弹性波元件用复合基板及弹性波元件制造技术

一种弹性波元件用复合基板，其具备支承基板(1)以及与支承基板(1)接合、由压电单晶构成、传播弹性波的传播基板(3)。传播基板(3)具有所述压电单晶的晶格发生畸变的表面晶格畸变层(11)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】弹性波元件用复合基板及弹性波元件
本专利技术关于效率高、频率的温度特性好的弹性波元件。
技术介绍
声表面波(SurfaceAcousticWave)元件被广泛用作手机等通信机器的带通滤波器。伴随手机等的高性能化，利用了声表面波元件的滤波器也要求高性能化。但是，声表面波元件存在因温度变化而通带移动的问题。特别是目前多被使用的铌酸锂和钽酸锂，机电耦合系数大，对实现宽带的滤波器特性是有利的。但是，铌酸锂和钽酸锂的温度稳定性差。例如，使用了钽酸锂的声表面波滤波器的频率温度系数为-35ppm/℃，在设想的使用温度范围内的频率变动大。因此，必须降低频率温度系数。专利文献1(日本专利特开平5-335879)记载的声表面波元件中，是在铌酸锂基板的表面形成梳形电极后，形成覆盖基板表面及梳形电极的氧化硅膜。由此降低频率温度系数。此外，专利文献2(日本专利特开2009-278610)记载的声表面波元件中，将热膨胀系数更小的硅等构成的支承基板，对于钽酸锂单晶等构成传播基板，通过厚度0.1μm～1.0μm的有机粘合剂层进行粘合，由此成功地降低频率温度系数。
技术实现思路
专利文献1(日本专利特开平5-335879)记载的元件中，由于是在铌酸锂基板的表面形成氧化硅层而覆盖梳形电极，因此降低频率温度系数的话，氧化硅层会拘束铌酸锂基板，声表面波的传播效率会下降，声表面波滤波器的情况下Q值会恶化。专利文献2(日本专利特开2009-278610)记载的元件中，虽然可以降低频率温度系数，但是为了使温度系数接近零，必须例如使钽酸锂构成的传播基板的厚度变得非常薄。但是，传播基板变薄的话，接合界面的体(bulk)波的反射会相应变大，容易产生不需要的寄生波。本专利技术的课题是降低弹性波元件的频率温度系数。本专利技术涉及的弹性波元件用复合基板，具备支承基板以及与支承基板接合、由压电单晶构成、传播弹性波的传播基板，其特征在于，传播基板具有所述压电单晶的晶格畸变的表面晶格畸变层。此外，本专利技术涉及的弹性波元件的特征在于，具备所述复合基板以及设置在传播基板上的电极图案。本专利技术者在压电单晶构成的传播基板的表面，形成了其晶格畸变的晶格畸变层。即，对传播基板的截面拍摄高分辨率透射型电子显微镜(TEM)像后，TEM像可看出对比度。即，传播基板的表面附近如图5所示，确认到了对比度不同的发黑的薄层。此种低倍率TEM像中出现的对比度不同的层，是由于晶格缺陷或晶格畸变而产生的。于是，本专利技术者将高分辨率的TEM像进行快速傅立叶变换(FFT：FastFourierTransform)，得到了FFT图案(pattern)。结果没有发现由于晶体缺陷而产生的点。因此确认，传播基板的表面出现的对比度不同的薄层，不是由于晶格缺陷而产生的层，而是具有晶格畸变的层。如此形成的传播基板表面的晶格畸变层，比构成传播基板整体的压电单晶硬，具有抑制温度变化引起的伸缩的效果，可降低频率温度系数。此外，表面晶格畸变层的音速快，显示出对基板表面附近的弹性能量的约束效果。通过该能量约束效果，可期待提升弹性波的传播效率。附图说明图1(a)是示意性的显示声表面波元件6的截面图，图1(b)是示意性的显示图1(a)的元件6的俯视图。图1(a)相当于图1(b)的Ia-Ia截面。图2(a)是示意性的显示其他的声表面波元件10的截面图，图2(b)是示意性的显示图2(a)的元件10的俯视图。图2(a)相当于图2(b)的IIa-IIa截面。图3(a)、(b)分别是示意性的显示又一其他声表面波元件6A、10A的截面图。图4显示本专利技术的传播基板3的示意图。图5本专利技术的传播基板的透射型电子显微镜照片。图6(a)、(b)、(c)是用于说明本专利技术的元件的制造流程的图。图7(a)、(b)、(c)是用于说明本专利技术的元件的制造流程的图。具体实施方式(声表面波元件的例子)图1(a)、图1(b)的声表面波元件6中，支承基板1的接合面1b上介由粘合剂层2接合有传播基板3的接合面3b。1a是支承基板1的底面。在传播基板的表面3a形成输入电极4及输出电极5，得到横向型的声表面波元件6。声表面波从输入电极4向着输出电极5，按箭头7传播，构成声表面波滤波器。此外，手机用的声表面波滤波器中，主要使用共振型的声表面波元件。图2(a)、图2(b)涉及此例。