JP6698954B2 - 圧電性単結晶基板と支持基板との接合体 - Google Patents
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Description
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単結晶基板、および
前記支持基板と前記圧電性単結晶基板との間に存在する非晶質層であって、ニオブおよびタンタルからなる群より選ばれた一種以上の金属原子、前記支持基板を構成する原子およびアルゴン原子を含む非晶質層
を備えており、前記非晶質層を前記圧電性単結晶基板の厚さ方向から平面視したときの中央部における前記アルゴン原子の濃度が前記非晶質層を前記圧電性単結晶基板の厚さ方向から平面視したときの周縁部における前記アルゴン原子の濃度よりも高いことを特徴とする。
まず、図1(a)に示すように、一対の主面1a、1bを有する圧電性単結晶基板1を準備する。次いで、図1(b)に示すように、圧電性単結晶基板1の接合面1aに対して矢印Aのようにアルゴン原子ビームを照射し、表面活性化された接合面5を得る。
本発明では、支持基板3と圧電性単結晶基板1、1Aとの間に非晶質層7を設ける。この非晶質層7は、ニオブおよびタンタルからなる群より選ばれた一種以上の金属原子、支持基板3を構成する原子およびアルゴン原子を含む。
測定装置:
透過型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ製 H-9500)を用いて微構造観察する。
測定条件:
FIB(集束イオンビーム)法にて薄片化したサンプルに対して、加速電圧200kVにて観察する。
測定装置:
元素分析装置(日本電子 JEM-ARM200F)を用いて元素分析を行う。
測定条件:
FIB(集束イオンビーム)法にて薄片化したサンプルに対して、加速電圧200kVにて観察する。
弾性波素子11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、圧電性単結晶基板の表面に、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単結晶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。
図1〜図3を参照しつつ説明した方法に従い、図3(b)に示す接合体8Aを作製した。
具体的には、厚さが0.25mmで両面が鏡面に研磨されている42YカットのブラックLiTaO3(LT)基板(圧電性単結晶基板)1と、厚みが0.23mmの高抵抗(≧2kΩ・cm)Si基板(支持基板)3を用意した。基板サイズはいずれも100mmである。次いで、圧電性単結晶基板1の表面1aおよび支持基板3の表面3aをそれぞれ洗浄し、その表面からパーティクルを除去した。
ここで、SORIの測定にはキーエンス製レーザー変位計LK−G5000を用い、可動ステージの上に乗せたウエハーの高さ情報を測定し、ライン上にスキャン測定した。測定は基板のオリエンテーションフラットと水平方向および垂直方向の2ラインで行い、SORI値が大きいほうをウエハーのSORIとした。
タンタル:46.7原子%(中央部)、42.1原子%(周縁部)
珪素: 28.3原子%(中央部)、38.0原子%(周縁部)
酸素: 20.2原子%(中央部)、17.2原子%(周縁部)
アルゴン:4.8原子%(中央部)、2.7原子%(周縁部)
実施例1と同様にして接合体8Aを作製し、評価した。ただし、本例では、圧電性単結晶基板1、1Aの材質をニオブ酸リチウム(LN)単結晶とした。結果を表1および下記に示す。
ニオブ: 45.7原子%(中央部)、41.8原子%(周縁部)
珪素: 33.0原子%(中央部)、38.1原子%(周縁部)
酸素: 17.1原子%(中央部)、17.4原子%(周縁部)
アルゴン:4.2原子%(中央部)、2.7原子%(周縁部)
実施例1と同様にして接合体8Aを作製し、評価した。ただし、本例では、アルゴン原子ビームの射出口のグリッド孔径を中央部も周縁部も同じにすることで、接合面8Aの全体にアルゴン原子ビームが略均等に照射されるようにした。結果を表1および下記に示す。
タンタル:41.5原子%(中央部)、42.2原子%(周縁部)
珪素: 38.4原子%(中央部)、37.6原子%(周縁部)
酸素: 17.7原子%(中央部)、17.6原子%(周縁部)
アルゴン:2.4原子%(中央部)、2.6原子%(周縁部)
比較例1と同様にして接合体8Aを作製し、評価した。ただし、本例では、アルゴン原子ビームの照射量を360kJまで増大させた。結果を表1および下記に示す。
タンタル:46.0原子%(中央部)、46.7原子%(周縁部
珪素: 31.9原子%(中央部)、30.4原子%(周縁部)
酸素: 17.4原子%(中央部)、18.2原子%(周縁部)
アルゴン:4.7原子%(中央部)、4.7原子%(周縁部)
Claims (4)
- 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単結晶基板、および
前記支持基板と前記圧電性単結晶基板との間に存在する非晶質層であって、ニオブおよびタンタルからなる群より選ばれた一種以上の金属原子、前記支持基板を構成する原子およびアルゴン原子を含む非晶質層
を備えている接合体であって、
前記非晶質層を前記圧電性単結晶基板の厚さ方向から平面視したときの中央部における前記アルゴン原子の濃度が前記非晶質層を前記圧電性単結晶基板の厚さ方向から平面視したときの周縁部における前記アルゴン原子の濃度よりも高いことを特徴とする、接合体。
- 前記非晶質層の前記中央部における厚さが前記非晶質層の前記周縁部における厚さよりも大きいことを特徴とする、請求項1記載の接合体。
- 前記支持基板が珪素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。
- 前記圧電性単結晶基板の厚さが50μm以下であ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。
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