TWI780103B - 彈性波元件及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

經由接合層接合壓電性材料基板與支持基板的彈性波元件中，提供可以更改善彈性波的傳輸損失以及頻率的溫度特性之構造的彈性波元件。

彈性波元件包括壓電性材料基板2A、壓電性材料基板2A上的電極4、支持基板3以及接合壓電性材料基板2A與支持基板3的接合層1A。接合層1A以水晶形成。

Description

彈性波元件及其製造方法
本發明係關於彈性波元件及其製造方法。
可以使作用為行動電話等使用的濾波元件或振盪器之彈性表面波元件、使用壓電薄膜的蘭姆波(LAMB WAVE)元件或薄膜共振器(FBAR：Film Bulk Acoustic Wave Resonator)等的彈性波元件係眾所周知的。作為如此的彈性表面波元件，黏貼支持基板與傳輸彈性表面波的壓電性材料基板，壓電性材料基板的表面上設置可激發彈性表面波的梳形電極係眾所周知的。像這樣黏貼具有比壓電性材料基板小的熱膨脹係數的支持基板至壓電性材料基板，藉此抑制溫度變化時的壓電性材料基板的大小變化，抑制作為彈性表面波元件的頻率特性變化。
在此，壓電性材料基板與矽基板接合之際，壓電性材料基板表面上形成氧化矽膜，氧化矽膜介於其間直接接合壓電性材料基板與矽基板係眾所周知的(專利文件1)。在此接合之際，氧化矽膜表面與矽基板表面上照射電漿束(plasma beam)活化表面，進行直接接合(電漿活化法)。
又，根據專利文件2，記載藉由對另外的壓電性材料基板接合鉭酸鋰單晶等的壓電性材料基板，改善彈性波元件的頻率的溫度特性。此時，也記載矽或矽化合物介於2個壓 電性材料基板之間，藉此抑制未接合部的產生。
[先行技術文件]
[專利文件]
[專利文件1]美國專利第7213314B2號
[專利文件2]日本專利公開平成7年第038360號
[專利文件3]專利公開第2014-086400號
專利文件1記載的彈性波元件，在壓電性材料基板上形成氧化矽膜，其次對矽基板直接接合。但是，如此的彈性波元件，難以某程度以上改善彈性波的傳輸損失、頻率的溫度變化。
另一方面，專利文件2記載的彈性波元件，在彈性波的傳輸損失、頻率的溫度特性變得較大，也難以某程度以上改善。
本發明的課題，經由接合層接合壓電性材料基板與支持基板的彈性波元件中，提供可以更改善彈性波的傳輸損失或頻率的溫度特性之構造的彈性波元件。
本發明係關於彈性波元件，其特徵在於：包括壓電性材料基板、壓電性材料基板上的電極、支持基板以及接合上述壓電性材料基板與上述支持基板的接合層；其中，上述接合層以水晶形成。
又，本發明係關於彈性波元件的製造方法，特徵在於具有以下步驟：接合壓電性材料基板與水晶板的步驟；加工上述水晶板形成接合層的步驟；接合上述接合層與支持基板的步驟；以及在上述壓電性材料基板上形成電極的步驟。
本發明者，如專利文件1、2記載的彈性波元件中，再檢討關於傳輸損失與頻率的溫度特性的改善有限度的理由。即，壓電性材料基板上形成氧化矽膜時，因為氧化矽膜不磊晶生長，成為非晶形狀態，因為結晶性低，彈性波漏至氧化矽膜側產生傳輸損失，而且因為支持基板產生的束縛力也下降，明白頻率的溫度變化也容易變大。
又，接合壓電性材料基板至另外的壓電性材料基板(例如水晶基板)製造彈性波元件時，因為彈性波也向水晶基板內漏出被吸收，難以降低傳輸損失，且因為水晶基板產生的壓電性材料基板的束縛力也有限度，明白改善頻率的溫度變化是困難的。
相對於此，根據本發明，經由水晶形成的接合層對不同形體的支持基板接合壓電性材料基板。因為水晶係單結晶，且對不同形體的支持基板接合水晶形成的接合層，所以抑制從壓電性材料基板往接合層漏出彈性波。與此同時，因為可以以支持基板束縛壓電性材料基板，頻率的溫度特性也能夠同時降低。
1:水晶板
1a:接合面
1b:主面
1c:接合面
1A:接合層
2、2A:壓電性材料基板
2a:接合面
2b:主面
2c:加工面
3:支持基板
3a:接合面
3b:底面
4:IDT電極
5:彈性波元件
5A:彈性波元件
6:壓電性材料基板側中間層
6a:接合面
7:支持基板側中間層
7a:接合面
8、9:氧化矽膜
10:接合層
15:彈性波元件
[第1圖](a)係顯示壓電性材料基板2與水晶板1的正面圖；(b)係顯示壓電性材料基板2與水晶板1的接合體之正面圖；(c)係顯示加工水晶板1形成接合層1A的狀態； [第2圖](a)係顯示接合壓電性材料基板2與支持基板3的狀態；(b)係顯示加工薄化壓電性材料基板2的狀態；(c)係顯示彈性波元件5；[第3圖](a)係顯示壓電性材料基板2、水晶板1以及壓電性材料基板側中間層6的正面圖；(b)係顯示壓電性材料基板2與水晶板1的接合體的正面圖；(c)係顯示加工水晶板1形成接合層1A的狀態；[第4圖](a)係顯示接合壓電性材料基板2與支持基板3的狀態；(b)係顯示加工薄化壓電性材料基板2的狀態；(c)係顯示彈性波元件5A；以及[第5圖](a)係顯示壓電性材料基板2、支持基板3以及氧化矽膜、8、9；(b)係顯示經由接合層10接合壓電性材料基板2與支持基板3的狀態；(c)係顯示比較例的彈性波元件15。
以下，邊參照適當圖面，邊詳細說明本發明。
例如，如第1(a)圖所示，準備壓電性材料基板2與水晶板1。以壓電性材料基板2的主面為接合面2a，還有以水晶板1的主面為接合面1a。於是，如第1(b)圖所示，直接接合壓電性材料基板2與水晶板1。其次，如第1(c)圖所示，經由加工水晶板1的主面1b形成既定厚度，得到水晶形成的接合層1A。對於此接合層1A的接合面1c，使不同形體的支持基板3的接合面3a對向。3b係支持基板3的底面。
其次，如第2(a)圖所示，直接接合支持基板3的接合面3a與接合層1A的接合面1c。此狀態下，在壓電性材 料基板2上設置電極也可以，但最好如第2(b)圖所示，加工壓電性材料基板2的主面2b薄化壓電性材料基板2，得到薄板化的壓電性材料基板2A。2c係加工面。其次，如第2(c)圖所示，在壓電性材料基板2A的加工面2c上形成既定的電極4，可以得到彈性波元件5。
第1、2圖的例中，直接接合壓電性材料基板2與水晶板1，還有直接接合接合層1A與支持基板3。但是，壓電性材料基板2與接合層1A之間可以設置壓電性材料基板側中間層，支持基板3與接合層1A之間可以設置支持基板側中間層。利用這些中間層(壓電性材料基板側中間層或支持基板側中間層)，能夠更改善接合強度。第3、4圖係關於此實施形態。
即，如第3(a)圖所示，準備壓電性材料基板2與水晶板1。水晶板1的接合面1a上形成壓電性材料基板側中間層6。於是，如第3(b)圖所示，接合壓電性材料基板2的接合面2a與壓電性材料基板側中間層6的接合面6a。但是，本例中，雖然水晶板1上設置壓電性材料基板側中間層6，但壓電性材料基板2的接合面2a上也可以設置壓電性材料基板側中間層6。又，作為壓電性材料基板側中間層6的形成方法，水晶板1上以及壓電性材料基板2上分別形成中間層膜，也可以接合兩方的中間層一體化。
其次，如第3(c)圖所示，經由加工水晶板1形成既定厚度，得到水晶形成的接合層1A。在此，本例中，接合層1A的接合面1c上，更設置支持基板側中間層7。於是，對於支持基板側中間層7的接合面7a，使不同形體的支持基板3的接合面3a對向。3b係支持基板3的底面。
其次，如第4(a)圖所示，直接接合支持基板3的接合面3a與支持基板側中間層7的接合面7a。但是，本例中，雖然水晶形成的接合層1A上設置支持基板側中間層7，但支持基板3的接合面3a上也可以設置支持基板側中間層7。又，作為支持基板側中間層7的形成方法，水晶構成的接合層1A上以及支持基板3上分別形成中間層膜，也可以接合兩方的中間層一體化。
