[发明专利]压电设备以及压电设备的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具备压电单晶的薄膜和对该薄膜进行支撑的支撑体的压电设备及其制造方法。

背景技术

当前，对压电单晶体进行薄膜化而成的压电设备被大量开发。在采用这样的压电薄膜的压电设备中，通常，压电薄膜与支撑体接合并通过支撑体而被支撑。作为将压电薄膜和支撑体以实用的强度进行接合的方法，例如有在接合界面设置金属的中间层来进行接合的方法(例如，参照专利文献1。)。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2007-324195号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在采用压电薄膜的压电设备中，若在压电薄膜与支撑体之间的接合界面存在金属中间层，则该中间层成为导电层，存在谐振特性劣化的问题。

因而，本发明的目的在于，提供一种即使在压电薄膜与支撑体之间设置用于接合的中间层，谐振特性也不会劣化的压电设备以及压电设备的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明涉及一种具备形成了电极的压电薄膜、和对该压电薄膜进行支撑的支撑体的压电设备。该压电设备，在压电薄膜与支撑体之间具备含有被氧化或者氮化了的金属的中间层。

在该构成中，通过在压电基板与支撑体之间形成金属的中间层，从而能够使压电基板与支撑体可靠地贴紧。另外，通过在将压电基板与支撑体进行接合后使中间层的金属氧化，从而中间层的导电性变低，成为绝缘层，因此能够提供一种谐振特性良好的压电设备。

本发明中，被氧化或者氮化了的金属，由Fe、Cr、Ni、Al、W、Cu中的至少一种元素构成。作为中间层的材料，如果含有Fe、Cr、Ni、Al、W、Cu中的至少一种元素，则在对压电薄膜与支撑体进行接合时，能够提高紧密性。另外，这些元素若进行加热则会充分氧化，因此中间层成为绝缘层，能够防止压电单晶基板中的压电性的劣化。

本发明中，中间层的膜厚为2nm至25nm。若使中间层的膜厚为不足2nm，则压电基板与支撑体不接合。另外，若中间层的膜厚超过25nm，则即使在通过热处理对中间层的金属进行了充分氧化或者氮化的情况下，也会因中间层导致在进行压电单晶基板的还原后导电性变高，因而产生压电设备的特性劣化。另一方面，若使中间层的膜厚为2nm至25nm，则能够没有问题地进行接合，压电设备的谐振特性不会劣化。因此，能够提供一种谐振特性良好的压电设备。

在本发明中，压电薄膜以钽酸锂或者铌酸锂为材料。由于钽酸锂或者铌酸锂含有氧，因此在对中间层进行加热时，会促进中间层的金属的氧化，因而中间层的导电性降低，成为绝缘层，能够提供一种谐振特性良好的压电设备。

本发明中，压电薄膜的导电率为1.0×10^-13Ω^-1·m^-1至1.0×10^-11Ω^-1·m^-1。在该构成中，通过使压电薄膜的导电率为上述值，从而既能够抑制工序中的热电破坏，又能够充分供给有利于热处理中的氧化的压电基板中的氧原子，因此能够使中间层可靠地氧化，能够使压电设备的谐振特性保持良好。

本发明涉及一种具备形成了电极的压电薄膜、和对该压电薄膜进行支撑的支撑体的压电设备的制造方法。该压电设备的制造方法包括：离子注入工序、中间层形成工序、接合工序、分离工序、和热处理工序。离子注入工序，对压电基板注入离子化了的元素，在压电基板内形成对压电基板注入的元素的浓度成为峰值的部分。中间层形成工序，在对压电基板进行 支撑的支撑体或者压电基板的至少一方，形成含金属的中间层。接合工序，经由中间层对压电基板与支撑体进行接合。分离工序，对压电基板进行加热，将对压电基板注入的元素的浓度成为峰值的部分作为分离面，对压电薄膜进行分离。热处理工序，对中间层进行加热来进行氧化或者氮化。

在该构成中，通过形成金属的中间层，从而能够使压电基板与支撑体可靠地贴紧。另外，由于使中间层的金属氧化，因此能够使中间层的导电性降低，谐振特性不会劣化，能够制造一种谐振特性良好的压电设备。

在本发明中，将由经由中间层而接合的压电薄膜与支撑体构成的压电复合体在热处理工序中以450℃～700℃进行加热。在该构成中，通过以上述温度对压电复合体进行加热，从而使中间层的金属充分氧化或者氮化，因此中间层的导电性降低，成为绝缘层，能够制造一种特性良好的压电设备。