專利名稱：一種制作鈮酸鋰薄膜材料的方法
技術領域：
本發明涉及一種制作鈮酸鋰薄膜材料的工藝過程。
背景技術：
鈮酸鋰(LiNb03，LN)薄膜材料在集成光學，光電子元器件，非線性光學等領域中 有非常廣泛的應用前景。文獻 1 (Applied Physics Letters，Vol. 85，No. 20，ρ 4603)報道 了一種制作鈮酸鋰薄膜的方法，步驟包括離子注入，二氧化硅的沉積和拋光，樣品清洗，直 接鍵合(direct bonding)，熱處理分離，拋光等工藝。但制出的薄膜面積小，邊緣不規則，不 能滿足大面積，批量化生產的工業需要。問題的根本原因在于，樣品清洗后，進行直接鍵合 時，鈮酸鋰表面和二氧化硅表面的結合力不夠強，當熱處理分離時，鈮酸鋰薄膜不能完全黏 貼在二氧化硅表面。文獻2(Nature Photonics,Vol. l.p 407)報道的制作鈮酸鋰薄膜的方 法，利用BCB材料代替二氧化硅，但BCB材料是一種有機物，不如二氧化硅穩定，在高溫下會 分解，因此不如二氧化硅應用更廣。
發明內容
為了克服文獻1中制作出的鈮酸鋰薄膜面積小，邊緣不規則的問題，本發明提供 了一種新的技術，使鈮酸鋰表面與二氧化硅表面的結合力增強，從而能夠制作出大面積的、 形狀規則的鈮酸鋰薄膜材料，采用本發明所示的工藝過程能完全能滿足工業上批量化生產 鈮酸鋰薄膜的要求。本發明發現，在鈮酸鋰晶片表面或二氧化硅表面覆蓋有氨基(NH2)的情況下，鈮 酸鋰表面和二氧化硅表面直接鍵合時，其表面的鍵合力會大大增強。鈮酸鋰表面附著氨 基可以寫做LN-NH2，二氧化硅表面附著氨基可以寫做Si-NH2，當兩表面鍵合并在一定溫 度下加熱時，可以發生如下過程LN-NH2+Si-NH2 — LN_N-N_Si+H2，兩表面可以通過氮鍵 (-N-N-)鍵合在一起。根據此發現，本發明解決制作鈮酸鋰薄膜的技術問題所采用的方案 是在清洗完晶片后，在鈮酸鋰晶體表面和二氧化硅表面各自覆蓋一層氨基，或者在兩表面 之一覆蓋一層氨基，然后將鈮酸鋰晶體表面和二氧化硅表面直接鍵合在一起。此時鈮酸鋰 表面和二氧化硅表面的結合力大大增強，在熱處理分離時，鈮酸鋰薄膜就會完全黏貼在二 氧化硅表面。本發明的有益效果是，采用本發明能夠制作出大面積的(3英寸或3英寸以上)，形 狀規則的鈮酸鋰薄膜材料。
說明書附圖中圖1至圖7是鈮酸鋰薄膜的制作工藝示意1在鈮酸鋰晶片1上進行離子注入圖2在另外一片鈮酸鋰晶片5上進行二氧化硅沉積和拋光圖3晶片1和晶片5的清洗，圖4晶片1和晶片5的表面覆蓋氨基圖5晶片1和晶片5直接鍵合圖6熱處理分離圖7鈮酸鋰薄膜的表面拋光其中1指鈮酸鋰晶片2注入離子停留區域，注入離子停留在鈮酸鋰晶片1內3是指鈮酸鋰晶片表面和注入離子停留區域2之間的部分，是熱處理分離后的鈮 酸鋰薄膜4指離子注入過程5指鈮酸鋰晶片6指沉積的二氧化硅層
具體實施例方式具體實施方式
1將鈮酸鋰晶片A進行離子注入，將另一片鈮酸鋰晶片B表面沉積一層二氧化硅后 拋光。將A和B進行仔細的清洗。然后將A表面或B表面，或者A表面和B表面同時覆蓋 一層氨水，氨水的濃度在0. 到100%之間，然后將A和B吹干或甩干。然后將A和B直 接鍵合在一起，在一定溫度下加熱，待鈮酸鋰薄膜分離后取出晶片，然后將鈮酸鋰薄膜材料 表面拋光。此時能得到大面積的，形狀規則的鈮酸鋰薄膜材料。
具體實施方式
2將鈮酸鋰晶片A進行離子注入，將另一片鈮酸鋰晶片B表面沉積一層二氧化硅后 拋光。將A和B進行仔細的清洗。然后將A表面或B表面，或者A表面和B表面同時浸入 氨氣環境當中，氨氣的濃度在0. 到100%之間，然后將A和B吹干或甩干。然后將A和B 直接鍵合在一起，在一定溫度下加熱，待鈮酸鋰薄膜分離后取出晶片，然后將鈮酸鋰薄膜材 料表面拋光。此時能得到大面積的，形狀規則的鈮酸鋰薄膜材料。
權利要求
一種工藝過程，用來制作鈮酸鋰薄膜，其特征是，在直接鍵合鈮酸鋰與二氧化硅表面前，使鈮酸鋰或二氧化硅的表面覆蓋一層氨基。
2.根據權利要求1所述的工藝過程，其特征是在直接鍵合鈮酸鋰與二氧化硅表面前， 將鈮酸鋰表面或二氧化硅表面覆蓋一層氨水，或在這兩個表面同時覆蓋一層氨水，氨水的 濃度在0. 到100%之間，然后將表面甩干或吹干。
3.根據權利要求1所述的工藝過程，其特征是在直接鍵合鈮酸鋰與二氧化硅表面前， 將鈮酸鋰表面或二氧化硅表面浸入氨氣中，或將這兩個表面同時浸入氨氣中，氨氣的濃度 在0. 到100%之間，然后將表面甩干或吹干。
全文摘要
一種工藝過程，用來制作鈮酸鋰薄膜，在鈮酸鋰與二氧化硅直接鍵合前，將鈮酸鋰表面或二氧化硅表面或兩表面同時覆蓋一層氨基。采用此工藝過程可得到大面積的形狀規則的鈮酸鋰薄膜。
文檔編號C30B29/30GK101880913SQ20091001503
公開日2010年11月10日 申請日期2009年5月6日 優先權日2009年5月6日
發明者胡文 申請人:胡文