第4(a)圖的狀態下，在壓電性材料基板2上設置電極也可以，但最好如第4(b)圖所示，加工壓電性材料基板2的主面2b薄化基板2，得到薄板化的壓電性材料基板2A。2c係加工面。其次，如第4(c)圖所示，壓電性材料基板2A的加工面2c上形成既定電極4，可以得到彈性波元件5A。又，上述的實施形態(第3(a)~4(c)圖)中，彈性波元件5A，具有壓電性材料基板側中間層6以及支持基板側中間層7，但不限定於此，只設置任一方的中間層(只有壓電性材料基板側中間層6或只有支持基板側中間層7)的構成也可以。
以下，更加說明關於本發明的各構成要素。
作為彈性波元件5、5A，彈性表面波元件或蘭姆波(LAMB WAVE)元件、薄膜共振器(FBAR)等是眾所周知的。例如，彈性表面波元件，在壓電性材料基板的表面上，設置激發彈性表面波的輸入側的IDT(Interdigital Transducer(叉指換能器))電極(也稱作梳形電極、簾狀電極)與接收彈性表面波的輸出側的IDT電極。對輸入側的IDT電極施加高頻信號時，電極間產生電場，激發彈性表面波傳輸至壓電性材料基板上。於是，從傳輸方向上設置的輸出側的IDT電極，可以取出傳輸的彈性表 面波作為電氣信號。
壓電性材料基板2、2A的底面具有金屬膜也可以。金屬膜，在製造蘭姆波(LAMB WAVE)元件作為彈性波元件之際，發揮增大壓電性材料基板2、2A的背面近旁的電機耦合係數的作用。在此情況下，蘭姆波元件，在壓電性材料基板2、2A的表面上形成梳齒電極，由於設置在支持基板3上的洞穴成為露出壓電性材料基板2、2A的金屬膜的構成。作為如此的金屬膜材質，例如舉出鋁、鋁合金、銅、金等。又，製造蘭姆波元件時，使用備置底面沒有金屬膜的壓電性材料基板之複合基板也可以。
又，壓電性材料基板2、2A的底面具有金屬膜與絕緣膜也可以。金屬膜，在製造薄膜共振器作為彈性波元件之際，發揮電極的作用。在此情況下，薄膜共振器，在壓電性材料基板2、2A的正反面形成電極，由於將絕緣膜形成洞穴成為壓電性材料基板2、2A的金屬膜露出的構成。作為如此的金屬膜材質，例如舉出鉬、釕、鉻、鎢、鋁等。又，作為絕緣膜的材質，例如舉出二氧化矽、磷矽玻璃、硼磷矽玻璃等。
構成壓電性材料基板2、2A上的電極圖案之材質，最好是鋁、鋁合金、銅、金，鋁或鋁合金更理想。鋁合金，最好使用Al(鋁)中混合0.3到5重量%的Cu(銅)。在此情況下，取代Cu(銅)，使用Ti(鈦)、Mg(鎂)、Ni(鎳)、Mo(鉬)、Ta(鉭)也可以。
本發明中使用的壓電性材料基板2、2A，是單結晶也可以。壓電性材料基板2、2A的材質是單結晶時，壓電性材料基板2、2A的表面容易活化。但是，壓電性材料基板2、2A的表面上設置中間層的情況下，因為可以活化中間層的接合面，壓 電性材料基板2、2A不是單結晶也可以，其表面是粗面也可以。
壓電性材料基板2、2A的材質，具體而言，可以例示鉭酸鋰(LT)單結晶、鈮酸鋰(LN)單結晶、鈮酸鋰-鉭酸鋰固溶體單結晶、水晶、硼酸鋰。其中，LT或LN更理想。LT或LN，因為彈性表面波的傳輸速度快，電機耦合係數大，適合作為高頻且寬頻用的彈性表面波元件。又，壓電性材料基板2的接合面2a及壓電性材料基板2A的主面2b的法線方向，不特別限定，但，例如，壓電性材料基板2、2A由LT形成時，以彈性表面波的傳輸方向X軸為中心，因為採用從Y軸往Z軸旋轉36~47°(例如42°)的方向傳輸損失小，是理想的。壓電性材料基板2、2A以LN形成時，以彈性表面波的傳輸方向X軸為中心，因為使用從Y軸往Z軸旋轉60~68°(例如64°)的方向傳輸損失小，是理想的。還有，壓電性材料基板2、2A的大小，不特別限定，但，例如，直徑50~150mm(毫米)，厚度是0.2~60μm(微米)。
支持基板3的材質，最好從矽、矽鋁氧氮化物、莫來石(mullite)、藍寶石(sapphire)以及透光性氧化鋁構成的集合中選出的材質形成。藉此，可以更改善彈性波元件5、5A的頻率的溫度特性。
本發明中，壓電性材料基板2、2A與支持基板3的接合層1A以水晶形成。所謂水晶，係SiO2的三方晶系的單結晶。
接合層1A的厚度，根據彈性波的傳輸損失以及頻率的溫度特性的觀點，最好是0.05μm以上，0.1μm以上更理想，0.5μm以上特別理想。又，接合層1A的厚度，根據彈性波的傳輸損失以及頻率的溫度特性的觀點，最好是15μm 以下，12μm以下更理想，10μm以下特別理想。如後述，由於接合層1A的厚度是0.05μm以上至15μm以下，可以製作保持著接合強度、彈性波的傳輸損失少且頻率的溫度特性佳的彈性波元件。
設置壓電性材料基板側中間層6、支持基板側中間層7時，其材質係從五氧化鉭、五氧化鈮、氧化鈦以及高阻抗矽構成的集合中選出的一種以上的材質。藉由設置這些中間層，可以更改善支持基板3與壓電性材料基板2、2A的接合強度。
這些壓電性材料基板側中間層6以及支持基板側中間層7的厚度，根據接合強度的觀點，最好是0.01μm以上，0.05μm以上更理想。又，根據彈性波的傳輸損失以及頻率的溫度特性的觀點，最好是0.2μm以下，0.1μm以下更理想。
不限定壓電性材料基板側中間層6、支持基板側中間層7的各成膜方法，但可以例示濺鍍、化學氣相沉積法(CVD)、蒸鍍。
提供壓電性材料基板2的接合面2a、水晶板1的接合面1a、支持基板3的接合面3a直接接合時，最好平坦化加工其次活化這些接面。又，壓電性材料基板2的接合面2a上設置壓電性材料基板側中間層6時，支持基板3的接合面3a上設置支持基板側中間層7時，最好平坦化加工這些中間層6、7的接合面6a、7a，再活化。壓電性材料基板2的接合面2a上設置壓電性材料基板側中間層6時，粗面化壓電性材料基板2的接合面2a也可以。
此粗面，係形成面內同樣周期的凹凸之面，算術 平均粗糙度0.05μm≦Ra≦0.5μm，最低谷底到最大山頂的高度Ry在0.5μm≦Ra≦5μm的範圍。適當的粗細，依存於彈性波的波長，為了可以抑制體波(bulk wave)的反射適當選擇。
又，粗面化加工的方法，有研削、研磨、蝕刻、側***等。
平坦化各接合面1a、2a、3a、6a、7a的方法，有鏡面(lap)研磨、化學機械研磨加工(CMP)等。又，平坦面，最好是Ra≦1nm(毫微米)，0.3nm以下更理想。
其次，活化各接合面1a、2a、3a、6a、7a的方法，最好對各接合面1a、2a、3a、6a、7a照射中性化光束。
進行中性化光束的表面活化之際，最好使用如專利文件3記載的裝置，使中性化光束產生並照射。即，作為光束源，使用鞍區域型的高速原子束光源。於是，密室內導入非活性氣體，對電極從直流電源施加高電壓。藉此，根據電極(正極)與筐體(負極)之間產生的鞍區域型的電場，電子e運動，產生非活性氣體的原子與離子的光束。到達柵格的光束中，因為離子光束以柵格中和，中性原子的光束從高速原子光束源射出。構成光束的原子種，最好是非活性氣體(氬、氮等)。
根據光束照射的活化時的電壓最好是0.5~2.0kV，電流最好是50~200mA。
其次，真空空氣中，使活化面之間接觸、接合。此時的溫度是常溫，但具體最好是40℃以下，30℃以下更理想。又，接合時的溫度20℃以上、25℃以下特別理想。接合時的壓力最好是100~20000N(牛頓)。
又，平坦化加工各接合面1a、2a、3a、6a、7a 後，可以利用電漿照射法表面活化。低真空中(~10Pa(帕))對接合面照射電漿(N2、NH3、O2、Ar等)，使表面活化。照射後，拿出至大氣中，使接合面之間接觸、接合。接合後，以200~300℃加熱，使接合強度提高。
[實施例]
根據參照第5圖說明的方法，製作彈性波元件15。
具體而言，使用具有定位層部(OF部)，直徑4英吋、厚度250μm的鉭酸鋰基板(LT基板)作為壓電性材料基板2。又，作為支持基板3，準備具有OF部，直徑4英吋、厚度230μm的矽基板。LT基板，使用以彈性表面波(SAW)的傳輸方向為X，切角是旋轉Y切割板的46° Y切塊X傳輸LT基板。壓電性材料基板2的接合面2a與支持基板3的接合面3a，鏡面研磨使算術平均粗糙度Ra為1nm。算術平均粗糙度以原子間顯微鏡(AFM)，評估縱10μm×橫10μm的正方形的範圍。
其次，壓電性材料基板2的接合面2a上，以濺鍍法形成氧化矽膜9厚度3.0μm。成膜後的算術平均粗糙度算術平均粗糙度Ra是2nm。又，支持基板3的接合面3a上，以濺鍍法形成氧化矽膜8厚度3.0μm。成膜後的算術平均粗糙度Ra是2nm。其次，化學機械研磨加工(CMP)各氧化矽膜，各膜厚為2.5μm，Ra為0.3nm。
其次，洗淨各氧化矽膜的接合面8a、9a，除去髒污後，導入真空密室。各接合面8a、9a以電漿活化法活化後，互相接合(參照第5(b)圖)。10係接合層。密室的壓力是10Pa，電漿是照射02電漿60s，接合負載為1000N、100s。
其次，研削及研磨壓電性材料基板2的表面2b使厚度從當初的250μm成為3μm(參照第5(c)圖)。研削及研磨工程中不能確認接合部分剝離。又以裂開法評估接合強度，0.6J/m2。於是，研削及研磨後的壓電性材料基板2A的加工面2c上形成電極4，得到彈性波元件15。
其次，用彈性波元件15製作彈性波晶片，測量傳輸損失以及頻率的溫度特性。
具體而言，使彈性表面波產生的IDT電極4，經由微影工程形成。形成電極4後，以切割小片化，得到傳輸方向5mm、其垂直方向4mm的元件。又，不形成IDT電極4，也準備用以測量線膨脹係數的同尺寸的參照用基板。
形成IDT電極4的元件中，以25~80℃的範圍測量頻率的溫度特性，成為-20ppm/K。又，傳輸損失到達-2.4dB。
又，本例的測量結果概括顯示在表1中。
(比較例2)
本例中，LT基板與水晶基板以電漿活化法直接接合，製作彈性波元件15。
具體而言，使用具有定位層部(OF部)，直徑4英吋、厚度250μm的鉭酸鋰基板(LT基板)作為壓電性材料基板2。又，作為支持基板3，準備具有OF部，直徑4英吋、厚度230μm的水晶基板。LT基板，使用以彈性表面波(SAW)的傳輸方向為X，切角是旋轉Y切割板的46° Y切塊X傳輸LT基板。壓電性材料基板2的接合面2a與支持基板3的接合面3a，鏡面研磨使算術平均粗糙度Ra為1nm。
其次，壓電性材料基板2的接合面2a與支持基板3的接合面3a，利用與比較例1相同的條件直接接合。但，不同於比較例1，在比較例2中，作為接合層，不形成氧化矽膜8、9。其次，研削及研磨壓電性材料基板2的表面2b使厚度從當初的250μm成為3μm。研削及研磨工程中不能確認接合部分剝離。又以裂開法評估接合強度，0.6J/m2。於是，研削及研磨後的壓電性材料基板2A的加工面2c上形成電極4，得到彈性波元件15。
其次，用彈性波元件15製作彈性波晶片，與比較例1相同，測量傳輸損失以及頻率的溫度特性。此結果顯示在表1。形成IDT電極4的元件中，以25~80℃的範圍測量頻率的溫度特性，成為-22ppm/K。又，傳輸損失到達-2.5dB。
(第一實施例)
根據參照第1、2圖說明的方法，製作彈性波元件5。
具體而言，使用具有定位層部(OF部)，直徑4英吋、厚度250μm的鉭酸鋰基板(LT基板)作為壓電性材料基板2。又，準備直徑4英呎、厚度250μm的水晶板1。還有，作為支持基板3，準備具有OF部，直徑4英吋、厚度230μm的矽基板。LT基板，使用以彈性表面波(SAW)的傳輸方向為X，切角是旋轉Y切割板的46° Y切塊X傳輸LT基板。壓電性材料基板2的接合面2a與支持基板3的接合面3a，鏡面研磨使算術平均粗糙度Ra為1nm。
其次，經由化學機械研磨加工(CMP)壓電性材料基板2的接合面2a、水晶板1的接合面1a，使Ra成為0.3nm以下。其次，洗淨接合面2a、1a，除去髒污後，導入真空密室。各接合面2a、1a以電漿活化法活化後，互相接合。密室的壓力是10Pa，電漿是照射02電漿60s，接合負載為1000N、100s。
其次，研削及研磨加工水晶板1使厚度為0.1μm，得到接合層1A(參照第1(c)圖。經由化學機械研磨加工接合層1A的接合面1c、支持基板3的接合面3a，使Ra成為0.3nm以下。洗淨接合面1c、3a，除去髒污後，導入真空密室。各接合面以電漿活化法活化後，互相接合(參照第2(a)圖)。
其次，研削及研磨壓電性材料基板2的表面2b使厚度從當初的250μm成為3μm(參照第2(b)圖)。研削及研磨工程中不能確認接合部分剝離。又以裂開法評估接合強度，0.6J/m2。
其次，與比較例1相同，用彈性波元件5製作彈性波晶片，測量傳輸損失以及頻率的溫度特性。形成IDT電極4的元件中，以25~80℃的範圍測量頻率的溫度特性，成為-15ppm/K。又，傳輸損失為-1.9dB。測量結果顯示在表1。因此，了解到第一實施例製作的彈性波元件5保持著接合強度，彈性波的傳輸損失少且頻率的溫度特性佳。
(第二~四實施例)
與第一實施例相同，製作各例的彈性波元件5。但，水晶形成的接合層1A的厚度，如表1所示，做了種種變更。具體而言，第二實施例中，接合層1A的厚度是0.5μm，第三實施例中，接合層1A的厚度是5.0μm，第四實施例中，接合層1A的厚度為10.0μm。
關於各例，接合體的接合強度，得到的彈性波元件5的傳輸損失以及頻率的溫度特性顯示於表1。形成IDT電極4的元件中，以25~80℃的範圍測量頻率的溫度特性，在第二實施例 中成為-14ppm/K，在第三實施例中成為-15ppm/K，在第四實施例中成為-16ppm/K。又，傳輸損失在第二實施例成為-1.1dB、在第三實施例成為-1.1dB、在第四實施例為-1.2dB。因此，了解到第二~四實施例中製作的彈性波元件5保持著接合強度，彈性波的傳輸損失少且頻率的溫度特性佳。
(比較例3)
比較例3中，水晶形成的接合層1A的厚度增厚成20μm以外，與第一~四實施例同樣製作彈性波元件5。如表1所示，形成IDT電極4的元件，以25~80℃的範圍測量頻率的溫度特性，成為-21ppm/K。又，傳輸損失成為-2.3dB。
Figure 107101216-A0202-12-0015-1
(第五實施例)
根據參照第3、4圖說明的方法，製作彈性波元件5A。
具體而言，準備與第一實施例同樣的壓電性材料基板2、水晶板1、支持基板3。
其次，水晶板1的接合面1a上，根據濺鍍法，形成厚度0.05μm的五氧化鉭形成的壓電性材料基板側中間層6的膜。其次，洗淨壓電性材料基板2的接合面2a、壓電性材 料基板側中間層6的接合面6a，除去髒污後，導入真空密室。抽真空直到10-6多Pa後，各個基板的接合面上照射120秒高速原子光束(加速電壓1kV、Ar(氬)流量27sccm)。順便，使壓電性材料基板2的接合面2a與壓電性材料基板側中間層6的接合面6a接觸後，以10000N加壓2分鐘，接合壓電性材料基板2與水晶板1(第3(b)圖)。
其次，研削及研磨加工水晶板1，使厚度為5.0μm，得到接合層1A(參照第3(c)圖。其次，接合層1A的接合面1c上，根據濺鍍法，形成厚度0.05μm的五氧化鉭形成的支持基板側中間層7的膜。其次，洗淨支持基板3的接合面3a、支持基板側中間層7的接合面7a，除去髒污後，導入真空密室。抽真空直到10-6多Pa後，各個基板的接合面3a、7a上照射120秒高速原子光束(加速電壓1kV、Ar(氬)流量27sccm)。順便，使支持基板3的接合面3a與支持基板側中間層7的接合面7a接觸後，以10000N加壓2分鐘，接合支持基板3與壓電性材料基板2(第4(a)圖)。
其次，研削及研磨壓電性材料基板2的表面2b使厚度從當初的250μm成為3μm(參照第4(b)圖)。研削及研磨工程中不能確認接合部分剝離。又以裂開法評估接合強度，1.5J/m2。
