接合体及弹性波元件制造技术

将包含单晶硅的支撑基板接合于压电性单晶基板而得到的接合体中，使用高电阻接合层，且使支撑基板与压电性单晶基板之间的接合强度得到提高。接合体5、5A具备：压电性单晶基板4、4A；支撑基板1，其包含单晶硅；接合层2A，其设置于支撑基板1与压电性单晶基板4、4A之间，且组成为Si

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接合体及弹性波元件


[0001]本专利技术涉及接合体及弹性波元件。

技术介绍

[0002]已知移动电话等中所使用的能够作为滤光元件、振荡器发挥功能的弹性表面波器件、使用了压电薄膜的兰姆波元件、薄膜谐振器(FBAR：Film Bulk Acoustic Resonator)等弹性波器件。作为这样的弹性波器件，已知将支撑基板与传播弹性表面波的压电基板贴合、在压电基板的表面设置了可激发弹性表面波的梳形电极的弹性波器件。通过像这样地将热膨胀系数比压电基板小的支撑基板粘贴于压电基板，抑制温度变化时压电基板的大小变化，抑制作为弹性表面波器件的频率特性的变化。
[0003]专利文献1中提出了具备用包含环氧粘接剂的粘接层将压电性单晶基板与硅基板贴合而成的结构的弹性表面波器件。
[0004]在将压电基板与硅基板接合时，已知在压电基板表面形成氧化硅膜，经由氧化硅膜将压电基板与硅基板直接键合。该接合时，对氧化硅膜表面和硅基板表面照射等离子束，使表面活化，进行直接键合(专利文献2)。
[0005]另外，已知所谓的FAB(Fast Atom Beam)方式的直接键合法。在该方法中，在常温下对各接合面照射中性化原子束来进行活化，实施直接键合(专利文献3)。
[0006]专利文献4中记载了将压电性单晶基板经由中间层直接键合于包含陶瓷(氧化铝、氮化铝、氮化硅)的支撑基板，而不是直接键合于硅基板。该中间层的材质为硅、氧化硅、氮化硅、氮化铝。
[0007]另外，专利文献5中记载了在将压电基板和支撑基板用有机粘接层进行粘接时，通过使支撑基板相对于压电基板的粘接面的Rt(粗糙度曲线的最大截面高度)为5nm以上50nm以下，得到因应力缓和所带来的防止开裂的效果。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2010－187373
[0011]专利文献2：美国专利第7213314B2
[0012]专利文献3：日本特开2014－086400
[0013]专利文献4：日本特许第3774782
[0014]专利文献5：技术授权第3184763

技术实现思路

[0015]但是，根据接合体的用途，希望通过提高接合层中的电阻来提高绝缘性。例如，弹性波元件的情况下，通过提高接合层的绝缘性，能够减少噪音、损失。但是，利用高电阻的接合层而将支撑基板以高强度接合于压电性单晶基板比较困难，在后续的加工工序中容易在压电性单晶基板与支撑基板之间发生剥离。
[0016]本专利技术的课题在于，在将包含单晶硅的支撑基板接合于压电性单晶基板而得到的接合体中，提供如下结构，即，使用高电阻接合层，且能够使支撑基板与压电性单晶基板之间的接合强度提高。
[0017]本专利技术所涉及的接合体具备：
[0018]压电性单晶基板；
[0019]支撑基板，该支撑基板包含单晶硅；
[0020]接合层，该接合层设置于所述支撑基板与所述压电性单晶基板之间，且组成为Si
(1－x)
O
x
(0.008≤x≤0.408)；以及
[0021]非晶质层，该非晶质层设置于所述支撑基板与所述接合层之间，且含有硅原子、氧原子以及氩原子，
[0022]所述接合体的特征在于，
[0023]所述非晶质层的所述接合层侧端部中的氧原子的浓度高于所述接合层内的氧原子的平均浓度。
[0024]另外，本专利技术所涉及的弹性波元件的其特征在于，
[0025]具备：所述接合体、以及
[0026]设置在所述压电性单晶基板上的电极。
[0027]专利技术效果
[0028]根据本专利技术，通过设置所述特定组成的接合层，能够提高接合层中的绝缘性，并且，能够确保接合强度。
[0029]并且，在设置有上述接合层的情况下，沿着压电性单晶基板上的接合层与支撑基板的界面而产生较薄的非晶质层。但是，对于这样得到的接合体，如果利用研磨加工等使压电性单晶基板变薄，则有时发生自支撑基板剥离。这说明压电性单晶基板相对于支撑基板的接合强度并不是足够高。
[0030]因此，本专利技术的专利技术人对接合强度的降低原因进行了研究。在包含单晶硅的支撑基板接合有包含Si
(1－x)
O
x
的高电阻接合层的情况下，沿着两者的界面生成含有硅原子、氧原子以及氩原子的非晶质层。这种情况下，包含单晶硅的支撑基板含有的氧原子的浓度极低，因此，理应从接合层趋向支撑基板而产生氧浓度的梯度。
[0031]着眼于这一点，实际尝试测定从接合层趋向支撑基板的氧浓度梯度，结果判明，从接合层趋向支撑基板，氧浓度缓慢地、或者连续地减少。换言之，在非晶质层中不存在氧浓度的峰值。对该现象进行研究，结果，有可能是从氧接合层趋向支撑基板的扩散不够充分。
[0032]从该观点出发，以促进氧原子从接合层向支撑基板扩散为目的进行了各种研究，结果发现，在非晶质层产生了氧浓度的峰值的情况下，压电性单晶基板相对于支撑基板的接合强度提高，不易发生压电性单晶基板的剥离，完成本专利技术。
附图说明
[0033]图1中，(a)表示在压电性单晶基板4的表面4a设置有接合层2的状态，(b)表示利用中性束A使接合层2A的表面2b活化的状态，(c)表示利用中性束A使支撑基板1的表面1a活化的状态。
[0034]图2中，(a)表示将压电性单晶基板4和支撑基板1接合的状态，(b)表示通过加工使
压电性单晶基板4A变薄的状态，(c)表示在压电性单晶基板4A上设置有电极6的状态。
[0035]图3中，(a)表示在压电性单晶基板4的表面4a设置有中间层9及接合层2的状态，(b)表示利用中性束A使接合层2A的表面2b活化的状态，(c)表示利用中性束A使支撑基板1的表面1a活化的状态。
[0036]图4中，(a)表示将压电性单晶基板4和支撑基板1接合的状态，(b)表示通过加工使压电性单晶基板4A变薄的状态，(c)表示在压电性单晶基板4A上设置有电极6的状态。
具体实施方式
[0037]以下，适当地参照附图，对本专利技术详细地进行说明。
[0038]在图1～图2所示的实施方式中，首先，如图1(a)所示，在压电性单晶基板4的表面4a设置接合层2。4b为相反侧的表面。在该时刻，可以在接合层2的表面2a具有凹凸。
[0039]接下来，在优选的实施方式中，对接合层2的表面2a进行平坦化加工，由此，如图1(b)所示，在接合层形成平坦面2b。通常，通过该平坦化加工，使得接合层2的厚度变小，成为更薄的接合层2A(参照图1(b))。不过，并非必须进行平坦化加工。接下来，像箭头A那样对接合层2A的表面2b照射中性束，使接合层2A的表面活化而制成活化面。
[0040]另一方面，如图1(c)所示，对支撑基板1的表面1a照射中性束A，使其活化，制成活化面1a。1b为相反侧的表面。然后，如图2(a)所示，将压电性单晶基板4上的接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种接合体，其具备：压电性单晶基板；支撑基板，该支撑基板包含单晶硅；接合层，该接合层设置于所述支撑基板与所述压电性单晶基板之间，且组成为Si
(1－x)
O
x
，其中，0.008≤x≤0.408；以及非晶质层，该非晶质层设置于所述支撑基板与所述接合层之间，且含有硅原子、氧原子以及氩原子，所述接合体的特征在于，所述非晶质层的所述接合层侧端部中的氧原子的浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹈野雄大，后藤万佐司，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：