Niobateリチウム（Linbo3）ウェーハ結合の4H-SIC基質

Niobateリチウム（Linbo3、LN）結晶は、表面音波（SAW）デバイス、音響オプションモジュレーター、および高電力レーザー源、および優れた電気機械的カップリング係数、音響光学（AO）効果、および非線形光学効果により、広く使用されています。しかし、これらののこぎりフィルターの熱特性が悪いため、温度補償は最近大きな関心を集めており、この問題を解決するためにいくつかの方法が報告されています。直接結合して、熱膨張係数（CTE）とLarge Young弾性率の低いサポート基板にフィルターデバイスを直接照射することは、Linbo3の大規模な熱膨張を抑制する効果的な方法です。報告によると、Linbo3のSapphire、Glass、およびSilicon基板への直接ウェーハ結合は、デバイスの性能を向上させることができます。
ただし、SAWフィルターの熱放散は、将来の高出力アプリケーションにとって大きな問題になるため、適切な基質を選択し、熱散逸を検討することが重要な問題です。炭化シリコン（SIC）は、CTEが低い、大きなヤング率、高電気抵抗率、熱伝導率が高いため、適切な支持基質と見なされます。 SICは、SIよりも熱伝導率が高いため、熱散逸基質として広く使用されています。したがって、SAWフィルターとSIC基質を1つのチップに組み合わせることは、高出力用途の温度補償と熱散逸性能を改善する合理的な戦略です。さらに、Linbo3/SIC構造は、Photonicsアプリケーションにとっても非常に魅力的です。 Pam-Xiamenは提供できます4H-SiC基板Linbo3を接着するには、フォトニック統合回路を構築します。その他の基板パラメーター以下の表を参照してください。

1。4H-SIC基質ウェーハ結合アプリケーションの基質

2。ウェーハボンディング技術 - 表面活性化結合（SAB）

ウェーハボンディングは、不均一な基質を製造するための強力なツールです。従来のウェーハ結合技術には、血漿活性化結合と有機接着結合が含まれます。以前の方法では、通常、実用的なアプリケーションに必要な強力な結合を達成するためにアニーリングプロセスが必要です。ただし、Linbo3（CTE（A、B軸）：15.4×10-6 K-1）およびLitaO3（CTE：16.1×10-6 K-1）結晶は、Si（CTE：2.6×10-6 K-1）などのほとんどの半導体のCTEと一致しません。したがって、アニーリングプロセスにより、これらの材料を亀裂やウェーハワーピングが発生する可能性があるため、これらの材料を直接結合することが困難になります。有機接着結合法は、異なる材料の低温結合を達成できますが、中間有機接着層は、熱伝導率が低いために大きな熱抵抗をもたらします。したがって、直接結合は、デバイスアプリケーションで効率的な熱散逸を達成するためにより望ましいものです。

表面活性化直接結合（SAB）は、有意なCTEミスマッチを伴う不均一材料の直接室温結合の有望な候補です。原子的にきれいな滑らかな表面間の魅力的な力により、室温の強い結合を達成するために表面の活性化プロセスが使用されています。 SABメソッドは、Linbo3/Si、SIC/SIC、SIC/SI、Power Deviceアプリケーション用のGAN/ダイヤモンド、および光学アプリケーション用のGAAS/SICの室温結合に正常に適用されています。したがって、SABメソッドはLinbo3/SICフィルムウェーハ結合に適していると考えられています。

3。4HSABによるLNウェーハ結合の4H-SIC

研究者は、Linbo3およびSICの直接結合における表面活性化結合の適用を研究しています。室温でのSICウェーハのSI表面へのLinbo3ウェーハの負の結合のためにSAB法を使用します。 2つのウェーハを結合チャンバーに配置した後、チャンバーを避難させ、AR Fab爆撃を介して2つのウェーハを作動させます。バックグラウンド圧が1×10-5 PAを下回ると、2つのウェーハでAr Fab爆撃が始まります。その後、Linbo3およびSICの活性表面は、室温での圧力負荷の下で直接接触していました。 AR Fab爆撃時間は60秒で、ウェーハ結合プロセスの流れ中に有機汚染物質を結合面の有機汚染物質を除去するのに十分です。

図1室温で結合したLinbo3/SICウェーハ

SABは、Argon Fast Atomic Beam爆撃を使用して、初めて室温結合Linbo3/SIC Waferを成功裏に形成しました。断面透過電子顕微鏡（TEM）観察は、原子レベルでのギャップレス結合界面を示しています。接着型界面には、厚さ数ナノメートル数ナノメートル数の準アモルファス層があり、爆撃プロセス中に形成されたと考えられています。 SIC構造で得られたLinbo3を使用して、温度補償と熱散逸要件を満たすことができる高出力アプリケーション用の表面音響波フィルターなど、さまざまなデバイスの新しい構成を実現できます。

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