其次，與比較例1相同，用彈性波元件5A製作彈性波晶片，測量傳輸損失以及頻率的溫度特性。測量結果顯示在表2。第五實施例中，形成IDT電極4的元件中，以25~80℃的範圍測量頻率的溫度特性，成為-15ppm/K。又，傳輸損失只有-0.9dB。又，接合強度為1.5J/m2。
(第六、七實施例)
與第五實施例相同，製作彈性波元件5A，測量接合強度、傳輸損失以及頻率的溫度特性。測量結果顯示在表2。
但，支持基板3的材質，在第六實施例中變更為矽鋁氧氮化物，在第七實施例中變更為莫來石(mullite)。形成IDT電極4的元件中，以25~80℃的範圍測量頻率的溫度特性，第六實施例中成為-10ppm/K，第七實施例中成為-14ppm/K。又，傳輸損失在第六實施例中只有-0.7dB，在第七實施例中只有-0.7dB。又，接合強度為1.5J/m2。因此，了解到第五~七實施例製作的彈性波元件5的接合強度提高，彈性波的傳輸損失少且頻率的溫度特性佳。
Figure 107101216-A0305-02-0019-1
如上述，了解到根據本發明，接合強度與比較例相等，全體改善傳輸損失、頻率的溫度特性。
又，第一~四實施例中，水晶形成的接合層1A的厚度是0.1μm~10μm，接合層1A的厚度是0.05μm~15μm的話，可以製作保持著接合強度、彈性波的傳輸損失少且頻率的溫度特性佳的彈性波元件。
1a‧‧‧接合面
1c‧‧‧接合面
1A‧‧‧接合層
2、2A‧‧‧壓電性材料基板
2a‧‧‧接合面
2b‧‧‧主面
2c‧‧‧加工面
3‧‧‧支持基板
3a‧‧‧接合面
3b‧‧‧底面
4‧‧‧IDT電極
5‧‧‧彈性波元件

Claims (8)

  1. 一種彈性波元件，包括：壓電性材料基板；上述壓電性材料基板上的電極；支持基板；接合層，接合上述壓電性材料基板與上述支持基板；以及支持基板側中間層，在上述接合層與上述支持基板之間，其形成的材質係從五氧化鉭、五氧化鈮、氧化鈦以及高阻抗矽構成的集合中選出的一種以上；其中上述接合層以水晶形成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的彈性波元件，其中上述接合層的厚度在0.05μm以上至15μm以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的彈性波元件，其中包括：壓電性材料基板側中間層，在上述接合層與上述壓電性材料基板之間，其形成的材質係從五氧化鉭、五氧化鈮、氧化鈦以及高阻抗矽構成的集合中選出的一種以上。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述的彈性波元件，其中上述支持基板，其形成的材質係從矽、矽鋁氧氮化物、莫來石、藍寶石(sapphire)以及透光性氧化鋁構成的集合中選出。
  5. 一種彈性波元件的製造方法，其特徵在於具有：接合壓電性材料基板與水晶板的步驟；加工上述水晶板形成接合層的步驟；設置支持基板側中間層步驟，上述接合層與支持基板之 間，設置支持基板側中間層，其形成的材質係從五氧化鉭、五氧化鈮、氧化鈦以及高阻抗矽構成的集合中選出的一種以上；接合上述接合層與支持基板的步驟；以及在上述壓電性材料基板上形成電極的步驟。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中上述接合層的厚度在0.05μm以上至15μm以下。
  7. 如申請專利範圍第5或6項所述的方法，其中具有：設置壓電性材料基板側中間層步驟，在上述壓電性材料基板與上述水晶板之間，設置壓電性材料基板側中間層，其形成的材質係從五氧化鉭、五氧化鈮、氧化鈦以及高阻抗矽構成的集合中選出的一種以上。
  8. 如申請專利範圍第5或6項所述的方法，其中上述支持基板，其形成的材質係從矽、矽鋁氧氮化物、莫來石、藍寶石(sapphire)以及透光性氧化鋁構成的集合中選出。
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