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公開番号2025101681
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023218694
出願日2023-12-25
発明の名称複合基板、複合基板の製造方法
出願人日本碍子株式会社
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類H03H 9/25 20060101AFI20250630BHJP(基本電子回路)
要約【課題】機能性基板と支持基板とが接合層を介して接合された複合基板において、接合層の厚みが薄くても十分な接合強度を得ることが可能な複合基板およびその製造方法を実現する。
【解決手段】複合基板100は、機能性材料からなる機能性基板10と、半導体材料からなり、機能性基板10と接合されて機能性基板10を支持する支持基板30と、を有する。機能性基板10は、第1の層と、第1の層よりも支持基板30に近い側に配置され、希ガスを含んだ非晶質体からなる第2の層と、を有する。支持基板30は、第1支持層と、第1支持層よりも機能性基板10に近い側に配置され、希ガスを含んだ半導体材料の非晶質体からなる第2支持層と、機能性基板10に接しており、半導体材料の非晶質体からなる接合層と、を有する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
機能性材料からなる機能性基板と、
半導体材料からなり、前記機能性基板と接合されて前記機能性基板を支持する支持基板と、を有し、
前記機能性基板は、第１の層と、前記第１の層よりも前記支持基板に近い側に配置され、希ガスを含んだ非晶質体からなる第２の層と、を有し、
前記支持基板は、第１支持層と、前記第１支持層よりも前記機能性基板に近い側に配置され、前記希ガスを含んだ前記半導体材料の非晶質体からなる第２支持層と、前記機能性基板に接しており、前記半導体材料の非晶質体からなる接合層と、を有する、複合基板。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の複合基板において、
前記機能性基板は、前記機能性材料の結晶体からなる第１機能層と、前記機能性材料の非晶質体で構成されて前記接合層と接する第２機能層と、を有し、
前記第１の層は前記第１機能層であり、
前記第２の層は前記第２機能層である、複合基板。
【請求項３】
請求項１に記載の複合基板において、
前記機能性基板は、絶縁材料からなる絶縁層を介して前記支持基板と接合され、
前記絶縁層は、前記絶縁材料からなる第１絶縁層と、前記絶縁材料の非晶質体で構成されて前記接合層と接する第２絶縁層と、を有し、
前記第１の層は前記第１絶縁層であり、
前記第２の層は前記第２絶縁層である、複合基板。
【請求項４】
請求項２または３に記載の複合基板において、
前記接合層の厚みは０．３ｎｍ以上３ｎｍ以下である、複合基板。
【請求項５】
請求項２または３に記載の複合基板において、
前記接合層は前記希ガスを含み、
前記接合層における前記希ガスの含有率は、前記第２支持層における前記希ガスの含有率よりも少ない、複合基板。
【請求項６】
請求項２または３に記載の複合基板において、
前記接合層は金属元素を含む、複合基板。
【請求項７】
請求項２に記載の複合基板において、
前記第１機能層は、前記希ガスを含むか、または前記希ガスを含まず、
前記第１機能層が前記希ガスを含む場合の前記第１機能層における前記希ガスの含有率は、前記第２機能層における前記希ガスの含有率よりも少ない、複合基板。
【請求項８】
請求項７に記載の複合基板において、
前記第２機能層における前記希ガスの含有率は、前記第２支持層における前記希ガスの含有率よりも少ない、複合基板。
【請求項９】
請求項３に記載の複合基板において、
前記第１絶縁層は、前記希ガスを含むか、または前記希ガスを含まず、
前記第１絶縁層が前記希ガスを含む場合の前記第１絶縁層における前記希ガスの含有率は、前記第２絶縁層における前記希ガスの含有率よりも少ない、複合基板。
【請求項１０】
請求項９に記載の複合基板において、
前記第２絶縁層における前記希ガスの含有率は、前記第２支持層における前記希ガスの含有率よりも少ない、複合基板。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合基板およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＮ（ＬｉＮｂＯ
３
：ニオブ酸リチウム）やＬＴ（ＬｉＴａＯ
３
：タンタル酸リチウム）等の圧電材料を用いて構成された機能性基板と、Ｓｉ等の半導体材料からなる支持基板とを接合することにより形成され、弾性表面波デバイス等の用途に使用される複合基板が知られている。このような複合基板の作製方法として、機能性基板と支持基板の各接合面に対して高速原子ビーム（ＦＡＢ：Fast Atom Beam）を照射することで活性化処理を行った後、これらの接合面同士を直接接合する方法が知られている。しかしながら、この方法では基板同士の接合強度が低く、接合後の加工工程で剥がれるおそれがあるという課題があった。
【０００３】
そこで、上記課題を解決するものとして、特許文献１の技術が知られている。特許文献１には、支持基板に高速原子ビームを照射して支持基板の半導体材料をスパッタリングすることにより、圧電基板に半導体材料を非晶質化させた非晶質半導体材料からなる接合層を形成し、この接合層を介して圧電基板と支持基板とを圧接することで、複合基板を製造する方法が記載されている。この方法により、圧電基板と支持基板の接合強度を向上し、接合後の剥離を防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７１５２７１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧電基板等の機能性基板と支持基板とが接合された複合基板では、生産性の観点からスパッタリング時間はなるべく短い方が好ましく、スパッタリング時間を短縮すると、結果的に接合層の厚みが薄くなる。その一方で、特許文献１のような従来の接合方法において所望の接合強度を得るためには、接合層にある程度の厚みが必要である。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、機能性基板と支持基板とが接合層を介して接合された複合基板において、接合層の厚みが薄くても十分な接合強度を得ることが可能な複合基板およびその製造方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による複合基板は、機能性材料からなる機能性基板と、半導体材料からなり、前記機能性基板と接合されて前記機能性基板を支持する支持基板と、を有し、前記機能性基板は、第１の層と、前記第１の層よりも前記支持基板に近い側に配置され、希ガスを含んだ非晶質体からなる第２の層と、を有し、前記支持基板は、第１支持層と、前記第１支持層よりも前記機能性基板に近い側に配置され、前記希ガスを含んだ前記半導体材料の非晶質体からなる第２支持層と、前記機能性基板に接しており、前記半導体材料の非晶質体からなる接合層と、を有する。
本発明による複合基板の製造方法は、機能性材料からなる機能性基板と、半導体材料から構成されて前記機能性基板を支持する支持基板と、を含んで構成される複合基板の製造方法であって、前記機能性基板の表面と、前記半導体材料からなる半導体基板の表面とに、それぞれの照射時間の少なくとも一部が重複するように高速原子ビームをそれぞれ照射する活性化工程と、前記活性化工程に続いて実施され、前記機能性基板の表面に対する前記高速原子ビームの照射を停止した後、前記半導体基板の表面に対する前記高速原子ビームの照射を継続して、スパッタリングされた前記半導体材料の非晶質体からなるスパッタ膜を前記機能性基板の表面に形成するスパッタリング工程と、前記スパッタ膜が形成された前記機能性基板と前記半導体基板とを接合して接合体を得る接合工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、機能性基板と支持基板とが接合層を介して接合された複合基板において、接合層の厚みが薄くても十分な接合強度を得ることが可能な複合基板およびその製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の第１の実施形態に係る複合基板の概略構成を示す模式的な断面図である。
本発明の第１の実施形態に係る複合基板の製造工程の一例を示す図である。
本発明の第１の実施形態に係る複合基板の製造工程の一例を示す図である。
本発明の第２の実施形態に係る複合基板の概略構成を示す模式的な断面図である。
本発明の第２の実施形態に係る複合基板の製造工程の一例を示す図である。
本発明の第２の実施形態に係る複合基板の製造工程の一例を示す図である。
本発明の第３の実施形態に係る複合基板の概略構成を示す模式的な断面図である。
本発明の第４の実施形態に係る複合基板の概略構成を示す模式的な断面図である。
実施例１と比較例の観察写真を示す図である。
実施例１と実施例３のＥＤＸ分析結果を示す表である。
複合基板におけるＦＡＢ照射時間、接合層の厚みおよび接合強度の関係を示す表である。
複合基板における機能性基板および半導体基板へのＦＡＢ照射時間と接合強度の関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。また、図面は説明をより明確にするため、実施の形態に比べ、各部の幅、厚み、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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