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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023172993
(43)【公開日】2023-12-07
(54)【発明の名称】バルク弾性波デバイス及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H03H 9/17 20060101AFI20231130BHJP
H03H 3/02 20060101ALI20231130BHJP
【ＦＩ】
H03H9/17 G
H03H9/17 F
H03H3/02 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022084910
(22)【出願日】2022-05-25
(71)【出願人】
【識別番号】304027279
【氏名又は名称】国立大学法人 新潟大学
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100175019
【弁理士】
【氏名又は名称】白井 健朗
(74)【代理人】
【識別番号】100195648
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 悠太
(74)【代理人】
【識別番号】100104329
【弁理士】
【氏名又は名称】原田 卓治
(74)【代理人】
【識別番号】100132883
【弁理士】
【氏名又は名称】森川 泰司
(72)【発明者】
【氏名】安部 隆
(72)【発明者】
【氏名】佐谷 元
【テーマコード（参考）】
5J108
【Ｆターム（参考）】
5J108BB02
5J108CC02
5J108DD02
5J108EE03
5J108FF02
5J108KK01
5J108KK02
5J108MM11
5J108MM14
(57)【要約】
【課題】簡易な加工プロセスで薄型化可能なバルク弾性波デバイス及びその製造方法を提供する。
【解決手段】バルク弾性波デバイス１００は、板状の圧電体１０と、圧電体１０を支持する支持基板２０と、支持基板２０を挟んで圧電体１０と対向し、圧電体１０にバルク弾性波を励起するための電圧が印加される一対の励振電極３１，３２と、圧電体１０及び支持基板２０を挟んで一対の励振電極３１，３２と対向する浮遊導体４０と、を備える。支持基板２０は、圧電体１０が固定される第１の面２１、及び、第１の面２１の反対側に位置する第２の面２２を有する。一対の励振電極３１，３２は、第２の面２２に沿って互いに間隔を空けて配置される。
【選択図】図１
【解決手段】バルク弾性波デバイス１００は、板状の圧電体１０と、圧電体１０を支持する支持基板２０と、支持基板２０を挟んで圧電体１０と対向し、圧電体１０にバルク弾性波を励起するための電圧が印加される一対の励振電極３１，３２と、圧電体１０及び支持基板２０を挟んで一対の励振電極３１，３２と対向する浮遊導体４０と、を備える。支持基板２０は、圧電体１０が固定される第１の面２１、及び、第１の面２１の反対側に位置する第２の面２２を有する。一対の励振電極３１，３２は、第２の面２２に沿って互いに間隔を空けて配置される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
板状の圧電体と、
前記圧電体が固定される第１の面、及び、前記第１の面の反対側に位置する第２の面を有し、前記圧電体を支持する支持基板と、
前記支持基板を挟んで前記圧電体と対向し、前記圧電体にバルク弾性波を励起するための電圧が印加される一対の励振電極と、
前記圧電体及び前記支持基板を挟んで前記一対の励振電極と対向する導体と、を備え、
前記一対の励振電極は、前記第２の面に沿って互いに間隔を空けて配置される、
バルク弾性波デバイス。
前記圧電体が固定される第１の面、及び、前記第１の面の反対側に位置する第２の面を有し、前記圧電体を支持する支持基板と、
前記支持基板を挟んで前記圧電体と対向し、前記圧電体にバルク弾性波を励起するための電圧が印加される一対の励振電極と、
前記圧電体及び前記支持基板を挟んで前記一対の励振電極と対向する導体と、を備え、
前記一対の励振電極は、前記第２の面に沿って互いに間隔を空けて配置される、
バルク弾性波デバイス。
【請求項2】
前記支持基板が固定され、前記一対の励振電極が形成される励振基板をさらに備える、
請求項１に記載のバルク弾性波デバイス。
請求項１に記載のバルク弾性波デバイス。
【請求項3】
板状の圧電体と、
前記圧電体が固定される第１の面、及び、前記第１の面の反対側に位置する第２の面を有し、前記圧電体を支持する支持基板と、
前記第１の面が向く方向に位置して前記圧電体と対向し、前記圧電体にバルク弾性波を励起するための電圧が印加される一対の励振電極と、
前記圧電体及び前記支持基板を挟んで前記一対の励振電極と対向する導体と、を備え、
前記一対の励振電極は、前記第１の面に沿って互いに間隔を空けて配置される、
バルク弾性波デバイス。
前記圧電体が固定される第１の面、及び、前記第１の面の反対側に位置する第２の面を有し、前記圧電体を支持する支持基板と、
前記第１の面が向く方向に位置して前記圧電体と対向し、前記圧電体にバルク弾性波を励起するための電圧が印加される一対の励振電極と、
前記圧電体及び前記支持基板を挟んで前記一対の励振電極と対向する導体と、を備え、
前記一対の励振電極は、前記第１の面に沿って互いに間隔を空けて配置される、
バルク弾性波デバイス。
【請求項4】
前記圧電体は、水晶基板であり、
前記支持基板は、ガラス基板、又は、水晶基板である、
請求項１～３のいずれか１項に記載のバルク弾性波デバイス。
前記支持基板は、ガラス基板、又は、水晶基板である、
請求項１～３のいずれか１項に記載のバルク弾性波デバイス。
【請求項5】
前記圧電体及び前記支持基板の各々は、ＡＴカット水晶基板である、
請求項１～３のいずれか１項に記載のバルク弾性波デバイス。
請求項１～３のいずれか１項に記載のバルク弾性波デバイス。
【請求項6】
前記圧電体の電気軸と前記支持基板の電気軸とのなす角度は、０°、９０°、１８０°のいずれかである、
請求項５に記載のバルク弾性波デバイス。
請求項５に記載のバルク弾性波デバイス。
【請求項7】
請求項１～３のいずれか１項に記載のバルク弾性波デバイスの製造方法であって、
前記圧電体を前記支持基板に固定して複合基板を作製するステップと、
作製された前記複合基板を研磨して薄型化するステップと、
前記複合基板を研磨した後に、前記複合基板に前記導体を形成するステップと、を備える、
バルク弾性波デバイスの製造方法。
前記圧電体を前記支持基板に固定して複合基板を作製するステップと、
作製された前記複合基板を研磨して薄型化するステップと、
前記複合基板を研磨した後に、前記複合基板に前記導体を形成するステップと、を備える、
バルク弾性波デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バルク弾性波デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
圧電体に弾性波を励起する弾性波デバイスが知られている。例えば、特許文献１には、圧電体を挟んで対向する第１電極及び第２電極を励振電極として用いたバルク弾性波（ＢＡＷ：Bulk Acoustic Wave）デバイスが記載されている。このデバイスは、圧電体を支持する支持基板と、圧電体の支持基板とは反対側に設けられた多重勾配隆起フレーム構造物と、を備え、当該構造物により横方向エネルギーの漏洩を低減することを試みている。
