KR102428548B1 - 접합 방법 - Google Patents
접합 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102428548B1 KR102428548B1 KR1020197034784A KR20197034784A KR102428548B1 KR 102428548 B1 KR102428548 B1 KR 102428548B1 KR 1020197034784 A KR1020197034784 A KR 1020197034784A KR 20197034784 A KR20197034784 A KR 20197034784A KR 102428548 B1 KR102428548 B1 KR 102428548B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- bonding layer
- substrate
- bonding
- piezoelectric material
- material substrate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 98
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 311
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 212
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 61
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 33
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 214
- 239000010408 film Substances 0.000 description 74
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 48
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 37
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 34
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 30
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 24
- IUVCFHHAEHNCFT-INIZCTEOSA-N 2-[(1s)-1-[4-amino-3-(3-fluoro-4-propan-2-yloxyphenyl)pyrazolo[3,4-d]pyrimidin-1-yl]ethyl]-6-fluoro-3-(3-fluorophenyl)chromen-4-one Chemical compound C1=C(F)C(OC(C)C)=CC=C1C(C1=C(N)N=CN=C11)=NN1[C@@H](C)C1=C(C=2C=C(F)C=CC=2)C(=O)C2=CC(F)=CC=C2O1 IUVCFHHAEHNCFT-INIZCTEOSA-N 0.000 description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000000678 plasma activation Methods 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 235000019687 Lamb Nutrition 0.000 description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N [B].[P] Chemical compound [B].[P] GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N trilithium borate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-] RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H01L41/39—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/09—Forming piezoelectric or electrostrictive materials
- H10N30/093—Forming inorganic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02574—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of combined substrates, multilayered substrates, piezoelectrical layers on not-piezoelectrical substrate
-
- H01L41/1871—
-
- H01L41/1873—
-
- H01L41/313—
-
- H01L41/337—
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/08—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/08—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
- H03H3/10—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves for obtaining desired frequency or temperature coefficient
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02228—Guided bulk acoustic wave devices or Lamb wave devices having interdigital transducers situated in parallel planes on either side of a piezoelectric layer
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02559—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of lithium niobate or lithium-tantalate substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02826—Means for compensation or elimination of undesirable effects of adherence
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02834—Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02866—Means for compensation or elimination of undesirable effects of bulk wave excitation and reflections
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/058—Holders; Supports for surface acoustic wave devices
- H03H9/0585—Holders; Supports for surface acoustic wave devices consisting of an adhesive layer
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
- H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
- H10N30/073—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies by fusion of metals or by adhesives
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/08—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies
- H10N30/085—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies by machining
- H10N30/086—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies by machining by polishing or grinding
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
- H10N30/8536—Alkaline earth metal based oxides, e.g. barium titanates
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
- H10N30/8542—Alkali metal based oxides, e.g. lithium, sodium or potassium niobates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
- C09J7/30—Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
- C09J7/35—Heat-activated
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/42—Piezoelectric device making
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
압전성 재료 기판(1) 상에 접합층(3)을 형성하고, 접합층(3)은 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 오산화탄탈, 멀라이트, 오산화니오븀 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 재질로 이루어진다. 접합층의 표면(4) 및 지지 기판의 표면에 중성화 빔(A)을 조사함으로써, 접합층의 표면 및 지지 기판의 표면을 활성화한다. 접합층의 표면(5)과 지지 기판의 표면을 직접 접합한다.
Description
본 발명은 압전성 재료 기판과, 단결정으로 이루어지는 지지 기판을 접합하는 방법에 관한 것이다.
휴대 전화 등에 사용되는 필터 소자나 발진자로서 기능시킬 수 있는 탄성 표면파 디바이스나, 압전 박막을 이용한 램파(波) 소자나 박막 공진자(FBAR: Film Bulk Acoustic Resonator) 등의 탄성파 디바이스가 알려져 있다. 이러한 탄성 표면파 디바이스로서는, 지지 기판과 탄성 표면파를 전파시키는 압전 기판을 접합시켜, 압전 기판의 표면에 탄성 표면파를 여진시킬 수 있는 빗형 전극을 마련한 것이 알려져 있다. 이와 같이 압전 기판보다 작은 열 팽창 계수를 갖는 지지 기판을 압전 기판에 첩부함으로써, 온도가 변화하였을 때의 압전 기판의 크기의 변화를 억제하여, 탄성 표면파 디바이스로서의 주파수 특성의 변화를 억제하고 있다.
예컨대, 특허문헌 1에는, 압전 기판과 실리콘 기판을 에폭시 접착제로 이루어지는 접착층에 의해 접합시킨 구조의 탄성 표면파 디바이스가 제안되어 있다.
여기서, 압전 기판과 실리콘 기판을 접합하는 데 있어서, 압전 기판 표면에 산화규소막을 형성하고, 산화규소막을 통해 압전 기판과 실리콘 기판을 직접 접합하는 것이 알려져 있다(특허문헌 2). 이 접합 시에는, 산화규소막 표면과 실리콘 기판 표면에 플라즈마 빔을 조사하여 표면을 활성화하여, 직접 접합을 행한다(플라즈마 활성화법).
또한, 압전 기판의 표면을 조면(粗面)으로 하고, 그 조면 상에 충전층을 마련하여 평탄화하고, 이 충전층을 접착층을 통해 실리콘 기판에 접착하는 것이 알려져 있다(특허문헌 3). 이 방법에서는, 충전층, 접착층에는 에폭시계, 아크릴계의 수지를 사용하고 있고, 압전 기판의 접합면을 조면으로 함으로써, 벌크파의 반사를 억제하여, 스퓨리어스를 저감하고 있다. 또한, 조면을 충전하여, 평탄화한 후, 접착하기 때문에, 접착층 내에 기포가 들어가기 어렵다.
실리콘 기판을 압전 기판에 직접 접합하는 경우, 일반적으로는 플라즈마 활성화법을 이용한다. 그러나, 플라즈마 활성화법에서는, 접합 후에 강도를 올리기 위해 가열이 필요하고, 접합 온도가 낮으면 접합 강도가 저하하는 경향이 있다. 그러나, 접합 온도를 높게 하면, 실리콘 기판과 압전 기판의 열 팽창 계수의 차이로 인해, 균열이 생기기 쉽다.
한편, 소위 FAB(Fast Atom Beam) 방식의 직접 접합법이 알려져 있다(특허문헌 4). 이 방법에서는, 중성화 원자 빔을 상온에서 각 접합면에 조사하여 활성화하여, 직접 접합한다.
그러나, 이 방법에서는, 실리콘 기판과 압전 기판의 접합 강도가 낮아, 접합 후의 가공 공정에서 박리되는 경우가 있었다.
본 발명의 과제는, 압전성 재료 기판과, 단결정으로 이루어지는 지지 기판을 직접 접합하는 데 있어서, 상온에서의 접합을 가능하게 하고, 또한 접합 강도를 향상시키는 것이다.
제1 발명은, 압전성 재료 기판과, 단결정으로 이루어지는 지지 기판을 접합하는 방법으로서,
압전성 재료 기판 상에 접합층을 형성하고, 접합층은 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 오산화탄탈, 멀라이트, 오산화니오븀 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 재질로 이루어지는 공정,
접합층의 표면 및 지지 기판의 표면에 중성화 빔을 조사함으로써 접합층의 표면 및 지지 기판의 표면을 활성화하는 공정, 및
접합층의 표면과 지지 기판의 표면을 직접 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
제2 발명은, 압전성 단결정으로 이루어지는 압전성 재료 기판과, 단결정으로 이루어지는 지지 기판을 접합하는 방법으로서,
상기 지지 기판 상에 접합층을 형성하고, 상기 접합층은 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 오산화탄탈, 멀라이트, 오산화니오븀 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 재질로 이루어지는 공정,
상기 접합층의 상기 표면 및 상기 압전성 재료 기판의 표면에 중성화 빔을 조사함으로써 상기 접합층의 상기 표면 및 상기 압전성 재료 기판의 상기 표면을 활성화하는 공정, 및
상기 접합층의 상기 표면과 상기 압전성 재료 기판의 상기 표면을 직접 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
제3 발명은, 압전성 재료 기판과, 단결정으로 이루어지는 지지 기판을 접합하는 방법으로서,
상기 압전성 재료 기판 상에 제1 접합층을 형성하고, 상기 제1 접합층은 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 오산화탄탈, 멀라이트, 오산화니오븀 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 재질로 이루어지는 공정,
상기 지지 기판 상에 제2 접합층을 형성하고, 상기 제2 접합층은 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 오산화탄탈, 멀라이트, 오산화니오븀 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 재질로 이루어지는 공정,
상기 제1 접합층의 상기 표면 및 상기 제2 접합층의 상기 표면에 중성화 빔을 조사함으로써 상기 제1 접합층의 상기 표면 및 상기 제2 접합층의 상기 표면을 활성화하는 공정, 및
상기 제1 접합층의 상기 표면과 상기 제2 접합층의 상기 표면을 직접 접합하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 압전성 재료 기판과, 단결정으로 이루어지는 지지 기판을 직접 접합하는 데 있어서, 저온에서의 접합이 가능해지고, 또한 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
도 1의 (a)는 압전성 재료 기판(1) 상에 산화규소막(2)을 마련한 상태를 나타내고, (b)는 산화규소막(2) 상에 접합층(3)을 마련한 상태를 나타내고, (c)는 접합층(4)의 표면(4a)을 평탄화 가공한 상태를 나타내고, (d)는 평탄면(4a)을 중성화 빔(A)에 의해 활성화한 상태를 나타낸다.
