复合基板和复合基板的制造方法技术

提供了一种抑制了由于热处理工艺导致的热电性增加的复合基板。该复合基板具有：氧化物单晶薄膜，其是压电材料的单晶薄膜；支撑基板；和扩散防止层，其设置在氧化物单晶薄膜和支撑基板之间以防止氧的扩散。扩散防止层可包含氮氧化硅、氮化硅、氧化硅、氧化镁、尖晶石、氮化钛、钽、氮化钽、氮化钨、氧化铝、碳化硅、氮化钨硼、氮化钛硅和氮化钨硅中的任一种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合基板和复合基板的制造方法
本专利技术涉及一种用于表面声波器件的复合基板及其制造方法。
技术介绍
近年来，在以智能手机为代表的移动通信领域中，通信量已经增加。随着通信量的增加，所需频带的数量增加，需要用作滤波器的更高性能的表面声波(SAW)器件。诸如钽酸锂(LiTaO3，以下简称为“LT”)和铌酸锂(LiNbO3，以下简称为“LN”)等压电材料被广泛用作表面声波器件的材料。有一种改善表面声波器件的温度特性的技术是通过将此类压电材料的基板的一面接合到诸如蓝宝石的支撑基板上并通过磨削将接合的LT基板(或LN基板)的另一面变薄至数微米至几十微米(参见，例如，非专利文献1)。此外，在此类接合的表面声波器件中，有一种通过在变薄的LT层(或LN层)与支撑基板之间添加一层中间层(粘结层)来减少称为波纹的噪声成分的技术(参见，例如，非专利文献2)。中间层的材料优选为具有高绝缘性、低高频损耗(低介电损耗)且易于加工(例如，平坦化)的材料。例如，通常将作为具有此类特性的材料，比如SiO2、TiO2、Ta2O5、Nb2O5和ZrO2的金属氧化物用作中间层。还存在一种在还原性气氛中处理LT(或LN)以降低压电材料的热电性并赋予该材料弱的导电性的技术(参见，例如，非专利文献3)。然而，当采用将以此方式提高了导电性的LT(或LN)接合到支撑基板上的复合基板晶片来制造表面声波装置时，由于在晶片工艺和器件工艺中对LT(或LN)层进行了热处理，因此LT(或LN)层的电阻率可能会增加并变为热电性的。当经受大的温差时，热电性增加的的晶片可能会极化并使LT层(或LN层)带电。此外，当工艺中的温度改变可使电荷积聚在复合基板的表面。如果产生火花，则在基板表面上形成的图案被破坏，从而导致了器件制造工艺中的较低成品率。现有技术参考文献非专利文献非专利文献1：智能手机RF前端中使用的SAW-Duplexer的温度补偿技术，DempaShimbunHighTechnology,2012年11月8日非专利文献2：Kobayashi,“AstudyonTemperature-CompensatedHybridSubstratesforSurfaceAcousticWaveFilters",2010IEEEInternationalUltrasonicSymposiumProceedings,2010年10月,pp.637-640非专利文献3：Yan,"FormationmechanismofblackLiTaO3singlecrystalsthroughchemicalreduction,"JournalofAppliedCrystallography(2011)44(1),2011年2月,pp.158-162
技术实现思路
本专利技术解决的问题鉴于以上问题，本专利技术的目的是提供一种复合基板，在该复合基板中抑制了由热处理工艺导致的热电性增加。解决问题的手段通过提供扩散防止层，其防止复合基板中的LT层(或LN层)和支撑基板之间的氧的扩散，由此抑制热电性的增加。专利技术人发现，通过热处理，中间层或支撑基板中包含的氧向LT层(或LN层)中扩散，这增加了LT层(或LN层)的电阻率并使其热电性增加。本专利技术通过在LT层(或LN层)与中间层之间设置扩散防止层，或通过用具有扩散防止作用的材料形成中间层来防止过多的氧扩散到复合基板的LT层(或LN层)中。由此，抑制了复合基板的LT层(或LN层)的热电性的增加。本专利技术的一个实施方案的复合基板具有：氧化物单晶薄膜，其是压电材料的单晶薄膜；支撑基板；和扩散防止层，其设置在氧化物单晶薄膜和支撑基板之间以防止氧的扩散。在本专利技术中，支撑基板可包含氧。此外，在本专利技术中，可将包含氧的中间层设置在支撑基板和扩散防止层之间。中间层可包含二氧化硅、二氧化钛、五氧化钽、五氧化铌和二氧化锆中的任一种。在本专利技术中，扩散防止层可包含氮氧化硅、氮化硅、氧化硅、氧化镁、尖晶石、氮化钛、钽、氮化钽、氮化钨、氧化铝、碳化硅、氮化钨硼、氮化钛硅和氮化钨硅中的任一种。在本专利技术中，压电材料可以是钽酸锂或铌酸锂。在本专利技术中，支撑基板可以为硅晶片、蓝宝石晶片、氧化铝晶片、玻璃晶片、碳化硅晶片、氮化铝晶片和氮化硅晶片中的任一种。