TWI791099B - 接合體及彈性波元件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種接合體及彈性波元件，使由多晶陶瓷材料或單晶材料構成的支持基板與壓電性單晶基板之接合強度增高，並改善Q值。接合體5、5A，具備：支持基板1，由多晶陶瓷材料或單晶材料構成；壓電性單晶基板4、4A；以及接合層2A，設置於支持基板與壓電性單晶基板之間。接合層2A具有Si（ 1 － x ）
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（x為氧比率）之組成。氧比率，從接合層2A的壓電性單晶基板4、4A側之端部，朝向接合層2A的支持基板1側之端部增加或減少。接合層2A的氧比率x之最大值，為0.013以上，0.666以下；氧比率x之最小值，為0.001以上，0.408以下。
Description
本發明係關於一種壓電性單晶基板與支持基板之接合體、及利用該接合體之彈性波元件。
過去，已知具有可作為使用在攜帶電話等之濾波元件或振盪器而作用的彈性表面波裝置、利用壓電薄膜之藍姆波（Lamb wave）元件或薄膜共振器（FBAR：Film Bulk Acoustic Resonator）等彈性波裝置。作為此等彈性波裝置，已知一種裝置，將支持基板與傳播彈性表面波之壓電基板貼合，於壓電基板的表面設置可激發彈性表面波之梳齒狀電極。如此地，藉由將具有較壓電基板更小的熱膨脹係數之支持基板貼附於壓電基板，而抑制溫度改變時之壓電基板的尺寸變化，抑制作為彈性表面波裝置之頻率特性的變化。
於專利文獻1提出一種彈性表面波裝置，其係藉由以環氧樹脂黏接劑構成之黏接層，將壓電性單晶基板與矽基板貼合的構造。
在將壓電基板與矽基板接合時，已知一種方法，於壓電基板表面形成氧化矽膜，隔著氧化矽膜將壓電基板與矽基板直接接合。在此一接合時，對氧化矽膜表面與矽基板表面照射電漿束而使表面活性化，進行直接接合（專利文獻2）。
此外，已知所謂FAB（Fast Atom Beam，快速原子束）方式之直接接合法。此一方法，在常溫對各接合面照射中性原子束而使各接合面活性化，進行直接接合（專利文獻3）。
習知文獻記載：將壓電性單晶基板，對由陶瓷（氧化鋁、氮化鋁、氮化矽）構成之支持基板，而非矽基板，隔著中間層直接接合（專利文獻4）。此中間層的材質，為矽、氧化矽、氮化矽、氮化鋁。
此外，習知文獻記載：在將壓電基板與支持基板以有機黏接層黏接時，藉由使支持基板之對於壓電基板的黏接面之Rt（粗糙度曲線之最大截面高度）為5nm以上，50nm以下，而獲得防止應力緩和所造成之破裂的效果（專利文獻5）。
［習知技術文獻］
［專利文獻］
專利文獻1：日本特開第2010－187373號
專利文獻2：美國專利第7213314B2號
專利文獻3：日本特開第2014－086400號
專利文獻4：日本特許第3774782號
專利文獻5：日本實用新案登錄第3184763號
［本發明所欲解決的問題］
然則，依接合體之用途，宜將接合層的電阻增高藉以提高絕緣性。例如，彈性波元件之情況，藉由將接合層的絕緣性增高，而可減少雜訊或損耗。然則，藉由高電阻的接合層，不易將支持基板以高強度對壓電性單晶基板接合，在之後的加工步驟，容易於壓電性單晶基板與支持基板之間發生剝離，此外，有彈性波元件的Q值降低之傾向。
本發明之課題在於，在具備由多晶陶瓷材料或單晶材料構成的支持基板、壓電性單晶基板、及設置於支持基板與壓電性單晶基板之間的接合層之接合體中，使支持基板與壓電性單晶基板之接合強度增高，並改善Q值。
［解決問題之技術手段］
本發明之接合體，具備：
支持基板，由多晶陶瓷材料或單晶材料構成；
壓電性單晶基板；以及
接合層，設置於該支持基板與該壓電性單晶基板之間；
該接合體之特徵為：該接合層具有Si（ 1 － x ）
Ox
（x為氧比率）之組成；該氧比率，從該接合層的該壓電性單晶基板側之端部，朝向該接合層的該支持基板側之端部增加或減少；該接合層的該氧比率x之最大值，為0.013以上，0.666以下；該氧比率x之最小值，為0.001以上，0.408以下。
此外，本發明之彈性波元件，其特徵為具備：
上述記載之接合體；以及
電極，設置於該壓電性單晶基板上。
［本發明之效果］
依本發明，在具備由多晶陶瓷材料或單晶材料構成的支持基板、壓電性單晶基板、及設置於支持基板與壓電性單晶基板之間的接合層之接合體中，可使接合層之絕緣性增高，並使支持基板與壓電性單晶基板之接合強度增高。藉此，可提供接合強度高，且Q值高之彈性波元件。
以下，適宜參考附圖，並詳細地說明本發明。
圖1、圖2，係於壓電性單晶基板4上設置接合層2，將其與支持基板1的表面1a直接接合之實施形態。
如圖1（a）所示，於壓電性單晶基板4之表面4a設置接合層2。4b為相反側之表面。在此一時間點，接合層2之表面2a亦可具有凹凸。
接著，較佳實施形態中，藉由將接合層2之表面2a平坦化加工，而如圖1（b）所示地，於接合層2形成平坦面2b。藉由此平坦化加工，一般，使接合層2之厚度變小，成為更薄的接合層2A（參考圖1（b））。然則，平坦化加工並非為必須。接著，對接合層2A之表面2b，如箭頭C所示地照射中性射束，將接合層2A之表面2b活性化而使其成為活性化面。
另一方面，如圖1（c）所示，藉由對支持基板1之表面1a照射中性射束而使其活性化。而後，如圖2（a）所示，將支持基板1的活性化之表面1a與接合層2A的活性化之表面2b直接接合，藉以獲得接合體5。
較佳實施形態中，將接合體5的壓電性單晶基板4之表面4b進一步研磨加工，如圖2（b）所示地使壓電性單晶基板4A之厚度減小，獲得接合體5A。4c為研磨面。
圖2（c）中，藉由在壓電性單晶基板4A之研磨面4c上形成既定的電極6，而製作彈性波元件7。
本發明中，接合層2A具有Si（ 1 － x ）
Ox
（x為氧比率）之組成。此外，如圖3所示，氧比率x，從接合層2A的壓電性單晶基板4（4A）側之端部，朝向接合層2A的支持基板1側之端部增加或減少。亦即，接合層2A內的氧比率傾斜。另，接合層2A的氧比率x之最大值，為0.013以上，0.666以下；氧比率x之最小值，為0.001以上，0.408以下。藉此，可提供接合強度高，且Q值高之彈性波元件。
此處，圖1～圖3所例示之實施形態中，氧比率x，從接合層2A的壓電性單晶基板4（4A）側之端部，朝向接合層2A的支持基板1側之端部減少；接合層2A的壓電性單晶基板4（4A）側之端部的氧比率xB係該最大值，為0.013以上，0.666以下；接合層2A的支持基板1側之端部的氧比率xA係該最小值，為0.001以上，0.408以下。
本發明中，接合層2A的氧比率x之最大值，為0.013以上，0.666以下。藉此，可顯著地改善Q值，並可增高壓電性單晶基板4（4A）的對支持基板1之接合強度。從此一觀點來看，宜使接合層2A的氧比率x之最大值為0.05以上。
此外，本發明中，接合層2A的氧比率x之最小值，為0.001以上，0.408以下。藉此，可提供接合強度高，且Q值高之彈性波元件。從此一觀點來看，宜使接合層2A的氧比率x之最小值為0.005以上，此外，宜使其為0.3以下。
另，使接合層2A的壓電性單晶基板4（4A）側之端部的氧比率xB、及接合層2A的支持基板1側之端部的氧比率xA，為如實施例記載所示地測定之比率。
圖4～圖6之實施形態中，於支持基板1上形成接合層12A，將接合層12A對壓電性單晶基板4接合。
亦即，如圖4（a）所示，於支持基板1之表面1a設置接合層12。在此一時間點，接合層12之表面12a亦可具有凹凸。
接著，較佳實施形態中，藉由將接合層12之表面12a平坦化加工，而如圖4（b）所示地，於接合層12A形成平坦面12b。藉由此平坦化加工，一般，使接合層12之厚度變小，成為更薄的接合層12A（參考圖4（b））。然則，平坦化加工並非為必須。接著，對接合層12A之表面12b，如箭頭C所示地照射中性射束，將接合層12A之表面活性化而使其成為活性化面。
另一方面，如圖4（c）所示，對壓電性單晶基板4之表面照射中性射束C而使其活性化，藉以使其成為活性化面4a。而後，如圖5（a）所示，將接合層12A的活性化之表面12b與壓電性單晶基板4之表面4a直接接合，藉以獲得接合體15（參考圖5（a））。其後，如圖5（b）及圖5（c）所示，將接合體15的壓電性單晶基板4之表面4b進一步研磨加工而獲得接合體15A，於壓電性單晶基板4A之研磨面4c上形成既定的電極6，藉以製作彈性波元件17。
本實施形態中，如圖6的示意圖所示，氧比率x，從接合層12A的壓電性單晶基板4（4A）側之端部，朝向接合層12A的支持基板1側之端部增加。此外，接合層12A的壓電性單晶基板4（4A）側之端部（界面B附近）的氧比率xB，係接合層的氧比率之最小值，且為0.001以上，0.408以下；接合層12A的支持基板1側之端部（界面A附近）的氧比率xA，係接合層的氧比率之最大值，為0.013以上，0.666以下。
此外，較佳實施形態中，支持基板1與接合層2A之界面A為直接接合之界面，且在接合層2A的支持基板1側之端部（界面A附近），該氧比率xA取最小值。抑或，較佳實施形態中，壓電性單晶基板4（4A）與接合層12A之界面B為直接接合之界面，且在接合層12A的壓電性單晶基板4（4A）側之端部（界面B附近），該氧比率xB取最小值。藉此，接合強度與Q值成為最良好。
此處，氧比率，從接合層2、2A、12、12A的壓電性單晶基板4、4A側之端部朝向接合層2、2A、12、12A的支持基板1側之端部增加（或減少），宜為氧比率涵蓋接合層之厚度全體地增加（或減少），但亦可為氧比率在接合層的厚度方向之一部分中成為一定，在剩餘部分中增加（或減少）。
以下，對本發明之各構成要素進一步地說明。
本發明中，支持基板1，由多晶陶瓷材料或單晶材料構成。作為構成支持基板1之單晶材料，宜為矽及藍寶石。此外，作為多晶陶瓷材料，宜為從由富鋁紅柱石、堇青石、透光性氧化鋁、及SiAlON（矽鋁氮氧化物）構成之族群選出的材質。
壓電性單晶基板4、4A的材質，具體而言，可例示鉭酸鋰（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，更宜為LT或LN。LT或LN，彈性表面波之傳播速度快、機電耦合係數大，故適合作為高頻率且寬波段頻率用的彈性表面波裝置。此外，壓電性單晶基板4、4A之主面的法線方向，並未特別限定，但例如在由LT構成壓電性單晶基板4、4A時，使用以彈性表面波的傳播方向即X軸為中心，從Y軸往Z軸旋轉36～47°（例如42°）的方向者，由於其傳播損耗小故適宜。在由LN構成壓電性單晶基板4、4A時，使用以彈性表面波的傳播方向即X軸為中心，從Y軸往Z軸旋轉60～68°（例如64°）的方向者，由於其傳播損耗小故適宜。進一步，壓電性單晶基板4、4A之尺寸，並未特別限定，但例如直徑為50～150mm、厚度為0.2～60μm。
接合層2、2A、12、12A之電阻率，宜為4.8×103
Ω・cm以上，更宜為5.8×103
Ω・cm以上，特別宜為6.2×103
Ω・cm以上。另一方面，接合層2、2A、12、12A之電阻率，一般為1.0×108
Ω・cm以下。
接合層2、2A、12、12A之厚度T並未特別限定，但從製造成本的觀點來看，宜為0.01～10μm，更宜為0.05～0.5μm。
接合層2、2A、12、12A之成膜方法並未特別限定，但可例示濺鍍（sputtering）法、化學氣相沉積法（Chemical Vapor Ddeposition，CVD）、蒸鍍。此處，較佳態樣為，在使Si作為濺鍍靶材的反應性濺鍍時，藉由調整在腔室內流通之氧氣量，可控制接合層2、2A、12、12A的氧比率（x）。亦即，在將一接合層2、2A、12、12A成膜之際，藉由增加氧氣量而可使氧比率x增加，藉由減少氧氣量而可使氧比率x降低。
接合層2、2A、12、12A之具體製造條件依腔室規格而異，故可適宜選擇，但較佳例子中，使總壓力為0.28～0.34Pa，使氧分壓為1.2×10－ 3
～5.7×10－ 2
Pa，使成膜溫度為常溫。此外，作為Si靶材，可例示摻B之Si。
較佳實施形態中，將接合層12、12A之表面12b與壓電性單晶基板4之表面4a直接接合，或將接合層2、2A之表面2b與支持基板1之表面1a直接接合。於此一情況，接合層2、2A、12、12A之表面2b、12b的算術平均粗糙度Ra，宜為1nm以下，更宜為0.3nm以下。此外，壓電性單晶基板4之該表面4a、支持基板1之表面1a的算術平均粗糙度Ra，宜為1nm以下，更宜為0.3nm以下。藉此，可進一步改善壓電性單晶基板4或支持基板1與接合層2、2A、12、12A之接合強度。
接合層2、2A、12、12A之表面2b、12b，壓電性單晶基板4之表面4a，及支持基板1之表面1a的平坦化方法，具有拋光（lap）研磨、化學機械研磨加工（Chemical Mechanical Polishing，CMP）等。
較佳實施形態中，藉由中性射束，可將接合層2與2A之表面2b、壓電性單晶基板4之表面4a、及支持基板1之表面1a活性化。尤其是，在接合層2、2A、12、12A之表面2b、12b，壓電性單晶基板4之表面4a，及支持基板1之表面1a為平坦面的情況，容易直接接合。
在施行中性射束之表面活性化時，宜使用如專利文獻3記載的裝置產生中性射束，予以照射。亦即，作為束源，使用鞍形場型之高速原子束源。而後，往腔室導入惰性氣體，從直流電源對電極施加高電壓。藉此，藉由在電極（正極）與筐體（負極）之間產生的鞍形場型之電場，使電子e運動，產生惰性氣體的原子與離子之射束。到達柵極（grid）之射束中的離子束，受到柵極中和，故中性原子之射束從高速原子束源射出。構成射束之原子種，宜為惰性氣體（氬、氮等）。
宜使射束照射所進行的活性化時之電壓為0.5～2.0kV，宜使電流為50～200mA。
接著，在真空氣體環境下，使活性化面彼此接觸、接合。此時的溫度為常溫，具體而言宜為40℃以下，更宜為30℃以下。此外，接合時的溫度特別宜為20℃以上，25℃以下。接合時的壓力，宜為100～20000N。
本發明之接合體5、5A、15、15A的用途並無特別限定，例如，可適宜使用在彈性波元件或光學元件。
作為彈性波元件7、17，已知有彈性表面波裝置、藍姆波元件、薄膜共振器（FBAR）等。例如，彈性表面波裝置，於壓電性單晶基板之表面，設置有激發彈性表面波之輸入側的IDT（Interdigital Transducer，數位間轉換器）電極（梳齒狀電極，亦稱作竹簾狀電極）、及接收彈性表面波之輸出側的IDT電極。若對輸入側之IDT電極施加高頻訊號，則於電極間產生電場，激發彈性表面波而在壓電基板上傳播。而後，可從設置於傳播方向之輸出側的IDT電極，將傳播之彈性表面波作為電訊號取出。
於壓電性單晶基板4、4A之底面，亦可具有金屬膜。金屬膜，在製造藍姆波元件作為彈性波裝置時，發揮使壓電基板之背面附近的機電耦合係數增大之作用。此一情況，藍姆波元件，於壓電性單晶基板4、4A之表面4b、4c形成梳齒狀電極，藉由設置在支持基板1的孔洞而成為使壓電性單晶基板4、4A之金屬膜露出的構造。作為此金屬膜的材質，例如可列舉鋁、鋁合金、銅、金等。另，製造藍姆波元件之情況，亦可使用具備底面不具有金屬膜之壓電性單晶基板4、4A的複合基板。
此外，於壓電性單晶基板4、4A之底面，亦可具有金屬膜與絕緣膜。金屬膜，在製造薄膜共振器作為彈性波裝置時，發揮電極之作用。此一情況，薄膜共振器，於壓電性單晶基板4、4A之表背面形成電極，藉由將絕緣膜打洞而成為使壓電性單晶基板之金屬膜露出的構造。作為此金屬膜的材質，例如可列舉鉬、釕、鎢、鉻、鋁等。此外，作為絕緣膜的材質，例如可列舉二氧化矽、磷矽玻璃、硼磷矽玻璃等。
