CN105409119B - 复合基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

复合基板10是通过使用离子束的直接接合将压电基板12和支撑基板14接合而形成的。压电基板12的一面为负极化面12a，另一面为正极化面12b。用强酸蚀刻的速率是负极化面12a大于正极化面12b。压电基板12以正极化面12b与支撑基板14直接接合，负极化面12a在表面露出。另外，压电基板12的负极化面12a被强酸蚀刻。支撑基板14由用强酸蚀刻时的速率比压电基板12的负极化面12a大的材质制作。

Description

复合基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种复合基板及其制造方法。
背景技术
弹性波器件在压电基板的单面形成有IDT(Interdigital Transducer)电极，读取特定频带的信号。近些年，为了改善弹性波器件的温度特性，使用在热膨胀系数小的支撑基板上接合薄的压电基板形成的复合基板。作为这样的复合基板，例如已知作为压电基板使用钽酸锂、铌酸锂、作为支撑基板使用硅、石英形成的复合基板(参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－319679号公报
发明内容
但是，复合基板通常在压电基板的正极化面形成IDT电极，以负极化面与支撑基板接合。另外，制造复合基板时，首先，通过直接接合法将压电基板和支撑基板接合，接下来，对压电基板的表面进行磨削和研磨而使压电基板变薄。通过直接接合法进行接合的情况下，对压电基板的接合面和支撑基板的接合面照射氩气线束。此时，如果对压电基板的负极化面照射氩气线束，则在通过AFM(原子间力显微镜)对10μm见方的面积进行测定时，照射后的算术平均粗糙度Ra为0.5nm左右。
但是，通过直接接合法接合时的接合强度是在完全除去表面的氧化膜、水分等吸附物，并将表面活化的前提下，接合面的算术平均粗糙度Ra越小，接合强度越大，所以希望尽可能减小接合面的算术平均粗糙度Ra。
本发明是为了解决这样的课题而提出的，主要目的在于增强复合基板中通过直接接合法接合压电基板和支撑基板时的接合强度。
本发明的复合基板包括：
压电基板，所述压电基板的一面为负极化面，另一面为正极化面，
支撑基板，所述支撑基板通过直接接合而与上述压电基板的上述正极化面接合。
该复合基板中，压电基板的正极化面与支撑基板的单面直接接合。此处，如果比较对压电基板的正极化面实施了用于直接接合的处理后的正极化面和对负极化面实施了用于直接接合的处理后的负极化面，则在压电基板的表面的除去量相同时，前者的表面粗糙度数值比后者的表面粗糙度数值良好。因此，与后者相比，前者在通过直接接合法进行接合时的接合强度大。应予说明，作为用于直接接合的处理，例如可以举出照射惰性气体(氩气等)的离子束，除此之外，还可以举出照射等离子体、中性原子束等。
本发明的复合基板中，也可以是上述压电基板的上述负极化面用强酸实施了蚀刻，上述用强酸进行蚀刻的蚀刻速率是上述负极化面的蚀刻速率比上述正极化面的蚀刻速率快，上述支撑基板的蚀刻速率比上述负极化面的蚀刻速率更快。该复合基板中，因为压电基板的正极化面与支撑基板的单面接合，所以压电基板的表面是用强酸进行蚀刻的速率快的负极化面。因此，将压电基板的表面用强酸蚀刻掉规定厚度所需要的时间、即、蚀刻时将复合基板整体浸渍在强酸中的时间，比压电基板的表面为正极化面时要短。此处，因为支撑基板的蚀刻速率比压电基板的负极化面快，所以将复合基板整体浸渍在强酸中时支撑基板也被蚀刻。但是，如上所述，因为在强酸中浸渍的时间比压电基板的表面为正极化面时要短，所以能够将支撑基板的蚀刻的进行程度抑制在较低水平，达到不影响接合强度的程度。因此，在复合基板中，将压电基板表面用强酸蚀刻后，也能够充分确保支撑基板和压电基板的接合强度。
本发明的复合基板中，上述强酸优选为氢氟酸-硝酸混合液或氢氟酸。如果使用氢氟酸-硝酸混合液或氢氟酸，则能够比较快速地对压电基板的表面(负极化面)进行蚀刻。
本发明的复合基板中，上述支撑基板优选热膨胀系数比上述压电基板小的基板。如果这样，则使用该复合基板制作弹性波器件时，能够减小温度变化时压电基板的尺寸变化，从而抑制弹性波器件的频率特性相对于温度变化而发生变化。
本发明的复合基板中，上述压电基板是钽酸锂(LT)基板或铌酸锂(LN)基板，上述支撑基板优选为硅基板或玻璃基板。因为LT基板、LN基板的极化矢量大，所以正极化面和负极化面用强酸蚀刻的蚀刻速率差容易变大，适用本发明的意义大。另外，硅基板、玻璃基板与LT基板、LN基板相比，用强酸蚀刻的蚀刻速率快，缩短在强酸中浸渍的时间而将蚀刻的进行程度抑制在较低水平的必要性大，所以适用本发明的意义大。
本发明的复合基板的制造方法包含接合工序，所述接合工序是通过直接接合法将压电基板的正极化面和支撑基板的单面接合来制造复合基板，所述压电基板的一面为负极化面、另一面为正极化面。
该复合基板的制造方法中，将压电基板的正极化面和支撑基板的单面直接接合。此处，如果比较对压电基板的正极化面实施了用于直接接合的处理后的正极化面和对负极化面实施了用于直接接合的处理后的负极化面，则前者的表面粗糙度数值比后者的表面粗糙度数值良好。因此，与后者相比，前者在通过直接接合法进行接合时的接合强度大。
本发明的复合基板的制造方法还包括薄板化工序和蚀刻工序，所述薄板化工序对上述接合工序中得到的复合基板中上述压电基板的上述负极化面进行磨削和研磨，所述蚀刻工序用强酸对在上述薄板化工序后出现在上述负极化面的加工变质层进行蚀刻，作为上述压电基板和上述支撑基板，使用上述用强酸蚀刻的蚀刻速率是上述负极化面的蚀刻速率比上述正极化面的蚀刻速率快、上述支撑基板的蚀刻速率比上述负极化面的蚀刻速率更快的材料。薄板化工序中，在负极化面形成加工变质层(通过磨削和研磨而发生材质变化的层)。蚀刻工序中，用强酸对该加工变质层进行蚀刻而将其除去。此时，用强酸对在压电基板的表面生成的加工变质层进行蚀刻所需要的时间、即、蚀刻时将复合基板整体浸渍在强酸中的时间比压电基板的表面为正极化面时要短。此处，因为支撑基板的蚀刻速率比压电基板的负极化面快，所以将复合基板整体浸渍在强酸中时支撑基板也被蚀刻。但是，如上所述，因为在强酸中浸渍的时间比压电基板的表面为正极化面时要短，所以能够将支撑基板的蚀刻的进行程度抑制在较低水平，达到不影响接合强度的程度。因此，在复合基板中，将压电基板表面用强酸蚀刻后，也能够充分确保支撑基板和压电基板的接合强度。
本发明的复合基板的制造方法中，作为上述强酸，优选使用氢氟酸-硝酸混合液或氢氟酸。如果使用氢氟酸-硝酸混合液或氢氟酸，则能够比较快速地对压电基板的表面进行蚀刻。
本发明的复合基板的制造方法中，作为上述支撑基板，优选准备热膨胀系数比上述压电基板小的基板。如果这样，则使用该复合基板制作弹性波器件时，能够减小温度变化时压电基板的尺寸变化，从而抑制弹性波器件的频率特性相对于温度变化而发生变化。
在本发明的复合基板的制造方法中，优选：作为上述压电基板，准备LT基板或LN基板，作为上述支撑基板，准备硅基板或玻璃基板。因为LT基板、LN基板的极化矢量大，所以正极化面和负极化面用强酸蚀刻的蚀刻速率差容易变大，适用本发明的意义大。另外，硅基板、玻璃基板与LT基板、LN基板相比，用强酸蚀刻的蚀刻速率快，缩短在强酸中浸渍的时间而将蚀刻的进行程度抑制在较低水平的必要性大，所以适用本发明的意义大。
附图说明
图1是复合基板10的立体图。
图2是从压电单晶切出的晶片的切割角度的说明图。
图3是示意地表示复合基板10的制造工序的剖视图。
图4是示意地表示复合基板10的制造工序的立体图。
图5是使用复合基板10制作的单端口SAW谐振器30的立体图。
具体实施方式
接下来，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是本实施方式的复合基板10的立体图。
复合基板10是通过直接接合将压电基板12和支撑基板14接合而形成的。作为直接接合方法之一例，可以举出如下方法：首先，在将两基板12、14的接合面清洗后，照射氩气等惰性气体的离子束，从而使接合面活化，然后，将两基板12、14贴合。
