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薄膜铌酸锂晶圆(LNOI)的生产制造技术与传统SOI晶圆制造方法相同,大多基于"Smart-cut"技术实现,该项技术专利于1998年申请【1】,到2018年截止,目前该项专利技术已经不受专利保护,可无偿使用。
LNOI晶圆制备过程如下下图所示,包括以下五个步骤:(1)离子注入;(2)衬底准备;(3)薄膜键合;(4)退火及剥离;(5)CMP平坦化。
01 第一步:离子注入
如下图b所示,利用离子注入机,从铌酸锂晶体上表面打入高能的He离子,特定能量的He离子进入晶体后,受到LN晶体中原子和电子的阻挠,会逐渐减速并停留在特定深度位置,破坏该位置附近处的晶体结构,将LN晶体分成上下A/B两层,而A区将会是我们需要制备LNOI所需要的薄膜。
02 第二步:衬底制备(铌酸锂晶圆LNOI制备技术无尘烘箱)
要做薄膜铌酸锂晶圆,肯定不能让几百nm的LN薄膜处于悬空状态,必须有底层支撑材料。常用的SOI晶圆,衬底都是一层厚度大于500um的硅晶圆,然后在其表面制备SiO2介质层,最后将单晶硅薄膜键合在上表面,形成SOI晶圆。
03 第三步:薄膜键合(铌酸锂晶圆LNOI制备技术无尘烘箱)
04 第四步:退火及剥离
05 第五步:CMP平坦化