弹性波元件用复合基板及弹性波元件的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明关于效率高、频率的温度特性好的弹性波元件。
【背景技术】
[0002]声表面波(Surface Acoustic Wave)元件被广泛用作手机等通信机器的带通滤波器。伴随手机等的高性能化，利用了声表面波元件的滤波器也要求高性能化。
[0003]但是，声表面波元件存在因温度变化而通带移动的问题。特别是目前多被使用的铌酸锂和钽酸锂，机电耦合系数大，对实现宽带的滤波器特性是有利的。但是，铌酸锂和钽酸锂的温度稳定性差。
[0004]例如，使用了钽酸锂的声表面波滤波器的频率温度系数为_35ppm/°C，在设想的使用温度范围内的频率变动大。因此，必须降低频率温度系数。
[0005]专利文献I (日本专利特开平5-335879)记载的声表面波元件中，是在铌酸锂基板的表面形成梳形电极后，形成覆盖基板表面及梳形电极的氧化硅膜。由此降低频率温度系数。
[0006]此外，专利文献2 (日本专利特开2009-278610)记载的声表面波元件中，将热膨胀系数更小的硅等构成的支承基板，对于钽酸锂单晶等构成传播基板，通过厚度0.1 μπι?1.0 μπι的有机粘合剂层进行粘合，由此成功地降低频率温度系数。
【发明内容】
[0007]专利文献I (日本专利特开平5-335879)记载的元件中，由于是在铌酸锂基板的表面形成氧化硅层而覆盖梳形电极，因此降低频率温度系数的话，氧化硅层会拘束铌酸锂基板，声表面波的传播效率会下降，声表面波滤波器的情况下Q值会恶化。
[0008]专利文献2 (日本专利特开2009-278610)记载的元件中，虽然可以降低频率温度系数，但是为了使温度系数接近零，必须例如使钽酸锂构成的传播基板的厚度变得非常薄。但是，传播基板变薄的话，接合界面的体(bulk)波的反射会相应变大，容易产生不需要的寄生波。
[0009]本发明的课题是降低弹性波元件的频率温度系数。
[0010]本发明涉及的弹性波元件用复合基板，具备支承基板以及与支承基板接合、由压电单晶构成、传播弹性波的传播基板，其特征在于，传播基板具有所述压电单晶的晶格畸变的表面晶格畸变层。
[0011]此外，本发明涉及的弹性波元件的特征在于，具备所述复合基板以及设置在传播基板上的电极图案。
[0012]本发明者在压电单晶构成的传播基板的表面，形成了其晶格畸变的晶格畸变层。SP，对传播基板的截面拍摄高分辨率透射型电子显微镜(TEM)像后，TEM像可看出对比度。即，传播基板的表面附近如图5所示，确认到了对比度不同的发黑的薄层。
[0013]此种低倍率TEM像中出现的对比度不同的层，是由于晶格缺陷或晶格畸变而产生的。于是，本发明者将高分辨率的TEM像进行快速傅立叶变换(FFT:Fast FourierTransform)，得到了 FFT图案(pattern)。结果没有发现由于晶体缺陷而产生的点。因此确认，传播基板的表面出现的对比度不同的薄层，不是由于晶格缺陷而产生的层，而是具有晶格畸变的层。
[0014]如此形成的传播基板表面的晶格畸变层，比构成传播基板整体的压电单晶硬，具有抑制温度变化引起的伸缩的效果，可降低频率温度系数。此外，表面晶格畸变层的音速快，显示出对基板表面附近的弹性能量的约束效果。通过该能量约束效果，可期待提升弹性波的传播效率。
【附图说明】
[0015]图1(a)是示意性的显示声表面波元件6的截面图，图1(b)是示意性的显示图1(a)的元件6的俯视图。图1(a)相当于图1(b)的Ia-1a截面。
[0016]图2(a)是示意性的显示其他的声表面波元件10的截面图，图2 (b)是示意性的显示图2(a)的元件10的俯视图。图2(a)相当于图2(b)的IIa-1Ia截面。
[0017]图3(a)、(b)分别是示意性的显示又一其他声表面波元件6A、10A的截面图。
[0018]图4显不本发明的传播基板3的不意图。
[0019]图5本发明的传播基板的透射型电子显微镜照片。
[0020]图6(a)、(b)、(C)是用于说明本发明的元件的制造流程的图。
[0021]图7(a)、(b)、(C)是用于说明本发明的元件的制造流程的图。
【具体实施方式】
[0022](声表面波元件的例子)
[0023]图1 (a)、图1 (b)的声表面波元件6中，支承基板I的接合面Ib上介由粘合剂层2接合有传播基板3的接合面3b。Ia是支承基板I的底面。在传播基板的表面3a形成输入电极4及输出电极5，得到横向型的声表面波元件6。声表面波从输入电极4向着输出电极5，按箭头7传播，构成声表面波滤波器。
[0024]此外，手机用的声表面波滤波器中，主要使用共振型的声表面波元件。图2(a)、图2(b)涉及此例。图2(b)显示共振型的声表面波元件的电极图案例。
[0025]图2(a)、图2(b)的声表面波元件10中，支承基板I的接合面Ib上介由粘合剂层2接合有传播基板3的接合面3b。Ia是支承基板I的底面。在传播基板的表面3a形成电极16、17、18，得到共振型的声表面波元件。
[0026]图3(a)的声表面波元件6A中，支承基板I的接合面Ib上直接接合有传播基板3的接合面3b。在传播基板的表面3a形成输入电极4及输出电极5，得到横向型的声表面波元件6A。声表面波从输入电极4向着输出电极5，按箭头7传播，构成声表面波滤波器。
[0027]图3(b)的声表面波元件1A中，支承基板I的接合面Ib上直接接合有传播基板3的接合面3b。Ia是支承基板I的底面。在传播基板的表面3a形成电极16、17、18，得到共振型的声表面波元件。
[0028](表面晶格畸变层)
[0029]在这里，本发明中，如图4所示，在传播基板3的表面3a侧，形成有表面晶格畸变层11。12是没有特别设置晶格畸变的层。
[0030]对于传播基板3的横截面，拍摄高分辨率透射型电子显微镜(TEM)像的话，如图5所示，TEM像中可以看出表面对比度。将此种高分辨率的TEM像进行快速傅立叶变换(FFT:Fast Fourier Transform)，得到FFT图案。其结果是，没有确认到因晶体缺陷而产生的点。因此确认，传播基板的表面出现的对比度不同的薄层，不是因晶格缺陷而产生的层，而是具有晶格畸变的层。
[0031]传播基板的表面存在的晶格畸变层的厚度，基于实际制造的观点，多在15 μπι以下，优选ΙΟμπι以下。进一步优选8μηι以下。此外，传播基板的表面存在的晶格畸变层的厚度基于插入损耗的观点，优选5 μπι以下，进一步优选3 μπι以下。传播基板的表面存在的晶格畸变层的厚度没有特别的下限，但优选在I ym以上。
[0032]但是，传播基板的表面存在的晶格畸变层的厚度，在上述的传播基板3的横截面的TEM像中，是指表面存在的、与构成传播基板的晶体对比度不同的层状区域的厚度。
[0033]本发明中，在该表面晶格畸变层上形成上述的电极图案。传播基板表面的晶格畸变层，比构成传播基板整体的压电单晶硬，具有抑制温度变化引起的伸缩的效果，可降低频率温度系数。此外，表面晶格畸变层的音速快，显示出对基板表面附近的弹性能量的约束效果。通过该能量约束效果，可以期待提升弹性波的传播效率。
[0034]以下更详细说明本发明的各要素。
[0035](弹性波元件)
[0036]本发明的弹性波元件，除了声表面波，也可以是使用在传播基板内部传播的兰姆波的元件。弹性波元件，特别优选是声表面波滤波器或谐振器(resonator)。声表面波滤波器优选为带通滤波器，此外，谐振器是声表面波振荡元件，包含I接口型和2接口型。
[0037]弹性波元件也可以是兰姆波型共振子，其具备间插设置在传播基板表面的多个指状电极构成的IDT电极、以及配设在IDT电极的兰