CN109690943A - 复合基板及其制法以及电子器件 - Google Patents

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Abstract

本发明的复合基板是支撑基板和功能性基板直接接合而成的复合基板，其中，支撑基板为硅铝氧氮陶瓷烧结体。支撑基板中的音速优选为5000m/s以上。支撑基板的40℃～400℃的热膨胀系数优选为3.0ppm/K以下。

Description

复合基板及其制法以及电子器件
技术领域
本发明涉及复合基板及其制法以及电子器件。
背景技术
表面弹性波元件例如被用作移动电话等通信设备的带通滤波器。对于作为表面弹性波元件的压电基板，要求高音速以及机电耦合系数较大的特性，因此，满足该要求的铌酸锂(LN)、钽酸锂(LT)得到广泛应用。但是，LT、LN的热膨胀系数较大，由环境温度变化引起的膨胀收缩量较大。由此，因滤波器的中心频率偏移而使得通过的频率减少，从而特性变差。因此，需要使得表面弹性波元件难以因环境温度变化而产生膨胀收缩。为了克服这一点而开发了如下复合基板：将较薄的压电基板接合于杨氏模量较高且热膨胀系数较小的支撑基板上，从而利用支撑基板来束缚压电基板，使得压电基板不会产生膨胀收缩。例如，专利文献1中公开了一种复合基板，该复合基板借助粘接层而使得压电基板和支撑基板接合。另外，作为支撑基板的材料，可以举例示出蓝宝石、硅、氧化铝等。与压电基板相比，这些材料的热膨胀系数较小，因此能够降低频率的温度依赖性，并且，由于是音速较快的材料，因此适合于高频用表面弹性波元件。
另一方面，专利文献2中举例示出了如下方法：通过CVD法等在支撑基板上实施涂敷处理而形成0.1μm～10μm的非晶质层，然后，隔着该非晶质层而使得支撑基板和单晶半导体基板贴合，由此得到复合基板。作为支撑基板的材料，举例示出了硅铝氧氮陶瓷等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-85286号公报
专利文献2：国际公开第2016/052597号小册子
发明内容
然而，即使专利文献1中的蓝宝石以及氧化铝的热膨胀系数小于压电基板的热膨胀系数，其热膨胀系数也为7ppm/K左右，因此存在无法大幅降低频率的温度依赖性这样的问题。另外，蓝宝石的杨氏模量过高而达到450GPa以上，因此还存在加工性较差的问题。另一方面，与压电基板相比，硅的热膨胀系数足够小，但杨氏模量低至180GPa～190GPa左右，因此存在下述问题：会发生翘曲、破裂，并且，即使电阻率较高也为104Ωcm的级别，从而不具有充分的绝缘性，因此滤波器的谐振特性变差。因此，作为支撑基板，要求音速较快、绝缘性较高、杨氏模量为适当的值、热膨胀系数足够小的材料。另外，专利文献1的复合基板在压电基板和支撑基板之间具有有机粘接剂层等粘接层，因此还存在复合基板整体的杨氏模量变得过低、或者无法充分体现出支撑基板针对压电基板的束缚力的问题。
另一方面，专利文献2示出了硅铝氧氮陶瓷作为支撑基板的材料的例子。然而，专利文献2的复合基板在支撑基板和单晶半导体基板之间存在杨氏模量为较低的0.1μm～10μm的非晶质层，因此仍然存在复合基板整体的杨氏模量过低、或者无法充分体现出支撑基板针对压电基板的束缚力的问题。
本发明是为了解决这种课题而完成的，其主要目的在于提供一种适合作为高频用弹性波器件的材料的复合基板。
