键合体；将键合体加热到220°C，并且在该温度下保持10小时，使键合体分离制成薄膜。
[0060]将得到的薄膜与氧化锂粉末(固体)放入密闭容器中加热，周围气氛是氧气(O2)，温度是500°C，时间是50小时，待薄膜冷却后取出。
[0061]最后，对薄膜的表面进行抛光，得到带电极的铌酸锂单晶薄膜。
[0062]此时铌酸锂单晶薄膜的非常光折射率低于2.202 (波长为633纳米)。另外，锂与铌的原子比达到0.95:1以上，这表明铌酸锂单晶薄膜的组分接近理想化学计量比1:1。
[0063]实施例4
[0064]原始基板为铌酸锂晶片，经过剂量为4X 10161ns/cm2的氦离子(He1+)注入，氦离子能量230keV ;然后，在注入氦离子的表面沉积一层金属电极；最后，利用等离子体增强化学气相沉积法在电极层上沉积一层二氧化娃，并且利用化学机械抛光法将二氧化娃层抛光至目标厚度。
[0065]目标基板是铌酸锂晶片，利用直接键合法将目标基板与原始基板的二氧化硅层进行键合以形成键合体；将键合体加热到220°C，并且在该温度下保持10小时，使键合体分离制成薄膜。
[0066]将得到的薄膜与氧化锂粉末(固体)放入密闭容器中加热，周围气氛是氧气(O2)，温度是500°C，时间是50小时，待薄膜冷却后取出。
[0067]最后，对薄膜的表面进行抛光，得到带金属电极的铌酸锂单晶薄膜。
[0068]此时铌酸锂单晶薄膜的非常光折射率低于2.202 (波长为633纳米)。另外，锂与铌的原子比达到0.95:1以上，这表明铌酸锂单晶薄膜的组分接近理想化学计量比1:1。
[0069]实施例5
[0070]原始基板为铌酸锂晶片，经过剂量为4X 10161ns/cm2的氦离子(He1+)注入，氦离子能量230keV。
[0071]目标基板是铌酸锂晶片，利用等离子体增强化学气相沉积法在目标基板上沉积一层二氧化硅，并利用化学机械研磨法将二氧化硅层抛光至2微米。
[0072]利用直接键合法，将目标基板的二氧化硅层与原始基板进行键合以形成键合体；将键合体加热到220°C，并且在该温度下保持10小时，使键合体分离制成薄膜。
[0073]将薄膜在300°C?600°C下进行退火处理，然后进行表面抛光。
[0074]将抛光后的薄膜与硝酸锂放入密闭容器中加热，温度为300°C，此时硝酸锂融化，呈熔融状态，薄膜浸溃在熔融状态的硝酸锂中，设定时间是3小时，设定时间到达后，将薄膜取出。
[0075]最后，对薄膜的表面进行抛光，得到铌酸锂单晶薄膜。
[0076]此时铌酸锂单晶薄膜的非常光折射率低于2.202 (波长为633纳米)。另外，锂与铌的原子比达到0.95:1以上，这表明铌酸锂单晶薄膜的组分接近理想化学计量比1:1。
[0077]实施例6
[0078]原始基板为铌酸锂晶片，经过剂量为4X 10161ns/cm2的氦离子(He1+)注入，氦离子能量是230keV。
[0079]目标基板是铌酸锂晶片，利用等离子体增强化学气相沉积法在目标基板上沉积一层二氧化硅，并利用化学机械研磨法将二氧化硅层抛光至2微米。
[0080]利用直接键合法，将目标基板的二氧化硅层与原始基板进行键合以形成键合体；将键合体加热到220°C，并且在该温度下保持10小时，使键合体分离制成薄膜。
[0081]将薄膜在300?600°C下进行退火处理，然后进行表面抛光。
[0082]将抛光后的薄膜放置到如图2中所示的第二容器20中，将氧化锂粉末放置到如图2中的所示的第一容器10中，从进气口 11通入氧气(O2)，氧气流量为I升/分钟，第一容器10的温度设置为800°C，第二容器20的温度设置为500°C，设定时间是20小时，设定时间达到后待薄膜冷却后取出，清洗后得到铌酸锂单晶薄膜。
[0083]此时铌酸锂单晶薄膜的非常光折射率低于2.202 (波长为633纳米)。另外，锂与铌的原子比达到0.95:1以上，这表明铌酸锂单晶薄膜的组分接近理想化学计量比1:1。
[0084]综上所述，本发明的制造单晶薄膜的方法由于在薄膜层转移到目标基板之后在含有扩散剂的环境中对薄膜加热，使得单晶薄膜中的锂相得到有效的补偿，从而避免了单晶薄膜缺失锂相的问题。
[0085]另外，本发明的方法可以制作出纳米级厚度、膜厚均匀、组分接近理想化学计量比的单晶薄膜。
[0086]以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型和组合，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种制造近化学计量比的单晶薄膜的方法，所述方法包括下述步骤: 通过离子注入法将离子注入到原始基板的表面，从而在原始基板中形成薄膜层、分离层和余质层，其中，薄膜层位于原始基板的表面，分离层位于薄膜层和余质层之间，注入的离子分布在分离层内； 使目标基板与原始基板的薄膜层接触，进而利用晶片键合法将原始基板与目标基板键合在一起，以形成键合体； 对键合体进行加热，使得薄膜层和余质层分离； 在薄膜层和余质层分离之后，在装有扩散剂的预定容器内以200°c?700°C的温度对薄膜层加热，其中，扩散剂包括氧化锂和硝酸锂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，扩散剂是氧化锂或者是氧化锂与铌酸锂的混合物。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在对薄膜层加热的步骤中，向预定容器通入氧气，使薄膜层在200°C?700°C的温度下被加热以使氧化锂扩散到薄膜层中。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述预定容器包括:用于放置扩散剂的第一容器，在第一容器的一端设置有进气口 ；用于放置薄膜的第二容器，在第二容器的一端设置有出气口 ；用于将第一容器连接到第二容器的管路；对第一容器进行加热的第一加热器；以及对第二容器进行加热的第二加热器。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，扩散剂是硝酸锂或者是硝酸钠、硝酸钾中的至少一种与硝酸锂的混合物。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在对薄膜层加热的步骤中，将薄膜层浸溃在处于熔融状态的扩散剂中，使薄膜层在200°C?700°C的温度下被加热以使锂离子扩散到薄膜层中。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括在对键合体进行加热的步骤之后和在对薄膜层加热的步骤之前，在300°C?600°C的条件下对薄膜层进行退火处理。
8.根据权利要I所述的方法，其中，所述方法还包括在对薄膜层加热的步骤之前，对薄膜层进行表面抛光处理，和/或在对薄膜层加热的步骤之后，对薄膜层进行表面抛光处理。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，在目标基板上涂覆有二氧化硅层或者涂覆有电极层和二氧化硅层，并且使二氧化硅层与原始基板的薄膜层接触，以形成键合体；或者在原始基板的薄膜层的表面上涂覆有电极层和二氧化硅层，并且使二氧化硅层与目标基板接触，以形成键合体。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，在对键合体进行加热的步骤中，在真空条件下或在大于I个大气压且小于300个大气压的气氛下对键合体进行加热使得薄膜层和余质层分离。
【专利摘要】本发明公开了一种制造近化学计量比的单晶薄膜的方法，该方法包括：通过离子注入法将离子注入原始基板的表面，从而在原始基板中形成薄膜层、分离层和余质层；使目标基板与原始基板的薄膜层接触，进而利用晶片键合法将原始基板与目标基板键合在一起，以形成键合体；对键合体进行加热，使得薄膜层和余质层分离；在薄膜层和余质层分离之后，在装有扩散剂的预定容器内以200℃～700℃的温度对薄膜层加热，其中，扩散剂包括氧化锂和硝酸锂中的至少一种。本发明的方法，可以有效地避免单晶薄膜缺失锂相的问题，制作出纳米级厚度、膜厚均匀、组分接近理想化学计量比的单晶薄膜。
【IPC分类】C30B31-22
【公开号】CN104862784
【申请号】CN201410252850
【发明人】胡文
【申请人】济南晶正电子科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年6月9日