專利名稱：用于彈性波裝置的復(fù)合基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于彈性波裝置的復(fù)合基板，特別是涉及一種通過粘合壓電基板和支撐基板而形成的用于彈性波裝置的復(fù)合基板。
背景技術(shù)：
一直以來，能夠作為用于移動電話等的濾波器元件或振蕩器而發(fā)揮功能的彈性波裝置被人們所知。為了改善溫度特性，這種彈性波裝置采用如下復(fù)合基板:在熱膨脹系數(shù)小的基板(支撐基板)上具備薄的壓電單晶體層(壓電基板)。
實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型要解決的課題但是，這種復(fù)合基板在制備彈性波裝置工序中被加熱而發(fā)生很大變形，變形較大時可能會發(fā)生復(fù)合基板的破損或圖案形成不良。本實(shí)用新型的目的在于，提供一種能夠防止在制造彈性波裝置的工序中復(fù)合基板發(fā)生破損或圖案形成不良的用于彈性波裝置的復(fù)合基板。解決課題的方法本實(shí)用新型涉及一種用于彈性波裝置的復(fù)合基板，該復(fù)合基板通過粘合由可傳播彈性波的壓電晶體形成的壓電基板和熱膨脹系數(shù)小于所述壓電基板的支撐基板而形成，其特征在于，在23°C溫度環(huán)境下，當(dāng)將所述復(fù)合基板以使所述支撐基板在下方的狀態(tài)放置于平坦面時，所述復(fù)合基板沿著所述壓電晶體的X軸以其形狀呈朝向上側(cè)的凹形狀的方式彎曲，并且在ΙΟΟπιπιΦ范圍的所述X軸的SORI (此處，所謂的SORI是指以日本水晶設(shè)備工業(yè)會發(fā)行的QIAJ-B-007彈性表面波裝置用單結(jié)晶晶片的規(guī)格定義的S0RI)為50ym^ SORI ( 500 μ m。此處，壓電基板例如由LiTaO3 (鉭酸鋰)或者LiNbO3 (鈮酸鋰)構(gòu)成，支撐基板由硅、藍(lán)寶石或者氧化鋁構(gòu)成。另外，優(yōu)選地，所述壓電基板的厚度tl和所述支撐基板的厚度t2的比值為0.0004 ≤ tl/t2 ≤ 0.5。另外，優(yōu)選地，所述壓電基板和/或所述支撐基板的表面粗糙度Ra在0.2nm以下。另外，優(yōu)選地，所述壓電基板和所述支撐基板之間具備非結(jié)晶層，并且該非結(jié)晶層的厚度 t3 為 Inm ≤ t3 ≤ 15nm。另外，優(yōu)選地，所述壓電基板和所述支撐基板之間具備粘結(jié)層，并且該粘結(jié)層的厚度 t4 為 0.1 μ m ≤ t4 ≤ I μ m。實(shí)用新型的效果根據(jù)本實(shí)用新型，當(dāng)將所述復(fù)合基板在23°C的溫度環(huán)境下以使所述支撐基板在下方的狀態(tài)放置于平坦面時，復(fù)合基板事先沿著壓電晶體的X軸以其形狀呈朝向上側(cè)的凹形狀的方式彎曲，在制造彈性波裝置的工序中被加熱時，該彎曲起到如下作用:消除由壓電基板和支撐基板的熱膨脹之差的起因?qū)е碌幕宓膹澢?，因此能夠防止在制造彈性波裝置的工序中復(fù)合基板的破損和圖案形成不良的發(fā)生。

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施方案的用于彈性波裝置的復(fù)合基板的剖面圖。圖2是用于說明上述復(fù)合基板的初始彎曲的SORI的模式圖。圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施方案的用于彈性波裝置的復(fù)合基板的剖面圖。附圖標(biāo)記說明I復(fù)合基板11壓電基板12支撐基板13非結(jié)晶層14粘結(jié)層
具體實(shí)施方式
參照附圖對本實(shí)用新型的第 一實(shí)施方案進(jìn)行說明。圖1是第一實(shí)施方案的復(fù)合基板I的剖面圖。本實(shí)施方案的復(fù)合基板I具備壓電基板11、支撐基板12以及非結(jié)晶層13。壓電基板11是由可傳播彈性波的壓電晶體形成的基板。例如，由鉭酸鋰(LiTaO3)和鈮酸鋰(LiNbO3)等形成。對壓電基板11的大小沒有特別限定，例如，直徑為100-150mm，厚度 tl 為 0.2-50 μ m。支撐基板12是粘合于壓電基板11背面的基板。該支撐基板12由熱膨脹系數(shù)小于壓電基板11的材料形成。作為支撐基板12的材料，可以列舉出硅、藍(lán)寶石、氧化鋁等。其中，硅是作為用來制造半導(dǎo)體裝置的材料而最實(shí)用的材料，所以使得采用這樣的復(fù)合基板I而制作的彈性波裝置和半導(dǎo)體裝置的合成變得容易，所以硅為優(yōu)選材料。此外，當(dāng)作為壓電基板11使用LiTa03(鉭酸鋰)、作為支撐基板12使用硅時，這些熱膨脹系數(shù)分別為=LiTaO3是 16.lppm/°C ;娃是 2.55ppm/。。。對支撐基板12的大小沒有特別限定，例如，直徑為100_150mm，厚度t2為100-500 μ m。另外，由于支撐基板12采用比壓電基板11的熱膨脹系數(shù)小的材料，所以，溫度變化時的壓電基板11大小的變化被支撐基板12抑制。即提高該復(fù)合基板I的溫度特性。另外，優(yōu)選地，壓電基板11和/或支撐基板12的表面粗糙度Ra在0.2nm以下。此夕卜，此處所謂的表面粗糙度Ra是指JIS B0601:2001中定義的算術(shù)平均粗糙度Ra。表面粗糙度Ra可以用市售的觸針式表面粗糙度測量儀來測量。通過使壓電基板11、支撐基板12的表面粗糙度在0.2nm以下，能夠減輕彈性波的反射波對主波的不良影響。另外，當(dāng)支撐基板12背面的表面粗糙度Ra在0.2nm以下時，將支撐基板12吸附于靜電吸盤時，其能夠很好地被吸附。非結(jié)晶層13是對壓電基板11的下面和支撐基板12的上面進(jìn)行活性化的狀態(tài)下通過接合而形成的。由于非結(jié)晶層13的存在，能夠在較低溫度下牢固地接合壓電基板11和支撐基板12。此外，非結(jié)晶層13的厚度t3優(yōu)選為Inm彡t3彡15nm。當(dāng)非結(jié)晶層13的厚度t3超出此范圍時，會使接合力降低，因此不優(yōu)選。[0030]另外，如圖2所示，當(dāng)將復(fù)合基板I在23°C的溫度環(huán)境下以使支撐基板12在下方的狀態(tài)放置于平坦面P時，復(fù)合基板I沿著壓電晶體的X軸以其形狀呈朝向上側(cè)的凹形狀的方式彎曲，并且以在ΙΟΟ Π Φ范圍的X軸的SORI處于50μ 彡SORI ( 500 μ m的方式調(diào)整(以下，將這種事先形成的彎曲稱為初始彎曲，以區(qū)別于在制造彈性波裝置工序中的加熱而發(fā)生的彎曲)。此外，嚴(yán)格來說，所謂的復(fù)合基板I的SORI是指非吸附時的所有測量數(shù)據(jù)中最大值和最小值的差值，基準(zhǔn)面為最小二乘平面。另外，23°C是無塵室的標(biāo)準(zhǔn)溫度。就復(fù)合基板I的初始彎曲的SORI而言，例如，在通過非結(jié)晶層13粘合壓電基板11和支撐基板12時，將壓電基板11和支撐基板12導(dǎo)入真空室，通過控制向壓電基板11的下面和支撐基板12的上面照射氬原子束時的條件來進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)這種復(fù)合基板1，在23°C的溫度環(huán)境下，當(dāng)將所述復(fù)合基板以使支撐基板12在下方的狀態(tài)放置于平坦面P時，復(fù)合基板I預(yù)先沿著壓電晶體的X軸以其形狀呈朝向上側(cè)的凹形狀的方式彎曲，當(dāng)該彎曲(初始彎曲)在制造彈性波裝置的工序中復(fù)合基板I被加熱時，起到消除由壓電基板11和支撐基板12的熱膨脹之差起因?qū)е碌幕宓膹澢淖饔茫虼四軌蚍乐乖谥圃鞆椥圆ㄑb置的工序中的復(fù)合基板I的破損和圖案形成不良的發(fā)生。另外，當(dāng)初始彎曲的SORI小于50 μ m時，不能夠充分消除在制造彈性波裝置的工序中發(fā)生的彎曲，可能發(fā)生復(fù)合基板I的破損和圖案形成不良。