本发明的复合基板是支撑基板和功能性基板直接接合而成的复合基板，其中，所述支撑基板为硅铝氧氮陶瓷烧结体。硅铝氧氮陶瓷烧结体中的音速较快，因此，使用了本发明的复合基板的弹性波器件能够在较高频率下使用。另外，硅铝氧氮陶瓷烧结体的杨氏模量为适当的值，因此，本发明的复合基板难以发生翘曲、破裂，另一方面，其加工性良好，并且，硅铝氧氮陶瓷烧结体的电阻率较高、且绝缘性较高，因此，使用了本发明的复合基板的弹性波器件的谐振特性良好。此外，硅铝氧氮陶瓷烧结体的热膨胀系数足够低，因此，使用了本发明的复合基板的弹性波器件能够充分降低频率的温度依赖性。另外，支撑基板和功能性基板通过直接接合而实现了一体化，因此，与两个基板借助粘接层等而实现一体化的情况相比，不会使复合基板整体的杨氏模量变得过低，能够充分体现出支撑基板针对功能性基板的束缚力。
本发明的复合基板的制法为制造上述复合基板的方法，其中，包含使得所述支撑基板的表面和所述功能性基板的表面直接接合的接合工序，在所述接合工序之前，(a)对所述表面进行抛光以使得存在于所述支撑基板的所述表面的气孔的数量在每100μm×100μm的面积内为30个以下，或者(b)对所述表面进行抛光以使得所述支撑基板的所述表面的100μm×140μm的测定范围内的中心线平均粗糙度(Ra)为1nm以下，或者(c)对所述表面进行抛光以使得所述支撑基板的所述表面的100μm×140μm的测定范围内的截面曲线的最大峰高和最大谷深的高度差(Pt)为30nm以下。在该制法中，使用硅铝氧氮陶瓷烧结体作为支撑基板，因此，对支撑基板进行抛光后的表面的表面平坦性较高。因此，适合于使得功能性基板和支撑基板直接接合。
本发明的电子器件利用了上述本发明的复合基板。作为该电子器件的支撑基板的硅铝氧氮陶瓷烧结体中的音速较快，杨氏模量为适当的值，电阻率较高，热膨胀系数足够低。因此，该电子器件能够在较高频率下使用，难以发生翘曲、破裂，另一方面，加工性良好，谐振特性良好，能够充分降低频率的温度依赖性。
附图说明
图1是复合基板10的立体图。
图2是使用复合基板10而制作的电子器件30的立体图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行具体说明，但本发明并不限定于以下实施方式，应当理解：基于本领域技术人员的常识，在未脱离本发明的主旨的范围内，可以适当地进行变更、改良等。
本实施方式的复合基板是支撑基板和功能性基板直接接合而成的复合基板，支撑基板为硅铝氧氮陶瓷烧结体。硅铝氧氮陶瓷烧结体由通式：Si6-zAlzOzN8-z(0<z≤4.2)表示，也可以固溶氧化镁、氧化钇等金属氧化物。作为功能性基板，并未特别限定，可以举出例如LT、LN、氮化镓、硅等。其中，优选为LT、LN。在支撑基板和功能性基板的界面可以存在厚度为5nm以下的非晶质层。
硅铝氧氮陶瓷烧结体中的音速较快。因此，使用了本实施方式的复合基板的弹性波器件能够在更高频率下使用。硅铝氧氮陶瓷烧结体中的音速优选为5000m/s以上，更优选为5500m/s以上。该音速取决于刚性率、密度、杨氏模量、泊松比，硅铝氧氮陶瓷通过调整所述通式中的z的值而能够控制这些特性。
硅铝氧氮陶瓷烧结体的杨氏模量为适当的值。即，本实施方式的复合基板具有适度的硬度，因此难以发生翘曲、破裂，加工性也良好。硅铝氧氮陶瓷烧结体的杨氏模量优选为200GPa以上350GPa以下。
硅铝氧氮陶瓷烧结体的电阻率较高且绝缘性较高。因此，使用了本实施方式的复合基板的弹性波器件的谐振特性良好。硅铝氧氮陶瓷烧结体的电阻率优选为1014Ωcm以上。
与功能性基板相比，硅铝氧氮陶瓷烧结体的热膨胀系数足够低。因此，使用了实施方式的复合基板的弹性波器件能够充分降低频率的温度依赖性。硅铝氧氮陶瓷烧结体的热膨胀系数(40℃～400℃)优选为3.0ppm/K以下，更优选为2.7ppm/K以下。
硅铝氧氮陶瓷烧结体的开口气孔率优选为0.1％以下，相对密度优选为99.9％以上。另外，对于硅铝氧氮陶瓷烧结体而言，在X射线衍射图中，硅铝氧氮陶瓷以外的各成分的最大峰值强度的总和相对于硅铝氧氮陶瓷的最大峰值强度的比优选为0.005以下。需要说明的是，X射线衍射图的测定条件为CuKα、40kV、40mA、2θ＝10-70°。
接下来，对硅铝氧氮陶瓷烧结体的制造方法进行说明。硅铝氧氮陶瓷烧结体的制造流程包括：制作硅铝氧氮陶瓷原料粉末的工序；和制作硅铝氧氮陶瓷烧结体的工序。
(硅铝氧氮陶瓷原料粉末的制作)
对于原料粉末，使用杂质金属元素含量为0.2质量％以下、平均粒径为2μm以下的市售的氮化硅、氮化铝、氧化铝以及二氧化硅粉末。使用这些原料，按照Si：Al：O：N＝(6-z)：z：z：(8-z)(其中，0<z≤4.2)形成为规定组成而确定质量比例并对各成分进行混合，由此制作硅铝氧氮陶瓷原料粉末。z的值优选为0.5≤z≤4.0。为了致密地进行烧结，各粉末优选为细粉，平均粒径为1.5μm以下，进一步优选为1μm以下。原料粉末的混合方法并未特别限制，例如可以利用球磨机、磨碎机、珠磨机、喷射磨机等，还可以为干式、湿式中的任一种混合方法。但是，为了得到均质混合的原料粉末，优选为使用溶剂的湿式法。该情况下，对用于混合的溶剂等实施干燥而将其除去，从而得到原料粉末。原料粉末中可以含有添加物。作为添加物，可以举出氧化镁、氧化钇等。对得到的浆料实施干燥，并使干燥物过筛而得到硅铝氧氮陶瓷原料粉末。需要说明的是，在混合时因介质成分等的混入而导致组成出现偏差的情况下，只要适当地进行组成调整等而形成原料粉末即可。或者，预先对混合粉末的各成分的质量进行调整，以使得混合物中含有的各成分的质量实现所需的硅铝氧氮陶瓷组成，从而保持原样地使混合物形成为硅铝氧氮陶瓷原料粉末。
(硅铝氧氮陶瓷烧结体的制作)
使获得的硅铝氧氮陶瓷原料粉末成型为规定形状。成型的方法并未特别限制，可以使用一般的成型法。例如，可以利用金属模具保持原样地对如上所述的硅铝氧氮陶瓷原料粉末进行压制成型。压制成型的情况下，若预先通过喷雾干燥而使得硅铝氧氮陶瓷原料粉末形成为颗粒状，则成型性变得良好。除此之外，可以加入有机粘结剂而制作生坯并对其进行挤出成型、或制作浆料并对其进行片材成型。在这些工艺中，需要在烧成工序前或烧成工序中将有机粘结剂成分除去。另外，也可以通过CIP(冷等静压)而进行高压成型。
接下来，对得到的成型体进行烧成而制作硅铝氧氮陶瓷烧结体。此时，为了提高硅铝氧氮陶瓷烧结体的表面平坦性，优选将烧结颗粒维持为微细状并在烧结过程中将气孔除去。作为其方法，热压法非常有效。通过使用热压法，与常压烧结相比，能够在低温下以微细颗粒的状态而促进致密化，能够抑制常压烧结中常见的粗大气孔的残留。热压时的烧成温度优选设为1725℃～1900℃，更优选设为1750℃～1900℃。另外，热压时的压制压力优选设为100kgf/cm2～300kgf/cm2，更优选设为150kgf/cm2～250kgf/cm2。对于烧成温度(最高温度)下的保持时间而言，可以考虑成型体的形状或尺寸、加热炉的特性等而适当地选择合适的时间。作为具体且优选的保持时间，例如为1小时～12小时，进一步优选为2小时～8小时。为了避免硅铝氧氮陶瓷的分解，热压时的烧成气氛优选为氮气氛。
接下来，对复合基板的制法进行说明。优选地，该制法包含如下工序：通过直接接合的方式而使得上述的硅铝氧氮陶瓷烧结体制的支撑基板的表面和功能性基板的表面接合。接合界面中的实际接合的面积的比例(接合面积比例)优选为80％以上，更优选为90％以上。这样，若接合面积比例较大，则会形成为功能性基板和支撑基板牢固地接合的良好的复合基板。
在直接接合中，分别使功能性基板和支撑基板的各自的接合面实现活化，然后，在两个接合面彼此对置的状态下对两个基板进行按压。对于接合面的活化而言，例如，除了通过向接合面照射惰性气体(氩等)的中性原子束来进行活化之外，还可以通过等离子体、离子束的照射等来进行活化。可以使用例如离子枪、FAB枪等进行上述照射。与离子枪相比，FAB枪的每一个粒子的能量更大，并且，除去成为常温接合的障碍的基板表面的氧化膜、吸附层的能力更高。即，容易形成接合所需的自由的结合键，因此更优选FAB枪。在使得功能性基板和支撑基板直接接合之前，优选地，(a)对表面进行抛光以使得存在于支撑基板表面的气孔的数量在每100μm×100μm的面积内为30个以下，或者(b)对表面进行抛光以使得支撑基板的表面的100μm×140μm的测定范围中的中心线平均粗糙度(Ra)为1nm以下，或者(c)对表面进行抛光以使得支撑基板的表面的100μm×140μm的测定范围中的截面曲线的最大峰高和最大谷深的高度差(Pt)为30nm以下。如此，功能性基板和支撑基板的纳米级别的接触面积得到提高，能够良好地实现直接接合。例如，可以将接合面积比例设为80％以上(优选为90％以上)。上述的(a)中的气孔的数量更优选为10个以下，上述的(b)中的Ra更优选为0.9nm以下，上述的(c)中的Pt更优选为27nm以下。需要说明的是，优选地，以满足(a)～(c)中的至少一个条件的方式进行支撑基板的表面的抛光。另外，与支撑基板的表面相同，优选对功能性基板的表面也进行抛光以使其满足(a)～(c)中的至少一个条件。图1中示出了复合基板的一例。复合基板10是作为功能性基板的压电基板12和支撑基板14通过直接接合的方式接合而成的。
如此制作的复合基板直接接合而成，因此，与借助粘接层而接合的情况相比，不会使复合基板整体的杨氏模量变得过低，支撑基板针对功能性基板的束缚力更强，因此能够降低频率的温度依赖性。另外，如此制作的复合基板可以在支撑基板和功能性基板的界面存在厚度为5nm以下的非晶质层。即使在支撑基板和功能性基板之间存在这种极薄的非晶质层，也不会使复合基板整体的杨氏模量变得过低，能够充分体现出支撑基板针对功能性基板的束缚力。
接下来，对电子器件的实施方式进行说明。电子器件利用了上述复合基板。对于电子器件中使用的复合基板而言，功能性基板和支撑基板的厚度比(功能性基板的厚度/支撑基板的厚度)优选为0.1以下。作为这种电子器件，除弹性波器件(表面弹性波器件、兰姆波元件、薄膜谐振器(FBAR)等)之外，还能举出LED器件、光波导器件、开关器件等。在上述复合基板用于弹性波器件的情况下，作为支撑基板的硅铝氧氮陶瓷烧结体的热膨胀系数非常小、且杨氏模量较高，因此，支撑基板针对功能性基板实施束缚的力得到提高。其结果，器件的频率的温度依赖性得到大幅改善。图2中示出了使用复合基板10而制作的电子器件30的一例。电子器件30为单端口SAW谐振器亦即表面弹性波器件。首先，利用一般的光刻技术在复合基板10的压电基板12形成多个电子器件30的图案，然后，通过切割而切割出一个个电子器件30。通过光刻技术而使得电子器件30在压电基板12的表面形成梳子形的IDT(Interdigital Transducer)电极32、34和反射电极36。
实施例
以下对本发明的实施例进行说明。需要说明的是，以下实施例并未对本发明进行任何限定。
1.原料粉末的制作
对于原料粉末而使用市售的氮化硅粉末(氧含量为1.3质量％，杂质金属元素含量为0.2质量％以下，平均粒径为0.6μm)、氮化铝(氧含量为0.8质量％，杂质金属元素含量为0.1质量％以下，平均粒径为1.1μm)、氧化铝(纯度为99.9质量％，平均粒径为0.5μm)、二氧化硅(纯度为99.9质量％，平均粒径为0.5μm)的粉末。
以如下方式制作硅铝氧氮陶瓷原料粉末A～K。即，首先，对氮化铝、氧化铝、氮化硅、二氧化硅的各粉末进行称量，以便实现具有表1所示的z的值的硅铝氧氮陶瓷组成(Si6- zAlzOzN8-z)。将氧化铝设为球石(φ5mm)，使用异丙醇作为溶剂，利用球磨机对上述各粉末实施4小时的混合，由此制作硅铝氧氮陶瓷混合物(粉末混合而成的浆料)。在氮气气流下以110℃的温度对得到的浆料实施干燥，并使干燥物过筛，由此得到硅铝氧氮陶瓷原料粉末A～K。需要说明的是，对于硅铝氧氮陶瓷原料粉末D、H、K而使用氧化镁(纯度为99.9％，平均粒径为1.8μm)，对于硅铝氧氮陶瓷原料粉末E、F、G、I、J而使用氧化钇(纯度为99.9％，平均粒径为1.1μm)，并以与上述方式相同的方式进行制作。
[表1]
2.烧结体的制作以及评价
(1)实验例1
以如下方式制成实验例1的硅铝氧氮陶瓷烧结体：利用金属模具使得硅铝氧氮陶瓷原料粉末A成型为125mm的直径、约20mm的厚度，然后，利用石墨模具，在200kgf/cm2的压制压力下以1800℃的最高温度进行4小时的热压烧成。烧成气氛设为氮气氛。得到的烧结体的直径为125mm、且厚度约为8mm。由该烧结体切割出尺寸为4mm×3mm×40mm的抗折棒等，并对各种特性进行了评价。以下示出了各种特性的评价方法。另外，表2中示出了其结果。需要说明的是，通过研磨而将4mm×3mm×10mm左右的试验片的一个面精加工为镜面状，并对烧结体表面的性状进行了评价。利用3μm的金刚石磨粒进行研磨，最终利用0.5μm的金刚石磨粒进行精研研磨。
·体积密度、开口气孔率
通过使用蒸馏水的阿基米德法进行了测定。
·相对密度
通过体积密度÷表观密度而对相对密度进行了计算。
·结晶相以及峰值强度比Ix
将硅铝氧氮陶瓷烧结体粉碎，利用X射线衍射装置而进行了硅铝氧氮陶瓷、异相的鉴定和各相的最大峰值强度的计算。利用氧化铝研钵进行烧结体的粉碎，因此有可能从氧化铝研钵混合有氧化铝，从而需要注意长时间的粉碎。对于XRD装置而使用全自动多用途X射线分析装置D8ADVANCE，并将CuKα、40kV、40mA、2θ＝10-70°设为测定条件。基于X射线衍射图并通过下式而对检测出的各异相(P、Q、R、···)的最大峰值强度(Ip、Iq、Ir、···)的总和相对于硅铝氧氮陶瓷的最大峰值(2θ＝32.8～33.5°)的强度(Ic)之比(峰值强度比Ix)进行求解。需要说明的是，最大峰值与其它峰值重叠的情况下，代替最大峰值而采用峰值强度第2大的峰值。
Ix＝(Ip+Iq+Ir···)/Ic
·硅铝氧氮陶瓷烧结粒的平均粒径
利用SEM以127μm×88μm的视野而观察断裂面处的硅铝氧氮陶瓷烧结粒，求出视野内的10个以上的硅铝氧氮陶瓷烧结粒的粒径，并将其平均值作为硅铝氧氮陶瓷烧结粒的平均粒径。需要说明的是，1个硅铝氧氮陶瓷烧结粒的粒径设为该烧结粒的长径和短径的平均值。
·气孔数
利用3D测定激光显微镜而观察以上述方式精加工为镜面状的面，在4处位置对最大长度为0.5μm以上、深度为0.08μm以上的气孔的每单位面积的计数值进行了测量，并将其平均值设为气孔数。单位面积设为100μm见方的面积。
·表面平坦性
对于以上述方式精加工为镜面状的面，使用3维光学轮廓仪(Zygo)对中心线平均粗糙度Ra、以及最大峰高和最大谷深的高度差Pt进行了测定。本说明书中的Ra和Pt对应于JIS B 0601：2013中规定的、截面曲线的算术平均粗糙度Ra和截面曲线的最大截面高度Pt。将上述Ra、Pt设为表面平坦性。测定范围设为100μm×140μm。
·杨氏模量
通过基于JIS R1602的静态挠曲法而进行了测定。试验片形状设为3mm×4mm×40mm的抗折棒。
·热膨胀系数(CTE，40℃～400℃)
基于JIS R1618并通过推棒示差式而进行了测定。试验片形状设为3mm×4mm×20mm。
·音速
通过下式而计算出音速c。需要说明的是，将应变仪粘贴于试验片而对泊松比进行了测定。
c＝(G/ρ)1/2，G＝E/2(1+ν)
(G：刚性率，ρ：密度，E：杨氏模量，ν：泊松比)
[表2]
如表2所示，实验例1的硅铝氧氮陶瓷烧结体具备优异的特性。具体而言，实验例1的硅铝氧氮陶瓷烧结体的体积密度为3.160g/cm3，开口气孔为0.00％，相对密度为100.00％。对于结晶相，除了硅铝氧氮陶瓷以外，还略微检测出了氧化铝、氮氧化硅。硅铝氧氮陶瓷以外的各成分的最大峰值强度的总和相对于硅铝氧氮陶瓷的最大峰值强度之比(峰值强度比)Ix为极小的0.0012。在研磨面的100μm×100μm范围内，最大长度为0.5μm以上的气孔数非常少，仅为1个。对于研磨面的表面平坦性而可知：中心线平均粗糙度Ra小至0.4nm，截面曲线的最大峰高和最大谷深的高度差Pt小至15nm。杨氏模量为307GPa，热膨胀系数(40℃～400℃)为2.7ppm/K，音速为6200m/s。另外，实验例1的硅铝氧氮陶瓷烧结体的电阻率超过1014Ωcm，绝缘性有所提高。
(2)实验例2～11
以如下方式制成实验例2～11的硅铝氧氮陶瓷烧结体：代替硅铝氧氮陶瓷原料粉末A而使用表1所示的硅铝氧氮陶瓷原料粉末B～K，并与实验例1同样地进行了热压烧成。表2中示出了各硅铝氧氮陶瓷烧结体的特性。任意硅铝氧氮陶瓷烧结体都具有如下优异的特性：开口气孔率为0.01％以下，相对密度为99.9％以上，相对于硅铝氧氮陶瓷以外的相的峰值强度比Ix为0.005以下，硅铝氧氮陶瓷平均粒径为20μm以下，气孔数为10个以下，中心线平均粗糙度Ra为1.0nm以下，最大峰高和最大谷深的高度差Pt为30nm以下，杨氏模量为210GPa以上，CTE为3.0ppm/K以下，音速为5000m/s以上。另外，实验例2～11的硅铝氧氮陶瓷烧结体的电阻率均超过1014Ωcm。需要说明的是，对于实验例4～11的硅铝氧氮陶瓷烧结体而可知：虽然在硅铝氧氮陶瓷中固溶有氧化镁或氧化钇，但均实现了与实验例1～3的硅铝氧氮陶瓷烧结体等同的特性。
3.复合基板的制作以及评价
实验例12～22中，使得直径为100mm、厚度为250μm左右的LT基板直接接合于由实验例1～11的烧结体分别切割出的直径为100mm、厚度为230μm左右的支撑基板，由此得到复合基板。首先，进行接合前的表面的活化处理。具体而言，实施真空抽吸并达到10-6Pa的级别，然后，使用FAB枪在120sec的时间内向两个基板照射氩的中性原子束(加速电压：1kV，电流：100mA，Ar流量：50sccm)。然后，使两个基板贴合，以0.1ton的接合负荷压制1分钟，并在室温下使得支撑基板和LT基板直接接合。
对于实验例12～22的复合基板而使用Ra、Pt较小的支撑基板，在支撑基板和LT基板的接合界面几乎未观察到气泡，如表3所示，接合界面中的实际接合的面积的比例(接合面积比例)为92％以上，良好地实现了接合。此处，接合面积是不存在气泡的部分的面积，接合面积比例是接合面积相对于接合界面整体的面积的比例。进一步，对于在实验例12～22中良好地实现了接合的复合基板能够确认：即使对LT基板侧进行研磨处理而使得其厚度从几μm变化至20μm，也未发生剥离，维持了92％以上的接合面积，使得支撑基板和LT基板非常牢固地接合。另外，对于接合界面，利用透射型电子显微镜(TEM)而观察了截面。接合界面中不存在间隙，而是存在即使在原子级别下也牢固地实现了接合、且非常薄的非晶质层。以实验例7～9为代表例而测定了非晶质层的厚度，其结果分别为3.6nm、3.8nm、4.1nm。非晶质层的厚度设为在非晶质层的不同的3处位置测定所得的平均值。
[表3]
作为现有技术的硅支撑基板(杨氏模量：190GPa，热膨胀系数：4ppm/K左右，电阻率为104Ωcm的级别)与硅铝氧氮陶瓷支撑基板相比，由于杨氏模量更低，因此功能性基板的束缚力较小，由于热膨胀系数更大，因此容易产生功能性基板的膨胀收缩，并且，由于电阻率更低，因此谐振特性容易变差。另外，作为现有技术的氧化铝支撑基板(杨氏模量：370GPa，热膨胀系数：7ppm/K左右)或蓝宝石支撑基板(杨氏模量：490GPa，热膨胀系数：7ppm/K左右)的热膨胀系数大幅增大为硅铝氧氮陶瓷支撑基板的2倍以上，因此，容易产生功能性基板的膨胀收缩。由此，与硅支撑基板、氧化铝支撑基板以及蓝宝石支撑基板相比，将实验例的硅铝氧氮陶瓷用于支撑基板的情况下，难以产生膨胀收缩，因此，能够大幅改善表面弹性波元件的频率温度特性(TCF)，在谐振特性方面也能够期待其优异的表现。其中，使用实验例1、6的硅铝氧氮陶瓷基板具有较高的杨氏模量的特征，从而可以期待更高的TCF的改善率。
需要说明的是，上述实验例12～22相当于本发明的复合基板及其制法的实施例。
本申请以2016年9月20日申请的国际申请PCT/JP2016/77628为主张优先权的基础，通过引用而将其全部内容都并入本说明书中。
工业实用性
除表面弹性波元件之外，本发明还能够用于兰姆波元件、薄膜谐振器(FBAR)等电子器件。
附图标记说明
10…复合基板、12…压电基板、14…支撑基板、30…电子器件、32、34…IDT电极、36…反射电极。

Claims (10)

1.一种复合基板，其通过支撑基板和功能性基板直接接合而成，其中，
所述支撑基板为硅铝氧氮陶瓷烧结体。
2.根据权利要求1所述的复合基板，其中，
在所述支撑基板和所述功能性基板的界面具有非晶质层，所述非晶质层的厚度为5nm以下。
3.一种复合基板，其通过支撑基板和功能性基板隔着非晶质层接合而成，其中，
所述非晶质层的厚度为5nm以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的复合基板，其中，
所述功能性基板为压电基板。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的复合基板，其中，
所述支撑基板中的音速为5000m/s以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的复合基板，其中，
所述支撑基板的40℃～400℃的热膨胀系数为3.0ppm/K以下。
7.一种复合基板的制法，其是制造权利要求1～6中任一项所述的复合基板的方法，其中，
所述复合基板的制法包含通过直接接合的方式而使得所述支撑基板的所述表面和所述功能性基板的表面接合的接合工序，
在所述接合工序之前，对所述表面进行抛光，以使得存在于所述支撑基板表面的气孔的数量在每100μm×100μm的面积内为30个以下。
8.一种复合基板的制法，其是制造权利要求1～6中任一项所述的复合基板的方法，其中，
所述复合基板的制法包含通过直接接合的方式而使得所述支撑基板的表面和所述功能性基板的表面接合的接合工序，
在所述接合工序之前，对所述表面进行抛光以使得所述支撑基板的所述表面的100μm×140μm的测定范围内的中心线平均粗糙度Ra为1nm以下。
9.一种复合基板的制法，其是制造权利要求1～6中任一项所述的复合基板的方法，其中，
所述复合基板的制法包含通过直接接合的方式而使得所述支撑基板的表面和所述功能性基板的表面接合的接合工序，
在所述接合工序之前，对所述表面进行抛光以使得所述支撑基板的所述表面的100μm×140μm的测定范围内的截面曲线的最大峰高和最大谷深的高度差Pt为30nm以下。
10.一种电子器件，其利用了权利要求1～6中任一项所述的复合基板。
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