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(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】2023-10-23
(45)【発行日】2023-10-31
(54)【発明の名称】構造体および構造体の製造方法ならびに電子機器
(51)【国際特許分類】
B23K 20/00 20060101AFI20231024BHJP
B23K 20/24 20060101ALI20231024BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20231024BHJP
G03B 21/14 20060101ALI20231024BHJP
G02B 1/11 20150101ALN20231024BHJP
【ＦＩ】
B23K20/00 310M
B23K20/00 310C
B23K20/00 310D
B23K20/24
G02B5/20
G03B21/14 A
G02B1/11
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2020565631
(86)(22)【出願日】2019-12-06
(86)【国際出願番号】 JP2019047879
(87)【国際公開番号】W WO2020144992
(87)【国際公開日】2020-07-16
【審査請求日】2022-11-29
(31)【優先権主張番号】P 2019000662
(32)【優先日】2019-01-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】504157024
【氏名又は名称】国立大学法人東北大学
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高橋 祐一
(72)【発明者】
【氏名】阿部 昇平
(72)【発明者】
【氏名】米澤 元
(72)【発明者】
【氏名】島津 武仁
(72)【発明者】
【氏名】魚本 幸
【審査官】山内 隆平
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／２１６７６３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－２４３３６０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ２０／００
Ｂ２３Ｋ ２０／２４
Ｇ０３Ｂ ２１／１４
Ｇ０２Ｂ ５／２０
Ｇ０２Ｂ １／１１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体と、前記第１基体の前記一の面と対向配置された第２基体と、
前記第１基体と前記第２基体との間に設けられると共に、少なくとも金属元素を含み、光透過性を有するバッファ層と
を備えた構造体。
【請求項2】
前記第１基体は、前記一の面の少なくとも一部に表面粗さの大きな領域を有する、請求項１に記載の構造体。
【請求項3】
前記第１基体は、２ｎｍ以上の算術平均粗さ（Ｒａ）を有する、請求項１に記載の構造体。
【請求項4】
前記第１基体は多孔質基材である、請求項１に記載の構造体。
【請求項5】
前記第１基体はセラミックスである、請求項１に記載の構造体。
【請求項6】
前記第２基体は金属基材である、請求項１に記載の構造体。
【請求項7】
前記第１基体は難硝材である、請求項１に記載の構造体。
【請求項8】
前記バッファ層は、膜厚方向に金属元素が局所的に分布している、請求項１に記載の構造体。
【請求項9】
前記第１基体と前記第２基体とは、原子拡散接合を用いて接合されている、請求項１に記載の構造体。
【請求項10】
一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体上に、少なくとも金属元素を含む第１のバッファ層を形成し、前記第１のバッファ層の表面を研磨したのち、前記第１のバッファ層上に微結晶構造を有する第１の金属膜を形成し、
前記第１の金属膜と第２基体とを接合し、前記第１基体と前記第２基体との間に、少なくとも金属元素を含むバッファ層と形成する
構造体の製造方法。
【請求項11】
前記第１の金属膜と前記第２基体とを接合したのち、加熱処理して前記バッファ層を形成する、請求項１０に記載の製造方法。
【請求項12】
前記第１のバッファ層を真空蒸着法またはスパッタリング法を用いて成膜する、請求項１０に記載の構造体の製造方法。
【請求項13】
前記第１のバッファ層の表面を光学研磨または化学機械研磨を用いて処理する、請求項１０に記載の構造体の製造方法。
【請求項14】
一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体上に、少なくとも金属元素を含む第１のバッファ層を形成し、前記第１のバッファ層の表面を研磨したのち、前記第１のバッファ層上に微結晶構造を有する第１の金属膜を形成し、
第２基体上に、少なくとも金属元素を含む第２のバッファ層および微結晶構造を有する第２の金属膜を形成し、
前記第１の金属膜と前記第２の金属膜とを接合し、前記第１基体と前記第２基体との間に、少なくとも金属元素を含むバッファ層と形成する
構造体の製造方法。
【請求項15】
前記第１の金属膜と前記第２の金属膜とを接合したのち、加熱処理して前記バッファ層を形成する、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項16】
一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体と、前記第１基体の前記一の面と対向配置された第２基体と、
前記第１基体と前記第２基体との間に設けられると共に、少なくとも金属元素を含み、光透過性を有するバッファ層と
を有する構造体を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、例えば、原子拡散接合を用いて接合された構造体およびその製造方法ならびにこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
接着剤のように、空間を充填することができる接着技術とは異なり、例えば、特許文献１において開示されている原子拡散接合をはじめとする無機接合では、接合界面における接触面積を増やして結合力を確保するため、表面粗さの小さな接合面、即ち算術平均粗さ（Ｒａ）の小さな接合面が求められている。例えば、ガラスや結晶体は、研磨加工によって小さな算術平均粗さ（Ｒａ）を有する接合面を実現しやすいことから、原子拡散接合やオプティカルコンタクト等で多くの実用例が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－４６６９６号公報
【発明の概要】
【0004】
しかしながら、セラミックス等の多孔質基材や難硝材と称される加工および取り扱いが難しい基材では、研磨加工により小さな算術平均粗さ（Ｒａ）を有する接合面の確保が難しく、十分な接合強度を得ることが難しい。
【0005】
接合強度を向上させることが可能な構造体および構造体の製造方法ならびにこれを備えた電子機器を提供することが望ましい。
【0006】
本開示の一実施形態の構造体は、一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体と、第１基体の一の面と対向配置された第２基体と、第１基体と第２基体との間に設けられると共に、少なくとも金属元素を含み、光透過性を有するバッファ層とを備えたものである。
【0007】
本開示の一実施形態の第１の構造体の製造方法は、一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体上に、少なくとも金属元素を含む第１のバッファ層を形成し、第１のバッファ層の表面を研磨したのち、第１のバッファ層上に微結晶構造を有する第１の金属膜を形成し、第１の金属膜と第２基体とを接合し、第１基体と第２基体との間に、少なくとも金属元素を含むバッファ層と形成する。本開示の一実施形態の第２の構造体の製造方法は、一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体上に、少なくとも金属元素を含む第１のバッファ層を形成し、第１のバッファ層の表面を研磨したのち、第１のバッファ層上に微結晶構造を有する第１の金属膜を形成し、第２基体上に、少なくとも金属元素を含む第２のバッファ層および微結晶構造を有する第２の金属膜を形成し、第１の金属膜と第２の金属膜とを接合し、第１基体と第２基体との間に、少なくとも金属元素を含むバッファ層と形成する。
【0008】
本開示の一実施形態の電子機器は、上記本開示の一実施形態の構造体を備えたものである。
【0009】
本開示の一実施形態の構造体および一実施形態の電子機器では、一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体と、その一の面と対向配置される第２基体との間に、研磨加工性に優れた少なくとも金属元素を含み、光透過性を有するバッファ層を設けるようにした。本開示の一実施形態の第１の構造体の製造方法では、一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体上に、少なくとも金属元素を含む第１のバッファ層を形成し、第１のバッファ層の表面を研磨したのち、第１のバッファ層上に微結晶構造を有する第１の金属膜を形成し、第１の金属膜と第２基体とを接合し、第１基体と第２基体との間に、少なくとも金属元素を含むバッファ層と形成するようにした。本開示の一実施形態の第２の構造体の製造方法では、一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体上に、少なくとも金属元素を含む第１のバッファ層を形成し、第１のバッファ層の表面を研磨したのち、第１のバッファ層上に微結晶構造を有する第１の金属膜を形成し、第２基体上に、少なくとも金属元素を含む第２のバッファ層および微結晶構造を有する第２の金属膜を形成し、第１の金属膜と第２の金属膜とを接合し、第１基体と第２基体との間に、少なくとも金属元素を含むバッファ層と形成するようにした。これにより、第１基体の一の面上に算術平均粗さ（Ｒａ）の小さな接合面が形成される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の第１の実施の形態に係る構造体の構成を表す断面模式図である。
【図3】表面が研磨された多孔質基体の断面模式図である。
【図5】本開示の第２の実施の形態に係る構造体の構成の一例を表す断面模式図である。
【図6】本開示の第２の実施の形態に係る構造体の構成の他の例を表す断面模式図である。
【図8】本開示の変形例１に係る構造体の構成を表す断面模式図である。
【図10】本開示の変形例２に係る構造体の構成を表す断面模式図である。
【図11A】本開示の実施例１に係る蛍光体ホイールの一例を表す断面模式図である。
【図13】本開示の実施例１に係る蛍光体ホイールの他の例を表す断面模式図である。
【図15A】本開示の実施例２に係る発光デバイスの構成の一例を表す断面模式図である。
【図16A】本開示の実施例２に係る発光デバイスの他の例を表す断面模式図である。
【図17】本開示の実施例３に係るレーザ増幅器の構成の一例を表す断面模式図である。
【図18】本開示の実施例４に係るパルスレーザ素子の構成の一例を表す断面模式図である。図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示における実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施の形態（一方に多孔質基体を用いた構造体の例）
１－１．構造体の構成
１－２．構造体の製造方法
１－３．作用・効果
２．第２の実施の形態（他方に多孔質基体または金属基体を用いた構造体の例）
３．変形例
３－１．変形例１（バッファ層が光透過性を有する例）
３－２．変形例２（一方に難硝材を用いた構造体の例）
４．実施例
１．第１の実施の形態（一方に多孔質基体を用いた構造体の例）
１－１．構造体の構成
１－２．構造体の製造方法
１－３．作用・効果
２．第２の実施の形態（他方に多孔質基体または金属基体を用いた構造体の例）
３．変形例
３－１．変形例１（バッファ層が光透過性を有する例）
３－２．変形例２（一方に難硝材を用いた構造体の例）
４．実施例
【0012】
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る構造体（構造体１）の断面構成を模式的に表したものである。この構造体１は、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、プロジェクタ等に用いられる波長変換素子（例えば、図１１Ａ参照）を構成するものである。本実施の形態の構造体１は、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する多孔質基体１１（第１基体）と、多孔質基体１１の一の面と対向配置される基体２１（第２基体）とを、少なくとも金属元素を含むバッファ層３１内において、例えば原子拡散接合によって接合されたものである。
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る構造体（構造体１）の断面構成を模式的に表したものである。この構造体１は、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、プロジェクタ等に用いられる波長変換素子（例えば、図１１Ａ参照）を構成するものである。本実施の形態の構造体１は、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する多孔質基体１１（第１基体）と、多孔質基体１１の一の面と対向配置される基体２１（第２基体）とを、少なくとも金属元素を含むバッファ層３１内において、例えば原子拡散接合によって接合されたものである。
【0013】
（１－１．構造体の構成）
多孔質基体１１は、上記のように、それを構成する材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有するものであり、例えば、層内に複数の空隙Ｇを有することから密度が連続的な結晶体よりも低いものである。多孔質基体１１は、少なくとも一部に表面の粗さを表す算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな領域を有する基材であり、研磨加工により算術平均粗さ（Ｒａ）を小さくすることが困難なものである。本実施の形態の多孔質基体１１は、例えば２ｎｍ以上の算術平均粗さ（Ｒａ）を有すると共に、例えば０．５μｍ以上３μｍ以下の空隙Ｇを複数有するものである。一例として、多孔質基体１１は、セラミックスのような焼結体等が挙げられる。
多孔質基体１１は、上記のように、それを構成する材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有するものであり、例えば、層内に複数の空隙Ｇを有することから密度が連続的な結晶体よりも低いものである。多孔質基体１１は、少なくとも一部に表面の粗さを表す算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな領域を有する基材であり、研磨加工により算術平均粗さ（Ｒａ）を小さくすることが困難なものである。本実施の形態の多孔質基体１１は、例えば２ｎｍ以上の算術平均粗さ（Ｒａ）を有すると共に、例えば０．５μｍ以上３μｍ以下の空隙Ｇを複数有するものである。一例として、多孔質基体１１は、セラミックスのような焼結体等が挙げられる。
【0014】
基体２１は、例えば、接合面として平板な面を有するものであり、例えば、無機材料またはプラスチック材料により構成されている。無機材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯx）、酸化アルミニウム（ＡｌＯx）、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）等の無機酸化物の結晶質固体、あるいは、ガラス質固体（非晶質固体）が挙げられる。なお、上記材料よりなるガラス質固体にはスピンオングラス（ＳＯＧ）等が含まれる。この他、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体、窒化シリコン（ＳｉＮx）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）およびダイヤモンド等が挙げられる。プラスチック材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）またはポリエチルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が挙げられる。
【0015】
多孔質基体１１および基体２１は、光透過性を有していてもよいし、光透過性を有していなくてもよい。光透過性を有する基体２１としては、例えば、ガラスや石英基板等が挙げられる。
【0016】
バッファ層３１は、多孔質基体１１と基体２１とを接合する接合部である。バッファ層３１は、後述する構造体１の製造工程において形成される下地層３１Ａと、金属膜３２，３３とから構成されるものである。金属膜３２は、下地層３１Ａを介して多孔質基体１１上に設けられるものである。金属膜３３は、例えば直接、基体２１上に設けられるものである。バッファ層３１には、金属膜３２，３３に由来する金属元素が膜厚方向に局所的に分布している。
【0017】
バッファ層３１は、例えば、下地層３１Ａ由来の、例えば、酸素と結合した無機材料（無機酸化物）を含む。具体的には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯx）、酸化アルミニウム（ＡｌＯx）、酸化ニオブ（ＮｂＯx）、酸化チタン（ＴｉＯx）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）アルミランタン酸化物（ＡｌＬａＯx）、チタンランタン酸化物（ＴｉＬａＯx）および酸化ハフニウム（ＨｆＯx）等が挙げられる。バッファ層３１は、さらに、金属膜３２，３３由来の、例えば、アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），バナジウム（Ｖ），クロム（Ｃｒ），鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），亜鉛（Ｚｎ），ガリウム（Ｇａ），ゲルマニウム（Ｇｅ），ジルコニウム（Ｚｒ），ニオブ（Ｎｂ），モリブデン（Ｍｏ），ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ），銀（Ａｇ），白金（Ｐｔ），金（Ａｕ），インジウム（Ｉｎ），スズ（Ｓｎ），ハフニウム（Ｈｆ），タングステン（Ｗ）およびタンタル（Ｔａ）等を含む。この他、バッファ層３１は、窒化シリコン（ＳｉＮ）等の無機窒化物、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等の無機酸窒化物およびフッ化シリコン（ＳｉＦx）等の無機フッ化物等を含んでいてもよい。バッファ層３１の、例えばＹ軸方向の膜厚（以下、単に厚みという）は、例えば１０ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
【0018】
なお、バッファ層３１を構成する無機酸化物は、ガラス質固体（非結晶質固体）でもよいし、結晶質固体でもよい。
【0019】
バッファ層３１には、金属膜３２，３３由来の金属元素が膜厚方向に局所的に分布しているとしたが、金属元素はバッファ層３１を形成する際の運動エネルギーおよび熱エネルギーや接合後の熱処理等により、下地層３１Ａおよび基体２１との界面において相互拡散する。バッファ層３１内の金属元素の分布を、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分析法（Energy Dispersive X-ray analysis：ＥＤＸ）、電子エネルギー損失分光法（Electron Energy Loss Spectroscopy：ＥＥＬＳ）、二次イオン質量分析法（Secondary Ion Mass Spectrometry：ＳＩＭＳ）およびＴＯＦ－ＳＩＭＳ分析等で測定した場合、この金属元素の相互拡散および接合界面の乱れによって、基体２１との界面から多孔質基体１１の界面に向かって、所定の範囲において連続的に低下する金属元素の濃度分布が確認できる。また、例えば、後述する第２の実施の形態の構造体２のように、多孔質基体１１および多孔質基体４１の両方に下地層を設けた場合には、金属元素は、バッファ層３１の層内から多孔質基体１１および基体２１の界面に向かって所定の範囲において連続的に低下する金属元素の濃度分布が確認できる。なお、金属膜３２と下地層３１Ａとの界面および金属膜３３と基体２１との界面における金属元素の相互拡散が小さい場合や、下地層３１Ａおよび基体２１の表面粗さＲａが小さい場合等には、金属元素の連続的な低下は急峻となり、所定の範囲内に矩形的に存在する濃度分布として観察される場合もある。
【0020】
（１－２．構造体の製造方法）
このような構造体１は、例えば、次のように製造することができる。
このような構造体１は、例えば、次のように製造することができる。
【0021】
まず、図２Ａに示したように、算術平均粗さ（Ｒａ）が大きな多孔質基体１１を用意する。次に、例えば図２Ｂに示したように、例えば、イオンアシスト蒸着法（Ion Assisted Deposition：ＩＡＤ）を用いて多孔質基体１１の接合面上に下地層３１Ａを、研磨量と多孔質基体１１の面の粗さを考慮して、例えば１０ｎｍ以上１０μｍ以下の厚さに形成する。なお、下地層３１Ａは、ＩＡＤの他、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法および化学気相成長法（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）等を用いて形成するようにしてもよい。
【0022】
下地層３１Ａは、上記バッファ層３１を構成する無機酸化物を含んで構成されている。下地層３１Ａには、研磨加工性のよい材料を用いることが好ましく、具体的には、下地層３１Ａは、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯx）、酸化アルミニウム（ＡｌＯx）、酸化ニオブ（ＮｂＯx）、酸化チタン（ＴｉＯx）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、アルミニウムランタン酸化物（ＡｌＬａＯx）、チタンランタン酸化物（ＴｉＬａＯx）および酸化ハフニウム（ＨｆＯx）のうちの１種または２種以上を含んで構成されている。下地層３１Ａの厚みは、上記のように、例えば１０ｎｍ以上１０μｍ以下の厚さとして形成することが好ましいがこれに限らない。
【0023】
続いて、図２Ｃに示したように、例えば物理あるいは化学的作用による研磨を行い、下地層３１Ａの算術平均粗さ（Ｒａ）を低減する。具体的には、下地層３１Ａの表面は、平滑性を有することが好ましく、例えば０．５ｎｍ以下の算術平均粗さ（Ｒａ）を有していることが好ましい。これにより、原子拡散接合法において好ましい接合面となる。
【0024】
なお、求められる接合面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、例えば、接合に用いられる金属膜３２，３３の厚みによって変わる。
【0025】
例えば、接合金属層（金属膜３２，３３）を構成する金属であるチタン（Ｔｉ）を用いてガラス質材料からなる２つの基体を接合する場合には、求められる接合面の算術平均粗さ（Ｒａ）は以下のようになる。例えば、片側の基体に設けられる接合金属層（Ｔｉ膜）の厚みが５０ｎｍ以下の場合には、接合面の算術平均粗さ（Ｒａ）は１ｎｍ以下であれば無加圧で接合することででき、０．３ｎｍ以下であればさらに好ましい。また、片側の基体に設けられる接合金属層（Ｔｉ膜）の厚みが２０ｎｍより厚い場合には、接合面の算術平均粗さ（Ｒａ）は１．０ｎｍ以下であれば１０ＭＰａ以上で加圧することで接合することができる。
【0026】
接合に求められる接合金属層の厚みと接合面（本実施の形態では、下地層３１Ａおよび基体２１）の算術平均粗さ（Ｒａ）との関係は、接合金属層の結晶構造および自己拡散係数に依存する。例えば、面心立方格子を有し、且つ、自己拡散係数が大きなアルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）等を接合金属層に用いた場合には、接合界面において原子再配列現象が生じやすいため、算術平均粗さ（Ｒａ）が大きくても接合することができる。また、例えば接合金属層としてアルミニウム（Ａｌ）膜を用い、後述する第２の実施の形態の構造体３のように、一方または両方の基体が金属基体である場合には、接合時に、例えば３０ＭＰａ以上加圧することで、金属基体および接合金属層に弾性変形および塑性変形を誘導することが可能となる。その場合には、表面粗さ（Ｒａ）が３ｎｍ程度でも接合することができる。
【0027】
なお、下地層３１Ａは、自己平滑化作用を有する成膜プロセスを用いて形成するようにしてもよい。その場合には、上記のような研磨処理は不要となる。また、下地層３１Ａには、上記のような研磨加工性の良好な材料の他に、変形が容易な樹脂を基体上に成膜することで辺回により接合面積を確保する手法も有効である。表面張力により樹脂表面の表面粗さが低減する濡れ性の高い樹脂を用いるとさらに有効である。
【0028】
次に、図２Ｄに示したように、下地層３１Ａ上に、例えば微結晶構造を有する金属膜３２を形成し、同様の方法を用いて表面に金属膜３３を形成した基体２１を用意する。なお、基体２１に求められる算術平均粗さ（Ｒａ）および金属膜３３の厚みは、下地層３１Ａに求められる算術平均粗さ（Ｒａ）および金属膜３２の厚みと同様である。続いて、多孔質基体１１上の金属膜３２と、基体２１上の金属膜３３とが正対するように、多孔質基体１１および基体２１を向かい合わせに配置する。
【0029】
金属膜３２，３３は、微結晶構造を有するものであり、例えば、アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），バナジウム（Ｖ），クロム（Ｃｒ），鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），銅（Ｃｕ），亜鉛（Ｚｎ），ガリウム（Ｇａ），ゲルマニウム（Ｇｅ），ジルコニウム（Ｚｒ），ニオブ（Ｎｂ），モリブデン（Ｍｏ），ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ），銀（Ａｇ），インジウム（Ｉｎ），スズ（Ｓｎ），ハフニウム（Ｈｆ）およびタンタル（Ｔａ），タングステン（Ｗ）ならびにステンレス等を含んで構成されている。本実施の形態では、後述するように、原子拡散接合法を用いて金属膜３２と金属膜３３とを重ね合わせて多孔質基体１１と基体２１とを接合する。このとき、下地層３１Ａおよび基体２１の表面が平滑であれば、金属膜３２，３３の厚みは、例えば、それぞれ０．２ｎｍの極薄い膜でも接合できる。
【0030】
金属膜３２，３３は、例えば、以下の方法を用いて成膜する。まず、例えば、到達真空度が１×１０-4～１×１０-8Ｐａの高真空度である真空容器において、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング等の物理蒸着法（Physical Vapor Deposition：ＰＶＤ）、ＣＶＤ法あるいは各種蒸着法を用いて、例えば０．２ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さの、例えばＴｉ膜を成膜する。なお、拡散速度が比較的遅い金属材料を用いる場合には、成膜された金属膜３２，３３の内部応力を高めることが可能なプラズマの発生下で成膜を行う真空成膜方法や、スパッタリング法を用いて成膜することが好ましい。
【0031】
金属膜３２，３３の成膜時の真空容器内の圧力は、到達真空度が１×１０-4～１×１０-8Ｐａの真空雰囲気であればよいが、低い圧力（高真空度）である程好ましい。これにより、例えば、Ａｌ等の酸化しやすい材料を用いることが可能となる。
【0032】
スパッタリング法を用いて金属膜３２を成膜する場合には、成膜時における不活性ガス（一般的には、アルゴン（Ａｒ）ガス）の圧力は、放電可能な領域（例えば、０．０１Ｐａ以上）であることが好ましい。但し、３０Ｐａ（３００μｂａｒ）を超える接合を行うことができない虞があるため、上限は３０Ｐａ（３００μｂａｒ）以下とすることが好ましい。これは、Ａｒガス圧が上昇すると、成膜される金属膜３２の算術平均粗さ（Ｒａ）が増加するからである。なお、金属膜３２，３３は、自己平滑化作用を有する成膜プロセスを用いて形成するようにしてもよい。その場合には、金属膜３２，３３の表面が平滑になるため、接合面の算術平均粗さ（Ｒａ）が大きくても接合することができるようになる。
【0033】
なお、金属膜３２，３３の成膜および後述する金属膜３２と金属膜３３との接合は、真空条件下、同じ装置内で実施することが望ましい。これにより、金属膜３２，３３の表面の酸化が低減され、良好な接合が可能となる。
【0034】
続いて、図２Ｅに示したように、例えば、原子拡散接合法を用いて金属膜３２と金属膜３３とを重ね合わせ、例えば基体２１側から圧力（Ｐ）を加えて多孔質基体１１と基体２１とを接合する。これにより、金属膜３２と金属膜３３との接合界面および結晶粒界において原子拡散を生じさせ、且つ、接合歪みが緩和した接合を行うことが可能となる。以上により、図１に示した構造体１が完成する。
【0035】
なお、金属膜３２，３３の接合は、上述した原子拡散接合法以外の方法を用いて行ってもよい。例えば、対向配置された２つの基体の一方あるいは両方の表面に予め金属膜が形成されている場合には、真空容器内において、例えばプラズマエッチング等により予め形成された金属膜の表面の酸化物や有機物を除去して表面を活性化することで、他方の金属膜と接合させることが可能となる。
【0036】
（１－３．作用・効果）
２つ以上の被接合部材を貼り合わせる接合技術としては、原子拡散接合をはじめとする無機接合がある。無機接合では、接合界面における接触面積を増やして結合力を確保するため、算術平均粗さ（Ｒａ）の小さな接合面が求められている。例えば、ガラス質の均質材料は、研磨加工によって小さな算術平均粗さ（Ｒａ）を有する接合面を実現しやすいことから、原子拡散接合やオプティカルコンタクト等で多くの実用例が存在する。
２つ以上の被接合部材を貼り合わせる接合技術としては、原子拡散接合をはじめとする無機接合がある。無機接合では、接合界面における接触面積を増やして結合力を確保するため、算術平均粗さ（Ｒａ）の小さな接合面が求められている。例えば、ガラス質の均質材料は、研磨加工によって小さな算術平均粗さ（Ｒａ）を有する接合面を実現しやすいことから、原子拡散接合やオプティカルコンタクト等で多くの実用例が存在する。
【0037】
しかしながら、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有するセラミックス等の多孔質基材では、研磨加工により小さな算術平均粗さ（Ｒａ）を有する接合面の確保が難しく、十分な接合強度を得ることが難しい。例えば、多孔質基材（多孔質基体１０１１）の表面を直接研磨した場合、例えば、図３に示したように、平坦度は改善されるものの、算術平均粗さ（Ｒａ）はほとんど変化しない。例えばＹＡＧセラミックスを光学研磨によって表面を研磨した場合、算術平均粗さは（Ｒａ）は約２．０ｎｍを限界としてこれ以上の改善は見られない。これは、ＹＡＧセラミックスが多数の粒子の焼結体であるため、光学研磨を行っても、表面の粒子の研磨によって構造内に存在する空隙が露出されてくるからである。
【0038】
このような面Ｓ１０１１を接合面として、基体（基体１０２１）と原子拡散接合を行った場合、多孔質基体１０１１と、多孔質基体１０１１と基体１０２１との間に形成される金属層１０３０中の接合面は、例えば図４に示したように、点接触となる。このため、十分な接合強度が得られる算術平均粗さ（Ｒａ）０．５ｎｍ以下まで表面粗さを改善できる石英等のガラス質の均質材料を用いた接合体と比較して、多孔質基材を用いた接合体では、十分な接合強度を得ることが難しい。
【0039】
これに対して、本実施の形態の構造体１では、算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな多孔質基体１１と基体２１との間に、少なくとも金属元素を含むバッファ層３１を設けるようにした。このバッファ層３１は、基体２１との接合工程において、多孔質基体１１上に設けられた下地層３１Ａ由来のものである。この下地層３１Ａは、例えばガラス質であり、研磨加工によって算術平均粗さ（Ｒａ）の小さな平滑面を形成することができる。即ち、本実施の形態では、算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな多孔質基体１１上に、研磨加工性に優れた無機酸化物を含む下地層３１Ａを設けるようにしたので、多孔質基体１１上の平滑性を確保することが可能となり、例えば原子拡散接合を用いた接合が可能となる。
【0040】
以上のように、本実施の形態では、算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな多孔質基体１１上に研磨加工性に優れた無機材料の下地層３１Ａを設け、これを研磨することで算術平均粗さ（Ｒａ）の小さな接合面を形成するようにした。これにより、例えば、原子拡散接合を用いた接合において、被接合部材としては算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな多孔質基体１１を用いた構造体１の接合強度を向上させることが可能となる。
【0041】
以下、第２の実施の形態および変形例について説明するが、以降の説明において上記第１の実施の形態と同一構成部分については同一符号を付してその説明は適宜省略する。
【0042】
＜２．第２の実施の形態＞
図５は、本開示の第２の実施の形態に係る構造体（構造体２）の断面構成の一例を模式的に表したものであり、図６は、本開示の第２の実施の形態に係る構造体（構造体３）の断面構成の他の例を模式的に表したものである。これら構造体２，３は、上記第１の実施の形態と同様に、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、レーザ増幅器（例えば、図１６参照）を構成するものである。
図５は、本開示の第２の実施の形態に係る構造体（構造体２）の断面構成の一例を模式的に表したものであり、図６は、本開示の第２の実施の形態に係る構造体（構造体３）の断面構成の他の例を模式的に表したものである。これら構造体２，３は、上記第１の実施の形態と同様に、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、レーザ増幅器（例えば、図１６参照）を構成するものである。
【0043】
上記第１の実施の形態では、多孔質基体１１との被接合部材として、無機材料またはプラスチック材料等からなる平板な接合面を有する基体２１を用いた例を示したが、多孔質基体１１との被接合部材はこれに限らない。
【0044】
例えば、多孔質基体１１との被接合部材としては、図５に示した構造体２のように、算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな基体（多孔質基体４１）を用いることができる。構造体２は、算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな多孔質基体１１と多孔質基体４１とが、上記第１の実施の形態における構造体１と同様に、バッファ層３１を間に接合されたものである。多孔質基体４１は、多孔質基体１１と同様に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有するものであり、例えば、層内に複数の空隙Ｇを有することから密度が結晶体よりも低いものである。多孔質基体４１は、例えば２ｎｍ以上の算術平均粗さ（Ｒａ）を有すると共に、例えば０．５μｍ以上５０μｍ以下の空隙Ｇを複数有する。一例として、多孔質基体４１は、セラミックスのような焼結体等が挙げられる。本実施の形態では、バッファ層３１は、例えば１０ｎｍ以上１０μｍ以下の厚みを有することが好ましい。
【0045】
図５に示したように、多孔質基体同士を接合する場合には、多孔質基体１１と同様に、まず、多孔質基体４１上に下地層を形成し、その表面を研磨して例えば０．５ｎｍ以下の算術平均粗さ（Ｒａ）の小さな面を形成する。続いて、この下地層上に、上記第１の実施の形態において下地層３１Ａ上に形成された金属膜３２と同様に、微結晶構造を有する金属膜を形成する。この金属膜と、多孔質基体１１上に設けた金属膜３２が正対するように、多孔質基体１１および多孔質基体４１を向かい合わせに配置し、例えば多孔質基体４１側から圧力（Ｐ）を加えて接合する。以上により、図５に示した構造体２が完成する。
【0046】
また、多孔質基体１１との被接合部材としては、図６に示した構造体３のように、算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな金属基体（金属基体５１）も用いることができる。構造体３は、互いに算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな多孔質基体１１と金属基体５１とが、バッファ層６１を間に接合されたものである。被接合部材として金属基体５１を用いる場合には、上述したように、接合時に所定の圧力を加えることにより、接合基体に弾性変形および塑性変形を誘導することができる。このような金属基体５１では、算術平均粗さ（Ｒａ）は例えば３ｎｍ以下であればよい。金属基体５１を構成する金属材料としては、例えば、ステンレス、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）および亜鉛（Ｚｎ）等が挙げられる。構造体３のように、圧力の印加によって弾性変形および塑性変形が可能な被接合部材を用いる場合には、金属膜３２の厚みは、例えば１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【0047】
以下に、構造体３の製造方法について説明する。
【0048】
上記第１の実施の形態と同様の方法を用いて、下地層３１Ａおよび金属膜３２が形成された多孔質基体１１を用意する。続いて、金属基体５１の算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな面上に金属膜６３を形成し、図７Ａに示したように、金属膜３２と金属膜６３とが正対するように、多孔質基体１１および金属基体５１とを向かい合わせに配置する。
【0049】
金属膜６３は、金属膜３２と同様に、微結晶構造を有するものであり、上記金属材料あるいは半金属材料を含んで構成されている。金属膜６３の厚みは、加圧による金属膜３２および金属膜６３、ならびに金属基体５１の変形を加味して接合する面積が十分な厚みを有することが好ましく、例えば１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【0050】
金属膜６３は、上記金属膜３２と同様の方法を用いて成膜することができる。まず、例えば、到達真空度が１×１０-4～１×１０-8Ｐａの高真空度である真空容器において、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法あるいは各種蒸着法を用いて、例えば０．２ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さの、例えばＴｉ膜を成膜する。なお、拡散速度が比較的遅い金属材料を用いる場合には、成膜された金属膜５３の内部応力を高めることが可能なプラズマの発生下で成膜を行う真空成膜方法や、スパッタリング法を用いて成膜することが好ましい。
【0051】
金属膜６３の成膜時の真空容器内の圧力は、到達真空度が１×１０-4～１×１０-8Ｐａの真空雰囲気であればよいが、低い圧力（高真空度）である程好ましい。これにより、例えば、Ａｌ等の酸化しやすい材料を用いることが可能となる。
【0052】
スパッタリング法を用いて金属膜６３を成膜する場合には、成膜時における不活性ガス（一般的には、アルゴン（Ａｒ）ガス）の圧力は、放電可能な領域（例えば、０．１Ｐａ以上）であることが好ましい。但し、３０Ｐａ（３００μｂａｒ）を超える接合を行うことができない虞があるため、上限は３０Ｐａ（３００μｂａｒ）以下とすることが好ましい。これは、Ａｒガス圧が上昇すると、成膜される金属膜６３の算術平均粗さ（Ｒａ）が増加するからである。なお、金属膜６３は、自己平滑化作用を有する成膜プロセスを用いて形成するようにしてもよい。その場合には、金属膜６３の表面が平滑になるため、接合面の算術平均粗さ（Ｒａ）が大きくても接合することができるようになる。
【0053】
なお、金属膜３２，６３の成膜および後述する金属膜３２と金属膜６３との接合は、真空条件下、同じ装置内で実施することが望ましい。これにより、金属膜３２，６３の表面の酸化が低減され、良好な接合が可能となる。
【0054】
続いて、図７Ｂに示したように、例えば、原子拡散接合法を用いて金属膜３２と金属膜６３とを重ね合わせ、例えば金属基体５１側から圧力（Ｐ）を加える。このとき、金属基体５１および金属膜６３は変形し、対向する金属膜３２との接触面積が増加する。これにより、金属膜６３と金属膜６３との接合界面および結晶粒界において原子拡散を生じさせ、且つ、接合歪みを緩和させた接合を行うことが可能となる。以上により、図６に示した構造体３が完成する。
【0055】
以上のように、本実施の構造体２では、算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな多孔質基体１１，４１のそれぞれに、下地層（例えば下地層３１Ａ）を設け、その表面を研磨して例えば０．５ｎｍ以下の算術平均粗さ（Ｒａ）の小さな面を形成したのち、それぞれの下地層上に、金属膜（例えば金属膜３２）を形成して接合するようにした。本実施の形態の構造体３では、多孔質基体１１の被接合部材として算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな金属基体（金属基体５１）を用い、多孔質基体１１との接合面側に、上記第１の実施の形態において下地層３１Ａ上に設けた金属膜３２と同様の金属膜６３を設け、多孔質基体１１側に設けられた金属膜３２と接合するようにした。これにより、多孔質基体１１との被接合部材を限定することなく、接合強度に優れた構造体を形成することができる。
【0056】
＜３．変形例＞
（３－１．変形例１）
図８は、本開示の変形例１に係る構造体（構造体４）の断面構成の一例を模式的に表したものである。構造体４は、上記第１の実施の形態と同様に、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、プロジェクタ等に用いられる波長変換素子（例えば、図９Ａ参照）の他、レーザ増幅器やプリズム等、光透過性を有する光学部材等を構成するものである。本変形例では、上記第１の実施の形態と同様に、算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな多孔質基体１１と、接合面として平板な面を有する基体２１とを用いた場合を例に説明する。
（３－１．変形例１）
図８は、本開示の変形例１に係る構造体（構造体４）の断面構成の一例を模式的に表したものである。構造体４は、上記第１の実施の形態と同様に、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、プロジェクタ等に用いられる波長変換素子（例えば、図９Ａ参照）の他、レーザ増幅器やプリズム等、光透過性を有する光学部材等を構成するものである。本変形例では、上記第１の実施の形態と同様に、算術平均粗さ（Ｒａ）の大きな多孔質基体１１と、接合面として平板な面を有する基体２１とを用いた場合を例に説明する。
【0057】
バッファ層７１は、多孔質基体１１と基体２１とを接合する接合部である。バッファ層７１は、上記第１の実施の形態等と同様に、製造工程において形成される下地層７１Ａと、金属膜７２，７３とからなり、本変形例では、さらに光透過性を有する構成となっている。
【0058】
バッファ層７１は、例えば、下地層７１Ａ由来の、例えば、酸素と結合した無機材料（無機酸化物）を含む。具体的には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯx）、酸化アルミニウム（ＡｌＯx）、酸化ニオブ（ＮｂＯx）、酸化チタン（ＴｉＯx）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）アルミランタン酸化物（ＡｌＬａＯx）、チタンランタン酸化物（ＴｉＬａＯx）および酸化ハフニウム（ＨｆＯx）等が挙げられる。バッファ層７１は、さらに、金属膜７２，７３由来の、例えば、アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），バナジウム（Ｖ），クロム（Ｃｒ），鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），亜鉛（Ｚｎ），ガリウム（Ｇａ），ゲルマニウム（Ｇｅ），ジルコニウム（Ｚｒ），ニオブ（Ｎｂ），モリブデン（Ｍｏ），ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ），銀（Ａｇ），インジウム（Ｉｎ），スズ（Ｓｎ），ハフニウム（Ｈｆ）およびタンタル（Ｔａ）等を含む。この他、バッファ層７１は、窒化シリコン（ＳｉＮ）等の無機窒化物、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等の無機酸窒化物およびフッ化シリコン（ＳｉＦx）等の無機フッ化物等を含んでいてもよい。本実施の形態では、バッファ層７１は、例えば１０ｎｍ以上１０μｍ以下の厚みを有することが好ましい。
【0059】
なお、バッファ層７１を構成する無機酸化物は、結晶質固体でもよいし、ガラス質固体（非結晶質固体）でもよい。
【0060】
バッファ層７１には、上記第１の実施の形態と同様に、膜厚方向に局所的に金属元素が分布している。この金属元素は、金属膜７２，７３由来のものである。金属膜７２，７３を構成する金属元素は、詳細は後述するが、金属膜７２と金属膜７３との接合後のアニール処理において、下地層（本変形例では、下地層７１Ａ）を構成する酸素原子が、下地層７１Ａに接する金属膜７２に向かって拡散する。この酸素原子の拡散および接合界面の乱れによって、バッファ層７１内の金属元素の分布を、例えば、ＥＤＸ、ＥＥＬＳ、ＳＩＭＳおよびＴＯＦ－ＳＩＭＳ分析等で測定した場合、上記下地層７１Ａからの酸素原子の拡散によって、基体２１との界面から多孔質基体１１の界面に向かって、所定の範囲において連続的に低下する金属元素の濃度分布が確認できる。また、例えば、第２の実施の形態の構造体２のように、多孔質基体１１および多孔質基体４１の両方に下地層を設けた場合には、金属元素は、バッファ層７１の層内から多孔質基体１１および基体２１の界面に向かって所定の範囲において連続的に低下する金属元素の濃度分布が確認できる。なお、下地層（本変形例では、下地層７１Ａ）を構成する酸素原子と金属膜７２，７３の金属元素との化学結合の安定性が高い場合や、バッファ層の表面粗さＲａが小さい場合等には、金属元素の連続的な低下は急峻となり、所定の範囲内に矩形的に存在する濃度分布として観察される場合もある。
【0061】
以下に、構造体４の製造方法について説明する。
【0062】
まず、図９Ａに示したように、多孔質基体１１を用意する。次に、例えば図９Ｂに示したように、例えば、電子線を用いた真空蒸着法を用いて多孔質基体１１の接合面上に下地層７１Ａを、研磨量と多孔質基体１１の面の粗さを考慮して、例えば１０ｎｍ以上１０μｍ以下の厚さに形成する。なお、下地層７１Ａは、真空蒸着法の他、ＩＡＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法およびＣＶＤ法等を用いて形成するようにしてもよい。
【0063】
下地層７１Ａは、酸素と化学結合した無機材料（無機酸化物）であると共に、研磨加工性がよい材料を用いることが好ましい。また、粒界等によって層内に形成される空隙に酸素を物理的な吸着によって内包することができる材料を用いるようにしてもよい。いずれの材料においても、金属膜７２，７３に用いられる金属材料よりも酸素結合力が低い材料であることが好ましい。一例としては、酸化シリコン（ＳｉＯx）等の無機酸化物、アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），バナジウム（Ｖ），クロム（Ｃｒ），鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），亜鉛（Ｚｎ），ガリウム（Ｇａ），ゲルマニウム（Ｇｅ），ジルコニウム（Ｚｒ），ニオブ（Ｎｂ），モリブデン（Ｍｏ），ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ），銀（Ａｇ），インジウム（Ｉｎ），スズ（Ｓｎ），ハフニウム（Ｈｆ）およびタンタル（Ｔａ）等の金属酸化物が挙げられる。下地層７１Ａの厚みは、上記のように、例えば１０ｎｍ以上１０μｍ以下の厚さとして形成することが好ましいがこれに限らない。
【0064】
ここで、酸素結合力について以下のように定義する。例えば、金属膜７２，７３を構成する金属材料としてチタン（Ｔｉ）を用いる場合の金属膜７２，７３を構成する金属材料の酸素結合力とは、チタン原子と酸素原子との化学結合力である。また、酸素供給材料として酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を用いた場合の酸素供給材料の酸素結合力とは、シリコン原子と酸素原子との化学結合力および酸化ケイ素（ＳｉＯ2）と非共有結合性で捕らわれている酸素との結合力を含む。なお、非共有結合性の中には水を介して捕らわれている酸素や膜中に捕らわれている酸素を含むものとする。
【0065】
続いて、図９Ｃに示したように、例えば物理あるいは化学的作用による研磨を行い、下地層７１Ａの算術平均粗さ（Ｒａ）を低減する。具体的には、下地層７１Ａの表面は、平滑性を有することが好ましく、例えば０．５ｎｍ以下の算術平均粗さ（Ｒａ）を有していることが好ましい。
【0066】
なお、下地層７１Ａは、自己平滑化作用を有する成膜プロセスを用いて形成するようにしてもよい。その場合には、上記のような研磨処理は不要となる。また、下地層７１Ａには、上記のような研磨加工性の良好な材料の他に、変形が容易な樹脂を基体上に成膜することで辺回により接合面積を確保する手法も有効である。表面張力により樹脂表面の表面粗さが低減する濡れ性の高い樹脂を用いるとさらに有効である。
【0067】
次に、図９Ｄに示したように、下地層７１Ａ上に、例えば微結晶構造を有する金属膜７２を形成し、同様の方法を用いて表面に金属膜７３を形成した基体２１を用意し、多孔質基体１１上の金属膜７２と、基体２１上の金属膜７３とが正対するように、多孔質基体１１および基体２１を向かい合わせに配置する。
【0068】
金属膜７２，７３は、微結晶構造を有するものであり、例えば、アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ニオブ（Ｎｂ），ハフニウム（Ｈｆ）およびタンタル（Ｔａ）等の酸化することで透明化する金属を含んで構成されている。本変形例では、後述するように、原子拡散接合法を用いて金属膜３２と金属膜３３とを重ね合わせて多孔質基体１１と基体２１とを接合する。このとき、下地層３１Ａおよび基体２１の表面が平滑であれば、金属膜７２，７３の厚みは、例えば、それぞれ０．２ｎｍの極薄い膜でも接合できる。
【0069】
なお、金属膜７２，７３の成膜および後述する金属膜７２と金属膜７３との接合は、真空条件下、同じ装置内で実施することが望ましい。これにより、金属膜７２，７３の表面の酸化が低減され、良好な接合が可能となる。
【0070】
続いて、図９Ｅに示したように、例えば、原子拡散接合法を用いて金属膜７２と金属膜７３とを重ね合わせ、例えば基体２１側から圧力（Ｐ）を加えて多孔質基体１１と基体２１とを接合する。これにより、金属膜７２と金属膜７３との接合界面および結晶粒界において原子拡散を生じさせ、且つ、接合歪みを緩和させた接合を行うことが可能となる。最後に、接合された多孔質基体１１および基体２１をアニール処理として、例えば、１００℃以上８００℃以下の環境下に放置する。これにより、多孔質基体１１と基体２１との間には、金属元素が膜厚方向に局所的に分布したバッファ層７１が形成される。以上により、図８に示した構造体４が完成する。
【0071】
なお、金属膜７２，７３の接合は、上述した原子拡散接合法以外の方法を用いて行ってもよい。例えば、対向配置された２つの基体の一方あるいは両方の表面に予め金属膜が形成されている場合には、真空容器内において、例えばプラズマエッチング等により予め形成された金属膜の表面の酸化物や有機物を除去して表面を活性化することで、他方の金属膜と接合させることが可能となる。
【0072】
また、金属膜７２の厚みは、下地層７１Ａから発生する酸素によって金属膜７２を構成する金属材料が十分に酸化される厚みとすることが好ましく、下地層７１Ａと比較して十分に薄いことが望ましい。接合強度は、金属膜７２，７３の酸化が進むほど強度が増す。金属膜７２，７３の厚みは、バッファ層７１に光透過性の有無によって変わり、例えば、バッファ層７１が光透過性を有する本変形例では、例えば０．２ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【0073】
アニール処理は、金属膜７２，７３の成膜および金属膜７２と金属膜７３との接合と同じ条件下で実施してもよいし、装置外において、例えば大気中で実施してもよい。また、アニール処理の下限温度である１００℃は、構造体１が用いられる環境温度以上の温度としての一例である。上限温度である８００℃は、構造体１を光学素子として用いる場合に多孔質基体１１、基体２１および下地層７１Ａに使用される光学ガラスの軟化点、金属の融点、薄膜の熱応力による破壊温度に基づくものである。よって、アニール処理の温度は、上記範囲に限定されるものではなく、例えば、構造体１が使用される環境温度の範囲内でも安定な金属酸化膜が形成される場合には、１００℃以下で処理することが好ましい。例えば、低融点ガラスや熱膨張係数の異なる多孔質基体１１と基体２１との接合を行う場合には、アニール処理は、例えば３００℃以下の環境下であることが好ましく、より好ましくは、例えば１００℃以下である。例えば、成膜プロセスや成膜材料によっては、金属膜７２，７３を常温で放置することにより酸化させることができる。更に、下地層７１Ａの密度を下げて層内の空隙を増やすことによって物理吸着される水が多くなる。これにより、酸素供給層から供給される酸素が増え、金属膜７２，７３は常温での酸化が促進される。
【0074】
なお、金属膜７２，７３の酸化を進めるプロセスとしては、レーザや電磁波加熱を用いてもよく、その加熱が局在的であってもよい。
【0075】
以上のように、本変形例では、下地層７１Ａの材料として酸素結合力が低い材料を用い、さらに、金属膜７２と金属膜７３との接合後にアニール処理を行うようにした。これにより、金属膜７２および金属膜７３を構成する金属元素が酸化され、バッファ層７１は光透過性を有するようになる。
【0076】
（３－２．変形例２）
図１０は、本開示の変形例２係る構造体（構造体５）の断面構成を模式的に表したものである。この構造体５は、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、色収差を補正する接合レンズ、プロジェクタに用いる偏光分離プリズムを構成するものである。本変形例の構造体５は、難硝基体８１と基体２１とを、少なくとも金属元素を含むバッファ層３１を間に、例えば原子拡散接合によって接合されたものである。
図１０は、本開示の変形例２係る構造体（構造体５）の断面構成を模式的に表したものである。この構造体５は、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、色収差を補正する接合レンズ、プロジェクタに用いる偏光分離プリズムを構成するものである。本変形例の構造体５は、難硝基体８１と基体２１とを、少なくとも金属元素を含むバッファ層３１を間に、例えば原子拡散接合によって接合されたものである。
【0077】
難硝基体８１は、それを構成する材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有するものであり、例えば、摩耗度３００以上の難硝材である。一例として、難硝基体８１は、リン酸系、フツリン酸系（例えば、リン酸（Ｐ2Ｏ5）とフッ化物（例えば、ＡｌＦ3やＣａＦ2等）とからなるフツリン酸塩ガラス）または酸化鉛を主成分とする硝材が挙げられる。
【0078】
難硝基体８１と基体２１との接合は、例えば、上記第１の実施の形態と同様の方法を用いて製造することができる。
【0079】
難硝材は、研磨加工により表面の粗さを表す算術平均粗さ（Ｒａ）を小さくすることはできるものの、大気中の水分や、洗浄液、研磨剤と化学的な反応を起こしやすく、放置により面の荒さが荒れていったり、洗浄により面が荒れたりする。このため、表面粗さを低く保つことが難しく、接合時には、例えば、図１０に示したように、表面が粗な状態となりやすい。
【0080】
これに対して、本変形例では、上記第１の実施の形態と同様に、少なくとも金属元素を含むバッファ層３１を介して難硝基体８１と基体２１とを接合するようにした。これにより、難硝基体８１のように、表面粗さを低く保つことが難しい基材も、例えば原子拡散接合を用いた接合が可能となる。
【0081】
＜４．実施例＞
次に、上記実施の形態および変形例において説明した機能素子（構造体１～５）の実施例について説明する。但し、以下で説明する構成はあくまで一例であり、その構成は適宜変更可能である。
次に、上記実施の形態および変形例において説明した機能素子（構造体１～５）の実施例について説明する。但し、以下で説明する構成はあくまで一例であり、その構成は適宜変更可能である。
【0082】
（実施例１）
図１１Ａは、蛍光体ホイール（蛍光体ホイール１００Ａ）の断面構成の一例を式的に表したものであり、図１１Ｂは、図１１Ａに示した蛍光体ホイール１００Ａの平面構成の一例を模式的に表したものである。なお、図１１Ａは、図１１Ｂに示したＩ－Ｉ線における断面を表している。この蛍光体ホイール１００Ａは、例えばプロジェクタの光源部における透過型の波長変換素子として用いられるものである。
図１１Ａは、蛍光体ホイール（蛍光体ホイール１００Ａ）の断面構成の一例を式的に表したものであり、図１１Ｂは、図１１Ａに示した蛍光体ホイール１００Ａの平面構成の一例を模式的に表したものである。なお、図１１Ａは、図１１Ｂに示したＩ－Ｉ線における断面を表している。この蛍光体ホイール１００Ａは、例えばプロジェクタの光源部における透過型の波長変換素子として用いられるものである。
【0083】
蛍光体ホイール１００Ａは、例えば、回転可能なホイール基板１１１上に、ダイクロイック膜１１２、バッファ層１３１、界面反射防止膜１２２および蛍光体層１２１がこの順に積層された構成を有し、さらに、ホイール基板１１１の裏面および蛍光体層１２１上には、それぞれ反射防止膜１１３，１２３が設けられている。ホイール基板１１１は、例えばサファイア基板であり、上記実施の形態における基体２１に相当する。蛍光体層１２１は、例えば円環形状を有し、例えばプレート状のセラミックス蛍光体であり、上記実施の形態における多孔質基体１１に相当する。ダイクロイック膜１１２は、例えば、青の波長帯域の光を選択的に透過し、緑および赤の波長帯域の光を選択的に透過するものである。界面反射防止膜１２２は、バッファ層１３１と蛍光体層１２１間の屈折率の違いに起因する界面反射を低減するためのものである。これらダイクロイック膜１１２および界面反射防止膜１２２が機能層の一具体例に相当する。
【0084】
以下に、蛍光体ホイール１００Ａの製造方法について説明する。
【0085】
まず、図１２Ａに示したように、蛍光体層１２１を、ガラス等からなる支持基板１４０上に、接着層１４１を介して固定する。支持基板１４０は、例えばガラス等からなる。接着層１４１としては、例えばアクリル系紫外線硬化接着剤を用いることができる。続いて、図１２Ｂに示したように、支持基板１４０および蛍光体層１２１上に、例えばＩＡＤを用いて、例えば誘電体多層膜からなる界面反射防止膜１２２を成膜したのち、さらに、例えば酸化シリコン（ＳｉＯx）からなる下地層１３１Ａを成膜する。次に、下地層１３１Ａの表面を、例えば光学研磨して表面粗さを、例えばＲａ＝０．３ｎｍ未満に低減する。
【0086】
続いて、図１２Ｃに示したように、ホイール基板１１１上に、例えばＩＡＤを用いて、ダイクロイック膜１１２を成膜したのち、さらに、例えば酸化シリコン（ＳｉＯx）からなる下地層１３１Ｂを成膜し、下地層１３１Ａと同様に、例えば光学研磨して表面粗さを、例えばＲａ＝０．３ｎｍ未満に低減する。次に、図１２Ｄに示したように、下地層１３１Ａ，１３１Ｂ上に、それぞれＴｉ膜からなる金属膜１３２，１３３を成膜したのち、図１２Ｅに示したように、金属膜１３２と金属膜１３３とを対向配置し、圧力（Ｐ）を加えて接合する。接合後、アニール処理することで下地層１３１Ａ，１３１Ｂから供給される酸素によって金属膜１３２，１３３を酸化させ、接合面の透明化および接合力の強化を行う。これにより、ダイクロイック膜１１２と界面反射防止膜１２２との間にバッファ層１３１が形成される。更に、このアニール処理により接着層１４１を構成する樹脂が熱分解され、図１２Ｆに示したように、支持基板１４０が除去される。この後、蛍光体層１２１上に反射防止膜１２３を形成する。以上により、蛍光体ホイール１００Ａが完成する。
【0087】
本実施例の蛍光体ホイール１００Ａは、全ての部材が無機材料で構成されており、有機接着剤を用いて接着した場合と比較して、耐熱性および耐光性が向上する。また、励起光の照射によって蛍光体が温度上昇した際にも、線膨張係数が近いサファイア基板からなるホイール基板１１１と一体となって膨張するため、割れに対して強くなる。
【0088】
なお、蛍光体ホイール１００Ａでは、ホイール基板１１１として光透過性を有するサファイア基板を用いた例を示したが、例えば光反射性を有する金属基板を用いてもよい。
【0089】
図１３は、蛍光体ホイール（蛍光体ホイール１００Ｂ）の断面構成の他の例を模式的に表したものであり、図１４は、図１３に示した発光層１２０の積層構造を含む蛍光体ホイール１００Ｂの断面構成の一例を模式的に表したものである。蛍光体ホイール１００Ｂは、例えばプロジェクタの光源部における反射型の波長変換素子として用いられるものである。
【0090】
蛍光体ホイール１００Ｂは、回転可能なホイール基板１５１上に、発光層１２０およびカバーガラス１５２がこの順に積層されたものである。カバーガラス１５２は、例えば、ガラスホルダヒートシンク１５３およびインナープレートによってホイール基板１５１に固定されている。蛍光体ホイール１００Ｂには、その中心部に回転軸（例えば、軸Ｊ１５５）となるシャフト１５５およびモータ１５６が取り付けられている。
【0091】
発光層１２０は、ホイール基板１５１側から順に、接着層１５７、誘電体多層膜１５８、蛍光体層１２１、反射防止膜１２３および無機接合層１２４が積層されており、例えば、蛍光体層１２１とカバーガラス１５２とが本技術を用いて接合されている。カバーガラス１５２上には、例えば反射防止膜１５９が設けられている。
【0092】
この反射型の蛍光体ホイール１００Ｂでは、セラミックス蛍光体からなる蛍光体層１２１上の光取り出し面にサファイアガラスからなるカバーガラス１５２を接合することで、励起光の照射によって蛍光体層１２１で発生した熱が、ホイール基板１５１に加えて、カバーガラス１５２を介して排熱される。即ち、蛍光体ホイール１００Ｂでは、ホイール基板１５１側の裏面に加えて、励起光入射側にも排熱経路を形成することが可能となり、蛍光体層１２１の温度上昇を低減することが可能となる。よって、蛍光変換効率を向上させることが可能となる。また、本実施例における蛍光体ホイール１００Ｂでは、蛍光体層１２１の励起光の入射面をカバーガラス１５２によって面一括で押えることができるため、蛍光体層１２１の温度上昇によって発生する部分的な熱変形による割れを防ぐことが可能となる。
【0093】
なお、本実施例では、回転型の波長変換素子を例に示したが、本技術は、非回転型の波長変換素子にも適用することができる。
【0094】
（実施例２）
図１５Ａは、発光デバイス２００（発光デバイス２００Ａ）の断面構成の一例を表したものであり、図１５Ｂは、図１５Ａに示した発光デバイス２００Ａの平面構成を模式的に表したものである。なお、図１５Ａは、図１５Ｂに示したＩＩ－ＩＩ線における断面を表している。発光デバイス２００Ａは、例えば、プロジェクタの光源や、自動車のヘッドライト光源等の照明装置として用いられるものである。
図１５Ａは、発光デバイス２００（発光デバイス２００Ａ）の断面構成の一例を表したものであり、図１５Ｂは、図１５Ａに示した発光デバイス２００Ａの平面構成を模式的に表したものである。なお、図１５Ａは、図１５Ｂに示したＩＩ－ＩＩ線における断面を表している。発光デバイス２００Ａは、例えば、プロジェクタの光源や、自動車のヘッドライト光源等の照明装置として用いられるものである。
【0095】
発光デバイス２００Ａは、例えば非回転型の透過型波長変換素子であり、例えば、蛍光体層２１１の前面側にレンズ２３０が、背面側にＬＥＤ２２１が配置されている。発光デバイス２００Ａでは、蛍光体層２１１の背面から照射された励起光が蛍光体層２１１において蛍光に変換され、レンズ２３０から取り出される。発光デバイス２００Ａは、具体的には、例えば、デバイスケース２４０内に、ＬＥＤ２２１、ＬＥＤ２２１の周囲に中空構造２２０Ｘを形成する取り込みレンズ２２０、バッファ層２１３Ｃ、誘電体膜２１３Ｂ、反射防止膜２１３Ａ、蛍光体層２１１、誘電体膜２１２Ａ、バッファ層２１２Ｂ、誘電体膜２１２Ｃおよびレンズ２３０がこの順に積層されている。デバイスケース２４０は、例えば、基板２５０上に配置されている。発光デバイス２００Ａでは、例えば、蛍光体層２１１と取り込みレンズ２２０と、および蛍光体層２１１とレンズ２３０とが本技術を用いて接合されている。
【0096】
なお、図１５Ａでは、ＬＥＤ２２１上に、ＬＥＤ２２１の周囲に中空構造２２０Ｘを形成する取り込みレンズ２２０を配置した例を示したが、これに限らず、例えば、取り込みレンズ２２０を省略し、ＬＥＤ２２１上に間隙を形成するようにしてもよい。
【0097】
図１６Ａは、発光デバイス２００（発光デバイス２００Ｂ）の断面構成の一例を表したものであり、図１６Ｂは、図１６Ａに示した発光デバイス２００Ｂの平面構成を模式的に表したものである。なお、図１６Ａは、図１６Ｂに示したＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面を表している。発光デバイス２００Ｂは、例えば、プロジェクタの光源や、自動車のヘッドライト光源等の照明装置として用いられるものである。
【0098】
発光デバイス２００Ｂは、例えば非回転型の反射型波長変換素子であり、例えば、蛍光体層２１１の前面側にレンズ２３０が、発光デバイス２００Ｂの外部にＬＥＤ等の発光素子が配置されている。発光デバイス２００Ｂでは、レンズ２３０側から励起光が入射し、蛍光体層２１１において変換された蛍光および未変換の励起光がレンズ２３０から取り出される。発光デバイス２００Ｂは、具体的には、例えば、デバイスケース２４０内に、例えば金属膜からなる反射ミラー２１４、蛍光体層２１１、誘電体膜２１２Ａ、バッファ層２１２Ｂ、誘電体膜２１２Ｃおよびレンズ２３０がこの順に積層されている。発光デバイス２００Ｂでは、例えば、蛍光体層２１１とレンズ２３０とが本技術を用いて接合されている。
【0099】
一般に、ＹＡＧセラミックス蛍光体は高い屈折率を有するため、セラミックス蛍光体内で発生した蛍光は、内部反射によって蛍光体内部に閉じ込められ、外部に取り出せない光が存在する。
【0100】
球形に近いミクロンサイズの蛍光体粒子では、表面反射の影響を軽減して光を内部まで効率的に取り込めると共に、光の取り出しも容易になる。また、反射した光を別の蛍光体粒子で利用することができる。このため、一般的な白色ＬＥＤでは、蛍光体粒子を球形に近い形状とし、例えばシリコン製の封止樹脂と蛍光体粒子とを混合して形成した蛍光体層２１１をパッケージに充填している。このパッケージ化された蛍光体層２１１は平滑な表面を有しており、そのため、反射の影響が大きく、上記ＹＡＧセラミックス蛍光体と同様に、蛍光の閉じ込めが大きく、光取り出し効率が低かった。
【0101】
これに対して、発光デバイス２００Ａでおよび発光デバイス２００Ｂは、蛍光体層２１１上に誘電体膜２１２Ａ、バッファ層２１２Ｂ、誘電体膜２１２Ｃを介してレンズ２３０を接合することで、全反射のない、光取り出し効率が向上した発光デバイス２００Ａおよび発光デバイス２００Ｂを提供することが可能となる。
【0102】
（実施例３）
レーザ増幅器（continuous wave：ＣＷ）は、一般的にポンプ光が増大することによって波長変換素子（レーザ媒質）の温度が上昇し、変換効率が低減することが知られている。これを解決するため冷却排熱目的で熱伝導性のよい材料を接合することで放熱特性を向上させることができ、レーザ媒質の温度低減によって変換効率を維持することができる。例えば、熱伝導性のよい材料には、レーザ媒質ＹＡＧ（ｎｄ：１．８１）とＣＶＤダイヤモンド（ｎｄ：２．３９）、ＹＡＧ（ｎｄ：１．８１）と６Ｈ－ＳｉＣ（ｎｄ：２．６）、ＹＡＧ（ｎｄ：１．８１）とサファイア（ｎｄ：１．７４）、ＹＡＧ（ｎｄ：１．８１）とＹＡＧ（ｎｄ：１．８１）等の組み合わせた接合が考えられる。このとき、光線透過面で異種の材料で接合する場合、接合界面でのフレネル反射損失が存在する。この接合界面でのフレネル反射損失を低減するために誘電体多層膜を内包し、屈折率をマッチングさせる形での接合が低損失で有効となる。
レーザ増幅器（continuous wave：ＣＷ）は、一般的にポンプ光が増大することによって波長変換素子（レーザ媒質）の温度が上昇し、変換効率が低減することが知られている。これを解決するため冷却排熱目的で熱伝導性のよい材料を接合することで放熱特性を向上させることができ、レーザ媒質の温度低減によって変換効率を維持することができる。例えば、熱伝導性のよい材料には、レーザ媒質ＹＡＧ（ｎｄ：１．８１）とＣＶＤダイヤモンド（ｎｄ：２．３９）、ＹＡＧ（ｎｄ：１．８１）と６Ｈ－ＳｉＣ（ｎｄ：２．６）、ＹＡＧ（ｎｄ：１．８１）とサファイア（ｎｄ：１．７４）、ＹＡＧ（ｎｄ：１．８１）とＹＡＧ（ｎｄ：１．８１）等の組み合わせた接合が考えられる。このとき、光線透過面で異種の材料で接合する場合、接合界面でのフレネル反射損失が存在する。この接合界面でのフレネル反射損失を低減するために誘電体多層膜を内包し、屈折率をマッチングさせる形での接合が低損失で有効となる。
【0103】
図１７は、例えば屈折率１．８１を有するＹＡＧ層３１１と、ＹＡＧ層３２１とが接合された排熱構造を有するレーザ増幅器（レーザ増幅器３００）の断面構成の一例を表したものである。その接合面には、それぞれＳｉＯ2層３３２，３３３と、ＳｉＯ2層３３１とＹＡＧ層３１１、ＳｉＯ2層３３１とＹＡＧ層３２１との界面における反射を防止する界面反射防止膜３１２，３２２がそれぞれ設けられており、ＹＡＧ層３１１およびＹＡＧ層３２１が、上記変形例における多孔質基体１１，４１の一具体例に相当し、ＳｉＯ2層３３２，３３３が下地層に相当し、これらがバッファ層３３１となる。更に、界面反射防止膜３１２，３２２が機能層の一具体例に相当する。なお、接合金属には、例えばチタン（Ｔｉ）が用いられており、例えば、バッファ層を構成するＳｉＯ2層３３１のＳｉＯ2層３３２とＳｉＯ2３３３との界面近傍に分布している。
【0104】
（実施例４）
パルスレーザモジュールでは、増幅器の機能を有する、例えばＮｄドープＹＡＧと、受動Ｑスイッチ器の機能を有するＣｒドープＹＡＧとが接合されている。この場合、ポンプ光波長は反射し、誘導放出光のみを透過する誘電体多層膜を内包し、接合することによって波長変換層（増幅器）とパルス光を生成する受動Ｑスイッチ器を一体化させたシンプルなパルスレーザ素子構造が実現できる。
パルスレーザモジュールでは、増幅器の機能を有する、例えばＮｄドープＹＡＧと、受動Ｑスイッチ器の機能を有するＣｒドープＹＡＧとが接合されている。この場合、ポンプ光波長は反射し、誘導放出光のみを透過する誘電体多層膜を内包し、接合することによって波長変換層（増幅器）とパルス光を生成する受動Ｑスイッチ器を一体化させたシンプルなパルスレーザ素子構造が実現できる。
【0105】
図１８は、レーザ増幅器４１１と、Ｑスイッチ４２１とが接合されたパルスレーザ素子（パルスレーザ素子４００）の断面構成の一例を表したものである。レーザ増幅器４１１と、Ｑスイッチ４２１との接合面には、それぞれＳｉＯ2層４３２，４３３が設けられており、ＳｉＯ2層４３１とレーザ増幅器４１１との間には、ポンプ光を反射し、誘導放出光を透過するエッジフィルタ４１２が、ＳｉＯ2層３３１とＱスイッチ４２１との間には界面反射防止膜４２２がそれぞれ設けられている。このパルスレーザ素子４００では、レーザ増幅器４１１およびＱスイッチ４２１が、上記変形例における多孔質基体１１，４１の一具体例に相当し、ＳｉＯ2層４３２，４３３が下地層に相当し、これらがバッファ層４３１となる。更に、エッジフィルタ４１２および界面反射防止膜４２２が機能層の一具体例に相当する。なお、接合金属には、例えばチタン（Ｔｉ）が用いられており、例えば、バッファ層を構成するＳｉＯ2層３３１のＳｉＯ2層４３２とＳｉＯ2４３３との界面近傍に分布している。
【0106】
以上、第１，第２の実施の形態および変形例１，２ならびに実施例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施形態等で説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、実施の形態等において説明した全ての構成要素を備える必要はなく、さらに他の構成要素を含んでいてもよい。また、上述した構成要素の材料や厚みは一例であり、記載したものに限定されるものではない。
【0107】
また、例えば上記第１の実施の形態等では、多孔質基体１１として多孔質基材を挙げて説明したが、本技術は多孔質基材に限らず、加工性の低い金属、難加工硝材等の接合においても適用することができる。
【0108】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【0109】
なお、本開示は以下のような構成を取ることも可能である。以下の構成によれば、第１基体の一の面上に、第２基体との接合面として、算術平均粗さ（Ｒａ）の小さな接合面を形成することが可能となる。よって、接合強度の向上した構造体およびこれを備えた電子機器を提供することが可能となる。
（１）
一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体と、
前記第１基体の前記一の面と対向配置された第２基体と、
前記第１基体と前記第２基体との間に設けられると共に、少なくとも金属元素を含み、光透過性を有するバッファ層と
を備えた構造体。
（２）
前記第１基体は、前記一の面の少なくとも一部に表面粗さの大きな領域を有する、前記（１）に記載の構造体。
（３）
前記第１基体は、２ｎｍ以上の算術平均粗さ（Ｒａ）を有する、前記（１）または（２）に記載の構造体。
（４）
前記第１基体は多孔質基材である、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の構造体。
（５）
前記第１基体はセラミックスである、前記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の構造体。
（６）
前記第２基体は金属基材である、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の構造体。
（７）
前記第１基体は難硝材である、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の構造体。
（８）
前記バッファ層は、膜厚方向に金属元素が局所的に分布している、前記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の構造体。
（９）
前記第１基体と前記第２基体とは、原子拡散接合を用いて接合されている、前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の構造体。
（１０）
一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体上に、少なくとも金属元素を含む第１のバッファ層を形成し、前記第１のバッファ層の表面を研磨したのち、前記第１のバッファ層上に微結晶構造を有する第１の金属膜を形成し、
前記第１の金属膜と第２基体とを接合し、前記第１基体と前記第２基体との間に、少なくとも金属元素を含むバッファ層と形成する
構造体の製造方法。
（１１）
前記第１の金属膜と前記第２基体とを接合したのち、加熱処理して前記バッファ層を形成する、前記（１０）に記載の製造方法。
（１２）
前記第１のバッファ層を真空蒸着法またはスパッタリング法を用いて成膜する、前記（１０）または（１１）に記載の構造体の製造方法。
（１３）
前記第１のバッファ層の表面を光学研磨または化学機械研磨を用いて処理する、前記（１０）乃至（１２）のうちのいずれかに記載の構造体の製造方法。
（１４）
一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体上に、少なくとも金属元素を含む第１のバッファ層を形成し、前記第１のバッファ層の表面を研磨したのち、前記第１のバッファ層上に微結晶構造を有する第１の金属膜を形成し、
第２基体上に、少なくとも金属元素を含む第２のバッファ層および微結晶構造を有する第２の金属膜を形成し、
前記第１の金属膜と前記第２の金属膜とを接合し、前記第１基体と前記第２基体との間に、少なくとも金属元素を含むバッファ層と形成する
構造体の製造方法。
（１５）
前記第１の金属膜と前記第２の金属膜とを接合したのち、加熱処理して前記バッファ層を形成する、前記（１４）に記載の製造方法。
（１６）
一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体と、
前記第１基体の前記一の面と対向配置された第２基体と、
前記第１基体と前記第２基体との間に設けられると共に、少なくとも金属元素を含み、光透過性を有するバッファ層と
を有する構造体を備えた電子機器。
（１）
一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体と、
前記第１基体の前記一の面と対向配置された第２基体と、
前記第１基体と前記第２基体との間に設けられると共に、少なくとも金属元素を含み、光透過性を有するバッファ層と
を備えた構造体。
（２）
前記第１基体は、前記一の面の少なくとも一部に表面粗さの大きな領域を有する、前記（１）に記載の構造体。
（３）
前記第１基体は、２ｎｍ以上の算術平均粗さ（Ｒａ）を有する、前記（１）または（２）に記載の構造体。
（４）
前記第１基体は多孔質基材である、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の構造体。
（５）
前記第１基体はセラミックスである、前記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の構造体。
（６）
前記第２基体は金属基材である、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の構造体。
（７）
前記第１基体は難硝材である、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の構造体。
（８）
前記バッファ層は、膜厚方向に金属元素が局所的に分布している、前記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の構造体。
（９）
前記第１基体と前記第２基体とは、原子拡散接合を用いて接合されている、前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の構造体。
（１０）
一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体上に、少なくとも金属元素を含む第１のバッファ層を形成し、前記第１のバッファ層の表面を研磨したのち、前記第１のバッファ層上に微結晶構造を有する第１の金属膜を形成し、
前記第１の金属膜と第２基体とを接合し、前記第１基体と前記第２基体との間に、少なくとも金属元素を含むバッファ層と形成する
構造体の製造方法。
（１１）
前記第１の金属膜と前記第２基体とを接合したのち、加熱処理して前記バッファ層を形成する、前記（１０）に記載の製造方法。
（１２）
前記第１のバッファ層を真空蒸着法またはスパッタリング法を用いて成膜する、前記（１０）または（１１）に記載の構造体の製造方法。
（１３）
前記第１のバッファ層の表面を光学研磨または化学機械研磨を用いて処理する、前記（１０）乃至（１２）のうちのいずれかに記載の構造体の製造方法。
（１４）
一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体上に、少なくとも金属元素を含む第１のバッファ層を形成し、前記第１のバッファ層の表面を研磨したのち、前記第１のバッファ層上に微結晶構造を有する第１の金属膜を形成し、
第２基体上に、少なくとも金属元素を含む第２のバッファ層および微結晶構造を有する第２の金属膜を形成し、
前記第１の金属膜と前記第２の金属膜とを接合し、前記第１基体と前記第２基体との間に、少なくとも金属元素を含むバッファ層と形成する
構造体の製造方法。
（１５）
前記第１の金属膜と前記第２の金属膜とを接合したのち、加熱処理して前記バッファ層を形成する、前記（１４）に記載の製造方法。
（１６）
一の面を有すると共に、構成材料の結晶構造と組成とから決定される密度よりも低い密度を有する第１基体と、
前記第１基体の前記一の面と対向配置された第２基体と、
前記第１基体と前記第２基体との間に設けられると共に、少なくとも金属元素を含み、光透過性を有するバッファ層と
を有する構造体を備えた電子機器。
【0110】
本出願は、日本国特許庁において２０１９年１月７日に出願された日本特許出願番号２０１９－０００６６２号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
【0111】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【図12F】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】