本申请属于半导体元件制备领域，特别涉及一种电光晶体薄膜、制备方法及电子元器件。
背景技术：
电光晶体，如铌酸锂、钽酸锂晶体等，由于具有压电性、电光特性、光折变效应、铁电性多种特性在电子工业中得到了广泛的应用。特别是在光电方向，其因为电光系数大、折射率高、热稳定好，同时还具有优良的非线性光学性质，在电光调制器、波长转换器件、光开关等领域都成为最重要的材料之一，被誉为光电方向的硅材料。
现有技术中公开的一种电光晶体薄膜，包括依次堆叠的衬底层、隔离层、铌酸锂晶体薄膜层，这种电光晶体薄膜替代传统的铌酸锂晶体，可以使制作的电子元器件尺寸更小，集成度更高，损耗更低，速度更快。其中，铌酸锂晶体薄膜层一般需要被刻蚀成波导形状用于传输光信号，隔离层一般选用比铌酸锂晶体薄膜层折射率低的材料，以限制光信号从铌酸锂晶体薄膜层向衬底层泄露。在一些特殊电子元器件中，铌酸锂晶体薄膜层需要转弯实现特定功能，而转弯半径的大小受到铌酸锂晶体薄膜层与隔离层之间折射率差的限制，如果折射率差不够大而使转弯半径过小时，就会出现横向漏光的现象。因此，为了满足一些特殊电子元器件的制备需求，需要进一步提高铌酸锂晶体薄膜层与隔离层之间的折射率差。
但是，现有技术中，折射率差被铌酸锂晶体薄膜层和隔离层本身的折射率所约束，而想要得到更好的光信号限制效果，需要挖掘出折射率差更大的两种材料，这是一项漫长且困难的课题，目前无法提供一种具有更大折射率差的电光晶体薄膜。
技术实现要素：
为解决现有技术中，折射率差被铌酸锂晶体薄膜层和隔离层本身的折射率所约束，而想要得到更好的光信号限制效果，需要挖掘出折射率差更大的两种材料，这是一项漫长且困难的课题，目前无法提供一种具有更大折射率差的电光晶体薄膜的技术问题，本申请提供一种电光晶体薄膜、制备方法及电子元器件。
第一方面，本申请提供的一种电光晶体薄膜的制备方法，包括：在衬底层上制备隔离层；利用离子注入法和键合法，或者，利用键合法和研磨抛光法，在所述隔离层上制备功能薄膜层；其中，在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，所述薄膜基体是用于形成所述功能薄膜层的基础材料。
进一步地，在所述薄膜基体内形成的压应力大于1mpa。
进一步地，所述在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，包括：
如果所述隔离层的热膨胀系数小于所述薄膜基体的热膨胀系数，则在第一温度下，采用键合法，将所述隔离层与薄膜基体键合，得到键合体；
将所述键合体置于第二温度条件下，在所述薄膜基体内形成压应力，同时在所述隔离层内形成拉应力，其中，所述第二温度大于所述第一温度。
进一步地，所述功能薄膜层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、或石英材料，所述隔离层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料；或者，所述隔离层为二氧化硅材料，所述功能薄膜层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、石英、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料；或者，所述功能薄膜层为铌酸锂晶体或钽酸锂晶体材料，所述隔离层为石英材料。
进一步地，所述在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，包括：
如果所述隔离层的热膨胀系数大于所述薄膜基体的热膨胀系数，则在第一温度下，采用键合法，将所述隔离层与薄膜基体键合，得到键合体；
将所述键合体置于所述第二温度下，在所述薄膜基体内形成压应力，同时在所述隔离层内形成拉应力，其中，所述第二温度小于所述第一温度。
进一步地，所述功能薄膜层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料，所述隔离层可以为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体或石英材料；或者所述功能薄膜层为硅或砷化镓材料，所述隔离层为氧化铝、蓝宝石或碳化硅材料；或者所述功能薄膜层为石英材料，所述隔离层为铌酸锂晶体或钽酸锂晶体材料。
进一步地，所述在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，包括：
如果所述隔离层的热膨胀系数等于所述薄膜基体的热膨胀系数，则将具有第三温度的薄膜基体和具有第四温度的隔离层键合，得到键合体，其中，第三温度小于第四温度；
将所述键合体置于所述第五温度下，在所述薄膜基体内形成压应力，同时在所述隔离层内形成拉应力，其中，所述第五温度大于所述第三温度，且第五温度小于或等于所述第四温度；或者，所述第五温度大于所述第三温度和所述第四温度。
进一步地，所述隔离层与所述薄膜基体采用相同材质，所述隔离层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、磷酸钛氧钾晶体、磷酸钛氧铷晶体、硅、砷化镓、石英、氮化硅、碳化硅或二氧化硅材料。
进一步地，所述在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，包括：
对所述薄膜基体施加机械压应力；
采用键合法，将具有压应力的薄膜基体与所述隔离层键合，得到键合体，其中，在所述键合体的薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力。
进一步地，所述在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，包括：
对所述隔离层施加机械拉应力；
采用键合法，将具有拉应力的隔离层与所述薄膜基体键合，得到键合体，其中，在所述键合体的隔离层内形成拉应力，并且在所述薄膜基体内形成压应力。
进一步地，所述在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，包括：
对所述薄膜基体施加机械压应力，以及，对所述隔离层施加机械拉应力；
采用键合法，将具有拉应力的隔离层与具有压应力的所述薄膜基体键合，得到键合体，其中，在所述键合体的薄膜基体内形成压应力，并且在所述键合体的隔离层内形成拉应力。
第二方面，本申请还提供一种电光晶体薄膜，包括：依次层叠的衬底层、隔离层和功能薄膜层；所述功能薄膜层的折射率大于所述隔离层的折射率，其中，所述功能薄膜层中具有压应力，并且所述隔离层中具有拉应力。
进一步地，所述功能薄膜层中具有的压应力大于1mpa。
进一步地，如果所述功能薄膜层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、砷化镓、硅或碳化硅材料，所述隔离层为二氧化硅、石英、氮化硅、氧化铝、金刚石或蓝宝石材料，则所述功能薄膜层中的压应力，以及所述隔离层中的拉应力，通过对所述功能薄膜层施加机械压应力，或者，所述对所述隔离层施加机械拉应力，或者，同时对所述薄膜基体施加机械压应力，以及，对所述隔离层施加机械拉应力形成。
进一步地，如果隔离层的热膨胀系数小于功能薄膜层的热膨胀系数，则所述隔离层和功能薄膜层在第一温度下键合形成键合体，并且所述键合体的使用温度为第二温度；其中，所述第一温度低于第二温度。
进一步地，所述功能薄膜层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、或石英材料，所述隔离层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料；或者，所述隔离层为二氧化硅材料，所述功能薄膜层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、石英、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料；或者，所述功能薄膜层为铌酸锂晶体或钽酸锂晶体材料，所述隔离层为石英材料。
进一步地，如果所述隔离层的热膨胀系数大于功能薄膜层的热膨胀系数，则所述隔离层和功能薄膜层在第一温度下键合形成键合体，并且所述键合体的使用温度为第二温度；其中，所述第一温度高于第二温度。
进一步地，所述功能薄膜层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料，所述隔离层可以为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体或石英材料；或者所述功能薄膜层为硅或砷化镓材料，所述隔离层为氧化铝、蓝宝石或碳化硅材料；或者所述功能薄膜层为石英材料，所述隔离层为铌酸锂晶体或钽酸锂晶体材料。
进一步地，如果所述隔离层与功能薄膜层的材质相同或膨胀系数相同，则在将所述隔离层和功能薄膜层键合形成键合体时，使功能薄膜层具有第三温度、所述隔离层具有第四温度的条件下键合，并且所述键合体的使用温度为第五温度；其中，所述第五温度大于所述第三温度，且第五温度小于或等于所述第四温度；或者，所述第五温度大于所述第三温度和所述第四温度，且所述第三温度小于所述第四温度。
第三方面，本申请提供一种电子元器件，包括第二方面任一所述的电光晶体薄膜。
第四方面，本申请提供另一种电光晶体薄膜的制备方法，包括：在衬底层上制备隔离层；利用离子注入法和键合法，或者，利用键合法和研磨抛光法，在所述隔离层上制备功能薄膜层，所述功能薄膜层的折射率大于所述隔离层的折射率；其中，在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合步骤中，将具有第一压应力的隔离层与所述薄膜基体键合；在具有第一压应力的隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成第二压应力，在所述隔离层内形成第三压应力，所述薄膜基体是用于形成所述功能薄膜层的基础材料。
进一步地，在所述薄膜基体内形成的第二压应力大于1mpa。
进一步地，键合后的所述薄膜基体与所述隔离层的折射率差大于键合前所述薄膜基体与所述隔离层的折射率差。
第五方面，本申请提供还一种电光晶体薄膜，包括：依次层叠的衬底层、隔离层和功能薄膜层；所述功能薄膜层的折射率大于所述隔离层的折射率，其中，所述功能薄膜层中具有第二压应力，并且所述隔离层具有第三压应力。
进一步地，所述功能薄膜层中具有的第二压应力大于1mpa。
第六方面，本申请提供一种电子元器件，包括第五方面任一所述的电光晶体薄膜。
本申请提供的电光晶体薄膜、制备方法及电子元器件，通过对薄膜基体和隔离层施加机械压应力或机械拉应力的方式，或者利用隔离层与薄膜基体自身的热膨胀系数，控制键合前后的温度，从而在隔离层与薄膜基体内形成互相牵制的压应力和拉应力，以实现提高隔离层与薄膜基体折射率差的目的，其制备方法简单，并且不需要挖掘折射率差更大的两种材料，仅用现有的常规材料即可。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电光晶体薄膜的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种电光晶体薄膜的结构示意图。
附图标记说明
110-衬底层，120-隔离层，130-功能薄膜层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决现有技术中，折射率差被电光晶体和隔离层本身的折射率所约束，想要得到更好的光信号限制效果，需要挖掘出折射率差更大的两种材料，而这是一项漫长且困难的课题，目前无法提供一种具有更大折射率差的电光晶体薄膜，本申请提供一种电光晶体薄膜及其制备方法，能够进一步提高电光晶体和隔离层之间的折射率差。以下对本申请提供一种电光晶体薄膜的制备方法进行详细说明。
本申请实施例提供的一种电光晶体薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、在衬底层110上制备隔离层120。
本申请对上述步骤1的制备方法不进行限定，例如，可以采用沉积法，在衬底层110上沉积目标厚度的隔离层120；又例如，如果衬底层110为硅材料，隔离层120为二氧化硅材料，则可以采用氧化法在衬底层110上氧化一层二氧化硅层作为隔离层120。
需要说明的是，本申请实施例中衬底层可以是单层衬底，也可以是复合衬底，本申请对此不进行限定。另外，衬底层的材料可以是铌酸锂、钽酸锂、石英、硅、蓝宝石、soi、金刚石、碳化硅、氮化硅、砷化镓或磷化铟等，本申请对此不进行限定。
还需要说明的是，本申请实施例中的隔离层也可以是单层或多层结构，本申请对此也不进行限定。如果隔离层为多层结构，以下所述的隔离层是指与薄膜基体键合的那一层隔离层。
步骤2、利用离子注入法和键合法，或者，利用键合法和研磨抛光法，在所述隔离层120上制备功能薄膜层130；其中，在采用键合法将所述隔离层120与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，所述薄膜基体是用于形成所述功能薄膜层的基础材料。
本申请对在隔离层120上制备功能薄膜层130的方法不进行限定，例如可以采用离子注入法和键合法，也可以采用键合法和研磨抛光法，但是无论采用哪一种方法制备功能薄膜层，本申请的关键在于在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，其中，本申请所述的薄膜基体是指用于形成所述功能薄膜层的基础材料。
在一具体实施例中，采用离子注入法和键合法，在隔离层上制备功能薄膜层，包括以下步骤：
步骤21、向薄膜基体中进行离子注入，将所述薄膜基体依次分为功能薄膜层、分离层和余质层。
上述步骤21中所述的薄膜基体是指具有一定厚度的，用于得到功能薄膜层的基础材料，即具有一定厚度的晶圆。薄膜基体可以为铌酸锂或钽酸锂等电光晶体材料，本申请对此不进行限定。
可以由薄膜基体的一面向所述薄膜基体内部进行离子注入，从而在薄膜基体上形成功能薄膜层、分离层和余质层。
本申请实施例对所述离子注入的方式不做特别限定，可以使用现有技术中任意一种离子注入的方式，所注入的离子可以为通过热处理能够生成气体的离子，例如：氢离子或者氦离子。注入氢离子时，注入剂量可以为3×1016ions/cm2～8×1016ions/cm2，注入能量可以为120kev～400kev；注入氦离子时，注入剂量可以为1×1016ions/cm2～1×1017ions/cm2，注入能量可以为50kev～1000kev。例如，注入氢离子时，注入计量可以为4×1016ions/cm2，注入能量可以为180kev；注入氦离子时，注入剂量为4×1016ions/cm2，注入能量为200kev。
本申请实施例中，可以通过调整离子注入深度来调整功能薄膜层的厚度，具体地，离子注入的深度越大，所制备的功能薄膜层的厚度越大；相反，离子注入的深度越小，所制备的功能薄膜层的厚度越小。
步骤22，将薄膜基体的离子注入面与隔离层键合，得到键合体。
本申请实施例中，所述键合体是指薄膜基体与隔离层键合后形成的键合体，其中，薄膜基体未从隔离层上剥离，所述的离子注入面是指向薄膜基体注入离子的一面。
本申请对薄膜基体与隔离层键合的方式不做特别限定，可以采用现有技术中任意一种键合的方式，例如，将薄膜基体的键合面进行表面活化，将隔离层的键合面也进行表面活化，再将两个活化后的表面进行键合，获得键合体。
本申请对薄膜基体的键合面进行表面活化的方式不做特别限定，可以采用现有技术中任意一种对薄膜基体进行表面活化的方式，例如，等离子体活化以及化学溶液活化等；同样地，本申请对隔离层的键合面表面活化的方式也不做特别限定，可以采用现有技术中任意一种可用于隔离层的键合面进行表面活化的方式，例如，等离子体活化。
本申请实施例中，为了使所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，可以通过两种方式实现，一种是利用薄膜基体与隔离层的热膨胀系数，调整薄膜基体与隔离层的键合温度，从而键合后的薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力；另一种是通过对薄膜基体和隔离层施加机械压应力或机械拉应力的方式，使键合后的薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力。
在第一种可行方式中，如果所述隔离层的热膨胀系数小于所述薄膜基体的热膨胀系数，则在第一温度下，采用键合法，将所述隔离层与薄膜基体键合，得到键合体；将所述键合体置于第二温度条件下，在所述薄膜基体内形成压应力，同时在所述隔离层内形成拉应力，其中，所述第二温度大于所述第一温度。在一具体例子中，薄膜基体可以为铌酸锂、钽酸锂、或石英材料，所述隔离层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料；或者，所述隔离层为二氧化硅材料，所述薄膜基体可以为铌酸锂、钽酸锂、石英、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料；或者，所述薄膜基体可以为铌酸锂、钽酸锂材料，所述隔离层为石英材料。其中，第二温度一般为制备得到的电光晶体薄膜的使用温度，例如使用温度为室温15-30℃。在一例子中，如果使用温度，即第二温度为20℃，则第一温度可以为小于20℃的温度，如-25℃。在第一温度下键合时，隔离层和薄膜基体处于不受应力状态，当第一温度升高至第二温度，因为薄膜基体热膨胀系数大、隔离层的热膨胀系数小，薄膜基体的膨胀程度大于隔离层的膨胀程度，所以在已键合状态下使薄膜基体受到向内的压应力、使隔离层受到向外的拉应力，从而使薄膜基体的折射率提高(对应的生成的功能薄膜层的折射率提高)，隔离层的折射率降低。
如果所述隔离层的热膨胀系数大于所述薄膜基体的热膨胀系数，则在第一温度下，采用键合法，将所述隔离层与薄膜基体键合，得到键合体；将所述键合体置于所述第二温度下，在所述薄膜基体内形成压应力，同时在所述隔离层内形成拉应力，其中，所述第二温度小于所述第一温度。在一具体例子中，所述薄膜基体可以为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料，所述隔离层可以为铌酸锂、钽酸锂或石英材料；或者所述薄膜基体可以为硅、砷化镓材料，所述隔离层为氧化铝、蓝宝石、碳化硅材料；或者所述薄膜基体可以为石英材料，所述隔离层为铌酸锂、钽酸锂材料。其中，第二温度一般为制备得到的电光晶体薄膜的使用温度，例如使用温度为室温15-30℃。在一例子中，如果使用温度，即第二温度为30℃，则第一温度可以为大于30℃的温度，如50℃。在第一温度下键合时，隔离层和薄膜基体处于不受应力状态，当第一温度降低至第二温度，因为薄膜基体热膨胀系数小、隔离层的热膨胀系数大，薄膜基体的收缩程度小于隔离层的收缩程度，所以在已键合状态下使薄膜基体受到向内的压应力、使隔离层受到向外的拉应力，从而使薄膜基体的折射率提高(对应的生成的功能薄膜层的折射率提高)，隔离层的折射率降低。
如果所述隔离层的热膨胀系数等于所述薄膜基体的热膨胀系数，则将具有第三温度的薄膜基体和具有第四温度的隔离层键合，得到键合体，其中，第三温度小于第四温度；将所述键合体置于所述第五温度下，在所述薄膜基体内形成压应力，同时在所述隔离层内形成拉应力，其中，所述第五温度大于所述第三温度，且第五温度小于或等于所述第四温度；或者，所述第五温度大于所述第三温度和所述第四温度，且所述第三温度小于所述第四温度。在一具体例子中，所述隔离层与所述薄膜基体可以采用相同材质，所述隔离层和薄膜基体均为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、磷酸钛氧钾晶体、磷酸钛氧铷晶体、硅、砷化镓、石英、氮化硅、碳化硅或二氧化硅材料。本实施中，在键合前，将薄膜基体处理至第三温度，以及，将隔离层处理至第四温度，然后将具有第三温度的薄膜基体和具有第四温度的隔离层键合，最后，将键合后得到的键合体置于所述第五温度下。