(57)【要約】【課題】電気機械結合係数が大きく、周波数温度特性が良いとともに、特に耐電力性が高く、大きな電力を印加しても電極が劣化しない複合圧電基板を提供する。【解決手段】圧電基板と支持基板とを貼り合せて形成された複合圧電基板であって、前記圧電基板の表面には弾性表面波を励振するための金属電極が形成されており、該金属電極の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０４以上であり、前記支持基板と前記圧電基板とは接着剤を介して又は直接的に接合されたものであることを特徴とする複合圧電基板。【選択図】図１
2006319679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と支持基板とを貼り合せて形成された複合圧電基板であって、前記圧電基板の表面には弾性表面波を励振するための金属電極が形成されており、該金属電極の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０４以上であり、前記支持基板と前記圧電基板とは接着剤を介して又は直接的に接合されたものであることを特徴とする複合圧電基板。
【請求項２】
請求項１に記載の複合圧電基板において、前記支持基板はＳｉ基板、石英基板、あるいはセラミックスを主成分とする基板であることを特徴とする複合圧電基板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の複合圧電基板において、前記圧電基板は３５°±３５°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３基板又はＬｉＴａＯ３基板であることを特徴とする複合圧電基板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の複合圧電基板において、前記圧電基板の表面に前記金属電極を覆うようにＳｉＯ２−ｘＮｘ層（但し０．０１＜ｘ＜０．５）が形成されており、該ＳｉＯ２−ｘＮｘ層の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．１以下であることを特徴とする複合圧電基板。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の複合圧電基板において、前記支持基板と圧電基板とは、波長２００ｎｍ以下の短波ＵＶ光及びオゾンにより処理した後、直接的に接合されたものであることを特徴とする複合圧電基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合圧電基板に関するものであり、特に弾性表面波デバイス等に用いられる複合圧電基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やローカルエリアネットワーク(ＬＡＮ)、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）等の高周波通信において用いられる周波数調整・選択用の部品として、例えば圧電基板上に弾性表面波を励振するための櫛形電極が形成された弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ、ＳＡＷ）デバイスが用いられる。これに用いられる圧電基板材料は、電気信号から機械的振動への変換効率（以下電気機械結合係数と記す）が極めて大きいこと、また櫛形電極の電極間隔と弾性波の音速により決まるフィルタ等の中心周波数が温度により変動しないことが求められる（以下、周波数温度特性と記す）。
すなわち、大きな電気機械結合係数と小さな周波数温度係数を兼ね備えた圧電基板が有れば好ましい。こうした特性を実現する圧電基板の一例として、圧電基板と他の基板を接合した複合圧電基板がある。
【０００３】
このような複合圧電基板の一例として、圧電材料の表面に弾性波を励振・検出するための電極が設けられており、前記圧電材料裏面に複合積層体を接合したことを特徴とする温度安定化表面波装置が開示されている。この表面波装置は、制御された応力変化を前記圧電材料に誘起させることにより、前記圧電材料において温度補正がなされるというものである（特許文献１参照）。
この例では、「複合積層体にＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）基板を強固に結合することにより、前述したように基板上に圧縮力が生じ、この圧縮力は温度が増大するに従って増大する。かくして、遅延時間およびフィルタ中心周波数に対する温度の影響を補正する手段を得ることができる。」とされている。これは、支持基板となる複合積層体の膨張係数は圧電材料であるＬｉＮｂＯ３基板の弾性表面波伝播方向のそれよりも小さいことを意味し、これにより温度変化に応じて圧電基板に応力が発生してＳＡＷデバイスの遅延時間およびフィルタ中心周波数に対する温度の影響を補正できるということを意味する。
【０００４】
また、接着剤を使用して剛板と圧電板とを貼り合せて一体の基板とし、前記圧電板表面に電極を設けた機能素子を、パッケージに収納した電気部品が開示されている（特許文献２参照）。
すなわち、圧電材料とこれより小さな膨張係数を有する基板とを貼り合せた複合圧電基板を用いた弾性表面波素子は周波数温度特性が改善されること、接着剤を用いて剛板と圧電板を貼り合せて一体の基板とすることは公知の技術である。
【０００５】
また、非特許文献１には、表面にＡｌまたはＣｕの電極を形成しその上にＳｉＯ２膜を形成した５°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３基板は、電気機械結合係数が２５％程度と大きく１次の温度特性がほぼ零であることが示されている。
ここでは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した電極厚が０．０３５である例が示されている。
しかし、このような基板では、ＳｉＯ２膜を厚くすると電気機械結合係数が小さくなる。また、例えば送信段で用いる無線通信部品では、大きな電力がかかると、電極が劣化するという問題があった。
また、非特許文献２には６４°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３基板と石英基板を貼合せた複合圧電基板が開示されている。しかし、非特許文献２では電極材料の厚みについては検討されていない。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５１−２５９５１号公報
【特許文献２】特開平２−６２１０８号公報
【非特許文献１】圧電材料・デバイスシンポジウム予稿集  ２００５、 pp.153-158
【非特許文献２】K. Yamanouchi et al., Proc. 1999 IEEE Ultrasonics Symp., pp.239-242
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、電気機械結合係数が大きく、周波数温度特性が良いとともに、特に耐電力性が高く、大きな電力を印加しても電極が劣化しない複合圧電基板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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、圧電基板と支持基板とを貼り合せて形成された複合圧電基板であって、前記圧電基板の表面には弾性表面波を励振するための金属電極が形成されており、該金属電極の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０４以上であり、前記支持基板と前記圧電基板とは接着剤を介して又は直接的に接合されたものであることを特徴とする複合圧電基板を提供する（請求項１）。
【０００９】
このように、複合圧電基板の圧電基板表面に形成された金属電極の厚さが、圧電基板表面を伝播する漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０４以上であれば、耐電力性が高く、大きな電力を印加しても電極が劣化しないものとできる。また、支持基板と圧電基板が接着剤を介して接合されたものであれば、比較的安価なものとできるし、直接的に接合して、強固に接合したものとでき、特性が良好な複合圧電基板とすることができる。
【００１０】
この場合、前記支持基板はＳｉ基板、石英基板、あるいはセラミックスを主成分とする基板であることが好ましい（請求項２）。
このように、支持基板が、圧電基板よりも膨張係数が小さくでき、しかも半導体デバイス作製用として最も実用化されているＳｉ基板、または量産性の高い石英基板、あるいはパッケージ材料として汎用されているセラミックスを主成分とする基板であれば、安価で周波数温度特性が改善された高性能な複合圧電基板とできる。
【００１１】
また、前記圧電基板は３５°±３５°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３基板又はＬｉＴａＯ３基板であることことが好ましい（請求項３）。
このように、圧電基板が３５°±３５°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３基板又はＬｉＴａＯ３基板であれば、周波数温度特性、伝播ロス特性、電気機械結合係数が良好な複合圧電基板とできる。
【００１２】
また、前記圧電基板の表面に前記金属電極を覆うようにＳｉＯ２−ｘＮｘ層（但し０．０１＜ｘ＜０．５）が形成されており、該ＳｉＯ２−ｘＮｘ層の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．１以下であるものとすることが好ましい（請求項４）。
このように、圧電基板の表面に金属電極を覆うようにＳｉＯ２−ｘＮｘ層が形成されていれば、基板表面の電極の保護と周波数温度特性の調整ができ、また漏洩弾性表面波及び弾性表面波が混在する場合、結合が小さい弾性表面波はこの膜により減衰し不要モード（スプリアスモード）を抑圧する効果がある。またその厚さが漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．１以下、特には０．０５程度であれば、漏洩弾性表面波の音速の低下と結合係数の低下が発生しないようにできる。また、ｘが０．０１以下では、ＳｉＯ２−ｘＮｘ層の弾性的性質が経時的に変化してしまい、ｘが０．５以上では膜質が劣化する可能性がある。ｘは好ましくは０．１程度であれば、Ｎを含まない場合に比べ層自身の耐電力性が向上し好ましい。
【００１３】
また、前記支持基板と圧電基板とは、波長２００ｎｍ以下の短波ＵＶ光及びオゾンにより処理した後、直接的に接合されたものであることが好ましい（請求項５）。
このように、支持基板と圧電基板とが、波長２００ｎｍ以下の短波ＵＶ光及びオゾンにより処理した後、直接的に接合されたものであれば、処理によりＯＨ基が増加して活性化した表面が水素結合で強固に接合されたものとできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に従う複合圧電基板であれば、耐電力性が高く、大きな電力を印加しても電極が劣化しないものとでき、電気機械結合係数や周波数温度特性等の諸特性も良好な複合圧電基板とできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施形態について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者は、例えば送信段の無線通信部品に用いるＳＡＷデバイスには大きな電力がかかることから、このＳＡＷデバイスの圧電基板の表面に形成される弾性表面波を励振するための金属電極が劣化しにくいように、厚い電極材料を圧電基板上に形成する必要があり、電極材料の膜厚が十分厚くなければ、良好な耐電力性は期待できないと考えた。これまで、電極材料の厚さについては十分な検討がされていなかったが、本発明者は、金属電極の厚さが、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０４以上であれば、耐電力性が十分に高いものとできることに想到し、本発明を完成させた。
【００１６】
図１は本発明に係る複合圧電基板の実施形態の一例を示す断面概略図である。
この複合圧電基板１は、圧電基板２と支持基板３とを貼り合せて形成されたものであって、圧電基板２の表面には弾性表面波を励振するための金属電極４が形成されており、該金属電極４の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０４以上、すなわち、例えば漏洩弾性表面波の波長が２μｍであれば電極の厚さは０．０８μｍ以上であり、支持基板３と圧電基板２とは接着剤５を介して又は直接的に接合されたものであることを特徴とする。
【００１７】
複合圧電基板１は、このような構成を有することにより、耐電力性が高く、大きな電力を印加しても電極が劣化しないものとできる。また、接着剤５を介して接合されたものであれば、接合表面の平坦化や洗浄を簡易なものとでき、比較的安価なものとできるし、直接的に接合して、強固に接合したものともできる。
【００１８】
また、複合圧電基板１は、圧電基板２とこれよりも小さい膨張係数を有する支持基板３とを貼り合せて形成したものであることが好ましい。
このような構成であれば、温度変化に応じて圧電基板２に応力が発生し、周波数温度特性を改善することができる。
【００１９】
このような複合圧電基板１は、例えば圧電基板２及び支持基板３の一方又は両方に接着剤を塗布し、真空下で貼り合わせ強固に接合することにより作製することができる。接着面に異物が混入しないように貼り合わせ前に各基板の表面を洗浄することが好ましく、また、表面をアンモニア−過酸化水素水溶液等で親水化処理をしたり、またはプラズマ処理をしたり、例えば基板を１００℃に加熱して波長２００ｎｍ以下の短波ＵＶ光及びオゾン（好ましくは高濃度オゾン）により前処理することにより接着力を高めてもよい。
複合圧電基板の大きさは特に限られず、例えば直径１００ｍｍのものとできるがそれ以上でもそれ以下でもよい。
【００２０】
また、圧電基板２と支持基板３の接合面を各々鏡面加工し、例えば１００℃に加熱しながらその片面もしくは両面を波長２００ｎｍ以下の短波ＵＶ光及びオゾン（好ましくは高濃度オゾン）により前処理した後、減圧下において室温で貼り合せて直接的に接合しても良い。このようにすれば、上記処理によりＯＨ基が増加して活性化した表面が水素結合で強固に接合されたものとできる。
【００２１】
この場合、上記の方法で作製した貼り合わせ基板２枚をほぼ対称構造となるように対向させエポキシ接着剤を介して接着し２５０℃まで加熱し、その後、室温まで冷却し、硫酸にて接着層を剥がし、複合圧電基板母材を形成しても良い。
そして、この複合圧電基板を面取り加工した後、圧電基板の表面側を研削及びラップにより削り落とし、さらにポリッシュにより圧電基板の厚さが例えば１０μｍ程度になるようにすればよい。
【００２２】
本発明では、圧電基板２は、厚さが５〜１００μｍであって、圧電基板２の接着面が粗面に加工されたものであってもよい。このように、圧電基板２の厚さが５〜１００μｍ、好ましくは５〜３０μｍであれば、加熱による反りが少なく割れのないものとなる。圧電基板２の厚さが５μｍより薄いと、圧電基板２を上記の厚さに加工する際にクラックが生じることがあるので好ましくない。また、１００μｍより厚いと、複合圧電基板１を２５０℃程度に加熱した場合に、圧電基板２が割れてしまうことがあることから好ましくない。圧電基板２の厚さを上記範囲内の所望の値とするには、例えば複合圧電基板１を形成後、圧電基板２を研削もしくはラップ、ポリッシュ（研磨）加工すればよい。
【００２３】
また、圧電基板２は、３５°±３５°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３基板またはＬｉＴａＯ３基板であることが好ましい。これらは電気機械結合係数が大きい結晶材料であるので、周波数選択フィルタとしての帯域幅が広く、挿入損失が小さいＳＡＷデバイスが製造可能な複合圧電基板とできる。また後述するように、伝播ロス特性、周波数温度特性も良好なものとできる。この圧電結晶材料からなる圧電基板は、例えばチョクラルスキー法でこれらの単結晶棒を育成し、これを所望の厚さにスライスすることによって高品質なものが得られる。
【００２４】
また、支持基板３はＳｉ基板、石英基板、あるいはセラミックスを主成分とする基板であることが好ましい。これらの基板を用いれば、支持基板３が、圧電基板よりも膨張係数が小さくでき、しかも半導体デバイス作製用として最も実用化されているＳｉ基板、または量産性の高い石英基板、あるいはパッケージ材料として汎用されているセラミックスを主成分とする基板であれば、安価で周波数温度特性が改善された高性能な複合圧電基板とできる。また、支持基板３がＳｉ基板の場合、支持基板３の両表面層を０．１〜４０μｍの厚さだけ酸化し、Ｓｉ酸化膜を形成すれば、複合圧電基板１の反りを低減し、かつＳｉ酸化膜及び接着剤層により絶縁性を確保可能とし、電気的特性も向上できる。
また、金属電極４はＡｌ、Ｃｕ、及びその合金などからなるものが好ましい。この金属電極は、複合圧電基板の上に蒸着やスパッタ、ＣＶＤなどの方法により上記金属材料の膜を形成し、エッチングなどによりパタニングすることにより形成することが出来る。
【００２５】
また、圧電基板２の表面に金属電極４を覆うようにＳｉＯ２−ｘＮｘ層６（但し０．０１＜ｘ＜０．５）が形成されており、ＳｉＯ２−ｘＮｘ層６の厚さは、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．１以下であることが好ましい。
このようにＳｉＯ２−ｘＮｘ層６が形成されていれば、基板表面の金属電極４の保護と周波数温度特性の調整ができ、また漏洩弾性表面波及び弾性表面波が混在する場合、結合が小さい弾性表面波はこの膜により減衰し不要モードを抑圧する効果がある。
【００２６】
また、ＳｉＯ２−ｘＮｘ層６の厚さが漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．１以下、特には０．０５程度であれば、漏洩弾性表面波の音速の低下と結合係数の低下が発生しないようにできる。また、ｘが０．０１以下では、ＳｉＯ２−ｘＮｘ層６の弾性的性質が経時的に変化してしまい、ｘが０．５以上では膜質が劣化する可能性がある。ｘは好ましくは０．１程度であれば、Ｎを含まない場合に比べ層自身の耐電力性が向上し好ましい。
【００２７】
図２は本発明の複合圧電基板の周波数温度特性をシミュレーションにより求めたものを示すグラフである。横軸は圧電基板のＹカット回転角、縦軸は周波数温度特性（ＴＣＦ）である。圧電基板はＬｉＮｂＯ３基板で厚みが２０μｍ、支持基板はＳｉ基板であり、複合圧電基板の全厚みは０．２ｍｍの場合である。また、弾性表面波（漏洩弾性表面波）の波長で規格化した電極厚みは０．０６である。また、電極材料はＡｌとＣｕの合金の場合でＡｌ：Ｃｕの割合が２：１である。比較として同図中にＬｉＮｂＯ３基板単体の場合の計算値も示した。周波数温度特性は共振周波数及び反共振周波数について示した。本発明の複合圧電基板では圧電基板単体の場合と比較して広いＹカット回転角にわたり周波数温度特性が−２０ｐｐｍ／℃から−４０ｐｐｍ／℃程度へ大きく改善されている。Ｙカット回転角としては３５°±３５°が好ましく、２０°〜７０°であれば特に好ましい。
【００２８】
図３は、図２に示した複合圧電基板と同様のものについて、漏洩弾性表面波の波長で規格化した金属電極の厚さをパラメータとした場合の漏洩弾性表面波の伝播ロスの計算値を示すグラフである。横軸はＹカット回転角を示し、縦軸は伝播ロス（減衰定数）を示す。
伝播ロスは０．１５ｄＢ／波長未満が好ましく、０．０１ｄＢ／波長未満が特に好ましい。この場合、Ｙカット回転角としては３５°±３５°が好ましく、２０°〜７０°であれば特に好ましい。このようなＹカット回転角の間で金属電極の厚さが漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０４以上であれば、伝播ロスを０．１５ｄＢ／波長未満とすることができる。なお、Ｙカット回転角によっては金属電極の厚さが厚いと伝播ロスが増加する場合があるので、伝播ロスの点からは、金属電極の厚さは漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．１以下が好ましい。
【００２９】
図４は、図２に示した複合圧電基板と同様のものについて、結合係数（ｋ２）の計算値を示すグラフである。図４より、ＬｉＮｂＯ３でのＹカット回転角は３５°±３５°で結合が大きく、さらにＹカット回転角は０°〜４０°であればより好ましい。
以上の点から、本発明で用いられるＬｉＮｂＯ３基板のＹカット回転角は３５°±３５°が好ましく、２０°〜４０°が特に好ましい。
【実施例】
【００３０】
以下に本発明の実施例および比較例をあげてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
直径４インチ（１００ｍｍ）で厚さが１８０μｍである片側が鏡面加工されたＳｉ基板を用意した。なお、Ｓｉ基板は抵抗率が４５００Ω・ｃｍのものを用いた。次に直径４インチ（１００ｍｍ）の２５°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３基板を厚さが０．１５ｍｍ（１５０μｍ）となるよう両面研磨により仕上げた。このときＬｉＮｂＯ３基板として焦電性が無いものを用いた。前記基板を各々１００℃に加熱しながら波長２００ｎｍ以下の短波ＵＶ光及び高濃度オゾンにより前処理した。
次にこのＬｉＮｂＯ３基板とＳｉ基板を圧力１×１０−4ｍｂａｒの真空下で室温で貼り合せた。
【００３１】
次に、このような方法で作製したＬｉＮｂＯ３基板とＳｉ基板を貼り合わせた複合圧電基板２枚をＬｉＮｂＯ３基板側で対向させエポキシ接着剤を介して接着し、２５０℃まで加熱した。その後、室温まで冷却し、硫酸にて接着層を剥がし、複合圧電基板母材を形成した。
そして、この複合圧電基板を面取り加工した後、ＬｉＮｂＯ３基板の表面側を研削及びラップにより１１０μｍ削り落とし、さらにポリッシュによりＬｉＮｂＯ３基板の厚さが２０μｍになるようにした。
【００３２】
次に、この複合圧電基板のＬｉＮｂＯ３基板の表面側にスパッタ法によりＡｌ、Ｃｕの合金を０．１２μｍの厚みで堆積させた。このときＡｌ：Ｃｕの比が２：１となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パタニングして金属電極とし、１ポートの漏洩弾性表面波共振子（波長２μｍ）を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０６とした。
【００３３】
この複合圧電基板をウエハプローバにのせ、２ＧＨｚでの共振子特性を評価したところ、比帯域幅（（ｆａ−ｆｒ）／ｆａ、ｆａは反共振周波数、ｆｒは共振周波数）は１１％と広帯域であった。
【００３４】
また、この複合圧電基板を真空チャッキングし、プローバステージ温度を変化させて周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−２３ｐｐｍ／℃、共振周波数は−３８ｐｐｍ／℃という小さい温度係数であった。
さらに、この複合圧電基板からなる共振子に２ＧＨｚ、１Ｗの電力を投入し続けたところ２０００時間でも共振特性の劣化は無く、耐電力性が高いことが確認された。
【００３５】
（実施例２）
ＬｉＮｂＯ３基板のカット角を４１°回転Ｙカットとした以外は、実施例１と同じ手順で複合圧電基板（０．２ｍｍ厚）を作製した。ＬｉＮｂＯ３基板の厚さは２０μｍとした。
【００３６】
次に、この複合圧電基板のＬｉＮｂＯ３基板の表面側にスパッタ法によりＡｌ、Ｃｕの合金を０．１２５μｍの厚みで堆積させた。このときＡｌ：Ｃｕの比が２：１となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パタニングし金属電極とし、１ポートの漏洩弾性表面波共振子（波長２．１μｍ）を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０６とした。
【００３７】
この複合圧電基板をウエハプローバにのせ、２ＧＨｚでの共振子特性を評価したところ、比帯域幅は９％と広帯域であった。
また、この複合圧電基板を真空チャッキングし、プローバステージ温度を変化させて周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−２０ｐｐｍ／℃、共振周波数は−３５ｐｐｍ／℃という小さい温度係数であった。
さらに、この複合圧電基板からなる共振子に２ＧＨｚ、１Ｗの電力を投入し続けたところ２０００時間でも共振特性の劣化は無く、耐電力性が高いことが確認された。
【００３８】
（実施例３）
実施例１のＬｉＮｂＯ３基板のカット角を５°回転Ｙカットとし、支持基板に合成石英基板を用いた以外は実施例１と同じ手順にて複合圧電基板（０．２ｍｍ厚）を作製した。
【００３９】
次に、この複合圧電基板のＬｉＮｂＯ３基板の表面側にスパッタ法によりＡｌ、Ｃｕの合金を０．１８μｍの厚みで堆積させた。このときＡｌ：Ｃｕの比が２：１となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パタニングし金属電極とし、１ポートの漏洩弾性表面波共振子（波長１．８μｍ）を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．１とした。
【００４０】
次にこの金属電極が形成された複合圧電基板にプラズマＣＶＤによりＳｉＯ１．８Ｎ０．２の保護膜を０．１μｍの厚さで堆積させた。すなわち、保護膜の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０６とした。
【００４１】
この複合圧電基板に形成された共振子の電極取り出し部のＳｉＯ１．８Ｎ０．２の保護膜の部分のみをドライエッチングしたのち、この複合圧電基板ウエハプローバにのせ、２ＧＨｚでの共振子特性を評価したところ、比帯域幅は１２％と広帯域であった。
また、このときスプリアスモードである弾性表面波の応答は観測されなかった。
また、この複合圧電基板を真空チャッキングし、プローバステージ温度を変化させて周波数温度特性を求めたところ、保護膜の効果により、反共振周波数については−２ｐｐｍ／℃、共振周波数は−１５ｐｐｍ／℃という極めて小さい温度係数であった。
さらに、この複合圧電基板からなる共振子に２ＧＨｚ、１Ｗの電力を投入し続けたところ２０００時間でも共振特性の劣化は無く、耐電力性が高いことが確認された。
【００４２】
（実施例４）
直径４インチ（１００ｍｍ）、厚さが１９０μｍ、抵抗値が５，０００Ω・ｃｍであるＳｉ基板の両面の表面層を常圧酸化法により３μｍの厚さで酸化した。次に直径４インチ（１００ｍｍ）で厚さが０．１５ｍｍ（１５０μｍ）の４１°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３基板を両面ラップにより表面のＲａが０．１２μmとなる様加工した。
次いで、前記酸化膜付きＳｉ基板の表面を洗浄し、さらに１００℃に加熱しながら波長２００ｎｍ以下の短波ＵＶ光及び高濃度オゾンにより前処理し、片側表面上にエポキシメタクリレートを主成分とする紫外線硬化接着剤をスピンコートして均一に塗布した。次いで、前記ＬｉＮｂＯ３基板の裏面を洗浄し、前記接着剤を同様に塗布し、前記酸化膜付きＳｉ基板の接着剤塗布面と前記ＬｉＮｂＯ３基板の接着剤塗布面を圧力１×１０−３ｍｂａｒの真空下で貼り合せた。
【００４３】
次に、この貼り合わせた複合圧電基板に、照度５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を１０分間照射し、接着剤を硬化させた。このとき基板面内で接着層は一様に５μｍの厚さだった。そして、この複合圧電基板を面取り加工した後、ＬｉＮｂＯ３基板の表面側をラップ及び研削により１２０μｍ削り落とし、さらにポリッシュによりＬｉＮｂＯ３基板の厚さが１０μｍになるようにした。
この複合基板を１７０℃で加熱したところ、反りは２ｍｍと小さかった。また、この複合基板を２９０℃で加熱してもウエハは割れなかった。
【００４４】
次に、この複合圧電基板のＬｉＮｂＯ３基板の表面側にスパッタ法によりＡｌ、Ｃｕの合金を０．１２μｍの厚みで堆積させた。このときＡｌ：Ｃｕの比が２：１となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パタニングし金属電極とし、１ポートの漏洩弾性表面波共振子（波長２．１μｍ）を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０６とした。
【００４５】
この複合圧電基板をウエハプローバにのせ、２ＧＨｚでの共振子特性を評価したところ、比帯域幅は９％と広帯域であった。
また、この複合圧電基板を真空チャッキングし、プローバステージ温度を変化させて周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−２０ｐｐｍ／℃、共振周波数は−３５ｐｐｍ／℃という小さい温度係数であった。
さらに、この複合圧電基板からなる共振子に２ＧＨｚ、１Ｗの電力を投入し続けたところ２０００時間でも共振特性の劣化は無く、耐電力性が高いことが確認された。
【００４６】
（実施例５）
直径４インチ（１００ｍｍ）で厚さが１９０μｍである低膨張セラミックス基板（膨張係数５．５ｐｐｍ／℃）を準備し、次に直径４インチ（１００ｍｍ）で厚さが０．１５ｍｍ（１５０μｍ）の１５°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３基板を両面ラップにより表面のＲａが０．１２μmとなる様加工した。
【００４７】
次いで、前記セラミックス基板の表面を洗浄し、さらに１００℃に加熱しながら波長２００ｎｍ以下の短波ＵＶ光及び高濃度オゾンにより前処理し、片側表面上にエポキシメタクリレートを主成分とする紫外線硬化接着剤をスピンコートし均一に塗布した。次いで、前記ＬｉＮｂＯ３基板の裏面を洗浄し、前記接着剤を同様に塗布し、前記セラミックス基板の接着剤塗布面と前記ＬｉＮｂＯ３基板の接着剤塗布面を圧力１×１０−３ｍｂａｒの真空下で貼り合せた。
【００４８】
次に、この貼り合わせた複合圧電基板に、照度５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を１０分間照射し、接着剤を硬化させた。このとき基板面内で接着層は一様に５μｍの厚さだった。そして、この複合圧電基板を面取り加工した後、ＬｉＮｂＯ３基板の表面側をラップ及び研削により１２０μｍ削り落とし、さらにポリッシュによりＬｉＮｂＯ３基板の厚さが１０μｍになるようにした。
【００４９】
次に、この複合圧電基板のＬｉＮｂＯ３基板の表面側にスパッタ法によりＡｌ、Ｃｕの合金を０．２μｍの厚みで堆積させた。このときＡｌ：Ｃｕの比が２：１となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パタニングして金属電極とし、１ポートの漏洩弾性表面波共振子（波長１．８μｍ）を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．１１とした。
【００５０】
この複合圧電基板をウエハプローバにのせ、２ＧＨｚでの共振子特性を評価したところ、比帯域幅は１２％と広帯域であった。
また、この複合圧電基板を真空チャッキングし、プローバステージ温度を変化させて周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−３０ｐｐｍ／℃、共振周波数は−４２ｐｐｍ／℃という小さい温度係数であった。
さらに、この複合圧電基板からなる共振子に２ＧＨｚ、１Ｗの電力を投入し続けたところ２０００時間でも共振特性の劣化は無く、耐電力性が高いことが確認された。
【００５１】
（実施例６）
直径４インチ（１００ｍｍ）で厚さが１８０μｍである片側が鏡面加工されたＳｉ基板を用意した。なお、Ｓｉ基板は抵抗率が４５００Ω・ｃｍのものを用いた。次に直径４インチ（１００ｍｍ）の３６°回転ＹカットＬｉＴａＯ３基板を厚さが０．１５ｍｍ（１５０μｍ）となるよう両面研磨により仕上げた。このときＬｉＴａＯ３基板は焦電性が無いものを用いた。前記基板を各々１００℃に加熱しながら波長２００ｎｍ以下の短波ＵＶ光及び高濃度オゾンにより前処理した。
次にＬｉＴａＯ３基板とＳｉ基板を圧力１×１０−4ｍｂａｒの真空下で室温で貼り合せた。
【００５２】
次に、このような方法で作製したＬｉＴａＯ３基板とＳｉ基板を貼り合わせた複合圧電基板２枚をＬｉＴａＯ３基板側で対向させエポキシ接着剤を介して接着し、２５０℃まで加熱した。その後、室温まで冷却し、硫酸にて接着層を剥がし、複合圧電基板母材を形成した。
そして、この複合圧電基板を面取り加工した後、ＬｉＴａＯ３基板の表面側を研削及びラップにより１１０μｍ削り落とし、さらにポリッシュによりＬｉＴａＯ３基板の厚さが２０μｍになるようにした。
【００５３】
次に、この複合圧電基板のＬｉＴａＯ３基板の表面側にスパッタ法によりＡｌ、Ｃｕの合金を０．２ｍの厚みで堆積させた。このときＡｌ：Ｃｕの比が２：１となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パタニングして金属電極とし、１ポートの漏洩弾性表面波共振子（波長２μｍ）を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．１とした。
【００５４】
この複合圧電基板をウエハプローバにのせ、２ＧＨｚでの共振子特性を評価したところ、比帯域幅は３％と比較的広帯域であった。
【００５５】
また、この複合圧電基板を真空チャッキングし、プローバステージ温度を変化させて周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−２２ｐｐｍ／℃、共振周波数は−１２ｐｐｍ／℃という小さい温度係数であった。
さらに、この複合圧電基板からなる共振子に２ＧＨｚ、１Ｗの電力を投入し続けたところ２０００時間でも共振特性の劣化は無く、耐電力性が高いことが確認された。
【００５６】
（比較例１）
実施例１と同様な方法で複合圧電基板を作製し、この複合圧電基板のＬｉＮｂＯ３基板の表面側にスパッタ法によりＡｌ、Ｃｕの合金を０．０６μｍの厚みで堆積させた。このときＡｌ：Ｃｕの比が２：１となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パタニングして金属電極とし、１ポートの漏洩弾性表面波共振子（波長２μｍ）を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０３とした。
この複合圧電基板からなる共振子に２ＧＨｚ、１Ｗの電力を投入し続けたところ、約１０時間で金属電極が劣化した。
【００５７】
（比較例２）
直径４インチ（１００ｍｍ）の２５°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３基板を厚さが０．１５ｍｍ（１５０μｍ）となるように仕上げた。
このＬｉＮｂＯ３基板の表面にスパッタ法によりＡｌ、Ｃｕの合金を０．０６μｍの厚みで堆積させた。このときＡｌ：Ｃｕの比が２：１となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パタニングし金属電極とし、１ポートの漏洩弾性表面波共振子（波長２μｍ）を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０３とした。
【００５８】
この複合圧電基板を真空チャッキングし、プローバステージ温度を変化させて周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−６０ｐｍ／℃、共振周波数は−８３ｐｐｍ／℃という大きい温度係数であった。
さらに、この複合圧電基板からなる共振子に２ＧＨｚ、１Ｗの電力を投入し続けたところ、約１０時間で金属電極が劣化した。
【００５９】
（比較例３）
直径４インチ（１００ｍｍ）の２５°回転ＹカットＬｉＮｂＯ３基板を厚さが０．１５ｍｍ（１５０μｍ）となるように仕上げた。
このＬｉＮｂＯ３基板の表面にスパッタ法によりＡｌ、Ｃｕの合金を０．０６μｍの厚みで堆積させた。このときＡｌ：Ｃｕの比が２：１となるようターゲット組成を選定した。
次に表面の金属材料の一部をプラズマエッチングにより溶かし、パタニングし金属電極とし、１ポートの漏洩弾性表面波共振子（波長２μｍ）を作製した。すなわち、金属電極の厚さを、漏洩弾性表面波の波長で規格化した値で０．０３とした。
次にこの金属電極が形成された複合圧電基板にプラズマＣＶＤによりＳｉＯ１．８Ｎ０．２保護膜を０．２μｍの厚さで堆積させた。
【００６０】
この複合圧電基板を真空チャッキングしてプローバステージ温度を変化させて周波数温度特性を求めたところ、反共振周波数については−５０ｐｍ／℃、共振周波数は−７０ｐｐｍ／℃という大きい温度係数であった。
さらに、この複合圧電基板からなる共振子に２ＧＨｚ、１Ｗの電力を投入し続けたところ、約１０時間で金属電極が劣化した。
【００６１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００６２】
例えば、実施例では圧電基板としてＬｉＮｂＯ３基板やＬｉＴａＯ３基板を用いたが、他の圧電基板を用いてもよい。また、これらの圧電基板は、焦電性による表面電荷の蓄積をなくしたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る複合圧電基板の実施形態の一例を示す断面概略図である。
【図２】本発明の複合圧電基板の周波数温度特性をシミュレーションにより求めたものを示すグラフである。
【図３】図２に示した複合圧電基板と同様のものについて、漏洩弾性表面波の波長で規格化した金属電極の厚さをパラメータとした場合の漏洩弾性表面波の伝播ロスの計算値を示すグラフである。
【図４】図２に示した複合圧電基板と同様のものについて、結合係数（ｋ２）の計算値を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１…複合圧電基板、  ２…圧電基板、  ３…支持基板、  ４…金属電極、
５…接着剤、  ６…ＳｉＯ２−ｘＮｘ層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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