上海微系統所異質集成XOI課題組孵化的上海新硅聚合半導體有限公司（簡稱：新硅聚合）近期實現了6英寸的光學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 產品薄膜厚度mapping圖。

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

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，實現了高Q值微環諧振器的制備。圖2（a）為微環諧振器光鏡圖，圖2（b）為微環諧振器測試結果，其QL值可達1.99×106。

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

除了硅基鈮酸鋰薄膜晶圓外，團隊開發了多種鈮酸鋰異質襯底的制備技術，如SiC，藍寶石和石英等。這些新型鈮酸鋰薄膜異質襯底結構可用于新型高性能光學器件以及5G聲學諧振器和濾波器的制備。圖3為相應的晶圓襯底結構示意圖及對應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，可進一步豐富鈮酸鋰薄膜的應用場景。

圖3（a）6 inch 碳化硅基LN薄膜結構及照片；（b）4 inch藍寶石基LN薄膜結構及照片；（c）4 inch石英基LN薄膜結構及照片

其中，SiC基鈮酸鋰薄膜結構可用于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果。濾波器中心頻率達到了4.88 GHz，3 dB帶寬高達408 MHz，插入損耗僅為0.96dB，帶外抑制為26 dB，顯示出應用于5G中高頻段的巨大潛力。

圖4 SiC基LN薄膜SAW濾波器測試結果

未來，新硅聚合將更進一步致力于高品質壓電、光電薄膜的研發和量產化，為廣大國內外客戶提供優質的產品與服務。

審核編輯：劉清