另一方面，當(dāng)初始彎曲的SORI大于500 μ m時，難以使復(fù)合基板I吸附于靜電夾盤等。另外，優(yōu)選地，上述壓電基板11的厚度tl和支撐基板12的厚度t2的比值為0.0004 ( tl/t2 < 0.5。將tl/t2控制在該范圍，是為了調(diào)整初始彎曲和在制造彈性波裝置的工序中產(chǎn)生的彎曲的平衡。S卩，當(dāng)tl/t2小于0.0004時，由于在制造彈性波裝置的工序中被加熱時產(chǎn)生的彎曲過小，因此預(yù)先設(shè)置于復(fù)合基板I的初始彎曲殘留，從而不利于形成高精度圖案。另一方面，當(dāng)tl/t2大于0.5時，提高溫度時的彎曲變得過大，由此可能產(chǎn)生復(fù)合基板I的破損和圖案 形成不良。其次，對這種復(fù)合基板I的制造方法進(jìn)行說明。首先，準(zhǔn)備兩面經(jīng)過鏡面研磨的支撐基板和壓電基板。在分別清洗這些基板去除表面污潰后，將其放入真空室，在10_6Pa等級的真空中，用高速氬原子束(Ar beam)照射基板表面。此時，以室溫中的SORI成為50 μ m彡SORI ^ 500 μ m的方式控制氬原子束(Ar beam)對壓電基板和支撐基板12的照射量。然后，將這兩個基板粘合在一起，從而能得到粘合基板(研磨前的復(fù)合基板)。之后，在研磨機(jī)上研磨壓電基板使其變薄直至變成規(guī)定厚度，由此得到復(fù)合基板I。其次，參照附圖對本實(shí)用新型第二實(shí)施方案進(jìn)行說明。圖3是第二實(shí)施方案的復(fù)合基板2的剖面圖。本實(shí)施方案的復(fù)合基板2與第一實(shí)施方案不同之處在于，在壓電基板11和支撐基板12之間具備粘結(jié)層14，其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方案相同。粘結(jié)層14用于粘結(jié)壓電基板11的背面和支撐基板12的表面。該粘結(jié)層14是用于粘結(jié)壓電基板11和支撐基板12的絕緣樹脂粘結(jié)劑。作為粘結(jié)劑組合物的材料，可以列舉出環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂。另外，例如粘結(jié)層14的厚度優(yōu)選為0.1-1 μ m。當(dāng)粘結(jié)層14的厚度超出I μ m時，因?yàn)椴荒艹浞值氐玫教岣邚?fù)合基板2的溫度特性的效果，所以不優(yōu)選。另外，當(dāng)粘結(jié)層14的厚度小于0.1 μ m時，因?yàn)椴荒艿玫匠浞值恼辰Y(jié)強(qiáng)度，所以不優(yōu)選。[0039]其次，對復(fù)合基板2的制造方法進(jìn)行說明。首先，準(zhǔn)備兩面經(jīng)過鏡面研磨的支撐基板和壓電基板。分別清洗這些基板去除表面污潰，然后，將粘結(jié)劑組合物均勻涂覆于支撐基板的表面和壓電基板的背面中的至少一個面上。之后，將兩個基板粘合在一起，如果粘結(jié)劑組合物是熱固化樹脂則對其進(jìn)行加熱來固化；如果粘結(jié)劑組合物是光固化樹脂則對其進(jìn)行光照射來固化。由此，粘結(jié)劑組合物固化而形成粘結(jié)層14，從而能得到粘合基板(研磨前的復(fù)合基板)。此時，以室溫中的SORI變?yōu)?0 μ m彡SORI ^ 500 μ m的方式調(diào)整粘結(jié)時的溫度。之后，在研磨機(jī)上研磨壓電基板使其變薄直至變成規(guī)定厚度，由此得到復(fù)合基板2。根據(jù)復(fù)合基板2，與第一實(shí)施方案的復(fù)合基板I同樣地，能夠防止在制造彈性波裝置的工序中的復(fù)合基板2的破損和圖案形成不良的發(fā)生。以下對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行說明。實(shí)施例1準(zhǔn)備兩面為鏡面的厚度為230μπι的LiTa03(鉭酸鋰)晶片(壓電基板)和厚度為500 μ m的硅晶片(支撐基板)，分別清洗這些基板去除表面污潰后，將其放入真空室，在10_6Pa等級的真空中，用氬原子束(Ar beam)照射晶片表面。以此時的室溫中的SORI變?yōu)?00 μ m的方式控制氬原子束(Ar beam)對LiTaO3 (鉭酸鋰)基板和硅基板的照射量。具體來說，以相同輸出功率的氬原子束對LiTaO3 (鉭酸鋰)基板照射90秒，對硅基板照射40秒，此時，LiTaO3(鉭酸鋰)基板溫度比硅基板溫度約高3°C。之后，將晶片的原子束照射面互相接觸，然后對其施加1500千克力(Kgf)來接合晶片。對該晶片的LiTaO3(鉭酸鋰)面進(jìn)行研磨加工直至其厚度變成50 μ m。將晶片以使支撐基板在下方的狀態(tài)放置在平坦面時，晶片呈沿著壓電晶體的X軸朝向上側(cè)彎曲的凹形狀。另外，得到的該初始彎曲的SORI為280 μ m,與預(yù)測值大致相同。實(shí)施例2用同樣的方法，以相同輸出功率的氬原子束對LiTa03(鉭酸鋰)基板照射70秒，對硅基板照射65秒，此時LiTaO3 (鉭酸鋰)基板溫度比硅基板溫度約高IV。然后對其施加1500千克力(Kgf)來接合晶片，對該晶片的LiTaO3(鉭酸鋰)面進(jìn)行研磨加工直至其厚度變成50 μ m。以支撐基板為下方，將晶片放置在平坦面時，晶片呈沿著壓電晶體的X軸朝向上側(cè)彎曲的凹形狀，得到的其初期彎曲初始彎曲的SORI為60 μ m，與預(yù)測值大致相同。比較例I用和上述相同的方法調(diào)整氬原子束的照射條件，制造了在23°C下的初始彎曲的SORI為20 μ m的呈朝向上側(cè)的凹形狀的晶片。比較例2進(jìn)而用氬原子束對LiTaO3 (鉭酸鋰)側(cè)照射180秒，對Si (硅)側(cè)照射40秒，并且進(jìn)行了接合。研磨后的晶片的彎曲變得非常大，為550 μ m。評價當(dāng)將實(shí)施例1的晶片放在加熱板上加熱至80°C時，晶片的彎曲方向逆轉(zhuǎn)，并使支撐基板在下方時呈朝向上側(cè)的凸形狀。利用激光位移計(jì)測得晶片的彎曲為70μπι，正如預(yù)測的一樣，確認(rèn)了通過初始彎曲充分消除了在制造彈性波裝置的工序中產(chǎn)生的彎曲的效果。同樣，在實(shí)施例2中，當(dāng) 加熱溫度超過35°C時，彎曲方向逆轉(zhuǎn)，呈朝向上側(cè)的凸形狀。進(jìn)一步加熱至80°C時,彎曲為170 μ m,由此能夠確認(rèn)在實(shí)施通常的光刻工序(Lithographyprocess)時能夠充分抑制小的彎曲。—方面，當(dāng)將比較例I的晶片放在加熱板上加熱至80°C時，朝向上側(cè)的凸形狀的彎曲變成了 270 μ m以上。當(dāng)將其轉(zhuǎn)移至真空吸附板時，由于彎曲過大而發(fā)生了破損。另一方面，當(dāng)將比較例2的晶片加熱至80°C時，晶片的彎曲方向依然是朝向上側(cè)的凹形狀，彎曲為240μπι。雖然嘗試了吸附該晶片，但是只能吸附晶片的中心部分，而不能固定晶片。由此可以確認(rèn):根據(jù)本實(shí)用新型的復(fù)合基板，通過初始彎曲能夠消除在制造彈性波裝置的工序中發(fā)生的彎曲，能夠防止復(fù)合基板的破損和圖案形成不良。此外，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施方案和實(shí)施例的任何限制，本實(shí)用新型理所當(dāng)然地能夠通過屬于本實(shí)用新型的技術(shù)范圍內(nèi)的種種方式來實(shí)現(xiàn)。例如,初始彎曲的SORI的調(diào)整方法也可以是上述的利用氬原子束(Ar beam)照射量進(jìn)行控制之外的方法。
權(quán)利要求1.一種用于彈性波裝置的復(fù)合基板，通過粘合由可傳播彈性波的壓電晶體形成的壓電基板和熱膨脹系數(shù)小于所述壓電基板的支撐基板而形成，其特征在于， 在23°c溫度環(huán)境下，當(dāng)將所述復(fù)合基板以使所述支撐基板在下方的狀態(tài)放置于平坦面時，所述復(fù)合基板沿著所述壓電晶體的X軸以其形狀呈朝向上側(cè)的凹形狀的方式彎曲，并且在ΙΟΟι πιΦ范圍的所述X軸的SORI為50 μ m彡SORI ( 500 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于彈性波裝置的復(fù)合基板，其特征在于，所述壓電基板的厚度tl與所述支撐基板的厚度t2的比值為0.0004 ( tl/t2 ( 0.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于彈性波裝置的復(fù)合基板，其特征在于，所述壓電基板和/或所述支撐基板的表面粗糙度Ra在0.2nm以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于彈性波裝置的復(fù)合基板，其特征在于，所述壓電基板和所述支撐基板之間具備非結(jié)晶層，并且該非結(jié)晶層的厚度t3為Inm15nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于彈性波裝置的復(fù)合基板，其特征在于，所述壓電基板和所述支撐基板之間具備粘結(jié)層，并且該粘結(jié)層的厚度t4為0.1 μ m < t4 < I μ m。
6.一種用于彈性波裝置的復(fù)合基板，通過粘合由可以傳播彈性波的LiTaO3或者LiNbO3的壓電晶體形成的壓電基板和由硅、藍(lán)寶石、或者氧化鋁構(gòu)成的支撐基板而形成，其特征在于， 在23°C溫度環(huán)境下，當(dāng)將所述復(fù)合基板以使所述支撐基板在下方的狀態(tài)放置于平坦面時，所述復(fù)合基板沿著所述壓電晶體的X軸以其形狀呈朝向上側(cè)的凹形狀的方式彎曲，并且在ΙΟΟι πιΦ范圍的所述X軸的SORI為50 μ m彡SORI ( 500 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于彈性波裝置的復(fù)合基板，其特征在于，所述壓電基板的厚度tl與所述支撐基 板的厚度t2的比值為0.0004 ( tl/t2 ( 0.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于彈性波裝置的復(fù)合基板，其特征在于，所述壓電基板和/或所述支撐基板的表面粗糙度Ra在0.2nm以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于彈性波裝置的復(fù)合基板，其特征在于，所述壓電基板和所述支撐基板之間具備非結(jié)晶層，并且該非結(jié)晶層的厚度t3為Inm15nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于彈性波裝置的復(fù)合基板，其特征在于，所述壓電基板和所述支撐基板之間具備粘結(jié)層，并且該粘結(jié)層的厚度t4為0.1 μ m < t4 < I μ m。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種通過粘合壓電基板(11)和支撐基板(12)而形成的用于彈性波裝置的復(fù)合基板(1)，其中，復(fù)合基板(1)在23℃溫度環(huán)境下以使支撐基板(12)在下方的狀態(tài)放置于平坦面(P)時，復(fù)合基板(1)沿著所述壓電晶體的X軸以其形狀呈朝向上側(cè)的凹形狀的方式彎曲，并且在100mmΦ范圍的所述X軸的SORI為50μm≤SORI≤500μm。通過用這種方式控制SORI，能夠消除在制造彈性波裝置的工序中發(fā)生的彎曲，并能夠防止復(fù)合基板(1)的破損和圖案形成不良。
文檔編號H03H9/02GK202931261SQ201220640030
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者多井知義, 堀裕二 申請人:日本礙子株式會社