【0003】
また、特許文献２には、圧電体を支持基板に貼り合わせた構造の弾性表面波(ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave)デバイスが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２２－５１５２７号公報
【特許文献2】特許第４６５７００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のようなデバイスは、例えば、周波数制御素子、センサ材料等として用いられ、近年、高周波化技術の重要性が増していることに伴い、薄型化が求められる。ＳＡＷデバイスに関しては特許文献２に記載のように、支持基板で機械的強度を保ちつつ薄型化が可能な技術が知られているが、ＳＡＷデバイスはＢＡＷデバイスに比べて高周波化が困難である。しかしながら、特許文献１に記載のように、圧電体の両面に励振電極が形成され、さらに、多重勾配隆起フレーム構造物が形成されたＢＡＷデバイスは、加工プロセスの複雑化を招く虞がある。
【0006】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易な加工プロセスで薄型化可能なバルク弾性波デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るバルク弾性波デバイスは、
板状の圧電体と、
前記圧電体が固定される第１の面、及び、前記第１の面の反対側に位置する第２の面を有し、前記圧電体を支持する支持基板と、
前記支持基板を挟んで前記圧電体と対向し、前記圧電体にバルク弾性波を励起するための電圧が印加される一対の励振電極と、
前記圧電体及び前記支持基板を挟んで前記一対の励振電極と対向する導体と、を備え、
前記一対の励振電極は、前記第２の面に沿って互いに間隔を空けて配置される。
板状の圧電体と、
前記圧電体が固定される第１の面、及び、前記第１の面の反対側に位置する第２の面を有し、前記圧電体を支持する支持基板と、
前記支持基板を挟んで前記圧電体と対向し、前記圧電体にバルク弾性波を励起するための電圧が印加される一対の励振電極と、
前記圧電体及び前記支持基板を挟んで前記一対の励振電極と対向する導体と、を備え、
前記一対の励振電極は、前記第２の面に沿って互いに間隔を空けて配置される。
【0008】
前記バルク弾性波デバイスは、前記支持基板が固定され、前記一対の励振電極が形成される励振基板をさらに備えていてもよい。
【0009】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るバルク弾性波デバイスは、
板状の圧電体と、
前記圧電体が固定される第１の面、及び、前記第１の面の反対側に位置する第２の面を有し、前記圧電体を支持する支持基板と、
前記第１の面が向く方向に位置して前記圧電体と対向し、前記圧電体にバルク弾性波を励起するための電圧が印加される一対の励振電極と、
前記圧電体及び前記支持基板を挟んで前記一対の励振電極と対向する導体と、を備え、
前記一対の励振電極は、前記第１の面に沿って互いに間隔を空けて配置される。
板状の圧電体と、
前記圧電体が固定される第１の面、及び、前記第１の面の反対側に位置する第２の面を有し、前記圧電体を支持する支持基板と、
前記第１の面が向く方向に位置して前記圧電体と対向し、前記圧電体にバルク弾性波を励起するための電圧が印加される一対の励振電極と、
前記圧電体及び前記支持基板を挟んで前記一対の励振電極と対向する導体と、を備え、
前記一対の励振電極は、前記第１の面に沿って互いに間隔を空けて配置される。
【0010】
前記圧電体は、水晶基板であり、
前記支持基板は、ガラス基板、又は、水晶基板であってもよい。
前記支持基板は、ガラス基板、又は、水晶基板であってもよい。
【0011】
前記圧電体及び前記支持基板の各々は、ＡＴカット水晶基板であってもよい。
【0012】
前記圧電体の電気軸と前記支持基板の電気軸とのなす角度は、０°、９０°、１８０°のいずれかであってもよい。
【0013】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るバルク弾性波デバイスの製造方法は、
前記圧電体を前記支持基板に固定して複合基板を作製するステップと、
作製された前記複合基板を研磨して薄型化するステップと、
前記複合基板を研磨した後に、前記複合基板に前記導体を形成するステップと、を備える。
前記圧電体を前記支持基板に固定して複合基板を作製するステップと、
作製された前記複合基板を研磨して薄型化するステップと、
前記複合基板を研磨した後に、前記複合基板に前記導体を形成するステップと、を備える。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、簡易な加工プロセスで薄型化可能なバルク弾性波デバイス及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施形態に係るバルク弾性波（ＢＡＷ）デバイスの断面図。
【図2】同上実施形態に係るＢＡＷデバイスの平面図。
【図3】支持基板にＡＴカット水晶基板を用いた実施例に係る電気軸方向を説明するための図であり、圧電体の電気軸と支持基板の電気軸とのなす角度が（ａ）は０°の場合、（ｂ）は９０°の場合、（ｃ）は１８０°の場合を示す図。
【図4】（ａ）は比較例のインピーダンススペクトルを示し、（ｂ）、（ｃ）は各実施例のインピーダンススペクトルを示す図。
【図7】ＡＴカット水晶基板である支持基板が発振することを示す図。
【図8】比較例及び各実施例の周波数温度特性を示す図。
【図9】理想的なＡＴカット水晶振動子の温度特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【0017】
【0018】
図１は、図２に示すＡ－Ａ線に沿うＢＡＷデバイスの断面図である。図１では、見易さを考慮し、励振電極３１，３２及び浮遊導体４０以外の構成の断面を示すハッチングを省略した。また、図２の平面図では、支持基板２０と励振基板３０の間に位置する構成を破線で示した。
【0019】
圧電体１０は、板状であり、μｍオーダー（例えば、数十μｍ～数百μｍ）の厚さで形成される。圧電体１０は、例えば、ＡＴカット水晶基板から構成され、一例として、図２に示すように平面視で略円状に形成される。
【0020】
ＡＴカット水晶基板に一対の励振電極３１，３２を介して交流電圧を印加すると、基板表面に対して平行な方向に振動する、厚みすべり振動モード（ＴＳＭ：Thickness Shear Mode）が励起される。電場を印加した水晶基板には、逆圧電効果により歪みが生じ、また、電場を戻すことで歪みが解消される。このように電場のОＮとＯＦＦを繰り返すことで、水晶基板に厚みすべり振動を励起することができる。電場の印加から結晶の歪みが完了するまでには、所定の時間を必要とする。この時間は主に水晶基板の厚みで決定され、ＡＴカット水晶基板の基本周波数Ｆ０（ＭＨｚ）と厚さｔ（ｍｍ）の関係式は、下記［数１］式のように表される。このときの印加電圧を振動電場として厚みすべり振動の周期と同期させることで，水晶基板を振動子として使用することができる。つまり、ＢＡＷデバイス１００は、圧電体１０の圧電効果により電気端子から見たインピーダンスが共振点付近で大きく変化することを利用したＢＡＲ（Bulk Acoustic Resonator）である。
【0021】
【数1】
【0022】
水晶振動子の共振周波数変化と吸着物質の質量変化の関係は、Sauerbreyの式と呼ばれる下記［数２］式より示される。式中、ΔＦは水晶振動子の周波数変化量（Ｈｚ）、Ｆ０は水晶振動子の基本周波数（Ｈｚ）、Ａは水晶基板に配置した薄膜電極の面積（ｃｍ２）、μｑは水晶の弾性率（＝２．９４７×１０１１ｇｃｍ－１ｓ－２）、ρｑは水晶の密度（＝２．６４８ｇｃｍ－３）、Δｍ＊は電極に吸着した物質の質量（ｇ）である。
【0023】
【数2】
【0024】
ここで、［数２］式において、Δｍ＊／Ａを単位面積あたりに吸着した物質の質量Δｍとし、残りの定数項をＫとおくと、次の［数３］式のように単純化できる。
【0025】
【数3】
【0026】
すなわち、水晶振動子の周波数変化を検出することで、電極上の吸着物質の質量変化の計測が可能である。［数２］式から、水晶振動子の基本周波数Ｆ０が高ければ、周波数変化量ΔＦが大きくなり、より高感度な水晶振動子微量天秤（ＱＣＭ：Quartz Crystal Microbalance）と呼ばれるセンサが得られる。また、［数１］式からは、水晶基板の厚さｔが小さければ、基本周波数Ｆ０が高くなることがわかる。つまり、水晶振動子の高周波化、ＱＣＭの高感度化には、より薄い水晶基板が必要である。
【0027】
水晶基板だけを薄く研磨するには、その機械的強度の理由により限界がある。そこで、水晶基板を別の支持基板に張り付けて補強することで、より薄く研磨する方法が提案された。しかしながら、当該方法は、水晶基板をガラス基板に張り付けて研磨した後に、ガラス基板から研磨後の水晶基板を剥離させる必要があった。この方法では、水晶基板の取り外し、デバイスに実装する際の再固定といった工程が必要であるため、加工プロセスが複雑化する。以降で述べるように、ＢＡＷデバイス１００は、研磨により薄型化した水晶基板（圧電体１０）を支持基板２０に固定したままで、励振させることが可能なデバイスである。
【0028】
支持基板２０は、圧電体１０を支持する基板であり、例えば、ＡＴカット水晶基板、Ｚカット水晶基板、ガラス基板などから構成される。支持基板２０は、μｍオーダー（例えば、数十μｍ～数百μｍ）の厚さに形成される。支持基板２０は、一例として、図２に示すように平面視で圧電体１０よりも大きい矩形状に形成される。
【0029】
【0030】
圧電体１０は、第１の面２１に、接合及び貼り合わせの少なくともいずれかによって固定される。接合としては、例えば、オプティカルコンタクトを用いることができる。貼り合わせとしては、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等のシリコーンを介して圧電体１０と支持基板２０を貼り合わせることができる。なお、支持基板２０への圧電体１０の固定は、その他の公知技術を適宜用いてもよい。
【0031】
一対の励振電極３１，３２は、支持基板２０を挟んで圧電体１０と対向する。一対の励振電極３１，３２には、圧電体１０にバルク弾性波を励起するための電圧が印加される。図１に示すように、一対の励振電極３１，３２は、第２の面２２に沿って互いに間隔を空けて配置される。このように分割されたそれぞれの励振電極３１，３２が、浮遊導体４０との間で逆位相に容量結合しており、二つの励振電極３１，３２にそれぞれ交流電圧を印加することで、圧電体１０に振動を励起することが可能である。具体的に、励振電極３１に繋がる配線３１ａと、励振電極３２に繋がる配線３２ａとを介して、励振電極３１，３２に交流電圧が印加される。励振電極３１，３２には、周知の発振回路により交流電圧が印加される。発振回路の動作は、マイクロコントローラを含んで構成される制御部によって制御することができる。
【0032】
一例として、一対の励振電極３１，３２は、円形から、図２の縦方向に沿う帯形をくり抜くように分割された一方と他方のペアである。当該縦方向は、例えば、圧電体１０を構成する水晶の結晶軸に沿うように設定される。
【0033】
励振電極３１，３２及び配線３１ａ，３２ａは、例えば、励振基板３０における支持基板２０に向く面にパターニングされた、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）等の導電体から形成される。励振基板３０は、絶縁性を有し、例えばガラス基板などから構成される。励振基板３０は、公知の固定方法により、支持基板２０を支持する。
【0034】
なお、励振電極３１，３２及び配線３１ａ，３２ａは、支持基板２０の第２の面２２にパターニングされていてもよい。
【0035】
浮遊導体４０は、圧電体１０及び支持基板２０を挟んで一対の励振電極３１，３２と対向する。浮遊導体４０は、例えば、圧電体１０の上面（圧電体１０における支持基板２０に向く面の反対側に位置する面）にパターニングされた、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）等の導電体から形成される。図２に示すように、浮遊導体４０は、円状に形成され、一対の励振電極３１，３２と重なる位置に設けられる。
【0036】
浮遊導体４０は、励振電極３１，３２から発生する電界を制御するために設けられる。浮遊導体４０を設けない場合には電界が広がりすぎるが、浮遊導体４０により、励振電極３１，３２との間に電界を集中させることができる。この電界を考慮すると、本願発明者らの研究により、ＢＡＷデバイス１００について、以下（ｉ）、（ｉｉ）を満たすことが好ましいと考えられる。なお、圧電体１０及び支持基板２０の合計厚さをＴとする。（ｉ）励振電極３１と励振電極３２の間の距離（図１、図２の左右方向における間隔）は、合計厚さＴの０．５倍から１．５倍程度である。（ｉｉ）浮遊導体４０の外形である円の直径をＤとし、一対の励振電極３１，３２の外縁に沿う円の直径をｄとした場合、例えば、双方の円の中心は一致し、ｄ≦Ｄ≦ｄ＋Ｔである。
【0037】
ＢＡＷデバイス１００の構成は以上である。続いて、実施例として、圧電体１０を支持基板２０に固定し，支持基板２０越しに励振可能であることを実証した実験を説明する。なお、上記実施形態と同様の機能を有する構成については、上記実施形態と同じ符号を用いて説明する。
【0038】
（実施例）
まず、実験に用いたＢＡＷデバイス１００をどのように構成したかについて説明する。
まず、実験に用いたＢＡＷデバイス１００をどのように構成したかについて説明する。
【0039】
（１．圧電体１０及び励振基板３０の作製工程）
圧電体１０及び励振基板３０については、フォトリソグラフィ法を基本とする半導体マイクロマシニング技術を用いて作製を行った。以下、圧電体１０に浮遊導体４０を形成する工程と、励振基板３０に励振電極３１，３２及び配線３１ａ，３２ａを形成する工程とは同様であるため、纏めて説明する。以下で用いる電極材料、電極パターンといった用語は、励振電極３１，３２だけでなく、配線３１ａ，３２ａ及び浮遊導体４０を形成するための材料、パターンを含む。
圧電体１０及び励振基板３０については、フォトリソグラフィ法を基本とする半導体マイクロマシニング技術を用いて作製を行った。以下、圧電体１０に浮遊導体４０を形成する工程と、励振基板３０に励振電極３１，３２及び配線３１ａ，３２ａを形成する工程とは同様であるため、纏めて説明する。以下で用いる電極材料、電極パターンといった用語は、励振電極３１，３２だけでなく、配線３１ａ，３２ａ及び浮遊導体４０を形成するための材料、パターンを含む。
【0040】
圧電体１０には、直径１２ｍｍ、厚さ１００μｍのＡＴカット水晶基板（セイコー・イージーアンドジー株式会社）を用い、励振基板３０には、縦２２ｍｍ、横２２ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのガラス基板を用いた。これらの基板を、アセトン（純正化学株式会社）およびエタコール（99 %変性アルコール，今津薬品工業株式会社）を使用して、超音波洗浄をそれぞれ３分間行った後、電極材料となるＡｕ（金線99.95 %，株式会社ニラコ）を真空蒸着（VPC-260，アルバックテクノ株式会社）によって約１００ｎｍ堆積させる。その際に、接着層として約３０ｎｍの厚さのＣｒ（99.9 %，株式会社ニラコ）を堆積させる（工程１）。次に、フォトリソグラフィ法を用いて、Ａｕを蒸着した各基板にレジストパターンを形成する。まず、フォトレジストと基板の密着性を上げるためにОＡＰ（東京応化工業）を塗布し、感光性樹脂であるポジ型フォトレジスト（OFPR-800 LB 54 cp，東京応化工業）を塗布する。ОＡＰとフォトレジストの塗布にはスピンコータ（MS-A100，ミカサ株式会社）を用い、３０００ｒｐｍで２０秒の条件でスピンコートする。その後、高温炉によって９０℃で１５分程度プリベークを行う（工程２）。次に、電極パターンを転写させたフォトマスクを通して各基板にマスクアライメント装置（M-1S型，ミカサ株式会社）を使用して、紫外線露光を９０秒間行い、基板上のレジストに電極パターンを転写する（工程３）。この基板を、現像液（NMD-3，東京応化工業）を用いて感光部のレジストを除去した後、高温炉によって１００℃で３０分ポストベークを行う（工程４）。その後、Ａｕエッチング液、Ｃｒエッチング液を用いて、Ａｕ，Ｃｒの順に除去する（工程５）。最後に、パターン上に残ったレジストを除去するために、アセトン、エタコールの順に超音波洗浄を行い、電極形状を得る（工程６）。
【0041】
（２．圧電体１０の支持基板２０への固定方法）
圧電体１０の支持基板２０への仮固定は、メタノールを用いたオプティカルコンタクトで行った。オプティカルコンタクトとは、接着剤などを使用せずに接合する技術である。オプティカルコンタクトによる接合は、水晶およびガラス基板表面のファンデルワールス力や、水分の吸着により基板表面に形成されたシラノール基（Ｓｉ－ＯＨ）の水素結合力によるものであると考えられている。圧電体１０と支持基板２０をアセトン及びエタコールで超音波洗浄した後、支持基板２０上にメタノール（純正化学株式会社）を０．５μＬ滴下し、その上に圧電体１０を置くことで固定した。
圧電体１０の支持基板２０への仮固定は、メタノールを用いたオプティカルコンタクトで行った。オプティカルコンタクトとは、接着剤などを使用せずに接合する技術である。オプティカルコンタクトによる接合は、水晶およびガラス基板表面のファンデルワールス力や、水分の吸着により基板表面に形成されたシラノール基（Ｓｉ－ＯＨ）の水素結合力によるものであると考えられている。圧電体１０と支持基板２０をアセトン及びエタコールで超音波洗浄した後、支持基板２０上にメタノール（純正化学株式会社）を０．５μＬ滴下し、その上に圧電体１０を置くことで固定した。
【0042】
圧電体１０の支持基板２０への固定には、オプティカルコンタクト以外に、ＰＤＭＳ（SILPOT 184, Dow Coming Corp）による接着固定を行った。ＰＤＭＳは主剤と硬化剤を１０：１（ｗ／ｗ）で調合したものを、ヘキサン（純正化学株式会社）でさらに希釈する。希釈したＰＤＭＳを３０００ｒｐｍ、１５秒の条件で支持基板２０上にスピンコートし、１５分間脱気する。脱気完了後、ＰＤＭＳが塗布された支持基板２０上に水晶振動子を置き、高温炉で９０℃、１時間ベークを行うことで接着固定した。なお、ヘキサンでの希釈は１００，２５，１５，１０，６倍（ｗ／ｗ）の倍率で行い、接着後にそれぞれ評価した。
【0043】
（３．実験で用いた支持基板２０）
支持基板２０には、板厚が１００μｍのガラス基板（旭テクノガラス）、ＡＴカット水晶基板（セイコー・イージーアンドジー株式会社）、Ｚカット水晶基板（シチズンファインデバイス）を使用した。
支持基板２０には、板厚が１００μｍのガラス基板（旭テクノガラス）、ＡＴカット水晶基板（セイコー・イージーアンドジー株式会社）、Ｚカット水晶基板（シチズンファインデバイス）を使用した。
【0044】
ここで、水晶の化学組成はＳｉО２であり、三方晶系に属し、六角柱の中心軸がＺ軸である。Ｚ軸に対して垂直な六面プリズムの断面（六角形）の対角線を結ぶ軸がＸ軸であり、これを「電気軸」と呼ぶ。また、Ｘ軸に垂直なＹ軸は、「機械軸」と呼ばれる。Ｘ軸に対して垂直に切り出した水晶基板はＸカット、Ｙ軸に対して垂直に切り出した水晶基板はＹカット、Ｚ軸に垂直に切り出した水晶基板はＺカットと呼ばれる。特に、ＹカットをＸ軸周りに回転させてＺ軸とのなす角を３５°１５’とした水晶基板をＡＴカットと呼ぶ。
【0045】
図３（ａ）～（ｃ）に、圧電体１０及び支持基板２０の各々にＡＴカット水晶基板を用いた場合の、圧電体１０の電気軸１０ａ（Ｘ軸）と支持基板２０の電気軸２０ａ（Ｘ軸）とのなす角度の関係の例を示す。なお、図３（ａ）～（ｃ）では、圧電体１０の電気軸１０ａが向く方向を実線の矢印で、支持基板２０の電気軸２０ａが向く方向を破線の矢印で表している。
【0046】
ＡＴカット水晶基板は結晶軸の方向に傾きがあるため、電気軸１０ａと電気軸２０ａのなす角をθとすれば、θに応じてその特性に違いが生じることが予想される。そのため、ＡＴカット水晶基板を支持基板２０として用いる場合は、θ＝０°、９０°、１８０°の３パターンで評価した。図３（ａ）はθ＝０°、図３（ｂ）はθ＝９０°、図３（ｃ）はθ＝１８０°の場合を示している。
【0047】
また、比較例として支持基板２０が無い状態でも測定を行った。一対の励振電極３１，３２と浮遊導体４０の距離を、支持基板２０が有る状態の条件と合わせるため、支持基板２０が無い比較例においては、１００μｍのスペーサを用意し、圧電体１０と励振基板３０の間に気相を設けた。
【0048】
（４．実験系の構成）
励振電極３１，３２を発振回路に接続し、周波数カウンタ（Agilent53131A 225 MHz ユニバーサルカウンタ，KEYSIGHT TECHNOLOGIES）を用いて周波数を測定した。このとき、回路への電源供給には、直流安定化電源（AND AD-8735D，エー・アンド・デイ）を用いた。また、測定対象のＢＡＷデバイス１００をホットプレート（デジタルホットプレート722A-1，アズワン）上に設置した。ホットプレートは、周波数温度特性の評価時の温度制御に用いた。また、インピーダンス測定を行う際は、インピーダンスアナライザ（Network / Spectrum / Impedance Analyzer 4395A，KEYSIGHT TECHNOLOGIES）に励振電極３１，３２を接続して測定した。
励振電極３１，３２を発振回路に接続し、周波数カウンタ（Agilent53131A 225 MHz ユニバーサルカウンタ，KEYSIGHT TECHNOLOGIES）を用いて周波数を測定した。このとき、回路への電源供給には、直流安定化電源（AND AD-8735D，エー・アンド・デイ）を用いた。また、測定対象のＢＡＷデバイス１００をホットプレート（デジタルホットプレート722A-1，アズワン）上に設置した。ホットプレートは、周波数温度特性の評価時の温度制御に用いた。また、インピーダンス測定を行う際は、インピーダンスアナライザ（Network / Spectrum / Impedance Analyzer 4395A，KEYSIGHT TECHNOLOGIES）に励振電極３１，３２を接続して測定した。
【0049】
（５．評価方法）
（共振周波数安定性）
発振回路にＢＡＷデバイス１００、周波数カウンタで共振周波数を測定した。６０秒間の共振周波数のばらつきから標準偏差σを算出し、その３倍の値である３σを安定性の指標として評価を行った。
（共振周波数安定性）
発振回路にＢＡＷデバイス１００、周波数カウンタで共振周波数を測定した。６０秒間の共振周波数のばらつきから標準偏差σを算出し、その３倍の値である３σを安定性の指標として評価を行った。
【0050】
（インピーダンスアナライザ）
ＢＡＷデバイス１００を、インピーダンステストキット（43961A，KEYSIGHT TECHNOLOGIES）およびテストフィクスチャ（16192A，KEYSIGHT TECHNOLOGIES）を介して、インピーダンスアナライザに接続した。インピーダンスアナライザによって、共振周波数付近のインピーダンススペクトルを測定し、これにより共振時のインピーダンスおよびＱ値を得た。
ＢＡＷデバイス１００を、インピーダンステストキット（43961A，KEYSIGHT TECHNOLOGIES）およびテストフィクスチャ（16192A，KEYSIGHT TECHNOLOGIES）を介して、インピーダンスアナライザに接続した。インピーダンスアナライザによって、共振周波数付近のインピーダンススペクトルを測定し、これにより共振時のインピーダンスおよびＱ値を得た。
【0051】
（周波数温度特性）
ＢＡＷデバイス１００の温度を赤外線サーモグラフィカメラ（InfRec H2640，日本アビオニクス株式会社）を用いて確認しながら、ホットプレートでＢＡＷデバイス１００を２０℃から１００℃まで５℃刻みに加熱し、各温度における共振周波数を周波数カウンタで測定した。測定値は、室温（１１℃）における共振周波数に対する変化率としてグラフ上にプロットし、支持基板２０による違いを評価した。
ＢＡＷデバイス１００の温度を赤外線サーモグラフィカメラ（InfRec H2640，日本アビオニクス株式会社）を用いて確認しながら、ホットプレートでＢＡＷデバイス１００を２０℃から１００℃まで５℃刻みに加熱し、各温度における共振周波数を周波数カウンタで測定した。測定値は、室温（１１℃）における共振周波数に対する変化率としてグラフ上にプロットし、支持基板２０による違いを評価した。
【0052】
（６．結果と考察）
以下では、圧電体１０をＰＤＭＳで支持基板２０に接着固定したＢＡＷデバイス１００の実験結果を述べる。なお、圧電体１０をオプティカルコンタクトで支持基板２０に固定したＢＡＷデバイス１００についても同様の実験を行い、ＰＤＭＳの場合と同様の結果が得られたが、測定結果のばらつきが生じたため、ここでは割愛する。当該ばらつきは，オプティカルコンタクトによる固定状態の再現性が乏しいことが原因として考えられる。
以下では、圧電体１０をＰＤＭＳで支持基板２０に接着固定したＢＡＷデバイス１００の実験結果を述べる。なお、圧電体１０をオプティカルコンタクトで支持基板２０に固定したＢＡＷデバイス１００についても同様の実験を行い、ＰＤＭＳの場合と同様の結果が得られたが、測定結果のばらつきが生じたため、ここでは割愛する。当該ばらつきは，オプティカルコンタクトによる固定状態の再現性が乏しいことが原因として考えられる。
【0053】
（ＰＤＭＳによる接着固定条件の検討）
接着固定には，ヘキサンにより１００，２５，１５，１０，６倍（ｗ／ｗ）の倍率で希釈したＰＤＭＳを用いた。ガラス基板と水晶振動子を接着固定させると、１００倍から１５倍希釈の条件では、ベーク後すぐに水晶振動子が外れる結果となった。一方で、１０倍および６倍希釈の条件では、ベーク後、完全に水晶振動子が接着固定された。発振可能性については、１０倍希釈の場合，インピーダンススペクトル上で明らかな共振点が見られ、発振していることがわかった。しかし、６倍希釈の場合、インピーダンススペクトル上に明確なピークが確認できず、発振は難しいと判断した。これは、６倍希釈の場合ではＰＤＭＳ接着層が厚く，弾性体として働き、振動エネルギーが減衰していることが原因であると考えられる。一方で、１０倍希釈であれば、水晶振動子が発振するのに十分な厚さに制御できることがわかった。以下は、水晶振動子（圧電体１０）を１０倍希釈したＰＤＭＳで支持基板２０に接着固定したＢＡＷデバイス１００の実験結果である。
接着固定には，ヘキサンにより１００，２５，１５，１０，６倍（ｗ／ｗ）の倍率で希釈したＰＤＭＳを用いた。ガラス基板と水晶振動子を接着固定させると、１００倍から１５倍希釈の条件では、ベーク後すぐに水晶振動子が外れる結果となった。一方で、１０倍および６倍希釈の条件では、ベーク後、完全に水晶振動子が接着固定された。発振可能性については、１０倍希釈の場合，インピーダンススペクトル上で明らかな共振点が見られ、発振していることがわかった。しかし、６倍希釈の場合、インピーダンススペクトル上に明確なピークが確認できず、発振は難しいと判断した。これは、６倍希釈の場合ではＰＤＭＳ接着層が厚く，弾性体として働き、振動エネルギーが減衰していることが原因であると考えられる。一方で、１０倍希釈であれば、水晶振動子が発振するのに十分な厚さに制御できることがわかった。以下は、水晶振動子（圧電体１０）を１０倍希釈したＰＤＭＳで支持基板２０に接着固定したＢＡＷデバイス１００の実験結果である。
【0054】
（共振周波数安定性）
支持基板２０の種類を変更した各実施例と、支持基板なし（Without substrate）の比較例の共振周波数安定性を［表１］に示す。
支持基板２０の種類を変更した各実施例と、支持基板なし（Without substrate）の比較例の共振周波数安定性を［表１］に示す。
【0055】
【表1】
【0056】
［表１］によれば、支持基板なしの条件に対して全体的に共振周波数安定性の低下が見られる。各実施例に用いたＰＤＭＳは、発振する上では十分な薄さではあるが、安定性の低下に鑑みると、弾性体として影響していることが考えられる。また、各実施例においては、Ｚカット水晶基板を支持基板２０として用いた場合のみ安定性の低下が見られた。これは、Ｚカット水晶基板が厚み方向へ振動していることが原因だと考えられる。
【0057】
（インピーダンススペクトル測定）
図４（ａ）に支持基板なしの比較例、図４（ｂ）、（ｃ）及び図５（ａ）～（ｃ）に各実施例のインピーダンススペクトルを示す。各図においては、縦軸がインピーダンスと位相、横軸が共振周波数を基準に正規化した周波数である。また、各図中の実線がインピーダンススペクトル、点線が位相を示している。各図を見ると、θ＝１８０°の実施例（図５（ｂ））のみ、位相が－９０°から９０°の範囲で変化していることがわかる。ここで、校正用に市販のＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）を用いてインピーダンススペクトルを測定したところ、位相が－４０°から１４０°の範囲で変化した。この位相の変化は、θ＝１８０°の条件以外の測定結果と同様であった。このことから，ＡＴカット水晶基板を支持基板２０として用いたとき、水晶振動子（圧電体１０）との結晶軸の方向が揃っていないθ＝１８０°の条件では、特異的な発振をしていることが考えられる。結晶軸方向がθ＝０°の条件のように揃っている場合、電場が印加されると、上下のＡＴカット水晶基板（圧電体１０及び支持基板２０）が同一方向に発振すると考えられる。一方で、結晶軸方向がθ＝１８０°の条件の揃っていない場合、上下のＡＴカット水晶基板（圧電体１０及び支持基板２０）が逆位相で振動する。この逆位相の振動が同期することで特異的な発振が生み出されていると推測される。
図４（ａ）に支持基板なしの比較例、図４（ｂ）、（ｃ）及び図５（ａ）～（ｃ）に各実施例のインピーダンススペクトルを示す。各図においては、縦軸がインピーダンスと位相、横軸が共振周波数を基準に正規化した周波数である。また、各図中の実線がインピーダンススペクトル、点線が位相を示している。各図を見ると、θ＝１８０°の実施例（図５（ｂ））のみ、位相が－９０°から９０°の範囲で変化していることがわかる。ここで、校正用に市販のＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）を用いてインピーダンススペクトルを測定したところ、位相が－４０°から１４０°の範囲で変化した。この位相の変化は、θ＝１８０°の条件以外の測定結果と同様であった。このことから，ＡＴカット水晶基板を支持基板２０として用いたとき、水晶振動子（圧電体１０）との結晶軸の方向が揃っていないθ＝１８０°の条件では、特異的な発振をしていることが考えられる。結晶軸方向がθ＝０°の条件のように揃っている場合、電場が印加されると、上下のＡＴカット水晶基板（圧電体１０及び支持基板２０）が同一方向に発振すると考えられる。一方で、結晶軸方向がθ＝１８０°の条件の揃っていない場合、上下のＡＴカット水晶基板（圧電体１０及び支持基板２０）が逆位相で振動する。この逆位相の振動が同期することで特異的な発振が生み出されていると推測される。
【0058】
【0059】
支持基板なしの条件（比較例）では、１００μｍ分の空気層を挟んでいるため、誘電体であるガラスや水晶基板を支持基板２０として用いている他の条件と比較し、インピーダンスが高いことが確認できる。
【0060】
また、比較例以外の各実施例でＱ値の比較を行うと、支持基板２０がガラス基板である場合よりも、支持基板２０が水晶基板である場合の方がより高いＱ値を示している。これは、支持基板２０の結晶が等方性か異方性かによって差が生じていると考えられる。ガラスは等方性、つまり結晶方向にばらつきがある。そのため、励振電極３１，３２から発生する電界がガラス基板内を通過すると様々な方向に分極が生じ、電界が分散してしまう。一方で、水晶基板は異方性であるため、励振電極３１，３２から発生した電界は支持基板２０内で分散せず、上部の水晶振動子（圧電体１０）に到達することができる。等方性材料であるガラス基板を支持基板２０として用いた場合は，電界の分散による電界強度の低下のためＱ値が低くなると考えられる。
【0061】
支持基板２０にＡＴカット水晶基板を用いた各条件を比較すると、θ＝０°、１８０°の条件で高いＱ値を示していることがわかる。また、支持基板２０に水晶基板を用いた各条件を比較すると、Ｚカット水晶基板が最も高いＱ値を示した。前述の通り、支持基板のＡＴカット水晶基板は，電場を印加した際に発振していることが考えられる。その根拠を図７に示す。図７は、上下のＡＴカット水晶基板（圧電体１０及び支持基板２０）のＸ軸の関係を、θ＝０°の条件とした際に測定されたインピーダンススペクトルである。スペクトル上にピークが２点確認できる。このことから、上下のＡＴカット水晶基板（圧電体１０及び支持基板２０）が同時に発振していることがわかる。ＡＴカット水晶基板を支持基板２０に用いた場合には支持基板２０も同時に発振することがから、エネルギー損失があり、Ｚカット水晶基板を支持基板２０に用いた場合よりもＱ値が低くなると考えられる。
【0062】
（周波数温度特性）
前述の比較例及び各実施例の周波数温度特性を図８に示す。ただし、支持基板２０にＺカット水晶基板を用いた実施例については、温度が９５℃付近から急激に周波数が上昇し、不安定であったため、９０Ｃ°を超えるデータを省略している。図中には、１０℃から７０℃における周波数温度特性の拡大図を示した。また、水晶およびガラスの熱膨張係数を［表２］に示す。
前述の比較例及び各実施例の周波数温度特性を図８に示す。ただし、支持基板２０にＺカット水晶基板を用いた実施例については、温度が９５℃付近から急激に周波数が上昇し、不安定であったため、９０Ｃ°を超えるデータを省略している。図中には、１０℃から７０℃における周波数温度特性の拡大図を示した。また、水晶およびガラスの熱膨張係数を［表２］に示す。
【0063】
【表2】
【0064】
支持基板２０にＡＴカット水晶基板を用い、条件がθ＝０°、１８０°の場合、熱膨張の方向が支持基板２０と水晶振動子（圧電体１０）で同じであるため、支持基板２０なしの条件とほぼ同一の周波数温度特性が得られた。一方で、条件がθ＝９０°の場合では、支持基板２０なしの条件よりも温度に対する周波数変化率は小さく、６０℃までは周波数変化がほとんど見られなかった。ここで、理想的なＡＴカット水晶振動子の温度特性を図９に示す。図９は、Ｘ軸周りに５４°付近の角度でカットされた水晶振動子（共振周波数2690 kHz）の温度特性を示したものであり、準静的な温度変化に限るが、常温付近での温度変化率が最も小さいと考えられている。この理想的な温度特性と比較すると、１０℃から７０℃の範囲において、図８中の拡大図におけるθ＝９０°の実施例の結果と、図９中の曲線４がほぼ一致していることがわかる。このことから、上下のＡＴカット水晶基板（圧電体１０及び支持基板２０）のＸ軸の関係を、θ＝９０°の条件とすることで、熱膨張の観点において、異方性から等方性的な性質に変化し、ＡＴカット水晶の理論値に近い温度特性を得ることができると考えられる。
【0065】
次に、支持基板２０として、ガラス基板、Ｚカット水晶基板を用いた際の周波数温度特性を評価する。ガラス基板及びＺカット水晶基板は、ＡＴカット水晶振動子と熱膨張係数が異なるため、支持基板２０なしの条件と比較して、温度に対する周波数変化率は大きくなった。特に、等方性材料であるガラス基板を支持基板２０に用いた場合では、より顕著にその差が表れた。常温で使用する場合、支持基板２０として、ガラス基板、Ｚカット水晶基板を用いても問題ないが、高温環境での使用においてはＡＴカット水晶基板を支持基板２０として用いることが好ましいことが分かる。
【0066】
（まとめ）
以上を踏まえると、ＢＡＷデバイス１００の使用環境に応じて、支持基板２０を適宜選択すればよい。Ｑ値から判断すると、支持基板２０としては、異方性材料であるＡＴカット水晶基板、Ｚカット水晶基板を用いることが好ましく、より高いＱ値を求めるのであればＺカット水晶基板がより好ましい。高温環境での使用においては、支持基板２０として、ＡＴカット水晶基板を用いることが好ましい。価格面で考えるのであれば、支持基板２０はガラス基板であることが好ましい。総合すると、様々な環境での使用が考えられる場合には、支持基板２０はＡＴカット水晶基板であることが好ましい。
以上を踏まえると、ＢＡＷデバイス１００の使用環境に応じて、支持基板２０を適宜選択すればよい。Ｑ値から判断すると、支持基板２０としては、異方性材料であるＡＴカット水晶基板、Ｚカット水晶基板を用いることが好ましく、より高いＱ値を求めるのであればＺカット水晶基板がより好ましい。高温環境での使用においては、支持基板２０として、ＡＴカット水晶基板を用いることが好ましい。価格面で考えるのであれば、支持基板２０はガラス基板であることが好ましい。総合すると、様々な環境での使用が考えられる場合には、支持基板２０はＡＴカット水晶基板であることが好ましい。
【0067】
ＩоＴ、５Ｇ（第５世代移動通信システム）からその先の技術、スマートフォンを含む通信機器などのキーデバイスが水晶発振回路であるが、以上で述べたＢＡＷデバイス１００の励振技術によれば、水晶振動子から支持基板２０を剥離させることなく発振させることが可能である。これは、薄型化した水晶振動子の取り扱い性に関して、支持基板２０に固定した状態で発振できる点で有利であり、様々な超薄型水晶デバイスへの応用に期待される。
【0068】
（１）以上に説明したＢＡＷデバイス１００は、圧電体１０と、圧電体１０を支持する支持基板２０と、支持基板２０を挟んで圧電体１０と対向する一対の励振電極３１，３２と、圧電体１０及び支持基板２０を挟んで一対の励振電極３１，３２と対向する浮遊導体４０と、を備える。そして、一対の励振電極３１，３２は、支持基板２０の第２の面２２に沿って互いに間隔を空けて配置される。
この構成によれば、一対の励振電極３１，３２を圧電体１０の片方（図１の下方）にのみ設ければよく、しかも支持基板２０を介して圧電体１０を励振させることができる。したがって、圧電体１０を支持基板２０に固定したまま、ウェハーレベルで研磨し薄型化を図った上で、一対の励振電極３１，３２及び浮遊導体４０をパターニングする手順で、ＢＡＷデバイス１００の製造が可能である。つまり、ＢＡＷデバイス１００によれば、簡易な加工プロセスで薄型化可能である。
この構成によれば、一対の励振電極３１，３２を圧電体１０の片方（図１の下方）にのみ設ければよく、しかも支持基板２０を介して圧電体１０を励振させることができる。したがって、圧電体１０を支持基板２０に固定したまま、ウェハーレベルで研磨し薄型化を図った上で、一対の励振電極３１，３２及び浮遊導体４０をパターニングする手順で、ＢＡＷデバイス１００の製造が可能である。つまり、ＢＡＷデバイス１００によれば、簡易な加工プロセスで薄型化可能である。
【0069】
（２）ＢＡＷデバイス１００は、支持基板２０が固定され、一対の励振電極３１，３２が形成される励振基板３０をさらに備えていてもよい。
この構成によれば、ＢＡＷデバイス１００の目的及び用途に応じて、励振基板３０を容易に変更することができる。また、励振基板３０に固定された支持基板２０により、圧電体１０の振動姿態の電気機械結合係数を高めることができる。なお、ＢＡＷデバイス１００は、上記（２）の構造に限られず、一対の励振電極３１，３２が支持基板２０の第２の面２２に直接形成された構造であってもよい。
この構成によれば、ＢＡＷデバイス１００の目的及び用途に応じて、励振基板３０を容易に変更することができる。また、励振基板３０に固定された支持基板２０により、圧電体１０の振動姿態の電気機械結合係数を高めることができる。なお、ＢＡＷデバイス１００は、上記（２）の構造に限られず、一対の励振電極３１，３２が支持基板２０の第２の面２２に直接形成された構造であってもよい。
【0070】
（３）変形例として、励振電極３１，３２と浮遊導体４０の上下関係が、図１と逆であってもよい。つまり、ＢＡＷデバイス１００において、一対の励振電極３１，３２は、第１の面２１が向く方向（図１の上方）に位置して圧電体１０と対向し、第１の面２１に沿って互いに間隔を空けて配置されてもよい。この場合、浮遊導体４０は、第２の面２２が向く方向（図１の下方）に位置し、圧電体１０及び支持基板２０を挟んで一対の励振電極３１，３２と対向する。
上記（３）の構成では、例えば、圧電体１０に一対の励振電極３１，３２を形成し、支持基板２０の第２の面２２に浮遊導体４０を形成すればよい。上記（３）の構成によっても、上記（１）の構成と同様に圧電体１０を支持基板２０に固定したまま、ウェハーレベルで研磨し薄型化を図った上で、一対の励振電極３１，３２及び浮遊導体４０をパターニングする手順が実現可能であるので、簡易な加工プロセスで薄型化可能である。
上記（３）の構成では、例えば、圧電体１０に一対の励振電極３１，３２を形成し、支持基板２０の第２の面２２に浮遊導体４０を形成すればよい。上記（３）の構成によっても、上記（１）の構成と同様に圧電体１０を支持基板２０に固定したまま、ウェハーレベルで研磨し薄型化を図った上で、一対の励振電極３１，３２及び浮遊導体４０をパターニングする手順が実現可能であるので、簡易な加工プロセスで薄型化可能である。
【0071】
（４）ＢＡＷデバイス１００において、圧電体１０は、水晶基板であり、支持基板２０は、ガラス基板、又は、水晶基板であってもよい。
より良好なＱ値を得たいのであれば、支持基板２０として、異方性材料であるＡＴカット水晶基板、Ｚカット水晶基板などの水晶基板を用いることができる。また、価格面を考えるのであれば、支持基板２０として、ガラス基板を用いることができる。このように、ＢＡＷデバイス１００の使用環境に応じて、支持基板２０を適宜選択することができる。
より良好なＱ値を得たいのであれば、支持基板２０として、異方性材料であるＡＴカット水晶基板、Ｚカット水晶基板などの水晶基板を用いることができる。また、価格面を考えるのであれば、支持基板２０として、ガラス基板を用いることができる。このように、ＢＡＷデバイス１００の使用環境に応じて、支持基板２０を適宜選択することができる。
【0072】
（５）ＢＡＷデバイス１００において、圧電体１０及び支持基板２０の各々は、ＡＴカット水晶基板であってもよい。
この構成は、Ｑ値及び高温環境での使用の双方を踏まえ、様々な環境での使用が考えられる場合に好ましい。
この構成は、Ｑ値及び高温環境での使用の双方を踏まえ、様々な環境での使用が考えられる場合に好ましい。
【0073】
（６）上記（５）に記載のＢＡＷデバイス１００において、圧電体１０の電気軸１０ａと支持基板２０の電気軸２０ａとのなす角度θは、０°、９０°、１８０°のいずれかであってもよい。
θ＝０°、１８０°とすれば、より高いＱ値を得ることができる。また、θ＝９０°とすれば、熱膨張の観点において、ＡＴカット水晶の理論値に近い温度特性を得ることができ、スプリアスを低減することができる（実質的にスプリアスをゼロとすることができる）。
θ＝０°、１８０°とすれば、より高いＱ値を得ることができる。また、θ＝９０°とすれば、熱膨張の観点において、ＡＴカット水晶の理論値に近い温度特性を得ることができ、スプリアスを低減することができる（実質的にスプリアスをゼロとすることができる）。
【0074】
（７）以上のＢＡＷデバイス１００は、圧電体１０を支持基板２０に固定したまま励振させることができるため、以下の（７ａ）～（７ｃ）に記載のステップを備える製造方法により製造可能である。当該製造方法は、支持基板２０を圧電体１０から剥離する工程が不要である。
【0075】
（７ａ）圧電体１０を支持基板２０に固定して複合基板を作製する複合基板作製ステップ。
なお、圧電体１０の支持基板２０への固定は、前述のように、貼り合わせ及び接合の少なくともいずれかの手法を用いることができる。
なお、圧電体１０の支持基板２０への固定は、前述のように、貼り合わせ及び接合の少なくともいずれかの手法を用いることができる。
【0076】
（７ｂ）複合基板作製ステップで作製された前記複合基板を研磨して薄型化する研磨ステップ。
研磨としては、公知の研磨手法を用いることができるが、例えば、遊星回転運動を用いた研磨機を用い、研削、ポリシングの上、目的の厚さの複合基板を得ることができる。なお、この研磨ステップにおいて、複合基板の圧電体１０側だけでなく、支持基板２０側も研磨してもよい。
研磨としては、公知の研磨手法を用いることができるが、例えば、遊星回転運動を用いた研磨機を用い、研削、ポリシングの上、目的の厚さの複合基板を得ることができる。なお、この研磨ステップにおいて、複合基板の圧電体１０側だけでなく、支持基板２０側も研磨してもよい。
【0077】
（７ｃ）研磨ステップで複合基板を研磨した後に、複合基板に浮遊導体４０を形成する導体形成ステップ。
上記（１）の構成のＢＡＷデバイス１００を製造する際は、導体形成ステップにおいて、複合基板における圧電体１０に浮遊導体４０を形成すればよい。また、当該導体形成ステップで、複合基板における支持基板２０の第２の面２２に励振電極３１，３２を併せて形成してもよい。また、支持基板２０に励振電極３１，３２を設けない場合は、励振電極３１，３２が形成された励振基板３０を用意し、この励振基板３０に複合基板を固定すればよい。
上記（３）の構成のＢＡＷデバイス１００を製造する際は、導体形成ステップにおいて、複合基板における支持基板２０に浮遊導体４０を形成すればよい。また、当該導体形成ステップで、複合基板における圧電体１０（図１に示す圧電体１０の上面）に励振電極３１，３２を併せて形成してもよい。
上記（１）の構成のＢＡＷデバイス１００を製造する際は、導体形成ステップにおいて、複合基板における圧電体１０に浮遊導体４０を形成すればよい。また、当該導体形成ステップで、複合基板における支持基板２０の第２の面２２に励振電極３１，３２を併せて形成してもよい。また、支持基板２０に励振電極３１，３２を設けない場合は、励振電極３１，３２が形成された励振基板３０を用意し、この励振基板３０に複合基板を固定すればよい。
上記（３）の構成のＢＡＷデバイス１００を製造する際は、導体形成ステップにおいて、複合基板における支持基板２０に浮遊導体４０を形成すればよい。また、当該導体形成ステップで、複合基板における圧電体１０（図１に示す圧電体１０の上面）に励振電極３１，３２を併せて形成してもよい。
【0078】
（７ａ）～（７ｃ）のステップの後、複合基板を所望の形状に裁断するステップを実行し、ＢＡＷデバイス１００を製造することができる。
【0079】
本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。
【0080】
（変形例）
ＢＡＷデバイス１００を構成する各部の形状（当該形状は厚さ及び大きさを含む）及び材料は、上記のようにＢＡＷ（バルク弾性波）を発生させることができる限りにおいては、任意に変更可能である。例えば、励振電極３１，３２、配線３１ａ，３２ａ及び浮遊導体４０の形状及び材料は、上記の例に限定されるものではなく、任意に変更可能である。
ＢＡＷデバイス１００を構成する各部の形状（当該形状は厚さ及び大きさを含む）及び材料は、上記のようにＢＡＷ（バルク弾性波）を発生させることができる限りにおいては、任意に変更可能である。例えば、励振電極３１，３２、配線３１ａ，３２ａ及び浮遊導体４０の形状及び材料は、上記の例に限定されるものではなく、任意に変更可能である。
【0081】
また、例えば、圧電体１０に対して支持基板２０の厚さを大きく設定し、支持基板２０を水晶基板とした場合の圧電体１０との共振を防止したり、機械的強度をより確保したりしてもよい。さらに、圧電体１０及び支持基板２０からなる複合基板をさらに固定する固定用基板は、圧電体１０及び支持基板２０よりも充分に大きな厚さを有していてもよい。当該固定用基板は、前述の励振基板３０であってもよいし、励振電極３１，３２を支持基板２０に形成する場合は、固定専用の基板であってもよい。また、支持基板２０における圧電体１０が固定される領域（以下、固定領域と言う。）以外は、平坦面でなくともよい。例えば、支持基板２０における固定領域以外の任意の部分に凹凸を設けることで、共振を防止してもよい。また、圧電体１０、支持基板２０、励振基板３０の各々は、平らな板状（薄膜状も含む。）に限られず、上記のようにＢＡＷを発生させることができる限りにおいては、湾曲した板状（薄膜状も含む。）であってもよい。
【0082】
ＢＡＷデバイス１００の用途は任意であり、ＢＡＲフィルタ、ＱＣＭなどであればよい。また、浮遊導体４０（浮遊電極）の代わりに、接地された導体（接地電極）を用いることも可能である。このような接地電極を用いることで、ＢＡＷデバイス１００を例えばＢＡＲフィルタとして構成してもよい。また、圧電体１０は、（ｉ）ＬｉＴａＯ３（タンタル酸リチウム）、ＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）、ＫＮｂＯ３（ニオブ酸カリウム）などの水晶以外の圧電単結晶、（ｉｉ）Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３（チタン酸ジルコン酸鉛）系、ＰｂＴｉＯ３（チタン酸鉛）系などの強誘電体セラミクス、（ｉｉｉ）ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）などの圧電薄膜材料などであってもよい。さらに、ＢＡＷデバイス１００に用いられる振動モードは、周波数に応じて変更可能であるため、厚みすべり振動モード（ＴＳＭ）に限られない。例えば、ＬＦ（Low Frequency）帯では、板の屈曲振動、長さ方向振動あるいは棒の伸び振動、ねじれ振動が可能である。例えば、ＭＦ（Medium Frequency）帯では、円板、角板の拡がり振動が可能である。例えば、ＨＦ（High Frequency）帯以上では厚みたて振動、厚みすべり振動が可能である。また、目的を達成することができる限りにおいては、支持基板２０も、これらの圧電体のうちから選択可能であると考えられる。さらに、圧電体１０及び支持基板２０から構成される複合基板において、励振電極３１，３２を介した電圧の印加によって、圧電体１０だけでなく支持基板２０も励振可能とするか否かは、目的に応じて任意である。例えば、支持基板２０も圧電体とし、圧電体１０と支持基板２０の各々を逆位相の振動子として構成することも可能である。
【0083】
圧電体１０及び支持基板２０の少なくともいずれかに用いることが可能な水晶基板は、ＡＴカット水晶基板に限られず、ＢＴカット水晶基板、ＳＣカット水晶基板などであってもよい。また、支持基板２０としてガラス基板を用いる際、その構成は、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、石英ガラスなど任意であり、公知のガラス材料を含む基板であればよい。
【0084】
圧電体１０を支持基板２０に貼り合わせる際に用いる接着層は、ＰＤＭＳに限られず任意であり、スピンオングラス、アルミナなどの任意の接着剤であってもよい。
【0085】
以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。
【0086】
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【0087】
１００…バルク弾性波（ＢＡＷ）デバイス
１０…圧電体、１０ａ…電気軸
２０…支持基板、２０ａ…電気軸、２１…第１の面、２２…第２の面
３０…励振基板、３１，３２…励振電極、３１ａ，３２ａ…配線
４０…浮遊導体（導体の一例）
１０…圧電体、１０ａ…電気軸
２０…支持基板、２０ａ…電気軸、２１…第１の面、２２…第２の面
３０…励振基板、３１，３２…励振電極、３１ａ，３２ａ…配線
４０…浮遊導体（導体の一例）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】