成功研發(fā)了含電極的新型鈮酸鋰單晶薄膜材料

1、 產(chǎn)品簡(jiǎn)介鈮酸鋰（LiNbO3）晶體是重要的光電材料，是集成光學(xué)、非線性光學(xué)、光電子元器件等領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛，最重要的基片材料之一。目前，鈮酸鋰晶體被廣泛應(yīng)用在聲表面波、電光調(diào)制、激光調(diào)Q、光陀螺、光參量振蕩、光參量放大、光全息存儲(chǔ)等器件中，這些器件在手機(jī)、電視機(jī)、光通訊、激光測(cè)距、電場(chǎng)探測(cè)器等器件中發(fā)揮著重要的作用。晶正科技生產(chǎn)的鈮酸鋰單晶薄膜產(chǎn)品，其晶格結(jié)構(gòu)為單晶，完全保持了體材料的優(yōu)秀物理性質(zhì)，直徑為3英寸，上層鈮酸鋰單晶薄膜厚度為300-700納米，中層為2微米厚的二氧化硅（SiO2），最下層為0.5毫米厚的鈮酸鋰芯片襯底。產(chǎn)品實(shí)物圖技術(shù)工藝制作鈮酸鋰單晶薄膜的主要工藝過程是對(duì)鈮酸鋰芯

2、片進(jìn)行氦離子注入,在另一片鈮酸鋰芯片表面沉積一層二氧化硅并進(jìn)行拋光處理。然后將這兩片芯片鍵合在一起,加熱后氦離子變成氦氣并且體積膨脹，結(jié)果是整個(gè)注入層斷裂，脫落下來的鈮酸鋰薄膜就停留在二氧化硅表面。應(yīng)用以上技術(shù)制作出的鈮酸鋰單晶薄膜產(chǎn)品與用其他手段，比如外延、蒸發(fā)等手段得到的鈮酸鋰薄膜材料相比，具有質(zhì)量高、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)LNALN$成列叩恤E-STEPSHermpiantsiiDc.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)NANdLN濟(jì)南晶正電子科技有限公司JINANJINGZHENGELECTRONICSCO.,LTD濟(jì)南晶正電子科技有限公司JINANJINGZHENGELECTRONICSCO.,LTD NOLNSTRU

3、CTUREOFTHEPRODUCTSlngliQcryBtalLlUnixmNkb-a4cThinIllrnSIO.thhumNbbateSubstrateSize3inchThickness300700nmOrrenlationZ-CulTHCHNICALPARAMETERS加電極鈮酸鋰單晶薄膜(I)工藝流程對(duì)鈮酸鋰芯片進(jìn)行氦離子注入，在另一片鈮酸鋰芯片表面沉積金電極和二氧化硅。將兩片芯片鍵合在一起并加熱，氦離子受熱變?yōu)楹舛w積膨脹，使鍵合后的結(jié)構(gòu)從氦離子注入層斷裂，脫落下來的薄膜停留在二氧化硅表面，最后將鈮酸鋰單晶薄膜表面拋光。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)從上到下依次為：鈮酸鋰單晶薄膜，二氧化硅層，金電極

4、，鈮酸鋰芯片襯底。此產(chǎn)品可用于制作調(diào)制器和納米光學(xué)器件，具有體積小，頻率高，功耗低，性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。Size3inchesThicknessLNThinFilm200700nmsia502000nmElectrodes50400nmOrientationZ-Cut產(chǎn)品結(jié)構(gòu)Single-crystalLithiumNiobateThinFilmSQElectrodesLithiumNiobateSubstrate加電極鈮酸鋰單晶薄膜(II)工藝流程Size3inchesEELNThinFilm200700nmSO502000nmElectrodes|50400nmOrientationZ-Cut

5、對(duì)鈮酸鋰芯片進(jìn)行氦離子注入，然后在芯片表面沉積鉑金電極和二氧化硅。將此芯片與另一片鈮酸鋰芯片鍵合在一起并加熱，氦離子受熱變?yōu)楹舛w積膨脹，使鍵合后的結(jié)構(gòu)從氦離子注入層斷裂，脫落下來的薄膜停留在鉑金電極表面,最后將鈮酸鋰單晶薄膜表面拋光。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)從上到下依次為:鈮酸鋰單晶薄膜,鉑金電極，二氧化硅，鈮酸鋰芯片襯底。此產(chǎn)品可用于制作濾波器和鐵電存儲(chǔ)器件，具有體積小，功耗低，性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。濟(jì)南晶正電子科技有限公司JINANJINGZHENGELECTRONICSCO.,LTDNANQLN 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)Single-crystalLithiumNiobateThinFElectrodesSiOzLit

6、hiumNiobateSubstrate下游產(chǎn)品1、集成光學(xué)器件。應(yīng)用微電子技術(shù)和薄膜技術(shù)在光波導(dǎo)襯底上制作各種光調(diào)制器、光開關(guān)、光分束器、偏振器、波長濾波器等，可實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)集成化器件。鈮酸鋰晶體制作光波導(dǎo)器件已有很長歷史，技術(shù)成熟，還可制作集成光學(xué)器件用于光纖陀螺，其特點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好、成本低。2、光隔離器。光隔離器是一種只允許單向光通過的無源光器件，其工作原理是基于法拉第旋轉(zhuǎn)的非互易性，隔離器中的起偏和檢偏器可用鈮酸鋰光楔來制作，其特點(diǎn)是光隔離度適中，批量性好，材料制作工藝成熟，成本低，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。3、全息存儲(chǔ)器件（海量存儲(chǔ)器）。利用鈮酸鋰晶體的光折變性能可制作光學(xué)體全息存儲(chǔ)器件

7、，有存儲(chǔ)容量大，讀取速率快，易實(shí)現(xiàn)光學(xué)相關(guān)識(shí)別與處理，無運(yùn)動(dòng)部件等優(yōu)點(diǎn)。4、激光頻率轉(zhuǎn)換光學(xué)器件。鈮酸鋰晶體非線性光學(xué)系數(shù)較大能夠?qū)崿F(xiàn)非臨界相位匹配，是一種重要的激光頻率轉(zhuǎn)換晶體。NANdLN濟(jì)南晶正電子科技有限公司JINANJINGZHENGELECTRONICSCO.,LTD 技術(shù)參數(shù)Quality:Prime質(zhì)量等級(jí)：優(yōu)Diameter:3inches直徑：3英寸Productdescription:Single-crystalLNthinfilm/SiO2layer/LNsubstrate產(chǎn)品描述：鈮酸鋰單晶薄膜/二氧化硅層/鈮酸鋰基底TopLNlayer頂層鈮酸鋰薄膜Paramete

8、r參數(shù)Value數(shù)值Remarks備注FabricationmethodsWaferdirectbondingandion制備方法implantation芯片直接鍵合及離子注入Metrologyedgeexclusion邊緣5mm不計(jì)在內(nèi)5mmOrientationv+Z0.3。DatafromprimaryLNwafer晶向manufacturer數(shù)據(jù)由鈮酸鋰芯片原片制造商提供PrimaryflatNormaltov-Y0.3oDatafromprimaryLNwafer主平面（長切邊）垂直于v-Y0.3。manufacturer數(shù)據(jù)由鈮酸鋰芯片原片制造商提供Secondaryflat90o

9、1oclockwisefromDatafromprimaryLNwafer次平面（短切邊）theprimaryflatwhenmanufacturerviewingtheface面朝上時(shí)，從長切邊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90o1o數(shù)據(jù)由鈮酸鋰芯片原片制造商提供ThicknessrangeTargetthickness30nm300nm700nm厚度范圍目標(biāo)厚度土30nmSurfaceroughness(RMS)1nm表面粗糙度Thicknessuniformity厚度均勻性(t-t.)/tmaxmmmeanWithin5%5%以內(nèi)(*)MeasuredbyFilmetricsF20(*)使用Filmetri

10、csF20測(cè)量獲得Surfacedefect(visual)表面缺陷(可見)1count/cm2(Checkedbyopticalmicroscopex100(*)光學(xué)顯微鏡x100下觀測(cè)Polishingscratch拋光擦痕5(Checkedbyopticalmicroscopex100(*)光學(xué)顯微鏡x100下觀測(cè)Ordinaryrefractiveindex(n。)尋常光折射率n2.285at632.8nm(*)MeasuredbyMetricon2010prismcoupler,bulkmaterial(2.2852)(*)由棱鏡耦合儀Metricon2010測(cè)定，體材料尋常光折射率no=2.2852Extraordinaryrefractiveindex(n)e異常光折射率ne2.201at632.8nm(*)MeasuredbyMetricon2010prismcoupler,bulk