压电基板12是能够传播弹性表面波(SAW)的基板。作为该压电基板12的材质，可以举出钽酸锂(LT)、铌酸锂(LN)、铌酸锂－钽酸锂固溶体单晶、水晶、硼酸锂、氧化锌、氮化铝、硅酸镓镧(LGS)、钽酸镓镧(LGT)等。其中，优选LT或LN。这是因为LT、LN对SAW的传播速度快，机电耦合系数大，所以适合用作高频率且宽带频率用的弹性波器件。压电基板12的厚度没有特别限定，例如可以为0.2～50μm。该压电基板12的一面为负极化面12a，另一面为正极化面12b。用强酸(例如氢氟酸-硝酸混合液、氢氟酸)蚀刻的速率是负极化面12a的蚀刻速率比正极化面12b的蚀刻速率快。压电基板12以正极化面12b与支撑基板14直接接合，负极化面12a在表面露出。另外，压电基板12的负极化面12a被强酸蚀刻。
此处，对于各种LT和LN，将在65℃使用氢氟酸-硝酸混合液进行蚀刻时的速率示于表1。任一基板的蚀刻速率均为负极化面的数值大于正极化面的数值。边参照图2，边对表1中的切割角度进行说明。图2(a)是将压电单晶切断成晶片前的状态，X轴是左右方向，Y轴是上下方向，Z轴是与纸面垂直的方向。该压电单晶在c轴向、即Z轴向自发极化。例如，表1中的“LT36°Y”是36°旋转Y切LT，意味着所述晶片是如图2(b)所示，以X轴为旋转轴，使Y轴和Z轴向相同方向旋转36°，成为新的Y’轴和Z’轴时，按Y’轴成为上面的法线方向的方式进行切割而得到的。应予说明，弹性波的传播方向为X轴向。
【表1】
支撑基板14是热膨胀系数比压电基板12小的基板，通过直接接合，接合在压电基板12的背面。通过使支撑基板14为热膨胀系数比压电基板12小的基板，能够抑制温度变化时的压电基板12的尺寸变化，并抑制将复合基板10用作弹性波器件时频率特性的温度变化。支撑基板14由用强酸蚀刻时的速率比压电基板12的负极化面12a大的材质(例如10～50μm/hr)制作。作为这样的支撑基板14的材质，可以举出硅、玻璃(硼硅酸玻璃、石英玻璃等)等。另外，支撑基板14的厚度没有特别限定，例如可以为200～1200μm。
接下来，使用图3和图4，对复合基板10的制造方法进行说明。图3和图4是示意地表示复合基板10的制造工序的剖视图和立体图。
首先，准备具有定向平面(OF)的圆盘状压电基板12和与其相同形状的支撑基板14(参见图3(a)和图4(a))。接下来，对两基板12、14的接合面进行清洗，除去粘附在该接合面的污渍。此时，对于压电基板12，以正极化面12b为接合面。接下来，对两基板12、14的接合面照射氩气等惰性气体的离子束，由此除去残留的杂质(氧化膜、吸附物等)，并使接合面活化。然后，在真空中、常温下，定位成两基板12、14的OF一致，然后将两基板12、14贴合(参见图3(b)和图4(b))。结果，压电基板12的表面成为负极化面12a。接下来，将压电基板12的表面磨削和研磨成规定的厚度，得到被薄板化的压电基板12(参见图3(c)和图4(c))。在磨削和研磨后的压电基板12的表面产生加工变质层12c。加工变质层12c是因磨削和研磨而发生材质变化的层。然后，将接合的基板整体浸渍在强酸中，通过蚀刻将压电基板12的加工变质层12c除去，得到进一步薄板化的压电基板12，由此得到复合基板10(参见图3(d)和图4(d))。
这样得到的复合基板10随后利用通常的光刻技术制成多个弹性表面波器件的集合体，然后通过切割切出一个一个的弹性表面波器件。将复合基板10制成作为弹性表面波器件的单端口SAW谐振器30的集合体时的情形示于图5。单端口SAW谐振器30通过光刻技术在压电基板12的表面形成有IDT(Interdigital Transducer)电极32、34和反射电极36。
以上说明的本实施方式的复合基板10中，压电基板12的正极化面12b与支撑基板14的单面直接接合。此处，比较对压电基板12的正极化面12b照射离子束时和对负极化面12a照射离子束时，照射了离子束的面的表面粗糙度是前者的数值比后者的数值良好。因此，与后者相比，前者在通过直接接合法进行接合时的接合强度大。
另外，压电基板12的表面是用强酸进行蚀刻的速率快的负极化面12a。因此，将压电基板12的表面用强酸蚀刻掉规定厚度所需要的时间、即、蚀刻时将复合基板10整体浸渍在强酸中的时间，比压电基板12的表面为正极化面12b时要短。此处，因为支撑基板14的蚀刻速率比压电基板12的负极化面12a快，所以将复合基板10整体浸渍在强酸中时支撑基板14也被蚀刻。但是，如上所述，因为在强酸中浸渍的时间比压电基板12的表面为正极化面12b时要短，所以能够将支撑基板14的蚀刻的进行程度抑制在较低水平，达到不影响接合强度的程度。因此，在复合基板10中，将压电基板12的表面用强酸蚀刻后，也能够充分确保支撑基板14和压电基板12的接合强度。
应予说明，本发明不限定于上述实施方式，只要在本发明的技术范围内，当然可以通过各种方式进行实施。
例如，上述实施方式中，作为压电基板12列举出表1中所示的各种LT、LN，但只要是负极化面用强酸蚀刻的蚀刻速率比正极化面快的压电基板，就能获得与上述实施方式相同的效果。另外，作为支撑基板14，列举出硅、玻璃，但只要是用强酸蚀刻的蚀刻速率比压电基板12的负极化面更快的基板，就能获得与上述实施方式相同的效果。
上述实施方式中，将压电基板12和支撑基板14通过使用离子束的直接接合进行贴合，但是除了使用离子束的方法以外，也可以采用使用等离子体、中性原子束的方法。
日本特开2004－186938号公报中，提出：在与压电基板的形成了IDT电极的面相反一侧的面具备背面电极的弹性波器件中，为了抑制起因于背面电极和IDT电极之间的局部电池效应的电极腐蚀，在压电基板的负极化面形成IDT电极。但是，该公报中并没有记载在弹性波器件中使用复合基板的内容，另外，也没有记载通过利用离子束的直接接合法将压电基板和支撑基板接合的内容、通过使用强酸进行蚀刻来将压电基板表面的加工变质层除去的内容。因此，不存在增强复合基板的接合强度的课题、复合基板的接合界面因使用强酸进行蚀刻而剥离的课题，当然也不可能记载解决该课题的技术。所以，本领域技术人员即使基于该公报也无法容易地想到本发明。
实施例
[实施例1]
作为压电基板，准备弹性波的传播方向为X轴方向、以X轴为旋转轴使Y轴和Z轴旋转42°得到的LT42°Y板(厚度250μm)。另外，作为支撑基板，准备Si(111)板(厚度230μm)。将两基板放入2×10-6(Pa)的真空腔室，对压电基板的正极化面和支撑基板的单面照射60秒氩气线束。照射后，使两基板的照射面彼此接触，以2000kg进行加压，通过直接接合将两基板接合。通过AFM(测定面积为10μm见方)测定在与此相同的条件下照射了氩气线束的压电基板的正极化面的算术平均粗糙度Ra，结果为0.3nm。另外，此时的正极化面的除去量为1nm。将接合体从真空腔室中取出，将压电基板磨削至30μm。然后，边滴加金刚石浆料(粒径1μm)，边用锡平台将压电基板研磨至25μm。进而，边滴加胶体二氧化硅(粒径20nm)，边用聚氨酯垫将压电基板研磨至20μm。通过裂缝张开法对研磨后的接合体的接合强度进行评价时，表面能量为1.8J/cm2。然后，将研磨后的接合体在65℃的氢氟酸-硝酸混合液中浸渍1分钟，通过蚀刻除去压电基板表面的加工变质层而得到复合基板。此时的蚀刻量为20nm，蚀刻后的表面粗糙度以Ra计为0.3nm，蚀刻后的接合界面的剥离长度(剥离从接合界面的外周缘向基板中心进行的长度、参见图3(d))为0.1mm。
[比较例1]
实施例1中，将压电基板的负极化面和支撑基板的单面直接接合。通过AFM(测定面积为10μm见方)测定照射了氩气线束的压电基板的负极化面的算术平均粗糙度Ra，结果为0.5nm。另外此时的负极化面的除去量为1nm。通过裂缝张开法对研磨后的接合体的接合强度进行评价时，表面能量为1.5J/cm2。对于接合体，在对压电基板的正极化面侧进行磨削和研磨后，在氢氟酸-硝酸混合液中浸渍10分钟，对加工变质层进行蚀刻，除此之外，与实施例1同样地操作，得到复合基板。此时的蚀刻量为23nm，蚀刻后的表面粗糙度以Ra计为0.5nm，蚀刻后的接合界面的剥离长度为0.5mm。
实施例1中，与比较例1相比，能够增强压电基板和支撑基板的接合强度。另外，实施例1中，与比较例1相比，能够将用于除去大致等量的加工变质层的蚀刻时间缩短到十分之一。因此，实施例1中，蚀刻时支撑基板的蚀刻量得到抑制，与比较例1相比，能够将接合界面的剥离抑制到五分之一。
本申请以2013年7月25日提交的日本专利申请第2013－154505号为优先权基础，通过引用将其全部内容包含在本说明书中。
应予说明，无需赘言，上述实施例对本发明没有任何限定。
产业上的可利用性
本发明能够用于SAW过滤器等弹性波器件。
符号说明
10复合基板、12压电基板、12a负极化面、12b正极化面、12c加工变质层、14支撑基板、30单端口SAW谐振器、32，34 IDT电极、36反射电极。

Claims (6)

1.一种复合基板，包括：
压电基板，所述压电基板的一面为负极化面，另一面为正极化面，
支撑基板，所述支撑基板通过直接接合而与所述压电基板的所述正极化面接合，
所述压电基板是钽酸锂基板或铌酸锂基板，所述支撑基板为硅基板或玻璃基板。
2.根据权利要求1所述的复合基板，其中，
所述压电基板的所述负极化面被强酸蚀刻，
关于用所述强酸蚀刻的蚀刻速率，所述负极化面的蚀刻速率比所述正极化面的蚀刻速率快，所述支撑基板的蚀刻速率比所述负极化面的蚀刻速率更快。
3.根据权利要求2所述的复合基板，其中，
所述强酸是氢氟酸-硝酸混合液或氢氟酸。
4.一种复合基板的制造方法，包含：
作为一面为负极化面、另一面为正极化面的压电基板，准备钽酸锂基板或铌酸锂基板，作为支撑基板，准备硅基板或玻璃基板的工序，和，
接合工序，所述接合工序是通过直接接合法将所述压电基板的所述正极化面和所述支撑基板的单面接合起来来制造复合基板的工序。
5.根据权利要求4所述的复合基板的制造方法，其中，包括：
薄板化工序，对所述接合工序中得到的复合基板中所述压电基板的所述负极化面进行磨削和研磨，
蚀刻工序，用强酸对在所述薄板化工序后出现在所述负极化面的加工变质层进行蚀刻，
作为所述压电基板和所述支撑基板，使用下述的材料，即：关于用所述强酸蚀刻的蚀刻速率，所述负极化面的蚀刻速率比所述正极化面的蚀刻速率快、所述支撑基板的蚀刻速率比所述负极化面的蚀刻速率更快的材料。
6.根据权利要求5所述的复合基板的制造方法，其中，
作为所述强酸，使用氢氟酸-硝酸混合液或氢氟酸。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6567970B2 (ja) 2013-07-25 2019-08-28 日本碍子株式会社 複合基板の製法
TWD174921S (zh) * 2014-12-17 2016-04-11 日本碍子股份有限公司 複合基板之部分
KR102029744B1 (ko) * 2015-07-17 2019-10-08 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치
WO2017047604A1 (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 日本碍子株式会社 複合基板の製造方法
FR3042649B1 (fr) 2015-10-20 2019-06-21 Soitec Procede de fabrication d'une structure hybride
US20200287515A1 (en) * 2017-10-24 2020-09-10 Kyocera Corporation Composite substrate and acoustic wave element using same
JP2019097145A (ja) * 2017-11-22 2019-06-20 住友金属鉱山株式会社 表面弾性波素子用複合基板とその製造方法
US20200119710A1 (en) * 2018-10-16 2020-04-16 Tohoku University Acoustic wave devices
US20220077839A1 (en) * 2019-01-18 2022-03-10 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Joined body and surface acoustic wave device
CN111755594B (zh) * 2019-03-27 2023-04-07 中电科技德清华莹电子有限公司 一种超薄压电单晶箔的制作方法及其应用
WO2020209190A1 (ja) * 2019-04-08 2020-10-15 株式会社村田製作所 弾性波装置及びマルチプレクサ
KR20220011693A (ko) * 2019-07-05 2022-01-28 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치
KR20220008345A (ko) * 2019-07-05 2022-01-20 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치
JP7443808B2 (ja) * 2020-02-19 2024-03-06 住友金属鉱山株式会社 圧電性酸化物単結晶基板の製造方法
JP2021158455A (ja) * 2020-03-25 2021-10-07 三安ジャパンテクノロジー株式会社 接合ウエハと、その製造方法と、弾性波デバイスの製造方法と、接合ウエハに用いる圧電性基板用ウエハ及び非圧電性基板用ウエハ
CN111740009B (zh) * 2020-06-17 2022-05-24 上海新硅聚合半导体有限公司 一种基于离子束增强腐蚀的压电晶圆表面处理方法
WO2022269721A1 (ja) * 2021-06-21 2022-12-29 国立大学法人東北大学 弾性表面波デバイス

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012128268A1 (ja) * 2011-03-22 2012-09-27 株式会社村田製作所 圧電デバイス、圧電デバイスの製造方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6365708A (ja) * 1986-09-05 1988-03-24 Yamaichi Electric Mfg Co Ltd 異方向複屈曲形振動子
JP3890634B2 (ja) * 1995-09-19 2007-03-07 セイコーエプソン株式会社 圧電体薄膜素子及びインクジェット式記録ヘッド
JP3880150B2 (ja) * 1997-06-02 2007-02-14 松下電器産業株式会社 弾性表面波素子
JPH11163668A (ja) * 1997-11-28 1999-06-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 積層圧電単結晶基板及びそれを用いた圧電デバイス
JP2001036160A (ja) * 1999-07-16 2001-02-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品の製造方法
JP4457587B2 (ja) * 2002-09-05 2010-04-28 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス用基体の製造方法及び電子デバイスの製造方法
JP2004140732A (ja) * 2002-10-21 2004-05-13 Murata Mfg Co Ltd 薄膜素子およびその製造方法
JP2004186938A (ja) 2002-12-03 2004-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波素子、弾性表面波装置、電子回路装置、弾性表面波素子の製造方法、および弾性表面波装置の製造方法
JP2004336503A (ja) 2003-05-09 2004-11-25 Fujitsu Media Device Kk 弾性表面波素子及びその製造方法
JP2006246050A (ja) * 2005-03-03 2006-09-14 Tdk Corp 複合圧電ウエハ及び弾性表面波装置
JP4657002B2 (ja) 2005-05-12 2011-03-23 信越化学工業株式会社 複合圧電基板
JP4049195B2 (ja) 2005-09-30 2008-02-20 エプソントヨコム株式会社 弾性表面波デバイスの製造方法
JP2007288812A (ja) * 2005-09-30 2007-11-01 Epson Toyocom Corp 弾性表面波デバイス、モジュール装置、発振回路および弾性表面波デバイスの製造方法
JP4686342B2 (ja) * 2005-11-30 2011-05-25 株式会社日立メディアエレクトロニクス 弾性表面波装置及びこれを搭載した通信端末。
JP4701096B2 (ja) * 2006-02-03 2011-06-15 パイオニア株式会社 コンテンツデータ処理装置および再生装置
JP5023734B2 (ja) * 2007-02-21 2012-09-12 セイコーエプソン株式会社 圧電振動片の製造方法及び圧電振動素子
JP5033690B2 (ja) * 2008-03-24 2012-09-26 日本碍子株式会社 バルク弾性波装置の製造方法
WO2010067794A1 (ja) * 2008-12-10 2010-06-17 株式会社村田製作所 圧電性複合基板の製造方法、および圧電素子の製造方法
JP5384313B2 (ja) * 2008-12-24 2014-01-08 日本碍子株式会社 複合基板の製造方法及び複合基板
JP5367612B2 (ja) * 2009-02-17 2013-12-11 日本碍子株式会社 ラム波装置
JP5180889B2 (ja) * 2009-03-25 2013-04-10 日本碍子株式会社 複合基板、それを用いた弾性波デバイス及び複合基板の製法
JP5359615B2 (ja) * 2009-07-02 2013-12-04 株式会社村田製作所 複合基板の製造方法
JP5413025B2 (ja) * 2009-07-29 2014-02-12 株式会社村田製作所 複合基板の製造方法
JP2011199673A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Seiko Instruments Inc 水晶基板のエッチング方法、圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器、および電波時計
JP5650553B2 (ja) * 2011-02-04 2015-01-07 太陽誘電株式会社 弾性波デバイスの製造方法
JPWO2013187410A1 (ja) * 2012-06-13 2016-02-04 日本碍子株式会社 複合基板
KR101497888B1 (ko) * 2012-11-14 2015-03-02 엔지케이 인슐레이터 엘티디 복합 기판 및 그 제법
CN105074868B (zh) * 2013-02-19 2019-02-22 日本碍子株式会社 复合基板、半导体装置及半导体装置的制法
JP6567970B2 (ja) 2013-07-25 2019-08-28 日本碍子株式会社 複合基板の製法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012128268A1 (ja) * 2011-03-22 2012-09-27 株式会社村田製作所 圧電デバイス、圧電デバイスの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160037898A (ko) 2016-04-06
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US20160133823A1 (en) 2016-05-12

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