WO2014010696A1 - 複合基板、圧電デバイス及び複合基板の製法 - Google Patents

複合基板、圧電デバイス及び複合基板の製法 Download PDF

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裕二 堀
知義 多井
章 浜島
利直 仲原
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Definitions

  • the present invention relates to a composite substrate, a piezoelectric device, and a method for manufacturing the composite substrate.
  • Patent Document 1 describes a surface acoustic wave element in which comb-like excitation electrodes (IDT electrodes) are formed on a piezoelectric substrate.
  • IDT electrodes comb-like excitation electrodes
  • the piezoelectric device is also used as an electronic component used in a mobile phone, and further miniaturization is demanded.
  • a SAW filter which is a kind of surface acoustic wave device, has an element size determined by an operating frequency, so it is difficult to reduce the mounting area. Therefore, a reduction in height is required for downsizing (volume reduction), and in the future, it is required to reduce the thickness of the element to 100 ⁇ m or less.
  • single crystal materials having anisotropy such as LiTaO 3 and LiNbO 3 tend to generate cracks and are difficult to handle. From the above, it is required to make piezoelectric substrates such as LiTaO 3 and LiNbO 3 thin and difficult to break.
  • the present invention has been made to solve such problems, and has as its main object to provide a composite substrate that is thin and capable of suppressing the occurrence of cracks.
  • the composite substrate of the present invention is A piezoelectric substrate; A support layer that is bonded to the piezoelectric substrate and is made of a material having no crystal anisotropy in the bonding plane and has a thickness equal to or less than that of the piezoelectric substrate.
  • the piezoelectric device of the present invention is The composite substrate of the present invention described above; An electrode formed on the piezoelectric substrate; It is equipped with.
  • the method for producing the composite substrate of the present invention comprises: (1) forming a support layer made of a material having no crystal anisotropy in a bonding surface with the piezoelectric body on the piezoelectric substrate; (2) polishing the surface of the piezoelectric substrate; Including The support layer is formed in the step (1) so that the thickness is equal to or less than the thickness of the piezoelectric substrate after the polishing in the step (2), or before or after the step (2) or the step (2). Polishing the surface of the support layer to be equal to or less than the thickness of the piezoelectric substrate after the polishing in the step (2), Is.
  • the support layer made of a material having no anisotropy in the bonding surface is, for example, lithium tantalate (also expressed as LiTaO 3 or LT), lithium niobate (also expressed as LiNbO 3 or LN), or the like. It is hard to break compared with the piezoelectric body. Therefore, the piezoelectric substrate can be reinforced with the support layer. Thereby, the composite substrate can be thinned, and the occurrence of cracks in the piezoelectric substrate can be suppressed as compared with the case where the piezoelectric substrate does not have a support layer.
  • the composite substrate of the present invention can be thinned without causing cracks to such a thickness that would cause cracks when the piezoelectric substrate does not have a support layer. Since the composite substrate of the present invention is thin and difficult to break as described above, the piezoelectric device can be made to have a lower height than the conventional one. According to the method for manufacturing a composite substrate of the present invention, the above-described composite substrate can be manufactured relatively easily.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a composite substrate 10.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. It is explanatory drawing which shows an example of the cross section of the composite substrate 110 obtained by joining the piezoelectric substrate 12 and the support layer 14 by direct joining. It is explanatory drawing which shows a mode when the composite substrate 10 is made into the aggregate
  • 6 is a graph showing the relationship between the base thickness ratio Tr and the maximum displacement when the base thickness ratio Tr is changed in Example 1.
  • the composite substrate of the present invention includes a piezoelectric substrate and a support layer that is bonded to the piezoelectric substrate and is made of a material having no crystal anisotropy in the bonding surface and has a thickness equal to or less than that of the piezoelectric substrate.
  • the base thickness ratio Tr is preferably set to 0.4 or less, and is set to 0.3 or less. Is more preferable.
  • the base thickness ratio Tr is preferably 0.1 or more and 0.4 or less, and more preferably 0.1 or more and 0.3 or less.
  • the thickness t1 of the piezoelectric substrate is not particularly limited, but is, for example, 100 ⁇ m or less, and may be 50 to 70 ⁇ m.
  • the thickness t2 of the support layer is not particularly limited, but is, for example, 50 ⁇ m or less, and may be 10 to 20 ⁇ m.
  • the size of the piezoelectric substrate is not particularly limited. For example, the diameter is 50 to 150 mm.
  • the size of the support layer is not particularly limited, but for example, the diameter is 50 to 150 mm.
  • the total thickness of the composite substrate of the present invention may be 180 ⁇ m or less, or 100 ⁇ m or less. The thinner the overall thickness of the composite substrate, the lower the height of a device using the composite substrate.
  • the total thickness of the piezoelectric substrate, the support layer, and the adhesive layer is the total thickness of the composite substrate. Further, in the composite substrate in which the piezoelectric substrate and the support layer are joined by direct joining, the total thickness of the piezoelectric substrate and the support layer is the total thickness of the composite substrate.
  • lithium tantalate also expressed as LiTaO 3 , LT
  • lithium niobate also expressed as LiNbO 3 , LN
  • LN-LT solid solution single crystal lithium borate, Langa Site, crystal, etc.
  • LT and LN are suitable as surface acoustic wave devices for high frequencies and wideband frequencies because surface acoustic waves have a high propagation speed and a large electromechanical coupling coefficient.
  • examples of the support layer include glass such as borosilicate glass and quartz glass, Si, SiO 2 , sapphire, and ceramics.
  • examples of the ceramic include aluminum nitride, alumina, ZnO, and SiC. If the material of the support layer has a thermal expansion coefficient close to that of the piezoelectric substrate, warpage during heating of the composite substrate can be suppressed.
  • the composite substrate of the present invention may be a substantially disk-shaped wafer or may have an orientation flat (OF). Further, the composite substrate of the present invention may be cut out from the wafer.
  • OF orientation flat
  • the method for producing a composite substrate of the present invention includes (1) a step of forming a support layer made of a material having no crystal anisotropy in a bonding surface with the piezoelectric body on the piezoelectric substrate, and (2) the surface of the piezoelectric substrate.
  • the support layer is formed so that the thickness in the step (1) is equal to or less than the thickness of the piezoelectric substrate after the polishing in the step (2), or the step (2) or Before and after the step (2), the surface of the support layer is polished to a thickness equal to or less than the thickness of the piezoelectric substrate after the polishing in the step (2).
  • the support layer is formed in the step (1) so that the thickness is less than the thickness of the piezoelectric substrate after the polishing in the step (2), or before and after the step (2) or the step (2). It is preferable to polish the surface of the support layer to be less than the thickness of the piezoelectric substrate after the polishing in the step (2).
  • the support layer may be formed on the piezoelectric substrate by indirectly bonding the piezoelectric substrate and the support layer via an adhesive layer, or by so-called direct bonding.
  • a support layer may be formed on the piezoelectric substrate by bonding.
  • the direct bonding technique for example, a technique such as surface activated bonding that realizes bonding at room temperature by activating the surfaces by plasma treatment can be used.
  • the steps (2) After forming the support layer on the piezoelectric substrate, in the step (2), the surfaces of the piezoelectric substrate and the support layer are polished so that the thickness of the support layer is equal to or less than (preferably less than) the thickness of the polished piezoelectric substrate.
  • the composite substrate of the present invention can be obtained.
  • polishing of the support layer may be omitted.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a composite substrate 10 obtained by bonding a piezoelectric substrate 12 and a support layer 14 via an adhesive layer 16.
  • the composite substrate 10 of FIG. 1 is a substantially disk-shaped wafer and has an orientation flat (OF).
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing an example of a cross section of the composite substrate 110 obtained by bonding the piezoelectric substrate 12 and the support layer 14 by direct bonding.
  • the piezoelectric device according to the present invention includes the composite substrate according to any one of the above-described aspects and an electrode formed on the piezoelectric substrate.
  • the electrode may be capable of exciting a piezoelectric substrate.
  • the piezoelectric device include a sensor such as a gyro sensor or an acceleration sensor, a piezoelectric actuator applied to a droplet discharge device, a surface acoustic wave device such as a crystal resonator, a resonator, a filter, and a convolver.
  • a sensor such as a gyro sensor or an acceleration sensor
  • a piezoelectric actuator applied to a droplet discharge device a surface acoustic wave device such as a crystal resonator, a resonator, a filter, and a convolver.
  • an electrode is formed on the composite substrate of the present invention using a general photolithography technique to form an assembly of a large number of piezoelectric devices, and then each piezoelectric device is cut out by dicing. Can be obtained.
  • the 1-port SAW resonator 30 has a pair of IDT (Interdigital / Transducer) electrodes (also referred to as comb electrodes or interdigital electrodes) 32 and 34 and a reflective electrode 36 formed on the surface of the piezoelectric substrate 12 by photolithography. It is.
  • IDT Interdigital / Transducer
  • Example 1 the composite substrate 10 shown in FIGS. 1 and 2 was produced as follows. First, in step (1) of the manufacturing method described above, a LiTaO 3 substrate (piezoelectric substrate 12) having a diameter of 4 inches and a thickness of 230 ⁇ m and a borosilicate glass substrate (support layer 14) having the same diameter and the same thickness are combined with an ultraviolet curable resin. Pasted through. As the borosilicate glass substrate, Corning Eagle XG (non-alkali glass) was used. After curing the resin with ultraviolet rays to form the adhesive layer 16, in step (2), the LiTaO 3 side was ground with a grinder to a thickness of about 100 ⁇ m.
  • the surface was subjected to CMP to give a mirror surface having a thickness of 80 ⁇ m.
  • the borosilicate glass surface was ground and polished in the same manner, and finally the thickness of the borosilicate glass surface was reduced to 10 ⁇ m to obtain the ultrathin wafer (composite substrate 10) of Example 1.
  • the material of the support layer 14 to ceramics made of ZnO, Si, Hi-Seram (registered trademark of Nippon Zushi Co., Ltd., ceramics made of alumina), and ceramics made of SiC, a composite substrate was similarly prepared, and Examples 2 to 5 were respectively performed. Obtained.
  • the adhesive layer 16 has a thickness of 0.3 ⁇ m.
  • a SAW filter element having an IDT electrode was produced by applying a normal electrode production process. Specifically, an IDT electrode is formed on the surface of the LiTaO 3 substrate of the composite substrate by a general photolithography technique (resist is applied, patterned, and an electrode pattern is formed by an etching process), and one is formed by dicing. One element was cut out to produce a plurality of piezoelectric devices.
  • any heating after the resist coating (0.99 ° C.) during wafer (composite substrate) was 3 ⁇ 10 mm deformation in a convex shape in the top LiTaO 3 side (The amount of warping of this deformation is called the maximum displacement), but the element could be formed without breakage.
  • the base thickness ratio Tr is preferably 0.1 or more, and the thickness of the support layer is preferably 10 ⁇ m or more.
  • the wafer (composite substrate) shape was greatly warped and damaged during resist pre-baking (heating to 150 ° C.).
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the base thickness ratio Tr and the maximum displacement when the base thickness ratio Tr is changed in the first embodiment.
  • FIG. 5 indicates that the maximum displacement increases as the base thickness ratio Tr increases.
  • the thickness of the support layer is not too thin or too thick.
  • the base thickness ratio Tr shown in FIG. 5 is in the range of 0.5 (50%) or less, the composite substrate is not damaged, and when the base thickness ratio Tr is 0.6, the composite substrate is damaged.
  • the base thickness ratio Tr is preferably 0.5 or less.
  • the thickness of the support layer is preferably not more than the piezoelectric substrate.
  • the base thickness ratio Tr is preferably set to less than 0.5, and the base thickness ratio Tr is more preferably set to a value of 0.3 or less.
  • the base thickness ratio Tr is optimally between 0.1 and 0.3 (10% or more and 30% or less).
  • the present invention can be applied to piezoelectric devices such as sensors such as gyro sensors and acceleration sensors, piezoelectric actuators applied to droplet discharge devices, surface acoustic wave devices such as resonators, filters, and convolvers, and crystal resonators. is there.

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Abstract

　複合基板１０は、圧電基板１２と、圧電基板１２に接合され、接合面内で結晶異方性がない材料からなり、厚みが圧電基板１２未満である支持層１４と、を備えている。また、圧電基板１２と支持層１４とは、接着層１６を介して接合されている。複合基板１０の全体の厚みは１８０μｍ以下である。圧電基板１２の厚みをｔ１，支持層１４の厚みをｔ２としたときのベース厚み比Ｔｒ＝ｔ２／（ｔ１＋ｔ２）は０．１以上０．４以下である。厚みｔ１は１００μｍ以下である。厚みｔ２は５０μｍ以下である。支持層１４は、ホウ珪酸ガラスや石英ガラスなどのガラス、Ｓｉ、ＳｉＯ2、サファイア、セラミックス、銅などの金属、などで形成されている。

Description

複合基板、圧電デバイス及び複合基板の製法
　本発明は、複合基板、圧電デバイス及び複合基板の製法に関する。
　従来、圧電基板を用いたセンサや弾性表面波デバイスなどの圧電デバイスが知られている。例えば、特許文献１には、圧電基板上に櫛歯状の励振電極（ＩＤＴ電極）を作製した弾性表面波素子が記載されている。
特開２００６－１２８８０９号公報
　ところで、圧電デバイスは、携帯電話に用いられる電子部品としても利用され、より小型化が求められている。しかしながら、例えば弾性表面波デバイスの一種であるＳＡＷフィルターは動作周波数により素子サイズが決定されるため、実装面積を減少させることは難しい。そこで、小型化（容積低下）のために低背化が求められており、将来的には素子の厚みを１００μｍ以下にまですることが求められている。しかしながら圧電基板の厚みが薄くなるとＬｉＴａＯ3やＬｉＮｂＯ3といった異方性を有する単結晶材料はクラック等が発生しやすく扱いが難しくなる。以上のことから、ＬｉＴａＯ3やＬｉＮｂＯ3などの圧電基板を、薄く且つ割れにくくすることが求められている。
　本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、薄く且つクラックの発生を抑制できる複合基板を提供することを主目的とする。
　本発明の複合基板は、
　圧電基板と、
　前記圧電基板に接合され、接合面内で結晶異方性がない材料からなり、厚みが圧電基板以下である支持層と、を備えたものである。
　本発明の圧電デバイスは、
　上述した本発明の複合基板と、
　前記圧電基板上に形成された電極と、
　を備えたものである。
　本発明の複合基板の製造方法は、
（１）圧電基板に、該圧電体との接合面内で結晶異方性がない材料からなる支持層を形成する工程と、
（２）前記圧電基板の表面を研磨する工程と、
　を含み、
　前記支持層は、前記工程（１）において厚みが前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み以下となるように形成するか、前記工程（２）又は前記工程（２）の前後において該支持層の表面を研磨して前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み以下とする、
　ものである。
　本発明の複合基板において、接合面内で異方性のない材料からなる支持層は、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3、ＬＴとも表記する），ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3、ＬＮとも表記する）などの圧電体と比べて割れにくい。そのため、圧電基板を支持層で補強することができる。これにより、複合基板を薄くでき、且つ圧電基板が支持層を有さない場合と比較して圧電基板へのクラックの発生を抑制できる。また、本発明の複合基板は、圧電基板が支持層を有さない場合にはクラックが生じてしまうような厚みまで、クラックを生じることなく圧電基板を薄くすることが可能となる。本発明の圧電デバイスは、複合基板が上述したように薄く且つ割れにくいものであるため、従来より低背化した圧電デバイスとすることができる。本発明の複合基板の製法によれば、上述した複合基板を比較的簡単に製造することができる。
複合基板１０の一例を示す説明図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 圧電基板１２と支持層１４とを直接接合により接合して得た複合基板１１０の断面の一例を示す説明図である。 複合基板１０を弾性表面波デバイスである１ポートＳＡＷ共振子３０の集合体としたときの様子を示す説明図である。 実施例１でベース厚み比Ｔｒを変えた場合のベース厚み比Ｔｒと最大変位との関係を示すグラフである。
　本発明の複合基板は、圧電基板と、前記圧電基板に接合され、接合面内で結晶異方性がない材料からなり、厚みが圧電基板以下である支持層と、を備えたものである。支持層は、厚みが圧電基板未満であることが好ましい。支持層が薄いほど複合基板全体を薄くすることができる。支持層の厚みが薄すぎると機械的に脆くなりすぎるため、前記圧電基板の厚みをｔ１，該支持層の厚みをｔ２としたときのベース厚み比Ｔｒ＝ｔ２／（ｔ１＋ｔ２）を０．１以上とすることが好ましい。さらに、圧電基板と支持層との熱膨張係数差により複合基板を加熱したときの反りが大きくなりすぎるため、ベース厚み比Ｔｒを０．４以下とすることが好ましく、０．３以下とすることがより好ましい。ベース厚み比Ｔｒは０．１以上０．４以下であることが好ましく、０．１以上０．３以下であることがより好ましい。圧電基板の厚みｔ１は、特に限定するものではないが、例えば１００μｍ以下であり、５０～７０μｍとしてもよい。支持層の厚みｔ２は、特に限定するものではないが、例えば５０μｍ以下であり、１０～２０μｍとしてもよい。圧電基板の大きさは、特に限定するものではないが、例えば、直径が５０～１５０ｍｍである。支持層の大きさは、特に限定するものではないが、例えば、直径が５０～１５０ｍｍである。
　本発明の複合基板は、全体の厚みが１８０μｍ以下としてもよいし、１００μｍ以下としてもよい。複合基板の全体の厚みが薄いほど、これを用いたデバイスを低背化することができる。なお、圧電基板と支持層とが接着層を介して接合された複合基板においては、圧電基板と支持層と接着層との厚みの合計が複合基板全体の厚みとなる。また、圧電基板と支持層とが直接接合により接合された複合基板においては、圧電基板と支持層との厚みの合計が複合基板全体の厚みとなる。
　本発明の複合基板において、圧電基板としては、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3、ＬＴとも表記する）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3、ＬＮとも表記する）、ＬＮ－ＬＴ固溶体単結晶、ホウ酸リチウム、ランガサイト、水晶などが挙げられる。複合基板をＳＡＷフィルターなどの弾性表面波デバイスに用いる場合には、ＬＴ又はＬＮが好ましい。ＬＴやＬＮは、弾性表面波の伝搬速度が速く、電気機械結合係数が大きいため、高周波数且つ広帯域周波数用の弾性表面波デバイスとして適しているからである。
　本発明の複合基板において、支持層としては、ホウ珪酸ガラスや石英ガラスなどのガラス、Ｓｉ、ＳｉＯ2、サファイア、セラミックスなどが挙げられる。セラミックスとしては、窒化アルミニウム，アルミナ，ＺｎＯやＳｉＣなどが挙げられる。支持層の材料を圧電基板と熱膨張係数が近いものとすると、複合基板の加熱時の反りを抑制することができる。
　本発明の複合基板は、略円盤状のウエハーであってもよく、オリエンテーションフラット（ＯＦ）を有していてもよい。また、本発明の複合基板は、ウエハーから切り出された状態であってもよい。
　本発明の複合基板の製法は、（１）圧電基板に、該圧電体との接合面内で結晶異方性がない材料からなる支持層を形成する工程と、（２）前記圧電基板の表面を研磨する工程と、を含み、前記支持層は、前記工程（１）において厚みが前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み以下となるように形成するか、前記工程（２）又は前記工程（２）の前後において該支持層の表面を研磨して前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み以下とするものである。なお、前記支持層は、前記工程（１）において厚みが前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み未満となるように形成するか、前記工程（２）又は前記工程（２）の前後において該支持層の表面を研磨して前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み未満とすることが好ましい。
　本発明の複合基板の製法において、上記工程（１）では、圧電基板と支持層とを接着層を介して間接接合することにより圧電基板に支持層を形成してもよいし、いわゆる直接接合により接合することにより圧電基板に支持層を形成してもよい。直接接合技術には、例えば表面をプラズマ処理により活性化することで常温での接合を実現する表面活性化接合といった技術を用いることができる。
　圧電基板に支持層を形成した後に、上記工程（２）において、支持層の厚みが研磨後の圧電基板の厚み以下（好ましくは未満）となるように圧電基板及び支持層の表面をそれぞれ研磨することで、本発明の複合基板を得ることができる。また、上記工程（１）において、研磨後の圧電基板の厚み以下（好ましくは未満）となるように支持層を形成可能なときには、支持層の研磨を省略してもよい。
　図１は、圧電基板１２と支持層１４とを接着層１６を介して接合して得た複合基板１０の一例を示す説明図である。なお、図１の複合基板１０は、略円盤状のウエハーであり、オリエンテーションフラット（ＯＦ）を有している。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。図３は、圧電基板１２と支持層１４とを直接接合により接合して得た複合基板１１０の断面の一例を示す説明図である。
　本発明の圧電デバイスは、上述したいずれかの態様の本発明の複合基板と、前記圧電基板上に形成された電極と、を備えたものである。
　本発明の圧電デバイスにおいて、電極は、圧電基板を励振可能なものとしてもよい。圧電デバイスとしては、例えば、ジャイロセンサや加速度センサなどのセンサ、液滴吐出装置などに適用される圧電アクチュエータ、水晶振動子、共振子やフィルター，コンボルバーなどの弾性表面波デバイス、などが挙げられる。本発明の圧電デバイスは、例えば、本発明の複合基板に一般的なフォトリソグラフィ技術を用いて電極を形成し、多数の圧電デバイスの集合体としたあと、ダイシングにより１つ１つの圧電デバイスを切り出すことで得ることができる。複合基板１０を弾性表面波デバイスである１ポートＳＡＷ共振子３０の集合体としたときの様子を図４に示す。１ポートＳＡＷ共振子３０は、フォトリソグラフィ技術により、圧電基板１２の表面に一対のＩＤＴ（Interdigital Transducer)電極（櫛形電極、すだれ状電極ともいう）３２，３４と反射電極３６とが形成されたものである。
［実施例１～５］
　実施例１として、図１，２に示した複合基板１０を以下のように作製した。まず、上述した製法の工程（１）において、直径４インチ、厚み２３０μｍのＬｉＴａＯ3基板（圧電基板１２）と、同じ直径及び同じ厚みのホウ珪酸ガラス基板（支持層１４）と、を紫外線硬化樹脂を介して貼りあわせた。なお、ホウ珪酸ガラス基板は、コーニング社製のイーグルＸＧ（無アルカリガラス）を用いた。紫外線で樹脂を硬化させて接着層１６とした後、工程（２）において、ＬｉＴａＯ3側をグラインダーで厚み１００μｍ程度まで研削した。更に表面をＣＭＰ研磨して厚み８０μｍの鏡面とした。次いで、ホウ珪酸ガラス面を同様に研削、研磨し最終的にホウ珪酸ガラス面の厚みを１０μｍまで薄くして、実施例１の超薄ウエハー（複合基板１０）を得た。支持層１４の材料をＺｎＯからなるセラミックス、Ｓｉ、ハイセラム（日本碍子株式会社の登録商標，アルミナからなるセラミックス）、ＳｉＣからなるセラミックスと変えて同様に複合基板を作製しそれぞれ実施例２～５を得た。なお、接着層１６の厚みは０．３μｍとした。
［圧電デバイスの作製］
　実施例１～５の複合基板について、通常の電極作成プロセスを適用して、ＩＤＴ電極を有するＳＡＷフィルター素子を作製した。具体的には、複合基板のうちＬｉＴａＯ3基板の表面に一般的なフォトリソグラフィ技術（レジストを塗布、パターンニングし、エッチング工程により電極パターンを形成する）によりＩＤＴ電極を形成し、ダイシングにより１つ１つの素子を切り出して、複数の圧電デバイスを作製した。実施例１～４の複合基板は、圧電デバイスの製造工程において、いずれもレジスト塗布後の加熱（１５０℃）時にウェハー（複合基板）がＬｉＴａＯ3側を上にして凸状に３～１０ｍｍ変形した（この変形の反り量を、最大変位と称する）が、破損すること無く素子を形成することができた。
[ベース厚み比Ｔｒに関する試験]
　次に実施例１と同じ構造の複合基板を作製した。すなわち、圧電基板１２の厚みが８０μｍでホウ珪酸ガラス（支持層１４）の厚みが１０μｍの複合基板（ベース厚み比Ｔｒ＝０．１１）を作製した。次に、より薄くする目的でホウ珪酸ガラス表面をさらに５μｍ程度研磨をしたところ、圧電基板の端部から剥離が生じ、研磨中にホウ珪酸ガラス基板が粉砕され、研磨面が傷だらけとなった。これはガラスを薄くしすぎたせいで研磨負荷に耐えられるだけの機械的強度を損なったことが原因である。このことから、ベース厚み比Ｔｒは０．１以上とすることが好ましく、支持層の厚みを１０μｍ以上とすることが好ましいことがわかった。今度は逆にホウ珪酸ガラス（支持層１４）の厚みを厚くする目的で、ＬｉＴａＯ3の厚みを４０μｍ、ガラスの厚みを６０μｍとした（ベース厚み比Ｔｒ＝０．６とした）点以外は実施例１と同様にして複合基板を作成した。実施例１と同様にＳＡＷフィルターの電極作製プロセスを適用したところ、レジストのプリベーク（１５０℃に加熱）中にウェハー（複合基板）形状が凸状に大きく反り破損した。
[ベース厚み比Ｔｒと最大変位との関係]
　ＬｉＴａＯ3基板（圧電基板１２）の厚みｔ１を１００μｍで一定としつつ、ホウ珪酸ガラス基板（支持層１４）の厚みｔ２を種々変更してベース厚み比Ｔｒを変更した点以外は実施例１と同様の製法で、複合基板を複数作製した。そして、この複数の複合基板について、同様にレジストのプリベーク（１５０℃に加熱）後の反り量（最大変位）を測定した。図５は、このように実施例１でベース厚み比Ｔｒを変えた場合のベース厚み比Ｔｒと最大変位との関係を示すグラフである。図５から、ベース厚み比Ｔｒが大きくなると、最大変位が大きくなることがわかった。
　以上のことから支持層の厚みは薄すぎても厚すぎても良くないことが分かった。図５に示すベース厚み比Ｔｒが値０．５（５０％）以下の範囲では複合基板の破損は生じず、上記のようにベース厚み比Ｔｒが値０．６のときには複合基板が破損したことから、ベース厚み比Ｔｒは値０．５以下とすることが好ましいことがわかった。すなわち、支持層は、厚みが圧電基板以下であることが好ましいことがわかった。複合基板を加熱したときの反りを抑制する観点からは、ベース厚み比Ｔｒを０．５未満とすることが好ましく、ベース厚み比Ｔｒを値０．３以下とすることがより好ましい。ベース厚み比Ｔｒは値０．１～値０．３（１０％以上３０％以下）が最適である。
　本出願は、２０１２年７月１２日に出願された米国特許仮出願第６１／６７０７３２号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
　本発明は、ジャイロセンサや加速度センサなどのセンサ、液滴吐出装置などに適用される圧電アクチュエータ、共振子やフィルター，コンボルバーなどの弾性表面波デバイス、水晶振動子、などの圧電デバイスに利用可能である。
　１０，１１０　複合基板、１２　圧電基板、１４　支持層、１６　接着層、３０　１ポートＳＡＷ共振子、３２，３４　ＩＤＴ電極、３６　反射電極。

Claims (9)

  1. 　圧電基板と、
    　前記圧電基板に接合され、接合面内で結晶異方性がない材料からなり、厚みが圧電基板以下である支持層と、を備えた複合基板。
  2. 　前記圧電基板の厚みをｔ１，前記支持層の厚みをｔ２としたときのベース厚み比Ｔｒ＝ｔ２／（ｔ１＋ｔ２）が０．４以下である、
    　請求項１に記載の複合基板。
  3. 　全体の厚みが１８０μｍ以下である、
    　請求項１又は２に記載の複合基板。
  4. 　全体の厚みが１００μｍ以下である、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の複合基板。
  5. 　前記支持層はガラス、Ｓｉ、ＳｉＯ2、サファイア、セラミックスのいずれかからなる、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の複合基板。
  6. 　前記支持層は窒化アルミニウム，アルミナ，ＺｎＯ，ＳｉＣのいずれかで形成されたセラミックスからなる、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の複合基板。
  7. 　前記圧電基板はＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3、水晶のいずれかからなる、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の複合基板。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載の複合基板と、
    　前記圧電基板上に形成された電極と、
    　を備えた圧電デバイス。
  9. （１）圧電基板に、該圧電体との接合面内で結晶異方性がない材料からなる支持層を形成する工程と、
    （２）前記圧電基板の表面を研磨する工程と、
    　を含み、
    　前記支持層は、前記工程（１）において厚みが前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み以下となるように形成するか、前記工程（２）又は前記工程（２）の前後において該支持層の表面を研磨して前記工程（２）の研磨後の圧電基板の厚み以下とする、
    　複合基板の製法。
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