上海微系統(tǒng)所異質(zhì)集成XOI課題組孵化的上海新硅聚合半導(dǎo)體有限公司（簡稱：新硅聚合）近期實(shí)現(xiàn)了6英寸的光學(xué)級硅基高均勻性鈮酸鋰薄膜（LNOI）的工程化制備。如圖1（a）為所制備的6 inch LNOI薄膜照片，得益于LN與Si襯底之間良好的鍵合工藝，所制備的6 inch LNOI無孔洞，劃傷等缺陷。圖1（b）為所制備的600 nm 6 inchLNOI 產(chǎn)品薄膜厚度mapping圖。

測試結(jié)果表明，其薄膜厚度平均值為600.1 nm，薄膜厚度面內(nèi)極差（Range，膜厚最大值與最小值之差）僅為8.93 nm，計(jì)算得到的膜厚不均勻性為±0.7%，顯示出極好的薄膜均勻性，可為高均勻性光學(xué)器件的制備提供優(yōu)異的異質(zhì)晶圓基礎(chǔ)。

圖1（a）高均勻性6 inch晶圓級硅基鈮酸鋰薄膜照片；（b）高均勻性6 inch晶圓級硅基鈮酸鋰薄膜厚度測試圖

基于所制備的薄膜鈮酸鋰材料，實(shí)現(xiàn)了高Q值微環(huán)諧振器的制備。圖2（a）為微環(huán)諧振器光鏡圖，圖2（b）為微環(huán)諧振器測試結(jié)果，其QL值可達(dá)1.99×106。

圖2（a）LN微環(huán)諧振器光鏡圖；（b）LN微環(huán)諧振器1550 nm波長附近傳輸圖譜測試結(jié)果

除了硅基鈮酸鋰薄膜晶圓外，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了多種鈮酸鋰異質(zhì)襯底的制備技術(shù)，如SiC，藍(lán)寶石和石英等。這些新型鈮酸鋰薄膜異質(zhì)襯底結(jié)構(gòu)可用于新型高性能光學(xué)器件以及5G聲學(xué)諧振器和濾波器的制備。圖3為相應(yīng)的晶圓襯底結(jié)構(gòu)示意圖及對應(yīng)的晶圓級鈮酸鋰薄膜照片。多種新型襯底鈮酸鋰薄膜的制備，可進(jìn)一步豐富鈮酸鋰薄膜的應(yīng)用場景。

圖3（a）6 inch 碳化硅基LN薄膜結(jié)構(gòu)及照片；（b）4 inch藍(lán)寶石基LN薄膜結(jié)構(gòu)及照片；（c）4 inch石英基LN薄膜結(jié)構(gòu)及照片

其中，SiC基鈮酸鋰薄膜結(jié)構(gòu)可用于5G通信中的高頻大帶寬聲表面波濾波器的制備。圖4為基于SiC基鈮酸鋰薄膜所制備的高頻大帶寬濾波器的測試結(jié)果。濾波器中心頻率達(dá)到了4.88 GHz，3 dB帶寬高達(dá)408 MHz，插入損耗僅為0.96dB，帶外抑制為26 dB，顯示出應(yīng)用于5G中高頻段的巨大潛力。

圖4 SiC基LN薄膜SAW濾波器測試結(jié)果

未來，新硅聚合將更進(jìn)一步致力于高品質(zhì)壓電、光電薄膜的研發(fā)和量產(chǎn)化，為廣大國內(nèi)外客戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品與服務(wù)。

審核編輯：劉清