JPH07106894A - Surface acoustic wave convolver - Google Patents

Surface acoustic wave convolver

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JPH07106894A
JPH07106894A JP24901793A JP24901793A JPH07106894A JP H07106894 A JPH07106894 A JP H07106894A JP 24901793 A JP24901793 A JP 24901793A JP 24901793 A JP24901793 A JP 24901793A JP H07106894 A JPH07106894 A JP H07106894A
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JP
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acoustic wave
surface acoustic
surface
piezoelectric substrate
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Application number
JP24901793A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Eda
Yutaka Taguchi
和生 江田
豊 田口
Original Assignee
Matsushita Electric Ind Co Ltd
松下電器産業株式会社
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Abstract

PURPOSE: To prevent a characteristic change due to a thermal and a mechanical cause by bonding a semiconductor substrate having a very small air gap and a piezoelectric substrate through hydrophilic picture and overlapped heat treatment so as to obtain a stable air gap.
CONSTITUTION: Etching is applied to a semiconductor substrate 1 made of a silicon or the like to a depth of e.g. 50nm to form a thick part 7. The piezoelectric substrate 2 and made of a lithium niobate single crystal or the like and the thick part 7 are opposed to each other. The surface of a adhesion support section 8 is subject to hydrophilic processing by using a liquid such as a mixed liquid of ammonium-hydrogen peroxide. A strong adhesive state is obtained by overlapping both sides and they are heat-treated for an hour at, e.g. 300°C. The adhered boundary is the adhesion in the order of atoms and the recessed part formed by etching is realized as a gap 6 accurately without any change. A signal received from interdigital input electrodes 3,3' causes displacement of charges on the surface of the semiconductor thereby providing an output from an output electrode 4.
COPYRIGHT: (C)1995,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高性能で生産性、信頼性に優れた表面弾性波コンボルバに関する。 The present invention relates to a high-performance in productivity, about the excellent surface acoustic wave convolver in reliability.

【0002】 [0002]

【従来の技術】近年、移動体通信技術の進歩発展により、通信のための電波が非常に多く使用されるようになり、チャンネル不足の問題や、混信、また盗聴などの課題が大きな問題となってきた。 In recent years, the progress and development of mobile communication technology, radio waves for communication is to be used very often, problems and the channel shortage, interference, also become issues such as eavesdropping is a big problem to have. これらの問題を解決するために各種の新しい通信方式が提案、研究されている。 Various new communication system in order to solve these problems have been proposed and studied.
その一つにスペクトラム拡散通信技術を用いたCDMA CDMA using a spread spectrum communication technique on One
方式がある。 There is a method. この方式を用いれば、従来のアナログ方式の通信に比べ、同一周波数帯域で、1桁以上チャンネル数をふやせることから、移動体通信の一つの有力な方式として、研究開発されている。 With this method, compared to the communication of the conventional analog system, in the same frequency band, since the Fuyaseru the number of channels more than one order of magnitude, as one of the promising methods of mobile communication, have been studied and developed. この方式で用いるスペクトタム拡散方式では、通常、受信端末で、信号を復調するのにコンボルバが用いられる。 In Supekutotamu diffusion method used in this manner, typically, at the receiving terminal, convolver is used to demodulate the signal.

【0003】従来、コンボルバとしては表面弾性波素子と半導体素子を組み合わせた表面弾性波コンボルバが知られている。 Conventionally, surface acoustic wave convolver is known which combines a surface acoustic wave device and a semiconductor device as a convolver. その代表的構造を図8に示す。 The typical structure shown in FIG. 図8において、21は半導体基板、22は圧電基板、23、23' 8, 21 denotes a semiconductor substrate, the piezoelectric substrate 22, 23, 23 '
は圧電基板22上に設けられた櫛形の入力電極、24は同じく半導体基板21の上に設けられた出力電極、25 Interdigital input electrodes provided on the piezoelectric substrate 22, 24 is also output electrode provided on the semiconductor substrate 21, 25
は接地電極、26は半導体基板21と圧電基板22の間の設けられた微小な空隙部、27は空隙部26を形成するためのスペイサーである。 The ground electrode 26 minute gap portion provided between the semiconductor substrate 21 and the piezoelectric substrate 22, 27 is a Supeisa for forming a space portion 26. 28は表面弾性波伝搬部にできるだけ影響を与えない位置で、半導体基板21と圧電基板22を接着固定した接着剤である。 28 is a position which does not give as much as possible effect on the surface acoustic wave propagating portion is adhesive and adhere the semiconductor substrate 21 and the piezoelectric substrate 22.

【0004】更に、その具体的構成として、例えば、半導体基板にシリコンを用い、圧電基板に、ニオブ酸リチウム単結晶を用い、スペイサーに酸化珪素膜を用いたものが知られている。 [0004] Further, as a specific configuration, for example, using a silicon semiconductor substrate, a piezoelectric substrate, using a lithium niobate single crystal, there is known one using a silicon oxide film on Supeisa.

【0005】その動作を説明する。 [0005] the operation thereof will be described. 入力電極23、2 Input electrode 23,2
3'からそれぞれ入力された信号が、出力電極24下で、相互作用をおこし、半導体表面に電荷の変位を与える。 Signals input from the 3 ', under the output electrode 24, causing the interaction, give the displacement of the charges on the semiconductor surface. この変位が半導体基板表面の電位変化をおこし、それらの相互作用の非線形性を利用して、出力電極24よりコンボルーション信号を取り出すものである。 This displacement causes a change in potential of the semiconductor substrate surface, by utilizing the nonlinearity of their interaction, but to take out the convolution signal from the output electrode 24.

【0006】このようないわゆる分離媒質型表面弾性波コンボルバは、非線形性の高いニオブ酸リチウム単結晶をと半導体表面の非線形性を利用していることから感度が高く良好な特性を示す。 [0006] Such a so-called separation medium surface acoustic wave convolver, sensitivity since it utilizes the nonlinearity of the semiconductor surface and the nonlinearity of high lithium niobate single crystal exhibits a high good characteristics.

【0007】スペイサーのかわりに、ニオブ酸リチウム単結晶表面上にエッチングによって、直径、5μm、深さ100nm程度のポストを形成し、これで空隙を一定に保つなどの方法も知られている。 [0007] Instead of Supeisa, by etching on the lithium niobate single crystal surface, the diameter, 5 [mu] m, to form a post depth of about 100 nm, which in are also known methods such as keeping the gap constant.

【0008】 [0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の分離媒質型表面弾性波コンボルバでは、感度が空隙部の間隔に非常に敏感に依存するため、空隙部を一定に保つための保持部の固定が大きな課題となっていた。 [SUMMARY OF THE INVENTION In conventional separation medium surface acoustic wave convolver, the sensitivity is very sensitively dependent on the spacing of the gap portion, the fixation of the holding portion for maintaining the air gap constant major challenge It had become. すなわち、酸化珪素などの膜をスペイサーにする構造においても、基板のエッチングポストを用いる方法においても、その保持固定部で、有機物などの接着剤により接着固定するか、ネジやバネなどを用いて機械的に固定する方法が用いられていた。 That is, even in the structure of the film such as silicon oxide Supeisa, even in a method using an etching posts substrate, in the holding fixture, or bonded with an adhesive such as an organic substance, by using a screw or a spring machinery method of fixing has been used in manner. いずれの方法においても、熱的なストレスが加わると、特性が容易に変化した。 In either method, the thermal stress is applied, characteristics are easily changed. また有機系接着剤を用いると、空隙の制御の精度が悪く、また熱が加わった場合、 Also the use of organic adhesive, if the accuracy of control of the gap is poor, also applied heat,
ガスが発生し、表面弾性波伝搬部分に吸着するとやはり特性が変化する。 Gas is generated and adsorbed on the surface acoustic wave propagation portion also characteristic changes. また機械的に固定した場合は、振動や落下などのよってもやはり特性が容易に変化する。 In the case that mechanically fixed, again characteristic by the vibration and falls easily changed. 半田など無機系の接着剤では、空隙の制御の精度がでないなど、以上述べた如く、分離媒質型表面弾性波コンボルバには多くの課題があり、感度がよいにもかかわらず、実用にはほとんど用いられていなかった。 The inorganic adhesive such as solder, etc. is not out accuracy of control of the air gap, as described above, the separation medium surface acoustic wave convolver has many problems, even though the sensitivity is good, practically little to It has not been used.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明の表面弾性波コンボルバは半導体基板および圧電基板が、接合保持部および対向して微小な空隙を有する空隙部を有するように構成されており、前記接合保持部において、前記各基板表面の親水化処理および重ね合わせ熱処理により接合されており、前記圧電基板上に、少なくとも入力電極を、前記圧電基板と前記半導体基板の前記空隙部の非接合側面に、対向して出力電極を備えるようにしたものである。 In order to solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION The surface acoustic wave convolver of the present invention, as the semiconductor substrate and the piezoelectric substrate has a gap portion having a minute gap by joining the holding part and the counter is configured, in the joint holder, it said are joined by a hydrophilic treatment and overlapping thermal processing of each substrate surface, on the piezoelectric substrate, at least the input electrode, the gap between the piezoelectric substrate wherein the semiconductor substrate the unbonded side parts, in which so as to comprise a counter to the output electrode.

【0010】 [0010]

【作用】上記のような構成とすることにより、空隙の制御を精度よく行うことができ、生産性が上がるとともに、熱的、機械的信頼性に優れた表面弾性波コンボルバが得られる。 With [act] as the above-described configuration, the control of the air gap can be performed accurately, with productivity increases, thermal, mechanical reliability excellent surface acoustic wave convolver obtained.

【0011】 [0011]

【実施例】以下本発明の実施例の表面弾性波コンボルバの構成とその製造方法について、図面を参照しながら説明する。 EXAMPLES The following configuration of the surface acoustic wave convolver of an embodiment of the present invention and its manufacturing method will be described with reference to the drawings.

【0012】(実施例1)本発明の表面弾性波コンボルバの構造の第1の実施例の断面構造を図1に示す。 [0012] (Example 1) the cross-sectional structure of a first embodiment of the structure of the surface acoustic wave convolver of the present invention shown in FIG.

【0013】図1において、1は半導体基板で、例えばシリコン、2は半導体基板1に、保持固定部8において、表面親水化処理および重ね合わせ熱処理により直接接合された圧電基板で、例えば、41度 Y−カット、 [0013] In FIG. 1, 1 is a semiconductor substrate, such as silicon, 2 to the semiconductor substrate 1, the holding fixture 8, in the piezoelectric substrate bonded directly by a heat treatment causes a surface hydrophilizing treatment and superimposing, for example, 41 degrees Y- cut,
X軸伝搬の単結晶ニオブ酸リチウム、3、3'は表面波励振用の櫛形電極で、信号入力電極である。 Single crystal lithium niobate of X-propagation, 3, 3 'in the comb-shaped electrode for the surface wave excitation, a signal input electrode. 図では3本を示したが、本数はこれに限定されるものではなくこれよりはるかに多くてもかまわない。 Showed three in the figure, the number is may be much more than this is not limited thereto. 4は半導体基板1の上に設けられた出力電極、5は圧電基板2の裏面に設けられた接地電極、6は半導体基板1と圧電基板2の表面弾性波伝搬部の間に設けられた空隙、7は空隙6を一定に保つためのスペイサーの役割をはたす半導体基板に設けられた肉厚部である。 4 is output electrodes provided on the semiconductor substrate 1, 5 denotes a ground electrode provided on the back surface of the piezoelectric substrate 2, gap provided between the surface acoustic wave propagating portion of the semiconductor substrate 1 and the piezoelectric substrate 2 6 7 is a thick portion provided role in the semiconductor substrate to fulfill the Supeisa for keeping the gap 6 constant.

【0014】図1において、櫛形電極3、3'にそれぞれ2つの入力信号を加えることにより、それぞれ反対方向に伝搬した表面弾性波が、空隙部で対向する半導体基板1の表面に電位の変動を与え、半導体基板表面の電位が変化し、それらのの相互作用の非線形性により、出力電極4に、入力信号のコンボルーションが現われるものである。 [0014] In FIG. 1, the addition of each of the two input signals to the comb-shaped electrodes 3, 3 ', a surface acoustic wave is propagated in the opposite directions, the surface of the semiconductor substrate 1 facing in the gap portion of the variation in potential given the potential changes of the semiconductor substrate surface, the non-linearity of their of interaction, the output electrode 4, in which convolution of the input signal appears.

【0015】本実施例が、従来例、図8と異なるのは、 The present embodiment, conventional example is different from the FIG. 8,
半導体基板1と圧電基板2の保持固定方法である。 A holding and fixing method of a semiconductor substrate 1 and the piezoelectric substrate 2. 従来例では、例えば、図8、28に示すような有機系接着剤などで固定している。 In the prior art, for example, it is fixed with an organic adhesive, such as shown in FIG. 8, 28. あるいは上下から機械的に固定する方法がとられる。 Or a method of mechanically securing the top and bottom are taken. 本実施例では、保持固定部は、基板表面の親水化処理および重ね合わせ熱処理により接合したもので、これにより、空隙の精度の制御性、熱的、機械的信頼性の向上するものである。 In this embodiment, holding fixture is obtained by bonding the hydrophilic treatment and superimposed heat treatment of the substrate surface, thereby, the accuracy of control of the air gap, thermal, is intended to improve the mechanical reliability.

【0016】次に本実施例の構造の表面弾性波コンボルバの製造方法について説明する。 [0016] Next the method of manufacturing a surface acoustic wave convolver of a structure of the present embodiment will be described. まず所定の結晶方位の単結晶ニオブ酸リチウム基板およびシリコン基板表面を鏡面研磨し、洗浄後、エッチングにより表面層を除去する。 First predetermined single crystal lithium niobate substrate and a silicon substrate surface crystal orientation mirror polished, washed, to remove the surface layer by etching. ニオブ酸リチウム、シリコンともエッチングには弗酸系エッチング液を用いる。 Lithium niobate, silicon with the etching using a hydrofluoric acid-based etching solution. これにより表面層が除去される。 Thus the surface layer is removed. 次に、シリコン基板の一部にエッチングにより肉厚部、言い換えると凹部を形成する。 Next, the thick portion by etching part of the silicon substrate to form a In other words the recess. 凹部の深さは、必要とされる空隙の間隔とする。 The depth of the recess, the spacing of the gap that is required. 例えば50nmである。 For example, 50nm.
次にアンモニアー過酸化水素混合液に浸し、接合予定基板表面を親水化処理する。 Then soaked in ammonia over hydrogen peroxide mixture, a predetermined joining the substrate surface to hydrophilic treatment. 次に純水で十分洗浄する。 Then thoroughly washed with pure water. これにより各基板表面に水構成分子が付着する。 Thereby the water constituent molecules are attached to each substrate surface. この状態で2枚の基板を重ね合わせると、水構成分子によるファンーデアーワールス力により吸着する。 When superimposing the two substrates in this state, the suction by the fan over der over Waals force due to the water constituent molecules. この状態でも強固な接着状態となるが、さらにこの状態で、100−1 Although the firm bonding state even in this state, further in this state, 100-1
000℃程度の温度で数分から数時間熱処理することにより、接合は非常に強化される。 By heat treatment from a few minutes to several hours at 000 of about ℃ temperature, bonding is greatly enhanced. 本実施例では、例えば、350℃で1時間熱処理を行った。 In this embodiment, for example, it was subjected to 1 hour heat treatment at 350 ° C.. この時の接着強度は、通常の樹脂接着剤よりも強固なものであった。 The adhesive strength at this time was made firm than conventional resin adhesive. つぎに通常のホトリソグラフィーおよび真空蒸着などを用いて櫛形電極などの入力電極や出力電極、接地電極などを形成することにより、図1に示す構造の表面弾性波コンボルバを得る。 Then the input electrodes and output electrodes, such as comb-shaped electrode by using a conventional photolithography and vacuum vapor deposition, by forming a like ground electrode, to obtain a surface acoustic wave convolver of the structure shown in FIG.

【0017】初期の接合は、表面に吸着した水酸基を媒介とした水素結合と考えられる。 The initial bonding is believed the adsorbed hydroxyl groups on the surface and mediated hydrogen bonds. 熱処理により、次第に界面から水素が離脱し、次第に酸素を介した結合の割合が増すものと考えられる。 By heat treatment, gradually hydrogen is disengaged from the interface, it is believed that increasing the proportion of coupling through the gradually oxygen.

【0018】このような方法で得られた接合界面は、接着剤を用いずに原子オーダーの接合が得られるため、エッチングで形成した凹部の深さがそのまま空隙の間隔として実現できる。 The resulting bonding interface was in this way, because the bonding of atomic order can be obtained without using an adhesive, the depth of the recess formed by etching can be realized directly as gap spacing of.

【0019】またシリコンのエッチングは極めて高精度で行うことができる。 Further etching of the silicon can be performed at extremely high accuracy. たとえば(111)面のシリコン基板を用いれば、その方位のエッチング速度が、他の方位のエッチング速度よりも非常に遅いので、均一な凹部を形成することができる。 For example (111) Using the silicon substrate surface, the etching rate of the orientation, since much slower than the etching rate of the other orientations, it is possible to form a uniform recess. 例えば、20x5mmの矩形状で、厚みが50nmの均一な凹部を形成することも、 For example, in a rectangular 20X5mm, also thickness to form a uniform recess 50 nm,
またその深さを精度よく制御することも容易である。 Further it is easy to accurately control the depth. これにより、高感度な表面弾性波コンボルバを再現性よく生産することができる。 This makes it possible to produce with good reproducibility a highly sensitive surface acoustic wave convolver.

【0020】また本実施例の製造方法では、圧電基板を半導体基板に直接接合するという製造方法であることから、任意の結晶方位の単結晶圧電基板を使用することができる。 [0020] In the manufacturing method of this embodiment, since it is a manufacturing method of directly joining the piezoelectric substrate to the semiconductor substrate, it is possible to use a single crystal piezoelectric substrate of any crystallographic orientation.

【0021】また接合部に有機物などの接着剤を用いず、また接合時に使用温度よりもかなり高い温度で熱処理を行うことができることから、耐熱性や機械的振動などに対する信頼性についても十分良好なものが得られる。 [0021] without using an adhesive, such as an organic substance, to the junction and from the heat treatment can be performed at much higher temperatures than the use temperature at the time of bonding, also sufficient good reliability for heat resistance and mechanical vibrations what is obtained.

【0022】(実施例2)本発明の表面弾性波コンボルバの構造の第2の実施例の断面構造を図2に示す。 [0022] (Example 2) the cross-sectional structure of a second embodiment of the structure of the surface acoustic wave convolver of the present invention shown in FIG.

【0023】図2において、1、3、3'、4、5、 [0023] In FIG. 2, 1,3,3 ', 4, 5,
6、7、8の各構成要素の名称と機能は実施例1と同様である。 Names and functions of the components of the 6, 7, 8 are the same as in Example 1. 11は、実施例1と異なる単結晶圧電材料で、 11 is of a different single crystalline piezoelectric material in Example 1,
タンタル酸リチウム、結晶方位は、例えば、36度Y− Lithium tantalate, crystal orientation, for example, 36 degrees Y-
カットX軸伝搬である。 It is a cut X-axis propagation.

【0024】本実施例で用いた結晶方位のタンタル酸リチウムも、5%という比較的大きな電気機械結合係数を有しており、やはり実施例1と同様、挿入損失の少ない、良好な特性の表面弾性波コンボルバが得られる。 The lithium tantalate crystal orientation used in this example also has a relatively large electromechanical coupling factor of 5%, again as in Example 1, low insertion loss, the surface of the good characteristics the elastic wave convolver obtained.

【0025】製造方法は、実施例1と同様である。 The manufacturing method is similar to that of Example 1. 圧電基板にタンタル酸リチウムを用いても、実施例1と同様の親水化、重ね合わせ熱処理により、良好な接合を得ることができる。 Be used lithium tantalate piezoelectric substrate, the same hydrophilic Example 1, by superposition heat treatment, it is possible to obtain a good bonding. したがって、実施例1と同様の効果、すなわち、表面弾性波コンボルバとしての良好な性能を有するとともに、良好な生産性、信頼性が得られる。 Therefore, the same effect as in Example 1, i.e., which has a good performance as a surface acoustic wave convolver, good productivity, reliability can be obtained.

【0026】(実施例3)本発明の表面弾性波コンボルバの構造の第3の実施例の断面構造を図3に示す。 [0026] The sectional structure of a third embodiment of the structure of the surface acoustic wave convolver (Example 3) The present invention is shown in FIG.

【0027】図3において、1、3、3'、4、5、 [0027] In FIG. 3, 1,3,3 ', 4, 5,
6、7、8の各構成要素の名称と機能は実施例1と同様である。 Names and functions of the components of the 6, 7, 8 are the same as in Example 1. 12は、実施例1と異なる単結晶圧電材料で、 12 is of a different single crystalline piezoelectric material in Example 1,
水晶、結晶方位は、例えば、42.75度Y−カットX The crystal, the crystal orientation, for example, 42.75 degrees Y- cut X
軸伝搬である。 It is an axial propagation.

【0028】本実施例で用いた結晶方位の水晶は、電気機械結合係数は小さいが、温度変化に対する安定性に極めて優れている。 The quartz crystal orientation used in this embodiment, although the electromechanical coupling factor is small, is excellent in stability against temperature change. したがって、このような構成にすることにより温度変化に対して安定な表面弾性波コンボルバが得られる。 Therefore, stable surface acoustic wave convolver can be obtained with respect to a temperature change by such a configuration.

【0029】製造方法は、実施例1と同様である。 The manufacturing method is similar to that of Example 1. 圧電基板に水晶を用いても、実施例1と同様の親水化、重ね合わせ熱処理により、良好な接合を得ることができる。 Even using a crystal piezoelectric substrate, the same hydrophilic Example 1, by superposition heat treatment, it is possible to obtain a good bonding.
したがって、実施例1と同様の効果、すなわち、表面弾性波コンボルバとしての良好な性能を有するとともに、 Therefore, the same effect as in Example 1, i.e., which has a good performance as a surface acoustic wave convolver,
良好な生産性、信頼性が得られる。 Good productivity, reliability can be obtained.

【0030】(実施例4)本発明の表面弾性波コンボルバの構造の第4の実施例の断面構造を図4に示す。 [0030] The cross-sectional structure of a fourth embodiment of the structure of the surface acoustic wave convolver (Example 4) The present invention is shown in FIG.

【0031】図4において、1、3、3'、4、5、 [0031] In FIG. 4, 1,3,3 ', 4, 5,
6、7、8の各構成要素の名称と機能は実施例1と同様である。 Names and functions of the components of the 6, 7, 8 are the same as in Example 1. 13は、実施例1と異なる単結晶圧電材料で、 13, in a different single crystalline piezoelectric material in Example 1,
ほう酸リチウム、結晶方位は、例えば、45度XーカットZ軸伝搬である。 Lithium borate, crystal orientation, for example, 45 degrees X Katto Z-axis propagation.

【0032】本実施例で用いた結晶方位のほう酸リチウムは、電気機械結合係数が1%と水晶よりも大きく、かつ、温度変化に対する安定性に非常に優れる。 [0032] lithium borate crystal orientation used in this embodiment, an electromechanical coupling coefficient greater than 1% and the crystal, and very excellent in stability against temperature change. したがってこのような構成にすることにより温度変化に対して安定で、水晶よりも挿入損失の少ない表面弾性波コンボルバが得られる。 Thus stable to temperature variation by adopting such a configuration, a small surface acoustic wave convolver insertion loss than quartz is obtained.

【0033】製造方法は、ほう酸リチウムのエッチング液に弗酸系に変えて、弱酸を用いる点を除いて、実施例1と同様である。 The manufacturing method, in place of the hydrofluoric acid in the etching solution of lithium borate, except using a weak acid, the same as in Example 1. 圧電基板にほう酸リチウムを用いても、実施例1と同様の親水化、重ね合わせ熱処理により、良好な接合を得ることができる。 Be used lithium borate in the piezoelectric substrate, the same hydrophilic Example 1, by superposition heat treatment, it is possible to obtain a good bonding. したがって、実施例1と同様の効果、すなわち、表面弾性波コンボルバとしての良好な性能を有するとともに、良好な生産性、信頼性が得られる。 Therefore, the same effect as in Example 1, i.e., which has a good performance as a surface acoustic wave convolver, good productivity, reliability can be obtained.

【0034】(実施例5)本発明の表面弾性波コンボルバの構造の第5の実施例の断面構造を図5に示す。 [0034] (Example 5) the cross-sectional structure of a fifth embodiment of the structure of the surface acoustic wave convolver of the present invention shown in FIG.

【0035】図5において、1、2、3、3'、4、 [0035] In FIG. 5, 1,2,3,3 ', 4,
5、6、7、8の各構成要素の名称と機能は実施例1と同様で、圧電基板2は、ニオブ酸リチウムである。 Names and functions of each component of the 5, 6, 7, and 8 the same as in Example 1, the piezoelectric substrate 2 is lithium niobate. 9
は、半導体基板1と圧電基板2の界面に設けられた無機薄膜層である。 Is an inorganic thin film layer provided at the interface of the semiconductor substrate 1 and the piezoelectric substrate 2.

【0036】実施例1と異なるのは、無機薄膜層9が存在する点である。 [0036] Example 1 The difference is that the inorganic thin film layer 9 is present. 無機薄膜層は、例えば酸化珪素や窒化珪素などの珪素化合物である。 Inorganic thin layer, for example silicon oxide or silicon nitride is a silicon compound such as. 酸化珪素や窒化珪素などの薄膜層は、スパッタリング、化学気相成長法、真空蒸着などにより、容易に形成でき、また実施例1と同様の方法で接合ができる。 Thin layer such as silicon oxide or silicon nitride, sputtering, chemical vapor deposition, by vacuum evaporation, can be easily formed, and may joined in the same manner as in Example 1. さらに具体的には、接合すべき圧電基板表面もしくは半導体基板表面もしくは両者の接合部表面に、スパッタリングなどの上記方法により、酸化珪素、窒化珪素などの薄膜を形成する。 More specifically, the piezoelectric substrate surface or the semiconductor substrate surface or both joint surface of to be joined, by the above method such as sputtering to form a silicon oxide, a thin film such as silicon nitride. 次に接合予定部表面を、実施例1と同様の方法で親水化処理し、重ね合わせ熱処理することにより、薄膜表面と基板表面の接合が得られる。 Then predetermined joining portion surface, hydrophilic treatment in the same manner as in Example 1, by superimposing heat treatment, bonding of the thin film surface and the substrate surface. そのメカニズムは実施例1と同様である。 The mechanism is the same as in Example 1.

【0037】このような構成とした場合、無機薄膜層の厚みと、半導体基板凹部の深さの和が、所定の空隙の間隔になるようにすれば、特性的には、実施例1とほぼ同様のものが得られる。 [0037] When such a configuration, the thickness of the inorganic thin film layer, the sum of the depth of the semiconductor substrate recess, if so the spacing of the predetermined gap, Characteristically, substantially as in Example 1 the same thing can be obtained. 特性的には同様であるが、製造上は、いくつかの利点がある。 Although characteristic is similar to, the production has a number of advantages. 一つは、接合界面にゴミなどの異物があってもそれをある程度膜の中にとりこんでしまうため、接合歩留まりが向上することであり、もう一つは、半導体基板または圧電基板側の材料に加えられる制約がゆるくなる点である。 One, because the result is taken into a certain film it even if there is foreign matter such as dust in the bonding interface, is that the bonding yield is improved, the other is, in a semiconductor substrate or a piezoelectric substrate material restrictions to be imposed is a point to be loose. 例えば、半導体基板にG For example, G in the semiconductor substrate
aAsなどシリコン以外の材料を用いることも容易である。 It is also easy to use materials other than silicon, such as GaAs. また圧電基板側に形成すればやはり圧電基板の材料の制約が少なくなる。 The constraints also piezoelectric substrate material be formed on the piezoelectric substrate side is reduced.

【0038】(実施例6)本発明の表面弾性波コンボルバの構造の第6の実施例の断面構造を図6に示す。 [0038] The sectional structure of a sixth embodiment of the structure of the surface acoustic wave convolver (Example 6) The present invention is shown in FIG.

【0039】図6において、1、2、3、3'、4、 [0039] In FIG. 6, 1,2,3,3 ', 4,
5、6、8の各構成要素の名称と機能は実施例1と同様である。 Names and functions of the components of the 5, 6, 8 is the same as in Example 1. 本実施例では、実施例5と異なり、半導体基板1に肉厚部7を形成せずに、無機薄膜層9'で、空隙6 In this embodiment, unlike the fifth embodiment, without forming the thick portion 7 to the semiconductor substrate 1, an inorganic thin layer 9 ', the gap 6
の間隔を一定に保つようにしている。 It is to keep the distance constant. 本実施例で用いた無機薄膜層は、酸化珪素または窒化珪素などの珪素化合物であり、スパッタリング、化学気相成長法、真空蒸着などにより形成され、その膜厚を30−300nmで制御することは容易である。 Inorganic thin layer used in this embodiment is a silicon compound such as silicon oxide or silicon nitride, sputtering, chemical vapor deposition, is formed by vacuum evaporation, to control the film thickness at 30-300nm the it is easy.

【0040】本実施例においても、実施例5と同様の親水化、重ね合わせ熱処理により、良好な接合を得ることができる。 [0040] In this embodiment, the same hydrophilic Example 5, the overlay heat treatment, it is possible to obtain a good bonding. したがって、実施例5と同様の効果、すなわち、表面弾性波コンボルバとしての良好な性能を有するとともに、良好な生産性、信頼性が得られる。 Therefore, the same effect as in Example 5, i.e., which has a good performance as a surface acoustic wave convolver, good productivity, reliability can be obtained.

【0041】(実施例7)本発明の表面弾性波コンボルバの構造の第7の実施例の断面構造を図7に示す。 [0041] The cross-sectional structure of a seventh embodiment of the structure of the surface acoustic wave convolver (Example 7) The present invention is shown in FIG.

【0042】図7において、1、2、3、3'、4、 [0042] In FIG. 7, 1,2,3,3 ', 4,
5、6、8の各構成要素の名称と機能は実施例1と同様である。 Names and functions of the components of the 5, 6, 8 is the same as in Example 1. 本実施例では、実施例1と異なり、半導体基板1に肉厚部7を形成せずに、圧電基板2の側に肉厚部7'を形成し、その高さで、空隙6の間隔を一定に保つようにしている。 In this embodiment, unlike the first embodiment, without forming the thick portion 7 to the semiconductor substrate 1, to form a thick portion 7 'on the side of the piezoelectric substrate 2, at its height, the distance of the gap 6 It is to keep constant. 圧電基板肉厚部7'、言い換えると凹部を形成するには、やはりエッチングを用いる。 Piezoelectric substrate thickness portion 7 ', to form the other words recess, again using an etching. エッチング液は弗酸系のものでよい。 Etchant may be of hydrofluoric acid.

【0043】本実施例においても、実施例1と同様の親水化、重ね合わせ熱処理により、良好な接合を得ることができる。 [0043] In this embodiment, the same hydrophilic Example 1, by superposition heat treatment, it is possible to obtain a good bonding. したがって、実施例1と同様の効果、すなわち、表面弾性波コンボルバとしての良好な性能を有するとともに、良好な生産性、信頼性が得られる。 Therefore, the same effect as in Example 1, i.e., which has a good performance as a surface acoustic wave convolver, good productivity, reliability can be obtained.

【0044】 [0044]

【発明の効果】本発明は、以上説明したような構成と製造方法から成るので、空隙を精度よく再現性よく形成でき、また熱的、機械的信頼性の高い表面弾性波コンボルバを得ることができる。 According to the present invention, or because consisting configuration and manufacturing method as described, voids can accurately with good reproducibility formation and thermal, to obtain a mechanical reliable surface acoustic wave convolver it can.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1の実施例の構成図 Configuration diagram of a first embodiment of the present invention; FIG

【図2】本発明の第2の実施例の構成図 Figure 2 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention

【図3】本発明の第3の実施例の構成図 Configuration diagram of a third embodiment of the present invention; FIG

【図4】本発明の第4の実施例の構成図 Configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention; FIG

【図5】本発明の第5の実施例の構成図 Figure 5 is a configuration diagram of a fifth embodiment of the present invention

【図6】本発明の第6の実施例の構成図 [6] Sixth Configuration diagram of an embodiment of the present invention

【図7】本発明の第7の実施例の構成図 Figure 7 is a configuration diagram of a seventh embodiment of the present invention

【図8】従来例の構成図 Figure 8 is a configuration diagram of a conventional example

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 半導体基板 2 圧電基板 3 入力電極 3' 入力電極 4 出力電極 5 接地電極 6 空隙 7 半導体基板肉厚部 7' 圧電基板肉厚部 8 接合保持部 9 無機薄膜層 9' 無機薄膜層 11 圧電薄板(単結晶タンタル酸リチウム) 12 圧電薄板(水晶) 13 圧電薄板(単結晶ほう酸リチウム) 1 semiconductor substrate 2 piezoelectric substrate 3 input electrode 3 'input electrode 4 output electrode 5 ground electrode 6 gap 7 the semiconductor substrate thickness portion 7' ​​piezoelectric substrate thick portion 8 joined holder 9 inorganic thin layer 9 'inorganic thin layer 11 piezoelectric thin plate (single crystal lithium tantalate) 12 piezoelectric thin plate (quartz) 13 piezoelectric thin plate (single-crystal lithium borate)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】半導体基板および圧電基板が、接合保持部および対向して微小な空隙を有する空隙部を有するように構成されており、前記接合保持部において、前記各基板表面の親水化処理および重ね合わせ熱処理により接合されており、前記圧電基板上に、少なくとも入力電極を、前記圧電基板と前記半導体基板の前記空隙部の非接合側面に、対向して出力電極を備えたことを特徴とする表面弾性波コンボルバ。 1. A semiconductor substrate and the piezoelectric substrate are configured so as to have a gap portion having a minute gap by joining the holding part and the opposite, in the joint holder, wherein the hydrophilic treatment and the substrate surface are joined by superposition heat treatment on the piezoelectric substrate, at least the input electrode, the non-bonding side of the gap portion between the piezoelectric substrate wherein the semiconductor substrate, characterized by comprising a counter to an output electrode surface acoustic wave convolver.
  2. 【請求項2】半導体基板および圧電基板が、接合保持部および対向して微小な空隙を有する空隙部を有するように構成されており、前記接合保持部において、少なくとも一方の基板接合側部に無機薄膜層を有し、前記各基板表面の親水化処理および重ね合わせ熱処理により、前記無機薄膜層を介して接合されており、 前記圧電基板上に、少なくとも入力電極を、前記圧電基板と前記半導体基板の前記空隙部の非接合側面に、対向して出力電極を備えたことを特徴とする表面弾性波コンボルバ。 2. A semiconductor substrate and the piezoelectric substrate are configured so as to have a gap portion having a minute gap by joining the holding part and the opposite, the inorganic in the joint holder, on at least one substrate bonded side It has a thin film layer, wherein the hydrophilic treatment and overlapping thermal processing of each substrate surface, the is bonded via the inorganic thin film layer, on the piezoelectric substrate, at least the input electrode, the said piezoelectric substrate semiconductor substrate wherein the non-bonding side surface of the void portion, the surface acoustic wave convolver, characterized in that it comprises a counter to an output electrode of.
  3. 【請求項3】圧電基板が単結晶ニオブ酸リチウムまたは単結晶タンタル酸リチウムまたは単結晶ほう酸リチウムまたは水晶であることを特徴とする請求項1または2記載の表面弾性波コンボルバ。 3. A surface acoustic wave convolver according to claim 1 or 2, wherein the piezoelectric substrate is lithium or a single crystal lithium tantalate or single crystal lithium borate or quartz single crystal niobate.
  4. 【請求項4】半導体基板が珪素であることを特徴とする請求項1または2記載の表面弾性波コンボルバ。 4. A surface acoustic wave convolver according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor substrate is characterized in that it is a silicon.
  5. 【請求項5】無機薄膜層が珪素化合物であることを特徴とする請求項2記載の表面弾性波コンボルバ。 5. A surface acoustic wave convolver according to claim 2, wherein the inorganic thin layer is characterized in that it is a silicon compound.
  6. 【請求項6】珪素化合物が酸化珪素または窒化珪素であることを特徴とする請求項5記載の表面弾性波コンボルバ。 6. A surface acoustic wave convolver according to claim 5, wherein the silicon compound is characterized in that it is a silicon oxide or silicon nitride.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7141176B1 (en) * 1999-11-02 2006-11-28 Alien Technology Corporation Methods and apparatuses for assembling elements onto a substrate
US7531218B2 (en) 1999-11-02 2009-05-12 Alien Technology Corporation Methods and apparatuses for fluidic self assembly

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