도 2의 (a)는 압전성 재료 기판(1)과 지지 기판(6)을 접합한 상태를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(1)을 가공에 의해 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(1A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 3의 (a)는 압전성 재료 기판(11)의 표면을 조면으로 한 상태를 나타내고, (b)는 조면(11a) 상에 접합층(12)을 마련한 상태를 나타내고, (c)는 접합층(13)의 표면(13a)을 평탄화 가공한 상태를 나타내고, (d)는 평탄면(14)을 중성화 빔(A)에 의해 활성화한 상태를 나타낸다.
도 4의 (a)는 압전성 재료 기판(11)과 지지 기판(6)을 접합한 상태를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(11)을 가공에 의해 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(11A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 5의 (a)는 압전성 재료 기판(11)의 조면(11a) 상에 산화규소막(22)을 마련하고, 산화규소막(22) 상에 접합층(13A)을 마련하여, 접합층(13A)을 지지 기판(6)의 표면(6a)에 직접 접합한 상태를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(11A)을 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(11A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 6의 (a)는 지지 기판(6) 상에 산화규소막(2) 및 접합층(3)을 마련한 상태를 나타내고, (b)는 접합층(3)의 표면(3a)을 평탄화 가공한 상태를 나타내고, (c)는 평탄면을 중성화 빔(A)에 의해 활성화한 상태를 나타낸다.
도 7의 (a)는 지지 기판(6)과 압전성 재료 기판(1)을 접합한 상태를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(1A)을 가공에 의해 더욱 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(1A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 8의 (a)는 압전성 재료 기판(1) 및 산화규소막(2) 상의 제1 접합층(4A)의 평탄면을 활성화하고 있는 상태를 나타내고, (b)는 지지 기판(6) 상의 제2 접합층(4B)의 평탄면을 활성화하고 있는 상태를 나타낸다.
도 9의 (a)는 압전성 재료 기판(1)과 지지 기판(6)의 접합체를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(1A)을 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(1A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 10의 (a)는 압전성 재료 기판(11) 상의 제1 접합층(13A)의 표면(14)을 활성화하고 있는 상태를 나타내고, (b)는 지지 기판(6) 상의 제2 접합층(4B)의 평탄면(5B)을 활성화하고 있는 상태를 나타낸다.
도 11의 (a)는 압전성 재료 기판(11)과 지지 기판(6)의 접합체를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(11A)을 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(11A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 12의 (a)는 압전성 재료 기판(11) 상의 제1 접합층(13A)의 표면(14)을 활성화하고 있는 상태를 나타내고, (b)는 지지 기판(6) 상의 제2 접합층(4B)의 평탄면(5B)을 활성화하고 있는 상태를 나타낸다.
도 13의 (a)는 압전성 재료 기판(11)과 지지 기판(6)의 접합체를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(11A)을 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(11A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 2의 (a)는 압전성 재료 기판(1)과 지지 기판(6)을 접합한 상태를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(1)을 가공에 의해 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(1A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 3의 (a)는 압전성 재료 기판(11)의 표면을 조면으로 한 상태를 나타내고, (b)는 조면(11a) 상에 접합층(12)을 마련한 상태를 나타내고, (c)는 접합층(13)의 표면(13a)을 평탄화 가공한 상태를 나타내고, (d)는 평탄면(14)을 중성화 빔(A)에 의해 활성화한 상태를 나타낸다.
도 4의 (a)는 압전성 재료 기판(11)과 지지 기판(6)을 접합한 상태를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(11)을 가공에 의해 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(11A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 5의 (a)는 압전성 재료 기판(11)의 조면(11a) 상에 산화규소막(22)을 마련하고, 산화규소막(22) 상에 접합층(13A)을 마련하여, 접합층(13A)을 지지 기판(6)의 표면(6a)에 직접 접합한 상태를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(11A)을 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(11A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 6의 (a)는 지지 기판(6) 상에 산화규소막(2) 및 접합층(3)을 마련한 상태를 나타내고, (b)는 접합층(3)의 표면(3a)을 평탄화 가공한 상태를 나타내고, (c)는 평탄면을 중성화 빔(A)에 의해 활성화한 상태를 나타낸다.
도 7의 (a)는 지지 기판(6)과 압전성 재료 기판(1)을 접합한 상태를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(1A)을 가공에 의해 더욱 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(1A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 8의 (a)는 압전성 재료 기판(1) 및 산화규소막(2) 상의 제1 접합층(4A)의 평탄면을 활성화하고 있는 상태를 나타내고, (b)는 지지 기판(6) 상의 제2 접합층(4B)의 평탄면을 활성화하고 있는 상태를 나타낸다.
도 9의 (a)는 압전성 재료 기판(1)과 지지 기판(6)의 접합체를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(1A)을 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(1A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 10의 (a)는 압전성 재료 기판(11) 상의 제1 접합층(13A)의 표면(14)을 활성화하고 있는 상태를 나타내고, (b)는 지지 기판(6) 상의 제2 접합층(4B)의 평탄면(5B)을 활성화하고 있는 상태를 나타낸다.
도 11의 (a)는 압전성 재료 기판(11)과 지지 기판(6)의 접합체를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(11A)을 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(11A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
도 12의 (a)는 압전성 재료 기판(11) 상의 제1 접합층(13A)의 표면(14)을 활성화하고 있는 상태를 나타내고, (b)는 지지 기판(6) 상의 제2 접합층(4B)의 평탄면(5B)을 활성화하고 있는 상태를 나타낸다.
도 13의 (a)는 압전성 재료 기판(11)과 지지 기판(6)의 접합체를 나타내고, (b)는 압전성 재료 기판(11A)을 얇게 한 상태를 나타내고, (c)는 압전성 재료 기판(11A) 상에 전극(10)을 마련한 상태를 나타낸다.
이하, 적절하게 도면을 참조하면서, 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1∼도 5는 제1 발명에 관한 것이다. 또한, 도 1, 도 2는 압전성 재료 기판 상에 산화규소막을 마련하는 실시형태에 관한 것이다.
도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 압전성 재료 기판(1)의 표면(1a)에 산화규소막(2)을 마련한다. 도면 부호 1b는 반대측의 표면이다. 계속해서, 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 산화규소막(2) 상에 접합층(3)을 마련한다. 이 시점에서는, 접합층(3)의 표면에는 요철이 있어도 좋다.
계속해서, 적합한 실시형태에 있어서는, 접합층(3)의 표면(3a)을 평탄화 가공함으로써, 평탄면(4a)을 형성한다. 이 평탄화 가공에 의해, 통상, 접합층(3)의 두께는 작아져, 보다 얇은 접합층(4)이 된다[도 1의 (c) 참조]. 계속해서, 도 1의 (d)에 나타내는 바와 같이, 평탄면(4a)에 대하여 화살표(A)와 같이 중성화 빔을 조사하여, 접합층(4A)의 표면을 활성화하여 활성화면(5)으로 한다.
한편, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 지지 기판(6)의 표면에 중성화 빔을 조사함으로써 활성화하여, 활성화면(6a)으로 한다. 그리고, 지지 기판(6)의 활성화면(6a)과 접합층(4A)의 활성화면(5)을 직접 접합함으로써, 접합체(7)를 얻는다.
적합한 실시형태에 있어서는, 접합체(7)의 압전성 재료 기판의 표면(1b)을 더욱 연마 가공하여, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이 압전성 재료 기판(1A)의 두께를 작게 한다. 도면 부호 1c는 연마면이다.
도 2의 (c)에서는, 압전성 재료 기판(1A)의 연마면(1c) 상에 미리 정해진 전극(10)을 형성함으로써, 탄성 표면파 소자(9)를 제작하고 있다.
도 3, 도 4는 압전성 재료 기판의 표면을 조면으로 한 실시형태에 관한 것이다.
도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 압전성 재료 기판(11)의 표면(11a)에 가공을 실시하여, 조면(11a)을 형성한다. 도면 부호 11b는 반대측의 표면이다. 계속해서, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 조면(11a) 상에 접합층(12)을 마련한다. 이 시점에서는, 접합층(12)의 표면(12a)에도 조면이 전사되어 있어, 요철이 형성되어 있다.
계속해서, 적합한 실시형태에 있어서는, 접합층(12)의 표면(12a)을 평탄화 가공함으로써, 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이 평탄면(13a)을 형성한다. 이 평탄화 가공에 의해, 통상, 접합층(12)의 두께는 작아져, 보다 얇은 접합층(13)이 된다. 단, 평탄화 가공은 반드시 필요한 것은 아니다. 계속해서, 도 3의 (d)에 나타내는 바와 같이, 평탄면(13a)에 대하여 화살표(A)와 같이 중성화 빔을 조사하여, 접합층(13A)의 표면을 활성화하여 활성화면(14)으로 한다.
한편, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 지지 기판(6)의 표면에 중성화 빔을 조사함으로써 활성화하여, 활성화면(6a)으로 한다. 그리고, 지지 기판(6)의 활성화면(6a)과 접합층(13A)의 활성화면(14)을 직접 접합함으로써, 접합체(17)를 얻는다.
적합한 실시형태에 있어서는, 접합체(17)의 압전성 재료 기판의 표면(11b)을 더욱 연마 가공하여, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이 압전성 재료 기판(11A)의 두께를 작게 한다. 도면 부호 11c는 연마면이다.
또한, 도 4의 (c)의 표면 탄성파 소자(19)의 경우에는, 압전성 재료 기판(11A)의 연마면(11c) 상에 미리 정해진 전극(10)이 형성되어 있다.
도 5의 예에 있어서는, 압전성 재료 기판(11)에 조면을 형성하고, 조면 상에 산화규소막을 더 성막하고 있다.
즉, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 압전성 재료 기판(11)의 표면에 가공을 실시하여, 조면(11a)을 형성한다. 계속해서, 조면(11a) 상에 산화규소막(22)을 마련한다.
계속해서, 접합층(22)의 표면 상에 접합층을 더 마련하고, 접합층의 표면을 평탄화 가공함으로써, 평탄면을 형성한다. 계속해서, 평탄면에 대하여 중성화 빔을 조사하여, 접합층(13A)의 표면을 활성화하여 활성화면(14)으로 한다.
한편, 지지 기판(6)의 표면에 중성화 빔을 조사함으로써 활성화하여, 활성화면(6a)으로 한다. 그리고, 지지 기판(6)의 활성화면(6a)과 접합층(13A)의 활성화면(14)을 직접 접합함으로써, 접합체(21)를 얻는다.
적합한 실시형태에 있어서는, 접합체(17)의 압전성 재료 기판의 표면(11b)을 더욱 연마 가공하여, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 압전성 재료 기판(11A)의 두께를 작게 한다. 도면 부호 11c는 연마면이다. 도 5의 (c)의 표면 탄성파 소자(24)의 경우에는, 압전성 재료 기판(11A)의 연마면(11c) 상에 미리 정해진 전극(10)이 형성되어 있다.
제2 발명에 있어서는, 압전성 단결정으로 이루어지는 압전성 재료 기판과, 단결정으로 이루어지는 지지 기판을 접합한다. 즉, 지지 기판 상에 접합층을 형성하고, 접합층은 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 오산화탄탈, 멀라이트, 오산화니오븀 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 재질로 이루어진다. 접합층의 표면 및 압전성 재료 기판의 표면에 중성화 빔을 조사함으로써 접합층의 표면 및 압전성 재료 기판의 표면을 활성화한다. 계속해서, 접합층의 표면과 압전성 재료 기판의 표면을 직접 접합함으로써, 접합체를 얻는다.
도 6 및 도 7은 제2 발명의 실시형태에 관한 것이다. 또한, 도 6, 도 7은 지지 기판(6)에 산화규소막(2)을 마련하는 실시형태에 관한 것이다.
도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 지지 기판(6)의 표면(6a)에 산화규소막(2)을 마련하고, 그 위에 접합층(3)을 마련한다. 이 시점에서는, 접합층(3)의 표면(3a)에는 요철이 있어도 좋다.
계속해서, 적합한 실시형태에 있어서는, 접합층(3)의 표면(3a)을 평탄화 가공함으로써, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 접합층(4)에 평탄면(4a)을 형성한다. 이 평탄화 가공에 의해, 통상, 접합층(3)의 두께는 작아져, 보다 얇은 접합층(4)이 된다. 단, 평탄화 가공은 반드시 필요하지는 않다. 계속해서, 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 평탄면(4a)에 대하여 화살표(A)와 같이 중성화 빔을 조사하여, 접합층(4A)의 표면을 활성화하여 활성화면(5)으로 한다.
한편, 압전성 재료 기판(1)의 표면에 중성화 빔을 조사함으로써 활성화하여, 활성화면(1d)으로 한다[도 7의 (a) 참조]. 그리고, 지지 기판(6) 상의 접합층(4A)의 활성화면(5)과 압전성 재료 기판(1)의 활성화면(1d)을 직접 접합함으로써, 도 7의 (a)의 접합체를 얻는다.
적합한 실시형태에 있어서는, 접합체의 압전성 재료 기판의 표면(1b)을 더욱 연마 가공하여, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이 압전성 재료 기판(1A)의 두께를 작게 한다. 도면 부호 1c는 연마면이다. 도 7의 (c)에서는, 압전성 재료 기판(1A)의 연마면(1c) 상에 미리 정해진 전극(10)을 형성함으로써, 탄성 표면파 소자(29)를 제작하고 있다.
도 6, 도 7의 실시형태에서는, 지지 기판(6) 상에 산화규소막 및 접합층을 순차 마련하였다. 그러나, 지지 기판(6)의 표면(6a)을 조면으로 하여, 산화규소막을 생략하고 접합층을 조면 상에 직접 마련할 수도 있다.
제3 발명은, 압전성 재료 기판과, 단결정으로 이루어지는 지지 기판을 접합하는 방법을 제공한다. 즉, 압전성 재료 기판 상에, 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 오산화탄탈, 멀라이트, 오산화니오븀 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 재질로 이루어지는 제1 접합층을 마련한다. 또한, 지지 기판 상에, 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 오산화탄탈, 멀라이트, 오산화니오븀 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 재질로 이루어지는 제2 접합층을 마련한다. 제1 접합층의 표면 및 제2 접합층의 표면에 중성화 빔을 조사함으로써 양자를 활성화한다. 계속해서, 제1 접합층의 표면과 제2 접합층의 표면을 직접 접합한다.
도 8∼도 13은 제3 발명의 실시형태에 관한 것이다. 또한, 도 8, 도 9는 압전성 재료 기판(1) 상에 산화규소막(2)을 마련하고, 또한 지지 기판(6) 상에도 산화규소막(2)을 마련하는 실시형태에 관한 것이다.
도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 압전성 재료 기판(1)의 표면(1a)에 산화규소막(2)을 마련하고, 그 위에 제1 접합층을 마련한다. 그리고, 적합한 실시형태에 있어서는, 제1 접합층(3)의 표면을 평탄화 가공하여 평탄면을 형성하고, 평탄면에 대하여 화살표(A)와 같이 중성화 빔을 조사하여, 제1 접합층(4A)의 표면을 활성화하여 활성화면(5A)으로 한다.
한편, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 지지 기판(6)의 표면에 산화규소막(2)을 마련하고, 그 위에 제2 접합층을 마련한다. 그리고, 적합한 실시형태에 있어서는, 제2 접합층의 표면을 평탄화 가공하여 평탄면을 형성하고, 평탄면에 대하여 화살표(A)와 같이 중성화 빔을 조사하여, 제2 접합층(4B)의 표면을 활성화하여 활성화면(5B)으로 한다.
그리고, 압전성 재료 기판(1) 상의 제1 접합층(4A)의 활성화면(5A)과, 지지 기판(6) 상의 제2 접합층(4B)의 활성화면(5B)을 직접 접합한다[도 9의 (a) 참조]. 이 결과, 접합층(4A와 4B)이 일체화되어, 접합층(30)을 형성해서, 접합체(37)가 얻어진다[도 9의 (b) 참조]. 적합한 실시형태에 있어서는, 접합체의 압전성 재료 기판의 표면(1b)을 더욱 연마 가공하여, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이 압전성 재료 기판(1A)의 두께를 작게 한다. 도 9의 (c)에서는, 압전성 재료 기판(1A)의 연마면(1c) 상에 미리 정해진 전극(10)을 형성함으로써, 탄성 표면파 소자(39)를 제작하고 있다.
도 10, 도 11에 나타내는 실시형태에 있어서는, 압전성 재료 기판(11) 상에 조면을 마련하고 있다. 즉, 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 압전성 재료 기판(11)의 표면을 조면(11a)으로 하고, 그 위에 제1 접합층(13A)을 마련한다. 그리고, 제1 접합층(13A)의 표면을 평탄화 가공하여 평탄면을 형성하고, 평탄면에 대하여 화살표(A)와 같이 중성화 빔을 조사하여, 제1 접합층(13A)의 표면을 활성화하여 활성화면(14)으로 한다.
한편, 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 지지 기판(6)의 표면에 산화규소막(2)을 마련하고, 그 위에 제2 접합층을 마련한다. 그리고, 제2 접합층의 표면을 평탄화 가공하여 평탄면을 형성하고, 평탄면에 대하여 화살표(A)와 같이 중성화 빔을 조사하여, 제2 접합층(4B)의 표면을 활성화하여 활성화면(5B)으로 한다.
그리고, 압전성 재료 기판(11) 상의 제1 접합층(13A)의 활성화면(14)과, 지지 기판(6) 상의 제2 접합층(4B)의 활성화면(5B)을 직접 접합한다[도 11의 (a) 참조]. 이 결과, 접합층(13A)과 접합층(4A)이 일체화되어, 접합층(30A)을 형성해서, 접합체(47)가 얻어진다[도 11의 (b) 참조]. 적합한 실시형태에 있어서는, 접합체의 압전성 재료 기판의 표면(11b)을 더욱 연마 가공하여, 도 11의 (b)에 나타내는 바와 같이 압전성 재료 기판(11A)의 두께를 작게 한다. 도 11의 (c)에서는, 압전성 재료 기판(11A)의 연마면(11c) 상에 미리 정해진 전극(10)을 형성함으로써, 탄성 표면파 소자(49)를 제작하고 있다.
도 12, 도 13에 나타내는 실시형태에 있어서는, 압전성 재료 기판(11) 상에 조면을 마련하고, 그 위에 산화규소막을 마련하고 있다. 또한, 지지 기판 상에도 산화규소막을 마련하고 있다. 도 12의 (a)에 나타내는 바와 같이, 압전성 재료 기판(11)의 표면을 조면(11a)으로 하고, 그 위에 산화규소막(22)을 마련한다. 산화규소막(22)의 표면도 조면이 된다. 그리고, 산화규소막(22) 상에 제1 접합층(13A)을 마련한다. 그리고, 제1 접합층(13A)의 표면을 평탄화 가공하여 평탄면을 형성하고, 평탄면에 대하여 화살표(A)와 같이 중성화 빔을 조사하여, 제1 접합층(13A)의 표면을 활성화하여 활성화면(14)으로 한다.
한편, 도 12의 (b)에 나타내는 바와 같이, 지지 기판(6)의 표면에 산화규소막(2)을 마련하고, 그 위에 제2 접합층을 마련한다. 그리고, 제2 접합층의 표면을 평탄화 가공하여 평탄면을 형성하고, 평탄면에 대하여 화살표(A)와 같이 중성화 빔을 조사하여, 제2 접합층(4B)의 표면을 활성화하여 활성화면(5B)으로 한다.
그리고, 압전성 재료 기판(11) 상의 제1 접합층(13A)의 활성화면(14)과, 지지 기판(6) 상의 제2 접합층(4B)의 활성화면(5B)을 직접 접합한다[도 13의 (a) 참조]. 이 결과, 접합층(13A와 4B)이 일체화되어, 접합층(30A)을 형성해서, 접합체(57)가 얻어진다[도 13의 (b) 참조]. 적합한 실시형태에 있어서는, 접합체의 압전성 재료 기판의 표면(11b)을 더욱 연마 가공하여, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이 압전성 재료 기판(11A)의 두께를 작게 한다. 도 13의 (c)에서는, 압전성 재료 기판(11A)의 연마면(11c) 상에 미리 정해진 전극(10)을 형성함으로써, 탄성 표면파 소자(59)를 제작하고 있다.
이하, 본 발명의 각 구성 요소에 대해서 더욱 설명한다.
본 발명의 접합체의 용도는 특히 한정되지 않고, 예컨대, 탄성파 소자나 광학 소자에 적합하게 적용할 수 있다.
탄성파 소자로서는, 탄성 표면파 디바이스나 램파 소자, 박막 공진자(FBAR) 등이 알려져 있다. 예컨대, 탄성 표면파 디바이스는, 압전성 재료 기판의 표면에, 탄성 표면파를 여진시키는 입력측의 IDT(Interdigital Transducer) 전극(빗형 전극, 발형 전극이라고도 함)으로 탄성 표면파를 수신하는 출력측의 IDT 전극을 마련한 것이다. 입력측의 IDT 전극에 고주파 신호를 인가하면, 전극 사이에 전계가 발생하여, 탄성 표면파가 여진되어 압전 기판 상을 전파해 간다. 그리고, 전파 방향으로 마련된 출력측의 IDT 전극으로부터, 전파된 탄성 표면파를 전기 신호로서 취출할 수 있다.
압전성 재료 기판의 바닥면에 금속막을 가지고 있어도 좋다. 금속막은, 탄성파 디바이스로서 램파 소자를 제조하였을 때에, 압전 기판의 이면 근방의 전기 기계 결합 계수를 크게 하는 역할을 달성한다. 이 경우, 램파 소자는, 압전 기판의 표면에 빗살 전극이 형성되고, 지지 기판에 마련된 캐비티에 의해 압전 기판의 금속막이 노출한 구조가 된다. 이러한 금속막의 재질로서는, 예컨대 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 금 등을 들 수 있다. 또한, 램파 소자를 제조하는 경우, 바닥면에 금속막을 갖지 않는 압전 기판을 구비한 복합 기판을 이용하여도 좋다.
또한, 압전성 재료 기판의 바닥면에 금속막과 절연막을 가지고 있어도 좋다. 금속막은, 탄성파 디바이스로서 박막 공진자를 제조하였을 때에, 전극의 역할을 달성한다. 이 경우, 박막 공진자는, 압전 기판의 표리면에 전극이 형성되어, 절연막을 캐비티로 함으로써 압전 기판의 금속막이 노출된 구조가 된다. 이러한 금속막의 재질로서는, 예컨대, 몰리브덴, 루테늄, 텅스텐, 크롬, 알루미늄 등을 들 수 있다. 또한, 절연막의 재질로서는, 예컨대, 이산화규소, 인실리카 유리, 붕소인실리카 유리 등을 들 수 있다.
또한, 광학 소자로서는, 광 스위칭 소자, 파장 변환 소자, 광변조 소자를 예시할 수 있다. 또한, 압전성 재료 기판 중에 주기 분극 반전 구조를 형성할 수 있다.
본 발명을 광학 소자에 적용한 경우에는, 광학 소자의 소형화가 가능하고, 또한 특히 주기 분극 반전 구조를 형성한 경우에는, 가열 처리에 의한 주기 분극 반전 구조의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 산화규소, 오산화탄탈 등의 본 발명의 접합층 재료는, 고절연 재료이기도 하기 때문에, 접합 전의 중성화 빔에 의한 처리 시에, 분극 반전의 발생이 억제되고, 또한 압전성 재료 기판에 형성된 주기 분극 반전 구조의 형상을 어지럽히는 일이 거의 없다.
본 발명에서 이용하는 압전성 재료 기판은, 단결정이어도 좋다. 압전성 재료 기판의 재질이 단결정이면, 중성화 빔에 의해 압전성 재료 기판의 표면을 활성화할 수 있다. 그러나, 압전성 재료 기판 위에 산화규소막이 마련되어 있거나, 압전성 재료 기판 표면이 조면화되어 있는 경우에는, 중성화 빔에 의해 활성화할 수 없기 때문에, 접합층을 마련하여 그 표면을 평탄화하고, 중성화 빔에 의해 활성화함으로써, 압전성 재료 기판을 지지 기판에 직접 접합할 수 있다.
압전성 재료 기판의 재질은, 구체적으로는, 탄탈산리튬(LT) 단결정, 니오븀산리튬(LN) 단결정, 니오븀산리튬-탄탈산리튬 고용체 단결정, 수정, 붕산리튬을 예시할 수 있다. 이 중, LT 또는 LN인 것이 보다 바람직하다. LT나 LN은, 탄성 표면파의 전파 속도가 빠르고, 전기 기계 결합 계수가 크기 때문에, 고주파수 또한 광대역 주파수용의 탄성 표면파 디바이스로서 적합하다. 또한, 압전성 재료 기판의 주면의 법선 방향은, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 압전성 재료 기판이 LT로 이루어질 때에는, 탄성 표면파의 전파 방향인 X축을 중심으로, Y축으로부터 Z축으로 36∼47°(예컨대 42°) 회전한 방향의 것을 이용하는 것이 전파 손실이 작기 때문에 바람직하다. 압전성 재료 기판이 LN으로 이루어질 때에는, 탄성 표면파의 전파 방향인 X축을 중심으로, Y축으로부터 Z축으로 60∼68°(예컨대 64°) 회전한 방향의 것을 이용하는 것이 전파 손실이 작기 때문에 바람직하다. 또한, 압전성 재료 기판의 크기는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 직경 50∼150 ㎜, 두께가 0.2∼60 ㎛이다.
지지 기판의 재질은, 단결정으로 한다. 이것은, 바람직하게는, 실리콘, 사파이어 및 수정으로 이루어지는 군에서 선택된 재질로 이루어진다. 본 발명의 방법에 따라 접합된 복합 기판 상에, 탄성파 디바이스를 형성하는 경우, 탄성파 디바이스의 온도 특성을 개선한다고 하는 관점에서, 지지 기판의 재질의 열 팽창 계수는 압전성 재료 기판의 열 팽창 계수보다 낮은 것이 바람직하다.
적합한 실시형태에 있어서는, 압전성 재료 기판 상에 산화규소막을 형성한다. 산화규소막은, 결정질산화규소여도 좋고, 비정질산화규소막이어도 좋다. 또한, 산화규소막의 성막 방법은 한정되지 않지만, 스퍼터링(sputtering)법, 화학적 기상 성장법(CVD), 증착을 예시할 수 있다.
산화규소막의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.1 ㎛∼1.0 ㎛가 바람직하다.
다른 적합한 실시형태에 있어서는, 압전성 재료 기판의 표면을 가공하여 조면을 형성한다. 이 조면이란, 면내 균일하게 주기적인 요철이 형성되어 있는 면이며, 산술 평균 거칠기는 0.05 ㎛≤Ra≤0.5 ㎛, 최저 골 바닥으로부터 최대 산 꼭대기까지의 높이(Ry)가 0.5 ㎛≤Ry≤5 ㎛의 범위이다. 적합한 거칠기는, 탄성파의 파장에 의존하여, 벌크파의 반사를 억제할 수 있도록 적절하게 선택한다.
또한, 조면화 가공의 방법은, 연삭, 연마, 에칭, 샌드 블래스트 등이 있다.
압전성 재료 기판의 조면 상이나 산화규소막 상에 접합층을 형성하는데, 접합층은, 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 오산화탄탈, 멀라이트, 오산화니오븀 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 재질로 이루어진다. 접합층의 성막 방법은 한정되지 않지만, 스퍼터링, 화학적 기상 성장법(CVD), 증착을 예시할 수 있다.
계속해서, 접합층, 제1 접합층, 제2 접합층의 표면을 평탄화하여 평탄면을 얻을 수 있다. 여기서, 각 접합층의 표면을 평탄화하는 방법은, 랩(lap) 연마, 화학 기계 연마 가공(CMP) 등이 있다. 또한, 평탄면은, Ra≤1 ㎚가 필요하지만, 0.3 ㎚ 이하로 하면 더욱 바람직하다. 압전성 재료 기판의 조면 상에 접합층, 제1 접합층, 제2 접합층을 형성하는 경우에는, 이들 접합층의 표면을 평탄화 가공하는 것이 특히 바람직하다. 이 한편, 압전성 재료 기판, 산화규소막, 지지 기판의 표면이 평탄한 경우에는, 접합층, 제1 접합층, 제2 접합층의 표면을 평탄화 가공할 필요는 반드시 없지만, 평탄화 가공하여도 좋다.
계속해서, 접합층, 제1 접합층, 제2 접합층의 표면 및 지지 기판의 표면에 중성화 빔을 조사함으로써, 각 접합층의 표면 및 지지 기판의 표면을 활성화한다.
중성화 빔에 의한 표면 활성화를 행할 때에는, 특허문헌 4에 기재된 것과 같은 장치를 사용하여 중성화 빔을 발생시켜, 조사하는 것이 바람직하다. 즉, 빔원으로서, 새들 필드형의 고속 원자 빔원을 사용한다. 그리고, 챔버에 불활성 가스를 도입하여, 전극에 직류 전원으로부터 고전압을 인가한다. 이에 의해, 전극(정극)과 하우징(부극) 사이에 생기는 새들 필드형의 전계에 의해, 전자(e)가 운동하여, 불활성 가스에 의한 원자와 이온의 빔이 생성된다. 그리드에 달한 빔 중, 이온 빔은 그리드로 중화되기 때문에, 중성 원자의 빔이 고속 원자 빔원으로부터 출사된다. 빔을 구성하는 원자종은, 불활성 가스(아르곤, 질소 등)가 바람직하다.
빔 조사에 의한 활성화 시의 전압은 0.5∼2.0 ㎸로 하는 것이 바람직하고, 전류는 50∼200 ㎃로 하는 것이 바람직하다.
계속해서, 진공 분위기에서, 활성화면끼리 접촉시켜, 접합한다. 이때의 온도는 상온이지만, 구체적으로는 40℃ 이하가 바람직하고, 30℃ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 접합 시의 온도는 20℃ 이상, 25℃ 이하가 특히 바람직하다. 접합 시의 압력은, 100∼20000 N이 바람직하다.
실시예
(실시예 A1)
도 1∼도 2를 참조하면서 설명한 제1 발명의 방법에 따라, 접합체를 제작하였다.
구체적으로는, 오리엔테이션 플랫부(OF부)를 가지고, 직경이 4 인치, 두께가 250 ㎛인 탄탈산리튬 기판(LT 기판)을 압전성 재료 기판(1)으로서 사용하였다. 또한, 지지 기판(6)으로서, OF부를 가지고, 직경이 4 인치, 두께가 230 ㎛인 실리콘 기판을 준비하였다. LT 기판은, 탄성 표면파(SAW)의 전파 방향을 X로 하고, 절취각이 회전 Y 커트판인 46°Y 커트 X 전파 LT 기판을 이용하였다. 압전성 재료 기판(1)의 표면(1a)과 지지 기판(6)의 표면(6a)은, 산술 평균 거칠기(Ra)가 1 ㎚가 되도록 경면 연마해 두었다. 산술 평균 거칠기는 원자간력 현미경(AFM)으로, 세로 10 ㎛×가로 10 ㎛의 정방형의 시야를 평가하였다.
계속해서, 압전성 재료 기판(1)의 표면(1a)에 산화규소막(2)을 1.0 ㎛ 스퍼터링법으로 성막하였다. 성막 후의 산술 평균 거칠기(Ra)는, 2 ㎚였다. 다음에, 산화규소막(2) 상에, 멀라이트로 이루어지는 접합층(3)을 1.0 ㎛, CVD법으로 성막하였다. 성막 후의 Ra는 2.0 ㎚였다. 다음에, 접합층(3)을 화학 기계 연마 가공(CMP)하여, 막 두께를 0.5 ㎛으로 하고, Ra를 0.3 ㎚로 하였다.
계속해서, 접합층(4)의 평탄면(4a)과 지지 기판(6)의 표면(6a)을 세정하여, 오물을 제거한 후, 진공 챔버에 도입하였다. 10-6 ㎩대까지 진공 처리한 후, 각각의 기판의 접합면에 고속 원자 빔(가속 전압 1 ㎸, Ar 유량 27 sccm)을 120 sec간 조사하였다. 이어서, 압전성 재료 기판의 빔 조사면(활성화면)(5)과 지지 기판의 활성화면(6a)을 접촉시킨 후, 10000 N으로 2분간 가압하여 양 기판을 접합하였다.
계속해서, 압전성 재료 기판(1)의 표면(1b)을, 두께가 당초의 250 ㎛로부터 3 ㎛가 되도록 연삭 및 연마하였다[도 2의 (b) 참조]. 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.5 J/㎡였다.
(실시예 A2)
실시예 A1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 알루미나로 하고, 접합층(3)의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 A1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.4 J/㎡였다.
(실시예 A3)
실시예 A1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 오산화탄탈(Ta2O5)로 하고, 접합층(3)의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 A1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.5 J/㎡였다.
(실시예 A4)
실시예 A1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 질화규소(Si3N4)로 하고, 접합층(3)의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 A1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.4 J/㎡였다.
(실시예 A5)
실시예 A1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 질화알루미늄(AlN)으로 하고, 접합층(3)의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 A1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.3 J/㎡였다.
(실시예 A6)
실시예 A1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 오산화니오븀(Nb2O5)으로 하고, 접합층(3)의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 A1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.8 J/㎡였다.
(실시예 A7)
실시예 A1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 산화티탄(TiO2)으로 하고, 접합층(3)의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 A1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.6 J/㎡였다.
(비교예 A1)
실시예 A1에 있어서, 접합층(3)을 마련하지 않았다. 그 외에는 실시예 A1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리가 발생하였다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 0.1 J/㎡였다.
(비교예 A2)
실시예 A3과 동일하게 하여, 접합층(3)으로서 오산화탄탈층을 마련하였다. 그리고, 접합층의 표면과 지지 기판의 표면을 플라즈마 활성화법에 따라 표면 활성화하였다. 그 외에는 실시예 A4와 동일하게 하여 접합체를 제조하였다. 챔버 내부를 10-1 ㎩대까지 진공 처리한 후, 웨이퍼 표면에 N2 플라즈마(파워 200 W)를 60 s 조사하고, 그 후 대기에 내보내어, 순수로 세정한다. 더욱 대기 중에서 접합시켜, 하중 2000 N을 2분간 인가하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리가 발생하였다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 0.3 J/㎡였다.
(실시예 B1)
도 3, 도 4를 참조하면서 설명한 제1 발명의 방법에 따라, 접합체를 제작하였다.
구체적으로는, 오리엔테이션 플랫부(OF부)를 가지고, 직경이 4 인치, 두께가 250 ㎛인 탄탈산리튬 기판(LT 기판)을 준비하여, 압전성 재료 기판(11)으로 하였다. 또한, 지지 기판(6)으로서, OF부를 가지고, 직경이 4 인치, 두께가 230 ㎛인 실리콘 기판을 준비하였다. LT 기판은, 탄성 표면파(SAW)의 전파 방향을 X로 하고, 절취각이 회전 Y 커트판인 46°Y 커트 X 전파 LT 기판을 이용하였다.
또한, 압전성 재료 기판(11)의 표면(11a)은, 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.1 ㎛가 되도록, 랩핑 머신으로 거칠게 하여, 조면으로 해 두었다. 지지 기판(6)의 표면(6a)은, 산술 평균 거칠기(Ra)가 1 ㎚가 되도록 경면 연마해 두었다. 산술 평균 거칠기는 원자간력 현미경(AFM)으로, 세로 10 ㎛×가로 10 ㎛의 정방형의 시야를 관측하였다.
계속해서, 압전성 재료 기판의 조면 상에, 멀라이트로 이루어지는 접합층(12)을 두께 2 ㎛ 성막하여, 이면의 미소한 요철을 매립하였다. 또한, 이 시점에 있어서의 접합층의 표면(12a)은 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.1 ㎛였다. 다음에, 접합층의 표면(12a)을 화학 기계 연마 가공(CMP)하여, 막 두께 0.5 ㎛, Ra 0.3 ㎚로 하였다.
계속해서, 접합층의 평탄면(13a)과 지지 기판의 표면(6a)을 세정하여, 표면의 오물을 제거한 후, 진공 챔버에 도입하였다. 10-6 ㎩대까지 진공 처리한 후, 각각의 기판의 접합면에 고속 원자 빔(가속 전압 1 ㎸, Ar 유량 27 sccm)을 120 sec간 조사하여 표면 활성화하였다. 계속해서, 접합층의 활성화된 평탄면(14)과 지지 기판의 활성화된 표면(6a)을 접촉시킨 후, 1000 N으로 2분간 가압하여 양 기판을 접합하였다.
계속해서, 압전성 재료 기판(11)의 표면(11c)을, 두께가 당초의 250 ㎛로부터 20 ㎛가 되도록 연삭 및 연마하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.5 J/㎡였다.
제작한 접합체를 이용해 SAW(표면 탄성파) 필터를 제작하여, 300℃로 가열을 하였지만, 접합 계면에서의 박리나, 주파수의 시프트는 확인할 수 없었다.
(실시예 B2)
실시예 B1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 알루미나로 하였다. 그 외에는 실시예 B1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다. 이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.4 J/㎡였다.
제작한 접합체를 이용해 SAW(표면 탄성파) 필터를 제작하여, 300℃로 가열을 하였지만, 접합 계면에서의 박리나, 주파수의 시프트는 확인할 수 없었다.
(실시예 B3)
실시예 B1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 오산화탄탈(Ta2O5)로 하였다. 그 외에는 실시예 B1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다. 이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.5 J/㎡였다.
제작한 접합체를 이용해 SAW(표면 탄성파) 필터를 제작하여, 300℃로 가열을 하였지만, 접합 계면에서의 박리나, 주파수의 시프트는 확인할 수 없었다.
(실시예 B4)
실시예 B1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 질화규소(Si3N4)로 하였다. 그 외에는 실시예 B1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다. 이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.4 J/㎡였다.
제작한 접합체를 이용해 SAW(표면 탄성파) 필터를 제작하여, 300℃로 가열을 하였지만, 접합 계면에서의 박리나, 주파수의 시프트는 확인할 수 없었다.
(실시예 B5)
실시예 B1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 질화알루미늄(AlN)으로 하였다. 그 외에는 실시예 B1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다. 이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.3 J/㎡였다.
제작한 접합체를 이용해 SAW(표면 탄성파) 필터를 제작하여, 300℃로 가열을 하였지만, 접합 계면에서의 박리나, 주파수의 시프트는 확인할 수 없었다.
(실시예 B6)
실시예 B1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 오산화니오븀(Nb2O5)으로 하였다. 그 외에는 실시예 B1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다. 이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.8 J/㎡였다.
제작한 접합체를 이용해 SAW(표면 탄성파) 필터를 제작하여, 300℃로 가열을 하였지만, 접합 계면에서의 박리나, 주파수의 시프트는 확인할 수 없었다.
(실시예 B7)
실시예 B1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 산화티탄(TiO2)으로 하였다. 그 외에는 실시예 B1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다. 이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.6 J/㎡였다.
제작한 접합체를 이용해 SAW(표면 탄성파) 필터를 제작하여, 300℃로 가열을 하였지만, 접합 계면에서의 박리나, 주파수의 시프트는 확인할 수 없었다.
(비교예 B1)
실시예 B1과 동일하게 하여 표면 탄성파 필터를 제작하였다. 단, 접합층의 재질을 수지로 하여, 기판끼리 직접 접합하지 않고 수지 접착하였다. 이 결과, 300℃ 가열 후에 박리와 주파수 시프트가 발생하였다.
(비교예 B2)
실시예 B3과 동일하게 하여, 접합층(3)으로서 오산화탄탈층을 마련하였다. 그리고, 접합층의 표면과 지지 기판의 표면을 플라즈마 활성화법에 따라 표면 활성화하였다. 그 외에는 실시예 B4와 동일하게 하여 접합체를 제조하였다. 챔버 내부를 10-1 ㎩대까지 진공 처리한 후, 웨이퍼 표면에 N2 플라즈마(파워 200 W)를 60 s 조사하고, 그 후 대기에 내보내어, 순수로 세정한다. 더욱 대기 중에서 접합시켜, 하중 2000 N을 2분간 인가하였다.
이 결과, 접합 직후에는 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 0.3 J/㎡이지만, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리가 발생하였다. 이 때문에, 표면 탄성파 필터를 제작할 수 없었다.
(실시예 C1)
도 6∼도 7을 참조하면서 설명한 제2 발명의 방법에 따라, 접합체를 제작하였다.
구체적으로는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 지지 기판(6)으로서, OF부를 가지며, 직경이 4 인치, 두께가 230 ㎛인 실리콘 기판을 준비하였다. LT 기판은, 탄성 표면파(SAW)의 전파 방향을 X로 하여, 절취각이 회전 Y 커트판인 46°Y 커트 X 전파 LT 기판을 이용하였다. 지지 기판(6)의 표면(6a)은, 산술 평균 거칠기(Ra)가 1 ㎚가 되도록 경면 연마해 두었다. 산술 평균 거칠기는 원자간력 현미경(AFM)으로 세로 10 ㎛×가로 10 ㎛의 정방형의 시야를 평가하였다. 계속해서, 지지 기판(6)의 표면(6a)에 산화규소막(2)을 1.0 ㎛ 스퍼터링법으로 성막하였다. 성막 후의 산술 평균 거칠기(Ra)는, 2 ㎚였다. 다음에, 산화규소막(2) 상에, 멀라이트로 이루어지는 접합층(3)을 1.0 ㎛, CVD법으로 성막하였다. 성막 후의 Ra는 2.0 ㎚였다. 다음에, 접합층(3)을 화학 기계 연마 가공(CMP)하여, 막 두께를 0.5 ㎛로 하고, Ra를 0.3 ㎚로 하였다.
한편, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 오리엔테이션 플랫부(OF부)를 가지며, 직경이 4 인치, 두께가 250 ㎛인 탄탈산리튬 기판(LT 기판)을 압전성 재료 기판(1)으로서 사용하였다.
계속해서, 접합층(4)의 평탄면(4a)과 지지 기판(1)의 표면(1a)을 세정하여, 오물을 제거한 후, 진공 챔버에 도입하였다. 10-6 ㎩대까지 진공 처리한 후, 각각의 기판의 접합면에 고속 원자 빔(가속 전압 1 ㎸, Ar 유량 27 sccm)을 120 sec간 조사하였다. 이어서, 접합층(4A)의 활성화면(5)과 압전성 재료 기판(1)의 활성화면(1d)을 접촉시킨 후, 10000 N으로 2분간 가압하여 양 기판을 접합하였다.
계속해서, 압전성 재료 기판(1)의 표면(1b)을, 두께가 당초의 250 ㎛로부터 3 ㎛가 되도록 연삭 및 연마하였다[도 7의 (b) 참조]. 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.5 J/㎡였다.
(실시예 C2)
실시예 C1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 알루미나로 하고, 접합층(3)의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 C1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.4 J/㎡였다.
(실시예 C3)
실시예 C1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 오산화탄탈(Ta2O5)로 하고, 접합층(3)의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 C1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.5 J/㎡였다.
(실시예 C4)
실시예 C1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 질화규소(Si3N4)로 하고, 접합층(3)의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 C1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.4 J/㎡였다.
(실시예 C5)
실시예 C1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 질화알루미늄(AlN)으로 하고, 접합층(3)의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 C1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.3 J/㎡였다.
(실시예 C6)
실시예 C1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 오산화니오븀(Nb2O5)으로 하고, 접합층(3)의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 C1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 2.0 J/㎡였다.
(실시예 C7)
실시예 C1에 있어서, 접합층(3)의 재질을 산화티탄(TiO2)으로 하고, 접합층(3)의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 C1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.8 J/㎡였다.
(비교예 C1)
실시예 C1에 있어서, 접합층(4A)을 마련하지 않았다. 그 외에는 실시예 C1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리가 발생하였다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 0.1 J/㎡였다.
(비교예 C2)
실시예 C3과 동일하게 하여, 접합층(4)으로서 오산화탄탈층을 마련하였다. 그리고, 접합층의 표면과 압전성 재료 기판의 표면을 플라즈마 활성화법에 따라 표면 활성화하였다. 그 외에는 실시예 C4와 동일하게 하여 접합체를 제조하였다. 챔버 내부를 10-1 ㎩대까지 진공 처리한 후, 웨이퍼 표면에 N2 플라즈마(파워 200 W)를 60 s 조사하고, 그 후 대기에 내보내어, 순수로 세정한다. 더욱 대기 중에서 접합시켜, 하중 2000 N을 2분간 인가하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리가 발생하였다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 0.3 J/㎡였다.
(실시예 D1)
도 8∼도 9를 참조하면서 설명한 제3 발명의 방법에 따라, 접합체를 제작하였다.
구체적으로는, 오리엔테이션 플랫부(OF부)를 가지고, 직경이 4 인치, 두께가 250 ㎛인 탄탈산리튬 기판(LT 기판)을 압전성 재료 기판(1)으로서 사용하였다. 압전성 재료 기판(1)의 표면(1a)과 지지 기판(6)의 표면(6a)은, 산술 평균 거칠기(Ra)가 1 ㎚가 되도록 경면 연마해 두었다. 계속해서, 압전성 재료 기판(1)의 표면(1a)에 산화규소막(2)을 1.0 ㎛ 스퍼터링법으로 성막하였다. 성막 후의 산술 평균 거칠기(Ra)는, 2 ㎚였다. 다음에, 산화규소막(2) 상에, 멀라이트로 이루어지는 접합층을 1.0 ㎛, CVD법으로 성막하였다. 성막후의 Ra는 2.0 ㎚였다. 다음에, 접합층을 화학 기계 연마 가공(CMP)하여, 막 두께를 0.5 ㎛으로 하고, Ra를 0.3 ㎚로 하였다.
또한, 지지 기판(6)으로서, OF부를 가지고, 직경이 4 인치, 두께가 230 ㎛인 실리콘 기판을 준비하였다. LT 기판은, 탄성 표면파(SAW)의 전파 방향을 X로 하여, 절취각이 회전 Y 커트판인 46°Y 커트 X 전파 LT 기판을 이용하였다. 계속해서, 지지 기판(6)의 표면에 산화규소막(2)을 1.0 ㎛ 스퍼터링법으로 성막하였다. 성막 후의 산술 평균 거칠기(Ra)는, 2 ㎚였다. 다음에, 산화규소막(2) 상에, 고저항 실리콘으로 이루어지는 접합층을 1.0 ㎛, CVD법으로 성막하였다. 성막 후의 Ra는 2.0 ㎚였다. 다음에, 접합층을 화학 기계 연마 가공(CMP)하여, 막 두께를 0.5 ㎛로 하고, Ra를 0.3 ㎚로 하였다.
계속해서, 압전성 재료 기판(1) 상의 제1 접합층(4A)의 평탄면과 지지 기판(6) 상의 제2 접합층(4B)의 평탄면을 세정하여, 오물을 제거한 후, 진공 챔버에 도입하였다. 10-6 ㎩대까지 진공 처리한 후, 각각의 기판의 접합면에 고속 원자 빔(가속 전압 1 ㎸, Ar 유량 27 sccm)을 120 sec간 조사하여, 각 활성화면(5A, 5B)을 얻었다. 이어서, 압전성 재료 기판 상의 제1 접합층의 활성화면(5A)과, 지지 기판 상의 제2 접합층의 활성화면(5B)을 접촉시킨 후, 10000 N으로 2분간 가압하여 양 기판을 접합하였다[도 9의 (a) 참조].
계속해서, 압전성 재료 기판(1)의 표면(1b)을, 두께가 당초의 250 ㎛로부터 3 ㎛가 되도록 연삭 및 연마하였다[도 9의 (b) 참조]. 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.5 J/㎡였다.
(실시예 D2)
실시예 D1에 있어서, 제1 접합층, 제2 접합층의 재질을 알루미나로 하고, 접합층의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 D1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.4 J/㎡였다.
(실시예 D3)
실시예 D1에 있어서, 제1 접합층, 제2 접합층의 재질을 오산화탄탈(Ta2O5)로 하고, 접합층의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 D1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.5 J/㎡였다.
(실시예 D4)
실시예 D1에 있어서, 제1 접합층, 제2 접합층의 재질을 질화규소(Si3N4)로 하고, 접합층의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 D1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.4 J/㎡였다.
(실시예 D5)
실시예 D1에 있어서, 제1 접합층, 제2 접합층의 재질을 질화알루미늄(AlN)으로 하고, 접합층의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 D1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.3 J/㎡였다.
(실시예 D6)
실시예 D1에 있어서, 제1 접합층, 제2 접합층의 재질을 오산화니오븀(Nb2O5)으로 하고, 접합층의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 D1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 2.0 J/㎡였다.
(실시예 D7)
실시예 D1에 있어서, 제1 접합층, 제2 접합층의 재질을 산화티탄(TiO2)으로 하고, 접합층의 성막에는 스퍼터링법을 이용하였다. 그 외에는 실시예 D1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리는 확인할 수 없었다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 1.8 J/㎡였다.
(비교예 D1)
실시예 D1에 있어서, 제1 접합층을 마련하지 않았다. 그 외에는 실시예 D1과 동일하게 하여 접합체를 제조하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리가 발생하였다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 0.1 J/㎡였다.
(비교예 D2)
실시예 D3과 동일하게 하여, 제1 접합층 및 제2 접합층으로서 오산화탄탈층을 마련하였다. 그리고, 접합층의 표면과 지지 기판의 표면을 플라즈마 활성화법에 따라 표면 활성화하였다. 그 외에는 실시예 D4와 동일하게 하여 접합체를 제조하였다. 챔버 내부를 10-1 ㎩대까지 진공 처리한 후, 웨이퍼 표면에 N2 플라즈마(파워 200 W)를 60 s 조사하고, 그 후 대기에 내보내어, 순수로 세정한다. 더욱 대기 중에서 접합시켜, 하중 2000 N을 2분간 인가하였다.
이 결과, 압전성 재료 기판의 연삭 및 연마 공정 중에 접합 부분의 박리가 발생하였다. 또한 크랙 오프닝법으로 접합 강도를 평가한 바, 0.3 J/㎡였다.
Claims (21)
- 압전성 재료 기판과, 단결정으로 이루어지는 지지 기판을 접합하는 방법에 있어서,
상기 압전성 재료 기판을 가공하여 제1 조면(粗面)을 형성하는 공정,
상기 압전성 재료 기판의 제1 조면 상에 제2 조면을 갖는 산화규소막을 마련하는 공정,
상기 산화규소막의 제2 조면 상에 접합층을 형성하고, 상기 접합층은 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 오산화탄탈, 멀라이트, 오산화니오븀 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 재질로 이루어지는 공정,
상기 접합층의 표면 및 상기 지지 기판의 표면에 중성화 빔을 조사함으로써 상기 접합층의 상기 표면 및 상기 지지 기판의 상기 표면을 활성화하는 공정, 및
상기 접합층의 상기 표면과 상기 지지 기판의 상기 표면을 직접 접합하는 공정
을 갖는 것을 특징으로 하는 접합 방법. - 제1항에 있어서,
상기 접합층의 상기 표면을 평탄화한 후에 상기 활성화를 행하는 것을 특징으로 하는 접합 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 지지 기판은 실리콘, 사파이어 및 수정으로 이루어지는 군에서 선택된 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접합 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 압전성 재료 기판은 압전성 단결정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접합 방법. - 제4항에 있어서,
상기 압전성 단결정은 니오븀산리튬, 탄탈산리튬 또는 니오븀산리튬-탄탈산리튬 고용체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접합 방법. - 압전성 재료 기판과, 단결정으로 이루어지는 지지 기판을 접합하는 방법에 있어서,
상기 압전성 재료 기판을 가공하여 제1 조면을 형성하는 공정,
상기 압전성 재료 기판의 제1 조면 상에 제2 조면을 갖는 산화규소막을 마련하는 공정,
상기 산화규소막의 제2 조면 상에 제1 접합층을 형성하고, 상기 제1 접합층은 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 오산화탄탈, 멀라이트, 오산화니오븀 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 재질로 이루어지는 공정,
상기 지지 기판 상에 제2 접합층을 형성하고, 상기 제2 접합층은 질화규소, 질화알루미늄, 알루미나, 오산화탄탈, 멀라이트, 오산화니오븀 및 산화티탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 재질로 이루어지는 공정,
상기 제1 접합층의 표면 및 상기 제2 접합층의 표면에 중성화 빔을 조사함으로써 상기 제1 접합층의 상기 표면 및 상기 제2 접합층의 상기 표면을 활성화하는 공정, 및
상기 제1 접합층의 상기 표면과 상기 제2 접합층의 상기 표면을 직접 접합하는 공정
을 갖는 것을 특징으로 하는 접합 방법. - 제6항에 있어서,
상기 제1 접합층의 상기 표면을 평탄화한 후에 상기 활성화를 행하는 것을 특징으로 하는 접합 방법. - 제6항에 있어서,
상기 지지 기판 상에 산화규소막을 마련하는 공정을 가지며, 이 지지 기판 상의 산화규소막 상에 상기 제2 접합층을 마련하는 것을 특징으로 하는 접합 방법. - 제6항에 있어서,
상기 제2 접합층의 표면을 평탄화한 후에 상기 활성화를 행하는 것을 특징으로 하는 접합 방법. - 제6항에 있어서,
상기 지지 기판은 실리콘, 사파이어 및 수정으로 이루어지는 군에서 선택된 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접합 방법. - 제6항에 있어서,
상기 압전성 재료 기판은 압전성 단결정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접합 방법. - 제11항에 있어서,
상기 압전성 단결정은 니오븀산리튬, 탄탈산리튬 또는 니오븀산리튬-탄탈산리튬 고용체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2016-061710 | 2016-03-25 | ||
JP2016061710 | 2016-03-25 | ||
KR1020187025132A KR20180107212A (ko) | 2016-03-25 | 2017-02-22 | 접합 방법 |
PCT/JP2017/006461 WO2017163722A1 (ja) | 2016-03-25 | 2017-02-22 | 接合方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020187025132A Division KR20180107212A (ko) | 2016-03-25 | 2017-02-22 | 접합 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190133793A KR20190133793A (ko) | 2019-12-03 |
KR102428548B1 true KR102428548B1 (ko) | 2022-08-04 |
Family
ID=59901176
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020197034784A KR102428548B1 (ko) | 2016-03-25 | 2017-02-22 | 접합 방법 |
KR1020187025132A KR20180107212A (ko) | 2016-03-25 | 2017-02-22 | 접합 방법 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020187025132A KR20180107212A (ko) | 2016-03-25 | 2017-02-22 | 접합 방법 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10964882B2 (ko) |
JP (1) | JP6427712B2 (ko) |
KR (2) | KR102428548B1 (ko) |
CN (1) | CN108781064B (ko) |
DE (1) | DE112017001546B4 (ko) |
TW (1) | TWI660580B (ko) |
WO (1) | WO2017163722A1 (ko) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6427713B2 (ja) * | 2016-03-25 | 2018-11-21 | 日本碍子株式会社 | 接合方法 |
FR3053532B1 (fr) * | 2016-06-30 | 2018-11-16 | Soitec | Structure hybride pour dispositif a ondes acoustiques de surface |
JP6809595B2 (ja) * | 2017-02-21 | 2021-01-06 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置 |
WO2019130895A1 (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-04 | 日本碍子株式会社 | 圧電性材料基板と支持基板との接合体および弾性波素子 |
JP7080671B2 (ja) | 2018-02-27 | 2022-06-06 | NDK SAW devices株式会社 | 弾性表面波デバイス |
FR3079346B1 (fr) * | 2018-03-26 | 2020-05-29 | Soitec | Procede de fabrication d'un substrat donneur pour le transfert d'une couche piezoelectrique, et procede de transfert d'une telle couche piezoelectrique |
FR3079666B1 (fr) | 2018-03-30 | 2020-04-03 | Soitec | Structure hybride pour dispositif a ondes acoustiques de surface et procede de fabrication associe |
CN112074622B (zh) * | 2018-05-16 | 2021-07-27 | 日本碍子株式会社 | 压电性材料基板与支撑基板的接合体 |
JP6599595B1 (ja) * | 2018-05-16 | 2019-10-30 | 日本碍子株式会社 | 圧電性材料基板と支持基板との接合体 |
KR102312794B1 (ko) * | 2018-05-16 | 2021-10-15 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 압전성 재료 기판과 지지 기판의 접합체 |
JP7382707B2 (ja) * | 2018-05-17 | 2023-11-17 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波デバイスの製造方法 |
US11050406B2 (en) * | 2018-05-21 | 2021-06-29 | Skyworks Solutions, Inc. | Multi-layer piezoelectric substrate with heat dissipation |
CN112272920B (zh) * | 2018-06-22 | 2021-11-16 | 日本碍子株式会社 | 接合体及弹性波元件 |
JP6644208B1 (ja) * | 2018-06-22 | 2020-02-12 | 日本碍子株式会社 | 接合体および弾性波素子 |
JP7458700B2 (ja) * | 2018-09-07 | 2024-04-01 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ |
US20220021368A1 (en) * | 2018-09-25 | 2022-01-20 | Kyocera Corporation | Composite substrate, piezoelectric device, and method for manufacturing composite substrate |
TWI815970B (zh) * | 2018-11-09 | 2023-09-21 | 日商日本碍子股份有限公司 | 壓電性材料基板與支持基板的接合體、及其製造方法 |
JP2020096220A (ja) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置 |
WO2021014669A1 (ja) | 2019-07-22 | 2021-01-28 | 日本碍子株式会社 | 接合体および弾性波素子 |
JP7161456B2 (ja) * | 2019-09-03 | 2022-10-26 | 信越化学工業株式会社 | 積層構造体及び半導体装置並びに積層構造体の製造方法 |
JP6951607B1 (ja) | 2019-11-29 | 2021-10-20 | 日本碍子株式会社 | 圧電性材料基板と支持基板との接合体 |
JP6964210B2 (ja) * | 2019-11-29 | 2021-11-10 | 日本碍子株式会社 | 圧電性材料基板と支持基板との接合体 |
DE112020001781T5 (de) | 2019-12-18 | 2021-12-30 | Ngk Insulators, Ltd. | Vibrationsplatte-Verbundkörper |
CN112993135B (zh) * | 2020-07-01 | 2022-09-27 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 显示面板的制作方法、显示面板及显示装置 |
CN115956339A (zh) * | 2020-09-10 | 2023-04-11 | 日本碍子株式会社 | 弹性波器件用复合基板 |
WO2023179898A1 (en) | 2022-03-23 | 2023-09-28 | CZIGLER, Zoltan | Method of forming a composite substrate |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014192597A1 (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | 日本碍子株式会社 | 複合基板用支持基板および複合基板 |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5814727B2 (ja) | 1974-09-25 | 1983-03-22 | 富士写真フイルム株式会社 | キヨウジセイサンカテツノ セイホウ |
JP3735550B2 (ja) * | 2001-09-21 | 2006-01-18 | Tdk株式会社 | 弾性表面波装置およびその製造方法 |
US7105980B2 (en) | 2002-07-03 | 2006-09-12 | Sawtek, Inc. | Saw filter device and method employing normal temperature bonding for producing desirable filter production and performance characteristics |
JP3774782B2 (ja) | 2003-05-14 | 2006-05-17 | 富士通メディアデバイス株式会社 | 弾性表面波素子の製造方法 |
US7654490B2 (en) * | 2003-10-14 | 2010-02-02 | Lockheed Martin Corporation | Precision attitude control system for gimbaled thruster |
TW200624510A (en) * | 2004-11-08 | 2006-07-16 | Mitsubishi Chem Corp | Radiative curable composition and cured product thereof, and laminate of the cured product |
KR100642889B1 (ko) * | 2005-05-25 | 2006-11-03 | 엘에스전선 주식회사 | 반도체용 접착필름 |
US7426117B2 (en) * | 2005-12-21 | 2008-09-16 | Xerox Corporation | Chip on a board |
FR2896618B1 (fr) * | 2006-01-23 | 2008-05-23 | Soitec Silicon On Insulator | Procede de fabrication d'un substrat composite |
WO2008132895A1 (en) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing soi substrate and semiconductor device |
US8354674B2 (en) * | 2007-06-29 | 2013-01-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device wherein a property of a first semiconductor layer is different from a property of a second semiconductor layer |
JP5688203B2 (ja) * | 2007-11-01 | 2015-03-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体基板の作製方法 |
JP2010187373A (ja) | 2009-01-19 | 2010-08-26 | Ngk Insulators Ltd | 複合基板及びそれを用いた弾性波デバイス |
JP5591240B2 (ja) * | 2009-07-30 | 2014-09-17 | 日本碍子株式会社 | 複合基板及びその製造方法 |
CN203014754U (zh) | 2010-06-15 | 2013-06-19 | 日本碍子株式会社 | 复合基板 |
CN102624352B (zh) * | 2010-10-06 | 2015-12-09 | 日本碍子株式会社 | 复合基板的制造方法以及复合基板 |
JP5650553B2 (ja) * | 2011-02-04 | 2015-01-07 | 太陽誘電株式会社 | 弾性波デバイスの製造方法 |
KR101854948B1 (ko) * | 2011-03-28 | 2018-05-04 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 수지 조성물, 수지 시트, 수지 시트 경화물, 수지 시트 적층체, 수지 시트 적층체 경화물 및 그 제조 방법, 반도체 장치, 그리고 led 장치 |
CN103765768B (zh) | 2011-08-26 | 2016-06-01 | 株式会社村田制作所 | 压电器件以及压电器件的制造方法 |
JP5861771B2 (ja) | 2012-03-26 | 2016-02-16 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置及びその製造方法 |
JP5704619B2 (ja) * | 2012-06-15 | 2015-04-22 | 須賀 唯知 | 電子素子の封止方法及び基板接合体 |
KR101636220B1 (ko) | 2012-07-12 | 2016-07-04 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 복합 기판, 압전 디바이스 및 복합 기판의 제법 |
CN103765773B (zh) | 2012-08-17 | 2015-11-25 | 日本碍子株式会社 | 复合基板、弹性表面波器件以及复合基板的制造方法 |
JP2014086400A (ja) | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高速原子ビーム源およびそれを用いた常温接合装置 |
KR101511001B1 (ko) * | 2012-11-14 | 2015-04-10 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 복합 기판 |
WO2014148648A1 (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | 日本碍子株式会社 | 弾性波素子用複合基板および弾性波素子 |
JP6220279B2 (ja) * | 2014-02-04 | 2017-10-25 | 日本碍子株式会社 | 複合基板の研磨方法 |
JP6427713B2 (ja) * | 2016-03-25 | 2018-11-21 | 日本碍子株式会社 | 接合方法 |
-
2017
- 2017-02-22 KR KR1020197034784A patent/KR102428548B1/ko active IP Right Grant
- 2017-02-22 TW TW106105856A patent/TWI660580B/zh active
- 2017-02-22 CN CN201780017368.0A patent/CN108781064B/zh active Active
- 2017-02-22 DE DE112017001546.4T patent/DE112017001546B4/de active Active
- 2017-02-22 JP JP2018507141A patent/JP6427712B2/ja active Active
- 2017-02-22 KR KR1020187025132A patent/KR20180107212A/ko active Application Filing
- 2017-02-22 WO PCT/JP2017/006461 patent/WO2017163722A1/ja active Application Filing
-
2018
- 2018-09-19 US US16/135,689 patent/US10964882B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014192597A1 (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | 日本碍子株式会社 | 複合基板用支持基板および複合基板 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180107212A (ko) | 2018-10-01 |
TW201803267A (zh) | 2018-01-16 |
DE112017001546T5 (de) | 2018-12-13 |
US10964882B2 (en) | 2021-03-30 |
CN108781064A (zh) | 2018-11-09 |
DE112017001546B4 (de) | 2020-06-18 |
TWI660580B (zh) | 2019-05-21 |
WO2017163722A1 (ja) | 2017-09-28 |
JP6427712B2 (ja) | 2018-11-21 |
US20190036009A1 (en) | 2019-01-31 |
JPWO2017163722A1 (ja) | 2018-09-13 |
CN108781064B (zh) | 2019-10-11 |
KR20190133793A (ko) | 2019-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102428548B1 (ko) | 접합 방법 | |
KR102127260B1 (ko) | 접합 방법 | |
CN110463038B (zh) | 接合体和弹性波元件 | |
CN110574290B (zh) | 弹性波元件及其制造方法 | |
US11632093B2 (en) | Acoustic wave devices and a method of producing the same | |
WO2018096797A1 (ja) | 接合体 | |
JP6605184B1 (ja) | 接合体および弾性波素子 | |
KR20210006995A (ko) | 접합체 및 탄성파 소자 | |
JP6393015B1 (ja) | 弾性波素子およびその製造方法 | |
JP6612002B1 (ja) | 接合体および弾性波素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |