JP6929880B2 - 層を製造するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＡおよびＡ’は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｂｉ、Ｙ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｈｏ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ａｇ、Ｔｌから選択される少なくとも１つの元素からなり、かつ、Ｂは、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｖ、Ｓｃ、Ｃ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｌから選択される少なくとも１つの元素からなる組成ＡＡ’ＢＯ_３の、特に、圧電性の層を製造するための方法、特に、マイクロ電子デバイス、光デバイスまたは光学デバイスへの適用のための方法に関する。具体的ではあるが限定されずに、前記デバイスは、無線周波数適用のための弾性表面波デバイスまたは弾性バルク波デバイスであり得る。

無線周波数ドメインでのフィルタリングのために使用される音響コンポーネントの間では、フィルターの２つの主要なカテゴリーに区別され得る：
一方では、弾性表面波（ＳＡＷ）フィルター；
もう一方では、弾性バルク波（ＢＡＷ）フィルターおよび共振器。

これらの技術の概説については、W. Steichen and S. Ｂallandrasの論文、“Composants acoustiques utilises pour le filtrage - Revue des differentes technologies”(Techniques de l’Ingenieur、E2000、2008）を参照することができる。

弾性表面波フィルターは、典型的には、厚い圧電層（すなわち、一般的には、数百μｍの厚さのもの）と、前記圧電層の表面上に堆積された２つの交互嵌合型金属櫛の形態の２つの電極とを含んでなる。電極に印加される電気信号、典型的には、電圧の変化は、圧電層の表面を伝播する弾性波に変換される。この弾性波の伝播は、波の周波数がフィルターの周波数範囲に対応する場合に促進される。この波は、もう一方の電極に到達すると再び電気信号に変換される。

それらとしての弾性バルク波フィルターは、典型的には、薄い圧電層（すなわち、一般的には、１μｍよりもはるかに薄い厚さのもの）と、前記薄層の各主面上に配置された２つの電極とを含んでなる。電極に印加される電気信号、典型的には、電圧の変化は、圧電層を通って伝播する弾性波に変換される。この弾性波の伝播は、波の周波数がフィルターの周波数範囲に対応する場合に促進される。この波は、反対面に位置する電極に到達すると再び電圧に変換される。

弾性表面波フィルターの場合、圧電層は、表面波の減衰を起こさないように、優れた結晶品質を有する必要がある。従って、この場合には単結晶層が好ましい。現時点で、工業的に使用することができる好適な材料は石英、ＬｉＮｂＯ_３またはＬｉＴａＯ_３である。圧電層は、前記材料の１つのインゴットから切断することによって得られ、前記層の厚さに要求される精度は、波が本質的にその表面上を伝播しなければならない限りあまり重要ではない。

弾性バルク波フィルターの場合、圧電層は、層全体にわたって均一な所定の厚さを有さなければならず、精密に制御された方法でそうでなければならない。一方、それゆえ、結晶品質はフィルターの性能にとって重要な第２のパラメーターとなり、現在、前記層の結晶品質に関して妥協がなされ、多結晶層が許容されると長い間考えられてきた。従って、圧電層は、支持基板（例えば、シリコン基板）上に堆積されることによって形成される。現時点で、このような堆積のために工業的に採用される材料はＡｌＮ、ＺｎＯおよびＰｂ（ＺｒＸ,Ｔｉ_１−Ｘ）Ｏ_３（ＰＺＴ）である。

従って、材料の選択は両方の技術において非常に限定されている。

しかし、材料の選択は、フィルターの製造業者の仕様に応じてフィルターの異なる特性間の妥協から生じる。具体的には、圧電材料の電気機械結合係数が、所与の適用および所与のコンポーネントアーキテクチャのために使用するための材料の選択の基準である。

例えば、ＬｉＮｂＯ_３およびＬｉＴａＯ_３は高異方性材料である。結合係数は結晶配向に依存し、材料の特定の配向の選択は材料の選択において第１の自由度を提供する。これは、多様な結晶配向、例えば：Ｘ−カット、Ｙ−カット、Ｚ−カット、ＹＺ−カット、３６°回転Ｙ軸、４２°回転Ｙ軸などに従って基板を見つけることができる理由である。

しかしながら、特定の結晶配向を選択する可能性は別として、例えば、ランガサイトＬａ_３Ｇａ_５ＳｉＯ_１４などのいくつかの他の材料が将来このリストを完成させることができたとしても、当業者が弾性表面波フィルターを設計するために自由に使えるのは石英、ＬｉＮｂＯ_３およびＬｉＴａＯ_３のみであり、弾性表面波フィルターの特性を最適化するための限定された範囲のパラメーターしか提供されない。

弾性バルク波フィルターまたは弾性表面波フィルターの寸法付けにおいてより自由をもたらすために、材料の品質にさらに悪影響を及ぼすことなく、上記の材料よりも多くの材料を使用できることが望ましい。

発明の簡単な説明
本発明の１つの目的は、前述の欠点を克服すること、特に、具体的には、弾性表面波デバイスに使用される材料の薄く（すなわち、２０μｍ未満、あるいは１μｍ未満の厚さの）均一な層を得ることを可能にすることによって、この用途に使用される材料以外の材料で作られている、具体的には、弾性表面波デバイスのための、特に、圧電性の、単結晶層を製造するための方法を考え出すことである。さらに、この方法は、既存の弾性バルク波デバイスよりも多くの種類の支持基板を使用することも可能にしなければならない。

本発明によれば、Ａが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｂｉ、Ｙ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｈｏ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ａｇ、Ｔｌから選択される少なくとも１つの元素からなり、かつＢが、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｖ、Ｓｃ、Ｃ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｌから選択される少なくとも１つの元素からなる組成ＡＡ’ＢＯ_３の層を製造するために方法が提案され、該方法は、下記工程を含んでなる：
−組成ＡＢＯ_３のドナー基板を提供する工程、
−前記ドナー基板を薄化することによって組成ＡＢＯ_３の層を形成する工程、
−前記薄化工程の前および／または後に、Ａ’はＡとは異なり、Ａと同じ元素リストに属する元素Ａ’のイオンを含有する媒体へ組成ＡＢＯ_３の前記層を、前記イオンが前記層に浸透して、組成ＡＡ’ＢＯ_３の層を形成するよう曝露する工程。

「組成ＡＢＯ_３のドナー基板」は、完全にＡＢＯ_３からなるか、またはこの材料の少なくとも１つの層を含んでなる基板であって、前記基板を薄化することによって、組成ＡＡ’ＢＯ_３の層に変換されることが意図された組成ＡＢＯ_３の層が形成され得る基板を意味すると解釈される。

Ａが２種以上の元素からなる場合、拡張によって「元素Ａ」は、Ａを構成する元素の総てを示す。この場合、語句「Ａ’はＡとは異なる」とは、元素Ａ’がＡを構成する元素の各々とは異なることを意味する。

特に有利には、元素Ａ’のイオンは、イオン交換機構によって層に浸透する。

一つの実施形態によれば、元素Ａ’のイオンを含有する媒体は液体であり、層は前記液体の溶液槽に浸漬される。

例えば、組成ＡＢＯ_３の層は、元素Ａ’を含んでなる塩の酸溶液を含んでなる溶液槽に浸漬され得る。

別の実施形態によれば、元素Ａ’のイオンを含有する媒体は気相にあり、前記層は前記ガスに曝露される。

一つの実施形態によれば、元素Ａ’のイオンは注入によって層に浸透し、熱処理が実施されて、前記イオンは前記層内に拡散され得る。

別の実施形態によれば、元素Ａ’のイオンを含有する媒体は固相にあり、前記媒体の層は組成ＡＢＯ_３の層上に堆積される。

有利には、前記方法は、媒体から組成ＡＢＯ_３の層への元素Ａ’の拡散を促進するために少なくとも１つのアニーリング工程を含んでなる。

本発明の一つの実施形態によれば、組成ＡＢＯ_３の層は単結晶である。

一つの実施形態によれば、前記ドナー基板の薄化は、前記ドナー基板上へのレシーバ基板の適用を含んでなり、組成ＡＢＯ_３の前記層が界面にあり、さらに前記レシーバ基板上への前記層の転写を含んでなる。

前記レシーバ基板の適用がその基板の前記ドナー基板上への堆積を含んでなり得る。

あるいは、前記レシーバ基板の適用が、その基板の前記ドナー基板上への接着を含んでなる。

前記レシーバ基板上に転写された前記層の厚さが、有利には、２０μｍ未満である。

特定の一つの実施形態によれば、少なくとも１つの電気絶縁層および／または少なくとも１つの導電層が前記レシーバ基板と、前記層との間の界面に形成される。

一つの実施形態によれば、組成ＡＢＯ_３の前記層の厚さが２μｍより大きく、好ましくは、２０μｍより大きく、前記ドナー基板の薄化の最後に前記層が自立する。

前記ドナー基板の薄化は、以下の工程を含んでなり得る：
組成ＡＢＯ_３の層の輪郭を描くように、前記ドナー基板中に弱化ゾーン（weakened zone）を形成する工程、
その弱化ゾーンに沿って前記ドナー基板から分離する工程。

