PP 独山子聚丙烯F1002B

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为解决现有离子注入剥离的单晶薄膜损伤层修复或去除方法效果不佳导致后续应用的问题，本发明提供了一种离子注入剥离单晶薄膜的表面处理方法，针对离子注入剥离的单晶薄膜，首先采用氩离子刻蚀去除表面损伤层后，再采取氧等离子清洗技术对薄膜进行表面处理，解决了氩离子刻蚀后因氧空位缺陷而使薄膜的浸润性改变的问题，便极大的改善了单晶薄膜的后续应用。

一种离子注入剥离单晶薄膜的表面处理方法，包括如下步骤：

对预处理的离子注入剥离技术制备的单晶薄膜，采用氩离子刻蚀方法去除其表面损伤层；

将步骤1中得到的单晶薄膜，进行氧等离子清洗，以实现对单晶薄膜表面的氧空位进行修复，并且对浸润性进行改善。

通过接触角测试获取单晶薄膜氧等离子清洗前后亲疏水性变化，通过改变氧等离子清洗的时间、功率及氧气通量后，循环进行氧等离子清洗，直至后测试水滴在氧等离子清洗后的单晶薄膜上平铺，测试不到接触角，即可。

所述步骤3具体为：对氧等离子清洗后的薄膜进行接触角测试，若清洗前后接触角几乎无变化(小于0.1°)，以10w为步进单位增大工作功率或以5sccm为单位增大氧气通量；否则以10s为单位增大清洗时间，直至测试不到接触角，使薄膜的浸润性达到几乎完全浸润，从而在控制氧气通量、工作功率和清洗时间这三个参数以获取佳清洗效果。

针对离子注入剥离技术制备的单晶薄膜，选择氩离子刻蚀去除表面的损伤层；此外，针对去除损伤层后薄膜的氧空位缺陷及表面改性的问题，通过分别控制氧等离子清洗过程中的氧气通量、工作功率以及清洗时间的工作参数，通过接触角测试对清洗效果进行验证，终使得单晶薄膜达到完全浸润，便于后续制备图形化的器件结构。本发明使单晶薄膜的单晶质量大幅度提高，引入的二次损伤小，简化了工艺的复杂度。

将离子注入剥离技术制备的单晶薄膜置于离子源的工作腔体内，表面损伤层的厚度范围为100nm-130nm，设置束流电压为200v-500v，束流电流为4ma-30ma，加速电压为40v-100v；表面损伤层的厚度范围为130nm-145nm，设置束流电压为300v-600v，束流电流为10ma-40ma，加速电压为60v-120v；表面损伤层的厚度范围为145nm-155nm，设置束流电压为400v-700v，束流电流为20ma-60ma，加速电压为80v-140v。

当表面损伤层的厚度范围为100nm-130nm，控制去除表面损伤层后的薄膜粗糙度在3nm以下，其表面形貌图如图2所示。刻蚀的束流电压为(200v)-(500v)；加速电压为(40v)-(100v)；束流电流为(4ma)-(30ma)；刻蚀速率为(4nm/min)-(15nm/min)；刻蚀时间为(7min)-(26min)。

将去除表面损伤层后不同表面粗糙度的薄膜置于等离子体清洗机的工作腔体内，通过接触角测试对氧等离子清洗效果的研究，确定了佳的清洗参数为工作腔内的真空度为35pa，氧气通量为35sccm，工作功率为90w，以及清洗时间为20s。此外等离子清洗后薄膜的接触角测试结果分别如图5、图6、图7所示。

本实施例中，通过上述方法得到去除损伤层和氧空位缺陷修复后的单晶薄膜，包括衬底层、衬底上的键合层、以及单晶薄膜层。并将实施例1中的方法处理后的单晶薄膜制备单晶压电薄膜体声波器件。

选择实施例1中一致的刻蚀参数通过氩离子刻蚀去除表面损伤层后，经氧等离子清洗对完全去除损伤层的薄膜进行氧空位修复、表面清洗、表面活化，增大单晶压电薄膜表面的黏着性；选择对比例1中的去除损伤层后的薄膜，然后在以上两种单晶压电薄膜表面进行光刻，后通过磁控溅射生长图形化上电极，以便于测试单晶压电薄膜的性能。

本发明的离子注入剥离单晶薄膜的表面处理方法，针对离子注入剥离技术制备的单晶薄膜，选择氩离子刻蚀去除表面的损伤层；此外，针对去除损伤层后薄膜的氧空位缺陷及表面改性的问题，通过分别控制氧等离子清洗过程中的氧气通量、工作功率以及清洗时间的工作参数，通过接触角测试对清洗效果进行验证，终使得单晶薄膜达到完全浸润，便于后续制备图形化的器件结构。本发明使单晶薄膜的单晶质量大幅度提高，引入的二次损伤小，简化了工艺的复杂度。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。