彈性波元件用復(fù)合基板及彈性波元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明關(guān)于效率高、頻率的溫度特性好的彈性波元件。
【背景技術(shù)】
[0002]聲表面波(Surface Acoustic Wave)元件被廣泛用作手機(jī)等通信機(jī)器的帶通濾波器。伴隨手機(jī)等的高性能化，利用了聲表面波元件的濾波器也要求高性能化。
[0003]但是，聲表面波元件存在因溫度變化而通帶移動的問題。特別是目前多被使用的鈮酸鋰和鉭酸鋰，機(jī)電耦合系數(shù)大，對實(shí)現(xiàn)寬帶的濾波器特性是有利的。但是，鈮酸鋰和鉭酸鋰的溫度穩(wěn)定性差。
[0004]例如，使用了鉭酸鋰的聲表面波濾波器的頻率溫度系數(shù)為_35ppm/°C，在設(shè)想的使用溫度范圍內(nèi)的頻率變動大。因此，必須降低頻率溫度系數(shù)。
[0005]專利文獻(xiàn)I (日本專利特開平5-335879)記載的聲表面波元件中，是在鈮酸鋰基板的表面形成梳形電極后，形成覆蓋基板表面及梳形電極的氧化硅膜。由此降低頻率溫度系數(shù)。
[0006]此外，專利文獻(xiàn)2 (日本專利特開2009-278610)記載的聲表面波元件中，將熱膨脹系數(shù)更小的硅等構(gòu)成的支承基板，對于鉭酸鋰單晶等構(gòu)成傳播基板，通過厚度0.1 μπι?1.0 μπι的有機(jī)粘合劑層進(jìn)行粘合，由此成功地降低頻率溫度系數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]專利文獻(xiàn)I (日本專利特開平5-335879)記載的元件中，由于是在鈮酸鋰基板的表面形成氧化硅層而覆蓋梳形電極，因此降低頻率溫度系數(shù)的話，氧化硅層會拘束鈮酸鋰基板，聲表面波的傳播效率會下降，聲表面波濾波器的情況下Q值會惡化。
[0008]專利文獻(xiàn)2 (日本專利特開2009-278610)記載的元件中，雖然可以降低頻率溫度系數(shù)，但是為了使溫度系數(shù)接近零，必須例如使鉭酸鋰構(gòu)成的傳播基板的厚度變得非常薄。但是，傳播基板變薄的話，接合界面的體(bulk)波的反射會相應(yīng)變大，容易產(chǎn)生不需要的寄生波。
[0009]本發(fā)明的課題是降低彈性波元件的頻率溫度系數(shù)。
[0010]本發(fā)明涉及的彈性波元件用復(fù)合基板，具備支承基板以及與支承基板接合、由壓電單晶構(gòu)成、傳播彈性波的傳播基板，其特征在于，傳播基板具有所述壓電單晶的晶格畸變的表面晶格畸變層。
[0011]此外，本發(fā)明涉及的彈性波元件的特征在于，具備所述復(fù)合基板以及設(shè)置在傳播基板上的電極圖案。
[0012]本發(fā)明者在壓電單晶構(gòu)成的傳播基板的表面，形成了其晶格畸變的晶格畸變層。SP，對傳播基板的截面拍攝高分辨率透射型電子顯微鏡(TEM)像后，TEM像可看出對比度。即，傳播基板的表面附近如圖5所示，確認(rèn)到了對比度不同的發(fā)黑的薄層。
[0013]此種低倍率TEM像中出現(xiàn)的對比度不同的層，是由于晶格缺陷或晶格畸變而產(chǎn)生的。于是，本發(fā)明者將高分辨率的TEM像進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT:Fast FourierTransform)，得到了 FFT圖案(pattern)。結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)由于晶體缺陷而產(chǎn)生的點(diǎn)。因此確認(rèn)，傳播基板的表面出現(xiàn)的對比度不同的薄層，不是由于晶格缺陷而產(chǎn)生的層，而是具有晶格畸變的層。
[0014]如此形成的傳播基板表面的晶格畸變層，比構(gòu)成傳播基板整體的壓電單晶硬，具有抑制溫度變化引起的伸縮的效果，可降低頻率溫度系數(shù)。此外，表面晶格畸變層的音速快，顯示出對基板表面附近的彈性能量的約束效果。通過該能量約束效果，可期待提升彈性波的傳播效率。
【附圖說明】
[0015]圖1(a)是示意性的顯示聲表面波元件6的截面圖，圖1(b)是示意性的顯示圖1(a)的元件6的俯視圖。圖1(a)相當(dāng)于圖1(b)的Ia-1a截面。
[0016]圖2(a)是示意性的顯示其他的聲表面波元件10的截面圖，圖2 (b)是示意性的顯示圖2(a)的元件10的俯視圖。圖2(a)相當(dāng)于圖2(b)的IIa-1Ia截面。
[0017]圖3(a)、(b)分別是示意性的顯示又一其他聲表面波元件6A、10A的截面圖。
[0018]圖4顯不本發(fā)明的傳播基板3的不意圖。
[0019]圖5本發(fā)明的傳播基板的透射型電子顯微鏡照片。
[0020]圖6(a)、(b)、(C)是用于說明本發(fā)明的元件的制造流程的圖。
[0021]圖7(a)、(b)、(C)是用于說明本發(fā)明的元件的制造流程的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022](聲表面波元件的例子)
[0023]圖1 (a)、圖1 (b)的聲表面波元件6中，支承基板I的接合面Ib上介由粘合劑層2接合有傳播基板3的接合面3b。Ia是支承基板I的底面。在傳播基板的表面3a形成輸入電極4及輸出電極5，得到橫向型的聲表面波元件6。聲表面波從輸入電極4向著輸出電極5，按箭頭7傳播，構(gòu)成聲表面波濾波器。
[0024]此外，手機(jī)用的聲表面波濾波器中，主要使用共振型的聲表面波元件。圖2(a)、圖2(b)涉及此例。圖2(b)顯示共振型的聲表面波元件的電極圖案例。
[0025]圖2(a)、圖2(b)的聲表面波元件10中，支承基板I的接合面Ib上介由粘合劑層2接合有傳播基板3的接合面3b。Ia是支承基板I的底面。在傳播基板的表面3a形成電極16、17、18，得到共振型的聲表面波元件。
[0026]圖3(a)的聲表面波元件6A中，支承基板I的接合面Ib上直接接合有傳播基板3的接合面3b。在傳播基板的表面3a形成輸入電極4及輸出電極5，得到橫向型的聲表面波元件6A。聲表面波從輸入電極4向著輸出電極5，按箭頭7傳播，構(gòu)成聲表面波濾波器。
[0027]圖3(b)的聲表面波元件1A中，支承基板I的接合面Ib上直接接合有傳播基板3的接合面3b。Ia是支承基板I的底面。在傳播基板的表面3a形成電極16、17、18，得到共振型的聲表面波元件。
[0028](表面晶格畸變層)
[0029]在這里，本發(fā)明中，如圖4所示，在傳播基板3的表面3a側(cè)，形成有表面晶格畸變層11。12是沒有特別設(shè)置晶格畸變的層。
[0030]對于傳播基板3的橫截面，拍攝高分辨率透射型電子顯微鏡(TEM)像的話，如圖5所示，TEM像中可以看出表面對比度。將此種高分辨率的TEM像進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT:Fast Fourier Transform)，得到FFT圖案。其結(jié)果是，沒有確認(rèn)到因晶體缺陷而產(chǎn)生的點(diǎn)。因此確認(rèn)，傳播基板的表面出現(xiàn)的對比度不同的薄層，不是因晶格缺陷而產(chǎn)生的層，而是具有晶格畸變的層。
[0031]傳播基板的表面存在的晶格畸變層的厚度，基于實(shí)際制造的觀點(diǎn)，多在15 μπι以下，優(yōu)選ΙΟμπι以下。進(jìn)一步優(yōu)選8μηι以下。此外，傳播基板的表面存在的晶格畸變層的厚度基于插入損耗的觀點(diǎn)，優(yōu)選5 μπι以下，進(jìn)一步優(yōu)選3 μπι以下。傳播基板的表面存在的晶格畸變層的厚度沒有特別的下限，但優(yōu)選在I ym以上。
[0032]但是，傳播基板的表面存在的晶格畸變層的厚度，在上述的傳播基板3的橫截面的TEM像中，是指表面存在的、與構(gòu)成傳播基板的晶體對比度不同的層狀區(qū)域的厚度。
[0033]本發(fā)明中，在該表面晶格畸變層上形成上述的電極圖案。傳播基板表面的晶格畸變層，比構(gòu)成傳播基板整體的壓電單晶硬，具有抑制溫度變化引起的伸縮的效果，可降低頻率溫度系數(shù)。此外，表面晶格畸變層的音速快，顯示出對基板表面附近的彈性能量的約束效果。通過該能量約束效果，可以期待提升彈性波的傳播效率。
[0034]以下更詳細(xì)說明本發(fā)明的各要素。
[0035](彈性波元件)
[0036]本發(fā)明的彈性波元件，除了聲表面波，也可以是使用在傳播基板內(nèi)部傳播的蘭姆波的元件。彈性波元件，特別優(yōu)選是聲表面波濾波器或諧振器(resonator)。聲表面波濾波器優(yōu)選為帶通濾波器，此外，諧振器是聲表面波振蕩元件，包含I接口型和2接口型。
[0037]彈性波元件也可以是蘭姆波型共振子，其具備間插設(shè)置在傳播基板表面的多個指狀電極構(gòu)成的IDT電極、以及配設(shè)在IDT電極的蘭