DE69429848T2

DE69429848T2 - Elektronische Anordnung und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE69429848T2
Application number: DE69429848T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Eda; Akihiro Kanaboshi; Masato Sugimoto; Yoshihiro Tomita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-11-01
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2014-11-01
Also published as: JPH07193294A; DE69429848D1; US5925973A; EP0651449B1; EP0651449A3; EP0651449A2; US5771555A

Description

1. Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Anordnung bzw. Komponente, insbesondere auf ein piezoelektrisches Bauelement mit einer Anschlusselektrode zwischen einem funktionellen Substrat und einem Halte-Substrat, und ein Verfahren zur Herstellung davon.

2. Beschreibung des technologischen Hintergrunds:

Verschiedene Arten von piezoelektrischen Bauelementen, welche piezoelektrische Effekte verwenden, wie zum Beispiel Quarz-Oszillatoren und SAW Filter wurden weithin verwendet als verschiedene Hochfrequenz-Filter und Oszillatoren bei einem Radio- Kommunikations-Zubehör. Diese piezoelektrischen Bauelemente verwenden eine mechanische Vibration bzw. Schwingung eines piezoelektrischen Elements, welche erzeugt wird, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird. Demzufolge hängt die Leistungsfähigkeit von solchen piezoelektrischen Bauelementen stark von einem Verfahren zum Befestigen des piezoelektrischen Elements ab, ohne die mechanische Vibration bzw. Schwingung zu beeinflussen. Insbesondere waren die Entwicklung von Verfahren zum Befestigen bzw. Anbringen eines piezoelektrischen Elements ohne nachteiliges Beeinflussen von piezoelektrischen Eigenschaften, das hermetische Abdichten des piezoelektrischen Elements in dem piezoelektrischen Bauelement und das Vorsehen von Elektroden, welche aus dem piezoelektrischen Element herausführen, wichtige Gegenstände.
Die folgenden Verfahren waren bekannt für herkömmliche piezoelektrischen Bauelemente.
Ein Verfahren ist das mechanische Befestigen eines piezoelektrischen Elements mit Federn, Schrauben, etc. Dieses Verfahren ist leicht durchzuführen, jedoch ist es schwierig, ein piezoelektrisches Bauelement zu erhalten, welches stabil ist bezüglich einer thermischen Veränderung, einem mechanischen Stoß, etc. für eine lange Zeitdauer. Ein anderes Verfahren ist das Befestigen eines piezoelektrischen Elements mit verschiedenen Haft- bzw. Klebemitteln und leitfähigen Kleistern bzw. Pasten, welche hergestellt sind aus einem Epoxidharz, einem Silikon-Harz etc. Dieses Verfahren hat auch Probleme. Das heißt, weil diese Haft- bzw. Klebemittel eine niedrige Hitzebeständigkeit haben, wird die Schwingungsfrequenz des piezoelektrischen Elements verändert, wenn eine Lötmittel- Rückfluss-Behandlung bei einer Temperatur von ungefähr 230ºC durchgeführt wird in dem Verlauf der Herstellung eines piezoelektrischen Bauelements. Zusätzlich hat das piezoelektrische Bauelement, welches so hergestellt wurde, eine schlechte thermische Langzeit-Stabilität im Gebrauch.
Des Weiteren war es bekannt, das piezoelektrische Element mit einem Substrat zu verbinden unter Verwendung von Glas mit einem niedrigen Schmelzpunkt. Selbst wenn Glas, welches einen niedrigen Schmelzpunkt hat, verwendet wird, wird eine Hitzebehandlung bei einer Temperatur von ungefähr 500ºC oder höher benötigt zum Erhalten eines piezoelektrischen Bauelements mit hoher Zuverlässigkeit; deshalb muss der Wärmeausdehnungskoeffizient eines Substrats, an welchem das piezoelektrische Element befestigt werden soll, mit demjenigen eines piezoelektrischen Substrates des piezoelektrischen Bauelements übereinstimmen bzw. passen. Des Weiteren sollten die Materialien für das piezoelektrische Bauelement thermisch stabil sein bei einer solchen hohen Temperatur (d. h. ungefähr 500ºC oder höher). Als ein Verfahren zum Lösen dieser Probleme offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-283957 ein Verfahren zum Verbinden eines Quarz-Kristalls (piezoelektrischer Einkristall) mit Silizium durch direktes Verbinden (direct bonding). Das piezoelektrische Bauelement, in welchem das piezoelektrische Element verbunden ist mit dem Substrat durch direkte Verbindung (direct bonding) ist bemerkbar stabil gegen eine thermische Veränderung und eine mechanische Vibration bzw. Schwingung. Gemäß dem Verfahren, welches offenbart ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-283957, werden die jeweiligen Oberflächen des Quarz-Kristalls und Siliziums, welche miteinander verbunden werden sollen, gewaschen, die jeweiligen Verbindungsoberflächen des Quarz-Kristalls und des Siliziums werden einer hydrophilen Behandlung unterzogen und miteinander verbunden, gefolgt von einer Hitze- Behandlung. Das piezoelektrische Bauelement, welches durch dieses Verfahren hergestellt wurde, ist mechanisch und thermisch stabil; jedoch ist es unmöglich, die Anschlusselektroden von dem verbundenen Teil zwischen dem piezoelektrischen Element und dem Substrat herauszuführen, so dass es verschiedene Einschränkungen gibt, wie zum Beispiel die Notwendigkeit, dass Durchgangslöcher ausgebildet werden zum Verbinden des piezoelektrischen Elements mit anderen Elementen (siehe Fig. 1 der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 4-283957).
Ein anderes Verfahren zum direkten Verbinden (direct bonding) ist aus der EP-A-0 531 985 bekannt, welche eine elektro-akustische integrierte Hybrid-Schaltung beschreibt für einen akustischen Oberflächenwellen-Resonator oder einen Quarz-Oszillator. Ein Halbleitersubstrat mit einem aktiven Element wird direkt verbunden mit einem elektroakustischen Element unter Verwendung von Silizium oder Silizium-Verbindungs-Filmen, ausgebildet auf dem Halbleitersubstrat und auf dem elektroakustischen Element. Die beschriebene elektronische Komponente weist demzufolge ein erstes Siliziumsubstrat, ein zweites monokristallines piezoelektrisches Substrat und eine isolierende Schicht zwischen den zwei Substraten auf. Dieses Dokument zeigt ein Verbindungs-Verfahren zwischen der isolierenden Schicht, welche ein erster Siliziumoxidfilm ist, ausgebildet auf dem ersten Siliziumsubstrat, und einer anderen isolierenden Schicht, welche ein zweiter Siliziumoxidfilm ist, ausgebildet auf dem zweiten Substrat. Die Verbindung wird demzufolge über anorganische Substanzen durchgeführt.
Die US-A-5 188 977 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Spitze, zusammengesetzt aus einem dotierten Halbleiter-Material. Eine erste isolierende Schicht ist auf einem Silizium-Substrat vorgesehen. Dann wird eine elektrisch leitfähige Schicht aufgetragen auf die erste isolierende Schicht und eine zweite isolierende Schicht wird aufgetragen auf die elektrisch leitfähige Schicht. Dieses Dokument zeigt weiter das Vorsehen eines zweiten Substrats mit einer glatten bzw. gleichmäßigen SiO&sub2; Schicht bei seiner Oberfläche, welche der zweiten isolierenden Schicht gegenüberliegt. Diese letzteren Schichten werden dann miteinander verbunden unter Verwendung eines Wafer- Verbindungs-Verfahrens.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge eine elektronische Anordnung bzw. Komponente gemäß dem vorliegenden Anspruch 1.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Dicke einer Grenzfläche, bei welcher die erste isolierende Schicht und das zweite Substrat direkt miteinander verbunden sind 20 nm oder kleiner.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste leitfähige Schicht in der ersten isolierenden Schicht versenkt bzw. vergraben (buried).
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung hat das zweite Substrat konvexe Teile bei seiner Peripherie bzw. bei seinem Umfang, und die erste isolierende Schicht und mindestens ein Teil der konvexen Teile des zweiten Substrats sind direkt miteinander verbunden.
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das erste Substrat ein einkristallines piezoelektrisches Substrat, welches aus einem Material hergestellt ist, welches ausgewählt wird aus einer Gruppe bestehend aus Quarz bzw. Quarz- Kristall, Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat.
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das zweite Substrat ein einkristallines piezoelektrisches Substrat, welches aus einem Material hergestellt ist, welches ausgewählt wird aus einer Gruppe bestehend aus Quarz-Kristall, Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat.
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das zweite Substrat ein einkristallines Silizium-Substrat.
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das zweite Substrat ein Glas-Substrat.
Alternativ umfasst eine elektronische Komponente der vorliegenden Erfindung einen funktionalen Teil und einen Gehäuse (package)-Teil zum hermetischen Abdichten des funktionalen Teils, wie im vorliegenden Anspruch 9 definiert.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Substrat des funktionalen Teils ein piezoelektrisches Substrat und der funktionale Teil wirkt bzw. funktioniert als ein piezoelektrisches Element.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente einschließlich eines ersten Substrats, eines zweiten Substrats und einer leitfähigen Schicht, welche eine Anschlusselektrode bildet zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat, wie im vorliegenden Anspruch 11 definiert.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das oben erwähnte Verfahren den Schritt des Durchführens einer Hitze- bzw. Wärmebehandlung nach dem Anbringen bzw. Verbinden der isolierenden Schicht an bzw. mit dem zweiten Substrat.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Schritt der Ausbildung der leitfähigen Schicht durchgeführt durch ein Verfahren, welches ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einer Abscheidung bzw. Beschichtung bzw. Aufdampfung im Vakuum (vacuum deposition), Sputtern bzw. Beschichtung durch Vakuumzerstäubung und chemisches Aufdampfen bzw. Ablagern aus der Gasphase (chemical vapor deposition).
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Schritt der Ausbildung der isolierenden Schicht durchgeführt durch ein Verfahren, welches ausgewählt wird aus einer Gruppe bestehend aus einer Abscheidung bzw. Beschichtung im Vakuum (vacuum deposition), Sputtern bzw. Beschichtung durch Vakuumzerstäubung und chemisches Aufdampfen (chemical vapor deposition).
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Oberfläche der isolierenden Schicht nach dem Ausbilden der isolierenden Schicht abgeflacht bzw. planiert.
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Schritt der Ausbildung der isolierenden Schicht ein Schritt zum Beschichten einer Vorstufe bzw. eines Vorprodukts (precursor) eines Isolators im gelösten Zustand auf die leitfähige Schicht und eine Hitze- bzw. Wärmebehandlung des Vorprodukts.
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt der Hitze- bzw. Wärmebehandlung einen Schritt zum Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen der leitfähigen Schicht und dem zweiten Substrat.
Demzufolge ermöglicht die hierin beschriebene Erfindung die Vorteile von (1) Schaffen einer elektronischen Komponente, insbesondere eines piezoelektrischen Bauelements, welches hervorragend ist hinsichtlich seiner thermischen und mechanischen Stabilität und eine ausreichende Luftundurchlässigkeit aufweist, in welchem Elektroden herausgeführt bzw. geleitet werden können aus dem verbundenen Teil zwischen einem piezoelektrischen Element und einem Substrat, und (2) Schaffen eines Verfahrens zur Herstellung der elektronischen Komponente.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten offensichtlich werden beim Lesen und Verstehen der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Komponente von Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2(a) bis 2(h) zeigen ein Verfahren zur Herstellung der elektronischen Komponente von Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3(a) bis 3(c) zeigen schematisch ein Prinzip der direkten Verbindung (direct bonding) gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines piezoelektrischen Bauelements von Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht eines anderen piezoelektrischen Bauelements von Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Komponente von Beispiel 2 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht eines piezoelektrischen Bauelements von Beispiel 2 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Komponente von Beispiel 3 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht eines piezoelektrischen Bauelements von Beispiel 3 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht einer elektronischen Komponente von Beispiel 5 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11(a) ist eine Querschnittsansicht eines piezoelektrischen Bauelements von Beispiel 6 gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 11(b) zeigt ein einkristallines piezoelektrisches Substrat und leitfähige Schichten, welche vorgesehen sind auf den oberen und unteren Oberflächen davon, gesehen von der oberen Seite. Fig. 11(c) ist eine linksseitige Querschnittsansicht des piezoelektrischen Bauelements.
Fig. 12(a) ist eine Querschnittsansicht eines anderen piezoelektrischen Bauelements von Beispiel 6 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 12(b) zeigt ein einkristallines piezoelektrisches Substrat und leitfähige Schichten, welche vorgesehen sind auf den oberen und unteren Oberflächen davon, gesehen von der Oberseite.
Fig. 12(c) ist eine linksseitige Querschnittsansicht des piezoelektrischen Bauelements.
Fig. 13(a) bis 13(c) sind Ansichten und zeigen ein Verfahren zur Herstellung einer isolierenden Schicht von Beispiel 6 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 14 ist eine Ansicht und zeigt eine isolierende Schicht von Beispiel 7 gemäß der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Hiernach wird die vorliegende Erfindung beschrieben werden anhand von veranschaulichenden Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Beispiel 1

Eine elektronische Komponente von Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben werden.
Die elektronische Komponente enthält ein einkristallines piezoelektrisches Substrat 1 (funktionales Substrat), ein Halte-Substrat 2, eine leitfähige Schicht 3 und eine isolierende Schicht 4. Das einkristalline piezoelektrische Substrat 1 ist direkt verbunden mit dem Halte- Substrat 2 mit der leitfähigen Schicht 3 und der isolierenden Schicht 4, dazwischen angeordnet, durch eine Wasserstoff-Bindung oder eine kovalente Bindung bei einer Grenzfläche zwischen der isolierenden Schicht 4 und dem Halte-Substrat 2. In der vorliegenden Beschreibung wird die Bindung, welche ausgebildet ist durch die Wasserstoff- Bindung oder die kovalente Bindung, ohne Verwendung eines Haft- bzw. Klebemittels, als "direkte Verbindung" (direct bonding) bezeichnet. Es wird angemerkt, dass die direkte Verbindung beides umfassen kann, die Wasserstoff-Bindung und die kovalente Bindung. In Abhängigkeit von den Materialien für die Substrate kann eine Ionen-Bindung beteiligt sein.
Geeignete Beispiele des Materials für das einkristalline piezoelektrische Substrat 1 umfassen ein Quarz-Kristall, Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat.
Als das Material für das Halte-Substrat 2 können einkristalline piezoelektrische Materialien, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz-Kristall, Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat, ein Glas-Substrat (Beispiel 2) und Halbleiter-Materialien, wie zum Beispiel Silizium (Beispiel 3) verwendet werden.
Beispiele des Materials für die leitfähige Schicht 3 umfassen Gold, Aluminium, Kupfer, Nickel und Wolfram, d. h. jedes Material kann verwendet werden, solange diese in bzw. als ein Film ausgebildet werden können durch Dünnfilm-Techniken, wie zum Beispiel Ablagern aus der Gasphase (vapor deposition), Sputtern bzw. Beschichtung durch Vakuumzerstäuben und chemisches Aufdampfen bzw. Ablagern aus der Gasphase (CVD; chemical vapor deposition).
Beispiele der isolierenden Schicht 4 umfassen Oxide von Silizium, wie zum Beispiel Silizium-Oxid, Nitride des Siliziums, wie zum Beispiel Silizium-Nitrid, Silizium mit hohem Widerstand und Glas, welches eine Kieselsäure enthält.
Hiernach wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente beschrieben werden.
Das einkristalline piezoelektrische Substrat 1, hergestellt aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz-Kristall, Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat wird abgeflacht durch Schleifen und weiter geschliffen, bis die Oberfläche des einkristallinen piezoelektrischen Substrats 1 eine Spiegel-Oberfläche wird. Dann wird die Oberfläche des einkristallinen piezoelektrischen Substrats 1, welche verbunden werden soll, gewaschen mit einem Reinigungsmittel oder verschiedenen Arten von Lösungsmitteln (Fig. 2(a)). Die Oberfläche des Halte-Substrats 2, welche verbunden werden soll, wird auch geschliffen auf die gleiche Art wie das einkristalline piezoelektrische Substrat 1, bis die Oberfläche eine Spiegel-Oberfläche wird und wird gewaschen (Fig. 2(e)). Dann wird die leitfähige Schicht 3 ausgebildet durch Ablagerung aus der Gasphase (vapor deposition), Sputtern, CVD oder ähnliches zumindest auf der Oberfläche des einkristallinen piezoelektrischen Substrats 1, welche verbunden werden soll (Fig. 2(b)). Die Dicke der leitfähigen Schicht 3 kann frei gewählt werden in dem Bereich von ungefähr 0,1 um bis ungefähr 5 um. Dann wird die isolierende Schicht 4 ausgebildet auf der leitfähigen Schicht 3 durch Abscheidung bzw. Aufdampfung im Vakuum (vacuum deposition), Sputtern, CVD, oder ähnliches (Fig. 2(c)). Die Dicke der isolierenden Schicht 4 ist in dem Bereich von ungefähr 1 um bis ungefähr 10 um. Die Oberfläche der isolierenden Schicht 4, ausgebildet auf dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat 1 und die Oberfläche des Halte-Substrats 2, welche verbunden werden sollen, werden hydrophil gemacht (Fig. 2(d) und 2(f)). Insbesondere wird das einkristalline piezoelektrische Substrat 1 mit der isolierenden Schicht 4 und das Halte-Substrat 2 eingetaucht in eine Ammonium-Wasserstoff-Peroxid Lösung als eine hydrophile Behandlungs-Lösung und werden mit reinem Wasser gewaschen, wodurch die Oberfläche der isolierenden Schicht 4 und diejenige des Halte-Substrats 2 hydrophil gemacht werden.
Danach wird die Oberfläche des Halte-Substrats 2, welches verbunden werden soll, angebracht an der Oberfläche der isolierenden Schicht 4 und erhitzt, wodurch beide der Substrate 1 und 2 miteinander verbunden werden bei einer Grenzfläche zwischen der isolierenden Schicht 4 und dem Halte-Substrat 2 durch von der Waals Kräfte (Wasserstoff- Bindung) von Hydroxyl-Gruppen, welche Komponenten bzw. Bestandteile von Wasser sind, an der Grenzfläche adsorbiert bzw. angelagert (Fig. 2(g)). Die Verbindungs-Stärke wird erhöht durch Erhitzen der verbundenen Grenzfläche (Fig. 2(h)). In dem Fall, wenn die Erwärmungstemperatur niedrig ist, spielt die direkte Verbindung einer Wasserstoff- Verbindung zwischen Hydroxyl-Gruppen, adsorbiert bzw. angelagert an den jeweiligen Oberflächen, eine wichtige Rolle. Wenn die verbundene Grenzfläche hitzebehandelt wird bei einer Temperatur von 100ºC bis 1000ºC für einige Minuten bis einige zehn Minuten, wird Wasserstoff freigegeben bzw. freigesetzt bzw. gelöst von der Grenzfläche und eine Verbindung, welche ein Sauerstoff-Atom enthält, wird ausgebildet. Als Ergebnis der Ausmaße einer Gitter-Störung der verbundenen Substrate 1 und 2 durch ein Hochtemperatur-Röntgen-Beugungs-Verfahren kann angenommen werden, dass eine Temperatur, bei welcher die Verbindung einschließlich eines Sauerstoffatoms beginnt, ausgeformt zu werden, zwischen 200ºC und 300ºC liegt. Demzufolge kann angenommen werden, dass in dem Fall, wenn die verbundene Grenzfläche wärmebehandelt wird bei einer Temperatur gleich oder niedriger als dieser Temperaturbereich, die Wasserstoff-Bindung hauptsächlich zu der direkten Bindung beiträgt und in dem Fall, wenn die verbundene Grenzfläche wärmebehandelt bzw. hitzebehandelt ist bei einer Temperatur, welche ausreichend höher ist, als dieser Temperaturbereich, trägt die Verbindung, welche ein Sauerstoff-Atom enthält, hauptsächlich zu der direkten Verbindung (direct bonding) bei.
Selbst in dem Fall, wenn die direkte Verbindung ausgebildet wird bei Raumtemperatur, ist die hergestellte elektronische Komponente zufriedenstellend in Abhängigkeit von ihrer Verwendung, weil eine erhebliche Bindungs-Stärke erhalten wird. Wenn elektronische Komponenten hergestellt werden durch einen Lötmittel-Rückfluss-Schritt wird die direkte Verbindung wünschenswert durchgeführt bei einer Temperatur gleich oder höher als die Lötmittel-Rückfluss-Temperatur (ungefähr 230ºC). Die Verbindungs-Stärke kann erhöht werden durch das Anwenden von Druck auf die Grenzfläche, welche verbunden werden soll, in dem Verlauf der Ausbildung der direkten Verbindung.
Das Prinzip der direkten Verbindung wird beschrieben werden unter Bezugnahme auf die Fig. 3(a) bis 3(c).
Die Oberfläche des Halte-Substrats 2 oder diejenige der isolierenden Schicht 4, ausgebildet auf dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat 1, wird einer hydrophilen Behandlung unterzogen, um Hydroxyl-Gruppen auf den jeweiligen Oberflächen auszubilden (Fig. 3(a)). Wenn beide der Oberflächen, welche hydrophil gemacht werden, aneinander angebracht werden, wird eine Wasserstoff-Bindung ausgebildet zwischen den Hydroxyl- Gruppen auf den jeweiligen Oberflächen (Fig. 3(b)). Aufgrund dieser Wasserstoff-Bindung ist das Halte-Substrat 2 direkt verbunden mit dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat 1. Des Weiteren, wenn die verbundene Oberfläche wärmebehandelt wird, wird Wasser oder Sauerstoff freigesetzt bzw. losgelöst von der Wasserstoff-Bindung, um eine kovalente Bindung durch Sauerstoff zu bilden (Fig. 3(c)).
Im Bezug auf verschiedene Kombinationen des einkristallinen piezoelektrischen Substrats und des Halte-Substrats wurden direkt verbundene Grenzflächen, ohne dass diese einer Wärmebehandlung unterzogen wurden, beobachtet unter Verwendung eines Durchstrahlungs-Elektronen-Mikroskops (TEM). Die Dicke einer direkt verbundenen Grenzflächen-Schicht (verbundene Schicht) war ungefähr 10 nm (d. h. mehrere Molekül- Schichten) oder weniger in jeder Kombination; verbundene Schichten, welche eine Dicke haben, welche 20 nm überschritt, wurden nicht beobachtet. Andererseits, wenn das einkristalline piezoelektrische Substrat und das Halte-Substrat miteinander verbunden wurden mit einem allgemein verwendeten organischen Haft- bzw. Lösungsmittel, ist die Dicke der Verbindungsschicht im Allgemeinen in dem Bereich von ungefähr 1 um bis ungefähr 5 um. In dem Fall der Verwendung eines anorganischen Haft- bzw. Klebemittels, wie zum Beispiel Glas mit einem niedrigen Schmelzpunkt, hat die Bindungsschicht ungefähr die gleiche Dicke wie diejenige in dem Fall der Verwendung des organischen Klebemittels. Selbst wenn irgendeine Art eines Klebemittels (zum Beispiel ein organisches Klebemittel oder ein anorganisches Klebemittel) verwendet wird, kann die Dicke der Verbindungsschicht nicht so gesteuert bzw. eingestellt werden, dass sie 20 nm oder weniger ist und demzufolge kann eine Präzisions-Verbindung, wie die direkte Verbindung (direct bonding) gemäß der vorliegenden Erfindung nicht erhalten werden.
Wie oben beschrieben, sind gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung die einkristalline piezoelektrische Schicht und das Halte-Substrat miteinander verbunden über eine Schicht so dünn wie 20 nm oder weniger, so dass die Luftundurchlässigkeit bei der direkt verbundenen Grenzfläche bemerkbar gut wird.
In dem vorliegenden Beispiel wird als ein Material für die isolierende Schicht 4 Silizium, Silizium-Oxid, Silizium-Nitrid, Glas, welches eine Kieselsäure enthält oder ähnliches verwendet. In jedem Fall verbessert bzw. verstärkt die Freisetzung von Wasserstoff eine kovalente Bildung zwischen Sauerstoff und Silizium, um die Verbindung bei der Grenzfläche zu verbessern.
Wie oben beschrieben, wenn das einkristalline piezoelektrische Substrat 1 und die isolierende Schicht 4 miteinander verbunden werden durch das Verfahren des vorliegenden Beispiels unter Verwendung eines Materials ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz-Kristall, Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat für das einkristalline piezoelektrische Substrat 1; Verwendung eines einkristallinen piezoelektrischen Substrats, hergestellt aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz-Kristall, Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat, einem Silizium-Halbleiter-Substrat, oder einem Glas-Substrat als das Halte-Substrat 2; und die Verwendung von Oxiden von Silizium, wie zum Beispiel Silizium-Oxid, Nitriden des Silizium, wie zum Beispiel Silizium- Nitrid, Hoch-Widerstands Silizium, oder Glas, welches Silizium enthält, für die isolierende Schicht 4, wird eine Wasserstoff-Bindung durch eine Hydroxyl-Gruppe oder eine kovalente Bindung durch Sauerstoff erhalten als die direkte Bindung (direct bonding). Diese direkte Bindung wird erhalten ohne die Verwendung von anderen Materialien, wie zum Beispiel eines Klebemittels bei der Bindungsgrenzfläche, so dass diese thermisch und mechanisch stabil ist und eine hohe Luftundurchlässigkeit aufweist.
Insbesondere, wenn ein Material mit einer kovalenten. Bindung von Silizium und Sauerstoff, wie zum Beispiel Quarz-Kristall und Silizium, für das Halte-Substrat 2 verwendet wird, wird die Umwandlung von einer Wasserstoff-Bindung zu einer kovalenten Bindung bei der direkt verbundenen Grenzfläche gleichmäßig bzw. glatt durchgeführt. In dem Fall, wenn Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat oder Lithium-Borat verwendet wird für das Halte-Substrat 2, bilden der Sauerstoff und das Silizium in der isolierenden Schicht 4 leicht eine kovalente Bindung, weil Sauerstoff reichlich vorhanden ist in den Bestandselementen dieser Materialien, um direkt das Halte-Substrat 2 mit der isolierenden Schicht 4 zu verbinden. In dem Fall, wenn Glas verwendet wird für das Halte-Substrat 2, wird die Umwandlung von einer Wasserstoff-Bindung zu einer kovalenten Bindung glatt bzw. gleichmäßig durchgeführt, weil Glas im Allgemeinen eine Kieselsäure und eine kovalente Bindung von Silizium und Sauerstoff enthält.
Eine zufriedenstellende direkte Verbindung kann erhalten werden durch das Verfahren des vorliegenden Beispiels bei irgendeiner der oben erwähnten Kombinationen der Substrate. Es wird angemerkt, dass die Wärme- bzw. Hitzebehandlung durchgeführt wird bei höheren Temperaturen innerhalb des Temperaturbereichs, in welchem die Kristalle die piezoelektrische Eigenschaft behalten und das Halte-Substrat 2, die leitfähige bzw. leitende Schicht 3 und die isolierende Schicht 4 nicht verschlechtert werden, wodurch die Verbindungs-Stärke erhöht bzw. verbessert wird.
Die so hergestellte elektronische Komponente hat bemerkenswert stabile Eigenschaften bzw. Kennlinien in Bezug auf eine thermische Veränderung und mechanische Vibration bzw. Schwingung, weil die zwei Substrate miteinander verbunden sind bei einem Atom-Niveau. Insbesondere, wenn die Wärmebehandlung durchgeführt wird bei 250ºC oder höher, wird die Veränderung der anfänglichen Eigenschaften kaum gesehen nach dem Löten bei 230ºC.
Die oben erwähnte Konstruktion kann bei verschiedenen Arten von elektronischen Komponenten angewendet werden. Fig. 4 zeigt ein piezoelektrisches Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur tragen identische Komponenten zu denjenigen in Fig. 1 die identischen Bezugszeichen. Das einkristalline piezoelektrische Substrat 1 ist direkt verbunden mit dem Halte-Substrat 2 mit der leitfähigen Schicht 3 und der isolierenden Schicht 4, welche dazwischen angeordnet ist. Auf den jeweils äußeren Seiten des einkristallinen piezoelektrischen Substrats 1 und dem Halte-Substrat 2, sind eine obere Elektrode 5 und eine untere Elektrode 6 ausgebildet. In diesem piezoelektrischen Bauelement wird als das Halte-Substrat 2 ein Substrat, ähnlich dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat 1, verwendet.
Das piezoelektrische Bauelement von Fig. 4 kann betätigt bzw. eingesetzt werden als ein piezoelektrischer Aktuator bzw. Stellglied, eine sogenannte bimorphe Zelle, durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 5, 6 und die leitfähige Schicht 3 unter der Bedingung, dass die Substrate 1 und 2 in einer geeigneten Richtung polarisiert sind. In diesem Fall funktioniert die leitfähige Schicht 3 als eine Elektrode, welche ein elektrisches Feld an die Substrate 1 und 2 anlegt.
Fig. 5 zeigt ein anderes Beispiel eines piezoelektrischen Bauelements. In dieser Figur tragen die identischen Komponente zu denjenigen in Fig. 1 die identischen Bezugszeichen. Die obere Elektrode 5 ist so vorgesehen, um der leitfähigen Schicht 3 auf dem einkristallinen, piezoelektrischen Substrat 1 gegenüber zu liegen. Ein Durchgangsloch 7 ist ausgebildet in einem Teil des Halte-Substrat 2. Auf der oberen Oberfläche des Halte- Substrats 2 sind Leitungen bzw. Verdrahtungen 8 und 9 vorgesehen. Die Leitung 8 ist elektrisch verbunden mit der leitfähigen Schicht 3 durch ein leitfähiges Klebemittel 10. Die obere Elektrode S ist elektrisch verbunden mit der Leitung 9 durch einen Metall-Draht bzw. -Leitung 11. In dieser Konstruktion arbeitet das einkristalline piezoelektrische Substrat 1 als ein piezoelektrischer Oszillator und das Halte-Substrat 2 hält das einkristalline piezoelektrische Substrat 1. Ein Teil der leitfähigen Schicht 3, welche dem Durchgangsloch 7 gegenüberliegt und die obere Elektrode 5 arbeiten als piezoelektrische Schwingungs- Anregungs-Elektroden. Ein Bindungs-Grenzflächen-Teil der leitfähigen Schicht 3 arbeitet bzw. dient als eine Anschlusselektrode zum Verbinden des Drahts bzw. der Leitung 8 auf der oberen Oberfläche des Halte-Substrats 2.
Wenn identische Materialien (zum Beispiel Quarz-Kristall) verwendet werden für das einkristalline piezoelektrische Substrat 1 und das Halte-Substrat 2 in der oben erwähnten Konstruktion, kann ein piezoelektrisches Bauelement erhalten werden, welches stabil bzw. unempfindlich ist gegen eine Veränderung der Temperatur, aufgrund des gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Substrate 1 und 2. Weil die leitfähige Schicht 3, welche als eine untere Elektrode dient zum Anregen der Oszillation bzw. Schwingung des piezoelektrischen Bauelements und die Leitungen 8 und 9, vorgesehen auf der oberen Oberfläche des Halte-Substrats 2, auf der identischen flachen Oberfläche positioniert bzw. angeordnet sind, ist es nicht erforderlich, ein Durchgangsloch in dem Halte-Substrat 2 durchzuführen, um eine Leitung davon herauszuleiten. Demzufolge kann gemäß der Konstruktion der vorliegenden Erfindung die Verdrahtung bzw. Leitung vereinfacht werden. Zusätzlich, weil alle Leitungs- bzw. Verdrahtungs-Teile auf der identischen flachen Oberfläche vorgesehen sind, kann der schwingende bzw. vibrierende Teil hermetisch abgedichtet werden durch das Abdichten nur des oberen Teils des Halte-Substrats 2. Dies ist vorteilhaft hinsichtlich der Befestigung bzw. Anbringung. In dieser Konstruktion sind die isolierende Schicht 4 und das Halte-Substrat 2 direkt mit einander verbunden über eine Wasserstoff-Bindung oder eine kovalente Bindung, was ein piezoelektrisches Bauelement ermöglicht, welches hervorragend ist hinsichtlich seiner Langzeit-Zuverlässigkeit und bemerkenswert stabil ist gegen die thermische Veränderung und mechanische Vibration bzw. Schwingung. In dem vorliegenden Beispiel wird ein Teil der isolierenden Schicht 4 entsprechend dem Durchgangsloch 7 entfernt durch Ätzen; in dem Fall, wenn die Dicke der isolierenden Schicht 4 klein ist, kann der Teil der isolierenden Schicht 4 beibehalten werden.
Weil das leitfähige Haft- bzw. Klebemittel 10 und der Metall-Draht bzw. -Leitung 11 lediglich zur elektrischen Leitung dienen, können verschiedene Materialien verwendet werden.

Beispiel 2

Eine elektronische Komponente von Beispiel 2 gemäß der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden unter Bezugnahme auf Fig. 6.
In Fig. 6 ist ein einkristallines piezoelektrisches Substrat, d. h. ein funktionales Substrat, hergestellt aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz-Kristall, Lithium-Niobat und Lithium-Tantalat durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet, auf die gleiche Art wie bei Beispiel 1. In dem vorliegenden Beispiel wird ein Glas-Substrat als ein Halte- Substrat 12 verwendet. Als Material für das Glas-Substrat 12 kann Borosilicat-Glas und Glas, welches Silizium enthält, wie zum Beispiel Quarz-Glas, verwendet werden. Die elektronische Komponente des vorliegenden Beispiels kann hergestellt werden durch das gleiche Verfahren wie dasjenige von Beispiel 1. Die Konstruktion des vorliegenden Beispiels kann angewendet werden bei einem thermisch und mechanisch stabilen piezoelektrischen Bauelement, wie in Fig. 7 gezeigt. In Fig. 7 ist ein einkristallines piezoelektrisches Substrat, d. h. ein funktionales Substrat, bezeichnet durch das Bezugszeichen 1, eine leitfähige Schicht ist bezeichnet durch das Bezugszeichen 3, eine isolierende Schicht ist bezeichnet durch das Bezugszeichen 4, und ein Halte-Substrat, hergestellt aus Glas, ist bezeichnet durch das Bezugszeichen 12. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet ein Durchgangsloch, welches vorgesehen ist in einem Teil des Halte-Substrats 12 und das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine obere Elektrode, welche vorgesehen ist auf der oberen Oberfläche der elektronischen Komponente. Die jeweiligen Komponenten, welche bezeichnet sind mit den Bezugszeichen 8, 9, 10 und 11, haben die gleiche Funktion wie diejenigen, welche bezeichnet sind durch die jeweiligen identischen Bezugszeichen in Beispiel 1. Ein Teil der leitfähigen Schicht 3, welcher dem Durchgangsloch 13 gegenüberliegt, und die obere Elektrode 5 werden verwendet als piezoelektrische Schwingungs-Anregungs(oscillation excitation)-Elektroden. Ein Bindungs-Grenzflächen-Teil der leitfähigen Schicht 3 dient als eine Anschlusselektrode zum Verbinden mit der Verdrahtung bzw. Leitung auf der oberen Oberfläche des Halte-Substrats 12.
Wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient des einkristallinen piezoelektrischen Substrats 1 und des Glas-Halte-Substrats 12 so festgelegt werden, dass sie den gleichen Wert in der oben erwähnten Konstruktion haben, kann ein piezoelektrisches Bauelement erhalten werden, welches stabil ist gegen eine Veränderung der Temperatur. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, ein Durchgangsloch in dem Halte-Substrat 12 vorzusehen, um eine Leitung davon herauszuleiten, weil die leitfähige Schicht 3, welche als die untere Elektrode dient zum Anregen der Schwingung des piezoelektrischen Bauelements, und die Leitungen 8 und 9, welche auf der oberen Oberfläche des Glas-Halte-Substrats 12 vorgesehen sind und das einkristalline piezoelektrische Substrat 1 halten, auf der identischen bzw. gleichen flachen Oberfläche positioniert sind. Demzufolge kann die Verdrahtung bzw. Leitung gemäß der Konstruktion der vorliegenden Erfindung vereinfacht werden. Zusätzlich kann der schwingende bzw. oszillierende Teil leicht hermetisch auf die gleiche Art wie bei Beispiel 1 abgedichtet werden. In dieser Konstruktion sind die isolierende Schicht 4 und das Halte-Substrat 12 direkt miteinander verbunden über eine Wasserstoff-Bindung oder eine kovalente Bindung, was ein piezoelektrisches Bauelement ermöglicht, welches hinsichtlich seiner Langzeitzuverlässigkeit hervorragend ist und bemerkbar stabil ist gegen eine thermische Veränderung und mechanische Vibration bzw. Schwingung.

Beispiel 3

Eine elektronische Komponente von Beispiel 3 gemäß der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden unter Bezugnahme auf Fig. 8. In Fig. 8 ist ein einkristallines piezoelektrisches Substrat, hergestellt aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz-Kristall, Lithium-Niobat und Lithium-Tantalat, bezeichnet durch das Bezugszeichen 1, auf die gleiche Art wie beim Beispiel 1. Die Bezugszeichen 3 und 4 bezeichnen eine leitfähige Schicht bzw. eine isolierende Schicht, und die jeweiligen Komponenten, welche bezeichnet sind durch die Bezugszeichen 5, 8, 9, 10 und 11 haben die gleichen Funktionen, wie diejenigen, bezeichnet durch die jeweils identischen Bezugszeichen in Beispiel 1. In dem vorliegenden Beispiel wird als ein Halte-Substrat 14 ein Halbleiter-Substrat, hergestellt aus Silizium, verwendet. Die elektronische Komponente des vorliegenden Beispiels kann auf die gleiche Art wie bei Beispiel 1 hergestellt werden. Die Konstruktion des vorliegenden Beispiels kann eingesetzt werden für zum Beispiel ein piezoelektrisches Bauelement, welches hervorragend ist hinsichtlich seiner Halte-Struktur, ist thermisch und mechanisch stabil und kann in eine Halbleiter-Schaltung integriert werden. In Fig. 9 bezeichnen die Bezugszeichen 1, 3, 4, 14 und 15 jeweils ein einkristallines piezoelektrisches Substrat, eine leitfähige Schicht, eine isolierende Schicht, ein Halbleiter- Halte-Substrat und ein Durchgangsloch, welches vorgesehen ist in einem Teil des Halbleiter-Halte-Substrats 14. Eine obere Elektrode 5 ist vorgesehen auf der oberen Oberfläche des einkristallinen piezoelektrischen Substrats 1. Auf dem Haltleitersubstrat 14 ist ein elektronisches Element, wie zum Beispiel ein Transistor oder eine integrierte Schaltung, gebildet durch Transistoren 16, vorgesehen. Eine Verdrahtung bzw. Leitung 17 verbindet zum Beispiel das elektronische Element oder die integrierte Schaltung 16, vorgesehen auf dem Halbleiter-Substrat 14, elektrisch mit der leitfähigen Schicht 3, welche als eine untere Elektrode des piezoelektrischen Bauelements dient, mit einem leitfähigen Haft- bzw. Klebemittel 18. Die obere Elektrode 5 ist zum Beispiel verbunden mit einer Verdrahtung bzw. Leitung 20 auf dem Halbleiter-Substrat 14, durch eine Leitung bzw. Draht 19. Ein Teil der leitfähigen Schicht 3, welcher dem Durchgangsloch 15 gegenüberliegt, und die obere Elektrode 5 werden als piezoelektrische Schwingungs- Anregungs-Elektroden verwendet. Ein Verbindungs-Grenzflächen-Teil der leitfähigen Schicht 3 dient als eine Anschlusselektrode zum Verbinden mit der Verdrahtung auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats 14.
In dem vorliegenden Beispiel ist es nicht erforderlich, ein Durchgangsloch in dem Halbleiter-Substrat 14 auszubilden, um eine Verdrahtung bzw. Leitung davon herauszuführen, weil die leitfähige Schicht 3, welche eine untere Elektrode ist zum Anregen der Oszillation bzw. Schwingung des piezoelektrischen Bauelements und die Leitung 17, vorgesehen auf der oberen Oberfläche des Halbleiter-Substrats 14 zum Halten des einkristallinen piezoelektrischen Substrats 1, auf der identischen bzw. gleichen Oberfläche ausgebildet sind. Dies ist vorteilhaft im Hinblick auf die Verschaltung bzw. Verdrahtung. Zusätzlich können, weil alle Verdrahtungen bzw. Leitungen und Komponenten, einschließlich des piezoelektrischen Bauelements, vorgesehen sind auf dem oberen Teil des Halbleiter-Substrats 14, diese hermetisch abgedichtet werden nur auf der oberen Oberfläche des Halbleiter-Substrats 14. Des Weiteren ist das Halbleiter-Substrat 14 direkt mit dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat 1 verbunden durch die isolierende Schicht 4, so dass ein piezoelektrisches Bauelement erhalten werden kann, welches bemerkbar stabil ist gegen eine thermische Veränderung und mechanische Schwingung und hervorragend in einer Langzeit-Zuverlässigkeit ist.

Beispiel 4

In dem vorliegenden Beispiel wird eine Gleichstrom(DC)-Spannung angelegt an die Grenzfläche zwischen der leitfähigen Schicht 3 und dem Halte-Substrat 2, wenn diese einer Hitze- bzw. Wärmebehandlung in den Verfahren der Beispiele 1 bis 3 unterzogen werden. Insbesondere sind die leitfähige Schicht 3 und die isolierende Schicht 4 ausgebildet auf dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat 1 und hergestellt aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Quarz-Kristall, Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat; und die Oberfläche der isolierenden Schicht 4 und diejenige des Halte- Substrats 2 werden einer hydrophilen Behandlung auf die gleiche Art wie bei Beispiel 1 unterzogen. Dann wird eine Gleichstrom-Spannung angelegt an die Grenzfläche zwischen der leitfähigen Schicht 3 und dem Halte-Substrat 2, wenn diese der Hitze-Behandlung unterzogen werden. Durch das Anlegen einer Gleichstrom-Spannung an die Grenzfläche während der Erwärmung bzw. Erhitzung beginnen bewegbare Ionen sich zu bewegen bei der Grenzfläche und die Verbindung wird leicht ausgebildet durch die elektrostatische Kraft dieser Ionen, wodurch eine zufriedenstellende Bindung erhalten werden kann bei niedrigen Temperaturen während einer kurzen Zeitdauer. Insbesondere kann durch das Anlegen einer Gleichstrom-Spannung von 500 bis 1000 V die Zeit, welche benötigt wird zum Ausbilden einer Bindung, verkürzt werden um 30 bis 50%, verglichen zu Beispiel 1.
Die hydrophile Behandlung auf der Oberfläche des verbundenen Teils kann ausgelassen werden. In dem Fall, wenn die hydrophile Behandlung ausgelassen wird, was nicht innerhalb des Schutzbereiches der Ansprüche liegt, kann eine direkte Verbindung (direct bonding) ausgebildet werden durch Anlegen einer höheren Spannung bei einer höheren Temperatur. Jedoch wird es bevorzugt, dass beide Substrate miteinander verbunden werden nach der hydrophilen Behandlung, in dem Fall, wenn die Substrate einen großen Unterschied des Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen und miteinander verbunden werden sollen, oder in dem Fall, wenn die Substrate, deren Eigenschaften verändert werden bei einer Hitze- bzw. Wärme-Behandlung bei hohen Temperaturen miteinander verbunden werden.

Beispiel 5

Beispiel 5 wird beschrieben werden unter Bezugnahme auf Fig. 10.
In dem vorliegenden Beispiel wird das Verfahren auf die gleiche Art durchgeführt wie bei Beispiel 1, bis zum Schritt der Ausbildung der leitfähigen Schicht 3 und der isolierenden Schicht 4 auf dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat 1, was ein funktionales Substrat ist, hergestellt aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz- Kristall, Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat. In dem vorliegenden Beispiel werden eine zweite leitfähige Schicht 3' und eine zweite isolierende Schicht 4' weiter auf dem Halte-Substrat 2 ausgebildet. Die jeweiligen Oberflächen der isolierenden Schicht 4 und der zweiten isolierenden Schicht 4', welche verbunden werden sollen, werden einer hydrophilen Behandlung unterzogen und mit reinem Wasser auf die gleiche Art gewaschen, wie in dem Verfahren von Beispiel 1.
In dem vorliegenden Beispiel wird eine Gleichstrom(DC)-Spannung angelegt wie folgt: Wenn die Hitze-Behandlung durchgeführt wird unter der Bedingung, dass die Substrate 1 und 2 aneinander angebracht bzw. befestigt sind, wird eine Gleichstrom-Spannung angelegt an die leitfähige Schicht 3, vorgesehen auf dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat 1 und eine zweiten leitfähige Schicht 3', vorgesehen auf dem Halte-Substrat 2, wodurch eine Gleichstrom-Spannung angelegt wird an die verbundene Grenzfläche bzw. Verbindungsgrenzfläche. Durch das Anlegen einer Gleichstrom-Spannung an die Grenzfläche während des Erhitzens beginnen bewegbare Ionen sich zu bewegen an der Grenzfläche und das einkristalline piezoelektrische Substrat 1 und das Halte-Substrat 2 werden leicht miteinander verbunden durch die elektrostatische Kraft dieser Ionen. In diesem Fall kann eine zufriedenstellende Bindung leicht erhalten werden mit einer Gleichstrom-Spannung, welche niedriger ist als diejenige von Beispiel 4 um mindestens eine Größenordnung, weil ein elektrisches Feld mit einer höheren Intensität, verglichen mit Beispiel 4, an die Verbindungsgrenzfläche angelegt werden kann. Fig. 10 zeigt eine Konstruktion einer elektronischen Komponente, erhalten in dem vorliegenden Beispiel. In Fig. 10 haben die Komponenten, welche bezeichnet sind mit den Bezugszeichen 1, 2, 3 und 4, die gleichen Funktionen wie diejenigen, welche bezeichnet sind durch die jeweiligen identischen Bezugszeichen in Beispiel 1. Ein piezoelektrisches Bauelement, welches fast die gleiche Funktion hat wie dasjenige, welches in Beispiel 1 beschrieben wurde, kann erhalten werden, ohne die Verwendung der zweiten leitfähigen Schicht 3' oder das elektrische Verbinden der zweiten leitfähigen Schicht 3' mit der leitfähigen Schicht 3.

Beispiel 6

Eine elektronische Komponente von Beispiel 6 gemäß der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden unter Bezugnahme auf die Fig. 11(a) bis 11(c).
Fig. 11(a) ist eine Querschnittsansicht eines piezoelektrischen Bauelements des vorliegenden Beispiels. Fig. 11(b) zeigt ein einkristallines piezoelektrisches Substrat und leitfähige Schichten, welche vorgesehen sind auf den oberen und unteren Oberflächen davon, gesehen von der Oberseite. Fig. 11(c) ist eine linksseitige Querschnittsansicht des piezoelektrischen Bauelements. In den Fig. 11(a) bis 11(c) ist ein einkristallines piezoelektrisches Substrat, welches ein funktionales Substrat ist, hergestellt aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz-Kristall, Lithium-Niobat und Lithium-Tantalat, durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet. Das einkristalline piezoelektrische Substrat 1 und die leitfähigen Schichten 3 und 3', ausgebildet auf einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des einkristallinen piezoelektrischen Substrats 1, bilden einen funktionalen Teil des piezoelektrischen Bauelements. In dem vorliegenden Beispiel haben die Halte-Substrate 2 und 2' einen konkaven Teil bei den jeweiligen Mittelpunkten davon und einem konvexen Teil bei den jeweiligen Umfängen davon und bilden einen Gehäuse- bzw. Verpackungs(package)-Teil zum hermetischen Abdichten des funktionalen Teils. Als Halte-Substrate 2 und 2' können ein einkristallines piezoelektrisches Substrat, hergestellt aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quarz-Kristall, Lithium- Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat, ein Halbleiter-Substrat, hergestellt aus Silizium und ein Glas-Substrat auf die gleiche Art wie in den Beispielen 1 bis 3 verwendet werden.
Das einkristalline piezoelektrische Substrat 1 des vorliegenden Beispiels hat einen vorstehenden Teil 1a innerhalb davon, wie in Fig. 11(b) gezeigt. Der vorstehende Teil 1a ist bzw. wird ausgebildet durch das Vorsehen einer Öffnung in dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat 1. Auf beiden Oberflächen des vorstehenden Teils 1a sind die leitfähigen Schichten 3 und 3' so vorgesehen, dass die jeweiligen Mittelteile einander gegenüberliegen, und als ein oszillierender bzw. schwingender Teil funktionieren. Die Teile des einkristallinen piezoelektrischen Substrats 1, welche anders sind als der vorstehende Teil 1a, sind direkt verbunden mit den peripheren bzw. umgebenden konvexen Teilen der Halte-Substrate 2 und 2' durch bzw. über die isolierenden Schichten 4 und 4'. Als Ergebnis ist der vorstehende Teil 1a hermetisch abgedichtet in den konkaven Teilen des Halte- Substrats 2 und 2'. Die obere Elektrode 3' und die untere Elektrode 3, ausgebildet auf beiden Oberflächen des vorstehenden Teils 1a, haben Teile 3a und 3'a, welche sich erstrecken in Richtung des Endes des vorstehenden Teiles 1a. Die sich erstreckenden Teile 3a und 3'a sind so positioniert, um nicht einander gegenüber zu liegen. Die Enden der sich erstreckenden Teile 3a und 3'a sind bedeckt mit den isolierenden Schichten 4 und 4' und sind direkt verbunden mit den tragenden Substraten 2 und 2' über die isolierenden Schichten 4 und 4'. Weil die sich erstreckenden Teile 3a und 3'a der oberen und unteren Elektroden 3 und 3' die Endoberflächen davon freilegen bei dem Ende des einkristallinen piezoelektrischen Substrats 1 (Fig. 11(c)), funktionieren die sich erstreckenden Teile 3a und 3'a als Anschlusselektroden des piezoelektrischen Bauelements. Des Weiteren ist in dem piezoelektrischen Bauelement des vorliegenden Beispiels der vorstehende Teil 1a des einkristallinen piezoelektrischen Substrats 1 getrennt von den Umgebungen bzw. Peripherien der Halte-Substrate 2 und 2' durch die Öffnung, so dass hervorragende Schwingungs-Eigenschaften erhalten werden können. Des Weiteren wird die Anregung der Schwingung des piezoelektrischen Bauelements durch die sich erstreckenden Teile 3a und 3'a unterdrückt, weil die sich erstreckenden Teile 3a und 3'a der oberen und unteren Elektroden 3 und 3' so angeordnet sind, dass sie nicht einander gegenüberliegen in Bezug auf das einkristalline piezoelektrische Substrat 1.
In dem vorliegenden Beispiel sind die leitfähigen Schichten 3 und 3', welche Elektroden sind zum Anregen der Oszillation bzw. Schwingung des piezoelektrischen Bauelements, zwei-dimensional vergraben bzw. versenkt (buried) in den isolierenden Schichten 4 und 4' und zwei-dimensional herausgeführt von einem hohlen Teil der Halte-Substrate 2 und 2'. Deshalb kann die hermetische Abdichtung durch direktes Verbinden leicht durchgeführt werden.
Des Weiteren kann ein piezoelektrisches Bauelement erhalten werden, welches stabil ist gegen die thermische Veränderung und mechanische Schwingungen, auf die gleiche Art wie bei den anderen Beispielen und welches hervorragend ist in seiner Langzeit-Zuverlässigkeit.
In dem vorliegenden Beispiel ist die Konstruktion gezeigt, bei welcher die konvexen Teile vorgesehen sind bei den Umfängen bzw. Peripherien der Halte-Substrate 2 und 2' und die konvexen Teile direkt mit dem funktionalen Substrat 1 verbunden sind. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnte Konstruktion beschränkt. Alternativ sind konkave Teile vorgesehen bei den Mittelpunkten auf beiden Seiten des funktionalen Substrats 1, Elektroden zum Anregen der Oszillation bzw. Schwingung sind ausgebildet in den konkaven Teilen und Anschluss-Elektroden, welche elektrisch verbunden sind mit den Elektroden zum Anregen der Oszillation bzw. Schwingung, sind ausgebildet auf den peripheren konvexen Teilen. In dieser Konstruktion ist das flache Halte-Substrat direkt mit dem funktionalen Substrat verbunden über die isolierende Schicht.
In dem vorliegenden Beispiel ist ein Ende des vibrierenden bzw. schwingenden Teiles des funktionalen Substrats befestigt. Alternativ, in dem Fall, wenn die Begrenzung der piezoelektrischen Oszillations- bzw. Schwingungs-Energie durchgeführt werden kann durch die Elektroden-Konstruktion, können beide Enden des oszillierenden Teiles befestigt werden, oder der gesamte Umfang des oszillierenden Teiles kann befestigt werden. In diesem Fall (d. h. in dem Fall, wenn der gesamte Umfang des vibrierenden bzw. schwingenden Teiles befestigt ist) müssen Anschluss-Elektroden nicht ausgebildet werden bei dem identischen bzw. gleichen Ende des konvexen Teils der Halte-Substrate 2 und 2'. Anstelle davon können die Anschluss-Elektroden vorgesehen werden bei sich einander gegenüberliegenden Enden oder können vorstehen bzw. herausragen von jedem Ende.
Fig. 12(a) ist eine Querschnittsansicht eines anderen piezoelektrischen Bauelements von Beispiel 6 gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 12(b) zeigt ein einkristallines piezoelektrisches Substrat und leitfähige Schichten, welche vorgesehen sind auf den oberen und unteren Oberflächen davon, gesehen von der Oberseite. Fig. 12(c) ist eine linksseitige Querschnittsansicht des piezoelektrischen Bauelements. Die Komponenten, welche identisch sind zu denjenigen in den Fig. 11(a) bis 11(c), sind bezeichnet durch die damit identischen Bezugszeichen.
In dem in den Fig. 11(a) bis 11(c) gezeigten piezoelektrischen Bauelement sind die Elektroden zum Anregen der Schwingung und die Anschluss-Elektroden auf den oberen und unteren Oberflächen des funktionalen Substrats 1 ausgebildet. Wie in den Fig. 12(a) bis 12(c) gezeigt, ist ein Durchgangsloch 3'b vorgesehen in dem funktionalen Substrat 1 und die Elektrode zum Anregen der Schwingung 3' wird herausgeführt, um mit einer Anschlusselektrode 3'c verbunden zu werden, ausgebildet auf der gleichen Oberfläche wie diejenige der Elektrode 3, durch das Durchgangsloch 3'b, wodurch die Anschluss- Elektroden herausgeführt werden können von der gleichen Oberfläche, wie in Fig. 12(c) gezeigt. In dem vorliegenden Beispiel liegen die oberen und unteren Oberflächen des Durchgangsloches 3'b in dem hermetisch abgedichteten Teil vor; deshalb ist es nicht erforderlich, hermetisch den Durchgangsloch-Teil abzudichten, was es möglich macht, eine sehr zuverlässige Luftundurchlässigkeit zu erhalten, selbst mit einem Durchgangsloch.
Ein Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Bauelements mit der Konstruktion des vorliegenden Beispiels ist im Wesentlichen das gleiche wie das in Beispiel 1 beschriebene. In dem vorliegenden Beispiel werden die isolierenden Schichten 4 und 4' abgeflacht, nachdem die leitfähigen Schichten 3 und 3' mit den isolierenden Schichten 4 und 4' bedeckt sind bzw. werden. Insbesondere werden, nachdem die leitfähigen Schichten 3 und 3' ausgebildet sind, anorganische Dünnfilme mit einer Dicke gleich zu oder größer als diejenigen der leitfähigen Schichten 3 und 3' ausgebildet auf den leitfähigen Schichten 3 und 3' durch Abscheidung bzw. Beschichtung im Vakuum (vacuum deposition), Sputtern oder chemisches Ablagern aus der Gasphase (chemical vapor deposition) und der Teil der isolierenden Schicht, welcher befestigt ist auf dem oberen Teil der leitfähigen Schichten 3 und 3', wird entfernt durch Schleifen oder ähnliches, um die Oberfläche der isolierenden Schichten 4 und 4' abzuflachen. Fig. 12 zeigt dieses Verfahren. Durch das direkte Verbinden der isolierenden Schichten 4 und 4' mit dem funktionalen Substrat 1 wird die hermetische Dichtung bei der Grenzfläche zwischen den isolierenden Schichten 4 und 4' und dem funktionalen Substrat 1 abgeschlossen. Es wird angemerkt, dass das in Beispiel 4 beschriebene Verfahren zum direkten Verbinden (direct bonding) verwendet werden kann.

Beispiel 7

Beispiel 7 der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden. In dem vorliegenden Beispiel wird eine Lösung verwendet zum Ausbilden der isolierenden Schicht 4 in den Beispielen 1 bis 6. Die isolierende Schicht 4 wird ausgebildet durch Überziehen bzw. Beschichten einer Vorstufe (precursor) in einem gelösten Zustand, gefolgt durch das Verfestigen bzw. Erstarren durch Wärme- bzw. Hitze-Behandlung. Die Oberfläche der isolierenden Schicht 4, welche so erhalten wurde und diejenige des Verbindungs-Teils, mit welcher die isolierende Schicht 4 verbunden werden soll, werden hydrophil gemacht und Hitze-behandelt und diese Oberflächen werden aneinander befestigt bzw. angebracht, wodurch eine direkte Verbindung auf die gleiche Art ausgebildet wird, wie in den anderen Beispielen.
Obwohl ein konvexer Teil entsprechend der leitfähigen Schicht 3 ausgebildet ist bzw. wird, durch Beschichten der isolierenden Schicht 4 in einem gelösten Zustand (zum Beispiel eine Rotationsbeschichtung bzw. Aufschleudervorgang bzw. spin coating), um eine Dicke aufzuweisen, welche größer ist als diejenige der leitfähigen Schicht 3, kann der obere Teil der leitfähigen Schicht 3 (d. h. der konvexe Teil) abgeflacht werden. Demzufolge kann ein Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauelements vereinfacht werden, weil der Schritt der Abflachung der isolierenden Schicht, wie in Beispiel 6 beschrieben, nicht erforderlich ist.
Ein Beispiel eines Materials, welches in der Lage ist, in einem gelösten Zustand beschichtet zu werden, um eine isolierende Schicht auszubilden durch Hitze-Behandlung, umfasst Alkylsilanol (RSi(OH)&sub3;; R ist eine Alkyl-Gruppe). Das aufgelöste Alkyl-Silanol in einem Lösungsmittel, wie zum Beispiel Alkohol, wird beschichtet und getrocknet. Dann kann das Lösungsmittel und die Alkyl-Gruppe entfernt werden durch Hitze-Behandlung bei 300 bis 600ºC. Als Ergebnis wird das Alkyl-Silanol verändert zu einem Silizium-Oxid. Das Silizium-Oxid, welches so erhalten wurde, umfasst dreidimensional verbundenes SiO, wird im Allgemeinen dargestellt durch (-SiO-)n und hat eine ausreichende isolierende Eigenschaft. In der Konstruktion der vorliegenden Erfindung ist die Dicke der isolierenden Schicht 4 ausreichend klein. Deshalb wird die Luftundurchlässigkeit bei der Grenzfläche zufriedenstellend in dem Fall, wenn die direkte Verbindung ausgebildet ist.
Des Weiteren ist es wahrscheinlich, dass Hydroxyl-Gruppen auf der Oberfläche der isolierenden Schicht bleiben, ausgebildet durch das Verfahren des vorliegenden Beispiels. Deshalb wird eine direkte Verbindung leicht ausgebildet. Des Weiteren werden Lücken bzw. Hohlräume nicht auf der Verbindungs-Grenzfläche ausgebildet, weil Wasserstoff, welcher freigesetzt wird von den Hydroxyl-Gruppen, leicht freigesetzt wird von der Verbindungsgrenzfläche.
Andere Materialien können auch verwendet werden, solange diese in einem gelösten Zustand beschichtet werden können, um die isolierende Schicht 4 auszubilden, durch Hitze- bzw. Wärme-Behandlung.
In den oben erwähnten Beispielen sind bestimmte Anwendungen der elektronischen Komponente gezeigt; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Gemäß der elektronischen Komponente und dem Verfahren zur Herstellung davon nach der vorliegenden Erfindung, werden in dem Anfangszustand die Oberfläche der isolierenden Schicht und die Oberfläche des Halte-Substrats miteinander verbunden hauptsächlich durch eine Wasserstoff-Bindung, ausgebildet durch eine Hydroxyl-Gruppe, angelagert an der Oberfläche des Halte-Substrats. Wasserstoff wird freigesetzt von der Grenzfläche zwischen der isolierenden Schicht und dem Halte-Substrat bei der Wärme-Behandlung und eine kovalente Bindung durch Sauerstoff wird verbessert, um die Bindungs-Stärke bei der Grenzfläche zu erhöhen. Aus diesem Grund kann eine Stabilität gegen eine mechanische Vibration bzw. Schwingung erhalten werden.
In dem Fall, wenn identische Materialien verwendet werden für das einkristalline piezoelektrische Substrat und das Halte-Substrat, wird eine Stabilität gegen eine Veränderung der Temperatur erhalten, weil die Wärmeausdehnungskoeffizienten von beiden Substraten die gleichen sind. Selbst in dem Fall, wenn Glas mit dem gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie derjenige des einkristallinen piezoelektrischen Substrats, verwendet wird für das Halte-Substrat, werden die gleichen Effekte erhalten. Wenn das Halte-Substrat aus Quarz-Kristall oder Silizium hergestellt ist, wird das Halte- Substrat gebildet durch eine kovalente Bindung von Silizium und Sauerstoff; deshalb wird die Umwandlung von der Wasserstoff-Bindung zu der kovalenten Bindung während der Wärme- bzw. Hitze-Behandlung gleicihförmig durchgeführt. In dem Fall, wenn das Halte- Substrat aus Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat hergestellt ist, bildet der Sauerstoff und das Silizium in der isolierenden Schicht leicht eine kovalente Bindung, weil Sauerstoff reichlich vorhanden ist in den Bestandteils-Elementen dieser Verbindungen. In dem Fall, wenn das Halte-Substrat aus Glas hergestellt ist, liegt eine kovalente Bindung vor aufgrund der Kieselsäure, welche in Glas enthalten ist; deshalb wird die Umwandlung von der Wasserstoff-Bindung zu der kovalenten Bindung gleichförmig durchgeführt.
Des Weiteren, wenn eine Hitze-Behandlung durchgeführt wird unter der Bedingung, dass die isolierende Schicht und das Halte-Substrat aneinander angebracht sind, beginnen bewegbare Ionen sich zu bewegen bei der Grenzfläche zwischen der leitfähigen Schicht und dem tragenden Substrat durch das Anlegen einer Gleichstrom-Spannung an der Grenzfläche. Dann wird die isolierende Schicht leicht verbunden mit dem Halte-Substrat durch die elektrostatische Kraft dieser Ionen, wodurch eine zufriedenstellende Bindung ausgebildet werden kann bei einer niedrigen Temperatur oder für eine kurze Zeitdauer.
Unter Verwendung der leitfähigen Schicht, vorgesehen auf dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat als die mindestens eine Elektrode zum Anlegen eines elektrischen Feldes an das einkristalline piezoelektrische Substrat, oder durch die Verwendung der leitfähigen Schicht als eine Anschluss-Elektrode, verbunden mit der Elektrode zum Anlegen eines elektrischen Feldes an dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat, wird der Freiheitsgrad der Anordnung der Elektrode zum Anlegen eines elektrischen Feldes und der Anschlusselektrode erhöht, Durchgangslöcher sind nicht erforderlich und die hermetische Abdichtung wird leicht durchgeführt.
Des Weiteren sind die zweite leitfähige Schicht und die zweite isolierende Schicht in dieser Reihenfolge auf dem Halte-Substrat auf die gleiche Art ausgebildet, wie bei dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat. Dann werden die Oberfläche der isolierenden Schicht auf dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat und die zweite isolierende Schicht, welche verbunden werden soll mit der Oberfläche der isolierenden Schicht, einer hydrophilen Behandlung unterzogen und Hitze-behandelt unter der Bedingung, dass beide Oberflächen aneinander angebracht sind. Während dieser Hitze-Behandlung wird eine Gleichstrom-Spannung angelegt zwischen der leitfähigen Schicht auf dem einkristallinen piezoelektrischen Substrat und der leitfähigen Schicht auf dem Halte-Substrat, wodurch die Bindung leicht durchgeführt wird durch die elektrostatische Kraft der Ionen. In dieser Konstruktion kann eine zufriedenstellende Bindung mit Leichtigkeit bei einer niedrigen Gleichstrom-Spannung ausgebildet werden, weil ein elektrisches Feld mit einer höheren Stärke an die Bindungs-Grenzfläche angelegt werden kann.
Des Weiteren kann die Luftundurchlässigkeit bei der direkt verbundenen Grenzfläche weiter erhöht werden durch das Durchführen einer direkten Bindung nach dem vollständigen Vergraben bzw. Versenken der leitfähigen Schicht zwei-dimensional mit der isolierenden Schicht und Abflachen der Oberfläche der isolierenden Schicht.
Nach der Ausbildung der leitfähigen Schicht wird eine Vorstufe (precursor) der isolierenden Schicht beschichtet in einem gelösten Zustand auf der leitfähigen Schicht, getrocknet und Hitze-behandelt, um die isolierende Schicht auszubilden, wodurch der Schritt der Abflachung der Oberfläche der isolierenden Schicht ausgelassen werden kann.

Claims

1. Elektronische Komponente mit:

einem ersten einkristallinen piezoelektrischen Substrat (1),

einem zweiten Substrat (2),

einer ersten leitfähigen Schicht (3), welche eine Anschlusselektrode auf einer ersten Oberfläche des ersten einkristallinen piezoelektrischen Substrats (1) bildet, und einer ersten isolierenden Schicht (4), welche auf der ersten leitfähigen Schicht (3) ausgebildet ist, wobei

die erste isolierende Schicht (4) und das zweite Substrat (2) direkt miteinander verbunden sind durch mindestens eine Verbindung, welche ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einer Wasserstoff-Bindung und einer kovalenten Bindung.

2. Elektronische Komponente nach Anspruch 1, wobei die Dicke einer Grenzfläche bei welcher die erste isolierende Schicht und das zweite Substrat direkt miteinander verbunden sind 20 nm oder kleiner ist.

3. Elektronische Komponente nach Anspruch 1, wobei die erste leitfähige Schicht (3) in der ersten isolierenden Schicht (4) versenkt bzw. vergraben (buried) ist.

4. Elektronische Komponente nach Anspruch 1, wobei das zweite Substrat (2, 2') konvexe Teile bei seiner Peripherie bzw. bei seinem Umfang aufweist, und die erste isolierende Schicht (1) und mindestens ein Teil der konvexen Teile des zweiten Substrats sind direkt miteinander verbunden.

5. Elektronische Komponente nach Anspruch 1, wobei das erste Substrat (1) ein einkristallines piezoelektrische Substrat ist, welches aus einem Material hergestellt ist, welches ausgewählt wird aus einer Gruppe bestehend aus Quarz bzw. Quarz-Kristall, Lithium-Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat.

6. Elektronische Komponente nach Anspruch 1, wobei das zweite Substrat (2) ein einkristallines piezoelektrisches Substrat ist, welches aus einem Material hergestellt ist, welches ausgewählt wird aus einer Gruppe bestehend aus Quarz-Kristall, Lithium- Niobat, Lithium-Tantalat und Lithium-Borat.

7. Elektronische Komponente nach Anspruch 1, wobei das zweite Substrat (2) ein einkristallines Silizium-Substrat ist.

8. Elektronische Komponente nach Anspruch 1, wobei das zweite Substrat (2) ein Glas- Substrat ist.

9. Elektronische Komponente mit einem funktionalen Teil (1, 3, 3') und einem Gehäuse (package)-Teil (2, 2') zum hermetischen Abdichten des funktionalen Teiles, wobei der funktionale Teil ein Substrat (1), eine leitfähige Schicht (3, 3'), welche eine Anschlusselektrode bildet, welche auf einer ersten Oberfläche des Substrats (1) ausgebildet ist, und eine isolierende Schicht (4), welche auf der leitfähigen Schicht (3, 3') ausgebildet ist, aufweist, wobei mindestens ein Teil des Gehäuseteiles (2, 2') und der isolierenden Schicht (4) direkt miteinander verbunden sind durch mindestens eine Verbindung, welche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Wasserstoff-Bindung und einer kovalenten Bindung.

10. Elektronische Komponente nach Anspruch 9, wobei der funktionale Teil (1, 3, 3') als ein piezoelektrisches Element funktioniert bzw. wirkt.

11. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente mit einem ersten einkristallinen piezoelektrischen Substrat (1), einem zweiten Substrat (2), und einer leitfähigen Schicht (3), welche eine Anschlusselektrode zwischen dem ersten Substrat (1) und dem zweiten Substrat (2) bildet, mit den Schritten:

Ausbilden der leitfähigen Schicht (3), welche die Anschlusselektrode bildet, auf einer ersten Oberfläche des ersten einkristallinen piezoelektrischen Substrats (1);

Ausbilden einer isolierenden Schicht (4) auf der leitfähigen Schicht (3);

Durchführen einer hydrophilen Behandlung auf einer Oberfläche der isolierenden Schicht (4) und einer Oberfläche des zweiten Substrats (2); und

Anbringen bzw. Befestigen der isolierenden Schicht (4) an dem zweiten Substrat (2), wobei die jeweiligen Oberflächen, welche der hydrophilen Behandlung unterzogen wurden, einander gegenüber liegen,

wobei das erste einkristalline piezoelektrische Substrat (1) und das zweite Substrat (2) direkt miteinander verbunden werden durch mindestens eine Bindung, welche ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einer Wasserstoff-Bindung und einer kovalenten Bindung.

12. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente nach Anspruch 11 mit dem Schritt des Durchführens einer Hitze- bzw. Wärme-Behandlung nach dem Anbringen bzw. Verbinden der isolierenden Schicht (4) an bzw. mit dem zweiten Substrat (2).

13. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente nach Anspruch 12, wobei der Schritt der Ausbildung der leitfähigen Schicht (3) durchgeführt wird durch ein Verfahren, welches ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einer Abscheidung bzw. Beschichtung bzw. Aufdampfung im Vakuum (vacuum deposition), Sputtern bzw. Beschichtung durch Vakuumzerstäubung, und chemisches Aufdampfen bzw. Ablagern aus der Gasphase (chemical vapour desposition).

14. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente nach Anspruch 13, wobei der Schritt der Ausbildung der isolierenden Schicht (4) durchgeführt wird durch ein Verfahren, welches ausgewählt wird aus einer Gruppe bestehend aus einer Abscheidung bzw. Beschichtung bzw. Aufdampfung im Vakuum (vacuum deposition), Sputtern bzw. Beschichtung durch Vakuumzerstäubung, und chemisches Aufdampfen (chemical vapour desposition).

15. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente nach Anspruch 14, wobei die Oberfläche der isolierenden Schicht (4) nach dem Ausbilden der isolierenden Schicht abgeflacht bzw. planiert wird.

16. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente nach Anspruch 11, wobei der Schritt der Ausbildung der isolierenden Schicht (2) ein Schritt ist zum Beschichten einer Vorstufe bzw. eines Vorprodukts (precursor) eines Isolators im gelösten Zustand auf die leitfähige Schicht und Hitze- bzw. Wärme-Behandeln des Vorprodukts (precursor).

17. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente nach Anspruch 12, wobei der Schritt der Hitze- bzw. Wärme-Behandlung einen Schritt zum Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen der leitfähigen Schicht (3) und dem zweiten Substrat (2) enthält.