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新硅聚合实现6英寸光学级硅基高均匀性铌酸锂薄膜的工程化制备

MEMS 来源:异质集成XOI技术 2023-06-09 09:43 次阅读

上海微系统所异质集成XOI课题组孵化的上海新硅聚合半导体有限公司(简称:新硅聚合)近期实现了6英寸的光学级硅基高均匀性铌酸锂薄膜(LNOI)的工程化制备。如图1(a)为所制备的6 inch LNOI薄膜照片,得益于LN与Si衬底之间良好的键合工艺,所制备的6 inch LNOI无孔洞,划伤等缺陷。图1(b)为所制备的600 nm 6 inchLNOI 产品薄膜厚度mapping图。

测试结果表明,其薄膜厚度平均值为600.1 nm,薄膜厚度面内极差(Range,膜厚最大值与最小值之差)仅为8.93 nm,计算得到的膜厚不均匀性为±0.7%,显示出极好的薄膜均匀性,可为高均匀性光学器件的制备提供优异的异质晶圆基础。

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图1(a)高均匀性6 inch晶圆级硅基铌酸锂薄膜照片;(b)高均匀性6 inch晶圆级硅基铌酸锂薄膜厚度测试图

基于所制备的薄膜铌酸锂材料,实现了高Q值微环谐振器的制备。图2(a)为微环谐振器光镜图,图2(b)为微环谐振器测试结果,其QL值可达1.99×106。

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图2(a)LN微环谐振器光镜图;(b)LN微环谐振器1550 nm波长附近传输图谱测试结果

除了硅基铌酸锂薄膜晶圆外,团队开发了多种铌酸锂异质衬底的制备技术,如SiC,蓝宝石和石英等。这些新型铌酸锂薄膜异质衬底结构可用于新型高性能光学器件以及5G声学谐振器和滤波器的制备。图3为相应的晶圆衬底结构示意图及对应的晶圆级铌酸锂薄膜照片。多种新型衬底铌酸锂薄膜的制备,可进一步丰富铌酸锂薄膜的应用场景。

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图3(a)6 inch 碳化硅基LN薄膜结构及照片;(b)4 inch蓝宝石基LN薄膜结构及照片;(c)4 inch石英基LN薄膜结构及照片

其中,SiC基铌酸锂薄膜结构可用于5G通信中的高频大带宽声表面波滤波器的制备。图4为基于SiC基铌酸锂薄膜所制备的高频大带宽滤波器的测试结果。滤波器中心频率达到了4.88 GHz,3 dB带宽高达408 MHz,插入损耗仅为0.96dB,带外抑制为26 dB,显示出应用于5G中高频段的巨大潜力。

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图4 SiC基LN薄膜SAW滤波器测试结果

未来,新硅聚合将更进一步致力于高品质压电、光电薄膜的研发和量产化,为广大国内外客户提供优质的产品与服务。





审核编辑:刘清

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原文标题:新硅聚合实现6英寸光学级硅基高均匀性铌酸锂薄膜的工程化制备

文章出处:【微信号:MEMSensor,微信公众号:MEMS】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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