此外，作為光學元件，可例示光切換元件、波長轉換元件、光調變元件。此外，可於壓電性單晶基板4、4A中形成周期性極化反轉構造。
將本發明應用在光學元件之情況，可使光學元件小型化，此外，尤其在形成周期性極化反轉構造之情況，可防止加熱處理所造成的周期性極化反轉構造之劣化。進一步，本發明的接合層2、2A、12、12A之材料，亦有高絕緣材料，故在接合前進行的中性射束之處理時，極化反轉的發生受到抑制，此外，形成在壓電性單晶基板4、4A的周期性極化反轉構造之形狀受到擾亂的情形幾乎未發生。
［實施例］
（實驗A）
參考圖1～圖3並依據說明之方法，製作表1所示的各例之接合體5、5A及彈性波元件7。
具體而言，將具備OF（Orientation Flat，定向平面）部，直徑4英寸、厚度250μm之鉭酸鋰基板（LT基板），作為壓電性單晶基板4使用。LT基板，利用使彈性表面波（SAW）的傳播方向為X，切出角旋轉Y切割基板，即46°Y切割X傳播LT基板。壓電性單晶基板4之表面4a，先鏡面研磨至算術平均粗糙度Ra成為0.3nm。而Ra，係以原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope，AFM）在10μm×10μm之視野測定。
接著，於壓電性單晶基板4之表面4a，藉由直流濺鍍法將接合層2成膜。於靶材，使用摻硼之Si。此外，作為氧氣源，導入氧氣。此時，藉由改變氧氣導入量，而改變腔室內之氣體環境的總壓力與氧分壓，藉此，改變接合層2的氧比率（x）。使接合層2之厚度為100～200nm。接合層2之表面2a的算術平均粗糙度Ra，為0.2～0.6nm。接著，將接合層2化學機械研磨加工（CMP），使膜厚為80～190nm，使Ra為0.08～0.4nm。
另一方面，作為支持基板1，準備具備定向平面（Orientation Flat，OF）部，直徑4英寸、厚度500μm之由Si構成的支持基板1。支持基板1之表面1a、1b，藉由化學機械研磨加工（CMP）而精加工，各算術平均粗糙度Ra成為0.2nm。
接著，清洗接合層2A之平坦面2b與支持基板1之表面1a，去除髒污後，將其導入真空腔室。抽真空至10－ 6
Pa範圍後，對各基板之接合面1a、2b照射高速原子束（加速電壓1kV、Ar流量27sccm）120秒。接著，使接合層2A之射束照射面（活性化面）2b與支持基板1之活性化面1a接觸後，以10000N加壓2分鐘，將兩基板1、4接合（參考圖2（a））。接著，將獲得的各例之接合體5以100℃加熱20小時。
接著，將壓電性單晶基板4之表面4b研削及研磨，使其厚度從初始的250μm成為1μm，獲得接合體5A（參考圖2（b））。
茲就獲得的各例之接合體5A及彈性波元件7，評價以下特性。
（接合層2A中的氧比率（x））
藉由拉塞福背向散射法（Rutherford Backscattering Method），以下述條件評價接合層2A。
裝置：National Electrostatics Corporation製 Pelletron 3SDH
條件：入射離子：4He＋＋
入射能量：2300keV
入射角：0～4deg
散射角：110deg
試樣電流：10nA
束徑：2mmφ
面內旋轉：無
照射量：70μC
解析獲得之結果，得到接合層2A的深度方向之元素分布。在解析使用以下參數。
接合層2A之膜厚：藉由光學式非接觸膜厚測定裝置（Nanometrics社 Nanospec膜厚測定器模型5000）測定出之值
鉭酸鋰之原子數密度：9.52×1022
atoms/cm3
藉由將如同上述地獲得之接合層2A的膜厚之測定值，與接合層2A的深度（厚度）方向之元素分布（包含氧比率分布）予以對照，而讀取接合層2A的壓電性單晶基板4A側之端部的氧比率xB、及接合層2A之支持基板1側的氧比率xA。此時，各端部的氧比率xB、xA之測定值，係從各界面算起厚度5nm的範圍內之測定值。
（接合強度）
藉由裂縫開口法（Crack Opening Method），對各例之接合體5A測定接合強度。
（Q值）
接著，製作彈性波元件7，測定Q值。
具體而言，經由光微影步驟，形成產生彈性表面波之IDT電極6。形成電極6後，藉由切割而使其小片化，獲得傳播方向5mm，其垂直方向4mm之彈性波元件晶片。
於表1顯示其等的測定結果。
【表1】 
將實施例1，與比較例1、2予以比較，在實施例1，滿足本發明之條件，接合強度及Q值高（Q值：1700）。另一方面，在比較例1，接合層2A的氧比率x為一定，故儘管接合層2A全體的氧比率x之平均值與實施例1為相同程度，Q值仍顯著降低（Q值：1200）。在比較例2，氧比率x，從壓電性單晶基板4A側之端部朝向支持基板1側之端部降低，然則接合層2A的壓電性單晶基板4A側之端部的氧比率xB為0.009之低值，故Q值仍顯著降低（Q值：1100）。
（實驗B）
與實驗A同樣地製作出接合體5A及彈性波元件7。然則，將實驗A中接合層2A的氧比率x，如表2所示地變更。對於獲得之各接合體5A及彈性波元件7，與實施例A同樣地測定接合強度及Q值，於表2顯示結果。
【表2】 
將實施例2、3，與比較例3～5予以比較，在實施例2、3，獲得高的接合強度與Q值（Q值皆為2000）。相對於此，在比較例3，接合層2A的氧比率x為一定，且接合層2A的氧比率x之最大值為0.001之低值，故Q值變低（Q值：1000）。此外，在比較例5，接合層2A的氧比率x為一定，且接合層2A的氧比率x之最小值為0.666之高值，故接合強度低，無法製作彈性波元件7。在比較例4，接合層2A的氧比率x為一定，且使x之最大值（最小值）為0.333，但相較於實施例2、3，Q值較差（Q值：1900）。
（實驗C）
在本實驗C，與實驗A不同，如圖4～圖6所示，將接合層12，成膜於支持基板1上，而非壓電性單晶基板4上。
具體而言，準備具有定向平面（OF）部，直徑4英寸、厚度500μm的支持基板1。藉由化學機械研磨加工（CMP），將支持基板1之表面1a、1b精加工，各表面的算術平均粗糙度Ra為0.3～1.0nm。使壓電性單晶基板4，與實驗A相同。
接著，於支持基板1之表面1a，與實驗A同樣地形成接合層12。接著，清洗接合層12A之平坦面12b與壓電性單晶基板4之表面4a，去除髒污後，將其導入真空腔室。抽真空至10－ 6
Pa範圍後，對各基板1、4之接合面12b、4a照射高速原子束（加速電壓1kV、Ar流量27sccm）120秒。接著，使接合層12A之射束照射面（活性化面）12b與壓電性單晶基板4之活性化面4a接觸後，以10000N加壓2分鐘，將兩基板接合（參考圖5（a））。接著，將獲得的各例之接合體15以100℃加熱20小時。
接著，將壓電性單晶基板4之表面4b研削及研磨，使其厚度從初始的250μm成為1μm，獲得接合體15A（參考圖5（b））。
對於獲得的各例之接合體15A，評價接合層12A中之各部分的氧比率（x）、接合強度及Q值。於表3顯示其等的測定結果。
【表3】 
於實施例4、5、6中，滿足本發明的條件，接合強度及Q值高（實施例4之Q值，與實施例1相同，Q值：1700；實施例5之Q值，與實施例2相同，Q值：2000；實施例6之Q值，與實施例3相同，Q值：2000）。尤其是在實施例4、5、6，直接接合界面存在於壓電性單晶基板4A與接合層12A之間，但得知此一情況本發明亦有用。
（實驗D）
與實驗A同樣地製作出接合體5A及彈性波元件7。然則，將實驗A中支持基板1的材質，如表4所示地變更。亦即，使支持基板1的材質，於實施例7為藍寶石，於實施例8為富鋁紅柱石，於實施例9為堇青石，於實施例10為透光性氧化鋁燒結體，於實施例11為SiAlON。對獲得的各接合體5A及彈性波元件7，與實施例A同樣地測定接合強度及Q值，於表4顯示結果。
【表4】 
實施例7～11中，確認雖將支持基板1的材質變更為藍寶石或各種陶瓷，但仍可獲得高接合強度與Q值（實施例7之Q值：2200，實施例8之Q值：2500，實施例9之Q值：2500，實施例10之Q值：2300，實施例11之Q值：2500）。
1‧‧‧支持基板
1a、1b、2a、2b、4a、4b、4c、12a、12b‧‧‧表面
2、2A、12、12A‧‧‧接合層
4、4A‧‧‧壓電性單晶基板
5、5A、15、15A‧‧‧接合體
6‧‧‧電極
7、17‧‧‧彈性波元件
A、B‧‧‧界面
C‧‧‧中性射束
T‧‧‧厚度
X、XA、XB、XO‧‧‧氧比率
圖1（a）顯示於壓電性單晶基板4上設置接合層2的狀態；圖1（b）顯示藉由中性射束C使接合層2之表面2b活性化的狀態；圖1（c）顯示藉由中性射束C使支持基板1之表面1a活性化的狀態。
圖2（a）顯示將支持基板1與接合層2A直接接合的狀態；圖2（b）顯示藉由加工使壓電性單晶基板4A減薄的狀態；圖2（c）顯示於壓電性單晶基板4A上設置電極6的狀態。
圖3係顯示接合層2A的氧比率之概念圖。
圖4（a）顯示於支持基板1上設置接合層12的狀態；圖4（b）顯示藉由中性射束C使接合層12A之表面12b活性化的狀態；圖4（c）顯示藉由中性射束C使壓電性單晶基板4之表面4a活性化的狀態。
圖5（a）顯示將壓電性單晶基板4與接合層12A直接接合的狀態；圖5（b）顯示藉由加工使壓電性單晶基板4A減薄的狀態；圖5（c）顯示於壓電性單晶基板4A上設置電極6的狀態。
圖6係顯示接合層12A的氧比率之概念圖。
1‧‧‧支持基板
1a、1b、2b、4a、4b、4c‧‧‧表面
2A‧‧‧接合層
4、4A‧‧‧壓電性單晶基板
5、5A‧‧‧接合體
6‧‧‧電極
7‧‧‧彈性波元件
A、B‧‧‧界面
Claims (6)
- 一種接合體，包含： 支持基板，由多晶陶瓷材料或單晶材料構成； 壓電性單晶基板；以及 接合層，設置於該支持基板與該壓電性單晶基板之間； 其特徵在於： 該接合層具有Si（ 1 － x ） Ox （x為氧比率）之組成；該氧比率，從該接合層的該壓電性單晶基板側之端部，朝向該接合層的該支持基板側之端部增加或減少；該接合層的該氧比率x之最大值，為0.013以上，0.666以下；該氧比率x之最小值，為0.001以上，0.408以下。
- 如申請專利範圍第1項之接合體，其中， 該氧比率，從該接合層的該壓電性單晶基板側之該端部，朝向該接合層的該支持基板側之該端部減少；該接合層的該壓電性單晶基板側之該端部的該氧比率x，為0.013以上，0.666以下；該接合層的該支持基板側之該端部的該氧比率x，為0.001以上，0.408以下。
- 如申請專利範圍第1項之接合體，其中， 該氧比率，從該接合層的該壓電性單晶基板側之該端部，朝向該接合層的該支持基板側之該端部增加；該接合層的該壓電性單晶基板側之該端部的該氧比率x，為0.001以上，0.408以下；該接合層的該支持基板側之該端部的該氧比率x，為0.013以上，0.666以下。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之接合體，其中， 該支持基板，係以從由矽、藍寶石、富鋁紅柱石、堇青石、透光性氧化鋁及SiAlON（矽鋁氮氧化物）構成之族群選出的材質所構成。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之接合體，其中， 該壓電性單晶基板，由鈮酸鋰、鉭酸鋰或鈮酸鋰－鉭酸鋰固溶體構成。
- 一種彈性波元件，其特徵為包含： 如申請專利範圍第1至5項中任一項之接合體；以及 電極，設置於該壓電性單晶基板上。
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