子,特定能量的He離子進入晶體后,受到LN晶體中原子和電子的阻撓,會逐漸減速并停留在特定深度位置,破壞該位置附近處的晶體結構,將LN晶體分成上下A/B兩層,而A區(qū)將會是我們需要制備LNOI所需要的薄膜。
02 第二步:襯底制備(鈮酸鋰晶圓LNOI制備技術無塵烘箱)
要做薄膜鈮酸鋰晶圓,肯定不能讓幾百nm的LN薄膜處于懸空狀態(tài),必須有底層支撐材料。常用的SOI晶圓,襯底都是一層厚度大于500um的硅晶圓,然后在其表面制備SiO2介質層,最后將單晶硅薄膜鍵合在上表面,形成SOI晶圓。
03 第三步:薄膜鍵合(鈮酸鋰晶圓LNOI制備技術無塵烘箱)
04 第四步:退火及剝離
05 第五步:CMP平坦化