TW201742277A - 接合方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係將壓電性單晶基板、與由陶瓷所構成支撐基板進行直接接合時，可在常溫下進行接合、且能提升接合強度。在由陶瓷所構成支撐基板上，形成由從高鋁紅柱石、氧化鋁、五氧化鉭、氧化鈦及五氧化鈮所構成群組中選擇一種以上材質構成的接合層。藉由對接合層的表面照射中性化光束，而將接合層3A的表面4活化。將接合層的表面4與壓電性單晶基板6直接接合。

Description

接合方法
本發明係關於將壓電性單晶基板、與由陶瓷所構成支撐基板予以接合的方法。
已知有：行動電話等所使用能發揮濾波器元件、振盪器功能的表面彈性波裝置、使用壓電薄膜的藍姆波元件、薄膜共振器(FBAR：Film Bulk Acoustic Resonator)等彈性波裝置。已知此種彈性波裝置係使支撐基板、與傳播表面彈性波的壓電基板相貼合，並在壓電基板表面上設置能激發表面彈性波的梳齒形電極。依此藉由將熱膨脹係數小於壓電基板的支撐基板，黏貼於壓電基板上，便可抑制當溫度變化時的壓電基板大小變化，俾抑制當作表面彈性波裝置用時的頻率特性變化。
例如專利文獻1所提案的表面彈性波裝置，係將壓電基板與矽基板，利用由環氧接著劑所構成接著層進行貼合的構造。
此處在將壓電基板與矽基板予以接合之際，已知有在壓電基板表面上形成氧化矽膜，經由氧化矽膜將壓電基板與矽基板予以直接接合(專利文獻2)。在此項接合之際，對氧化矽膜表面與矽基板表面施行電漿束照射使表面活化，而施行直接接合(電漿活化法)。
再者，已知有將壓電基板的表面形成粗面，並在 該粗面上設置填充層且施行平坦化，再將該填充層經由接著層接著於矽基板(專利文獻3)。該方法中，填充層、接著層係使用環氧系、丙烯酸系的樹脂，藉由將壓電基板的接合面形成粗面，便抑制體波反射，俾降低亂真。
再者，已知有所謂FAB(Fast Atom Beam，快速原子束)方式的直接接合法(專利文獻4)。該方法係在常溫下將中性化原子束照射各接合面使活化，而直接接合。
另一方面，專利文獻5有記載：將壓電性單晶基板，不是對矽基板，而是對由陶瓷(氧化鋁、氮化鋁、氮化矽)構成的支撐基板，經由中間層直接接合。該中間層的材質係設為矽、氧化矽、氮化矽、氮化鋁。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2010-187373
專利文獻2：美國專利第7213314B2
專利文獻3：日本專利特許第5814727
專利文獻4：日本專利特開2014-086400
專利文獻5：日本專利特許第3774782
但是，將壓電性單晶基板直接接合於由陶瓷所構成支撐基板時，若利用電漿活化法施行接合，在經接合後施行加熱時，會因壓電性單晶基板與陶瓷間之熱膨脹差而出現龜 裂。又，經接合後若未施行加熱，則接合強度低，導致在加工步驟途中會出現剝離。
另一方面，亦有如專利文獻5所記載，在由陶瓷所構成支撐基板的表面上設置既定中間層，將離子化光束照射中間層而活化，再直接接合於壓電性單晶基板的方法。但是，經本發明者實際嘗試試製接合體，但接合強度仍嫌不足，在後續的加工步驟中會發生剝離。
本發明課題在於：將壓電性單晶基板、與由陶瓷所構成支撐基板進行直接接合時，可在常溫下進行接合、且能提升接合強度。
本發明係將由陶瓷所構成支撐基板、與壓電性單晶基板予以接合的方法，其特徵在於包括有：在支撐基板上形成接合層，而接合層係由從高鋁紅柱石、氧化鋁、五氧化鉭、氧化鈦及五氧化鈮所構成群組中選擇一種以上材質構成的步驟；藉由對接合層的表面照射中性化光束，而將接合層的表面活化之步驟；以及將接合層的表面與壓電性單晶基板直接接合的步驟。
根據本發明，在將壓電性單晶基板、與由陶瓷所構成支撐基板直接接合時，可依低溫進行接合，且能提升接合強度。
1‧‧‧支撐基板
1a‧‧‧表面
1b‧‧‧表面
2‧‧‧接合層
2a‧‧‧表面
3‧‧‧接合層
3a‧‧‧表面
3a‧‧‧平坦面
3A‧‧‧接合層
4‧‧‧平坦面
4‧‧‧活化面
6‧‧‧壓電性單晶基板
6A‧‧‧壓電性單晶基板
6a‧‧‧活化面
6b‧‧‧表面
6c‧‧‧研磨面
7‧‧‧接合體
8‧‧‧接合體
9‧‧‧表面彈性波元件
10‧‧‧電極
11‧‧‧壓電性單晶基板
11a‧‧‧表面
11A‧‧‧壓電性單晶基板
11a‧‧‧粗面
11b‧‧‧表面
11c‧‧‧研磨面
12‧‧‧中間層
12a‧‧‧表面
13‧‧‧中間層
13a‧‧‧表面
13a‧‧‧平坦面
14‧‧‧平坦面
14‧‧‧活化面
17‧‧‧接合體
18‧‧‧接合體
A‧‧‧中性化光束
圖1中，(a)係在由陶瓷所構成支撐基板1上設置接合層2的狀態；(b)係接合層3的表面3a經施行平坦化加工的狀態；(c)係平坦面4利用中性化光束A施行活化的狀態。
圖2中，(a)係將壓電性單晶基板6與支撐基板1予以接合的狀態；(b)係將壓電性單晶基板6A利用加工而削薄的狀態；(c)係在壓電性單晶基板6A上設置電極10的狀態。
圖3中，(a)係將壓電性單晶基板11的表面11a形成粗面的狀態；(b)係在粗面11a上設置中間層12的狀態；(c)係將中間層13的表面13a施行平坦化加工的狀態；(d)係平坦面14利用中性化光束A施行活化的狀態。
圖4中，(a)係將壓電性單晶基板11與支撐基板1予以接合的狀態；(b)係將壓電性單晶基板11A利用加工而削薄的狀態；(c)係在壓電性單晶基板11A上設置電極10的狀態。
以下，參照適當圖式，針對本發明進行詳細說明。
圖1、圖2係相關在支撐基板上設置接合層，再將其直接接合於壓電性單晶基板表面上的實施形態。
如圖1(a)所示，在由陶瓷所構成支撐基板1的表面1a上設置接合層2。1b係背後側的表面。在此時點，接合層2的表面2a上亦可有凹凸。
其次，較佳實施形態係藉由對接合層2的表面2a施行平坦化加工，而形成平坦面3a。藉由該平坦化加工，通常接合層2的厚度會變小，成為更薄的接合層3(參照圖1(b))。 惟，平坦化加工並非必要。
其次，如圖1(c)所示，對平坦面3a依箭頭A所示照射中性化光束，將接合層3A的表面予以活化而成為活化面4。
另一方面，如圖2(a)所示，藉由對壓電性單晶基板6的表面照射中性化光束而活化，成為活化面6a。然後，藉由將壓電性單晶基板6的活化面6a、與接合層3A的活化面4直接接合，便獲得接合體7。
較佳實施形態係對接合體7的壓電性單晶基板表面6b更進一步施行研磨加工，如圖2(b)所示縮小壓電性單晶基板6A的厚度，獲得接合體8。6c係研磨面。
圖2(c)中，藉由在壓電性單晶基板6A的研磨面6c上形成既定電極10，便製得表面彈性波元件9。
圖3、圖4所示係將壓電性單晶基板表面形成粗面的實施形態。
如圖3(a)所示，對壓電性單晶基板11的表面11a施行加工，而形成粗面11a。11b係背後側的表面。其次，如圖3(b)所示，在粗面11a上設置中間層12。在此時點，在中間層12的表面12a上亦有轉印粗面形成凹凸。
其次，較佳實施形態係藉由對中間層12的表面12a施行平坦化加工，如圖3(c)所示形成平坦面13a。藉由該平坦化加工，通常中間層12的厚度會變小，成為更薄的中間層13。接著，如圖3(d)所示，對平坦面13a如箭頭A所示照射中性化光束，而將中間層13A的表面活化成為活化面14。
另一方面，如圖1(c)所示，藉由對支撐基板1上 的接合層3A之平坦面照射中性化光束而活化成為活化面4。然後，藉由將接合層3A的活化面4、與中間層13A的活化面14直接接合，而獲得接合體17(圖4(a))。
較佳實施形態係對接合體17的壓電性單晶基板表面11b更進一步施行研磨加工，而如圖4(b)所示減少壓電性材料基板11A的厚度，獲得接合體18。11c係研磨面。
另外，圖4(c)所示表面彈性波元件19的情況，在壓電性材料基板11A的研磨面11c上形成既定電極10。
以下，針對本發明各構成要件更進一步說明。
本發明接合體的用途並無特別的限定，可較佳適用於例如彈性波元件、光學元件等。
已知彈性波元件係有如：表面彈性波裝置、藍姆波元件、薄膜共振器(FBAR)等。例如表面彈性波裝置係在壓電性材料基板的表面上，設置：激發表面彈性波的輸入側IDT(Interdigital Transducer，指叉狀電極)電極(亦稱「梳齒形電極」、「簾狀電極」)、與接收表面彈性波的輸出側IDT電極。若對輸入側IDT電極施加高頻訊號，便在電極間產生電場，而激發表面彈性波並在壓電基板上傳播。然後，從傳播方向上所設置的輸出側IDT電極，依電氣訊號形式取出所傳播至的表面彈性波。
壓電性單晶基板的底面亦可設有金屬膜。金屬膜係當所製造彈性波裝置為藍姆波元件時，發揮增加壓電基板背面附近之機電耦合係數的功用。此情況，藍姆波元件係在壓電性單晶基板表面形成梳齒電極，利用支撐基板上所設置空腔成 為露出壓電基板之金屬膜的構造。此種金屬膜的材質係可舉例如：鋁、鋁合金、銅、金等。另外，製造藍姆波元件時，亦可使用具備有底面未設金屬膜之壓電性單晶基板的複合基板。
再者，壓電性單晶基板的底面亦可設有金屬膜與絕緣膜。金屬膜係當所製造彈性波裝置為薄膜共振器時，便發揮電極的功用。此情況，薄膜共振器係在壓電基板的表背面形成電極，藉由將絕緣膜形成空腔而成為露出壓電基板之金屬膜的構造。此種金屬膜的材質係可舉例如：鉬、釕、鎢、鉻、鋁等。又，絕緣膜的材質係可舉例如：二氧化矽、磷矽玻璃、硼磷矽玻璃(boro-phospho-silicate-glass，BPSG)等。
再者，光學元件係可例示如：光開關元件、波長轉換元件、光調變元件。又，可在壓電性材料基板中形成週期極化反轉構造。
將本發明使用於光學元件時，可達光學元件的小型化，又特別係形成週期極化反轉構造的情況，可防止因加熱處理造成的週期極化反轉構造劣化。又，因為本發明的接合層材料係屬於高絕緣材料，因而在接合前利用中性化光束施行處理時，可抑制發生極化反轉，且幾乎不會打亂在壓電性單晶基板上所形成週期極化反轉構造的形狀。
本發明利用中性化光束便可將壓電性單晶基板的表面活化。特別當壓電性材料基板的表面係平坦面時，該表面可對接合層進行直接接合。但是，當壓電性單晶基板表面經粗面化的情況，最好設置中間層並將其表面施行平坦化，再利用中性化光束施行活化。可將該壓電性單晶基板上的中間層經活 化過之平坦面，直接接合於支撐基板上的接合層。
壓電性單晶基板的材質具體係可例示如：鉭酸鋰(LT)單晶、鈮酸鋰(LN)單晶、鈮酸鋰-鉭酸鋰固溶體單晶、水晶、硼酸鋰。其中較佳係LT或LN。因為LT、LN係表面彈性波的傳播速度快、機電耦合係數大，因而頗適用為高頻率且寬帶域頻率用的表面彈性波裝置。又，壓電性單晶基板主面的法線方向並無特別的限定，例如壓電性單晶基板係由LT構成時，若使用以表面彈性波傳播方向的X軸為中心，從Y軸朝Z軸旋轉36~47°(例如42°)方向者，因為傳播損失較小，故較佳。若壓電性材料基板係由LN構成時，若使用以表面彈性波傳播方向的X軸為中心，從Y軸朝Z軸旋轉60~68°(例如64°)方向者，因為傳播損失較小，故較佳。又，壓電性單晶基板的大小並無特別的限定，例如直徑50~150mm、厚度0.2~60μm。
支撐基板的材質係陶瓷。此較佳係可例示從高鋁紅柱石、菫青石及矽鋁氮氧化物(Sialon)所構成群組中選擇的材質。
在支撐基板上形成接合層。接合層係由從高鋁紅柱石、氧化鋁、五氧化鉭、氧化鈦及五氧化鈮所構成群組中選擇一種以上材質構成。接合層的成膜方法並無限定，可例示如：濺鍍(sputtering)法、化學氣相沉積法(CVD)、蒸鍍。
其次，較佳實施形態係將接合層的表面施行平坦化而獲得平坦面。此處，將接合層的表面施行平坦化之方法係可例如：研磨機(Lap)研磨、化學機械研磨加工(CMP)等。又，平坦面較佳係設為算術平均粗糙度Ra≦1nm、更佳係0.3nm以下。
較佳實施形態係對壓電性單晶基板的表面施行加 工而形成粗面。該粗面係面內均勻形成週期性凹凸的面，算術平均粗糙度係0.05μm≦Ra≦0.5μm，最低波谷距最大波頂的高度Ry在0.5μm≦Ry≦5μm範圍內。較佳粗糙度係依存於彈性波的波長，依能抑制體波反射的方式適當選擇。
再者，粗面化加工的方法係有如：研削、研磨、蝕刻、噴砂等。
其次，較佳實施形態係藉由對接合層的平坦面照射中性化光束，而將接合層的平坦面活化。
再者，將壓電性單晶基板的表面、或其上的中間層表面施行平坦化而獲得平坦面。此處，將壓電性單晶基板或中間層的表面施行平坦化之方法係有如：研磨機(Lap)研磨、化學機械研磨加工(CMP)等。又，平坦面較佳係設為算術平均粗糙度Ra≦1nm、更佳係在0.3nm以下。
當在壓電性材料基板的粗面上形成中間層時，特佳係對中間層的表面施行平坦化加工。另一方面，當支撐基板的表面、壓電性材料基板的表面呈平坦的情況，雖未必一定要對接合層的表面、中間層的表面施行平坦化加工，但亦可施行平坦化加工。
再者，中間層的材質係由從高鋁紅柱石、氧化鋁、五氧化鉭、氧化鈦及五氧化鈮所構成群組中選擇一種以上材質構成。中間層的成膜方法並無限定，可例示如：濺鍍、化學氣相沉積法(CVD)、蒸鍍。
其次，藉由對壓電性單晶基板的表面、或壓電性單晶基板上的中間層之平坦面照射中性化光束，而將平坦面活化。
當利用中性化光束施行表面活化時，最好使用如專利文獻4所記載的裝置產生中性化光束並施行照射。即，光束源係使用鞍形場(saddle-field)式快速原子束源。然後，將惰性氣體導入腔中，從直流電源朝電極施加高電壓。藉此，藉由在電極(正極)與框體(負極)之間產生鞍形場式的電場，電子e會運動，便利用惰性氣體生成原子與離子的光束。到達柵極的光束中，因為離子光束在柵極會被中和，因而從快速原子束源射出中性原子的光束。構成光束的原子種類較佳係惰性氣體(氬、氮等)。
利用光束照射進行活化時，電壓較佳係設為0.5~2.0kV，電流較佳係設為50~200mA。
其次，在真空環境下，使活化面彼此間進行接觸而接合。此時的溫度係常溫，具體較佳係40℃以下、更佳係30℃以下。又，接合時的溫度係20℃以上、更佳係25℃以下。接合時的壓力較佳係100~20000N。
[實施例]
(實施例A1)
根據參照圖1~圖2所說明的方法製作接合體。
具體而言，將設有定向平面部(OF部)，且直徑4吋、厚度250μm的鉭酸鋰基板(LT基板)使用為壓電性單晶基板6。又，支撐基板1係準備設有OF部，且直徑4吋、厚度230μm的高鋁紅柱石基板。LT基板係使用將表面彈性波(SAW)的傳播方向設為X，截角為旋轉Y切割板的46°Y切割X傳播LT基板。壓電性單晶基板6的表面6a係依算術平均粗糙度Ra成為1nm的方式施行鏡面研磨。由高鋁紅柱石所構成支撐基板6的表面 6a之算術平均粗糙度Ra係2nm。算術平均粗糙度係利用原子力顯微鏡(AFM)評價長10μm×寬10μm的正方形視野。
接著，在支撐基板1的表面1a上利用CVD法形成1.0μm之由高鋁紅柱石構成的接合層2。成膜後的Ra係2.0nm。接著，對接合層2施行化學機械研磨加工(CMP)，形成膜厚0.5μm、Ra：0.3nm。
其次，將接合層3的平坦面3a、與壓電性單晶基板6的表面6a施行洗淨，經去除髒污後，導入真空室中。施行抽真空至10-6Pa左右之後，再對各基板的接合面照射快速原子束(加速電壓1kV、Ar流量27sccm)120sec。接著，使接合層3A的光束照射面(活化面)4、與壓電性單晶基板6的活化面6a相接觸後，依10000N加壓2分鐘而將二基板接合。
其次，將壓電性單晶基板6的表面6b，依厚度從當初的250μm變為20μm的方式施行研削及研磨(參照圖2(b))。在研削及研磨步驟中並沒有發現到接合部分有剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為1.4J/m2。
(實施例A2)
在實施例A1中，將接合層2的材質設為氧化鋁，且接合層2的成膜係採用濺鍍法。其餘均依照與實施例A1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中並沒有發現到接合部分有剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為1.3J/m2。
(實施例A3)
在實施例A1中，將接合層2的材質設為五氧化鉭，且接合層2的成膜係採用濺鍍法。其餘均依照與實施例A1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中並沒有發現到接合部分有剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為1.3J/m2。
(實施例A4)
在實施例A1中，將接合層2的材質設為氧化鈦，且接合層2的成膜係採用濺鍍法。其餘均依照與實施例A1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中並沒有發現到接合部分有剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為1.6J/m2。
(實施例A5)
在實施例A1中，將接合層2的材質設為五氧化鈮，且接合層2的成膜係採用濺鍍法。其餘均依照與實施例A1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中並沒有發現到接合部分有剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為1.6J/m2。
(比較例A1)
在實施例A1中，將接合層2的材質設為氮化矽，且接合層2的成膜係採用濺鍍法。其餘均依照與實施例A1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中有發現到接合部分出現剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為0.6J/m2。
(比較例A2)
在實施例A1中，將接合層2的材質設為氮化鋁，且接合層2的成膜係採用濺鍍法。其餘均依照與實施例A1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中有發現到接合部分出現剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為0.5J/m2。
(比較例A3)
在實施例A1中，將接合層2的材質設為氧化矽，且接合層2的成膜係採用濺鍍法。其餘均依照與實施例A1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中有發現到接合部分出現剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為0.1J/m2。
(比較例A4)
依照與實施例A3同樣，接合層2係設置五氧化鉭層。然後，將接合層的表面與壓電性單晶基板的表面利用電漿活化法施行表面活化。其餘均依照與實施例A3同樣地製造接合體。將腔內施行抽真空至10-1Pa左右後，對晶圓表面照射N2電漿(功率200W)60s，然後取出於大氣中，利用純水施行洗淨。更在大氣中進行接合，並施加荷重2000N計2分鐘。
結果，壓電性材料基板在研削及研磨步驟中有發現到接合部分出現剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為0.3J/m2。
以上結果簡單整理如表1。
(實施例B1)
根據參照圖1、圖3、圖4所說明的方法製作接合體。
具體而言，將設有定向平面部(OF部)，且直徑4吋、厚度250μm的鉭酸鋰基板(LT基板)使用為壓電性單晶基板。又，支撐基板1係準備設有OF部，且直徑4吋、厚度230μm的高鋁紅柱石基板。LT基板係使用將表面彈性波(SAW)的傳播方向設為X，截角為旋轉Y切割板的46°Y切割X傳播LT基板。壓電性單晶基板的表面係依算術平均粗糙度Ra成為1nm的方式施行鏡面研磨。由高鋁紅柱石所構成支撐基板1的表面1a之算術平均粗糙度Ra係2nm。算術平均粗糙度係利用原子力顯微鏡(AFM)評價長10μm×寬10μm的正方形視野。
接著，在支撐基板1的表面1a上利用CVD法形成1.0μm之由高鋁紅柱石構成的接合層2。成膜後的Ra係2.0nm。接著，對接合層2施行化學機械研磨加工(CMP)，形成膜厚0.5μm、Ra：0.3nm。
另一方面，壓電性單晶基板11的表面11a係依算術平均粗糙度Ra成為0.1nm的方式，利用研磨機施行粗糙化而成為粗面。
其次，在壓電性單晶基板11的粗面11a上，形成厚度2μm之由高鋁紅柱石所構成的中間層12，而埋藏背面的微小凹凸。另外，此時點，中間層表面12a的算術平均粗糙度Ra係0.1μm。接著，對中間層表面12a施行化學機械研磨加工(CMP)，形成膜厚0.5μm、Ra：0.3nm。
其次，將壓電性單晶基板11上的中間層13之平坦面13a、與支撐基板上的接合層3之平坦面3a施行洗淨，經去除表面的髒污後，導入真空室中。施行抽真空至10-6Pa左右之後，再對各基板的接合面照射快速原子束(加速電壓1kV、Ar流量27sccm)120sec而表面活化。接著，使支撐基板上的接合層3A經活化之平坦面4、與壓電性單晶基板上的中間層13A經活化之表面14相接觸後，依1000N加壓2分鐘而將二基板接合。
其次，將壓電性單晶基板11的表面11c，依厚度從當初的250μm變為20μm的方式施行研削及研磨。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中並沒有發現到接合部分有剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為1.6J/m2。
使用所製得接合體進行SAW(表面彈性波)濾波器製作，雖依300℃施行加熱，但在接合界面處並沒有發現剝離、頻率位移情形。
(實施例B2)
在實施例B1中，將接合層2的材質設為氧化鋁，且接合層2的成膜係採用濺鍍法。又，將中間層13A的材質設為氧化鋁，且中間層的成膜係採用濺鍍法。其餘均依照與實施例B1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中並沒有發現到接合部分有剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為1.5J/m2。
使用所製得接合體進行SAW(表面彈性波)濾波器製作，雖依300℃施行加熱，但在接合界面處並沒有發現剝離、頻率位移情形。
(實施例B3)
在實施例B1中，將接合層2的材質設為五氧化鉭，且接合層2的成膜係採用濺鍍法。又，將中間層13A的材質設為五氧化鉭，且中間層的成膜係採用濺鍍法。其餘均依照與實施例B1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中並沒有發現到接合部分有剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為1.6J/m2。
使用所製得接合體進行SAW(表面彈性波)濾波器製作，雖依300℃施行加熱，但在接合界面處並沒有發現剝離、頻率位移情形。
(實施例B4)
在實施例B1中，將接合層2的材質設為氧化鈦，且接合 層2的成膜係採用濺鍍法。又，將中間層13A的材質設為氧化鈦，且中間層的成膜係採用濺鍍法。其餘均依照與實施例B1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中並沒有發現到接合部分有剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為1.8J/m2。
使用所製得接合體進行SAW(表面彈性波)濾波器製作，雖依300℃施行加熱，但在接合界面處並沒有發現剝離、頻率位移情形。
(實施例B5)
在實施例B1中，將接合層2的材質設為五氧化鈮，且接合層2的成膜係採用濺鍍法。又，將中間層13A的材質設為五氧化鈮，且中間層的成膜係採用濺鍍法。其餘均依照與實施例B1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中並沒有發現到接合部分有剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為1.8J/m2。
使用所製得接合體進行SAW(表面彈性波)濾波器製作，雖依300℃施行加熱，但在接合界面處並沒有發現剝離、頻率位移情形。
(比較例B1)
在實施例B1中，將接合層2與中間層13A的材質設為氮化矽。其餘均依照與實施例B1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中有發現到接合部分出現剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為 0.7J/m2。
(比較例B2)
在實施例B1中，將接合層2與中間層13A的材質設為氮化鋁。其餘均依照與實施例B1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中有發現到接合部分出現剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為0.6J/m2。
(比較例B3)
在實施例B1中，將接合層2與中間層13A的材質設為氧化矽。其餘均依照與實施例B1同樣地製造接合體。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中有發現到接合部分出現剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為0.1J/m2。
(比較例B4)
在實施例B1中，將接合層2與中間層13A的材質設為五氧化鉭。但，本例係將接合層的表面與中間層的表面利用電漿活化法施行表面活化。其餘均依照與實施例B1同樣地製造接合體。將腔內施行抽真空至10-1Pa左右後，對晶圓表面照射N2電漿(功率200W)60s，然後取出於大氣中，利用純水施行洗淨。更在大氣中進行接合，並施加荷重2000N計2分鐘。
結果，壓電性單晶基板在研削及研磨步驟中有發現到接合部分出現剝離。又，經利用裂縫啟開法評價接合強度，結果為0.3J/m2。
以上結果簡單整理如表2。
1‧‧‧支撐基板
1a‧‧‧表面
1b‧‧‧表面
3A‧‧‧接合層
4‧‧‧平坦面
6‧‧‧壓電性單晶基板
6A‧‧‧壓電性單晶基板
6a‧‧‧活化面
6b‧‧‧表面
6c‧‧‧研磨面
7‧‧‧接合體
8‧‧‧接合體
9‧‧‧表面彈性波元件
10‧‧‧電極

Claims (8)

  1. 一種接合方法，係將由陶瓷所構成支撐基板、與壓電性單晶基板予以接合的方法，其特徵在於包括有：在上述支撐基板上形成接合層，而接合層係由從高鋁紅柱石、氧化鋁、五氧化鉭、氧化鈦及五氧化鈮所構成群組中選擇一種以上材質構成的步驟；藉由對上述接合層的表面照射中性化光束，而將上述接合層的上述表面活化之步驟；以及將上述接合層的上述表面與上述壓電性單晶基板直接接合的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，上述接合層的上述表面經平坦化後，再施行上述活化。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中，包括有：藉由對上述壓電性單晶基板的表面照射中性化光束，而將上述表面活化的步驟；將上述接合層的上述表面、與上述壓電性單晶基板的上述表面直接接合。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中，包括有：在上述壓電性單晶基板上設置中間層，而上述中間層係由從高鋁紅柱石、氧化鋁、五氧化鉭、氧化鈦及五氧化鈮所構成群組中選擇一種以上材質構成的步驟；以及藉由對上述中間層的表面照射中性化光束，而將上述中間層的上述表面活化之步驟；上述接合層的上述表面、與上述中間層的上述表面係直接 接合。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中，包括有：對上述壓電性單晶基板施行加工而形成粗面的步驟；在上述粗面上設置上述中間層。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之方法，其中，將上述中間層的上述表面施行平坦化後再施行上述活化。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之方法，其中，上述支撐基板係由從高鋁紅柱石、菫青石及矽鋁氮氧化物(Sialon)所構成群組中選擇的材質構成。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之方法，其中，上述壓電性單晶基板係由鈮酸鋰、鉭酸鋰或鈮酸鋰-鉭酸鋰固溶體構成。
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