JP2017175618A - セラミック基板、積層体およびｓａｗデバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】圧電体基板と十分な結合力で結合することが可能なセラミック基板、圧電体基板とセラミック基板とが十分な結合力で結合した積層体、および当該積層体を含むＳＡＷデバイスを提供する。
【解決手段】セラミック基板１０は、多結晶セラミックから構成され、支持主面１１を有する。支持主面１１は、粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下である。支持主面１１において、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満である。
【選択図】図１

Description

本発明はセラミック基板、積層体およびＳＡＷデバイスに関し、より特定的には圧電体基板の支持に適したセラミック基板、圧電体基板とセラミック基板とを含む積層体および当該積層体を含むＳＡＷデバイスに関するものである。
携帯電話機などの通信機器の内部には、電気信号に含まれるノイズを除去する目的で、ＳＡＷデバイス（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ；表面弾性波素子）が配置される。ＳＡＷデバイスは、入力された電気信号のうち、所望の周波数の電気信号のみを取り出す機能を有する。ＳＡＷデバイスは、圧電体基板上に電極が形成された構造を有する。そして、使用時の放熱を目的として、圧電体基板は放熱性の高い材料からなるベース基板上に配置される。
ベース基板としては、たとえば単結晶サファイアからなる基板を採用することができる。しかし、単結晶サファイアからなる基板をベース基板として採用すると、ＳＡＷデバイスの製造コストが上昇するという問題がある。これに対し、ベース基板として多結晶スピネルからなるセラミック基板を採用し、圧電体基板と表面粗さＲａ（算術平均粗さ）を低減したセラミック基板とをファンデルワールス力により結合させた構造を有するＳＡＷデバイスが提案されている。これにより、ＳＡＷデバイスの製造コストを抑制することができる（たとえば、特許文献１参照）。
特開２０１５−４８２５８号公報
しかしながら、本発明者らの検討によれば、上記特許文献１に記載の技術では、圧電体基板とセラミック基板との結合力が不十分となる場合がある。そこで、圧電体基板と十分な結合力で結合することが可能なセラミック基板、圧電体基板とセラミック基板とが十分な結合力で結合した積層体、および当該積層体を含むＳＡＷデバイスを提供することを目的の１つとする。
本発明に従ったセラミック基板は、多結晶セラミックから構成され、支持主面を有するセラミック基板である。支持主面は、粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下である。支持主面において、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満である。
上記セラミック基板によれば、圧電体基板と十分な結合力で結合することが可能なセラミック基板を提供することができる。
セラミック基板および圧電体基板を含む積層体の構造を示す概略断面図である。 セラミック基板、積層体およびＳＡＷデバイスの製造方法の概略を示すフローチャートである。 セラミック基板、積層体およびＳＡＷデバイスの製造方法を説明するための概略断面図である。 積層体およびＳＡＷデバイスの製造方法を説明するための概略断面図である。 積層体およびＳＡＷデバイスの製造方法を説明するための概略断面図である。 積層体およびＳＡＷデバイスの製造方法を説明するための概略図である。 ＳＡＷデバイスの構造を示す概略図である。
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。本願のセラミック基板は、多結晶セラミックから構成され、支持主面を有するセラミック基板である。支持主面は、粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下である。支持主面において、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満である。
本発明者らは、圧電体基板と表面の算術平均粗さを低減したセラミック基板（ベース基板）とをファンデルワールス力により結合させた場合に、結合力が不十分となる場合が発生する原因について検討を行った。その結果、算術平均粗さの観点において十分に粗さが低減されている場合であっても、大きな凹凸、具体的には１ｎｍ以上の凹凸が一辺５０μｍの正方形領域内に５個以上存在する場合、または２ｎｍ以上の凹凸が一辺５０μｍの正方形領域内に１個以上存在する場合、結合力が不十分となることを見出した。すなわち、十分な結合力を得るためには、算術平均粗さの観点（平均的な粗さの観点）において十分に粗さを低減するだけでなく、稀に存在する大きな凹凸をも低減する必要がある。
本願のセラミック基板においては、支持主面の粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下とされることにより、算術平均粗さの観点からの表面粗さが十分に低減される。さらに、本願のセラミック基板においては、支持主面の一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満とされる。すなわち、本願のセラミック基板においては、算術平均粗さの観点において十分に支持主面の粗さが低減されるだけでなく、支持主面に稀に存在する大きな凹凸も低減されている。その結果、本願のセラミック基板によれば、圧電体基板と十分な結合力で結合することが可能なセラミック基板を提供することができる。
上記セラミック基板において、支持主面は、粗さがＳｑで０．５ｎｍ以下であってもよい。このようにすることにより、圧電体基板との間の十分な結合力がより確実に確保される。
上記セラミック基板は、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ２）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）、カルシア（ＣａＯ）、チタニア（ＴｉＯ２）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）および炭化珪素（ＳｉＣ）からなる群から選択される１種以上の材料から構成されていてもよい。これらの材料は、本願のセラミック基板を構成する材料として好適である。
本願の積層体は、上記セラミック基板と、支持主面上に配置され、圧電体からなる圧電体基板と、を備える。セラミック基板と圧電体基板とは、ファンデルワールス力により結合されている。
本願の積層体においては、算術平均粗さの観点において十分に支持主面の粗さが低減されるだけでなく、支持主面に稀に存在する大きな凹凸も低減されている上記セラミック基板と圧電体基板とが、ファンデルワールス力により結合されている。そのため、本願の積層体によれば、圧電体基板とセラミック基板とが十分な結合力で結合した積層体を提供することができる。
上記積層体において、セラミック基板と圧電体基板との接合強度が０．５Ｊ／ｍ２以上であってもよい。このようにすることにより、圧電体基板とセラミック基板とがより確実に結合される。圧電体基板とセラミック基板との結合力が０．５Ｊ／ｍ２未満の場合、ＳＡＷデバイスの製造において実施される電極形成工程やチップ化工程において基板の剥離、かけなどが発生するおそれがある。さらに確実な圧電体基板とセラミック基板との結合を達成する観点から、セラミック基板と圧電体基板との接合強度は１．０Ｊ／ｍ２以上であることが好ましく、１．３Ｊ／ｍ２以上、さらには１．５Ｊ／ｍ２以上であることがより好ましい。
本願のＳＡＷデバイスは、上記本願の積層体と、圧電体基板のセラミック基板とは反対側の主面上に形成される電極と、を備える。本願のＳＡＷデバイスは、圧電体基板と多結晶セラミックからなるセラミック基板とが十分な結合力で結合した本願の積層体を含む。そのため、製造コストを抑制しつつ、圧電体基板とセラミック基板とが十分な結合力で結合したＳＡＷデバイスを提供することができる。
［本願発明の実施形態の詳細］
次に、本発明にかかるセラミック基板および積層体の一実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
図１を参照して、本実施の形態における積層体１は、セラミック基板としてのベース基板１０と圧電体基板２０とを備える。圧電体基板２０は、たとえばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）などの圧電体からなる。ベース基板１０は、スピネル、アルミナ、マグネシア、シリカ、ムライト、コージェライト、カルシアおよびチタニアからなる群から選択される一種以上、好ましくはいずれか１つの材料から構成される多結晶セラミックからなる。
ベース基板１０は、支持主面１１を有する。圧電体基板２０は、一方の主面である露出主面２１と、露出主面２１とは反対側の主面である結合主面２２とを有する。圧電体基板２０は、ベース基板１０の支持主面１１に結合主面２２において接触するように配置される。ベース基板１０と圧電体基板２０とは、ファンデルワールス力により結合されている。
ベース基板１０の支持主面１１は、粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下となっている。また、支持主面１１において、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸は平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満である。
積層体１においては、支持主面１１の粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下とされることにより、算術平均粗さの観点からの表面粗さが十分に低減されている。さらに、積層体１においては、支持主面１１の一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満とされる。すなわち、積層体１においては、算術平均粗さの観点において十分に粗さが低減されるだけでなく、稀に存在する大きな凹凸も低減されている。その結果、積層体１は、圧電体基板２０とベース基板１０とが十分な結合力で結合した積層体となっている。なお、本願において１ｎｍ以上の凹凸とは、測定領域（一辺５０μｍの正方形領域）において平均面（平均高さ）を算出し、当該平均面から頂点（または底）までの距離が１ｎｍ以上である凹凸を意味する。
圧電体基板２０とベース基板１０との間の十分な結合力をより確実に得る観点から、支持主面の粗さはＳａで２．０ｎｍ以下とすることが好ましく、１．０ｎｍ以下とすることがより好ましい。また、支持主面１１の一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸は、平均で４個未満とすることが好ましく、３個未満とすることがより好ましく、さらには２個未満とすることが好ましい。
支持主面１１は、粗さがＳｑで０．５ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、圧電体基板２０とベース基板１０との間の十分な結合力がより確実に確保される。
ベース基板１０と圧電体基板２０との接合強度は０．５Ｊ／ｍ２以上であることが好ましい。これにより、圧電体基板２０とベース基板１０とがより確実に結合される。
次に、本実施の形態におけるセラミック基板としてのベース基板１０、積層体１および積層体１を用いたＳＡＷデバイスの製造方法を説明する。図２を参照して、本実施の形態のベース基板１０、積層体１およびＳＡＷデバイスの製造方法では、まず工程（Ｓ１０）としてベース基板準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、図３を参照してスピネル、アルミナ、マグネシア、シリカ、ムライト、コージェライト、カルシア、チタニア、窒化珪素、窒化アルミニウムおよび炭化珪素からなる群から選択される１種以上の材料から構成される多結晶セラミックからなるベース基板１０が準備される。たとえば、上記群から選択されるいずれか１つの材料から構成される多結晶セラミックからなるベース基板１０が準備される。具体的には、たとえば多結晶スピネルからなるベース基板１０を準備する場合、マグネシア粉末とアルミナ粉末とを混合して原料粉末を準備し、成形することにより成形体を作製する。成形体は、たとえばプレス成形により予備成形を実施した後、ＣＩＰ（Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ）を実施することにより作製することができる。次に、成形体に対して焼結処理を実施する。焼結処理は、たとえば真空焼結法、ＨＩＰ（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ）などの方法により実施することができる。これにより、焼結体が得られる。その後、焼結体に対してダイシング加工を実施することにより、所望の形状（厚み）を有するベース基板１０が得られる（図３参照）。
次に、工程（Ｓ２０）として第１研磨工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、図３を参照して、工程（Ｓ１０）において準備されたベース基板１０の支持主面１１に対して粗研磨が実施される。具体的には、たとえば砥粒の番手が＃８００〜＃２０００のＧＣ（Ｇｒｅｅｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ）砥石を用いて支持主面１１に対して粗研磨を実施する。
次に、工程（Ｓ３０）として第２研磨工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、工程（Ｓ２０）において粗研磨が実施された支持主面１１に対して通常研磨が実施される。具体的には、たとえば砥粒の粒径が３〜５μｍのダイヤモンド砥石用いて支持主面１１に対して通常研磨を実施する。
次に、工程（Ｓ４０）として第３研磨工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、工程（Ｓ３０）において通常研磨が実施された支持主面１１に対して仕上げ研磨が実施される。具体的には、たとえば粒径が０．５〜１．０μｍのダイヤモンド砥粒を用いて支持主面１１に対して仕上げ研磨を実施する。これにより、Ｓａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の支持主面１１の粗さを達成することができる。しかし、支持主面１１にはダイヤモンド砥粒によるスクラッチ傷が発生する。そのため、支持主面１１においてはＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の粗さが達成されているものの、スクラッチ傷に起因する大きな凹凸が存在する。
次に、工程（Ｓ５０）として第４研磨工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、工程（Ｓ４０）において仕上げ研磨が実施された支持主面１１に対してスクラッチ傷除去研磨が実施される。具体的には、たとえば支持主面１１に対してわずかな研磨量のＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を実施する。ＣＭＰによる研磨量は、数百ｎｍ程度とされる。これにより、支持主面１１の粗さをＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下に維持しつつ、支持主面１１において、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸を平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸を平均で１個未満とすることができる。これにより、本実施の形態におけるセラミック基板としてのベース基板１０が完成する。
次に、工程（Ｓ６０）として貼り合わせ工程が実施される。この工程（Ｓ６０）では、工程（Ｓ２０）〜（Ｓ５０）において支持主面１１が研磨されたベース基板１０と、別途準備された圧電体基板２０とが貼り合わされる。具体的には、図３および図１を参照して、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電体からなる圧電体基板２０が準備され、圧電体基板２０の結合主面２２とベース基板１０の支持主面１１とが接触するように、ベース基板１０と圧電体基板２０とが貼り合わされる。これにより、ベース基板１０と圧電体基板２０とは、ファンデルワールス力により結合する。その結果、本実施の形態の積層体１が得られる。
ここで、本実施の形態においては、算術平均粗さの観点において十分に支持主面１１の粗さが低減されるだけでなく、支持主面１１に稀に存在する大きな凹凸（スクラッチ傷）も低減されている。その結果、上記積層体１の製造方法によれば、圧電体基板２０とベース基板１０とが十分な結合力で結合した積層体１が製造される。
引き続き、積層体１を用いたＳＡＷデバイスの製造方法について説明する。図２を参照して、工程（Ｓ６０）に続いて、工程（Ｓ７０）として減厚工程が実施される。この工程（Ｓ７０）では、図１および図４を参照して、工程（Ｓ６０）において得られた積層体１の圧電体基板２０の厚みを小さくする加工が実施される。具体的には、たとえば圧電体基板２０の露出主面２１に対して研削処理が実施される。これにより、圧電体基板２０の厚みが、ＳＡＷデバイスに適した厚みにまで低減される。
次に、工程（Ｓ８０）として電極形成工程が実施される。この工程（Ｓ８０）では、図４〜図６を参照して、圧電体基板２０の露出主面２１に櫛歯型の電極が形成される。図５は、図６の線分Ｖ−Ｖに沿う断面図である。具体的には、図５および図６を参照して、工程（Ｓ７０）において適切な厚みに調整された圧電体基板２０の露出主面２１上に、Ａｌなどの導電体からなる導電体膜が形成される。導電体膜の形成は、たとえばスパッタリングにより実施することができる。その後、導電体膜上にレジストが塗布されてレジスト膜が形成された後、露光および現像が実施されることにより、所望の入力側電極３０および出力側電極４０の形状に対応する領域以外の領域に開口が形成される。そして、開口が形成されたレジスト膜をマスクとして用いて、たとえばウェットエッチングを実施することにより、図５および図６に示すように入力側電極３０と出力側電極４０とからなる対が複数形成される。なお、図５および図６は、一対の入力側電極３０および出力側電極４０に対応する領域を表している。入力側電極３０および出力側電極４０における櫛歯型電極の電極間隔は、出力すべき信号の周波数に応じて適宜決定することができる。
次に、工程（Ｓ９０）としてチップ化工程が実施される。この工程（Ｓ９０）では、入力側電極３０と出力側電極４０とからなる対が複数形成された積層体１が厚さ方向に切断されることにより、１対の入力側電極３０および出力側電極４０を含む複数のチップに分離される。
その後、図６および図７を参照して、工程（Ｓ９０）において作製されたチップに対して入力側配線５１および出力側配線６１が形成されることにより、実施の形態１におけるＳＡＷデバイス１００（ＳＡＷフィルター）が完成する。
図７を参照して、本実施の形態におけるＳＡＷデバイス１００は、ファンデルワールス力により結合されたベース基板１０と圧電体基板２０とを含む積層体１と、圧電体基板２０の露出主面２１上に接触するように形成された１対の櫛歯形状を有する電極である入力側電極３０および出力側電極４０と、入力側電極３０に接続された入力側配線５１と、出力側電極４０に接続された出力側配線６１とを備えている。
入力側電極３０は、第１部分３１と第２部分３２とを含む。第１部分３１は、直線状のベース部３１Ａと、ベース部３１Ａの延在方向に垂直な方向にベース部３１Ａから突出する直線状の複数の突出部３１Ｂとを含む。第２部分３２は、ベース部３１Ａと平行に延在する直線状のベース部３２Ａと、ベース部３２Ａの延在方向に垂直な方向にベース部３２Ａから突出し、隣り合う突出部３１Ｂの間に進入する直線状の複数の突出部３２Ｂとを含む。突出部３１Ｂと突出部３２Ｂとは、予め定められた一定の間隔をおいて配置される。
出力側電極４０は、第１部分４１と第２部分４２とを含む。第１部分４１は、直線状のベース部４１Ａと、ベース部４１Ａの延在方向に垂直な方向にベース部４１Ａから突出する直線状の複数の突出部４１Ｂとを含む。第２部分４２は、ベース部４１Ａと平行に延在する直線状のベース部４２Ａと、ベース部４２Ａの延在方向に垂直な方向にベース部４２Ａから突出し、隣り合う突出部４１Ｂの間に進入する直線状の複数の突出部４２Ｂとを含む。突出部４１Ｂと突出部４２Ｂとは、予め定められた一定の間隔をおいて配置される。
入力側配線５１から入力側電極３０に入力信号である交流電圧が印加されると、圧電効果により圧電体基板２０の露出主面２１（表面）に弾性表面波が生じ、出力側電極４０側に伝達される。このとき、入力側電極３０および出力側電極４０は図１に示すように櫛歯形状を有しており、突出部３１Ｂと突出部３２Ｂとの間隔、および突出部４１Ｂと突出部４２Ｂとの間隔は一定である。したがって、入力側電極３０から出力側電極４０に向かう方向において、圧電体基板２０の露出主面２１のうち電極が形成された領域は所定の周期（電極周期）で存在する。そのため、入力信号により発生した弾性表面波は、その波長が電極周期に一致する場合に最も強く励振され、電極周期とのずれが大きいほど減衰する。その結果、電極周期に近い波長の信号のみが出力側電極４０および出力側配線６１を介して出力される。
ここで、上記動作において、圧電体基板２０の温度が上昇する。本実施の形態のＳＡＷデバイス１００においては、圧電体基板２０に、放熱性の高い材料からなるベース基板１０が接触するように配置されている。そのため、ＳＡＷデバイス１００は高い信頼性を有している。さらに、本実施の形態のＳＡＷデバイス１００においては、圧電体基板２０とベース基板１０とが十分な結合力で結合している。そのため、ＳＡＷデバイス１００は高い信頼性を有するデバイスとなっている。
積層体におけるベース基板の支持主面の粗さおよび凹凸の存在状態と接合強度との関係を調査する実験を行った。実験の方法は以下の通りである。
多結晶スピネルからなるベース基板１０を準備し、上記実施の形態と同様の手順にてＳＡＷデバイスを作製した。（実施例Ａ、ＢおよびＣ）。また、ベース基板１０として多結晶アルミナからなるベース基板１０および多結晶ムライトからなるベース基板１０を準備し、それぞれ同様にＳＡＷデバイスを作製した（実施例ＤおよびＥ）。一方、比較のため、多結晶スピネルからなるベース基板を準備し、同様の手順において工程（Ｓ５０）を省略または工程（Ｓ５０）において適正量を超える研磨を実施したもの（比較例Ａ〜ＦおよびＫ）、多結晶アルミナからなるベース基板を準備し、同様の手順において工程（Ｓ５０）を省略または工程（Ｓ５０）において適正量を超える研磨を実施したもの（比較例ＧおよびＨ）、多結晶ムライトからなるベース基板を準備し、同様の手順において工程（Ｓ５０）を省略または工程（Ｓ５０）において適正量を超える研磨を実施したもの（比較例ＩおよびＪ）も作製した。圧電体基板との接合前にベース基板の支持主面についてＳａ（算術平均粗さ）、Ｓｑ（二乗平均平方根高さ）、Ｓｚ（最大高さ）を測定するとともに、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上２ｎｍ未満の凹凸、２ｎｍ以上３ｎｍ未満の凹凸および３ｎｍ以上の凹凸の数を確認した。粗さおよび凹凸の数の確認は、支持主面の中央付近および外周付近の２箇所で実施した。そして、接合後、接合状態を確認するとともに、接合強度を測定した。接合強度は、クラックオープニング法により測定した。また、接合後、接合面に垂直な方向にベース基板１０と圧電基板２０とを互いに引き離す向きに引張り、両者が離れる際の応力（引張強度）も測定した。
多結晶スピネルからなるベース基板を採用した場合の実施例の実験結果を表１、比較例の実験結果を表２、多結晶アルミナからなるベース基板を採用した場合の実施例および比較例の実験結果を表３、多結晶ムライトからなるベース基板を採用した場合の実施例および比較例の実験結果を表４に示す。なお、表１〜表４において、最下段に関しては、電極形成工程およびチップ化工程が良好に実施できたものについては「良好」、当該工程において積層体に剥離が生じたものについては「不良」と表示されている。
Figure 2017175618
Figure 2017175618
Figure 2017175618
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 表１〜表４を参照して、工程（Ｓ５０）として実施される第４研磨工程における研磨量が適正量である場合、具体的には１００ｎｍ以上９００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である場合、ベース基板の支持主面の粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下であるだけでなく、支持主面において、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満を達成することができている（実施例）。これに対し、工程（Ｓ５０）を省略した場合や工程（Ｓ５０）において適正量を超える研磨を実施した場合、ベース基板の支持主面の粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下を達成できている場合であっても、支持主面において、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満を達成することができていない（比較例）。
本発明者らの検討によれば、これは以下のような理由によるものと考えられる。工程（Ｓ５０）を実施しない場合、工程（Ｓ２０）〜（Ｓ４０）にて実施された研磨により、支持主面に研磨傷（スクラッチ傷）が残存する。そのため、上記Ｓａの条件が満たされた場合であっても、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満を達成することができない。一方、ベース基板が多結晶体からなるため、支持主面においては、露出する結晶面によってＣＭＰによる研磨が進行しやすい部分と進行しにくい部分とが混在する。そのため、工程（Ｓ５０）において適正量を超える研磨を実施した場合、研磨の進行しやすさの支持主面内におけるばらつきに起因して、上記Ｓａの条件が満たされた場合であっても、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満を達成することができない。これに対し、工程（Ｓ５０）における研磨量が適正量である場合、上記Ｓａの条件が満たされるとともに、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満を達成することができる。
表１を参照して、多結晶スピネルからなるベース基板の支持主面の粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下であり、支持主面において、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満である実施例Ａ〜Ｃについては、０．５Ｊ／ｍ２以上の接合強度が得られており、かつ主面の全面にわたって良好な接合が得られている。一方、表２を参照して、比較例Ａ〜Ｆについては、ベース基板の支持主面の粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下であるものの、接合強度が小さく、良好な接合状態が得られていない。これは、比較例Ａ、Ｂ、Ｃ、ＥおよびＦについては、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個以上であったこと、比較例Ａ、Ｄ、ＥおよびＦについては、一辺５０μｍの正方形領域における２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個以上であったことが原因であると考えられる。なお、比較例Ｋの引張強度は実施例Ａ〜Ｃと遜色ない値であるものの、接合強度は実施例Ａ〜Ｃに比べて大きく劣っている。そして、電極形成工程およびチップ化工程に関する評価は「不良」となっている。このことから、引張試験によって得られる引張強度よりも、クラックオープニング法により測定される接合強度のほうが、電極形成工程およびチップ化工程の良好な実施の可否との相関が強いことが分かる。
また、表３を参照して、多結晶アルミナからなるベース基板の支持主面の粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下であり、支持主面において、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満である実施例Ｄについては、０．５Ｊ／ｍ２以上の接合強度が得られており、かつ主面の全面にわたって良好な接合が得られている。一方、比較例ＧおよびＨについては、ベース基板の支持主面の粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下であるものの、接合強度が小さく、良好な接合状態が得られていない。これは、上記スピネル基板の場合と同様に、比較例ＧおよびＨについては、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個以上であったこと、比較例Ｈについては、一辺５０μｍの正方形領域における２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個以上であったことが原因であると考えられる。
さらに、表４を参照して、多結晶ムライトからなるベース基板の支持主面の粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下であり、支持主面において、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満である実施例Ｅについては、０．５Ｊ／ｍ２以上の接合強度が得られており、かつ主面の全面にわたって良好な接合が得られている。一方、比較例Ｉについては、ベース基板の支持主面の粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下であるものの、接合強度が小さく、良好な接合状態が得られていない。これは、上記スピネル基板の場合と同様に、比較例Ｉについては、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個以上、２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個以上であったことが原因であると考えられる。
以上の実験結果から、算術平均粗さの観点において十分に支持主面の粗さが低減されるだけでなく、支持主面に稀に存在する大きな凹凸も低減されている本願の積層体によれば、圧電体基板とベース基板とが十分な結合力で結合した積層体が得られることが確認される。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本願の積層体は、圧電体基板を含む積層体に特に有利に適用され得る。
１ 積層体
１０ ベース基板
１００ ＳＡＷデバイス
１１ 支持主面
２０ 圧電体基板
２１ 露出主面
２２ 結合主面
３０ 入力側電極
３１ 第１部分
３１Ａ ベース部
３１Ｂ 突出部
３２ 第２部分
３２Ａ ベース部
３２Ｂ 突出部
４０ 出力側電極
４１ 第１部分
４１Ａ ベース部
４１Ｂ 突出部
４２ 第２部分
４２Ａ ベース部
４２Ｂ 突出部
５１ 入力側配線
６１ 出力側配線

Claims (6)

  1. 多結晶セラミックから構成され、支持主面を有するセラミック基板であって、
    前記支持主面は、粗さがＳａで０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下であり、
    前記支持主面において、一辺５０μｍの正方形領域における１ｎｍ以上の凹凸が平均で５個未満、かつ２ｎｍ以上の凹凸が平均で１個未満である、セラミック基板。
  2. 前記支持主面は、粗さがＳｑで０．５ｎｍ以下である、請求項１に記載のセラミック基板。
  3. スピネル、アルミナ、マグネシア、シリカ、ムライト、コージェライト、カルシア、チタニア、窒化珪素、窒化アルミニウムおよび炭化珪素からなる群から選択される１種以上の材料から構成される、請求項１または２に記載のセラミック基板。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミック基板と、
    前記支持主面上に配置され、圧電体からなる圧電体基板と、を備え、
    前記セラミック基板と前記圧電体基板とは、ファンデルワールス力により結合されている、積層体。
  5. 前記セラミック基板と前記圧電体基板との接合強度が０．５Ｊ／ｍ２以上である、請求項４に記載の積層体。
  6. 請求項４または５に記載の積層体と、
    前記圧電体基板の前記セラミック基板とは反対側の主面上に形成される電極と、を備えるＳＡＷデバイス。
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