本發(fā)明涉及硅光異質集成，特別涉及一種晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法。

背景技術：

1、鈮酸鋰薄膜材料具有極低的光吸收損耗和良好的線性電光效應，在集成光電子領域具有較好的應用前景；基于cmos工藝和低損耗氮化硅的硅光技術平臺能夠制造高精度、低損耗的硅光子學器件，并實現(xiàn)各種無源器件的集成。因此，將光電性能優(yōu)異的鈮酸鋰薄膜與工藝制程成熟的硅光技術結合起來，實現(xiàn)具有良好光電性能的硅光-鈮酸鋰調(diào)制器件，進而實現(xiàn)硅光異質集成，對硅基光電子技術發(fā)展及應用具有重大意義。

2、現(xiàn)有技術方案中，方案一：采用鈮酸鋰晶圓與硅光晶圓鍵合后刻蝕鈮酸鋰波導，存在鈮酸鋰波導刻蝕困難問題，主要是波導線寬難以滿足要求；方案二：采用在鈮酸鋰晶圓上做金屬圖形化加工，存在后道金屬加工困難的問題；方案三：采用硅光晶圓鍵合鈮酸鋰芯片的方法，在鈮酸鋰芯片外圍設置電路，存在鍵合效率低，鍵合界面不平整的問題。因此，現(xiàn)有技術方案存在鍵合鈮酸鋰刻蝕困難、金屬加工困難和鍵合效率較低的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法，以解決現(xiàn)有技術中在鍵合鈮酸鋰刻蝕困難、金屬加工困難和鍵合效率較低的技術問題。該方法包括：

2、分別制備硅光晶圓、電路晶圓和鈮酸鋰晶圓；

3、將所述硅光晶圓的第一sio2包層11與所述鈮酸鋰晶圓的鈮酸鋰薄膜31的第一側鍵合；

4、將所述電路晶圓的第二sio2包層21與所述鈮酸鋰晶圓的所述鈮酸鋰薄膜31的第二側鍵合。

5、與現(xiàn)有技術相比，本說明書實施例采用的上述至少一個技術方案能夠達到的有益效果至少包括：提出了分別制備硅光晶圓、電路晶圓和鈮酸鋰晶圓，避免光/電功能結構在晶圓制造中產(chǎn)生交叉而導致晶圓加工困難、鍵合難度增大的問題，實現(xiàn)了硅光-鈮酸鋰異質集成晶圓制造中的光電分離；此外，采用晶圓級鍵合技術，實現(xiàn)能夠保證鍵合界面具有較高的平整度，實現(xiàn)硅光晶圓、鈮酸鋰晶圓和電路晶圓的高效鍵合。

技術特征：

1.一種晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法，其特征在于，包括：

2.如權利要求1所述的晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法，其特征在于，將所述硅光晶圓的第一sio2包層(11)與所述鈮酸鋰晶圓的鈮酸鋰薄膜(31)的第一側鍵合；將所述電路晶圓的第二sio2包層(21)與所述鈮酸鋰晶圓的所述鈮酸鋰薄膜(31)的第二側鍵合，包括：

3.如權利要求2所述的晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法，其特征在于，在一次鍵合操作中，將所述硅光晶圓的第一sio2包層(11)與所述鈮酸鋰薄膜(31)的第一側鍵合，并將所述電路晶圓的第二sio2包層(21)與所述鈮酸鋰薄膜(31)的第二側鍵合，包括：

4.如權利要求2所述的晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法，其特征在于，還包括：

5.如權利要求4所述的晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法，其特征在于，所述應力釋放結構包括填充結構或刻蝕槽。

6.如權利要求4所述的晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法，其特征在于，在所述硅光晶圓與所述電路晶圓中分別設置應力釋放結構，包括：

7.如權利要求6所述的晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法，其特征在于，所述第一填充結構(101)的材料為氮化硅，所述第二填充結構(201)的材料與所述電路晶圓中金屬電極(20)的材料相同。

8.如權利要求6所述的晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法，其特征在于，還包括：

9.如權利要求4所述的晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法，其特征在于，在所述硅光晶圓與所述電路晶圓中分別設置應力釋放結構，包括：

10.如權利要求9所述的晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法，其特征在于，所有所述第一刻蝕槽(111)交叉構成網(wǎng)狀結構，所有所述第二刻蝕槽(211)交叉構成網(wǎng)狀結構。

技術總結
本發(fā)明實施例提供了一種晶圓級鈮酸鋰異質鍵合方法，涉及硅光異質集成技術領域，該方法包括：分別制備硅光晶圓、電路晶圓和鈮酸鋰晶圓；將所述硅光晶圓的第一SiO<subgt;2</subgt;包層與所述鈮酸鋰晶圓的鈮酸鋰薄膜的第一側鍵合；將所述電路晶圓的第二SiO<subgt;2</subgt;包層與所述鈮酸鋰晶圓的所述鈮酸鋰薄膜的第二側鍵合。該方案避免了光/電功能結構在晶圓制造中產(chǎn)生交叉而導致晶圓加工困難、鍵合難度增大的問題，實現(xiàn)了硅光?鈮酸鋰異質集成晶圓制造中的光電分離，實現(xiàn)高效鍵合。

技術研發(fā)人員：劉敬偉,蔡豐任,李春龍,李超,周良,張彥樂,花曉強
受保護的技術使用者：國科光芯金杏（北京）實驗室科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15