[发明专利]复合基板及其制法

说明书

技术领域

本发明关于复合基板及其制法。

背景技术

弹性表面波元件（SAW元件）被广泛用作手机等通信机器中的带通滤波器。此种SAW元件，使用例如，钽酸锂（LT）和铌酸锂（LN）等的压电基板与蓝宝石和硅等的支承基板相接合而成的复合基板而制作。LT和LN等的压电基板，由于机电耦合系数大，因此对实现宽带的滤波器特性是有利的，但存在温度稳定性差的缺点。另一方面，蓝宝石和硅等的支承基板，虽然温度稳定性良好，但存在机电耦合系数小的缺点。对此，将两者接合的复合基板，具有较大的机电耦合系数和良好的温度稳定性的优点。

专利文献1中，作为此种复合基板，公开了通过惰性气体或氧离子束、中和束或等离子体令压电基板与支承基板的接合面活性化后，将两基板在常温下或100℃以下的加热处理下接合而成的复合基板。此外也公开有，接合后，通过实施200℃以下的较低温的退火处理，令两基板间的接合强度进一步提升。另外还公开有，通过Ar原子的照射束令两基板的接合面活性化后将两基板的接合面相互贴合的话，则形成基板间具有非晶层的复合基板。此种基板间具有非晶层的复合基板，在专利文献2中也有公开。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本专利特开2004-343359号公报

【专利文献2】日本专利特开2005-252550号公报

发明内容

但是，上述的专利文献1、2的复合基板中，非晶层仅由1层形成或最多由2层形成，因此存在两基板间的接合强度不充分的问题。

本发明为解决此种课题而作，主要目的是充分提高压电基板与支承基板相接合而成的复合基板中的两基板间的接合强度。

本发明的复合基板，

是压电基板与支承基板介由含Ar的非晶层接合而成的复合基板，所述压电基板为钽酸锂或铌酸锂的单晶基板，所述支承基板为硅的单晶基板，

所述非晶层从所述压电基板向着所述复合基板，具有第1层、第2层及第3层，所述第1层比所述第2层及所述第3层含有更多的构成所述压电基板的元素，所述第3层比所述第1层及所述第2层含有更多的构成所述支承基板的元素，所述第2层比所述第1层及所述第3层含有更多的Ar。

根据该复合基板，较之于例如，含有Ar的非晶层由2层构成的情况，可以充分提高两基板间的接合强度。其原因目前尚不确定，但可认为是含有Ar的非晶层的3层结构对接合强度有帮助。

本发明的复合基板中，所述非晶层的厚度优选为4nm～12nm。这样的话，可以确保400℃以上的耐热性。此时，非晶层所含的Ar优选为3atm%～14atm%。

本发明的复合基板中，优选所述第3层比所述第1层及所述第2层的厚度厚。实际制作的复合基板为第3层比第1层及第2层厚的结构，被认为有助于接合强度的提升。此时，第3层也可以厚于第1层厚度与第2层厚度之和。

本发明的复合基板，优选Fe的含有率在检测限以下（不足0.1atm%）。Fe混入的话，有时会对使用复合基板制作的SAW元件等设备产生坏的影响，因此不理想。例如，Fe混入的话，有时电场会泄漏，能量会扩散。

本发明的复合基板中，作为压电基板，使用钽酸锂或铌酸锂的单晶基板。此外，压电基板的大小并无特别限定，例如，直径为50mm～150mm，厚度为10μm～50μm。作为支承基板，使用硅的单晶基板。此外，支承基板的大小并无特别限定，例如，直径为50mm～150mm，厚度为100μm～500μm。非晶层优选从压电基板向着复合基板，具有第1层、第2层及第3层。第1～第3层均含有Ar。第1层比第2层及第3层含有更多的构成压电基板的元素（Ta、Nb等），第3层比第1层及第2层含有更多的构成支承基板的元素（Si），第2层比第1层及第3层含有更多的Ar。

本发明的复合基板的制法，包括：

（a）准备钽酸锂或铌酸锂的单晶基板即压电基板、硅的单晶基板即支承基板的工序，

（b）在真空中向所述压电基板的接合面及所述支承基板的接合面照射Ar中性原子束的工序，

（c）冷却所述压电基板及所述支承基板的工序，

（d）令所述压电基板的束照射面与所述支承基板的束照射面接触，加压而接合两基板的工序，

（e）接合后，将所述压电基板研磨加工至规定厚度，然后以超过200℃的温度进行退火的工序。

根据该复合基板的制法，可以比较容易地制作上述的本发明的复合基板。