WO2019130852A1 - 圧電性材料基板と支持基板との接合体およびその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- an electrode may be provided on the piezoelectric material substrate 1.
- the main surface 1b of the piezoelectric material substrate 1 is processed to thin the substrate 1 to obtain a thinned piezoelectric material substrate 1A.
- 1c is a processing surface.
- a predetermined electrode 9 is formed on the processing surface 1c of the piezoelectric material substrate 1A of the joined body 8A, whereby the elastic wave element 10 can be obtained.
- the average value N7 (see FIG. 3) of the nitrogen concentration in the silicon oxide layer 7 is higher than the nitrogen concentration ND in the interface D between the silicon oxide layer 7 and the piezoelectric material substrates 1 and 1A,
- the nitrogen concentration NE at the interface E between the silicon oxide layer 7 and the support substrate 3 is higher. This means that a region having a relatively high nitrogen concentration is present in the silicon oxide layer 7, particularly in the vicinity of the junction region C of the silicon oxide layer 7.
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Abstract
Description
しかし、タンタル酸リチウム/酸化珪素/珪素の構造を実現するための接合技術に関する公知情報はほとんどない。
支持基板、
前記支持基板上に設けられた酸化珪素層、および
前記酸化珪素層上に設けられた、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム-タンタル酸リチウムからなる群より選ばれた材質からなる圧電性材料基板を備えた接合体であって、
前記酸化珪素層における窒素濃度の平均値が、前記酸化珪素層と前記支持基板との界面における窒素濃度および前記酸化珪素層と前記圧電性材料基板との界面における窒素濃度よりも高いことを特徴とする。
ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム-タンタル酸リチウムからなる群より選ばれた材質からなる圧電性材料基板上に第一の酸化珪素膜を設ける工程;
支持基板上に第二の酸化珪素膜を設ける工程;
前記第一の酸化珪素膜の接合面および前記第二の酸化珪素膜の接合面に対して150℃以下でプラズマを照射して活性化した後で、前記第一の酸化珪素膜の前記接合面と前記第二の酸化珪素膜の接合面とを直接接合することを特徴とする、圧電性材料基板と支持基板との接合体の製造方法に係るものである。
まず、図1(a)に示すように、一対の主面1a、1bを有する圧電性材料基板1を準備する。次いで、図1(b)に示すように、圧電性材料基板1の一方の主面1a上に第一の酸化珪素膜2を成膜する。次いで、図1(c)に示すように、酸化珪素膜2の接合面2aに対して矢印Aのようにプラズマを照射し、表面活性化された接合面5を得る。
支持基板3の材質は特に限定されないが、好ましくは、シリコン、水晶、サイアロン、ムライト、サファイアおよび透光性アルミナからなる群より選ばれた材質からなる。これによって、弾性波素子10の周波数の温度特性を一層改善することができる。
表面活性化時の圧力は、100Pa以下が好ましく、80Pa以下が更に好ましい。また、雰囲気は窒素のみであって良く、酸素のみであってよいが、窒素、酸素の混合物であってもよい。
弾性波素子10としては、弾性表面波デバイスやラム波素子、薄膜共振子(FBAR)などが知られている。例えば、弾性表面波デバイスは、圧電性材料基板の表面に、弾性表面波を励振する入力側のIDT(Interdigital Transducer)電極(櫛形電極、すだれ状電極ともいう)と弾性表面波を受信する出力側のIDT電極とを設けたものである。入力側のIDT電極に高周波信号を印加すると、電極間に電界が発生し、弾性表面波が励振されて圧電性材料基板上を伝搬していく。そして、伝搬方向に設けられた出力側のIDT電極から、伝搬された弾性表面波を電気信号として取り出すことができる。
図1~図4を参照しつつ説明した方法に従い、図4(b)に示す弾性波素子10を作製した。
実施例A1において、窒素プラズマの代わりに窒素ガス80%、酸素ガス20%とした混合ガスのプラズマを用いた。ガス組成を変更するにあたり、RFの反射電力が最小となるようにマッチングは適宜変更した。その他は実施例A1と同様に実験を行った。
実施例A1と同様にして、各接合体8、8Aおよび弾性波素子10(SAW素子)を作成し、実施例A1と同様の測定を行った。ただし、酸化珪素膜2は圧電性材料基板1上に成膜し、支持基板3側には成膜しなかった。また、酸化珪素膜2の表面活性化と支持基板3の表面活性化を行い、酸化珪素膜2と支持基板3の活性化面を窒素プラズマ照射によって直接接合した。
実施例A1において、圧電性材料基板1、1Aの材質をニオブ酸リチウムに変更した。この結果、実施例A1と同様の結果が得られた。
Claims (7)
- 支持基板、
前記支持基板上に設けられた酸化珪素層、および
前記酸化珪素層上に設けられた、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム-タンタル酸リチウムからなる群より選ばれた材質からなる圧電性材料基板を備えた接合体であって、
前記酸化珪素層における窒素濃度の平均値が、前記酸化珪素層と前記支持基板との界面における窒素濃度および前記酸化珪素層と前記圧電性材料基板との界面における窒素濃度よりも高いことを特徴とする、接合体。 - 前記酸化珪素層における炭素濃度の平均値が、前記酸化珪素層と前記支持基板との前記界面における炭素濃度および前記酸化珪素層と前記圧電性材料基板との前記界面における炭素濃度よりも高いことを特徴とする、請求項1記載の接合体。
- 前記酸化珪素層におけるフッ素濃度の平均値が、前記酸化珪素層と前記支持基板との前記界面におけるフッ素濃度および前記酸化珪素層と前記圧電性材料基板との前記界面におけるフッ素濃度よりも高いことを特徴とする、請求項1または2記載の接合体。
- 前記圧電性材料基板の厚さが4.0μm以下であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一つの請求項に記載の接合体。
- ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム-タンタル酸リチウムからなる群より選ばれた材質からなる圧電性材料基板上に第一の酸化珪素膜を設ける工程;
支持基板上に第二の酸化珪素膜を設ける工程;
前記第一の酸化珪素膜の接合面および前記第二の酸化珪素膜の接合面に対して150℃以下でプラズマを照射して活性化した後で、前記第一の酸化珪素膜の前記接合面と前記第二の酸化珪素膜の接合面とを直接接合することを特徴とする、圧電性材料基板と支持基板との接合体の製造方法。 - 前記第一の酸化珪素膜の前記接合面と前記第二の酸化珪素膜の前記接合面とを直接接合した後、前記圧電性材料基板の厚さを研磨によって小さくすることを特徴とする、請求項5記載の方法。
- 前記圧電性材料基板の厚さを研磨によって4μm以下まで小さくすることを特徴とする、請求項6記載の方法。
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