ホーム > 特許ランキング > 住友電気工業株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2025-03-31
(45)【発行日】2025-04-08
(54)【発明の名称】接合体及び表面弾性波デバイス
(51)【国際特許分類】
H03H 9/25 20060101AFI20250401BHJP
C04B 35/443 20060101ALI20250401BHJP
C30B 29/30 20060101ALI20250401BHJP
C30B 33/06 20060101ALI20250401BHJP
H01L 21/02 20060101ALI20250401BHJP
【ＦＩ】
H03H9/25 C
C04B35/443
C30B29/30 A
C30B29/30 B
C30B33/06
H01L21/02 B
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2023001169
(22)【出願日】2023-01-06
(62)【分割の表示】P 2020566089の分割
【原出願日】2019-01-18
(65)【公開番号】P2023052257
(43)【公開日】2023-04-11
【審査請求日】2023-02-01
【審判番号】
【審判請求日】2024-11-05
(73)【特許権者】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 幹人
(72)【発明者】
【氏名】山中 佑一郎
(72)【発明者】
【氏名】今川 善浩
(72)【発明者】
【氏名】齊藤 裕久
【合議体】
【審判長】馬場 慎
【審判官】衣鳩 文彦
【審判官】千葉 輝久
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１２／００９１８５６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－３４３６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／０１２００５（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
H03H3/007-3/10
H03H9/00-9/76
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧電体基板と、前記圧電体基板の一方の主面上に設けられたスピネル多結晶基板とを備え、前記圧電体基板の平均厚みＴ１と、前記スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２との比であるＴ１／Ｔ２が０．１以下であり、
前記Ｔ２が１５０μｍ以上であり、
前記スピネル多結晶基板は、前記圧電体基板と接する主面において、ＴＴＶが１．５μｍ以下であり、
前記圧電体基板は、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム又はホウ酸リチウムからなる、接合体。
【請求項2】
前記Ｔ１／Ｔ２が０．０００２以上０．１以下である、請求項１に記載の接合体。
【請求項3】
前記Ｔ１は、０．１μｍ以上２５μｍ以下であり、前記Ｔ２は、１５０μｍ以上５００μｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載の接合体。
【請求項4】
前記Ｔ１及び前記Ｔ２の合計厚みは、１５０．１μｍ以上５２５μｍ以下であり、前記スピネル多結晶基板は、その主表面が、直径１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下の円形、又は、前記円形にオリエンテーションフラットが形成された形状であり、
前記接合体は、その外表面のＴＴＶが１０μｍ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の接合体。
【請求項5】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の接合体と、前記圧電体基板の前記スピネル多結晶基板の設けられた面とは反対側の主面上に設けられた電極とを備える、表面弾性波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、接合体及び表面弾性波デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
携帯電話の内部には、電気信号のノイズをカットし、所望の周波数の電気信号のみを送受信するための、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ、表面弾性波）フィルタと呼ばれる電子部品が組み込まれている。ＳＡＷフィルタには、圧電効果を有する材料からなる圧電体基板を用いる。
【0003】
圧電体基板の一方の表面には、透過周波数帯の波長に応じたピッチの櫛形電極が形成されている。櫛形電極に入力された電気信号により圧電体基板が応力を受けて変形し、ピッチに応じた弾性波が発生する。
【0004】
ＳＡＷフィルタの透過周波数は櫛形電極のピッチで決まる。櫛形電極のピッチは周辺温度の変化による圧電体基板の膨張収縮により変化する。熱膨張による変化を抑制するため、圧電体基板の櫛形電極の形成された表面とは反対側の表面には、高強度かつ低熱膨張である支持基板が貼り付けられている。
【0005】
特許文献１（特開２００６－３０４２０６号公報）では、上記の支持基板として、シリコン基板を用いている。シリコンの熱膨張係数は、圧電体基板を形成するタンタル酸リチウム等の材料の熱膨張係数に比べて非常に小さい。従って、圧電体基板が熱により膨張すると、シリコンが割れてしまうおそれがある。
【0006】
また、上記の支持基板として、サファイヤを用いる技術も提案されている。しかし、サファイヤは単結晶であり、硬度が高いため、小型化のために所望の形状に成形することが困難である。また、シリコンやサファイヤの単結晶基板は一般的に高価であり、より低コストの基板が求められていた。
【0007】
そこで、特許文献２（特開２０１１－６６８１８号公報）には、支持基板として、より抵コストで適度な強度を有するスピネルを用いる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開２００６－３０４２０６号公報
【文献】特開２０１１－６６８１８号公報
【発明の概要】
【0009】
［１］本開示の一態様に係る接合体は、圧電体基板と、前記圧電体基板の一方の主面上に設けられたスピネル多結晶基板とを備え、
前記圧電体基板の平均厚みＴ１と、前記スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２との比であるＴ１／Ｔ２が０．１以下であり、
前記スピネル多結晶基板は、前記圧電体基板と接する主面において、ＴＴＶ（Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ、全体厚みばらつき）が１．５μｍ以下である。
前記圧電体基板の平均厚みＴ１と、前記スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２との比であるＴ１／Ｔ２が０．１以下であり、
前記スピネル多結晶基板は、前記圧電体基板と接する主面において、ＴＴＶ（Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ、全体厚みばらつき）が１．５μｍ以下である。
【0010】
［２］本開示の他の一態様に係る表面弾性波デバイスは、上記に記載の接合体と、
前記圧電体基板の前記スピネル多結晶基板の設けられた面とは反対側の主面上に設けられた電極とを備える、表面弾性波デバイスである。
前記圧電体基板の前記スピネル多結晶基板の設けられた面とは反対側の主面上に設けられた電極とを備える、表面弾性波デバイスである。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
［本開示が解決しようとする課題］
本発明者らが特許文献１のスピネルからなる基板を用いた表面弾性波デバイスを作製してその性能を評価したところ、基板の強度は十分であるものの、周波数温度特性（ＴＣＦ）にばらつきが生じる場合があることが確認された。
本発明者らが特許文献１のスピネルからなる基板を用いた表面弾性波デバイスを作製してその性能を評価したところ、基板の強度は十分であるものの、周波数温度特性（ＴＣＦ）にばらつきが生じる場合があることが確認された。
【0013】
そこで、本目的は、スピネル多結晶基板を備え、ばらつきの小さい、優れた周波数温度特性を有する接合体、及び、該接合体を備える表面弾性波デバイスを提供することを目的とする。
【0014】
［本開示の効果］
上記態様によれば、スピネル多結晶基板を備え、ばらつきの小さい、優れた周波数温度特性を有する接合体、及び、該接合体を備える表面弾性波デバイスを提供することが可能である。
上記態様によれば、スピネル多結晶基板を備え、ばらつきの小さい、優れた周波数温度特性を有する接合体、及び、該接合体を備える表面弾性波デバイスを提供することが可能である。
【0015】
［実施形態の概要］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【0016】
（１）本開示の一態様に係る接合体は、圧電体基板と、前記圧電体基板の一方の主面上に設けられたスピネル多結晶基板とを備え、
前記圧電体基板の平均厚みＴ１と、前記スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２との比であるＴ１／Ｔ２が０．１以下であり、
前記スピネル多結晶基板は、前記圧電体基板と接する主面において、ＴＴＶが１．５μｍ以下である、接合体である。
前記圧電体基板の平均厚みＴ１と、前記スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２との比であるＴ１／Ｔ２が０．１以下であり、
前記スピネル多結晶基板は、前記圧電体基板と接する主面において、ＴＴＶが１．５μｍ以下である、接合体である。
【0017】
上記態様によれば、接合体は、スピネル多結晶基板を備え、ばらつきの小さい、優れた周波数温度特性を有することができる。ここで、本明細書において、周波数温度特性（ＴＣＦ）とは、周囲温度の変化による周波数の変化を示す値（単位：ｐｐｍ／℃）である。ＴＣＦの数値が小さい程、温度特性が良好であることを示す。また、本明細書において、ＴＴＶとは、基板の裏面から該裏面と対向する面との距離の最大値と最小値との差を示す値である。例えば、図５に示されるスピネル多結晶基板５１では、スピネル多結晶基板５１の裏面１ａから該裏面１ａと対向する面（対向面）１ｂとの距離の最大値Ｌ１と最小値Ｌ２との差の値Ｌ３がＴＴＶに該当する。
【0018】
（２）前記Ｔ１／Ｔ２が０．０００２以上０．１以下であることが好ましい。これによると、周波数温度特性のばらつきをより小さくすることができる。
【0019】
（３）前記Ｔ１は、０．１μｍ以上２５μｍ以下であり、
前記Ｔ２は、１００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
前記Ｔ２は、１００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
【0020】
これによると、圧電体基板は表面弾性波のロスを良好に抑制することができ、かつ、スピネル多結晶基板は圧電体基板の熱膨張を十分に抑制することができる。
【0021】
（４）前記圧電体基板は、タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムからなることが好ましい。これによると、圧電体基板の電気機械結合係数を高め、当該圧電体基板の周波数フィルタ特性を向上させることができる。
【0022】
（５）前記Ｔ１及び前記Ｔ２の合計厚みは、１００．１μｍ以上５２５μｍ以下であり、
前記スピネル多結晶基板は、その主表面が、直径１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下の円形、又は、前記円形にオリエンテーションフラットが形成された形状であり、
前記接合体は、その外表面のＴＴＶが１０μｍ以下であることが好ましい。
前記スピネル多結晶基板は、その主表面が、直径１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下の円形、又は、前記円形にオリエンテーションフラットが形成された形状であり、
前記接合体は、その外表面のＴＴＶが１０μｍ以下であることが好ましい。
【0023】
これによると、圧電体基板は表面弾性波のロスを良好に抑制することができ、かつ、接合体はよりばらつきの小さい、優れた周波数温度特性を有することができる。
【0024】
（６）本開示の他の一態様に係る表面弾性波デバイスは、上記に記載の接合体と、
前記圧電体基板の前記スピネル多結晶基板の設けられた面とは反対側の主面上に設けられた電極とを備える、表面弾性波デバイスである。
前記圧電体基板の前記スピネル多結晶基板の設けられた面とは反対側の主面上に設けられた電極とを備える、表面弾性波デバイスである。
【0025】
上記態様によれば、表面弾性波デバイスは、ばらつきの小さい、優れた周波数温度特性を有することができる。
【0026】
［実施形態の詳細］
本開示の一実施形態に係る接合体及び表面弾性波デバイスの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚み、深さ等の寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。
本開示の一実施形態に係る接合体及び表面弾性波デバイスの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚み、深さ等の寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。
【0027】
本明細書において「Ａ～Ｂ」という形式の表記は、範囲の上限下限（すなわちＡ以上Ｂ以下）を意味し、Ａにおいて単位の記載がなく、Ｂにおいてのみ単位が記載されている場合、Ａの単位とＢの単位とは同じである。また、範囲の上限値がＣであるとは、範囲の上限がＣ以下であることを意味し、範囲の下限値がＤであるとは、範囲の下限がＤ以上であることを意味する。
【0028】
［実施の形態１：接合体］
＜接合体＞
本実施形態に係る接合体について、図１を用いて説明する。図１に示されるように、本実施形態に係る接合体２は、圧電体基板５と、該圧電体基板５の一方の主面（以下、「第１の主面」とも記す。）５ａ上に設けられたスピネル多結晶基板１とを備える。該圧電体基板の平均厚みＴ１と、該スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２との比であるＴ１／Ｔ２が０．１以下であり、該スピネル多結晶基板は、該圧電体基板と接する主面において、ＴＴＶが１．５μｍ以下である。
＜接合体＞
本実施形態に係る接合体について、図１を用いて説明する。図１に示されるように、本実施形態に係る接合体２は、圧電体基板５と、該圧電体基板５の一方の主面（以下、「第１の主面」とも記す。）５ａ上に設けられたスピネル多結晶基板１とを備える。該圧電体基板の平均厚みＴ１と、該スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２との比であるＴ１／Ｔ２が０．１以下であり、該スピネル多結晶基板は、該圧電体基板と接する主面において、ＴＴＶが１．５μｍ以下である。
【0029】
本発明者らは、鋭意検討の結果、圧電体基板と、該圧電体基板の一方の主面上に設けられたスピネル多結晶基板とを備える接合体であって、該圧電体基板の平均厚みＴ１と、該スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２との比であるＴ１／Ｔ２が０．１以下であり、スピネル多結晶基板は、該圧電体基板と接する主面において、ＴＴＶが１．５μｍ以下である接合体は、ばらつきの小さい、優れた周波数温度特性を有することができることを新たに見出した。この理由は明らかではないが、下記（i）及び（ii）の通りと推察される。
【0030】
（i）本実施形態に係る接合体において、Ｔ１／Ｔ２が０．１以下であり、圧電体基板の平均厚みＴ１に対して、スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２が十分に大きい。このため、スピネル多結晶基板は、圧電体基板の熱膨張を十分に抑制することができ、接合体は、ばらつきの小さい、優れた周波数温度特性を有することができる。
【0031】
（ii）本実施形態に係る接合体において、スピネル多結晶基板は、圧電体基板と接する主面において、ＴＴＶが１．５μｍ以下である。このため、スピネル多結晶基板は厚みが均一に保たれ、スピネル多結晶基板の全面に渡って、圧電体基板の熱膨張を十分に抑制することができる。よって、接合体は、ばらつきの小さい、優れた周波数温度特性を有することができる。
【0032】
（形状）
接合体２の平均厚みは、１００．１μｍ以上５２５μｍ以下が好ましく、２００．１μｍ以上５１０μｍ以下がより好ましく、１０１μｍ以上５１０μｍ以下が更に好ましい。ここで、接合体の厚みは、接合体の主面の法線方向に平行な断面をデジタルマイクロメータで測定される値である。測定は一の断面において３箇所で行い、３箇所の平均値を接合体の平均厚みとする。
接合体２の平均厚みは、１００．１μｍ以上５２５μｍ以下が好ましく、２００．１μｍ以上５１０μｍ以下がより好ましく、１０１μｍ以上５１０μｍ以下が更に好ましい。ここで、接合体の厚みは、接合体の主面の法線方向に平行な断面をデジタルマイクロメータで測定される値である。測定は一の断面において３箇所で行い、３箇所の平均値を接合体の平均厚みとする。
【0033】
なお、出願人が測定した限りでは、同一の試料において測定する限りにおいては、接合体の平均厚みを観察断面の選択個所を変更して複数回算出しても、算出結果のばらつきはほとんどなく、任意に観察断面を設定しても恣意的にはならないことが確認された。
【0034】
なお、上記の接合体の主面とは、圧電体基板の表面５ｂ及びスピネル多結晶基板の裏面１ａを含むものであるが、本明細書中、接合体の主面とは、圧電体基板の表面５ｂを示すものとする。
【0035】
接合体２の主面の形状及び大きさは特に限定されず、表面弾性波デバイスの用途によって適宜調節することができる。ここで、接合体２の主面とは、圧電体基板５側の主面及びスピネル多結晶基板１側の主面の両方を含む。接合体２の主面は、例えば、円形であってもよいし、矩形であってもよい。接合体２の主面の形状が円形の場合は、その直径はΦ１００ｍｍ以上Φ２００ｍｍ以下とすることができる。接合体２の主面の形状が矩形の場合は、その一辺の長さは７０ｍｍ以上１４２ｍｍ以下とすることができる。接合体２の主面には、オリエンテーションフラットが形成されていてもよい。接合体２は、その外表面のＴＴＶが１０μｍ以下であることが好ましい。
【0036】
（圧電体基板とスピネル多結晶基板との接合）
圧電体基板５とスピネル多結晶基板１との接合の方法は特に限定されず、接着剤を用いてもよいし、ファンデルワールス力により接合されてもよい。圧電体基板とスピネル多結晶基板とを高精度に接合するためには、圧電体基板とスピネル多結晶基板とはファンデルワールス力により接合されることが好ましい。より具体的には、圧電体基板を構成する材料の原子と、スピネル多結晶基板を構成するスピネルの原子とは、ファンデルワールス力により接合されることが好ましい。
圧電体基板５とスピネル多結晶基板１との接合の方法は特に限定されず、接着剤を用いてもよいし、ファンデルワールス力により接合されてもよい。圧電体基板とスピネル多結晶基板とを高精度に接合するためには、圧電体基板とスピネル多結晶基板とはファンデルワールス力により接合されることが好ましい。より具体的には、圧電体基板を構成する材料の原子と、スピネル多結晶基板を構成するスピネルの原子とは、ファンデルワールス力により接合されることが好ましい。
【0037】
＜圧電体基板＞
圧電体基板５は、電気信号を機械的振動へ変換する圧電効果を奏する基板である。圧電体基板５の主成分としては、例えばタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム等を用いることができる。これらの中でも、電気機械結合係数に優れるタンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムが好ましい。圧電体基板５は、例えばチョクラルスキー法で上記成分の単結晶棒を生成し、これをスライスすることで得ることができる。なお、基板方位（カット角度）としては、例えば３６°～５０°とすることができ、表面弾性波デバイスの用途等に応じて適宜選択することができる。
圧電体基板５は、電気信号を機械的振動へ変換する圧電効果を奏する基板である。圧電体基板５の主成分としては、例えばタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム等を用いることができる。これらの中でも、電気機械結合係数に優れるタンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムが好ましい。圧電体基板５は、例えばチョクラルスキー法で上記成分の単結晶棒を生成し、これをスライスすることで得ることができる。なお、基板方位（カット角度）としては、例えば３６°～５０°とすることができ、表面弾性波デバイスの用途等に応じて適宜選択することができる。
【0038】
圧電体基板５の平均厚みＴ１は、０．１μｍ以上２５μｍ以下が好ましい。圧電体基板５の平均厚みＴ１が０．１μｍ未満の場合、表面弾性波のロスが大きくなるおそれや、圧電体基板５の加工が困難になるおそれがある。圧電体基板５の平均厚みＴ１が２５μｍを超える場合、圧電体基板５の温度変化による膨張又は収縮が大きくなるおそれや、接合体２が不要に厚くなるおそれがある。圧電体基板５の平均厚みＴ１の下限は、０．１μｍが好ましく、１μｍがより好ましく、３μｍが更に好ましい。一方、圧電体基板５の平均厚みＴ１の上限は、２５μｍが好ましく、１５μｍがより好ましく、１０μｍが更に好ましい。圧電体基板５の平均厚みは、１μｍ以上１５μｍ以下が好ましく、３μｍ以上１０μｍ以下が更に好ましい。
【0039】
上記の圧電体基板の厚みは、接合体の厚み及びスピネル多結晶基板の厚みを測定し、接合体の厚みからスピネル多結晶基板の厚みを差し引くことにより確認することができる。接合体の厚みは、デジタルマイクロメータにより測定することができる。スピネル多結晶基板の厚みは、マイクロメータにより測定することができる。
【0040】
なお、出願人が測定した限りでは、同一の試料において測定する限りにおいては、圧電体基板の平均厚みを観察断面の選択個所を変更して複数回算出しても、算出結果のばらつきはほとんどなく、任意に観察断面を設定しても恣意的にはならないことが確認された。
【0041】
圧電体基板５の第１の主面５ａの算術平均粗さ（Ｒａ）の上限は、１ｎｍが好ましく、０．８ｎｍがより好ましい。圧電体基板５の第１の主面５ａの算術平均粗さ（Ｒａ）が１ｎｍを超える場合、ファンデルワールス力によるスピネル多結晶基板１との接着強度が低下するおそれがある。一方、圧電体基板５の第１の主面５ａの算術平均粗さ（Ｒａ）の下限は、０．０５ｎｍが好ましい。圧電体基板５の第１の主面５ａの算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０５ｎｍ未満の場合、バルク波が圧電体基板５とスピネル多結晶基板１との間で反射し易くなってスプリアス応答が増加するおそれや、圧電体基板５とスピネル多結晶基板１との接着面積が低減し、ファンデルワールス力による圧電体基板５とスピネル多結晶基板１との接着強度が低下するおそれがある。
【0042】
本明細書において、算術平均粗さ（Ｒａ）はＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される算術平均粗さを意味する。算術平均粗さは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により測定される値である。
【0043】
圧電体基板５の線膨張係数の上限は、３０×１０－６／℃が好ましく、２０×１０－６／℃がより好ましい。圧電体基板５の線膨張係数が３０×１０－６／℃を超える場合、圧電体基板の温度変化による膨張又は収縮が大きくなるおそれがある。一方、圧電体基板５の線膨張係数の下限は特に限定されないが、例えば、８×１０－６／℃が好ましく、１０×１０－６がより好ましい。
【0044】
上記の線膨張係数は圧縮荷重法（株式会社リガク製「熱機械分析装置ＴＭＡ８３１０」」）により測定される値である。
【0045】
圧電体基板５は、上記主成分以外の成分を含んでいてもよく、例えば金属を添加してもよい。金属元素を添加することで圧電体基板５の機械的強度や耐熱性等を改善することができる。
【0046】
＜スピネル多結晶基板＞
スピネル多結晶基板１は、スピネル焼結体からなる基板である。スピネル多結晶基板１は、接合体２の強度を高めると共に、圧電体基板の熱膨張を抑制するための支持基材である。スピネル多結晶基板１を構成するスピネルとしては、例えば、ＭｇＯ・ｎＡｌ２Ｏ３（１≦ｎ≦３）が挙げられる。ｎの値の下限は、１が好ましく、１．０３がより好ましく、１．０５が更に好ましい。ｎの値が１未満であると、ＭｇＯが局所的に多くなり、気孔率が増加する傾向がある。ｎの値の上限は、３が好ましく、２がより好ましく、１．５が更に好ましい。ｎの値が３を超えると、局所的にＡｌ２Ｏ３が多くなり、該Ａｌ２Ｏ３が気孔とともに偏在し、目視上白濁が増加する傾向がある。
スピネル多結晶基板１は、スピネル焼結体からなる基板である。スピネル多結晶基板１は、接合体２の強度を高めると共に、圧電体基板の熱膨張を抑制するための支持基材である。スピネル多結晶基板１を構成するスピネルとしては、例えば、ＭｇＯ・ｎＡｌ２Ｏ３（１≦ｎ≦３）が挙げられる。ｎの値の下限は、１が好ましく、１．０３がより好ましく、１．０５が更に好ましい。ｎの値が１未満であると、ＭｇＯが局所的に多くなり、気孔率が増加する傾向がある。ｎの値の上限は、３が好ましく、２がより好ましく、１．５が更に好ましい。ｎの値が３を超えると、局所的にＡｌ２Ｏ３が多くなり、該Ａｌ２Ｏ３が気孔とともに偏在し、目視上白濁が増加する傾向がある。
【0047】
スピネル多結晶基板の組成、及び、組成式ＭｇＯ・ｎＡｌ２Ｏ３におけるｎの値は、Ｘ線回折マトリックスフラッシング法により測定することができる。
【0048】
スピネル多結晶基板１は、スピネル以外の成分を含んでいてもよく、例えばアルミナ成分を含むことができる。スピネル多結晶基板中のスピネル以外の成分の含有量の上限値は１０質量％が好ましく、５質量％がより好ましい。スピネル多結晶基板中のスピネル以外の成分の含有量の下限値は３質量％が好ましく、１質量％がより好ましく、０であること、すなわちスピネル以外の成分を含まないことが更に好ましい。
【0049】
スピネル多結晶基板１の平均厚みＴ２は、１００μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。スピネル多結晶基板１の平均厚みＴ２が１００μｍ未満の場合、圧電体基板の熱膨張を十分に抑制することができないおそれがある。スピネル多結晶基板１の平均厚みＴ２が５００μｍを超える場合、バルク波が圧電体基板５とスピネル多結晶基板１との境界で反射を起こしやすくなるおそれや、接合体２が不要に厚くなるおそれがある。スピネル多結晶基板１の平均厚みＴ２の下限は、１００μｍが好ましく、１５０μｍがより好ましく、２００μｍが更に好ましい。一方、スピネル多結晶基板１の平均厚みＴ２の上限は、５００μｍが好ましく、４００μｍがより好ましく、３００μｍが更に好ましい。スピネル多結晶基板１の平均厚みＴ２は、１５０μｍ以上４００μｍ以下がより好ましく、２００μｍ以上３００μｍ以下が更に好ましい。
【0050】
上記のスピネル多結晶基板の厚みは、スピネル多結晶基板の裏面１ａの法線方向に平行な断面をマイクロメータで測定される値である。測定は一の断面において３箇所で行い、３箇所の平均値を圧電体基板の平均厚みとする。
【0051】
なお、出願人が測定した限りでは、同一の試料において測定する限りにおいては、スピネル多結晶基板の平均厚みを観察断面の選択個所を変更して複数回算出しても、算出結果のばらつきはほとんどなく、任意に観察断面を設定しても恣意的にはならないことが確認された。
【0052】
圧電体基板５の平均厚みＴ１とスピネル多結晶基板１の平均厚みＴ２との比であるＴ１／Ｔ２は０．１以下であり、圧電体基板の平均厚みＴ１に対して、スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２が十分に大きい。このため、スピネル多結晶基板は、圧電体基板の熱膨張を十分に抑制することができ、接合体は、ばらつきの小さい、優れた周波数温度特性を有することができる。
【0053】
上記比Ｔ１／Ｔ２の上限は０．１であり、０．０４が好ましく、０．０２がより好ましい。該比Ｔ１／Ｔ２が０．１を超える場合、周波数温度特性（ＴＣＦ）が悪化する傾向がある。
【0054】
一方、上記比Ｔ１／Ｔ２の下限は、０．０００２が好ましく、０．００２がより好ましく、０．００６が更に好ましい。該比Ｔ１／Ｔ２が０．０００２未満の場合、圧電体基板５の加工精度が低下するおそれがある。更に、接合体４の温度変化による変形が大きくなるおそれや、機械的強度が低下するおそれがある。
【0055】
上記比Ｔ１／Ｔ２は、０．０００２以上０．１以下が好ましく、０．００２以上０．０４がより好ましく、０．００６以上０．０２以下が更に好ましい。
【0056】
スピネル多結晶基板１は、圧電体基板５と接する主面（対向面１ｂに該当）において、ＴＴＶが１．５μｍ以下である。このため、スピネル多結晶基板は膜厚が均一に保たれ、スピネル多結晶基板の全面に渡って、圧電体基板の熱膨張を十分に抑制することができる。よって、接合体は、ばらつきの小さい、優れた周波数温度特性を有することができる。
【0057】
ＴＴＶの上限値は１．５μｍであり、１．２μｍが好ましく、０．９μｍがより好ましく、０．７μｍが更に好ましい。ＴＴＶが１．５μｍを超えると、スピネル多結晶基板の膜厚が不均一となり、接合体の周波数温度特性がばらつく傾向がある。
【0058】
一方、ＴＴＶの下限値は特に限定されないが、製造上の観点からは０．１μｍが好ましく、０．５μｍがより好ましい。
【0059】
ＴＴＶは０．１μｍ以上１．５μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上１．２μｍ以下がより好ましく、０．５μｍ以上０．７μｍ以下が更に好ましい。
【0060】
上記のＴＴＶは、平面度測定器（トロペル社製「ＦｌａｔＭａｓｔｅｒ ２００ＸＲＡ－Ｗａｆｅｒ」）により測定される。測定領域は、接合体中のスピネル多結晶基板の圧電体基板と接する主面（対向面１ｂに該当）の全域である。
【0061】
Ｔ１及びＴ２の合計厚みが、１００．１μｍ以上５２５μｍ以下であり、スピネル多結晶基板は、その主表面が、直径１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下の円形、又は、前記円形にオリエンテーションフラットが形成された形状であり、かつ、スピネル多結晶基板の圧電体基板と接する主面におけるＴＴＶが１．５μｍ以下である場合は、接合体の外表面におけるＴＴＶを１０μｍ以下とすることができる。
【0062】
スピネル多結晶基板は複数の結晶粒を含み、該結晶粒は、その平均粒径が１μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましい。これによると、弾性波のロスをより効果的に抑制することができる。
【0063】
上記結晶粒の平均粒径が１μｍ未満であると、スピネル多結晶基板の気孔率が大きくなりすぎ、弾性率が低下するため、圧電体基板の熱膨張を抑制するという支持基板としての効果を得難い傾向がある。更にスピネル多結晶基板と圧電体基板との接合界面における接点面積が低下するため、接合強度が低下する。一方、上記結晶粒の平均粒径が６０μｍを超えると、スピネル粒子同士の粒界に存在する気孔が偏在してしまう傾向がある。スピネル多結晶基板の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下がより好ましく、８μｍ以上３０μｍ以下が更に好ましい。
【0064】
本明細書において、「平均粒径」とは、体積基準の粒度分布（体積分布）におけるメジアン径（ｄ５０）を意味し、スピネル多結晶基板に含まれる全てのスピネル粒子を対象にした平均粒子径であることを意味する。
【0065】
スピネル粒子の平均粒径を算出するための各粒子の粒子径は、次の方法によって測定することができる。まず、スピネル多結晶基板の表面を鏡面研磨し、研磨面上に１０ｍｍ×１０ｍｍの測定視野を決定する。該測定視野におけるスピネル多結晶基板の反射電子像を、電子顕微鏡を用いて５０００倍の倍率で観察する。次に、この反射電子像において、スピネル多結晶基板を構成する粒子に外接する円の直径（すなわち外接円相当径）を測定し、該直径をスピネル粒子の粒径とする。
【0066】
なお、出願人が測定した限りでは、同一の試料において測定する限りにおいては、スピネル多結晶基板に含まれる結晶粒の平均粒径を測定視野の選択個所を変更して複数回算出しても、算出結果のばらつきはほとんどなく、任意に測定視野を設定しても恣意的にはならないことが確認された。
【0067】
スピネル多結晶基板１の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の下限は、０．０１ｎｍが好ましく、０．１ｎｍがより好ましい。スピネル多結晶基板１の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１ｎｍ未満の場合、スピネル多結晶基板１の表面が非常に平坦になるように加工する必要があるため、加工コストが増加する傾向がある。一方、スピネル多結晶基板１表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の上限は、３．０ｎｍが好ましく、２．０ｎｍがより好ましい。スピネル多結晶基板１の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が３．０ｎｍを超える場合、圧電体基板５とスピネル多結晶基板１とをファンデルワールス力により接着する場合に、接着強度が低下するおそれがある。
【0068】
スピネル多結晶基板１の線膨張係数の上限は、１６×１０－６／℃が好ましく、８×１０－６／℃がより好ましい。スピネル多結晶基板１の線膨張係数が１６×１０－６／℃を超える場合、圧電体基板の熱膨張を十分に抑制することができないおそれがある。一方、スピネル多結晶基板１の線膨張係数の下限は、１×１０－６／℃が好ましく、３×１０－６／℃がより好ましい。スピネル多結晶基板１の線膨張係数が１×１０－６／℃未満の場合、圧電体基板５と線膨張係数の差が大きくなって温度変化時にスピネル多結晶基板１の歪みが大きくなるおそれがある。
【0069】
上記の線膨張係数は、棒状に成形した材料を、線熱膨張測定装置で測定して得られる値である。
【0070】
スピネル多結晶基板１と圧電体基板５との線膨張係数の差の下限は、５×１０－６／℃が好ましく、７×１０－６／℃がより好ましい。スピネル多結晶基板１と圧電体基板５との線膨張係数の差が５×１０－６／℃未満の場合、圧電体基板の熱膨張を十分に抑制することができないおそれがある。一方、スピネル多結晶基板１と圧電体基板５との線膨張係数の差の上限は、２０×１０－６／℃が好ましい。スピネル多結晶基板１と圧電体基板５との線膨張係数の差が２０×１０－６／℃を超える場合、温度変化時にスピネル多結晶基板１の歪みが大きくなるおそれがある。
【0071】
スピネル多結晶基板１は、電気信号を受けて振動する圧電体基板５を支持する。このためスピネル多結晶基板１には相当の応力が加わる。また圧電体基板５が作動すると圧電体基板５は発熱し、その熱がスピネル多結晶基板１にも伝播する。この際、スピネル多結晶基板１には熱応力が発生する。このためスピネル多結晶基板１は、相応の強度を有することが好ましい。
【0072】
スピネル多結晶基板１のヤング率の下限は、１００ＧＰａが好ましく、１５０ＧＰａがより好ましく、１８０ＧＰａが更に好ましい。スピネル多結晶基板１のヤング率が１００ＧＰａ未満の場合、スピネル多結晶基板１が割れやすくなるおそれがある。一方、スピネル多結晶基板１のヤング率の上限は、４００ＧＰａが好ましく、３５０ＧＰａがより好ましく、３００ＧＰａが更に好ましい。スピネル多結晶基板１のヤング率が４００ＧＰａを超える場合、スピネル多結晶基板１の硬度が過剰に高くなるため、チッピングを起こす可能性が高くなる。更に、スピネル多結晶基板１の硬度が過剰に高くなるため、加工が困難になるおそれがある。
【0073】
本明細書において、ヤング率は、ＪＩＳ Ｒ １６０２に準拠して行われる３点曲げ試験により測定される値である。測定にはミネベア株式会社製「材料試験機ＡＬ－５０ＮＢ」を用いる。
【0074】
スピネル多結晶基板１のヌープ硬度の下限は、１０００が好ましく、１２００がより好ましい。スピネル多結晶基板１のヌープ硬度が１０００未満の場合、スピネル多結晶基板１が割れやすくなるおそれがある。一方、スピネル多結晶基板１のヌープ硬度の上限は、２５００が好ましく、１８００がより好ましい。スピネル多結晶基板１のヌープ硬度が２５００を超える場合、スピネル多結晶基板１の加工が困難になるおそれがある。
【0075】
本明細書において、ヌープ硬度は、株式会社ミツトヨ社製「Ｈａｒｄｎｅｓｓ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ ＨＭ」により測定される値である。
【0076】
＜接合体の製造方法＞
本実施形態に係る接合体の製造方法は、圧電体基板を準備する工程と、スピネル多結晶基板を準備する工程と、圧電体基板とスピネル多結晶基板とを接合して接合体を得る工程（以下、「接合工程」とも記す。）と、圧電体基板の厚みを調整する工程を備えることができる。
本実施形態に係る接合体の製造方法は、圧電体基板を準備する工程と、スピネル多結晶基板を準備する工程と、圧電体基板とスピネル多結晶基板とを接合して接合体を得る工程（以下、「接合工程」とも記す。）と、圧電体基板の厚みを調整する工程を備えることができる。
【0077】
（圧電体基板を準備する工程）
まず、圧電体基板を準備する。圧電体基板は、従来公知の圧電体基板を用いることができる。次に、圧電体基板の主表面を研磨する。具体的には、圧電体基板の主表面を、研削加工で粗研磨を行った後、スピネル多結晶基板を接合する面に対し、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）にて、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０５μｍ以上１μｍ以下程度になるまで面粗度を低減する。
まず、圧電体基板を準備する。圧電体基板は、従来公知の圧電体基板を用いることができる。次に、圧電体基板の主表面を研磨する。具体的には、圧電体基板の主表面を、研削加工で粗研磨を行った後、スピネル多結晶基板を接合する面に対し、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）にて、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０５μｍ以上１μｍ以下程度になるまで面粗度を低減する。
【0078】
（スピネル多結晶基板を準備する工程）
スピネル多結晶基板を準備する工程は、スピネル粉末準備工程と、成形工程と、焼結工程と、加工工程とを含むことができる。
スピネル多結晶基板を準備する工程は、スピネル粉末準備工程と、成形工程と、焼結工程と、加工工程とを含むことができる。
【0079】
スピネル粉末準備工程では、組成式がＭｇＯ・ｎＡｌ２Ｏ３（１≦ｎ≦３）であり、スピネルからなる粉末を準備する。スピネル粉末は、平均粒径が０．１μｍ以上０．３μｍ以下であり、純度が９９．５％以上であることが好ましい。
【0080】
上述した組成のスピネル粉末を準備するためには、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）粉末とＡｌ２Ｏ３（アルミナ）粉末とを、１≦Ａｌ２Ｏ３／ＭｇＯ≦３の混合比率（質量比）となるように混合することが好ましい。
【0081】
スピネル粉末の平均粒径を算出するための各粒子の粒子径は、レーザ回折・散乱法による粒子径分布測定方法を用いて測定する。具体的には、粉末粒子に照射したレーザ光の散乱光の散乱強度分布を解析することにより、粉末粒子の直径を測定する方法である。
【0082】
次に成形工程を実施する。具体的には、プレス成形またはＣＩＰ（Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ；冷間等方圧加工法）により成形して成形体を得る。より具体的には、スピネル粉末準備工程で準備したＭｇＯ・ｎＡｌ２Ｏ３の粉末を、まずプレス成形により予備成形した後、ＣＩＰを行ない、成形体を得ることが好ましい。なお、プレス成形とＣＩＰとのいずれか一方のみを行なってもよいし、例えばプレス成形を行なった後にＣＩＰを行なう等、両方を行なってもよい。
【0083】
プレス成形においては例えば１ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下、特に１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下の圧力を用いることが好ましい。ＣＩＰにおいては例えば１６０ＭＰａ以上２５０ＭＰａ以下、特に１８０ＭＰａ以上２３０ＭＰａ以下の圧力を用いることが好ましい。
【0084】
次に焼結工程を実施する。具体的には、成形体を真空中において１５００℃以上１７００℃以下の温度条件下で、６０分以上６００分以下焼結し（第１焼結工程）、その後、ＨＩＰ(Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ：熱間等方圧加圧法)により１６００℃以上１８００℃以下の温度条件下で、６０分以上２４０分以下焼結する（第２焼結工程）。これにより、スピネル焼結体からなるスピネルインゴットを得ることができる。
【0085】
上記の第２焼結工程は、圧力を多段階的に変化させながら行うことが好ましい。より具体的には、１６００℃以上１８００℃以下の温度条件下で、圧力１００ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下で、１分以上６０分以下焼結する第２ａ焼結工程と、１６００℃以上１８００℃以下の温度条件下で、圧力１５０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下で、１０分以上３００分以下焼結する第２ｂ焼結工程を含むことが好ましい。
【0086】
次に加工工程を行なう。具体的には、得られたスピネルインゴットを所望の厚みとなるようにダイヤモンドワイヤーソウにてスライス加工する。これにより、所望の厚みを有するスピネル多結晶基板の下地が完成する。所望の厚みとは、最終的に形成したいスピネル多結晶基板の厚みと、後工程におけるスピネル多結晶基板の主表面の研磨しろ等を考慮した上で決定することが好ましい。なお、最終的に形成したいスピネル多結晶基板の厚みＴ２は、例えば、１００μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。
【0087】
次に、上記スピネル多結晶基板の主表面を研磨する。具体的には、スピネル多結晶基板の主表面を、研削加工で粗研磨を行った後、最後に圧電体基板を接合する面（対向面１ｂ）に対し、基板面内への負荷が均等にかかるようにバランスを取りながらラップ加工及び粗研磨加工を行うことにより、ＴＴＶが１．５μｍ以下となるように、裏面１ａからの厚みのばらつきを低減する。
【0088】
ラップ加工は、具体的には、ラップ盤として片面又は両面ラップ機、ラップ剤としてダイヤモンド砥粒等を用いて行う。粗研磨加工は、具体的には、片面又は両面研磨機を用いて行う。いずれもワーク厚みや冶具寸法等を考慮し、負荷が均一になるようにバランスを取りながら加工を行う。
【0089】
更に、圧電体基板を接合する面（対向面１ｂ）に対し、ＣＭＰにて、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下程度になるまで面粗度を低減することが好ましい。これにより、スピネル多結晶基板は、圧電体基板の主表面とファンデルワールス力により接合することが可能となる。
【0090】
（接合工程）
次に、上記で準備された圧電体基板とスピネル多結晶基板とを接合して接合体を得る。具体的には、スピネル多結晶基板の研磨面と、圧電体基板の研磨面とが向かい合うようにして真空チャンバ内に配置する。この状態を保持したまま、チャンバ内の内部ガスを排気して高真空状態とする。その後、両基板の研磨面に中性化アルゴンの高速原子ビームを照射した後、両基板を近接させて接合し、接合体を得る。
次に、上記で準備された圧電体基板とスピネル多結晶基板とを接合して接合体を得る。具体的には、スピネル多結晶基板の研磨面と、圧電体基板の研磨面とが向かい合うようにして真空チャンバ内に配置する。この状態を保持したまま、チャンバ内の内部ガスを排気して高真空状態とする。その後、両基板の研磨面に中性化アルゴンの高速原子ビームを照射した後、両基板を近接させて接合し、接合体を得る。
【0091】
（圧電体基板の厚みを調整する工程）
上記で得られた接合体において、圧電体基板の厚みＴ１が所望の厚みとなるように、圧電体基板の第２の主面５ｂに対して、研削、ラップ加工及び研磨加工を行う。ここで所望の厚みは、Ｔ１／Ｔ２の値が０．１以下となる厚みであり、例えば、０．１μｍ以上２５μｍ以下とすることができる。これにより、Ｔ１／Ｔ２の値が０．１以下である接合体を得ることができる。
上記で得られた接合体において、圧電体基板の厚みＴ１が所望の厚みとなるように、圧電体基板の第２の主面５ｂに対して、研削、ラップ加工及び研磨加工を行う。ここで所望の厚みは、Ｔ１／Ｔ２の値が０．１以下となる厚みであり、例えば、０．１μｍ以上２５μｍ以下とすることができる。これにより、Ｔ１／Ｔ２の値が０．１以下である接合体を得ることができる。
【0092】
なお、接合体におけるスピネル多結晶基板の厚みを測定したところ、接合前のスピネル多結晶基板の厚みを維持していることが確認された。
【0093】
また、接合体において、スピネル多結晶基板の圧電体基板と接する主面（対向面１ｂ）のＴＴＶを測定したところ、接合前のスピネル多結晶基板のＴＴＶを維持していることが確認された。
【0094】
【0095】
図２及び図３に示されるように、本実施形態に係る表面弾性波デバイス１０は、実施の形態１に記載の接合体２と、圧電体基板５のスピネル多結晶基板１の設けられた面（第１の主面５ａ）とは反対側の主面（第２の主面５ｂ）上に設けられた電極３とを備える。接合体２は、圧電体基板５と、該圧電体基板５の一方の主面（第１の主面５ａ）上に設けられたスピネル多結晶基板とを備える。
【0096】
本実施形態に用いられる接合体、圧電体基板、及び、スピネル多結晶基板の構成は、実施の形態１に記載されている構成と同様であるため、その説明は繰り返さない。
【0097】
電極３は第１極３ａと第２極３ｂとを含むことができる。第１極３ａと第２極３ｂとの間に例えば交流電圧を印加する。そして第１極３ａと第２極３ｂとの間に印加した交流電圧による電流に、電気信号を入力する。すると電極３が設けられた圧電体基板５を構成する結晶粒子（原子）同士が応力を受けることにより圧電効果により近づいたり離れたりするため、圧電体基板５の主表面が波打つように振動する。
【0098】
第１極３ａ及び第２極３ｂはそれぞれ櫛型形状を有することができる。これによると、例えば電極３に入力される電気信号のうち、第１極３ａの櫛型成分３ｃと櫛型成分３ｄとの距離に相当する波長の電気信号のみが、外部へ伝播される。つまり上述した波長以外の波長を持つ電気信号は、外部へ伝播されず、接合体２の内部にて遮断されることになる。このような原理により接合体２は、所望の波長を持つ電気信号のみを外部に出力することにより、所望の波長以外の電気信号（つまり雑音）を遮断し、出力信号のノイズを排除することができる。
【0099】
【0100】
なお、図２及び図３に示されるように、圧電体基板５、該圧電体基板の第２の主表面５ｂ上に設けられた電極３、並びに、圧電体基板の第１の主面５ａに接合されたスピネル多結晶基板１とは、接合基板４を形成している。接合基板４は、更に、第１の電極部材６を含むことができる。
【0101】
本明細書において、表面弾性波デバイスとは、接合基板４のみから形成されていてもよいし、接合基板４に加えて、下記に説明するように、他の構成が含まれていても良い。表面弾性波デバイスが、接合基板４に加えて他の構成を含む一例について、図４を用いて説明する。
【0102】
図４に示されるように、表面弾性波デバイス４１０は、接合基板４に加えて、更に、電極３を封止するための封止基板７を含むことができる。封止基板７の主面のうち、接合基板４と対向する主面には、金属薄膜からなる第２の電極部材９が形成され、他方の主面には外部端子１１が形成されている。第２の電極部材９と外部端子１１とは、封止基板７を貫通するビア配線８を介して電気的に接続されている。
【0103】
表面弾性波デバイス４１０において、第１の電極部材６と第２の電極部材９とは接触するように配置されているため、第１の電極部材６及び外部端子１１も、第２の電極部材９及びビア配線８を介して電気的に接続されている。
【0104】
接合基板４と封止基板７とは、接着部材１３を介して接合されている。接着部材１３は電極３、第１の電極部材６及び第２の電極部材９を囲むように設けられている。したがって、電極３、第１の電極部材及び第２の電極部材は、外部から遮断され、気密封止されている。なお、接合基板４と封止基板７とは、接着部材を用いずに、圧着により直接接合されていてもよい。
【0105】
接着部材１３としては、金属または樹脂を用いることができる。金属としては、金、白金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、チタニウム、金合金、表面を金で被覆した金属等を用いることができる。樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等を用いることができる。
【0106】
封止基板７としては、スピネルを用いることが好ましい。封止基板７の平均厚みは、１０μｍ以上１０００μｍ以下が好ましい。
【0107】
表面弾性波デバイス４１０の厚みは、１１０．１μｍ以上１５５０μｍ以下が好ましい。また、表面弾性波デバイス１０の主面は、一辺の長さが０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の矩形であることが好ましい。
【0108】
＜表面弾性波デバイスの製造方法＞
本実施形態に係る表面弾性波デバイスの製造方法は、接合基板を準備する工程と、封止基板を準備する工程と、接合基板と封止基板とを接合して表面弾性波デバイスを得る工程とを備えることができる。
本実施形態に係る表面弾性波デバイスの製造方法は、接合基板を準備する工程と、封止基板を準備する工程と、接合基板と封止基板とを接合して表面弾性波デバイスを得る工程とを備えることができる。
【0109】
（接合基板を準備する工程）
まず、接合基板を準備する。接合基板は、実施の形態１に記載の接合体の主表面上に電極を形成して得ることができる。具体的には、まず、接合体２中の圧電体基板５をＲＣＡ洗浄にて表面を清浄化する。次に、圧電体基板５の研磨面に電極となるアルミ系材料を電子ビーム蒸着で１００～数１００Å厚みで堆積する。
まず、接合基板を準備する。接合基板は、実施の形態１に記載の接合体の主表面上に電極を形成して得ることができる。具体的には、まず、接合体２中の圧電体基板５をＲＣＡ洗浄にて表面を清浄化する。次に、圧電体基板５の研磨面に電極となるアルミ系材料を電子ビーム蒸着で１００～数１００Å厚みで堆積する。
【0110】
次に、コーターにて圧電体基板の研磨面にレジストを塗布し、ベーキングで硬化した後、ステッパ露光機にて、表面弾性波デバイスのパターンを露光し、デベロッパにて現像する。
【0111】
次に、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：反応性イオンエッチング）装置にてレジストでマスクされていない部分のアルミ系材料を除去して、電極部分のみにアルミ系材料を残す。レジストを除去して電極が完成する。これにより、圧電体基板５、該圧電体基板５の第２の主面５ｂ上に設けられた電極３、並びに、圧電体基板５の第１の主面５ａに接合されたスピネル多結晶基板１とを含む接合基板４を得ることができる。なお、第１の電極部材６も、上記の電極３の作製方法と同様の方法で、圧電体基板５の第２の主面５ｂ上に形成することができる。
【0112】
なお、表面弾性波デバイスが、図２及び図３に示されるように、接合基板のみから形成されている場合は、上記で得られた接合基板が表面弾性波デバイス１０に該当する。表面弾性波デバイスが、図４に示されるように、接合基板に加えて、更に他の構成を備える場合は、下記の工程を更に行う。
【0113】
（封止基板を準備する工程）
封止基板７としては、例えばスピネルからなる基板を準備する。該基板に、基板を貫通するビア配線８を形成する。次に、該基板の一方の主面上に、ビア配線８を覆うように第２の電極部材９を形成する。また、該基板の他方の主面上に、ビア配線８を覆うように外部端子１１を形成する。これにより封止基板７を得ることができる。
封止基板７としては、例えばスピネルからなる基板を準備する。該基板に、基板を貫通するビア配線８を形成する。次に、該基板の一方の主面上に、ビア配線８を覆うように第２の電極部材９を形成する。また、該基板の他方の主面上に、ビア配線８を覆うように外部端子１１を形成する。これにより封止基板７を得ることができる。
【0114】
（表面弾性波デバイスを得る工程）
次に、得られた接合基板４と封止基板７とを接合する。まず、圧電体基板５の第２の主面５ｂ上に、金属または樹脂からなる接着部材１３を配置する。次に、圧電体基板５の第２の主面５ｂと対向するように、封止基板７を配置する。この時、第１の電極部材６と第２の電極部材９とが接するように配置する。次に、封止基板７を一定の加熱温度で圧電体基板５に押し当て、接着部材１３で、封止基板７と圧電体基板５とを接合し、電極３を気密封止する。
次に、得られた接合基板４と封止基板７とを接合する。まず、圧電体基板５の第２の主面５ｂ上に、金属または樹脂からなる接着部材１３を配置する。次に、圧電体基板５の第２の主面５ｂと対向するように、封止基板７を配置する。この時、第１の電極部材６と第２の電極部材９とが接するように配置する。次に、封止基板７を一定の加熱温度で圧電体基板５に押し当て、接着部材１３で、封止基板７と圧電体基板５とを接合し、電極３を気密封止する。
【0115】
次に、接合基板４と封止基板７とを、電極３の気密封止を保ったまま、所望の大きさに切断して、表面弾性波デバイス４１０を得ることができる。また、接合基板４を所望の大きさに切断してから封止基板７と接合して表面弾性波デバイス４１０を得てもよい。
【0116】
［実施例］
本実施の形態を実施例により更に具体的に説明する。ただし、これらの実施例により本実施の形態が限定されるものではない。
本実施の形態を実施例により更に具体的に説明する。ただし、これらの実施例により本実施の形態が限定されるものではない。
【0117】
＜接合体の作製＞
（圧電体基板を準備する工程）
圧電体基板として、平均厚み２５０μｍ（表１において、「平均厚みＰ－Ｔ１」と示す）でタンタル酸リチウムからなる圧電体基板を準備した。圧電体基板の主面の形状は円形であり、その直径はΦ９８ｍｍであった。
（圧電体基板を準備する工程）
圧電体基板として、平均厚み２５０μｍ（表１において、「平均厚みＰ－Ｔ１」と示す）でタンタル酸リチウムからなる圧電体基板を準備した。圧電体基板の主面の形状は円形であり、その直径はΦ９８ｍｍであった。
【0118】
上記の圧電体基板の主表面を、研削加工で粗研磨を行った後、スピネル多結晶基板を接合する面に対し、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）にて、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５ｎｍ程度になるまで面粗度を低減した。
【0119】
（スピネル多結晶基板を準備する工程）
組成式がＭｇＯ・ｎＡｌ２Ｏ３（ｎ＝１．０３）であり、スピネルからなる粉末を準備した。スピネル粉末は、平均粒径が１７μｍであり、純度が９９．９％であった。
組成式がＭｇＯ・ｎＡｌ２Ｏ３（ｎ＝１．０３）であり、スピネルからなる粉末を準備した。スピネル粉末は、平均粒径が１７μｍであり、純度が９９．９％であった。
【0120】
次に上記のスピネルからなる粉末を１０ＭＰａの圧力でプレス成形して成形体を得た。
【0121】
次に上記の成形体を真空中で１６７５℃で４時間焼結した後、圧力２００ＭＰａ、温度１７８０℃の条件下で１２０分間焼結した。これにより、スピネル焼結体からなるスピネルインゴットを得た。
【0122】
次に得られたスピネルインゴットを所望の平均厚みとなるようにダイヤモンドワイヤーソウにてスライス加工しスピネル多結晶基板を得た。ここで所望の平均厚みとは、表１の接合前のスピネル多結晶基板の「平均厚みＰ－Ｔ２」欄に示されるスピネル多結晶基板の厚みと、後工程におけるスピネル多結晶基板の主表面の研磨しろ等を考慮した上で決定した。スピネル多結晶基板の主面の形状は円形であり、その直径はΦ１００ｍｍであった。
【0123】
次に、上記のスピネル多結晶基板の主表面を、研削加工で粗研磨を行った後、最後に圧電体基板を接合する面に対し、基板面内への負荷が均等にかかるようにバランスを取りながらラップ加工及び粗研磨加工を行うことにより、ＴＴＶが表１の接合前のスピネル多結晶基板の「Ｐ－ＴＴＶ」欄に示される値となるように、裏面からの厚みのばらつきを低減した。ラップ加工は、具体的には、ラップ盤として片面又は両面ラップ機、ラップ剤としてダイヤモンド砥粒等を用いて行った。粗研磨加工は、具体的には、片面又は両面研磨機を用いて行った。いずれもワーク厚みや冶具寸法等を考慮し、負荷が均一になるようにバランスを取りながら加工を行った。更に、ＣＭＰにて、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５ｎｍ程度になるまで面粗度を低減した。
【0124】
（接合工程）
次に、上記で準備されたスピネル多結晶基板の研磨面と、圧電体基板の研磨面とが向かい合うようにして真空チャンバ内に配置した。この状態を保持したまま、チャンバ内の内部ガスを排気して高真空状態とした。その後、両基板の研磨面に中性化アルゴンの高速原子ビームを照射した後、両基板を近接させて接合し接合体を得た。
次に、上記で準備されたスピネル多結晶基板の研磨面と、圧電体基板の研磨面とが向かい合うようにして真空チャンバ内に配置した。この状態を保持したまま、チャンバ内の内部ガスを排気して高真空状態とした。その後、両基板の研磨面に中性化アルゴンの高速原子ビームを照射した後、両基板を近接させて接合し接合体を得た。
【0125】
（圧電体基板の厚みを調整する工程）
上記で得られた接合体において、圧電体基板の厚みＴ１が表１の接合基板中の圧電体基板の「平均厚みＴ１」欄に示される厚みとなるように、圧電体基板の第２の主面に対して、研削、ラップ加工及び研磨加工を行った。
上記で得られた接合体において、圧電体基板の厚みＴ１が表１の接合基板中の圧電体基板の「平均厚みＴ１」欄に示される厚みとなるように、圧電体基板の第２の主面に対して、研削、ラップ加工及び研磨加工を行った。
【0126】
得られた接合体において、スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２を測定した。結果を表１の接合体中のスピネル体結晶基板の「平均厚みＴ２」欄に示す。表１の結果から、接合前のスピネル多結晶基板の平均厚みＰ－Ｔ２は、接合体におけるスピネル多結晶基板の平均厚みＴ２と同一であることが確認された。なお、平均厚みＴ１及び平均厚みＴ２の算出方法は、実施の形態１に記載されているため、その説明は繰り返さない。
【0127】
得られたＴ１及びＴ２の値から、Ｔ１／Ｔ２の値を算出した。結果を表１の「Ｔ１／Ｔ２」欄に示す。
【0128】
得られた接合体において、スピネル多結晶基板の圧電体基板との界面（スピネル多結晶基板の対向面１ｂに該当）のＴＴＶを測定した。結果を表１の接合体中のスピネル多結晶基板の「ＴＴＶ」欄に示す。表１の結果から、接合前のスピネル多結晶基板のＴＴＶ（表１において「Ｐ－ＴＴＶ」）と、接合体中のスピネル多結晶体基板のＴＴＶとは同一であることが確認された。なお、該ＴＴＶの測定方法は、実施の形態１に記載されているため、その説明は繰り返さない。
【0129】
【表1】
【0130】
＜表面弾性波デバイスの作製＞
（接合基板を準備する工程）
上記の接合体中の圧電体基板をＲＣＡ洗浄にて表面を清浄化した。次に、圧電体基板の洗浄化面に電極となるアルミ系材料を電子ビーム蒸着で数１００Å厚みで堆積した。
（接合基板を準備する工程）
上記の接合体中の圧電体基板をＲＣＡ洗浄にて表面を清浄化した。次に、圧電体基板の洗浄化面に電極となるアルミ系材料を電子ビーム蒸着で数１００Å厚みで堆積した。
【0131】
次に、コーターにて圧電体基板の研磨面にレジストを塗布し、ベーキングで硬化した後、ステッパ露光機にて、表面弾性波デバイスのパターンを露光し、デベロッパにて現像した。
【0132】
次に、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：反応性イオンエッチング）装置にてレジストでマスクされていない部分のアルミ系材料を除去して、電極部分のみにアルミ系材料を残した。レジストを除去して電極が完成した。なお、第１の電極部材も、上記の電極の作製方法と同様の方法で、圧電体基板の第２の主面上に形成した。
【0133】
（封止基板を準備する工程）
封止基板としては、スピネルからなる基板を準備した。該基板に、基板を貫通するビア配線を形成した。次に、該基板の一方の主面上に、ビア配線を覆うように第２の電極部材を形成した。また、該基板の他方の主面上に、ビア配線を覆うように外部端子を形成した。これにより封止基板を得た。
封止基板としては、スピネルからなる基板を準備した。該基板に、基板を貫通するビア配線を形成した。次に、該基板の一方の主面上に、ビア配線を覆うように第２の電極部材を形成した。また、該基板の他方の主面上に、ビア配線を覆うように外部端子を形成した。これにより封止基板を得た。
【0134】
（表面弾性波デバイスを得る工程）
次に、得られた接合基板と封止基板とを接合した。まず、圧電体基板の第２の主面上に、樹脂からなる接着部材を配置した。次に、圧電体基板の第２の主面と対向するように、封止基板を配置した。この時、第１の電極部材と第２の電極部材とが接するように配置した。次に、封止基板を一定の加熱温度で圧電体基板に押し当て、接着部材で、封止基板と圧電体基板とを接合し、電極を気密封止した。
次に、得られた接合基板と封止基板とを接合した。まず、圧電体基板の第２の主面上に、樹脂からなる接着部材を配置した。次に、圧電体基板の第２の主面と対向するように、封止基板を配置した。この時、第１の電極部材と第２の電極部材とが接するように配置した。次に、封止基板を一定の加熱温度で圧電体基板に押し当て、接着部材で、封止基板と圧電体基板とを接合し、電極を気密封止した。
【0135】
次に、接合基板と封止基板とを、電極の気密封止を保ったまま、１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断して、試料１～試料１９の表面弾性波デバイスを得た。
【0136】
＜周波数温度係数（ＴＣＦ）の測定＞
得られた表面弾性波デバイスについて、周波数温度係数を測定した。周波数温度係数の具体的な測定方法は下記の通りである。
得られた表面弾性波デバイスについて、周波数温度係数を測定した。周波数温度係数の具体的な測定方法は下記の通りである。
【0137】
基板１枚から５点の試験用弾性表面波素子のＳＡＷ共振器にネットワークアナライザを接続し、周辺温度を－４０℃から８５℃まで変化させて、各試料の弾性表面波デバイスの周波数温度係数（ＴＣＦ：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を計測し、それらの平均値およびばらつき（標準偏差）を算出した。結果を表１の「平均値」及び「ばらつき」の欄に示す。
【0138】
＜評価＞
試料１～３、５～１４及び１６～１９は、圧電体基板の平均厚みＴ１と、スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２との比であるＴ１／Ｔ２が０．１以下であり、スピネル多結晶基板は、圧電体基板と接する主面において、ＴＴＶが１．５μｍ以下であり、実施例に該当する。試料１～３、５～１４及び１６～１９は、周波数温度特性が良好であり、そのばらつきも小さかった。
試料１～３、５～１４及び１６～１９は、圧電体基板の平均厚みＴ１と、スピネル多結晶基板の平均厚みＴ２との比であるＴ１／Ｔ２が０．１以下であり、スピネル多結晶基板は、圧電体基板と接する主面において、ＴＴＶが１．５μｍ以下であり、実施例に該当する。試料１～３、５～１４及び１６～１９は、周波数温度特性が良好であり、そのばらつきも小さかった。
【0139】
試料４はＴ１／Ｔ２が０．１を超えており、比較例に該当する。試料４は上記の実施例に比べて、周波数温度特性が低下していた。
【0140】
試料１５は、ＴＴＶが１．５μｍを超えており、比較例に該当する。試料１５は上記の実施例に比べて、周波数温度特性のばらつきが大きかった。
【0141】
以上のように本開示の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせたり、様々に変形することも当初から予定している。
【0142】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0143】
１，５１ スピネル多結晶基板、１ａ 裏面、１ｂ 対向面、２ 接合体、３ 電極、３ａ 第１極、３ｂ 第２極、４ 接合基板、５ 圧電体基板、５ａ 第１の主面、５ｂ 第２の主面、６ 第１の電極部材、７ 封止基板、８ ビア配線、９ 第２の電極部材、１０，４１０ 表面弾性波デバイス、１１ 外部端子、１３ 接着部材。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】