JP2012199638A - 水晶デバイスの製造方法及び水晶デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水晶単結晶基板1に水素イオンを注入して、表面1Aから一定深さの部分をアモルファス化させて、水晶単結晶基板1内にアモルファス層13A〜13Cを形成する。アモルファス層を形成する深さは、イオンや原子の注入条件(注入エネルギーやドーズ量)により決まり、注入条件に応じて1μm〜数μmの深さにばらつきのない平坦な層が形成される。アモルファス層の側面が露出するように、表面1Aから複数の溝14A〜14Dを形成し、これらの溝にエッチング液を導入してエッチングを行う。水晶のアモルファスは、水晶結晶よりもエッチング速度が速いので、エッチングによりアモルファス層13A〜13Cを除去することで、水晶単結晶基板1から水晶薄膜15A〜15Cが分離される。
【選択図】図2
Description
第1実施形態では、水晶単結晶基板に水晶薄膜を設ける例を説明する。
図3は、本発明の第2実施形態に係る水晶デバイスの製造方法を示すフローチャートである。図4は、図3に示す製造フローで形成される水晶デバイスの製造過程を模式的に示す図である。
上記のように、水晶薄膜の対向する両面(上面と下面)に金属電極を形成した水晶デバイスは、外部接続端子(不図示)に屈曲振動モードの共振周波数の交番電圧が入力されると、水晶薄膜が屈曲振動モードを主モードとして振動する。水晶薄膜は、Xカットにより屈曲振動モードとなる。水晶薄膜(メンブレン)を、屈曲振動モードで共振させると、圧力、衝撃、加速度による歪みで発生する共振周波数の変動を検出できる。そのため、上記の水晶デバイス44は、圧力センサ、衝撃センサ、加速度センサなどとして使用できる。
上記のように、水晶デバイスの水晶薄膜の対向する両面(上面と下面)に金属電極を形成した水晶デバイスは、外部接続端子(不図示)に、面振動モードの共振周波数の交番電圧が入力されると、水晶薄膜が、面振動モードを主モードとして振動する。これにより、10〜100MHz程度の共振子として使用できる。なお、面振動モードは、面積振動モード、径方向振動モード、及び輪郭振動モード(ラーメモード、結合振動モード)の総称である。結合振動モードのときにはGTカットやNS−GTカット、輪郭振動モードのときにはCTカットまたはDTカットで水晶単結晶基板を切り出す。
上記のように、水晶デバイスの水晶薄膜の対向する両面(上面と下面)に金属電極を形成した水晶デバイスは、外部接続端子(不図示)に、厚み振動モードの共振周波数の交番電圧が入力されると、水晶薄膜は、厚み振動モードを主モードとして振動する。これにより、1GHz〜2GHzの共振子として使用できる。なお、厚み振動モードは、厚み縦振動モードと厚み滑り振動モードの総称である。また、厚み滑り振動モードのときにはATカットで水晶単結晶基板を切り出す。
図5は、本発明の第3の実施形態に係る水晶デバイスの製造方法を示すフローチャートである。図6は、図5に示す製造フローで形成される水晶デバイスの製造過程を模式的に示す図である。
図7は、本発明の第4実施形態に係る水晶デバイスの製造方法を示すフローチャートである。図8は、図7に示す製造フローで形成される水晶デバイスの製造過程を模式的に示す図である。
11A,11B…レジスト膜
12,32,52…水素イオン
13A〜13C,33,53…アモルファス層
14A〜14D,36A〜36D,54A〜54D…溝
15A〜15C…空間
16A〜16C,18A〜18C,39A〜39C,59A〜59C…水晶薄膜
17A〜17C…空間
19…IDT(くし形電極)
20A,20B…反射器
31A〜31C…下部電極
34A〜34C…メンブレン犠牲層
35,55…メンブレン支持層
37,57…支持基板
38…メンブレン空間部
40A〜40C,60A〜60C…上部電極
41A〜41C…エッチング窓
42A〜42C…振動空間
44(44A〜44C)…水晶デバイス
61A〜61C…SiO2層
65A〜65C…水晶デバイス(表面波デバイス)
Claims (12)
- イオンまたは原子を水晶基板に注入して、前記水晶基板内にアモルファス層を形成するアモルファス層形成工程と、
前記アモルファス層をエッチングにより除去して、前記水晶基板から水晶薄膜を分離する分離工程と、
を備えた水晶デバイスの製造方法。 - 前記分離工程は、前記アモルファス層の一部を除去して、前記水晶薄膜と前記水晶基板の間に空間を形成する工程である、請求項1に記載の水晶デバイスの製造方法。
- 前記アモルファス層形成工程よりも前に、前記イオンまたは原子の注入を阻止するレジスト膜を、前記イオンまたは原子注入側の面の一部に形成する工程と、
前記アモルファス層形成工程よりも後に、前記レジスト膜を除去する工程と、
を備えた請求項1に記載の水晶デバイスの製造方法。 - 前記アモルファス層形成工程の後から前記分離工程の前までに、
前記水晶基板のイオンまたは原子の注入面側に支持基板を設ける工程を備えた、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の水晶デバイスの製造方法。 - 前記アモルファス層形成工程の後から前記分離工程の前までに、
前記水晶基板に複数の溝を設けて、前記アモルファス層の側面を露出させる溝形成工程を備え、
前記分離工程は、前記複数の溝にエッチング液を導入して、溝と溝の間におけるアモルファス層を除去する工程である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の水晶デバイスの製造方法。 - 前記溝形成工程は、前記水晶薄膜の面に沿った中心を通る軸に対して線対称に複数の溝を形成する工程である、請求項5に記載の水晶デバイスの製造方法。
- 前記分離工程は、さらに前記水晶基板の一部をエッチングにより除去する工程である、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水晶デバイスの製造方法。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の水晶デバイスの製造方法により製造された水晶デバイスであって、
前記水晶薄膜は、その両面にそれぞれ電圧を印加する電極を備え、
前記水晶薄膜の一方の面は、振動空間をおいて支持基板に対向し、
前記水晶薄膜は、前記電極の間に電圧が印加されると、前記振動空間において屈曲振動することを特徴とする水晶デバイス。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の水晶デバイスの製造方法により製造された水晶デバイスであって、
前記水晶薄膜は、その両面にそれぞれ電圧を印加する電極を備え、
前記水晶薄膜の一方の面は、振動空間をおいて支持基板に対向し、
前記水晶薄膜は、前記電極の間に電圧が印加されると、前記振動空間において面振動することを特徴とする水晶デバイス。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の水晶デバイスの製造方法により製造された水晶デバイスであって、
前記水晶薄膜は、その両面にそれぞれ電圧を印加する電極を備え、
前記水晶薄膜の一方の面は、振動空間をおいて支持基板に対向し、
前記水晶薄膜は、前記電極の間に電圧が印加されると、前記振動空間において厚み振動することを特徴とする水晶デバイス。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の水晶デバイスの製造方法により製造された水晶デバイスであって、
前記水晶薄膜は、第1の面に電圧を印加する一対のくし形電極を備え、
第2の面が、振動空間をおいて水晶基板に対向し、
前記水晶薄膜は、前記一対のくし形電極の間に電圧が印加されると、板波を発生することを特徴とする水晶デバイス。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の水晶デバイスの製造方法により製造された水晶デバイスであって、
前記水晶薄膜は、その片面に電圧を印加する一対のくし形電極を備え、
前記水晶薄膜は、前記一対のくし形電極に電圧が印加されると、表面波を発生することを特徴とする水晶デバイス。
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