JPH0786866A - 複合単結晶圧電基板とその製造方法 - Google Patents
複合単結晶圧電基板とその製造方法Info
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- JPH0786866A JPH0786866A JP23180493A JP23180493A JPH0786866A JP H0786866 A JPH0786866 A JP H0786866A JP 23180493 A JP23180493 A JP 23180493A JP 23180493 A JP23180493 A JP 23180493A JP H0786866 A JPH0786866 A JP H0786866A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱的変化，機械的振動に対して安定で、励振
電極構成ならびに電極引き出し構成の自由度が高く、気
密封止の容易な圧電デバイスを提供する。 【構成】 水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチウ
ムまたはほう酸リチウムの群から選ばれた第１の単結晶
圧電基板１が、金属珪化物層３を介して、直接、もしく
は珪素または珪素化合物層を介して、第２の単結晶圧電
基板２に接合するようにしたものである。
電極構成ならびに電極引き出し構成の自由度が高く、気
密封止の容易な圧電デバイスを提供する。 【構成】 水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチウ
ムまたはほう酸リチウムの群から選ばれた第１の単結晶
圧電基板１が、金属珪化物層３を介して、直接、もしく
は珪素または珪素化合物層を介して、第２の単結晶圧電
基板２に接合するようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱や機械的振動に対す
る安定性に優れた接合界面に電極を有する複合単結晶圧
電基板とその製造方法に関する。
る安定性に優れた接合界面に電極を有する複合単結晶圧
電基板とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水晶振動子に代表される圧電効果を利用
した圧電デバイスは、各種発振器の共振器や共振型のフ
ィルタとして、無線通信機器に広く利用されている。こ
れらの素子は機械的に振動するため、その固定をどう行
うかがその性能と密接に関連している。バネやねじで機
械的に固定する方法は簡便であるが、熱的変化や機械的
振動に対して長期間安定なものを得ることが困難であ
る。各種有機系接着剤を用いて固定する方法も知られて
いるが、これらの接着剤は、やはり耐熱性が十分でなく
半田リフローなどを行うと、振動の周波数が変化するこ
とがあり、使用上もそれを用いた製品を生産する上でも
好ましくない。
した圧電デバイスは、各種発振器の共振器や共振型のフ
ィルタとして、無線通信機器に広く利用されている。こ
れらの素子は機械的に振動するため、その固定をどう行
うかがその性能と密接に関連している。バネやねじで機
械的に固定する方法は簡便であるが、熱的変化や機械的
振動に対して長期間安定なものを得ることが困難であ
る。各種有機系接着剤を用いて固定する方法も知られて
いるが、これらの接着剤は、やはり耐熱性が十分でなく
半田リフローなどを行うと、振動の周波数が変化するこ
とがあり、使用上もそれを用いた製品を生産する上でも
好ましくない。
【０００３】これらの問題点を解決する一つの方法とし
て、特開平４−283957号公報に、水晶をシリコンに直接
接合する方法が知られている。これらの構造は、熱的変
化および機械的振動に対して極めて安定であるといった
優れた特徴を有している。ここで記述されている製造方
法は、接合する水晶およびシリコンの表面を清浄化した
後、接合予定表面を親水化処理して重ね合わせ熱処理を
行うという方法である。
て、特開平４−283957号公報に、水晶をシリコンに直接
接合する方法が知られている。これらの構造は、熱的変
化および機械的振動に対して極めて安定であるといった
優れた特徴を有している。ここで記述されている製造方
法は、接合する水晶およびシリコンの表面を清浄化した
後、接合予定表面を親水化処理して重ね合わせ熱処理を
行うという方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記接
着剤を用いて圧電デバイスを固定する方法では、熱的変
化，機械的振動に対して特性が安定でない。また保持用
基板と圧電デバイスを直接接合する場合、電極層を介し
てその表面の親水化および重ね合わせ熱処理により、直
接接合することは困難であった。そのため発振回路など
を水晶振動子と接続する場合に、配線上ビアホールが必
要であるなどの種々の制約が加えられていた。
着剤を用いて圧電デバイスを固定する方法では、熱的変
化，機械的振動に対して特性が安定でない。また保持用
基板と圧電デバイスを直接接合する場合、電極層を介し
てその表面の親水化および重ね合わせ熱処理により、直
接接合することは困難であった。そのため発振回路など
を水晶振動子と接続する場合に、配線上ビアホールが必
要であるなどの種々の制約が加えられていた。
【０００５】本発明は上記従来の各問題点に鑑み、熱的
変化，機械的振動に対して安定で、励振電極構成ならび
に電極引き出し構成の自由度が大きく、また気密封止の
容易な圧電デバイスの提供を目的とする。
変化，機械的振動に対して安定で、励振電極構成ならび
に電極引き出し構成の自由度が大きく、また気密封止の
容易な圧電デバイスの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
し、目的を達成するため、特定の材料からなる第１の単
結晶圧電基板を、金属珪化物層を介して、または珪素ま
たは珪素化合物層と金属珪化物層を介して、第２の基板
に直接接合するようにしたものである。
し、目的を達成するため、特定の材料からなる第１の単
結晶圧電基板を、金属珪化物層を介して、または珪素ま
たは珪素化合物層と金属珪化物層を介して、第２の基板
に直接接合するようにしたものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、熱的変化，機械的振動に対し
て安定で、励振電極構成ならびに電極引き出し構成の自
由度が大きく、ビアホールが不要であり、気密封止が容
易である。
て安定で、励振電極構成ならびに電極引き出し構成の自
由度が大きく、ビアホールが不要であり、気密封止が容
易である。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の各実施例の複合単結晶圧電基
板の構造とその製造方法について、図面を参照しながら
説明する。
板の構造とその製造方法について、図面を参照しながら
説明する。
【０００９】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
における複合単結晶圧電基板の断面構造図を示す。図１
において、１は水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リ
チウム，ほう酸リチウムの群から選ばれた第１の単結晶
圧電基板、２は前記同一群より選ばれた第２の単結晶圧
電基板、３は金属珪化物層で、前記第１の単結晶圧電基
板１と前記第２の単結晶圧電基板２は、金属珪化物層３
を介して直接接合されている。金属珪化物は、コバル
ト，ニッケル，モリブデン，タングステン，チタン，白
金，金，金−ゲルマニウム混晶などの珪化物である。こ
れらの珪化物は電気抵抗値が比較的低く、電極あるいは
配線として使用できるものである。
における複合単結晶圧電基板の断面構造図を示す。図１
において、１は水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リ
チウム，ほう酸リチウムの群から選ばれた第１の単結晶
圧電基板、２は前記同一群より選ばれた第２の単結晶圧
電基板、３は金属珪化物層で、前記第１の単結晶圧電基
板１と前記第２の単結晶圧電基板２は、金属珪化物層３
を介して直接接合されている。金属珪化物は、コバル
ト，ニッケル，モリブデン，タングステン，チタン，白
金，金，金−ゲルマニウム混晶などの珪化物である。こ
れらの珪化物は電気抵抗値が比較的低く、電極あるいは
配線として使用できるものである。
【００１０】このような構成の複合単結晶圧電基板は、
種々の用途に用いられる。具体的には、例えば、図２は
第１の実施例の応用部品としての圧電デバイスの断面構
造図である。図２において、１，２は図１と同様、第１
および第２の単結晶圧電基板、３は金属珪化物層であ
り、４，５はその上下両面に形成された励振用の上，下
電極である。金属珪化物は、抵抗値が低く、電極として
使用できることから、このように金属珪化物層３を挟む
２枚の単結晶圧電基板１，２の間に、上，下両面に対向
する上，下電極４，５を設けた構造において、第１，第
２の単結晶圧電基板１，２を適切な方向に分極させてお
き、上，下電極４，５と金属珪化物層３の間に電圧を加
えることにより、いわゆるバイモルフと呼ばれる圧電ア
クチェータとして動作させることができる。この場合、
金属珪化物層３は励振用電極または接地電極として作用
する。
種々の用途に用いられる。具体的には、例えば、図２は
第１の実施例の応用部品としての圧電デバイスの断面構
造図である。図２において、１，２は図１と同様、第１
および第２の単結晶圧電基板、３は金属珪化物層であ
り、４，５はその上下両面に形成された励振用の上，下
電極である。金属珪化物は、抵抗値が低く、電極として
使用できることから、このように金属珪化物層３を挟む
２枚の単結晶圧電基板１，２の間に、上，下両面に対向
する上，下電極４，５を設けた構造において、第１，第
２の単結晶圧電基板１，２を適切な方向に分極させてお
き、上，下電極４，５と金属珪化物層３の間に電圧を加
えることにより、いわゆるバイモルフと呼ばれる圧電ア
クチェータとして動作させることができる。この場合、
金属珪化物層３は励振用電極または接地電極として作用
する。
【００１１】図３は第１の実施例の応用部品として別の
圧電デバイスの断面構造図を示す。図３において、１，
２は図１と同様、第１および第２の単結晶圧電基板、３
は金属珪化物層、４は第１の単結晶圧電基板１の上に金
属珪化物層３と対向して設けられた上電極、６は第２の
単結晶圧電基板２の一部に設けられた貫通孔である。
７，８は第２の単結晶圧電基板２の上に設けられた配線
であり、９は配線７と金属珪化物層３を電気的に接続す
るための導電性接着剤、10は上電極４と配線８を電気的
に接続するための配線ワイヤーである。
圧電デバイスの断面構造図を示す。図３において、１，
２は図１と同様、第１および第２の単結晶圧電基板、３
は金属珪化物層、４は第１の単結晶圧電基板１の上に金
属珪化物層３と対向して設けられた上電極、６は第２の
単結晶圧電基板２の一部に設けられた貫通孔である。
７，８は第２の単結晶圧電基板２の上に設けられた配線
であり、９は配線７と金属珪化物層３を電気的に接続す
るための導電性接着剤、10は上電極４と配線８を電気的
に接続するための配線ワイヤーである。
【００１２】本構造の圧電デバイスにおいて、第１の単
結晶圧電基板１は圧電振動子として動作し、第２の単結
晶圧電基板２はその保持基板として作用している。金属
珪化物層３の貫通孔６に面した部分と上電極４は、圧電
振動励振電極として作用している。金属珪化物層３の接
合界面部分は、第２の単結晶圧電基板２の上面の配線
７，８に接続するための引出し線の役割を果たしてい
る。
結晶圧電基板１は圧電振動子として動作し、第２の単結
晶圧電基板２はその保持基板として作用している。金属
珪化物層３の貫通孔６に面した部分と上電極４は、圧電
振動励振電極として作用している。金属珪化物層３の接
合界面部分は、第２の単結晶圧電基板２の上面の配線
７，８に接続するための引出し線の役割を果たしてい
る。
【００１３】このような構成において、第１の単結晶圧
電基板１と第２の単結晶圧電基板２に同一材料(例えば
水晶)を用いれば、熱膨張率が同じであることから、温
度変化に対して安定な圧電デバイスが得られる。この場
合、圧電デバイスの励振用の下電極である金属珪化物層
３と、保持の役割をする第２の単結晶圧電基板２の上面
に配置された配線７，８が同一平面上に存在しているた
め、保持用基板にビアホールなどを設けて、基板下部よ
り配線を引き回す必要がないなど、配線上有利である。
電基板１と第２の単結晶圧電基板２に同一材料(例えば
水晶)を用いれば、熱膨張率が同じであることから、温
度変化に対して安定な圧電デバイスが得られる。この場
合、圧電デバイスの励振用の下電極である金属珪化物層
３と、保持の役割をする第２の単結晶圧電基板２の上面
に配置された配線７，８が同一平面上に存在しているた
め、保持用基板にビアホールなどを設けて、基板下部よ
り配線を引き回す必要がないなど、配線上有利である。
【００１４】また振動部分を気密封止する場合、配線部
分がすべて同一平面上にあることから、第２の単結晶圧
電基板２の上部のみを気密封止すればよい。したがっ
て、実装上も有利である。金属珪化物層３の接合は原子
レベルの接合であり、気密封止する上で問題はない。ま
た金属珪化物層３と第１および第２の単結晶圧電基板
１，２とは直接接合されており、熱的変化および機械的
振動に対して極めて安定であり、長期信頼性に優れた圧
電デバイスが得られる。
分がすべて同一平面上にあることから、第２の単結晶圧
電基板２の上部のみを気密封止すればよい。したがっ
て、実装上も有利である。金属珪化物層３の接合は原子
レベルの接合であり、気密封止する上で問題はない。ま
た金属珪化物層３と第１および第２の単結晶圧電基板
１，２とは直接接合されており、熱的変化および機械的
振動に対して極めて安定であり、長期信頼性に優れた圧
電デバイスが得られる。
【００１５】このような構造の複合単結晶圧電基板の製
造方法を説明する。
造方法を説明する。
【００１６】水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチ
ウム，ほう酸リチウムの群から選ばれた単結晶圧電基板
１，２を研磨により平坦化し、さらに表面が鏡面状態に
なるまで研磨する。次に接合予定部表面を、洗剤，各種
溶剤により極めて清浄にする。次に、少なくとも一方の
接合予定表面に金属珪化物層３を真空蒸着，スパッタリ
ング，化学気相成長法などにより形成する。厚みは0.1
μmから10μm程度で自由に設定できる。抵抗値の比較的
高い金属珪化物の場合は、厚めに形成するのが好まし
い。次に、接合予定基板表面を親水化する。具体的に
は、アンモニア−過酸化水素系水溶液に浸し、純水洗浄
すればよい。
ウム，ほう酸リチウムの群から選ばれた単結晶圧電基板
１，２を研磨により平坦化し、さらに表面が鏡面状態に
なるまで研磨する。次に接合予定部表面を、洗剤，各種
溶剤により極めて清浄にする。次に、少なくとも一方の
接合予定表面に金属珪化物層３を真空蒸着，スパッタリ
ング，化学気相成長法などにより形成する。厚みは0.1
μmから10μm程度で自由に設定できる。抵抗値の比較的
高い金属珪化物の場合は、厚めに形成するのが好まし
い。次に、接合予定基板表面を親水化する。具体的に
は、アンモニア−過酸化水素系水溶液に浸し、純水洗浄
すればよい。
【００１７】この後、清浄な雰囲気中で重ね合わせて加
熱することにより、水分子を介して界面での基板同士の
接合が行われ強化される。100℃〜1000℃程度の温度で
数分から数時間熱処理することにより、接合は強化され
る。水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチウム，ほ
う酸リチウムと金属珪化物の組合せであれば、いずれの
組合せにおいても、本実施例の製造方法により良好な直
接接合を得ることができた。熱処理温度は結晶が圧電性
を保つ範囲内で、高温で行うほど接合強度が向上する。
熱することにより、水分子を介して界面での基板同士の
接合が行われ強化される。100℃〜1000℃程度の温度で
数分から数時間熱処理することにより、接合は強化され
る。水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチウム，ほ
う酸リチウムと金属珪化物の組合せであれば、いずれの
組合せにおいても、本実施例の製造方法により良好な直
接接合を得ることができた。熱処理温度は結晶が圧電性
を保つ範囲内で、高温で行うほど接合強度が向上する。
【００１８】このような方法で作成した複合単結晶圧電
基板は、原子レベルでの接合が行われていることから、
熱的変化，機械的振動に対して極めて安定な特性が得ら
れた。具体的には、400℃以上で熱処理した場合、320℃
の半田付け処理に対して、初期特性の変動はほとんど見
られなかった。
基板は、原子レベルでの接合が行われていることから、
熱的変化，機械的振動に対して極めて安定な特性が得ら
れた。具体的には、400℃以上で熱処理した場合、320℃
の半田付け処理に対して、初期特性の変動はほとんど見
られなかった。
【００１９】(実施例２)図４は本発明の第２の実施例に
おける複合単結晶圧電基板の断面構造図を示す。図４に
おいて、１，２は実施例１と同様、水晶，ニオブ酸リチ
ウム，タンタル酸リチウム，ほう酸リチウムの群から選
ばれた第１，第２の単結晶圧電基板、３はコバルト，ニ
ッケル，モリブデン，タングステン，チタン，白金，
金，金−ゲルマニウム混晶などの金属珪化物層である。
11は、第１，第２の単結晶圧電基板１，２と金属珪化物
層３の界面に設けられた珪素もしくは珪素化合物からな
る層であり、極めて薄く、0.1〜５μm程度である。第
１，第２の単結晶圧電基板１，２の厚みは通常、数十μ
mから数百μmである。このような構成の複合単結晶圧電
基板は、やはり実施例１で述べたと同様の種々の圧電デ
バイスに用いることにより、好ましい特性が得られる。
おける複合単結晶圧電基板の断面構造図を示す。図４に
おいて、１，２は実施例１と同様、水晶，ニオブ酸リチ
ウム，タンタル酸リチウム，ほう酸リチウムの群から選
ばれた第１，第２の単結晶圧電基板、３はコバルト，ニ
ッケル，モリブデン，タングステン，チタン，白金，
金，金−ゲルマニウム混晶などの金属珪化物層である。
11は、第１，第２の単結晶圧電基板１，２と金属珪化物
層３の界面に設けられた珪素もしくは珪素化合物からな
る層であり、極めて薄く、0.1〜５μm程度である。第
１，第２の単結晶圧電基板１，２の厚みは通常、数十μ
mから数百μmである。このような構成の複合単結晶圧電
基板は、やはり実施例１で述べたと同様の種々の圧電デ
バイスに用いることにより、好ましい特性が得られる。
【００２０】このような構造の複合単結晶圧電基板の製
造方法を説明する。
造方法を説明する。
【００２１】水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチ
ウム，ほう酸リチウムの群から選ばれた単結晶圧電基板
１，２を研磨により平坦化し、さらに表面が鏡面状態に
なるまで研磨する。次に接合予定部表面を、洗剤，各種
溶剤により極めて清浄にし、接合する基板の少なくとも
一方の基板表面に、珪素もしくは珪素化合物の層11を真
空蒸着，スパッタリング，化学気相成長法などにより形
成する。珪素は多結晶でも非晶質でもよい。珪素化合物
としては、酸化珪素，窒化珪素などである。
ウム，ほう酸リチウムの群から選ばれた単結晶圧電基板
１，２を研磨により平坦化し、さらに表面が鏡面状態に
なるまで研磨する。次に接合予定部表面を、洗剤，各種
溶剤により極めて清浄にし、接合する基板の少なくとも
一方の基板表面に、珪素もしくは珪素化合物の層11を真
空蒸着，スパッタリング，化学気相成長法などにより形
成する。珪素は多結晶でも非晶質でもよい。珪素化合物
としては、酸化珪素，窒化珪素などである。
【００２２】次に他方の基板表面に、コバルト，ニッケ
ル，モリブデン，タングステン，チタン，白金，金，金
−ゲルマニウム混晶などの金属珪化物層３を真空蒸着，
スパッタリング，化学気相成長法などにより形成する。
次に、実施例１と同様にして、接合予定基板表面を親水
化する。具体的には、アンモニア−過酸化水素系水溶液
に浸し、純水洗浄すればよい。
ル，モリブデン，タングステン，チタン，白金，金，金
−ゲルマニウム混晶などの金属珪化物層３を真空蒸着，
スパッタリング，化学気相成長法などにより形成する。
次に、実施例１と同様にして、接合予定基板表面を親水
化する。具体的には、アンモニア−過酸化水素系水溶液
に浸し、純水洗浄すればよい。
【００２３】この後、清浄な雰囲気中で重ね合わせて加
熱することにより、水分子を介して界面での基板同士の
接合が行われ強化される。100℃〜1000℃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強化され
る。水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチウム，ほ
う酸リチウム上に形成した珪素または酸化珪素や窒化珪
素などの珪素化合物と金属珪化物の組合せであればいず
れの組合せにおいても、本実施例の製造方法により良好
な直接接合を得ることができた。
熱することにより、水分子を介して界面での基板同士の
接合が行われ強化される。100℃〜1000℃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強化され
る。水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチウム，ほ
う酸リチウム上に形成した珪素または酸化珪素や窒化珪
素などの珪素化合物と金属珪化物の組合せであればいず
れの組合せにおいても、本実施例の製造方法により良好
な直接接合を得ることができた。
【００２４】熱処理温度は結晶が圧電性を保つ範囲内
で、高温で行うほど接合強度が向上する。実施例１の方
法に比べ、珪素，酸化珪素もしくは窒化珪素などの珪素
化合物層を介在させた方が、接合の界面に多少のゴミが
あっても、熱処理時にその層の中に取り込む作用がある
ため、接合歩留まりが向上する。
で、高温で行うほど接合強度が向上する。実施例１の方
法に比べ、珪素，酸化珪素もしくは窒化珪素などの珪素
化合物層を介在させた方が、接合の界面に多少のゴミが
あっても、熱処理時にその層の中に取り込む作用がある
ため、接合歩留まりが向上する。
【００２５】このような方法で作成した複合単結晶圧電
基板は、実施例１と同様、原子レベルでの接合が行われ
ていることから、熱的変化，機械的振動に対して極めて
安定な特性が得られた。
基板は、実施例１と同様、原子レベルでの接合が行われ
ていることから、熱的変化，機械的振動に対して極めて
安定な特性が得られた。
【００２６】(実施例３)図５は本発明の第３の実施例に
おける複合単結晶圧電基板の断面構造図を示す。図５に
おいて、１は実施例１と同様、水晶，ニオブ酸リチウ
ム，タンタル酸リチウムの群から選ばれた単結晶圧電基
板、12はガラス基板である。このガラス基板12に用いた
ガラスは、ほう珪酸系ガラス，石英ガラスなど珪素を含
むガラスである。このような構成の複合単結晶圧電基板
は、例えば、図６の第３の実施例の応用部品として圧電
デバイスの断面構造図に示すように、これは保持構造に
優れ、熱的変化，機械的振動に安定な圧電デバイスとし
て用いられる。
おける複合単結晶圧電基板の断面構造図を示す。図５に
おいて、１は実施例１と同様、水晶，ニオブ酸リチウ
ム，タンタル酸リチウムの群から選ばれた単結晶圧電基
板、12はガラス基板である。このガラス基板12に用いた
ガラスは、ほう珪酸系ガラス，石英ガラスなど珪素を含
むガラスである。このような構成の複合単結晶圧電基板
は、例えば、図６の第３の実施例の応用部品として圧電
デバイスの断面構造図に示すように、これは保持構造に
優れ、熱的変化，機械的振動に安定な圧電デバイスとし
て用いられる。
【００２７】図６において、１は単結晶圧電基板、３は
金属珪化物層、12はガラス基板であり、13はガラス基板
12の一部に設けられた貫通孔である。４は単結晶圧電基
板１の上面に設けた上電極である。金属珪化物層３の貫
通孔13に面した部分と上電極４は、圧電振動励振電極と
して用いられる。金属珪化物層３の接合界面部分は、単
結晶圧電基板１の上面の配線に接続するための引出し線
の役割を果たしている。
金属珪化物層、12はガラス基板であり、13はガラス基板
12の一部に設けられた貫通孔である。４は単結晶圧電基
板１の上面に設けた上電極である。金属珪化物層３の貫
通孔13に面した部分と上電極４は、圧電振動励振電極と
して用いられる。金属珪化物層３の接合界面部分は、単
結晶圧電基板１の上面の配線に接続するための引出し線
の役割を果たしている。
【００２８】このような構成において、単結晶圧電基板
１とガラス基板12の熱膨張率を同じになるように設定す
れば、温度変化に対して安定な圧電デバイスが得られ
る。この場合、圧電デバイスの励振下電極である金属珪
化物層３と、保持の役割をするガラス基板12の上面に配
置された配線部分が同一面上に存在しているため、保持
用基板にビアホールなどを設けて、基板下部より配線を
引き回す必要がないなど、配線上有利である。また実施
例１と同様、気密封止も容易である。また、ガラス基板
12と金属珪化物層３と単結晶圧電基板１とは直接接合さ
れており、熱的変化および機械的振動に対して極めて安
定であり、長期信頼性に優れた圧電デバイスが得られ
る。
１とガラス基板12の熱膨張率を同じになるように設定す
れば、温度変化に対して安定な圧電デバイスが得られ
る。この場合、圧電デバイスの励振下電極である金属珪
化物層３と、保持の役割をするガラス基板12の上面に配
置された配線部分が同一面上に存在しているため、保持
用基板にビアホールなどを設けて、基板下部より配線を
引き回す必要がないなど、配線上有利である。また実施
例１と同様、気密封止も容易である。また、ガラス基板
12と金属珪化物層３と単結晶圧電基板１とは直接接合さ
れており、熱的変化および機械的振動に対して極めて安
定であり、長期信頼性に優れた圧電デバイスが得られ
る。
【００２９】このような構造の複合単結晶圧電基板の製
造方法を説明する。
造方法を説明する。
【００３０】水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチ
ウムの群から選ばれた単結晶圧電基板１とガラス基板12
を研磨により平坦化し、さらに表面が鏡面状態になるま
で研磨する。次に接合予定部表面を、洗剤，各種溶剤に
より極めて清浄にし、次に少なくとも一方の接合予定表
面に、コバルト，ニッケル，モリブデン，タングステ
ン，チタン，白金，金，金−ゲルマニウム混晶などの金
属珪化物層３を真空蒸着，スパッタリング，化学気相成
長法などにより形成する。次に、接合予定基板表面を親
水化する。具体的には、実施例１と同様、アンモニア−
過酸化水素系水溶液に浸し、純水洗浄すればよい。
ウムの群から選ばれた単結晶圧電基板１とガラス基板12
を研磨により平坦化し、さらに表面が鏡面状態になるま
で研磨する。次に接合予定部表面を、洗剤，各種溶剤に
より極めて清浄にし、次に少なくとも一方の接合予定表
面に、コバルト，ニッケル，モリブデン，タングステ
ン，チタン，白金，金，金−ゲルマニウム混晶などの金
属珪化物層３を真空蒸着，スパッタリング，化学気相成
長法などにより形成する。次に、接合予定基板表面を親
水化する。具体的には、実施例１と同様、アンモニア−
過酸化水素系水溶液に浸し、純水洗浄すればよい。
【００３１】この後、清浄な雰囲気中で重ね合わせて加
熱することにより、水分子を介して界面での基板同士の
接合が行われ強化される。100℃からガラス基板12の軟
化点温度以下の温度で数分から数時間熱処理することに
より、接合は強化される。水晶，ニオブ酸リチウム，タ
ンタル酸リチウム，ほう酸リチウムおよびガラスと金属
珪化物の組合せであればいずれの組合せにおいても、本
実施例の製造方法により良好な直接接合を得ることがで
きた。熱処理温度は結晶が圧電性を保つ範囲内で、高温
で行うほど接合強度が向上する。
熱することにより、水分子を介して界面での基板同士の
接合が行われ強化される。100℃からガラス基板12の軟
化点温度以下の温度で数分から数時間熱処理することに
より、接合は強化される。水晶，ニオブ酸リチウム，タ
ンタル酸リチウム，ほう酸リチウムおよびガラスと金属
珪化物の組合せであればいずれの組合せにおいても、本
実施例の製造方法により良好な直接接合を得ることがで
きた。熱処理温度は結晶が圧電性を保つ範囲内で、高温
で行うほど接合強度が向上する。
【００３２】このような方法で作成した複合単結晶圧電
基板は、原子レベルでの接合が行われていることから、
熱的変化，機械的振動に対して極めて安定な特性が得ら
れた。
基板は、原子レベルでの接合が行われていることから、
熱的変化，機械的振動に対して極めて安定な特性が得ら
れた。
【００３３】(実施例４)図７は本発明の第４の実施例に
おける複合単結晶圧電基板の断面構造図を示す。図７に
おいて、１は実施例１と同様、水晶，ニオブ酸リチウ
ム，タンタル酸リチウム，ほう酸リチウムの群から選ば
れた単結晶圧電基板、３は、コバルト，ニッケル，モリ
ブデン，タングステン，チタン，白金，金，金−ゲルマ
ニウム混晶などの金属珪化物層、11は実施例２と同様、
その界面に設けられた珪素もしくは珪素化合物からなる
層であり、極めて薄く0.1〜５μm程度である。12はガラ
ス基板である。単結晶圧電基板１ならびにガラス基板12
の厚みは通常数十μmから数百μmである。このような構
成の複合単結晶圧電基板は、やはり実施例３で述べたと
同様の種々の圧電振動子などに用いることにより、好ま
しい特性が得られる。
おける複合単結晶圧電基板の断面構造図を示す。図７に
おいて、１は実施例１と同様、水晶，ニオブ酸リチウ
ム，タンタル酸リチウム，ほう酸リチウムの群から選ば
れた単結晶圧電基板、３は、コバルト，ニッケル，モリ
ブデン，タングステン，チタン，白金，金，金−ゲルマ
ニウム混晶などの金属珪化物層、11は実施例２と同様、
その界面に設けられた珪素もしくは珪素化合物からなる
層であり、極めて薄く0.1〜５μm程度である。12はガラ
ス基板である。単結晶圧電基板１ならびにガラス基板12
の厚みは通常数十μmから数百μmである。このような構
成の複合単結晶圧電基板は、やはり実施例３で述べたと
同様の種々の圧電振動子などに用いることにより、好ま
しい特性が得られる。
【００３４】このような構造の複合単結晶圧電基板の製
造方法を説明する。
造方法を説明する。
【００３５】水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチ
ウムの群から選ばれた単結晶圧電基板１ならびにガラス
基板12の表面を研磨により平坦化し、さらに表面が鏡面
状態になるまで研磨する。次に接合予定部表面を、洗
剤，各種溶剤により極めて清浄にし、接合する基板の少
なくとも一方の基板表面に、珪素もしくは珪素化合物の
層11を、真空蒸着，スパッタリング，化学気相成長法な
どにより形成する。珪素化合物としては、酸化珪素，窒
化珪素などである。次に他方の基板表面に、コバルト，
ニッケル，モリブデン，タングステン，チタン，白金，
金，金−ゲルマニウム混晶などの金属珪化物層３を真空
蒸着，スパッタリング，化学気相成長法などにより形成
する。次に、実施例１と同様にして、接合予定基板表面
を親水化する。具体的には、アンモニア−過酸化水素系
水溶液に浸し、純水洗浄すればよい。
ウムの群から選ばれた単結晶圧電基板１ならびにガラス
基板12の表面を研磨により平坦化し、さらに表面が鏡面
状態になるまで研磨する。次に接合予定部表面を、洗
剤，各種溶剤により極めて清浄にし、接合する基板の少
なくとも一方の基板表面に、珪素もしくは珪素化合物の
層11を、真空蒸着，スパッタリング，化学気相成長法な
どにより形成する。珪素化合物としては、酸化珪素，窒
化珪素などである。次に他方の基板表面に、コバルト，
ニッケル，モリブデン，タングステン，チタン，白金，
金，金−ゲルマニウム混晶などの金属珪化物層３を真空
蒸着，スパッタリング，化学気相成長法などにより形成
する。次に、実施例１と同様にして、接合予定基板表面
を親水化する。具体的には、アンモニア−過酸化水素系
水溶液に浸し、純水洗浄すればよい。
【００３６】この後、清浄な雰囲気中で重ね合わせて加
熱することにより、水分子を介して界面での基板同士の
接合が行われ強化される。100℃から用いるガラス基板
の軟化点温度以下の温度で数分から数時間熱処理するこ
とにより、接合は強化される。水晶，ニオブ酸リチウ
ム，タンタル酸リチウム，ほう酸リチウム、またはガラ
ス基板12上に形成した珪素，酸化珪素または窒化珪素な
どの珪素化合物と、金属珪化物の組合せであればいずれ
の組合せにおいても、本実施例の製造方法により良好な
直接接合を得ることができた。実施例３の方法に比べ、
珪素，酸化珪素，窒化珪素などの珪素化合物層を介在さ
せた方が、接合の界面に多少のゴミがあっても、熱処理
時にその層の中に取り込む作用があるため接合歩留まり
が向上する。
熱することにより、水分子を介して界面での基板同士の
接合が行われ強化される。100℃から用いるガラス基板
の軟化点温度以下の温度で数分から数時間熱処理するこ
とにより、接合は強化される。水晶，ニオブ酸リチウ
ム，タンタル酸リチウム，ほう酸リチウム、またはガラ
ス基板12上に形成した珪素，酸化珪素または窒化珪素な
どの珪素化合物と、金属珪化物の組合せであればいずれ
の組合せにおいても、本実施例の製造方法により良好な
直接接合を得ることができた。実施例３の方法に比べ、
珪素，酸化珪素，窒化珪素などの珪素化合物層を介在さ
せた方が、接合の界面に多少のゴミがあっても、熱処理
時にその層の中に取り込む作用があるため接合歩留まり
が向上する。
【００３７】このような方法で作成した複合単結晶圧電
基板は、実施例１と同様、原子レベルでの接合が行われ
ていることから、熱的変化，機械的振動に対して極めて
安定な特性が得られた。
基板は、実施例１と同様、原子レベルでの接合が行われ
ていることから、熱的変化，機械的振動に対して極めて
安定な特性が得られた。
【００３８】(実施例５)図８は本発明の第５の実施例に
おける複合単結晶圧電基板の断面構造図を示す。図８に
おいて、１は実施例１と同様、水晶，ニオブ酸リチウ
ム，タンタル酸リチウムの群から選ばれた単結晶圧電基
板、３はコバルト，ニッケル，モリブデン，タングステ
ン，チタン，白金，金，金−ゲルマニウム混晶などの金
属珪化物層、14は半導体基板である。このような構成の
複合単結晶圧電基板は、例えば、図９の応用部品の断面
構造図に示すような、保持構造に優れ、熱的変化，機械
的振動に安定で半導体回路と集積化できる圧電デバイス
などに用いられる。
おける複合単結晶圧電基板の断面構造図を示す。図８に
おいて、１は実施例１と同様、水晶，ニオブ酸リチウ
ム，タンタル酸リチウムの群から選ばれた単結晶圧電基
板、３はコバルト，ニッケル，モリブデン，タングステ
ン，チタン，白金，金，金−ゲルマニウム混晶などの金
属珪化物層、14は半導体基板である。このような構成の
複合単結晶圧電基板は、例えば、図９の応用部品の断面
構造図に示すような、保持構造に優れ、熱的変化，機械
的振動に安定で半導体回路と集積化できる圧電デバイス
などに用いられる。
【００３９】図９において、１は単結晶圧電基板、３は
金属珪化物層、14は半導体基板であり、15は半導体基板
14の一部に設けられた貫通孔である。４は単結晶圧電基
板１の上面に設けた上電極である。16は半導体基板14上
に設けられたトランジスタなどの電子素子あるいはトラ
ンジスタなどで構成される集積回路であり、17は半導体
基板14上の電子素子や集積回路と圧電デバイスの下電極
である金属珪化物層３を電気的に接続する配線で、金属
珪化物層３との接続は、例えば導電性接着剤18で接続さ
れ、上電極４は、例えば配線ワイヤー19などでやはり半
導体基板14上の配線20に接続されている。
金属珪化物層、14は半導体基板であり、15は半導体基板
14の一部に設けられた貫通孔である。４は単結晶圧電基
板１の上面に設けた上電極である。16は半導体基板14上
に設けられたトランジスタなどの電子素子あるいはトラ
ンジスタなどで構成される集積回路であり、17は半導体
基板14上の電子素子や集積回路と圧電デバイスの下電極
である金属珪化物層３を電気的に接続する配線で、金属
珪化物層３との接続は、例えば導電性接着剤18で接続さ
れ、上電極４は、例えば配線ワイヤー19などでやはり半
導体基板14上の配線20に接続されている。
【００４０】金属珪化物層３の貫通孔15に面した部分と
上電極４は、圧電振動励振電極として用いられる。金属
珪化物層３の接合界面部分は、半導体基板14の上面の配
線に接続するための引出し線の役割を果たしている。圧
電デバイスの励振下電極である金属珪化物層３と、保持
の役割をする半導体基板14の上面に配置された配線17が
同一面上に存在しているため、保持用の役割をしている
半導体基板14にビアホールなどを設けて、基板下部より
配線を引き回す必要がないなど、配線上有利である。ま
た半導体基板14の上部に、圧電デバイスを含めて、すべ
ての配線および部品が存在するため、気密封止を半導体
基板上面だけで行うことがことができる。また、半導体
基板14と金属珪化物層３と単結晶圧電基板１とは、直接
接合されており、熱的変化および機械的振動に対して極
めて安定であり、長期信頼性に優れた圧電デバイスが得
られる。
上電極４は、圧電振動励振電極として用いられる。金属
珪化物層３の接合界面部分は、半導体基板14の上面の配
線に接続するための引出し線の役割を果たしている。圧
電デバイスの励振下電極である金属珪化物層３と、保持
の役割をする半導体基板14の上面に配置された配線17が
同一面上に存在しているため、保持用の役割をしている
半導体基板14にビアホールなどを設けて、基板下部より
配線を引き回す必要がないなど、配線上有利である。ま
た半導体基板14の上部に、圧電デバイスを含めて、すべ
ての配線および部品が存在するため、気密封止を半導体
基板上面だけで行うことがことができる。また、半導体
基板14と金属珪化物層３と単結晶圧電基板１とは、直接
接合されており、熱的変化および機械的振動に対して極
めて安定であり、長期信頼性に優れた圧電デバイスが得
られる。
【００４１】このような構造の複合単結晶圧電基板の製
造方法を説明する。
造方法を説明する。
【００４２】水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチ
ウム，ほう酸リチウムの群から選ばれた単結晶圧電基板
１と半導体基板14を研磨により平坦化し、さらに表面が
鏡面状態になるまで研磨する。半導体基板14としては、
例えばシリコンを用いる。次に接合予定部表面を、洗
剤，各種溶剤により極めて清浄にし、次に少なくとも一
方の接合予定表面に、コバルト，ニッケル，モリブデ
ン，タングステン，チタン，白金，金，金−ゲルマニウ
ム混晶などの金属珪化物層３を、真空蒸着，スパッタリ
ング，化学気相成長法などにより形成する。次に、接合
予定基板表面を親水化する。具体的には、実施例１と同
様、アンモニア−過酸化水素系水溶液に浸し、純水洗浄
すればよい。
ウム，ほう酸リチウムの群から選ばれた単結晶圧電基板
１と半導体基板14を研磨により平坦化し、さらに表面が
鏡面状態になるまで研磨する。半導体基板14としては、
例えばシリコンを用いる。次に接合予定部表面を、洗
剤，各種溶剤により極めて清浄にし、次に少なくとも一
方の接合予定表面に、コバルト，ニッケル，モリブデ
ン，タングステン，チタン，白金，金，金−ゲルマニウ
ム混晶などの金属珪化物層３を、真空蒸着，スパッタリ
ング，化学気相成長法などにより形成する。次に、接合
予定基板表面を親水化する。具体的には、実施例１と同
様、アンモニア−過酸化水素系水溶液に浸し、純水洗浄
すればよい。
【００４３】この後、清浄な雰囲気中で重ね合わせて加
熱することにより、水分子を介して界面での基板同士の
接合が行われ強化される。100℃〜1000℃程度の温度で
数分から数時間熱処理することにより、接合は強化され
る。水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチウム，ほ
う酸リチウムおよびシリコンと金属珪化物の組合せであ
ればいずれの組合せにおいても、本実施例の製造方法に
より良好な直接接合を得ることができた。熱処理温度は
結晶が圧電性を保つ範囲内で、高温で行うほど接合強度
が向上する。
熱することにより、水分子を介して界面での基板同士の
接合が行われ強化される。100℃〜1000℃程度の温度で
数分から数時間熱処理することにより、接合は強化され
る。水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチウム，ほ
う酸リチウムおよびシリコンと金属珪化物の組合せであ
ればいずれの組合せにおいても、本実施例の製造方法に
より良好な直接接合を得ることができた。熱処理温度は
結晶が圧電性を保つ範囲内で、高温で行うほど接合強度
が向上する。
【００４４】このような方法で作成した複合単結晶圧電
基板は、原子レベルでの接合が行われていることから、
熱的変化，機械的振動に対して極めて安定な特性が得ら
れた。
基板は、原子レベルでの接合が行われていることから、
熱的変化，機械的振動に対して極めて安定な特性が得ら
れた。
【００４５】(実施例６)図10は本発明の第６の実施例に
おける複合単結晶圧電基板の断面構造図を示す。図10に
おいて、１は実施例１と同様、水晶，ニオブ酸リチウ
ム，タンタル酸リチウム，ほう酸リチウムの群から選ば
れた単結晶圧電基板、３は、コバルト，ニッケル，モリ
ブデン，タングステン，チタン，白金，金，金−ゲルマ
ニウム混晶などの金属珪化物層、11は、実施例２と同
様、その界面に設けられた珪素もしくは珪素化合物から
なる層であり、極めて薄く0.1〜５μm程度である。14は
半導体基板である。単結晶圧電基板１ならびに半導体基
板14の厚みは通常、数十μmから数百μmである。このよ
うな構成の複合単結晶圧電基板は、やはり実施例５で述
べたと同様の種々の圧電デバイスなどに用いることによ
り、好ましい特性が得られる。
おける複合単結晶圧電基板の断面構造図を示す。図10に
おいて、１は実施例１と同様、水晶，ニオブ酸リチウ
ム，タンタル酸リチウム，ほう酸リチウムの群から選ば
れた単結晶圧電基板、３は、コバルト，ニッケル，モリ
ブデン，タングステン，チタン，白金，金，金−ゲルマ
ニウム混晶などの金属珪化物層、11は、実施例２と同
様、その界面に設けられた珪素もしくは珪素化合物から
なる層であり、極めて薄く0.1〜５μm程度である。14は
半導体基板である。単結晶圧電基板１ならびに半導体基
板14の厚みは通常、数十μmから数百μmである。このよ
うな構成の複合単結晶圧電基板は、やはり実施例５で述
べたと同様の種々の圧電デバイスなどに用いることによ
り、好ましい特性が得られる。
【００４６】このような構造の複合単結晶圧電基板の製
造方法を説明する。
造方法を説明する。
【００４７】水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リチ
ウムの群から選ばれた単結晶圧電基板１ならびに半導体
基板14の表面を研磨により平坦化し、さらに表面が鏡面
状態になるまで研磨する。次に接合予定部表面を、洗
剤，各種溶剤により極めて清浄にし、接合する基板の少
なくとも一方の基板表面に、珪素もしくは珪素化合物の
層11を、真空蒸着，スパッタリング，化学気相成長法な
どにより形成する。珪素化合物としては、酸化珪素，窒
化珪素などである。次に、他方の基板表面に、コバル
ト，ニッケル，モリブデン，タングステン，チタン，白
金，金，金−ゲルマニウム混晶などの金属珪化物層３を
真空蒸着，スパッタリング，化学気相成長法などにより
形成する。次に、実施例１と同様にして、接合予定基板
表面を親水化する。具体的には、アンモニア−過酸化水
素系水溶液に浸し、純水洗浄すればよい。
ウムの群から選ばれた単結晶圧電基板１ならびに半導体
基板14の表面を研磨により平坦化し、さらに表面が鏡面
状態になるまで研磨する。次に接合予定部表面を、洗
剤，各種溶剤により極めて清浄にし、接合する基板の少
なくとも一方の基板表面に、珪素もしくは珪素化合物の
層11を、真空蒸着，スパッタリング，化学気相成長法な
どにより形成する。珪素化合物としては、酸化珪素，窒
化珪素などである。次に、他方の基板表面に、コバル
ト，ニッケル，モリブデン，タングステン，チタン，白
金，金，金−ゲルマニウム混晶などの金属珪化物層３を
真空蒸着，スパッタリング，化学気相成長法などにより
形成する。次に、実施例１と同様にして、接合予定基板
表面を親水化する。具体的には、アンモニア−過酸化水
素系水溶液に浸し、純水洗浄すればよい。
【００４８】この後、清浄な雰囲気中で重ね合わせて加
熱することにより、水分子を介して界面での基板同士の
接合が行われ強化される。100℃以上で、単結晶圧電基
板１および半導体基板14の特性が損傷を受けない温度以
下の温度で数分から数時間熱処理することにより、接合
は強化される。水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リ
チウム，ほう酸リチウム、または半導体基板14上に形成
した珪素，酸化珪素，窒化珪素などの珪素化合物と金属
珪化物の組合せであれば、いずれの組合せにおいても、
本実施例の製造方法により良好な直接接合を得ることが
できた。半導体としてはシリコン、およびIII−Ｖ族化
合物半導体であるＧaＡsもしくはＩnＰなどである。本
実施例の方法は、実施例５の方法に比べ、珪素，酸化珪
素，窒化珪素などの珪素化合物層を介在させた方が、接
合の界面に多少のゴミがあっても、熱処理時にその層の
中に取り込む作用があるため、接合歩留まりが向上す
る。また、基板に用いる半導体に対する制約が少なくな
る。
熱することにより、水分子を介して界面での基板同士の
接合が行われ強化される。100℃以上で、単結晶圧電基
板１および半導体基板14の特性が損傷を受けない温度以
下の温度で数分から数時間熱処理することにより、接合
は強化される。水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リ
チウム，ほう酸リチウム、または半導体基板14上に形成
した珪素，酸化珪素，窒化珪素などの珪素化合物と金属
珪化物の組合せであれば、いずれの組合せにおいても、
本実施例の製造方法により良好な直接接合を得ることが
できた。半導体としてはシリコン、およびIII−Ｖ族化
合物半導体であるＧaＡsもしくはＩnＰなどである。本
実施例の方法は、実施例５の方法に比べ、珪素，酸化珪
素，窒化珪素などの珪素化合物層を介在させた方が、接
合の界面に多少のゴミがあっても、熱処理時にその層の
中に取り込む作用があるため、接合歩留まりが向上す
る。また、基板に用いる半導体に対する制約が少なくな
る。
【００４９】このような方法で作成した複合単結晶圧電
基板は、実施例１と同様、原子レベルでの接合が行われ
ていることから、熱的変化，機械的振動に対して極めて
安定な特性が得られた。
基板は、実施例１と同様、原子レベルでの接合が行われ
ていることから、熱的変化，機械的振動に対して極めて
安定な特性が得られた。
【００５０】本実施例で用いた金属珪化物は、珪素が材
料の中に含まれており、珪素の結合は容易に切断されや
すい。そのため本実施例で述べた水晶，ニオブ酸リチウ
ム，タンタル酸リチウム，ほう酸リチウムといった酸化
物単結晶圧電体を構成する酸素となじみがよく、容易に
直接接合が行われる。また接合界面に用いた珪素，酸化
珪素や窒化珪素などの珪素化合物、基板として用いたガ
ラス，シリコン，水晶はいずれもやはり珪素を含んでお
り、金属珪化物との結合が容易に進む。そのため直接接
合が容易に進むものである。通常の金属、例えば、銀，
金，白金，銅などの薄膜を蒸着などで界面に形成し、同
じように接合しようとしても直接接合はできるものでは
ない。したがって、金属珪化物を用い、特定の基板材料
または薄膜との間でのみ本実施例の構造が初めて得られ
るものであって、任意の金属や任意の基板との間で構成
できるものではない。また、基板界面が非常に滑らかで
ないと十分な接合強度が得られるものではなく、したが
って基板としては、単結晶あるいはガラスのように、表
面が非常に平坦で滑らかなものでなければならない。
料の中に含まれており、珪素の結合は容易に切断されや
すい。そのため本実施例で述べた水晶，ニオブ酸リチウ
ム，タンタル酸リチウム，ほう酸リチウムといった酸化
物単結晶圧電体を構成する酸素となじみがよく、容易に
直接接合が行われる。また接合界面に用いた珪素，酸化
珪素や窒化珪素などの珪素化合物、基板として用いたガ
ラス，シリコン，水晶はいずれもやはり珪素を含んでお
り、金属珪化物との結合が容易に進む。そのため直接接
合が容易に進むものである。通常の金属、例えば、銀，
金，白金，銅などの薄膜を蒸着などで界面に形成し、同
じように接合しようとしても直接接合はできるものでは
ない。したがって、金属珪化物を用い、特定の基板材料
または薄膜との間でのみ本実施例の構造が初めて得られ
るものであって、任意の金属や任意の基板との間で構成
できるものではない。また、基板界面が非常に滑らかで
ないと十分な接合強度が得られるものではなく、したが
って基板としては、単結晶あるいはガラスのように、表
面が非常に平坦で滑らかなものでなければならない。
【００５１】本実施例では、複合単結晶圧電基板の特定
の応用例のみを示したが、これらに限定されるものでは
ない。
の応用例のみを示したが、これらに限定されるものでは
ない。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、第１の単結晶圧電
基板に金属珪化物層を介して、または珪素，珪素化合物
層と金属珪化物層を介して、第２の基板に直接接合する
ようにしたので、熱的変化，機械的振動に対して安定
で、励振電極構成ならびに電極引き出し構成の自由度が
高く、また気密封止の容易な圧電デバイスを提供するも
のである。
基板に金属珪化物層を介して、または珪素，珪素化合物
層と金属珪化物層を介して、第２の基板に直接接合する
ようにしたので、熱的変化，機械的振動に対して安定
で、励振電極構成ならびに電極引き出し構成の自由度が
高く、また気密封止の容易な圧電デバイスを提供するも
のである。
【図１】本発明の第１の実施例における複合単結晶圧電
基板の断面構造図である。
基板の断面構造図である。
【図２】図１の複合単結晶圧電基板の応用部品の断面構
造図である。
造図である。
【図３】図１の複合単結晶圧電基板の別の応用部品の断
面構造図である。
面構造図である。
【図４】本発明の第２の実施例における複合単結晶圧電
基板の断面構造図である。
基板の断面構造図である。
【図５】本発明の第３の実施例における複合単結晶圧電
基板の断面構造図である。
基板の断面構造図である。
【図６】本発明の第３の実施例における複合単結晶圧電
基板の応用部品の構造図である。
基板の応用部品の構造図である。
【図７】本発明の第４の実施例における複合単結晶圧電
基板の断面構造図である。
基板の断面構造図である。
【図８】本発明の第５の実施例における複合単結晶圧電
基板の断面構造図である。
基板の断面構造図である。
【図９】図８の複合単結晶圧電基板の応用部品の断面構
造図である。
造図である。
【図１０】本発明の第６の実施例における複合単結晶圧
電基板の断面構造図である。
電基板の断面構造図である。
１…第１の単結晶圧電基板、 ２…第２の単結晶圧電基
板、 ３…金属珪化物層、 ４…上電極、 ５…下電
極、 ６，13，15…貫通孔、 ７，８，17，20…配線、
９，18…導電性接着剤、 10，19…配線ワイヤー、
11…珪素もしくは珪素化合物層、 12…ガラス基板、
14…半導体基板、 16…電子素子または集積回路。
板、 ３…金属珪化物層、 ４…上電極、 ５…下電
極、 ６，13，15…貫通孔、 ７，８，17，20…配線、
９，18…導電性接着剤、 10，19…配線ワイヤー、
11…珪素もしくは珪素化合物層、 12…ガラス基板、
14…半導体基板、 16…電子素子または集積回路。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｈ 9/17 Ｇ 7719−5Ｊ
Claims (12)
- 【請求項１】 水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リ
チウムまたはほう酸リチウムの群から選ばれた第１の単
結晶圧電基板が、金属珪化物層を介して、前記第１の単
結晶圧電基板と同一群の中から選ばれた第２の単結晶圧
電基板に直接接合されていることを特徴とする複合単結
晶圧電基板。 - 【請求項２】 水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リ
チウムまたはほう酸リチウムの群から選ばれた第１の単
結晶圧電基板が、珪素，酸化珪素または窒化珪素および
金属珪化物層を介して、前記第１の単結晶圧電基板と同
一群の中から選ばれた第２の単結晶圧電基板に直接接合
されていることを特徴とする複合単結晶圧電基板。 - 【請求項３】 水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リ
チウムまたはほう酸リチウムの群から選ばれた第１の単
結晶圧電基板が、金属珪化物層を介して、ガラスからな
る第２の基板に直接接合されていることを特徴とする複
合単結晶圧電基板。 - 【請求項４】 水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リ
チウムまたはほう酸リチウムの群から選ばれた第１の単
結晶圧電基板が、珪素，酸化珪素または窒化珪素および
金属珪化物層を介して、ガラスからなる第２の基板に直
接接合されていることを特徴とする複合単結晶圧電基
板。 - 【請求項５】 水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リ
チウムまたはほう酸リチウムの群から選ばれた第１の単
結晶圧電基板が、金属珪化物層を介して、半導体からな
る第２の基板に直接接合されていることを特徴とする複
合単結晶圧電基板。 - 【請求項６】 水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸リ
チウムまたはほう酸リチウムの群から選ばれた第１の単
結晶圧電基板が、珪素，酸化珪素または窒化珪素および
金属珪化物層を介して、半導体からなる第２の基板に直
接接合されていることを特徴とする複合単結晶圧電基
板。 - 【請求項７】 半導体基板は、がシリコンであることを
特徴とする請求項５または６記載の複合単結晶圧電基
板。 - 【請求項８】 金属珪化物層は、コバルト，ニッケル，
モリブデン，タングステン，チタン，白金，金，金−ゲ
ルマニウム混晶の群の中から選ばれた金属の珪化物であ
ることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の
複合単結晶圧電基板。 - 【請求項９】 金属珪化物層は、第１の単結晶圧電基板
を励振するため少なくとも一方の励振電極または接地電
極となっていることを特徴とする請求項１から６のいず
れかに記載の複合単結晶圧電基板。 - 【請求項１０】 金属珪化物層は、第１の単結晶圧電基
板を励振するための励振電極または接地電極に接続され
た引出し配線となっていることを特徴とする請求項１か
ら６のいずれかに記載の複合単結晶圧電基板。 - 【請求項１１】 水晶，ニオブ酸リチウム，タンタル酸
リチウムまたはほう酸リチウムの群から選ばれた第１の
単結晶圧電基板に、金属珪化物層を真空蒸着，スパッタ
リングまたは化学気相成長法により形成し、第２の基板
に重ね合わせて加熱することにより、前記第１の単結晶
圧電基板を金属珪化物層を介して、前記第２の基板に直
接接合することを特徴とする複合単結晶圧電基板の製造
方法。 - 【請求項１２】 重ね合わせる第１および第２の基板表
面を、清浄化後、親水化処理したことを特徴とする請求
項11記載の複合単結晶圧電基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23180493A JPH0786866A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 複合単結晶圧電基板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23180493A JPH0786866A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 複合単結晶圧電基板とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786866A true JPH0786866A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16929287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23180493A Pending JPH0786866A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 複合単結晶圧電基板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0786866A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5994821A (en) * | 1996-11-29 | 1999-11-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Displacement control actuator |
| WO2008089002A1 (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-24 | Rf Micro Devices, Inc. | Piezoelectric substrate for a saw device |
| US7849582B1 (en) | 2005-05-24 | 2010-12-14 | Rf Micro Devices, Inc. | SAW architecture with series connected interdigitated transducers |
| US11258427B2 (en) | 2016-11-25 | 2022-02-22 | Tohoku University | Acoustic wave devices |
| WO2022176689A1 (ja) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | 信越化学工業株式会社 | 複合ウェーハおよびその製造方法 |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP23180493A patent/JPH0786866A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5994821A (en) * | 1996-11-29 | 1999-11-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Displacement control actuator |
| US7849582B1 (en) | 2005-05-24 | 2010-12-14 | Rf Micro Devices, Inc. | SAW architecture with series connected interdigitated transducers |
| US8069542B1 (en) | 2005-05-24 | 2011-12-06 | Rf Micro Devices, Inc. | Interleaved interdigitated transducers |
| US8225470B1 (en) | 2005-05-24 | 2012-07-24 | Rf Micro Devices, Inc. | Process of making series connected interdigitated transducers with center chirping |
| WO2008089002A1 (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-24 | Rf Micro Devices, Inc. | Piezoelectric substrate for a saw device |
| US8011074B2 (en) | 2007-01-17 | 2011-09-06 | Rf Micro Devices, Inc. | Method for manufacture of piezoelectric substrate for a saw device |
| US11258427B2 (en) | 2016-11-25 | 2022-02-22 | Tohoku University | Acoustic wave devices |
| WO2022176689A1 (ja) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | 信越化学工業株式会社 | 複合ウェーハおよびその製造方法 |
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