其中，第五温度一般为制备得到的电光晶体薄膜的使用温度，例如使用温度为室温15-30℃。在一例子中，如果使用温度，即第五温度为30℃，则第三温度可以为小于30℃的温度，如10℃，第四温度大于30℃，如100℃。键合前，薄膜基体处于第三温度且隔离层处于第四温度时，薄膜基体和隔离层均处于不受应力状态，当键合温度变更至第五温度时，薄膜基体进行膨胀，而隔离层进行收缩，所以在已键合状态下使薄膜基体受到向内的压应力、使隔离层受到向外的拉应力，从而使薄膜基体的折射率提高(对应的生成的功能薄膜层的折射率提高)，隔离层的折射率降低。在另一个例子中，如果使用温度，即第五温度为30℃，则第三温度可以为小于30℃的温度，如10℃，第四温度也小于30℃，如20℃。键合前，薄膜基体处于第三温度且隔离层处于第四温度时，薄膜基体和隔离层均处于不受应力状态，当键合温度变更至第五温度时，薄膜基体的膨胀程度大于隔离层的膨胀程度，所以在已键合状态下使薄膜基体受到向内的压应力、使隔离层受到向外的拉应力，从而使薄膜基体的折射率提高(对应的生成的功能薄膜层的折射率提高)，隔离层的折射率降低。
综上可知，第一种可行方式中，利用隔离层与薄膜基体自身的热膨胀系数，控制键合前后的温度，从而在隔离层与薄膜基体内形成互相牵制的压应力和拉应力，以实现提高隔离层与薄膜基体折射率差的目的，其制备方法简单，并且不需要挖掘折射率差更大的两种材料，仅用现有的常规材料即可。
在另第一种可行方式中，通过对薄膜基体和隔离层施加机械压应力或机械拉应力的方式，使键合后的薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力。在一具体例子中，对所述薄膜基体施加机械压应力；采用键合法，将具有压应力的薄膜基体与所述隔离层键合，得到键合体，其中，在所述键合体的薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力。在另一具体例子中，对所述隔离层施加机械拉应力；采用键合法，将具有拉应力的隔离层与所述薄膜基体键合，得到键合体，其中，在所述键合体的隔离层内形成拉应力，并且在所述薄膜基体内形成压应力。对所述薄膜基体施加机械压应力，以及，对所述隔离层施加机械拉应力；采用键合法，将具有拉应力的隔离层与具有压应力的所述薄膜基体键合，得到键合体，其中，在所述键合体的薄膜基体内形成压应力，并且在所述键合体的隔离层内形成拉应力。
可以采用上述两种可行方式中任一种方式在所述薄膜基体内形成压应力，在所述隔离层内形成拉应力，本申请对此不进行限定。并且采用上述任一种可行方式在薄膜基体内形成的压应力均可以达到大于1mpa的技术效果，使薄膜基体的折射率有较大的提高，从而满足应用在更高要求折射率的电子元器件中。
步骤23，对所述键合体进行热处理，将所述余质层与所述功能薄膜层分离。
在一种可实现的方式中，对键合体进行热处理，所述热处理的温度为100℃～600℃，在热处理过程中，所述分离层内形成气泡，例如，h离子形成氢气，he离子形成氦气等，随着热处理进展，分离层内的气泡连成一片，最后分离层裂开，将余质层与所述功能薄膜层分离，从而使余质层由键合体上剥离下来，在隔离层表面形成一层功能薄膜层，再将功能薄膜层抛光减薄至50-3000nm(例如400nm、500nm、600nm、800nm、1000nm等)，得到具有纳米级厚度的功能薄膜层。
在本申请实施例中，一种可实现的热处理方式为，将键合体放入加热设备中，先升温至预设温度，再在此温度下恒温保温。其中，优选的，保温条件包括：保温时间可以是1分钟～48小时，例如，保温时间为3小时，保温温度可以是100℃～600℃，例如保温时间为400℃，保温气氛可以是，在真空环境下或在氮气及惰性气体中的至少一种气体形成的保护气氛下进行。经过上述热处理，可以提升功能薄膜层与隔离层之间的键合力大于10mpa，并且能够恢复离子注入对功能薄膜层的损伤，使得到的功能薄膜层与电光晶体材料，即薄膜基体的性质接近。
需要说明的是，本申请实施例中热处理后，得到的电光晶体薄膜恢复至正常温度(即热处理前的温度)，因此，步骤22中，在所述薄膜基体内形成压应力，以及在所述隔离层内形成拉应力不会消失，而存在与得到的电光晶体薄膜中，使最终得到的电光晶体薄膜中，功能薄膜层的折射率提高，隔离层的折射率降低。
在一具体实施例中，采用键合法和研磨抛光法，在隔离层上制备功能薄膜层，包括以下步骤：首先，将准备好的薄膜基体与隔离层键合，得到键合体，其中，薄膜基体与隔离层键合的方式可以参照上述步骤22的描述，此处不再赘述。然后，将键合体进行热处理，以提升薄膜基体与隔离层的键合力。例如，将键合体放入加热设备内在高温下进行保温，保温工艺在真空环境下或在氮气及惰性气体中至少一种气体形成的保护气氛下进行，保温温度可以是100℃～600℃，例如保温时间为400℃，保温时间可以是1分钟～48小时，例如，保温时间为3小时。最后，对键合体上的薄膜基体机械研磨和抛光，将薄膜基体减薄至预设的功能薄膜层厚度。例如，预设的功能薄膜层厚度为20μm，则可以先采用机械研磨的方式将键合体上的电光晶体材料，即薄膜基体减薄至22μm，然后继续抛光至20μm，得到功能薄膜层。其中，功能薄膜层的厚度可以为400nm-100μm。
需要说明的是，本申请中压应力是指晶圆由外边缘向内收缩形成的应力，拉应力是指晶圆由内向外边缘膨胀形成的应力。
如图1所示，本申请实施例还提供一种电光晶体薄膜，包括依次层叠的衬底层110、隔离层120和功能薄膜层130；所述功能薄膜层130的折射率大于所述隔离层120的折射率，其中，所述功能薄膜层130中具有压应力，并且所述隔离层120中具有拉应力。其中，功能薄膜层130中的压应力和隔离层130中的拉应力可以通过现有的技术手段测得。本申请实施例中功能薄膜层130内形成的压应力均可以达到大于1mpa的技术效果，使功能薄膜层130的折射率有较大的提高，从而满足应用在更高要求折射率的电子元器件中。
对应于上述制备电光晶体薄膜实施例，如果所述功能薄膜层为铌酸锂、钽酸锂、砷化镓、硅或碳化硅，所述隔离层为二氧化硅、石英、氮化硅、氧化铝、金刚石或蓝宝石，则所述功能薄膜层中的压应力，以及所述隔离层中的拉应力，通过对所述功能薄膜层施加机械压应力，或者，所述对所述隔离层施加机械拉应力，或者，同时对所述薄膜基体施加机械压应力，以及，对所述隔离层施加机械拉应力形成。
如果隔离层的热膨胀系数小于功能薄膜层的热膨胀系数，则所述隔离层和功能薄膜层在第一温度下键合形成键合体，并且所述键合体的使用温度为第二温度；其中，所述第一温度低于第二温度。对应的，所述功能薄膜层为铌酸锂、钽酸锂、或石英，所述隔离层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅；或者，所述隔离层为二氧化硅，所述功能薄膜层为铌酸锂、钽酸锂、石英、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅；或者，所述功能薄膜层为铌酸锂、钽酸锂，所述隔离层为石英。
如果所述隔离层的热膨胀系数大于功能薄膜层的热膨胀系数，则所述隔离层和功能薄膜层在第一温度下键合形成键合体，并且所述键合体的使用温度为第二温度；其中，所述第一温度高于第二温度。对应的，所述功能薄膜层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅，所述隔离层可以为铌酸锂、钽酸锂或石英；或者所述功能薄膜层为硅、砷化镓，所述隔离层为氧化铝、蓝宝石、碳化硅；或者所述功能薄膜层为石英，所述隔离层为铌酸锂、钽酸锂。
如果所述隔离层与功能薄膜层的材质相同或膨胀系数相同，则在将所述隔离层和功能薄膜层键合形成键合体时，使功能薄膜层具有第三温度、所述隔离层具有第四温度的条件下键合，并且所述键合体的使用温度为第五温度；其中，所述第五温度大于所述第三温度，且第五温度小于或等于所述第四温度；或者，所述第五温度大于所述第三温度和所述第四温度，且所述第三温度小于所述第四温度。对应的，功能薄膜层和隔离层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、磷酸钛氧钾晶体、磷酸钛氧铷晶体、硅、砷化镓、石英、氮化硅、碳化硅或二氧化硅材料。
本申请实施例还提供一种电子元器件，包括如图1所示的电光晶体薄膜。
以上实施例中，通过薄膜基体内形成压应力，并且在所述离层内形成拉应力，以提高电光晶体薄膜中功能薄膜层与隔离层的折射率。除此之外，本申请还可以通过在所述薄膜基体内形成第二压应力，在所述隔离层内形成第三压应力，以提高功能薄膜层的折射率的方式，将光信号限制在在功能薄膜层中。
采用在所述薄膜基体内形成第二压应力，在所述隔离层内形成第三压应力的方案中，与上述通过在薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力的方案类似，不同之处在于：该方案中键合前，隔离层内已形成有第一压应力，其主要是通过隔离层与衬底层之间的相互作用而形成，其中，键合前隔离层内具有的第一压应力的形成方式可以参见上述实施例中薄膜基体与隔离层之间压应力形成原理，此处不再赘述。进一步的，将具有第一压应力的隔离层与薄膜基体键合，键合后隔离层内产生的与薄膜基体内第二压应力对应的拉应力小于隔离层键合前具有的第一压应力，因此键合后隔离层内仍具有压应力，即第三压应力，其中，隔离层与薄膜基体键合的方式可以参见上述实施例中步骤22的描述，此处不再赘述。该方案中，形成的电光晶体薄膜中功能薄膜层的折射率有所提高，因此可以很好的将光信号限制在在功能薄膜层中。同样的，在该实施例中薄膜基体内形成的第二压应力均可以达到大于1mpa的技术效果，使薄膜基体的折射率有较大的提高，从而满足应用在更高要求折射率的电子元器件中。进一步地，为了更好的将光信号限制在在功能薄膜层中，提高功能薄膜层与隔离层之间的折射率差，因此，该方案最好是控制键合后的所述薄膜基体与所述隔离层的折射率差大于键合前所述薄膜基体与所述隔离层的折射率差。
如图2所示，本申请实施例还提供另一种电光晶体薄膜包括：依次层叠的衬底层110、隔离层120和功能薄膜层130；所述功能薄膜层130的折射率大于所述隔离层120的折射率，其中，所述功能薄膜层130中具有第二压应力，并且所述隔离层120具有第三压应力。本申请实施例中功能薄膜层130内形成的第二压应力均可以达到大于1mpa的技术效果，使功能薄膜层130的折射率有较大的提高，从而满足应用在更高要求折射率的电子元器件中。
本申请实施例还提供一种电子元器件，包括如图2所示的电光晶体薄膜。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，尤其是电光晶体薄膜对应的实施例部分可以参见其制备方法部分。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。
1.一种电光晶体薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底层上制备隔离层；
利用离子注入法和键合法，或者，利用键合法和研磨抛光法，在所述隔离层上制备功能薄膜层；
其中，在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，所述薄膜基体是用于形成所述功能薄膜层的基础材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，包括：
如果所述隔离层的热膨胀系数小于所述薄膜基体的热膨胀系数，则在第一温度下，采用键合法，将所述隔离层与薄膜基体键合，得到键合体；
将所述键合体置于第二温度条件下，在所述薄膜基体内形成压应力，同时在所述隔离层内形成拉应力，其中，所述第二温度大于所述第一温度。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
所述功能薄膜层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、或石英材料，所述隔离层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料；或者，所述隔离层为二氧化硅材料，所述功能薄膜层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、石英、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料；或者，所述功能薄膜层为铌酸锂晶体或钽酸锂晶体材料，所述隔离层为石英材料。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，包括：
如果所述隔离层的热膨胀系数大于所述薄膜基体的热膨胀系数，则在第一温度下，采用键合法，将所述隔离层与薄膜基体键合，得到键合体；
将所述键合体置于第二温度下，在所述薄膜基体内形成压应力，同时在所述隔离层内形成拉应力，其中，所述第二温度小于所述第一温度。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述功能薄膜层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料，所述隔离层可以为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体或石英材料；或者所述功能薄膜层为硅或砷化镓材料，所述隔离层为氧化铝、蓝宝石或碳化硅材料；或者所述功能薄膜层为石英材料，所述隔离层为铌酸锂晶体或钽酸锂晶体材料。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，包括：
如果所述隔离层的热膨胀系数等于所述薄膜基体的热膨胀系数，则将具有第三温度的薄膜基体和具有第四温度的隔离层键合，得到键合体，其中，第三温度小于第四温度；
将所述键合体置于所述第五温度下，在所述薄膜基体内形成压应力，同时在所述隔离层内形成拉应力，其中，所述第五温度大于所述第三温度，且第五温度小于或等于所述第四温度；或者，所述第五温度大于所述第三温度和所述第四温度。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述隔离层与所述薄膜基体采用相同材质，所述隔离层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、磷酸钛氧钾晶体、磷酸钛氧铷晶体、硅、砷化镓、石英、氮化硅、碳化硅或二氧化硅材料。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，包括：
对所述薄膜基体施加机械压应力；
采用键合法，将具有压应力的薄膜基体与所述隔离层键合，得到键合体，其中，在所述键合体的薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，包括：
对所述隔离层施加机械拉应力；
采用键合法，将具有拉应力的隔离层与所述薄膜基体键合，得到键合体，其中，在所述键合体的隔离层内形成拉应力，并且在所述薄膜基体内形成压应力。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成压应力，并且在所述隔离层内形成拉应力，包括：
对所述薄膜基体施加机械压应力，以及，对所述隔离层施加机械拉应力；
采用键合法，将具有拉应力的隔离层与具有压应力的所述薄膜基体键合，得到键合体，其中，在所述键合体的薄膜基体内形成压应力，并且在所述键合体的隔离层内形成拉应力。
11.一种电光晶体薄膜，其特征在于，包括：依次层叠的衬底层、隔离层和功能薄膜层；
所述功能薄膜层的折射率大于所述隔离层的折射率，其中，所述功能薄膜层中具有压应力，并且所述隔离层中具有拉应力。
12.根据权利要求11所述的电光晶体薄膜，其特征在于，如果所述功能薄膜层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、砷化镓、硅或碳化硅材料，所述隔离层为二氧化硅、石英、氮化硅、氧化铝、金刚石或蓝宝石材料，则所述功能薄膜层中的压应力，以及所述隔离层中的拉应力，通过对所述功能薄膜层施加机械压应力，或者，所述对所述隔离层施加机械拉应力，或者，同时对所述薄膜基体施加机械压应力，以及，对所述隔离层施加机械拉应力形成。
13.根据权利要求11所述的电光晶体薄膜，其特征在于，如果隔离层的热膨胀系数小于功能薄膜层的热膨胀系数，则所述隔离层和功能薄膜层在第一温度下键合形成键合体，并且所述键合体的使用温度为第二温度；其中，所述第一温度低于第二温度。
14.根据权利要求13所述的电光晶体薄膜，其特征在于，所述功能薄膜层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、或石英材料，所述隔离层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料；或者，所述隔离层为二氧化硅材料，所述功能薄膜层为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、石英、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料；或者，所述功能薄膜层为铌酸锂晶体或钽酸锂晶体材料，所述隔离层为石英材料。
15.根据权利要求11所述的电光晶体薄膜，其特征在于，如果所述隔离层的热膨胀系数大于功能薄膜层的热膨胀系数，则所述隔离层和功能薄膜层在第一温度下键合形成键合体，并且所述键合体的使用温度为第二温度；其中，所述第一温度高于第二温度。
16.根据权利要求15所述的电光晶体薄膜，其特征在于，所述功能薄膜层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝、金刚石、蓝宝石、碳化硅、砷化镓或硅材料，所述隔离层可以为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体或石英材料；或者所述功能薄膜层为硅或砷化镓材料，所述隔离层为氧化铝、蓝宝石或碳化硅材料；或者所述功能薄膜层为石英材料，所述隔离层为铌酸锂晶体或钽酸锂晶体材料。
17.根据权利要求11所述的电光晶体薄膜，其特征在于，如果所述隔离层与功能薄膜层的材质相同或膨胀系数相同，则在将所述隔离层和功能薄膜层键合形成键合体时，使功能薄膜层具有第三温度、所述隔离层具有第四温度的条件下键合，并且所述键合体的使用温度为第五温度；其中，所述第五温度大于所述第三温度，且第五温度小于或等于所述第四温度；或者，所述第五温度大于所述第三温度和所述第四温度，且所述第三温度小于所述第四温度。
18.根据权利要求11所述的电光晶体薄膜，其特征在于，所述功能薄膜层中具有的压应力大于1mpa。
19.一种电子元器件，其特征在于，包括权利要求11-18任一所述的电光晶体薄膜。
20.一种电光晶体薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底层上制备隔离层；
利用离子注入法和键合法，或者，利用键合法和研磨抛光法，在所述隔离层上制备功能薄膜层，所述功能薄膜层的折射率大于所述隔离层的折射率；
其中，在采用键合法将所述隔离层与薄膜基体键合步骤中，将具有第一压应力的隔离层与所述薄膜基体键合；在具有第一压应力的隔离层与薄膜基体键合后，在所述薄膜基体内形成第二压应力，在所述隔离层内形成第三压应力，所述薄膜基体是用于形成所述功能薄膜层的基础材料。
21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，键合后的所述薄膜基体与所述隔离层的折射率差大于键合前所述薄膜基体与所述隔离层的折射率差。
22.一种电光晶体薄膜，其特征在于，包括：依次层叠的衬底层、隔离层和功能薄膜层；
所述功能薄膜层的折射率大于所述隔离层的折射率，其中，所述功能薄膜层中具有第二压应力，并且所述隔离层具有第三压应力。
23.根据权利要求22所述的电光晶体薄膜，其特征在于，所述功能薄膜层中具有的第二压应力大于1mpa。
技术总结