JPWO2018096797A1 - 接合体 - Google Patents
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Abstract
Description
前記圧電性単結晶基板の材質がLiAO3であり(A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元素である)、
前記接合層の材質が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元素の酸化物であり、
前記圧電性単結晶基板と前記接合層との境界に沿って、ExO(1−x)(E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元素であり、0.29≦x≦0.89である。)の組成を有する界面層が設けられていることを特徴とする。
本発明の接合体は、支持基板、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設けられた接合層を備えている。例えば、図1(a)に示す接合体7においては、支持基板1の表面1a上に接合層3Aを介して圧電性単結晶基板6の活性化面6aが接合されている。1bは、支持基板1の表面1aと反対側の表面である。
本例は、図1(c)に示すような形態に対応する。すなわち、下側に接合層3Aがあり、上側に圧電性単結晶基板6がある。そして、接合層3A(下側)から圧電性単結晶基板6(上側)へと向かって順番に接合層側中間層13、界面層12、基板側中間層14が設けられている。
測定装置:
透過型電子顕微鏡(日本電子製 JEM−ARM200F)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(日本電子製JED−2300T)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。
測定値の処理:
酸素およびタンタル(ニオブ)の量を、圧電性単結晶基板、基板側中間層、界面層、接合層側中間層の各部分で測定する。ここで、圧電性単結晶基板における酸素量とタンタルおよびニオブの合計量との比率を、化学式LiAO3に合わせて3:1に標準化する。すなわち、圧電性単結晶基板におけるニオブおよびタンタルAの合計量に対して相関計数αを乗算することで、Aの比率が0.25(25atom%)になるように調整する。そして、基板側中間層、界面層、接合層側中間層の各部分におけるAの測定量に対してそれぞれ相関計数αを乗算することで、x、y、zをそれぞれ算出する。
図3〜図5は、支持基板上に接合層を設け、これを圧電性単結晶基板の表面に直接接合する製造例を説明するための模式図である。
本発明の接合体の用途は特に限定されず、例えば、弾性波素子や光学素子に好適に適用できる。
また圧電性単結晶基板がニオブ酸リチウムからなる場合には、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60〜68°(例えば64°)回転した方向のものを用いるのが伝搬損失が小さいため好ましい。更に、圧電性単結晶基板の大きさは、特に限定されないが、例えば、直径50〜150mm,厚さが0.2〜60μmである。
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。
図3〜図5を参照しつつ説明した方法に従い、図1(c)および図2に示す接合体を得た。
具体的には、オリエンテーションフラット部(OF部)を有し、直径が4インチ、厚さが250μmのタンタル酸リチウム(LT)からなる圧電性単結晶基板6を準備した。基板6は、弾性表面波(SAW)の伝搬方向をXとし、切り出し角が回転Yカット板である46°YカットX伝搬LT基板を用いた。圧電性単結晶基板6の表面6cは、算術平均粗さRaが1nmとなるように鏡面研磨しておいた。
実施例1と同様にして接合体を製造した。ただし、接合時に基板の接合面に照射する高速電子ビームの加速電圧を表1に記載した値に変更した。
得られた各接合体の各部分における元素比率およびクラックオープニング法による接合強度を表1に示す。
実施例1と同様にして接合体を製造した。ただし、接合時に基板の接合面に照射する高速電子ビームの加速電圧を表1に記載した値に変更した。
得られた接合体においては、接合層と圧電性単結晶基板との間に本発明の界面層が観察されなかった。この接合体のクラックオープニング法による接合強度を表1に示す。
Claims (5)
- 支持基板、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設けられた接合層を備えている接合体であって、
前記圧電性単結晶基板の材質がLiAO3であり(A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元素である)、
前記接合層の材質が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元素の酸化物であり、
前記圧電性単結晶基板と前記接合層との境界に沿って、ExO(1−x)(E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元素であり、0.29≦x≦0.89である)の組成を有する界面層が設けられていることを特徴とする、接合体。
- 前記接合層の前記材質がD2O5であり、D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元素であることを特徴とする、請求項1記載の接合体。
- 前記界面層と前記圧電性単結晶基板との間に、GyO(1−y)(G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元素であり、x<y≦0.91である。)の組成を有する基板側中間層があることを特徴とする、請求項1または2記載の接合体。
- 前記界面層と前記接合層との間に、JzO(1−z)(J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元素であり、x<z≦0.95である。)の組成を有する接合層側中間層が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。
- 前記圧電性単結晶基板の前記材質がLiTaO3であり、前記接合層の材質がTa2O5であり、前記界面層の組成がTaxO(1−x)であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つの請求項に記載の接合体。
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