WO2014192597A1 - 複合基板用支持基板および複合基板 - Google Patents

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    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/341—Silica or silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
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    • C04B2237/343—Alumina or aluminates
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    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/52—Pre-treatment of the joining surfaces, e.g. cleaning, machining
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H10D62/85—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group III-V materials, e.g. GaAs
    • H10D62/8503—Nitride Group III-V materials, e.g. AlN or GaN
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
    • H10H20/0133—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials with a substrate not being Group III-V materials
    • H10H20/01335—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials with a substrate not being Group III-V materials the light-emitting regions comprising nitride materials

Definitions

  • the present invention relates to a support substrate for a composite substrate for bonding and supporting a functional layer such as a piezoelectric body or a semiconductor.
  • Surface acoustic wave (Surface ⁇ ⁇ ⁇ Acoustic ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Wave) elements are widely used as bandpass filters in communication devices such as mobile phones. Along with the improvement in performance of mobile phones and the like, higher performance is also required for filters using surface acoustic wave elements.
  • the surface acoustic wave element has a problem that the pass band moves due to temperature change.
  • lithium niobate and lithium tantalate which are widely used at present, have a large electromechanical coupling coefficient, and are advantageous for realizing broadband filter characteristics.
  • lithium niobate and lithium tantalate are inferior in temperature stability.
  • the temperature coefficient of the frequency change of the surface acoustic wave filter using lithium tantalate is ⁇ 35 ppm / ° C., and the frequency variation in the assumed operating temperature range is large. For this reason, it is necessary to reduce the temperature coefficient of the frequency change.
  • a composite substrate in which a functional substrate such as a piezoelectric material and a support substrate made of a material having a low thermal expansion are bonded together for the purpose of producing an acoustic wave device having good frequency-temperature characteristics ( Patent Document 1).
  • a GaN-based semiconductor substrate is made of a different material (eg, ZnO) for the purpose of reducing the amount of a substrate made of an expensive GaN-based semiconductor. , ⁇ -Ga2O3), and a method of separating most of the semiconductor substrate while leaving only a thin layer of GaN-based semiconductor on the support substrate is known (Patent Document 3).
  • Si Silicon-on-Sapphire
  • CMOS complementary metal-oxide-semiconductor
  • the functional substrate and the support substrate may be bonded via a bonding layer or an adhesive layer, or may be bonded by direct bonding. In either case, in order to maximize the bonding force, CMP, etc. Therefore, it is necessary to process the surface flatly.
  • a single crystal material that can realize high surface flatness relatively easily is used for the support substrate, but there is a problem that the cost is high.
  • the single crystal has insufficient strength, and there is a problem that cracks occur during processing such as polishing and cutting.
  • An object of the present invention is a support substrate for a composite substrate having a polished surface to be used for bonding, and it is possible to ensure a good accuracy of a processed surface and prevent cracking that is likely to occur during processing of a single crystal. It is.
  • the present invention is a support substrate for a composite substrate made of ceramics and having a polished surface used for bonding,
  • the degree of orientation of the ceramic on the polished surface is 50% or more, and the aspect ratio of the crystal grains constituting the support substrate is 5.0 or less.
  • the present inventor has studied to form a support substrate for a composite substrate with ceramics that have high strength and are less likely to crack.
  • ordinary ceramics have a polycrystalline structure, it is difficult to improve the flatness of the surface after single crystal polishing to a high degree, and the surface flatness is impaired by grain removal during processing.
  • the present inventor has conceived of applying oriented ceramics to a support substrate for a composite substrate.
  • Oriented ceramics are controlled so that the crystal particles constituting the ceramics are oriented in a predetermined direction. That is, it has been found that by aligning the bonding surface (polishing surface) of the support substrate, surface accuracy comparable to that of a single crystal can be realized at the time of polishing, and cracks do not occur, and the present invention has been achieved. As a result, the productivity of the composite substrate can be remarkably improved, so that the industrial applicability is extremely large.
  • FIG. 1A corresponds to the Ia-Ia cross section of FIG. (A) is sectional drawing which shows the other surface acoustic wave element 10 typically, (b) is a top view which shows the element 10 of (a) typically.
  • FIG. 2A corresponds to the IIa-IIa cross section of FIG. (A), (b) is sectional drawing which shows typically other surface acoustic wave elements 6A and 10A, respectively.
  • FIG. 5 shows a composite substrate 20 ⁇ / b> C separated by leaving a part (thin layer) 21 of a functional substrate (eg, GaN) on the support substrate 11.
  • a functional substrate eg, GaN
  • a ceramic with a specific crystal plane oriented is used as the support substrate for the composite substrate.
  • the degree of orientation of the polished surface of the support substrate is the degree of orientation according to the Lotgering method as described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-018510), and is an index representing the orientation of crystal grains constituting the ceramic. . This can be measured by the method described in the examples.
  • the orientation degree of the polishing surface of the support substrate is preferably 60% or more, and more preferably 70% or more.
  • the upper limit of the degree of orientation of the polishing surface of the support substrate is not particularly limited, but in practice, a substrate with 98% or less is easy to produce.
  • the crystal grain aspect ratio (direction parallel to the polishing surface / direction perpendicular to the polishing surface) obtained by observing the cross section of the support substrate is 5.0 or less.
  • the degranulation at the time of surface processing can be prevented, and the state of a favorable processed surface can be ensured.
  • the reason for this is that, since the aspect ratio is small, the ratio of the area exposed to the surface with respect to the particle volume in the particles existing on the surface is small, and the phenomenon that the particles are detached from the grain boundary during processing is less likely to occur. It is presumed that. From this viewpoint, the aspect ratio is preferably 3.0 or less, and more preferably 2.5 or less. This aspect ratio can be measured by the method described in the examples.
  • the aspect ratio is preferably 1.0 or more, more preferably 1.1 or more, and particularly preferably 1.2 or more.
  • the average crystal grain size of the ceramic constituting the support substrate is preferably 100 ⁇ m or less. As a result, the substrate strength is improved, and cracks during processing can be effectively suppressed. From this viewpoint, it is more preferable that the average crystal grain size of the ceramic constituting the support substrate is 80 ⁇ m or less.
  • the average crystal grain size of the ceramic constituting the support substrate is preferably 2 ⁇ m or more. As a result, it is possible to suppress degranulation during surface processing. The reason is not clear, but it is thought that when the particle size becomes larger than a certain value, the energy required to drop one particle increases. From this viewpoint, it is more preferable that the average crystal grain size of the ceramic constituting the support substrate is 4 ⁇ m or more.
  • Ceramics constituting the support substrate include alumina, silicon carbide, aluminum nitride, silicon nitride, cordierite, gallium oxide, and zinc oxide, but alumina, cordierite, and zinc oxide have a relatively low coefficient of thermal expansion. It is particularly preferable because it has
  • a nonpolar surface such as an m-plane or a-plane rather than a polar surface such as a c-plane. This is because the processing rate varies depending on the surface polarity, and the surface flatness of the nonpolar surface is further improved.
  • the relative density of the ceramics constituting the support substrate is preferably 98% or more, and more preferably 99% or more, from the viewpoint of surface flatness and contamination prevention.
  • the volume resistivity of the ceramic constituting the support substrate is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ ⁇ cm or less, preferably 2 ⁇ 10 ⁇ 3 ⁇ ⁇ cm. More preferably, it is not more than cm. This is because it is possible to adopt a vertical structure in which a current flows through the substrate, and it is possible to reduce the cost and improve the light emission efficiency due to the simplification of the structure.
  • the ceramics constituting the support substrate have translucency. Thereby, the generated light can be effectively extracted outside.
  • a hot press or hot isostatic press is used as a manufacturing method to increase the density and increase the particle size. It is effective to grow.
  • the composite substrate that can be provided by the present invention is a functional layer that is bonded to the support substrate and the polishing surface of the support substrate directly or via a bonding layer, and is composed of a semiconductor, a piezoelectric material, or a dielectric material. It has a sex layer.
  • the functional layer is a layer made of a semiconductor, a piezoelectric material, and a dielectric material, and refers to a layer bonded to the support substrate of the present invention.
  • the functional layer the following forms are preferable. (1) After bonding a self-supporting functional substrate to a support substrate, the functional substrate is used without being processed. (2) After bonding the self-supporting functional substrate to the support substrate, a process of reducing the thickness of the functional substrate is performed. Such processing includes polishing, grinding, partial peeling, and the like.
  • Examples of functions provided by the composite substrate include the following.
  • Various sensors such as acceleration sensors, pyroelectric sensors, ultrasonic sensors, electric field sensors, temperature sensors, gas sensors, knocking sensors, yaw rate sensors, airbag sensors, piezoelectric gyro sensors, energy conversion elements such as piezoelectric transformers, piezoelectric actuators, ultrasonic waves Low-loss actuators or low-loss resonators such as motors and resonators, capacitors, bimorph piezoelectric elements, vibration pickups, piezoelectric microphones, piezoelectric ignition elements, sonar, piezoelectric buzzers, piezoelectric speakers, oscillators, filters, dielectric elements, microwave dielectric elements, Thermoelectric conversion element, pyroelectric element, projector, high frequency device, high performance laser, power device, light emitting element, laser, light receiving element, solar cell, antenna switching switch
  • the functional layer is a propagation substrate made of a piezoelectric single crystal and propagating an elastic wave. 1 to 3 relate to this embodiment.
  • the bonding surface 3b of the propagation substrate 3 is bonded to the bonding surface 1b of the support substrate 1 with the adhesive layer 2 interposed therebetween.
  • 1 a is a bottom surface of the support substrate 1.
  • An input electrode 4 and an output electrode 5 are formed on the surface 3a of the propagation substrate to obtain a transversal surface acoustic wave element 6.
  • a surface acoustic wave is propagated from the input electrode 4 to the output electrode 5 as indicated by an arrow 7 to constitute a surface acoustic wave filter.
  • FIG. 2A and FIG. 2B relate to this example.
  • FIG. 2B shows an example of an electrode pattern of a resonance type surface acoustic wave element.
  • the bonding surface 3b of the propagation substrate 3 is bonded to the bonding surface 1b of the support substrate 1 via the adhesive layer 2.
  • 1 a is a bottom surface of the support substrate 1. Electrodes 16, 17, and 18 are formed on the surface 3a of the propagation substrate to obtain a resonant surface acoustic wave device.
  • the bonding surface 3b of the propagation substrate 3 is directly bonded to the bonding surface 1b of the support substrate 1.
  • An input electrode 4 and an output electrode 5 are formed on the surface 3a of the propagation substrate to obtain a transversal surface acoustic wave element 6A.
  • a surface acoustic wave is propagated from the input electrode 4 to the output electrode 5 as indicated by an arrow 7 to constitute a surface acoustic wave filter.
  • the bonding surface 3b of the propagation substrate 3 is directly bonded to the bonding surface 1b of the support substrate 1.
  • 1 a is a bottom surface of the support substrate 1.
  • Electrodes 16, 17, and 18 are formed on the surface 3a of the propagation substrate to obtain a resonant surface acoustic wave device.
  • the acoustic wave element may be an element using a Lamb wave propagating inside the propagation substrate in addition to the surface acoustic wave.
  • the acoustic wave element is particularly preferably a surface acoustic wave filter or a resonator.
  • the surface acoustic wave filter is preferably a band pass filter, and the resonator is a surface acoustic wave oscillation element, and includes both a 1-port type and a 2-port type.
  • the acoustic wave device includes an IDT electrode formed by interposing a plurality of electrode fingers provided on the surface of a propagation substrate, and a pair of reflectors disposed on both sides of the propagation direction of the Lamb wave of the IDT electrode. It may be a child.
  • a Lamb wave is a plate wave in which a bulk wave propagating inside the substrate is repeatedly reflected on the upper and lower surfaces of the substrate by reducing the thickness of the substrate below a few wavelengths of the wave to be propagated.
  • Lamb waves are bulk waves that propagate inside the substrate. Therefore, energy is distributed throughout the substrate.
  • the thickness T1 of the support substrate is preferably 100 ⁇ m or more, more preferably 150 ⁇ m or more, and even more preferably 200 ⁇ m or more from the viewpoint of improving temperature characteristics. T1 is preferably 500 ⁇ m or less from the viewpoint of product size reduction. Processing to a desired thickness can be performed by bonding a functional (propagation) substrate to a support substrate, followed by rough polishing using a grinder or the like and precise polishing using colloidal silica and a urethane pad.
  • the material of the propagation substrate is preferably selected from the group consisting of lithium niobate, lithium tantalate and lithium niobate-lithium tantalate solid solution single crystals having a large electromechanical coupling constant.
  • the piezoelectric single crystal is made of lithium tantalate.
  • the surface acoustic wave propagation direction in the propagation substrate is the X direction
  • the cutting angle is a rotating Y-cut plate.
  • the propagation substrate is a 36-47 ° Y-cut plate.
  • the thickness T2 of the propagation substrate is preferably 10 to 50 ⁇ m, more preferably 10 to 40 ⁇ m, and particularly preferably 10 to 30 ⁇ m, from the viewpoint of improving frequency temperature characteristics.
  • the thickness T2 of the propagation substrate is preferably 0.1 to 10 ⁇ m, and particularly preferably 0.1 to 1 ⁇ m.
  • the thickness t of the organic adhesive layer is set to 0.1 ⁇ m or more and 1.0 ⁇ m or less. From the viewpoint of further improving the temperature characteristics of the frequency of the acoustic wave device, the thickness of the organic adhesive layer is preferably 0.1 ⁇ m or more, and preferably 0.8 ⁇ m or less.
  • the material constituting the electrode pattern is preferably aluminum, aluminum alloy, copper, or gold, and more preferably aluminum or aluminum alloy.
  • aluminum alloy it is preferable to use Al mixed with 0.3 to 5% by weight of Cu.
  • Ti, Mg, Ni, Mo, Ta may be used instead of Cu.
  • the ratio (t / ⁇ ) of the electrode pattern thickness to the elastic wave wavelength ⁇ is preferably 3 to 15%, more preferably 5% or more, and further preferably 15% or less.
  • a blank substrate 12 made of oriented ceramics is prepared.
  • the front surface 12a and the bottom surface 12b of the blank substrate 12 may be ground surfaces or fired surfaces (as-fire surfaces).
  • Oriented ceramics can be produced, for example, by the method described in Patent Document 2. Specifically, first, a raw material powder composed of plate-like particles with a specific crystal face exposed is prepared. For example, a commercially available powder (eg, Seraph (Al 2 O 3 ) manufactured by Kinsei Matec) may be used, or may be prepared by other known methods.
  • a commercially available powder eg, Seraph (Al 2 O 3 ) manufactured by Kinsei Matec
  • a raw material powder preparation method composed of plate-like particles is shown below.
  • a thin ceramic sheet is manufactured.
  • the raw material particles are formed into a sheet having a thickness of, for example, 15 ⁇ m or less and fired to grow crystal particles along the sheet surface. Since the grain growth is further promoted in the sheet surface direction, it is possible to grow into crystal grains having a larger flat aspect ratio in a state where a specific crystal surface is aligned (orientated) on the sheet surface.
  • pulverizing this to a suitable particle size by a method such as a ball mill, it is possible to produce a powder composed of plate-like particles with a specific crystal face exposed.
  • oxides, hydroxides, carbonates, sulfates, nitrates, and the like of the target component can be used, but it is preferable to mainly use oxides and carbonates.
  • the pulverization of the sheet it is preferable to set the particle size according to the thickness of the sheet, and the median diameter (D50) of the raw material is preferably set to 2% to 60% of the sheet thickness. If the median diameter is 2% or more of the sheet thickness, pulverization is easy, and if it is 60% or less, the sheet thickness is easy to adjust.
  • a value measured by dispersing in a dispersion medium such as an organic solvent or water
  • a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus is used.
  • the raw material is preferably pulverized by wet pulverization.
  • a ball mill, a bead mill, a trommel, or an attritor may be used.
  • ⁇ A molded body sheet is obtained by molding a raw material powder composed of plate-like particles obtained by the above method.
  • this forming method include a doctor blade method using a slurry containing plate-like particles and an extrusion method using a clay containing plate-like particles.
  • a slurry is applied to a flexible plate (for example, an organic polymer plate such as a PET film), and the applied slurry is dried and solidified to form a molded body, and the molded body and the board are peeled off.
  • a ceramic sheet may be produced.
  • tabular grains When preparing a slurry or clay before molding, tabular grains may be dispersed in an appropriate dispersion medium, and a binder, a plasticizer, or the like may be added as appropriate.
  • the slurry is preferably prepared so as to have a viscosity of 5000 to 50000 cP, and is preferably degassed under reduced pressure.
  • the thickness of the molded sheet is preferably 300 ⁇ m or less, more preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 100 ⁇ m or less, and even more preferably 50 ⁇ m or less. Moreover, it is preferable that the thickness of a molded object sheet shall be 10 micrometers or more.
  • the molded body sheet is fired.
  • a plurality of molded body sheets may be laminated.
  • the hydrostatic press treatment may be performed in warm water of 100 ° C. or less (WIP).
  • the firing temperature in the firing step may be a firing temperature at which an equilibrium crystal is obtained, or a temperature higher than this temperature.
  • heat treatment mainly for degreasing may be performed before firing.
  • the degreasing temperature is at least a temperature sufficient to thermally decompose organic substances such as a binder (for example, 400 to 600 ° C.).
  • the oriented ceramics can also be produced by a method using a magnetic field as described in Patent Document 5, for example.
  • the substrate 12 shown in FIG. 4B is obtained by polishing the surface 12a of the blank substrate 12 as shown in FIG. 5 is a polished surface, and 1b is an unpolished bottom surface. Next, by precisely polishing the polished surface 5, each crystal particle is scraped along a plane, and the polished crystal particle having a flat surface is exposed on the surface. The surface of the polished crystal particles is smooth. In this way, the support substrate 11 is obtained.
  • Reference numeral 15 denotes a polished surface, which is used for bonding with a functional substrate. 11b is a bottom surface.
  • the functional substrate 17 can be bonded to the surface 15 of the support substrate 11.
  • the functional substrate 17 is bonded on the surface 15 of the support substrate 11 via the bonding layer 16.
  • the functional substrate 17 is directly bonded onto the surface 15 of the support substrate 11 without the bonding layer 16 interposed. In any case, since the surface of the support substrate 11 is microscopically smooth, the bonding strength with the functional substrate can be increased.
  • the microscopic centerline average surface roughness Ra of the surface of the support substrate is 30 nm or less.
  • the bonding strength of the functional layer is reduced. This is more preferably 25 nm or less from the viewpoint of the present invention. Note that this is a numerical value obtained by imaging the exposed surface of each crystal particle appearing on the surface with an atomic force electron microscope and calculating as described later.
  • the following steps can be exemplified. That is, diamond slurry (average particle size of 0.5 to 3 ⁇ m) is dropped on a metal surface plate (Sn, Cu), and the surface plate is rotated. The surface of the substrate is placed in contact with the metal surface plate and polished while applying pressure.
  • diamond slurry average particle size of 0.5 to 3 ⁇ m
  • colloidal silica slurry (average particle size 20 to 80 nm) is dropped on a polishing pad, and the pad is rotated. The surface of the substrate material is placed in contact with the pad and polished while applying pressure.
  • Foam urethane consists of a urethane prepolymer, a curing agent, and a foaming agent. From the viewpoint of water resistance and chemical resistance, urethane urethane is used for urethane resin, and diamine is used for curing agent. The expansion ratio is 0.4 to 1.0 g / cm 3 depending on the application. Besides urethane resin, pads made of epoxy resin have been developed.
  • Non-woven pad non-woven fiber varieties mainly include rayon, nylon, polyester, acrylic and polypropylene. These nonwoven fabrics are impregnated with urethane resin to form a mixture of nonwoven fabric and polyurethane resin.
  • polishing can be performed using colloidal silica slurry.
  • the technique used for bonding the support substrate and the functional layer is not particularly limited, and for example, direct bonding by surface activation or a substrate bonding technique using an adhesive layer is used.
  • a low-temperature bonding technique using interface activation is preferably used. After surface activation with Ar gas in a vacuum state of about 10 ⁇ 6 Pa, a single crystal material such as Si can be bonded to a polycrystalline material via an adhesive layer such as SiO 2 at room temperature.
  • FIG. 5 shows a composite substrate 20C separated by leaving a part (thin layer) 21 of a functional substrate (eg, GaN) on the support substrate 11.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration example of a light-emitting element when the support substrate has conductivity.
  • the functional thin layer 21 is bonded to the bonding surface 15 of the support substrate 11.
  • the 6 includes a composite substrate 41 formed by cutting the composite substrate 20C of FIG. 5 into a chip shape.
  • the composite substrate 41 includes a support substrate 14 and a thin GaN layer 21 provided on the bonding surface 14 a of the support substrate 14.
  • the light emitting element 40 includes a nitride-based compound semiconductor layer such as an n-type GaN layer 42 and an n-type AlGaN layer 43 that are sequentially stacked on the surface 21 a of the GaN thin layer 21.
  • the n-type GaN layer 42 is a layer grown immediately above the GaN thin layer 21 at a high growth temperature of 900 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower.
  • the light emitting device includes a light emitting layer 44 provided on the n-type AlGaN layer 43.
  • a nitride-based compound semiconductor layer such as a p-type AlGaN layer 45 and a p-type GaN layer 46 is provided on the light emitting layer 44.
  • the light emitting layer 44 can be a single layer containing In or can have a quantum well structure. If required, the quantum well structure can include alternating well layers and barrier layers.
  • the well layer can be made of a nitride-based compound semiconductor containing In, such as InGaN, and the barrier layer can be made of InGaN, GaN, or the like having a larger band gap energy than the well layer.
  • the emission wavelength of the light emitting layer 44 is controlled by the band gap of the well layer, the In composition, the thickness thereof, and the like.
  • the light emitting layer 44 may have an In composition that generates green light having a peak wavelength in the range of 500 nm to 550 nm. Is possible.
  • the light emitting element is provided with an anode electrode 47 and a cathode electrode 48.
  • the anode electrode 47 is provided on the p-type GaN layer 46.
  • the anode electrode is formed by sequentially laminating metals such as Ni / Au / Al / Au, and ohmic contact is realized between the anode electrode 47 and the p-type GaN layer 46.
  • the cathode electrode 48 is provided on the back surface 14 b of the conductive support substrate 14.
  • the cathode electrode 48 is formed by sequentially laminating metals such as Ti / Al / Au, and ohmic contact is realized between the cathode electrode 48 and the support substrate 14.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the light emitting element 50 when the support substrate 43 does not have conductivity.
  • the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • Reference numeral 42 denotes a composite substrate.
  • the anode electrode 47 and the cathode electrode 48 are disposed on the same side with respect to the support substrate. That is, the anode electrode 47 is provided on the p-type GaN layer 46, and the cathode electrode 48 is provided on the thin layer 21.
  • the following method can be used as a method of separating most of the functional substrate while leaving a part (thin layer) of the functional substrate on the support substrate.
  • ion implantation is performed on the surface of the functional substrate, and the surface of the functional substrate and the main surface of the support substrate are bonded to each other.
  • bonding methods For example, both substrates may be pressed in an ultrahigh vacuum, or may be joined by heating at about 200 ° C. in a low vacuum plasma atmosphere.
  • heating is performed at a higher temperature (for example, 300 ° C. to 500 ° C.) to cause peeling from a region near the damaged layer of the functional substrate generated by ion implantation.
  • a higher temperature for example, 300 ° C. to 500 ° C.
  • Adhesive layer examples of the adhesive layer include SiO2, Al2O3, and Si3N4 in addition to resin adhesion.
  • the material of the organic adhesive layer that bonds the support substrate and the functional layer is not limited, but an acrylic resin or an epoxy resin is preferable. Although the formation method of an adhesive bond layer is not limited, Printing and spin coating can be illustrated.
  • ZnO plate-like primary particles were prepared by the following method.
  • a Zn (NO 3 ) 2 aqueous solution with a concentration of 0.1M was prepared using zinc nitrate hexahydrate manufactured by Kanto Chemical.
  • a 0.1 M NaOH aqueous solution was prepared using sodium hydroxide manufactured by Sigma-Aldrich.
  • a Zn (NO 3 ) 2 aqueous solution was mixed with an aqueous NaOH solution at a volume ratio of 1: 1, and the mixture was kept at 80 ° C. for 6 hours with stirring to obtain a precipitate.
  • the precipitate was washed three times with ion-exchanged water and then dried to obtain spherical secondary particles in which plate-like ZnO primary particles were aggregated.
  • ZnO secondary particles were pulverized into plate-like primary particles having an average particle diameter of 0.6 ⁇ m by performing ball mill pulverization for 3 hr using ethanol as a solvent using ⁇ 2 mm ZrO 2 balls.
  • a binder polyvinyl butyral: product number BM-2, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
  • a plasticizer DOP: Di (2-ethylhexyl) phthalate, black
  • Kinkasei Co., Ltd. 3 parts by weight of a dispersant (product name: Leodol SP-O30, manufactured by Kao Corporation) and a dispersion medium (2-ethylhexanol) were mixed.
  • the amount of the dispersion medium was adjusted so that the slurry viscosity was 12000 cP.
  • the slurry prepared as described above was formed into a sheet shape on a PET film by a doctor blade method so that the thickness after drying was 20 ⁇ m.
  • the obtained tape was cut into a circle having a diameter of 140 mm, and 50 sheets were stacked and placed on an Al plate having a thickness of 10 mm, followed by vacuum packing. This vacuum pack was hydrostatically pressed at a pressure of 100 kgf / cm 2 in 85 ° C. warm water to produce a disk-shaped molded body.
  • the obtained molded body was placed in a degreasing furnace and degreased under conditions of 600 ° C. ⁇ 20 hours.
  • the obtained degreased body was fired at normal pressure in the atmosphere at 1300 ° C. for 5 hours to obtain a disk-shaped ZnO sintered body (blank substrate 12: see FIG. 4A).
  • the obtained blank substrate 12 was ground using a fixed grindstone, the thickness was adjusted to 0.5 mm, and then the joint surface was polished using about 0.5 ⁇ m diamond abrasive grains and a tin surface plate. Further, the joint surface was polished using a colloidal silica slurry and a hard urethane pad.
  • the center line average surface roughness Ra value in a field of ⁇ 300 ⁇ m was evaluated using a three-dimensional optical interference roughness meter.
  • the degree of orientation was measured on the bonding surface 15 by XRD.
  • XRD XRD apparatus
  • an XRD profile was measured when X-rays were irradiated to the substrate bonding surface.
  • the degree of orientation was calculated by the Lotgering method using all diffraction peaks where the 2 ⁇ position appears in the range of 30 ° to 45 ° when CuK ⁇ rays (wavelength 1.5418 mm) are used as X-rays.
  • the diffraction peak of the crystal plane to be measured does not appear in the angular range, it is calculated by the Lotgering method using all the diffraction peaks that appear in the angular range and the diffraction peak of the crystal plane to be measured. did.
  • the crystal plane to be measured in this experimental example is the (100) plane, and the degree of orientation was calculated by the following equation. As a result, the value of (100) orientation degree in this experimental example was 0.71.
  • the average crystal grain size of the bonding surface 15 of the support substrate 11 was measured by the following method.
  • the joint surface 15 was etched with nitric acid having a concentration of 0.3 M for 10 seconds to clarify the grain boundary, and then an image was taken with a scanning electron microscope.
  • the visual field range was such that when three parallel straight lines were drawn in the visual field range, a straight line intersecting 10 to 30 particles could be drawn for any straight line.
  • a value obtained by multiplying the average length of the line segments inside the individual particles by 1.5 for all the particles intersecting the straight lines was defined as the average particle size of the joint surface.
  • the crystal grain aspect ratio of the cross section of the support substrate was measured by the following method. A sample about 10 mm square was cut out from the support substrate, the surface perpendicular to the bonding surface was polished, etched with nitric acid having a concentration of 0.3 M for 10 seconds, and then an image was taken with a scanning electron microscope. The visual field range was such that when three straight lines parallel to the joint surface were drawn, a straight line intersecting 10 to 30 particles could be drawn for any of the straight lines.
  • Example 2 (ZnO, m-plane orientation)
  • the amount of the dispersion medium was decreased so that the slurry viscosity was 24000 cP.
  • the firing temperature was 1400 ° C.
  • Others were the same as in Experimental Example 1.
  • the (100) orientation degree of the support substrate increased to 0.83.
  • Other indicators are also shown in Table 1.
  • Example 3 (ZnO, m-plane orientation)
  • the amount of the dispersion medium was reduced so that the slurry viscosity was 42000 cP.
  • the firing temperature was 1450 ° C.
  • Others were the same as in Experimental Example 1.
  • the (100) orientation degree increased to 0.90.
  • Other indices are also shown in Table 1.
  • Example 4 (ZnO, c-plane orientation) 1730 g of zinc sulfate heptahydrate (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory) and 4.5 g of sodium gluconate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were dissolved in 3000 g of ion-exchanged water. This solution was placed in a beaker and heated to 90 ° C. while stirring with a magnetic stirrer. While this solution was maintained at 90 ° C. and stirred, 490 g of 25% aqueous ammonium was added dropwise with a microtube pump. After completion of dropping, the mixture was kept at 90 ° C. with stirring for 4 hours and then allowed to stand.
  • the precipitate was separated by filtration, further washed with ion-exchanged water three times, and dried to obtain a white powdered zinc oxide precursor.
  • 100 g of the obtained zinc oxide precursor was placed on a zirconia setter and calcined in the air in an electric furnace to obtain 65 g of a plate-like porous zinc oxide powder.
  • the temperature schedule at the time of calcination was raised from room temperature to 900 ° C. at a rate of temperature increase of 100 ° C./h, and then kept at 900 ° C. for 30 minutes to allow natural cooling.
  • the obtained plate-like zinc oxide powder was pulverized to a mean particle size of 1.0 ⁇ m with a ball mill using ZrO 2 balls.
  • the degree of orientation of the (002) plane which is the crystal plane to be measured in this experimental example, was measured on the polished surface by XRD.
  • XRD XRD apparatus
  • an XRD profile was measured when X-rays were irradiated to the joint surface of the disk-shaped ZnO.
  • the (002) orientation degree was calculated by the following formula.
  • Example 5 Al 2 O 3 c-plane orientation
  • Example 5 A tape laminate in which 50 sheets of 20 ⁇ m-thick tapes were laminated in the same manner as in Example 1 using Kinsei Matech plate-like Al 2 O 3 (grade 00610) as a raw material.
  • a sintered compact was produced using a graphite mold in a hot press under conditions of 1700 ° C. ⁇ 4 h in nitrogen. Thereafter, the bonding surface was processed in the same manner as in Example 1 to produce a support substrate.
  • the degree of orientation of the (006) plane which is the crystal plane to be measured in this experimental example, was measured on the polished surface by XRD.
  • an XRD profile was measured when X-rays were irradiated to the joint surface of the disk-like Al 2 O 3. (006)
  • the degree of orientation was calculated by the following equation.
  • Example 1 (ZnO non-oriented)
  • a support substrate was prepared in the same manner as in Example 1 using commercially available ZnO powder (manufactured by Shodo Chemical Co., Ltd., one type of zinc oxide, average particle size 0.6 ⁇ m).
  • Example 2 (ZnO c-plane orientation high aspect ratio)
  • the average particle size after pulverization with a ball mill was set to 3.0 ⁇ m.
  • a support substrate was produced in the same manner as in Example 4 except for this.
  • the microscopic centerline average surface roughness of the joint surface can be reduced, and no degranulation or cracking of the substrate occurs and is suitable for joining.
  • Comparative Example 1 oriented ceramics were not used, but the microscopic Ra of the joining surface was large and it was not suitable for joining with a functional substrate.

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Abstract

　複合基板用支持基板１１は、セラミックスからなり、接合に供される研磨面１５を有する。支持基板を構成するセラミックスの研磨面１５における配向度が５０％以上であり、支持基板１１を構成する結晶粒のアスペクト比が５．０以下である。

Description

複合基板用支持基板および複合基板
　本発明は、圧電体や半導体などの機能性層を接合して支持する複合基板用支持基板に関するものである。
　弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）素子は、携帯電話機等のような通信機器におけるバンドパスフィルタとして幅広く使用されている。携帯電話機等の高性能化に伴い、弾性表面波素子を利用したフィルタにも、高性能化が求められている。
　しかし、弾性表面波素子は、温度変化によって通過帯域が移動してしまうという問題がある。特に、現在多用されているニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムは、電気機械結合係数が大きく、広帯域のフィルタ特性を実現するのに有利である。しかし、ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムは温度安定性に劣る。
　例えば、タンタル酸リチウムを用いた弾性表面波フィルタの周波数変化の温度係数は－３５ｐｐｍ／℃であり、想定される使用温度範囲での周波数変動が大きい。このため、周波数変化の温度係数を低減することが必要である。
　周波数温度特性が良好な弾性波素子を作製する等の目的で、圧電材料等の機能性基板と低熱膨張を有する材料の支持基板とを貼り合わせた複合基板を利用することが知られている（特許文献１）。
　一方、ＧａＮ等の窒化物系化合物半導体を用いた発光素子の作製においては、高価なＧａＮ系半導体からなる基板の使用量を削減する等の目的で、ＧａＮ系半導体基板を異なる材料（例：ＺｎＯ、β―Ｇａ２Ｏ３）からなる支持基板へ接合し、ＧａＮ系半導体の薄層のみを支持基板上に残して半導体基板の大部分を分離する方法が知られている（特許文献３）。
　又、携帯電話に用いられるアンテナ切り替え用スイッチにおいて、多モード多バンド化及び、小型化・低コスト化に対応するため、近年SOS（Silicon on Sapphire）技術が注目されている。これはサファイヤ基板上に、Siをエピ成長させ、このSi層を用いてCMOSスイッチを形成するものである。特徴は、絶縁性のサファイヤを用いることから、基板へのリークが無く、低消費電力化に大変有効である。さらにSiプラットフォームに近いため、デコーダ回路等を1チップに集積することが可能となり、小型化、低コスト化に有利な技術となっている。一方、前記の技術においては、格子定数の異なる単結晶サファイヤ基板へSiをエピ成長させることに起因するSi層の品質低下が発生する場合があるが、これを抑制するため、サファイヤ基板（支持基板）上に単結晶Si（機能性基板）を接合した基板が検討されている（特許文献４）。
　上記機能性基板と支持基板は、接合層や接着層を介して接合される場合や、直接接合により接合される場合があるが、いずれの場合も接合力を最大化するためには、CMP等により表面を平坦に加工する必要がある。
特許4657002号 特開２０１０－０１８５１０ 特開２０１１－１４６６５２ 特開2003-224042 特許3556886号
　一般的に、支持基板には、高い表面平坦度を比較的容易に実現できる単結晶材料が用いられるが、コストが高いという問題がある。また、単結晶は強度が十分でなく、研磨や切断といった加工時に割れが発生する問題がある。
　本発明の課題は、接合に供される研磨面を有する複合基板用支持基板であって、良好な加工面の精度を確保できると共に、単結晶の加工時に起こりやすい割れを防止できるようにすることである。
　本発明は、セラミックスからなり、接合に供される研磨面を有する複合基板用支持基板であって、
　前記セラミックスの研磨面における配向度が５０％以上であり、支持基板を構成する結晶粒のアスペクト比が５．０以下であることを特徴とする。
　本発明者は、複合基板用支持基板を、強度が高く、割れの生じにくいセラミックスによって形成することを検討した。しかし、通常のセラミックスでは、多結晶構造なので、単結晶研磨後の表面の平坦性を高度に向上させることが難しく、また加工時の脱粒によって表面平坦性が損なわれる。
　ここで、本発明者は、配向性セラミックスを複合基板用支持基板に適用することを想到した。配向性セラミックスは、セラミックスを構成する結晶粒子が、所定方向に向かって配向するように制御されたものである。すなわち、支持基板の接合面（研磨面）を配向させることで、研磨時に単結晶に匹敵するレベルの表面精度を実現でき、しかも割れを生じないことを見いだし、本発明に到達した。これによって、複合基板の生産性を著しく向上させることができるので、産業上の利用性は極めて大きい。
（ａ）は、弾性表面波素子６を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の素子６を模式的に示す上面図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）のＩａ－Ｉａ断面に相当する。 （ａ）は、他の弾性表面波素子１０を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の素子１０を模式的に示す上面図である。図２（ａ）は図２（ｂ）のＩＩａ－ＩＩａ断面に相当する。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ、更に他の弾性表面波素子６Ａ、１０Ａを模式的に示す断面図である。 （ａ）は、セラミックスからなるブランク基板１２を示し、（ｂ）は、ブランク基板１２を研磨加工して得られた基材１を示し、（ｃ）は、基材１を更に研磨加工して得られた支持基板１１を示し、（ｄ）は、支持基板１１上に機能性基板１７を接合層１６を介して接合して得られた複合基板２０Ａを示し、（ｅ）は、支持基板１１上に機能性基板１７を直接接合して得られた複合基板２０Ｂを示す。 図５は、機能性基板（例：ＧａＮ）の一部（薄層）２１を支持基板１１上に残して分離した複合基板２０Ｃを示す。 支持基板が導電性を有する場合の発光素子の構成例を模式的に示す断面図である。 支持基板が導電性を有しない場合の発光素子の構成例を示す断面図である。
（支持基板）
　本発明では、複合基板用の支持基板として、特定の結晶面が配向したセラミックスを用いる。これにより、単結晶に匹敵する良好な加工面の精度を確保できると共に、単結晶の加工時に起こりやすい割れを防止することが可能となる。
　支持基板の研磨面の配向度とは、特許文献２（特開２０１０－０１８５１０）に記載のような、ロットゲーリング法による配向度であり、セラミックスを構成する結晶粒子の配向性を表す指標である。これは、実施例に記載の方法によって測定可能である。
　支持基板の研磨面における配向度を５０％以上とすることによって、加工面の表面平坦度を十分に高くすることができる。この観点からは、支持基板の研磨面の配向度を６０％以上とすることが好ましく、７０％以上とすることが更に好ましい。また、この観点からは、支持基板の研磨面の配向度の上限は特にないが、実際上は９８％以下のものが製造しやすい。
　また、本発明では、支持基板の断面観察より求めた結晶粒のアスペクト比（研磨面に平行な方向／研磨面に垂直な方向）が５．０以下である。これにより、表面加工時の脱粒を防ぎ、良好な加工面の状態を確保できる。この理由として、前記アスペクト比が小さいことで、表面に存在する粒子において、粒子体積に対する表面に露出する面積の割合が小さくなり、加工時に粒界から剥離して粒子が脱落する現象が起き難くなるためと推測される。この観点からは、前記アスペクト比は、３．０以下が好ましく、２．５以下が更に好ましい。このアスペクト比は、実施例記載の方法によって測定可能である。
　また、前記アスペクト比は１．０以上が好ましく、１．１以上が更に好ましく、１．２以上が特に好ましい。
　支持基板を構成するセラミックスの平均結晶粒径は、１００μｍ以下とすることが好ましい。これにより基板強度が向上し、加工時の割れを効果的に抑制することが可能となる。この観点からは、支持基板を構成するセラミックスの平均結晶粒径は、８０μｍ以下とすることが更に好ましい。
　また、支持基板を構成するセラミックスの平均結晶粒径は、２μｍ以上とすることが好ましい。これにより表面加工時の脱粒を抑制することが可能となる。理由は定かでないが、粒径が一定以上に大きくなると、粒子1つを脱落させるために必要なエネルギーが増大するためではないかと考えられる。この観点からは、支持基板を構成するセラミックスの平均結晶粒径は、４μｍ以上とすることが更に好ましい。
　支持基板を構成するセラミックスとしては、アルミナ、炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化珪素、コーディエライト、酸化ガリウム、酸化亜鉛を例示できるが、アルミナ、コーディエライト、酸化亜鉛が、比較的低い熱膨張率を有することから特に好ましい。
　また、酸化亜鉛のような極性を有する材料の場合は、ｃ面のような極性面よりも、ｍ面やａ面といった非極性面を配向させることが望ましい。これは面極性により加工レートが異なるため、非極性面のほうが表面平坦度がいっそう向上するからである。
　また、支持基板を構成するセラミックスの相対密度は、表面平坦性および汚染防止の観点から、９８％以上とすることが好ましく、９９％以上とすることが更に好ましい。
　また、ＧａＮ系半導体を用いた発光素子用途に用いる場合には、支持基板を構成するセラミックスの体積抵抗率を１×１０－２Ω・ｃｍ以下とすることが好ましく、２×１０－３Ω・ｃｍ以下とすることが更に好ましい。これにより基板に電流を流す縦型構造を採用することが可能となり、構造の簡素化に伴う低コスト化並びに発光効率の向上が可能となるためである。
　また、発光素子用途に用いる場合には、支持基板を構成するセラミックスが透光性を有することが好ましい。これにより、発生した光を有効に外部に取り出すことが可能となる。透光性を生じさせるためには、支持基板の厚さを薄く加工することの他、製法としてホットプレスや熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）等を用い、緻密度を高めると共に、粒径を大きく成長させることが効果的である。
（複合基板）
　本発明によって提供可能な複合基板は、支持基板、および支持基板の研磨面に対して直接または接合層を介して接合されている機能性層であって、半導体、圧電体または誘電体からなる機能性層を有する。
　機能性層は、半導体、圧電体、誘電体からなる層であって、本発明の支持基板に接合されている層を指している。この機能性層としては、以下の形態が好ましい。
　（１）　自立可能な機能性基板を支持基板に対して接合した後、機能性基板を加工せずに用いる。
　（２）　自立可能な機能性基板を支持基板に対して接合した後、機能性基板の厚さを薄くする加工を行う。こうした加工としては、研磨、研削、一部剥離等がある。
　（３）　（２）のうち、自立可能な機能性基板を支持基板に対して接合した後、機能性基板の厚さを薄くする加工を行うことによって、厚さが自立不可能な厚さ（例：１μｍ以下）にまで低減して薄層とする。こうした加工としては、研磨、研削、一部剥離等がある。
　複合基板が提供する機能としては、以下を例示できる。
　加速度センサ、焦電センサ、超音波センサ、電界センサ、温度センサ、ガスセンサ、ノッキングセンサ、ヨーレートセンサ、エアバックセンサ、圧電ジャイロセンサ等の各種センサ、圧電トランス等のエネルギー変換素子、圧電アクチュエータ、超音波モータ、レゾネータ等の低損失アクチュエータ又は低損失レゾネータ、キャパシタ、バイモルフ圧電素子、振動ピックアップ、圧電マイクロホン、圧電点火素子、ソナー、圧電ブザー、圧電スピーカ、発振子、フィルタ、誘電素子、マイクロ波誘電素子、熱電変換素子、焦電素子、プロジェクター、高周波デバイス、高性能レーザー、パワーデバイス、発光素子、レーザー、受光素子、太陽電池、アンテナ切り替え用スイッチ
　好適な実施形態の１例においては、機能性層が、圧電単結晶からなり、弾性波を伝搬させる伝搬基板である。図１～図３は、この実施形態に係るものである。
　図１（ａ）、図１（ｂ）の弾性表面波素子６においては、支持基板１の接合面１ｂに接着剤層2を介して伝搬基板３の接合面３ｂを接合している。１ａは支持基板１の底面である。伝搬基板の表面３ａに、入力電極４および出力電極５を形成し、トランスバーサル型の弾性表面波素子６を得る。入力電極４から出力電極５へと向かって、弾性表面波が矢印７のように伝搬され、弾性表面波フィルタを構成する。
　また、携帯電話用の弾性表面波フィルタでは、主として共振型の弾性表面波素子を使用する。図２（ａ）、図２（ｂ）は、この例に係るものである。図２（ｂ）は、共振型の弾性表面波素子の電極パターン例を示す。
　図２（ａ）、図２（ｂ）の弾性表面波素子１０においては、支持基板１の接合面１ｂに接着剤層2を介して伝搬基板３の接合面３ｂを接合している。１ａは支持基板１の底面である。伝搬基板の表面３ａに、電極１６、１７、１８を形成し、共振型の弾性表面波素子を得る。
　図３（ａ）の弾性表面波素子６Ａにおいては、支持基板１の接合面１ｂに伝搬基板３の接合面３ｂを直接接合している。伝搬基板の表面３ａに、入力電極４および出力電極５を形成し、トランスバーサル型の弾性表面波素子６Ａを得る。入力電極４から出力電極５へと向かって、弾性表面波が矢印７のように伝搬され、弾性表面波フィルタを構成する。
　図３（ｂ）の弾性表面波素子１０Ａにおいては、支持基板１の接合面１ｂに伝搬基板３の接合面３ｂを直接接合している。１ａは支持基板１の底面である。伝搬基板の表面３ａに、電極１６、１７、１８を形成し、共振型の弾性表面波素子を得る。
　弾性波素子は、弾性表面波の他、伝搬基板内部を伝搬するラム波を用いた素子であってよい。弾性波素子は、特に好ましくは弾性表面波フィルタまたはレゾネ―タである。弾性表面波フィルタは帯域通過フィルタが好ましく、またレゾネータは、弾性表面波発振素子であり、１ポートタイプと２ポートタイプのいずれも含む。
　弾性波素子は、伝搬基板の表面に設けられる複数の電極指を間挿してなるＩＤＴ電極と、ＩＤＴ電極のラム波の伝播方向両側に配設される一対の反射器とを備えるラム波型共振子であってよい。ラム波とは、伝播させる波の数波長以下に基板厚みを薄くすることで、基板内部を伝播するバルク波が基板の上下面での反射を繰り返し伝播する板波である。基板表面から深さ１波長以内にエネルギーの９０％を有するレイリー波、漏洩弾性表面波、擬似縦波型漏洩弾性表面波の表面波とは異なり、ラム波は基板内部を伝播するバルク波であるためエネルギーは基板全体に分布している。
　支持基板の厚さＴ１は、温度特性改善という観点からは、１００μｍ以上が好ましく、１５０μｍ以上がさらに好ましく、２００μｍ以上が一層好ましい。また、Ｔ１は、製品の小型化という観点からは、５００μｍ以下が好ましい。所望の厚さへの加工は、機能性（伝播）基板を支持基板に接合した後、グラインダー等による粗研磨及びコロイダルシリカとウレタンパッド等を用いた精密研磨により行うことが可能である。
　伝搬基板の材質は、電気機械結合定数の大きいニオブ酸リチウム、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固溶体単結晶からなる群より選ばれることが好ましい。好ましくは、圧電単結晶がタンタル酸リチウムからなる。
　また、好ましくは、伝搬基板における弾性表面波伝播方向がＸ方向であり、切り出し角を回転Ｙカット板とする。特に好ましくは、ニオブ酸リチウムでは３５～１３０°Ｙカット板である。タンタル酸リチウムでは伝搬基板が３６～４７°Ｙカット板である。
　伝搬基板の厚さＴ２は、弾性表面波デバイスの場合、周波数の温度特性の改善という観点からは、１０～５０μｍが好ましく、１０～４０μｍがさらに好ましく、１０～３０μｍが特に好ましい。ラム波やバルク弾性波を用いた弾性波デバイスでは、伝搬基板の厚さＴ２は、０．１～１０μmが好ましく、０．１～１μmが特に好ましい。
　好適な実施形態においては、有機接着剤層の厚さｔを０．１μｍ以上、１．０μｍ以下とする。弾性波素子の周波数の温度特性を更に向上させるという観点からは、有機接着剤層の厚さは、０．１μｍ以上が好ましく、また、０．８μｍ以下が好ましい。
　電極パターンを構成する材質は、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。
　電極パターンの厚さの弾性波波長λに対する比率（ｔ／λ）は、３～１５％であることが好ましく、５％以上であることが更に好ましく、また１５％以下であることが更に好ましい。
（支持基板の製造）
　本発明の支持基板および複合基板の好適な製造プロセスについて例示する。
　まず、図４（ａ）に示すように、配向性セラミックスからなるブランク基板１２を準備する。ブランク基板１２の表面１２ａ、底面１２ｂは、研削面であってよく、また焼成面（アズファイアー面）であってよい。
　配向性セラミックスは、例えば特許文献２に記載のような方法で製造できる。
　具体的には、まず特定の結晶面が露出した板状の粒子からなる原料粉末を準備する。例えば、市販の粉末（例：キンセイマテック製セラフ（Ａｌ２Ｏ３））を使用しても良いし、他の公知の方法により作製しても良い。
　板状の粒子からなる原料粉末作成方法の一例を以下に示す。まず、薄いセラミックスシートを製造する。このシートは、原料粒子を例えば厚さ１５μｍ以下のシート状に成形して焼成することにより、結晶粒子をシート面に沿って粒成長させたものである。シート面方向に、より粒成長が促進されるので、特定の結晶面をシート表面に揃えた状態（配向した状態）で、平板状のアスペクト比のより大きな結晶粒子に成長させることができる。これを適切な粒径までボールミル等の方法により粉砕することで、特定の結晶面が露出した板状粒子からなる粉末を作製することが可能である。セラミックスシートの原料としては、目的の成分の酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩及び硝酸塩などを用いることができるが、主として酸化物、炭酸塩を用いることが好ましい。また、シートの粉砕では、シートの厚さに応じた粒径とすることが好ましく、原料のメディアン径（Ｄ５０）をシート厚さの２％以上６０％以下とすることが好ましい。メディアン径がシート厚さの２％以上であれば粉砕処理が容易であり、６０％以下であればシート厚さを調整しやすい。この粒径は、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて分散媒（有機溶剤や水など）に分散させて測定した値を用いるものとする。原料の粉砕は、湿式粉砕することが好ましく、例えばボールミルやビーズミル、トロンメル、アトライターなどを用いてもよい。
　上記の方法にて得られた板状粒子からなる原料粉末を成形することで、成形体シートを得る。この成形方法としては、例えば、板状粒子を含むスラリーを用いたドクターブレード法や、板状粒子を含む坏土を用いた押出成形法を例示できる。ドクターブレード法を用いる場合、可撓性を有する板（例えばＰＥＴフィルムなどの有機ポリマー板など）にスラリーを塗布し、塗布したスラリーを乾燥固化して成形体とし、この成形体と板とを剥がすことによりセラミックスシートを作製してもよい。成形前にスラリーや坏土を調製するときには、平板状粒子を適当な分散媒に分散させ、バインダーや可塑剤などを適宜加えてもよい。また、スラリーは、粘度が５０００～５００００ｃＰとなるように調製するのが好ましく、減圧下で脱泡するのが好ましい。
　成形体シートの厚さとしては、３００μｍ以下とすることが好ましく、２００μｍ以下が更に好ましく、１００μｍ以下がより好ましく、５０μｍ以下とすることが一層好ましい。また、成形体シートの厚さは、１０μｍ以上とするのが好ましい。
　次いで成形体シートを焼成する。この際、成形体シートを複数層積層しても良い。積層時には静水圧プレス処理（ＣＩＰ）を行うのが好ましい。シート間の接着性を高めるため、静水圧プレス処理を１００℃以下の温水中で行っても良い（ＷＩＰ）。焼成工程での焼成温度は、平衡形の結晶が得られる焼成温度としてもよいし、この温度よりも高い温度としてもよい。なお、バインダーなどを含む成形体の場合は、焼成を行う前に脱脂を主目的とする熱処理を行ってもよい。このとき、脱脂の温度は、少なくともバインダーなどの有機物を熱分解させるに十分な温度（例えば４００～６００℃）とする。
　又、配向性セラミックスは、例えば特許文献５に記載のような、磁場を用いた方法でも製造できる。
（研磨加工）
　例えば図４（ａ）に示すようなブランク基板１２の表面１２ａを研磨加工することによって、図４（ｂ）に示す基材１を得る。５は研磨面であり、１ｂは未研磨の底面である。次いで、研磨面５を精密研磨加工することによって、各結晶粒子が平面に沿って削られ、それぞれ平坦面を有する、研磨された結晶粒子が表面に露出することになる。この研磨された結晶粒子の表面は平滑となっている。このようにして支持基板１１を得る。１５は研磨面であり、機能性基板との接合に供する。１１ｂは底面である。
　支持基板１１を得た後、支持基板１１の表面１５に対して機能性基板１７を接合できる。図４（ｄ）の複合基板２０Ａでは、支持基板１１の表面１５上に接合層１６を介して機能性基板１７が接合されている。また、図４（ｅ）の複合基板２０Ｂでは、支持基板１１の表面１５上に接合層１６を介さずに機能性基板１７が直接接合されている。いずれも、支持基板１１の表面が微視的に見て平滑であることから、機能性基板との接合強度を高くすることができる。
　好適な実施形態においては、支持基板の表面の微視的な中心線平均表面粗さＲａが３０ｎｍ以下である。これが大きいと、機能性層の接合強度を低減させる。これは、本発明の観点からは、２５ｎｍ以下が更に好ましい。なお、これは、表面に表れる各結晶粒子の露出面について原子間力電子顕微鏡によって撮像し、後述のようにして算出する数値のことである。
　研磨加工の段階においては、以下の工程を例示できる。
　すなわち、金属定盤(Sn、Cu)上に、ダイヤモンドスラリー(平均粒径0.5～3μm)を滴下し、定盤を回転させる。基材の表面を金属定盤と接触するように置き、圧力を加えながら研磨する。
　好適な実施形態においては、研磨パッド上に、コロイダルシリカスラリー(平均粒径20～80nm)を滴下し、パッドを回転させる。基板材料の表面をパッドと接触するように置き、圧力を加えながら研磨する。
　硬質パッドとしては、発泡ポリウレタンパッドやウレタン含浸不織布パッドが好ましい。発砲ウレタンは、ウレタンのプレポリマー、硬化剤、発泡剤からなる。ウレタン樹脂には、耐水性や耐薬品性の観点から、エーテル系のウレタン、硬化剤にはジアミンなどが使われる。発泡倍率は、用途に応じて0.4～1.0g/cm3のものが使われる。ウレタン樹脂以外には、エポキシ樹脂製のパッドも開発されている。
　不織布パッドの不織布の繊維品種として主にレーヨン、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレンなどがある。これらの不織布にウレタン樹脂を含浸させ、不織布とポリウレタン樹脂との混合体にする。
　また、硬質パッドによって鏡面を仕上げ加工する段階では、コロイダルシリカスラリーを用いて研磨することができる。
（接合形態）
　支持基板と機能性層との接合に用いられる技術としては、特に限定される訳ではないが、例えば表面活性化による直接接合や、接着層を用いた基板接合技術が用いられる。
　直接接合には、界面活性化による低温接合技術が好適に用いられる。１０－６Pa程度の真空状態にてＡｒガスによる表面活性化を実施後、常温にてＳｉ等の単結晶材料がＳｉＯ２等の接着層を介して多結晶材料と接合されることができる。
　図５は、機能性基板（例：ＧａＮ）の一部（薄層）２１を支持基板１１上に残して分離した複合基板２０Ｃを示す。図６は、支持基板が導電性を有する場合の発光素子の構成例を模式的に示す断面図である。
　図５の複合基板２０Ｃにおいては、支持基板１１の接合面１５に対して機能性薄層２１が接合されている。
　図６の発光素子４０は、図５の複合基板２０Ｃがチップ状に切断されて成る複合基板４１を備えている。複合基板４１は、支持基板１４と、支持基板１４の接合面１４ａに設けられたＧａＮ薄層２１からなる。
　また、発光素子４０は、ＧａＮ薄層２１の表面２１ａ上に順に積層された、ｎ型ＧａＮ層４２及びｎ型ＡｌＧａＮ層４３といった窒化物系化合物半導体層を備えている。ｎ型ＧａＮ層４２は、９００℃以上１１５０℃以下という高い成長温度でＧａＮ薄層２１の直上に成長された層である。また、発光素子は、ｎ型ＡｌＧａＮ層４３上に設けられた発光層４４を備えている。発光層４４上には、ｐ型ＡｌＧａＮ層４５及びｐ型ＧａＮ層４６といった窒化物系化合物半導体層を備えている。
　発光層４４は、Ｉｎを含む単一層からなることができ、または量子井戸構造を有することができる。必要な場合には、量子井戸構造は、交互に配列された井戸層及び障壁層を含むことができる。井戸層はＩｎを含む窒化物系化合物半導体、例えばＩｎＧａＮ等からなることができ、障壁層は井戸層よりバンドギャップエネルギーの大きいＩｎＧａＮ又はＧａＮ等からなることができる。発光層４４の発光波長は、井戸層のバンドギャップやＩｎ組成、その厚さ等によって制御される。ＧａＮ薄層２１の表面２１ａを非極性面または半極性面とした場合、発光層４４は、波長５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下の範囲のピーク波長を有する緑色光を発生するようなＩｎ組成とすることも可能である。
　発光素子には、アノード電極４７及びカソード電極４８が設けられている。アノード電極４７は、ｐ型ＧａＮ層４６上に設けられている。アノード電極は、例えばＮｉ／Ａｕ／Ａｌ／Ａｕといった金属を順次積層してなり、アノード電極４７とｐ型ＧａＮ層４６との間でオーミック接触が実現されている。カソード電極４８は、導電性の支持基板１４の裏面１４ｂ上に設けられている。カソード電極４８は、例えばＴｉ／Ａｌ／Ａｕといった金属を順次積層してなり、カソード電極４８と支持基板１４との間でオーミック接触が実現されている。
　図７は、支持基板４３が導電性を有しない場合の発光素子５０の構成例を示す断面図である。図６と同じ部分には同じ符号を付け、その説明を省略する。４２は複合基板である。
　本例では、支持基板４３が導電性を有しないため、アノード電極４７とカソード電極４８が支持基板に対して同じ側に配置されている。すなわち、アノード電極４７はｐ型ＧａＮ層４６上に設けられており、カソード電極４８は薄層２１上に設けられている。
　支持基板上に機能性基板の一部（薄層）を残して機能性基板の大分部分を分離する方法として、下記の方法が使用可能である。まず、機能性基板の表面にイオン注入を行い、その機能性基板の表面と支持基板の主面とを互いに接合する。接合方法としては、様々な方法がある。例えば、超高真空中で両基板を押圧してもよく、或いは、低真空のプラズマ雰囲気の中で、２００℃程度の加熱を行って接合しても良い。そして、接合した後に、更に高い温度（例えば３００℃～５００℃）で加熱することにより、イオン注入により生成した機能性基板のダメージ層付近の領域から剥離を生じさせる。これにより、機能性基板の一部（薄層）のみを支持基板上に残して他の部分を分離することが可能となる。分離した機能性基板部分は、表面加工により、再度薄層形成用基板として用いることが可能である。
（接着層）
　接着層の例としては、樹脂による接着の他に、SiO2、Al2O3、Si3N4が用いられる。
　支持基板と機能性層とを接着する有機接着剤層の材質は限定されないが、アクリル系樹脂、あるいはエポキシ系樹脂が好ましい。
　接着剤層の形成方法は限定されないが、印刷、スピンコーティングを例示できる。
（実施例1 （ZnO、m面配向））
　ZnOの板状一次粒子は以下の方法にて作製した。
　関東化学製硝酸亜鉛六水和物を用い、濃度0.1MのZn(NO3)2水溶液を作製した。又、シグマアルドリッチ製水酸化ナトリウムを用い、濃度0.1MのNaOH水溶液を作製した。NaOH水溶液に対し、Zn(NO3)2水溶液を体積比1:1で混合し、攪拌しながら80℃で6時間保持し、沈殿物を得た。沈殿物をイオン交換水で3回洗浄した後、乾燥することで、板状のZnO一次粒子が凝集した球状の二次粒子を得た。
　φ2mmのZrO2製ボールを用い、エタノールを溶媒として、3hrのボールミル粉砕処理を行うことにより、ZnO二次粒子を平均粒径0.6μmの板状一次粒子へ粉砕した。
　得られたZnO板状一次粒子100重量部に対し、バインダー（ポリビニルブチラール:品番BM-2、積水化学工業株式会社製）9重量部と、可塑剤（DOP：Di（2-ethylhexyl）phthalate、黒金化成株式会社製）4.5重量部と、分散剤（製品名レオドールSP-O30、花王株式会社製）3重量部と、分散媒（2-エチルヘキサノール）を混合した。分散媒の量は、スラリー粘度が12000cPとなる様に調整した。上記のようにして調製されたスラリーを、ドクターブレード法によって、PETフィルムの上に、乾燥後の厚さが20μｍとなるように、シート状に成形した。得られたテープをφ140mmの円形に切断した後50枚積層し、厚さ10mmのAl板の上に載置した後、真空パックを行った。この真空パックを85℃の温水中で、100kgf/cm2の圧力にて静水圧プレスを行い、円盤状の成形体を作製した。
　得られた成形体を脱脂炉中に配置し、600℃×20hrの条件で脱脂を行った。得られた脱脂体を大気中1300℃×5hrの条件で常圧焼成し、円盤状ZnO焼結体（ブランク基板１２：図４（ａ）参照）を得た。
　得られたブランク基板１２を固定砥石を用いて研削処理し、厚みを０．５ｍｍに調整した後、接合面を約０．５ｕｍのダイヤモンド砥粒と錫定盤を用いて研磨した。更に接合面をコロイダルシリカスラリーと硬質ウレタンパッドを用いてポリッシングした。
　得られた支持基板１１の接合面１５の結晶粒間段差を把握するため、三次元光干渉粗さ計を用い、□300μｍの視野における中心線平均表面粗さＲａ値を評価した。
　また得られた支持基板１１の配向度を確認するため、接合面１５においてＸＲＤにより配向度を測定した。ＸＲＤ装置（株式会社リガク製　製品名「ＲＩＮＴ-ＴＴＲIII」）を用い、基板接合面に対してＸ線を照射したときのXRDプロファイルを測定した。配向度はＸ線としてＣｕＫα線（波長１．５４１８Å）を用いた場合に２θ位置が３０°～４５°の範囲に出現する全ての回折ピークを用いて、ロットゲーリング法により算出した。尚、測定対象とする結晶面の回折ピークが前記角度範囲に現れない場合は、前記角度範囲に出現する全ての回折ピーク及び測定対象とする結晶面の回折ピークを用いて、ロットゲーリング法により算出した。本実験例における測定対象とする結晶面は(100)面であり、その配向度は、以下の式により算出した。この結果、本実験例における(100)配向度の値は0.71であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  
 
　また、支持基板１１の接合面１５の平均結晶粒径を以下の方法にて測定した。
　接合面１５を濃度０．３Ｍの硝酸にて１０秒間エッチングを行い、粒界を明確化した後、走査電子顕微鏡にて画像を撮影した。視野範囲は、視野範囲内で平行な直線を３本引いた場合に、いずれの直線も１０個から３０個の粒子と交わるような直線が引けるような視野範囲とした。前記３本の直線において、直線が交わる全ての粒子に対し、個々の粒子の内側の線分の長さを平均したものに１．５を乗じた値を接合面の平均粒径とした。
　支持基板の断面の結晶粒アスペクト比を以下の方法にて測定した。
　支持基板から約１０ｍｍ角の試料を切り出し、接合面と垂直な面を研磨し、濃度０．３Ｍの硝酸にて１０秒間エッチングを行った後、走査電子顕微鏡にて画像を撮影した。視野範囲は、接合面に平行な直線を３本引いた場合に、いずれの直線も１０個から３０個の粒子と交わるような直線が引けるような視野範囲とした。接合面に平行に引いた３本の直線において、直線が交わる全ての粒子に対し、個々の粒子の内側の線分の長さを平均したものをａ１とし、同様に、接合面に垂直に引いた３本の直線において、直線が交わる全ての粒子に対し、個々の粒子の内側の線分の長さを平均したものａ２とし、ａ１／ａ２をアスペクト比とした。
（実施例2（ZnO、m面配向））
　実施例１において、スラリー粘度が24000cPとなるよう、分散媒の量を少なくした。又、焼成温度を1400℃とした。その他は実験例1と同様とした。この結果、支持基板の(100)配向度は0.83に上昇した。その他の指標も表１に示した。
（実施例3（ZnO、m面配向））
　実施例１において、スラリー粘度が42000cPとなるように、分散媒の量を少なくした。又、焼成温度を1450℃とした。その他は実験例1と同様とした。この結果、(100)配向度は0.90に上昇した。その他の指標も表１に示す。
（実施例4（ZnO、ｃ面配向））
　硫酸亜鉛七水和物（高純度化学研究所製）１７３０ｇとグルコン酸ナトリウム（和光純薬工業製）４．５ｇをイオン交換水３０００ｇに溶解した。この溶液をビーカーに入れ、マグネットスターラーで攪拌しながら９０℃に加熱した。この溶液を９０℃に保持し且つ攪拌しながら、２５％アンモニウム水４９０ｇをマイクロチューブポンプにて滴下した。滴下終了後、９０℃にて攪拌しながら４時間保持した後、静置した。沈殿物をろ過により分離し、更にイオン交換水による洗浄を３回行い、乾燥して白色粉末状の酸化亜鉛前駆物質を得た。得られた酸化亜鉛前駆物質のうち１００ｇをジルコニア製のセッターに載置し、電気炉にて大気中で仮焼することにより、６５ｇの板状多孔質酸化亜鉛粉末を得た。仮焼時の温度スケジュールは、室温から９００℃まで昇温速度１００℃／ｈにて昇温した後、９００℃で３０分間保持し、自然放冷とした。得られた板状酸化亜鉛粉末をＺｒＯ２製ボールを用い、ボールミルにて平均粒径１．０μｍまで粉砕した。
　上記の方法により得た酸化亜鉛板状粒子１００重量部に対し、バインダー（ポリビニルブチラール：品番ＢＭ－２、積水化学工業株式会社製）１５重量部と、可塑剤（ＤＯＰ：ジ（２－エチルヘキシル）フタレート、黒金化成株式会社製）６．２重量部と、分散剤（製品名レオドールＳＰ－Ｏ３０、花王株式会社製）３重量部と、分散媒（２－エチルヘキサノール）とを混合した。分散媒の量はスラリー粘度が１００００ｃＰとなるように調整した。こうして調製されたスラリーを、ドクターブレード法により、ＰＥＴフィルムの上に、乾燥後の厚さが２０μｍとなるようにシート状に成形した。
　その後の工程は、実施例1と同様とした。
　得られた支持基板の配向度を確認するため、研磨面においてXRDにより本実験例における測定対象とする結晶面である(002)面の配向度を測定した。ＸＲＤ装置（株式会社リガク製　製品名「ＲＩＮＴ-ＴＴＲIII」）を用い、円盤状ZnOの接合面に対してＸ線を照射したときのXRDプロファイルを測定した。(002)配向度は、以下の式により算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  
 
（実施例5　（Al2O3 ｃ面配向））
　原料として、キンセイマテック製板状Al2O3（グレード00610）を用い、実施例1と同様にして、厚さ20μmのテープを50枚積層したテープ積層体を作製した。実施例1と同様にして脱脂を行った後、黒鉛製の型を用い、ホットプレスにて窒素中1700℃×4ｈの条件で焼結体を作製した。その後、実施例1と同様に接合面を加工し、支持基板を作製した。
　得られた支持基板の配向度を確認するため、研磨面においてXRDにより本実験例における測定対象とする結晶面である(006)面の配向度を測定した。ＸＲＤ装置（株式会社リガク製　製品名「ＲＩＮＴ-ＴＴＲIII」）を用い、円盤状Al2O3の接合面に対してＸ線を照射したときのXRDプロファイルを測定した。(006)配向度は、以下の式により算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  
 
（比較例１ （ZnO 無配向））
　市販のZnO粉末（正同化学製、酸化亜鉛1種、平均粒径0.6μm）を用い、実施例1と同様の方法により支持基板を作製した。
（比較例２ （ZnO ｃ面配向　高アスペクト比））
　ボールミルでの粉砕後の平均粒径を３．０μｍとした。これ以外は実施例４と同様の方法により、支持基板を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
  
　本発明の実施例においては、いずれも、接合面の微視的な中心線平均表面粗さを小さくでき、脱粒や基板の割れが生じず、接合に適するものであった。
　比較例１では、配向性セラミックスを使用していないが、接合面の微視的なＲａが大きく、機能性基板との接合に適さないものであった。
　比較例２では、支持基板の配向度は大きいが、脱粒が非常に多くなり、機能性基板との接合には使用できないものであった。

Claims (9)

  1. 　セラミックスからなり、接合に供される研磨面を有する複合基板用支持基板であって、
    　前記セラミックスの前記研磨面における配向度が５０％以上であり、前記支持基板を構成する結晶粒のアスペクト比が５．０以下であることを特徴とする、複合基板用支持基板。
  2. 　前記セラミックスの平均結晶粒径が１００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１記載の複合基板用支持基板。
  3. 　前記セラミックスの平均結晶粒径が２μｍ以上であることを特徴とする、請求項１または２記載の複合基板用支持基板。
  4. 　前記セラミックスがアルミナ、コーディエライトまたは酸化亜鉛を主成分とす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用支持基板。
  5. 　前記支持基板の前記研磨面が非極性面であることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一つの請求項に記載の複合基板用支持基板。
  6. 　請求項１～５のいずれか一つの請求項に記載の支持基板、および前記支持基板の前記研磨面に対して直接または接合層を介して接合されている機能性層であって、半導体、圧電体または誘電体からなる機能性層を有することを特徴とする、複合基板。
  7. 　前記機能性層が、圧電単結晶からなり、弾性波を伝搬させる伝搬基板であることを特徴とする、請求項６記載の複合基板。
  8. 　前記機能性層が単結晶シリコンからなることを特徴とする、請求項６記載の複合基板。
  9. 　前記機能性層がＧａＮ系半導体からなることを特徴とする、請求項６記載の複合基板。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017163722A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 日本碍子株式会社 接合方法
JP2017175618A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 住友電気工業株式会社 セラミック基板、積層体およびｓａｗデバイス
WO2017163723A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 日本碍子株式会社 接合方法
WO2018096797A1 (ja) * 2016-11-25 2018-05-31 日本碍子株式会社 接合体
JP2018207371A (ja) * 2017-06-07 2018-12-27 京セラ株式会社 弾性波素子および通信装置
WO2019039474A1 (ja) * 2017-08-25 2019-02-28 日本碍子株式会社 接合体および弾性波素子
WO2019054238A1 (ja) * 2017-09-15 2019-03-21 日本碍子株式会社 弾性波素子およびその製造方法
WO2019073783A1 (ja) * 2017-10-12 2019-04-18 住友電気工業株式会社 セラミック基板、積層体およびｓａｗデバイス
JP2020129787A (ja) * 2019-02-07 2020-08-27 太陽誘電株式会社 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ
US10931256B2 (en) 2017-08-25 2021-02-23 Ngk Insulators, Ltd. Joined body and elastic wave element
JP2022191327A (ja) * 2018-09-25 2022-12-27 京セラ株式会社 表面弾性波素子用の複合基板およびその製造方法
US11750171B2 (en) 2017-10-12 2023-09-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Layered body, and saw device

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108289440B (zh) * 2015-11-28 2021-07-23 京瓷株式会社 钓线用导向部件
CN114128139B (zh) * 2019-09-05 2025-01-14 常州承芯半导体有限公司 体声波谐振装置、体声波滤波装置
CN117223216A (zh) * 2021-06-08 2023-12-12 株式会社村田制作所 弹性波装置
CN117203893A (zh) * 2021-06-08 2023-12-08 株式会社村田制作所 弹性波装置
KR20220166616A (ko) * 2021-06-10 2022-12-19 삼성전기주식회사 음향 공진기 패키지

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0818387A (ja) * 1994-06-30 1996-01-19 Mitsubishi Materials Corp 表面弾性波デバイス及びその製造方法並びにその実装方法
JP2002121066A (ja) * 2000-10-10 2002-04-23 Kyocera Corp アルミナ質焼結体及びその製造方法
JP2002128564A (ja) * 2000-10-16 2002-05-09 Kyocera Corp ガラスセラミックスおよびその製造方法並びにそれを用いた配線基板
JP2003224042A (ja) * 2001-12-21 2003-08-08 Soi Tec Silicon On Insulator Technologies 半導体薄層の移し換え方法とそれに使用するドナーウエハの製造方法
JP2010056435A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Kanagawa Acad Of Sci & Technol 化合物エピタキシャル層の製造方法および半導体積層構造
WO2011083551A1 (ja) * 2010-01-06 2011-07-14 パナソニック株式会社 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3975518B2 (ja) 1997-08-21 2007-09-12 株式会社豊田中央研究所 圧電セラミックス
JP3783521B2 (ja) 2000-04-20 2006-06-07 株式会社村田製作所 熱処理用物品及びその製造方法
JP3556886B2 (ja) 2000-08-08 2004-08-25 独立行政法人日本学術振興会 配向性アルミナセラミックスの製造方法及び配向性アルミナセラミックス
JP2002111210A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Kyocera Corp 配線基板およびその製造方法
US20020045531A1 (en) * 2000-10-18 2002-04-18 Toru Suzuki Oriented sintered ceramic product and manufacturing method thereof
JP4795748B2 (ja) * 2004-09-13 2011-10-19 株式会社デンソー 圧電アクチュエータ
JP4657002B2 (ja) 2005-05-12 2011-03-23 信越化学工業株式会社 複合圧電基板
US7779522B2 (en) * 2006-05-05 2010-08-24 Fujifilm Dimatix, Inc. Method for forming a MEMS
JP5281269B2 (ja) * 2007-02-26 2013-09-04 日本碍子株式会社 セラミックスシート及び結晶配向セラミックスの製造方法
US8158255B2 (en) 2007-02-26 2012-04-17 Ngk Insulators, Ltd. Plate-like polycrystalline particle, method for producing plate-like polycrystalline particles, and method for producing crystallographically-oriented ceramic
JP2010018510A (ja) 2007-12-27 2010-01-28 Ngk Insulators Ltd 結晶配向セラミックス
JP5208696B2 (ja) 2008-03-21 2013-06-12 日本碍子株式会社 板状多結晶粒子
US7911111B2 (en) * 2008-04-15 2011-03-22 Ngk Insulators, Ltd. Surface acoustic wave devices
JP5491085B2 (ja) * 2008-11-10 2014-05-14 日本碍子株式会社 セラミックスシートの製造方法
JP2010161330A (ja) * 2008-12-08 2010-07-22 Hitachi Cable Ltd 圧電薄膜素子
JP5389627B2 (ja) * 2008-12-11 2014-01-15 信越化学工業株式会社 ワイドバンドギャップ半導体を積層した複合基板の製造方法
US8551862B2 (en) * 2009-01-15 2013-10-08 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method of manufacturing laminated wafer by high temperature laminating method
WO2010148398A2 (en) * 2009-06-19 2010-12-23 The Regents Of The University Of Michigan A thin-film device and method of fabricating the same
JP2011146652A (ja) 2010-01-18 2011-07-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 貼り合わせ基板、貼り合わせ基板の製造方法、及び発光素子

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0818387A (ja) * 1994-06-30 1996-01-19 Mitsubishi Materials Corp 表面弾性波デバイス及びその製造方法並びにその実装方法
JP2002121066A (ja) * 2000-10-10 2002-04-23 Kyocera Corp アルミナ質焼結体及びその製造方法
JP2002128564A (ja) * 2000-10-16 2002-05-09 Kyocera Corp ガラスセラミックスおよびその製造方法並びにそれを用いた配線基板
JP2003224042A (ja) * 2001-12-21 2003-08-08 Soi Tec Silicon On Insulator Technologies 半導体薄層の移し換え方法とそれに使用するドナーウエハの製造方法
JP2010056435A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Kanagawa Acad Of Sci & Technol 化合物エピタキシャル層の製造方法および半導体積層構造
WO2011083551A1 (ja) * 2010-01-06 2011-07-14 パナソニック株式会社 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法

Cited By (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021170782A (ja) * 2016-03-22 2021-10-28 住友電気工業株式会社 セラミック基板、積層体およびｓａｗデバイス
JP2017175618A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 住友電気工業株式会社 セラミック基板、積層体およびｓａｗデバイス
JP7095785B2 (ja) 2016-03-22 2022-07-05 住友電気工業株式会社 セラミック基板、積層体およびｓａｗデバイス
JP7033852B2 (ja) 2016-03-22 2022-03-11 住友電気工業株式会社 セラミック基板、積層体およびｓａｗデバイス
CN107406335A (zh) * 2016-03-22 2017-11-28 住友电气工业株式会社 陶瓷基板、层叠体和saw器件
KR102428548B1 (ko) * 2016-03-25 2022-08-04 엔지케이 인슐레이터 엘티디 접합 방법
WO2017163722A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 日本碍子株式会社 接合方法
JPWO2017163723A1 (ja) * 2016-03-25 2018-09-13 日本碍子株式会社 接合方法
JPWO2017163729A1 (ja) * 2016-03-25 2018-09-13 日本碍子株式会社 接合体および弾性波素子
JPWO2017163722A1 (ja) * 2016-03-25 2018-09-13 日本碍子株式会社 接合方法
KR20180102615A (ko) * 2016-03-25 2018-09-17 엔지케이 인슐레이터 엘티디 접합체 및 탄성파 소자
CN108781064A (zh) * 2016-03-25 2018-11-09 日本碍子株式会社 接合方法
CN108886347A (zh) * 2016-03-25 2018-11-23 日本碍子株式会社 接合方法
KR20190133793A (ko) * 2016-03-25 2019-12-03 엔지케이 인슐레이터 엘티디 접합 방법
WO2017163723A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 日本碍子株式会社 接合方法
WO2017163729A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 日本碍子株式会社 接合体および弾性波素子
US10964882B2 (en) 2016-03-25 2021-03-30 Ngk Insulators, Ltd. Bonding method
KR102183134B1 (ko) * 2016-03-25 2020-11-25 엔지케이 인슐레이터 엘티디 접합체 및 탄성파 소자
TWI672839B (zh) * 2016-03-25 2019-09-21 日商日本碍子股份有限公司 接合方法
US10432169B2 (en) 2016-03-25 2019-10-01 Ngk Insulators, Ltd. Bonded body and elastic wave element
CN108781064B (zh) * 2016-03-25 2019-10-11 日本碍子株式会社 接合方法
CN108886347B (zh) * 2016-03-25 2019-10-11 日本碍子株式会社 接合方法
KR102127260B1 (ko) * 2016-03-25 2020-06-26 엔지케이 인슐레이터 엘티디 접합 방법
US10720566B2 (en) 2016-03-25 2020-07-21 Ngk Insulators, Ltd. Bonding method
KR20180101482A (ko) * 2016-03-25 2018-09-12 엔지케이 인슐레이터 엘티디 접합 방법
WO2018096797A1 (ja) * 2016-11-25 2018-05-31 日本碍子株式会社 接合体
JPWO2018096797A1 (ja) * 2016-11-25 2019-10-17 日本碍子株式会社 接合体
US11456720B2 (en) 2016-11-25 2022-09-27 Ngk Insulators, Ltd. Bonded body with piezoelectric monocrystalline substrate and supporting substrate
JP2018207371A (ja) * 2017-06-07 2018-12-27 京セラ株式会社 弾性波素子および通信装置
WO2019039474A1 (ja) * 2017-08-25 2019-02-28 日本碍子株式会社 接合体および弾性波素子
US10931256B2 (en) 2017-08-25 2021-02-23 Ngk Insulators, Ltd. Joined body and elastic wave element
US11637541B2 (en) 2017-08-25 2023-04-25 Ngk Insulators, Ltd. Joined body and elastic wave element
JP2019140697A (ja) * 2017-08-25 2019-08-22 日本碍子株式会社 接合体および弾性波素子
JPWO2019039474A1 (ja) * 2017-08-25 2019-11-07 日本碍子株式会社 接合体および弾性波素子
US11632093B2 (en) 2017-09-15 2023-04-18 Ngk Insulators, Ltd. Acoustic wave devices and a method of producing the same
WO2019054238A1 (ja) * 2017-09-15 2019-03-21 日本碍子株式会社 弾性波素子およびその製造方法
JPWO2019054238A1 (ja) * 2017-09-15 2019-11-07 日本碍子株式会社 弾性波素子およびその製造方法
US11699985B2 (en) 2017-10-12 2023-07-11 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Layered body, and saw device
JP2023055717A (ja) * 2017-10-12 2023-04-18 住友電気工業株式会社 セラミック基板、積層体およびｓａｗデバイス
JPWO2019073783A1 (ja) * 2017-10-12 2020-09-24 住友電気工業株式会社 セラミック基板、積層体およびｓａｗデバイス
WO2019073783A1 (ja) * 2017-10-12 2019-04-18 住友電気工業株式会社 セラミック基板、積層体およびｓａｗデバイス
US11750171B2 (en) 2017-10-12 2023-09-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Layered body, and saw device
JP7339158B2 (ja) 2017-10-12 2023-09-05 住友電気工業株式会社 セラミック基板、積層体およびｓａｗデバイス
JP7544159B2 (ja) 2017-10-12 2024-09-03 住友電気工業株式会社 セラミック基板、積層体およびｓａｗデバイス
JP2022191327A (ja) * 2018-09-25 2022-12-27 京セラ株式会社 表面弾性波素子用の複合基板およびその製造方法
JP7454622B2 (ja) 2018-09-25 2024-03-22 京セラ株式会社 表面弾性波素子用の複合基板およびその製造方法
JP2020129787A (ja) * 2019-02-07 2020-08-27 太陽誘電株式会社 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ
JP7329954B2 (ja) 2019-02-07 2023-08-21 太陽誘電株式会社 弾性波共振器、フィルタおよびマルチプレクサ

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