“离子切片”技术单晶铌酸锂/钽酸锂薄膜高效制备与异质集成工艺

行业领域

新材料技术

需求背景

“绝缘体上铌酸锂”是光子集成领域的颠覆性平台，但其核心材料——单晶铌酸锂薄膜目前主要依靠“离子注入与剥离”技术制备，存在工艺复杂、成本高、产能受限、薄膜尺寸受供给（donor）晶圆限制等问题。钽酸锂薄膜也有类似需求。降低成本、提高产能和尺寸是实现其大规模产业化应用的关键瓶颈。

需解决的主要技术难题

基于“离子切片”技术的单晶铌酸锂/钽酸锂薄膜（LNOI/LTOI）高效、低成本制备与异质集成工艺

1. 高效剥离与转移技术：研究更高效、损伤更小的氢/氦离子注入与晶圆键合、剥离工艺，提高单次成功率和薄膜质量。探索新型智能剥离技术或层转移技术。

2. 大尺寸薄膜制备：突破现有供给晶圆尺寸限制，开发基于8英寸或更大尺寸晶圆的薄膜制备工艺。

3. 低成本与异质集成路线：研究与硅、氮化硅等成熟光子平台或半导体衬底的低损耗、高强度异质集成方法，探索可能的新型薄膜制备路径（如外延生长），以降低综合成本。

期望实现的主要技术目标

1、形成高效、损伤更小的氢/氦离子注入与晶圆键合、剥离工艺。

2、成功开发基于8英寸或更大尺寸晶圆的薄膜制备工艺。

3、形成与硅、氮化硅等成熟光子平台或半导体衬底的低损耗、高强度异质集成方法

科创中国