DE112019004571T5

DE112019004571T5 - Verbundener Körper und Akustikwellenelement

Info

Publication number: DE112019004571T5
Application number: DE112019004571.7T
Authority: DE
Inventors: Yudai Uno; Masashi Goto; Tomoyoshi Tai
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2021-06-02
Also published as: KR20210058929A; US11984870B2; WO2020079958A1; JPWO2020079958A1; TWI829762B; US20210234529A1; KR102596121B1; TW202027414A; JP7133031B2; CN112868178A

Abstract

(Aufgabe) Das feste und stabile Verbinden eines Substrats aus einem piezoelektrischen Material mit einem Trägersubstrat, das aus einem Metalloxid zusammengesetzt ist, mittels einer Verbindungsschicht, die aus einem Siliziumoxid mit einem niedrigen Sauerstoffanteil zusammengesetzt ist.(Lösung) Ein verbundener Körper 5 oder 5A umfasst ein Trägersubstrat 1, das aus einem Metalloxid zusammengesetzt ist, ein Substrat aus einem piezoelektrischen Material 4 oder 4A, eine Verbindungsschicht 2B, die zwischen dem Trägersubstrat und dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material bereitgestellt ist und eine Zusammensetzung von Si(1-x)Ox(0,008 ≤ x ≤ 0,408) aufweist, und eine amorphe Schicht 10, die zwischen der Verbindungsschicht und dem Trägersubstrat bereitgestellt ist. Der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht 10 ist höher als der Sauerstoffanteil des Trägersubstrats 1.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbundenen Körper eines Substrats aus einem piezoelektrischen Material und eines Trägersubstrats, das aus einem Metalloxid zusammengesetzt ist.
STAND DER TECHNIK
Eine Oberflächenakustikwellenvorrichtung, die als Filtervorrichtung oder Oszillator wirkt, die oder der in Mobiltelefonen oder dergleichen verwendet wird, und eine Akustikwellenvorrichtung, wie z.B. eine Lambwellenvorrichtung oder ein Filmmassenakustikresonator (FBAR), bei der ein piezoelektrischer Dünnfilm verwendet wird, sind bekannt. Als eine solche Akustikwellenvorrichtung ist eine Vorrichtung bekannt, die durch Anbringen eines Trägerkörpers und eines piezoelektrischen Substrats, das eine Oberflächenakustikwelle ausbreitet, und durch Bereitstellen von ineinandergreifenden Elektroden hergestellt wird, welche die Oberflächenakustikwelle auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Substrats oszillieren lassen können. Durch Anbringen des Trägerkörpers, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient niedriger ist als derjenige des piezoelektrischen Substrats, auf dem piezoelektrischen Substrat wird die Änderung der Größe des piezoelektrischen Substrats als Reaktion auf eine Temperaturänderung vermindert, so dass die Änderung der Frequenzeigenschaften als Oberflächenakustikwellenvorrichtung vermindert wird.
Wenn ein piezoelektrisches Substrat und ein Siliziumsubstrat miteinander verbunden werden, ist es bekannt, dass ein Siliziumoxidfilm auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet wird und dass das piezoelektrische Substrat und das Siliziumsubstrat mittels des Siliziumoxidfilms direkt miteinander verbunden werden (Patentdokument 1). Während des Verbindens wird ein Plasmastrahl auf die Oberflächen des Siliziumoxidfilms und des Siliziumsubstrats zum Aktivieren der Oberflächen eingestrahlt und das direkte Verbinden wird durchgeführt (Plasmaaktivierungsverfahren).
Ferner ist bekannt, dass die Oberfläche des piezoelektrischen Substrats zu einer rauen Oberfläche ausgebildet wird, dass eine Füllstoffschicht auf der rauen Oberfläche bereitgestellt wird, um diese eben zu machen, und dass die Füllstoffschicht durch eine Haftmittelschicht an das Siliziumsubstrat geklebt wird (Patentdokument 2). Gemäß dem Verfahren wird ein Harz der Epoxyreihe oder der Acrylreihe für die Füllstoff- und Haftmittelschichten verwendet und die Verbindungsfläche des piezoelektrischen Substrats wird als die raue Oberfläche bereitgestellt, so dass die Reflexion einer Volumenwelle unterdrückt wird und eine Störwelle vermindert wird.
Ferner ist ein Verfahren des direkten Verbindens gemäß eines sogenannten FAB („Fast Atom Beam“)-Systems bekannt (Patentdokument 3). Gemäß diesem Verfahren wird ein neutralisierter Atomstrahl auf die jeweiligen Verbindungsflächen zum Aktivieren derselben bei Umgebungstemperatur eingestrahlt und diese werden direkt miteinander verbunden.
Andererseits ist gemäß dem Patentdokument 4 beschrieben, dass ein Substrat aus einem piezoelektrischen Material durch eine Zwischenschicht anstelle eines Siliziumsubstrats direkt mit einem Trägersubstrat verbunden wird, das aus einem Keramikmaterial (Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid) zusammengesetzt ist. Das Material der Zwischenschicht ist aus Silizium, Siliziumoxid oder Aluminiumnitrid hergestellt.
(Dokumente des Standes der Technik)
(Patentdokumente)

(Patentdokument 1) US-Patent Nr. 7,213,314 B2
(Patentdokument 2) Japanisches Patent Nr. 5,814,727 B
(Patentdokument 3) Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2014-086400 A
(Patentdokument 4) Japanisches Patent Nr. 3,774,782 B
(Patentdokument 5) PCT/JP2018/011256

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
(Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe)
Abhängig von den Anwendungen eines verbundenen Körpers ist es bevorzugt, den elektrischen Widerstand einer Verbindungsschicht zu verbessern, so dass die Isoliereigenschaften verbessert werden. Beispielsweise kann in dem Fall von Akustikwellenelementen ein Rauschen oder ein Verlust durch Verbessern der Isoliereigenschaften der Verbindungsschicht vermindert werden. Folglich hat der Anmelder offenbart, dass die Zusammensetzung der Verbindungsschicht aus Siliziumoxid mit einem niedrigeren Sauerstoffanteil zur Bildung der Verbindungsschicht mit den verbesserten Isoliereigenschaften hergestellt wird (Patentdokument 5).
Es kann jedoch schwierig sein, ein Substrat aus einem piezoelektrischen Material durch die Verbindungsschicht, die aus dem Siliziumoxid mit dem niedrigeren Sauerstoffanteil zusammengesetzt ist, fest und stabil mit einem Trägersubstrat zu verbinden, das aus einem Metalloxid zusammengesetzt ist. Wenn das Substrat aus einem piezoelektrischen Material einer Bearbeitung, wie z.B. einem Polieren, unterzogen wird, kann eine Trennung stattfinden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das feste und stabile Verbinden eines Substrats aus einem piezoelektrischen Material mit einem Trägersubstrat, das aus einem Metalloxid zusammengesetzt ist, durch eine Verbindungsschicht, die aus Siliziumoxid mit einem niedrigen Sauerstoffanteil zusammengesetzt ist.
(Lösung der Aufgabe)
Die vorliegende Erfindung stellt einen verbundenen Körper bereit, umfassend:

ein Trägersubstrat, das ein Metalloxid umfasst;
ein Substrat aus einem piezoelektrischen Material;
eine Verbindungsschicht, die zwischen dem Trägersubstrat und dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material bereitgestellt ist, wobei die Verbindungsschicht eine Zusammensetzung von Si_(1-x)O_x (0,008 ≤ x ≤ 0,408) aufweist; und
eine amorphe Schicht, die zwischen der Verbindungsschicht und dem Trägersubstrat bereitgestellt ist,
wobei ein Sauerstoffanteil der amorphen Schicht höher ist als ein Sauerstoffanteil des Trägersubstrats.

Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Akustikwellenvorrichtung bereit, umfassend:

den verbundenen Körper; und
eine Elektrode, die auf dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material bereitgestellt ist.

(Effekte der Erfindung)
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Substrat aus einem piezoelektrischen Material fest und stabil mit einem Trägersubstrat, das aus dem Metalloxid zusammengesetzt ist, durch die Verbindungsschicht, die aus Siliziumoxid mit einem niedrigen Sauerstoffanteil zusammengesetzt ist, verbunden werden.
Figurenliste

1(a) zeigt den Zustand, bei dem eine Verbindungsschicht 2 auf einem Substrat aus einem piezoelektrischen Material 4 bereitgestellt ist, 1(b) zeigt den Zustand, bei dem eine Oberfläche 2b einer Verbindungsschicht 2A durch einen neutralisierten Strahl A aktiviert wird, und 1(c) zeigt den Zustand, bei dem eine Oberfläche 1a eines Trägersubstrats 1 durch einen neutralisierten Strahl A aktiviert wird.
2(a) zeigt den Zustand, bei dem das Substrat aus einem piezoelektrischen Material 4 und das Trägersubstrat 1 miteinander verbunden sind, 2(b) zeigt den Zustand, bei dem ein Substrat aus einem piezoelektrischen Material 4A durch Bearbeiten dünner gemacht worden ist, und 2(c) zeigt den Zustand, bei dem eine Elektrode 6 auf dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material 4A bereitgestellt ist.
3(a) zeigt den Zustand, bei dem eine Zwischenschicht 11 und eine Verbindungsschicht 2 auf dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material 4 bereitgestellt sind, 3(b) zeigt den Zustand, bei dem eine Oberfläche 2b einer Verbindungsschicht 2A durch einen neutralisierten Strahl A aktiviert wird, und 3(c) zeigt den Zustand, bei dem die Oberfläche 1a des Trägersubstrats 1 durch einen neutralisierten Strahl A aktiviert wird.
4(a) zeigt den Zustand, bei dem das Substrat aus einem piezoelektrischen Material 4 und das Trägersubstrat 1 verbunden sind, 4(b) zeigt den Zustand, bei dem ein Substrat aus einem piezoelektrischen Material 4A durch Bearbeiten dünner gemacht worden ist, und 4(c) zeigt den Zustand, bei dem eine Elektrode 6 auf dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material 4A bereitgestellt ist.

MODI ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend detailliert beschrieben, wobei zweckmäßig auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.
Die 1 und 2 sind schematische Diagramme zum Veranschaulichen von Herstellungsbeispielen des direkten Verbindens eines Trägersubstrats mit einem Substrat aus einem piezoelektrischen Material.
Wie es in der 1 (a) gezeigt ist, ist die Verbindungsschicht 2 ein Film, der auf einer Hauptfläche 4a eines Substrats aus einem piezoelektrischen Material 4 ausgebildet ist. 4b stellt eine Hauptfläche auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats aus einem piezoelektrischen Material 4 dar. Dann wird, wie es in der 1(b) gezeigt ist, ein neutralisierter Strahl auf eine Oberfläche 2a der Verbindungsschicht 2 gemäß dem Pfeil A eingestrahlt, so dass die Oberfläche der Verbindungsfläche 2 zum Bereitstellen einer aktivierten Oberfläche 2b aktiviert wird. Andererseits wird, wie es in der 1(c) gezeigt ist, ein neutralisierter Strahl A auf eine Hauptfläche 1a eines Trägersubstrats 1 eingestrahlt, um diese zu aktivieren, so dass das Trägersubstrat 1 mit einer aktivierten Oberfläche darauf erhalten wird. 1b stellt eine Hauptfläche auf der gegenüberliegenden Seite der aktivierten Oberfläche dar.
Dann werden, wie es in der 2(a) gezeigt ist, die aktivierte Oberfläche der Verbindungsschicht und die aktivierte Oberfläche 1a des Trägersubstrats 1 direkt miteinander verbunden, so dass ein verbundener Körper 5 erhalten wird. Dabei kann die Ausgangsleistung, die Bestrahlungszeit oder dergleichen des neutralisierten Strahls A so eingestellt werden, dass eine amorphe Schicht 10 entlang einer Grenzfläche zwischen der aktivierten Oberfläche 1a des Trägersubstrats 1 und der Verbindungsschicht 2B erzeugt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Oberfläche 4b des Substrats aus einem piezoelektrischen Material 4 des verbundenen Körpers 1 ferner einer Polierbehandlung zum Dünnermachen des Substrats aus einem piezoelektrischen Material 4A unterzogen, wie es in der 2(b) gezeigt ist, so dass ein verbundener Körper 5A bereitgestellt wird. 4c stellt eine polierte Fläche dar.
Wie es in der 2(c) gezeigt ist, werden vorgegebene Elektroden 6 auf der polierten Fläche 4c des Substrats aus einem piezoelektrischen Material 4A ausgebildet, so dass ein Akustikwellenelement 7 erzeugt wird.
Gemäß einer Ausführungsform, die in den 3 und 4 gezeigt ist, ist eine Zwischenschicht 11 zwischen dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material 4 und der Verbindungsschicht 2, 2A oder 2B bereitgestellt.
D.h., wie es in der 3(a) gezeigt ist, die Zwischenschicht 11 und die Verbindungsschicht 2 werden in dieser Reihenfolge als Film auf der Hauptfläche 4a des Substrats aus einem piezoelektrischen Material 4 ausgebildet. Dann wird, wie es in der 3(b) gezeigt ist, der neutralisierte Strahl auf eine Oberfläche 2a der Verbindungsschicht 2 gemäß dem Pfeil A eingestrahlt, so dass die Oberfläche der Verbindungsschicht 2A zum Bereitstellen einer aktivierten Oberfläche 2b aktiviert wird. Ferner wird, wie es in der 3(c) gezeigt ist, ein neutralisierter Strahl A auf die Hauptfläche 1a des Trägersubstrats 1 eingestrahlt, so dass sie aktiviert wird, wodurch das Trägersubstrat 1 mit der darauf ausgebildeten aktivierten Oberfläche versehen wird. 1b stellt eine Hauptfläche auf der gegenüberliegenden Seite der aktivierten Oberfläche dar.
Dann werden, wie es in der 4(a) gezeigt ist, die aktivierte Oberfläche der Verbindungsschicht und die aktivierte Oberfläche 1a des Trägersubstrats 1 direkt miteinander verbunden, so dass ein verbundener Körper 15 erhalten wird. Dabei werden die Ausgangsleistung und die Bestrahlungszeit des neutralisierten Strahls A so eingestellt, dass eine amorphe Schicht 10 entlang der Verbindungsgrenzfläche zwischen der aktivierten Oberfläche 1a des Trägersubstrats 1 und der Verbindungsschicht 2B erzeugt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Oberfläche 2b des Substrats aus einem piezoelektrischen Material 2 des Substrats aus einem piezoelektrischen Material 1 ferner einem Polieren unterzogen, so dass die Dicke des Substrats aus einem piezoelektrischen Material 4A geringer gemacht wird, wie es in der 4(b) gezeigt ist, wodurch ein verbundener Körper 15A erhalten wird. 4c stellt eine polierte Oberfläche dar.
Gemäß der 4(c) werden vorgegebene Elektroden 9 auf der polierten Oberfläche 4c des Substrats aus einem piezoelektrischen Material 4A ausgebildet, so dass eine Akustikwellenvorrichtung 17 erzeugt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Trägersubstrat aus einem Metalloxid zusammengesetzt. Das Metalloxid kann ein Oxid aus einem einzelnen Metall oder ein Mischoxid aus verschiedenen Arten von Metallen sein. Das Metalloxid kann vorzugsweise aus der Gruppe, bestehend aus Sialon, Saphir, Kordierit, Mullit und Aluminiumoxid, ausgewählt werden. Das Aluminiumoxid kann vorzugsweise lichtdurchlässiges Aluminiumoxid sein.
Die relative Dichte des Trägersubstrats kann im Hinblick auf die Verbindungsfestigkeit vorzugsweise 95,5 Prozent oder höher sein und kann 100 Prozent betragen. Die relative Dichte wird mit dem Archimedes-Verfahren gemessen. Ferner kann, obwohl das Verfahren zur Herstellung des Trägersubstrats nicht speziell beschränkt ist, das Verfahren vorzugsweise ein Sinterverfahren sein.
Sialon ist ein Keramikmaterial, das durch Sintern eines Gemischs aus Siliziumnitrid und Aluminiumoxid erhalten wird und die folgende Zusammensetzung aufweist. Si_6-zAl_zO_zN_8-z
D.h., Sialon weist die Zusammensetzung eines Gemischs von Aluminiumoxid mit Siliziumnitrid auf und z gibt den Anteil von zugemischtem Aluminiumoxid an. z kann mehr bevorzugt 0,5 oder mehr betragen. Ferner kann z mehr bevorzugt 4,0 oder weniger betragen.
Saphir ist ein Einkristall mit der Zusammensetzung von Al₂O₃ und Aluminiumoxid ist ein Polykristall mit der Zusammensetzung von Al₂O₃. Kordierit ist eine Keramik mit der Zusammensetzung von 2MgO . 2Al₂O₃ . 5SiO₂. Mullit ist eine Keramik mit einer Zusammensetzung im Bereich von 3Al₂O₃ . 2SiO₂ bis 2Al₂O₃ · SiO₂.
Obwohl das Material des Substrats aus einem piezoelektrischen Material nicht beschränkt ist, solange es die erforderliche Piezoelektrizität aufweist, kann das Material vorzugsweise ein Einkristall mit der Zusammensetzung von LiAO₃ sein. Dabei stellt A ein oder mehrere Element(e), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Niob und Tantal, dar. Folglich kann LiAO₃ Lithiumniobat, Lithiumtantalat oder eine feste Lösung aus Lithiumniobat-Lithiumtantalat sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Verbindungsschicht zwischen dem Trägersubstrat und dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material bereitgestellt und die Verbindungsschicht weist eine Zusammensetzung von Si_(1-x)O_x (0,008 ≤ x ≤ 0,408) auf.
Die Zusammensetzung ist eine Zusammensetzung, deren Sauerstoffkonzentration beträchtlich niedriger ist als diejenige von SiO₂ (entsprechend x = 0,667). Die Isoliereigenschaften der Verbindungsschicht können durch Verbinden des Substrats aus einem piezoelektrischen Material mit dem Trägersubstrat mittels der Verbindungsschicht, die das Siliziumoxid mit der Zusammensetzung von Si_(1-x)O_x aufweist, sehr gut gemacht werden.
In dem Fall, bei dem x in der Zusammensetzung von Si_(1-x)O_x, das die Verbindungsschicht bildet, niedriger als 0,008 ist, ist der elektrische Widerstand der Verbindungsschicht niedrig und gewünschte Isoliereigenschaften können nicht erhalten werden. Folglich wird x auf 0,008 oder höher eingestellt und x kann vorzugsweise 0,010 oder höher, mehr bevorzugt 0,020 oder höher und insbesondere 0,024 oder höher sein. Ferner wird in dem Fall, bei dem x höher als 0,408 ist, die Verbindungsfestigkeit vermindert, so dass eine Tendenz zu einer Trennung des Substrats aus einem piezoelektrischen Material auftritt. x wird folglich auf 0,408 oder niedriger eingestellt und kann vorzugsweise auf 0,225 oder niedriger eingestellt werden.
Der elektrische Widerstand der Verbindungsschicht kann vorzugsweise 4,8 × 10³ Ω. cm oder höher, mehr bevorzugt 5,8 × 10³ Ω· cm oder höher und insbesondere 6,2 × 10³ Ω. cm oder höher sein. Ferner ist der elektrische Widerstand der Verbindungsschicht im Allgemeinen 1,0 × 10⁸ Ω. cm oder niedriger.
Obwohl die Dicke der Verbindungsschicht nicht speziell beschränkt ist, kann sie im Hinblick auf die Herstellungskosten vorzugsweise 0,01 bis 10 µm und mehr bevorzugt 0,01 bis 0,5 µm betragen.
Obwohl das Filmbildungsverfahren der Verbindungsschicht nicht speziell beschränkt ist, können ein Sputterverfahren, ein Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) und ein Gasphasenabscheidungsverfahren genannt werden. Dabei ist es während eines Reaktivsputterns unter Verwendung eines Sputtertargets aus Si besonders bevorzugt, dass die Menge von Sauerstoffgas, das in eine Kammer strömt, so eingestellt wird, dass die Sauerstoffanteile (x) in der Verbindungsschicht eingestellt werden können.
Obwohl spezifische Bedingungen zur Herstellung der Verbindungsschicht abhängig von der Spezifikation der Kammer in einer geeigneten Weise ausgewählt werden, werden gemäß einem bevorzugten Beispiel der Gesamtdruck auf 0,28 bis 0,34 Pa eingestellt, der Partialdruck von Sauerstoff auf 1,2 × 10^-3 bis 5,7 × 10^-2 Pa eingestellt und die Filmbildungstemperatur auf Umgebungstemperatur eingestellt. Ferner wird Si, das mit B dotiert ist, als Beispiel für das Si-Target genannt. Wie es später beschrieben ist, wird die Menge von B (Bor) als Fremdatom an einer Grenzfläche zwischen der Verbindungsschicht und dem Trägersubstrat 1 auf etwa 5 × 10¹⁸ Atome/cm³ bis 5 × 10¹⁹ Atome/cm³ eingestellt. Dadurch können die Isoliereigenschaften der Verbindungsschicht mit einer größeren Sicherheit erhalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die aktivierte Oberfläche der Verbindungsschicht und die aktivierte Oberfläche des Trägersubstrats direkt miteinander verbunden. Mit anderen Worten, eine Verbindungsgrenzfläche liegt entlang einer Grenzfläche zwischen der Verbindungsschicht und dem Trägersubstrat vor. In diesem Fall kann der arithmetische Mittenrauwert Ra der aktivierten Oberfläche der Verbindungsschicht vorzugsweise 1 nm oder niedriger und mehr bevorzugt 0,3 nm oder niedriger sein. Ferner kann der arithmetische Mittenrauwert Ra der aktivierten Oberfläche des Trägersubstrats vorzugsweise 1 nm oder niedriger und mehr bevorzugt 0,3 nm oder niedriger sein. Die Verbindungsfestigkeit des Trägersubstrats und der Verbindungsschicht wird dadurch weiter verbessert.
Der verbundene Körper der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine amorphe Schicht, die zwischen der Verbindungsschicht und dem Trägersubstrat erzeugt wird. Der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht ist höher als der Sauerstoffanteil des Trägersubstrats. D.h., die amorphe Schicht wird entlang der aktivierten Oberfläche des Trägersubstrats erzeugt und wenn die Diffusion von Sauerstoff in der amorphen Schicht fortschreitet, wird gefunden, dass der Sauerstoffanteil des Metalloxids, das die amorphe Schicht bildet, höher werden kann als der Sauerstoffanteil des Metalloxids, welches das Trägersubstrat bildet. Zusätzlich dazu wird in dem Fall, bei dem die Diffusion von Sauerstoff als solche fortschreitet, gefunden, dass die Verbindungsfestigkeit des Substrats aus einem piezoelektrischen Material mit dem Trägersubstrat hoch werden kann und beispielsweise selbst dann, wenn das Substrat aus einem piezoelektrischen Material durch die Bearbeitung dünner gemacht wird, die Trennung des Substrats aus einem piezoelektrischen Material unterdrückt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung der amorphen Schicht ein Metall, welches das Trägersubstrat bildet, Sauerstoff (O) und Argon (Ar) als Hauptkomponenten. In dem Fall, bei dem das Trägersubstrat aus Sialon zusammengesetzt ist, enthält die Zusammensetzung der amorphen Schicht jedoch Silizium (Si), welches das Trägersubstrat bildet, Aluminium (AI), Stickstoff (N), Sauerstoff (O) und Argon (Ar) als Hauptkomponenten. „Hauptkomponenten“ bedeutet, dass die Summe der Atomanteile der Atome 95 Atom-% oder höher ist und vorzugsweise 97 Atom-% oder höher sein kann, mit der Maßgabe, dass 100 Atom-% einem Gesamtatomanteil zugeordnet sind. Mehr bevorzugt ist die Zusammensetzung der amorphen Schicht von der gleichen Art wie das Material des Trägersubstrats und der Sauerstoffanteil ist höher als derjenige des Materials des Trägersubstrats und die Zusammensetzung umfasst Argon.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht höher als der Sauerstoffanteil des Trägersubstrats. Die Differenz der Sauerstoffanteile kann im Hinblick auf die Verbesserung der Verbindungsfestigkeit vorzugsweise 0,5 Atom-% oder höher und mehr bevorzugt 1,0 Atom-% oder höher sein. Ferner kann die Differenz der Sauerstoffanteile in praktischer Hinsicht vorzugsweise 7,0 Atom-% oder niedriger sein.
Ferner kann im Hinblick auf die Verbesserung der Verbindungsfestigkeit der Atomanteil von Argon (Ar) der amorphen Schicht vorzugsweise 1,0 Atom-% oder höher und mehr bevorzugt 1,5 Atom-% oder höher sein. Ferner kann der Atomanteil von Argon (Ar) der amorphen Schicht vorzugsweise 5,0 Atom-% oder niedriger und mehr bevorzugt 4,8 Atom-% oder niedriger sein.
Obwohl das Material der Zwischenschicht nicht speziell beschränkt ist, solange es die Verbindungsschicht und das Substrat aus einem piezoelektrischen Material verbinden kann, kann das Material vorzugsweise SiO₂, Ta₂O₅, TiO₂, ZrO₂, HfO₂, Nb₂O₃, Bi₂O₃, Al₂O₃, MgO, AIN oder Si₃N₄ sein.
Insbesondere ist es bei einer Hochfrequenz-Anwendung (Frequenzband für eine 5G-Kommunikation bei 3,5 bis 6 GHz oder dergleichen) erforderlich, die Frequenz einer Akustikwelle zu verbessern, und in diesem Fall kann das Material der Zwischenschicht vorzugsweise ein Material mit einer hohen Schallgeschwindigkeit sein. Die Schallgeschwindigkeit eines solchen Materials mit einer hohen Schallgeschwindigkeit kann vorzugsweise 6000 m/s oder höher und mehr bevorzugt 10000 m/s oder höher sein. Obwohl die Schallgeschwindigkeit des Materials der Zwischenschicht nicht speziell beschränkt ist, ist es in praktischer Hinsicht schwierig, 30000 m/s zu überschreiten, und sie kann in vielen Fällen 30000 m/s oder niedriger und vorzugsweise 25000 m/s oder niedriger sein. Ein solches Material mit einer hohen Schallgeschwindigkeit umfasst AIN und Si₃N₄. Ferner wird die Schallgeschwindigkeit des Materials auf der Basis der Dichte, die durch das JIS-Verfahren (JIS C2141) gemessen wird, des Young'schen Moduls (JIS R1602) und des Poisson-Verhältnisses (JIS R1602) berechnet.
Ferner ist es bei einer Hochfrequenz-Anwendung (Anwendung für ein Frequenzband für eine 5G-Kommunikation bei 3,5 bis 6 GHz oder dergleichen) erforderlich, die Wärmeableitungseigenschaften zu verbessern, da ein Signal mit einer hohen Leistung eingespeist wird. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Material der Zwischenschicht ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit ist. Die Wärmeleitfähigkeit eines solchen Materials mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit kann vorzugsweise 100 W/(m . K) oder höher, mehr bevorzugt 900 W/(m · K) oder höher und insbesondere 1000 W/(m · K) oder höher sein. Obwohl die Obergrenze der Wärmeleitfähigkeit des Materials der Zwischenschicht nicht speziell festgelegt ist, kann sie in vielen Fällen 5000 W/(m · K) oder niedriger und ferner 3000 W/(m . K) oder niedriger sein, da sie in praktischer Hinsicht 5000 W/(m · K) nur schwer übersteigen kann. Ein solches Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit umfasst AIN und Si₃N₄. Ferner wird die Wärmeleitfähigkeit des Materials gemäß JIS R1611 gemessen.
Jeweilige Bestandteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detaillierter beschrieben.
Die Anwendung des verbundenen Körpers der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt und er kann vorzugsweise als Akustikwellenvorrichtung oder optische Vorrichtung angewandt werden.
Als Akustikwellenvorrichtung ist eine Oberflächenakustikwellenvorrichtung, eine Vorrichtung des Lambwellentyps, ein Dünnfilmresonator (FBAR) oder dergleichen bekannt. Beispielsweise wird die Oberflächenakustikwellenvorrichtung durch Bereitstellen von eingangsseitigen IDT- (Interdigitalwandler-) Elektroden (auch als Kammelektroden oder ineinandergreifende Elektroden bezeichnet) zum Oszillieren einer Oberflächenakustikwelle und IDT-Elektroden auf der Ausgangsseite zum Empfangen der Oberflächenakustikwelle auf der Oberfläche des Substrats aus einem piezoelektrischen Material hergestellt. Durch Anlegen eines Hochfrequenzsignals an die IDT-Elektroden auf der Eingangsseite wird ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden erzeugt, so dass die Oberflächenakustikwelle auf dem piezoelektrischen Substrat oszilliert wird und sich ausbreitet. Dann wird die ausgebreitete Oberflächenakustikwelle als elektrisches Signal von den IDT-Elektroden auf der Ausgangsseite entnommen, die in der Ausbreitungsrichtung bereitgestellt ist.
Ein Metallfilm kann auf einer unteren Oberfläche des Substrats aus einem piezoelektrischen Material bereitgestellt werden. Nachdem die Vorrichtung des Lamb-Typs als Akustikwellenvorrichtung hergestellt worden ist, spielt der Metallfilm die Rolle des Verbesserns des elektromechanischen Kopplungsfaktors in der Nähe der unteren Oberfläche des Substrats aus einem piezoelektrischen Material. In diesem Fall weist die Vorrichtung des Lamb-Typs die Struktur auf, bei der ineinandergreifende Elektroden auf der Oberfläche des Substrats aus einem piezoelektrischen Material ausgebildet sind und der Metallfilm auf dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material durch einen Hohlraum freiliegt, der in dem Trägerkörper bereitgestellt ist. Materialien für solche Metallfilme umfassen z.B. Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Kupfer, Gold oder dergleichen. Ferner kann in dem Fall, bei dem die Lambwellenvorrichtung hergestellt wird, ein Verbundsubstrat verwendet werden, welches das piezoelektrische Einkristallsubstrat ohne den Metallfilm auf der unteren Oberfläche aufweist.
Ferner können ein Metallfilm und ein Isolierfilm auf der unteren Oberfläche des piezoelektrischen Einkristallsubstrats bereitgestellt werden. Der Metallfilm spielt die Rolle von Elektroden in dem Fall, bei dem der Dünnfilmresonator als die Akustikwellenvorrichtung hergestellt wird. In diesem Fall weist der Dünnfilmresonator die Struktur auf, bei der Elektroden auf der oberen und unteren Oberfläche des piezoelektrischen Einkristallsubstrats ausgebildet sind und der Isolierfilm als Hohlraum ausgebildet ist, so dass der Metallfilm auf dem piezoelektrischen Einkristallsubstrat freiliegt. Materialien für solche Metallfilme umfassen z.B. Molybdän, Ruthenium, Wolfram, Chrom, Aluminium oder dergleichen. Ferner umfassen Materialien der Isolierfilme Siliziumdioxid, Phosphorsilikatglas, Borphosphorsilikatglas oder dergleichen.
Ferner können als die optische Vorrichtung eine optische Schaltvorrichtung, eine Wellenlängenumwandlungsvorrichtung und eine optische Moduliervorrichtung genannt werden. Ferner kann in dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material eine periodische Domäneninversionsstruktur ausgebildet sein.
Wenn der Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Akustikwellenvorrichtung ist und das Substrat aus einem piezoelektrischen Material aus Lithiumtantalat hergestellt ist, ist es bevorzugt, das Substrat aufgrund eines niedrigen Ausbreitungsverlusts so zu verwenden, dass es von der Y-Achse zur Z-Achse um 36 bis 47° (beispielsweise 42°) um die X-Achse gedreht ist, wobei es sich um die Ausbreitungsrichtung einer Oberflächenakustikwelle handelt.
Ferner ist es in dem Fall, bei dem das Substrat aus einem piezoelektrischen Material aus Lithiumniobat hergestellt ist, bevorzugt, das Substrat aufgrund eines niedrigeren Ausbreitungsverlusts so zu verwenden, dass es von der Y-Achse zur Z-Achse um 60 bis 68° (beispielsweise 64°) um die X-Achse gedreht ist, wobei es sich um die Ausbreitungsrichtung der Oberflächenakustikwelle handelt. Ferner kann, obwohl die Größe des Substrats aus einem piezoelektrischen Material nicht speziell beschränkt ist, beispielsweise der Durchmesser 50 bis 150 mm betragen und die Dicke kann 0,2 bis 60 µm betragen.
Zum Erhalten des erfindungsgemäßen verbundenen Körpers ist das folgende Verfahren bevorzugt.
Zuerst werden die Oberfläche der Verbindungsschicht und die Oberfläche (Verbindungsfläche) des Trägersubstrats eingeebnet, so dass ebene Oberflächen erhalten werden. Dabei umfasst das Verfahren zum Einebnen der jeweiligen Oberflächen ein Läppen, ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP) und dergleichen. Ferner können die ebenen Oberflächen vorzugsweise einen Ra von 1 nm oder niedriger und mehr bevorzugt von 0,3 nm oder niedriger aufweisen.
Dann werden zum Entfernen des Rückstands eines Poliermittels und einer denaturierten Bearbeitungsschicht die Oberflächen der Verbindungsschicht und des Trägersubstrats gereinigt. Das Verfahren zum Reinigen der Oberflächen umfasst ein Nassreinigen, ein Trockenreinigen, ein Scheuerreinigen oder dergleichen, und das Scheuerreinigen ist im Hinblick auf ein einfaches und effektives Erhalten von gereinigten Oberflächen bevorzugt. Dabei ist es besonders bevorzugt, „Sun Wash LH540“ als Reinigungsmittel zu verwenden und dann das Reinigen mittels einer Scheuerreinigungsmaschine unter Verwendung einer Mischlösung von Aceton und IPA durchzuführen.
Dann wird ein neutralisierter Strahl auf die Oberfläche der Verbindungsschicht und die Oberfläche des Trägersubstrats eingestrahlt, um die jeweiligen ebenen Oberflächen zu aktivieren.
Wenn die Aktivierung der Oberflächen unter Verwendung des neutralisierten Strahls durchgeführt wird, ist die Verwendung eines Systems, das im Patentdokument 3 beschrieben ist, zum Erzeugen des neutralisierten Strahls, der eingestrahlt wird, bevorzugt. D.h., als die Strahlquelle wird eine Hochgeschwindigkeitsatomstrahlquelle des Sattelfeldtyps verwendet. Dann wird ein Inertgas in die Kammer eingebracht und eine Hochspannung wird an Elektroden von einer elektrischen Gleichstromquelle angelegt. Dadurch verursacht ein elektrisches Feld des Sattelfeldtyps, das zwischen der Elektrode (positive Elektrode) und einem Gehäuse (negative Elektrode) erzeugt wird, eine Bewegung von Elektronen, e, so dass Atom- und lonenstrahlen, die von dem Inertgas stammen, erzeugt werden. Von den Strahlen, die ein Gitter erreichen, wird der lonenstrahl an dem Gitter neutralisiert und der Strahl von neutralen Atomen wird von der Hochgeschwindigkeitsatomstrahlquelle emittiert.
Die Atomspezies, die den Strahl bildet, kann vorzugsweise ein Inertgas (Argon, Stickstoff oder dergleichen) sein.
In dem Aktivierungsschritt durch die Bestrahlung mit dem Strahl kann die Spannung vorzugsweise auf 0,5 bis 2,0 kV eingestellt werden und der Strom kann vorzugsweise auf 50 bis 200 mA eingestellt werden.
Dann werden die aktivierten Oberflächen in einer Vakuumatmosphäre miteinander in Kontakt gebracht und verbunden. Die Temperatur zu diesem Zeitpunkt kann Umgebungstemperatur, insbesondere 40 °C oder niedriger und mehr bevorzugt 30 °C oder niedriger, sein. Ferner kann die Temperatur während des Verbindens mehr bevorzugt 20 °C oder höher und 25 °C oder niedriger sein. Der Druck beim Verbinden beträgt vorzugsweise 100 bis 20000 N.
BEISPIELE
(Erfindungsgemäße Beispiele 1, 2 und 3, Vergleichsbeispiele 1 und 2)
Es wurden die verbundenen Körper 5 und 5A der jeweiligen Beispiele, die in den Tabellen 1 und 2 gezeigt sind, gemäß dem Verfahren hergestellt, das unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben worden ist.
Insbesondere wurde ein Lithiumtantalat-Substrat (LT-Substrat) mit einem OF-Teil, einem Durchmesser von 4 Zoll (10,16 cm) und einer Dicke von 250 µm als das piezoelektrische Einkristallsubstrat 4 verwendet. Es wurde ein 46° Y-geschnittenes X-Ausbreitung-LT-Substrat, in dem die Ausbreitungsrichtung der Oberflächenakustikwelle (SAW) auf X eingestellt war und der Schnittwinkel eine gedrehte Y-geschnittene Platte war, als das LT-Substrat verwendet. Die Oberfläche 4a des Substrats aus einem piezoelektrischen Material 4 wurde derart einem Spiegelglanz-Oberflächenpolieren unterzogen, dass der arithmetische Mittenrauwert Ra 0,3 nm erreichte. Ferner wurde Ra durch ein Rasterkraftmikroskop (AFM) in einem Sichtfeld von 10 µm × 10 µm gemessen.
Dann wurde die Verbindungsschicht 2 durch ein Gleichstrom-Sputterverfahren als Film auf der Oberfläche 4a des Substrats aus einem piezoelektrischen Material 4 gebildet. Mit Bor dotiertes Si wurde als Target verwendet. Ferner wurde Sauerstoffgas als Sauerstoffquelle eingeführt. Dabei wurde die Menge des eingeführten Sauerstoffgases so verändert, dass der Gesamtdruck der Atmosphäre und der Partialdruck von Sauerstoff in einer Kammer verändert wurden, wodurch der Sauerstoffanteil in der Verbindungsschicht 2 verändert wurde. Die Dicke der Verbindungsschicht 2 wurde auf 100 bis 200 nm eingestellt. Der arithmetische Mittenrauwert Ra der Oberfläche 2a der Verbindungsschicht 2 betrug 0,2 bis 0,6 nm. Dann wurde die Verbindungsschicht 2 einem chemisch-mechanischen Polieren (CMP) unterzogen, so dass die Filmdicke auf 80 bis 190 nm eingestellt wurde und Ra auf 0,08 bis 0,4 nm eingestellt wurde.
Ferner wurde als das Trägersubstrat 1 das Trägersubstrat 1 hergestellt, das aus Sialon (z = 2,5) zusammengesetzt war und den flachen Ausrichtungsteil (OF-Teil), einen Durchmesser von 4 Zoll (10,16 cm) und eine Dicke von 500 µm aufwies. Die Oberflächen 1a und 1b des Trägersubstrats 1 wurden durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) fertigbearbeitet, so dass die jeweiligen arithmetischen Mittenrauwerte Ra 0,2 nm erreichten.
Dann wurden die ebene Oberfläche 2b der Verbindungsschicht 2A und die Oberfläche 1a des Trägersubstrats 1 gereinigt, um Verunreinigungen zu entfernen, worauf es in eine Vakuumkammer eingebracht wurde. Nach dem Evakuieren auf eine Größenordnung von 10^-6 Pa wurde ein Hochgeschwindigkeitsatomstrahl (Beschleunigungsspannung 1 kV und Ar-Flussrate 27 sccm) während 120 s auf die Verbindungsoberflächen 1a und 2b der jeweiligen Substrate eingestrahlt. Dann wurden, nachdem die mit dem Strahl bestrahlte Oberfläche (aktivierte Oberfläche) 2b der Verbindungsschicht 2A und die aktivierte Oberfläche 1a des Trägersubstrats 1 miteinander in Kontakt gebracht worden sind, die Substrate durch Beaufschlagen mit Druck bei 10000 N für 2 Minuten verbunden (vgl. die 2(a)). Dann wurden die so erhaltenen verbundenen Körper der jeweiligen Beispiele für 20 Stunden bei 100 °C erwärmt.
Die Oberfläche 4b des Substrats aus einem piezoelektrischen Material 4 wurde dann geschliffen und poliert, so dass die Dicke von den anfänglichen 250 µm auf 1 µm verändert wurde (vgl. die 2(b)).
Für die so erhaltenen verbundenen Körper 5 und 5A der jeweiligen Beispiele wurden die folgenden Eigenschaften bewertet.
(Bestätigung der amorphen Schicht)
Das Vorliegen der amorphen Schicht wurde wie folgt untersucht.
Messsystem:
Die Mikrostruktur wurde unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops „H-9500“, das von Hitachi High-Tech Corporation geliefert wird, untersucht.
Messbedingungen:
Eine Probe eines dünngemachten Stücks wurde mittels FIB (Verfahren mit fokussiertem lonenstrahl) bei einer Beschleunigungsspannung von 200 kV untersucht.
(Anteile von Sauerstoffatomen und Argonatomen in der Verbindungsschicht, dem Trägersubstrat und der amorphen Schicht)
Eine Elementaranalyse wurde mittels eines EDS (energiedispersives Röntgenspektrometer) unter Verwendung des folgenden Systems zum Messen der Anteile von Sauerstoffatomen und Argonatomen in der Verbindungsschicht, dem Trägersubstrat und der amorphen Schicht durchgeführt.
Messsystem:
Die Elementaranalyse wurde unter Verwendung eines Elementaranalysesystems „JEM-ARM200F“, das von JEOL Ltd. geliefert wird, durchgeführt.
Messbedingungen:
Eine Probe eines dünngemachten Stücks wurde mittels FIB (Verfahren mit fokussiertem lonenstrahl) bei einer Beschleunigungsspannung von 200 kV untersucht.
(Verbindungsfestigkeit)

Die Verbindungsfestigkeiten der verbundenen Körper der jeweiligen Beispiele wurden durch das Rissöffnungsverfahren gemessen. Ferner trat in dem Fall, bei dem die Verbindungsfestigkeit 1,75 J/m² überstieg, eine Trennung in der Nähe der Verbindungsschicht 2B nicht auf und der verbundene Körper brach als Massenbruch. Tabelle 1

		Verqleichsbeispiel 1			Vergleichsbeispiel 2
Substrat aus einem piezoelektrischen Material		Lithiumtantalat			Lithiumtantalat
Trägersubstrat		Sialon (z = 2,5)			Sialon (z = 2,5)
FAB-Bestrahlungsmenge (kJ)		45			22,5
Verbindungsfestigkeit (J/m²)		0,8			0,2
Atomkonzentration Atom-%		Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat	Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat
	O	5,5	20,0	20,1	5,6	19,1	19,5
	Ar	0,2	1,3	0,0	0,1	0,9	0,0

Tabelle 2

		Erfindungsgemäßes Beispiel 1			Erfindungsgemäßes Beispiel 2			Erfindungsgemäßes Beispiel 3
Substrat aus einem piezoelektrischen Material		Lithiumtantalat			Lithiumtantalat			Lithiumtantalat
Trägersubstrat		Sialon			Sialon			Sialon
FAB-Bestrahlungsmenge (kJ)		135			90			180
Verbindungsfestigkeit (J/m²)		2,5			2,1			2,0
Atomkonzentration Atom-%		Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat	Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat	Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat
	O	5,8	22,2	19,9	5,6	21,1	20,0	5,7	22,5	18,2
	Ar	0,3	3,9	0,0	0,1	2,3	0,0	0,4	4,3	0,0

Gemäß den Vergleichsbeispielen 1 und 2 war der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht geringfügig niedriger als der Sauerstoffanteil des Trägersubstrats und die Verbindungsfestigkeit war in jedem Beispiel gering.
Gemäß den erfindungsgemäßen Beispielen 1, 2 und 3 war der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht höher als der Sauerstoffanteil des Trägersubstrats und die Verbindungsfestigkeit war in den jeweiligen Beispielen beträchtlich verbessert, so dass eine Trennung während des Polierens des Substrats aus einem piezoelektrischen Material nicht auftrat.
(Erfindungsgemäßes Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 3)

Das Material des Trägersubstrats in dem erfindungsgemäßen Beispiel 1 wurde zu Saphir geändert und die FAB-Bestrahlungsmenge wurde geändert. Die verbundenen Körper 5 und 5A wurden gemäß dem gleichen Verfahren wie das erfindungsgemäße Beispiel 1 hergestellt und der Sauerstoffanteil und der Argonanteil der jeweiligen Teile und die Verbindungsfestigkeit wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3

		Erfindungsgemäßes Beispiel 4			Vergleichsbeispiel 3
Substrat aus einem piezoelektrischen Material		Lithiumtantalat			Lithiumtantalat
Trägersubstrat FAB-Bestrahlungsmenge (kJ)		Saphir			Saphir
Trägersubstrat FAB-Bestrahlungsmenge (kJ)		135			45
Verbindungsfestigkeit (J/m²)		2,2			0,7
Atomkonzentration Atom-%		Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat	Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat
	O	5,5	32,2	30,3	5,5	30,2	30,3
	Ar	0,3	3,5	0,0	0,1	1,3	0,0

Gemäß dem Vergleichsbeispiel 3 war der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht geringfügig niedriger als der Sauerstoffanteil des Trägersubstrats und es zeigte sich, dass die Verbindungsfestigkeit gering war.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel 4 war der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht höher als der Sauerstoffanteil des Trägersubstrats, so dass die Verbindungsfestigkeit beträchtlich verbessert war und eine Trennung während des Polierens des Substrats aus einem piezoelektrischen Material nicht auftrat.
(Erfindungsgemäßes Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 4)

Das Material des Trägersubstrats wurde zu Kordierit geändert und die FAB-Bestrahlungsmenge wurde in dem erfindungsgemäßen Beispiel 1 geändert. Die verbundenen Körper 5 und 5A wurden abgesehen davon in der gleichen Weise wie das erfindungsgemäße Beispiel 1 hergestellt und der Sauerstoffanteil und der Argonanteil der jeweiligen Teile und die Verbindungsfestigkeit wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4

		Erfindungsgemäßes Beispiel 5			Vergleichsbeispiel 4
Substrat aus einem piezoelektrischen Material		Lithiumtantalat			Lithiumtantalat
Trägersubstrat		Kordierit			Kordierit
FAB-Bestrahlungsmenge (kJ)		135			45
Verbindungsfestigkeit (J/m²)		2,0			0,6
Atomkonzentration Atom-%		Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat	Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat
	O	5,6	69,9	68,5	5,7	68,4	68,4
	Ar	0,1	3,6	0,0	0,1	1,1	0,0

Gemäß dem Vergleichsbeispiel 4 war der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht mit dem Sauerstoffanteil des Trägersubstrats identisch und die Verbindungsfestigkeit war gering.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel 5 war der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht höher als der Sauerstoffanteil des Trägersubstrats und die Verbindungsfestigkeit war beträchtlich verbessert und eine Trennung während des Polierens des Substrats aus einem piezoelektrischen Material trat nicht auf.
(Erfindungsgemäßes Beispiel 6 und Vergleichsbeispiel 5)

Das Material des Trägersubstrats wurde zu Mullit geändert und die FAB-Bestrahlungsmenge wurde in dem erfindungsgemäßen Beispiel 1 geändert. Die verbundenen Körper 5 und 5A wurden abgesehen davon in der gleichen Weise wie das erfindungsgemäße Beispiel 1 hergestellt und die Sauerstoffanteile und die Argonanteile der jeweiligen Teile und die Verbindungsfestigkeit wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5

		Erfindungsgemäßes Beispiel 6			Vergleichsbeispiel 5
Substrat aus einem piezoelektrischen Material		Lithiumtantalat			Lithiumtantalat
Trägersubstrat FAB-Bestrahlungsmenge (kJ)		Mullit			Mullit
Trägersubstrat FAB-Bestrahlungsmenge (kJ)		135			45
Verbindungsfestigkeit (J/m²)		2,4			0,9
Atomkonzentration Atom-%		Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat	Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat
	O	5,6	69,3	66,8	5,5	66,8	66,9
	Ar	0,1	3,6	0,0	0,1	1,2	0,0

Gemäß dem Vergleichsbeispiel 5 war der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht etwas geringer als der Sauerstoffanteil des Trägersubstrats und es zeigte sich, dass die Verbindungsfestigkeit gering war.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel 6 war der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht höher als der Sauerstoffanteil des Trägersubstrats und die Verbindungsfestigkeit war beträchtlich verbessert und eine Trennung während des Polierens des Substrats aus einem piezoelektrischen Material trat nicht auf.
(Erfindungsgemäßes Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 6)

Das Material des Trägersubstrats wurde zu lichtdurchlässigem Aluminiumoxid geändert und die FAB-Bestrahlungsmenge wurde in dem erfindungsgemäßen Beispiel 1 geändert. Die verbundenen Körper 5 und 5A wurden abgesehen davon in der gleichen Weise wie das erfindungsgemäße Beispiel 1 hergestellt und der Sauerstoffanteil und der Argonanteil der jeweiligen Teile und die Verbindungsfestigkeit wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6

		Erfindungsqemäßes Beispiel 7			Vergleichsbeispiel 6
Substrat aus einem piezoelektrischen Material		Lithiumtantalat			Lithiumtantalat
Trägersubstrat		Lichtdurchlässiges Aluminiumoxid			Lichtdurchlässiges Aluminiumoxid
FAB-Bestrahlungsmenge (kJ)		135			45
Verbindungsfestigkeit (J/m²)		2,0			0,7
Atomkonzentration Atom-%		Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat	Verbindungsschicht	Amorphe Schicht	Trägersubstrat
	O	5,5	30,7	28,6	5,5	28,5	28,7
	Ar	0,3	3,5	0,0	0,1	1,2	0,0

Gemäß dem Vergleichsbeispiel 6 war der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht geringfügig niedriger als der Sauerstoffanteil des Trägersubstrats und es zeigte sich, dass die Verbindungsfestigkeit gering war.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel 7 war der Sauerstoffanteil der amorphen Schicht höher als der Sauerstoffanteil des Trägersubstrats und die Verbindungsfestigkeit war beträchtlich verbessert und eine Trennung während des Polierens des Substrats aus einem piezoelektrischen Material trat nicht auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7213314 B2 [0006]
JP 5814727 B [0006]
JP 3774782 B [0006]
JP 2018011256 PCT [0006]

Claims

Verbundener Körper, umfassend: ein Trägersubstrat, das ein Metalloxid umfasst; ein Substrat aus einem piezoelektrischen Material; eine Verbindungsschicht, die zwischen dem Trägersubstrat und dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material bereitgestellt ist, wobei die Verbindungsschicht eine Zusammensetzung von Si_(1-x)O_x (0,008 ≤ x ≤ 0,408) aufweist; und eine amorphe Schicht, die zwischen der Verbindungsschicht und dem Trägersubstrat bereitgestellt ist, wobei ein Sauerstoffanteil der amorphen Schicht höher ist als ein Sauerstoffanteil des Trägersubstrats.
Verbundener Körper nach Anspruch 1, wobei das Metalloxid aus der Gruppe, bestehend aus Sialon, Saphir, Kordierit, Mullit und Aluminiumoxid, ausgewählt ist.
Verbundener Körper nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Substrat aus einem piezoelektrischen Material aus der Gruppe, bestehend aus Lithiumniobat, Lithiumtantalat und einer festen Lösung von Lithiumniobat-Lithiumtantalat, ausgewählt ist.
Verbundener Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der ferner eine Zwischenschicht umfasst, die zwischen der Verbindungsschicht und dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material bereitgestellt ist.
Akustikwellenvorrichtung, umfassend: den verbundenen Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 4; und eine Elektrode, die auf dem Substrat aus einem piezoelektrischen Material bereitgestellt ist.