一种工艺过程，用来制作铌酸锂薄膜，在铌酸锂与二氧化硅直接键合前，将铌酸锂表面或二氧化硅表面或两表面同时覆盖一层氨基。采用此工艺过程可得到大面积的形状规则的铌酸锂薄膜。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种制作铌酸锂薄膜材料的工艺过程。
技术介绍
铌酸锂(LiNb03，LN)薄膜材料在集成光学，光电子元器件，非线性光学等领域中 有非常广泛的应用前景。文献 1 (Applied Physics Letters，Vol. 85，No. 20，ρ 4603)报道 了一种制作铌酸锂薄膜的方法，步骤包括离子注入，二氧化硅的沉积和抛光，样品清洗，直 接键合(direct bonding)，热处理分离，抛光等工艺。但制出的薄膜面积小，边缘不规则，不 能满足大面积，批量化生产的工业需要。问题的根本原因在于，样品清洗后，进行直接键合 时，铌酸锂表面和二氧化硅表面的结合力不够强，当热处理分离时，铌酸锂薄膜不能完全黏 贴在二氧化硅表面。文献2(Nature Photonics,Vol. l.p 407)报道的制作铌酸锂薄膜的方 法，利用BCB材料代替二氧化硅，但BCB材料是一种有机物，不如二氧化硅稳定，在高温下会 分解，因此不如二氧化硅应用更广。
技术实现思路
为了克服文献1中制作出的铌酸锂薄膜面积小，边缘不规则的问题，本专利技术提供 了一种新的技术，使铌酸锂表面与二氧化硅表面的结合力增强，从而能够制作出大面积的、 形状规则的铌酸锂薄膜材料，采用本专利技术所示的工艺过程能完全能满足工业上批量化生产 铌酸锂薄膜的要求。本专利技术发现，在铌酸锂晶片表面或二氧化硅表面覆盖有氨基(NH2)的情况下，铌 酸锂表面和二氧化硅表面直接键合时，其表面的键合力会大大增强。铌酸锂表面附着氨 基可以写做LN-NH2，二氧化硅表面附着氨基可以写做Si-NH2，当两表面键合并在一定温 度下加热时，可以发生如下过程LN-NH2+Si-NH2 — LN_N-N_Si+H2，两表面可以通过氮键 (-N-N-)键合在一起。根据此发现，本专利技术解决制作铌酸锂薄膜的技术问题所采用的方案 是在清洗完晶片后，在铌酸锂晶体表面和二氧化硅表面各自覆盖一层氨基，或者在两表面 之一覆盖一层氨基，然后将铌酸锂晶体表面和二氧化硅表面直接键合在一起。此时铌酸锂 表面和二氧化硅表面的结合力大大增强，在热处理分离时，铌酸锂薄膜就会完全黏贴在二 氧化硅表面。本专利技术的有益效果是，采用本专利技术能够制作出大面积的(3英寸或3英寸以上)，形 状规则的铌酸锂薄膜材料。附图说明说明书附图中图1至图7是铌酸锂薄膜的制作工艺示意1在铌酸锂晶片1上进行离子注入图2在另外一片铌酸锂晶片5上进行二氧化硅沉积和抛光图3晶片1和晶片5的清洗，图4晶片1和晶片5的表面覆盖氨基图5晶片1和晶片5直接键合图6热处理分离图7铌酸锂薄膜的表面抛光其中1指铌酸锂晶片2注入离子停留区域，注入离子停留在铌酸锂晶片1内3是指铌酸锂晶片表面和注入离子停留区域2之间的部分，是热处理分离后的铌 酸锂薄膜4指离子注入过程5指铌酸锂晶片6指沉积的二氧化硅层具体实施例方式具体实施方式1将铌酸锂晶片A进行离子注入，将另一片铌酸锂晶片B表面沉积一层二氧化硅后 抛光。将A和B进行仔细的清洗。然后将A表面或B表面，或者A表面和B表面同时覆盖 一层氨水，氨水的浓度在0. 到100%之间，然后将A和B吹干或甩干。然后将A和B直 接键合在一起，在一定温度下加热，待铌酸锂薄膜分离后取出晶片，然后将铌酸锂薄膜材料 表面抛光。此时能得到大面积的，形状规则的铌酸锂薄膜材料。具体实施方式2将铌酸锂晶片A进行离子注入，将另一片铌酸锂晶片B表面沉积一层二氧化硅后 抛光。将A和B进行仔细的清洗。然后将A表面或B表面，或者A表面和B表面同时浸入 氨气环境当中，氨气的浓度在0. 到100%之间，然后将A和B吹干或甩干。然后将A和B 直接键合在一起，在一定温度下加热，待铌酸锂薄膜分离后取出晶片，然后将铌酸锂薄膜材 料表面抛光。此时能得到大面积的，形状规则的铌酸锂薄膜材料。权利要求一种工艺过程，用来制作铌酸锂薄膜，其特征是，在直接键合铌酸锂与二氧化硅表面前，使铌酸锂或二氧化硅的表面覆盖一层氨基。2.根据权利要求1所述的工艺过程，其特征是在直接键合铌酸锂与二氧化硅表面前， 将铌酸锂表面或二氧化硅表面覆盖一层氨水，或在这两个表面同时覆盖一层氨水，氨水的 浓度在0. 到100%之间，然后将表面甩干或吹干。3.根据权利要求1所述的工艺过程，其特征是在直接键合铌酸锂与二氧化硅表面前， 将铌酸锂表面或二氧化硅表面浸入氨气中，或将这两个表面同时浸入氨气中，氨气的浓度 在0. 到100%之间，然后将表面甩干或吹干。全文摘要一种工艺过程，用来制作铌酸锂薄膜，在铌酸锂与二氧化硅直接键合前，将铌酸锂表面或二氧化硅表面或两表面同时覆盖一层氨基。采用此工艺过程可得到大面积的形状规则的铌酸锂薄膜。文档编号C30B29/30GK101880913SQ20091001503公开日2010年11月10日 申请日期2009年5月6日 优先权日2009年5月6日专利技术者胡文 申请人:胡文本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种工艺过程，用来制作铌酸锂薄膜，其特征是，在直接键合铌酸锂与二氧化硅表面前，使铌酸锂或二氧化硅的表面覆盖一层氨基。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡文，
申请(专利权)人：胡文，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]
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