图2(b)显示共振型的声表面波元件的电极图案例。图2(a)、图2(b)的声表面波元件10中，支承基板1的接合面1b上介由粘合剂层2接合有传播基板3的接合面3b。1a是支承基板1的底面。在传播基板的表面3a形成电极16、17、18，得到共振型的声表面波元件。图3(a)的声表面波元件6A中，支承基板1的接合面1b上直接接合有传播基板3的接合面3b。在传播基板的表面3a形成输入电极4及输出电极5，得到横向型的声表面波元件6A。声表面波从输入电极4向着输出电极5，按箭头7传播，构成声表面波滤波器。图3(b)的声表面波元件10A中，支承基板1的接合面1b上直接接合有传播基板3的接合面3b。1a是支承基板1的底面。在传播基板的表面3a形成电极16、17、18，得到共振型的声表面波元件。(表面晶格畸变层)在这里，本专利技术中，如图4所示，在传播基板3的表面3a侧，形成有表面晶格畸变层11。12是没有特别设置晶格畸变的层。对于传播基板3的横截面，拍摄高分辨率透射型电子显微镜(TEM)像的话，如图5所示，TEM像中可以看出表面对比度。将此种高分辨率的TEM像进行快速傅立叶变换(FFT：FastFourierTransform)，得到FFT图案。其结果是，没有确认到因晶体缺陷而产生的点。因此确认，传播基板的表面出现的对比度不同的薄层，不是因晶格缺陷而产生的层，而是具有晶格畸变的层。传播基板的表面存在的晶格畸变层的厚度，基于实际制造的观点，多在15nm以下，优选10nm以下。进一步优选8nm以下。此外，传播基板的表面存在的晶格畸变层的厚度基于插入损耗的观点，优选5nm以下，进一步优选3nm以下。传播基板的表面存在的晶格畸变层的厚度没有特别的下限，但优选在1nm以上。但是，传播基板的表面存在的晶格畸变层的厚度，在上述的传播基板3的横截面的TEM像中，是指表面存在的、与构成传播基板的晶体对比度不同的层状区域的厚度。本专利技术中，在该表面晶格畸变层上形成上述的电极图案。传播基板表面的晶格畸变层，比构成传播基板整体的压电单晶硬，具有抑制温度变化引起的伸缩的效果，可降低频率温度系数。此外，表面晶格畸变层的音速快，显示出对基板表面附近的弹性能量的约束效果。通过该能量约束效果，可以期待提升弹性波的传播效率。以下更详细说明本专利技术的各要素。(弹性波元件)本专利技术的弹性波元件，除了声表面波，也可以是使用在传播基板内部传播的兰姆波的元件。弹性波元件，特别优选是声表面波滤波器或谐振器(resonator)。声表面波滤波器优选为带通滤波器，此外，谐振器是声表面波振荡元件，包含1接口型和2接口型。弹性波元件也可以是兰姆波型共振子，其具备间插设置在传播基板表面的多个指状电极构成的IDT电极、以及配设在IDT电极的兰姆波传播方向两侧的一对反射器。兰姆波指的是，通过使基板厚度薄至所传播的波的数波长以下，使在基板内部传播的体波在基板上下面反复反射传播的板波。与距基板表面深度1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹性波元件用复合基板，其特征在于，具备支承基板、以及与所述支承基板接合、由压电单晶构成、传播弹性波的传播基板，所述传播基板具有所述压电单晶的晶格发生畸变的表面晶格畸变层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.21 JP 2013-0589251.一种弹性波元件用复合基板，其特征在于，具备支承基板、以及与所述支承基板接合、由压电单晶构成、传播弹性波的传播基板，所述传播基板具有与所述支承基板接合的接合面以及与该接合面相对侧的表面，所述传播基板在所述表面侧具有所述压电单晶的晶格发生畸变的表面晶格畸变层，所述表面晶格畸变层的厚度在15nm以下。2.根据权利要求1所述的复合基板，其特征在于，所述表面晶格畸变层的厚度在3nm以下。3.根据权利要求1或2所述的复合基板，其特征在于，通过透射型电子显微镜观察，所述表面晶格畸变层为多层。4.根据权利要求1或2所述的复合基板，其特征在于，所述弹性波为声表面波、兰姆波型弹性波或体声波。5.根据权利要求1或2所述的复合基板，其特征在于，所述支承基板与所述传播基板直接接合或由粘合剂层接合。6.根据权利要求5所述的复合基板，其特征在于，所述粘合剂层为厚度0.1μm～1.0μm的有机粘合剂层。7.根据权利要求1或2所述的复合基板，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀裕二，多井知义，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP