JP6047789B2 - 懸架された膜を含む弾性波共振器の製作方法 - Google Patents
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Description
ステップ1:例えばシリコンのドナー基板Aが、埋め込まれた脆い領域を形成するために気体の種類(例えば水素及び/又は希ガス)と共に注入され、移される薄膜の範囲をこの基板内に定める。
ステップ2:ドナー基板はその後、例えば(分子接合とも呼ばれる)ダイレクトボンディングにより、前に定義された薄膜のレベルで受容基板Bと接合される。
ステップ3:破壊ステップは、場合によっては機械応力を加えることにより補助される熱処理により、埋め込まれた脆い領域のレベルで、その後に得られる。こうして、一方では受容基板に固着された薄膜が得られ、他方で移される薄膜から剥がされた当初のドナー基板Aに対応する、ドナー基板の残余物が得られる。後者は次に別の移動を行なうためにリサイクルされ得る。
ステップ4:場合により、移された薄膜と受容基板との間の接合界面を強固にするため、例えば高温焼鈍しの最終処理が実施され得る。
―第一の基板表面上にある第一圧電材料の少なくとも1つの層を含む第一の堆積を作るステップと、
―少なくとも1つの第二の基板を含む第二の堆積を作るステップと、
―次の接合ステップの前に、前記堆積のうちの一つの表面を、突き出たナノ構造物が局部的に与えられたままにしている、抑制された大きさの粒子の堆積又は生成により、少なくとも1つの非接合の開始領域を作るステップと、
―非接合の開始領域の存在に起因する、堆積同士の間に気泡を作り出す、前記2つの堆積をダイレクトボンディングするステップと、
―少なくとも第一の基板を除去するための、第一の堆積の薄層化ステップと
を含むことを特徴とする。
固体の圧電基板SPiezo(例えばLiNbO3、LiTaO3タイプ等)が、(方向性、材料の性質等の観点から)BAW用途のために選定される。1つの変形として、それは圧電材料の表層のみを示す(例えばシリコンの)支持基板であり得る。それは有利なことに、最終的な共振器用の埋め込まれた電極を目的とする、少なくとも1つの金属層CM1の堆積を含む。この金属層は、銅(Cu)、銅アルミニウム(AlCu)、ケイ酸アルミニウム(AlSi)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、プラチナ(Pt)、クロム(Cr)等に基づき得る。
M2 金属被覆
BAW バルク弾性波
Spiezo,v 圧電基板
CC1 接合層
CM1 金属層
Zfr 埋め込まれた脆い領域
CC2 接合層
S2 第二の基板
μP ナノ構造(μ−パッド)
CAV 気泡
CPiezo 圧電材料
CM2 上部の金属電極
ZBAW バルク弾性波の伝搬の領域
FBAR 膜バルク音響共振器
SAW 表面弾性波
Claims (24)
- 圧電材料層を含む懸架された膜を備えた、弾性波共振器を製作するための方法であって、
第一の基板表面上にある第一圧電材料の少なくとも1つの層を含む第一の堆積を準備し、
少なくとも1つの第二の基板を含む第二の堆積を準備し、
前記堆積のうちの一つの表面上で、抑制された大きさの粒子を堆積又は生成し、
次の接合を行う前に、前記堆積のうちの前記一つの表面上で、突き出たナノ構造物を形成し、そこでは前記突き出たナノ構造物は、前記抑制された大きさの粒子の少なくとも1つの粒子を含む非結合の開始領域を備え、
前記堆積をダイレクトボンディングする間または後に、前記非接合の開始領域のまわりで前記堆積同士の間に気泡を形成し、
少なくとも前記第一の基板を除去するために、前記第一の堆積を薄層化することを特徴とする方法。 - 前記ダイレクトボンディングが、前記2つの堆積を直接接触するように又は熱圧着、或いは陽極接合、もしくは溶融接合によって置くことにより、行なわれることを特徴とする、請求項1に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 気泡の生成及び/又は成長を促進するように、前記ダイレクトボンディングの間又は後に行なわれる熱処理を更に含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 非接合の開始領域が、ミクロン・オーダーの寸法の前記堆積の表面に対して局部的な突起に相当する、突き出たナノ構造であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記突き出たナノ構造を生成することが、リソグラフィー及びエッチングによって行なわれることを特徴とする、請求項4に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記突き出たナノ構造を生成することが、局部的なやり方で、制御された大きさの粒子を堆積することにより行なわれることを特徴とする、請求項4に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記突き出たナノ構造が数十nm〜数百nmのオーダーの高さを示し、前記気泡が1000μmのオーダーの直径範囲を示すことを特徴とする、請求項4〜6のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 接合に先立って、熱処理の間に気泡の拡張を容易にするか、あるいは適応させるように、前記突き出たナノ構造を囲む表面、又は前記ナノ構造に対向している表面を準備することを更に含み、前記準備することが前記表面の親水性を低減し、及び/又は粗さを変えることにあることを特徴とする、請求項4〜7のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記親水性を低減するための前記準備することが、プラズマ処理又は紫外線(UV)/オゾン処理によって行なわれることを特徴とする、請求項8に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記粗さを変えることにある、前記準備することが、化学エッチング、湿式又は乾式エッチングにより行なわれることを特徴とする、請求項8に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記非接合の開始領域が、気体の副産物を生成可能な、炭化水素又は液体或いは固体の生成物の局部的な堆積によって得られることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記炭化水素の局部的な堆積が、原子間力顕微鏡の焦点を用いて行なわれることを特徴とする、請求項11に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記第一の堆積及び/又は前記第二の堆積が表面に接合層を含み、そのレベルにおいて次に続く接合が行なわれることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記第一の堆積が、第一の圧電材料の層と、場合により存在する接合層(又は表面)との間に、電極として役立つことを目的とする金属層を含むことを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記第一の圧電材料が単結晶であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記第一の堆積内に、前記第一の圧電材料の層を少なくとも部分的に備えた領域の境界を前記堆積の表面と共に定める、埋め込まれた脆い領域を作り出すために、イオン注入することを更に含むことを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 薄層化が、前記埋め込まれた脆い領域のレベルにおける破壊によって得られることを特徴とする、請求項16に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記薄層化が、メカノケミカル・タイプであり得る研磨によって得られることを特徴とする、請求項1〜17のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記圧電材料がLi(TaxNb1−x)O3であることを特徴とする、請求項1〜18のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- AIN又はPZTの圧電材料層の堆積を含むことを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 前記第二の基板がシリコン又は水晶或いはダイヤモンドもしくはサファイヤ、又は前記材料の1つを含む複合材料で作られることを特徴とする、請求項1〜20のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 少なくとも1つの接合層が、SiO2であり得る誘電材料で作られることを特徴とする、請求項1〜21のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 金属層において電極を定義することを更に含むことを特徴とする、請求項1〜22のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
- 薄膜化した後で、前記第一及び第二の堆積の最終堆積の表面に上部電極を作ることを更に含むことを特徴とする、請求項1〜23のいずれか一項に記載の弾性波共振器を製作するための方法。
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