JP6668292B2 - 圧電性材料基板の接合体、接合方法および弾性波素子 - Google Patents
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Description
前記圧電性材料基板上に、タンタルおよびニオブからなる群より選ばれた一種以上の原子のみからなる厚さ0.1〜0.8nmの原子層を設ける工程、および
前記圧電性材料基板の接合面を前記酸化珪素層に対して接合する工程
を有することを特徴とする。
支持基板、
支持基板上に設けられた酸化珪素層、
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、および
前記圧電性材料基板上に設けられた、タンタルおよびニオブからなる群より選ばれた一種以上の原子のみからなる厚さ0.1〜0.8nmの原子層
を備えており、前記圧電性材料基板の接合面が前記酸化珪素層に対して接合されていることを特徴とする、圧電性材料基板の接合体に係るものである。
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。本例では1aを接合面とする。次いで、図1(b)に示すように、圧電性材料基板1の接合面1a上に、後述するようにして原子層2を形成する。次いで、圧電性材料基板の接合面に対して矢印Aのようにプラズマを照射し、表面活性化する。
支持基板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、弾性波素子の周波数の温度特性を一層改善することができる。
弾性波素子としては、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3を参照しつつ説明した方法に従い、図3(b)に示す接合体7Aを作製した。
Wafer Bonding, Q.-Y. Tong & U. Goesele, p25)による接合強度の評価を実施した。タンタル酸リチウム、シリコンのそれぞれの物性値とブレードの挿入距離から強度を計算したところ、8回の平均で、2.7J/m2の接合強度が得られていることが分かった。
実験Aにおいて、圧電性材料基板の材質をニオブ酸リチウムに変更し、また、圧電性材料基板の接合面には、TaではなくNbターゲットを使用し、Nbをスパッタリングにより付着させた。そして、実験Aと同様にして、Nbの成膜時間を変更することによって、Nb原子層の厚さを表2に示すように変更した。
Claims (11)
- 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と、酸化珪素層が設けられた支持基板とを接合する方法であって、
前記圧電性材料基板上に、タンタルおよびニオブからなる群より選ばれた一種以上の原子のみからなる厚さ0.1〜0.8nmの原子層を設ける工程、および
前記圧電性材料基板の接合面を前記酸化珪素層に対して接合する工程
を有することを特徴とする、圧電性材料基板の接合方法。 - 前記圧電性材料基板の前記接合面を前記酸化珪素層に対して接合した後、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1記載の圧電性材料基板の接合方法。
- 前記圧電性材料基板の前記接合面に対してスパッタリング法または蒸着法によって前記原子層を設けることを特徴とする、請求項1または2記載の圧電性材料基板の接合方法。
- 前記圧電性材料基板の前記接合面にプラズマを照射して活性化した後で、前記圧電性材料基板の前記接合面を前記酸化珪素層に対して接合す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圧電性材料基板の接合方法。
- 前記酸化珪素層に対してプラズマを照射して活性化した後で、前記圧電性材料基板の前記接合面を前記酸化珪素層に対して接合することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つの請求項に記載の圧電性材料基板の接合方法。
- 前記支持基板が、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とを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つの請求項に記載の圧電性材料基板の接合方法。
- 支持基板、
支持基板上に設けられた酸化珪素層、
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、および
前記圧電性材料基板上に設けられた、タンタルおよびニオブからなる群より選ばれた一種以上の原子のみからなる厚さ0.1〜0.8nmの原子層
を備えており、前記圧電性材料基板の接合面が前記酸化珪素層に対して接合されていることを特徴とする、圧電性材料基板の接合体。 - 前記圧電性材料基板の前記接合面がプラズマによって活性化されていることを特徴とする、請求項7記載の接合体。
- 前記酸化珪素層がプラズマによって活性化されていることを特徴とする、請求項7または8記載の接合体。
- 前記支持基板が、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とを特徴とする、請求項7〜9のいずれか一つの請求項に記載の接合体。
- 請求項7〜10のいずれか一つの請求項に記載の接合体、および
前記圧電性材料基板上に設けられた電極
を備えていることを特徴とする、弾性波素子。
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