根据本专利技术的实施方案的制造复合基板的方法的特征在于：在压电材料的基板的一面上沉积扩散防止层的步骤；将支撑基板接合在扩散防止层上的步骤；以及通过磨削和抛光基板的另一面而使压电材料的基板变薄的步骤。在本专利技术中，优选地扩散防止层通过PVD或CVD方法沉积。在本专利技术中，还包括在接合步骤之前在扩散防止层的接合表面和/或支撑基板的接合表面上沉积中间层的步骤，并且，在接合步骤中，将已沉积有中间层的接合表面接合在一起。在本专利技术中，扩散防止层的接合表面和/或支撑基板的接合表面被施以表面活化处理，然后彼此接合。表面活化处理可以包括等离子体活化方法、离子束活化方法和臭氧水活化方法中的任一种。附图说明图1是复合基板的截面结构的第一形貌的截面图。图2是复合基板的截面结构的第二形貌的截面图。图3示出了制造复合基板的过程。具体实施方式根据本专利技术的复合基板的截面结构的第一形貌示于图1(复合基板1)。图1所示的复合基板1具有在支撑基板10上的氧化物单晶薄膜11，氧化物单晶薄膜11经由中间层12接合于支撑基板10。然后，将扩散防止层13置于氧化物单晶薄膜11和中间层12之间以防止氧的扩散。氧化物单晶薄膜11是由诸如LT和LN的压电材料形成的单晶薄膜。通过还原性气氛处理等来增强氧化物单晶薄膜11的导电性。作为这些压电材料，优选使用体电导率为1×10-11/Ωcm或更高的压电材料(在具有低电导率的一般材料情况下，电导率为2×10-15/Ωcm或更小)。作为支撑基板10，可以使用硅晶片、蓝宝石晶片、氧化铝晶片、玻璃晶片、碳化硅晶片、氮化铝晶片、氮化硅晶片等。中间层12是当氧化物单晶薄膜11和支撑基板10接合在一起时设置在它们之间的层。可以将氧化硅(如二氧化硅)、氧化钛(如二氧化钛)、氧化钽(如五氧化钽)、氧化铌(如五氧化铌)和氧化锆(如二氧化锆)用作中间层12的材料。可以采用一般的方法，比如物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)来形成中间层12。这些材料无需一定是诸如分别为SiO2、TiO2、Ta2O5、Nb2O5和ZrO2的化学计量组成。氮氧化硅(SiON)或氮化硅(SiN)可以用于扩散防止层13。这些材料除了在防止氧扩散方面具有高效性之外，还可以通过诸如PVD和CVD的一般方法形成。还可以使用其他材料，包括氧化硅(SiO)、氧化镁(MgO)、尖晶石(MgAl2O4)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、钨钛(WTi)、氮化钨(WN)、氮化钨硼(WBN)、氮化钛硅(TiSiN)、氮化钨硅(WSiN)、氧化铝(Al2O3)、和碳化硅(SiC)。这些可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合基板，包括：/n氧化物单晶薄膜，其是压电材料的单晶薄膜；/n支撑基板；/n扩散防止层，其设置在所述氧化物单晶薄膜和所述支撑基板之间以防止氧的扩散。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180830 JP 2018-1616271.一种复合基板，包括：
氧化物单晶薄膜，其是压电材料的单晶薄膜；
支撑基板；
扩散防止层，其设置在所述氧化物单晶薄膜和所述支撑基板之间以防止氧的扩散。


2.根据权利要求1所述的复合基板，其中，所述支撑基板包含氧。


3.根据权利要求1或2所述的复合基板，包括在所述支撑基板和所述扩散防止层之间的包含氧的中间层。


4.根据权利要求3所述的复合基板，其中，所述中间层包含二氧化硅、二氧化钛、五氧化钽、五氧化铌和二氧化锆中的任一种。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合基板，其中，所述扩散防止层包含氮氧化硅、氮化硅、氧化硅、氧化镁、尖晶石、氮化钛、钽、氮化钽、钨钛、氮化钨、氧化铝、碳化硅、氮化钨硼、氮化钛硅和氮化钨硅中的任一种。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合基板，其中，所述压电材料为钽酸锂或铌酸锂。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的复合基板，其中，所述支撑基板为硅晶片...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋山昌次，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP