JP5471379B2

JP5471379B2 - 圧電デバイスの製造方法

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Publication number: JP5471379B2
Application number: JP2009276488A
Authority: JP
Inventors: 敬岩本; 始神藤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2029-12-04
Also published as: JP2011120062A

Description

この発明は、圧電単結晶の薄膜を用いた圧電デバイス、特に圧電薄膜とこれを支持する支持体を備える圧電デバイスの製造方法に関するものである。

現在、圧電性を有する単結晶材料を用いた圧電デバイスが製造及び使用されている。その中で、圧電デバイスとしてＳＡＷやＦ−ＢＡＲ等があるが、高周波のラム波デバイスに対応する等の理由により、圧電体をさらに薄膜化してなる極薄膜型圧電デバイスが多く開発されている。このような極薄膜型圧電デバイスを形成するための圧電薄膜の製造方法は複数あるが、例えば、特許文献１に示すように方法が考案されている。

特許文献１に記載の複合圧電基板の製造方法は、いわゆるスマートカット法を用いたものである。スマートカット法では、圧電材料として、例えば、ＬｉＴａＯ_３［タンタル酸リチウム］の基板（以下、ＬＴ基板と称する。）またはＬｉＮｂＯ_３［ニオブ酸リチウム］の基板（以下、ＬＮ基板と称する。）を用いて、以下の工程により複合圧電基板を生成する。

（１）圧電基板に所定条件でイオン注入を行うことで、圧電基板の表面から圧電薄膜を形成したい深さの位置にイオン注入層を形成する。
（２）イオン注入層が形成された圧電基板に支持体を接合する。
（３）この圧電基板と支持体とからなる複合部材を加熱することで、当該イオン注入層を剥離面として圧電薄膜を圧電基板から剥離する。
（４）その後、圧電薄膜に対して各種のパターン電極を形成する。

国際公開第２００９／０８１６５１号パンフレット

図１は、従来の圧電デバイスの製造工程図である。スマートカット法では、圧電基板３０１にイオンビーム３２１を照射してイオン注入を行う前に、図１（Ａ）に示すように圧電基板３０１の周囲の数箇所（図では３箇所）を固定治具３１１Ａ〜固定治具３１１Ｃで固定する。このように圧電基板３０１を治具で固定すると、図１（Ｂ）に示すように、イオン注入時には、圧電基板３０１内には、その大半にイオン注入層３０２が形成される。しかし、固定治具３１１Ａ〜固定治具３１１Ｃにより圧電基板３０１の一部においてイオンビーム３２１が遮蔽されてイオンを注入できず、その部分はイオン非注入部３０４となる。そのため、図１（Ｃ）に示すように支持体３０５に圧電基板３０１を接合してから、圧電薄膜３０３を剥離する際には、イオン注入層３０２は問題なく剥離する。しかし、イオン非注入部３０４は剥離しないため、図１（Ｄ）に示すように圧電基板３０１が支持体３０５とともに破損したり、図１（Ｅ）に示すように圧電薄膜３０３が途中で折れて端部３０１Ａが凸状になったりするという問題があった。

そこで、この発明は、スマートカット法で圧電複合基板を製造する際に、圧電基板の周囲の数箇所を固定治具で固定してイオン注入層を形成しても、圧電基板から圧電薄膜を問題なく分離できる圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。

この発明は、支持体に支持された圧電薄膜を備える圧電デバイスの製造方法に関するものである。この圧電デバイスの製造方法は、イオン注入工程と、膜形成工程と、接合工程と、分離工程と、を有する。イオン注入工程は、圧電基板のイオン注入面からイオンを注入して、圧電基板内にイオン注入層を形成する。膜形成工程は、イオン注入面において、イオンが注入されないイオン非注入部に対応する領域を除く他の領域に、絶縁膜を形成する。接合工程は、絶縁膜に支持体を接合する。分離工程は、加熱を行うことで支持体が接合された圧電基板から圧電薄膜を剥離・分離する。

