JP6648346B1 - 圧電性材料基板と支持基板との接合体 - Google Patents
圧電性材料基板と支持基板との接合体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6648346B1 JP6648346B1 JP2019535401A JP2019535401A JP6648346B1 JP 6648346 B1 JP6648346 B1 JP 6648346B1 JP 2019535401 A JP2019535401 A JP 2019535401A JP 2019535401 A JP2019535401 A JP 2019535401A JP 6648346 B1 JP6648346 B1 JP 6648346B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric material
- substrate
- material substrate
- bonding
- support substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 168
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims abstract description 27
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims abstract description 8
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 76
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 12
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000000678 plasma activation Methods 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical group [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019687 Lamb Nutrition 0.000 description 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- -1 sialon Chemical compound 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02574—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/10—Glass or silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/06—Epitaxial-layer growth by reactive sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/18—Quartz
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/22—Complex oxides
- C30B29/30—Niobates; Vanadates; Tantalates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/08—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02559—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of lithium niobate or lithium-tantalate substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02866—Means for compensation or elimination of undesirable effects of bulk wave excitation and reflections
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
- H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
- H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
- H10N30/073—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies by fusion of metals or by adhesives
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/08—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies
- H10N30/085—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies by machining
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
Abstract
【課題】圧電性材料基板１（１Ａ）を支持基板３に対して接合層２を介して接合するのに際して、得られた接合体を加熱処理に供したときにも圧電性材料基板１（１Ａ）の剥離が生じないようにする。【解決手段】接合体は、支持基板３、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウムからなる群より選ばれた材質からなる圧電性材料基板１（１Ａ）、および支持基板３と圧電性材料基板１（１Ａ）とを接合し、圧電性材料基板１（１Ａ）の接合面１ａに接している接合層２を備える。接合層２に、前記圧電性材料基板から前記支持基板へと向かって伸びるボイドが設けられている。【選択図】 図７
Description
本発明は、圧電性材料基板と支持基板との接合体に関するものである。
高性能な半導体素子を実現する目的で、高抵抗Si/SiO2薄膜/Si薄膜からなるＳＯＩ基板が広く用いられている。ＳＯＩ基板を実現するにあたりプラズマ活性化が用いられる。これは比較的低温(４００℃)で接合できるためである。圧電デバイスの特性向上を狙い、類似のSi/SiO2薄膜/圧電薄膜からなる複合基板が提案されている(特許文献１)。特許文献１では、ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムからなる圧電性材料基板と、酸化珪素層を設けたシリコン基板とをイオン注入法によって活性化した後に接合する。
接合界面に単一または複数の誘電膜を形成する多層構造のフィルターも提案されている(特許文献２)。しかし、タンタル酸リチウム／酸化珪素／珪素の構造を実現するための接合技術に関する公知情報はほとんどない。
特許文献３には、タンタル酸リチウムとサファイアやセラミックスとを、酸化珪素層を介してプラズマ活性化法により接合することが記載されている。
一方、タンタル酸リチウムとサファイアとを酸化珪素層を介して貼り合わせた表面弾性波フィルターは、その接合界面でバルク波が発生し、通過域および高周波域に不要レスポンスが現れることが知られている。これを防ぐ目的で接合界面に粗面を導入し、バルク波を散乱させ不要レスポンスを抑制する手法が提案されている。その際、粗面を無機材料で充填した後、研磨して平滑面とすることが公表されている（特許文献４）。
ECS Transactions, 3 (6) 91-98 (2006)
J. Applied Physics 113, 094905 (2013)
しかしながら、熱膨張係数の異なる異種材料を接合界面に導くことは、ウエハープロセス中の加熱工程において応力が発生することを意味する。このため、接合体を加熱処理に供した後に、応力に起因した接合体の破損や圧電性材料基板の剥離が頻発することが課題であった。更に、圧電性材料基板の接合面の凹凸に緻密に異種材料を充填することで、新たな反射要因となり、不要波が十分に抑制できないことがあった。
本発明の課題は、圧電性材料基板を支持基板に対して接合層を介して接合するのに際して、得られた接合体を加熱処理に供したときにも圧電性材料基板の剥離が生じないようにすることである。
本発明は、
支持基板、
ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウムからなる群より選ばれた材質からなる圧電性材料基板、および
前記支持基板と前記圧電性材料基板とを接合し、前記圧電性材料基板の接合面に接している接合層
を備えている接合体であって、
前記接合層に、前記圧電性材料基板から前記支持基板へと向かって伸びるボイドが設けられていることを特徴とする。
支持基板、
ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウムからなる群より選ばれた材質からなる圧電性材料基板、および
前記支持基板と前記圧電性材料基板とを接合し、前記圧電性材料基板の接合面に接している接合層
を備えている接合体であって、
前記接合層に、前記圧電性材料基板から前記支持基板へと向かって伸びるボイドが設けられていることを特徴とする。
本発明者は、圧電性材料基板の主面に粗面を形成し、粗面上に酸化珪素や五酸化タンタルなどの接合層を成膜するのに際して、接合層の成膜条件を検討した。これまでは、接合強度を確保するために緻密質の接合層を成膜することが必要と考えられており、このために比較的低速度で緻密な膜が生成する条件を採用していた。しかし、この場合、圧電性材料基板を薄く加工してから加熱処理すると、薄い圧電性材料基板が支持基板から剥離する傾向が見られた。
本発明者は、この問題を解決するために、緻密質の接合層の微構造を検討したが、接合層中には特にボイドやクラックは見られなかった。このため、発想を転換し、接合層の成膜速度を上げることを試みたところ、主として圧電性材料基板の接合面の凹部を起点としてボイドが生成することを見いだした。そして、接合層中にこのようなボイドが生成している場合には、圧電性材料基板を薄く加工して加熱処理しても、圧電性材料基板の剥離が生じにくいことを見いだし、本発明に到達した。
このような顕著な作用効果が得られた理由は明確ではないが、圧電性材料基板側から支持基板側へと向かって伸びるボイドが、加工により加わる機械的応力と加熱により加わる熱応力を適度に分散しているものと考えられる。
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、一対の主面１ａ、１ｂを有する圧電性材料基板１を準備する。次いで、主面１ａに加工Ａを施すことによって、粗面化する。次いで、図１（ｂ）に示すように、圧電性材料基板１の主面１ａ上に接合層２を成膜する。この接合層２の表面２ａを、鏡面を得る目的でCMP研磨する。次いで、図１（ｃ）に示すように、接合層２の表面２ａに対して矢印Ｂのようにプラズマを照射し、表面活性化された接合面２ｂを得る。
まず、図１（ａ）に示すように、一対の主面１ａ、１ｂを有する圧電性材料基板１を準備する。次いで、主面１ａに加工Ａを施すことによって、粗面化する。次いで、図１（ｂ）に示すように、圧電性材料基板１の主面１ａ上に接合層２を成膜する。この接合層２の表面２ａを、鏡面を得る目的でCMP研磨する。次いで、図１（ｃ）に示すように、接合層２の表面２ａに対して矢印Ｂのようにプラズマを照射し、表面活性化された接合面２ｂを得る。
一方、図２（ａ）に示すように、主面３ａを有する支持基板３を準備する。次いで、支持基板３の主面に対して矢印Ｃのようにプラズマを照射することによって表面活性化し、活性化された接合面３ｂを形成する。
次いで、圧電性材料基板上の接合層２の活性化された接合面２ｂと、支持基板３の活性化された接合面３ｂとを接触させ、直接接合することによって、図３（ａ）に示す接合体５を得る。
この状態で、圧電性材料基板１上に電極を設けても良い。しかし、好ましくは、図３（ｂ）に示すように、圧電性材料基板１の主面１ｂを加工して基板１を薄くし、薄板化された圧電性材料基板１Ａを形成し、接合体５Ａとする。９は加工面である。次いで、図３（ｃ）に示すように、接合体５Ａの圧電性材料基板１Ａの加工面９上に所定の電極１０を形成し、弾性波素子６を得ることができる。
また、接合層２と支持基板３との間に中間層を設けることができる。図４、図５はこの実施形態に係るものである。
本例では、図１（ａ）に示すように、一対の主面１ａ、１ｂを有する圧電性材料基板１を準備する。次いで、主面１ａに加工Ａを施すことによって、粗面化する。次いで、図１（ｂ）に示すように、圧電性材料基板１の主面１ａ上に接合層２を成膜する。この接合層２の表面を、鏡面を得る目的でCMP研磨する。次いで、図１（ｃ）に示すように、接合層２の接合面に対して矢印Ｂのようにプラズマを照射し、表面活性化された接合面２ｂを得る。
本例では、図１（ａ）に示すように、一対の主面１ａ、１ｂを有する圧電性材料基板１を準備する。次いで、主面１ａに加工Ａを施すことによって、粗面化する。次いで、図１（ｂ）に示すように、圧電性材料基板１の主面１ａ上に接合層２を成膜する。この接合層２の表面を、鏡面を得る目的でCMP研磨する。次いで、図１（ｃ）に示すように、接合層２の接合面に対して矢印Ｂのようにプラズマを照射し、表面活性化された接合面２ｂを得る。
一方、図４（ａ）に示すように、主面３ａを有する支持基板３を準備する。次いで、図４（ｂ）に示すように、支持基板３の主面３ａ上に中間層１２を形成し、中間層１２の表面に対して矢印Ｃのようにプラズマを照射することによって表面活性化し、活性化された接合面１２ａを形成する。
次いで、圧電性材料基板上の接合層２の活性化された接合面２ｂと、支持基板３上の中間層１２の活性化された接合面１２ａとを接触させ、直接接合することによって、図５（ａ）に示す接合体１５を得る。
この状態で、圧電性材料基板１上に電極を設けても良い。しかし、好ましくは、図５（ｂ）に示すように、圧電性材料基板１の主面１ｂを加工して基板１を薄くし、薄板化された圧電性材料基板１Ａを形成し、接合体１５Ａとする。９は加工面である。次いで、図５（ｃ）に示すように、接合体１５Ａの圧電性材料基板１Ａの加工面９上に所定の電極１０を形成し、弾性波素子１６を得ることができる。
あるいは、接合層２を成膜した後、続けて接合層２の上に中間層１２を成膜してもよい。この場合は、中間層１２の表面に対してCMP加工を実施し、接合面（鏡面）を得る。得られた接合面に対してプラズマを照射し、活性化する。次いで支持基板の表面をプラズマ活性化した後、中間層の接合面と直接接合する。
本発明においては、接合層２に、圧電性材料基板１（１Ａ）から支持基板３へと向かって伸びる細長いボイドが設けられている。例えば、図６の横断面写真および図７の模式的説明図に図示するように、圧電性材料基板１（１Ａ）と支持基板との間の接合層２中には、圧電性材料基板１（１Ａ）から支持基板３へと向かって伸びるボイド１６、１７が形成されている。
本実施形態では、各ボイド１６、１７は圧電性材料基板１（１Ａ）の主面１ａから伸びており、主面１ａにおける凹凸（特に凹部）の形態を引き継いでいることがわかる。１６ａ、１７ａは、ボイド１６、１７の圧電性材料基板側の端部である。一方、一部のボイド１６は接合層２の支持基板側の接合面２ｂまで達しているが、一部のボイド１７は接合層２の接合面２ｂに達しておらず、接合層２中で終端している。なお、１６ｂ、１７ｂは、各ボイド１６、１７の接合面２ｂ側の末端である。
ボイドとは、接合層を構成する材質が充填されていない空隙を意味する。また、ボイドの存在および形状は、接合体（ウエハー）を切断し、切断面をSEM（走査型電子顕微鏡）で観察、測定する。測定条件を以下に示す。
SEM装置：CarlZeiss社製 Ultra５５
加速電圧：2kV
倍率：4000倍
SEM装置：CarlZeiss社製 Ultra５５
加速電圧：2kV
倍率：4000倍
好適な実施形態においては、圧電性材料基板１（１Ａ）の主面１ａに凹部２０が設けられており、ボイド１６、１７が凹部２０に連通している。圧電性材料基板上に接合層を成膜する際には、圧電性材料基板の主面の形状を引き継いで成膜されていくので、このような形態が生じやすい。ただし、結晶成長時にボイドと凹部との境界部分に結晶が充填され、ボイドの末端１６ａ、１７ａが凹部２０から離れることもある。
好適な実施形態においてはボイドが接合層を厚さ方向Ｌに向かって貫通している。この場合には、ボイド１６の各末端１６ａが圧電性材料基板の主面１ａに達しており、かつボイド１６の反対方向の末端１６ｂが接合層２の接合面２ｂに達している。このような形態のボイド１６が存在することが、圧電性材料基板の剥離防止の観点からは、特に好ましい。
接合層の厚さ方向Ｌとは、圧電性材料基板の主面１ａに垂直な方向を意味している。ただし、主面１ａの形状は平面に近似し、微細な凹凸は無視するものとする。
好ましくは、ボイドが、概ね接合層の厚さ方向Ｌに向かって伸びている。これは、ボイドの全長にわたって厚さ方向Ｌに平行に伸びている必要はなく、ボイドが屈曲したり、変形したり、複数列のボイドが連通したりしてもよい。また、ボイドは細長いボイドであることが好ましい。また、具体的形状は特に限定されず、ストライプ状、筋状、エンタシス形状などであってよく、またこれらが湾曲ないし折れ曲がって形状でもよい。
また、（ボイドの圧電性材料基板側末端における幅ｔ）／（ボイドの全長ｌ）は、０．０２以上であることが好ましく、０．０３以上であることが更に好ましい。ただし、（ボイドの圧電性材料基板側末端における幅ｔ））／（ボイドの全長ｌ）は、０．０８以下であることが好ましく、０．０５以下であることが更に好ましい。
ただし、ボイドの全長ｌは、ボイドの圧電性単結晶基板側末端から支持基板側末端までの全経路の長さ（道のり）を意味している。また、ボイドの圧電性単結晶基板側末端における幅ｔは、圧電性単結晶基板と接合層との界面に平行に見たボイドの幅とする。
ただし、ボイドの全長ｌは、ボイドの圧電性単結晶基板側末端から支持基板側末端までの全経路の長さ（道のり）を意味している。また、ボイドの圧電性単結晶基板側末端における幅ｔは、圧電性単結晶基板と接合層との界面に平行に見たボイドの幅とする。
好適な実施形態においては、接合層２が支持基板３の主面２ａに接している。図１〜図３はこの実施形態に係るものである。
また、好適な実施形態においては、接合層２と支持基板３との間に中間層１２を有する。図４、図５はこの実施形態に係るものである。こうした中間層は、一層であってよいが、複数層であってもよい。
以下、本発明の各構成要素について順次述べる。
支持基板３の材質は特に限定されないが、好ましくは、シリコン、水晶、サイアロン、ムライト、サファイアおよび透光性アルミナからなる群より選ばれた材質からなる。これによって、弾性波素子６、１６の周波数の温度特性を一層改善することができる。
支持基板３の材質は特に限定されないが、好ましくは、シリコン、水晶、サイアロン、ムライト、サファイアおよび透光性アルミナからなる群より選ばれた材質からなる。これによって、弾性波素子６、１６の周波数の温度特性を一層改善することができる。
接合層、中間層の成膜方法は限定されないが、スパッタリング、化学的気相成長法（CVD）、蒸着を例示できる。
接合層２の材質は、表面活性化処理が可能であれば特に限定されないが、金属酸化膜が好ましく、酸化珪素および五酸化タンタルからなる群より選ばれた材質が特に好ましい。また、表面活性化処理方法は、用いる接合層の材質に応じて適切なものを選択することができる。こうした表面活性化方法としては、プラズマ活性化とＦＡＢ(Ａｒ原子ビーム)を例示できる。
中間層１２の材質は、表面活性化処理が可能であれば特に限定されないが、金属酸化膜が好ましく、酸化珪素および五酸化タンタルからなる群より選ばれた材質が特に好ましい。ただし中間層の材質には接合層とは異なるものを選ぶことが好ましい。
接合層２の厚さは、本発明の観点からは、０．５μｍ以上であることが好ましく、１．０μｍ以上であることが更に好ましく、２．５μｍ以上であることが特に好ましい。また、接合層２の厚さは、１０μｍ以下であることが好ましく、７μｍ以下が好ましく、５μｍ以下が更に好ましい。
本発明で用いる圧電性材料基板１は、タンタル酸リチウム（ＬＴ）単結晶、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）単結晶、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体とする。これらは弾性波の伝搬速度が速く、電気機械結合係数が大きいため、高周波数且つ広帯域周波数用の弾性表面波デバイスとして適している。
また、圧電性材料基板１の主面１ａの法線方向は、特に限定されないが、例えば、圧電性材料基板１がＬＴからなるときには、弾性表面波の伝搬方向であるＸ軸を中心に、Ｙ軸からＺ軸に３２〜５５°回転した方向のもの、オイラー角表示で(１８０°，５８〜３５°，１８０°）、を用いるのが伝搬損失が小さいため好ましい。圧電性材料基板１がＬＮからなるときには、（ア）弾性表面波の伝搬方向であるＸ軸を中心に、Z軸から-Y軸に37.8°回転した方向のもの、オイラー角表示で(０°，３７．８°，０°)を用いるのが電気機械結合係数が大きいため好ましい、または、（イ）弾性表面波の伝搬方向であるＸ軸を中心に、Ｙ軸からＺ軸に４０〜６５°回転した方向のもの、オイラー角表示で(１８０°，５０〜２５°，１８０°）を用いるのが高音速がえられるため好ましい。更に、圧電性材料基板１の大きさは、特に限定されないが、例えば、直径１００〜２００ｍｍ，厚さが０．１５〜１μｍである。
また、圧電性材料基板１の主面１ｂを粗面化加工する際には、ラップ加工が好ましい。GC#1000またはGC#2500といった粗い砥粒を使ってラップ加工することが更に好ましい。このようにして加工された粗面をZygo社製New View 7300で測定したところ、Raとして１００〜３００ｎｍ、Rmax値として１．４〜４．０ｕｍの値を示した。もしくはブラスト加工を用いて同様な粗面を得ることも可能である。
次いで、圧電性材料基板１上の接合層２の接合面、支持基板３の接合面、支持基板３上の中間層１２の接合面に１５０℃以下でプラズマを照射し、接合面を活性化させる。本発明の観点からは、窒素プラズマを照射することが好ましいが、酸素プラズマを照射した場合にも、本発明の接合体を得ることが可能である。
表面活性化時の圧力は、１００Ｐａ以下が好ましく、８０Ｐａ以下が更に好ましい。また、雰囲気は窒素のみであって良く、酸素のみであってよいが、窒素、酸素の混合物であってもよい。
プラズマ照射時の温度は１５０℃以下とする。これによって、接合強度が高く、かつ結晶性の劣化のない接合体が得られる。この観点から、プラズマ照射時の温度を１５０℃以下とするが、１００℃以下とすることが更に好ましい。
また、プラズマ照射時のエネルギーは、３０〜１５０Ｗが好ましい。また、プラズマ照射時のエネルギーと照射時間との積は、０．１２〜１．０Whが好ましい。
プラズマ処理した基板の接合面同士を室温で互いに接触させる。このとき真空中で処理してもよいが、より好ましくは大気中で接触させる。
プラズマ処理した基板の接合面同士を室温で互いに接触させる。このとき真空中で処理してもよいが、より好ましくは大気中で接触させる。
アルゴン原子ビームによる表面活性化を行う際には、特開２０１４−０８６４００に記載のような装置を使用してアルゴン原子ビームを発生させ、照射することが好ましい。すなわち、ビーム源として、サドルフィールド型の高速原子ビーム源を使用する。そして、チャンバーに不活性ガスを導入し、電極へ直流電源から高電圧を印加する。これにより、電極（正極）と筺体（負極）との間に生じるサドルフィールド型の電界により、電子ｅが運動して、アルゴン原子とイオンのビームが生成される。グリッドに達したビームのうち、イオンビームはグリッドで中和されるので、アルゴン原子のビームが高速原子ビーム源から出射される。ビーム照射による活性化時の電圧は0.5〜2.0kVとすることが好ましく、電流は50〜200mAとすることが好ましい。
好適な実施形態においては、表面活性化処理前に、圧電性材料基板上の接合層の接合面、支持基板の接合面、支持基板上の中間層の接合面を平坦化加工する。各接合面を平坦化する方法は、ラップ(lap)研磨、化学機械研磨加工(CMP)などがある。また、平坦面は、Ra≦1nmが好ましく、0.3nm以下にすると更に好ましい。
次いで、圧電性材料基板上の接合層の接合面と支持基板３の接合面あるいは中間層の接合面を接触させ、接合する。この後、アニール処理を行うことによって、接合強度を向上させることが好ましい。アニール処理時の温度は、１００℃以上、３００℃以下が好ましい。
本発明の接合体５、５Ａ、１５、１５Ａは、弾性波素子６、１６に対して好適に利用できる。すなわち、本発明の接合体、および圧電性材料基板上に設けられた電極を備えている、弾性波素子である。
具体的には、弾性波素子６、１６としては、弾性表面波デバイスやラム波素子、薄膜共振子（ＦＢＡＲ）などが知られている。例えば、弾性表面波デバイスは、圧電性材料基板の表面に、弾性表面波を励振する入力側のＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極（櫛形電極、すだれ状電極ともいう）と弾性表面波を受信する出力側のＩＤＴ電極とを設けたものである。入力側のＩＤＴ電極に高周波信号を印加すると、電極間に電界が発生し、弾性表面波が励振されて圧電性材料基板上を伝搬していく。そして、伝搬方向に設けられた出力側のＩＤＴ電極から、伝搬された弾性表面波を電気信号として取り出すことができる。
具体的には、弾性波素子６、１６としては、弾性表面波デバイスやラム波素子、薄膜共振子（ＦＢＡＲ）などが知られている。例えば、弾性表面波デバイスは、圧電性材料基板の表面に、弾性表面波を励振する入力側のＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極（櫛形電極、すだれ状電極ともいう）と弾性表面波を受信する出力側のＩＤＴ電極とを設けたものである。入力側のＩＤＴ電極に高周波信号を印加すると、電極間に電界が発生し、弾性表面波が励振されて圧電性材料基板上を伝搬していく。そして、伝搬方向に設けられた出力側のＩＤＴ電極から、伝搬された弾性表面波を電気信号として取り出すことができる。
圧電性材料基板１Ａ上の電極１０を構成する材質は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、金が好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金がさらに好ましい。アルミニウム合金は、Ａｌに0.3から5重量％のＣｕを混ぜたものを使用するのが好ましい。この場合、ＣｕのかわりにＴｉ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａを使用しても良い。
（実施例Ａ）
図１〜図３を参照しつつ説明した方法に従い、図３（ｃ）に示す弾性波素子６を作製した。
図１〜図３を参照しつつ説明した方法に従い、図３（ｃ）に示す弾性波素子６を作製した。
具体的には、厚さ２５０μｍの４２ＹカットＸ伝搬LiTaO3基板（圧電性材料基板）１の一方の主面１ｂを鏡面に研磨し、他方の主面１ａを、GC#1000でラップ加工した。また、厚みが０．２３ｍｍの高抵抗(>2kΩ・cm)Ｓｉ（１００）基板（支持基板）３を用意した。基板サイズはいずれも150ｍｍである。
圧電性材料基板１の主面（粗面）１ａ上に、厚さ６umの酸化珪素膜からなる接合層２をスパッタ装置(シンクロン社製RAS-1100C)によって成膜した。成膜条件は以下のとおりである。
バイアス電力 ：6000W
Arガス流量：100sccm
マイクロ波電力 ：1500W
O2ガス流量：200sccm
レート：0.3nm/sec
成膜時のチャンバー内圧力：0.1Pa
成膜した酸化珪素を接合に必要な平滑度が得られるようCMP加工した。
研磨後の接合層の表面粗さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定したところ、Ｒａが０．４ｎｍと接合に十分な鏡面が得られていることを確認した。
バイアス電力 ：6000W
Arガス流量：100sccm
マイクロ波電力 ：1500W
O2ガス流量：200sccm
レート：0.3nm/sec
成膜時のチャンバー内圧力：0.1Pa
成膜した酸化珪素を接合に必要な平滑度が得られるようCMP加工した。
研磨後の接合層の表面粗さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定したところ、Ｒａが０．４ｎｍと接合に十分な鏡面が得られていることを確認した。
次いで、圧電性材料基板１上の接合層２の接合面２ａおよび支持基板３の接合面３ａをそれぞれ洗浄および表面活性化した。具体的には、純水を用いた超音波洗浄を実施し、スピンドライにより基板表面を乾燥させた。次いで、洗浄後の支持基板３をプラズマ活性化チャンバーに導入し、窒素ガスプラズマで３０℃で支持基板の接合面３ａを活性化した。また、圧電性材料基板１を同様にプラズマ活性化チャンバーに導入し、窒素ガスプラズマで３０℃で接合層２の接合面２ａを表面活性化した。表面活性化時間は４０秒とし、エネルギーは１００Ｗとした。表面活性化中に付着したパーティクルを除去する目的で、上述と同じ超音波洗浄、スピンドライを再度実施した。
次いで、各基板の位置合わせを行い、室温で両基板の活性化した接合面同士を接触させた。圧電性材料基板１側を上にして接触させた。この結果、基板同士の密着が広がる様子（いわゆるボンディングウェーブ）が観測され、良好に予備接合が行われたことが確認できた。次いで、接合強度を増すことを目的に、接合体を窒素雰囲気のオーブンに投入し、１２０℃で１０時間保持した。
加熱後の接合体の圧電性材料基板１の表面１ｂを研削加工、ラップ加工、およびＣＭＰ加工に供し、圧電性材料基板１Ａの厚さが２０μｍとなるようにした。得られた接合体の耐熱性を確認するため、接合体を３００℃のオーブンに２時間投入し、取り出したところ、割れや圧電性材料基板１Ａの剥離等がないことを確認した。
また、得られた接合体の横断面をSEMによって前述の装置および条件下に撮影した写真を図６に示し、その説明図を図７に示す（説明は前述）。なお、ｌ／ｔは０．０４〜０．１３である。
（実施例Ｂ）
実施例Ａにおいて、接合層の材質を五酸化タンタルに変更した。ただし表面活性化にはプラズマではなく、Ar原子ビームを用いた。この結果、実施例Ａと同様の結果が得られた。
実施例Ａにおいて、接合層の材質を五酸化タンタルに変更した。ただし表面活性化にはプラズマではなく、Ar原子ビームを用いた。この結果、実施例Ａと同様の結果が得られた。
（実施例Ｃ）
実施例Ａにおいて、圧電性材料基板１の材質をニオブ酸リチウムに変更した。この結果、実施例Ａと同様の結果が得られた。
実施例Ａにおいて、圧電性材料基板１の材質をニオブ酸リチウムに変更した。この結果、実施例Ａと同様の結果が得られた。
（比較例Ａ）
実施例Ａと同様にして接合体を作製した。ただし、成膜時のバイアス電力を６０００Wから３０００Wと半分に落とし、成膜レートをおおよそ1/2とした。
実施例Ａと同様にして接合体を作製した。ただし、成膜時のバイアス電力を６０００Wから３０００Wと半分に落とし、成膜レートをおおよそ1/2とした。
これ以外は実施例１と同様にして接合体を作製し、得られた接合体を３００℃のオーブンに投入して２時間後取り出した。この結果、接合体が粉々に破損していた。
また、この接合体を横断面を観察したところ、図８、図９に示すように、接合層１３の組織が非常に緻密であり、厚さ方向Ｌに伸びるボイドが見られなかった。
（比較例Ｂ）
比較例Ａにおいて、接合層１３の材質を五酸化タンタルに変更した。また表面活性化には前述の通りAr原子ブームを用いた。この結果、比較例Ａと同様の結果が得られた。
比較例Ａにおいて、接合層１３の材質を五酸化タンタルに変更した。また表面活性化には前述の通りAr原子ブームを用いた。この結果、比較例Ａと同様の結果が得られた。
Claims (12)
- 支持基板、
ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウムからなる群より選ばれた材質からなる圧電性材料基板、および
前記支持基板と前記圧電性材料基板とを接合し、前記圧電性材料基板の主面に接している接合層
を備えている接合体であって、
前記接合層に、前記圧電性材料基板から前記支持基板へと向かって伸びるボイドが設けられており、前記圧電性材料基板の前記主面に凹部が設けられており、前記ボイドが前記凹部に連通していることを特徴とする、接合体。 - 前記ボイドが前記接合層を厚さ方向に向かって貫通していることを特徴とする、請求項１記載の接合体。
- 前記接合層が酸化珪素および五酸化タンタルからなる群より選ばれた材質からなることを特徴とする、請求項１または２記載の接合体。
- 前記接合層が前記支持基板の主面に接していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の接合体。
- 前記接合層と前記支持基板との間に中間層を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の接合体。
- 前記圧電性材料基板の厚さが２０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載の接合体。
- 支持基板、
ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウムからなる群より選ばれた材質からなる圧電性材料基板、および
前記支持基板と前記圧電性材料基板とを接合し、前記圧電性材料基板の主面に接している接合層
を備えている接合体であって、
前記接合層に、前記圧電性材料基板から前記支持基板へと向かって伸びるボイドが設けられており、記接合層が酸化珪素および五酸化タンタルからなる群より選ばれた材質からなることを特徴とする、接合体。 - 前記接合層が前記支持基板の主面に接していることを特徴とする、請求項７記載の接合体。
- 前記接合層と前記支持基板との間に中間層を有することを特徴とする、請求項７記載の接合体。
- 前記圧電性材料基板の厚さが２０μｍ以下であることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一つの請求項に記載の接合体。
- 支持基板、
ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウムからなる群より選ばれた材質からなる圧電性材料基板、および
前記支持基板と前記圧電性材料基板とを接合し、前記圧電性材料基板の主面に接している接合層
を備えている接合体であって、
前記接合層に、前記圧電性材料基板から前記支持基板へと向かって伸びるボイドが設けられており、前記接合層と前記支持基板との間に中間層を有することを特徴とする、接合体。 - 前記圧電性材料基板の厚さが２０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１１記載の接合体
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018094461 | 2018-05-16 | ||
| JP2018094461 | 2018-05-16 | ||
| PCT/JP2019/005613 WO2019220721A1 (ja) | 2018-05-16 | 2019-02-15 | 圧電性材料基板と支持基板との接合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP6648346B1 true JP6648346B1 (ja) | 2020-02-14 |
| JPWO2019220721A1 JPWO2019220721A1 (ja) | 2020-05-28 |
Family
ID=68540033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019535401A Active JP6648346B1 (ja) | 2018-05-16 | 2019-02-15 | 圧電性材料基板と支持基板との接合体 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11082025B2 (ja) |
| JP (1) | JP6648346B1 (ja) |
| KR (1) | KR102312794B1 (ja) |
| CN (1) | CN112088439B (ja) |
| DE (1) | DE112019002458B4 (ja) |
| TW (1) | TWI820097B (ja) |
| WO (1) | WO2019220721A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111869105B (zh) * | 2018-03-20 | 2021-07-27 | 日本碍子株式会社 | 压电性材料基板与支撑基板的接合体 |
| CN112074622B (zh) * | 2018-05-16 | 2021-07-27 | 日本碍子株式会社 | 压电性材料基板与支撑基板的接合体 |
| EP4122885A4 (en) | 2021-06-09 | 2024-02-21 | Ngk Insulators Ltd | COMPOSITE SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THIS COMPOSITE SUBSTRATE |
| WO2023054675A1 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置および弾性波装置の製造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011013553A1 (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-03 | 日本碍子株式会社 | 複合基板及びその製造方法 |
| JP2015145054A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | 日本碍子株式会社 | 複合基板の研磨方法及び複合基板 |
| WO2017047604A1 (ja) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | 日本碍子株式会社 | 複合基板の製造方法 |
| WO2017163722A1 (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 日本碍子株式会社 | 接合方法 |
| WO2018016314A1 (ja) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | 信越化学工業株式会社 | 表面弾性波デバイス用複合基板及びその製造方法とこの複合基板を用いた表面弾性波デバイス |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6231778B1 (en) * | 1999-12-29 | 2001-05-15 | Ansul Incorporated | Aqueous foaming fire extinguishing composition |
| JP3774782B2 (ja) | 2003-05-14 | 2006-05-17 | 富士通メディアデバイス株式会社 | 弾性表面波素子の製造方法 |
| WO2010114602A1 (en) | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Sand9, Inc. | Integration of piezoelectric materials with substrates |
| CN102624352B (zh) | 2010-10-06 | 2015-12-09 | 日本碍子株式会社 | 复合基板的制造方法以及复合基板 |
| CN103262410B (zh) | 2010-12-24 | 2016-08-10 | 株式会社村田制作所 | 弹性波装置及其制造方法 |
| JP2013214954A (ja) | 2012-03-07 | 2013-10-17 | Taiyo Yuden Co Ltd | 共振子、周波数フィルタ、デュプレクサ、電子機器及び共振子の製造方法 |
| WO2014027538A1 (ja) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | 日本碍子株式会社 | 複合基板，弾性表面波デバイス及び複合基板の製造方法 |
| JP2014086400A (ja) | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高速原子ビーム源およびそれを用いた常温接合装置 |
| DE112015005512T5 (de) | 2014-12-08 | 2017-08-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelektrische Vorrichtung und Herstellungsverfahren für piezoelektrische Vorrichtung |
| JP6454606B2 (ja) | 2015-06-02 | 2019-01-16 | 信越化学工業株式会社 | 酸化物単結晶薄膜を備えた複合ウェーハの製造方法 |
| WO2017163723A1 (ja) | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 日本碍子株式会社 | 接合方法 |
| JP6621384B2 (ja) * | 2016-07-20 | 2019-12-18 | 信越化学工業株式会社 | 弾性表面波デバイス用複合基板の製造方法 |
-
2019
- 2019-02-15 DE DE112019002458.2T patent/DE112019002458B4/de active Active
- 2019-02-15 CN CN201980019317.0A patent/CN112088439B/zh active Active
- 2019-02-15 JP JP2019535401A patent/JP6648346B1/ja active Active
- 2019-02-15 KR KR1020207035488A patent/KR102312794B1/ko active IP Right Grant
- 2019-02-15 WO PCT/JP2019/005613 patent/WO2019220721A1/ja active Application Filing
- 2019-03-22 TW TW108109892A patent/TWI820097B/zh active
-
2020
- 2020-11-12 US US17/096,199 patent/US11082025B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011013553A1 (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-03 | 日本碍子株式会社 | 複合基板及びその製造方法 |
| JP2015145054A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | 日本碍子株式会社 | 複合基板の研磨方法及び複合基板 |
| WO2017047604A1 (ja) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | 日本碍子株式会社 | 複合基板の製造方法 |
| WO2017163722A1 (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 日本碍子株式会社 | 接合方法 |
| WO2018016314A1 (ja) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | 信越化学工業株式会社 | 表面弾性波デバイス用複合基板及びその製造方法とこの複合基板を用いた表面弾性波デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200144148A (ko) | 2020-12-28 |
| DE112019002458B4 (de) | 2022-10-27 |
| TWI820097B (zh) | 2023-11-01 |
| TW201947070A (zh) | 2019-12-16 |
| DE112019002458T5 (de) | 2021-03-11 |
| US11082025B2 (en) | 2021-08-03 |
| KR102312794B1 (ko) | 2021-10-15 |
| JPWO2019220721A1 (ja) | 2020-05-28 |
| US20210067129A1 (en) | 2021-03-04 |
| CN112088439A (zh) | 2020-12-15 |
| CN112088439B (zh) | 2022-04-22 |
| WO2019220721A1 (ja) | 2019-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6648346B1 (ja) | 圧電性材料基板と支持基板との接合体 | |
| JP6668292B2 (ja) | 圧電性材料基板の接合体、接合方法および弾性波素子 | |
| TWI752264B (zh) | 彈性波元件及其製造方法 | |
| US11689172B2 (en) | Assembly of piezoelectric material substrate and support substrate, and method for manufacturing said assembly | |
| US11082026B2 (en) | Joined body of piezoelectric material substrate and support substrate | |
| WO2019181087A1 (ja) | 圧電性材料基板と支持基板との接合体 | |
| JP2020010367A (ja) | 圧電性材料基板と支持基板との接合体および弾性波素子 | |
| JP6524369B1 (ja) | 圧電性材料基板と支持基板との接合体 | |
| JP6599595B1 (ja) | 圧電性材料基板と支持基板との接合体 | |
| CN111492577B (zh) | 压电性材料基板与支撑基板的接合体及其制造方法 | |
| WO2019188325A1 (ja) | 接合体および弾性波素子 | |
| WO2019142483A1 (ja) | 圧電性材料基板と支持基板との接合体およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190702 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190702 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20190702 |
|
| A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20190710 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190918 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191223 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200115 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6648346 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |