弹性波元件的制作方法

本发明涉及弹性波元件。

背景技术：

过去，已知以改善电学特性为目的，在将支承基板和压电基板贴合的复合基板设置电极来制作弹性波元件。在此，弹性波元件例如作为便携电话等通信设备中的带通滤波器使用。另外，已知复合基板作为压电基板而使用铌酸锂或钽酸锂，作为支承基板而使用硅或石英、陶瓷等(例如参考特开2006-319679号公报)。

技术实现要素：

发明要解决的课题

但近年来，移动通信中所用的便携终端装置推进小型化、轻量化，并且为了实现高的通信品质而谋求具备更高电学特性的弹性波元件。例如为了减低输入输出信号向相邻信道的泄漏，谋求通频带外的特定频率带中的衰减特性卓越的弹性波元件。

本公开鉴于这样的课题而提出，其目的在于，提供电学特性卓越的弹性波元件。

用于解决课题的手段

本公开的弹性波元件具备idt电极、第1基板和第2基板。idt电极具备多个电极指，激振声表面波。第1基板由压电晶体构成，具备上表面和下表面，在下表面直接或间接地接合第2基板。所述idt电极位于该上表面。并且该第1基板的厚度，小于以所述多个电极指的重复间隔的2倍定义的声表面波波长λ。第2基板与所述第1基板的下表面接合，由设声阻抗i(mrayl)、横波音速v(m/s)时满足式(1)的材料构成。

-0.0085×v+45.75≤i≤-0.0085×v+65.75(1)

另外，本公开的弹性波元件具备idt电极、第1基板和第2基板。idt电极具备多个电极指，激振声表面波。第1基板由压电晶体构成，具备上表面和下表面，在下表面直接或间接地接合第2基板。所述idt电极位于该上表面，是小于以所述多个电极指的重复间隔的2倍定义的声表面波波长λ的厚度。第2基板是与所述第1基板的下表面接合、由面取向(100)面或(110)面以及与它们等效的面的si单晶构成的基板，在从重合的所述第1基板的上表面观察时，相对于弹性波的传播方向，与所述第2基板的上表面平行的所述si单晶的晶轴以25°～65°、115°～155°、205°～254°以及295°～345°的任一者的角度倾斜。

另外，本公开的其他弹性波元件具备idt电极、第1基板、中间层和第2基板。idt电极具备多个电极指，激振声表面波。关于第1基板，所述idt电极位于其上表面，是小于以所述多个电极指的重复间隔的2倍定义的声表面波波长λ的厚度，由压电晶体构成。中间层具备第1面和第2面，所述第1面与所述第1基板的下表面接合，由与所述第1基板相比横波音速更慢的材料构成。第2基板，由与所述第2面接合的si单晶构成。

发明的效果

根据上述的结构，能提供电学特性卓越的弹性波元件。

附图说明

图1(a)是本公开所涉及的复合基板的顶视图，图1(b)是图1(a)的部分破断立体图。

图2是本公开所涉及的saw元件的说明图。

图3是表示第1基板的厚度与体波杂散的产生频率的关系的线图。

图4(a)是表示图2所示的saw元件的频率特性的线图，图4(b)是表示现有的saw元件的频率特性的线图。

图5是表示第2基板的材料参数与saw元件的频率特性的频率变化率的相关的等高线图。

图6是说明第2基板的晶轴的图。

图7(a)～图7(c)分别表示使晶面和传播角度不同时的频率变化率。

图8(a)、图8(b)是表示saw元件的频率特性的线图。

图9是表示第2基板的电阻率与saw元件的频率特性的相关的线图。

图10是表示图2所示的saw元件的变形例的截面图。

图11是用于制造弹性波元件30a的复合基板的部分破断立体图。

图12是表示弹性波元件30a的频率特性的线图。

图13是表示比较例的弹性波元件所涉及的频率特性的线图。

图14(a)～图14(c)分别表示使晶面和传播角度不同时的弹性波元件的频率变化率。

图15(d)～图15(f)分别表示使晶面和传播角度不同时的弹性波元件的频率变化率。

图16(a)、图16(b)是表示saw元件的频率特性的线图。

图17是表示第2基板的电阻率与saw元件的频率特性的相关的线图。

图18是用于制造saw元件30b的复合基板的部分破断立体图。

图19是计算相对于第2中间层的厚度的saw元件的频率变化率的线图。

图20(a)是计算相对于第1中间层的厚度的saw元件的频率变化率的线图，图20(b)是计算频率变化率良好的第1中间层的厚度的范围的图，是表示第1中间层与第2中间层的厚度的关系的线图。

图21(a)是计算相对于第1中间层的厚度的saw元件的频率变化率的线图，图21(b)是计算频率变化率良好的第1中间层的厚度的范围的图。

图22(a)、(b)是表示本公开的saw元件的频率特性的线图。

图23(a)～图23(c)分别是使晶面和传播角度不同时的弹性波元件的频率变化率的线图。

图24(a)、图24(b)是本公开的其他示例的计算相对于第1中间层的厚度的弹性波元件的频率变化率的线图。

图25是在saw元件30中计算第1基板的厚度和第2基板的传播角和体波杂散的最大相位值的相关的线图。

图26是在saw元件30中计算第1基板的厚度和第2基板的传播角和体波杂散的最大相位值的相关的线图。

图27是在saw元件30中计算第1基板的厚度和第2基板的传播角和体波杂散的最大相位值的相关的线图。

图28是在saw元件30a中计算第1基板的厚度和第2基板的传播角和体波杂散的最大相位值的相关的线图。

图29是在saw元件30a中计算第1基板的厚度和第2基板的传播角和体波杂散的最大相位值的相关的线图。

图30是在saw元件30a中计算第1基板的厚度和第2基板的传播角和体波杂散的最大相位值的相关的线图。

图31是在saw元件30中将第1基板的厚度和第2基板的传播角和体波杂散的最大相位值的相关汇总的表。

图32是在saw元件30a中将第1基板的厚度和第2基板的传播角和体波杂散的最大相位值的相关汇总的表。

具体实施方式

以下使用附图来详细说明本公开的弹性波元件的一例。

《实施方式：弹性波元件30》

(复合基板)

本实施方式的复合基板1如图1所示那样是所谓的贴合基板，由第1基板10、和与第1基板10直接或间接接合的第2基板20构成。在此，图1(a)表示复合基板1的顶视图，图1(b)表示将复合基板1的一部分破断的立体图。

第1基板10由压电材料构成。在该示例中，第1基板10由钽酸锂(litao3、以下称作「lt」)结晶所形成的有压电性的单晶的基板构成。具体地，例如第1基板10由36°～55°y-x切割的lt基板构成。

第1基板10的厚度固定，以波长比描述的话不足1λ。更具体地，可以不足0.8λ，可以设为0.2λ～0.6λ。在此，所谓波长，定义为构成后述的idt电极31的电极指32的重复间隔(间距)p的2倍。第1基板10的平面形状以及各种尺寸也可以适宜设定。另外，lt基板的结晶的x轴和声表面波(surfaceacousticwave：saw)的传播方向大致一致。

第2基板20具备能支承第1基板10的强度，只要满足后述的条件(参考图5)，其材料就没有特别限定，但可以用与第1基板10的材料相比热膨胀系数更小的材料形成。在该示例中由硅(si)形成。通过使用这样的材料，若出现温度变化，就会在第1基板10产生热抵消，这时第1基板10的弹性常量的温度依赖性和抵消依赖性抵消，进而弹性波元件(saw元件)的电学特性的温度变化减低(温度特性补偿)。在本公开中，作为第2基板20而使用单晶si。关于si的晶体取向等而后述。

第2基板20的厚度例如固定，可以适宜设定。其中第2基板20的厚度考虑第1基板10的厚度来设定，以适于进行温度补偿。另外，本公开的第1基板10的厚度由于非常薄，因此第2基板20考虑为能支承第1基板10的厚度来决定。作为一例，可以设为第1基板10的厚度的10倍以上，第2基板15的厚度是50～600μm。第2基板20的平面形状以及各种尺寸可以与第1基板10同等，也可以是第1基板10更小。

另外，可以以基板整体的强度提升、防止热抵消引起的翘曲、在第1基板10施加更强的热抵消为目的，在第2基板20的与第1基板10相反侧的面贴附与第2基板20相比热膨胀系数更大的未图示的第3基板。第3基板在第2基板20由si构成的情况下，能使用陶瓷基板、cu层、树脂基板等。另外，在设置第3基板的情况下，可以减薄第2基板2的厚度。

第1基板10以及第2基板20，将粘结面用等离子或离子枪、中子枪等进行激活处理后，不使粘结层介于其间地贴合，即，通过所谓的直接接合而贴合。换言之，第1基板10与第2基板20的接合面具备能直接接合的平坦度。一般来说，能直接接合的接合面的算术平均粗糙度不足5nm。通过将具有这样的接合面的基板彼此接合，以隔着所谓树脂或金属等接合层进行接合不同，两基板彼此的晶面彼此接触，声学上的边界变得清晰。

另外，由于在第1基板10与第2基板20之间不存在作为接合层发挥功能的树脂、粘结剂等，因此能抑制预料外的寄生电容的产生，并能将在第1基板10的上表面产生的热良好地散热到第2基板20侧。另外，只要能发挥下述说明的效果，就也可以在两基板的接合侧的面形成自然氧化膜、扩散防止用的保护膜、各种中间层或变性层等。

复合基板1被区分成图2所示那样的多个区划，其一个区分分别成为saw元件30。具体地，将复合基板1按各区划裁出而单片化，做成saw元件30。saw元件30在第1基板10的上表面形成激振saw的idt电极31。idt电极31具有多根电极指32，saw沿着其排列方向传播。在此，该排列方向与第1基板10的压电晶体的x轴(以下有时表征为xlt)大致平行。

在此，saw元件30能通过使用复合基板1来抑制温度变化引起的频率特性(电学特性)变化。

另外，第1基板10薄且贴合第2基板20。由此在saw元件30中，体波在第1基板10的下表面反射并再度输入idt电极31，由此在特定的频率产生被称作体波杂散的脉动。体波杂散特别在第2基板20的音速快于在第1基板10传播的saw的音速的情况下(第1基板10为lt或linbo3等、第2基板20为蓝宝石或si等的情况下)变得显著。这是因为，由于音速的差而体波被封入第1基板10内，第1基板10恰好进行使体波传播的波导路那样的动作，该体波和idt电极31在特定的频率下进行耦合。

将产生该体波杂散的频率与第1基板10的厚度的关系的模拟结果在图3示出。在图3中，纵轴表示将谐振频率归一化的归一化频率(单位：无)，横轴以波长比(单位：无)表示第1基板10的厚度。模拟用以下的参数进行。

·第1基板10：lt42°y切割-x传播

·idt电极的间距p：1μm(λ＝2μm)

·电极材料：al(厚度0.08λ)

·第2基板20：si面取向(111)

另外，虽然模拟以上述尺寸进行，但图3在纵轴、横轴都以归一化的值表示。因此，图3的关系能适用任意的λ的情况。另外，作为第2基板20而使用si，但若作为第2基板20使用音速快于在第1基板10传播的saw的音速的材料也成为同样的结果。

如从图3所明确的那样，能确认到在各种模的各种阶数的体波杂散的产生中，随着第1基板10的厚度变薄而出现在最低的频率的体波杂散整体不断向高频侧移位的情形。另外，模1、2分别是慢的横波、快的横波引起的杂散，“-”以下的数字是对各个波引起的杂散按产生频率从低到高的顺序标注的编号。模1-1、模2-1分别是慢的横波和快的横波引起的杂散的出现在最低的频率的体波杂散。并且在将第1基板10的厚度设为不足1λ的情况下，能抑制一般在对saw元件30求得的谐振频率近旁发现体波杂散。另外，在第1基板10的厚度不足0.8λ的情况下，能抑制在谐振频率以及反谐振频率的双方的近旁发现体波杂散。由此能提供抑制了体波杂散的影响的saw元件30。

进而，在将第1基板10的厚度设为0.2λ～0.6λ的情况下，由于到更高的频率带为止都不会产生体波杂散，因此能提供具备卓越的电学特性的saw元件30。另外，在第1基板10的厚度比0.2λ薄的情况下，如图3所示那样作为谐振器的动作发生变化。具体地，谐振频率fr与反谐振频率fa的差分(频率fa-fr)变小。为此，为了发现稳定的频率特性，可以将第1基板10的厚度设为0.2λ以上。

另外，将第1基板10的厚度减薄的saw元件30例如在特开2004-282232号公报、特开2015-73331号公报、特开2015-92782号公报公开。

在图4(a)示出将第1基板10的厚度设为0.4λ、0.5λ时的saw元件30的谐振器特性。另外，第2基板20使用si单晶、且面取向为(111)的基板。该晶面的欧拉角显示是(-45，-54.7，0)。另外，为了比较，在图4(b)示出将第1基板10的厚度设为5λ的情况下的谐振器特性。另外，5λ这样的厚度是运用在saw元件的贴合基板中通常所用的厚度。

如从图4所明确的那样，根据saw元件30，能使体波杂散的频率是高频侧。其结果，除了在谐振频率/反谐振频率附近的频率带以外，在比反谐振频率高频侧的大的频率范围也不存在体波杂散，能提供损耗少、电学特性卓越的saw元件30。另外，在图4(a)中，用箭头表示体波杂散。

如此，通过减薄第1基板10的厚度，能提供电学特性卓越的saw元件30。但另一方面，由于第1基板10的厚度比波长薄，因此saw的振动的一部分也会抵达第2基板20。为此saw元件30受到第2基板20的材料的影响和第1基板10的厚度的影响。

<抑制频率变化率的第2基板材料规定>

在图4(a)中所用的saw元件30，也在第1基板10的厚度为0.4λ和0.5λ的情况下，能确认到谐振频率、反谐振频率若干偏离。即，能通过第1基板10的厚度的变化确认到电学特性发生变化。这表示，由于第1基板10的厚度的偏差从而频率特性变动。第1基板10是研磨单晶基板或以薄膜工艺成膜而形成的。为此，在实际的制造工序中膜厚的偏差是不可避免的。为此，为了实现作为saw元件30而稳定的频率特性，需要对第1基板10的厚度提高鲁棒性。

具体地，需要减低相对于第1基板10的厚度的变化的频率变化率。在此，求取第1基板10的厚度变化时的谐振频率以及反谐振频率的变化率的绝对值，频率变化率定义为它们平均值。并且频率变化率用以下的数式表征。

(δf/f)/(δt/t)＝(|(δfr/fr)/(δt/t)|+|(δfa/fa)/(δt/t)|)/2

在此，f是指频率，fr是指谐振频率，fa是指反谐振频率，t是指第1基板10的厚度。另外，δ表示其变化量。频率变化率的单位是无维度的，但为了容易理解而表示为％/％。在该频率变化率小的情况下，saw元件的鲁棒性变高。

在图5示出使第2基板20的材料参数变化来模拟这样的频率变化率的结果。在图5中，横轴表示在第2基板20中传播的横波体波的音速v(单位：m/s)，纵轴表示第2基板20的声阻抗i(单位：mrayl)，示出频率变化率的等高线图。

如从图5所明确的那样，在作为第2基板20而满足特定的材料参数的情况下，能减低频率变化率。具体地，在构成第2基板20的材料的声阻抗i(单位：mrayl)、横波的音速v(单位：m/s)满足以下的式(1)的关系的情况下，能减低频率变化率。

-0.0085×v+45.75≤i≤-0.0085×v+65.75式(1)

满足式(1)的范围是被夹在图5中所示的2条虚线之间的区域。

另外，若在第2基板20中传播的横波体波的音速v成为与在压电基板传播的saw的音速同程度以下，就会在谐振特性中产生杂散，或在第2基板20侧出现音波的泄漏而损失变大。为此，v优选大致4400m/s以上。另外，若声阻抗i过小，则第2基板20的效果变小，频率变化率变大。为此i期望5mrayl以上。

作为满足这样的关系的材料而能例示si或tio2。上述那样作为第2基板20而优选的材料的条件对于后述的saw元件30a、30b也同样。

<第2基板(si)的面取向以及传播角>

另外，即使是相同材料，也会因晶体取向等的差异从而频率变化率的值发生变化。为此，在作为第2基板20而使用si单晶基板时，模拟使其面取向、相对于第1基板10的x轴(xlt)的倾斜角度(ψ传播角度)不同时的频率变化率。

在此对某晶体的面取向下的传播角度ψ的意义进行说明。

在图6对si单晶的各面取向和其欧拉角显示和传播角度ψ进行例示，对第1基板10的x轴(saw传播方向、xlt)与si晶轴的倾斜角度进行说明。若以si欧拉角显示来表示单晶的(100)面，则成为(90，90，ψ)。同样地，(110)面成为(-45，-90，ψ)，(111)面成为(-45，-54.7，ψ)。ψ＝0时，在图6的上段(1-1、2-1、3-1)示出具备这样的各面取向的si的晶轴xsi、ysi、zsi与第1基板10的xlt的关系。另外，图6表征从上表面观察第1基板10、第2基板20的情况下的晶轴的朝向，表示得长的轴沿着基板表面，表示得短的轴相对于基板表面倾斜。第1基板10和第2基板20如图6上段左端所示的晶片的图那样，直接重叠而接合。

然后从图6上段的状态使si结晶(构成第2基板20的结晶)以其基板上表面的法线矢量为中心ψ旋转。换言之，使与基板的上表面平行的晶轴在面方向旋转。另外，第1基板10和第2基板20为了重合，两基板的上表面的法线矢量一致。这时的欧拉角显示成为以下。

(100)面ψ旋转：(90，90，ψ)

(110)面ψ旋转：(-45，-90，ψ)

(111)面ψ旋转：(-45，-54.7，ψ)

在图6下段(1-2、2-2、3-2)示出这样的旋转后的si结晶的晶轴xsi、ysi、zsi与第1基板10的x轴(xlt)的关系。第1基板10的压电晶体的x轴是图的上下方向。如此，将使ψ旋转的情况称作某面取向的ψ传播角度。另外，si由于是立方晶，因此晶轴xsi、ysi、zsi是等效的，本公开的讨论在替换xsi、ysi、zsi轴的等效方向上全都成立。

在此，在图7示出模拟对各面取向使ψ变化时的saw元件的频率变化率的结果。在图7中，横轴是传播角度ψ(单位：deg)，纵轴是频率变化率。另外，图7(a)～(c)分别是将第1基板10的厚度设为0.4λ、0.5λ、0.6λ的情况下的模拟结果。

一般所用的si单晶晶片是面取向(111)、定向平面(110)，在将其与一般所用的lt晶片(定向平面取向[100]；如图6那样切断成定向平面与xlt垂直)接合使得定向平面对齐的情况下，成为si(111)面的0°传播品。

如从该图明确的那样，在使用(100)面、(110)面且将ψ传播角度以45°为中心设为±20°的情况下，能将频率变化率与一般的晶面相比抑制得更小。进而，在以45°为中心设为±15°的情况下，能使频率变化率不足0.005％/％，能提供频率变化率更小、能发现稳定的电学特性的saw元件30。

在此，图7所示那样的基于ψ传播角度的频率特性的变动以90°或180°的周期变动。为此，与将ψ传播角度以45°为中心设为±20°的情况等效的ψ传播角度，为25°～65°、115°～155°、205°～254°以及295°～345°。

另外，在将上述那样一般所用的lt晶片和定向平面方向对齐来接合的情况下，在面取向(100)、ψ传播角度45°的情况下，使用面取向(100)、定向平面方向(110)的si晶片以及其等效的取向即可，在面取向(110)、ψ传播角度45°的情况下，使用将面取向(110)定向平面方向从(110)倾斜45°的si晶片以及其等效的取向即可。

另外，如从图7所明确的那样，随着第1基板10的厚度变厚从而频率变化率变小。从体波杂散的观点出发，第1基板10的厚度越薄则产生频率越高频化，从而越能扩大没有体波杂散的频率带，但从减低频率变化率的观点出发，优选加厚厚度。根据以上，可以将第1基板10的厚度设为能起到两方的效果的0.4λ～0.6λ。

在图8示出这样的saw元件30的频率特性。在图8中，横轴表示频率(单位：mhz)，纵轴表示阻抗的绝对值(单位：ohm)，表征将第1基板10的厚度设为0.4λ时和设为0.5λ时的频率特性。用实线表示厚度0.4λ的特性，用虚线表示厚度0.5λ的特性。另外，在图8(a)中将第2基板20的面取向设为(100)面来做出45°传播品。同样地，在图8(b)中将第2基板20的晶面设为(110)面来使用45°传播品。在线图的横向右侧示出它们的晶轴的关系。

如从图8所明确的那样，根据saw元件30，即使第1基板10的厚度变动，谐振频率、反谐振频率、谐振频率与反谐振频率的差分也都没有变动，确认到能抑制频率特性的变化。特别如比较图4(a)和图8也得以明确的那样，在将第2基板20的晶体取向以及传播角度设为上述的范围的情况下，能抑制频率变化。

在以上那样将第1基板10的厚度设为不足1λ、对第2基板20使用满足式(1)的关系的材料的情况下，能提供电学特性卓越的可靠性高的saw元件30。特别在作为第2基板20而使用si单晶的面取向用(100)或(110)的晶面、以第2基板20的上表面的法线为中心倾斜25°～65°的材料的情况下，能提供可靠性更高的saw元件30。

进而，由于第1基板10和第2基板20直接接合，因此能抑制预料外的电容的产生，并能将在第1基板10侧产生的热良好地传递到第2基板20。据此能提供可靠性高的saw元件30。

另外，由于第1基板10和第2基板20直接接合，因此能抑制杂质在接合界面意外偏析、或扩散到第2基板20侧。在本公开的saw元件30中，由于第1基板10的厚度薄，受到第2基板20的影响，优选防止这样的杂质的扩散引起的第2基板20的特性的变化。

<与体波杂散强度的关系>

在上述的示例中，从频率变化率的观点出发来设定第2基板20的传播角，但也可以从体波杂散的强度的观点出发来设定传播角。通过设为上述的结构，虽然不存在谐振频率、反谐振频率附近的体波杂散，但在其高频侧如图4(a)的箭头所示那样产生体波杂散。发明者们反复锐意研讨的结果，发现通过使第1基板10的厚度和第2基板20的欧拉角成为一定的关系，能抑制杂散的强度。

在图25示出作为第2基板20而使用si(111)面、改变第1基板10的厚度和第2基板20的传播角度ψ时的体波杂散的最大相位值的变化的情形。使第1电极10的厚度相对于间距p变化0.4p～1.2p(即0.2λ～0.6λ)。在图25中，横轴是第2基板20的传播角度(deg)，纵轴是体波杂散的最大相位(deg)。各线图的上方记载的数字是第1基板10的厚度的波长比的值。

如从图25所明确的那样，能确认到，最大相位值根据传播角度而大幅变动，且该变动以120°周期重复。另外能确认到，还根据第1基板10的厚度从而最大相位值大幅变动，最大相位值小的传播角度的范围随着厚度的增加而变窄，在1.2p以上(0.6λ以上)的厚度下杂散变小的区域几乎消失。

遵循以上的结果，导出最大相位值成为-50deg以下那样的传播角度与第1基板10的厚度d的关系式。具体地，能在同时满足以下的式时抑制体波杂散强度。

43.49×d+0.55≤ψ≤-44.86×d+119.04

0.4p≤d≤1.1p

另外，在ψ+120×α的传播角度下也同样能抑制体波杂散强度。其中α是0、1、2。

原因虽然尚不明确，但在第1基板10的厚度为0.8p的情况下，存在最大相位值变大的倾向。为此更优选地，若在上述的关系式中将0.7p＜d＜0.9p的厚度范围除外，就能更稳定地抑制体波杂散。

同样地，在图26示出研讨作为第2基板20而使用si(110)的情况的结果。如从图26所明确的那样，能确认到，最大相位值根据传播角度大幅变动，且其变动以180°周期重复。另外，能确认到，还根据第1基板10的厚度从而最大相位值大幅变动，虽然最大相位值小的传播角度的范围相对于厚度的增加不发生变动，但在0.9p以上(0.45λ以上)的厚度下，杂散变小的区域几乎消失。

遵循以上的结果，导出最大相位值成为-50deg以下那样的传播角度与第1基板10的厚度d的关系。具体地，能在同时满足以下的式时抑制体波杂散强度。

-60≤ψ≤60

0.4p≤d≤0.8p

另外，在ψ+180×α的传播角度下也同样能抑制体波杂散强度。其中α是0、1。

接下来，在图27示出对作为第2基板20而使用si(100)的情况同样地进行研讨的结果。如从图27所明确的那样，能确认到，最大相位值根据传播角度而大幅变动，且其变动以90°周期重复。另外，能确认到，还根据第1基板10的厚度而最大相位值大幅变动，最大相位值小的传播角度的范围随着厚度的增加而变窄，在0.9p以上(0.45λ以上)的厚度下，杂散变小的区域几乎消失。另外，与其他晶体取向相比，整体上最大相位值大。

遵循以上的结果，导出最大相位值与传播角度90°下的值相比明显变小的传播角度与第1基板10的厚度的关系。具体地，能在同时满足以下的式时抑制体波杂散强度。

20×d+10≤ψ≤-20×d+80

0.4p≤d≤0.8p

另外，ψ+90×α的传播角度下同样能抑制体波杂散强度。其中α是0、1、2、3。

另外，最大相位值成为-0deg以下那样的范围，如以下那样。

d≤0.7p

根据以上的结果，通过满足以下的条件，能抑制体波杂散强度并抑制频率变化率。

在作为第2基板20而使用si(111)面的情况下，第1基板10的厚度可以为0.5λ以上，ψ＝60°±5°。在将第1基板10的厚度设为不足0.4λ的情况下，设为ψ＝45°±5°或65°±5°。

在作为第2基板20而使用si(110)面的情况下，可以将第1基板10的厚度设为0.4λ以下，设为ψ＝30°～60°。在第1基板10的厚度超过0.4λ的情况下设为ψ＝25°～30°。

在作为第2基板20而使用si(100)面的情况下，设为ψ＝30°±5°或60°±5°。第1基板10的厚度也可以设为0.45λ以下。

另外，在图31示出图25～27所示的能抑制体波杂散的第1基板10的厚度d与第2基板20的传播角度的组合。

(saw元件30的变形例)

在上述的示例中，对第2基板20的电阻率并不设特别的限制，但可以将该电阻率设为5000ωcm以上。如上述那样，由于第1基板10的厚度薄，因此saw元件30的频率特性受到第2基板20的影响。为此在第2基板20的特性当中着眼于电阻率。具体地，模拟使电阻率不同时的saw元件30的阻抗的频率特性，导出该阻抗的相位的最大值以及谐振频率下的q值。另外，阻抗的相位的最大值反映saw元件30的损失，示出越接近90°则损失越小。另外，q值也是反映损失的值。在图9示出其结果。

在图9中，在横轴表征将第2基板20设为si的情况下的导电率(单位：s·em^-1)，图9(a)中，在纵轴表征阻抗的相位的最大值(单位：deg)，在图9(b)中，在纵轴表征谐振频率下的q值(单位：无)。作为模拟，使将第1基板10设为lt基板时的厚度从0.3变化到0.8λ来进行。

如从图9所明确的那样，确认到随着第1基板10的厚度变薄从而最大相位、q值变小、损失变大的情形。另外确认到，其背离度随着减低第2基板20的导电率而变小。例如若导电率为0.0002s/cm以下(电阻率5000ωcm以上)，则在第1基板10的厚度为0.4λ时也能使最大相位为89.5°以上、使q值为5000以上的良好的值。根据以上，在将第1基板10的厚度设为不足0.8λ的情况下，可以将第2基板20的电阻率设为5000ωcm以上。

在作为第2基板20而使用si单晶基板的情况下，为了减低导电率(提高电阻率)，需要减少掺杂量。但在将第1基板10和第2基板20接合的工序、或接合后的工序(例如形成idt的工序)施加热的情况下，第1基板10的成分作为杂质扩散到si单晶基板，有提高si单晶基板的导电率的可能性。为了防止这种情形，可以在si单晶基板或第1基板10的接合面侧附加sinx、siox等扩散防止层。

另外，为了降低第2基板20的导电率，也可以在si单晶基板上通过薄膜形成法形成si膜。在该情况下，能以制膜条件控制si膜的导电率。例如在在si单晶基板上进行外延生长来形成外延膜的情况下，调整提供气体即可，在形成蒸镀膜的情况下，调整靶材的纯度以及腔室内的真空度即可。用蒸镀法等形成的si膜可以与单晶基板结晶性不同，也可以在成膜后加热进行重配，使其具有与成为基底的单晶基板同样的结晶性。如此，可以仅在从与第1基板10接合一侧的面接续的区域，部分地提高电阻率。在该情况下，还有在第1基板10侧的区域一部分结晶性发生变化的情况。

(saw元件30的变形例)

在上述的示例中，对包含形成于第1基板10的idt电极31的电极群并没有特别限定，但也可以在电极群当中除了idt电极31以外的电极与第1基板10之间设置绝缘层35。

如上述那样，若第1基板10的厚度变薄，则流过idt电极31以外的布线部的电流所产生的磁场、布线部彼此的电容分量所产生的电场会到达第2基板20。在该情况下，若在第2基板20有导电性，就会产生电的损失，或在电极间产生电磁耦合，从而寄生电容增加，或产生弹性波元件彼此的耦合，由此有可能电学特性劣化。为了防止这种情形，可以如图10所示那样，在形成于第1基板10上的idt电极31以外的布线33的正下方形成绝缘层35。具体地，在输入输出高频信号的端子连接盘、或从那里向idt电极31延伸的布线、将idt电极31彼此电连接的布线33与第1基板10之间形成绝缘层35。

通过存在这样的绝缘层35，起到与提高第2基板20的电阻率同等的效果，能减低saw元件30整体的损失。作为绝缘层，优选与第1基板10相比介电常数更小的材料，能例示聚酰亚胺等树脂材料、siox、sinx等无机材料。在绝缘层材料的介电常数小于第1基板10的介电常数的情况下，在布线33产生的电场集中在绝缘层35，难以浸透到第1基板10或第2基板20中。为此能减低第2基板20的导电率引起的不良影响。

对绝缘层35要求的厚度，可以设定成在形成于其上的电极不产生大的级差。另外，在仅在电极连接盘等、厚膜布线等厚度厚的布线33设置绝缘层的情况下，能使绝缘层35的厚度比较厚。在一般所用的厚度1μm～5μm程度的电极连接盘、厚膜布线的情况下，若使绝缘层35的端部为锥形形状，则即使是2～20μm的厚度也能得到良好的连接。由于在谐振频率约1ghz(λ是约4μm)下第1基板10的厚度为2μm(厚度0.5λ的情况)，因此若有上述的厚度的绝缘层35，就能基本无视电场从布线33向第1基板10浸透。为此，即使是第2基板20为半导体的情况，也能抑制saw元件30的损失的增加。

另外，可以在idt电极31以外的布线、用于与外部电路连接的连接盘电极等的正下方将第1基板10除去或形成凹部，增加绝缘层35的厚度(参考图10右侧)。在该情况下，能进一步抑制与第2基板20的电磁耦合。

另外，这样的结构还能运用在后述的saw元件30a、30b等中。

《其他实施方式：saw元件30a》

saw元件30a与saw元件30相比，在第1基板10与第2基板20之间具备中间层50这点上不同。以下以不同点为中心进行说明，省略重复的说明。

(复合基板)

本实施方式的复合基板1a如图11所示那样是所谓的贴合基板，由第1基板10、第2基板20、和位于第1基板10与第2基板20之间的中间层50构成。在此，图11表示将复合基板1a的一部分破断的立体图。

中间层50具备相互面对面的第1面50a和第2面50b，使第1面50a与第1基板10接合，使第2面50b与第2基板20接合。并且第1基板10与中间层50的合计厚度成为1λ以下。

作为形成中间层50的材料，由：与第1基板10相比体波的横波的音速更慢、且与第2基板20相比介电常数更小的材料构成。具体地，在第1基板10由lt基板构成、第2基板20由si构成的情况下，能设为氧化硅、玻璃件等。

这样的中间层50可以成膜形成在第1基板10上或第2基板20上。具体地，通过mbe(molecurerbeamepitaxy，分子束外延)法、ald(atomiclayerdeposition，原子层沉积)法、cvd(chemicalvapordeposition，气相沉积)法、溅射法、蒸镀法等在作为支承基板的第1基板10或第2基板20上形成中间层50。然后，可以在对中间层50的上表面和剩余的基板(10或20)用等离子或离子枪、中子枪等进行激活处理后，不使粘结层介于其间地将它们贴合，通过所谓的直接接合将它们贴合。另外，在第2基板20为si、中间层50为氧化硅的情况下，可以使第2基板20热氧化来形成中间层50。

这样的中间层50的结晶性能适宜自由选择非晶、多晶等。另外，关于中间层50的厚度在之后说明。

并且，复合基板1a与图2同样地被区分为多个区划，其一个区分分别成为saw元件30a。电极指32的排列方向与第1基板10的压电晶体的x轴大致平行，在这点上也同样。

在此，saw元件30a能通过使用复合基板1a来抑制温度变化引起的频率特性(电学特性)变化。

另外，saw元件30a中，第1基板10薄且使中间层30介于其间地贴合第2基板20。在这样的saw元件30a中，也与saw元件30同样地，通过将第1基板10的厚度设为不足1λ，更优选设为0.2λ～0.6λ，能抑制体波杂散产生。

在图12示出将第1基板10的厚度设为0.4λ、0.5λ时的saw元件30a的谐振器特性。另外，第2基板20使用si单晶且面取向为(111)的基板。该晶面的欧拉角显示是(-45，-54.7，0)。作为实际的晶片而使用面取向(111)、定向平面取向(110)的si晶片，接合成定向平面取向成为沿着第1基板10即lt晶体的x轴的方向。中间层50由氧化硅构成，将其厚度设为0.05λ。

如从图12还明确的那样，根据saw元件30a，能将体波杂散的频率设为比2500mhz更高频侧。并且其结果，除了在谐振频率/反谐振频率附近的频率带以外，在比反谐振频率更高频侧的大的频率范围内也不存在体波杂散，能提供损耗少、电学特性卓越的saw元件30a。

如此，通过减薄第1基板10的厚度，能提供电学特性卓越的saw元件30a。但另一方面，saw元件30a的频率特性受到第1基板10的厚度的影响。另外，由于第1基板10与中间层50的合计厚度比波长薄，因此saw的振动的一部分还抵达第2基板20。为此saw元件30a受到第2基板20的材料特性的影响。

首先研讨第1基板10的厚度的影响。根据saw元件30a，在第1基板10的正下方配置中间层50。通过该中间层50的存在而能提高针对第1基板10的厚度的鲁棒性。以下说明其机制。

在不足波长的厚度的第1基板10中，若其厚度变厚，则由于saw的弹性波振动在第1基板10内的分布量变多而频率向低频侧移位。另一方面，若第1基板10的厚度变厚，则中间层50以及第2基板20内的saw的分布量减少。

在此，中间层50如前述那样，音速比第1基板10慢。由于这样的音速慢的中间层50中的saw的分布量变少，因此saw元件30a整体的音速变快，频率特性向高频侧移位。

并且第2基板20如前述那样，音速比第1基板10快。由于这样的音速快的第2基板20中的saw的分布量变少，因此saw元件30a整体的音速变慢，频率特性向低频侧移位。

通过设为这样的层叠3个构成要素的结构，作为saw元件30a整体，将频率特性的变化抵消，能抑制频率变化。在此，在第1基板10薄的情况下，由于厚度变化引起的频率降低变大，因此与第1基板10相同，能通过导入由与第2基板20相比音速更慢的材料构成的中间层50来缓和该频率降低。这可以说，体波杂散的特性能直接示出与通过加厚第1基板10的厚度来提高鲁棒性同样的效果。

验证插入这样的中间层50带来的效果。在图13示出对与图12所示的saw元件30a同等的厚度的仅由第1基板10构成的saw元件模拟频率特性的结果。另外，在图4(a)示出对除了没有中间层50这点以外其他都与saw元件30a相同结构的saw元件分别模拟频率特性的结果。另外，不管在哪种模型中，都模拟将第1基板10的厚度设为0.4λ、0.5λ时的频率特性。

在图13中，横轴是频率(单位：mhz)，纵轴表示阻抗的绝对值(单位：ω)。若比较图13、图4(a)与图12的特性，则能确认到，图12所示的本公开的saw元件30a的特性与图13、图4(a)所示的特性相比，相对于第1基板10的厚度变动，谐振频率以及反谐振频率的移位量变小。

即，能确认到，根据本公开的saw元件30a，通过中间层50的插入，能成为针对第1基板10的厚度的偏差使鲁棒性高的结构。

但若使中间层50过厚，就会超越第2基板20侧的效果。为此中间层50的厚度至少需要比音速更快的第1基板10的厚度薄。具体的厚度后述。

<si面取向>

接下来，为了进一步提高鲁棒性，研讨第2基板20、中间层50的详细结构的组合。

为了针对第1基板10的厚度的偏差提高鲁棒性，具体来说，需要降低相对于第1基板10的厚度的变化的频率变化率。

为此，使中间层50的膜厚不同，或在作为第2基板20而使用si单晶基板时，使其面取向或相对于第1基板10的x轴(xlt)的倾斜角度(ψ传播角度)不同，来对频率变化率进行模拟。

在此，在图14以及图15示出对各面取向模拟使ψ变化时的saw元件的频率变化率的结果。在图14以及图15中，横轴是传播角度ψ(单位：deg)，纵轴是频率变化率。另外，图14(a)～(c)、图15(d)～(f)分别是使作为中间层50的sio2的厚度在0λ～0.15λ变化时的模拟结果。所谓0λ，表示不存在中间层50的情况。另外，第1基板10的厚度以0.5λ设为固定。

如从该图明确的那样，在中间层50的厚度不足0.1λ的情况下，作为第2基板20不管使用哪种晶体取向的基板，都是一般的(111)面0°传播品，与不设中间层50的模型(模型1)相比，能减小频率变化率。

进而，在中间层50的厚度为0.04λ～0.06λ时，能不依赖第2基板20的晶体取向地稳定抑制频率变化率，另一方面，在中间层50的厚度为0.07λ～0.08λ的情况下，通过将第2基板20的面取向设为(111)，能不依赖传播角度的差异地稳定抑制频率变化率。

另外，在中间层50的厚度为0.1λ以上的情况下，通过将第2基板20的晶体取向相位(100)或(110)来形成0°±30°传播品，能与模型1相比更加抑制频率变化率。

另外，将第1基板10的厚度设为0.4λ～0.6λ并进行了与图14以及图15所示的模拟同样的模拟，确认到同样的倾向。另外，由于即使改变第1基板10的厚度，在频率变化率中也看不到大的变动，因此确认到，通过中间层50的存在减低了第1基板10的厚度的变化所对应的特性变化的影响。

在图16示出这样的saw元件30a的频率特性。在图16中，横轴表示频率，纵轴表示阻抗的绝对值，表征将第1基板10的厚度设为0.4λ时和设为0.5λ时的频率特性。另外，在图16(a)中，将第2基板20的面取向设为(100)面来形成0°传播品。同样地，在图16(b)中将第2基板20的晶面设为(110)面来使用0°传播品。图16(a)、(b)都将中间层50的厚度设为0.1λ。

如从图16以及图12所明确的那样，确认到，根据saw元件30a，即使第1基板10的厚度变动，谐振频率、反谐振频率、谐振频率与反谐振频率的差分也都没有变动，能抑制频率特性的变化。

另外，在图12、图16中，在第1基板10的厚度相等的情况下，即使使第2基板20的面取向不同，使中间层50的厚度不同，谐振频率与反谐振频率的差分也固定。即，能确认到，根据saw元件30a，相对于中间层50的若干的厚度变动也能实现稳定的频率特性。

如以上那样，将第1基板10的厚度设为不足1λ，第2基板20由与第1基板10相比体波的横波的音速更快的材料构成，中间层50由与第1基板10相比体波的横波的音速更快的材料构成，在这样的情况下，能提供鲁棒性卓越的saw元件30a。特别在中间层50的厚度不足0.1λ的情况下，能更加提高鲁棒性。这当中，在设为0.04λ～0.08λ的情况下，能进一步提高鲁棒性。另外，在中间层50的厚度为0.1λ以上的情况下，作为第2基板20而使用si单晶的面取向(100)或(110)的晶面，设为以第2基板20的上表面的法线为中心在-30°～30°的范围倾斜状态，由此能提供可靠性更高的saw元件30a。

另外，在第1基板10与第2基板20之间设置非晶或多晶的中间层50的情况下，能由中间层50将预料外的杂质吸杂。为此，能抑制杂质在接合界面偏析或扩散到第2基板20侧。

在本公开的saw元件30a中，由于第1基板10的厚度薄，受到第2基板20的影响，因此优选防止这样的杂质的扩散引起的第2基板20的特性的变化。具体地，能抑制锂或钽、氧从作为第1基板10使用的lt单晶或linbo3单晶向作为第2基板20使用的si基板扩散。若这些元素扩散到si，si的导电率就会变大，就会成为电学损耗或寄生电容变大，从而弹性波元件的电学特性劣化。

另外，在上述的示例中说明了作为中间层50而使用sio2的情况，但并不限于此。例如可以使用ta2o5。关于使用ta2o5的情况，由于确认到与使用sio2的情况有同样的倾向，因此以同样的判断基准进行适宜最佳化即可。

<体波杂散的强度>

在上述的示例中，从频率变化率的观点出发来设定第2基板20的传播角，但也可以从体波杂散的强度的观点出发来设定传播角。

在图28～图30示出对saw元件30a进行与图25～图27同样的计算的结果。图28是作为第2基板20而使用si(111)面、作为中间层50而以厚度0.018λ设置sio2层的情况的结果。

如从图28所明确的那样，能确认到，最大相位值根据传播角度而大幅变动，且其变动以120°周期重复。另外确认到，最大相位值还根据第1基板10的厚度而大幅变动，最大相位值小的传播角度的范围随着厚度的增加而变窄，在1.2p以上(0.6λ以上)的厚度下，杂散变小的区域几乎消失。

遵循以上的结果，导出最大相位值为-50deg以下那样的传播角度与第1基板10的厚度d的关系。具体地，能在同时满足以下的式时抑制体波杂散强度。

41.1×d+2.33≤ψ≤-40.07×d+115.48

0.4p≤d≤1.1p

另外，在ψ+120×α的传播角度下也同样能抑制体波杂散强度。其中α是0、1、2。

虽然原因尚不明确，但在第1基板10的厚度d为0.8p的情况下，有最大相位值变大的倾向。为此，更优选地，若在上述的关系式中将0.75p＜d＜0.85p的厚度范围除外，就能更稳定地抑制体波杂散。

在图29示出同样地对作为第2基板20而使用si(110)的情况进行研讨的结果。如从图29所明确的那样，能确认到，最大相位值根据传播角度而大幅变动，且变动以180°周期重复。另外，最大相位值也根据第1基板10的厚度而大幅变动，最大相位值小的传播角度的范围随着厚度的增加而变窄，在0.9p以上(0.45λ以上)的厚度下，没有最大相位成为-50deg以下的区域。

遵循以上的结果，导出最大相位值成为-50deg以下那样的传播角度与第1基板10的厚度的关系。具体地，能在同时满足以下的式时抑制体波杂散强度。

-60≤ψ≤60

0.4p≤d≤0.7p

另外，在ψ+180×α的传播角度下也同样能抑制体波杂散强度。其中α是0、1。

另外，最大相位值与传播角度90°附近相比明显变小的传播角度与第1基板10的厚度的关系如以下那样。

75.23×d-104.55≤ψ≤-75.23×d+104.55

0.4p≤d≤1.1p

接下来在图30示出对作为第2基板20而使用si(100)的情况进行研讨的结果。如从图30所明确的那样，能确认到，最大相位值根据传播角度而大幅变动，且其变动以90°周期重复。另外能确认到，最大相位值还根据第1基板10的厚度而大幅变动，最大相位值小的传播角度的范围随着厚度的增加而变窄，在1.0p以上(0.5λ以上)的厚度下，杂散变小的区域几乎消失。另外，与其他晶体取向相比，整体上最大相位值大。

遵循以上的结果，导出最大相位值与传播角度90°附近的情况相比明显变小的传播角度范围与第1基板10的厚度的关系。具体地，能在同时满足以下的算式时抑制体波杂散强度。

22.86×d+8.48≤ψ≤-22.86×d+81.52

0.4p≤d≤0.9p

另外，在ψ+90×α的传播角度下也同样能抑制体波杂散强度。其中α是0、1、2、3。

进而，最大相位值成为0deg以下那样的传播角度与第1基板10的厚度的关系如以下那样。

30≤ψ≤60

0.4p≤d≤0.8p

根据上述的结果，为了在saw元件30a中在抑制频率变化率的同时抑制体波杂散的强度，调整中间层50的厚度来使上述关系成立即可。另外，可以在此基础上使传播角度ψ为45°±5°以外。

在此，虽然使lt基板的切割角在30°～60°变化，进行同样的计算，但关于si(111)、(110)面，若是y切割，就能不依赖于切割角地确认到同样的倾向。关于si(100)面，若是36°以上的y切割，就能确认到同样的倾向。

另外，在图32示出图28～30所示的能抑制体波杂散的第1基板10的厚度d与第2基板20的传播角度的组合。

(变形例：第2基板20的导电率)

在上述的示例中，关于第2基板20的电阻率并未设置特别限制，但可以将其电阻率设为1000ωcm以上。如上述那样，由于第1基板10的厚度薄，因此saw元件30的频率特性受到第2基板20的影响。为此着眼于第2基板20的特性当中的电阻率。具体地，模拟使电阻率不同时的saw元件30的阻抗的频率特性，导出该阻抗的相位的最大值以及谐振频率下的q值。在图17示出其结果。

在图17中，在横轴表征将中间层50设为sio2的情况下的中间层50的膜厚，在纵轴表征阻抗的相位的最大值(单位：deg)。并且在图17(a)～(c)分别示出将第2基板20的电阻率(单位：ω·cm)变更为1000～10000ω·cm的情况。

如从图17所明确的那样，确认到，通过插入中间层50从而最大相位变高，能抑制损耗的产生。这是因为，通过由与第2基板20相比介电常数更小的材料中间层50，能抑制包含idt31的电极群与第2基板20的电磁耦合。

例如若第2基板20的电阻率为1000ω·cm以上，则通过将中间层50的膜厚设为0.1λ以上，即使第1基板10的厚度变化，也能使最大相位为89.5°以上的良好的值。另外能确认到，这时的模拟q值的结果是取5000以上的良好的值。根据以上，在将中间层50的厚度设为0.1λ以上的情况下，可以将第2基板20的电阻值设为1000ω·cm程度。

另外，在将第2基板20的电阻值设为5000ω·cm以上的情况下，即使是中间层50的厚度为0.05λ的情况，也能使最大相位为89.8°以上的良好的值。另外能确认到，这时的模拟q值的结果是取5000以上的良好的值。根据以上，可以将第2基板20的电阻值设为5000ω·cm以上。

例如在作为第2基板20而使用si单晶基板的情况下，为了减低导电率(提高电阻率)而需要减少掺杂量。但在将第1基板10和第2基板20接合的工序、或接合之后的工序(例如形成idt的工序)中施加热的情况下，第1基板10的成分作为杂质扩散到si单晶基板，有提高si单晶基板当中位于第1基板10侧的区域的导电率的可能性。为了防止这种情形，中间层50也是有效的。

《其他实施方式：saw元件30b》

在上述的saw元件30a中以中间层50是1层的情况为例进行了说明，但也可以设为具备多层的saw元件30b。

本实施方式的复合基板1b如图18所示那样是所谓的贴合基板，由第1基板10、第2基板20、和位于第1基板10与第2基板20之间的第1中间层55以及第2中间层60构成。在此图1表示将复合基板1b的一部分破断的立体图。

第1中间层55以及第2中间层60位于第1基板10与第2基板20之间。换言之，这些第2基板20、第2中间层60、第1中间层55、第1基板10按照该顺序层叠来构成复合基板1b。

第1中间层55具备相互面对面的第1面55a和第2面55b，使第1面55a与第1基板10接合。第2中间层60具备相互面对面的第3面60a和第4面60b，第3面60a与第2面55b接合，使第4面60b与第2基板20接合。

作为构成第1中间层55的材料，由与第1基板10相比横波音速更快的材料构成。另外，为了抑制与后述的idt电极31的预料外的电磁耦合，也可以设为与第1基板10相比介电常数更低的材料。具体来说，在第1基板10由lt基板构成的情况下，可以将第1中间层50设为氮化铝(aln)、氮化硅(sinx)、氧化铝(al2o3)。另外，在设为aln、sinx、al2o3等的情况下，是以它们为主成分的材料，例如设为不含超过10％的副成分的材料。

作为构成第2中间层60的材料，由与第1基板10相比横波音速更慢的材料构成。另外，为了抑制与后述的idt电极31的预料外的电磁耦合，可以设为与第1基板10相比介电常数更低的材料。具体地，在第1基板10由lt基板构成的情况下，能将第2中间层60设为氧化硅(siox)、玻璃件等。另外，在设为siox的情况下，是以它们为主成分的材料，例如不含超过10％那样的副成分的材料。

这样的中间层55、60可以成膜形成在第1基板10上或第2基板20上。具体地，通过mbe法、ald法、cvd法、溅射法、蒸镀法等在设为支承基板的第1基板10或第2基板20上依次形成中间层55、60。然后，可以在对中间层(55或60)的上表面和剩余的基板(10或20)用等离子、离子枪、中子枪等进行激活处理后，不使粘结层介于其间地贴合，通过所谓的直接接合贴合。另外，也可以分别在第1基板10成膜第1中间层55，在第2基板20成膜第2中间层60，然后将两中间层(55、60)通过所谓的直接接合贴合。

另外，在第2基板20为si、第2中间层60为氧化硅的情况下，可以通过使第2基板20热氧化来形成第2中间层60。

这样的中间层55、60的结晶性能适宜自由选择非晶、多晶等。另外，关于中间层50、60的厚度后述。

并且，复合基板1b与图2同样被区分为多个区划，其一个区分分别成为saw元件30b。具体地，将复合基板1b按各区划裁出而单片化，来形成saw元件30b。saw元件30b在第1基板10的上表面形成激振saw的idt电极31，电极指32的排列方向与第1基板10的压电晶体的x轴大致平行，在这点上也与图2同样。

在此，根据saw元件30b，由于第1基板10与中间层55、60的合计厚度比波长薄，因此与saw元件30、30a同样，saw的一部分也会抵达第2基板20。为此saw元件30b受到第2基板20的材料特性的影响。

根据本公开的saw元件1b，在第1基板10的正下方配置中间层55、60。通过该中间层55、60的存在，能提高针对第1基板10的厚度的鲁棒性。以下说明其机制。

在不足波长的厚度的第1基板10，若其厚度变厚，则saw的弹性波振动就会被封入第1基板10内，频率特性向低频侧移位。另一方面，若第1基板10的厚度变厚，则中间层50、60以及第2基板20内的saw的分布量减少。

在此，第1中间层55如前述那样，音速比第1基板10更快。由于这样的音速快的第1中间层50中的saw的分布量变少，因此saw元件30b整体的音速变慢，频率特性向低频侧移位。

接下来，第2中间层60如前述那样，音速比第1基板10更慢。由于这样的音速慢的中间层50中的saw的分布量变少，因此saw元件30b整体的音速变快，频率特性向高频侧移位。

并且第2基板20如前述那样，音速比第1基板10更快。由于这样的音速快的第2基板20中的saw的分布量表少，因此saw元件30b整体的音速变慢，频率特性向低频侧移位。

通过设为这样的层叠4个构成要素的结构，作为saw元件30b整体，将频率特性的变化抵消，能抑制频率变化。特别由于通过交替层叠音速高的构成要素和音速低的构成要素，能缓和相互的厚度偏差的影响，因此能提供不仅对第1基板10的厚度的偏差还对两中间层55、60的厚度的偏差鲁棒性高的saw元件30b。

在此，作为第1基板10而使用lt基板，作为第1中间层55而使用aln、sin的任一者，作为第2中间层60而使用sio2，作为第2基板20而使用si单晶基板，在这样的情况下，第1中间层55音速最快，第2中间层60音速最慢。即，中间层55、60带来的频率移位补正效果大，通过中间层50、60减低了第1基板10的厚度的偏差、第2基板20的影响，能提供稳定的特性的saw元件30b。

对插入这样的中间层55、60所带来的效果进行验证。

为了对第1基板10的厚度的偏差提高鲁棒性，具体需要降低第1基板10的厚度的变化所对应的频率变化率。

在图19示出模拟使第1基板10的厚度和第2中间层60的厚度不同时的saw元件的频率变化率的结果。另外，在该模拟中，saw元件不含第1中间层55，设为基本由第1基板10、第2中间层60、第2基板20构成的结构。即，成为saw元件30a的结构。

另外，第1基板10设为lt基板，第2中间层60设为sio2层，第2基板20设为面取向(111)si单晶。

在图19中，横轴表示第2中间层60的厚度，纵轴表示频率变化率。第2中间层60的厚度为0λ的数值，表示不含第2中间层60且第1基板10和第2基板20直接接合的结构的saw元件中的频率变化率。

如从图19所明确的那样，能确认到，通过以合适的厚度插入第2中间层60，能减低频率变化率以及第1基板10的厚度的差异引起的频率变化率的偏差的双方。根据以上，能确认到，通过第2中间层60的插入，能提高鲁棒性。

另一方面，能确认到，若第2中间层60的厚度超过一定的值，则反而会加大频率变化率，同时第1基板10的厚度的偏差引起的频率变化率的偏差也变大(参考图19的sio2厚度为0.1λ以上的情况)。

如后述那样，在作为第2基板20而使用si单晶基板等有导电性的材料的情况下，或在使用陶瓷基板等有使弹性波的传播损耗产生的晶界的材料的情况下，若在idt电极被施加的电场或声表面波分布到第2基板20侧，就会成为损耗，弹性波元件的特性就会劣化。为了避免该问题，期望第2中间层60的厚度只要不影响特性或制造工艺就尽可能厚。但由于上述的现象，第2中间层60的厚度受到限制。

为了抑制与这样的第2中间层60的厚度增大相伴的频率变化率的增加，在本实施方式中，如图18所示那样，形成还具备第1中间层55的saw元件30b。在图20(a)示出在saw元件30b中模拟使第1以及第2中间层55、60的厚度不同时的saw元件30b的频率变化率的结果。

在图20(a)中，横轴表示以波长λ归一化的第1中间层55的厚度，纵轴表示频率变化率。另外，横轴的值为0λ时的值，是没有第1中间层55且仅具备第2中间层60的saw元件的频率变化率。另外，第1基板10的厚度设为图19所示的模拟条件当中最易于受到第1基板10、第2中间层60的厚度偏差的影响的0.4λ。进而第1中间层55设为sinx。

如从图20(a)所明确的那样，能确认到，在第2中间层60的厚度为0.1λ以上的情况下，能通过第1中间层55来减小频率变化率。另外，能确认到，即使第2中间层60的厚度有较大偏差，也能抑制频率变化率的偏差。即，根据本公开的saw元件30b，能通过第2中间层60提高对第1基板10的厚度的偏差的鲁棒性，同时能通过第1中间层55提高对第2中间层60的厚度的偏差的鲁棒性。

进而，由于通过第1中间层55，能加厚第2中间层60的厚度，且还加进了第1中间层50的效果，因此能减低在idt电极31被施加的电场或声表面波分布到第2基板20侧的量。为此能减低弹性波元件的损耗。

在图20(b)是针对第2中间层60的厚度描绘与没有第1中间层55(0λ)、第2中间层60的厚度为0.1λ时的频率变化率(约0.0085％/％)相比频率变化率变小的第1中间层55的厚度的范围的图。通过与该描绘进行适配，能用以下的算式规定能减小频率变化率的第1中间层55的厚度范围。

0.13a-0.010≤b≤0.20a+0.040

在此a是第2中间层60的厚度(单位：无维度、×λ)，b是第1中间层50的厚度(单位：无维度、×λ)。

另外，对第1基板10的厚度为0.5λ、0.6λ时也进行与图20同样的模拟，结果确认到示出同样的倾向。即，不管在第1基板10、第2中间层60哪一者的膜厚的情况下，都能通过第1中间层55使频率变化率为0.005以下。特别在将第1中间层55的厚度设为0.04λ～0.05λ的情况下，即使使第2中间层60的厚度在0.1λ～0.3λ变化也能抑制频率变化。据此能提高对第2中间层60的厚度的鲁棒性。

另外，在本公开中，在将第2基板20设为si单晶基板、将第2中间层60设为sio2的情况下，能通过热氧化工艺形成第2中间层60。热氧化工艺由于能在大量的基板同时形成特性和膜厚的偏差小的高品质的氧化膜，因此生产率大幅提升。另外，在将第1中间层50设为sinx的情况下，由于能采用在经过所述热氧化的si单晶基板上通过热cvd形成氮化膜的工艺，因此能进一步大幅提升生产性。

另外，本公开的结构通过在第1基板10与第2基板20之间设置中间层55、60，能抑制锂、钽、氧从用作第1基板10的lt单晶、linbo3单晶向作为第2基板20使用的si基板扩散。

另外，对作为第1中间层55而设为与第1基板10相比更快音速的aln时和与第1基板10相比音速更慢的tio2、ta2o5时分别进行与上述同等的模拟。其结果，设为aln时得到与图20同样的结果。另一方面，在设为tio2、ta2o5时，由于这些层的存在而看不到上述那样的鲁棒性的改善效果，反而确认到频率变化率不断增大的情形。因此，第1中间层55需要与第1基板10相比音速更快。

在图21(a)示出作为第1中间层55而使用aln时的与图20对应的模拟结果。可知，由于aln与sinx相比音速更快，因此与作为第1中间层55而使用sinx时相比，频率变化率成为最小的厚度变得更薄，示出与图20大致同样的倾向。另外，能如图20同样地求取图21(b)所示那样成为良好的频率变化率的第1中间层55的厚度范围。其范围用以下的式表征。

0.13a-0.010≤c≤0.15a+0.027

在此，a是第2中间层60的厚度(单位：×λ)，c是作为第1中间层50而使用aln时的厚度(单位：×λ)。

另外，在图22示出模拟本公开的saw元件30b的频率特性的结果。在图22中，横轴是频率(单位：mhz)，纵轴是阻抗的绝对值(单位：ω)。在该模拟中，第1基板10是42°y切割x传播的lt基板(厚度0.4λ和0.5λ)，第2基板20是面取向(111)、后述的传播角ψ＝0°的si，saw元件30b的idt电极的间距为1μm，电极材料为al，其厚度设为0.08λ。

图22(a)表示第1中间层55是厚度0.04λ的sinx、第2中间层60是厚度0.2λ的sio2的情况下的saw元件的特性。图22(b)表示第1中间层55是厚度0.03λ的aln、第2中间层60是厚度0.2λ的sio2的情况下的saw元件的特性。

如从图22所明确的那样，确认到，根据本公开的saw元件30b，即使第1基板10的厚度变动，谐振频率、反谐振频率、谐振频率与反谐振频率的差分也都没有变动，能抑制频率特性的变化。另外可知，与没有第1中间层55、第2中间层60的情况(参考图4(a))相比，saw元件30b的鲁棒性也更高。

(saw元件30b的变形例)

在上述的示例中，未提及第2基板20的面取向、构成第2基板20的晶体结构的相对于第1基板10的x轴的倾斜角度(ψ传播角度)等，可以将它们设为特定的面取向以及倾斜角度。以下研讨最佳的面取向以及倾斜角度。

使中间层55、60的膜厚不同，或者，在作为第2基板20而使用si单晶基板时使其面取向或相对于第1基板10的x轴的倾斜角度(ψ传播角度)不同，来对saw元件30b的频率变化率进行模拟。

在此，在图23(a)～图23(c)示出在将第2基板20的面取向设为(100)、(110)、(111)时对各面取向使ψ变化来模拟saw元件的频率变化率的结果。在图23中，横轴是传播角度ψ(单位：deg)，纵轴是频率变化率的最小值。另外，作为第1中间层55而使用sinx层。然后，作为第2中间层60而使用sio2，使其其厚度在0.1λ～0.3λ变化。另外，第1中间层55的厚度，设为对于各个面取向、ψ、第2中间层60的厚度，频率变化率为最小的厚度。具体的第1中间层55的厚度在sio2厚度0.1λ时是0.03～0.05λ，在sio2厚度0.2λ时是0.06λ，在sio2厚度0.3λ时是0.07λ。为此纵轴成为频率变化率的最小值。

一般所用的si单晶晶片是面取向(111)、定向平面(110)，将其与一般所用的lt基板(定向平面取向[100]；图6所示那样切断成定向平面与x轴垂直)接合成将定向平面对齐，在这样的情况下成为si(111)面的0°传播品。

如从该图明确的那样，确认到，在第2基板20的面取向是(100)或(110)的情况下，将传播角度设为45°±15°时频率变化率变小。由于该基于传播角度的频率变化率的变动以90°或180°周期重复，因此在135°±15°、225°±15°、315°±15°的情况下也同样地取极小值。

根据以上，在第2基板20的面取向为(100)或(110)以及与它们等效的面取向的情况下，通过将传播角度设为45°±15°，能提供鲁棒性卓越的saw元件。另外，不管是哪种面取向，都确认到，在第2中间层60的厚度厚到0.3λ程度时能将频率变化率设为最小。

另外，在第2基板20的面取向为(111)的情况下，虽然未确认到基于传播角度的大的频率变化，但通过设为0°±15°或60°±15°，能将频率变化率设为最小。

进而，对将第2基板20的面取向设为(100)面时的0°传播品和45°传播品，使第1中间层55的厚度不同来模拟其频率变化率的变动。在图24示出其结果。

在图24中，横轴表示第1中间层55的厚度，纵轴表示频率变化率。图24(a)表示0°传播品的结果，图24(b)表示45°传播品的结果。如从图24所明确的那样，根据45°传播品，能使频率变化率的最小值与0°传播品相比更小，进而能使实现其的第1中间层55的厚度与0°传播品相比更厚。这表示，不但实现减低前述的弹性波元件的损耗的效果，并且第1中间层55的膜厚控制变得容易，能做出生产性更高的saw元件30b。

另外，对将第1中间层55的材料设为aln的情况也进行与上述的图23、图24同样的模拟，但得到同样的结果。

(saw元件30b的变形例)

在上述的示例中，对第2基板20的电阻率并未特别设置限制，但可以将其电阻率设为5000ωcm以下。

在此，第1中间层55由于与第2中间层60相比其厚度更薄，因此第1中间层55虽然也具有抑制idt电极31与第2基板20的电磁耦合的效果，但该效果是第2中间层60一方更大。

为此，参考表示没有第1中间层55的情况下的第2基板20的电阻率与saw元件的最大相位的相关的图17，若第2基板20的电阻率为1000ω·cm以上，则通过使第2中间层60的膜厚为0.3λ，能抑制第2基板20的电阻率引起的损失。另外，这样的第2中间层60的厚度还能通过使第1中间层55介于其间来在对频率变化率进行抑制的情况下实现。同样地，若第2基板20的电阻率为5000ω·cm，则通过将第2中间层60的厚度设为0.2λ，能抑制第2基板20引起的损失的产生。

根据以上，在将第2中间层60的厚度设为0.2λ以上的情况下，可以使第2基板20的电阻值为5000ω·cm以下。进而，在将第2中间层60的厚度设为0.3λ以上的情况下，可以使第2基板20的电阻值为1000ω·cm以下。这样的第2中间层60的厚度如图23、24等所示那样，是适于提高鲁棒性的厚度，能充分实现。

虽然若如图19说明的那样，没有第1中间层55而将第2中间层60的厚度设为0.1λ以上，就会有频率变化率变大的问题，但通过如本公开那样导入第1中间层55，则即使采用这些厚度的第2中间层60，也能将频率变化率抑制得低。

即，提供如下那样的saw元件30b：由于第1基板10、第1中间层55、第2中间层60的总厚度不足1λ，因此能实现没有体波杂散的高的特性，并由于saw的一部分分布到第1中间层55、第2中间层60、第2基板20，因此能提高鲁棒性，另一方面，能抑制第2基板20的与idt电极31的电磁耦合，损失少。

(saw元件30b的变形例)

在本公开中示出作为第2基板20而主要使用si单晶基板的示例，但作为第2基板20，也可以使用以在其他基板上成膜与所述第1基板以及所述中间层相比横波音速更快的材料层等方法形成的基板。在该情况下，也是若所述材料层的厚度充分厚(大致1λ以上)，则由于所述材料层实质作为第2基板20发挥功能，因此发挥本发明的效果。

能从本公开提取以下的其他发明。

(概念1)

弹性波元件具备：具备多个电极指、激振声表面波的idt电极；所述idt电极位于上表面的由压电晶体构成的第1基板；和与所述第1基板的下表面接合的由si单晶构成的第2基板，所述第1基板的厚度d和所述第2基板的欧拉角满足以下(1)～(3)的任一者的关系。

(1)θ＝-54.5°时，

43.49×d+0.55+120×α≤ψ≤-44.86×d+119.04+120×α

0.4p≤d≤1.1p

其中α＝0、1、2

(2)θ＝-90°时，

-60+180×α≤ψ≤60+180×α

0.4p≤d≤0.8p

其中α＝0、1

(3)θ＝90°时，

20×d+10+90×α≤ψ≤-20×d+80+90×α

0.4p≤d≤0.8p

其中α＝0、1、2、3

(概念2)

一种弹性波元件，具备：具备多个电极指、激振声表面波的idt电极；所述idt电极位于上表面的由压电晶体构成的第1基板；位于所述第1基板的下表面侧的由si单晶构成的第2基板；和位于所述第1基板与所述第2基板之间的由siox构成的中间层，所述第1基板的厚度d和所述第2基板的欧拉角满足以下(1)～(3)的任一者的关系。

(1)θ＝-54.5°时，

41.1×d+2.33+120×α≤ψ≤-40.07×d+115.48+120×α

0.4p≤d≤1.1p

其中α＝0、1、2

(2)θ＝-90°时，

75.23×d-104.55+180×α≤ψ≤-75.23×d+104.55+180×α

0.4p≤d≤1.1p

其中α＝0、1

(3)θ＝90°时，

22.86×d+8.48+90×α≤ψ≤-22.86×d+81.52+90×α

0.4p≤d≤0.9p

其中α＝0、1、2、3

附图标记的说明

1复合基板

10第1基板

20第2基板

30弹性波元件

31idt电极

50中间层

55第1中间层

60第2中间层