5G和6G通信技术的快速发展，再加上人工智能带来的日益增长的计算需求，使得数据传输与处理的要求不断提高。因此，传统的基于硅的集成电路在高速光互连以及射频前端应用方面面临着诸多限制，因为它们缺乏足够的电光系数和压电响应[1]。为了解决这些问题，以铌酸锂（LiNbO3）和钽酸锂（LiTaO3）薄膜为核心的异质集成技术应运而生，成为一种重要的解决方案。这种技术能够构建出兼具优异光学与声学特性的混合平台，从而为解决“电光隔离”问题提供了新的思路[2,3]。具体而言，通过低温键合工艺将LiNbO3/LiTaO3薄膜与主流半导体衬底结合，既可以实现光子器件的高性能，又能实现射频模块的小型化，这对于满足未来每秒太比特级光通信以及6G通信系统的需求至关重要[4,5]。
作为典型的多功能铁电和压电晶体材料，铌酸锂和钽酸锂在压电、电光以及非线性光学应用中发挥着重要作用[6,7]。铌酸锂因其极高的非线性光学系数（在1550纳米波长处为1.8?×?10?19?m2/W）、出色的电光响应（r33?≈?30 p.m./V）以及较大的二阶非线性极化率（在1064纳米波长处为27 p.m./V），而被视为高速光通信、量子技术以及集成光子学领域的核心材料[8]。而钽酸锂虽然其非线性光学系数和电光系数低于铌酸锂，但在高频表面声波器件以及红外探测器应用方面具有独特优势。这得益于它优异的压电性能，包括更高的机电耦合系数（k2?≈?0.3）、更低的温度系数以及更好的热稳定性[9]。然而，基于铌酸锂或钽酸锂的光子系统往往体积较大，集成度较低，而且其制造工艺与主流低成本半导体技术不兼容，这些都严重限制了它们在高密度光电子集成系统中的应用[10]。因此，如何将LiNbO3/LiTaO3与主流半导体衬底实现异质集成，已成为当前研究的重要焦点。
异质集成技术通过先进的工艺手段，能够将不同的材料、结构以及功能模块整合到同一个平台上，从而克服单一材料及单片工艺的局限性，进而实现性能更优、功耗更低且具备多种功能的集成器件[[11], [12], [13], [14]]。为实现异质集成，人们已经研究了多种外延生长技术，如脉冲激光沉积法[[15], [16], [17], [18]]、化学气相沉积法[[19], [20], [21], [22]]、分子束外延法[[23], [24], [25], [26]]，以及晶圆键合技术，比如表面活化键合和粘合剂键合[[27], [28], [29], [30]]。不过，铌酸锂和钽酸锂的高热膨胀系数容易导致在传统高温外延生长过程中出现晶格失配以及热应力积累的问题[[31], [32], [33]]，这些缺陷会严重降低单晶薄膜的晶体质量。相比之下，晶圆键合技术凭借其独特的界面键合机制，可以有效缓解晶格失配问题，而且由于其低温加工的特性，还能显著减少热应力带来的损害[34,35]。目前，高质量的LiNbO3/LiTaO3薄膜已经成功制备在硅[Si] [36,37]、碳化硅[SiC] [38,39]以及蓝宝石[40,41]等多种衬底上。尽管离子刻蚀技术已经使得6英寸大小的LiNbO3/LiTaO3晶圆实现商业化[42]，但仍然存在不少挑战，尤其是如何开发更大尺寸的晶圆（超过8英寸），以及如何实现不同衬底材料之间的有效异质集成。本文系统总结了LiNbO3和LiTaO3键合技术的最新进展，重点介绍了界面工程、基本的键合机制，以及这些技术在光学、声学器件和探测器中的应用。同时，本文还提出了未来值得研究的方向。图1展示了基于晶圆键合技术，将LiNbO3或LiTaO3与不同材料进行异质集成及其应用的总体结构。
