DE112015002640T5

DE112015002640T5 - Vorrichtung für elastische Wellen

Info

Publication number: DE112015002640T5
Application number: DE112015002640.1T
Authority: DE
Inventors: Ryo Otsubo; Kouhei FUJIO
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2017-03-09
Also published as: CN106256087B; US20170077897A1; JPWO2015186661A1; US10491188B2; WO2015186661A1; CN106256087A; JP6481687B2

Abstract

Es wird eine Vorrichtung für elastische Wellen bereitgestellt, bei der eine Verschlechterung der Kennlinien infolge eines Verziehens vermieden wird und ein Brechen während des Transportierens oder dergleichen kaum auftritt.
Eine Vorrichtung für elastische Wellen 1 enthält einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4, einen Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 und einen piezoelektrischen Film 6, die in dieser Reihenfolge auf ein Substrat 2 gestapelt sind, und eine Bondungsschicht 7 ist an einer beliebigen Position von der Innenseite des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 zu einer Grenzfläche zwischen dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 und dem piezoelektrischen Film 6 angeordnet. Alternativ enthält eine Vorrichtung für elastische Wellen einen Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und einen piezoelektrischen Film, die auf ein Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit gestapelt sind, und eine Bondungsschicht befindet sich in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit oder an einer Grenzfläche zwischen dem piezoelektrischen Film und dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für elastische Wellen, die eine Struktur aufweist, in der ein Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit auf einem piezoelektrischen Film übereinander angeordnet sind.
STAND DER TECHNIK
Vorrichtungen für elastische Wellen, die eine Struktur aufweisen, in der zwischen einem Substrat und einem piezoelektrischen Film eine weitere Materialschicht angeordnet ist, sind bekannt. Das unten genannte Patentdokument 1 offenbart eine Vorrichtung für elastische Wellen, die einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, einen Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und einen piezoelektrischen Film enthält, die in dieser Reihenfolge auf einem Stützsubstrat gestapelt sind. Bei dieser Vorrichtung für elastische Wellen kann der Gütefaktor erhöht werden.
In Patentdokument 1 wird, wenn die Vorrichtung für elastische Wellen hergestellt wird, ein Stützsubstrat an einen mehrschichtigen Körper gebondet, der einen piezoelektrischen Film, einen Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, die übereinander angeordnet sind, enthält. Dieses Bonden kann durch ein Verfahren wie zum Beispiel Bonden durch Hydrophilisierung, Aktivierungsbonden, atomisches Diffusionsbonden oder metallisches Diffusionsbonden ausgeführt werden.
Zitierungsliste
Patentdokument

Patentdokument 1: WO2012/086639 A1

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Wenn das Stützsubstrat durch das in Patentdokument 1 beschriebene Bondungsverfahren an andere Teile gebondet wird, so werden viele Schichten auf der Seite des piezoelektrischen Films gebildet, was mitunter ein Verziehen in dem piezoelektrischen Film aufgrund mechanischer Spannungen in den gebildeten Schichten verursacht. Darum erscheint mitunter eine Welligkeit in den Kennlinien der Vorrichtung für elastische Wellen. Ferner verursacht eine Erhöhung des Ausmaßes des Verziehens mitunter ein Brechen in dem piezoelektrischen Film während des Transportierens.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für elastische Wellen bereitzustellen, deren Kennlinien sich infolge eines Verziehens kaum verschlechtern und bei denen kaum ein Brechen während des Transportierens oder dergleichen auftritt.
Lösung des Problems
Eine Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen piezoelektrischen Film, einen Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, der auf dem piezoelektrischen Film angeordnet ist und in dem eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch den Film mit geringer Schallgeschwindigkeit hindurch ausbreitet, kleiner ist als eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch den piezoelektrischen Film hindurch ausbreitet, einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, der auf eine Oberfläche des Films mit geringer Schallgeschwindigkeit auf einer Seite gegenüber dem piezoelektrischen Film gestapelt ist und in dem eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch den Film mit hoher Schallgeschwindigkeit hindurch ausbreitet, höher ist als eine Schallgeschwindigkeit einer elastischen Welle, die sich durch den piezoelektrischen Film hindurch ausbreitet, ein Substrat, das direkt oder indirekt auf eine Oberfläche des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit auf einer Seite gegenüber dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit gestapelt ist, und eine Bondungsschicht, die an einer beliebigen Position von einer Innenseite des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit zu einer Grenzfläche zwischen dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film angeordnet ist.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich die Bondungsschicht in dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, an einer Grenzfläche zwischen dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, oder an der Grenzfläche zwischen dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film.
Eine Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer anderen besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält einen piezoelektrischen Film und einen Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, der auf dem piezoelektrischen Film angeordnet ist und in dem eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch den Film mit geringer Schallgeschwindigkeit hindurch ausbreitet, kleiner ist als eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch den piezoelektrischen Film hindurch ausbreitet, ein Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit, das direkt oder indirekt auf eine Oberfläche des Films mit geringer Schallgeschwindigkeit auf einer Seite gegenüber dem piezoelektrischen Film gestapelt ist und in dem eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch das Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit hindurch ausbreitet, höher ist als eine Schallgeschwindigkeit einer elastischen Welle, die sich durch den piezoelektrischen Film hindurch ausbreitet, und eine Bondungsschicht, die sich in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit oder an einer Grenzfläche zwischen dem piezoelektrischen Film und dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit befindet.
In einem anderen besonderen Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich die Bondungsschicht in dem Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit, an einer Grenzfläche zwischen dem Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, oder an der Grenzfläche zwischen dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film.
Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Bondungsschicht ein Metalloxid oder ein Metallnitrid.
Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Bondungsschicht eine Ti-Schicht, und die Ti-Schicht hat eine Dicke von 0,4 nm oder mehr und 2,0 nm oder weniger.
Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung hat die Ti-Schicht eine Dicke von 0,4 nm oder mehr und 1,2 nm oder weniger.
Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung besteht der piezoelektrische Film aus LiTaO₃.
Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung besteht der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit aus Siliziumoxid.
Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung besteht der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit aus Siliziumoxid, die Bondungsschicht befindet sich in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit enthält eine erste Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit, die sich auf einer Seite der Bondungsschicht nahe dem piezoelektrischen Film befindet, und eine zweite Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit, die sich auf einer Seite der Bondungsschicht gegenüber dem piezoelektrischen Film befindet, und wenn angenommen wird, dass eine elastische Welle, die in der Vorrichtung für elastische Wellen verwendet wird, eine Wellenlänge λ hat, so hat die erste Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit eine Dicke von 0,12λ oder mehr.
Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung hat die erste Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit eine Dicke von 0,22λ oder mehr.
Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung besteht der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit aus Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid.
Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Vorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Vorrichtung für elastische Wellen ferner eine Zwischenschicht, die zwischen dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Substrat angeordnet ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bei der Vorrichtung für elastische Wellen der vorliegenden Erfindung befindet sich die Bondungsschicht an einer beliebigen Position von der Innenseite des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit zu der Grenzfläche zwischen dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film, oder befindet sich in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit oder an der Grenzfläche zwischen dem piezoelektrischen Film und dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit. Darum kommt es bei der Bildung der Bondungsschicht kaum zu einem Verziehen. Darum verschlechtern sich die elektrischen Kennlinien kaum, und auch ein Brechen tritt während des Transportierens oder dergleichen kaum auf.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1(a) ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 1(b) ist eine schematische Draufsicht, die eine Elektrodenstruktur der Vorrichtung für elastische Wellen veranschaulicht.
2 veranschaulicht die Resonanzkennlinien von Vorrichtungen für elastische Wellen des Beispiels gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und des Beispiels des Standes der Technik.
3 ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Dicke eines SiO₂-Films und dem Gütefaktor.
9 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Dicke einer Ti-Schicht einer Bondungsschicht und dem Gütefaktor.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, damit die vorliegende Erfindung besser verstanden werden kann.
1(a) ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine Vorrichtung für elastische Wellen 1 enthält ein Stützsubstrat 2. Ein erster Siliziumoxidfilm 3 ist auf dem Stützsubstrat 2 angeordnet. Ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 ist auf dem ersten Siliziumoxidfilm 3 angeordnet. Ein zweiter Siliziumoxidfilm, der als ein Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 dient, ist auf dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 angeordnet. Wie später noch beschrieben wird, hat der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 eine Struktur, in der eine Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit 5a und eine Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit 5b mittels einer Bondungsschicht 7 miteinander verbondet werden. Ein piezoelektrischer Film 6 ist auf dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 angeordnet.
Der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 meint einen Film, in dem die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch den Film hindurch ausbreitet, kleiner ist als die einer Volumenwelle, die sich durch den piezoelektrischen Film 6 hindurch ausbreitet. Der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 meint einen Film, in dem die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch den Film hindurch ausbreitet, höher ist als die einer elastischen Welle, die sich durch den piezoelektrischen Film 6 hindurch ausbreitet.
Obgleich verschiedene elastische Wellen mit unterschiedlichen Schallgeschwindigkeiten und Modi durch eine IDT-Elektrode angeregt werden, meint die elastische Welle, die sich durch den piezoelektrischen Film 6 hindurch ausbreitet, eine elastische Welle, die einen bestimmten Modus hat, der dafür verwendet wird, Kennlinien als Filter und Resonatoren zu erhalten.
Eine IDT-Elektrode 8 ist auf dem piezoelektrischen Film 6 angeordnet. Das Stützsubstrat 2 kann aus einem zweckmäßigen Material bestehen, solange die Struktur über dem Stützsubstrat 2 beibehalten werden kann. Zu Beispielen des Materials gehören Piezoelektrika wie zum Beispiel Saphir, LiTaO₃, LiNbO₃ und Quarz, verschiedene Keramikmaterialien wie zum Beispiel Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid, Zirkonoxid, Cordierit, Mullit, Steatit und Forsterit, Dielektrika wie zum Beispiel Glas, Halbleiter wie zum Beispiel Silizium und Galliumnitrid, und Harze. Bei dieser Ausführungsform besteht das Stützsubstrat 2 aus Si.
Der erste Siliziumoxidfilm 3 ist nicht unbedingt vorhanden, das heißt der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 kann direkt auf das Stützsubstrat 2 gestapelt werden. Der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 kann, wie bei dieser Ausführungsform, auch indirekt über dem Stützsubstrat 2 gestapelt werden, das heißt er kann über dem Stützsubstrat 2 – mit dem ersten Siliziumoxidfilm 3 dazwischen – gestapelt werden.
Der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 beschränkt eine elastische Welle auf einen Abschnitt, der durch den piezoelektrischen Film 6 und den Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 gebildet wird, so dass verhindert wird, dass die elastische Welle zu der Struktur unterhalb des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 entweicht. Bei dieser Ausführungsform besteht der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 aus Aluminiumnitrid. Der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 kann aus Materialien wie zum Beispiel Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid, einem DLC-Film oder Diamant bestehen, solange er die elastische Welle beschränkt. Der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 kann aus Verbundmaterial bestehen, wie zum Beispiel einem Medium, das das oben genannte Material enthält, oder einem Medium, das ein Gemisch der oben genannten Materialien enthält.
Um die elastische Welle auf den Abschnitt zu beschränken, der durch den piezoelektrischen Film 6 und den Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 gebildet wird, ist der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 zweckmäßigerweise so dick wie möglich. Die Dicke des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 beträgt mindestens das 0,5-fache und bevorzugt mindestens das 1,5-fache der Wellenlänge λ einer Oberflächenschallwelle.
Der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 kann aus einem zweckmäßigen dielektrischen Material bestehen, in dem die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle kleiner ist als die einer Volumenwelle, die sich durch den piezoelektrischen Film 6 hindurch ausbreitet. Zu Beispielen des Materials gehören Siliziumoxid, Glas, Siliziumoxynitrid, Tantaloxid, Verbindungen, die durch Hinzufügen von Fluor, Kohlenstoff oder Bor zu Siliziumoxid hergestellt wurden, und Medien, die überwiegend das oben genannte Material enthalten.
Wie aus dem später noch beschriebenen Produktionsverfahren ersichtlich wird, ist die Bondungsschicht 7 ein Teil, der durch Metalldiffusionsbonden gebildet wird, und bei dieser Ausführungsform aus Ti-Oxid gebildet wird.
Es kann auch ein anderes Metall als Ti verwendet werden. Ein Beispiel eines solchen Metalls ist Al. Alternativ kann die Bondungsschicht 7 aus einem Metall wie zum Beispiel Ti oder Al anstelle von Metalloxiden gebildet werden. Um eine elektrische Isolierung zu erreichen, ist ein Metalloxid oder ein Metallnitrid bevorzugt. Insbesondere wird zweckmäßigerweise ein Oxid oder Nitrid von Ti verwendet, um eine hohe Bondungsfestigkeit zu erreichen.
Der piezoelektrische Film 6 besteht bei dieser Ausführungsform aus LiTaO₃. Alternativ kann der piezoelektrische Film 6 aus einem anderen piezoelektrischen Einkristall bestehen als LiTaO₃.
Die IDT-Elektrode 8 besteht in dieser Ausführungsform aus Al. Die IDT-Elektrode 8 kann aus einem zweckmäßigen Metallmaterial wie zum Beispiel Al, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Ni, Cr, Mo, W oder einer Legi erung, die überwiegend eines oder mehrere dieser Metalle enthält, bestehen. Die IDT-Elektrode 8 kann eine Struktur haben, in der mehrere Metallfilme, die aus diesen Metallen oder Legierungen bestehen, übereinander angeordnet sind.
Obgleich in 1(a) schematisch veranschaulicht, wird eine Elektrodenstruktur, wie in 1(b) veranschaulicht, auf dem piezoelektrischen Film 6 gebildet, das heißt die IDT-Elektrode 8 und die Reflektoren 9 und 10, die auf beiden Seiten der IDT-Elektrode 8 in einer Ausbreitungsrichtung der elastischen Welle angeordnet sind, werden ausgebildet. Dies bildet einen Resonator für elastische Wellen vom Ein-Port-Typ. Jedoch gelten für die Elektrodenstruktur, welche die IDT-Elektrode in der vorliegenden Erfindung enthält, keine besonderen Einschränkungen. Die Elektrodenstruktur kann so modifiziert werden, dass sie ein Kettenfilter, ein längs gekoppeltes Filter vom Resonator-Typ oder ein Filter vom Gittertyp, das einen zweckmäßigen Resonator oder Resonatoren in Kombination enthält, oder ein Transversalfilter bildet.
Bei der Vorrichtung für elastische Wellen 1 gemäß dieser Ausführungsform ist der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 auf dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 angeordnet, und der piezoelektrische Film 6 ist auf dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 angeordnet. Darum kann der Gütefaktor wie in der Vorrichtung für elastische Wellen, die in Patentdokument 1 beschrieben ist, erhöht werden. Ferner befindet sich bei dieser Ausführungsform die Bondungsschicht 7, die durch Metalldiffusion gebildet wird, in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5, und somit tritt kaum ein Verziehen auf der Stufe eines Mutter-Wafers in der Produktion auf. Darum tritt ein Verziehen des piezoelektrischen Films 6 und dergleichen in der Vorrichtung für elastische Wellen 1, die am Ende erhalten wird, ebenfalls kaum auf. Dies verhindert eine Verschlechterung der Kennlinien. Ferner kommt es kaum zu einem Brechen des piezoelektrischen Films 6, des Stützsubstrats 2 und dergleichen in einem Wafertransferprozess während der Produktion und des Transportierens der Produkte. Dies wird in der folgenden Beschreibung eines Produktionsverfahren genauer erläutert.
Bei der Produktion einer Vorrichtung für elastische Wellen 1 werden ein erster Siliziumoxidfilm 3 und ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 auf einem Mutter-Stützsubstrat übereinander angeordnet. Dann wird ein zweiter Siliziumoxidfilm auf dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 angeordnet, um einen Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 zu bilden, wodurch ein erster mehrschichtiger Körper erhalten wird. Zusätzlich wird ein zweiter mehrschichtiger Körper bereitgestellt, in dem eine IDT-Elektrode auf einer Oberfläche eines piezoelektrischen Films gebildet wird und ein Siliziumoxidfilm auf der anderen Oberfläche des piezoelektrischen Films gebildet wird.
Eine Ti-Schicht wird auf jede einer Oberfläche des Siliziumoxidfilms des ersten mehrschichtigen Körpers und einer Oberfläche des Siliziumoxidfilms des zweiten mehrschichtigen Körpers gestapelt. Dann werden die Ti-Schichten des ersten und des zweiten mehrschichtigen Körpers unter Erwärmung miteinander verbondet, indem sie in Kontakt miteinander gebracht werden. In diesem Fall interdiffundiert Ti in beiden Ti-Schichten, die miteinander verbondet sind. Infolge dessen wird eine Bondungsschicht 7 durch Metalldiffusionsbonden gebildet. Ferner wird aus den Siliziumoxidfilmen Sauerstoff zu den Ti-Schichten geführt. Darum wird die resultierende Bondungsschicht 7 aus Ti-Oxid gebildet. Dies schafft eine ausreichende elektrische Isolierung und verbondet den ersten und den zweiten mehrschichtigen Körper fest miteinander.
Der erhaltene mehrschichtige Mutterkörper wird in einzelne Vorrichtungen für elastische Wellen 1 zerschnitten. Somit kann eine Vorrichtung für elastische Wellen 1 erhalten werden.
Da sich bei dieser Ausführungsform die Bondungsschicht 7 in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 befindet, tritt in dem erhaltenen mehrschichtigen Mutterkörper kaum ein Verziehen auf.
Die hier benannten Erfinder haben festgestellt, dass, wenn die in Patentdokument 1 beschriebene Vorrichtung für elastische Wellen durch Ausführen von Metalldiffusionsbonden erhaltenen wird, ein Verziehen in dem piezoelektrischen Film eines mehrschichtigen Mutterkörpers auftritt. In der Vorrichtung für elastische Wellen, die durch Schneiden eines mehrschichtigen Mutterkörpers erhaltenen wird, in dem ein Verziehen aufgetreten ist, erscheint mitunter eine Welligkeit in elektrischen Kennlinien, wie zum Beispiel Resonanzkennlinien. Hier kann ein solches Verziehen beseitigt werden, indem man ein Formpressen unter Erwärmung nach dem Bonden ausführt. Doch selbst dann, wenn ein solcher Prozess zum Beseitigen eines Verziehens ausgeführt wird, erholen sich die oben beschriebenen elektrischen Kennlinien, die sich verschlechtert haben, nicht wieder. Darum wird angenommen, dass sich zum Beispiel Mikrorisse in einem piezoelektrischen Dünnfilm aufgrund des Verziehens bilden.
Im Ergebnis weiterer Untersuchungen des Verziehens haben die hier benannten Erfinder festgestellt, dass, wenn die Strukturen des ersten und des zweiten mehrschichtigen Körpers so gewählt werden, dass die Bondungsschicht 7 in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5, wie bei dieser Ausführungsform, gebildet wird, das Verziehen wirkungsvoll unterdrückt werden kann.
In Patentdokument 1 werden eine Mehrschichtstruktur, die einen piezoelektrischen Film, einen Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit enthält, und eine Mehrschichtstruktur, die eine Mediumschicht und ein Stützsubstrat enthält, miteinander verbondet. Folglich wirkt vor dem Bonden eine große Membranspannung auf den piezoelektrischen Film. Darum kommt es auf der Stufe eines mehrschichtigen Mutterkörpers tendenziell zu einem relativ großen Verziehen in dem piezoelektrischen Film.
Im Gegensatz dazu wird nur ein Siliziumoxidfilm auf dem piezoelektrischen Film in dem zweiten mehrschichtigen Körper dieser Ausführungsform angeordnet, und somit wirkt keine große Membranspannung auf den piezoelektrischen Film. Da die auf den piezoelektrischen Film 6 wirkenden mechanischen Spannungen auch in einem mehrschichtigen Körper klein sind, der durch das Ausführen von Bonden erhaltenen wird, tritt kaum ein Verziehen auf. Diese unterdrückt eine Verschlechterung der elektrischen Kennlinien und verursacht außerdem kaum ein Brechen. Dieser Punkt wird anhand eines konkreten experimentellen Beispiels beschrieben.
Ein Resonator für elastische Wellen vom Ein-Port-Typ wurde als die oben beschriebene Vorrichtung für elastische Wellen 1 hergestellt. Die Anzahl von Paaren von Elektrodenfingern einer IDT-Elektrode betrug 100, die Überschneidungsbreite von Elektrodenfingern betrug 20λ, und die durch einen Mittenabstand von Elektrodenfingern bestimmte Wellenlänge betrug 2,0 µm. Die Anzahl der Elektrodenfinger in den Reflektoren 9 und 10 betrug 20. Die IDT-Elektrode 8 und die Reflektoren 9 und 10 wurden aus Al gebildet und hatten eine Dicke von 160 nm.
2 veranschaulicht die Resonanzkennlinien des Beispiels gemäß der obigen Ausführungsform mit einer durchgezogenen Linie. Zum Vergleich wurde eine Vorrichtung für elastische Wellen in der gleichen Weise wie bei dem Beispiel der obigen Ausführungsform hergestellt, außer dass die Bondungsschicht 7 in dem ersten Siliziumoxidfilm 3 angeordnet war. 2 veranschaulicht außerdem die Resonanzkennlinien der Vorrichtung für elastische Wellen des Beispiels des Standes der Technik mit einer durchbrochenen Linie. Wie aus 2 ersichtlich ist, erscheint eine Welligkeit zwischen dem Resonanzpunkt und dem Antiresonanzpunkt in dem Beispiel des Standes der Technik. Im Gegensatz dazu erscheint eine solche Welligkeit nicht zwischen dem Resonanzpunkt und dem Antiresonanzpunkt in dem Beispiel. Ferner ist die Welleform an dem Resonanzpunkt in dem Beispiel schärfer als in dem Beispiel des Standes der Technik, und das Spitze-zu-Tal-Verhältnis der Impedanzkennlinien ist ebenfalls groß.
Wie oben beschrieben, wird angenommen, dass die Resonanzkennlinien in dem Beispiel im Vergleich zu den Resonanzkennlinien in dem Beispiel des Standes der Technik verbessert sind, weil keine Mikrorisse infolge des oben beschriebenen Verziehens entstehen.
3 ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei einer Vorrichtung für elastische Wellen 21 der zweiten Ausführungsform werden ein erster Siliziumoxidfilm 3, ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4, ein Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5, ein piezoelektrischer Film 6 und eine IDT-Elektrode 8 auf einem Stützsubstrat 2 übereinander angeordnet. In der Vorrichtung für elastische Wellen 21 der zweiten Ausführungsform ist eine Bondungsschicht 7 in dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 vorhanden, das heißt der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 enthält Schichten mit hoher Schallgeschwindigkeit 4a und 4b, und die Bondungsschicht 7 wird zwischen der Schicht mit hoher Schallgeschwindigkeit 4a und der Schicht mit hoher Schallgeschwindigkeit 4b gebildet.
Bei dieser Ausführungsform kann ein zweiter mehrschichtiger Körper, in dem ein Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und eine Schicht mit hoher Schallgeschwindigkeit auf einem piezoelektrischen Film angeordnet sind, in der Produktion bereitgestellt werden. Darum tritt kaum ein Verziehen in dem piezoelektrischen Film auf. Dies unterdrückt eine Verschlechterung der elektrischen Kennlinien der Vorrichtung für elastische Wellen 21 wie in der ersten Ausführungsform und verursacht außerdem kaum ein Brechen des piezoelektrischen Films auf der Stufe eines Wafers oder in der Vorrichtung für elastische Wellen 21, die am Ende erhaltenen wird.
4 ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In einer Vorrichtung für elastische Wellen 31 der dritten Ausführungsform werden ein erster Siliziumoxidfilm 3, ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4, ein zweiter Siliziumoxidfilm 5B, eine Bondungsschicht 7, ein dritter Siliziumoxidfilm 5A, ein piezoelektrischer Film 6 und eine IDT-Elektrode 8 auf einem Stützsubstrat 2 in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet. Hier dienen der zweite Siliziumoxidfilm 5B und der dritte Siliziumoxidfilm 5A jeweils als ein Film mit geringer Schallgeschwindigkeit. Bei dieser Ausführungsform befindet sich die Bondungsschicht 7 an einer Grenzfläche zwischen dem zweiten Siliziumoxidfilm 5B und dem drittem Siliziumoxidfilm 5A, die jeweils als ein Film mit geringer Schallgeschwindigkeit dienen.
Bei dieser Ausführungsform kann ein zweiter mehrschichtiger Körper, der einen piezoelektrischen Film enthält, in der Produktion bereitgestellt werden. Darum tritt in dem piezoelektrischen Film kaum ein Verziehen auf. Dies unterdrückt eine Verschlechterung der elektrischen Kennlinien der Vorrichtung für elastische Wellen 31 und verursacht außerdem kaum ein Brechen des piezoelektrischen Films auf der Stufe eines Wafers oder in der Vorrichtung für elastische Wellen 31, die am Ende erhalten wird.
5 ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In einer Vorrichtung für elastische Wellen 41 der vierten Ausführungsform werden ein erster Siliziumoxidfilm 3, ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4, ein Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5, ein piezoelektrischer Film 6 und eine IDT-Elektrode 8 auf einem Stützsubstrat 2 übereinander angeordnet. Eine Bondungsschicht 7 befindet sich an einer Grenzfläche zwischen dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 und dem piezoelektrischen Film 6.
Bei dieser Ausführungsform kann ein zweiter mehrschichtiger Körper, der aus einem piezoelektrischen Film besteht, in der Produktion bereitgestellt werden. Darum tritt in dem piezoelektrischen Film kaum ein Verziehen auf. Dies unterdrückt eine Verschlechterung der elektrischen Kennlinien der Vorrichtung für elastische Wellen 41 und verursacht außerdem kaum ein Brechen des piezoelektrischen Films auf der Stufe eines Wafers oder in der Vorrichtung für elastische Wellen 41, die am Ende erhalten wird.
Wie in den Vorrichtungen für elastische Wellen gemäß den ersten bis vierten Ausführungsformen kann die Bondungsschicht 7 an einer beliebigen Position von der Innenseite des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 bis zur Grenzfläche zwischen dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 5 und dem piezoelektrischen Film 6 angeordnet werden.
6 ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In einer Vorrichtung für elastische Wellen 51 wird ein Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 55 auf einem Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 52 angeordnet. Ein piezoelektrischer Film 56 wird auf dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 55 angeordnet. Eine IDT-Elektrode 58 wird auf dem piezoelektrischen Film 56 gebildet. Obgleich nicht speziell veranschaulicht, sind Reflektoren auf beiden Seiten der IDT-Elektrode 58 in einer Ausbreitungsrichtung der elastischen Welle angeordnet, wodurch ein Resonator für elastische Wellen vom Ein-Port-Typ gebildet wird.
Bei dieser Ausführungsform wird das Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 52 verwendet, und ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit ist nicht separat angeordnet. Da der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 55 und das Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 52 unterhalb des piezoelektrischen Films 56 gestapelt sind, kann bei dieser Ausführungsform auch der Gütefaktor erhöht werden. Auf diese Weise kann das Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 52 sowohl als ein Film mit hoher Schallgeschwindigkeit als auch als ein Stützsubstrat dienen.
Das Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 52 besteht aus einem zweckmäßigen Material, in dem die Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle höher ist als die einer elastischen Welle, die sich durch den piezoelektrischen Film 56 hindurch ausbreitet. Bei dieser Ausführungsform besteht das Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 52 aus Si. Das Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 52 kann aus einem zweckmäßigen Material bestehen, das die oben beschriebene Bedingung erfüllt.
Eine Bondungsschicht 7 befindet sich in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 55 aus Siliziumoxid, das heißt die Bondungsschicht 7 ist an einer Grenzfläche zwischen einer ersten Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit 55a und einer zweiten Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit 55b angeordnet. Darum kann ein zweiter mehrschichtiger Körper, der durch Übereinanderlegen der IDT-Elektrode 58 und der ersten Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit 55a auf dem piezoelektrischen Film 56 erhaltenen wird, in der Produktion bereitgestellt werden. Folglich wirkt kaum eine große Membranspannung auf den piezoelektrischen Film 56 in dem zweiten mehrschichtigen Körper. Darum tritt kaum ein Verziehen in dem piezoelektrischen Film auf.
In der Produktion wird eine Metallschicht zum Beispiel aus Ti oder Al auf einer Oberfläche des zweiten mehrschichtigen Körpers, auf der die Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit frei liegt, gebildet. Dann wird ein erster mehrschichtiger Körper, in dem eine Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit auf einem Mutter-Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit gestapelt ist, bereitgestellt. Eine Metallschicht aus Ti oder dergleichen wird auf der Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit des ersten mehrschichtigen Körpers gebildet. Dann werden der erste und der zweite mehrschichtige Körper unter Erwärmung miteinander verbondet, indem die Metallschichten in Kontakt miteinander gebracht werden. Somit kann die Bondungsschicht 7 in der gleichen Weise gebildet werden wie bei der Vorrichtung für elastische Wellen 1 der ersten Ausführungsform.
Anschließend kann der erhaltene mehrschichtige Mutterkörper in einzelne Vorrichtungen für elastische Wellen 51 zerschnitten werden.
Da bei dieser Ausführungsform die Bondungsschicht 7 an der oben beschriebenen Position angeordnet ist, tritt auf der Stufe eines piezoelektrischen Mutterfilms in der Produktion kaum ein Verziehen auf. Dies unterdrückt eine Verschlechterung der elektrischen Kennlinien und verursacht außerdem kaum ein Brechen und Mikroreißen des piezoelektrischen Films 56 auf der Stufe eines mehrschichtigen Mutterkörpers und während der Transportierens der Produkte.
7 ist ein schematischer Querschnittsaufriss einer Vorrichtung für elastische Wellen gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer Vorrichtung für elastische Wellen 61 befindet sich die Bondungsschicht 7 an einer Grenzfläche zwischen einem piezoelektrischen Film 56 und einem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 55. Die Vorrichtung für elastische Wellen 61 ist die gleiche wie die Vorrichtung für elastische Wellen 51, mit Ausnahme dieses Punktes.
In der Vorrichtung für elastische Wellen 61 ist die Bondungsschicht 7 an einer Position näher an dem piezoelektrischen Film 56 angeordnet. Darum tritt kaum ein Verziehen in dem piezoelektrischen Film 56 auf der Stufe eines zweiten mehrschichtigen Körpers vor dem Bonden auf. Dies unterdrückt eine Verschlechterung der elektrischen Kennlinien wie in der Vorrichtung für elastische Wellen 51 der fünften Ausführungsform. Da kaum ein Verziehen in dem piezoelektrischen Film 56 in dem Produktionsprozess auftritt, kommt es ferner kaum zu einem Brechen und Mikroreißen. Da auch während des Transportierens der Produkte kaum ein Verziehen in dem piezoelektrischen Film 56 auftritt, kommt es ebenfalls kaum zu einem Brechen und Mikroreißen.
In der Struktur, die das Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 52 enthält, wie im Fall der Vorrichtungen für elastische Wellen 51 und 61, kann eine weitere Zwischenschicht zusätzlich zwischen dem Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 52 und dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 55 gestapelt werden, das heißt der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 55 kann indirekt über das Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit gestapelt werden. In jedem Fall kann in der Struktur, die das Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 52 enthält, die Bondungsschicht 7 in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 55 oder an einer Grenzfläche zwischen dem piezoelektrischen Film 56 und dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit 55 angeordnet sein.
Als Nächstes wird im Folgenden die Beziehung zwischen der Dicke des Films mit geringer Schallgeschwindigkeit und dem Gütefaktor beschrieben.
Verschiedene Vorrichtungen für elastische Wellen wurden durch Ändern der Dicke der ersten Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit 55a der Vorrichtung für elastische Wellen 51 gemäß der in 6 veranschaulichten fünften Ausführungsform hergestellt. Genauer gesagt, wurde ein Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit 52 aus Si verwendet. Ein SiO₂-Film mit einer Dicke von 55 nm wurde als die zweite Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit 55b verwendet. Ein Ti-Film mit einer Dicke von 0,5 nm wurde als die Bondungsschicht 7 verwendet. Ein LiTaO₃-Film mit einer Dicke von 600 nm wurde als der piezoelektrische Film 56 verwendet. Die Wellenlänge λ, die durch einen Mittenabstand von Elektrodenfingern einer ITD-Elektrode bestimmt wird, betrug 2 µm. Die erste Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit 55a in Kontakt mit dem piezoelektrischen Film 56 bestand aus Siliziumoxid (SiO₂) und war so ausgebildet, dass sie verschiedene Dicken hatte.
8 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Dicke eines SiO₂-Films, der als der Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit 55a dient, und dem Gütefaktor. Der Gütefaktor erhöht sich in dem Maße, wie die Dicke des SiO₂-Films zunimmt, der als die Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit 55a dient. Wenn die Dicke des SiO₂-Films 240 nm oder mehr beträgt, das heißt 0,12λ oder mehr, so wird ein hoher Gütefaktor von mehr als 1000 erreicht. Wenn die Dicke des SiO₂-Films 440 nm oder mehr beträgt, das heißt 0,22λ oder mehr, so variiert der Gütefaktor kaum und ist im Wesentlichen konstant. Darum kann der Gütefaktor durch Einstellen der Dicke des SiO₂-Films auf 0,22λ oder mehr weiter erhöht werden, und die Variation des Gütefaktors kann unterdrückt werden. Wenn die Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit in Kontakt mit dem piezoelektrischen Film 56 aus Siliziumoxid besteht, so beträgt die Dicke des SiO₂-Films bevorzugt 0,12λ oder mehr und besonders bevorzugt 0,22λ oder mehr.
Die Dicke des SiO₂-Films, der als die Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit 55a dient, beträgt bevorzugt 2λ oder weniger. Diese verringert die Membranspannung.
Als Nächstes wird die Beziehung zwischen der Dicke der Ti-Schicht der Bondungsschicht und dem Gütefaktor beschrieben.
Verschiedene Vorrichtungen für elastische Wellen wurden durch Ändern der Dicke der Ti-Schicht der Bondungsschicht 7 in der Vorrichtung für elastische Wellen 31 gemäß der in 4 veranschaulichten dritten Ausführungsform hergestellt. Genauer gesagt, bestand der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 aus Si. Die Bondungsschicht 7 wurde aus einer Ti-Schicht und einer Ti-Oxidschicht gebildet. Die Bondungsschicht 7 wurde so ausgebildet, dass sich die Ti-Oxidschicht an einer Position nahe dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit 4 befand und die Ti-Schicht sich an einer Position nahe dem piezoelektrischen Film 6 befand. Die Dicke der Ti-Oxidschicht betrug 50 nm. Der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit bestand aus SiO₂ und hatte eine Dicke von 700 nm. Der piezoelektrische Film 6 bestand aus LiTaO₃ und hatte eine Dicke von 600 nm. Die Wellenlänge λ einer Oberflächenschallwelle, die als eine elastische Welle dient, die in der Vorrichtung für elastische Wellen 31 verwendet wird, betrug 2 µm.
9 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Dicke der Ti-Schicht, die als die Bondungsschicht dient, und dem Gütefaktor.
Der Gütefaktor erhöht sich in dem Maße, wie die Dicke der Ti-Schicht der Bondungsschicht abnimmt. Insbesondere wird, wenn die Dicke der Ti-Schicht 2,0 nm oder weniger beträgt, das heißt 1 × 10^–3λ oder weniger, ein hoher Gütefaktor von mehr als 1000 erreicht. Wenn die Dicke der Ti-Schicht 1,2 nm oder weniger beträgt, das heißt 0,6 × 10^–3λ oder weniger, so variiert der Gütefaktor kaum und ist im Wesentlichen konstant. Darum kann der Gütefaktor durch Einstellen der Dicke der Ti-Schicht der Bondungsschicht auf 1,2 nm oder weniger oder 0,6 × 10^–3λ oder weniger weiter erhöht werden, und die Variation des Gütefaktors kann unterdrückt werden. Die Dicke der Ti-Schicht beträgt bevorzugt 2,0 nm oder weniger und besonders bevorzugt 1,2 nm oder weniger.
Die Dicke der Ti-Schicht beträgt bevorzugt 0,4 nm oder mehr. Dadurch wird eine geeignete Bondung zwischen dem ersten mehrschichtigen Körper und dem zweiten mehrschichtigen Körper erreicht.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung für elastische Wellen
2: Stützsubstrat
3: erster Siliziumoxidfilm
4: Film mit hoher Schallgeschwindigkeit
4a, 4b: Schicht mit hoher Schallgeschwindigkeit
5: Film mit geringer Schallgeschwindigkeit
5a, 5b: Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit
6: piezoelektrischer Film
7: Bondungsschicht
8: IDT-Elektrode
9, 10: Reflektor
21, 31, 41, 51, 61: Vorrichtung für elastische Wellen
52: Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit
55: Film mit geringer Schallgeschwindigkeit
55a, 55b: Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit
56: piezoelektrischer Film
58: IDT-Elektrode

Claims

Vorrichtung für elastische Wellen, umfassend: einen piezoelektrischen Film, einen Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, der auf dem piezoelektrischen Film angeordnet ist und in dem eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch den Film mit geringer Schallgeschwindigkeit hindurch ausbreitet, kleiner ist als eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch den piezoelektrischen Film hindurch ausbreitet, einen Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, der auf eine Oberfläche des Films mit geringer Schallgeschwindigkeit auf einer Seite gegenüber dem piezoelektrischen Film gestapelt ist und in dem eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch den Film mit hoher Schallgeschwindigkeit hindurch ausbreitet, höher ist als eine Schallgeschwindigkeit einer elastischen Welle, die sich durch den piezoelektrischen Film hindurch ausbreitet, ein Substrat, das direkt oder indirekt auf eine Oberfläche des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit auf einer Seite gegenüber dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit gestapelt ist, und eine Bondungsschicht, die an einer beliebigen Position von einer Innenseite des Films mit hoher Schallgeschwindigkeit zu einer Grenzfläche zwischen dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film angeordnet ist.
Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 1, wobei sich die Bondungsschicht in dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit, an einer Grenzfläche zwischen dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, oder an der Grenzfläche zwischen dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film befindet.
Vorrichtung für elastische Wellen, umfassend: einen piezoelektrischen Film und einen Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, der auf dem piezoelektrischen Film angeordnet ist und in dem eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch den Film mit geringer Schallgeschwindigkeit hindurch ausbreitet, kleiner ist als eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch den piezoelektrischen Film hindurch ausbreitet, ein Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit, das direkt oder indirekt auf eine Oberfläche des Films mit geringer Schallgeschwindigkeit auf einer Seite gegenüber dem piezoelektrischen Film gestapelt ist und in dem eine Schallgeschwindigkeit einer Volumenwelle, die sich durch das Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit hindurch ausbreitet, höher ist als eine Schallgeschwindigkeit einer elastischen Welle, die sich durch den piezoelektrischen Film hindurch ausbreitet, und eine Bondungsschicht, die sich in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit oder an einer Grenzfläche zwischen dem piezoelektrischen Film und dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit befindet.
Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 3, wobei sich die Bondungsschicht in dem Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit, an einer Grenzfläche zwischen dem Substrat mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit, oder an der Grenzfläche zwischen dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit und dem piezoelektrischen Film befindet.
Vorrichtung für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bondungsschicht eine Metalloxidschicht oder eine Metallnitridschicht enthält.
Vorrichtung für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Bondungsschicht eine Ti-Schicht enthält, und die Ti-Schicht eine Dicke von 0,4 nm oder mehr und 2,0 nm oder weniger hat.
Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 6, wobei die Ti-Schicht eine Dicke von 0,4 nm oder mehr und 1,2 nm oder weniger hat.
Vorrichtung für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der piezoelektrische Film aus LiTaO₃ besteht.
Vorrichtung für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit aus Siliziumoxid besteht.
Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 2 oder 4, wobei der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit aus Siliziumoxid besteht, und die Bondungsschicht in dem Film mit geringer Schallgeschwindigkeit angeordnet ist, der Film mit geringer Schallgeschwindigkeit eine erste Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit enthält, die sich auf einer Seite der Bondungsschicht nahe dem piezoelektrischen Film befindet, und eine zweite Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit enthält, die sich auf einer Seite der Bondungsschicht gegenüber dem piezoelektrischen Film befindet, und wenn angenommen wird, dass eine elastische Welle, die in der Vorrichtung für elastische Wellen verwendet wird, eine Wellenlänge λ hat, so hat die erste Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit eine Dicke von 0,12λ oder mehr.
Vorrichtung für elastische Wellen nach Anspruch 10, wobei die erste Schicht mit geringer Schallgeschwindigkeit eine Dicke von 0,22λ oder mehr hat.
Vorrichtung für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Film mit hoher Schallgeschwindigkeit aus Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid besteht.
Vorrichtung für elastische Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die ferner eine Zwischenschicht umfasst, die zwischen dem Film mit hoher Schallgeschwindigkeit und dem Substrat angeordnet ist.