(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶からなる支持基板、
圧電性材料基板、
前記支持基板と前記圧電性材料基板との間に存在する第一のアモルファス層、および
前記支持基板と前記第一のアモルファス層との間に存在する第二のアモルファス層を有しており、
前記第一のアモルファス層は珪素原子を１０〜３０ａｔｏｍ％含有し、前記第二のアモルファス層はフッ素原子を１〜１０ａｔｏｍ％含有することを特徴とする、複合基板。
【請求項２】
前記圧電性材料基板が、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウムからなる群より選ばれた材質からなり、前記第一のアモルファス層が前記珪素原子および前記材質を構成する原子を主成分として含むことを特徴とする、請求項１記載の複合基板。
【請求項３】
前記第二のアモルファス層が、前記フッ素原子、珪素原子および酸素原子を主成分として含むことを特徴とする、請求項１または２記載の複合基板。
【請求項４】
前記第一のアモルファス層の厚さが１ｎｍ〜３ｎｍであり、前記第二のアモルファス層の厚さが４〜１０ｎｍであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の複合基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の複合基板、および前記圧電性材料基板上の電極を備えていることを特徴とする、弾性波素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電性材料基板と支持基板との複合基板および弾性波素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高性能な半導体素子を実現する目的で、高抵抗Si/SiO2薄膜/Si薄膜からなるＳＯＩ基板が広く用いられている。ＳＯＩ基板を実現するにあたりプラズマ活性化が用いられる。これは比較的低温(４００℃)で接合できるためである。圧電デバイスの特性向上を狙い、類似のSi/SiO2薄膜/圧電薄膜からなる複合基板が提案されている。【０００３】
更に、ＳＡＷフィルターの温度特性の改善およびＱ値の向上を目的に、支持基板に圧電性材料基板を貼り合せた構造を有するＳＡＷフィルターが報告されている。特に、水晶基板とタンタル酸リチウム基板とを接合した複合基板を使った弾性波素子は、非常に優れた特性を示すことが報告されている（非特許文献１、２、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Shogo  Inoue  et.  al.  ‘’Spurious  Free  SAW  Resonators  on  Layered  Substrate  with  Ultra-High  Q,  High  Coupling  and  Small  TCF’’IEEE International Ultrasonic Symposium 2018 Proceedings
【非特許文献２】Michio  Kadota  et.al.  ‘’Suprious-Free,  Near-Zero-TCF  Hetero  Acoustic  Layer  (HAL)  SAW  Resonators  Using  LiTaO3  Thin  Plate  on  Quartz’’IEEE International Ultrasonic Symposium 2018 Proceedings
【非特許文献３】SEMICONDUCTOR  WAFER  BONDING,  Q.-Y.Tong,  U.  Gosele,  Wiley-Inter  Science.  P.27
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＵＳ  １０，０８４，４２７  Ｂ２
【特許文献２】特開２０１８−０２６６９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
こうした複合基板では、圧電性材料基板を薄くすることが設計要件となっている。しかし、一般的に圧電性材料基板が薄くなればなるほど、強固な接合強度が必要となる。例えば特許文献２では水晶と圧電層の接合体が提案されているが、圧電性材料基板を薄くした場合には、支持基板からの剥離が生じるという問題があり、さらなる接合強度向上が求められている。【０００７】
本発明の課題は、圧電性材料基板を、水晶からなる支持基板に対して接合するのに際して、接合強度を向上させ、圧電性材料基板を薄くしても剥離しないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
水晶からなる支持基板、
圧電性材料基板、
前記支持基板と前記圧電性材料基板との間に存在する第一のアモルファス層、および
前記支持基板と前記第一のアモルファス層との間に存在する第二のアモルファス層を有しており、
前記第一のアモルファス層は珪素原子を１０〜３０ａｔｏｍ％含有し、前記第二のアモルファス層はフッ素原子を１〜１０ａｔｏｍ％含有することを特徴とする。【０００９】
また、本発明は、前記複合基板、および前記圧電性単結晶基板上の電極を備えていることを特徴とする、弾性波素子に係るものである。【００１０】
また、本発明は、
水晶からなる支持基板と、圧電性材料基板とを有する複合基板を製造する方法であって、
前記支持基板の表面に対して酸素ガスと窒素ガスとの少なくとも一方を含有するプラズマを照射することで活性化面を生成させる工程、
前記圧電性材料基板の表面に対して酸素ガスと窒素ガスとの少なくとも一方を含有するプラズマを照射することで活性化面を生成させる工程、
前記支持基板の前記活性化面と前記圧電性材料基板の前記活性化面とを接触させることで接合体を得る工程、および
前記接合体を２５０℃以上、３５０°Ｃ以下の温度で熱処理する工程
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明者は、圧電性材料基板と、水晶からなる支持基板とを直接接合するのに際して、圧電性材料基板の表面と支持基板の表面とをそれぞれプラズマ照射によって表面活性化し、各活性化面を接触させて接合を行い、次いで熱処理を行う方法を検討した。この過程で、熱処理を２５０℃以上の温度で行うことで、接合強度が著しく向上し、圧電性材料基板を薄く加工しても圧電性材料基板が支持基板から剥離しにくくなることを見いだした。【００１２】
本発明者は、接合強度が向上した理由について更に検討したところ、以下の知見を得た。すなわち、接合強度が向上した複合基板においては、支持基板と圧電性材料基板との間に複数のアモルファス層が存在していた。これらのアモルファス層を分析していくと、珪素原子を１０〜３０ａｔｏｍ％含有するアモルファス層と、フッ素原子を１〜１０ａｔｏｍ％含有するアモルファス層とを有する場合に、特に接合強度が高くなり、圧電性材料基板を薄く加工しても圧電性材料基板が支持基板から剥離しにくくなることを見いだし、本発明に到達した。【００１３】
このような作用効果が得られた理由は明確ではないが、水晶からなる支持基板側からの珪素原子が圧電性材料基板側に拡散することで、珪素原子を１０〜３０ａｔｏｍ％含有するアモルファス層が生成し、かつプラズマ活性化により発生するフッ素原子が圧電性材料基板側に吸着してフッ素原子を１〜１０ａｔｏｍ％含有するアモルファス層が生成することで、特に接合強度が高くなるようである。熱処理温度が低いと、珪素原子の拡散や雰囲気中のフッ素の拡散が生じにくく、接合強度が向上しにくかったものと考えられる。
なお、アモルファス層の組成中のフッ素原子は、プラズマ処理用チャンバーのＯリングを構成するフッ素系ゴム（ペルフルオロカーボン重合体）に由来するものと考えられる。【００１４】
なお、特許文献２では、水晶からなる支持基板とタンタル酸リチウムからなる圧電性材料基板とを接合しているが、接合前に支持基板の表面または圧電性材料基板の表面にアモルファス酸化珪素層またはアモルファスアルミナ層を成膜し、その後で１５０〜２００℃で熱処理することが好ましいと記載されている。一方、本発明の製法では、水晶からなる支持基板とタンタル酸リチウム等からなる圧電性材料基板との各表面を酸素ガスと窒素ガスとの少なくとも一方を含有するプラズマで表面活性化し、直接接合した後、２５０℃以上で熱処理しており、この際に接合界面に沿って特定組成の複数のアモルファス層が生成するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は、圧電性材料基板１を示し、（ｂ）は、圧電性材料基板１の接合面１ａを活性化して活性化面１ｃを生じさせている状態を示す。
【図２】（ａ）は、支持基板４を示し、（ｂ）は、支持基板4の表面を活性化した状態を示す。
【図３】（ａ）は、圧電性材料基板１と支持基板４とを直接接合して得られた接合体７を示し、（ｂ）は、接合体の圧電性材料基板１Ａを研磨して薄くした状態を示し、（ｃ）は、弾性波素子１０を示す。
【図４】直接接合後の加熱温度と接合強度との関係例を示すグラフである。
【図５】複合基板の界面付近を示す高分解能透過型電子顕微鏡写真である（８００万倍）。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、一対の主面１ａ、１ｂを有する圧電性材料基板１を準備する。本例では１ａを接合面とする。次いで、図１（ｂ）に示すように、圧電性材料基板１の接合面１ａに対して矢印Ａのようにプラズマを照射し、表面活性化された接合面１ｃを得る。
【００１７】
一方、図２（ａ）に示すように、支持基板４を準備する。次いで、図２（ｂ）に示すように、支持基板４の表面４ａに対して矢印Ｂのようにプラズマを照射することによって表面活性化し、活性化された接合面６を形成する。
【００１８】
次いで、図３（ａ）に示すように、圧電性材料基板１上の活性化された接合面１ｃと、支持基板４の活性化された接合面６とを接触させ、直接接合し、接合体を得る。得られた接合体を例えば１０００℃で加熱することで、研削加工に耐えうるだけの接合強度を得る。次いで、接合体の圧電基板を研削機により薄く加工する。この接合体を２５０℃以上、３５０℃以下の温度で熱処理することで、接合体７を得ることができる。ここで、支持基板４と圧電性材料基板１との間には、第二のアモルファス層１１と第一のアモルファス層５が生成している。この状態で、圧電性材料基板１上に電極を設けても良い。しかし、好ましくは、図３（ｂ）に示すように、圧電性材料基板１の主面１ｂを加工して基板１を薄くし、薄板化された圧電性材料基板１Ａを得る。１ｄは加工面である。次いで、図３（ｃ）に示すように、接合体７Ａの圧電性材料基板１Ａの加工面１ｄ上に所定の電極８を形成し、弾性波素子１０を得ることができる。
【００１９】
以下、本発明の各構成要素について順次述べる。
支持基板４の材質は水晶とする。水晶は異方性を持つ結晶であり、その結晶方位により圧電素子の特性が左右される。非特許文献１によればその音速に着目することで、スプリアスを抑制することが示されている。従って所望の特性が得られるようにその方位を適宜選択することができる。
【００２０】
本発明で用いる圧電性材料基板１は、タンタル酸リチウム（ＬＴ）、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体であることが好ましい。これらは弾性波の伝搬速度が速く、電気機械結合係数が大きいため、高周波数且つ広帯域周波数用の弾性表面波デバイスとして適している。
【００２１】
また、圧電性材料基板１の主面１ａ、１ｂの法線方向は、特に限定されないが、例えば、圧電性材料基板１がＬＴからなるときには、弾性表面波の伝搬方向であるＸ軸を中心に、Ｙ軸からＺ軸に３２〜５５°回転した方向のもの、オイラー角表示で(１８０°，５８〜３５°，１８０°）、を用いるのが伝搬損失が小さいため好ましい。圧電性材料基板１がＬＮからなるときには、（ア）弾性表面波の伝搬方向であるＸ軸を中心に、Z軸から-Y軸に37.8°回転した方向のもの、オイラー角表示で(０°，３７．８°，０°)を用いるのが電気機械結合係数が大きいため好ましい、または、（イ）弾性表面波の伝搬方向であるＸ軸を中心に、Ｙ軸からＺ軸に４０〜６５°回転した方向のもの、オイラー角表示で(１８０°，５０〜２５°，１８０°）を用いるのが高音速がえられるため好ましい。更に、圧電性材料基板の大きさは、特に限定されないが、例えば、直径１００〜２００ｍｍ，厚さが０．１５〜１μｍである。
【００２２】
次いで、圧電性材料基板の表面、支持基板の表面にプラズマを照射し、各表面を活性化させる。
表面活性化時の雰囲気は、酸素を含有する雰囲気とする。この雰囲気は、酸素のみであってよく、窒素のみであってよく、あるいは酸素と、窒素、水素、およびアルゴンとの混合ガスであってよい。混合ガスの場合には、特に限定されるものではないが、接合強度との関係によりその比率を適宜調整してもよい。
【００２３】
表面活性化時の雰囲気圧力は、１００Ｐａ以下が好ましく、８０Ｐａ以下が更に好ましい。また、雰囲気圧力は、３０Ｐａ以上が好ましく、５０Ｐａ以上が更に好ましい。
【００２４】
プラズマ照射時の温度は１５０℃以下とする。これによって、接合強度が高く、かつ圧電性材料の劣化のない接合体７が得られる。この観点から、プラズマ照射時の温度を１５０℃以下とするが、
１００℃以下とすることが更に好ましい。
【００２５】
また、プラズマ照射時のエネルギーは、３０〜１５０Ｗが好ましい。また、プラズマ照射時のエネルギーと照射時間との積は、０．１〜１．０Ｗｈが好ましい。
【００２６】
好適な実施形態においては、プラズマ処理前に、圧電性材料基板の表面１ａおよび支持基板の表面４ａを平坦化加工する。各表面１ａ、４ａを平坦化する方法は、ラップ(lap)研磨、化学機械研磨加工(CMP)などがある。また、平坦面の算術平均粗さＲａは、１ｎｍ以下が好ましく、０．３ｎｍ以下が更に好ましい。
【００２７】
次いで、圧電性材料基板の活性化面と支持基板の活性化面とを接触させ、接合する。この後、好ましくは、接合体を熱処理することで、圧電性材料基板の研磨加工に耐える強度を与えることができる。こうした熱処理温度は、１００〜１５０℃とすることが好ましい。この実施形態においては、この熱処理の後に圧電性材料基板を研磨加工することで厚さを小さくすることができる。
次いで、接合体の熱処理（アニール処理）を行うことによって、接合強度を向上させる。本発明の観点からは、熱処理時の温度は２５０℃以上とするが、２７０℃以上が更に好ましい。また、この熱処理時の温度は、接合体の破損を防止するために３５０℃以下とするが、３００℃以下が更に好ましい。
【００２８】
本発明においては、第一のアモルファス層は珪素原子を１０〜３０ａｔｏｍ％含有する。第一のアモルファス層の珪素原子含有量は、
１５ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、２５ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。
【００２９】
また、第二のアモルファス層はフッ素原子を１〜１０ａｔｏｍ％含有する。第二のアモルファス層のフッ素原子含有量は、３ａｔｏｍ％以上とすることが好ましく、また、第二のアモルファス層のフッ素原子含有量は、８ａｔｏｍ％以下とすることが好ましい。
【００３０】
好適な実施形態においては、圧電性材料基板が、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウムからなる群より選ばれた材質からなり、第一のアモルファス層が珪素原子および前記材質を構成する原子を主成分として含む。この場合には、圧電性材料基板の材質を構成する原子は、ニオブおよびタンタルからなる群から選ばれた一種または二種の原子、リチウム、および酸素である。ただし、本願明細書記載の方法では、リチウム原子の比率は直接測定できないので、前記材質を構成する各原子の各比率からはリチウム比率を除く。
【００３１】
本実施形態においては、第一のアモルファス層におけるニオブおよびタンタルからなる群から選ばれた一種または二種の原子、および酸素原子の合計比率は、７０ａｔｏｍ％以上が好ましく、また９０ａｔｏｍ％以下が好ましい。また、第一のアモルファス層におけるニオブおよびタンタルからなる群から選ばれた一種または二種の原子の合計比率は７５ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、また８５ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。また、第二のアモルファス層の酸素原子の比率は、６０ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、また５０ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。
【００３２】
また、好適な実施形態においては、第二のアモルファス層が、フッ素原子、珪素原子および酸素原子を主成分として含む。この実施形態において好ましくは、第二のアモルファス層における珪素原子の比率は、３５ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、また５０ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。また、第二のアモルファス層における酸素原子の比率は、４５ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、また６０ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。
【００３３】
各原子の濃度は、EDX法（エネルギー分散型X線分析法）を用いて測定する。EDX測定装置としては、日本電子製 JEM-ARM200Fを用いた。
加速電圧:  200kV、ビーム径:  約0.1nmφとした。
【００３４】
第一のアモルファス層の厚さは、本発明の観点からは、１．０ｎｍ〜３．０ｎｍが好ましい。また、第二のアモルファス層の厚さは、本発明の観点からは4〜10ｎｍが好ましく、６〜８ｎｍが更に好ましい。なお、第一のアモルファス層、第二のアモルファス層の存在および厚さは、複合基板の断面を高分解能透過型電子顕微鏡像（倍率８００万倍）で確認することができる。
【００３５】
本発明によれば、圧電性材料基板を薄く加工しても、圧電性材料基板の支持基板からの剥離を抑制することが可能である。このため、複合基板、特に弾性波素子の性能の観点から、圧電性材料基板の厚さは、２．０μｍ以下が好ましく、１．０μｍ以下が更に好ましい。圧電性材料基板の厚さの下限は特にないが、実際の加工上の観点からは、０．０５μｍ以上とすることができる。なお、圧電性材料基板の厚さは、光干渉を用いた光学式測定機（Filmetrix社製  F20）により測定する。
【００３６】
本発明の複合基板７、７Ａは、弾性波素子１０に対して好適に利用できる。
弾性波素子１０としては、弾性表面波デバイスやラム波素子、薄膜共振子（ＦＢＡＲ）などが知られている。例えば、弾性表面波デバイスは、圧電性材料基板の表面に、弾性表面波を励振する入力側のＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極（櫛形電極、すだれ状電極ともいう）と弾性表面波を受信する出力側のＩＤＴ電極とを設けたものである。入力側のＩＤＴ電極に高周波信号を印加すると、電極間に電界が発生し、弾性表面波が励振されて圧電性材料基板上を伝搬していく。そして、伝搬方向に設けられた出力側のＩＤＴ電極から、伝搬された弾性表面波を電気信号として取り出すことができる。
【００３７】
圧電性材料基板１Ａ上の電極（電極パターン）８を構成する材質は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、金が好ましく、アルミニウムまたはアルミニウム合金がさらに好ましい。アルミニウム合金は、Ａｌに0.3から5重量％のＣｕを混ぜたものを使用するのが好ましい。この場合、ＣｕのかわりにＴｉ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａを使用しても良い。
【実施例】
【００３８】
(実施例１）
図１〜図３を参照しつつ説明したようにして、表面弾性波素子を作製した。
具体的には、厚さが２５０μｍで両面が鏡面に研磨されている42YカットＸ伝搬LiTaO3基板（圧電性材料基板）１と、厚みが３５０μｍのATカット水晶基板（支持基板）４を用意した。基板サイズはいずれも100ｍｍである。次いで、圧電性材料基板１の表面１ａおよび支持基板４の表面４ａをそれぞれ洗浄および表面活性化した。【００３９】
具体的には、純水を用いた超音波洗浄を実施し、スピンドライにより基板表面を乾燥させた。次いで、洗浄後の支持基板をプラズマ活性化チャンバーに導入し、酸素ガスプラズマで３０℃で接合面を活性化した。また、圧電性材料基板を同様にプラズマ活性化チャンバーに導入し、酸素ガスプラズマで３０℃で接合面を表面活性化した。表面活性化時間は４０秒とし、エネルギーは１００Wとした。表面活性化中に付着したパーティクルを除去する目的で、上述と同じ超音波洗浄、スピンドライを再度実施した。【００４０】
次いで、各基板の位置合わせを行い、室温で両基板の活性化した接合面同士を接触させた。重ね合わせた基板の中心を加圧した結果、基板同士の密着が広がる様子（いわゆるボンディングウェーブ）が観測され、良好に予備接合が行われたことが確認できた。次いで、接合体を窒素雰囲気のオーブンに１０時間投入した。加熱温度と接合強度の関係を調べたところ、図４に示すようなデータを得た。圧電材料と水晶を貼り合わせた構造で高性能なSAWフィルターを実現するためには圧電材料の厚みを非常に薄くする必要がある。このような構造をCMPで実現しようとすると非常に強固な接合が必要となる。具体的には3J/m2以上の接合強度が必要となる。本例では250℃以上の加熱温度が必要なことが分かった。接合強度は非特許文献３に示されるブレード法により評価した。【００４１】
１００°Ｃで１０時間加熱した後の接合体の圧電性材料基板を研削機により厚さが１０μｍになるまで加工した。加工した基板を２５０℃でさらに１０時間加熱した。ついでラップ加工機に基板をセットし、ダイヤモンドスラリーを供給しながら、さらに厚みを５μｍまで薄くした。最後に加工変質層の除去、厚みの最終調整を実施するためCMP加工機で研磨した。研磨時のスラリーはコロイダルシリカを使用した。研磨後に基板を取り出したところ、圧電性材料基板の剥離はまったく観察されず、非常に強固な接合が実現できていることが確認できた。
圧電性材料基板の厚みを光干渉を用いた光学式測定機（Filmetrix社製  F20）により測定したところ、２μｍと非常に薄い層が得られた。
圧電性材料基板の厚みの限界を知る目的でさらにCMPを続けたところ、厚みが０．３μｍとなっても、剥離は見られなかった。【００４２】
実施例1の接合界面断面を高分解能TEMにて解析した(装置JEM-ARM200F,加速電圧200kV,倍率８００万倍)ところ、接合界面にアモルファス層が観察された(図５)。さらにアモルファス層をよく見ると、２層に分かれていることが明らかとなった。【００４３】
すなわち、図５において、領域１はタンタル酸リチウム単結晶からなる圧電性材料基板の端部であり、領域４は酸化珪素からなる支持基板である。領域１が領域４よりも黒っぽいのは、原子量が大きいタンタル原子が多量に存在しているためである。そして、領域２は第一のアモルファス層であり、領域３は第二のアモルファス層である。【００４４】
これら各アモルファス層の組成を調べる目的で、以下の条件下でEDX分析を行った。測定結果を表１に示す。
透過電子顕微鏡:  日立ハイテクノロジーズ製  HD-2700
加速電圧:  200kV
ビーム径:  約0.2nmφ
元素分析装置:  EDAX製  Genesis
X線検出器:  Si/Li半導体検出器
エネルギー分解能:  約140eV
X線取出角:  25.7°
立体角:  0.31sr
取込時間:  30sec【００４５】
【表１】
0006776484.tif 000002
【００４６】
（実施例２）
実施例１において、酸素プラズマの代わりに窒素ガス８０％、酸素ガス２０％とした混合ガスのプラズマを用いた。ガス組成を変更するにあたり、RFの反射電力が最小となるようにマッチングは適宜変更した。
その他は実施例１と同様に接合体の加工を行った。この結果、実施例１と同様に２５０℃での加熱後に３．２J／m２と大きな接合強度が測定された。この基板でもCMP加工により圧電層の厚みを１μｍとした場合でも剥離が発生することはなかった。【００４７】
得られた接合体のアモルファス層の組成を調べる目的で、実施例１と同様にしてEDX分析を行った。測定結果を表２に示す。【００４８】
【表２】
0006776484.tif 000003
【００４９】
（実施例３）
実施例１において、接合体の加熱温度を２５０℃から２７０℃に変更した。実施例１と同様にして、得られた接合体を研磨加工したが、厚さ０．３μｍまでＣＭＰ加工しても、剥離は見られなかった。【００５０】
実施例３の接合界面断面を実施例１と同様にして高分解能TEMにて解析したところ、接合界面に第一のアモルファス層と第二のアモルファス層が観察された。これら各アモルファス層の組成を調べる目的で、実施例１と同様の条件下でEDX分析を行った。測定結果を表３に示す。【００５１】
【表３】
0006776484.tif 000004
【００５２】
このように、本発明実施例においては、特定組成の第一のアモルファス層および第二のアモルファス層が生成していることがわかった。なお、組成中のフッ素原子は、プラズマ処理用チャンバーのＯリングを構成するフッ素系ゴム（ペルフルオロカーボン重合体）に由来するものと考えられる。【００５３】
(比較例１)
実施例１において、酸素プラズマの代わりに中性アルゴンビームを用いて表面を活性化させた。活性化時間は水晶、圧電性材料基板ともに60秒とした。接合機の真空チャンバー内でウエハー同士を接触させ、圧力をかけて接合し、接合体を得た。取り出したウエハーを実施例１と同様に１００℃のオーブンに投入し10時間後取り出した。研削機により圧電性材料基板の厚さが１０μｍになるまで加工しようとしたが、おおよそ２０μｍ加工したところで研削機がエラーとなった。ウエハーを取り出したところ、圧電性材料が大きく剥離していた。このことから非常に弱い接合強度しか得られていないことが分かった。【００５４】
（比較例２）
最高加熱温度を１５０℃と低温にした以外は、実施例１と同様にしてプラズマ活性化を行い接合体を作成し、CMP加工したところ、圧電性材料基板の厚みが５umを切ったあたりで剥離した。
得られた接合体のアモルファス層の組成を調べる目的で、実施例１と同様にしてTEM分析、EDX分析を行った。測定結果を表４に示す。加熱温度が低かったためか、組成が実施例とは大きく異なっていた。
また、アモルファス層の厚みが非常に薄くなっていることがわかった。【００５５】
【表４】
0006776484.tif 000005
【要約】
【課題】圧電性材料基板を、水晶からなる支持基板に対して接合するのに際して、接合強度を向上させ、圧電性材料基板を薄くしても剥離しないようにする。
【解決手段】複合基板７、７Ａは、水晶からなる支持基板４、圧電性材料基板１、１Ａ、支持基板４と圧電性材料基板１、１Ａとの間に存在する第一のアモルファス層５、および支持基板４と第一のアモルファス層５との間に存在する第二のアモルファス層１１を有する。第一のアモルファス層５は珪素原子を１０〜３０ａｔｏｍ％含有し、第二のアモルファス層１１はフッ素原子を１〜１０ａｔｏｍ％含有する。
【選択図】        図３【図１】
0006776484.tif 000006
【図２】
0006776484.tif 000007
【図３】
0006776484.tif 000008
【図４】
0006776484.tif 000009
【図５】
0006776484.tif 000010