特許 7279432 複合基板、電子デバイス、複合基板の製造方法及び電子デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-15

(45)【発行日】2023-05-23

(54)【発明の名称】複合基板、電子デバイス、複合基板の製造方法及び電子デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20230516BHJP

   H03H 3/08 20060101ALI20230516BHJP

【ＦＩ】

H03H9/25 C

H03H3/08

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019048334

(22)【出願日】2019-03-15

(65)【公開番号】P2020150488

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-10-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001232

【氏名又は名称】弁理士法人大阪フロント特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】益田 紀彰

(72)【発明者】

【氏名】奥長 清行

【審査官】石田 昌敏

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／１８６５７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２２７４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０７５４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１３２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２０３４３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１１－１６３６５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｈ ９／００－ ９／７６

Ｈ０３Ｈ ３／００７－３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子デバイスに用いられる複合基板であって、
支持基板と、
前記支持基板上に設けられている圧電基板と、
を備え、
前記支持基板が、質量％で、ＳｉＯ _２ ６０％～８５％、Ａｌ _２ Ｏ _３ ０．１％～７％、Ｌｉ _２ Ｏ ７％～１５％、Ｎａ _２ Ｏ ０．１％～７％、Ｋ _２ Ｏ １％～７％、Ｎａ _２ Ｏ＋Ｋ _２ Ｏ ２％～１４％、Ｂ _２ Ｏ _３ ０％～７％、及びＰ _２ Ｏ _５ ０．１％～５％を含有し、α－クリストバライト及び／またはトリジマイトを析出してなる結晶化ガラスにより構成されていることを特徴とする、複合基板。

【請求項2】

前記支持基板の３０℃以上、３８０℃以下の範囲における平均熱膨張係数が１２０×１０^－７／℃以上、１５０×１０^－７／℃以下である、請求項１に記載の複合基板。

【請求項3】

前記支持基板におけるα－クリストバライト及び／またはトリジマイトの析出量が５０質量％以上である、請求項１または２に記載の複合基板。

【請求項4】

前記支持基板の面と前記圧電基板の面とが直接的に接合されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の複合基板。

【請求項5】

前記支持基板と前記圧電基板との間に接合層をさらに備え、
前記接合層は金属を含み、その厚みが２０ｎｍ以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の複合基板。

【請求項6】

前記圧電基板がニオブ酸リチウム結晶基板またはタンタル酸リチウム結晶基板であり、
前記圧電基板の厚みが２０μｍ以下である、請求項１～５のいずれか一項に記載の複合
基板。

【請求項7】

前記支持基板の前記圧電基板に接合されている面及び前記圧電基板の前記支持基板に接合されている面の算術平均粗さＲａがそれぞれ１０ｎｍ以下である、請求項１～６のいずれか一項に記載の複合基板。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載の複合基板と、
前記圧電基板上に設けられている櫛形電極と、
を備え、
前記圧電基板に弾性表面波を生成可能に構成された、電子デバイス。

【請求項9】

請求項１～７のいずれか一項に記載の複合基板の製造方法であって、
前記支持基板を用意する工程と、
前記支持基板に前記圧電基板を接合する工程と、
を備え、
α－クリストバライト及び／またはトリジマイトを析出してなる結晶化ガラスを前記支持基板に用いることを特徴とする、複合基板の製造方法。

【請求項10】

前記支持基板に前記圧電基板を接合する工程において、前記支持基板と前記圧電基板とをオプティカルコンタクトにより接合する、請求項９に記載の複合基板の製造方法。

【請求項11】

前記支持基板に前記圧電基板を接合する工程の後に、前記圧電基板を研磨し、前記複合基板を薄板化する工程をさらに備える、請求項９または１０に記載の複合基板の製造方法。

【請求項12】

請求項１～７のいずれか一項に記載の複合基板の前記圧電基板上に櫛形電極を設ける工程を備える、電子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、複合基板及びその複合基板を用いた電子デバイス並びに複合基板及び電子デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

表面弾性波素子（いわゆるＳＡＷフィルタ）は、例えば、携帯電話などの通信機器におけるバンドパスフィルタとして利用されている。表面弾性波素子を形成するための圧電基板には、高音速で電気機械結合係数が大きいことが要求されるため、これらの要求特性を満たすことができるニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３：以下ＬＮ）やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３：以下ＬＴ）が主に用いられている。しかしながら、ＬＮやＬＴは熱膨張係数が大きく、温度変化による熱膨張・収縮量が大きい。この温度変化による熱膨張・収縮挙動を抑制するために、特許文献１においては、支持基板として熱膨張係数が比較的小さいサイアロン焼結体を用いた複合基板が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１８／０５６２１０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の複合基板においては、支持基板に比較的小さい熱膨張係数を有するサイアロン焼結体を用いることによって、温度変化による熱膨張・収縮挙動をある程度抑制することはできる。しかしながら、支持基板に用いるサイアロン焼結体において熱膨張・収縮が生じるため、複合基板の熱膨張・収縮挙動を完全に抑制することはできない。そのため、圧電基板と支持基板との間に歪が生じる。その残留歪がデバイスの周波数特性に影響を及ぼし、周波数が不安定となるおそれがある。そのため、バンドパスフィルタの中心周波数が変動し、例えばバンドパスフィルタを本来通すべき周波数の信号が減衰する等して、フィルタ特性すなわち特定の周波数信号の分離特性が劣化する。

【0005】

本発明の目的は、電子デバイスに用いた場合に、温度変化に対するフィルタ特性の安定性を高めることができる、複合基板及び上記複合基板を用いた電子デバイス並びに上記複合基板の製造方法及び上記電子デバイスの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の複合基板は、電子デバイスに用いられる複合基板であって、支持基板と、支持基板上に設けられている圧電基板とを備え、支持基板が、α－クリストバライト及び／またはトリジマイトを析出してなる結晶化ガラスにより構成されていることを特徴とする。

【0007】

支持基板の３０℃以上、３８０℃以下の範囲における平均熱膨張係数が１２０×１０^－７／℃以上、１５０×１０^－７／℃以下であることが好ましい。

【0008】

支持基板が、質量％で、ＳｉＯ_２ ６０％～８５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０．１％～７％、Ｌｉ_２Ｏ ７％～１５％、Ｎａ_２Ｏ ０．１％～７％、Ｋ_２Ｏ １％～７％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ２％～１４％、Ｂ_２Ｏ_３ ０％～７％、及びＰ_２Ｏ_５ ０．１％～５％を含有する組成の結晶化ガラスにより構成されていることが好ましい。

【0009】

支持基板におけるα－クリストバライト及び／またはトリジマイトの析出量が５０質量％以上であることが好ましい。

【0010】

支持基板の面と圧電基板の面とが直接的に接合されていることが好ましい。また、支持基板と圧電基板との間に接合層がさらに備えられており、接合層は金属を含み、その厚みが２０ｎｍ以下であってもよい。

【0011】

圧電基板がニオブ酸リチウム結晶基板またはタンタル酸リチウム結晶基板であり、圧電基板の厚みが２０μｍ以下であることが好ましい。

【0012】

支持基板の圧電基板に接合されている面及び圧電基板の支持基板に接合されている面の算術平均粗さＲａがそれぞれ１０ｎｍ以下であることが好ましい。

【0013】

本発明の電子デバイスは、上記複合基板と、圧電基板上に設けられている櫛形電極とを備え、圧電基板に弾性表面波を生成可能に構成されたことを特徴とする。

【0014】

本発明の複合基板の製造方法は、上記複合基板の製造方法であって、支持基板を用意する工程と、支持基板に圧電基板を接合する工程とを備え、α－クリストバライト及び／またはトリジマイトを析出してなる結晶化ガラスを支持基板に用いることを特徴とする。

【0015】

支持基板に圧電基板を接合する工程において、支持基板と圧電基板とをオプティカルコンタクトにより接合することが好ましい。

【0016】

支持基板に圧電基板を接合する工程の後に、圧電基板を研磨し、複合基板を薄板化する工程がさらに備えられていることが好ましい。

【0017】

本発明の電子デバイスの製造方法は、上記複合基板の圧電基板上に櫛形電極を設ける工程を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、電子デバイスに用いた場合に、温度変化に対するフィルタ特性の安定性を高めることができる、複合基板及び上記複合基板を用いた電子デバイス並びに上記複合基板の製造方法及び上記電子デバイスの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る複合基板の正面断面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態の変形例に係る複合基板の正面断面図である。

【図3】本発明の第２の実施形態に係る電子デバイスの模式的斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（複合基板）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る複合基板の正面断面図である。図１に示す本実施形態の複合基板１は、例えば、表面弾性波素子などの電子デバイスに用いられる。複合基板１は、支持基板２と、支持基板２上に設けられている圧電基板３とを備える。支持基板２は、対向し合う第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂを有する。圧電基板３は、対向し合う第３の主面３ａ及び第４の主面３ｂを有する。支持基板２の第１の主面２ａが圧電基板３に接合されている面である。圧電基板３の第３の主面３ａが支持基板２に接合されている面である。

【0021】

支持基板２の第１の主面２ａと圧電基板３の第３の主面３ａとは直接接合されている。本明細書において直接接合とは、樹脂等からなる接着剤層を介さない接合をいう。接合に際し接合面同士の間に金属層などの接合層が形成される場合も、直接接合に含む。もっとも、直接接合は、接合層を介さずに、接合面同士が直接的に接合されている場合も含む。図１に示すように、本実施形態の複合基板１は、支持基板２と圧電基板３との間において接合層を有しない。支持基板２の第１の主面２ａと圧電基板３の第３の主面３ａとは直接的に接合されている。

【0022】

圧電基板３は、特に限定されないが、例えば、ニオブ酸リチウム結晶基板またはタンタル酸リチウム結晶基板である。

【0023】

支持基板２は、α－クリストバライト及び／またはトリジマイトを析出してなる結晶化ガラスにより構成されている。本実施形態の支持基板２の３０℃以上、３８０℃以下における平均熱膨張係数は１２０×１０^－７／℃以上、１５０×１０^－７／℃以下である。

【0024】

支持基板２におけるα－クリストバライト及び／またはトリジマイトの析出量は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上である。α－クリストバライト及び／またはトリジマイトの析出量が少なすぎると、熱膨張係数を小さくする効果が得られ難い。一方、α－クリストバライト及び／またはトリジマイトの析出量の上限は特に限定されないが、現実的には９９質量％以下である。なお、α－クリストバライト及びトリジマイトの双方を含有する場合は、合量で上記範囲を満たすことが好ましい。また、熱膨張係数等特性に影響しない範囲であれば、α－クリストバライト、トリジマイト以外の結晶性シリカ及びそのシリカ化合物、例えばα－石英やリチウムダイシリケートが析出していてもよい。

【0025】

支持基板２は、α－クリストバライト及び／またはトリジマイトを析出可能なものであれば特に限定されない。例えば、支持基板２は、質量％で、ＳｉＯ_２ ６０％～８５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０．１％～７％、Ｌｉ_２Ｏ ７％～１５％、Ｎａ_２Ｏ ０．１％～７％、Ｋ_２Ｏ １％～７％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ２％～１４％、Ｂ_２Ｏ_３ ０％～７％、及びＰ_２Ｏ_５ ０．１％～５％を含有する組成である結晶化ガラスにより構成されていることが好ましい。以下に、上記ガラス組成範囲が好ましい理由を説明する。

【0026】

ＳｉＯ_２はガラス骨格を形成するとともに、主結晶の構成成分にもなる。ＳｉＯ_２の含有量は、好ましくは６５％～８５％、より好ましくは７０％～８５％である。ＳｉＯ_２の含有量が少なすぎると、熱膨張係数が高くなったり、化学的耐久性が低下したりする傾向がある。一方、ＳｉＯ_２の含有量が多すぎると、溶融性が低下したり、ガラス融液の粘度が大きくなり、清澄になり難かったり、成形が困難となったりする傾向がある。

【0027】

Ｌｉ_２Ｏは主結晶の構成成分であり、結晶性および熱膨張係数に大きな影響を与える成分である。Ｌｉ_２Ｏの含有量は、好ましくは７％～１２％、より好ましくは７％～１０％である。Ｌｉ_２Ｏの含有量が少なすぎると、結晶化度が低くなり、熱膨張係数が高くなりすぎることがある。一方、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多すぎると、結晶化度が高くなり、屈伏点が高くなりすぎることがある。

【0028】

Ｎａ_２Ｏは、粘度を低下させ、溶融性及び成形性を向上させるための成分である。Ｎａ_２Ｏの含有量は、好ましくは０．１％～６％、より好ましくは０．１％～５％である。Ｎａ_２Ｏの含有量が少なすぎる場合は、屈伏点が高くなりすぎることがあり、多すぎる場合は結晶化し難くなる。

【0029】

Ｋ_２Ｏは、粘度を低下させ、溶融性及び成形性を向上させるための成分である。Ｋ_２Ｏの含有量は、好ましくは１％～６％、より好ましくは１％～５％である。Ｋ_２Ｏの含有量が少なすぎる場合は、屈伏点が高くなりすぎることがあり、多すぎる場合は結晶化し難くなる。

【0030】

Ｎａ_２ＯとＫ_２Ｏとの合量が２％より少ない場合は、屈伏点が高くなりすぎることがあり、１４％より多い場合は結晶化し難くなる。

【0031】

Ｐ_２Ｏ_５はガラス化を安定させる成分である。Ｐ_２Ｏ_５の含有量は、好ましくは０．１％～４％、より好ましくは０．１％～３％である。Ｐ_２Ｏ_５の含有量が少なすぎると、不均質な結晶が析出してクラックが発生し易くなり、多すぎる場合は、ガラスが分相するとともに失透し易くなる。

【0032】

Ａｌ_２Ｏ_３はガラス化を安定させる成分である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０．１％～６％、より好ましくは０．１％～５％である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少なすぎると、ガラスが分相し易くなり、多すぎると、粘性が高くなりガラスの溶融が困難となる。

【0033】

Ｂ_２Ｏ_３はガラス化を安定させる成分である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０％～６％、より好ましくは０％～５％である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、結晶化物にクラックが発生し易くなる。

【0034】

上記成分以外にも、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３等を本発明の効果を損なわない範囲で合量５％まで含有させることができる。

【0035】

本実施形態の特徴は、複合基板１における支持基板２が、α－クリストバライト及び／またはトリジマイトを析出してなる結晶化ガラスにより構成されていることにある。これにより、支持基板２の熱膨張係数を圧電基板３の熱膨張係数に効果的に近づけることができる。よって、支持基板２が温度変化により熱膨張・収縮しても、圧電基板３も同程度熱膨張・収縮するため、支持基板２と圧電基板３との間に歪が残留し難い。従って、表面弾性波などを利用する電子デバイスに本実施形態の複合基板１を用いることにより、温度変化に対するフィルタ特性の安定性を高めることができる。

【0036】

支持基板２の平均熱膨張係数が、３０℃以上、３８０℃以下において１２０×１０^－７／℃以上、１５０×１０^－７／℃以下であり、圧電基板３がニオブ酸リチウム結晶基板またはタンタル酸リチウム結晶基板であることが好ましい。これにより、圧電基板３の熱膨張係数と支持基板２の熱膨張係数とをほぼ同じとすることができる。よって、支持基板２と圧電基板３との間に、温度変化による残留歪がほぼ生じない。従って、温度変化に対する電子デバイスのフィルタ特性の安定性をより一層高めることができる。

【0037】

支持基板２と圧電基板３とは、直接接合されていることが好ましい。それによって、支持基板２及び圧電基板３の互いの拘束力を効果的に高めることができる。従って、温度変化に対する電子デバイスのフィルタ特性の安定性をより一層確実に高めることができる。

【0038】

複合基板１の平面視における寸法は、φ５０ｍｍ以上、φ４００ｍｍ以下であることが好ましく、φ１００ｍｍ以上、φ４００ｍｍ以下であることがより好ましく、φ１００ｍｍ以上、φ３００ｍｍ以下であることがさらに好ましい。複合基板１及びこれを用いる電子デバイスが小型である場合には、電子デバイス内に熱が蓄積し易いため、温度変化が大きくなり易い。本実施形態の複合基板１は、温度変化に対するフィルタ特性の安定性を高めることができるため、小型の電子デバイスに用いられる場合に、特に好適である。あるいは、集積化された電子デバイスにおいても電子デバイス内に熱が蓄積し易いため、このような電子デバイスに用いる基板としても、複合基板１が好適である。

【0039】

圧電基板３の厚みは、２０μｍ以下であることが好ましい。それによって、複合基板１を用いた電子デバイスにおいて、良好なデバイス特性を発揮させることができる。圧電基板３の厚みは、１μｍ以上であることが好ましい。この場合には、圧電基板３が破損し難い。

【0040】

（変形例）
図２は、第１の実施形態の変形例に係る複合基板の正面断面図である。図２に示すように、複合基板１１は、支持基板２と圧電基板３との間に設けられている接合層１４を備える。接合層１４は、特に限定されないが、例えば、Ｔｉ層などの金属を含む層である。接合層１４は、金属と支持基板２及び／または圧電基板３の構成成分が混合されてなる層であってもよい。また、接合層１４は、単一金属により構成されてもよいし、合金により構成されてもよい。接合層１４の厚みは２０ｎｍ以下であることが好ましい。この場合には、接合層１４が、支持基板２と圧電基板３との間の残留歪量に影響を及ぼし難い。よって、第１の実施形態と同様に、温度変化に対するフィルタ特性の安定性を高めることができる。

【0041】

（電子デバイス）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電子デバイスの模式的斜視図である。電子デバイス２０は、第１の実施形態の複合基板１と、複合基板１上に設けられている第１の櫛形電極２５Ａ及び第２の櫛形電極２５Ｂとを備える。第１の櫛形電極２５Ａには入力端子２６Ａが接続されている。第２の櫛形電極２５Ｂには出力端子２６Ｂが接続されている。

【0042】

電子デバイス２０は弾性波装置である。電子デバイス２０においては、入力端子２６Ａから入力された信号が第１の櫛形電極２５Ａに印加されることにより、弾性波が励振される。弾性波は圧電基板３を伝搬し、第２の櫛形電極２５Ｂにより信号に変換され、該信号が出力端子２６Ｂから取り出される。これにより、入力端子２６Ａから入力した信号がフィルタリングされる。もっとも、電子デバイス２０の回路構成は上記に限定されない。電子デバイス２０は、櫛形電極を少なくとも１つ有していればよい。

【0043】

電子デバイス２０は、第１の実施形態の複合基板１を有するため、温度変化に対するフィルタ特性の安定性を高めることができる。

【0044】

以下に、本発明に係る複合基板の製造方法の一例を図１を用いて説明する。

【0045】

（複合基板の製造方法）
図１に示す支持基板２は、ガラス原料を所定の割合で調合された原料バッチを溶融した後、所定の形状に成形し、所定の温度条件で結晶化することにより作製される。

【0046】

ガラスバッチの溶融温度は、生産性や均質性の観点から１３００℃～１６００℃程度が好ましい。また、結晶化条件としては、４００℃～６００℃において０．５時間～３時間熱処理して結晶核を生成させた後（結晶核生成段階）、さらに７００℃～９００℃で０．５時間～５時間熱処理を行い、主結晶を析出させる（結晶成長段階）ことが好ましい。

【0047】

一方、圧電基板３を用意する。次に、支持基板２の第１の主面２ａ及び圧電基板３の第３の主面３ａを平坦化及び平滑化する。具体的には、上記各面を、研磨等により算術平均粗さＲａ（以下Ｒａ）：１０ｎｍ以下とすることが好ましい。本明細書におけるＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に基づく。研磨等により上記各面を、Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ（以下ＴＴＶ）：１．５μｍ以下とすることが好ましい。それによって、後の工程において、支持基板２と圧電基板３とを直接接合によって好適に接合することができ、接合強度をより確実に高めることができる。上記各面のＲａの下限は、例えば、０．０５ｎｍ以上である。上記各面のＴＴＶの下限は、例えば、０．５μｍ以上である。これらの場合には、平坦化及び平滑化の工程における研磨時間等の過度の増加を招かずして、支持基板２と圧電基板３とを好適に接合することができる。なお、複合基板１の製造方法は、支持基板２の第１の主面２ａ及び圧電基板３の第３の主面３ａを平坦化及び平滑化する工程を必ずしも有しなくともよい。

【0048】

次に、支持基板２の第１の主面２ａ及び圧電基板３の第３の主面３ａを活性化させる。この活性化は、例えば、上記面への不活性ガス（アルゴンなど）の中性原子ビームの照射の他、プラズマやイオンビームの照射等により行う。これらの照射には、例えばイオンガンやＦＡＢ（Ｆａｓｔ Ａｔｏｍ Ｂｅａｍ）ガンなどを用いて行うことができる。ＦＡＢガンはイオンガンに比べて１粒子当たりのエネルギーが大きく、常温接合の妨げとなるような基板表面の酸化膜や吸着層を除去する能力が高い。よって、支持基板２及び圧電基板３を接合させるそれぞれの表面における分子の状態として、他の物質に結合されていない結合の手が配置された状態とし易い。従って、上記表面の活性化においては、ＦＡＢガンを用いることが好ましい。上記活性化を行うことにより、後の工程において、圧電基板３と支持基板２とを常温において直接接合によって好適に接合することができ、接合強度をより確実に高めることができる。なお、複合基板１の製造方法は、圧電基板３及び支持基板２のそれぞれの面を活性化させる工程を必ずしも有しなくともよい。なお、本発明において常温とは、例えば５～５０℃の温度域を指す。

【0049】

次に、支持基板２の第１の主面２ａと圧電基板３の第３の主面３ａとを直接接合によって接合する。具体的には、支持基板２の第１の主面２ａと圧電基板３の第３の主面３ａとを向かい合わせにした状態において、両基板を押圧する。用いる接合手法としては、オプティカルコンタクトが好ましい。接合においてオプティカルコンタクトを用いた場合、支持基板２の第１の主面２ａと圧電基板３の第３の主面３ａとは直接的に接合される。あるいは、例えば、常温で接合することができるＡＤＢ：原子拡散接合、またはＳＡＢ：表面活性化接合を用いてもよい。

【0050】

支持基板２及び圧電基板３の接合界面のうち、実際に接合している面積の割合が８０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは９０％以上である。このように接合面積割合が大きいと、支持基板２と圧電基板３とが強固に接合された良好な複合基板となる。

【0051】

支持基板２と圧電基板３とを接合した後に、圧電基板３側を研磨することにより、圧電基板３を薄板化することが好ましい。具体的には、研磨により、圧電基板３の厚みを２０μｍ以下にすることが好ましい。それによって、複合基板１を用いた電子デバイスにおいて、良好なデバイス特性を発揮させることができる。なお、上記の方法によって接合することにより、接合強度をより確実に高めることができるため、研磨時の振動等によっても支持基板２から圧電基板３が剥離し難い。

【0052】

このようにして作製した複合基板１においては、支持基板２の第１の主面２ａと圧電基板３の第３の主面３ａとが直接接合されているため、接着剤層を介して接合されている場合に比べて、支持基板２及び圧電基板３の互いの拘束力が強い。それによって、外部の温度変化による支持基板２及び圧電基板３の熱膨張・収縮挙動をより確実に互いに近づけることができる。これにより、支持基板２と圧電基板３との間に歪が残留し難く、周波数温度特性に優れたデバイス設計に寄与することができる。よって、フィルタ特性が安定した電子デバイスを提供することができる。もっとも、接合に際し、支持基板２と圧電基板３との間に図２に示した接合層１４を形成してもよい。例えば、接合においてＡＤＢを用いた場合には、支持基板２と圧電基板３との間に接合層が形成される。

【0053】

なお、支持基板２と圧電基板３との間に接合層１４を設ける場合、上述の平坦化及び平滑化する工程の後であり、かつ、上述の活性化工程または常温接合工程の前に、接合面に金属薄膜を形成する。具体的には、支持基板２及び圧電基板３のうち少なくとも一方に、例えばＴｉ等からなる金属薄膜を形成する工程を備える。金属薄膜は、支持基板２及び圧電基板３の双方の接合面に形成されてもよいし、支持基板２または圧電基板３の一方の接合面に形成されてもよい。

【0054】

（実施例）
以下、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0055】

（１）支持基板の作製
質量％で、ＳｉＯ_２ ７９％、Ａｌ_２Ｏ_３ ４％、Ｌｉ_２Ｏ ９％、Ｎａ_２Ｏ ４％、Ｋ_２Ｏ ２％、Ｐ_２Ｏ_５ ２％の組成を有するガラスとなるように、原料粉末を調合し、均一に混合した。得られた原料バッチを１３６０℃で均質になるまで溶融し、溶融ガラスとした。次に、溶融ガラスを板状に成形し、５００℃で保持された徐冷炉内にて３時間アニール処理を行った。次に、板状に成形した溶融ガラスを室温まで冷却することにより板状結晶性ガラスを得た。

【0056】

次に、板状結晶性ガラスに対して、室温から５００℃まで６０℃／時間の速度で昇温し、０．５時間保持して核形成を行った後、さらに８５０℃まで４０℃／時間の速度で昇温し、１時間保持して結晶化させた。その後、室温まで６０℃／時間で降温し、板状結晶化ガラスを得た。析出結晶を分析したところ、主結晶としてα－クリストバライト及びトリジマイトが析出していることが確認された。得られた板状結晶化ガラスについて、ＴＭＡを用いて熱膨張係数を測定した結果、３０℃～３８０℃の温度範囲における、平均熱膨張係数は１３８×１０^－７／℃であった。

【0057】

次に、板状結晶化ガラスをφ１００ｍｍの円板状に切断加工し、該板状結晶化ガラスの表面を研磨により鏡面状とした。板状結晶化ガラスの厚みは０．２ｍｍとした。板状結晶化ガラスの鏡面状とした面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定した。結果、Ｒａ：３ｎｍ、ＴＴＶ：１．２μｍであった。以上により、支持基板を得た。

【0058】

（２）複合基板の作製及び評価
（１）において作製した支持基板に、φ１００ｍｍ、厚み０．２ｍｍの、圧電基板としてのニオブ酸リチウム結晶基板（ＬＮ基板）をオプティカルコンタクトにより直接接合することにより、複合基板を得た。支持基板とＬＮ基板との接合界面には気泡はほぼ観察されず、良好に接合されていた。さらに、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて複合基板の断面を観察した。結果、接合界面には隙間がなく、支持基板とＬＮ基板とが強固に接合していることが確認できた。

【0059】

得られた複合基板の界面の残留歪を歪計にて確認した。複合基板を電気炉内に設置し、１０℃／分の速度で３００℃まで昇温し、３００℃で１時間保持した後、室温まで１０℃／分の速度で降温した。電気炉に予め設置した石英ガラス製の窓から複合基板の界面を観察し、温度変化における接合部の歪量をセナルモン法にて測定した。結果、全温度範囲において、接合部の歪量は±２ＭＰａ以内の範囲内であった。このように、十分小さな残留歪量であることが確認できた。ここでいう＋とは圧電基板側に圧縮応力が加わる場合の歪量を示し、－とは圧電基板側に引張応力が加わる場合の歪量を示す。

【0060】

従来のサイアロン支持基板と比較して、圧電基板の熱膨張係数との差が極めて小さい熱膨張係数である結晶化ガラスにより構成されている支持基板を用いることにより、圧電基板と支持基板との接合部の残留歪を生じ難くすることができる。よって、実施例１の複合基板を電子デバイスに用いることにより、良好な周波数温度特性（ＴＣＦ）を長期にわたり安定して得ることができる。従って、長期にわたり電子デバイスのフィルタ特性を安定化することができる。

【符号の説明】

【0061】

１…複合基板
２…支持基板
２ａ…第１の主面
２ｂ…第２の主面
３…圧電基板
３ａ…第３の主面
３ｂ…第４の主面
１１…複合基板
１４…接合層
２０…電子デバイス
２５Ａ…第１の櫛形電極
２５Ｂ…第２の櫛形電極
２６Ａ…入力端子
２６Ｂ…出力端子

【図1】

【図2】

【図3】