KR20180018250A

KR20180018250A - 접합 기판, 탄성 표면파 소자, 탄성 표면파 소자 디바이스, 및 접합 기판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20180018250A
Application number: KR1020160179956A
Authority: KR
Inventors: 코우헤이 쿠리모토; 카즈히토 키시다; 린조 카야노; 준 미즈노; 쇼지 카키오
Original assignee: 가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼; 고쿠리츠다이가쿠호징 야마나시다이가쿠; 각코호진 와세다다이가쿠
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2018-02-21
Also published as: JP2018026695A; US11502665B2; US20180048282A1; US20190267967A1; US10340881B2; JP6998650B2

Abstract

[과제] 탄성 표면파 소자의 위상 속도를 빠르게 하여 높은 기계 결합계수를 얻는다.
[해결수단] 적합하게는 150~500㎛의 두께의 수정 기판과, 수정 기판 상에 접합되고 탄성 표면파가 전파되는, 적합하게는 두께가 탄성 표면파의 파장에 대해 0.05~10파장에 상당하는 탄탈산 리튬 또는 니오브산 리튬의 압전 기판을 갖고, 접합 계면에 있어서 공유결합에 의해 접합된 접합 기판으로 하고, 압전 기판의 주면 상에 빗형 전극을 배치하여 종래보다 위상 속도가 빠르고, 높은 전기 기계 결합계수를 갖는 탄성 표면파 소자를 얻는다.

Description

접합 기판, 탄성 표면파 소자, 탄성 표면파 소자 디바이스, 및 접합 기판의 제조 방법{BONDED SUBSTRATE, SURFACE ACOUSTIC WAVE ELEMENT, SURFACE ACOUSTIC WAVE ELEMENT DEVICE, AND METHOD FOR PRODUCING BONDED SUBSTRATE}

이 발명은 탄성 표면파를 이용한 접합 기판, 탄성 표면파 소자, 탄성 표면파 소자 디바이스, 및 접합 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

휴대전화 등의 이동체 통신 기기의 진화에 따라 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave: SAW) 디바이스에 대해서도 고성능화가 요구되고 있다. 특히, 고주파화, 광대역화를 위해서 고속, 고결합의 SAW 모드 및 온도 변화에 의한 통과 대역의 이동을 방지하는 우수한 온도 특성을 갖는 SAW 기판이 요청되고 있다.

또한, 세로형 누설 탄성 표면파(Longitudinal-type Leaky SAW: LLSAW 등이라고도 불림)는 레일리파의 1.5배~2.0배에 가까운 위상 속도를 갖고 있으며, SAW 디바이스의 고주파화에 유리한 전파 모드의 하나이다. 그러나, SH파와 SV파의 벌크파를 누설하면서 전파하기 위해 매우 큰 감쇠 전파를 갖고 있다.

특허문헌 1에는 니오브산 리튬 기판 표면 부근에 프로톤 교환층을 형성한 후에 표층에만 역프로톤 교환층을 형성함으로써 LLSAW의 벌크파 방사에 기인하는 손실을 감소시키려고 하는 기술이 제안되어 있다.

비특허문헌 1, 비특허문헌 2에도 LLSAW의 저손실화의 방법으로서, 기판 방위, 전극막 두께의 최적화가 시도되고 있다.

또한, 온도 특성에 대해서는, 예를 들면 현재 양호하게 사용되고 있는 탄탈산 리튬의 주파수 변화의 온도계수는 -35ppm/℃, 니오브산 리튬에서는 -79ppm/℃이며, 주파수 변동이 크다. 이 때문에, 주파수 변화의 온도계수를 저감하는 것이 필요하다.

한편, ST-Cut 수정의 온도계수는 0ppm/℃이며 우수한 특성을 나타내지만, 전파 속도나 결합계수에 있어서 탄탈산 리튬이나 니오브산 리튬에 크게 떨어진다.

특허문헌 2에는 SAW 전파 기판과 지지 기판을 유기 박막층에 의해서 접착한 디바이스가 기재되어 있다. 전파 기판은, 예를 들면 두께 30㎛의 탄탈산 리튬 기판이며, 이것을 두께 300㎛의 유리 기판과 두께 15㎛의 유기 접착제에 의해서 접합시키고 있다.

특허문헌 3에도 탄탈산 리튬 기판(두께: 125㎛)과 석영 유리 기판(두께: 125㎛)을 접착제로 접합시킨 SAW 디바이스가 기재되어 있다.

특허문헌 4에는 탄탈산 리튬 기판과 지지 기판의 접착에 대해서 유기 접착층을 박층화함으로써 온도 특성이 개선되는 것으로 보고되어 있다.

일본 특허 공개 2013-30829호 공보 일본 특허 공개 2001-53579호 공보 일본 특허 공개 2006-42008호 공보 일본 특허 공개 2011-87079호 공보

"GHz-band surface acoustic wave devices using the second leaky mode",]. Appl. Phis., vol. 36, no 9B, pp. 6083-6087, 1997. "LiNbO3의 세로파형 누설 탄성 표면파의 공진기 특성-유한요소해석해결합법에 의한 해석" 신학회 기초·경계 소사이어티 대회, A-195, p. 196, 1996.

그러나, 특허문헌 1에서는 LLSAW의 벌크파 방사에 기인하는 손실이 감소하여 전파 특성 등이 현격하게 향상되는 것을 확인하고 있지만, 제안 구조에서는 디바이스의 수율이 극단적으로 나쁘다고 하는 문제점이 있다.

특허문헌 2, 특허문헌 3 모두 온도 특성이 개선되었다고 하는 구체적인 데이터는 기재되어 있지 않다.

특허문헌 4에서는 유기 접착층을 박층화함으로써 온도 특성이 개선되고 있지만, 그래도 15ppm/℃ ST-Cut 수정의 0ppm/℃에는 도달하고 있지 않으며, 또한 접착제에 의해 접합하고 있기 때문에 수율이 나쁜 등의 문제가 있다.

본 발명의 과제 중 하나는 LLSAW 등을 전파 감쇠시키지 않고 이용함으로써 고주파화, 광대역화를 달성하는 것, 또한 주파수의 온도계수를 저감하는 것, 접합 기판의 수율을 향상시키는 것이다.

본 발명은 상기 사정을 배경으로 해서 이루어진 것이며, 상기 과제의 해결을 도모하는 것을 가능하게 하는 접합 기판, 탄성 표면파 소자, 탄성 표면파 소자 디바이스, 및 접합 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.

즉, 본 발명의 접합 기판 중, 제 1 형태는 수정 기판과, 상기 수정 기판 상에 접합되고, 탄성 표면파가 전파되는 압전 기판을 갖고, 접합 계면에 있어서 공유결합에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.

다른 형태의 접합 기판의 발명은, 상기 형태의 발명에 있어서 상기 압전 기판이 세로형 누설 탄성 표면파를 여기하기 위한 것인 것을 특징으로 한다.

다른 형태의 접합 기판의 발명은, 상기 형태의 발명에 있어서 상기 수정 기판과 압전 기판의 사이에 비정질층을 갖고 있으며, 상기 비정질층의 계면이 상기 접합 계면으로 되는 것을 특징으로 한다.

다른 형태의 접합 기판의 발명은, 상기 형태의 발명에 있어서 상기 비정질층이 100㎚ 이하의 두께인 것을 특징으로 한다.

다른 형태의 접합 기판의 발명은, 상기 형태의 발명에 있어서 상기 비정질층이 이산화규소 또는 산화알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다른 형태의 접합 기판의 발명은, 상기 형태의 발명에 있어서 상기 압전 기판은 두께가 탄성 표면파의 파장에 대해 0.05~10파장에 상당하는 것을 특징으로 한다.

다른 형태의 접합 기판의 발명은, 상기 형태의 발명에 있어서 상기 석영 기판은 두께가 150~500㎛인 것을 특징으로 한다.

다른 형태의 접합 기판의 발명은, 상기 형태의 발명에 있어서 상기 압전 기판은 탄탈산 리튬 또는 니오브산 리튬으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다른 형태의 접합 기판의 발명은, 상기 형태의 발명에 있어서 상기 압전 기판은 36°~45° Y컷 탄탈산 리튬, X컷 탄탈산 리튬, 128° Y컷 니오브산 리튬, 또는 X컷 니오브산 리튬인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 탄성 표면파 소자는 상기 각 형태의 접합 기판에 있어서의 압전 기판의 주면 상에 적어도 하나의 빗형 전극을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 탄성 표면파 소자 디바이스는 상기 형태의 탄성 표면파 소자가 패키지로 밀봉되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 접합 기판의 제조 방법 중, 제 1 형태는 결정 기판과 압전 기판이 접합된 접합 기판의 제조 방법으로서,

수정 기판의 접합면 및 압전 기판의 접합면에 감압 하에서 자외선을 조사하고, 조사 후에 수정 기판의 접합면과 압전 기판의 접합면을 접촉시키고, 수정 기판과 압전 기판에 두께 방향으로 가압을 하여 상기 접합면끼리를 접합하는 것을 특징으로 한다.

다른 형태의 접합 기판의 제조 방법의 발명은, 상기 형태의 본 발명에 있어서 상기 가압시에 소정의 온도로 가열을 하는 것을 특징으로 한다.

다른 형태의 접합 기판의 제조 방법의 발명은, 상기 형태의 본 발명에 있어서 상기 수정 기판이 수열 합성법에 의해 결정 성장시켜 임의의 방향으로 잘라낸 것인 것을 특징으로 한다.

다른 형태의 접합 기판의 제조 방법의 발명은, 상기 형태의 본 발명에 있어서 상기 수정 기판과 압전 기판의 접합면의 한쪽 또는 양쪽에 비정질층을 개재시켜 두는 것을 특징으로 한다.

다른 형태의 접합 기판의 제조 방법의 발명은, 상기 형태의 본 발명에 있어서 상기 비정질층은 박막 형성 방법에 의해서 부착시킨 것인 것을 특징으로 한다.

이하에, 본 발명에서 규정한 기술적 사항에 대해서 그 이유를 설명한다.

공유결합

수정 기판과 압전 기판이 직접 또는 비정질층을 개재해서 공유결합되어 있음으로써 접합 강도를 유지할 수 있다. 예를 들면, 비정질층을 개재시켜서 SiO₂를 이용한 경우, 그 공유결합은 Si-O-Si로 되고, 그 부분이 접합층으로 된다.

단, 본원 발명으로서는 비정질층을 개재시키지 않는 것이어도 좋다.

비정질층

수정 기판과 압전 기판의 접합 계면에 비정질층을 개재시킴으로써 공유결합을 보다 확실하게 할 수 있다.

또한, 비정질층의 재질은 본 발명으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, SiO₂ 또는 Al₂O₃을 적합하게 이용할 수 있다. 특히, SiO₂의 비정질층은 성막시에 파티클이 발생되기 쉽기 때문에 접합 불량의 원인이 되기 때문에 파티클의 발생률이 적은 Al₂O₃이 더욱 바람직하다.

상기 비정질층은 박막의 내부 응력이 발생하여 기판 자신이 휘기 때문에 접합 개소의 평탄성을 유지하지 않기 때문에, 두께를 100㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 마찬가지의 이유로 또한 5㎚ 이하로 하는 것이 한층 바람직하다.

수정 기판 두께: 150~500㎛

수정 기판 두께는 수정 기판의 특징인 온도 특성이 0에 가까운 것을 살리기 위해서 상기 범위가 바람직하다. 마찬가지의 이유로 하한을 200㎛, 상한을 500㎛로 하는 것이 더욱 바람직하다.

압전 기판 두께: 탄성 표면파의 파장에 대해 0.05~10파장

압전 기판 두께는 LLSAW(세로형 누설 탄성 표면파)를 인출하기 위해서는 탄성 표면파의 파장에 대해 0.05파장~10파장이 바람직하다. LLSAW는 LSAW(누설 탄성 표면파)보다 1.5~2배의 전파 속도를 갖는 전파 모드이며, 전파 속도를 높이기 위해서는 압전 기판 두께가 유효하다. 수정과의 접합의 경우, 두꺼운 쪽이 느려진다.

구체적인 두께로서는 0.1~100㎛가 예시된다. 마찬가지의 이유에서 하한을 0.1㎛, 상한을 10㎛로 하는 것이 한층 바람직하다.

압전 기판: 탄탈산 리튬 또는 니오브산 리튬

현재, 본 기판 재료로서는 탄탈산 리튬 또는 니오브산 리튬이 SAW 디바이스에서 가장 많이 사용되고 있으며, 품질은 양호하고, 기판 비용도 저가격화되어 있다.

단, 본 발명으로서는 압전 기판의 재료가 상기에 한정되는 것은 아니다.

압전 기판: 면방위가 36°~45° Y컷 탄탈산 리튬, 또는

　　　　　 128° Y컷 니오브산 리튬 또는

　　　　　 면방위가 X컷 탄탈산 리튬, 또는

　　　　　 X컷 니오브산 리튬

기판 표면에는 LSAW가 발생되기 쉬운 기판 컷 방위이지만, 기판 내부에는 벌크파, 누설파가 발생되고 있다. 즉, 파가 발생하기 쉬운 기판 컷 방위이기 때문에 상기 기판 방위를 선택하는 것이 바람직하다.

또한, 전파 방위는 Y컷으로 X전파, X컷으로 Y전파하는 것이 바람직하다.

감압 하에서 자외선을 조사

자외선을 조사함으로써 접합면을 활성화시켜 OH기를 생성시킨다. 자외선의 파장은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 10~200㎚를 나타낼 수 있다.

또한, 분위기를 감압함으로써 자외선이 분위기 내에 있어서 흡수되는 것을 방지할 수 있다. 감압 압력은 낮은 쪽이 흡수 방지 효과가 있다. 예를 들면, 10Pa 이하로 하는 것이 바람직하다. 단, 지나치게 압력을 저감해도 효과는 포화되어 장비 비용도 증대된다.

소정 온도의 가열

수정 기판과 압전 기판의 접합면 접촉에 있어서 가열을 행함으로써 공유결합을 보다 효과적으로 행할 수 있다. 가열 온도로서는 150~200℃ 정도가 바람직하다. 단, 수정 기판과 압전 기판의 열팽창계수 차가 있어 실온으로 되돌렸을 때에 기판의 파괴가 발생하는 것을 회피하는 이유에서 가열 온도는 200℃ 이하가 바람직하다. 또한, 공유결합할 때 부생물로 H₂O를 발생시키기 때문에 H₂O를 완전히 제거하기 위해서는 150℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

가압 압력

수정 기판과 압전 기판의 접합시에 양자 사이에 압력을 가하는 것이 바람직하다. 0.5Pa 이상으로 함으로써 접합이 촉진된다. 한편, 압력이 지나치게 크면 기판 손상의 가능성이 있으므로 상한은 10MPa 이하로 하는 것이 바람직하다.

(발명의 효과)

본 발명의 접합 기판에 의하면, 수정 기판과 압전 기판이 수율좋게 접합되어 있다. 이 접합 기판을 이용한 탄성 표면파 소자에서는 빠른 위상 속도와 높은 전기 기계 결합계수가 얻어진다. 따라서, LLSAW를 전파 감쇠시키지 않고, 또한 주파수의 온도계수도 저감하는 SAW 기판을 제작하는 것이 가능하다. 이 결과, 차세대의 이동체 통신 기기가 요구하고 있는 고주파화, 광대역화를 위한 고속, 고결합의 SAW 모드 및 온도 변화에 의한 통과 대역의 이동을 방지하는 우수한 온도 특성을 갖는 SAW 기판이 얻어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 접합 기판 및 탄성 표면파 소자를 나타내는 개략도이다.
도 2는 다른 실시형태에 있어서의 접합 기판 및 탄성 표면파 소자를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 접합 기판의 제조에 이용되는 접합 처리 장치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 마찬가지로, 수정 기판과 압전 기판의 접합 형태를 설명하는 도면이다.
도 5는 마찬가지로, 탄성 표면파 소자 디바이스를 나타내는 개략도이다.
도 6은 마찬가지로, 접합 기판의 위상 속도의 계산 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 마찬가지로, 접합 기판의 전기 기계 결합계수의 계산 결과를 나타내는 도면이다.

이하에, 본 발명의 실시형태의 접합 기판 및 탄성 표면파 소자에 대해서 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 접합 기판(5)은 수정 기판(2)과 압전 기판(3)이 접합 계면(4)을 통해서 접합되어 있다. 수정 기판(2)과 압전 기판(3)은 접합 계면(4)에 있어서 공유결합에 의해서 접합되어 있다.

수정 기판(2)은 적합하게는 150~500㎛의 두께를 갖고, 압전 기판(3)은 적합하게는 표면 탄성파의 파장에 대해 0.05~10파장에 상당하는 두께를 갖고 있다.

수정 기판(3)은, 예를 들면 수열 합성법으로 결정 성장시켜 임의의 방향으로 잘라낸 것을 사용할 수 있다. 압전 기판(3)에는 적절한 재료를 이용할 수 있지만, 예를 들면 탄탈산 리튬이나 니오브산 리튬에 의해 구성할 수 있다. 특히, 면방위가 36° Y컷, X전파의 탄탈산 리튬, 또는 128° Y컷, X전파의 니오브산 리튬을 사용할 수 있다.

또한, 수정 기판(2)과 압전 기판(3)의 사이에는 도 2에 나타내는 바와 같이 비정질층(6)을 개재시킨 표면 탄성파 소자(1A)로 할 수 있다. 또한, 상기 실시형태와 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다.

이 실시형태에서, 비정질층(6)을 개재시키는 경우, 비정질층(6)과 수정 기판(2)의 사이에 접합 계면이 존재하고, 비정질층(6)의 타면측에서 비정질층(6)과 압전 기판(3)의 사이에 접합 계면이 존재한다. 비정질층(6)의 재질은 본 발명으로서는 특별히 한정되지 않지만, SiO₂나 Al₂O₃ 등을 이용할 수 있다. 또한, 비정질층의 두께는 100㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 비정질층(6)의 형성에서는 수정 기판(2) 또는 압전 기판(3)의 표면에 박막을 형성하도록 해서 비정질층(6)을 형성한다. 또한, 수정 기판(2) 표면과 압전 기판(3) 표면의 양쪽에 비정질층을 형성하는 것으로 해도 좋다.

비정질층은 이미 알려진 방법에 의해 형성할 수 있으며, 화학적 증착이나 스퍼터링 등의 물리적 증착을 이용할 수 있다.

이어서, 접합 기판 및 탄성 표면파 소자의 제조에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다.

소정 재료의 수정 기판과 압전 기판을 준비한다. 또한, 접합면에 비정질층을 형성하는 경우에는, 형성의 대상으로 하는 수정 기판과 압전 기판의 한쪽 또는 양쪽에 대해 접합면측에 성막 처리를 행한다. 성막 처리의 방법으로서는 특별히 한정되는 것이 아니고, 진공 증착법, 스퍼터법 등의 박막 형성 기술을 이용할 수 있다. 예를 들면, Electron Cyclotron Resonance 플라즈마 성막으로 접합면에 100㎚ 이하의 비정질층을 형성할 수 있다. 이 비정질막은 막밀도가 매우 높게 형성될 수 있기 때문에 접합 표면의 활성화 정도가 크고, 보다 많은 OH기가 발생된다.

준비된 수정 기판(2)과 압전 기판(3)은 밀폐 구조의 처리 장치(20) 내에 설치한다. 도면에서는 수정 기판(2)만을 기재하고 있다.

처리 장치(20)에서는 진공 펌프(21)가 접속되어 처리 장치(20) 내를, 예를 들면 10Pa 이하로 감압한다. 처리 장치(20) 내에는 방전 가스를 도입하고, 처리 장치(20) 내에서 방전 장치(22)에 의해서 방전을 행하여 자외선을 발생시킨다. 방전은 고주파 전압을 인가하는 방법을 사용하는 등에 의해 행할 수 있다.

수정 기판(2)과 압전 기판(3)은 자외선이 조사 가능한 상태에서 설치되어 있으며, 접합면에 자외선을 조사하여 활성화를 도모한다. 또한, 수정 기판(2)과 압전 기판(3) 중 한쪽 또는 양쪽에 비정질층이 형성되어 있는 경우에는 비정질층의 표면을 접합면으로 해서 자외선 조사를 행한다.

자외선 조사를 행한 수정 기판(2)과 압전 기판(3)은 접합면을 접촉시켜서 상온 또는 200℃ 이내 온도로 가열하고, 양자간에 압력을 가하여 접합을 행한다. 압력으로서는 10Pa을 부가할 수 있으며, 처리 시간은 5분~4시간 정도로 할 수 있다. 단, 본 발명으로서는 압력이나 처리 시간이 특별히 한정되는 것은 아니다.

상기 처리에 의해서, 수정 기판(2)과 압전 기판(3)은 접합 계면에 있어서 확실하게 공유결합에 의해 결합된다.

도 4는 수정 기판(2)과 압전 기판(3)에 있어서의 접합면의 상태를 나타내는 것이다.

A 도면은 자외선 조사에 의해 접합면이 활성화하여 OH기가 표면에 형성된 상태를 나타내고 있다. B 도면은 기판끼리를 접촉시키고, 가압·승온을 하여 접합을 행하고 있는 상태를 나타내고 있다. 접합시에는 OH기가 작용하여 기판끼리가 공유결합된다. 여분의 H₂O는 가열시에 외부로 배제(排除)된다.

상기 공정에 의해 접합 기판이 얻어진다. 접합 기판에 대하여는 압전 기판(3)의 주면 상에, 도 1에 나타내는 바와 같이 빗형 전극(10)을 패턴 형성한다. 빗형 전극(10)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 적절한 방법을 이용할 수 있다. 또한, 빗형 전극(10)의 형상도 적절한 형상을 채택할 수 있다. 상기 공정에 의해 탄성 표면파 소자(1)가 얻어진다.

탄성 표면파 소자(1)는, 도 5에 나타내는 바와 같이 패키징(31) 내에 설치되어 도시하지 않은 전극에 접속하고, 뚜껑(32)으로 밀봉하여 탄성 표면파 소자 디바이스(30)로서 제공할 수 있다.

(실시예 1)

이하에, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

상기 실시형태에 의거해서 접합 기판이 얻어지고, 압전 기판의 주면 상에는 LLSAW의 전파 방향이 X방향으로 되도록 SAW 공진기를 설치했다.

이 예에서는, 압전 기판으로서 두께가 100㎛이고 면방위가 X컷 31° Y전파의 탄탈산 리튬을 이용했다. 또한, 수정 기판은 수열 합성법에 의해 결정 육성된 것에 대해서 두께 250㎛, ST-Cut 방향으로 잘라낸 것을 이용했다.

접합한 샘플에 대해서 연마에 의해 탄탈산 리튬측을 얇게 하고, 두께는 10㎛ 정도로 했다.

수정 기판과 압전 기판을 접합한 후에 압전 기판을 얇게 한 공시재에 대해서 LLSAW의 위상 속도와 전기 기계 결합계수에 대해서 계산하고, 그 결과를 도 6, 도7에 나타냈다.

전기 기계 결합계수 K²는 압전 기판 상의 전기적 조건을 자유 표면(Free), 및 단락 표면(Metallized)으로 한 경우의 위상 속도 Vf, Vm으로부터, K²=2(Vf-Vm)/Vf[%]로부터 구했다.

공시재에서는 세로형 LSAW를 이용함으로써 현재 SAW 필터 기판으로서 널리 이용되고 있는 36~45° Y컷, X전파의 탄탈산 리튬 상의 LSAW의 위상 속도(약 4, 100m/s)보다 약 1.5배 빠른 위상 속도가 얻어지고 있다. 또한, X컷 31° Y전파의 탄탈산 리튬 단체의 세로형 LSAW의 K²는 2.3%이지만, 압전 기판의 두께를 0.15~0.35파장으로 한 경우에 약 3배의 K²가 얻어지고 있다. 이 값은 36~45° Y컷, X전파의 탄탈산 리튬 상의 LSAW의 K²(약 5%)보다 크다.

얻어진 접합 기판에 대해서, 인장 시험(웨이퍼면에 대해 수직으로 인장함)의 방법에 의해서 접합 강도의 측정을 행했다. 그 결과, 4MPa 이상(단위 면적으로 환산)의 접합 강도가 얻어지고 있는 것이 판명되고, 또한 벌크 파괴를 발생시키는 우수한 접합 강도가 얻어지고 있었다.

이상, 본 발명에 대해서 상기 실시형태 및 실시예에 의거해서 설명을 행했지만, 본 발명의 범위는 상기 설명의 내용에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한은 상기 실시형태 및 실시예에 대해서 적절한 변경이 가능하다.

(산업상 이용가능성)

본 발명은 SAW 공진기, SAW 필터, 고기능 압전 센서, BAW 디바이스 등에 이용할 수 있다.

1: 탄성 표면파 소자 1A: 표면 탄성파 소자
2: 수정 기판 3: 압전 기판
4: 접합 계면 5: 접합 기판
10: 빗형 전극 20: 처리 장치
30: 탄성 표면파 소자 디바이스

Claims

수정 기판과, 상기 수정 기판 상에 접합되고 탄성 표면파가 전파되는 압전 기판을 갖고, 접합 계면에 있어서 공유결합에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 기판.
제 1 항에 있어서,
상기 압전 기판이 세로형 누설 탄성 표면파를 여기하기 위한 것을 특징으로 하는 접합 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 석영 기판과 압전 기판 사이에 비정질층을 갖고 있으며, 상기 비정질층의 계면이 상기 접합 계면으로 되는 것을 특징으로 하는 접합 기판.
제 3 항에 있어서,
상기 비정질층이 100㎚ 이하의 두께인 것을 특징으로 하는 접합 기판.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 비정질층이 이산화규소 또는 산화알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접합 기판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압전 기판은 두께가 탄성 표면파의 파장에 대해 0.05~10파장에 상당하는 것을 특징으로 하는 접합 기판.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수정 기판은 두께가 150~500㎛인 것을 특징으로 하는 접합 기판.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압전 기판은 탄탈산 리튬 또는 니오브산 리튬으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접합 기판.
제 8 항에 있어서,
상기 압전 기판은 36°~45° Y컷 탄탈산 리튬, X컷 탄탈산 리튬, 128° Y컷 니오브산 리튬 또는 X컷 니오브산 리튬인 것을 특징으로 하는 접합 기판.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 접합 기판에 있어서의 압전 기판의 주면 상에, 적어도 하나의 빗형 전극을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 소자.
제 10 항에 기재된 탄성 표면파 소자가 패키지에 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 소자 디바이스.
수정 기판과 압전 기판이 접합된 접합 기판의 제조 방법으로서,
수정 기판의 접합면 및 압전 기판의 접합면에 감압 하에서 자외선을 조사하고, 조사 후에 수정 기판의 접합면과 압전 기판의 접합면을 접촉시키고, 수정 기판과 압전 기판에 두께 방향으로 가압을 하여 상기 접합면끼리를 접합하는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 가압시에 소정의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 수정 기판이 수열 합성법에 의해 결정 성장시켜 임의의 방향으로 잘라낸 것인 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법.
제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수정 기판과 압전 기판의 접합면의 한쪽 또는 양쪽에 비정질층을 개재시켜 두는 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 비정질층은 박막 형성 방법에 의해서 부착시킨 것을 특징으로 하는 접합 기판의 제조 방법.