前記弱化ゾーンは、有利には、前記ドナー基板中にイオン注入によって形成される。

特定の実施形態によれば、元素Ａはリチウムであり、かつ元素Ａ’はナトリウムおよび／またはカリウムである。その場合、元素Ｂは、有利には、ニオブおよび／またはタンタルであり得る。

本発明はまた、圧電層の２つの対向する主面上に電極を形成することを含んでなる、弾性バルク波デバイスの製造方法であって、上記の方法による圧電層の製造を含んでなることを特徴とする方法に関する。

本発明はまた、圧電層の表面上への２つの交互嵌合型電極の形成を含んでなる、弾性表面波デバイスの製造方法であって、上記の方法による圧電層の製造を含んでなることを特徴とする方法に関する。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

図１Ａ〜１Ｆは、本発明の一つの実施形態による組成ＡＡ’ＢＯ_３の単結晶層を製造するための方法の工程を概略的に示す。 図２は弾性表面波フィルターの断面原理図である。 図３は弾性バルク波フィルターの断面原理図である。

図面の読みやすさを理由に、図示の要素は必ずしも一定の縮尺で表されていない。さらに、異なる図面において同じ参照符号によって示される要素は同一である。

発明の実施形態の詳細な説明
一般的に言えば、組成ＡＢＯ_３の層は、組成ＡＢＯ_３のドナー基板を薄化することによって形成される。前記薄化は、任意の適当な技術によって行い得、その中で、ドナー基板へのイオン種の注入により、目的の層の輪郭を描く弱化ゾーンが形成されるＳｍａｒｔ Ｃｕｔ（商標）方法；採用可能な弱化ゾーンを形成する任意の他の技術；またはそれに代わる、目的の層のみを保存するようにドナー基板をエッチングする１以上の工程の実施を挙げることができる。

層が十分に厚い場合には、それは自立し得、すなわち、十分な機械的強度を有するためにスティフナー基材上に適用する必要はない。

あるいは、特に、層が薄い場合には、ドナー基板の薄化の前に、ドナー基板上へのレシーバ基板の適用工程が行われる。前記レシーバ基板の適用は、特に、ドナー基板上への接着または堆積によって行われ得る。

それによって得られた、Ａ’が、Ａと同じ元素リストに属するがＡとは異なる組成ＡＢＯ_３の層から、ＡＡ’ＢＯ_３タイプのより複雑な組成の層が得られる。そのような層を得ることは、組成ＡＢＯ_３の層を、元素Ａ’のイオンを含んでなる媒体に曝露して、前記イオンの少なくとも一部を層に浸透させることを前提とする。

最初の組成ＡＢＯ_３の層の組成ＡＡ’ＢＯ_３の層への変換には、有利には、ガラス分野で使用されるイオン交換機構が必要である。例えば、溶融塩、例えば、ＡｇＮＯ_３またはＫＮＯ_３それぞれの溶液槽中にガラスを浸漬することにある処理を実施することによって、特定のガラス中に存在するＮａ＋イオンの一部がＡｇ＋またはＫ＋イオンに置き換えられることが知られている。同様に、本発明は、前記層に補強することが望まれる元素Ａ’のイオンを含有する媒体にその層を曝露してより複雑な組成の層に変換することによって実施し得、前記媒体は、液体（例えば、元素Ａ’を含んでなる塩の酸溶液の溶液槽）、気体または固体であり得る。

図１Ａ〜１Ｄを参照すると、Ｓｍａｒｔ Ｃｕｔ（商標）方法を実施する一つの実施形態による組成ＡＡ’ＢＯ_３の層を製造するために方法が考えられ、その方法は以下の工程：
組成ＡＢＯ_３のドナー基板を提供する工程と、
転写する層１０の輪郭を描くように、ドナー基板１００へのイオン種（例えば、水素および／またはヘリウム）の注入により弱化ゾーン１０１を形成する工程（図１Ａ参照）と、
ドナー基板１００上へレシーバ基板１１０を適用する工程であって、転写する層１０が界面にある、工程（図１Ｂ参照）と、
ドナー基板１００から弱化ゾーン１０１に沿って分離して、レシーバ基板１１０上へ層１０を転写する工程（図１Ｃ参照）と
を含んでなる。

Ｓｍａｒｔ Ｃｕｔ（商標）方法の代替方法（図示していない）では、レシーバ基板上への層１０の転写は、接着界面とは反対側の面で、ドナー基板１００を転写する層１０まで薄化することによって行い得る。この薄化には、少なくとも１つのエッチング、化学機械研磨および／または別の適当な技術が必要であり得る。

ドナー基板は考慮された材料のバルク基板であり得る。あるいは、ドナー基板は複合基板であり得、すなわち、異なる材料の少なくとも２つの層のスタックから形成され、その表面層は考えられる材料からなる。

特に重要な圧電材料の中にはＡＢＯ_３構造のペロブスカイトおよび同等の材料がある。しかしながら、これらの材料に置かれ得る関心は、それらの圧電特性に限定されない。特に、例えば、集積光学に関連がある他の用途では、例えば、場合によっては、誘電率、屈折率、またはそれに代わる焦電気特性、強誘電特性もしくはそれに代わる強磁特性が必要な場合にもそれらの材料への関心が寄せられ得る。いくつかの大きなファミリーが際立っている。それらのうちの１つは、特に、ＬｉＮｂＯ_３、ＬｉＴａＯ_３、ＫＮｂＯ_３、ＫＴａＯ_３などの２元系材料から生じ、最終的には、Ａは、以下の元素：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋの１つ以上からなり、かつ、Ｂは、以下の元素：Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖの１つ以上からなるＡＢＯ_３タイプの一般式に至る。別の大きなファミリーは、特に、ＳｒＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＰｂＴｉＯ_３、ＰｂＺｒＯ_３材料から生じ、最終的には、Ａは、以下の元素：Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｙの１つ以上からなり、かつ、Ｂは、以下の元素：Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎの１つ以上からなるＡＢＯ_３タイプの一般式に至る。あまり普及していない他のファミリーはまた、ＢｉＦｅＯ_３、またはそれに代わるＬａＭｎＯ_３、ＢａＭｎＯ_３、ＳｒＭｎＯ_３、またはそれに代わるＬａＡｌＯ_３、またはそれに代わる、ＬｉＡｌＯ_３、ＬｉＧａＯ_３、またはそれに代わるＣａＳｉＯ_３、ＦｅＳｉＯ_３、ＭｇＳｉＯ_３、またはそれに代わるＤｙＳｃＯ_３、ＧｄＳｃＯ_３およびＴｂＳｃＯ_３から誘導され得る。

最後に、Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｂｉ、Ｙ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｈｏ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ａｇ、Ｔｌから選択される以下の元素の１つ以上からなり、かつ、Ｂは、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｖ、Ｓｃ、Ｃ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｌから選択される以下の元素の１つ以上からなることを考慮することによって要約することができる。

これらの材料の一部は単結晶であり、他は単結晶ではない。

ドナー基板の結晶性および組成は、転写する層の目的に応じて当業者によって選択される。

レシーバ基板には、被転写層の機械的支持の機能がある。レシーバ基板は、いずれの性質のものであってもよく、有利には、命令的ではないが、目標とされた用途に適合させ得、被転写層は、任意選択的に、後に別の基板上に転写することが可能である。レシーバ基板はバルクまたは複合材料であり得る。

一つの実施形態によれば、ドナー基板上へのレシーバ基板の適用は接着によって行われる。

あるいは、ドナー基板上へのレシーバ基板の適用はドナー基板上へのレシーバ基板の堆積によって行われる。任意の好適な堆積技術、例えば、限定されないが、蒸発、陰極スパッタリング、エアゾールスパッタリング、化学気相蒸着、電着、展延塗布、回転塗布、ワニス塗布、スクリーン印刷、浸漬などが使用され得る。レシーバ基板と相対するドナー基板の弱い粘着力を補償するためにそのような解決策が特に有利である。

任意選択的に、前記方法は、レシーバ基板１１０と転写する層１０との間の界面に少なくとも１つの電気絶縁層および／または少なくとも１つの導電層（表していない）を形成する工程を含んでなる。

層１０が、特に、弱化ゾーンに沿った分離作業の間にまたはその後の使用の間に、ある程度の機械的強度をそれに与えるのに十分に厚い場合には、レシーバ基板の適用工程は省略し得る。次いで、ドナー基板の残りの部分から分離した後、層１０は自立すると考えられる。この場合、層１０の厚さは、典型的には、２μｍより大きく、好ましくは、２０μｍより大きく、イオン種の注入エネルギーは１ＭｅＶより大きい。

最初の組成ＡＢＯ_３の層１０が自立していてもレシーバ基板１１０上に転写されても、次にそれは、Ａ’が、Ａと同じ元素リストに属する元素であるが元素Ａとは異なる組成ＡＡ’ＢＯ_３の層に変換される。

被転写層１０の組成のこの修飾は、前記層（および任意選択的には、それを支持するレシーバ基板全体）を元素Ａ’のイオンを含んでなる媒体Ｍに曝露することによって行われる（図１Ｄ参照）。

この曝露は、媒体Ｍから被転写層１０へ元素Ａ’のイオンを移動させ、それによって被転写層に元素Ａ’を補強する効果を有する。

任意選択的に、層１０中に位置付けられた元素Ａの原子は、媒体Ｍに移動することができる。

同様に、層１０を得るには、元素Ａの原子の位置で、被転写層中に存在する水素原子のＨ＋イオンの注入を実施する必要がある場合、前記水素原子は媒体Ｍに移動することができる。この移動では、逆プロトン交換タイプの機構が利用される。逆プロトン交換は、“Reverse proton exchange for buried waveguides in LiNbO₃”と題するYu. N. Korkishko et al.の論文（J. Opt. Soc. Am. A、第１５巻、第７号、１９９８年７月）において、本発明が扱うものとは全く別の適用に関連して記載されている。

一つの実施形態によれば、層１０は、ドナー基板を薄化する工程の前に媒体Ｍに曝露され、従って、レシーバ基板上に転写される前に組成ＡＡ’ＢＯ_３を有するかまたは必要ならば、自立した層として形成される。

任意選択的に、媒体Ｍの曝露は、ドナー基板の薄化の前後の両方に実施し得る。

さらに、異なる元素Ａ’を層１０に挿入するには、各々が元素Ａ’のイオンを含んでなる異なる媒体に前記層を連続的に曝露することによって行い得る。従って、元素Ａが属するリストのいくつかの元素を有する複雑な組成を有する層１０を得ることが可能である。

元素Ａ’のイオンの最初の組成ＡＢＯ_３の層中への移動では、イオン交換タイプの機構が利用される。

媒体Ｍは液体であり得、この場合、被転写層は前記液体の溶液槽に浸漬される。

あるいは、媒体Ｍは気体であり得、この場合、被転写層は、前記ガスを含有する閉鎖容器に入れられる。

当業者は、この曝露の作業条件、特に、媒体の組成、曝露の持続時間および温度を、層の所望の組成に応じて、定めることができる。

図１Ｅに示される特定の一つの実施形態によれば、媒体への曝露は、元素Ａ’のイオンの被転写層への注入によって行い得る（この注入は矢印によって概略的に示されている）。注入により、層の所定の深さで注入されたイオンのピークが生じるため、その組成を均質化するために、層の厚さ全体に前記イオンを拡散させることを目的とする熱処理をその後行う必要がある。そのようなアニーリングはまた、注入によって生じた結晶欠陥を修復することを可能にする。このアニーリングは、一般的に、注入直後に行われる。場合によっては、それは注入工程自体の間に始まり、特に、注入に供された基板が対応するエネルギーフラックスの曝露下で加熱されるときに始まる。しかし、アニーリングはまた、方法の工程の順序において後に行うこともできる。それによって、注入工程とアニーリング工程との間に、例えば、表面保護層のリフトオフ、またはそれに代わる研磨工程、エッチング工程またはそれに代わる層転写作業などの他の工程を挟むことが可能である。アニーリングはさらに、いくつかの段階で実施し得、これは方法全体の異なる工程にわたって広げることができる。注入は、従来のタイプのもの、すなわち、イオンが、ある程度のエネルギー（典型的には、数十〜数百ｋｅＶ）に加速されたイオンビームの形態で輸送されるタイプのものであり得る。代替方法では、注入はプラズマ浸漬によって行い得、このことは、被転写層の表面近傍に高用量のＡ’イオンを迅速に注入することを可能にする。これらの技術は当業者には公知である。

別の代替方法によれば、媒体Ｍは固相にあり得、被転写層１０は、層１０上への前記媒体の層の堆積によって前記媒体に曝露される（図１Ｆ参照）。「上 (on)」とは、ここで、前記層１０と直接接触するか、または該中間層が媒体Ｍを構成する層から層１０への元素Ａの移動を妨げない限り、異なる材料から形成される１以上の層を通すことを意味すると解釈される。元素Ａのイオンの層１０へのより良好な浸透は、１以上のアニーリング工程によって可能になる。元素Ａを含有する堆積層は、作業の終わりに、任意選択的には、２つの連続したアニーリング工程の間に除去し得る。

本文の残りの部分では、Ｘがニオブおよび／またはタンタルである最初の組成ＬｉＸＯ_３の層は例として考えられる。言い換えれば、この限定されない例では、元素Ａはリチウムであり、かつ、元素Ｂはニオブおよび／またはタンタルであり、当業者は、上記の他の材料に好適な条件を定めることができることが理解される。

最初の組成ＬｉＸＯ_３の層を組成ＬｉＫＸＯ_３またはＬｉＮaＸＯ_３の層に変換するために、前記層は、カリウムまたはナトリウム塩の酸溶液に曝露される。

当業者は、この曝露の作業条件、特に、媒体の組成、曝露の持続時間および温度を、被転写層の目標とされた組成に応じて、定めることができる。

任意選択的には、元素Ａ’で補強する工程の前に、レシーバ基板上に転写された層の厚さの一部が除去される。この除去は、化学機械研磨、エッチングまたは任意の他の適当な技術によって行い得る。

本発明に従って変更された組成の層１０の２つの用途は、以下に記載される。

図２は弾性表面波フィルターの原理図である。

弾性表面波フィルターは、圧電層１０と、前記圧電層の表面上に堆積された２つの交互嵌合型金属櫛の形態の２つの電極１２、１３とを含んでなる。電極１２、１３の反対側の面には、圧電層が支持基板１１上に載置されている。圧電層１０は単結晶であり、実際には、表面波を減衰させないように、優れた結晶品質が必要である。

図３は弾性バルク波共振器の原理図である。

弾性バルク波共振器は、薄い圧電層（すなわち、一般的には、１μｍ未満、好ましくは、０.２μｍ未満の厚さのもの）と、前記圧電層１０の両側に配置された２つの電極１２、１３とを含んでなる。圧電層１０は支持基板１１上に載置されている。共振器をその基板から絶縁し、それによって、基板内の波の伝播を回避するために、電極１３と基板１１との間にブラッグミラー１４が置かれる。代替的には（図示していない）、この絶縁は、基板と圧電層との間にキャビティを配置することによって達成することができた。これらの異なる配置は、当業者には公知であり、従って、本文では詳細には説明しない。

場合によっては、レシーバ基板が最終用途に最適ではないことがある。その場合、レシーバ基板を前記最終基板上に接着し、任意の好適な技術によってレシーバ基板を除去することによって、目標とされた用途に応じて選択された特性を持つ最終基板（表していない）上に層１０を転写することが有利であり得る。

弾性表面波デバイスを製造することが望まれる場合には、２つの交互嵌合型櫛の形態の金属電極１２、１３は、レシーバ基板１１０とは反対側のまたは、必要ならば、最終基板とは反対側の、層１０の表面上に堆積される（それがレシーバ基板１１０であろうと最終基板１１１であろうと、前記基板は図２中の１１で示された支持基板を形成する）。

弾性バルク波デバイスを製造することが望まれる場合には、上記の方法を適合させる必要がある。一方では、図１Ｂに示される接着工程の前に、第１の電極が、ドナー基板の転写する層１０の自由表面上に堆積され、この第１の電極（図３の１３参照）は最終スタックに埋め込まれる。図１Ｃに示される転写工程後に、第２の電極（図３の１２参照）が、第１の電極とは反対側の層１０の自由表面上に堆積される。別の選択肢は、上述した最終基板上に層１０を転写し、前記転写の前後にそれらの電極を形成することである。もう一方では、レシーバ基板１１０内の弾性波の伝播を回避するために、その中に絶縁手段、例えば、ブラッグミラー（図３に示されるとおりである）、またはレシーバ基板または、必要ならば、最終基板において予めエッチングされたキャビティを組み込むことが可能である。

最後に、先に挙げた例は、本発明の適用分野に関して決して限定されない特定の例示にすぎないことは言うまでもない。

参照文献

Claims (21)

1. Ａが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｂｉ、Ｙ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｈｏ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ａｇ、Ｔｌから選択される少なくとも１つの元素からなり、かつ
   Ｂが、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｖ、Ｓｃ、Ｃ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｌから選択される少なくとも１つの元素からなる、
   組成ＡＡ’ＢＯ_３の層を製造するための方法であって、下記工程を含んでなり：
   −組成ＡＢＯ_３のドナー基板（１００）を提供する工程、
   −前記ドナー基板（１００）を薄化することによって組成ＡＢＯ_３の層（１０）を形成する工程、
   −前記薄化工程の前および／または後に、Ａ’はＡとは異なり、Ａと同じ元素リストに属する元素Ａ’のイオンを含有する媒体（Ｍ）へ組成ＡＢＯ_３の前記層（１０）を、前記イオンが前記層（１０）に浸透して、組成ＡＡ’ＢＯ_３の層を形成するように曝露する工程、
   前記ドナー基板（１００）の薄化が、前記ドナー基板（１００）上へのレシーバ基板（１１０）の適用を含んでなり、前記層（１０）が界面にあり、さらに前記レシーバ基板（１１０）上への前記層（１０）の転写を含んでなる、方法。
2. 前記元素Ａ’の前記イオンがイオン交換機構によって前記層（１０）に浸透する、請求項１に記載の方法。
3. 前記元素Ａ’の前記イオンを含有する前記媒体（Ｍ）が液体であり、かつ前記層（１０）が前記液体の溶液槽に浸漬される、請求項１または２に記載の方法。
4. 組成ＡＢＯ_３の前記層（１０）が、前記元素Ａ’を含んでなる塩の酸溶液を含んでなる溶液槽に浸漬される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記元素Ａ’の前記イオンを含有する前記媒体（Ｍ）が気相にあり、かつ前記層（１０）が前記ガスに曝露される、請求項１または２に記載の方法。
6. 前記元素Ａ’の前記イオンを含有する前記媒体（Ｍ）が固相にあり、前記媒体（Ｍ）の層が前記層（１０）上に堆積される、請求項１または２に記載の方法。
7. 前記媒体（Ｍ）から前記層（１０）への前記元素Ａ’の拡散を促進するために少なくとも１つのアニーリング工程を含んでなる、請求項６に記載の方法。
8. 前記元素Ａ’の前記イオンが注入によって前記層（１０）に浸透する、請求項１に記載の方法。
9. 前記層（１０）に注入されたイオンを拡散させるために少なくとも１つの熱処理工程をさらに含んでなること、請求項８に記載の方法。
10. 前記層（１０）が単結晶である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記レシーバ基板の適用が前記基板（１１０）の前記ドナー基板（１００）上への堆積を含んでなる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記レシーバ基板の適用が前記基板（１１０）の前記ドナー基板（１００）上への接着を含んでなる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記層（１０）の厚さが２０μｍ未満である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 少なくとも１つの電気絶縁層および／または少なくとも１つの導電層が前記レシーバ基板（１１０）と、前記層（１０）との間の界面に形成される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記層（１０）の厚さが２μｍより大きく、好ましくは、２０μｍより大きく、前記ドナー基板（１００）の薄化の最後に前記層は自立する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記ドナー基板（１００）の薄化が以下の工程を含んでなる、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法：
    組成ＡＢＯ_３の層（１０）の輪郭を描くように、前記ドナー基板（１００）中に弱化ゾーン（１０１）を形成する工程、
    その弱化ゾーン（１０１）に沿って前記ドナー基板（１００）から分離する工程。
17. 前記弱化ゾーン（１０１）が前記ドナー基板（１００）へのイオン注入によって形成される、請求項１６に記載の方法。
18. Ａがリチウムであり、かつ前記元素Ａ’がナトリウムおよび／またはカリウムである、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記元素Ｂがニオブおよび／またはタンタルである、請求項１８に記載の方法。
20. 圧電層（１０）の２つの対向する主面上への電極（１２、１３）の形成を含んでなる、弾性バルク波デバイスの製造方法であって、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法による圧電層（１０）の製造を含んでなる、方法。
21. 圧電層（１０）の表面上への２つの交互嵌合型電極（１２、１３）の形成を含んでなる、弾性表面波デバイスの製造方法であって、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法による圧電層の製造を含んでなる、方法。

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