JP6646058B2 - 接合基板及びその製造方法とこの接合基板を用いた弾性表面波デバイス - Google Patents
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Description
また、LiTaO3基板とベース基板との間には、SiO2、SiO2±0.5、a-Si、p-Si、a-SiC、Al2O3等の介在層が存在していてもよい。
また、LiTaO3基板とベース基板との間に介在層が存在している場合は、LiTaO3基板のベース基板と接する接合面は、LiTaO3基板の介在層と接する接合面のことを指す。
このようにすれば、接合界面における弾性波の反射による不要な応答を抑制することができる。
このとき、基板内部よりも基板表面の方がLi濃度の大きいLiTaO3基板の両側にベース基板を接合して、LiTaO3基板を厚さ方向に分割するようにして製造してもよい。このようにすれば、1枚のLiTaO3基板から2枚の接合基板が得られるため、コスト的にも好ましい。
このような製造方法は、LiNbO3基板の場合についても同様に適用することができる。
したがって、このような関係を表す式を用いれば、酸化物単結晶基板の任意の位置における組成を評価することが可能である。
Li/(Li+Ta)=(53.15-0.5FWHM1)/100 (1)
ここで、「FWHM1」は、600cm-1付近のラマンシフトピークの半値幅である。測定条件の詳細については文献を参照されたい。
Q(f) = ω*τ(f)*|Γ|/(1-|Γ|2) (2)
但し、ωは角周波数、τ(f)は群遅延時間、Γはネットワークアナライザで測定される反射係数である。
実施例1では、最初に、単一分極処理を施したLi:Ta=48.4:51.6である概略コングルーエント組成の4インチ径LiTaO3単結晶インゴットをスライスして、42°回転YカットのLiTaO3基板を370μm厚に切り出した。その後、必要に応じて、各スライスウエハの面粗さをラップ工程により算術平均粗さRa値で0.15μmに調整し、その仕上がり厚みを350μmとした。
このとき、接合基板におけるLiTaO3基板の厚みは28μmであり、弾性表面波または漏洩弾性表面波の波長は約4μmであることから、7倍の厚みとなっている。
実施例2では、最初に、単一分極処理を施したLi:Ta=48.75:51.25である概略コングルーエント組成の4インチ径LiTaO3単結晶インゴットをスライスして、42°回転YカットのLiTaO3基板を370μm厚に切り出した。その後、必要に応じて、各スライスウエハの面粗さをラップ工程により算術平均粗さRa値で0.15μmに調整し、その仕上がり厚みを350μmとした。
このとき、接合基板におけるLiTaO3基板の厚みは40μmであり、弾性表面波または漏洩弾性表面波の波長は約4μmであることから、10倍の厚みとなっている。
比較例1では、実施例1と同じ単一分極処理を施したLi:Ta=48.4:51.6である概略コングルーエント組成の4インチ径LiTaO3単結晶インゴットを同様に処理して、その仕上がり厚みが350μmのウエハを作製した。
比較例2では、実施例1と同じ単一分極処理を施したLi:Ta=48.4:51.6である概略コングルーエント組成の4インチ径LiTaO3単結晶インゴットを同様に処理して、その仕上がり厚みが350μmのウエハを作製した。次に、このウエハの両面を比較例1と同様に、平面研磨によりRa値で0.0001μmの鏡面に仕上げて、複数枚の概略コングルーエント組成のLiTaO3単結晶基板を作製した。その後、実施例1と同様に、このLiTaO3基板と230μm厚のSi基板を接合し、さらに、この接合基板の接合界面からLiTaO3側に28μmの範囲までを残すように、研削・研磨を施して、回転YカットLiTaO3基板とSi基板との接合基板を作製した。
Claims (8)
- LiTaO3基板とベース基板を接合して構成される接合基板であって、該LiTaO3基板のベース基板と接する接合面におけるLi濃度と前記接合基板のLiTaO3基板側表面のLi濃度との差が、0.1mol%以上であり、前記LiTaO3基板のベース基板と接する接合面におけるLi濃度は、Li/(Li+Ta)×100=(50+α)mol%で、αが-1.2<α<0.5の範囲であり、前記接合基板のLiTaO3基板側表面のLi濃度は、Li/(Li+Ta)×100=(48.5+β)mol%で、βが-0.5<β<0.5の範囲であるとともに、前記LiTaO3基板のベース基板と接する接合面におけるLi濃度の範囲は、前記LiTaO3基板の接合面から接合基板のLiTaO3基板側表面に向かって、弾性表面波または漏洩弾性表面波の波長の0.1〜4倍にわたって形成され、前記接合基板のLiTaO3基板側表面のLi濃度の範囲は、前記接合基板のLiTaO3基板側表面からLiTaO3基板の接合面に向かって、弾性表面波または漏洩弾性表面波の波長の1〜20倍にわたって形成されることを特徴とする接合基板。
- 前記接合基板におけるLiTaO3基板の厚みは、弾性表面波または漏洩弾性表面波の波長の5倍より大きく20倍より小さいことを特徴とする請求項1に記載の接合基板。
- 前記LiTaO3基板の接合面から接合基板のLiTaO3基板側表面に向かって、Li濃度が減少する範囲を有する請求項1または2に記載の接合基板。
- 前記Li濃度が減少する範囲は、弾性表面波または漏洩弾性表面波の波長の1〜5倍にわたって形成されていることを特徴とする請求項3に記載の接合基板。
- 前記LiTaO3基板の結晶方位は、回転36°Y〜49°Yカットであることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の接合基板。
- 前記ベース基板は、Si、SiC、スピネル、サファイアから選択されることを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の接合基板。
- 前記請求項1から6の何れかに記載の接合基板を用いて構成されていることを特徴とする弾性表面波デバイス。
- 基板内部よりも基板表面の方がLi濃度の大きいLiTaO3基板とベース基板とを接合して、該LiTaO3基板のベース基板と接する接合面におけるLi濃度が、接合基板のLiTaO3基板側表面のLi濃度よりも大きくなるように、接合面の反対側のLiTaO3基板表層を除去することを特徴とする請求項1から6の何れかに記載の接合基板の製造方法。
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