(57)【要約】  単結晶層、特に圧電層の製造方法。  本発明は、以下の連続工程：  組成物ＡＢＯ３の圧電材料を含むドナー基板（１００）を提供する工程であって、  Ａが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈ、Ｃａのうちの少なくとも１つの元素からなり、  Ｂが、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの少なくとも１つの元素からなる、提供工程と、  レシーバ基板（１１０）を供給する工程と、  シード層（１０２）が接合界面にあるようにレシーバ基板上（１１０）にドナー基板（１００）を接合させ、続いてドナー基板（１００）を前記シード層（１０２）と同程度に薄層化することによって、「シード層（１０２）」と呼ばれる層をドナー基板からレシーバ基板上に移送する工程と、  組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の単結晶層（１０３）を、シード層（１０２）の圧電材料ＡＢＯ３上で、エピタキシャル成長させる工程であって、  Ａ’が、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの少なくとも１種からなり、  Ｂ’が、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの少なくとも１種からなり、  Ａ’がＡとは異なるか、またはＢ’がＢとは異なる、エピタキシャル成長工程と、を含むことを特徴とする、単結晶層（１０）の製造方法に関する。
2019508924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶層（１０）の製造方法において、以下の連続工程：
組成物ＡＢＯ３の圧電材料を含むドナー基板（１００）を提供する工程であって、
Ａが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの少なくとも１つの元素からなり、
Ｂが、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの少なくとも１つの元素からなる、提供工程と、
レシーバ基板（１１０）を供給する工程と、
「シード層（１０２）」と呼ばれる層を前記ドナー基板（１００）から前記レシーバ基板（１１０）上に移送する工程であって、前記シード層（１０２）が接合界面にあるように前記レシーバ基板上（１１０）に前記ドナー基板（１００）を接合させ、続いて前記ドナー基板（１００）を前記シード層（１０２）と同程度に薄層化することによる、前記移送工程と、
前記組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の単結晶層（１０３）を、シード層（１０２）の圧電材料ＡＢＯ３上で、エピタキシャル成長させる工程であって、
Ａ’が、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの少なくとも１種からなり、
Ｂ’が、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの少なくとも１種からなり、
Ａ’がＡとは異なるか、またはＢ’がＢとは異なる、エピタキシャル成長工程と、
を含むことを特徴とする、製造方法。
【請求項２】
Ａ’がＡと共通の少なくとも１つの元素を含み、および／または、Ｂ’がＢと共通の少なくとも１つの元素を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｂ’がＢとは異なる場合にＡ’がＡと同一であり、およびＡ’がＡとは異なる場合にＢ’がＢと同一であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
Ａが単一の元素からなり、且つＢが単一の元素からなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記シード層（１０２）の移送が、以下の工程：
前記組成物ＡＢＯ３の圧電材料を含有する前記シード層と呼ばれる層が画定されるように、前記ドナー基板（１００）内に脆化領域（１０１）を形成する工程と、
前記シード層（１０２）が接合界面にあるように、前記レシーバ基板（１１０）上に前記ドナー基板（１００）を接合する工程と、
前記レシーバ基板（１１０）上に前記シード層（１０２）が移送されるように、前記脆化領域（１０１）に沿って前記ドナー基板（１００）を分離させる工程と、
を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記エピタキシャル成長工程前に、前記レシーバ基板（１１０）上に移送された前記シード層（１０２）の厚さの一部が除去される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記シード層（１０２）の厚さが２μｍ未満、好ましくは１μｍ未満である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記レシーバ基板が半導体材料製であり、且つ前記シード層と前記レシーバ基板間に中間電荷捕捉層を挟持してなることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
単結晶層の製造方法において、以下の連続工程：
組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の圧電材料を含むドナー基板（１００）を提供する工程であって、
Ａ’が、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、
Ｂ’が、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなる、提供工程と、
前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の単結晶層（１０３）を、圧電材料Ａ’Ｂ’Ｏ３上にエピタキシャルさせる成長工程であって、
Ａ’’が、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、
Ｂ’’が、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなる、エピタキシャル成長工程と、
レシーバ基板（１１０）を供給する工程と、
前記エピタキシャル層（１０３）を通して前記レシーバ基板（１１０）上に前記ドナー基板（１００）を接合することにより、前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３のエピタキシャル層（１０３）の少なくとも一部を前記レシーバ基板（１１０）に移送し、続いて、前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３のエピタキシャル層（１０３）と同程度に前記ドナー基板（１００）を薄層化する工程と、
を含むことを特徴とする、製造方法。 
【請求項１０】
前記レシーバ基板上に組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の層（１０３）が移送された後、前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の材料上で組成物Ａ’’’Ｂ’’’Ｏ３の単結晶層（１０４）をエピタキシャル成長させる工程であって、
Ａ’’’が、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、
Ｂ’’’が、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなる、エピタキシャル成長工程と、
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
Ａ’’’がＡ’’とは異なるか、またはＢ’’’がＢ’’とは異なる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３のエピタキシャル層（１０３）の少なくとも一部を前記レシーバ基板（１１０）に移送する方法であって、以下の工程：
前記ドナー基板（１００）内または前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３のエピタキシャル層（１０３）内に、被移送層が画定されるように脆化領域（１０１）を形成する工程と、
前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３のエピタキシャル層（１０３）が接合界面にあるように、前記レシーバ基板（１１０）上に前記ドナー基板（１００）を接合する工程と、
前記脆化領域（１０１）に沿って前記ドナー基板（１００）または前記エピタキシャル層（１０３）を分離させる工程と、
を含む、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ドナー基板（１００）内に前記脆化領域（１０１）を形成し、前記移送工程の後に、前記移送された層（１００’、１０３）を、前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の材料が露出されるように薄層化する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
Ａ’’がＡ’とは異なるか、またはＢ’’がＢ’とは異なる、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
Ａ’’がＡ’と共通の少なくとも１つの元素を含み、および／または、Ｂ’’がＢ’と共通の少なくとも１つの元素を含むことを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
Ｂ’’がＢ’とは異なる場合にＡ’’がＡ’と同一であり、且つＡ’’がＡ’とは異なる場合にＢ’’がＢ’と同一であることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
Ａ’が単一の元素からなり、且つＢ’が単一の元素からなる、請求項９〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記ドナー基板（１００）へのイオン注入によって前記脆化領域（１０１）が形成される、請求項５または１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記エピタキシャル成長工程の後に、組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の単結晶層（１０３）の厚さが０．２〜２０μｍとなる、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの電気絶縁層および／または少なくとも１つの電気伝導層が、前記レシーバ基板と前記ドナー基板との間の界面上に形成される、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記レシーバ基板の単結晶層（１０３、１０４）の少なくとも一部を、最終基板（１１１）に移送する工程を含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
マイクロエレクトロニクスデバイス、光子デバイスまたは光学デバイス用の基板であって、
前記基板が、支持基板（１１０）と、前記支持基板上の組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の単結晶層（１０３）と、を備え、
Ａ’’が、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、
Ｂ’’が、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなり、
Ａ’’およびＢ’’のうちの少なくとも１つが、少なくとも２つの元素からなり、
前記支持基板（１１０）と前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の層（１０３）との間に、組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の層（１０２）を備え、
Ａ’がＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの少なくとも１つの元素からなり、且つ
Ｂ’がＮｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの少なくとも１つの元素からなる、ことを特徴とする、基板。
【請求項２３】
前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の層（１０３）上に組成物Ａ’’’Ｂ’’’Ｏ３の単結晶層（１０４）を更に含み、
Ａ’’’が、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、
Ｂ’’’が、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなる、請求項２２に記載の基板。
【請求項２４】
前記単結晶圧電層（１０）の表面上に電極（１２、１３）を配設する工程を含む表面音響波デバイスの製造方法であって、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法により前記圧電層を製造する工程を含むことを特徴とする、表面音響波デバイスの製造方法。
【請求項２５】
請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法によって得ることのできる単結晶圧電層（１０）と、前記単結晶圧電層の表面上に設置された２つの電極（１２、１３）と、を備えることを特徴とする、表面音響波デバイス。
【請求項２６】
単結晶圧電層（１０）の２つの対向する面上に電極（１２、１３）を配設する工程を含むバルク音響波デバイスの製造方法であって、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法による前記圧電層の製造を含むことを特徴とする、製造方法。
【請求項２７】
請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法によって得ることのできる単結晶圧電層（１０）と、前記単結晶圧電層の２つの対向する面上に設置された２つの電極（１２、１３）と、を備えることを特徴とする、バルク音響波デバイス。
【請求項２８】
外部応力に起因する変形を測定するように設計されたマイクロセンサーであって、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法により得ることのできる単結晶圧電層（１０）を備えることを特徴とする、マイクロセンサー。
【請求項２９】
連続的または可変的に電場を印加することによって要素の変形または可動部の運動を引き起こすように設計されたマイクロアクチュエータであって、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法により得ることの可能な単結晶圧電層（１０）を備えることを特徴とする、マイクロアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶層、特に圧電層の製造方法に関し、特にマイクロエレクトロニクスデバイス、光子デバイスまたは光学デバイスを用いた用途に適している。前記デバイスは、特に、必ずしもそうでなくとも構わないが、無線周波用途に対応した表面音響波デバイスまたはバルク音響波デバイスとすることができる。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数場におけるフィルタリングに使用される音響成分のうち、フィルタのカテゴリは以下の２つに大別できる。
−  １つは、ＳＡＷ（表面音響波）という略語で知られている表面音響波フィルタであり、
−  もう１つは、ＢＡＷ（バルク音響波）という略語で知られているバルク音響波フィルタおよび共振器である。
これらの技術の総説については、W. SteichenおよびS. Ballandrasによる論文"Acoustic components used for filtering - Review of the different technologies", Techniques de l'Ingenieur [Engineering Technology], E2000, 2008 [1]を参照されたい。
【０００３】
表面音響波フィルタは典型的に、厚い圧電層（概ね数百μｍ厚）と、前記圧電層の表面上に互いに嵌合した金属製櫛形態を成して配設された２つの電極と、を含む。電極に印加された電気信号（典型的には電圧変動）は弾性波に変換され、この弾性波は圧電層の表面上に伝播される。この弾性波の伝播は、波の周波数がフィルタの周波数帯域と等しい場合に促進される。この波は、他の電極に到達すると、もう一度電気信号に変換される。
【０００４】
それらに関する限り、バルク音響波フィルタは典型的に、薄い圧電層（すなわち、厚さが概ね約１μｍ未満）と、前記薄層の各主面上に設置された２つの電極とを含む。電極に印加された電気信号（典型的には電圧変動）は弾性波に変換され、この弾性波は圧電層を通って伝播される。この弾性波の伝播は、波の周波数がフィルタの周波数帯域と等しい場合に促進される。この波は、反対側の面の電極に到達すると、もう一度電気信号に変換される。
【０００５】
表面音響波フィルタの場合、表面波を減衰させることのないよう、圧電層は優れた結晶品質でなければならない。したがって、この場合に好ましいのは単結晶層である。現在、工業的に使用可能な材料としては、石英、ＬｉＮｂＯ３またはＬｉＴａＯ３が、好適である。前記材料のうちの１つのインゴットを切断することによって圧電層が得られる。本質的にその表面上に波が伝播されるようになっている場合、前記層の厚さに要求される精度は重要とされない。
【０００６】
バルク音響波フィルタの場合、圧電層は、層全体にわたって精密に制御された流儀にて厚さが判別されていて、且つその厚さが均一なものでなければならない。逆に言えば、結晶品質は、フィルタの性能に関する重要な基準という点では二次的であるので、現在、前記層の結晶品質に関しては妥協が為されており、多結晶層は長年にわたって許容範囲内であると考えられてきた。したがって、圧電層は、支持基板（例えば、シリコン基板）上への配設によって形成される。現時点では、そのような堆積が為される材料として、ＡｌＮ、ＺｎＯおよびＰｂ（ＺｒＸ、Ｔｉ１−Ｘ）Ｏ３（ＰＺＴ）が工業的に使用されている。
【０００７】
そのため、両方の技術において材料の選択肢が非常に制限されている。
【０００８】
一方、材料の選択肢は、フィルタ間の特性の相違に対する妥協の結果であり、フィルタ製造業者の仕様によっても異なってくる。特に、圧電材料の電気機械連結係数は、材料選択基準となるものであり、所与の用途および所与のコンポーネントのアーキテクチャに対応したものを使用する必要がある。
【０００９】
例えば、ＬｉＮｂＯ３およびＬｉＴａＯ３は、高度に異方性の材料である。連結係数は結晶配向によって決まってくるので、材料の特定の配向を選択することによって、材料選択に関して第一級の自由度が得えられる。この理由から、例えば、Ｘカット、Ｙカット、Ｚカット、ＹＺカット、３６°回転Ｙ軸、４２°回転Ｙ軸などの多数の結晶配向が基板に備わっているのを見出すことができる。
【００１０】
しかしながら、当業者であれば、特定の結晶配向を選択することができるという事実はさておき、水晶、ＬｉＮｂＯ３およびＬｉＴａＯ３のみを用いて表面音響波フィルタを設計し、例えば、今後ここに列挙したものにランガサイト（ｌａｎｇａｓｉｔｅ）（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）のような幾つかの他の材料が追加される可能性があるとしても、フィルタの特性を最適化するための限定された範囲のパラメータを指定することができる。
【００１１】
バルク音響波フィルタまたは表面音響波フィルタの寸法付けにおける自由度を高めるために、材料の品質を減じないことを条件に、上に列挙されている材料よりも多くの材料を使用できることが望ましい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】W. Steichen and S. Ballandras, "Acoustic components used for filtering - Review of the different technologies", Techniques de l'Ingenieur, E2000, 2008
【非特許文献２】Doctoral thesis (Dipl. Phys. ETH Zurich), "K1-yNayTa1-xNbO3 thin film Electro-optics" (Diss. ETH No. 17275)
【非特許文献３】L. S. Hung, J. A. Agostinelli, J. M. Mir, and L. R. Zheng, "Epitaxial nonlinear optical films of LiTaO3 grown on GaAs in waveguide form", Appl. Phys. Lett.62 (24), 14 June 1993, p 3071
【非特許文献４】E. Dogheche and D. Remiens, S. Shikata, A. Hachigo, and H. Nakahata, "High-frequency surface acoustic wave devices based on LiNbO3/diamond multilayered structure", APPLIED PHYSICS LETTERS 87, 213503, 2005
【非特許文献５】A. Bartasyte, V. Plausinaitiene, A. Abrutis, T. Murauskas, P. Boulet, S. Margueron, J. Gleize, S. Robert, V.Kubilius, and Z. Saltyte, "Residual stresses and clamped thermal expansion in LiNbO3 and LiTaO3 thin films", APPLIED PHYSICS LETTERS 101, 122902 (2012)
【非特許文献６】Letters to Nature, Nature 432, 84-87 (4 November 2004) doi：10.1038/nature03028；"Lead-free piezoceramics", Yasuyoshi Saito, Hisaaki Takao, Toshihiko Tani, Tatsuhiko Nonoyama, Kazumasa Takatori, Takahiko Homma, Toshiatsu Nagaya & Masaya Nakamura
【発明の概要】
【００１３】
本発明の一目的は、上述の欠点を改善すること、特に、この用途に使用される材料以外の材料で作られた表面音響波デバイス用に、とりわけ表面音響波デバイス用に使用される材料で作られた薄い（すなわち、厚さが２０μｍ未満または厚さが１μｍ未満の）均一な層を得ることを可能にすることによって、特に圧電層（特に単結晶層）の製造方法を考案することにある。また、この方法によって、必然的に、既存のバルク音響波デバイスにおけるより多様な支持基板を使用することも可能となる。
【００１４】
本発明によれば、単結晶層の製造方法が提案されている。この方法は、以下の連続工程：
組成物ＡＢＯ３の圧電材料を含むドナー基板を提供する工程であって、
Ａが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの少なくとも１つの元素からなり、
Ｂが、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの少なくとも１つの元素からなる、提供工程と、
レシーバ基板を提供する工程と、
シード層が接合界面にあるように、レシーバ基板上にドナー基板を接合させ、続いてドナー基板を前記シード層と同程度に薄層化することによって、「シード層」と呼ばれる層をドナー基板からレシーバ基板上に移送する工程と、
組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の単結晶層を、シード層の圧電材料ＡＢＯ３上にエピタキシャルさせる成長工程であって、
Ａ’が、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの少なくとも１種からなり、
Ｂ’が、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの少なくとも１種からなり、
Ａ’がＡとは異なるか、またはＢ’がＢとは異なる、エピタキシャル成長工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１５】
「接合界面における層」という表現は、第２の基板に接合された第１の基板の面の側上にある層を意味するものと理解されるが、前記層と第２の基板との間に直接接触する基板を必ずしも示唆するとは限らない。ゆえに、前記層を、第２の基板に直接接合することもできるし、あるいは接合が達成される接合層（例えば誘電体層）または他の任意の型の層で被覆することもできる。
【００１６】
「ＡがＡ’とは異なる」という表現は、ＡとＡ’が、異なる元素および／または同じ元素であって但し化学量論的比率が異なる元素からなることを意味するものと理解される。
【００１７】
一実装態様によれば、Ａ’はＡと共通の少なくとも１つの元素を含み、且つ／あるいはＢ’はＢと共通の少なくとも１つの元素を含む。
【００１８】
「Ａ’はＡと共通の少なくとも１つの元素を含む」という表現は、ＡおよびＡ’の両方に所与の元素（または幾つかの元素）が同一または異なる化学量論的比率で存在することを意味するものと理解される。
【００１９】
一実装態様によれば、Ｂ’がＢとは異なる場合にＡ’はＡと同一であり、且つＡ’がＡとは異なる場合にＢ’はＢと同一である。
【００２０】
「Ａ’はＡと同一である」という表現は、Ａ’およびＡが、同じ要素であって但し化学量論的比率が同じ元素からなることを意味するものと理解される。
【００２１】
一実装態様によれば、Ａは単一の元素からなり、且つＢは単一の元素からなる。
本発明を実施する一様式によれば、シード層の移送は、以下の工程：
前記組成物ＡＢＯ３の圧電材料を含有するシード層と呼ばれる層が画定されるように、ドナー基板内に脆化領域を形成する工程と、
シード層が接合界面にあるようにレシーバ基板上にドナー基板を接合する工程と、
レシーバ基板上にシード層が移送されるように脆化領域に沿ってドナー基板を分離させる工程と、を含む。
【００２２】
エピタキシャル成長工程前に、レシーバ基板上に移送されたシード層の厚さの一部を除去することが可能である。
【００２３】
シード層の厚さは２μｍ未満、好ましくは１μｍ未満であれば好都合である。
【００２４】
レシーバ基板は、半導体材料製であって、シード層とレシーバ基板との間に中間電荷捕捉層を挟持してなるのが、好都合である。
本発明の別の目的は、以下の連続工程：
組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３圧電材料を含むドナー基板を提供する工程であって、
Ａ’が、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、
Ｂ’が、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなる、提供工程と、
前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の単結晶層を、圧電材料Ａ’Ｂ’Ｏ３上にエピタキシャル成長させる工程であって、
Ａ’’が、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、
Ｂ’’が、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなる、エピタキシャル成長工程と、
レシーバ基板を供給する工程と、
組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３のエピタキシャル層の少なくとも一部を、前記エピタキシャル層を通してレシーバ基板上にドナー基板を接合することにより、レシーバ基板に移送し、続いて、前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３のエピタキシャル層と同程度にドナー基板を薄層化する工程と、
を含むことを特徴とする、単結晶層の製造方法に関する。
【００２５】
一実装態様によれば、組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の層がレシーバ基板に移送された後、前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の材料上で組成物Ａ’’’Ｂ’’’Ｏ３の単結晶層をエピタキシャル成長させる。ここで、組成物Ａ’’’Ｂ’’’Ｏ３において、
Ａ’’は、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、
Ｂ’’は、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなる。
【００２６】
一実装態様によれば、Ａ’’’はＡ’’とは異なるか、あるいはＢ’’’がＢ’’とは異なる。
本発明を実施するための一様式によれば、前記組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３のエピタキシャル層の少なくとも一部をレシーバ基板に移送する工程は、以下の工程：
ドナー基板内または組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３のエピタキシャル層内に、被移送層が画定されるように脆化領域を形成する工程と、
組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３のエピタキシャル層が接合界面にあるように、レシーバ基板上にドナー基板を接合する工程と、
脆化領域に沿ってドナー基板またはエピタキシャル層を分離させる工程と、
を含む。
【００２７】
一実装態様によれば、ドナー基板内に脆化領域を形成し、移送工程の後に、移送された層を組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の材料が露出されるように薄層化する。
【００２８】
一実装態様によれば、Ａ’’はＡ’とは異なるか、あるいはＢ’’はＢ’とは異なる。
【００２９】
一実装態様によれば、Ａ’’はＡ’と共通の少なくとも１つの元素を含み、且つ／あるいはＢ’’はＢ’と共通の少なくとも１つの元素を含む。
【００３０】
一実装態様によれば、Ｂ’’がＢ’とは異なる場合にＡ’’がＡ’と同一であり、且つＡ’’がＡ’とは異なる場合にＢ’’がＢ’と同一である。
【００３１】
一実装態様によれば、Ａ’は単一の元素からなり、且つＢ’は単一の元素からなる。
【００３２】
本発明を実施するための特定な一様式によれば、ドナー基板へのイオン注入によって脆化領域が形成される。
【００３３】
特に好都合な流儀において、エピタキシャル成長工程後に、組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の単結晶層の厚さは０．２〜２０μｍになる。
【００３４】
加えて、少なくとも１つの電気絶縁層および／または少なくとも１つの電気伝導層が、レシーバ基板とドナー基板との間の界面上に形成される場合がある。
【００３５】
本発明を実施するための一様式によれば、前記方法は、レシーバ基板の単結晶層の少なくとも一部を、最終基板に移送することを含む。
【００３６】
別の目的は、マイクロエレクトロニクスデバイス、光子デバイスまたは光学デバイス用の基板に関し、基板が、支持基板と、前記支持基板上の組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の単結晶層と、を含み、
Ａ’’が、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、
Ｂ’’が、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなり、
Ａ’’およびＢ’’のうちの少なくとも１つが、少なくとも２つの元素からなり、
支持基板と組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の層との間に、組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の層を含み、
Ａ’がＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの少なくとも１つの元素からなり、且つ
Ｂ’がＮｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの少なくとも１つの元素からなる、
ことを特徴とする。
一実装態様によれば、前記基板はまた、組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の層上に組成物Ａ’’’Ｂ’’’Ｏ３の単結晶層を更に含み、
Ａ’’’は、以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、
Ｂ’’’は、以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなる。
【００３７】
別の目的は、単結晶圧電層の表面上に電極を配設することを含む表面音響波デバイスの製造方法に関し、この製造方法は、上記方法による前記圧電層の製造を含むことを特徴とする。
【００３８】
別の目的は、上述の方法によって得ることのできる単結晶圧電層と、前記単結晶圧電層の表面上に設置された２つの電極と、を備えることを特徴とする、表面音響波デバイスに関する。
【００３９】
別の目的は、単結晶圧電層の２つの対向する面上に電極を配設することを含むバルク音響波デバイスの製造方法に関し、この製造方法は、上記方法による前記圧電層の製造を含むことを特徴とする。
【００４０】
もう１つの目的は、上述の方法によって得ることのできる単結晶圧電層と、前記単結晶圧電層の２つの対向する面上に設置された２つの電極と、を備えることを特徴とする、バルク音響波デバイスに関する。
【００４１】
本発明の別の目的は、外部応力に起因する変形を測定するように設計されたマイクロセンサーであって、上述の方法によって得ることのできる単結晶圧電層を備えることを特徴とする、マイクロセンサーに関する。
本発明のもう１つの目的は、連続的または可変的に電場を印加することによって要素の変形または可動部の運動を引き起こすように設計されたマイクロアクチュエータであって、上述の方法によって得ることのできる単結晶圧電層を備えることを特徴とする、マイクロアクチュエータに関する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図表を参照しながら説明する以下の詳細説明から解明されるであろう。
【図１】表面音響波フィルタの断面機能図である。
【図２】バルク音響波フィルタの断面機能図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実装形態による、単結晶層の製造方法の連続工程を例証する。
【図３Ｂ】本発明の第１の実装形態による、単結晶層の製造方法の連続工程を例証する。
【図３Ｃ】本発明の第１の実装形態による、単結晶層の製造方法の連続工程を例証する。
【図３Ｄ】本発明の第１の実装形態による、単結晶層の製造方法の連続工程を例証する。
【図３Ｅ】本発明の第１の実装形態による、単結晶層の製造方法の連続工程を例証する。
【図４Ａ】本発明の第２の実装形態による、単結晶層の製造方法の連続工程を例証する。
【図４Ｂ】本発明の第２の実装形態による、単結晶層の製造方法の連続工程を例証する。
【図４Ｃ】本発明の第２の実装形態による、単結晶層の製造方法の連続工程を例証する。
【図４Ｄ】本発明の第２の実装形態による、単結晶層の製造方法の連続工程を例証する。
【図４Ｅ】本発明の第２の実装形態による、単結晶層の製造方法の連続工程を例証する。
【図４Ｆ】図４Ａ〜図４Ｅに例証されている実装形態の変形例において実施される追加の工程を例証する。
【図５Ａ】前記方法の任意選択的な後続の工程を例証する。
【図５Ｂ】前記方法の任意選択的な後続の工程を例証する。
【図５Ｃ】前記方法の任意選択的な後続の工程を例証する。
【００４３】
図面を判読し易いように、例証されている要素が必ずしも一定の縮尺で表されているとは限らない。別々の図面中にある要素でも、同じ参照符号によって指定されている要素どうしは同一物である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１は、表面音響波フィルタの機能図である。
【００４５】
前記フィルタは、圧電層１０と、前記圧電層の表面上に配設された２つの電極１２、１３と、を具備し、２つの互いに嵌合した金属製櫛の形態を成している。電極１２、１３とは反対側の、支持基板１１上には、圧電層が載置されている。圧電層１０は、表面波に減衰を生じさせないためには、実に優れた結晶品質が要求される単結晶である。
【００４６】
図２が、バルク音響波共振器の機能図である。
【００４７】
共振器は、薄い圧電層（すなわち、厚さが概ね１μｍ未満、好ましくは厚さが０．２μｍ未満）と、圧電層１０の両側に設置された２つの電極１２、１３と、を含む。この圧電層は、本発明による製造方法に適合するように、単結晶とされる。圧電層１０は支持基板１１上に載置されている。共振器を基板から絶縁させ、この手段によって波が基板内を伝播するのを防止するには、電極１３と基板１１との間にブラッグミラー１４を介在させる。代替の様式（不図示）では、この絶縁を、基板と圧電層との間に空洞を設けることによって達成できる。これらの様々なアレンジは、当業者に公知であるので、本明細書中では詳述しないものとする。
【００４８】
一般的な様式において、本発明は、単結晶層（特に圧電層）を形成するための手段として、単結晶層に望ましい厚さが得られるまでドナー基板の材料上でのエピタキシによる方法と、レシーバ基板上への移送よる方法と、を提案している。前記の移送は、エピタキシ前に（この場合に、シード層と呼ばれるドナー基板の表面層をレシーバ基板上に移送するか）、あるいはエピタキシ後に（この場合に、エピタキシャル層の少なくとも一部をレシーバ基板上に移送することで）達成できる。
【００４９】
ドナー基板は、対象となる材料の均質単結晶基板とすることができる。代わりに、ドナー基板を、複合基板（すなわち、異なる材料の少なくとも２つの層のスタック形態）とし、その表面層を、対象となる単結晶材料からなるものとしても差し支えない。
【００５０】
関心対象となる圧電材料としては、とりわけ、構造ＡＢＯ３のペロブスカイトおよび同様の材料が挙げられるが、これらの材料に寄せられる関心事は、その材料の圧電特性に限定されない。とりわけ、該当する場合、その材料が誘電率、屈折率またはそれらの焦電特性（ｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）強誘電特性もしくは強磁性特性を備えることに起因する他の用途（例えば、集積光学に関連する用途）が、関心の対象となる可能性もある。
【００５１】
大きな系統群が出現するが、この派生元は特にＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＮｂＯ３、ＫＴａＯ３のような２成分であり、Ａが以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、且つＢが以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなる、ＡＢＯ３型の一般式が導き出される。
【００５２】
要約すると、Ａは以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなると考えられ、且つＢは以下の元素のＮｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖうちの１つ以上からなると考えられる。
【００５３】
レシーバ基板は、シード層の機械的支持体として機能し、（特に、高温での性能の安定性という観点から）エピタキシを実現するのに好適なものであれば種類を問わない。また、必須ではないが、対象となる用途に適したものが好都合であり、均質体であってもよいし、あるいは複合体であってもよい。
【００５４】
少なくとも１つの中間層を、レシーバ基板とシード層との間に挿入してもよい。例えば、そのような中間層は、導電性であってもよいし、あるいは電気的に絶縁性であってもよい。当業者は、圧電層を備えることが意図される無線周波デバイスに付与することが望ましい特性に応じて、この層の材料および厚さを選択することができる。
【００５５】
レシーバ基板は、半導体材料製のものが、好都合な場合があり、例えば、シリコン基板であってもよい。この導電性材料は、レシーバ基板上またはレシーバ基板の表面上に形成される可能性のある、「トラップリッチ」型の中間層を含む。ゆえに、前記トラップリッチ型の中間層は、シード層とレシーバ基板との間に位置し、レシーバ基板の電気絶縁性の向上を可能にしている。前記トラップリッチ型の中間層は、多結晶型、非晶質型または多孔質型の材料のうちの少なくとも１つ（特に、多結晶シリコン、非晶質シリコンまたは多孔質シリコン）によって形成できる。ただし、これらの材料に限定されるものではない。加えて、エピタキシを達成するためのトラップリッチ型中間層の高温での性能安定性に依存して、熱処理中の再結晶化を防止するためには、レシーバ基板とトラップリッチ型中間層との間に追加の層を導入することが好都合である場合がある。
【００５６】
第１の実装形態によれば、本方法は、ドナー基板のシード層を支持基板上に移送した後、上述のエピタキシャル成長工程を実行することを含む。この場合に、シード層の材料は、ＡがＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの少なくとも１つの元素からなり、ＢがＮｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの少なくとも１つの元素からなり、一実装態様によれば、ＡおよびＢの両方が単一の元素からなる、組成物ＡＢＯ３の材料であれば好都合である。例えば、ＡＢＯ３の式は、Ｌｉｘ１Ｋ１−ｘ１Ｎｂｙ１Ｔａ１−ｙ１Ｏ３（式中、ｘ１＝０または１およびｙ１＝０または１）でありうる。この系統群の材料のなかでも、ＬｉＮｂＯ３およびＬｉＴａＯ３は、極めて繁用されている２つの代表例である。比較的繁用度は低いが、基板ＫＮｂＯ３およびＫＴａＯ３もまた使用可能である。本明細書中では、そのような組成物は２成分組成物と呼ばれている。そのような２成分材料は、インゴット形態で延伸によって製造されるのが一般的である。この場合に、エピタキシャル層の組成物は、Ａ’が以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、Ｂ’が以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなり、Ａ’はＡとは異なるかあるいはＢ’はＢとは異なる、Ａ’Ｂ’Ｏ３型のシード層の組成物とは異なるのが好都合である。前の例を引き続き解明すると、Ａ’Ｂ’Ｏ３の式はＬｉｘ２Ｋ１−ｘ２Ｎｂｙ２Ｔａ１−ｙ２Ｏ３（式中、０≦ｘ２≦１および０≦ｙ２≦１、且つｘ２はｘ１とは異なるか、あるいはｙ２はｙ１とは異なる）でありうる。
【００５７】
本明細書中で、ＡとＢとを含む要素の総数が３に等しい場合はそのような組成物を３成分と呼び、Ａ’とＢ’とを含む要素の総数が４に等しい場合はそのような組成物を４成分と呼ぶ。このような３成分材料または４成分材料は、２成分材料とは異なり、インゴットを延伸するという方法では得られない場合が非常に多い。寧ろ、所望される寸法に対して十分な品質が確保されるように好適な支持体上でエピタキシによって得る必要がある。
【００５８】
第１の実装形態では、２成分組成物ＡＢＯ３の材料および３成分（またはそれを超える次数の）組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の材料が好ましい。より具体的には、Ａ’がＡと共通の少なくとも１つの元素を含み、且つ／あるいはＢ’がＢと共通の少なくとも１つの元素を含み、この共通の元素を、ＡまたはＢの組成物中で主成分をなす元素とすることが好都合である、前述のＡＢＯ３およびＡ’Ｂ’Ｏ３組成物が優先される。更により好ましい様式において、Ｂ’がＢとは異なる場合にＡ’がＡと同一であり、Ａ’がＡとは異なる場合にＢ’がＢと同一である、前述のＡＢＯ３およびＡ’Ｂ’Ｏ３組成物が選択されることになる。ＡまたはＢの過半数元素の含量がわずかに変化する場合（例えば、ＡがＬｉであり、Ａ’がＬｉ０，９Ｎａ０，１であるかまたは代わりにＢがＴａ０，５Ｎｂ０，５であり、Ｂ’がＴａ０，６Ｎｂ０，４である場合などは）Ａ’がＡとかなりと同一であるかあるいはＢ’がＢとかなり同一である可能性がある。
【００５９】
第２の実装形態によれば、移送工程前にエピタキシャル成長工程が遂行される。この場合に、エピタキシ用のシードの役目を果たしているドナー基板材料は、Ａ’が以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、Ｂ’が以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなる、組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の材料である。この場合に、エピタキシャル層の組成物は、Ａ’’Ｂ’’Ｏ３型である（式中、Ａ’’は以下の元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上からなり、Ｂ’’は以下の元素Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上からなる）。例えば、シード層の組成物は、Ｌｉｘ１Ｋ１−ｘ１Ｎｂｙ１Ｔａ１−ｙ１Ｏ３（式中、０≦ｘ１≦１且つ０≦ｙ１≦１）であり、エピタキシャル層の組成物は、Ｌｉｘ２Ｋ１−ｘ２Ｎｂｙ２Ｔａ１−ｙ２Ｏ３（式中、０≦ｘ２≦１且つ０≦ｙ２≦１）である。エピタキシャル層の材料は、シード層の材料と同一でありうる。言い換えれば、Ａ’はＡと同一であり、Ａ’’およびＢ’はＢ’’と同一である。すなわち、上述の例では、ｘ１＝ｘ２且つｙ１＝ｙ２となる。代わりに、エピタキシャル層の材料は、シード層の材料とは異なる。言い換えれば、Ａ’がＡ’’とは異なるか、あるいはＢ’がＢ’’とは異なる。すなわち、上述の例では、ｘ１がｘ２とは異なるか、あるいはｙ１がｙ２とは異なる。
【００６０】
第２の実装形態では、２成分組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の材料および３成分（またはそれを超える次数の）組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の材料が好ましい。より具体的には、Ａ’’がＡ’と共通の少なくとも１つの元素を含み、且つ／あるいはＢ’’がＢ’と共通の少なくとも１つの元素を含み、この共通の元素を、ＡまたはＢの組成物中で主成分をなす元素とすることが好都合である、前述のＡ’Ｂ’Ｏ３およびＡ’’Ｂ’’Ｏ３組成物が優先される。更により好ましい様式では、Ｂ’’がＢ’とは異なる場合にＡ’’がＡ’と同一であり、且つＡ’’がＡ’とは異なる場合にＢ’’がＢ’と同一である、前述のＡ’Ｂ’Ｏ３およびＡ’’Ｂ’’Ｏ３組成物が選択される。ＡまたはＢの過半数元素の含量がわずかに変化する場合（例えば、ＡがＬｉであり、Ａ’がＬｉ０，９Ｎａ０，１、または代わりにＢがＴａ０，５Ｎｂ０，５であり且つＢ’がＴａ０，６Ｎｂ０，４である場合などは）Ａ’がＡとかなりと同一であるかあるいはＢ’がＢとかなり同一である可能性がある。
【００６１】
第２の実装態様の変形例によれば、この方法はまた、移送工程後に、移送された層上でエピタキシを再開して、組成物Ａ’’’Ｂ’’’Ｏ３（ここで、Ａ’’’はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈのうちの１つ以上の元素からなり、Ｂ’’’はＮｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｖのうちの１つ以上の元素からなる）の単結晶層を形成する工程を含む。例えば、前記追加のエピタキシャル層の組成物は、０≦ｘ３≦１および０≦ｙ３≦１であり、ｘ３が好ましくはｘ２とは異なるか、あるいはｙ３がｙ２とは異なる（言い換えると、より一般的には、Ａ’’’がＡ’’とは異なるか、あるいはＢ’’’がＢ’’とは異なる）、Ｌｉｘ３Ｋ１−ｘ３Ｎｂｙ３Ｔａ１−ｙ３Ｏ３型でありうる。
【００６２】
ゆえに、本発明は特に、化合物Ａ’Ｂ’Ｏ３、Ａ’’Ｂ’’Ｏ３またはＡ’’’Ｂ’’’Ｏ３の薄い層を優良な結晶品質で、この系統群の２成分材料の均質基板のものと少なくとも同等で、極めて広い厚さ範囲における（特に厚さ２０μｍ未満）厚さ制御、材料の組成物を介して調節可能な多種多様な特性を有するように形成できる。
【００６３】
エピタキシは、特に、化学蒸着法（ＣＶＤ）、液相エピタキシ（ＬＰＥ）またはパルスレーザー堆積法（ＰＬＤ）などの任意の適切な技術によって達成できる。本明細書において考慮されている材料に関しては、例えば、出版物［２］、［３］、［４］、［５］、［６］を参照されたい。
【００６４】
当業者であれば、成長させるべき材料および選択された技術に従って、試薬および操作条件を判別することができる。
【００６５】
Ａ、Ａ’、Ａ’’および／またはＡ’’’、ならびにＢ、Ｂ’、Ｂ’’および／またはＢ’’’を構成する元素のほか、所望される特性（例えば、用途：圧電結合係数、屈折率などに依存して）に関するそれらの化学量論的比もまた選択することによって、エピタキシャル化された層材料およびそれらのエピタキシ支持体の結晶格子定数の一貫性を達成するための必要性も考慮に入れ、異種層の材料組成が調整される。エピタキシの分野における格子定数の調節は、当業者に公知である。
【００６６】
理解されるように、記載されている様々なエピタキシャル層に加えて、格子定数の変化を制御することを意図した追加のエピタキシャル層（特に、バッファ層）、あるいは代わりに、選択的なエッチング停止層を提供することを意図した層を追加することもできる。
【００６７】
シード層（または、エピタキシャル層のそれぞれ）の移送は典型的に、シード層（エピタキシャル層それぞれ）が接合界面に位置していることからドナー基板とレシーバ基板とを接合する工程と、続いて、シード層（エピタキシャル層それぞれ）を露出させるようにレシーバ基板を薄層化する工程と、を含む。
【００６８】
特に好都合な様式では、特にシリコン製の、薄い半導体層の移送用として周知されているＳｍａｒｔ  Ｃｕｔ（商標）法を用いて、移送を実行する。
【００６９】
第１の実装形態によれば、この目的に適合するように２成分組成物ＡＢＯ３の材料のドナー基板１００が提供されている（図３Ａを参照）。また、シード層を形成するため移送対象の単結晶層１０２が画定されるように脆化領域１０１（矢印で図示されている領域）を、イオン注入によって形成する。この図では、ドナー基板１００は均質材料として表されているが、上述したように、代替的に複合材料とすることもできる。対象となる圧電材料に応じて、注入された種を水素および／またはヘリウムとするのが、好都合である。当業者であれば、特定された深度（典型的には２μｍ未満）において脆化領域を形成するこれらの種の用量および注入エネルギーを定量できるであろう。再三繰り返すが、対象となる材料および注入された種に応じて、用量は２Ｅ＋１６〜２Ｅ＋１７イオン種／ｃｍ２の範囲にあり、注入エネルギーは３０ｋｅＶ〜５００ｋｅＶであるのが、一般的である。埋め込みの脆化層は、当業者に公知の他の任意の手段、例えば材料を多孔化することによって、あるいは代わりにレーザー照射によって得ることができる。
【００７０】
図３Ｂを参照すると、このようにして脆化されたドナー基板１００がレシーバ基板１１０上に接合され、注入が遂行されたドナー基板の表面が、接合界面にある。接合前に、ドナー基板および／またはレシーバ基板が、移送後にレシーバ基板とシード層との間に挿入される電気絶縁層もしくは電気伝導層（不図示）で被覆される可能性がある。
【００７１】
図３Ｃを参照すると、ドナー基板１００は、脆化領域１０１に沿って分離されている。そのような分離は、当業者に公知の任意の手段（例えば、熱的、機械的または化学的手段など）によって達成できる。次いで、そのドナー基板の残部が回収され、場合によっては再利用される可能性もある。それにより、レシーバ基板１１０上への層１０２の移送が可能になる。
【００７２】
図３Ｄを参照すると、移送された層１０２の表面部分は、任意選択的に、例えば、機械的研磨および／または化学エッチングにより除去しても差し支えない。この材料除去の目的は、脆化領域の近傍での注入および分離に関して欠陥がある場合に、それを排除することにある。この除去の後、以降のエピタキシャル成長工程用のシード層として機能するレシーバ基板１１０上に、薄層１０２が得られる。代わりに、図３Ｃの移送された層１０２を、エピタキシ用のシード層として直接使用できる。
【００７３】
図３Ｅを参照すると、エピタキシャル層１０４の材料がシード層１０２の材料とは異なるシード層１０２上で、組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の単結晶層１０３をエピタキシャル成長させている。このようにして、シード層１０２は、その格子定数を課し、高品質の単結晶材料を成長させることを可能にしている。単結晶層に望ましい厚さに達すると、成長が停止する。シード層１０２とエピタキシャル層１０３とのスタックから、最終層１０が形成される。エピタキシャル層１０３の組成物は、その内部の異なる深度にて徐々にまたは不連続的に変化しうる。
【００７４】
図３Ｅに見られるように、先に述べた方法の後に、レシーバ基板１１０と、前記レシーバ基板１１０上の単結晶層１０と、を含む表面音響波デバイスまたはバルク音響波デバイス用の基板が得られる。
層１０は、以下：
シード層に対応するレシーバ基板１１０との界面にある第１の部分１０２と、
エピタキシャル層に対応する第１の部分１０２から延在し、組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の材料から作製され、前記材料が少なくとも３成分でありうる第２の部分１０３と、を備える。
【００７５】
この基板は、図１に例証されている表面音響波デバイス、または図２に例証されているバルク音響波デバイス、または代わりに他のマイクロエレクトロニクス、フォトニクスまたは集積光学用のデバイスを製造する目的に使用するのが好都合である。
【００７６】
シード層は、典型的には２μｍ厚未満であり、好ましくは１μｍ厚未満である。
【００７７】
エピタキシャル層の厚さは、単結晶層を組み込むことを意図したデバイスの仕様に依存する。この点に関して、エピタキシャル層の厚さは、最小値または最大値のいずれかに限定されない。下表に、シード層およびエピタキシャル層の厚さの組み合わせを、純粋に情報として示す。
【００７８】
【表１】
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【００７９】
移送前にエピタキシを実装する第２の実装形態による方法の主要な工程を、図４Ａ〜図４Ｅに例証する。
【００８０】
図４Ａを参照すると、組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の圧電材料を含むドナー基板１００が提供されている。前記ドナー基板は、（図４Ａに例証されているように）均質である場合もあれば、あるいは複合体である場合もある。後者の場合は、組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の表面層を備える。これは、特に、そのような材料からなるインゴットが存在しない場合、前記材料が少なくとも３成分である場合に当てはまる。次いで、組成物Ａ’Ｂ’Ｏ３の材料をエピタキシ用のシードとして使用して、前記材料Ａ’Ｂ’Ｏ３上で組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の単結晶層１０３をエピタキシャル成長させる。エピタキシャル層１０３の材料は、ドナー基板１００の材料と同一であってもよいし、あるいは異なっていてもよい。
【００８１】
次いで、ドナー基板１００の脆化領域内または組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３のエピタキシャル層１０３内に、被移送層が画定されるように脆化領域が形成される。この脆化領域は、イオン種の注入によって形成できる（図４Ｂに、概略的に矢印で図示されている）。
【００８２】
図４Ｂに例証する例では、脆化領域１０１は、エピタキシャル層１０３の下のドナー基板１００内に形成される。この場合、被移送層は、エピタキシャル層１０３全体とドナー基板１００の一部１００’とからなる。
【００８３】
別の実装態様（不図示）によれば、層１０３内に脆化領域が形成される。この場合、被移送層は、層１０３の自由表面と脆化領域１０１との間に延在する部分からなる。
【００８４】
図４Ｃを参照すると、レシーバ基板１１０上にドナー基板が接合されていて、接合界面には、組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３のエピタキシャル層１０３が位置している。
【００８５】
図４Ｄを参照すると、脆化領域１０１に沿ってドナー基板１００が分離されていて、ドナー基板の残部分が回収され、スタック１０３、１００’からなる層がレシーバ基板１１０上に移送されるようになっている。
【００８６】
図４Ｅを参照すると、移送された層の少なくとも表面部分が除去される。この除去の目的は、組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の材料を露出させるように、少なくとも部分１００’および可能であれば層１０３の一部を除去することにある。
【００８７】
この流儀にて得られた層１０３を使用して、表面音響波またはバルク音響波デバイスを製造することができる。
【００８８】
この第２の実装態様の変形例によれば、図４Ｆに示すように、組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の層１０３上で実施されたエピタキシの再開からなる追加の工程が実行され、組成物Ａ’’’Ｂ’’’Ｏ３の追加の単結晶層１０４が形成される。前記追加の層１０４の材料は層１０３の材料と同一であってもよく、その場合、以降のエピタキシャル成長工程で層１０３を厚化する（層１０４は層１０３とは専ら分離した状態で表せるが、最終層では一体化され但し質的には異なる可能性がある）。代わりに、追加の層１０４は、層１０３の材料とは異なる材料から作製される。
【００８９】
層１０３の厚さ（および該当する場合は層１０４の厚さ）が、前記層を組み込むことを意図した無線周波デバイスの仕様に従って選択される。層１０３の厚さは典型的に０．０５〜２μｍであり、層１０４の厚さは典型的に０．５〜２０μｍである。
【００９０】
どの実装形態に関しても、Ｓｍａｒｔ  Ｃｕｔ（商標）法の代替（不図示）として、ドナー基板とレシーバ基板との接合後に、例えば、ドナー基板のドナー基板の機械的な研磨且つ／あるいは化学エッチングにより、シード層が露出するまで材料を除去して移送を行うことができる。この変形例は、ドナー基板の消費を伴うという点で好都合性が低いが、Ｓｍａｒｔ  Ｃｕｔ（商標）法によってドナー基板の再利用が可能になる。逆に、この変形例では、ドナー基板内への注入を必要としない。
【００９１】
図４Ｅおよび４Ｆに見られるように、第２の実装形態による方法の後に、レシーバ基板１１０と、前記レシーバ基板１１０上の組成物Ａ’’Ｂ’’Ｏ３の単結晶層１０３と、適用可能な場合、層１０３上の組成物Ａ’’’Ｂ’’’Ｏ３の層１０４と、を含む、表面音響波デバイスまたはバルク音響波デバイス用の基板が得られる。
【００９２】
この基板は、図１に例証されているような表面音響波デバイス、または図２に例証されているようなバルク音響波デバイス、または代わりに層を含む他の全てのマイクロエレクトロニクスデバイス、光子デバイスまたは光学デバイスを製造する目的に使用するのが好都合である。図中、層１０３、または該当する場合、層１０３および１０４が両方とも図１および図２の層１０に対応している。
【００９３】
場合によっては、エピタキシャル成長が起こるレシーバ基板が、最終用途に至適なものではない可能性もある。レシーバ基板はエピタキシの動作条件に付されるので、好適な材料の選択肢が限定されるのが、実情である。特に、エピタキシ温度により損傷を受ける恐れある層または元素を、レシーバ基板に含有させることはできない。この場合、その特性が所望の用途に応じて選択される最終基板１１１上に層１０を、エピタキシャル層１０３（図５Ａ参照）（または該当する場合１０４）の表面を介してそれを前記基板１１１上に接合することによって、およびレシーバ基板（図５Ｂ参照）を除去することによって、移送するのが好都合な場合がある。この移送は、上述のいずれかの移送技法によって行うことができる。最終基板に対しこの移送を行う別の利点は、その場合に、エピタキシから生成された構造に埋め込まれたシード層１０２が露出され、必要に応じて、特に欠陥がある場合には除去しても差し支えない（特に図５Ｃ参照）。最終基板１１１上に残るのは、所望の特性を有するエピタキシャル層１０３（および適用可能な場合、層１０４）（または前記層の一部）だけに限られる。
【００９４】
表面音響波デバイスを製造することが所望される場合には、レシーバ基板１１０、または適用可能な場合、最終基板（前記基板は、レシーバ基板１１０に関するものかそれとも最終基板１１１に関するものかを問わず、図１中の１１で示す支持基板を形成する）に対向する層１０の表面上に、２つの互いに嵌合した櫛形態の金属製電極１２、１３を配設する。
【００９５】
バルク音響波デバイスを製造することが所望される場合には、上述した方法をそれに応じて適合させる必要がある。第一に、図３Ｂに例証する接合工程前に、第１の電極を層１０２の自由表面上に配設し、これをドナー基板から移送して、且つ第１の電極（図２の１３を参照）を、最後のスタック内に埋設する必要がある。図３Ｅには、エピタキシャル成長工程後に、層１０の自由表面上に配設された第２の電極（図２の１２を参照）が例証されている。別の選択肢は、上に述べたように、層を最終基板に移送し、前記移送の前後に電極を形成することである。第二に、レシーバ基板１１０内を音響波が伝播するのを防止するために、この基板内に分離手段を集積することができる。例えば、該当する場合（図２に例証されているような）ブラッグミラー、あるいは基板１１０または最終基板１１１内に予めエッチングされた空洞を、この基板内に集積することもできる。
【００９６】
いずれの実装態様を選択したとしても、本発明による方法は、２成分であるだけでなく３成分または４成分でもある単結晶層を形成することを可能であり、このようにして、前記層の特性を、表面音響波またはバルク音響波デバイス用に伝統的に使用されている材料よりも広い範囲から選択することを可能にしている。この手段によって、圧電材料の連結係数と電気機械効率とを納得が行くように折衷するのが容易になりうる。
【００９７】
そのような圧電材料ソリューションの開発が特に関心の対象とされる別の用途の分野は、マイクロセンサーおよびマイクロアクチュエータの分野である。マイクロセンサーの場合、目的は、概して外部応力に起因する変形を測定することにある。逆に、マイクロアクチュエータの場合、電場を連続的かそれとも可変的かを問わず印加することによって、要素の変形または可動部の運動を生ずることを追求する。圧電材料を使用すれば、機械的変形と電気信号とを連係させることが可能になる。例えば、音響分野において外部応力は、膜を変形させる圧力波とされる。この圧力波は、可聴スペクトル内に含まれる場合があり、その典型的な対象物は、マイクロフォン（センサーモードの場合）およびスピーカー（アクチュエータモードの場合）でありうる。例えば、圧電型マイクロマシン超音波振動子（ＰＭＵＴ）の生産では、可聴周波数が更に上昇する可能性がある。また、静圧センサーあるいは慣性センサー（加速度センサー、ジャイロスコープなど）に関係する場合もある。これらのセンサーの場合、加速の影響下で移動する移動質量の運動が圧電材料によって測定される。圧電材料は、変形された要素（膜、梁、片持ち梁など）全体を、または好都合にはその一部のみを、シリコン等の他の材料と積み重ねることによって構成され、それにより、例えば、変形可能な部分の機械的特性を確実に向上させる。アクチュエータカテゴリにおいて圧電材料は、極めて精密な動きを制御できる。例えば、プリンタカートリッジから、またはマイクロ流体システムからインクを吐出させることを目的に、あるいは光学マイクロシステムの焦点距離を調整することを目的に、圧電材料が使用される場合がある。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【国際調査報告】
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