圧電基板を治具で固定すると、イオン注入時には、圧電基板の注入面の一部が固定治具で遮蔽されるため、この部分はイオンを注入できずイオン非注入部となる。この製造方法では、圧電基板のイオン注入面におけるイオンが注入されないイオン非注入部に対応する領域を除く他の領域に、絶縁膜を形成し、絶縁膜を挟んで圧電基板と支持体を接合して、複合圧電体を生成する。このため、複合圧電体を加熱することで、イオン注入層に、マイクロキャビティが発生する。また、イオン注入層の端部とイオン非注入部の端部との境界部と、絶縁膜と形成領域と絶縁膜の非形成領域である凹部との境界部と、の間にクラックが発生して分離面が生成される。これにより、圧電基板が制御できないような劈開を引き起こすことなく圧電薄膜を剥離できる。また、圧電基板がそのような劈開を引き起こさないので、剥離後に残る基板の再利用が可能となる。

この発明においては、膜形成工程は、フォトリソグラフィ法によりイオン非注入部に相当する領域にレジスト膜を形成する工程と、イオン注入面のイオン非注入部を除く他の領域に絶縁膜を形成する工程と、イオン非注入部に形成したレジスト膜を除去する工程と、を備えている。この製造方法では、フォトリソグラフィ法を用いることで、イオン非注入部に相当する領域にレジスト膜を精度良く形成できる。また、この製造方法では、絶縁膜の表面にはレジスト膜を形成しないので、絶縁膜の表面を清浄に保つことができる。これにより、接合界面におけるレジスト残渣などの不純物に起因した接合不良や圧電デバイス特性不良の発生を抑制できる。

この発明においては、圧電基板は、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムを材料とする。タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムを材料とする圧電基板は、もろく割れやすいが、この製造方法では、イオン注入層の端部と絶縁膜の端部との間にクラックが発生して分離面が生成される。これにより、イオン注入後の加熱剥離する際に圧電基板が割れることが無く、スムーズに剥離できる。また、剥離後の圧電基板を再利用できるので、１枚の圧電基板から複数の圧電デバイスを製造でき、高価な圧電基板を節約できる。

この発明によれば、スマートカット法で圧電複合基板を製造する際に、圧電基板の周囲の数箇所を固定治具で固定してイオン非注入部ができたとしても、圧電基板を問題なく剥離できる。

従来の圧電デバイスの製造工程図である。本発明の第１の実施形態に係る薄膜型圧電デバイスの製造方法を示すフローチャートである。図２に示す製造フローで形成される薄膜型圧電デバイスの製造過程を模式的に示す図である。図２に示す製造フローで形成される薄膜型圧電デバイスの製造過程を模式的に示す図である。本発明の第２実施形態に係る薄膜型圧電デバイスの製造方法を示すフローチャートである。図５に示す製造フローで形成される薄膜型圧電デバイスの製造過程を模式的に示す図である。図５に示す製造フローで形成される薄膜型圧電デバイスの製造過程を模式的に示す図である。

本発明の第１実施形態に係る圧電デバイスの製造方法について、フローチャート図に示す工程に沿って、圧電デバイスの製造過程の模式図を参照して説明する。以下の説明では、圧電デバイスとして、圧電単結晶性材料（以下、圧電単結晶基板と称する。）を用いた表面波デバイスを例に説明する。

図２は、本発明の第１実施形態に係る薄膜型圧電デバイスの製造方法を示すフローチャートである。図３、図４は、図２に示す製造フローで形成される薄膜型圧電デバイスの製造過程を模式的に示す図である。

まず、所定の厚みの圧電単結晶基板１を用意する。この際、圧電単結晶基板１としては、基板の一方の表面１２が鏡面研磨され、薄膜型圧電デバイス単体が複数配列可能なマルチ状態の基板を用いる。また、圧電単結晶基板１としては、脆性・劈開性が非常に強くまた難加工材でもあるＬｉＴａＯ_３［タンタル酸リチウム］の単結晶基板（以下、ＬＴ基板と称する。）を用いた例を示す。

図３（Ａ）に示すように、ウエハホルダ２２で圧電単結晶基板１を保持し、基板の一方の表面１２の外周部において複数箇所を固定治具で固定する（図２：Ｓ１０１）。同図では、一例として基板の一方の表面１２における外周部の２箇所に固定治具２１Ａと固定治具２１Ｂを取り付けて、圧電単結晶基板１を固定する例を示しているが、治具数はこれに限るものではない。イオン注入装置で圧電単結晶基板１にイオンを注入する際には、冷却や注入イオンビームのスキャンを目的として、圧電単結晶基板１をセットしたディスクやステージを回転または往復運動させるので、圧電単結晶基板１の落下を防ぐために、圧電単結晶基板１の上面（基板の一方の表面１２）側から押さえる。

そして、基板の一方の表面１２（イオン注入面に相当）側から水素イオンを注入して、圧電単結晶基板１内にイオン注入層１００を形成する（図２：Ｓ１０２）。このとき、圧電単結晶基板１の一方の表面１２の固定治具２１Ａと固定治具２１Ｂを取り付けた部分は、固定治具２１Ａ，２１Ｂによって遮蔽されるのでイオンを注入できず、イオン非注入部１４Ａ，１４Ｂとなる。

圧電単結晶基板１にＬＴ基板を用いて、注入エネルギー１５０ｋｅＶ、ドーズ量（イオン注入密度）１．０×１０^１７ａｔｏｍ／ｃｍ^２で水素イオン注入を行うと、基板の一方の表面１２から深さ約１μｍの位置に水素イオンが分布するイオン注入層１００が形成される。なお、圧電単結晶基板１には、ＬＴ基板以外に、ＬＮ基板、ＬＢＯ（Ｌｉ_２Ｂ_４Ｏ_７）基板やランガサイト（Ｌａ_３Ｇａ_５ＳｉＯ_１４）基板を用いても良く、それぞれの基板に応じた条件でイオン注入を行う。なお、これらの基板は、脆性が高くクラックなどを起点として劈開が伸展しやすく割れやすいという特徴がある。また、基板の種類に応じて、注入イオンをヘリウムイオンやアルゴンイオンなどに変更すると良い。

次に絶縁層を、リフトオフ工法によりパターニングする。

図３（Ｃ）に示すように、圧電単結晶基板１の一方の表面１２において、固定治具２１Ａと固定治具２１Ｂを取り付けた部分（イオン非注入部１４Ａ，１４Ｂに相当する領域）に、フォトリソグラフィ法によりレジスト膜１５Ａとレジスト膜１５Ｂを形成する（図２：Ｓ１０３）。フォトリソグラフィ法は、精度良くパターニングができるため、イオン非注入部とほぼ同形状のパターンを形成することができる。

図３（Ｄ）に示すように、圧電単結晶基板１の一方の表面１２に、絶縁膜３２を形成する（図２：Ｓ１０４）。絶縁膜３２の材料としては、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、マグネシアなどを、スパッタリングやＣＶＤを用いて形成すると良い。絶縁膜３２のパターンは、イオン非注入部のみ凹となるように形成しておくことで、後述の圧電薄膜の分離工程での安定性を増すことができる。

図３（Ｅ）に示すように、レジスト剥離液に浸漬して、レジスト膜１５Ａ，１５Ｂおよびレジスト膜１５Ａ，１５Ｂ上の絶縁膜３２を除去する（図２：Ｓ１０５）。これにより、圧電単結晶基板１の一方の表面１２におけるレジスト膜１５Ａとレジスト膜１５Ｂを形成していない部分（イオン注入層１００に相当する領域）に、絶縁膜３２を形成したことになる。

このようにして、圧電単結晶基板１の一方の表面１２にレジスト膜１５Ａ，１５Ｂと絶縁膜３２を形成することで、絶縁膜３２の表面にレジスト膜を形成することが無く、後述の接合工程においても接合面の清浄度を維持できる。これにより、接合界面におけるレジスト残渣などの不純物に起因した接合不良や圧電デバイス特性不良の発生を抑制できる。

なお、絶縁膜３２は、後述の接合工程において、レジスト膜１５Ａとレジスト膜１５Ｂを除去した絶縁膜の非形成領域である凹部１６Ａと凹部１６Ｂが支持体と接触しない程度の厚みにしておく必要がある。

続いて、絶縁膜３２の表面を平坦化するためにポリッシングを行う（図２：Ｓ１０６）。後述のように、支持体と活性化接合などの直接接合をするのに備えて、絶縁膜３２の表面は鏡面研磨することが好ましい。

支持体３０を準備する。支持体３０の材料としては、ＬＴ（ＬｉＴａＯ_３）、ＬＮ（ＬｉＮｂＯ_３）、Ｓｉ、ガラス、アルミナ等を用いる。そして、図３（Ｆ）に示すように、圧電単結晶基板１の一方の表面１２に形成した絶縁膜３２と、支持体３０を、清浄化接合技術を用いて真空中で直接接合する（図２：Ｓ１０７）。清浄化接合とは、真空中でＡｒイオン等を照射して接合面を活性化させた状態で接合するものであり、加熱を必要としない接合方法である。このような接合方法では、常温で接合できるため圧電膜と線膨張差のある支持基板を用いても接合後に反りが生じず、また親水化接合のように水素を抜くための加熱工程が不要であるため、圧電基板の圧電性劣化や、支持体と圧電基板との線膨脹差による応力発生が問題とならないので好ましい。

前述のように、絶縁膜３２は、凹部１６Ａ，凹部１６Ｂにはパターン形成していないので、凹部１６Ａ，凹部１６Ｂにおいて圧電単結晶基板１と支持体３０は接合されない。

なお、この接合される面には、パーティクルや、接合前の鏡面処理時のスラリー残渣や活性化処理や親水化処理時に、有機物や金属系の不純物が接合界面に存在してしまう可能性が高いが、本プロセスでは圧電基板には絶縁膜が形成されており、直接接合界面が圧電基板とは接することの無い構造であるため、不純物やパーティクルに起因した圧電デバイスの特性不良は抑制できる。

次に、図４（Ａ）に示すように、支持体３０と、絶縁膜３２が形成された圧電単結晶基板１と、を接合した複合圧電体を加熱し、イオン注入層１００を剥離面とした剥離を行う（図２：Ｓ１０８）。これにより、支持体３０、絶縁膜３２及び圧電薄膜１０からなる複合圧電基板２と、圧電単結晶基板（ＬＴ基板）１（不図示）に分離する。この際、減圧雰囲気下で加熱すれば、加熱温度を低くすることができる。

ＬＴ基板は、前記のように脆性が高くクラックなどを起点として劈開が伸展しやすい。しかし、上記のような工程により、水素イオンを注入したイオン注入層（ＬＴ基板の表面から１μｍの深さ）１００は、加熱により表面に沿ってマイクロキャビティが発生する。分離する圧電薄膜の厚みを５μｍ以下にした場合、イオン注入層１００の端部とイオン非注入部１４Ａとの境界部１００Ａと、絶縁膜３２と凹部１６Ａの境界部３２Ａとの間、及びイオン注入層１００の端部とイオン非注入部１４Ｂとの境界部１００Ｂと、絶縁膜３２と凹部１６Ｂの境界部３２Ｂとの間にクラックが発生して分離面が生成される。これにより、１μｍの厚みの圧電薄膜１０を含む複合圧電基板２と、圧電単結晶基板（ＬＴ基板）（不図示）に分離する。なお、実験によれば、分離するＬＴ基板の厚みが５μｍの場合で、分離面は、境界部１００Ｂ及び境界部３２Ｂから２μｍ以内の範囲に生成された。

次に、このように剥離形成した圧電薄膜１０の表面１３と、圧電薄膜１０を剥離した圧電単結晶基板の表面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Planarization：化学機械研磨）処理等により研磨して表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるように平坦化する（図２：Ｓ１０９）。これにより、圧電デバイスの特性を良化させることができる。

圧電薄膜１０を分離した圧電単結晶基板は、別の複合圧電基板２を作成するための素材として再利用する。

続いて、複合圧電基板２には、圧電性回復のための基板加熱処理を行う（図２：Ｓ１１０）。イオン注入により受けた結晶のひずみを緩和するためには、４５０℃以上での加熱が望ましい。この工程によって、イオン注入時にＬＴ単結晶内に残留していた水素元素によってひずんでいた結晶が、注入水素イオンが抜けることによりその結晶性回復し、Ｌｉも本来の分極された状態のサイトに復帰することで圧電性が回復する。

次に、図４（Ｃ）に示すように、圧電薄膜１０の表面１３上に、上部電極６０やパッド電極６１等の上面電極パターンを形成する（図２：Ｓ１１１）。電極材料は、要求されるデバイスの特性に合わせ選択すると良い。

次に、図４（Ｄ）に示すように、パッド電極６１上にバンプ９０を形成する（図２：Ｓ１１２）。そして、図４（Ｅ）に示すように、マルチ状態の複合圧電基板２を切断して個別の薄膜型圧電デバイスを切り出す（図２：Ｓ１１３）。このような製造工程により、表面波デバイスを製造できる。

次に、本発明の第２実施形態に係る圧電デバイスの製造方法について、フローチャート図に示す工程に沿って、圧電デバイスの製造過程の模式図を参照して説明する。以下の説明では、圧電デバイスとして、圧電単結晶基板を用いたＦ−ＢＡＲ用の薄膜型圧電デバイスを例に説明する。

図５は、本発明の第１の実施形態に係る薄膜型圧電デバイスの製造方法を示すフローチャートである。図６，図７は、図５に示す製造フローで形成される薄膜型圧電デバイスの製造過程を模式的に示す図である。

第２実施形態に係る圧電デバイスの製造方法では、イオン注入層１００を形成するまでの工程（ステップＳ２０１〜Ｓ２０２）が、第１実施形態に係る圧電デバイスの製造方法のステップＳ１０１〜Ｓ１０２と同じである。

すなわち、図３（Ａ）に示すように、ウエハホルダ２２で圧電単結晶基板１を保持し、基板の一方の表面１２の外周部において複数箇所を固定治具で固定する。同図では、一例として基板の一方の表面１２における外周部の２箇所に固定治具２１Ａと固定治具２１Ｂを取り付けて、圧電単結晶基板１を固定する（図５：Ｓ２０１）。

そして、基板の一方の表面１２（イオン注入面に相当）側から水素イオンを注入して、圧電単結晶基板１内にイオン注入層１００を形成する（図５：Ｓ２０２）。

図６（Ａ）に示すように、イオン注入層１００を形成後の圧電単結晶基板１の一方の表面１２に所定の厚みの下部電極２０、パッド電極５１Ａ及びパッド電極５１Ｂを形成する（図５：Ｓ２０３）。電極材料は、要求されるデバイスの特性に合わせて、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｎｉ、またはそれらの多層構造にすると良い。また、電極材料の種類に応じて、ＥＢ蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等を用いて形成すると良い。

図６（Ａ）に示すように、下部電極２０の上部に犠牲層４０を形成する（図５：Ｓ２０４）。犠牲層４０には、後述の工程で行う犠牲層除去時に下部電極と選択性を得られるようなエッチングガスもしくはエッチング液を選択できる材料を選ぶと良い。Ｎｉ・Ｃｕ・Ａｌなどの金属や、ＳｉＯ_２・ＺｎＯ・ＰＳＧ（フォスフォシリケートグラス）などの絶縁膜や有機膜などが、犠牲層材料として用いることができる。犠牲層４０は、材料の種類に応じて、ＥＢ蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等により形成すると良い。

次に、圧電単結晶基板１の一方の表面１２にメンブレン支持層３３を形成する。メンブレン支持層３３は、後述する支持体との貼り合わせ時に凹部１８Ａと凹部１８Ｂが支持体と接触しないような凹部となるようにパターンを形成する。メンブレン支持層３３は、第１実施形態における絶縁膜３２を兼ねている。

メンブレン支持層３３は、第１実施形態におけるステップＳ１０３〜ステップＳ１０５と同様に形成する。すなわち、図６（Ｂ）に示すように、圧電単結晶基板１の一方の表面１２において固定治具２１Ａと固定治具２１Ｂを取り付けた部分（イオン非注入部１４Ａ，１４Ｂに相当する領域）に、フォトリソグラフィ法によりレジスト膜１７Ａとレジスト膜１７Ｂを形成する（図５：Ｓ２０５）。

図６（Ｃ）に示すように、圧電単結晶基板１の一方の表面１２に、メンブレン支持層（絶縁膜）３３を形成する（図５：Ｓ２０６）。図３（Ｄ）に示すように、レジスト剥離液に浸漬して、レジスト膜１７Ａとレジスト膜１７Ｂおよびレジスト膜１７Ａ，１７Ｂ上のメンブレン支持層３３を除去する（図５：Ｓ２０７）。これにより、圧電単結晶基板１の一方の表面１２におけるレジスト膜１７Ａとレジスト膜１７Ｂを形成していない部分（イオン注入層１００に相当する領域）に、メンブレン支持層（絶縁膜）３３を形成したことになる。

メンブレン支持層３３の材料としては、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、マグネシアなどを、スパッタリングやＣＶＤを用いて形成すると良い。また、膜剥がれの要因となる薄膜の応力はできるだけ低く抑えると良い。

次に、メンブレン支持層３３の表面をＣＭＰ処理等により平坦化する（図５：Ｓ２０８）。

支持体３０を準備する。支持体３０の材料としては、ＬＴ（ＬｉＴａＯ_３）、ＬＮ（ＬｉＮｂＯ_３）、Ｓｉ、ガラス、アルミナ等を用いる。そして、図６（Ｅ）に示すように、メンブレン支持層３３と支持体３０を、清浄化接合技術を用いて真空中で直接接合する（図５：Ｓ２０９）。レジスト膜１７Ａとレジスト膜１７Ｂを除去した凹部１８Ａ，１８Ｂにはメンブレン支持層３３は形成されていないので、凹部１８Ａ，１８Ｂでは圧電単結晶基板１と支持体３０は接合しない。

図７（Ａ）に示すように、圧電単結晶基板１と支持体３０を接合した基板を加熱し、イオン注入層１００を剥離面とした剥離を行う（図５：Ｓ２１０）。図４（Ａ）に基づいて説明したように、圧電単結晶基板１では、分離する圧電薄膜の厚みを５μｍ以下にした場合、イオン注入層１００の端部とイオン非注入部１４Ａとの境界部１００Ａと、絶縁膜３２と凹部１６Ａの境界部３２Ａとの間、及びイオン注入層１００の端部とイオン非注入部１４Ｂとの境界部１００Ｂと、絶縁膜３２と凹部１６Ｂの境界部３２Ｂとの間にクラックが発生して分離面が生成される。これにより、安定して複合圧電基板３を生成できる。また、メンブレン構造とするため、メンブレン支持層３３、下部電極２０、パッド電極５１Ａ、パッド電極５１Ｂ、及び犠牲層４０がある状態でも、イオン非注入部に相当する領域が凹となり支持体３０と貼り合わされないようにしておけば、圧電単結晶基板１、支持体３０のいずれも割れや欠けの問題が起こらない。

次に、図７（Ｂ）に示すように、剥離形成した圧電薄膜１０の表面１３と、圧電薄膜１０を剥離した圧電単結晶基板（不図示）の表面をＣＭＰ処理等により研磨して表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるように平坦化する（図５：Ｓ２１１）。

圧電薄膜１０を分離した圧電単結晶基板１は、別の複合圧電基板３を作成するための素材として再利用する。

続いて、複合圧電基板３には、圧電性回復のための基板加熱処理を行う（図５：Ｓ２１２）。

次に、圧電薄膜１０の表面１３上に、上部電極５０やパッド電極５２Ａ，５２Ｂ等の上面電極パターンを形成する（図５：Ｓ２１３）。電極材料は下部電極２０と同様に、要求されるデバイスの特性に合わせ選択すると良い。

続いて、上部電極５０が形成された圧電薄膜１０の表面にレジスト膜（不図示）を形成する（図５：Ｓ２１４）。そして、フォトリソグラフィ技術を用いて、図５（Ｂ）に示すように、レジスト膜に、犠牲層を除去するためのエッチング窓を形成する（図５：Ｓ２１５）。同時に下部電極配線の取り出し窓の形成も行う。

次に、エッチング窓からエッチングガスまたはエッチング液を導入することで、犠牲層４０を除去する（図５：Ｓ２１６）。これにより、単体の薄膜型圧電デバイスの下部電極２０及び上部電極５０が形成される領域に対応する犠牲層４０が形成された空間は、空隙層８０となる。ウエットエッチング液またはエッチングガスは、メンブレン支持層３３や上部電極６０や下部電極２０に対して影響を与えないものを選択すると良い。

犠牲層４０の除去を行った後、レジスト膜の除去を行う（図５：Ｓ２１７）。

次に、図７（Ｃ）に示すように、パッド電極５２Ａ，５２Ｂ上にバンプ９１を形成する（図５：Ｓ２１８）。そして、図７（Ｄ）に示すように、マルチ状態の複合圧電基板３を切断して個別の薄膜型圧電デバイスを切り出す（図５：Ｓ２１９）。このような製造工程により、Ｆ−ＢＡＲタイプの薄膜型圧電デバイスを製造できる。

なお、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法は、Ｆ−ＢＡＲや表面波デバイスの他にも、各種圧電デバイスに適用することが可能である。例えば、圧電振動モーター、ジャイロ等にも適用できる。

なお、圧電単結晶基板側に絶縁膜を形成する例を示したが、これに限らず、支持体側に絶縁膜を形成し、圧電単結晶基板の裏面におけるイオン注入層に相当する領域に絶縁膜を接合しても良い。

また、圧電単結晶基板の裏面において、絶縁膜を全体に形成し、非イオン注入部に相当する領域ついて、絶縁膜をエッチングにより除去しても良い。

１−圧電単結晶基板、２，３−複合圧電基板、１０−圧電薄膜、１４Ａ，１４Ｂ−イオン非注入部、１５Ａ〜１５Ｂ−レジスト膜、１６Ａ，１６Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ−凹部、２０−下部電極、２１Ａ，２１Ｂ−固定治具、３０−支持体、３２−絶縁膜、３３−メンブレン支持層（絶縁膜）、４０−犠牲層、５１Ａ，５１Ｂ，６１Ａ，６１Ｂ−パッド電極、６０−上部電極、７０−レジスト膜、７１−エッチング窓、８０−空隙層、９０，９１−パンプ、１００−イオン注入層

Claims

支持体に支持された圧電薄膜を備える圧電デバイスの製造方法であって、
圧電基板のイオン注入面からイオンを注入して、前記圧電基板内にイオン注入層を形成するイオン注入工程と、
前記イオン注入面において、イオンが注入されないイオン非注入部に対応する領域を除く他の領域に、絶縁膜を形成する膜形成工程と、
前記絶縁膜に支持体を接合する接合工程と、
加熱を行うことで前記支持体が接合された圧電基板から圧電薄膜を剥離・分離する分離工程と、
を備え、
前記膜形成工程は、
フォトリソグラフィ法により前記イオン非注入部に相当する領域にレジスト膜を形成する工程と、
前記イオン注入面の前記イオン非注入部を除く他の領域に絶縁膜を形成する工程と、
前記イオン非注入部に形成したレジスト膜を除去する工程と、
を備えた圧電デバイスの製造方法。
前記圧電基板は、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムを材料とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。